KR101517953B1 - 수위제한형 수위표시관이 구비된 밀폐형 팽창탱크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수위표시관에 수위에 따라 개폐구가 상하로 이동하면서 수위표시관을 통한 유체의 이송을 자동으로 개방 또는 폐쇄하는 조절밸브가 부가된 수위제한형 수위표시관이 구비된 밀폐형 팽창탱크에 관한 것이다.
종래의 밀폐형 팽창탱크에 설치된 수위표시관은 별도의 조절밸브가 없어서, 급격한 수충격이 발생할 경우 수위표시관을 통해 유체가 격막 또는 팽창탱크의 내측인 공기실로 넘침으로써 수위표시기능 및 수충격 방지기능을 상실하는 문제점이 있는데, 이를 해결하기 위하여 본 발명은 유체를 이송하는 주배관과 배출관을 통해 연결된 밀폐형 팽창탱크의 내측에는 수충격을 방지하는 격막이 구비되고, 상기 배출관에는 수위표시관의 일단이 연결되고, 수위표시관의 타단은 팽창탱크의 내측과 연통되도록 결합되는 밀폐형 팽창탱크에 있어서, 상기 수위표시관의 하측에는 수위가 올라가면 부력에 의해 유체의 이송을 차단하는 제1형조절밸브가 역방향으로 설치되되, 상기 제1형조절밸브는 몸체의 내측에 레버가 회동할 수 있도록 탄성부재와 함께 설치되며, 상기 레버의 선단에 형성된 슬롯에는 단턱에 밀착 또는 이격됨으로써 유체의 이송을 밀폐 또는 개방하는 개폐구가 승강축에 의해 회동할 수 있도록 결합된 것을 특징으로 하는 수위제한형 수위표시관이 구비된 밀폐형 팽창탱크를 제안한다.
따라서 본 발명은 수위표시관에 개폐구가 부력에 의해 상승 또는 하강하여 유체의 이동을 자동으로 개방 또는 폐쇄하는 간단한 구조의 조절밸브를 부가하여 급격한 수충격 발생시 수위표시관의 유체가 격막으로 역류하는 것을 방지하는 효과가 있다.

Description

수위제한형 수위표시관이 구비된 밀폐형 팽창탱크{Closed expansion tank}

본 발명은 수충격 방지용 밀폐형 팽창탱크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수위표시관의 일측에 수위에 따라 개폐구가 상하로 이동하면서 수위표시관을 통한 유체의 이송을 자동으로 개방 또는 폐쇄하는 조절밸브가 부가된 수위제한형 수위표시관이 구비된 밀폐형 팽창탱크에 관한 것이다.

일반적으로 수충격방지설비에서 말하는 수충격(수격)이란 흐르고 있는 관로의 밸브를 갑자기 닫거나 펌프를 정지하는 등 유속의 변화가 있는 경우, 유체가 가지고 있던 운동에너지가 압력에너지로 변하고, 이 압력변화가 압축파의 전파속도로 전달된다. 이 압력파는 되돌아 올 때 압력의 부호가 반대로 되고 관로 내를 계속 왕복하게 된다. 이러한 현상을 수격작용(Water hammering)이라 하는데, 유속이 빠르고 변화시간이 짧을수록 그 정도는 커지게 된다. 이때의 압력은 심할 경우 부압은 물의 포화증기압 이하기 되어 증기공동(Vapor cavity)이 형성되어 수주분리(Column separation) 현상이 발생하기도 하며, 이는 배관의 좌굴(collapse)이 발생할 수 있고, 수주가 재결합할 때 높은 압력이 유발되며, 상승압은 기기의 내압이상으로 상승하여 기기를 파손시키기도 한다.

따라서 배관 관로에서 펌프의 on/off, 정전 및 밸브의 조작에 따른 수격발생 및 침압, 부압 발생으로 인한 펌프 배관 계통의 파손을 방지할 수 있도록 수충격 방지시스템을 설치하게 된다. 이러한 수충격방지시스템에는 밀폐형 팽창탱크가 구비되는데, 상기 밀폐형 팽창탱크란, 배관의 압력을 조절하기 위해 사용하는 안전장치로서, 배관의 압력이 낮을 경우 밀폐형 팽창탱크 내부의 유체를 배관으로 이송하고, 배관의 압력이 높을 경우에는 배관의 유체를 밀폐형 팽창탱크의 내부로 이송하도록 구성된다. 따라서, 밀폐형 팽창탱크의 수위를 인식하고 이를 안전범위로 유지하도록 조정하는 것은 전체 배관시스템의 극히 중요한 관리요소가 된다.

