KR20170047702A - 프리플로우트 스팀 트랩 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밸브실 내에 자유상태로 수용된 볼 형태의 플로우트(float) 밸브체에 의해 오리피스를 개폐하고, 이에 의해 증기와 응축수와의 혼합계로부터 응축수 만을 자동으로 배출할 수 있도록 한 프리플로우트 스팀 트랩(free float steam trap)에 관한 것으로, 본 발명의 한 형태에 따른 프리플로우트 스팀 트랩은, 스팀과 응축수가 유입되는 유입구, 응축수가 배출되는 배출구, 상기 유입구와 배출구 사이에 형성된 밸브실, 일단부에 상기 밸브실의 하단부와 연통되는 오리피스가 형성되고 타단부에 상기 배출구와 연통되는 연결구가 형성되어 밸브실의 응축수를 상기 배출구로 안내하는 안내유로를 구비한 밸브 몸체와; 상기 밸브실 내부에 응축수에 의해 부유하도록 설치되어 상기 오리피스를 개폐하는 구형상의 플로우트(float)와; 상기 밸브실의 바닥면에 삽입되어 결합되는 나사축부와, 상기 나사축부의 상단부에 상측으로 볼록한 돔(dome) 형태로 되어 상기 플로우트를 지지하는 지지부를 구비한 지지부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

프리플로우트 스팀 트랩{Free Float Steam Trap}

본 발명은 프리플로우트 스팀 트랩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 증기와 응축수의 비중차를 이용하는 것을 기본 원리로 하여 밸브실 내에 자유상태로 수용된 볼 형태의 플로우트(float) 밸브체에 의해 오리피스를 개폐하고, 이에 의해 증기와 응축수와의 혼합계로부터 응축수 만을 자동으로 배출할 수 있도록 한 프리플로우트 스팀 트랩(free float steam trap)에 관한 것이다.

일반적으로 스팀 트랩은 증기사용 설비 즉, 난방용 방열기나 공정용 열교환기 등의 스팀라인에 설치되는 밸브로서, 증기사용 설비의 스팀라인 내부에는 고열의 증기가 흘러 열 사용설비에 잠열을 주고 증기의 일부가 응축되어 응축수가 생성되며, 상기 응축수를 증기사용 설비로부터 효율적으로 제거하고 증기의 누출을 방지하기 위한 용도로 사용된다.

종래의 스팀 트랩은 바이메탈을 이용한 방식, 벨로우즈를 이용한 방식 및 부구를 이용한 방식 등이 있다. 이 중에서 바이메탈을 이용한 방식은 온도변화에 따라 바이메탈의 휨량이나 크기가 달라져 상기 바이메탈과 직접 체결되어 있거나 링크에 의해 결합되어 있는 벨브플러그의 위치를 이동시켜 게이트에 형성된 오리피스를 개폐시켜주는 동작을 반복하게 되는데, 바이메탈의 경우 온도에 따라 그 형상이 변하므로 급격한 온도변화가 일어나지 않으면 작동속도에 한계가 있고 이로써 게이트에 형성된 오리피스의 개폐속도가 늦어져 응축수의 배출이 늦어지며 작동 응답이 느려 스팀의 손실이 많은 단점이 있다.

벨로우즈를 이용한 방식은 바이메탈 방식에 비해 응답속도가 빠를 수는 있으나, 벨로우즈의 특성상 수명이 짧아 잦은 교체가 필요한 단점이 있고, 벨로우즈에 부착된 플러그의 주위에 스케일이 쌓여 밸브플러그와 오리피스 사이에 틈이 발생함으로써 스팀이 유출되는 문제가 있었다.

유체에 의해 부양되는 플로우트(float)를 이용한 방식(프리플로우트 스팀 트랩)은 응축수의 수위에 따라 플로우트가 이동됨으로써 플로우트와 같이 동작되는 밸브플러그를 이용해 게이트의 오리피스를 개폐해주는 방식이며, 이러한 방식은 응축수의 수위에 따라 플로우트가 이동되므로 응답속도가 빠르고 스팀의 유출량이 적은 장점이 있다.

이러한 프리플로우트 스팀 트랩은 밸브실 내부에 플로우트를 고정해주고 자리를 잡아주는 지지대를 구비한다. 그런데 종래의 프리플로우트 스팀 트랩에 구성되는 지재대는 밸브실 내부에 일체로 구성되기 때문에 지지대를 정확하게 제작하기 위해서는 정밀한 후공정이 필요하고, 이로 인해 제작 비용이 증가하는 문제가 있다.

