KR100868070B1 - Pressure Relief Device of Pressurized Devices Using Fusible Alloys - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가용합금과 보강재를 하우징 내부에 분리 충전시킴에 의해 플럭스의 사용을 배제할 수 있어 가용합금의 동작시에 흐름이 발생되지 않는 압력용기의 압력해제장치(PRD)에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure release device (PRD) of a pressure vessel in which the use of flux can be eliminated by separately filling and filling the soluble alloy and the reinforcing material into the housing, so that no flow occurs during the operation of the soluble alloy.

본 발명은 본 발명은 선단부가 압력용기 또는 압력용기에 설치된 밸브나 압축가스라인에 연통하도록 결합되며 단계적으로 내경이 증가하는 제1 및 제2 내주부를 갖는 제1하우징과; 상기 제2내주부와 연통하도록 상기 제1하우징의 제2내주부에 선단부가 결합되고 상기 제1내주부와 동일한 내경의 제3내주부를 구비하는 제2하우징과; 상기 제1하우징의 제1내주부의 일부와 제2하우징의 제3내주부에 충진되며 주변온도가 작동온도에 도달하는 경우 용융이 이루어지는 가용합금으로 충진된 제1 및 제2 가용합금층과; 상기 제1가용합금층과 제2가용합금층 사이에 충진된 보강재층으로 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention includes a first housing having a first and a second inner peripheral portion coupled to the front end portion is in communication with a pressure vessel or a valve or a compressed gas line installed in the pressure vessel and the inner diameter is gradually increased; A second housing having a distal end coupled to a second inner circumference of the first housing so as to communicate with the second inner circumference and having a third inner circumference having the same inner diameter as the first inner circumference; First and second soluble alloy layers filled with a part of the first inner circumference of the first housing and the third inner circumference of the second housing and filled with a soluble alloy in which melting occurs when the ambient temperature reaches an operating temperature; It characterized in that it comprises a reinforcing material layer filled between the first soluble alloy layer and the second soluble alloy layer.

PRD, 가스 실린더 밸브, 가용합금, 보강재, 분리 충전, 내구성 PRD, Gas Cylinder Valve, Fusible Alloy, Stiffener, Separate Fill, Durable

Description

가용합금을 이용한 압력용기의 압력해제장치{Pressure Relief Device of Pressurized Devices Using Fusible Alloys}Pressure Relief Device of Pressurized Devices Using Fusible Alloys}

도 1은 종래의 압력용기의 압력해제장치(PRD)를 나타낸 단면도,1 is a cross-sectional view showing a pressure release device (PRD) of a conventional pressure vessel,

도 2a 및 도 2b는 각각 도 1의 PRD에 대한 동작시험 전상태와 동작시험 후의 상태를 나타내는 단면도,2A and 2B are cross-sectional views showing a state before and after an operation test for the PRD of FIG. 1, respectively;

도 3은 본 발명에 따른 PRD가 장착된 밸브를 가스 실린더에 결합한 상태를 나타낸 단면도,3 is a cross-sectional view showing a state in which a valve equipped with a PRD according to the present invention coupled to the gas cylinder,

도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 PRD의 분해 단면도,4 is an exploded cross-sectional view of the PRD according to the present invention shown in FIG.

도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명에 따른 PRD의 정면도 및 도 5a의 A-A'선 단면도이다.5A and 5B are front views and a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 5A, respectively, of a PRD according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ** Explanation of Signs of Major Parts of Drawings *

10: PRD 20: 실린더10: PRD 20: cylinder

30: 밸브 31: PRD 체결부30: valve 31: PRD fastening portion

100: 제1하우징 102: 제1체결부100: first housing 102: first fastener

103a,103b: 제1 및 제 2내주부 105: 단차부103a and 103b: first and second inner peripheral portions 105: stepped portions

107: 렌치 안착부 200: 제2하우징107: wrench seating portion 200: second housing

202: 제2체결부 203: 원통부202: second fastening portion 203: cylindrical portion

204: 제3체결부 205: 제3내주부204: Third fastening part 205: Third internal housewife

310: 제1가용합금층 320: 제2가용합금층310: first soluble alloy layer 320: second soluble alloy layer

330: 보강재층 400: 실링용 O-링330: reinforcement layer 400: sealing O-ring

본 발명은 가용합금을 이용한 압력용기의 압력해제장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 가용합금과 보강재를 하우징 내부에 분리 충전시킴에 의해 플럭스의 사용을 배제할 수 있어 가용합금의 동작시에 흐름이 발생되지 않는 압력용기의 압력해제장치(PRD)에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure releasing device of a pressure vessel using a soluble alloy, and more specifically, it is possible to eliminate the use of flux by separately filling the soluble alloy and the reinforcing material into the housing, so that the flow of the soluble alloy can be eliminated. It relates to a pressure release device (PRD) of the pressure vessel does not occur.

유류 가격의 상승 및 공해문제 등으로 인하여 가격이 저렴한 차량의 연료로서 압축천연가스(CNG) 또는 LPG를 사용하는 차량이 증가하고 있다. 이러한 가스 자동차는 트렁크에 천연가스가 고압으로 충전되어 있는 가스 실린더가 장착되어 있다. 그런데 가스 자동차는 차량의 충돌사고 등으로 인하여 엔진과 연결된 연료공급라인으로부터 가스가 누설되어 화재가 발생하게 되면, 주변온도가 특정온도 이상으로 상승할 때 압축가스가 충전되어 있는 가스 실린더가 폭발하는 것을 방지하도록 가스 실린더 내부에 충전된 압축가스를 외부로 신속하게 방출하기 위한 안전장치로서 압력해제장치(PRD: Pressure Relief Device)를 구비하도록 되어 있다.Due to rising oil prices and pollution problems, vehicles using compressed natural gas (CNG) or LPG as fuels of low-cost vehicles are increasing. Such gas vehicles are equipped with gas cylinders filled with natural gas at high pressure in the trunk. However, in gas vehicles, when a gas leaks from a fuel supply line connected to an engine due to a crash of a vehicle, a fire occurs, a gas cylinder filled with compressed gas is exploded when the ambient temperature rises above a certain temperature. A pressure relief device (PRD) is provided as a safety device for quickly discharging the compressed gas filled in the gas cylinder to the outside so as to prevent it.

즉, 압력해제장치(PRD)는 자동차 등의 가스 실린더 밸브에 부착된 안전장치로서 화재 등으로 인하여 주변환경의 온도가 특정온도 이상으로 비정상적으로 높아 졌을 때 실린더 내부의 가스를 외부로 신속히 방출시켜 가스폭발을 방지하는 역할을 한다. In other words, the pressure release device (PRD) is a safety device attached to a gas cylinder valve such as an automobile, and when the temperature of the surrounding environment is abnormally increased above a certain temperature due to a fire, etc., the gas inside the cylinder is quickly discharged to the outside. It serves to prevent explosions.

따라서, 개념적으로 이상적인 PRD는 특정온도에 이를 때까지는 가스의 유출을 완벽하게 차단하고 있다가 특정온도가 되면 빠른 시간 내에 가스를 전량 유출시키는 역할을 해야 하며, 이를 위해 엄격한 테스트를 거친 검증된 제품만이 사용되고 있다. PRD는 인명피해와 직접적으로 관련된 제품이므로 매우 신중히 다루어야 하는 분야이다. Therefore, a conceptually ideal PRD must completely block the outflow of gas until it reaches a certain temperature, and then release all of the gas within a short time at a certain temperature. Is being used. PRD is a product that is directly related to casualties and therefore must be handled with great care.

