KR101559681B1

KR101559681B1 - 유지 보수가 용이한 스템 밸브

Info

Publication number: KR101559681B1
Application number: KR1020140125152A
Authority: KR
Inventors: 정찬건; 이재규; 주현진; 허태규
Original assignee: 한국남부발전 주식회사; (주) 비티엑스
Priority date: 2014-09-19
Filing date: 2014-09-19
Publication date: 2015-10-13

Abstract

본 발명은 유지 보수가 용이한 스템 밸브에 관한 것으로, 양측으로 개방되어 유체의 흐름을 안내하는 채널을 형성하고 일측으로 개방되는 장착구를 채널에 연결되게 형성하는 바디, 채널을 개폐하며 유체의 흐름을 단속하는 개폐부재, 바디의 외측에서 장착구에 설치되어 개폐부재를 개폐 작동하는 조작부; 및 바디의 설치 상태를 유지한 채 조작부의 설치를 위해 바디의 일측에 분리 가능하게 결합되는 커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래 기술과 달리 스템을 분해 가능하게 하여 패킹을 교체 가능하게 함으로써, 주기적으로 또는 간헐적으로 용이하게 스템 밸브의 패킹을 유지 보수할 수 있고, 스템을 밸브 바디 안쪽에서 조립하는 방식이 아니라 바깥쪽으로 조립해도 노출이 방지되도록 하며, 스템의 분해에 의해 확보된 구멍으로 밸브 내부 점검이 가능할 수 있다.

Description

유지 보수가 용이한 스템 밸브{STEM VALVE ASSEMBLY}

본 발명은 유지 보수가 용이한 스템 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스템을 분해 가능하게 하여 패킹을 교체 가능하게 함으로써, 주기적으로 또는 간헐적으로 용이하게 스템 밸브의 패킹을 유지 보수할 수 있고, 스템을 밸브 바디 안쪽에서 조립하는 방식이 아니라 바깥쪽으로 조립해도 노출이 방지되도록 하며, 스템의 분해에 의해 확보된 구멍으로 밸브 내부 점검이 가능하도록 한 유지 보수가 용이한 스템 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 스템(stem)의 개폐기능을 수행하는 밸브에서 스템의 하부는 고압의 증기, 물, 오일 등의 유체 내에 잠기고, 스템의 상부는 스템을 이동시키기 위한 손잡이 등에 연결되며, 스템의 하부로부터 스템의 외주면을 통해 유체가 누설되는 것을 방지하기 위해 패킹이 구비되어 있다.

밸브의 밀폐를 담당하는 소모성 부품인 패킹은 반복적인 스템의 개폐운동에 의해 밀폐성이 떨어지게 된다. 밀폐성이 떨어진다는 것은 특히 발전소에서 고온고압 증기배관의 증기가 유출되어 발전소의 경제적 손실과 인명피해가 발생할 수 있음을 의미하는 것이고, 이러한 문제를 해결 위해 밀폐력이 저하된 패킹을 새 패킹으로 교환이 가능하도록 설계해야 한다. 또한 밸브의 누설이 있기 전에 내부 점검이 가능하도록 하여 안전 및 관리 유지 보수의 효율을 향상시킬 수 있다.

아울러, 현재 500MW 표준화력을 포함한 대부분의 발전소에서 사용 중인 주증기 배관의 소구경 드레인 밸브(drain valve)는 침식으로 의한 많은 누설을 경험하고 있다.

특히, 초초임계압 발전소인 신규 석탄화력은 보일러 재질 상 한계온도 이상 운전, 보일러 STEAM BLOWING 등에 의하여 심한 밸브 커팅(cutting)이 발생하고 있다.

이에 '2012년 7호기 O/H 기간 중 침식에 강하고 누설이 없는 밸브를 적용하였으며, 시험결과 침식 및 누설에 우수한 성능이 입증되어 해당 밸브를 국산화 개발하게 되었다.

하지만, 수입하여 적용한 밸브가 운전 중 패킹의 손상으로 설비의 안전운전에 영향을 주었을 때, 패킹의 교체가 어려운 구조를 하고 있어 수리 및 패킹 교체가 용이하지 않았다. 또한, 밸브 상태 확인이 불가능하여 점검을 하려면 배관에서 밸브를 떼어내는 수밖에 없는 구조였다.

