KR20100049480A - 화염필터 - Google Patents

Abstract

가스가 충진된 밀폐구조의 챔버를 위해 이용되고 가스를 통과시킬 수 있는 화염차단장치 또는 폭발완화밸브로서, 패킷에 대해 서로 상하에서 밀봉상태로 적재되며 평평한 플레이트(6)들로 구성되며, 서로 상하에서 근접하게 위치한 플레이트(6)들이 플레이트의 평면에 대해 평행하며 가스를 위한 관통틈새들을 형성하는 화염필터가 제공된다.

계속해서 발생되는 다수의 폭발작용의 경우를 위하여 안정성 및 확실성을 증가시키기 위하여, 상기 플레이트(6)들은 상기 플레이트(6)들위에 직접 배열되고 접혀지는 접힘부분(7)들을 가진다.

화염필터

Description

화염필터{FLAME FILTER}

본 발명은 가스가 충진된 밀폐구조의 챔버를 위해 이용되고 가스를 통과시킬 수 있는 화염차단장치 또는 폭발완화밸브로서, 패킷에 대해 서로 상하에서 밀봉상태로 적재되며 평평한 플레이트들로 구성되며, 서로 상하에서 근접하게 위치한 플레이트들이 플레이트의 평면에 대해 평행하며 가스를 위한 관통틈새들을 형성하는 화염필터에 관한 것이다.

예를 들어, 파이프 안내부내에 위치한 화염차단장치 및 폭발완화밸브로서 이용하기 위해 상기 형태의 장치들이 공개되어 있다. 화염필터를 위한 실시예로서 서로 상하위치에 배열되고 평평하게 배열된 블랭크 플레이트들의 적층구조가 문헌 제 EP 0 568 326 A1 호에서 설명되고, 개별 플레이트들이 감겨진 밴드(band) 또는 다른 이격 홀더(spacing holder)를 통해 서로에 대해 정해진 거리에 고정된다. 이것은 소화(fire extinction)기능을 위해 요구되는 재료소비, 가스와 화염차단장치사이의 열교환기능을 위한 상당한 평면손실, 정상작동시 가스에 대한 상당히 높은 유동저항 및 부가되는 부분들에 대한 갯수를 통한 증가된 제조비용을 설명해준다. 상기 문제점들을 부분적으로 회피하기 위해, 문헌 제 EP 1044703 호에 의하면 서로 상하위치에 배열되고 선형인 다수의 개별 플레이트 스트립들이 관통구멍의 축을 포함한 평면에 대해 평행하게 평면구조로 제공된다. 상기 플레이트 스트립들은 제 2 플레이트 스트립내에서 만곡부를 통해 정해진 이격거리로 서로 유지되고, 상기 틈새폭은 개별 가스에 따르며, 적어도 관통개구부의 구성영역내에서 플레이트 스트립들사이의 공간은 다른 구성부분들을 가지지 않는다. 따라서 간단하게 제조되고 간단하게 조립되더라도 유동방해작용이 적고 기계적 강성이 증가되지만, 오늘날 항상 적용되는 높은 요건들에 관한 확실성 특히, 폭발-완화밸브에 대해 증가된 관통확실성을 제공하지 못한다.

