KR102039184B1 - 체크밸브 장치 - Google Patents

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KR102039184B1 KR1020170181148A KR20170181148A KR102039184B1 KR 102039184 B1 KR102039184 B1 KR 102039184B1 KR 1020170181148 A KR1020170181148 A KR 1020170181148A KR 20170181148 A KR20170181148 A KR 20170181148A KR 102039184 B1 KR102039184 B1 KR 102039184B1
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Abstract

본 발명에서는 유체가 통과되는 밸브 하우징과 유체의 유통을 허용 또는 차단하는 밸브부재의 형상이 완만하게 굴곡지도록 형성됨으로써 원활한 유체의 흐름에 의해 와류 발생이 방지되고, 그에 따라 압력손실이 최소화된다. 이와 더불어, 밸브 하우징과 밸브부재 사이에 벤츄리 효과가 발생됨에 따라 유체가 흐름이 더욱 원활히 됨으로써 압력손실의 최소화에 따른 에너지 효율이 향상되도록 하는 체크밸브 장치가 소개된다.

Description

체크밸브 장치 {CHECK VALVE APPARATUS}
본 발명은 구조적인 요인에 의한 압력손실을 최소화하여 에너지 효율이 향상되는 체크밸브 장치에 관한 것이다.
일반적으로 체크밸브는 파이프 또는 기계장치의 유입구 또는 유출구에 설치되어 유체의 흐름을 일방향으로만 설정할 때 사용된다. 또한, 체크밸브는 유체의 압력이 미압 상태인 경우 밸브가 오픈되어 유체가 통과되도록 하고 역방향의 유체 흐름을 차단하는 기능을 가지고 있다.
다만, 종래의 체크밸브는 기계적인 메커니즘을 이용함에 따라 사용중 발생하는 기계적 마모나 부품 간의 결합상태가 양호하지 않을 경우, 체크밸브 폐쇄작동 시 완전한 밀폐가 이루어지지 않아 체크밸브의 성능이 저하될 수 있다.
특히, 체크밸브는 단순히 한방향으로만 흐르고 반대 ?향으로 역류시에는 닫히는 구조로 이루어짐에 따라, 열린 상태를 유지시 내부의 구조적인 요인에 의해 압력손실이 발생된다. 즉, 체크밸브가 개방 동작된 상태에서는 유체가 지속적으로 흐르는데, 유체의 원활한 흐름을 위한 고려가 전혀 없음에 따라 유체 흐름의 방해를 초래하고, 와류 발생에 의해 압력손실이 발생되어 에너지 손실이 발생되는 문제가 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2017-0099511 (2017.09.01.)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 체크밸브 내부에 유통되는 유체의 흐름이 원활히 되도록 하여 구조적인 요인에 의한 압력손실을 최소화함으로써 에너지 효율이 향상되는 체크밸브 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 체크밸브 장치는 상단과 하단이 개방되게 형성되어 유체가 흐르는 유통로가 형성되고, 유통로는 완만하게 라운드지도록 형성된 밸브 하우징; 및 밸브 하우징의 유통로에 설치되고, 상방으로 이동시 유통로가 개방되도록 하며 하방으로 이동시 유통로가 폐쇄되도록 하는 밸브부재가 마련되고, 밸브부재는 외주면이 완만하게 라운드지도록 형성된 밸브기구;를 포함한다.
유통로는 유체가 유입되는 유입부와, 유입부를 통해 유입된 유체가 통과되고 밸브부재가 마련되는 공간부와, 공간부의 유체가 유출되는 배출부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
공간부의 폭은 유입부와 배출부의 폭보다 크게 형성되며, 유입부의 폭은 배출부의 폭보다 작게 형성된 것을 특징으로 한다.
유입부의 폭은 상방을 향해 폭이 점차 작아지도록 형성된 것을 특징으로 한다.
밸브부재는 하단부가 유입부에 밀착되게 형성되고, 상단부가 배출부의 폭보다 작게 형성되며 중단부가 공간부를 향해 돌출되되 공간부의 폭보다 작게 형성된 것을 특징으로 한다.
밸브부재가 유통로를 개방하도록 위치된 상태에서, 밸브부재의 중단부와 공간부 사이의 거리는 밸브부재의 상단부와 배출부 사이의 거리보다 작게 형성된 것을 특징으로 한다.
밸브부재가 유통로를 개방하도록 위치된 상태에서, 밸브부재의 하단부와 유입부 사이의 거리는 밸브부재의 중단부와 공간부 사이의 거리보다 작게 형성된 것을 특징으로 한다.
