KR101923169B1 - 파열디스크 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 진동에 대하여 파열디스크를 충분히 보호할 수 있도록 제안하고 있다. 본 발명의 파열디스크 어셈블리는, 링형상을 가지고 서로 체결되는 상부홀더(12) 및 하부홀더(14), 그리고 상기 상부홀더(12)와 하부홀더(14) 사이에 개재되고 원호 형상의 슬릿라인(2)과 슬릿라인 사이의 인터벌(4)이 형성된 파열디스크로 구성된다. 그리고 슬릿라인(2) 및 인터벌(4)은 상부홀더(12) 및 하부홀더(14) 사이에 위치하고, 인터벌(4)을 포함하는 파열디스크의 내부영역(1a)은 상부홀더(12) 및 하부홀더(14)의 체결 압력을 받지 않고, 인터벌(4)보다 외부에 위치하는 외부영역(1b)은 상부홀더(12)와 하부홀더(14)에 의하여 체결된다. 그리고 하부홀더(14)는 상부홀더(14)보다 내측으로 더 연장된다. 또한 파열디스크의 내부영역(1a)과 상부홀더(12) 또는 하부홀더(14) 사이에는 진동흡수성 부재가 개재된다.

Description

파열디스크 어셈블리{A rupture disc assembly for vehicle}
본 발명은 파열디스크 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진동에 대하여 충분한 내구성을 가질 수 있도록 설계되는 파열 디스크 어셈블리에 관한 것이다.
파열디스크는 내부에 걸리는 압력이 일정값 이상인 경우에 파열되면서 내부의 기체가 외부로 배출될 수 있도록 설치되는 것이다. 이러한 파열디스크는 다양한 사양의 것이 생산되고 있는데, 도 1에는 원형의 슬릿라인을 가지는 것이 예시되어 있다. 도시된 바와 같이, 파열디스크(1)에 원형으로 성형되는 슬릿라인(2)은 설정 이상의 압력이 걸리면 파열되는 부분이다.
일반적으로 파열디스크(1)는 가장 상부에 형성되는 탑디스크와, 가장 하부에 형성되어 역압에 대한 지지력을 가지는 서포트디스크, 그리고 탑디스크와 서포트디스크 사이에 형성되는 씰디스크로 구성된다. 도 1에 도시한 슬릿라인(2)은 상기 탑디스크에 형성되는 것이고, 이러한 구조를 가지는 전체를 파열디스크라고 한다.
본 발명의 파열디스크(1)에 생선되는 슬릿라인(2)은, 일부 원호 부분에 대해서는 성형이 생략된 전체적으로 원호형으로 만들어진다. 이러한 슬릿라인(2)은 예를 들면 레이저 가공 또는 와이어 방전에 의하여 만들어진다. 그리고 슬릿라인(2)이 형성되지 않은 부분은 연결부(6)라고 칭할 수 있는데, 파열디스크의 파열 후 홀더에 남아 있는 부분과 파열된 부분을 연결한다.
그리고 원호형의 슬릿라인(2)은 중간 중간에 그 성형을 일정한 간격으로 생략한 인터벌(4)을 가지고 있다. 이러한 인터벌(4)은, 상술한 슬릿라인(2)을 가지는 탑디스크가 파열을 위한 외부압력에 대하여 설정값의 강도를 가질 수 있도록 형성되는 부분이다. 만일 외부에서 발생한 외력이 슬릿라인(2)에 전달되면 슬릿라인(2)이 손상될 우려가 있다. 슬릿라인(2)의 손상은 실질적으로 설정된 압력에 반응해야 하는 파열디스크(1)의 신뢰도를 해칠 우려가 있기 때문에 바람직하지 못하다.
그러나 자동차 등과 같이 진동의 발생이 많은 환경하에서 사용되면, 작은 진동에 의한 피로하중으로 인터벌(4)의 손상이 우려될 수 있다.
본 발명의 목적은 진동에 대하여 충분한 내구성을 가질 수 있는 파열디스크 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 파열디스크 어셈블리는, 링형상을 가지고 서로 체결되는 상부홀더 및 하부홀더, 그리고 상기 상부홀더와 하부홀더 사이에 개재되고 원호 형상의 슬릿라인과 슬릿라인 사이의 인터벌이 형성된 파열디스크로 구성된다. 여기서 슬릿라인 및 인터벌은 상부홀더 및 하부홀더 사이에 위치하고, 인터벌을 포함하는 파열디스크의 내부영역은 상부홀더 및 하부홀더의 체결 압력을 받지 않고, 인터벌보다 외부에 위치하는 외부영역은 상부홀더와 하부홀더에 의하여 체결된다.
