KR20080068349A

KR20080068349A - 압력 안전밸브

Info

Publication number: KR20080068349A
Application number: KR1020070006011A
Authority: KR
Inventors: 서호진
Original assignee: 서호진
Priority date: 2007-01-19
Filing date: 2007-01-19
Publication date: 2008-07-23

Abstract

본 발명은, 압력 안전밸브에 관한 것으로서, 내부에는 개구를 갖는 작동실이 형성되고, 개구로부터 소정의 깊이로 작동실의 내주면에 체결나사부를 형성하며, 일측을 관통하여 배출구를 형성하는 원통부와, 원통부의 하단부와 일체하게 형성되는 결합부와, 결합부의 상부 중앙에 형성되는 밸브시트와, 밸브시트와 연통하게 형성되는 압입구로 구성되는 밸브몸체와; 작동실에 구성되며, 밸브시트를 개폐하는 밸브디스크와, 밸브디스크의 중앙에 형성되는 밸브축과, 밸브축을 수용하여 배치되는 적어도 하나의 압축스프링으로 구성되는 개폐부와; 체결나사부에 체결되어 압축스프링의 압축을 조절하는 압축조절부재와, 밸브축에 수용되어 압축스프링의 단부와 밀착되게 배치되는 와셔로 구성되는 압축조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 안전밸브를 제공한다. 이에 의하여, 유체의 과압 및 결빙 팽창압력을 효율적으로 배출할 수 있고, 압축스프링의 압축을 간편하게 조절할 수 있으며, 개폐부의 승강안내를 용이하게 할 수 있고, 압축스프링의 압축압력을 계측할 수 있으며, 원가 절감과 간편하게 보수할 수 있는 간단한 구조의 압력 안전밸브가 제공된다.

유체, 과압, 결빙 팽창압력, 동파, 안전밸브

Description

압력 안전밸브{pressure relief valve}

도 1은, 본 발명의 제 1실시예에 따른 압력 안전밸브의 개략적인 부분 단면도이고,

도 2는, 본 발명의 제 2실시예에 따른 압력 안전밸브의 개략적인 부분 단면도이며,

도 3은, 본 발명의 제 3실시예에 따른 압력 안전밸브의 개략적인 부분 단면도이고,

도 4는, 본 발명의 제 4실시예에 따른 압력 안전밸브의 개략적인 부분 단면도이며,

도 5는, 도 4의 개략적인 작용 및 설치 단면도이고,

도 6은, 본 발명의 제 5실시예에 따른 압력 안전밸브의 개략적인 부분 단면도이며,

도 7은, 종래 안전밸브의 개략적인 단면도이며,

도 8은, 다른 종래 안전밸브의 개략적인 단면도이고,

도 9는, 종래 압력 안전장치의 개략적인 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

1a, 1b, 1c, 1d, 1e : 압력 안전밸브 10a, 10b, 10c, 10d : 밸브몸체

11 : 원통부 12 : 개구

13 : 작동실 14 : 체결나사부

15a, 15b : 배출구 16a, 16b, 16c : 결합부

17a, 17b : 밸브시트 18 : 압입구

19 : 압력눈금부 30a, 30b, 30c : 개폐부

31a, 31b : 밸브디스크 32 : 승강가이드부

33 : 안착홈 34 : 밸브축

35a, 35b : 압축스프링 40a, 40b, 40c : 압축조절부

41a, 41b, 41c : 압축조절부재 42 : 압축나사부

43 : 가이드홀 44 : 캡부

45 : 체결공간 46a, 46b : 공구접속부

47 : 고정부재 48 : 고정홈

49 : 눈금지시부재 50a, 50b : 와셔

60 : 내압전달관 61 : 단열커버

70 : 유체수용체 75 : 결합구

80 : 액체 81 : 결빙체

본 발명은, 압력 안전밸브에 관한 것으로서, 특히, 내부에는 개구를 갖는 작동실이 형성되고, 상기 개구로부터 소정의 깊이로 작동실의 내주면에 체결나사부를 형성하며, 일측을 관통하여 배출구를 형성하는 원통부와, 상기 원통부의 하단부와 일체하게 형성되는 결합부와, 상기 결합부의 상부 중앙에 형성되는 밸브시트와, 상기 밸브시트와 연통하게 형성되는 압입구로 구성되는 밸브몸체와; 상기 작동실에 구성되며, 밸브시트를 개폐하는 밸브디스크와, 상기 밸브디스크의 중앙에 형성되는 밸브축과, 상기 밸브축을 수용하여 배치되는 적어도 하나의 압축스프링으로 구성되는 개폐부와; 상기 체결나사부에 체결되어 상기 압축스프링의 압축을 조절하는 압축조절부재와, 상기 밸브축에 수용되어 압축스프링의 단부와 밀착되게 배치되는 와셔로 구성되는 압축조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 안전밸브에 관한 것이다.

일반적으로 급수, 증기, 열교환매체(냉수 또는 온수), 압축공기, 오일 등의 유체를 사용하는 장비 및 장치에서는 유체를 효율적으로 사용하기 위하여 소정의 인위적 가압 압력을 갖게 된다.

그리고 열원을 발생하는 보일러(boiler) 등의 장비는 열원 발생과정에서 압력이 발생된다.

또한, 수도관과, 물을 열교환 매체로 이용하는 열원발생 장비와, 공기조화기의 열교환기, 증발식 냉각탑의 열교환기, 산업용 폐열 냉각 열교환기 등과 이들의 설비 배관은 결빙 주위온도(freezing ambient temperature)에 노출로부터 이어지는 동파사고의 잠재성을 내재하고 있다.

특히, 동절기에 외부로부터 환기공기(fresh air)를 실내로 도입하는 공기조 화기 내에 설치되는 열교환기와, 외부에 설치되어 동절기 영하의 대기공기에 그대로 노출되는 증발식 냉각탑 내에 설치되는 열교환기 및 산업용 열교환기는, 온도 제어, 운전정지 및 펌프의 고장 등으로 열교환기 내로 유동하는 유체가 정지될 시 유체는 결빙되어 동파사고를 유발시킬 수 있다.

