KR101203826B1 - 수충격 방지용 양방향 체크밸브 및 이를 포함하는 수충격 방지시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수충격 방지용 시스템을 구성하는 연결파이프에 장착되는 양방향성 체크밸브에 있어서,
중앙에 제1 관통공을 갖고, 상기 제1 관통공의 주위에 이보다 직경이 작은 적어도 1이상의 제2 관통공이 형성된 밸브몸체; 상기 밸브몸체에 형성된 제1 관통공을 개폐하도록 상기 밸브몸체에 힌지결합되고, 중앙에 물이 흐를 수 있도록 관통공이 형성된 디스크를 포함하여 관로내 물이 순방향으로 흐를 때 디스크가 개방되고, 역방향으로 흐를 때 닫혀 물이 상기 디스크의 관통공과 상기 밸브몸체에 형성된 제2 관통공을 통해 흐르도록 동작되는 수충격 방지용 양방향성 체크밸브 및 이를 포함하는 수충격 방지시스템을 제공한다.

Description

수충격 방지용 양방향 체크밸브 및 이를 포함하는 수충격 방지시스템{BIDIRECTIONAL CHECK VALVE FOR WATER HAMMER PROTECTION AND WATER SHOCK PROTECTION SYSTEM COMPRISING THE SAME}

본 발명은 수충격 방지용 양방향 체크밸브 및 이를 포함하는 수충격 방지시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에어챔버와 메인파이프를 연결하는 연결관로내 물이 흐를 때 발생하는 유체의 와류, 소음 및 진동, 나아가 이로 인한 배관이나 부품의 손상을 방지할 수 있는 수충격 방지용 양방향 체크밸브 및 이를 포함하는 수충격 방지시스템에 관한 것이다.

일반적으로 유체의 흐름 중에 유로저항이 변화하면 유체의 압력이 변화된다. 압축성 유체인 기체의 경우 유로저항의 변화는 단순한 압력의 변화로 그치게 되지만, 비압축성 유체인 액체의 경우에는 수두(水頭) 자체가 변화하게 된다. 예를 들어 급격한 밸브의 조작으로 유속이 변할 때, 밸브를 급히 닫거나 열 때, 펌프의 기동 및 정지시 급격한 압력변동이 발생하는데 이를 '수격현상(이하 「수충격」이라 함, Water Hammer)'이라 한다.

이러한 수충격은 파이프 속에 가득찬 상태로 흐르는 수류를 밸브로 급격히 차단하는 경우, 수압의 급격한 상승으로 인하여 침압(Surging Pressure)이 발생하고, 이로 인해 수격파가 파이프내를 왕복하면서 소음과 진동이 발생한다. 이와 같이 발생된 소음과 진동은 파이프를 거쳐 주위 구조물로 전달되어 파이프 내에서의 충격파의 발생현상인 수격현상을 야기하게 된다. 특히 파이프 등과 같이 제한된 단면 내로 액체가 공급되는 경우에는 이러한 압력의 변화에 대한 문제는 더욱 심각해진다.

다시 말해, 흐르고 있는 관로의 밸브를 갑자기 닫거나 펌프를 정지하는 등 유속의 변화가 있는 경우, 유체가 가지고 있던 운동에너지가 압력에너지로 변화기 때문에 이 압력변화가 전파속도로 전달된다. 이 압력파는 되돌아올 때 압력의 부호가 반대로 되고, 관로내를 계속 왕복하게 되어 수격작용을 일으키게 된다.

상기 수충격은 유속이 빠를수록, 유속의 변화시간이 짧을수록 그 정도는 커지게 되며, 이때의 압력은 심할 경우 부압은 물의 포화증기압 이하가 됨으로써 증기공동(Vapor Cavity)이 형성되어 수주분리현상 또는 파이프의 좌굴(Collapse)이 발생하기도 한다.

상기와 같은 수충격은 대표적으로 다음과 같이 5가지 문제점을 일으킨다.

첫째, 압력저하에 의해 관로가 좌굴 등에 의해 파손된다.

둘째, 압력상승에 의해 관로, 펌프와 밸브 등이 파손된다.

