KR101903466B1 - 캐비테이션 방지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 캐비테이션 방지 장치는 유체가 흐르는 밸브 본체의 일측에 설치되며, 상기 유체가 통과할 수 있는 유로 홀을 형성하며, 내주면에 서로 마주보게 한 쌍의 연결부가 형성된 디스크 림; 상기 연결부와 결합되며 상기 밸브 본체의 유로 상에서 상기 밸브 본체의 유입구 측으로 연장되는 한 쌍의 연결바; 양단이 상기 연결바에 결합되어 고정되는 회동제한키; 및 상기 연결바 사이에 결합되고, 상기 회동제한키가 그 상부에 결합되며, 상기 유체가 통과되는 다수개의 관통홀이 형성되는 유속 조절판으로 이루어지고, 상기 유속 조절판은 밸브 본체의 유로로 유입되는 유체에 의해서 상기 유체의 유출 방향으로 회동되는 것을 특징으로 한다.

Description

캐비테이션 방지 장치{CAVITATION PREVENTION DEVICE}

본 발명은 캐비테이션 방지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밸브의 개방 시 유체의 유속 증가로 발생할 수 있는 유체의 공동 현상인 캐비테이션(cavitation)을 방지할 수 있는 캐비테이션 방지 장치에 관한 것이다.

일반적으로 밸브 본체의 공급부에서 공급되는 유체는 밸브 본체의 유로를 흐르면서 밸브 본체의 배출부로 배출된다.

밸브 본체의 공급부로 유입되는 유체는 밸브 본체의 유로를 개폐하는 디스크의 개방 상태에 따라서, 밸브 본체의 배출부로 공급되는 유속이 결정될 수 있다.

한편, 밸브 본체 내의 유체는 디스크의 개방 시 유속이 급속하게 증가하게 된다.

이때, 유속이 급속하게 증가된 유체는 밸브 본체의 유로에서 증발하여 기체로 변하게 되며, 기포가 발생하는 유체 공동화 현상인 캐비테이션이 발생될 수 있다.

상기와 같이 밸브 본체의 유로 상에서 발생하는 캐비테이션은 밸브 본체의 유로 상에서 소음 및 진동을 발생시켜 밸브 본체의 유로를 개방하는 디스크와 밸브 본체 및 밸브 본체의 유로를 침식시켜, 밸브 본체의 파손을 초래할 수 있는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래기술로는 도 6과 같이, 밸브 본체의 유로 상에는 다공판(50), 플랜지 커버(60) 및 고정 스템(70)을 설치하여, 유로 상으로 유입되는 유체의 유속을 조절하여 캐비테이션을 방지하는 기술이 있다.

그러나 상기와 같은 구성은 유체의 유속을 조절하여 유체의 공동화 현상인 캐비테이션을 방지할 수 있으나, 디스크를 통과한 유체가 상기 다공판(50)에 집중적으로 충돌하는 구조이므로 유체의 충격력에 의해서 상기 다공판(50) 및 고정 스템(70)이 파손 및 침식될 수 있는 또 다른 문제점이 발생되었다.

등록특허공보 제10-0955798호(2010. 5. 6. 공고)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 밸브 본체의 유로 내에 유체의 유속을 조절하되 회동할 수 있는 구조로 별도의 유속 조절판을 구비하여, 밸브 본체 내부에서 급격한 유체의 유입에 따른 유체 공동화 현상인 캐비테이션을 방지할 수 있는 캐비테이션 방지 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 캐비테이션 방지 장치는 유체가 흐르는 밸브 본체의 일측에 설치되며, 상기 유체가 통과할 수 있는 유로 홀을 형성하며, 내주면에 서로 마주보게 한 쌍의 연결부가 형성된 디스크 림; 상기 연결부와 결합되며 상기 밸브 본체의 유로 상에서 상기 밸브 본체의 유입구 측으로 연장되는 한 쌍의 연결바; 양단이 상기 연결바에 결합되어 고정되는 회동제한키; 및 상기 연결바 사이에 결합되고, 상기 회동제한키가 그 상부에 결합되며, 상기 유체가 통과되는 다수개의 관통홀이 형성되는 유속 조절판으로 이루어지고, 상기 유속 조절판은 밸브 본체의 유로로 유입되는 유체에 의해서 상기 유체의 유출 방향으로 회동된다.

