KR20110099433A

KR20110099433A - 디스크식 제수 밸브

Info

Publication number: KR20110099433A
Application number: KR1020100018436A
Authority: KR
Inventors: 원희주; 남은빈; 신영규
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2010-03-02
Filing date: 2010-03-02
Publication date: 2011-09-08

Abstract

본 발명은 해수를 이용한 소화전용의 제수 밸브에 있어 차단 디스크의 형상을 개선함으로써, 밸브에서 누수 현상을 줄이고 소화기능을 수행하는 시스템의 안정적인 운용을 구현할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유입구(10a)와 배출구(10b) 사이에서 아래로부터 위를 향한 유체의 유동경로를 형성하는 밸브 몸체(10), 상기 밸브 몸체(10)에 결합되어 유체의 유동경로를 기밀하게 마감하는 밸브 뚜껑(12), 상기 밸브 뚜껑(12)에 나사 결합되어 회전방식으로 승/하강되는 밸브 스템(14), 상기 밸브 스템(14)의 상단부에 결합되어 상기 밸브 스템(14)을 회전시키는 밸브 핸들(16) 및, 상기 밸브 스템(14)의 하단부에 결합되고 상기 밸브 몸체(10)에 형성되는 밸브 시트(18)에 안착되어 유체의 유동경로에 대한 개폐작용을 수행하는 디스크(20)를 구비하고, 상기 디스크(20)는 원추형상으로 외주면의 전 둘레에 걸쳐 제1경사면(20a)을 형성하고, 상기 제1경사면(20a)은 상기 밸브 시트(18)의 구멍 내부에 삽입 가능하게 구성된다.

Description

디스크식 제수 밸브{Disc type sluice valve}

본 발명은 해양 공사 및 선박에 있어 해수를 이용하여 소화를 하는 소화전용 글로브 디스크식 제수밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차단 디스크 형상을 쐐기 형태로 변경함으로써 배관 내의 압력을 보다 안정적으로 유지하고 원활하게 소화수를 공급할 수 있도록 하는 소화전용의 글로브 디스크식 제수 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 해양 공사 및 선박 등의 설비에 적용되는 소화용 배관은 하나의 큰 고리 형태의 주 배관을 가지고 있으며, 이 고리 관에서부터 각 구역까지 배관이 뻗어져 나간다. 이 고리 형태의 관은 항상 가압된 상태를 유지하여 언제든지 즉각 사용될 수 있어야 한다. 이를 위해 4대의 주요 펌프와 1대의 적은 용량의 쟈키펌프(jockey pump), 그리고 1대의 수압탱크는 고리 관을 항상 가압상태로 유지하여 준다.

이 경우 쟈키펌프(jockey pump)와 수압탱크는 주요 펌프의 잦은 작동을 막기 위해 구비되는 데, 쟈키펌프(jockey pump)는 수압탱크내의 압력이 지정된 값보다 떨어지면 자동적으로 운전하여 고리 관의 가압상태를 적정수준으로 유지할 수 있도록 한다. 만약, 쟈키펌프(jockey pump)가 운전 하더라도 고리 관의 압력이 계속 떨어지게 되면, 주 펌프가 작동하게 된다. 펌프를 작동하는 지정 압력 값은 조정 가능하다.

그리고, 고리 관은 차단 밸브에 의해 구역이 구분된다. 차단 밸브는 한 구역에서 누수가 있을 경우에 전체 배관의 압력이 함께 떨어지는 경우를 막아 항상 시스템의 사용이 가능하도록 해 준다. 이를 위해 차단 밸브는 항상 열려 있어야 하며, 수동으로 개폐 조작이 가능하다.

또한, 고리 관에서부터 전 구역으로 소화수를 공급할 수 있는 배관이 퍼져 배치된다. 이 배관의 끝에는 제수밸브와 호스 보관함이 설치되고, 개수와 배치는 한 구역에 적어도 2개의 분사가 이루어 질 수 있도록 결정 되어야 한다. 그 중 하나는 15m가 넘지 않는 하나의 호스로부터 나오는 분사여야 하고, 이 2개의 분사는 서로 다른 구역의 고리 관에서 나와야 한다. 제수밸브의 입구 측 압력은 밸브 설치 위치마다 다르며, 해양 세미리그(semi-rig)인 경우 높이가 낮은 폰툰(pontoon)에서 약 13BARG로 가장 높다. 제수밸브 출구 측 압력은 NFPA 14 (National Fire Protection Association 14)에서 7BARG로 맞출 것을 권고하고 있기 때문에 제수밸브 입구에 오리피스(orifice)를 설치하여 압력을 조정한다. 밸브 설치는 배관 끝이기 때문에 누수 없이 배관 내의 압력을 잡고 있어야만 한다.

