KR20190071401A - 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치가 개시된다. 본 발명에 따른 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치는, 공기 호흡기 안전 충전함의 함체 내부에 공기 호흡기용 용기를 설치한 후, 상기 공기 호흡기용 용기에 유체를 규정된 압력으로 가압한 후 규정된 압력 상태에서 상기 공기 호흡기용 용기를 강제로 파열시키기 위한 것으로, 외부로부터 공급되는 전원, 유압 또는 공압에 의해 작동되어 상기 공기 호흡기용 용기의 표면을 강제로 파손하여 상기 공기 호흡기용 용기가 규정된 압력에서 파열되도록 하기 위한 파열수단; 및 상기 함체 내부에 설치되는 용기 수용부재에 구비되거나 상기 용기 수용부재의 내부에 설치되는 상기 공기 호흡기용 용기에 구비되고, 상기 파열수단을 상기 용기 수용부재 또는 상기 공기 호흡기용 용기에 결합하여 일체화하기 위한 설치부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 공기 호흡기용 용기(또는 공기탱크)에 공기 호흡기용 용기를 강제로 파열시키기 위한 파열수단이 설치부재에 의해 설치됨으로써, 공기 호흡기 안전충전함의 내부에서 공기 호흡기용 용기를 규정된 압력에서 정확하게 강제 파열시킬 수 있고, 따라서 공기 호흡기 안전충전함의 성능을 정확하게 확인할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.

Description

복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치 및 그 방법{DEVICE FOR FORCIBLY BURSTING CONTAINER AT SPECIFIED PRESSURE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 공기 호흡기용 용기에 공기를 충전하는 공기호흡기 안전충전함의 성능을 확인하기 위하여, 공기 호흡기 안전충전함의 내부에서 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기를 규정된 압력에서 정확하게 강제 파열시킬 수 있는 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 호흡용 공기탱크(공기 호흡기용 용기)는 화재 현장에 투입되는 소방관들이 주로 사용하는 것으로, 유독가스로 인한 질식사고를 예방하는 용도로 사용된다. 이러한 호흡용 공기탱크(이하, "공기탱크"라 한다.)의 내부에는 소방관들에 호흡 마스크를 통해 공기를 공급할 수 있도록 압축 공기가 충전되어 있는 것이다.
그리고 종래의 공기탱크에 공기를 충전하는 공기 충전기는 일반적으로 30 Mpa 압력으로 공기를 충전하는 것으로, 공기를 고압으로 압축할 경우에는 공랭식 또는 수냉식의 방식이 사용된다. 그리고 공기 충전기에서 최종적으로 토출되는 공기의 온도는 다단 압축 구성으로 진행되어 압축력에 의해 대기온도 대비 15℃ ~ 30℃가 높은 수준으로 공기 탱크로 이동되어 압축 저장 혹은 보관된다.
공기탱크에 호흡용 공기를 충전하는 장치로서, 대한민국등록특허 제10-1043200호(공고일 : 2011.06.21)에는 호흡용 공기탱크의 공기 충전장치가 개시되어 있다. 이러한 공기 충전장치는 다수의 거치홀이 형성된 거치함이 구비되고, 공기충전관에 거치홀과 동수의 호스가 연결되어 다수 공기탱크의 잔류공기 제거 및 재충전 작업을 동시에 실시할 수 있다.
이와 같은 공기탱크에 호흡용 공기를 충전하는 공기 충전장치는 공기탱크를 필요로 하는 관공서(소방서 등)에 설치되어 있고, 관공서에서 직접 호흡용 공기를 공기탱크에 충전하고 있다.
그러나, 소방서 등에서 고법에 따른 허가를 받지 않고 공기 충전장치를 불법으로 운영하는 문제가 발생되었다.
이러한 문제점을 해소하기 위한 방안으로, 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기에 공기를 안전하게 충전할 수 있는 공기 호흡기용 안전 충전함을 제작하여 관공서에 설치함으로써 불법 충전에 따른 안전 위해 요소와 위법요소를 해소할 수 있었다.
그러나, 관공서에 설치되는 공기 호흡기용 안전 충전함의 성능을 확인할 수 있는 수단이 마련되어 있지 않음으로써 안전 충전함의 성능을 확인할 수 없었다. 즉, 안전 충전함에 대한 성능 실험을 산업통상자원부 고시 및 KGS 코드(한국가스안전공사 코드)에 규정된 항목으로 정확하게 실험을 실시해야 했으나 이러한 장비가 구비되지 않음으로써 안전 충전함의 성능을 정확하게 확인할 수 없었다.
