KR100301710B1 - 증기보일러용안전밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공식 온수보일러에 있는 증기실(2)을 형성한 진공드럼(1)에 장착되는 안전밸브에 있어서, 중심부에는 길이방향으로 증기배출구(110)가 형성되며, 상면에는 O-링(121)을 끼우기 위한 원형홈(120)이 형성되어, 상기 증기실(2)과 연통되도록 하단부가 상기 진공드럼(1)에 고착되는 바디(100)와, 둘레에는 복수개의 구멍(210)이 형성되며, 상기 증기배출구(110)를 막기 위하여 상기 바디(100)의 상면에 안착되는 누름판(200)과, 상기 구멍(210)들에 의해 상기 누름판(200)을 상하 이동자재하게 고정시킬 수 있도록 상기 바디(100)의 상면 둘레에 일정간격으로 분리가능하게 입설되는 복수개의 안내핀(300)으로 구성된 것에 그 특징이 있다.

본 발명은 증기실(2)의 진공압으로 바디(100)에 누름판(200)이 압착되므로 보일러의 운전중 증기실(2)의 온도변화에 의하여 기밀성이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 밸브기능을 하는 누름판(200)이 기능상실됨 없이 반영구적으로 사용할 수 있으므로 부품의 낭비나 교체의 번거로움이 없는 등의 효과가 있는 것이다.

Description

증기 보일러용 안전 밸브

본 발명은 통상적으로 증기실의 상측에 장착되는 진공식 온수보일러용 안전밸브에 관한 것으로, 더 상세히는 증기 보일러의 증기실이 진공상태에 있다가 압력이 상승할 때 작동하여 증기실의 압력이 대기압 이상으로 상승되지 않도록 함으로써 안전을 확보하는 진공식 온수보일러용 안전밸브에 관한 것이다.

제1도는 종래의 안전밸브가 보일러에 장착된 상태의 단면도로서, 종래의 안전 밸브는 길이방향으로 관통되게 증기배출구(9)를 형성한 바디(10)와 가용성금속(30)이 충진된 밸브체(20)로 구성되어 있다. 이 밸브체(20)는 증기배출구(9)의 상측에 나사식으로 체결되어 있으며, 가용성금속(30)은 예를 들어 96-97℃로 용융한 것으로 밸브체(20)의 중심선상에 기밀하게 충진되어 이것에 의하여 바디(10)의 증기배출구(9)가 폐쇄된다. 도시한 내열성 O-링(21)은 바디(10)와 밸브체(20)의 결합면에 대한 기밀을 확보하기 위한 것이다.

이러한 종래의 안전밸브는, 제1도와 제2도에 도시한 바와 같이, 진공식 온수보일러에서 열교환기(7)가 내장되며 증기실(2)을 형성하고 있는 진공드럼(1)의 상측에 바디(10)의 하단부를 고착하는 방식으로 설치되며, 안전밸브가 장착되는 바디(1)의 소정 부위에는 구멍을 형성함으로 안전밸브(20)의 설치시 증기실(2)과 증기배출구(9)가 연통되는 구조로 된다.

보일러의 운전중에 증기실(2)은 진공상태를 유지하며, 만약 보일러의 증기실(2)이 과열되면 종래의 밸브체(20)에 있는 가용성금속(30)이 용융되고, 결국 증기배출구(9)가 개방됨에 따라 증기실(2)은 대기압과 같아져 안전이 확보되는 것이다.

그러나, 이와같은 종래의 안전밸브는 통상적인 보일러의 운전중에도 가용성금속(30)이 열에 변형하며 기밀을 유지하지 못하는 경우가 있다.

또한, 종래의 안전밸브는 가용성금속(30)이 용융한 연후에는 기능상실이 됨으로 재사용 하기 위해서는 밸브체(20)를 교체하여하 하는바, 밸브체(20)의 교체 작업에 따른 번거로움은 물론 부품의 낭비로 인해 경제적인 손실을 초래하였다.

한편, 진공식 온수보일러의 운전을 시작하기에 앞서 증기실(2)을 진공분위기로 조성하여야 하는데, 이를 위해서 증기실(2) 내부의 열매수를 가열하여 증기와 함께 용존 산소(공기)를 배제하고 그 증기실(2)을 폐쇄하는 이른바 배기작업을 수행한다. 이 경우 종래에는 열매수를 가열하는 과정에서 가용성금속(30)이 용융되지 않도록 세심한 주위를 기울여야만 했다.

