KR102631828B1 - 원통형 볼을 구비하는 순환 방향전환밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발전 플랜트용 복수기의 냉각수관 즉, 냉각튜브의 세정시 세정볼 즉, 스폰지볼과 냉각수를 볼수집부 또는 볼선별 카운트부로 이송될 수 있도록 하는 순환 방향전환밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면, 발전 플랜트용 복수기의 냉각튜브내에 부착되는 이물질(스케일)을 제거하는 복수기 관 세정시스템(Condenser Tube Cleaning System, CTCS)의 구성 중 순환펌프에 의해 순환되는 냉각수와 스폰지볼이 볼수집기 또는 볼선별 카운트부로로 선택적으로 이송될 수 있도록 하고, 종래의 삼방향 볼 밸브에 비해 작동 부하가 작아 작동이 원활하며, 누수 발생이 최소화되는 원통형 볼을 구비하는 순환 방향전환밸브에 관한 기술분야가 개시된다.

Description

원통형 볼을 구비하는 순환 방향전환밸브{Rotary directional change valve with cylindrical ball}

본 발명은 발전 플랜트용 복수기의 냉각수관 즉, 냉각튜브의 세정시 세정볼 즉, 스폰지볼과 냉각수를 볼수집부 또는 볼선별 카운트부로 이송될 수 있도록 하는 순환 방향전환밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면, 발전 플랜트용 복수기의 냉각튜브내에 부착되는 이물질(스케일)을 제거하는 복수기 관 세정시스템(Condenser Tube Cleaning System, CTCS)의 구성 중 순환펌프에 의해 순환되는 냉각수와 스폰지볼이 볼수집기 또는 볼선별 카운트부로로 선택적으로 이송될 수 있도록 하고, 종래의 삼방향 볼 밸브에 비해 작동 부하가 작아 작동이 원활하며, 누수 발생이 최소화되는 원통형 볼을 구비하는 순환 방향전환밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 발전소는 크게 원자력 발전소, 수력 발전소, 화력 발전소, 태양열 발전소로 구분되며, 최근에는 복합 발전소가 건설되고 있는 추세이다.

이중 화력 발전소(Thermoelectric Power Plant)는 석탄, 석유, 천연가스 등의 연료를 연소시킨 열을 이용하여 고온고압의 증기를 만들고, 이 고온고압의 증기를 이용하여 증기 터빈을 회전시켜 전력을 생산하게 된다. 이러한, 화력 발전소의 발전설비 순환계통은 보일러로부터 발생되는 고압/고온의 증기가 공급배관을 통하여 증기터빈으로 공급되어 증기터빈을 회전시킨 후 연결배관을 통하여 복수기로 배출된다.

발전소에서 사용하는 복수기는 터빈을 돌리고 난 수증기를 다시 물로 바꾸어 증기발생기로 공급하는 역할을 수행하는 장치로서, 복수기 안의 증기가　해수펌프를 통해 외부에서 들어온 차가운 냉각수가 흐르는 튜브에 의해서 다시 물로 변하게 하는 원리를 채용하고 있다.

구체적으로, 발전설비에 설치된 복수기(Condenser)는 증기배출구로부터 배출된 고압/고온의 증기를 해수를 이용하여 냉각시키고, 냉각수로 사용된 해수를 배수로를 통해 배출시키게 되고, 복수기 내에서 냉각된 증기는 체적이 감소하게 되며 이때 응축되지 않은 증기는 대기로 방출되고, 응축된 응축수는 다시 급수펌프를 통하여 보일러로 재공급된 후 보일러에서 재가열되어 증기터빈으로 공급되는 순환과정을 반복하게 된다.

다시 말해, 발전설비에 설치된 복수기(Condenser)는 증기터빈의 구동시 발생되는 폐증기가 유입되어 차가운 냉각수관 즉, 튜브의 외측면에 접촉되면서 상호 열교환을 통하여 증기를 물로 환원시켜 다시 보일러에 공급하므로, 발전설비의 전기출력과 열효율에 가장 큰 영향을 미치는 설비이다.

이러한, 복수기는 폐증기와 해수와의 열교환을 위하여 폐증기가 유입되는 내부에 해수가 유입되는 냉각수관 즉, 튜브가 터빈의 발전용량에 따라 수백에서 수천개 설치된다.

하지만, 복수기는 냉각수관(튜브)으로 공급되는 해수의 공급방향이 한쪽으로만 진행되므로, 장시간 운전시 냉각수관 내에 어패류가 유입되거나 서식하는 등과 같이 스케일이 발생하게 된다. 이러한 스케일의 발생은 유입되는 해수의 유량을 감소시켜 냉각 효율을 저하시킨다.

이에 따라 복수기는 냉각수관 즉, 튜브의 스케일을 제거시키기 위한 세정장치 즉, 복수기 관 세정시스템(Condenser Tube Cleaning System, CTCS)을 사용하여 튜브 내부에 스케일이 부착되지 못하도록 함으로써, 스케일 생성을 억제하는 방법을 사용하고 있는데, 그 중 세정볼을 순환시켜 스케일을 제거하는 방법을 주로 사용하고 있다.

이러한 세정볼은 적당한 유연성, 탄력성, 내마모성을 가지기 위해 주로 천연 고무 또는 부틸 고무, 클로로프렌 고무, 스티렌부타디엔 고무, 우레탄 고무 등에 의해 제작되며, 함수를 위하여 외력이 가해지면 압축되고, 튜브의 내경과 동일하거나 약간 큰 직경을 가지며, 냉각수의 흐름에 따라 튜브를 순환하면서 스케일을 제거한다.

이때, 복수기는 상기와 같은 세정볼을 순환시키기 위해 순환펌프를 이용하고, 이러한 순환펌프는 세정볼을 순환시키거나 회수할 수 있도록 함으로써, 세정볼을 순환시킴에 따라 세정볼 회수장치를 통해 세정볼의 상태 및 갯수를 파악할 수 있도록 한다.

