KR19980018632A - 액체강제이송장치 - Google Patents

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KR19980018632A
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후지와라 요시야스
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Abstract

원통형 관통부재는 작동유체 입구포트(6)와 밀봉용기(1a)사이에 장착되어 작동유체입구포트에서 밀봉용기내로 공급된 작동유체가 강제이송액체표면과 직접접촉되지 않도록 한다. 작동유체입구포트에는 가장작은 유동통로면적을 가지고 있는 확대부위를 구비한 링형상부재가 장착되어 있다. 작동유체스트림은 원통형관통부재에 의해서 전향 및 분산되어 밀봉용기내에서 액체를 신속하게 이송시키는 압력을 발생시키며, 이에 따라 액체를 신속하게 강제이송시킬 수 있다.

Description

액체강제이송장치
본 발명은 작동유체로서 고압스팀 또는 압축공기에 사용한 압력하에서 물, 고온의 물, 연료등과 같은 액체를 이송시키기 위한 액체강제 이송장치에 관한 것이다.
본 발명의 액체강제 이송장치는 특히 스팀파이핑시스템내에 발생된 복수를 모으고 복수를 보일러 또는 폐열회수시스템으로 보내는 장치로서 사용하기에 특히 적합하다. 스팀파이핑시스템 또는 스팀을 사용하는 다양한 다른 형태의 장치의 응축의 결과로서 발생된 복수는 대부분의 경우에 상당한 열량을 가지고 있다. 그러므로, 저장된 열에너지의 효과적인 활용을 위하여 액체강제 이송장치내에서 큰 열량을 가진 복수를 모으고 모아진 복수를 보일러 또는 폐열회수시스템으로 보냄으로써 이러한 열에너지를 효과적으로 활용하는 복수회복시스템을 사용하는 것은 잘알려져 있다.
종래기술의 복수회수시스템에 사용된 액체강제 이송장치는 복수를 밀봉용기내에서 모으고 전환밸브를 작동시킴으로서 스팀, 압축공기 또는 유체와 같은 고압작동유체를 밀봉용기내로 도입시키다. 액체강제 이송장치는 작동유체의 압력하에서 밀봉용기의 내측으로 부터 복수를 방출하고 동시에 복수를 복수회수부위로 공급시킨다.
이러한 타입의 액체강제 이송장치는 예컨대 일본국 실개소 제 37-22378호에 개시되어 있다.
상술된 장치의 액체강제 이송장치는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된다. 도 1은 종래기술의 액체강제 이송장치의 부분단면 사시도이다. 도 2는 종래기술의 액체강제 이송장치의 밸브부위의 확대 단면도이다. 이 도면에서 참조번호 100은 액체강제 이송장치를 나타낸다. 액체강제이송장치(100)는 플로트(120)와 작동스팀입구밸브(110)를 합체하고 있으며 플로트와 작동스팀 입구밸브는 밀봉용기(101)내에 설치되어 있다.
밀봉용기(101)는 체크밸브(105,106)에 각각 끼워지는 강제이송 액체유입포트(102)와 강제이송액체유출포트(103)를 구비하고 있다. 체크밸브(105)는 액체가 밀봉용기(101)내로 유동하는 방향으로 장착되어 있는 반면에 체크밸브(106)는 액체가 밀봉용기(101)로 방출되는 방향으로 장착된다. 밀봉용기(101)의 상부에는 작동스팀입구포트(108)와 작동스팀출구포트가 형성되어 있으며, 도 1 및 도 2에 도시된 바와같이 작동스팀입구밸브(110)와 작동스팀방출밸브(111)는 장착된다. 여기에서, 작동스팀입구밸브(110)와 작동스팀방출밸브(111)는 밸브승강로드(112,113)를 상하로 이동시킴으로써 개방 및 폐쇄된다. 작동스팀입구밸브(110)는 밸브승강로드(112)가 상승되면 개방되는 반면에 작동스팀방출밸브(111)는 밸브승강로드(113)가 상승되면 폐쇄된다. 밸브승강로드(112,113)는 연결판(115)에 의해서 평행하게 연결된다. 작동스팀입구밸브(110)와 작동스팀방출밸브(111)는 동시에 연결판(15)을 상하로 이동시킴으로써 개폐된다.
