This is a good article. Click here for more information.

퓨저블 플러그

Fusible plug
댐의 유출로에 대한 내용은 퓨즈 플러그를 참조하십시오.
테이퍼형 코어를 표시하는 퓨즈 플러그의 도면.

퓨즈 플러그는 보통 청동, 황동 또는 총검으로 나사형 금속 실린더로, 그 길이로 테이퍼형 구멍이 완전히 뚫려 있다.이 구멍은 미리 정해진 고온에 도달하면 흘러가는 낮은 용융점의 금속으로 밀폐된다.초기에는 증기 엔진 보일러의 낮은 수위에 대한 안전 예방 조치로서 퓨즈 플러그를 사용했지만, 이후 응용 프로그램은 부식성 또는 액화석유가스 수송을 위한 에어컨 시스템 및 탱크와 같은 다른 폐쇄된 선박으로 그 사용을 확장했다.

목적

현대식 퓨즈 플러그.용융점이 낮은 금속의 핵심이 보인다.

퓨즈 플러그는 닫힌 용기에서 위험한 압력이 아닌 위험한 온도에 도달할 때 안전 밸브로 작동한다.증기 보일러에서 퓨즈 플러그는 일반적으로 소방함의 크라운 시트(상판)에 나사로 고정되며, 그 위 수공간으로 약 1인치(25mm) 확장된다.위험할 정도로 수위가 낮아질 경우 마지막 안전장치 역할을 하는 것이 목적이다. 플러그 상단이 물 밖으로 과열되면 저융점 코어가 녹아 없어지고 결과적으로 소음이 발생하여 소방함 상단이 작동하기 전에 운전자에게 위험을 경고하는 역할을 한다.완전히 건조해서 보일러에 치명적인 고장이 발생할 수 있다.증기기관 화재용 박스의 연도 가스 온도는 1000 °F(550 °C)에 이를 수 있으며, 이 때 역사적으로 대부분의 화구가 만들어진 온도 구리는 더 이상 보일러 압력을 지탱할 수 없는 상태로 연화되며, 보일러에 물을 빨리 넣지 않고 불을 제거하거나 꺼지면 심각한 폭발이 발생한다..[1] 플러그를 통과하는 구멍은 너무 작아서 증기압력을 줄이는 데 큰 효과를 발휘하지 못하며, 만약 있다면, 그것을 통과하는 적은 양의 물은 불을 끄는데 큰 영향을 미치지 않을 것으로 예상된다.[2]

역사

이 장치는 1803년 고압 증기 엔진의 제안자인 Richard Trevithick에 의해 발명되었는데, 그의 새로운 보일러 중 하나에서 폭발의 결과였다.그의 비난자들은 고압 증기의 전체 개념을 비난하기를 열망했지만, 트레비딕은 그의 소방관이 보일러에 물을 가득 채우는 것을 소홀히 했기 때문에 사고가 일어났다는 것을 증명했다.그는 이러한 비판에 대응하기 위해 특허 없이 자신의 발명품을 널리 공표했다.[3][4]

실험

1830년대 보스턴 프랭클린 연구소에 의해 행해진 실험은 처음에 이 장치를 통해 증기가 빠져나가는 것이 주목되자마자 물을 첨가하는 관행에 의문을 제기했었다.증기 보일러에는 작은 유리 관측창이 설치되었고, 소방함 상단 아래 수위로는 정상 작동 온도 이상으로 가열되었다.물을 더하면 압력이 갑자기 상승해 관찰 유리가 산산조각이 난다는 사실이 밝혀졌다.보고서는 금속의 높은 온도가 첨가된 물을 너무 빨리 증발시켰고 폭발은 피할 수 없는 결과라고 결론지었다.[5]이 가정은 1852년에 이르러서야 다음과 같이 이의를 제기하였다.이 연구소의 자체 조사관 중 한 명인 토마스 레드몬드는 그해 4월 3일 오하이오 강에 있는 증기선 레드스톤호의 보일러 폭발에 대한 조사에서 이 이론을 구체적으로 배제했다.[6]1907년 웨일스에서의 조사도 비슷한 결론에 도달했는데, 라이므니 철도에 속하는 증기 기관차가 안전 밸브를 잘못 조립한 채 부주의로 내보내졌다는 것이다.주입기가 고장 날 정도로 보일러 압력이 쌓였는데, 크라운 시트가 벗겨지고, 화재 열기에 약해져 심하게 부서졌다.철도조사국 드루이트 대령이 주도한 이번 조사는 기관원들이 주입기를 시동하는 데 성공했고, 갑자기 찬물이 범람하면서 증기 발생이 심해 보일러가 터졌다는 설을 일축했다.그는 국가보일러 인증 및 보험기구인 맨체스터 증기 사용자 협회의 실험 결과를 인용, 현재 존재하는 구리(특정 열과 고려됨)의 무게가 보일러 압력을 전혀 상승시킬 수 있을 만큼 충분한 증기를 생성하기에 부족하다는 것을 증명했다.실제로 찬물을 끼얹는 바람에 압력이 떨어졌었다.그때부터 퓨즈 플러그가 작동했을 때의 올바른 조치는 물을 더하는 것이라는 것이 받아들여졌다.[7]