특히 국내 시장의 각 분야에서 가스 활용 및 그 응용이 매우 급상승하는 추세이므로, PRD의 수요 또한 높은 현실이다. In particular, as the utilization of gas and its applications are soaring in each field of the domestic market, the demand for PRD is also high.

PRD는 세계적으로 공인된 검사기관, 국가나 국가 내 기관 및 협회에서 표준을 제정해 두고 있다. 국가별, 기관별, 협회별로 다소 상이한 부분이 있으나, 근본적으로 PRD를 안정적으로 사용할 수 있는 범위 해석은 동일하다고 볼 수 있다. PRDs set standards by internationally recognized inspection bodies, countries or national agencies and associations. Although there are some differences between countries, organizations, and associations, the interpretation of the scope to which PRD can be used stably is the same.

이를 위하여, 예를 들면 유럽규격에서는 PRD가 110℃ 급(110℃±10℃)의 용융점을 갖도록 규정하여 가스폭발로 인한 안전사고에 대비하고 있다.For this purpose, for example, in the European standard, the PRD has a melting point of 110 ° C (110 ° C ± 10 ° C) to prepare for safety accidents caused by gas explosions.

CNG 부품 및 성능 규격인 ISO 15500 중에 규격 ISO 15500-13에는 PRD(Pressure Relief Device) 제품에 대한 온도 및 압력 조건과 유지시간에 대한 시험 항목이 규정되어 있다. 따라서, PRD 제품은 상기 시험 항목에 따른 기준을 통과한 제품만이 판매가 가능하게 되어 있다. Among the CNG parts and performance standards ISO 15500, the standard ISO 15500-13 specifies test items for temperature and pressure conditions and retention times for PRD (Pressure Relief Device) products. Therefore, PRD products can be sold only products that pass the criteria according to the test item.

종래에 알려진 PRD로는 특별히 개발된 가용합금(Fusible Alloy)과 보강재(Reinforcing Agent)를 혼합하여 충전된 복합소재(Composite Alloy)가 가스 사용 압력을 직접적으로 지탱하고 있다가 동작하게 되면 직접 지탱하고 있는 복합소재가 외부로 누출되고 그 누출된 경로를 통해 사용가스가 누출되는 형태의 PRD(미합중국 특허 제5,419,357호 참조)와, 상기한 미합중국 특허 제5,419,357호에서 개발된 복합소재를 이용한 압력해제 퓨즈 플러그(Pressure Relief Fuse Plug)로서 디스크형 실링판과 스템(stem)으로 이루어진 T형 구조의 실링장치(Seal T)를 이용해서 간접적으로 사용압력을 지탱하는 형태의 PRD(미합중국 특허 제6,006,774호 참조)로 구별된다.Conventionally known PRD is a composite alloy filled with a specially developed fusible alloy and a reinforcing agent, which directly supports the gas pressure and then directly supports the composite. Pressure release fuse plugs using a PRD (see US Patent No. 5,419,357) and a composite material developed in US Pat. No. 5,419,357, in which the material leaks to the outside and the used gas leaks through the leak path. Relief Fuse Plug is classified as PRD (see US Patent No. 6,006,774) that indirectly supports the working pressure by using a T-shaped sealing device (Seal T) consisting of a disc-shaped sealing plate and a stem. .

도 1에는 충전된 복합소재가 가스 사용압력을 직접적으로 지탱하고 있다가 동작하게 되면 직접 지탱하고 있는 복합소재가 외부로 누출되고 그 누출된 경로를 통해 사용가스가 누출되는 종래 PRD가 도시되어 있다.FIG. 1 shows a conventional PRD in which a filled composite material directly supports a gas use pressure and then operates when the composite material directly leaks to the outside and leaks use gas through the leaked path.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 PRD(미합중국 특허 제6,006,774호의 도 5 참조)(50)는 어댑터(55)를 통하여 압력용기(51)의 후미에 장착된 퓨즈 플러그(53)에 가용합금(Fusible Alloy)(57)과 보강재(Reinforcing Agent)(59)를 혼합한 복합소재(Composite Alloy)(58)를 퓨즈 플러그(53)의 캐비티 내에 충전하여 직접적으로 사용압력을 지탱하는 구조를 제안하였다. 또한, 퓨즈 플러그(53), 즉 하우징의 내주부에는 나사산이나 특정 형태로 가공되어 있어 주변온도가 정상상태일 때 복합소재(58)가 내주면과 강한 결합이 이루어지도록 하고 있다As shown in FIG. 1, a conventional PRD (see FIG. 5 of US Pat. No. 6,006,774) 50 is a fusible alloy to a fuse plug 53 mounted at the rear of the pressure vessel 51 through an adapter 55. (57) and Reinforcing Agent (59) mixed with a composite (Composite Alloy) (58) is filled in the cavity of the fuse plug 53 to support the structure to directly support the working pressure. In addition, the fuse plug 53, that is, the inner circumference of the housing is machined in a thread or a specific shape so that the composite material 58 is strongly bonded to the inner circumference when the ambient temperature is normal.

상기한 종래의 PRD(50)는 가용합금(57)과 보강재(59)가 혼합된 복합소재(58)의 개발시에 단지 보강재(59)만을 가용합금(57)에 섞어서 작업하면 웨팅(wetting)이 원활하지 않기 때문에 플럭스(flux)제를 사용하여야 하는데 작업이 원활하지 않고 복합소재(58)를 퓨즈 플러그(53)의 캐비티 내에 채우기 힘들다.In the conventional PRD 50, when the composite material 58 in which the soluble alloy 57 and the reinforcing material 59 are mixed, only the reinforcing material 59 is mixed with the fusible alloy 57, the wetting becomes wet. Since it is not smooth, it is necessary to use a flux, but the work is not smooth and it is difficult to fill the composite material 58 in the cavity of the fuse plug 53.

그러나, 작업의 원활함을 위하여 보강재를 혼합하지 않고 가용합금만으로 PRD를 제작하면 ISO 15500-13에 규정된 내구성 시험요건(91℃, 325bar, 500시간)을 만족하지 못하게 된다. 따라서, 내구성 시험요건을 만족하기 위하여는 필히 보강재를 사용하는 것이 요구되고 있다.However, for the sake of ease of operation, fabrication of PRDs with soluble alloys without mixing reinforcements will not meet the durability test requirements (91 ° C, 325 bar, 500 hours) specified in ISO 15500-13. Therefore, in order to satisfy the durability test requirements, it is required to use a reinforcing material.

