KR101658080B1

KR101658080B1 - 화염 차단 장치

Info

Publication number: KR101658080B1
Application number: KR1020150039005A
Authority: KR
Inventors: 우동우
Original assignee: 주식회사 탑세이프
Priority date: 2015-03-20
Filing date: 2015-03-20
Publication date: 2016-09-21

Abstract

본 발명은 화염 차단 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 가스가 유동하는 배관이나 저장탱크내에 발생하는 화염의 전파를 차단하는 화염차단장치에서, 필터바디의 양단부에서 화염차단필터를 고정하는 고정대의 복수개 격판을 일정각도 경사지게 형성함으로써, 화염차단필터의 공극율은 변화가 없으면서 상기 가스 폭발력이 부딪치는 면적을 증대할 수 있어, 상기 화염차단필터에 작용하는 가스 폭발력을 감소할 수 있고, 이로인해 화염차단필터의 변형을 방지하며, 화염차단필터의 공극을 최적의 크기로 계속 유지하여 화염의 차단효율을 향상할 수 있는 화염 차단 장치에 관한 것이다.

Description

화염 차단 장치{FLAME ARRESTER}

일반적으로, 저장탱크에 가스와 연료 등의 인화성이 높은 물질을 적재하게 될 때 안정장치로써, 공기 흡/배기밸브 또는 탱크의 각 연결배관 그리고 탱크의 상부노즐의 적당한 위치에 화염 차단 장치가 설치되어 있다.

이러한 상기 화염 차단장치는 단순히 상기 배관이나 저장탱크에 연결되게 결합되는 관 형태의 몸체와, 상기 몸체의 내부에 결합되는 필터로 이루어져 있다.

여기서, 상기 필터는 가스의 유동은 허용하지만 화염의 전파는 차단하게 된다.

따라서, 상기 배관이나 저장탱크에서 화염이 발생하더라도 상기 필터에 의해 화염의 전파를 차단하여 이후에 더 큰 사고를 억제할 수 있다.

상기한 화염 차단장치의 일예로, 본 발명의 출원인이 선출원하여 등록받은 국내 특허등록번호 제1363444호를 간략히 설명하면, 상기 화염 차단장치는, 가스가 통과하도록 양단부가 관통됨과 아울러 내부에는 화염차단필터가 삽입 설치된 필터수단과, 상기 필터수단의 양단부에 각각 연통되게 결합되어 상기 필터수단을 상기 배관이나 저장탱크측에 연결하는 연결하우징과, 상기 필터수단과 연결하우징 중 어느 하나에 설치되어 화염차단필터를 냉각시키는 냉각수단을 포함하여 이루어진다.

따라서, 배관이나 저장탱크에서 화염 발생시, 상기 화염차단필터를 통해 화염이 전파되는 것을 차단할 수 있는 것이다.

그러나, 종래의 화염 차단장치는, 상기 배관이나 저장탱크에서 발생하는 가스 폭발력이 상기 화염차단필터의 특정부위에 집중되는데, 이때 상기 가스 폭발력이 집중되는 화염차단필터 부위에 변형이 발생하면서 화염차단필터의 공극이 증대되는 문제가 있고, 이로인해 상기 화염차단필터가 화염의 전파를 제대로 차단하지 못하는 등 화염 차단효율이 떨어지는 문제가 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 가스가 유동하는 배관이나 저장탱크내에 발생하는 화염의 전파를 차단하는 화염차단장치에서, 필터바디의 양단부에서 화염차단필터를 고정하는 고정대의 복수개 격판을 일정각도 경사지게 형성함으로써, 화염차단필터의 공극율은 변화가 없으면서 상기 가스 폭발력이 부딪치는 면적을 증대할 수 있어, 상기 화염차단필터에 작용하는 가스 폭발력을 감소할 수 있고, 이로인해 화염차단필터의 변형을 방지하며, 화염차단필터의 공극을 최적의 크기로 계속 유지하여 화염의 차단효율을 향상할 수 있는 화염 차단 장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 가스가 유동하는 배관이나 저장탱크에 연결 설치되며 상기 배관이나 저장탱크내에 화염발생시 화염의 전파를 차단하는 필터수단을 구비한 화염 차단 장치에 있어서, 상기 필터수단은, 중공의 필터바디와, 상기 필터바디의 내부에 가스 유동방향으로 복수개 설치되어 화염의 전파를 차단하는 화염차단필터와, 상기 필터바디의 양단부에 구비되어 상기 화염차단필터를 고정하는 고정대와, 상기 필터바디의 내부를 관통하여 상기 필터바디 양단부의 고정대를 연결하는 지지축으로 이루어지고, 상기 고정대는, 상기 필터바디 양단부의 내주면에 삽입되는 외부링과, 상기 지지축의 양단부에 삽입되는 내부링과, 상기 외부링과 내부링을 연결함과 아울러 외부링과 내부링 사이의 가스통로를 복수개로 분할하는 복수개의 격판으로 이루어지며, 상기 고정대의 복수개 격판은, 상기 가스의 폭발력이 부딪치는 면적을 증대하여 상기 화염차단필터에 작용하는 가스 폭발력을 감소할 수 있도록 상기 가스통로측으로 일정각도 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 가스가 유동하는 배관이나 저장탱크내에 발생하는 화염의 전파를 차단하는 화염차단장치에서, 필터바디의 양단부에서 화염차단필터를 고정하는 고정대의 복수개 격판을 일정각도 경사지게 형성함으로써, 화염차단필터의 공극율은 변화가 없으면서 상기 가스 폭발력이 부딪치는 면적을 증대할 수 있어, 상기 화염차단필터에 작용하는 가스 폭발력을 감소할 수 있고, 이로인해 화염차단필터의 변형을 방지하며, 화염차단필터의 공극을 최적의 크기로 계속 유지하여 화염의 차단효율을 향상할 수 있다.