또한 종래의 프리플로우트 스팀 트랩은 플로우트를 완전한 구형으로 제작하지 않으면 응축수가 배출되는 배출구를 정확히 막을 수 없다. 즉 종래의 플로우트는 두께가 동일한 2개의 반구형 부품을 서로 용접하여 완전한 구 형상으로 제작하는데, 이 때 용접된 부분이 매끈하고 정밀하게 가공되지 않으면 플로우트 전체가 완전한 구 형상이 되지 못하여 밸브실의 바닥면에 지지되었을 때 오리피스를 정확하게 개폐하지 못하는 문제가 있다.

그런데 이와 같이 플로우트의 용접 부위를 정밀 가공하여 완전한 구형으로 제작하는 것이 매우 어렵기 때문에 국내에서는 제작되지 않고 해외에서 전량 수입하고 있는 실정이다.

등록특허 제10-0086810호(1995.07.13. 등록) 등록특허 제10-0635332호(2006.10.11. 등록) 등록특허 제10-1060033호(2011.08.22. 등록)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 밸브실 내부에서 플로우트를 지지하는 지지대를 밸브실의 바닥면에 나선 결합시켜 착탈시킴으로써 정확한 형태의 지지대를 용이하게 구성할 수 있는 프리플로우트 스팀 트랩을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 플로우트를 완전한 구형상으로 용이하게 제작할 수 있도록 하여 제작 비용을 절감할 수 있는 프리플로우트 스팀 트랩을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따른 프리플로우트 스팀 트랩은, 스팀과 응축수가 유입되는 유입구, 응축수가 배출되는 배출구, 상기 유입구와 배출구 사이에 형성된 밸브실, 일단부에 상기 밸브실의 하단부와 연통되는 오리피스가 형성되고 타단부에 상기 배출구와 연통되는 연결구가 형성되어 밸브실의 응축수를 상기 배출구로 안내하는 안내유로를 구비한 밸브 몸체와; 상기 밸브실 내부에 응축수에 의해 부유하도록 설치되어 상기 오리피스를 개폐하는 구형상의 플로우트(float)와; 상기 밸브실의 바닥면에 삽입되어 결합되는 나사축부와, 상기 나사축부의 상단부에 상측으로 볼록한 돔(dome) 형태로 되어 상기 플로우트를 지지하는 지지부를 구비한 지지부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 한 형태에 따른 프리플로우트 스팀 트랩은 스팀과 응축수가 유입되는 유입구, 응축수가 배출되는 배출구, 상기 유입구와 배출구 사이에 형성된 밸브실, 일단부에 상기 밸브실의 하단부와 연통되는 오리피스가 형성되고 타단부에 상기 배출구와 연통되는 연결구가 형성되어 밸브실의 응축수를 상기 배출구로 안내하는 안내유로를 구비한 밸브 몸체와; 상기 밸브실 내부에 응축수에 의해 부유하도록 설치되어 상기 오리피스를 개폐하는 구형상의 플로우트(float)와; 상기 밸브실의 바닥면에 돌출되게 형성되어 상기 플로우트를 지지하는 지지부재;를 포함하며, 상기 플로우트는 속이 빈 구로 이루어지며, 상기 하부가 상부보다 더 무거운 것을 특징으로 한다.

본 발명의 한 형태에 따르면, 상기 지지부재의 상부에 형성된 지지부가 둥근 돔 형태를 갖게 되므로, 구형상의 플로우트가 상기 지지부에 안착되었을 때 플로우트가 오리피스 쪽으로 기울어지면서 오리피스를 정확하게 폐쇄할 수 있으며, 폐쇄된 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 효과가 있다.

또한 지지부재가 마모되거나 손상될 경우 지지부재를 밸브실에서 용이하게 분리하여 새 것으로 교체할 수 있으므로 유지 관리가 용이해지는 효과도 있다.

