KR102127594B1

KR102127594B1 - 정밀 제어용 버터플라이 밸브

Info

Publication number: KR102127594B1
Application number: KR1020190046789A
Authority: KR
Inventors: 신상열
Original assignee: 신상열
Priority date: 2019-04-22
Filing date: 2019-04-22
Publication date: 2020-06-26

Abstract

본 발명은 정밀 제어용 버터플라이 밸브에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 밸브몸체의 내부에 구성되는 밸브시트와 접촉되는 밸브디스크의 원주면 둘레를 따라 원호상으로 형성되어 저개도가 이루어지도록 하는 유로홈을 구비하여 유로홈에 의해 미세 유량제어의 정밀성과 신뢰성을 크게 높일 수 있도록 한 정밀 제어용 버터플라이 밸브에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 원형의 유로를 가진 밸브몸체와, 상기 밸브몸체의 내부에 구비된 밸브시트와, 상기 밸브몸체의 내부에서 회전축을 따라 회전가능하게 설치되고 밸브시트에 접촉 및 이격되어 유로의 개폐작용이 이루어지도록 하는 밸브디스크와, 상기 밸브디스크에 수직으로 설치되는 회전축을 중심 수직축선상으로 하여 밸브디스크의 원주면 일측은 제1밀착면이 형성되고 타측은 일측으로 편심 연장된 제2밀착면이 형성되는 것을 포함하며, 상기 밸브디스크의 원주면 둘레를 따라 원호상으로 유로홈이 형성되어 유로홈에 의해 저 개도가 이루어지도록 한 정밀 제어용 버터플라이 밸브를 특징으로 한다.

Description

정밀 제어용 버터플라이 밸브 {Precision Control Butterfly Valve}

본 발명은 정밀 제어용 버터플라이 밸브에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 밸브몸체의 내부에 구성되는 밸브시트와 접촉되는 밸브디스크의 원주면 둘레를 따라 원호상으로 형성되어 저개도가 이루어지도록 하는 유로홈을 구비하여 유로홈에 의해 미세 유량제어의 정밀성과 신뢰성을 크게 높일 수 있도록 한 정밀 제어용 버터플라이 밸브에 관한 것이다.

통상적으로 버터플라이밸브는 원형의 유로를 갖는 밸브몸체 내부에 원판형상의 디스크가 회전축부에 의해 회전되어 유로를 개폐하고 유량을 제어하며, 구조가 간단하고 배관에 설치하는 경우 많은 공간을 차지하지 않고 비교적 가격도 저렴하여 배관의 유로를 개폐하거나 유량을 조절하는 밸브로 사용되고 있다.

한편, 밸브몸체의 내부에 회전가능하게 구비되어 밸브의 내부 통로를 개폐시키는 원판형상의 디스크가 구비되어 있고, 상기 밸브몸체에는 디스크의 개폐시에 디스크의 둘레 밀착면에 접촉되어 기밀을 유지시켜 주는 밸브시트가 구비되어 있다.

그러나 이러한 버터플라이 밸브는 전체 개도구간 약 20~60% 이내에서 제어 구간이 정해져야 바람직한 제어성이 확보되므로 글로브 밸브에 비해 경제성과 편의성이 우수함에도 불구하고 개도 약 20%이하에서의 구간별 CV(Capacity Value)가 크고 제어구간이 낮으므로 정밀 공정 제어용으로는 활용성이 크게 떨어지는 단점이 있었다.

