KR100545522B1 - 밸브장치 - Google Patents

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KR100545522B1
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아세아브라운보베리 스탈 에이비
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Abstract

본 발명은, 제 1 유체용으로서 종방향 (a) 으로 연장한 내부 채널 (1) 과, 상기 제 1 유체에 관하여 저온인 제 2 유체용으로서 상기 내부 채널 (1) 을 에워싸는 외부 채널 (4) 을 가지는 채널장치를 위한 밸브장치 (8) 에 관한 것이다. 상기 밸브장치 (8) 는 상기 외부 채널 (4) 을 통한 흐름을 저지하도록 설치된 2 개 이상의 제 1 밸브 (9) 를 포함한다. 상기 외부 채널 (4) 은 2 개의 U-자형 채널부 (12,13) 를 포함하고, 상기 U-자형 채널부 각각은 상기 내부 채널 (1) 에 대해서 바깥쪽으로 연장하고 또한 상기 제 1 밸브들중의 하나 이상을 포함한다.
밸브장치

Description

밸브장치 {A VALVE DEVICE}
본 발명은, 제 1 유체용으로서 종방향으로 연장한 내부 채널과, 상기 제 1 유체에 관하여 저온인 제 2 유체용으로서 상기 내부 채널을 에워싸는 외부 채널을 가지는 채널장치를 위한 밸브장치로서, 상기 밸브장치가 상기 외부 채널을 통한 흐름을 저지하도록 설치된 2 개 이상의 제 1 밸브를 포함하도록 되어 있는 밸브장치에 관한 것이다.
이와 같은 밸브장치들은 가압 유동층을 포함하는 연소 설비, 소위 PFBC-설비 (Pressurized Fluidized Bed Combustion) 와 관련하여 사용하는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 설비들은, 유동층에서 생성된 가압의 고온 연소가스로부터 에너지를 빼내는 가스 터빈을 포함할 수도 있으며, 연소시에 요구되는 압축 연소공기는, 환형의 단면부를 가지며 또한 연소가스를 연소실로부터 가스 터빈에 운반하는 고온 가스 채널을 에워싸는 공기 채널을 통해 유동층에 공급될 수도 있다. 더욱이, 이러한 채널들에는, 가스 터빈 트립의 경우에, 즉 가스 터빈을 신속히 정지시켜야 하는 경우에 가스 터빈을 압력 용기로부터 분리하는 밸브장치를 제공하는 것이 알려져 있다.
SE-B-456 757 호는 PFBC-설비에 사용하도록 되어 있는 이와 같은 밸브장치를 개시하고 있다. 이러한 공지의 밸브장치는, 고온의 가스채널에 겹겹이 설치되고 또한 각각의 회전축선을 중심으로 회전될 수 있도록 되어 있는 2 개의 스로틀 밸브를 포함한다. 더욱이, 공기 채널의 둘레 주위에 분포되어 환형의 공기 채널을 저지함과 동시에 환형의 공기 채널과 고온의 가스 채널간의 접속부를 개방하도록 되어 있는 4 개의 원뿔형 밸브를 포함한다. 이들 4 개의 원뿔형 밸브들은 평행하게 설치된다. 즉, 이들 4 개의 원뿔형 밸브 모두는 공기 채널을 통한 흐름을 저지하는 기능을 한다. 그러나, 이러한 공지의 밸브장치가 장착된 설비에서 만족하게 기능한다고 하여도, 특히 연소설비를 대형으로 구성하는 것에 기인하는 문제점이 있다. 더욱이, 이들 원뿔형 밸브들은 작동을 위한 강력한 조정부재와 고온의 가스에 직접적으로 연결되는 밸브 스핀들 가이딩을 필요로 하는데, 이에 의해 밸브의 오동작이 유발된다. 이러한 공지의 장치가 가지고 있는 또 다른 문제점은, 이러한 장치가 크고 복잡한 주물을 포함한다는 것이다. 이러한 주물은 흐름이 많은 대형 설비의 경우에 적어도 타당한 비용으로는 제조가 불가능하다. 더욱이, 이러한 공지의 장치는 꽤 복잡한 흐름 경로를 포함하는데, 이에 의하면 높은 압력이 적어도 공기 채널에 대해서 하강하게 된다.
