KR102068276B1 - 소염 배기장치 - Google Patents

Abstract

내부의 압력이 설정 이상이면 파열되는 럽쳐디스크(28) 상에 설치되는 소염 배기장치로써, 원통 형상의 측벽(30)과 상기 측벽(30)의 상면을 덮는 천정(40)으로 구성되는 소염 소자와, 상기 소염 소자의 외측면 형상을 유지하기 위한 외부프레임(20), 그리고 상기 소염 소자의 내측면 형상을 유지하기 위한 내부프레임(10)으로 구성된다. 그리고 측벽(30)은, 내측에 형성되는 제1메쉬와, 제1메쉬의 외측에 연속하여 성형되는 제1메쉬로 구성된다. 여기서 제1메쉬는 제2메쉬보다 상대적으로 공기투과율이 높으며, 제2메쉬는 웨이브 형상을 가지고 있다. 제2메쉬의 웨이브 형상에 의하여 폭발 가스의 배출량이 현저하게 증가하기 때문에, 소염배기 장치의 효율이 높고 소형화가 용이하다.

Description

소염 배기장치{Flameless venting device having rupture disc}

본 발명은 소염 배기장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보다 작은 체적을 가지면서도 충분한 배기가 가능하도록 구성되는 소염 배기장치에 관한 것이다.

소염 배기장치는 폭발이 발생한 경우, 화염의 외부 유출을 방지하면서 고압의 가스를 배기시키기 위한 장치라고 할 수 있다. 이러한 소염 배기장치에서는, 금속으로 만들어지는 메쉬와 같은 소염소자가 가스는 통과시키고 화염은 통과하지 못하도록 하는 소염 배기의 기능을 가지고 있다.

이러한 소염 배기장치가 적용되는 내부공간(예를 들면 특정 체적의 탱크)에서 폭발이 발생하게 되면 순간적으로 압력이 높아진다. 그리고 이렇게 높아진 압력에 의하여 럽쳐 디스크가 파열되면서 내부의 화염과 고압의 가스가 외부로 배출된다. 이러한 화염과 고압의 가스는 소염 배기장치를 통과하면서 가스만 외부로 배출되고 화염은 배출되지 않음으로써 화염에 의한 문제를 방지하게 되는 것이다.

여기서 소염 배기장치는 내부의 폭발에 의한 고압의 문제를 해결하기 위하여 가스는 가능한 신속하게 배출되는 것이 필요하고, 이때 화염이 외부로 배출되어서는 안 된다. 이는 내부의 압력을 신속하게 낮추는 것이 필요하다는 의미와 동일한데, 이를 위해서는 소염 배기장치의 체적이 큰 것이 유리하다. 그러나 소염 배기장치는, 크기는 작게 하고 가스의 배출 능력은 최대화시킬 수 있는 것이 가장 바람직하다고 할 수 있다.

본 발명의 목적은 크기는 최대한 작게 하면서도 가스의 배출 능력을 최대화시킬 수 있는 소염 배기장치를 제공하는 것이라고 할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 크기는 최대한 작게 하면서도 소염 능력은 최대화시킬 수 있는 소염 배기장치를 제공하는 것이라고 할 수 있다.

본 발명의 소염 배기장치는, 내부의 압력이 설정 이상이면 파열되는 럽쳐디스크 상에 설치되는 소염 배기장치로써, 원통 형상의 측벽과 상기 측벽의 상면을 덮는 천정으로 구성되는 소염 소자와, 상기 소염 소자의 외측면 형상을 유지하기 위한 외부프레임, 그리고 상기 소염 소자의 내측면 형상을 유지하기 위한 내부프레임으로 구성된다. 그리고 측벽은, 내측에 형성되는 제1메쉬와, 제1메쉬의 외측에 연속하여 성형되는 제2메쉬로 구성된다. 여기서 제1메쉬는 제2메쉬보다 상대적으로 공기투과율이 높으며, 제2메쉬는 웨이브 형상을 가지고 있다.

본 발명의 실시 예에 의하면, 외부프레임은, 천정의 테두리 부분을 지지하는 수평부분과, 상기 수평부분에서 하방으로 연장되어 측벽의 외측 상단 일부까지 지지하는 수직부분을 구비하는 링형상부분과, 상기 링형상 부분의 지름 방향으로 배열되고 천정의 상부를 지지하는 다수의 바아 부분을 포함하는 프레임상부와; 측벽의 저면을 지지하는 링 형상의 프레임하부; 그리고 프레임상부와 프레임하부를 연결하는 다수의 상하연결부재로 구성된다.

