KR20110004952A - 역화방지기용 소염소자 - Google Patents

역화방지기용 소염소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 역화방지기용 소염소자에 관한 것으로서, 폭발 등급이 높은 가연성 가스의 화염도 완전하고 확실하게 소염 처리할 수 있고, 이로써, 가스의 폭발 등급에 관계없이 높은 효율의 역화방지 기능을 갖게 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 가스의 배출구 측에서 역류하는 화염을 소염(消焰)시킬 수 있도록, 가스유로에 설치되는 역화방지기용 소염소자에 있어서, 미세공극을 가지며, 가스유로로 역화하는 화염을 흡열냉각시켜 소염시키는 중간의 소결금속부와; 미세틈새를 가지며, 가스유로로 역화하는 화염을 흡열하여 소염시키킬 수 있도록 소결금속부의 양쪽부분에 고정되는 주름리본부를 구비한다.

Description

역화방지기용 소염소자{QUENCHING ELEMENT FOR DETONATION FLAME ARRESTER}
본 발명은 역화방지기용 소염소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 폭발 등급이 높은 가연성 가스의 화염도 완전하고 확실하게 소염 처리할 수 있고, 이로써, 가스의 폭발 등급에 관계없이 완벽한 역화방지 기능을 갖는 역화방지기용 소염소자에 관한 것이다.
역화방지기는, 가연성 가스 설비에 설치되는 것으로, 가스 소비 설비, 토치, 버너 등에서 발생된 화염이 감압설비, 예를 들면, 가스 저장탱크 등으로 역화되는 것을 차단한다. 따라서, 화염의 역화로 인한 가스 저장탱크의 화재 및 폭발의 위험성을 제거한다.
이러한 역화방지기는, 역화되는 화염을 소염(消焰)시키는 소염소자를 구비한다. 소염소자는, 가스유로에 설치되는 원통체로서, 유로를 역류하는 화염과 접촉하면서 화염의 열을 빼앗는다. 따라서 유로를 역류하는 화염을 소염시킨다.
이러한 소염소자는, 미세공극과 틈새를 갖는 구조, 예를 들면, 금속망, 소결금속, 주름리본(Crimped Ribbon) 등으로 구성되는 것이 바람직하다. 이는, 미세공극과 틈새가 화염의 열을 완전하고 확실하게 흡열하기 때문이며, 이로써, 역화되는 화염을 완전하고 확실하게 소염시킬 수 있게 된다.
그런데, 이러한 종래의 역화방지기는, 폭발 등급이 높은 가연성 가스의 화염일 경우, 화염의 역화방지 기능이 불안전한 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 가스 설비의 폭발 및 화재의 위험성이 높다는 문제점이 지적되고 있다.
즉, 폭발 등급이 높은 가연성 가스, 예를 들어, 수소, 아세틸렌 등은 화염의 온도가 매우 높고 폭굉속도가 빠르다. 따라서, 높은 온도의 화염을 차단하기 위해서는 소염소자의 냉각효율 및 폭굉차단 성능이 확실해야 한다.
그러나, 금속망, 주름리본 등으로 구성된 종래의 소염소자는, 폭발 등급이 낮은 가연성 가스, 예를 들어 메탄, 프로판 등의 화염에 대한 차단 성능은 신뢰성이 있지만 폭발 등급이 높은 수소, 아세틸렌 등의 화염에 대한 역화방지 성능을 갖기는 곤란한 단점이 있다.
한편, 소염소자에 형성된 미세틈새를 더 축소하여 흡열 성능을 높이고 이로써, 소염 효율을 높이는 방법도 있지만, 금속망/주름리본형 소염소자는 구조상 미세틈새를 축소하는데 한계가 있다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 폭발 등급이 높은 가연성 가스 설비의 폭굉 차단에 적용하기에 곤란한 문제점이 있다.
또 다른 방안으로서, 흡열성능이 높은 소결금속 소염소자를 이용하여 폭발 등급이 높은 가스의 화염을 소염시켜 차단하는 방법도 있다. 그러나, 소결금속 재질의 소염소자는 내충격성과 내압성이 떨어지므로, 높은 압력의 화염이 가해질 경우, 쉽게 파손되거나 손상된다는 문제점이 있고 이런 문제를 해결하기 위하여 두껍게 할 경우는 압력손실이 너무 커지는 결점이 있다.
특히, 이러한 문제점은 소염소자의 직경이 커질 경우 더욱 심화된다. 따라서, 직경이 큰 소염소자의 경우, 소결금속을 재료로 사용할 수 없다는 문제점이 지적되고 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은, 폭발 등급이 높은 가연성 가스의 화염도 완전하고 확실하게 소염 처리할 수 있는 역화방지기용 소염소자를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 폭발 등급이 높은 가스의 화염도 완전하고 확실하게 소염할 수 있게 구성함으로써, 가스의 폭발 등급에 관계없이 완벽한 성능의 역화방지 기능을 갖는 역화방지기용 소염소자를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 높은 압력의 화염도 완전하고 확실하게 소염 처리함으로써, 화염의 역화방지 기능을 최대한 완벽하게 할 수 있는 역화방지기용 소염소자를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 역화방지기용 소염소자는, 가스유로를 역류하는 화염을 소염(消焰)시킬 수 있도록, 상기 가스유로에 설치되는 역화방지기용 소염소자에 있어서, 미세공극을 가지며, 상기 가스유로로 역화하는 화염을 흡열하여 소염시키는 중간의 소결금속부와; 미세틈새를 가지며, 상기 가스유로로 역화하는 화염을 흡열하여 소염시키킬 수 있도록 상기 소결금속부의 양쪽부분 에 고정되는 주름리본부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 소결금속부는, 황동 입자, 스테인레스 입자 중 선택된 어느 하나를 고온으로 가압 소결하여 제조된 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 주름리본부는, 상기 소염소자의 중심으로부터 반경방향 외측으로 일정한 간격의 틈새가 형성되도록 겹겹이 배열되는 금속판체들과, 금속판체들의 사이에 물결 형상으로 주름지게 설치되는 금속재질의 코루게이트 리본(Corrugate ribbon )을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 역화방지기용 소염소자는, 흡열성능과 소염성능이 우수한 소결금속을 재료로 사용하므로, 폭발 등급이 높은 가연성 가스의 화염도 완전하고 확실하게 소염 처리할 수 있는 효과가 있다.