그러나, 상기 수위표시관은 별도의 조절밸브가 없어서, 급격한 수충격이 발생할 경우 수위표시관을 통해 유체가 격막 또는 팽창탱크의 내측인 공기실로 넘침으로써 수위표시기능 및 수충격 방지기능을 상실하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수위표시관의 일측에 수위에 따라 개폐구가 상하로 이동하면서 수위표시관을 통한 유체의 이송을 자동으로 개방 또는 폐쇄하는 조절밸브가 부가된 수위제한형 수위표시관이 구비된 밀폐형 팽창탱크를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 수위표시관이 구비된 밀폐형 팽창탱크는 유체를 이송하는 주배관과 배출관을 통해 연결된 밀폐형 팽창탱크의 내측에는 수충격을 방지하는 격막이 구비되고, 상기 배출관에는 수위표시관의 일단이 연결되고, 수위표시관의 타단은 팽창탱크의 내측과 연통되도록 결합되는 밀폐형 팽창탱크에 있어서, 상기 수위표시관의 하측에는 수위가 올라가면 부력에 의해 유체의 이송을 차단하는 제1형조절밸브가 역방향으로 설치되되, 상기 제1형조절밸브는 몸체의 내측에 레버가 회동할 수 있도록 탄성부재와 함께 설치되며, 상기 레버의 선단에 형성된 슬롯에는 단턱에 밀착 또는 이격됨으로써 유체의 이송을 밀폐 또는 개방하는 개폐구가 승강축에 의해 회동할 수 있도록 결합된 것을 그 기술적 특징으로 한다.

본 발명에 의한 수위제한형 수위표시관이 구비된 밀폐형 팽창탱크에 의하면, 수위표시관에 개폐구가 부력에 의해 상승 또는 하강하여 유체의 이동을 자동으로 개방 또는 폐쇄하는 간단한 구조의 조절밸브를 부가하여 급격한 수충격 발생시 수위표시관의 유체가 격막으로 역류하는 것을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 밀폐형 팽창탱크의 일 실시 예,
도 2는 본 발명에 의한 조절밸브의 일 실시 예를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명에 의한 조절밸브의 사용상태도,
도 4는 본 발명에 의한 밀폐형 팽창탱크의 사용상태도,
도 5는 본 발명에 의한 밀폐형 팽창탱크의 다른 실시 예.
도 6은 본 발명에 의한 조절밸브의 다른 실시 예.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.

본 발명의 밀폐형 팽창탱크는 도 1에서 도시한 바와 같이 유체가 일시적으로 저장되는 팽창탱크(10)가 구비되며, 상기 팽창탱크(10)와 간격을 이루며 설치되어 각종 기기로 유체를 이송하는 주배관(20)이 구비되고, 상기 팽창탱크(10)와 주배관(20)은 배출관(30)으로 연결되어 있다.

상기 주배관(20)과 배출관(30)에는 일반적으로 체크밸브가 설치되어 이송되는 유체의 양과 압력을 조절하게 된다.

상기 팽창탱크(10)의 내측에는 수충격을 방지하는 격막(40)이 구비되어 있는데, 상기 격막(40)의 상측은 팽창탱크(10)의 상측에 결합되어 있으며, 하측은 배출관(30)과 연통되어 있다.

이때, 상기 주배관(20)을 통해 기기로 이송되는 유체는 주배관(20)의 압력이 증가함에 따라 배출관(30)을 통해 팽창탱크(10)로 배출됨으로써 주배관(20)이 일정한 압력을 유지하게 되는데, 이때 팽창탱크(10)로 배출되는 유체는 격막(40)의 내측으로 유입된다. 이렇게 내측으로 유입된 유체에 의해 격막(40)이 팽창하게 되며, 차츰 주배관(20)의 압력이 낮아지면 격막(40)의 외측, 즉 팽창탱크(10) 내측의 질소 또는 건조공기의 압력에 의해 유체가 주배관(20)으로 밀려 나가 격막(40)은 다시 원상태로 복원된다.

한편, 상기 배출관(30)에는 수위표시관(50)이 결합되어 있는데, 상기 수위표시관(50)의 일단은 배출관(30)에 연결되고, 타단은 팽창탱크(10)의 상측을 관통하여 내측과 연통되도록 결합되어 있으며, 상단부에는 수위표시장치(52)가 설치되어 있다.