결빙 주위온도에 노출된 밀폐된 유체수용체(유체장비, 열교환기 및 설비배관, 수도계량기 및 수도관 등)를 유동하는 유체(물)는 결빙되지 않으나, 유동이 정지된 상태에서는 결빙되어 약 10%의 결빙팽창(부피팽창) 압력이 발생되며, 결빙 팽창압력을 유체수용체에서 수용하지 못하면 결국 동파에 이르게 된다.

그리고 동절기에 유체수용체의 동파사고는, 대개 단열 보온(thermal insulation)의 결함과 결빙 주위온도에 직접 노출됨으로서 발생되며, 동파는 수자원 손실은 물론 물의 누출로 인한 건축물의 피해, 주변에 빙판 형성에 따른 안전사고 유발, 동파시설의 보수공사 등 막대한 피해와 불편을 유발시킨다.

일반적으로, 규정된 압력을 초과하는 유체의 과압(overpressure)으로부터 장비의 소손 및 유체 사용에 부작용을 방지하기 위한 수단으로서, 압축스프링의 탄성압력으로 작동되는 안전밸브를 유체수용체에 설치하고 있고,

결빙 팽창압력에 의한 동파사고를 방지하기 위한 수단으로서, 유체수용체의 외피보다 내압성이 낮은 파열막을 형성한 동파방지 캡을 유체수용체에 설치하고 있으며, 이와 같은 종래 기술이 다음의 공지발명에서 개시되어 있다.

도면 7.은 공개특허 특2002-0009004호(2002.02.01)에서 개시한 안전밸브의 개략적인 단면도이다. 도면에 도시와 같이, 밸브몸체(101)와, 상기 밸브몸체(101) 와 착탈되게 체결된 밸브덮개(102)와, 상기 밸브덮개(102)와 착탈되게 체결된 캡(111)과, 상기 밸브몸체(101)와 밸브덮개(102)와의 결합에 의해서 내부에 형성되며 유입출로들(121 ,122)와 연락되는 밸브실(117)과, 상기 밸브몸체(101)내의 유입로(121)측에 설치되며, 상기 유입출로들(121, 122)과 연락하는 통로(123)를 형성하는 원통체의 밸브시트(103)와, 상기 밸브시트(103)의 바로 상부 즉, 대향부위에 설치되오 밸브안내링(106)을 따라서 이동하여 상기 밸브시트(103)를 폐쇄하거나 개방하는 밸브체(105)와, 상기 밸브시트(103)의 외측주위에 결합되어 상기 밸브몸체(101)에 체결된 나사(116)에 의해 상기 밸브시트(103)에 높낮이 조절가능하게 지지하는 링(104)과, 상기 밸브몸체(101)에 결합된 밸브안내링(106)을 지지하는 또 다른 나사(118)와, 상기 밸브체(105)를 가압하기 위한 밸브봉(114)과, 상기 스프링(108)의 양단에 상기 밸브봉(114)에 일체로 결합된 지지판들(107a, 107b)과, 상기 밸브봉(114)를 이동가능하게 안내하며 상기 덮개(102)에 분리가능하게 고정너트(123)로 체결되는 안내실린더(109)와, 상기 스프링(108)에 의한 탄성압력으로 상기 밸브체(105)에 압력을 부여하는 상기 밸브봉(114)을 인위적으로 해제위치로 이동조작하며 상기밸브봉(114)의 상단에 체결된 록너트(120)와 인접한 바로 밑에 위치하는 "ㄱ"자 형상의 손잡이(112)이로 구성되는 압축 조절식 안전밸브(100)를 개시하고 있다.

이러한 구성으로, 관내부를 유동하는 유동체에 예기치 못한 설정이상의 과압력이 발생하게 되면, 이때의 과압력의 유동체는 유입로(121) 및 밸브시트(103)을 통해 상기 밸브시트(103)를 폐쇄하고 있던 상기 밸브체(105) 및 밸브봉(114)에 미 치게 되므로 상기 밸브체(105)와 밸브봉(114)은 상기 스프링(108)의 탄성력에 저항하면서 상방으로 이동하며, 따라서 상기 밸브체(105)와 밸브시트(103)의 사이에는 상기 밸브체(105)가 과압력 크기에 의하여 상부로 이동되는 만큼의 간극이 순간적으로 형성되고, 이때 형성되는 간극을 경유 화살표 방향인 유출로(122)를 통하여 소정의 장소로 유동되고, 과압력의 요인이 제거되면 상기 스프링(108)의 복원력에 의한 탄성압력으로 상기 밸브체(105) 및 밸브봉(114)은 원래의 위치로 복귀되는 안전밸브의 작용이 이루어진다.

그러나, 전술한 공지기술의 압축 조절식 안전밸브(100)는, 그 구성 및 구조가 복잡하여 원가를 상승시킬 수 있고, 보수시 밸브몸체(101)와 밸브덮개(102) 및 많은 개수의 구성품을 분리 및 재조립하여야 하는 복잡성이 따르며, 비교적 과압량이 소량이고 설치공간이 협소한 유체 장비와, 가정용 보일러 등의 가전기기와, 소구경의 유체 관로와, 공기조화기 등의 열교환 코일에 채용은 그 구조 및 작용상에 제약이 따르고, 결빙 팽창압력 배출이 곤란한 문제점이 있다.

