KR102120267B1 - 동심형 화염 차단 장치 - Google Patents

Abstract

동심형 화염 차단 장치가 개시된다. 본 발명의 동심형 화염 차단 장치는 수평의 중심 축선에 대하여 상부 공간과 하부 공간이 서로 대칭되게 형성되는 장치 본체, 상기 장치 본체 내의 중앙 영역에서 상기 중심 축선에 교차 배치되어 폭발 화염에 대한 소염 기능을 제공하는 복수의 엘리먼트 모듈을 구비하며, 상기 장치 본체에서 교체할 수 있게 하나의 몸체로 형성되는 일체형 엘리먼트 어셈블리, 상기 장치 본체에 위치별로 착탈 가능하게 결합하며, 상기 장치 본체에 상기 일체형 엘리먼트 어셈블리를 고정하는 어셈블리 고정부, 및 상기 장치 본체에 결합하며, 일측이 상기 복수의 엘리먼트 모듈 중 어느 하나의 엘리먼트 모듈에 접하여 상기 어느 하나의 엘리먼트 모듈에 구멍을 뚫지 않고, 상기 어느 하나의 엘리먼트 모듈의 온도를 직접 측정하는 직접 접촉식 모듈 온도측정기를 포함한다. 상기 일체형 엘리먼트 어셈블리는 엘리먼트 바디, 엘리먼트 커버, 상기 복수의 엘리먼트 모듈 사이에 배치되며, 상기 복수의 엘리먼트 모듈을 이격시키는 한편 상기 복수의 엘리먼트 모듈이 상기 엘리먼트 바디 및 상기 엘리먼트 커버 사이에 흔들림 없이 지지될 수 있게 하는 센터 스페이스, 및 상기 복수의 엘리먼트 모듈과 상기 엘리먼트 바디 사이에 배치되어 상기 복수의 엘리먼트 모듈이 상기 엘리먼트 바디 및 상기 엘리먼트 커버 사이에 흔들림 없이 지지될 수 있게 하는 사이드 스페이서를 포함한다. 상기 복수의 엘리먼트 모듈은 상기 엘리먼트 바디와 상기 엘리먼트 커버 사이에 마련된다. 상기 어셈블리 고정부는 상기 엘리먼트 바디의 측면에서 상기 엘리먼트 바디 내로 체결되어 상기 엘리먼트 바디 또는 상기 엘리먼트 커버를 고정시키는 역할을 하는 사이드 고정부재를 포함한다. 상기 직접 접촉식 모듈 온도측정기는 상기 장치 본체 내의 가스를 벤트해서 압력을 낮출 때 사용되는 벤트 플러그를 통해 삽입되며, 상기 벤트 플러그는 상기 장치 본체의 상부에 2개, 상기 장치 본체의 하부에 2개가 구현된다.

Description

동심형 화염 차단 장치 {Flame arrester for concentric type}

본 발명의 개념에 따른 실시예는 동심형 화염 차단 장치에 관한 것으로, 특히, 폭발 화염이 균등하게 분포될 수 있어서 소염 기능이 종래보다 우수함은 물론 제품 전체를 일일이 분해하지 않더라도 부품을 교체할 수 있어서 유지보수 작업을 쉽게 수행할 수 있으며, 무엇보다도 엘리먼트 모듈의 온도를 정확하게 측정할 수 있어서 엘리먼트 모듈의 온도에 따른 모니터링 작업과 그에 수반되는 조치를 정확하고 신속하게 처리할 수 있는 동심형 화염 차단 장치에 관한 것이다.

역화방지장치 또는 플레임 어레스터(Flame Arrester)로도 불리는 화염 차단 장치는 가연성 증기를 발생하는 유류를 저장하는 탱크에서 외부로 그 증기를 방출하거나 탱크 내에 외기를 흡입하거나 하는 부분에 설치되어 화염을 차단하는 역할을 한다.

다시 말해, 가연성 가스로 충만한 배관 설비나, 인화성 액체 또는 혼합 가스를 저장하는 탱크, 또는 버너(burner)나 노(furnace) 등에는 인화 또는 발화로 인한 폭발을 소염(flame quenching)시킬 필요가 있는데, 이를 위해 화염 차단 장치가 적용될 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 화염 차단 장치의 구조도이다.

이 도면을 참조하면, 종래기술에 따른 화염 차단 장치는 본체부(1)와, 본체부(1)의 양측에 마련되는 연결부(2)를 포함한다. 연결부(2)는 배관 설비 등에 연결되는 장소를 이룬다.

본체부(1) 내에는 일정한 수평 방향 패턴(11)이 형성되되 소염 기능을 제공하는 복수의 소염 소자(10)가 마련된다. 소염 소자(10)를 엘리먼트 모듈(ELEMENT MODULE)라 부르기도 한다.

