KR20220077467A - Safety device for pipe of the high pressure hydrogen - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고압 수소 배관용 안전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고압의 수소를 저장하는 용기 등에 구비되는 벤트관에 자발점화에 의해 생성되는 화염 파편을 포착하고, 화염 유지 현상을 억제시킬 수 있도록 하는 화염억제부가 구비되도록 하여 고압 수소의 벤트 과정에서 발생되는 자발점화 또는 화염 방사로 인한 화재사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 고압 수소 배관용 안전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a safety device for high-pressure hydrogen piping, and more particularly, to capture flame fragments generated by spontaneous ignition in a vent pipe provided in a container for storing high-pressure hydrogen, etc., and to suppress the flame maintenance phenomenon. It relates to a safety device for high-pressure hydrogen piping that can prevent in advance a fire accident due to spontaneous ignition or flame emission occurring in the venting process of high-pressure hydrogen by providing a flame suppression unit that does so.

Description

고압 수소 배관용 안전장치{Safety device for pipe of the high pressure hydrogen}Safety device for pipe of the high pressure hydrogen

본 발명은 고압 수소 배관용 안전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고압의 수소를 저장하는 용기 등에 구비되는 벤트관에 자발점화에 의해 생성되는 화염 파편을 포착하고, 화염 유지 현상을 억제시킬 수 있도록 하는 화염억제부가 구비되도록 하여 고압 수소의 벤트 과정에서 발생되는 자발점화 또는 화염 방사로 인한 화재사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 고압 수소 배관용 안전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a safety device for high-pressure hydrogen piping, and more particularly, to capture flame fragments generated by spontaneous ignition in a vent pipe provided in a container for storing high-pressure hydrogen, etc., and to suppress the flame maintenance phenomenon. It relates to a safety device for high-pressure hydrogen piping that can prevent in advance a fire accident due to spontaneous ignition or flame emission occurring in the venting process of high-pressure hydrogen by providing a flame suppression unit that does so.

수소는 환경 친화적이면서도 에너지 밀도가 높기 때문에 미래의 에너지원으로 각광받고 있으며, 최근 들어 수소를 에너지원으로 활용할 수 있도록 하는 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Hydrogen is being spotlighted as a future energy source because it is environmentally friendly and has a high energy density, and recently, research on technology that allows hydrogen to be used as an energy source is being actively researched.

액체 수소의 경우, 극저온 상태이므로 저장 및 운송 비용이 많이 소요되므로, 수소연료는 일반적으로 저장의 용이성과 효율을 고려하여 약 700bar 수준의 고압 가스 형태로 사용된다.In the case of liquid hydrogen, since it is in a cryogenic state, storage and transportation costs are high, so hydrogen fuel is generally used in the form of a high-pressure gas of about 700 bar in consideration of the ease and efficiency of storage.

고압의 수소 가스를 저장하기 위한 장치에는 안전상의 이유로 벤트(vent) 장치가 필수적으로 설치되는데, 도 1에 나타낸 바와 같이, 고압 수소가 대기중으로 방출되는 경우 상압과의 압력차이로 인한 충격파 발생 및 수소의 낮은 발화점으로 인해 점화원이 없는 상태에서도 자발 점화에 의해 화염 방사가 이루어지고, 그에 따라 화재 사고가 발생할 수 있다.A device for storing high-pressure hydrogen gas is necessarily provided with a vent device for safety reasons. As shown in FIG. 1, when high-pressure hydrogen is released into the atmosphere, shock wave generation and hydrogen Due to the low ignition point of

최근 들어, 이러한 고압 수소의 자발점화와 관련된 연구가 전세계적으로 진행되고 있는데, 그 주요 내용은 고압 수소의 기본적인 누출 및 공급 상황에서 자발점화의 발생 가능성에 관한 것이다.Recently, studies related to the self-ignition of high-pressure hydrogen are being conducted worldwide, and the main content is related to the possibility of spontaneous ignition in a basic leakage and supply situation of high-pressure hydrogen.

그에 따라, 배관, 즉 고압 수소를 누출시키기 위한 벤트관의 길이가 길수록, 벤트관의 직경이 작을수록, 또한 벤트관에 구비되는 격막 또는 밸브가 빠르게 개방될수록 자발점화의 가능성이 높아진다는 연구결과가 발표되기도 했다.Accordingly, research results show that the longer the length of the pipe, that is, the vent pipe for leaking high-pressure hydrogen, the smaller the diameter of the vent pipe, and the faster the diaphragm or valve provided in the vent pipe is opened, the higher the possibility of self-ignition. was also announced.