도면 8.은 일본국 공개 특허 특개평 11-132346호(1999.05.11)에서 개시한 안전밸브(relief valve)의 단면도이다. 도면에 도시와 같이, 몸체(201)와, 상기 몸체(201) 일체하는 숫나사부(213)와, 상기 숫나사부(213)부의 상부에 끼움되는 씰용의 Ｏ-링(213)과, 상기 숫나사(212)부 하부의 나사도망부(screw-thread roll- off)(212a) 위치에 이르는 깊이의 챔버(204)와, 상기 챔버(204)의 개구 단부에 자리파기(spot facing)(205)와, 상기 챔버(204)의 저부에 형성되는 밸브시트(203)와, 상기 밸브시트(203)의 하부에 형성되는 압력유입구(202)와, 상기 밸브시트(203)의 상부에는, 아래쪽 면 중앙에 통로(206)를 마련하고 통로(206) 내에 탄성체패킹(207)을 감착해서 되는 외주부를 다각형상으로 형성한 밸브 본체(208)와, 압축스프링(209)과, 상기 챔버(204)의 개구 단부에 형성된 자리파기(205)에 고정되며 중앙에 배출구(210)를 가지는 덮개(211)와, 상기 압력 유입구(202)의 하단부에 형성되며, 유량을 억제하는 구멍(202a)과, 상기 챔버(204)의 개구 단부에 고정되어 안전밸브의 작동시 벗겨져 작동상태를 확인할 수 있으며, 코킹링(215)을 갖는 더스트 씰(dust seal)(214)로 구성되는 고정 압축식 안전밸브(200)를 개시하고 있다.

그러나, 전술한 공지기술의 압축 고정식 안전밸브(200)는, 압축 조절식 안전밸브(100) 대비 그 구성 및 구조가 간단하고, 보수 작업이 간편한 구조를 구비하고 있지만, 압축스프링(209)의 압축 압력을 조절할 수 없는 구조로 규정된 압력에서만 작동되는 것이어서, 실제 운전 압력에 따라 개폐의 오작동(운전 유체압력이 높아졌을 경우에는 계속 개방되고 압력이 낮추어졌을 경우 안전밸브의 규정 작동 압력까지 계속 폐쇄)을 유발할 수 있으며, 요구되는 각 작동 압력별로 제품을 제조하여야 하는 복잡성이 따르고, 챔버(204)의 외측 개구를 과압 배출구로 적용함에 따라 배출 과압이 운전자(관리자)에게 직접 접촉되어 안전사고(특히, 유체가 고온의 온수 또는 증기일 경우)를 유발할 수 있으며, 결빙 팽창압력 배출이 곤란한 문제점이 있다.

도면 9.는 미국 특허 US6,173,767호(2001.01.16)에서 개시한 냉각코일의 압력 안전장치(pressure release device for cooling coils )를 나타내는 단면도이다. 도면에 도시와 같이, 냉각(또는 가열)코일의 굴곡관(312)에 형성된 외측나사 부(368)에 결합되며, 파열막(374)과, 상기 파열막(374)과 일체하여 형성되며 내측 나사부(376)를 형성하는 실린더벽부(370)와, 상기 실린더벽부(370)의 중간에 일체하여 형성되는 공구접속부(372)로 구성되는 동파방지 캡(362)이 공지되어 있다.

공지된 동파방지 캡(362)은, 결빙 주위온도에 노출될 수 있는 냉각(또는 가열) 코일에 설치되는 것을 한정하고 있지만, 다양한 용도의 열교환 코일의 동파 압력은 그 재질 및 두께에 기인될 수 있다.

따라서, 공지된 동파방지 캡(362)은, 열교환기 전열관의 재질 및 두께별 동파 압력을 적용하여 동파를 방지할 수 있는 파열막(374)을 갖는 각각의 제품을 제조하여야함으로 제조에 복잡성이 따르고, 결빙 주위온도에 노출된 열교환기 코일 내의 결빙 진행은 열전도부인 코일 및 굴곡부(312)와, 동파방지 캡(362)의 외피(shell)로부터 유체(물)의 중심방향으로 이루어지므로, 비교적 열전달거리가 짧은 동파방지 캡(362)의 파열막(374)과 내측나사부(376) 및 외측나사부(368) 내부의 유체는 코일 및 굴곡부(312) 내의 물이 전부 결빙되기 이전에 결빙될 수 있으며, 이 경우 동파방지 캡(362)의 내측나사부(376)와 외측나사부(368)의 내부를 막고 있는 얼음에 의하여, 코일 및 굴곡부(312) 내의 유체 중심 방향으로 결빙진도에 따라 증가되는 결빙 팽창압력을 외부로 전달하는데 장해가 발생됨에 따라, 코일 및 굴곡부(312)의 팽창피로를 가중시키거나, 동파를 초래시킬 수 있는 문제점이 있다.

그리고 파열막(374)이 파열된 동파방지 캡(362)은 전적으로 현장에서 관리자가 일일이 육안으로 확인하여 분리 및 신제품으로 교체하여야 함으로 유지보수 관리가 곤란하고, 파열된 동파방지 캡(362)이 교체되지 아니한 상태에서 코일 내의 얼음이 해빙되는 경우, 파열막(374)의 파열개구를 통해 물이 누출됨으로 물손실과 침수에 따른 근접시설에 손상 및 주위에 빙판 형성에 따른 안전사고를 유발할 수 있으며, 파열된 동파방지 캡(362)을 통체로 교체하여야 함에 따른 유지보수비용의 증가 등의 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 유체의 과압 및 결빙 팽창압력을 효율적으로 배출할 수 있고, 압축스프링의 압축을 간편하게 조절할 수 있으며, 개폐부의 승강안내를 용이하게 할 수 있고, 압축스프링의 압축압력을 계측할 수 있으며, 원가 절감과 간편하게 보수할 수 있는 간단한 구조의 압력 안전밸브를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 내부에는 개구를 갖는 작동실이 형성되고, 상기 개구로부터 소정의 깊이로 작동실의 내주면에 체결나사부를 형성하며, 일측을 관통하여 배출구를 형성하는 원통부와, 상기 원통부의 하단부와 일체하게 형성되는 결합부와, 상기 결합부의 상부 중앙에 형성되는 밸브시트와, 상기 밸브시트와 연통하게 형성되는 압입구로 구성되는 밸브몸체와; 상기 작동실에 구성되며, 밸브시트를 개폐하는 밸브디스크와, 상기 밸브디스크의 중앙에 형성되는 밸브축과, 상기 밸브축을 수용하여 배치되는 적어도 하나의 압축스프링으로 구성되는 개폐부와; 상기 체결나사부에 체결되어 상기 압축스프링의 압축을 조절하는 압축조절부재와, 상기 밸브축에 수용되어 압축스프링의 단부와 밀착되게 배치되는 와셔로 구성되는 압축조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 안전밸브를 제공하는 것 이다.