그리고, 소염 소자(10)의 양측에는 소염 소자(10) 각각을 정렬하고 고정하는 복수의 고정부(20)가 마련된다. 복수의 고정부(20)는 스터드 볼트(30)에 의해 서로 연결된다.

도 1과 같은 구조가 화염 차단 장치의 일반적인 구성일 수 있으며, 배관과 배관 사이에 연결됨으로써 화염을 차단하는 역할을 한다.

그런데, 이러한 종래의 화염 차단 장치는 소염 소자(10) 등의 부품 교체가 필요한 경우, 제품 전체를 일일이 분해해서 역조립해야 하는 구조적인 한계로 인해 주변의 배관 설비에 악영향을 미칠 뿐만 아니라 유지보수가 쉽지 않은 문제점이 있다.

그뿐만 아니라 종래의 화염 차단 장치는 복수의 소염 소자(10)가 일정한 수평 방향 패턴(11)으로 형성되기 때문에 구조 대비 소염 기능이 다소 떨어질 수 있는 문제점이 있다.

한편, 전술한 소염 소자(10), 즉 엘리먼트 모듈(10)은 소정 온도, 예컨대 600℃ 이상이 되면 자연적으로 발화될 수 있어서 엘리먼트 모듈(10)의 온도를 측정하고 모니터링해야 할 필요성이 있다.

이에, 기존의 화염 차단 장치에도 엘리먼트 모듈(10)의 온도를 측정하는 기술이 적용되고 있는데, 기존에는 엘리먼트 모듈(10)의 온도를 직접 측정하지 않고 장치 내부의 대류 온도값으로 엘리먼트 모듈(10)의 온도를 유추하는 방식을 적용해 왔다.

하지만, 이러한 종래 방식은 엘리먼트 모듈(10)에 대한 간접 온도측정 방식이라서 정확한 엘리먼트 모듈(10)의 온도를 측정해서 조치하기 어려운 문제점이 있다.

앞서도 기술한 것처럼, 엘리먼트 모듈(10)은 소정 온도, 예컨대 600℃ 이상이 되면 자연적으로 발화될 수 있다는 점에서 엘리먼트 모듈(10)의 온도를 정확히 측정하는 것이 중요한데, 기존 방식으로는 이에 부합할 수 없다는 점을 두루 고려해볼 때, 기존에 알려지지 않은 신개념의 동심형 화염 차단 장치에 대한 필요성이 대두된다.

대한민국특허청 출원번호 제20-1999-0020723호

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는, 폭발 화염이 균등하게 분포될 수 있어서 소염 기능이 종래보다 우수함은 물론 제품 전체를 일일이 분해하지 않더라도 부품을 교체할 수 있어서 유지보수 작업을 쉽게 수행할 수 있으며, 무엇보다도 엘리먼트 모듈의 온도를 정확하게 측정할 수 있어서 엘리먼트 모듈의 온도에 따른 모니터링 작업과 그에 수반되는 조치를 정확하고 신속하게 처리할 수 있는 동심형 화염 차단 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 수평의 중심 축선에 대하여 상부 공간과 하부 공간이 서로 대칭되게 형성되는 장치 본체, 상기 장치 본체 내의 중앙 영역에서 상기 중심 축선에 교차 배치되어 폭발 화염에 대한 소염 기능을 제공하는 복수의 엘리먼트 모듈을 구비하며, 상기 장치 본체에서 교체할 수 있게 하나의 몸체로 형성되는 일체형 엘리먼트 어셈블리(ELEMENT ASSEMBLY), 상기 장치 본체에 위치별로 착탈 가능하게 결합하며, 상기 장치 본체에 상기 일체형 엘리먼트 어셈블리를 고정하는 어셈블리 고정부, 및 상기 장치 본체에 결합하며, 일측이 상기 엘리먼트 모듈에 접하여 상기 엘리먼트 모듈의 온도를 직접 측정하는 직접 접촉식 모듈 온도측정기를 포함하는 동심형 화염 차단 장치에 의해 달성된다.

상기 일체형 엘리먼트 어셈블리는 링(ring) 형상을 하는 엘리먼트 바디; 및 상기 복수의 엘리먼트 모듈을 사이에 두고 상기 엘리먼트 바디의 반대편에서 상기 엘리먼트 바디에 결합하며, 상기 엘리먼트 바디와 함께 상기 복수의 엘리먼트 모듈을 지지하는 엘리먼트 커버를 포함할 수 있다.

상기 엘리먼트 바디에는 상기 엘리먼트 모듈의 자리 이탈을 저지시키는 덧살 플랜지가 형성될 수 있으며, 상기 엘리먼트 커버에는 방사상으로 배치되는 복수의 통공이 형성될 수 있다.

