KR200452273Y1 - 고압밸브의 안전장치 - Google Patents

Abstract

보조유입관(17)이 분기되고 측면에 배수홀(15)이 형성되며, 내측에는 배수홀(15)을 막도록 탄성 지지되는 볼(150)이 구비된 제1유입관(14); 배수홀(15)을 통하여 유체를 토출시켜 압력을 낮추기 위해, 보조유입관(17)에 연결되며 가압 상승되어 상단부가 볼을 밀어올리는 피스톤(140)이 구비된 실린더(120); 제2유입관(16); 및 제2유입관(16)의 내측에 마련되어 이동되는 이동부(330) 및 그 이동부(330)의 이동을 감지하는 감지부(310)로 구성된 흐름센서(300);를 포함하는 고압밸브의 안전장치가 소개된다. 그 고압밸브의 안전장치에 따르면, 유체의 압력이 일정압력을 넘어선 경우 유체를 토출시켜 그 압력을 일정수준 이하로 유지하며, 흐름센서가 설치되어 유체의 흐름 여부를 동시에 체크할 수 있다. 또한, 실린더와 흐름센서가 설치되는 유입관을 두 개의 유입관으로 분리하여 이중 어느 하나의 부분이 파손되어도 유체의 유입에 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다.

압력 조절 밸브, 제어 밸브, 보일러 밸브

Description

고압밸브의 안전장치 {A SAFETY UNIT FOR HIGH PRESSURE VALVE}

본 고안은 고압 유체의 유입관에 설치되어 그 유입되는 유체의 압력을 조절하는 고압밸브의 안전장치에 관한 것이다.

압력조절밸브는 단순히 유체의 흐름을 개폐하는 밸브와 흐르는 유체의 압력을 조절하는 밸브로 구분된다. 이중 유체의 압력을 조절하는 밸브는 다양한 분야에 사용되는데 그 대표적인 예로는 고압조절밸브가 있다. 또한 조절밸브 외에도 유체의 흐름 여부 또는 압력의 과부하시 밸브를 차단하는 안전장치가 설치되는데, 이를 고압밸브의 안전장치라고 한다.

특히 보일러에 유입되는 물의 경우는 그 압력의 조절과 물의 유입 여부를 체크하는 것이 중요하다. 보일러의 경우 평상시의 가용압력보다 압력이 높은 경우 보일러 배관의 파손위험이 있고, 물이 유입되지 않는 상태에서 보일러가 계속 가동될 경우 보일러의 과열로 인한 폭발위험이 있다. 이는 보일러뿐만 아니라 고압의 기체나 기름 등 유체가 적용되는 모든 영역에서 문제가 되는 것이다.

종래에는 스프링의 탄성을 이용하여 관을 개폐함으로써 유체의 흐름을 유지 또는 차단하도록 하는 기술이 이용되고 있었다. 그러나 상기의 문제점을 해결하기 위하여는 유체의 압력을 일정수준으로 조절하는 기능과 유체의 흐름 여부를 동시에 체크할 수 있는 고압밸브의 안전장치가 필요하고, 그 두 가지의 기능을 동시에 수행하면서도 어느 하나의 기능이 파손된 경우에도 유체의 공급에 문제가 없도록 할 필요가 있었다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 고압의 유체의 압력을 조절함과 동시에 유체의 흐름 여부를 체크할 수 있는 고압밸브의 안전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 고압밸브의 안전장치는, 보조유입관이 분기되고 측면에 배수홀이 형성되며, 내측에는 배수홀을 막도록 탄성 지지되는 볼이 구비된 제1유입관; 상기 제1유입관의 유체압력이 일정압력 이상일 경우 배수홀을 통하여 유체를 토출시켜 압력을 낮추기 위해, 보조유입관에 연결되며 일정압력 이상에서 유체에 의해 가압 상승되어 상단부가 볼을 밀어올리는 피스톤이 구비된 실린더; 상기 제1유입관에서 분기되어 실린더를 선회한 후 다시 제1유입관과 연결된 제2유입관; 및 상기 제2유입관의 유체흐름을 감지하기 위해, 제2유입관의 내측에 마련되어 유체의 가압에 의해 이동되는 이동부 및 그 이동부의 이동을 감지하는 감지부로 구성된 흐름센서;를 포함한다.

상기 피스톤은 그 상단부가 단면적이 점점 작아지도록 형성되어 볼을 밀어올린 경우 그 상단부와 배수홀의 사이로 유체가 토출되도록 할 수 있다.

상기 배수홀을 통하여 토출된 유체는 실린더 내측으로 유입되며, 유입된 유체의 배출을 위해 상기 실린더에는 배출구가 형성될 수 있다.

상기 피스톤의 복원을 위해 피스톤의 하단부는 스프링에 의해 배수홀의 반대측으로 탄성 지지되도록 할 수 있다.

