KR100962272B1

KR100962272B1 - 고온 고압 밸브

Info

Publication number: KR100962272B1
Application number: KR1020080036766A
Authority: KR
Inventors: 손영달; 오민제; 편도명; 김영정
Original assignee: (주)일진에너지
Priority date: 2008-04-21
Filing date: 2008-04-21
Publication date: 2010-06-11
Also published as: KR20090111150A

Abstract

본 발명은 고온 고압 밸브에 관한 것으로, 이는 일측 내주면에 바디 단열부가 구비되어 있는 밸브 바디와; 밸브 바디에 삽입 결합되며, 케이지 씰링부와 케이지 단열부가 구비되어 있는 밸브 케이지와; 본넷 씰링부가 구비되어 있는 본넷과; 챔버 씰링부가 구비되어 있는 실린더 챔버와; 실린더 챔버의 상측에서 챔버 씰링부에 압력을 가하며 기밀 결합되는 글랜드 플렌지와; 냉각수의 유입 포트와 유출 포트 및 냉각수의 유로가 형성되어 있는 실린더 조립체와; 블록 단열부가 구비되어 있는 밸브 플렌지; 및 이너 블록의 상측에서 밸브 바디와 결합되며 유로를 개폐하는 밸브 시트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 산업 전반에서 사용되는 고온 고압 밸브에 있어서 저렴한 재질과 단순한 구조를 구비하여 제작 비용을 절감하면서도 가혹한 온도와 압력 조건에서 작동 유체의 기밀을 유지하여 안전성을 높일 수 있는 효과가 있다.

고온 고압 밸브, 실린더 조립체, 밸브 바디, 밸브 행정부

Description

고온 고압 밸브{The High Temperature and Pressure Valve}

본 발명은 산업 전반에 사용되는 고온 고압 밸브에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 산업 전반에서 사용되는 고온 고압 밸브에 있어서 저렴한 재질과 단순한 구조를 구비하여 제작 비용을 절감하면서도 가혹한 온도와 압력 조건에서 작동 유체의 기밀을 유지하여 안전성을 높일 수 있는 고온 고압 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 밸브는 관속을 흐르는 유체의 유량, 유속, 압력 등을 제어하는 장치이다. 밸브는 목적에 따라 여러 종류로 구분될 수 있는데, 고온 고압 밸브는 여러 산업 분야에서 사용되고 있으며 특히 고온 고압의 증기를 이용하는 화력 발전 등의 발전 플랜트에서 많이 사용되고 있다.

도 1은 종래의 일반적인 고온 고압 밸브의 한 예를 나타내는 일부 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 일반적인 고온 고압 밸브(10)는 밸브 몸체(11)의 내부가 시트(12)에 의해 유입 챔버(11a)와 배출 챔버(11b)로 구획 형성되고, 시트(12)에는 유입 챔버(11a)와 배출 챔버(11b)가 연통되도록 하는 연통공(12a)이 형성되며, 밸브 몸체(11)의 상부에는 밸브 커버(13)가 결합되어 있다. 이 밸브 커버(13)에는 하단부에 연통공(12a)을 개폐하는 플러그(14)가 구비된 승강 샤프트(15)가 나사 결합되며, 승강 샤프트(15)의 상단부에는 핸들(16)이 결합되어, 핸들(16)을 돌리면 승강 샤프트(15)가 승강되면서 플러그(14)가 시트(12)에 형성된 연통공(12a)을 개폐하여 고온 고압의 증기나 유체 등의 흐름을 차폐하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 고온 고압 밸브(10)는 밸브 몸체(11)와 시트(12)가 일체로 형성되어 있으므로 고압 및 고열에 의하여 시트(12)가 변형되거나 손상되는 경우 시트(12)에 형성된 연통공(12a)을 밀폐하는 플러그(14)의 밀폐력이 저하되어 쉽게 누출됨으로써, 조기에 폐기처분되는 경향이 많기 때문에 막대한 경제적인 손실이 따르게 되는 문제점이 있었다.

또한, 비교적 고가(高價)인 대형 고온 고압 밸브(10)인 경우에는 대부분 시트를 연마 가공하여 재활용하게 되는데, 이러한 경우 고온 고압 밸브(10)를 배관 파이프에서 분리하여 밸브 몸체(11)를 분해한 다음, 밸브 몸체(11)에 일체로 형성된 시트(12)를 연마 가공해야 하므로 인력 및 시간이 많이 소요되기 때문에 수리비가 많이 들게 됨은 물론, 반복적으로 시트(12)를 연마가공하여 사용하다 보면 시트(12)의 두께가 얇아지기 때문에 시트(12)를 연마가공하여 재활용하는 데에도 한계를 갖게 되는 문제점이 있었다.

