KR101934871B1 - 수충격(水衝擊)완화 버터플라이밸브 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 버터플라이밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수도관 등의 배관신설에 의하여 초기 충수를 하거나 기타의 사정(보수, 점검)으로 배관라인에 유체를 충수(充水)할 시 충수를 위한 초기의 개시과정에서 급속하고 만관의 과도한 충수가 아닌 수충격이 없는 적절한 유량으로 유입하면서 충수되도록 하여 단시간에 급속한 유체의 유입에 따른 수충격을 방지하고,
또한, 밸브를 닫을 때 유체가 가진 운동에너지의 급감으로 인해 발생하는 수충격을 방지하기 위해 밸브 전폐부근에서 밸브디스크가 닫힘 방향으로 회전하여도 유량의 변동 없이 일정하게 흐르는 구간을 설정하여 밸브를 일시 정지시켰을 때와 같은 효과를 주어 수충격을 방지할 수 있는 수충격(水衝擊) 완화 버터플라이밸브를 제공하기 위한 것이다.
또한, 밸브를 닫을 때 유체가 가진 운동에너지의 급감으로 인해 발생하는 수충격을 방지하기 위해 밸브 전폐부근에서 밸브디스크가 닫힘 방향으로 회전하여도 유량의 변동 없이 일정하게 흐르는 구간을 설정하여 밸브를 일시 정지시켰을 때와 같은 효과를 주어 수충격을 방지할 수 있는 수충격(水衝擊) 완화 버터플라이밸브를 제공하기 위한 것이다.
Description
본 발명은 버터플라이밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상수도관에 밸브설치 후 초기 충수 시 소개도에 의한 적절한 유량의 유입으로 충수되도록 하여 유체의 과도한 유입에 따른 수충격을 완화하고, 밸브를 닫을 때 전폐부근에서 밸브디스크가 닫힘 방향으로 회전하여도 유량의 변동 없이 일정하게 흐르는 구간을 설정하여 밸브를 일시 정지시켰을 때와 같은 효과를 주어 유체가 가진 운동에너지의 급감으로 인해 발생하는 수충격을 완화하는 수충격 완화 버터플라이밸브에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 버터플라이밸브는 수돗물이나 각종 산업용수 등의 유체를 이송시키는 관로에 설치되어 유체의 흐름을 단속하고 제어하는 밸브로서, 배관 라인에 연결되는 밸브 몸체와, 상기 밸브 몸체 내부에 설치되며 구동축에 의해 회전하여 관로를 개폐하는 밸브 디스크로 구성된다.
상기 구동축은 밸브 몸체 외부에 설치되어 있는 개폐 작동부로부터 회전력을 전달받아 축회전하여 밸브 디스크를 개폐한다.
그리고 상기 버터플라이밸브는 원통형의 밸브 몸체 내주면에 밸브몸체 시트 링(seat ring)을 고정하고, 밸브 몸체에 회전축으로 축설한 원판형의 밸브 디스크의 외주면에 디스크 시트 링을 고정 링과 다수의 고정 볼트로 고정시킨 구조로 형성된 상태에서 상기 밸브 디스크를 90°각도로 호전시켜 밸브 몸체 시트 링에 디스크 시트 링을 접촉시켜 압착하는 방식으로 송수 배관을 폐쇄하게 된다.
종래에는 수도관 등의 배관 신설 시 또는 배관라인의 점검 내지 보수하는 과정 등에서 충수가 요구되어 버터플라이밸브의 밸브 디스크를 회동시켜 개도를 조절하여 유체가 유입되어 공급될 때 초기의 급격하고 과다한 충수에 의해 만수 상태로 공급이 되면 과대유입으로 생성되는 워터 해머에 의해 배관이나 밸브의 주변 기기가 파손되거나 유동작용에 따른 수밀성과 기밀성을 저하시킬 수 있기 때문에 이를 방지하기 위하여 배관에 설치한 버터플라이밸브를 처음 초기상태에는 작은 개도 즉, 주관로 단면적의 약 4%만 개방하여 충수하고 있다.