또한, 자발점화 현상의 발생에 따른 화염 방사 현상에 대한 연구를 통해 화염 구조와 화염 전파 속도에 대한 파악도 이루어지고 있는데, 대부분의 연구들이 기초적인 현상 분석에만 국한되어 있고, 자발점화에 의한 화염 방사를 억제하기 위한 장치 또는 방법에 대한 내용은 아직까지 개발되고 있지 않은 실정이다.In addition, the flame structure and flame propagation speed are being understood through the study of the flame emission phenomenon according to the occurrence of the spontaneous ignition phenomenon. Most of the studies are limited to the analysis of the basic phenomenon, The content of the device or method for suppressing the situation has not yet been developed.

1. 대한민국 등록특허공보 제10-1134876호(2012. 04. 13. 공고)1. Republic of Korea Patent Publication No. 10-1134876 (April 13, 2012 Announcement)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 고압의 수소를 저장하는 용기 등에 구비되는 벤트관에 화염억제부를 설치함으로써 고압 수소의 벤트 과정에서 발생되는 자발점화에 의해 생성되는 화염 파편을 포착하고, 화염 유지 현상을 억제시킬 수 있도록 하는 고압 수소 배관용 안전장치를 제공함에 있다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to install a flame suppressor in a vent pipe provided in a container for storing high-pressure hydrogen, etc. An object of the present invention is to provide a safety device for high-pressure hydrogen piping that captures flame fragments generated by ignition and suppresses flame retention.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,

고압 수소를 배출하기 위한 벤트관과, 일측 단부가 상기 벤트관의 단부를 감싸도록 결합되고, 타측 단부에는 고압 수소가 배출되는 벤트홀이 형성된 중공 형상의 화염억제부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A vent pipe for discharging high-pressure hydrogen, one end is coupled to surround the end of the vent pipe, and the other end is characterized in that it comprises a hollow flame suppressor having a vent hole through which high-pressure hydrogen is discharged.

이때, 상기 벤트관의 내부에는 고압 수소가 통과하는 통로의 단면적이 넓어지도록 하는 확관부가 형성된 것을 특징으로 한다.At this time, it is characterized in that the vent pipe is formed with an expanding pipe portion that widens the cross-sectional area of the passage through which the high-pressure hydrogen passes.

또한, 상기 확관부는 5도 이하의 기울기를 갖도록 하여 화염억제부의 내측으로 삽입되는 벤트관의 단부까지 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the expanded pipe portion is characterized in that it is formed up to the end of the vent pipe inserted into the flame suppressor to have a slope of 5 degrees or less.

그리고, 상기 벤트홀의 면적은 벤트관의 단부 내경에 의해 형성되는 면적 이하인 것을 특징으로 한다.And, the area of the vent hole is characterized in that less than or equal to the area formed by the inner diameter of the end of the vent pipe.

또한, 상기 화염억제부는 원통 형상으로 이루어지고, 화염억제부의 길이는 벤트관의 단부 내경의 3배 이상인 것을 특징으로 한다.In addition, the flame suppression portion is made of a cylindrical shape, the length of the flame suppression portion is characterized in that at least three times the inner diameter of the end of the vent pipe.

본 발명에 따르면, 비교적 단순한 구성에 의해 고압 수소의 벤트 과정에서 발생되는 자발점화에 의해 생성되는 화염 파편을 포착하고, 화염 유지 현상을 억제시킬 수 있도록 함으로써 자발점화의 발생에 따른 화염 방사로 인한 화재사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 뛰어난 효과를 갖는다.According to the present invention, it is possible to capture the flame fragments generated by the spontaneous ignition generated in the venting process of high-pressure hydrogen by a relatively simple configuration, and to suppress the flame maintenance phenomenon. It has an excellent effect to prevent accidents in advance.