종래 버터플라이 밸브와 관련된 선행기술로서 실용공개 제20-2015-0004069호로 개시된 구성을 살펴 보면, 관로에 연결되는 연결통로가 중간부에 전후면을 관통하도록 형성된 밸브하우징과, 상기 밸브하우징의 내부에 구비된 디스크형태의 밸브체와, 상기 밸브하우징의 둘레면을 관통하여 상기 밸브체에 연결된 밸브스템을 포함하는 버터플라이밸브에 있어서, 상기 밸브체는 상기 밸브스템의 회전중심축에 대해 상단이 전방으로 경사지도록 구비되며, 상기 밸브하우징에는 밸브하우징의 상면둘레부를 상하방향으로 관통하는 상부관통공과, 밸브하우징의 하측면둘레부를 상하방향으로 관통하는 하부관통공이 형성되고, 상기 밸브스템은 상기 상부관통공을 통해 상기 밸브체에 결합되는 상부스템과, 상기 하부관통공을 통해 상기 밸브체에 결합되는 하부스템을 포함하며, 상기 밸브체의 상단 후측면에는 상부고정부가 형성되고, 상기 밸브체의 하단 전면에는 하부고정부가 형성되며, 상기 상부스템은 상기 상부관통공에 회전가능하게 결합된 상태로 하단이 상기 상부고정부에 고정결합되며, 상기 하부스템은 상기 하부관통공에 고정결합된 상태로 상단이 상기 하부고정부에 회전가능하게 결합된 버터플라이밸브로 되어 있다.

상기한 종래 기술은 밸브체가 밸브스템의 회전중심축에 대해 경사지도록 구성시켜 밸브체의 둘레면과 브시트의 사이에서 발생되는 마찰력을 최소화 할 수 있도록 하는 것을 중심적으로 기재 하고 있다.

즉, 밸브체의 회전시, 마찰력을 최소화 할 수는 있으나, 밸브체의 외형이 동일하게 형성되어 상기 밸브체의 외측과 밸브시트가 맞닿는 부분이 서서히 이격될 시, 유량중대가 지나치게 큼으로써 제어구간(밸브의 제어범위)을 설정이 한정되기 때문에 정밀제어가 어려운 문제점을 갖고 있다.

그리고, 특허 제10-0367532호로 개시된 밸브디스크의 회전축인 밸브대를 기밀부인 시트가 개재되는 밸브몸통의 중심선인 B-B'라인으로부터 "a"만큼 일차 편심시킨 상태에서 밸브의 유로중심선인 A-A'라인으로부터 "b"만큼 이차편심시킨 편심구조를 갖고, 상기 밸브디스크와 밸브몸통 사이에는 이들을 긴밀하게 밀폐하는 밸브시트를 포함하는 버터플라이밸브에 있어서, 상기 밸브대가 이차 편심구조를 갖는 상태에서 밸브의 유로중심선(A-A'라인)과 몸통중심선(B-B'라인)의 교점인 "O"점을 기준점으로 하여 원추형 밸브디스크의 기준축선인 C-C'라인을 임의의 각도만큼 회전시킨 다음 상기 기준축선인 C-C'라인을 "c"만큼 축 이동시켜 삼차 편심구조를 이루도록 한 삼차 편심구조를 갖는 메탈시트형 버터플라이밸브에 관한 것이다.

또한, 도 11에 도시된 바와 같이 내부에 유로(11)가 형성되며 내측에 밸브디스크(20)의 개폐시 밸브디스크(20)의 외측과 접촉되어 기밀을 유지하는 밸브시트(13)가 구성되는 밸브몸체(10); 상기 밸브몸체(10)의 내부에 회전축부(21)의 회전축(23)이 회전가능하게 설치되어 상기 유로(11)를 개폐하고 유량을 제어할 수 있도록 원판형상으로 구성되되, 상기 회전축부(21)의 회전축(23) 수직 선상에서 일측은 외주면이 상기 밸브시트(13)와 접촉되는 제1밀착면(25)이 형성되고, 타측은 외주면이 연장되어 만곡진 제2밀착면(27)이 형성되는 밸브디스크(20)로 구성되는 버터플라이 밸브가 개시된 바 있다.

상기한 선행기술을 포함하는 종래기술들은 원판형상의 디스크를 일정부분까지 회전시, 밸브시트와 접촉되는 일측면은 개방되고 타측면은 접촉이 이루어지도록 하여, 유량증대를 제어토록 구성되어 있지만, 디스크의 밀착면(밸브시트와 접촉되는 면)과 밸브시트 사이의 공간이 이격되는 순간 유량증대가 될 수밖에 없는 구조를 가짐에 따라 정밀 제어가 불가피함 문제점을 갖고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자에 의해 개시된 특허 제10-1712632호에서는, 밸브시트와 접촉되는 밸브디스크의 일측면과 타측에 상기 밸브디스크의 외측으로 경사지게 형성되는 날개부와 상기 밸브디스크의 내측으로 경사지되 상부로 폭과 홈의 깊이가 점차적으로 확장되는 절개홈이 형성되어, 밸브디스크의 저 개도의 제어구간을 향상시켜 정밀 공정 제어가 가능하도록 하였다.