코어 퓨즈 플러그

코어가 있는 퓨즈 플러그

원래 디자인은 저융점 합금 슬러그로 채워진 단순한 고체 플러그였다.이것이 녹으면 먼저 플러그를 통과하는 좁은 통로로서 녹는다.증기와 물은 이것을 통해 즉시 빠져나가기 시작한다.코어형 퓨즈 플러그는 1860년대에 개발되어 합금이 부드러워지는 즉시 넓은 개구부를 제공하였다.이 버전은 단단한 황동 또는 청동 중심을 가지고 있으며, 녹는점이 낮은 합금 층에 의해 제자리에 땜질된다.과열되면 합금이 충분히 녹아서 중앙 플러그가 풀릴 때까지 플러그는 증기나 물을 방출하지 않는다.이제 플러그가 극적으로 고장 나 즉시 전체 보어를 열게 된다.그렇다면 이 풀보어 제트기가 더 눈에 띄기 쉽다.[8]

무통지 용융 플러그

1948년 3월 7일 런던·미들랜드·스코틀랜드 철도의 대관식 퍼시픽인 알렉산드라 공주의 방화함 크라운 시트가 글래스고에서 런던으로 여객열차를 끌고 가던 중 실패하면서 장치의 단점이 발견됐다.조사 결과 두 수도 계량기에 결함이 있는 것으로 확인되었으며, 이날 오전 1시 또는 두 개의 퓨즈 플러그가 모두 녹았지만, 배출되는 증기를 엔진 승무원이 배출하는 강한 발진으로 인해 이러한 사실을 알아차리지 못했다.[9]

유지 관리

합금구성

조사 결과 플러그 노화 시 합금의 중요성이 드러났다.합금은 처음에 순수 금속보다 낮은 지질 용해점을 제공했기 때문에 선호되었다.합금은 노화가 잘 되지 않고 플러그의 수면에 산화물 행렬의 개발을 촉진할 수 있지만, 이 행렬은 플러그를 작동불능으로 만드는 위험할 정도로 높은 용해점을 가지고 있다.1888년 미국 증기선 검사 서비스는 플러그를 순수한 밴카 주석으로 만들어 매년 교체하도록 요구하였다.[10][11]이것은 납과 아연 오염을 피했다.아연 오염은 아연이 주택에서 합금 플러그로 이동하는 위험을 피하기 위해 플러그의 케이스도 황동(구리-진크 합금)에서 무아연 구리-틴 청동으로 변경될 정도로 심각한 문제로 간주되었다.[10]

플러그 노화

미국 표준국이에 의해 1920년대 조사에서, 증기선 검사원과 함께에서 가용성의 핵심 위에 사용 encrustation과 산화에 필요할 때 일하는 것을 막는 장치의 녹는 점을 증가시킬 수 있는:2000°F(1100명의 섭씨 온도)이상의 녹는점에 사용되는 사례 발견된다는 것을 발견했다.[10]기관차의 일반적인 전류관행은 보일러 운전압력과 온도에 따라 "15~30영업일(수면상태와 기관차 사용에 따라 달라)" 이후 또는 최소한 6개월에 한 번씩 새로운 플러그를 점검해야 한다.[12]

기타 응용 프로그램

퓨즈 플러그의 원리는 액화석유가스 수송에도 적용되며, 퓨즈 플러그(또는 용기의 라이닝 막의 작고 노출된 패치)는 온도가 너무 높을 경우 용해되거나 다공성이 되도록 설계된다. 즉, 일반적인 온도 250°F(120°C)에서 제어된 방출이 폭발물보다 바람직하다.ve ("BLEVE")를 높은 온도에서 방출한다.[13]액체 염소에 사용되는 것과 같은 부식성 가스 용기에는 작동 온도가 약 158~165°F(70–74°C)인 하나 이상의 퓨즈 플러그가 장착된다.[14]

퓨저블 플러그는 항공기 바퀴, 일반적으로 대형 또는 고성능 항공기에서 흔히 사용된다.비정상적인 착륙 및 제동 조건에 의해 부과되는 매우 큰 열 부하(예:연료를 많이 실은 항공기가 매우 빠른 속도에서 비교적 짧은 거리의 정지까지 강하게 제동해야 하는 고속 이륙)는 타이어의 이미 높은 압력을 타이어가 터질 정도로 상승시킬 수 있으므로 퓨저블 플러그가 펑크날 수 있다.구조 메커니즘으로 사용된다.배기 가스는 제동 표면을 냉각하도록 유도할 수 있다.[15]