도 1은 고압 수소의 벤트 과정에서 발생되는 자발점화에 의한 화염 방사 모습을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 고압 수소 배관용 안전장치의 사시도.
도 3은 도 2에 나타낸 본 발명의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 고압 수소 배관용 안전장치에 의한 화염 포착 및 소염 과정을 나타낸 도면.1 is a view showing flame emission by spontaneous ignition generated in the venting process of high-pressure hydrogen.
Figure 2 is a perspective view of a safety device for high-pressure hydrogen piping according to the present invention.
Fig. 3 is a cross-sectional view of the present invention shown in Fig. 2;
Figure 4 is a view showing the flame capture and extinguishing process by the safety device for high-pressure hydrogen piping according to the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참고로 하여 본 발명에 따른 고압 수소 배관용 안전장치의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the safety device for high-pressure hydrogen piping according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 고압 수소 배관용 안전장치의 사시도이고, 도 3은 도 2에 나타낸 본 발명의 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 고압 수소 배관용 안전장치에 의한 화염 포착 및 소염 과정을 나타낸 도면이다.2 is a perspective view of a safety device for high-pressure hydrogen piping according to the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view of the present invention shown in FIG. is a diagram showing

본 발명은 고압의 수소를 저장하는 용기 등에 구비되는 벤트관에 자발점화에 의해 생성되는 화염 파편을 포착하고, 화염 유지 현상을 억제시킬 수 있도록 하는 화염억제부가 구비되도록 하여 고압 수소의 벤트 과정에서 발생되는 자발점화 또는 화염 방사로 인한 화재사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 고압 수소 배관용 안전장치(10)(이하, '안전장치(10)'라 한다)에 관한 것으로, 그 구성은 도 2에 나타낸 바와 같이, 크게 벤트관(100)과 화염억제부(200)를 포함할 수 있다.The present invention captures flame fragments generated by spontaneous ignition in a vent pipe provided in a container for storing high-pressure hydrogen, etc., and is provided with a flame suppression unit to suppress the flame maintenance phenomenon generated in the venting process of high-pressure hydrogen It relates to a safety device 10 for high-pressure hydrogen piping (hereinafter referred to as 'safety device 10') that can prevent fire accidents caused by spontaneous ignition or flame emission in advance, the configuration of which is shown in FIG. As shown, it may largely include a vent pipe 100 and a flame suppression unit 200 .

보다 상세히 설명하면, 상기 벤트관(100)은 고압 수소를 저장하기 위한 용기 등에 구비되어 고압 수소의 압력 유지 등을 이유로 하여 외부로 배출시킬 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로, 내측에는 고압 수소가 이동하는 통로(110)가 형성되어 있다.More specifically, the vent pipe 100 is provided in a container for storing high-pressure hydrogen and serves to discharge the high-pressure hydrogen to the outside for reasons such as maintaining the pressure of high-pressure hydrogen. A passage 110 is formed.

상기 벤트관(100)의 단부(120)는 후술할 화염억제부(200)의 내측으로 삽입되고, 화염억제부(200) 내측으로 삽입된 벤트관(100)의 내부 통로(110)에는 단부(120)로 갈수록 통로(110)의 단면적이 넓어지도록 하는 확관부(112)가 형성될 수 있다.The end 120 of the vent pipe 100 is inserted into the flame suppression unit 200 to be described later, and the inner passage 110 of the vent pipe 100 inserted into the flame suppression unit 200 has an end ( As it goes toward 120 , the expansion tube 112 may be formed so that the cross-sectional area of the passage 110 becomes wider.

이때, 상기 확관부(112)는 화염억제부(200)의 내측으로 삽입되기 이전 위치의 벤트관(100)으로부터 화염억제부(200)의 내측으로 삽입된 벤트관(100)의 단부(120)에 이르기까지 형성되는데, 확관부(112)의 시점으로부터 화염억제부(200)의 일측 단부 사이의 거리는 화염억제부(200) 내측으로 삽입된 벤트관(100) 길이의 약 2배 정도가 되도록 하는 것이 바람직하다.At this time, the expansion pipe 112 is the end 120 of the vent pipe 100 inserted into the flame suppression unit 200 from the vent pipe 100 at the position before being inserted into the flame suppression unit 200. The distance between one end of the flame suppression unit 200 from the point of the expansion tube 112 is about twice the length of the vent pipe 100 inserted into the flame suppression unit 200. it is preferable

상기와 같은 확관부(112)는 고압 수소를 배출하는 과정에서 벤트관(100)의 통로(110) 내부에서 수소의 자발점화로 인해 화염이 발생된 경우 화염이 하류로 흘러가지 않고 상부로 다시 되돌아오도록 하는 역할을 하는 것으로, 이에 대한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.When a flame is generated due to the spontaneous ignition of hydrogen inside the passage 110 of the vent pipe 100 in the process of discharging the high-pressure hydrogen in the pipe expansion part 112 as described above, the flame does not flow downstream and returns to the upper part. It plays a role to come, and a more detailed description thereof will be described later.

