KR20110076081A - 차단밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 차단밸브는 유입구와 토출구를 포함하는 하부몸체와, 하부몸체의 상부에 연결되는 상부몸체를 포함하는 차단밸브로서, 유입구와 토출구의 사이에서 회전 작동되어 개폐되는 원판의 웨이퍼와, 웨이퍼의 상단에 연결 설치되어 상부몸체의 내부에 위치되는 수직한 웜기어와, 상부몸체에 회전 가능하도록 고정 설치되어 웜기어에 회전력을 전달하는 피니언기어와, 피니언기어에 치합되어 수평 이동되는 랙기어와, 랙기어의 수평 이동을 돕는 공압실린더를 포함하여, 부피가 작고 가벼운 버퍼플라이 타입의 차단밸브를 설치함으로써, 설치 및 유지보수가 용이하고, 대구경의 배관에도 적용이 가능한 효과를 가진다.

차단밸브, 웨이퍼

Description

차단밸브{CLOSING VALVE}

본 발명은 차단밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박의 연료탱크와 연료탱크 또는 각 기기로 연료를 공급하는 배관에 설치되어 화재시 긴급 차단할 수 있는 차단밸브에 관한 것이다.

일반적으로 선박에는 유체를 이동시키기 위한 각종 배관들이 설치되며, 이들 배관들 중 연료탱크와 연료탱크를 연결하거나 각 기기로 연료를 공급하기 위한 배관에는 화재시 긴급 차단할 수 있는 퀵 클로징 밸브(quick closing valve)를 설치하여야 하며, 이런 밸브류로는 선박의 기관실 화재시에 기관실 외부에서 압축공기 등으로 신속하게 작동되어 흐름을 차단할 수 있어야 한다.

도 1에서는 종래에 선박의 배관에 설치되는 차단밸브의 단면도이다.

도시된 차단밸브(1)는 일반적으로 스톱밸브라고 말하는 소형의 글로브형으로서, 유량제어의 목적으로 가장 많이 채택되고 있는 밸브 형식이다. 그 이유는, 유체의 운전 조건에 맞도록 내부형상을 설계할 수 있는 구조이고, 다른 밸브와 비교 시 상당히 높은 유체흐름 저항을 갖고 있기 때문에 유량제어에서의 문제인 저유량 제어시 또는 저개도 운전시의 진동이나 소음문제에 대하여 능동적으로 대체할 수 있기 때문이다.

도시된 바에 따르면, 유체가 유입되는 유입구(10)와, 유입된 유체가 토출되는 토출구(20)와, 유입구(10)와 토출구(20)의 사이에서 유체의 흐름을 막는 디스크(30)와, 디스크(30)와 함께 유체의 흐름을 막고 밀폐하는 역할을 하는 시트(40)와, 압축공기에 의하여 작동하여 디스크(30)를 닫아주는 실린더(50)와, 실린더(50)의 작동시 디스크(30)를 밀어주는 스프링(60)과, 밸브의 사용 후 원위치시키는 레버(70)와, 디스크(30)를 수동으로 닫을 경우 사용되는 핸들(80)로 구성된다.

그러나, 종래의 글로브형 차단밸브는 크기가 크고 무거워 통상적으로 설치되는 선박의 기관실 하부의 좁은 공간에서는 설치 및 유비보수가 매우 어려웠다. 또한, 글로브형 차단밸브의 구조적 특성상 300A 이상의 대구경의 생산이 어려워 대형 선박에 채택하기에는 불가능한 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 부피가 작고 가벼운 버퍼플라이 타입의 차단밸브를 설치함으로써, 설치 및 유지보수가 용이하고, 대구경의 배관에도 적용이 가능한 차단밸브를 제공하는 것이 다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 유입구와 토출구를 포함하는 하부몸체와, 하부몸체의 상부에 연결되는 상부몸체를 포함하는 차단밸브로서, 유입구와 토출구의 사이에서 회전 작동되어 개폐되는 원판의 웨이퍼와, 웨이퍼의 상단에 연결 설치되어 상부몸체의 내부에 위치되는 수직한 웜기어와, 상부몸체에 회전 가능하도록 고정 설치되어 웜기어에 회전력을 전달하는 피니언어와, 피니언기어에 치합되어 수평 이동되는 랙기어와, 랙기어의 수평 이동을 돕는 공압실린더를 포함하는 차단밸브를 제공한다.

