KR100896090B1 - 고압용기용 이중밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내용적이 약 1000L(리터) 이상이 되는 실린더 형상의 몸통 내부에 압축천연가스(CNG)나 소화약제 등을 고압으로 저장하기 위한 고압용기의 밸브장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고압가스의 배출을 위하여 설치되는 개폐밸브의 수리나 유지보수 또는 개폐밸브의 교체시에 고압용기의 내부에 저장된 고압가스의 누설을 신속 정확하게 차단시키도록 하는 A/S밸브를 설치함으로서, 개폐밸브의 수리 및 유지보수와 그 교체작업을 보다 손쉽고 안전하게 수행토록 함과 동시에, 해당 작업시 발생하는 가스의 누설량을 거의 제로화시켜 고압용기의 경제적인 사용이 가능토록 하고, 고압용기의 내압증가에 따른 안전밸브로서의 과압배출구 내부에 2개의 파열디스크가 내장되도록 함으로서, 안전밸브로서의 파열디스크가 가스의 반복 충전이나 각종 충격 및 진동에 의한 피로하중의 누적 또는 재료결함 등으로 오작동됨에 따른 막대한 량의 가스누설과 이로 인한 사고의 위험성 및 경제적인 손실 또한 최소화시키도록 하며, 특히 이동식 튜브 트레일러에 사용되는 고압용기에 가장 최적으로 적용시킬 수 있도록 한 고압용기의 이중밸브장치에 관한 것이다.

이를 위하여, 본 발명은 실린더(Cylinder) 형상의 몸통 내부에 고압가스가 저장되는 대용량의 고압용기(10)가 구비되고, 상기 고압용기(10)의 상단 네크링(11)(Neck-ring)에는 가스배출통로(14)가 내부에 형성된 밸브바디(13)가 설치되며, 상기 밸브바디(13)에는 가스공급라인(18)을 통하여 고압가스를 선택적으로 배출시키기 위한 개폐밸브(17)와, 안전밸브로서 파열디스크(30)가 내장된 과압배출구(19)가 각각 연결 설치되는 것에 있어서, 상기 밸브바디(13)의 상단부는 가스배출통로(14)와 연이어지는 "Γ" 형상의 가스제어통로(16)가 내부에 구비되는 밸브기구의 죠인트부(15)로 형성되어, 상기 죠인트부(15)의 측면부에 개폐밸브(17)가 연결 설치되고, 상기 죠인트부(15)의 상단측에는 가스제어통로(16)를 선택적으로 개폐시키기 위한 A/S밸브(20)가 연결 설치되며, 상기 A/S밸브(20)는 죠인트부(15)의 상단 밸브리시버(27)와 체결되는 밸브너트(21)와, 상기 밸브너트(21)로부터 죠인트부(15)를 수직으로 관통하여 가스제어통로(16)까지 연장되는 밸브스템(23)과, 상기 밸브스템(23)의 하단에 형성되어 가스제어통로(16)상에 형성된 밸브홈(25)과 밀착되는 밸브헤드(24)로 이루어지고, 상기 밸브너트(21)를 관통하여 상부로 연장되는 밸브스템(23)의 단부측에는 핸들(22)이 고정 설치되어, 상기 핸들(22)의 회전에 의하여 밸브스템(23)이 죠인트부(15)를 따라 나사식으로 승하강 가능하도록 이루어지며, 상기 과압배출구(19)의 내부에는 한 쌍의 파열디스크(30)가 스페이서링(31)에 의하여 일정한 간격을 두고 이격되도록 삽입 설치되는 것을 특징으로 한다.

고압용기, 밸브장치, 과압배출구, 파열디스크, 튜브 트레일러

Description

고압용기용 이중밸브장치{Double type valve apparatus for high-pressure container}

도 1은 본 발명에 의한 이중밸브장치가 설치되는 고압용기의 일부 측단면도.