그리고 외부프레임의 수평부분의 외측은 상하연결부재와 볼트로 체결되어 고정되는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명에 의하면 소염 소자의 제2메쉬가 웨이브 형상을 가지고 있기 때문에, 실질적으로 표면적이 넓어지면서 공기 투과율이 더욱 높아지게 된다. 따라서 폭발에 의한 가스를 신속하게 배출할 수 있음은 물론이고, 소염 배기장치를 더욱 소형으로 만들 수 있는 장점을 기대할 수 있다.

그리고 웨이브 형상의 제2메쉬는 그 외측의 부재와 접촉 면적이 작기 때문에 열전도율도 낮아지게 되는 장점도 기대된다. 또한 웨이브 형상의 제2메쉬는 내부에서 발생한 소음의 반사량을 증가시켜 외부로 나가는 소음도 상대적으로 줄일 수 있는 작용 효과도 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명 소염 배기장치의 사시도.
도 2는 본 발명 소염 배기장치의 정면 예시도.
도 3은 본 발명 소염 배기장치의 평면 예시도.

다음에는 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다.

도 1 내지 도 3을 참고하면 알 수 있는 바와 같이, 본 발명 소염 배기장치는, 메쉬와 같은 소염소자(30,40)를 사이에 개재할 수 있는 골격을 형성하고 있는 내부프레임(10) 및 외부프레임(20)를 포함하고 있다. 여기서 소염소자(30,40)은 금속성 메쉬로 만들어지는 것이어서, 실질적으로 외력에 대한 지지력이 부족하기 때문에 소염소자(30,40)의 내부에는 내부프레임(10)이 소염소자를 지지하고, 외부에는 외부프레임(20)이 소염소자를 지지한다고 할 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 소염소자(30,40)는 실제로는 금속 메쉬로 만들어지고, 원통형상의 측벽(30)와, 이러한 원통형상 측벽(30)의 상부를 막고 있는 천정(40)으로 구성된다. 이러한 소염소자(30,40)는 하방이 열려 있는 상태이고, 유사시 이러한 하부를 통하여 고압의 가스 및 화염이 들어온다.

실질적으로 소염소자(30,40)는 상면이 닫혀 있는 원통형상을 가지고 있다고 할 수 있다. 여기서 외부프레임(20)은 이와 같은 형상을 가지는 소염소자(30,40)의 외형을 만들면서 지지하는 것이라고 할 수 있고, 고온 및 고압에 견딜 수 있는 금속재로 만들어진다. 이러한 외부프레임(20)에 대하여 도시한 실시 예를 살펴보면, 소염소자의 원통형상 측벽(30)의 상부에 접촉하여 지지하는 프레임상부(22)와, 원통형상 측벽(30)의 저면에 접촉하여 지지하는 프레임하부(26)를 포함하고 있다. 그리고 프레임상부(22)와 프레임하부(26)는 다수의 상하연결부재(24)에 의하여 서로 연결된다.

여기서 프레임상부(22)는, 소염부재의 천정(40)이 충분한 강도를 가질 수 있도록 테두리부분을 지지하는 링형상 부분(22a)와, 이러한 링형상 부분(22a)에 대하여 지름 방향으로 소정의 각도를 가지고 배열되고 천정(40)의 상부를 지지하는 다수의 바아 부분(22b)으로 구성되고 있다. 그리고 하부에서 일어나는 폭발에 의하여, 천정(40)의 중앙 부분에 가장 큰 압력이 걸리는데, 이를 보강하기 위하여 프레임상부(22)에는, 다수의 바아 부분(22b)을 연결할 수 있도록 하나 이상의 보강 링(22e)을 설치하는 것도 바람직하다.

또한 링형상부분(22a)은 수평부분(22c)와 수직부분(22d)로 구성된다. 여기서 수평부분(22c)의 외측이 상하연결부재(24)와 볼트로 결합됨으로써, 측벽(30)에 대하여 내측을 향하는 견고한 지지력을 제공할 수 있을 것으로 기대된다. 여기서 수평부분(22c)은 천정(40)을 누르고 있으며, 수직부분(22d)은 천정(40)과 측벽(30)를 동시에 감싸는 형상을 가지고 있고, 이러한 상태에서 볼트를 통하여 프레임상부의 수평부분(22c) 외측이 상하연결부재(24)와 체결됨으로써 천정(40)과 측벽(30)의 밀착 및 전체적인 견고한 지지력을 제공할 것으로 기대된다.

