KR200330696Y1 - 보일러용 안전밸브의 배압조절 구조 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 안전밸브가 열렸다가 닫힐 때 하중 증가를 위한 배압조절이 정밀하게 이루어지도록 하는 보일러용 안전밸브의 배압조절 구조에 관한 것이다.

이 보일러용 안전밸브의 배압조절 구조는, 하단에 증기 유입관을 막는 디스크가 결합되고 상부에 스프링이 결합된 스핀들을 구비한 안전밸브에 있어서, 상기 스프링의 밑으로 상기 스핀들의 외주면에는 배출구가 형성된 방사형 포트를 결합하고, 상기 포트의 외주면에 상기 배출구 크기를 조절하기 위해 상하로 움직이는 슬라이드 가이드를 결합하며, 상기 슬라이드 가이드의 위치를 고정하는 기어와 볼트를 외부에 설치함으로써 이루어진다.

이와 같은 보일러용 안전밸브의 배압조절 구조는 밸브 스핀들에는 편심 하중을 발생하지 않으므로 안전밸브의 내구성을 기대할 수 있고, 배출구 면적의 미세한 조절이 가능하므로 안전밸브의 배압을 정밀하고 용이하게 조절할 수 있다.

Description

보일러용 안전밸브의 배압조절 구조{Structure of controlling exhaustion of safety valve for boiler}

본 고안은 안전밸브가 열렸다가 닫힐 때 하중 증가를 위한 배압조절이 정밀하게 이루어지도록 하는 보일러용 안전밸브의 배압조절 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 안전밸브는 증기, 가스 등과 같이 압축성 유체를 사용하는 설비나 시스템에 설치되어, 설비나 시스템의 압력이 설계상 허용되는 최고 사용 압력 이상으로 높아질 때 자동적으로 작동되어 과도한 압력을 안전하게 방출시켜 시스템의 압력을 정상압력 이하로 감압시킴으로써 설비나 관련 시스템을 보호하는 안전장치이다.

여기에서, 보일러용 안전밸브는 산업용 보일러에 이상 고압이 발생할 때 안전장치로 사용하는 증기 배출장치로, 이 보일러용 안전밸브는 분출 작동 후 분출압력의 4% 이내에서 다시 닫히게 되어 있으며, 구조상 스프링의 하중에 의해 밸브 디스크를 시트면에 밀착시켜 내부 증기가 배출되지 않게 하는데, 열린 후 다시 닫히는 과정에서 스프링의 하중만으로는 4% 이내의 분출압력에서 닫히지 않는 경우가 발생하였다.

첨부 도면 중, 도 1은 종래 보일러용 안전밸브의 페쇄 상태 단면도이고, 도 2는 종래 보일러용 안전밸브의 개방 상태 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 안전밸브 몸체의 상부에는 마개(1)가 형성된 보호캡이 씌어져 내부의 부품들을 보호하고 있고, 그 내부에는 안전밸브를 해제하는 너트(2)와, 상하로 움직이면서 밸브의 통로를 개폐하는 스핀들(9)과, 상기 스핀들(9)의 상부에 형성된 조절볼트(6)와, 상기 조절볼트(6)의 움직임을 제한하는 조절너트(5)와, 상기 스핀들(9)의 외주면에 결합된 스프링(7)과, 상기 스핀들(9)의 하단에 결합되어 유입관(17)에 밀착되는 디스크(12)와, 상기 디스크(12)의 외측에 결합된 디스크 홀더(11)와, 상기 디스크 홀더(11)의 움직임을 안내하는 디스크 가이드 외주면에 결합된 상부 조절 링(13)과, 상기 유입관(17)의 외주면에 결합된 하부 조절 링(15) 등이 구성되어 있으며, 상기 상부 조절 링(13)을 조절하는 볼트(10)와 상기 하부 조절 링(15)을 조절하는 볼트(14)가 각각 외부에 설치되어 있다.

그리고, 안전밸브의 상측 외부에는 수동 레버(3,4)가 각각 설치되어 안전밸브의 작동이 불량일 때 수동으로 작동시키게 되어 있으며, 배압조절 밸브(8)가 외측에 설치되어 안전밸브의 배압을 조절하도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 안전밸브가 닫혀 있을 때에는, 상기 디스크(12)가 상기 유입관(17)에 밀착되어 배출관(16)을 막고 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 안전밸브의 구성은 도 1과 같으며 이러한 안전밸브가 열려 있는 것을 살펴보면, 상기 유입관(17)으로부터 과압이 발생하여 디스크(12)가 압력에 의해 상승하고 스프링(7)은 이에 따라 압축되어 있다.

따라서, 유입관(17)과 배출관(16)이 연통되어 증기가 상기 배출관(16)으로 빠져나가게 되고, 이후 유입관(17)의 압력이 낮아지게 되면 스프링(7)의 복원력에 의해서 디스크(12)가 상기 유입관(17)을 다시 폐쇄시키게 되어 있다.