본 발명의 실시 예에서는, 하부홀더는 상부홀더보다 내측으로 더 연장되어 역압에 대하여 유리하게 형성된다.
본 발명의 다른 실시 예에서는, 상기 파열디스크의 내부영역과 상부홀더 또는 하부홀더 사이에는 진동흡수성 부재가 개재되어 있다.
이상과 같은 본 발명에서는, 파열디스크의 슬릿라인 및 인터벌이 상부홀더와 하부홀더 사이에 위치하고 있기 때문에, 기본적으로 외부의 진동에 대하여 피로 하중을 최대한 작게 받을 수 있도록 설계하고 있음을 알 수 있다. 따라서 차량과 같이 진동이 반복되는 환경하에서도, 파열디스크의 신뢰도를 최대한 확보할 수 있는 작용 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에서, 진동흡수성 부재를 이용하여 파열디스크를 더욱 보호함으로써 진동에 대한 내구성을 더욱 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.
본 발명에서 하부홀더를 더욱 내측으로 연장 성형함으로써, 역압에 대하여 충분한 내력을 가질 수 있을 것으로 기대된다. 이러한 점에서도, 본 발명의 파열디스크가 충분한 신뢰도를 확보할 수 있을 것임을 알 수 있다.
도 1은 본 발명에 적용되는 파열디스크의 예시도.
도 2는 본 발명 제1실시 예의 파열디스크 어셈블리의 단면 예시도.
도 3은 본 발명 제2실시 예의 파열디스크 어셈블리의 단면 예시도.
다음에는 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 파열디스크 어셈블리는, 링형상의 상부홀더(12) 및 하부홀더(14), 그리고 상기 상부홀더(12) 및 하부홀더(14) 사이에 끼워져 고정되는 파열디스크(1)로 구성되고 있다. 본 발명의 파열디스크(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 원호형의 슬릿라인(2)과, 이러한 슬릿라인(2)의 중간 중간에 형성되는 인터벌(4)을 구비하고 있다. 여기서 파열디스크(1)의 슬릿라인(2) 및 인터벌(4)은 동일한 원을 이루는 선상에 위치하고 있음을 알 수 있다.
이러한 파열디스크(1)는, 상부홀더(12) 및 하부홀더(14) 사이에 개재되고, 상부홀더(12)와 하부홀더(14)가 서로 체결되는 것에 의하여, 파열디스크(1)가 고정된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 파열디스크(1)의 슬릿라인(2)이 상부홀더(12)와 하부홀더(14) 사이에 위치하도록 결합되어 있다.
즉, 본 발명에서는, 파열디스크(1)의 슬릿라인(2)의 형성 위치 또는 상부홀더(12) 및 하부홀더(14)의 방사상 두께를 조절하는 것에 의하여, 파열디스크(1)의 슬릿라인(2)이 상부홀더(2)와 하부홀더(14) 사이에 위치하도록 구성하고 있다. 도 2의 확대도를 참고하여 살펴보면, 파열디스크(1)의 슬릿라인(2)은, 상부홀더(12)와 하부홀더(14) 사이에 위치하는데, 파열디스크(1)의 슬릿라인(2)을 포함하는 파열디스크 내부영역(1a)는 상부홀더(12) 및 하부홀더(14)에 의하여 클램핑되지 않는 상태로 지지되고, 파열디스크(1)의 슬릿라인(2) 보다 외부 영역인 파열디스크 외부영역(1b)는 상부홀더(12)와 하부홀더(14)에 의하여 클램핑됨으로써 견고하게 지지되어야 한다. 여기서 파열디스크(1)의 슬릿라인(2) 및 인터벌(4)은 상부홀더(12) 및 하부홀더(14)에 의하여 압력을 받는 클램핑 상태로 되어서는 안 된다.
