KR101512452B1 - 버터플라이밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 버터플라이밸브에 관한 것이다. 이는, 유체가 통과하는 유동로를 갖는 밸브바디와, 상기 유동로내에 위치하며 구동샤프트로부터 동력을 전달받아 회전하여 상기 유동로를 개폐하는 디스크와, 상기 구동샤프트를 축회전시켜 디스크를 작동시키는 개폐작동부를 구비한 버터플라이밸브에 있어서, 상기 디스크의 내부에는 외부로부터 공급된 전력에 의해 자기력을 출력하는 자력발생부가 구비되고, 상기 밸브바디의 외측부에는 상기 자력발생부와 상호 감응하는 영구자석이 장착된 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 버터플라이밸브는, 디스크의 개폐시 전자기력을 유도하고, 유도된 자기력을 디스크에 전달하여 디스크 개폐를 성력화(省力化) 함으로써, 수동식 개폐작동부의 경우 작업자가 보다 작은 힘으로도 신속하고 가볍게 개폐할 수 있고, 동력식 개폐작동부의 경우 모터의 용량을 줄일 수 있어 가격 대비 성능을 도모할 수 있다.

Description

버터플라이밸브{Butterfly valve}

본 발명은 버터플라이밸브에 관한 것이다.

버터플라이밸브는, 각종 산업용수, 오일 등의 유체를 이송시키는 관로에 설치되어 유체의 흐름을 제어하는 밸브로서, 관로를 이루는 파이프라인에 연결되는 밸브바디와, 상기 밸브바디의 내부에 설치되며 구동축에 의해 회전하여 관로를 개폐하는 디스크로 구성되어 있다. 상기 구동축은 밸브바디의 외부에 설치되어 있는 개폐작동부로부터 회전력을 전달받아 축회전하여 디스크를 개폐한다.

이러한 버터플라이밸브는 개폐 작용이 간단하게 이루어지므로 작동이 빠르고, 저압뿐만 아니라 고압의 물이나 증기 또는 기체의 제어에도 널리 이용된다.

도 1에 종래 버터플라이밸브(11)의 기본 구조를 도시하였다.

도시한 바와같이, 종래의 버터플라이밸브(11)는, 파이프라인에 이어져 설치되며 일정 내경을 갖는 유동로(13a)를 제공하는 밸브바디(13)와, 상기 밸브바디(13)의 내부에 설치되며 외부로부터 전달된 회전력을 받아 회전하여 상기 유동로(13a)를 개폐하는 디스크(15)와, 상기 디스크(15)를 작동시키는 개폐작동부(17)를 포함한다. 상기 개폐작동부의 작동방식은 여러 가지가 있다. 가령 모터와 감속기 등을 구비한 전동식에서부터 핸들(19)이 적용된 수동식 모델까지 다양하다.

그런데 상기한 종래의 버터플라이밸브(11)는, 상기 디스크(15)가 둔탁하고 중량이 무겁다는 단점이 있었다. 사실 상기 디스크(15)는 매우 큰 압력에 견디어야 할 경우가 많고 특히 유체의 압력을 두께 방향으로 고스란히 받으므로 안전성 확보를 위해 두께가 두텁고 중량 및 부피가 클 수 밖에 없었다.