그러나 일반적인 버터플라이밸브는 밸브 닫힘 상태에서 밸브 디스크가 90° 회전하면 밸브디스크 둘레 360°전체가 오픈되는 구조이기 때문에 밸브디스크 1°(약 1/3회전;구경 600mm밸브인 경우) 증가 시마다 관로 단면적의 약 2%씩 증가하여 유량 제어가 곤란하고 정유량으로 정확하게 제어하며 급수하기에는 어려움이 따른다.
즉, 처음에 충수를 개시하는 상태에서 정확한 충수개도의 조절이 어렵고, 한 번에 많은 양의 유체가 공급되게 통수를 하게 되면 배관 또는 주변 밸브가 워터해머에 의해 파손되는 문제점도 내재되어 있다.
또한, 밸브를 닫을 때 전폐부근에서 유체가 가진 운동에너지의 급감으로 인해 수충격이 발생하는데 이를 완화하기 위해 일반적인 버터플라이밸브는 전폐부근에서 밸브를 일시 정지하는 것으로 수충격을 완화하는 조치가 넓게 행해지고 있다.
하지만 이러한 조치는 경험 많은 전문가에 의해 행해져야 하고 작동의 번거로운 문제점도 내재되어 있다.
참고로, 상기한 충수 과정에서 버터플라이밸브의 개도에 의한 적정한 관내 유속은 0.5m/s 이하이다.
일반적으로 버터플라이밸브는 도 1에 도시한 바와 같이 버터플라이밸브(1)를 설치한 제 1, 2 메인 배관(2, 2a)에 충수용 제 1, 2 보조 배관(3, 3a)을 각각 설치하여 연결하고, 상기 제 1, 2 보조 배관(3, 3a) 사이에 보조 밸브(4)를 설치한다.
도 1과 같이 제 1, 2 메인 배관(2, 2a)에 제 1 보조 배관(3)의 일측 단부는 버터플라이밸브(1) 일측에 연결되고, 제 2 보조 배관(3a)의 일측은 버터플라이밸브(1)의 타측에 연결된 상태에서 제 1, 2 보조 배관(3, 3a)을 개폐하는 보조 밸브(4)를 설치한 다음, 제 1, 2 메인 배관(2, 2a)에 유체 충수 시 버터플라이밸브(1)를 닫고 보조밸브(4)를 열면 제 1 메인 배관(2)의 유체는 제 1 보조 배관(3)을 통해 제2 보조 배관(3a)으로 유입되어 제 2 메인 배관(2a)으로 흘러가는 방식에 의해 제 2 메인 배관(2a)의 관로에 적은 유량으로 충수된다.
또한, 통상의 규격 등에 따라 제 2 보조 배관의 구경은 제 2 메인 배관의 구경의 1/5로 설정함으로 인해 제 2 보조 배관의 유로 단면적은 제 2 메인 배관의 유로 단면적의 1/25로 설계하여 사용한다.
그러나, 상기와 같이 제 1, 2 보조 배관을 설치하여 제 2 메인 배관에 유체를 충수하는 방식에 의해 제 1, 2 보조 배관 및 보조 밸브를 설치함으로 인해 설치면적이 확대됨은 물론 제 1, 2 보조 배관을 설치하는 추가 공정 및 제어하는데 번거로운 문제점이 있다.
그리고, 도 2는 일본 공개실용신안공보 소63-168379호 “버터플라이밸브”를 인용 도시한 것으로서, 밸브 디스크의 외주에 설치한 둥근 끝부분(3)에 패킹(4)을 취부하고, 상기한 둥근 끝부분(3)에 결원 모양의 누름 판(押板)(5a, 5b)을 붙여서 상기한 패킹(4)을 보유한 버터플라이밸브에 있어서, 상기 누름 판(5a, 5b)을 밸브 디스크와 서로 대향하는 전후면에 감싸지도록 붙이고, 한쪽의 누름 판에는 복수개의 정류날개판(整流羽根板)(7)을 병설하고, 다른 쪽 누름 판에는 부압을 감소시키는 정류익판(整流翼板)(9, 9a)을 구비한 것을 특징으로 하는 버터플라이밸브가 기재되어 있다.
상기 버터플라이밸브는 디스크의 대향하는 전후면에 정류날개판을 부착하여 물이 정류판을 통과할 때 부압을 감소시켜 캐비테이션(cavitation)을 감소시킬 수 있지만, 밸브 개도가 증가할수록 유량률이 급격히 증가하기 때문에 일정 유량으로 조절하기 어려운 문제점이 있다.