또한, 상기 확관부(112)의 각도, 즉 확관부(112)의 시점으로부터 종점, 즉 벤트관(100)의 단부(120)까지의 기울기는 5도 이하로 형성되는 것이 바람직한데, 이는 수소의 자발점화로 인해 발생된 화염이 분리되는 것을 방지하기 위함이다.In addition, the angle of the expansion tube 112, that is, the slope from the starting point of the expansion tube 112 to the end point, that is, the end 120 of the vent pipe 100 is preferably formed to be 5 degrees or less, which is This is to prevent the flame generated due to self-ignition from being separated.

즉, 상기 확관부(112)의 각도가 5도를 초과하는 경우, 통로(110)를 통과하는 고압 수소의 유동이 과팽창하면서 유동 박리 현상이 발생되고, 그에 따라 화염이 분리되어 하류로 흘러나가게 되므로 화염 포착이 제대로 이루어지지 않는 문제가 발생될 수 있기 때문이다.That is, when the angle of the expansion tube 112 exceeds 5 degrees, the flow of high-pressure hydrogen passing through the passage 110 overexpands and a flow separation phenomenon occurs, so that the flame is separated and flows downstream This is because a problem in which flame capture is not performed properly may occur.

다음, 상기 화염억제부(200)는 벤트관(100)의 단부(120)를 감싸도록 결합되어 벤트관(100)의 내부에서 고압 수소의 자발점화에 의해 생성되는 화염을 포착하고, 화염이 유지되는 것을 억제시키는 역할을 하는 것으로, 벤트관(100)의 외경보다 직경이 큰 중공의 원통 형상으로 이루어질 수 있다.Next, the flame suppression unit 200 is coupled to surround the end 120 of the vent pipe 100 to capture the flame generated by the spontaneous ignition of high-pressure hydrogen inside the vent pipe 100, and the flame is maintained. To serve to suppress the vent pipe 100 may be formed in a hollow cylindrical shape having a larger diameter than the outer diameter.

즉, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 화염억제부(200)의 일측 단부는 벤트관(100)의 단부(120)가 화염억제부(200)의 내측으로 수용될 수 있도록 벤트관(100)을 감싸는 형태로 결합되거나, 벤트관(100)의 외주면에 일체로 형성될 수 있고, 화염억제부(200)의 타측 단부에는 벤트관(100)을 통해 배출되는 고압 수소를 외부로 배출시킬 수 있도록 하는 벤트홀(210)이 형성되어 있다.That is, as shown in FIG. 3 , one end of the flame suppression unit 200 has a vent pipe 100 so that the end 120 of the vent pipe 100 can be accommodated inside the flame suppression unit 200 . It may be combined in a wrapping form or integrally formed on the outer circumferential surface of the vent pipe 100, and at the other end of the flame suppression unit 200, the high-pressure hydrogen discharged through the vent pipe 100 may be discharged to the outside. A vent hole 210 is formed.

이때, 상기 벤트홀(210)은 벤트관(100)의 단부(120)로부터 고압 수소의 흐름방향으로 일정거리 이격되도록 하여 전방에 위치되는 화염억제부(200)의 타측 단부 중심부에 형성될 수 있으며, 벤트홀(210)의 면적은 벤트관(100) 단부(120)의 면적, 즉 벤트관(100) 단부(120)의 내경에 의해 형성되는 면적 이하가 되도록 하여 벤트관(100) 단부(120)를 통해 1차적으로 배출되는 고압 수소가 벤트홀(210)을 통해 보다 원활히 배출될 수 있도록 구성되어 있다.At this time, the vent hole 210 is spaced apart from the end 120 of the vent pipe 100 by a predetermined distance in the flow direction of high-pressure hydrogen, and may be formed in the center of the other end of the flame suppression unit 200 located in the front. , so that the area of the vent hole 210 is less than or equal to the area formed by the inner diameter of the vent pipe 100 end 120 , that is, the vent pipe 100 end 120 , the vent pipe 100 end 120 ) is configured so that the high-pressure hydrogen primarily discharged through the vent hole 210 can be more smoothly discharged.