스템 밸브에 대한 선행기술로는 국내공개특허 제10-1985-0001387호(공개일: 1985.03.16., 발명의 명칭: 밸브 스템 패킹 어셈블리)에 제시된 바 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 스템을 분해 가능하게 하여 패킹을 교체 가능하게 함으로써, 주기적으로 또는 간헐적으로 용이하게 스템 밸브의 패킹을 유지 보수할 수 있도록 하는 유지 보수가 용이한 스템 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 스템을 밸브 바디 안쪽에서 조립하는 방식이 아니라 바깥쪽으로 조립해도 노출이 방지되도록 하는 유지 보수가 용이한 스템 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

아울러, 본 발명은 밸브를 배관에서 떼어내지 않고서 스템을 분해하고, 스템의 분해에 의해 확보된 구멍으로 밸브 내부 점검이 가능하도록 한 유지 보수가 용이한 스템 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 발전소 점검 기간 중이나 밸브의 문제 발생 시 간단한 스템 분해만으로 밸브 내부를 점검할 수 있어 누설 예방 및 점검비용 절감이 가능하도록 한 유지 보수가 용이한 스템 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 유지 보수가 용이한 스템 밸브는: 양측으로 개방되어 유체의 흐름을 안내하는 채널을 형성하고, 일측으로 개방되는 장착구를 상기 채널에 연결되게 형성하는 바디; 상기 채널을 개폐하며 유체의 흐름을 단속하는 개폐부재; 상기 바디의 외측에서 상기 장착구에 설치되어 상기 개폐부재를 개폐 작동하는 조작부; 및 상기 바디의 설치 상태를 유지한 채 상기 조작부의 설치를 위해 상기 바디의 일측에 분리 가능하게 결합되는 커버를 포함한다.

상기 조작부는, 상기 장착구에 삽입되고, 상기 개폐부재에 연결되는 샤프트; 상기 샤프트에 구비되는 스템(stem); 및 상기 스템을 상기 바디의 일측에 회전 가능하도록 위치 고정하는 고정부를 포함한다.

상기 고정부는, 상기 바디의 외측으로 노출되는 상기 스템의 둘레면을 감싸는 스템 플랜지; 및 상기 스템 플랜지를 상기 바디에 분리 가능하게 결속하는 결속부재를 포함한다.

상기 스템은 하측이 패킹 글랜드 플랜지에 접하여 지지될 수 있다.

상기 샤프트가 삽입된 상기 장착구는 내측에 패킹을 구비하고; 상기 장착구 가장자리를 따라 상기 바디는 상기 패킹의 이탈을 방지하기 위해 패킹 글랜드를 고정되게 구비할 수 있다.

상기 바디는 상기 샤프트와 상기 스템이 분리된 상기 장착구를 통해 검사기기를 이용하여 내부 검사가 가능할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유지 보수가 용이한 스템 밸브는 종래 기술과 달리 스템을 분해 가능하게 하여 패킹을 교체 가능하게 함으로써, 주기적으로 또는 간헐적으로 용이하게 스템 밸브의 패킹을 유지 보수할 수 있다.

그리고, 본 발명은 스템을 밸브 바디 안쪽에서 조립하는 방식이 아니라 바깥쪽으로 조립해도 노출이 방지되도록 할 수 있다.

아울러, 본 발명은 밸브를 배관에서 떼어내지 않고서 스템을 분해하고, 스템의 분해에 의해 확보된 구멍으로 밸브 내부 점검이 가능하도록 할 수 있다.

또한, 본 발명은 발전소 점검 기간 중이나 밸브의 문제 발생 시 간단한 스템 분해만으로 밸브 내부를 점검할 수 있어 누설을 예방할 수 있고, 점검비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유지 보수가 용이한 스템 밸브의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스템 밸브의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스템 밸브의 절개 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스템 밸브의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스템 밸브의 조립도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스템 밸브의 내부를 검사하는 상태를 보인 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 유지 보수가 용이한 스템 밸브의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유지 보수가 용이한 스템 밸브의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스템 밸브의 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스템 밸브의 절개 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스템 밸브의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스템 밸브의 조립도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스템 밸브의 내부를 검사하는 상태를 보인 도면이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 유지 보수가 용이한 스템 밸브는 바디(10), 개폐부재(20), 조작부(30) 및 커버(70)를 포함한다.

