KR101589518B1 - 위험물 취급 장소에 구성되는 방폭팬 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위험물 취급 장소에 구성되는 방폭팬 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화재나 폭발을 발생시킬 수 있는 물질이 대기중에 존재하거나 존재할 우려가 있는 시설물에 설치되는 방폭팬 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 방폭팬에 구성되는 모터에 결합되어 있는 샤프트부에 정전기를 차단하기 위한 절연 재질의 커플링을 형성하며, 방폭팬에 구성되는 팬케이스의 내주면을 따라 안티스파크라이너를 형성하여 임펠러가 팬케이스 내면과 충돌하여 발생하는 스파크를 차단하도록 함으로써, 화재나 폭발을 발생시킬 수 있는 물질이 대기 중에 존재하거나 존재할 우려가 있는 시설물에 화재나 폭발을 방지하는 효과를 발휘한다.

Description

위험물 취급 장소에 구성되는 방폭팬 장치{Explosion-proof fan unit for Dangerous goods handling area.}

본 발명은 위험물 취급 장소에 구성되는 방폭팬 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화재나 폭발을 발생시킬 수 있는 물질이 대기중에 존재하거나 존재할 우려가 있는 시설물에 설치되는 방폭팬 장치에 관한 것이다.

방폭이란 공기와 혼합되어 화재나 폭발을 발생하게 하는 위험 물질의 생성과 확산을 방지, 억제, 제한하는 것을 일차 목적으로 하고, 2차적으로는 점화원이 되는 전기 설비에 의한 위험 정도의 활성화 방지를 2차 목적으로 하며, 3차 목적으로는 폭발이 일어났을 경우라도 그 폭발의 규모가 선박의 전 설비에 큰 위험을 주지 않는 정도의 조치까지를 포함하는 넓은 개념이다.

폭발은 선박의 안전을 위협하는 가장 위험한 요소 중의 하나이며, 폭발시 화염이 발생하더라도 화재가 쉽게 확산되지 않도록 하는 것이 중요하다.

선박은 해양이라는 매우 특수한 환경에 처해 있어 외부로부터의 도움이나 원조가 불가능하기 때문에 모든 것을 선박 내에서 자체적으로 해결할 수 있어야 한다.

또한, 선박에서 폭발이 발생하게 되면 방화벽을 통과하는 덕트 등을 통하여 유독 가스 및 화염이 순식간에 이동하게 되며, 한쪽 구역에서 발생한 폭발의 영향이 다른 구역으로 영향을 미치게 되므로 폭발화염에 의한 피해를 방지하고 불길을 차단하기 위하여 팬 전단에 Damper가 이용되고 있다.

현재 지구상에는 화석연료에 대한 수요가 폭발적으로 증가하고 있는 실정이다.

특히, 육상의 지하자원보다 해상의 지하자원에 대해서 전 세계가 주목하고 있다.

수심이 비교적 낮은 대륙붕 지대에 대한 지하자원은 이미 개발이 완료 되었거나 개발완료가 끝나는 시점에 다다랐다.

이러한 자원획득은 보다 깊은 심해로 개발방향이 전환되고 있는 시점이다.

세계 Major급 정유회사 또한 이러한 점을 주목하여 꾸준히 심해 석유자원 채취 용 구조물 및 선박을 준비하고 있다.

따라서 해양구조물의 설치해역이 점차 심 해역으로 이동하고 있음을 인지해야 되며, 신개념 구조물의 필요성이 증가되고 있다.

이와 아울러 기본적인 운반선 및 LNG, LPG, 대형 크루즈선 등의 수요가 급증함에 따라 이에 맞는 부품소재의 국산화 비율을 증가시켜 국가 경쟁력 제고가 요구되고 있다.

해양 구조물에서 폭발 화재 발생시 폭발 화재발생 지역을 자동적으로 봉쇄하여 화재 및 유독가스의 확산을 차단하게 된다.

방폭팬은 그 구조가 고온에 충분히 견딜 수 있어야 하며, 진화 작업시 진화용 수압에 열리지 않아야 되는 구조적 특징을 필수항목으로 꼽을 수 있다.

