KR20100040742A - 배관에서의 폭발 손상에 대한 내성을 부여하는 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 배관 장치는 덕트를 관통하여 연장되는 유동 통로를 형성하기 위해 복수 개의 덕트 패널이 함께 연결되는 것인 덕트를 포함하며, 상기 덕트는 덕트 내에서의 폭발에 의해 유발되는 덕트에 대한 손상을 견디기 위한 구조를 갖는다. 상기 손상을 견디기 위한 구조는, 덕트의 적어도 2개의 측부를 함께 연결하기 위해, 덕트의 유동 통로 내에 있으며 이 유동 통로를 가로질러 연장되는 내부 브레이싱을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 내부 브레이싱은 덕트 패널에 부착된 프레임의 일측부로부터 대향하는 덕트 패널에 부착되는 프레임의 또 다른 측부로 연장되는 하나 이상의 긴 부재를 갖는 장착 프레임을 포함하는 보강 패널일 수 있다. 전술한 구조에 대한 대안으로 또는 전술한 구조에 추가하여, 상기 덕트는 덕트의 축방향 길이를 따라 적어도 하나의 곡선형 측부 또는 패시트식 측부를 덕트에 제공하는 것을 포함하는 것인 손상을 견디기 위한 구조를 가질 수 있다.

Description

배관에서의 폭발 손상에 대한 내성을 부여하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PROVIDING DETONATION DAMAGE RESISTANCE IN DUCTWORK}

본 발명은 유체의 유동이 이루어지는 배관에 관한 것이다.

고온에서 유체를 운반하기 위해 사용되는 배관은 배관 및/또는 배관에 수용되는 다른 구성요소의 열 팽창으로 인한 응력을 받게 된다. 추가적으로, 특정 용례에서, 배관은 의도적으로 또는 뜻하지 않게 배관 내에서 유동하는 연료의 폭발을 겪을 수 있다. 예를 들면, 연료가 배관 내에서 유동하고 뜻하지 않게 배관 내에 고온 조건이 형성되어 연료가 연료의 자동 발화 온도보다 높은 온도가 되면, 이때 연료는 배관 내에서 폭발할 수 있다. 이러한 폭발에 따라 배관에는 회복 불가능한 손상이 초래될 수 있으며, 폭발 시점에 배관 주위의 사람 또는 구조물에 손상을 초래할 수 있다.

본 발명은 배관에서의 폭발 손상에 대한 내성을 부여하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

고온 용례에서 사용되는 배관과 관련된 전술한 문제를 해소하기 위한 노력으로서, 본 발명의 발명자는 후술하는 바와 같이 배관에서의 손상에 대한 내성을 부여하는 장치 및 방법을 개발해오고 있다.

본 발명은, 유리하게는, 덕트를 통해 연장되는 유동 통로를 형성하기 위해 함께 결합되는 복수 개의 덕트 패널을 구비하는 덕트를 포함하는 것인 배관 장치를 제공하며, 이때 상기 덕트에는 덕트 내부의 폭발에 의해 덕트에 유발되는 손상을 견디기 위한 구조물이 마련된다.

본 발명의 제1 양태에서는, 손상에 대한 내성을 부여하기 위한 구조물이 마련되며, 이 구조물은 적어도 덕트의 양측을 함께 연결하기 위해 덕트의 유동 통로 내부에서 이 유동 통로를 가로질러 연장되는 내부 브레이싱을 포함한다. 이러한 내부 브레이싱의 예로는, 하나 이상의 긴 부재가 덕트 패널에 부착된 프레임의 일측부로부터 대향하는 덕트 패널에 부착된 프레임의 타측부로 연장되는 장착 프레임을 포함하는 것인 보강 패널이 있다.

본 발명의 제1 양태에서의 구조물에 대한 대안으로서 또는 이 구조물에 추가하여 실시될 수 있는 본 발명의 제2 양태에서, 상기 덕트는 손상을 견디기 위한 구조물을 구비하며, 이 구조물은 덕트의 축방향 길이를 따라 적어도 하나의 곡선형 측부 또는 패시트식 측부(faceted side)를 덕트에 제공한다.

본 발명에 대한 보다 완전한 이해 및 본 발명에 수반되는 다수의 장점은, 후술하는 상세한 설명을 참고하면, 특히 첨부 도면과 함께 고려하는 경우에 쉽게 명확해질 것이다.

본 발명에 따르면, 배관 내부의 폭발 손상에 대한 내성을 부여하는 장치 및 방법을 얻을 수 있다.

도 1a는 배관에 대한 폭발 손상을 견디기 위해 배관에서 사용되는 것인 본 발명에 따른 보강 패널의 평면도를 도시한다.
도 1b는 도 1a의 보강 패널의 측면도를 도시한다.
도 1c는 도 1a의 보강 패널의 간략한 사시도를 도시한다.
도 2는 폭발 위험이 있는 배관의 유동 경로의 다양한 위치에 마련되는 수개의 보강 패널을 포함하는 것인 본 발명의 배관 장치의 사시도이다(내부 구조를 나타내기 위해 일부 전방 패널이 제거된 상태로 도시됨).
도 3a는 유동 경로에 보강 패널이 마련되어 있는 배관 장치를 포함하는 것인 본 발명의 실시예의 개략적인 단면도로서, 유동 경로의 각각의 통로가 직사각형 단면 형상을 갖는 것인 도면을 도시한다.
도 3b는 지그재그 형태의 유동 경로를 갖는 배관 장치를 포함하는 것인 본 발명의 변형례의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 4는 보강 패널과 조합된 지그재그 형태의 유동 경로를 갖는 배관 장치를 포함하는 것인 본 발명의 다른 변형례의 부분 확대 사시도를 도시한다(내부 구조를 나타내기 위해 전방 패널 및 후방 패널이 제거되어 있음).
도 5a는 반복되는 S자형 구조의 유동 경로를 갖는 배관 장치를 포함하는 것인 본 발명의 추가적인 실시예의 전방 정면도를 도시한다.
도 5b는 도 5a에 도시된 본 발명의 실시예의 사시도를 도시한다.
도 5c는 도 5a 및 도 5b에 도시된 본 발명의 실시예의 사시도로서, 내부 구조를 나타내기 위해 수개의 전방 패널 및 중앙 관 다발이 제거된 상태인 도면을 도시한다.
도 6a는 도 5a 내지 도 5c에 도시된 본 발명의 실시예의 부분 확대 사시도로서, 내부 구조를 나타내기 위해 전방 패널이 제거된 상태인 도면을 도시한다.
도 6b는 도 5a 내지 도 5c에 도시된 본 발명의 실시예 중 일부의 부분 확대 사시도로서, 내부 구조를 나타내기 위해 모든 전방 패널이 제거된 상태인 도면을 도시한다.

첨부 도면을 참고하여 이하에서 본 발명의 실시예를 설명한다. 후술하는 설명에서, 실질적으로 동일한 기능 및 구성을 갖는 구성 요소는 동일한 도면 부호로 표시되며, 단지 필요할 때에만 반복적으로 설명한다.

