KR101964270B1 - 블로 다운 밸브 - Google Patents

Abstract

블로 다운 밸브가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 블로 다운 밸브는 용기 또는 배관 내부와 통기되도록 유로를 포함하는 밸브 본체, 및 밸브 본체의 유로 상에 설치되어 유로를 폐쇄하는 디스크를 포함하며, 밸브 본체의 적어도 일부는 디스크의 열팽창 계수와 상이한 재질을 가져 외부 온도 변화에 의해 유로가 개방되도록 구성된다.

Description

블로 다운 밸브{BLOWDOWN VALVE}

본 발명은 블로 다운 밸브에 관한 것이다.

블로 다운(Blowdown)이란, 압력 제거를 위해 배기 밸브 또는 배기구가 열리기 시작하고 실린더 내의 유체(가스 등)가 뿜어 나오는 현상을 말한다.

보일러나 화학설비 등에는 그 본체나 접속배관부분 등에서 발생할 수 있는 이상사태에 대비하여 안전장치로서 블로 다운 밸브가 설치된다. 블로 다운 밸브는 화학설비 등의 기기에 이상사태가 발생하였을 때 수동 또는 자동에 의해서 그 압력을 기기 밖으로 방출하기 위한 밸브이며, 자압(自壓)형, 솔리노이드형, 다이야프렘형 등 형식이 있다.

이러한 블로 다운 밸브는 사고 발생시에만 작동하는 안전장치이므로 그 기능의 점검을 위해 주기적인 자체성능검사를 실시하도록 의무화되어 있다.

관련한 기술로는 한국 공개특허공보 제10-2004-0062791호(2004.07.09, 압축기의 내부압력조절밸브)가 있다.

본 발명의 실시예들은, 종래의 블로 다운 밸브에 비해 구조가 간단하여 제작 비용 및 보수 유지 비용 등을 절감할 수 있는 블로 다운 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 용기 또는 배관 내부와 통기되도록 유로를 포함하는 밸브 본체; 및 밸브 본체의 유로 상에 설치되어 유로를 폐쇄하는 디스크를 포함하되, 밸브 본체의 적어도 일부는 디스크의 열팽창 계수와 상이한 재질을 가져 외부 온도 변화에 의해 유로가 개방되도록 하는 블로 다운 밸브가 제공된다.

디스크의 재질은 인바강 및 스틸강 중 어느 하나를 포함하며, 밸브 본체의 유로 주변의 재질은 인바강 및 스틸강 중 나머지 하나를 포함할 수 있다.

블로 다운 밸브는 디스크가 고정되도록 밸브 본체에 설치되는 고정부를 더 포함하며, 고정부를 형성하는 재질은 인바강 및 스틸강 중 어느 하나를 포함하며, 고정부에 고정되는 디스크의 재질은 인바강 및 스틸강 중 나머지 하나를 포함할 수 있다.

고정부는, 바디와; 디스크가 고정되도록 바디의 내주면에 형성되는 고정홈과; 고정홈을 기준으로 상하로 개방되도록 형성되는 개구홈을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 온도 변화에 따라 수축 팽창의 정도가 상이한 이종의 재질을 이용함으로써 종래의 블로 다운 밸브에 비해 구조가 간단하여 제작 비용 및 보수 유지 비용 등을 절감할 수 있는 블로 다운 밸브를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블로 다운 밸브를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블로 다운 밸브의 작동 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 A-A'절단선을 기준으로 디스크와 고정부의 결합관계를 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 도 2의 B-B'절단선을 기준으로 디스크와 고정부의 결합관계를 확대하여 도시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 블로 다운 밸브의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

블로 다운 밸브(Blowdown Valve)는 사고 발생시에만 작동하는 안전장치이므로 장치의 생애주기 동안 실제로 사용되는 경우는 거의 없으나, 그 기능의 점검을 위해 주기적인 자체성능검사를 실시하도록 의무화되어 있다. 따라서, 이를 유지 보수하는데 상당한 시간과 비용이 발생한다. 또한, 종래의 블로 다운 밸브는 보통 자동식으로 그 구조가 복잡하며 미세한 기기의 사용에 따른 잔고장과 그에 따른 유지보수가 많은 편이다. 또한, 수동식의 경우도 유지 보수에 있어서 작업하기 용이한 구조가 아니어서 유지 보수에 시간과 비용이 많이 소요되는 편이다.

