KR101811299B1 - Valve actuator with thermoelectric semiconductor cooling module - Google Patents
Valve actuator with thermoelectric semiconductor cooling module Download PDFInfo
- Publication number
- KR101811299B1 KR101811299B1 KR1020160138275A KR20160138275A KR101811299B1 KR 101811299 B1 KR101811299 B1 KR 101811299B1 KR 1020160138275 A KR1020160138275 A KR 1020160138275A KR 20160138275 A KR20160138275 A KR 20160138275A KR 101811299 B1 KR101811299 B1 KR 101811299B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- control unit
- cooling device
- valve
- temperature
- cooling
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/04—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
- F16K37/0025—Electrical or magnetic means
- F16K37/0041—Electrical or magnetic means for measuring valve parameters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K49/00—Means in or on valves for heating or cooling
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
- F25B2321/02—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
- F25B2321/023—Mounting details thereof
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
- F25B2321/02—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
- F25B2321/025—Removal of heat
- F25B2321/0251—Removal of heat by a gas
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2211/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to measuring or protective devices or electric components
- H02K2211/03—Machines characterised by circuit boards, e.g. pcb
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 발전소 등 산업설비에서 사용되는 전동밸브(MOV:Motor Operated Valve)의 작동을 제어하되, 냉각장치를 구비하는 밸브구동기(Valve Actuator)에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 산업설비에서 사용되는 전동밸브의 작동을 제어하는 제어보드(Control Card)를 내부에 구비하는 밸브구동기 제어유니트(Control Unit)의 내부 온도를 제어함으로써, 제어보드의 사용 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있는 열전반도체 냉각장치를 구비하는 밸브구동기에 관한 기술분야이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a valve actuator for controlling the operation of a motor operated valve (MOV) used in an industrial facility such as a power plant, and more particularly, Which can prevent the service life of the control board from being shortened by controlling the internal temperature of the valve actuator control unit having a control card for controlling the operation of the electric motor, The present invention relates to a valve actuator having an apparatus.
일반적으로, 화력발전소 등과 같은 산업설비에는 유체배관계통에 모터구동밸브, 공기구동밸브 등 여러 종류의 밸브들이 설치되어 있고, 이들은 산업설비의 수명기간 동안에 정상운전 및 사고 환경조건에서도 해당 기기들의 구조적인 고유기능이 유지되도록 미국기계학회기준(ASME)이나 우리나라 전력산업기술기준(KEPIC) 등에 따라 성능검증을 거쳐 산업설비에 사용되고 있다.In general, industrial facilities such as thermal power plants are equipped with various types of valves such as motor-driven valves and air-operated valves in the fluid piping system, and they are designed for the structural (ASME) and Korea Electric Power Industry Technical Standard (KEPIC), so that it can be used in industrial facilities.
이러한 밸브는 공정 유체의 흐름을 차단, 혼합 또는 제어하거나, 유체의 압력과 온도를 제어하기 위하여 고안된 기계설비로서, 밸브를 구동원에 따라 구분하면, 수동밸브와 동력구동밸브(POV:Power Operated Vale)로 나눌 수 있으며, 여기서 후자인 동력구동밸브는 공압, 전기 등의 사용되는 에너지원에 따라 공기구동밸브(Air Operated Valve)와 모터구동밸브(MOV) 등으로 나눌 수 있다.These valves are mechanical equipment designed to shut off, mix or control the flow of process fluid, or to control the pressure and temperature of the fluid. If the valve is classified according to the drive source, a manual valve and a power operated valve (POV) The latter can be divided into an air operated valve (MOV) and a motor driven valve (MOV) according to the energy source such as pneumatic or electric power.
여기서 상기 모터구동밸브(이하, '전동밸브'라 한다.)의 구동기(이하, '밸브구동기'라 한다.)는 밸브를 구동하기 위한 구동력을 모터로 발생하는 장치로써 밸브에 부착된 상태에서 밸브의 스템(Stem)과 연결되어 밸브를 닫거나 또는 원하는 밸브 개도를 제어하는 기능을 수행한다.Hereinafter, a driver (hereinafter, referred to as 'valve driver') of the motor drive valve (hereinafter, referred to as 'motor valve') is a device for generating a driving force for driving a valve as a motor, To close the valve or to control the desired valve opening degree.
특히, 상기 밸브구동기 제어유니트(Control Unit)에는 전동밸브의 작동을 제어하기 위해서 내부에 제어보드(Control Card)가 내장되어 있고, 상기 제어보드의 제어 시스템의 명령에 따라 밸브가 자동제어된다.Particularly, the valve actuator control unit has a control card built therein to control the operation of the electromotive valve, and the valve is automatically controlled according to a command of the control system of the control board.
상기와 같은, 밸브구동기는 사용되는 밸브의 작동환경에서 설계수명 동안 본래의 성질을 유지해야 하는데, 전동밸브가 급수가열기, 재열기, 재생증기발생기(Heat Recovery Steam Generator) 등과 같은 고온기기의 인근에 설치된 경우에는 고온기기의 전도, 복사 등의 열전달로 인해 고온기기 주변부 온도가 65℃ 이상으로 매우 높게 형성되고 이에 따라 밸브구동기 온도가 상승하게 된다.Such valve actuators must maintain their original properties during the life of the design in the operating environment of the valve in which they are to be used. It is desirable that the motorized valve be located in the vicinity of high temperature devices such as water heaters, reheaters, steam generators The temperature of the peripheral portion of the high-temperature apparatus is formed to be very high at 65 ° C or more due to heat transfer such as conduction or radiation of the high-temperature apparatus, thereby increasing the temperature of the valve driver.
