KR20000002092U

KR20000002092U - 고온 유체용 밸브

Info

Publication number: KR20000002092U
Application number: KR2019980011901U
Authority: KR
Inventors: 이상민; 김부도; 김성구; 김덕현
Original assignee: 이해규; 삼성중공업 주식회사
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2000-01-25

Abstract

본 고안은 고온 유체용 밸브에 관한 것이며, 하우징(20) 내에 샤프트(30)를 중심으로 블레이드(40)가 회전 가능하게 설치되어 고온의 유체의 흐름을 개폐하는 밸브(10)에 있어서, 상기 하우징(20)의 일측으로 상기 샤프트(30)로부터 길게 연장된 샤프트 연장부(31), 상기 샤프트 연장부(31)에 설치된 핸들(50), 상기 핸들(50)과 상기 하우징(20) 사이의 상기 샤프트 연장부(31)에 끼워지는 베어링(60), 상기 베어링(60)을 지지하는 베어링 서포트(70), 및 상기 블레이드(40)가 폐쇄된 상태에서 상기 블레이드(40)의 개방 방향 반대쪽 면에 접하도록 상기 하우징(20)의 내면 둘레에 형성되어 상기 하우징(20)과 상기 블레이드(40) 사이의 간극(21)을 기밀하게 밀폐하는 실링바(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 유체용 밸브가 제공되고, 이로써 밸브 개폐시 작업자가 화상을 입을 염려가 없으며, 하우징과 블레이드 사이의 간극 등에서 발생할 수 있는 연소 가스 누출을 거의 완벽하게 차단할 수 있는 효과가 있다.

Description

고온 유체용 밸브

(기술분야)

본 고안은 고온 유체용 밸브에 관한 것이며, 보다 상세하게는 선박 기관의 연소 과정에서 발생하는 폐열을 이용하기 위한 폐열회수장치와 같이 고온의 유체를 취급하는 장치에 있어서 고온의 유체의 흐름을 개폐하는 데 사용되는 밸브에 관한 것이다.

(배경기술)

선박과 같이 대형의 내연 기관에 있어서는 연료의 연소 과장에서 대략 350℃에 이르는 고온의 연소 가스가 폐열로서 발생하며, 이런 연소 가스의 폐열은 에너지의 효율적인 사용의 측면에서 소위 폐열회수장치(waste heat recovery device: economizer)고 하는 설비를 이용하여 선박의 난방과 같은 유용한 용도로 사용되고 있다.

따라서, 선박의 기관에는, 배기 가스를 처리하는 배기장치의 배기관에 폐열회수장치가 설치되며, 연소 가스는 대기 중으로 배출되기에 앞서 폐열회수장치를 통과한다. 그러나 기관을 시동할 때와 같이 일부 기관의 가동 상태에 따라서는 연소 가스를 폐열회수장치를 통하지 않고 바로 대기로 방출할 필요가 있는 바, 이를 위해서 폐열회수장치가 설치된 배기관에는 바이패스관이 설치되어 있고, 폐열회수장치로 연결된 배기관과 바이패스관에는 다수의 밸브가 설치되어 있어서 연소 가스의 흐름을 제어하고 있다.

도4는 폐열회수장치가 설치된 선박 기관의 배기관을 개략적으로 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 엔진(1)에서 발생한 배기 가스는 배기장치의 배기관(2)을 따라 흐르며, 배기관(2)의 일지점에는 폐열회수장치(3)가 설치되어 있고, 배기관(2)에는 폐열회수장치(3)의 상류와 하류를 연결하는 바이패스관(4)이 설치되다.

폐열회수장치(3)의 상류와 하류 및 바이패스관(4)에는, 버터플라이 밸브와 같은 다수의 밸브(5,6,7)가 설치되어 기관의 상태에 따라 연소가스의 흐름을 제어하고 있다. 즉, 연소 가스가 폐열회수장치(3)를 통과하도록 할 때에는 배기관(2)에 설치된 두 밸브(5,7)를 개방하고 바이패스관(4)에 설치된 밸브(6)를 폐쇄하며, 반대로 연소 가스가 폐열회수장치(3)를 통과하지 않도록 할 때에는 배기관(2)에 설치된 두 밸브(5,7)를 폐쇄하고 바이패스관(4)에 설치된 밸브(6)를 개방한다. 이와 같은 밸브의 조작은 기관실에서 원격조정으로 이루어지거나 수동 조작으로 이루어진다.