EP-A-721 062 호는 PFBC-설비용의 이러한 밸브장치를 개시하고 있다. 이 경우, 모든 3 개의 밸브 기능을 포함하는 전체의 밸브장치가 상당한 치수를 가지는 공통의 밸브 하우징내에 설치된다. 이 간행물로부터 알 수 있듯이, 가스 터빈과 압축기는 상기 밸브 하우징 위에 설치된다. 더욱이, 모든 3 개의 밸브 기능은 공통의 축상에 설치된 하나의 조정부재에 의해 좌우된다. 따라서, 이러한 안전 상의 관점에서 이러한 공지의 밸브장치는 아주 작은 여분을 갖는다.
본 발명의 목적은, 전술한 문제점들을 해결할 수 있는 밸브장치를 제공하는데 있다.
이러한 목적은, 앞서 서술한 밸브장치에 있어서, 외부 채널이 2 개의 U-자형 채널부를 포함하고, 이 U-자형 채널부 각각이 내부 채널에 대해서 바깥쪽으로 연장하고 또한 제 1 밸브들중의 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브장치에 의해 달성된다. 이러한 밸브장치에 의하면, 밸브장치가 대형 설비에 쓰이더라도 높이가 낮은 비교적 조밀한 구성이 가능하다. 또한, 2 개 이상의 U-자형 채널부를 설치하기 때문에, 밸브장치의 열변형을 막을 수가 있다. 유리하게는, 상기 U-자형 채널부들은 내부 채널에 대해서 대칭적으로 설치된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제 1 밸브들중의 하나 이상은 중간 파이프부를 통해 연장한 회전축선을 중심으로 회전이 가능한 밸브 디스크를 포함한다. 이러한 회전가능한 밸브 디스크 또는 소위 스로틀 밸브는, 축방향으로 변위가 가능한 원뿔형 밸브에 비하여, 아주 간단하게 제조될 수가 있고 소형의 비교적 간단한 조정부재에 의해 작동될 수가 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 상기 각 채널부는 내부 채널에 대해서 바깥쪽으로 연장하는 2 개의 파이프부와, 바깥쪽으로 연장하는 상기 파이프부들을 접속하는 중간 파이프부를 포함한다. 바깥쪽으로 연장하는 상기 2 개의 파이프부는 상기 내부 채널의 종방향에 대해서 실질적으로 직각을 형성하는 방향으로 연장할 수도 있다. 더욱이, 상기 중간 파이프부는 유리하게는 상기 내부 채널의 종방향에 대해서 실질적으로 평행한 방향으로 연장할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 상기 외부 채널에 있어서 상기 각 U-자형 채널부의 상기 바깥쪽으로 연장하는 2 개의 파이프부 사이에는 차단벽이 설치되며, 이 차단벽은 유리하게는 원뿔 모양을 갖는다. 이러한 원뿔 모양에 의하면, 강고한 접속이 가능하며, 온도차로 인해 외부 채널에 관하여 내부 채널의 이동이 허용된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 상기 내부 채널 및 외부 채널은 외벽 요소와 내벽 요소를 포함하는 벽에 의해 분리된다. 상기 외부 채널이 상기 내부 채널의 압력보다 고압인 압력의 제 2 유체를 운반하도록 설치되기 때문에, 유리하게는 상기 외벽 요소는 상기 내부 채널과 외부 채널간에 존재하는 압력차를 흡수하도록 설치될 수도 있다. 더욱이, 상기 내벽 요소는 상기 내부 채널의 유체에 대하여 보호층을 형성하도록 설치될 수도 있으며, 상기 내벽 요소와 외벽 요소 사이에는 열절연층이 설치될 수도 있다. 열적 인장을 막기 위해, 상기 내벽 요소는 상기 외벽 요소에 관하여 상기 내벽 요소의 이동을 허용하는 접속부에 의해 상기 외벽 요소에 접속될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 하나 이상의 제 2 밸브가 상기 내부 채널을 통한 흐름을 저지하도록 설치된다. 