이때, 열렸다가 다시 닫히는 과정에서 상기 스프링(7)의 하중 만으로는 분출압력의 4% 내에서 닫히게 할 수 없어서, 배압조절 밸브(8)를 열어 배출되는 증기의 압력을 이용해 닫는 하중을 증가시킴으로써 안전밸브의 폐쇄를 조절하게 되어 있다.

그러나, 종래의 배압조절 밸브(8)는 볼밸브 또는 플러그 밸브로, 90도 회전시키는 방식으로 과도하게 잠기거나 부족하게 잠기는 현상이 빈번하여 정밀하게 배압을 조절하기가 매우 어렵고 불편하였으며, 견고한 잠금장치가 없어 조절 후에도 진동의 영향으로 밸브가 저절로 풀릴 수 있어 매우 불안정 하였다.

또한, 배압의 유출이 후방 한방향으로 분출되어 작동중 'C' 구역의 압력과 'D' 구역의 압력이 다르므로, 스핀들에 직각방향의 하중이 작용하고 스핀들의 상부에서 교착 현상을 유발하여 잦은 고장의 원인이 되어 왔다.

상기한 바와 같이, 종래의 안전밸브는 닫을 때 하중을 증가시키기 위한 배압조절이 정밀하게 이루어지지 않고, 배압의 유출 방향으로 인해 스핀들의 교착현상을 가져와 안전밸브가 고장나는 문제점을 가지고 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해서는, 안전밸브의 배압을 정밀하고 용이하게 조절할 수 있는 장치가 필요하다.

도 1은 종래 보일러용 안전밸브의 페쇄 상태 단면도

도 2는 종래 보일러용 안전밸브의 개방 상태 단면도

도 3은 본 고안에 의한 보일러용 안전밸브 단면도

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

21 : 마개 22 : 너트

23, 24 : 레버 25 : 조절너트

26 : 조절볼트 27 : 스프링

29 : 스핀들 30, 34, 44 : 볼트

31 : 디스크 홀더 32 : 디스크

33 : 상부 조절 링 35 : 하부 조절 링

36 : 배출관 37 : 유입관

38 : 구멍 39 : 패킹

40 : 포트 41 : 배출구

42 : 슬라이드 가이드 43 : 기어

상기 목적을 달성하기 위한 보일러용 안전밸브의 배압조절 구조는,

하단에 증기 유입관을 막는 디스크가 결합되고 상부에 스프링이 결합된 스핀들을 구비한 안전밸브에 있어서, 상기 스프링의 밑으로 상기 스핀들의 외주면에는배출구가 형성된 방사형 포트를 결합하고, 상기 포트의 외주면에 상기 배출구 크기를 조절하기 위해 상하로 움직이는 슬라이드 가이드를 결합하며, 상기 슬라이드 가이드의 위치를 고정하는 기어와 볼트를 외부에 설치함으로써 이루어진다.

그리고, 상기 디스크의 외주면에 결합된 디스크 홀더에 증기 배출을 위한 구멍을 형성하는 것이 바람직하다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하기로 한다.

첨부 도면 중, 도 3은 본 고안에 의한 보일러용 안전밸브 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상부에는 마개(21)가 형성된 보호캡이 씌워지고, 그 내부에는 안전밸브를 해제하는 풀림 너트(22)가 구성되며, 안전밸브를 강제로 작동하기 위한 레버(23,24)가 각각 연결 형성된다.

그리고, 상기 풀림 너트(22)의 아래에는 각각 안전밸브 작동을 조절하는 조절볼트(26)와 상기 조절볼트(26)를 제한하는 조절너트(25)가 형성되고, 그 아래에는 상기 조절볼트(26)에 일체로 결합되어 상하로 움직이면서 밸브의 통로를 개폐하는 스핀들(29)이 형성되며, 상기 스핀들(29)의 외주면에는 스프링(27)이 결합된다.

그리고, 상기 스프링(27)의 밑으로는 상기 스핀들(29)의 외주면에 방사형 포트(40)가 결합되고, 상기 포트(40)의 외주면에 상하로 움직이는 슬라이드 가이드(42)가 결합되어 배출구(41)의 크기를 조절하게 되며, 상기 슬라이드 가이드(42)의 위치를 조절해 고정하는 기어(43)와 볼트(44)가 그 외부로 설치된다.

한편, 상기 스핀들(29)의 하단에는 디스크(32)가 결합되어 유입관(37)에 밀착되어 배출관(36)측 통로를 막고 있고, 상기 외측에는 각각 디스크 홀더(31)와 상기 디스크 홀더(31)의 움직임을 안내하는 디스크 가이드가 결합되어 있으며, 상기 디스크 가이드의 외주면에는 상부 조절 링(33)이, 상기 유입관(37)의 외주면에는 하부 조절 링(35)이 결합되어 있다.

