WO2023229245A1 - 파열 장치 - Google Patents

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WO2023229245A1
WO2023229245A1 PCT/KR2023/005896 KR2023005896W WO2023229245A1 WO 2023229245 A1 WO2023229245 A1 WO 2023229245A1 KR 2023005896 W KR2023005896 W KR 2023005896W WO 2023229245 A1 WO2023229245 A1 WO 2023229245A1
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WO
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housing
rupture
filter
filter frame
paragraph
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/005896
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김윤제
강현수
Original Assignee
성균관대학교산학협력단
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/02—Filters adapted for location in special places, e.g. pipe-lines, pumps, stop-cocks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/14—Safety devices specially adapted for filtration; Devices for indicating clogging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/30—Filter housing constructions

Definitions

  • the present invention relates to a rupture device, and more specifically, to a rupture device capable of suppressing the outflow of oil and contaminants from an oil-water separation device and a pressure vessel.
  • a rupture disc is installed in facilities or devices such as pressure vessels, piping systems, ducts, storage, and nuclear reactors. When abnormal overpressure or overvacuum occurs during device operation, when the set pressure is exceeded, the thin plate ruptures and fluid is ejected. It is a device that protects the device.
  • Rupture discs have a wide range of material selection, and there are no restrictions on production size from small to large. Due to these advantages, rupture disks are used in various fields. However, rupture disks can corrode under various environmental conditions, and if the internal pressure of the device rises rapidly, the pressure control system may collapse. If this phenomenon occurs, it can not only lead to a large-scale accident, but also pollute the surrounding environment.
  • the present invention was created to solve the above problems, and the purpose of the present invention is to provide an oil-water separation device and a rupture device capable of suppressing the outflow of oil and contaminants from a pressure vessel.
  • the bursting device includes: a hollow housing; a filter unit mounted on the housing and filtering contaminants from the fluid flowing toward the housing; and a rupture portion that is mounted on the housing and ruptures when the internal pressure of the housing exceeds a set value.
  • the filter unit includes a filter frame unit mounted on an edge of the housing; a filter guide portion extending from the filter frame portion to the inside of the housing; and a strainer unit mounted on the filter guide unit and forming a mesh that filters contaminants from the fluid flowing toward the housing.
  • the filter guide portion may be formed to be inclined from the filter frame portion toward the strainer portion.
  • the filter guide portion may be formed as a curved surface from the filter frame portion toward the strainer portion.
  • the filter frame portion includes a filter frame body portion mounted on an edge portion of the housing; And it may include a filter frame insertion portion that protrudes from the filter frame body toward the housing and is in contact with the inner surface of the housing.
  • the filter frame part may further include a sealing part interposed between the outer surface of the filter frame insertion part and the inner surface of the housing and made of an elastically deformable material.
  • the filter unit may be detachably coupled to the housing.
  • the rupture portion includes a rupture frame portion mounted on an edge portion of the housing; and a rupture surface portion formed on the rupture frame portion and including a rupture inducing pattern portion that ruptures when the internal pressure of the housing exceeds a set value.
  • a plurality of rupture inducing pattern portions may be formed radially on the rupture surface portion.
  • the rupture portion may further include a coating film portion coated with a corrosion-resistant material on the rupture surface portion.
  • the coating film portion may be applied to one surface of the rupture surface portion facing toward the housing.
  • the rupture device when the internal pressure of the housing exceeds a set value and the rupture portion ruptures, the fluid containing oil and contaminants is filtered in the filter unit and discharged to the outside, thereby contaminating the surrounding environment. can be prevented.
  • the filter guide portion is inclined from the filter frame portion to the inside of the housing or is formed as a curved surface to guide the fluid to be collected toward the filter portion.
  • the filter part is detachably coupled to the housing, so that replacement of a contaminated or damaged filter part and a filter part equipped with a mesh suitable for filtering contaminants can be easily performed.