상기 일체형 엘리먼트 어셈블리는 상기 복수의 엘리먼트 모듈 사이에 배치되며, 상기 통공과 연통되는 복수의 제1연통공을 구비하는 센터 스페이서; 및 상기 엘리먼트 모듈과 상기 엘리먼트 바디 사이에 배치되되 상기 센터 스페이서보다 두께가 크게 형성되며, 상기 통공 및 상기 제1연통공과 연통되는 제2연통공을 구비하는 사이드 스페이서를 더 포함할 수 있다.

상기 일체형 엘리먼트 어셈블리는 상기 엘리먼트 커버, 상기 센터 스페이서 및 상기 사이드 스페이서의 중심부에 결합하는 복수의 엘리먼트 부시; 및 상기 엘리먼트 바디에 연결되고 상기 일체형 엘리먼트 어셈블리를 핸들링하는 핸들을 더 포함할 수 있다.

상기 어셈블리 고정부는 상기 엘리먼트 바디의 측면에서 상기 엘리먼트 바디 내로 체결되어 상기 엘리먼트 바디 또는 상기 엘리먼트 커버를 고정하는 사이드 고정부재, 및 제1개스킷을 매개로 상기 사이드 고정부재를 감싸도록 배치되는 레귤레이터 커버(REGULATOR COVER)를 포함할 수 있다.

상기 어셈블리 고정부는 제2개스킷을 매개로 해서 상기 엘리먼트 바디의 개구부에 배치되되 상기 핸들을 지지하는 덮개 플레이트, 상기 덮개 플레이트를 상기 엘리먼트 바디에 고정하는 상부 고정부재, 및 상기 상부 고정부재의 반대편에서 상기 덮개 플레이트를 상기 엘리먼트 바디에 고정하는 아이(EYE) 너트 스크루를 더 포함할 수 있다.

상기 어셈블리 고정부는 상기 덮개 플레이트의 반대편에서 상기 엘리먼트 바디에 결합하여 해당 위치에서 상기 엘리먼트 바디 또는 상기 엘리먼트 커버를 고정하는 하부 고정부재를 더 포함할 수 있다.

상기 장치 본체의 일측에 착탈 가능하게 결합하는 적어도 하나의 벤트 플러그(VENT PLUG)를 더 포함할 수 있다.

상기 직접 접촉식 모듈 온도측정기는 벤트 플러그에 결합할 수 있다.

상기 직접 접촉식 모듈 온도측정기에서 측정되는 상기 엘리먼트 모듈의 온도값을 실시간으로 모니터링하는 모니터링 디바이스(monitoring device), 및 상기 모니터링 디바이스를 통해 발생되는 알람 신호에 기초하여 상기 동심형 화염 차단 장치의 동작이 자동으로 정지되게 컨트롤하는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 폭발 화염이 균등하게 분포될 수 있어서 소염 기능이 종래보다 우수함은 물론 제품 전체를 일일이 분해하지 않더라도 부품을 교체할 수 있어서 유지보수 작업을 쉽게 수행할 수 있으며, 무엇보다도 엘리먼트 모듈의 온도를 정확하게 측정할 수 있어서 엘리먼트 모듈의 온도에 따른 모니터링 작업과 그에 수반되는 조치를 정확하고 신속하게 처리할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 화염 차단 장치의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동심형 화염 차단 장치의 부분 단면 구조도이다.
도 3은 도 2의 분해도이다.
도 4는 장치 본체의 확대도이다.
도 5는 일체형 엘리먼트 어셈블리의 확대 구조도이다.
도 6은 도 5의 정면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 엘리먼트 바디의 확대 구조도이다.
도 8은 도 7의 정면도이다.
도 9는 도 5에 도시된 엘리먼트 커버의 확대 구조도이다.
도 10은 도 9의 정면도이다.
도 11은 도 5에 도시된 센터 스페이서의 확대 구조도이다.
도 12는 도 11의 정면도이다.
도 13은 도 5에 도시된 사이드 스페이서의 확대 구조도이다.
도 14는 도 13의 정면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 동심형 화염 차단 장치의 제어블록도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동심형 화염 차단 장치의 구조도이다.

