KR20140037404A - 안전밸브 및 그 안전밸브의 폭발방지 방법 - Google Patents

안전밸브 및 그 안전밸브의 폭발방지 방법 Download PDF

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KR20140037404A
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송재우
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정용진
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대우조선해양 주식회사
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Abstract

안전밸브를 개시한다.
안전밸브는 압축탱크에 설치되어 상기 압축탱크 안의 유체의 압력이 세팅 압력이상으로 상승할 때 상기 압축탱크 안의 유체를 배출하여 상기 압축탱크의 폭발을 방지하는 것으로서, 상기 압축탱크의 입구 측에 설치되며, 유체가 유입되는 인입 구와 유체가 유출되는 인출 구를 구비하는 안전밸브 하우징; 상기 안전밸브 하우징 내부에 설치되어 상기 인입 구를 폐쇄하고 있다가 상기 압축탱크 안의 유체의 압력이 세팅 압력이상으로 상승할 때 작동하여 상기 인출 구를개방하고, 상기 인출 구를 통해서 상기 압축탱크 안의 유체를 배출하는 제 1 작동유닛; 및 상기 인입 구와 상기 인출 구를 연결하는 우회 유체 배출라인 중간에 설치되어, 상기 안전밸브 하우징 외부 온도가 세팅 온도이상으로 상승할 때 작동하여 상기 우회 유체 배출라인을 통해서 상기 압축탱크 안의 유체를 배출하는 제 2 작동유닛;을 포함한다.

Description

안전밸브 및 그 안전밸브의 폭발방지 방법{SAFETY VALVE AND EXPLOSION PREVENTION METHOD THEREOF}
본 발명은 안전밸브 및 그 안전밸브의 폭발방지 방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 안전밸브가 장착된 장비(예를 들어, 압력탱크 등)의 내부 유체 압력이 높아지는 경우는 물론, 장비 외부에서의 화재로 인하여 장비 주변의 온도가 세팅 값 이상으로 도달하는 경우에도 작동하도록 구성하여, 화재로 인한 폭발을 방지하고, 안전밸브의 오작동을 방지할 수 있는 안전밸브 및 그 안전밸브의 폭발방지 방법에 관한 것이다.
일반적으로 안전밸브는 탱크 또는 파이프 라인 내부의 압력이 상승하였을 때, 미리 지정된 세팅 압력에서 열리게 되어 탱크나 파이프 라인의 내부에 있는 스팀 또는 가스를 외부로 배출시켜 고압에 의한 탱크 또는 파이프 라인의 손상이나 폭발을 방지하는 작용을 한다.
안전밸브의 종류는 구조상 추식, 스프링식, 지렛대식으로 구분되고, 스프링식은 전량식, 전양정식, 고양정식, 저양정식으로 구분된다.
안전밸브의 작동원리를 살펴보면, 보일러, 가열기, 압력용기, 가스용기, 배관 등에 이상압력 발생하는 경우, 안전밸브 본체내의 입구 측 압력이 증가하며, 안전밸브 본체내의 압력증가로 스프링이 상승하면, 설정 압력 이상 시 안전밸브가 자동으로 열리며 유체가 배출된다. 유체가 배출되어 압력이 강하하면 자동으로 안전밸브 닫히도록 구성된다.
도 1a 및 1b는 종래 안전밸브의 개폐를 설명하는 도면이다.
종래 안전밸브(10)의 경우에는, 도 1a에 보인 바와 같이, 안전밸브(10)가 설치된 장비, 예를 들어 압력탱크(1)의 압력이 세팅압력 미만으로 유지되면, 스프링(11)의 탄성력에 의해서 개폐 로드(12)가 인인 구(10a)를 폐쇄하는 상태를 유지한다.
