KR102194946B1 - 안전밸브 - Google Patents

Abstract

밸브본체가 밸브구멍으로부터 이간할 때의 밸브본체의 진동 현상의 발생을 억제하는 것이 가능한 안전밸브를 제공한다.
밸브실(16)에는, 밸브구멍(17)의 주위에 배치되고 밸브구멍(17)의 중심축을 따라 밸브본체(5a)가 밸브구멍(17)으로부터 이간하는 방향으로 볼록하게 되는 평면시가 원환 형상의 원환 볼록부(16a)가 형성되어 있고, 밸브본체(5a)에는, 밸브구멍(17)의 중심축을 따라서 밸브본체(5a)가 밸브구멍(17)으로부터 이간하는 방향으로 오목하게 되는, 평면시가 원환 형상인 원환 오목부(5d)가 형성되어 있으며, 밸브본체(5a)가 밸브구멍(17)과 접촉하는 차단 상태에 있어서, 원환 볼록부(16a)가 원환 오목부(5d)에 수납되어, 원환 볼록부(16a)의 외주면(16b)과 원환 오목부(5d)의 내주면(5e) 사이에 중심축 방향으로 연장하는 평면시가 원환 형상인 원환 유로(19)가 형성되는 안전밸브를 제공한다.

Description

안전밸브{SAFETY VALVE}

본 발명은 안전밸브에 관한 것이다.

종래, 유입유로로부터 유입하는 유체의 유체압이 일정 압력을 넘는 경우에 열림 상태가 되고, 유체를 유통시키는 안전밸브가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조.). 특허문헌 1에 개시된 안전밸브는, 밸브본체가 삽입되는 밸브구멍과 밸브본체를 수납하는 밸브실을 구비하고 있다. 또한, 밸브본체에는 스프링에 의해 밸브구멍에 접촉하는 방향의 부세력(付勢力)이 부여되어있다.

특허문헌 1에 개시된 안전밸브에 있어서는, 유입유로측(1차측)의 유체압이 일정 압력보다 낮은 경우, 밸브본체가 밸브구멍에 접촉하는 닫힘 상태가 된다. 한편, 유입유로측의 유체압이 일정 압력 이상이 되면, 밸브구멍 근방의 유체의 유체압이 작용하고, 밸브본체에 스프링에 의한 부세력을 이기는 힘이 부여된다. 그리고, 밸브본체가 밸브구멍으로부터 이간(離間)하여 유입유로의 유체가 밸브구멍을 통해서 밸브실에 유입하고, 또한 밸브실로부터 유출 유로를 향하여 유체가 유출된다.

특허문헌 1: 특개 2003－166659호 공보

이와 같이, 특허문헌 1에 개시된 안전밸브는, 유입유로측(1차측)의 유체압이 일정 압력 이상이 되는 경우에, 밸브구멍을 통해서 밸브실측(2차측)으로 유체가 유입된다.

그러나, 밸브본체가 밸브구멍으로부터 이간할 때에, 밸브구멍으로부터 밸브실로 다량의 유체가 유입하고, 유입유로측(1차측) 유체의 유체압이 급격하게 하강하여, 밸브실측(2차측) 유체의 유체압이 상승해 버린다. 이 경우, 밸브본체를 밸브구멍으로부터 이간시키는 방향의 힘이 약해지고, 밸브본체가 밸브구멍에 접촉하는 방향으로 이동해 버린다. 밸브본체가 밸브구멍에 접촉하는 방향으로 이동하면, 밸브구멍으로부터 밸브실로의 유체의 유입량이 감소하거나, 혹은 유체의 유입이 정지하고, 다시 유입유로측(1차측) 유체의 유체압이 상승한다.

이처럼, 밸브본체가 밸브구멍으로부터 이간할 때에, 밸브구멍으로부터 밸브실로 다량의 유체가 유입하면, 밸브본체의 밸브구멍으로부터 이간하는 방향으로의 이동과 밸브본체의 밸브구멍에 접촉하는 방향으로의 이동이 반복되는 진동현상이 발생할 가능성이 있다. 진동 현상이 발생하면, 안전밸브의 동작이 불안정하게 됨과 동시에, 밸브본체와 밸브구멍의 접촉이 반복되는 등에 의해 안전밸브가 열화한다는 문제가 발생한다.

본 발명은, 이러한 사정에 입각하여 이루어진 것이고, 밸브본체가 밸브구멍으로부터 이간할 때의 밸브본체의 진동 현상의 발생을 억제할 수 있는 안전밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해서, 하기 수단을 채택하였다.