또한, 상기 회동제한키에는 그 양단에 각형홈이 형성되고, 단면상 원호 형상의 회동면이 형성되며, 상기 회동면에 연속하여 회동제한턱이 돌출 형성되어, 상기 유속 조절판의 회동 각도를 제한한다.

또한, 상기 유속 조절판에는 그 상부 양단에 홀이 형성되어 있는 회동부가 형성되고, 양 회동부 사이의 유속 조절판 상면에 단면상 원호 형상의 가이드 홈이 길이 방향으로 형성된다.

또한, 상기 관통홀은 상기 유속 조절판의 전면부에 형성되며, 상기 밸브 본체의 유입구 측의 상기 유로에서 공급되는 유체가 통과할 수 있는 다수개의 제1 홀과, 상기 제1 홀을 통과한 유체가 상기 밸브 본체의 배출구 측 유로로 배출되게 상기 유속 조절판의 후면부에 다수개의 제2 홀이 형성되며, 상기 제1 홀과 상기 제2 홀은 단차지게 형성된다.

또한, 상기 제2 홀은 상기 제1 홀에 편심되게 배치된다.

또한, 상기 제2 홀의 내경은 상기 제1 홀의 내경보다 크게 형성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따르면, 밸브 본체의 유로 상에서 유체의 유속에 의해서 회동되는 유속 조절판이 유체의 유량, 유압 및 유속을 안정적으로 조절하여, 유체의 공동화 현상인 캐비테이션을 방지할 수 있다.

또한, 유속 조절판은 다수개의 관통홀이 형성되어, 밸브 본체의 유로로 유입되는 유체의 흐름을 방해하지 않으면서 밸브 본체의 유로에서 발생할 수 있는 유체의 공동화 현상인 캐비테이션을 방지할 수 있다.

또한, 유속 조절판은 유체에 의해서 밸브 본체의 유로 상에서 회동되어, 유체의 충격력이 유속 조절판에 집중되는 것을 억제하여, 유속 조절판의 파손을 방지할 수 있다.

이에 따라, 밸브 본체의 내구 수명을 증가시키며, 밸브 본체의 파손에 따른 교체 비용을 절감시킬 수 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 캐비테이션 방지 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 결합 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A 선의 단면도이다.
도 4는 밸브 본체에 본 발명의 실시예에 따른 캐비테이션 방지 장치가 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 캐비테이션 방지 장치의 작동 상태를 나타내는 상태도이다.
도 6은 종래기술에 따른 캐비테이션 방지 장치를 도시한 사시도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 캐비테이션 방지 장치의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 결합 사시도이며, 도 3은 도 2의 A-A 선의 단면도이고, 도 4는 밸브 본체에 본 발명의 실시예에 따른 캐비테이션 방지 장치가 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예인 캐비테이션 방지 장치(1)는 디스크 림(100), 연결바(200), 회동제한키(300) 및 유속 조절판(400)을 포함한다.

일 실시예에서 캐비테이션 방지 장치(1)는 밸브 본체(10)의 유로(20) 상에서 밸브 본체(10)의 배출구(40) 측에 설치되어, 유입구(30)에서 유입되는 유체(F)의 유압 및 유속을 조절하여 유입구(30)에서 유입되는 유체(F)를 밸브 본체(10)의 배출구(40) 측으로 배출시킨다.

디스크 림(100)은 유체(F)가 흐르는 밸브 본체(10)의 일측에 설치될 수 있고, 디스크 림(1OO)에는 유체(F)가 통과할 수 있는 유로 홀(120)이 형성된다.

