초록
이 연구는 천연가스버스에 장착된 용기가 국부화염에 집중적으로 노출되었을 때나 외기온도가 높은 여름철 충전과정에서 과 충전되었을 때 용기파열을 방지하기 위한 방안으로 압력방출장치의 성능을 확인하고 확대 적용할 목적으로 의도되었다. 열사이클링 실험결과, $-40^{\circ}C{\sim}82^{\circ}C$ 인증기준에서 가스누출요건을 모두 충족하였지만 $-45^{\circ}C{\sim}135^{\circ}C$의 가속조건에서는 3개사 시험편중 2개사 시험편의 오링이 손상되었다. 또한 온도감응형 PRD의 평균작동시간은 액체봉입식이 1분 39초가 걸렸고, 가용합금식이 2분 31초가 소요되어 액체봉입식이 가용합금식보다 약 1분 정도 빠름을 나타내었다. 또한 압력감응형 PRD의 작동압력은 가속조건에서 약 32.1 MPa을 나타내었고 인증기준에서의 압력감응형 PRD의 파열압력은 $30.7{\sim}32.1\;MPa$를 기록하였다. 이상의 실험을 통해서 압력방출장치의 성능은 온도감응형 PRD의 경우, 액체봉입식이 가용합금식보다 화염에 더 효과적이며, 압력 감응형 PRD의 파열압력은 외부온도 및 반복가압이 파열판의 작동압력에 크게 영향을 미치지 않음을 확인할 수 있었다.
This study is intended to experiment performance of pressure relief device and to extend the effective ways to prevent cylinders of NGV from bursting when they are exposed to local fire intensively or when they are overcharged under ambient temperature at fueling stations in summer. In the results of thermal cycling experiments, all products of three companies met the requirements for gas leakage in the qualification criteria between $82^{\circ}C$ and $-40^{\circ}C$. But the o-rings of two companies' specimens among the three companies' specimens got damaged under the accelerated conditions between $135^{\circ}C$ and $-45^{\circ}C$. It took one minute and thirty nine seconds for a glass bulb type of a thermal sensitive type PRD to activate and it took two minutes and thirty one seconds for a fusible plug type of a thermal sensitive type PRD to activate. These results indicated that a glass bulb type of a thermal sensitive type PRD was one minute faster than a fusible plug type of a thermal sensitive type PRD. Under the accelerated condition $135^{\circ}C$, the activation pressure of a pressure sensitive type PRD burst at 32.1 MPa and, under the condition of qualification criteria, it burst from 30.7 MPa to 32.1 MPa.. As a result of the experiment for performance of pressure relief device, in the case of the thermal sensitive type PRD, a glass bulb type is more effective to flame than a fusible plug type. we confirmed that the rupture pressure of a pressure sensitive type PRD could not be affected by temperature and pressure cycling.