즉, 상기 밸브구동기가 주변 열원에 의해 가열됨에 따라 밸브구동기 제어유니트 내부 온도가 상승되고, 이에 따라 제어유니트에 내장되어 있는 제어보드는 온도가 올라감에 따라 수명이 단축되는 특성이 있어, 제어보드가 고장나거나 제어보드의 교체가 빈번이 이루어지고 있는 실정이다.That is, as the valve driver is heated by an ambient heat source, the internal temperature of the valve driver control unit is raised, and accordingly, the control board built in the control unit has a characteristic that the service life is shortened as the temperature increases. It is often the case that a breakdown or control board is replaced.
부가하여 설명하면, 복합화력발전소 1기당 약 250개의 전동밸브가 설치되어 있으며 연간 12%에 달하는 전동밸브 제어보드가 고온의 열로 고장이 발생되어 교체되고 있으며 제어보드 교체비용은 연간 약 3천만원(일백만원/개 × 30개)이 소요되고 있다.In addition, about 250 electric valves are installed per combined cycle power plant, and 12% of the annual electric valve control boards are replaced due to high temperature heat failure. The control board replacement cost is about 30 million won per day Million won / dog × 30).
아울러, 복합화력발전소의 전동밸브 제어보드에 고장이 발생되어 발전소가 정지되면 이로 인한 발전소 1기당 손실비용은 약 4천만원/회에 달하며 전동밸브 제어보드의 교체가 적절히 이루어지지 않으면 연간 약 12억원에 달하는 발전손실비용이 발생할 수 있다.In addition, if the power valve is shut down due to a malfunction of the motor control valve of the combined cycle power plant, the loss cost per plant is about 40 million won per cycle. If the motor control valve board is not replaced properly, Which can lead to the cost of power generation losses.
최근에는 상기와 같은 손실을 방지하기 위한 방안으로 전동밸브의 제어유니트를 비교적 온도가 낮은 곳으로 이설하여 운영하는 방식을 채택하고 있으나, 밸브구동기와 제어유니트의 거리가 멀어질수록 제어유니트 이설비용이 높아질 뿐만 아니라 제어 정밀도가 떨어지고 있어 근본적인 문제해결방안이 되지 못하고 있다.In recent years, a method of operating the control unit of the motor-operated valve at a relatively low temperature has been adopted as a method for preventing the above-mentioned loss. However, as the distance between the valve driver and the control unit becomes longer, The control accuracy is lowered and it is not a solution to the fundamental problem.
또한, 일부 발전소에서는 외부에서 전동밸브의 제어유니트까지 냉각용 공기를 끌어와 냉각하는 방식을 택하고 있으나, 설치비가 과다하게 소요되고, 배관을 통해 냉각 공기가 이송되는 동안 공기가 가열되어 냉각 효과가 미미하다.In some power plants, the cooling air is drawn from the outside to the control unit of the motorized valve and cooled. However, since the installation cost is excessive and the air is heated while the cooling air is being conveyed through the pipe, It is insignificant.
또한, 보텍스 튜브(Vortex Tube)를 이용하여 전동밸브의 제어유니트를 냉각하는 방식을 고려할 수도 있으나 매우 긴 압력배관 및 공기압축기 설치가 필요할 뿐만 아니라 단열팽창에 의해 냉각 성능이 급격히 저하되어 적용이 어려운 실정이다.In addition, it is possible to consider cooling the control unit of the motorized valve by using a vortex tube, but it is necessary to install a very long pressure piping and an air compressor, and the cooling performance is drastically reduced due to the thermal expansion, to be.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 안출된 기술로서, 종래의 밸브구동기 제어유니트에 내장된 제어보드가 주변의 고열로 인해 수명이 단축되는 문제를 해결하기 위해, 열전반도체 냉각장치를 제어유니트 전면에 설치할 뿐만 아니라 상기 열전반도체 냉각장치를 이용하여 밸브구동기 제어유니트의 내부 온도를 제어함으로써, 제어보드의 수명 단축을 예방할 수 있는 열전반도체 냉각장치를 구비하느 밸브구동기를 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the related art, and it is an object of the present invention to provide a control board incorporated in a conventional valve driver control unit, It is a main object of the present invention to provide a valve driver provided with a thermoelectric semiconductor cooling device which is installed not only on the front surface of a unit but also can prevent the life of the control board from being shortened by controlling the internal temperature of the valve- do.
본 발명은 상기와 같은 목적을 실현하고자, 전동밸브의 작동을 제어하는 제어보드를 구비하는 밸브구동기에 있어서, 제어보드가 내장된 제어유니트 외함 확장관의 전면에 결합되고, 조작버튼과 냉각장치를 구비하는 조작부를 포함하여 구성되고, 냉각장치는 열전반도체인 것을 특징으로 하는 열전반도체 냉각장치를 구비하는 밸브구동기를 제시한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a valve driver having a control board for controlling operation of a motor-operated valve, the valve driver being coupled to a front surface of a control unit enclosure expansion pipe having a control board, And the cooling device is a thermoelectric semiconductor. The thermoelectric semiconductor cooling device according to claim 1, wherein the cooling device is a thermoelectric semiconductor.
