KR101593053B1 - 압력변화 완화용 내장형 멤브레인 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압력변화 완화용 내장형 멤브레인 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 압력변화 완화용 용기 내장형 멤브레인 장치는 내부에 부품(120)이 탑재되며, 일측에 점검구(110)가 형성된 용기(100); 및 상기 용기(100)의 내부를 향해 돌출되도록 상기 점검구(110)에 장착된 멤브레인장치(200);를 포함한다. 본 발명에 따르면, 멤브레인장치에 형성된 통기특성(Flow Conductance)이 큰 통기 구멍에 의해 용기 주위 온도 변화에 따라 불가피하게 발생하는 수용 용기 내부의 압력 변화가 최소화되므로 용접과 조립에 따라 발생하는 수용 용기의 결함구멍(대체적으로 통기 특성이 적으나, 압력 차이에 비례하여 지속적으로 유출입이 발생)을 통한 습증기의 용기 내부로의 유입이 줄어드는 효과가 있다.

Description

압력변화 완화용 내장형 멤브레인 장치{INNER MOUNTED MEMBRANE APPARATUS FOR ALLEVIATION OF PRESSURE CHANGE}
본 발명은 압력변화 완화용 내장형 멤브레인 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저습 또는 건조 환경을 요구하는 각종 발사관 및 컨테이너 내부에 설치되는 압력변화 완화용 내장형 멤브레인 장치에 관한 것이다.
용기 내에 장기간 보관 및 운용되는 유도탄, 정밀 광학장비 및 전자장비는 수명 유지를 위해, 외부로부터 용기 내부로 유입되는 습기를 차단해 주는 것이 중요하다.
일반적으로, 용기 내의 습기 유입은 주위 온도 변화에 의한 용기 내부의 온도 변화와 이에 따른 용기 내부의 압력 변화가 주된 원인이다.
용기 내부의 압력변화는, 용기의 결함구멍을 통해 외부 습공기의 유입 및 내부 건공기의 유출을 발생시키며, 이로 인하여 용기 내부에 습기 축적을 유발한다.
그런데 용기 내부에 습기가 축적되는 것을 방지하기 위해서는, 용기의 밀폐 수준을 유지함과 동시에, 별도의 실리카겔 등 습기 제거제를 내장하여 저습한 상태를 유지해야 한다.
종래 용기 내부를 저습한 상태로 유지하기 위한 용기의 시스템이 개요도로써, 도 1에 도시되었다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 용기 내부를 저습한 상태로 유지하기 위한 용기의 시스템은, 용기(10), 제습제용기(20), 습도지시계(30), 기체 유입 밸브(40a) 및 기체 출구용 밸브(40b), 용기(10)의 내부에 장착된 내부 제품(50)으로 구성된다.
용기(10)는 수송용기 및 저장용기의 기능을 수행하며, 제습제용기(20)는 용기(10)에 설치되되, 제습제를 교체할 수 있도록 형성되어, 용기(10) 내부의 습도를 적정치 이내로 유지하는 기능을 수행한다. 또한, 습도지시계(30)는 용기(10)의 습도 상태를 표시하는 기능을 수행한다.
기체 유입 밸브(40a) 및 기체 출구용 밸브(40b)는 용기(10) 제작과정이나 제품(50)의 내부 부품의 장입 완료 시점에 제작상 또는 취급과정에서 발생가능한 용기(10)에 있는 결함구멍 유무 상태를 확인하기 위해 용기(10) 내에 기체를 주입하거나 배출할 때 쓰인다.
그러나 용기 내부를 저습한 상태로 유지하기 위한 종래 용기 시스템은 용기의 제작 및 조립과정에 발생할 수 있는 결함공기 또는 유출 구멍이 최소화되도록 정밀한 용접작업 및 조립공정이 필요하며, 제습제 교체를 위해 빈번한 정비를 필요로 하고 있다.
공개특허공보 제 10-2003-005257호 (2003.02.20)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 제작 단가를 낮추고, 정비 소요를 줄일 수 있도록 효율적으로 밀폐 유지가 가능한 컨테이너 제작 및 운용 기술을 제공할 수 있는 압력변화 완화용 내장형 멤브레인 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 압력변화 완화용 용기 내장형 멤브레인 장치는 내부에 부품(120)이 탑재되며, 일측에 점검구(110)가 형성된 용기(100); 및 상기 용기(100)의 내부를 향해 돌출되도록 상기 점검구(110)에 장착된 멤브레인장치(200);를 포함한다.
