KR102279581B1 - 폭발방지기능이 구비된 압력용기 - Google Patents

Abstract

폭발방지기능이 구비된 압력용기가 개시된다. 개시된 폭발방지기능이 구비된 압력용기는 내부에 공간부가 형성되되 원통 형상으로 형성된 몸체(100);
상기 몸체(100) 외주면에 와인딩 되어 프리스트레스(pre-stress)를 상기 몸체(100)에 부가하는 권취부재(200);를 포함하며,
상기 와인딩된 권취부재(200)에 의해 내압을 받는 몸체(100)의 폭발이 방지되며, 상기 권취부재(200)는 몸체(100) 외주면에 비균일한 두께로 와인딩되어, 압력용기 몸체(100)가 파손될 때 최소 두께로 와인딩된 취약부(110)에서 국부적으로 파손이 일어나도록 유도하는 것을 특징으로 한다.

Description

폭발방지기능이 구비된 압력용기{EXPLOSION PROOF PRESSRURE VESSEL}

본 발명은 폭발방지기능이 구비된 압력용기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압력용기 몸체 외주면에 권취부재를 권취하여 프리스트레스를 부가함으로써 몸체의 폭발을 방지하는 한편, 이상 압력 상승 또는 화염에 의해 폭발이 발생되는 경우에도 비균일 와인딩을 통해 설계된 취약부에 국부적인 파손이 일어나도록 유도하여 안전사고의 위험을 최소화한 폭발방지기능이 구비된 압력용기에 관한 것이다.

압력용기는 충전물을 용기 내에 고압으로 충전시켜서 보관하거나, 충전된 충전물을 외부로 기화되는 상태로 배출하여 사용하는 것으로 내고압성과 안정성을 고려하여 제조되고 있으며, 상기 내고압성에 따라 그 사용 압력이 결정되고 있다.

한편, 상기 압력용기 내에는 가스나 냉매 등이 고압력으로 압축된 물질이 충진되므로 외부환경으로부터의 물리적인 충격에 대해 그 내부에 담겨진 물질을 안전하게 보호할 수 있으면서 또한 용기의 내부에 충진된 고압력의 물질이 외부로 유출되지 않도록 이를 완벽하게 담아둘 수 있어야 한다.

압력용기는 주변 환경에 의해 가열되는 등의 이유로 내부에 이상 압력이 형성되거나, 산소 주입시 불꽃이 옮겨 붙어 폭발이 일어나기도 한다.

한편, 압력용기가 폭발되면 압력용기 몸체가 무수히 많은 파편조각으로 부서져 날아가게 된다. 이로 인해 압력용기 근방에서 작업하는 작업자들에게 2차 피해를 주게 된다.

따라서 압력용기의 폭발을 방지할 수 있는 안전수단을 마련하는 한편, 폭발이 일어나더라도 비산되는 압력용기 몸체의 파편 조각에 의해 2차 피해가 발생되지 않도록 새로운 구조의 압력용기 개발이 절실히 요청된다.

한국공개특허공보 10-2002-0095773호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 제안된 것으로, 압력용기의 폭발을 방지하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 압력용기의 폭발시 비산되는 몸체의 파편으로 인한 2차 피해를 방지하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 내부에 공간부가 형성되되 원통 형상으로 형성된 몸체;

상기 몸체 외주면에 와인딩 되어 프리스트레스(pre-stress)를 상기 몸체에 부가하는 권취부재;를 포함하며,

상기 와인딩된 권취부재에 의해 내압을 받는 몸체의 폭발이 방지되는 것을 특징으로 하는, 폭발방지기능이 구비된 압력용기를 제공한다.

또한 본 발명의 상기 몸체는 금속재로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 상기 권취부재는 몸체 외주면에 비균일한 두께로 와인딩되어, 압력용기 몸체가 파손될 때 최소 두께로 와인딩된 취약부에서 국부적으로 파손이 일어나도록 유도하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 상기 취약부는 몸체 길이방향의 중간부에 형성되어 압력용기 파손시 파손부의 비대칭으로 인해 몸체가 회전되어 안전사고를 유발하는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 상기 와인딩은 몸체 길이방향의 중간부에서 몸체의 양단으로 갈수록 두께가 선형적으로 증가되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 상기 권취부재는 금속와이어, 탄소섬유, 유리섬유 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 폭발방지기능이 구비된 압력용기는 압력용기의 폭발을 방지하는 효과가 있다.

또한 본 발명은 압력용기의 폭발시 비산되는 몸체 파편으로 인한 2차 피해를 방지하는 효과가 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 폭발방지기능이 구비된 압력용기의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 폭발방지기능이 구비된 압력용기의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 폭발방지기능이 구비된 압력용기가 폭발시 취약부에서 우선적으로 파손이 일어나는 상황을 설명하는 도면이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

도 1은 본 발명에 따른 폭발방지기능이 구비된 압력용기의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 폭발방지기능이 구비된 압력용기의 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 폭발방지기능이 구비된 압력용기가 폭발시 취약부(110)에서 우선적으로 파손이 일어나는 상황을 설명하는 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 압력용기는 몸체(100), 권취부재(200)를 포함한다.