또한, 상기 도 1과 같이 가용합금(57)과 보강재(59)가 혼합된 복합소재(58)를 사용할 때 보강재(59)의 웨팅을 위하여 플럭스제를 혼합하여 사용하면 도 2a와 같은 다수의 미세한 캐비티(즉, 기포)(cavity)(56)가 존재하게 되며, 이러한 다수의 미세한 캐비티(56)는 ISO 15500-13에 규정된 내구성 시험을 실시할 때 도 2b의 'X'와 같은 가용합금(57)의 흐름을 야기하여 형태변화가 발생한다. 즉, 복합소재(58)에 존재하는 다수의 미세한 캐비티(cavity)(56)는 시험온도 91℃에서 500시간 동안 압력용기(51) 내부로부터 325bar의 고압에 의해 소멸되면서 가용합금(57)의 후단부가 미세한 흐름을 유발하게 되며, 이러한 흐름 발생은 상기 규격에 부합하는 PRD 제품의 제조에 어려움을 야기한다.In addition, when using the composite material 58 in which the soluble alloy 57 and the reinforcement 59 is mixed as shown in FIG. 1, when a flux agent is mixed for the wetting of the reinforcement 59, a plurality of fine particles as shown in FIG. 2A are used. A cavity (i.e., a cavity) 56 will be present, and many of these fine cavities 56 are available alloys such as 'X' in FIG. 2B when subjected to the durability test defined in ISO 15500-13. 57), causing a flow of morphology changes. That is, the plurality of fine cavities 56 present in the composite material 58 are extinguished by the high pressure of 325 bar from the inside of the pressure vessel 51 for 500 hours at the test temperature of 91 ° C., and the rear end of the soluble alloy 57. The addition will result in a finer flow which, in turn, leads to difficulties in the production of PRD products that meet the above specifications.

더욱이, 가용합금은 온도에 반응하며, 가용합금에 혼합되어 있는 보강재도 가용합금의 미세한 동작으로 움직임이 전달된다. 이는 PRD가 사용되는 사용 환경이 고압이므로 이러한 미세한 움직임은 PRD의 오동작을 유발할 수 있다. Moreover, the soluble alloy reacts to temperature, and the reinforcing material mixed in the soluble alloy is also transferred to the fine motion of the soluble alloy. This is because the use environment in which the PRD is used is a high pressure, such minute movement may cause a malfunction of the PRD.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 가용합금과 보강재를 하우징 내부에 분리 충전시킴에 의해 플럭스의 사용을 배제할 수 있어 가용합금의 동작시에 흐름이 발생되지 않는 압력용기의 압력해제장치(PRD)를 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention has been made in order to solve the above problems, the object of the present invention is to eliminate the use of the flux by separately filling the soluble alloy and reinforcement in the housing so that the flow does not occur during operation of the soluble alloy To provide a pressure relief device (PRD) of a pressure vessel.

본 발명의 다른 목적은 전체 하우징의 구조를 2개의 제1 및 제2 하우징으로 구성함에 의해 보강재를 가용합금의 중간에 용이하게 분리 충전할 수 있고 조립성 향상을 고려함과 동시에 보강재와 가용합금의 충진량과 높이를 일정하게 관리할 수 있어 품질의 균일성을 도모할 수 있는 압력용기의 압력해제장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is that the structure of the entire housing consists of two first and second housings can easily separate and fill the reinforcing material in the middle of the soluble alloy, and the amount of filling of the reinforcing material and the soluble alloy at the same time to consider the improvement of assembly The present invention provides a pressure release device for pressure vessels capable of maintaining a constant height and height to achieve uniformity in quality.

본 발명의 또 다른 목적은 가용합금과 보강재를 분리 충전시키는 구조를 채용함에 의해 복합소재의 개발이 필요 없고 미리 설정된 사용온도 범위의 가용합금만을 필요로 하여 복합소재의 개발보다 개발이 쉽게 이루어질 수 있는 압력용기의 압력해제장치를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to eliminate the development of composite materials by adopting a structure for separating and filling the soluble alloy and the reinforcing material, and only the soluble alloy in a predetermined use temperature range can be developed more easily than the development of the composite material. The present invention provides a pressure relief device for a pressure vessel.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 본 발명은 선단부가 압력용기 또는 압력용기에 설치된 밸브나 압축가스라인에 연통하도록 결합되며 단계적으로 내경이 증가하는 제1 및 제2 내주부를 갖는 제1하우징과; 상기 제2내주부와 연통하도록 상기 제1하우징의 제2내주부에 선단부가 결합되고 상기 제1내주부와 동일한 내경의 제3내주부를 구비하는 제2하우징과; 상기 제1하우징의 제1내주부의 일부와 제2하우징의 제3내주부에 충진되며 주변온도가 작동온도에 도달하는 경우 용융이 이루어지는 가용합금으로 충진된 제1 및 제2 가용합금층과; 상기 제1가용합금층과 제2가용합금층 사이에 충진된 보강재층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 가 용합금을 이용한 압력해제장치를 제공한다.According to the present invention for achieving the above object, the present invention is a first end coupled to the pressure vessel or a valve or a compressed gas line installed in the pressure vessel and the first having a first and second inner peripheral portion having a stepped inner diameter in steps A housing; A second housing having a distal end coupled to a second inner circumference of the first housing so as to communicate with the second inner circumference and having a third inner circumference having the same inner diameter as the first inner circumference; First and second soluble alloy layers filled with a part of the first inner circumference of the first housing and the third inner circumference of the second housing and filled with a soluble alloy in which melting occurs when the ambient temperature reaches an operating temperature; Provided is a pressure releasing device using a soluble alloy, characterized in that consisting of a reinforcing material layer filled between the first soluble alloy layer and the second soluble alloy layer.

상기 제1하우징의 후단부는 압력용기 등에 조립공구를 사용하여 설치를 용이하게 할 수 있도록 외주부가 다각형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.The rear end of the first housing is preferably made of a polygonal outer periphery so as to facilitate installation using an assembly tool such as a pressure vessel.

또한, 상기 제1 및 제2 하우징의 제1 및 제3 내주부는 요철부 구조 또는 논슬리핑(nonslipping) 면으로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the first and third inner peripheral portions of the first and second housings have an uneven structure or a nonslipping surface.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 선단부가 압력용기 또는 압력용기에 설치된 밸브나 압축가스라인에 연통하도록 결합된 내주부를 구비한 하우징과; 상기 하우징의 내주 선단부와 후단부에 각각 충진되며 주변온도가 작동온도에 도달하는 경우 용융이 이루어지는 가용합금으로 충진된 제1 및 제2 가용합금층과; 상기 제1가용합금층과 제2가용합금층 사이에 충진된 보강재층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 가용합금을 이용한 압력해제장치를 제공한다.According to another feature of the invention, the present invention includes a housing having an inner circumference coupled to the front end portion of the pressure vessel or a valve or compressed gas line installed in the pressure vessel; First and second soluble alloy layers each filled with an inner circumferential front end and a rear end of the housing and filled with a soluble alloy in which melting occurs when the ambient temperature reaches an operating temperature; It provides a pressure releasing device using a soluble alloy, characterized in that consisting of a reinforcing material layer filled between the first soluble alloy layer and the second soluble alloy layer.

상기 하우징은 선단부가 압력용기 또는 압력용기에 설치된 밸브나 압축가스라인에 연통하도록 단계적으로 내경이 증가하는 제1 및 제2 내주부를 갖는 제1하우징과; 상기 제2내주부와 연통하도록 상기 제1하우징의 제2내주부에 선단부가 결합되고 상기 제1내주부와 동일한 내경의 제3내주부를 구비하는 제2하우징으로 구성되는 것이 바람직하다.The housing includes: a first housing having first and second inner circumference portions of which the inner diameter thereof is increased in stages so that the tip portion communicates with a pressure vessel or a valve or a compressed gas line installed in the pressure vessel; Preferably, the distal end portion is coupled to the second inner circumference of the first housing so as to communicate with the second inner circumference, and the second housing includes a third inner circumference having the same inner diameter as the first inner circumference.