그러나, 상기 절개홈으로 미세 유량 제어를 하게 되는 경우에 좁은 절개홈을 통한 배출압력 상승 및 소음 발생의 우려가 있을 뿐만 아니라 절개홈의 깊이 등에 따라 유량 제어범위 편차가 크게 발생하게 되므로 절개홈의 정밀 성형에 어려움이 있고 장기간 유체 유동에 따른 절개홈의 마모 발생 우려가 있었는바, 본 발명은 상기 밸브디스크의 저 개도의 제어구간을 향상시키고자 하는 기술내용을 기반으로 하면서 상기 우려되는 문제점을 해소할 수 있도록 한 정밀 제어용 버터플라이 밸브를 갖도록 함에 있다.

(실용공개문헌 0001) KR 제20-2015-0004069호 KR 제10-0367532호 KR 제10-1712632호

본 발명에 의한 밸브몸체 내부의 밸브시트와 접촉되는 밸브디스크를 구성하는 버터플라이 밸브로 이루어지되 상기 밸브시트와 접촉되는 밸브디스크의 원주면 둘레를 따라 원호상으로 형성되어 저개도가 이루어지도록 하는 유로홈을 구비하여 유로홈에 의해서 유로 개방이 될 때 갑작스런 유량증대가 이루어지지 않고 밸브디스크의 회전각도에 따라 유량증대가 점차적으로 이루어지며, 미세 유량제어를 할 수 있도록 한 수단으로 정밀 공정 제어에 적용할 수 있고 제어 신뢰성을 크게 높이며 소음을 저감할 수 있도록 구성되어 있는 버터플라이 밸브를 제공함에 있다.

본 발명은 원형의 유로를 가진 밸브몸체와, 상기 밸브몸체의 내부에 구비된 밸브시트와, 상기 밸브몸체의 내부에서 회전축을 따라 회전가능하게 설치되고 밸브시트에 접촉 및 이격되어 유로의 개폐작용이 이루어지도록 하는 밸브디스크와, 상기 밸브디스크에 수직으로 설치되는 회전축을 중심 수직축선상으로 하여 밸브디스크의 원주면 일측은 제1밀착면이 형성되고 타측은 일측으로 편심 연장된 제2밀착면이 형성되는 것을 포함하며, 상기 밸브디스크의 원주면 둘레를 따라 원호상으로 유로홈이 형성되어 유로홈에 의해 저 개도가 이루어지도록 한 정밀 제어용 버터플라이 밸브를 특징으로 한다.

상기 밸브디스크의 제1,2밀착면은 밸브시트에 비해 넓은 폭으로 형성되되 유로의 완전 차단시에 밸브시트의 전단부 및 후단부의 방향으로 제1,2밀착면이 돌출되게 연장 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 밸브디스크의 제1,2밀착면은 서로 다른 단면적으로 구비되어 밸브시트와 이격되는 개도 차이가 발생되도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 밸브디스크의 유로홈은 유로의 완전 차단시에 밸브시트의 후단부와 근접된 위치의 밸브디스크의 원주면에 일직선을 이루는 형태로 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 정밀 제어용 버터플라이 밸브는 다음과 같은 효과를 갖게 된다.

첫째; 밸브디스크의 제1,2밀착면은 밸브시트와 이격되는 개도 차이가 발생되도록 구비되고, 밸브디스크의 원주면 둘레를 따라 원호상으로 형성된 유로홈에 의해 저 개도가 이루어지도록 하는 구성으로 정밀한 미세 유량제어를 할 수 있는 효과가 있다.