본 발명과 관련되는 안전밸브는, 밸브본체, 상기 밸브본체가 수용되는 밸브실이 형성된 본체부, 상류측으로부터 유입되는 유체를 상기 밸브실로 인도하는 유입유로와 상기 밸브본체가 삽입 가능하게 되어 있어, 상기 밸브본체와 접촉함으로써 상기 밸브실과의 유체의 유통을 차단하는 밸브구멍과, 상기 밸브실로부터 상기 밸브구멍으로 유입한 유체를 하류측으로 인도하는 유출 유로와 상기 밸브본체에 상기 밸브구멍에 접촉시키는 방향의 부세력을 부여하는 스프링을 구비하고, 상기 밸브실에는, 상기 밸브구멍의 주위에 배치되어 상기 밸브구멍의 중심축을 따라서 상기 밸브본체가 상기 밸브구멍으로부터 이간하는 방향으로 볼록하게 되는 평면시가 원환 형상의 원환 볼록부가 형성되어 있고, 상기 밸브본체에는 상기 밸브구멍의 중심축을 따라서 상기 밸브본체가 상기 밸브구멍으로부터 이간하는 방향으로 오목하게 되는 평면시(平面視, 평면도 관측방향으로 봤을 때의 모습)가 원환 형상인 원환 오목부가 형성되어 있으며, 상기 밸브본체가 상기 밸브구멍과 접촉하는 차단상태에 있어서, 상기 원환 볼록부가 상기 원환 오목부에 수납되고, 상기 원환 볼록부의 외주면과 상기 원환 오목부의 내주면 사이에 상기 중심축 방향으로 연장하는 평면시가 원환 형상인 원환 유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명과 관련되는 안전밸브에 의하면, 상류측으로부터 유입하는 유체가 1차측인 유입유로로부터 밸브실로 인도된다. 밸브실에 수납되는 밸브본체에는 밸브구멍에 접촉시키는 방향의 부세력이 스프링에 의해 부여되어 있고, 1차측의 유체압이 낮은 상태에서는 밸브본체가 밸브구멍에 접촉하는 차단상태가 된다. 1차측의 유체압이 일정 압력 이상이 되면, 밸브본체에 스프링에 의한 부세력을 능가하는 힘이 부여되고, 밸브본체가 밸브구멍으로부터 이간하여, 밸브실 내의 유체가 밸브구멍을 통해서 2차측인 유출 유로로 유입된다.

밸브본체가 밸브구멍으로부터 이간할 때에, 밸브실 내의 유체는 원환 볼록부의 외주면과 원환 오목부의 내주면 사이에 형성되는 원환 유로를 통과한다. 이 원환 유로는 중심축 방향으로 연장하고 있기 때문에, 밸브본체가 밸브구멍으로부터 이간할 때에 밸브본체가 중심축을 따라서 이동해도, 원환 유로의 단면적은 변화하지 않는다. 따라서, 밸브본체가 밸브구멍으로부터 이간할 때에 밸브실로부터 밸브구멍으로 유입되는 유체의 유량이 원환 유로에 의해 규제되고, 밸브실로부터 밸브구멍으로 다량의 유체가 유입되는 것이 방지된다.

이와 같이 함으로써, 밸브본체가 밸브구멍으로부터 이간할 때에, 밸브실로부터 밸브구멍으로 다량의 유체가 유입됨에 따라 밸브본체의 진동 현상의 발생을 억제할 수가 있다.

본 발명의 제1형태의 안전밸브는, 상기 중심축을 따른 일단이 상기 밸브본체와 연결되고, 타단에 상기 스프링이 삽입되는 홈부가 형성된 연결부와, 일단이 상기 연결부의 상기 홈부에 삽입되는 상기 스프링의 타단을 지지하는 지지부와, 상기 지지부의 상기 중심축 방향의 위치를 조정하는 조정 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 함으로써, 지지부의 중심축 방향의 위치를 조정 기구로 조정함으로써, 스프링이 밸브본체에 부여하는 부세력을 적절하게 조정하는 것이 가능해진다.

본 발명의 제1형태의 안전밸브에 있어서는, 상기 본체부에 고정되고, 상기 연결부의 상기 중심축 주위의 외경과 거의 같은 지름의 내경을 가지는 너트부와, 상기 연결부의 외주면에 형성된 둘레 홈에 배치된 오링을 구비하며, 상기 오링과 상기 너트부의 내주면이 접촉하고 있는 구성이어도 좋다. 이 구성에 의하면, 밸브본체가 밸브구멍으로부터 이간할 때에, 밸브본체와 연결된 연결부의 외주면에 형성된 둘레 홈에 배치된 오링이 본체부에 고정된 너트부의 내주면과 접촉한다.

이와 같이 함으로써, 밸브본체가 밸브구멍으로부터 이간할 때의 밸브본체의 이동속도가 제한되고, 밸브실로부터 밸브구멍으로 다량의 유체가 유입함에 따른 밸브본체의 진동현상의 발생을 더욱 억제할 수가 있다.