현재 해양구조물의 드릴쉽에 관한 방폭팬을 살펴보면 밧데리 룸에서 발생하는 탄화수소와 황산화수소의 가스가 발생하는 것을 룸 외부 바깥으로 배기시키는 방폭형 팬의 구조를 나타낸 것이다.

드릴 쉽의 경우 밧데리 룸 뿐만 아니라 기관구역, 거주구역, 제어룸, 저장품실 등과 같은 공간에서는 복도측보다 50Pa 정도의 높은 압력을 유지하는 것이 규정이며, 급기쪽 유량을 제어하여 풍량과 온도를 적정수준으로 유지시키고 있는 방식을 채택하고 있다.

반면, 배기쪽의 경우 유량을 제어하기 보다는 폭발 화재시 폭발에 의한 화염의 방재목적으로 방폭팬 전단에 댐퍼를 설치하여 앞서 언급된 구역이나 지역에서 폭발화재가 발생할 경우 온도센서나 가스탐지 센서에 의해 자동적으로 댐퍼가 차단된다.

이때, 급기쪽에서 화재구역에 불활성 가스를 독립적으로 공급하여 산소농도를 낮추고, 외부에서 유입되는 산소를 차단시켜 폭발화재를 진압하게 된다.

폭발화재 발생시 센서나 스위치 작동에 의해 방폭팬의 구동과 댐퍼의 액팅이 매우 빠른시간에 이루어져야 하고, 일반 운전조건에서는 환기나 배기를 목적으로 방폭팬이 구동되고 있다.

방폭팬의 전단부에 설치된 댐퍼의 경우, 폭발 발생시를 위해서 비상용으로만 제어되고 있다.

그러나, 해양구조물의 경우 밧데리 룸 뿐만 아니라 기관구역, 거주지역 등 엔지니어가 항상 생활하므로 환기에 대한 적정한 제어도 필요한 실정이다.

이는 선주의 요구사항이나 기자재 금액의 폭등으로 이어져 일반 방폭팬에 관한 기자재만이 개발되어 왔고, 팬에 부착되는 모터에 관한 방폭은 있으나, 팬 자체에 의한 방폭은 현재까지 개발이 이루어지지 않아 국내 조선소의 경우, 이에 해당되는 방폭팬을 해외에서 구매할 수 밖에 없는 실정이다.

(실용신안문헌1) 대한민국 공개실용신안공보 20-2013-0000496호(2013.01.22)

본 발명의 위험물 취급 장소에 구성되는 방폭팬 장치는 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 방폭팬 장치에 있어서, 모터에 결합되어 있는 샤프트부에 정전기를 차단하기 위한 절연 재질의 커플링을 형성하며, 방폭팬에 구성되는 팬케이스의 내주면을 따라 안티스파크라이너를 형성하여 임펠러가 팬케이스 내면과 충돌하여 발생하는 스파크를 차단하도록 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 기울기감지센서부를 구성하여 샤프트부의 기울기를 감지하여 허용 임계치를 초과할 경우에 해당 기울기값을 원격지단말기로 송출하며, 방폭팬의 후드 내부에 온도감지센서부를 구성하여 온도값이 허용 임계치를 초과할 경우에 해당 온도값을 원격지단말기로 송출하도록 하는데 있다.

본 발명의 위험물 취급 장소에 구성되는 방폭팬 장치는 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 모터부(100)와;

상기 모터부에 결합되어 있는 샤프트부가 삽입되도록 중앙 상측 부위에 형성되는 샤프트인입공(210)과,

중앙 하측 부위에 형성되어 샤프트부를 후드결합부로 인출시키는 샤프트인출공(220)을 포함하여 구성되는 원통 형상의 모터베이스(200)와;

일측이 모터부에 결합되며, 타측이 커플링과 결합되는 상측샤프트(310)와,

일측이 상측샤프트에 결합되며, 타측이 하측샤프트에 결합되어 상측샤프트 및 하측샤프트에 발생되는 정전기를 차단하도록 절연 재질로 형성되는 커플링(320)과,

일측이 상기 커플링에 결합되며, 타측이 임펠러에 결합되는 하측샤프트(330)를 포함하여 구성되는 샤프트부(300)와;

중앙 상측 부위에 샤프트부가 삽입되도록 형성되는 후드샤프트인입공(410)과,

중앙 하측 부위에 샤프트부를 팬케이스로 인출하기 위하여 형성되는 후드샤프트인출공(420)을 포함하여 구성되는 그물망 형상의 후드결합부(400)와;

