KR100474399B1

KR100474399B1 - 열풍 제어 밸브

Info

Publication number: KR100474399B1
Application number: KR10-2001-0061190A
Authority: KR
Inventors: 이와노다케노리
Original assignee: 아즈마 덱코 가부시키가이샤
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2005-03-07
Also published as: KR20020068249A; JP2002241818A

Abstract

내열 부재의 분할 부위에 간극이 발생하기 때문에, 고온 가스가 직접 밸브 상자에 접촉해 버려, 이 밸브 상자를 고열화시켜 버린다.

스핀들(2)의 외주면에 제1 실 부재(8)를 장착하고, 패킹 상자(7)와 패킹 상자 지지부(7c) 사이에 제2 실 부재(10)를 끼워 장착하여 외부로의 가스 누출을 방지하게 한다. 또, 내열 부재(5a)의 분할 부위에 단차부(段差部)(5c)를 통해 제3 실 부재(11)를 장착하게 한다. 이 제3 실 부재(11)는 고온에 견디는 파인 플랙스로 이루어지고, 단단하게 채움으로써, 이른바 뒷바람을 방지한다. 또한, 밸브축(1a)의 외주에는 대경(大經)의 세라믹 링(1c)을 통해 제4 실 부재(13)를 설치하게 하여 고온 공기의 순환을 방지하는 동시에, 베어링(7c)에의 먼지 유입을 방지한다.

Description

열풍 제어 밸브 {HOT AIR CONTROL VALVE}

본 발명은 주로 제철용 고로(高爐) 등의 고온부에 사용되는 열풍 제어 밸브의 개량에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 주위의 내열 부재를 파손하지 않고 밸브체의 교환 작업을 간단히 할 수 있을 뿐만 아니라, 분할 부위에 발생하는 간극으로부터의 고온 가스 누출이나, 이른바 뒷바람을 완전히 방지할 수 있는 유용한 열풍 제어 밸브에 관한 것이다.

종래 이러한 열풍 제어 밸브로서는, 예를 들면, 일본국 실개소 60(1985)-77855호 공보에 개시된 것이 종래예로서 이미 주지되어 있다. 이 종래의 열풍 제어 밸브는 도 6에 나타내는 것과 같이, 세라믹제의 밸브체(1)가 밸브 상자(케이싱)(3)의 유체 유로(4) 내에 회전 가능하게 지지되어 이루어지는 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 밸브 상자(3)의 외측보다 상기 유체 유로(4) 내로 향해 밸브체 삽입구(5d)가 형성되고, 밸브축(1b)과 일체로 형성된 밸브체(1)가 상기 밸브체 삽입구(5d)를 통해 상기 유로(4) 내에 배치되고, 상기 밸브축(1b)이 끼워져 통한 분할 부위의 내열 부재(5a)에 의해 상기 밸브체 삽입구(5d)가 폐쇄되고, 또한 상기 밸브축(1b)이 상기 분할 내열 부재(5a) 내에 회전 가능하게 지지되어 있다.

그러나, 전술한 일본국 실개소 60-77855호 공보에 개시된 종래의 열풍 제어 밸브에 있어서는, 밸브체(1)가 세라믹제이기 때문에, 마모가 적다고 하는 이점을 갖지만, 급냉이나 먼지의 취입(吹入)에 의해 밸브체(1) 또는 밸브축(1b)에 크랙이 발생해 버린다고 하는 문제를 가진다.

특히, 급냉에 의한 크랙의 발생예로서는, 고로의 휴풍(休風) 시에 1100~1350℃의 송풍을 순식간에 스톱하면, 휴풍 후 20분 이내에 블로 파이프(도시하지 않음)로부터 연결 커버 개구 시에 분위기 에어(min) 15℃를 자연 드래프트에 의해 흡입해 버리는 것에 기인한다.

이것은 고리형 관 또는 열풍로 내에 장착되어 있는 블리더 밸브가 열풍로로부터 고로 내로의 공기 유입을 방지하는 동시에, 노 내에 잔류하고 있는 가스를 배출하기 때문에, 그 순간에 분위기 에어(외기)가 세라믹 밸브의 방향으로 흐르고, 또한 블리더 밸브에 드래프트압이 걸리는 것도 함께 급냉되는 표면과 내부의 온도차에 의한 열 충격(이하, 단지 열 충격성이라고 함)에 의해, 세라믹이나 밸브축에 크랙을 발생시켜 버리는 것이다.

그러나, 종래의 열풍 제어 밸브에 있어서는, 밸브축(1b)이 수축 끼워 맞춤 접합부(20)에서 스핀들(2)에 연결되어 있기 때문에, 이러한 크랙 발생 등에 따른 밸브체(1)의 교환 작업을 용이하게 할 수 없다고 하는 문제를 가지는 것이다.