특히, 안전 충전함의 내부에서 복합재료(알루미늄과 탄소섬유 등)로 된 공기탱크를 정확한 압력에서 파열시켜야만 안전 충전함의 성능을 확인할 수 있었으나, 공기 탱크를 정확한 압력에서 파열시킬 수 있는 수단이 구비되지 않음으로써 안전 충전함의 성능확인시험이 정확하게 이루어질 수 없는 문제점이 있었다.
. 대한민국등록특허 제10-1043200호(공고일 : 2011.06.21)
본 발명의 목적은, 공기 호흡기용 용기(또는 공기탱크)에 공기를 충전하는 공기호흡기 안전충전함의 성능을 확인하기 위하여, 공기 호흡기 안전충전함의 내부에서 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기를 규정된 압력에서 정확하게 강제 파열시킬 수 있는 수단을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 공기 호흡기 안전 충전함의 함체 내부에 공기 호흡기용 용기를 설치한 후, 상기 공기 호흡기용 용기에 유체를 규정된 압력으로 가압한 후 규정된 압력 상태에서 상기 공기 호흡기용 용기를 강제로 파열시키기 위한 것으로, 외부로부터 공급되는 전원, 유압 또는 공압에 의해 작동되어 상기 공기 호흡기용 용기의 표면을 강제로 파손하여 상기 공기 호흡기용 용기가 규정된 압력에서 파열되도록 하기 위한 파열수단; 및 상기 함체 내부에 설치되는 용기 수용부재에 구비되거나 상기 용기 수용부재의 내부에 설치되는 공기 호흡기용 용기에 구비되고, 상기 파열수단을 상기 용기 수용부재 또는 상기 공기 호흡기용 용기에 결합하여 일체화하기 위한 설치부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치에 의해 달성된다.
상기 파열수단은, 상기 설치부재에 의해 상기 공기 호흡기용 용기의 표면에 밀착되도록 설치되어 외부로부터 공급되는 전원에 의해 고온으로 발열되어 상기 공기 호흡기용 용기의 표면을 파손하도록 된 열선부재로 이루어질 수 있다.
상기 설치부재는, 상기 열선부재를 감싸 상기 공기 호흡기용 용기의 표면에 밀착시키고, 상기 열선부재로부터 발생된 열이 상기 공기 호흡기용 용기의 표면으로 집중되도록 하기 위한 반사부재; 및 상기 반사부재를 상기 공기 호흡기용 용기의 표면에 밀착시켜 결합하기 위한 결속띠를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 설치부재가 상기 공기 호흡기용 용기에 결합되는 경우에, 상기 절삭 회전날이 상기 공기 호흡기용 용기의 표면에 접하도록 구동체가 상기 설치부재에 의해 상기 공기 호흡기용 용기의 외주면에 고정되고, 상기 설치부재는, 상기 구동체의 작동시 상기 절삭 회전날이 상기 공기 호흡기용 용기의 내부로 점차 파고들어 상기 공기 호흡기용 용기를 파손하도록 상기 구동체를 탄력적으로 상기 공기 호흡용 용기에 결속시키기 위한 탄성밴드 또는 금속 스프링을 갖는 클램프로 이루어질 수 있다.
상기 설치부재가 상기 용기 수용부재에 설치되는 경우에, 상기 용기 수용부재에는 상기 절삭 회전날의 일부가 통과되기 위한 절개공이 형성되고, 상기 구동체는 상기 설치부재에 의해 상기 용기 수용부재에 외측면에 고정되며, 상기 설치부재는, 상기 구동체의 작동시 상기 절삭 회전날이 상기 공기 호흡기용 용기의 내부로 점차 파고들어 상기 공기 호흡기용 용기를 파손하도록 상기 구동체를 탄력적으로 상기 용기 수용부재의 외측에 결속시키기 위한 탄성밴드 또는 금속 스프링을 갖는 클램프로 이루어질 수 있다.