상기 후드결합부에 결합되어 후드결합부의 그물망을 통해 공급되는 공기를 외부로 유도 배출하기 위한 후드(500)와;

샤프트부의 끝단이 결합되어 모터부의 구동력에 의하여 회전하는 임펠러(620)를 포함하여 구성되며, 상기 후드결합부의 하측에 결합되는 팬케이스(600)와;

상기 팬케이스의 내면과 임펠러의 끝단이 충돌하여 발생되는 스파크를 차단하도록 팬케이스의 내주면을 따라 형성되는 안티스파크라이너(700);를 포함하게 되어 본 발명의 과제를 해결하게 된다.

본 발명에 의해, 방폭팬에 구성되는 모터에 결합되어 있는 샤프트부에 정전기를 차단하기 위한 절연 재질의 커플링을 형성하며, 방폭팬에 구성되는 팬케이스의 내주면을 따라 안티스파크라이너를 형성하여 임펠러가 팬케이스 내면과 충돌하여 발생하는 스파크를 차단하도록 함으로써, 화재나 폭발을 발생시킬 수 있는 물질이 대기 중에 존재하거나 존재할 우려가 있는 시설물에 화재나 폭발을 방지하는 효과를 발휘한다.

또한, 기울기감지센서부를 구성하여 샤프트부의 기울기를 감지하여 허용 임계치를 초과할 경우에 해당 기울기값을 원격지단말기로 송출하며, 방폭팬의 후드 내부에 온도감지센서부를 구성하여 온도값이 허용 임계치를 초과할 경우에 해당 온도값을 원격지단말기로 송출하도록 함으로써, 화재나 폭발의 위험을 사전에 알리는 효과를 제공하여 사전 조치를 취할 수 있도록 하는 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명인 위험물 취급 장소에 구성되는 방폭팬 장치의 일실시예에 따른 구성 단면도이다.
도 2는 본 발명인 위험물 취급 장소에 구성되는 방폭팬 장치의 이실시예에 따른 구성 단면도이다.
도 3은 본 발명인 위험물 취급 장소에 구성되는 방폭팬 장치의 커플링 사진이며, 도 4는 모터베이스 내부 사진이며, 도 5는 후드결합부 사진이며, 도 6은 팬케이스 내부에 안티스파크라이너가 설치된 사진이며, 도 7은 후드결합부와 후드 및 팬케이스를 나타낸 사진이며, 도 8은 임펠러 사진이며, 도 9 내지 도 10은 위험물 취급 장소에 구성되는 방폭팬 장치 사진이다.

이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명의 위험물 취급 장소에 구성되는 방폭팬 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 기술적 특징은 방폭팬 장치를 구성하는 모터에 결합되어 있는 샤프트부에 정전기를 차단하기 위한 절연 재질의 커플링을 형성하며, 방폭팬에 구성되는 팬케이스의 내주면을 따라 안티스파크라이너를 형성하여 임펠러가 팬케이스 내면과 충돌하여 발생하는 스파크를 차단하도록 하는 것이다.

도 1은 본 발명인 위험물 취급 장소에 구성되는 방폭팬 장치의 일실시예에 따른 구성 단면도이다.

도 1의 구성에 나타낸 바와 같이, 방폭팬 장치는 모터부(100), 모터베이스(200), 샤프트부(300), 후드결합부(400), 후드(500), 팬케이스(600), 안티스파크라이너(700)를 포함하여 구성된다.

구체적으로 상기 모터베이스(200)는 원통 형상을 이루고 있다.

그리고, 모터부에 결합되어 있는 샤프트부가 삽입되도록 중앙 상측 부위에 샤프트인입공(210)을 형성하게 된다.

상기 샤프트부는 팬케이스에 구성되는 임펠러에 결합되어 모터부의 동작에 따라 동작하기 때문에 상기와 같이 샤프트부를 팬케이스까지 제공하기 위하여 샤프트부가 삽입될 수 있는 공간을 형성하는 것이다.

따라서, 중앙 하측 부위에 샤프트인출공(220)을 형성하여 샤프트부를 후드결합부로 인출시키는 것이다.

