KR20240048400A - 수처리 장치가 구비된 글로브 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수처리 장치가 구비된 글로브 밸브에 관한 것으로써, 이를 실현하기 위한 본 발명은 몸체의 한쪽에는 유체가 유입되는 입수부가 형성되고, 다른 한쪽으로 상기 입수부를 통해 유입된 유체가 배출되도록 출수부가 형성되며, 상기 입수부와 출수부 사이에는 디스크 시트가 구비되고, 상기 디스크 시트의 통로가 밸브축에 설치된 디스크에 의해 개폐되면서 상기 입수부에서 출수부로 이동되는 유체의 흐름이 단속되는 글로브 밸브 및 상기 글로브 밸브의 전단에 연결되어 상기 글로브 밸브의 몸체 내부로 수처리된 유체가 공급되도록 해주는 수처리 장치가 포함되어 구성된 것이 특징이다.

Description

수처리 장치가 구비된 글로브 밸브{Globe valve with water treatment device}

본 발명은 유체의 흐름을 단속하는 글로브 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세히는 글로브 밸브의 전단에 수처리 장치를 구비함으로써, 글로브 밸브로 이동되는 유체의 수질을 안정화시키고 이물질이 제거되도록 함으로써, 수질 정화와 함께 글로브 밸브의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 수처리 장치가 구비된 글로브 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 밸브는 관속을 흐르는 유체의 유량, 유속, 압력 등을 제어하는 장치로, 목적에 따라 여러 종류로 구분될 수 있는데, 그 중 글로브 밸브(Globe Valve)는 유량을 조절하는 용도뿐만 아니라 차단하는 용도로 사용 가능하여 여러 산업 분야에서 사용되고 있으며, 특히 고온, 고압의 유체를 이용하는 화력 발전이나 열병합 발전 등의 발전 플랜트에서 많이 사용되고 있고, 재질로는 청동, 주철, 주동(鑄銅), 합금강 등이 사용된다.

이러한 글로브 밸브는 구형상의 밸브 몸체에 밸브의 입구와 출구가 S자 모양으로 연결되어 있는 구조를 구비하고 있으며, 대체로 입구와 출구의 중심선이 일직선상에 있는 밸브를 말한다.

대표적으로 T형 글로브 밸브는 디스크가 시트면에 수직으로 이동하는 타입이고, Y형 글로브 밸브는 시트와 스템이 45도의 각도로 기울어진 타입이다.

그러나, 앵글형 글로브 밸브는 T형 및 Y형에 비하여 균형적인 유체의 흐름을 얻을 수 있는 타입으로 밸브의 입구와 출구가 일직선 상이 아닌 입구와 출구가 90도로 꺾이는 형태를 가진다.

이러한 글로브 밸브는 유로차단 또는 유량조절용으로 사용되는데, 유량 조절은 밸브디스크가 열리는 면적이 아니라 밸브스템이 밸브몸체의 상향으로 승강되는 거리에 따라 달라지게 된다.

한편, 유체가 글로브 밸브를 통과하는 과정에서 종래에는 유체의 성분 내지 유체에 포함된 이물질이 글로브 밸브의 내면과 반응하여 글로브 밸브의 내부가 부식되거나 내부에 스케일 등이 쉽게 쌓이게 되며, 유체 내지 이물질이 글로브 밸브를 구성하는 디스크 시트나 디스크와 같은 부품과 반응하여 부품의 쉽게 손상되면서 기밀이 누설되는 등 글로브 밸브의 수명이 단축되고 성능의 저하로 인해 글로브 교체 주기가 빨라지게 되고, 이러한 글로브 밸브의 잦은 교체는 인력 및 비용의 소모를 늘어나게 하는 원인이 되었다.

대한민국 공개특허 10-2018-0052405호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 글로브 밸브로 유입되는 유체를 사전에 수처리시킴으로써, 글로브 밸브로 유입되는 유체에 의해 글로브 밸브의 내부가 부식되고, 스케일이 쌓이며, 내부 부품이 손상되면서 수명이 단축되고, 작동 성능이 저하되던 문제점을 효과적으로 해결할 수 있도록 한 수처리 장치가 구비된 글로브 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 위에서 언급한 기술적 과제로 제한될 필요는 없으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 수처리 장치가 구비된 글로브 밸브는,

몸체의 한쪽에는 유체가 유입되는 입수부가 형성되고, 다른 한쪽으로 상기 입수부를 통해 유입된 유체가 배출되도록 출수부가 형성되며, 상기 입수부와 출수부 사이에는 디스크 시트가 구비되고, 상기 디스크 시트의 통로가 밸브축에 설치된 디스크에 의해 개폐되면서 상기 입수부에서 출수부로 이동되는 유체의 흐름이 단속되는 글로브 밸브 및 상기 글로브 밸브의 전단에 연결되어 상기 글로브 밸브의 몸체 내부로 수처리된 유체가 공급되도록 해주는 수처리 장치가 포함되어 구성된다.