상기 이동부는 제2유입관의 내측에서 슬라이딩되는 기둥형상이며, 이동부가 유체압력에 의해 제2유입관의 단부까지 밀린 경우에도 유체가 배출되도록 이동부의 단부에는 복수 개의 유수홈이 형성될 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 고압밸브의 안전장치에 따르면, 유체의 압력이 일정압력을 넘어선 경우 유체를 토출시켜 그 압력을 일정수준 이하로 유지하며, 흐름센서가 설치되어 유체의 흐름 여부를 동시에 체크할 수 있다.

또한, 실린더와 흐름센서가 설치되는 유입관을 두 개의 유입관으로 분리하여 이중 어느 하나의 부분이 파손되어도 유체의 유입에 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 고압밸브의 안전장치에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 고압밸브의 안전장치가 적용된 보일러 장치를 나타낸 도면이다. 보일러 장치에는 물이 공급되어 보일러(30)의 연소열에 의하여 물이 데워진다. 그 물이 공급되는 유입관(12)에 고압조절장치(B)를 적용할 경우 유입되는 물의 압력이 일정하게 유지됨과 동시에 물의 흐름 여부가 감지된다. 물의 압력이 과도하게 상승될 경우에는 그 압력을 다시 낮추도록 하며, 물의 흐름이 감지되지 않을 경우에는 보일러(30)의 가동을 멈추어 폭발사고에 대비한다.

고압밸브의 안전장치(B)에는 물탱크(10)로부터 빠져나온 두 개의 제1,2유입관(14,16)이 연결되는데, 제1유입관(14)은 압력센서측으로 연결되어 압력이 조절되고, 제2유입관(16)은 흐름센서로 연결되어 물의 흐름을 감지한다. 두 부분을 모두 통과한 물은 다시 하나로 모아져 유출관(18)을 통하여 보일러(30)로 이송된다. 또한 이송에 맥동을 주고자 서지탱크(50)가 장착될 수도 있다.

도 2는 도 1에 도시된 고압밸브의 안전장치를 나타낸 절개 사시도로써, 그 고압밸브의 안전장치는 보조유입관(17)이 분기되고 측면에 배수홀(15)이 형성되며, 내측에는 배수홀(15)을 막도록 탄성 지지되는 볼(150)이 구비된 제1유입관(14); 상기 제1유입관(14)의 유체압력이 일정압력 이상일 경우 배수홀(15)을 통하여 유체를 토출시켜 압력을 낮추기 위해, 보조유입관(17)에 연결되며 일정압력 이상에서 보조유입관(17)의 유체에 의해 가압 상승되어 상단부가 볼을 밀어올리는 피스톤(140)이 구비된 실린더(120); 상기 제1유입관(14)에서 분기되어 실린더(120)를 선회한 후 다시 제1유입관(14)과 연결된 제2유입관(16); 및 상기 제2유입관(16)의 유체흐름을 감지하기 위해, 제2유입관(16)의 내측에 마련되어 유체의 가압에 의해 이동되는 이동부(330) 및 그 이동부(330)의 이동을 감지하는 감지부(310)로 구성된 흐름센서(300);를 포함한다.

제1유입관(14)과 제2유입관(16)은 공급탱크에 연결된 유입관이 분기된 것이며, 이는 추후 다시 만나게 된다. 제1유입관(14)에는 압력센서(100)가 설치되어 유체의 압력을 일정수준 이하로 조정한다. 그 조정의 방법은 유체를 토출하는 것이다. 공급되는 유체는 제1,2유입관(14,16) 모두에서 일정한 압력을 받으며 유입되는 데, 그 중 제1유입관(14)에서 유체를 외부로 토출할 경우 유체의 연속성에 의하여 전반적인 유체의 압력이 저하되는 원리를 이용한 것이다.

제1유입관(14)에는 압력센서(100)가 설치된다. 이를 위해 제1유입관(14)에는 분기되는 보조유입관(17)이 형성되고, 이 보조유입관(17)의 압력은 제1유입관(14)에 작용되는 유체의 압력과 동일하다. 보조유입관(17)이 형성된 후에는 측면에 배수홀(15)이 형성된다. 배수홀(15)을 통하여 유체를 선택적으로 배출함으로써 유입관의 내부 유체압력을 조절할 수 있는 것이다. 따라서 배수홀(15)의 크기는 유입관의 크기나 유체의 설정 압력에 따라 달라질 것이다. 제1유입관(14)의 내측에는 이 배수홀(15)을 개폐하는 볼(150)이 마련된다. 그 볼(150)은 배수홀(15)의 타측에 스프링(152)을 통하여 평상시 항상 배수홀(15)을 차단하도록 탄성 지지된다.