도 2는 종래의 일반적인 고온 고압 밸브의 다른 예를 나타내는 일부 단면도이다.

도 2에 도시된 고온 고압 밸브(10)는 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 예로서, 시트(12)에는 요입 단턱공(12b)과 체결공(12c)이 상하로 연이어 관통되게 형성되어 있는 한편, 상측에 시트(12)의 요입 단턱공(12b)에 밀착 결합되는 밀착 단턱부(17a)와, 하측에 시트(12)의 체결공(12c)에 체결되는 체결부(17b)가 연이어 일체로 형성됨과 아울러, 밀착 단턱부(17a) 및 체결부(17b)의 중앙부위에는 플러그(14)에 의해 개폐되는 연통공(17c)이 관통되게 형성된 라이너 시트(17)가 나사결합되어 있다. 이로써 라이너 시트(17)만을 교체하여 고온 고압 밸브(10)를 지속적으로 이용할 수 있도록 구성하였다.

그러나, 이와 같은 구성은 시트(12)와 라이너 시트(17)가 고온 고압에 의한 팽창계수가 다르기 때문에 상호 결합된 시트(12)와 라이너 시트(17)가 각각 상이하게 팽창되어 나사결합부위에 틈이 발생하게 되고, 이에 따라 나사결합부위를 통해 증기나 유체가 누출되는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 문제점을 보완하기 위하여 시트(12)와 라이너 시트(17) 사이 즉 요입 단턱공(12b)과 밀착 단턱부(17a) 사이에 개스킷(12d)을 끼워 결합하였으나, 이러한 구성 역시 개스킷(12d)이 대부분 고무나 석면, 흑연 등과 같은 소재이기 때문에 시트(12)와 라이너 시트(17)의 결합시 또는 고온 고압 밸브(10)를 지나는 증기나 유체의 고온에 의해 쉽게 변형되거나 파손됨으로써, 증기 및 유체가 여전히 나사결합부위를 통해 누출되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 착안된 것으로 산업 전반에서 사용되는 고온 고압 밸브에 있어서, 저렴한 재질과 단순한 구조를 구비하여 제작 비용을 절감하면서도 가혹한 온도와 압력 조건에서 작동 유체의 기밀을 유지하여 안전성을 높일 수 있는 고온 고압 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 가상의 내부 중심축선 주위로 관통홀이 형성되어 있고, 관통홀과 연통되면서 일측의 내주면에 작동 유체가 유입되는 유입관을 형성하는 인렛 플레이트가 결합되어 있으며, 인렛 플레이트와의 사이에 바디 단열부가 구비되어 있는 밸브 바디; 내부 중심축선을 따라 밸브 바디 내에서 슬라이딩하도록 연장 형성되어 있되, 냉각수의 유입 포트와 유출 포트가 구비되어 있으며 내측에 냉각수의 유로가 형성되어 있는 실린더 조립체; 밸브 바디의 관통홀에 삽입 결합되고, 내부 중심축선을 따라 실린더 조립체가 슬라이딩하기 위한 제 1 실린더 홀과, 인렛 플레이트가 삽입되어 유입관과 제 1 실린더 홀이 연통되게 하는 삽입공이 형성되어 있으며, 실린더 조립체와의 사이에 기밀 유지를 위한 케이지 씰링부와, 밸브 바디의 관통홀과의 사이에 케이지 단열부가 구비되어 있는 밸브 케이지; 밸브 바디의 상측에 결합되면서 내부 중심축선을 따라 실린더 조립체가 슬라이딩하기 위한 제 2 실린더 홀이 형성되어 있고, 실린더 조립체와의 사이에 기밀 유지를 위한 본넷 씰링부가 구비되어 있는 본넷; 본넷의 상측에 결합되면서 내부 중심축선을 따라 실린더 조립체가 슬라이딩하기 위한 제 3 실린더 홀이 형성되어 있고, 실린더 조립체와의 사이에 기밀 유지를 위한 챔버 씰링부가 구비되어 있는 실린더 챔버; 실린더 챔버의 상측에서 챔버 씰링부에 압력을 가하며 기밀 결합되는 글랜드 플렌지; 밸브 바디의 하측에 결합되고, 작동 유체가 유출되는 유출관이 형성된 이너 블록이 내측에 삽입 결합되는 결합홀이 형성되어 있으며, 이너 블록과의 사이에 블록 단열부가 구비되어 있는 밸브 플렌지; 및 이너 블록의 상측에서 밸브 바디의 관통홀 내에 결합되고, 유출관과 제 1 실린더 홀이 연통되게 하는 연통공이 형성되어 있으며, 실린더 조립체의 슬라이딩에 따라 실린더 조립체의 끝단부에 의해 연통공이 개폐됨으로써 작동 유체의 유로를 개폐하는 밸브 시트;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고온 고압 밸브를 제공한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 고온 고압 밸브를 나타내는 정면도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 고온 고압 밸브의 측면을 나타내되 핸들을 생략한 채로 도시한 단면도이다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 1 실시예에 의한 고온 고압 밸브(300)는 가상의 내부 중심축선 주위로 밸브 케이지(380)가 삽입 결합되는 관통홀(311)이 형성되어 있고, 이 관통홀(311)과 연통되면서 일측의 내주면에 작동 유체가 유입되는 유입관(313)을 형성하는 인렛 플레이트(315)가 결합되어 있으며, 인렛 플레이트(315)와의 사이에 바디 단열부(317)가 구비되어 있는 밸브 바디(310); 내부 중심축선을 따라 실린더 조립체(350)가 슬라이딩하기 위한 제 1 실린더 홀(381)과, 인렛 플레이트(315)가 삽입되어 유입관(313)과 제 1 실린더 홀(381)이 연통되게 하는 삽입공(389)이 형성되어 있으며, 밸브 바디(310)의 관통홀(311)에 삽입 결합되고, 실린더 조립체(350)와의 사이에 기밀 유지를 위한 케이지 씰링부(385)와, 밸브 바디(310)와의 사이에 케이지 단열부(387)가 구비되어 있는 밸브 케이지(380); 내부 중심축선을 따라 실린더 조립체(350)가 슬라이딩하기 위한 제 2 실린더 홀(321)이 형성되어 있고, 밸브 바디(310)의 상측에 결합되며, 실린더 조립체(350)와의 사이에 기밀 유지를 위한 본넷 씰링부(325)가 구비되어 있는 본넷(320); 내부 중심축선을 따라 실린더 조립체(350)가 슬라이딩하기 위한 제 3 실린더 홀(331)이 형성되어 있고, 본넷(320)의 상측에 결합되며, 실린더 조립체(350)와의 사이에 기밀 유지를 위한 챔버 씰링부(335)가 구비되어 있는 실린더 챔버(330); 이 실린더 챔버(330)의 상측에서 챔버 씰링부(335)에 압력을 가하며 기밀 결합되는 글랜드 플렌지(340); 내부 중심축선을 따라 밸브 바디(310)에서 슬라이딩하도록 연장 형성되어 있되, 냉각수의 유입 포트(357)와 유출 포트(359)가 구비되어 있으며 내측에 냉각수의 유로가 형성되어 있는 실린더 조립체(350); 밸브 바디(310)의 하측에 결합되고, 작동 유체가 유출되는 유출관(373)을 형성하는 이너 블록(370)이 내측에 있는 결합홀(367)에 삽입 결합되어 있으며, 이너 블록(370)과의 사이에 블록 단열부(377)가 구비되어 있는 밸브 플렌지(360); 및 이너 블록(370)의 상측에서 밸브 바디(310)의 관통홀(311) 내에 결합되고, 유출관(373)과 제 1 실린더 홀(381)이 연통되게 하는 연통공(391)이 형성되어 있으며, 실린더 조립체(350)의 슬라이딩에 따라 실린더 조립체(350)의 끝단부에 의해 연통공(391)이 개폐됨으로써 작동 유체의 유로를 개폐하는 밸브 시트(390);를 포함하여 구성된다.