밸브부재의 하단부는 유입부의 통로에 삽입되도록 돌출되게 형성되고, 유입부에 접촉되는 실링부재가 구비된 것을 특징으로 한다.
밸브기구는, 유통로에 고정되고 밸브부재가 상하방향으로 가이드되어 이동되게 설치된 가이드부; 및 가이드부에 설치되어 밸브부재를 하방으로 탄발 지지하는 탄성부;로 구성된 것을 특징으로 한다.
가이드부는 유통로에 체결되어 고정되는 고정브라켓과, 고정브라켓에서 수직하게 연장되고 밸브부재가 관통되어 상하방향으로 이동 가능하게 연결되는 가이드축으로 구성된 것을 특징으로 한다.
고정브라켓은 유통로에 나사 체결되는 체결부와, 체결부의 둘레를 따라 이격되게 배치되고 유통로 중심을 향해 연장된 리브부와, 유통로의 중심에서 리브부에 결합되며 가이드축의 하단부가 체결되는 보스부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
가이드축의 상단부에는 둘레방향으로 지지단부가 돌출 형성되고, 밸브부재에는 가이드축이 관통되는 관통홀과 관통홀의 상측으로 지지단부가 삽입되는 지지홈이 형성되며, 탄성부가 지지홈에 마련되어 지지단부에 지지된 것을 특징으로 한다.
밸브부재의 상단부에는 가이드축을 향해 함몰된 가이드홈이 형성되고, 가이드축의 상단부에는 가이드홈에 삽입되는 고정핀이 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.
밸브 하우징의 측단에는 외부에서 유통로측으로 이동 가능하게 삽입된 바이패스밸브;가 더 포함됨으로써 바이패스밸브가 유통로에 마련된 밸브부재에 접촉시 밸브부재가 상방으로 이동되는 것을 특징으로 한다.
밸브 하우징의 측단에는 바이패스홀이 형성되며, 바이패스밸브는 바이패스홀에 삽입되고 밸브부재측으로 연장되게 형성된 몸통부와 몸통부에 결합되어 밸브 하우징의 외측에 노출된 머리부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
바이패스밸브의 몸통부는 끝단이 굴곡지게 형성되고, 밸브부재의 외주면은 밸브부재가 유통로를 폐쇄하도록 위치된 상태에서, 바이패스밸브에 대응되는 부분이 함몰되거나 또는 경사지게 형성됨으로써 바이패스밸브의 접촉시 밸브부재가 상방으로 밀려 이동되는 것을 특징으로 한다.
밸브 하우징의 측단에는 유통로와 연통되게 연결되고, 유통로 내부가 설정압력 이상일 경우 개방 동작되어 유통로 내부의 유체가 배출되도록 하는 과압방지밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
과압방지밸브는 유통로와 연통되게 연결되는 유입구와 유체가 외부로 배출되는 유출구가 형성된 밸브본체; 밸브본체 내부에 설치되어 유출구를 개폐하는 밸브디스크; 및 밸브본체 내부에서 밸브디스크를 유출구측으로 탄발지지하고, 유입구측에 입력되는 압력에 따라 밸브디스크가 유출구를 개폐하도록 하는 스프링부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 체크밸브 장치에 따르면, 유체가 통과되는 밸브 하우징과 유체의 유통을 허용 또는 차단하는 밸브부재의 형상이 완만하게 굴곡지도록 형성됨으로써 원활한 유체의 흐름에 의해 와류 발생이 방지되고, 그에 따라 압력손실이 최소화된다. 이와 더불어, 밸브 하우징과 밸브부재 사이에 벤츄리 효과가 발생됨에 따라 유체가 흐름이 더욱 원활히 됨으로써 압력손실의 최소화에 따른 에너지 효율이 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 체크밸브 장치를 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 도시된 체크밸브 장치의 밸브기구가 개방 동작된 상태를 나타낸 도면.
도 3은 도 1에 도시된 체크밸브 장치를 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 1에 도시된 체크밸브 장치의 바이패스밸브의 동작 상태를 나타낸 도면.
도 5는 도 1에 도시된 체크밸브 장치의 과압방지밸브를 설명하기 위한 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 체크밸브 장치에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 체크밸브 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 체크밸브 장치의 밸브기구가 개방 동작된 상태를 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 체크밸브 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 1에 도시된 체크밸브 장치의 바이패스밸브의 동작 상태를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 1에 도시된 체크밸브 장치의 과압방지밸브를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 체크밸브 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 상단과 하단이 개방되게 형성되어 유체가 흐르는 유통로(120)가 형성되고, 유통로(120)는 완만하게 라운드지도록 형성된 밸브 하우징(100); 및 밸브 하우징(100)의 유통로(120)에 설치되고, 상방으로 이동시 유통로(120)가 개방되도록 하며 하방으로 이동시 유통로(120)가 폐쇄되도록 하는 밸브부재(220)가 마련되고, 밸브부재(220)는 외주면이 완만하게 라운드지도록 형성된 밸브기구(200);를 포함한다.
