KR100203552B1

KR100203552B1 - 액화석유가스 합류관의 밸브 자동 절환장치

Info

Publication number: KR100203552B1
Application number: KR1019960047133A
Authority: KR
Inventors: 유인구
Original assignee: 이명준; 도아기계공업주식회사
Priority date: 1996-10-21
Filing date: 1996-10-21
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR19980028138A

Abstract

본 발명은 양측에 설치된 다수의 LPG용기로부터 중앙의 합류관을 통해 연소장치에 가스를 공급할 때, 가스 압력과 탄성력이 가해지는 볼에 의해 자동으로 동작되는 밸브를 합류관에 설치하여 그 양측의 가스공급관로중 어느 한쪽만을 개방시키되 타측은 폐쇄시킬 수 있게 한 액화석유가스(LPG) 합류관의 밸브 자동 절환장치에 관한 것으로, 양측에 배관된 다수의 관이 합류되는 합류관에 구비된 실린더에 가스의 압력에 의해 동작하게 피스톤 밸브를 설치하고, 이 실린더의 외주면에 밸브의 개폐동작시 정지력을 제공하게 탄성스프링의 탄성력이 가해지는 볼을 갖춘 적어도 하나 이상의 스토퍼를 설치하여 합류관의 양측에 배관된 관로상의 밸브를 순차적으로 개방함에 따라, 상기 피스톤 밸브의 작용에 의해 다수의 분기관으로부터 공급되는 가스공급 방향을 선택적으로 절환 및 개폐되게 한 것이다.

Description

액화석유가스(LPG) 합류관의 밸브 자동 절환장치

본 발명은 액화석유가스(LPG) 합류관의 밸브 자동 절환장치, 더욱 상세하게는 양측에 설치된 다수의 LPG용기로부터 중앙의 합류관을 통해 연소장치에 가스를 공급할 때, 그 합류관에 가스 압력과 탄성력이 가해지는 볼에 의해 자동으로 동작되는 밸브를 설치하여 양측의 가스공급관로중 어느 한쪽만을 개방시키되 타측은 폐쇄시킬 수 있게 한 LPG 합류관의 밸브 자동 절환장치에 관한 것이다.

일반적으로, LPG용기의 입·출구 부위에 대한 설계 압력은 18kg^f/cm²이고, 내압시험 압력은 27kg^f/cm²이상으로서, 고압가스 안전관리 법규에는 밸브시트 또는 패킹 외에는 합성고무를 사용할 수 없도록 규정되어 있다.

위의 규정에 의하면, LPG용기는 물론 LPG를 공급하게 다수의 관로를 결합하여 된 합류관에 설치된 소위 가스액 자동 절체기등의 부품 소재는 매우 한정적임에도 불구하고, 상기 자동 절체기의 고압측에는 고무재로 된 격막의 사용이 보편화 되었다.

LPG에는 소량의 유황 물질이 혼입되어 있으므로, 이러한 LPG중에 동이나 동합금, 은이나 은합금 또는 고무재등의 부품이 접촉될 경우 부식이 촉진됨은 물론 가류경화(加硫硬化) 현상이 나타나게 됨에 따라, 부품의 기능상실로 인하여 안정성에 많은 문제를 야기하는 결함이 있었다.

한편, LPG와 동일계열의 연료인 프로판 및 부탄에는 용제(溶劑)의 성분이 함유되어 있으므로, 오랜 시간동안 상기 프로판 및 부탄액중에 고무재가 접촉하게 되면, 이 고무재가 팽윤(膨潤)되면서 고무재의 부품이 파손되었다.

상기 결과로 미뤄볼때, 가스액 자동절체기의 격막으로 고무재를 사용하지 않는 것이 바람직함을 알 수 있다.

동시에 가스액 자동절체기의 격막을 수압구조로 채택하고, 그 소재를 내용제성, 내부식성 및 내화합성 재료로 하는 것이 바람직하다.

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 양방향으로부터 가스를 공급하게 배관된 합류관에 가스의 압력에 의해 동작되어 가스의 공급 방향을 선택적으로 제어하는 액화석유가스(LPG) 합류관의 밸브 자동 절환장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 양측에 설치된 LPG용기에 관을 배관하여 각 관이 합류되는 합류관의 실린더에 가스의 압력에 의해 동작하게 피스톤 밸브를 설치하고, 이 실린더의 외주면에 밸브의 개폐동작시 정지력을 제공하게 탄성스프링의 탄성력이 가해지는 볼을 갖춘 적어도 하나 이상의 스토퍼를 설치하여 합류관의 양측에 배관된 관로상의 밸브를 순차적으로 개방함에 따라, 밸브를 먼저 개방한 쪽의 가스 압력에 의해 합류관의 실린더에 설치된 피스톤 밸브가 동작되면서 개방되는 반면 타측은 폐쇄되고, 이때 스토퍼에 구비된 볼은 피스톤 밸브에 정지력을 가하여, 다음 차례로 밸브를 개방한 쪽의 가스압력에 의한 영향을 받지 않도록 한 것을 특징으로 한다.