이와같이 디스크(15) 자체의 중량이 무겁고, 또한 디스크(15)에 유체의 압력이 작용하고 있으므로 디스크(15)를 기동하는데 매우 큰 토크가 필요하다. 상기 핸들(19)을 돌려 디스크(15)를 회전시키는데 큰 힘이 필요하며, 전동식 개폐작동부일 경우 보다 큰 용량의 모터를 사용해야 하는 것이다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 디스크의 개폐시 전자기력을 유도하고, 유도된 자기력을 디스크에 전달하여 디스크 개폐를 성력화(省力化) 함으로써, 수동식 개폐작동부의 경우 작업자가 보다 작은 힘으로도 신속하고 가볍게 개폐할 수 있고, 동력식 개폐작동부의 경우 모터의 용량을 줄일 수 있어 가격 대비 성능을 도모할 수 있는 버터플라이밸브를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 버터플라이밸브는, 유체가 통과하는 유동로를 갖는 밸브바디와, 상기 유동로내에 위치하며 구동샤프트로부터 동력을 전달받아 회전하여 상기 유동로를 개폐하는 디스크와, 상기 구동샤프트를 축회전시켜 디스크를 작동시키는 개폐작동부를 구비한 버터플라이밸브에 있어서, 상기 디스크의 내부에는 외부로부터 공급된 전력에 의해 자기력을 출력하는 자력발생부가 구비되고, 상기 밸브바디의 외측부에는 상기 자력발생부와 상호 감응하는 영구자석이 장착된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 자력발생부는; 상기 디스크의 내측에 고정되되 상기 구동샤프트에 직교하는 방향으로 연장된 코어와, 상기 코어에 권취되며 디스크의 외부로 연장되는 코일을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 코어의 양단부에는, 상기 디스크의 원주방향을 따라 연장된 원호형 자력출력부가 형성된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 개폐작동부의 측부에는, 외부로부터 공급된 전력을 받아들여 상기 자력발생부로 전달하는 제어부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 버터플라이밸브는, 디스크의 개폐시 전자기력을 유도하고, 유도된 자기력을 디스크에 전달하여 디스크 개폐를 성력화(省力化) 함으로써, 수동식 개폐작동부의 경우 작업자가 보다 작은 힘으로도 신속하고 가볍게 개폐할 수 있고, 동력식 개폐작동부의 경우 모터의 용량을 줄일 수 있어 가격 대비 성능을 도모할 수 있다.

도 1은 일반적인 버터플라이밸브의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 버터플라이밸브의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 상기 도 2에 도시한 버터플라이밸브의 동작원리를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

기본적으로 본 발명에 따른 버터플라이밸브는, 버터플라이밸브의 디스크를 개폐하는데 소요되는 힘의 일부를 전자기력으로 충당함으로써, 개폐작동부의 부하를 줄일 수 있는 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 버터플라이밸브의 구성을 도시한 도면이고, 도 3은 상기 도 2에 도시한 버터플라이밸브의 동작원리를 설명하기 위한 도면이다.

상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다.

도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 버터플라이밸브(31)는, 유체가 통과하는 유동로를 제공하며 파이프(23)에 연결되는 밸브바디(13)와, 상기 유동로의 내부에 위치하며 구동샤프트(33a)로부터 동력을 전달받아 회전하여 유동로를 개폐하는 디스크(33)와, 상기 디스크(33)를 작동시키는 개폐작동부(17)와, 상기 디스크(33)의 내부에 설치되며 외부로부터 공급된 전력에 의해 자기력을 출력하는 자력발생부(35)와, 상기 밸브바디(13)의 외측에 고정되는 영구자석(45a,45b)과, 개폐작동부(17)의 측부에 고정되는 전원(43) 및 제어부(41)를 포함하여 구성된다.

상기 자력발생부(35)는, 디스크(33)의 내부에 밀봉되어 유체로부터 완전히 분리된다. 이를 위하여 상기 디스크(33)의 내부에는 자력발생부(35)를 수용할만한 공간이 구비되어 있어야 함은 물론이다. 버터플라이밸브에 있어서 디스크를 중공형으로 제작하는 기술은 일반적인 것이다.

여하튼, 상기 자력발생부(35)는, 디스크(33)의 내부에 고정되되 상기 구동샤프트(33a)에 직교하는 방향으로 연장된 코어(37)와, 상기 코어(37)에 권취되며 밸브바디(13) 외부로 연장되어 상기 제어부(41)에 접속되는 코일(39)을 구비한다.

특히 상기 코어(37)의 양단부에는 자력출력부(37a,37b)가 일체로 형성되어 있다. 상기 자력출력부(37a,37b)는, 디스크(33)의 테두리 방향으로 연장된 원호형 부분으로서, 코일(39)에 전류가 가해질 때 N극이나 S극의 자기력을 출력한다. 상기 자력출력부(37a,37b)가 N극을 출력할지 S극을 출력할지는 제어부(41)에 의해 결정된다.

상기 자력출력부(37a,37b)는 코어(37)에서 출력되는 자기력의 범위를 확장하여, 상기 영구자석(45a,45b)과의 감응면적을 최대한 넓게 확보하기 위한 것이다.

상기 영구자석(45a,45b)은 블록형 자석으로서 두 개가 별도로 구성되며, 상기 밸브바디(13)를 사이에 두고 반대편에 고정된다. 특히 두 개의 영구자석(45a,45b)에서의 N극과 S극은 동일한 배치 구조를 갖는다. 도 3에서는 N극이 유체의 상류측을 향하고 있다. 경우에 따라 S극이 유체의 상류측을 향하도록 고정될 수 도 있음은 당연하다.