상기 멤브레인장치(200)는 상기 용기(100)의 외부 온도 변화에 따라 상기 용기(100)의 외부공기를 유도하는 통기 구멍(W1); 상기 통기 구멍(W1)을 통해 유도된 외부공기를 저장할 수 있는 멤브레인(210); 및 상기 점검구(110)에 형성된 중공에 체결되는 고정기구(220);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 멤브레인(210)은 압력에 의해 변형될 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 고정기구(220)는 상기 점검구(110)에 고정된 공기진입부(221); 내부에 밸브조립체(230)가 장착되고, 상기 공기진입부(221)로부터 연장형성된 실린더 형상의 제어공간부(222); 및 상기 멤브레인(210)과 상기 제어공간부(222)를 연결하는 고정부(223)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 공기진입부(221)에는 상기 통기 구멍(W1)이 형성되고, 상기 통기 구멍(W1)의 개구된 양측은 유로를 형성하도록 확관되는 것을 특징으로 한다.
상기 제어공간부(222)에는 프러그(231)의 일측이 안착할 수 있는 가이드부(224)가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 밸브조립체(230)는 상기 공기진입부(221)로 진입된 공기를 상기 멤브레인(210)으로 유도하기 위한 복수의 연결 구멍(W3) 및 상기 연결 구멍에 연결된 유도 구멍(W2)이 형성된 프러그(231); 상기 프러그(231)와 상기 공기진입부(221) 사이에 구비된 스프링(233); 및 상기 프러그(231)에 연결되고, 상기 통기 구멍(W1)과 착탈 가능한 머리부(232);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 멤브레인장치에 형성된 통기 특성(Flow Conductance)이 큰 통기 구멍에 의해 용기 주위 온도 변화에 따라 불가피하게 발생하는 수용 용기 내부의 압력 변화가 최소화되므로 용접과 조립에 따라 발생하는 수용 용기의 결함구멍(대체적으로 통기 특성이 적으나, 압력 차이에 비례하여 지속적으로 유출입이 발생)을 통한 습증기의 용기 내부로의 유입이 줄어드는 효과가 있다.
또한, 용기 내부로의 습증기 유입이 감소하므로, 용기 내의 제습제의 수명이 연장되며, 효율적으로 용기 내부가 저습한 상태로 유지되므로 제품의 장기 운용 신뢰도가 향상되며, 용기의 기밀 제작 수준을 완화하는 것이 가능해지므로, 제품의 제작 단가 절감에도 기여할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 용기 내부를 저습한 상태로 유지하기 위한 용기의 시스템의 개요도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력변화 완화용 내장형 멤브레인 장치의 설치 개요도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력변화 완화용 내장형 멤브레인 장치의 요부 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력변화 완화용 내장형 멤브레인 장치의 작동을 설명하기 위한 작동상태 개요도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력변화 완화용 내장형 멤브레인 장치를 적용하여 실제 계측된 용기의 내부 압력 변화에 대한 시험결과 그래프.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력변화 완화용 내장형 멤브레인 장치의 설치 개요도이다. 도 2를 참조하면, 압력변화 완화용 용기 내장형 멤브레인 장치는 내부에 부품(120)이 탑재되며, 일측에 점검구(110)가 형성된 용기(100); 및
용기(100)의 내부를 향해 돌출되도록 점검구(110)에 장착된 멤브레인장치(200);를 포함한다. 점검구(110)는 필요에 따라서 멤브레인(210)의 교체를 가능하게 하고, 용기(100)의 조립 및 정비를 위한 정비용 창 역할을 수행한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력변화 완화용 내장형 멤브레인 장치의 요부 단면도이다. 도 3을 참조하면, 멤브레인장치(200)는 통기 구멍(W1), 멤브레인(210), 고정기구(220)를 포함한다. 통기 구멍(W1)은 용기(100)의 외부 온도 변화에 따라 상기 용기(100)의 외부공기를 유도하는 기능을 한다. 멤브레인(210)은 통기 구멍(W1)을 통해 유도된 외부공기를 저장하며, 압력(수십 mbar 수준)에 의해 변형이 자유롭다. 멤브레인(210)이 차지하는 공간은 일반적으로 용기(100) 내부에 있는 빈 공간을 활용하게 되며, 멤브레인(210)에 압력을 유발하는 요인은 주로 일일 대기 온도 변화이고, 멤브레인(210)의 압력 변화 수준은 이에 따른 정도이다.