본 발명의 제 1 실시예에 의한 고온 고압 밸브(300)는 긴 이중관 형태의 실린더 조립체(350)가 밸브 바디(310) 내의 밸브 케이지(380)와 본넷(320) 및 실린더 챔버(330)를 상하로 슬라이딩하면서 유입관(313)으로부터 유입되는 작동 유체의 유량을 조절하게 되는데, 실린더 조립체(350)의 작동은 실린더 조립체(350)의 상부와 연결된 핸들(16: 도 3 참조)을 수동으로 돌려서 작동할 수 있게 되어 있다.

밸브 바디(310)는 일측에 작동 유체가 가상의 내부 중심축선 쪽으로 유입되게 하는 유입관(313)이 형성되어 있고, 내부 중심축선 주위에는 이 내부 중심축선을 따라 슬라이딩하는 실린더 조립체(350)를 지지하는 밸브 케이지(380)가 삽입되어 결합된다.

즉, 밸브 바디(310)에는 내부 중심축선 주위로 밸브 케이지(380)가 삽입 결합하기 위한 관통홀(311)이 형성되어 있고, 이 관통홀(311)과 연통되면서 일측의 내주면에 작동 유체가 유입되는 유입관(313)을 형성하는 인렛 플레이트(315)가 삽입 결합되어 있는데, 인렛 플레이트(315)와의 사이에는 고온의 작동 유체와의 열전달을 줄이기 위한 바디 단열부(317)가 구비되어 있다.