셋째, 역류방지밸브 등 역류방지대책이 미흡한 경우 역류, 역전에 의해 펌프 및 구동장치에 기계적 사고가 발생된다.

넷째, 공기밸브가 작동하거나 수주분리현상에 의해 생긴 압력변동은 압력의 상승, 하강 정도가 심하고, 파이프 및 기기가 진동하는 소음을 발생시킨다.

이때, 상기 수주분리(Column separation) 현상이란, 제한된 관로 내에서의 액체의 흐름은 이외에도 고장 및 정전 등에 의해 펌프가 정지하는 경우 액체가 압력강하에 의해 급격히 비등하게 되어 액체 내에 기포를 발생시키는 것을 의미한다.

다섯째, 압력에 의해 동작하는 펌프시스템 등의 오동작을 유발한다.

이와 같이 수충격을 방지하기 위하여, 당업계에서는 이를 해소하기 위한 많은 연구개발이 이루어져 왔으며, 이중 하나가 도 1에 도시된 바와 같이 메인파이프(1)에 분기 연결되는 에어챔버(3)를 포함하는 수충격 방지시스템을 들 수 있다. 동 시스템은 메인파이프(1)에 흐르는 유체가 차단밸브(4) 및 체크밸브(5)가 구비된 연결파이프(2)를 통해 에어챔버(3)에 연결되고, 상기 에어챔버(3)에서는 공기압축기(7,8) 및 배기밸브(6)를 제어하여 메인파이프(1)의 수충격을 감소시키는 구조로 이루어져 있다. 이때 미설명부호 9는 배수밸브로서 시스템의 유지보수를 위한 필요에서 요구되어질 수 있다.

특히 이중에서 체크밸브(5)는 에어챔버(3)와 메인파이프(1) 사이에서 물의 흐름을 제어하여 주는 중요한 장치로서, 근래 들어 배관의 구조가 간단하고 설치 및 유지 보수가 용이하며 밸브의 개도조정이 필요 없어 사전에 계획된 용량으로 양방향의 제어가 가능하다는 이유에서 도 2(a)(b)[a: 정면도. b: 측면도]에 도시된 바와 같은 양방향성 체크밸브(5)가 적용되는 사례가 늘고 있다.

하지만 상기와 같은 구성의 종래 일반적인 수충격 방지시스템은 비록 하나의 연결파이프를 이용하여 수충격 방지를 위한 물의 유입 및 유출을 1개의 배관만을 이용하여 제어함으로써 배관의 구조가 간단하고, 설치 및 유지보수가 용이한 장점을 제공하지만, 반면 역방향으로 물이 유입될 경우 구경이 작은 디스크(5b)의 관통공(5d)을 통해서만 물이 유입되어지므로 디스크 관통공(5d)의 후단에서 와류가 발생되고 이로 인해 소음과 진동이 크게 발생하게 되며, 나아가 배관계에 심각한 손상을 주게 되는 문제가 발생한다.

또한, 상기 도 2에 도시한 양방향성 체크밸브(5)는 순방향으로 물이 메인파이프(1)로 유출되는 경우에도 밸브몸체(5a)에 형성된 중앙 관통공(5c)의 직경이 통상적으로 연결관로의 직경보다 작은 것이 일반적이어서 와류형성, 압력손실과 같은 문제가 발생할 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술이 가지는 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 종래 수충격 방지시스템을 구성하는 에어챔버와 메인파이프를 연결하는 연결파이프내 물이 흐를 때 발생하는 유체의 와류, 소음과 진동, 나아가 배관이나 부품의 손상을 방지할 수 있는 수충격 방지용 양방향 체크밸브 및 이를 포함하는 수충격 방지시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 체크밸브를 통해 순방향으로 물이 흐를 때에도 연결관로의 유로폭을 감소시키지 않게 되어 급격한 유속변화를 막을 수 있어 와류의 발생방지는 물론 압력손실에 따른 에너지의 손실을 방지할 수 있는 수충격 방지시스템을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같은 수단에 의해 달성되어진다.