종래기술의 액체강제이송장치(100)에 있어서 강제이송액체유입포트(102)는 체크밸브(105)를 경유하여 스팀로드(복수발생부위)에 연결되고 강제이송액체유출포트(103)는 체크밸브(106)를 경유하여 폐열을 사용 또는 회수하는 장치에 연결된다. 작동스팀입구포트(108)은 고압스팀원에 연결되어 작동유체를 제공한다. 액체강제이송장치(100)에 있어서 복수가 밀봉용기(101)내에 존재하지 않으면 플로트(120)는 하부위치에 있으며 연결판(115)은 아래로 내려간다. 그러므로, 작동스팀입구밸브(110)에 있어서 밸브승강로드(112)는 밸브승강로드(112)의 상부끝에 장착된 볼밸브몸체(122)가 밸브시트(123)에 안착되어 개구부를 폐쇄하도록 하강된다. 한편, 작동스팀 방출밸브(111)에 있어서 밸브승강로드(113)의 상부끝에 있는 원형밸브헤드(127)는 밸브시트(128)로부터 멀리이동되어 자동스팀유출포트(109)를 개방한다.
복수가 액체강제이송장치(100)에 연결된 스팀부하내에서 발생하면, 복수는 체크밸브(105)를 경유하여 밀봉용기(108)내로 유동되어 축적된다. 복수의 량이 증가함에 따라 플로트(120)는 상승된다. 플로트(120)가 상승되면, 아암(118)의 한쪽끝은 또한 상승된다. 아암(118)이 특정레벨위로 올라가면, 스냅기구(140)는 로드(121)를 상승시키도록 전환되어 연결판(115)를 상승시킨다. 연결판(115)이 상승되면, 작동스팀입구밸브(110)내에서 연결판(115)에 장착된 밸브승강로드(112)는 밸브헤드(122)가 밸브시트(123)로부터 멀리이동하도록 상승되어 작동스팀입구포트(108)를 개방시킨다. 액체강제이송장치(100)에 있어서, 작동스팀은 밸브시트(123)의 개구부를 통하여 또한 밸브승강로드(112)와 밸브케이스(130)사이의 갭을 통하여 유동하여 밸브케이스(130)의 하부끝에 제공된 개구부를 통하여 하향으로 분사된다. 이때, 작동스팀방출밸브(111)는 폐쇄위치에 있으며 그러므로 밀봉용기(101)내의 압력은 액체유출포트(103)를 통하여 복수를 밀어내도록 증가된다. 이 강제이송장치(100)내에서 작동스팀은 상술된 바와같이 밸브케이스(30)의 하부끝으로부터 하향으로 분출되며 그러므로 대부분의 작동스팀은 밀봉용기(101)내에 축적된 액체와 직접접촉하게 밀어넣어진다.
종래기술의 액체강제이송장치에 있어서, 작동유체로서 스팀이 밀봉용기(101)내의 액체를 향한 방향으로 직접 분사되기 때문에 작동유체는 밀봉용기(101)내의 액체내로 직접 분출된다.
스팀은 작동유체로 사용될때 분사되고 더 차가운 액체상태로 유동하며 스팀은 복수의 상태로 된다. 그러므로, 스팀압력이 더 차가운 액체와 접촉함으로써 발생되는 복수에 의해서 감소되기 때문에 밀봉용기내의 압력은 액체를 밀봉용기(101)로부터 강제이송시키기에 충분하게 높은 레벨로 증가시키는데 시간이 걸린다. 결과적으로 액체를 밀봉용기(101)로부터 이송시키는데에는 시간이 걸린다.
본 발명의 목적은 작동유체입구포트를 개방함에 따라 밀봉용기내의 압력을 신속하게 증가시켜 액체를 짧은 시간내에 밀봉용기에서 강제이송시킬 수 있는 액체강제이송장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 스팀, 압축공기 등을 위하여 작동유체입구포트에서 유동하는 낮은 작동유체압력으로 부터 높은 작동유체압력에 이르는 넓은 범위의 작동유체압력을 사용할 수 있는 액체강제이송장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 의해서 제공된 액체강제이송장치는 작동유체입구포트가 전환밸브에의해서 개방될때에 액체표면과의 작동유체의 직접접촉을 방지하는 작동유체전향 및 분산장치를 포함하여 액체강제이송장치는 밀봉용기내의 작동유체를 전향 및 분산시킬 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따라, 액체강제이송장치는 유동통로가 작동유체입구포트의 가장작은 단면적으로부터 점진적으로 커지고 가장작은 단면적 부위내의 작동유체입구포트를 개폐하도록 설계된 확대부위와 작은 단면적을 가진 작동유체입구포트를 포함하고 있다.
