KR101994548B1 - 선박 가스밸브유닛용 가스공급밸브 - Google Patents

선박 가스밸브유닛용 가스공급밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박의 엔진 전단에 설치되어 엔진으로 연료가스를 공급하기 위한 가스밸브유닛을 구성하는 선박 가스밸브유닛용 가스공급밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바디의 상부와 하부가 각각 통과유로를 개폐하는 개폐부재에 압력을 가하는 실린더가 각각 설치되어 응답성과 내구성이 향상된 선박 가스밸브유닛용 가스공급밸브에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 선박의 엔진 전단에 설치되어 연료가스를 공급하는 선박 가스밸브유닛용 가스공급밸브에 있어서, 일측에 인입구가 형성되고 타측에 토출구가 형성되며 내부에 상기 연료가스가 통과하는 통과유로가 형성된 바디; 상기 바디의 내부에 유동 가능하게 설치되어 상하 이동에 따라 상기 통과유로를 개폐하는 개폐부재; 상기 바디의 상부에 설치되고 상기 개폐부재에 연결되어 상기 개폐부재를 기설정된 제1 압력 하에서 하방으로 가압하는 상부실린더; 및 상기 바디의 하부에 설치되고 상기 개폐부재에 연결되어 상기 개폐부재를 기설정된 제2 압력 하에서 상기 상부실린더의 가압 방향과 동일한 방향으로 가압하는 하부실린더;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 선박 가스밸브유닛용 가스공급밸브를 기술적 요지로 한다.

Description

선박 가스밸브유닛용 가스공급밸브{GAS SUPPLY VALVE FOR GAS VALVE UNIT OF SHIP}
본 발명은 선박의 엔진 전단에 설치되어 엔진으로 연료가스를 공급하기 위한 가스밸브유닛을 구성하는 선박 가스밸브유닛용 가스공급밸브에 관한 것이다.
일반적으로 천연가스는 메탄이 주성분이고 소량으로 에탄과 프로판 등을 포함하는 것으로서 저공해 에너지원으로 각광받고 있다.
이러한 천연가스는 육상이나 해상에 설비된 가스배관을 통해 기체 상태(NG)로 운반되거나, 선박에 액체 상태인 액화천연가스 상태(LNG)로 저장되어 원거리로 운반된다.
상기 액화천연가스는 천연가스를 극저온(대략 -163℃ 이하)으로 냉각한 것으로 기체상태의 천연가스일 때보다 그 부피가 대략 1/600로 줄어들어 해상을 통한 원거리 운반에 매우 적합하다.
한편, LNG 추진선박은 액화천연가스가 저장된 액화천연가스탱크에 연결되는 배관을 통해 천연가스를 엔진으로 공급된다. 이러한 천연가스를 엔진으로 공급하기 위해 선박에 가스밸브유닛(GVU: Gas Valve Unit)이 구비되어 있다.
상기한 가스밸브유닛은 엔진과 액화천연가스탱크의 사이에 설치되어 연료가스를 엔진의 부하에 대응되는 압력으로 엔진으로 공급하는데, 여과필터와 가스공급밸브 및 가스유량계 등을 포함한다.
여기서 가스공급밸브는 연료가스의 압력이 기설정된 압력 이상일 경우 내부 유로를 개방하여 연료가스를 엔진으로 공급하는 레귤레이터 역할을 한다.
이를 위해 가스공급밸브는 내부에 통과유로가 형성된 바디와 바디의 내부에서 통과유로를 개폐시키는 디스크로 크게 구성되어 디스크가 외부의 가압 수단에 의해 기설정된 압력으로 유입된 상태에서 연료가스의 압력에 의해 바디의 통과유로를 개방되는 구조이다.