도 2는 본 발명의 요부를 이루는 A/S밸브와 과압배출구의 설치구조를 나타내는 부분확대 단면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 고압용기 11 : 네크링 12 : 용기고정플랜지

13 : 밸브바디 13a : 나사체결부 13b : 너트부

14 : 가스배출통로 15 : 죠인트부 16 : 가스제어통로

17 : 개폐밸브 17a,17b : 밸브죠인트 18 : 가스공급라인

19 : 과압배출구 20 : A/S밸브 21 : 밸브너트

22 : 핸들 23 : 밸브스템 24 : 밸브헤드

25 : 밸브홈 26 : 나사결합부 27 : 밸브리시버

28 : 밀폐링 29 : 어댑터 30 : 파열디스크

31 : 스페이서링 32 : 와셔 33 : 방사너트

본 발명은 내용적이 약 1000L(리터) 이상이 되는 실린더 형상의 몸통 내부에 압축천연가스(CNG)나 소화약제 등을 고압으로 저장하기 위한 고압용기의 밸브장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고압가스의 배출을 위하여 설치되는 개폐밸브의 수리나 유지보수 또는 개폐밸브의 교체시에 고압용기의 내부에 저장된 고압가스의 누설을 신속 정확하게 차단시키도록 하는 A/S밸브를 설치함으로서, 개폐밸브의 수리 및 유지보수와 그 교체작업을 보다 손쉽고 안전하게 수행토록 함과 동시에, 해당 작업시 발생하는 가스의 누설량을 거의 제로화시켜 고압용기의 경제적인 사용이 가능토록 하고, 고압용기의 내압증가에 따른 안전밸브로서의 과압배출구 내부에 2개의 파열디스크가 내장되도록 함으로서, 안전밸브로서의 파열디스크가 가스의 반복 충전이나 각종 충격 및 진동에 의한 피로하중의 누적 또는 재료결함 등으로 오작동됨에 따른 막대한 량의 가스누설과 이로 인한 사고의 위험성 및 경제적인 손실 또한 최소화시키도록 하며, 특히 이동식 튜브 트레일러에 사용되는 고압용기에 가장 최적으로 적용시킬 수 있도록 한 고압용기의 이중밸브장치에 관한 것이다.

일반적으로 압축천연가스(CNG: Compressed natural gas) 저장용기나 소화약제 등의 저장용기와 같이 기체 상태의 가스를 고압으로 저장시키기 위한 고압용기는 그 크기가 비교적 크게 되는 실린더 형상의 점보용기로 제조되며, 상기 고압용기의 상단 네크링(Neck-ring) 부분에는 용기의 내부에 저장된 고압가스를 필요에 따라 선택적으로 배출시키기 위한 밸브기구가 설치되어 있다.

상기와 같이 고압용기에 설치되는 밸브기구의 대표적인 예로는, 고압용기의 내부공간과 연통되는 가스배출통로가 형성된 밸브바디가 고압용기의 네크링 부분에 체결식으로 고정 설치된 상태에서, 상기 가스배출통로의 출구상에 개폐용 손잡이를 구비하는 개폐밸브(주로 볼밸브가 사용된다)가 주차단밸브로서 설치되며, 상기 밸브바디에는 화재 등에 의하여 고압용기의 내부압력이 일정 수준 이상으로 상승하게 되면, 파열디스크가 파열됨과 동시에 고압용기에 저장된 가스가 자동 배출되도록 하는 안전밸브로서의 과압배출구가 연결 설치되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 일반적인 고압용기용 밸브장치는 고압용기로부터 고압가스를 선택적으로 배출시키기 위한 개폐밸브의 빈번한 작동 및 고압용기에 가해지는 각종 충격이나 진동 등으로 인하여 개폐밸브의 작동불량 또는 기밀누설과 같은 상황이 발생하게 될 경우, 고압용기에 저장된 가스의 누출을 방지하면서 개폐밸브의 수리나 유지보수 또는 교체와 같은 작업을 현장에서 즉시 행하기가 매우 어려운 문제점이 있었다.

다시 말해서, 상기 개폐밸브가 고압용기에 저장된 가스의 주된 배출통로가 되므로, 개폐밸브의 수리나 유지보수 또는 그 교체 작업시에 개폐밸브의 개방 또는 분리와 같은 작업이 선행되어져야 하는 경우, 고압용기의 내부에 약 200 bar 정도의 압력으로 저장된 고압가스의 누설을 신속하고 정확하게 차단시킨 상태에서, 개폐밸브의 수리나 유지보수 또는 교체작업을 현장에서 손쉽고 안전하게 수행하기가 매우 까다롭게 된다는 것이다.

