KR102503393B1 - 안전밸브 및 안전밸브 가용체 성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안전밸브 및 안전밸브 가용체 성형 방법을 개시한다. 이러한 본 발명은 안전밸브의 본체 외부에 노출되도록 가용체가 수용되는 프로텍터를 밸브 캡과 일체로 구성한 후 이를 밸브 본체에 결합 구성한 것이고, 이에 따라 외부 열에 의한 반응속도를 높여 외부 화염에 의한 온도 상승으로 압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브의 내부 압력이 상승하더라도 이에 적절하게 대응하여 압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브내 가스를 안전밸브의 측면 또는 후면을 통해 외부로 강제 방출시키면서 압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브내 압력의 조정 안정성을 높이는 효과를 기대할 수 있음은 물론, 수축으로 인한 치수 편차 개선, 가용체 변형 방지, 크랙 발생 개선, 소재 내부 기포 방지는 물론, 가용체 외부의 프로텍터는 주조시 치수 안정성 유지 및 변형방지, 그리고 외부 충격으로부터 가용체를 보호하면서 부정확한 조립으로 인한 공정 불량율을 감소시키고, 일체형 조립을 통해 공수 감소에 따른 원가를 절감하는 것이다.

Description

안전밸브 및 안전밸브 가용체 성형방법 {Safety valve and safety valve fuse forming method}

본 발명은 압력 용기, 압력 배관, 용기 밸브 등에 부착되는 안전 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 열에 의한 반응속도를 높이도록 용융되는 가용체를 안전밸브의 본체 외부에 형성하여, 화재 발생시 기계적으로 탱크내의 가스를 외부로 강제 방출시키면서 탱크내 압력의 조정 안정성을 향상시키는 안전밸브 및 안전밸브 가용체 성형방법에 관한 것이다.

연료 전지 차량의 수소 가스 압력 용기(탱크)에는 압력 용기의 온도 상승에 따른 내압의 상승에 의한 파열을 방지하기 위해 고온시에 융해하는 가용체를 갖고 가용체의 융해에 따라 압력 용기 내의 가스를 개방하는 가스 개방 수단을 내장한 안전 밸브가 필요하다.

가령, 연료 전지 차량의 내,외부 화재 발생시, 외부 화염에 의한 온도 상승으로 압력용기의 내부 압력은 상승하게 되며, 압력 상승으로 인해 압력 용기의 규정 내압 이상으로 압력이 상승하게 될 경우 압력용기는 파열할 가능성이 있다.

따라서, 연료 전지 차량의 화재 발생시, 화재 진압을 위하여 출동한 화재 진압 요원들이 소방 활동을 수행하는 경우, 또는 제 3 자가 차량내 운전자 등의 구조활동을 수행할 경우, 압력용기의 안정성에 대한 정확한 정보를 얻을 수 없기 때문에 2차적인 사고가 발생될 수 있는 문제점이 존재한다.

이에, 종래에는 압력용기 및/또는 용기 밸브 상에 안전밸브로서 온도 감응식 압력안전장치(Thermal Pressure Relief Device; TPRD)를 장착하여, 상기 온도 감응식 압력안전장치의 전개 여부를 모니터링하여, 압력용기 내부 압력 존재 유무를 판단함으로써, 즉각적으로 압력용기 안전성을 외부에 알려줄 수 있도록 하였다.

그러나, 종래에 적용되는 온도 감응식 압력안전장치는 유리벌브를 퓨즈로서 사용하는 관계로, 상기 유리벌브가 외부 충격에 의해 오작동하는 문제점이 있고, 이에 종래에는 퓨즈 기능을 수행하는 유리벌브를 보호하기 위한 별도의 부재를 반드시 구비해야 하는 단점이 있었다.

한편, 상기와 같은 유리벌브의 구조적 단점에 대응하여 일본공개특허공보 특개2004-263786호가 개시되기도 하였다.

그러나, 상기의 일본공개특허공보는 안전밸브의 본체 내부에 외부로 노출되지 않도록 퓨즈 가용체(가용 합금)를 구성한 관계로, 상기 퓨즈 가용체는 외부 열에 의한 반응속도가 느릴 수 밖에 없고, 이에 따라 외부 화염에 의한 온도 상승으로 압력용기의 내부 압력이 상승할 때 적절하게 대응하지 못하는 등 조정 안정성이 불안정한 문제점이 있었다.

또한, 상기의 일본공개특허공보는 안전밸브의 본체에 퓨즈 가용체가 고정되어 있는 관계로, 상기 퓨즈 가용체가 용용시 이동 가능한 구조물을 별도로 구성해야 하는 것이며, 이는 안전밸브를 구성하는 부품의 결합 구조는 물론 설치가 복잡한 문제점이 있었다.