또한, 본 발명의 상기 조작부는 내측에 구비되는 온도센서를 더 포함하여 구성되고, 상기 온도센서는 측정되는 제어유니트의 내부온도를 제어부에 전달하는 것을 특징으로 하며, 상기 제어부는 온도센서로부터 전달받은 제어유니트의 내부온도가 설정온도를 초과하면 냉각장치를 작동시키고, 설정온도 이하이면 냉각장치의 작동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 한편, 상기 제어유니트는 외측에 난연성 단열재를 구비하여 열전달을 최소화하는 것을 특징으로 한다.Further, the operation unit of the present invention may further include a temperature sensor provided inside, and the temperature sensor may transmit the internal temperature of the measured control unit to the control unit, The cooling unit is operated when the internal temperature of the control unit exceeds the set temperature, and the operation of the cooling unit is stopped when the internal temperature of the control unit exceeds the set temperature. On the other hand, the control unit is provided with flame- .
본 발명에 의한 열전반도체 냉각장치를 구비하는 밸브구동기는 밸브구동기 제어유니트의 전면 조작부에 열전반도체인 냉각장치를 설치하고, 외부에 난연성 단열재를 설치함으로써, 밸브구동기 제어유니트의 내부 온도를 효과적으로 냉각하고 유지시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있고, 40℃ 이상의 고온 조건에서 신뢰성 급격히 저하되는 제어보드의 운전 온도를 제어하여 제어보드의 수명연장과 고장을 예방함으로서, 나아가 발전설비에서 전동밸브 관련 계통의 불시정지를 예방하여 발전손실 비용을 최소화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The valve driver provided with the thermoelectric semiconductor cooling device according to the present invention effectively cools the internal temperature of the valve driver control unit by providing a cooling device as a thermoelectric semiconductor on the front operating portion of the valve driver control unit and providing flame- It is possible to obtain an effect to maintain the reliability of the control valve and to prevent the extension of the life of the control board and the failure of the control board by controlling the operation temperature of the control board, It is possible to minimize the power generation loss cost.
도 1은 종래의 제어유니트를 포함하는 전동밸브구동기를 나타낸 사진.
도 2는 종래의 제어유니트를 포함하는 전동밸브구동기가 산업설비에 설치된 사진.
도 3은 종래의 제어유니트를 밸브구동기에서 분리하여 온도가 낮은 지역으로 이동 설치한 사진.
도 4는 종래의 제어유니트 부분 단면 사시도.
도 5는 종래의 제어유니트 정면도와 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 제어유니트 정면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 제어유니트를 나타낸 측단면도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 제어유니트 냉각장치를 나타낸 부분 확대 단면도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 제어유니트 냉각장치 작동의 개략적인 알고리즘.1 is a photograph showing a motor-operated valve driver including a conventional control unit.
Fig. 2 is a photograph of a motor-operated valve driver including a conventional control unit installed in an industrial facility. Fig.
Fig. 3 is a photograph of a conventional control unit separated from a valve actuator and moved to a region having a low temperature.
4 is a cross-sectional perspective view of a conventional control unit.
5 is a front view of a conventional control unit and a front view of a control unit according to a preferred embodiment of the present invention.
6 is a side sectional view showing a control unit according to a preferred embodiment of the present invention.
7 is a partially enlarged sectional view showing a control unit cooling apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
8 is a schematic illustration of a control unit cooling device operation according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명은 발전소 등에서 사용되는 전동밸브의 작동을 제어하되, 냉각장치를 구비하는 밸브구동기에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 고온 환경에서 사용되는 전동밸브의 작동을 제어하는 제어보드를 내장하는 밸브구동기 제어유니트에 열전반도체 냉작장치를 설치하고 제어유니트 내부 온도를 제어함으로써, 제어보드의 사용 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있는 열전반도체 냉각장치를 구비하는 밸브구동기에 관한 기술이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a valve actuator for controlling the operation of a motor-driven valve used in a power plant or the like and having a cooling device, And a thermoelectric semiconductor cooling device installed in the driver control unit to control the internal temperature of the control unit, thereby preventing the service life of the control board from being shortened.
부가하여 설명하면, 발전소의 고온 환경에 설치된 전동밸브의 주변온도가 약 40 ~ 65℃에 달하는 경우가 상당히 있으며 이 때 전동밸브를 작동시키는 밸브구동기 및 제어유니트 또한 고온에 노출되어 있다.In addition, the ambient temperature of the electrically operated valve installed in the high-temperature environment of the power plant reaches about 40 to 65 DEG C, and the valve actuator and the control unit for operating the electrically operated valve are also exposed to high temperatures.
이때, 전동밸브를 제어하는 밸브구동기 제어유니트에 내장된 제어보드 또한 고온에 노출되며 제어보드는 고온에 취약하므로 제어보드의 온도가 10℃ 상승함에 따라 그 수명에 1/2로 감소하는 아레니우스 법칙에 따라 수명이 단축되게 된다.At this time, the control board incorporated in the valve driver control unit for controlling the electric valve is also exposed to high temperature and the control board is vulnerable to high temperature, so that the temperature of the control board is reduced to half The rule of thumb is to shorten the life span.