이와 같이, 본 발명은 밸브 하우징(100)의 유통로(120)에 밸브기구(200)의 밸브부재(220)가 이동 가능하게 마련되며, 유통로(120)에서 밸브부재(220)가 하방으로 이동시 유통로(120)가 폐쇄되고, 밸브부재(220)가 상방으로 이동시 유통로(120)가 개방되도록 구성된다.
특히, 도 1에서 볼 수 있듯이, 밸브 하우징(100)의 유통로(120)는 완만하게 라운지도록 형성되고, 밸브부재(220)의 외주면도 완만하게 라운드지도록 형성됨으로써 유체가 유통로(120)와 밸브부재(220)의 굴곡진 형상을 따라 원활하게 이동될 수 있다.
종래의 경우 밸브가 단순히 입구를 폐쇄하는 역할만 수행하고, 유체의 흐름에 대해 고려하지 않음에 따라 구조적 요인에 의해 와류가 발생되어 압력손실이 발생되는 문제가 있다. 그러나 본 발명에서는 밸브 하우징(100)의 유통로(120) 내주면의 형상과 밸브부재(220)의 외주면 형상이 유체가 원활히 흘러 이동될 수 있도록 완만한 형상을 이룸에 따라 압력손실이 최소화된다.
본 발명의 밸브부재(220)와 유통로(120)에 대해서 구체적으로 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 유통로(120)는 유체가 유입되는 유입부(122)와, 유입부(122)를 통해 유입된 유체가 통과되고 밸브부재(220)가 상하방향으로 이동 가능하게 마련된 공간부(124)와, 공간부(124)의 유체가 유출되는 배출부(126)로 이루어짐으로써 유입부(122)로 유입된 유체가 공간부(124)를 통과하여 배출부(126)로 유출된다.
여기서, 공간부(124)의 폭은 유입부(122)와 배출부(126)의 폭보다 크게 형성됨으로써 공간부(124)에서 밸브기구(200)가 상하방향으로 이동될 수 있는 공간이 확보되고, 유입부(122)의 폭은 배출부(126)의 폭보다 작게 형성됨으로써 유입부(122)를 통해 유체가 빠른 속도 유입된 후 배출부(126)를 통해 원활히 배출되게 할 수 있다.
이와 더불어, 유입부(122)의 폭은 상방을 향해 폭이 점차 작아지도록 형성됨으로써 유입부(122)로 유입되는 유체의 유속이 증가되게 할 수 있다. 이렇게, 유통로(120)에 유입되는 유체가 유입부(122)의 형상에 의해 유속이 확보됨에 따라 밸브부재(220)를 상방으로 이동시키면서 공간부(124)로 유입될 수 있고, 상대적으로 큰 폭으로 형성된 배출부(126)를 통해 유체가 유출됨에 따라 밸브부재(220)를 하방으로 누르는 힘이 저하되어 밸브부재(220)의 개방 동작이 원활히 수행되게 할 수 있다.
한편, 밸브부재(220)는 하단부가 유입부(122)에 밀착되게 형성되고, 상단부가 배출부(126)의 폭보다 작게 형성되며 중단부가 공간부(124)를 향해 돌출되되 공간부(124)의 폭보다 작게 형성될 수 있다. 이렇게, 밸브부재(220)는 하단부가 유입부(122)에 삽입되게 형성됨에 따라 하방으로 이동되어 유입부(122)에 접촉시 유입부(122)를 기밀하게 폐쇄할 수 있고, 상단부가 배출부(126)의 폭보다 작게 형성됨에 따라 밸브부재(220)가 상방으로 이동되더라도 유체가 배출부(126)를 통해 유출될 수 있다. 또한, 밸브부재(220)의 중단부는 공간부(124)를 향해 돌출되되 공간부(124)의 폭보다 작게 형성됨으로써 밸브부재(220)의 외측으로 유체가 통과될 수 있다. 아울러, 본 발명에서는 밸브부재(220)의 외주면 형상과 유통로(120) 형상이 라운드지게 형성됨으로써 유체가 밸브부재(220)의 외주면과 유통로(120)의 내주면의 굴곡진 면을 타고 원활하게 이동될 수 있다.
