KR101436851B1 - 이중 유로 글로브 밸브 - Google Patents

Abstract

이중 유로 글로브 밸브가 개시된다. 본 발명의 이중 유로 글로브 밸브는 글러브 밸브에 있어서, 전방 및 후방으로 관통로가 형성된 밸브 몸체; 전방 관통로로부터 밸브 몸체 내부로 간격을 두고 연장되며 2개의 유체 홀이 마련되는 트림 하우징; 밸브 몸체 외부로부터 트림 하우징을 관통하는 트림을 포함하되, 트림은 트림 하우징에 마련된 2개의 유체 홀을 수직으로 관통하며 유체 홀을 개폐하여 관통로를 흐르는 유체의 유량을 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

이중 유로 글로브 밸브{Dual Path Globe Valve}

본 발명은 이중 유로 글로브 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸브 몸체 내부에 2개의 유체 홀이 마련되는 트림 하우징을 마련하고, 밸브 몸체 외부로부터 트림 하우징을 관통하는 트림이 트림 하우징에 마련된 2개의 유체 홀을 수직으로 관통하며 유체 홀을 개폐하여 관통로를 흐르는 유체의 유량을 제어할 수 있는 이중 유로 글로브 밸브에 관한 것이다.

제어 밸브는 완전 개방과 폐쇄의 중간 교축 과정을 수행할 수 있는 밸브로서, 제어 루프 내에서 작동되도록 설계된 작동기가 장착된 밸브로서, 크게 보면 수동 교축밸브에 자동 제어가능하게 만들어진 형태이다. 제어밸브는 교축되는 정도에 따라서 설계된 밸브 사이즈 내에서 0부터 100%까지 유량의 크기가 변경될 수 있다. 이러한 제어 밸브의 가장 중요한 기능은 제어 신호에 따라 신속하게 밸브 개도를 조절하여 유량이나 유압을 제어하는 것이다.

제어 밸브는 다양한 형태가 있는데, 많이 이용되는 형태로는 글로브 밸브(globe valve), 볼 밸브(ball valve), 버터플라이 밸브(butterfly valve) 등을 예로 들 수 있다. 그 중 글로브 밸브는 유체의 유입구와 유출구가 직선상에 있으며 유체의 흐름이 "S"자 형태로 흐르게 되는 밸브이며, 밸브의 외형이 구형이기 때문에 구형 밸브라고도 한다.

도 1에는 종래의 글로브 밸브의 일 예가 도시된다.

도 1에 도시된 바와 같이 글로브 밸브에서는, 유입구(11)와 유출구가 일직선에 위치하고, 유입구와 유출구 사이의 중앙부에 격벽이 형성되며, 격벽(13)에는 유로가 마련되어 밸브의 디스크(14)가 안착되어 개폐될 수 있다. 디스크(14)에는 밸브 축(15)이 유체의 흐름에 대해 수직 방향으로 설치된다.

출원번호 제10-2010-0015416호 (출원일자 2010. 2. 19)

제어 밸브는 여러 용도로 사용될 수 있는데, 특히 큰 압력차가 요구되는 부분에서 질식 유동을 수반하게 되며, 공동화 현상, 플래싱 등의 이상 유동이 발생할 수 있다. 냉동 시스템에서와 같이 상이 바뀔 수 있는 경우, 예기치 못한 유량 변동이 발생할 수 있는데, 이러한 과도 구간에서는 밸브의 사이즈 범위를 넘어서는 유량 변동이 발생하기도 한다. 또한 밸브의 전 후단의 압력차가 클 경우, 밸브의 개도 면적, 즉 오리피스가 작아서 이물질에 의해 유로가 막힐 수 있다. 특히 냉동 시스템에서는 냉매 배관이나 액화가스의 기화 등 저온 또는 극저온에서 수분 결빙으로 유로를 막을 위험이 있다.