본 발명자는, 배관을 설계할 때 배관 장치의 구조적 요건뿐만 아니라 이러한 배관의 제작 및 조립 비용과 같은 다수의 인자를 고려해야만 함을 확인한 바 있다. 따라서, 배관 구조 및 배관의 제작을 위해 사용되는 재료의 유형은, 재료의 비용, 재료의 강도, 배관의 강도 요건을 충족하기 위해 요구되는 재료의 양, 재료가 사용되는 조건에 대한 재료의 반응, 재료의 중량, 이 재료를 사용한 배관의 제작 및 조립과 관련된 비용 및 용이성 등과 같은 인자에 기초하여 선택될 수 있다. 그러나, 폭발 손상에 대한 내성을 부여하기 위해 단순히 비교적 두꺼운 벽을 제공하는 것은, 배관의 비용 및 중량을 증가시키므로 일반적으로 유리하지 않다. 또한, 매우 두꺼운 배관은 가요성이 낮아 불리하다. 열교환기 및 열교환 반응기와 같이 온도 구배가 존재하는 고온 용례에서, 배관은 열 응력으로 인한 기계적인 파손을 방지하기 위해 가요성이 있을 뿐만 아니라 강한 것이 바람직하다. 또한, 본 발명자는, 외부 브레이싱 및 지지물이 배관보다 온도가 낮을 수 있고, 이것이 배관에 대한 외부 브레이싱 및 지지물의 균일하지 못한 팽창에 의해 유발되는 열 팽창 문제를 초래할 수 있으므로, 배관에 대해 폭발 손상에 관한 내성을 부여하도록 외부 브레이싱 및 지지물을 사용하는 것이 일반적으로 유리하지 않음을 확인한 바 있다.

본 발명은, 유리하게는, 과도하게 두꺼운 벽 또는 외부 브레이싱 등의 특징부가 함께 사용되기에 적절하지 않은 경우, 과도하게 두꺼운 벽 또는 외부 브레이싱을 제공할 필요 없이 배관 내부의 폭발에 의해 유발되는 손상을 현저히 감소시키거나 완전히 없애기 위한 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명은 본 명세서에 설명되고 도시된 바람직한 실시예의 구성으로 한정되지 않지만, 본 발명의 바람직한 실시예는 열 팽창에 의해 유발되는 응력에 견디도록 금속 시트의 얇은 가요성 벽을 사용하면서도, 여전히 경량 배관 구조를 유지하며, 이에 따라 가요성이 있고 과도한 열 응력을 발생시키지 않으면서 상당한 온도 구배를 허용할 수 있다.

본 발명의 제1 양태에 있어서, 본 발명은, 유동 통로 내부에서의 폭발에 의해 유발되어 배관의 벽에 작용하는 외측방향 힘을 견디도록 보강 구조를 제공하기 위해 배관의 유동 통로를 가로질러 연장되는 내부 브레이싱을 제공한다. 예를 들면, 이러한 내부 브레이싱은, 제1 단부가 임의의 방식으로 배관의 벽에 부착되고 제2 단부가 임의의 방식으로 배관의 반대쪽 벽에 부착되는 긴 부재일 수 있다. 따라서, 유동 통로 내에서 폭발이 발생하면, 이때 상기 긴 부재는 긴 부재의 길이를 따라 폭발로 인한 외측방향 힘에 대해 내성을 부여하게 되며(예컨대, 긴 부재는 신장됨), 이에 따라 배관의 마주보는 벽을 함께 유지하고 벽에 대한 손상을 방지한다.

본 발명의 내부 브레이싱은 다수의 형태를 취할 수 있으며, 다수의 다양한 방식으로 배관에 부착될 수 있고, 그 바람직한 실시예는 아래에 기술되어 있다. 예를 들면, 내부 브레이싱은, 외부 장착 프레임 및 이 프레임을 관통하는 개구를 가로질러 하나 이상의 방향으로 연장되는 하나 이상의 긴 부재를 구비하는 보강 패널에 마련될 수 있다[예컨대, 평행 또는 비평행으로 배치된 복수 개의 긴 부재, 직교 또는 비직교 배치의 크로스(또는 격자 또는 네트) 패턴인 복수 개의 긴 부재 등]. 내부 브레이싱은 배관의 유동 통로에서 배플 플레이트에 연결되는 긴 부재일 수도 있고, 상기 배플 플레이트에 일체인 부품일 수도 있다(예컨대, 도 4 참고). 내부 브레이싱은 바람직하게는 배관 내에서 폭발이 발생할 수 있는 위치에 배치되며, 배관 내에서 배관의 취약부 상에 작용하는 힘에 대해 내성을 부여하도록 배향된다(예컨대, 하나 이상의 긴 부재는 약한 외측 패널 또는 배관의 연결부와 대향하는 외측 패널 또는 연결부 사이에 부착되어 약한 외측 패널 또는 연결부 상에 작용하는 폭발로 인한 외측방향 힘을 견딜 수 있도록 함). 내부 브레이싱은 또한 바람직하게는 배관의 유동 통로를 통한 유체 유동을 현저하게 방해하지 않는다.

도 1a는 배관에 대한 폭발 손상을 견디기 위해 배관에서 사용되는 것인 본 발명에 따른 보강 패널의 평면도를 도시하며, 도 1b 및 도 1c는 각각 본 발명에 따른 보강 패널의 측면도 및 간략한 사시도를 도시한다. 이러한 실시예에 있어서, 내부 브레이싱은, 스테인레스 강 또는 니켈 초합금 금속 시트와 같이 금속으로 된 평면 시트로 제작되는 보강 패널(10)의 형태로 마련된다. 보강 패널(10)은, 개구(13)가 프레임(12)의 중앙부를 통해 연장되는 장착부(또는 외측 장착 프레임)(12)를 포함한다. 상기 프레임(12)은 그 둘레를 따라 4개의 측부(14 내지 17)를 갖는다.

이러한 실시예에 있어서, 각각의 측부(14 내지 17)는 덕트 패널의 이웃한 섹션들 사이의 연결부에서 덕트 패널의 이웃한 섹션 사이에 클램핑되고 삽입되도록, 그리고 덕트 패널에 장착되도록 구성된다. 측부(14 내지 17)는, 예컨대 프레임(12)의 둘레 주위에 마련되는 복수 개의 장착 구멍(18)을 이용함으로써 그리고 예컨대 상기 장착 구멍 및 덕트 패널 상의 대응하는 장착 구멍을 통과하는 볼트-너트 패스너를 제공함으로써 덕트 패널에 장착될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 덕트 패널 및 프레임(12)의 이웃한 에지는 함께 용접되어 이들 사이에 추가적인 구조적 연결부를 제공할 수 있다. 프레임(12)의 전술한 장착법에 대한 대안으로, 상기 프레임(12)은 예컨대 용접 또는 다른 장착 구조 또는 방법에 의해 유동 경로를 따라 임의의 위치에서 배관의 내측면에 직접 부착될 수 있고, 상기 프레임은, 연결부에, 또는 연결부에 이웃하여, 또는 유동 경로의 길이를 따라 임의의 다른 위치에 마련될 수 있다.