이와 더불어, 도 2에 도시된 바와 같이, 밸브부재(220)가 유통로(120)를 개방하도록 위치된 상태에서, 밸브부재(220)의 중단부와 공간부(124) 사이의 거리(i)는 밸브부재(220)의 상단부와 배출부(126) 사이의 거리(j)보다 작게 형성될 수 있다.
즉, 밸브부재(220)의 중단부와 공간부(124) 사이의 거리(i)가 밸브부재(220)의 상단부와 배출부(126) 사이의 거리(j)보다 작게 형성될 경우 밸브부재(220)의 중단부와 공간부(124) 사이의 직경이 좁아짐에 따라 유체의 유속이 빨라지는 벤츄리 효과가 발생된다. 이렇게, 유통로(120)를 통과하는 유체가 밸브부재(220)의 중단부를 지나가는 경우 벤츄리 효과에 의해 유체의 유속이 증가됨으로써 유통로(120)를 통과하는 유체의 흐름이 더욱 원활하도록 할 수 있다.
또한, 밸브부재(220)가 유통로(120)를 개방하도록 위치된 상태에서, 밸브부재(220)의 하단부와 유입부(122) 사이의 거리(g)는 밸브부재(220)의 중단부와 공간부(124)의 사이의 거리(j)보다 작게 형성될 수 있다.
이렇게, 밸브부재(220)의 하단부와 유입부(122) 사이의 직경이 좁아짐에 따라 유체의 유속이 빨라지는 벤츄리 효과가 발생됨으로써 유입부(122)를 통해 유입되는 유체의 유속이 증가되게 할 수 있다.
즉, 밸브부재(220)의 중단부와 유통로(120)의 공간부(124) 사이의 거리(i) 및 밸브부재(220)의 하단부와 유통로(120)의 입구부 사이의 거리(g)를 한정함에 따라 벤츄리 효과에 따른 유체의 유속이 확보되며, 두 지점에서 벤츄리 효과가 발생됨으로써 유체의 유속이 확보됨에 따라 더욱 원활한 유체의 흐름을 유도할 수 있다. 이에 따라, 밸브부재(220)가 유통로(120)를 개방하도록 위치된 상태에서 유통로(120)를 통과하는 유체의 유속이 증가되고, 유체가 원활히 흐르도록 할 수 있다.
한편, 도 1 내지 2에서 볼 수 있듯이, 밸브부재(220)의 하단부는 유입부(122)의 통로에 삽입되도록 돌출되게 형성되고, 유입부(122)에 접촉되는 실링부재(220a)가 구비됨으로써 밸브부재(220)가 하방으로 이동되어 유입부(122)에 접촉시 밸브부재(220)의 하단부가 유입부(122)에 삽입되어 유입부(122)를 폐쇄함과 동시에 밸브부재(220)와 유입부(122) 사이의 틈을 실링부재(220a)가 기밀함으로써 유체의 흐름이 차단되게 할 수 있다.
하기에는, 밸브기구(200)에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 밸브기구(200)는 유통로(120)에 고정되고 밸브부재(220)가 상하방향으로 가이드되어 이동되게 설치된 가이드부(240); 및 가이드부(240)에 설치되어 밸브부재(220)를 하방으로 탄발 지지하는 탄성부(260);로 구성될 수 있다.
이렇게, 밸브기구(200)는 가이드부(240)와 탄성부(260)로 구성되며, 가이드부(240)에 상하방향으로 이동 가능하게 설치된 밸브부재(220)가 탄성부(260)에 의해 하방으로 탄발 지지됨으로써, 유통로(120)를 통해 유체가 유입되면, 유체가 이동되는 힘에 의해 밸브부재(220)가 탄성부(260)를 압축시키면서 상방으로 이동되고, 유통로(120)에 유체가 유입되지 않거나 역류가 발생될 경우 밸브부재(220)가 탄성부(260)에 의해 하방으로 이동되어 유통로(120)를 폐쇄할 수 있다.
상세하게, 도 2 내지 3에 도시된 바와 같이, 가이드부(240)는 유통로(120)에 체결되어 고정되는 고정브라켓(242)과, 고정브라켓(242)에서 수직하게 연장되고 밸브부재(220)가 관통되어 상하방향으로 이동 가능하게 연결되는 가이드축(244)으로 구성될 수 있다. 즉, 고정브라켓(242)은 유통로(120)에 고정되되 유체가 통과 가능하게 형성되고, 이 고정브라켓(242)의 중심에는 가이드축(244)이 수직하게 설치됨으로써 밸브부재(220)가 가이드축(244)에 설치시 유통로(120)의 중심에서 가이드축(244)을 따라 상하방향으로 이동될 수 있다.