본 발명은 이와 같이 이상유동에 의한 과도 상태 및 밸브의 유로 막힘과 같은 이상 현상에 대처할 수 있어 밸브, 나아가 시스템의 안정성을 높일 수 있는 밸브 구조를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 글로브 밸브에 있어서,

전방 및 후방으로 관통로가 형성된 밸브 몸체;

상기 전방 관통로로부터 상기 밸브 몸체 내부로 간격을 두고 연장되며 2개의 유체 홀이 마련되는 트림 하우징;

상기 밸브 몸체 외부로부터 상기 트림 하우징을 관통하는 트림을 포함하되,

상기 트림은 상기 트림 하우징에 마련된 2개의 상기 유체 홀을 수직으로 관통하며 상기 유체 홀을 개폐하여 상기 관통로를 흐르는 유체의 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 이중 유로 글로브 밸브가 제공된다.

상기 글로브 밸브는 상기 트림을 이동시켜 2개의 상기 유체 홀의 개폐를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 적어도 2 개의 상이한 모드의 신호를 전달받아 상기 신호에 따른 상이한 공기압을 출력하는 압력조정기를 포함할 수 있다.

상기 글로브 밸브는 상기 트림 하우징에 마련된 상기 유체 홀 중 하나에 의해 형성되는 제1 유로와, 상기 트림 하우징에 마련된 다른 하나의 상기 유체 홀에 의해 형성되는 제2 유로를 더 포함하되, 상기 제1 유로는 상기 제어부에 의한 상기 트림의 이동시에 상기 제2 유로보다 먼저 개방될 수 있다.

상기 제1 유로가 유체 결빙 또는 불순물 유입을 포함한 이상 상태에 있거나 상기 제1 유로의 최대 통과 유량을 초과하는 유체 통과시 상기 제어부는 상기 제2 유로를 개방할 수 있다.

상기 제1 유로 및 제2 유로에는 상기 트림과의 접촉 부위에 상기 유체를 수밀하는 수밀 부재가 마련될 수 있다.

본 발명의 이중 유로 글로브 밸브는, 밸브 몸체 내부에 2개의 유체 홀이 마련되는 트림 하우징을 마련하고, 밸브 몸체 외부로부터 트림 하우징을 관통하는 트림이 트림 하우징에 마련된 2개의 유체 홀을 수직으로 관통하며 유체 홀을 개폐하여 관통로를 흐르는 유체의 유량을 제어하도록 함으로써, 밸브 사이즈를 넘는 과도 상태나 이물질에 의해 유로가 막힌 경우에도 신속하게 대처할 수 있어, 밸브가 마련되는 공정 및 시스템의 안정성을 높일 수 있다.

도 1은 종래의 글로브 밸브의 일 예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 유로 글로브 밸브에서, 정상 유량에서 제1 유로가 개방된 모습을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 유로 글로브 밸브에서, 유량의 과도 상태에서 제1 유로 및 제2 유로가 개방된 모습을 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 유로 글로브 밸브에서, 이물질에 의해 제1 유로가 막힌 상태에서 제2 유로가 개방된 모습을 개략적으로 도시한다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이중 유로 글로브 밸브에서, 도 2는 정상 유량시의 모습을, 도 3은 유량의 과도 상태에서의 모습을, 도 4는 이물질(f)에 의해 제1 유로(210)가 막힌 상태에서의 모습을 개략적으로 도시한다.

도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 유로 글로브 밸브는, 전방 및 후방으로 관통로(110, 120)가 형성된 밸브 몸체(100)와, 전방 관통로(110)로부터 밸브 몸체(100) 내부로 간격을 두고 연장되며 2개의 유체 홀이 마련되는 트림 하우징(200)과, 밸브 몸체(100) 외부로부터 트림 하우징(200)을 관통하는 트림(300)을 포함하되, 트림(300)은 트림 하우징(200)에 마련된 2개의 유체 홀을 수직으로 관통하며 유체 홀을 개폐하여 관통로(110, 120)를 흐르는 유체의 유량을 제어할 수 있다.