따라서, 종래의 블로 다운 밸브에 비해 구조가 간단하여 제작 비용 및 보수 유지 비용 등을 절감할 수 있는 새로운 형태의 블로 다운 밸브가 요구된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블로 다운 밸브를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블로 다운 밸브의 작동 과정을 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 블로 다운 밸브(100)는 밸브 본체(110), 디스크(120), 고정부(130)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 블로 다운 밸브(100)는 온도 변화에 따라 수축 팽창의 정도가 상이한 이종의 재질을 이용함으로써 별도의 센서나 기기 등을 구비할 필요가 없어 종래의 블로 다운 밸브에 비해 밸브 구조를 매우 간단하게 만들 수 있으며, 이와 같이 블로 다운 밸브의 구조가 간단해짐으로써 그 제작 비용 및 보수 유지 비용 등을 절감할 수 있는 새로운 방식이다.

도 1을 참조하면, 밸브 본체(110)는 탱크나 컨테이너와 같은 용기 또는 파이프라인과 같은 배관(10)에 연결될 수 있다. 용기나 배관(10) 내에는 상온의 기체와 같은 유체가 유동할 수 있다.

또한, 밸브 본체(110)에는 상기 용기 또는 배관(10)의 내부와 통기되도록 유로(111)가 형성될 수 있다.

디스크(120)는 상기 밸브 본체(110)의 유로(111) 상에 설치되는 것으로, 평상시에는 상기 유로(111)를 폐쇄하다가 필요시 상기 유로(111)를 개방시키는 역할을 한다.

디스크(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 원판형 구조로 이루어질 수 있다. 그러나, 디스크(120)의 형상이 도시된 실시예로 한정되는 것은 아니다.

본 실시예에 따르면, 밸브 본체(110)의 적어도 일부는 상기 디스크(120)의 열팽창 계수와 상이한 재질로 이루어질 수 있다. 즉, 디스크(120) 및 상기 디스크(120)가 접하는 밸브 본체(110)의 적어도 일부는 열팽창 계수가 서로 상이한 이종의 재질로 이루어질 수 있다.

따라서, 외부 환경의 온도 변화에 따라 디스크(120) 또는 밸브 본체(110)가 서로에 대해 서로 상이한 팽창 또는 수축 변형을 함으로써 상기 유로(111)를 개방시킬 수 있다. 이렇게 개방된 유로(111)를 통해 용기나 배관(10) 내의 가스 또는 이물질과 같은 유체가 용기 또는 배관(10)의 외부로 배출될 수 있다.

이를 위해, 디스크(120)의 재질은 인바강 및 스킬강 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다. 이 경우, 밸브 본체(110)에서 유로(111)를 형성하는 밸브 본체(110)의 재질은 상기 인바강 및 상기 스틸강 중 나머지 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.

즉, 디스크(120)가 스틸강인 경우, 상기 디스크(120)와 접하는 밸브 본체(110)의 적어도 일부 영역은 인바강으로 이루어질 수 있다. 따라서, 예를 들어 액화천연가스와 같은 극저온의 액체가 누출되어 용기 또는 배관(10)의 표면 또는 밸브 본체(110)의 표면과 접촉하는 경우, 인바강으로 이루어진 밸브 본체(110)의 열수축에 비해 스틸강으로 이루어진 디스크(120)의 열수축이 훨씬 크므로, 밸브 본체(110) 내의 유로(111)가 도 2에 도시된 바와 같이 유체 이동 가능하도록(화살표 참조) 개방될 수 있다.

반대로, 디스크(120)가 인바강인 경우, 상기 디스크(120)와 접하는 밸브 본체(110)의 적어도 일부 영역은 스틸강으로 이루어질 수 있다. 따라서, 예를 들어 외부에서 화재가 발생하여 주변의 온도가 급격하게 상승할 경우, 스틸강으로 이루어진 밸브 본체(110)의 열팽창에 비해 인바강으로 이루어진 디스크(120)의 열팽창이 훨씬 작으므로, 밸브 본체(110) 내의 유로(111)가 도 2에 도시된 바와 같이 유체 이동 가능하도록(화살표 참조) 개방될 수 있다.