더욱이, 상기 외부 채널과 내부 채널간의 접속부를 개방하도록 구성된 하나 이상의 제 3 밸브가 상기 외부 채널의 상기 제 1 밸브의 상류부와 상기 내부 채널의 상기 제 2 밸브의 하류부에 설치될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 상기 제 1 밸브들중의 하나 이상은 제 1 축 핀 및 제 2 축 핀에 의해 상기 중간 파이프부에 회전가능하게 저널로 형성된 밸브 디스크를 포함한다. 상기 제 1 축 핀이 상기 밸브 디스크에 고정적으로 부착되고 상기 제 2 축 핀이 상기 밸브 디스크에 헐겁게 부착되기 때문에, 축방향의 구획면없이 상기 중간 파이프부에 밸브 디스크를 장착하는 것이 가능하며, 이와 동시에 밸브 디스크를 흐름에 유리한 방식으로 구성할 수도 있다. 상기 제 1 축 핀 및 상기 밸브 디스크는 일편으로 제조될 수도 있으며, 상기 밸브 디스크는 상기 제 2 축 핀이 삽입되도록 되어 있는 리세스를 포함할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 상기 제 1 및 제 2 밸브중의 하나 이상은 겹쳐서 설치된 2 개의 밸브 디스크를 포함하고, 각 밸브 디스크는 함침부를 포함하며, 각 함침부는 밸브 디스크들이 그들의 개방위치에 위치할때에 타방의 밸브 디스크의 함침부와 결합하도록 설치된다. 이러한 함침부 때문에, 밸브 디스크로부터 유발되는 흐름저항을 저감하는 것이 가능하다.
이하, 본 발명을 여러 가지의 실시형태에 의하여 그리고 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.
도 1 은 본 발명의 실시형태에 따른 밸브장치를 가지는 연소설비의 개략도이다.
도 2 는 도 1 의 밸브장치의 단면도이다.
도 3 은 도 2 의 선 Ⅲ-Ⅲ 에 따른 단면도이다.
도 4 는 도 2 의 선 Ⅳ-Ⅳ 에 따른 단면도이다.
도 5 는 도 4 의 단면도의 확대도이다.
도 6 은 도 2 의 밸브장치의 밸브 디스크의 사시도이다.
도 7 은 도 6 의 밸브 디스크를 위에서 도시한 평면도이다.
도 8 은 도 7 의 선 Ⅷ-Ⅷ 에 따른 밸브 디스크의 단면도이다.
도 9 는 도 2 의 단면도의 확대도이다.
도 1 은 종방향 (a) 으로 연장하여 연소 가스를 가압 연소실 (2) 로부터 가스 터빈 (3) 에 운반하는 고온 가스 채널을 형성하는 내부 채널 (1) 을 포함하는 채널장치를 가지는 연소설비를 개략적으로 도시한 것이다. 상기 채널장치는, 단면형태가 환형이며 상기 내부 채널 (1) 을 에워싸는 외부 채널 (4) 을 또한 포함한다. 상기 외부 채널 (4) 은 제 2 유체용이며, 가압 연소 공기나 산소-함유 가스를 압축기 (5) 로부터 압력 용기 (6) 및 그 안의 연소실 (2) 에 공급하기 위한 공기 채널을 형성한다. 도시된 바와 같이, 가압 연소실 (2) 은 가압 유동층 (7) 을 포함하고 있고, 이 유동층 (7) 에는 개략적으로 도시된 연소실 (2) 바닥의 노즐을 통해 가압 공기가 공급되며, 이에 의해 유동층 (7) 의 유동화가 이루어진다. 공기 채널 (4) 안에 흐르는 공기는 약 200-400℃ 의 온도와 약 15-17 바아 (abs) 의 압력을 가지며, 고온 가스 채널 안에 흐르는 연소 가스는 약 800-900℃ 의 온도와 상기 공기 채널 (4) 의 압력보다 작은 약 0.5 바아의 압력을 가진다.