상기 수위표시관(50)은 팽창탱크(10)와 간격을 이루며 수직으로 설치됨으로써 수위표시관(50) 내측의 수위는 항상 팽창탱크(10) 내측의 수위와 동일한 높이를 유지하게 된다.

이는 본원출원인이 기출원한 특허등록 제10-1209200호(발명의 명칭 : 밀폐형 팽창탱크의 수위표시장치)에서 이미 구현한 기술이며, 본 발명에서는 위 수위표시관(50)에는 수동적으로 유체의 흐름을 차단하는 차단밸브(51) 또는 수위에 따라 자동적으로 차단/개폐하기 위한 조절밸브(60)가 설치됨에 그 기술적 특이성이 있다.

상기 조절밸브(60)는 도 2에서 나타낸 바와 같이 상측과 하측이 개방된 원통 형상의 몸체(61)가 구비되고, 상기 몸체(61)의 내측에는 몸체(10)의 내주면과 간격을 이루며 상측이 개방되고 하측은 반원형인 원통 형상의 가이드(62)가 결합되어 있다.

상기 가이드(62)의 외주면에는 내측과 연통되는 복수의 유입구(63)가 방사상으로 형성되어 있으며, 가이드(62)의 하측에는 고무링(64)이 내측과 연통되도록 결합되어 있다.

상기 가이드(62)의 내측에는 유체의 유입시 부력에 의해 부양하는 개폐구(65)가 구비되어 있으며, 상기 개폐구(65)의 상측에는 개폐구(65)의 부력에 의해 승강하며 몸체(61) 및 가이드(62)의 상측을 밀폐 또는 개방하는 플로우트(66)가 구비되어 있다.

상기 개폐구(65)는 유체가 상측으로 유입되면 부력에 의해 상승하여 유체의 이동을 폐쇄하고, 유체가 하측으로 유출되면 부력에 의해 하강하여 유체의 이동을 개방할 수 있도록 고무 또는 합성수지로 이루어지며 내측에는 비중이 물보다 낮은 기체가 채워진다. 본 발명의 일 실시 예로 상기 개폐구(65)는 내부에 공기가 채워진 에어볼을 사용한다.

그리고 상기 가이드(62)의 상측에는 실링부재(67)가 구비되어 있으며, 상기 실링부재(67)의 상측에는 링 형상의 커버(68)가 결합되어 있다.

이와 같이 구성된 조절밸브(60)는 도 2에서 나타낸 화살표와 같이 유체가 몸체(60)의 하측을 통해 입수되면 몸체(61)와 가이드(62)의 사이로 유체가 이동하여 유입구(63)로 유입되어 상측으로 배출된다.

이때 유체가 이동하는 압력에 의해 고무링(64)을 통해 일부의 유체가 가이드(62)의 내측으로 유입되고, 이에 따라 개폐구(65) 및 플로우트(66)가 상승하여 도 3에서 나타낸 바와 같이 플로우트(66)가 몸체(61) 및 가이드(62)의 상측을 밀폐한다.

따라서 몸체(61) 내측의 압력이 낮아질 때까지 유체의 이동이 차단되며, 몸체(61) 내측의 유체가 하측으로 배출되어 압력이 낮아짐에 따라 가이드(62) 내측의 유체가 고무링(64)을 통해 배출되면서 차츰 상측을 개방하게 된다.

상술한 조절밸브(60)를 수위계측관(50)의 하단부에 역방향으로 설치함으로써 도 1과 같이 주배관(20)의 압력이 증가함에 따라 배출관(30)을 통해 팽창탱크(10)의 격막(40)에 유체가 채워질 때는 수위계측관(50)으로 이송되는 유체의 압력에 의해 개폐구(65) 및 플로우트(66)가 상승하여 유체가 이동함으로써 수위계측장치(52)를 통해 팽창탱크(10) 내의 수위를 측정할 수 있다.

이때 수위계측장치(52)의 상측에 설치된 차단밸브(51)는 수위계측관(50)의 유체가 팽창탱크(10)의 내측으로 유입되는 것을 수동으로 차단하기 위한 것이다.