여기서, 인렛 플레이트(315)는 고온의 작동 유체가 밸브 바디(310)와 직접 접촉하지 않도록 밸브 바디(310)의 내주면에 유입관(313)을 형성하면서 밸브 바디(310)에 볼팅 등의 방법으로 결합된다.

인렛 플레이트(315)는 내열성이 우수한 인코넬(Inconel) 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 또, 밸브 바디(310)로의 열전달을 줄이기 위해 밸브 바디(310)와의 사이에 구비되는 바디 단열부(317)는 유리섬유(Glass Fiber) 재질로 형성되는 것이 좋다.

밸브 케이지(380)는 밸브 바디(310)에 형성되어 있는 관통홀(311)에 삽입 결합되어, 내부 중심축선을 따라 슬라이딩하는 실린더 조립체(350)를 지지하게 된다.

밸브 케이지(380)에는 그 내부에 실린더 조립체(350)가 슬라이딩하며 작동 유체의 유로를 형성하는 제 1 실린더 홀(381)이 형성되어 있고, 일측면으로 인렛 플레이트(315)가 삽입되어 유입관(313)과 제 1 실린더 홀(381)이 연통되게 하는 삽입공(389)이 형성되어 있다. 또한, 밸브 케이지(380)는 실린더 조립체(350)와의 사이에 기밀 유지를 위한 케이지 씰링부(385)가 구비되어 있으며, 밸브 바디(310)와의 사이에는 밸브 바디(310)로의 열전달을 줄이기 위해 유리섬유 재질로 된 케이지 단열부(387)가 구비되어 있다.

케이지 씰링부(385)는 수개의 글랜드 패킹(Gland Packing)과 더불어, 적어도 하나의 패킹 링(Packing Ring)과 적어도 하나의 랜턴 링(Lantern Ring) 또는 에너자이드 씰(Energized Seal)로 구성되며, 케이지 씰링부(385)가 설치될 수 있도록 밸브 케이지(380)의 상측 내주면에는 실린더 조립체(350) 쪽으로 뻗은 제 1 장착 리브(383)가 형성되어 있다.
패킹 링과 랜턴 링은 산업 전반에서 사용되는 부재로서, 이하 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또, 에너자이드 씰은 내식성이 있는 스테인리스 스틸 스프링과, 마찰계수가 낮고 내마모성 및 내화학성이 뛰어난 테프론 재킷으로 구성된 씰링 부재로서, 이 역시 산업 전반에서 사용되는 것이므로 이하 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

케이지 씰링부(385)가 제 1 장착 리브(383)의 상측에서 실린더 조립체(350)를 감싸며 결합되고, 케이지 씰링부(385)의 상측 끝단에는 밸브 케이지(380)와 본넷(320) 사이에 압착 결합되는 하부 어댑터(339)가 위치되어 케이지 씰링부(385)에 압력을 가하여서 실린더 조립체(350)와의 기밀을 1차적으로 유지하게 된다.

또한, 이에 추가적으로 개스킷(Gasket, 343)을 하부 어댑터(339)의 상측면과 하측면에 삽입하고, 밸브 바디(310)의 관통홀(311)의 상측 끝단에 형성된 걸림턱(319)에도 개스킷(343)을 삽입하여, 밸브 바디(310)와 밸브 케이지(380) 및 본넷(320) 사이의 기밀을 유지하게 할 수 있다.

삭제

본넷(320)은 밸브 바디(310)의 상측에 결합되는데, 내부에 실린더 조립체(350)가 슬라이딩하는 제 2 실린더 홀(321)이 형성되어 있고, 실린더 조립체(350)와의 사이에 기밀 유지를 위한 본넷 씰링부(325)가 구비되어 있다.

본넷 씰링부(325)는 수개의 글랜드 패킹과 더불어, 적어도 하나의 팩킹 링과 적어도 하나의 랜턴 링 또는 에너자이드 씰로 구성되며, 본넷 씰링부(325)가 설치될 수 있도록 본넷(320)의 상측 내주면에는 실린더 조립체(350) 쪽으로 뻗은 제 2 장착 리브(323)가 형성되어 있다.

본넷 씰링부(325)가 제 2 장착 리브(323)의 상측에서 실린더 조립체(350)를 감싸며 결합되고, 본넷 씰링부(325)의 상측 끝단에는 본넷(320)과 실린더 챔버(330) 사이에 압착 결합되는 상부 어댑터(337)가 위치되어 본넷 씰링부(325)에 압력을 가하여 실린더 조립체(350)와의 기밀을 2차적으로 유지하게 된다.