상기 채널장치는 도 2 와 도 3 에 상세히 도시된 바와 같은 밸브장치 (8) 를 포함한다. 밸브장치 (8) 는, 상기 공기 채널 (4) 을 통한 공기흐름을 저지하도록 설치된 제 1 밸브 (9) 와, 상기 고온 가스 채널 (1) 을 통한 고온가스흐름을 저지하도록 설치된 제 2 밸브 (10) 와, 상기 공기 채널 (4) 과 상기 고온 가스 채널 (1) 간의 접속부를 개방하도록 구성된 제 3 밸브 (11) (도 3 참조) 를 포함한다. 상기 제 3 밸브 (11) 는 상기 공기 채널 (4) 의 상기 제 1 밸브 (9) 의 상류부와 상기 고온 가스 채널 (1) 의 상기 제 2 밸브 (10) 의 하류부에 설치된다. 제 1 밸브 (9) 와 제 2 밸브 (10) 가 개방되고 제 3 밸브 (11) 가 폐쇄되면, 고온 가스는 고온 가스 채널 (1) 을 통해, 그리고 가압 연소 공기는 공기 채널 (4) 을 통해 자유롭게 흐르게 된다. 제 1 밸브 (9) 와 제 2 밸브 (10) 가 폐쇄되면, 이러한 흐름은 방해를 받는다. 이러한 흐름을 신속히 정지시키려면, 압축기 (5) 및 가스 터빈 (3) 이 파괴되지 않도록 가압 공기를 직접적으로 가스 터빈 (3) 에 운반하기 위해 제 3 밸브 (11) 를 동시에 개방할 수 있도록 하는 것이 필수적이다.
상기 밸브장치 (8) 는 환형 공기 채널 (4) 의 2 개의 U-자형 채널부를 포함하며, 이 U-자형 채널부 각각은 상기 고온 가스 채널 (1) 에 대해서 바깥쪽으로 연장하는 2 개의 파이프부 (12) 와, 바깥쪽으로 연장하는 상기 파이프부 (12) 를 접속하는 중간 파이프부 (13) 를 포함한다. 상기 파이프부 (12) 는 상기 고온 가스 채널 (1) 의 종방향 (a) 에 대해서 실질적으로 직각을 형성하는 방향 (b) 으로 반경방향으로 바깥쪽으로 연장한다. 본 발명에 따르면, 상기 방향 (b) 은 접선방향에 근접하게 반경방향으로부터 벗어날 수도 있다. 더욱이, 상기 방향 (b) 은 상기 방향 (a) 에 대해서 경사질 수도 있다. 중간 파이프부 (13) 는 상기 고온 가스 채널 (1) 의 종방향 (a) 에 대해서 실질적으로 평행한 방향으로 연장한다. 중간 파이프부 (13) 와 파이프부 (12) 간에 형성된 채널 보우 (channel bow) 안에는, U-자형 채널부 안의 흐름저항을 저감할 수 있도록 가이드 블레이드 (14) 가 설치된다. U-자형 채널부는 상기 고온 가스 채널 (1) 과 공기 채널 (4) 에 대해서 대칭적으로 설치된다. 즉, 동일한 높이로 설치되며, 동일하게 연장하고, 실질적으로 동일한 형상을 갖는다. U-자형 채널부 (12,13) 는 굽은 형상, 즉 반-원형 형상을 가질 수도 있다. U-자형 채널부를 통한 연소 공기의 흐름을 강제하기 위하여, 상기 밸브장치 (8) 는 상기 환형 공기 채널 (4) 에 있어서 상기 각 U-자형 채널부의 상기 바깥쪽으로 연장하는 2 개의 파이프부 (12) 사이에 설치된 차단벽 (15) 을 포함한다. 이 차단벽 (15) 은 원뿔 형상을 가지며, 또한 상기 고온 가스 채널 (1) 과 상기 공기 채널 (4) 을 분리하는 내벽 (16) 과 상기 공기 채널 (4) 을 바깥쪽으로 경계지으며 상기 파이프부 (12) 가 연장하도록 되어 있는 외벽 (17) 과의 사이에서 상기 고온 가스 채널 (1) 주위로 연장한다. 상기 파이프부 (12) 는 상기 채널 보우와 상기 중간 파이프부 (13) 에서 온도에 의한 어떠한 실질적인 인장도 일어나지 않을 정도의 길이를 갖는다.