더 바람직하게 상기 수처리 장치는 내부에 설치 공간부가 형성되고, 마주하는 양측에 유체가 유입되는 인입부와 수처리된 유체가 배출되는 배출부가 각각 형성되는 하우징과, 상기 설치 공간부의 상측 입구를 개폐해주는 덮개 및 상기 설치 공간부에 고정 설치되는 반응관이 포함되어 구성될 수 있다.

더욱 바람직하게 상기 글로브 밸브와 상기 수처리 장치는 상기 입수부와 상기 배출부가 일체형으로 연결되어 하나의 몸체로 구성될 수 있다.

더욱 바람직하게 상기 입수부와 상기 배출부는 탈착 가능하게 결합되도록 구성될 수 있다.

더욱 바람직하게 상기 입수부의 단부는 나사 체결부로 구성되고, 상기 배출부는 나사공으로 형성되어 상기 입수부의 나사 체결부가 상기 배출부의 나사공에 나사 결합되도록 구성될 수 있다.

더욱 바람직하게 상기 입수부의 단부와 상기 배출부의 단부에 각각 플랜지가 형성되고, 상기 플랜지가 서로 마주하여 접면된 상태에서 볼트에 의해 서로 결합되도록 구성될 수 있다.

더 바람직하게 상기 하우징의 전단에는 이물질을 제거해주기 위한 스트레이너 장치가 더 구비될 수 있다.

더욱 바람직하게 상기 스트레이너 장치는 상기 하우징의 전단쪽 유로 상에서 아래쪽을 향하여 돌출 형성되며, 하단부가 개방되어 있는 수납부와, 상기 수납부의 개방된 하단부를 통해 끼워져 설치되며, 외주면에 다수의 관통공이 형성된 원통형의 스크린망 및 상기 수납부의 개방된 하단부에 결합되며, 표면 한쪽에 이물질제거공이 구비된 스크린커버가 포함되어 구성될 수 있다.

이상과 같은 본 발명에 따른 수처리 장치가 구비된 글로브 밸브는 다음과 같은 효과를 가진다.

즉, 본 발명은 글로브 밸브의 전단에 수처리 장치를 일체형 또는 조립형태로 설치함으로써, 수처리 장치를 통해 유체가 수질이 정화되고 이물질이 제거된 상태로 글로브 밸브에 유입되도록 함에 따라 유입되는 유체로 인해 글로브 밸브의 내부가 부식되거나 스케일이 발생되어 유체의 수질이 오염되고, 내부 부품이 손상되면서 기밀 유지를 위한 성능이 저하되는 등 글로브 밸브의 내구성 저하로 인해 교체 주기가 단축되던 문제점을 효과적으로 해결할 수 있는 것이다.

아울러, 이와 같이 기재된 본 발명의 효과는 발명자가 인지하는지 여부와 무관하게 기재된 내용의 구성에 의해 당연히 발휘되게 되는 것이므로 상술한 효과는 기재된 내용에 따른 몇 가지 효과일 뿐 발명자가 파악한 또는 실재하는 모든 효과를 기재한 것이라 인정되어서는 안 된다.

또한, 본 발명의 효과는 명세서의 전체적인 기재에 의해서 추가로 파악되어야 할 것이며, 설사 명시적인 문장으로 기재되어 있지 않더라도 기재된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 명세서를 통해 그러한 효과가 있는 것으로 인정할 수 있는 효과라면 본 명세서에 기재된 효과로 보아야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라 수처리 장치와 글로브 밸브가 일체형태로 구성된 것을 나타낸 요부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 수처리 장치와 글로브 밸브가 나사 조립되는 형태로 구성된 것을 나타낸 요부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 수처리 장치와 글로브 밸브가 플랜지를 통해 조립되는 형태를 나타낸 요부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 글로브 밸브의 후단에 수처리 장치가 일체형태로 구성된 것을 나타낸 요부 단면도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 구성 및 작용을 상세히 설명하기로 한다.