상기와 같이 순환펌프에 의해 순환되는 세정볼은 스켈링 과정을 통해 지속적으로 마모가 발생하고, 순환되는 과정에서 스케일이 표면에 부착되어 세정효과가 저하되므로 마모가 발생하거나 스케일이 표면에 부착된 세정볼은 특정 주기로 교체된다.

이를 위해 복수기는 순환펌프를 통해 세정볼을 볼수집부에서 이송 및 수집되도록 하거나 세정볼을 선별 및 카운트하는 볼선별 카운트부로 강제 순환시키고, 상기 볼선별 카운트부에서 선별된 불량볼은 불량볼 수집부에 수집되어 제거되며, 제거된 세정볼의 수만큼 볼보충 공급부를 통해 세정볼이 볼수집부에 공급되어 세정효과가 저하되는 것을 방지한다.

이때, 복수기는 세정볼에 의한 세정작업시 상기 순환펌프에 의해 냉각수와 세정볼을 볼수집부로 이송시키고, 세정볼의 상태를 확인하고 불량볼 제거 및 세정볼 보충을 하는 선별작업시 상기 순환펌프(150)에 의해 냉각수와 세정볼을 볼선별 카운트부로 강제 순환시키는데, 이를 위해 종래에는 삼방밸브가 사용되었다.

즉, 복수기는 상기 순환펌프와 볼수집부 및 볼선별 카운트부의 사이에 삼방밸브가 설치되고, 세정작업 또는 볼선별작업시 상기 삼방밸브에 의해 냉각수와 세정볼의 이송라인을 다르게 하여 세정작업 또는 볼선별작업이 원활하게 이루어지도록 한다.

한편, 종래에 복수기에 사용되는 삼방밸브는 종래에 일반적으로 사용되는 삼방 볼 밸브를 주로 사용하고 있고, 이러한 삼방 볼 밸브는 밸브하우징의 유입구와 유출구(이하, '입출구'로 통칭함)가 3방향으로 형성되어 밸브체 즉, 볼의 이동에 따라 각 입출구를 통한 유체 흐름 방향을 전환시킬 수 있도록 된 것으로, 하나의 입출구로 들어온 유체를 다른 두 개의 입출구를 통해 선택적으로 배출하거나 두 개의 입출구를 통해 선택적으로 유체를 유입시켜 다른 하나의 입출구로 배출하는 구조로 이루어진다.

이러한 삼방 볼 밸브는 수동식 외에 밸브체를 작동시키는 방식에 따라 모터를 이용한 전동식, 솔레노이드를 이용한 자력식, 유체 압력을 이용한 유압식 등 다양한 작동 구조를 갖는데, 이중 전동식 밸브는 상대적으로 제어가 용이하고 구조를 간단하게 할 수 있어 다양한 용도로 널리 사용되고 있다.

그러나, 종래의 삼방 볼 밸브는 통상 볼 형태의 밸브체를 회전시켜 유체의 흐름을 조절하는 구조로 이루어졌기 때문에, 밸브체와 밸브하우징 간의 마찰, 걸림 등에 의해 모터에 부하가 크게 걸리고, 밸브체도 쉽게 손상되어 사용수명이 짧고 잦은 수리가 요구되는 문제가 있었다.

보다 구체적으로 설명하면, 도면 1에 도시된 바와 같이, 종래의 삼방 볼 밸브는 밸브몸체의 내부에 밸브체가 설치되고, 상기 밸브체를 내부에 설치된 상태로 유지시키기 위해 3방향의 입출구에 플랜지 파이프가 설치되며, 상기 밸브몸체와 밸브체 사이에 수밀성을 형성시키기 위해 실링부재가 상기 밸브체와 플랜지 파이프의 사이에 설치된다.

이때, 상기 실링부재는 상기 플랜지 파이프의 결합정도에 따라 상기 밸브체에 가압되는 정도가 조절될 수 있고, 우수한 수밀성을 향상시키기 위해 상기 플랜지 파이프에 의해 강하게 가압되며, 이에 따라 밸브체의 작동에 부하가 크게 발생되어 상기와 같은 문제가 발생된다.

대한민국 등록특허 제10-2039938호(2019.10.29.)

본 발명은 상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자 안출된 기술로서, 종래의 복수기 관 세정시스템에 사용되는 삼방밸브는 밸브체의 작동시 부하가 크게 발생하여 작동이 원활하게 이루어지지 않거나 쉽게 손상되어 사용수명이 짧고 잦은 수리가 요구되는 문제점이 발생하는 바,

밸브몸체에 해당되는 하우징의 내부에 원통형상의 설치홈이 형성되고, 상기 설치홈에 원통형상의 볼 즉, 밸브체를 설치하고, 상기 하우징의 상부에 수밀을 형성하여 회전되는 상기 밸브체의 부하를 최소화하여 작동이 원활하게 이루어질 수 있도록 함으로써, 작동의 신뢰성을 높이고, 쉽게 손상되지 않아 사용수명이 향상되는 원통형 볼을 구비하는 순환 방향전환밸브를 제공하는 것을 주된 목적으로 하고 있다.