  • a coating film is applied to the ruptured part with a corrosion-resistant material to form a coating film to prevent damage to the ruptured part due to contact with a corrosive fluid, thereby preventing the ruptured part from rupturing when the internal pressure of the housing is below the set standard.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a rupture device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a bottom perspective view schematically showing a rupturing device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is an assembled perspective view schematically showing a rupture device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a plan view schematically showing a rupture portion according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a bottom plan view schematically showing a filter unit according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a perspective view schematically showing a state in which the rupture portion is ruptured in the rupture device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a cross-sectional view schematically taken along line A-A of Figure 6.
  • Figure 1 is a perspective view schematically showing a bursting device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a bottom perspective view schematically showing a bursting device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is an embodiment of the present invention.
  • It is an assembled perspective view schematically showing a rupturing device according to
  • Figure 4 is a plan view schematically showing a rupturing unit according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a bottom plan view schematically showing a filter unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing a ruptured state of the rupture portion in the rupture device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the line A-A of FIG. 6.
  • the rupture device may include a housing 100, a filter unit 200, and a rupture unit 300.
  • the rupture device according to an embodiment of the present invention is installed in facilities or devices such as pressure vessels and ducts, and filters fluid containing contaminants 10 in the filter unit 200 when abnormal overpressure or overvacuum occurs during device operation. After that, it can be discharged to the outside through the rupture part 300.
  • the housing 100 may be formed in a hollow shape.
  • the housing 100 may be formed in a cylindrical shape.
  • the housing 100 may be formed so that both ends are open.
  • a filter unit 200 is mounted on one end of the housing 100 (lower part in FIG. 3), and a rupture part 300 is installed on the other end of the housing 100 (upper part in FIG. 3). It is installed.
  • the filter unit 200 is mounted on one end of the housing 100 and can filter contaminants 10 from the fluid flowing toward the housing 100.
  • the rupture device according to an embodiment of the present invention is installed in an oil and water separation device (Free Water Knock Out, FWKO) that separates oil and water in an oil field, etc.
  • FWKO Free Water Knock Out
  • the filter unit 200 removes the fluid flowing into the housing 100. Filters oil, contaminants (10), etc.
  • the filter unit 200 may be detachably coupled to the housing 100.
  • the filter unit 200 is detachably coupled to the housing 100 and has a mesh suitable for replacing the contaminated or damaged filter unit 200 and filtering oil, contaminants 10, etc. Replacement of (200) can be easily accomplished.
  • the filter unit 200 may include a filter frame unit 210, a filter guide unit 220, and a strainer unit 230.
  • the filter frame portion 210 is formed in a ring shape that is mounted on the edge of one end (lower end in FIG. 3) of the housing 100.
  • the filter frame portion 210 includes a filter frame body portion 211 and a filter frame insertion portion 213.
  • the filter frame body portion 211 is formed in a ring shape that is mounted on the edge of one end (lower end in FIG. 3) of the housing 100.
  • the filter frame insertion portion 213 protrudes from the filter frame body portion 211 toward the housing 100 and contacts the inner surface of the housing 100.
  • the filter frame insertion portion 213 may be press-fitted to the inner surface of the housing 100.
  • the filter frame insertion portion 213 may be coupled to the housing 100 by bolting, bonding, etc.
  • threads may be formed on the outer surface of the filter frame insertion part 213 and the inner surface of the housing 100, so that the filter frame insertion part 213 may be screwed to the housing 100.
  • the filter frame insertion part 213 of the filter frame part 210 is detachably coupled to the housing 100, so that the contaminated or damaged filter part 200 can be replaced, and the oil and contaminants (10) can be removed. ), etc., the filter unit 200 provided with a mesh suitable for filtering can be easily replaced.
  • the filter frame unit 210 may further include a sealing unit 215.
  • the sealing part 215 is interposed between the outer surface of the filter frame insertion part 213 and the inner surface of the housing 100, and may be made of an elastically deformable material.
  • the sealing portion 215 may be made of an elastically deformable O-ring.
  • the sealing part 215 interposed between the outer surface of the filter frame insertion part 213 and the inner surface of the housing 100 the fluid is not filtered in the filter part 230 and is connected to the filter frame insertion part 213 and the housing. Inflow into the gap of (100) can be prevented.
  • the filter guide portion 220 extends from the filter frame portion 210 to the inside of the housing 100.