또한, 상기 벤트홀(210)의 면적이 너무 넓을 경우 벤트관(100)의 내부에서 고압 수소의 자발점화에 의해 생성되는 화염이 화염억제부(200)의 내부에서 포착되지 못하고 벤트홀(210)을 통해 빠져나가게 될 우려도 있으므로, 가급적 벤트홀(210)의 면적을 좁게 형성시키는 것이 바람직하다.In addition, when the area of the vent hole 210 is too wide, the flame generated by the spontaneous ignition of high-pressure hydrogen inside the vent pipe 100 cannot be captured in the flame suppression unit 200 and the vent hole 210. Since there is a risk of escape through the vent hole 210, it is preferable to make the area of the vent hole 210 as narrow as possible.

그리고, 상기 화염억제부(200)의 길이, 즉 고압 수소의 흐름방향으로의 길이는 확관부(112) 내경의 최대값, 즉 벤트관(100)의 단부(120) 내경에 비해 적어도 3배 이상이 되는 것이 바람직한데, 그 이유는 화염억제부(200)의 길이가 벤트관(100) 단부(120) 내경의 3배 미만이 될 경우, 화염억제부(200)의 전체 길이가 너무 짧아지게 되어 벤트관(100)의 내부에서 고압 수소의 자발점화에 의해 생성되는 화염이 확관부(112)에 의해 발생되는 역방향 회전 와류에 의해 포집되기 전에 화염억제부(200)의 타측 단부 내측벽과 충돌하여 분리됨으로써 고압 수소의 흐름에 의해 벤트홀(210)을 통해 빠져나가게 될 우려가 있기 때문이다.And, the length of the flame suppression part 200, that is, the length in the flow direction of high-pressure hydrogen, is at least three times greater than the maximum value of the inner diameter of the expanding tube 112, that is, the inner diameter of the end 120 of the vent tube 100. This is preferable, because when the length of the flame suppression unit 200 is less than three times the inner diameter of the vent pipe 100 end 120, the overall length of the flame suppression unit 200 becomes too short. The flame generated by the spontaneous ignition of high-pressure hydrogen inside the vent pipe 100 collides with the inner wall of the other end of the flame suppression unit 200 before being collected by the reverse rotational vortex generated by the pipe expansion unit 112. This is because there is a risk of being separated through the vent hole 210 by the flow of high-pressure hydrogen.

도 4는 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 안전장치(10)에 의한 화염 포착 및 소염 과정을 전산유동해석을 통해 테스트한 결과를 나타낸 것으로, 벤트관(100)의 내부에 형성되는 확관부(112)의 각도는 5도로 하였고, 화염억제부(200)의 내측으로 삽입된 벤트관(100)의 길이는 15mm로 하였으며, 벤트관(100)의 단부(120) 내경과 화염억제부(200)에 형성된 벤트홀(210)의 직경은 13mm로 동일하게 하였고, 화염억제부(200)의 길이는 50mm로 한 상태에서 벤트관(100)의 내부에서 고압 수소의 자발점화에 의한 화염이 형성되도록 하였다.4 shows the results of testing the flame capture and fire extinguishing process by the safety device 10 according to the present invention as described above through computational flow analysis, and the expansion pipe 112 formed inside the vent pipe 100 ) angle was 5 degrees, the length of the vent pipe 100 inserted into the inside of the flame suppression unit 200 was 15 mm, and the inner diameter of the end 120 of the vent pipe 100 and the flame suppression unit 200. The diameter of the formed vent hole 210 was the same as 13 mm, and the flame was formed by spontaneous ignition of high-pressure hydrogen inside the vent tube 100 while the length of the flame suppression part 200 was set to 50 mm.

또한, 벤트관(100) 내부 통로(110)의 내경은 5mm로 하였고, 수소의 공급압력은 145bar로 하였다.In addition, the inner diameter of the inner passage 110 of the vent pipe 100 was 5 mm, and the hydrogen supply pressure was 145 bar.