또한, 본 발명은 밸브몸체에 해당되는 상기 하우징과 밸브체를 MC나일론 재질로 이루어지도록 함으로써, 바닷물에 의한 부식성에 강하여 장기간 사용이 가능할 뿐만 아니라 종래의 금속으로 이루어진 삼방향 볼 밸브에 비해 무게가 가벼워 설치가 용이하며 설치 후 설비 라인 즉, 연결관의 처짐현상을 최소화하여 유지보수 수요 발생 빈도를 낮출 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자, 순환펌프(150)를 통해 복수기(20)에 순환되는 냉각수와 스폰지볼(10)을 볼수집부(110) 또는 볼선별 카운트부(120)로 선택적으로 이송될 수 있도록 하는 방향전환밸브(155)에 있어서, 제1방향에 순환펌프(150)와 연결되어 통할 수 있는 제1이동홀(1110)이 형성되고, 제2방향에 볼선별 카운트부(120)와 연결되어 통할 수 있는 제2이동홀(1120)이 형성되며, 제3방향에 볼수집부(110)와 연결되어 통할 수 있는 제3이동홀(1130)이 형성되는 한편, 내부에 원통형상의 설치홈(1140)이 형성되는 하우징(1000);과 원통형상으로 형성되어 상기 하우징(1000)의 설치홈(1140)에 회전가능하도록 설치되고, 삼방향에 각각 상기 제1이동홀(1110), 제2이동홀(1120), 제3이동홀(1130)과 대응되도록 연통홀(2002)이 형성되는 절체용회전체(2000); 및 상기 하우징(1000)의 상부에 설치되고, 상기 절체용회전체(2000)를 회전시키는 액츄에이터(3000);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 볼을 구비하는 순환 방향전환밸브를 제시한다.

또한, 본 발명의 상기 하우징(1000)과 상기 절체용회전체(2000)는 MC나일론 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 하우징(1000)은 제1방향에 제1이동홀(1110)이 형성되고, 제2방향에 제2이동홀(1120)이 형성되며, 제3방향에 제3이동홀(1130)이 형성되는 한편, 상부가 개방되도록 원통형상의 설치홈(1140)이 형성되는 몸체(1100);와 상기 몸체(1100)의 상부에 결합되고, 중앙에 연결홀(1202)이 형성되며, 상부에 액츄에이터(3000)가 설치되는 한편, 하부에 상기 설치홈(1140)에 내입되도록 지지부(1210)가 돌출형성되는 상부덮개(1200);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 절체용회전체(2000)는 상부에 결합되되, 상기 상부덮개(1200)의 연결홀(1202)을 관통하여 상기 액츄에이터(3000)와 연결되는 회전축(2100);을 포함하여 구성되고, 상기 회전축(2100)은 외주연에 길이방향으로 이격되어 복수 개가 형성되되, 상기 연결홀(1202)의 내측에 위치되도록 형성되는 실링홈(2110);과 상기 실링홈(2110)에 설치되어 상기 회전축(2100)과 연결홀(1202) 사이에 수밀을 형성하는 실링부재(2120);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 몸체(1100)는 상부면에 형성되는 안착홈(1150);과 상기 안착홈(1150)에 설치되는 가스켓(1160);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 몸체(1100)는 상기 설치홈(1140)의 하부면에 형성되는 하부축홈(1170);과 하부가 상기 하부축홈(1170)에 내입되어 설치되고, 상부가 상기 하부축홈(1170)의 상부로 돌출되는 하부축(1180);을 포함하여 구성되고, 상기 절체용회전체(2000)는 하부면에 형성되어 상기 하부축(1180)의 상부가 내입되는 상부축홈(2130);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 원통형 볼을 구비하는 순환 방향전환밸브는 볼 즉, 회전되는 밸브체의 형상을 원통형상으로 이루어지도록 하고, 하우징의 내부에 회전가능하도록 설치되도록 함으로써, 수밀을 형성하기 위한 부위가 상부에 국한되므로 수밀의 형성이 용이한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 하우징과 밸브체를 MC나일론 재질로 이루어지도록 함으로써, 바닷물에 의한 부식성이 강하여 장기간 사용이 가능한 효과를 얻을 수 있고, 종래의 금속으로 이루어진 삼방향 볼 밸브에 비해 무게가 현저하게 가벼워 설치가 용이한 효과 및 설치 후 설비 라인 즉, 순환펌프와 볼수집부 사이의 연결관 및 순환펌프와 볼선별 카운트부 사이의 연결관 처짐현상을 최소화할 수 있어 유지보수 수요 발생 빈도를 낮춰 유지보수 비용 절감 및 유지보수에 따른 발전 설비 효율을 증대시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 삼방 볼 밸브를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 복수기를 설명하기 위해 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 복수기의 일부를 설명하기 위해 나타낸 평면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 방향전환밸브를 나타낸 투영 측면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 방향전환밸브를 나타낸 투영 분해 측면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 방향전환밸브를 나타낸 투영 정면도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 방향전환밸브를 나타낸투영 분해 정면도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 방향전환밸브를 나타낸 부분 투영 평면도.

본 발명은 발전 플랜트용 복수기(20)의 냉각수관 즉, 냉각튜브(21)의 세정시 세정볼 즉, 스폰지볼(10)과 냉각수를 볼수집부(110) 또는 볼선별 카운트부(120)로 이송될 수 있도록 하는 순환 방향전환밸브(이하, 방향전환밸브(155)라 한다.)에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면, 발전 플랜트용 복수기의 냉각튜브내에 부착되는 이물질(스케일)을 제거하는 복수기 관 세정시스템(Condenser Tube Cleaning System, CTCS)의 구성 중 순환펌프에 의해 순환되는 냉각수와 스폰지볼(10)이 볼수집기(110) 또는 볼선별 카운트부(120)로 선택적으로 이송될 수 있도록 하고, 종래의 삼방향 볼 밸브에 비해 수밀을 형성하는 부분이 적음에 따라 작동 부하가 작아 작동이 원활하게 이루어질 뿐만 아니라 누수 발생 또한 최소화되며, 하우징(1000)과 절체용밸브체(2000)의 재질을 MC나일론으로 이루어지도록 함으로써, 바닷물에 의한 부식에 강하고, 무게가 종래의 삼방향 볼 밸브에 비해 가벼워 설치가 용이할 뿐만 아니라 연결관들의 처짐현상을 최소화하여 유지보수 수요 발생 빈도를 낮출 수 있는 원통형 볼을 구비하는 순환 방향전환밸브에 관한 것이다.