상기 용기 수용부재의 내부에는 상기 공기 호흡기용 용기의 파열을 감지하기 위한 파열감지센서가 마련되고, 상기 파열수단에 전원, 공압 또는 유압을 공급하기 위한 개폐기가 마련되며, 상기 개폐기는, 상기 파열감지센서가 감지한 파열감지신호를 수신하여 상기 파열수단으로 공급되는 전원, 공압 또는 유압을 차단하도록 구성될 수 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치를 이용하여 공기 호흡기용 용기를 규정시험압력에서 강제로 파열하는 방법으로서, 공기 호흡기 안전 충전함의 함체 내부에 구비되는 용기 수용부재의 내부에 공기 호흡기용 용기를 설치하는 설치단계; 외부로부터 공급되는 전원, 유압 또는 공압에 의해 작동되어 상기 공기 호흡기용 용기의 표면을 강제로 파손하도록 된 파열수단을 탄성밴드로 이루어진 설치수단으로 상기 용기 수용부재의 외측에 설치하거나 상기 공기 호흡기용 용기에 직접 설치하는 파열수단 설치단계; 상기 파열수단이 설치된 상태에서 상기 공기 호흡기용 용기에 유체를 규정된 압력으로 가압하는 단계; 및 상기 공기 호흡기용 용기의 압력이 설정된 압력에 도달하면, 상기 파열수단에 전원, 유압 또는 공압을 인가하여 상기 파열수단이 상기 공기 호흡기용 용기를 파손하여 상기 공기 호흡기용 용기를 파열시키는 강제파열단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열방법에 의해 달성된다.
상기 파열수단 설치단계는, 상기 파열수단이 구동체와 절삭 회전날로 이루어지고, 상기 파열수단이 상기 공기 호흡기용 용기에 직접 설치되는 경우에, 상기 절삭 회전날이 회전하면서 상기 탄성밴드의 탄성력에 의해 상기 공기 호흡기용 용기를 점차 파고들도록, 상기 절삭 회전날을 상기 공기 호흡기용 용기에 밀착시켜 상기 구동체와 상기 공기 호흡기용 용기의 외주면 사이에 경사진 공간이 형성되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 파열수단 설치단계는, 상기 파열수단이 구동체와 절삭 회전날로 이루어지고, 상기 파열수단이 상기 용기 수용부재의 외측에 설치되는 경우에, 상기 용기 수용부재에 상기 절삭 회전날의 일부가 통과되기 위한 절개공을 형성하고, 상기 절삭 회전날이 회전하면서 상기 탄성밴드의 탄성력에 의해 상기 공기 호흡기용 용기를 점차 파고들도록, 상기 절삭 회전날을 상기 공기 호흡기용 용기에 밀착시키고 상기 구동체는 상기 용기 수용부재의 외측면에 밀착시켜 상기 구동체와 상기 용기 수용부재의 외주면 사이에 경사진 공간이 형성되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 강제파열단계는, 상기 용기 수용부재의 내부에 상기 공기 호흡기용 용기의 파열을 감지하기 위한 파열감지센서를 설치하고, 상기 함체의 외부에는 상기 파열수단에 전원, 공압 또는 유압을 공급하기 위한 개폐기를 설치하며, 상기 개폐기는, 상기 파열감지센서가 감지한 파열감지신호를 수신하여 상기 파열수단으로 공급되는 전원, 공압 또는 유압을 차단하도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 복합소재로 된 공기 호흡기용 용기(또는 공기탱크)를 강제로 파열시키기 위한 파열수단이 설치부재에 의해 공기 호흡기용 용기 또는 용기 수용부재에 설치됨으로써, 공기 호흡기 안전충전함의 내부에서 복합소재로 된 공기 호흡기용 용기를 규정된 압력에서 정확하게 강제 파열시킬 수 있고, 따라서 공기 호흡기 안전충전함의 성능을 정확하게 확인할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.
또한, 복합소재된 용기를 특정압력에서 정확하게 파열할 수 있음으로써 시험 방법을 통해 용기에서 발생가능한 문제점 및 용기 보호를 위한 내압(파열)챔버, 안전 충전함 등에 대한 설계 및 연구에 필요한 정보를 얻을 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치를 도시한 개략적 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치를 설명하기 위한 개략적 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치를 도시한 개략적 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치를 도시한 개략적 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치를 이용하여 공기 호흡기용 용기를 강제 파열하는 방법을 설명하기 위한 개략적 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치를 도시한 개략적 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치를 설명하기 위한 개략적 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치는, 공기 호흡기 안전 충전함(10)의 함체(12) 내부에 공기 호흡기용 용기(20)를 설치한 후, 펌프나 부스터 등을 이용하여 공기 호흡기용 용기(20)에 유체를 규정된 압력으로 가압한 후 규정된 압력 상태에서 공기 호흡기용 용기(20)를 강제로 파열시키기 위한 것으로, 외부로부터 공급되는 전원, 유압 또는 공압에 의해 작동되어 공기 호흡기용 용기(20)의 표면을 강제로 파손하여 공기 호흡기용 용기(20)가 규정된 압력에서 파열되도록 하기 위한 파열수단(30)과, 함체(12) 내부에 설치되는 용기 수용부재(14)에 구비되거나 용기 수용부재(14)의 내부에 설치되는 공기 호흡기용 용기(20)에 구비되어 파열수단(30)을 공기 호흡기용 용기(20)에 일체화시키거나 용기 수용부재(14)에 일체화시키기 위한 설치부재(40)를 포함하여 구성된다.
