KR101706828B1 - 무동력 능동형 가스 배기 장치를 갖는 축열조 루프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일체의 동력을 사용하지 않고 내벽체와 커버 사이에 충전된 폴리우레탄층에서 발생되는 부식성 가스가 외부의 상승기류에 의하여 흡출될 수 있도록 한 무동력 능동형 가스 배기 장치를 갖는 축열조 루프를 개시한다.
이를 위하여 본 발명은 상기 축열조 루프 마감재 중앙을 상방으로 융기시켜 제1 기류 상승 곡면부를 형성하고, 중앙에 융기된 배기부를 형성하며, 상기 제1 기류 상승 곡면부의 상방에 기류 유속 증가를 위한 협소부가 형성되도록 제2 기류 상승 곡면부를 설치하여 협소부가 형성되도록 하며, 상기 제1,2 기류 상승 곡면부의 중앙 상방에 커버를 씌워 고정하되 커버 하방에 배기공을 형성하여서 된 무동력 능동형 가스 배기 장치를 갖는 축열조 루프를 제공한다.
이와 같이 하여 본 발명은 무동력으로 부식성 가스를 외부로 원활하게 배출시켜 부식성 가스로부터 축열조 내벽체와 마감재를 보호할 수 있도록 함으로써 내구 연한을 연장시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

무동력 능동형 가스 배기 장치를 갖는 축열조 루프{Thermal Storage Tank Loop having Non Powered Active Gas Ventilator}

본 발명은 무동력 능동형 가스 배기 장치를 갖는 축열조 루프에 관한 것으로, 특히 각종 플랜트 설비에서 열성층화현상에 의하여 탱크 내벽체와 마감재 사이에 충전시킨 보온재로 사용된 발포 우레탄에서 발생하는 부식성 가스를 배출하기 위한 무동력 능동형 가스 배기 장치를 갖는 축열조 루프 에 관한 것이다.

일반적인 구조의 각종 플랜트 설비에 설치되는 일반적인 축열조의 개략적인 구조를 도 1로 도시하였다. 이에서 볼 수 있는 바와 같이 종래의 축열조는 내벽체(3)와 마감재(7) 사이에 폴리우레탄(5)을 충전시켜서 된 구조이며, 그 내부에 채워지는 온수의 열이 손실되지 않도록 하는 것이다.

이에 따라, 축열조 내부의 열이 열성층화에 의하여 루프(1b)와 쉘(1a)의 상단의 온도가 과승하여 폴리우레탄(5)의 변성 온도 이상으로 상승하게 되고, 이에 따라 폴리우레탄(5)에서 부식성 가스가 발생되어 내벽체와 마감재를 부식시키게 되므로 축열조의 수명을 단축시키게 되는 문제점이 발생하였다.

그러므로 이러한 축열조의 열성층화에 의한 폴리우레탄에서 발생되는 부식성 가스를 외부로 방출시키기 위한 구조의 대표적인 예로 대한민국 등록 특허 10-0520458호(발명의 명칭: 축열조의 루프구조 및 이의 시공방법; 이하 '인용발명1'이라 함)가 제안된 바 있으며, 이러한 인용발명의 구조를 도 2로 도시하였다.

이러한 인용발명1은 내벽체(11)와 폴리우레탄(15) 사이에 보온재(13)가 배치되고, 상기 보온재(13)에 히트벤트(17)가 설치되며, 상기 폴리우레탄(15)이 마감재(19)에 의해 커버되도록 한 것이다.

이에 따라, 인용발명1은 온수의 열성층화에 의하여 루프 및 쉘의 상단부의 온도가 높아지는 경우 초기에는 보온재(13)에 의하여 폴리우레탄(15)에 전달되는 열을 어느 정도 차단할 수 있으나, 시간이 지남에 따라 열적 균등화 상태가 되어 여전히 폴리우레탄(15)에 높은 열이 가하여 지게 되고, 이때 발생되는 열로 인하여 폴리우레탄(15)에서 부식성 가스가 발생되며, 이는 히트벤트(17)를 통하여 배출되도록 하였던 것이다.

