KR102585015B1 - 스크러버 계통의 더블 디스크 밸브 - Google Patents

스크러버 계통의 더블 디스크 밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배기 유로를 형성하는 스크러버 계통의 더블 디스크 밸브에 있어서: 내면에 상류 시트(11)와 하류 시트(12)를 갖추고, 구동축(14)과 피동축(17)을 지지하는 본체(10); 상기 상류 시트(11)와 하류 시트(12)에 대향하는 상류 디스크(21)와 하류 디스크(22)로 유로를 개폐하는 원반부재(20); 상기 원반부재(20)에 장착되는 밀착편(31)을 개재하여 상류 시트(11)와 하류 시트(12)에 접촉하는 밀봉부재(30); 및 상기 상류 시트(11)와 하류 시트(12)의 사이 및 그 주변으로 공기를 공급하는 급기부재(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 스크러버를 갖춘 폐가스 배출 경로의 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브로서 분진이 많은 환경에서 기밀성과 더불어 내구성을 유지하므로 다양한 분야에서 활용성을 증대하는 효과가 있다.

Description

스크러버 계통의 더블 디스크 밸브{Double disk valve for scrubber system}
본 발명은 스크러버 계통의 밸브에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 스크러버를 갖춘 폐가스 배출 경로에서 유로를 개폐하는 스크러버 계통의 더블 디스크 밸브에 관한 것이다.
각종 플랜트, 선박 등은 가동하는 과정에서 발생하는 유독성분 함유 폐가스를 스크러버로 처리한 후에 대기로 배출한다. 스크러버는 액체를 이용하여 가스 속에 부유하는 고체 또는 액체 입자를 포집한다. 스크러버 계통에는 유로 개폐를 위한 버터플라이 밸브가 설치된다. 버터플라이 밸브는 대형 관로에 설치 및 조작하기 유리하고 구조적으로 단순하여 유지보수가 용이하다. 이외에 기밀성을 높이기 위해 이중의 블레이드(디스크)를 갖춘 구조로 적용되기도 한다.
이와 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로 한국 등록특허공보 제0702209호(선행문헌1), 한국 공개특허공보 제2020-0083799호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.
선행문헌 1은 밸브바디 내에서 회전 가능하게 지지되며, 일정간격을 두고 평행하게 배치되면서 회전중심축을 서로 반대방향으로 편심되는 한쌍의 블레이드; 양 블레이드 사이의 차폐공간으로 고압에어를 공급하여 기압을 높임이는 에어공급수단; 등을 포함한다. 이에, 이중의 실링링과 차폐공간에 대한 에어실링으로 기밀성과 안정성 향상을 기대한다.
선행문헌 2는 본체; 본체의 회전축에 한 쌍으로 구비되어 본체를 선택적으로 개방 또는 폐쇄시키는 디스크;를 포함하고, 디스크는 회전축이 위치된 사이에 내부압력이 형성되어 각 디스크의 외측으로부터 작용된 압력에 의한 디스크의 개방이 방지된다. 이에, 디스크와 시트링의 접촉이 완벽하게 차단되면서 디스크의 개폐 작동이 원활한 효과를 기대한다.
다만, 상기한 선행문헌에 의하면 폐가스 스크러버 계통과 같이 분진이 많은 장소에 적용하기 미흡하여 개선의 여지를 보이고 있다.
한국 등록특허공보 제0702209호 "더블 블레이드밸브" (공개일자 : 2007.04.03.) 한국 공개특허공보 제2020-0083799호 "더블 디스크 버터플라이 밸브" (공개일자 : 2022.07.09.)