또한, 내열 부재(5a)와 내열 부재(5b) 사이에는, 간극(약 3 ±2mm)이 발생하고 있기 때문에, 실 재(材)를 개재(介在)시키지 않으면, 고온 가스가 직접 밸브 상자(3)에 접촉하여 이 밸브 상자(3)를 고열화시킬 우려가 있고, 또, 밸브를 전폐(全閉) 시 이러한 간극을 통해 고온 가스가 상류측으로부터 하류측으로 흐르기 때문에, 전폐 시의 가스 누출량이 증가해 버린다고 하는 문제를 가진다.

나아가, 내열 부재(5)가 분할되어 있으면, 이러한 분할면의 간극을 통해 이른바, 뒷바람(裏風)이 발생하여 버린다고 하는 문제를 가진다. 이 뒷바람은 밸브 상자(3)와 내열 부재(5)와의 간극을 가스가 흐름으로써 야기되는 것이며, 뒷바람이 발생하면 밸브 상자(3)가 적열(赤熱)되어 위험하게 되며, 사용할 수 없게 된다고 하는 문제를 발생하는 것이다.

또, 이러한 문제를 해결하기 위해서는, 예를 들면, 간극을 카올이나 몰탈 등의 실 재로 메우는 것이 고려되지만, 카올의 경우에는, 간극에 단단하게 채우는 것이 매우 곤란하고, 조금이라도 느슨하게 채워져 있으면 가스 흐름으로 결락(缺落)되어 버릴 우려나, 전술한 뒷바람이 발생하여 버리는 것이 우려되는 것이며, 또 몰탈의 경우에는 몰탈 자체의 접착력 때문에, 내열 부재(5a, 5b)가 분리되지 않게 되는 것이 우려되는 것이다.

또, 밸브체(1)를 카트리지식으로 끼워 붙이는 밸브체 삽입구(5d)가 둥근형인 경우에는, ① 패킹 상자의 내열 부재(캐스터블) 선단이 뾰족한 형상으로 되기 때문에, 내열 부재가 결손될 우려가 있고, 또 ② 패킹 상자의 치수가 커지고, 또한 중량도 무거워지기 때문에, 작업성이 나빠지는 동시에, ③ 면 간(面間) 치수(L)(도 1 참조)도 길어져, 밸브 전폐 시의 누출량이 증가해 버린다고 하는 문제를 가진다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 주위의 내열 부재를 파손하지 않고 밸브체의 교환 작업을 간단히 할 수 있을 뿐만 아니라, 분할 부위에 발생하는 간극으로부터의 가스 누출이나 뒷바람을 완전히 방지할 수 있는 동시에, 밸브 전폐 시의 누출량이 적은 소경(小經)의 밸브체 삽입 구멍 구조를 가지는 열풍 제어 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.

전술한 것과 같은 종래의 문제점을 해결하고, 소기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 요지로 하는 구성은 밸브 상자의 내주에 고온 유체(流體)의 유로(流路)를 형성하기 위해 배치된 내열 부재와, 상기 유로 내에 개폐 가능하게 배치되는 밸브체와, 이 밸브체에 돌출 설치된 적어도 하나 이상의 밸브축과, 이 밸브축에 스핀들 등을 통해 연동(連動)된 밸브 회전 수단을 구비하여 이루어지는 열풍 제어 밸브에 있어서, 상기 스핀들의 외주면에 장착되는 제1 실 부재와, 패킹 상자와 패킹 상자 지지부 사이에 끼워 장착되는 제2 실 부재와, 밸브체와 함께 빼낼 수 있는 방향으로 분할된 내열 부재의 분할 부위에 단차부(段差部)를 통해 장착되는 제3 실 부재와, 상기 밸브축에 대경(大經)의 세라믹 링을 통해 설치되는 제4 실 부재를 구비하여 이루어지는 열풍 제어 밸브에 있다.

또한, 상기 내열 부재의 분할 부위 및/또는 밸브 상자의 유로에 면하는 밸브체 삽입구를 각형(角型)으로 형성하는 동시에, 상기 밸브체 삽입구는 그 대각선 상에서만 밸브체가 빼내질 수 있는 크기로 개구되는 것이 바람직하다.

또, 상기 밸브체는 밸브축 및/또는 이 밸브체가 파단(破斷)되었을 때, 밸브 개방 각도를 고정하는 록 수단을 구비하는 것이 바람직하다.