본 발명에 의하면, 밸브본체가 밸브구멍으로부터 이간할 때의 밸브본체의 진동 현상의 발생을 억제하는 것이 가능한 안전밸브를 제공할 수가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태의 안전밸브를 나타내는 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시형태의 안전밸브를 나타내는 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시형태의 안전밸브를 나타내는 종단면도이다.
도 4는 안전밸브의 요부 확대도이고, (a)가 도 1에 나타내는 차단 상태의 안전밸브의 밸브구멍 근방을 나타내며, (b)가 도 2에 나타내는 열림 상태의 안전밸브의 밸브구멍 근방을 나타내고, (c)가 도 3에 나타내는 전개 상태의 안전밸브의 밸브구멍 근방을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일실시형태의 안전밸브 몸체의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시형태의 안전밸브 몸체의 평면도이다.

이하, 본 발명의 일실시형태의 안전밸브(100)를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 일실시형태의 안전밸브(100)를 나타내는 종단면도이고, 차단상태의 안전밸브(100)를 나타내는 도면이다. 도 2는, 본 발명의 일실시형태의 안전밸브(100)를 나타내는 종단면도이고, 열림 상태의 안전밸브(100)를 나타내는 도면이다. 도 3은, 본 발명의 일실시형태의 안전밸브(100)를 나타내는 종단면도이고, 전개 상태의 안전밸브(100)를 나타내는 도면이다.

도 1에 나타나는 안전밸브(100)는, 반도체 제조장치 등에 이용되는 유체(물약, 순수 등)의 배관 유로에 설치되는 기기이다. 안전밸브(100)는, 상류측 배관(미도시)으로부터 유입하는 유체의 유체압이 일정 압력 이상이 되면, 열림 상태가 되어 하류측 배관(미도시)에 유체를 유통시키는 장치이다.

몸체(1)(본체부)는, 안전밸브(100)의 케이스 부분을 구성하는 부재이고, 몸체(1)의 내부에 다이아프램 밸브(5)의 밸브본체(5a)가 수납되는 밸브실(16)이 형성되어있다. 안전밸브(100)는, 상류측 배관으로부터 유입하는 유체를 밸브실(16)로 인도하는 유입유로(8)와 밸브실(16)로부터 밸브구멍(17)으로 유입된 유체를 하류측 배관(미도시)으로 인도하는 유출 유로(9)를 구비한다. 상류측 배관으로부터 유입유로(8)로 유입된 유체는, 밸브실(16)로 개구한 개구부(18)로부터 밸브실(16)로 유입된다.

밸브구멍(17)은 몸체(1)의 내부에 형성되어 있고, 다이아프램 밸브(5)의 밸브본체(5a)가 삽입 가능하게 되어있다. 밸브구멍(17)은, 중심축(C)을 따라서 연장하고, 단면시가 대략 원형의 모양으로 되어있다. 밸브본체(5a)의 첨단부가 밸브구멍(17)을 형성하는 몸체(1)에 접촉함으로써, 밸브구멍(17)과 밸브실(16) 사이에서의 유체의 유통이 차단된다.

다이아프램 밸브(5)에는 벨로우즈 다이아프램(5b)이 설치되어 있고, 벨로우즈 다이아프램(5b)에 의해 유체의 유로와 다른 부분이 격리되어있다. 벨로우즈 다이아프램(5b)은, 원통 모양의 박막 부재이고, 밸브본체(5a)가 중심축(C) 방향으로 이동함에 따라서 변형하는 부재로 되어있다.

다이아프램 밸브(5)는, 벨로우즈 다이아프램(5b)에 접속된 환상 테두리부(5c)를 구비하고 있다. 환상 테두리부(5c)는, 중심축(C)을 따른 평면시가 원환 형상의 부재이다. 환상 테두리부(5c)의 외주측 테두리부의 아래쪽에는 둘레방향으로 연장하는 돌기부가 설치되어있다. 그리고, 돌기부는 몸체(1)에 설치된 중심축(C)을 따른 평면시가 원환 형상의 홈부에 삽입되어있다. 또한, 환상 테두리부(5c)의 외주측 테두리부의 상면은, 지지 너트(6)(너트부)와 접촉한 상태로 되어있다. 환상 테두리부(5c)의 외주측 테두리부의 상면을 지지부 너트(6)로 누름으로써, 환상 테두리부(5c)가 몸체(1)에 고정된다. 지지 너트(6)는, 온도 특성이나 기계적 특성이 뛰어난 수지 재료(예를 들면, PFA, PCTFE 등)로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

지지 너트(6)의 외주면에는 수나사부가 형성되어 있고, 지지 너트(6)의 수나사부가 몸체(1)의 내주면에 형성된 암나사부에 체결되어있다. 지지 너트(6)의 외주면에는 자리맞춤구멍이 형성되어있다. 몸체(1)에 형성된 관통구멍을 통해서 자리맞춤구멍에 고정핀(13)을 삽입함으로써, 지지 너트(6)의 중심축(C) 주위의 회전이 제한된다. 고정핀(13)에 의해 지지 너트(6)가 고정되므로, 지지 너트(6) 및 몸체(1)를 구성하는 수지 재료가 유체의 온도 등의 영향으로 팽창 또는 수축하는 경우이더라도, 지지 너트(6)의 중심축(C) 주위의 회전이 제한된다.

