KR102041458B1 - 초저온용 밸브 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브에 관련되는 것이되, 특히 LNG선 등에 사용되는 초저온용 밸브를 원격으로 제어할 수 있도록 하는 초저온용 밸브 시스템에 관한 기술로서, 액화가스가 유동될 수 있도록 좌우 양단부에 입구부와 출구부가 형성되고, 내부에 구비되되, 시트홀이 형성되는 구획부를 갖는 스테인레스 주물로 제작되는 밸브 몸체와, 상기 밸브 몸체 내부에 수직되게 설치되는 스템과, 상기 스템 하단에 결합되어 상기 시트홀에 접촉되는 디스크를 포함하는 초저온용 밸브; 상기 스템 상단에 연결되어 유압의 힘으로 상기 스템을 정역회전되게 하는 유압작동기; 상기 유압작동기를 원격 제어할 수 있도록 유압을 제공하는 파워유니트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

초저온용 밸브 시스템{Cryogenic valve system}

본 발명은 밸브에 관련되는 것이되, 특히 LNG선 등에 사용되는 초저온용 밸브를 원격으로 제어할 수 있도록 하는 초저온용 밸브 시스템에 관한 기술이다.

액화천연가스의 사용이 증가함에 따라 초저온 상태로 저장되는 특성상 액화천연가스의 흐름을 컨트롤하기 위한 초저온용 글로브 밸브의 필요성이 증대되고 있는 실정이다.

일반적으로 글로브 밸브(glove valve)는 내부에 천연가스가 유동하기 위한 제1유로 및 제2유로가 내부에 형성되며, 아울러 제1유로와 제2유로를 구획하되 유체 통과공이 형성되는 구획부가 내부에 형성되는 밸브 몸체와, 밸브 몸체의 상부에 결합되는 밸브 본넷(valve bonnet)과, 밸브 본넷에 마련된느 밸브 스템과, 밸브 스템의 하부에 마련되는 밸브체와, 밸브 스템의 상부에 마련된느 핸들을 포함하여 이루어지며, 사용자가 핸들을 돌리면 밸브 본넷과 밸브 스템의 나사 결합에 의하여 밸브 스템이 상하로 이동하게 되며, 이에 의하여 밸브 스템의 하부에 마련된 밸브체가 밸브 몸체의 유체 통과공을 개폐하게 된다.

본 발명과 관련한 종래기술로 대한민국 등록실용신안 제20-0478984호의 "초저온용 글로브 밸브"가 알려져 있다.

도 1은 종래기술에 의한 초저온용 글로브 밸브의 단면도이며, 도시된 바와 같이 내부에 제1유로와 제2유로가 형성되며, 내부에 상기 제1유로와 상기 제2유로를 구획하되 유체 통과공이 형성되는 구획부가 형성되며, 상기 구획부의 상부에 상부가 개방된 밸브체 이동공간이 형성되는 밸브 몸체; 중앙에 본넷용 암나사부가 형성되며 상기 밸브 몸체의 상부에 결합되어 상기 밸브체 이동공간의 상부를 닫도록 이루어진 밸브 본넷; 하단이 상기 밸브 본넷의 상부에 결합되어 상부로 연장되는 연장 파이프; 상기 연장 파이프의 내부를 따라 배치되되 상기 연장 파이프의 내경보다 작은 직경을 가진 연장부와, 상기 연장부의 직하부에 형성되되 나사산의 바깥지름이 상기 연장부의 직경보다 작거나 같으며 상기 본넷용 암나사부와 나사 결합되는 제1수나사부와, 스냅링 장착홈이 형성되되 상기 제1수나사부의 직하부에 형성되되 직경이 상기 제1수나사부의 나사산의 안지름보다 작거나 같은 밸브체 결합부와, 상기 연장부의 직상부에 형성되되 상기 연장부의 직경보다 작거나 같은 직경을 가지는 기밀재 장착부와, 상기 기밀재 장착부의 상부에 형성되되 상기 기밀재 장착부의 단면보다 작은 단면을 가진 핸들 결합부가 형성되는 밸브 스템; 상기 밸브 스템의 기밀재 장착부와 상기 연장 파이프의 상단부 내주면 사이에 마련되는 기밀재를 포함하여 이루어지는 기밀수단; 상기 밸브 스템의 핸들 결합부에 결합되는 핸들; 상기 밸브 스템의 밸브체 결합부에 결합되어 상기 유체 통과공을 개폐하는 밸브체;를 포함하여 이루어지며, 상기 밸브체는 상기 스냅링 장착홈에 장착되는 스냅링과, 상기 스냅링의 상부에서 상기 밸브체 결합부에 고정되되 외주면 하부에 보조 수나사부가 형성되며 외주면 상부에 다각형 형태의 플랜지부가 형성되는 보조 장착구와, 하부에 밸브 시트가 마련되며 상부에 상기 보조 장착구의 보조 수나사부와 나사 결합되는 암나사부가 형성되는 암나사 형성부가 형성되며 상기 암나사 형성부의 상부에 링 형태로 돌출 형성되어 상기 플랜지부에 밀착되도록 변형되어 밸브 디스크의 회전을 방지하게 되는 회전방지용 돌기가 형성되는 밸브 디스크를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

종래기술은 비교적 긴 길이를 갖는 밸브 스템에 대하여 밸브 스템 중 연장 파이프의 내부에 배치되는 부위를 기준으로 밸브 스템의 최대 직경을 디자인하고, 최대 직경값을 가진 환봉형 소재에 대하여 연장 파이프의 내부에 배치되는 부위는 별도의 가공을 하지 않고 나머지 부위만을 가공함으로써 밸브 스템을 제작할 수 있도록 하여 소재 절감과 가공작업의 절감을 통하여 원가 절감을 도모할 수 있도록 한 것이다.

