KR20150123797A

KR20150123797A - 디스크 개구 및 항 파편화 제어 구조와 함께 취약부의 레이저 정의 라인을 가지는 파열 디스크

Info

Publication number: KR20150123797A
Application number: KR1020157021702A
Authority: KR
Inventors: 조 워커
Original assignee: 파이크 코포레이션
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2015-11-04
Also published as: CA2885904C; CN105026287A; IN2015DN02649A; US9303778B2; JP6452116B2; BR112015007766B1; KR102323038B1; RU2651410C2; MX2015004370A; BR112015007766A2; EP2961672B1; US20140238984A1; CA2885904A1; JP2016511372A; AU2014221364B2; RU2015117780A; EP2961672A4; AU2014221364A1; CN105026287B; HK1216875A1

Abstract

파열 디스크(10)가 적어도 한 면에 형성된 개구(16)의 라인을 포함하여 제공된다. 개구(16)의 라인은 디스크 면의 레이저 가공에 의해 형성되고 적어도 하나의 디스크 개구 제어 특성(20을 포함한다. 디스크 개구 제어 특성(20)은 디스크(10)의 초기 파열을 지원하도록 구성된 개구 시작 특성일 수 있다. 선택적으로, 개구 제어 특성(20)은 디스크의 개구에 형성된 페탈의 분리를 방지하기 위해 디스크에 작용하는 에너지를 분산시키도록 구성된 항 단편화 특성일 수 있다.

Description

디스크 개구 및 항 파편화 제어 구조와 함께 취약부의 레이저 정의 라인을 가지는 파열 디스크{RUPTURE DISC HAVING LASER-DEFINED LINE OF WEAKNESS WITH DISC OPENING AND ANTI-FRAGMENTATION CONTROL STRUCTURES}

본 발명은 일반적으로 하나 이상의 디스크 개구 제어 구조를 포함하는 개구의 레이저 형성 라인을 가지는 파열 디스크에 관한 것이다. 디스크 개구 제어 구조는 항 파편화 특성 또는 개구 초기화 특성을 가질 수 있다.

이들 구조는 디스크의 개구 특성에 걸쳐 보다 광범위한 제어를 제공한다. 특히 개구 초기화 특성은 초기 파열이 발생하는 파열 디스크의 일부에 걸쳐 증가된 제어를 제공하고, 항 단편화 특성은 디스크의 개구 상에 형성된 페탈(petal)의 분리 가능성을 줄이는데 이용될 수 있다.

또한 때때로 스코어 라인으로 불리는 개구 라인은 소정의 과압 상태에 노출되어 열리는 디스크의 영역을 정의하기 위해 파열 디스크에 잠시 사용되어 왔다. 여는 동안 파열 디스크는 열린 디스크를 통해 가압 유체가 흐를 수 있도록 과압 상태의 힘 하에서 하나 또는 그 이상의 각 힌지 영역 주위를 선회하는 하나 또는 그 이상의 페탈을 형성하기 위한 개구 라인에서 파손된다.

스코어 라인은 통상 금속 스코어링 다이의 사용을 통해 형성된다. 스코어 라인을 형성하기 위해 금속 스코어 다이를 사용할 경우, 상기 다이는 압축되고 작업은 디스크 금속을 경화시켜 금속의 결정 입자 구조를 변화시킨다. 상기 경화 작업은 금속의 취성을 증대시켜 응력 존을 생성할 수 있다. 상기 취성 및 응력 존은 피로 균열 및 응력 부식의 결과로, 압력 경감 장치의 수명을 제한한다. 또한, 다이 자체는 스코어링 공정동안 마모되어, 정기적으로 교체해야 할 것을 생각하면 디스크 제조시 스코어의 깊이에 걸친 고도의 제어를 달성하기가 어렵다. 상기 제어의 결여는 디스크 개변 특성에 일정 정도의 예측 불가능성을 부여한다.

다이 스코어링의 문제를 회피하기 위해, 파열 디스크가 열리는 라인을 형성하기 위한 대체 프로세스가 고안된 바 있다. 상기 프로세스중 하나는 전기장 연마 벙법을 통해 취약선을 형성하는 것을 공개하는 미국 특허 제7600527호에 기재되어 있다. 상기 프로세스에서, 파열 디스크에는 레지스트 재료 층이 제공된다. 레이저는 그후 의도하는 취약선에 대응하는 레지스트 재료의 일부를 제거하는 데 사용된다. 다음, 디스크는 디스크의 표면으로부터 금속을 제거하기 위해서 전해 연마작업되고 그후 의도하는 깊이를 가지는 취약선을 형성하게 된다. 그러나 전해 연마된 취약선의 폭을 제어하는 것은, 특히 디스크 재료가 비교적 두껍고, 의도하는 선 깊이를 달성하기 위해 확장 전해 연마 시간을 필요로 하는 경우, 특히 어렵다. 상기 특성은 서로 근접한 복수의 트렌치를 포함하는 더욱 복잡한 구조를 형성하는 상기 방법을 사용하는 능력을 제한할 수 있다.

또 파열 디스크 내로 취약선을 기계가공하기 위해 직접 레이저를 사용하는 것이 제안되고 있다. 미국 특허 출원 공개 2010/0140264호 및 2010/0224603호은 이러한 관점에서 예시적인 것이다. 그러나, 상기 참조문헌은, 취약선이 특정의 두께의 디스크를 위해 형성될 수 있는 버스트 압력 범위를 제한할 수 있는 디스크의 한쪽 면에 형성된 비교적 긴 연속적인 트렌치를 포함하므로 종래의 취약선의 구성을 채용한다.

본 발명은 상기의 많은 결점을 극복하고 파열 디스크와 같은 과압 경감 장치의 개구 특성의 제어를 강화하는 것을 목적으로 하는 디스크 개구 제어 특성을 포함하는 개구 라인 형성을 제공한다. 본 발명의 한 실시예에 따라 파열 디스크을 포함하는 과압 경감 장치가 제공된다. 파열 디스크는 마주 하는 면을 가진 중앙섹션과 상기 중앙 섹션을 둘러싸는 관계의 외부 플랜지 섹션를 포함한다. 개구의 레이저 조사된 라인은 파열 디스크에 형성되고, 특히 적어도 부분적으로 과압 경감 영역을 형성하는 일부 실시예에서는 중앙 섹션에 형성된다. 개구의 레이저 조사 라인은 하나 또는 그 이상의 라인 개구 세그먼트와 하나 또는 그 이상의 레이저 조사된 개구 제어 특성을 포함한다. 상기 하나 또는 그 이상의 개구 라인 세그컨트는 한 면에서 다른 면을 향해 디스크 내로 침투하는 채널을 포함한다. 하나 또는 그 이상의 개구 제어 특성은 레이저 조사된 측면 마진쌍에 의해 적어도 부분적으로 형성된다. 상기 레이저 조사된 측면 마진은 라인 개구 세그먼트의 최소한 하나의 방향에서 서로를 향해 수렴한다.

본 발명의 다른 실시예에 따라 과압 경감 장치의 개구 라인을 형성하는 방법이 제공된다. 과압 경감 장치는 마주보는 면 및 중앙 섹션과 둘러싸는 관계의 외부 플랜지 섹션를 가지는 중앙 부분을 포함하여 제공된다. 개구 라인은 복수의 레이저 통로의 중앙 부분위로 레이저 빔을 통과시킴으로써 중앙 섹션에 형성된다. 각 통로는 소정의 레이저 경로를 따르고, 각 통로는 레이저 박리에 따라 중앙 섹션에서 재료를 선택적으로 제거하고 이에따라 트렌치를 형성하도록 동작할 수 있다. 형성된 개구 라인은 하나 또는 그 이상의 라인 개구 세그먼트와 하나 또는 그 이상의 개구 제어 특성을 가진다.