  • the filter guide unit 220 guides the fluid flowing into the housing 100 to be collected by the strainer unit 230.
  • the filter guide portion 220 is formed to be inclined from the filter frame portion 210 toward the strainer portion 230.
  • the filter guide portion 220 is formed as a curved surface from the filter frame portion 210 toward the strainer portion 230.
  • the filter guide portion 220 is formed with a downward slope or curved surface from the filter frame portion 210 toward the strainer portion 230, so that the fluid flowing into the housing 100 flows into the strainer portion ( 230), it can be guided to be captured.
  • the strainer unit 230 is mounted on the edge of the filter guide unit 220 and forms a mesh that filters oil, contaminants 10, etc. from the fluid flowing toward the housing 100.
  • the size of the mesh of the strainer 230 can be set depending on the oil and contaminants 10 to be filtered.
  • the filter unit 230 may be made of a metal material such as nickel or titanium, which is highly corrosion-resistant to fluids containing oil and contaminants 10.
  • the strainer portion 230 is made of a highly corrosion-resistant metal material, preventing the strainer portion 230 from being corroded by fluid and preventing oil and contaminants 10 from flowing into the interior of the housing 100. You can.
  • the rupture portion 300 is mounted on the other end of the housing 100, and ruptures when the internal pressure of the housing 100 exceeds a set value.
  • the rupture portion 300 includes a rupture frame portion 310 and a rupture surface portion 320.
  • the rupture frame portion 310 is formed in a ring shape that is mounted on the edge of the other end (top portion in FIG. 3) of the housing 100.
  • the rupture frame portion 310 is formed integrally with the housing 100 or is coupled to the housing 100 by welding, bonding, bolting, etc.
  • the rupture surface portion 320 is formed on the rupture frame portion 310 and includes a rupture inducing pattern portion 321 that ruptures when the internal pressure of the housing 100 exceeds a set value.
  • the rupture surface portion 320 is formed in a flat or convex shape. The rupture surface portion 320 ruptures along the rupture inducing pattern portion 321 without any other assistance when the internal pressure of the housing 100 exceeds a set value.
  • the fracture surface 320 may be made of a single material such as metal, graphite, or a special material such as a mixture of aluminum oxide, titanium carbide, and polysilicon.
  • the rupture inducing pattern portion 321 ensures that the rupture surface portion 320 is ruptured without fragments or fragments being formed on the rupture surface portion 320 so that the pressure of the housing 100 can be released.
  • the rupture inducing pattern portion 321 may be formed on the rupture surface portion 320 on an opposite side to the coating film portion 330 described below.
  • a plurality of rupture inducing pattern portions 321 are formed radially on the rupture surface portion 320. Therefore, when the internal pressure of the housing 100 exceeds the set value, the rupture surface portion 320 is ruptured along the rupture inducing pattern portion 321 based on the center of the rupture surface portion 320. Accordingly, the ruptured rupture surface portion 320 remains attached to the rupture frame portion 310 (see FIGS. 6 and 7).
  • the ruptured portion 300 further includes a coating film portion 330.
  • the coating film portion 330 is applied to the rupture surface portion 320 with a corrosion-resistant material. Since the coating film portion 330 forms a coating film by applying a corrosion-resistant material to the rupture surface portion 320, damage to the rupture surface portion 320 of the rupture portion 300 due to contact with a corrosive fluid can be prevented. Therefore, it is possible to prevent the rupture surface portion 320 of the rupture portion 300 from rupturing when the internal pressure of the housing 100 is less than the set standard.
  • the coating film portion 330 is applied to one surface (lower side based on FIG. 3) of the rupture surface portion 320 facing toward the housing 100.
  • the coating film portion 330 is applied to one surface of the rupture surface portion 320 facing toward the housing 100 (i.e., the surface where the coating film portion 330 faces the inside of the housing 100) to form a coating film to form a coating film on the housing 100. It is possible to prevent the rupture surface portion 320 from being damaged by corrosion caused by the fluid flowing inside.
  • the rupture inducing pattern portion 321 is formed on the other side (upper side based on FIG. 3) of the rupture surface portion 320.
  • the coating membrane portion 330 may be made of Teflon material.