이 경우, 상기 가용합금층을 형성하는 가용합금은 Bi-PB-Sn 또는 Bi-Cd-Sn으로 이루어진 3원계 합금 또는 Pb-Bi-Sn-In으로 이루어진 4원계 등이 사용될 수 있고, 각종 규격에서 정하고 있는 작동온도, 예를들어, 110℃에서 용융이 이루어지는 것이라면 주지된 어떤 재료도 사용 가능하다.In this case, the soluble alloy forming the soluble alloy layer may be a ternary alloy made of Bi-PB-Sn or Bi-Cd-Sn or a ternary system made of Pb-Bi-Sn-In, and the like. Any known material can be used as long as the melting takes place at a predetermined operating temperature, for example 110 ° C.

또한, 상기 보강재(Reinforced Agent)는 예를 들어, 강(steel), Ni, Cr, Cu, Ti, 스텐레스스틸 등의 재료로 이루어진 구형 볼(ball), 입방체, 원봉형 바, 판형 조각(chip), 섬유(fiber) 등의 형상을 갖는 작은 금속 조각이 사용될 수 있고, 바람직하게는 그의 외표면에 Ni, Cu, Sn, Pb, Zn 등의 본더블(bondable) 재료로 코팅되는 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 0.6∼0.9mm 사이즈를 갖는 것이 좋다.In addition, the reinforcement agent (Reinforced Agent) is, for example, a spherical ball (ball), a cube, a round bar, a plate-shaped chip made of a material such as steel (Ni), Cr, Cu, Ti, stainless steel, etc. , A small piece of metal having the shape of a fiber (fiber) may be used, and preferably coated with a bondable material such as Ni, Cu, Sn, Pb, Zn on its outer surface, It is preferable to have a size of 0.6 to 0.9mm.

이 경우 보강재의 사이즈가 0.6mm 미만으로 되는 경우는 작업성이 떨어지고 재료비가 크게 상승하게 되며, 반대로 0.9mm를 초과하게 되는 경우는 충진된 보강재와 보강재 사이가 캐비티(기포)와 동일한 현상의 흐름을 유발하는 문제가 발생하게 된다.In this case, when the size of the reinforcement is less than 0.6mm, the workability decreases and the material cost increases significantly. On the contrary, when the size of the reinforcement exceeds 0.9mm, the flow between the filled reinforcement and the reinforcement is the same as that of the cavity. It causes a problem.

또한, 상기 하우징의 내주부에 충진되는 가용합금과 보강재는 부피비로 75:25 내지 85:15로 설정되고, 바람직하게는 80:20으로 설정된다. 보강재가 부피비로 25%를 초과하여 포함되는 경우는 내구성 시험 요건의 500시간을 견디지 못하는 문제가 있고, 보강재가 부피비로 15% 미만으로 포함되는 경우는 동작 시험 요건의 표준동작시간의 시간 이내에 동작이 이루어지지 못하여 용기가 폭발하는 위험한 상황에 처하게 되는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서는 제1 및 제2 하우징의 내주부에 충진되는 가용합금과 보강재의 혼합비율을 부피비로 75:25 내지 85:15로 정한다.In addition, the soluble alloy and the reinforcing material to be filled in the inner peripheral portion of the housing is set to 75:25 to 85:15 by volume ratio, preferably 80:20. If the reinforcement is contained in more than 25% by volume, there is a problem that can not withstand 500 hours of the durability test requirements, and when the reinforcement is contained in less than 15% by volume, the operation is not within the standard operating time of the operation test requirements There is a problem that can not be achieved, the dangerous situation that the container explodes. Therefore, in the present invention, the mixing ratio of the soluble alloy and the reinforcing material to be filled in the inner circumference of the first and second housing is set to 75:25 to 85:15 by volume ratio.

이 경우, 가용합금 대 보강재의 비율이 상기 설정된 범위 내에서 적정할 경우 가용합금층과 보강재층의 길이와 폭을 변화시키는 것도 가능하다.In this case, it is also possible to change the length and width of the soluble alloy layer and the stiffener layer if the ratio of the soluble alloy to the stiffener is appropriate within the above set range.

(실시예)(Example)

첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 가용합금을 이용한 압력용기의 압력해제장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a pressure relief apparatus for a pressure vessel using a soluble alloy according to the present invention will be described in detail.

첨부된 도 3은 본 발명에 따른 PRD가 장착된 밸브와 밸브가 장착된 실린더를 함께 나타낸 단면도, 도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 PRD의 분해 단면도, 도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명에 따른 PRD의 정면도 및 길이방향 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a valve equipped with a PRD and a cylinder equipped with a valve according to the present invention, FIG. 4 is an exploded cross-sectional view of the PRD according to the present invention shown in FIG. 3, and FIGS. 5A and 5B are respectively shown. Front and longitudinal cross-sectional views of a PRD according to the invention.

먼저, 도 3 내지 도 5b에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 PRD(10)는 예를들어, 차량에 연료를 공급하기 위하여 압축천연가스(CNG)가 충진되어 있는 가스 실린더(또는 압력용기)(20)에 직접 설치되거나 또는 실린더의 헤드에 결합된 밸브(30)에 일체로 또는 결합되거나, 또는 압축가스가 내장되어 주변환경이 화재 등에 의해 미리 설정된 온도 이상으로 상승하여 폭발의 우려가 있는 압력용기에는 모두 적용될 수 있다. 또한, PRD(10)는 도시되지 않은 차량의 연료공급라인에 설치되는 것도 가능하다.First, as shown in FIGS. 3 to 5B, the PRD 10 according to the present invention may be, for example, a gas cylinder (or pressure vessel) filled with compressed natural gas (CNG) to supply fuel to a vehicle ( Pressure vessels that are installed directly at 20) or integrally or coupled to the valve 30 coupled to the head of the cylinder, or have a compressed gas therein, causing the surrounding environment to rise above the preset temperature due to fire, etc. All may apply. In addition, the PRD 10 may be installed in a fuel supply line of a vehicle (not shown).

본 발명에 따른 PRD(10)는 크게 상호 나사 결합이 이루어지며 내주부가 동일한 직경으로 연통된 제1 및 제2 하우징(100,200)과, 상기 제1하우징(100)의 내주 선단부에 충진된 제1가용합금층(310)과, 제2하우징(200)의 내주부에 충진된 제2가용합금층(320)과, 상기 제1하우징(100)의 제1가용합금층(310)과 제2하우징(200)의 제2가용합금층(320) 사이에 충진된 보강재층(330)으로 구성되어 있다.PRD (10) according to the present invention is largely screwed together and the first and second housings (100,200) and the inner circumference is communicated with the same diameter, and the first filled in the inner peripheral end of the first housing (100) The soluble alloy layer 310, the second soluble alloy layer 320 filled in the inner circumference of the second housing 200, the first soluble alloy layer 310 and the second housing of the first housing 100. It consists of a reinforcing material layer 330 filled between the second soluble alloy layer 320 of (200).