바디(10)는 밸브의 외형을 형성하는 것으로서, 액체나 기체와 같은 유동성을 갖는 유체의 흐름을 안내하기 위해 양측으로 개방된 채널(12)을 형성한다.

이때, 채널(12)은 유체를 일측에서 타측으로 유동 안내하는 역할을 하는데, 다양한 형상으로 적용 가능하다.

아울러, 바디(10)는 일측으로 개방되는 장착구(14)를 형성한다. 이때, 장착구(14)는 채널(12)에 연결된다. 즉, 바디(10)는 축 방향을 따라 양측으로 개방되는 채널(12)을 형성하고, 둘레면에 장착구(14)를 채널(12)에 연결되게 형성한다.

물론, 바디(10)는 다양한 형상 및 다양한 재질로 적용 가능하다.

또한, 개폐부재(20)는 채널(12)을 개폐하는 기능을 한다. 그래서, 개폐부재(20)는 유체의 흐름을 단속하거나, 유체의 흐름량을 조절하는 역할을 한다.

이때, 개폐부재(20)는 판 형상 등 다양하게 적용할 수 있으나, 편의상, 볼(ball)인 것으로 도시한다. 특히, 볼 형상인 개폐부재(20)가 채널(12)을 개폐하는 방식은 일반적인 것으로 한다.

개폐부재(20)는 장착구(14)의 중심축 상에 위치한 채널(12) 내부에 회전 또는 회동 가능하게 구비된다.

한편, 조작부(30)는 바디(10)의 외측 둘레면에서 장착구(14)에 설치되어 개폐부재(20)를 개폐 작동하는 역할을 한다. 이때, 조작부(30)가 개폐부재(20)에 연결되도록 바디(10)의 외측 둘레면에 조립됨에 따라, 조립성이 향상되고, 바디(10)를 유지한 채 조작부(30)를 유지 보수할 수 있다.

그리고, 커버(70)는 바디(10)의 외측으로 노출되는 조작부(30)의 구성 대부분을 막아 보호하는 역할을 한다. 즉, 커버(70)는 배관(도시하지 않음)에 연결되는 바디(10)의 설치 상태를 유지한 채 조작부(30)의 설치를 위해 바디(10)의 일측에 분리 가능하게 결합된다.

커버(70)는 체결부재(72)에 의해 바디(10)의 둘레면에 분리 가능하게 결합된다. 여기서, 체결부재(72)는 볼트 등 기계체결요소로 한다. 물론, 커버(70)는 다양한 형상 및 다양한 재질로 적용 가능하다.

특히, 조작부(30)는 샤프트(32), 스템(stem,34) 및 고정부(36)를 포함한다.

샤프트(32)는 장착구(14)에 삽입되어 개폐부재(20)에 연결된다. 즉, 샤프트(32)는 장착구(14)를 통해 채널(12) 내부에 회전 또는 회동 가능하게 구비되는 개폐부재(20)에 연결된다. 이때, 샤프트(32)는 나사 결합 등 다양한 방식으로 개폐부재(20)에 연결될 수 있다.

샤프트(32)는 하나 또는 서로 연결되는 복수 개로 이루어질 수 있다. 편의상, 샤프트(32)는 2개를 연결하여 형성되는 것으로 도시한다. 이때, 복수 개의 샤프트(32)는 축 방향으로 다양한 방식에 의해 서로 결속될 수 있다. 물론, 샤프트(32)는 다양한 형상으로 변형 가능하고, 길이와 굵기에 한정하지 않는다.

샤프트(32)는 일부가 바디(10)와 커버(70)의 외측으로 일부 노출되는 길이로 이루어질 수 있다. 이는, 샤프트(32)의 상측에 회전레버(도시하지 않음)를 조립할 수 있도록 하기 위함이다.

그리고, 스템(34)은 샤프트(32)에 구비되어 샤프트(32)가 위치 고정된 채 회전되도록 하는 역할을 한다. 이때, 스템(34)은 바디(10)의 외측 둘레면에 고정된 채 샤프트(32)가 장착구(14)의 외측으로 이탈되는 것을 방지함으로써, 조립성과 유지 보수성이 향상된다.