상기 제어보드가 고온 환경에 노출됨에 따라 제어보드 수명이 단축되어 고장이 자주 발생하고 있으며, 발전소당 연간 12%에 달하는 전동밸브 제어보드가 고온의 열로 고장이 발생되어 연간 수천만원 ~ 수억원의 직간접적인 유지관리 및 정비비용이 추가로 들어가는 문제점이 있다.As the control board is exposed to a high temperature environment, the life of the control board is shortened and troubles frequently occur. In addition, 12% of the motorized valve control board per year per a power plant is broken due to high temperature heat, There is a problem that the maintenance and maintenance costs are further added.
이를 해결하기 위한 종래의 밸브구동기 냉각방법은 도 3에 도시된 바와 같이, 비교적 온도가 낮은 곳으로 제어유니트를 이설하여 운영하거나(방법1), 열교환기 또는 냉매를 제어유니트 까지 이송시키는 방법(방법2)이 있으나, 상기 방법1은 전동밸브와 제어유니트의 거리가 멀어질수록 이설 비용이 높아질 뿐만 아니라 제어 정밀도가 떨어져 작동 신뢰도가 저하되는 문제점이 있고, 상기 방법2는 발전소 내부의 고온 환경에 적합하지 않아 냉각효과가 미미하고, 과다한 설치비용이 소요되며 냉각장치 소형화에 한계가 있는 문제점이 있다.In order to solve this problem, a conventional method for cooling a valve driver is a method (refer to Fig. 3) in which a control unit is installed and operated at a relatively low temperature (method 1) or a method in which a heat exchanger or a coolant is transferred to a control unit 2, there is a problem that as the distance between the motor-driven valve and the control unit increases, the cost of the installation is increased and the control accuracy is lowered and the operational reliability is lowered. In the method 1, the method 2 is suitable for the high- The cooling effect is insignificant, excessive installation cost is required, and there is a limitation in miniaturization of the cooling device.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자, 발전소 고온 환경에 적합하여 냉각 효과가 우수한 열전반도체 냉각장치를 밸브구동기 제어유니트에 설치하여 제어유니트 내부 온도를 40℃ 이하로 유지함으로서, 밸브구동기 제어보드의 수명을 연장하고 궁극적으로 제어보드 교체비용은 물론 제어보드 고장으로 인한 발전손실비용을 최소화하는 것을 주된 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a thermoelectric semiconductor cooling apparatus which is suitable for a high-temperature environment of a power plant and has excellent cooling effect in a valve driver control unit and maintains the internal temperature of the control unit at 40 ° C or lower, And ultimately to minimize the cost of replacement of control boards as well as the cost of power generation losses due to control board failures.
상기와 같은 본 발명을 달성하기 위한 구성은 In order to accomplish the present invention as described above,
밸브전동구동기(100)의 작동을 제어하는 제어보드(200)를 제어유니트(101) 내부에 구비하는 밸브구동기에 있어서, 밸브전동구동기(100)의 일측에 결합되고, 제어보드(200)가 내장되어 설치되는 제어유니트(101);와 제어유니트(101)의 전면에 결합되고, 조작버튼(22)과 제어유니트 냉각장치(30)를 구비하는 제어유니트 조작부(20);를 포함하여 구성되고, 제어유니트 냉각장치(30)는 열전반도체인 것을 특징으로 한다.A valve driver having a control board (200) for controlling operation of a valve electric actuator (100) in a control unit (101), the valve actuator being coupled to one side of the valve electric actuator (100) And a control
또한, 본 발명의 제어유니트 조작부(20)는 내측에 온도센서(42);를 더 포함하여 구성되고, 상기 온도센서(42)는 측정되는 제어유니트(101)의 내부온도를 냉각장치 제어부(40)에 전달하며, 냉각장치 제어부(40)는 온도센서(42)로부터 전달받은 제어유니트(101)의 내부온도가 설정온도를 초과하면 제어유니트 냉각장치(30)를 작동시키고, 설정온도 이하이면 제어유니트 냉각장치(30)의 작동을 중지시키는 것을 특징으로 하며, 제어유니트(101)는 외함에 구비되는 난연성 단열재(61);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The control
이하, 본 발명의 실시예를 도시한 도면 5 내지 8을 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 to 8 showing embodiments of the present invention.