지지 너트(6)의 환상 테두리(5c)와 접하는 면에는, 중심축(C)에 직교하는 방향으로 연장하는 홈부(6a)가 설치되어있다. 홈부(6a)와 몸체(1)에 형성된 배출구멍(14)과는 연통한 상태로 배치되어있다. 홈부(6a)와 배출구멍(14)을 포함하는 유로는, 안전밸브(100)의 내부에서 발생한 부식성 가스를 외부로 배출하기 위한 유로이다. 부식성 가스는, 불화수소나 질산 등의 물약의 일부가 다이아프램 밸브(5)의 다이아프램 벨로우즈(5b)를 투과하여 생긴다. 부식성 가스를 안전밸브(100)의 외부로 배출함으로써, 부식성 가스가 안전밸브(100)의 상부로 유입되는 것이 방지된다.

밸브본체(5a)에는, 중심축(C) 주위에 윗방향으로 오목하게 되어 있는 오목부가 설치되어있다. 이 오목부의 내주면에는 암나사부가 형성되어있다. 밸브본체(5a)에 형성된 암나사부에는, 연결부(7)의 연결부 본체(7a)의 선단에 형성된 수나사부가 체결되어있다. 연결부 본체(7a)의 상부에는 스프링 지지부(7b)가 고정되어 있고, 스프링 지지부(7b)와 연결부 본체(7a)에 의해 형성되는 홈부에 스프링(10)의 단부가 삽입되어있다. 이와 같이, 연결부(7)는 중심축(C)을 따른 일단이 밸브본체(5a)와 연결되고, 타단에 스프링(10)이 삽입되는 홈부가 형성되어있다.

연결부 본체(7a)는, 중심축(C)과 같은 축에 배치되는 축 모양의 부재이다. 중심축(C)을 따른 환상 테두리부(5c)의 위치에 있어서의 연결부 본체(7a)의 축 지름은, 환상 테두리부(5c)의 내경과 대략 같은 지름이다. 여기서, 대략 같은 지름이란, 연결부 본체(7a)가 중심축(C)을 따라서 이동 가능한 정도로, 연결부 본체(7a)의 축 지름이 환상 테두리부(5c)의 내경보다 조금 작은 것을 말한다.

또한, 중심축(C)을 따른 지지 너트(6)의 위치에 있어서의 연결부 본체(7a)의 축 지름은, 지지 너트(6)의 내경과 대략 같은 지름이다. 여기서, 대략 같은 지름이란, 연결부 본체(7a)가 중심축(C)을 따라서 이동 가능한 정도로, 연결부 본체(7a)의 축 지름이 지지 너트(6)의 내경보다 조금 작은 것을 말한다.

이와 같이, 연결부(7)의 형상은, 중심축(C)을 따라서 밸브구멍(17)에 가까운 선단 부분의 축 지름이 작고, 중심축(C)을 따라서 스프링(10)에 가까운 후단부분의 축 지름이 큰 계단형상의 부재로 되어있다. 연결부(7)를 단형상의 부재로 함으로써 다이아프램 밸브(5)를 소형화하면서, 축 지름이 큰 스프링(10)으로 다이아프램 밸브(5)에 안정된 부세력을 부여하는 것이 가능해지고 있다.

연결부(7)의 외주면에는 주위 홈이 형성되어 있고, 주위 홈에는 오링(15)이 배치되어있다. 오링(15)은 지지 너트(6)의 내주면에 접촉한 상태로 배치되어 있다. 따라서, 밸브본체(5a)와 연결부(7)가 중심축(C)을 따라서 이동할 때에는, 오링(15)이 지지 너트(6)의 내주면에 접촉한 상태가 된다.

지지 너트(6)는, 중심축(C)을 따라 스프링(10)에 가까운 후단 부분에 있어서, 중심축(C)을 향하여 돌출하는 단부를 구비하고 있다. 안전밸브(100)가 전개 상태가 된 후, 추가로 연결부(7)가 중심축(C)을 따라서 스프링(10) 방향으로 이동하면, 연결부 본체(7a)가 단부에 접촉한다. 이와 같이, 단부는 연결부(7)가 중심축(C)을 따라 스프링(10) 방향으로 이동하는 것을 제한하는 스토퍼로서 기능한다.