한국등록특허공보 제10-0534767호(등록일 2005.12.01.) 한국등록특허공보 제10-1152475호 (등록일 2012.05.25.) 일본공개특허공보 특개2004-263786호(공개일 2004.09.24.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 압력 용기, 압력 배관, 용기 밸브 등에 부착되는 안전밸브의 본체 외부에 노출되도록 가용체가 수용되는 프로텍터를 밸브 캡과 일체로 구성한 후 이를 밸브 본체에 결합 구성함으로써, 외부 열에 의한 반응속도를 높여 외부 화염에 의한 온도 상승으로 밸브 본체를 결합하는 결합대상물(압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브)의 내부 압력이 상승하더라도 이에 적절하게 대응하여 압력 용기이나 압력 배관 또는 용기 밸브내 가스를 안전밸브의 측면 또는 후면을 통해 외부로 강제 방출시키면서 결합대상물(압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브) 내 압력의 조정 안정성을 높일 수 있도록 하는 안전밸브 및 안전밸브 가용체 성형방법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 과제 해결 수단인 안전밸브는, 제 1 배출 유로와 하나 또는 하나 이상의 볼 안착구를 가지며 일측이 개구된 밸브 본체; 상기 밸브 본체의 개구된 일측에 결합되는 밸브 캡; 상기 밸브 캡이 결합되는 상기 밸브 본체의 일단 외주면에 결합되며 스프링의 취부 장력을 이용하여 직선 이동하는 이동체; 상기 제 1 배출 유로에 장착되며 상기 이동체가 직선 이동시 상기 밸브 본체를 결합하는 결합대상물(압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브) 내의 가스를 외부로 배출시키도록 상기 제 1 배출 유로에서 직선 이동하는 스템; 상기 볼 안착구에 안착되어 상기 스템의 직선 이동을 제한하되 상기 이동체가 직선 이동시 상기 스템의 직선 이동 제한을 해제시키도록 상기 볼 안착구로부터 이탈되는 제어 볼; 상기 밸브 캡의 외주면에 결합되며 상기 이동체와 함께 직선 이동하는 프로텍터; 및, 상기 밸브 본체와 상기 이동체의 외부로 노출되도록 상기 밸브 캡과 상기 프로텍터내에 일체화되며 상기 이동체와 상기 프로텍터가 연동하여 직선 이동하도록 외부 열에 반응하여 용융되는 가용체; 를 포함하고, 상기 밸브 본체에는 상기 가용체의 용융으로 상기 스템이 직선 이동시 상기 제 1 배출 유로를 따라 가이드되는 가스가 측면 또는 후면을 통해 외부로 배출되도록 가이드하는 측면 가스 분출부 또는 후면 가스 분출부를 형성하는 것이다.

또한, 상기 밸브 본체의 일측 외주면에는 제 1 걸림단부를 형성하고, 상기 이동체의 일단에는 제 3 걸림단부를 형성하면서, 상기 스프링은 상기 제 1 걸림단부와 상기 제 3 걸림단부 사이에서 상기 밸브 본체의 외주면에 배치되는 것이다.

또한, 상기 밸브 캡의 일단에는 제 2 걸림단부를 형성하면서, 상기 프로텍터는 상기 제 2 걸림단부와 상기 제 3 걸림단부 사이에서 상기 밸브 캡의 외주면에 결합되는 일측이 개구되는 용기 형상의 구조물인 것이다.

또한, 상기 밸브 캡은, 상기 제 2 걸림단부가 형성되는 것으로 제 1 직경을 가지며 상기 프로텍터가 안착되는 제 1 캡부; 및, 상기 제 1 캡부의 상기 제 1 직경보다 작은 제 2 직경을 가지며 상기 밸브 본체의 일측 개구부로 삽입 결합되는 제 2 캡부; 를 포함하는 것이다.

또한, 상기 이동체에는 상기 제어 볼이 상기 볼 안착구로부터 이탈시 이를 수용하는 단차홈과, 상기 볼 안착구로부터 이탈하는 상기 제어 볼이 분리되지 않도록 잡아주는 걸림턱이 형성되는 것이다.

또한, 상기 측면 가스 분출부는 상기 스템의 직선 이동 여부에 따라 개폐되는 것으로, 상기 밸브 본체의 측면에 형성되는 것이다.