확관부(112) 및 화염억제부(200)가 형성되지 않은 종래의 벤트관(100)의 경우 도 1에 나타낸 바와 같이, 고압 수소의 벤트 과정에서 화염 전파로 인해 화염 방사가 일어나는 것임에 비해, 본 발명에 따른 안전장치(10)의 경우, 도 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 화염 팽창, 화염 포착, 연소 지속 및 산소 소진, 소염의 네 단계를 거치면서 화염 방사가 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.In the case of the conventional vent pipe 100 in which the expansion pipe 112 and the flame suppression part 200 are not formed, as shown in FIG. 1, flame emission occurs due to flame propagation in the venting process of high-pressure hydrogen, In the case of the safety device 10 according to the present invention, as can be seen in FIG. 4 , it is possible to prevent flame emission from occurring while going through the four stages of flame expansion, flame capture, combustion continuation and oxygen exhaustion, and anti-inflammation. do.

보다 상세히 설명하면, 먼저 상기 화염 팽창 단계는 벤트관(100) 내부에서 발생된 화염이 확관부(112) 내부에서 팽창하는 단계로, 확관부(112)의 각도가 5도로 크지 않으므로 작은 각도로 팽창이 이루어지고, 그에 따라 화염이 하류로 흘러가지 않고 역방향 회전 와류에 의해 상류로 다시 되돌아오는 흐름이 생성된다.In more detail, first, the flame expansion step is a step in which the flame generated inside the vent pipe 100 expands inside the pipe expansion part 112, and the angle of the expansion pipe part 112 is not large by 5 degrees, so it expands at a small angle. This is done so that the flame does not flow downstream, but rather a counter-rotating vortex creates a flow back upstream.

이때, 상기 역방향 회전 와류란 정적 유동에 고압 가스가 분출될 때 점성 마찰에 의해 만들어지는 분출 반대 방향으로의 소용돌이를 의미하는 것으로, 전술한 바와 같이, 확관부(112)의 각도가 5도를 초과하는 경우, 확관부(112)를 통과하는 고압 수소의 유동이 과팽창하면서 유동 박리 현상이 발생되고, 그에 따라 화염이 분리되어 하류로 흘러나가게 되므로 화염 포착이 제대로 이루어지지 않을 수 있다.At this time, the reverse rotational vortex means a vortex in the opposite direction to the ejection created by viscous friction when the high-pressure gas is ejected in the static flow, and as described above, the angle of the expansion tube 112 exceeds 5 degrees In this case, the flow of high-pressure hydrogen passing through the expansion tube 112 is overexpanded and a flow separation phenomenon occurs, and accordingly, the flame is separated and flows downstream, so flame capture may not be performed properly.

다음, 상기 화염 포착 단계는 역방향 회전 와류에 의해 상류로 다시 되돌아오는 화염을 벤트관(100)의 단부(120)를 감싸는 화염억제부(200)에 의해 포착하는 단계로, 화염억제부(200)의 길이를 벤트관(100) 단부(120) 내경의 3배 이상으로 하고, 벤트홀(210)의 면적을 벤트관(100) 단부(120) 내경에 의해 형성되는 면적 이하로 할 경우, 도 4의 ②번 그림에서 확인할 수 있듯이, 역방향 회전 와류에 의해 상류로 다시 되돌아오는 화염이 벤트홀(210)을 통해 빠져나기지 못하고 화염억제부(200) 내부에 포착된다.Next, the flame capturing step is a step of capturing the flame returning back upstream by the reverse rotational vortex by the flame suppressing unit 200 surrounding the end 120 of the vent pipe 100, the flame suppressing unit 200 When the length of the vent pipe 100 is three times or more of the inner diameter of the end 120, and the area of the vent hole 210 is less than or equal to the area formed by the inner diameter of the end 120 of the vent pipe 100, FIG. 4 As can be seen in figure ②, the flame returning upstream by the reverse rotational vortex cannot escape through the vent hole 210 and is captured inside the flame suppression unit 200 .

다음, 상기 연소 지속 및 산소 소진 단계는 화염억제부(200) 내부에 포착된 화염이 화염억제부(200) 내부에서 연소하면서 산소를 소진시키는 단계로, 지속적인 연소에 의해 화염억제부(200) 내부 산소가 모두 소진이 되면 소염 단계로 이어지게 된다.Next, the combustion continuation and oxygen exhaustion step is a step of consuming oxygen while the flame captured inside the flame suppression unit 200 burns inside the flame suppression unit 200, and the flame suppression unit 200 inside by continuous combustion When all the oxygen is exhausted, it leads to the anti-inflammatory phase.