도 1a 내지 도 1c에 도시된 보강 패널(10)에서, 복수 개의 긴 부재(또는 핑거부)(20)는 프레임(12)에 걸쳐 개구(13)를 가로질러 서로에 대해 평행하게 연장되며, 이에 따라 긴 부재들(20) 사이에 유체 유동 개구(22)가 형성된다. 도 1a 내지 도 1c에 도시된 실시예에서는, 또한 측부(16 및 17)에 이웃한 긴 단부 부재들 사이에 긴 유체 유동 개구(24)가 마련된다. 이러한 실시예에 있어서, 긴 부재(20)는 각각 베이스 부분으로서 작용하는 측부(14)에 일체로 연결되는 제1 단부 및 베이스 부분으로서 작용하며 측부(14)에 대향하도록 마련되는 측부(15)에 일체로 연결되는 제2 단부를 갖는다. 긴 부재(20)의 개수 및 구조는, 유동 통로 내의 해당 위치에서 폭발력을 견디기 위해 요구되는 강도 요건 및 긴 부재가 유체 유동을 방해하게 된다는 관점에서 유동 통로의 해당 위치에 대한 유동 요건 사이의 균형에 따라 좌우된다.

다수의 다양한 구조의 내부 브레이싱이 가능하다. 예를 들면, 내부 브레이싱은 다수의 다양한 구조인 하나 이상의 긴 부재(20)를 포함하도록 구성될 수 있다. 긴 부재(20)는 전체 개구를 가로질러 마련될 수 있으며, 상기 개구의 단지 일부를 가로질러 마련될 수 있고, 서로로부터 균일하게 이격될 수 있으며, 상기 긴 부재들 사이의 간격은 상이할 수 있고, 균일하게 이격된 긴 부재와 불균일하게 이격된 긴 부재의 조합 등을 포함할 수 있다. 추가적으로, 긴 부재(20)는 동일한 형상, 단면 및 크기로 마련될 수도 있고, 상이한 형상, 단면 및 크기로 마련될 수도 있으며, 이들의 임의의 조합으로 마련될 수도 있다. 긴 부재(20)는 동일한 재료 또는 재료 특성으로 형성될 수도 있고, 상이한 재료 또는 재료 특성으로 형성될 수도 있다. 또한, 도 1a 내지 도 1c에서의 긴 부재(20)와는 달리 하나 이상의 방향으로 개구를 가로지르는 긴 부재가 마련될 수 있는데, 예컨대 평행 및/또는 비평행 배치로 연장되는 추가의 긴 부재가 마련될 수 있으며, 직교 또는 비직교 배치인 크로스(또는 격자 혹은 네트) 패턴 등으로 연장되는 긴 부재가 마련될 수 있다.

보강 패널(10)은 바람직하게는 폭발이 발생할 위험이 있는 배관 내의 위치에 장착되며, 이 보강 패널은 바람직하게는 해당 위치에서 배관의 취약부 상에 작용하는 폭발력에 대해 내성을 부여하는 배향으로 배관 내에 장착된다. 예를 들면, 도 1a 내지 도 1c에 도시된 보강 패널(10)은, 측부(14) 및/또는 측부(15)가 배관의 취약부(들)에 부착되도록 배관 내에 배향되고 장착되는 것이 바람직하며, 이에 따라 이들 측부 사이에서 연장되는 긴 부재(20)는 취약부(들) 상에 작용하는 폭발력에 대해 내성을 부여할 수 있게 된다.

도 2는 폭발 위험이 있는 배관의 유동 경로 내의 다양한 위치에 마련되는 수 개의 상이한 보강 패널(60, 70, 80, 90)을 포함하는 것인 본 발명의 배관 장치(30)의 사시도를 도시한다. 이 경우에, 배관은 증기 발전기를 위해 사용된다. 배관의 내부에 마련되는 보강 패널을 나타내기 위해 도 2에 도시된 배관의 일부 전방 패널을 제거하였다.

도 2에 도시된 배관 장치(30)는, 예컨대 탄화수소 증기 개질기 또는 다른 디바이스로부터의 고온 배기 가스를 수용하는 유입구(36)를 포함한다. 고온 배기 가스는 유입구(36)를 통해 상방으로 유동함으로써 배관 장치(30)에 유입되고, 이에 따라 가스는 덕트 섹션(38)[보강 패널(60 및 70)을 나타내기 위해 그 전방 덕트 패널이 제거된 상태로 도시됨]의 유동 통로에 수용된다. 이때 가스는 유동 통로를 따라 수평방향으로 덕트 섹션(40)까지 이동하며, 가스는 덕트 섹션에서 하방으로 방향을 바꾸고 기화기에 걸쳐 쉘 측부로 이동하는데, 이때 기화기는 유입구 매니폴드(42)와 유출구 매니폴드(44) 사이에 별도의 튜브측 유동을 갖는다. 따라서, 가스는 덕트 섹션(40)으로부터 덕트 섹션(46)[보강 패널(80)을 나타내기 위해 그 전방 덕트 패널이 제거된 상태로 도시됨]까지 하방으로 이동하며, 가스는 덕트 섹션(46)에서 방향을 전환하여 수평방향으로 덕트 섹션(48)까지 유동하고, 가스는 덕트 섹션(48)에서 방향을 전환하여 덕트 섹션(50)[보강 패널(90)을 나타내기 위해 그 전방 덕트 패널이 제거된 상태로 도시됨]을 통해 상방으로 유동하며, 이후 절약장치 섹션(52)을 통해 유출구(54)까지 이동하고, 가스는 유출구에서 배관 장치(30)로부터 배출된다.

배관 장치(30)의 배관은 상이한 형상 및 크기의 덕트 패널(32)을 이용하여 제작되지만, 예컨대 패널의 단부에 있는 장착 구멍을 통해 볼트-너트 패스너를 이용함으로써 및/또는 이웃한 패널의 접촉 에지를 함께 용접함으로써 이웃한 패널을 함께 결합시키기 위해 접이식 단부(34)가 있는 금속 시트 플레이트로 형성되는 것이 보통이다. 본 발명의 이러한 실시예는, 열 팽창에 의해 유발되는 응력을 견디는 얇은 가요성 벽을 제공하며 유리하게는 경량 배관 구조를 제공하는 것인 덕트 패널(32)을 이용한다. 그러나, 배관의 특정 섹션은 유동 통로에 있는 가스에서 연료의 폭발 위험이 있을 수 있으며, 이에 따라 배관의 이들 섹션은 전술한 폭발에 의해 유발되는 배관에 대한 회복 불가능한 기계적 손상을 입을 수 있다. 따라서, 배관 내에서 이러한 폭발에 의해 유발되는 손상을 현저하게 줄이거나 또는 완전히 없애기 위해, 도 2에 도시된 배관 장치(30)는 수개의 보강 패널(60, 70, 80 및 90)을 포함하는데, 이 보강 패널은 폭발 위험이 있는 위치에서 배관의 취약부 상에 작용하는 폭발력에 대한 내성을 부여하는 배향으로 배관 내에 장착된다.

보강 패널(60)은, 개구(64)가 프레임(62)을 관통하여 연장되는 장착부(또는 외측 장착 프레임)(62)를 포함한다. 복수 개의 장착 구멍(66)이 프레임(62)의 둘레 주위에 마련되며, 이웃한 덕트 패널에 프레임(62)을 장착하기 위해 볼트-너트 패스너와 함께 사용된다. 복수 개의 긴 부재(68)는 개구(64)를 가로질러 서로에 대해 평행하게 연장된다. 패널(60)은, 긴 부재(68)가 예컨대 내부에 폭발의 위험이 있는 덕트 섹션(38)의 패널(37)(및/또는 이에 이웃한 패널)에 대해 폭발 내성을 부여하게 배열되도록, 배향된다. 긴 부재(68)의 구조 및 개수는, 내부 브레이싱의 강도 요건 및 배관 내 해당 위치에서의 유동 통로에 대한 유동 요건에 기초하여 결정된다.