또한, 상기 후면 가스 분출부는, 상기 스템의 외주면에 적어도 하나 또는 하나 이상 형성되는 가스 유입구; 상기 스템의 내부에 형성되며 상기 가스 유입구와 연통되는 제 2 배출 유로; 및, 상기 밸브 캡의 내부를 관통하면서 상기 제 2 배출 유로와 연통되는 제 3 배출 유로; 를 포함하는 것이다.

또한, 상기 밸브 본체의 선단 외주면에는 제 1 오링과 제 1 백업 링이 결합되고, 상기 스템의 선단 외주면에는 제 2 오링과 제 2 백업 링이 결합되는 것이다.

또한, 상기 가용체는 상기 밸브 캡과 용기 형상을 이루는 상기 프로텍터 내에 성형되면서 일체로 형성되는 것이다.

다른 일면에 따라, 상기 안전밸브 가용체 성형방법은, 밸브 캡의 일단 외주면에 프로텍터를 결합시키는 제 1 공정; 상기 제 1 공정에서 상기 프로텍터가 결합되는 상기 밸브 캡을 하부 금형에 마련되는 하나 또는 하나 이상의 성형홈에 투입하는 제 2 공정; 상기 제 2 공정으로부터 상기 밸브 캡이 성형홈에 투입된 상기 하부 금형에 상부 금형을 밀착시키는 제 3 공정; 상기 제 3 공정으로부터 하부 금형에 밀착되는 상기 상부 금형의 주입부를 통해 용융된 가용체를 주입하면서 상기 프로텍터의 내부로 용융된 가용체를 채우고 경화시켜 상기 밸브 캡과 상기 프로텍터에 가용체를 일체화시키는 제 4 공정; 및 상기 제 4 공정으로부터 가용체가 프로텍터와 일체화를 이루며 경화되고 나면, 상기 상부 금형을 분리하고 상기 하부 금형에서 상기 가용체가 일체로 성형된 상기 프로텍터가 결합된 상기 밸브 캡을 분리하는 제 5 공정; 을 포함하는 것이다.

또한, 상기 제 4 공정에서, 상기 상부 금형의 주입부를 통해 주입되는 용융된 상기 가용체는, 상기 하부 금형에 방사상으로 형성되는 배분유로에 공급되고, 상기 배분유로에 동심원상으로 연결되는 복수의 연결유로로 전달되며, 최외측의 상기 연결유로와 교차점을 가지고 있는 상기 상부 금형에 형성되는 가용체 공급유로를 통해 상기 프로텍터의 내부로 주입된 후 경화되어서, 상기 프로텍터에 가용체가 일체로 형성되는 것이다.

이와 같이, 본 발명은 안전밸브의 본체 외부에 노출되도록 가용체가 수용되는 프로텍터를 밸브 캡과 일체로 구성한 후 이를 밸브 본체에 결합 구성한 것으로, 이를 통해 외부 열에 의한 반응속도를 높여 외부 화염에 의한 온도 상승으로 밸브 본체를 결합하는 결합대상물(압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브)의 내부 압력이 상승하더라도 이에 적절하게 대응하여 결합대상물(압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브) 내 가스를 안전밸브의 측면 또는 후면을 통해 외부로 강제 방출시키면서 결합대상물(압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브) 내 압력의 조정 안정성을 높이는 효과를 기대할 수 있게 되는 것이다.

본 발명은 또한, 수축으로 인한 치수 편차를 개선하는 동시에, 가용체 변형을 방지하고, 크랙 발생을 개선하며, 소재 내부에서 기포가 방지하는 현상을 방지함은 물론, 가용체 외부의 프로텍터는 주조시 치수 안정성 유지 및 변형 방지에 유리하고, 외부 충격으로부터 가용체를 보호하면서 부정확한 조립으로 인한 공정 불량율을 현저히 감소시켜 일체형 조립을 통해 공수 감소에 따른 원가 절감 효과를 기대할 수 있는 것이다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예로 밸브 본체의 측면으로 가스를 분출하는 안전밸브의 구조를 보인 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예로 밸브 본체의 측면으로 가스를 분출하는 안전밸브의 구조를 보인 결합 사시도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예로 밸브 본체의 측면으로 가스를 분출하는 안전밸브의 닫힘 구조를 보인 측단면 개략도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예로 밸브 본체의 측면으로 가스를 분출하는 안전밸브의 열림 구조를 보인 측단면 개략도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예로 밸브 캡에 결합되는 프로텍터에 가용체를 인서트시키도록 주조 성형하는 상,하부 금형의 결합 단면 개략도.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예로 밸브 캡에 결합되는 프로텍터에 가용체가 인서트 주조 성형된 상태를 보인 확대 단면도.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예로 인서트 주조 성형으로 가용체가 일체화되는 프로텍터가 결합된 밸브 캡을 상,하부 금형으로부터 분리하는 상태를 보인 확대 단면도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예로 밸브 본체의 후면으로 가스를 분출하는 안전밸브의 닫힘 구조를 보인 측단면 개략도.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예로 밸브 본체의 후면으로 가스를 분출하는 안전밸브의 열림 구조를 보인 측단면 개략도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예로 밸브 본체의 측면으로 가스를 분출하는 안전밸브의 구조를 보인 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예로 밸브 본체의 측면으로 가스를 분출하는 안전밸브의 구조를 보인 결합 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예로 밸브 본체의 측면으로 가스를 분출하는 안전밸브의 닫힘 구조를 보인 측단면 개략도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예로 밸브 본체의 측면으로 가스를 분출하는 안전밸브의 열림 구조를 보인 측단면 개략도를 도시한 것이다.

첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 안전밸브는, 밸브 본체(10), 밸브 캡(20), 이동체(30), 스템(stem)(40), 제어 볼(50), 프로텍터(protector)(60), 가용체(fuse)(70), 측면 가스 분출부(80)를 포함하는 것이다.

상기 밸브 본체(10)는 도면에는 도시하지 않았지만 상기 밸브 본체를 결합하는 결합대상물(압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브)에 부착되는 것으로, 제 1 배출 유로(11)와 적어도 하나 또는 하나 이상의 볼 안착구(12)를 가지면서 일측이 개구된 것이다.

여기서, 상기 제 1 배출 유로(11)는 일단이 상기 압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브와 연통되고, 타단은 상기 측면 가스 분출부(80)와 연통되는 것이며, 이에 따라 상기 제 1 배출 유로(11)를 거쳐 상기 측면 가스 분출부(80)를 통해 상기 압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브내의 가스가 상기 밸브 본체(10)의 측면에서 외부로 배출 가능하게 되는 것이다.

이때, 상기 밸브 본체(10)의 선단 외주면에는 제 1 오링(14)과 제 1 백업 링(15)이 나란하게 결합되는 것이며, 이는 상기 밸브 본체(10)가 상기 압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브에 부착된 상태에서 상기 상기 압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브에서의 가스 분출시 누수를 방지하기 위함인 것이다.

상기 밸브 캡(20)은 상기 밸브 본체(10)의 개구된 일측에 결합되는 것으로, 제 1 캡부(21)와 제 2 캡부(22)를 포함하는 것이다.

상기 제 1 캡부(21)는 제 2 걸림단부(21a)가 형성되는 것으로 제 1 직경을 가지며, 상기 프로텍터(60)가 안착되도록 구성되는 것이다.

상기 제 2 캡부(22)는 상기 제 1 캡부(21)의 상기 제 1 직경보다 작은 제 2 직경을 가지며, 상기 밸브 본체(10)의 일측 개구부로 삽입 결합되는 것이다.

상기 이동체(30)는 상기 밸브 캡(20)이 결합되는 상기 밸브 본체(10)의 일단 외주면에 결합되는 것으로, 이는 스프링(31)의 취부 장력을 이용하여 직선 이동할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 밸브 본체(10)의 일측 외주면에는 제 1 걸림단부(13)를 형성하고, 상기 이동체(30)의 일단에는 제 3 걸림단부(32)를 형성하면서, 상기 스프링(31)은 상기 제 1 걸림단부(13)와 상기 제 3 걸림단부(32) 사이에서 상기 밸브 본체(10)의 외주면에 배치될 수 있는 것이다.

더불어, 상기 이동체(30)에는 상기 제어 볼(50)이 상기 볼 안착구(12)로부터 이탈시 이를 수용하는 단차홈(33), 그리고 상기 볼 안착구(12)로부터 이탈하는 상기 제어 볼(50)이 분리되지 않도록 잡아주는 걸림턱(34)이 형성될 수 있는 것이다.

여기서, 상기 단차홈(33)과 상기 걸림턱(34)은 상기 제어 볼(50)이 상기 볼 안착구(12)로부터 이탈하더라도, 상기 제어 볼(50)이 상기 밸브 본체(10)로부터 분리되어 분실되는 것이 방지시킬 수 있는 것이다.

상기 스템(40)은 상기 밸브 본체(10)내의 상기 제 1 배출 유로(11)에 장착되는 것으로, 상기 이동체(30)가 직선 이동시 상기 압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브내의 가스를 외부로 배출시키도록 상기 제 1 배출 유로(11)에서 직선 이동하는 것이다.

