KR101216870B1 - 역화 방지 장치 및 역화 방지 장치에 보어를 생성하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두 금속 스트립(8, 9)으로 형성된 역화 방지 장치(flame arrester arrangement)에 관한 것이다. 두 금속 스트립(8,9)은 대체로 원형의 외부 원주를 가진 디스크를 형성하기 위해 함께 권취되고, 서로 기대어 유체를 통과시키기 위한 경계진 갭을 형성하며, 반경 보어(radial bore)에 삽입되는 고정 핀에 의해 서로에 대한 위치가 서로 고정된다. 이때 제1 금속 스트립(8)은 평평한 스트립(smooth strip)이고, 제2 금속 스트립(9)은 경계진 플루팅(fluting)을 갖는 홈이 난 스트립(fluted strip)이다. 보어(6)가 제2 금속 스트립에 형성된 플루팅의 변형을 초래함이 없이 방전 가공(spark erosion)에 의해 생성된다는 사실에 의해 보어의 영역에도 반경 보어(6)가 갭(11)의 변형을 초래함이 없이 생성될 수 있다. 그리하여 갭(11)이 상기 플루팅에 의해 경계진 상태로 보어(6)의 영역에도 제공될 수 있다.

평평한 스트립, 홈이 난 스트립, 플루팅, 역화 방지, 핀, 포지티브-로킹 결합, 드릴링, 유지 축, 보어

Description

역화 방지 장치 및 역화 방지 장치에 보어를 생성하는 방법{Flame arrester arrangement and method of incorporating bores in a flame arrester arrangement}

도 1은 방전 가공 전극에 의해 보어를 생성하기 위한, 두 유지 플레이트 사이에 위치하는 권취된 역화 방지 장치의 개략도이다.

도 2는 도 1의 X의 확대 상세도이다.

도 3은 보어를 생성하기 위하여 삽입되는 방전 가공 전극을 가진 외부 원주 영역의 권취된 역화 방지 장치의 권선체(winding)의 단면도이다.

본 발명은 두 금속 스트립으로 형성된 역화 방지 장치(flame arrester arrangement)에서 핀을 고정하기 위해 그 역화 방지 장치의 반경 방향으로 배향된 보어(bore)를 생성하는 방법에 관한 것이다. 여기서 두 금속 스트립은 대체로 원형의 외부 원주를 가지는 디스크를 형성하기 위해 함께 권취되고, 서로 기대어(bearing against) 유체를 통과시키기 위한 경계진 갭을 형성한다. 이때 제1 금속 스트립은 평평한 스트립(smooth strip)이고, 제2 금속 스트립은 경계진 플루팅(fluting)을 갖는 홈이 난 스트립(fluted strip)이다.

본 발명은 또한 두 금속 스트립으로 형성된 역화 방지 장치에 관한 것이다. 여기서 두 금속 스트립은 대체로 원형의 외부 원주를 가진 디스크를 형성하기 위해 함께 권취되고, 서로 기대어 유체를 통과시키기 위한 경계진 갭을 형성하며, 반경 보어(radial bore)에 삽입되는 고정 핀에 의해 서로에 대한 위치를 서로 고정한다. 이때 제1 금속 스트립은 평평한 스트립이고, 제2 금속 스트립은 경계진 플루팅을 갖는 홈이 난 스트립이다.

홈이 난 스트립과 평평한 스트립이 결합하여 유체 통과 갭이 형성되는 역화 방지 장치가 오랫동안 알려져 왔다. 홈이 난 스트립은 플루팅 또는 골(corrugation)을 가지고, 평평한 스트립은 상기 홈이 난 스트립의 양 측면을 한정한다. 이러한 역화 방지 장치는 평평한 스트립이 홈이 난 스트립과 함께 나선형으로 공동으로(jointly) 권취됨으로써 생성된다.

역화 방지 인서트(insert)의 생산에 사용되는 금속 스트립은 필요한 열 안정성을 가지기 위해서 뿐만 아니라 공격 매체(aggressive media)에 대한 저항을 가지기 위해, 예를 들어 부식되지 않기 위해, 고온 고급 스틸(high-temperature high-grade steel)로부터 만들어져야 한다. 부식 현상은 경계진 유체 통과 갭을 변경할 수 있으며 그리하여 안전 위험을 초래할 가능성이 있다.