또한, 이에 추가적으로 개스킷(343)을 상부 어댑터(337)의 상측면과 하측면에 삽입하여, 본넷(320)과 실린더 챔버(330) 사이의 기밀을 유지하게 할 수 있다.

한편, 본넷(320)의 제 2 장착 리브(323) 하측에 있는 제 2 실린더 홀(321)과 실린더 조립체(350) 사이에는 빈 공간이 형성되어 있는데, 이 공간으로 압축 공기를 불어 넣어 실린더 조립체(350)를 공냉시킬 수 있도록 본넷(320)의 내주면과 외주면을 관통하는 공기 공급홀(327)과 공기 배출홀(329)이 형성되어 있다.

삭제

실린더 챔버(330)는 본넷(320)의 상측에 결합되는데, 내부에 실린더 조립체(350)가 슬라이딩하며 이 실린더 조립체(350)를 냉각시키기 위한 제 3 실린더 홀(331)이 형성되어 있고, 실린더 조립체(350)와의 사이에 기밀 유지를 위한 챔버 씰링부(335)가 구비되어 있다.

챔버 씰링부(335)는 수개의 글랜드 패킹과 더불어, 적어도 하나의 팩킹 링과 적어도 하나의 랜턴 링 또는 에너자이드 씰로 구성될 수 있으며, 챔버 씰링부(335)가 설치될 수 있도록 실린더 챔버(330)의 상측 내주면에는 실린더 조립체(350) 쪽으로 뻗은 제 3 장착 리브(333)가 형성되어 있다.

챔버 씰링부(335)가 제 3 장착 리브(333)의 상측에서 실린더 조립체(350)를 감싸며 결합되고, 챔버 씰링부(335)의 상측 끝단에는 실린더 챔버(330)와 글랜드 플렌지(340) 사이에 압착 결합되는 글랜드(345)가 위치되어 챔버 씰링부(335)에 압력을 가하여 실린더 조립체(350)와의 기밀을 3차적으로 유지하게 된다.

또한, 실린더 챔버(330)의 제 3 장착 리브(333) 하측에 있는 제 3 실린더 홀(331)과 실린더 조립체(350) 사이에는 빈 공간이 형성되어 있는데, 실린더 챔버(330)의 내주면과 외주면을 관통하는 공기 공급홀(327)과 공기 배출홀(329)이 형성되어 있어서, 공기 공급홀(327)을 통해 비어 있는 공간으로 압축 공기를 불어 넣어 실린더 조립체(350)를 공냉시킬 수 있게 되어 있다.

글랜드 플렌지(340)는 실린더 챔버(330)의 상측에서 볼팅 등에 의해 결합되어, 글랜드(345)를 실린더 챔버(330)와 실린더 조립체(350)에 밀착시키게 된다.

실린더 조립체(350)는 고온 고압 밸브(300)의 내부 중심축선을 따라 상하로 슬라이딩하면서 고온 고압 밸브(300)를 개폐하여 작동 유체의 유량을 조절하게 되는데, 고온의 작동 유체와 직접 맞닿게 되므로, 냉각을 위하여 실린더 조립체(350)의 상측에 냉각수의 유입 포트(357)와 유출 포트(359)가 구비되어 있고, 내측에는 냉각수의 유로가 형성되어 있다.

즉, 실린더 조립체(350)는, 상측에 냉각수의 유입 포트(357)가 형성되어 있고 하측에 개방된 유로(351)가 형성되어 있는 내부 실린더(355)가, 유출 포트(359)가 형성되어 있는 외부 실린더(353)의 내부에 삽입되어 수개의 지점에서 외부 실린더(353)와 용접 등의 방법으로 결합되어 있어서, 냉각수가 내부 실린더(355)와 외부 실린더(353)의 내부를 순환하면서 냉각시키게 되어 있다.

밸브 플렌지(360)는 밸브 바디(310)의 하측에서 볼팅 등에 의해 결합되며, 내부에 이너 블록(370)이 삽입 결합되는 결합홀(367)이 형성되어 있는데, 밸브 플렌지(360)와 이너 블록(370)의 사이에는 고온의 작동 유체와의 열전달을 줄이기 위해 유리섬유 재질로 된 블록 단열부(377)가 구비되어 있다.

이너 블록(370)은 고온의 작동 유체가 밸브 플렌지(360)와 직접 접촉하지 않도록 밸브 플렌지(360)의 내주면에 작동 유체가 유출되는 유출관(373)을 형성하면서, 밸브 플렌지(360)의 결합홀(367)에 삽입되어 밸브 플렌지(360)와 볼팅 등의 방법으로 결합된다.