상기 내벽 (16) (도 4 및 도 5 참조) 은, 상기 고온 가스 채널 (1) 과 상기 공기 채널 (4) 간에 존재하는 압력차를 흡수하도록 설치된 외벽 요소 (18) 와, 상기 고온 가스 채널 (1) 의 고온 가스 유체에 대하여 보호층을 형성하도록 설치된 내벽 요소 (19) 를 포함한다. 상기 외벽 요소와 내벽 요소 (18,19) 사이에는 열 절연층 (20) 이 설치되며, 이 열절연층은 상기 외벽 요소 (18) 에 고정적으로 연결된다. 따라서, 내열재료의 보호판으로서 구성된 상기 내벽 요소 (19) 는, 흐르는 고온 가스가 상기 열절연층 (20) 및 상기 외벽 요소 (18) 와 직접적으로 접촉하는 것을 방지한다. 상기 내벽 요소 (19) 와 상기 열절연층 (20) 사이에는 공간부 (21) 가 있으며, 사이즈가 큰 경우에 상기 내벽 요소 (19) 주위에 연장하는 환형 지지요소 (22) 가 상기 내벽 요소 (19) 를 지지하도록 설치된다. 상기 열절연층은, 외벽 요소와의 사이에서 연장하여 상기 환형 지지요소 (22) 에 연결되는 얇은 판에 의해 상기 외벽 요소 (18) 에 부착된다.
상기 내벽 요소 (19) 는, 상기 외벽 요소 (18) 에 대한 상기 내벽 요소 (19) 의 이동을 허용하는 접속부 (도 5 참조) 에 의해 상기 외벽 요소 (18) 에 연결된다. 상기 접속부는, 상기 내벽 요소 (19) 에 고정적으로 연결되어 상기 내벽 요소 주위로 연장하는 플랜지 (23) 를 포함한다. 도시된 바와 같은 플랜지 (23) 는 상기 내벽 요소 (19) 와 함께 일편 (one piece) 으로 제조된다. 상기 플랜지 (23) 는 반경방향으로 바깥쪽으로 연장하며, 또한 상기 내벽 요소 (19) 와 실질적으로 평행을 이루도록 위쪽으로 굽어져 있다. 플랜지 (23) 의 상부는, 상기 내벽 요소 (19) 주위로 연장하여 상기 외벽 요소 (18) 의 2 개의 벽부 (18a,18b) 간의 리세스 안에 부착된 굽 (heel) 모양의 부재 (24) 를 포함한다. 플랜지 (23) 가 상기와 같이 부착되어 있기 때문에, 고온 가스로 인해 온도가 상기 외벽 요소 (18) 의 온도보다 높은 경우에 내벽 요소 (19) 가 바깥쪽으로 연장하는 것이 가능하다.
상기 중간 파이프부 (13) 각각에 있어서는 상기 제 1 밸브 (9) 가 2 개 제공된다. 제 1 밸브 (9) 각각은, 각각의 중간 파이프부 (13) 를 통해 연장하여 고온 가스 채널 (1) 의 종방향 (a) 에 대해 실질적으로 수직하게 형성된 회전축선을 중심으로 회전이 가능한 밸브 디스크를 포함한다. 일련적으로 배치된 이러한 제 1 밸브 (9) 에 의해, 압축기 (5) 로부터 공기흐름을 저지하는 데에는 이들중 하나의 기능만이 필요하기 때문에 안전성이 향상된다. 제 1 밸브 (9) 각각은 각각의 조정부재 (25) (도 2 참조) 에 의해 제어된다.