반면에, 도 1b에 보인 바와 같이, 압력탱크(1)의 압력이 세팅압력 이상으로 높아지면, 그 압력에 의해서 안전밸브(10)의 인입 구(10a)가 개방되고, 인출 구(10b)를 통해서 압력탱크(1) 안의 유체를 배출하여 압력탱크(1) 내부 압력을 낮추게 되는데, 압력탱크(1)가 설치된 공간의 화재시 화재로 인한 압력탱크(1) 내부의 압력이 높아지는 순간에만 안전밸브(10)가 작동하게 구성되므로, 그 전에 압력탱크(1)가 손상되거나, 화재로 인한 안전밸브(10) 손상시 압력탱크(10)가 폭발할 수 있는 우려가 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 안전밸브가 장착된 장비(예를 들어, 압력탱크 등)의 내부 유체 압력이 높아지는 경우(즉, 고압의 경우)는 물론, 장비 외부에서의 화재로 인하여 장비 주변의 온도가 세팅 값 이상으로 도달하는 경우(즉, 고온의 경우)에도 모두 작동하도록 구성하여, 화재로 인한 폭발을 효과적으로 방지하고, 안전밸브의 오작동을 방지할 수 있는 안전밸브 및 그 안전밸브의 폭발방지 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 안전밸브는 압축탱크에 설치되어 상기 압축탱크 안의 유체의 압력이 세팅 압력이상으로 상승할 때 상기 압축탱크 안의 유체를 배출하여 상기 압축탱크의 폭발을 방지하는 안전밸브에 있어서, 상기 압축탱크의 입구 측에 설치되며, 유체가 유입되는 인입 구와 유체가 유출되는 인출 구를 구비하는 안전밸브 하우징; 상기 안전밸브 하우징 내부에 설치되어 상기 인입 구를 폐쇄하고 있다가 상기 압축탱크 안의 유체의 압력이 세팅 압력이상으로 상승할 때 작동하여 상기 인출 구를개방하고, 상기 인출 구를 통해서 상기 압축탱크 안의 유체를 배출하는 제 1 작동유닛; 및 상기 인입 구와 상기 인출 구를 연결하는 우회 유체 배출라인 중간에 설치되어, 상기 안전밸브 하우징 외부 온도가 세팅 온도이상으로 상승할 때 작동하여 상기 우회 유체 배출라인을 통해서 상기 압축탱크 안의 유체를 배출하는 제 2 작동유닛;을 포함한다.
상기 제 1 작동유닛은, 상기 인입 구를 개폐시키도록 상기 안전밸브 하우징 내부에 설치되는 개폐 로드; 및 상기 개폐 로드가 상기 인입 구를 폐쇄하는 방향으로 힘을 받도록 상기 개폐 로드에 탄성력을 부여하는 스프링;을 포함하되, 상기 압축탱크 안의 유체 압력이 세팅 압력이상으로 상승할 때에 상기 개폐 로드는 상기 스프링의 탄성력을 극복하고 후퇴하여 상기 인입 구를 개방하여 상기 인출 구를 통해서 상기 압축탱크 안의 유체를 배출하도록 구성된다.
상기 제 2 작동유닛은, 상기 인입 구의 상기 우회 유체 배출라인과 연결되는 인입 로와, 상기 인출 구의 상기 우회 유체 배출라인과 연결되는 인출 로를 구비하는 퓨저블 밸브 하우징; 상기 인입 로를 개폐시키도록 상기 퓨저블 밸브 하우징 내부에 설치되는 밸브 피스톤; 상기 인입 로를 개방하는 방향으로 상기 밸브 피스톤에 탄성력을 제공하는 스프링; 상기 퓨저블 밸브 하우징에 결합하는 퓨저블 밸브 하우징; 및 상기 퓨저블 밸브 하우징 외부 온도가 세팅 온도이상으로 상승할 때에 그 열에 의해 용융되는 재질로서, 상기 스프링의 탄성력을 극복하고 상기 인입 로를 폐쇄하는 방향으로 상기 밸브 피스톤을 가압하도록 상기 퓨저블 하우징 안에 설치되는 퓨저블 엘리먼트;를 포함한다.
상기 퓨저블 엘리먼트는 볼을 포함하며, 상기 밸브 피스톤의 외주면에는 오링과 가이드 링이 설치된다.
한편, 본 발명의 안전밸브의 폭발방지 방법은 안전밸브 하우징의 인입 구와 퓨저블 밸브 하우징의 인입 로가 모두 폐쇄된 유지하는 단계; 상기 압축탱크 안의 유체의 압력이 세팅 압력 미만으로 유지되는 지를 판단하는 단계; 상기 밸브 하우징의 외부 온도가 세팅 온도 미만으로 유지되는 지를 판단하는 단계; 상기 압축탱크 안의 유체의 압력이 세팅 압력 미만으로 유지되는 경우에 밸브 하우징의 인입 구가 계속 폐쇄된 상태를 유지하는 단계; 상기 밸브 하우징의 외부 온도가 세팅 온도 미만으로 유지되는 경우에 퓨저블 밸브 하우징의 인입 로가 계속 폐쇄된 상태를 유지하는 단계; 상기 압축탱크 안의 유체의 압력이 세팅 압력 이상으로 상승하는 경우 스프링의 탄성력을 극복하고 개폐 로드가 후퇴하여 상기 인입 구를 개방하고, 인출 구를 통해서 상기 압축탱크 안의 유체를 배출하는 단계; 및 상기 안전밸브 하우징의 외부 온도가 세팅 온도 이상으로 상승하는 경우 퓨저블 엘리먼트가 용융하고, 스프링의 탄성력에 의해서 밸브 피스톤이 후퇴하여 상기 인입 로를 개방하며, 상기 인출 로를 통해서 상기 압축탱크 안의 유체를 배출하는 단계;를 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 안전밸브가 장착된 장비(예를 들어, 압력탱크 등)의 내부 유체 압력이 높아지는 경우(즉, 고압의 경우)는 물론, 장비 외부에서의 화재로 인하여 장비 주변의 온도가 세팅 값 이상으로 도달하는 경우(즉, 고온의 경우)에도 작동하도록 구성하여, 화재로 인한 폭발을 방지하고, 안전밸브의 오작동을 방지할 수 있다.
