극저온 밸브(A Cryogenic Valve)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2010년08월25일
(11) 등록번호 10-0978061
(24) 등록일자 2010년08월19일
(51) Int. Cl.

F16K 31/64 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2008-0053384
(22) 출원일자 2008년06월05일
심사청구일자 2008년06월05일
(65) 공개번호 10-2009-0126985
(43) 공개일자 2009년12월09일
(56) 선행기술조사문헌
US04601304 A1*
JP62044192 U*
JP58150671 U*
JP56167966 A*
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
조광아이엘아이주식회사
부산광역시 강서구 송정동 1650-8
(72) 발명자
고경완
경상남도 김해시 외동 일동한신아파트 118동 801
호
(74) 대리인
김현수
전체 청구항 수 : 총 1 항 심사관 : 김충호
(54) 극저온 밸브
(57) 요 약
본 발명은 내부에 개구부를 가진 몸체와, 상기 몸체와 결합하는 보닛과, 상기 몸체의 내부에서 개구부와 상기 보
닛 사이를 이동하면서 개구부를 개폐하는 디스크와, 상기 디스크에 연결되어 상기 보닛을 관통하는 스템과, 상기
디스크 및 스템을 작동시켜 상기 몸체를 지나는 유체를 제어하는 구동부를 포함하며, 상기 디스크와 개구부가 맞
닿는 부분에는 제1시트를, 상기 디스크와 보닛이 맞닿는 부분에는 제2시트를 포함함으로써, 상기 디스크를 아래
로 내려 밸브를 닫았을 때뿐만 아니라 상기 디스크를 위로 올려 밸브를 완전히 열었을 때에도 유체가 상기 보닛
으로 유입하는 것을 방지하도록 기밀이 유지되어 시스템 운용시에도 패킹의 교환작업이 가능하며, 상기 제2시트
는 상기 디스크의 상부형상과 상응하는 형상으로 형성되어 상기 밸브를 완전히 열어 상기 디스크가 상기 제2시트
에 맞닿을 시에 완벽하게 기밀이 유지될 수 있으며, 상기 제2시트는 상기 제1시트의 형상과 동일하게 형성되어
한 종류의 시트를 상기 제1시트 및 제2시트로 활용할 수 있으며, 상기 제2시트는 스테인레스 스틸로 제작되어 내
구성을 향상시킬 수 있으며, 상기 보닛은 외주면 상에 수직으로 설치되는 수직 보강형 핀을 포함함으로써, 상기
보닛의 두께를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상기 보닛과 수직 보강형 핀을 일체로 생산할 수 있어 생산효율을 향상
시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 극저온밸브에 관한 것이다.
대 표 도 - 도4
등록특허 10-0978061
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특허청구의 범위
청구항 1
내부에 개구부를 가진 몸체와, 상기 몸체와 결합하는 보닛과, 상기 몸체의 내부에서 개구부와 상기 보닛 사이
를 이동하면서 개구부를 개폐하는 디스크와, 상기 디스크에 연결되어 상기 보닛을 관통하는 스템과, 상기 디스
크 및 스템을 작동시켜 상기 몸체를 지나는 유체를 제어하는 구동부를 포함하며,
상기 디스크와 개구부가 맞닿는 부분에는 제1시트를, 상기 디스크와 보닛이 맞닿는 부분에는 제2시트를 포함하
여, 상기 디스크를 아래로 내려 밸브를 닫았을 때뿐만 아니라 상기 디스크를 위로 올려 밸브를 완전히 열었을
때에도 유체가 상기 보닛으로 유입하는 것을 방지하도록 기밀이 유지되어 시스템 운용시에도 패킹의 교환작업
이 가능하며,
상기 디스크는 상부와 하부가 동일한 형상을 가지며, 상기 제1시트는 그 내부가 상기 디스크의 하부 형상에 상
응하도록 형성되고, 상기 제2시트는 그 내부가 상기 디스크의 상부 형상에 상응하도록 형성되고, 상기 제2시트
는 상기 제1시트의 형상과 동일하게 형성되어 한 종류의 시트만을 생산하여 상기 제1시트 및 제2시트로 활용할
수 있어 생산효율을 높일 수 있으며,
상기 보닛은 외주면 상에 수직으로 설치되는 수직 보강형 핀을 포함하고, 상기 수직 보강형 핀은 단면형상의
말단이 첨예하게 형성되는 사다리꼴 또는 삼각형 형상으로 형성되어, 외부의 열전달로 유체의 온도상승 효과를
극대화할 수 있어 보닛의 두께를 줄이고 보닛과 수직 보강형 핀을 일체로 생산할 수 있는 것을 특징으로 하는
극저온밸브.