보강 패널(70)은, 개구(74), 복수 개의 장착 구멍(76), 및 복수 개의 긴 부재(78)와 함께 장착부(72)(또는 외측 장착 프레임)를 포함한다. 패널(70)은, 긴 부재(78)가 예컨대 내부에 폭발 위험이 있는 덕트 섹션(38)의 패널(39)(및/또는 이에 이웃하는 패널)에 대해 폭발 내성을 부여하게 배열되도록, 배향된다. 긴 부재(78)의 구조 및 개수는, 내부 브레이싱의 강도 요건 및 배관 내 해당 위치에서의 유동 통로에 대한 유동 요건에 기초하여 결정된다.

보강 패널(80)은, 개구(84), 복수 개의 장착 구멍(86) 및 복수 개의 긴 부재(88)와 함께 장착부(82)(또는 외측 장착 프레임)를 포함한다. 패널(80)은, 긴 부재(88)가 예컨대 내부에 폭발 위험이 있는 덕트 섹션(46)의 패널(47) 및/또는 덕트 섹션(48)의 패널(49)에 폭발 내성을 부여하게 배열되도록 배향되는데, 상기 패널은 [패널(47) 및 패널(49)이 함께] 폭발로 인한 손상 가능성이 매우 높은 길고 평평하며 다른 방식으로 지지되지 않는 표면을 형성한다. 긴 부재(88)의 구조 및 개수는, 내부 브레이싱의 강도 요건 및 배관 내 해당 위치에서의 유동 통로에 걸친 유동 요건에 기초하여 결정된다.

보강 패널(90)은, 개구(94), 복수 개의 장착 구멍(96) 및 직교하여 가로지르는 긴 부재(98)의 격자와 함께 장착부(또는 외측 장착 프레임)(92)를 포함한다. 보강 패널(90)에는, 예컨대 내부에 폭발 위험이 있고 그렇지 않으면 폭발로 인한 손상 가능성이 있으며 지지되지 않는 표면인 절약장치 섹션(52)의 둘레 주위의 패널 및/또는 덕트 섹션(50)의 둘레 주위의 4개의 패널(51) 모두에 대해 폭발에 대한 내성을 부여하도록 배향되는 것인 직교하여 가로지르는 긴 부재(98)가 마련된다. 긴 부재(98)의 구조 및 개수는 내부 브레이싱의 강도 요건 및 배관 내 해당 위치에서의 유동 통로에 걸친 유동 요건에 기초하여 결정된다.

본 발명은 배관에 폭발 손상에 대한 내성을 부여하기 위한 방법 및 구조를 제공하며, 이때 본 발명의 일 양태는 배관 내에서 폭발에 의해 유발되는 배관에 대한 손상을 현저하게 줄이기 위해 배관의 덕트 패널들을 함께 결합시키기 위한 내부 브레이싱 또는 지지부를 제공한다. 폭발에 의해 덕트의 대향 측부 상에 반대 방향으로 힘이 가해지기 때문에, 변형에 견딜 정도로 충분히 강하며 덕트의 벽에 충분히 양호하게 부착되는 내부 브레이싱은 브레이싱 주위에서 벽에 대한 손상을 없애준다. 하나 이상의 내부 브레이싱은 전체 배관 장치 전반에 걸쳐 손상을 없앨 수 있다. 또한, 압력파가 배관을 통해 이동할 때 폭발에 의해 유발되는 압력파를 감쇠시키기 위해 다수의 브레이싱이 사용될 수 있다. 이러한 브레이싱은 도 1 및 도 2에 도시된 보강 패널에서과 같이 금속 시트의 단일 편(single piece)으로 제작될 수 있다. 배관 내부에서 유동 통로를 통한 충분한 유체 유동을 허용하도록 브레이싱을 관통하는 적절한 개구를 형성하기 위해 상기 브레이싱을 스탬핑하거나 또는 절단할 수 있다. 다른 변형예에 있어서, 내부 브레이싱은 단순히 금속으로 된 개별 스트립 또는 로드일 수도 있고, 덕트의 대향 측부를 함께 결합시킬 수 있는 다른 유사한 구조 또는 재료일 수도 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 이러한 브레이싱은, 배관의 플랜지 연결부에 가요성 있게 부착되는 한편 내부 덕트을 보강하는 금속 시트 편이다. 본 발명은 미국 특허 제6,957,695호에서와 같이 가요성이 있는 배관 쉘을 갖는 반응 용기에서 사용되는 경우에 특히 유리하다. 또한, 본 발명은, 브레이싱이 내부 배플 구조에 부착되거나 또는 이 구조에 일체로 형성될 수 있도록 함으로써 이러한 배플과 협력하여 배관에 대해 폭발에 관한 내성을 부여하도록 한다. 본 발명은 미국 특허 제7,117,934호에서와 같이 열 팽창의 악영향을 최소화하기 위해 설계된 배플과 함께 반응 용기에서 사용되는 경우에 특히 유리하다.

배관의 형상에 기초하여, 다양한 벽 패널을 함께 결합시키고 연결하도록 다양한 구조의 내부 브레이싱을 제공할 수 있다. 예를 들면, 직사각형 덕트에서는, 도 1a 내지 도 1c에 도시된 보강 패널의 긴 부재가 측부(14 및 15)에 부착되는 배관의 긴 벽을 함께 결합시키고 연결시키지만, 보강 없이도 폭발에 견디기에 충분히 강한 배관의 짧은 벽에는 연결되지 않는다. 정사각형 덕트에서는, "덧셈기호(plus)" 형상 또는 격자 형상 패턴의 긴 부재를 사용하여 덕트의 둘레 주위의 벽을 모두 함께 결합시킬 수 있다. 대안으로, 둥근 구멍, 타원형 구멍 또는 다각형 구멍의 격자가 사용될 수 있다.

도 3a는 유동 경로 내에 보강 패널이 마련되는 배관 장치를 포함하는 것인 본 발명의 실시예의 개략적인 단면도를 도시하며, 이때 유동 경로의 각각의 통로는 직사각형 단면 형상을 갖는다. 도 3a의 실시예에서, 내부 브레이싱 또는 보강 패널(110)은 내부 배플과 협력하여 폭발에 대한 내성을 배관에 부여하기 위해 내부 배플(120)의 구조에 부착되거나 또는 통합된다. 배관에서의 내부 브레이싱의 위치를 나타내기 위해 도 3a에서는 점선을 이용하여 내부 브레이싱(110)을 개략적으로 도시하고 있으며, 상기 내부 브레이싱은 도 4에 도시된 보강 패널 및 배플과 유사한 내부 형상을 갖도록 마련될 수도 있고, 임의의 다른 방식으로 배관의 벽 및 내부 배플에 부착될 수도 있다. 도 3a에서의 화살표는 배관의 유동 통로를 통한 유체의 유동을 나타내며, 화살표의 점선 부분은 도면에 도시되지 않은 유체 유동을 위한 외부 배관을 표시한다.