대한민국 등록실용신안 제20-0478984호

본 발명은 부가가치가 높은 LNG 운송선과 같이 초저온 액화가스에 대한 저장을 위해 설치되는 특수 밸브로 적합한 초저온용 글로브 밸브 및 이의 작동을 위해 필요한 유압작동기 및 원격유압제어장치가 포함되는 초저온용 글로브 밸브 시스템을 제공하고자 한다.

제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 본 발명의 초저온용 밸브 시스템은, 초저온용 밸브의 제어를 위한 것으로서, 액화가스가 유동될 수 있도록 좌우 양단부에 입구부와 출구부가 형성되고, 내부에 구비되되, 시트홀이 형성되는 구획부를 갖는 스테인레스 주물로 제작되는 밸브 몸체와, 상기 밸브 몸체 내부에 수직되게 설치되는 스템과, 상기 스템 하단에 결합되어 상기 시트홀에 접촉되는 디스크를 포함하는 초저온용 밸브; 상기 스템 상단에 연결되어 유압의 힘으로 상기 스템을 정역회전되게 하는 유압작동기; 상기 유압작동기를 원격 제어할 수 있도록 유압을 제공하는 파워유니트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 초저온용 밸브 시스템은, 상기 초저온용 밸브의 개폐 상태를 표시해주는 지시기와 상기 파워유니트를 제어하는 콘트롤러 및 통신모듈을 포함하는 제어판이 구비되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 유압작동기의 상부에 상기 스템의 상단과 연결되는 핸들이 마련되어 수동조작이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 초저온용 밸브 시스템은 취급에 위험이 따르고 조작이 쉽지 않은 초저온용 밸브를 원격으로 간편하게 제어할 수 있도록 한다는 효과가 있다.

특히, 비상 상황시와 같이 신속한 밸브의 제어가 필요한 경우에 원격제어를 통해 신속하게 대응조치를 할 수 있어 안전사고를 예방할 수 있다는 효과도 있다.

또한, 본 발명은 경우에 따라 작업자에 의한 수동 조작도 가능하도록 구성함으로써 원격제어에 문제가 있는 경우에도 밸브 제어가 가능하도록 한다는 효과도 있다.

도 1은 종래기술에 의한 초저온용 글로브 밸브의 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 초저온용 밸브 시스템의 개략적인 구성도.
도 3은 유압작동기의 주요부에 대한 구성도.

이하 본 발명에 의한 초저온용 밸브 시스템에 대해 보다 상세한 설명을 하도록 하며, 첨부되는 도면을 참조하는 것으로 한다. 단, 제시되는 도면 및 이에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 기술적 사상에 따른 하나의 실시 가능한 예를 설명하는 것인 바, 본 발명의 기술적 보호범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명에 의한 초저온용 밸브 시스템의 개략적인 구성도이며, 도 3은 유압작동기의 주요부에 대한 구성도를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 초저온용 밸브 시스템은, 액화천연가스와 같은 초저온 상태로 저장 또는 운송되는 LNG 운송선 등에서 액화가스의 유동을 제어하기 위해 필요한 초저온용 밸브로 사용되기에 적합한 것이다.

이를 위한 구성으로 초저온용 밸브(100), 유압작동기(200) 및 파워유니트(300)를 포함하여 초저온용 밸브 시스템이 구성될 수 있다.

초저온용 밸브(100)는 글로브 밸브나, 볼 밸브 등 다양한 밸브가 그 대상이 될 수 있으며, 본 실시예에서는 글로브 밸브인 것을 예로 하여 설명된다.

초저온용 밸브(100)는 밸브 몸체(110)와 스템(120) 및 디스크(130)를 포함하게 되는데, 밸브 몸체(110)는 스테인레스 주물로 제작되도록 함으로써 초저온에서도 견딜 수 있도록 한다.

밸브 몸체(110)는 액화가스가 유동될 수 있도록 좌우 양단부에 입구부(111)와 출구부(112)가 형성되고, 내부에 시트홀(114)이 형성되는 구획부(113)가 형성된다. 그리고 밸브 몸체(110)의 상측에서 내부에 이르는 스템(120)이 마련되며, 스템(120)은 수직되게 설치되고, 스템(120) 하단에는 시트홀(114)에 접촉되는 디스크(130)가 형성된다.