폭발성을 가진 분진 및 가스를 가진 저장고 또는 크랭크케이스와 같은 밀폐된 용기 및 공간내에서 폭발이 발생할 때 화염방출을 방지하고 압력을 완화하기 위한 방폭밸브가 제공된다. 상기 형태의 밸브가 문헌 제 DE 1 126 676 호 및 제 GB-A- 2 017 269 호에서 설명되고, 전형적으로 밸브시트와 함께 작동하고 스프링하중이 작용하는 덮개판 및 밸브를 통해 안내되는 가스통로내에서 압력저항이 감소된 적어도 한 개의 화염필터를 포함하며, 상기 화염필터는 가스의 유동방향에 대해 횡방향으로 서로 상하위치에 층을 형성하는 플레이트 스트립들로 구성된다. 전형적으로 상기 플레이트 스트립들의 이격거리는 플레이트 스트립들내에서 적어도 플레이트 스트립 폭의 일부분을 통해 형성되는 불규칙 파형에 의해 정의된다. 놀랍게도,상기 플레이트 스트립들의 기계적 안정성이, 단지 유동저항의 증가 및/또는 유동특성에 대한 영향을 주는 구조를 어느 정도 형성한다. 추가로 안정화시키는 요소들과 밸브의 조합은 종종 오늘날 요구되는 요건에 도달하지 못하기 때문에, 관통확실성 을 만족시키기 위하여, 상기 형태를 가지는 대개 두 개의 화염필터들이 서로 앞뒤에 삽입되어야 한다. 목표높이에 도달하기 위하여, 지금까지 설명된 실시예들이 가지는 변형된 플레이트 스트립들이 서로 상하위치에 적재된다. 따라서, 상기 파형구조를 가지는 스트립들은 정의되지 않은 위치들위에 배열되고 부분적으로 서로에 대해 미끄러질 수 있고 두 개의 파형고점들이 서로 접촉할 수 있다. 그 결과, 필터는 모든 위치에서 가스 관통 틈새가 형성되지 못하고 안정성은 감소된다. 정의되지 않은 틈새크기에 기인하여 폭발작용동안 이미 화염이 방출되거나 국소변형이 이루어짐에 따라 화염방출후에 계속해서 방지될 수 없다. 특히 화염이 방출되는 영역에서 필터가 추가로 변형되고 연화되는 추가의 온도부하에 도달하여, 계속해서 발생되는 또 다른 폭발작용동안 상기 폭발 완화밸브의 요구되는 작용이 충분히 제공되지 못한다.

따라서, 상기 발명의 목적은, 향상된 안정성 및 확실성을 가지며 폭발완화밸브를 위해 이용되고 연속적으로 계속되는 다수의 폭발이 있는 모든 경우에 이용될 수 있고 간단하게 구성되며 간단하게 제조될 수 있는 화염필터이다.

상기 목적을 위하여, 본 발명의 특징에 의하면 각각의 플레이트들은 접혀진 접힘부분들을 가지고, 접힘부분들은 상기 플레이트위에 직접 배열된다. 상기 형태의 플레이트가, 매우 간단하며 예를 들어 간단한 형태의 천공 및 다음단계의 공구내에서 접힘작업시 자투리재료를 감소시키며 재료를 절약하며 제조된다. 모든 플레이트들이 동일하게 제조되고 단지 서로 상하위치에서 고정되어야 하기 때문에, 고유의 화염필터를 위해 다음에 계속되는 적층작업은 매우 간단하고 경제적이다. 상기 접힘부분들을 통해, 플레이트 패킷이 제조될 때 특히 안정한 패키지가 가능하고, 악영향을 주는 유동하중 또는 국소 온도영향에 따른 필터의 변형이 확실하게 방지되고 지속적으로 동일하게 유지되는 효과가 보장된다.

제 1 실시예에 의하면, 접혀진 접힘부분들이 모든 플레이트들위에서 동일한 위치들에 배열되고, 상기 플레이트들이 상기 접힘부분들과 서로 아래위에 직접 배열된다. 상기 제조기술을 따르는 특히 유리한 변형예에 의하면, 안정하고 확실한 화염필터가 간단하게 구성될 수 있다.

본 발명의 제 2 실시예에 따라, 적어도 상기 관통틈새들의 시작부분을 형성하는 상기 플레이트의 가장자리 또는 마주보는 가장자리에서 접혀진 접힘부분들이 제공되면, 가공비용이 감소되고 간단하게 제조될 수 있는 장치가 제공되어, 가스를 위한 관통틈새의 유입영역에 관한 목표 치수들이 언제나 정확하게 유지될 수 있고 그 결과 화염통과과 관련한 높은 확실성이 제공된다.