도 1a 및 1b는 종래 안전밸브의 개폐를 설명하는 도면
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 안전밸브를 보인 것으로, 고압에 의한 안전밸브의 개폐를 설명하는 도면
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 안전밸브를 보인 것으로, 고압에 의한 안전밸브의 개폐를 설명하는 도면
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 안전밸브의 폭발방지 방법을 설명하는 블록도
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 안전밸브 및 그 안전밸브의 폭발방지 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 안전밸브를 보인 것으로, 고압에 의한 안전밸브의 개폐를 설명하는 도면이며, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 안전밸브를 보인 것으로, 고압에 의한 안전밸브의 개폐를 설명하는 도면이다.
위 도면을 참조하면, 본 발명의 안전밸브(100)는 압축탱크(1)에 설치되어 상기 압축탱크(1) 안의 유체의 압력이 세팅 압력이상으로 상승할 때 상기 압축탱크(1) 안의 유체를 배출하여 상기 압축탱크(1)의 폭발을 방지하는 장치이다. 여기서 본 발명의 안전밸브(100)는 어느 특정 압축탱크에 한정되지 않으며, 엔진룸이나 폭발성의 유체가 저장된 다른 탱크 모두에 적용됨은 물론이며, 대상 유체로는 압력탱크에 저장되고 가열에 의해 팽창 폭발의 가능성이 있는 모든 유체를 포함한다.
본 발명의 안전밸브(100)는 압축탱크(1)의 입구 측에 설치되는 안전밸브 하우징(101)을 구비한다.
상기 안전밸브 하우징(110)의 일측에는 유체가 유입되는 인입 구(102)가 형성되고 타측에 유체가 유출되는 인출 구(103)가 형성된다.
본 발명의 안전밸브(100)는 안전밸브 하우징(101) 내부에 설치되어 인입 구(101)를 폐쇄하고 있다가 상기 압축탱크 안의 유체의 압력이 세팅 압력이상으로 상승할 때 작동하여 상기 인출 구(101)를 개방하고, 상기 인출 구(103)를 통해서 상기 압축탱크 안의 유체를 배출하는 제 1 작동유닛(110)을 구비한다.
또한, 본 발명의 안전밸브(100)는 상기 인입 구(102)와 상기 인출 구(103)를 연결하는 우회 유체 배출라인(104)(105) 중간에 설치되어, 상기 안전밸브 하우징(101) 외부 온도가 세팅 온도이상으로 상승할 때 작동하여 상기 우회 유체 배출라인(104)(105)을 통해서 상기 압축탱크 안의 유체를 배출하는 제 2 작동유닛(120)을 구비한다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 상기 제 1 작동유닛(110)은 상기 인입 구(102)를 개폐시키도록 상기 안전밸브 하우징(101) 내부에 설치되는 개폐 로드(111), 및 상기 개폐 로드(111)가 상기 인입 구(102)를 폐쇄하는 방향으로 힘을 받도록 상기 개폐 로드(111)에 탄성력을 부여하는 스프링(112)을 포함하는데, 상기 압축탱크 안의 유체 압력이 세팅 압력이상으로 상승할 때에 상기 개폐 로드(111)는 상기 스프링(112)의 탄성력을 극복하고 후퇴하여 상기 인입 구(102)를 개방하고 상기 인출 구(103)를 통해서 상기 압축탱크 안의 유체를 배출하도록 구성된다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 제 2 작동유닛(120)은 상기 인입 구(102)의 상기 우회 유체 배출라인(104)과 연결되는 인입 로(121a)와, 상기 인출 구(103)의 상기 우회 유체 배출라인(105)과 연결되는 인출 로(121b)를 구비하는 퓨저블 밸브 하우징(121); 상기 인입 로(121a)를 개폐시키도록 상기 퓨저블 밸브 하우징(121) 내부에 설치되는 밸브 피스톤(122); 상기 인입 로(111a)를 개방하는 방향으로 상기 밸브 피스톤(122)에 탄성력을 제공하는 스프링(123); 상기 퓨저블 밸브 하우징(121)에 결합하는 퓨저블 하우징(124); 및 상기 퓨저블 밸브 하우징(121) 외부 온도가 세팅 온도이상으로 상승할 때에 그 열에 의해 용융되는 재질로서, 상기 스프링(123)의 탄성력을 극복하고 상기 인입 로(121a)를 폐쇄하는 방향으로 상기 밸브 피스톤(122)을 가압하도록 상기 퓨저블 하우징(124) 안에 설치되는 퓨저블 엘리먼트(125);를 포함한다.