둘째; 밸브디스크의 원주면에 형성된 유로홈을 미세 유량 제어를 하게 될 때 유체 진입부에서 미세 유량을 유입하더하도 유체 배출부에서 배출하게 될 때에는 넓은 배출공간을 확보하므로 유체의 배출압력을 줄일 수 있게 되면서 소음발생도 크게 저감하고, 유로홈을 통해 장기간의 저 개도가 이루어지더라도 유로홈이 쉽게 마모되는 것을 방지할 수 있게 되어 제품의 신뢰도를 크게 높일 수 있게 되며, 밸브디스크의 원주면 둘레를 따라 유로홈을 형성하게 되므로 유로홈의 정밀한 성형을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

셋째; 종래의 버터플라이 밸브에 비해 밸브디스크의 개도범위가 넓은 제어구간을 갖게 되고, 저 개도구간에서 부터 전체 개도구간에 걸쳐 구간별 CV(Capacity Value)가 균일하게 이루어지므로 정밀 공정 제어용으로 활용성 및 신뢰성을 크게 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 정밀 제어용 버터플라이 밸브의 구성을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 정밀 제어용 버터플라이 밸브에 구성되는 밸브디스크의 원주면 둘레를 따라 유로홈이 형성된 것을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 정밀 제어용 버터플라이 밸브에서 밸브디스크에 의해 유로가 완전 차단된 상태를 나타낸 단면 예시도.
도 4는 본 발명에 의한 정밀 제어용 버터플라이 밸브에서 밸브디스크가 회전하여 밸브디스크가 개도방향으로 약 4°내지 6°정도로 회전된 개도 시점을 나타낸 단면 예시도.
도 5는 본 발명에 의한 정밀 제어용 버터플라이 밸브에서 밸브디스크가 회전하여 밸브디스크가 개도방향으로 약 6°내지 8°정도로 회전된 개도 시점을 나타낸 단면 예시도.
도 6은 본 발명에 의한 정밀 제어용 버터플라이 밸브에서 밸브디스크가 회전하여 밸브디스크가 개도방향으로 약 16°내지 18°정도로 회전된 개도 시점을 나타낸 단면 예시도.
도 7은 본 발명에 의한 정밀 제어용 버터플라이 밸브에서 밸브디스크가 회전하여 밸브디스크가 개도방향으로 약 24°내지 26°정도로 회전된 개도 시점을 나타낸 단면 예시도.
도 8은 본 발명에 의한 정밀 제어용 버터플라이 밸브에서 밸브디스크가 회전하여 밸브디스크가 개도방향으로 약 50°정도로 회전된 개도 시점을 나타낸 단면 예시도.
도 8은 본 발명에 의한 정밀 제어용 버터플라이 밸브에서 밸브디스크가 회전하여 밸브디스크가 개도방향으로 약 90°정도로 회전된 개도 시점을 나타낸 단면 예시도.
도 10은 본 발명에 의한 정밀 제어용 버터플라이 밸브에 의한 전체 개도구간별 CV(Capacity Value)를 나타낸 예시도.
도 11은 종래의 버터플라이 밸브를 나타내는 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 원형의 유로를 가진 밸브몸체(100)와, 상기 밸브몸체(100)의 내부에 구비된 밸브시트(200)와, 상기 밸브몸체(100)의 내부에서 회전축(305)을 따라 회전가능하게 설치되고 밸브시트(200)에 접촉 및 이격되어 유로의 개폐작용을 하는 원판형상의 밸브디스크(300)로 이루어진 버터플라이 밸브로 이루어져 있다.

본 발명에 의한 주요구성은, 상기 밸브시트(200)에 접촉되어 기밀작용을 하는 밸브디스크(300)의 구성시에 밸브디스크(300)에 수직으로 설치되는 회전축(305)을 중심 수직축선상으로 하여 밸브디스크(300)의 원주면 일측은 제1밀착면(310)이 형성되고 타측은 일측으로 편심 연장된 제2밀착면(320)이 형성된 구성으로, 상기 밸브디스크(300)의 제1,2밀착면(310)(320)은 밸브시트(200)와 이격되는 개도 차이가 발생되도록 하되 밸브디스크(300)의 원주면 둘레를 따라 원호상으로 유로홈(330)이 형성되어 유로홈(330)에 의해 저 개도가 이루어지도록 하는 구성으로 미세 유량제어를 할 수 있도록 한 버터플라이 밸브가 구비되어 있다.