제1도는 일반적인 다수의 LPG용기를 구비한 합류관의 배관 구성도.

제2도는 본 발명의 실시예의 밸브 자동 절환장치를 나타낸 부분 단면도.

제3도는 상기 밸브 자동 절환장치의 분리 사시도.

제4a, 4b도는 본 발명의 밸브 자동 절환장치의 작동 상태 단면도.

제5a, 5b도는 상기 도4의 동작에 따른 가스 공급상태를 나타낸 측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 1': 분기관 1a, 1'a : 가스유입구

2, 2': 밸브 3 : LPG용기

10 : 합류관 11 : 실린더

12 : 가스공급관 20 : 피스톤밸브

21 : 패킹 22 : 통공

23 : 돌출부 23' : 경사면

30 : 스토퍼 31 : 볼

32 : 탄성스프링 33 : 고정구

40 : 브라켓 41 : 표시부

42 : 지시침 43 : 힌지축

이하, 본 발명의 액화석유가스 합류관의 밸브 자동 절환장치를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 합류관의 배관구성도로서, 양측에 배관된 분기관(1)(1')에 다수의 LPG용기(3)가 각각 밸브(4)를 매개로 연결되고, 상기 양측분기관(1)(1')의 합류지점에는 각각 밸브(2)(2')를 통하여 합류관(10)이 설치되어 있다.

이 합류관(10)은 그 양측의 분기관(1)(1')으로부터 공급되는 가스를 공급측의 기화기(6)와 조정관(7)을 순차적으로 거쳐 버너(5)에 공급하게 될 것이다.

양측으로 설치된 분기관(1)(1')의 중앙부에 합류관(10)을 설치하여 버너(5)에 가스를 공급하는 목적은 어느 일측의 LPG용기(3)의 가스가 모두 소모되거나, 그 용기를 교체할시에 타측의 LPG용기로부터 가스를 지속적으로 공급함에 있다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예의 밸브 자동 절환장치를 나타낸 것으로, 합류관(10)의 양측단에 가스가 유입되는 분기관(1)(1')이 플랜지 결합되어 있고, 합류관(10)의 내측에 형성된 실린더(11)에는 양측의 분기관(1)(1')에 구비된 가스유입구(1a)(1'a)를 선택적으로 개폐시켜 중앙의 가스공급관(12)을 통해 어느 한쪽으로부터 교대로 가스를 공급하게 피스톤밸브(20)가 설치되어 있다.

상기 피스톤밸브(20)의 양측단에는 가스유입구(1a)(1'a)에 접촉시 기밀작용을 하는 패킹(21)이 착설되고, 이의 외측부에는 가스가 통과하는 다수의 통공(22)이 형성되며, 피스톤밸브(20)의 중앙부에는 그 방향 전환시 걸림작용을 하는 돌출부(23)가 환상으로 형성되어 있다.

이 돌출부(23)의 외주면은 산형으로 된 경사면(23')을 구비하고 있다.

상기 돌출부(23)는 가스유입구의 피스톤밸브(20)의 수압면적에 비해 약 5배의 수압면적을 갖추고 있으므로, 절환동작시 양측의 압력차를 배증시켜 작동을 원활하게 한다.

상기 돌출부(23)의 경사면(23')에는 외측의 합류관(10)으로부터 실린더(11)를 관통하여 설치되는 스토퍼(30)의 볼(31)이 외접되어 있고, 이 볼(31)이 외접된 반대측에는 나사결합된 고정구(33)에 의해 구속되는 탄성스프링(32)이 개재되며, 상기 고정구(33)의 외측은 기밀을 유지하게 오링(35)을 매개로 마개(34)가 결합되어 있다.

상기 스토퍼(30)에 구비된 볼(31)은 피스톤밸브(20)의 동작시 그 돌출부(23)의 경사면(23')에 밀착되어 정지력을 제공하는 것으로, 이 때 다수의 스토퍼(30)를 설치하는 것도 가능하나, 그 설치갯수와 위치를 한정하지 않음은 물론이다.

또한, 상기 볼(31)은 탄성스프링(32)을 구속하는 고정구(33)의 나사조임 및 풀림에 의해 탄성력의 조절이 가능하게 되어 스토퍼(30)의 정지력을 가감조절할 수 있다.

