KR20110006424U - 파열 디스크 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 고안은 파열 디스크의 파열과 동시에 파괴 센서의 정확한 파괴가 이루어질 수 있도록 함과 더불어 이 파괴 센서에 대한 설치 구조가 안정적으로 이루어질 수 있도록 한 새로운 형태의 파열 디스크 어셈블리에 관한 것이다.

이를 위해, 본 고안은 압력용기 내의 유체 유출입측에 설치되며, 상기 압력용기 내의 압력이 설정된 압력 범위를 벗어날 경우 파열되는 복수의 파열홈이 형성된 파열 디스크와, 박막의 필름 상에 신호케이블을 밀착 고정하여 형성되며, 상기 파열 디스크의 파열 방향측 면상을 가로지르면서 일부가 상기 파열홈을 지나도록 설치됨과 더불어 폭이 이루는 거리에 비해 길이가 이루는 거리가 더욱 크게 형성되면서 상기 파열 디스크의 파열시 단락되는 파괴 센서를 포함하여 구성되고, 상기 파괴 센서는 그의 길이 방향이 상기 파열 디스크의 파열로 인한 파열 부위의 절곡 방향과는 수직한 방향을 향하도록 설치됨을 특징으로 하는 파열 디스크 어셈블리가 제공된다.

파열 디스크, 파괴 센서, 설치 방향, 보강링

Description

파열 디스크 어셈블리{rupture disc assembly}

본 고안은 파열 디스크의 파열과 동시에 파괴 센서의 정확한 파괴가 이루어질 수 있도록 함과 더불어 이 파괴 센서에 대한 설치 구조가 안정적으로 이루어질 수 있도록 한 새로운 형태의 파열 디스크 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 파열 디스크 어셈블리(ruptuer disc assembly)는 가스나 액체 상태의 유체가 저장되는 시스템에서의 안전 장치로 사용된다.

즉, 유체가 저장되는 시스템 내의 압력이 설정된 압력을 초과하게 될 경우 시스템의 안전을 위해 파열 디스크가 파열되도록 함으로써 시스템 내의 유체에 대한 방출을 통해 안전 사고가 방지될 수 있도록 한 것이다.

특히, 상기 파열 디스크 어셈블리에는 파괴 센서가 구비됨으로써 상기 파열 디스크의 파열 시점이 정확히 인지될 수 있도록 하여, 사용자에 의한 추가적인 안전 조치가 이루어질 수 있도록 구성되고 있다.

이때, 상기한 파괴 센서는 상기 파열 디스크의 파열 방향측의 면 상에 설치되면서 상기 파열 디스크의 파열이 이루어질 경우 파열 디스크의 파열 부위가 이루는 절곡 변형에 의해 그 파괴가 이루어질 수 있게 된다.

하지만, 전술한 종래의 일반적인 파괴 센서는 파열 디스크의 파열 형태 및 파열 방향에 따른 고려 없이 설치되었기 때문에 상기 파괴 센서가 정확한 시점에 단락되지 못하였던 문제점을 가지고 있다.

특히, 미세한 압력 변화에도 파열되도록 구성되는 파열 디스크의 경우 그 파열 형태가 크게 이루어지지 못한다면 파괴 센서는 단지 늘어나기만 할 뿐 파괴되지 않았던 문제점이 추가로 발생되었다.

또한, 전술한 종래의 일반적인 파열 디스크 어셈블리는 파괴 센서로부터 인출되는 신호케이블의 지지를 위한 구조가 별도로 존재하지 않음에 따라 상기 파열 디스크 어셈블리로부터 인출되는 부위에의 단선 우려가 크다는 문제점을 가지고 있다.