고온 가스 채널 (1) 안에는, 2 개의 제 2 밸브 (10) 가 서로 일련적으로 설치되어 있다. 제 2 밸브 (10) 각각은, 외벽 요소 (18) 에 저널로 형성되어 있으며 또한 상기 고온 가스 채널 (1) 을 통해 연장하여 상기 고온 가스 채널 (1) 의 종방향 (a) 에 대해 실질적으로 수직하게 형성된 회전축선을 중심으로 회전이 가능한 밸브 디스크를 포함한다. 제 2 밸브 (10) 각각은, 도 4 에 개략적으로 도시되어 있는 각각의 조정부재 (26) 에 의해 제어된다. 제 2 밸브 (10) 의 베어링은 공기 채널 (4) 과 고온 가스 채널 (1) 을 연결하는 냉각 채널에 의해 냉각된다. 공기 채널 (4) 안의 압력이 더 높기 때문에, WO 97/02436 에 개시된 바와 같이 이들 채널을 통해 냉각 공기 흐름이 얻어진다.
도 3 에서 알 수 있는 바와 같이, 밸브장치 (8) 는 2 개의 제 3 밸브 (11) 를 포함하며, 이 제 3 밸브 각각은 상기 고온 가스 채널 (1) 의 종방향 (a) 에 대해 실질적으로 수직한 방향으로 각각의 조정부재 (27) 에 의해 축방향으로 변위될 수 있는 원뿔형 밸브를 포함한다.
도 6 내지 도 8 에는, 상기 제 1 밸브 (9) 중의 일방에 대한 밸브 디스크 (28) 가 도시되어 있다. 이 밸브 디스크 (28) 는 제 1 축 핀 (29) 및 제 2 축 핀 (30) 에 의해 상기 중간 파이프부 (13) 안에 회전가능하게 저널로 형성되어 있다. 제 1 축 핀 (29) 은 밸브 디스크 (28) 에 고정적으로 설치되어 있고, 제 2 축 핀 (30) 은 밸브 디스크 (28) 에 헐겁게 또는 착탈가능하게 설치되어 있다. 도시된 예에서는, 밸브 디스크 (28) 와 제 1 축 핀 (29) 이 서로 결합하여 일편으로 형성되어 있다. 제 1 축 핀 (29) 의 정반대편에 있어서, 상기 밸브 디스크 (28) 는 해제가능한 상기 제 2 축 핀 (30) 이 삽입되도록 되어 있는 리세스 (31) 를 포함한다. 상기 밸브 디스크 (28) 는 흐름 방향에 대면하도록 설치된 상부측 (28a) 과 흐름 방향에 대면하도록 설치된 대향 저부측 (28b) 을 포함한다. 해제가능한 상기 제 2 축 핀 (30) 은 상기 상부측 (28a) 으로부터 연장하는 제 1 볼트 부재 (32) 와 상기 저부측 (28b) 으로부터 연장하는 제 2 볼트 부재 (33) 에 의해 상기 리세스 (31) 안에 부착될 수 있다. 상기 제 1 볼트 부재 (32) 가 상기 제 2 볼트 부재 (33) 보다 밸브 디스크 (28) 의 중심에 더 가까이 위치하기 때문에, 흐름으로 인한 밸브 디스크 (28) 에 대한 굽힘응력이 줄어든다.
상기 밸브 디스크 (28) 가 고정과 해제가 가능한 축 핀 (29,30) 을 갖기 때문에, 상기 밸브 디스크는 밸브 디스크 (28) 의 회전축선이 위치하는 면에 파이프부 (13) 의 분할 조인트를 설치할 필요없이 가능한 얇게 형성될 수도 있다. 상기 밸브 디스크 (28) 는, 해제가능한 축 핀 (30) 을 제거한 이후에 밸브 디스크 (28) 를 파이프부 (13) 안으로 롤링시켜 고정 축 핀 (29) 을 그의 베어링 구멍을 통해 안내할 수 있도록 장착된다. 이후, 상기 밸브 디스크 (28) 를 적당한 위치에 위치시키고, 해제가능한 축 핀 (30) 을 해제가능한 상기 축 핀 (30) 의 베어링 구멍을 통해 리세스 (31) 안으로 삽입한다. 이후, 해제가능한 상기 축 핀 (30) 을 나사 (32,33) 에 의해 체결한다.
