KR101178901B1

KR101178901B1 - 안전 방출 밸브

Info

Publication number: KR101178901B1
Application number: KR1020100015789A
Authority: KR
Inventors: 이원희; 김광수; 유회용
Original assignee: 주식회사 삼신
Priority date: 2010-02-22
Filing date: 2010-02-22
Publication date: 2012-08-31
Also published as: KR20110096374A

Abstract

본 발명은 밸브의 닫힘 동작시에 노즐 시트의 충격이 흡수되어 노즐 시트의 손상이 방지될 수 있을 뿐만 아니라 열팽창에 의한 노즐 시트의 열변형이 방지되는 가운데 안전하고 긴밀한 밀폐가 가능하도록 한 안전 방출 밸브에 관한 것이다. 본 발명은 내부압력 유지 대상이 되는 대상물 본체에 장착되며 내부에 유입구와 토출구가 형성된 바디, 내측 끝단이 유입구 안쪽에 위치되게 바디의 유입구에 장착되는 노즐 시트, 바디의 유입구와 토출구 사이에 장착되어 노즐 시트를 개폐하는 디스크, 디스크의 상부에 하단이 조립되는 가운데 일정 범위 내에서 직선 이동되는 길이가 긴 막대 형태의 스템, 디스크의 둘레를 감싸도록 디스크 외주에 설치되는 원통형의 디스크 홀더, 바디에 고정 장착되는 한편 디스크 홀더가 일정 스트로크 범위 내에서 승강 작동되게 안내하는 디스크 홀더 가이드, 스템의 외주에 설치되어 디스크에 일정 수준의 탄성력을 가하는 스프링, 바디의 상측에 고정 장착되어 스템 및 스프링이 장착된 상태가 유지되게 하는 보닛, 보닛의 상측으로 노출된 스템의 상단에 접속되는 리프트 레버, 보닛의 상부에 고정 장착되는 리프트 레버 박스를 포함하여 구성이 되는 안전 방출 밸브에 있어서, 디스크의 하부 바깥 둘레와 디스크 홀더의 안쪽 둘레 사이에는 디스크의 온도변화에 따라 팽창 또는 수축하는 재질로 형성된 열 가변 디스크가 설치되되 열 가변 디스크의 하단이 노즐 시트의 끝단에 접촉되는 가운데 열 가변 디스크의 하부 내주와 디스크의 하부 외주 사이에는 환상의 완충공간이 형성된 구조로 이루어진다.

Description

안전 방출 밸브{Safety Relief Valve}

본 발명은 안전 방출 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 밸브의 닫힘 동작시에 노즐 시트의 충격이 흡수되어 노즐 시트의 손상이 방지될 수 있을 뿐만 아니라 열팽창에 의한 노즐 시트의 열변형이 방지되는 가운데 안전하고 긴밀한 밀폐가 가능하도록 한 안전 방출 밸브에 관한 것이다.

일반적인 발전소 등의 설비에는 유체의 양을 조절 및 차단하기 위한 여러 종류의 밸브들이 포함되어 있다. 이와 같이 발전소 등의 설비에 사용되는 밸브의 종류에는 파이프의 단면적을 줄이거나 넓히는 방법으로 유체의 흐름을 차단 및 해제하는 게이트 밸브(gate valve)와 글로브 밸브(glove valve), 유체의 역류를 방지하여 한쪽 방향으로만 흐르도록 하는 체크 밸브(check valve), 최고 압력을 한정하는 밸브로 설정 압력 이상이 되면 유체를 배출시켜 설정 압력 이하로 낮춤으로써 기기나 배관 등의 파손을 방지하는 안전 밸브(safety valve), 회로의 압력이 설정 압력에 도달하면 유체의 일부 또는 전량을 배출하여 회로 내의 압력을 설정 압력 이하로 유지하는 압력 제어 밸브인 릴리프 밸브(relief valve) 및 안전 밸브와 릴리프 밸브의 기능을 동시에 수행하는 안전 방출 밸브(safety relief valve) 등이 있다.

특히, 안전 밸브나 릴리프 밸브는 유체를 작동 매체로 이용하는 장치나 설비에서 각 구성 부분에 이상압력이 발생하게 될 경우에 장치나 설비가 안전하게 보호될 수 있게 하는 기능을 하는 것으로, 발전소뿐만 아니라 고압 또는 저압 가스를 매체로 운영되는 고압가스 제조 설비, 석유화학 설비, 보일러 등 다양한 산업분야에서 이용되고 있다. 이와 같은 안전 방출 밸브는 장치나 설비의 각 구성부분에 이상압력이 발생하게 됨으로써 장치나 설비가 파손되거나 균열이 발생하게 되는 등의 현상이 사전에 방지되어 물리적 피해가 없도록 관련 법규의 규정에 의해 설치가 의무화되고 있다.