적어도 복수의 레이저 경로의 각각의 일부는 적어도 하나의 다른 레이저 경로의 적어도 일부로부터 이격되어, 각 경로의 레이저 박리에 의해 생성되는 트렌치가 다른 레이저 경로상의 레이저 박리에 의해 생성된 트랜치상에 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 중첩되도록 한다. 상기 부분에서는 복수의 레이저 경로가 실질적으로 일정한 분리를 유지하고, 트랜치 중첩 정도는 하나 또는 그 이상의 라인 개구 세그먼트에 대응한다. 적어도 최소한 하나의 레이저 경로의 일부는 하나 또는 그 이상의 다른 레이저 경로(들)에서 분기한다. 레이저 경로의 분기부는 하나 또는 그 이상의 개구 제어 특성에 대응한다.

도 1은 레이저 조사된 개구 제어 특성을 포함하는 개구의 레이저 가공된 라인을 가지는 역작용 파열 디스크의 볼록면의 사시도;
도 2는 도 1의 역작용 파열 디스크의 볼록면의 사시도;
도 3은 도 1의 역작용 파열 디스크의 볼록의 평면도;
도 4는 도 1의 파열 디스크 레이저 조사된 개구 제어 특성의 확대된 부분사시도;
도 5는 라인 5-5에 따라 절단된 도 4의 파열 디스크 팽출 섹션의 부분 단면도;
도 6은 레이저 조사된 개구 제어 특성의 선택적인 실시예의 부분 확대도;
도 7은 라인 7-7에 따라 절단된 도 6의 파열 디스크 팽출 부분의 단면도;
도 8은 도 1의 파열 디스크와 개구 라인의 개구 개시 특성을 연결하도록 구성된 디스크 개구 톱니를 가지는 예시적인 파열 디스크 지지 링의 확장된 사시도;
도 9는 개구 개시 특성과 개구 라인의 단부 영역에 형성된 쌍 항 단편화 특성을 포함하는 개구 의 C-자 형상라인을 가지는 파열 디스크의 오목한 면의 사시도;
도 10은 도 9의 파열디스크 특히 항-단편화 특성의 확대 단면도;
도 11은 플랜지 섹션에 근접한 라인 개구 세그먼트의 단부 영역에 배치되는 기능 항 단편화 특성을 가진 개구의 가로 패턴 라인을 가지는 파열 디스크의 다른 실시예의 사시도;
도 12는 도 1에 도시된 것과 유사한 개구의 레이저 조사된 라인을 따라 반전 개시 특성을 포함하는 역작용 파열 디스크의 다른 실시예의 오목면의 부분 사시도;
도 13은 도 12의 파열 디스크 및 특히 도 12의 개구 개시 특성의 부분 확대도;
도 14는 라인 14를 따른 도 13의 파열 디스크의 단면도;
도 15는 라인 15를 따른 도 13의 파열 디스크의 단면도;
도 16은 라인 16를 따른 도 13의 파열 디스크의 단면도;
도 17은 라인 17를 따른 도 13의 파열 디스크의 단면도;
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파열 디스크의 볼록한 면의 평면도;
도 19는 도 18의 파열 디스크의 개구 개시 특성의 부분 확대도;
도 20은 도 18의 파열 디스크의 항 단편화 특성의 부분 단면도;
도 21은 라인 개구 세그먼트의 단부 영역에 배치된 항 단편화 특성을 가진 개구의 가로 패턴 라인 패턴을 갖는 또 다른 파열 디스크 실시예의 사시도;
도 22는 디스크의 팽출 섹션의 정점에 있는 다각형의 오목한 영역의 부분 확대도;
도 23은 라인 개구 세그먼트의 단부 영역에 배치된 항 단편화 특성을 가진 개구 구성의 5-페탈 라인을 갖는 다른 파열 디스크 실시예의 사시도;
도 24는 디스크의 팽출 섹션의 정점에 있는 다각형의 오목한 영역의 부분 확대도; 및
도 25는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 개구 개시 특성의 확대 단면도;
도 26 및 27은 본 발명에 따라 제조된 다른 항 단편화 특성 실시예의 확대 단면도;
도 28은 디스크의 중앙 섹션의 중심에 위치한 개구 개시 특성을 포함하는 개구의 가로 패턴 라인을 갖는 다른 파열 디스크 실시예의 사시도; 및
도 29는 라인 개구 세그먼트중 하나를 따라 도 28의 파열디스크의 중앙 부분의 분리도.

하기하는 상세한 설명은 본 발명의 다양한 예시적인 실시예를 참조한다. 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 충분히 상세하게 본 발명의 양태를 설명하는 것을 의도하고 있다. 다른 실시예가 이용될 수 있으며, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 변경될 수 있다. 따라서 하기하는 상세한 설명은 제한적인 의미로 해석되어서는 안된다.

본 발명은 일반적으로 디스크 개구 제어 특성의 적어도 한가지 형태를 포함하는 개구의 레이저 가공 라인을 포함하는 특히 파열 디스크의 과압 경감 장치에 관한 것이다. 디스크 개구 제어 특성은 디스크의 개구에 형성된 페탈의 단편화를 방지하거나 디스크 개구 개시를 지원하기 위한 것일 수 있다.

이제 도면을 참조하면, 특히 도 1에서, 역작용 파열 디스크(10)은 외부 플랜지 섹션(14)으로 둘러싸여지는 중앙 팽출 섹션을 가진다. 비록 상기 디스크(10)가 파열 디스크 형태일 수 있지만 팽출 전방 작용 파열 디스크 또는 비팽출 파열 디스크일 수 있다. 디스크(10)는 스테인레스 강, 하스텔로이, 인코넬, 티타늄, 니켈과 같은 다양한 금속을 포함한 임의의 재료로 구성될 수 있다. 개구(16)의 라인은 레이저 가공 방법을 이용하여 팽출 섹션(12)에 형성된다. 당업자는 디스크 재료, 디스크 두께, 의도하는 처리 시간과 같은 다수의 변수에 따라 적절한 레이저 및 레이저 동작 파라미터를 선택할 수 있다. 특정실시예에서, 예측 불가능한 디스크 반전 및 개구 특성을 가져올 수 있는 이런 팽출 섹션(12) 내의 열 영향 영역의 생성을 피하도록 레이저 및 레이저 동작 파라미터를 선택하는 것이 바람직하다. 따라서 개구(16)의 레이저 조사된 라인 내부 및 라인에 인접한 금속의 입자 구조는 실질적으로 팽출 섹션(12)의 나머지 부분과 같다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 개구(16)의 라인은 실질적으로 C자 형상이고 팽출 섹션(12)의 오목한 표면(18)에 형성된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예는 개구(16)의 라인에 대해 다른 패턴을 가지는 것으로 이해된다. 상기 선택적인 패턴은 크로스 패턴(도 13 참조) 및 본 명세서에 전체적으로 참조로 통합된 2012년 10월 31에 출원된 미국 특허 출원 제61/720800호에 기재된 구성을 포함하는 불연속 또는 "점선" 라인을 포함한다. 개구(16)의 라인은 파열 디스크(10)의 개구에서 디스크를 통한 가압된 유체의 흐름을 가능하게 하는 과압 경감 영역을 적어도 부분적으로 정의하기 위해 기능한다. 개구(16)의 라인은 이격된 단말 단부 영역(24, 25)에 의해 정의된 힌지 영역(22)으로부터 맞은편에 위치된 레이저 조사된 개구 제어 특성(20)을 포함한다. 디스크(10)의 개구시, 개구(16)의 라인에서 팽출 섹션(12)의 인열에 의해 형성된 결과적인 페탈은 과압상태를 경감시키기 위해 인지 영역(22)주위에서 피벗회전한다. 디스크(10)는 팽출 섹션(12)과 외부 플랜지 섹션(13)를 상호연결하는 전이 영역(27)을 포함한다. 특히 도면에 도시된 특정 실시예에서, 개구(16)의 라인은 전이 영역(27)의 안쪽에 위치된다. 그러나 개구(16)의 라인이 전이 영역(27)과 외부 플랜지 섹션(14)위에 및/또는 가로질러 포함하는 디스크(10)의 임의의 부분에 전체적으로 또는 부분적으로 형성되는 것은 본 발명의 범위 내에 있다. 개구(16)의 라인의 정확한 위치는 디스크(10)를 위한 특정 용도에 따라 변할 수 있다.