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 스크러버를 갖춘 폐가스 배출 경로의 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브로서 분진이 많은 환경에서 기밀성과 더불어 내구성을 유지할 수 있는 스크러버 계통의 더블 디스크 밸브를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 배기 유로를 형성하는 스크러버 계통의 더블 디스크 밸브에 있어서: 내면에 상류 시트와 하류 시트를 갖추고, 구동축과 피동축을 지지하는 본체; 상기 상류 시트와 하류 시트에 대향하는 상류 디스크와 하류 디스크로 유로를 개폐하는 원반부재; 상기 원반부재에 장착되는 밀착편을 개재하여 상류 시트와 하류 시트에 접촉하는 밀봉부재; 및 상기 상류 시트와 하류 시트의 사이 및 그 주변으로 공기를 공급하는 급기부재;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 원반부재는 상류 디스크와 하류 디스크의 사이를 지지대와 지지봉으로 지지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 밀봉부재는 인코넬 강판 소재로 형성되는 복수의 밀착편을 인접하게 배치한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 밀착편은 주름부와 접촉부를 갖춘 탄성편을 개재하여 지지편으로 지지되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 급기부재는 상류 디스크와 하류 디스크에 설치되는 급기채널과 분사노즐을 통하여 공기를 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 급기채널은 피동축을 통하여 급기조절기와 연결되어 급기 유로를 개폐하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 스크러버를 갖춘 폐가스 배출 경로의 유로를 개폐하는 버터플라이 밸브로서 분진이 많은 환경에서 기밀성과 더불어 내구성을 유지하므로 다양한 분야에서 활용성을 증대하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 밸브를 전체적으로 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 밸브의 내부 구조를 나타내는 모식도
도 3은 본 발명에 따른 밸브의 원반부재를 나타내는 구성도
도 4는 본 발명에 따른 밸브의 급기부재를 나타내는 구성도
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 배기 유로를 형성하는 스크러버 계통의 더블 디스크 밸브에 관하여 제안한다. 각종 플랜트, 선박 등의 폐가스를 스크러버로 처리한 후에 대기로 배출하는 경로에 설치되는 밸브(댐퍼)를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 본체(10)는 내면에 상류 시트(11)와 하류 시트(12)를 갖추면서 구동축(14)과 피동축(17)을 회전 가능하게 지지하는 구조를 이루고 있다.
도 1을 참조하면, 본체(10)를 구성하는 상류 시트(11), 하류 시트(12), 구동축(14), 구동기(15), 피동축(17) 등이 나타난다. 상류 시트(11)는 상류측으로 배치되고 하류 시트(12)는 하류측으로 배치된다. 환형의 상류 시트(11)와 하류 시트(12)는 평행하게 배치되지만 환형의 중심이 어긋나도록 편심을 이루고 있다. 구동축(14)과 피동축(17)은 상하로 대향되는 위치에 회전 가능하게 지지된다. 구동축(14) 상에는 유공압 또는 전기 작동식 구동기(15)를 연결한다.
또한, 본 발명에 따르면 원반부재(20)가 상기 상류 시트(11)와 하류 시트(12)에 대향하는 상류 디스크(21)와 하류 디스크(22)로 유로를 개폐하는 구조를 이루고 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 원반부재(20)를 구성하는 상류 디스크(21)와 하류 디스크(22)가 나타난다. 상류 디스크(21)와 하류 디스크(22)는 구동축(14)과 피동축(17) 상에 일정한 간격을 유지하도록 고정된다. 상류 디스크(21)는 상류 시트(11)에 밀착 또는 분리되고, 하류 디스크(22)는 하류 시트(12)에 밀착 또는 분리된다. 상류 디스크(21)와 하류 디스크(22)는 동일한 크기(직경)이지만 시트(11)(12)의 편심 구조에 의하여 상호 간섭없이 유로를 개폐한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 원반부재(20)는 상류 디스크(21)와 하류 디스크(22)의 사이를 지지대(24)와 지지봉(26)으로 지지하는 것을 특징으로 한다.
도 2에서, 원반부재(20)의 디스크(21)(22)에 설치되는 지지대(24)와 지지봉(26)이 나타난다. 지지대(24)는 구동축(14) 및 피동축(17)을 지나는 중심선과 직교하는 방향으로 배치된다. 지지봉(26)은 디스크(21)(22)의 가장자리에 일정한 간격으로 배치된다. 지지대(24)와 지지봉(26)은 더블 구조로 형성되는 디스크(21)(22)의 강도와 강성을 높이는 역할을 한다.