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명 세 서
발명의 상세한 설명
기 술 분 야
본 발명은 내부에 개구부를 가진 몸체와, 상기 몸체와 결합하는 보닛과, 상기 몸체의 내부에서 개구부와 상기[0001]
보닛 사이를 이동하면서 개구부를 개폐하는 디스크와, 상기 디스크에 연결되어 상기 보닛을 관통하는 스템과,
상기 디스크 및 스템을 작동시켜 상기 몸체를 지나는 유체를 제어하는 구동부를 포함하며, 상기 디스크와 개구
부가 맞닿는 부분에는 제1시트를, 상기 디스크와 보닛이 맞닿는 부분에는 제2시트를 포함함으로써, 상기 디스
크를 아래로 내려 밸브를 닫았을 때뿐만 아니라 상기 디스크를 위로 올려 밸브를 완전히 열었을 때에도 유체가
상기 보닛으로 유입하는 것을 방지하도록 기밀이 유지되어 시스템 운용시에도 패킹의 교환작업이 가능하며, 상
기 제2시트는 상기 디스크의 상부형상과 상응하는 형상으로 형성되어 상기 밸브를 완전히 열어 상기 디스크가
상기 제2시트에 맞닿을 시에 완벽하게 기밀이 유지될 수 있으며, 상기 제2시트는 상기 제1시트의 형상과 동일
하게 형성되어 한 종류의 시트를 상기 제1시트 및 제2시트로 활용할 수 있으며, 상기 제2시트는 스테인레스 스
틸로 제작되어 내구성을 향상시킬 수 있으며, 상기 보닛은 외주면 상에 수직으로 설치되는 수직 보강형 핀을
포함함으로써, 상기 보닛의 두께를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상기 보닛과 수직 보강형 핀을 일체로 생산할 수
있어 생산효율을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 극저온밸브에 관한 것이다.
등록특허 10-0978061
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배 경 기 술
극저온밸브는 LNG 운반선 또는 항공우주 분야 등에서 사용되는 밸브로서, 극저온 환경에서 작동할 수 있도록[0002]
특수하게 설계된다. 즉, 극저온밸브를 구성하는 재료는 극저온에서 양호한 인성, 우수한 용접성 및 가공성, 사
용되는 유체에 대한 내식성 등의 조건을 만족하여야 하고, 개폐부와 밸브몸체는 극저온에서 우수한 기밀성을
유지할 수 있어야 하여, 구동부는 원활한 작동을 위해 극저온으로부터 열적으로 분리되어 있어야 한다.
도 1은 종래의 극저온밸브의 단면도이고, 도 2는 도 1에서 'A'부분의 확대도이다.[0003]
도 1 및 2를 참조하면, 종래의 극저온밸브는 개구부(11)를 포함하는 몸체(1)와, 상기 몸체(1)와 결합하는[0004]
보닛(2)과, 몸체의 내부에서 상기 개구부(11)를 개폐하는 디스크(3)와, 상기 디스크(3)에 체결되어 상기
보닛(2)을 관통하는 스템(4)과, 상기 스템(4) 및 디스크(3)의 이동을 제어하는 포지셔너(6), 액츄에이터(7) 및
핸들(8) 등을 포함하며, 상기 몸체(1)의 내부에는 상기 개구부(11)와 디스크(3)가 맞닿는 곳에 제1시트(12)만
을 포함하고 있다.
따라서, 상기 포지셔너(6)의 전기적 신호에 의해 공압이 상기 액츄에이터(7)에 비례적으로 적용이 되면, 그 신[0005]
호에 따라 0, 25, 50, 75, 100%의 비율로 상기 스템(4) 및 디스크(3)의 리프트거리가 형성이 되고, 그에 따라
상기 스템(4)이 빈번하게 이동하게 되므로, 상기 보닛(2)과 요크(5)가 맞닿는 부위에서 유체가 상기 요크(5)로
유입되는 것을 방지하도록 기밀을 유지하고 있는 패킹(22)의 마모가 급속히 일어나게 됨에 따라 상기 패킹(2
2)의 정기적인 교체작업을 수행해야 한다.