따라서, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 안전장치(10)에 의하면, 비교적 단순한 구성에 의해 고압 수소의 벤트 과정에서 발생되는 자발점화에 의해 생성되는 화염 파편을 포착하고, 화염 유지 현상을 억제시킬 수 있도록 함으로써 자발점화의 발생에 따른 화염 방사로 인한 화재사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 등의 다양한 장점을 갖는 것이다.Therefore, according to the safety device 10 according to the present invention as described above, it is possible to capture the flame fragments generated by the spontaneous ignition generated during the venting of high-pressure hydrogen by a relatively simple configuration and suppress the flame maintenance phenomenon. It has various advantages such as preventing fire accidents due to flame emission caused by spontaneous ignition in advance.

전술한 실시예들은 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.Although the above-described embodiments have been described with respect to the most preferred examples of the present invention, it is not limited to the above-described embodiments, and it is apparent to those skilled in the art that various modifications are possible without departing from the technical spirit of the present invention.

본 발명은 고압 수소 배관용 안전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고압의 수소를 저장하는 용기 등에 구비되는 벤트관에 자발점화에 의해 생성되는 화염 파편을 포착하고, 화염 유지 현상을 억제시킬 수 있도록 하는 화염억제부가 구비되도록 하여 고압 수소의 벤트 과정에서 발생되는 자발점화 또는 화염 방사로 인한 화재사고를 미연에 방지할 수 있도록 하는 고압 수소 배관용 안전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a safety device for high-pressure hydrogen piping, and more particularly, to capture flame fragments generated by spontaneous ignition in a vent pipe provided in a container for storing high-pressure hydrogen, etc., and to suppress the flame maintenance phenomenon. It relates to a safety device for high-pressure hydrogen piping that can prevent in advance a fire accident due to spontaneous ignition or flame emission occurring in the venting process of high-pressure hydrogen by providing a flame suppression unit that does so.

10 : (고압 수소 배관용) 안전장치 100 : 벤트관
110 : 통로 112 : 확관부
120 : 단부 200 : 화염억제부
210 : 벤트홀10: (for high-pressure hydrogen piping) Safety device 100: Vent pipe
110: passage 112: expansion pipe
120: end 200: flame suppression unit
210: vent hole

Claims (5)

고압 수소를 배출하기 위한 벤트관과,
일측 단부가 상기 벤트관의 단부를 감싸도록 결합되고, 타측 단부에는 고압 수소가 배출되는 벤트홀이 형성된 중공 형상의 화염억제부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압 수소 배관용 안전장치.
A vent pipe for discharging high-pressure hydrogen,
A safety device for high-pressure hydrogen piping, characterized in that it includes a hollow flame suppressor having a vent hole through which one end is coupled to surround the end of the vent pipe, and a vent hole through which high-pressure hydrogen is discharged.
 제 1항에 있어서,
상기 벤트관의 내부에는 고압 수소가 통과하는 통로의 단면적이 넓어지도록 하는 확관부가 형성된 것을 특징으로 하는 고압 수소 배관용 안전장치.
The method of claim 1,
A safety device for high-pressure hydrogen piping, characterized in that the vent pipe is formed with an expansion pipe to increase the cross-sectional area of the passage through which the high-pressure hydrogen passes.
 제 2항에 있어서,
상기 확관부는 5도 이하의 기울기를 갖도록 하여 화염억제부의 내측으로 삽입되는 벤트관의 단부까지 형성된 것을 특징으로 하는 고압 수소 배관용 안전장치.
3. The method of claim 2,
The high-pressure hydrogen pipe safety device, characterized in that the expanded pipe section is formed to the end of the vent pipe inserted into the flame suppression section to have a slope of 5 degrees or less.
 제 1항에 있어서,
상기 벤트홀의 면적은 벤트관의 단부 내경에 의해 형성되는 면적 이하인 것을 특징으로 하는 고압 수소 배관용 안전장치.
The method of claim 1,
The safety device for high-pressure hydrogen piping, characterized in that the area of the vent hole is equal to or less than the area formed by the inner diameter of the end of the vent pipe.
 제 1항에 있어서,
상기 화염억제부는 원통 형상으로 이루어지고, 화염억제부의 길이는 벤트관의 단부 내경의 3배 이상인 것을 특징으로 하는 고압 수소 배관용 안전장치.
The method of claim 1,
The flame suppression portion is made of a cylindrical shape, the length of the flame suppression portion is a safety device for high-pressure hydrogen piping, characterized in that at least three times the inner diameter of the end of the vent pipe.
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