KR102098903B1 - 스팀트랩 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스팀트랩에 관한 것으로, 유입구와 배출구 사이에 유로를 형성하는 본체와, 유로를 개폐하기 위한 개폐유닛과, 개폐유닛을 작동시켜 유로를 폐쇄하거나 개방하기 위한 작동유닛을 포함하되, 개폐유닛은, 유로의 배출구 쪽을 막는 노즐과, 관통홀을 구비하고 회전 운동하면서 배출홀을 막거나 개방하는 개폐부재와, 작동유닛으로 개폐부재를 회전시키는 작동로드와, 일단이 작동로드에 회전 가능하게 연결되어 개폐부재를 회전시키는 연결링크를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본체의 유로에 대하여 노즐이 수직으로 배치되어 개폐되도록 구성됨으로써, 동일한 작동력으로 넓은 면적의 노즐을 개폐할 수 있어 응축수의 배출량을 증가시킬 수 있다.

Description

스팀트랩{Steam Trap}
본 발명은 스팀트랩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스팀이 응축하여 발생된 응축수를 효과적으로 배출하면서 스팀이 새는 것을 방지할 수 있는 스팀트램에 관한 것이다.
발전플랜트의 고온, 고압 과열증기가 배관에 유입되면 그 열의 일부는 방열에 의해 손실되고 그로 인해 증기의 일부는 응축된다.
이때 발생된 응축수는 증기주관을 따라 이동하다가 워터해머 및 밸브 디스크에 손상을 주게 되고 마지막 사용처에서 열효율에 나쁜 영향을 주기 때문에 증기주관 사이에 일정한 간격으로 스팀트랩을 설치한다.
상기 스팀트랩은 드럼이나 배관 속의 증기가 응결하여 액체가 되었을 때 자동으로 액체만을 배출하는 장치이다. 즉, 스팀트랩은 응축수를 제거하고 스팀이 새어나가지 않도록 설계된 자동 밸브라 할 수 있다.
그러므로, 스팀트랩 장치는 공기 및 비 응축성 가스를 제거할 수 있어야 하며, 시스템 전체의 성능을 보장하고 에너지 절약이 될 수 있도록 작동해야 한다.
따라서, 스팀트랩 장치는 스팀이 누출된다면 증기가 가지고 있는 열이 방출되는 바, 에너지의 손실을 발생하고 응축수 회수관 내에 압력이 상승하게 되므로 그와 연결하고 있는 다른 스팀트랩의 압력에 영향을 주어 시스템 전체의 효율성을 저하시킨다.
또한, 응축수가 배출이 제대로 되지 않을 경우에 워터해머가 발생하고, 이는 밸브 및 주배관의 수명 단축으로 이어지는 문제가 발생된다.
한편, 벨로우즈 타입의 스팀트랩은 응축수와 스팀이 들어오고 나가는 인렛포트 및 아웃렛포트가 형성되어 있는데, 본체 내에 실질적으로 응축수 및 스팀이 통과되는 통로와 벨로우즈의 작동 방향이 직교되도록 형성되어 있다.
이 아웃렛 포트는 플러그와 노즐을 구성하고 있으며, 이를 작동시키는데 노즐 면적에 작용하는 차압 이상이 필요로 하게 된다.
대한민국 공개특허공보 10-2012-0096696 (2012.08.31)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 노즐을 수직으로 배치하여 개폐함으로써, 동일한 작동력으로 넓은 노즐을 사용할 수 있고, 응축수의 배출량을 증가시킬 수 있도록 하는 스팀트랩을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스팀배관에 연결되는 유입구와 응축수 배출관에 연결되는 배출구를 구비하고, 유입구와 배출구 사이에 유로를 형성하는 본체와, 본체의 배출구에 설치하여 유로를 개폐하는 개폐유닛과, 유입구와 배출구 사이의 유로에 설치하고 개폐유닛을 작동시켜 유로를 폐쇄하거나 개방하는 작동유닛을 포함하되, 개폐유닛은 배출홀을 가지고 유로의 배출구 쪽을 막는 노즐과, 개폐유닛의 개방 작동시 배출홀에 연통하는 관통홀을 구비하고, 노즐에 접촉하여 회전 운동하면서 배출홀을 막거나 개방하는 개폐부재와, 작동유닛과 개폐부재 사이를 연결하여 작동유닛으로 개폐부재를 회전시키는 작동로드와, 일단을 작동로드에 회전 가능하게 연결하고, 타단을 개폐부재에 결합하여 작동로드의 직선운동을 개폐부재의 회전운동을 바꾸는 연결링크를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 노즐의 배출홀과 개폐부재의 관통홀은, 다수로 구성할 때 원주 방향으로 일정 각도로 이격시켜 형성할 수 있다.