한편, 도 3은 일본 공개특허공보 특개 2002-22034호 “버터플라이 밸브”는 밸브 디스크의 소개구 지대에 유량의 미세 조정을 용이하고 정밀하게 실행할 수 있는 버터플라이밸브를 제공하는 것으로, 밸브 디스크가 제1축선에 직교하는 제2축선을 가지고 해당 축선의 축 둘레에 회전 가능하게 밸브 몸통에 수용되어 밸브 디스크의 회전에 의해 해당 밸브 디스크의 외주 시트가 밸브 몸통의 내면 시트에 접촉하여 밸브 몸통의 개폐를 하도록 구성된 버터플라이 밸브에 있어서, 상기 밸브 디스크의 외주 시트가 해당 밸브 디스크의 완전 밀폐된 위치에서 상기 밸브 몸통의 내면 시트에 밀접하는 제1시트부와, 이 제1시트부에 연속해서 상기 밸브 디스크가 소개도 구간에서 개폐될 때에 상기 밸브 몸통의 내면 시트에 접촉하는 제2시트부를 구비하고 있고, 이 제2시트부에는 상기 밸브 몸통의 내면 시트에 의해 외단의 개구부가 막히도록 흘려보내는 홈이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 버터플라이밸브가 기재되어 있다.
상기 버터플라이밸브는 홈의 구조가 V자 모양으로 이루어져 소개도 구간에서 V자 홈을 통해 유량 조절을 할 수는 있지만 소개도 구간에서 밸브 개도가 증가할수록 유통량과 단면적이 점차 확대되어 유량이 점점 증가하기 때문에 일정 유량구간으로 조정하기 어려움과, 소개도 구간에서 유량을 미세 조정하여 캐비테이션을 억제하기 위한 것으로 관로 초기 충수 시에는 너무 적은 유량으로 인해 관로 충수시간이 너무 오래 걸리는 문제점을 내재하고 있다.
그리고, 일본 특허등록 제4266698호 “버터플라이밸브”에는 유체가 유동하는 배관과 연결되는 원통형의 밸브 몸체와, 상기 밸브 몸체의 내측에 회전 가능하게 설치되어 밸브 몸체를 통한 유체의 흐름을 차단 또는 허용하는 밸브 디스크와, 상기 밸브 몸체의 내주부에 설치된 밸브 디스크의 외주면에 결합되어 밸브 몸체의 내주면과 외주면 사이를 폐쇄하여 수밀 작용을 하는 오링(O-ring)과, 상기 밸브 디스크의 전면과 배면으로 대칭된 상태에서 대향지게 차단막이 형성되고, 상기 차단막에는 유체가 통과할 수 있도록 장공이 형성된 구조로 이루어진다.
상기 버터플라이밸브는 배관에 유체를 충수하기 위해 밸브디스크를 90°로 회전하지 않고 소정의 각도로 회전하면 차단막(6)의 표면은 배관 몸체의 내주면에 설치된 오링에 밀착된 상태에서 차단막에 형성된 장공(5)을 통해 유체가 흘러가 충수작용을 하게 된다.
그러나 상기 버터플라이밸브를 개도하여 유체를 충수할 시 장공을 통과하는 유체의 흐름 방향이 배관의 길이방향으로 흘러가는 게 아니라 장공을 통과한 유체는 밸브 몸체의 내주면에 부딪힌 다음 유체의 흐름이 변경되어 배관의 길이방향으로 흐르는 현상 때문에 밸브 몸체 내에 유체가 부딪히는 과정에서 소음 및 진동이 크게 발생하고, 경우에 따라서는 주변의 구성요소에 유동성을 주어 수밀성과 긴밀성을 저하시키는 문제점이 있다.