여기서, 도 3에서 볼 수 있듯이, 고정브라켓(242)은 유통로(120)에 나사 체결되는 체결부(242a)와, 체결부(242a)의 둘레를 따라 이격되게 배치되고 유통로(120) 중심을 향해 연장된 리브부(242b)와, 유통로(120)의 중심에서 리브부(242b)에 결합되며 가이드축(244)의 하단부가 체결되는 보스부(242c)로 이루어질 수 있다.
즉, 고정브라켓(242)을 이루는 체결부는 둘레면에 나사산이 형성되고, 유통로(120)의 하측에는 체결부의 나사산에 대응되는 나사산이 형성됨으로써 체결부는 유통로(120)에 나사 체결되어 위치가 고정될 수 있다. 이러한 체결부에는 내주 둘레를 따라 이격 배치되고 유통로(120)의 중심을 향해 연장된 리브부가 형성되며, 리브부가 집중된 유통로(120)의 중심상에 가이드축(244)이 체결되는 보스부가 구비된다. 이로 인해, 체결부에서 둘레를 따라 이격 배치된 리브부 사이로 유체가 통과될 수 있고, 리브부에 결합된 보스부에 가이드축(244)이 체결됨으로써 가이드축(244)은 유통로(120)의 중심에 배치될 수 있다.
여기서, 가이드축(244)의 하단부에는 나사사이 형성되고, 보스부의 내주면에는 가이드축(244)이 나사 체결되도록 나사산이 형성될 수 있으며, 가이드축(244)의 하단부가 보스부에 나사 체결된 상태에서 별도의 너트를 통해 가이드축(244)의 위치가 고정되게 할 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 가이드축(244)의 상단부에는 둘레방향으로 지지단부(245)가 돌출 형성되고, 밸브부재(220)에는 가이드축(244)이 관통되는 관통홀(222)과 관통홀(222)의 상측으로 지지단부(245)가 삽입되는 지지홈(223)이 형성되며, 탄성부(260)가 지지홈(223)에 마련되어 지지단부(245)에 지지될 수 있다.
이렇게, 밸브부재(220)에는 가이드축(244)이 관통되는 관통홀(222)과 지지단부(245)가 삽입되는 지지홈(223)이 형성됨으로써 밸브부재(220)가 관통홀(222)에 삽입된 가이드축(244)을 따라 상하방향으로 이동될 수 있다. 또한, 가이드축(244)의 상단부에 형성된 지지단부(245)와 밸브부재(220)의 관통홀(222)에 형성된 지지홈(223) 사이에 탄성부(260)가 마련됨으로써 밸브부재(220)가 상방으로 이동시 탄성부(260)를 가압하고, 밸브부재(220)가 하방으로 이동시 탄성부(260)의 탄성력을 전달받아 이동될 수 있다.
여기서, 밸브부재(220)의 관통홀(222)과 가이드축(244) 사이에는 별도의 실링링이 구비될 수 있으며, 탄성부(260)는 스프링으로 구성되어 밸브부재(220)에 탄성력을 제공할 수 있다. 또한, 밸브부재(220)에 형성되는 지지홈(223)의 상하방향 길이는 밸브부재(220)가 상방으로 이동되는 최대 거리에 따라 그 길이가 설정될 수 있다. 즉, 지지홈(223)의 상하방향 길이에 따라 밸브부재(220)의 최대 이동거리가 결정될 수 있다.
이와 더불어, 도 1에 도시된 바와 같이, 밸브부재(220)의 상단부에는 가이드축(244)을 향해 함몰된 가이드홈(225)이 형성되고, 가이드축(244)의 상단부에는 가이드홈(225)에 삽입되는 고정핀(244a)이 돌출 형성됨으로써 밸브부재(220)가 상하방으로 이동되는 거리를 제한할 수 있다. 즉, 가이드홈(225)의 상하방향 길이에 따라 밸브부재(220)가 상방 또는 하방으로 이동되는 최대 거리가 결정될 수 있는 것이다. 이로 인해, 밸브부재(220)가 유체에 의해 상방으로 이동시, 밸브부재(220)에 형성된 가이드홈(225)이 가이드축(244)에 구비된 고정핀(244a)에 걸리는 위치까지 이동이 제한됨에 따라 밸브부재(220)가 상방으로 과도하게 이동되는 것이 방지됨으로써 밸브부재(220)가 상방으로 이동되더라도 유통로(120)를 통해 유체가 이동될 수 있고, 밸브부재(220)가 가이드축(244)에서 이탈되지 않도록 할 수 있다.