본 발명의 실시예의 상기 및 다른 목적 및 특징은 수반한 도면을 참조하여 설명된다.
도 1은 종래기술의 액체강제 이송장치를 도시한 부분 단면사시도,
도 2는 도 1의 액체강제 이송장치의 밸브단면의 확대단면도,
도 3은 본 발명의 액체강제 이송장치의 제 1실시예를 도시한 일반적인 단면도,
도 4는 본 발명의 액체강제 이송장치의 주요부분의 부분확대단면도,
도 5는 본 발명의 액체강제 이송장치의 제 2실시예의 주요부분의단면도.
본 발명에 따른 액체강제이송장치의 바람직한 실시예는 수반한 도면을 참조하여 설명된다. 도 3에 도시된 바와같이, 본 발명의 액체강제이송장치는 밀봉용기(1a), 몸체(1) 및 커버(2)를 포함하고 있다. 장치내에는 플로트(3), 플로트밸브(4) 및 스냅기구부위(5)가 배열된다. 작동유체입구포트(6), 작동유체유출포트(7), 강제이송액체유입포트(8) 및 강제이송액체유출포트(9)가 커버(2)내에 제공된다. 강제이송액체유입포트(8)는 밀봉용기(1a)내로만 액체의 유동을 허용하는 체크밸브(8a)를 경유하여 적당한 강제이송액체발생원(도시안됨)에 연결되어 있다.
플로트(3)는 지점(10)의 중심에서 상하이동하도록 배열되어 있으며 이에 따라 이중밸브기구의 플로트밸브(4)를 상하이동시켜 밀봉용기(1a)의 내부에대해 강제이송액체유출포트(9)를 개폐하고 제 1레버(11)를 지점(12)둘레에서 상하로 이동시킨다. 제 2레버(13)는 지점(12)상에서 회전하도록 배치된다. 제 2레버(13)의 끝과 제 1레버(11)의 끝 사이에는 코일스프링(14)이 압축상태로 장착되어 있다. 작동로드(15)는 제 2레버(13)의 상부부분에 연결되어 있다.
작동로드(15)의 상부부분상에는 작동유체유출포트(7)를 개폐하는 볼스냅형 유출밸브몸체(16)가 장착된다. 작동로드(15)의 중간에는 작동레버(17)가 장착된다. 작동레버(17)의 상부부분은 수직으로 이동가능하게 장착되는 작동유체 입구로드(18)에 인접하여 있다. 작동유체 입구로드(18)의 상부부분에는 자유롭게 이동하는 볼스냅형 작동유체 입구밸브몸체(19)가 배치된다.
스팀파이핑시스템과 스팀(도시안됨)을 이용하는 장치내에서 발생된 복수는 강제이송액체유입포트(8)로부터 체크밸브(8a)를 경유하여 밀봉용기(1a)내로 들어간다. 밀봉용기(1a)내의 액체레벨이 상승되면, 플로트(3)는 상승되어 플로트밸브(4)를 약간 개방한다. 액체레벨이 더 상승하면, 플로트(3)는 작동로드(15)를 즉시상향으로 이동시키도록 계속상승하여 마지막으로 스냅기구(5)와 스냅결합한다.
작동로드(15)가 상향이동되면, 작동유체유출포트(7)는 작동유체유출밸브몸체(16)에 의해서 폐쇄되며 동시에 작동유체입구포트(6)는 작동유체입구로드(18)에 의해서 개방되어 고압스팀 또는 압축공기와 같은 작동유체가 밀봉용기내로 유동하고 따라서 플로트밸브(4)와 강제이송액체유출포트(9)를 경우하여 축적된 액체를 밀어낸다.
도 4에 도시된 바와같이, 작동유체입구포트(6)는 입구밸브챔버(20)에 연결되며 여기에서 자유롭게 이동하는 작동유체입구밸브몸체(19)는 입구밸브챔버(20)와 통로(21)를 통하여 배치된다. 더욱이, 작동유체입구포트(16)는 입구포트부재(22)의 직선파이프부위(23)와 원통형관통부재(24)를 통하여 밀봉용기(1a)의 내부에 연결된다. 직선파이프부위(23)는 밀봉용기(1a)내의 복수의 표면에 실질적으로 평행하고 관통부재(24)로 통하는 측개구부를 포함하고 있다. 원통형 관통부재(24)는 다수의소직경 세공(24a)을 가지고 있고 직선파이프부위(23)의 통로면적 보다 큰 통로 면적을 바람직하게 가지고 있다. 원통형 관통부재(24)의 외주 및 하부끝 부위에는 코일스프링(25)이 원통형 관통부재를 입구포트부재(22)에 체결되도록 장착되어 있다.