또한, 일본 특허등록 제4086495호 “정유량 충수 기능을 구비한 버터플라이밸브”에는 밸브 디스크의 배면 측에 설치한 디스크 꼬리부를 가지고 있어, 디스크 꼬리부는 밸트 몸체 시일링에 미끄럼 접촉하는 둘레면이 구면 형상으로 구부러져서 한쪽 끝이 외주면으로 개구하고 다른 쪽 끝이 밸브 디스크의 배면측으로 개구하는 통수공을 가져, 외주면에 있어서 반대 밸브 디스크측 끝부가 밸브 디스크의 소개도 시에 밸브 몸체 시일링에 미끄럼 접촉한 상태에서 밸브 디스크를 통한 밸브 몸체 내의 상류측 영역과 하류측 영역이 디스크 꼬리부의 통수공을 통해서만 연통하고, 밸브대의 축 중심에서 디스크 꼬리부의 외주면까지의 거리가 밸브대의 축 중심에서밸브 디스크 외주 둘레부까지의 거리보다도 작고, 밸브 디스크를 전폐 위치로 회전했을 때 밸브 디스크의 외주 둘레와 디스크 꼬리부의 외주면이 밸브 몸체 시일링에 동시에 미끄럼 접촉하는 특징으로 하고 있다.
그러나 상기 버터플라이밸브는 충수 과정에서 유체의 흐름이 배관의 길이 방향으로 흘러가는 게 아니라 밸브 몸체에 부딪힌 다음 흘러가기 때문에 워터해머가 발생하여 배관이 파손될 수 있는 문제점을 해소할 수는 없는 구조이다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 의한 본 발명은 배관라인의 사이에 설치된 버터플라이밸브를 통해 유체를 충수시 수충격을 완화하기 위해 충수적정유량을 보낼 수 있는 주관로 단면적 4% 개방(밸브디스크 15 ~ 20°의 열림 구간)의 조절이 용이하고, 밸브를 닫을 때 전폐 부근에서 유량일정구간(밸브디스크 15 ~ 20°의 열림 구간)을 두어 밸브 개도를 일시 정지시키는 효과로 수충격을 완화함으로 소음과 관로의 파손을 방지할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 수단으로 본 발명은 유체를 공급하는 배관과 연결되는 원통형상의 밸브 몸체와, 상기 밸브 몸체의 내측에 회전 가능하게 설치되어 밸브 몸체를 통한 유체 흐름을 차단 또는 허용하는 밸브디스크와, 상기 밸브 몸체의 내주면에 설치된 밸브디스크의 외주면에 결합되어 밸브 몸체의 내주면과 외주면 사이를 밀폐하여 수밀작용을 하는 오링(O-ring)과 결합된 공지된 버터플라이밸브에 있어서, 상기 밸브디스크의 전면과 배면으로 대칭된 상태에서 대향되게 돌출된 디스크 날개부와, 상기 디스크 날개부의 외주면 둘레 중 일부에는 밸브디스크에 설치된 오링에 근접되게 전면과 배면을 측면으로 관통하여 유체가 통과하도록 일정한 간격으로 배열된 통수 안내홀로 이루어진 상태에서 상기 밸브디스크를 회전시켜 디스크 날개부의 외주면이 밸브 몸체의 내주면에서 개도하면 경사면을 갖는 통수 안내홀을 통해 유체가 유입되는 것을 특징으로 하는 수충격 완화 버터플라이밸브를 제공하기 위한 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 버터플라이밸브는 밸브 디스크 양단의 전면과 후면에 형성된 디스크 날개부에 다수의 통수 안내홀을 형성한 밸브 디스크를 회전시켜 다른 배관으로 유체를 유입되게 하여, 초기의 충수과정에서 밸브디스크 둘레를 차단하고 충수 안내홀만으로 유체의 흐름이 유입되도록 안내하여 주관로 단면적 4% 개방(밸브디스크 15 ~ 20°의 열림구간)에 해당하는 충수적정유량의 용이한 조절로 수충격을 완화하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 버터플라이밸브에 의한 충수 과정에서 이를 개시하는 일정시간은 다단의 복수개로 형성된 구조의 충수 안내홀로 유체가 서서히 유입하여 충수를 개시하게 되고 그 후에 개도 범위가 확대되어 유체의 정유량 유입작용이 이루어지기 때문에 밸브와 배관라인 및 그 주변 구성요소에 무리한 힘이 가해지지 않는 것이어서 수충격에 의해 손상 및 파손되는 것을 방지할 수 있는 작용효과가 있다.
또한, 본 발명은 밸브를 닫을 때에는 전폐 부근에서 유량일정구간(밸브디스크 15 ~ 20° 열림구간)에 의해 밸브 개도를 일시 정지시키는 작용에 의해 수충격 완화효과가 있다.