도 3b는 본 발명의 제2 양태를 포함하는 배관 장치를 포함하는 것인 본 발명의 실시예의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 3b에 도시된 본 발명의 제2 양태는, 도 3a의 실시예의 내부 브레이싱(110)을 이용하기보다는, 내부에서의 폭발로 인한 손상에 견디도록 구성되는 덕트 패널을 포함하는 배관 장치를 제공한다(본 발명의 2가지 양태는 개별적으로 사용될 수도 있고, 도 4에 도시되고 후술하는 바와 같이 폭발 손상에 대한 내성을 최대화하기 위해 조합하여 사용될 수도 있음에 주의 요망).

본 발명의 제2 양태는, 폭발 도중에 손상 가능성이 가장 높은 영역에서 직선형의 긴 프로파일 섹션이 형성되지 않도록 하는 덕트 패널 또는 벽을 제공하는 것을 포함한다. 도 3a에서의 배관은 이러한 양태를 포함하지 않는데, 이는 도 3a에 도시된 실시예가 바람직하지 않은 직선형 측부를 갖기 때문이라는 것에 주목하라. 또한, 도 2에서의 배관은 이러한 양태를 포함하지 않는데, 이는 도 2에 도시된 실시예가 바람직하지 않은 직선형 측부 및 이를 관통하는 직선형 통로를 갖기 때문이라는 것에 주목하라. 직선형 통로를 없애면 개별적인 벽이 강화되며, 폭발이 덕트를 통해 전달되는 동안 폭발을 감쇠시키게 된다. 본 발명의 제2 양태에 따르면, 패시트식 측부 또는 아코디언 스타일의 단면을 이용함으로써, 폭발에 의해 유발되는 압력을 받게 되는 지지되지 않은 덕트 벽 섹션의 스팬(span)이 줄어들게 된다. 실제로, 이상적인 반구형 덕트 섹션에 근접하거나 또는 효과적으로 이를 달성하는 패시트식 섹션 또는 반구형 섹션을 사용하면, 덕트 섹션에 작용하는 폭발로 인한 압력이 직선형 측부의 연결부에서와 같이 배관 내부의 특정 위치에 불리하게 집중되도록 하기보다는 고르게 분포되도록 하고 덕트 섹션 자체가 이 압력을 견딜 수 있도록 한다.

도 3b는 본 발명의 제2 양태에 따라 지그재그 구조를 갖는 유동 경로를 갖춘 배관 장치(200)의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 3b에서의 화살표는 배관의 유동 통로를 통한 유체의 유동을 나타내며, 화살표의 점선 부분은 도면에 도시되지 않은 유체 유동을 위한 외부 배관을 표시한다. 배관의 측부는, 사용되는 각진 벽 섹션(210) 때문에 패시트식으로 되어 있음에 주의하라. 또한, 본 발명의 이러한 양태는 대안으로 단순히 하나 걸러 하나씩의 배플(220)에서 덕트의 폭을 좁게 하고 그 사이의 각각의 배플에서 덕트의 폭을 넓게 함으로써, 아코디언 형상의 단면이 마련되는 배관에서 구현될 수 있음에 주의하라. 추가적으로, 본 발명의 이러한 양태는 대안으로 지그재그 또는 아코디언 형상의 프로파일을 갖지만 내부에 배플을 포함하지 않는 배관에서 구현될 수 있음에 주의하라.

추가적으로, 본 발명의 제2 양태는 또한 유리하게는 제1 배플 섹션(232), 제1 덕트 벽 섹션(234) 및 제2 덕트 벽 섹션(236)을 형성하기 위해 단일 편의 재료(230)를 사용함으로써 연결부를 없앨 수 있으며, 이때 제1 덕트 벽 섹션(234)은 제1 배플 섹션(232) 및 제2 배플[제1 배플 섹션(232)에 이웃함]에 이웃하고, 제2 덕트 벽 섹션(236)은 제2 배플 및 제3 배플(제2 배플에 이웃함)에 이웃한다. 배플과 하나 이상의 덕트 벽 섹션을 일체형 재료 편으로 조합하고 이에 따라 이들 사이의 연결부를 없앰으로써, 배관 장치는 손상에 대한 내성이 훨씬 더 커진다. 유리하게는, 이러한 실시예는 또한 가요성 배관 장치를 형성하기 위해 사용되는 개별적인 덕트 편의 개수를 줄여준다. 또한, 유리하게는, 본 실시예는 연결부(2개의이웃하는 덕트 벽 섹션 사이에 각각의 배플을 삽입하기 위해 배관 내의 각각의 연속적인 통로의 상위 측부 및 하위 측부에 본래 필요한 연결부)의 개수를 줄여준다. 이들 연결부는 보통 배관에 강성을 부여하며, 불리하게는 고온 작동 조건 하에서 배관이 구부러지는 능력을 감소시킨다. 따라서, 연결부의 개수를 줄이면 배관이 구부러질 수 있게 해주며 배관에서의 응력을 줄여준다. 또한, 본 실시예에서 마련되는 연결부는 (도 2에 도시된 연결부와 같이) 90 도 각도로 형성되는 배관 벽의 에지로부터 형성되지 않지만, 연결부 및/또는 배관이 쉽게 구부러지도록 하는 수직이 아닌 각도를 제공하며, 이에 따라 예컨대 도 2 및 도 3a에 도시된 바와 같이 다각형 배관에서 사용되는 연결부의 3축 강성 및 제약을 없애준다. 따라서, 작동 중에 관형 어레이가 배관 자체에 대해 축방향으로 팽창하거나 수축하면, 도 3b에 도시된 실시예의 연결부 및 덕트 벽은 쉽게 구부러질 수 있으므로 관형 어레이의 상대적인 치수 변화를 보상하게 된다. 따라서, 이러한 실시예는 응력 수준을 낮추면서도 배관의 가요성 정도를 유지하거나 또는 가요성 정도를 높여준다.

배플이 설치된 관형 열 교환기(도 3b에 도시되고 전술한 바와 같음) 주위의 덕트 형성에 있어서, 덕트 패널을 형성하기 위해 사용되는 재료는 또한 일체형으로 배플을 형성하기 위해서도 사용될 수 있으며, 도 3b에 도시된 바와 같이 배관의 벽을 관형 열 교환기의 강성 관 다발에 연결시킨다. 이러한 구조에서는, 폭발로 인해 배관에 유발되는 대부분의 손상이 덕트의 패시트에서 마무리된다.

도 4는 보강 패널과 조합된 지그재그 구조의 유동 경로를 갖는 배관 장치(300)를 포함하는 것인 본 발명의 추가적인 변형례의 부분 확대 사시도를 도시한다(내부 구조를 나타내기 위해 전방 패널 및 후방 패널이 제거된 상태임). 도 4에 도시된 실시예는 본 발명의 제1 양태와 제2 양태를 조합한 것이다. 도 4에서의 화살표는 도시된 배관 부분의 유동 통로 내외로의 유체의 유동을 나타낸다.