또한, 상기 고정대에 필터변형방지수단인 필터 서포터부를 형성하여 상기 화염차단필터를 밀착지지함은 물론 가스의 폭발력이 화염차단필터의 특정부위에 집중되는 것을 분산시킴으로써, 상기 화염차단필터의 변형을 더욱 방지하고, 이로인해 화염차단필터의 공극을 최적의 크기로 계속 유지하여 화염의 차단효율을 향상하며 안전사고도 예방할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 화염 차단 장치를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 화염 차단 장치를 나타내는 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 화염 차단 장치에서 필터수단을 나타내는 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 화염 차단 장치에서 필터수단의 고정대를 나타내는 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 화염 차단 장치에서 필터수단의 고정대를 나타내는 평면도,
도 6은 도 5의 A-A선 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 화염 차단 장치에서 필터수단의 화염차단필터를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 화염 차단 장치(1)는, 가스 등이 유동 또는 저장되는 각종 배관(5)이나 저장탱크(미도시)에 연결 설치되어 상기 배관(5)이나 저장탱크내에 화염발생시 화염의 전파를 차단하는 장치이다.

이러한 화염 차단 장치(1)는 크게 필터수단(10)과, 연결하우징(20,30)으로 이루어진다.

상기 필터수단(10)은 상기 가스가 통과하도록 양단부가 관통됨과 아울러 내부에는 화염차단필터(50)가 삽입 설치되어, 필터수단(10)의 내부로 가스의 유동은 허용되지만 상기 화염차단필터(50)에 의해 화염의 전파는 차단된다.

상기 필터수단(10)을 더욱 상세히 설명하면, 크게 필터바디(11)와, 고정대(16)와, 화염차단필터(50)와, 지지축(17)으로 구성된다.

상기 필터바디(11)는 중공의 원통 형상으로 형성된다.

상기 고정대(16)는, 상기 필터바디(11)의 내부 양단부에 구비되어 상기 화염차단필터(50)를 고정 지지하게 된다.

이때, 상기 지지축(17)은, 상기 필터바디(11)의 내부를 관통하여 상기 필터바디(11) 양단부의 고정대(16)를 연결하게 된다.

상기 지지축(17)을 통해 상기 양 고정대(16)를 고정함으로써, 상기 필터바디(11)의 내부에 설치된 화염차단필터(50)의 유동 및 이탈을 방지하게 된다.

한편, 상기 양 고정대(16)의 외측까지 연장된 상기 지지축(17)의 양단부에는 너트를 결합하여 고정대(16)를 고정한다.

상기 고정대(16)는, 상기 필터바디(11) 양단부의 내주면에 삽입되는 외부링(16a)과, 상기 지지축(17)의 양단부에 삽입되는 내부링(16b)과, 상기 외부링(16a)과 내부링(16b)을 연결함과 아울러 외부링(16a)과 내부링(16b) 사이의 가스통로(16d)를 복수개로 분할하는 복수개의 격판(16c)로 이루어진다.