여기서, 상기 원통부의 상부 외주면 소정 위치에는, 상기 압축조절부재의 압축 깊이를 기준으로 하여 적어도 3개의 눈금으로 압축압력을 구분하여 나타내는 압력눈금부를 더 포함하여 형성하는 것이 바람직하나, 압축조절을 보다 정밀하게 하기 위하여, 압축눈금은 3개 이상으로도 적용할 수 있다.

그리고 상기 압력눈금부는 눈금홈 또는 눈금돌기로 구성되는 것이 바람직하나, 각인 및 타인(punching) 등의 다른 표시 방법으로도 형성할 수 있으므로 압력눈금부의 형식에는 구애를 받지 않는다.

다음으로, 결빙 주위온도로부터 전달되는 결빙 열전달거리가 비교적 짧은 상기 결합부에 의하여 상기 결합부보다 열전달 거리가 먼 상기 유체수용체내의 유체보다 상기 결합부내와, 상기 결합부와 인접한 상기 유체수용체내 일영역의 유체는 먼저 결빙되어 상기 압입구의 폐쇄와 결빙 팽창압력의 배출을 차단하는 부작용이 발생될 수 있다.

이와 같은 문제(특히, 압입구와 연통하는 결합부내 유체의 결빙)로 인해, 종래의 압축스프링식 안전밸브는 결빙 팽창압력을 배출하는 작용에 성공적이지 못하였다.

상기 유체수용체내 유체의 결빙은, 결빙 열전달부인 상기 유체수용체 및 결합부의 외피(shell)로부터 유체의 중심방향으로 진전되고, 결과적으로 유체수용체내에 유체가 전부 결빙되어 약 10%의 부피팽창 압력을 상기 유체수용체에 가함으로써, 내압 강도가 가장 약한 부분을 파열시킬 수 있다.

그리고 유체의 중심방향으로 결빙이 증가됨에 따라 상승되는 결빙 팽창압력은 상기 유체수용체와 결빙 전의 유체에 전달될 것이고, 결빙 팽창압력이 전달되는 양측에 압력의 분배 및 압력변화의 양상은 실험에 의하여 규정될 수 있으나, 결빙이 증가되면서 결빙 전의 유체는 팽창압력을 받아 압축될 것으로 가정하면, 상기 유체수용체의 파열압 이하의 소정 압축압력 상태의 결빙전 유체를 상기 유체수용체 외부로 배출함으로써, 결과적으로 상기 유체수용체의 동파를 방지할 수 있을 것이다.

따라서, 상기 압입구에는, 상기 결합부내와, 상기 결합부와 인접한 상기 유체수용체내 일영역의 유체가 결빙되더라도, 결빙 팽창압력을 상기 개폐부로 전달하여 동파를 방지하는 소정의 길이를 갖는 내압전달관을 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 내압전달관은, 상기 압입구와 분리되는 구조로 구성되는 것이 바람직하나, 상기 압입구와 일체하게 형성할 수도 있다.

그리고 상기 분리식 내압전달관은, 상기 압입구로부터 이탈을 방지하기 위하여, 결합나사와 압입 고정돌기 중 어느 하나를 형성하는 것이 바람직하고, 상기 압입구에도 결합나사와 압입홈 중 어느 하나를 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 분리식 내압전달관은 열전달을 차단하는 단열성과 내열성 및 내한성을 갖는 플라스틱재질의 관으로 구성되는 것이 바람직하나,

결합의 내구성을 강화하기 위하여 철재 또는 비철금속의 관으로 구성할 수도 있으며, 이 경우 내압전달관에 결빙 열전달을 차단하는 합성고무 또는 플라스틱 재질의 단열커버가 피복되는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 밸브디스크와 인접한 상기 원통부의 일측을 관통하여 형성되는 상기 배출구는, 나사공식 배출구가 바람직하나, 소켓식 배출구 등으로도 적용할 수도 있으므로 배출구의 형식에는 구애를 받지 않는다.

그리고 상기 배출구에는 배출 압력을 소정의 위치로 안내하는 안내 배관 또는 안내 호수를 더 포함하여 연결할 수도 있다.

다음으로 상기 결합부는, 설치 여건에 충족하기 위하여, 상기 원통부의 하부와 일체하는 숫나사식 결합부(니플식)와, 상기 원통부의 하부와 일체하는 암나사식 결합부(소켓식)와, 상기 원통부의 하부와 일체하여 양측에 암나사식 결합부를 형성하는 것이 바람직하나, 플랜지식 결합부 및 용접 단부를 갖는 용접식 결합부도 적용할 수 있으므로, 결합부의 형식에는 구애를 받지 않다.

그리고 상기 숫나사식 결합부의 상부 외측과, 상기 암나사식 결합부의 외측에는 공구를 이용하여 상기 안전밸브를 체결 또는 분리할 수 있도록 공구접속부(다각의 각면)를 형성하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 압입구와 연통되는 상기 밸브시트는, 중심 하부에서 상향으로 경사면을 갖는 경사식 밸브시트를 구성하는 것이 바람직하나, 평면식 밸브시트로도 구성할 수 있고, 다른 형태의 밸브시트로도 적용할 수 있으므로 밸브시트의 형식에는 구애를 받지 않는다.

다음으로, 상기 밸브디스크는 상기 밸브축과 일체하게 형성되는 일체형인 것이 바람직하나, 상기 밸브디스크의 중앙에 나사홈을 더 포함하여 형성하고 상기 밸 브축의 일측에 나사를 형성하여 결합되는 나사 조립식으로도 적용할 수 있다.