본 실시예는 트림(300)을 이동시켜 2개의 유체 홀의 개폐를 제어하는 제어부(400), 트림 하우징(200)에 마련된 유체 홀 중 하나에 의해 형성되는 제1 유로(210), 및 트림 하우징(200)에 마련된 다른 하나의 유체 홀에 의해 형성되는 제2 유로(220)를 더 포함하되, 제1 유로(210)는 제어부(400)에 의한 트림(300)의 이동시에 제2 유로(220)보다 먼저 개방될 수 있다.

제어부(400)는 적어도 2 개의 상이한 모드의 신호를 전달받아, 전달받은 신호에 따라 상이한 공기압을 출력하는 압력조정기(410), 압력조정기(410)에 제어신호를 입력하는 신호변환기(420), 및 제어신호에 따라 공기압이 조절되는 공기가 공급되는 공기 유로(430) 등을 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 제1 유로(210)가 유체 결빙 또는 불순물 유입을 포함한 이상 상태에 있거나 제1 유로(210)의 최대 통과 유량을 초과하는 유체 통과시 제어부(400)는 제2 유로 개방 모드로 전환되어, 압력조정기(410)를 통해 공기압을 줄임으로써 제2 유로(220)를 개방할 수 있다.

예를 들어 공기 유로(430) 및 압력조정기(410)를 통해 0 ~ 10 bar의 공기압을 사용할 수 있는 경우, 정상상태에서는 5 ~ 10 bar의 공기압을 사용하여 제1 유로(210)의 개도를 조절하고, 이상상태일 때는 0 ~ 5 bar의 공기압을 사용함으로써 제2 유로(220)까지 개방할 수 있다.

글로브 밸브는 유체의 유입구와 유출구가 직선상에 있으며 유체의 흐름이 "S"자 형태로 흐르게 되는 밸브인데, 밸브를 빠르게 개폐할 수 있고, 밸브 본체와 밸브 시트의 조합도 쉬운 장점이 있으나, 밸브 내에서 유체가 흐르는 방향이 바뀌고 밸브가 개방된 때에도 밸브 본체가 유체 중에 있으므로 유체의 에너지 손실이 큰 단점이 있다. 글로브 밸브는 높은 유체흐름 저항을 필요로 하는 공정이나, 저 유량이나 저 개도 운전시의 캐비테이션이나 소음에 능동적으로 대처할 필요가 있는 공정 등에 많이 사용된다.

본 실시예는 이러한 글로브 밸브에서, 밸브 사이즈 범위를 넘는 유량 변동이 있는 경우나, 이물질 또는 냉각에 의한 유체의 응고 (f)등으로 유로가 좁아지거나 폐쇄되는 경우에 신속하게 대처할 수 있도록, 트림 하우징(200)에 제1 유로(210) 및 제2 유로(220)의 두 개의 유로를 마련한 이중 유로 글로브 밸브를 제시한다.

본 실시예의 밸브 몸체(100)에는 전방 관통로(110)로부터 밸브 몸체(100) 내부로 간격을 두고 연장되며, 제1 및 제2 유로(210, 220)를 형성하는 2개의 유체 홀이 마련되는 트림 하우징(200)이 마련된다. 밸브 몸체(100) 외부로부터 트림 하우징(200)을 관통하는 트림(300)이, 2개의 유체 홀을 수직방향으로 움직이며 제1 및 제2 유로(210, 220)를 개폐하여 관통로(110, 120)를 흐르는 유체의 유량을 제어하게 된다.

우선 정상상태, 즉 유체의 유량이 밸브 사이즈 범위의 0 내지 100% 범위인 경우에는 도 2에서와 같이 트림(300)에 의해 제1 유로(210)만이 개방된 상태로 유지된다.