따라서, 종래와 같이 배관이나 용기 내의 압력 변화를 감지하기 위한 별도의 센서나 블로 다운 밸브의 작동을 위한 복잡한 기기 등을 구비할 필요 없이, 단순히 온도 변화에 따라 수축 팽창의 정도가 상이한 이종의 재질을 이용하여 블로 다운 밸브를 구성함으로써, 종래의 블로 다운 밸브에 비해 밸브 구조를 매우 간단하게 만들 수 있는 유리한 이점이 있으며, 이와 같이 블로 다운 밸브의 구조가 단순해 짐으로써 이를 제작하는 제작 비용 및 이를 보수 유지하는 보수 유지 비용 등을 크게 절감할 수 있는 유리한 이점이 있다.

한편 본 실시예에서는, 디스크(120)와 직접적으로 접하는 밸브 본체(110)의 일부 영역만이 상기 디스크(120)와 상이한 열팽창계수를 갖는 재질로 이루어진 경우를 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 밸브 본체(110)를 이루는 전체 부분이 상기 디스크(120)와 상이한 열팽창계수를 갖는 재질로 이루어질 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 블로 다운 밸브(100)는 디스크(120)가 밸브 본체(110)의 유로(111)에 고정되도록 상기 유로(111) 주변에 형성되는 고정부(130)를 더 포함할 수 있다.

도 3은 도 1의 A-A'절단선을 기준으로 디스크와 고정부의 결합관계를 확대하여 도시한 도면이며, 도 4는 도 2의 B-B'절단선을 기준으로 디스크와 고정부의 결합관계를 확대하여 도시한 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 고정부(130)는 밸브 본체(110)의 유로(111) 상에 디스크(120)를 고정된 상태로 유지하기 위한 구성이다. 즉, 디스크(120)와 밸브 본체(110)가 서로에 대해 상이한 수축 또는 팽창 변이를 할 경우, 디스크(120)가 밸브 본체(110)의 지지영역으로부터 분리되어 유로(111) 내에 낙하하는 문제가 발생할 수 있다.

고정부(130)는 디스크(120)가 보다 안정적으로 수축 또는 팽창 변이를 할 수 있도록 지지하는 역할을 수행함과 동시에 이 과정에서 디스크(120)가 밸브 본체(110)로부터 분리되어 낙하하는 경우를 방지하는 역할을 수행할 수 있다.

구체적으로, 고정부(130)는, 바디(131)와, 디스크(120)가 유로(111) 상에 고정되도록 상기 바디(131)의 내주면에 형성되는 고정홈(132)과, 상기 고정홈(132)을 기준으로 상하로 개방되도록 형성되는 개구홈(133)을 포함할 수 있다.

바디(131)는 고정부(130)의 형태를 이루는 부분으로, 유로(111)의 내주면에 상응하는 형태로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 바디(131)는 중심부가 개구된 도넛 형태로 이루어질 수 있으며, 상기 바디(131)의 개구된 중심부 내주면에는 고정홈(132)이 구비될 수 있다.

고정홈(132)은 원판형의 디스크(120)가 삽입 가능하도록 내측으로 함몰된 홈의 형태로 이루어질 수 있다. 따라서, 평상시 디스크(120)는 바디(131)의 고정홈(132)에 끼워진 상태로 밸브 본체(110)의 유로(111) 상에 고정될 수 있다.

개구홈(133)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 고정홈(132)을 기준으로 상하로 개방되도록 형성될 수 있다. 즉, 수평방향으로 연장되도록 형성된 고정홈(132)에 대해, 개구홈(133)은 상하방향(수직방향)으로 연장되도록 직교하여 형성될 수 있다.

개구홈(133)은 디스크(120)가 고정부(130)의 바디(131)보다 더 많이 열수축하는 경우 그 사이에 형성되는 고정홈(132)의 벌어진 틈(도 4 참조)과 연통되는 구성이다.

이러한 개구홈(133)은 디스크(120)가 수축시 고정홈(132)에 형성되는 벌어진 틈과 통기될 수 있어, 용기 또는 배관(10) 내의 가스가 개방된 틈을 통해 외부로 배출될 수 있다. 즉, 개구홈(133)이 고정홈(132)에 직교하도록 바디(131) 내주면에 형성됨으로써, 디스크(120)가 고정부(130)를 통해 밸브 본체(110)에 안정적으로 지지됨과 동시에, 디스크(120)가 유로(111)를 개방 시에는 디스크(120)와 고정부(130) 사이에 기체가 통과할 수 있는 틈을 형성시켜 블로 다운 밸브가 원만히 작동하도록 기능할 수 있다.

