KR20010012931A - 유체로 구동가능한 차단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유동통로를 완전히 또는 부분적으로 차단하기 위한 차단밸브나 댐퍼로서 실시되는 유체로 구동가능한 차단장치에 관한 것으로, 이 차단장치는 대개 유동통로에서의 에너지를 사용하여 유체 유동에서 바람직한 위치에 댐퍼/프로파일을 배열할 목적으로 관이나 채널 혹은 다른 유동통로에 설치된 이동가능한 댐퍼나 프로파일 또는 그와 유사한 것들로 실시되는 데에 사용될 수 있으며, 본 발명은 그 내부를 통해 유동통로가 형성되는 밸브 하우징과, 이동가능하게 지지된 밸브 본체를 구비하는 밸브로서 실시되는 데에 사용되는 바, 상기 밸브 본체는 이 밸브 본체가 주로 유동통로로부터 벗어나 있음으로 인해 본질적으로 해제되는 개방 밸브 위치와, 밸브 본체가 유동통로를 막아 밸브를 닫게 되는 폐쇄 밸브 위치 사이에서 이동할 수 있다.

Description

유체로 구동가능한 차단장치 {Fluid-activatable Shut-off Device}

해저 기름/가스 시설들에서의 사고들은 관리하에 있는 수송로 연결망에 거대한 가스 및 기름 저장고를 갖추는게 얼마나 중요한가를 증명하고 있다. 어느 정도까지는 현재의 기술이 관로에서의 가연성 가스나 액체의 압력 및 수송을 제어할 수 있지만, 밸브의 바로 상류의 관로가 파괴되면 이런 밸브의 관로 하류에 갖춰진 크거나 작은 저장고들의 유체가 방출되어 밸브가 필요없게 되는 상황이 발생하게 된다. 발생 가능한 관로의 파괴 이전에, 밸브는 관로를 통해 흐르는 유체의 수송이 가능하도록 개방된다. 밸브를 닫음으로써 기름이나 가스의 방출, 화재, 혹은 비상상황을 더 악화시키는 위험을 제한할 수 있다. 이것은 흔히 일정한 시간이 걸리며, 어떤 경우에는 이러한 일정한 시간이 피해를 현저하게 제한하는 데에 도움이 되기에는 너무 늦게 된다.

해저 시설물에서의 화재나 다른 비상상황 같은 사고에서, 관리하에 있는 폭발성/가연성 액체를 운반하는 관 시스템에 액체의 유동을 갖게하는 것은 중요하다.

오늘날, 북해의 수송관 연결망의 액체는 주로 관로 연결망의 중앙 교차점에 위치되는 소위 해저 밸브, 그리고/또는 (플랫폼으로부터의 도달 또는 급송에서) 플랫폼에 바로 이웃하게 위치된 밸브에 의해 제어된다. 이것은 거대한 가스나 액체 저장고가 폭발이나 강한 열 또는, 플랫폼 위의 관 시스템에서 파괴를 가져올 수 있는 다른 변형에 노출될 수 있도록 한다. 주지된 유일한 대안은 압력을 떨어뜨리는 것이지만, 이 압력경감은 몇시간에서 몇일이 걸릴 수도 있다. 제조 공장에서 전술된 것들과 일치하는 상황이 가스나 가연성 액체의 저장고에 대해 어떤 경계도 없는 위치에서 관로의 파괴에 의해 발생할 수 있다.

현재 사용되는 해저 밸브들은 밸브로 보내어지는 액추에이터의 사용에 기초를 두고 있다. 플랫폼 상에서, 이른바 해로(sea-line) 밸브들은 플랫폼의 작동 차단 시스템에 연결되어 있고, 경고 신호시에 자동적으로 닫힌다. 예를 들어, 비상상황일 때 해저밸브는 탄화수소가 플랫폼 위에 사고상황에 공급되는 것을 방지할 만큼 충분히 신속하게 닫히지 못하는데, 이는 밸브를 작동시키는데 시간이 너무 오래 걸리기 때문이다. 수압팩과 액추에이터는 닫힐 수 있도록 해저 밸브를 가로질러 보내어져 연결되어야만 한다. 해로 밸브는 통상 플랫폼의 가장자리에 위치하는데, 수송 관로의 부품들은 바다쪽을 향한 면에서 파괴에 의해 밸브를 폐쇄시킬 가능성이 없는 화재나 폭발, 낙하하중, 또는 이와 유사한 것에 노출될 수 있다. 탄화수소, 기름 그리고/또는 가스의 거대한 저장고는 플랫폼에 놓여 있어 사고 가능성을 더 높일 수 있다.