본 발명을 따르고 화염필터의 특히 높은 안정성과 확실성을 위한 플레이트의 변형예에 의하면, 상기 관통틈새의 시작부분 및 단부를 형성하는 플레이트의 양쪽 가장자리들 또는 마주보는 각각의 가장자리에 접혀진 접힘부분들이 제공된다. 따라서, 플레이트의 전체 영역 즉, 전체 폭에 대하여 관통틈새의 치수들이 유지되는 것이 보장될 수 있다.

상기 플레이트의 폭의 일부분위에서만 상기 접힘부분의 섹션이 관통틈새를 향해 연장되는 것이 유리하다.

조립된 플레이트 패킷의 높은 강성을 유지하기 위하여, 추가로 상기 접힘부분들이 서로 마주보는 플레이트들의 가장자리들에서 플레이트들의 둘레방향으로 서로 오프셋배열된다.

상기 플레이트들은 인장장치 또는 인장나사들에 의해 인장되는 변형예에 따라 화염필터의 최적 안정성이 도달될 수 있다.

상기 플레이트들은 상기 플레이트들이 비스테인레스강, 스테인레스강, 오스테나이트계 스테인레스강, 아연도금강, 알루미늄 또는 동으로 제조되는 것이 유리하다.

본 발명의 실시예에 따라 상기 플레이트의 두께가 0.4 mm 내지 1 mm 또는 0.5 mm 내지 0.7 mm 의 크기일 때, 중량감소, 용이한 가공성 및 증가된 안정성과 열수용능력의 양호한 조합이 보장된다.

경제적인 재료투입에 의해 가스냉각 또는 소화기능에 관하여 충분히 긴 관통틈새가 형성되도록 상기 플레이트는 25 mm 내지45 mm의 폭 또는 30 mm 내지 40 mm의 폭을 가진다.

최대한 링형상을 가진 화염필터가 제공되는 폭발완화밸브를 투입하기 위하여, 플레이트에 관한 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 플레이트들이 기다란 곡선구조의 스트립으로 구성되고, 스트립들의 마주보게 배열된 가장자리들이 동일한 곡률(curvarture)을 가진다. 양쪽 가장자리들에 형성된 동일한 곡률을 통해 다수의 플레이트 패킷들이 필요에 따라 간단하고 기하학적으로 최적상태로 서로 앞뒤에 맞춰져 배열될 수 있다.

화염필터의 요구되는 곡선구조가 작은 대형 밸브에 있어서, 상기 플레이트들은 기다란 다각형 구조로 형성된 스트립으로 배열되고, 스트립들의 마주보게 배열된 가장자리들이 평행하게 배열되는 변형예가 제공된다.

링형상을 가진 밀폐된 화염필터에 관한 제 1 실시예에 의하면, 서로 상하위치에 배열된 플레이트들로 형성된 다수의 패킷들이 밀폐된 링형상으로 배열된다.

또 다른 실시예에 의하면, 플레이트들이 평평한 링형상으로 구성된다.

상기 화염필터가 가지는 효과를 추가로 증가시키기 위하여, 플레이트들의 패킷이 추가의 구성요소들, 예를 들어, 동일한 형태의 또 다른 플레이트 패킷들 또는 천공(hole) 플레이트들 또는 익스팬드 메탈 스트립(expaned metal strip) 또는 격자 등과 조합된다.

하기 설명에서 본 발명이 실시예들을 이용하여 첨부된 도면들을 참고하여 상세히 설명된다.