도 1-5에 도시된 실시예에서, 개구 제어 특성(20)은 과압상태에 노출된 팽출 섹션(12)의 개구를 지원하도록 구성된 개구-시작 특성을 포함한다. 하기에서 보다 상세히 설명하는 바와 같이 개구 제어 특성(20)은 특히 비록 이것이 항상 이런 경우일 필요는 없지만 디스크-연결 톱니를 가지는 지지링과 같은 팽출 섹션(12)의 역전시 디스크 재료의 파열을 시작하도록 구성된 기기와 견결되어 사용하기에 특히 적합하다. 도 4 및 도 5에 명백하게 도시된 바와 같이, 개구 제어 특성(20)은 복수의 이격된 레이저 조사된 트렌치(26-36)를 포함한다. 트렌치(26, 28, 30)는 서로(단부 영역(25)을 향한 방향으로)를 향해 수렴하고 최종적으로 라인 개구 세그먼트(38)으로 모여진다. 트렌치(26 및 30)는 부분적으로 개구 제어 특성(20)을 정의하는 마진(29, 31)을 포함한다. 마찬가지로, 트랜치(32 및 36)는 부분적으로 개구 제어 특성(20)을 정의하는 마진(33, 35)를 각각 포함한다. 세그먼트(38)는 오목한 표면(18)에서 볼록한 표면(42)을 향해 연장되는 단일 채널(40)을 포함한다. 마찬가지로, 트렌치(32 및 36)는 서로(단부 영역(24)의 방향으로)를 향해 라인 개구 세그먼트(44)내로 수렴한다. 세그먼트(44)는 역시 채널(40)과 유사한 단일 채널(46)을 포함한다.

도 4에 도시된 실시예에서, 개구 제어 특성(20)을 포함하는 트렌치는 각각의 단부 섹션(48-58)을 나타내는 각 트렌치와 단절된다. 각 단부 섹션은 비 레이저 조사 영역(60)에 의해 다른 각각의 단부 섹션에서 분리된다. 예를들어, 단부 섹션(48)은 비 레이저 조사 영역(60)에 의해 분리된 두 단부 섹션과 함께 바로 맞은편 단부 섹션(54)에 배치된다. 단부 섹션 쌍(50, 56 및 52, 58)에서도 이와 동일하다.

도 6 및 도 7은 약간 변경된 구성을 갖는 개구 제어 특성(20a)을 나타내고 있다. 트렌치(48 및 54)는 실질적으로 도 2의 실시예와 마찬가지로 표시된다. 그러나, 나머지 트렌치 쌍(28,34 및 30,36)은 각각의 바이트 섹션(62)에 의해 서로 연결된다. 바이트 섹션(62, 64)는 일반적으로 라인 개구 세그먼트(38, 44)의 곡률과 맞은편의 팽출 섹션(12)의 중심 방향으로 연장되는 곡률을 가진다.

특정실시예에서, 파열 디스크(10)는 도 8에 도시돤 바와 같은 지지 링(66)과 함께 사용하도록 구성된다. 지지 링(66)은 중앙 오리피스(70)를 가지는 원형 몸체(68)를 포함한다. 몸체(68)는 또한 오리피스(70)를 향해 내부로 일반적으로 돌출하는 톱니(72)와 힌지 지지수단(74)를 포함한다. 톱니(72)는 과압상태에 노출됨에 따른 팽출 섹션(12)의 역전시 개구 제어 특성(20)을 연결하도록 구성된다. 특히, 톱니(72)는 하나 이상의 트랜치(26-36)에 또는 바로 부근에서 팽출 섹션(12)과 접촉하도록 구성된다. 팽출 섹션(12)의 역전은 개구의 종래의 단일 트랜치 라인을 가지는 특히 과압 이벤트에서 예측 또는 정밀한 제어가 어려울 수 있기 때문에, 톱니(72)는 개구 라인에서 팽출 섹션(12)과 초기 접촉하는 것이 항상 보장될 수는 없다. 개구 제어 특성(20)은 디스크 역전시 톱니(72)가 초기에 팽출 섹션(12)을 연결할 수 있는 영역을 확장함으로써 상기 경우가 완화된다. 따라서, 톱니(72)는 디스크의 인열을 초래할 가능성이 크다는 점에서 팽출 섹션(12)을 접촉시키는 것을 보장할 수 있다. 한번 팽출 섹션의 인열이 개구 제어 특성(20)에서 시작되면, 인열은 단부 영역(24, 25)을 향해 라인 개구 세그먼트(38, 44)를 따라 진행한다. 팽출 섹션(12)의 인열에 의해 형성된 페탈은 페탈의 단편화를 방지하도록 힌지 지지수단(74)과 접촉하는 힌지 영역(22)주위에서 피벗회전한다.

도 9 및 도 10은 본 발명에 따라 만들어진 파열 디스크의 선택적인 실시예를 도시한다. 상기 선택적인 실시예는 도 1의 파열 디스크와 많은 점에서 유사하다. 따라서 동일한 참조 번호가 이들의 유사한 구조를 식별하기 위해 사용된다. 도 9를 참조하면, 디스크(10)은 팽출 섹션의 오목한 표면(18)에 형성된 개구(16)의 라인을 포함하는 역전 작용 파열 디스크이다. 개구(16)의 라인은 개구 제어 특성(20)을 포함하며 개구 시작 특성으로 기능하는 개구 제어 특성 및 각각 단부 영역(25, 24)을 향해 개구 제어 특성(20)으로부터 연장되는 라인 개구 세그먼트(38, 44)을 포함한다. 단부 영역(24, 25)은 각각 추가적인 디스크 개구 제어 특성(76, 78)을 포함한다. 개구 제어 특성(76, 78)은 디스크(10)의 개구시 개구(16)의 라인에서 작용하는 인열력을 확산시키는데 기여하는 항-단편화 특성으로 기능하고 이에따라 디스크 재료가 힌지 섹션(22)을 가로질러 인열하는 것을 차단하고 디스크 페탈의 단편화를 피한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 개구 제어 특성(76)은 힌지 섹션(22)을 행한 방향에서 라인 개구 세그먼트(44)의 채널로부터 연장되는 복수의 이격된 트렌치(80, 82, 84)를 포함한다. 트렌치(80, 82, 84)는 항상 이런 경우일 필요는 없지만 일반적으로 다른 방향의 채널(46)로부터 역시 연장된다. 예를들어, 트랜치(80)는 개구(16)의 라인 내부 방향에서 채널(46)로부터 연장되고, 트렌치(82)는 라인 개구 세그먼트(44)와 동일한 진행 경로를 따라 연장되고 트랜치(84)는 플랜지 섹션(14)을 향한 방향이다. 트랜치(80 및 84)는 역시 부분적으로 개구 제어 특성(76)을 정의하도록 기여하는 각각의 마진(81, 85)을 포함한다.

도 11은 디스크 개구 제어 특성이 항 단편화 특성으로 이용되는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 파열 디스크(86)는 외부 플랜지 섹션(90)에 의해 둘러싸인 중앙 팽출 섹션(88)을 포함하는 전방 작용 디스크로 구성된다. 교차 패턴 구성을 가지는 개구(940의 라인은 팽출 섹션(88)의 오목한 표면(92)에 형성된다. 비록 개구(94)의 라인이 팽출 섹션(88)의 볼록한 표면에 형성될 수 있으나 개구(94)의 라인은 일반적으로 4 개의 라인 개구 세그먼트(96, 98, 100, 102)를 ㅍ포함한다. 세그먼트(96, 100)는 팽출 섹션(88)의 정점(104)에서 연속적으로 교차하는 것으로 도시된다. 세그먼트(98, 102)는 정점(106)에 접근하지만, 서로 또는 세그먼트(96, 100)과 교차하지 않는 것으로 도시된다. 상기 구성은 의도하는 것보다 많은 디스크 재료의 제거로 인해 레이저가 정점(104)을 이중으로 통과하여 디스크를 통해 핀홀이 더 많이 형성되는 것을 방지한다. 각 라인 개구 세그먼트는 외부 플랜지 섹션(90)에 인접한 각 단부 영역에 배치되는 개구 제어 특성(106)을 포함한다. 상기 실시예에서, 개구 제어 특성(106)은 항 단편화 특성으로 이용된다. 상술한 바와 같이 하나이상의 개구 특성을 포함하는 개구 특성의 다른 라인은 본 발명의 범위 내에 있고 상기 실시예는 단순히 예시적인 것으로 인식된다. 예를 들어, 2, 3 또는 5개 이상의 페탈로 인한 개구 라인을 가지는 전방 개구 또는 역전 개구 디스크는 여기에 도시된 개선에 따라 수정될 수 있다.