한편, 해양 공사 및 선박의 제수 밸브로는 JIS(Japanese Industrial Standard) CODE (JIS F7334)상에 규정되어 있는 호스 밸브를 사용한다. JIS(Japanese Industrial Standard) CODE 에 규정되어 있는 호스 밸브의 전체 형상은 일반 글로브 밸브와 유사하다.

도 1은 종래 제수 밸브의 단면을 도시하고, 도 2는 도 1의 도시에 있어 밸브 시트와 디스크 사이의 기밀부위만을 확대하여 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 종래 제수 밸브는 양측 선단부에 유입구(50a)와 배출구(50b)를 각각 형성하고, 내부에 상기 유입구(50a)와 상기 배출구(50b) 사이를 아래로부터 위를 향해 교통하도록 설정되는 유체의 유동경로를 형성하는 밸브 몸체(50)와, 상기 밸브 몸체(50)에 결합되어 내부에 형성되는 유체의 유동경로를 기밀하게 밀폐시키는 밸브 뚜껑(52), 상기 밸브 뚜껑(52)에 나사 결합되어 승/하강하는 밸브 스템(54), 상기 밸브 스템(54)의 상단부에 결합되어 수동조작에 따른 외력에 의해 상기 밸브 스템(54)을 회전시킴으로써 상기 밸브 몸체(50)와 상기 밸브 뚜껑(52) 사이의 내부 공간으로 형성된 유체의 유동통로를 개폐시키는 밸브 핸들(56), 상기 밸브 몸체(50)와 상기 밸브 뚜껑(52) 사이의 내부 공간에서 아래로부터 위를 향하는 유체의 유동통로의 형성을 위해 관통된 구멍을 갖추도록 형성되는 밸브 시트(58) 및, 상기 밸브 스템(54)의 하단부에 결합되어 상기 밸브 스템(54)의 하강시 상기 밸브 시트(58)에 안착되어 유체의 유동경로를 차단하고 상기 밸브 스템(54)의 상승시 상기 밸브 시트(58)로부터 이격되어 유체의 유동경로를 개방하는 디스크(60)를 포함한다.

따라서, 종래 제수 밸브는 밸브 스템(54)이 차단용 디스크(60)를 잡고 있어 작동기인 밸브 핸들(56)을 회전시키면서 디스크(60)를 열고 닫게 된다. 이때, 상기 디스크(60)는 하부에 평평한 면(60a)을 가지고 있으며, 상기 밸브 시트(58)는 평평한 면(60a)에 대향하도록 상부로 돌출된 돌기(58a)를 형성하고 있어 턱이 진 형태를 이루게 된다. 이에 따라 상기 밸브 시트(58)의 돌기(58a)와 상기 디스크(60)의 평평한 면(60a)은 선 접촉을 하여 내부 유체의 유동을 제한할 수 있게 된다.

그런데, 상기와 같은 구조의 종래 제수 밸브는 다음과 같은 문제점을 가지고 있음을 실적호선에서 경험하였다.

첫째, 상기 디스크(60)가 밸브 시트(58)에 대해 안정적으로 안착되지 않는다. 호스밸브 형상적 특성상 유체가 아래에서 위로 압력을 가지고 올라오면서 유체에 대항하며 디스크(60)를 닫을 경우 디스크(60)의 평평한 면(60a)이 유체에 닿는 면적이 넓기 때문에 유체로부터 받는 힘이 크게 된다. JIS(Japanese Industrial Standard) CODE는 유체의 압력에 대항하며 디스크(60)가 밸브 시트(58)에 안착하는데 안정되지 못하게 된다.