즉, 상기 스템(40)은 직선 이동을 통해 상기 측면 가스 분출부(80)를 개방시키는 것으로, 상기 스템(40)의 선단 외주면에는 제 2 오링(43)과 제 2 백업 링(44)이 나란하게 결합되는 것인데, 이는 상기 스템(40)이 상기 제 1 배출 유로(11)를 따라 직선 이동할 때 상기 밸브 본체를 결합하는 결합대상물(압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브)에서 분출되는 가스가 외부로 누수되는 것을 방지시키기 위함인 것이다.

상기 제어 볼(50)은 상기 볼 안착구(12)에 안착되어 상기 스템(40)의 직선 이동을 제한하되, 상기 이동체(30)가 직선 이동시 상기 스템(40)의 직선 이동 제한을 해제시키도록 상기 볼 안착구(12)로부터 이탈되는 것이다.

즉, 상기 제어 볼(50)은 적어도 하나 또는 하나 이상의 상기 볼 안착구(12)에 안착되면서 상기 스템(40)의 직선 이동을 제한하지만, 상기 가용체(70)가 외부 열에 반응하여 용융시 상기 이동체(30)가 직선 이동시 상기 스템(40)의 직선 이동 제한을 해제시키도록 상기 볼 안착구(12)로부터 이탈 이동하도록 구성한 것이다.

상기 프로텍터(60)는 상기 밸브 캡(20)의 외주면에 결합되면서 상기 이동체(30)의 직선 이동시 연동하여 직선 이동이 가능한 것으로, 이는 상기 가용체(70)의 수용이 가능하도록 일측이 개구되는 용기 형상의 구조물인 것이다.

이때, 상기 밸브 캡(20)의 일단에는 제 2 걸림단부(21a)를 형성하면서, 상기 프로텍터(60)는 상기 제 2 걸림단부(21a)와 상기 이동체(30)에 형성되는 상기 제 3 걸림단부(32) 사이에서 상기 밸브 캡(20)의 외주면에 직선 이동이 가능하도록 결합될 수 있는 것이다.

상기 가용체(70)는 상기 밸브 본체(10)와 상기 이동체(30)의 외부로 노출되도록 상기 밸브 캡(20)과 상기 프로텍터(60)내에 성형 공정을 통해 일체화되는 것이며, 이는 상기 이동체(30)와 상기 프로텍터(60)가 연동하여 직선 이동하도록 외부 열에 반응하여 용융될 수 있는 것이다.

즉, 상기 가용체(70)는 퓨즈 기능을 수행하는 것으로, 화재 발생으로 인한 외부 열에 신속하게 반응하여 용융되는 것이며, 상기 가용체(70)의 용융될 때 상기 이동체(30) 및 상기 프로텍터(70)가 직선 이동할 수 있고, 이에 상기 밸브 본체(10)내의 스템(40)이 직선 이동하면서 상기 측면 가스 분출부(80)가 개방될 수 있는 것이며, 이에 따라 상기 밸브 본체(10)의 제 1 배출 유로(11)를 통해 배출되는 가스가 개방된 상기 측면 가스 분출부(80)를 통해 외부로 분출되면서, 상기 밸브 본체를 결합하고 있는 결합대상물(압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브) 내의 압력을 낮출 수 있는 것이다.

여기서, 상기 가용체(70)는 하부 금형(100)과 상부 금형(200)을 이용한 주조 금형을 통해 용기 형상을 이루는 상기 밸브 캡(20)과 상기 프로텍터(60)내에 성형되면서 일체로 형성될 수 있는 것이다.

이때, 상기 하부금형(100)의 성형홈(101)에는 밸브 캡(20)의 제 2 캡부(22)가 걸침되는 걸침턱(101a), 그리고 상기 프로텍터(60)가 거치되는 거치용턱(101b)을 형성함은 물론, 상기 상부 금형(200)의 주입부(201)로부터 유입되는 가용체를 방사상으로 분배하는 배분유로(102)와 동심원상으로 연결되는 복수의 연결유로(103, 104)가 형성될 수 있는 것이다.

그리고, 상기 상부금형(200)의 내면에는 상기 밸브 캡(20)이 거치되는 거치홈(203), 그리고 가용체 공급유로(202)가 형성될 수 있도록 하는 것이다.

따라서, 용기 형상을 이루는 상기 프로텍터(60)내에 가용체(70)가 성형되면서 일체로 형성되는 공정에 대하여 구체적으로 살펴보면, 우선 밸브 캡(20)의 일단 외주면에 프로텍터(60)를 결합시키는 것이다.