그리고 웜기어와 축으로 연결된 상기 웨이퍼는 상기 웜기어의 회전에 의하여 90°회전되어 개폐될 수 있다.

그리고 웨이퍼의 크기는 유입구와 토출구의 내경과 같은 크기로 형성될 수 있다.

본 발명의 차단밸브에 의하면, 부피가 작고 가벼운 버퍼플라이 타입의 차단밸브를 설치함으로써, 설치 및 유지보수가 용이하고, 대구경의 배관에도 적용이 가능한 효과를 가진다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 하지만, 이는 예시에 불과한 것이며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차단밸브의 정단면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차단밸브의 측단면도이다.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 실시형태에서의 차단밸브(100)는, 배관과 배관의 사이에 설치되어 화재와 같은 긴급 상황시 흐름을 차단하게 되는 것으로서, 중공의 내부를 갖는 원통형의 하부몸체(110)와, 하부몸체(110)의 상측에 연결 설치되는 상부몸체(120)를 포함할 수 있다.

여기서 하부몸체(110)에는 측방으로 개구되어 유체의 유입이 이루어지는 유입구(112)가 형성되고, 이 유입구(112)와 마주하는 반대측에서 유입된 유체를 토출하게 되는 토출구(114)를 포함할 수 있다. 유입구(112)와 토출구(114)의 직경 크기는 같을 수 있다.

그리고 유입구(112)와 토출구(114)의 사이에 위치하여 회전 작동으로 유체의 흐름을 차단하게 되는 웨이퍼(130)가 설치될 수 있다.

웨이퍼(130)는 일정 두께를 가지는 원판 형상으로 유입구(112)와 토출구(114) 사이의 내경과 같은 크기로 형성되어 유체의 흐름을 완전히 차단할 수 있으며, 경우에 따라서 웨이퍼(130)의 외주연에 고무패킹과 같은 씰링부재가 설치되어 유체의 흐름을 효과적으로 차단할 수 있다.

원판면이 유입구(112)와 토출구(114)를 향하게 되면 유체의 흐름을 차단하게 되고, 여기서 대략 90°정도 회전되어 원판면이 유체의 흐름 방향과 직각 방향이 되면 유체의 흐름이 원활히 이루어질 수 있다.

이러한 웨이퍼(130)의 상단에 축을 통하여 환봉 형태의 웜기어(140)가 수직하게 연결되어 상부몸체(120)내에 위치하게 된다.

그리고 이 웜기어(140)에 회전력을 전달하기 위하여 상부몸체(120)에 회전 가능하도록 피니언기어(160)가 회전 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 피니언기어(160)에 치합되어 수평 이동되는 랙기어(150)가 상부몸체(120)의 내부에 수평하게 설치되고, 랙기어(150)의 단부측에 공압실린더(170)가 설치되어 랙기어(150)의 수평 이동이 가능하도록 할 수 있다.

공압실린더(170)는 미도시된 제어부의 신호에 의하여 작동되며, 더 나아가 화재시의 감지 신호에 따라 압축 공기가 공급되어 작동될 수 있다.

이와 같은 구조로 이루어진 차단밸브는 다음과 같이 이루어진다.

다시 도 2를 참고하여 설명하면, 하부몸체(110)의 유입구(112)와 토출구(114)의 사이에서 웨이퍼(130)가 유체의 흐름 방향과 직각 방향으로 회전되어 유체의 흐름이 원활이 이루어지게 될 수 있다.