한편, 합류관(10)의 외주면 중앙부에 가스의 공급방향을 표출하게 표시부(41)를 갖는 브라켓(40)이 수직으로 설치되고, 이 브라켓에는 실린더(11)에 설치된 피스톤밸브(20)의 동작시 자력에 의해 힌지축(43)을 기점으로 동작하게 자석으로 된 지시침(42)이 설치되며, 이 지시침의 외측은 투명커버(44)가 결합되어 있다.

따라서, 상기와 같은 본 발명은 합류관(10)의 양측에 각각 배관된 분기관(1)(1')의 가스유입구(1a)(1'a)를 통해 실린더(11)에 동일한 가스 압력이 가해진다고 전제한 상태에서 분기관(1)(1')의 관로상에 설치된 각 밸브(2)(2')를 잠그면, 실린더(11)에 설치된 밸브(20)는 중립상태에서 정지되어 양측의 가스유입구(1a)(1'a)를 통해 가스의 공급이 가능한 상태이다.

즉, 좌측의 가스유입구(1a)로부터 가해지는 압력을 P1으로 하고, 우측 가스유입구(1a)로부터 가해지는 압력을 P2라 하면, 피스톤밸브(20)가 중립된 상태에서 P1=P2의 식이 성립되며, 이 상태에서 밸브(2)(2')의 차단에 의해 가스압이 가해지지 않는다면 P1=P2=0가 된다.

상기 P1=P2=0의 상태에서 실린더(11)의 중립위치에서 정지된 피스톤밸브(20)는 그 돌출부(23)의 경사면(23')에는 외접되는 스토퍼(30)의 볼(31)을 경사면(23')의 정점에 위치하게 되므로, 볼(31)에 의해 가해지는 정지력을 S라 할 때 S=0의 상태를 유지한다.

단, P1=P2S 로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예의 작동상태로서, 합류관(10)의 실린더(11)에 가해지는 가스압을 P1=P2=0에서 우측의 분기관(1')에 설치된 밸브(2')를 개방하여 그 단부의 가스유입구(1'a)를 통해 가스가 공급되면, 중립상태에서 정지되었던 피스톤밸브(20)가 좌측으로 슬라이딩되어 좌측분기관(1)의 단부에 구비된 가스유입구(1a)를 밀폐시킨다.

피스톤밸브(20)의 동작시 그 돌출부(23)의 경사면(23')에 외접된 볼(31)은 탄성스프링(32)의 탄력에 의해 일면에 정지력을 가하게 되므로, 상기 피스톤밸브는 유입되는 가스압(P2)과 스토퍼(30)의 정지력(S)이 동시에 가해지면서 P2+SP1 상태로 된다.

이어서, 우측의 분기관(1)에 설치된 밸브(2)를 개방하여 그 가스유입구(1a)를 통해 실린더(11)에 가스를 공급할 경우, 우측의 가스압(P2)과 동일한 가스압력(P1)이 피스톤밸브(20)에 가해지게 되나, P1=P2상태에서 P2에 스토퍼(30)의 정지력(S)이 부가적으로 가해지게 되어, 상기 P2+SP1 상태를 유지한다.

위의 결과로 미뤄볼 때, 합류관(10)의 양측에 배관된 분기관(1)(1')의 밸브(2)(2')를 모두 개방하여 가스를 공급하게 될 때, 조금이라도 먼저 개방된 측의 분기관을 통해 일측의 가스가 유입되어 실린더 중앙의 가스공급관(12)을 통해 버너(5)에 가스를 공급하고, 반대측은 폐쇄상태를 유지함을 알 수 있다.

사용 시간이 경과되면서 우측분기관(1')에 연결된 LPG용기(3)의 액체가스가 모두 소모되고 나면, 기체가 소모되면서 압력(P2)이 낮아지기 시작한다.

그러므로, P2+SP1 상태에서 P2가 P1 보다 압력이 낮아지면서 시간의 경과에 의해 P2+S=P1으로 변화된 후 P2+SP1 상태로 되면서 피스톤밸브(20)가 약간씩 우측으로 밀리게 되어 좌측의 가스유입구(1a)를 통해 실린더(11)의 좌측방향에서 가스액이 유입된다.

이때 입구면적에 약 5배의 수압면적을 가진 피스톤밸브(20)의 돌출부(23)의 좌측압력이 급격히 커지면서 피스톤밸브(20)를 우측으로 밀어주게 되어 돌출부(23)의 경사면(23')을 따라 볼(31)을 밀어올린 후, 이 볼이 경사면(23')의 정점을 벗어나는 순간 P1+S로 가압되면서 피스톤밸브(20)를 완전히 우측으로 밀어줌으로써, 가스의 흐름방향을 확실하게 절환시킨다.