(1) 수충격 방지용 시스템을 구성하는 연결파이프에 장착되는 양방향성 체크밸브에 있어서,

중앙에 제1 관통공을 갖고, 상기 제1 관통공의 주위에 이보다 직경이 작은 적어도 1이상의 제2 관통공이 형성된 밸브몸체; 상기 밸브몸체에 형성된 제1 관통공을 개폐하도록 상기 밸브몸체에 힌지결합되고, 중앙에 물이 흐를 수 있도록 관통공이 형성된 디스크를 포함하여 관로내 물이 순방향으로 흐를 때 디스크가 개방되고, 역방향으로 흐를 때 닫혀 물이 상기 디스크의 관통공과 상기 밸브몸체에 형성된 제2 관통공을 통해 흐르도록 동작되는 수충격 방지용 양방향성 체크밸브.

(2) 수충격 방지시스템에 있어서,

제 1항의 수충격 방지용 양방향성 체크밸브가 에어챔버와 메인파이프를 연결하는 연결파이프내에 장착된 것을 특징으로 하는 수충격 방지시스템.

(3) 제 2항에 있어서,

수충격 방지용 양방향성 체크밸브가 장착되는 연결파이프는 밸브몸체에 형성된 중앙의 제1 관통공의 직경이 상기 연결파이프의 내경과 일치하도록 상기 밸브몸체의 수용부가 더 구비되어진 것을 특징으로 하는 수충격 방지시스템.

(4) 제 2항에 있어서,

체크밸브의 전단 또는 후단에 차단밸브를 더 포함하며, 상기 차단밸브는 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 수충격 방지시스템.

본 발명에 의하면, 수충격 방지시스템을 구성하는 에어챔버와 메인파이프를 연결하는 연결파이프내 물이 역방향으로 흐를 때 발생할 수 있는 유체의 와류발생, 소음과 진동, 나아가 이로 인한 배관계의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의하면 체크밸브를 통해 순방향으로 물이 흐를 때에도 연결관로의 유로폭을 감소시키지 않게 되어 급격한 유속변화를 막을 수 있어 배관내 와류의 발생방지는 물론 압력손실에 따른 에너지의 손실을 방지할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 수충격 방지시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 수충격 방지용 양방향성 체크밸브의 구성도의 일례이다.
도 3은 본 발명에 따른 수충격 방지용 양방향성 체크밸브의 구성도의 일례이다.
도 4는 본 발명에 따른 수충격 방지용 양방향성 체크밸브의 동작설명도이다.
도 5는 본 발명에 따른 수충격 방지용 양방향성 체크밸브의 바람직한 설치예를 보여주는 구성도이다.

이하 본 발명의 내용을 도 3에 도시되어진 실시예를 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3(a)(b)는 본 발명에 따른 수충격 방지시스템을 구성하는 양방향성 체크밸브(5')의 구성의 일예시도로서, 본 발명에 따른 양방향성 체크밸브(5')는 중앙에 제1 관통공(5'c)을 갖고, 상기 제1 관통공(5'c)의 주위에 이보다 작은 직경의 적어도 1이상의 제2 관통공(5'f)이 형성된 밸브몸체(5'a); 및 상기 밸브몸체에 형성된 제1 관통공(5'c)을 개폐하도록 상기 밸브몸체에 힌지(5'e)에 의해 결합되고, 중앙에 물이 흐를 수 있도록 관통공(5'd)이 형성된 디스크(5'b)를 포함한다.

상기 본 발명에 따른 양방향성 체크밸브(5')는 바람직하게는 종래 일반적인 수충격 방지시스템을 구성하는 에어챔버(3)와 메인파이프(1)를 연결하는 연결파이프(2) 내에 장착되어진다.

종래 일반적인 수충격 방지시스템을 구성하는 공급펌프나 밸브에서 급정지, 급폐쇄 등의 사유가 발생할 경우 메인파이프(1) 측에 부압이 걸려 에어챔버(3)로부터 물을 보충하여 압력을 보상하여 주어야 한다. 이때, 연결관로내 물이 순방향으로 흐를 때에는 상기 밸브몸체(5'a)에 힌지결합된 디스크(5'b)가 압력을 받아 개방되고 물은 밸브몸체에 형성된 중앙의 제1 관통공(5'c)을 통해 메인파이프(1)로 흘러 압력이 보상되어 수주 분리현상을 방지할 수 있게 한다.