상기와 같은 본 발명의 원통형 볼을 구비하는 순환 방향전환밸브는 순환펌프(150)를 통해 복수기(20)에 순환되는 냉각수와 스폰지볼(10)을 볼수집부(110) 또는 볼선별 카운트부(120)로 선택적으로 이송될 수 있도록 하는 방향전환밸브(155)에 있어서, 제1방향에 순환펌프(150)와 연결되어 통할 수 있는 제1이동홀(1110)이 형성되고, 제2방향에 볼선별 카운트부(120)와 연결되어 통할 수 있는 제2이동홀(1120)이 형성되며, 제3방향에 볼수집부(110)와 연결되어 통할 수 있는 제3이동홀(1130)이 형성되는 한편, 내부에 원통형상의 설치홈(1140)이 형성되는 하우징(1000);과 원통형상으로 형성되어 상기 하우징(1000)의 설치홈(1140)에 회전가능하도록 설치되고, 삼방향에 각각 상기 제1이동홀(1110), 제2이동홀(1120), 제3이동홀(1130)과 대응되도록 연통홀(2002)이 형성되는 절체용회전체(2000); 및 상기 하우징(1000)의 상부에 설치되고, 상기 절체용회전체(2000)를 회전시키는 액츄에이터(3000);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 하우징(1000)과 상기 절체용회전체(2000)는 MC나일론 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 하우징(1000)은 제1방향에 제1이동홀(1110)이 형성되고, 제2방향에 제2이동홀(1120)이 형성되며, 제3방향에 제3이동홀(1130)이 형성되는 한편, 상부가 개방되도록 원통형상의 설치홈(1140)이 형성되는 몸체(1100);와 상기 몸체(1100)의 상부에 결합되고, 중앙에 연결홀(1202)이 형성되며, 상부에 액츄에이터(3000)가 설치되는 한편, 하부에 상기 설치홈(1140)에 내입되도록 지지부(1210)가 돌출형성되는 상부덮개(1200);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 절체용회전체(2000)는 상부에 결합되되, 상기 상부덮개(1200)의 연결홀(1202)을 관통하여 상기 액츄에이터(3000)와 연결되는 회전축(2100);을 포함하여 구성되고, 상기 회전축(2100)은 외주연에 길이방향으로 이격되어 복수 개가 형성되되, 상기 연결홀(1202)의 내측에 위치되도록 형성되는 실링홈(2110);과 상기 실링홈(2110)에 설치되어 상기 회전축(2100)과 연결홀(1202) 사이에 수밀을 형성하는 실링부재(2120);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 몸체(1100)는 상부면에 형성되는 안착홈(1150);과 상기 안착홈(1150)에 설치되는 가스켓(1160);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 몸체(1100)는 상기 설치홈(1140)의 하부면에 형성되는 하부축홈(1170);과 하부가 상기 하부축홈(1170)에 내입되어 설치되고, 상부가 상기 하부축홈(1170)의 상부로 돌출되는 하부축(1180);을 포함하여 구성되고, 상기 절체용회전체(2000)는 하부면에 형성되어 상기 하부축(1180)의 상부가 내입되는 상부축홈(2130);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 8을 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 복수기 관 세정시스템(Condenser Tube Cleaning System, CTCS)을 도면 2를 참고하여 살펴보면, 스폰지볼(10)을 이용하여 복수기(20)의 튜브(21) 내벽의 스케일을 제거할 수 있도록 복수기(20)의 냉각수 유입부(23)와 냉각수 배출부(25)를 연결하며, 스폰지볼(10)을 지속적으로 순환시켜 상기 튜브(21)를 세정한다.

이때, 복수기(20)의 냉각수 배출부(25)에는 스폰지볼(10)의 유실을 방지하면서 복수기 관 세정시스템(이하, '세정시스템'이라 한다.)으로 가이드하기 위한 스크린부재(27)가 설치된다.

또한, 세정시스템은 상기 냉각수 배출부(25)와 연결되는 서지탱크(160), 상기 서지탱크(160)와 연결되는 순환펌프(150), 상기 순환펌프(150)와 연결되는 볼선별 카운트부(120), 상기 볼선별 카운트부(120)와 연결되는 불량볼 수집부(130), 상기 상기 순환펌프(150)와 상기 볼선별 카운트부(120)에 연결되는 콜렉터(110), 상기 콜렉터(110)와 연결된 볼보충 공급부(140), 상기와 같은 구성들을 제어하는 운전 컨트롤부(170)를 포함하여 구성된다.

상기 서지탱크(160)는 상기 냉각수 배출부(25)와 연결되고, 순환펌프(150)와 볼흡입라인(151)을 통해 연결되며, 운전 컨트롤부(170)의 제어에 따라 냉각수 배출부(25)에서 순환펌프(150)로 이송되는 스폰지볼(10)을 선택적으로 저장한다.

상기 순환펌프(150)는 복수기(20)의 냉각수 배출부(25)를 통해 서지탱크(160)로 유입되는 스폰지볼(10)을 콜렉터(110)와 볼선별 카운트부(120)로 유체 즉, 냉각수와 함께 강제 순환시키고, 볼토출라인(153)을 통해 콜렉터(110)의 하우징(111)과 불량볼 수집부(120)의 볼카운트부재(121)에 연결된다.

상기 볼선별 카운트부(120)는 볼카운트부재(121)와 불량볼 선별부재(123)를 포함하여 구성되고, 볼카운트부재(121)와 불량볼 선별부재(123)가 일렬로 배치되어 볼카운트부재(121)를 통과한 스폰지볼(10)이 불량볼 선별부재(123)로 이송되도록 하며, 운전컨트롤부(170)에 의해 제어된다.

상기 불량볼 선별부재(123)는 볼카운트부재(121)의 배출구와 연결되어 스폰지볼(10)이 유입되고, 스폰지볼(10)을 검사하여 정상인 스폰지볼(10)을 콜렉터(110)로 이송될 수 있도록 가이드하며, 마모 또는 파손이 발생하여 특정 직경 미만으로 마모된 불량볼을 불량볼 수집부재(130)로 배출시킨다. 이를 위해 상기 불량볼 선별부재(123)는 콜렉터(110)의 하우징(111)과 연결되는 정상볼 배출부와 불량볼 수집부(130)와 연결되는 불량볼 배출부를 각각 구비한다.