도 1은 종래의 버터플라이밸브에 보조배관이 설치된 상태를 도시해 보인 예시도.
도 2는 일본 공개실용신안공보 소63-168379호(버터플라이밸브)의 실시상태를 보인 횡단면도.
도 3은 일본 공개특허공보 특개2002-22034호(버터플라이밸브)의 밸브 몸체를 절단하여 보인 전폐시의 평면도.
도 4는 일본 특허공보 제4266698호(버터플라이밸브)의 작동상태를 보인 평면도.
도 5는 일본 특허등록 제4086495호(정유량 충수 기능을 구비한 버터플라이밸브)를 도시해 보인 단면도.
도 6은 본 발명 버터플라이밸브를 도시해 보인 제품 도면.
도 7은 본 발명 버터플라이밸브를 도시해 보인 단면도.
도 8은 본 발명 버터플라이밸브를 도시해 보인 사용상태 단면도.
도 9는 본 발명 버터플라이밸브가 닫힘 상태를 도시해 보인 도면.
도 10은 본 발명 버터플라이밸브의 디스크가 0 ~ 15° 열린 상태를 도시해 보인 도면.
도 11은 본 발명 버터플라이밸브의 디스크가 15 ~ 20° 열린 상태를 도시해 보인 도면.
도 12a는 종래 밸브의 밸브개도 유량율을 보인 그래프.
도 12b는 본 발명 밸브의 밸브개도 유량율을 보인 그래프.
도 2는 일본 공개실용신안공보 소63-168379호(버터플라이밸브)의 실시상태를 보인 횡단면도.
도 3은 일본 공개특허공보 특개2002-22034호(버터플라이밸브)의 밸브 몸체를 절단하여 보인 전폐시의 평면도.
도 4는 일본 특허공보 제4266698호(버터플라이밸브)의 작동상태를 보인 평면도.
도 5는 일본 특허등록 제4086495호(정유량 충수 기능을 구비한 버터플라이밸브)를 도시해 보인 단면도.
도 6은 본 발명 버터플라이밸브를 도시해 보인 제품 도면.
도 7은 본 발명 버터플라이밸브를 도시해 보인 단면도.
도 8은 본 발명 버터플라이밸브를 도시해 보인 사용상태 단면도.
도 9는 본 발명 버터플라이밸브가 닫힘 상태를 도시해 보인 도면.
도 10은 본 발명 버터플라이밸브의 디스크가 0 ~ 15° 열린 상태를 도시해 보인 도면.
도 11은 본 발명 버터플라이밸브의 디스크가 15 ~ 20° 열린 상태를 도시해 보인 도면.
도 12a는 종래 밸브의 밸브개도 유량율을 보인 그래프.
도 12b는 본 발명 밸브의 밸브개도 유량율을 보인 그래프.
밸브를 열고 닫을 때 유체가 가진 운동에너지의 급변으로 인해 발생하는 수충격을 방지하기 위해 밸브 전폐부근에서 밸브디스크가 열림 또는 닫힘 방향으로 회전하여도 유량의 변동 없이 일정하게 흐르는 구간을 설정하여 밸브를 일시 정지시켰을 때와 같은 효과를 주어 수충격을 방지할수 있는 수충격(水衝擊) 완화 버터플라이밸브를 제공하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 이하 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명 버터플라이밸브를 도시해 보인 제품 도면이고, 도 7은 본 발명 버터플라이밸브를 도시해 보인 단면도이다.
본 발명 버터플라이밸브(100)는 유체가 유동하는 배관과 연결되는 원통형상으로 형성된 밸브 몸체(110)와, 상기 밸브 몸체(110)의 내측에 회전 가능하게 설치되어 밸브몸체(110)를 통한 유체의 흐름을 차단 또는 허용하는 밸브디스크(120)와, 상기 밸브 몸체(110)의 내부에 설치된 밸브디스크(120)의 외주면에 결합되어 밸브 몸체(110)의 내주면과 외주면 사이를 폐쇄하고 수밀을 위한 오링(150)이 결합된 구조로 형성된다.
또한, 밸브디스크(120)의 전면과 배면으로 대칭된 상태에서 대향지게 돌출된 디스크 날개부(130)가 형성된다.