다음의 공정으로서 첨부된 도 5 및 도 6에서와 같이, 상기 프로텍터(60)가 결합되는 상기 밸브 캡(20)을 하부 금형(100)에 마련되는 하나 또는 하나 이상의 성형홈(101)에 투입하는 것이다.

그러면, 상기 밸브 캡(20)에 포함되는 제 2 캡부(22)가 상기 성형홈(101)에 형성되는 걸침턱(101a)에 걸침되고, 상기 제 2 캡부(22)의 외주면에 결합되어진 상기 프로텍터(60)는 거치용 턱(101b)에 거치될 수 있는 것이다.

다음의 공정으로서, 상기 하부 금형(100)에 상부 금형(200)을 밀착시키면, 상기 상부금형(200)의 내면에 형성되는 거치홈(203)이 상기 성형홈(101)에 삽입되는 상기 밸브 캡(20)의 상부는 유동이 방지되도록 고정되는 것이다.

이후, 상기 상부 금형(200)의 주입부(201)를 통해 용융된 가용체(70)를 주입하면, 용융된 가용체(70)는 상기 하부 금형(100)에 방사상으로 형성되는 배분유로(102)에 공급되고, 상기 배분 유로(102)를 따라 방사상으로 공급되는 용융된 가용체(70)는 다시 상기 배분유로(102)에 동심원상으로 연결되는 복수의 연결유로(103, 104)로 전달되는 것이며, 동심원의 최외측 연결유로(104)에 체워진 용융된 가용체(70)는 또한 상기 연결유로(104)와 교차점을 가지고 있는 상부 금형(200)에 형성되는 가용체 공급유로(202)를 통해 상기 프로텍터(60)의 내부로 주입된 후 경화되어 상기 밸브 캡(20) 및 상기 프로텍터(60)에 경화된 가용체(70)가 일체로 형성될 수 있게 되는 것이다.

다음의 공정으로서 첨부된 도 7에서와 같이, 상기 상부 금형(200)을 분리하고, 상기 하부 금형(100)에서 가용체(70)가 일체로 성형된 상기 프로텍터(60)가 결합된 상기 밸브 캡(20)을 분리하는 것이다.

그러면, 상기 밸브 캡(20)을 상기 밸브 본체(10)의 후면 방향에서 결합시킬 때, 상기 밸브 캡(20)의 외주면에 직선 이동이 가능하게 상기 가용체(70)가 일체로 성형된 상기 프로텍터(60)가 결합되면서, 상기 가용체(70)는 상기 밸브 본체를 결합하는 결합대상물(압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브) 내 고압 가스의 압력을 직접적으로 받지 않으면서 상기 밸브 본체(10)의 외부에 노출되어 화재로 인한 외부 열에 신속하게 반응하는 용융 작용이 이루어질 수 있는 것이다.

한편, 상기의 설명과 같이 상기 밸브 캡(20)과 상기 프로텍터(60)에 상기 가용체(70)를 일체로 구성하는 이유는, 상기 가용체(70)는 외부 열에 의한 반응속도를 높여 외부 화염에 의한 온도 상승으로 상기 밸브 본체를 결합하는 결합대상물(압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브)의 내부 압력이 상승하더라도 이에 적절하게 대응하여 결합대상물(압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브) 내 가스를 안전밸브의 측면 또는 후면을 통해 외부로 강제 방출시키면서 상기 결합대상물(압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브) 내 압력의 조정 안정성을 높일 수 있음은 물론, 안전밸브의 수축 현상으로 인한 치수 편차를 개선할 수 있고, 상기 가용체(70)의 변형 방지는 물론, 크랙 발생을 개선할 수 있으며, 소재 내부 기포 방지는 물론, 상기 가용체(70)가 일체화되는 상기 프로텍터(60)는 주조 성형시 치수 안정성을 유지할 수 있음은 물론 변형을 방지시킬 수 있으며, 외부 충격으로부터 상기 가용체(70)를 보호하면서 부정확한 조립으로 인한 공정 불량율 감소, 그리고 일체형 조립을 통해 공수 감소에 따른 원가 절감의 이점을 제공받을 수 있기 때문이다.

상기 측면 가스 분출부(80)는 상기 가용체(70)의 용융으로 상기 스템(40)이 직선 이동시 상기 제 1 배출 유로(11)를 따라 가이드되는 상기 밸브 본체를 결합하는 결합대상물(압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브) 내의 가스가 상기 밸브 본체(10)의 측면을 통해 외부로 배출되도록 가이드하는 것으로, 이는 상기 밸브 본체(10)의 내부인 상기 제 1 배출 유로(11)에서 상기 밸브 본체(10)의 외부로 관통되는 것이다.