예를 들어, 발전소 설비를 위한 디젤 또는 가스 원동기 및 선박 장치에 조립되기 위한 폭발완화밸브가 도 1 및 도 2에 도시된다. 크랭크케이스 또는 설치벽내에서 특수 가스 및/또는 오일분무폭발이 진행될 때 과압력을 배출하여 엔진 또는 구성장치의 손상을 회피할 수 있어야 한다. 상기 밸브는 나사 등에 의해 크랭크케이스의 개구부상에 고정되는 링형상의 밸브시트(1)를 가진다. 상기 밸브시트(1)에서 덮개판(2)이 작동하고, 상기 덮개판은 유리하게 원추형상을 가지며 감겨진 나선가압스프링(3)에 의해 하중을 받는다. 상기 밸브는, 덮개 플레이트로서 구성된 포착장치(4)를 통해 크랭크케이스 벽위에서 구부러진 가장자리영역에 상측을 향해 덮혀지고, 상기 포착장치(4)위에서 상기 나선가압스프링(3)이 지지된다. 밸브시트(1)의 너트내에 삽입된 (도면에 도시되지 않은) 밀봉링이 밸브의 밀폐위치에서 밀봉상태의 밀폐기능을 보장한다.

상기 부하완화밸브는 상기 밸브시트(1)와 상기 덮개판(2)의 후방에서 유동방향으로 제공되고 공지기술에 따라 상기 밸브시트(1)위에서 예를 들어 동심구조로 배열된 적어도 한 개의 화염필터(5)를 가지는 것이 선호된다. 예를 들어, 크랭크케이스내에서 폭발이 진행될 때, 그에 따라 발생된 압력증가에 따라 상기 덮개판(2)은 스프링(3)의 하중에 대해 밸브시트(1)로부터 들어올려 진다. 따라서 밸브의 관통개구부는 자유롭게 되어, 폭발가스는 상기 밸브시트(1)와 상기 화염필터(5)를 통해 외측으로 유출될 수 있고, 상기 크랭크케이스내에서 급격한 압력강하가 발생한다. 다음에 상기 화염필터(5)는 화염을 소화시키거나 밸브의 외측에서 점화작용을 방해하는 가스의 냉각작용을 수행한다.

도 3 및 도 4에 양호하게 도시된 것과 같이, 상기 화염필터(5)는 서로 상하에서 층을 이루고 필수적으로 평평한 플레이트 스트립(6)들로 구성된다. 상기 플레이트 스트립들은, 강성을 가지고 콤팩트한 유니트에 대해 적재방향으로 연장된다. 이러한 구성은 도 1 및 도 2에 도시된 스톱볼트(8)들을 통해 제공되고, 상기 스톱볼트들은 동시에 상기 플레이트 스트립(6)들의 패킷을 인장하기 위해 상기 포착장치(4)를 고정한다. 필요한 경우, 상기 덮개판(2)을 측면에서 안내하기 위한 또 다른 고정볼트(9)들이 제공될 수 있다. 상기 고정볼트(8)들은 플레이트 스트립(6)들을 최적상태로 인장할 수 있고 적어도 상기 플레이트 스트립(6)들의 종방향 단부들위에 절단부(10)가 제공된다. 예로서 도시된 실시예들과 같이, 원주방향으로 서로 추종하여 배열되는 세그먼트들이 서로 상하에 층을 이루는 플레이트 스트립(6)들로부터 형성됨에 따라, 상기 절단부(10)들은 플레이트 스트립(6)들내에서 실제로 반원형의 만곡부이다. 상기 절단부들이 상기 플레이트 스트립(6)들의 단부들사이의 영역내에 제공될 수 있거나 예를 들어 링 또는 사각형의 밀폐된 구조를 가지는 플 레이트 스트립들이 원주부분에 분포된다면, 완전히 밀폐되고 원형이 선호되는 구멍 또는 천공부일 수도 있다.

모든 경우에 근접한 플레이트 스트립(6)들에 대해 정확하고 확실하게 정의되는 거리를 위해 특히 유리한 실시예가 도 3에 구체적으로 도시된 개별 플레이트 스트립(6)은, 접혀진 접힘부분(7)을 가지고, 상기 접힘부분(7)들은 상기 플레이트(6)의 표면위에 직접 배열된다.