이와는 달리 가압되었던 물이 메인파이프(1)를 따라 역류되어 돌아오는 경우 즉, 물이 역방향으로 흐를 때 상기 디스크(5'b)는 자중 내지 물의 압력에 의해 닫히고, 물은 상기 디스크의 관통공(5'd)과 상기 밸브몸체(5'a)에 형성된 제2 관통공(5'f)을 통해 흘러 에어챔버(3)로 유입된다. 이에 의해 압축성 유체인 공기의 수축에 의해 충격파가 급속히 감소되기 때문에 메인파이프(1) 내의 압력이 낮아지고 압력파의 충격으로 인한 메인파이프(1) 및 펌프의 파손이 방지된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 연결관내 물이 순방향, 즉 메인파이프(1) 측에 부압이 걸린 경우와 같은 상황에서 에어챔버(3)로부터 메인파이프(1)로 물이 흐를 경우에는 디스크(5'b)가 물의 가압에 의해 개방되어 밸브몸체(5'a)에 형성된 제1 관통공(5'c) 및 제2 관통공(5'f)을 통해 물이 흐르게 된다(a). 이와는 반대로 연결관내 물이 역방향, 즉 메인파이프(1)에서 물이 역류하는 경우와 같은 상황에서 메인파이프(1)로부터 에어챔버(3)로 물이 흐를 때에는 물의 가압에 의해 밸브몸체(5'a)에 힌지결합된 디스크(5'b)가 닫히고, 디스크에 형성된 중앙의 관통공(5'd)과 밸브몸체에 형성된 적어도 1개 이상의 제2 관통공(5'f)을 통해 수류가 진행된다.

도 2에 도시된 종래 양방향성 체크밸브(5)의 경우에는 밸브몸체(5a)에 본 발명에서와 같은 제2 관통공(5'f)을 갖고 있지 아니하므로, 오로지 디스크에 형성된 관통공(5d)만을 통해 물이 에어챔버(3) 내로 흐르게 되어 급격한 유속변화로 인해 체크밸브 후단에 와류가 생성되는 문제가 발생되지만, 본 발명에 따른 상기 양방향성 체크밸브의 경우 물의 이동경로가 상기 디스크 중앙의 관통공(5d) 이외에 적어도 1개 이상의 제2 관통공(5'f)을 통해 분산되므로 유속의 급격한 변화를 감소시켜 와류의 발생을 차단하고, 소음 및 진동을 크게 감소하는 효과를 제공한다.

도 5는 본 발명에 따른 수충격 방지용 양방향성 체크밸브의 바람직한 설치예로서, 도 4에 도시된 본 발명의 양방향성 체크밸브의 설치예와는 달리 별도의 밸브몸체를 수용하는 수용부(2a)가 구비되어 있다.

즉, 도 4의 체크밸브의 설치예에서는 밸브몸체(5'a)가 연결파이프(2) 내로 돌출된 길이만큼 유로의 폭이 대폭 감소하여 와류의 발생 및 압력손실이 발생하고, 특히 소음과 진동이 심하게 되는 문제가 있다. 이러한 문제는 밸브몸체(5'a)의 중앙에 형성된 제1 관통공(5'c)의 직경을 연결파이프 내경의 직경과 실질적으로 동일하게 해주는 것에 의해 극복될 수 있다. 여기서 「실질적으로」는 반드시 동일할 필요는 없지만, 연결관로 폭의 감소로 인한 후단에서의 와류 발생, 소음 및 진동발생, 및 압력손실에 따른 영향을 무시할 수 있을 정도로 유체의 흐름을 방해하지 않는 범위내에서의 직경은 여기에 포함된다.

이를 위해서 본 발명은 도 5에 도시된 바와 같이 연결파이프(2) 내 밸브몸체(5'a)의 돌출로 인한 영향을 배제하기 위해 이를 수용할 수 있는 수용부(2a)를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면 밸브몸체가 수용부(2a)의 오목부에 위치하게 되어 순방향으로 물이 흐를 때에도 연결관로의 유로폭을 감소시키지 않게 되어 급격한 유속변화를 막을 수 있어 와류의 발생방지는 물론 소음 및 진동발생, 뿐만 아니라 압력손실에 따른 에너지의 손실을 방지할 수 있게 된다.