그러나, 유체의 온도조건 및 폭발 위험성 때문에 유체가 상기 보닛(2)과 상기 스템(4) 사이의 틈(24)으로 누설[0006]
되는(c방향) 것을 완전히 차단하고 작업을 해야하며, 이를 위해서는 상기 디스크(3)를 완전히 아래로 내려(①
방향) 상기 디스크(3)와 상기 제1시트(12)가 맞닿은 상태, 즉 밸브를 닫아 라인을 중지시킨 상태에서 별도의
정해진 시점에 작업을 해야 한다. 즉, 시스템 운용중에는 상기 패킹(22)의 교체작업이 불가능하여 시스템을 중
지시키고 작업해야만 하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 상기 보닛(2)의 외면에 부착되는 핀(23)은 주로 상기 보닛(2)의 길이방향에 대해 직각 즉, 수평[0007]
으로 형성되는 플랜지 형상으로 형성되는데, 이 경우 상기 보닛(2)과 일체로 생산하는데 많은 어려움이 있는
문제점이 있다.
발명의 내용
해결 하고자하는 과제
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,[0008]
본 발명의 목적은 내부에 개구부를 가진 몸체와, 상기 몸체와 결합하는 보닛과, 상기 몸체의 내부에서 개구부[0009]
와 상기 보닛 사이를 이동하면서 개구부를 개폐하는 디스크와, 상기 디스크에 연결되어 상기 보닛을 관통하는
스템과, 상기 디스크 및 스템을 작동시켜 상기 몸체를 지나는 유체를 제어하는 구동부를 포함하며, 상기 디스
크와 개구부가 맞닿는 부분에는 제1시트를, 상기 디스크와 보닛이 맞닿는 부분에는 제2시트를 포함함으로써,
상기 디스크를 아래로 내려 밸브를 닫았을 때뿐만 아니라 상기 디스크를 위로 올려 밸브를 완전히 열었을 때에
도 유체가 상기 보닛으로 유입하는 것을 방지하도록 기밀이 유지되어 시스템 운용시에도 패킹의 교환작업이 가
능한 것을 특징으로 하는 극저온밸브를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 본 발명에 따른 극저온밸브에 있어서 상기 제2시트는 상기 디스크의 상부형상과 상응하[0010]
는 형상으로 형성되어, 상기 밸브를 완전히 열어 상기 디스크가 상기 제2시트에 맞닿을 시에 완벽하게 기밀이
유지되는 것을 특징으로 하는 극저온밸브를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 극저온밸브에 있어서, 상기 제2시트는 상기 제1시트의 형상과 동일[0011]
하게 형성되어, 한 종류의 시트를 상기 제1시트 및 제2시트로 활용할 수 있게 되어 생산효율을 높일 수 있는
것을 특징으로 하는 극저온밸브를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 극저온밸브에 있어서, 상기 제2시트는 스테인레스 스틸로 제작되어,[0012]
등록특허 10-0978061
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사용되는 유체에 대한 내식성, 가공성 등을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 극저온밸브를 제공하는 것이
다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 극저온밸브에 있어서, 상기 보닛은 외주면 상에 수직으로 설치되는[0013]
수직 보강형 핀을 포함함으로써, 상기 보닛의 두께를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상기 보닛과 수직 보강형 핀을
일체로 생산할 수 있어 생산효율을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 극저온밸브를 제공하는 것이다.