상기 밸브디스크(300)의 제2밀착면(320)을 구성하는 연장부분은 밸브디스크(300)의 회전진행방향 후단부가 연장되어 회전축(305)을 기준으로 동심원을 이루는 형태로 형성되어 밸브시트(200)에 밀착되어 유로를 차단할 수 있도록 하되 이러한 제2밀착면(320)의 편심 연장된 부분은 제1밀착면(310)에서 제2밀착면(320) 방향으로 점차적으로 단면적이 넓어지는 형태로 구비되어 밸브시트(200)와 접촉되도록 함이 바람직하다.

즉, 밸브디스크(300)의 서로 다른 단면적을 가진 제1,2밀착면(310)(320)은 밸브시트(200)와 이격되어 유로를 개방하게 되는 개도차이가 발생되도록 하는 것으로, 밸브디스크(300)의 회전시에 제1밀착면(310)이 밸브시트(200)와 먼저 이격되면서 제1개구부(210)가 개방되고, 이어서 제2밀착면(320)이 밸브시트(200)와 이격되어 제2개구부(220)가 개방되는 수단으로 제1,2개구부(210)(220)가 완전 개방이 되는 구성으로 되어 있으며, 상기 밸브디스크(300)의 제2밀착면(320)이 밸브시트(200)와 접촉되는 단면적은 제1밀착면(310)에 비해 약 2배 이상의 단면적을 갖도록 구비됨이 바람직하다.

그리고, 밸브디스크(300)의 제1,2밀착면(310)(320)은 밸브시트(200)에 비해 넓은 폭으로 형성되되 유로의 완전 차단시에 밸브시트(200)의 전단부(201) 및 후단부(202)의 방향으로 제1,2밀착면(310)(320)이 돌출되게 연장 형성되며, 유로의 완전 차단시에 상기 밸브시트(200)의 후단부(202)와 근접된 위치의 밸브디스크(300)의 원주면 둘레에 유로홈(330)이 배치되도록 형성된다.

즉, 상기 밸브디스크(300)가 밸브시트(200)에 밀착되어 유로를 완전 차단하고 있을 때는 밸브디스크(300)의 원주면 둘레에 형성된 유로홈(330)은 유체의 배출방향에 개방된 상태로 놓여지게 된다.

여기에서 밸브시트(200)의 전단부(201)라 함은 유체 진입부(110)의 방향에 위치한 선단 부분을 나타내고, 후단부(202)는 유체 배출부(120)에 위치하고 밸브시트(200)를 유체가 통과하는 끝단 부분을 나타내는 것으로, 이는 절대적인 의미는 아니고 상태적인 의미로서 설명되고 있다.

상기 유로의 완전 차단시에 밸브시트(200)의 전단부(201) 및 후단부(202)의 방향으로 밸브디스크(300)의 제1,2밀착면(310)(320)이 돌출 연장되는 부분은 밸브시트(200)의 폭과 거의 같거나 넓은 폭을 갖도록 형성함이 바람직하며, 이는 도면에서 보는 바와 같이 밸브시트(200)의 전단부(201)에 위치한 제1,2밀착면(310)(320)의 전단 돌출 연장부분은 밸브시트(200)와 폭과 거의 같은 폭으로 연장되고, 밸브시트(200)의 후단부(202)에 위치한 제1밀착면(310)의 후단 돌출 연장부분은 밸브시트(200)와 폭과 거의 같은 폭으로 되어 있는 반면에 제2밀착면(320)의 후단 돌출 연장부분은 제2밀착면(320)의 연장된 단면적에 의해 넓은 폭으로 돌출 연장이 된다.

이러한 밸브디스크(300)의 제1,2밀착면(310)(320)이 전,후단으로 돌출 연장되는 부분은, 밸브디스크(300)의 회전시에 제1밀착면(310)의 전단 돌출 연장부분은 밸브시트(200)와 곧바로 이격되지 않고 밀착된 상태로 제1개구부(210)가 개방되는 것을 방지하고, 제2밀착면(320)의 후단 돌출 연장부분은 제2밀착면(320)에 위치한 유로홈(330)이 제2개구부(220)의 개방위치에 놓여지도록 한 다음 제1밀착면(310) 및 제2밀착면(320)의 순서로 밸브시트(200)와 순차적인 이격이 될 수 있도록 하며, 제1밀착면(310)의 후단 돌출 연장부분은 밸브시트(200)의 후단부에 위치하는 밸브디스크(300)의 원주면 둘레에 유로홈(330)이 형성될 수 있도록 함에 있다.