이하 본 발명에 따른 상기 수충격 방지용 양방향성 체크밸브를 포함하는 수충격 방지시스템의 구성을 도 1의 종래 일반적인 수충격 방지시스템의 구성도를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 다만 체크밸브는 부호 5'으로 대체하는 것으로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 수충격 방지시스템은 메인파이프(1)에 흐르는 유체가 차단밸브(4) 및 체크밸브(5')가 구비된 연결파이프(2)를 통해 에어챔버(3)에 연결되고, 상기 에어챔버(3)에서는 공기압축기(7)(8) 및 배기밸브(9)를 제어하여 메인파이프(1)의 수충격을 감소시키는 수충격 방지시스템으로서, 상기 에어챔버(3)의 내측 상부 및 하부 각각 구비되며, 저장된 유체가 특정 수위에 도달하면 소정의 전기적 신호를 발생하는 레벨스위치(20)와; 상기 에어챔버(3)의 내측 상부 및 하부 각각 구비되며, 저장된 유체가 특정 수위에 도달하면 소정의 전기적 신호를 발생하는 레벨스위치(20)와; 상기 에어챔버(3)의 내측 또는 외측에 구비되며, 저장된 유체의 수위를 감지하여 소정의 전기적 신호를 발생하는 레벨부(30)와; 상기 에어챔버(3)의 내측에 수직방향으로 일정간격마다 복수 개 설치되어, 유체가 감지되는 경우 소정의 전기적 신호를 발생하는 접점스위치(31)와; 상기 에어챔버(3)의 내측 상부 및 하부에 각각 구비되며, 상부 및 하부의 압력차를 통해 압력변화량을 감지하고, 이를 전기적신호로 변환하여 출력하는 압력부(40)와; 콘트롤패널(11)을 통해 입력된 설정값과, 상기 레벨스위치(20)와 레벨부(30) 및 압력부(40)의 입력신호에 따라 소정의 제어신호를 발생하는 제어부(10)와; 상기 제어부(10)의 출력신호에 따라 시스템의 작동상태를 시각적으로 표시하는 디스플레이(50)와; 상기 제어부(10)의 출력신호에 따라 현재 시스템의 작동상태를 실시간으로 저장하는 저장부(60)와; 상기 제어부(10)의 출력신호에 따라 비상경보음을 발생하는 경보부(70)를 포함한다.

이때, 상기 레벨스위치(20)는 에어챔버(3) 내부에 저장된 유체가 지정된 최고수위 또는 최저수위에 도달하는 경우 소정의 전기적 신호를 발생하도록 구성되어 있으며, 유체 외측인 에어챔버(3) 상부에 존재하는 상한 레벨스위치 SH(21)와, 유체의 내측인 에어챔버(3) 하부에 위치되는 하한 레벨스위치 SL(22)로 구분된다.

따라서, 상기 상한 레벨스위치 SH(21)에서 전기적 신호가 출력되면 에어챔버(3) 내부의 수위가 최고점에 도달된 것이고, 상기 하한 레벨스위치 SL(22)에서 전기적 신호가 출력되면 에어챔버(3) 내부의 수위가 최하점에 도달된 것이므로, 그 내용에 대한 데이타값을 저장부(60)에 기록하고, 경보부(70)를 통해 비상경보신호를 발생함과 동시에 공기압축기1(7) 및 배기밸브(6)의 작동을 중지시키게 된다.

또한, 상기 공기압축기(7)의 불량시 시스템에 결정적인 손실이 발생되므로, 본 발명에서는 일 실시례로서 보조공기압축기인 공기압축기2(8)를 구비하고 있으며, 교대로 동작하여 공기압축기(7)(8)의 불량을 사전에 예방하는 것이 바람직하다. 물론, 필요시 다수의 공기압축기를 혼용할 수 있다.

한편, 상기 레벨부(30)는 에어챔버(3)의 내부에 저장된 유체의 수위변화량 △H을 실시간으로 체크하고, 그에 해당하는 소정의 전기적신호를 출력하여 제어부(10)에 전달한다. 이때, 상기 레벨부(30)는 일측이 항상 유체에 접촉됨으로써, 그 표면부에 이물질이 끼는 경우가 있으며, 그로 인해 부정확한 신호가 출력될 수 있다.