이를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
공기 호흡기 안전 충전함(10)은, 함체(12) 내부에 용기 수용부재(14)가 각각 구비되고, 도시되지 않은 공기 충전장치가 구비된 구조를 갖는다. 용기 수용부재(14)는 공기 호흡기용 용기(20)를 삽입하도록 된 것으로 상부는 개방된 구조를 갖는다. 이와 같은 구조의 공기 호흡기 안전 충전함(10)은 공기 호흡기용 용기(20)에 공기를 고압으로 충전할 때 발생할 수 있는 폭발사고를 미연에 방지하도록 구성된다.
공기 호흡기용 용기(20)는 탄소섬유 또는 알루미늄과 탄소섬유가 복합적으로 결합되어 이루어진 복합재료로 구성된다.
파열수단(30)은, 외부로부터 공급되는 유압, 공압 또는 전원에 구동되는 구동체(32)와, 구동체(32)에 의해 회전되어 공기 호흡기용 용기(20)를 파손하여 파열시키기 위한 절삭 회전날(34)을 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성된 파열수단(30)은 설치부재(40)에 의해 공기 호흡기용 용기(20)에 결합되어 일체화된다.
즉, 절삭 회전날(34)이 공기 호흡기용 용기(20)의 표면에 접하도록 구동체(32)가 설치부재(40)에 의해 공기 호흡기용 용기(20)의 외주면에 고정된다.
한편, 설치부재(40)는, 구동체(32)의 작동시 절삭 회전날(34)이 공기 호흡기용 용기(20)의 내부로 점차 파고들어 공기 호흡기용 용기(20)를 파손하도록 구동체(32)를 탄력적으로 공기 호흡용 용기(20)에 결속시키기 위한 탄성밴드 또는 금속 스프링을 갖는 클램프로 이루어진다.
본 실시예에서는 설치부재(40)가 탄성밴드(42)로 이루어진 것을 기준으로 설명한다.
탄성밴드(42)는 버클(44)을 구비하여 구동체(32)를 공기 호흡용 용기(20)에 결속시킬 때 구동체(32)를 조이고 조인 상태를 고정하기 위한 용도로 사용된다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 용기 수용부재(14)의 내부에는 공기 호흡기용 용기(20)의 파열을 감지하기 위한 파열감지센서(60)가 마련된다. 이 파열감지센서(60)는 압력의 변화를 감지하기 위한 압력센서 등으로 구성될 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니고 다양한 구조의 감지센서가 적용될 수 있다.
또한, 파열수단(30)에 전원, 공압 또는 유압을 공급하기 위한 개폐기(50)가 마련된다. 이 개폐기(50)는, 함체(12)의 내부 일측에 구비되며, 파열감지센서(60)가 감지한 파열감지신호를 수신하여 파열수단(30)으로 공급되는 전원, 공압 또는 유압을 차단하도록 전자적으로 작동된다.
이와 같은 파열감지센서(60) 및 개폐기(50)는, 공기 호흡기용 용기(20)가 파열된 후에도 전원이나 공압 또는 유압이 계속 공급되지 않도록 하여 안전사고를 미연에 방지하기 위한 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치의 작용을 설명한다.
공기 호흡기용 용기(20)에 공기를 압축하여 충전하도록 제작된 공기 호흡기 안전 충전함(10)의 성능을 확인하기 위하여, 공기 호흡기 안전 충전함(10)의 내부에서 공기 호흡기용 용기(20)에 설정된 압력으로 공기를 충전한 후 목표 압력에서 공기 호흡기용 용기(20)를 파열시키기 위해서는, 절삭 회전날(34)이 공기 호흡기용 용기(20)의 외측면에 접촉되도록 구동체(32)를 공기 호흡기용 용기(20)의 외주면에 밀착시킨다.