도 1 은 종래의 발전소 설비 등에 설치되는 안전 방출 밸브의 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이 종래의 안전 방출 밸브(10)는 내부압력 유지 대상이 되는 압력탱크 본체에 고정 장착되며 유입구(22)와 토출구(24)가 형성된 바디(20), 바디(20)의 유입구(22)와 토출구(24) 사이의 공간에 장착되어 유입구(22)와 토출구(24) 사이를 개폐하는 기능을 하는 디스크(30), 바디(20)의 상부 내측에 고정 장착되어 디스크(30)가 일정 구간 내에 위치되는 가운데 일정 스트로크 범위 내에서 작동되게 안내하는 디스크 가이드(40), 길이가 긴 막대 형태로 하단이 디스크(30)의 상부에 조립되는 가운데 일정 범위 내에서 상하방향으로 작동이 되는 스템(50), 스템(50)의 외주에 설치되어 디스크(30)에 일정 수준의 탄성력을 가하는 스프링(60), 바디(20)의 상부에 고정 장착되어 스템(50)과 스프링(60)이 장착된 상태가 유지되게 하는 보닛(70), 보닛(70)의 상측으로 노출된 스템(50)의 상단에 접속되는 리프트 레버(80) 및 보닛(70)의 상부에 고정 장착되는 리프트 레버 박스(90) 등을 포함하여 구성이 이루어진다.

전술한 바와 같은 종래의 안전 방출 밸브(10)에 의하면 압력탱크 본체 측에서 바디(20)에 마련된 유입구(22) 측으로 가해지는 압력이 일정 압력 이상이 됨으로써 디스크(30)에 가해지던 스프링(60)의 탄성력보다 크게 되면, 스프링(60)이 압축이 되면서 스템(50)이 상승 동작하게 된다.

따라서 유입구(22)와 토출구(24) 사이를 막고 있던 디스크(30)는 압력탱크 본체 측에서 전달되는 압력에 의해서 상승 동작하게 되면서 유입구(22)와 토출구(24)가 연통이 됨으로써 압력탱크 본체의 압력이 조절이 된다. 이와 같이, 일반적인 안전 방출 밸브에서는 내부압력 유지를 위해 디스크가 상하방향으로 동작이 됨에 따라서 유입구와 토출구 사이가 완전히 개방되거나 완전히 폐쇄되는 구조로 이루어진다.

특히, 종래의 안전 방출 밸브(10)에서 바디(20)의 유입구(22) 안쪽에는 디스크(30)가 접촉되기 위한 노즐 시트(26)가 설치되는데, 이 노즐 시트(26)에 디스크(30)가 접촉되는지 여부에 따라서 유입구(22)와 토출구(24) 사이가 단절되거나 연통이 된 상태가 된다.

그런데 종래의 안전 방출 밸브에서는 유체가 물인 경우에 노즐 시트 부분에서 누설이 발생하기 시작하면 압력이 급격하게 떨어지기 때문에 디스크가 완전히 개방되기가 어렵게 되는 등의 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해서 창안이 된 것으로서, 닫힘 동작시에 노즐 시트의 충격이 흡수되어 노즐 시트의 손상이 방지될 수 있을 뿐만 아니라 열팽창에 의한 노즐 시트의 열변형이 방지되는 가운데 안전하고 긴밀한 밀폐가 가능하도록 한 안전 방출 밸브를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 적용되는 유체가 물이더라도 개방 동작시에 디스크의 반동력으로 인해 디스크가 완전히 개방될 수 있도록 한 안전 방출 밸브를 제공하는 데 있다.

전술한 바와 같은 목적의 달성을 위해 본 발명은 다음과 같이 구성이 된다.