이를 홀더(12,14)를 중심으로 설명하면, 슬릿라인(2)의 외부에 대응하는 상부홀더(12) 및 하부홀더(14)의 외측영역(Aa)에서, 상부홀더(12)와 하부홀더(14)는 충분한 압력을 가지면서 접촉하고 이에 따라 파열디스크(1)를 견고하게 클램핑할 수 있도록 성형된다. 그리고 슬릿라인(2)을 포함하는 내측영역(Ab)에 있어서는, 파열디스크(1)는 클램핑 압력을 받지 않는 접촉 상태 또는 미세한 접촉 상태를 유지해야 하는 것이다.
본 명세서에서 외측영역(Aa)는 상부홀더(12) 또는 하부홀더(14)의 적어도 하나의 역역을 칭하는 것이라고 할 수 있고, 내측영역(Ab)도 상부홀더(12) 또는 하부홀더(14) 중의 적어도 하나의 영역을 칭하는 것이라고 할 수 있다. 이와 같이 슬릿라인(2)를 중심으로, 파열디스크(1)의 외부영역(1b)는 압력을 받고 있는 상태이고, 파열디스크(1)의 내부영역(1a)는 압력을 받지 않는 단순 접촉 상태로 유지하기 위해서는, 상부홀더(12) 또는 하부홀더(14)의 접촉면 중의 적어도 하나를 단차를 가지도록 가공해야 할 것이다.
즉, 본 발명에서의 상부홀더(12)와 하부홀더(14)의 각 접촉면 사이의 간격은, 외측영영(Aa)에서는 상대적으로 작고 내측영역(Ab)에서는 상대적으로 크게 성형되어야 하는 것이다. 이와 같은 상태로 구성되면, 파열디스크(1)는, 홀더(12,14) 사이에서의 노출영역에 가해지는 압력에 대하여 정확하게 반응할 수 있게 되는 것은 당연하다.
즉, 위에서 설명한 본 발명의 구성에 의하면, 파열디스크(1)의 내부영역(1a)에는 상부홀더(12) 또는 하부홀더(14)에서 어떠한 압력도 가해지지 않기 때문에, 설정된 파열 압력에 대하여 정확하게 반응하여 파열될 수 있는 것이다. 그리고 파열디스크(1)의 외부영역(1b)는 상부홀더(12) 및 하부홀더(14) 사이에서 정확하게 클램핑되고 있기 때문에, 내부 가스에 의한 이탈 등의 우려는 전혀 발생하지 않을 것이다.
이와 같이 본 발명에서는 슬릿라인(2)의 내측 영역을, 상부홀더(12) 및 하부홀더(14)에 단순 접촉한 상태로 설계하고 있음을 알 수 있다. 따라서 본 발명의 파열디스크 어셈블리가 차량에 설치되는 경우를 가정하면, 주행에 따른 크고 작은 진동이 전달되는 것은 당연하다. 이때 파열디스크(2)의 인터벌(4)은 실질적으로 상부홀더(12) 및 하부홀더(14)에 의하여 접촉 상태로 유지되기 때문에, 진동에 의하여 외력이 전달되더라도 이에 기인하는 손상은 최소화될 수 있을 것으로 기대된다.
예를 들어 슬릿라인(2) 및 인터벌(4)이, 홀더(12,14) 사이의 노출영역에 노출된 상태에서 진동을 받게 되면, 홀더(12,14)를 통하여 파열디스크(1)에도 그대로 전달되면서 인터벌(4)이 피로 하중을 받을 수밖에 없다. 그러나 본 발명에서와 같이, 인터벌(4)이 상부홀더(12)와 하부홀더(14) 사이에 위치하면서 접촉 상태로 유지되면, 진동이 전달되더라도 인터벌(4) 주변 부분이 홀더(12,14)에 의하여 접촉 상태로 지지되기 때문에, 진동에 기인하는 피로 손상을 최대한 억제할 수 있음은 당연히 예견되는 것이라고 할 수 있다.
그리고 도 3에 도시한 실시 예는, 실질적으로 돔형상의 파열디스크(1)에 적용되는 것이다. 본 실시 예에서도 파열디스크(1)의 슬릿라인(2) 및 인터벌(4)은, 상부홀더(12)와 하부홀더(14) 사이에 위치하고, 그 조건은 상술한 바와 완전히 동일하다. 도 3의 확대도에서 알 수 있는 바와 같이, 슬릿라인(2) 및 인터벌(4)이 돔형상부분(1a)에 형성되기 때문에, 상부홀더(12) 및 하부홀더(14)도 이러한 돔형상부분(1a)에 대응하는 부분을 가지고 있어서, 슬랏라인(2) 및 인터벌(4)이 노출되지 않고 홀더(12,14) 사이에서 유지될 수 있는 것이다. 도 3의 실시 예에서 그 이외의 구성은 실질적으로 위에서 설명한 실시 예와 동일하기 때문에 중복되는 부분의 설명은 생략하기로 한다.