본 발명은 유동통로를 완전히 또는 부분적으로 차단하기 위한 차단밸브나 댐퍼(damper)로서 실시되는 유체로 구동가능한 차단장치에 관한 것이다. 이 차단장치는 대개 유동통로에서의 에너지를 사용하여 유체 유동에서 바람직한 위치에 댐퍼/프로파일(profile)을 배열할 목적으로 관이나 채널(channel) 혹은 다른 유동통로에 설치된 이동가능한 댐퍼나 프로파일 또는 그와 유사한 것들로 실시되는 데에 사용할 수 있다. 본 발명은 그 내부를 통해 유동통로가 형성되는 밸브 하우징(housing)과, 이동가능하게 지지된 밸브 본체를 구비하는 밸브로서 실시되는 데에 사용되는 바, 상기 밸브 본체는 이 밸브 본체가 주로 유동통로로부터 벗어나 있음으로 인해 본질적으로 해제되는 개방 밸브 위치와, 밸브 본체가 유동통로를 막아 밸브를 닫게 하는 폐쇄 밸브 위치 사이에서 이동할 수 있다.

본 발명에 따른 밸브는 대개 유체(공기, 물, 기름 혹은 다른 액체성 또는 가스성 매개물)를 운반하는 관로나 채널 혹은 이와 유사한 것에 부착된다. 밸브 본체는 유동하는 유체와 접촉하고 있고 압축력과 마찰력을 받게 된다. 이 밸브 본체는 이들 힘이 미리 정해놓은 값들을 초과할 때마다 밸브를 닫도록 조정된다. 이 힘들의 양은 유체압력과 유체밀도, 유량 및 점성에 따라 달라진다.

상기 밸브는 특히 의도적으로 또는 잘못하여 미리 정해놓은 상한률을 초과하는 액체나 기체 흐름을 차단할 수 있게 되어 있다.

밸브의 상승면은 대개 다음의 공식에 따라 영향있는 매개변수들에 관계된다.

차단:

상승력을 구하기 위한 공식; L = 1/2 * C_L* ρ * A * V²

여기서; L은 양력이고, C_L은 계수(유체 유동학에 대한 상승면의 마찰값을 나타내는 실험값), ρ는 유체 밀도(압력, 온도, 유체 압축성에 영향을 받는 값), A는 단면적(실제의 상승면), V는 유체 유량이다.

흐르는 유체의 비정상적인 유동 조건들은 특히 폭발이나 화재 또는 이와 유사한 것과 같은 사고들에 의해 일어날 수 있는 관로 파괴와 관련하여 발생하며, 이러한 유체의 비정상적인 유동 조건들은 그 중에서도 특히 화재가 발생할 수 있는 조건에 공급되는 엄청난 양의 바람직하지 못한 액체/기체에 도움이 될 수 있다.

일반적으로, 본 발명은 변화된 유량 및 어쩌면 흐르는 유체의 비정상적인 유동 조건들에 의해 변화된 점성, 온도, 압력을 적용하는데 목적을 두고 있다.

본 발명에 따르면, 관로/채널에 이미 존재하는 아마도 수력적이고 유동적이며 열적인 운동력을 사용함으로써 외력에 대한 필요성을 없애는데 목적을 두고 있는데, 밸브 본체는 상기 힘들의 변화에 반응하도록 형성되고 비정상적인 유동 조건들이 발생함으로써 밸브를 닫게 된다.