도 4에 도시된 바와같이, 작동유체입구밸브몸체(19)는 작동유체입구로드(18)가 상향으로 이동하면, 직선파이프부위(23)가 입구밸브부재(20)에 연결되어 고압작동유체를 작동유체입구포트(6)로부터 밀봉용기(1a)로 공급하도록 설계되어 있다.
직선파이프부위(23)로부터 밀봉용기(1a)내로 공급되는 스팀은 원통형 관통부재(24)를 통과하는 동안에 다수의 소직경 세공에 의해서 많은 스트림으로 분할되며 그러므로 스팀스트림은 밀봉용기(1a)내의 복수의 표면에 실질적으로 평행한 수평방향으로 전환된다. 따라서, 스팀스트림은 밀봉용기(1a)내의 강제이송액체의 더 차가운 표면과 직접 접촉되지 않기 때문에 복수로 되지 않는다. 그 결과 스팀은 액체를 강제로 이송시키기에 충분한 압력을 형성하도록 밀봉용기(1a)내의 강제이송액체의 전체상부면적둘레에서 퍼지고 복수내로 직접분사되지 않는다.
도 5에 있어서, 본 발명의 작동유체입구포트(6)의 제 2실시예는 도시되어 있으며 이것은 또한 통로(21), 입구밸브챔버(20), 직선파이브부위(23)및 원통형 관통부재(24)를 포함하고 있으며 도 4에 도시된 실시예와 유사한 방식으로 밀봉용기에 연결되어 있다. 도 5의 실시예에 있어서, 링형상부재(26)는 직선파이프부재(23)의 상부끝상에 장착되어 링형상부재(26)의 상부끝(27)이 가장작은 단면적을 가지고 있고 상부끝(27)이 작동유체입구밸브몸체(19)를 안착시킨 밸브시트부위로서 기능하도록 한다. 링형상부재(26)의 내부주위표면(28)은 유동방향으로 점차적으로 팽창하는 확대부위를 가지고 있다. 유동통로는 상부끝(27)의 가장작은 단면적 부위로 부터, 확대내부주위표면(28), 직선파이프부위(23)및 원통형 관통부재(24)를 경유하여 밀봉용기(1a)로 뻗어 있다.
도 5의 실시예에 있어서, 작동유체입구밸브몸체(19)가 링형상부재(26)의 상부끝(27)으로부터 멀리이동하면, 고압작동유체를 수용하는 표면은 상부끝(27)의 단면적에서의 감소량 만큼 면적에서 작아진다. 고압작동유체가 사용되더라도, 작동유체입구밸브몸체(19)가 상부끝(27)으로부터 멀리이동하여 작동로드(15)와 작동유체입구로드(18)의 구동력에 의해서 밸브를 개방하는 것은 가능하다.
더욱이, 도 5의 실시예에 있어서, 고압스팀의 유동속도는 감소되며 스팀은 원통형 관통부재(24)에 의해서 분산된다. 가장작은 단면적의 상부끝을 통과하는 고압스팀은 확대내부주위표면(28)을 통하여 아래로 유동하여 고압스팀의 속도에너지를 압력에너지로 변화시키며 따라서 밀봉용기내의 강제이송액체의 상부에 도달한다. 고압스팀은 액체표면아래로 내려가지 않고 응축되지 않아서 액체를 고속으로강제이송시키도록 큰 압력에 도달한다.
밀봉용기(1a)내의 액체레벨이 액체의 강제이송으로 낮아짐에 따라 플로트(3)도 아래로 내려간다. 플로트(3)가 어떤하부위치에 도달하면, 스냅기구(5)는 반대측에서 다시 스냅결합되며 이에 따라 도 3에 도시된 바와같이, 작동유체입구포트(6)를 폐쇄하고 작동유체유출포트(7)를 개방한다. 따라서 플로트밸브(4)는 강제이송액체를 정지시키기 위하여 폐쇄된다. 동시에, 액체는 강제이송액체 유입포트(8)로부터 밀봉용기(1a)내로 다시 하향유동하여 상술된 작동사이클을 반복한다.