몸체(1)의 상부에는 커버부(2)가 연결되어있다. 커버부(2)에는 4곳의 관통구멍(미도시)이 설치되어 있고, 4곳의 관통구멍의 위치는 후술하는 도 5에 나타내는 4곳의 나사구멍(20, 21, 22, 23) 위치에 각각 대응하고 있다. 4곳의 관통구멍에 체결나사를 각각 삽입하고, 4곳의 나사구멍(20, 21, 22, 23)의 내주면에 형성된 암나사부에 체결함으로써, 커버부(2)가 몸체(1)에 연결된다.

커버부(2)는 중심축(C)과 같은 축에 배치되는 원통 형상의 부재이다. 커버부(2)의 선단부(밸브구멍(17)에서 먼 방향의 단부)의 내주면에는 암나사부가 형성되고, 외주면에는 수나사부가 형성되어있다. 커버부(2)의 내주면에 형성된 암나사부에는 지지 부재(11)가 체결되어 있고, 커버부(2)의 외주면에 형성된 수나사부에는 손잡이부(3) 및 멈춤 나사(4)가 체결되어있다.

지지 부재(11)의 내측에는, 지지 부재(11)의 내주면에 접하도록 배치된 스프링 지지부(12)가 배치되어있다. 스프링 지지부(12)는, 일단이 연결부(7)의 홈부에 삽입되는 스프링(10)의 타단을 지지하는 부재이다. 스프링 지지부(12)에는, 스프링(10)에 의해, 중심축(C)을 따라서 밸브구멍(17)으로부터 멀어지는 방향의 부세력이 부여되어 있다. 일단부에 스프링(10)에 의한 부세력이 부여된 스프링 지지부(12)는, 그 외의 단부가 손잡이부(3)의 하면에 닿아 있다.

손잡이부(3)의 내주면에 형성된 암나사부는, 커버부(2)의 외주면에 형성된 수나사부에 체결되어 있다. 따라서, 손잡이부(3)를 중심축(C) 주위에 회전시킴으로써, 커버부(2)에 대한 손잡이부(3)의 중심축(C) 방향의 위치가 조정된다. 손잡이부(3)의 위치에 따라서 스프링 지지부(12)의 위치가 결정되고, 그에 수반하여 스프링(10)이 연결부(7)를 통해서 밸브본체(5a)에 부여하는 부세력이 결정된다. 이와 같이 하여, 손잡이부(3)의 중심축(C) 방향의 위치를 조정함으로써, 밸브본체(5a)를 밸브구멍(17)에 접촉시키는 방향의 부세력이 조정된다.

멈춤 나사(4)는, 손잡이부(3)의 중심축(C) 주위의 회전을 제한하고, 손잡이부(3)의 중심축(C)을 따른 위치를 고정하기 위한 부재이다. 멈춤 나사(4)를 중심축(C) 주위에 회전시키고, 멈춤 나사(4)의 상면을 손잡이부(3)의 하면과 접촉시킴으로써, 손잡이부(3)의 중심축(C)을 따른 위치가 고정된다. 이와 같이, 커버부(2), 손잡이부(3), 멈춤 나사(4)에 의해, 스프링 지지부(12)의 중심축(C) 방향의 위치를 조정하는 조정 기구가 구성된다.

그 다음, 도 4를 이용해서, 차단 상태(전폐 상태)에서 전개 상태로 이행할 때의 안전밸브(100)의 동작에 대하여 설명한다. 도 4는 안전밸브(100)의 주요부 확대도이고, 도 4(a)가 도 1에 나타내는 차단 상태인 안전밸브(100)의 밸브구멍(17) 근방을 나타내며, 도 4(b)가 도 2에 나타내는 열린 상태의 안전밸브(100)의 밸브구멍(17) 근방을 나타내고, 도 4(c)가 도 3에 나타내는 전개 상태의 안전밸브(100)의 밸브구멍(17) 근방을 나타낸다. 도 4 중에서 화살표는, 밸브본체(5a)가 밸브구멍(17)으로부터 이간했을 때에 밸브실(16)로부터 밸브구멍(17)으로 유입하는 유체의 흐름을 나타내는 것이다.

도 4에 나타내는 밸브실(16)에는, 밸브구멍(17)의 주위가 되는 부분에 원환 볼록부(16a)가 배치되어있다. 원환 볼록부(16a)는, 밸브구멍(17)의 중심축(C)을 따라서 밸브본체(5a)가 밸브구멍(17)으로부터 이간하는 방향으로 볼록하게 되어있다. 원환 볼록부(16a)를 중심축(C) 방향으로 평면시한 형상은, 원환 형상으로 되어있다. 도 4에 나타내는 밸브본체(5a)에는, 밸브구멍(17)의 중심축(C)을 따라서 밸브본체(5a)가 밸브구멍(17)으로부터 이간하는 방향으로 오목하게 되는 원환 오목부(5d)가 배치되어있다. 원환 오목부(5d)를 중심축(C) 방향으로 평면시한 형상은 원환 형상으로 되어있다.