본 발명의 다른 한 형태에 따르면, 플로우트의 하부를 상부보다 무겁게 제작하여 하부가 오리피스를 폐쇄하게 하면, 플로우트의 하부 플로우트부만 매끈한 구면으로 제작하면 되고, 하부 플로우트부와 상부 플로우트부의 용접 부위는 매끈하게 가공할 필요가 없으므로 플로우트의 제작이 매우 용이해지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프리플로우트 스팀 트랩을 나타낸 요부 종단면도이다.
도 2는 도 1의 프리플로우트 스팀 트랩의 플로우트를 나타낸 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 프리플로우트 스팀 트랩의 플로우트의 일 실시예를 나타낸 종단면도 및 절개 사시도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 프리플로우트 스팀 트랩의 플로우트의 다른 실시예를 나타낸 종단면도 및 절개 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 프리플로우트 스팀 트랩의 지지부재의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 8a 내지 도 8c는 각각 본 발명에 따른 프리플로우트 스팀 트랩의 지지부재의 일 실시예를 나타낸 사시도와 측면도 및 평면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 프리플로우트 스팀 트랩의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프리플로우트 스팀 트랩은, 밸브 몸체(10)와 플로우트(20)(float)와 지지부재(30)를 포함한 구성으로 이루어진다.

상기 밸브 몸체(10)는 양측 상부에 스팀과 응축수가 유입되는 유입구(11)와 응축수가 배출되는 배출구(12)가 각각 형성되어 있고, 상기 유입구(11)와 배출구(12) 사이에 상기 플로우트(20)가 설치되는 밸브실(13)이 형성된 구조로 이루어진다.

상기 밸브 몸체(10)의 일측부에는 밸브실(13)의 응축수를 상기 배출구(12)로 안내하는 안내유로(14)가 형성되어 있다. 상기 안내유로(14)의 일단부에는 상기 밸브실(13)의 하단부와 연통되는 오리피스(14a)가 형성되고, 타단부에는 상기 배출구(12)와 연통되는 연결구(14b)가 형성되어 있다. 따라서 플로우트(20)가 상승하여 오리피스(14a)가 개방되면 밸브실(13) 내의 응축수가 오리피스(14a)를 통해 안내유로(14)로 유입된 후 상기 배출구(12)로 안내되어 외부로 배출된다.

상기 오리피스(14a)는 밸브실(13)의 바닥면에 상측으로 돌출된 밸브시트(15)에 형성되어, 상기 플로우트(20)에 의해 개폐된다.

상기 플로우트(20)는 속이 빈 구로 이루어지며, 상기 밸브실(13) 내부에서 응축수에 의해 부유하도록 구성되어 상기 밸브시트(15) 끝단부와 맞접촉하면서 오리피스(14a)를 개폐한다. 상기 구형상의 플로우트(20)는 반구형으로 된 상부 플로우트부(21)와, 반구형으로 된 하부 플로우트부(22)가 서로 맞대어진 상태에서 용접에 의해 서로 결합된다.

또한 상기 플로우트(20)는 하부가 상부보다 더 무겁도록 제작되어 항상 하부가 지지부재(30) 상에 안착되어 지지되면서 상기 오리피스(14a)의 외측부를 폐쇄한다. 즉, 상기 플로우트(20)는 하부 플로우트부(22)가 상부 플로우트부(21) 보다 무겁게 제작되어 하부 플로우트부(22)가 지지부재(30) 상에서 지지되면서 오리피스(14a)를 폐쇄하게 된다.

이와 같이 하부 플로우트부(22)가 상부 플로우트부(21) 보다 무겁게 제작되어 하부 플로우트부(22)가 오리피스(14a)를 폐쇄하게 하면, 하부 플로우트부(22)의 외면만 매끈한 구면으로 제작하면 되고, 하부 플로우트부(22)와 상부 플로우트부(21)의 용접 부위는 매끈하게 가공할 필요가 없으므로 플로우트(20)의 제작이 용이하게 된다.

상기 하부 플로우트부(22)가 상부 플로우트부(21) 보다 무겁게 하기 위하여, 도 3 및 도 4에 도시한 것과 같이 상기 플로우트(20)의 하부 플로우트부(22)의 두께를 상부 플로우트부(21)의 두께보다 더 두껍게 형성하거나, 도 5 및 도 6에 도시한 것과 같이 하부 플로우트부(22)의 내부 공간 하부에 무게추(23)를 상측으로 돌출되게 형성할 수 있다. 여기서 상기 무게추(23)는 용접에 의해 상기 하부 플로우트부(22)의 내부 공간 하부에 부착될 수 있다.