  • the coating film portion 330 is preferably formed to have a thickness of 50 to 100 ⁇ m to ensure sufficient corrosion resistance.
  • the rupture device according to an embodiment of the present invention is installed in an oil-water separation device, pressure vessel, etc.
  • 6 and 7 show an example in which the rupture device according to an embodiment of the present invention is installed in the duct part 400 applied to an oil-water separation device, a pressure vessel, etc.
  • Fluid containing oil, contaminants 10, etc. flowing in an oil-water separation device, pressure vessel, etc. is guided along the filter guide part 220 of the filter part 200 and collected by the strainer part 230.
  • Fluid containing oil and contaminants 10 is filtered as it passes through the strainer 230. That is, oil and contaminants 10 are filtered in the strainer 230, and the remaining fluid flows into the interior of the housing 100.
  • the rupture surface portion 320 of the rupture portion 300 is ruptured along the rupture inducing pattern portion 321.
  • the rupture surface portion 320 may rupture and fluid may be discharged to the outside. Since this fluid is filtered through the strainer unit 230 of the filter unit 200, leakage of oil and contaminants to the outside can be prevented.
  • the rupture device when the internal pressure of the housing 100 exceeds the set value and the rupture portion 300 ruptures, the fluid containing oil and contaminants 10 is discharged from the filter portion 200. By filtering and discharging to the outside, pollution of the surrounding environment can be prevented.
  • the filter guide part 220 is inclined or curved from the filter frame part 210 to the inside of the housing 100 to guide the fluid to be collected toward the strainer part 230.
  • the filter unit 200 is detachably coupled to the housing 100 to replace the contaminated or damaged filter unit 200 and to replace the filter unit 200 with a mesh suitable for filtering contaminants. Replacement can be easily accomplished.
  • the coating film 330 is applied to the rupture part 300 with a corrosion-resistant material to form a coating film to prevent damage to the rupture part 300 due to contact with a corrosive fluid, thereby protecting the housing 100. It is possible to prevent the rupture portion 300 from rupturing when the internal pressure is below the set standard.

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Abstract

본 발명에 따른 파열 장치는 중공형의 하우징; 하우징에 장착되고, 하우징 측으로 유동되는 유체에서 오염물질을 필터링하는 필터부; 및 하우징에 장착되고, 하우징의 내부 압력이 설정 이상이 되면 파열되는 파열부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

파열 장치
본 발명은 파열 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유수 분리 장치와 압력 용기에서 오일 및 오염물질의 유출을 억제할 수 있는 파열 장치에 관한 것이다.
파열판(rupture disc)은 압력 용기, 배관계, 덕트, 저장소, 원자로 등의 설비 또는 장치에 설치되는 것으로, 장치 운전 중의 이상과압 및 과진공 발생시 설정압력 이상에 도달하면 얇은 판이 파열되면서 유체가 분출되도록 하여 장치를 보호하는 설비이다.
파열판은 재질 선정 범위가 넓고, 소형에서 대형까지 제작 크기의 제한이 없다. 이러한 장점으로 파열판은 다양한 분야에서 사용되고 있다. 그러나 파열판은 다양한 환경 조건에서 부식될 수 있고, 장치의 내부 압력이 급격히 상승하게 되면 압력 제어 시스템이 붕괴되는 현상이 발생될 수 있다. 이러한 현상이 발생하게 되면 대규모 사고로 이어질 수 있을 뿐만 아니라 주위 환경을 오염시킬 수 있다.
즉, 유수 분리 장치(Free Water Knock Out, FWKO)와 오염물질 처리장치의 압력 용기 등에서 파열판이 파열되면서 오일 또는 오염물질이 유출되면서 토양 또는 해양 환경 오염을 발생시킬 수 있다.
오염된 주위 환경을 다시 원상 복원하기 위해서는 막대한 노동력과 비용이 투입되는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0050306호(2017.05.11 공개, 발명의 명칭: 파열판 및 파열판 결합체)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 유수 분리 장치와 압력 용기에서 오일 및 오염물질의 유출을 억제할 수 있는 파열 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 파열 장치는: 중공형의 하우징; 상기 하우징에 장착되고, 상기 하우징 측으로 유동되는 유체에서 오염물질을 필터링하는 필터부; 및 상기 하우징에 장착되고, 상기 하우징의 내부 압력이 설정 이상이 되면 파열되는 파열부를 포함할 수 있다.