상기 불량볼 수집부(130)는 불량볼 선별부재(123)의 불량볼 배출부와 연결되는 불량볼 이송라인(131)과, 불량볼이 저장되는 불량볼 수집탱크(133)를 포함하고, 불량볼 수집탱크(133)의 내부에 불량볼만 포집하고 유체 즉, 냉각수만 배출할 수 있도록 스크린망(도면 미도시)이 구비되며, 불량볼의 이송을 위하여 이송되는 유체 즉, 냉각수의 흐름이 콜렉터(110)까지 유지되도록 불량볼 수집탱크(133)와 콜렉터(110)의 하우징(111)이 연결된다.

상기와 연관하여, 상기 순환펌프(150)는 볼토출라인(153)이 분기되어 콜렉터(110)의 하우징(111) 및 불량볼 수집부(120)의 볼카운트부재(121)에 연결되고, 볼토출라인(153)에서 토출되는 스폰지볼(10)을 하우징(111) 또는 볼카운트부재(121)에 선택적으로 이송할 수 있도록 방향전환밸브(155)를 상기 볼토출라인(153)에 구비한다.

이러한 상기 순환펌프(150)는 운전 컨트롤부(170)의 제어에 따라 방향전환밸브(155)가 개폐되면서 스폰지볼(10)의 이송방향이 선택적으로 전환되는데, 일예로 세정시스템의 세정운전 및 스폰지볼 회수 운전시 스폰지볼(10)이 하우징(111)으로 이송되도록 방향전환밸브(155)가 제어되고, 스폰지볼 선별운전 및 스폰지볼 카운트 운전시 스폰지볼(10)이 볼카운트부재(121)로 이송되도록 방향전환밸브(155)가 제어된다.

상기 볼보충 공급부(140)는 스폰지볼(10)의 선별운전을 통해 불량볼이 상기 불량볼 선별부재(123)에 의해 선별되면 불량볼이 선별되어 불량볼 수집부(130)로 선별되어 이송 및 수집된 수량만큼 새로운 스폰지볼(10)을 콜렉터(110)로 공급한다.

이때, 볼보충 공급부(140)는 스폰지볼(10)의 보충을 위한 보충 스폰지볼이 저장되어 있음은 자명할 것이고, 운전 컨트롤부(170)의 제어에 따라 보충을 위한 스폰지볼(10)을 콜렉터(110) 즉, 하우징(111)으로 공급하도록 상기 하우징(111)과 연결된다.

이러한 볼보충 공급부(140)는 보충을 위한 보충 스폰지볼(10)이 저장되어 있고, 스폰지볼(10)의 선별운전을 통해 불량볼이 선별되면 선별된 불량볼의 수량만큼 새로운 스폰지볼(10)이 콜렉터(110)로 공급될 수 있도록 운전 컨트롤부(170)에 의해 제어되며, 상기 운전 컨트롤부(170)의 제어에 따라 보충을 위해 저장된 스폰지볼(10)을 하우징(111)으로 공급하도록 상기 하우징(111)과 연결된다.

아울러, 상기 볼보충 공급부(140)는 볼공급부재와 볼함수부재를 포함하여 구성되고, 보충을 위한 스폰지볼(10)을 상기 볼함수부재에서 함수시켜 하우징(111)으로 공급한다.

상기 운전 컨트롤부(170)는 세정시스템의 세정운전, 선별운전, 카운트운전, 볼보충 공급운전 및 회수운전을 위하여 콜렉터(110)와 볼선별 카운트부(120)와 불량볼 수집부(130)와 볼보충 공급부(140)와 순환펌프(150)와 서지탱크(160)를 선택적으로 제어한다.

예를 들어 운전 컨트롤부(170)는 복수기(20)의 세정운전시에 방향전환밸브(155)를 제어하여 순환펌프(150)에 의한 유체이송을 콜렉터(110)의 하우징(111)으로 유도하고, 복수기(20)의 선별운전시 방향전환밸브(155)를 제어하여 순환펌프(150)의 볼토출라인(153)에서 토출되는 유체의 이송을 볼카운트부재(121)로 유도한다. 이때, 선별을 위해 볼선별 카운트부(120)로 이송되는 스폰지볼(10)은 볼카운트부재(121)에서 카운팅되면서 불량볼 선별부재(123)로 이송된다.

또한, 운전 컨트롤부(170)는 볼보충 공급운전시 순환펌프(150)의 작동을 정지시키고, 보충 스폰지볼의 공급을 위하여 볼보충 공급부(140)를 구동시키며, 이를 통해 세정을 위한 스폰지볼(10)의 수량을 일정하게 유지시킬 수 있어 세정효과 저하를 방지할 수 있도록 한다.

또한, 운전 컨트롤부(170)는 선별운전이 완료되면 선별을 통해 불량볼 수집부(130)로 배출된 불량볼의 수량만큼 보충 스폰지볼(10)을 정확하게 투입할 수 있도록 세정시스템을 제어하여 별도의 카운트운전을 진행하게 되고, 상기 카운트운전은 냉각튜브(21)를 순환하는 스폰지볼(10)을 서지탱크(160)에 모두 회수하여 저장한 후 진행한다.

예를 들어 운전 컨트롤부(170)는 세정운전과 선별운전 및 카운트운전을 위하여 콜렉터(110)와 순환펌프(150)와 방향전환밸브(155) 및 볼선별 카운트부(120)를 선택적으로 제어하며, 카운트운전 후 스폰지볼(10)의 회수를 위한 스폰지볼 회수운전을 진행하고, 선별운전과 카운트운전을 다시 진행한 후, 볼보충 공급부(140)를 제어하여 보충 스폰지볼(10)을 콜렉터(110)로 공급하게된다.