도 4(a)에 나타내는 차단 상태의 안전밸브(100)는, 유입유로(8)를 통해서 유입된 유체가 밸브실(16)에 체류한 상태로 되어있다. 차단 상태의 안전밸브(100)에서는, 원환 볼록부(16a)가 원환 오목부(5d)에 수납된 상태로 되어있다. 또한, 차단 상태의 안전밸브(100)에서는, 원환 볼록부(16a)의 외주면(16b)과 원환 오목부(5d)의 내주면(5e) 사이에, 중심축(C) 방향으로 연장하는 원환 유로(19)가 형성되어있다. 원환 유로(19)는 중심축(C) 방향으로 평면시(平面視)한 형상이 원환 형상이 되는 유로이다.

차단 상태의 안전밸브(100)는, 도 4(a)에 나타내듯이 밸브본체(5a)와 밸브구멍(17)이 접촉하고 있고, 밸브실(16)로부터 밸브구멍(17)으로 유체가 유입하지 않도록 되어있다. 또한, 밸브본체(5a)와 밸브구멍(17)이 접촉하는 차단상태란, 밸브본체(5a)에 대해서, 밸브구멍(17)을 형성하는 몸체(1)의 원환 볼록부(16a)의 내주 단부가 접촉하고 있는 상태를 말한다.

도 4(a)에 나타내는 차단 상태의 안전밸브(100)에 있어서, 1차측인 밸브실(16)의 유체의 유체압이 상승하면, 원환 유로(19)를 통해서 원환 볼록부(16a)와 원환 오목부(5d) 사이에 유입된 유체의 유체압이 밸브본체(5a)에 부여하는 힘이 점점 높아진다. 1차측의 유체압이 일정 압력 이상이 되면, 밸브본체(5a)에 스프링(10)에 의해 부세력을 능가하는 힘이 주어지고, 밸브본체(5a)가 밸브구멍(17)으로부터 이간하여, 밸브실(16) 내의 유체가 밸브구멍(17)을 통해서 2차측인 유출 유로(9)로 유입한다.

밸브본체(5a)가 밸브구멍(17)으로부터 이간할 때에, 밸브실(16) 내의 유체는 원환 볼록부(16a)의 외주면(16b)과 원환 오목부(5d)의 내주면(5e) 사이에 형성되는 원환 유로(19)를 통과한다. 이 원환 유로(19)는 중심축(C) 방향으로 연장하고 있다. 그 때문에, 밸브본체(5a)가 밸브구멍으로부터 이간할 때에 밸브본체(5a)가 중심축(C)을 따라서 이동해도, 원환 유로(19)의 단면적은 변화하지 않는다. 따라서, 밸브본체(5a)가 밸브구멍(17)으로부터 이간할 때에 밸브실(16)로부터 밸브구멍(17)으로 유입되는 유체의 유량이 원환 유로(19)에 의해 규제된다. 따라서, 밸브본체(5a)가 밸브구멍(17)으로부터 이간할 때에, 밸브실(16)로부터 밸브구멍(17)으로 다량의 유체가 유입되는 것이 방지된다.

또한, 차단 상태의 안전밸브(100)에 있어서의, 원환 볼록부(16a)의 외주면(16b)과 원환 오목부(5d)의 내주면(5e) 사이의 거리는, 안전밸브(100)가 열림 상태가 될 때의 밸브실(16)(1차측)의 유체압, 유체의 종류, 유출 유로(9)의 유로 지름 등에 따라서 적절하게 설정하면 좋다. 마찬가지로, 차단 상태의 안전밸브(100)에 있어서의, 원환 유로(19)의 중심축(C) 방향의 길이는, 안전밸브(100)가 열림 상태가 될 때의 밸브실(16)(1차측)의 유체압, 유체의 종류, 유출 유로(9)의 유로 지름 등에 따라서 적절하게 설정하면 좋다.

밸브본체(5a)가 밸브구멍(17)으로부터 이간하고, 밸브실(16) 내 유체의 유체압이 더욱 높아지면, 안전밸브(100)는 도 4(b)에 나타내는 열림 상태가 된다. 도 4(b)에 나타내는 열림 상태에서는, 원환 볼록부(16a)가 원환 오목부(5d)로부터 이간하고, 원환 볼록부(16a)가 원환 오목부(5d)에 수납되지 않는 상태로 되어있다. 따라서, 도 4(b)에 나타내는 열림 상태에서는, 원환 유로(19)가 형성되어 있지 않다.