이너 블록(370)은 인렛 플레이트(315)와 같이 내열성이 우수한 인코넬 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
밸브 시트(390)는 이너 블록(370)의 상측에서 밸브 바디(310)의 관통홀(311) 내에 결합되고, 유출관(373)과 밸브 케이지(380)의 제 1 실린더 홀(381)이 서로 연통되게 하는 연통공(391)이 형성되어 있다. 이 밸브 시트(390)는 실린더 조립체(350)의 슬라이딩에 따라 실린더 조립체(350)의 끝단부가 연통공(391)을 개폐하게 됨으로써 작동 유체의 유로를 개폐하게 된다.
밸브 시트(390)도 인코넬 재질로 형성되는 것이 좋다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 고온 고압 밸브의 측면을 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 5의 A-A 부위를 나타내는 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 2 실시예에 의한 고온 고압 밸브(500)는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 고온 고압 밸브(도 3의 300 참조)에서 핸들(16) 대신에 액츄에이터(550)로 실린더 조립체(350)를 구동시키는 밸브 행정부(505)가 추가로 구비되어 있다.

이러한 밸브 행정부(505)는 실린더 챔버(330)의 상측에 결합되는 2 이상의 요크 바(540); 요크 바(540)에 설치되는 한 쌍의 리미트 스위치(510); 실린더 조립체(350)의 상측 부위와 액츄에이터(550)의 로드(560)를 연결하는 블록 커넥터(520); 일측은 요크 바(540)에 끼워지고 타측은 액츄에이터(550)의 로드(560)에 결합되어, 로드(560)의 신축에 따라 로드(560)와 일체로 연동되면서 요크 바(540)를 슬라이딩하여서 실린더 조립체(350)의 위치를 리미트 스위치(510)에 인지해 주는 가이드(530); 요크 바(540)들의 상측에 결합되며 액츄에이터(550)를 지지 고정하는 요크 플렌지(570); 및 이 요크 플렌지(570)에 설치되는 본체(555)와, 블록 커넥터(520)와 결합되어 실린더 조립체(350)를 운동시키도록 본체(555)에서 신축가능하게 된 로드(560)를 구비하는 액츄에이터(550);를 포함하여 구성된다.

또한, 이에 추가적으로 본 발명의 제 2 실시예에 의한 고온 고압 밸브(500)는, 실린더 조립체(350)의 구동을 위해 작동 신호를 인가하고, 리미트 스위치(510)로부터 실린더 조립체(350)의 위치와 관련된 신호를 받아 작동 신호의 인가를 중지하도록 된 제어반(미도시); 및 이 제어반으로부터 인가된 작동 신호를 받아 액츄에이터(550)에 유압 호스(미도시)를 매개로 하여 작동유를 공급하는 유압 펌프(미도시);를 포함하여 구성될 수 있다.

요크 바(540)는 실린더 챔버(330)의 상측에 결합되는데, 2 이상의 요크 바(540)가 하측에서는 실린더 챔버(330)와, 상측에서는 원판형인 요크 플렌지(570)와 볼팅 결합되어 밸브 행정부(505)를 위한 공간을 형성한다.

리미트 스위치(510)는 요크 바(540)에 설치되어 실린더 조립체(350)의 왕복 슬라이딩시 그 상한 위치와 하한 위치를 감지하여 제어반에 신호를 보내게 된다.

블록 커넥터(520)는 실린더 조립체(350)의 상측 부위와 액츄에이터(550)의 로드(560)를 연결하여 액츄에이터(550)의 로드(560)가 작동할 때 실린더 조립체(350)를 동시에 상하로 연동시키게 된다.

가이드(530)는 일측이 요크 바(540)에 끼워지고, 타측은 액츄에이터(550)의 로드(560)에 결합되어 로드(560)의 신축에 따라 로드(560)와 일체로 연동되면서 실린더 조립체(350)의 위치를 리미트 스위치(510)에 인지해 주게 된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 가이드(530)의 일측에는 요크 바(540)가 삽입될 수 있도록 내측 일부가 절개된 지지홈(535)이 형성되어 있다.

액츄에이터(550)는 요크 플렌지(570)의 상측면에 고정 결합되는데, 본체(555)와 이 본체(555)에서 신축할 수 있는 로드(560)로 구성되어서, 블록 커넥터(520)에 의해 로드(560)와 연결된 실린더 조립체(350)를 상하로 운동시킬 수 있도록 유압 펌프로부터 유압 호스를 통하여 작동유를 공급받아 구동된다.