먼저, 종래의 밸브전동구동기의 제어유니트(101)는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 밸브전동구동기(100)의 일측에 부착 설치되거나, 도 3에 도시된 바와 같이 밸브전동구동기(100)와 이격되어 비교적 저온인 곳에 설치되어, 밸브전동구동기(100)를 제어하는 장치로써, 밸브전동구동기(100)의 모터를 동작시켜 밸브전동구동기(100)에 연결된 밸브 스템을 상하로 움직여서 밸브를 열거나 닫거나 또는 원하는 개도를 유지시키는 기능을 수행한다.1 and 2, the
밸브전동구동기의 제어유니트(101)가 설치되는 바람직한 실시예는 밸브전동구동기와 최대한 가까운 위치 즉, 도 1과 도 2와 같이 설치되는 것이 바람직하며, 도 1과 도 2와 같이 설치된 경우 효율적이고 적합한 냉각방법을 이용하여 제어유니트(101)를 냉각하여야 제어유니트에 내장된 제어보드(200)의 수명이 단축되지 않는다.A preferred embodiment in which the
상기와 연관하여, 제어보드(200)의 수명이 감소되는 것을 방지하기 위한 본 발명의 주요 구성요소인 제어유니트(101)는In connection with the above, the
도 6에 도시된 바와 같이, 제어유니트 외함(10)과 외함 확장관(14)이 서로 결합되고, 제어보드(200)가 내장되어 설치되는 것으로서, 제어보드(200) 및 다른 부품들을 보호하고, 일측에는 이후에 자세히 언급될 제어유니트 조작부(20)가 결합되며, 형상은 관 형상인 것을 특징으로 한다.6, the
또한, 본 발명의 제어유니트(101)는 도 6에 도시된 바와 같이, 제어유니트 외함(10)의 전면에 연장되도록 결합되고, 제어유니트 외함(10)의 직경보다 큰 직경을 가지는 외함 확장관(14)을 더 포함하여 구성되며, 외함 확장관(14)은 제어유니트(101)의 길이를 증대시킬 뿐만 아니라 제어유니트(101)의 내부 공간을 확장시킴으로써, 내장되어 있는 제어보드(200)가 더 많은 양의 냉각된 공기에 의해 냉각될 수 있는 효과를 실현케 한다.6, the
아울러, 외함 확장관(14)은 이후에 언급될 제어유니트 조작부(20)가 일측에 결합될 때, 제어유니트 조작부(20)에 설치되는 제어유니트 냉각장치(40)의 설치가 용이하도록 추가적인 공간을 제공하는 효과가 있다.Further, when the control
상기와 연관하여, 본 발명의 제어유니트(101)는 외측에 구비되는 난연성 단열재(61)를 더 포함하여 구성되고, 상기 난연성 단열재(61)에 의해 외부의 고온이 제어유니트 내부로 전달되는 것을 최소화함과 동시에 이후에 설명될 제어유니트 냉각장치(30)에 의해 냉각효율을 극대화시키는 효과를 실현케 한다.The
이때, 상기 난연성 단열재(61)는 화재발생의 위험이 높은 발전소의 특성상 난연3등급 이상의 난연성이 부가된 단열재를 사용하고, 도 6에 도시된 바와 같이, 제어유니트 조작부(20)의 일부까지 감싸도록 부착하는 것이 바람직하다.In this case, the flame-retardant insulating
본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 제어유니트 조작부(20)는The control
외함 확장관(14)의 전면에 결합되고, 복수 개의 조작버튼(22)과 제어유니트 냉각장치(30)를 구비하는 것으로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 제어유니트 조작부보다 직경을 크게 하여 제어유니트 냉각장치(30)가 설치되도록 하며, 이때, 본 발명에서는 상기 외함 확장관(14)에 의해 제어유니트 조작부(20)의 결합이 용이할 뿐만 아니라 제어유니트 냉각장치(30)의 설치가 가능하도록 제어유니트 조작부(20)의 면적이 종래에 비해 증가된다.The control
또한, 본 발명의 제어유니트 조작부(20)는 외함 확장관(14)의 전면에 볼트체결 등의 방법으로 쉽게 결합 및 분해 가능하도록 하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the control
상기와 연관하여, 제어유니트 냉각장치(30)는 제어유니트 조작부(20)의 중앙에 위치되도록 하여 냉각 효율을 극대화시키고, 그 크기 및 세부적인 위치는 당업자의 판단에 의해 배선 및 조작버튼(22)의 배열에 따라 다양하게 변경실시 가능하다.The control
아울러, 상기 제어유니트 냉각장치(30)는 열전반도체인 것을 특징으로 하며, 상기 열전반도체는 열전소자라고도 불리우며, 열과 전기의 상호작용으로 나타는 각종 효과를 이용한 소자의 총칭으로서, 회로의 안정화와 열, 전력, 빛 검출 등에서 사용하는 서미스터, 온도를 측정할 때 사용하는 제베크효과를 이용한 소자, 냉동기나 항온조 제작에 사용되느 펠티에소자 등이 있고, 본 발명에서는 펠티에소자를 사용한다.The control
부가하여 설명하면, 열전소자는 크게 전기저항의 온도 변화를 이용한 소자인 서미스터, 온도 차에 의해 기전력이 발생하는 현상인 제베크효과를 이용한 소자, 전류에 의해 열의 흡수(또는 발생)가 생기는 현상인 필티에효과를 이용한 소자인 펠티에소자 등이 있다.In addition, the thermoelectric element is largely classified into a thermistor, which is a device using a temperature change of electric resistance, a device which uses a Jecke effect, which is a phenomenon in which an electromotive force is generated by a temperature difference, and a phenomenon And a Peltier element, which is a device using a Peltier effect.
본 발명에서 사용되는 펠티에효과는 2종류의 금속 끝을 접속시켜, 여기에 전류를 흘려보내면, 전류 방향에 따라 한쪽 단자는 흡열하고, 다른 쪽 단자는 발열을 일으키는 현상이고, 2종류의 금속 대신 전기전도 방식이 다른 비스무트, 텔루륨 등의 반도체를 사용하면 효율성이 높은 흡열, 발열 작용을 하는 펠티에소자를 얻을 수 있으며, 이것은 전류 방향에 따라 흡열, 발열의 전환이 가능하고, 전류량에 따라 흡열, 발열량이 조절되므로, 용량이 적은 냉동기 또는 상온 부근이 정밀한 항온조 제작에 응용 가능하기 때문에 본 발명과 같이 밸브전동구동기 제어유니트에 적용하기 적합하다.The Peltier effect used in the present invention is a phenomenon in which two terminals of a metal are connected to each other to cause current to flow therethrough, one terminal is absorbed in accordance with the current direction and the other terminal generates heat, When a semiconductor such as bismuth or tellurium having different conductivity is used, it is possible to obtain a highly efficient Peltier element having an endothermic and exothermic effect. This can change endothermic or exothermic depending on the current direction, So that it is suitable for application to a valve electric actuator control unit as in the present invention, because it can be applied to a refrigerator having a small capacity or a room temperature of a high precision.