과제 해결수단
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 극저온밸브는 다음과 같은 구성을 포함한다.[0014]
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 극저온밸브는 내부에 개구부를 가진 몸체와, 상기 몸체와 결합하는[0015]
보닛과, 상기 몸체의 내부에서 개구부와 상기 보닛 사이를 이동하면서 개구부를 개폐하는 디스크와, 상기 디스
크에 연결되어 상기 보닛을 관통하는 스템과, 상기 디스크 및 스템을 작동시켜 상기 몸체를 지나는 유체를 제
어하는 구동부를 포함하며, 상기 디스크와 개구부가 맞닿는 부분에는 제1시트를, 상기 디스크와 보닛이 맞닿는
부분에는 제2시트를 포함함으로써, 상기 디스크를 아래로 내려 밸브를 닫았을 때뿐만 아니라 상기 디스크를 위
로 올려 밸브를 완전히 열었을 때에도 유체가 상기 보닛으로 유입하는 것을 방지하도록 기밀이 유지되어 시스
템 운용시에도 패킹의 교환작업이 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 극저온밸브에 있어서 상기 제2시트는 상기 디스크의 상부형[0016]
상과 상응하는 형상으로 형성되어, 상기 밸브를 완전히 열어 상기 디스크가 상기 제2시트에 맞닿을 시에 완벽
하게 기밀이 유지되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 극저온밸브에 있어서 상기 제2시트는 상기 제1시트의 형[0017]
상과 동일하게 형성되어, 한 종류의 시트를 상기 제1시트 및 제2시트로 활용할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 극저온밸브에 있어서 상기 제2시트는 스테인레스 스틸로[0018]
제작되어, 내구성을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 극저온밸브에 있어서 상기 보닛은 외주면 상에 수직으로[0019]
설치되는 수직 보강형 핀을 포함함으로써, 상기 보닛의 두께를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상기 보닛과 수직 보
강형 핀을 일체로 생산할 수 있어 생산효율을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
효 과
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.[0020]
본 발명에 따른 극저온밸브는 내부에 개구부를 가진 몸체와, 상기 몸체와 결합하는 보닛과, 상기 몸체의 내부[0021]
에서 개구부와 상기 보닛 사이를 이동하면서 개구부를 개폐하는 디스크와, 상기 디스크에 연결되어 상기 보닛
을 관통하는 스템과, 상기 디스크 및 스템을 작동시켜 상기 몸체를 지나는 유체를 제어하는 구동부를
포함하며, 상기 디스크와 개구부가 맞닿는 부분에는 제1시트를, 상기 디스크와 보닛이 맞닿는 부분에는 제2시
트를 포함함으로써, 상기 디스크를 아래로 내려 밸브를 닫았을 때뿐만 아니라 상기 디스크를 위로 올려 밸브를
완전히 열었을 때에도 유체가 상기 보닛으로 유입하는 것을 방지하도록 기밀이 유지되어 시스템 운용시에도 패
킹의 교환작업이 가능하도록 하는 효과를 제공한다.
본 발명은 본 발명에 따른 극저온밸브에 있어서 상기 제2시트는 상기 디스크의 상부형상과 상응하는 형상으로[0022]
형성되어, 상기 밸브를 완전히 열어 상기 디스크가 상기 제2시트에 맞닿을 시에 완벽하게 기밀이 유지되는 효
과를 제공한다.
본 발명은 본 발명에 따른 극저온밸브에 있어서, 상기 제2시트는 상기 제1시트의 형상과 동일하게 형성되어,[0023]
한 종류의 시트를 상기 제1시트 및 제2시트로 활용할 수 있게 되어 생산효율을 높일 수 있는 효과를 제공한다.
본 발명은 본 발명에 따른 극저온밸브에 있어서, 상기 제2시트는 스테인레스 스틸로 제작되어, 사용되는 유체[0024]
에 대한 내식성, 가공성 등을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
본 발명은 본 발명에 따른 극저온밸브에 있어서, 상기 보닛은 외주면 상에 수직으로 설치되는 수직 보강형 핀[0025]
을 포함함으로써, 상기 보닛의 두께를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상기 보닛과 수직 보강형 핀을 일체로 생산할
수 있어 생산효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
등록특허 10-0978061
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발명의 실시를 위한 구체적인 내용
이하에서는 본 발명에 따른 극저온밸브의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.[0026]
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온밸브의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온밸브[0027]
의 단면도이고, 도 5는 도 4의 밸브가 닫힌 상태의 '몸체'부분의 확대도이고, 도 6은 도 4의 밸브가 완전히 열
린 상태의 '몸체'부분의 확대도이다.
도 3 내지 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온밸브는 내부에 개구부(11)를 가진 몸체(1)와, 상[0028]
기 몸체(1)와 결합하는 보닛(2)과, 상기 몸체(1)의 내부에서 개구부(11)와 상기 보닛(2) 사이를 이동하면서 개
구부(11)를 개폐하는 디스크(3)와, 상기 디스크(3)에 연결되어 상기 보닛(2)을 관통하는 스템(4)과, 상기 디스
크(3) 및 스템(4)을 작동시켜 상기 몸체(1)를 지나는 유체를 제어하는 구동부를 포함하며, 상기 디스크(3)와
개구부(11)가 맞닿는 부분에는 제1시트(12)를, 상기 디스크(3)와 보닛(2)이 맞닿는 부분에는 제2시트(13)를 포
함하여 형성될 수 있다. 여기서 상기 구동부란 상기 디스크(3) 및 스템(4)의 작동을 제어하는 구성으로 일반적
인 요크(5), 포지셔너(6), 액츄에이터(7), 핸들(8) 등을 통칭하는 의미이다.