밸브가 적용된 공정의 start-up에서 유체의 상이 변하거나 급격한 압력 변화로 유량 조절이 쉽지 않아 더 많은 유량이 공급될 필요가 있는 경우, 즉 과도 상태(밸브 사이즈 범위의 100 내지 200%)에서는, 도 3에서와 같이 트림(300)에 의해 제1 및 제2 유로(210, 220)를 모두 개방하게 된다.

제1 유로(210)에 이물질이 침착되거나 수분 등이 얼어붙어 유로가 좁아지거나 폐쇄된 경우(f), 도 4에서와 같이 트림에 의해 제2 유로(220)를 개방하여 유량을 조절한다.

이와 같이, 본 실시예는 이상 상태에서도 밸브 교체나 수리 없이 신속하게 공정에서 필요로 하는 유량을 공급할 수 있어, 공정의 안정성을 높이고 신속하게 정상상태에 도달하게 할 수 있다.

제1 유로(210) 및 제2 유로(220)에는 트림(300)과의 접촉 부위에 유체를 수밀하는 수밀 부재(미도시)가 마련될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 실시예의 이중 유로 글로브 밸브는, 밸브 몸체(100) 내부에 2개의 유체 홀이 마련되는 트림 하우징(200)을 마련하고, 밸브 몸체(100) 외부로부터 트림 하우징(200)을 관통하는 트림(300)이 트림 하우징(200)에 마련된 2개의 유체 홀을 수직으로 관통하며 유체 홀을 개폐하여 관통로(110, 120)를 흐르는 유체의 유량을 제어하도록 한다.

이를 통해 밸브 사이즈를 넘는 과도 상태나 이물질에 의해 유로가 막힌 경우 등의 이상 상태에도 제2 유로(220)를 개방함으로써 신속하게 대처할 수 있고, 밸브가 마련되는 공정 및 시스템의 안정성을 높일 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100: 밸브 몸체
110: 전방 관통로
120: 후방 관통로
200: 트림 하우징
210: 제1 유로
220: 제2 유로
300: 트림
400: 제어부
410: 압력조정기
420: 신호변환기
430: 공기 유로

Claims (6)

1. 글로브 밸브에 있어서,
   전방 및 후방으로 관통로가 형성된 밸브 몸체;
   상기 전방 관통로로부터 상기 밸브 몸체 내부로 간격을 두고 연장되며 2개의 유체 홀이 마련되는 트림 하우징;
   상기 밸브 몸체 외부로부터 상기 트림 하우징을 관통하는 트림을 포함하되,
   상기 트림은 상기 트림 하우징에 마련된 2개의 상기 유체 홀을 수직으로 관통하며 상기 유체 홀을 개폐하여 상기 관통로를 흐르는 유체의 유량을 제어하며,
   상기 트림을 이동시켜 2개의 상기 유체 홀의 개폐를 제어하는 제어부를 더 포함하고,
   상기 제어부는
   적어도 2 개의 상이한 모드의 신호를 전달받아 상기 신호에 따른 상이한 공기압을 출력하는 압력조정기를 포함하며,
   상기 글로브 밸브는,
   상기 트림 하우징에 마련된 상기 유체 홀 중 하나에 의해 형성되는 제1 유로; 및
   상기 트림 하우징에 마련된 다른 하나의 상기 유체 홀에 의해 형성되는 제2 유로를 더 포함하되,
   상기 제1 유로는 상기 제어부에 의한 상기 트림의 이동시에 상기 제2 유로보다 먼저 개방되는 것을 특징으로 하는 이중 유로 글로브 밸브.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 유로가 유체 결빙 또는 불순물 유입을 포함한 이상 상태에 있거나 상기 제1 유로의 최대 통과 유량을 초과하는 유체 통과시 상기 제어부는 상기 제2 유로를 개방하는 것을 특징으로 하는 이중 유로 글로브 밸브.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 유로 및 제2 유로에는 상기 트림과의 접촉 부위에 상기 유체를 수밀하는 수밀 부재가 마련되는 것을 특징으로 하는 이중 유로 글로브 밸브.
   

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