또한, 폭발 등급이 높은 가스의 화염도 완전하고 확실하게 소염할 수 있으므로, 가스의 폭발 등급에 관계없이 높은 효율의 역화방지 기능을 갖게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 소염소자는, 흡열성능이 우수하고 틈새크기가 미세한 소결금속과 내충격성과 내압성이 우수한 주름리본을 조합하여 구성되므로, 흡열성능과 내충격성과 내압성이 모두 우수한 특성을 갖추고 있다. 따라서, 직경이 커지더라도, 높은 소염성능과 내충격성과 내압성을 동시에 갖추게 된다. 그 결과, 폭발 등급이 높은 가연성 가스를 사용하는 대규모의 가스 설비에도 적용할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 역화방지기용 소염소자의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 역화방지기용 소염소자의 구성을 나타내는 단면도이며, 도 2는 본 발명의 역화방지기용 소염소자를 상세하게 나타내는 사시도이다.
먼저, 본 발명에 따른 역화방지기용 소염소자를 살펴보기에 앞서, 도 1을 참조하여 역화방지기에 대해 간략하게 살펴본다.
역화방지기는, 하우징(10)을 구비하며, 하우징(10)의 내부에는 가스유로(12)가 형성되어 있다.
가스유로(12)는, 일측의 유입구(12a)와 타측의 배출구(12b)를 구비하며, 유입구(12a)로 유입된 가연성 가스는 배출구(12b)로 흐른다.
다음으로, 본 발명에 따른 역화방지기용 소염소자를 도 1과 도 2를 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 역화방지기는, 가스유로(12)에 설치되는 원통형(Cylindrical) 타입의 소염소자(20)를 구비한다.
소염소자(20)는, 배출구(12b)로부터 역화되는 화염을 소염(消焰)시키는 것으로, 중간의 소결금속부(22)와, 양쪽의 주름리본부(24)로 구성된다.
중간의 소결금속부(22)는, 금속재료를 소결시켜 제조한 것으로, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 미세공극(22a)을 가지고 있다.
다수의 미세공극(22a)들은, 유입구(12a)로부터 배출구(12b)로 흐르는 정방향 가스는 통과를 허용한다.
반면에, 배출구(12b)로부터 역화하는 가스유로(12)의 화염을 완전하고 확실하게 흡열 소염시킨다. 따라서, 역화되는 화염을 완전하고 확실하게 차단시킨다.
특히, 화염의 온도가 매우 높은 가연성 가스, 예를 들어, 수소, 아세틸렌 등의 화염과 폭굉도 완벽하게 차단시킨다. 따라서, 폭발 등급이 높은 가연성 가스의 화염도 완전하고 확실하게 소염 차단시킬 수 있게 된다.
이러한 소결금속부(22)는, 황동 또는 스테인레스 입자(직경 1mm 이하)를 고온으로 가압 소결하여 제조하는 것이 바람직하다.
양쪽의 주름리본부(24)는, 간격을 두고 겹겹이 배열되는 금속판체(24a)와, 금속판체(24a)들의 사이에 배열되는 금속재질의 코루게이트 리본(Corrugate ribbon )(24b)을 구비한다.
금속판체(24a)들은, 소염소자(20)의 중심으로부터 반경방향 외측으로 일정한 간격을 두고 겹겹이 배열된다.
코루게이트 리본(24b)은, 금속판체(24a)들의 사이에 물결 형상으로 주름지게 설치되는 것으로, 얇은 금속판이 톱니바퀴모양의 지그를 통과하여 주름의 높이가 세이프 갭(Safe Gap) 이하가 되도록 균일한 크기로 만들어지며, 금속판체(24a)와 함께 일정한 장력을 주면서 중심으로부터 반경방향 외측으로 감으면서 하우징(10)의 내경이 될 때까지 직경에 맞게 여러 겹 감아서 제작하는 것이 바람직하다.
이렇게 하여 주름리본부(24)는, 코루게이트 리본(24b)과 금속판체(24a)들과 함께 미세틈새(24c)를 형성한다.
그리고 이렇게 제작된 주름리본부(24)들은, 소결금속부(22)의 양쪽에 넣고 소염소자 지지대(25)를 하우징(10)에 용접하여 고정하는 것이 바람직하다.
이러한 양쪽의 주름리본부(24)에 의하면, 수많은 미세틈새(24c)들을 가지고 있으므로, 배출구(12b)로부터 역화하는 화염을 확실하게 흡열 냉각시키므로서, 역화되는 화염을 완전하고 확실하게 차단시킨다.
또한, 양쪽의 주름리본부(24)들은, 금속의 판체를 가공하여 제조하므로, 내충격성과 내압성이 매우 우수하다. 따라서, 높은 압력의 화염이 가해지더라도 쉽게 파손되거나 손상되지 않는다.
특히, 내충격성과 내압성이 우수하므로, 내충격성과 내압성이 상대적으로 취약한 중간의 소결금속부(22)를 보강하는 역할도 한다. 이로써, 소염소자(20) 전체의 내충격성과 내압성을 향상시킨다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 소염소자에 의하면, 흡열성능과 소염성능이 우수한 소결금속을 재료로 사용하므로, 폭발 등급이 높은 가연성 가스의 화염도 완전하고 확실하게 소염시켜 차단시킬 수 있다.
또한, 폭발 등급이 높은 가스의 화염도 완전하고 확실하게 소염할 수 있으므로, 가스의 폭발 등급에 관계없이 완벽한 역화방지 기능을 갖게 된다.
또한, 본 발명의 소염소자는, 흡열성능이 우수한 소결금속과 내충격성과 내압성이 우수한 주름리본을 조합하여 구성되므로, 흡열성능과 내충격성과 내압성이 모두 우수한 특성을 갖추고 있다.
따라서, 직경이 커지더라도, 높은 소염성능과 내충격성과 내압성을 동시에 갖추게 된다. 그 결과, 폭발 등급이 높은 가연성 가스를 사용하는 대규모의 가스 설비에도 채용할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 역화방지기용 소염소자의 구성을 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명의 역화방지기용 소염소자를 상세하게 나타내는 사시도이다.
♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
10: 하우징(Housing) 12: 가스유로
20: 소염소자 22: 소결금속부
22a: 미세공극 24: 주름리본부
24a: 금속판체
24b:코루게이트 리본(Corrugate Ribbon)
24c: 미세틈새 25: 소염소자 지지대