본 고안은 전술한 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 고안의 목적은 파열 디스크의 파열과 동시에 파괴 센서의 정확한 파괴가 이루어질 수 있도록 함과 더불어 이 파괴 센서에 대한 설치 구조가 안정적으로 이루어질 수 있도록 한 새로운 형태의 파열 디스크 어셈블리를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 파열 디스크 어셈블리는 압력용기 내의 유체 유출입측에 설치되며, 상기 압력용기 내의 압력이 설정된 압력 범위를 벗어날 경우 파열되는 복수의 파열홈이 형성된 파열 디스크와, 박막의 필름 상에 신호케이블을 밀착 고정하여 형성되며, 상기 파열 디스크의 파열 방향측 면상을 가로지르면서 일부가 상기 파열홈을 지나도록 설치됨과 더불어 폭이 이루는 거리에 비해 길이가 이루는 거리가 더욱 크게 형성되면서 상기 파열 디스크의 파열시 단락되는 파괴 센서를 포함하여 구성되고, 상기 파괴 센서는 그의 길이 방향이 상기 파열 디스크의 파열로 인한 파열 부위의 절곡 방향과는 수직한 방향을 향하도록 설치됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 파열 디스크의 파열 방향측 면상에는 상기 파열 디스크의 둘레측 부위 중 상기 압력용기에 설치되는 부위와 밀착됨과 더불어 내측 부위인 상기 파열 디스크를 이루는 파열 부위와 대응되는 부위는 개구된 링 형상으로 형성되면서 상기 파열 디스크의 설치를 지지하는 보강링이 더 포함되어 구성됨을 특징으로 한다.

이때, 상기 보강링의 둘레측 부위 중 상기 파괴 센서의 신호케이블이 인출되는 방향측의 부위에는 상기 인출되는 신호케이블의 일부를 지지하는 지지단이 돌출 형성됨을 특징으로 한다.

이와 함께, 상기 지지단의 양측 부위에는 상기 신호케이블이 접속되는 커넥터와의 결속을 위해 휨 가능하게 돌출 형성되는 결속단이 각각 더 구비됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 파열 디스크의 둘레측 부위 중 상기 파괴 센서의 신호케이블이 인출되는 방향측의 부위에는 상기 인출되는 신호케이블의 일부를 지지하는 지지단이 돌출 형성됨을 특징으로 한다.

이상에서와 같은 본 고안에 따른 파열 디스크 어셈블리는 파괴 센서의 설치 방향이 파열 디스크의 파열 방향과는 수직한 방향을 따라 설치되도록 구성됨으로써 상기 파열 디스크의 파열시 파괴 센서의 빠른 단락이 가능하게 되고, 이로 인한 파열 디스크의 파열 시점에 대한 정확한 인지 및 정보 취득이 가능하게 된 효과를 가진다.

또한, 본 고안에 따른 파열 디스크 어셈블리는 별도의 보강링 혹은, 지지단의 추가적 구조로 인해 파괴 센서의 신호케이블과 커넥터 간의 연결 부위에 대한 원치않는 단락 현상이 방지될 수 있게 된 효과를 가진다.

이하, 본 고안의 파열 디스크 어셈블리에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.

설명에 앞서, 본 고안에 따른 파열 디스크 어셈블리는 압력용기 중 유체가 유입 혹은, 유출되는 벤트관(20)의 관로 상에 별도의 홀더(상부 홀더 및 하부 홀더)(21,22)에 의해 설치되는 구성임을 그 예로 한다.

첨부된 도 1과 같이 본 고안의 실시예에 따른 파열 디스크 어셈블리는 크게 파열 디스크(100)와, 파괴 센서(200) 및 보강링(300)을 포함하여 구성된다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 상기 파열 디스크(100)는 압력용기(도시는 생략됨)의 유체 유출입측에 설치면서 상기 압력용기 내의 압력이 설정된 압력 범위를 벗어날 경우 파열되는 일련의 구성이다.

이때, 상기 압력용기의 유체 유출입측이라 함은 압력용기 중 유체가 유입 혹은, 유출되는 벤트관(20)을 의미하며, 예컨대, 상기 파열 디스크(100)는 첨부된 도 2와 같이 상기 벤트관(20)의 관로 상에 별도의 홀더(상부 홀더 및 하부 홀더)(21,22)에 의해 고정 설치된다. 물론, 상기 파열 디스크(100)는 상기 별도의 홀더를 이용하지 않고 배관 연결구 상에 바로 설치될 수도 있다.

이와 함께, 상기 설정된 압력 범위라 함은 압력용기의 사용 용도에 따라 설정되는 압력의 범위로써 이 압력 범위를 초과할 경우 압력용기의 안전에 위험이 발생될 우려가 있는 범위를 의미한다.

상기한 파열 디스크(100)는 둘레 부위를 이루면서 평판형으로 형성된 설치 단(110)과, 내측 부위를 이루면서 파열이 이루어지는 파열단(120)으로 구성된다.