물론, 스템(34)은 다양한 형상으로 형성될 수 있으나, 편의상, 샤프트(32)의 직경보다 굵은 원형노브 또는 원형블록 형성되는 것으로 도시한다. 이때, 스템(34)은 샤프트(32)에 일체 또는 분리 가능하게 구비될 수 있다.

또한, 고정부(36)는 스템(34)을 바디(10)의 일측 즉, 장착구(14)에 대응되는 바디(10)의 둘레면에 회전 가능하도록 위치 고정하는 역할을 한다.

고정부(36)는 스템 플랜지(stem flange,37) 및 결속부재(38)를 포함한다.

스템 플랜지(37)는 바디(10)의 외측으로 노출되는 스템(34)의 둘레면 일부 또는 전체를 감싸는 역할을 한다. 여기서,'둘레면'은 스템(34)의 원주 방향 둘레면과 상측면(도면에서 봤을 때)을 의미한다. 물론, 스템 플랜지(37)는 다양한 형상 및 다양한 재질로 변형 가능하다.

또한, 결속부재(38)는 스템 플랜지(37)를 바디(10)에 분리 가능하게 결속하는 역할을 한다. 즉, 결속부재(38)는 스템(34)의 외측면을 감싸고 있는 스템 플랜지(37)를 바디(10)에 결속하는 역할을 한다. 이때, 스템(34)은 스템 플랜지(37)에 의해 위치 고정된 채 회전 가능하게 장착된다.

여기서, 결속부재(38)는 볼트 등 기계체결요소로 한다.

아울러, 스템(34)은 하측이 패킹 글랜드 플랜지(packing gland flange,39)에 접하여 지지될 수 있다.

패킹 글랜드 플랜지(39)는 장착구(14) 가장자리를 따라 바디(10)의 외측에 접하여 지지된 채 스템(34)의 하측을 지지한다. 이때, 샤프트(32)는 패킹 글랜드 플랜지(39)에 축 삽입되고, 패킹 글랜드 플랜지(39)는 장착구(14)로 삽입되지 않는 크기의 링 형상으로 이루어진다.

특히, 패킹 글랜드 플랜지(39)는 바디(10)에 대해 스프링으로 탄성 지지될 수도 있다.

따라서, 스템(34)은 스템 플랜지(37)와 패킹 글랜드 플랜지(39)로 에워싸여짐에 따라 위치 고정된 채 회전 가능하게 된다.

물론, 스템 플랜지(37)와 패킹 글랜드 플랜지(39)는 다양하게 형성될 수 있다.

한편, 샤프트(32)는 장착구(14)에 삽입되어 회전되는데, 장착구(14) 내측면과 샤프트(32)의 둘레면과 사이에는 틈새가 발생될 수 있다. 이 틈새를 통해 고압의 증기와 같은 유체가 누출될 수 있게 된다.

그래서, 샤프트(32)가 삽입된 장착구(14)는 내측에 패킹(40)을 구비한다. 즉, 패킹(40)이 장착구(14)의 내측에 구비되고, 샤프트(32)는 패킹(40)에 삽입된다. 패킹(40)은 링 형상으로서 하나 이상 구비된다. 물론, 패킹(40)은 다양한 형상 및 다양한 재질로 적용 가능하다.

아울러, 바디(10)의 채널(12)을 통해 고압의 유체가 이송됨에 따라, 패킹(40)이 압력에 의해 장착구(14)의 외측으로 이탈될 수 있게 된다.

이를 방지하기 위해, 바디(10)는 장착구(14) 가장자리를 따라 패킹(40)의 이탈을 방지하기 위해 패킹 글랜드(50)를 고정되게 구비한다.

패킹 글랜드(packing gland,50)는 다양한 형상으로 형성될 수 있으나, 링 형상으로 이루어져 장착구(14)의 가장자리를 따라 바디(10)의 외측면에 접하게 설치된다. 그리고, 패킹 글랜드(50)의 일부는 샤프트(32)가 삽입된 장착구(14)에 수용될 수 있다.

아울러, 패킹 글랜드(50)는 위치 고정되어야 한다. 그래서, 패킹 글랜드 플랜지(39)는 패킹 글랜드(50)를 견고하게 위치 고정하는 역할을 한다.

이에 따라, 스템(34)은 패킹 글랜드(50)와 패킹 글랜드 플랜지(39)에 의해 하측이 지지되고, 스템 플랜지(37)에 의해 상측이 지지된다. 아울러, 패킹(40)은 바디(10)의 외측에서 용이하게 장착구(14)에 조립될 수 있다.