따라서, 종래의 안전밸브를 적용한 보일러는 열매체를 고온으로 가열할 수 없었으며, 그렇기 때문에 증기실(2)의 진공도 향상에 한계가 있으며 보일러의 열효율이 저하되는 폐단이 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 진공식 온수보일러의 운전중에 열변형 되지 않도록 하여 증기실의 기밀유지를 완벽하게 할 수 있고, 부품을 교체할 필요가 없는 구조로 형성함으로서 부품을 낭비함이 없이 반영구적으로 사용할 수 있도록 하며, 또한 증기실의 배기작업이 용이하며 보일러의 진공도 및 열효율을 향상시킬 수 있는 진공식 온수보일러용 안전밸브를 제공하고자 하는 것이다.

제1도는 종래의 안전밸브가 보일러에 장착된 상태의 단면도.

제2도는 본 발명이 적용되는 통상적인 진공식 온수보일러의 구조를 설명하기 위한 단면도.

제3도는 본 발명에 따른 안전 밸브를 예시한 분해사시도.

제4도는 본 발명에 따른 안전밸브의 장착상태 단면도.

제5도는 본 발명에 구비되는 진공보조수단의 구성 및 사용을 설명하기 위한 단면도.

제6도는 본 발명의 작동상태 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 진공드럼 2 : 증기실

3 : 수관 4 : 버너

5 : 송풍기 6 : 연료관

7 : 열교환기 8 : 유입구

9 : 배출구 100 : 바디

110 : 증기배출구 120 : 원형홈

121 : O-링 130 : 누름판접촉면

140 : 단턱 150 : 암나사홈

200 : 누름판 210 : 구멍

300 : 안내핀 400 : 케이스

410 : 배기구 420 : 배기관

430 : 플랜지 500 : 안전덮개판

510 : 관통공 520 : 고정용너트

530 : 보조너트 550 : 고정볼트

600 : 보조누름판 610 : 결합편

620 : 구멍

본 발명의 구성상 특징은, 진공식 온수보일러에 있는 증기실(2)을 형성한 진공드럼(1)에 장착되는 안전밸브에 있어서, 중심부에는 길이방향으로 증기배출구(110)가 형성되며, 상면에는 O-링(121)을 끼우기 위한 원형홈(120)이 형성되어, 상기 증기실(2)과 연통되도록 하단부가 상기 진공드럼(1)에 고착되는 바디(100)와, 둘레에는 복수개의 구멍(210)이 형성되며, 상기 증기배출구(110)를 막기 위하여 상기 바디(100)의 상면에 안착되는 누름판(200)과, 상기 구멍(210)들에 의해 상기 누름판(200)을 상하 이동자재하게 고정시킬 수 있도록 상기 바디(100)의 상면 둘레에 분리가능하게 설치되는 복수개의 안내핀(300)으로 구성된 것에 그 특징이 있다.

본 발명의 또다른 특징은, 일측에 배기구(410)가 형성되며, 상기 바디(100)가 내장되고 누름판(200)이 수납되도록 상기 진공드럼(1)에 하단이 고착되는 케이스(400)와, 상기 케이스(400)의 상면에 고정되는 안전덮개판(500)과, 상기 안전덮개판(500)의 중심을 수직으로 통과함과 동시에 나사식으로 체결되는 고정볼트(550)와, 상기 고정볼트(550)의 하단이 회전자재하게 결합되도록 결합편(610)이 부착되며, 상기 안내핀(300)에 끼워 상기 누름판(200)의 상측에 위치하도록 가장자리에 복수개의 구멍(620)이 형성된 보조누름판(600)으로 구성된 진공보조수단을 더 구비하여, 상기 보일러의 시운전시에 사용할 수 있도록 한 것에 있다.

먼저, 제2도를 참조하여, 본 발명이 적용된 통상적인 진공식 온수보일러의 구조를 간단히 설명한다.

진공드럼(1)은 상부 진공드럼(1a)과 하부 진공드럼(1b)으로 구별할 수 있으며, 이들은 상하로 배열되어 서로 용접되어 있다.

다수의 수관(3)으로 에워싸여진 연소실의 전면에는 버너(4)가 설치되어 있다. 이 버너(4)에는 송풍기(5)에 의하여 연소용 공기가 압송되고, 연료관(6)을 통하여 연료가 공급된다.

상부 진공드럼(1a) 내부의 증기실(2)에는 코일형태의 간접방식의 열교환기(7)가 장착되어 있다. 이 열교환기(7)의 유입구(8)로부터 물을 공급함에 따라서 타측의 배출구(9)로부터 온수를 얻을 수 있다. 보일러의 운전중에는 증기실(2) 내의 압력은 대기압 이하의 진공을 유지한다. 그리고 연소실의 배기가스는 배기연도를 통해 배출된다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 진공식 온수보일러용 안전밸브를 상세하게 설명한다.