본 발명의 PRD(10)에서는 제1가용합금층(310)과 제2가용합금층(320) 사이에 보강재층(330)이 배치된 구조를 가지고 있으며, 이러한 배치 구조에서 효과적으로 하우징 내부에 이들을 충전할 수 있도록 상호 나사 결합되는 제1 및 제2 하우 징(100,200)으로 구현되었고, 제1 및 제2 하우징(100,200)의 결합부에는 내주부가 실링상태를 유지하도록 실링용 O-링(400)이 삽입되어 있다.In the PRD 10 of the present invention, the reinforcement layer 330 is disposed between the first soluble alloy layer 310 and the second soluble alloy layer 320. In this arrangement structure, the reinforcement layer 330 is effectively filled in the housing. The first and second housings (100,200) are screwed to each other to be implemented, and the coupling portion of the first and second housings (100,200) to seal the inner circumference to maintain the sealing state O-ring 400 Is inserted.

상기 제1 및 제2 가용합금층(310,320)은 각각 제1 및 제2하우징(100,200)의 내주부에 가용합금으로 채워지며 미리 설정된 온도에 도달하는 경우 용융이 이루어짐에 따라 압력용기(20) 내부의 압력에 의해 상기 보강재층(330)의 보강재와 함께 제1 및 제2하우징(100,200)의 외부방향으로 기동이 이루어져서 압력용기(20) 내부에 충전되어 있는 압축가스의 배출이 이루어지도록 한다.The first and second soluble alloy layers 310 and 320 are filled with soluble alloy in the inner circumferences of the first and second housings 100 and 200, respectively, and when the temperature reaches a preset temperature, the melting occurs when the temperature is reached. Due to the pressure of the reinforcement of the reinforcement layer 330 and the start of the first and second housings (100, 200) is made to start to discharge the compressed gas filled in the pressure vessel (20).

이 경우, 상기 가용합금은 예를 들어, 본 출원인에 의해 특허출원 제2006-4429호에서 제안한 Pb-Bi-Sn-In의 4원계 가용합금, 또는 Bi-Pb-Sn이나 Bi-Cd-Sn과 같은 3원계 가용합금 등을 포함하여 미리 설정된 온도에 도달하는 경우 용융이 이루어질 수 있는 가용합금이라면 주지된 어떤 합금도 적용 가능하다.In this case, the soluble alloy may be, for example, a tetravalent soluble alloy of Pb-Bi-Sn-In, or Bi-Pb-Sn or Bi-Cd-Sn, proposed by the applicant in the patent application No. 2006-4429. Any known alloy may be applied as long as it is a soluble alloy which can be melted when a predetermined temperature is reached including the same ternary soluble alloy.

상기 가용합금은 각종 규격에서 정하고 있는 작동온도, 예를들어, 110℃에서 용융이 이루어지는 것이라면 주지된 어떤 재료도 사용 가능하다. 본 발명에서 채용하고 있는 가용합금(Fusible Alloy)은 미리 설정된 온도에서 용융이 이루어지는 합금으로서, 가용합금은 3원계 합금 또는 4원계 합금이 사용될 수 있다.The soluble alloy can be any known material as long as it is melted at an operating temperature specified in various standards, for example, 110 ° C. The soluble alloy employed in the present invention is an alloy in which melting is performed at a predetermined temperature, and the soluble alloy may be a ternary alloy or a ternary alloy.

알려진 3원계 가용합금으로는 Bi-PB-Sn 또는 Bi-Cd-Sn 계 합금이 있고, 4원계 가용합금으로는 본 출원인에 의해 특허출원 제2006-104429호(2006. 10. 26)에 제안된 것과 같은 wt%로, Bi : 29.0∼33.0, Sn : 14.0∼21.0, In : 2.0∼5.0, 그리고 잔부가 실질적으로 Pb로 이루어지는 가용합금이 사용될 수 있다.Known ternary soluble alloys include Bi-PB-Sn or Bi-Cd-Sn based alloys, and ternary soluble alloys are proposed by the present applicant in patent application No. 2006-104429 (October 26, 2006). In the same wt%, a soluble alloy of Bi: 29.0 to 33.0, Sn: 14.0 to 21.0, In: 2.0 to 5.0, and the balance substantially of Pb may be used.

또한, 상기 보강재(Reinforced Agent)는 예를 들어, 강(steel), Ni, Cr, Cu, Ti, 스텐레스스틸 등의 재료로 이루어진 구형 볼(ball), 입방체, 원봉형 바, 판형 조각(chip), 섬유(fiber) 등의 형상을 갖는 작은 금속 조각이 사용될 수 있고, 바람직하게는 그의 외표면에 Ni, Cu, Sn, Pb, Zn 등의 본더블(bondable) 재료로 코팅되는 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 0.6∼0.9mm 사이즈를 갖는다.In addition, the reinforcement agent (Reinforced Agent) is, for example, a spherical ball (ball), a cube, a round bar, a plate-shaped chip made of a material such as steel (Ni), Cr, Cu, Ti, stainless steel, etc. , A small piece of metal having the shape of a fiber (fiber) may be used, and preferably coated with a bondable material such as Ni, Cu, Sn, Pb, Zn on its outer surface, For example, it has a size of 0.6 to 0.9 mm.

이하에 도 3 내지 도 5b를 참고하여 각각의 구성요소를 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, each component will be described in more detail with reference to FIGS. 3 to 5B.

먼저, 상기 제1하우징(100)은 외주부 선단에 숫나사산이 형성되어 가스 실린더(20)에 장착되는 밸브(30)의 PRD 체결부(31)에 나사 결합되는 제1체결부(102)와, 상기 제1체결부(102)의 후단에 상기 제1하우징(100)을 밸브(30)의 PRD 체결부(31)에 나사 결합시킬 때 정해진 토크로 조임이 용이하도록 다각형 예를들어, 육각형상으로 이루어진 렌치 안착부(107)를 포함하고 있다.First, the first housing 100 has a male thread formed at a tip of an outer circumference thereof, and the first fastening part 102 screwed to the PRD fastening part 31 of the valve 30 mounted on the gas cylinder 20. When the first housing 100 is screwed to the PRD fastening part 31 of the valve 30 at the rear end of the first fastening part 102, a polygonal shape, for example, has a hexagonal shape to facilitate tightening with a predetermined torque. Wrench seating portion 107 is included.

또한, 상기 제1하우징(100)은 단차부(105)를 통하여 단계적으로 증가하는 제1 및 제2 내경을 갖는 제1 및 제2 내주부(103a,103b)를 갖고 있으며, 제1내주부(103a)에는 선단부에 상기 가용합금이 충진된 제1가용합금층(310)이 형성되어 있고, 후단부에는 보강재가 충진되어 이루어진 보강재층(330)이 형성되어 있다.In addition, the first housing 100 has first and second inner circumferential portions 103a and 103b having first and second inner diameters which are gradually increased through the stepped portion 105, and the first inner circumferential portion ( The first soluble alloy layer 310 in which the soluble alloy is filled is formed at the front end portion 103a, and the reinforcing material layer 330 is formed at the rear end of the first soluble alloy layer 310.