한편, 체크밸브가 설치된 유로상의 문제 또는 기계결함에 따른 문제 발생시 유통로(12)에 체류해 있는 물을 체크밸브 아래쪽으로 배출시켜야 될 경우가 있다.
이를 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 밸브 하우징(100)의 측단에는 외부에서 유통로(120)측으로 이동 가능하게 삽입된 바이패스밸브(300);가 더 포함될 수 있다. 이러한 바이패스밸브(300)는 유통로(120)에 마련된 밸브부재(220)에 접촉시 밸브부재(220)가 유체가 이동됨에 따른 힘이 아닌 바이패스밸브(300)에 의해 강제적으로 이동되어 유체가 통과되게 할 수 있다.
상세하게, 밸브 하우징(100)의 측단에는 바이패스홀(140)이 형성되며, 바이패스밸브(300)는 바이패스홀(140)에 삽입되고 밸브부재(220)측으로 연장되게 형성된 몸통부(320)와 몸통부(320)에 결합되어 밸브 하우징(100)의 외측에 노출된 머리부(340)로 이루어질 수 있다. 여기서, 바이패스밸브(300)의 몸통부(320)는 바이패스홀(140)에 삽입된 상태가 유지되고, 유통로(120) 내부로 삽입되어 밸브부재(220)에 접촉시 밸브부재(220)가 상방으로 이동되도록 한다. 이러한 몸통부(320)에 결합된 머리부(340)는 밸브 하우징(100)의 외측에 노출됨에 따라 작업자가 머리부(340)를 파지하여 몸통부(320)의 위치를 조정할 수 있다.
바람직하게, 바이패스밸브(300)의 몸통부(320)와 밸브 하우징(100)의 바이패스홀(140)은 상호 나사 체결되어 몸통부(320)의 회전 동작시 바이패스홀(140)에서 이동될 수 있다. 또한, 머리부(340)와 밸브 하우징(100) 사이에 별도의 스프링을 두어 몸통부(320)가 밸브부재(220)측으로 이동된 후 스프링의 힘에 의해 자동으로 원위치되게 할 수 있다. 이로 인해, 바이패스밸브(300)의 조작 편의성이 향상될 수 있다.
특히, 도 4에서 볼 수 있듯이, 바이패스밸브(300)의 몸통부(320)는 끝단이 굴곡지게 형성되고, 밸브부재(220)의 외주면은 밸브부재(220)가 유통로(120)를 폐쇄하도록 위치된 상태에서, 바이패스밸브(300)에 대응되는 부분이 함몰되거나 또는 경사지게 형성됨으로써 바이패스밸브(300)의 접촉시 상방으로 밀려 이동되게 할 수 있다.
즉, 바이패스밸브(300)가 밸브부재(220)측으로 이동되어 밸브부재(220)에 접촉시, 몸통부(320)의 끝단이 밸브부재(220)의 외주면에 형성된 경사진 부분 또는 턱에 접촉됨에 따라 밸브부재(220)가 몸통부(320)의 굴곡진 경사면을 타고 상방으로 이동되는 것이다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 밸브 하우징(100)의 측단에는 유통로(120)와 연통되게 연결되고, 유통로(120) 내부가 설정압력 이상일 경우 개방 동작되어 유통로(120) 내부의 유체가 배출되도록 하는 과압방지밸브(400);를 더 포함할 수 있다.
이러한 과압방지밸브(400)는 유로상의 문제 또는 기계결함에 따른 문제가 발생됨에 따라 유체가 역류할 경우 밸브 하우징(100) 내에 과도한 압력이 생성되는 것을 방지하도록 한다. 즉, 기계결함에 의한 비상상황 발생시 또는 펌프의 정지로 인해 유체의 역류가 발생되는 경우 밸브 하우징(100) 내부에 수충격이 발생될 수 있는데, 밸브 하우징(100)에 과압방지밸브(400)가 구비됨으로써 유통로(120) 내부의 압력이 설정압력 이상일 경우 과압방지밸브(400)가 개방 동작되어 유통로(120) 내부의 유체가 외부로 배출됨에 따라 밸브 하우징(100) 내부의 압력이 저하되도록 할 수 있다.