제3도는 본 발명에 따른 안전 밸브를 예시한 분해사시도이고, 제4도는 제3도에 도시한 안전밸브의 장착상태 단면도이다.

제3도 및 제4도에서, 바디(100)는 상부 진공드럼(1a)의 상면에 용접하여 일체로 고정되는 것으로 증기배출구(110)를 형성함으로 인하여 대략 원통형으로 되어 있으며, 원형홈(120)에는 O-링(121)이 끼워져 있다.

예시한 바디(100)는 누름판접촉면(130) 보다 한단계 낮게 단턱(140)을 형성하고, 이 단턱(140)에는 일정간격으로 4개의 암나사홈(150)을 형성하여 안내핀(300)을 체결할 수 있다.

누름판(200)은 원판형으로 된 것으로, 이 누름판(200)은 안내핀(300)에 끼우기 위하여 4개의 구멍(210)이 동일반경상에 형성되어 있다.

안내핀(300)은 하단부에 수나사가 형성된 것으로, 바디(100)의 암나사홈(150)에 체결되며, 이 안내핀(300)에는 누름판(200)과 후술하는 보조누름판(600)이 약간 헐겁게 끼워진다.

제5도에 도시한 바와 같이, 본 발명에 구비되는 진공보조수단에 있어서, 케이스(400)는 상술한 바디(100)와 누름판(200) 등이 내장 또는 수납되도록 보일러의 상부 진공드럼(1a)에 용접으로 고정된다. 예시한 케이스(400)의 배기구(410)에는 배기관(420)이 일체로 연결되어 있으며, 케이스(400)의 상단부에는 플랜지(430)가 형성되어 있다.

안전덮개판(500)은 원판형으로 케이스(400)의 상면, 즉 플랜지(430)에 안착시키고 수개의 볼트로 착탈할 수 있다.

고정볼트(550)는 1개 마련되고, 이 고정볼트(550)를 조립하기 위하여 안전덮개판(600)의 중심에 관통공(510)을 형성하고 이 관통공(510)과 일치하도록 고정용너트(520)를 고착시켰다.

보조누름판(600)은 전술한 누름판(200)고 통일크기의 원판형으로서, 고정볼트(550)의 하단이 회전자재하게 결합할 수 있도록 상면에 결합편(610)이 부착되어 있으며, 예시한 바와 같이 이 보조누름판(600)을 착탈자재하게 하기 위하여 고정볼트(550)의 하단에 체결되는 보조너트(530)를 마련한다.

이러한 구조로 된 본 발명의 작동은 다음과 같다.

제6도는 본 발명의 작동상태 단면도.

진공식 온수 보일러를 운전하기에 앞서, 진공드럼(1)의 증기실(2)을 진공상태로 하기 위한 배기작업을 설명하고자 한다.

먼저, 제4도에서와 같이 본 발명을 진공드럼(1)에 장착한 상태에서, 안전덮개판(500) 및 누름판(200)을 분리한 후에 증기배출구(110)를 통하여 열매수를 넣는다. 이후, 제5도와 같이, 안내핀(300)들을 바디(100)의 암나사홈(150)에 고정시킨 다음, 이 안내핀(300)에 누름판(200)을 끼운다. 그리고 고정볼트(550)를 이용하여 보조누름판(600)을 안전덮개판(500)에 연결한 상태에서, 안전덮개판(500)을 케이스(400)의 플랜지(430)에 밀착되게 고정한다. 다시말해서, 고정볼트(550)는 고정용너트(520)와 체결되면서 안전덮개판(500)을 관통하여 결합편(610)과 결합되며, 보조누름판(600)은 안내핀(300)에 끼워진 상태로 누름판(200)의 윗쪽에 약간의 간격을 유지하도록 한다.

이로써 배기작업을 위한 준비작업이 끝나고, 진공 온수 보일러의 버너(4)를 연소시켜 수관(3) 내부의 열매수를 과열시킨다. 과열이 경과됨에 따라 '부글부글' 연기가 발생하고 배기관(420)을 통하여 외부로 배출된다. 더욱 열매수의 과열이 계속되면 증기실(2)에서 증기가 발생된다. 이 증기실(2) 안에서 생긴 수증기는 점차 감압증기가 되어 배기관(420)을 통해 외부로 빠르게 배출된다. 작업자가 증기실(2)의 열매수가 충분히 과열되었다고 판단되면 버너(4)의 연소를 정지하고, 진공 온수보일러에 정착된 열교환기(7)의 유입구(8)에 물(열을 빼앗는 매개체)을 공급하면 증기실(2) 안의 열매수 온도를 빼앗아 증기실(2)의 온도가 하강한다. 이에따라 누름판(200)은 대기압과 증기실(2)의 압력차에 의하여 O-링(121)을 압착하고 누름판접촉면(130)에 기밀히 밀착된다. 즉, 상부 진공드럼(1a)의 증기실(2)은 대기압보다 낮은 압력으로 되어 있고, 이것으로 인하여 누름판(200) 접촉면(130)의 기밀성이 유지된다.