이때, 본 발명의 제어유니트 냉각장치(30)는 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 전류를 흘려보내 작동되었을 때, 제어유니트 조작부(20)의 후면 즉, 외함 확장관(14)의 내부에서는 흡열이 이루어지도록 하고, 제어유니트 조작부(20)의 전면 죽, 외함 확장관(14)의 외부에서 발열이 이루어지도록 함으로써, 제어유니트 내부를 냉각한다.6 and 7, the control
구체적으로, 상기 제어유니트 냉각장치(30)는 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 제어유니트 조작부(20)의 후면방향으로 돌출되는 냉각핀(32)과, 제어유니트 조작부(20)의 전면에 면접하도록 설치되는 열전소자(34) 및 열전소자(34)의 전면에 결합되는 방열핀(36)을 포함하여 구성되고, 상기 제어유니트 냉각장치(30)의 냉각핀(32)는 제어유니트 조작부(20)의 성형시 함께 제조함으로써, 제조비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 열전달 효율을 더욱 상승시킬 수 있는 효과가 있다.6 and 7, the control
즉, 상기 제어유니트 조작부(20)는 알루미늄 다이캐스팅으로 제작되고, 냉각핀(32)이 함께 알루미늄 다이캐스팅으로 제작됨으로서, 열전도가 효과적으로 이루어지도록 한다.That is, the control
아울러, 상기 제어유니트 조작부(20)는 외함 확장관(14)의 전면에 결합된 후 난연성 단열재(61)에 의해 제어유니트 조작부(20)의 외부 일부가 감싸지도록 하여 단열성을 확보하고, 상기 난연성 단열재(61)에 의해 단열성이 확보가 되지 않은 곳은 도 6에 도시된 바와 같이, 제어유니트 조작부(20) 후면 즉, 내측면에 단열코팅(62)을 형성함으로써, 단열성을 확보한다.In addition, the control
상기 단열코팅(62)을 제어유니트 조작부(20)의 후면 즉, 내측면에 형성하는 이유는 난연성 단열재(61)가 설치되지 않은 조작부(20)의 금속면을 통하여 열전달이 최소화되도록 하여 제어유니트 내부 온도를 가급적 일정하게 유지하기 위함이다.The reason why the
상기와 연관하여, 본 발명의 제어유니트 조작부(20)는 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 내측에 구비되는 온도센서(42)를 더 포함하여 구성될 수 있는데, 상기 온도센서(42)는 일측이 조작부(20)와 단열코팅(62)을 관통하여 외함 확장관(14) 즉, 제어유니트 내부의 온도를 측정하고, 타측에는 LED표시부(미도시) 또는 경고발생부가 설치되어 현장에서 작업자가 쉽게 LED표시부의 색(적색:경고, 황색:주의, 녹색:정상) 또는 경고음을 확인하여 밸브구동기의 내부 온도상태를 가늠할 수 있는 효과를 실현케 한다.6 and 7, the control
아울러, 상기 온도센서(42)는 RS485 등과 같은 통신기능이 내장되거나 연결되어 측정되는 보호관(10)의 내부온도를 냉각장치 제어부(40)에 전달하는 것을 특징으로 하고, 데이터 통합센서 등과 같은 제어실에 위치한 작업자는 제어부(40)에 표시된 수치나 앞서 설명된 LED표시부와 같은 색으로 각각의 밸브전동구동기 제어유니트 상태를 확인할 수 있다.In addition, the
구체적으로, 상기 제어부(40)는 도 8에 도시된 개략적인 알고리즘과 같이, 온도센서(42)로부터 전달받은 제어유니트(101)의 내부온도가 설정온도를 초과하면 제어유니트 냉각장치(30)를 작동시키고, 설정온도 이하이면 제어유니트 냉각장치(30)의 작동을 중지시키는 것을 특징으로 하고, 전달받은 온도를 제어실 등 작업자가 통합하여 관리할 수 있는 장소에서 감시할 수 있도록 상기 제어실 등에 구비된 표시창에 정보를 표시한다.8, when the internal temperature of the
즉, 상기 냉각장치 제어부(40)는 사용자로부터 입력된 설정온도가 기 저장되어 있고, 온도센서(42)에 의해 제어유니트(101) 내부의 온도를 전달받아 상기 설정온도와 비교한 후 제어유니트 냉각장치(30)의 작동 유무를 판단하여 열전소자(34)에 전류를 보내거나 중단시켜 제어유니트(101) 내부의 온도를 적정온도로 유지시킬 수 있는 효과를 실현케 한다.That is, the cooling
예를 들어, 제어유니트 냉각장치(30)의 작동을 설명하면, 도 8에 도시된 바와 같이, 냉각장치 제어부(40)에 설정된 온도가 45℃ 일 때, 온도센서(42)로부터 전달된 온도정보가 45℃를 초과하면 냉각장치 제어부(40)는 제어유니트 냉각장치(30)를 구동시키고, 온도센서(42)로부터 전달된 온도정보가 45℃ 이하이면 냉각장치 제어부(40)는 제어유니트 냉각장치(30)의 구동을 정지함으로써, 제어유니트(101) 내부의 온도를 적정온도로 유지시킬 수 있다.8, when the temperature set in the cooling
또한, 상기 냉각장치 제어부(40)와 온도센서(42)는 도 6과 도 7에 제어유니트(101) 외부에 위치하는 것으로 도식화되어 있으나, 필요시에는 냉각장치 제어부(40)와 온도센서(42)를 모두 제어유니트(101) 내부에 위치하도록 변경하여 제어유니트(101)와 냉각장치 제어부(40)의 외관 구조를 단순화할 수 있다.The cooling