이로 인하여, 개폐밸브의 수리나 유지보수 및 그 교체시 고압용기에 저장된 고압가스를 대부분 방출시킨 상태에서 해당 작업을 수행한 다음, 고압용기의 내부 에 가스를 다시 재충전시키는 방식이 주로 이루어짐에 따라, 개폐밸브의 수리나 유지보수 및 그 교체작업에 많은 시간과 비용이 소요되고, 가스방출에 따른 소음 및 안전사고의 위험성 또한 증가하게 될 뿐만 아니라, 고압용기의 사용에 따른 전체적인 경제성이 크게 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 일반적인 고압용기용 밸브장치의 과압배출구에는 1개의 파열디스크만이 설치되어 있는 바, 화재 등의 요인으로 인한 고압용기의 급격한 내압상승시 이 파열디스크가 파열됨과 동시에 고압용기에 저장된 가스가 방출됨으로서 고압용기 자체의 파손을 방지할 수는 있었으나, 가스의 반복 충전을 포함하여 고압용기에 가해지는 각종 충격 및 진동에 의한 피로하중의 누적 또는 파열디스크 자체의 재료결함 등으로 일정 수준 이하의 압력에서 파열디스크가 오작동될 경우에는, 고압용기에 저장된 막대한 량의 가스방출 및 이로 인한 사고의 위험성과 경제적인 손실이 매우 크게 되는 문제점이 있었다.

특히, 최근에 들어서는 가스연료를 사용하는 차량이나 화재발생지역의 위치에 상관없이 비상시에 언제 어디서든지 가스연료의 충전이나 소화약제의 공급을 원활하게 수행할 수 있도록, 내용적이 1000L(리터) 이상이 되는 대용량 고압가스용기 또는 대용량 소화약제용기 등을 트레일러 차량에 장착시킨 이동식 튜브 트레일러가 널리 보급되고 있다.

상기와 같은 이동식 튜브 트레일러에 설치되는 대용량 고압용기의 경우는 트레일러 차량의 운행에 따른 각종 충격과 진동 등에 의하여 주차단밸브로서의 개폐밸브 및 파열디스크의 손상이 매우 빈번하게 발생하는 바, 위에서 설명되어진 바와 같은 방식으로 개폐밸브의 수리나 유지보수 및 교체 작업을 자주 행하거나 파열디스크의 잦은 오작동을 개선하지 못하게 되면, 고압용기의 사용 과정에서 막대한 경제적인 손실을 유발시키는 문제점이 발생하는 것이었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 의한 고압용기용 이중밸브장치는 고압가스의 배출을 위하여 설치되는 개폐밸브의 수리나 유지보수 또는 개폐밸브의 교체시에 고압용기의 내부에 저장된 고압가스의 누설을 신속 정확하게 차단시키도록 하는 A/S밸브를 설치함으로서, 개폐밸브의 수리 및 유지보수와 그 교체작업을 보다 손쉽고 안전하게 수행토록 함과 동시에, 해당 작업시 발생하는 가스의 누설량을 거의 제로화시켜 고압용기의 경제적인 사용이 가능토록 하는 것을 제 1의 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 개폐밸브를 연결시키기 위하여 고압용기의 네크링에 체결되는 밸브바디의 상부측에 가스배출통로와 연이어지는 가스제어통로가 구비된 죠인트부를 밸브바디와 일체로 형성시킨 다음, 상기 가스제어통로를 개폐시키는 A/S밸브의 밸브스템이 죠인트부를 관통하여 승하강 가능하게 삽입 설치되도록 함으로서, A/S밸브가 밸브바디상에 보다 견고하게 고정되도록 하여 고압용기에 가해지는 각종 충격이나 진동 등에 의한 A/S밸브의 손상 및 오작동을 최소화시켜 A/S밸브의 사용수명을 크게 연장시킬 수 있도록 하는 것을 제 2의 기술적 과제로 한다.