따라서, 평상시에는 도 3에 도시된 바와 같이 디스크(120)가 고정홈(132)의 표면에 밀착되므로 용기 또는 배관(10) 내의 가스가 유로(111)를 통해 누출되는 것을 방지할 수 있고, 블로 다운 밸브의 작동이 요구되는 상황에서는 도 4에 도시된 바와 같이 디스크(120)가 급격한 외부 온도 하강에 의해 열수축하므로 디스크(120)와 고정홈(132)의 표면 간에 틈이 발생하게 되고, 이렇게 형성된 틈이 개구홈(133)과 연통되므로 용기 또는 배관(10) 내의 가스가 이렇게 개방된 틈을 통해 외부로 배출될 수 있다.

한편, 도면에 도시된 바와 같이 디스크(120)가 고정부(130)를 이용하여 밸브 본체(110)에 지지되는 경우, 상기 고정부(130)를 형성하는 재질은 인바강 및 스틸강 중 어느 하나의 재질로 이루어 질 수 있다. 이 경우, 상기 고정부(130)에 고정되는 디스크(120)의 재질은 상기 인바강 및 상기 스틸강 중 나머지 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.

즉, 서로 상이한 열팽창계수를 갖는 디스크(120)와 고정부(130)를 이용하여 외부 온도 변화에 따라 열수축 또는 열팽창 시 발생하는 틈을 통해 밸브 본체(110)의 유로(111)를 개방시킬 수 있다. 이 경우, 밸브 본체(110) 전체를 인바강 또는 스틸강으로 구성할 필요가 없어 제작 비용 등을 절감할 수 있다.

참고로, 고정부(130)는 밸브 본체(110) 내측에 예를 들어 볼트결합 방식으로 고정될 수 있다. 따라서, 고정부(130)의 수명이 다한 경우는 밸브 본체(110)로부터 용이하게 분리되어 교체될 수 있다.

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 블로 다운 밸브(100)는 밸브 본체(110)에 탈부착 가능하게 결합되는 덮개부(140)를 더 포함할 수 있다.

덮개부(140)는 유지 보수 시 작업자가 밸브 본체(110)의 유로(111)로 접근할 수 있는 통로를 제공하는 역할을 할 수 있다. 즉, 덮개부(140)는 평상시에는 밸브 본체(110)에 볼트결합 방식으로 고정되어 있다가, 유지 보수가 요구되는 경우 밸브 본체(110)로부터 용이하게 분리될 수 있다. 작업자는 덮개부(140)를 제거한 후 유로(111) 내부를 육안으로 관찰할 수 있으며, 디스크(120)의 상태가 좋지 않을 경우 덮개부(140)를 통해 디스크(120)를 분리하여 교체할 수도 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10: 용기 또는 배관 100: 블로 다운 밸브
110: 밸브 본체 111: 유로
120: 디스크 130: 고정부
131: 바디 132: 고정홈
133: 개구홈 140: 덮개부

Claims (4)

1. 용기 또는 배관 내부와 통기되도록 유로를 포함하는 밸브 본체;
   상기 밸브 본체의 유로 상에 설치되어 상기 유로를 폐쇄하는 디스크; 및
   상기 디스크가 고정되도록 상기 밸브 본체에 설치되는 고정부;
   를 포함하되,
   상기 밸브 본체의 적어도 일부는 상기 디스크의 열팽창 계수와 상이한 재질을 가져 외부 온도 변화에 의해 상기 유로가 개방되도록 하며,
   상기 고정부를 형성하는 재질은 인바강 및 스틸강 중 어느 하나를 포함하며,
   상기 고정부에 고정되는 상기 디스크의 재질은 상기 인바강 및 상기 스틸강 중 나머지 하나를 포함하고,
   상기 고정부는,
   바디와,
   상기 디스크가 고정되도록 상기 바디의 내주면에 형성되는 고정홈과,
   상기 고정홈을 기준으로 상하로 개방되도록 형성되는 개구홈을 포함하는 블로 다운 밸브.
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