역화 방지기의 기계적 강도는 특히 접촉점에서 금속 스트립들의 마찰 계수(coefficient of friction)에 의존한다.

사용된 내부식성 물질은 보통 매우 평평한(smooth), 다시 말해서 연마면(polished surface)이라는 점에서 특징이 있어, 이러한 유형의 역화 방지기의 안정성은, 특히 큰 직경의 경우에, 상대적으로 낮은 마찰계수 때문에 문제를 나타낼 수 있다. 인서트를 안전하게 고정하는 하우징(housing)에, 권취된 역화 방지 인서트를 설치하기 위하여 특별한 장치를 마련하는 것이 필요하다. 축 방향으로 납땜되는 결합 강화 수단에 의해 역화 방지 인서트의 안정성을 증가시키기 위한 시도가 이미 있었다. 그러나, 그 결과 비용이 더 증가하였을 뿐만 아니라 역화 방지기를 유지하고 생산하는 과정 모두에서 조작이 더 불편해졌다.

외부로부터 이러한 역화 방지 장치에 반경 보어를 생성하는 것이 알려졌다. 이 보어들은 역화 방지 장치의 권취된 코어까지 확장될 수 있다. 권취된 역화 방지 장치의 링크들(link) 사이의 방사형의 포지티브-로킹 연결(positive-locking connection)은 이러한 보어에 고정용 핀(fixing pin)이 삽입됨으로써 이루어진다. 권취된 디스크의 크기에 따라 고정용 핀과 함께 4개 내지 8개 사이의 보어가 제공되는 것이 일반적이다. 물론, 역화 방지 장치의 전체 직경에 걸쳐 보어를 형성하는 것 또한 가능하다.

드릴에 의해 역화 방지 장치 내에 조심스럽게 반경 보어가 형성될 때 조차도, 보어 영역에서 금속 스트립이 변형되며, 이에 따라 고정용 핀 또는 반경 방향으로 생성된 보어의 영역에서 역화 방지 장치의 통과 갭이 변형된다. 그 결과, 변형이 제어되지 않아 갭 단면적의 크기 증가를 초래할 수 있기 때문에, 보어의 지정된 최대 공칭 직경(maximum nominal diameter)이 더 이상 신뢰할 수 있도록 고정되지 않는다. 그러나 갭 단면의 증가 때문에 역화 방지기를 통한 화염 역류가 일어날 수 있으며, 관통하는 발화된 가스가 확장된 갭 단면에서 더이상 충분하게 냉각되지 않기 때문에 화염은 신뢰할 만하게 진화되지 않는다.

그러므로 보어에 삽입된 고정용 핀에 의해 함께 고정된 종래의 역화 방지 장치의 사용은 적어도 위험한 상황, 예를 들어 고 폭발성 가스의 경우와 같은 상황에서 필요한 물품 안정성을 가지는 것이 가능하지 않다.

그러므로 역화 방지 장치를 안정화시키기 위해, 예를 들어 납땜 강화 요소 또는 유사한 것을 적용하는 것과 같은 다른 방법이 추구되었다. 그러나, 그 결과 역화 방지 장치의 경비, 즉 비용이 상당히 증가하였다.

그러므로 본 발명의 목적은 경계진 통과 갭의 설계 위험을 수반함이 없이 권취된 역화 방지 장치의 권선체(winding)를 고정하는 포지티브-로킹(positive-locking)을 허용하는 것이다.

이러한 목적은 권취된 역화 방지 장치가 유지 플레이트(retaining plate)에 의해 양 측면을 따라 축 방향으로 완전히 폐쇄되고, 냉매가 주입되는 동안 방전 가공 전극(spark erosion electrode)에 의해 외부 원주로부터 내부로 보어가 반경 방향으로 생성된다는 초기에 언급한 유형의 본 발명에 따른 방법에 의해 성취된다.

따라서, 상기 목적은 제2 금속 스트립에 형성된 플루팅의 변형없이 방전 가공에 의해 보어가 생성되고, 그에 따라 갭 또한 상기 형성된 플루팅에 의해 경계진 상태로 보어 영역에 제공된다는 초기에 언급한 유형의 역화 방지 장치에 의해 성취된다.