이러한 액츄에이터(550)의 작동에 대해 간략히 설명한다. 먼저 작업자가 실린더 조립체(350)의 구동을 위해 제어반을 직접 또는 원격으로 조작하면, 제어반이 유압 펌프로의 작동 신호를 인가하게 된다. 유압 펌프는 제어반으로부터 인가된 작동 신호를 받아 구동되어서, 유압 호스를 통해 액츄에이터(550)로 작동유를 공급하고, 이에 따라 유압에 의해 액츄에이터(550)의 로드(560)를 운동시키게 된다. 제어반은 리미트 스위치(510)로부터 전달된 실린더 조립체(350)의 상한 위치 또는 하한 위치와 관련된 위치 신호를 받게 되면 작동 신호의 인가를 중지하여서, 액츄에이터(550)의 로드(560) 및 이에 연결된 실린더 조립체(350)의 구동을 정지시킬 수 있다.

다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 경우에 따라서는 유압이 아닌 공압으로 액츄에이터(550)를 작동시킬 수도 있을 것이며, 이러한 유압 또는 공압에 의한 액츄에이터나 제어반 및 펌프 등은 산업 전반에서 일반적으로 사용되는 것이므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 제 1 실시예와 제 2 실시예에 의한 고온 고압 밸브는 전술한 바와 같이 3곳의 단열부와 3곳의 씰링부가 구비되어 있고, 실린더 조립체(350)의 내부에도 냉각수의 유로가 구비되어 있어서, 대략 1050℃의 온도와 3.5MPa의 압력 조건에서도 안정적으로 작동될 수 있는 특징을 갖는다.

이와 같은 구조와 형상을 갖는 본 발명에 의하면 산업 전반에서 사용되는 고온 고압 밸브에 있어서 저렴한 재질과 단순한 구조를 구비하여 제작 비용을 절감하면서도 가혹한 온도와 압력 조건에서 작동 유체의 기밀을 유지하여 안전성을 높일 수 있는 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예들에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동일 한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 종래의 일반적인 고온 고압 밸브의 한 예를 나타내는 일부 단면도;

도 2는 종래의 일반적인 고온 고압 밸브의 다른 예를 나타내는 일부 단면도;

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 고온 고압 밸브를 나타내는 정면도;

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 고온 고압 밸브의 측면을 나타내되 핸들을 생략한 채로 도시한 단면도;

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 고온 고압 밸브의 측면을 나타내는 단면도;

도 6은 도 5의 A-A 부위를 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

300: 제 1 실시예에 의한 고온 고압 밸브

310: 밸브 바디 313: 유입관

315: 인렛 플레이트 317: 바디 단열부

320: 본넷 325: 본넷 씰링부

327: 공기 공급홀 329: 공기 배출홀

330: 실린더 챔버 335: 챔버 씰링부

340: 글랜드 플렌지 350: 실린더 조립체

353: 외부 실린더 355: 내부 실린더

360: 밸브 플렌지 370: 이너 블록

377: 블록 단열부 380: 밸브 케이지

385: 케이지 씰링부 387: 케이지 단열부

390: 밸브 시트

500: 제 2 실시예에 의한 고온 고압 밸브

505: 밸브 행정부 510: 리미트 스위치

520: 블록 커넥터 530: 가이드

535: 지지홈 540: 요크 바

550: 액츄에이터 555: 본체

560: 로드 570: 요크 플렌지

Claims

가상의 내부 중심축선 주위로 관통홀이 형성되어 있고, 상기 관통홀과 연통되면서 일측의 내주면에 작동 유체가 유입되는 유입관을 형성하는 인렛 플레이트가 결합되어 있으며, 상기 인렛 플레이트와의 사이에 바디 단열부가 구비되어 있는 밸브 바디;

상기 내부 중심축선을 따라 상기 밸브 바디에서 슬라이딩하도록 설치되어 있되, 냉각수의 유입 포트와 유출 포트가 구비되어 있으며 내측에 상기 냉각수의 유로가 형성되어 있는 실린더 조립체;

상기 밸브 바디의 관통홀에 삽입 결합되고, 상기 내부 중심축선을 따라 상기 실린더 조립체가 슬라이딩하기 위한 제 1 실린더 홀과, 상기 인렛 플레이트가 삽입되어 상기 유입관과 상기 제 1 실린더 홀이 연통되게 하는 삽입공이 형성되어 있으며, 상기 실린더 조립체와의 사이에 기밀 유지를 위한 케이지 씰링부와, 상기 밸브 바디와의 사이에 케이지 단열부가 구비되어 있는 밸브 케이지;

상기 밸브 바디의 상측에 결합되고, 상기 내부 중심축선을 따라 상기 실린더 조립체가 슬라이딩하기 위한 제 2 실린더 홀이 형성되어 있으며, 상기 실린더 조립체와의 사이에 기밀 유지를 위한 본넷 씰링부가 구비되어 있는 본넷;