본 발명의 방향전환밸브(155)는 앞서 설명된 바와 같이, 세정운전시 순환펌프(150)에 의해 유체 즉, 냉각수와 함께 이송되는 스폰지볼(10)을 볼수집부(110) 로 이송될 수 있도록 운전 컨트롤부(170)에 의해 제어된다.

또한, 본 발명의 방향전환밸브(155)는 선별운전시 순환펌프(150)에 의해 냉각수와 함께 이송되는 스폰지볼(10)이 볼선별 카운트부(120)로 이송될 수 있도록 운전 컨트롤부(170)에 의해 제어된다.

본 발명의 주요 구성요소인 하우징(1000)은

제1방향에 순환펌프(150)와 연결되어 통할 수 있는 제1이동홀(1110)이 형성되고, 제2방향에 볼선별 카운트부(120)와 연결되어 통할 수 있는 제2이동홀(1120)이 형성되며, 제3방향에 볼수집부(110)와 연결되어 통할 수 있는 제3이동홀(1130)이 형성되는 한편, 내부에 원통형상의 설치홈(1140)이 형성되는 것으로, 종래에 3방향 및 구동을 위한 나머지 한방향까지 모두 개방되어 있는 삼방향 볼 밸브와 다르게 구동을 위한 방향 즉, 상부만 개방되어 상기 상부를 통해 내부에 이후에 자세히 설명될 절체용회전체(2000)를 설치하고 상부만 수밀이 형성되도록 함으로써, 보다 안정적인 수밀성을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 설치가 용이한 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 본 발명의 하우징(1000)은 제1방향에 제1이동홀(1110)이 형성되고, 제2방향에 제2이동홀(1120)이 형성되며, 제3방향에 제3이동홀(1130)이 형성되는 한편, 상부가 개방되도록 원통형상의 설치홈(1140)이 형성되는 몸체(1100)와, 상기 몸체(1100)의 상부에 결합되고, 중앙에 연결홀(1202)이 형성되며, 상부에 액츄에이터(3000)가 설치되는 한편, 하부에 상기 설치홈(1140)에 내입되도록 지지부(1210)가 돌출형성되는 상부덮개(1200)를 포함하여 구성된다.

상기 몸체(1100)는 3방향에 각각 형성된 제1이동홀(1110)과 제2이동홀(1120) 및 제3이동홀(1130)을 통해 순환펌프(150), 볼수집부(110), 볼선별 카운트부(120)에 연결되는데, 이는 다시 말해 상기 제1이동홀(1110)과 제2이동홀(1120) 및 제3이동홀(1130) 각각에 순환펌프(150), 볼수집부(110), 볼선별 카운트부(120) 중 각기 다른 어느 하나가 연결되고, 상기 제1이동홀(1110)과 제2이동홀(1120) 및 제3이동홀(1130)이 형성되지 않는 상부는 개방되어 이후에 자세히 설명될 절체용회전체(2000)를 설치할 수 있도록 한다.

즉, 상기 몸체(1100)는 종래의 삼방향 볼 밸브와 다르게 수밀을 형성해야 하는 방향이 1개의 방향에만 형성되므로 수밀성을 용이하게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 이후에 자세히 설명될 절체용회전체(2000)를 가압하여 수밀성을 형성하지 않아도 되므로 상기 절체용회전체(2000)의 작동이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.

이때, 상기 설치홈(1140)은 이후에 자세히 설명될 절체용회전체(2000)의 형상이 종래와 같은 구 즉, 볼의 형상이 아닌 원통형상으로 형성됨에 따라 상기 절체용회전체(2000)와 대응되도록 원통형상으로 형성되고, 이에 따라 상기 절체용회전체(2000)의 회전 즉, 수평회전이 보다 안정적으로 이루어질 수 있어 방향의 전환이 용이한 효과를 얻을 수 있다.

아울러, 상기 설치홈(1140)은 이후에 자세히 설명될 절체용회전체(2000)가 원활하게 내입되어 설치될 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.

상기 상부덮개(1200)는 상기 몸체(1100)의 개방된 상부에 결합되어 상기 설치홈(1140)에 수밀이 형성되도록 하고, 이후에 자세히 설명될 절체용회전체(2000)가 안정적으로 상기 몸체(1100) 즉, 하우징(1000)의 내부에 설치된 상태로 작동 즉, 회전될 수 있도록 한다.

부가하여 설명하면, 상기 상부덮개(1200)는 상부에 액츄에이터(3000)가 설치되는데, 상기 액츄에이터(3000)는 상기 하우징(1000)의 상부 즉, 상기 상부덮개(1200)의 상부에 설치되고, 이후에 자세히 설명될 절체용회전체(2000)와 연결되어 상기 운전 컨트롤부(170)에 의해 제어됨에 따라 상기 절체용회전체(2000)를 회전시킨다.

아울러, 상기 상부덮개(1200)는 상기 액츄에이터(3000)가 상부에 설치되기 전에 상부면에 결합되는 브라켓(1220)을 포함하여 구성될 수 있는데, 상기 브라켓(1220)은 상기 액츄에이터(3000)가 상기 상부덮개(1200)의 상부면으로부터 상부방향으로 이격될 수 있도록 함으로써, 이후에 자세히 설명될 회전축(2100)의 회전이 보다 안정적으로 이루어질 수 있도록 할 뿐만 아니라 상기 몸체(1100)의 상부로 누수가 발생되었을 때, 상기 액츄에이터(3000)가 보호될 수 있도록 한다.

이때, 상기 상부덮개(1200)는 이후에 자세히 설명될 절체용회전체(2000)가 액츄에이터(3000)에 의해 회전될 수 있도록 상기 액츄에이터와 절체용회전체(2000)를 연결하는 회전축(2100)이 관통되는 연결홀(1202)이 중앙에 형성된다.