그리고 상기 밸브디스크의 개폐면은, 경사식 밸브시트에서는 경사식 개폐면으로 형성되고, 평면식 밸브시트에서는 평면식 개폐면으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 밸브디스크 상부에는, 상기 밸브디스크의 중심이탈 방지와 상기 작동실의 내주면을 따라 승강을 원활하게 안내하는 안내면과 상기 작동실의 직경과 근접한 직경을 갖는 승강가이드부를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

상기 승강가이드부의 상부에는, 상기 압축스프링의 중심이탈을 방지하고 상기 스프링의 단부를 수용 안착하는 안착홈을 더 포함하여 형성하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 압축스프링은, 제한된 높이의 작동실 내에서 요구되는 작동압력에 효율적으로 작동 및 압축조절이 용이하도록 비교적 작동압력이 낮은 압력 안전밸브에서는 상기 밸브축을 수용하여 하나의 압축스프링이 구성되고, 작동압력이 높은 압력 안전밸브에서는 상기 밸브축을 수용하여 동심을 이루는 복수의 압축스프링을 구성하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 압축조절부재는, 삽입된 상기 밸브축의 승강을 안내하는 소정 깊이의 가이드홀을 형성하는 압축나사부와, 상기 압축나사부의 상부와 일체하며 외측 중앙에는 공구접속부를 형성하고 내측에는 체결공간을 형성하며, 상기 원통부의 상단부를 수용하는 캡부로 구성되는 압축조절부재인 것이 바람직하나,

삽입된 상기 밸브축의 승강을 안내하는 소정 깊이의 가이드홀을 형성하는 압 축나사부와, 상기 압축나사부의 상부 중앙에 형성되는 공구접속부와, 상기 압축나사부의 상부면 일측을 절취하여 형성하는 고정홈과, 상기 고정홈에 형성되는 나사홈으로 구성되는 압축조절부재로도 구성될 수 있다.

그리고 상기 원통부의 상단부를 수용하는 캡부의 저면은, 압축 깊이에 따라 상기 압력눈금부를 가르키도록 구성되고, 상기 압축조절부재의 압축 세팅 후 압축 변동을 방지하기 위한 고정 수단으로서, 상기 캡부의 일측에는 고정 나사공과 고정부재를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고정홈에는, 상기 고정홈에 고정나사로 고정되며, 상기 압축조절부재의 압축깊이에 따라 상기 압력눈금부를 가르키는 눈금지시부재를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 와셔는, 상기 압축스프링을 수용한 밸브축 상부의 중심이탈을 방지하고, 상기 작동실의 내주면을 따라 상기 압축스프링의 승강을 원활히 안내할 수 있도록 상기 작동실의 직경과 근접한 직경을 갖는 것이 바람직하다.

그리고 상기 와셔에는, 상기 압축스프링의 단부를 수용 안착하여 중심이탈을 방지하며, 상기 작동실의 내주면을 따라 승강을 안내하는 안내면을 갖는 안착돌기를 더 포함하여 형성하는 것이 바람직하다.

상술한 본 발명에 대한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 당업자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기술의 기능 및 작용에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 설명하기로 한다.

설명에 앞서, 여러 실시 예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일부호를 적용하여 대표적으로 일실시 예에서 설명하고, 그 외의 실시 예에서는 일실시 예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

도 1은, 본 발명의 제 1실시예에 따른 압력 안전밸브의 개략적인 평면 및 부분 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예의 압력 안전밸브(1a)는, 내부에는 개구(12)를 갖는 작동실(13)이 형성되고, 상기 개구(12)로부터 소정의 깊이로 상기 작동실(13)의 내주면에 체결나사부(14)를 형성하며, 일측을 관통하여 나사공의 배출구(15a)를 형성하는 원통부(11)와, 상기 원통부(11)의 하단부와 일체하게 형성되는 숫나사식 결합부(16a)와, 상기 결합부(16a)의 상부 중앙에 형성되는 경사식 밸브시트(17a)와, 상기 밸브시트(17a)와 연통하게 형성되는 압입구(18)로 구성되는 밸브몸체(10a)와; 상기 작동실(13)에 구성되며, 상기 밸브시트(17a)를 개폐하는 경사식 밸브디스크(31a)와, 상기 밸브디스크(31a)의 중앙에 마련되는 밸브축(34)과, 상기 밸브축(34)을 수용하여 배치되는 복수의 압축스프링(35a, 35b)으로 구성되는 개폐부(30a)와; 상기 체결나사부(14)에 체결되어 상기 압축스프링(35a, 35b)의 압축을 조절하며, 삽입된 상기 밸브축(34)의 승강을 안내하는 소정 깊이의 가이드홀(43)을 형성하는 압축나사부(42)와, 상기 압축나사 부(42)의 상부와 일체하며 외측 중앙에는 홈으로 이루어지는 공구접속부(46a)를 형성하고 내측에는 체결공간(45)을 형성하며, 상기 원통부(11)의 상단부를 수용하는 캡부(44)로 구성되는 압축조절부재(40a)와, 상기 밸브축(34)에 수용되어 상기 압축스프링(35a, 35b)의 단부와 밀착되게 배치되는 와셔(51a)로 구성되는 압축조절부(40a)를 마련하고 있다.

여기서, 상기 원통부(11)의 상부 외주면 소정 위치에는, 상기 압축조절부재(41a)의 압축 깊이를 기준으로 하여 적어도 3개의 눈금으로 압축압력을 구분하여 나타내는 압력눈금부(19)를 더 포함하여 마련하고 있다.

다음으로, 상기 압입구(18)에는, 상기 결합(16a)부내와, 상기 결합부(16a)와 인접한 상기 유체수용체(70)내 일영역의 유체가 결빙되더라도, 결빙 팽창압력을 상기 개폐부(31a)로 전달하여 동파를 방지하며, 소정 길이의 플라스틱 관 또는 단열 커버 피복 관 중 어느 하나로 이루어지는 내압전달관(60)을 더 포함하여 구성할 수도 있다.

다음으로, 상기 배출구(15a)에는 배출 압력을 소정의 위치로 안내하는 안내 배관(미도시) 또는 안내 호수(미도시)를 더 포함하여 연결할 수도 있다.

다음으로, 상기 밸브디스크(31a)의 상부에는, 상기 밸브디스크(31a)가 중심 이탈 없이 상기 작동실(13)의 내주면을 따라 원활히 승강하도록 안내면을 가지며, 상기 작동실(13)의 직경과 근접한 직경의 승강가이드부(32)를 더 포함하여 마련하고 있다.