도 4에 도시된 실시예는 서로 협력하도록 사용되는 2가지 구조의 덕트 패널을 포함한다. 메인 덕트 부분(312), 관형 열 교환기(340)의 관(342)이 관통하도록 이 관을 수용하는 구멍(315)을 갖는 배플 부분(314), 말단부(319)를 갖는 단부 부분(318)을 포함하는 덕트 패널(310)이 마련된다. 또한, 메인 덕트 부분(321), 말단부(323)를 갖는 단부 부분(322), 관형 열 교환기(340)의 관(342)이 관통하도록 이 관을 수용하는 구멍(325)를 갖는 배플 부분(324), 보강 부분(326), 및 말단부(330)를 갖는 단부 부분(329)을 포함하는 덕트 패널(320)이 마련된다. 보강 부분(326)은 내부 브레이싱으로서 작용하며, 개구(328) 및 긴 부재(327)를 갖는 장착 프레임(326)을 포함한다.

배플 부분(314 및 324)은 배관(300)의 벽을 관형 열 교환기(340)의 강성 관 다발에 연결한다.

서로에 대해 이웃하는 단부 부분(318, 322 및/또는 329)은, 예컨대 단부 부분 상에 마련되는 복수 개의 장착 구멍(도시 생략됨) 및 볼트-너트 패스너를 이용하여 결합된다. 추가적으로 또는 대안으로, 서로에 대해 이웃하는 말단부(319, 323 및/또는 330)는 서로 용접되어 이들 사이에 추가적인 구조적 연결을 제공할 수 있다. 서로에 대해 이웃하는 메인 덕트 부분은, 이들 메인 덕트 부분이 덕트의 패시트식 외측 프로파일을 제공하도록 서로에 대해 0이 아닌 각도로 위치하도록 마련된다. 이러한 방식으로 형성된 연결부는 현저한 응력 없이 관형 열 교환기(340)의 축방향 길이를 따라 소정 방향으로 구부러질 수 있는 능력을 배관(300)에 제공하면서도, 배관에 대해 현저한(또는 임의의) 손상을 초래하지 않는 상태로 덕트 내부에서 폭발에 의해 유발되는 힘을 흡수하고 이 힘에 견디는 강한 덕트를 제공한다.

도 5a 내지 도 5c와 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제2 양태를 통합시킨 배관 장치를 포함하는 것인 본 발명의 추가적인 실시예의 도면을 도시한다. 본 실시예는 내부 브레이싱을 포함하는 것으로 도시되어 있지 않지만, 이러한 내부 브레이싱은 추가적인 구조적 완전성을 제공하기 위해 본 실시예와 함께 사용될 수 있다. 도 5a 내지 도 5c와 도 6a 및 도 6b에 도시된 배관 장치(400)는 내부에서의 폭발로 인한 손상을 견디도록 구성되는 덕트 패널을 포함하며, 버너 조립체(440)에 연결되는 것으로 도시되어 있다. 내부 열 교환기 관은 도면에는 도시되어 있지 않지만, 본 발명의 대부분의 실시예에 존재한다.

배관 장치(400)는 본 발명의 제2 양태에 따라 반복적인 S자형 구조를 갖춘 유동 경로를 갖는다. 배관의 측부는 패시트식 또는 곡선형 벽 섹션(410)을 이용하여 형성되며, 반원에 근사한 곡선형 부분은 배플(420)의 개방 단부 주위에 연장된다. 각각의 벽 섹션(410)은 이웃하는 벽 섹션의 상위 부분(414)과 접촉하는 하위 부분(412)을 포함할 수 있으며, 이에 따라 접촉하는 벽 섹션들은 연결부(416)에서 연결될 수 있다.

배관 장치(400)는 벽 섹션(410) 및 이웃하는 패널에 연결되는 전방 패널 및 후방 패널(430)을 포함한다. 패널(430)은 플랜지를 형성하도록 외측을 향해 만곡되는 2개의 전방 에지(432)를 구비한다. 각각의 패널의 에지(432)는 이웃하는 패널의 접촉 에지에 연결된다. 또한, 패널(430)은, 플랜지를 형성하도록 외측을 향해 만곡되는 패시트식 또는 곡선형 외측 에지(434)를 구비하고, 이는 대응하는 접촉 벽 섹션에 연결된다.

본 발명의 배관 장치는 내부 압력에 대한 내성 및 사이클 수명을 개선한다. 배관 장치(400)는 다각형 측면 패널, 전방 패널, 및 후방 패널을 포함하며, 이는 아치형 벽에 근접하게 근사하도록 하여 벽이 얇은 실린더의 응력 상태와 유사하게 함으로써 압력 로딩을 보조한다. 각각의 통로에 대한 측부 패널 및 배플은, 금속 시트로부터 절단되고 만곡된 2개 또는 3개의 개별 편으로 제작된다. 각각의 배플은 통로에 대해 상위의 측부 패널에, 그리고 통로에 대해 하위의 측부 패널에 용접될 수 있으며, 이에 따라 최종 조립을 위한 용접 액세스를 용이하게 한다. 아치형 전방 단부 패널 섹션 및 후방 단부 패널 섹션은 그 중심선을 따라 배플에 로제트 용접(rosette welding)될 수 있으며, 이후 둘레 플랜지의 에지를 따라 용접함으로써 서로에 대해 연결될 수 있다.

반응기 장치는, 상이한 재료의 사용으로 인한 열 팽창과, 가스가 그 유출구에서 과열기로 이동할 때 반응기의 제1 통로 내지 마지막 통로에서 버너의 유입구들 사이의 큰 온도차로 인한 열 팽창과, 배관과 열 교환기 배관의 평균 금속 온도 사이의 큰 온도차로 인한 열 팽창을 겪는다. 각각의 통로의 패널은 각각의 통로에서의 강도 요건 및 각각의 통로에서의 열적 요건 및/또는 부식 요건에 따라 배관 장치의 길이를 따라 상이한 재료로 형성될 수 있다.

예컨대, 도 3a에 도시된 직사각형 덕트 구조와 비교할 때, 배관 장치(400)는 국지적인 응력 집중을 나타내지 않으며 오히려 응력을 분산시킨다. 실제로, 계산으로부터 0.7 psi 압력 부하의 일반적인 작동 조건 하에서 배관 내에 유발되는 응력은 무시할만한 정도임이 확인되었으며, 150 psi의 폭발 압력 하에서 배관 장치(400)는 직사각형 덕트 구조에서의 크기의 약 절반인 최대 유도 응력을 나타내었다.

본 명세서에 도시되고 설명된 예시적인 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 기술한 것이며 어떠한 방식으로도 청구범위의 범위를 한정하려는 의도가 아니라는 것을 주의해야만 한다. 본 발명의 다수의 변형 및 변경은 전술한 교시내용의 관점에서 가능하다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범위 내에서 본 명세서에서 구체적으로 설명된 바와 다른 방식으로 실시될 수 있음을 이해해야 한다.