상기 퓨저블 엘리먼트(125)는 볼을 포함하며, 상기 밸브 피스톤(122)의 외주면에는 오링(R)과 가이드 링(R1)이 설치된다.
상기 밸브 피스톤(122)의 하부에는 오링(R)과 백어 링(R2)이 설치된다.
한편, 도 4는 본 발명의 안전밸브의 폭발방지 방법을 설명하는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 안전밸브의 폭발방지 방법은 안전밸브 하우징(101)의 인입 구(102)와 퓨저블 밸브 하우징(121)의 인입 로(121a)가 모두 폐쇄된 유지하는 단계(S 10); 상기 압축탱크(1) 안의 유체의 압력이 세팅 압력 미만으로 유지되는지를 판단하는 단계(S 20); 상기 안전밸브 하우징(101)의 외부 온도가 세팅 온도 미만으로 유지되는 지를 판단하는 단계(S 30); 상기 압축탱크(1) 안의 유체의 압력이 세팅 압력 미만으로 유지되는 경우에 안전밸브 하우징(101)의 인입 구(102)가 계속 폐쇄된 상태를 유지하는 단계(S 40); 상기 안전밸브 하우징(101)의 외부 온도가 세팅 온도 미만으로 유지되는 경우에 퓨저블 밸브 하우징(121)의 인입 로(121a)가 계속 폐쇄된 상태를 유지하는 단계(S 50); 상기 압축탱크(1) 안의 유체의 압력이 세팅 압력 이상으로 상승하는 경우 스프링(112)의 탄성력을 극복하고 개폐 로드(111)가 후퇴하여 상기 인입 구(102)를 개방하고, 인출 구(103)를 통해서 상기 압축탱크(1) 안의 유체를 배출하는 단계(S 60); 및 상기 안전밸브 하우징(101)의 외부 온도가 세팅 온도 이상으로 상승하는 경우 퓨저블 엘리먼트(125)가 용융하고, 스프링(123)의 탄성력에 의해서 밸브 피스톤(122)이 후퇴하여 상기 인입 로(121a)를 개방하며, 상기 인출 로(121b)를 통해서 상기 압축탱크(1) 안의 유체를 배출하는 단계(S 70);를 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 안전밸브가 장착된 장비(예를 들어, 압력탱크 등)의 내부 유체 압력이 높아지는 경우(즉, 고압의 경우)는 물론, 장비 외부에서의 화재로 인하여 장비 주변의 온도가 세팅 값 이상으로 도달하는 경우(즉, 고온의 경우)에도 작동하도록 구성하여, 화재로 인한 폭발을 방지하고, 안전밸브의 오작동을 방지할 수 있다.