또한, 본 발명에서는 에어챔버(3)의 수위변화량 △H을 보다 명확하게 파악하기 위해 복수 개의 접점스위치(31)가 구비되어 있다. 상기 접점스위치(31)는 에어챔버(3)의 내측에 수직방향으로 일정간격마다 설치됨으로써, 수위의 변화량을 정확하게 계측할 수 있게 된다.

그러나, 상기 접점스위치(31)는 급격하게 변동하는 압력으로 인해 저장된 유체가 상부로 비산되어 특정 접점스위치(31)의 오동작을 유발하는 문제점에 노출되어 있다.

이를 방지하기 위해 본 발명 시스템에서는 에어챔버(3) 내부의 압력변화량 △P을 측정하는 압력부(40)를 추가로 구비하는 것이 좋다. 상기 압력부(40)는 에어챔버 상부(공기)에 설치되는 상한압력부(41)와, 에어챔버(3) 하부(유체)에 설치되는 상기 하한압력부(42)로 구분하여 구성되며, 초기 위치가 셋팅되어 있으므로 수위변화로 인해 상ㆍ하한압력부(41)(42)에 압력의 변화량이 발생되면 이를 전기적신호를 변환하여 제어부(10)에 전달하게 된다.

한편, 상기 제어부(10)에는 콘트롤패널(11)에 의해 관로의 설정값이 입력되는데, 상기 설정값은 펌프시스템에서 어떻게 관로를 설계하는가에 따라 결정되는 것으로서 기준수위 Hr , 기준압력 Pr, 설정시간 T을 포함한다.

이때, 상기 설정값은 시스템 설계단계에서 유체의 체적탄성률, 파이프의 종탄성 계수, 파이프내경, 파이프 두께의 데이타값 등을 소정 식에 근거하여 연산하여 압력파 전파속도 a를 계산하고, 다시 상기 압력파 전파속도 a 및 파이프의 길이 L을 통해 압력파 도달시간 μ를 연산함으로써 구해진다.

물론, 상기 설정값 대신에 사전에 반복된 실험을 통해 도출된 실험값을 사용할 수도 있다.

따라서, 상기 제어부(10)에서는 레벨부(30)의 신호, 접점스위치(31)의 신호를 통해 에어챔버(3)의 수위변화량 △H을 인식하고, 압력부(40)의 신호를 통해 에어챔버(3)의 압력변화량 △P을 인식하며, 설정값 또는 실험값을 기준으로 상기 수위변화량 △H 또는 압력변화량 △P가 수충격에 해당하는 지를 판단하게 된다.

또한, 제어부(10)는 공기압축기(7)(8)와 배기밸브(6)를 선택적으로 동작하여 수충격에 대응하도록 에어챔버(3)를 제어한다.

상기 제어부(10)의 출력신호는 디스플레이(50)에 전달되어 관리자가 현재의 상황(압력파 전달속도, 압력파 도달시간, 수위변화량 △H, 압력변화량 △P, 수충격발생일시, 기기의 가동일시 및 횟수 등)을 시각적으로 확인할 수 있다.

또한, 제어부(10)의 출력신호는 저장부(60)에 전달되고, 전술한 현재의 상황이 실시간으로 저장됨으로써, 추후 데이타분석을 통해 시스템의 문제점을 보완할 수 있도록 한다.

또한, 제어부(10)의 출력신호는 경보부(70)에 전달되어 비상신호를 발생함으로써, 관리자 또는 작업자의 주위를 환기시킬 수 있다.

이와 같이 본 발명의 수충격 방지시스템은 특정한 사유에 의해 상기 메인파이프(1)에 부압이 생긴 경우 에어챔버(3) 내에 저장되어 있던 물이 양방향성 체크밸브(5')를 통해 메인파이프(1)로 순방향으로 흐르게 되며, 양방향성 체크밸브를 이루는 디스크(5'b)는 물에 의해 가압되어 개방되어진다.