상기 제1하우징(100)의 제1내주부(103a)에는 내부에 형성되어 있는 제1가용합금층(310) 및 보강재(330)가 주변온도가 정상 온도 범위에 있을 때 접합면과 보다 강한 결합이 이루어질 수 있는 요철 구조 또는 논슬리핑(nonslipping) 면, 예를들어, 나사산이 형성되어 있고, 상기 렌치 안착부(107)의 내측에 배치된 제2내주부(103b)에는 제2하우징(200)의 선단부가 나사 결합되도록 암나사산이 형성되어 있 다.The first inner circumferential portion 103a of the first housing 100 has a stronger coupling with the joint surface when the first soluble alloy layer 310 and the reinforcement 330 formed therein are in the normal temperature range. The uneven structure or nonslipping surface, for example, a thread is formed, and the second housing 200 is formed in the second inner circumferential portion 103b disposed inside the wrench seating portion 107. A female thread is formed so that the tip of the screw is screwed together.

더욱이, 상기 제1하우징(100)의 선단부에는 제1체결부(102)가 밸브(30)의 PRD 체결부(31)에 나사 결합될 때 실링이 이루어지도록 실링용 패킹이 부가될 수 있다. 이 경우 바람직하게는 실링용 패킹의 노출된 표면에 환형의 요홈이 형성되고, 실링용 패킹과 접촉이 이루어지는 밸브(30)의 PRD 체결부(31) 내면에 환형의 돌기가 형성되는 것에 의해 부가적인 실링이 이루어지게 하는 것도 가능하다.In addition, a sealing packing may be added to the front end of the first housing 100 so that the sealing is made when the first fastening part 102 is screwed to the PRD fastening part 31 of the valve 30. In this case, preferably, an annular groove is formed on the exposed surface of the sealing packing, and an annular protrusion is formed on the inner surface of the PRD fastening portion 31 of the valve 30 in contact with the sealing packing. It is also possible to make a seal.

한편, 제2하우징(200)은 선단 외주부에 숫나사산이 형성되어 제1하우징(100)의 제2내주부(103b)에 나사 결합되는 제2체결부(202)와, 상기 제2체결부(202)의 후단에 상기 제2하우징(200)을 제1하우징(100)의 제2내주부(103b)에 나사 결합시킬 때 고정용 공구에 의해 파지되는 파지면(203a)을 포함하는 원통부(203)와, 상기 원통부(203)에 이어서 후단부에 외주부에 도시되지 않은 벤트라인(vent line)의 선단부가 나사 결합되는 제3체결부(204)를 포함하고 있다.On the other hand, the second housing 200 has a male screw thread formed in the outer peripheral portion of the tip, the second fastening portion 202 is screwed to the second inner peripheral portion 103b of the first housing 100, and the second fastening portion 202 Cylindrical portion 203 including a gripping surface 203a gripped by a fixing tool when screwing the second housing 200 to the second inner circumferential portion 103b of the first housing 100 at the rear end thereof. And a third fastening portion 204 for screwing a distal end portion of a vent line, not shown in the outer circumferential portion, to the rear end portion.

또한, 상기 제2하우징(200)은 그 내부에 형성된 제3내주부(205)가 상기 제1내주부(103a)의 제1내경과 동일한 내경을 갖도록 설정되어 설정된 온도에 도달하여 가용합금이 용융될 때 보강재와 함께 빠르게 외부로 배출될 수 있도록 하였고, 또한 제3내주부(205)에는 내부에 충진되어 있는 제2가용합금층(320)의 가용합금이 주변온도가 정상 온도 범위에 있을 때 접합면과 보다 강한 결합이 이루어질 수 있도록 내주 후단부를 제외하고 요철 구조 또는 논슬리핑(nonslipping) 면, 예를들어, 나사산이 형성되어 있다. 여기서 제3내주부(205)의 내주 후단부에 요철 구조 또는 논슬리핑(nonslipping) 면을 형성하지 않는 것은 이미 가용합금이 설정된 온도에 도달하여 가용합금이 용융되는 경우 가스 압력에 의해 보강재와 함께 빠르게 외부로 배출될 수 있도록 하기 위한 것이다.In addition, the second housing 200 is set so that the third inner peripheral portion 205 formed therein has the same inner diameter as the first inner diameter of the first inner peripheral portion 103a and reaches a set temperature so that the soluble alloy melts. When it is possible to be discharged to the outside quickly with the reinforcement, and the third inner circumferential portion 205 is bonded to the soluble alloy of the second soluble alloy layer 320 is filled therein when the ambient temperature is in the normal temperature range Uneven structures or non-slipping surfaces, such as threads, are formed except for the inner end of the inner side so that stronger bonding can be achieved with the surface. The uneven structure or non-slipping surface is not formed at the inner circumferential rear end portion of the third inner circumferential portion 205, when the soluble alloy has already reached the set temperature and the soluble alloy is melted. It is intended to be discharged to the outside.

상기 제1하우징(100)의 제1내주부(103a) 길이는 제2하우징(200)의 제3내주부(205) 길이보다 상대적으로 짧게 설정하여, 제2가용합층(320)이 제1가용합금층(310) 보다 더 길게 많은 양으로 충전되는 것이 내구성 측면에서 바람직하다.The length of the first inner circumferential portion 103a of the first housing 100 is set to be relatively shorter than the length of the third inner circumferential portion 205 of the second housing 200, so that the second fusible layer 320 is first available. Filling in a larger amount longer than the alloy layer 310 is preferable in terms of durability.

본 발명에서는 제1 및 제2 하우징(100,200)의 내주부에 제1 및 제2 가용합금층(310,320)을 형성하기 위하여 가용합금이 용융된 상태에서 제1 및 제2 하우징(100, 200)의 내주부에 미리 설정된 양만큼 채워져서 충진된 후, 냉각이 이루어진다.In the present invention, in order to form the first and second soluble alloy layers 310 and 320 on the inner circumference of the first and second housings 100 and 200, the first and second housings 100 and 200 may be formed. After filling the inner peripheral part by a predetermined amount and filling, cooling is performed.

예를 들어, 제1하우징(100)에 대한 제1가용합금층(310)의 형성은 제1하우징(100)을 반전시킨 상태에서 미리 설정된 양을 저울로 측정하여 용융된 가용합금을 충전하고 냉각된 상태에서 앤드밀 작업에 의해 충전된 가용합금의 높이를 조절함에 의해 보강재가 충전될 공간을 일정하게 확보하게 된다.For example, the formation of the first soluble alloy layer 310 with respect to the first housing 100 may be performed by filling a molten soluble alloy by measuring a predetermined amount with a scale while the first housing 100 is inverted. By adjusting the height of the soluble alloy filled by the end mill operation in the set state to ensure a constant space to be filled with the reinforcing material.

또한, 제2하우징(200)에 대한 제2가용합금층(320)의 형성은 제2하우징(200)의 하단에 충전량 조절용 치구를 삽입한 상태에서 용융된 가용합금을 제2하우징(200)의 선단부와 일치하도록 충전하여 마감 처리하면, 제2가용합금층(320)의 상단면을 평탄하게 가공하는 것이 매우 쉽게 이루어질 수 있어, 항상 일정하게 가용합금의 충전량을 조절할 수 있게 된다.In addition, the formation of the second soluble alloy layer 320 for the second housing 200 is to form a molten soluble alloy in the state in which the filling amount adjusting jig is inserted into the lower end of the second housing 200 of the second housing 200. Filling and finishing to match the tip, it is very easy to process the top surface of the second available alloy layer 320 can be made very easily, it is possible to constantly adjust the amount of the available alloy constant.