아래에 기술되는 것들은 본 발명에 따른 유체로 구동가능한 차단장치에 대한 응용예에 관한 것으로, 명시된 응용예들은 비한정예들을 나타낸다.

도 1은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라, 본 발명에 따라 형성된 차단밸브의 수직 단면도이고,

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 수직 단면도,

도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 수평 단면도,

도 4는 폐쇄 위치에서의 차단밸브의 수직 단면도이다.

전술한 밸브의 응용예에서, 본 발명에 따른 차단밸브는 굉장한 누출, 화재, 폭발과 같은 사고상황에서 발생하는 비정상적인 유동 조건에 대응하도록 조정되기 때문에 바람직하게 사용될 수 있는데, 상기 밸브는 신속하지만 제어된 차단기능을 제공한다.

본 발명에 따른 차단밸브가 흐르는 유체의 비정상적 유동 조건에 대응하여 강제 폐쇄에 영향을 줄 수 있는 구조적인 형태는 응용예의 설명 후에 소개된다.

본 발명에 따른 방법이 바람직하게 사용될 수 있는 다른 응용예는 주거용 주택의 통풍장치와 관련이 있다. 강한 바람은 열린 밸브를 통해 들어와 건조함을 발생시킨다. 창문의 밸브 슬롯(slot)에 본 발명에 따른 밸브 그리고/또는 일반적인 사각 밸브를 장착함으로써, 바람이 불어가는 쪽의 밸브가 열려 열린채로 있는 동안 바람이 불어오는 쪽의 밸브는 닫히는데, 이때 주택내부의 지배적인 압력은 결국 부압이 된다. 이는 주택내부의 건조한 조건과 주택의 벽재료를 통한 건조에 대해 바람직한 효과를 나타낸다. 본 발명에 따르면, 상기 밸브는 또한 발생가능한 화재가 발전하는 동안 바람직한 효과를 나타낸다. 불은 그 초기상태에서 산소를 필요로 하고, 이 산소는 문, 창문, 밸브 및 주택내부의 다른 틈새들과 같은 개구부들을 통해 불에 공급된다. 불이 산소를 흡수함에 따라, 상기 밸브가 닫힘으로써 주택내부로 밸브를 통과하는 증가된 공기의 유동에 반응한다. 점점 더 열이 나게 됨으로써, 공기는 팽창하고 공기의 유동을 발생시키며 굴뚝은 집밖으로 가스를 내보내게 된다.

본 발명에 따른 밸브가 바람직하게 사용되는 또 다른 응용예는 폭발 댐퍼와 관련이 있다. 폭발은 압력파를 일으켜서 빌딩 구조물의 통풍채널이나 다른 개구부들을 통해 공기/가스 유동을 증가시키며, 또한 불이 퍼지는 것을 막는 데에 바람직하기도 하다. 본 발명에 따르면, 밸브는 폭발에 의해 발생된 압력파에 즉각 반응하여 닫히고, 불이 더 이상 퍼지는 것을 막게 된다.

본 발명에 따른 밸브가 바람직하게 사용될 수 있는 또 다른 응용예는 주택 위의 용마루 지붕과 관련이 있다. 강풍속에서 주택에서 날려보내진 지붕을 통해, 강풍으로 영향받은 손해는 지붕의 바람이 불어가는 쪽의 부압과 바람이 불어오는 쪽의 주택내부에서 비교적 동시에 발생하는 정압으로 발생된다. 본 발명에 따른 밸브를 용마루 지붕의 양 지붕면에 장착하여, 주택내부의 압력은 바람이 불어오는 쪽의 밸브는 닫히고 바람이 불어가는 쪽의 밸브는 열려 열린 상태를 유지하는 것으로 제어된다. 주택내부의 압력은 지붕의 바람이 불어가는 쪽에서의 압력과 같은 수준으로 되게 하고, 이로써 용마루 지붕에서의 상승효과는 감소하게 된다. 모든 밸브 슬롯에 밸브를 장착시킴으로써, 동일한 효과가 일반적으로 주택에 대해 성취된다.