이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 내용을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

또한, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 하며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 판단되어야 한다.

우선, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수처리 장치가 구비된 글로브 밸브는 유체의 흐름을 단속하는 글로브 밸브와, 유체를 정화시키는 수처리 장치로 크게 구분될 수 있으며, 이하 각 구성요소를 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 글로브 밸브는,

도 1 내지 도 4에 예시된 바와 같이 고압의 유체가 흐르는 관로상에 설치되어 그 유로를 개폐 및 조절하는 데 사용되는 것으로, 입수부(110)와 출수부(120)가 일직선 상태 또는 경사지는 상태로 위치되고, 이러한 입수부(110)와 출수부(120) 사이의 대략 중간지점에 해당되는 내벽면에는 격벽(130)이 형성되며, 이러한 격벽(130) 상에는 밸브축(150)의 디스크(160)가 끼워져 안착될 수 있도록 디스크 시트(140)가 관통되어 형성됨에 따라 디스크 시트(140)의 관통된 부위로 밸브축(150)의 디스크(160)가 끼워지거나 분리되면서 입수부(110)에서 출수부(120)로 이동되는 유체가 단속된다.

즉, 입수부(110)로 유입된 유체가 출수부(120)로 이동됨에 있어서, 밸브축(150)이 상승하여 디스크 시트(140)로부터 밸브축(150)의 디스크(160)가 분리되어 있으면 입수부(110)로 유입된 유체는 디스크 시트(140)를 통과하여 출수부(120)로 빠져나갈 수 있으며, 밸브축(150)이 하강하여 디스크 시트(140)에 밸브축(150)의 디스크(160)가 결합되어 있으면 입수부(110)로 유입된 유체는 디스크 시트(140)를 통과하지 못하고 출수부(120)로 이동되지 못하게 된다.

그리고 수처리 장치는,

배관을 통과하는 유체의 수질을 안정화시키는 장치로서, 유체에 포함된 무기질 염류류 등의 이물질을 효과적으로 억제 및 제거할 수 있는 장치이다.

이러한 수처리 장치는 도 1 내지 도 4에서와 같이 전술한 글로브 밸브의 전단에 설치되어 글로브 밸브로 유입되는 유체를 수처리시킴으로써, 글로브 밸브의 내부가 부식되거나 녹 및 스케일이 쌓이면서 유체가 오염되고, 글로브 밸브의 부품 등이 손상되는 현상을 방지할 수 있다.

수처리 장치는 일 예로 하우징(200)과, 그러한 하우징(200)의 상측 입구를 개폐해주는 덮개(240)와, 하우징(200) 내부에 고정 설치되어 유체와 반응하는 반응관(250)이 포함되어 구성될 수 있다.

하우징(200)은 내부에 후술될 반응관(250)이 설치될 수 있도록 소정 크기의 설치 공간부(210)가 구비된다.

한편, 하우징(200)은 설치 공간부(210)를 중심으로 일측에는 인입부(220)가 형성되며, 타측에는 배출부(130)가 형성됨에 따라 인입부(220)로 이동된 유체는 설치 공간부(210)를 거쳐 배출부(230)로 빠져나가게 되는데, 하우징(200)의 설치 공간부(210)는 평단면으로 보았을 때 원형이나 타원형으로 구성될 수 있다.

한편, 설치 공간부(210)의 바닥면에는 그 중심에 함몰된 형태의 수용홈부를 형성하고, 그러한 수용홈부에는 드레인밸브로 개폐되는 드레인공을 형성함으로써, 설치 공간부에서 발생되는 이물질이 수용홈부에 수거되면 드레인밸브를 개방시켜 외부로 제거할 수 있다.

물론, 도면으로 예시하지는 않았지만, 글로브 밸브의 몸체(100) 또한 바닥면에 함몰된 형태의 수용홈부를 형성하고, 그러한 수용홈부에 드레인밸브로 개폐되는 드레인공을 형성함으로써, 설치 공간부에서 발생되는 이물질이 수용홈부에 수거될 때 드레인밸브를 개방시켜 외부로 제거할 수 있다.

그리고 하우징(200)의 덮개(240)를 통해 하우징(200)의 설치 공간부(210) 상측에 구비된 입구가 개폐될 수 있다.