종합하여 설명하면, 본 발명은 제어보드(200)가 내장된 밸브전동구동기 제어유니트(101)의 전면부에 결합되는 외함 확장관(14)의 직경과 구조를 변경하고, 외함 확장관(14)에 조립되는 제어유니트 조작부(20)에 냉각핀(32)을 일체로 성형하며, 상기 냉각핀(32)과 대향되는 조작부(20)의 전면에 열전소자(34) 및 방열핀(36)이 설치되는 제어유니트 냉각장치(30)를 구비하여 제어유니트(101) 내부를 냉각한다.The present invention is characterized in that the diameter and structure of the
아울러, 본 발명은 제어유니트(101) 내부 온도를 측정할 수 있는 온도센서(42)를 제어유니트 조작부(20)에 설치하여 측정된 제어유니트(101) 내부 온도를 냉각장치 제어부(40)에 전달하고, 냉각장치 제어부(40)로 하여금 제어유니트(101) 내부 온도를 설정온도와 비교하여 제어유니트 냉각장치(30)의 작동을 제어함으로써, 제어유니트(101) 내부 온도를 적정온도로 유지되도록 하여 내장된 제어보드(200)의 수명이 단축되는 것을 예방한다.In addition, the present invention provides a temperature sensor (42) capable of measuring the internal temperature of the control unit (101) to the control unit operation unit (20) and transmits the measured internal temperature of the control unit (101) to the cooling device control unit And the cooling
또한, 본 발명의 제어유니트(101) 외부에는 난연성 단열재(61)를 구비하고 제어유니트 조작부(20) 내측면에는 단열코팅(62)을 형성하여 제어유니트(101) 외부와 내부의 열전달을 최소화함으로서 제어유니트(101)의 내부 온도를 가급적 일정하게 유지한다.A flame-retardant
상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It is possible to carry out various changes in the present invention.
100 : 밸브전동구동기 101 : 제어유니트
200 : 제어보드 10 : 제어유니트 외함
14 : 외함 확장관 20 : 제어유니트 조작부
22 : 조작버튼 30 : 제어유니트 냉각장치
32 : 냉각핀 34 : 열전소자
36 : 방열핀 40 : 냉각장치 제어부
42 : 온도센서 61 : 외함 난연성 단열재
62 : 단열코팅100: valve electric actuator 101: control unit
200: control board 10: control unit enclosure
14: Enclosure extension pipe 20: Control unit control unit
22: Operation button 30: Control unit cooling device
32: cooling pin 34: thermoelectric element
36: radiator pin 40: cooling device controller
42: Temperature sensor 61: Enclosure flame retardant insulator
62: Thermal insulation coating
Claims (5)
밸브전동구동기(100)의 일측에 결합되고, 제어보드(200)가 내장되어 설치되는 제어유니트(101);와
제어유니트(101) 외함(10)의 전면에 연장되도록 결합되고, 제어유니트(101) 외함(10)의 직경보다 큰 직경을 가지는 외함 확장관(14);과
외함 확장관(14)의 전면에 결합되고, 조작버튼(22)과 제어유니트 냉각장치(30)를 구비하는 제어유니트 조작부(20);를 포함하여 구성되고,
상기 제어유니트(101)는
외측에 구비되는 난연성 단열재(61);와
제어유니트 조작부(20) 내측에 성형된 단열코팅(62);을 포함하여 구성되며,
상기 제어유니트 냉각장치(30)는
제어유니트 조작부(20)의 후면방향으로 돌출되는 냉각핀(32);과
제어유니트 조작부(20)의 전면에 면접하도록 설치되는 열전소자(34); 및
열전소자(34)의 전면에 결합되는 방열핀(36);을 포함하여 구성되는 한편,
상기 열전소자(34)는 펠티에 효과를 이용하는 소자인 펠티에소자인 것을 특징으로 하며,
상기 제어유니트 냉각장치(30)는
전류를 흘려보내 작동되었을 때, 제어유니트 조작부(20)의 후면 즉, 외함확장관(14) 내부에서는 흡열이 이루어지도록 하며, 제어유니트 조작부(20)의 전면 즉, 외함 확장관(14)의 외부에서 발열이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하고,
상기 제어유니트 조작부(20)는
내측에 구비되는 온도센서(42);를 더 포함하여 구성되며,
상기 온도센서(42)는
측정되는 제어유니트(101)의 내부온도를 냉각장치 제어부(40)에 전달하는 것을 특징으로 하고,
상기 냉각장치 제어부(40)는
온도센서(42)로부터 전달받은 제어유니트(101)의 내부온도가 설정온도인 45℃를 초과하면 제어유니트 냉각장치(30)를 작동시키고, 설정온도인 45℃ 이하이면 제어유니트 냉각장치(30)의 작동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 열전반도체 냉각장치를 구비하는 밸브구동기.