10 : 보강 패널
12 : 프레임
13 : 개구
14, 15, 16, 17 : 측부
18 : 장착 구멍
20 : 긴 부재
22 : 유체 유동 개구
24 : 유체 유동 개구

Claims (46)

1. 유동 통로가 관통하는 배관용 내부 브레이싱으로서, 상기 내부 브레이싱은 제1 단부와 제2 단부를 갖는 긴 부재를 포함하며, 상기 제1 단부는 배관의 제1 측부에 부착되도록 구성되고, 상기 제2 단부는 배관의 제1 측부에 대향하는 배관의 제2 측부에 부착되도록 구성되며, 상기 긴 부재는 유동 통로를 가로질러 연장되도록 구성되는 것인 내부 브레이싱.
2. 제1항에 있어서, 상기 긴 부재의 상기 제1 단부는 배관 내에 마련되는 배플 플레이트에 부착되도록 구성되는 것인 내부 브레이싱.
3. 제2항에 있어서, 상기 배플 플레이트는 유동 통로 내에 마련되는 열 교환기의 관의 어레이가 배플 플레이트를 통과하여 수용되도록 구성되는 것인 내부 브레이싱.
4. 제1항에 있어서, 각기 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 하나 이상의 추가의 긴 부재를 더 포함하며, 상기 제1 단부는 배관의 제1 측부에 부착되도록 구성되고, 상기 제2 단부는 배관의 제1 측부에 대향하는 배관의 제2 측부에 부착되도록 구성되며, 상기 하나 이상의 추가의 긴 부재는 유동 통로를 가로질러 연장되도록 구성되는 것인 내부 브레이싱.
5. 제4항에 있어서, 상기 긴 부재 및 상기 하나 이상의 추가의 긴 부재는 긴 부재 및 하나 이상의 추가의 긴 부재의 상기 제1 단부들에 제1 베이스 부분이 일체로 연결되는 패널에 일체로 형성되며, 상기 제1 베이스 부분은 배관의 제1 측부에 부착되도록 구성되는 것인 내부 브레이싱.
6. 제5항에 있어서, 상기 제1 베이스 부분은 복수 개의 장착 구멍을 포함하는 것인 내부 브레이싱.
7. 제5항에 있어서, 상기 패널의 제2 베이스 부분은 상기 긴 부재 및 상기 하나 이상의 추가의 긴 부재의 상기 제2 단부들에 일체로 연결되며, 상기 제2 베이스 부분은 배관의 제2 측부에 부착되도록 구성되는 것인 내부 브레이싱.
8. 제7항에 있어서, 상기 제1 베이스 부분 및 상기 제2 베이스 부분은 복수 개의 장착 구멍을 포함하는 것인 내부 브레이싱.
9. 제7항에 있어서, 상기 패널은, 그 전체 둘레 주위에 연장되며 상기 배관에 부착되도록 구성되는 장착부를 포함하며, 상기 장착부는 상기 제1 베이스 부분 및 상기 제2 베이스 부분을 포함하는 것인 내부 브레이싱.
10. 제9항에 있어서, 상기 장착부는 복수 개의 장착 구멍을 포함하는 것인 내부 브레이싱.
11. 제7항에 있어서, 상기 패널은 패널을 관통하여 연장되는 긴 유체 유동 개구를 갖는 평면 시트이며, 이웃한 긴 유체 유동 개구들 사이에 있는 상기 평면 시트의 일부는 상기 긴 부재 및 상기 하나 이상의 추가의 긴 부재인 것인 내부 브레이싱.
12. 제1항에 있어서, 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 긴 횡방향 부재를 더 포함하며, 상기 제1 단부는 배관의 제3 측부에 부착되도록 구성되고, 상기 제2 단부는 배관의 제3 측부에 대향하는 배관의 제4 측부에 부착되도록 구성되며, 상기 긴 횡방향 부재는 상기 긴 부재와 상이한 방향으로 유동 통로를 가로질러 연장되도록 구성되는 것인 내부 브레이싱.
13. 제12항에 있어서, 상기 긴 횡방향 부재는 상기 긴 부재에 거의 수직한 방향으로 연장되는 것인 내부 브레이싱.
14. 제12항에 있어서, 각기 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 하나 이상의 추가의 긴 횡방향 부재를 더 포함하며, 상기 제1 단부는 배관의 제3 측부에 부착되도록 구성되고, 상기 제2 단부는 배관의 제3 측부에 대향하는 배관의 제4 측부에 부착되도록 구성되며, 상기 하나 이상의 추가의 긴 횡방향 부재는 유동 통로를 가로질러 연장되도록 구성되는 것인 내부 브레이싱.
15. 제14항에 있어서, 상기 긴 부재, 상기 하나 이상의 추가의 긴 부재, 상기 긴 횡방향 부재, 및 상기 하나 이상의 추가의 긴 횡방향 부재는 평면 패널에 일체로 형성되는 것인 내부 브레이싱.
16. 제15항에 있어서, 상기 평면 패널은, 그 전체 둘레 주위에서 연장되며 배관에 부착되도록 구성되는 장착부를 포함하는 것인 내부 브레이싱.
17. 제16항에 있어서, 상기 장착부는 복수 개의 장착 구멍을 포함하는 것인 내부 브레이싱.
18. 배관 장치로서,
    덕트를 관통하여 연장되는 유동 통로를 형성하도록 복수 개의 덕트 패널이 함께 연결되는 덕트, 및
    제1 단부 및 제2 단부를 갖는 긴 부재로서, 상기 제1 단부는 상기 복수 개의 덕트 패널의 제1 덕트 패널에 부착되며, 상기 제2 단부는 상기 복수 개의 덕트 패널의 제2 덕트 패널에 부착되고, 상기 긴 부재는 상기 유동 통로를 가로질러 연장되는 것인 긴 부재
    를 포함하는 것인 배관 장치.
19. 제18항에 있어서, 상기 제1 덕트 패널에 부착되는 제1 단부 및 상기 유동 통로 내에서 연장되는 제2 단부를 갖는 배플을 더 포함하며,
    상기 긴 부재의 상기 제1 단부는 상기 배플의 상기 제2 단부에 부착되고, 이에 따라 상기 배플을 통해 상기 제1 덕트 패널에 상기 긴 부재의 상기 제1 단부가 부착되도록 하는 것인 배관 장치.
20. 제19항에 있어서, 상기 배플은 상기 유동 통로 내에 마련되는 열 교환기의 관의 어레이가 배플을 관통하여 수용되도록 구성되는 것인 배관 장치.
21. 배관 장치로서,
    덕트를 통해 연장되는 유동 통로를 형성하도록 복수 개의 덕트 패널이 함께 연결되어 있는 덕트를 포함하며,
    상기 덕트는 상기 덕트 내에서의 폭발에 의해 유발되는 덕트에 대한 손상을 견디기 위한 수단을 포함하는 것인 배관 장치.
22. 제21항에 있어서, 상기 손상을 견디기 위한 수단은 상기 덕트에, 지그재그 형상을 갖는 외측 프로파일을 제공하는 것을 포함하는 것인 배관 장치.
23. 제21항에 있어서, 상기 손상을 견디기 위한 수단은 상기 덕트에, 아코디언 형상의 외측 프로파일을 제공하는 것을 포함하는 것인 배관 장치.
24. 제21항에 있어서, 상기 손상을 견디기 위한 수단은 상기 덕트에, 상기 덕트의 축방향 길이를 따라 적어도 하나의 곡선형 측부를 제공하는 것을 포함하는 것인 배관 장치.
