KR20190007217A - 파열디스크를 구비하는 소염배기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 효율적인 충격흡수 및 화염의 배출을 억제하는 소염배기장치를 제안하고 있다. 본 발명의 소염배기장치는, 상기 배기공과 연통하는 배기용 구멍(25)을 구비하는 하판(24)과; 상기 하판(24)의 배기용 구멍(25)에 설치되어, 설정 이상의 압력에 파열되는 파열디스크(10); 상기 하판(24)과 일정 간격 이격된 상판(22); 상판(22)의 저면에 설치되어 배기용 구멍(25)에서 나오는 고온 가스 및 화염이 접촉하고, 충격흡수성이 있는 단열재로 성형되는 단열재층(23); 상기 상판(22)과 하판(24) 사이에서 통형상으로 설치되고, 가스는 통과시키고 화염은 통과시키지 않는 재질로 형성되는 소염배기층(30); 그리고 상기 소염배기층(30)을 사이에 두고, 그 사이에도 내부공간을 형성할 수 있도록 상판(22)과 하단(24)을 체결하여 유지하는 체결수단으로 구성된다. 소염배기층(30)은 특성을 가지는 다층 구조를 가지는 것이 바람직하다.

Description

파열디스크를 구비하는 소염배기장치{Flameless venting device having rupture disc}

본 발명은 소염 배기장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화염을 동반하는 설정 이상의 압력을 가지는 폭발이 일어날 경우, 화염이 외부로 노출되지 않고 내부의 고압 가스만을 외부로 배출할 수 있도록 구성되는 파열디스크를 구비하는 소염 배기장치에 관한 것이다.

파열디스크는 일반적으로 설정 이상의 압력이 걸리는 경우, 파열되면서 내부의 가스를 외부로 배출시킬 수 있는 디스크라고 할 수 있다. 그리고 예를 들어 분진폭발 환경 또는 배기관 등 미연소된 잔류 가연성 가스환경에서 내부 인화소자에 의해 폭발이 발생하거나 고압의 전기를 사용하는 차단기 등의 개폐시 아크에 의해 순간적으로 과압이 발생하며 화염을 동반한 폭발이 일어난다.

이러한 환경하에 파열디스크가 설치되어 있으면, 파열디스크의 파열과 동시에 고압 가스가 외부로 일시적으로 분출되는데, 이때 생성된 화염(Flame)도 같이 외부로 분출될 수 있다. 그러나 안전이라는 측면에서 화염이 외부로 분출되는 것은 바람직하지 않기 때문에, 화염의 분출을 억제하면서 가스만이 외부로 배출될 수 있도록 할 필요가 있다.

이와 같이 화염이 생성됨과 동시에 소정 이상의 압력에서 파열될 수 있는 파열디스크가 설치되는 차단기 내부의 환경에서는, 시험 장치에서 물론이거니와 실제 상황에서도 화염의 외부 분출은 여러 가지 측면에서도 바람직하지 않음은 당연하다고 할 수 있다.

본 발명은 이와 같은 환경적인 측면을 고려한 것으로, 화염의 외부 분출을 충분히 억제하면서, 고압의 내부 가스만이 외부로 배출될 수 있도록 구성되는 파열디스크가 구비된 소염 배기장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 화염을 외부 분출을 억제함과 동시에 생성된 고압에 의한 폭발 충격을 흡수하면서, 고압의 가스를 배기하는 소염 배기장치를 제공하는 것에 있다고 할 수 있다.