도5는 종래의 선박 폐열회수장치의 바이패스관용 밸브의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 버터플라이 밸브(100)는 둘레의 하우징(110) 내에는 샤프트(120)를 중심으로 보강바(131)가 부착된 반원판의 두 블레이드(130)가 열팽창을 고려하여 하우징(110)의 내면과 일정한 간극(132)을 가지도록 회전 가능하게 설치되어 있고, 상기 샤프트(120)는 하우징(110)의 일측으로부터 연장되어 있으며, 이 샤프트 연장부(121)에는 블레이드(130)를 원격에서 개폐하기 위한 구동부(140)가 설치되어 있다.

상기와 같은 구조를 가지는 종래의 선박 폐열회수장치의 바이패스관용 밸브는, 첫째 수동 조작시를 대비한 고려가 전혀 없어서, 수동으로 밸브(100)를 개폐할 경우 밸브를 흐르는 연소 가스의 열이 상기 샤프트(120)를 통해 전달되므로써 작업자가 화상을 입을 염려가 크다는 문제점이 있다.

둘째, 하우징(110)과 블레이드(130) 사이에 존재하는 간극(132)을 통한 연소 가스의 누출을, 도시되지 않은 별도의 송풍장치를 이용하여 역풍을 분사하므로써 차단하고 있으므로, 기밀을 유지하기 위한 구성이 매우 복잡하다는 단점이 있다.

따라서 본 고안의 목적은, 상기한 선박 폐열회수장치의 바이패스관용 밸브와 같이 고온의 유체의 흐름을 개폐하는 종래의 밸브가 가지는 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 밸브 개폐시 작업자가 화상을 입을 염려가 없도록 하고자 하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 하우징과 블레이드 사이에 불가피하게 존재하는 간극이나 기타 다른 부위에서 발생할 수 있는 연소 가스 누출을 단단한 실링 구조에 의해 완벽하게 차단할 수 있도록 하고자 하는 것이다.

도1은 본 고안에 따른 고온 유체용 밸브의 종단면도,

도2는 실링바의 설치 위치를 보여주는 고온 유체용 밸브의 횡단면도,

도3은 손잡이부의 상세도,

도4는 폐열회수장치가 설치된 선박기관의 배기관을 개략적으로 도시한 도면,

도5는 종래의 선박 폐열회수장치의 바이패스관용 밸브의 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 고온 유체용 밸브 20: 하우징

21: 간극 30: 샤프트

40: 샤프트 연장부 50: 핸들

51,91: 핀구멍 60: 베어링

70: 베어링 서포트 80: 실링바

90: 록킹 장치 91: 가이드판

93: 토글핀

상기한 본 고안의 목적은, 하우징 내에 샤프트를 중심으로 블레이드가 회전 가능하게 설치되어 고온의 유체의 흐름을 개폐하는 밸브에 있어서, 상기 하우징의 일측으로 상기 샤프트로부터 길게 연장된 샤프트 연장부, 상기 샤프트 연장부에 설치된 핸들, 상기 핸들과 상기 하우징 사이의 상기 샤프트 연장부에 끼워지는 베어링, 상기 베어링을 지지하는 베어링 서포트, 및 상기 블레이드가 폐쇄된 상태에서 상기 블레이드의 개방 방향 반대쪽 면에 접하도록 상기 하우징의 내면 둘레에 형성되어 상기 하우징과 상기 블레이드 사이의 간극을 기밀하게 밀폐하는 실링바를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 유체용 밸브에 의해 달성된다.

여기에서, 상기 핸들은 상기 베어링 서포트에 설치된 가이드판으로 지지하고, 핸들을 토글핀에 의해 가이드판에 고정시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안에 따른 고온 유체용 밸브를 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 고안에 따른 고온 유체용 밸브를 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 고안의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.

도1은 본 고안에 따른 고온 유체용 밸브의 종단면도, 도2는 실링바의 설치 위치를 보여주는 고온 유체용 밸브의 횡단면도, 도3은 손잡이부의 상세도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 고온 유체용 밸브(10)는, 일반적인 버터플라이 밸브와 같이 원통형의 하우징(20) 내에 샤프트(30)를 중심으로 다수의 보강바(41)가 부착된 블레이드(40)가 회전 가능하게 설치된 구성을 가지며, 본 고안의 특징에 따라, 길게 연장된 샤프트 연장부(31), 핸들(50), 베어링(60), 베어링 서포트(70), 및 실링바(80)를 포함한다.