상기 디스크 날개부(130)의 외주면 중 일부에는 밸브디스크(120)에 설치된 오링(150)에 근접되게 전면 또는 측면으로 배면 또는 측면으로 관통하여 유체가 통과하도록 일정한 간격으로 다단의 복수로 된 충수 안내홀(130a)이 형성된다.
상기 충수 안내홀(130a)은 측면으로 관통된 상태이기 때문에 밸브 디스크(120)를 닫은 상태에서 유체가 밸브몸체(110) 내부로 흘러가는 것을 차단하고, 배관라인의 관체로 유체의 충수를 개시하기 위해 밸브디스크(120)를 소정의 각도로 회전시키면 디스크 날개부(130)의 외주면은 밸브몸체(110)의 내주면에 밀착된 상태에서 천천히 회전하면서 충수 안내홀(130a)로 유체가 흘러 유입되도록 유도 작용을 한다.
또한, 상기 충수 안내홀(130a)은 유체가 유입되어 충수되는 과정에서 밸브 몸체(110)의 내부면에 유체가 부딪치지 않고 배관의 길이방향으로 유체의 흐름을 유도하고 서서히 통과유량이 증가할 수 있도록 충수 안내홀(130a)의 내면에는 소정한 경사각도를 갖는 경사면(140)이 형성되었다.
상기 디스크날개부(130)는 유체의 유속저항을 최소화할 수 있도록 전방으로 볼록하게 구면형상으로 형성하는 게 바람직하다.
또한, 밸브 디스크(120)를 충수 개도로 열었을 때 배관의 유로 단면적의 4%로 개방되어 충수를 개시하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 충수 단면적은 유로단면적의 4%이며, 밸브 디스크(120)의 충수유량의 증가구간(0 ~ 15°)과 충수유량 일정구간(15 ~ 20°)을 두어 정확하고 편리하게 충수유량을 조정할 수 있다.
도 8은 본 발명 버터플라이밸브를 도시해 보인 사용상태 단면도이다.
본 발명 버터플라이밸브(100)를 가동하여 배관에 유체를 충수하기 위해서는 밸브몸체(110) 내부에 설치된 밸브디스크(120)와, 상기 밸브몸체(110)를 관통하여 밸브디스크(120) 중앙에 결합된 회전축(160)을 회전시키면 밸브디스크(120)가 회전하여 밸브몸체(110)의 내주면 양측에 디스크 날개부(130)에 형성된 충수 안내홀(130a)이 밸브몸체(110) 내주면에 위치한다.
따라서 다수의 충수 안내홀(130a)은 경사면 후에 수평면으로 구성되어 유입되는 유체가 밸브몸체(110)의 내에 충돌되지 않고 배관의 길이방향을 따라 유체가 흘러갈 수 있도록 유체의 흐름을 원활하게 유도하여 일정 구간에서 충수 적정유량을 유지하여 유량을 흘려보낼 수 있다.
도 9는 본 발명 버터플라이밸브가 닫힘 상태를 도시해 보인 도면으로서, 밸브몸체(110) 내부에 밸브디스크(120)가 수직으로 세워진 상태에서 밸브 디스크(120)의 외주면 둘레에 결합된 오링(150)이 밸브 몸체(110)의 내주면 둘레에 밀착된 상태를 유지하여 유체가 흘러가는 것을 방지한다.
상기 밸브몸체(110)의 내 주면에는 오링(150) 및 디스크 날개부(130)와 밀착되도록 단턱부(170)가 형성되고, 상기 단턱부(170)의 둘레에는 밸브 디스크(120)의 회전이 용이하도록 경사지도록 형성하는 게 바람직하다.
도 10은 본 발명 버터플라이밸브의 디스크가 0 ~ 15° 열린 상태를 도시해 보인 도면으로서, 디스크 날개부(130)의 외 주면이 단턱부(170)와 마주한 상태로 회전하면 통수 안내홀(130a)로 유체가 유입되면 밸브 몸체(110)의 내부에 직접 부딪치지 않고 배관의 길이방향으로 유체가 원활하게 유입되는 과정으로 충수작용이 되고, 밸브 디스크(120)가 0°에서 15°까지 회전하면 충수유량이 점진적으로 증가하는 구간이 형성된다.