짧은 시간내에 밀봉용기로부터 힘에 의해서 액체를 이송시킬 수 있는 액체강제이송장치는 상술된 바와같이 본 발명에 의해서 제공된다. 상기 실시예는 실례로서 나타내었으며 그러므로 본 발명은 상술된 실시예에 제한되지 않는다. 다양한 변화는 당해기술분야의 통상의 기술자라면 본 발명의 정신 및 범위로 부터 이탈하지 않고 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 실시예에 있어서, 원통형 다공성 부재는 작동유체를 전향 및 분산하는데 사용되지만 그 형상은 원통형으로 제한되지 않는다. 예컨대, 전향판 또는 다수층 정합형부재의 사용에 의해서 작동유체를 전향 또는 분산시키는 것은 가능하다. 또한 작동유체는 액체표면에 실질적으로 평행한 방향과 방향에서 액체표면에 수직이고 액체로부터 멀리떨어진 방향사이의 어떤방향으로 분산시킬 수 있다.

Claims (14)

  1. 작동유체입구포트, 작동유체유출포트, 강제이송액체유입포트, 및 강제이송액체유출포트를 가진 용기,
    용기내의 액체표면의 액체레벨을 검출하기 위한 액체레벨검출장치,
    액체레벨검출장치에 연결되어 있으며 작동유체입구포트가 개방되면 작동유체출포트를 폐쇄하고 작동유체입구포트가 폐쇄되면 작동유체유출포트를 개방하는 전환밸브,
    작동유체입구포트와 용기의 내부사이에 장착되어 있으며, 액체표면으로부터 멀리 떨어진 작동유체입구포트로부터 유동하는 액체를 검출하여 작동액체가 작동유체입구포트로부터 용기내로 이송될때 용기내의 액체표면과의 작동액체의 직접접촉하는 것을 방지하게 하는 작동유체검출장치로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체강제이송장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 작동유체검출장치는 관통부재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액체강제이송장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 관통부재는 원통형인 것을 특징으로 하는 액체강제이송장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 작동유체 검출장치는 코일스프링을 사용하는 작동유체입구포트상에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 액체강제이송장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 작동유체입구밸브몸체와 작동유체입구포트에 위치된 작동유체입구밸브시트를 더 포함하고 있으며, 작동유체입구밸브시트는 작동유체입구포트의 가장 작은 단면적을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 액체강제이송장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 작동유체입구밸브몸체와 작동유체입구포트에 위치된 작동유체입구밸브시트를 더 포함하고 있으며 작동유체입구포트는 작동유체입구밸브시트의 하류에 위치된 확대부위를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 액체강제이송장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 작동유체입구포트내에 장착된 링형상 부재를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액체강제이송장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 링형상부재는 작동유체유동의 방향으로 뻗어 있는 확대부위를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액체강제이송장치.
  9. 작동유체입구포트, 작동유체유출포트, 액체유입포트 및 액체유출포트를 가진 용기, 용기내의 액체표면의 액체레벨을 검출하기 위한 액체레벨검출장치, 및 작동유체입구포트가 개방되면 작동유체유출포트를 폐쇄하고 작동유체입구포트가 폐쇄되면 작동유체유출포트를 개방하는 전환밸브를 제공하는 단계,
    액체표면을 제공하도록 액체를 강제이송액체유입포트를 통하여 용기내로 이송시키는 단계
    액체표면의 액체레벨을 검출하는 단계
    작동유체유출포트를 폐쇄하는 단계와 작동유체와 용기내로 유동하도록 액체레벨이 소정의 레벨보다 더 높을 때 작동유체입구포트를 개방하는 단계, 및
    작동유체가 작동유체입구포트로부터 용기내로 이송될 때 용기내의액체표면과의 작동유체의 직접접촉을 방지하도록 액체표면으로부터 멀리 떨어진 작동유체입구포트로부터 유동하는 작동유체를 검출하는 단계로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 작동유체입구포트로 부터 유동하는 액체를 분산시키는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 분산 단계는 작동유체 입구포트로부터 관통부재를 통하여 통과하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 작동유체를 확대부위를 통하여 통과시키는 단계를더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 9 항에 있어서, 전향단계는 액체표면에 실질적으로 평행한 방향으로 작동유체를 전향시키는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 9 항에 있어서, 전향단계는 액체표면에 실질적으로 평행한 방향과 액체표면에 수직이고 액체표면으로부터 멀리 떨어진 방향사이에서 작동유체를 검출하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
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