본 발명은 내부압력 유지 대상이 되는 대상물 본체에 장착되며 내부에 유입구와 토출구가 형성된 바디, 내측 끝단이 유입구 안쪽에 위치되게 바디의 유입구에 장착되는 노즐 시트, 바디의 유입구와 토출구 사이에 장착되어 노즐 시트를 개폐하는 디스크, 디스크의 상부에 하단이 조립되는 가운데 일정 범위 내에서 직선 이동되는 길이가 긴 막대 형태의 스템, 디스크의 둘레를 감싸도록 디스크 외주에 설치되는 원통형의 디스크 홀더, 바디에 고정 장착되는 한편 디스크 홀더가 일정 스트로크 범위 내에서 승강 작동되게 안내하는 디스크 홀더 가이드, 스템의 외주에 설치되어 디스크에 일정 수준의 탄성력을 가하는 스프링, 바디의 상측에 고정 장착되어 스템 및 스프링이 장착된 상태가 유지되게 하는 보닛, 보닛의 상측으로 노출된 스템의 상단에 접속되는 리프트 레버, 보닛의 상부에 고정 장착되는 리프트 레버 박스를 포함하여 구성이 되는 안전 방출 밸브에 있어서, 디스크의 하부 바깥 둘레와 디스크 홀더의 안쪽 둘레 사이에는 디스크의 온도변화에 따라 팽창 또는 수축하는 재질로 형성된 열 가변 디스크가 설치되되 열 가변 디스크의 하단이 노즐 시트의 끝단에 접촉되는 가운데 열 가변 디스크의 하부 내주와 디스크의 하부 외주 사이에는 환상의 완충공간이 형성된 구조로 이루어진다.

본 발명에 따른 안전 방출 밸브에서 열 가변 디스크는 환형으로 형성되되 상단에는 디스크의 중간에 용접에 의해서 고정 장착이 되기 위한 용접 결합부가 상향 돌출 형성되는 한편 디스크의 바깥 둘레 상에는 열 가변 디스크의 용접 결합부에 대응하는 용접 결합부가 외향 돌출 형성된 구조로 이루어진다.

본 발명에 따른 안전 방출 밸브에서 열 가변 디스크의 하단 내측에는 노즐 시트의 끝단에 접촉되기 위한 가변 작용부가 디스크의 하단 안쪽을 향해 돌출 형성된다.

본 발명에 따른 안전 방출 밸브에서 열 가변 디스크의 하단 외측에는 열 가변 디스크의 하단에 비해 하측에 위치된 디스크 홀더의 경사진 하단 내측에 대응되게 내측이 경사진 반동 작용부가 하향 돌출 형성된다.

본 발명에 따른 안전 방출 밸브에 의하면 닫힘 동작시에는 충격이 흡수되어 노즐 시트의 손상이 방지될 수 있을 뿐만 아니라 열팽창에 의한 노즐 시트의 열변형이 방지되는 가운데 안전하고 긴밀한 밀폐가 가능하게 되는 효과가 있다.

본 발명에 따른 안전 방출 밸브에 의하면 디스크 하단에 반동 작용부가 형성됨에 따라서 적용 대상인 유체가 물이더라도 디스크의 완전한 개방(full open)이 가능하게 되는 효과가 있다.

도 1 은 종래의 안전 방출 밸브의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 안전 방출 밸브의 단면 구성도.
도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 안전 방출 밸브의 닫힘 동작시 요부의 확대 단면도.
도 4 는 본 발명의 실시 예에 따른 안전 방출 밸브의 열림 동작시 요부의 확대 단면도.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 안전 방출 밸브의 구성 및 작용 등에 대하여 첨부된 도면을 참조하면서 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

도면 중에 표시되는 도면부호 100 은 본 발명의 실시 예에 따른 안전 방출 밸브를 지시하는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 안전 방출 밸브(100)는 원자력 발전 설비 등과 같은 내부 압력 유지 대상이 되는 대상물 본체에 장착되며 내부에 유입구(112)와 토출구(114)가 형성된 바디(110), 내측 끝단이 유입구(112) 안쪽에 위치되게 바디(110)의 유입구(112)에 장착되는 노즐 시트(120), 바디(110)의 유입구(112)와 토출구(114) 사이에 장착되어 노즐 시트(120)를 개폐하는 기능을 하는 디스크(130), 디스크(130)의 상부에 하단이 조립이 되는 가운데 일정 범위 내에서 상하방향으로 직선 이동이 되는 길이가 긴 막대 형태의 스템(140), 디스크(130)의 둘레를 감싸도록 디스크 외주에 설치되는 원통형의 디스크 홀더(150), 바디(110)에 고정 장착되는 한편 디스크 홀더(150)가 일정 스트로크 범위 내에서 승강 작동되게 안내하는 디스크 홀더 가이드(160), 스템(140)의 외주에 설치되어 디스크(130)에 일정 수준의 탄성력을 가하는 스프링(170), 바디(110)의 상측에 고정 장착되어 스템(140) 및 스프링(170)이 장착된 상태가 유지되게 하는 보닛(180), 보닛(180)의 상측으로 노출된 스템(140)의 상단에 접속되는 리프트 레버(190), 보닛(180)의 상부에 고정 장착되는 리프트 레버 박스(192)를 포함하여 구성이 이루어진다.

