KR102343284B1 - 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치는, 배관 구조물을 구성하는 임의의 배관의 외면에 구비되어, 상기 배관 내부의 유동경로와 연통되는 분지경로를 형성하는 분지관, 상기 분지관의 끝단에 형성된 개구부 둘레를 따라 구비되는 링 플레이트, 상기 링 플레이트 및 상기 개구부를 덮어 상기 개구부를 차폐하도록 구비되되, 상기 유동경로 내부의 압력이 상승할 경우 상부로 이동하여 상기 링 플레이트와 이격됨에 따라 상기 유동경로 내에 유동되는 내부 가스가 외부로 배출되도록 하는 차폐 플레이트 및 상기 차폐 플레이트의 상부에 구비되어 상기 차폐 플레이트를 상기 링 플레이트 방향으로 가압하는 탄성력을 제공하는 댐퍼 어셈블리를 포함한다.

Description

배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치{Abnormal Pressure Release Apparatus for Duct Structure}

본 발명은 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 원인으로 인해 배관 구조물의 내부에서 과도한 압력이 발생할 경우 자동으로 배관 구조물 내의 압력을 감소시킴으로써 배관 설비의 파손과 안전 사고를 방지할 수 있는 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치에 관한 것이다.

가스보일러, 가스발생기 등에서는 이상 반응에 의한 순간 폭발이 발생할 가능성이 존재하며, 순간 폭발이 발생할 경우에는 정상 운전 시의 수 배에 달하는 압력 상승이 일어나게 된다.

이와 같은 배관 내부의 과도한 압력 상승은 배관 설계 강도를 이탈하게 되고, 배관의 연결부 또는 부속품 등에서 상대적으로 강도가 취약한 부분이 파손 또는 변형되면서 주변에 인명피해를 입히거나 주요 시설물을 손상시키는 안전 사고가 발생할 수 있다.

이에 따라, 종래에는 고압의 배기가스가 이송되는 배관 계통에 파열판을 구비하여, 배관 계통에서 순간적으로 이상 압력 발생 시 파열판이 터짐으로써 안전사고를 방지하는 방식을 사용하였다.

다만, 이와 같은 방법은 파열판을 복구하기 전까지는 수 일 동안 장비 가동이 불가능하게 되어 제조 시설에 막대한 손실이 발생하게 되는 문제가 있다.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.

한국공개특허 제10-2019-0099878호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 다양한 원인으로 인해 배관 구조물의 내부에서 과도한 압력이 발생할 경우 자동으로 배관 구조물 내의 압력을 감소시킴으로써 배관 설비의 파손과 안전 사고를 방지할 수 있도록 하기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치는, 배관 구조물을 구성하는 임의의 배관의 외면에 구비되어, 상기 배관 내부의 유동경로와 연통되는 분지경로를 형성하는 분지관, 상기 분지관의 끝단에 형성된 개구부 둘레를 따라 구비되는 링 플레이트, 상기 링 플레이트 및 상기 개구부를 덮어 상기 개구부를 차폐하도록 구비되되, 상기 유동경로 내부의 압력이 상승할 경우 상부로 이동하여 상기 링 플레이트와 이격됨에 따라 상기 유동경로 내에 유동되는 내부 가스가 외부로 배출되도록 하는 차폐 플레이트 및 상기 차폐 플레이트의 상부에 구비되어 상기 차폐 플레이트를 상기 링 플레이트 방향으로 가압하는 탄성력을 제공하는 댐퍼 어셈블리를 포함한다.

그리고 본 발명은 상기 링 플레이트와 상기 차폐 플레이트 사이에 구비되는 링 형상의 실링부재를 더 포함할 수 있다.

이때 상기 실링부재는 복수 개가 서로 직경이 다르게 형성되어 상기 링 플레이트 상에 구비될 수 있다.

또한 상기 댐퍼 어셈블리는, 하단부가 상기 차폐 플레이트를 관통하여 상기 링 플레이트에 고정되고, 상단부가 상기 차폐 플레이트의 상부로 연장되어 상기 차폐 플레이트의 상하 이동을 가이드하는 가이드부재, 상기 가이드부재를 감싸도록 형성되며, 상기 차폐 플레이트를 상기 링 플레이트 방향으로 가압하는 탄성력을 제공하는 탄성부재 및 상기 가이드부재에 구비되며, 상기 탄성부재의 상단을 지지하는 지지부재를 포함할 수 있다.

그리고 상기 댐퍼 어셈블리는 상기 차폐 플레이트의 둘레부를 따라 복수 개가 구비될 수 있다.