물론, 패킹 글랜드(50)는 볼트에 의해 바디(10)에 결속될 수도 있다.

그리고, 샤프트(32)는 둘레면에 커버 스템(80)을 형성한다. 이때, 커버 스템(80)은 스템(34)과 소정 유격되게 형성된다. 샤프트(32)의 축 방향으로 커버 스템(80)과 스템(34) 사이에는 스템 플랜지(37) 일부가 수용된다. 커버 스템(80)과 스템(34) 사이에 스템 플랜지(37)에 위치함에 따라, 샤프트(32)는 축 방향으로 이동되지 않도록 견고하게 위치 고정된다.

또한, 스템(34)과 고정부(36)를 보호하는 커버(70)가 바디(10)에 체결시, 커버 스템(80)은 커버(70)의 하측에 접하게 된다. 이를 통해, 샤프트(32)는 더욱 견고하게 위치 고정된다.

물론, 샤프트(32)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.

한편, 바디(10)는 샤프트(32)와 스템(34)이 분리된 장착구(14)를 통해 검사기기(90)를 이용하여 내부 검사가 가능할 수 있게 된다. 즉, 바디(10)는 설치된 상태를 유지한 채, 작업자는 조작부(30)를 바디(10)로부터 분리한 후 검사기기(90)를 장착구(14)를 통해 채널(12) 내부로 삽입한다. 그래서, 작업자는 바디(10)를 분리하지 않고서도 검사기기(90)를 통해 쉽게 내부의 부식 등 상태를 검사할 수 있게 된다.

검사기기(90)는 내시경 검사기 등으로 적용할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10: 바디 12: 채널
14: 장착구 20: 개폐부재
30: 조작부 32: 샤프트
34: 스템(stem) 36: 고정부
37: 스템 플랜지 38: 결속부재
39: 패킹 글랜드 플랜지 40: 패킹
50: 패킹 글랜드 70: 커버
72: 체결부재 80: 커버 스템
90: 검사기기

Claims

양측으로 개방되어 유체의 흐름을 안내하는 채널을 형성하고, 일측으로 개방되는 장착구를 상기 채널에 연결되게 형성하는 바디; 상기 채널을 개폐하며 유체의 흐름을 단속하는 개폐부재; 상기 바디의 외측에서 상기 장착구에 설치되어 상기 개폐부재를 개폐 작동하는 조작부; 및 상기 조작부의 설치를 위해 상기 바디의 일측에 분리 가능하게 결합되는 커버를 포함하고,
상기 조작부는, 상기 장착구에 삽입되고, 상기 개폐부재에 연결되는 샤프트; 상기 샤프트에 구비되는 스템(stem); 및 상기 스템이 상기 바디의 외측으로 노출된 채 상기 바디에 회전 가능하도록 위치 고정하는 고정부를 포함하며,
상기 고정부는, 상기 바디의 외측으로 노출되는 상기 스템의 둘레면을 감싸는 스템 플랜지를 포함하고,
상기 스템 플랜지는 상기 스템과 함께 패킹 글랜드 플랜지에 지지되며,
상기 샤프트는 상기 스템과 유격되도록 둘레면에 커버 스템을 돌출 형성하고,
상기 커버 스템은 상기 스템에 하측이 지지된 상기 스템 플랜지가 상기 샤프트의 축 방향을 따라 상측으로 이탈되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 유지 보수가 용이한 스템 밸브.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 고정부는, 상기 스템 플랜지를 상기 바디에 분리 가능하게 결속하는 결속부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 유지 보수가 용이한 스템 밸브.
삭제
제 1항 또는 제 3항에 있어서,
상기 샤프트가 삽입된 상기 장착구는 내측에 패킹을 구비하고;
상기 장착구 가장자리를 따라 상기 바디는 상기 패킹의 이탈을 방지하기 위해 패킹 글랜드를 고정되게 구비하는 것을 특징으로 하는 유지 보수가 용이한 스템 밸브.
제 1항 또는 제 3항에 있어서,
상기 바디는 상기 샤프트와 상기 스템이 분리된 상기 장착구를 통해 검사기기를 이용하여 내부 검사가 가능한 것을 특징으로 하는 유지 보수가 용이한 스템 밸브.