그후, 제1하우징(100)의 제1내주부(103a)의 후단부와 제2내주부(103b)에 보강재를 미리 설정된 양만큼 충전하고, 실링용 O-링(400)을 제2내주부(103b)에 삽입 한 상태에서 제2하우징(200)의 제2체결부(202)를 제2내주부(103b)에 나사 체결하면 가용합금과 보강재의 충전비율이 부피비로 80:20을 갖게 조립이 완성된다. Thereafter, the rear end of the first inner circumferential portion 103a of the first housing 100 and the second inner circumferential portion 103b are filled with a reinforcing material in a predetermined amount, and the sealing O-ring 400 is filled with the second inner circumferential portion. When the second fastening part 202 of the second housing 200 is screwed into the second inner circumferential part 103b while being inserted into the 103b, the filling ratio of the soluble alloy and the reinforcing material is 80:20 in volume ratio. This is done.

이하에 본 발명에 따른 PRD의 작용에 대하여 설명한다.The operation of the PRD according to the present invention will be described below.

본 발명에 따른 PRD(10)는 상기 조립공정에 따라 조립이 이루어지고, 이어서, 조립공구를 사용하여 조립된 PRD(10)의 선단부에 실링용 패킹을 개재시켜 가스 실린더(또는 압력용기)(20)의 헤드에 결합된 밸브(30)에 미리 설정된 토크로 조임에 의해 설치를 완료한다.The PRD 10 according to the present invention is assembled according to the assembling process, and then a gas cylinder (or pressure vessel) 20 is provided with a sealing packing interposed at the distal end of the PRD 10 assembled using the assembling tool. The installation is completed by tightening to a predetermined torque to the valve 30 coupled to the head of the).

상기와 같이 PRD(10)가 가스 실린더(또는 압력용기)(20)의 헤드에 결합된 밸브(30)에 장착된 상태에서 가스 실린더(20)에 압축 가스가 충진되면, 압축 가스의 압력에 의해 제1가용합금층(310)의 상단면은 고압의 압력을 받게 되나, 오동작 현상은 발생하지 않는다.When the compressed gas is filled in the gas cylinder 20 with the PRD 10 mounted on the valve 30 coupled to the head of the gas cylinder (or pressure vessel) 20 as described above, the pressure of the compressed gas The upper surface of the first soluble alloy layer 310 is subjected to a high pressure, but a malfunction does not occur.

예를 들어, ISO 15500-13에 규정된 내구성 시험을 실시할 때에도 본 발명에서는 제1 및 제2 하우징(100,200)의 제1 및 제3 내주부(103a,205)에 순차적으로 제1가용합금층(310), 보강재층(330) 및 제2가용합금층(320)이 분리 충전되므로 충전이 쉽게 이루어질 수 있으며, 종래와 같은 별도의 플럭스재를 사용하지 않기 때문에 캐비티(기포)가 존재하지 않으므로, 따라서, 가용합금의 흐름에 의한 형태변화는 발생하지 않게 된다.For example, even when the durability test specified in ISO 15500-13 is carried out, in the present invention, the first soluble alloy layer is sequentially formed on the first and third inner peripheral parts 103a and 205 of the first and second housings 100 and 200. Since the 310, the reinforcing material layer 330 and the second soluble alloy layer 320 is separately charged, the filling can be easily made, and since there is no cavity (bubble) because it does not use a separate flux material as in the prior art, Therefore, the shape change due to the flow of the soluble alloy does not occur.

또한, 본 발명에서는 전체 하우징을 제1 및 제2 하우징(100,200)의 나사결합 구조로 설계하였기 때문에 하우징의 내부 공간에 제1가용합금층(310), 보강재층(330) 및 제2가용합금층(320)을 효과적으로 분리 충전할 수 있게 된다.In addition, in the present invention, since the entire housing is designed as a screw coupling structure of the first and second housings 100 and 200, the first soluble alloy layer 310, the reinforcing material layer 330, and the second soluble alloy layer are formed in the inner space of the housing. It is possible to effectively separate and charge the 320.

한편, 본 발명의 PRD(10)는 차량의 충돌 등에 의해 주변 온도가 설정된 온도(예를들어, 110℃)에 도달하게 되면, 제1 및 제2가용합금층(310,320)의 가용합금이 용융되면서 압축 가스의 압력에 의해 용융된 가용합금과 보강재는 제2하우징(200)의 외부로 밀리면서 배출되고 이에 따라 실린더(20)에 충진되어 있던 압축 가스는 제1 및 제2 하우징(100,200)의 내주부를 통하여 외부로 배출되며, 용융된 가용합금과 보강재는 제3체결부(204)에 결합된 도시되지 않은 벤트라인(vent line)을 통하여 차량 외부로 배출된다. Meanwhile, in the PRD 10 of the present invention, when the ambient temperature reaches a set temperature (eg, 110 ° C.) due to a collision of a vehicle, the available alloys of the first and second soluble alloy layers 310 and 320 are melted. The soluble alloy and the reinforcing material melted by the pressure of the compressed gas are discharged while being pushed out of the second housing 200, and thus the compressed gas filled in the cylinder 20 is discharged in the first and second housings 100 and 200. The molten soluble alloy and reinforcement are discharged to the outside through the vent line (not shown) coupled to the third fastening portion 204.

상기한 본 발명의 PRD는 110℃ 급 가용합금을 사용함에 의해 110℃에서 작동이 이루어지나, 작동온도의 변경에 따라 이에 적합한 가용합금으로 변경하는 방식으로 변경이 가능하다.The PRD of the present invention described above is operated at 110 ° C by using a 110 ° C soluble alloy, but can be changed in such a way as to change the available soluble alloy according to the change in operating temperature.

(실험예)Experimental Example

본 발명 실시예에 따른 PRD는 상기한 제1 제2 하우징의 내주부에 가용합금과 보강재의 충전비율이 부피비로 80:20으로 설정하여 조립하였고, 비교예 1은 동일한 하우징 구조에 보강재를 부피비로 25% 초과하여 포함되게 73:27로 설정하여 조립하였으며, 비교예 2에서는 보강재를 부피비로 15% 미만으로 포함되게 88:12로 설정하여 조립하였다. 이 경우, 본 발명 실시예, 비교예 1 및 2 모두 보강재는 0.7mm 스틸 볼을 사용하였다.PRD according to the embodiment of the present invention was assembled by setting the filling ratio of the soluble alloy and the reinforcing material to the inner peripheral portion of the first second housing set to 80:20 by volume ratio, Comparative Example 1 in the same housing structure to the reinforcement in the volume ratio It was assembled by setting to 73:27 to include more than 25%, in Comparative Example 2 was assembled by setting to 88:12 to include less than 15% by volume ratio. In this case, 0.7 mm steel balls were used for the reinforcing materials of Examples, Comparative Examples 1 and 2 of the present invention.

그후 본 발명 실시예, 비교예 1 및 2의 PRD를 각각 내구성 시험과 동작 시험(Activation Test)을 실시하여 시험결과를 하기 표 1에 나타내었다. Thereafter, the PRDs of Examples, Comparative Examples 1 and 2 of the present invention were subjected to durability tests and activation tests, respectively, and the test results are shown in Table 1 below.