즉, 디스크 림(100)은 원형의 링 형상으로 이루어져 밸브 본체(10)의 배출구(40) 측의 단부에 설치되고, 유로 홀(120)은 밸브 본체(10)의 유로(20)에서 공급되는 유체(F)의 흐름을 방해하지 않고 원활한 유체(F)의 흐름을 제공할 수 있다.

그리고 디스크 림(100)의 내주면에는 서로 마주보게 배치되는 한 쌍의 연결부(110)가 형성된다.

연결바(200)는 디스크 림(100)의 연결부(110)에 각각 연결 고정되고, 상기 연결바(200)는 밸브 본체(10)의 유로(20) 상에서 밸브 본체(10)의 유입구(30) 측으로 연장되며, 상기 연결바(200)의 단부에는 내측으로 밴딩되어 유속 조절판(400)의 양단부에 결합되는 결합 로드(210)가 형성된다.

그리고 결합 로드(210)의 단부에는 각형 돌출부(211)가 더 형성된다.

회동제한키(300)는 막대 형상으로 이루어져 회동제한키(300) 양단에 형성된 각형홈(310)을 통해 각형 돌출부(211)에 결합 고정되고, 유속 조절판(400)의 회동 시 유속 조절판(400)의 회동 각도를 제한할 수 있다.

이를 위해, 회동제한키(300)는 회동면(320)과 회동제한턱(330)으로 이루어진다.

회동면(320)은 회동제한키(300)의 하면이 하기의 가이드 홈(430)에 접촉되어 유속 조절판(400)을 회동시킬 수 있게 단면상 원호 형상으로 이루어진다.

회동제한턱(330)은 회동면(320)에 연속하여 돌출 형성되어, 가이드 홈(430)이 형성된 유속 조절판(400)의 상면에 접촉됨으로써 유속 조절판(400)의 회동을 제한할 수 있다.

유속 조절판(400)은 그 상부 양단에 홀(410a)이 형성되어 있는 회동부(410)가 형성되고, 양 회동부(410) 사이의 유속 조절판(400) 상면에 단면상 원호 형상의 가이드 홈(430)이 길이 방향으로 형성되며, 유체(F)가 통과되는 다수개의 관통홀(420)이 형성된다.

유속 조절판(400)은 디스크(50)의 개방 시 유입되는 유체(F)에 의하여 밸브 본체(10) 내부에서 유체(F)의 유출 방향으로 회동된다.

구체적으로 회동부(410)는 홀(410a)을 통해 연결바(200)의 결합 로드(210)에 회동 가능하게 결합되어, 유속 조절판(400)이 유체(F)의 작용 압력에 의하여 자유롭게 회동될 수 있는 구조가 된다.

그러나 상기 회동은 앞선 설명한 회동제한키(300)와의 상호 작용으로 그 회동 범위가 제한되게 된다.

즉, 회동제한키(300)는 연결바(200)의 결합 로드(210)에 고정되어 있고, 유속 조절판(400)은 연결바(200)의 결합 로드(210)에 회동 가능하게 결합되어 있는바, 도 3에 도시된 바와 같이 가이드 홈(430)과 회동면(320)은 모두 단면상 원호 형상이어서 상대적인 회동이 가능하나, 회동제한턱(330)에 의하여 유속 조절판(400)의 회동이 일정 각도로 제한되는 것을 알 수 있다.

일 실시예로, 회동제한턱(330)은 유속 조절판(400)의 회동각을 20°~ 30°로 제한할 수 있다.

이와 같이 회동제한턱(330)은 유속 조절판(400)이 회동되어 유로(20)를 개방할 때 그 회동각을 제한하여 유로(20)에서 유입되는 유체(F)의 유량 및 유속을 안정화시킬 수 있다.

본 발명의 실시예인 유속 조절판(400)은 유로(20)의 하부로 유입되는 유체의 유속과 유압을 제어하기 위하여 평면상 반원 형상으로 이루어질 수 있다.