둘째, JIS(Japanese Industrial Standard) CODE의 호스밸브는 내부 이물질에 의한 흠집에 약하다. 밸브 시트(58)의 면이 돌기(58a)에 의해 단차진 형태로 돌출되어 있기 때문에 이 부분에서 이물질에 의한 흠집이 나게 되면 바로 누수 현상으로 이어진다. 또한 밸브 시트(58)와 디스크(60) 사이의 접촉면이 윗면에서 이루어지기 때문에 이물질이 밸브 시트(58)의 표면에 함께 안착되기 쉽다.

셋째, 잦은 제수밸브의 누수는 쟈키펌프(jockey pump)의 불필요한 작동을 야기시킨다. 밸브 누수로 인하여 고리 관의 압력은 떨어지게 되고, 그로 인해 쟈키펌프(jockey pump)가 계속 작동을 하게 된다. 차단 밸브를 잠그고 고리 관의 압력이 떨어지는 것을 막는다고 하더라도 누수되는 밸브와 연결되는 한 구획에 위치한 밸브들은 모두 사용이 불가능하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 해수를 이용한 소화전용의 제수 밸브에 있어 차단 디스크의 형상을 개선함으로써, 밸브에서 누수 현상을 줄이고 소화기능을 수행하는 시스템의 안정적인 운용을 구현할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 해양 공사 및 선박에 일반적으로 사용되는 JIS(Japanese Industrial Standard) 규격의 소화전용 제수밸브의 평평한 형태의 디스크를 쐐기 형상으로 변형하여 적용함으로써 제수밸브 전단까지 소화수와 압력이 채워져 있는 소화 배관 설계에 있어 탁월한 안정성을 구현하고, 기존 제수 밸브에서 수반되는 누수문제를 개선함으로써 설비 수리 및 보전 시간 단축과 조작 편의성을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유입구와 배출구 사이에서 아래로부터 위를 향한 유체의 유동경로를 형성하는 밸브 몸체, 상기 밸브 몸체에 결합되어 유체의 유동경로를 기밀하게 마감하는 밸브 뚜껑, 상기 밸브 뚜껑에 나사 결합되어 회전방식으로 승/하강되는 밸브 스템, 상기 밸브 스템의 상단부에 결합되어 상기 밸브 스템을 회전시키는 밸브 핸들 및, 상기 밸브 스템의 하단부에 결합되고 상기 밸브 몸체에 형성되는 밸브 시트에 안착되어 유체의 유동경로에 대한 개폐작용을 수행하는 디스크를 구비하고, 상기 디스크는 원추형상으로 외주면의 전 둘레에 걸쳐 제1경사면을 형성하고, 상기 제1경사면은 상기 밸브 시트의 구멍 내부에 삽입 가능하게 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 밸브 시트는 상기 제1경사면을 가이드 하는 제2경사면을 내주면 전 둘레에 걸쳐 형성하고, 상기 제2경사면과 상기 제1경사면의 경사방향은 상기 밸브 스템의 승/하강 방향을 기준으로 상호 일치하도록 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 밸브 시트는 상기 디스크의 이동방향을 향한 일측면에 평평한 형태의 유동 안내면을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 선박의 장치에 의하면, 해양 공사 및 선박에 일반적으로 사용되는 JIS(Japanese Industrial Standard) 규격의 소화전용 제수밸브의 평평한 차단디스크 형상을 쐐기 형상으로 변형하여 적용함으로써 제수밸브 전단까지 소화수와 압력이 채워져 있는 소화 배관 설계에서 탁월한 안정성을 구현할 수 있게 된다. 또한, 기존 제수 밸브에서 수반되는 누수문제를 개선하여 설비 수리 및 보전 시간 단축과 조작 편의성을 제공할 수 있게 된다.

도 1은 종래 제수 밸브의 단면을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 도시에 있어 밸브 시트와 디스크 사이의 기밀부위만을 확대하여 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 제수 밸브의 단면을 도시한 도면.
도 4는 도 3의 도시에 있어 밸브 시트와 디스크 사이의 기밀부위만을 확대하여 도시한 도면.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제수 밸브는 밸브 몸체(10)와 밸브 뚜껑(12), 밸브 스템(14), 밸브 핸들(16), 밸브 시트(18), 디스크(20) 등을 포함하여 구성된다. 상기 밸브 몸체(10)는 양측 선단부에 유입구(10a)와 배출구(10b)를 각각 형성하고, 내부에 상기 유입구(10a)와 상기 배출구(10b) 사이를 아래로부터 위를 향해 교통하도록 설정되는 유체의 유동경로를 형성한다.