또한, 노즐의 중심에서 배출홀까지의 거리는, 개폐부재의 회전중심에서 관통홀까지의 거리와 동일하게 형성할 수 있다.
또한, 서로 이웃하는 배출홀 사이의 거리는, 관통홀의 직경보다 크게 형성하고, 서로 이웃하는 관통홀 사이의 거리는, 배출홀의 직경보다 크게 형성할 수 있다.
또한, 작동로드와 연결링크는 힌지핀으로 힌지 결합하고, 연결링크의 단부에 장홀을 형성하여 작동유닛의 작동시 힌지핀을 장홀에서 왕복 이동하도록 구성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 본체의 유로에 대하여 노즐을 수직으로 배치하여 개폐함으로써, 동일한 작동력으로 넓은 면적의 노즐을 개폐할 수 있어 응축수의 배출량을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스팀트랩을 도시한 단면도,
도 2는 도 1의 스팀트랩에서 개폐유닛을 도시한 정면도.
도 3은 도 1의 스팀트랩에서 개폐유닛의 작동 전과 후의 상태를 도시한 단면도.
도 4는 도 1의 스팀트랩에서 개폐유닛의 작동전과 후의 상태를 도시한 정면도.
본 명세서 및 청구범위에서 사용하는 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석될 것이 아니라, '발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다'는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
또한, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시한 구성은, 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과한 것일 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스팀트랩을 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 스팀트랩에서 개폐유닛을 도시한 정면도이다. 도 3은 도 1의 스팀트랩에서 개폐유닛의 작동 전과 후의 상태를 도시한 단면도이고, 도 4는 도 1의 스팀트랩에서 개폐유닛의 작동전과 후의 상태를 도시한 정면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스팀트랩(100)은 스팀을 이송하는 스팀배관에 연결하여 스팀배관에서 발생되는 응축수를 포집하고, 포집된 응축수를 응축수 배출관으로 배출하도록 구성되는 것으로, 본체(110)와, 작동유닛(120)과, 개폐유닛(130)을 포함하여 구성된다.
본체(110)는 스팀배관과 응축수 배출관 사이를 연결하는 것으로, 양단부를 관통하고 내부에 공간부를 갖는 파이프 형상으로 형성된다. 본체(110)의 일단부에는 스팀배관에 연결하는 유입구(111)를 구비하고, 타단부에는 응축수 배출관을 연결하는 배출구(112)를 구비한다. 유입구(111)와 배출구(112)의 가장자리에는 스팀배관과 응축수 배출관에 각각 분리 가능하게 설치할 때 볼트와 너트를 고정하기 위한 플랜지를 형성한다. 여기서, 유로(113)는 스팀, 응축수, 가스 등이 지나는 공간부이다.
배출구(112)는 유로(113)의 직경보다 작은 직경으로 형성한다. 이는 후술하는 개폐유닛(130)이 왕복 회전 운동으로 배출구(112)를 막거나 개방하는 작동으로 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.
본체(110)는 외주면에 대해 수직으로 돌출되도록 형성하고, 유로(113)에 연통되는 파이프 형상의 설치부(114)를 포함한다. 설치부(114)는 유로(113)와 연통하는 설치공간을 형성하여 후술하는 작동유닛(120)을 설치한다. 이 설치부(114)는 상단을 개구하고 있으며, 별도의 커버(116)로 개폐하도록 구성한다.