특히, 본 발명의 미세 유량제어를 하기 위한 주요 구성인 유로홈(330)은 밸브디스크(300)의 원주면을 따라 원호상으로 형성되되 도 3에서 보는 바와 같이 유로의 완전 차단시에 밸브시트(200)의 후단부(202)와 근접된 위치의 밸브디스크(300)의 원주면에 일직선을 이루는 형태로 배치되어 유로홈(330)을 통해 저 유량을 유입 및 배출하도록 되어 있다.

상기, 밸브디스크(300)의 원주면 둘레에 유로홈(330)을 형성하게 될 때 유로홈(330)의 깊이나 폭에 의해서 유량의 유동량이 달라지게 되는바, 이때 버터플라이밸브를 사용하는 용도나 특성 등에 따른 유로홈(330)을 통한 유체의 유동량을 설정하게 되므로 본 발명에서는 이를 한정하지 않는다.

본 발명의 밸브디스크(300)의 원주면 둘레에 형성된 유로홈(330)은 밸브디스크(300)를 회전축(305)을 중심 수직축선상으로 하여 회전시켜 유로를 개방하게 될 때, 밸브디스크(300)의 제1밀착면(310)은 유체 배출방향으로 회전되고 제2밀착면(320)은 유체 진입방향으로 회전하게 되며, 이때 제2밀착면(320)에 위치하는 제2유로홈(330b)은 밸브시트(200)와 이격되어 유체 진입부(110)의 방향으로 개방되는 제2유로홈(330b)을 통해 미세 유량이 유입된 다음 제1밀착면(310)에 위치하고 유체 배출부(120)의 방향으로 개방되는 제1유로홈(330a)을 통해 배출되도록 한 수단으로 저 유량을 확보하도록 되어 있고, 제2밀착면(320)에 위치하는 제2유로홈(330b)은 유체 진입방향으로 점차적으로 개방범위가 넓어지면서 제2유로홈(330b)을 통한 유량 개도량이 점차적으로 증가하게 된다.

상기에서 제1밀착면(310)에 위치하는 제1유로홈(330a)과 제2밀착면(320)에 위치하는 제2유로홈(330b)이라 함은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제1,2개구부(210)(220)의 위치에 따라 유로홈을 구분 설명한 것으로서, 실제적으로는 제1,2유로홈(330a)(330b)은 밸브디스크(300)의 원주면 둘레에 원호상으로 형성되는 하나의 유로홈(330)에 해당되는 것이다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 의한 정밀 제어용 버터플라이 밸브의 구성 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 의한 버터플라이 밸브의 밸브몸체(100)는 원형의 유로가 형성되고, 내측에 밸브시트(200)가 설치되어 회전축(305)을 따라 밸브시트(200)가 회전하면서 밸브시트(200)에 접촉 및 이격되게 한 수단으로 유체 진입부(110)에서 유체 배출부(120)로 이루어진 유로를 개폐하게 된다.

본 발명의 주요 구성요소인 밸브디스크(300)는, 밸브몸체(100)의 내부에 원판 형상으로 구비되고 회전축(305)을 따라 회전하면서 유량을 제어하도록 하되 상기 회전축(305)을 중심 수직축선상으로 밸브디스크(300)의 원주면이 반분되는 일측은 제1밀착면(310)이 구비되고, 타측은 제2밀착면(320)이 구비된다.

또, 본 발명에 의한 밸브디스크(300)는 원주면 둘레에 원호상으로 형성된 유로홈(330)을 통해 저 개도가 이루어지게 됨과 아울러 유로홈(330)의 넓은 저 개도범위를 통해 미세 유량 조절이 용이하고, 장기간의 유량제어시에도 밸브디스크(300)는 원주면 둘레 전체에 유로홈(330)을 정밀하고 균일한 성형이 용이할 뿐만 아니라 유로홈(330)이 쉽게 마모되지 않고 정확성을 높인 유량 제어를 할 수 있게 된다.