본 명세서에 개시된 본 발명의 개념에 따른 실시예에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예를 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예를 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위에서 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 같은 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동심형 화염 차단 장치의 부분 단면 구조도, 도 3은 도 2의 분해도, 도 4는 장치 본체의 확대도, 도 5는 일체형 엘리먼트 어셈블리의 확대 구조도, 도 6은 도 5의 정면도, 도 7은 도 5에 도시된 엘리먼트 바디의 확대 구조도, 도 8은 도 7의 정면도, 도 9는 도 5에 도시된 엘리먼트 커버의 확대 구조도, 도 10은 도 9의 정면도, 도 11은 도 5에 도시된 센터 스페이서의 확대 구조도, 도 12는 도 11의 정면도, 도 13은 도 5에 도시된 사이드 스페이서의 확대 구조도, 도 14는 도 13의 정면도, 그리고, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 동심형 화염 차단 장치의 제어블록도이다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 동심형 화염 차단 장치(100)는 폭발 화염이 균등하게 분포될 수 있어서 소염 기능이 종래보다 우수함은 물론 제품 전체를 일일이 분해하지 않더라도 부품을 교체할 수 있어서 유지보수 작업을 쉽게 수행할 수 있으며, 무엇보다도 엘리먼트 모듈(130)의 온도를 정확하게 측정할 수 있어서 엘리먼트 모듈(130)의 온도에 따른 모니터링 작업과 그에 수반되는 조치를 정확하고 신속하게 처리할 수 있도록 한다.

이러한 동심형 화염 차단 장치(100)는 폭발 화염이 균등하게 분포될 수 있는 구조로 되어 있어서 가스 라인, 특히, BOG(Boil Off Gas) 라인에 적용할 수 있다. 물론, 수평 배관 라인에 설치 시 하부에 잔여물이 쌓여 엘리먼트 모듈(130)의 내구성이 저하될 수 있다는 점을 고려해볼 때, 본 실시예의 동심형 화염 차단 장치(100)는 가스 라인에 적용되는 편이 바람직하다.

참고로, BOG(Boil Off Gas)란 LNG 화물탱크에서 자연적으로 증발 및 기화하는 천연가스를 의미하는데, 이와 같은 BOG(Boil Off Gas) 라인이 운용되는 과정에서 폭발 화염이 발생할 수 있는데, 이를 차단하기 위해 동심형 화염 차단 장치(100)가 적용될 수 있다. 따라서 본 실시예에 따른 동심형 화염 차단 장치(100)는 BOG(Boil Off Gas) 라인 사이에 연결될 수 있다.

본 실시예에 따른 동심형 화염 차단 장치(100)는 장치 본체(110), 일체형 엘리먼트 어셈블리(120, ELEMENT ASSEMBLY), 어셈블리 고정부(160) 및, 직접 접촉식 모듈 온도측정기(170)를 포함할 수 있다.

장치 본체(110)는 본 실시예에 따른 동심형 화염 차단 장치(100)의 외관 구조를 이룬다. 장치 본체(110)는 배관 라인에 결합하는 구조물로서 그 내부에 일체형 엘리먼트 어셈블리(120)가 탑재된다.

장치 본체(110)가 배관 라인에 결합할 수 있도록 장치 본체(110)의 양단부에는 배관 플랜지(113)가 형성된다. 배관 플랜지(113)를 라스 설비 라인의 플랜지에 맞댄 상태에서 볼트로 체결함으로써 장치 본체(110)를 배관 라인에 설치할 수 있다.

장치 본체(110)의 일측에는 개구부(111)가 형성된다. 개구부(111)를 통해 일체형 엘리먼트 어셈블리(120)가 출입할 수 있다. 배관 설비에서 장치 본체(110)를 분리하지 않아도 일체형 엘리먼트 어셈블리(120)를 교체하는 등 유지보수할 수 있다. 따라서 작업의 편의성이 대폭 향상될 수 있다.

장치 본체(110)의 일측에는 벤트 플러그(112, VENT PLUG)가 마련된다. 벤트 플러그(112)는 장치 본체(110) 내의 가스를 벤트해서 압력을 낮출 때, 사용할 수 있다.

본 실시예에서 벤트 플러그(112)는 장치 본체(110)의 상부와 하부에 한 쌍씩 배치된다. 물론, 도면과 달리, 벤트 플러그(112)가 장치 본체(110)의 일측 한 곳에만 적용될 수도 있을 것인데, 이러한 사항 모두가 본 발명의 권리범위에 속한다고 하여야 할 것이다.

일체형 엘리먼트 어셈블리(120, ELEMENT ASSEMBLY)는 장치 본체(110) 내의 중앙 영역에서 중심 축선(C/L, 도 3 참조)에 교차 배치되어 폭발 화염에 대한 소염 기능을 제공한다.

특히, 본 실시예에 적용되는 일체형 엘리먼트 어셈블리(120)는 장치 본체(110)에서 쉽게 교체할 수 있게 하나의 몸체로 형성된다. 도 3처럼 일체형 엘리먼트 어셈블리(120)를 장치 본체(110)에서 그대로 꺼내거나 장치 본체(110)로 한 번에 집어넣을 수 있다. 따라서 작업성이 매우 좋아진다.

