영구적으로 내화성이 있는 화염 보호대 {Permanently fireproof flame guard}
본 발명은 영구적으로 내화성을 확보하고, 다수의 관로 틈새를 갖는 화염 보호대 삽입물이 존재하고, 관로의 말단을 이루는 유동 단면을 갖는 영구적으로 내화성이 있는 화염 보호대에 관한 것이다.
이 유형의 영구적으로 내화성이 있는 화염 보호대는 폭발의 위험에 불구하고 장치를 환기시키는 데 이용된다. 그들은 외부로 유동하는 가스 또는 제품 수증기-공기의 혼합물이 발화하는 경우에도 영구적으로 내화성이 있도록 설계되어야 한다. 다시 말해서, 보호하고자 하는 장치의 부품 안으로 역류의 발생 없이 비한정적인 시간 동안에 걸쳐서 혼합물의 진화를 가능하도록 설계되어야 한다. 이 유형의 영구적으로 내화성이 있는 화염 보호대는 예를 들어 독일 특허 제1 041 423호에 알려져 있다. 이 경우에, 유동 단면은 환형이고 중공의 코어 부분을 둘러싸며, 중공의 코어 부분을 통하여 주변에서 대기가 흡입되어 유동하고, 가스 또는 기체와 같은 화염이 진화되고, 그리고 화염 보호대로서 기능을 하는 환형 그리드를 냉각시키는 데 이용된다. 디스크형 화염 보호대의 경우 또는 환형 화염 보호대의 경우에, 화염보호대의 중심에 역류를 초래할 수 있는 정도의 허용할 수 없는 고열을 피하기 위해, 가스를 통과시키는 화염 보호대의 자유 영역은 너무 커서는 안 된다는 점이 밝혀진다. 그러므로, 디스크형 화염 보호대는 단지 특정한 최대 직경에 이르는 크기만이, 그리고 환형 화염 보호대는 링의 특정한 폭을 초과하지 않는 크기로 이용되어야 한다. 그러므로, 화염 보호대의 크기를 나타낼 때, 화염 보호대가 도관의 연결 폭에 일치해야 하는 각각의 경우 및 매우 좁은 화염 진화 틈새가 화염 보호대에 필요한 높은 발화 확대 용량(폭발 그룹 IIB 또는 IIC)를 갖는 혼합물의 경우에, 화염 보호대의 폭 또는 내부 및/또는 외부 직경은 원하는 유동 비율이 달성될 수 있는 방식으로 형성되어야 한다. 미국 특허 제5,336,083호는 많은 부품들로 조립된 폭발 보호대 장치를 개시한다. 유동방향에서 보이는 것처럼, 화염의 진화에 효과적인 다수의 관로 틈새를 갖는 화염-진화 물질을 포함한다. 이 물질은 적당한 벌크 물질에 의해 형성된다. 유동 방향의 화염 진화 물질의 양 측면에 슬릿형 간격을 갖고 상호 적층된 판의 형태로 폭발 억제제가 존재하고, 화염 정면(front)이 슬릿형 간격을 통하여 화염 진화 물질의 중간에 도달하여야 한다. 폭발 억제제의 하나의 변형에서, 그것은 직선의 판이 아니라 나선형으로 권선된 스트립(strips)을 포함하며, 긴 틈과 같은 간격은 스페이서(spacer)로서 삽입되는 파형 스트립에 의해 확보한 가스 이동을 위해 필요하다. 폭발 억제제는 폭발 정면을 차단하고 그리고 각각의 폭발 정면들로 분할하는 기능이 있다. 기술된 폭발 보호대 장치는 영구적으로 내화성이 있는 것이 아니라 단지 제한적인 기간 동안 불에 대해서 안전을 확보하도록 설계된다. 이 기능은 중간에 배열되고 화염-진화용 미세 틈새를 갖는 벌크 물질에 의해 실행되며, 그리고 그 물질이 전체 유동 단면에 균일하게 분포된다.