공공 수로 연결망에는 관로 파손시에 거대한 물 손실과 파괴를 일으킬 수 있는 큰 물 저장고가 있는데, 차단밸브를 작동하는데 소요되는 시간은 손실을 제한하는데 결정적이다.

종래의 수동으로 조종할 수 있는 볼 밸브와 나비 밸브가 사용되는데, 이는 긴급상황에서 가능한 빨리 경고되는 사람에 의존하게 된다. 이들 공지된 차단밸브의 작동에서의 시간은 누수로 인한 손상을 제한하는데 대해 본질적인 문제를 만들 수 있다.

본 발명에 따른 차단밸브는 이러한 경우에 바람직하게 사용될 수 있는 바, 본 발명에 따른 밸브는 관로의 물에 대한 정상적인 유동 조건에서 정상적인 처리를 할 수 있도록 조정된다. 수로에서 발생할 수 있는 파괴에 의해서, 계속해서 일어나는 손상은 관로 파괴로 인한 비정상적인 유동 조건으로 생기는 물의 가속화된 유량 때문에 자동적으로 닫히는 본 발명에 따른 밸브에 의해 제한된다. 본 발명에 따른 밸브는 아마도 주택내부의 일정한 장소 또는 주택으로의 지로에 사용되어, 있을 수 있는 관로 파괴에 의한 물 손실을 제한할 수 있게 된다. 또한, 밸브는 아마도 부속밸브 및 부속장비를 갖춘 정원의 호스에 연결되어 사용될 수도 있다.

관/채널 시스템에서 이용할 수 있는 에너지는 압력/압력차의 형태로 된 운동에너지 및 위치에너지이다.

유체가 비정상적인 유체유량, 비정상적인 압력 그리고/또는 온도와 같은 비정상적인 유체 조건에서 흐르는 관로/관로시스템내에 장착되어 있는 공지된 차단밸브를 닫기 위해, 이 관로/관로시스템내의 차단밸브로부터의 상류에는, 유체 유량계, 압력 게이지(gauge) 및 온도계가 갖추어져야만 하는 바, 이들은 시청각적으로 감시가 가능한 것들이며, 임계의 변수값들에서 밸브를 수동으로 닫거나, 각각의 계량장치는 밸브 폐쇄 장치로 동작하는 액추에이터에 연결되어 있는데, 예컨대 상기 액추에이터를 구동시키는 계량장치의 지시눈금의 현저한 편차 때문에 차단밸브를 닫도록 조정되며, 이에 의해 효과적으로 차단밸브를 닫게 된다.

본 발명의 목적은 흐르는 유체의 비정상적인 유동 조건에서의 변화된 유체유량과 변화된 점성과 온도 및 압력을 가능한 한 이용하는 것으로, 안전하고 제어된 방식으로 비정상적인 유동 조건의 초기상태에서의 맨 처음 순간에 밸브를 자동으로 직접 닫게 된다.

따라서, 본 발명은 유체를 운반하는 관이나 관로 또는 채널에 장착되도록 한 차단밸브에 사용되는 유체로 구동가능한 차단장치에 관한 것이다. 상기 유체는 액체나 기체의 형태로 존재하며, 상기 밸브는 유동통로를 갖도록 형성된 밸브 하우징을 구비하고 있는데, 이 유동통로는 밸브가 장착된 상태에서 관 구멍이나 관로의 채널 등과 일치하도록 되어 있다. 유동통로는 원칙적으로는 임의의 단면형상(원형, 타원형, 다변형, 정방형 등)으로 되지만, 바람직하게는 배치되는 관로/채널과 같은 단면형상 및 크기를 갖게 된다. 공지된 방식에서, 밸브는 추가로 밸브 본체가 본질적으로 유동통로로부터 벗어남으로써 대부분 해제되는 개방 밸브 위치와, 밸브 본체가 직접 유동통로를 차단하고 밸브를 닫게 하는 폐쇄 밸브 위치 사이에서 선회적으로 이동할 수 있게 지지된 밸브 본체를 구비한다.

청구항 1의 이미 특징지어진 부분에서 한정된 것과 같은 종류의 유체로 구동가능한 차단장치에 의해서, 상기 목적은 청구항 1의 특징지어진 부분으로 명백히 나타난 형태를 통해 실현된다.