도 4(b)에 나타내는 상태에서 추가로 밸브실(16) 내 유체의 유체압이 높아지면, 안전밸브(100)는 도 4(c)에 나타내는 전개 상태가 된다. 안전밸브(100)가 전개 상태가 되면, 도 3에 나타내듯이, 연결부 본체(7a)의 상면이 지지 너트(6)에 접촉한다. 연결부 본체(7a)가 지지 너트(6)에 접촉함으로써, 밸브본체(5a)가 더욱 윗쪽으로 이동하는 것이 제한된다.

도 5는, 본 발명의 일실시형태의 안전밸브(100) 몸체(1)의 평면도이다. 도 5에 나타내는 개구부(18)는, 유입유로(8)로부터 밸브실(16)로의 유체 유입구로 되어있다. 도 5에 나타내듯이, 개구부(18)는 유입유로(8) 측을 중앙으로 한 중심축(C) 주위의 약 270°의 범위에 걸쳐 설치되어 있다. 이와 같이 광범위한 영역에 개구부(18)를 설치함으로써, 유입유로(8)로부터 밸브실(16)로 유입하는 유체가 밸브실(16) 내에서 선회하는 흐름을 형성하는 등의 불편을 억제할 수가 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 안전밸브(100)에 의하면, 상류측으로부터 유입하는 유체가 1차측인 유입유로(8)로부터 밸브실(16)로 인도된다. 밸브실(16)에 수납되는 밸브본체(5a)에는 밸브구멍(17)에 접촉시키는 방향의 부세력이 스프링(10)에 의해 부여되어 있고, 1차측의 유체압이 낮은 상태에서는 밸브본체(5a)가 밸브구멍(17)에 접촉하는 차단상태가 된다. 1차측의 유체압이 일정 압력 이상이 되면, 밸브본체(5a)에 스프링(10)에 의한 부세력을 능가하는 힘이 부여되고, 밸브본체(5a)가 밸브구멍(17)으로부터 이간하여, 밸브실(16) 내의 유체가 밸브구멍(17)을 통해서 2차측인 유출 유로(9)에 유입된다.

밸브본체(5a)가 밸브구멍(17)으로부터 이간할 때에, 밸브실(16) 내의 유체는 원환 볼록부(16a)의 외주면(16b)과 원환 오목부(5d)의 내주면(5e) 사이에 형성되는 원환 유로(19)를 통과한다. 이 원환 유로(19)는 중심축(C) 방향으로 연장하고 있기 때문에, 밸브본체(5a)가 밸브구멍(17)으로부터 이간할 때에 밸브본체(5a)가 중심축(C)을 따라서 이동해도, 원환 유로(19)의 단면적은 변화하지 않는다. 따라서, 밸브본체(5a)가 밸브구멍(17)으로부터 이간할 때에 밸브실(16)로부터 밸브구멍(17)으로 유입되는 유체의 유량이 원환 유로(19)에 의해 규제되고, 밸브실(16)로부터 밸브구멍(17)에 다량의 유체가 유입되는 것이 방지된다.

이와 같이 함으로써, 밸브본체(5a)가 밸브구멍(17)으로부터 이간할 때에, 밸브실(16)로부터 밸브구멍(17)으로 다량의 유체가 유입됨에 따른 밸브본체(5a)의 진동 현상의 발생을 억제할 수가 있다.

특허문헌 1(특개 2003－166659호 공보)에 개시된 안전밸브는, 밸브구멍을 통해서 유입유로측(1차측)으로부터 밸브실측(2차측)으로 유체가 유입된다. 밸브구멍의 지름은 밸브실의 지름과 비교하여 충분히 작기 때문에, 안전밸브가 닫힘 상태인 경우에 밸브본체가 1차측 유체의 압력을 받는 수압면적이 작다. 따라서, 안전밸브가 닫힘 상태에서 열림 상태가 된 경우에, 밸브본체가 2차측 유체의 압력의 영향을 받기 쉽고, 그에 수반하여 진동 현상이 발생한다고 하는 불편이 발생하기 쉽다.

그에 반해서, 본 실시형태의 안전밸브(100)는, 밸브구멍(17)을 통해서 밸브실(16)측(1차측)으로부터 유출유로(9)측(2차측)으로 유체가 유출된다. 밸브실(16)의 지름은 밸브구멍(17)의 지름과 비교하여 충분히 크기 때문에, 밸브본체(5a)의 형상을 본 실시형태와 같이 구성함으로써, 안전밸브(100)가 닫힘 상태인 경우에 밸브본체(5a)가 1차측의 유체를 받는 수압면적을 크게 할 수가 있다. 따라서, 안전밸브(100)가 닫힘 상태로부터 열린 상태가 된 경우에, 밸브본체(5a)가 2차측 유체의 압력의 영향을 받아 진동 현상이 발생한다고 하는 결점이 잘 생기지 않는다.