한편 본 발명은 상기 유동경로 내부의 압력을 센싱하는 압력센서 및 상기 압력센서의 센싱데이터를 수신하고, 상기 센싱데이터를 기반으로 가공된 운전데이터 및 이상데이터를 관리서버로 송신하는 자동제어패널을 더 포함할 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치는, 배관 구조물의 내부에서 과도한 압력이 발생할 경우 차폐 플레이트가 상승하여 가스의 압력을 해소할 수 있으므로, 자동으로 배관 구조물 내의 압력을 감소시켜 배관 설비의 파손과 안전 사고를 방지할 수 있는 장점이 있다.

특히 본 발명은 댐퍼 어셈블리에 의해 차폐 플레이트가 작동된 후 자동으로 복원됨에 따라 정상 상태로 복원될 수 있으므로, 장비 가동이 장기간동안 불가능해지는 사태를 방지할 수 있어 손실을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치가 배관 구조물에 적용된 모습을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치의 모습을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치에 있어서, 실링부재의 모습을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치가 구동되는 과정을 나타낸 도면; 및
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치의 구조를 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치(100)가 배관 구조물(10)에 적용된 모습을 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치(100)의 모습을 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치(100)는 분지관(110)과, 링 플레이트(120)와, 차폐 플레이트(130)와, 댐퍼 어셈블리(140)를 포함한다.

분지관(110)은 배관 구조물을 구성하는 임의의 배관(10)의 외면에 구비되어, 배관(10) 내부의 유동경로와 연통되는 분지경로를 형성한다.

본 실시예의 경우 임의의 배관(10)의 일부를 분지관(110)의 직경에 대응되도록 절개하여 들어내고, 해당 절개영역(11)에 분지관(110)을 접합하여 설치하는 방식을 적용하였다.

특히 본 실시예에서 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치(100)는 배관 구조물의 꺾인 부분에 인접하게 설치되는 것으로 하였으며, 이와 같이 하는 이유는 배관 구조물 내부의 가스가 유동하는 과정에 있어서, 유체의 진행 방향이 전환되는 부분에서 유체가 배관의 내벽면에 부딪혀 보다 큰 압력이 발생할 수 있기 때문이다.

따라서 본 실시예에서는 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치(100)를 배관 구조물의 꺾인 부분에 인접하게 설치하여 이상 압력에 의한 배관 구조물의 파손 가능성을 보다 낮출 수 있도록 한다.

링 플레이트(120)는 분지관(110)의 상부 끝단에 형성된 개구부 둘레를 따라 구비되는 구성요소로서, 전체적으로 링 형태로 형성된다. 이때 링 플레이트(120)는 분지관(110)의 상부에 형성된 플랜지 상에 결합될 수도 있으며, 또는 링 플레이트(120) 자체가 분지관(110)의 플랜지를 직접적으로 형성할 수도 있다.

차폐 플레이트(130)는 링 플레이트(120) 및 분지관(110)의 상부 개구부를 덮어 개구부를 차폐하도록 구비된다. 즉 차폐 플레이트(130)는 전체적으로 원판 형상으로 형성될 수 있으며, 정상 작동 상태에서 링 플레이트(120)와 함께 기밀 구조를 형성하여 개구부를 통해 배관(10) 내부의 가스가 외부로 누설되지 않도록 한다.

다만, 차폐 플레이트(130)는 배관(10)의 유동경로 내부의 압력이 순간적으로 일정 이상으로 상승할 경우, 그 압력에 의해 상부로 이동하여 링 플레이트(120)와 이격되고, 유동경로 내에 유동되는 내부 가스가 외부로 배출되도록 한다.

그리고 댐퍼 어셈블리(140)는 차폐 플레이트(130)의 상부에 구비되어 차폐 플레이트(130)를 링 플레이트(120) 방향으로 가압하는 탄성력을 제공하는 구성요소이다.

즉 본 발명은 댐퍼 어셈블리(140)에 의해 차폐 플레이트(130)가 작동된 후 자동으로 복원됨에 따라 정상 상태로 복원될 수 있으므로, 장비 가동이 장기간동안 불가능해지는 사태를 방지할 수 있다.

특히 본 실시예에서 댐퍼 어셈블리(140)는, 세부적으로 가이드부재(141)와, 탄성부재(143)와, 지지부재(142)를 포함할 수 있다.

가이드부재(141)는 하단부가 차폐 플레이트(130)를 관통하여 링 플레이트(120)에 고정되고, 상단부가 차폐 플레이트(130)의 상부로 연장되어 차폐 플레이트(130)의 상하 이동을 가이드한다.