일체형 엘리먼트 어셈블리(120)는 엘리먼트 바디(121) 및 엘리먼트 커버(140) 사이에 복수의 엘리먼트 모듈(130)이 마련되는 구조를 갖는다. 엘리먼트 모듈(130)을 단순히 엘리먼트라 부를 수도 있다.

엘리먼트 바디(121)는 링(ring) 형상을 하는 구조물로서 엘리먼트 모듈(130)의 일측을 지지한다. 엘리먼트 바디(121)가 링(ring) 형상을 이루기 때문에 엘리먼트 바디(121)에는 관통부(122)가 형성된다. 관통부(122)를 통해 폭발 화염이 엘리먼트 모듈(130)로 향할 수 있다.

엘리먼트 바디(121)에는 덧살 플랜지(123)가 형성된다. 덧살 플랜지(123)는 엘리먼트 모듈(130) 혹은 사이드 스페이서(154)의 자리 이탈을 저지시키는 역할을 한다.

또한, 엘리먼트 바디(121)에는 일체형 엘리먼트 어셈블리(120)를 핸들링하는 핸들(158)이 마련된다. 작업자는 핸들(158)을 잡아 일체형 엘리먼트 어셈블리(120)를 핸들링할 수 있어서 작업이 편리해지게 할 수 있다.

엘리먼트 커버(140)는 복수의 엘리먼트 모듈(130)을 사이에 두고 엘리먼트 바디(121)의 반대편에서 엘리먼트 바디(121)에 결합하는 구조물이다. 엘리먼트 커버(140)는 엘리먼트 바디(121)와 함께 복수의 엘리먼트 모듈(130)을 지지한다.

링(ring) 형상을 하는 엘리먼트 바디(121)와 달리 엘리먼트 커버(140)는 외형만 원형 구조를 이룰 뿐 내부에는 복수의 통공(141)이 형성된다. 복수의 통공(141)은 엘리먼트 커버(140)의 중심에서 방사상으로 배치된다. 통공(141)을 통해 폭발 화염이 엘리먼트 모듈(130)로 향할 수 있다.

엘리먼트 모듈(130)은 엘리먼트 바디(121) 및 엘리먼트 커버(140) 사이에 고정되며, 해당 위치에서 폭발 화염 시 소염 기능을 제공한다.

특히, 복수의 엘리먼트 모듈(130)은 장치 본체(110) 내의 중앙 영역에서 중심 축선(C/L, 도 3 참조)에 교차 배치되기 때문에 폭발 화염이 균등하게 분포될 수 있어서 소염 기능이 종래보다 우수해질 수 있다.

엘리먼트 모듈(130)은 서로 이격 배치되는 한 쌍의 모듈 외피(131)와, 한 쌍의 모듈 외피(131) 사이에 주름진 금속 리본 모양으로 배치되는 금속 리본 엘리먼트(132)를 포함한다. 금속 리본 엘리먼트(132)가 적용되기 때문에 폭발 화염과의 접촉 면적이 넓어질 수 있으며, 이로 인해 소염 기능이 더욱 높아질 수 있다.

본 실시예에서 엘리먼트 모듈(130)은 엘리먼트 바디(121) 및 엘리먼트 커버(140) 사이에 복수 겹으로 배치된다. 따라서 소염 기능이 더욱 우수해질 수 있다.

다만, 복수 겹의 엘리먼트 모듈(130)을 적용함에 있어 엘리먼트 모듈(130)이 엘리먼트 바디(121) 및 엘리먼트 커버(140) 사이에서 지지되지 못하고 흔들리면 곤란하다. 이를 해결하기 위해, 센터 스페이서(151)와 사이드 스페이서(154)가 마련된다.

센터 스페이서(151)는 복수의 엘리먼트 모듈(130) 사이에 배치되어 복수의 엘리먼트 모듈(130)을 이격시키는 한편 복수의 엘리먼트 모듈(130)이 엘리먼트 바디(121) 및 엘리먼트 커버(140) 사이에 흔들림 없이 지지될 수 있게끔 한다. 이러한 센터 스페이서(151)에는 통공(141)과 연통되는 복수의 제1연통공(152)이 형성된다. 통공(141)과 제1연통공(152)의 위치와 형상은 동일하다.

참고로, 본 실시예의 경우에는 복수의 엘리먼트 모듈(130)이 적용되기 때문에 센터 스페이서(151)가 사용되나 만약, 한 장의 엘리먼트 모듈(130)이 적용될 때는 굳이 센터 스페이서(151)가 사용될 필요는 없다.

사이드 스페이서(154)는 엘리먼트 모듈(130)과 엘리먼트 바디(121) 사이에 배치되어 복수의 엘리먼트 모듈(130)이 엘리먼트 바디(121) 및 엘리먼트 커버(140) 사이에 흔들림 없이 지지될 수 있게끔 한다. 본 실시예에서 사이드 스페이서(154)는 센터 스페이서(151)보다 두께가 크게 형성된다.