구동축(14)과 피동축(17)을 지나는 중심선을 기준으로 각각의 시트(11)(12)는 일측과 타측으로 분할된 구조이다. 상류 시트(11)는 일측의 부호 11A의 상류면과 타측의 부호 11B의 하류면을 접촉면으로 한다. 하류 시트(12)는 일측의 부호 12A의 상류면과 타측의 부호 12B의 하류면을 접촉면으로 한다. 이에 따라, 더블 디스크(21)(22) 상의 중심선을 기준으로 일측은 부호 11A 및 12A에 밀착 또는 분리되고 타측은 부호 11B 및 부호 12B에 밀착 또는 분리된다.
또한, 본 발명에 따르면 밀봉부재(30)가 상기 원반부재(20)에 장착되는 밀착편(31)을 개재하여 상류 시트(11)와 하류 시트(12)에 접촉하는 구조이다.
도 1 및 도 2에서, 밀봉부재(30)를 구성하는 밀착편(31)이 원반부재(20)에 설치된 상태를 나타낸다. 밀착편(31)은 디스크(21)(22)보다 얇은 판재로서 시트(11)(12)의 이물질(분진)을 밀어내기 유리하다. 디스크(21)(22)의 일측에서 밀착편(31)은 상류측으로 고정되고, 디스크(21)(22)의 타측에서 밀착편(31)은 하류측으로 고정된다. 더블 디스크(21)(22)는 각각의 밀착편(31)을 통하여 시트(11)(12)의 접촉면에 긴밀하게 밀착 가능하다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 밀봉부재(30)는 인코넬 강판 소재로 형성되는 복수의 밀착편(31)을 인접하게 배치한 것을 특징으로 한다.
도 3을 참조하면, 밀봉부재(30)를 구성하는 다수의 밀착편(31)이 밀집되도록 배치된 상태를 나타낸다. 밀착편(31)는 인코넬 625 소재를 사용하고 두께는 대략 0.5㎜ 내외로 유지한다. 인코넬 소재는 내열성, 내식성, 피로강도가 우수하고 분진 환경에 대응하기 적합하다. 디스크(21)(22)의 일측에 10개의 밀착편(31)을 상류측으로 배치한다면 타측에는 동일한 수량의 밀착편(31)을 하류측으로 배치한다. 각각의 밀착편(31)은 틈새가 없이 긴밀하게 인접하도록 설치된다.
도 3에서 상측의 상세도는 밀봉부재(30)의 종단면 상태이고 하측의 상세도는 밀봉부재(30)의 횡단면 상태이다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 밀착편(31)은 주름부(36)와 접촉부(37)를 갖춘 탄성편(35)을 개재하여 지지편(33)으로 지지되는 것을 특징으로 한다.
도 3에서, 밀봉부재(30)를 구성하는 밀착편(31)과 더불어 지지편(33)과 탄성편(35)이 나타난다. 지지편(33)은 복수의 볼트와 너트를 이용하여 밀착편(31)을 디스크(21)(22)의 가장자리에 고정한다. 밀착편(31)과 지지편(33) 사이에는 탄성편(35)이 개재된다. 박판 구조의 밀착편(31)은 상대적으로 탄성력이 약하므로 분진 탈락과 탄성복원을 위해 탄성편(35)을 부가한다. 탄성편(35)은 주름부(36)를 형성하도록 복수로 절곡된 구조이고 접촉부(37)를 통하여 밀착편(31)에 선접촉 상태를 유지한다. 탄성편(35)의 주름부(36)와 접촉부(37)는 밀착편(31)의 작동 신뢰성과 내구성을 증대할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 급기부재(40)가 상기 상류 시트(11)와 하류 시트(12)의 사이 및 그 주변으로 공기를 공급하는 구조를 이루고 있다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 급기부재(40)는 승압포트(41)를 통하여 상류 시트(11)와 하류 시트(12)의 사이로 공기를 주입할 수 있다. 도 2처럼 디스크(21)(22)가 유로를 폐쇄한 상태에서 승압포트(41)로 고압의 공기를 충진하면 에어실링 작용으로 기밀성을 높인다. 이외에 급기부재(40)는 상류 시트(11)와 하류 시트(12)의 주변으로 공기를 분사하여 분진이 부착되지 않도록 하는 것이 좋다. 이 경우 분사용 공기는 승압포트(41)와 동일한 공압원을 사용할 수 있다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 급기부재(40)는 상류 디스크(21)와 하류 디스크(22)에 설치되는 급기채널(43)과 분사노즐(45)을 통하여 공기를 공급하는 것을 특징으로 한다.