Claims (4)

  1. 가스유로(12)를 역류하는 화염을 소염(消焰)시킬 수 있도록, 상기 가스유로(12)에 설치되는 역화방지기용 소염소자에 있어서,
    미세공극(22a)을 가지며, 상기 가스유로(12)로 역화하는 화염을 흡열하여 소염시키는 중간의 소결금속부(22)와;
    미세틈새(24c)를 가지며, 상기 가스유로(12)로 역화하는 화염을 흡열하여 소염시키킬 수 있도록 상기 소결금속부(22)의 양쪽부분에 고정되는 주름리본부(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 역화방지기용 소염소자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 소결금속부(22)는,
    황동 입자, 스테인레스 입자 중 선택된 어느 하나를 고온으로 가압 소결하여 제조된 것을 특징으로 하는 역화방지기용 소염소자.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 주름리본부(24)는,
    상기 소염소자(20)의 중심으로부터 반경방향 외측으로 간격을 두고 겹겹이 배열되는 금속판체(24a)들과, 상기 금속판체(24a)들의 사이에 물결 형상으로 주름지게 설치되는 금속재질의 코루게이트 리본(Corrugate Ribbon)(24b)을 포함하는 것 을 특징으로 하는 역화방지기용 소염소자.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 주름리본부(24)는,
    물결 형상으로 주름지게 형성된 코루게이트 리본(24b)과 평판 형태의 금속판체(24a)를 서로 밀착한 다음, 이를 필요한 직경에 맞게 여러 번 감아서 제작된 것을 특징으로 하는 역화방지기용 소염소자.
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