이렇게 절환이 완료된 상태에서 이미 사용된 우측의 LPG용기를 교체하게 된다.

한편, 합류관(10)의 외주면에 기립설치된 브라켓(40)에 힌지축(43)으로 지지된 지시침(42)은 상기 힌지축(43)을 기점으로 시계추 형태로 동작이 가능하고 그 자체를 자석으로 형성하였으므로, 자성체로 된 피스톤밸브(20)의 슬라이딩 동작과 동일한 방향으로 움직인다.

즉, 도 5a에서와 같이 피스톤밸브(20)가 좌측으로 슬라이딩 되면, 자력에 의해 지시침(42)이 좌측으로 진자운동을 하게 되어 우측의 분기관(1')에서 가스가 유입되는 표시를 화살표 형상의 표시부(41)로 표출시키게 됨으로써 가스의 공급방향을 용이하게 식별하게 된다.

반대로, 도 5b에서와 같이, 피스톤밸브(20)가 우측으로 슬라이딩되면, 지시침(42)도 우측으로 진자운동을 하게 되어 가스의 공급방향이 바뀌었음을 표출시키게 된다.

더불어, 피스톤밸브(20)가 실린더(11)의 중립위치에 있을 경우 지시침(42)이 표시부(41)를 가리게 되어 합류관(10)의 내부상태를 용이하게 계측할 수 있다.

이때, 지시침(42)의 자력에 의한 진자운동을 확실하게 보장하기 위해 피스톤밸브(20)를 제외한 합류관(10)과 브라켓(40)등은 비자성체로 하는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명의 밸브 자동 절환장치는 합류관에 배관된 다수의 분기관으로부터 유입되는 가스압력과 스토퍼의 작용에 의해 선택적으로 개폐가 제어됨은 물론 자동으로 개폐방향이 전환되므로 사용이 매우 간편한 효과가 있다.

또한 상기 밸브의 개폐방향을 합류관의 외부에서 식별을 할 수 있게 되어 가스의 공급상태를 알 수 있게 됨은 물론 사용된 탱크의 교체시기 예측도 편리하다.

아울러 밸브를 견고한 금속으로 제작하여 구조적인 작용에 의해 동작되게 하여 내구 수명을 향상시킴과 동시에 동작 신뢰도를 높일 수 있다는 장점이 있다.

Claims

다수의 LPG용기(3)가 밸브(4)를 매개로 양측 분기관(1)(1')에 연결되고 이의 합류지점에 밸브(2)(2')를 통하여 합류관(10)이 설치되어 있되 이 합류관(10)의 내측에 실린더(11)가 형성되어 가스압력에 의해 슬라이딩되면서 상기 분기관(1)(1')의 가스유입구(1a)(1'a)를 선택적으로 개폐하게 설치된 피스톤밸브(20)를 구비한 것에 있어서, 상기 피스톤밸브(20)의 중앙부에 형성되어 그 방향전환 동작시 걸림작용을 하게되고 외주면에 산형의 경사면(23')을 구비한 돌출부(23)와; 상기 돌출부(23)에 구비된 경사면(23')의 일면에 밀착되도록 탄성스프링(32)의 장력을 받는 볼(31)을 구비하면서 상기 실린더(11)를 관통하여 설치된 스토퍼(30)와; 상기 합류관(10)의 외주면에 기립 설치되어 가스의 공급방향을 표출하게 표시부(41)가 형성되어 있되 이 표시부에 대응하는 부위에 피스톤밸브(20)의 동작시 힌지축(43)을 기점으로 진자운동을 하는 자석으로 된 지시침(42)을 구비한 브라켓(40)을 포함한 구성을 특징으로 하는 액화석유가스(LPG)합류관의 밸브 자동 절환장치.
제1항에 있어서, 상기 피스톤밸브(20) 또는 돌출부(23)가 자성체이고, 합류관(10)과 브라켓(40)이 비자성체인 것을 특징으로 하는 액화석유가스(LPG)합류관의 밸브 자동 절환장치.
제 1 항에 있어서, 상기 스토퍼(30)의 볼(31)에 탄성력을 가하는 탄성스프링(32)이 고정구(33)의 나사조임 및 풀림에 의해 탄성력이 가감조절되고, 상기 스토퍼(30)가 합류관(10)의 외주면에 적어도 하나 이상 설치됨을 특징으로 하는 액화석유가스(LPG)합류관의 밸브 자동 절환장치.