이러한 과압방지밸브(400)는 유통로(120)와 연통되게 연결되는 유입구(421)와 유체가 외부로 배출되는 유출구(422)가 형성된 밸브본체(420); 밸브본체(420) 내부에 설치되어 유출구(422)를 개폐하는 밸브디스크(440); 및 밸브본체(420) 내부에서 밸브디스크(440)를 유출구(422)측으로 탄발지지하고, 유입구(421)측에 입력되는 압력에 따라 밸브디스크(440)가 유출구(422)를 개폐하도록 하는 스프링부(460);를 포함할 수 있다.
여기서, 스프링부(460)의 탄성력은 유체가 밸브 하우징(100)의 유통로(120)를 통해 유동됨에 따라 발생되는 압력 작용시 밸브디스크(440)가 이동되지 않도록 설정되고, 기계결함에 의해 발생되는 수충격에 따른 압력이 작용되면 밸브디스크(440)가 유출구(422)를 개방하도록 설정될 수 있다. 또한, 밸브디스크(440)의 경우 유체의 힘을 전달받기 용이하도록 유체가 유입되는 상방으로 함몰되게 형성될 수 있다.
이로 인해, 밸브본체(420) 내부에서 밸브디스크(440)가 스프링부(460)에 의해 탄발지지되어 유출구(421)를 폐쇄한 상태에서, 기계결합에 의한 역류에 의해 밸브 하우징(100) 내부에서 발생되는 수충격에 의한 압력 발생시 유출구(422)를 폐쇄하던 밸브디스크(440)가 스프링부(460)를 가압하면서 이동되어 유출구(422)가 개방된다. 이로 인해, 유통로(120) 내부의 유체가 밸브본체(420)의 유입구(421)로 유입된 후 유출구(422)로 배출됨으로써 밸브 하우징(100) 내부의 압력이 저하되게 할 수 있다. 이에 따라, 유체 역류에 의한 수충격이 완화되어 전체적인 시스템 및 체크밸브의 진동 및 손상을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 작동에 대해서 간략히 설명하면 하기와 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전체적인 시스템이 정상 작동되는 경우 밸브 하우징(100) 내부에 마련된 밸브부재(220)는 유체의 이동에 의해 상방으로 이동된 상태가 유지된다.
이러한 상태에서, 시스템 결함에 의한 역류 발생시, 도 5에 도시된 바와 같이, 밸브부재(220)가 유통로(120)를 폐쇄하여 유체의 흐름을 차단하며, 밸브 하우징(100) 내부에 압력이 커질 경우 과압방지밸브(400)가 개방 동작됨으로써 밸브 하우징(100) 내부의 압력이 저하되어 수충격이 완화되게 할 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 유로상의 문제 또는 기계결함에 따른 문제를 해소하기 위해, 유체를 외부로 배출해야 하는 경우 바이패스밸브(300)를 조작하면 밸브부재(220)가 상방으로 강제 이동됨으로써 유체가 유통로(120)의 배출부(126)측으로 역류하여 유입부(122)측으로 배출되게 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 체크밸브 장치에 따르면, 유체가 통과되는 밸브 하우징(100)과 유체의 유통을 허용 또는 차단하는 밸브부재(220)의 형상이 완만하게 굴곡지도록 형성됨으로써 원활한 유체의 흐름에 의해 와류 발생이 방지되고, 그에 따라 압력손실이 최소화된다. 이와 더불어, 밸브 하우징(100)과 밸브부재(220) 사이에 벤츄리 효과가 발생됨에 따라 유체가 흐름이 더욱 원활히 됨으로써 압력손실의 최소화에 따른 에너지 효율이 향상된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100:밸브 하우징 120:유통로
122:유입부 124:공간부
126:배출부 140:바이패스홀
200:밸브기구 220:밸브부재
222:관통홀 223:지지홈
225:가이드홈 220a:실링부재
240:가이드부 242:고정브라켓
244:가이드축 244a:고정핀
245:지지단부 260:탄성부
300:바이패스밸브 320:몸통부
340:머리부 400:과압방지밸브
420:밸브본체 421:유입구
422:유출구 440:밸브디스크
460:스프링부

Claims (18)

  1. 상단과 하단이 개방되게 형성되어 유체가 흐르는 유통로가 형성되고, 유통로는 완만하게 라운드지도록 형성된 밸브 하우징;
    유통로에 마련되어 상방으로 이동시 유통로가 개방되도록 하고 하방으로 이동시 유통로가 폐쇄되도록 하며, 외주면이 완만하게 라운드지도록 형성된 밸브부재; 및
    유통로에 고정되고 밸브부재가 상하방향으로 가이드되어 이동되게 설치된 가이드부와, 가이드부에 설치되어 밸브부재를 하방으로 탄발 지지하는 탄성부가 구비된 밸브기구;를 포함하며,
    밸브부재의 가이드부는 유통로의 유입부에 체결되어 고정되는 고정브라켓과, 고정브라켓에서 수직하게 연장되고 밸브부재가 관통되어 상하방향으로 이동 가능하게 연결되며 상단부에 둘레방향으로 지지단부가 돌출 형성된 가이드축이 구성되며,