그리고, 추가적으로 내부에 구성되는 커플링을 육안으로 확인하기 위하여 점검창을 구성할 수도 있다.

또한, 상기 모터베이스에는 도 4에 도시한 바와 같이, 커플링을 형성하게 된다.

상기 샤프트부(300)는 상측샤프트와 하측샤프트를 구성하게 되는데, 이는 모터베이스에 구성되는 커플링을 형성하기 위하여 상측샤프트와 하측샤프트로 구분시켜 커플링의 양측에 각각 결합시키는 것이다.

상기 상측샤프트(310)는 일측이 모터부에 결합되며, 타측이 커플링과 결합되어 있으며, 상기 커플링은 일측이 상측샤프트에 결합되며, 타측이 하측샤프트에 결합되어 있다.

그리고, 상기 하측샤프트(330)는 일측이 커플링에 결합되며, 타측이 임펠러에 결합되는 것이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 커플링(320)은 상측샤프트 혹은 하측샤프트에 발생되는 정전기를 차단하도록 절연 재질로 형성되게 된다.

그리고, 커플링은 샤프트에 각각 결합시키기 위하여 상측 및 하측에 결합공(321)을 형성하고 결합공에 결합을 위한 체결수단을 삽입하여 샤프트에 각각 결합시키는 것이다.

한편, 도 5에 도시한 바와 같이, 후드결합부(400)는 중앙 상측 부위에 샤프트부가 삽입되도록 후드샤프트인입공(410)을 형성하고 있으며, 중앙 하측 부위에 샤프트부를 팬케이스로 인출하기 위하여 후드샤프트인출공(420)을 형성하고 있다.

특히, 바람직하게 후드결합부는 그물망 형상을 가지게 되는 것이다.

이때, 도 7에 도시한 바와 같이, 후드결합부에 후드(500)를 결합시키게 되며, 후드결합부의 그물망을 통해 공급되는 공기를 외부로 유도 배출하게 된다.

상기 팬케이스(600)는 후드결합부의 하측에 결합되게 되는데, 도 7 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 샤프트부의 끝단이 결합되어 모터부의 구동력에 의하여 회전하는 임펠러(620)를 포함하여 구성되게 된다.

한편, 상기 팬케이스의 일측에는 내부에 구성된 임펠러를 육안으로 확인하기 위한 점검창을 부수적으로 구성할 수도 있을 것이다.

그리고, 도 6에 도시한 바와 같이, 팬케이스의 내면과 임펠러의 끝단이 충돌하여 발생되는 스파크를 차단하도록 팬케이스의 내주면을 따라 판형태로 밀착되게 형성되는 구리 재질의 안티스파크라이너(700)를 구성하게 된다.

상기 안티스파크라이너는 바람직하게는 구리 재질의 동판으로 구성되게 된다.

한편, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 후드결합부(400) 내부의 어느 일측에, 임펠러에 의해 유입되는 공기를 환기 구멍쪽으로 유도하기 위하여 공기흐름가이드부(950);를 더 포함하여 형성시킬 수도 있다.

즉, 임펠러의 동작에 의해 후드결합부 내부로 유입되는 공기를 환기 구멍쪽으로 유도시키기 위하여 샤프트부 부위에 구성하게 된다.

예를 들어, 원통에 샤프트부를 삽입시키고, 원통 외주면에 상기 공기흐름가이드부를 구성할 수도 있다.

한편, 샤프트부의 기울기를 감지하여 허용 임계치를 초과할 경우에 해당 기울기값을 원격지단말기로 송출하기 위한 기울기감지센서부(800);를 구성할 수 있다.

그 위치는 샤프트부의 기울기를 감지할 수 있는 부위면 어디든지 상관없다.

예를 들어, 허용 임계치가 1도라면 상기 1도를 초과할 경우에 해당 기울기값을 원격지단말기로 전송하게 되는 것이다.

일반적으로 팬 장치를 장기간 사용하게 되면 샤프트축이 기울어지는 현상이 발생하여 샤프트축에 결합되어 있는 임펠러의 팬이 팬 장치의 내면과 접촉되게 되어 팬이 깨지는 문제가 발생한다.

따라서, 사전에 이를 방지하기 위하여 기울기 감지값을 모니터링하기 위하여 구성한 것이다.