마지막으로, 본 발명은 고압용기의 내압증가에 따른 안전밸브로서 밸브바디와 일체로 형성되는 과압배출구의 내부에 2개의 파열디스크가 내장되도록 함으로 서, 안전밸브로서의 파열디스크가 가스의 반복 충전이나 각종 충격 및 진동에 의한 피로하중의 누적 또는 디스크 자체의 재료결함 등으로 오작동됨에 따른 막대한 량의 가스누설과 이로 인한 사고의 위험성 및 경제적인 손실 또한 최소화시킬 수 있도록 하며, 특히 내용적이 1000L(리터) 이상이 되는 이동식 튜브 트레일러에 사용되는 대용량 고압용기에 가장 최적으로 적용시킬 수 있는 밸브장치를 제공할 수 있도록 하는 것을 제 3의 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 실린더 형상의 몸통 내부에 고압가스가 저장되는 대용량의 고압용기가 구비되고, 상기 고압용기의 상단 네크링에는 가스배출통로가 내부에 형성된 밸브바디가 설치되며, 상기 밸브바디에는 가스공급라인을 통하여 고압가스를 선택적으로 배출시키기 위한 개폐밸브와, 안전밸브로서 파열디스크가 내장된 과압배출구가 각각 연결 설치되는 것에 있어서, 상기 밸브바디의 상단부는 가스배출통로와 연이어지는 "Γ" 형상의 가스제어통로가 내부에 구비되는 밸브기구의 죠인트부로 형성되어, 상기 죠인트부의 측면부에 개폐밸브가 연결 설치되고, 상기 죠인트부의 상단측에는 가스제어통로를 선택적으로 개폐시키기 위한 A/S밸브가 연결 설치되며, 상기 A/S밸브는 죠인트부의 상단 밸브리시버와 체결되는 밸브너트와, 상기 밸브너트로부터 죠인트부를 수직으로 관통하여 가스제어통로까지 연장되는 밸브스템과, 상기 밸브스템의 하단에 형성되어 가스제어통로상에 형성된 밸브홈과 밀착되는 밸브헤드로 이루어지고, 상기 밸브너트를 관통하여 상부로 연장되는 밸브스템의 단부측에는 핸들이 고정 설치되어, 상기 핸들의 회전에 의하여 밸브스템이 죠인트부를 따라 나사식으로 승하강 가능하도록 이루어지며, 상기 과압배출구의 내부에는 한 쌍의 파열디스크가 스페이서링에 의하여 일정한 간격을 두고 이격되도록 삽입 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 이중밸브장치가 설치되는 고압용기의 일부 측단면도이고, 도 2는 본 발명의 요부를 이루는 A/S밸브와 과압배출구의 설치구조를 나타내는 부분확대 단면도이다.

본 발명에 의한 이중밸브장치를 포함하는 고압용기의 전체적인 구성은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 실린더(Cylinder) 형상의 몸통 내부에 고압가스가 저장되는 대용량의 고압용기(10)(도면상 용기의 상단부만이 도시되어 있음)가 구비되고, 상기 고압용기(10)의 상단 네크링(11)(Neck-ring) 즉, 용기(10) 상단의 좁은 목부위에는 각종 설비용 프레임이나 튜브 트레일러상에 고압용기(10)를 견고히 고정 설치하기 위한 용기고정플랜지(12)가 결합되어 있다.

상기 네크링(11)은 고압용기(10)의 내부에 저장된 고압가스의 1차적인 배출통로가 됨과 동시에 각종 밸브기구의 설치를 위한 베이스(Base)가 되는 것으로서, 상기 네크링(11)의 상단부에는 밸브기구의 설치를 위한 밸브바디(13)가 네크링(11)의 중앙부를 통하여 체결 설치되어 있으며, 상기 밸브바디(13)의 몸통 내부에는 고압용기(10)에 저장된 고압가스의 배출을 위한 가스배출통로(14)가 관통 형성되어 있다.

상기와 같이 밸브바디(13)의 내부에 형성되는 가스배출통로(14)는 주차단밸브로서 개폐밸브(17)측으로 통하는 통로와 안전밸브로서 파열디스크가 내장된 과압배출구(19)측으로 통하는 통로로 나뉘어지게 되며, 해당 통로의 출구측에 상기 개폐밸브(17) 및 과압배출구(19)가 각각 연결 설치되는 바, 본 발명의 제 1요부에 해당하는 A/S밸브(20)는 밸브바디(13)의 상단부에서 밸브바디(13)와 일체로 형성되는 죠인트부(15)상에 개폐밸브(17)와 함께 설치되는 것이다.

본 발명의 제 1요부에 해당하는 상기 A/S밸브(20)는 도 1 및 도 2에 각각 도시되어 있는 바와 같이, 밸브바디(13)에 형성된 가스배출통로(14)와 연이어지도록 "Γ" 형상으로 형성되는 가스제어통로(16)가 내부에 구비된 죠인트부(15)상에 개폐밸브(17)와 직교하도록 삽입 설치되는 바, 가스제어통로(16)의 형태에 맞추어 상기 개폐밸브(17)는 죠인트부(15)의 측면부상에 연결 설치되고, 상기 A/S밸브(20)는 죠인트부(15)의 상단부에 연결 설치되어 가스배출통로(14)를 개폐밸브(17)와 연통시키기 위한 가스제어통로(16)를 필요에 따라 선택적으로 개폐시키는 기능을 수행하게 된다.