상기 몸체(1)는 극저온 유체가 흐르는 밸브 바디를 의미하는데, 통상적인 글로브형 밸브의 몸체는 전체적으로[0029]
공 모양의 외관형상을 갖으며, 유체가 유입되는 입구(15)와 유체가 유출되는 출구(16)의 중심선이 일직선 위에
있고, 상기 몸체(1) 내부에 중간막(14)과 상기 중간막(14) 중앙부에 개구부(11)가 형성되어 유체의 흐름이 S자
모양을 이루게 되는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온밸브에 사용되는 상기 몸체(1) 역시 이와 동일한 구
조로 형성될 수 있다.
이 경우, 후술하게 될 상기 디스크(3)가 상기 개구부(11)의 상기 제1시트(12) 상에 위치하게 되면 유체의 흐름[0030]
이 막히게 되고, 또한 상기 개구부(11)와 상기 디스크(3) 간에 떨어진 거리에 따라 흐르는 유체의 유량 등이
달라지는바, 상기 디스크(3)를 올리고(②방향) 내림에(①방향) 따라 즉, 밸브를 열고 닫음에 따라 흐르는 유체
의 유량, 압력 등을 제어할 수 있으며, 따라서 상기 개구부(11)의 제1시트(12)와 상기 디스크(3)가 맞닿았을
때의 기밀유지가 중요하게 된다. 또한 상기 몸체(1) 내부에서의 유체의 흐름은 좌에서 우로 유체가 흐르는 경
우(a방향) 즉, 상기 입구(15)에서 유체가 유입되어 상기 개구부(11)를 아래에서 위로 통과하여 상기 출구(16)
로 유출되는 경우와 우에서 좌로 흐르는 경우(b방향) 즉, 상기 출구(16)에서 유체가 유입되어 상기 개구부(1
1)를 위에서 아래로 통과하여 상기 입구(15)로 유출되는 경우가 있는데, 본 발명에 따른 극저온밸브는 상기 모
든 경우에 적용가능하다는 장점이 있다.
상기 보닛(2)은 상기 몸체(1)의 상부에서 연결되어 상기 몸체(1)와 구동부를 연결시키는 역할을 하는데, 전체[0031]
적으로 내부에 중공을 포함하는 봉 형상으로 형성될 수 있으며, 내부의 중공에는 후술하게 될 상기 디스크(3)
와 연결되는 스템(4)이 위치하게 된다.
이 경우, 상기 보닛(2)의 내부로는 상기 몸체(1) 내부로 흐르는 유체가 유입되게 되는데 상기 몸체(1) 내부로[0032]
흐르는 유체는 극저온이고 상기 구동부는 상온에서 작동하기 때문에 극저온 유체가 상기 구동부에 영향을 미치
지 않도록 하여야 하는데, 상기 보닛(2)의 길이가 길수록 유체가 이동하면서 외부의 열전달로 인해 유체의 온
도는 상승하고 또한 추가적으로 상기 보닛(2)의 외부에 핀이 위치하게 되면 유체의 온도는 더욱 상승하게 되므
로, 상기 보닛(2)은 상기 구동부가 정상적으로 작동할 수 있도록 유체의 극저온으로부터 상기 구동부를 격리시
키는 역할을 수행하게 된다. 또한, 상기 보닛(2)과 구동부의 연결부위에서는 유체가 구동부로 유출되는 것을
방지하기 위해 패킹(22)이 사용되는데, 앞서 설명한 바와 같이 밸브의 개폐시에 상기 스템(4)이 빈번하게 이동
하게 되어 상기 패킹(22)이 마모되므로 주기적으로 상기 패킹(22)을 교체해 줘야 한다.