스템(120)에 작용되는 회전력에 의해 스템(120)은 상승 또는 하강되면서 시트홀(114)이 닫히거나 열리도록 작용한다.

스템(120) 상단에 연결되어 유압의 힘으로 스템(120)을 정역회전되게 하는 유압작동기(200)가 마련되며, 또한 유압작동기(200)는 원격 제어를 통해 조정되게 함이 바람직하고 이를 위해 유압을 제공하게 되는 파워유니트(300)가 구비된다.

유압작동기(200)는 파워유니트(300)로부터 제공되는 유압의 힘을 이용하여 스템(120)을 정방향 혹은 역방향으로 회전되게 하는데, 유압이 공급되는 실린더(210)와 실린더(210)에 결합되어 출몰되는 피스톤(220)이 마련되며, 피스톤(220)에는 랙기어(230)가 형성되고, 스템(120)의 상단부에는 랙기어(230)와 취합되는 피니언 기어(240)가 결합된다.

파워유니트(300)에서 공급되는 유압이 실린더(210)로 공급되며, 실린더(210)로 제공되는 유압 방향에 따라 피스톤(220)은 전진되거나 후진됨으로써 스템(120)에 정방향 혹은 역방향의 회전력을 전달하게 된다.

파워유니트(300)에서는 제어명령에 따라 고압의 유압을 실린더(210)로 공급하게 되는데, 실린더(210)로 공급되는 유압의 방향 및 유량에 따라 초저온용 밸브(100)의 개폐 방향 및 개폐 정도가 달라진다.

파워유니트(300)의 제어를 위한 제어판(400)이 구비되며, 제어판(400)에는 초저온용 밸브(100)의 개폐 상태를 표시해주는 지시기(410)와 파워유니트(300)에서 공급되는 유압의 흐름방향 및 유량 제어를 위한 콘트롤러(420) 그리고 통신모듈(430)이 구비된다.

여기서 통신모듈(430)은 유무선 통신 중 어느 것이라도 무방하며, 특히 스마트폰을 이용한 무선통신을 통한 제어가 가능하도록 구성할 수 있다.

그리고 더욱 바람직하게 유압작동기(200)의 상부에는 스템(120)의 상단과 연결되는 핸들(500)이 마련되어 수동조작이 가능하도록 구성할 수 있다. 정상적인 작동시에는 유압의 힘을 통한 원격제어를 하게 되지만, 파워유니트(300)에 문제가 있거나 하면 수동조작이라도 해야 한다. 이를 위해 스템(120) 상단에 핸들(500)을 연결하여 수동조작이 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 특히 초저온 상태인 액화천연가스와 같은 액화가스의 저장시에 필요한 제어용 밸브로서 사용되기에 적합하다.

100 : 초저온용 밸브
110 : 밸브 몸체 111 : 입구부
112 : 출구부 113 : 구획부
114 : 시트홀 120 : 스템
130 : 디스크
200 : 유압작동기
210 : 실린더 220 : 피스톤
230 : 랙기어 240 : 피니언 기어
300 : 파워유니트
400 : 제어판
410 : 지시기 420 : 콘트롤러
430 : 통신모듈
500 : 핸들

Claims (3)

1. 초저온용 밸브의 제어를 위한 것으로서,
   액화가스가 유동될 수 있도록 좌우 양단부에 입구부와 출구부가 형성되고, 내부에 구비되되, 시트홀이 형성되는 구획부를 갖는 스테인레스 주물로 제작되는 밸브 몸체와, 상기 밸브 몸체 내부에 수직되게 설치되는 스템과, 상기 스템 하단에 결합되어 상기 시트홀에 접촉되는 디스크를 포함하는 초저온용 밸브;
   상기 스템 상단에 연결되어 유압의 힘으로 상기 스템을 정역회전되게 하는 것으로, 유압이 공급되는 실린더와, 상기 실린더에 결합되어 출몰되는 피스톤과, 상기 피스톤에 형성되는 랙기어와, 상기 스템의 상단부에 결합되어 상기 랙기어와 취합되는 피니언 기어를 포함하는 유압작동기;
   상기 유압작동기를 원격 제어할 수 있도록 유압을 제공하는 파워유니트;
   상기 초저온용 밸브의 개폐 상태를 표시해주는 지시기와 상기 파워유니트를 제어하는 콘트롤러 및 통신모듈을 포함하는 제어판; 및
   상기 유압작동기의 상부에 수동조작이 가능하도록 상기 스템의 상단과 연결되는 핸들을 포함하며,
   상기 파워유니트에서 공급되는 유압이 상기 실린더로 공급되며, 상기 실린더로 공급되는 유압의 방향에 따라 상기 피스톤은 전진되거나 후진됨으로써 상기 스템에 정방향 혹은 역방향의 회전력을 전달하고,
   상기 파워유니트에서는 제어 명령에 따라 상기 실린더로 공급되는 유압의 방향 및 유량에 의하여 상기 초저온 밸브의 개폐 방향 및 개폐 정도가 달라지며,
   상기 통신모듈은 스마트폰을 이용한 무선통신을 통한 제어가 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 초저온용 밸브 시스템.
   
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