고정기구(220)는 점검구(110)에 형성된 중공에 체결된다. 고정기구(220)에는 멤브레인(210)이 조립되고, 고정기구(220)는 통기구멍과 밸브를 지녀서 공기 유출입을 비교적 자유롭게 한다.
고정기구(220)는 공기진입부(221), 제어공간부(222), 고정부(223)를 포함한다. 밀폐기능을 부여하는 오링과 조립용 너트를 이용하여 공기진입부(221)를 점검구(110)에 고정시킬 수 있다.
제어공간부(222)는 내부에 밸브조립체(230)가 장착되고, 공기진입부(221)로부터 연장형성된 실린더 형상을 가진다. 또한, 제어공간부(222)는 프러그(231)의 일측이 안착할 수 있는 가이드부(224)를 포함할 수 있다.
고정부(223)는 멤브레인(210)과 제어공간부(222)를 연결한다. 고정부를 조립 또는 분해함으로써, 멤브레인과 상기 공간제어부의 연결 또는 분리를 용이하게 한다.
밸브조립체(230)는 프러그(231), 스프링(233), 머리부(232)를 포함한다. 프러그(231)에는 공기진입부(221)로 진입된 공기를 멤브레인(210)으로 유도하기 위한 복수의 연결 구멍(W3) 및 연결 구멍에 연결된 유도 구멍(W2)이 형성된다.
프러그(231)에는 공기진입부(221)로 진입된 공기를 멤브레인(210)으로 유도하기 위한 복수의 연결 구멍(W3) 및 연결 구멍에 연결된 유도 구멍(W2)이 형성된다. 복수의 연결 구멍(W3) 또는 유도 구멍(W2)은 멤브레인(210) 내부의 공기의 유출입이 용이하도록 매니폴드형 구멍으로 형성된다. 또한, 프러그(231)는 제어공간부(222)의 내부에서 축 방향으로 이동할 수 있고, 이에 따라 내외부의 압력차이에 의해 기체의 유출입을 제어할 수 있다. 즉, 밸브조립체(230)는 유도탄 발사 절차 등에 의해 용기(100) 내부가 대기압 이상의 급격한 압력 변화를 일으킬 경우, 프러그(231)가 자동으로 작동되어 통기 구멍(W1)을 폐쇄함으로써, 과다한 기체가 순간적으로 멤브레인장치(200)를 통해 유출되는 것을 막아준다. 머리부(232)는 프러그(231)에 연결되고, 통기 구멍(W1)과 착탈 가능하므로, 프러그(231)가 자동으로 작동되면 통기 구멍(W1)을 실질적으로 폐쇄하는 역할을 한다.
스프링(233)은 프러그(231)와 공기진입부(221)사이에 구비된다. 프러그(231)가 작동되어 통기 구멍을 폐쇄한 후, 멤브래인(210)의 내외부의 압력차이가 줄어들게 되면, 프러그(231)가 원래의 위치로 복귀할 수 있도록 복원력을 제공하기 위함이다.
이하 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력변화 완화용 내장형 멤브레인 장치의 작동을 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력변화 완화용 내장형 멤브레인 장치의 작동을 설명하기 위한 작동상태 개요도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력변화 완화용 내장형 멤브레인 장치를 적용하여 실제 계측된 용기의 내부 압력 변화에 대한 시험결과 그래프이다. 도 4를 참조하면, P0는 용기(100)의 외부의 압력, P1은 용기(100)의 내부의 압력, P2는 멤브레인(210) 내부의 압력이며, 대체적으로 P0=P2이다.
C1은 용기(100) 자체의 결함이 지닌 통기 특성(Flow Conductance)이며, 결함은 극소형의 구멍이 용기(100) 표면에 다수 모여 있는 형태이다. C2는 본 발명에 의해 의도적으로 구현된 멤브레인(210)과 통하는 통기 구멍(W1)의 통기 특성이며, C1에 비하여 상당히 크게 형성되어 있다. 압력차(P0-P1)에 의해 공기 유출입(Q1, Q2)이 발생하며, C2>>C1인 경우에는 Q2>>Q1이 되어 용기(100) 내부로 유출입되는 공기가 상당히 줄어든다.