이때, 본 고안의 실시예에서는 상기한 파열단(120)이 평판형으로 형성됨을 그 예로 하고 있지만, 필요에 따라 상기한 파열단(120)은 돔(dome) 형상으로 형성될 수도 있다.

또한, 상기 파열단(120)에는 상기한 초과 압력에 의해 파열되는 복수의 파열홈(121,122,123,124)이 형성된다. 이때, 상기 각 파열홈(121)은 파열 디스크(100)의 파열 형태를 결정하기 위한 홈을 의미한다.

본 고안의 실시예에서는 상기한 파열홈(121,122,123,124)이 상기 파열단(120)의 둘레측 부위에 그의 원주 방향을 따라 형성됨을 그 예로 하며, 상기 각 파열홈(121,122,123,124) 간은 설정된 거리만큼 이격되도록 구성된다.

이때, 상기 각 파열홈(121,122,123,124) 간의 설정된 거리라 함은 파열 디스크(100)의 파열 압력과 파열 방향을 결정하기 위한 거리로써, 서로 간의 거리가 상대적으로 가까운 경우에는 해당 부위 역시 원활히 파열될 수 있음과 더불어 서로 간의 거리가 상대적으로 먼 경우에는 해당 부위를 기준으로 파열 디스크(100)가 파편이 발생하지 않고 절곡이 이루어질 수 있도록 한 것이다. 두 파열홈 간의 거리가 상대적으로 멀도록 설정되는 부위(131)는 통상 1개소이고, 나머지는 상대적으로 인접될 수 있도록 설정된다.

다음으로, 상기 파괴 센서(200)는 상기 파열 디스크(100)의 파열 여부를 감지하기 위한 일련의 구성이다.

상기한 파괴 센서(200)는 박막의 필름(210)과, 이 필름(210)의 면상을 따라 해당 필름(210)의 어느 한 끝단 부위를 경유하면서 왕복되도록 밀착 고정되는 신호케이블(220)을 포함하여 구성된다. 즉, 상기 파열 디스크(100)의 파열이 이루어질 경우 상기 필름 및 신호케이블의 파괴가 이루어지면서 신호가 끊기도록 함에 따라 파열 시점을 정확히 센싱할 수 있도록 한 것이다.

이때, 상기 신호케이블(220)은 커넥터(230)에 의해 제어기기(예컨대, 컴퓨터 등)(도시는 생략됨)로 그 신호의 전달이 가능하도록 연결된다.

또한, 상기한 파괴 센서(200)는 폭이 이루는 거리(D)에 비해 길이가 이루는 거리(L)가 더욱 크게 형성되어, 상기 파열 디스크(100)의 파열 방향측 면상을 가로지르면서 일부가 상기 각 파열홈(121,122,123,124)을 지나도록 설치된다.

특히, 본 고안의 실시예에서는 첨부된 도 3과 같이 상기한 파괴 센서(200)의 길이 방향이 상기 파열 디스크(100)의 파열로 인한 파열 부위의 절곡 방향과는 수직한 방향을 향하도록 설치됨을 제시한다. 즉, 상기 파열 디스크(100)에 형성되는 각 파열홈(121,122,123,124) 중 상대적으로 서로 간의 이격 거리가 멀도록 형성된 두 파열홈(121,122) 사이의 부위(131) 및 나머지 두 파열홈(123,124) 사이의 부위(132) 간의 대향 방향이 상기 파괴 센서(200)의 길이 방향과 수직하도록 설치하는 것이다.

이러한 구조는 상기 파열 디스크(100)의 파열로 인해 파괴 센서(200)가 제공받게 되는 인장 방향이 상기 파괴 센서(200)의 길이 방향과는 수직한 방향을 향하도록 함으로써 상기 파괴 센서(200)의 파열시 발생되는 인장이 최소화될 수 있도록 하여 파괴 센서(200)가 더욱 빠르면서도 원활히 파괴될 수 있도록 한 것이다.

즉, 첨부된 도 4와 같이 파괴 센서(200)의 길이 방향과 파열 디스크(100)의 파열 방향이 동일한 방향을 이루도록 설치된다면 상기 파열 디스크(100)의 파열에 따른 전단력이 제공되더라도 상기 파괴 센서(200)는 그의 길이 방향을 따라 인장될 뿐 쉽게 단락되지 못한다는 문제점이 발생될 수 있다. 따라서, 상기 인장을 위한 거리가 최소화될 수 있는 파괴 센서(200)의 폭 방향을 상기 파열 디스크(100)의 파열 방향과 동일한 방향으로 설치되도록 함이 가장 바람직한 것이다.