배수홀(15)측 제1유입관(14)의 외부에는 실린더(120)가 설치된다. 실린더(120)에는 피스톤(140)이 내장되고 그 피스톤(140)은 상기 볼(150)을 들어올려 배수홀(15)을 통해 유체가 토출되도록 한다. 피스톤(140)이 상승되는 힘은 보조유입관(17)을 통하여 유입되는 유체의 압력을 이용한다. 따라서 피스톤(140)은 실린더(120)의 내측에서 슬라이딩되도록 마련되되, 플렌지(144)가 형성되고 그 플렌지(144)측으로 보조유입관(17)이 연결되도록 한다.

또한, 피스톤(140)은 그 하단(145)과 실린더(120)와의 사이에 스프링(146)이 내장되도록 하여 피스톤(140)은 항상 배수홀(15)의 외측으로 가압되도록 유지된다. 보조유입관(17)으로 채워지는 유체의 압력이 증가할 경우에는 그 압력에 의해 피스톤(140)이 스프링(146)의 탄성가압력을 이기고 상승하게 된다. 이때 피스톤(140)의 상단부가 볼(150)을 들어올리고 개방된 배수홀(15)을 통하여 고압의 유체가 토출된다. 토출된 유체는 실린더(120)에 형성된 배출구(124)를 통하여 외부로 배출된다. 유체의 배출로 인하여 제1,2유입관(14,16) 내부의 전체적인 압력이 하강되고, 다시 일정수준의 압력으로 회복된 경우에는 보조유입관(17)의 유체를 통하여 가압되던 피스톤(140)이 하강하게 되고, 볼(150)은 스프링(152)에 의하여 다시 탄성 복원됨으로써 배수홀(15)이 폐쇄되는 것이다.

피스톤(140)에 대하여 구체적으로 살펴보자면, 그 피스톤(140)에는 상하 이동거리의 제한을 위하여 두 개의 플렌지(143,144)가 상하로 설치되며 상방의 플렌지(143)는 실린더의 상단부(123)에 저지되고 하방의 플렌지(144)는 실린더의 하단부(122)에 저지되도록 하며 보조유입관의 유체의 가압력을 받도록 한다. 또한 피스톤(140)은 그 상단부(142)의 단면적이 점점 작아지도록 형성되어 볼(150)을 밀어올린 경우 그 상단부(142)와 배수홀(15)의 사이로 유체가 유출되도록 한다.

피스톤의 스프링(146)은 상단이 실린더의 하단부(122)에 걸리고 하단이 피스톤의 하단부(145)에 걸리도록 하여 피스톤(140)을 항상 외측으로 가압하도록 한다.

제1유입관(14)으로부터 분기된 제2유입관(16)은 압력센서(100)를 선회하여 다시 제2유입관(16)에 연결되도록 한다. 또한 그 제2유입관(16)에는 흐름센서(300)가 설치된다. 흐름센서(300)는 제2유입관(16)의 내부에서 이동되는 이동부(330)와 그 이동부(330)의 움직임을 감지하는 감지부(310)로 구성된다. 이동부(330)는 기둥형상으로 형성되며 제2유입관(16)의 내부에서 유체의 압력에 의해 유체와 함께 이동되도록 한다. 유체가 이동될 경우에는 그 유체의 힘에 의하여 제2유입관(16)의 끝단부로 밀착되는 것이고, 유체에 가해지는 압력이 해제될 경우에는 이동부(330)의 자중에 의하여 이동부(330)가 가라앉는 것이다. 제2유입관(16)에는 감지부(310)가 설치되어 이동부(330)의 움직임을 감지할 수 있고, 그 감지부(310)의 감지는 자력센서를 사용하여 이동부(330)가 상승된 상태인지 하강된 상태인지 체크하도록 할 수 있다. 이동부(330)가 상승된 상태라면 유체가 유입되는 상태이므로 보일러 기타 작동부를 가동하도록 허용하고 이동부(330)가 하강된 상태라면 유체가 더 이상 유입되지 않으므로 작동부의 가동을 중지하는 것이다.

이동부(330)의 하단은 유체의 압력을 받아야 하기에 차단된 면을 형성함이 바람직하고, 이동부(330)가 유체압력에 의해 제2유입관(16)의 단부까지 밀린 경우에도 유체가 배출되도록 이동부(330)의 상단부에는 복수 개의 유수홈(334)이 형성되도록 함이 바람직하다. 따라서 이동부(330)의 상단부에는 복수 개의 돌기(332)를 형성하고, 유체는 제2유입관(16)의 내주면과 이동부(330)의 외주면 사이로 흐른 후 돌기(332) 사이의 유수홈(334)을 통하여 배출된다.