그리고 반응관(250)은 하우징(200)의 설치 공간부(210)에 고정 설치되어 설치 공간부(210)를 통과하는 유체의 스케일 제거 및 부식을 방지하여 수질을 안정화시키는 역할을 한다.

반응관(250)은 일 예로 아연으로 구성될 수 있고, 외면에는 유체와 접촉되는 정전기발생코팅층이 포함될 수 있다.

반응관(250)은 외주면을 통해 유체가 통과할 수 있도록 다수의 통공이 형성되며, 내부에는 수처리를 위한 촉매가 구비될 수 있다.

촉매는 반응관(250)과 동일한 소재로 구성될 수도 있지만, 서로 다른 재질로 구성될 수 있다.

즉, 반응관(250)이 아연재질로 구성될 경우, 촉매는 아연재질의 것과 게르마늄, 토르말린, 숯과 같은 재질의 것이 복수로 구성되거나, 아연재질의 것만으로 구성될 수도 있고, 반응의 효율성을 위해 반응관(250)의 재질과 다르게 게르마늄, 토르말린 및 숯과 같은 재질의 것으로 구성될 수 있다.

촉매는 일 예로 유체의 흐름에 저항을 덜 받을 수 있도록 원형 또는 구형의 형상으로 구성될 수 있으며, 유체와의 전면적인 접촉을 통해 다량의 음이온을 방출할 수 있다.

촉매는 다른 실시 예로 소결 또는 분말야금 성형되어 다공성 구조로 이루어지도록 구성될 수도 있는데, 촉매가 다공성 구조를 가지게 되면 기공 속까지 유체가 침투될 수 있기 때문에 결국 유체와의 표면 접촉 면적이 표면이 매끄러운 구형에 비해 상당히 증가하게 되므로 많은 량의 음이온이 유체속에 방출될 수 있다.

따라서, 유체에 무기질 염류의 농도가 많은 경우 다공성 구조를 갖는 촉매가 다량의 (-)전자를 방충하게 되어 유체속으로 확산되기 때문에 하이드록실 작용 또는 계면활성 작용에 의한 스케일 및 부식을 분해 제거하는 능력이 향상될 뿐만 아니라 관 내벽에 부식 발생이 진행되지 않게 되는 등 전반적인 수처리 능력이 극대화되는 효과를 발휘할 수 있다.

또한, 반응관(250)의 외주면에 일정한 간격을 두고 복수개로 형성되는 통공은 일정한 배열 또는 불규칙한 배열로 형성될 수 있다.

한편, 글로브 밸브의 몸체(100)와 수처리 장치의 하우징(200)은 소정 길이의 배관을 사이에 두고 이격되어 설치될 수도 있지만, 바람직하게 근접되어 연결됨에 있어서, 다양한 형태로 연결될 수 있다.

즉, 일 예로 도 1에 예시한 바와 같이 수처리 장치의 하우징(200)에 구비된 배출부(230)와 글로브 밸브의 몸체(100)에 구비된 입수부(110)가 근접된 상태에서 글로브 밸브의 몸체(100)와 수처리 장치의 하우징(200)이 일체형을 이루는 하나의 몸체로 구성될 수 있다.

다른 예로는 도 4에 예시한 바와 같이 글로브 밸브의 몸체(100)에 구비된 출수부(120)와 수처리 장치의 하우징(200)에 구비된 인입부(210)가 근접된 상태에서 글로브 밸브의 몸체(100)와 수처리 장치의 하우징(200)이 일체형을 이루는 하나의 몸체로 구성될 수도 있다.

이와 같이 수처리 장치의 하우징(200)과 글로브 밸브의 몸체(100)가 일체형으로 제작되면, 수처리 장치가 글로브 밸브의 전단에 위치할 경우에는 유체가 수처리된 상태에서 글로브 밸브의 내부로 이동됨에 따라 글로브 밸브의 부식이나 녹, 스케일이나 이물질 생성 및 내부 부품의 손상 등이 방지되어 글로브 밸브의 내구성이 향상될 수 있으며, 수처리 장치가 글로브 밸브의 후단에 위치할 경우에는 수처리장치를 거쳐 정화된 유체가 배관으로 이동되면서 배관 내의 부식이나 녹, 스케일이나 이물질 생성을 방지해줄 수 있다.