이러한 록 수단으로서는 패킹 상자의 상면에 형성된 기점(基点) 구멍과, 상기 패킹 상자의 상면에 돌출되는 종동축(從動軸)에 공전(空轉) 불능 상태로 장착되는 회전 조작판과, 상기 기점 구멍과 정합(整合)하기 위해 이 회전 조작판의 동심(同心) 위치에 형성된 것을 적어도 하나 이상의 각(角) 변형 구멍과, 이 각 변형 구멍과 상기 기점 구멍을 고정하는 멈춤 부재를 구비하는 것이 바람직하다.

또, 상기 밸브축은 연결부측이 단면(端面) D형으로 컷되어 스핀들에 회전 정지되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 세라믹 링은 스핀들의 밸브축측 및/또는 밸브축을 씌워 장착하는 파이프의 해방단측을 폐쇄하기 위해 이 파이프 내에 회전 가능하게 개재(介在)되어 상기 고온 유체의 유로 내에 위치하지 않도록 면하게 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 열풍 제어 밸브는 상기 스핀들의 외주면에 장착되는 제1 실 부재와, 패킹 상자와 패킹 상자 지지부 사이에 끼위 장착되는 제2 실 부재와, 밸브체와 함께 빼낼 수 있는 방향으로 분할된 내열 부재의 분할 부위에 단차부를 통해 장착되는 제3 실 부재와, 상기 밸브축에 대경의 세라믹 링을 통해 설치되는 제4 실 부재를 구비하여 이루어짐으로써, 주위의 내열 부재를 파손하지 않고 밸브체를 카트리지식으로 손쉽게 교환할 수 있는 동시에, 각 부재 및 분할 부위의 간극이 각 실 부재로 기밀(氣密)하게 폐쇄되기 때문에, 간극으로부터의 가스 누출이나 뒷바람을 완전히 방지할 수 있게 되며, 또 제3 및 제4 실 부재가 각각 상기 단차부 또는 대경의 세라믹 링으로 지지되기 때문에, 사용 중에 가스 흐름 등으로 안이하게 결락(缺落)되어 버릴 걱정도 없다.

또, 상기 내열 부재의 분할 부위 및/또는 밸브 상자의 유로에 면하는 밸브체 삽입구를 각형으로 형성하는 동시에, 상기 밸브체 삽입구는 그 대각선 상에서만 밸브체가 빼내질 수 있는 크기로 개구됨으로써, 내열 부재(캐스터블) 선단이 뾰족해지지 않고, 또한 면 간 치수(L)가 짧아져 밸브체 삽입구의 개구 면적도 작게 할 수 있게 된다.

또, 상기 밸브체는 밸브축 및/또는 이 밸브체가 파단되었을 때, 밸브 개방 각도를 고정하는 록 수단을 구비하면, 반(反)구동측에서 종동축을 회전 불능 상태로 고정할 수 있게 된다.

또, 록 수단은 패킹 상자의 상면에 형성된 기점 구멍과, 이 패킹 상자의 상면에 돌출되는 종동축에 공전 불능 상태로 장착되는 회전 조작판과, 상기 기점 구멍과 정합하기 위해 이 회전 조작판의 동심 위치에 형성된 것을 적어도 하나 이상의 각 변형 구멍과, 이 각 변형 구멍과 상기 기점 구멍을 고정하는 멈춤 부재를 구비하여 이루어짐으로써, 상기 회전 조작판을 통해 임의의 밸브 개방 각도로 종동축을 회전시킨 후, 정합하는 패킹 상자의 기점 구멍과 회전 조작판의 각 변형 구멍을 맞추어 볼트 등의 멈춤 부재를 끼워 넣음으로써, 종동축을 회전 불능 상태로 고정할 수 있게 된다.

또, 상기 밸브축이, 연결부측이 단면(端面) D형으로 컷되어 스핀들에 회전 정지되어 있으므로, 종래의 결합(수축 끼워 맞춤)에 비해, 밸브체의 장착, 분리를 매우 간단히 할 수 있게 된다.

또한, 상기 세라믹 링이 스핀들의 밸브축측 및/또는 밸브축을 씌워 장착하는 파이프의 해방단측을 폐쇄하기 위해 이 파이프 내에 회전 가능하게 개재되어 상기 고온 유체의 유로 내에 위치하지 않도록 면하게 함으로써, 세라믹 링 그것이 유로 내에 노정(路程)되지 않고 상기 파이프의 해방단측을 폐쇄하기 때문에, 밸브축 방향으로의 고온 고열의 유입을 유효하게 감쇄시킬 수 있는 동시에, 온도차에 의한 열충격을 받기 어렵고, 또 밸브체에 극단적인 진동이 발생했을 때에는, 먼저 세라믹 링이 파이프의 내주면에 맞닿아 양 밸브축을 서포트할 수 있게 된다.