또한, 후드(500) 내부에 온도를 감지하여 허용 임계치를 초과할 경우에 해당 온도값을 원격지단말기로 송출하기 위한 온도감지센서부(900);를 더 포함하여 구성할 수도 있다.

즉, 온도가 변하게 되면 압력이 변하게 되고, 반대로 압력이 변하면 온도가 변하게 된다.

따라서, 후드 내부의 온도를 항시 감지할 수 있는 센서를 도입하여 허용 임계치를 초과할 경우에 이를 알리도록 하는 센서를 구성하게 된 것이다.

상기 온도감지센서부 이외에 압력감지센서부를 구성하여도 무관할 것이다.

압력이 허용 임계치를 초과하게 되면 폭발의 위험성이 높기 때문에 이를 사전에 방지하기 위한 구성인 것이다.

상기와 같은 구성에 의하면, 방폭팬에 구성되는 모터에 결합되어 있는 샤프트부에 정전기를 차단하기 위한 절연 재질의 커플링을 형성하며, 방폭팬에 구성되는 팬케이스의 내주면을 따라 안티스파크라이너를 형성하여 임펠러가 팬케이스 내면과 충돌하여 발생하는 스파크를 차단하도록 함으로써, 화재나 폭발을 발생시킬 수 있는 물질이 대기 중에 존재하거나 존재할 우려가 있는 시설물에 화재나 폭발을 방지하는 효과를 발휘한다.

100 : 모터부
200 : 모터베이스
300 : 샤프트부
400 : 후드결합부
500 : 후드
600 : 팬케이스
700 : 안티스파크라이너
800 : 기울기감지센서부
900 : 온도감지센서부
950 : 공기흐름가이드부

Claims (4)

1. 화재나 폭발을 발생시킬 수 있는 물질이 대기 중에 존재하거나 존재할 우려가 있는 시설물에 설치되는 방폭팬 장치에 있어서,
   모터부(100)와;
   일측이 모터부에 결합되며, 타측이 커플링과 결합되는 상측샤프트(310)와,
   일측이 상측샤프트에 결합되며, 타측이 하측샤프트에 결합되어 상측샤프트 및 하측샤프트에 발생되는 정전기를 차단하도록 절연 재질로 형성되는 커플링(320)과,
   일측이 상기 커플링에 결합되며, 타측이 임펠러에 결합되는 하측샤프트(330)를 포함하여 구성되는 샤프트부(300)와;
   중앙 상측 부위에 샤프트부가 삽입되도록 형성되는 후드샤프트인입공(410)과,
   중앙 하측 부위에 샤프트부를 팬케이스로 인출하기 위하여 형성되는 후드샤프트인출공(420)을 포함하여 구성되는 그물망 형상의 후드결합부(400)와;
   상기 후드결합부에 결합되어 후드결합부의 그물망을 통해 공급되는 공기를 외부로 유도 배출하기 위한 후드(500)와;
   샤프트부의 끝단이 결합되어 모터부의 구동력에 의하여 회전하는 임펠러(620)를 포함하여 구성되며, 상기 후드결합부의 하측에 결합되는 팬케이스(600)와;
   상기 팬케이스의 내면과 임펠러의 끝단이 충돌하여 발생되는 스파크를 차단하도록 팬케이스의 내주면을 따라 판형태로 밀착되게 형성되는 구리 재질의 안티스파크라이너(700);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위험물 취급 장소에 구성되는 방폭팬 장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 샤프트부의 기울기를 감지하여 허용 임계치를 초과할 경우에 해당 기울기값을 원격지단말기로 송출하기 위한 기울기감지센서부(800);를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위험물 취급 장소에 구성되는 방폭팬 장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 후드(500) 내부에,
   온도를 감지하여 허용 임계치를 초과할 경우에 해당 온도값을 원격지단말기로 송출하기 위한 온도감지센서부(900);를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위험물 취급 장소에 구성되는 방폭팬 장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 후드결합부(400) 내부의 어느 일측에,
   임펠러에 의해 유입되는 공기를 환기 구멍쪽으로 유도하기 위하여 형성되는 공기흐름가이드부(950);를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 위험물 취급 장소에 구성되는 방폭팬 장치.
   

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