내구성 시험조건은 91℃, 325bar, 500시간이고, 동작 시험 조건은 600ㅁ10 ℃, 62.5bar이며, 측정시간은 상기 조건에서 5분 이상 작동이 이루어지지 않는 경우 용기가 폭발하는 위험한 상황에 처하게 되므로 경험칙상 2분ㅁ30초를 합격의 기준으로 설정하였다. 이 경우 동작 시험의 온도조건은 PRD 주위온도이다.Durability test conditions are 91 ℃, 325 bar, 500 hours, operating test conditions are 600 ㅁ 10 ℃, 62.5 bar, the measurement time is in danger of exploding the container if the operation is not performed for more than 5 minutes in the above conditions Therefore, as a rule of thumb, 2 minutes ㅁ 30 seconds was set as the criterion of acceptance. In this case, the temperature condition of the operation test is the ambient temperature of the PRD.

내구성 시험Durability test 동작 시험Operation test 본 발명 실시예Inventive Example 합격(500시간)Pass (500 hours) 합격(1분 55초)Pass (1 minute 55 seconds) 비교예 1Comparative Example 1 불합격(414 시간 동작)Failed (414 hour operation) 합격(1분 54초)Pass (1 minute 54 seconds) 비교예 2Comparative Example 2 합격pass 불합격(4분 24초)Failed (4 minutes 24 seconds)

상기 시험 결과에서 알 수 있는 바와 같이 보강재의 함량이 부피비로 25%를 초과하게 되면 동작시험은 만족하나 내구성 시험 요건은 만족하지 못하게 되고(비교예 1), 반대로 보강재의 함량이 부피비로 15% 미만으로 되면 내구성 시험은 만족하나 동작 시험 요건은 만족하지 못하게 되는 것을 알 수 있다(비교예 2). 그러나, 본 발명 실시예에서는 내구성 시험조건인 500시간을 견디어 내었고, 동작 시험에서는 1분 55초에 동작이 이루어지는 것을 확인하였다.As can be seen from the test results, when the content of the reinforcement exceeds 25% by volume, the operation test is satisfied, but the durability test requirements are not satisfied (Comparative Example 1). On the contrary, the content of the reinforcement is less than 15% by volume. In this case, the durability test is satisfied but the operation test requirement is not satisfied (Comparative Example 2). However, in the embodiment of the present invention endured the durability test conditions 500 hours, it was confirmed that the operation is performed in 1 minute 55 seconds in the operation test.

상기한 바람직한 실시예의 설명에서는 가용합금과 보강재의 효과적인 분리 충전을 위하여 하우징이 2개로 분리된 구조를 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 단일 하우징을 사용하여 구현될 수 있다.In the above description of the preferred embodiment, the structure of the housing is separated into two for the effective separation and filling of the soluble alloy and the reinforcing material, for example, the present invention is not limited to this can be implemented using a single housing.

상기한 바와 같이 본 발명의 PRD는 가용합금과 보강재를 하우징 내부에 분리 충전시킴에 의해 플럭스의 사용을 배제할 수 있어 가용합금의 동작시에 흐름이 발생되지 않게 된다.As described above, the PRD of the present invention can eliminate the use of flux by separately filling and filling the soluble alloy and the reinforcing material into the housing so that no flow is generated during the operation of the soluble alloy.

또한, 본 발명에서는 전체 하우징의 구조를 2개의 제1 및 제2 하우징으로 구 성함에 의해 보강재를 가용합금의 중간에 용이하게 분리 충전할 수 있고 조립성을유지할 수 있으며 동시에 보강재와 가용합금의 충진량과 높이를 일정하게 관리할 수 있어 품질의 균일성을 도모할 수 있다.In addition, in the present invention, the structure of the entire housing is composed of two first and second housings, so that the reinforcement can be easily separated and filled in the middle of the soluble alloy, the assembly can be maintained, and the filling amount of the reinforcement and the soluble alloy at the same time. The height and height can be managed constantly, resulting in uniformity of quality.

더욱이, 본 발명에서는 가용합금과 보강재를 분리 충전시키는 구조를 채용함에 의해 복합소재의 개발이 필요 없고 미리 설정된 사용온도 범위의 가용합금만을 필요로 하여 복합소재의 개발보다 개발이 쉽게 이루어질 수 있다.Further, in the present invention, by adopting a structure for separating and filling the soluble alloy and the reinforcing material, it is not necessary to develop a composite material, and only a soluble alloy having a preset use temperature range can be developed more easily than the development of the composite material.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with reference to specific preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is not limited to the spirit of the present invention. Various changes and modifications will be possible by those who have the same.

Claims (8)

선단부가 압력용기 또는 압력용기에 설치된 밸브나 압축가스라인에 연통하도록 결합되며 단계적으로 내경이 증가하는 제1 및 제2 내주부를 갖는 제1하우징과;A first housing having a first end and a second inner circumference coupled to the front end thereof in communication with a pressure vessel or a valve or a compressed gas line installed in the pressure vessel, the inner diameter of which is increased in stages; 상기 제2내주부와 연통하도록 상기 제1하우징의 제2내주부에 선단부가 결합되고 상기 제1내주부와 동일한 내경의 제3내주부를 구비하는 제2하우징과;A second housing having a distal end coupled to a second inner circumference of the first housing so as to communicate with the second inner circumference and having a third inner circumference having the same inner diameter as the first inner circumference; 상기 제1하우징의 제1내주부의 일부와 제2하우징의 제3내주부에 충진되며 주변온도가 작동온도에 도달하는 경우 용융이 이루어지는 가용합금으로 충진된 제1 및 제2 가용합금층과;First and second soluble alloy layers filled with a part of the first inner circumference of the first housing and the third inner circumference of the second housing and filled with a soluble alloy in which melting occurs when the ambient temperature reaches an operating temperature; 상기 제1가용합금층과 제2가용합금층 사이에 충진되며 다수의 입자형 보강재로 이루어진 보강재층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 가용합금을 이용한 압력해제장치.Pressure releasing device using a soluble alloy, characterized in that the filler is filled between the first soluble alloy layer and the second soluble alloy layer consisting of a plurality of particulate reinforcement material. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제1하우징의 후단부는 외주부가 다각형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가용합금을 이용한 압력해제장치.The pressure release device using a soluble alloy according to claim 1, wherein the rear end of the first housing has a polygonal outer circumference. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 하우징의 제1 및 제3 내주부는 요철부 구조 또는 논슬리핑(nonslipping) 면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 가용합금을 이용한 압력해제장치.The pressure release device using a soluble alloy according to claim 1, wherein the first and third inner circumferential portions of the first and second housings have an uneven structure or a nonslipping surface. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 가용합금과 보강재는 부피비로 75:25 내지 85:15로 설정되는 것을 특징으로 하는 가용합금을 이용한 압력해제장치.The pressure releasing device using a soluble alloy according to claim 1 or 5, wherein the soluble alloy and the reinforcing material are set in a volume ratio of 75:25 to 85:15. 제6항에 있어서, 상기 보강재의 사이즈는 0.6∼0.9mm 범위로 설정되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 가용합금을 이용한 압력해제장치.7. The pressure releasing device using soluble alloy according to claim 6, wherein the size of the reinforcing material is set in a range of 0.6 to 0.9 mm. 제1항에 있어서, 상기 제1하우징의 제1내주부 길이는 제2하우징의 제3내주부 길이보다 상대적으로 짧게 설정되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 가용합금을 이용한 압력해제장치.The pressure release device according to claim 1, wherein the length of the first inner circumference of the first housing is set to be relatively shorter than the length of the third inner circumference of the second housing.
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