상기 디스크(3)는 후술하게 될 상기 스템(4)과 연결되어 상기 구동부의 제어하에 상기 몸체(1)의 내부에서 상[0033]
기 개구부(11)와 보닛(2) 사이를 이동하면서 상기 개구부(11)를 개폐하는 역할을 하는데, 전체적으로 원통형상
으로 형성될 수 있으며, 그 하부의 형상은 후술하게 될 상기 제1시트(12)의 내면의 형상과 상응하는 형상으로
등록특허 10-0978061
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서 구체적으로 원통형상의 외주면에서 하부로 경사지게 제1경사면(31)을 형성하면서 축경되어 축경된 외주면의
지름(d1)은 상기 제1시트(12) 내경의 지름과 동일하고 상기 제1경사면(31)은 후술하게 될 상기 제1시트(12)의
경사면(121)과 맞닿게 되어 상기 디스크(3)를 아래로 내렸을 때(①방향) 상기 제1시트(12)와 밀착되어 기밀을
유지할 수 있게 되며, 그 상부의 형상은 후술하게 될 상기 제2시트(13)의 내면의 형상과 상응하는 형상으로서
구체적으로 원통형상의 외주면에서 상부로 경사지게 제2경사면(32)을 형성하면서 축경되어 축경된 외주면의 지
름(d2)은 상기 제2시트(13) 내경의 지름과 동일하고 상기 제2경사면(32)은 후술하게 될 상기 제2시트(13)의 경
사면(131)과 맞닿게 되어 상기 디스크(3)를 위로 완전히 올렸을 때(②방향) 상기 제2시트(13)와 밀착되어 기밀
을 유지할 수 있게 되는데, 후술하는 바와 같이 상기 제1시트(12)와 상기 제2시트(13)의 형상이 동일하게 형성
되는 경우에는 상기 제1경사면(31) 및 제2경사면(32)의 형상과 상기 지름d1 및 d2의 길이도 동일하게 형성될
수 있다.
이 경우 상기 디스크(3)와 상기 개구부(11) 사이의 이격되는 거리 및 상기 디스크(3) 하부의 형상에 따라 흐르[0034]
는 유체의 유량, 유압 등이 결정되는데, 특히 상기 디스크(3)의 하부 형상에 따라 디스크의 이동거리에 정비례
하여 유량이 조절되는 Linear flow 형태, 디스크의 이동거리에 비해 유량의 변화가 완만한 Equal percentage
flow 형태, 디스크의 이동거리에 비해 유량의 변화가 급격한 Quick opening flow 형태 등으로 밸브의 제어형태
가 나누어지는데, 본 발명에 따른 극저온밸브는 상기 모든 형태에 적용가능하다는 장점이 있다.
상기 스템(4)은 상기 디스크(3)와 연결되어 상기 구동부의 제어하에 상기 디스크(3)를 이동시키는 역할을 하는[0035]
데, 전체적으로 봉 형상으로 형성될 수 있으며, 그 하부는 상기 디스크(3)와 연결되고 그 상부는 상기 구동부
와 연결된다.
이 경우 상기 스템(4)은 상기 구동부의 제어하에 상하로 이동하게 되는데, 그에 따라 특히 상기 보닛(2)과 상[0036]
기 구동부 사이의 기밀을 유지하기 위해 설치된 상기 패킹(22)이 마모되므로 상기 패킹(22)의 주기적인 교체
작업이 필요하게 된다.
상기 구동부는 앞서 설명한 바와 같이 상기 디스크(3) 및 스템(4)의 이동을 제어하는 구성을 말하며, 일반적인[0037]
요크(5), 포지셔너(6), 액츄에이터(7), 핸들(8) 등을 통칭하는 의미이다.
상기 제1시트(12)는 상기 몸체(1) 내의 개구부(11)에서 상기 디스크(3)와 맞닿는 부분에 위치하며 상기[0038]
중간막(14)에 볼트결합될 수 있는데, 전체적으로 내부에 중공을 포함하는 형상으로서 그 외부는 상기
개구부(11)의 형상에 상응하는 형상으로, 그 내부는 상기 디스크(3)의 하부형상에 상응하는 형상으로 형성될
수 있으며, 구체적으로 상기 제1시트(12)의 상면(123)과 중공의 내면(122)이 만나는 부분에 경사면(121)이 형
성될 수 있는데 상기 경사면(121)은 상기 디스크(3)의 제1경사면(31)의 형상과 동일하고 상기 내면(122)의 내
경은 상기 디스크(3)의 축경된 외주면의 지름(d1)과 동일하게 형성될 수 있다.
이 경우 상기 제1시트(12)의 내면(122)이 상기 디스크(3)의 하부형상과 상응하는 형상 및 동일한 지름으로 형[0039]
성됨으로써 상기 디스크(3)가 상기 구동부의 제어하에 아래로 이동하여(①방향) 상기 개구부(11)를 폐쇄하는
경우 상기 디스크(3)와 상기 제1시트(12)가 정확히 밀착하게 되어 유체가 상기 개구부(11)로 누설되지 않도록
기밀을 유지할 수 있게 된다. 또한 상기 제1시트(12)는 극저온 유체와 접촉하는 구성인 만큼 극저온 유체에 대
한 내식성, 가공성 등을 확보할 수 있는 스테인레스 스틸로 제작되는 것이 바람직하다.
상기 제2시트(13)는 상기 몸체(1)와 상기 보닛(2)이 맞닿으며 상기 스템(4)이 관통하는 부분(17)에서 상기 디[0040]
스크(3)와 맞닿는 부분에 위치하며 상기 몸체(1) 내지 상기 보닛(2)에 볼트결합될 수 있는데, 전체적으로 내부
에 중공을 포함하는 형상으로서 그 외부는 상기 스템(4)이 관통하는 부분(17)의 형상에 상응하는 형상으로, 그
내부는 상기 디스크(3)의 상부형상에 상응하는 형상으로 형성될 수 있으며, 구체적으로 상기 제2시트(13)의 상
면(133)과 중공의 내면(132)이 만나는 부분에 경사면(131)이 형성될 수 있는데 상기 경사면(131)은 상기 디스
크(3)의 제2경사면(32)의 형상과 동일하고 상기 내면(132)의 내경은 상기 디스크(3)의 축경된 외주면의
지름(d2)과 동일하게 형성될 수 있다.
이 경우 상기 제2시트(13)의 내면(132)이 상기 디스크(3)의 상부형상과 상응하는 형상으로 형성됨으로써 상기[0041]
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디스크(3)가 상기 구동부의 제어하에 위로 이동하여(②방향) 상기 스템(4)이 관통하는 부분(17)을 폐쇄하는 경
우 상기 디스크(3)와 상기 제2시트(13)가 정확히 밀착하게 되어 유체가 상기 보닛(2) 내부로 누설되지 않도록
기밀을 유지할 수 있게 된다. 따라서, 앞서 언급한 바와 같이 상기 패킹(22)의 마모에 따라 주기적인 교체작업
을 수행할 시에 종래에는 밸브를 닫아 상기 디스크(3)가 상기 개구부(11)를 폐쇄한 상태에서 작업을 진행해야
만 하여 시스템이 정지되었어야 하나, 본 발명에 따르면 밸브를 완전히 연 상태에서도 즉, 상기 디스크(3)가
상기 제2시트(13)에 밀착된 상태에서도 상기 제2시트(13)가 기밀을 유지하여 유체가 상기 보닛(2) 내부로 유입
되지 않기 때문에 시스템의 정지 없이도 상기 패킹(22)의 교체작업을 수행할 수 있게 된다.
또한, 상기 제2시트(13)는 상기 제1시트(12)의 형상과 동일한 형상 및 동일한 지름의 내경을 갖도록 형성될 수[0042]
있는데, 이 경우 상기 제1시트(12)와 상기 제2시트(13)가 서로 호환될 수 있으므로 한 종류의 시트생산만으로
상기 제1시트(12), 제2시트(13) 모두 활용될 수 있게 되어 생산효율 및 비용면에서 효과적일 수 있다.
또한, 상기 제2시트(13)는 극저온 유체와 접촉하는 구성인 만큼 스테인레스 스틸로 제작될 수 있는데, 이 경우[0043]
상기 제2시트(13)는 극저온 유체에 대한 내식성, 가공성 등을 확보할 수 있어 내구성이 증대된다.
또한, 상기 제2시트(13)는 상기 스템(4)이 관통하는 부분(17)에 설치되는 구성인 만큼 상기 스템(4)이 이동하[0044]
는 경우 별도의 가이드 역할도 수행하게 된다.