한편 상기 플로우트(20)는 밸브실(13)의 바닥면에 설치되는 지지부재(30)에 의해 바닥면 상에서 지지되는데, 이 때 플로우트(20)가 정확하게 밸브시트(15)의 끝단부와 접촉하면서 오리피스(14a)를 폐쇄할 수 있도록 하기 위하여 상기 지지부재(30)는 상부가 둥근 돔(dome) 형태를 갖는다.

도 7에 도시된 것과 같이, 상기 지지부재(30)는 상기 밸브실(13)의 바닥면에 삽입되어 결합되는 나사축부(31)와, 상기 나사축부(31)의 상단부에 상측으로 볼록한 돔(dome) 형태로 되어 상기 플로우트(20)를 지지하는 지지부(32)를 포함한 구성으로 이루어진다. 상기 나사축부(31)는 외주면에 나사산이 형성되어, 상기 밸브실(13)의 바닥면에 형성된 탭홀(17)에 나선 결합된다. 상기 탭홀(17)은 내주면에 나사산이 형성된 구멍으로 이루어진다.

상기 지지부(32)의 상부면에는 드라이버 또는 다각 렌치가 삽입되는 공구 삽입홈(33)이 형성된다. 따라서 드라이버 또는 다각 렌치(예를 들어 육각 렌치)를 이용하여 지지부재(30)를 회전시켜 나사축부(31)를 밸브실(13) 바닥면의 탭홀(17)에 나선 결합시켜 지지부재(30)를 설치하고, 지지부재(30)를 교체하고자 할 경우에는 지지부재(30)를 반대로 회전시켜 지지부재(30)를 탭홀(17)에서 용이하게 분리할 수 있다.

상기와 같이 지지부재(30)의 상부에 형성된 지지부(32)가 둥근 돔 형태를 갖게 되면, 구형상의 플로우트(20)가 상기 지지부(32)에 안착되었을 때 플로우트(20)가 오리피스(14a) 쪽으로 기울어지면서 오리피스(14a)를 정확하게 폐쇄할 수 있으며, 폐쇄된 상태를 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

상기 지지부(32)는 반원형의 단면을 가질 수도 있지만, 타원 또는 트랙형의 단면을 가질 수도 있다.

또한 상기 지지부(32)는 반구형으로 이루어질 수도 있지만, 도 8a 내지 도 8c에 도시한 것과 같이 양면이 면취되어 위에서 보았을 때 트랙 형태를 가질 수도 있다. 이와 같이 지지부(32)가 양면이 면취된 트랙 형태를 갖게 되면, 공구를 사용하지 않고 사람이 손으로 지지부재(30)를 회전시켜 밸브실(13)의 바닥면에 지지부재(30)를 설치하거나 지지부재(30)를 분리하여 교체할 수 있는 이점이 있다.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

10 : 밸브 몸체 11 : 유입구
12 : 배출구 13 : 밸브실
14 : 안내유로 14a : 오리피스
15 : 밸브시트 17 : 탭홀
20 : 플로우트(float) 21 : 상부 플로우트부
22 : 하부 플로우트부 23 : 무게추
30 : 지지부재 31 : 나사축부
32 : 지지부 33 : 공구 삽입홈

Claims (17)