상기 밸브 뚜껑(12)은 상기 밸브 몸체(10)에 결합되어 내부에 형성되는 유체의 유동경로를 기밀하게 밀폐시킨다. 상기 밸브 스템(14)은 상기 밸브 뚜껑(12)에 대해 나사 결합되어 회전방식에 의해 유체의 유동경로 내부에서 승/하강하게 된다. 상기 밸브 핸들(16)은 상기 밸브 스템(14)의 상단부에 결합되어 수동조작에 따른 외력에 의해 상기 밸브 스템(14)을 회전시킴으로써 상기 밸브 몸체(10)와 상기 밸브 뚜껑(12) 사이의 내부 공간으로 형성된 유체의 유동통로를 개폐시키는 역할을 수행한다.

상기 밸브 시트(18)는 상기 밸브 몸체(10)와 상기 밸브 뚜껑(12) 사이의 내부 공간에서 아래로부터 위를 향하는 유체의 유동통로의 형성을 위해 관통된 구멍을 갖추도록 형성된다. 상기 디스크(20)는 상기 밸브 스템(14)의 하단부에 결합되어 상기 밸브 스템(14)의 하강시 상기 밸브 시트(18)에 안착되어 유체의 유동경로를 차단하고, 상기 밸브 스템(14)의 상승시 상기 밸브 시트(18)로부터 이격되어 유체의 유동경로를 개방한다. 상기 밸브 스템(14)은 상기 밸브 뚜껑(12)의 내부에서 패킹(22)과 패킹 글랜드(24)를 매개로 기밀하게 설치된다.

여기서, 상기 디스크(20)는 원추형상의 제1경사면(20a)을 외주면의 전 둘레에 형성하여 상기 제1경사면(20a)을 상기 밸브 시트(18)의 구멍 내부에 삽입 가능하게 한다. 이에 따라 상기 밸브 몸체(10)의 내부 유동경로상에서 유체에 대항하는 상기 디스크(20)의 면적이 줄어들고, 이로 인해 유체로부터 받는 힘이 줄어들어 상기 디스크(20)의 개폐가 보다 수월하게 이루어진다. 즉, 상기 디스크(20)는 종단부의 단면적이 기존 대비 작게 설정될 수 있어 밸브의 닫힘시 유체의 유동장 내에서 유체로부터 받는 힘이 줄어들게 되므로 상기 디스크(20)의 개폐는 보다 용이하게 이루어진다. 또한, 상기 디스크(20)는 종단부의 형상이 납작한 형태로서 원추대 형상으로 이루어져도 무방하다.

그리고, 상기 밸브 시트(18)는 상기 디스크(20)의 제1경사면(20a)을 가이드 하는 제2경사면(18a)을 구멍의 내주면 전 둘레에 걸쳐 형성한다. 이때, 상기 제1경사면(20a)과 상기 제2경사면(18a)의 경사방향은 상기 밸브 스템(14)의 승/하강 방향을 기준으로 각각 동일한 방향으로 상호 일치하면서 예각을 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라 밸브의 닫힘시 상기 밸브 시트(18)와 상기 디스크(20) 사이의 접촉면적은 커지게 되고, 이를 통해 밸브의 차단성능은 더욱 안정적으로 유지될 수 있게 된다.

또한, 상기 밸브 시트(18)는 상기 디스크(20)의 개폐를 위한 이동방향을 향해 일측면에 평평한 형태의 유동 안내면(18b)을 형성하고 있어, 상기 유동 안내면(18b)은 유동하는 유체중에 이물질이 포함되더라도 유체의 이동과 함께 이물질이 밸브 시트(18)의 표면에 접착될 가능성을 줄어들게 한다.

따라서, 본 발명에 따른 소화전용의 글로브 디스크식 제수 밸브는 기존 평평한 면을 가지는 디스크를 쐐기 형태의 제1경사면(20a)을 갖는 디스크(20)의 형태로 개선함으로써 다음과 같은 우수성을 가지게 된다.