제2유입관(16)은 제1유입관(14)에 다시 연결되고, 그 연결부에는 서지탱크(50)가 연결되어 맥동을 조성한다. 그 연결부의 타측으로는 보일러 기타 작동부에 연결되는 연결구(500)가 형성되고, 연결구 내측의 관(520)을 통하여 유체가 유출된다.

압력센서(100)의 작동에 의하여 유체의 고압상태를 조절할 수 있고, 흐름센서(300)를 이용하여 유체의 흐름 여부를 감지할 수 있는 것이다. 또한 흐름센서(300)의 이동부(330)에 형성된 돌기(332)가 파손되어 제2유입관(16)이 막힌 경우 에도 제1유입관(14)을 통하여 계속적으로 유체가 공급되도록 함으로써 공급되는 유체의 흐름이 끊기지 않도록 하여 돌발상황에 대한 대처가 가능해지는 것이다.

도 3을 참고하여 압력센서의 움직임을 좀 더 살펴본다. 평상시의 일정압력 이하 상태에서는 도 3의(a)와 같이 볼(150)의 상단부를 통하여 유체가 흐르게 된다. 이 경우에도 보조유입관(17)의 내부에는 동일 압력의 유체가 채워진 상태이다. 유체의 압력이 일정 압력 이상으로 상승될 경우에는 도 3의(b)와 같이 보조유입관(17)의 유체압력에 의해 피스톤(140)이 상승되고, 그 피스톤(140)의 상단부는 볼(150)을 들어올려 배수홀(15)을 통하여 유체가 토출되는 것이다. 유체의 토출이 이루어진 후 유체의 압력이 다시 일정압력 이하로 떨어질 경우에는 피스톤(140)에 가해지는 상승력이 해제되는 것이며 볼(150) 역시 스프링(152)의 탄성으로 배수홀(15)을 다시 폐쇄하여 도 3의(a)와 같은 상태가 되는 것이다.

본 고안은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 실용신안등록청구범위에 의해 제공되는 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 고안이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 고압밸브의 안전장치가 적용된 보일러 장치를 나타낸 도면.

도 2는 도 1에 도시된 고압밸브의 안전장치의 절개 사시도.

도 3은 도 2에 도시된 고압밸브의 안전장치의 피스톤의 움직임을 나타낸 도면으로써,

(a)는 평상시의 상태를 나타낸 도면.

(b)는 고압시의 상태를 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

14 : 제1유입관 15 : 배수홀

16 : 제2유입관 17 : 보조유입관

100 : 압력센서 120 : 실린더

124 : 배출구 140 : 피스톤

146 : 스프링 150 : 볼

300 : 흐름센서 310 : 감지부

330 : 이동부 332 : 돌기

Claims (5)

1. 보조유입관(17)이 분기되고 측면에 배수홀(15)이 형성되며, 내측에는 배수홀(15)을 막도록 탄성 지지되는 볼(150)이 구비된 제1유입관(14);

   상기 제1유입관(14)의 유체압력이 일정압력 이상일 경우 배수홀(15)을 통하여 유체를 토출시켜 압력을 낮추기 위해, 보조유입관(17)에 연결되며 일정압력 이상에서 보조유입관(17)의 유체에 의해 가압 상승되어 상단부가 볼을 밀어올리는 피스톤(140)이 구비된 실린더(120);

   상기 제1유입관(14)에서 분기되어 실린더(120)를 선회한 후 다시 제1유입관(14)과 연결된 제2유입관(16); 및

   상기 제2유입관(16)의 유체흐름을 감지하기 위해, 제2유입관(16)의 내측에 마련되어 유체의 가압에 의해 이동되는 이동부(330) 및 그 이동부(330)의 이동을 감지하는 감지부(310)로 구성된 흐름센서(300);를 포함하는 고압밸브의 안전장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 피스톤(140)은 그 상단부가 단면적이 점점 작아지도록 형성되어 볼(150)을 밀어올린 경우 그 상단부(142)와 배수홀(15)의 사이로 유체가 토출되는 것을 특징으로 하는 고압밸브의 안전장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 배수홀(15)을 통하여 토출된 유체는 실린더(120) 내측으로 유입되며, 유입된 유체의 배출을 위해 상기 실린더(120)에는 배출구(124)가 형성된 고압밸브의 안전장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 피스톤(140)의 복원을 위해 피스톤(140)의 하단부(145)는 스프링(146)에 의해 배수홀(15)의 반대측으로 탄성 지지되는 것을 특징으로 하는 고압밸브의 안전장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 이동부(330)는 제2유입관(16)의 내측에서 슬라이딩되는 기둥형상이며, 이동부(330)가 유체압력에 의해 제2유입관(16)의 단부까지 밀린 경우에도 유체가 배출되도록 이동부(330)의 단부에는 복수 개의 유수홈(334)이 형성된 것을 특징으로 하는 고압밸브의 안전장치.

Images