반면에 이러한 인용발명1은 내부에서 발생된 부식성 가스가 충만하여 충분히 압력이 높아진 상태에서만 보온재(13)와 폴리우레탄(15)이 충전된 좁은 틈 사이를 경유하여 히트 벤트(17)를 통하여 배출되는 것이며, 대기압과 같은 수준으로 부식성 가스가 들어 찬 상태가 계속 유지되는 경우에는 부식으로 인한 축열조의 수명 단축 현상을 방지할 수 없게 되는 문제점이 있다.

그러므로 본 출원인은 대한민국 공개특허 10-2003-0098734 ( 발명의 명칭: 능동형 가스 배기 장치를 갖는 축열조 루프; 이하 '인용발명2'라 함)를 제안하였으며, 이는 내벽체와 마감재 사이에 폴리우레탄층이 채워지도록 한 루프가 구비된 축열조 루프에 있어서, 상기 축열조 루프의 내부에 채워진 암면층에 균등 간격으로 흡기관을 방사상으로 설치하고, 상기 흡기관에는 흡기공을 다수 형성하며, 상기 방사상으로 설치된 흡기관 중심에 흡기관으로 흡입된 기체를 외기로 배출하기 위한 배기팬을 설치하여서 된 것이며, 이를 도3으로 보였다.

이러한 인용발명2는 축열조 루프 내부에서 발생하는 열성층화 현상에 의하여 폴리우레탄층에서 발생하는 부식성 가스를 능동적으로 배출시킴으로써 부식성 가스에 의한 내벽체와 마감재의 부식을 최소화하여 막대한 시공비용이 소요되는 축열조의 수명을 장구하게 연장시킬 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.

반면에 이러한 인용발명에 의하면 부식성 가스를 배출시키기 위하여 배기팬이 외기의 바람으로 회전하여 흡출력을 발생시키도록 하는 실시예를 적시하고 있으나 일기에 따라 외부의 바람이 약한 경우에는 배기팬의 회전이 미약하여 흡출력을 발생시키지 못하게 되고 경우에 따라서는 배기팬이 흡출구를 막아 부식성 가스가 배출되지 못함에 따라 내벽체와 마감재를 부식시키게 되는 경우가 발생하였다.

그러므로 전기모우터를 설치하여 배기팬을 강제 회전시키는 방법도 실시예로 적시하고 있으나, 전기모우터의 가동을 위하여 필요한 전력을 공급하기 위하여 그 높이가 대개 수십m 이상 되는 축열조 상단까지 길이가 대단히 길게 배선을 설치하기란 매우 어려운 것이므로 적용에 어려움을 안고 있는 것이다.

1. 대한민국 등록 특허 10-0520458호(발명의 명칭: 축열조의 루프구조 및 이의 시공방법) 2. 대한민국 공개특허 10-2003-0098734(발명의 명칭: 능동형 가스 배기 장치를 갖는 축열조 루프)

본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 일체의 동력을 사용하지 않고 내벽체와 커버 사이에 충전된 폴리우레탄층에서 발생되는 부식성 가스가 외부의 상승기류에 의하여 흡출될 수 있도록 한 무동력 능동형 가스 배기 장치를 갖는 축열조 루프를 제안한다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 축열조의 내벽체와 마감재 사이에 폴리우레탄층이 채워지도록 한 축열조 루프에 있어서,

상기 축열조 루프 마감재 자체의 일부를 상방으로 융기시켜 제1 기류 상승 곡면부가 형성되고, 융기된 상기 제1 기류 상승 곡면부 끝에 배기부가 형성되며, 상기 제1 기류 상승 곡면부의 상방에 제2 기류 상승 곡면부를 설치하여 제1 기류 상승 곡면부와 제2 기류 상승 곡면부 사이에 협소부가 형성되도록 하고, 상기 제2 기류 상승 곡면부는 폴리우레탄층과 나란하게 돌출되어 루프 표면으로부터 기류를 수집하는 기류수집부가 형성되며, 상기 제1, 2 기류 상승 곡면부의 상방에 커버를 씌워 고정하되 상기 커버 하방에 배기공이 형성되고, 상기 커버를 관통하여 돌출된 회동축과, 상기 커버의 외부에서 상기 회동축 상단에 고정되어 회동축이 하강되는 것을 방지함과 동시에 회동축을 회전시킬수 있는 노브와, 상기 회동축 하단에 고정되어 회동축과 함께 회전되며 복수개의 통공이 구비된 회동판과, 상기 회동판 하방에 고정되며, 상기 회동판의 통공과 고정판의 통공이 겹치는 각도에 따라 개폐도가 조절되어 부식성 가스의 통과량을 제어하는 고정판이 제1기류 상승 곡면부에 의해 형성된 배기부를 막으면서 제1기류 상승 곡면부의 융기상태를 유지시키도록 구비된 무동력 능동형 가스 배기 장치를 갖는 축열조 루프를 제공한다.