또한, 상기 상부덮개(1200)는 하부에 상기 설치홈(1140)에 내입되어 상기 설치홈(1140)의 상부에 위치되는 지지부(1210)가 돌출형성되는데, 상기 지지부(1210)는 상기 상부덮개(1200)가 몸체(1100)의 상부에 안정적으로 설치되어 견고하게 설치된 상태를 유지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 강성을 향상시켜 상부에 설치되는 액츄에이터(3000)의 하중을 안정적으로 견딜 수 있고, 상기 연결홀(1202)의 길이가 상부덮개(1200)의 두께보다 길게 형성되도록 함으로써, 이후에 자세히 설명될 회전축(2100)의 외주연에 보다 많은 실링부재(2120)가 설치될 수 있도록 하여 수밀성을 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.

또한, 상기 지지부(1210)는 상기 회전축(2100)의 회전시 상기 회전축(2100)의 측방을 보다 안정적으로 지지하여 회전이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.

본 발명의 주요 구성요소인 절체용회전체(2000)는

원통형상으로 형성되어 상기 하우징(1000) 즉, 몸체(1100)의 설치홈(1140)에 길이방향 중심축을 기준으로 회전가능하도록 설치되고, 삼방향 즉, 제1방향 내지 제3방향에 각각 상기 제1이동홀(1110), 제2이동홀(1120), 제3이동홀(1130)과 대응되도록 연통홀(2002)이 형성되는 것으로, 앞서 설명된 액츄에이터(3000)에 의해 회전되어 순환펌프(150)와 볼수집부(110)가 연통되도록 하거나, 순환펌프(150)와 볼선별 카운트부(120)가 연통되도록 한다.

이러한, 본 발명의 절체용회전체(2000)는 종래의 삼방향 볼 밸브와 다르게 볼의 형상이 아닌 원통형상으로 형성되지만, 원통형 볼이라 지칭한다.

이때, 본 발명의 하우징(1000)과 절체용회전체(2000)는 종래의 삼방향 볼 밸브의 금속 재질과 다르게 MC나일론 재질로 이루어지는데, 상기 MC나일론은 금속, 목재류의 대체 소재로 개발된 것으로, 금속의 1/7배에 달하는 우수한 경량성과 생산시 경제성이 우수하고, 충격흡수율이 좋으며, 우수한 내마모성과 절연성 및 내구성의 특징을 갖고 있다.

즉, 본 발명의 하우징(1000)과 절체용회전체(2000)가 주요구성으로 이루어지는 방향전환밸브(155)는 무게가 가벼워 설치되는 볼토출라인(153)의 처짐을 최소화할 수 있고, 설치가 용이한 효과를 실현케 한다.

본 발명의 절체용회전체(2000)는 상부에 결합되되, 상기 상부덮개(1200)의 연결홀(1202)을 관통하여 상기 액츄에이터(3000)와 연결되는 회전축(2100)을 포함하여 구성되는데, 운전 컨트롤부(170)에 의해 상기 액츄에이터(3000)가 제어됨에 따라 상기 회전축(2100)이 회전되어 제어된다.

부가하여, 상기 회전축(2100)은 상부면에 다각의 연결홈(도면 미표시)이 형성되고, 상기 액츄에이터(3000)는 상기 회전축(2100)과 연결되는 구동축(3100)을 포함하여 구성되며, 상기 구동축(3100)의 하부가 상기 연결홈과 대응되는 형상으로 형성됨에 따라 상기 회전축(2100)과 구동축(3100)이 연결됨으로써, 상상기 회전축(2100)이 회전된다.

이때, 상기 회전축(2100)은 외주연에 길이방향으로 이격되어 복수 개가 형성되되, 상기 연결홀(1202)의 내측에 위치되도록 형성되는 실링홈(2110)과, 상기 실링홈(2110)에 설치되어 상기 회전축(2100)과 연결홀(1202) 사이에 수밀을 형성하는 실링부재(2120)를 포함하여 구성되는데, 상기 복수 개의 실링부재(2120)를 통해 상기 연결홀(1202)에 수밀을 형성한다.

앞서 설명된 바와 같이, 상기 연결홀(1202)의 수밀성은 상부덮개(1200)에 형성된 지지부(1210)에 의해 상기 연결홀(1202)의 길이가 연장됨에 따라 보다 많은 실링부재(2120)가 설치되어 우수한 수밀이 형성되는 효과를 얻을 수 있다.

상기와 연관하여, 상기 몸체(1100)는 상부면에 형성되는 안착홈(1150)과, 상기 안착홈(1150)에 설치되는 가스켓(1160)을 포함하여 구성되는데, 상기 가스켓(1160)은 상기 안착홈(1150)에 안착되어 설치됨에 따라 상기 몸체(1100)의 상부면과 상부덮개(1200)의 사이에 위치되어 몸체(1100)와 상부덮개(1200) 사이에 수밀이 형성되도록 한다.

한편, 상기 몸체(1100)는 상기 설치홈(1140)의 하부면에 형성되는 하부축홈(1170)과, 하부가 상기 하부축홈(1170)에 내입되어 설치되고, 상부가 상기 하부축홈(1170)의 상부로 돌출되는 하부축(1180)을 포함하여 구성되고, 상기 절체용회전체(2000)는 하부면에 형성되어 상기 하부축(1180)의 상부가 내입되는 상부축홈(2130)을 포함하여 구성된다.

상기 하부축(1180)은 하부가 몸체(1100)의 하부축홈(1170)에 내입되어 설치되고, 상부가 상기 절체용회전체(2000)의 상부축홈(2130)에 내입되어 설치됨에 따라 상기 절체용회전체(2000)가 액츄에이터(3000)에 의해 회전될 때, 하우징(1000)의 내부 즉, 몸체(1100)의 설치홈(1140)에서 보다 안정적으로 회전될 수 있도록 하여 고장발생을 최소화하는 효과를 실현케 한다.

이때, 상기 하부축(1180)은 하부가 상기 몸체(1100)의 하부축홈(1170)에 고정되거나, 상부가 상기 절체용회전체(2000)의 상부축홈(2130)에 고정되어 상기 절체용회전체(2000)의 회전시 안정적으로 설치된 상태를 유지할 수 있음은 자명할 것이다.