상기 필터부는, 상기 하우징의 테두리부에 장착되는 필터프레임부; 상기 필터프레임부에서 상기 하우징의 내측으로 연장 형성되는 필터가이드부; 및 상기 필터가이드부에 장착되고, 상기 하우징 측으로 유동되는 유체에서 오염물질을 필터링하는 메쉬가 형성되는 거름망부를 포함할 수 있다.
상기 필터가이드부는 상기 필터프레임부에서 상기 거름망부를 향해 경사지게 형성될 수 있다.
상기 필터가이드부는 상기 필터프레임부에서 상기 거름망부를 향해 곡면으로 형성될 수 있다.
상기 필터프레임부는, 상기 하우징의 테두리부에 장착되는 필터프레임몸체부; 및 상기 필터프레임몸체부에서 상기 하우징 측을 향해 돌출 형성되고, 상기 하우징의 내측면과 접하는 필터프레임삽입부를 포함할 수 있다.
상기 필터프레임부는, 상기 필터프레임삽입부의 외측면과 상기 하우징의 내측면 사이에 개재되고, 탄성 변형 가능한 재질을 포함하여 이루어지는 씰링부를 더 포함할 수 있다.
상기 필터부는 상기 하우징에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
상기 파열부는, 상기 하우징의 테두리부에 장착되는 파열프레임부; 및 상기 파열프레임부에 형성되고, 상기 하우징의 내부 압력이 설정 이상이 되면 파열되는 파열유도패턴부를 구비하는 파열면부를 포함할 수 있다.
상기 파열유도패턴부는 상기 파열면부에 방사상으로 복수개가 형성될 수 있다.
상기 파열부는, 상기 파열면부에 내부식성 재질로 도포되는 코팅막부를 더 포함할 수 있다.
상기 코팅막부는 상기 하우징 측을 향하는 상기 파열면부의 일면에 도포될 수 있다.
본 발명에 따른 파열 장치에 의하면, 하우징의 내부 압력이 설정 이상이 되어 파열부가 파열되는 경우, 필터부에서 오일과 오염물질 등을 포함하고 있는 유체를 필터링하여 외부로 배출되게 함으로써, 주위 환경의 오염을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 필터가이드부가 필터프레임부에서 하우징의 내측으로 경사지거나 곡면으로 형성되어 유체가 거름망부 측으로 포집되게 가이드할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 필터부가 하우징에 착탈 가능하게 결합되어 오염 또는 파손된 필터부의 교체와, 오염물질의 필터링에 적합한 메쉬를 구비한 필터부의 교체가 용이하게 이루어질 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 파열부에 내부식성 재질로 코팅막부가 도포되어 코팅막을 형성하여 부식성 유체와의 접촉에 의한 파열부의 손상을 방지하여, 하우징의 내부 압력이 설정 기준 미만에서 파열부가 파열되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파열 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파열 장치를 개략적으로 나타내는 저면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파열 장치를 개략적으로 나타내는 조립 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파열부를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터부를 개략적으로 나타내는 저면 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 파열 장치에서 파열부가 파열된 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6의 A-A를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 파열 장치를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파열 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파열 장치를 개략적으로 나타내는 저면 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파열 장치를 개략적으로 나타내는 조립 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파열부를 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터부를 개략적으로 나타내는 저면 평면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 파열 장치에서 파열부가 파열된 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 6의 A-A를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파열 장치는 하우징(100), 필터부(200), 파열부(300)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 파열 장치는 압력 용기, 덕트 등의 설비 또는 장치에 설치되며, 장치 운전 중의 이상 과압 또는 과진공 발생시 오염물질(10)을 포함하는 유체를 필터부(200)에서 필터링한 후 파열부(300)를 통해 외부로 배출될 수 있게 한다.