도 4에서, 급기부재(40)를 구성하는 급기채널(43)과 분사노즐(45)이 나타난다. 급기채널(43)은 디스크(21)(22)의 가장자리에 인접한 원주상으로 설치되며, 단순하게 튜브를 반원형으로 배치할 수도 있다. 디스크(21)(22)의 중심선을 기준으로 일측과 타측에서 급기채널(43)은 상호 반대 방향으로 배치된다. 이와 동시에 급기채널(43)과 연통하는 다수의 분사노즐(45)도 디스크(21)(22)의 일측과 타측에서 상호 반대 방향을 지향한다. 도시의 좌측 급기채널(43)은 시트(11)(12)의 일측인 부호 11A 및 12A로 공기를 분사하고 우측 급기채널(43)은 시트(11)(12)의 타측인 부호 11B 및 12B로 공기를 분사한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 급기채널(43)은 피동축(17)을 통하여 급기조절기(47)와 연결되어 급기 유로를 개폐하는 것을 특징으로 한다.
도 4에서, 급기채널(43)이 피동축(17)을 통하여 급기조절기(47)에 도관으로 연결된 상태를 나타낸다. 도관은 피동축(17)의 중심을 통과하고 일측 급기채널(43) 및 타측 급기채널(43)에 동시에 연결된다. 급기조절기(47)는 외부의 공압장치(도시 생략)에 연결되어 도관의 유로를 기폐한다. 급기조절기(47)는 디스크(21)(22)의 개폐위치를 검출하여 적절한 자세에서 공기를 분사할 수 있다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10: 본체 11, 12: 시트
14: 구동축 15: 구동기
17: 피동축 20: 원반부재
21, 22: 디스크 24: 지지대
26: 지지봉 30: 밀봉부재
31: 밀착편 33: 지지편
35: 탄성편 36: 주름부
37: 접촉부 40: 급기부재
41: 승압포트 43: 급기채널
45: 분사노즐 47: 급기조절기

Claims (6)

  1. 배기 유로를 형성하는 스크러버 계통의 더블 디스크 밸브에 있어서:
    내면에 상류 시트(11)와 하류 시트(12)를 갖추고, 구동축(14)과 피동축(17)을 지지하는 본체(10);
    상기 상류 시트(11)와 하류 시트(12)에 대향하는 상류 디스크(21)와 하류 디스크(22)로 유로를 개폐하는 원반부재(20);
    상기 원반부재(20)에 장착되는 밀착편(31)을 개재하여 상류 시트(11)와 하류 시트(12)에 접촉하는 밀봉부재(30); 및
    상기 상류 시트(11)와 하류 시트(12)의 사이 및 그 주변으로 공기를 공급하는 급기부재(40);를 포함하되,
    상기 밀봉부재(30)는 인코넬 강판 소재로 형성되는 복수의 밀착편(31)을 인접하게 배치하고,
    상기 밀착편(31)은 주름부(36)와 접촉부(37)를 갖춘 탄성편(35)을 개재하여 절곡된 구조의 지지편(33)으로 지지되며,
    상기 급기부재(40)는 상류 디스크(21)와 하류 디스크(22)에 설치되는 급기채널(43)과 분사노즐(45)을 통하여 공기를 공급하고, 분사노즐(45)은 디스크(21)(22)의 가장자리에 인접한 원주상에 복수로 형성되며,
    상기 급기채널(43)은 피동축(17)을 통하여 급기조절기(47)와 연결되어 급기유로를 개폐하는 것을 특징으로 하는 스크러버 계통의 더블 디스크 밸브.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 원반부재(20)는 상류 디스크(21)와 하류 디스크(22)의 사이를 지지대(24)와 지지봉(26)으로 지지하는 것을 특징으로 하는 스크러버 계통의 더블 디스크 밸브.
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