사이드 스페이서(154)에는 통공(141) 및 상기 제1연통공(152)과 연통되는 제2연통공(155)이 형성된다. 통공(141), 제1연통공(152) 및 제2연통공(155)의 위치와 형상은 동일하다.

이 외에도 일체형 엘리먼트 어셈블리(120)에는 복수의 엘리먼트 부시(157)가 적용된다. 복수의 엘리먼트 부시(157)는 엘리먼트 커버(140), 센터 스페이서(151) 및 사이드 스페이서(154)의 중심부에 결합하여 복수의 엘리먼트 모듈(130)이 견고하게 결합할 수 있게끔 한다.

어셈블리 고정부(160)는 장치 본체(110)에 위치별로 착탈 가능하게 결합하며, 장치 본체(110)에 일체형 엘리먼트 어셈블리(120)를 고정하는 역할을 한다.

일체형 엘리먼트 어셈블리(120)를 교체할 때는 어셈블리 고정부(160)를 위치별로 풀고, 기존의 일체형 엘리먼트 어셈블리(120)를 꺼낸 후, 새로운 일체형 엘리먼트 어셈블리(미도시)를 그 자리에 배치한 다음, 다시 어셈블리 고정부(160)를 위치별로 고정하면 된다.

어셈블리 고정부(160)는 사이드 고정부재(161)를 포함한다. 사이드 고정부재(161)는 엘리먼트 바디(121)의 측면에서 엘리먼트 바디(121) 내로 체결되어 엘리먼트 바디(121) 또는 엘리먼트 커버(140)를 고정하는 역할을 한다.

사이드 고정부재(161)에는 레귤레이터 커버(163, REGULATOR COVER)가 배치된다. 레귤레이터 커버(163)는 제1개스킷(162a)을 매개로 사이드 고정부재(161)를 감싸도록 배치된다.

이 외에도 어셈블리 고정부(160)는 덮개 플레이트(164)를 포함한다. 덮개 플레이트(164)는 제2개스킷(162b)을 매개로 해서 엘리먼트 바디(121)의 개구부(111)에 배치되되 핸들(158)을 지지하는 역할을 한다.

이러한 덮개 플레이트(164)의 일측에는 덮개 플레이트(164)를 엘리먼트 바디(121)에 고정하는 상부 고정부재(165)가 설치된다.

그리고 상부 고정부재(165)의 반대편에는 덮개 플레이트(164)를 엘리먼트 바디(121)에 고정하는 아이(EYE) 너트 스크루(166)가 마련된다. 아이 너트 스크루(166)로 인해 수작업이 가능해진다.

이러한 덮개 플레이트(164)의 반대편에는 하부 고정부재(167)가 마련된다. 하부 고정부재(167)는 덮개 플레이트(164)의 반대편에서 엘리먼트 바디(121)에 결합하여 해당 위치에서 엘리먼트 바디(121) 또는 엘리먼트 커버(140)를 고정하는 역할을 한다.

한편, 직접 접촉식 모듈 온도측정기(170)는 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 장치 본체(110)에 결합하며, 일측이 엘리먼트 모듈(130)에 접하여 엘리먼트 모듈(130)의 온도를 직접 측정하는 역할을 한다.

앞서 기술한 것처럼 엘리먼트 모듈(130)은 소정 온도, 예컨대 600℃ 이상이 되면 자연적으로 발화될 수 있어서 이 온도가 되기 전에 동심형 화염 차단 장치(100)의 작동을 정지시키려면 정확한 엘리먼트 모듈(130)의 온도를 측정해야 한다.

하지만, 종래처럼 장치 내부의 대류 온도값으로 엘리먼트 모듈(130)의 온도를 유추하는 간접 방식으로는 정확한 엘리먼트 모듈(130)의 온도를 측정하기 어렵다. 따라서, 본 실시예에서는 직접 접촉식 모듈 온도측정기(170)를 적용하고 있다.

직접 접촉식 모듈 온도측정기(170)를 적용하면 일측이 엘리먼트 모듈(130)에 접하여 엘리먼트 모듈(130)의 온도를 직접 측정하기 때문에 정확한 엘리먼트 모듈(130)의 온도를 측정할 수 있고, 이에 따른 후속 조치, 즉 600℃ 이상이 될 때 장치의 동작을 정지시키는 조치를 신속하게 자동으로 처리할 수 있다.

본 실시예에서 직접 접촉식 모듈 온도측정기(170)는 벤트 플러그(112, VENT PLUG)에 착탈 가능하게 결합할 수 있다. 따라서 직접 접촉식 모듈 온도측정기(170)의 설치를 위한 구조 변경을 수행할 필요가 없다.