밸브가 장착되는 관로나 채널 혹은 이와 유사한 장치에 의해 운반된 유체의 비정상적인 유동 조건 때문에 일반적으로 밸브를 자동으로 닫을 수 있고, 이에 의해 상기 비정상적인 유체 조건은 유체유량과, 아마도 상승면과 유체 사이의 마찰이나 유체의 밀도에 영향을 주는 압력과 온도와의 상호 작용에 중요한 매개변수인 점성에 의해 구성될 수 있는 한정된 목적들을 뒷받침하기 위해서, 본 발명에 따른 밸브 본체는 밸브의 개방 위치에서 비교적 작은 부분에 의해 유동통로로 돌출하도록 형성되고 지지되는데, 이에 의해 밸브가 열릴 때 유동의 특정한 방향으로 유동통로를 통과하는 유체의 유동에 종속된다. 밸브가 열릴 때 유동통로로 돌출하게 되는 밸브 본체의 이 부분은, 유동통로에서의 유체의 비정상적인 유동 조건에 대응하도록 조정되어서 증가된 유체유량과 변화된 유체점성 및 온도에 의해 영향받게 되며, 결국 상기 부분과 전체 밸브 본체는 유체에 의해 폐쇄 위치 쪽으로 움직이게 된다.

밸브 본체의 유동통로내로 돌출하는 소위 "상승부"인 상기 부분은 바람직하기로 상류끝에 볼록하게 굽어지거나 각진 구역을 갖춘다. 유체가 상승부의 상승면을 통과하여 흐를 때 상승 운동이 시작되는데, 밸브 본체를 폐쇄 위치 쪽으로 움직이게 한다. 밸브 본체의 형태, 무게, 지지부는 정상적으로 흐르는 유체가 닫는 동작을 시작하도록 충분히 상승하지 않게 조정된다.

밸브를 압력과 온도에 더 민감하게 하기 위해서, 압력이나 온도에 민감한 확장 패드가 구비될 수 있는데, 이는 압력 손실 또는 온도 증가에 의해 영향을 받아, 상승면의 앞끝이 유체 유동쪽으로 더 움직이도록 확장하고, 이에 의해 유체 유동에 더 노출되며 상승부를 가로지르는 상승력을 증가시키게 되는 바, 이는 폐쇄 시간을 더 단축시키게 된다.

본 발명에 따른 차단밸브를 닫기 위해 필요한 것은 전술된 바와 같은 비정상적인 유동 조건이다. 유동통로로 돌출하는 밸브 본체의 상승부는 밸브의 개방 위치에서의 그 위치와 (유체의 유동방향에 대해, 상류끝에 볼록하게 굽어지거나 각진) 그 형태 때문에, 각각 대기 위치에 있게 되는데, 이는 예컨대 관 파괴나 다른 틈새에 의해 발생한 증가된 유체 유량에 아주 신속히 반응할 수 있다.

유동통로 쪽으로 향하는 밸브 본체의 상승부는 유체에 대한 마찰에 의해 변환될 수 있는데, 유체유량/특성값(점성) 외에 상기 상승부와 이에 의한 밸브 본체에서의 유체 작용은, 표면 굴곡과 상승부의 표면 마찰에 의존한다. 액체의 유량이나 밀도 또는 점성 특성값을 변화시킴으로써, 밸브의 폐쇄 순간을 제어하거나 조정할 수 있게 된다: 이들은 밸브의 특성값들로, 밸브를 작동하기 위한 상기 매개변수들의 적용에 의거할 수 있는 관 시스템에서의 액체 유동의 제어를 가능케 하는 값들이다. 하지만, 본 발명에 따른 차단밸브에 대한 대부분의 응용들에서 그 본래의 특성값들은 특히 비정상적인 유체유량에 반응하여 이용된다.