상기 샤프트 연장부(31)는 핸들(50)을 설치하기 위한 것이며, 기존의 다른 버터플라이 밸브들에 비하여 그 길이가 상당히 길게, 예를 들어 900mm 정도의 직경을 가지는 밸브의 경우 500mm 이상 연장되게 형성한다. 이와 같이 샤프트 연장부(31)를 길게 형성하는 것은 밸브(10)를 흐르는 고온 유체의 열이 핸들(50)에 전달되어 작업자가 밸브(10)를 개폐할 때 화상을 입는 것을 어느 정도 방지하기 위한 것이다.

상기 샤프트 연장부(31)의 말단에는 밸브(10)의 개폐 작동을 위한 레버 타입의 핸들(50)이 설치되어 있으며, 핸들(50)에는 후술하는 가이드판(91)에 토글핀(93)으로 고정할 수 있도록 핀구멍(51)이 형성되어 있으며, 이에 대해서는 후술한다.

선박 폐열회수장치와 같이 고온 고압의 연소 가스가 흐르는 장비에 긴 샤프트 연장부(31)를 가지는 밸브가 사용되는 경우, 핸들(50)이 압력에 의해 진동할 수 있다. 따라서 본 고안에 있어서는 샤프트 연장부(31)와 핸들(50)의 진동을 잡아 주기 위하여 베어링(60)과 베어링 서포트(70)를 포함하고 있다.

즉, 베어링(60)이 핸들(50)과 하우징(20) 사이의 샤프트 연장부(31)에 끼워져서 샤프트(30)가 원활하게 회전하도록 하는 동시에 샤프트 연장부(31)의 진동을 차단하고, 베어링(60)의 둘레에는 베어링(60)을 보호하고 지지하는 베어링 서포트(70)가 끼워진다. 이와 같이, 베어링(60)과 베어링 서포트(70)에 의해 샤프트 연장부(31)를 길게 형성함에 따른 진동을 어느 정도 차단할 수 있게 된다.

상기 샤프트(30)의 핸들(50) 반대쪽 단부는 하우징(20) 내에 오목하게 형성된 축홈(22)에 회전 가능하게 삽입되어 있고, 샤프트(30)의 관통으로 하우징(20)에 형성된 축공(23)에는 개스킷(24)을 매개하여 부시 타입의 실링(25)이 볼트에 의해 체결되어 있으므로, 샤프트(30)와 하우징(20)의 접속부들을 통한 고온 유체의 누출을 차단할 수 있다. *

상기 블레이드(40)가 폐쇄된 상태에서 블레이드(40)와 하우징(20) 사이에는, 블레이드(40)와 하우징(20)이 고열에 의해 팽창될 것을 감안하여 간극(21)을 두고 있다. 간극의 크기는 블레이드(40)와 하우징(20)의 재질 취급되는 유체의 온도 등에 따라 결정되며, 예를 들어 선박 폐열회수장치의 경우 900mm 밸브가 사용될 때, 간극의 크기는 약 3mm에 이르므로, 이를 통한 유체의 누출이 상당하다.

따라서, 본 고안에서는 도2에 도시된 바와 같이, 블레이드(40)가 폐쇄된 상태에서 블레이드(40)에 접하여 상기 간극(21)을 폐쇄하는 실링바(80)를 하우징(20)의 내면 둘레에 설치하고 있다. 밸브를 폐쇄한 상태에서 블레이드(40)는 하우징(20)에 평행하게 위치하고, 핸들(50)을 돌리면 한쪽 방향(도 에서 반시계방향)으로 회전하면서 밸브를 개방하게 되므로, 상기 실링바(80)는 블레이드(40)의 회전을 방해하지 않는 위치, 즉 블레이드(40)가 개방되는 방향의 반대쪽 면에 접하도록 하우징(20)의 내면 둘레에 형성한다.