그러나 종래의 가스공급밸브에는 한 개의 가압 수단이 단독으로 설치되어 디스크를 가압함에 따라 정밀한 제어가 불가능하고 상대적으로 고용량의 가압수단을 적용해야 하므로 제조에 따른 비용도 많이 소요되는 문제점이 있다. 그리고 한 개의 가압수단에 의해 디스크를 가압함에 따라 밸브의 응답성도 떨어지고 내구성도 낮은 문제점도 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2015-0066232호, 2015.06.16.자 공개. 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0110198호, 2017.10.11.자 공개.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 정밀 제어가 가능하고 제조 비용을 절감할 수 있고 응답성을 보장하고 내구성도 향상시킬 수 있도록 바디의 상부와 하부에 실린더가 각각 설치되어 개폐부재인 디스크를 동시에 가압할 수 있는 선박 가스밸브유닛용 가스공급밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 선박 가스밸브유닛용 가스공급밸브는 선박의 엔진 전단에 설치되어 연료가스를 공급하는 가스밸브유닛용 가스공급밸브에 있어서, 일측에 인입구가 형성되고 타측에 토출구가 형성되며 내부에 상기 연료가스가 통과하는 통과유로가 형성된 바디; 상기 바디의 내부에 유동 가능하게 설치되어 상하 이동에 따라 상기 통과유로를 개폐하는 개폐부재; 상기 바디의 상부에 설치되고 상기 개폐부재에 연결되어 상기 개폐부재를 기설정된 제1 압력 하에서 하방으로 가압하는 상부실린더; 및 상기 바디의 하부에 설치되고 상기 개폐부재에 연결되어 상기 개폐부재를 기설정된 제2 압력 하에서 상기 상부실린더의 가압 방향과 동일한 방향으로 가압하는 하부실린더;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
압축공기를 공급하는 압축공기탱크; 상기 압축공기탱크와 상기 상부실린더를 연결하는 제1공압라인; 상기 압축공기탱크와 상기 하부실린더를 연결하는 제2공압라인; 및 상기 제1공압라인과 제2공압라인 상에 연결되고 상호 연동하여 상기 엔진의 부하에 따라 상기 압축공기의 양 또는 압력을 조절하여 상기 상부실린더와 상기 하부실린더에 의해 상기 개폐부재로 가해지는 압력을 제어하는 압력제어부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 상부실린더와 상기 하부실린더 중 적어도 하나의 내부에는 기설정된 압력으로 피스톤을 가압하는 탄성부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성에 의한 본 발명은 개폐부재를 외부에서 가압하는 실린더가 바디의 상부와 하부가 각각 설치됨에 따라 바디의 상부와 하부에서 동시에 가압력을 발휘함으로써 밸브의 응답성 및 내구성이 크게 향상되고 실린더의 용량도 줄임으로써 수요처에서 요구하는 콤팩트화를 통해 설치공간을 줄이는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박 가스밸브유닛용 가스공급밸브를 계략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박 가스밸브유닛용 가스공급밸브의 실린더에 인가되는 압축공기를 제어하기 위한 구성들을 도시한 블록도이다.
본 발명은 선박의 엔진 전단에 설치되어 엔진으로 연료가스를 공급하기 위한 가스밸브유닛을 구성하는 선박 가스밸브유닛용 가스공급밸브에 관한 것이다.
특히, 본 발명에 따른 선박 가스밸브유닛용 가스공급밸브는 정밀 제어가 가능하고 콤팩트화를 통해 설치공간을 줄일 수 있고 응답성을 보장하고 내구성도 향상시킬 수 있는 것이 특징이다.
이러한 특징은 바디의 상부와 하부에 각각 실린더를 설치하여 상기 각각의 실린더를 통해 바디의 내부에서 통과유로를 개폐시키는 디스크를 통과유로를 폐쇄시키는 방향으로 압력을 가하도록 구성한 것에 의해 달성된다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박 가스밸브유닛용 가스공급밸브를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 선박 가스밸브유닛용 가스공급밸브는 도 1에 도시된 바와 같이 바디(10), 개폐부재(20), 상부실린더(30) 및 하부실린더(40)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 상기 바디(10)는 일측을 통해 유입된 연료가스를 내부로 통과시켜 타측으로 토출시키는 구성이다.