하우징(100)은 중공형으로 형성될 수 있다. 하우징(100)의 원통형으로 형성될 수 있다. 하우징(100)은 양단부가 각각 개구되게 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 하우징(100)의 일단부(도 3 기준 하단부)에는 필터부(200)가 장착되고, 하우징(100)의 타단부(도 3 기준 상단부)에는 파열부(300)가 장착된다.
필터부(200)는 하우징(100)의 일단부에 장착되고, 하우징(100) 측으로 유동되는 유체에서 오염물질(10)을 필터링할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 파열 장치가 유전 등에서 오일과 물을 분리하는 유수 분리 장치(Free Water Knock Out, FWKO) 등에 설치되는 경우, 필터부(200)는 하우징(100) 측으로 유입되는 유체에서 오일, 오염물질(10) 등을 필터링한다.
필터부(200)는 하우징(100)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 필터부(200)가 하우징(100)에 착탈 가능하게 결합되어 오염 또는 파손된 필터부(200)의 교체와, 오일, 오염물질(10) 등의 필터링에 적합한 메쉬(mesh)를 구비한 필터부(200)의 교체가 용이하게 이루어질 수 있다.
필터부(200)는 필터프레임부(210), 필터가이드부(220), 및 거름망부(230)를 포함할 수 있다. 필터프레임부(210)는 하우징(100)의 일단부(도 3 기준 하단부) 테두리부에 장착되는 고리형으로 형성된다.
필터프레임부(210)는 필터프레임몸체부(211)와 필터프레임삽입부(213)를 포함한다. 필터프레임몸체부(211)는 하우징(100)의 일단부(도 3 기준 하단부) 테두리부에 장착되는 고리형으로 형성된다.
필터프레임삽입부(213)는 필터프레임몸체부(211)에서 하우징(100) 측을 향해 돌출 형성되고, 하우징(100)의 내측면과 접한다. 필터프레임삽입부(213)는 하우징(100)의 내측면에 압입 결합될 수 있다. 또는 필터프레임삽입부(213)는 하우징(100)에 볼팅, 본딩 등에 의해 결합될 수 있다. 또는 필터프레임삽입부(213)의 외측면과 하우징(100)의 내측면에는 나사산이 형성되어, 필터프레임삽입부(213)가 하우징(100)에 나사 체결될 수 있다.
상술한 구조 등에 의해 필터프레임부(210)의 필터프레임삽입부(213)가 하우징(100)에 착탈 가능하게 결합되어, 오염 또는 파손된 필터부(200)의 교체와, 오일, 오염물질(10) 등의 필터링에 적합한 메쉬를 구비한 필터부(200)의 교체가 용이하게 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 필터프레임부(210)는 씰링부(215)를 더 포함할 수 있다. 씰링부(215)는 필터프레임삽입부(213)의 외측면과 하우징(100)의 내측면 사이에 개재되고, 탄성 변형 가능한 재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 씰링부(215)는 탄성 변형 가능한 오링으로 이루어질 수 있다.
필터프레임삽입부(213)의 외측면과 하우징(100)의 내측면 사이에 개재된 씰링부(215)에 의해, 유체가 거름망부(230)에서 필터링되지 않고 필터프레임삽입부(213)와 하우징(100)의 틈새로 유입되는 것이 방지될 수 있다.
필터가이드부(220)는 필터프레임부(210)에서 하우징(100)의 내측으로 연장 형성된다. 필터가이드부(220)는 하우징(100)의 유입되는 유체가 거름망부(230)로 포집되게 가이드한다.
필터가이드부(220)는 필터프레임부(210)에서 거름망부(230)를 향해 경사지게 형성된다. 필터가이드부(220)는 필터프레임부(210)에서 거름망부(230)를 향해 곡면으로 형성된다.
도 2 및 도 7을 참조하면, 필터가이드부(220)는 필터프레임부(210)에서 거름망부(230)를 향해 하향 경사지거나 곡면으로 형성되어, 하우징(100)의 유입되는 유체가 거름망부(230)로 포집되게 가이드할 수 있다.