그리고 유속 조절판(400)의 양 회동부(410) 외측 단부에 유로(20)에서 공급되는 유체(F)의 유속에 의해서 회동 시 유속 조절판(400)이 연결바(200)와 간섭되는 것을 방지하기 위해 내측으로 함몰된 함입부(440)가 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예인 유속 조절판(400)에 형성된 관통홀(420)은 제1 홀(421)과 제2 홀(422)로 이루어진다.

제1 홀(421)은 유속 조절판(400)의 전면부에 형성되며, 밸브 본체(10)의 유입구(30)측의 유로(20)에서 공급되는 유체(F)가 통과할 수 있게 다수개가 형성된다.

그리고 제2 홀(422)은 제1 홀(421)을 통과한 유체(F)가 밸브 본체(10)의 배출구(40) 측 유로(20)로 배출되게 유속 조절판(400)의 후면부에 다수개가 형성된다.

본 발명에서 제1 홀(421)과 제2 홀(422)은 단차지게 형성된다.

즉, 제2 홀(422)은 제1 홀(421)에 편심되게 배치되어, 유로(20)에서 공급되는 유체(F)가 흐르는 방향을 변경할 수 있다.

또한, 제2 홀(422)의 내경(D2)은 제1 홀(421)의 내경(D1) 보다 크게 형성되고, 이에 따라, 제1 홀(421)과 제2 홀(422)을 통과한 유체(F)는 유속 조절판(400)을 통해서 유속이 저하되며, 유체(F)의 흐름이 더욱 안정화될 수 있다.

본원 발명의 실시예인 유속 조절판(400)은 유체(F)의 유압 및 유속을 유로(20) 상에서 효과적으로 안정화시켜 유체(F)의 과도한 유속 증가와 이에 따른 압력 저하에 의해서 발생할 수 있는 유체 공동화 현상인 캐비테이션을 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 캐비테이션 방지 장치의 작동 상태를 나타내는 상태도이고, 본 발명의 작동 상태는 다음과 같다.

먼저, 밸브 본체(10)의 유입구(30) 측에서 밸브 본체(10)의 유로(20)로 유체(F)가 유입되며, 밸브 본체(10)의 디스크(50)의 개방에 따라서, 밸브 본체(10)의 유로(20)로 유입된 유체(F)는 밸브 본체(10)의 배출구(40) 측으로 이동하게 된다.

유체(F)는 유입구(30) 측에서 배출구(40) 측으로 빠른 속도로 이동하게 된다.

이때, 밸브 본체(10)의 배출구(40) 측에 설치된 유속 조절판(400)은 유체(F)의 힘에 의해서 유체(F) 진행 방향으로 유로(20) 상에서 회동됨으로써 유체(F)의 유속을 저하시켜 유체(F)의 흐름을 안정화 시킬 수 있다.

즉, 유체(F)는 유속 및 유압에 의해서 유속 조절판(400)을 유체(F)의 진행 방향으로 미는데, 이때 유체(F)의 운동에너지 일부가 유속 조절판(400)을 회동시키는데 사용됨으로써 유체(F)의 유속이 저하되는 것이다.

유체(F)는 유속 조절판(400)에 형성된 제1 홀(421)과 제2 홀(422)을 통과하고 유로(20) 상에서 흐름의 방향이 변경되며, 동시에 제1 홀(421)과 제2 홀(422)의 직경 차이로 인하여 관통홀(420)을 통과하는 유체(F)의 유속도 감소하여 유로(20) 상에서 유체(F)의 흐름이 더욱 안정화되게 된다.

한편, 유입구(30)를 통해 유입된 유체(F)의 흐름이 유로(20) 상에서 안정화 된 후에는 상기 유속 조절판(400)은 정위치로 복귀하여 유로(20)에 직각 방향으로 위치하게 된다.