다음에, 본 발명의 한 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다. 그리고, 이해를 용이하게 하기 위해, 전술한 종래예와 동일 부분은 동일 부호로 나타내고, 구성이 상이한 부분만 새로운 번호를 붙여 이하에 설명한다.

도면 중 A는 본 발명에 관한 열풍 제어 밸브이며, 이 열풍 제어 밸브(A)는 도 1 및 도 2에 나타내는 것과 같이, 세라믹스제의 밸브체(1)와, 이 밸브체(1)를 스핀들(2) 등을 통해 회전 가능하게 지지하는 밸브 상자(3)와, 이 밸브 상자(3)의 내주에 유로(4)를 형성하기 위해 배치된 내열 부재(5)를 구비하고 있다.

밸브체(1)는 세라믹스로 형성되어 있고, 이 밸브체(1)의 상하 방향에는 밸브축(1a, 1b)과, 이 밸브축(1a, 1b)보다 대경으로 형성된 방열 ·방온용의 세라믹 링(1c, 1d)이 연달아 설치되어 있다.

밸브축(1a, 1b)은 밸브체(1)와 동일하게 세라믹스로 형성되어 있고, 둥근 봉(棒)형의 연결부측을 단면 D형으로 컷하여(이하, 단지 D 컷이라고 함) 스핀들(2)에 회전 정지되어 있다.

이 회전 정지 수단으로서는, 예를 들면, 도 3에 나타내는 것과 같이, 똬리쇠(18)와 고정 나사(19)를 통해 스핀들(2)에 붙이고 떼기 가능하게 연결되어 있고, 종래의 결합인 수축 끼워 맞춤에 비해, 밸브체(1)의 장착, 분리를 매우 간단히 할 수 있는 것이다.

또, 세라믹 링(1c, 1d)은 상기 열 유체의 유로(4)에 면하기 위해 밸브체(1)와 양 밸브축(1a, 1b) 사이에 돌출 설치된 고리형 돌기로 이루어지고, 바꿔 말하면, 유로(4)에 면하기 위해 끼워 붙여진 짧은 파이프(6)의 해당단(6a)측을 회전 가능하게 폐쇄하기 위해 양 밸브축(1a, 1b)의 기단(基端)측(부분)에 설치되어 있다.

그리고, 이 밸브축(1a, 1b) 및 세라믹 링(1c, 1d)은, 예를 들면, 질화 규소(Si₃N₄) 약 80중량%와, 희토류 산화물(Y₂O₃, Yb₂O ₃) 약 20중량%를 혼합하여 1400~2100℃의 고온으로 소성하여 이루어지는 질화 규소 소결체로 성형하는 것이 바람직하다.

대체로, 이 질화 규소 소결체는 굽힘 강도(1000~1400℃ 시) 760~800Mpa, 내열 충격성 1200℃의 재료 특성을 가지기 때문에, 밸브체 방향으로의 고온 고열의 유입을 유효적으로 감쇄시키는 후술하는 제1 실 부재(8), 베어링(부시(bush))(12), 글랜드부의 방온 방열 대책이 되는 동시에, 극단적인 진동이 발생했을 때, 양 밸브축(1a, 1b)을 서포트하는 축받이의 움직임도 가지기 때문이다.

한편, 밸브 상자(3)는 양단에 접속을 위한 플랜지(3a)와 통형부(3b)를 가지고 있으며, 통형부(3b)의 일부에는 후술하는 패킹 상자(7)가 장착되는 동시에, 내측에는 후술하는 내열 부재(5a)가 분할되어 일체적으로 장착되어 있다.

또 밸브 상자(3)는 스핀들(2)이 배치되는 부위의 한 쪽에 각형의 패킹 상자(7)가 형성되어 있고, 윗덮개(7a) 및 패킹 누르개(7b)를 관통하여 상기 스핀들(2)을 회전 가능하게 지지하고 있다.

또한, 스핀들(2)의 외주면에는 도 2에 확대하여 나타내는 것과 같이, 제1 실 부재(8)가 장착되어 있다. 이 제1 실 부재(8)는, 예를 들면, V 링으로 이루어지고, 패킹 누르개(7b)(도 1 참조)와의 체결과 협동하여 외부로의 가스 누출을 방지하는 것이다.

또, 패킹 상자(7)와 패킹 상자 지지부(7c) 사이에는, 제2 실 부재(10)가 끼워 장착되어 있다. 이 제2 실 부재(10)는 고리형의 부시로 이루어지고, 도 2에 확대하여 나타내는 것과 같이, 이 패킹 상자(7)의 윗덮개(7a)와 패킹 상자 지지부(7c)와의 맞춤면에 배치되어 있고, 제1 실 부재(12)와 마찬가지로 외부로의 가스 누출을 방지하고 있다.