즉, 상기 고정대(16)는 상기 복수개의 격판(16c) 사이에 가스가 유동하는 가스통로(16d)가 형성된 것이다.

한편, 상기 필터바디(11)의 내주면 양단부에는 상기 고정대(16)의 외부링(16a)이 안착되도록 안착홈(12)이 형성된다.

상기 화염차단필터(50)는 상기 필터바디(11)의 내부에 삽입되며 상기 필터바디(11)의 양단부에 구비된 상기 고정대(16)의 사이에 설치된다. 여기서, 상기 화염차단필터(50)는 가스 유동방향으로 복수개(도면에서는 5개)가 적층된다. 물론 화염차단필터(50)의 적층 개수는 변경 가능하다.

아울러, 상기 화염차단필터(50)의 중앙에는 부시(미부호)가 구비되어 상기 부시의 내부를 상기 지지축(17)이 관통하게 된다.

또한, 상기 복수개의 화염차단필터(50)는, 서로 일정간격 이격 설치되는데, 이때 상기 이격된 간격을 유지하도록 상기 복수개의 화염차단필터(50)의 사이에는 스페이서(미도시)가 설치될 수 있다.

상기한 화염차단필터(50)는, 스크롤 형태로 감기는 스크롤판(51)과, 상기 스크롤판(51)에 의해 형성된 스크롤통로(55)에 삽입 설치됨과 아울러 스크롤통로(55)를 따라 지그재그 형태로 형성되어 상기 스크롤통로(55)를 복수개로 분할하는 필터부(52)로 이루어진다.

이때, 상기 스크롤통로(55)에서 지그재그 필터부(52)에 의해 복수개로 분할된 삼각형상의 통로(공극)(56)의 크기는, 화염의 전파를 차단하기 위해 최적의 크기로 설계된다.

그리고, 상기 스크롤통로(55)의 복수개 분할된 통로(56)는, 도 7과 같이 상기 지지축(17)의 축방향에 대해 경사지게 형성되어 상기 화염이 각 화염차단필터(50)에 체류하는 시간을 증대시키게 된다.

즉, 상기 화염차단필터(50)의 필터부(52)에 의해 형성된 복수개 통로(공극)를 경사지게 형성하게 되면, 화염이 각 화염차단필터(50)의 통로(공극)(56)을 통과하는 시간이 증대되면서 소멸되므로 화염 차단 효율을 향상할 수 있다.

한편, 상기 필터부(52)를 지그재그로 절곡할 때, 일정각도 경사지게 절곡하면 상기 복수개 통로(공극)(56)을 경사지게 형성할 수 있다.

그리고, 상기 고정대(16)에는, 상기 가스의 폭발력이 화염차단필터(50)의 특정부위에 집중되는 것을 분산시킴과 아울러 상기 화염차단필터(50)를 밀착지지하여 화염차단필터(50)의 변형을 방지하는 필터변형방지수단(40)이 형성된다.

상기 필터변형방지수단(40)은, 상기 외부링(16a)의 내주면에서 상기 가스통로(16d) 내측을 향해 일정길이 돌출 형성되어 상기 외부링(16a)과 인접한 화염차단필터(50)의 측면을 밀착 지지하는 필터 서포터부(41)로 이루어진다.

즉, 가스의 폭발력은 상기 화염차단필터(50)와 외부링(16a)의 경계부위에 집중되는데, 이로인해 상기 경계부위 중에서도 상기 복수개의 격판(16c)으로부터 멀리 이격된 부위에서 화염차단필터(50)의 변형이 크게 발생된다.

따라서, 본 발명에서는, 상기 복수개의 격판(16c)으로부터 멀리 이격된 부위, 즉, 상기 복수개의 격판(16c)에 의해 분할된 각 가스통로(16d)를 2분할하는 위치에 상기 필터 서포터부(41)를 형성한 것이다.

이로인해, 가스의 폭발력이 상기 화염차단필터(50)와 외부링(16a)의 경계부위에 집중하는 것을 상기 필터 서포터부(41)가 분산시킴과 동시에 상기 필터 서포터부(41)가 화염차단필터(50)를 밀착지지함으로써, 가스의 폭발력이 화염차단필터(50)에 작용하더라도 화염차단필터(50)의 변형을 방지하고, 특히 상기 화염차단필터(50)의 통로(공극)(56)을 초기에 설계된 최적상태의 크기로 계속 유지하여 화염의 차단효율을 향상하고 안전사고도 예방할 수 있다.