그리고 탄성부재(143)는 가이드부재(141)를 감싸도록 형성되며, 차폐 플레이트(130)를 링 플레이트(120) 방향으로 가압하는 탄성력을 제공하는 구성요소로서, 예컨대 압축스프링 등이 적용될 수 있다.

지지부재(142)는 가이드부재(141)의 소정 위치에 구비되어, 탄성부재(143)의 상단을 지지하는 역할을 수행한다. 즉 탄성부재(143)는 지지부재(142)에 상단이 지지된 상태에서 압축되거나 복원됨에 따라 길이가 조절될 수 있다.

또한 이와 같은 댐퍼 어셈블리(140)는, 차폐 플레이트(130)의 둘레부를 따라 복수 개가 구비될 수 있다. 특히 댐퍼 어셈블리(140)의 개수 또는 탄성부재(143)의 탄성력을 조절함에 따라, 사용 압력이 서로 다른 배관 구조물에 있어서도 범용적으로 적용이 가능한다.

더불어 링 플레이트(120)의 중앙 개구 면적, 차폐 플레이트(130)의 최대 이동 높이 등과 같은 조건도 변경이 가능하며, 이와 같은 경우 가스의 순간방출량을 조절 가능하게 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치(100)에 있어서, 실링부재(150)의 모습을 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 링 플레이트(120)와 차폐 플레이트(130) 사이에 구비되어, 내부의 가스가 누설되지 않도록 하는 링 형상의 실링부재(150)를 더 포함할 수 있다.

또한 실링부재(150)는 복수 개가 서로 직경이 다르게 형성되어 상기 링 플레이트(120) 상에 구비될 수 있다. 본 실시예의 경우 제1직경을 가지는 제1실링부재(150a)와, 제1직경보다 작은 제2직경을 가지는 제2실링부재(150b)가 링 플레이트(120) 상에 배치되어 이중 실링 구조를 형성하는 것으로 하였다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치(100)가 구동되는 과정을 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 차폐 플레이트(130)는 배관(10)의 유동경로 내부의 압력이 순간적으로 일정 이상으로 상승할 경우, 그 압력에 의해 상부로 이동하여 링 플레이트(120)와 이격되고, 유동경로 내에 유동되는 내부 가스가 외부로 배출된다.

이후 댐퍼 어셈블리(140)에 의해 차폐 플레이트(130)가 자동으로 복원되고, 정상 상태로 운용될 수 있다.

한편 다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치(100)는 배관(10)의 유동경로 내부의 압력을 센싱하는 압력센서(160)와, 압력센서(160)의 센싱데이터를 수신하고, 센싱데이터를 기반으로 가공된 운전데이터 및 이상데이터를 관리서버(250)로 송신하는 자동제어패널(200)을 더 포함할 수 있다.

즉 본 발명은 배관(10) 내부의 압력 변화에 대한 운전 상태를 자동제어패널(200)을 통해서 관리자에게 지속적으로 운전데이터 및 이상데이터를 제공하게 된다.

이상으로 본 발명의 제1실시예에 대해 설명하였으며, 이하에서는 본 발명의 제2실시예에 대해 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치(100)의 구조를 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 본 발명의 제2실시예에 따른 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치(100) 역시 대부분의 구성요소가 전술한 제1실시예와 동일하게 형성되므로, 중복되는 구성요소에 대한 설명은 생략하도록 한다.

그리고 도 5에 도시된 본 발명의 제2실시예의 경우, 댐퍼 어셈블리(140)는 차폐 플레이트(130)의 상부에 이격된 상태로 구비되는 구획플레이트(144)를 더 포함하며, 구획플레이트(144)를 기준으로 하여 하부에 제1탄성부재(143a)가 구비되고, 상부에 제2탄성부재(143b)가 각각 구비된다는 특징을 가진다.

이와 같이 본 실시예는 구획플레이트(144)를 기준으로 서로 다른 탄성부재(143a, 143b)가 동시에 구비될 수 있으며, 이때 제1탄성부재(143a)의 탄성력을 제2탄성부재(143b)보다 탄성력보다 작게 형성될 수 있다.

이와 같은 경우, 배관(10) 내부에서 소정 기준 미만의 압력 상승이 발생할 경우 제1 탄성부재(143a)만이 압축되어 차폐플레이트(130)의 개도량이 작아지도록 조절할 수 있으며, 소정 기준 이상의 압력 상승이 발생할 경우에는 제1 탄성부재(143a) 및 제2탄성부재(143b)가 모두 압축되어 차폐플레이트(130)의 개도량이 커지도록 조절할 수 있게 된다.