또한, 후술하는 내열 부재(5a)의 분할 부위에는 단차부(5c)를 통해 제3 실 부재(11)가 장착되어 있다. 이 제3 실 부재(11)는, 예를 들면, 고온에 견디는 파인 플렉스로 이루어지고, 단단하게 채움으로써, 이른바, 뒷바람을 방지하는 것이다.

또, 상기 밸브축(1a)의 외주에는 대경의 세라믹 링(1c)을 통해 제4 실 부재(13)가 설치되어 있다. 이 제4 실 부재(13)는 제3 실 부재와 마찬가지로, 고온에 견디는 파인 플렉스로 이루어지고, 강하게 체결됨으로써, 고온 공기의 순환을 방지하는 동시에, 패킹 상자 지지부(7c)에의 먼지 유입을 방지하는 것이다.

한편, 내열 부재(5)는 밸브체(1)의 축선 방향으로 빼낼 수 있도록 내열 부재(5a와 5b)로 분할되어 있다. 내열 부재(5a)는 상단측이 패킹 상자(7)에 고정되고, 도 2 (b)에 나타내는 것과 같이, 전체를 플러그형으로 구성하기 위해 각형으로 형성되어 있다.

또, 밸브체 삽입구(5d)는 이러한 내열 부재(5a)와 정합하기 위해 각형으로 형성되어 있고, 도 5에 나타내는 것과 같이, 그 대각선 상에서만 밸브체(1)를 빼낼 수 있는 크기로 개구되어 있다.

바꿔 말하면, 이 밸브체 삽입구(5d)는, 예를 들면, 개구 면적이 작은 구경(130)의 각형이라도, φ160의 밸브체(1)가 45°의 밸브 개방 위치에서 이 삽입구(5d) 내에 허용되기 때문에, 내열 부재(5b)를 파손하지 않고 밸브체(1)를 붙이고 뗄 수 있는 것이다.

또, 본 발명의 열풍 제어 밸브는 밸브체(1)의 밸브 개방 각도를 고정하는 록 수단(16)을 구비하고 있다. 이 록 수단(16)은 도 4에 나타내는 것과 같이, 패킹 상자(7)의 상면(7d)에 형성된 기점 구멍(16a)(도 4 (b) 참조)과, 상기 상면(7d)에 돌출되는 종동축(15)에 공전 불능 상태로 장착되는 회전 조작판(16b)과, 상기 기점 구멍(16a)과 정합하기 위해 이 회전 조작판(16b)의 동심 배치 상에 형성된 각 변형 구멍(16c, 16c …)과, 이 각 변형 구멍(16c, 16c …)과 상기 기점 구멍(16a)을 고정하는 볼트 등의 멈춤 부재(도시하지 않음)로 구성되어 있다.

회전 조작판(16b)은 중심 위치에 각형의 장착 구멍(16b₁)이 펀칭되어 있고, 이 장착 구멍(16b₁)을 각형의 종동축(15)에 끼워 붙이는 것만으로 서로 회전 불능 상태로 끼워 맞춰지고, 수동으로 이 회전 조작판(16b)을 회전시키는 것만으로 종동축(15)을 이 방향으로 회전 변위시킬 수 있다.

또, 각 변형 구멍(16c, 16c …)은 중심으로부터 15°, 30°, 45°, 90°로 되도록 배열되어 있고, 상기 기점 구멍(16a)과의 위치 관계에서 각각 밸브 개방 위치, 밸브 폐쇄 위치 및 밸브체 빼내기 위치를 관찰할 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 열풍 제어 밸브는 밸브체(1) 등이 파손되거나, 보수할 필요가 발생한 경우에는, 먼저 밸브체(1)가 밸브체 삽입구(5d)의 대각선 상(도 5 (b) 참조)으로 변위하기 위해 수동으로 상기 회전 조작판(16b)을 임의의 밸브 개방 각도(45°)로 회전시키고, 그렇게 한 후 패킹 상자(7)의 기점 구멍(16a)과 정합하는 회전 조작판(16b)의 각 변형 구멍(16c)에 멈춤 부재를 끼워 넣고, 종동축(15)을 회전 불능 상태로 록함으로써, 밸브 개방도를 고정할 수 있어, (밸브체를 교환할 때까지의 동안) 가스의 유량을 컨트롤할 수 있다.

이어서, 고정 링(9)을 풀어 패킹 상자(7)를 분리하면, 패킹 상자(7)에 고정된 스핀들(2) 주위의 내열 부재(5a)가 인출되고, 그렇게 한 후 스핀들(2)과 밸브체(1)를 축선 방향으로 빼내 파손된 밸브체(1)를 꺼내고, 새로운 밸브체(1)와 교환한다.