도 9 에는, 제 1 밸브 (9) 가 연속적으로 설치된 2 개의 밸브 디스크 (28) 를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 각 밸브 디스크 (28) 는 함침부 (34) (도 6 및 도 7 참조) 를 포함한다. 일방의 밸브 디스크 (28) 의 함침부 (34) 는 밸브 디스크들 (28) 이 그들의 개방위치에 위치할때에 타방의 밸브 디스크 (28) 의 함침부 (34) 와 결합하도록 설치되어 있다. 연속적으로 설치된 2 개의 밸브 디스크 (28) 의 함침부들 (34) 은, 상부측 (28a) 상에 일방의 밸브 디스크 (28) 의 함침부 (34) 가 설치되고 저부측 (28b) 상에 타방의 밸브 디스크 (28) 의 함침부 (34) 가 설치되도록 구성되어 있다. 따라서, 2 개의 밸브 디스크 (28) 가 그들의 개방위치에 위치하여 함침부들 (34) 이 서로 결합하는 때에, 상기 밸브 디스크들 (28) 은 그들의 디스크 면이 중간 파이프부 (13) 의 종방향에 대해 실질적으로 평행을 이루도록 구성된다.
본 발명은 전술한 실시예에 제한되지 않으며 청구항의 범위내에서 수정과 변화가 가능하다.
제 1 밸브 (9) 의 밸브 디스크 (28) 에 설치한 것과 같은 함침부 (34) 를 제 2 밸브 (10) 의 밸브 디스크에 설치하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 밸브장치를 PFBC-설비와 관련하여 설명하였지만, 이러한 밸브장치는 가스 터빈과는 별도인 연소실에서 연소를 행하는 것과 같은 외부 연소방식의 모든 종류의 가스 터빈 설비에 활용될 수도 있다.

Claims (22)

  1. 제 1 유체용으로서 종방향 (a) 으로 연장한 내부 채널 (1) 과, 상기 제 1 유체에 비하여 저온인 제 2 유체용으로서 상기 내부 채널 (1) 을 에워싸는 외부 채널 (4) 을 가지는 채널장치를 위한 밸브장치로서, 상기 밸브장치 (8) 가 상기 외부 채널 (4) 을 통한 흐름을 저지하도록 설치된 2 개 이상의 제 1 밸브 (9) 를 포함하는 밸브장치에 있어서, 상기 외부 채널 (4) 이 2 개의 U-자형 채널부 (12,13) 를 포함하고, 상기 U-자형 채널부 각각은 상기 내부 채널 (1) 에 대해서 바깥쪽으로 연장하고 또한 상기 제 1 밸브들 (9) 중의 하나 이상을 포함하며, 상기 U-자형 채널부 (12,13) 는 상기 내부 채널 (1) 에 대해서 바깥쪽으로 연장하는 2 개의 파이프부 (12) 와, 바깥쪽으로 연장하는 상기 파이프부 (12) 를 접속하는 중간 파이프부 (13) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 U-자형 채널부 (12,13) 는 상기 내부 채널 (1) 에 대해서 대칭적으로 설치된 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 밸브들 (9) 중의 하나 이상은 중간 파이프부 (13) 를 통해 연장한 회전축선을 중심으로 회전이 가능한 밸브 디스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 밸브들은 상기 중간 파이프부 (13) 에 설치된 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 바깥쪽으로 연장하는 상기 2 개의 파이프부 (12) 는 상기 내부 채널 (1) 의 종방향 (a) 에 대해서 실질적으로 직각을 형성하는 방향으로 연장하는 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 중간 파이프부 (13) 는 상기 내부 채널 (1) 의 종방향 (a) 에 대해서 실질적으로 평행한 방향으로 연장하는 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 외부 채널 (4) 에 있어서 상기 각 U-자형 채널부 (12,13) 의 상기 바깥쪽으로 연장하는 2 개의 파이프부 (12) 사이에는 차단벽 (15) 이 설치된 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 외부 채널 (4) 은 상기 내부 채널 (1) 의 압력보다 고압인 압력에서 제 2 유체를 운반하도록 설치된 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 내부 채널 (1) 및 외부 채널 (4) 은 외벽 요소 (18) 와 내벽 요소 (19) 를 포함하는 벽 (16) 