첫째, 상기 디스크(20)는 밸브 시트(18)의 시트면에 대해 보다 안정적으로 안착된다. 상기 디스크(20)를 쐐기 형태의 제1경사면(20a)을 갖도록 제작함으로써 상기 디스크(20)는 밸브 시트(18)의 구멍에 대해 안착되는 것이 아니라 구멍의 내부에 삽입되는 형태로 결합되므로 안착의 안정성이 향상된다. 이때 밸브 시트(18)는 제2경사면(18a)을 형성하고 있어 삽입되는 디스크(20)의 제1경사면(20a)에 대해 일종의 가이드 역할을 하게 되므로 디스크(20)의 안착 안정성을 높이게 된다. 또한, 유체에 대항하는 디스크(20)의 면적도 종래의 JIS(Japanese Industrial Standard) CODE 호스밸브 보다 작게 설정할 수 있으므로, 유체의 유동경로중에서 유체로부터 받는 힘이 줄어들어 디스크(20)의 개폐가 보다 수월해진다. 특히 이는 화기에 녹아버리는 재질을 사용할 수 없어 탄성체를 밸브 시트(18)에 설치할 수 없는 해양 및 선박 공사에 더욱 효과적으로 작용하는 요인이 될 수 있다.

둘째, 유체에 포함된 이물질에 의한 흠집에 대해 보다 강력한 내구성능을 갖게 된다. 즉, 상기 밸브 시트(18)와 상기 디스크(20) 사이의 접촉면이 기존 대비 윗면에서 옆면으로 변경되면서 내부 유체내에 밸브의 훼손을 야기할만한 이물질이 포함되어 있다 하더라도 유체의 이동과 함께 밸브 시트(18)의 표면에 접착될 가능성은 줄어들게 된다. 또한 밸브 시트(18)와 디스크(20) 사이의 접촉면적이 기존 대비 확장되면서 밸브의 차단성능도 더 안정적으로 변화된다.

셋째, 밸브에 있어 개폐 성능에 대한 안정성은 곧 시스템의 안정으로 귀결되는 데, 상기와 같은 디스크(20)의 형상 변경을 통한 밸브의 누수문제를 줄어들게 함으로써 밸브의 유지에 소요되는 비용과 시간을 절감할 수 있게 되고, 특히 시스템의 안정화를 통해 갑작스럽게 일어나는 화재 상황에 대해 긴급히 대처가 가능하게 된다.

이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10-밸브 몸체, 10a-유입구, 10b-배출구, 12-밸브 뚜껑,
14-밸브 스템, 16-밸브 핸들, 18-밸브 시트, 18a-제2경사면,
18b-유동 안내면, 20-디스크, 20a-제1경사면

Claims

유입구(10a)와 배출구(10b) 사이에서 아래로부터 위를 향한 유체의 유동경로를 형성하는 밸브 몸체(10), 상기 밸브 몸체(10)에 결합되어 유체의 유동경로를 기밀하게 마감하는 밸브 뚜껑(12), 상기 밸브 뚜껑(12)에 나사 결합되어 회전방식으로 승/하강되는 밸브 스템(14), 상기 밸브 스템(14)의 상단부에 결합되어 상기 밸브 스템(14)을 회전시키는 밸브 핸들(16) 및, 상기 밸브 스템(14)의 하단부에 결합되고 상기 밸브 몸체(10)에 형성되는 밸브 시트(18)에 안착되어 유체의 유동경로에 대한 개폐작용을 수행하는 디스크(20)를 구비하고, 상기 디스크(20)는 원추형상으로 외주면의 전 둘레에 걸쳐 제1경사면(20a)을 형성하고, 상기 제1경사면(20a)은 상기 밸브 시트(18)의 구멍 내부에 삽입 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 디스크식 제수 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 밸브 시트(18)는 상기 제1경사면(20a)을 가이드 하는 제2경사면(18a)을 내주면 전 둘레에 걸쳐 형성하고, 상기 제2경사면(18a)과 상기 제1경사면(20a)의 경사방향은 상기 밸브 스템(14)의 승/하강 방향을 기준으로 상호 일치하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 디스크식 제수 밸브.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 밸브 시트(18)는 상기 디스크(20)의 이동방향을 향한 일측면에 평평한 형태의 유동 안내면(18b)을 형성하는 것을 특징으로 하는 디스크식 제수 밸브.