이로써 배기작업이 완료되고, 그 이후에는 진공보조수단을 탈거하고, 별도로 마련되는 안전덮개판(500)을 케이스(400)의 상단부, 즉 플랜지(430)에 결합하면 된다.

이와 같이, 보일러의 운전중에 열매수가 과열되면, 증기실(2)의 압력이 상승한다. 그리하여 증기실(2)이 대기압에 거의 다다르면, 예를 들어 대기압에 대하여-0.1㎏/㎠ 이상의 압력이 되면 누름판(200)은, 제6도에 나타낸 바와같이, 증기실(2)의 압력으로 누름판(200)의 접촉면(130)과 이격되고 상승한다. 그렇기 때문에 증기실(2) 안의 증기는 증기배출구(110)로부터 케이스(400)의 내부로 유입되었다가 배기관(420)을 통해 외부로 배출된다.

따라서, 증기실(2) 내부가 대기압 이상으로 상승되는 것을 방지하고 이로써 보일러의 과열이 방지된다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 진공식 온수 보일러가 과열하였을 때 누름판(200)이 상승하여, 증기배출구(110)를 개방시키는 작용으로, 증기실(2)을 대기압과 같게하여 안전을 확보할 수 있도록 한 것으로, 본 발명은 증기실(2)의 진공압으로 바디(100)에 누름판(200)이 압착되므로 보일러의 운전중 증기실(2)의 온도변화에 의하여 기밀성이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 밸브기능을 하는 누름판(200)이 기능상실됨 없이 반영구적으로 사용할 수 있으므로 부품의 낭비나 교체하는데 따른 번거로움이 없다. 또한, 본 발명은 운전 개시전에 열매수를 고온으로 과열하여 열매수중의 용존산소(공기)를 충분히 배제할 수 있으므로 진공도 및 열효율을 용이하게 향상시킬수 있다.

Claims (4)

1. 진공식 온수보일러에 있는 증기실(2)을 형성한 진공드럼(1)에 장착되는 안전밸브에 있어서, 중심부에서 길이방향으로 증기배출구(110)가 형성되며, 상면에는 O-링(121)을 끼우기 위한 원형홈(120)이 형성되어, 상기 증기실(2)과 연통되도록 하단부가 상기 진공드럼(1)에 고착되는 바디(100)와, 둘레에는 복수개의 구멍(210)이 형성되며, 상기 증기배출구(110)를 막기 위하여 상기 바디(100)의 상면에 안착되는 누름판(200)과, 상기 구멍(210)들에 의해 상기 누름판(200)을 상하 이동자재하게 고정시킬수 있도록 상기 바디(100)의 상면 둘레에 분리가능하게 설치되는 복수개의 안내핀(300)으로 구성된 것을 특징으로 하는 진공식 온수보일러용 안전밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 바디(100)는 상기 누름판(200)이 접촉되는 면의 외측 둘레에 단턱(140)을 형성하고, 이 단턱(140)에는 일정간격으로 복수개의 암나사홈(150)을 형성하여 상기 안내핀(300)을 체결할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 진공식 온수보일러용 안전밸브.
3. 제1항에 있어서, 상기 누름판(200)은 상기 증기실(2)의 압력에 의해 상기 증기배출구(110)가 개방되도록 설치한 것을 특징으로 하는 진공식 온수보일러용 안전밸브.
4. 제1항에 있어서, 일측에 배기구(410)가 형성되며, 상기 바디(100)가 내장되고 누름판(200)이 수납되도록 상기 진공드럼(1)에 하단이 고착되는 케이스(400)와, 상기 케이스(400)의 상면에 고정되는 안전덮개판(500)과, 상기 안전덮개판(500)의 중심을 수직으로 통과함과 동시에 나사식으로 체결되는 고정볼트(550)와, 상기 고정볼트(550)의 하단이 회전자재하게 결합되도록 결합편(610)이 부착되며, 상기 안내핀(300)에 끼워 상기 누름판(200)의 상측에 위치하도록 가장자리에 복수개의 구멍(620)이 형성된 보조누름판(600)으로 구성된 진공보조수단을 더 구비하여, 보일러의 시운전시에 사용할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 진공식 온수보일러용 안전밸브.