이러한 본 발명은 도 3과 같이 밸브디스크(300)의 원주면을 구성하고 있는 제1,2밀착면(310)(320)이 밸브시트(200)와 접촉되어 유로를 차단한 상태에서, 밸브디스크(300)가 개도 진행 방향으로 회전하는 경우에 제1밀착면(310)이 밸브시트(200)와 이격되고 이어서 제2밀착면(320)이 밸브시트(200)와 이격되는 수단으로 제1,2개구부(210)(220)의 개방이 이루어지되 상기 제1밀착면(310)에 의한 제1개구부(210)의 개방에 앞서 밸브디스크(300)의 원주면에 형성되어 저 개도가 이루어지도록 한 유로홈(330)을 통해 저 유량이 개도됨과 아울러 유로홈(330)의 유로 개도 범위에 의해 미세 유량 조절을 할 수 있게 된다.

도 4는 밸브디스크(300)가 개도 진행 방향으로 회전하여 저 개도가 이루어지는 시점을 나타낸 것으로서, 밸브디스크(300)를 유로를 개방시키는 방향으로 회전시켜 제1밀착면(310)은 유체 배출부(120)의 방향으로 회전하고 제2밀착면(320)은 유체 진입부(110)의 방향으로 회전하여 밸브디스크(300)가 개도방향으로 약 4°내지 6°정도로 회전되는 개도 시점에서는, 제2밀착면(320)에 위치하는 제2유로홈(330b)은 밸브시트(200)와 이격되어 유체 진입부(110)의 방향으로 개방되는 제2유로홈(330b)을 통해 미세 유량이 유입되어 제2유로홈(330b)을 통해 제1밀착면(310)에 위치하고 유체 배출부(120)의 방향으로 항상 개방된 상태에 있는 넓은 범위의 제1유로홈(330a)을 거쳐 미세 유량이 배출이 이루어지게 되며, 이때 좁은 범위의 제2유로홈(330b)을 통해 유입된 미세 유량은 넓은 범위의 제1유로홈(330a)을 통해 확산 배출되므로 저 개도에 따른 유체의 배출압력을 최소화함과 아울러 소음 발생도 크게 줄일 수 있게 된다.

이는, 밸브디스크(300)의 회전시에 밸브시트(200)의 후단부를 기점으로 유체 배출부(120)에 위치하는 밸브디스크(300)의 전체 유로홈(330)은 항상 개방되어 유로를 배출하게 되므로, 유체 진입부(110)에 유로홈(330)이 개방되어 유체가 유입되는 유량에 관계없이 유체 배출부(120)에 놓여지는 유로홈(330)은 넓은 범위로 개방되어 유체가 배출되기 때문이다.

도 5와 같이 밸브디스크(300)가 개도방향으로 약 6°내지 8°정도로 회전되는 개도 시점에서는, 제2유로홈(330b)은 유체 진입부(110)의 방향으로 더 많은 개방이 되면서 상기 도 4에 비해 제2유로홈(330b)으로 유입되는 유량 증가가 이루어진 다음 제1유로홈(330a)을 통해 유체 배출이 된다.

이렇게 밸브디스크(300)를 회전시켜 제1밀착면(310)이 밸브시트(200)와 이격되기 전까지는 제2밀착면(320)에 위치한 제2유로홈(330b)에 의해 저 개도가 이루어지되 제2밀착면(320)의 제2유로홈(330b)이 유체 진입부(110) 방향으로 점차적으로 개방되는 범위가 넓어지면서 제2유로홈(330b)을 통해 유입되는 미세 유량 개도량은 점차적으로 증가하도록 한 수단으로 정밀 유량 제어가 이루어진다.

도 6 및 도 7과 같이 밸브디스크(300)가 개도방향으로 약 16°내지 26°정도로 회전되는 개도 시점에서는, 제1밀착면(310)은 밸브시트(200)와 이격되면서 개방되는 제1개구부(210)를 통해 유체 배출이 됨과 아울러 제2밀착면(320)은 제2유로홈(330b)을 통해 미세 유량이 배출되는 미세 제어를 하게 되므로 유량의 갑작스런 증대를 제어할 수 있는 정밀 제어성을 확보 할 수 있게 된다.