이어서, 탄성밴드(42)를 이용하여 구동체(32)를 공기 호흡기용 용기(20)에 결속한다.
이때, 탄성밴드(42)는 자체 탄성력으로 구동체(32)를 탄력적으로 공기 호흡기용 용기(20)에 결속한 상태가 된다.
전술한 과정으로 구동체(32)가 공기 호흡기용 용기(20)에 결속되면, 공기 호흡기용 용기(20)를 용기 수용부재(14)에 삽입하여 설치한다.
공기 호흡기용 용기(20)에 파열수단(30)의 구동체(32)가 설치부재(40)에 의해 결속된 상태로 용기 수용부재(14)에 삽입되면, 도시되지 않은 공기 충전장치를 이용하여 공기 호흡기용 용기(20)에 공기를 충전한다.
공기 호흡기용 용기(20)에 공기가 충전된 후, 즉 설정된 압력으로 충전이 완료되면, 개폐기(50)를 제어하여 전원이나 공압 또는 유압이 구동체(32)로 공급되어 구동체(32)가 구동되도록 한다.
구동체(32)가 구동됨에 따라 절삭 회전날(34)이 공기 호흡기용 용기(20)를 파손시키게 되므로, 공기 호흡기용 용기(20)는 설정된 압력에서 파열된다. 이때, 구동체(32)가 탄성밴드(42)에 의해 공기 호흡기용 용기(20)에 결속되어 있기 때문에 절삭 회전날(34)은 회전하면서 점차 공기 호흡기용 용기(20)를 파고들어 공기 호흡기용 용기(20)를 파열시키게 된다.
이때, 공기 호흡기용 용기(20)가 파열되면, 파열감지센서(60)가 감지한 파열감지신호가 개폐기(50)에 전달되고, 이에 따라 개폐기(50)는 구동체(32)에 인가되고 있던 전원, 공압 또는 유압을 차단하여 추가적인 에너지가 공급되지 않게 한다.
이러한 과정으로 공기 호흡기용 용기(20)가 파열되므로, 실험자는 공기 호흡기용 용기(20)의 파열에 따른 공기 호흡기 안전 충전함(10)의 성능을 확인할 수 있다.
한편, 첨부된 도면 중에서, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치를 도시한 개략적 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치는, 설치부재(40)가 용기 수용부재(14)에 설치되는 경우에, 용기 수용부재(14)에는 절삭 회전날(34)의 일부가 통과되기 위한 절개공(14A)이 형성되고, 구동체(32)는 설치부재(40)에 의해 용기 수용부재(14)에 외측면에 고정E되는 것을 제외하고는 전술한 실시예와 같다.
그리고, 설치부재(40)는, 구동체(32)의 작동시 절삭 회전날(34)이 공기 호흡기용 용기(20)의 내부로 점차 파고들어 공기 호흡기용 용기(20)를 파손하도록 구동체(32)를 탄력적으로 용기 수용부재(40)의 외측에 결속시키기 위한 탄성밴드(42)로 이루어진다. 물론, 설치부재(40)는 금속 스프링을 갖는 클램프로 이루어질 수 있다.
구동체(32)가 용기 수용부재(14)의 외측에 탄력적으로 결속되고, 절삭 회전날(34)이 절개공(14A)을 통하여 공기 호흡기용 용기(20)의 외측면에 접촉된 상태에서, 구동체(32)에 전원, 공압 또는 유압이 인가되어 절삭 회전날(34)이 회전 작동되면, 절삭 회전날(34)은 공기 호흡기용 용기(20)의 외측면을 파고들면서 파손하게 되므로, 공기 호흡기용 용기(20)는 파열된다.
이와 같이 공기 호흡기용 용기(20)가 파열되더라도 파열수단(30)인 구동체(32)가 파손되지 않게 되므로 재사용이 가능하게 된다. 즉, 제2 실시예에 따른 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치는 파열수단(30)이 용기 수용부재(14)의 외측에 배치되므로 공기 호흡기용 용기(20)가 파열되더라도 파열수단(30)이 훼손되지 않거나 훼손이 최소화될 수 있으므로 경제적으로 효과를 얻을 수 있다.
첨부된 도면 중에서, 도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치를 도시한 개략적 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 따른 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치는 파열수단(30)이 설치부재(40)에 의해 공기 호흡기용 용기(20)의 표면에 밀착되도록 설치되어 외부로부터 공급되는 전원에 의해 고온으로 발열되어 공기 호흡기용 용기(20)의 표면을 파손하도록 된 열선부재(70)로 이루어지는 것을 제외하고는 전술한 실시예와 같다.