본 발명은, 내부의 폭발에 의하여 고온의 가스 및 화염이 배기공을 통하여 나오는 케이싱에 설치되는 소염배기장치이고, 상기 배기공과 연통하는 배기용 구멍을 구비하는 하판과; 상기 하판의 배기용 구멍에 설치되어, 설정 이상의 압력에 파열되는 파열디스크; 상기 하판과 일정 간격 이격된 상판; 상판의 저면에 설치되어 배기용 구멍에서 나오는 고온 가스 및 화염이 접촉하고, 충격흡수성이 있는 단열재로 성형되는 단열재층; 상기 상판과 하판 사이에서 통형상으로 설치되고, 가스는 통과시키고 화염은 통과시키지 않는 재질로 형성되는 소염배기층; 그리고 상기 소염배기층을 사이에 두고, 그 사이에도 내부공간을 형성할 수 있도록 상판과 하단을 체결하여 유지하는 체결수단으로 구성되고 있다.

본 발명에서 소염배기층은 다층으로 형성되는 것이 바람직한데, 예를 들면 화염이 통과하지 못하는 특성을 가지는 층 및 온도를 효율적으로 저하시킬 수 있는 층 등과 같은 특성을 가지는 다층 구조가 바람직하다.

이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 소염배기장치에 의하면, 폭발과 같이 배출되는 화염 및 고온 가스 중에서, 화염의 분출은 충분히 억제되어 외부로 나가지 않도록 하고, 가스만이 배출되도록 구성되어 안전성의 측면에서 상당한 잇점을 가지게 된다.

그리고 본 발명에 의하면 고온 고압의 가스 및 화염은, 일차적으로 단열재층에 의하여 충격 및 소음이 흡수될 수 있는 장점을 가지고 있다고 할 수 있다. 상판 및 단열재층에 의하여 일차적으로 충격이 흡수된 가스 및 화염은 그 방향이 90도 꺽인 상태로 진행되어 소염배기층을 통과하게 된다. 소염배기층을 통과하면서 온도 및 압력이 더욱 완충된 상태로 외부로 배출됨으로써, 고온 고압 가스의 분출에 의하여 악영향을 최소화시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 소염 배기장치의 구성을 보인 단면 예시도.

이하에서는 도면을 참고하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 소염 배기장치(1)는, 내부에서 화염 및 가스의 폭발이 발생할 수 있는 케이싱(100)에 설치된다. 이러한 케이싱(100)은, 예를 들면 고압의 전류를 온오프하는 차단기를 들 수 있고, 그 내부에는 안정성을 위하여 불활성 가스가 충진된 상태로 사용될 수 있다. 그러나 비록 불활성 가스가 내부에 충진되어 있더라도, 스파크의 발생 형태 및 상황에 따라서 폭발이 발생할 수 있고, 이와 같이 설정 이상의 압력이 되면 파열되는 파열디스크(10)가 설치되어 있다.

이러한 파열디스크(10)는 압력에 의하여 그 형상이 변형되면서 파열된다. 그리고 본 발명의 소염배기장치(1)의 파열디스크(10)는 케이싱(100)의 배기공(110)에 설치되어 있어서, 내부에서 이상 고압이 발생하면서 화염이 생성되고 그 압력이 설정된 이상의 고압이면, 파열디스크(10)는 이에 반응하여 파열된다.

본 발명의 소염배기장치(1)는 일정한 간격을 가지는 상판(22)과 하판(24)으로 구성되는데, 상판(22)과 하판(24)은 다수의 배기장치 고정볼트(Ba)에 의하여 고정되어 지지되고 있다. 그리고 상판(22)과 하판(24)으로 구성되는 소염배기장치(1)는 예를 들면 설치용 볼트(Bb)에 의하여 상술한 케이싱(100)에 고정되어 있다.

하판(24)에는 상기 배기공(110)과 일치되는 위치에 배기용구멍(25)이 성형되어 있다. 그리고 하판(24)의 배기용구멍(25)의 하부에는 상술한 파열디스크(10)가 설치되어 있다. 따라서 상기 파열디스크(10)가 파열되면, 케이스(100)의 배기공(110) 및 하판(24)의 배기용구멍(25)을 통하여, 고압의 가스 및 화염이 나오게 될 것이다.