상기 밸브 본체는 반원구멍이 뚫린 원통내에 위치한 텅(tongue)같은 형상체를 형성하는 관벽의 부분으로 형성되는데, 이 원통은 관통하여 흐르는 유체의 유동방향에 대해 가로질러 위치된다. 상기 밸브 본체는 이 밸브 본체의 하부 원통의 반을 에워싸는 밸브 하우징에 의해 수용된다. 이 밸브 하우징은 관통하는 채널이나 이와 유사한 것을 갖춘 각주형상체로 형성되어, 밸브를 닫는 과정동안 수력 유체를 한 체임버(chamber)에서 다른 체임버로 운반하게 된다. 이러한 구조는 닫는 동작을 제어하도록 밸브에 구비되어 관 시스템내에서 충격파를 방지하게 된다. 밸브 본체의 초기 선회 후에, 밸브의 폐쇄 속도는 수력 유체가 한 체임버에서 다른 체임버로 얼마나 빨리 이동하는가에 따라 결정된다.

상기 채널은 두 체임버들 사이에서 수력 유체/압력을 전달하고, 동시에 채널은 체임버들 사이의 유동통로에서의 스로틀(throttle) 기관을 나타내는데, 밸브 본체의 폐쇄 속도의 바람직한 제한은 체임버로의 유체 유입이 감속되는 것으로 달성된다. 밸브의 폐쇄 기능이 진행중일 때, 폐쇄의 마지막부에 영향을 주는 압력차로 인한 힘은 퍼져 나가게 된다.

엄청난 폐쇄 속도가 손상을 발생시키는 관 시스템에서의 충격파의 위험도 가지지 않는 밸브에서, 전술된 바와 같은 폐쇄 속도를 위한 차단 기구는 필요로 하지 않게 된다. 이러한 경우에는 전술된 상승부로 형성된 댐퍼로 충분하다.

본 발명은 도면을 참조로 하여 바람직한 실시예의 비한정예와 관련하여 아래에서 더 자세히 설명된다.

참조부호가 도면에 부여되어 있는 바, 참조부호 1은 일반적인 밸브 하우징을 나타낸다. 이 밸브 하우징은 관통하는 중앙 유동통로(2)를 가지도록 형성되는데, 도시된 실시예에서는 원형 단면을 갖지만 임의의 단면 형상을 가질 수 있다.

밸브 하우징의 하부는 밸브내에서 유동의 방향을 가로질러 놓여 있는 반원통으로 형성되어 있다. 이 원통안락부의 바닥에는 각각 밸브의 개방 위치 및 폐쇄 위치에서 수력 체임버들을 구분하는 각주 형상체가 구비되어 있다. 이 각주 형상체(8)에는 밸브가 닫히고 열리는 동안 수력 유체를 한 체임버에서 다른 체임버로 운반하는, 2개의 수력 체임버(4, 6)들 사이에 연통 채널(5)이 뚫려 있다.

밸브 본체(3)는 원통형의 가로지르는 밸브 본체를 통해 선회축으로 지지하기 위한 베드(9)로 형성된 중앙부를 갖추고 있고, 폐쇄 위치(도 4 참조)에서 유동통로(2)를 완전히 차단하도록 형성된 텅으로 구비된다.

상기 밸브 본체(3)는 끝부(7)에 의해 유동통로로 비교적 조금 돌출되어 있는데, 도 1에 따르면 상류에(Q는 유체의 유동 방향을 나타냄) 볼록한 만곡부를 갖추고 있다. 끝부(7)의 마찰계수와 함께 닫히기 시작할 때 밸브의 기능에 중요한 볼록한 만곡부 대신에, 이 소위 각각 상승부 또는 상승면이라고 하는 끝부가 하나 이상의 각도로 형성될 수 있다.

유동통로(2)의 정상적인 유동 조건에서, 유체는 정상적인 유량과 정상적인 점성 및 정상적인 압력 또는 온도로 Q 방향으로 흐른다. 밸브 본체(3)의 상승부(7)는 유체의 유동에 종속되지만, 그 상승이 너무 작아 밸브 본체를 폐쇄 위치 쪽으로 움직일 수는 없다.