즉, 상기 측면 가스 분출부(80)는 평상시에 상기 스템(40)에 의해 차단되지만, 화재 등이 발생하여 상기 스템(40)이 상기 밸브 캡(20)의 방향으로 직선 이동시에는 개방되면서, 상기 밸브 본체를 결합하는 결합대상물(압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브) 내의 가스가 상기 제 1 배출 유로(11)를 통해 배출될 때 이를 외부로 분출시키는 것이다.

이와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 안전밸브는 첨부된 도 1 내지 도 7에서와 같이, 우선 화재가 발생하지 않으면 프로텍터(60)에 일체화된 가용체(70)의 용융은 이루어지지 않게 되고, 이에 따라 상기 가용체(70)가 일체로 형성되는 상기 밸브 캡(20)과 상기 프로텍터(60), 그리고 밸브 본체(10)의 외주면에 결합된 이동체(30)의 직선 이동은 이루어지지 않게 된다.

그러면, 상기 밸브 본체(10)내에서 볼 안착구(12)에 안착되어 있던 제어 볼(50)이 스토퍼 기능으로서 스템(40)에 대한 직선 이동을 제한하게 되고, 이에 따라 상기 스템(40)에 의해 상기 밸브 본체(10)에 형성되는 측면 가스 분출부(80)는 차단되면서, 상기 측면 가스 분출부(80)를 통한 상기 압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브내 가스의 외부 분출은 이루어지지 않는 것이다.

반면, 화재로 인해 외부 열이 발생하면서 상기 가용체(70)가 반응하여 용융되는 경우, 상기 가용체(70)의 용융으로부터 프로텍터(60)는 밸브 캡(20)의 외주면에서 첨부된 도 4에서와 같이 직선 이동하게 되고, 상기 프로텍터(60)에 의해 직선 이동이 제한되어 있던 이동체(30)는 상기 프로텍터(60)의 직선 이동으로부터 스프링(31)의 취부 장력에 의해 연동하여 직선 이동을 하게 되는 것이다.

그러면, 상기 이동체(30)의 전진 이동에 따라, 상기 밸브 본체(10)의 볼 안착구(12)에 안착되어 있던 제어 볼(50)은 상기 이동체(30)의 단차홈(33)으로 낙하 이동하게 되므로, 상기 제어 볼(50)에 의해 직선 이동이 제한되어 있던 스템(40)은 상기 밸브 본체(10)내의 제 1 배출유로(11)에서 상기 밸브 캡(20)의 방향으로 직선 이동되고, 이에 상기 밸브 본체(10)에 형성되는 측면 가스 분출부(80)는 개방될 수 있는 것이다.

이때, 상기 압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브내의 가스는 상기 제 1 배출 유로(11) 및 이에 연통된 개방된 상기 측면 가스 분출부(80)를 통해 외부로 분출되면서, 상기 밸브 본체를 결합하는 결합대상물(압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브) 내의 압력은 급격한 압력 저하가 발생하여, 화재 등으로 인한 상기 압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브의 폭발 위험을 방지시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 첨부된 도 8 및 도 9는 화재 발생시 상기 밸브 본체를 결합하는 결합대상물(압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브) 내의 가스를 밸브 본체(10)의 후면 방향을 통해 외부로 분출하는 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 것으로, 이를 위해 본 발명의 제 2 실시예에서는 측면 가스 분출부(80)를 없애면서 후면 가스 분출부로서, 상기 스템(40)의 외주면에 적어도 하나 또는 하나 이상 형성되는 가스 유입구(41)와 제 2 배출 유로(42)를 형성하는 한편, 상기 밸브 캡(20)에는 내부를 관통하면서 상기 제 2 배출 유로(41)와 연통되는 제 3 배출 유로(23)를 형성한 것이다.

즉, 본 발명의 제 2 실시예는, 화재로 인해 외부 열이 발생하면서 상기 가용체(70)가 반응하여 용융되는 경우, 상기 가용체(70)의 용융으로부터 프로텍터(60)는 밸브 캡(20)의 외주면에서 첨부된 도 9에서와 같이 직선 이동하게 되고, 상기 프로텍터(60)에 의해 직선 이동이 제한되어 있던 이동체(30)는 상기 프로텍터(60)의 직선 이동으로부터 스프링(31)의 취부 장력에 의해 연동하여 직선 이동을 하게 되는 것이다.