반면에, 화재와 같은 긴급 상황으로 연료탱크의 차단이 필요하게 되면, 신속하게 제어부에 신호를 보내고 제어부에서는 공압실린더(170)에 구동 신호와 같이 전원을 인가하게 된다.

전원이 인가된 공압실린더(170)는 전진 작동으로 랙기어(150)를 수평으로 전진 이동시키게 되고, 전진 이동되는 랙기어(150)는 치합된 피니언기어(160)를 회전 시키게 된다.

이어서 피니언기어(160)의 회전에 따라 치합된 웜기어(140)는 회전을 하게 되며, 웜기어(140)의 하단에 일체로 설치된 웨이퍼(130)는 대략 90°정도 회전되어 원판면이 유체의 흐름 방향을 차단하게 될 수 있다.

그리고 다시 유체의 흐름이 요구될 때에는 상술한 바와 반대로 전진되어 있는 랙기어(150)의 후진으로 웨이퍼(130)가 원위치로 회전하여 유체의 흐름이 가능하게 할 수 있다.

그러므로 상술한 바에 따르면, 연료탱크와 연료탱크를 연결하거나 각 기기로 연료를 공급하기 위한 배관에는 화재시 긴급 차단할 수 있는 퀵 클로징 밸브(quick closing valve)를 버퍼플라이 타입의 차단밸브(100)를 사용함으로써, 부피가 작고 가벼운 버퍼플라이 타입의 차단밸브를 설치함으로써, 설치 및 유지보수가 용이하고, 대구경의 배관에도 적용이 가능할 수 있다.

특히, 본 발명의 차단밸브(100)는 밸브구경 대비 밸브 노즐면간의 길이가 매우 짧은 콤팩트화된 밸브로써, 밸브 구조상의 여러 가지 독특한 장점이 있다. 그 예로써 밸브의 구경 대비 밸브 무게가 거의 같은 역할을 수행하는 게이트밸브에 비하여 60~70% 정도이고, 볼밸브나 플로그 밸브에 비해서도 20%이상 가볍다. 또 밸브의 무게중심이 볼 밸브와 같이 배관 중심선과 거의 일치함으로 배관계의 구조를 보다 건전하게 할 수 있으며, 물론 밸브의 구성부품수도 적기 때문에 제작도 용이하고, 밸브 구경 대비 가격도 저렴한 편이다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 차단밸브의 구체적인 실시 형태로서 설명하였 으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 용이하게 변경할 수 있으며, 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.

도 1은 종래에 선박의 배관에 설치되는 차단밸브의 단면도이고,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차단밸브의 정단면도이고,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차단밸브의 측단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 차단밸브 110 : 하부몸체

112 : 유입구 114 : 토출구

120 : 상부몸체 130 : 웨이퍼

140 : 웜기어 150 : 랙기어

160 : 피니언기어 170 : 공압실린더

Claims (4)

1. 유입구와 토출구를 포함하는 하부몸체와, 상기 하부몸체의 상부에 연결되는 상부몸체를 포함하는 차단밸브로서,

   상기 유입구와 상기 토출구의 사이에서 회전 작동되어 개폐되는 원판의 웨이퍼와,

   상기 웨이퍼의 상단에 연결 설치되어 상기 상부몸체의 내부에 위치되는 수직한 웜기어와,

   상기 상부몸체에 회전 가능하도록 고정 설치되어 상기 웜기어에 회전력을 전달하는 피니언기어와,

   상기 피니언기어에 치합되어 수평 이동되는 랙기어와,

   상기 랙기어의 수평 이동을 돕는 공압실린더

   을 포함하는 차단밸브.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 웜기어와 축으로 연결된 상기 웨이퍼는 상기 웜기어의 회전에 의하여 90°회전되어 개폐되는 차단밸브.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 웨이퍼의 크기는, 상기 유입구와 상기 토출구 사이의 내경과 같은 크기로 형성되는 차단밸브.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 웨이퍼의 외주연에 실링부재가 마련된 차단밸브.

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