본체(110)는 유입부(111)와 배출구(112) 사이에 구비하여 응축수에 포함된 이물질을 거르기 위한 필터(123)를 포함한다. 즉, 필터(123)는 유로(113)를 통과하는 스팀, 응축수, 가스 등에 포함된 입자 상의 이물질을 걸러내는 것으로, 원통형상으로 스텐인리스 재질로 형성된다.
작동유닛(120)은 후술하는 개폐유닛(130)을 개폐시키기 위한 것으로, 벨로우즈(121)를 포함한다.
벨로우즈(121)는 신축 가능한 스테인리스 재질로 형성하며, 팽창 또는 수축이 원할하게 이루어지도록 연속된 지그재그 형상 즉, 주름관 형상으로 이루어진다.
벨로우즈(121)는 내측에 액체를 수용할 수 있다. 액체는 벨로우즈(121)를 팽창 또는 수축할 때 유입구(111)를 통해 유로(113)로 유입된 응축수, 스팀, 가스 등으로 가열하여 벨로우즈(121)를 팽창시킨다. 즉, 벨로우즈(121)는 가스, 응축수, 스팀 등의 잠열에 의해 팽창됨으로써 후술하는 개폐유닛(130)을 폐쇄시키고, 자체 냉각에 의해 수축됨으로써 개폐유닛(130)을 개방시킨다.
벨로우즈(121)의 일측(도면에서 상단)에는 상부 플랜지(121a)를 고정하고, 타측(도면에서 하단)에는 하부 플랜지(121b)를 고정한다. 벨로우즈(121)의 상부 플랜지(121a)와 본체(110)의 커버(116) 사이에는 작동유닛(120)의 벨로우즈(121)를 탄력 지지하는 스프링(122)을 설치한다.
필터(123)는 유로(113)를 통과하는 스팀, 응축수, 가스 등에 포함된 입자 상의 이물질을 걸러내는 것으로, 원통형상으로 스텐인리스 재질로 형성한다. 필터(123)는 상부 플랜지(121a)의 외주에 결합되어 설치공간의 하부(바닥)에 지지된 상태로 설치된다.
작동유닛(120)은 벨로우즈(121)의 타측(하단)을 설치공간의 바닥 사이에 설치되는 탄성부재를 더 포함한다. 탄성부재(124)는 벨로우즈(121)의 수축시 개폐유닛(130)를 신속하게 개방시킬 수 있도록 벨로우즈(121)를 상측으로 가압하는 탄성력을 제공한다.
개폐유닛(130)은 작동유닛(120)에 의해 작동하하여 유로(113)를 폐쇄하거나 개방하기 위한 것으로, 노즐(131)와, 개폐부재(132)와, 작동로드(133), 연결링크(134)를 포함하여 구성된다.
노즐(131)은 본체(110)의 배출구(112)를 막기 위하여 수직으로 세워져 배출구(112) 쪽의 유로(113) 내주면에 고정된다. 노즐(131)에는 응축수 또는 가스 등을 배출시킬 수 있는 적어도 하나 이상의 배출홀(131a)이 형성된다. 여기서 배출홀(131a)은 크기와 유로(113) 내의 압력 및 온도에 따라 다수로 형성할 수 있다.
개폐부재(132)는 후술하는 작동로드(133)에 연결되며, 노즐(131)에 밀착되어 일정각도로 왕복 회전되면서 노즐(131)의 배출홀(131a)을 막거나 개방시킨다. 개폐부재(132)는 벨로우즈(121)의 수축시 배출홀(131a)에 연통되어 배출홀(131a)을 개방시키기 위한 적어도 하나 이상의 관통홀(132a)을 포함한다.
노즐(131)의 배출홀(131a)과 개폐부재(132)의 관통홀(132a)은 다수로 구성될 수 있으며, 동일한 숫자로 구성된다. 배출홀(131a)과 관통홀(132a)은 다수로 구성될 경우 원주 방향으로 형성되되, 일정각도로 이격되어 형성된다.