상기와 같이 죠인트부(15)의 가스제어통로(16)를 선택적으로 개폐시킬 수 있도록, 상기 A/S밸브(20)는 죠인트부(15)의 상단 밸브리시버(27)와 체결되는 밸브너트(21)와, 상기 밸브너트(21)로부터 죠인트부(15)를 수직으로 관통하여 가스제어통로(16)까지 연장되는 밸브스템(23)(Valve stem)과, 상기 밸브스템(23)의 하단에 형성되어 가스제어통로(16)상에 형성된 밸브홈(25)과 밀착되거나 또는 밸브홈(25)으로부터 이탈되는 밸브헤드(24)로 이루어지게 된다.

이와 같은 A/S밸브(20)의 작동을 위하여, 상기 밸브너트(21)를 관통하여 상부로 연장되는 밸브스템(23)의 단부측에는 핸들(22)이 고정 설치되며, 상기 밸브스템(23)의 몸체 중앙부에는 나사결합부(26)가 형성됨과 동시에, 밸브스템(23)이 관통되는 죠인트부(15)의 내주면을 따라서는 상기 나사결합부(26)가 맞물리는 너트부가 형성되어 있다.

따라서, 상기 핸들(22)의 회전에 의하여 밸브스템(23)이 죠인트부(15)를 따라 나사식으로 승하강 가능하도록 이루어짐과 동시에, 밸브스템(23)의 하단에 형성된 밸브헤드(24)가 가스제어통로(16)상에 형성된 밸브홈(25)과 밀착 또는 이격될 수 있도록 이루어지며, 상기 밸브스템(23)이 밸브너트(21)를 관통하는 부위에는 기밀(氣密)유지를 위한 밀폐링(28)이 개재되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 밸브너트(21)는 죠인트부(15)의 상단에 돌출 형성된 밸브리시버(27)와 나사식으로 체결 설치될 수도 있으나, 경우에 따라 누설방지용 팩킹을 개재시킨 상태로 밸브리시버(27)와 끼움결합식으로 설치될 수도 있으며, 상기 밸브헤드(24)와 밸브홈(25)은 핸들(22)의 회전조작에 의하여 보다 신속하고 확실한 밸브작동을 이루어낼 수 있도록, 그 잠금 방향측으로 갈수록 외경 및 내경이 축소되는 접시 형상으로 형성시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 밸브헤드(24)의 재질로는 윤활성 및 밀봉성이 우수한 동(銅)과 같은 금속재질이 될 수도 있고, 그 이외의 다른 금속 또는 단단한 플라스틱 재질이 될 수도 있으며, 탄력있는 고무나 합성수지 또는 유연한 플라스틱 등의 재질이 될 수도 있고, 상기 밸브홈(25)의 내주면을 따라 밸브헤드(24)와의 밀착성을 향상시키 기 위한 시트재를 설치할 수도 있으며, 밸브헤드(24)에 의한 가스제어통로(16)의 개폐작업을 효과적으로 수행할 수 있는 것이라면 이외에도 다른 여러 가지 수단을 적용시킬 수 있다.

또한, 주차단밸브로서의 상기 개폐밸브(17)는 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 죠인트부(15)의 일측(도면상 우측) 방향으로 돌출 형성되어 가스제어통로(16)의 출구 역할을 하는 부분과 밸브죠인트(17a)에 의하여 연결 설치되는 데, 해당 출구의 내주면을 따라서는 밸브죠인트(17a)의 연결을 위한 너트부(13b)가 형성되어 있으며, 위에서 설명되어진 바와 같이 상기 개폐밸브(17)는 핸들을 구비하는 볼밸브가 주로 사용되지만, 이외에도 다른 여러 가지 종류의 밸브가 사용될 수 있다.

그리고, 상기 개폐밸브(17)의 출구측에는 액화천연가스나 소화약제 등을 요구하는 장소로 배출시키도록 하는 가스공급라인(18)이 밸브죠인트(17b)에 의하여 개폐밸브(17)와 연결 설치되는 데, 상기 가스공급라인(18)은 금속 재질의 배관, 바람직하게는 동관(銅管)이 될 수도 있고, 합성수지나 플라스틱 재질의 배관이 될 수도 있으며, 고압용 호스와 같이 유연성 있는 배관이 될 수도 있다.