이러한 직접 접촉식 모듈 온도측정기(170)는 장치 본체(110)의 외측에 배치되는 방폭 헤드(171)와, 장치 본체(110)의 내외에 걸쳐 배치되는 피복 부재(172)와, 피복 부재(172) 내에 배치되고 실질적으로 엘리먼트 모듈(130)에 접하여 엘리먼트 모듈(130)의 온도를 측정하는 측정 센서라인(173)을 포함한다.

한편, 본 실시예에 따른 동심형 화염 차단 장치(100)에는 도 15에 도시된 바와 같이, 모니터링 디바이스(180, monitoring device)와, 컨트롤러(190)가 더 갖춰진다.

모니터링 디바이스(180)는 직접 접촉식 모듈 온도측정기(170)에서 측정되는 엘리먼트 모듈(130)의 온도값을 실시간으로 모니터링하는 역할을 한다.

그리고 컨트롤러(190)는 모니터링 디바이스(180)에서 발생하는 알람 신호에 기초하여 동심형 화염 차단 장치(100)의 동작이 자동으로 정지되게 컨트롤한다. 즉, 엘리먼트 모듈(130)의 온도값이 기준 온도값을 넘으면 동심형 화염 차단 장치(100)의 동작이 자동으로 정지되게 컨트롤러(190)가 컨트롤한다.

이러한 역할을 수행하는 컨트롤러(190)는 중앙처리장치(191, CPU), 메모리(192, MEMORY), 및 서포트 회로(193, SUPPORT CIRCUIT)를 포함할 수 있다.

중앙처리장치(191)는 본 실시예에서 모니터링 디바이스(180)에서 발생하는 알람 신호에 기초하여 동심형 화염 차단 장치(100)의 동작이 자동으로 정지되게 컨트롤하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서 중 하나일 수 있다.

메모리(192, MEMORY)는 중앙처리장치(191)와 연결된다. 메모리(192)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리일 수 있다.

서포트 회로(193, SUPPORT CIRCUIT)는 중앙처리장치(191)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(193)는 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.

본 실시예에서 컨트롤러(190)는 모니터링 디바이스(180)에서 발생하는 알람 신호에 기초하여 동심형 화염 차단 장치(100)의 동작이 자동으로 정지되게 컨트롤하는데, 이러한 일련의 컨트롤 프로세스 등은 메모리(192)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(192)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 중앙처리장치(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있다.

본 발명에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 프로세스 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이처럼, 본 발명의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.

이하, 동심형 화염 차단 장치(100)의 작용을 설명한다.

우선, 일체형 엘리먼트 어셈블리(120)를 교체하려 하면 일단 어셈블리 고정부(160)를 위치별로 풀고, 덮개 플레이트(164)를 제거한다.

그 다음에, 장치 본체(110)의 개구부(111)를 통해 기존의 일체형 엘리먼트 어셈블리(120)를 꺼낸 후, 새로운 일체형 엘리먼트 어셈블리(미도시)를 그 자리에 배치한다.

그리고는 열었던 덮개 플레이트(164)를 닫으면서 상부 고정부재(165)와 아이(EYE) 너트 스크루(166)로 고정하고, 반대편에서 하부 고정부재(167)로 고정한다. 그런 다음, 사이드 고정부재(161)를 체결한 후, 레귤레이터 커버(163)를 덧씌워 결합함으로써 일체형 엘리먼트 어셈블리(120)의 교체 작업을 매우 쉽게 진행할 수 있다.

한편, 이와 같은 장치의 동작 중에 만약, 엘리먼트 모듈(130)의 온도값이 기준 온도값을 넘으면 동심형 화염 차단 장치(100)의 동작이 자동으로 정지될 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 구조를 기반으로 작용을 하는 본 실시예에 따르면, 폭발 화염이 균등하게 분포될 수 있어서 소염 기능이 종래보다 우수함은 물론 제품 전체를 일일이 분해하지 않더라도 부품을 교체할 수 있어서 유지보수 작업을 쉽게 수행할 수 있으며, 무엇보다도 엘리먼트 모듈(130)의 온도를 정확하게 측정할 수 있어서 엘리먼트 모듈(130)의 온도에 따른 모니터링 작업과 그에 수반되는 조치를 정확하고 신속하게 처리할 수 있게 된다.

도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동심형 화염 차단 장치의 구조도이다.

이 도면을 참조하면, 본 실시예에 적용되는 동심형 화염 차단 장치(200)의 경우, 장치 본체(210)의 형상(또는 구조)와, 일체형 엘리먼트 어셈블리(220)의 형상(또는 구조)가 전술한 실시예와 약간 상이할 뿐 그 역할과 기능은 모두 동일하다.