또한, 다른 실시 예로 수처리 장치의 하우징(200)과 글로브 밸브의 몸체(100)는 개별적으로 구성되어 서로 결합되도록 구성될 수도 있다.

예를 들면, 도 2에 예시한 바와 같이 글로브 밸브의 몸체(100)에 형성된 입수부(110)의 단부에는 나사 체결부(111)를 형성하고, 수처리 장치의 하우징(200)에 형성된 배출부(230)에는 나사공(231)을 형성함으로써, 글로브 밸브와 수처리 장치를 결합시킬 때 입수부(110)의 나사 체결부(111)를 배출부(230)의 나사공(231)에 나사 결합시켜 서로 결합시킬 수도 있다.

또한, 또 다른 실시 예로 도 3에 예시한 바와 같이 글로브 밸브의 몸체(100)에 형성된 입수부(110)의 단부와 수처리 장치의 하우징(200)에 형성된 배출부(230)의 단부에 각각 플랜지를 형성하고, 이러한 플랜지를 서로 마주하여 접면시킨 상태에서 볼트와 너트를 사용하여 서로 결합시킬 수도 있으며, 플랜지를 서로 용접하여 고정시킬 수도 있다.

아울러, 글로브 밸브의 몸체(100)에 형성된 입수부(110)의 단부와 수처리 장치의 하우징(200)에 형성된 배출부(230)의 단부에 각각 플랜지를 형성하고, 이러한 플랜지를 서로 마주하여 접면시킬 때 그 사이에 가스켓을 설치한 상태에서 서로 결합시켜주면 기밀성을 더욱 견고하게 유지시킬 수도 있다.

이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관한 설명을 하였으나, 기재된 내용의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 기재된 내용의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해질 필요는 없으며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 몸체 110 : 입수부
111 : 나사 체결부 120 : 출수부
130 : 격벽 140 : 디스크 시트
150 : 밸브축 160 : 디스크
200 : 하우징 210 : 설치 공간부
220 : 인입부 230 : 배출부
231 : 나사공 240 : 덮개
250 : 반응관

Claims (6)

1. 몸체(100)의 한쪽에는 유체가 유입되는 입수부(110)가 형성되고, 다른 한쪽으로 상기 입수부(110)를 통해 유입된 유체가 배출되도록 출수부(120)가 형성되며, 상기 입수부(110)와 출수부(120) 사이에는 디스크 시트(140)가 구비되고, 상기 디스크 시트(140)의 통로가 밸브축(150)에 설치된 디스크(160)에 의해 개폐되면서 상기 입수부(110)에서 출수부(120)로 이동되는 유체의 흐름이 단속되는 글로브 밸브; 및
   상기 글로브 밸브의 전단에 연결되어 상기 글로브 밸브의 몸체(100) 내부로 수처리된 유체가 공급되도록 해주는 수처리 장치;
   가 포함된 것을 특징으로 하는 수처리 장치가 구비된 글로브 밸브.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 수처리 장치는,
   내부에 설치 공간부(210)가 형성되고, 마주하는 양측에 유체가 유입되는 인입부(220)와 수처리된 유체가 배출되는 배출부(230)가 각각 형성되는 하우징(200);
   상기 설치 공간부(210)의 상측 입구를 개폐해주는 덮개(240); 및
   상기 설치 공간부(210)에 고정 설치되는 반응관(250);
   이 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 수처리 장치가 구비된 글로브 밸브.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 글로브 밸브와 상기 수처리 장치는 상기 입수부(110)와 상기 배출부(230)가 일체형으로 연결되거나 상기 출수부(120)과 상기 인입부(220)가 일체형으로 연결되어 하나의 몸체로 구성된 것을 특징으로 하는 수처리 장치가 구비된 글로브 밸브.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 입수부(110)와 상기 배출부(230)는 탈착 가능하게 결합되도록 구성된 것을 특징으로 하는 수처리 장치가 구비된 글로브 밸브.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 입수부(110)의 단부는 나사 체결부(111)로 구성되고, 상기 배출부(230)는 나사공(231)으로 형성되어 상기 입수부(110)의 나사 체결부(111)가 상기 배출부(230)의 나사공(231)에 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치가 구비된 글로브 밸브.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 입수부(110)의 단부와 상기 배출부(230)의 단부에 각각 플랜지가 형성되고, 상기 플랜지가 서로 마주하여 접면된 상태에서 볼트에 의해 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 수처리 장치가 구비된 글로브 밸브.

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