이와 더불어, 본 발명의 제 2요부에 해당하는 과압배출구(19)의 구조는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 밸브바디(13)의 몸통을 관통하는 가스배출통로(14) 중 밸브바디(13)의 측면부에서 일정 길이만큼 외부로 연장되는 가스배출통로(14)의 출구 선단에 스페이서링(31)에 의하여 일정한 간격을 두고 이격되는 한 쌍의 파열디스크(30)가 위치하게 되며, 상기 한 쌍의 파열디스크(30)를 가스배출통로(14)의 출구측에 밀착 고정시키기 위한 어댑터(29)가 와셔(32)를 개재시킨 상태로 해당 가스배출통로(14)의 출구 외주면을 따라 체결 설치된다.

상기 파열디스크(30)는 종래의 일반적인 고압용기용 밸브장치의 과압배출구에 설치되는 것과 마찬가지로 원판 형상을 가지는 얇은 금속막으로 형성되는 데, 국제규격인 AP520의 방출유량을 충족시킬 수 있도록 한 것으로서 주로 알루미늄판과 같은 금속판이 사용되지만, 파열디스크(30)의 가장 바람직한 실시예로는 피로하중에 강한 니켈-크롬판의 양면에 아세탈(폴리옥시메틸렌,Polyoxymethylene: 기계적 강도와 내유성 및 내마모성이 우수하고 반복하중에 강한 열가소성 수지)이 코팅 처리된 것을 들 수 있다.

또한, 상기 어댑터(29)는 외부의 각종 요인으로부터 파열디스크(30)를 보다 안전하게 보호할 수 있도록 도면상 우측단에 위치하는 파열디스크(30)로부터 일정 길이만큼 연장 형성되어 개략 나사 소켓 형상을 가지게 되며, 상기 어댑터(29)의 선단에는 파열디스크(30)의 파열시 가스배출통로(14)를 통한 고압가스의 방출을 보조토록 하는 방사너트(33)가 체결 설치되어 있다.

마지막으로, 본 발명에 의한 고압용기용 이중밸브장치에 있어, 도면부호 13a로 표시된 나사체결부 이외에도 이중밸브장치를 구성함에 필요한 각종 부품의 연결부위에는 고압용기(10)에 저장된 고압가스의 누출을 방지할 수 있도록 미도시된 팩킹을 필요에 따라 추가적으로 개재시킬 수도 있고, 각 부품의 연결부위에 공지의 실링재나 코팅식 밀봉액 등을 적용시켜 각각의 연결부위가 충분한 기밀(氣密) 유지가 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 작용관계를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 고압용기(10)의 내부에 액화천연가스나 소화약제 등이 고압으로 충전되고 주차단밸브로서의 개폐밸브(17)가 정상적으로 작동될 경우, 상기 죠인트부(15)에 형성된 가스제어통로(16)가 A/S밸브(20)에 의하여 개방된 상태를 유지토록 함으로서, 밸브바디(13)의 가스배출통로(14)와 죠인트부(15)의 가스제어통로(16) 및 개폐밸브(17)를 거쳐 고압용기(10)에 저장된 가스의 선택적인 배출이 가능토록 하게 된다.

다시 말해서, 고압용기(10)의 정상적인 사용이 가능한 경우에는 A/S밸브(20)의 핸들(22)을 회전시켜 밸브스템(23)이 도 1 및 도 2에 도시된 상태에서 도면상 상부 방향으로 회전 이동되도록 함으로서, 밸브스템(23) 하단의 밸브헤드(24)가 밸브홈(25)으로부터 이탈된 상태 즉, A/S밸브(20)에 의한 가스제어통로(16)의 개방상태를 유지토록 한다는 것이며, 고압가스의 배출 및 그 차단은 개폐밸브(17)에 의하여 이루어지도록 한다는 것이다.

상기와 같이 고압용기(10)를 정상적으로 사용하는 도중에 개폐밸브(17)의 빈번한 작동 및 고압용기(10)에 가해지는 각종 충격이나 진동 등으로 인하여 개폐밸브(17)의 작동불량 또는 기밀누설과 같은 상황이 발생함으로서 개폐밸브(17)의 수리나 유지보수 또는 그 교체 작업이 이루어져야 할 경우에는, 그 이전에 A/S밸브(20)의 핸들(22)을 회전시켜 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 밸브스템(23) 하단의 밸브헤드(24)가 밸브홈(25)의 내주면과 견고하게 밀착된 상태 즉, A/S밸 브(20)에 의한 가스제어통로(16)의 폐쇄상태로 밸브장치를 세팅하게 된다.