도 11은 본 발명 버터플라이밸브의 디스크가 15 ~ 20° 열린 상태를 도시해 보인 도면으로서, 밸브디스크(120)가 15°에서 20°로 열림 회전하면 디스크 날개부(130)의 외주면이 단턱부(170)와 끝선과 일치한 상태로 회전하여 충수 안내홀(130a)로 유체가 유입되면 배관의 길이방향으로 유체가 원활하게 흘러가도록 유도하여 충수유량이 일정한 구간을 형성함으로써 수충격을 방지할 수 있는 충수 적정유량의 조정이 용이하고, 밸브디스크(120)가 20°에서 15°로 충수유량이 일정한 구간을 닫힘 회전하면 밸브를 일시정지시키는 효과를 주어 수충격을 완화시킨다.
도 12a는 종래 밸브의 밸브개도 유량율을 보인 그래프이고, 12b는 본 발명 밸브의 밸브개도 유량율을 보인 그래프이다.
도 12a 그래프에서 보는 바와 같이 종래의 버터플라이밸브는 일정유량구간이 없어 개도가 증가할수록 유량증가가 계속되기 때문에 원하는 유량으로 조정하기 어려운 문제가 있지만, 본 발명은 도 12b에서 보는 바와 같이 홈의 구조가 경사구간 후 수평구간을 이루고 있기 때문에 개도 증가에 따른 유량증가구간과 유량일정구간이 있어 유량일정구간의 단면적을 충수 적정 유량통과구경인 주관로의 4%로 설정하여 유량조정이 용이한 장점과 유량일정구간으로 인해 유량의 흐름을 일시 중지하는 효과로 소음과 수충격을 완화할 수 있는 것이다.
상기에서 경사구간은 유량증가구간이 되며 그 개도는 0 ~ 15° 구간으로 하며, 수평구간은 유량일정구간이 되며 그 개도는 15 ~ 20°로 하는 것이 좋다.
100: 버터플라이밸브 110: 밸브몸체
120: 밸브디스크 130: 디스크 날개부
130a: 충수 안내홀 140: 경사면
150: 오링 160: 회전축
170: 단턱부 170a: 경사면
120: 밸브디스크 130: 디스크 날개부
130a: 충수 안내홀 140: 경사면
150: 오링 160: 회전축
170: 단턱부 170a: 경사면
Claims (5)
- 유체를 공급하는 배관과 연결되는 원통형상의 밸브 몸체(110)와,
상기 밸브 몸체(110)의 내측에 회전 가능하게 설치되어 밸브 몸체(110)를 통한 유체의 흐름을 차단 또는 허용하는 밸브 디스크(120)와,
상기 밸브 몸체(110)의 내주부에 설치된 밸브 디스크(120)의 외주면에 결합되어 밸브 몸체(110)의 내 주면과 외 주면 사이를 밀폐하여 수밀하는 오링(150)이 결합되고,
상기 밸브 디스크(120)의 전면과 배면으로 대칭된 상태에서 서로 대향지게 돌출된 디스크 날개부(130)와,
상기 디스크 날개부(130)의 외주면 둘레 중 일부에는 밸브 디스크(120)에 설치된 오링(150)에 근접되게 전면에서 측면으로 배면에서 측면으로 관통하여 유체가 통과하도록 일정한 간격으로 복수의 충수 안내홀(130a)이 형성된 구조의 공지된 버터플라이밸브(100)에 있어서,
상기 충수 안내홀(130a)의 내면에는 배관의 직선방향으로 유체를 안내하는 경사면(140)이 형성되어 유량증가구간과 유량일정구간이 형성됨과,
상기 유량증가구간은 밸브개도가 0 ~ 15°이고, 유량일정구간은 밸브개도가 15 ~ 20°인 것을 특징으로 하는 수충격 완화 버터플라이밸브.
- 제 1항에 있어서,
밸브 디스크(120)를 닫을 때 유량일정구간에 의해 밸브개도를 일시 정지시키게 됨을 특징으로 하는 수충격 완화 버터플라이밸브.
- 제 1항에 있어서,
상기 밸브 디스크(120)는 충수를 위한 열림 상태가 주관로 단면적의 4%로 개방되어 충수하는 것을 특징으로 하는 수충격 완화 버터플라이밸브.
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