즉 본 실시예는 서로 다른 탄성력을 가지는 탄성부재(143a, 143b)를 다단으로 구성함에 따라, 차폐플레이트(130)의 개도량을 적절하게 조절할 수 있는 장점을 가진다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

10: 배관
100: 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치
110: 분지관
120: 링 플레이트
130: 차폐 플레이트
140: 댐퍼 어셈블리
141: 가이드부재
142: 지지부재
143, 143a, 143b: 탄성부재
144: 구획플레이트
150, 150a, 150b: 실링부재
160: 압력센서
200: 자동제어패널
250: 관리서버

Claims (6)

1. 배관 구조물을 구성하는 임의의 배관의 외면에 구비되어, 상기 배관 내부의 유동경로와 연통되는 분지경로를 형성하는 분지관;
   상기 분지관의 끝단에 형성된 개구부 둘레를 따라 구비되는 링 플레이트; 상기 링 플레이트 및 상기 개구부를 덮어 상기 개구부를 차폐하도록 구비되되, 상기 유동경로 내부의 압력이 상승할 경우 상부로 이동하여 상기 링 플레이트와 이격됨에 따라 상기 유동경로 내에 유동되는 내부 가스가 외부로 배출되도록 하는 차폐 플레이트; 및
   상기 차폐 플레이트의 상부에 구비되어 상기 차폐 플레이트를 상기 링 플레 이트 방향으로 가압하는 탄성력을 제공하는 댐퍼 어셈블리;를 포함하되,
   상기 댐퍼 어셈블리는,
   하단부가 상기 차폐 플레이트를 관통하여 상기 링 플레이트에 고정되고, 상 단부가 상기 차폐 플레이트의 상부로 연장되어 상기 차폐 플레이트의 상하 이동을 가이드하는 가이드부재;
   상기 가이드부재를 감싸도록 형성되며, 상기 차폐 플레이트를 상기 링 플레이트 방향으로 가압하는 탄성력을 제공하는 탄성부재; 및
   상기 가이드부재에 구비되며, 상기 탄성부재의 상단을 지지하는 지지부재;를 포함하고,
   한편, 상기 차폐 플레이트의 상부에는 상기 차폐 플레이트와 이격된 상태로 상기 가이드부재를 따라 상하로 이동이 가능하게 구비되는 구획 플레이트가 더 구비되되,
   상기 구획 플레이트에는 관통홀이 형성되고, 상기 가이드부재는 상기 관통홀을 관통하여 결합됨으로써, 상기 구획 플레이트가 상기 가이드부재를 따라 이동 가능하게 형성되며,
   또한, 상기 탄성부재는 상기 구획 플레이트를 기준으로 하부에 위치하는 제1 탄성부재 및 상부에 위치하는 제2탄성부재로 구성되되,
   상기 제1탄성부재의 탄성력은 제2탄성부재 보다 작게 형성되고,
   또한, 상기 제1탄성부재의 일단부는 차폐 플레이트에 접하고, 타단은 구획 플레이트에 접하도록 구성되고, 상기 제2탄성부재의 일단은 구획 플레이트에 접하고 타단은 지지부재에 접하도록 형성되며,
   한편, 상기 차폐 플레이트는 소정 압력 이하에서는 제1탄성부재에 의해 상하 이동하여 분지관의 개도량을 조절하고, 소정 압력 이상에서는 제1탄성부재 및 제1탄성부재 보다 탄성력이 큰 제2탄성부재에 의해 상하 이동하여 분지관의 개도량을 조절함으로써 배관 내부의 압력을 제어하도록 구성되며,
   상기 링 플레이트와 상기 차폐 플레이트 사이에 구비되는 링 형상의 실링부재를 더 포함하고,
   상기 실링부재는 복수 개가 서로 직경이 다르게 형성되어 상기 링 플레이트 상에 구비되며,
   상기 댐퍼 어셈블리는 상기 차폐 플레이트의 둘레부를 따라 복수 개가 구비되고,
   또한, 상기 유동경로 내부의 압력을 센싱하는 압력센서로서, 상기 차폐 플레이트의 중심부에 장착되어, 상기 차폐 플레이트와 함께 이동하며 상기 유동경로 내부의 압력을 센싱하는 압력센서; 및
   상기 압력센서의 센싱데이터를 수신하고, 상기 센싱데이터를 기반으로 가공된 운전데이터 및 이상데이터를 관리서버로 송신하는 자동제어패널;
   을 더 포함하는, 배관 구조물의 이상압력 릴리즈 장치.
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