다음으로, 상기 보강링(300)은 상기 파열 디스크(100)의 설치를 지지함과 더불어 상기 파괴 센서(200)의 신호케이블(220)과 연결되는 커넥터(230)에 대한 설치를 지지하는 역할을 수행하는 일련의 구성이다.

상기한 보강링(300)은 내측 부위가 개구된 링 형상으로 형성되면서 상기 파열 디스크(200)의 둘레측 부위 중 상기 압력용기에 설치되는 부위와 밀착되도록 설치된다.

이때, 상기 보강링(300)의 개구된 내측 부위를 통해서는 상기 파열 디스크(100)의 파열단(120)이 외부로 노출되도록 설치된다.

또한, 상기한 보강링(300)의 둘레측 부위 중 상기 파괴 센서(200)의 신호케이블(220)이 인출되는 방향측의 부위에는 상기 인출되는 신호케이블(220)의 일부를 지지하는 지지단(310)이 돌출 형성된다. 이때, 상기한 지지단(310)은 상기 신호케이블(220)과 커넥터(230) 간의 연결 부위를 지지하는 역할을 수행함으로써 상기 커넥터(230)의 유동에 따른 신호케이블(220)의 단락을 미연에 방지하게 된다.

특히, 상기 지지단(310)의 양측 부위에는 상기 신호케이블(220)의 결속을 위 해 휨 가능하게 돌출 형성되는 결속단(320)이 각각 더 구비됨을 제시한다. 즉, 상기한 결속단(320)에 의해 신호케이블(220)의 유동 및 커넥터(230)의 유동이 방지될 수 있도록 함으로써, 신호케이블(220)과 커넥터(230) 간의 연결 부위에 대한 원치않는 단락의 우려를 해소할 수 있도록 한 것이다.

하기에서는, 전술된 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 파열 디스크 어셈블리의 작용을 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.

우선, 압력용기 내부의 압력이 정상적인 압력일 경우 본 고안의 실시예에 따른 파열 디스크 어셈블리는 정상적인 설치 상태를 유지하게 된다.

즉, 파열 디스크(100)에 의해 상기 압력용기 내외부에 대한 유체 유동이 차단됨으로써 상기 압력용기 내부는 설정된 압력 범위 내의 상황을 유지하게 되는 것이다.

그리고, 전술한 정상 상태에서 압력용기 내부의 압력이 설정된 압력 범위를 초과하게 된다면 파열 디스크(100)의 파열단(120)은 그에 형성된 파열홈(121)의 형성 부위를 기준으로 파열되면서 상부로 절곡 된다.

이의 과정에서, 상기 파열 디스크(100)의 파열 부위는 칼날이 되면서 그의 절곡 방향측 면상에 설치되어 있던 파괴 센서(200)를 단락시키게 된다.

이때, 상기한 파괴 센서(200)는 그 길이 방향이 상기 파열 디스크(100)의 파열 부위가 이루는 절곡 방향과는 수직하게 설치되어 있음을 고려할 때 파괴 센서(200)가 이루는 폭 방향으로 상기 파열 디스크(100)의 파열에 따른 인장이 이루어지게 되고, 상기한 파괴 센서(200)의 폭 방향 길이는 극히 짧다는 것을 고려할 때 실질적인 인장은 거의 미미하기 때문에 쉽게 파열될 수 있게 된다.

따라서, 파열 디스크(100)의 파열에 따라 상기 압력용기 내부의 유체는 벤트관(20)을 통해 외부로 배출될 수 있게 되고, 이로 인해 압력용기 내부는 과도 압력으로 인한 폭발의 위험이 방지된다.

이와 함께, 상기한 파괴 센서(200)를 이루는 신호케이블(220)의 단락에 의해 사용자는 제어기기를 통한 압력용기의 이상 발생을 정확히 인지할 수 있게 된다.

한편, 본 고안에 따른 파열 디스크 어셈블리는 전술된 실시예의 구조로만 이루어져야 하는 것으로 한정되지는 않는다.