그러면, 상기 이동체(30)의 전진 이동에 따라, 상기 밸브 본체(10)의 볼 안착구(12)에 안착되어 있던 제어 볼(50)은 상기 이동체(30)의 단차홈(33)으로 낙하 이동하게 되므로, 상기 제어 볼(50)에 의해 직선 이동이 제한되어 있던 스템(40)은 상기 밸브 본체(10)내의 제 1 배출유로(11)에서 상기 밸브 캡(20)의 방향으로 직선 이동되고, 이에 상기 스템(40)에 형성되는 가스 유입구(41)는 상기 제 1 배출유로(11)와 연통될 수 있는 것이다.

이때, 상기 압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브내의 가스는 상기 제 1 배출 유로(11) 및 이에 연통된 상기 가스 유입구(41)를 통해 상기 스템(40)내의 제 2 배출유로(42)에 유입된 후, 상기 제 2 배출유로(42)와 연통된 상기 밸브 캡(20)내의 제 3 배출유로(23)를 통해 외부로 분출되면서, 상기 밸브 본체를 결합하는 결합대상물(압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브) 내의 압력은 급격한 압력 저하가 발생하고, 화재 등으로 인한 상기 결합대상물(압력 용기나 압력 배관 또는 용기 밸브)의 폭발 위험을 방지시킬 수 있는 것이다.

이하, 본 발명의 제 1 실시예인 첨부된 도 1 내지 도 7에서와 동일 부분에 대하여는 동일부호로 표시하여 그 중복되는 설명은 생략하였다.

이상에서 본 발명의 안전밸브와 안전밸브 가용체 성형방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

일 예로서, 본 발명은 상기한 실시예를 통해 밸브 캡과 프로텍터 내에 가용체를 수용하는 하나의 방법에 대하여 설명하였지만, 안전밸브의 구성요소와 가용체의 성형방법이 원심 주조방법으로 일체화되는 경우에도 본 발명의 목적은 효과적으로 달성될 수 있는 것이며, 이 또한 본 발명의 적용으로 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

10; 밸브 본체 11; 제 1 배출유로
12; 볼 안착구 13; 제 1 걸림단부
14; 제 1 오링 15; 제 1 백업 링
20; 밸브 캡 21; 제 1 캡부
21a; 제 2 걸림단부 22; 제 2 캡부
23; 제 3 배출유로 30; 이동체
31; 스프링 32; 제 3 걸림단부
33; 단차홈 34; 걸림턱
40; 스템 41; 가스 유입구
42; 제 2 배출유로 43; 제 2 오링
44; 제 2 백업 링 50; 제어 볼
60; 프로텍터 70; 가용체
80; 측면 가스 분출부 100; 하부 금형
101; 성형홈 101a; 걸침턱
101b; 거치용 턱 102; 배분유로
103, 104; 연결유로 200; 상부 금형
201; 주입부 202; 가용체 공급유로

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 밸브 캡의 일단 외주면에 프로텍터를 결합시키는 제 1 공정;
    상기 제 1 공정에서 상기 프로텍터가 결합되는 상기 밸브 캡을 하부 금형에 마련되는 하나 또는 하나 이상의 성형홈에 투입하는 제 2 공정;
    상기 제 2 공정으로부터 상기 밸브 캡이 성형홈에 투입된 상기 하부 금형에 상부 금형을 밀착시키는 제 3 공정;
    상기 제 3 공정으로부터 하부 금형에 밀착되는 상기 상부 금형의 주입부를 통해 용융된 가용체를 주입하면서 상기 프로텍터의 내부로 용융된 가용체를 채우고 경화시켜 상기 밸브 캡과 상기 프로텍터에 가용체를 일체화시키는 제 4 공정; 및,
    상기 제 4 공정으로부터 가용체가 프로텍터와 일체화를 이루며 경화되고 나면, 상기 상부 금형을 분리하고 상기 하부 금형에서 상기 가용체가 일체로 성형된 상기 프로텍터가 결합된 상기 밸브 캡을 분리하는 제 5 공정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 안전밸브 가용체 성형방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    제 4 공정에서,
    상기 상부 금형의 주입부를 통해 주입되는 용융된 상기 가용체는,
    상기 하부 금형에 방사상으로 형성되는 배분유로에 공급되고, 상기 배분유로에 동심원상으로 연결되는 복수의 연결유로로 전달되며, 최외측의 상기 연결유로와 교차점을 가지고 있는 상기 상부 금형에 형성되는 가용체 공급유로를 통해 상기 프로텍터의 내부로 주입된 후 경화되어서, 상기 프로텍터에 가용체가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 안전밸브 가용체 성형 방법.

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