그리고 외부프레임(20) 중의 프레임하부(26)는 금속재를 이용하여 링형상으로 성형되어, 측벽(30)의 저면을 지지하는 부분이다. 이와 같은 프레임상부(22)와 프레임하부(26)는 다수의 상하연결부재(24)에 의하여 서로 연결되어 지지된다. 상하로 직선 형태를 가지는 다수개로 구성되는 상하연결부재(24)는 프레임상부(22)와 프레임하부(26)의 연결과, 측벽(30)의 외측면에 접촉되어 외력에 대하여 측벽(30)의 변형을 방지하는 기능을 가지고 있다.

이상과 같은 구성을 가지는 외부프레임(20)은, 원통형상의 측벽(30)과 이러한 원통형상 측벽(30)의 상부를 막고 있는 천정(40)으로 구성되는 소염소자의 외측면을 지지함과 같이 외력에 대하여 변형을 방지할 수 있는 기능을 가지는 것임을 알 수 있다. 따라서 본 발명에서의 외부프레임(20)은 측벽(30)과 천정(40)으로 구성되는 소염소자의 외측 형상을 유지하고 소염소자가 정상적인 기능을 가질 수 있도록 유지하기 위한 프레임임을 알 수 있고, 이와 같은 기술적 범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다.

그리고 도 2에 도시한 바와 같이, 소염소자(30,40)의 내부에는 내부프레임(10)이 설치된다. 이러한 내부프레임(10)은 원통형상의 측벽(30) 및 판상의 천정(40)을 가지는 소염소자(30,40)가 외력(폭발압)에 대하여 변형하지 않도록 유지하는 것이라고 할 수 있다. 예를 들면 내부프레임(10)은, 링형상을 가지고 측벽(30)의 내측면에 접촉하여 지지하는 다수의 가로프레임(14)과 이러한 다수의 가로프레임(14)를 상하방향에 대하여 연결하는 세로프레임(12)으로 구성될 수 있다. 이와 같은 내부프레임(10)은 다양한 형태로 만들 수 있을 것임은 당연하고, 소염 소자(30,40)의 내측면의 형상을 유지할 수 있는 범위내에서 다양한 실시 예가 있을 수 있다.

이와 같이 외부프레임(20)과 내부프레임(10) 사이에 개재되어 있는 소염소자(30,40)는 열린 하방을 통하여 들어오는 가스는 외부로 배출하되 화염은 외부로 나가지 않도록 소염시키는 기능을 가지는 것이다. 그리고 이러한 소염소자(30,40)는 다층의 금속 메쉬로 구성된다. 도 3에 도시한 실시 예에 있어서, 측벽(30) 및 천정(40)을 구성하는 각각의 메쉬(소염 소자)는 다층으로 구성되고 있다.

측벽(30) 및 천정(40)을 이루는 각각의 메쉬(소염 소자)의 층별 구조는 실질적으로 동일한 것이고, 도 3에서 도시한 측벽(30)의 구조를 예로 들어 설명한다. 도시한 바와 같이 메쉬로 구성되는 측벽(30)는, 제1메쉬(32a), 제2메쉬(32b), 그리고 제3메쉬(32c)를 포함하고 있다. 여기서 제1메쉬(32a)는 공기투과율(통기율)이 상대적으로 큰 것으로 성형된다. 그리고 제2메쉬(32b)는 공기투과율이 상대적으로 적은 것으로 성형된다. 따라서 화염은 제1메쉬(32a) 및 제2메쉬(32b)를 거치면서, 소염되어 외부로 나가는 것은 충분히 방지된다.

그리고 제3메쉬(32c)는 제2메쉬(32b)를 보호하기 위한 것이라고 할 수 있다. 여기서 제2메쉬(32b)의 외형이 다른 부분에 의하여 보호될 수 있다면, 제3메쉬(32c)는 생략하는 것이 가능할 것으로 판단된다.

위에서 설명한 바와 같이, 내부에서 폭발이 일어나면, 그 폭발 압력에 의하여 프레임하부(26)의 저면에 설치되는 럽쳐디스크(28)의 파열이 일어나면서 화염 및 가스가 하면을 통하여 소염 소자(30,40) 내부로 유입된다. 여기서 럽쳐디스크(28)의 하부에 위치하는 배관(29)과 연결되는 용기의 폭발압력은 순간적으로 높아지는데, 이러한 압력은 가능하면 신속하게 해제되는 것이 바람직하다.