한편, 상기 외부링(16a)의 내주면에서 돌출되는 필터 서포터부(41)의 길이는, 상기 외부링(16a)가 내부링(16b) 사이의 격판(16c) 길이의 1/3 이하로 형성하는 것이 바람직하다. 만일 상기 1/3 보다 길게 형성하게 되면 가스 유동 압력이 증가하므로 바람직하지 않다.

상기 필터 서포터부(41)는, 상기 지지축(17)과 평행하게 형성된다. 즉, 후술하는 격판(16c)은 외부링(16a)의 내주면에서 가스 유동방향에 대해 경사지게 형성되나, 상기 필터 서포터부(41)는 외부링(16a)의 내주면에서 경사지지 않고 가스 유동방향에 대해 나란하게 형성된 것이다.

그리고, 상기 고정대(16)의 복수개 격판(16c)은, 상기 가스의 폭발력이 부딪치는 면적을 증대하여 상기 화염차단필터(50)에 작용하는 가스 폭발력을 감소할 수 있도록 상기 가스통로(16d)측으로 일정각도 경사지게 형성된다.

즉, 도 5와 같이 상기 복수개의 격판(16c)을 모두 동일 방향으로 경사지게 형성하게 되면, 상기 화염차단필터(50)의 공극율은 변화가 없으면서 상기 가스 폭발력이 부딪치는 면적을 증대할 수 있어, 상기 화염차단필터(50)에 작용하는 가스 폭발력을 감소할 수 있고, 결국 화염차단필터(50)의 변형을 더욱 방지할 수 있다.

아울러, 상기 화염차단필터(50)의 변형이 방지되므로 화염차단필터(50)의 공극을 최적의 크기로 계속 유지할 수 있어 화염의 차단효율을 향상할 수 있고 안전사고도 예방할 수 있다.

상기 격판(16c)은 외부링(16a)의 내주면 및 내부링(16b)의 외주면에 대해서 경사지게 형성되는데, 다시말해 상기 격판(16c)은 외부링(16a)과 내부링(16b)의 사이에서 프로펠러 형태로 경사지게 형성된다.

한편, 상기 격판(16c)의 경사 각도는 60~70도로 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 연결하우징(20,30)은, 상기 필터수단(10)의 양단부에 각각 연통되게 결합되어 상기 필터수단(10)을 상기 배관(5)이나 저장탱크측에 연결하게 된다.

상기 연결하우징(20,30)의 외측단부에는 유입구(21)(31)가 형성되어 상기 배관(5)이나 저장탱크에 결합된다.

도면에서와 같이, 상기 연결하우징(20,30)은 상기 필터바디(11)의 상단과 하단에 각각 결합되는데, 이때, 상기 각 연결하우징(20,30)은 볼트(25)로 상호 결합된다. 즉, 상기 각 연결하우징(20,30)의 마주하는 단부에는 볼트공(24a)(34a)이 형성된 플랜지(24)(34)가 형성되며, 따라서, 상기 필터바디(11)의 양단부에 연결하우징(20)(30)을 위치시킨 후, 상기 연결하우징(20)(30)의 플랜지(24)(34)에 형성된 볼트공(24a)(34a)을 통해 상호 볼트(25) 결합하게 되는 것이다.

또한, 상기 연결하우징(20)(30)에서 상기 배관(5)이나 저장탱크에 연결되는 외측단부에는 배관(5)이나 저장탱크와 볼트 결합할 수 있도록 볼트공(23a)(33a)을 갖는 플랜지(23)(33)가 형성되어 있다.

이하, 본 발명에 따른 화염 차단 장치(1)의 작용을 설명하기로 한다.

먼저, 상기 화염 차단 장치(1)는 가스가 유동하거나 저장되는 배관(5)이나 저장탱크에 연결 설치된다.

이후, 상기 배관(5)이나 저장탱크내에서 화염이 발생할 경우, 상기 화염은 상기 화염차단장치(1)의 내부로 유입되어 상기 화염차단필터(50)에 도달하게 되고, 이때 화염은 화염차단필터(50)의 통로(공극)(56)을 통과하는 과정에서 소멸되어 차단되기 때문에 화염이 다른 배관(5)이나 저장탱크측으로 전파되지 않게 된다.