그리고 상기 승강가이드부(32)의 상부에는 상기 압축스프링(35a, 35b)의 중 심이탈을 방지하고 상기 압축스프링(35a, 35b)의 단부를 수용 안착하는 안착홈(33)을 더 포함하여 마련하고 있다.

다음으로, 상기 원통부의 상단부를 수용하는 캡부(44)의 저면은, 압축 깊이에 따라 상기 압력눈금부(19)를 가르키도록 구성되어 있고, 상기 압축조절부재(41a)의 압축 세팅 후 압축 변동을 방지하기 위한 고정 수단으로서, 상기 캡부(44)의 일측에는 고정 나사공(미부호)과 고정부재(47)를 더 포함하여 구성하고 있다.

다음으로, 상기 와셔(50a)는, 상기 압축스프링(35a, 35b)을 수용한 밸브축(34) 상부의 중심이탈을 방지하고, 상기 작동실(13)의 내주면을 따라 상기 압축스프링(35a, 35b)의 승강을 원활히 안내할 수 있도록 안내면과 상기 작동실(13)의 직경과 근접한 직경을 갖으며, 상기 압축스프링(35a, 35b)의 단부를 수용 안착하는 안착돌기(미부호)를 더 포함하여 마련하고 있다.

다음은, 상기 개구(12)를 통해 삽입되어 조립되고 분리되는 상기 개폐부(30a)와 상기 압축조절부(40a)의 조립 및 분리에 대해서 설명하기로 한다.

먼저, 상기 개구(12)를 통해 복수의 압축스프링(35a, 35b)과 와셔(50a)를 수용한 상기 밸브축(34)을 일체하는 상기 밸브디스크(31a)의 개폐면이 상기 밸브시트(17a)의 시트면에 맞닿게 삽입한다.

그 다음, 상기 체결나사부(12)에 상기 압축조절부재(41a)의 압축나사부(42)를 체결하고, 공구접속수단(46a)과 공구를 이용하여 조이면서 상기 캡부(44)의 저면이 공칭 압축압력(상, 중, 하의 3개의 압력 눈금 중에 중간 눈금)을 나타내는 압 력눈금과 수평으로 일치하도록 압축을 세팅하고 상기 고정부재(47)로 고정하면 조립이 완료되며, 분리는 조립의 역순으로 할 수 있다.

다음은, 상기 압축조절부재(41a)의 압축조절에 대하여 설명하기로 한다.

일예로, 본 발명에서, 압축스프링(35a, 35b)의 압축조절압력이 9kg/㎠, 10kg/㎠, 11kg/㎠으로 구분되고, 그 조절이 용이하도록 각 조절압력을 나타내는 적어도 3개의 압력눈금부를 형성하고 있는 압력 안전밸브는, 그 개방 압력은 9kg/㎠에서 11kg/㎠의 범주에 적용될 수 있으나, 공칭(nominal)으로는 10kg/㎠용 압력 안전밸브로 적용될 수 있다.

10kg/㎠ 압력을 과압으로 규정하는 유체수용체(70)에 공칭 10kg/㎠용 압력안전밸브가 설치되었을 경우, 공칭으로 나타내는 유체수용체(70)의 과압은 실제 운전에서 최적의 과압으로 증감 조절될 수 있고, 그 과압의 증감조절은 상기 압축조절부재(41a)를 상기 체결나사부(14)내로 더 조이거나 상기 체결나사부(14)의 외측으로 풀어내면서 용이하게 조절할 수 있다.

다음은, 본 발명의 제 1실시예에 따른 압력 안전밸브(1a)의 작용에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 유체수용체(70)내에서 상기 압축스프링(35a, 35b)의 압축압력을 초과하는 과압이 발생되면, 그 과압은 상기 압입구(18)를 통하여 상기 밸브디스크(31a)로 전달됨과 동시에 상기 밸브디스크(31a)는 상기 작동실(13)의 내주면을 따라 상승(이때 상기 밸브축(34)의 상단부도 상기 가이드홀(43)내로 상승) 하면서 상기 밸브시트(17a)가 개방되고, 과압은 개방된 상기 밸브시트(17a)를 통해 상기 배출 구(15a)로 배출된다.

그리고 과압이 외부로 배출되면 상기 압축스프링(35a, 35b)의 압축압력에 의하여 상기 밸브디스크(31a)는 작동실(13)의 내주면을 따라 하강함과 동시에 상기 밸브시트(17a)를 폐쇄시키게 된다.

위와 같은 구성 및 작용에 의하여, 유체의 과압 및 결빙 팽창압력을 효율적으로 배출할 수 있고, 압축스프링의 압축을 간편하게 조절할 수 있으며, 개폐부의 승강안내를 용이하게 할 수 있고, 압축스프링의 압축압력을 계측할 수 있으며, 원가 절감과 간편하게 보수할 수 있는 간단한 구조의 압력 안전밸브를 제공할 수 있다.

도 2는, 본 발명의 제 2실시예에 따른 압력 안전밸브의 개략적인 부분 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예의 압력 안전밸브(1b)는, 전술한 제 1실시예와는 달리, 원통부(11)의 하부와 일체하여 암나사식 결합부(16b)를 마련하고 있고, 상기 원통부의 일측을 관통하여 소켓식 배출구(15b)를 마련하고 있다. 이와 같은 구성에 의하여 숫나사식 결합구에 용이하게 결합할 수 있다.

도 3은, 본 발명의 제 3실시예에 따른 압력 안전밸브의 개략적인 부분 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예의 압력 안전밸브(1c)는, 전술한 실시예와는 달리, 원통부(11)의 하부와 일체하여 "⊥"자 형으로 양측에 형성되는 암나사식 결합부(16c)를 갖는 밸브몸체(10c)를 마련하고 있고, 밸브축(34)을 수용하여 하나의 압축스프링(35a)을 배치하고 있으며, 상기 압축스프링(35a)의 단부와 밀착되게 평판형 와셔(50b)가 구성되는 개폐부(30b)가 마련되어 있다.