상기와 같이 A/S밸브(20)에 의하여 가스제어통로(16)를 폐쇄상태로 세팅하게 되면, 고압용기(10)의 내부에 저장된 고압가스가 밸브바디(13)의 가스배출통로(14)로부터 죠인트부(15)의 가스제어통로(16)를 거쳐 외부로 배출되지 못하는 상태가 되므로, 개폐밸브(17)의 수리나 유지보수 또는 그 교체 작업시 개폐밸브(17)의 개방 또는 분리와 같은 작업을 행하여야 하더라도, A/S밸브(20)의 조작에 의하여 고압용기(10)의 내부에 약 200 bar 정도의 압력으로 저장된 고압가스의 누설을 현장에서 신속하고 정확하게 차단시켜, 개폐밸브(17)의 수리나 유지보수 또는 교체작업을 현장에서 매우 손쉽고 안전하게 수행할 수 있게 된다는 것이다.

이로 인하여, 주차단밸브가 되는 개폐밸브(17)의 수리나 유지보수 및 그 교체시 고압용기(10)에 저장된 고압가스를 대부분 방출시킨 상태에서 해당 작업을 수행한 다음, 고압용기(10)의 내부에 가스를 다시 재충전시키도록 한 종래의 경우와 비교하여 개폐밸브(17)의 수리나 유지보수 및 그 교체작업에 소요되는 시간과 비용을 최대한으로 절감시킬 수 있게 되고, 가스방출에 따른 소음 및 안전사고의 위험성 또한 현저히 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 고압용기(10)의 사용에 따른 전체적인 경제성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

이와 더불어, 고압용기(10)용 밸브장치의 과압배출구(19) 내부에 한 쌍의 파열디스크(30)를 설치함으로서, 가스의 반복 충전을 포함하여 고압용기(10)에 가해지는 각종 충격 및 진동에 의한 피로하중의 누적 또는 파열디스크(30) 자체의 재료결함 등으로 인하여 일정한 압력 이하에서 내측에 위치하는 파열디스크(30) 1개가 오작동될 경우라도 외측에 위치하는 나머지 1개의 파열디스크(30)에 의하여 고압가스의 무의미한 방출을 차단할 수 있게 된다.

따라서, 파열디스크(30)의 오작동에 의하여 고압용기(10)에 저장된 막대한 량의 가스가 무의미하게 방출되는 현상 및 이로 인한 사고의 위험성과 경제적인 손실을 크게 줄일 수 있게 되며, 비록 2개의 파열디스크(30)가 설치된다 하더라도 파열디스크(30) 사이의 설치간격이 좁고 그 파열강도(파열압력) 또한 동일하기 때문에, 고압용기(10)의 파손이 우려되는 일정한 압력 이상이 되면 각각의 파열디스크(30)가 거의 동시에 내측으로부터 순차적으로 파열됨으로서, 파열디스크(30)의 고유 기능은 아무런 문제없이 달성될 수 있는 것이다.

특히, 본 발명에 의한 이중밸브장치는 트레일러 차량의 운행에 따른 각종 충격과 진동 등에 의하여 주차단밸브로서의 개폐밸브(17) 및 파열디스크(30)의 손상이 매우 빈번하게 발생하는 튜브 트레일러용 고압용기{내용적이 1000L(리터) 이상이 되는 대용량의 용기}에 최적으로 적용시킬 수 있는 것이며, 개폐밸브(17)의 연결을 위한 밸브바디(13)의 상부측에 가스배출통로(14)와 연이어지는 가스제어통로(16)가 구비된 죠인트부(15)를 밸브바디(13)와 일체로 형성시킨 다음, 상기 가스제어통로(16)를 개폐시키는 A/S밸브(20)의 밸브스템(23)이 죠인트부(15)를 관통하여 승하강 가능하게 삽입 설치되도록 함으로서, A/S밸브(20)가 밸브바디(13)상에 보다 견고하게 고정되도록 하여 고압용기(10)에 가해지는 각종 충격이나 진동 등에 의한 A/S밸브(20)의 손상 및 오작동을 최소화시켜 A/S밸브(20)의 사용수명을 크게 연장시킬 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 본 발명에 의한 고압용기용 이중밸브장치는, 주차단밸브가 되는 개폐밸브의 수리나 유지보수 또는 그 교체작업 이전에, A/S밸브의 조작에 의하여 고압용기의 내부에 약 200 bar 정도의 압력으로 저장된 고압가스의 누설을 현장에서 신속하고 정확하게 차단시킬 수 있도록 하는 효과가 있으며, 이로 인하여 개폐밸브의 수리나 유지보수 또는 교체작업을 현장에서 매우 손쉽고 안전하게 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