하우징(20)의 내면에 실링바(80)를 설치함에 따라, 블레이드(40)와 하우징(20)의 열팽창을 감안한 간극(21)의 존재에도 불구하고, 이 간극(21)을 통한 유체의 누출을 거의 완벽하게 차단할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이 선박 폐열회수장치와 같이 고온 고압의 연소 가스가 흐르는 장비에 긴 샤프트 연장부(31)를 가지는 밸브가 사용되는 경우, 핸들(50)의 진동으로 인하여, 개방 또는 폐쇄해 둔 블레이드(40)가 의도하는 것과 달리 스스로 회전하여 폐쇄 또는 개방 상태로 전환되어 버릴 염려가 있다.

따라서, 도1과 도3에 도시된 바와 같이, 핸들(50)의 진동을 방지하고 밸브(10)를 개방 또는 폐쇄 상태를 유지하는 록킹 장치(90)를 핸들(50)에 설치하는 것이 바람직하다. 본 록킹장치(90)로는 핸들(50)의 하면을 받쳐주는 가이드판(91)을 베어링 서포트(70)에 부착하고, 이 가이드판(91)에 핸들(50)의 개방 위치와 폐쇄 위치에 대응하는 위치에 각각 핀구멍(92)을 형성하고, 핸들에 형성된 핀구멍(51)과 가이드판(91)에 형성된 핀구멍(92)을 일치시켜 여기에 체인(94)에 연결된 토글핀(93)을 끼워서 록킹하는 구조를 사용할 수 있다.

도시되어 있지는 않지만 본 고안의 밸브(10)에는 밸브의 개폐를 원격 조정할 수 있도록 전술한 종래의 밸브와 관련하여 설명한 것처럼 개폐 구동부를 설치하면, 자동 및 수동을 겸용하여 본 고안의 밸브를 사용할 수 있을 것이다.

본 고안에 따른 고온 유체용 밸브는 선박의 폐열회수장치를 포함한 고온의 유체를 취급하는 각종 장치의 개폐 밸브로 사용될 수 있다.

이상에서 설명한 본 고안에 따른 고온 유체용 밸브에 의하면, 고온의 유체를 취급하는 각종 장치의 개폐 밸브로 적용할 경우, 밸브 개폐시 작업자가 화상을 입을 염려가 없으며, 하우징과 블레이드 사이의 간극 등에서 발생할 수 있는 연소 가스 누출을 거의 완벽하게 차단할 수 있는 효과가 있다.

Claims

하우징(20) 내에 샤프트(30)를 중심으로 블레이드(40)가 회전 가능하게 설치되어 고온의 유체의 흐름을 개폐하는 밸브(10)에 있어서, 상기 하우징(20)의 일측으로 상기 샤프트(30)로부터 길게 연장된 샤프트 연장부(31), 상기 샤프트 연장부(31)에 설치된 핸들(50), 상기 핸들(50)과 상기 하우징(20) 사이의 상기 샤프트 연장부(31)에 끼워지는 베어링(60), 상기 베어링(60)을 지지하는 베어링 서포트(70), 및 상기 블레이드(40)가 폐쇄된 상태에서 상기 블레이드(40)의 개방 방향 반대쪽 면에 접하도록 상기 하우징(20)의 내면 둘레에 형성되어 상기 하우징(20)과 상기 블레이드(40) 사이의 간극(21)을 기밀하게 밀폐하는 실링바(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 유체용 밸브.
제1항에 있어서, 상기 하우징(20)에는 상기 샤프트(30)의 핸들(50) 반대쪽 단부가 회전 가능하게 삽입되는 축홈(22)이 형성되어 있고, 상기 샤프트(30)가 관통하는 하우징(20)의 축공(23)에는 개스킷(24)을 매개하여 실링(25)이 체결되어 있는 것을 특징으로 하는 고온 유체용 밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 핸들(50)에는 개방 또는 폐쇄 상태를 유지하는 록킹 장치(90)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고온 유체용 밸브.
제3항에 있어서, 상기 록킹 장치(90)는, 상기 핸들(50)의 하면을 받쳐주고 상기 핸들(50)의 개방 위치와 폐쇄 위치에 대응하는 위치에 각각 핀구멍(92)이 형성된 가이드판(91), 상기 핸들에 형성된 핀구멍(51), 상기 핸들에 형성된 핀구멍(51)과 상기 가이드판(91)에 형성된 핀구멍(92)에 끼워지는 토글핀(93)으로 구성된 것을 특징으로 하는 고온 유체용 밸브.