    밸브부재에는 가이드축이 관통되는 관통홀과 관통홀의 상측으로 지지단부가 삽입되는 지지홈이 형성되며, 지지홈에 탄성부가 마련되어 지지단부에 연결된 것을 특징으로 하는 체크밸브 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    유통로는 유체가 유입되는 유입부와, 유입부를 통해 유입된 유체가 통과되고 밸브부재가 마련되는 공간부와, 공간부의 유체가 유출되는 배출부로 이루어진 것을 특징으로 하는 체크밸브 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    공간부의 폭은 유입부와 배출부의 폭보다 크게 형성되며, 유입부의 폭은 배출부의 폭보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 체크밸브 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    유입부의 폭은 상방을 향해 폭이 점차 작아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 체크밸브 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    밸브부재는 하단부가 유입부에 밀착되게 형성되고, 상단부가 배출부의 폭보다 작게 형성되며 중단부가 공간부를 향해 돌출되되 공간부의 폭보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 체크밸브 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    밸브부재가 유통로를 개방하도록 위치된 상태에서, 밸브부재의 중단부와 공간부 사이의 거리는 밸브부재의 상단부와 배출부 사이의 거리보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 체크밸브 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    밸브부재가 유통로를 개방하도록 위치된 상태에서, 밸브부재의 하단부와 유입부 사이의 거리는 밸브부재의 중단부와 공간부 사이의 거리보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 체크밸브 장치.
  8. 청구항 5에 있어서,
    밸브부재의 하단부는 유입부의 통로에 삽입되도록 돌출되게 형성되고, 유입부에 접촉되는 실링부재가 구비된 것을 특징으로 하는 체크밸브 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 청구항 1에 있어서,
    고정브라켓은 유통로에 나사 체결되는 체결부와, 체결부의 둘레를 따라 이격되게 배치되고 유통로 중심을 향해 연장된 리브부와, 유통로의 중심에서 리브부에 결합되며 가이드축의 하단부가 체결되는 보스부로 이루어진 것을 특징으로 하는 체크밸브 장치.
  12. 삭제
  13. 청구항 1에 있어서,
    밸브부재의 상단부에는 가이드축을 향해 함몰된 가이드홈이 형성되고,
    가이드축의 상단부에는 가이드홈에 삽입되는 고정핀이 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 체크밸브 장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    밸브 하우징의 측단에는 외부에서 유통로측으로 이동 가능하게 삽입된 바이패스밸브;가 더 포함됨으로써 바이패스밸브가 유통로에 마련된 밸브부재에 접촉시 밸브부재가 상방으로 이동되는 것을 특징으로 하는 체크밸브 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    밸브 하우징의 측단에는 바이패스홀이 형성되며,
    바이패스밸브는 바이패스홀에 삽입되고 밸브부재측으로 연장되게 형성된 몸통부와 몸통부에 결합되어 밸브 하우징의 외측에 노출된 머리부로 이루어진 것을 특징으로 하는 체크밸브 장치.
  16. 청구항 14에 있어서,
    바이패스밸브의 몸통부는 끝단이 굴곡지게 형성되고,
    밸브부재의 외주면은 밸브부재가 유통로를 폐쇄하도록 위치된 상태에서, 바이패스밸브에 대응되는 부분이 함몰되거나 또는 경사지게 형성됨으로써 바이패스밸브의 접촉시 밸브부재가 상방으로 밀려 이동되는 것을 특징으로 하는 체크밸브 장치.
  17. 청구항 1에 있어서,
    밸브 하우징의 측단에는 유통로와 연통되게 연결되고, 유통로 내부가 설정압력 이상일 경우 개방 동작되어 유통로 내부의 유체가 배출되도록 하는 과압방지밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 체크밸브 장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    과압방지밸브는 유통로와 연통되게 연결되는 유입구와 유체가 외부로 배출되는 유출구가 형성된 밸브본체;
    밸브본체 내부에 설치되어 유입구를 개폐하는 밸브디스크; 및
    밸브본체 내부에서 밸브디스크를 유출구측으로 탄발지지하고, 유입구측에 입력되는 압력에 따라 밸브디스크가 유출구를 개폐하도록 하는 스프링부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 체크밸브 장치.
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