개폐부재(132)가 일정각도로 왕복 회전할 때, 관통홀(132b)을 막거나 개방할 수 있도록 노즐(131)의 중심에서 배출홀(131a)까지의 거리는 개폐부재(132)의 회전중심에서 관통홀(132a) 까지의 거리와 동일하게 형성하는 것이 바람직하다.
배출홀(131a)과 관통홀(132a)이 다수로 형성될 경우, 서로 이웃하는 배출홀 (131a)사이의 거리는, 관통홀(132a)의 직경보다 크게 형성되고, 서로 이웃하는 관통홀(132a) 사이의 거리는 배출홀(131a)의 직경보다 크게 형성된다.
작동로드(133)는 작동유닛(120)의 하부 플랜지(121b)와 개폐부재(132)를 연결하여 작동유닛(120)의 작동시 개폐부재(132)를 회전시킨다.
연결링크(134)는 작동로드(133)와 개폐부재(132)를 연결하여 작동로드(133)의 수직 운동을 개폐부재(132)의 회전운동으로 전환시킨다.
연결링크(134)는 일단부가 작동로드(133)의 하단에 힌지핀(135)에 의해 힌지 결합되고, 타단부가 개폐부재(132)에 고정된다. 여기서, 연결링크(134)는 개폐부재(132)에 고정되어 개폐부재(132)가 일정각도로 회동될 때 개폐부재(132)와 동일한 각도로 회동되도록 구성된다. 본 발명의 일실시예에서 연결링크(134)는 개폐부재(132)의 외주면에 일체로 형성되거나 용접 등으로 고정되어 개폐부재(132)의 회전시 함께 연동된다.
작동로드(133)의 하단이 힌지 연결되는 연결링크(134)는 힌지핀(135)이 결합되는 단부에 장홀(134a)이 형성되어 작동로드(133)가 수직으로 왕복 운동할 때, 작동로드(133)가 변형되는 것을 방지한다.
여기서, 관통홀(132a)은 배출홀(131a)을 완전히 개방할 수 있도록 배출홀(131a)과 같거나 크게 형성되는 것이 바람직하다.
100: 스팀트랩
110: 본체
111: 유입구 112: 배출구
113: 유로 114: 설치부
116: 커버
120: 작동유닛
121: 벨로우즈 121a: 상부 플랜지
121b: 하부 플랜지 122: 스프링
123: 필터 124: 탄성부재
130: 개폐유닛
131: 노즐 131a: 배출홀
132: 개폐부재 132a: 관통홀
133: 작동로드
134: 연결링크 134a: 장홀
135: 힌지핀

Claims (5)

  1. 유입구와 배출구 및 유입구와 배출구 사이에 유로를 형성한 본체와; 유로 중 배출구측에 설치되어 유로를 개폐하는 개폐유닛과; 유로에 설치되어 개폐유닛을 작동시키는 작동유닛을 구비하여 이루어진 스팀트랩에 있어서,
    상기 개폐유닛은,
    유로의 배출구 쪽을 막는 형상으로 설치되어 배출구와 연통하는 배출홀을 갖는 노즐과; 노즐에 밀착되어 회전하고, 회전 위치에 따라 배출홀과 연통하게 위치하거나 어긋나게 위치하는 관통홀을 형성하고 있는 개폐부재와; 작동유닛과 개폐부재 사이를 연결하며 작동유닛의 힘을 개폐부재가 회전하도록 전달하는 작동로드와;일단이 작동로드에 회전 가능하게 연결되고, 타단이 개폐부재에 결합되어 작동로드의 직선운동을 개폐부재의 회전운동을 바꾸는 연결링크;로 이루어지고,
    상기 작동유닛은,
    유로 내에 설치하여 유로 내의 스팀 또는 응측수의 온도에 반응하여 상기 작동로드의 길이 방향으로 신장 또는 수축하여 상기 작동로드를 직선운동시키는 벨로우즈;를 포함하여 이루어진 스팀트랩.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    작동로드와 연결링크는 힌지핀에 의해 힌지 결합되고, 연결링크의 단부에 장홀이 형성되어, 작동유닛의 작동시 힌지핀이 장홀에서 왕복 이동되도록 구성됨을 특징으로 하는 스팀트랩.
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