이와 같이 하여 본 발명은 축열조 상방에 바람이 약한 경우에도 융기된 루프에서 형성되는 상승기류가 중앙으로 모아져서 상승 곡면부를 타고 중앙에 융기된 배기부로 배출되면서 협소부의 기압이 저하되어 폴리우레탄 충전 공간 내부의 부식성 가스를 외부로 배출시키게 됨에 따라 전력과 같은 동력 없이 무동력으로 부식성 가스를 외부로 원활하게 배출시키게 되는 유용한 효과가 있다.

이와 같이 하여 본 발명은 부식성 가스로부터 축열조 내벽체와 마감재를 보호할 수 있도록 함으로써 내구연한을 연장시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

도1은 종래의 일반적인 축열조의 개략적인 구조를 보인 종단면도.
도2는 종래의 히트벤트 파이프를 이용한 축열조의 루프구조를 보인 종단면도.
도3은 본 출원인의 능동형 가스 배기 장치를 갖는 축열조 루프를 보인 종단면도.
도4는 본 발명에 의한 축열조 루프를 보인 종단면도.
도5,6는 본 발명에서 우수의 침투를 막기위한 실시예를 보인 종단면도 및 작용 설명도.
도7는 본 발명에 의한 기류가 순환되는 실시예에 의한 축열조 루프를 보인 종단면도.
도8은 본 발명에서 강한 배출력을 얻기 위한 실시예를 보인 종단면도.
도9은 본 발명에서 가스 배출량을 조절하기 위한 구조를 보이는 종단면도.
도10은 도9의 부분 확대도.
도11은 도10의 구성을 예시한 사시도.

이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 무동력 능동형 가스 배기 장치를 갖는 축열조 루프의 전체적인 구성을 도 2로 도시하였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명은 축열조의 내벽체(100)와 마감재 사이에 폴리우레탄층(102)이 채워지도록 한 축열조 루프에 있어서,

상기 축열조 루프 마감재 중앙을 상방으로 융기시켜 제1기류 상승 곡면부(200)를 형성하고, 중앙에 융기된 배기부(301)를 형성하며, 상기 제1기류 상승 곡면부(200)의 상방에 기류 유속 증가를 위한 협소부(300)가 형성되도록 제2기류 상승 곡면부(201)를 설치하여 협소부(300)가 형성되도록 하고, 상기 제2 기류 상승 곡면부(201)는 폴리우레탄층(102)과 나란하게 돌출되어 루프 표면으로부터 기류를 수집하는 기류수집부(202)가 형성되며, 상기 제1,2 기류 상승 곡면부의 중앙 상방에 커버(400)를 씌워 고정하되 커버(400) 하방에 배기공(302)을 형성하여서 된 것이다.

이러한 본 발명에 의한 축열조의 루프는 기본적으로 상향 만곡되어 있으며, 루프의 수열량은 축열조의 규모에 따라 결정되며 동절기 약 5℃ 내지 하절기 약 30℃까지 루프 주위의 대기온도에 비하여 높은 온도 분포를 나타낸다.

본 발명에서는 이러한 축열조의 루프 마감재 표면과 주위 대기 온도 사이의 편차가 특히 폴리우레탄층(102)에서 발생되는 부식성 가스 발생량이 많은 하절기에 더욱 크게 벌어진다는 점과,

하절기에 기온이 높은 경우에는 부식성 가스를 다량 흡출하는 과정에서 열기가 손실되더라도 축열 기능에 별다른 지장을 초래하지 않는다는 점에 착안하여 루프 상방의 상승기류를 수집하여 협소부(300)를 통과시키고 이러한 협소부(300)에 인접하여 축열조 내벽체(100) 상방의 부식성 가스를 배출시키는 배기구를 형성하여 부식성 가스로부터 축열조 내벽체(100)와 마감재를 보호할 수 있게 된다.