그리고 캡부(44)의 상부 중앙에 돌기로 형성되는 공구접속부(46b)를 갖는 압축조절부재(41b)를 마련하고 있다.

이와 같은 구성에 의하여, 상기 개폐부(30b)의 구조를 보다 간단하게 하고, 상기 압력안전밸브(1c)를 관로상에 용이하게 설치할 수 있으며, 돌기로 이루어지는 공구접속부(46b) 용 공구를 간편하게 사용할 수 있다.

도 4는, 본 발명의 제 4실시예에 따른 압력 안전밸브의 개략적인 부분 단면도이고, 도 5는, 도 4의 개략적인 작용 및 설치 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예의 압력 안전밸브(1d)는, 전술한 실시예와는 달리, 평면식 시트면을 갖는 밸브시트(17b)를 형성하는 밸브몸체(10c)와, 평면식 개폐면을 갖는 밸브디스크(31b)가 마련된 개폐부(30c)를 마련하고 있다.

그리고 압입구(18)에는, 유체수용체(70)에 마련된 결합구75)에 결합된 결합부(16a)내와, 상기 결합부(16a)와 인접한 상기 유체수용체(70)내 일영역의 유체가 결빙되더라도, 결빙 팽창압력을 상기 개폐부(30c)로 전달하여 동파를 방지하는 수단으로서, 소정의 길이를 갖으며, 결빙 열전달을 차단하는 단열성과 내열성 및 내한성을 갖는 단열커버(61)로 피복된 내압전달관(60)이 결합되어 있다.

여기서, 도면에는 도시하지 아니하였지만, 조립식 구조로서, 상기 압입구(18)에는 결합나사와 압입홈 중 어느 하나가 형성되어 있고, 상기 내압전달관(60)에는 결합나사와 압입 고정돌기 중 어느 하나를 형성하고 있다.

또한, 상기 내압전달관(60)은 상기 압입구(18)과 일체하게 형성할 수도 있다.

상기 압입구(18)와 분리되는 내압전달관(60)은, 단열커버(61) 없이 단열성과 내열성 및 내한성을 갖는 플라스틱 관만으로도 구성할 수 있다.

다음은, 본 발명의 제 4실시예에 따른 압력 안전밸브(1d)의 작용에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 상기 유체수용체(70)내 유체의 결빙은, 결빙 열전달부인 상기 유체수용체(70) 및 상기 결합부(16a)의 외피로부터 유체의 중심방향으로 진행되면서 증가되는 결빙과 비례하여, 상기 유체수용체(70)와 결빙전의 유체에 전달되는 증가된 결빙 팽창압력으로 결빙 전 유체의 압력이 상기 압축스프링(35a, 35b)의 압축압력을 초과하는 압력에 이르면, 결빙 전의 유체는 상기 내압전달관(60)을 통해 상기 밸브디스크(31b)로 전달됨과 동시에 상기 밸브디스크(31b)는 상기 작동실(13)의 내주면을 따라 상승(이때 상기 밸브축(34)의 상단부도 상기 가이드홀(43)내로 상승) 하면서 상기 밸브시트(17b)가 개방되고, 결빙 팽창압력은 개방된 상기 밸브시트(17b)를 통해 상기 배출구(15b)로 배출된다.

이어, 결빙 팽창압력의 배출과 동시에 상기 압축스프링(35a, 35b)의 압축압력이내로 상기 유체수용체(70)내의 압력이 감소되면, 상기 압축스프링(35a, 35b)의 압축압력에 의하여 상기 밸브디스크(31b)는 상기 밸브시트(17b)를 폐쇄하게 된다.

이와 같은 작용으로, 상기 유체수용체(70)내의 유체가 전부 결빙되기 이전에 상기 압축스프링(35a, 35b)의 압축압력을 초과하는 압력의 결빙 전의 유체를 상기 유체수용체(70)의 외부로 배출하게 되면, 상기 유체수용체(70)내의 잔류된 결빙 전의 유체가 전부 결빙되더라도 결과적으로 결빙 팽창압력은 감소되어 상기 유체수용 체(70)의 동파를 방지할 수 있게 된다.

그리고, 상기 내압전달관(60)의 외측 단부는 유체수용체(70)내에 결빙 팽창압력 배출이 용이한 영역까지 연장되어 있고, 상기 내압전달관(60)에 단열커버(61)가 피복되어 상기 내압전달관(60) 내의 결빙전 유체의 결빙을 방지할 수 있어, 결빙 팽창압력을 용이하게 배출할 수 있다.

도 6은, 본 발명의 제 5실시예에 따른 압력 안전밸브의 개략적인 부분 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예의 압력 안전밸브(1e)는, 전술한 실시예와는 달리, 삽입된 상기 밸브축(34)의 승강을 안내하는 소정 깊이의 가이드홀(43)을 형성하는 압축나사부(42)와, 상기 압축나사부(42)의 상부 중앙에 형성되는 홈으로 이루어지는 공구접속부(46a)와, 상기 압축나사부(42)의 상부면 일측을 절취하여 형성하는 고정홈(48)과, 상기 고정홈(48)에 형성되는 나사홈(미부호)으로 구성되는 압축조절부재(41c)를 마련하고 있다.

그리고 상기 고정홈(48)에는, 상기 고정홈(48)에 삽입되어 고정나사(미부호)로 고정되며, 상기 압축조절부재(41c)의 압축깊이에 따라 압력눈금부(19)를 가르키는 눈금지시부재(49)를 더 포함하여 마련하고 있다.

이와 같은 구성에 의하여, 상기 압축조절부재(41c)의 크기 감소와 원가를 절감할 수 있으며, 소형 안전밸브에 구성이 용이한 압축조절부재(41c)와 조립식 구조의 눈금지시부재(49)를 제공할 수 있다.