퓨저블 플러그는 가끔 공기 압축기의 수신기에 장착되어 있을 수 있는 윤활유 증기의 발화에 대한 예방책이다.압축기의 작용으로 공기가 안전한 온도 이상으로 가열되면 노심이 녹아 압력이 방출된다.[16]

자동차 에어컨 시스템은 일반적으로 100–110 °C에서 작동하는 퓨즈 플러그를 장착했지만 방출된 냉매 가스의 환경 영향에 대한 우려로 인해 이 기능은 전기 스위치에 의해 대체되었다.[17]

특허받은(특허출판사 1867년) 유형의 방화금고는 외부 온도가 너무 높아지면 퓨즈 플러그를 이용해 내용물을 물로 잠근다.[18][19]

참고 항목

참조

  1. ^ Staff (1957). "The Boiler: Boiler Mountings and Details". Handbook for railway steam locomotive enginemen. London: British Transport Commission. p. 53.
  2. ^ Snell, John (1971). "The beginning of steam power". Mechanical Engineering: Railways. London: Longman. p. 31. ISBN 0-582-12793-9.
  3. ^ Payton, Philip (2004). Trevithick, Richard (1771–1833). Oxford Dictionary of National Biography. Oxford University Press.
  4. ^ Kirby, Richard Shelton; et al. (1956). Engineering in History. New York: McGraw Hill. p. 176. ISBN 0-486-26412-2. OCLC 561620.
  5. ^ 벤자민 프랭클린 기술 연구소 직원(미등록 ca 1830):증기 보일러 폭발.2005년을 증기 보일러의 폭발로 재인쇄했다.미시간 대학교 도서관 스콜라리 출판사.ISBN 1-4255-0590-2
  6. ^ Bakewell, Thomas (1852). "Explosion of the steamer Redstone". Journal of the Franklin Institute. Philadelphia, PA: Franklin Institute. 53 (6): 413–415. doi:10.1016/0016-0032(52)90891-0. ...want of water contributes only [insofar] as the metal may be heated and weakened thereby; that in no case of water on a heated part of the boiler can steam be generated in quantity so suddenly as to explode the boiler...
  7. ^ 휴이슨(1983: 116–117)
  8. ^ "Improved fusible plug for steam boilers". Scientific American. New York: Munn and company: 158. 1 September 1866.
  9. ^ Hewison, Christian H. (1983). Locomotive Boiler Explosions. Newton Abbot, England: David & Charles. pp. 134–137. ISBN 0-7153-8305-1.
  10. ^ a b c Freeman, John R.; Scherrer, J.A.; Rosenberg, S. J. (22 June 1929). "Research Paper 129: Reliability of Fusible Tin Boiler Plugs In Service". Bureau of Standards Journal of Research. Washington, DC: U. S. Department of Commerce. 4: 3. doi:10.6028/jres.004.001.
  11. ^ Rose, Joshua. Steam boilers: a practical treatise on boiler construction and examination. Philadelphia: H. C. Baird. p. 233. OCLC 3351379.
  12. ^ "The management of steam locomotive boilers" (PDF). Sudbury, Suffolk, UK: Health and Safety Executive. 2007. pp. 22, 33. Archived from the original (PDF) on 2012-10-22. Retrieved 2011-04-22.
  13. ^ "Pressure container with thermoplastic fusible plug". United States Patent 4690295. Free Patents Online. 1987. Retrieved 2008-04-07.
  14. ^ White, George (2010). Handbook of Chlorination and Alternative Disinfectants (5 ed.). New York: Wiley. p. 26. ISBN 978-0-470-18098-3.
  15. ^ "Tactics and Techniques — Undercarriages" (PDF). The Firefighter Initial Structured Learning Programme. Darlington, England: International Fire Training Centre. January 2003. Retrieved 22 February 2012.[영구적 데드링크]
  16. ^ Taylor, David A. (1996). Introduction to marine engineering (2 ed.). Oxford, England: Butterworth Heinemann. p. 135. ISBN 0-7506-2530-9.
  17. ^ Daly, Steven (2006). Automotive air-conditioning and climate control systems. Oxford, England: Butterworth. p. 82. ISBN 0-7506-6955-1.
  18. ^ "Patent 72,176 Fireproof safe". Commissioner of Patents annual report. Washington, DC: United States Patent Office. 17 December 1867.
  19. ^ "Improvement in fire-proof safes".