그렇게 한 후, 패킹 상자(7)와 일체적으로 고정된 내열 부재(5a)를 스핀들(2)의 주위에 장착하기 위해 밸브체 삽입구(5d)에 내장하면서, 아래쪽의 밸브축(1b)을 패킹 상자 지지부(7c) 내에 끼워 붙이게 하는 것만으로, 스핀들(2)을 회전 가능하게 지지할 수 있기 때문에, 밸브체(1) 주위의 내열 부재(5a, 5b)를 파손하지 않고, 밸브체(1)의 교환 작업을 할 수 있어, 수리, 교환 작업을 간편 신속하게 할 수 있다.

이와 같이, 사용 중에 구동측이 꺾여 파손되어도, 회전 조작판(16b)을 통해 반(反)구동측에서 밸브체(1)의 조정(개폐 조작)을 할 수 있는 것이며, 또 밸브체(1)의 상하 양단에 배치된 밸브축(1a, 1b)이 전술한 내열 충격성 1200℃의 질화 규소 소결체로 이루어지는 세라믹 링(1c, 1d)으로 방온 방열되어 있으므로, 고온 가스에 의해 가열되어도 눌어붙기 등을 일으키지 않아, 원활하게 조작할 수 있는 동시에, 밸브체(1) 방향으로의 고온 고열의 유입도 방지하기 때문에, 고로의 휴풍 시에 급냉되는 표면과 내부와의 온도차에 의한 밸브체(1) 및 밸브축(1a, 1b)의 크랙 발생을 방지할 수 있다.

바꿔 말하면, 세라믹 링(1c, 1d)이 상기 밸브축(1a, 1b)을 씌워 장착하는 파이프(6)의 해방단(6a)측을 폐쇄하기 위해 이 파이프 내에 회전 가능하게 개재되어 상기 고온 유체의 유로(4) 내에 위치하지 않도록 면하게 하고 있으므로, 세라믹 링(1c, 1d) 그것이 유로(4) 내에 노정되지 않고 상기 파이프(6)의 해방단측을 폐쇄하여, 밸브축(1a, 1b) 방향으로의 고온 고열의 유입을 유효하게 감쇄할 수 있기 때문에, 고로의 휴풍 시에 급냉되는 표면과 내부와의 온도차(열충격)에 의한 밸브체(1) 또는 밸브축(1a, 1b)의 크랙 발생을 방지할 수 있는 것이다.

나아가, 제1 실 부재(8) 및 제2 실 부재(10)에 의해, 외부로의 가스 누출을 방지할 수 있는 동시에, 내열 부재(5a, 5b)의 분할 부위에는 단차부(5c)를 통해 제3 실 부재(11)가 장착되어 강하게 체결되어 있기 때문에, 내열 부재(5a)와 밸브체 삽입구(5d)와의 간극을 기밀하게 실할 수 있어, 종래와 같은 뒷바람이 발생하여 밸브 상자(3)가 적열되어 버리는 등의 문제도 해소할 수 있는 것이다.

또한, 상기 밸브축(1a)의 외주에는 대경의 세라믹 링(1c)을 통해 제4 실 부재(13)가 설치되어 있기 때문에, 고온 공기의 순환을 방지하는 동시에, 패킹 상자 지지부(7c)에의 먼지 유입을 방지할 수 있는 것이다. 이와 관련하여, 도면 중 12는 베어링(부시)이다.

그리고, 본 발명에 관한 열풍 제어 밸브는 본 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 목적 범위 내에서 자유롭게 설계 변경할 수 있는 것이며, 본 발명은 그것들 모두를 포섭하는 것이다.

예를 들면, 스핀들(2)을 자동적으로 회전시키는 전동 구동부(14)에 제어 기구(도시하지 않음)를 부설하고, 이 제어 기구로부터의 제어 신호로 밸브체(1)를 회전시켜도 된다. 또, 구동 모터가 고장났을 때에는 종동축(15)을 회전 조작판(16)으로 회전시킴으로써, 전술한 것과 같이 밸브체(1)를 개폐할 수 있음은 물론이다.