본 발명의 실시 예에 따른 안전 방출 밸브(100)를 구성하는 바디(110), 노즐 시트(120), 디스크(130), 스템(140), 디스크 홀더(150), 디스크 홀더 가이드(160), 스프링(170), 보닛(180), 리프트 레버(190), 리프트 레버 박스(192) 등의 구성요소들 중에서 배경기술에 따른 안전 방출 밸브와 비교할 때 크게 특징적이지 않는 부분에 대해서는 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

한편, 전술한 노즐 시트(120)의 내측 끝단 외주에는 로 링(low ring, 122)이 장착 설치되는 한편 디스크 홀더 가이드(160)의 중간 하부 외주에는 어퍼 링(upper ring, 162)가 장착 설치된다. 그리고 바디(110)의 한쪽 측면 상에는 전술한 로 링(122)과 어퍼 링(162)의 위치를 조절하는 한편 고정된 상태가 유지되게 하기 위한 로 링 셋 스크루(124) 및 어퍼 링 셋 스크루(164)가 각각 설치된다.

본 발명의 실시 예에 따른 안전 방출 밸브(100)는 도면에 도시된 바와 같이 디스크(130)의 하부 바깥 둘레와 디스크 홀더(150)의 안쪽 둘레 사이에는 디스크(130) 등 주변의 온도 변화에 따라 팽창 또는 수축하는 재질로 형성된 열 가변 디스크(200)가 설치된다. 이때, 열 가변 디스크(200)의 하단이 노즐 시트(120)의 내측 끝단에 접촉되는 가운데 열 가변 디스크(200)의 하부 내주와 디스크(130)의 하부 외주 사이에는 환상의 완충공간(210)이 도면에 도시된 바와 같이 형성된다.

전술한 바와 같은 열 가변 디스크(200)가 디스크(130)와 디스크 홀더(150) 사이에 장착 설치되는 이유는 안전 방출 밸브(100)의 닫힘 동작시 노즐 시트(120)의 충격이 흡수되도록 함으로써 노즐 시트(120) 및 그 주변 부품들의 손상이 방지될 수 있도록 할 뿐 아니라 열팽창에 의한 노즐 시트(120) 및 그 주변 부품들의 열변형이 방지되도록 하기 위해서이다.

본 발명의 실시 예에 따른 안전 방출 밸브(100)에서 완충공간(210)이 형성될 수 있도록 하기 위해서 디스크(130)의 하부 바깥 둘레 상에는 그 상부에 비해서 작은 외경을 갖는 공간 형성부(132)가 형성이 되는 한편 열 가변 디스크(200)의 하부 안쪽 둘레 상에는 그 상부에 비하여 큰 외경을 갖는 공간 형성부(202)가 형성이 된다. 따라서 전술한 디스크(130)의 공간 형성부(132)와 열 가변 디스크(200)의 공간 형성부(202)가 상호 마주하게 됨으로써 열 가변 디스크(200)와 디스크(130) 사이에는 환상의 완충공간(210)이 마련되는 것이다.

그리고 본 발명의 실시 예에 따른 안전 방출 밸브(100)에서 열 가변 디스크(200)는 환형으로 형성되는데 그 상단에는 디스크(130)의 둘레 중간에 용접에 의해서 고정 장착이 되기 위한 용접 결합부(204)가 상향 돌출된 구조로 형성된다. 한편, 디스크(130)의 바깥 둘레 상에는 열 가변 디스크(200)의 용접 결합부(204)에 대응하는 용접 결합부(134)가 외향 돌출 형성이 된다. 따라서 전술한 디스크(130)의 용접 결합부(134)에 열 가변 디스크(200)의 용접 결합부(204)가 상호 맞대어진 상태에서 도면에 도시된 바와 같이 용접이 실시됨에 따라서 열 가변 디스크(200)는 디스크(130)에 고정 장착된 상태가 유지된다.

본 발명의 실시 예에 따른 안전 방출 밸브(100)에서 열 가변 디스크(200)의 하단 내측에는 노즐 시트(120)의 끝단에 접촉되기 위한 가변 작용부(206)가 디스크(130)의 하단 안쪽을 향해 돌출된 구조로 형성이 된다. 특히, 전술한 가변 작용부(206)는 본 발명의 실시 예에 따른 안전 방출 밸브(100)가 도 3 에 도시된 바와 같이 닫힘 동작이 될 때에 디스크(130) 등 주변으로부터 전달되는 열에 의해서 팽창이 되면서 완충공간(210)과 함께 노즐 시트(120)에 가해지는 충격을 흡수하게 된다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 안전 방출 밸브(100)에서 열 가변 디스크(200)의 하단 외측에는 열 가변 디스크(200)의 하단에 비해 하측에 위치된 디스크 홀더(150)의 경사진 하단 내측에 대응되게 내측이 경사진 반동 작용부(208)가 하향 돌출된 구조로 형성이 된다.