또한, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 밸브디스크(300)의 개도가 약 50˚와 90˚의 개도를 이루게 되는 경우에는 제2유로홈(330b)에서 제1유로홈(330a)으로 유체를 배출하는 작용으로 유체 진입부(110)에 위치하게 되는 밸브디스크(300)의 제2밀착면(320)에 부딪히는 유체 저항을 최소화하면서 원활한 유체 흐름이 이루어지도록 한다.

이와 같이 본 발명은 밸브디스크(300)의 제1,2밀착면(310)(320)은 밸브시트(200)와 이격되는 개도 차이가 발생되도록 구비되고, 밸브디스크(300)의 원주면 둘레를 따라 원호상으로 형성된 유로홈(330)에 의해 저 개도가 이루어지도록 하는 구성으로 정밀한 미세 유량제어가 가능한 것이다.

또한, 본 발명은 밸브디스크(300)의 원주면에 형성된 유로홈(330)을 미세 유량 제어를 하게 될 때 유체 진입부(110)에서 미세 유량을 유입하더하도 유체 배출부(120)에서 배출하게 될 때에는 넓은 배출공간이 확보하여 유체의 배출압력을 줄일 수 있게 되면서 소음발생도 크게 저감하고, 유로홈(330)을 통해 장기간의 저 개도가 이루어지더라도 유로홈(330)이 쉽게 마모되는 것을 방지할 수 있게 되어 제품의 신뢰도를 크게 높일 수 있게 되며, 밸브디스크(300)의 원주면 둘레를 따라 유로홈(330)을 형성하게 되므로 유로홈(330)의 정밀한 성형을 용이하게 할 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명에 의한 버터플라이 밸브는 종래에 비해 밸브디스크(300)의 개도범위가 넓은 제어구간을 갖게 됨과 아울러 도 10과 같이 저 개도구간에서 부터 전체 개도구간에 걸쳐 구간별 CV(Capacity Value)가 균일하게 이루어지므로 정밀 공정 제어용으로 활용성 및 신뢰성을 크게 높일 수 있게 된다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다

100 : 밸브몸체 110 : 유체 진입부
120 : 유체 배출부 200 : 밸브시트
201 : 전단부 202 : 후단부
210 : 제1개구부 220 : 제2개구부
300 : 밸브디스크 305 : 회전축
310 : 제1밀착면 320 : 제2밀착면
330 : 유로홈 330a : 제1유로홈
330b : 제2유로홈

Claims

원형의 유로를 가진 밸브몸체(100)와,
상기 밸브몸체(100)의 내부에 구비된 밸브시트(200)와,
상기 밸브몸체(100)의 내부에서 회전축(305)을 따라 회전가능하게 설치되고 밸브시트(200)에 접촉 및 이격되어 유로의 개폐작용이 이루어지도록 하는 밸브디스크(300)와,
상기 밸브디스크(300)에 수직으로 설치되는 회전축(305)을 중심 수직축선상으로 하여 밸브디스크(300)의 원주면 일측은 제1밀착면(310)이 형성되고 타측은 일측으로 편심 연장된 제2밀착면(320)이 형성되되 상기 밸브디스크(300)의 제1,2밀착면(310)(320)은 서로 다른 단면적으로 구비되어 밸브시트(200)와 이격되는 개도 차이가 발생되도록 하며,
상기 밸브디스크(300)의 원주면 둘레를 따라 원호상으로 유로홈(330)이 형성되어 유로홈(330)에 의해 저 개도가 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 정밀 제어용 버터플라이 밸브.
제 1항에 있어서,
상기 밸브디스크(300)의 제1,2밀착면(310)(320)은 밸브시트(200)에 비해 넓은 폭으로 형성되되 유로의 완전 차단시에 밸브시트(200)의 전단부(201) 및 후단부(202)의 방향으로 제1,2밀착면(310)(320)이 돌출되게 연장 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정밀 제어용 버터플라이 밸브.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 밸브디스크(300)의 유로홈(330)은 유로의 완전 차단시에 밸브시트(200)의 후단부(202)와 근접된 위치에 밸브디스크(300)의 원주면에 일직선을 이루는 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 정밀 제어용 버터플라이 밸브.