1: 압축탱크
100: 안전밸브
101: 안전밸브 하우징
102: 인입 구
103: 인출 구
110: 제 1 작동유닛
104, 105: 우회 유체 배출라인
120: 제 2 작동유닛
111: 개폐 로드
112: 스프링
121a: 인입 로
121b: 인출 로
121: 퓨저블 밸브 하우징
121: 밸브 피스톤
123: 스프링
124: 퓨저블 하우징
125: 퓨저블 엘리먼트
R: 오링
R1: 가이드 링
R2: 백어 링

Claims (6)

  1. 압축탱크에 설치되어 상기 압축탱크 안의 유체의 압력이 세팅 압력이상으로 상승할 때 상기 압축탱크 안의 유체를 배출하여 상기 압축탱크의 폭발을 방지하는 안전밸브에 있어서,
    상기 압축탱크의 입구 측에 설치되며, 유체가 유입되는 인입 구와 유체가 유출되는 인출 구를 구비하는 안전밸브 하우징;
    상기 안전밸브 하우징 내부에 설치되어 상기 인입 구를 폐쇄하고 있다가 상기 압축탱크 안의 유체의 압력이 세팅 압력이상으로 상승할 때 작동하여 상기 인출 구를개방하고, 상기 인출 구를 통해서 상기 압축탱크 안의 유체를 배출하는 제 1 작동유닛; 및
    상기 인입 구와 상기 인출 구를 연결하는 우회 유체 배출라인 중간에 설치되어, 상기 안전밸브 하우징 외부 온도가 세팅 온도이상으로 상승할 때 작동하여 상기 우회 유체 배출라인을 통해서 상기 압축탱크 안의 유체를 배출하는 제 2 작동유닛;을 포함하는 안전밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 작동유닛은,
    상기 인입 구를 개폐시키도록 상기 안전밸브 하우징 내부에 설치되는 개폐 로드; 및
    상기 개폐 로드가 상기 인입 구를 폐쇄하는 방향으로 힘을 받도록 상기 개폐 로드에 탄성력을 부여하는 스프링;을 포함하되,
    상기 압축탱크 안의 유체 압력이 세팅 압력이상으로 상승할 때에 상기 개폐 로드는 상기 스프링의 탄성력을 극복하고 후퇴하여 상기 인입 구를 개방하여 상기 인출 구를 통해서 상기 압축탱크 안의 유체를 배출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 안전밸브.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 작동유닛은,
    상기 인입 구의 상기 우회 유체 배출라인과 연결되는 인입 로와, 상기 인출 구의 상기 우회 유체 배출라인과 연결되는 인출 로를 구비하는 퓨저블 밸브 하우징;
    상기 인입 로를 개폐시키도록 상기 퓨저블 밸브 하우징 내부에 설치되는 밸브 피스톤;
    상기 인입 로를 개방하는 방향으로 상기 밸브 피스톤에 탄성력을 제공하는 스프링;
    상기 퓨저블 밸브 하우징에 결합하는 퓨저블 밸브 하우징; 및
    상기 퓨저블 밸브 하우징 외부 온도가 세팅 온도이상으로 상승할 때에 그 열에 의해 용융되는 재질로서, 상기 스프링의 탄성력을 극복하고 상기 인입 로를 폐쇄하는 방향으로 상기 밸브 피스톤을 가압하도록 상기 퓨저블 하우징 안에 설치되는 퓨저블 엘리먼트;를 포함하는 안전밸브.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 퓨저블 엘리먼트는 볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 안전밸브.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 밸브 피스톤의 외주면에는 오링과 가이드 링이 설치되는 것을 특징으로 하는 안전밸브.
  6. 안전밸브 하우징의 인입 구와 퓨저블 밸브 하우징의 인입 로가 모두 폐쇄된 유지하는 단계;
    상기 압축탱크 안의 유체의 압력이 세팅 압력 미만으로 유지되는 지를 판단하는 단계;
    상기 밸브 하우징의 외부 온도가 세팅 온도 미만으로 유지되는 지를 판단하는 단계;
    상기 압축탱크 안의 유체의 압력이 세팅 압력 미만으로 유지되는 경우에 밸브 하우징의 인입 구가 계속 폐쇄된 상태를 유지하는 단계;
    상기 밸브 하우징의 외부 온도가 세팅 온도 미만으로 유지되는 경우에 퓨저블 밸브 하우징의 인입 로가 계속 폐쇄된 상태를 유지하는 단계;
    상기 압축탱크 안의 유체의 압력이 세팅 압력 이상으로 상승하는 경우 스프링의 탄성력을 극복하고 개폐 로드가 후퇴하여 상기 인입 구를 개방하고, 인출 구를 통해서 상기 압축탱크 안의 유체를 배출하는 단계; 및
    상기 안전밸브 하우징의 외부 온도가 세팅 온도 이상으로 상승하는 경우 퓨저블 엘리먼트가 용융하고, 스프링의 탄성력에 의해서 밸브 피스톤이 후퇴하여 상기 인입 로를 개방하며, 상기 인출 로를 통해서 상기 압축탱크 안의 유체를 배출하는 단계;를 포함하는 안전밸브의 폭발방지 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109515925A (zh) * 2018-10-16 2019-03-26 广州博昊勘测技术有限公司 一种容易改变尺寸的柔性容器
KR20200010804A (ko) * 2018-07-23 2020-01-31 현대자동차주식회사 압력 용기 안전변
WO2023191573A1 (ko) * 2022-03-31 2023-10-05 남양넥스모 주식회사 압력용기용 온도 감응식 안전밸브

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