한편, 주배관(20)의 압력이 감소함에 따라 배출관(30)을 통해 격막(40) 내의 유체가 배출되면 도 4에서 도시한 바와 같이 수위계측관(50) 내의 유체도 배출되어 개폐구(65) 및 플로우트(66)는 하강함으로써 몸체(61) 및 커버(68)의 입구를 밀폐하여 유체의 역류 및 수위계측관(50) 내의 공기유출을 방지한다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예로서 도 5에서 도시한 바와 같이 상기 차단밸브(51)를 대신하여 수위표시관(50)을 차단/개폐하기 위한 조절밸브(60)를 순방향으로 더 설치할 수 있다.

이때, 순방향으로 설치된 조절밸브(60)는 하측의 조절밸브(60)와는 반대로 동작하게 되는데, 즉 수위표시관(50)의 유체가 팽창탱크(10)의 내측으로 이송되는 것은 차단하고, 팽창탱크(10) 내측의 공기가 수위표시관(50)으로 이송되는 것은 개방한다.

삭제

한편, 본 발명의 조절밸브(60)는 주로 대용량의 밀폐형 팽창탱크에 적용되는 것으로서, 소용량의 밀폐형 팽창탱크에는 도 6에서 도시한 바와 같은 제1형조절밸브(70)를 수위표시관(50)에 설치함으로써 동일한 작용 및 효과를 얻을 수 있다.

상기 제1형조절밸브(70)는 몸체(71)의 내측에 레버(73)가 회동할 수 있도록 탄성부재(74)와 함께 결합되어 있으며, 상기 레버(73)의 선단부에 형성된 슬롯(75)에는 단턱(72)에 밀착 또는 이격됨으로써 유체의 이송을 밀폐 또는 개방하는 개폐구(76)가 승강축(77)에 의해 회동할 수 있도록 결합되어 있다.

따라서 상기 개폐구(76)는 몸체(71)의 내측에 유체가 없을 때에는 이점쇄선으로 표현한 바와 같이 하중에 의해 하강하여 개방상태를 유지하고, 유체가 채워지면 실선으로 나타낸 바와 같이 부력에 의해 상승하여 밀폐상태로 된다.

이때 개폐구(76)는 탄성부재(74)의 복원력에 의해 낮은 압력에도 상승함으로써 소용량의 밀폐형 팽창탱크에 적용할 수 있는 것이며, 이러한 제1형조절밸브(70)를 역방향으로 설치하여 제1형조절밸브2(70a)를 구성하면 밀폐와 개방이 반대로 동작하게 된다.

상기와 같은 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

10 : 팽창탱크 20 : 주배관
30 : 배출관 40 : 격막
50 : 수위표시관 51 : 차단밸브
52 : 수위표시장치 60 : 조절밸브
61,71 : 몸체 62 : 가이드
63 : 유입구 64 : 고무링
65,76 : 개폐구 66 : 플로우트
67 : 실링부재 68 : 커버
70 : 제1형조절밸브 70a: 제1형조절밸브2
72 : 단턱 73 : 레버
74 : 탄성부재 75 : 슬롯
77 : 승강축

Claims (5)

1. 유체를 이송하는 주배관과 배출관을 통해 연결된 밀폐형 팽창탱크의 내측에는 수충격을 방지하는 격막이 구비되고, 상기 배출관에는 수위표시관의 일단이 연결되고, 수위표시관의 타단은 팽창탱크의 내측과 연통되도록 결합되는 밀폐형 팽창탱크에 있어서,
   상기 수위표시관(50)의 하측에는 수위가 올라가면 부력에 의해 유체의 이송을 차단하는 제1형조절밸브(70)가 역방향으로 설치되되,
   상기 제1형조절밸브(70)는 몸체(71)의 내측에 레버(73)가 회동할 수 있도록 탄성부재(74)와 함께 설치되며, 상기 레버(73)의 선단에 형성된 슬롯(75)에는 단턱(72)에 밀착 또는 이격됨으로써 유체의 이송을 밀폐 또는 개방하는 개폐구(76)가 승강축(77)에 의해 회동할 수 있도록 결합된 것을 특징으로 하는 수위제한형 수위표시관이 구비된 밀폐형 팽창탱크.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 수위표시관(50)의 상측에는 유체가 팽창탱크(10)로 이송되는 것은 차단하고, 팽창탱크(10)내의 공기를 수위표시관(50)으로 이송할 수 있도록 제2형조절밸브2(70a)가 순방향으로 더 부가되는 것을 특징으로 하는 수위제한형 수위표시관이 구비된 밀폐형 팽창탱크.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제

Images