즉, 바디(10)는 일측에 연료가스가 유입되는 인입구(11)가 형성되고, 타측에 연료가스가 토출되는 토출구(12)가 형성되며, 내부에 인입구(11)와 토출구(12)를 연결하여 연료가스가 통과하는 통과유로(13)가 형성된다.
단, 바디(10)는 인입구(11)와 통과유로(13) 및 토출구(12)가 S자 형상으로 연결된 글로브형태로 구성된다. 이때 인입구(11)는 액화천연가스탱크 측에 연결되고 토출구(12)는 엔진 측에 연결된다.
다음으로, 상기 개폐부재(20)는 바디(10)의 통과유로(13) 상에 수평으로 설치되어 통과유로(13)를 개폐시키는 구성이다.
즉, 개폐부재(20)는 상부와 하부에 상부스템(21)과 하부스템(22)이 각각 설치되어 상부스템(21) 및 하부스템(22)과 함께 상하로 이동하면서 통과유로(13)를 개방 또는 폐쇄한다.
다음으로, 상기 상부실린더(30)는 바디(10)의 상부에서 기설정된 압력 하에서 개폐부재(20)를 하방으로 가압하여 바디(10)의 통과유로(13)를 개폐 제어하는 구성이다.
즉, 상부실린더(30)는 바디(10)의 상부에 설치되고 외부에서 인가되는 압축공기에 따라 피스톤(31)이 하방으로 이동하면서 피스톤(31)과 연결된 로드를 통해 개폐부재(20)를 하방으로 가압한다.
마지막으로, 상기 하부실린더(40)는 바디(10)의 하부에서 기설정된 압력 하에서 개폐부재(20)를 상부실린더(30)의 가압방향과 동일한 하방으로 가압하여 바디(10)의 통과유로(13)를 개폐 제어하는 구성이다.
즉, 하부실린더(40)는 바디(10)의 하부에 설치되고 외부에서 인가되는 압축공기에 따라 피스톤(41)이 하방으로 이동하면서 피스톤(41)과 연결된 로드를 통해 개폐부재(20)를 하방으로 가압한다.
따라서 바디(10)의 인입구(11)를 통해 통과유로(13)의 일측으로 유입된 연료가스의 압력이 상부실린더(30)와 하부실린더(40)를 통해 개폐부재(20)를 하방으로 가압하는 압력보다 높을 경우 연료가스가 개폐부재(20)를 상방으로 밀어 토출구(12)로 토출되면서 공급된다.
상기와 달리 연료가스의 압력이 상부실린더(30)와 하부실린더(40)를 통해 개폐부재(20)를 하방으로 가압하는 압력보다 낮을 경우 연료가스는 개폐부재(20)를 상방으로 밀지 못하면서 통과유로(13)를 통과하지 못하여 연료가스의 공급이 중단된다.
즉, 엔진의 부하 변동에 따라 상부실린더(30)와 하부실린더(40)를 연동시켜 개폐부재(20)로 가해지는 압력을 반반씩 담당하도록 함으로써 연료가스의 공급을 제어할 수 있다.
여기서 상부실린더(30)와 하부실린더(40) 중 적어도 하나의 내부에는 기설정된 압력으로 피스톤(31)(41)을 가압하는 탄성부재(50)가 설치될 수 있다.
상기 탄성부재(50)는 상부실린더(30)와 하부실린더(40)의 작동시 강한 압력에 의한 요동 등을 방지하여 안정적으로 작동되도록 하기 위함이다.
한편, 상부실린더(30)와 하부실린더(40)는 공압으로 작동될 수 있는데, 이를 위해 도 2에 도시된 바와 같이 압축공기탱크(60), 제1공압라인(70), 제2공압라인(80), 압력제어부(90)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 압축공기탱크(60)는 외기를 이용하여 압축공기를 발생시켜 저장하는 구성이다.