본 발명은 전술한 것과 같이 구성되며, 상기 스핀들의 외주면에 장착되는 제1 실 부재와, 패킹 상자와 패킹 상자 지지부 사이에 끼워 장착되는 제2 실 부재와, 밸브체와 함께 빼낼 수 있는 방향으로 분할된 내열 부재의 분할 부위에 단차부를 통해 장착되는 제3 실 부재와, 상기 밸브축에 대경의 세라믹 링을 통해 설치되는 제4 실 부재를 구비하여 이루어짐으로써, 주위의 내열 부재를 파손하지 않고 밸브체를 카트리지식으로 간단하게 교환할 수 있는 동시에, 각 부재 및 분할 부위의 간극이 각 실 부재로 기밀하게 폐쇄되기 때문에, 간극으로부터의 가스 누출이나 뒷바람을 완전히 방지할 수 있다고 하는 효과를 나타내고 있으며, 또 제3 및 제4 실 부재가 각각 상기 단차부 또는 대경의 세라믹 링으로 지지되기 때문에, 사용 중에 가스 흐름 등으로 안이하게 결락되어 버릴 걱정도 없다.

또한, 상기 내열 부재의 분할 부위 및/또는 밸브 상자의 유로에 면하는 밸브체 삽입구를 각형으로 형성하는 동시에, 상기 밸브체 삽입구는 그 대각선 상에서만 밸브체가 빼내질 수 있는 크기로 개구됨으로써, 내열 부재(캐스터블) 선단이 뾰족해지지 않고, 또한 면 간 치수(L)(도 1 참조)가 짧아져 밸브체 삽입구의 개구 면적도 작게 할 수 있다고 하는 효과를 나타낸다.

또, 상기 밸브체는 밸브축 및/또는 이 밸브체가 파단되었을 때, 밸브 개방 각도를 고정하는 록 수단을 구비하면, 종동축을 회전 불능 상태로 고정할 수 있기 때문에, 바꿔 말하면, 밸브체 삽입구가 작은 경우라도, 빼내기 가능 위치를 확정할 수 있기 때문에, 안심하고 밸브체를 빼낼 수 있다고 하는 효과를 나타내며, 또 이러한 밸브체의 빼내기 작업 시, 내열 부재를 결손시켜 버린다고 하는 위구심도 일소할 수 있다.

특히, 록 수단이 패킹 상자의 상면에 형성된 기점 구멍과, 이 패킹 상자의 상면에 돌출되는 종동축에 공전 불능 상태로 장착되는 회전 조작판과, 상기 기점 구멍과 정합하기 위해 이 회전 조작판의 동심 위치에 형성된 것을 적어도 하나 이상의 각 변형 구멍과, 이 각 변형 구멍과 상기 기점 구멍을 고정하는 멈춤 부재를 구비함으로써, 상기 회전 조작판을 통해 임의의 밸브 개방 각도로 종동축을 회전시킨 후, 정합하는 패킹 상자의 기점 구멍과 회전 조작판의 각 변형 구멍을 맞추어 볼트 등의 멈춤 부재를 끼워 넣을 뿐의 간단한 조작으로, 종동축을 회전 불능 상태로 록 할 수 있기 때문에, 밸브 개방도를 고정할 수 있어, (밸브체를 교환할 때까지의 동안) 가스 유량을 컨트롤할 수 있다고 하는 효과를 나타낸다.

또, 상기 밸브축이, 연결부측이 단면(端面) D형으로 컷되어 스핀들에 회전 정지되어 있으므로, 종래의 결합(수축 끼워 맞춤)에 비해, 밸브체의 장착, 분리를 매우 간단히 할 수 있다고 하는 효과를 나타낸다.

또한, 상기 세라믹 링이 스핀들의 밸브축측 및/또는 밸브축을 씌워 장착하는 파이프의 해방단측을 폐쇄하기 위해 이 파이프 내에 회전 가능하게 개재되어 상기 고온 유체의 유로 내에 위치하지 않도록 면하게 함으로써, 세라믹 링 그것이 유로 내에 노정되지 않고 상기 파이프의 해방단측을 폐쇄하기 때문에, 밸브축 방향으로의 고온 고열의 유입을 유효하게 감쇄시킬 수 있으므로, 고로의 휴풍 시에 급냉되는 표면과 내부와의 온도차(열충격)에 의한 밸브체 또는 밸브축의 크랙 발생을 방지할 수 있다고 하는 효과도 내타낸다.

이와 같이 본 발명의 열풍 제어 밸브는 주위의 내열 부재를 파손하지 않고 밸브체의 교환 작업을 간단히 할 수 있을 뿐만 아니라, 분할 부위에 발생하는 간극으로부터의 고온 가스 누출이나 뒷바람을 완전히 방지할 수 있는 동시에, 밸브 전폐 시의 누출량이 적은 구조를 가지는 것이며, 또 구성이 단순하기 때문에 대량 생산에 적합하고 가격도 저렴한 것으로 하여 수요자에게 공급할 수 있는 등 본 발명을 실시하는 것은 그 실익적 가치가 매우 크다.