플레이트 스트립(plate strip)(6)에 관해 특히 유리한 구조가 도 4에 도시되고, 본 발명을 따르는 화염필터를 구성하기 위하여 상기 플레이트 스트립들이 서로 아래위에 적재되며, 서로 상하에 근접한 플레이트(6)들은 플레이트들의 평면들과 평행하고 가스를 위한 관통틈새를 형성한다. 상기 접혀진 접힘(turn over)부분(7)들이 모든 플레이트 스트립(6)위에서 동일한 위치들에 제공될 수 있어서, 예를 들어 도 4에서 확인되는 것과 같이, 상기 플레이트(6)들은 상기 접힘부분(7)과 직접 서로 아래위에 배열되고 따라서 개별 플레이트(6)들이 서로 정확하게 정의된 거리를 가지며 콤팩트한 유니트를 형성한다.

상기 플레이트 스트립(6)을 위한 단순한 실시예에 의하면, 관통틈새의 시작부분(도 4에서 도면부호 A가 도시된다)을 형성하는 적어도 상기 플레이트(6)의 가장자리위에서 접힘부분(7)이 제공된다. 상기 접힘부분(7)은 마주보는 상기 가장자리위로 접혀지는 것이 유리하다. 상기 접힘부분(7)들이, 상기 시작부분(A) 및 관통틈새의 단부를 형성하는 플레이트(6)의 양쪽 가장자리들위에 제공되고 유리하게 마주보는 각각의 가장자리들위에서 접혀질 때, 플레이트 스트립(6)들의 패킷은 안정 하다. 도 2 및 도 4에 도시된 것과 같이, 전형적으로 상기 접힘부분(7)들은 관통틈새를 향하여 상기 플레이트(6)의 폭부분위에만 즉, 마주보는 가장자리위로 연장되고, 상기 접힘부분(7)들은 유리하게 플레이트의 주변부를 향해 서로 마주보는 가장자리 즉, 조립된 플레이트 패킷에 의해 가스를 위한 관통통로의 폭(width)부분위에서 서로 오프셋(offset)배열된다.

상기 플레이트(6)는 비-스테인레스 강, 스테인레스강, 오스테나이트 스테인레스 강, 아연도금 강, 알루미늄 또는 동으로 제조될 수 있고 전형적으로 0.4 내지 1 mm 또는 유리하게 0.5 내지 0.7 mm의 플레이트 두께를 가진다. 상기 플레이트는 25 mm 내지 45 mm 특히 30 mm 내지40 mm의 폭을 가지는 것이 선호된다.

도 3 및 도 4에 도시된 플레이트(6)의 실시예는 구부러지고 기다란 스트립의 형태로 구성되고 상기 스트립의 마주보는 가장자리는 동일한 곡선구조를 가지며, 상기 실시예는 효과적인 관통틈새를 연장시키고 따라서 관통안전성을 증가시키기 위하여 상기 형태를 가진 다수의 플레이트(6)들의 최적 배열 또는 서로 상하에 적재된 플레이트들의 다수 패킷들을 나타낸다. 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이 폭발완화밸브에서 이용하기 위하여, 서로 상하에 배열된 상기 형태의 플레이트(6)들의 다수 패킷은 밀폐된 링 형태로 배열될 수 있다. 이를 위해 선택적으로, 상기 개별 플레이트(6)들이 평평한 링 형태로 동일하게 구성될 수 있다.

모든 이용예에서, 당연히 플레이트들의 패킷이 추가의 구성요소들, 예를 들 어, 동일한 형태의 또 다른 플레이트 패킷들 또는 천공(hole) 플레이트들 또는 익스팬드 메탈 스트립(expaned metal strip) 또는 격자 등과 조합될 수 있다.

도 1은 본 발명을 따르며 링형상을 가지고 단일 세그먼트(segment)내에서 분할된 화염필터(flame filter)을 부분단면으로 도시한 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 폭발완화밸브의 축방향 단면도.