거름망부(230)는 필터가이드부(220)의 테두리부에 장착되고, 하우징(100) 측으로 유동되는 유체에서 오일, 오염물질(10) 등을 필터링하는 메쉬가 형성된다. 거름망부(230)의 메쉬의 크기는 필터링하는 오일, 오염물질(10)에 따라 설정될 수 있다.
거름망부(230)는 오일, 오염물질(10)을 포함하는 유체에 대해 내부식성이 강한 니켈, 티타튬 등의 금속 재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 거름망부(230)가 내부식성이 강한 금속 재질을 포함하여 이루어져, 유체에 의해 거름망부(230)가 부식되는 것을 방지하여 오일, 오염물질(10)이 하우징(100)의 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
파열부(300)는 하우징(100)의 타단부에 장착되고, 하우징(100)의 내부 압력이 설정 이상이 되면 파열된다. 파열부(300)는 파열프레임부(310)와 파열면부(320)를 포함한다.
파열프레임부(310)는 하우징(100)의 타단부(도 3 기준 상단부) 테두리부에 장착되는 고리형으로 형성된다. 파열프레임부(310)는 하우징(100)에 일체로 형성되거나, 하우징(100)에 용접, 본딩, 볼팅 등에 의해 결합된다.
파열면부(320)는 파열프레임부(310)에 형성되고, 하우징(100)의 내부 압력이 설정 이상이 되면 파열되는 파열유도패턴부(321)를 구비한다. 파열면부(320)는 평판 또는 볼록하게 형성된다. 파열면부(320)는 하우징(100)의 내부 압력이 설정 이상이 되면 기타 다른 도움없이 파열유도패턴부(321)를 따라 파열된다.
파열면부(320)는 금속, 그라파이트 단일 물질로 이루어지거나 또는 알루미늄 산화물, 티타늄 카바이드 및 폴리실리콘의 혼합물과 같이 특수한 물질로 이루어질 수도 있다.
파열유도패턴부(321)는 파열면부(320)의 파열이 용이하도록 파열면부(320)에 파편이나 조각이 형성되지 않고 확실하게 파열되어 하우징(100)의 압력을 방출할 수 있도록 한다. 본 발명의 일 실시예에서 파열유도패턴부(321)는 파열면부(320)에 하기에서 설명하는 코팅막부(330)와 서로 반대면에 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면 파열유도패턴부(321)는 파열면부(320)에 방사상으로 복수개가 형성된다. 따라서 하우징(100)의 내부 압력이 설정 이상이 되면 파열면부(320)는 파열면부(320)의 중심을 기준으로 파열유도패턴부(321)를 따라 파열된다. 따라서 파열된 파열면부(320)는 파열프레임부(310)에 부착된 상태를 유지한다(도 6 및 도 7 참조).
파열부(300)는 코팅막부(330)를 더 포함한다. 코팅막부(330)는 파열면부(320)에 내부식성 재질로 도포된다. 코팅막부(330)는 파열면부(320)에 내부식성 재질이 도포되어 코팅막을 형성하므로, 부식성 유체와의 접촉에 의한 파열부(300)의 파열면부(320)의 손상을 방지할 수 있다. 따라서 하우징(100)의 내부 압력이 설정 기준 미만에서 파열부(300)의 파열면부(320)가 파열되는 것을 방지할 수 있다.
코팅막부(330)는 하우징(100) 측을 향하는 파열면부(320)의 일면(도 3 기준 하측면)에 도포된다. 코팅막부(330)는 하우징(100) 측을 향하는 파열면부(320)의 일면(즉 코팅막부(330)가 하우징(100)의 내측을 향하는 면)에 도포되어 코팅막을 형성하여 하우징(100)의 내부를 유동하는 유체에 의해 파열면부(320)가 부식에 의해 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 상대적으로 파열유도패턴부(321)는 파열면부(320)의 타면(도 3 기준 상측면)에 형성된다.
코팅막부(330)는 테프론 재질을 포함하여 이루어질 수 있다. 코팅막부(330)는 충분한 내부식성 확보를 위하여 50 ~ 100 ㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 파열 장치의 작동을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파열 장치는 유수 분리 장치, 압력 용기 등에 설치된다. 도 6 및 도 7에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 파열 장치가 유수 분리 장치, 압력 용기 등에 적용되는 덕트부(400)에 설치되는 예가 도시되어 있다.
