KR200376830Y1 - 이중배관용 단열 볼밸브조립체 - Google Patents

이중배관용 단열 볼밸브조립체 Download PDF

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Abstract

본 고안은 이중배관용 단열 볼밸브조립체를 개시한다. 본 고안은 이중배관의 파이프케이싱과 동일한 지름을 가지며 몸체의 중간에서 상방으로 연장된 제1,2의 분기관을 갖는 관상의 합성수지제 케이싱과, 이중배관의 상부 관로에 연결되는 파이프상의 엔드피스를 양단에 각각 가지고 케이싱에 수용되어 밸브스템이 케이싱의 제1분기관을 통해 외부로 돌출되며 각 엔드피스의 중간부가 수평방향의 어느 한쪽으로 2중 절곡된 제1볼밸브와, 이중배관의 하부 관로에 연결되는 파이프상의 엔드피스를 양단에 각각 가지고 케이싱에 수용되어 밸브스템이 케이싱의 제2분기관을 통해 외부로 돌출되며 각 엔드피스의 중간부가 제1볼밸브의 엔드피스와 반대쪽 수평방향으로 2중 절곡된 제2볼밸브와, 케이싱과 제1 및 제2볼밸브 사이의 공간에 충전되는 보온재와, 제1,2볼밸브의 주위에 배치되는 누수감지와이어를 포함한다.
본 고안은 단열 케이싱 내부에 2개의 관로를 갖는 이중배관에 간편하게 설치하여 각각의 관로를 용이하게 개폐시킬 수 있음은 물론 유체의 열손실도 줄어들게 되므로 이중배관의 시공성 향상과 비용절감에 기여한다.

Description

이중배관용 단열 볼밸브조립체{Insulation ball valve assembly for double pipe}
본 고안은 관로(pipe line)에 설치되어 유체의 흐름을 개폐하거나 유량을 조절하기 위해 사용되는 볼밸브(ball valve)에 관한 것으로서, 특히 단열(斷熱)이 요구되는 유체의 공급과 회수를 위해 2개의 파이프를 하나의 단열케이싱에 구비한 소위 이중배관(double pipe)의 개폐에 사용하기에 적합한 이중배관용 단열 볼밸브조립체에 관한 것이다.
일반적으로 각종 유체(流體)의 이송에는 파이프로 구성한 관로가 사용되고 있는데, 이와 같이 공급되는 유체는 경우에 따라 그 공급을 차단하거나 또는 유량을 적절히 조절할 필요가 있다. 이에 따라 관로의 소정위치에는 그 내부로 이동하는 유체의 흐름을 개폐하거나 또는 유로의 조절을 통해 유량을 적절히 조절하는 밸브가 설치된다.
밸브는 그 용도와 형태 등에 따라 다양한 종류가 있는데, 예컨대 LNG 수송관로의 가스배관이나 발전소 배관 등에 사용되는 산업용 개폐밸브는 고온·고압에 대한 안전성과 신뢰성이 매우 중요하므로 높은 제어정밀도를 가지면서 내구성이 우수한 볼 밸브가 사용된다.
한편, 관로를 흐르는 유체가 단열이 요구될 때에는 관로의 외부를 HDPE 등의 합성수지제 파이프케이싱(pipe casing)으로 감싸고, 파이프케이싱과 관로 사이의 공간에 폴리우레탄 등의 보온재를 충전한 단열구조의 파이프가 사용되고 있으며, 이러한 단열관로를 개폐하는 밸브 역시 동일한 단열구조를 갖는다.
예를 들어 지역난방에 사용되는 관로에 있어서도 약 120℃이상의 온수가 흐르는 바, 이송도중 열손실을 억제하기 위해 단열파이프와 단열밸브가 사용되고 있다.
그런데, 이러한 지역난방용 온수관로의 경우 도1에 도시한 바와 같이, 난방에 사용되고 난 온수로부터 잔열을 회수하기 위해 온수의 공급관로(Ps)와 회수관로(Pr)를 함께 설치하는 것이 일반적인 바, 관로(P)를 개폐하기 위한 차단용 밸브(Vs)(Vr)도 공급관로(Ps)와 회수관로(Pr)에 각각 설치하고 있다.
따라서 종래에는 공급관로(Ps)와 회수관로(Pr)가 개별로 설치되고 이들을 개폐하기 위한 차단용 밸브(Vs)(Vr)도 개별로 설치되기 때문에, 설치작업이 상당히 번잡하고 소요비용이 많을 뿐만 아니라 지중에 매설하기 위한 굴착(굴토)면적도 많아 시공이 어려운 문제가 있다.
한편, 이와 같은 문제를 해결하기 위해 최근 들어 하나의 파이프케이싱 내부에 2개의 관로를 상하로 배열하고, 이들 관로와 파이프케이싱 사이의 공간에 보온재를 충전한 이중배관이 출현하였는데, 이러한 이중배관의 두 관로에 종래의 단열밸브를 그대로 적용하기에는 기술적으로나 구조적으로 대단히 어려워 이중배관에 적용할 수 있는 새로운 형태의 단열밸브가 절실히 요구되고 있다.
본 고안은 상술한 종래의 문제점을 감안하여 고안된 것으로서, 단열 케이싱 내부에 2개의 관로를 나란하게 갖는 이중배관에 간편하게 설치하여 각각의 관로를 용이하게 개폐시킬 수 있으면서 유체의 열손실을 억제할 수 있는 이중배관용 단열 볼밸브조립체를 제공함에 그 목적이 있다.
이와 같은 목적들을 달성하기 위해 본 고안에 의한 이중배관용 단열 볼밸브조립체는, 파이프케이싱의 내부에 2개의 관로가 상하로 나란하게 배열되고, 파이프케이싱과 각 관로 사이의 공간에 보온재가 충전된 이중배관의 각 관로를 단속하기 위한 단열 볼밸브조립체로서, 이중배관의 파이프케이싱과 동일한 지름을 가지며, 몸체의 중간에서 상방으로 연장된 제1,2의 분기관을 갖는 관상의 합성수지제 케이싱; 이중배관의 상부 관로에 연결되는 파이프상의 엔드피스(end piece)를 양단에 각각 가지고 케이싱에 수용되어 밸브스템(valve stem)이 케이싱의 제1분기관을 통해 외부로 돌출되며, 각 엔드피스의 중간부가 수평방향의 어느 한쪽으로 2중 절곡된 제1볼밸브; 이중배관의 하부 관로에 연결되는 파이프상의 엔드피스를 양단에 각각 가지고 케이싱에 수용되어 밸브스템이 케이싱의 제2분기관을 통해 외부로 돌출되며, 각 엔드피스의 중간부가 제1볼밸브의 엔드피스와 반대쪽 수평방향으로 2중 절곡된 제2볼밸브; 케이싱과 제1 및 제2볼밸브 사이의 공간에 충전되는 보온재; 제1 및 제2볼밸브의 주위에 배치되는 누수감지와이어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 고안의 한 바람직한 특징에 의하면, 제1 및 제2볼밸브가 유체의 흐름방향을 따라 간격을 두고 배치된다.
이에 따라 본 고안은, 단열 케이싱 내부에 2개의 관로를 갖는 이중배관에 간편하게 설치하여 각각의 관로를 용이하게 개폐시킬 수 있음은 물론 유체의 열손실도 줄어들게 되므로 이중배관의 시공성 향상과 비용절감에 효과를 발휘하게 된다.
이와 같은 본 고안의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.
도2 내지 도4에서, 본 고안에 의한 이중배관용 단열 볼밸브조립체는, 이중배관(P)의 파이프케이싱(C)과 연결되는 관상의 케이싱(10)과, 이 케이싱(10)의 내부에 수용되는 제1 및 제2볼밸브(20)(30)와, 케이싱(10)과 각 볼밸브(20)(30) 사이의 공간에 충전되는 보온재(40)와, 각 볼밸브(20)(30) 주위에 배치되어 누수를 감지하는 누수감지와이어(50)로 구성된다.
케이싱(10)은 HDPE 등의 합성수지제로 이루어지고, 몸체의 중간에 상방으로 길게 연장되는 제1 및 제2의 분기관(11)(12)을 갖는다. 각 분기관(11)(12)은 케이싱(10)보다 작은 지름을 가지며, 반경방향으로 간격을 두고 배치된다.
제1 및 제2볼밸브(20)(30)는 케이싱(10)의 내부에 상하로 배치되고, 각각 양단에 이중배관(P)의 두 관로(P1)(P2)에 연결되는 파이프상의 긴 엔드피스(22)(32)들을 갖는다.
제1볼밸브(20)의 엔드피스(22)들은 중간부가 수평방향의 어느 한쪽으로 이중 절곡되고, 제2볼밸브(30)의 엔드피스(32)들은 중간부가 제1볼밸브(20)의 엔드피스(22)와 반대쪽 수평방향으로 이중 절곡된다. 이에 따라 도3에 나타낸 바와 같이, 평면에서 보아 각 볼밸브(20)(30)는 양쪽 엔드피스(22)(32)들의 자유단부(끝부분)만 서로 상하로 겹치고, 밸브바디(21)(31)들은 겹치지 않고 나란하게 위치된다.
이는 지하에 매설되는 이중배관(P)의 관로(P1)(P2)가 상하로 배치된 것에 기초하여 이들을 단속하기 위한 제1 및 제2볼밸브(20)(30)가 상하로 배치됨에 따라 밸브스템(25)(35)이 각각 수직상방으로 돌출되도록 하기 위함이다.
그리고 각 볼밸브(20)(30)를 조작하기 위한 제1볼밸브(20)의 밸브스템(25)은 케이싱(10)의 제1분기관(11)을 통해서 외부로 돌출되고, 제2볼밸브(30)의 밸브스템(35)은 케이싱(10)의 제2분기관(12)을 통해서 외부로 돌출된다.
이때, 제1 및 제2볼밸브(20)30)의 밸브바디(21)(31)는 평면에서 보아 케이싱(10)의 반경방향으로 나란하게 위치될 수도 있으나, 이 경우 밸브바디(21)(31)가 위치되는 케이싱(10)의 중간부위를 상당히 돌출시켜야 하는 바, 바람직하기로는 유체의 흐름방향(축방향)을 따라 간격을 두고 배치되어 각 볼밸브(20)(30)의 엔드피스(22)(32) 절곡에 따른 케이싱(10)의 중간부 돌출을 최소화한다.
한편, 이러한 본 고안의 제1 및 제2볼밸브(20)(30)는 지중에 매설되어 고온의 유체를 수송하고, 특히 엔드피스(22)(32)가 길게 구성되어 중간부가 절곡되어야 하는 바, 유체의 누설 및 침투를 확실히 방지할 수 있으면서 엔드피스(22)(32)의 길이를 자유롭게 설정할 수 있는 이른 바 용접식 볼밸브(welded ball valve)로 이루어지는 것이 바람직하다.
즉, 도5에 도시된 바와 같이, 원통형의 밸브바디(21)(31)와, 일단이 밸브바디(21)(31)의 양단에서 각각 그 내부로 진입하여 접합되고 중간부가 이중 절곡되는 파이프상의 긴 엔드피스(22)(32)와, 유로구멍(23a)(33a)을 가지고 두 엔드피스(22)(32)의 대향단 사이에 회전 가능하게 개재되어 유로를 개폐하는 볼(23)(33)과, 각 엔드피스(22)(32)의 대향단에 설치되어 볼(23)(33)에 탄성적으로 밀착되는 링형의 밸브시트(valve seat:24)(34) 및 밸브바디(21)(31)를 관통하여 볼(23)(33)과 연결되는 밸브스템(25)(35)으로 구성된다.
밸브스템(25)(35)은 스템하우징(stem housing:26)(36)에 의해 보호되고, 그 상단에는 밸브의 개폐조작을 위한 핸들(도시하지 않음)이 장착된다.
바람직하기로 이와 같은 제1 및 제2볼밸브(20)(30)는 각 엔드피스(22)(32)의 중첩부들 간에 금속으로 이루어진 복수의 연결탭(tab:61)을 개재하여 접합함으로써 상하로 일정간격을 유지하도록 서로 일체적으로 구성된다.
보온재(40)는 예컨대 폴리우레탄으로 이루어지고, 위와 같이 일체적으로 상하 배치된 제1 및 제2볼밸브(20)(30)를 스페이서(spacer:62)에 의해 케이싱(10)의 내부에 지지한 상태에서, 케이싱(10)과 볼밸브(20)(30)들 사이에 충전된다.
누수감지와이어(50)는 정밀감지를 위해 도4에 도시된 바와 같이, 저항비교방식인 복수의 피복되지 않은 나동선(51)과 임펄스(impulse)방식인 피복처리 센서와이어(52)의 복합으로 이루어지고, 보온재(40)의 충전에 앞서 각 볼밸브(20)(30)들 주위에 나란하게 배치된다.
나머지 부호 13은 케이싱(10)의 제1 및 제2분기관(11)(12) 상단을 차폐하는 캡(cap)이다.
이와 같은 구조적 특징을 가지는 본 고안에 의한 이중배관용 단열 볼밸브조립체는, 2개의 볼밸브(20)(30)가 케이싱(10)의 내부에 상하로 배열되어 있으므로 이중배관(P)의 두 관로(P1)(P2)에 간편하게 연결 설치할 수 있고, 각각의 엔드피스(22)(32)가 서로 반대방향으로 이중 절곡되어 그 밸브스템(25)(35)이 수직 상방으로 연장되므로 각 관로(P1)(P2)의 개폐작업도 매우 용이하다.
따라서 이중배관(P)의 시공이 가능하게 되어 종래와 같이 열공급과 열회수를 위해 2개의 관로를 개별로 설치하는 것에 비해 굴착면적이 적고, 이에 따라 시공이 간편해져 공기가 단축됨은 물론 소요비용도 절감할 수 있게 된다.
또한, 2개의 볼밸브(20)(30)가 하나의 케이싱(10)내에 수용되어 보온재(40)로 감싸여 있기 때문에 개별로 설치되는 종래에 비해 열손실도 적어 효율적인 열관리에 측면에서도 매우 유리해진다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의한 이중배관용 단열 볼밸브조립체에 의하면, 단열 케이싱 내부에 2개의 관로를 갖는 이중배관에 간편하게 설치하여 각각의 관로를 용이하게 개폐시킬 수 있음은 물론 종래에 비해 유체의 열손실도 줄어들게 된다.
그러므로 본 고안은, 이중배관의 시공성 향상과 비용절감 및 열관리의 효율성 향상 등에 크게 기여하는 매우 우수한 효과를 가진다.
도1은 종래의 온수배관 시공 상태를 개략적으로 나타낸 평면도,
도2는 본 고안에 의한 이중배관용 단열 볼밸브조립체를 나타낸 단면도,
도3은 도2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도,
도4는 도2의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도,
도5는 본 고안에 이용된 볼밸브의 구조를 나타낸 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10: 케이싱 11, 12: 제1 및 제2분기관
20, 30: 제1 및 제2볼밸브 21, 31: 밸브바디
22, 32: 엔드피스 23, 33: 볼
24, 34: 밸브시트 25, 35: 밸브스템
40: 보온재 50: 누수감지와이어
61: 연결탭 62: 스페이서
P: 이중배관 P1, P2: 관로

Claims (3)

  1. 파이프케이싱의 내부에 2개의 관로가 상하로 나란하게 배열되고, 파이프케이싱과 각 관로 사이의 공간에 보온재가 충전된 이중배관의 각 관로를 단속하기 위한 단열 볼밸브로서,
    상기 이중배관의 파이프케이싱과 동일한 지름을 가지며, 몸체의 중간에서 상방으로 연장된 제1,2의 분기관을 갖는 관상의 합성수지제 케이싱;
    상기 이중배관의 상부 관로에 연결되는 파이프상의 엔드피스를 양단에 각각 가지고 상기 케이싱에 수용되어 밸브스템이 상기 케이싱의 제1분기관을 통해 외부로 돌출되며, 상기 각 엔드피스의 중간부가 수평방향의 어느 한쪽으로 2중 절곡된 제1볼밸브;
    상기 이중배관의 하부 관로에 연결되는 파이프상의 엔드피스를 양단에 각각 가지고 상기 케이싱에 수용되어 밸브스템이 상기 케이싱의 제2분기관을 통해 외부로 돌출되며, 상기 각 엔드피스의 중간부가 상기 제1볼밸브의 엔드피스와 반대쪽 수평방향으로 2중 절곡된 제2볼밸브;
    상기 케이싱과 제1 및 제2볼밸브 사이의 공간에 충전되는 보온재;
    상기 제1 및 제2볼밸브의 주위에 배치되는 누수감지와이어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중배관용 단열 볼밸브조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2볼밸브가 유체의 흐름방향을 따라 간격을 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 이중배관용 단열 볼밸브조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2볼밸브가,
    밸브바디와, 일단이 상기 밸브바디의 내부로 각각 진입하도록 밸브바디의 양단에 각각 접합되고 중간부가 좌측 또는 우측으로 이중 절곡된 파이프상의 두 엔드피스와, 각 엔드피스의 대향단에 설치되는 밸브시트와, 유로구멍을 가지고 각 엔드피스 사이에 회전 가능하게 지지되어 유로를 개폐하는 볼과, 하단이 상기 밸브바디의 주면을 관통하여 상기 볼과 연결되는 밸브스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 이중배관용 단열 볼밸브조립체.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100749174B1 (ko) 2006-08-31 2007-08-14 한국에너지기술연구원 고체산화물 연료전지 발전시스템의 스위칭 밸브
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