결과적으로, 본 발명의 원통형 볼을 구비하는 순환 방향전환밸브는 절체용회전체(2000)가 원통형상으로 이루어지고, 냉각수와 스폰지볼(10)의 순환시 상기 냉각수와 스폰지볼(10)이 볼수집부(110) 또는 볼선별 카운트부(120) 중 어느 하나로 순환될 수 있도록 선택적으로 운전 컨트롤부(170)에 의해 제어되어 종래의 삼방향 볼 밸브보다 고장이 적고, 특히 종래의 삼방향 볼 밸브와 다르게 상부방향만 개방되어 개방된 상부방향에만 수밀을 형성하면 되므로 우수한 수밀성을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 절체용회전체(2000)를 가압하여 수밀을 형성하지 않으므로 상기 절체용회전체(2000)의 회전이 원활하게 이루어져 부하가 적어 고장의 발생 빈도가 낮아 유지보수 수요를 최소화할 수 있는 한편, 주요 구성요소인 하우징(1000)과 절체용회전체(2000)의 재질이 금속이 아닌 MC나일론으로 이루어져 경량화되고, 이에 따라 설치가 용이할 뿐만 아니라 설치 후 볼토출라인(153)의 처짐을 최소화하여 유지보수 수요 발생을 최소화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

10 : 스폰지볼 20 : 복수기
21 : 냉각튜브 23 : 냉각수 유입부
25 : 냉각수 배출부 27 : 스크린 부재
110 : 볼수집부 120 : 볼선별 카운트부
121 : 볼카운트부재 123 : 불량볼 선별부재
130 : 불량볼 수집부 131 : 불량볼 이송라인
133 : 불량볼 수집탱크 140 : 볼보충 공급부
141 : 볼공급부재 143 : 볼함수부재
150 : 순환펌프
155 : 방향전환밸브 1000 : 하우징
1100 : 몸체 1110 : 제1이동홀
1120 : 제2이동홀 1130 : 제3이동홀
1140 : 설치홈 1150 : 안착홈
1160 : 가스켓 1170 : 하부축홈
1180 : 하부축 1200 : 상부덮개
1202 : 연결홀 1210 : 지지부
1220 : 브라켓 2000 : 절체용회전체
2002 : 연통홀 2100 : 회전축
2110 : 실링홈 2120 : 실링부재
2130 : 상부축홈 3000 : 액츄에이터
3100 : 구동축
160 : 서지탱크 170 : 운전 컨트롤부

Claims (6)

1. 순환펌프(150)를 통해 복수기(20)에 순환되는 냉각수와 스폰지볼(10)을 볼수집부(110) 또는 볼선별 카운트부(120)로 선택적으로 이송될 수 있도록 하는 방향전환밸브(155)에 있어서,
   제1방향에 순환펌프(150)와 연결되어 통할 수 있는 제1이동홀(1110)이 형성되고, 제2방향에 볼선별 카운트부(120)와 연결되어 통할 수 있는 제2이동홀(1120)이 형성되며, 제3방향에 볼수집부(110)와 연결되어 통할 수 있는 제3이동홀(1130)이 형성되는 한편, 내부에 원통형상의 설치홈(1140)이 형성되는 하우징(1000);과
   원통형상으로 형성되어 상기 하우징(1000)의 설치홈(1140)에 회전가능하도록 설치되고, 삼방향에 각각 상기 제1이동홀(1110), 제2이동홀(1120), 제3이동홀(1130)과 대응되도록 연통홀(2002)이 형성되는 절체용회전체(2000); 및
   상기 하우징(1000)의 상부에 설치되고, 상기 절체용회전체(2000)를 회전시키는 액츄에이터(3000);를 포함하여 구성되고,
   상기 하우징(1000)과 상기 절체용회전체(2000)는 MC나일론 재질로 이루어지며,
   상기 하우징(1000)은
   제1방향에 제1이동홀(1110)이 형성되고, 제2방향에 제2이동홀(1120)이 형성되며, 제3방향에 제3이동홀(1130)이 형성되는 한편, 상부가 개방되도록 원통형상의 설치홈(1140)이 형성되는 몸체(1100);와
   상기 몸체(1100)의 상부에 결합되고, 중앙에 연결홀(1202)이 형성되며, 상부에 액츄에이터(3000)가 설치되는 한편, 하부에 상기 설치홈(1140)에 내입되도록 지지부(1210)가 돌출형성되는 상부덮개(1200);를 포함하여 구성되고,
   상기 상부덮개(1200)는
   상기 액츄에이터(3000)가 상부에 설치되기 전에 상부면에 결합되는 브라켓(1220);을 포함하여 구성되며,
   상기 절체용회전체(2000)는
   상부에 결합되되, 상기 상부덮개(1200)의 연결홀(1202)을 관통하여 상기 액츄에이터(3000)와 연결되는 회전축(2100);을 포함하여 구성되고,
   상기 회전축(2100)은
   외주연에 길이방향으로 이격되어 복수 개가 형성되되, 상기 연결홀(1202)의 내측에 위치되도록 형성되는 실링홈(2110);과
   상기 실링홈(2110)에 설치되어 상기 회전축(2100)과 연결홀(1202) 사이에 수밀을 형성하는 실링부재(2120);를 포함하여 구성되며,
   상기 몸체(1100)는
   상부면에 형성되는 안착홈(1150);과
   상기 안착홈(1150)에 설치되는 가스켓(1160);을 포함하여 구성되고,
   상기 몸체(1100)는
   상기 설치홈(1140)의 하부면에 형성되는 하부축홈(1170);과
   하부가 상기 하부축홈(1170)에 내입되어 설치되고, 상부가 상기 하부축홈(1170)의 상부로 돌출되는 하부축(1180);을 포함하여 구성되며,
   상기 절체용회전체(2000)는
   하부면에 형성되어 상기 하부축(1180)의 상부가 내입되는 상부축홈(2130);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원통형 볼을 구비하는 순환 방향전환밸브.
   
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