A valve actuator having a control board (200) in a control unit (101) for controlling operation of a valve electric actuator (100) used in an industrial facility such as a power plant,
A control unit 101 coupled to one side of the valve electric actuator 100 and installed with a control board 200 therein,
The control unit 101 includes an enclosure expansion pipe 14 connected to the front of the enclosure 10 and having a diameter larger than the diameter of the enclosure 10 of the control unit 101,
And a control unit operating unit 20 coupled to a front surface of the enclosure expansion pipe 14 and having an operation button 22 and a control unit cooling device 30,
The control unit 101
A flame-retardant insulating material 61 provided outside
And a heat insulating coating (62) molded inside the control unit operating portion (20)
The control unit cooling device (30)
A cooling fin 32 protruding in a rear direction of the control unit operating portion 20;
A thermoelectric element (34) installed to face the front surface of the control unit operating section (20); And
And a radiating fin (36) coupled to the front surface of the thermoelectric element (34). On the other hand,
The thermoelectric element 34 is a Peltier element that is a device using a Peltier effect,
The control unit cooling device (30)
The heat is radiated from the rear surface of the control unit operating unit 20, that is, the inside of the enclosure expansion pipe 14, and the front surface of the control unit operating unit 20, that is, the outside of the enclosure expansion pipe 14 So that heat is generated in the heat exchanger,
The control unit operating unit 20
And a temperature sensor (42) provided on the inner side,
The temperature sensor (42)
And the internal temperature of the control unit 101 to be measured is transmitted to the cooling device control unit 40,
The cooling device control unit (40)
The control unit cooling apparatus 30 is operated when the internal temperature of the control unit 101 received from the temperature sensor 42 exceeds the set temperature of 45 占 폚, And the operation of the thermoelectric semiconductor cooling apparatus is stopped.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160138275A KR101811299B1 (en) | 2016-10-24 | 2016-10-24 | Valve actuator with thermoelectric semiconductor cooling module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160138275A KR101811299B1 (en) | 2016-10-24 | 2016-10-24 | Valve actuator with thermoelectric semiconductor cooling module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101811299B1 true KR101811299B1 (en) | 2017-12-26 |
Family
ID=60936833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160138275A KR101811299B1 (en) | 2016-10-24 | 2016-10-24 | Valve actuator with thermoelectric semiconductor cooling module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101811299B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190040782A (en) | 2017-10-11 | 2019-04-19 | 주식회사 씨앤엘 | Cooling Apparatus using thermoelectric module, and motor operated valve coupled with the same |
KR20230030783A (en) | 2021-08-26 | 2023-03-07 | 한국수력원자력 주식회사 | Portable valve actuator for grating mounting |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004088860A (en) * | 2002-08-26 | 2004-03-18 | Hitachi Ltd | Control panel |
JP2014009416A (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Tatsuya Nishino | Loom control panel cooling device and loom with the same |
-
2016
- 2016-10-24 KR KR1020160138275A patent/KR101811299B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004088860A (en) * | 2002-08-26 | 2004-03-18 | Hitachi Ltd | Control panel |
JP2014009416A (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Tatsuya Nishino | Loom control panel cooling device and loom with the same |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190040782A (en) | 2017-10-11 | 2019-04-19 | 주식회사 씨앤엘 | Cooling Apparatus using thermoelectric module, and motor operated valve coupled with the same |
KR102045278B1 (en) | 2017-10-11 | 2019-12-02 | 주식회사 씨앤엘 | Cooling Apparatus using thermoelectric module, and motor operated valve coupled with the same |
KR20230030783A (en) | 2021-08-26 | 2023-03-07 | 한국수력원자력 주식회사 | Portable valve actuator for grating mounting |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9863718B2 (en) | Explosion-proof enclosures with active thermal management by heat exchange | |
KR102008943B1 (en) | Temperature controll apparatus for distributing board | |
CN104571197B (en) | Temperature control system with attached temperature equalizer and heat transfer fluid | |
US8281607B2 (en) | Electronic block valve | |
JP2010505382A (en) | Pipeline thermoelectric generator assembly | |
KR101811299B1 (en) | Valve actuator with thermoelectric semiconductor cooling module | |
CN108335857B (en) | Heat dissipation formula intelligent transformer and transformation equipment | |
US8755678B2 (en) | Explosion proof forced air electric heater | |
KR20170098545A (en) | Cooling apparatus for power converter | |
JP2012507877A (en) | Electronic device housing | |
JP4372633B2 (en) | Power converter | |
KR102200838B1 (en) | Temperature control device | |
CN213071916U (en) | Mill uses intelligent control by temperature change switch board | |
KR20170097421A (en) | Cooling system for two-dimensional array power converter | |
KR102191814B1 (en) | Device for cooling and dehumidifing the control panel | |
CN207834069U (en) | A kind of heat dissipation type intelligent transformer and potential device | |
JP5091289B2 (en) | Systems used as spacecraft for space applications | |
CN110722605A (en) | Temperature control device and inspection system | |
CN116773027B (en) | Heat radiation system based on explosion-proof refrigeration type thermal infrared imager | |
JP2020169753A (en) | Cooling structure, electrical equipment unit including the same and outdoor unit | |
KR20040056239A (en) | Adiabatic housing for camera | |
CN217793090U (en) | X-ray bulb tube cooling system | |
KR20140146438A (en) | Heat exchange module | |
CN214501721U (en) | Compressed air type heating device applied to industry | |
CN220528460U (en) | Frequency converter with heat dissipation function and air conditioner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |