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가스밸브의 강도안전성에 관한 연구
A Study on the Strength Safety of a Gas Valve 원문보기

한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas, v.22 no.1, 2018년, pp.60 - 63  

김청균 (홍익대학교 트리보.메카.에너지기술 연구센터)

초록
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본 연구에서는 LPG 용기용 가스밸브의 강도안전성에 대한 FEM 해석결과를 제시하고 있다. FEM 해석결과에 의하면, 가스밸브가 완전히 열린 상태에서 3.5 MPa의 공급압력을 적용하였을 때, 안전밸브와 나사의 상단부사이의 경계 지역에서 발생한 von Mises 최고응력은 99.2 MPa로 나타났다. 99.2 MPa라는 von Mises 최고응력은 황동소재의 항복강도에 비해 낮은 값으로 충분히 안전한 결과이다. 이 경우에, 압력조정기의 상측 오른쪽에서는 최대 변위량 0.002mm가 발생하였다. 최대로 변형된 이 지역은 가스밸브에 설치된 오링이나 다이어프램과 같은 밀봉 부분이 아니므로 의미를 부여할 필요는 없다. 기존의 개폐식 밸브와 압력 조정기를 일체형으로 형성하여 제시한 하이브리드형의 가스밸브 모델은 LPG 용기용으로 가스누출이 없는 메커니즘과 최소로 단순화시킨 크기의 가스모델로 추천된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents the FEM analysis results on the strength safety of a gas valve for a LPG cylinder. Based on the FEM analysis, the maximum von Mises stress on the boundary zone between a safety valve and the upper area of the thread is 99.2 MPa for the supplied gas pressure of 3.5 MPa in which th...

주제어

#gas valve   #LPG cylinder   #LPG pressure regulator   #stress and displacement   #FEM  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 차단기능형 용기용 밸브와 가스조정기의 체결방식을 일체형으로 개선한 새로운 가스밸브에 대한 강도안전성을 유한요소법으로 해석한 기본적 연구를 수행하였다.
  • 본 연구에서는 그동안 제기된 가스누출 및 강도 저하 문제를 해결하기 위해 LPG 용기용 밸브와 가스정압기를 일체형으로 설계한 새로운 하이브리드형의 가스밸브를 개발하였고, 이 가스밸브에 대한 강도안전성을 FEM으로 해석하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
차단기능형의 용기용 밸브는 무엇인가? 차단기능형의 LPG 용기용 밸브는 LPG 용기의 상단부에 체결되어 저장된 LP가스 연료를 사용하기 위해 안전하게 방출하고, 용기에 저장된 LP가스가 없으면 다시 충전하여 사용하는 구조의 차단밸브이다. 또한, LPG 용기에서 저장된 연료를 연소기기에 공급하기 위해서는 가스조정기를 사용하여 항상 균일한 공급압력을 유지해야 안정되게 연소할 수 있다.
차단기능형의 LPG 용기용 밸브에 가스 조정기를 체결할 때 가스 누출이 발생하는 원인은? 차단기능형의 용기용 밸브에 가스조정기를 체결하는 과정에 가스누출을 차단하기 위해 사용하는 오링의 조립 불량으로 밀봉이 불완전하거나, 또는 사용기간이 오래 경과되어 NBR 소재의 탄성변형 거동성이 약화되면서 가스누출이 발생한다. 실제로 밸브와 가스조정기의 연결부에서 발생하는 가스누출로 인한 사고가 많이 발생하였고, 그동안 밀봉 메커니즘의 안전성 문제점에 대한 지적이 많았다[4,5].
LPG 용기용 밸브에 대한 연구는 어떠한가? LPG 용기용 밸브에 대한 연구는 차단기능형 밸브[1]가 개발되면서 처음 시작되었고, 그 후로 용기용 밸브에 대한 연구[2.3]가 거의 없었고, 아직까지 신제품 개발도 전무한 실정이다.
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참고문헌 (6)

  1. Young-Gyu Kim, Boo-Gil Kwoon, Ji-Youn Kim, "Development of LPG Cylinder Valve with Self-closing Function", Proceeding of 2006 Energy, Gas and Climate Change Joint Conference, pp. 129, (May 26, 2006) 

  2. C.K. Kim, "A Study on th Strength Safety of Valve Structure for LPG Cylinder", J. of KIGAS, Vol. 18, No. 6, pp. 27-31, (2014) 

  3. C.K. Kim, "Design Study of Automatic Cutoff Horizontal Valve for a LPG Cylinder", J. of KIGAS, Vol. 19, No. 6, pp. 80-84, (2015) 

  4. D.I., Cho, "Very Dangerous Gas Leakage at the Screw Part of LPG Cylinder", Today Energy Newspaper, (2016.05.02.) 

  5. G.C., Park, "Failure Cause and countermeasures of o-rings for LPG pressure regulator?", Gas Newspaper, (2017.02.28.) 

  6. KGS AA312, (2015) 

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