이때, 설치부재(40)는, 열선부재(70)를 감싸 공기 호흡기용 용기(20)의 표면에 밀착시키고, 열선부재(70)로부터 발생된 열이 공기 호흡기용 용기(20)의 표면으로 집중되도록 반사하기 위한 반사부재(44)와, 반사부재(44)를 공기 호흡기용 용기(20)의 표면에 밀착시켜 결합하기 위한 결속띠(46)를 포함하여 구성된다.
이와 같이, 열선부재(70)가 반사부재(44)와 결속띠(46)에 의해 공기 호흡기용 용기(20)의 외주면에 결속됨으로써, 열선부재(70)에 전원이 공급되면 고열이 발생하여 공기 호흡기용 용기(20)를 파손하게 되므로 공기 호흡기용 용기(20)를 원하는 압력에서 정확하게 파열시킬 수 있게 된다.
특히, 반사부재(44)가 열선부재(70)를 감싼 상태가 되므로 열선부재(70)로부터 발생된 열이 손실없이 공기 호흡기용 용기(20)에 작용하여 공기 호흡기용 용기(20)의 파손이 용이하게 이루어지게 된다.
전술한 바와 같이 구성된 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치를 이용하여 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기를 규정압력에서 강제 파열시키는 방법을 첨부된 도면 중에서 도 1 내지 도 5를 토대로 설명한다.
용기 설치단계(S1)
공기 호흡기 안전 충전함(10)의 함체(12) 내부에 구비되는 용기 수용부재(14)의 내부에 공기 호흡기용 용기(20)를 설치한다.
파열수단 설치단계(S2)
외부로부터 공급되는 전원, 유압 또는 공압에 의해 작동되어 공기 호흡기용 용기(20)의 표면을 강제로 파손하도록 된 파열수단을(30) 탄성밴드(42)로 이루어진 설치수단(40)으로 용기 수용부재(14)의 외측에 설치하거나 공기 호흡기용 용기(20)에 직접 설치한다.
만약, 파열수단(30)이 구동체(32)와 절삭 회전날(34)로 이루어지고, 파열수단(30)이 공기 호흡기용 용기(20)에 직접 설치되는 경우에, 도 2에 도시된 바와 같이, 절삭 회전날(34)이 회전하면서 탄성밴드(42)의 탄성력에 의해 공기 호흡기용 용기(20)를 점차 파고들도록, 절삭 회전날(34)을 공기 호흡기용 용기(20)의 외측면 밀착시켜 구동체(32)와 공기 호흡기용 용기(20)의 외주면 사이에 경사진 공간(S)이 형성되도록 한다.
또한, 파열수단(30)이 구동체(32)와 절삭 회전날(34)로 이루어지고, 파열수단(30)이 용기 수용부재(14)의 외측에 설치되는 경우에, 도 3에 도시된 바와 같이 용기 수용부재(14)에 절삭 회전날(34)의 일부가 통과되기 위한 절개공(14A)을 형성하고, 절삭 회전날(34)이 회전하면서 탄성밴드(42)의 탄성력에 의해 공기 호흡기용 용기(20)를 점차 파고들도록, 절삭 회전날(34)을 공기 호흡기용 용기(20)의 표면에 밀착시키고 구동체(32)는 용기 수용부재(14)의 외측면에 밀착시켜 구동체(32)와 용기 수용부재(14)의 외주면 사이에 경사진 공간(S)이 형성되도록 한다.
이와 같이, 구동체(32)와 공기 호흡기용 용기(20)의 외주면 사이 또는 구동체(32)와 용기 수용부재(14)의 외주면 사이에 공간(S)이 형성되고, 구동체(32)를 탄성밴드(42)가 결속하게 되므로, 회전 절삭날(34)이 회전할 때 회전 절삭날(34)은 공간(S)이 허용하는 간격만큼 탄성밴드(42)의 탄성력에 의해 공기 호흡기용 용기(20)를 파고들 수 있다.
한편, 파열수단(30)이 공기 호흡기용 용기(20)에 직접 설치되는 경우에 전술한 용기 설치단계(S1)에서 파열수단(30)을 공기 호흡기용 용기(20)에 결합한 후 공기 호흡기용 용기(20)를 용기 수용부재(14)에 삽입 설치한다.
압력 가압단계(S3)
전술한 과정으로 파열수단(30)이 설치된 상태에서 공기 호흡기용 용기(20)에 유체를 규정된 압력으로 가압한다.