본 실시형태의 안전밸브(100)는, 스프링 지지부(12)의 중심축(C) 방향의 위치를 조정하는 조정 기구(커버부(2), 손잡이부(3), 멈춤 나사(4))를 구비한다. 이와 같이 함으로써, 스프링 지지부(12)의 중심축(C) 방향의 위치를 조정 기구로 조정하고, 스프링(10)이 밸브본체(5a)에 제공하는 부세력을 적절히 조정하는 것이 가능하다.

본 실시형태의 안전밸브(100)는, 밸브본체(5a)가 밸브구멍(17)으로부터 이간할 때에, 밸브본체(5a)와 연결된 연결부(7)의 외주면에 형성된 주위 홈에 배치된 오링(15)이, 몸체(1)에 고정된 지지 너트(6)의 내주면과 접촉한다. 이와 같이 함으로써, 밸브본체(5a)가 밸브구멍(17)으로부터 이간할 때의 밸브본체(5a)의 이동속도가 제한되어 밸브실(16)로부터 밸브구멍(17)으로 다량의 유체가 유입됨에 따른 밸브본체(5a)의 진동 현상의 발생을 더욱 억제할 수가 있다.

＜다른 실시형태＞

이상의 설명에 있어서, 개구부(18)는 도 5에 나타내듯이, 유입유로(8) 측을 중앙으로 한 중심축(C) 주위의 약 270°의 범위에 걸쳐 설치되어 있는 것이었지만, 다른 형태여도 좋다. 예를 들면, 도 6에 나타내듯이, 유입유로(8) 측을 중앙으로 한 중심축(C) 주위의 약 90°의 범위에 걸쳐 설치되어 있는 것이어도 좋다.

그 외, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 적절하게 변경할 수가 있다.

Claims (3)

1. 밸브본체와,
   상기 밸브본체가 수용되는 밸브실이 형성된 본체부와,
   상류측으로부터 유입되는 유체를 상기 밸브실로 인도하는 유입유로와,
   상기 밸브본체가 삽입 가능하게 되어있고, 상기 밸브본체와 접촉함으로써 상기 밸브실과의 유체의 유통을 차단하는 밸브구멍과,
   상기 밸브실로부터 상기 밸브구멍으로 유입된 유체를 하류 측으로 인도하는 유출 유로와,
   상기 밸브본체에 상기 밸브구멍을 접촉시키는 방향의 부세력을 제공하는 스프링을 구비하고,
   상기 밸브실에는, 상기 밸브구멍의 주위에 배치되어 상기 밸브구멍의 중심 축을 따라서 상기 밸브본체가 상기 밸브구멍으로부터 이간하는 방향으로 볼록하게 되는 평면시가 원환 형상인 원환 볼록부가 형성되어 있으며,
   상기 밸브본체에는, 상기 밸브구멍의 중심축을 따라서 상기 밸브본체가 상기 밸브구멍으로부터 이간하는 방향으로 오목하게 되는 평면시가 원환 형상인 원환 오목부가 형성되어 있고,
   상기 밸브본체가 상기 밸브구멍과 접촉하는 차단 상태에 있어서, 상기 원환 볼록부가 상기 원환 오목부에 수납되며, 상기 원환 볼록부의 외주면과 상기 원환 오목부의 내주면 사이에 상기 중심축 방향으로 연장하는 평면시가 원환 형상의 원환 유로가 형성되고,
   상기 밸브본체가 상기 밸브구멍과 접촉하는 차단 상태에 있어서, 상기 원환 유로를 통해서 상기 원환 볼록부와 상기 원환 오목부 사이에 유입되는 유체의 유체압이 일정 압력 이상이 된 경우에, 상기 밸브본체가 상기 밸브구멍으로부터 이격하는 것을 특징으로 하는 안전밸브.
2. 제1항에 있어서,
   상기 중심축을 따른 일단이 상기 밸브본체와 연결되고, 타단에 상기 스프링이 삽입되는 홈부가 형성된 연결부와,
   일단이 상기 연결부의 상기 홈부에 삽입되는 상기 스프링의 타단을 지지하는 지지부와,
   상기 지지부의 상기 중심축 방향의 위치를 조정하는 조정 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 안전밸브.
3. 제2항에 있어서,
   상기 본체부에 고정되고, 상기 연결부의 상기 중심축 주위의 외경과 동일한 지름의 내경을 가지는 너트부와,
   상기 연결부의 외주면에 형성된 주위 홈에 배치된 오링을 구비하며,
   상기 오링과 상기 너트부의 내주면이 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 안전밸브.

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