에 의해 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 외벽 요소 (18) 는 상기 내부 채널 (1) 과 외부 채널 (4) 간에 존재하는 압력차를 흡수하도록 설치된 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 내벽 요소 (19) 는 상기 내부 채널 (1) 의 유체에 대하여 보호층을 형성하도록 설치된 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 내벽 요소 및 외벽 요소 (19,18) 사이에는 열절연층 (20) 이 설치된 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 내벽 요소 (19) 는 상기 외벽 요소 (18) 에 관하여 상기 내벽 요소 (19) 의 이동을 허용하는 접속부 (23) 에 의해 상기 외벽 요소 (18) 에 접속된 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 내부 채널 (1) 을 통한 흐름을 저지하도록 설치된 하나 이상의 제 2 밸브 (10) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 외부 채널 (4) 과 내부 채널 (1) 간의 접속부를 개방하도록 구성된 하나 이상의 제 3 밸브 (11) 가 상기 외부 채널 (4) 의 상기 제 1 밸브 (9) 의 상류부와 상기 내부 채널 (1) 의 상기 제 2 밸브 (10) 의 하류부에 설치된 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  16. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 밸브들 (9) 중의 하나 이상은 제 1 축 핀 (29) 및 제 2 축 핀 (30) 에 의해 상기 중간 파이프부 (13) 에 회전가능하게 저널로 형성된 밸브 디스크 (28) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 제 1 축 핀 (29) 은 상기 밸브 디스크 (28) 에 고정적으로 부착되고 상기 제 2 축 핀 (30) 은 상기 밸브 디스크 (28) 에 헐겁게 부착된 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 축 핀 (29) 및 상기 밸브 디스크 (28) 는 일편으로 제조된 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 밸브 디스크 (28) 는 상기 제 2 축 핀 (30) 이 삽입되도록 되어 있는 리세스 (31) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 밸브 디스크 (28) 는 흐름 방향에 대면하도록 설치된 상부측 (28a) 과 흐름 방향에 대면하도록 설치된 대향 저부측 (28b) 을 포함하고, 상기 제 2 축 핀 (30) 은 상부측 (28a) 으로부터 연장하는 제 1 볼트 부재 (32) 와 저부측 (28b) 으로부터 연장하는 제 2 볼트 부재 (33) 에 의해 상기 리세스 (31) 에 부착될 수 있고, 상기 제 1 볼트 부재 (32) 는 상기 제 2 볼트 부재 (33) 보다 밸브 디스크 (28) 의 중심에 더 가까이 위치한 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  21. 제 16 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 밸브중의 하나 이상 (9) 은 연속적으로 설치된 2 개의 밸브 디스크 (28) 를 포함하고, 각 밸브 디스크 (28) 는 함침부 (34) 를 포함하며, 각 함침부 (34) 는 밸브 디스크들이 그들의 개방위치에 위치할때에 타방의 밸브 디스크 (28) 의 함침부 (34) 와 결합하도록 설치된 것을 특징으로 하는 밸브장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 2 개의 연속적인 밸브 디스크 (28) 의 함침부들 (34) 은, 흐름 방향에 대면하도록 설치된 상부측 (28a) 상에 일방의 밸브 디스크 (28) 의 함침부 (34) 가 설치되고 흐름 방향에 대면하도록 설치된 저부측 (28b) 상에 타방의 밸브 디스크의 함침부 (34) 가 설치되도록 구성된 것을 특징으로 하는 밸브장치.
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