도 3은 상기 화염필터를 구성하는 플레이트 패킷(packet)을 형성하고 본 발명을 따르는 플레이트 스트립(strip)의 실시예를 도시한 평면도.

도 4는 도 3에 해당되고 다수의 플레이트 스트립들을 도시한 사시도.

Claims (15)

1. 가스가 충진된 밀폐구조의 챔버를 위해 이용되고 가스를 통과시킬 수 있는 화염차단장치 또는 폭발완화밸브로서, 패킷에 대해 서로 상하에서 밀봉상태로 적재되며 평평한 플레이트(6)들로 구성되며, 서로 상하에서 근접하게 위치한 플레이트(6)들이 플레이트의 평면에 대해 평행하며 가스를 위한 관통틈새들을 형성하는 화염필터에 있어서,

   각각의 플레이트(6)들은 접혀진 접힘부분(7)들을 가지고, 접힘부분들은 상기 플레이트(6)위에 직접 배열되는 것을 특징으로 하는 화염필터.
2. 제 1 항에 있어서, 접혀진 접힘부분(7)들이 모든 플레이트(6)들위에서 동일한 위치들에 배열되고, 상기 플레이트(6)들이 상기 접힘부분(7)들과 서로 상하위치에서 직접 배열되는 것을 특징으로 하는 화염필터.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 적어도 상기 관통틈새들의 시작부분(A)을 형성하는 상기 플레이트(6)의 가장자리 또는 마주보는 가장자리에서 접혀진 접힘부분(7)들이 제공되는 것을 특징으로 하는 화염필터.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 관통틈새의 시작부분(A) 및 단부를 형성하는 플레이트의 양쪽 가장자리들 또는 마주보는 각각의 가장자리에 접혀진 접힘부분(7)들이 제공되는 것을 특징으로 하는 화염필터.
5. 제 1 항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트(6)의 폭의 일부분위에서만 상기 접힘부분(7)의 섹션이 관통틈새를 향해 연장되는 것을 특징으로 하는 화염필터.
6. 제 1 항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접힘부분(7)들이 서로 마주보는 플레이트(6)들의 가장자리들에서 플레이트(6)들의 둘레방향으로 서로 오프셋배열되는 것을 특징으로 하는 화염필터.
7. 제 1 항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트(6)들은 인장장치 또는 인장나사(8)들에 의해 인장되는 것을 특징으로 하는 화염필터.
8. 제 1 항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트(6)들은 상기 플레이트(6)들이 비스테인레스강, 스테인레스강, 오스테나이트계 스테인레스강, 아연도금강, 알루미늄 또는 동의 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 화염필터.
9. 제 1 항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트의 두께가 0.4 mm 내지 1 mm 또는 0.5 mm 내지 0.7 mm 의 크기인 것을 특징으로 하는 화염필터.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트(6)는 25 mm 내지45 mm의 폭 또는 30 mm 내지40 mm의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 화염필터.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트(6)들이 기다란 곡선구조의 스트립으로 구성되고, 스트립들의 마주보게 배열된 가장자리들이 동일한 곡률을 가지는 것을 특징으로 하는 화염필터.
12. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트(6)들은 기다란 다각형 구조로 형성된 스트립으로 배열되고, 스트립들의 마주보게 배열된 가장자리들이 평행하게 배열되는 것을 특징으로 하는 화염필터.
13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 서로 상하위치에 배열된 플레이트(6)들로 형성된 다수의 패킷들이 밀폐된 링형상으로 배열되는 것을 특징으로 하는 화염필터.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 플레이트들이 평평한 링형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 화염필터.
15. 제 1 항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 플레이트들의 패킷이 추가의 구성요소들, 예를 들어, 동일한 형태의 또 다른 플레이트 패킷들 또는 천공(hole) 플레이트들 또는 익스팬드 메탈 스트립(expaned metal strip) 또는 격자 등과 조합되는 것을 특징으로 하는 화염필터.

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