전술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 안전 방출 밸브(100)의 열 가변 디스크(200)에 반동 작용부(208)가 형성된 이유는 적용되는 유체가 물인 경우에 안전 방출 밸브의 개방 동작시 유체의 누설과 함께 압력이 급격하게 떨어지기 때문에 디스크(130)의 완전한 개방(full open)이 어려웠던 점이 개선되도록 하기 위한 것이다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 안전 방출 밸브(100)가 도 4 에 도시된 바와 같이 개방 동작이 될 때에 노즐 시트(120)로부터 디스크(130)가 이격이 되면서 통과되는 유체가 반동 작용부(208)에 부딪치게 됨에 따라서 반동에 의한 디스크(130)의 완전한 개방이 가능하게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 안전 방출 밸브(100)에서 디스크(130)의 상측에는 디스크 커버(220)가 볼트(222)로써 고정 장착이 된다.

본 발명은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수가 있다.

100. 안전 방출 밸브 110. 바디
112. 유입구 114. 토출구
120. 노즐 시트 130. 디스크
132. 공간 형성부 134. 용접 결합부
140. 스템 150. 디스크 홀더
160. 디스크 홀더 가이드 170. 스프링
180. 보닛 190. 리프트 레버
200. 열 가변 디스크 202. 공간 형성부
204. 용접 결합부 206. 가변 작용부
208. 반동 작용부 210. 완충공간
220. 디스크 커버

Claims

내부압력 유지 대상이 되는 대상물 본체에 장착되며 내부에 유입구와 토출구가 형성된 바디, 내측 끝단이 상기 유입구 안쪽에 위치되게 상기 바디의 유입구에 장착되는 노즐 시트, 상기 바디의 유입구와 토출구 사이에 장착되어 상기 노즐 시트를 개폐하는 디스크, 상기 디스크의 상부에 하단이 조립되는 가운데 일정 범위 내에서 직선 이동되는 길이가 긴 막대 형태의 스템, 상기 디스크의 둘레를 감싸도록 디스크 외주에 설치되는 원통형의 디스크 홀더, 상기 바디에 고정 장착되는 한편 상기 디스크 홀더의 외주에 밀착되어 상기 유입구 측으로 가해지는 압력에 따라 상기 디스크 홀더가 일정 스트로크 범위 내에서 승강 작동되게 안내하는 디스크 홀더 가이드, 상기 스템의 외주에 설치되어 상기 디스크에 일정 수준의 탄성력을 가하는 스프링, 상기 바디의 상측에 고정 장착되어 상기 스템 및 스프링이 장착된 상태가 유지되게 하는 보닛, 상기 보닛의 상측으로 노출된 스템의 상단에 접속되는 리프트 레버, 상기 보닛의 상부에 고정 장착되는 리프트 레버 박스를 포함하여 구성이 되는 안전 방출 밸브에 있어서,
상기 디스크의 하부 바깥 둘레와 상기 디스크 홀더의 안쪽 둘레 사이에는 상기 디스크의 온도변화에 따라 팽창 또는 수축하는 재질로 형성된 열 가변 디스크가 설치되되 상기 열 가변 디스크의 하단이 상기 노즐 시트의 끝단에 접촉되는 가운데 상기 열 가변 디스크의 하부 내주와 디스크의 하부 외주 사이에는 환상의 완충공간이 형성된 것을 특징으로 하는 안전 방출 밸브.
제 1 항에 있어서, 상기 열 가변 디스크는 환형으로 형성되되 상단에는 상기 디스크의 중간에 용접에 의해서 고정 장착이 되기 위한 용접 결합부가 상향 돌출 형성되는 한편 상기 디스크의 바깥 둘레 상에는 상기 열 가변 디스크의 용접 결합부에 대응하는 용접 결합부가 외향 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 안전 방출 밸브.
제 2 항에 있어서, 상기 열 가변 디스크의 하단 내측에는 노즐 시트의 끝단에 접촉되기 위한 가변 작용부가 상기 디스크의 하단 안쪽을 향해 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 안전 방출 밸브.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 열 가변 디스크의 하단 외측에는 상기 열 가변 디스크의 하단에 비해 하측에 위치된 상기 디스크 홀더의 경사진 하단 내측에 대응되게 내측이 경사진 반동 작용부가 하향 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 안전 방출 밸브.