본 발명은 불에 대하여 영구한 안전을 위협하는 화염 보호대의 가열이 간단한 방법으로 피할 수 있는 디스크형 또는 환형의 화염 보호대 형태의 영구적으로 내화성이 있는 화염 보호대를 특정하는 목적을 기초로 한다. 이 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면 처음 언급된 유형의 영구적으로 내화성이 있는 화염 보호대는 유동 단면 내부에 적어도 하나의 동심 환형 단면이 관로 틈새 없이 강체로 형성되고, 그 주위에 관로 틈새를 갖는 환형 단면이 형성된다는 점에 특징이 있다. 동심 단면은 환형 단면으로 형성할 수 있고 따라서 유동 단면을 유동 영역을 통하는 복수의 환형으로 나눌 수 있다. 이것에 추가적으로, 중심에 배열된 코어를 제공할 수 있다. 관로 틈새를 갖는 화염 보호대 삽입물의 단면 영역은 관로 틈새 없는 단면 영역보다 합당하게 크다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 관로 틈새 없는 영역은 환형 화염 보호대 전체 영역의 35 및 40% 사이이며, 디스크 화염 보호대의 단면 영역의 25 및 35% 사이이다. 따라서 본 발명에 따라 제공되는 적어도 하나의 동심 단면은 화염 보호대의 방사의 내부 영역에 허용되지 않는 가열이 회피되는 디스크와 같은 화염 보호대의 영역을 다시 세분한다. 이러한 목적을 위하여, 적어도 하나의 동심 단면은 화염이 화염 보호대의 영역에 형성되는 영역의 한계를 정하고 이 영역에 대한 가열을 감소하기 위하여 열적 절연 물질로 형성될 수 있다. 그러나, 또한 화염 보호대의 유동 단면 내에 동심 영역에 개선된 열 방출을 가져오기 위하여 높은 열에 의한 전도성 물질의 동심 단면을 형성하는 것이 많은 경우에서 실현 가능하다. 예를 들어, 높은 열에 의한 전도성 물질로 형성되는 동심 단면으로서 중심에 배열된 코어는 유동 단면의 중심에서 개선된 열 방출을 가져올 수 있으며, 예컨대, 관로 틈새가 환형 표면에 배열되는 화염 보호대가 되도록 하는 디스크형 화염 보호대를 허용할 수 있다. 본 발명의 특히 바람직한 일 실시형태에서, 동심 단면은 나선형으로 촘촘히 함께 권선되는 부드러운 금속 스트립으로 형성될 수 있다. 이는 만일 유동 단면의 관로 틈새가 부드러운 금속 스트립과 나선형으로 함께 권선되는 파형의 금속 스트립에 의해 본질적으로 알려진 방식으로 형성되는 경우에 특히 유리하다. 동심 단면의 일정한 두께가 이렇게 형성된 후에, 본 발명에 따른 동심 단면을 형성하기 위하여 권선하는 방법을 유지하는 동안에, 권선 장치에 파형의 금속 스트립의 공급은 멈출 수 있고 단지 정지해 있는 부드러운 금속 스트립은 규칙적으로 파형의 금속 스트립이 동심 단면 주위에 외부 환형 단면을 형성하기 위하여 부드러운 금속 스트립을 다시 제공할 때까지 권선된다.
본 발명은 도면에 도시된 전형적인 일 실시예를 이용하여 다음에 더욱 상세히 설명될 것이다. 도 1은 환형 화염 보호대의 전형적인 제 1 실시형태를 도시한 단면도이다. 도 2는 밸브의 일부로써 도 1에 따른 화염 보호대를 도시한다. 도 3은 본 발명에 따른 화염 보호대의 전형적인 제 2 실시형태를 통하여 도 1에 따른 단면을 도시한 단면도이다. 도 4는 권선된 동심 단면을 갖는 도 1에 따른 화염 보호대를 도시한다. 도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따라 형성된 디스크형 화염 보호대를 통한 단면을 도시한다. 도 6은 복수의 동심 환형 단면(5)이 나선형으로 권선된 화염 보호대 내에 제공되는 본 발명의 다른 실시예의 부분 단면을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 1은 본 발명에 따른 환형인 화염 보호대의 일 실시예를 도시한다. 추가적으로, 환형 유동 단면(2)을 환형으로 둘러쌓는 골조를 형성하는 하우징(1)이 제공된다. 중간 부분(3)은 하우징(1)에서 자유롭게 남겨진다. 동심 환형 단면(5)에 의해 서로 방사형으로 분리된 두 개의 환형 화염 보호대 단면(4)이 유동 단면(2)에 배열된다. 환형 화염 보호대 단면(4)은 관로 틈새를 가지며, 한편 동심 환형 단면(5)은 관로 틈새가 없는 형태이고 높은 열 전도성 물질, 특히 금속으로 구성된다. 동심 환형 단면(5)과 함께 환형 화염 보호대 단면(4)은 폭 B를 갖는 화염 보호대 삽입물을 형성한다. 