그리고, 상기 상부 조절 링(33)을 조절하는 볼트(30)와 상기 하부 조절 링(35)을 조절하는 볼트(34)가 각각 외측에 설치되어 있고, 상기 디스크 홀더(31)에는 증기가 배출되는 구멍(38)이 형성되어 있으며, 상기 디스크 가이드의 상부에는 밀봉을 위한 패킹(39)이 결합되어 있다.

여기에서, 본 고안에 의한 보일러용 안전밸브의 작동 과정을 살펴보면, 평상시 스핀들(29) 하단에 결합된 디스크(32)가 증기 유입관(37)을 스프링(27)의 하중에 의해 닫고 있으며, 이때 증기는 A 구역에 들어와 있게 된다.

이후, A 구역의 압력이 계속 상승하면 상기 디스크(32)가 열리면서 증기는 B 구역으로 배출되고, 이 과정에서 디스크 홀더(31)의 구멍(38)을 통과한 증기는 C 구역에 들어가게 되며, 증가된 C 구역의 배압은 상기 스프링(27)의 하중과 함께 다시 디스크(32)를 닫게 된다.

그리고, 동시에 C 구역의 증기는 적절하게 배압이 조절되어, 포트(40)의 배출구(41)을 통해 D 구역으로 배출된다.

이때, 상기 포트(40)의 외주면에 결합된 슬라이드 가이드(42)의 위치를 적절히 조절하여 상기 배출구(41)의 면적을 조절할 수 있으며, 기어(43)와 볼트(44)를 이용해 상기 슬라이드 가이드(42)의 위치를 고정해 잠금 역할을 하게 된다.

여기에서, 상기 배출구(41)의 크기는 상기 기어(43)의 수와 상기 볼트(44)의 나사산 피치에 의해 조절된다.

즉, 예를 들어 상기 기어(43)의 숫자가 30개이고 상기 볼트(44)의 나사산 피치가 1mm이며 상기 배출구(41)의 크기가 5mm인 경우, 상기 배출구(41)가 완전히 열리기 위해서는 상기 볼트(44)가 5회전을 해야하고 1회전 당 30개의 기어(43)로 분할 고정되므로, 5*30=150으로 상기 배출구(41)의 면적은 150등분으로 미세 조절 가능하다.

이와 같이, 본 고안에 의한 보일러용 안전밸브의 배압조절 구조는, 밸브 스핀들(29)의 외주면에 배압 조절을 위한 배출구(41)가 형성된 포트(40)를 방사형으로 결합함으로써, 상기 스핀들(29)에 편심하중을 발생하지 않으며, 상기 배출구(41) 크기를 조절할 수 있는 슬라이드 가이드(42)를 기어(43)와 볼트(44)로 고정함으로써, 미세한 조절이 가능하다.

즉, 종래의 보일러용 안전밸브의 배압조절 장치는 완전히 열기 위해서 90도 회전해야 하므로 작업자가 미세하게 조절하기 어려웠고 작업자의 많은 숙련이 필요하였으나, 본 고안을 적용하면 작업자의 숙련도에 관계없이 150등분 이상의 미세한 조절이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 보일러용 안전밸브의 스핀들 외주면에 배압 조절을 위한 배출구가 형성된 포트 결합하고, 상기 배출구의 크기를 조절할 수 있는 슬라이드 가이드를 결합해 기어와 볼트로 고정함으로써, 밸브 스핀들에는 편심 하중을발생하지 않으므로 안전밸브의 내구성을 기대할 수 있고, 배출구 면적의 미세한 조절이 가능하므로 안전밸브의 배압을 정밀하고 용이하게 조절할 수 있다.

Claims (2)

1. 하단에 증기 유입관(37)을 막는 디스크(32)가 결합되고 상부에 스프링(27)이 결합된 스핀들(29)을 구비한 안전밸브에 있어서,

   상기 스프링(27)의 밑으로 상기 스핀들(29)의 외주면에는 배출구(41)가 형성된 방사형 포트(40)를 결합하고, 상기 포트(40)의 외주면에 상기 배출구(41) 크기를 조절하기 위해 상하로 움직이는 슬라이드 가이드(42)를 결합하며, 상기 슬라이드 가이드(42)의 위치를 고정하는 기어(43)와 볼트(44)를 외부에 설치한 것을 특징으로 하는 보일러용 안전밸브의 배압조절 구조
2. 제 1항에 있어서,

   상기 디스크(32)의 외주면에 결합된 디스크 홀더(31)에 증기 배출을 위한 구멍(38)을 형성하는 것을 특징으로 하는 보일러용 안전밸브의 배압조절 구조