이러한 용기 내부의 고압이 신속하게 해제된다는 것은, 폭발 가스가 가능하면 신속하게 소염소자(30,40)를 통하여 외부로 빠져나가야 가능하게 된다. 본 발명에서는 고압 가스의 신속한 배출을 위하여, 제2메쉬(32b)를 넓은 표면적을 가지도록 함으로써 공기를 신속하게 외부로 배출하고자 한다. 예를 들어 동일한 공기투과율을 가진다고 하더라도, 면적이 넓으면 통과하는 공기의 절대량은 많은 것은 사실이다.

따라서 본 발명에서는 제2메쉬(32b)를 도시한 바와 같이 웨이브 형상을 가지도록 가공하고 있는 것이다. 이와 같이 제2메쉬(32b)를 웨이브 형상을 가지도록 성형하게 되면, 실질적으로 평면 형상의 것에 비하여 표면적인 현저하게 넓어지게 된다. 그리고 제2메쉬(32b)의 표면적이 넓어진다는 것은 실질적으로 동일한 공기투과율에 대해서도 폭발 가스가 통과할 수 있는 양이 많다는 것을 의미한다고 할 수 있다.

그리고 제2메쉬(32b)를 웨이브 형상을 가지도록 형성하게 되면, 제2메쉬(32b)의 외측에 설치되는 제3메쉬(32c)와 접촉하는 면적이 현저하게 줄어들게 된다. 이와 같이 접촉 면적이 줄어든다는 것은 실질적으로 메쉬끼리의 직접적인 열전도율을 낮출 수 있는 효과도 기대할 수 있다고 생각된다. 그리고 폭발이 발생하게 되면 내부에서는 소음이 발생하게 되는데, 이러한 소음은 웨이브 형상의 제2메쉬(32b)의 내측에서 더욱 많은 반사가 일어나게 되기 때문에 소음 감소의 측면에서도 유리할 것으로 기대된다.

위에서 설명한 바와 같이, 제2메쉬(32b)의 공기 배출량이 많다는 것은 궁극적으로 내부 폭발로 발생한 고압의 가스를 가장 빨리 외부로 배출할 수 있다는 것을 의미한다. 그리고 이러한 점은 소염 배기장치의 전체 크기를 크게 하지 않으면서도 신속한 배출을 통하여 내부의 압력을 빨리 낮출 수 있다는 것과 동일한 의미를 가진다. 즉, 본 발명을 적용함으로써 작은 크기의 소염 배기장치를 이용하면서도 충분한 효율을 기대할 수 있을 것이다.

10 ..... 내부프레임
20 ..... 외부프레임
22 ..... 프레임상부
22a ..... 링형상 부분
22b ..... 바아 부분
22c ..... 수평부분
22d ..... 수직부분
24 ..... 상하연결부재
26 ..... 프레임하부
30 ..... 측벽
40 ..... 천정

Claims (3)

1. 내부의 압력이 설정 이상이면 파열되는 럽쳐디스크(28) 상에 설치되는 소염 배기장치로써, 원통 형상의 측벽(30)과 상기 측벽(30)의 상면을 덮는 천정(40)으로 구성되는 소염 소자와, 상기 소염 소자의 외측면 형상을 유지하기 위한 외부프레임(20), 그리고 상기 소염 소자의 내측면 형상을 유지하기 위한 내부프레임(10)으로 구성되고;
   상기 측벽(30)은 내측에 형성되는 제1메쉬와 제1메쉬의 외측에 연속하여 성형되는 제2메쉬로 구성되고, 제1메쉬는 제2메쉬보다 상대적으로 공기투과율이 높으며, 제2메쉬는 웨이브 형상을 가지며;
   상기 외부프레임(20)은; 천정(40)의 테두리 부분을 지지하는 수평부분과, 상기 수평부분에서 하방으로 연장되어 측벽(30)의 외측 상단 일부까지 지지하는 수직부분을 구비하는 링형상부분(22a), 그리고 상기 링형상 부분의 지름 방향으로 배열되고 천정(40)의 상부를 지지하는 다수의 바아 부분(22b)을 포함하는 프레임상부(22)와; 측벽(30)의 저면을 지지하는 링 형상의 프레임하부(26); 그리고 프레임상부(22)와 프레임하부(26)를 연결하는 다수의 상하연결부재(24)로 구성되는 것을 특징으로 하는 소염 배기장치.
   
   
   
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