이러한 하판(24)의 상측에는 상판(22)이 설치되는데, 이러한 상판(22)은 구멍이 없는 평면 형상을 그대로 유지하고 있다. 따라서 하판(24)의 배기용구멍(25)을 통하여 상방으로 올라오는 가스 및 화염은 상판(22)의 저면에 부딪히게 된다. 이러한 경우의 충격 및 진동을 흡수하기 위하여, 하판(22)의 저면에는 수축성 또는 탄성력을 가지는 단열재층(23)이 형성되어 있다. 이러한 단열재층(23)은 충격을 일으키는 고압의 가스 및 화염에 대하여, 충격을 흡수함과 동시에 상판(22)으로 고온이 전도되지 않도록 막는 기능을 가지고 있다. 따라서 상기 단열재층(23)은, 고온이 외부(상판)로 전도되는 것을 최대한 억제할 수 있는 단열의 기능을 가짐과 동시에, 고압의 충격을 흡수할 수 있는 충격흡수성을 구비하는 것이 요구된다.

그리고 상판(22)과 하판(24) 사이의 내부공간(I)에서, 수평 방향(방사 방향)의 외측에는 소염배기층(30)이 성형된다. 본 발명에서의 소염배기층(30)은 기본적으로 가스는 통과시킬 수 있으나, 화염은 통과하지 못하는 디바이스(Flameless venting device)를 이용하여 만들어진다. 실질적으로 화염을 통과시키지 않고, 가스만을 통과시키는 재질 자체는 널리 공지된 것이다. 이러한 소염배기층(30)은 상판과 하판(24)의 가장자리 부분에서 통 형상으로 형성되는 부재이다.

예를 들면 스테인레스 스틸 메쉬를 다중으로 설치함으로써 소염 배기 기능을 가지도록 구성할 수 있고, 다공성 세라믹 재질 자체를 이용하는 것도 가능하며, 다수의 작은 세라믹 볼을 집적하여 공극을 이용함으로써 소염 배기 기능을 수행하도록 구성하는 것도 가능할 것이다. 이와 같은 소염배기층(30)은 고온 상태의 배기 가스에서 화염을 제거하고 가스만을 배기시키는데, 이와 같이 화염이 제거되면 실질적으로 온도도 낮아지게 될 것이다. 따라서 본 발명의 소염배기층(30)은, 설치된 장소의 내부에서 화염을 동반하는 폭발이 발생한 경우, 화염이 외부로 나가는 것을 방지하는 것은 물론이고, 고온의 공기가 외부로 배기될 때 그 온도를 충분히 강하시키는 기능도 가지게 된다.

도시한 실시 예에서, 상술한 소염배기층(30)은, 내측에서 외측으로 제1소염배기층(32), 제2소염배기층(34), 그리고 제3소염배기층(36)으로 구성되는 삼중 구성을 예로 도시하고 있다. 이와 같이 본 발명의 소염배기층(36)을 다층으로 구성하게 되면 위에서 설명한 바와 같은 기능에 더욱 충실한 동작이 가능하게 될 것임은 당연하다. 그리고 소염배기층(36)을 다층으로 구성할 때, 각각의 소염배기층(32,34,36)을 요구되는 성질에 더욱 부합하게 설정하는 것이 가능할 것이다.