본 발명은, 보어를 형성하기 위해 서로 보완하는 홀들이, 홀이 생성되는 영역에서 방전 가공에 의해 금속 스트립의 변형 없이 얇은 금속 스트립에도 생성될 수 있다는 점에 기초를 두고 있다. 본 발명에 따르면, 권취된 역화 방지 장치가 유지 플레이트에 의해 양 측면을 따라 축 방향으로 완전히 폐쇄된다면, 축 방향으로 개방된 화염 역류 방지기 장치 내에 도입되어 보어를 침식하는 물질을 제거하고 금속 스트립의 냉각을 돕고 방전 가공에 요구되는 액체의 공급을 가능하게 하는 준비가 이루어진다. 이는 폐쇄 액체 회로가 생성된 보어의 영역에 형성되며 액체가 축 방향의 개방 갭을 통하여 경계지지 않은 상태에서는 새어 나가지 않는다는 것을 의미한다.

이는 실질적으로 고체 물질만을 목적으로 하였으며, 이제는 본 발명에 따라 경계진 공간을 가지는 권취된 역화 방지 장치에 사용될 방전 가공 드릴링을 가능하게 하는 방법에 대한 필수 조건이다.

이 경우에, 본 발명에 따르면, 역화 방지 장치의 보어는 플루팅에 의해 경계진 갭을 변경하지 않는 것이 달성되어, 이에 따라 고정용 핀은 중대한 화염 갭 치수의 변경의 위험없이 권취된 화염 역류 방지기 장치의 링크의 포지티브 로킹 연결을 위해 삽입될 수 있다.

본 발명에 따른 역화 방지 장치는 바람직하게는 나선형으로 권취된다. 그러나 본 발명에 따르면, 평행하게 권취된 다수의 금속 스트립의 권선체(winding)를 핀으로 고정하는 것을 제공하는 것 또한 원칙적으로 가능하다.

본 발명은 첨부하는 도면을 참조하여 이하에서 설명된다.

도 1은 대체로 원형의 외부 원주를 가진 편평한 디스크를 형성하고 폐쇄 원주층(closing circumferential layer)(2)에 의해 외측을 따라 반경 방향으로 폐쇄될 수 있는 권취된 역화 방지 장치(1)를 도시한다. 역화 방지 장치(1)는 유지 축(retaining shaft)(4)이 삽입되는 중앙 축 쓰루-홀(through-hole)(3)을 가지며, 그리하여 역화 방지 장치(1)는 유지 축(4)에 회전가능하게 장착된다.

본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해서는, 역화 방지 장치(1)는 각각의 유지 플레이트(5)에 의해 밀봉(sealed-off)되는 방식으로 양 측면에서 축 방향으로 폐쇄된다.

도 1은 역화 방지 장치(1)의 반경 보어(6)를 생성하기 위해, 방전 가공 전극(7)이 외부 원주로부터 역화 방지 장치에 삽입되는 것을 도시한다. 방전 가공 전극(7)은 방전 가공에 의해 역화 방지 장치의 권취층(wound layer) 내에 구멍을 뚫음으로써 디스크 형상의 역화 방지 장치(1)의 중앙을 향하여 반경 방향으로 보어(6)를 전진시킨다.

도 2는 이의 확대도이다.