따라서, 이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온밸브는 상기 제2시트(13)를 포함함으로써, 상기[0045]
디스크(3)를 아래로 내려(①방향) 밸브를 닫았을 때뿐만 아니라 상기 디스크(3)를 위로 올려(②방향) 밸브를
완전히 열었을 때에도 유체가 상기 보닛(2)으로 유입하는 것을 방지하도록 기밀이 유지되어 시스템 운용시에도
상기 패킹(22)의 교환작업이 가능하며, 상기 제2시트(13)는 상기 디스크(3)의 상부형상과 상응하는 형상으로
형성되어 상기 밸브를 완전히 열어 상기 디스크(3)가 상기 제2시트(13)에 맞닿을 시에 완벽하게 기밀이 유지될
수 있으며, 상기 제2시트(13)는 상기 제1시트(12)의 형상과 동일하게 형성되어 한 종류의 시트를 상기 제1
시트(12) 및 제2시트(13)로 활용할 수 있으며, 상기 제2시트(13)는 스테인레스 스틸로 제작되어 내구성을 향상
시킬 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 극저온밸브의 사시도이다.[0046]
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 극저온밸브는 상기 보닛(2)이 외주면 상에 수직으로 설치되는[0047]
수직 보강형 핀(21)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수직 보강형 핀(21)은 상기 보닛(2)의 외주면 상에 수직으로 즉, 상기 보닛(2)의 길이방향으로 연장되어[0048]
형성되는데 상기 보닛(2)의 외주면 둘레로 다수 개가 형성될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 보닛(2)의 내부로는 상기 몸체(1) 내부로 흐르는 유체가 유입되게 되는데 상기[0049]
몸체(1) 내부로 흐르는 유체는 극저온이고 상기 구동부는 상온에서 작동하기 때문에 극저온 유체가 상기 구동
부에 영향을 미치지 않도록 하여야 하는데, 상기 보닛(2)의 길이를 늘이는 것뿐만 아니라 상기 보닛(2)의 외주
면 상에 다수의 상기 수직 보강형 핀(21)을 포함함으로써 유체가 상기 보닛(2) 내부를 이동하면서 외부의 열전
달로 인해 유체의 온도는 상승하게 되므로, 상기 보닛(2)은 상기 구동부가 정상적으로 작동할 수 있도록 유체
의 극저온으로부터 상기 구동부를 격리시키는 역할을 수행할 수 있게 된다. 또한 유체의 온도상승 효과를 증대
시키기 위해서는 상기 수직 보강형 핀(21)의 단면형상이 사다리꼴 내지는 삼각형 형상으로 이루어지는 것이 바
람직하며 말단부분이 첨예할수록 유체의 온도상승 효과는 커지게 된다. 또한 유체의 온도상승 효과가 커지는
만큼 상기 보닛(2)의 두께를 줄일 수 있게 된다.
이 경우 종래의 핀(23)은 통상 상기 보닛(2)의 외주면 상에 수평으로 즉, 상기 보닛(2)의 길이방향에 직각으로[0050]
형성되므로 앞서 언급한 바와 같이 상기 보닛(2)과 일체로 생산하는데 많은 어려움이 있었는데, 본 발명에 따
르면 상기 수직 보강형 핀(21)은 상기 보닛(2)의 사출 내지는 압출 성형시에 일체로 생산할 수 있을 뿐만 아니
라 상기 보닛(2)의 두께도 줄일 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
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따라서, 이와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 극저온밸브는 상기 보닛(2)이 외주면 상에 수직으로 설치되[0051]
는 다수의 수직 보강형 핀(21)을 포함함으로써, 상기 보닛(2)의 두께를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 상기
보닛(2)과 수직 보강형 핀(21)을 일체로 생산할 수 있어 생산효율을 향상시킬 수 있게 된다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사[0052]
상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발
명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
도면의 간단한 설명
도 1은 종래의 극저온밸브의 단면도[0053]
도 2는 도 1에서 'A'부분의 확대도[0054]
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온밸브의 사시도[0055]
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 극저온밸브의 단면도[0056]
도 5는 도 4의 밸브가 닫힌 상태의 '몸체'부분의 확대도[0057]
도 6은 도 4의 밸브가 완전히 열린 상태의 '몸체'부분의 확대도[0058]
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 극저온밸브의 사시도[0059]
*도면에 사용된 주요 부호에 대한 설명*[0060]
1: 몸체 2: 보닛 3: 디스크 4: 스템 5: 요크[0061]
6: 포지셔너 7: 액츄에이터 8: 핸들[0062]
11: 개구부 12: 제1시트 13: 제2시트 14: 중간막[0063]
15: 입구 16: 출구 17: 스템관통부[0064]
21: 수직 보강형 핀 22: 패킹 23: 핀 24: 틈[0065]
31: 제1경사면 32: 제2경사면[0066]
121: 경사면 122: 내면 123: 상면[0067]
131: 경사면 132: 내면 133: 상면[0068]
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도면
도면1
도면2
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도면3
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도면4
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도면5
도면6
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도면7
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