몸체(100)는 내부에 공간부가 형성되되 원통 형상으로 형성된다.

몸체(100)는 가공성과 경제성을 고려하여 금속재로 형성된다.

권취부재(200)는 몸체(100) 외주면에 와인딩 되어 프리스트레스(pre-stress)를 상기 몸체(100)에 부가한다.

이로 인해 압력용기는 내부 압력에 견딜 수 있는 내압능력이 향상된다. 결과적으로 압력용기는 폭발을 방지할 수 있는 것이다.

권취부재(200)의 재질로는 스틸 재질을 사용할 수도 있으나, 탄소섬유, 유리섬유 등의 다른 재질을 채택할 수 있음은 물론이다.

본 발명에서는 이상 압력 형성 또는 화염에 의해 폭발이 발생되는 경우, 몸체(100) 파편의 비산으로 인해 압력용기 근처에서 작업하는 작업자에게 2차 피해가 발생하지 않도록 압력용기를 설계하였다.

본 발명에 따른 압력용기는 의도적으로 취약부(110)가 형성되도록 설계하고, 폭발시 취약부(110)를 통해 파손이 우선적으로 일어나도록 하였다. 파손된 취약부(110)를 통해 폭발시의 고압가스가 신속히 배출되도록 함으로써, 압력용기의 몸체(100) 전체가 파편화되지 않도록 하기 위함이다.

본 발명에 따른 압력용기는 권취부재(200)가 몸체(100) 외주면에 비균일한 두께로 와인딩된다. 따라서 압력용기 몸체(100)가 파손될 때 최소 두께로 와인딩된 취약부(110)에서 국부적으로 파손이 일어나도록 유도한다. 즉, 취약부(110)가 안전밸브의 역할을 하도록 하는 것이다.

취약부(110)가 압력용기 몸체(100)의 길이방향을 따라 한 쪽에 치우쳐 형성되면 폭발시 압력용기 몸체(100)가 불균형으로 인해 회전하게 된다. 이 때 회전하는 압력용기 몸체(100)는 또다른 2차 피해를 가져오게 된다.

이에, 본 발명에서는 취약부(110)가 몸체(100) 길이방향의 중간부에 형성되도록 하여, 압력용기 파손시 파손부의 비대칭으로 인해 몸체(100)가 회전되어 안전사고를 유발하는 것을 방지하도록 하였다.

바람직하게는 와인딩은 몸체(100) 길이방향의 중간부에서 몸체(100)의 양단으로 갈수록 두께가 선형적으로 증가되도록 설계할 수 있다. 그러나 압력용기 몸체(100) 양단으로 갈수록 두께가 점진적으로 증가하는 다양한 형태의 와인딩 방법이 채택될 수 있다.

본 발명은 폭발방지기능이 구비된 압력용기에 관한 것으로서, 압력용기 몸체(100) 외주면에 권취부재(200)를 권취하여 프리스트레스를 부가함으로써 몸체(100)의 폭발을 방지하는 한편, 이상 압력 상승 또는 화염에 의해 폭발이 발생되는 경우에도 비균일 와인딩을 통해 설계된 취약부(110)에 국부적인 파손이 일어나도록 유도하여 안전사고의 위험을 최소화하였다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

100 몸체
110 취약부
200 권취부재

Claims (6)

1. 폭발방지기능이 구비된 압력용기에 있어서,
   내부에 공간부가 형성되되 원통 형상으로 형성된 몸체(100);
   상기 몸체(100) 외주면에 와인딩 되어 프리스트레스(pre-stress)를 상기 몸체(100)에 부가하는 권취부재(200);를 포함하며,
   상기 와인딩된 권취부재(200)에 의해 내압을 받는 몸체(100)의 폭발이 방지되는 것을 특징으로 하며,
   상기 권취부재(200)는 몸체(100) 외주면에 비균일한 두께로 와인딩되어, 압력용기 몸체(100)가 파손될 때 최소 두께로 와인딩된 취약부(110)에서 국부적으로 파손이 일어나도록 유도하는 것을 특징으로 하며,
   상기 취약부(110)는 몸체(100) 길이방향의 중간부에 형성되어 압력용기 파손시 파손부의 비대칭으로 인해 몸체(100)가 회전되어 안전사고를 유발하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하며,
   상기 와인딩은 몸체(100) 길이방향의 중간부에서 몸체(100)의 양단으로 갈수록 두께가 선형적으로 증가되는 것을 특징으로 하는, 폭발방지기능이 구비된 압력용기
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 몸체(100)는 금속재로 형성된 것을 특징으로 하는, 폭발방지기능이 구비된 압력용기
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 권취부재(200)는 금속와이어, 탄소섬유, 유리섬유 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 폭발방지기능이 구비된 압력용기
   
   
   
   

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