상기 본넷의 상측에 결합되고, 상기 내부 중심축선을 따라 상기 실린더 조립체가 슬라이딩하고 상기 실린더 조립체를 냉각하기 위한 제 3 실린더 홀이 형성되어 있으며, 상기 실린더 조립체와의 사이에 기밀 유지를 위한 챔버 씰링부가 구비되어 있는 실린더 챔버;

상기 실린더 챔버의 상측에서 상기 챔버 씰링부에 압력을 가하며 기밀 결합되는 글랜드 플렌지;

상기 밸브 바디의 하측에 결합되고, 상기 작동 유체가 유출되는 유출관을 형성하는 이너 블록이 내측에 있는 결합홀에 삽입 결합되어 있으며, 상기 이너 블록과의 사이에 블록 단열부가 구비되어 있는 밸브 플렌지; 및

상기 이너 블록의 상측에서 상기 밸브 바디의 관통홀 내에 결합되고, 상기 유출관과 상기 제 1 실린더 홀이 연통되게 하는 연통공이 형성되어 있으며, 상기 실린더 조립체의 슬라이딩에 따라 상기 실린더 조립체의 끝단부에 의해 상기 연통공이 개폐됨으로써 상기 작동 유체의 유로를 개폐하는 밸브 시트;

를 포함하는 고온 고압 밸브.
제 1 항에 있어서,

상기 실린더 챔버의 상측에 결합되는 2 이상의 요크 바;

상기 요크 바의 상측에 결합되는 요크 플렌지;

상기 요크 플렌지에 설치되는 본체와, 상기 본체에서 신축가능하게 된 로드를 구비하는 액츄에이터;

상기 실린더 조립체의 상측 부위와 상기 액츄에이터의 로드를 연결하는 블록 커넥터;

상기 요크 바에 일측이 끼워지고 상기 액츄에이터의 로드에 타측이 결합되어 상기 로드의 신축에 따라 상기 요크 바를 슬라이딩하는 가이드; 및

상기 요크 바에 설치되어 상기 실린더 조립체의 상한 위치와 하한 위치를 감지하는 한 쌍의 리미트 스위치;

를 구비하는 밸브 행정부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 고압 밸브.
제 2 항에 있어서,

상기 실린더 조립체의 구동을 위해 작동 신호를 인가하고, 상기 리미트 스위치로부터 전달된 상기 실린더 조립체의 위치 신호에 의해 상기 작동 신호의 인가를 중지하도록 된 제어반; 및

상기 제어반으로부터 인가된 상기 작동 신호에 따라 상기 액츄에이터에 유압 호스를 매개로 하여 작동유를 공급하는 유압 펌프;

를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 고압 밸브.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 실린더 조립체는, 상측에 상기 냉각수의 유입 포트가 형성되어 있고 하측에 개방된 유로가 형성되어 있는 내부 실린더가, 상기 유출 포트가 형성되어 있는 외부 실린더의 내부에 삽입되어 수개의 지점에서 상기 외부 실린더와 결합되어 있어서, 상기 냉각수가 상기 내부 실린더와 상기 외부 실린더의 내부를 순환하면서 냉각시키는 것을 특징으로 하는 고온 고압 밸브.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 실린더 챔버와 상기 본넷의 사이에는 상기 본넷 씰링부를 압박 밀착시키는 상부 어댑터가 결합되어 있고,

상기 본넷과 상기 밸브 케이지의 사이에는 상기 케이지 씰링부를 압박 밀착시키는 하부 어댑터가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 고온 고압 밸브.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 작동 유체의 유로를 형성하는 상기 인렛 플레이트와 상기 이너 블록 및 상기 밸브 시트는 인코넬 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 고온 고압 밸브.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 바디 단열부와 상기 케이지 단열부 및 상기 블록 단열부는 유리섬유(Glass Fiber) 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 고온 고압 밸브.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 케이지 씰링부와 상기 본넷 씰링부 및 상기 챔버 씰링부는 수개의 글랜드 패킹과 더불어, 적어도 하나의 패킹 링과 적어도 하나의 랜턴 링 또는 에너자이드 씰로 구성되는 것을 특징으로 하는 고온 고압 밸브.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 실린더 챔버에는 상기 실린더 조립체의 냉각을 위해 상기 실린더 챔버의 내주면과 외주면을 관통하는 공기 공급홀과 공기 배출홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고온 고압 밸브.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 본넷에는 상기 실린더 조립체의 냉각을 위해 상기 본넷의 내주면과 외주면을 관통하는 공기 공급홀과 공기 배출홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고온 고압 밸브.