1. 스팀과 응축수가 유입되는 유입구(11), 응축수가 배출되는 배출구(12), 상기 유입구(11)와 배출구(12) 사이에 형성된 밸브실(13), 일단부에 상기 밸브실(13)의 하단부와 연통되는 오리피스(14a)가 형성되고 타단부에 상기 배출구(12)와 연통되는 연결구(14b)가 형성되어 밸브실(13)의 응축수를 상기 배출구(12)로 안내하는 안내유로(14)를 구비한 밸브 몸체(10)와;
   상기 밸브실(13) 내부에 응축수에 의해 부유하도록 설치되어 상기 오리피스(14a)를 개폐하는 구형상의 플로우트(20)(float)와;
   상기 밸브실(13)의 바닥면에 삽입되어 결합되는 나사축부(31)와, 상기 나사축부(31)의 상단부에 상측으로 볼록한 돔(dome) 형태로 되어 상기 플로우트(20)를 지지하는 지지부(32)를 구비한 지지부재(30);를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리플로우트 스팀 트랩.
2. 제1항에 있어서, 상기 지지부재(30)의 나사축부(31)는 상기 밸브실(13)의 바닥면에 형성된 탭홀(17)에 나선 결합되는 것을 특징으로 하는 프리플로우트 스팀 트랩.
3. 제2항에 있어서, 상기 지지부재(30)의 지지부(32)의 상부면에는 드라이버 또는 다각 렌치가 삽입되는 공구 삽입홈(33)이 형성된 것을 특징으로 하는 프리플로우트 스팀 트랩.
4. 제1항에 있어서, 상기 지지부재(30)는 양면이 면취되어 위에서 보았을 때 트랙 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 프리플로우트 스팀 트랩.
5. 제1항에 있어서, 상기 플로우트(20)는 속이 빈 구로 이루어지며, 상기 하부가 상부보다 더 무거운 것을 특징으로 하는 프리플로우트 스팀 트랩.
6. 제5항에 있어서, 상기 플로우트(20)의 두께는 하부가 상부보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 프리플로우트 스팀 트랩.
7. 제5항에 있어서, 상기 플로우트(20)의 내부 공간의 하부에 무게추(23)가 상측으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 프리플로우트 스팀 트랩.
8. 제7항에 있어서, 상기 무게추(23)는 용접에 의해 상기 플로우트(20)의 내부 공간 하부에 부착되는 것을 특징으로 하는 프리플로우트 스팀 트랩.
9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플로우트(20)는 반구형으로 된 상부 플로우트부(21)와, 반구형으로 된 하부 플로우트부(22)가 서로 맞대어진 상태에서 용접에 의해 서로 결합된 것을 특징으로 하는 프리플로우트 스팀 트랩.
10. 스팀과 응축수가 유입되는 유입구(11), 응축수가 배출되는 배출구(12), 상기 유입구(11)와 배출구(12) 사이에 형성된 밸브실(13), 일단부에 상기 밸브실(13)의 하단부와 연통되는 오리피스(14a)가 형성되고 타단부에 상기 배출구(12)와 연통되는 연결구(14b)가 형성되어 밸브실(13)의 응축수를 상기 배출구(12)로 안내하는 안내유로(14)를 구비한 밸브 몸체(10)와;
    상기 밸브실(13) 내부에 응축수에 의해 부유하도록 설치되어 상기 오리피스(14a)를 개폐하는 구형상의 플로우트(20)(float)와;
    상기 밸브실(13)의 바닥면에 돌출되게 형성되어 상기 플로우트(20)를 지지하는 지지부재(30);를 포함하며,
    상기 플로우트(20)는 속이 빈 구로 이루어지며, 상기 하부가 상부보다 더 무거운 것을 특징으로 하는 프리플로우트 스팀 트랩.
11. 제10항에 있어서, 상기 플로우트(20)의 두께는 하부가 상부보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 프리플로우트 스팀 트랩.
12. 제10항에 있어서, 상기 플로우트(20)의 내부 공간의 하부에 무게추(23)가 상측으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 프리플로우트 스팀 트랩.
13. 제12항에 있어서, 상기 무게추(23)는 용접에 의해 상기 플로우트(20)의 내부 공간 하부에 부착되는 것을 특징으로 하는 프리플로우트 스팀 트랩.
14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플로우트(20)는 반구형으로 된 상부 플로우트부(21)와, 반구형으로 된 하부 플로우트부(22)가 서로 맞대어진 상태에서 용접에 의해 서로 결합된 것을 특징으로 하는 프리플로우트 스팀 트랩.
15. 제10항에 있어서, 상기 지지부재(30)는 상기 밸브실(13)의 바닥면에 형성된 탭홀(17)에 나선 결합되는 나사축부(31)와, 상기 나사축부(31)의 상단부에 상측으로 볼록한 돔(dome) 형태로 되어 상기 플로우트(20)를 지지하는 지지부(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리플로우트 스팀 트랩.
16. 제15항에 있어서, 상기 지지부재(30)의 지지부(32)의 상부면에는 드라이버 또는 다각 렌치가 삽입되는 공구 삽입홈(33)이 형성된 것을 특징으로 하는 프리플로우트 스팀 트랩.
17. 제15항에 있어서, 상기 지지부재(30)는 양면이 면취되어 위에서 보았을 때 트랙 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 프리플로우트 스팀 트랩.

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