따라서, 주차단밸브가 되는 개폐밸브의 수리나 유지보수 및 그 교체시 고압용기에 저장된 고압가스를 대부분 방출시킨 상태에서 해당 작업을 수행한 다음, 고압용기의 내부에 가스를 다시 재충전시키도록 한 종래의 경우와 비교하여 개폐밸브의 수리나 유지보수 및 그 교체작업에 소요되는 시간과 비용을 최대한으로 절감시킬 수 있는 효과가 있고, 가스방출에 따른 소음 및 안전사고의 위험성 또한 현저히 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 고압용기의 사용에 따른 전체적인 경제성을 크게 향상시키도록 하는 효과가 있다.

이와 더불어, 고압용기용 밸브장치의 과압배출구 내부에 한 쌍의 파열디스크를 설치함으로서, 각종 요인에 의하여 일정한 압력 이하에서 내측에 위치하는 파열디스크 1개가 오작동될 경우라도 외측에 위치하는 나머지 1개의 파열디스크가 고압가스의 무의미한 방출을 차단시키도록 하는 효과가 있으며, 이로 인하여 파열디스크의 오작동에 따라 고압용기에 저장된 막대한 량의 가스가 무의미하게 방출되는 현상 및 이로 인한 사고의 위험성과 경제적인 손실을 크게 줄일 수 있도록 하는 효 과가 있다.

특히, 트레일러 차량의 운행에 따른 각종 충격과 진동 등에 의하여 주차단밸브로서의 개폐밸브 및 파열디스크의 손상이 매우 빈번하게 발생하는 튜브 트레일러용 고압용기에 최적으로 적용시킬 수 있도록 하는 효과가 있으며, 개폐밸브의 연결을 위한 밸브바디의 상부측에 가스배출통로와 연이어지는 가스제어통로가 구비된 죠인트부를 밸브바디와 일체로 형성시킨 다음, 상기 가스제어통로를 개폐시키는 A/S밸브의 밸브스템이 죠인트부를 관통하여 승하강 가능하게 삽입 설치되도록 함으로서, A/S밸브가 밸브바디상에 보다 견고하게 고정되도록 하여 고압용기에 가해지는 각종 충격이나 진동 등에 의한 A/S밸브의 손상 및 오작동을 최소화시켜 A/S밸브의 사용수명을 크게 연장시키도록 하는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 삭제
2. 실린더(Cylinder) 형상의 몸통 내부에 고압가스가 저장되는 대용량의 고압용기(10)가 구비되고, 상기 고압용기(10)의 상단 네크링(11)(Neck-ring)에는 가스배출통로(14)가 내부에 형성된 밸브바디(13)가 설치되며, 상기 밸브바디(13)에는 가스공급라인(18)을 통하여 고압가스를 선택적으로 배출시키기 위한 개폐밸브(17)와, 안전밸브로서 파열디스크(30)가 내장된 과압배출구(19)가 각각 연결 설치되는 것에 있어서,

   상기 밸브바디(13)의 상단부는 가스배출통로(14)와 연이어지는 "Γ" 형상의 가스제어통로(16)가 내부에 구비되는 밸브기구의 죠인트부(15)로 형성되어, 상기 죠인트부(15)의 측면부에 개폐밸브(17)가 연결 설치되고, 상기 죠인트부(15)의 상단측에는 가스제어통로(16)를 선택적으로 개폐시키기 위한 A/S밸브(20)가 연결 설치되며,

   상기 A/S밸브(20)는 죠인트부(15)의 상단 밸브리시버(27)와 체결되는 밸브너트(21)와, 상기 밸브너트(21)로부터 죠인트부(15)를 수직으로 관통하여 가스제어통로(16)까지 연장되는 밸브스템(23)과, 상기 밸브스템(23)의 하단에 형성되어 가스제어통로(16)상에 형성된 밸브홈(25)과 밀착되는 밸브헤드(24)로 이루어지고,

   상기 밸브너트(21)를 관통하여 상부로 연장되는 밸브스템(23)의 단부측에는 핸들(22)이 고정 설치되어, 상기 핸들(22)의 회전에 의하여 밸브스템(23)이 죠인트부(15)를 따라 나사식으로 승하강 가능하도록 이루어지며,

   상기 과압배출구(19)의 내부에는 한 쌍의 파열디스크(30)가 스페이서링(31)에 의하여 일정한 간격을 두고 이격되도록 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 고압용기용 이중밸브장치.

Images