도 3은 역화 방지 장치(1)의 축 중앙 평면을 통한 수직 단면을 도시한다. 이에 따라 제2 금속 스트립(9)을 형성하고 경계진 플루팅(골(corrugation))을 구비하는 홈이 난 스트립과 평평한 제1 금속 스트립(8)의 교대로 권취되어 배열된 역화 방지 장치(1)의 구조를 도시한다. 게다가, 냉매(cooling liquid)(10)가 방전 가공 전극(7)의 중앙 보어(13)를 경유하여 보어(6) 내로 향하는 것이 도 3에 도시된 것으로부터 더욱 명백해진다. 제1 금속 스트립(8)과 제2 금속 스트립(9) 사이의 보어에 의해 영향을 받는 갭(11)이 원주 방향으로 액체(10)로 채워지는 동안에, 액체는 밀봉 방식으로 배열된 유지 플레이트(5)에 의해 축 방향으로 유동이 차단된다. 그러나 그러한 공정에서 액체는 제1 금속 스트립(8)과 제2 금속 스트립(9) 사이의 접촉점(12)까지만 전진할 수 있으며 보어(6) 영역의 에워싸인 공간(enclosed space)에 갇힌다. 이는 액체가 경계진 상태로 보어(6) 내로 도입되며, 보어(6)로부터 방전 가공 전극(7)의 외부 원주로 다시 빠져나갈 수 있게 한다. 그리하여 방전 가공 드릴링(spark erosion drilling)에 요구되는 냉각 및 침식 물질 제거 기능을 달성할 수 있다.

그러므로 본 발명에 따른 수단에 의해, 비록 역화 방지 장치가 갭(11)을 형성하는 축 방향으로 열린 공간을 가지고 있다고 하더라도 고체 물질과 유사한 방식으로 보어(6)가 생성될 수 있다.

방전 가공에 의해 생성되는 보어(6)는 제2 금속 스트립(9)의 플루팅의 형상 또는 평평한 제1 금속 스트립(8)의 형상의 변화를 초래하지 않아, 역화 방지 장치(1)의 갭(11)의 경계진 단면이 보어(6) 영역에서도 변하지 않고 유지된다.

그 후 적합한 고정 핀이 그러한 완성된 보어(finished bore)(6)에 삽입되어, 권취된 금속 스트립들(8, 9)의 권선체가 포지티브 로킹 방식으로 서로 연결됨으로써 금속 스트립들(8, 9)의 권선체의 축 방향 변위가 더 이상 일어나지 않는다. 더욱이, 역화 방지 장치(1)의 그 이상의 안정화는 더 이상 필요하지 않다.

Claims (2)

1. 제1 금속 스트립(8)이 평평한 스트립이고, 제2 금속 스트립(9)이 골진 스트립인 두 금속 스트립(8, 9)으로 형성된 역화 방지 장치(1)에서 핀을 고정하기 위해 상기 역화 방지 장치(1)의 반경 방향으로 배향된 보어(6)를 생성하는 방법에 있어서,

   상기 두 금속 스트립(8, 9)은 서로 기대어 유체를 통과시키기 위한 갭(11)을 형성하고,

   상기 두 금속 스트립을 공동으로 나선형 권취하거나 또는 상기 두 금속 스트립을 다수의 원형 권선체로 배열함으로써 상기 두 금속 스트립에 의한 디스크의 외부 원주를 형성하며,

   상기 역화 방지 장치(1)는 유지 플레이트(5)에 의해 양 측면을 따라 축 방향으로 완전히 폐쇄(closed off)되며, 상기 보어는 냉매(10)가 주입되는 동안 방전 가공 전극(7)에 의해 상기 외부 원주로부터 내부로 반경 방향으로 생성되는 것을 특징으로 하는 역화 방지 장치(1)의 반경 방향으로 배향된 보어를 생성하는 방법.
2. 제1 금속 스트립(8)이 평평한 스트립이고, 제2 금속 스트립(9)이 경계진 골을 갖는 골진 스트립인 두 금속 스트립(8, 9)으로 형성된 역화 방지 장치에 있어서,

   상기 두 금속 스트립(8, 9)은 서로 기대어 유체를 통과시키기 위한 경계진 갭(11)을 형성하고 반경 보어(6)에 삽입된 고정 핀에 의해 서로에 대하여 위치가 고정되며,

   상기 두 금속 스트립을 공동으로 나선형 권취하거나 또는 상기 두 금속 스트립을 다수의 원형 권선체로 배열함으로써 상기 두 금속 스트립에 의한 디스크의 외부 원주를 형성하며,

   상기 보어(6)가 상기 제2 금속 스트립(9)에 형성된 골의 변형 없이 방전 가공에 의해 생성됨으로써 상기 갭(11)이 상기 골에 의해 경계진 상태로 상기 보어(6)의 영역에도 제공되는 것을 특징으로 하는 역화 방지 장치.

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