강제파열단계(S4)
공기 호흡기용 용기(20)의 압력이 설정된 압력에 도달하면, 파열수단(30)에 전원, 유압 또는 공압을 인가하여 파열수단(30)의 구동체(32)가 구동되도록 한다. 구동체(32)가 구동되면 회전 절삭날(34)이 회전하면서 공기 호흡기용 용기(20)를 파손하게 된다. 따라서 공기 호흡기용 용기(20)는 설정된 압력에서 파열될 수 있다.
한편, 용기 수용부재(14)의 내부에서 공기 호흡기용 용기(20)의 파열이 파열감지센서(60)에 의해 감지되면, 파열감지신호를 수신한 개폐기(50)는 함체(12)의 외부에는 파열수단(30)에 공급되는 전원, 공압 또는 유압을 차단한다. 이러한 작동은 공기 호흡기용 용기(20)가 파열된 후에도 전원이나 공압 또는 유압이 계속하여 공급됨으로써 발생될 수 있는 안전사고를 미연에 방지하기 위한 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 전원, 공압 또는 유압으로 작동되는 파열수단(30)이 공기 호흡기용 용기(20)를 파손하도록 구비됨으로써, 공기 호흡기용 용기(20)에 공기가 설정된 압력으로 충전된 상태에서 공기 호흡기용 용기(20)를 정확하게 파열시킬 수 있게 된다. 즉, 실험자는 공기 호흡기용 용기(20)를 원하는 압력에서 정확하게 강제로 파열시킬 수 있게 되므로, 공기 호흡기 안전 충전함(10)의 성능을 확인하기 위한 실험이 원활하게 이루어질 수 있다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10 : 공기 호흡기 안전 충전함 12 : 함체
14 : 용기 수용부재 14A : 절개공
20 : 공기 호흡기용 용기 30 : 파열수단
32 : 구동체 34 : 절삭 회전날
40 : 설치부재 42 : 탄성벨트
44 : 반사부재 46 : 결속띠
50 : 개폐기 60 : 파열감지센서
70 : 열선부재

Claims (11)

  1. 공기 호흡기 안전 충전함의 함체 내부에 공기 호흡기용 용기를 설치한 후, 상기 공기 호흡기용 용기에 유체를 규정된 압력으로 가압한 후 규정된 압력 상태에서 상기 공기 호흡기용 용기를 강제로 파열시키기 위한 것으로,
    외부로부터 공급되는 전원, 유압 또는 공압에 의해 작동되어 상기 공기 호흡기용 용기의 표면을 강제로 파손하여 상기 공기 호흡기용 용기가 규정된 압력에서 파열되도록 하기 위한 파열수단; 및
    상기 함체 내부에 설치되는 용기 수용부재에 구비되거나 상기 용기 수용부재의 내부에 설치되는 상기 공기 호흡기용 용기에 구비되고, 상기 파열수단을 상기 용기 수용부재 또는 상기 공기 호흡기용 용기에 결합하여 일체화하기 위한 설치부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파열수단은,
    상기 설치부재에 의해 상기 공기 호흡기용 용기의 표면에 밀착되도록 설치되어 외부로부터 공급되는 전원에 의해 고온으로 발열되어 상기 공기 호흡기용 용기의 표면을 파손하도록 된 열선부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 설치부재는,
    상기 열선부재를 감싸 상기 공기 호흡기용 용기의 표면에 밀착시키고, 상기 열선부재로부터 발생된 열이 상기 공기 호흡기용 용기의 표면으로 집중되도록 하기 위한 반사부재; 및
    상기 반사부재를 상기 공기 호흡기용 용기의 표면에 밀착시켜 결합하기 위한 결속띠를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는,
    복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 파열수단은,
    외부로부터 공급되는 유압, 공압 또는 전원에 구동되는 구동체; 및
    상기 구동체에 의해 회전되어 상기 공기 호흡기용 용기를 파손하여 파열시키기 위한 절삭 회전날을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는,
    복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 설치부재가 상기 공기 호흡기용 용기에 결합되는 경우에, 상기 절삭 회전날이 상기 공기 호흡기용 용기의 표면에 접하도록 구동체가 상기 설치부재에 의해 상기 공기 호흡기용 용기의 외주면에 고정되고,