상기 제1공압라인(70)은 압축공기탱크(60)의 출력단과 상부실린더(30)를 연결하여 압축공기탱크(60)의 압축공기를 상부실린더(30)로 공급하는 구성이다.
상기 제2공압라인(80)은 압축공기탱크(60)의 출력단과 하부실린더(40)를 연결하여 압축공기탱크(60)의 압축공기를 하부실린더(40)로 공급하는 구성이다.
상기 압력제어부(90)는 제1공압라인(70)과 제2공압라인(80) 상에 연결되고 엔진의 부하에 따라 압축공기의 양 또는 압력을 조절하여 상부실린더(30)와 하부실린더(40)에 의해 개폐부재(20)로 가해지는 압력을 제어하는 구성이다.
따라서 상부실린더(30)와 하부실린더(40)의 내부 압력을 압력제어부(90)를 통해 연동 제어하여 엔진의 부하 변동에 대응되게 조절함으로써 연료가스의 공급을 더욱 원활하고 안정적으로 행할 수 있다.
상기한 실시 예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시 예뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다.
10: 바디
11: 인입구
12: 토출구
13: 통과유로
20: 개폐부재
21: 상부스템
22: 하부스템
30: 상부실린더
40: 하부실린더
50: 탄성부재
60: 압축공기탱크
70: 제1공압라인
80: 제2공압라인
90: 압력제어부

Claims (3)

  1. 선박의 엔진 전단에 설치되어 연료가스를 공급하는 가스밸브유닛용 가스공급밸브에 있어서,
    일측에 인입구가 형성되고 타측에 토출구가 형성되며 내부에 상기 연료가스가 통과하는 통과유로가 형성되고, 상기 인입구와 상기 통과유로 및 상기 토출구가 S자 형상으로 연결된 글로브 형태를 가지는 바디;
    상기 바디의 내부에 유동 가능하게 설치되어 상하 이동에 따라 상기 통과유로를 개폐하는 개폐부재;
    상기 바디의 상부에 설치되고 상기 개폐부재에 연결되어 상기 개폐부재를 기설정된 제1 압력 하에서 하방으로 가압하는 상부실린더;
    상기 바디의 하부에 설치되고 상기 개폐부재에 연결되어 상기 개폐부재를 기설정된 제2 압력 하에서 상기 상부실린더의 가압 방향과 동일한 방향으로 가압하는 하부실린더;
    압축공기를 공급하는 압축공기탱크;
    상기 압축공기탱크와 상기 상부실린더를 연결하는 제1공압라인;
    상기 압축공기탱크와 상기 하부실린더를 연결하는 제2공압라인;
    상기 제1공압라인과 제2공압라인 상에 연결되고 상호 연동하여 상기 엔진의 부하에 따라 상기 압축공기의 양 또는 압력을 조절하여 상기 상부실린더와 상기 하부실린더에 의해 상기 개폐부재로 가해지는 압력을 제어하는 압력제어부; 및
    상기 상부실린더와 상기 하부실린더 중 적어도 하나의 내부에 설치되고 기설정된 압력으로 피스톤을 가압하는 탄성부재;를 포함하여 구성되어,
    상기 통과유로의 일측으로 유입된 상기 연료가스의 압력이 상기 상부실린더와 상기 하부실린더를 통해 상기 개폐부재를 하방으로 가압하는 압력보다 높으면 상기 연료가스가 상기 개폐부재를 상방으로 밀어 상기 토출구로 토출되면서 공급되고 상기 연료가스의 압력이 상기 상부실린더와 상기 하부실린더를 통해 상기 개폐부재를 하방으로 가압하는 압력보다 낮으면 상기 연료가스가 상기 개폐부재를 상방으로 밀지 못하여 공급되지 않고,
    상기 엔진의 부하 변동에 따라 상기 상부실린더와 상기 하부실린더가 연동 제어되면서 상기 개폐부재로 가해지는 압력을 반반씩 담당하도록 하는 것을 특징으로 하는 선박 가스밸브유닛용 가스공급밸브.
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