이와 같이 된 본 발명의 작동 상태를 도4의 화살표로 표시하였다. 이에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명은 루프 상면에 존재하는 열기가 루프의 만곡면을 따라 상향인 중앙으로 이동하면 제1기류 상승 곡면부(200)에 의하여 안내되어 루프 중앙으로 이동하면서 상승하게 된다.

이때, 제1, 2기류 상승 곡면부에 의하여 형성된 협소부(300)를 통과하게 되며, 그 결과 빠른 속도로 배기공(302)을 통하여 외기로 배출된다. 이에 따라, 협소부(300) 주위에 형성되어 있는 제1기류 상승 곡면부(200)의 상단에 형성된 배기부(301)에 부압이 형성된다. 이에 따라 폴리우레탄층(102)에서 발생된 부식성 가스는 양압 상태이므로 신속하게 배기부(301)를 경유하여 협소부(300)를 통과한 상승기류와 함께 배출되는 것이다.

또한, 본 발명에서는 도5와 같이 배기부(301)를 배기공(302)보다 높은 위치까지 연장시켜 줌으로써 도6으로 보인 바와 같이, 강우 시 배기공(302)으로 빗물이 침투한 경우일지라도 제1기류 상승 곡면부(200)의 외부면 둘레로 흘러내리게 할 수 있으므로 침수로 인한 성능 저하의 우려를 해소할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에서는 도7로 보인 바와 같이 축열조의 내벽체(100)와 마감재 사이에 폴리우레탄층(102)이 채워지도록 한 축열조 루프에 있어서,

상기 축열조 루프 마감재 중앙을 상방으로 융기시켜 제1기류 상승 곡면부(200)를 형성하고, 중앙에 융기된 배기부(301)를 형성하며, 상기 제1기류 상승 곡면부(200)의 상방에 기류 유속 증가를 위한 협소부(300)가 형성되도록 제2기류 상승 곡면부(201)를 설치하여 협소부(300)가 형성되도록 하며, 상기 제1,2 기류 상승 곡면부의 중앙 상방에 커버(400)를 씌워 고정하고 커버(400) 하방에 배기공(302)을 형성하되, 상기 커버(400)의 바깥 둘레가 상기 제2기류 상승 곡면부(201)의 바깥 둘레 상방까지 연장하여서 된 것이다.

이러한 실시예에 의하면 강우 시 빗물이 배기공(302)으로 침투함을 완벽하게 방지할 수 있음은 물론이려니와 특히 커버(400)의 바깥 둘레까지 도달한 기류가 다시 유입되어 순환되는 구조로 됨으로써 동절기와 같이 대기 온도와 루프 마감재 표면의 온도 차가 작아 기류의 흐름이 약한 경우 연속 순환되도록 함으로써 기류의 흐름을 가속시켜 배기부(301)에 걸리는 부압을 더욱 강화하여 부식성 가스의 원활한 배출을 도모할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명은 도8로 보인 바와 같이 축열조의 내벽체(100)와 마감재 사이에 폴리우레탄층(102)이 채워지도록 한 축열조 루프에 있어서,

상기 축열조 루프 마감재 중앙을 상방으로 융기시켜 제1기류 상승 곡면부(200)를 형성하고, 중앙에 융기된 배기부(301)를 형성하며, 상기 제1기류 상승 곡면부(200)의 상방에 기류 유속 증가를 위한 협소부(300)가 형성되도록 제2기류 상승 곡면부(201)를 설치하여 협소부(300)가 형성되도록 하며, 상기 제1,2 기류 상승 곡면부의 중앙 상방에 커버(400)를 씌워 고정하고 커버(400) 하방에 배기공(302)을 형성하되, 상기 제2기류 상승 곡면부(201)를 연장하되 횡상 배기가 가능하도록 둘레면을 향하여 연장하고 커버(400)를 덮어 측방 배기구(401)가 형성되도록 한 것이다.