도 2 및 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 상부홀더(12)의 상부에는 캡(16,26)이 설치되어 있는데, 이러한 캡(16,26)은 외부의 이물질에 대하여 파열디스크를 보호하기 위한 것이다. 그리고 사양에 따라서, 파열디스크(1) 내부에서 화염이 같이 외부로 나올 수 있는 경우에는, 메쉬망이 설치될 수도 있다.
도 2 및 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 상부홀더(12)보다 하부홀더(14)가 내측으로 더욱 연장된 형상을 가지고 있음을 알 수 있다. 이와 같이 하부홀더(14)의 내측면이 더욱 내부로 연장되도록 함으로써, 역압에 대하여 충분한 지지강도를 가질 수 있을 것으로 기대된다.
다음에는 또 다른 실시 예에 대하여 살펴보기로 한다. 도 2 및 도 3에 도시한 실시 예에서, 파열디스크(1)의 슬릿라인(2) 내부영역(1a)는, 상부홀더(12)와 단순한 접촉 상태 또는 미세한 이격상태를 가지고 있다. 이러한 부분에 대한 다른 실시 예로써, 파열디스크(1)의 슬릿라인(2) 내부영역(1a)에 해당하는 부분에, 진동을 흡수할 수 있는 재질의 흡수링을 개재하는 것도 충분히 가능할 것으로 예상된다.
예를 들면 압축 스폰지 등과 같이 신축성이 있어서 진동을 흡수할 수 있는 재질로 만들어지는 링형상의 와셔를 개재함으로써, 외부의 진동에 대하여 파열디스크(1)의 인터벌(4) 주변을 더욱 확실하게 보호하는 것이 가능할 것으로 기대된다. 이때 진동흡수성 링부재는, 슬릿라인(2) 및 인터벌(4)을 포함하도록 설치되어야 하는 것은 당연하다. 이와 같이 진동흡수성 재질의 링 부재를, 파열디스크와 상부홀더(하부홀더) 사이에 개재하는 경우에도, 이러한 링부재에 의하여 파열디스크(1)의 내측영역(Ab)이 클램핑 압력을 받아서는 바람직하지 않다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 슬릿라인에 형성되는 인터벌을 상부홀더와 하부홀더 사이에 포함되도록 구성함으로써, 진동에 의하여 인터벌이 손상되는 것을 방지함으로써, 차량 등과 같은 진동이 많은 환경에서도 충분히 신뢰성 있는 파열디스크를 제공할 수 있는 것을 주제로 하고 있음을 알 수 있다.
1 ..... 파열디스크
2 ..... 슬릿라인
4 ..... 인터벌
6 ..... 연결부
12 ..... 상부홀더
14 ..... 하부홀더
16 ..... 캡

Claims (3)

  1. 서로 체결되는 상부홀더(12) 및 하부홀더(14), 그리고 상부홀더(12)와 하부홀더(14) 사이에 개재되고 원호 형상을 가지는 다수의 슬릿라인(2)과 슬릿라인 사이의 인터벌(4)이 형성된 파열디스크로 구성되고;
    상기 슬릿라인(2) 및 인터벌(4)은 상부홀더(12) 및 하부홀더(14) 사이에 위치하고;
    인터벌(4)을 포함하는 파열디스크 내부영역(1a)의 상부홀더(12)에는 단차가 형성되어 상기 파열디스크는 상부홀더(12)와 하부홀더(14)의 체결 압력을 받지 않고, 인터벌(4) 외부의 파열디스크 외부영역(1b)은 상부홀더(12)와 하부홀더(14)의 체결압력을 받으며;
    하부홀더(14)는 상부홀더(12)보다 내측으로 더 연장되며;
    파열디스크의 내부영역(1a)에 해당하는 상부홀더(12)의 단차 부분에는 진동흡수성 부재로 성형되는 링형상의 와셔가 개재되는 파열디스크 어셈블리.




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