도 1은 본 발명의 열풍 제어 밸브를 나타내는 종단면도이다.

도 2 (a)는 동 열풍 제어 밸브의 요부 종단면도, 도 2 (b)는 밸브체 및 분할 내열 부재의 저면도이다.

도 3은 밸브축과 스핀들과의 연결 상태(D 컷 연결)를 나타내는 확대 종단면도이다.

도 4는 본 실시예에서 사용하는 밸브체의 밸브 개방 각도를 고정하는 록 수단을 나타내는 설명도이다.

도 5 (a)는 밸브 폐쇄 위치를 나타내는 설명도, 도 5 (b)는 밸브체를 대각선 상에 회전 변위시킨 상태(빼내기 가능 위치)를 나타내는 설명도이다.

도 6은 종래의 열풍 제어 밸브를 나타내는 종단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 밸브체, 1a: 밸브축, 1b: 밸브축, 1c: 세라믹 링, 1d: 세라믹 링, 2: 스핀들, 3: 밸브 상자, 3a: 플랜지, 3b: 통형부, 4: 유로(流路), 5: 내열 부재, 5a: 내열 부재, 5b: 내열 부재, 5c: 단차부(段差部), 5d: 밸브체 삽입구, 6: 파이프, 6a: 해방단(解放端), 7: 패킹 상자, 7a: 윗덮개, 7b: 패킹 누르개, 7c: 패킹 상자 지지부, 7d: 상면, 8: 제1 실 부재, 9: 고정 링, 10: 제2 실 부재, 11: 제3 실 부재, 12: 베어링, 13: 제4 실 부재, 14: 전동 구동부, 15: 종동축, 16: 록 수단, 16a: 기점 구멍, 16b: 회전 조작판, 16b₁: 장착 구멍, 16c: 각(角) 변형 구멍, 18: 똬리쇠, 19: 장착 나사, 20: 수축 끼워맞춤 접합부.

Claims

밸브 상자의 내주에 고온 유체(流體)의 유로(流路)를 형성하기 위해 배치된 내열 부재와, 상기 유로 내에 개폐 가능하게 배치되는 밸브체와, 상기 밸브체에 돌출 설치된 적어도 하나 이상의 밸브축과, 상기 밸브축에 스핀들 등을 통해 연동(連動)된 밸브 회전 수단을 구비하여 이루어지는 열풍 제어 밸브에 있어서,

상기 스핀들의 외주면에 장착되는 제1 실(seal) 부재와, 패킹 상자와 패킹 상자 지지부 사이에 끼워 장착되는 제2 실 부재와, 밸브체와 함께 빼낼 수 있는 방향으로 분할된 내열 부재의 분할 부위에 단차부(段差部)를 통해 장착되는 제3 실 부재와, 상기 밸브축에 대경(大經)의 세라믹 링을 통해 설치되는 제4 실 부재를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열풍 제어 밸브.
제1항에 있어서,

상기 내열 부재의 분할 부위와 밸브 상자의 유로 중 어느 하나 또는 두 가지 모두에 면하는 밸브체 삽입구를 각형(角型)으로 형성하는 동시에, 상기 밸브체 삽입구는 그 대각선 상에서만 밸브체가 빼내질 수 있는 크기로 개구되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 열풍 제어 밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 밸브체는 밸브축과 이 밸브체 중 어느 하나 또는 두 가지 모두가 파단(破斷)되었을 때, 밸브 개방 각도를 고정하는 록 수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열풍 제어 밸브.
제3항에 있어서,

상기 록 수단은 패킹 상자의 상면에 형성된 기점(基点) 구멍과, 상기 패킹 상자의 상면에 돌출되는 종동축(從動軸)에 공전(空轉) 불능 상태로 장착되는 회전 조작판과, 상기 기점 구멍과 정합(整合)하기 위해 상기 회전 조작판의 동심(同心) 위치에 형성된 적어도 하나 이상의 각(角) 변형 구멍과, 상기 각 변형 구멍과 상기 기점 구멍을 고정하는 멈춤 부재를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열풍 제어 밸브.
제1항에 있어서,

상기 밸브축은 연결부측이 단면(端面) D형으로 컷되어 스핀들에 회전 정지되어 있는 것을 특징으로 하는 열풍 제어 밸브.
제1항에 있어서,

상기 세라믹 링은 스핀들의 밸브축측과 밸브축 중 어느 하나 또는 두 가지 모두를 씌워 장착하는 파이프의 해방단측을 폐쇄하기 위해 상기 파이프 내에 회전 가능하게 개재(介在)되어 상기 고온 유체의 유로 내에 위치하지 않도록 면하게 하는 것을 특징으로 하는 열풍 제어 밸브.