냉각 링(cooling ring)을 형성하는 동심 환형 단면(5) 반경의 폭 B2는 환형 화염 보호대 단면(4)의 균등한 크기의 폭 B1과 대략적으로 같은 크기이다. 도 2는 도 1에 따른 화염 보호대를 갖추고 있는 밸브(6)를 도시한다. 밸브(6)는 컨테이너에서 근접한 관로용 또는 컨테이너의 연결 플랜지에 대응하는 연결 플랜지(7)를 갖는다. 컨테이너에서 흘러나가는 가스(생성된 증기를 포함하여 이해한다)는 도 2에 도시된 유동 화살표(8) 방향으로 흘러들어간다. 밸브(6)는 깔때기 형상으로 넓어지며 화염 보호대의 하우징(1)에 의해 말단이 형성되는 하우징(9)을 갖는다. 가스는 환형 화염 보호대 단면(4)을 통하여 유동하고, 그리고 환형 화염 보호대 단면(4)을 통하여 통과한 후에, 화염(10)을 형성하기 위하여 발화로 인해 연소될 수 있고 따라서 해롭지 않게 만들 수 있다. 동심 환형 단면(5)은 환형 화염 보호대 단면(4)의 환형 영역의 한계를 정하는 데 유효하며, 그리고 관로 틈새 없이 강체로 구성되기 때문에, 우수한 열 방열, 다시 말하여 환형 화염 보호대 단면(4)을 냉각하는 효력을 갖는다. 이는 유동하는 가스용 발화 온도에 도달할 정도까지 밸브(6)의 하우징(9)을 향한 뾰족한 측면에서 화염 보호대 단면이 가열되는 것을 방지한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제 2 실시예에서, 3개의 환형 화염 보호대 단면(4)은 서로에 대해서 동심으로 배열되고 그리고 환형의 2개의 동심 환형 단면(5)으로 서로 방사상 방향으로 분할된다. 이러한 방식으로, 보다 큰 유동 단면을 갖는 화염 보호대가 환형 화염 보호대 단면(4)의 과열의 위험을 포함하지 않고 실시될 수 있다. 도 1 내지 도 3에 도시된 동심 환형 단면(5)은 우수한 열 방열을 얻기 위하여 강체 금속으로 형성될 수 있다. 그러나 과도하게 큰 틈새 폭이 환형 화염 보호대 단면(4)과 동심 환형 단면(5) 사이의 경계에서 발생하지 않는다는 점을 확보해야 한다. 도 4에 의하여 나타나는 전형적인 일 실시형태에 따르면, 조립의 단순화는 각 경우에 파형 및 부드러운 금속 스트립(strip)의 일반적인 나선형 권선에 의해 형성되는 본질적으로 공지된 환형 화염 보호대 단면(4)에 의해 실시될 수 있다. 동심 환형 단면(5)은 냉각 링 형태의 강체의 동심 환형 단면(5)을 형성하는 부드러운 금속 스트립을 더 권선하는 간단한 방법으로 만들 수 있으며, 따라서 관로 틈새 없이 그 자체로 촘촘히 권선된다. 도 5에 도시된 일 실시예에서, 더 작은 크기의 장치용으로 이용될 수 있는 것처럼, 하우징(1)은 디스크형 화염 보호대를 둘러쌓는 골조를 형성한다. 도 1에 따른 실시예와 유사한 방식으로, 두 개의 환형 화염 보호대 단면(4)은 링 형태의 동심 환형 단면(5)에 의해 서로 방사상 방향으로 분리된다. 그러나, 주변에 환형으로 내부 화염 보호대 단면이 방사상으로 형성되는 중심 코어 형태의 추가의 동심 단면(11)이 제공된다. 특히 단면적 중심을 향하여 임계값인 디스크형 화염 보호대의 가열은 첫째로 동심 환형 단면(5, "냉각 링") 그리고 둘째로 중심에 배열된 동심 단면(11, "냉각 코어")에 의해 방지된다. 도 6은 일반적으로 부드러운 금속 스트립(42)과 파형의 금속 스트립(41)이 권선되어 형성되는 화염 보호대의 나선형으로 권선의 실시형태를 도시한다. 유동 단면(2)의 순환 영역 내부에 다수의, 여기에서는 다섯 개의 동심 환형 단면(5)이 형성되고, 이 단면은 그 자체로 권선되는, 즉 파형의 금속 스트립(41) 없이 권선되는 부드러운 금속 스트립(42)으로 제작된다. 유동 단면(2)의 중앙에서, 동심 단면(11)은 바람직하게는 높은 열 전도성 금속의 강체의 삽입물이 중심 코어의 형태로 존재한다. 그러므로 유동 단면에서, 동심 환형 단면(5)에 근접하게, 환형 화염 보호대 단면(4)의 과도한 가열이 확실하게 회피될 수 있도록 그 영역이 한정된 유동 틈새를 갖고 환형 화염 보호대 단면(4)이 형성된다.
본 발명에 따르면, 영구적으로 내화성이 있는 화염 보호대는 유동 단면 내부에 적어도 하나의 동심 환형 단면이 관로 틈새 없이 강체로 형성되고, 그 주위에 관로 틈새를 갖는 환형 화염 보호대 단면이 형성된다. |