도 12 및 도 13은 파열 디스크(10)가 2012년 7월 18일 출원되고 전체가 참조로 본 명세서에 통합된 US 특허 출원 제 13 / 552,165 호에 개시된 것과 같이 역전 시작 특성(108)과 취약선(110)을 더 포함하는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 역전 시작 특성(108)은 일반적으로 레이저 조사된 영역을 둘러싸는 팽출 섹션(12)의 잔여부분과 비교하여 감소된 두께를 가지고 이로부터 만곡된 제 1 레이저 조사된 영역(112)과 제 1 레이저 조사된 영역(112)의 마진내에 위치되는 제 2 레이저 조사된 영역을 포함한다. 레이저 조사된 영역(114)은 일반적으로 레이저 조사된 영역(112)에 비해 감소된 두께를 가지고, 팽출 섹션(12)이 단일 깊이를 가지는 역전 시작 특성을 통해 달성될 수 있는 것 보다 역전된 압력이상으로 미세 터닝 제어하는 부가적인 수단을 제공한다. 상기 '165의 출원에 개시된 바와 같이, 선택적인 구성들을 포함하는 역전 시작 특성(108)이 다수의 선택적인 구성을 포함할 수 있다. 취약선(110)은 일반적으로 레이저 조사된 트렌치를 포함하고, 개구 제어 특성(20)을 향해 역전 시작 특성(108) 내에서 시작하는 팽출 섹션(12)의 역전을 안내하는 것을 지원하며, 팽출 섹션(12)의 개구가 힌지 영역(22)에서 맞은편 일부 지점에서 발생하는 것을 보장하기 위해 선택적으로 지지링 톱니(72)를 포함한다. 도 13에 도시된 바와 같이. 취약선(110)은 트랜치(26-36)에 접근하지만 교차하지는 않는다.

도 14-17은 도 13의 각각의 섹션 라인을 따른 단면도이고, 개구(16)의 라인이 개구 제어 특성(20)을 따른 진행으로 깊이를 변경하는 방법을 개략적으로 도시한다. 도 14는 트랜치(28)에서 트랜치들(26, 30)이 분기하기 전의 지점에서 라인 개구 세그먼트(38)와 채널(40)을 도시한다. 특정 실시예에서, 개구(16)의 라인은 복수의 레이저 패스의 팽출 섹션(12)위로 레이저 빔을 통과시킴으로써 생성된다. 각각의 레이저 패스는 팽출 섹션(12)을 가로질로 미리설정된 레이저 패쓰를 따라고 어블레이션에 의해 디스크 물질을 제거하게 된다. 레이저 경로의 일부는 각각의 절제 패스에 의해 형성된 트렌치가 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 중첩되도록 이격된다. 또한, 레이저 경로의 다른 부분은 각각의 절제 패스에 의해 형성된 트렌치가 적어도 하나의 다른 트렌치에서 분기되도록 이격된다. 연속된 레이저 빔의 패스의 중첩도가 클수록, 일반적으로 그 영역 위에 개구(16)의 라인 깊이가 크다. 채널(40)은 일반적으로 두 개 이상의 레이저 패스의 레이저 경로가 일반적으로 일정한 수준으로 중첩되는 레이저 가공 영역을 포함한다.

도 15에 도시된 바와 같이, 연속적인 레이저 패스는 개별 트렌치(26, 28, 30)의 전개를 분기 시그널링하기 시작한다. 상기 지점에서, 특성의 중심을 향해, 빔 경로를 따라 레이저 어블레이션에 의한 트랜치의 큰 부분이 중접되ㄱ 시작하고 이에따라 트렌치(28)와 대응하는 더 깊은 부분이 형성되는 반면, 특성의 마진을 향해, 더 적은 중첩이 있을 수록 트렌치(26, 30)에 대응하는, 더 얕은 부분이 생성된다. 대칭 섹션형상은 상기 방법에 의해 형성될 수 있는 유일한 형상이 결코 아니며 상기 특성에 따른 위치에서 깊이로서 상기 특성은 예를들어 펄스 에너지, 반복율, 스캔 속도 및 스팟 크기와 같은 레이저의 동작에 해당되는 것과 유사한 이용가능한 다른 매개변수의 조정에 의해서와 마찬가지로 레이저 경로를 조정함으로써 트랜치 중첩을 증가 또는 감소시킴으로써 제어될 수 있다.

도 16은 채널(40)에서 이격되어 진행하는 트렌치(26, 28)의 연속적인 분기를 도시한다. 트렌치들 사이의 중첩이 연속되는 동안, 이러한 중첩의 정도는 도 15에 도시된 것보다 적다. 결과적으로, 트렌치(28)의 깊이는 디스크의 상기 영역에 집중되는 레이저의 에너지가 더 적기 때문에 도 15에서보다 적다.

도 17은 트렌치(26, 28, 30)가 구분되어 레이저 조사되지 않은 세그먼트(116, 118)에 의해 서로 분리되도록 충분히 레이저 경로가 분기되는 것을 도시한다. 도시된 바와 같이, 트렌치(26, 28)은 비록 상기 경우에 항상 필요한 것은 아니지만 거의 동일한 깊이를 가진다. 본 발명의 범위 내에서, 트렌치(26, 28, 30)는 다른 깊이를 가진다. 그러나 일반적으로 각 트렌치(26, 28, 30)의 평균적인 깊이는 채널(40)의 평균깊이보다 작고 감소된 수준의 트렌치 중첩이 주어진다.

동일한 개념은 일반적으로 항단편화 특성으로 기능하는 개구 제어 특성(76, 78, 106)에 해당한다. 상기 이들의 개구 제어 특성의 각 트렌치의 평균 깊이는 레이저 경로의 분기로 인해 채널(40)의 평균 깊이보다 작다.

도 12 및 도 13으로 돌아가면, 제조의 한 방식에서 레이저 빔은 개구 제어 특성(20)의 형성시 비연속적으로 작동되어 비 레이저 조사된 영역(60)을 형성한다. 예를 들어 레이저 경로는 단부 영역(24)에서 시작될 수 있다. 어블레이션 작업은 라인 개구 세그먼트(44)에 의해 점유된 팽출섹션(12)의 부분에서 레이저 경로를 따라 계속된다. 개구 제어 특성(20)의 영역에서, 상기 레이저 경로는 트렌치 (32)에 의해 점유된 팽출섹션(12)의 부분 위로 지향될 수 있다. 단부 섹션(54)에 도달하면, 레이저 머신이 단부 섹션 (48)를 대상으로 그 초점 스폿을 조정하는 동안 디스크(10)의 표면에 충돌하지 않도록 레이저 빔은 (예를 들어, 셔터를 사용하여) 중단 될 수 있다. 상기 지점에서 레이저는 다시 한번 디스크(10)의 표면에 충돌하도록 허용된다. 레이저 빔은 그후 단부 영역(25)에 도달할 때까지 트렌치(26) 및 라인 개구 세그먼트(38)에 대응하는 레이저 경로를 따라 연속적으로 작동된다. 다른 실시예들에서, 레이저는 단일 연속된 레이저 조사된 영역(예를 들면, 세그먼트(38), 트렌치(26-30))를 가공하도록 프로그래밍 될 수 있으며, 빔이 중단되고, 초점이 재설정되고 빔은 다신한번 다른 단일 연속된 레이저 조사된 영역(예를 들어, 세그먼트(44), 트렌치(32-36)를 가공하기 위해 디스크(10)에 충돌하도록 허용된다.

