강화 복합재료 폭발 벤트 document_id A220623025963

높은 과잉압력 조건으로부터 한정된 공간을 보호하기 위하여, 연성의 파열 특성을 가진 복합 폭발 벤트를 파열시키도록 상대적으로 높은 변형율(strain)이 제공된다. 빌딩, 백 하우스(bag house), 탱크, 곡물 저장소, 기계장치, 백 하우스 또는 상기 기계장치의 덕트 작업(duct work) 및 그 외의 위험한 높은 과잉압력이 존재하는 그 외의 다른 구조물(structure)을 포함하는 다양한 구조물과 용기(vessel) 내에서 폭발 또는 제압하지 못하는 화재로부터 급격하게 압력이 증가된 엔클로저(enclosure) 내의 릴리프 개구부를 덮는데 상기 벤트는 특히 유용하다. 벤트는 수지보다 더 큰 인장강도를 가진 재료로 강화된 열가소성 합성수지의 내측 패널을 포함한다. 바람직하게, 상기 강화재료는 꼬여진 유리섬유와 선택적으로 불규칙적인 유리섬유(random glass fiber)를 포함한다. 상기 패널은 패널의 두께의 오직 일부분을 통해 또는 전체적으로 연장되는 연신된 연속 홈을 가진다. 대안으로, 개별적인 일련의 슬롯(slot)이 제공될 수 있으며 이들 각각은 패널의 오직 일부분을 통해 또는 상기 패널을 통해 전체적으로 연장된다. 홈 또는 슬롯은 강화재료의 적어도 일부분에 삽입되어 높은 과잉압력 조건 하에서 개방되는 벤트의 각각의 중앙 릴리프 영역을 나타내는 취약선(line of weakness)을 형성한다. 상대적으로 얇은 커버 시트는 벤트의 유체 침투성(fluid impermeability)을 향상시키기 위하여 중앙 패널의 마주보는 측부 상에 제공되어 이에 따라 위생 요소 또는 장치가 필요한 분야에 상기 벤트를 사용할 수 있으며, 벤트를 위해 상대적으로 매끄로운 마주보는 표면 마감질(surface finish)을 제공하는 기능을 한다. 상기 홈 또는 슬롯은 합성수지 재료로 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 채워질 수 있다. 대안으로, 스틸 와이어(steel wire)와 같은 연신된 물체(object)는 사전 결정된 과잉압력 하에서 개방되는 벤트 내에서 중앙 릴리프 영역을 형성하는 형상의 패널 내에 매립될 수 있다. 상기 벤트의 패널 섹션은 또한 취약선을 형성하는 특정 슬롯 또는 홈에 중첩된 유리섬유 로빙을 포함하는 연신된 강화 구성요소들이 제공될 수 있다. 바람직하게, 강화 유리 로빙은 패널의 압력 릴리프 영역을 가로질러 연장된다. 패널의 릴리프 영역을 개방시키는 데 필요한 과잉압력의 양은 강화 구성요소들의 개수, 형상, 유리 조성(glass composition) 및 상대적인 배향(orientation)을 가변시킴으로써 제어될 수 있다. 종래적으로 폭발 벤트는 벤트의 릴리프 영역을 나타내는 취약선을 형성하는 스코어 라인(score line) 또는 삽입된 슬릿을 가진 금속의 파열성 시트(rupturable sheet)가 제공되어 왔다. 상기 벤트의 릴리프 영역을 개방시키기에 필요한 과잉압력의 양은 취약선의 형태, 취약선의 특성 및 벤트의 전체 영역 내의 취약선의 위치에 의해 결정된다. 실례의 폭발 벤트가 미국 특허 번호 6,070,365호에 도시되고 기술되며, 여기서 직사각형 압력 릴리프 패널은 압력 릴리프 개구부를 가로질러 고정된 프레임 내에 장착된다. 일체형 릴리프 패널은 단일 시트의 스틸, 스테인레스 스틸, 인코넬(Inconel), 또는 그 외의 다른 금속으로부터 형성되며, 삽입된 복수의 슬릿에 의해 형성된 3개의 측면선(three-sided line)을 가진 취약선들을 가진다. 상기 특허 6,070,365호에 도시된 바와 같이, 일련의 이격된 파열 탭(rupture tab)은 취약선들에 걸쳐 배치되며, 상기 취약선은 폭발 또는 빠르게 타오르는 화재로부터 야기된 사전 결정된 높은 과잉압력 하에서 패널의 릴리프 영역 앞에서(before) 파열되어야 한다. 미국 특허 번호 5,036,632호는 삽입된 슬릿에 의해 형성된 3개의 측면선을 가진 취약선을 포함하는 전형적인 직사각형 금속 시트 폭발 벤트의 또 다른 실례를 기술한다. 파열 탭은 상기 5,036,632호에 따른 벤트 내에 제공되며 과잉압력을 완화시키도록 슬릿 라인을 따라 파열되는 패널의 중앙 섹션 앞에서 파열되어야 한다. 엘라스토머 실링 개스킷(elastomeric sealing gasket)은 파열성 금속 시트의 원주 주변에서 제공될 수 있다. 상기 특허 5,036,632호에서 참조된 미국 특허 번호 4,498,261호는 상대적으로 낮은 압력 하에서 개방되는 직사각형 벤트 패널에 관한 것이며, 여기서 얇은 시트 구조물은 중간 강도의 내충격성 폴리스티렌(medium impact polystyrene), 알루미늄 합금과 같이 상대적으로 연성의 금속 또는 완전히 어닐링 처리된 스테인레스 스틸로서 기술된다. X형으로 삽입된 슬릿은 벤트 패널을 통해 연장되고 X자의 정점(apex)에서 종료되는 개별 취약선을 형성한다. 파열성 패널로서 동일한 영역을 가진 얇은 실링 박막(sealing membrane)은 상기 파열성 패널에 접착되어 결합되며 폴리에틸렌, 스테인레스 스틸 또는 알루미늄으로 형성될 수 있다. 이와 유사한 구조물은 미국 특허 번호 4,612,739호에 도시되고 기술된다.