또한, 상기 고정대(16)의 복수개 격판(16c)을 동일 방향으로 경사지게 형성함으로써, 상기 화염차단필터(50)의 공극율은 변화가 없으면서 상기 가스 폭발력이 부딪치는 면적을 증대할 수 있어, 상기 화염차단필터(50)에 작용하는 가스 폭발력을 감소할 수 있고, 이로인해 화염차단필터(50)의 변형을 방지하며, 화염차단필터(50)의 공극을 최적의 크기로 계속 유지하여 화염의 차단효율을 향상할 수 있다.

아울러, 상기 배관이나 저장탱크측에서 발생한 가스 폭발력이 상기 화염 차단 장치에 작용할 경우, 상기 고정대(16)에 형성된 필터변형방지수단(40)인 필터 서포터부(41)가 가스 폭발력을 분산하면서 화염차단필터(50)를 밀착지지하여 상기 화염차단필터(50)의 변형을 방지하고, 이로인해 화염차단필터(50)의 공극을 최적의 크기로 계속 유지하여 화염의 차단효율 향상 및 안전사고를 예방할 수 있다.

1: 화염 차단 장치 5: 배관
10: 필터수단 11: 필터바디
12: 안착홈 16: 고정대
16a: 외부링 16b: 내부링
16c: 격판 16d: 가스통로
17: 지지축 20,30: 연결하우징
21,31: 유입구 23,33,24,34: 플랜지
40: 필터변형방지수단 41: 필터 서포터부
50: 화염차단필터

Claims

가스가 유동하는 배관(5)이나 저장탱크에 연결 설치되며 상기 배관(5)이나 저장탱크내에 화염발생시 화염의 전파를 차단하는 필터수단을 구비한 화염 차단 장치에 있어서,
상기 필터수단(10)은, 중공의 필터바디(11)와, 상기 필터바디(11)의 내부에 가스 유동방향으로 복수개 설치되어 화염의 전파를 차단하는 화염차단필터(50)와, 상기 필터바디(11)의 양단부에 구비되어 상기 화염차단필터(50)를 고정하는 고정대(16)와, 상기 필터바디(11)의 내부를 관통하여 상기 필터바디(11) 양단부의 고정대(16)를 연결하는 지지축(17)으로 이루어지되, 상기 복수개의 화염차단필터(50)는 상기 필터바디(11)의 양단부에 구비된 고정대(16)의 사이에 설치되고,
상기 고정대(16)는, 상기 필터바디(11) 양단부의 내주면에 삽입되는 외부링(16a)과, 상기 지지축(17)의 양단부에 삽입되는 내부링(16b)과, 상기 외부링(16a)과 내부링(16b)을 연결함과 아울러 외부링(16a)과 내부링(16b) 사이의 가스통로(16d)를 복수개로 분할하는 복수개의 격판(16c)으로 이루어지며,
상기 고정대(16)의 복수개 격판(16c)은, 상기 가스의 폭발력이 부딪치는 면적을 증대하여 상기 화염차단필터(50)에 작용하는 가스 폭발력을 감소할 수 있도록 상기 가스통로(16d)측으로 일정각도 경사지게 형성되고,
상기 화염차단필터(50)는, 스크롤 형태로 감기는 스크롤판(51)과, 상기 스크롤판(51)에 의해 형성된 스크롤통로(55)에 삽입 설치됨과 아울러 스크롤통로(55)를 따라 지그재그 형태로 형성되어 상기 스크롤통로(55)를 복수개로 분할하는 필터부(52)로 이루어지되, 상기 스크롤통로(55)의 복수개 분할된 통로(56)는 상기 지지축(17)의 축방향에 대해 경사지게 형성되며,
상기 복수개의 격판(16c)은, 모두 동일방향으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 화염 차단 장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 고정대(16)에는, 상기 가스의 폭발력이 화염차단필터(50)의 특정부위에 집중되는 것을 분산시킴과 아울러 상기 화염차단필터(50)를 밀착지지하여 화염차단필터(50)의 변형을 방지하는 필터변형방지수단(40)이 형성되고,
상기 필터변형방지수단(40)은, 상기 외부링(16a)의 내주면에서 상기 가스통로(16d) 내측을 향해 일정길이 돌출 형성되어 상기 외부링(16a)과 인접한 화염차단필터(50)의 측면을 지지하는 필터 서포터부(41)로 이루어진 것을 특징으로 하는 화염 차단 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 필터 서포터부(41)는, 상기 각 가스통로(16d)를 2분할하는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 화염 차단 장치.
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