예를 들면 가장 내측에 설치되는 제1소염배기층(32)은 화염을 통과를 가장 효율적으로 억제할 수 있는 재질의 층으로 구성하고, 제2소염배기층(34) 및 제3소염배기층(36)은 온도 저하에 가장 유리한 개질로 구성하는 것도 바람직할 것이다. 이러한 각 소염배기층(30)의 기능적 특성은, 가스가 통과하는 통로의 크기 및 경로의 길이 등에 의하여 결정될 것이고, 재질 자체는 현재 널리 사용되고 있는 것이어서 이 부분에 대한 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다. 그리고 도시한 실시 예에서와 같이, 상기 소염배기층(30)은, 상판(22)의 저면에 성형되는 상부체결홈(18)과 하판(24)의 상면에 성형되는 하부체결홈(28)에 각각 삽입된 상태에서, 배기장치 고정볼트(Ba)에 의하여 체결, 고정되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 소염배기층(30)도 실질적으로는 배기되는 압력을 저하시킴과 동시에 배기시 발생할 수 있는 가스에 의한 소음 및 충격도 충분히 저하시키는 기능을 수행하는 것은 당연하다고 할 수 있다. 예를 들면 내부의 폭발에 기인하여, 파열디스크(10)가 파열되면서 외부로 나오는 고압의 가스 및 화염은, 배기용구멍(25)을 통과하면서 직진하여 1차적으로 상판(22) 저면의 단열재층(23)과 충돌하게 된다.

단열재층(23)에 의하여 일차적으로 진동 및 소음이 흡수되고, 가스 및 화염은 수평방향으로 방향이 바뀌게 된다. 여기서 상판(22) 및 단열재층(23)은, 이와 같이 고온, 고압 가스 및 화염의 방향을 변경시키는 것에 의하여, 외부로 배기될 경우의 충격을 감쇄시키고 있음을 알 수 있다. 또한 상기 단열재층(23)이 가지는 진동 흡수 능력에 의하여 충격은 더욱 작아질 것이고, 더욱이 단열재층(23)의 단열 기능에 의하여 상판(22)으로 고온이 전도되는 것이 최대한 억제될 것이다.

수평 방향으로 방향이 변경된 가스 및 화염은 소염배기층(30)을 통과하게 된다. 상술한 바와 같이 소염배기층(30)을 통과하는 과정에서, 가스는 통과할 수 있으나 화염은 통과하지 못하게 되기 때문에, 기본적으로 화염이 본 발명 장치의 외부로 노출되는 것은 방지된다. 그리고 상술한 바와 같이 화염의 제거와 같이 소염배기층(30)을 통과하면서 가스의 온도는 충분히 낮아지게 될 것이고, 더욱이 긴 경로를 통과하면서 가스가 외부로 배기될 때의 충격도 충분하게 저하될 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 화염은 외부로 배출되지 않고, 충분히 온도 및 압력이 저하된 가스만 외부로 배출될 수 있음을 알 수 있다. 이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 다른 여러 가지 변형이 가능할 것임은 충분히 예상되고, 본 발명의 보호범위는 청구범위의 기재에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

1 ..... 소염배기장치
10 ..... 파열디스크
22 ..... 상판
23 ..... 단열재층
24 ..... 하판
25 ..... 배기용구멍
30 ..... 소염배기층
100 ..... 케이싱
110 ..... 배기공

Claims (2)

1. 내부의 폭발에 의하여 고온의 가스 및 화염이 배기공을 통하여 나오는 케이싱에 설치되는 소염배기장치로써;
   상기 배기공과 연통하는 배기용 구멍(25)을 구비하는 하판(24)과;
   상기 하판(24)의 배기용 구멍(25)에 설치되어, 설정 이상의 압력에 파열되는 파열디스크(10);
   상기 하판(24)과 일정 간격 이격된 상판(22);
   상판(22)의 저면에 설치되어 배기용 구멍(25)에서 나오는 고온 가스 및 화염이 접촉하고, 충격흡수성이 있는 단열재로 성형되는 단열재층(23);
   상기 상판(22)과 하판(24) 사이에서 통형상으로 설치되고, 가스는 통과시키고 화염은 통과시키지 않는 재질로 형성되는 소염배기층(30); 그리고
   상기 소염배기층(30)을 사이에 두고, 그 사이에도 내부공간을 형성할 수 있도록 상판(22)과 하단(24)을 체결하여 유지하는 체결수단으로 구성되는 소염배기장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 소염배기층(30)은 다층으로 형성되는 소염배기장치.
   
   
   
   

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