이상과 같이, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들이 설명되었다. 그러나 본 발명은, 본 발명이 속하는 산업계에서 다양하게 응용 및 변형될 수 있기 때문에, 본 발명의 범위는 전술한 실시예들 만으로 제한되지는 않으며, 후술할 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 유체의 과압 및 결빙 팽창압력을 효율적으로 배출할 수 있고, 압축스프링의 압축을 간편하게 조절할 수 있으며, 개폐부의 승강안내를 용이하게 할 수 있고, 압축스프링의 압축압력을 계측할 수 있으며, 원가 절감과 간편하게 보수할 수 있는 간단한 구조의 압력 안전밸브를 제공할 수 있다.

Claims

압력 안전밸브에 있어서,

내부에는 개구를 갖는 작동실이 형성되고, 상기 개구로부터 소정의 깊이로 상기 작동실의 내주면에 체결나사부를 형성하며, 일측을 관통하여 배출구를 형성하는 원통부와, 상기 원통부의 하단부와 일체하게 형성되는 결합부와, 상기 결합부의 상부 중앙에 형성되는 밸브시트와, 상기 밸브시트와 연통하게 형성되는 압입구로 구성되는 밸브몸체와;

상기 작동실에 구성되며, 상기 밸브시트를 개폐하는 밸브디스크와, 상기 밸브디스크의 중앙에 마련되는 밸브축과, 상기 밸브축을 수용하여 배치되는 적어도 하나의 압축스프링으로 구성되는 개폐부와;

상기 체결나사부에 체결되어 상기 압축스프링의 압축을 조절하는 압축조절부재와, 상기 밸브축에 수용되어 상기 압축스프링의 단부와 밀착되게 배치되는 와셔로 구성되는 압축조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 안전밸브.
압력 안전밸브에 있어서,

내부에는 개구를 갖는 작동실이 형성되고, 상기 개구로부터 소정의 깊이로 상기 작동실의 내주면에 체결나사부를 형성하며, 일측을 관통하여 배출구를 형성하는 원통부와, 상기 원통부의 하단부와 일체하게 형성되는 결합부와, 상기 결합부의 상부 중앙에 형성되는 밸브시트와, 상기 밸브시트와 연통하게 형성되는 압입구로 구성되는 밸브몸체와;

상기 압입구에 결합되며, 유체수용체의 중심방향으로 결빙진도에 따라 증가되는 팽창압력을 상기 압입구로 전달하여 상기 유체수용체의 동파를 방지하는 단열성을 갖는 플라스틱 관과, 단열커버가 피복된 관 중 어느 하나로 구성되는 내압전달관과,

상기 작동실에 구성되며, 상기 밸브시트를 개폐하는 밸브디스크와, 상기 밸브디스크의 중앙에 마련되는 밸브축과, 상기 밸브축을 수용하여 배치되는 적어도 하나의 압축스프링으로 구성되는 개폐부와;

상기 체결나사부에 체결되어 상기 압축스프링의 압축을 조절하는 압축조절부재와; 상기 밸브축에 수용되어 상기 압축스프링의 단부와 밀착되게 배치되는 와셔로 구성되는 압축조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 안전밸브.
제 1항 및 제 2항에 있어서,

상기 원통부의 상부 외주면 소정 위치에는, 상기 압축조절부재의 압축 깊이에 따라 적어도 3개의 눈금으로 압축압력을 구분하여 나타내는 압력눈금부를 더 포함하여 형성하는 것을 특징으로 하는 압력 안전밸브.
제 1항 및 제 2항에 있어서,

상기 결합부는, 숫나사식 결합부와, 암나사식 결합부와, 플랜지식 결합부와, 용접 단부를 갖는 용접식 결합부 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 압력 안전밸 브.
제 1항 및 제 2항에 있어서,

상기 밸브디스크에는, 상부에 상기 압축스프링의 단부를 수용 안착하는 안착홈을 형성하고, 상기 밸브디스크의 중심이탈 방지와 상기 작동실의 내주면을 따라 승강을 안내하는 안내면을 갖는 승강가이드부를 더 포함하여 형성하는 것을 특징으로 하는 압력 안전밸브.
제 1항 및 제 2항에 있어서,

상기 압축스프링은, 상기 밸브축을 수용하여 배치되는 하나의 압축스프링과, 상기 밸브축을 수용하여 동심을 이루며 배치되는 복수의 압축스프링 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 압력 안전밸브.
제 1항 및 제 2항에 있어서,

상기 압축조절부재는, 삽입된 상기 밸브축의 승강을 안내하는 소정 깊이의 가이드홀을 형성하는 압축나사부와, 상기 압축나사부의 상부와 일체하며 외측 중앙에는 공구접속부를 형성하고 내측에는 체결공간을 형성하며, 상기 원통부의 상단부를 수용하는 캡부로 구성되는 압축조절부재와,

삽입된 상기 밸브축의 승강을 안내하는 소정 깊이의 가이드홀을 형성하는 압축나사부와, 상기 압축나사부의 상부 중앙에 형성되는 공구접속부와, 상기 압축나 사부의 상부면 일측을 절취하여 형성하는 고정홈과, 상기 고정홈에 형성되는 나사홈으로 구성되는 압축조절부재 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 압력 안전밸브.
제 7항에 있어서,

상기 원통부의 상단부를 수용하는 캡부의 저면은, 압축 깊이에 따라 상기 압력눈금부를 가르키도록 구성되고, 상기 압축조절부재의 압축 세팅 후 압축 변동을 방지하기 위한 고정 수단으로서, 상기 캡부의 일측에는 고정 나사공과 고정부재를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 압력 안전밸브.
제 7항에 있어서,

상기 고정홈에는, 상기 고정홈에 삽입되어 고정나사로 고정되며, 상기 압축부재의 압축깊이에 따라 상기 압력눈금부를 가르키는 눈금지시부재를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 압력 안전밸브.
제 1항 및 제 2항에 있어서,

상기 와셔에는, 상기 압축스프링의 단부를 수용 안착하여 중심이탈을 방지하며, 상기 작동실의 내주면을 따라 승강을 안내하는 안내면을 갖는 안착돌기를 더 포함하여 형성하는 것을 특징으로 하는 압력 안전밸브.