이때, 밸브 본체(10)의 유로(20) 하부를 통과하는 유체(F)는 유속 조절판(400)의 제1 홀(421)과 제2 홀(422)을 통과하여 안정적인 유속을 가지고 밸브 본체(10)로 계속 흐르게 된다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 캐비테이션 방지 장치(1)는 밸브 본체(10)의 유로(20) 상에서 유체(F)의 유속에 의해서 회동되는 유속 조절판(400)이 유체(F)의 유압 및 유속을 안정적으로 조절하여, 유체의 공동화 현상인 캐비테이션을 방지할 수 있다.

또한, 유속 조절판(400)은 다수개의 관통홀(420)이 형성되어, 밸브 본체(10)의 유로(20)로 유입되는 유체(F)의 흐름을 방해하지 않고 밸브 본체(10)의 유로(20)에서 발생할 수 있는 유체(F)의 공동화 현상인 캐비테이션을 방지할 수 있다.

이에 따라, 밸브 본체(10)의 내구 수명을 증가시키며, 밸브 본체(10)의 파손에 따른 교체 비용을 절감시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그리고 이러한 수정과 변경에 관계된 차이점들을 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 캐비테이션 방지 장치 10: 밸브 본체
20: 유로 30: 유입구
40: 배출구 50: 디스크
100: 디스크 림 110: 연결부
120: 유로홀 200: 연결바
210: 결합 로드 211: 각형돌출부
300: 회동제한키 310: 각형홈
320: 회동면 330: 회동제한턱
400: 유속 조절판 410: 회동부
420: 관통홀 430: 가이드 홈
440: 함입부 421: 제1 홀
422: 제2 홀 F: 유체

Claims (6)

1. 유체가 흐르는 밸브 본체(10)의 일측에 설치되며, 상기 유체가 통과할 수 있는 유로 홀(120)을 형성하며, 내주면에 서로 마주보게 한 쌍의 연결부(110)가 형성된 디스크 림(100);
   상기 연결부(110)와 결합되며 상기 밸브 본체(10)의 유로 상에서 상기 밸브 본체(10)의 유입구(30) 측으로 연장되는 한 쌍의 연결바(200);
   양단이 상기 연결바(200)에 결합되어 고정되는 회동제한키(300); 및
   상기 연결바(200) 사이에 결합되고, 상기 회동제한키(300)가 그 상부에 결합되며, 상기 유체가 통과되는 다수개의 관통홀(420)이 형성되는 유속 조절판(400)
   으로 이루어지고,
   상기 유속 조절판(400)은 밸브 본체(10)의 유로로 유입되는 유체에 의해서 상기 유체의 유출 방향으로 회동되며,
   상기 회동제한키(300)에는
   그 양단에 각형홈(310)이 형성되고, 단면상 원호 형상의 회동면(320)이 형성되며, 상기 회동면(320)에 연속하여 회동제한턱(330)이 돌출 형성되어, 상기 유속 조절판(400)의 회동 각도를 제한하는 것을 특징으로 하는 캐비테이션 방지 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 유속 조절판(400)에는
   그 상부 양단에 홀(410a)이 형성되어 있는 회동부(410)가 형성되고, 양 회동부(410) 사이의 유속 조절판(400) 상면에 단면상 원호 형상의 가이드 홈(430)이 길이 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 캐비테이션 방지 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 관통홀(420)은
   상기 유속 조절판(400)의 전면부에 형성되며, 상기 밸브 본체(10)의 유입구(30) 측의 상기 유로에서 공급되는 유체가 통과할 수 있는 다수개의 제1 홀(421)과,
   상기 제1 홀(421)을 통과한 유체가 상기 밸브 본체(10)의 배출구(40) 측 유로로 배출되게 상기 유속 조절판(400)의 후면부에 다수개의 제2 홀(422)이 형성되며,
   상기 제1 홀(421)과 상기 제2 홀(422)은 단차지게 형성되는 것을 특징으로 하는 캐비테이션 방지 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제2 홀(422)은 상기 제1 홀(421)에 편심되게 배치되는 것을 특징으로 하는 캐비테이션 방지 장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 제2 홀(422)의 내경(D2)은 상기 제1 홀(421)의 내경(D1)보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 캐비테이션 방지 장치.
   

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