이와 같은 동심형 화염 차단 장치(200)에도 벤트 플러그(112)에 직접 접촉식 모듈 온도측정기(170)가 결합하여 엘리먼트 모듈(230)의 온도를 직접 측정할 수 있다. 본 실시예에 적용되는 직접 접촉식 모듈 온도측정기(170)는 전술한 실시예와 동일하다.

본 실시예가 적용되더라도 폭발 화염이 균등하게 분포될 수 있어서 소염 기능이 종래보다 우수함은 물론 제품 전체를 일일이 분해하지 않더라도 부품을 교체할 수 있어서 유지보수 작업을 쉽게 수행할 수 있으며, 무엇보다도 엘리먼트 모듈(130)의 온도를 정확하게 측정할 수 있어서 엘리먼트 모듈(130)의 온도에 따른 모니터링 작업과 그에 수반되는 조치를 정확하고 신속하게 처리할 수 있다.

이처럼 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다고 하여야 할 것이다.

100 : 동심형 화염 차단 장치 110 : 장치 본체
111 : 개구부 112 : 벤트 플러그
120 : 일체형 엘리먼트 어셈블리 121 : 엘리먼트 바디
122 : 관통부 123 : 덧살 플랜지
130 : 엘리먼트 모듈 131 : 모듈 외피
132 : 금속 리본 엘리먼트 140 : 엘리먼트 커버
141 : 통공 151 : 센터 스페이서
152 : 제1연통공 154 : 사이드 스페이서
155 : 제2연통공 157 : 엘리먼트 부시
158 : 핸들 160 : 어셈블리 고정부
161 : 사이드 고정부재 162a : 제1개스킷
162b : 제2개스킷 163 : 레귤레이터 커버
164 : 덮개 플레이트 164a : 플레이트 핸들
165 : 상부 고정부재 166 : 아이 너트 스크루
167 : 하부 고정부재 170 : 직접 접촉식 모듈 온도측정기
180 : 모니터링 디바이스 190 : 컨트롤러

Claims (5)

1. 수평의 중심 축선에 대하여 상부 공간과 하부 공간이 서로 대칭되게 형성되는 장치 본체;
   상기 장치 본체 내의 중앙 영역에서 상기 중심 축선에 교차 배치되어 폭발 화염에 대한 소염 기능을 제공하는 복수의 엘리먼트 모듈을 구비하며, 상기 장치 본체에서 교체할 수 있게 하나의 몸체로 형성되는 일체형 엘리먼트 어셈블리(ELEMENT ASSEMBLY);
   상기 장치 본체에 위치별로 착탈 가능하게 결합하며, 상기 장치 본체에 상기 일체형 엘리먼트 어셈블리를 고정하는 어셈블리 고정부; 및
   상기 장치 본체에 결합하며, 일측이 상기 복수의 엘리먼트 모듈 중 어느 하나의 엘리먼트 모듈에 접하여 상기 어느 하나의 엘리먼트 모듈에 구멍을 뚫지 않고, 상기 어느 하나의 엘리먼트 모듈의 온도를 직접 측정하는 직접 접촉식 모듈 온도측정기를 포함하며,
   상기 일체형 엘리먼트 어셈블리는.
   엘리먼트 바디;
   엘리먼트 커버;
   상기 복수의 엘리먼트 모듈 사이에 배치되며, 상기 복수의 엘리먼트 모듈을 이격시키는 한편 상기 복수의 엘리먼트 모듈이 상기 엘리먼트 바디 및 상기 엘리먼트 커버 사이에 흔들림 없이 지지될 수 있게 하는 센터 스페이서; 및
   상기 복수의 엘리먼트 모듈과 상기 엘리먼트 바디 사이에 배치되어 상기 복수의 엘리먼트 모듈이 상기 엘리먼트 바디 및 상기 엘리먼트 커버 사이에 흔들림 없이 지지될 수 있게 하는 사이드 스페이서를 포함하며,
   상기 복수의 엘리먼트 모듈은 상기 엘리먼트 바디와 상기 엘리먼트 커버 사이에 마련되며,
   상기 어셈블리 고정부는,
   상기 엘리먼트 바디의 측면에서 상기 엘리먼트 바디 내로 체결되어 상기 엘리먼트 바디 또는 상기 엘리먼트 커버를 고정시키는 역할을 하는 사이드 고정부재를 포함하며,
   상기 직접 접촉식 모듈 온도측정기는,
   상기 장치 본체 내의 가스를 벤트해서 압력을 낮출 때 사용되는 벤트 플러그를 통해 삽입되며, 상기 벤트 플러그는 상기 장치 본체의 상부에 2개, 상기 장치 본체의 하부에 2개가 구현되는 동심형 화염 차단 장치.
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