    상기 설치부재는, 상기 구동체의 작동시 상기 절삭 회전날이 상기 공기 호흡기용 용기의 내부로 점차 파고들어 상기 공기 호흡기용 용기를 파손하도록 상기 구동체를 탄력적으로 상기 공기 호흡용 용기에 결속시키기 위한 탄성밴드 또는 금속 스프링을 갖는 클램프로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 설치부재가 상기 용기 수용부재에 설치되는 경우에, 상기 용기 수용부재에는 상기 절삭 회전날의 일부가 통과되기 위한 절개공이 형성되고, 상기 구동체는 상기 설치부재에 의해 상기 용기 수용부재에 외측면에 고정되며,
    상기 설치부재는, 상기 구동체의 작동시 상기 절삭 회전날이 상기 공기 호흡기용 용기의 내부로 점차 파고들어 상기 공기 호흡기용 용기를 파손하도록 상기 구동체를 탄력적으로 상기 용기 수용부재의 외측에 결속시키기 위한 탄성밴드 또는 금속 스프링을 갖는 클램프로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기 수용부재의 내부에는 상기 공기 호흡기용 용기의 파열을 감지하기 위한 파열감지센서가 마련되고, 상기 파열수단에 전원, 공압 또는 유압을 공급하기 위한 개폐기가 마련되며, 상기 개폐기는, 상기 파열감지센서가 감지한 파열감지신호를 수신하여 상기 파열수단으로 공급되는 전원, 공압 또는 유압을 차단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는,
    복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치.
  8. 제7항에 따른 복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열장치를 이용하여 공기 호흡기용 용기를 규정시험압력에서 강제로 파열하는 방법으로서,
    공기 호흡기 안전 충전함의 함체 내부에 구비되는 용기 수용부재의 내부에 공기 호흡기용 용기를 설치하는 용기 설치단계;
    외부로부터 공급되는 전원, 유압 또는 공압에 의해 작동되어 상기 공기 호흡기용 용기의 표면을 강제로 파손하도록 된 파열수단을 탄성밴드로 이루어진 설치수단으로 상기 용기 수용부재의 외측에 설치하거나 상기 공기 호흡기용 용기에 직접 설치하는 파열수단 설치단계;
    상기 파열수단이 설치된 상태에서 상기 공기 호흡기용 용기에 유체를 규정된 압력으로 가압하는 압력 가압단계; 및
    상기 공기 호흡기용 용기의 압력이 설정된 압력에 도달하면, 상기 파열수단에 전원, 유압 또는 공압을 인가하여 상기 파열수단이 상기 공기 호흡기용 용기를 파손하여 상기 공기 호흡기용 용기를 파열시키는 강제파열단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는,
    복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 파열수단 설치단계는,
    상기 파열수단이 구동체와 절삭 회전날로 이루어지고, 상기 파열수단이 상기 공기 호흡기용 용기에 직접 설치되는 경우에, 상기 절삭 회전날이 회전하면서 상기 탄성밴드의 탄성력에 의해 상기 공기 호흡기용 용기를 점차 파고들도록, 상기 절삭 회전날을 상기 공기 호흡기용 용기에 밀착시켜 상기 구동체와 상기 공기 호흡기용 용기의 외주면 사이에 경사진 공간이 형성되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 파열수단 설치단계는,
    상기 파열수단이 구동체와 절삭 회전날로 이루어지고, 상기 파열수단이 상기 용기 수용부재의 외측에 설치되는 경우에, 상기 용기 수용부재에 상기 절삭 회전날의 일부가 통과되기 위한 절개공을 형성하고,
    상기 절삭 회전날이 회전하면서 상기 탄성밴드의 탄성력에 의해 상기 공기 호흡기용 용기를 점차 파고들도록, 상기 절삭 회전날을 상기 공기 호흡기용 용기에 밀착시키고 상기 구동체는 상기 용기 수용부재의 외측면에 밀착시켜 상기 구동체와 상기 용기 수용부재의 외주면 사이에 경사진 공간이 형성되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 강제파열단계는,
    상기 용기 수용부재의 내부에 상기 공기 호흡기용 용기의 파열을 감지하기 위한 파열감지센서를 설치하고, 상기 함체의 외부에는 상기 파열수단에 전원, 공압 또는 유압을 공급하기 위한 개폐기를 설치하며, 상기 개폐기는, 상기 파열감지센서가 감지한 파열감지신호를 수신하여 상기 파열수단으로 공급되는 전원, 공압 또는 유압을 차단하도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    복합재료로 된 공기 호흡기용 용기의 규정시험압력 파열방법.










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