유수 분리 장치, 압력 용기 등에 유동되는 오일, 오염물질(10) 등을 포함하는 유체는 필터부(200)의 필터가이드부(220)를 따라 가이드되어 거름망부(230)로 포집된다.
오일, 오염물질(10)을 포함하는 유체는 거름망부(230)를 지나면서 필터링된다. 즉 오일, 오염물질(10)은 거름망부(230)에서 필터링되고, 나머지 유체는 하우징(100)의 내부로 유동된다.
하우징(100)의 내부 압력이 설정 이상으로 되면, 파열부(300)의 파열면부(320)는 파열유도패턴부(321)를 따라 파열된다. 파열면부(320)가 파열되어 유체가 외부로 배출될 수 있다. 이 유체는 필터부(200)의 거름망부(230)를 통해 필터링되므로, 외부로 오일 및 오염물질이 유출되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 파열 장치에 의하면, 하우징(100)의 내부 압력이 설정 이상이 되어 파열부(300)가 파열되는 경우, 필터부(200)에서 오일과 오염물질(10) 등을 포함하고 있는 유체를 필터링하여 외부로 배출되게 함으로써, 주위 환경의 오염을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 필터가이드부(220)가 필터프레임부(210)에서 하우징(100)의 내측으로 경사지거나 곡면으로 형성되어 유체가 거름망부(230) 측으로 포집되게 가이드할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 필터부(200)가 하우징(100)에 착탈 가능하게 결합되어 오염 또는 파손된 필터부(200)의 교체와, 오염물질의 필터링에 적합한 메쉬를 구비한 필터부(200)의 교체가 용이하게 이루어질 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 파열부(300)에 내부식성 재질로 코팅막부(330)가 도포되어 코팅막을 형성하여 부식성 유체와의 접촉에 의한 파열부(300)의 손상을 방지하여, 하우징(100)의 내부 압력이 설정 기준 미만에서 파열부(300)가 파열되는 것을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다.

Claims (11)

  1. 중공형의 하우징;
    상기 하우징에 장착되고, 상기 하우징 측으로 유동되는 유체에서 오염물질을 필터링하는 필터부; 및
    상기 하우징에 장착되고, 상기 하우징의 내부 압력이 설정 이상이 되면 파열되는 파열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파열 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터부는,
    상기 하우징의 테두리부에 장착되는 필터프레임부;
    상기 필터프레임부에서 상기 하우징의 내측으로 연장 형성되는 필터가이드부; 및
    상기 필터가이드부에 장착되고, 상기 하우징 측으로 유동되는 유체에서 오염물질을 필터링하는 메쉬가 형성되는 거름망부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파열 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 필터가이드부는 상기 필터프레임부에서 상기 거름망부를 향해 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 파열 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 필터가이드부는 상기 필터프레임부에서 상기 거름망부를 향해 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 파열 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 필터프레임부는,
    상기 하우징의 테두리부에 장착되는 필터프레임몸체부; 및
    상기 필터프레임몸체부에서 상기 하우징 측을 향해 돌출 형성되고, 상기 하우징의 내측면과 접하는 필터프레임삽입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파열 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 필터프레임부는,
    상기 필터프레임삽입부의 외측면과 상기 하우징의 내측면 사이에 개재되고, 탄성 변형 가능한 재질을 포함하여 이루어지는 씰링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파열 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 필터부는 상기 하우징에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 파열 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 파열부는,
    상기 하우징의 테두리부에 장착되는 파열프레임부; 및
    상기 파열프레임부에 형성되고, 상기 하우징의 내부 압력이 설정 이상이 되면 파열되는 파열유도패턴부를 구비하는 파열면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파열 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 파열유도패턴부는 상기 파열면부에 방사상으로 복수개가 형성되는 것을 특징으로 하는 파열 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 파열부는,
    상기 파열면부에 내부식성 재질로 도포되는 코팅막부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파열 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 코팅막부는 상기 하우징 측을 향하는 상기 파열면부의 일면에 도포되는 것을 특징으로 하는 파열 장치.
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