그 다음, 배관거리에 따른 충격파의 사이클이 바뀌어 메인파이프(1)의 압력이 상승하게 되어 에어챔버(3)로 물이 유입될 경우 연결파이프(2)에 구비된 양방향 체크밸브의 디스크(5')가 닫히게 되지만 그 중앙에 천공된 관통공(5'd)과 밸브몸체(5'a)에 형성된 제2 관통공(5'f)을 통하여 물이 흘러 에어챔버(3) 내로 유입되어진다. 이러한 과정에 의해 에어챔버(3) 또는 메인파이프(1)의 압력이 급상승 또는 급강하하는 것을 방지하고, 체크밸브 전단 또는 후단에 형성되는 와류의 발생을 방지함으로써 소음 또는 진동을 크게 감소시키고, 또한 배관계의 손상 및 에너지 손실을 방지할 수 있게 된다. 이와 같이, 상기 에어챔버(3)는 메인파이프(1)의 압력 변화에 따라 물을 메인파이프(1)로 공급하거나 그로부터 유출시켜 완충작용을 수행하게 되는 것이다.

이때 상기 본 발명에 따른 수충격 방지시스템에서의 차단밸브(4)는 체크밸브(5')의 전단 또는 후단에 설치될 수 있으며, 항상 개방된 상태로 유지하는 것이 바람직하다. 상기 차단밸브(4)는 전동밸브이거나 혹은 수동밸브일 수 있으며, 특히 전동밸브인 경우에는 에어챔버(3)의 압력보다 메인파이프(1)의 압력이 일정 기준 이상으로 높은 경우 이와 같은 신호를 입력받은 제어부(10)는 출력신호를 경보부(70)에 전달하여 비상신호를 발생시키고 동시에 차단밸브(4)가 열리도록 동작신호를 보내게 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 차단밸브(4)가 전동 혹은 수동밸브로서 에어챔버(3)에 연결된 상기 차단밸브(4)가 닫혀 있는 경우에는 제어부(10)가 펌프의 기동을 정지하는 신호를 발생시키도록 하는 것이 바람직하다. 특히 수동밸브의 경우에는 경보음을 발생시켜 운전자가 실수로 밸브를 막아놓고 운전하는 실수를 하지 않도록 하는 것이 좋다. 나아가 특정한 경우에 있어서 밸브를 막고 공사나 점검을 할 필요가 있는 경우라면 별도의 안전장치를 두어 작업자가 별도의 신호를 줄때 비로소 해제할 수 있도록 하는 것이 좋다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

2a: 밸브몸체 수용부
5'a: 밸브몸체
5'b: 디스크
5'c: 제1 관통공
5'd: 디스크에 형성된 관통공
5'e: 힌지
5'f: 제2 관통공

Claims (4)

1. 수충격 방지용 시스템을 구성하는 연결파이프에 장착되는 양방향성 체크밸브에 있어서,
   중앙에 제1 관통공을 갖고, 상기 제1 관통공의 주위에 이보다 직경이 작은 적어도 1이상의 제2 관통공이 형성된 밸브몸체; 상기 밸브몸체에 형성된 제1 관통공을 개폐하도록 상기 밸브몸체에 힌지결합되고, 중앙에 물이 흐를 수 있도록 관통공이 형성된 디스크를 포함하여 관로내 물이 순방향으로 흐를 때 디스크가 개방되고, 역방향으로 흐를 때 닫혀 물이 상기 디스크의 관통공과 상기 밸브몸체에 형성된 제2 관통공을 통해 흐르도록 동작되는 수충격 방지용 양방향성 체크밸브.
2. 수충격 방지시스템에 있어서,
   제 1항의 수충격 방지용 양방향성 체크밸브가 에어챔버와 메인파이프를 연결하는 연결파이프내에 장착된 것을 특징으로 하는 수충격 방지시스템.
3. 제 2항에 있어서,
   수충격 방지용 양방향성 체크밸브가 장착되는 연결파이프는 밸브몸체에 형성된 중앙의 제1 관통공의 직경이 상기 연결파이프의 내경과 일치하도록 상기 밸브몸체의 수용부가 더 구비되어진 것을 특징으로 하는 수충격 방지시스템.
4. 제 2항에 있어서,
   체크밸브의 전단 또는 후단에 차단밸브를 더 포함하며, 상기 차단밸브는 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 수충격 방지시스템.

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