도 18은 외부 플랜지 섹션(121)에 의해 둘러싸인 팽출 섹션(119)을 가지고 이들의 오목면(123)에 형성된 개구 구성의 선택적인 라인을 포함하는 팽출 파열 디스크(120)를 도시한다. 개구(122)의 라인은 일반적으로 C 자형이고 도시된 바와 같이 세 개구 제어 특성을 포함한다:: 개구 시작 특성(124), 두 항 단편화 특성(126, 128). 개구 시작 특성(124)은 라인 개구 세그먼트(130)에 의한 항 단편화 특성(126) 및 라인 개구 세그먼트(132)에 의한 항 단편화 특성(128)로 상호 연결된다. 항 단편화 특성(126, 128)은 각각 그 사이에 있는 힌지 영역(138)을 함께 정의하는 각각의 단부 영역(134, 136)을 포함한다. 도 18에 도시된 다양한 개구 제어 특성은 도시된 바와 같은 개구 구성 라인의 일부로 또는 함께 사용될 필요가 없다는 것을 알 수 있다. 이러한 특성은 단독으로 또는 임의의 수의 조합으로 이용될 수 있거나, 개구 구성의 선택적인 라인의 일부를 형성할 수 있다.

도 19에 도시 한 바와 같이, 개구 시작 특성(124)은 일반적으로 레이저 조사된 측면 마진(140, 142)의 쌍에 의해 정의되고 그 사이에 있는 레이저로 조사된 개구 시작 영역(144)을 포함한다. 레이저 조사된 측면 마진(140, 142)은 라인 개구 세그먼트(130, 132)를 향하여 영역(144)의 중심으로부터 이격된 방향으로 서로를 향해 수렴하도록 구성된다. 전술한 다른 실시예와 같이, 라인 개구 세그먼트(130, 132)는 팽출 섹션(119)의 맞은편 볼록면을 향하여 오목면(123)을 관통하는 각 채널(146, 148)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 개구 시작 특성(124)은 채널 (146, 148)의 경계를 정의하는 측면 마진(140, 142)과 함께 라인 개구 세그먼트(130, 132)와 연속적이다. 그러나, 이해할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 범위 내에서 특성(124) 및 세그먼트(130, 132)는 하나 이상의 비레이저 조사된 영역에 의해 단절되고 분리된다.

개구 시작 특성(124)은 일반적으로 전술한 개구 제어 특성(20)의 형성과 유사한 방식으로 형성된다. 그러나, 상기 레이저 경로는 미리 설정된 레이저 경로를 따라, 레이저의 동작에 의해 형성된 각 트렌치의 적어도 일부가 다른 인접한 트렌치의 적어도 일부와 중첩되도록 구성되고 이격된다. 따라서, 비레이저 조사된 세그먼트(116, 118)(예를들어 도 17 참조)의 형성이 회피되고, 디스크(120)의 처리 동안 레이저에 의해 방출된 에너지는 더 큰 정도의 트렌치 오버랩이 있는 실시예에서 보다 더 넓은 면적에 걸쳐 전달된다. 상기 결과는 레이저 조사된 개구 시작 영역(144)이 채널(146, 148) 중 어느 하나보다 더 얕은 깊이를 가진다는 것이다. 세그먼트(130, (132)가 접근할 때, 채널(146, 148)의 전체 깊이에 도달할 때까지 트렌치 중첩의 정도는 점차적으로 증가한다.

도 20을 참조하면, 항-단편화 기능(126)이 더 상세히 도시된다. 항-단편화 기능(126)는 많은 점에서 개구 시작 특성(124)과 유사하다. 특히, 특성(126)은 일반적으로 라인 개구 세그먼트 방향에서 서로를 향하여 수렴하는 레이저 조사된 측면 마진(150, 152)쌍에 의해 정의된다. 그러나, 측면 마진(150, 152)이 단부 영역(134)에 접근함에 따라, 측면 마진 사이의 간격은 거의 일정하게 유지된다. 특성(126)는 측면 마진(150, 152) 사이에 있는 레이저 조사된 항 단편화 영역(154)을 포함한다. 개구 시작 특성(124)에서와 같이, 항 단편화 특성(126)은 연속된 레이저 빔 패스에 의해 형성된 트렌치들 사이의 중첩 정도를 변경함으로써 형성된다. 단부 영역 (134)이 접근함에 따라, 레이저에 의해 방출된 에너지가 더 넓은 영역을 통해 전달되고 이에따라 영역(154)에서 채널(146)보다 얕은 깊이가 되도록 인접한 트렌치들 사이의 중첩의 정도가 감소된다. 따라서, 디스크(120)가 열리고 개구(122)의 라인을 따라 파손되기 때문에 디스크 재료의 두꺼워진 영역이 항 단편화 영역에서 만나고 파손은 단부 영역(134)의 근방에서 파손이 중단될 때까지 더 큰 에너지를 흡수한다.

도 21 및 23은 열릴때 복수의 페탈을 형성하는 파열 디스크의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 먼저, 도 21을 참조하면, 파열 디스크(156)는 환형 플랜지 섹션(160)에 의해 둘러싸인 팽출 섹션(158)을 포함한다. 개구(162)의 라인은 디스크(156)의 오목면(164)에 형성된다. 개구(162)의 라인은 크로스 패턴으로 구성되고, 라인 개구 세그먼트(166, 168, 170, 172)와 각 라인 개구 세그먼트의 외측 단부로부터 연장되는 복수의 항 단편화 특성(174)를 포함한다. 항 단편화 특성(174)은 상술한 항 단편화 특성(126)과 유사하게 구성된다.

도 22에 보다 명확하게 도시된 바와 같이, 각 라인 개구 세그먼트는 팽출 섹션(158)의 중앙 섹션(176)을 향하여 내측으로 연장된다 중앙 섹션(176)은 일반적으로 팽출 섹션(158)의 바로 둘러싸는 부분과 비교하여 감소된 두께를 갖는 레이저 조사된 영역을 포함한다. 도시된 바와 같이, 중앙 섹션(176)은 네 개의 짧은 측면(180)과 서로 연결되는 네 개의 긴 측면(178)을 가지는 다각형 특히 팔각형 형상이다. 라인 개구 세그먼트(166-172)는 중앙 섹션(178)과 교차하지 않으나 상기 특성은 좁은 비레이저 조사된 영역으로 구분된다는 것을 주목하여야 한다. 도 11의 파열 디스크의 실시예에서와 같이, 상기 구성은 레이저가 이중 디스크의 한 영역을 가로질러 이중으로 통과하는 경우에 발생할 수 있는 핀 홀링(Pinholing) 문제를 방지한다. 그러나, 본 발명의 범위 내에서, 라인 개구 세그먼트(166-172)는 상호연결되고 디스크의 레이저 가공 중에 사용되는 레이저 경로의 구성에 따라 중앙 섹션(176)과 연속된다.

도 23은 약간 다른 개구 라인 구성을 채용한 것을 제외하고 도 21과 유사한 다른 실시예를 도시한다. 특히, 파열 디스크(182)는 환상의 플랜지 섹션(186)에 둘러싸인 팽출 섹션(184)을 가지는 것으로 도시된다. 개구(188)의 라인은 팽출 섹션(184)의 오목면(190)에형성되고 파열시 5개의 페탈이 형성되도록 구성된다. 개구(188)의 라인 개구 세그먼트(192, 194, 196, 198, 200)과 플랜지 섹션(186)을 향한 각 세그먼트의 외측 단부로부타 연장되는 항 단편화 특성(202)을 포함한다. 항 단편화 특성(202)은 도 21의 실시예에서의 항 단편화 특성(174)과 유사하게 구성된다. 중앙 섹션(204)은 도 21의 실시예에서의 카운터파트로 다르게 구성된다. 도 24에 도시된 바와 같이, 중앙 섹션(204)은 5개의 짧은 측면(208)과 상호 연결되는 5개의 긴 측면(206)을 가지는 십각형을 포함한다. 모든 다른 측면에서, 디스크(192)는 도 21에서의 디스크(156)과 필수적으로 동일하다.