도 5는 야외의 태양열과 그에 따른 일일 온도 변화에 노출된 용기(100)의 내부 압력 변화 양상을 보여준다. 도 5(b)는 용기(100)가 야외에 장시간 노출시 겪는 온도 변화 상태를 그래프(L1)로써 보여준다. 도 5(a)는 이상적으로 밀폐된 용기(100)의 온도에 의한 내압 변화 상태(보일-샬 법칙 적용) 그래프(L2) 및 실재 멤브레인(210)이 적용된 용기(100)가 겪는 압력 변화 상태 그래프(L3)를 나타낸다. 용기(100) 내부의 기체(외부 습증기 등) 유출입은 압력 차이에 의해 유발되므로, 본 발명이 적용된 용기(100)의 경우 기체의 유출입의 원인이 되는 압력 변호가 본 발명이 적용되지 않은 용기에 비해서 감소할 수 있다. 이에 따라, 외부 공기의 유입이 줄어들어 용기(100) 내부가 저습한 상태로 유지될 수 있다.
앞서 살펴본 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '당업자'라 한다)가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시 예일 뿐, 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.
100 용기
110 점검구
120 부품
200 멤브레인장치
210 멤브레인
220 고정기구
221 공기진입부
222 제어공간부
223 고정부
224 가이드부
230 밸브조립체
231 프러그
232 머리부
233 스프링
W1 통기 구멍
W2 유도 구멍
W3 연결 구멍

Claims (7)

  1. 내부에 부품(120)이 탑재되며, 일측에 점검구(110)가 형성된 용기(100); 및
    상기 용기(100)의 내부를 향해 돌출되도록 상기 점검구(110)에 장착된 멤브레인장치(200);를 포함하는 압력변화 완화용 용기 내장형 멤브레인 장치에 있어서,
    상기 멤브레인장치(200)는 상기 용기(100)의 외부 온도 변화에 따라 상기 용기(100)의 외부공기를 유도하는 통기 구멍(W1);
    상기 통기 구멍(W1)을 통해 유도된 외부공기를 저장할 수 있는 멤브레인(210); 및
    상기 점검구(110)에 형성된 중공에 체결되는 고정기구(220);
    를 포함하고,
    상기 고정기구(220)는 상기 점검구(110)에 고정된 공기진입부(221);
    내부에 밸브조립체(230)가 장착되고, 상기 공기진입부(221)로부터 연장형성된 실린더 형상의 제어공간부(222); 및
    상기 멤브레인(210)과 상기 제어공간부(222)를 연결하는 고정부(223);
    를 포함하고,
    상기 밸브조립체(230)는 상기 공기진입부(221)로 진입된 공기를 상기 멤브레인(210)으로 유도하기 위해 반경방향으로 형성된 연결 구멍(W3) 및 상기 연결 구멍에 연결된 유도 구멍(W2)이 형성된 프러그(231);
    상기 프러그(231)와 상기 공기진입부(221) 사이에 구비된 스프링(233); 및
    상기 프러그(231)에 연결되고, 상기 통기 구멍(W1)과 착탈 가능한 머리부(232);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력변화 완화용 용기 내장형 멤브레인 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 멤브레인(210)은 상기 용기(100) 외부와 통기되어, 상기 용기(100) 내부 및 상기 용기(100) 외부의 압력변화를 완충하기 위해 자체적으로 변형될 수 있는 것을 특징으로 하는 압력변화 완화용 용기 내장형 멤브레인 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 공기진입부(221)에는 상기 통기 구멍(W1)이 형성되고, 상기 통기 구멍(W1)의 개구된 양측은 유로를 형성하도록 확관되는 것을 특징으로 하는 압력변화 완화용 용기 내장형 멤브레인 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제어공간부(222)에는 프러그(231)의 일측이 안착할 수 있는 가이드부(224)가 구비된 것을 특징으로 하는 압력변화 완화용 용기 내장형 멤브레인 장치.
  7. 삭제
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