예컨대, 전술된 실시예의 파열 디스크 어셈블리 중 보강링(300)의 구성은 생략될 수도 있는 것이다.

즉, 보강링(300) 대신 상기 파열 디스크(100)의 일단에 지지단(310)을 형성하여 보강링에서의 기능과 동일한 기능을 하도록 구성될 수도 있는 것이다.

이때, 상기 지지단(310)은 파괴 센서(200)의 신호케이블(220)을 보호하기 위한 역할을 수행하며, 첨부된 도 5와 같이 상기 파열 디스크(100)의 둘레 부위 중 상기 파괴 센서(200)의 신호케이블(220)이 인출되는 방향측 부위에 형성된다.

결국, 전술한 일련의 과정을 통해 압력용기 내부의 압력이 설정 압력을 초과한 압력이 발생되더라도 본 고안에 따른 파열 디스크 어셈블리의 원활한 파열이 이루어질 수 있기 때문에 압력용기의 폭발과 같은 안전 사고의 위험은 방지되고, 상기 파열 디스크(100)의 파열과 동시에 파괴 센서(200)의 단락이 이루어질 수 있기 때문에 압력용기의 이상 유무를 최대한 빨리 인지할 수 있게 된다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 파열 디스크 어셈블리를 설명하기 위해 나타낸 개략적인 분해 사시도

도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 파열 디스크 어셈블리의 설치 상태를 설명하기 위해 나타낸 상태도

도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 파열 디스크 어셈블리의 파괴 센서에 대한 설치 구조를 설명하기 위해 나타낸 평면도

도 4는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 파열 디스크 어셈블리의 파괴 센서에 대한 바람직하지 않은 설치 구조를 설명하기 위해 나타낸 참고도

도 5는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 파열 디스크 어셈블리 중 파열 디스크에 대한 다른 실시예를 설명하기 위해 나타낸 사시도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20. 벤트관 100. 파열 디스크

110. 설치단 120. 파열단

121,122,123,124. 파열홈 200. 파괴 센서

210. 필름 220. 신호케이블

230. 커넥터 300. 보강링

310. 지지단 320. 결속단

Claims (5)

1. 압력용기 내의 유체 유출입측에 설치되며, 상기 압력용기 내의 압력이 설정된 압력 범위를 벗어날 경우 파열되는 복수의 파열홈이 형성된 파열 디스크와,

   박막의 필름 상에 신호케이블을 밀착 고정하여 형성되며, 상기 파열 디스크의 파열 방향측 면상을 가로지르면서 일부가 상기 파열홈을 지나도록 설치됨과 더불어 폭이 이루는 거리에 비해 길이가 이루는 거리가 더욱 크게 형성되면서 상기 파열 디스크의 파열시 단락되는 파괴 센서를 포함하여 구성되고,

   상기 파괴 센서는 그의 길이 방향이 상기 파열 디스크의 파열로 인한 파열 부위의 절곡 방향과는 수직한 방향을 향하도록 설치됨을 특징으로 하는 파열 디스크 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 파열 디스크의 파열 방향측 면상에는

   상기 파열 디스크의 둘레측 부위 중 상기 압력용기에 설치되는 부위와 밀착됨과 더불어 내측 부위인 상기 파열 디스크를 이루는 파열 부위와 대응되는 부위는 개구된 링 형상으로 형성되면서 상기 파열 디스크의 설치를 지지하는 보강링이 더 포함되어 구성됨을 특징으로 하는 파열 디스크 어셈블리.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 보강링의 둘레측 부위 중 상기 파괴 센서의 신호케이블이 인출되는 방향측의 부위에는 상기 인출되는 신호케이블의 일부를 지지하는 지지단이 돌출 형성됨을 특징으로 하는 파열 디스크 어셈블리.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 지지단의 양측 부위에는 상기 신호케이블이 접속되는 커넥터와의 결속을 위해 휨 가능하게 돌출 형성되는 결속단이 각각 더 구비됨을 특징으로 하는 파열 디스크 어셈블리.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 파열 디스크의 둘레측 부위 중 상기 파괴 센서의 신호케이블이 인출되는 방향측의 부위에는 상기 인출되는 신호케이블의 일부를 지지하는 지지단이 돌출 형성됨을 특징으로 하는 파열 디스크 어셈블리.

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