25. 제21항에 있어서, 상기 손상을 견디기 위한 수단은 상기 덕트에, 상기 덕트의 축방향 길이를 따라 적어도 하나의 패시트식 측부를 제공하는 것을 포함하는 것인 배관 장치.
26. 제25항에 있어서, 상기 적어도 하나의 패시트식 측부는, 제1 섹션과 제2 섹션을 갖는 상기 복수 개의 덕트 패널 중 제1 덕트 패널을 마련하는 것에 의해 형성되며, 상기 제1 섹션은 상기 제2 섹션에 대해 0이 아닌 각도로 위치하는 것인 배관 장치.
27. 제26항에 있어서, 상기 제1 덕트 패널은 제3 섹션을 더 포함하며, 상기 제3 섹션은 상기 유동 통로 내에 배플을 형성하는 것인 배관 장치.
28. 제27항에 있어서, 상기 배플은 상기 유동 통로 내에 마련되는 열 교환기의 관의 어레이가 배플을 관통하여 수용되도록 구성되는 것인 배관 장치.
29. 제27항에 있어서, 상기 손상을 견디기 위한 수단은 제1 단부와 제2 단부를 갖는 긴 부재를 더 포함하며, 상기 제1 단부는 상기 배플에 부착되고, 상기 제2 단부는 상기 복수 개의 덕트 패널 중 제2 덕트 패널에 부착되며, 상기 긴 부재는 상기 유동 통로를 가로질러 연장되는 것인 배관 장치.
30. 제25항에 있어서, 상기 적어도 하나의 패시트식 측부는 상기 복수 개의 덕트 패널 중 제1 덕트 패널을 상기 복수 개의 덕트 패널 중 제2 덕트 패널에 연결함으로써 형성되고, 상기 제1 덕트 패널은 상기 제2 덕트 패널과 0이 아닌 각도로 연결되는 것인 배관 장치.
31. 제30항에 있어서, 상기 제1 덕트 패널은 접이식 단부 부분을 갖는 평면 금속 시트이며, 상기 제2 덕트 패널은 접이식 단부 부분을 갖는 평면 금속 시트이고, 상기 제1 덕트 패널 및 제2 덕트 패널의 상기 접이식 단부 부분들은 상기 제1 덕트 패널 및 제2 덕트 패널의 주요 부분이 상기 0이 아닌 각도로 마련되도록 평행 배향으로 서로 연결되는 것인 배관 장치.
32. 제31항에 있어서, 상기 제1 덕트 패널 및 제2 덕트 패널의 상기 접이식 단부 부분은 볼트 및 너트 패스너에 의해 함께 연결되는 것인 배관 장치.
33. 제32항에 있어서, 상기 제1 덕트 패널 및 제2 덕트 패널의 상기 접이식 단부 부분의 말단부는 용접에 의해 함께 연결되는 것인 배관 장치.
34. 제31항에 있어서, 상기 제1 덕트 패널 및 제2 덕트 패널의 상기 접이식 단부 부분의 말단부는 용접에 의해 함께 연결되는 것인 배관 장치.
35. 제30항에 있어서, 상기 제1 덕트 패널은 배플 섹션을 포함하며, 상기 배플 섹션은 상기 유동 통로 내에서 연장되는 것인 배관 장치.
36. 제35항에 있어서, 상기 배플 섹션은 상기 유동 통로 내에 마련되는 열 교환기의 관의 어레이가 배플 섹션을 관통하여 수용되도록 구성되는 것인 배관 장치.
37. 제35항에 있어서, 상기 손상을 견디기 위한 수단은 제1 단부와 제2 단부를 갖는 긴 부재를 더 포함하며, 상기 제1 단부는 상기 배플 섹션에 부착되고, 상기 제2 단부는 상기 복수 개의 덕트 패널의 제3 덕트 패널에 부착되며, 상기 긴 부재는 상기 유동 통로를 가로질러 연장되는 것인 배관 장치.
38. 제25항에 있어서, 상기 손상을 견디기 위한 수단은 제1 단부와 제2 단부를 갖는 긴 부재를 더 포함하며, 상기 제1 단부는 상기 복수 개의 덕트 패널의 제1 덕트 패널에 부착되고, 상기 제2 단부는 상기 복수 개의 덕트 패널의 제2 덕트 패널에 부착되며, 상기 긴 부재는 상기 유동 통로를 가로질러 연장되는 것인 배관 장치.
39. 제38항에 있어서, 상기 제1 덕트 패널에 부착되는 제1 단부와 상기 유동 통로 내에 연장되는 제2 단부를 갖는 배플을 더 포함하며,
    상기 긴 부재의 상기 제1 단부는 상기 배플의 상기 제2 단부에 부착되고, 이에 따라 상기 배플을 통해 상기 제1 덕트 패널에 상기 긴 부재의 상기 제1 단부가 부착되도록 하는 것인 배관 장치.
40. 제21항에 있어서, 상기 손상을 견디기 위한 수단은 제1 단부와 제2 단부를 갖는 긴 부재를 포함하며, 상기 제1 단부는 상기 복수 개의 덕트 패널 중 제1 덕트 패널에 부착되고, 상기 제2 단부는 상기 복수 개의 덕트 패널 중 제2 덕트 패널에 부착되며, 상기 긴 부재는 상기 유동 통로를 가로질러 연장되는 것인 배관 장치.
41. 제40항에 있어서, 상기 제1 덕트 패널에 부착되는 제1 단부 및 상기 유동 통로 내에서 연장되는 제2 단부를 갖는 배플을 더 포함하며,
    상기 긴 부재의 상기 제1 단부는 상기 배플의 상기 제2 단부에 부착되고, 이에 따라 상기 배플을 통해 상기 제1 덕트 패널에 상기 긴 부재의 상기 제1 단부가 부착되도록 하는 것인 배관 장치.
42. 제41항에 있어서, 상기 배플은 상기 유동 통로 내에 마련되는 열 교환기의 관의 어레이가 이 배플을 관통하여 수용되도록 구성되는 것인 배관 장치.
43. 덕트를 통해 연장되는 유동 통로를 형성하도록 복수 개의 덕트 패널이 서로 연결되어 있는 덕트에 폭발로 인한 손상에 대한 내성을 부여하는 방법으로서, 상기 방법은,
    상기 덕트에, 상기 덕트의 축방향 길이를 따라 적어도 하나의 곡선형 측부 또는 적어도 하나의 패시트식 측부를 제공하는 것을 포함하는 것인, 폭발로 인한 손상에 대한 내성을 부여하는 방법.
44. 제43항에 있어서, 상기 적어도 하나의 곡선형 측부 또는 상기 적어도 하나의 패시트식 측부는 상기 덕트의 유동 통로 내에 마련되는 배플에 부착되거나 이 배플과 일체형인 것인, 폭발로 인한 손상에 대한 내성을 부여하는 방법.
45. 제44항에 있어서, 상기 배플은 상기 유동 통로 내에 마련되는 열 교환기의 관의 어레이를 수용하도록 구성되는 것인, 폭발로 인한 손상에 대한 내성을 부여하는 방법.
46. 덕트를 통해 연장되는 유동 통로를 형성하도록 복수 개의 덕트 패널이 서로 연결되어 있는 덕트에 폭발로 인한 손상에 대한 내성을 부여하는 방법으로서, 상기 방법은,
    상기 덕트의 적어도 2개의 측부를 함께 연결하기 위해 상기 덕트 내에 내부 브레이싱을 마련하는 것을 포함하며,
    상기 내부 브레이싱은 상기 유동 통로를 가로질러 연장되는 것인, 폭발로 인한 손상에 대한 내성을 부여하는 방법.

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