이러한 실시예에 의하면 강우 시 수분의 침투 우려가 없음은 물론이려니와 특히 다수의 측방으로 연장된 측방 배기구(401)를 통하여 기류가 빠른 속도로 분산되므로 이 경우에도 배기부(301)의 압력 저하가 현저하여 부식성 가스를 효과적으로 배기할 수 있게 되는 것이다.

아울러, 본 발명은 도9로 보인 바와 같이 축열조의 내벽체(100)와 마감재(101) 사이에 폴리우레탄층(102)이 채워지도록 한 축열조 루프에 있어서, 상기 축열조 루프 마감재(101) 중앙을 상방으로 융기시켜 제1기류 상승 곡면부(200)를 형성하고, 중앙에 융기된 배기부(301)를 형성하며, 상기 제1기류 상승 곡면부(200)의 상방에 기류 유속 증가를 위한 협소부(300)가 형성되도록 제2기류 상승 곡면부(201)를 설치하여 협소부(300)가 형성되도록 하며, 상기 제1,2 기류 상승 곡면부의 중앙 상방에 커버(400)를 씌워 고정하고 커버(400) 하방에 배기공(302)을 형성하되, 상기 중앙에 융기된 배기부(301)의 상방에 핸들에 의하여 회전하는 개폐도 조절 수단(500)을 설치할 수 있다.

이러한 도9로 보인 실시예에 사용되는 개폐도 조절 수단(500)의 구조를 도10, 11에 확대하여 도시하였다. 이에서 볼 수 있는 바와 같이 커버(400)를 관통하여 돌출된 회동축(502)과 회동축(502) 상단에 고정된 노브(501)와, 회동축(502) 하단에 고정되어 회전되는 복수개의 통공(504)이 구비된 회동판(503)과 상기 회동판(503) 하방에 고정되며, 상기 회동판(503)의 통공(504)과 고정판(505)의 통공(504)이 겹치는 각도에 따라 개폐도가 조절되어 부식성 가스의 통과량을 제어하는 고정판(505)으로 구성될 수 있다.

이상에서, 본 발명은 무동력 능동형 가스 배기 장치를 갖는 축열조 루프에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.

100: 내벽체 101: 마감재 102: 폴리우레탄층
200: 제1기류 상승 곡면부 201: 제2기류 상승 곡면부
202: 기류수집부 300: 협소부 301: 배기부
302: 배기공 400: 커버 401: 측방 배기구
500: 개폐도조절수단 501: 노브 502: 회동축
503: 회동판 504: 통공 505: 고정판

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 축열조의 내벽체와 마감재 사이에 폴리우레탄층이 채워지도록 한 축열조 루프에 있어서,
   상기 축열조 루프 마감재 자체의 일부를 상방으로 융기시켜 제1 기류 상승 곡면부가 형성되고, 융기된 상기 제1 기류 상승 곡면부 끝에 배기부가 형성되며, 상기 제1 기류 상승 곡면부의 상방에 제2 기류 상승 곡면부를 설치하여 제1 기류 상승 곡면부와 제2 기류 상승 곡면부 사이에 협소부가 형성되도록 하고, 상기 제2 기류 상승 곡면부는 폴리우레탄층과 나란하게 돌출되어 루프 표면으로부터 기류를 수집하는 기류수집부가 형성되며, 상기 제1, 2 기류 상승 곡면부의 상방에 커버를 씌워 고정하되 상기 커버 하방에 배기공이 형성되고,
   상기 커버를 관통하여 돌출된 회동축과, 상기 커버의 외부에서 상기 회동축 상단에 고정되어 회동축이 하강되는 것을 방지함과 동시에 회동축을 회전시킬수 있는 노브와, 상기 회동축 하단에 고정되어 회동축과 함께 회전되며 복수개의 통공이 구비된 회동판과,
   상기 회동판 하방에 고정되며, 상기 회동판의 통공과 고정판의 통공이 겹치는 각도에 따라 개폐도가 조절되어 부식성 가스의 통과량을 제어하는 고정판이 제1기류 상승 곡면부에 의해 형성된 배기부를 막으면서 제1기류 상승 곡면부의 융기상태를 유지시키도록 구비됨을 특징으로 하는 무동력 능동형 가스 배기 장치를 갖는 축열조 루프.

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