도 25는 본 발명에 따른 다른 가능한 개구 시작 특성(210)의 구성을 나타낸다. 개구 시작 특성(210)은 도 19의 개구 시작 특성(124)에 대해 많은 개념이 유사하다. 그러나 특성(210)은 주로 그것이 형성됨에 따라 레이저 가공 절차에 기인하는 모종의 고유 특성을 가진다. 특정실시예에서, 특성이 개구의 C자형상 라인의 일부를 형성하고 디스크의 힌지 영역과 맞은편 디스크의 중앙 섹션에 위치되는 것이 바람직하다는 것에 유의해야 한다. 그러나 이것은 반드시 항상 그렇다고는 할 수 없다. 한 실시예에서, 개구 세그먼트(212) 라인은 채널(214)을 포함하여 형성된다. 상술한 바와 같이, 채널(214)은 긴밀히 이격된 레이저 경로를 따라 복수의 패스의 디스크에 걸쳐 레이저를 통과하고 이에따라 채널(214)을 형성함으로써 이루어질 수 있다. 채널(214)은 채널 마진(216, 218)쌍에 의해 정의된다. 마진들(216, 218) 사이의 최대 폭은 여기서 Wc로 표시된다. 채널(214)은 또한, 최대 깊이를 포함하고, 여기서 Dc로 표시된다. 특정 실시예에서, 채널(214)의 깊이는 비교적 일정하다. 그러나 본 발명의 범위 내에서, 채널(214)의 깊이는 그 길이를 따라 변할 수 있다. 어쨌든, 그 길이에 따른 일부 지점에서 채널(214)는 그 지점에서 나머지 디스크 재료의 두께가 최소가 되는 최대 깊이를 나타낸다.

개구 시작 특성(210)은 복수의 레이저의 경로를 따라 복수의 패스의 디스크면을 가로질러 레이저 빔을 통과시킴으로써 형성 될 수 있다. 그러나, 개구 시작 특성(210)과 일치하는 레이저 경로는 라인 개구 세그먼트(212)의 생성에 사용되는 레이저 경로보다 더 멀리 이격된다. 따라서, 특성(210)의 제조 과정에서 생성 된 트렌치는 덜 중첩되고, 라인 개구 세그먼트(212)에 인접하여 위치하는 결과적인 포켓(220, 222)은 일반적으로 Dc보다 평균적으로 덜 깊다. 포켓(220, 222)의 평균 깊이는 여기서 Dp로 정의된다. 또한, 트렌치의 수와 트렌치 중첩 정도를 기반으로, 포켓(220, 222)은 Wc 보다 큰 특성(210)(즉, 특성 측면 마진(224, 226)사이의 최대 거리)의 최대 폭으로 정의될 수 있는 최대 폭 Wp를 나타낸다.

개구 시작 특성(124)의 마진(140, 142)과 같이, 마진(224, 226)은 라인 개구 세그먼트(212)를 향한 방향으로 서로를 향해 수렴한다. 그러나, 도 19의 실시예에서와는 대조적으로, 특성(210)이 형성되는 레이저 경로는 전체 길이에 덜쳐 라인 개구 세그먼트(212)와 일반적으로 동심이다. 도 19의 실시예에서, 레이저 경로는 개루부 라인 세그먼트(130, 132)에서 떨어져 "페더 아웃(feather out)" 되는 경향이 있다.

이제 도 26 및 27을 참조하면, 본 발명에 따른 항 단편화 특성의 다른 실시 예가 도시된다. 도 26에서, 항-단편화 특성(228)은 라인 개구 세그먼트(230)에 인접하여 도시된다. 전술한 다른 실시예와 같이, 라인 개구 세그먼트(230)는 다른면을 향한 면 중 하나로부터 디스크 내로 관통하는 채널(232)을 포함한다. 채널(232)은 이들사이의 최대폭 Wc와 최대 깊이 Dc를 갖는 채널 마진(234, 236)의 쌍에 의해 정의된다. 항 단편화 특성(228)은, 비록 본 발명의 범위 내에서, 포켓이 라인 개구 세그먼트와 인접하지만, 디스크의 중앙 섹션(242)의 비레이저 조사된 라인(240)에의해 라인 개구 세그먼트(230)에서 분리된 레이저 조사된 포켓(238)을 포함한다.

포켓(238)은 일반적으로 직사각형의 형태를 취하고(비록 어떤 다각형 또는 비다각형 구성이 가능하지만), 특성의 길이를 정의하는 측면 마진(244, 246)과 특성의 폭 Wp를 정의하는 측면 마진(248, 250)에 의해 정의된다. 여기서 사용된 용어 "길이"는 특성의 최대 크기를 의미하고, 용어 "폭"은 일반적으로 길이에 수직한 방향에서 특성의 다음 최대 크기(길이보다 적거나 동일할 수 있는) 크기를 의미한다.

상술한 항 단편화 및 개구 시작 특성과 마찬가지로, 항 단편화 기능(228)은 트렌치 중첩도를 감소시키고 이에따라 일반적으로 채널(232)에 대해 감소된 깊이의 트렌치를 가져오도록 레이저 경로를 충분히 이격시킴으로써 형성된다. 따라서, 특성(228)은 Dc 보다 적은 평균 깊이, Dp를 나타낸다. 특정 실시예에서, 특성(228)에 대한 최대값 Wc는 또한 Wp보다 크다.

도 27은 또 다른 항 단편화 특성의 실시예를 나타낸다. 특성(252)는 특성(228)과 유사한 수를 가진다 그러나 특성(252)은 비레이저 조사된 영역(240)에의해 서로 및 라인 개구 세그먼트(230)에서 분리된 포켓(254, 256) 쌍을 포함한다. 상기 실시예에서 또는 항 단편화 특성이 복수의 포켓을 포함하는 다른 실시예에서, Wp에 대한 값은 특성의 길이에 실질적으로 수직인 방향으로 취해진 레이저 조사된 포켓 폭의 합계로서 계산될 수 있다.

도 28은 열렸을 때 복수의 페탈을 생성할 목적으로 디스크상에서의 사용하기에 특히 적합한 개구 구성의 다른 라인을 도시한다. 특히 상기 실시예에서, 개구 라인은 복수의 라인 개구 세그먼트(260, 262, 264, 266)를 포함한다. 특정 실시예에서, 도시된 바와 같이, 라인 개구 세그먼트는 일반적으로 각각의 개구 시작 특성(268, 270)에 의해 상호 연결된 쌍으로 배치된다. 예를들어, 세그먼트(260, 264)는 제 1 개구 시작 특성(270)에 의해 상호 연결된 제 1 쌍의 세그먼트를 형성하고; 세그먼트(262, 266)는 제 2 개구 시작 특성(268)에 의해 상호연결된 제 2 쌍의 세그먼트를 형성한다. 본 발명의 범위 내에서 개구 라인은 디스크의 개구시 의도하는 수의 페탈에 따른 개구 시작 특성과 부가적인 세그먼트 쌍을 포함한다. 개구 시작 특성(268, 270)은 중앙 포켓(274)를 형성하기 위해 팽출 섹션(272)의 중심에 또는 그 근처에서 서로 교차한다.

개구 시작 특성(268, 270)은 상술한 개구 제어특성(개구 시작 및 항단편화 특성을 둘다 포함하는)으로 형성 또는 구성될 수 있다. 그러나, 도 28에 도시된 실시예에서, 개구 시작 특성(268, 270)은 각 라인 개구 세그먼트로부터 이격되어 움직이는 트렌치 중첩도의 점진적인 감소를 나타내는 도 19의 개구 시작 특성(124)와 유사하다. 따라서 특성(268, 270)은 각각 레이저 조사된 측면 마진(276, 278 및 280, 282)의 쌍에 의해 적어도 부분적으로 정의된다. 측면 마진은 일반적으로 이들이 상호 연결되는 라인 개구 세그먼트의 방향에서 서로를 향해 수렴한다. 전술한 다른 실시예와 마찬가지로, 각 라인 개구 세그먼트는 다른 면을 향해 한 면에서 디스크내로 관통하는 채널을 포함한다.

개구 라인의 제조는 전술한 개구(122) 라인의 제조와 비슷한 방식으로 수행될 수 있다. 중앙 포켓(274)은 개구 시작 특성(268, 270)의 다른 부분보다 더 큰 레이저 경로 중첩도가 있는 중앙 섹션(272) 영역을 나타낸다. 따라서, 더 많은 디스크 재료가 포켓(274)에 대한 증가된 깊이를 가져오는 특성(268, 270)의 다른 부분에 대해 주어진 지점에서 중앙 포켓(274)에서 제거된다. 얻어진 구조의 토포 그라피는 도 29에 도시된다.