상기 제어부(41)는, 전원(43)으로부터 공급된 전력을 코일(39)로 인가한다. 이 때 코일에 공급되는 전류의 방향은 얼마든지 조절 가능하다. 전자기유도체에서 전류의 방향에 따라 N극과 S극의 방향이 결정됨은 공지의 사실이다. 상기 제어부(41)에 의해, 일측 자력출력부(37a)가 N극이 될 수 도 있고, 타측 자력출력부(37b)를 N극으로 전환할 수 도 있는 것이다.

상기 전원(43)은 배터리 일 수 도 있고, 아니면 교류전원 일 수 도 있다. 교류전원일 경우에는, 상기 제어부(41)에 컨버터가 내장되어야 함은 물론이다.

상기 구성을 갖는 실시예에 따른 버터플라이밸브(31)의 개폐동작은 다음과 같이 이루어진다.

먼저, 닫혀있던 디스크(33)를 개방하기 위해서, 상기 개폐작동부(17)를 동작시킴과 아울러 제어부(41)를 통해 코일(39)에 전류를 인가하되, 일측 자력출력부(37a)에 N극을, 타측 자력출력부(37b)에 S극을 유도한다.

상기와 같이 자력출력부(37a,37b)에 유도된 N극과 S극은, 상기 영구자석(45a,45b)에 각각 감응한다. 즉, 일측 자력출력부(37a)는 영구자석(45a)의 N극과의 척력에 의해 화살표 a 방향의 힘을 받고, 타측 자력출력부(37b)는 다른 영구자석(45b)의 S극과의 인력에 의해 당겨진다.

이와같은 자력발생부(35)와 영구자석(45a,45b)과의 감응에 의해 디스크(33)는 화살표 a 방향으로 회전하려고 한다. 상기 회전력은 개폐작동부(17)의 부하를 경감시킨다. 즉 보다 작은 힘으로 개폐작동부(17)를 동작시켜도 디스크의 개방이 이루어지는 것이다.

개방되어 있던 디스크(33)를 차단하기 위해서는, 상기 개폐작동부(17)를 반대방향으로 동작시킴과 동시에 제어부(41)의 제어를 통해 코일(39)에 인가되는 전류의 방향을 역전시킨다.

이와같이 전류의 방향이 역전되면, 상기 자력출력부(37a)에 S극이, 반대편 자력출력부(37b)에 N극이 유도되어, 디스크(33)가 화살표 a 방향의 반대방향으로 회전력을 받아 보다 작은 힘으로 디스크를 차단할 수 있게 된다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

11:버터플라이밸브 13:밸브바디
13a:유동로 15:디스크
17:개폐작동부 19:핸들
23:파이프 31:버터플라이밸브
33:디스크 33a:구동샤프트
35:자력발생부 37:코어
37a,37b:자력출력부 39:코일
41:제어부 43:전원
45a,45b:영구자석

Claims (4)

1. 유체가 통과하는 유동로를 갖는 밸브바디와, 상기 유동로 내에 위치하며 구동샤프트로부터 동력을 전달받아 회전하여 상기 유동로를 개폐하는 디스크와, 상기 구동샤프트를 축회전시켜 디스크를 작동시키는 개폐작동부를 구비한 버터플라이밸브에 있어서,
   상기 디스크의 내부에는 외부로부터 공급된 전력에 의해 자기력을 출력하는 자력발생부가 구비되고,
   상기 밸브바디의 외측부에는 상기 자력발생부와 상호 감응하는 영구자석이 장착되며,
   상기 자력발생부는;
   상기 디스크의 내측에 고정되되 상기 구동샤프트에 직교하는 방향으로 연장된 코어와,
   상기 코어에 권취되며 디스크의 외부로 연장되는 코일을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 버터플라이밸브.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 코어의 양단부에는, 상기 디스크의 원주방향을 따라 연장된 원호형 자력출력부가 형성된 것을 특징으로 하는 버터플라이밸브.
   
3. 제 1항 내지 제 2항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 개폐작동부의 측부에는, 외부로부터 공급된 전력을 받아들여 상기 자력발생부로 전달하는 제어부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 버터플라이밸브.
4. 삭제

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