라인 개구 세그먼트(260, 264)에서 네트 재료의 상부 표면은 상기 세그먼트가 포함된 채널의 플로어를 나타낸다. 세그먼트(260)에서 특성(268)까지의 이행에서, 네트 재료 두께는 트렌치 중첩의 감소로 인해 점차적으로 증가한다. 재료 두께는 그후 교차하는 레이저 경로의 중첩으로 인해 특성(268)의 다른 부분에 비해 레이저로부터 추가적인 제거 에너지를 팽출 섹션(272)의 상기 부분이 수용하여 중앙 포켓(274)이 접근함에 따라 감소한다. 재료 두께는 특성(268)의 맞은편 부분을 향하여 포켓(274)으로부터 이격되어 움직임에 따라 증가한다. 마지막으로, 라인 개구 세그먼트(264)로 이행하는 동안 재료 두께는 전체 채널 깊이가 달성될 때 까지 트렌치 중첩의 증가를 나타내며 감소한다.

Claims

과압 경감 장치에 있어서,
맞은편 면을 가지는 중앙 섹션과 상기 중앙 섹션을 둘러싸는 외부 플랜지 섹션을 포함하는 파열 디스크,
상기 파열 디스크에 형성되고 상기 파열 디스크의 과압 경감 영역을 적어도 부분적으로 한정하는 레이저 조사된 라인,
하나이상의 라인 개구 세그먼트와 하나이상의 레이저 조사된 개구 제어 특성을 포함하는 개구의 레이저 조사된 라인을 포함하여 구성되고, 상기 하나이상의 라인 개구 세그먼트가 상기 면중 한부분에서 상기 면의 다른 부분을 향해 디스크 내로 관통하는 채널을 포함하고, 상기 하나이상의 개구 제어 특성이 레이저 조사된 측면 마진 쌍에 의해 적어도 부분적으로 한정되고, 상기 레이저 조사된 측면 마진 쌍은 상기 라인 개구 세그먼트중 적어도 하나의 방향에서 서로를 향해 수렴하는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.
제 1항에 있어서, 상기 중앙 섹션이 팽출되고 상기 맞은편 면이 볼록면과 오목면을 포함하는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.
제 2항에 있어서, 상기 개구의 레이저 조사된 라인이 상기 중앙 섹션의 오목 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.
제 1항에 있어서, 상기 하나이상의 개구 제어 특성이 과압 상태에 노출된 상기 파열 디스크의 개구를 지원하도록 구성된 개구 시작 특성을 포함하는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.
제 4항에 있어서, 상기 개구의 레이저 조사된 라인이 C-자 형상이고 이격된 터미널 단부 영역 쌍을 포함하고, 상기 터미널 단부 영역은 이들사이에 힌지 섹션을 정의하는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.
제 5항에 있어서, 과압 상태로 노출된 파열 디스크의 개구 시작 특성이 상기 파열 디스크에 인접하여 배치된 디스크 지지 링에 위치되는 톱니를 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.
제 5항에 있어서, 상기 개구 시작 특성이 상기 힌지 섹션의 맞은편에 있는 상기 중앙 섹션에 위치되는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.
제 1항에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 레이저 조사된 개구 제어 특성이 복수의 이격된 레이저 조사된 트랜치를 포함하고, 적어도 두개의 트렌치가 상기 레이저 조사된 측면 마진쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.
제 8항에 있어서, 상기 개구 제어 특성이 개구 시작 특성을 포함하고, 상기 개구 시작 특성을 포함하는 적어도 하나의 상기 레이저 조사된 트랜치가 불연속적이고 상기 중앙 섹션의 비레이저 조사된 영역에 의해 상호연결된 단부 섹션쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.
제 9항에 있어서, 적어도 하나의 상기 레이저 조사된 트렌치가 상기 중앙 섹션의 중심방향으로 연장되는 곡률을 가지는 바이트 섹션(bight section)을 포함하는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.
제 8항에 있어서, 적어도 하나의 상기 레이저 조사된 트렌치가 역작용 파열 디스크이고 상기 중앙 섹션이 역 시작 특성을 포함하는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.
제 11항에 있어서, 상기 개구 제어 특성이 개구 시작 특성을 포함하고, 상기 중앙 섹션이 상기 역 시작 특성으로부터 이격되어 연장되고 상기 개구 시작 특성을 향하는 취약선을 포함하는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.
제 8항에 있어서, 상기 하나 또는 그 이상의 개구 제어 특성이 상기 파열 디스크의 개구시 개구라안에서 상기 파열 디스크에 작용하는 에너지를 확산하도록 구성된 항 단편화 특성을 포함하는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.
제 13항에 있어서, 하나이상의 상기 이격되고 레어저 조사된 트렌치가 외부 플랜지 섹션을 향하는 방향에서 상기 채널로부터 연장되는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.
제 13항에 있어서, 하나이상의 상기 이격되고 레이저 조사된 트랜치가 개구 라인의 내측 방향에서 상기 채널로부터 연장되는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.
제 8항에 있어서, 상기 이격된 트랜치가 각각 상기 채널의 평균 깊이이하의 평균깊이를 가지는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.
제 1항에 있어서, 상기 개구의 레이저 조사된 라인이 상기 중앙 섹션의 한 면에 가로 패턴으로 배치된 복수의 라인 개구 세그먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.
제 17항에 있어서, 하나이상의 상기 라인 개구 세그먼트가 상기 중앙 섹션의 중심을 향하여 외부 플랜지 섹션에 인접한 상기 중앙 섹션 영역으로부터 연장되나 상기 라인 개구 세그먼트의 다른 쪽과는 교차하지 않는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.
제 17항에 있어서, 하나이상의 복수의 라인 개구 세그먼트가 외부 플랜지 섹션에 인접하여 위치한 단부 영역을 포함하고, 상기 단부 영역이 상기 개구 제어 특성중 하나를 포함하며, 상기 단부 영역 개구 제어 특성이 항 단편화 특성인 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.
과압경감 장치의 개구 라인을 형성하는 방법에 있어서,
맞은편 면을 가지는 중앙 섹션과 상기 중앙 섹션을 둘러싸는 외부 플랜지 섹션을 제공하고; 및
복수의 레이저 통로의 과압 경감 장치위로 레이저 빔이 통과함으로써 상기 과압 경감 장치의 개구 라인을 형성하고, 각각의 상기 통로는 소정의 레이저 경로를 따르고, 각 통로는 레이저 박리에 따라 상기 레이저 경감 장치로부터 재료를 선택적으로 제거하도록 작동하고 이에 따라 트렌치를 형성하도록 동작할 수 있고, 상기 형성된 개구 라인은 하나 또는 그 이상의 라인 개구 세그먼트와 하나 또는 그 이상의 개구 제어 특성을 포함하고,
적어도 복수의 레이저 경로의 각각의 일부는 적어도 하나의 다른 레이저 경로의 적어도 일부로부터 이격되어, 각 경로의 레이저 박리에 의해 생성되는 트렌치가 다른 레이저 경로상의 레이저 박리에 의해 생성된 트랜치상에 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 중첩되도록 하고, 상기 부분에서는 복수의 레이저 경로가 일정한 분리를 유지하고, 트랜치 중첩 정도는 하나 또는 그 이상의 라인 개구 세그먼트에 대응하고,
적어도 각 레이저 경로의 일부는 하나 또는 그 이상의 다른 레이저 경로(들)에서 분기하고, 상기 레이저 경로의 분기부는 하나 또는 그 이상의 개구 제어 특성에 대응하는 것을 특징으로 하는 과압경감 장치의 개구 라인을 형성하는 방법.
제 20항에 있어서, 상기 중앙 섹션은 팽출되고 상기 맞은편 면은 볼록면과 오목면을 포함하고, 상기 개구 라인은 상기 중앙 섹션의 오목면에 형성되는 것을 특징으로 하는 과압경감 장치의 개구 라인을 형성하는 방법.
제 20항에 있어서, 상기 하나이상의 개구 제어 특성은 복수의 이격되고 레이저 조사된 트랜치를 포함하고, 상기 레이저 조사된 트랜치는 서로를 향해 수렴하고 상기 라인 개구 세그먼트중 적어도 하나 내로 통합되고, 상기 하나이상의 라인 개구 세그먼트는 상기 면중 하나로부터 상기 면중 다른 족을 향해 과압 경감 장치내로 관통하는 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 과압경감 장치의 개구 라인을 형성하는 방법.
제 22항에 있어서, 상기 하나이상의 개구 제어 특성은 과압 상태에 노출된 과압 경감 장치의 개구를 지원하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 과압경감 장치의 개구 라인을 형성하는 방법.
제 23항에 있어서, 상기 개구의 레이저 조사된 라인은 C자 형상이고 이격된 터미널 단부 영역을 포함하며 상기 터미널 단부 영역은 이들사이의 힌지 섹션을 한정하는 것을 특징으로 하는 과압경감 장치의 개구 라인을 형성하는 방법.
제 24항에 있어서, 상기 개구 시작 특성은 상기 힌지 섹션의 맞은편 중앙섹션에 위치되는 것을 특징으로 하는 과압경감 장치의 개구 라인을 형성하는 방법.
제 22항에 있어서, 상기 하나이상의 개구 제어 특성은 상기 과압 경감 장치의 개구시 개구 라인에서 상기 과압 경감장치에 작용하는 에너지를 확산시키도록 구성된 항 단편화 특성을 포함하는 것을 특징으로 하는 과압경감 장치의 개구 라인을 형성하는 방법.
제 26항에 있어서, 하나이상의 이격되고 레이저 조사된 트랜치가 상기 외부 플랜지 섹션을 향한 방향의 상기 채널로부터 연장되는 것을 특징으로 하는 과압경감 장치의 개구 라인을 형성하는 방법.
제 26항에 있어서, 하나이상의 이격되고 레이저 조사된 트랜치가 개구 라인의 내측 방향의 채널로부터 연장되는 것을 특징으로 하는 과압경감 장치의 개구 라인을 형성하는 방법.
제 22항에 있어서, 상기 레이저 빔이 통과하는 동안 상기 레이저 빔은 상기 개구 제어 특성에 상응하는 레이저 경로의 부분에서 불연속적으로 작동하고 이에따라 상기 중앙 섹션의 비레이저 조사된 단부 섹션의 상을 포함하는 비연속 트랜치를 형성하는 것을 특징으로 하는 과압경감 장치의 개구 라인을 형성하는 방법.
제 22항에 있어서, 상기 이격된 트랜치가 각각 상기 채널의 평균깊이 이하의 평균깊이를 가지는 것을 특징으로 하는 과압경감 장치의 개구 라인을 형성하는 방법.
제 20항에 있어서, 상기 개구의 레이저 조사된 라인은 상기 중앙섹션의 한 면에 가로 패턴으로 배치된 복수의 라인 개구 세그먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 과압경감 장치의 개구 라인을 형성하는 방법.
제 31항에 있어서, 하나이상의 상기 라인 개구 세그먼트가 상기 중앙 섹션의 중심을 향하여 외부 플랜지 섹션에 인접한 상기 중앙 섹션 영역으로부터 연장되나 상기 라인 개구 세그먼트의 다른 쪽과는 교차하지 않는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치의 개구 라인을 형성하는 방법.
제 31항에 있어서, 하나이상의 복수의 라인 개구 세그먼트가 외부 플랜지 섹션에 인접하여 위치한 단부 영역을 포함하고, 상기 단부 영역이 상기 개구 제어 특성중 하나를 포함하며, 상기 단부 영역 개구 제어 특성이 항 단편화 특성인 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치의 개구 라인을 형성하는 방법.
과압 경감 장치에 있어서,
맞은편 면을 가지는 중앙 섹션과 상기 중앙 섹션을 둘러싸는 외부 플랜지 섹션을 포함하는 파열 디스크,
상기 파열 디스크의 과압 경감 영역을 부분적으로 한정하고, 상기 파열 디스크에 형성된 개구의 일반적으로 c자 형상의 레이저 조사된 개구 라인,
상기 개구 라인은 상기 디스크의 개구에서 상기 중앙 섹션의 일부가 피벗회전하는 힌지 영역을 한정하는 이격된 단부 영역 쌍을 포함하고,
상기 레이저 조사된 개구 라인은 하나이상의 라인 개구 세그먼트와 하나이상의 레이저 조사된 개구 제어 특성을 포함하고, 상기 하나이상의 개구 제어 특성이 개구 시작 특성을 포함하고, 상기 개구 시작 특성은 상기 힌지 영역의 맞은편의 상기 파열 디스크상에 위치되고,
상기 하나 이상의 라인 개구 세그먼트는 상기 면중 한부분에서 상기 면의 다른 부분을 향해 디스크 내로 관통하는 채널을 포함하고, 상기 채널은 이들사이의 최대 폭 Wc 및 최대 깊이 Dc를 가지는 채널 마진 쌍에 의해 한정되고,
상기 개구 시작 특성은 상기 라인 개구 세그먼트중 하나이상에 인접하여 형성된 하나이상의 포켓을 포함하고, 상기 포켓중 적어도 하나는 Wc 보다 큰 최대 폭 Wp 및 Dc보다 적은 평균 깊이 Dp를 가지는 것을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.
제 34항에 있어서, 상기 라인 개구 세그먼트중 하나가 상기 포켓중 적어도 하나와 교차하는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.
과압 경감 장치에 있어서,
맞은편 면을 가지는 중앙 섹션과 상기 중앙 섹션을 둘러싸는 외부 플랜지 섹션을 포함하는 파열 디스크,
상기 파열 디스크의 과압 경감 영역을 적어도 부분적으로 한정하며, 파열 디스크에 형성되는 개구의 레이저 조사된 라인, 상기 개구의 레이저 조사된 라인은 하나 또는 그 이상의 라인 개구 세그먼트 및 하나 또는 그 이상의 레이저 조사된 개구 제어 특성을 포함하고, 상기 개구 제어 특성은 중 적어도 하나는 상기 파열 디스크의 개구시 개구의 상기 라인에서 상기 파열 디스크에 작용하는 에너지를 확산시키도록 구성된 항 단편화 특성을 포함하고,
상기 하나 이상의 라인 개구 세그먼트는 상기 면중 한부분에서 상기 면의 다른 부분을 향해 디스크 내로 관통하는 채널을 포함하고, 상기 채널은 이들사이의 최대 폭 Wc 및 최대 깊이 Dc를 가지는 채널 마진 쌍에 의해 한정되고,
상기 항 단편화 특성은 상기 라인 개구 세그먼트 중 하나에 인접하여 위치된 하나 또는 그 이상의 포켓을 포함하고, 상기 포켓중 적어도 하나는 Wc 보다 큰 최대 폭 Wp 및 Dc보다 적은 평균 깊이 Dp를 가지는 것을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.
과압 경감 장치에 있어서,
맞은편 면을 가지는 중앙 섹션과 상기 중앙 섹션을 둘러싸는 외부 플랜지 섹션을 포함하는 파열 디스크,
상기 파열 디스크에 형성되는 레이저 조사된 라인은
제 1 개구 시작 특성에 의해 상호 연결된 라인 개구 세그먼트의 제 1 쌍및 제 2 개구 시작 특성에 의해 상호연결된 라인 개구 세그먼트의 제 2 쌍을 포함하고, 상기 제 1 개구 시작 특성은 상기 중앙 섹션의 중심에 또는 근처에서 상기 제 2 개구 시작 특성과 교차하여 중앙 포켓을 형성하고,
각각의 상기 라인 개구 세그먼트는 상기 면중 하나로부터 다른 면을 항하여 디스크내로 관통하는 채널을 포함하고,
각각의 상기 제 1 및 제 2 개구 시작 특성은 한쌍의 레이저 조사된 측면 마진에 의해 적어도 부분적으로 한정되고, 상기 레이저 조사된 측면 마진 쌍은 상기 라인 개구 세그먼트 방향에서 서로를 향하여 수렴하는 것을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 과압 경감 장치.