증가된 유량과, 변화된 점성, 증가하는 온도, 또는 떨어지는 압력으로 인한 비정상적인 유동 조건일 때마다, 유동의 정상적인 조건에서 비정상적인 조건으로의 이들 변화는, 밸브 본체의 상승면(7)의 상승으로 발생할 것이다. 증가된 유량은 체임버(6)내의 부압과 체임버(4)내의 정압의 조건들을 포함하는데, 이는 상승부를 상승하도록 이끌고 이에 의해 밸브 본체(3)를 회전시키게 한다. 변화된 점성은 직접적으로 상승면(7)에 영향을 주는데, 표면에서의 만곡부의 반지름과 마찰계수는 마찬가지로 상승부(7)의 상승을 높이는데 기여한다.

압력 또는 온도 확장 패드(10)는 밸브 본체의 텅부 아래에 바로 위치될 수 있다. 관로에서의 압력 손실이나 온도 증가는 텅부가 유동 채널(2)로 더욱 돌출하도록 하고 증가된 상승을 제공하게 될 것이다.

상기 밸브는 체임버(4)에서 체임버(6)로 수력 유체를 전달하는 외부원의 사용으로 닫힐 수도 있다.

밸브 본체의 예비 상승/회전 후, 밸브 본체(3)는 유동통로(2)내로 크게 노출된 상승면(7)으로 달성된 증가된 상승에 의해 폐쇄 위치 쪽으로 이동한다. 밸브를 닫는 동작은 폐쇄 면을 가로질러 압력차로 인한 힘에 의해 점점 진행되는데, 이 압력차로 인한 힘도 압력 평형이 폐쇄 영역의 양측면에서 수행될 때까지 밸브가 닫혀진 채로 유지되게 한다.

닫혀진 밸브의 개방은 처음에 밸브 본체(3)의 양측면에 압력을 균등하게 함으로써 이루어지며, 그 후에 밸브 본체(3)는 그 초기 위치로 되돌려질 수 있다. 밸브 본체(4)는 가능한 실시예에서 단지 중력만을 통해 개방 위치로 물러나도록 형성되어, 크기가 정해지고 설치되며, 또는 밸브 본체(3)는 정상적인 유동 방향의 반대방향으로 밸브를 통한 플러그(plug)의 통과에 의해 되돌려질 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 유체로 구동가능한 차단장치는 유체가 비정상적인 특성값을 가지게 될 때 안전하고 제어된 방식으로 밸브를 자동으로 닫는 역할을 함으로써, 긴급상황에서 유체를 신속하게 차단하여 발생할 수 있는 손상을 막을 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (8)

1. 바람직한 단면 형상의 관통하는 유동통로(2)를 가지도록 형성된 밸브 하우징(1)과, 이동할 수 있게 지지된 밸브 본체(3)를 구비하되, 상기 밸브 본체(3)는 이 밸브 본체가(3) 주로 유동통로(2)에서 벗어남으로써 본질적으로 해제되는 개방 밸브 위치와, 상기 밸브 본체가 유동통로(2)를 차단해 밸브를 닫게 되는 폐쇄 밸브 위치 사이에서 이동할 수 있는, 차단밸브로 실시되는 유체로 구동가능한 차단장치에 있어서,

   상기 밸브 본체(3)는 밸브의 개방 위치에서 비교적 작은 끝부(7)에 의해 유동통로(2)로 돌출하도록 형성되고 지지되며, 이에 의해 밸브가 열릴 때 한정된 유동 방향(Q)으로 유동통로(2)를 통과하는 유체의 유동에 종속되고, 열린 밸브에 의해 유동통로(2)로 돌출하는 밸브 본체(3)의 끝부(7)는 유동통로(2)에서의 유체의 비정상적인 유동 조건에 대응하도록 설치되어, 증가된 유체유량, 변화된 유체점성 또는 온도에 영향받게 되고, 상기 끝부(7)와 전체 밸브 본체(3)는 유체에 의해 폐쇄 위치 쪽으로 이동하게 되는 것을 특징으로 하는 유체로 구동가능한 차단장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 밸브 본체(3)는 개방 위치에서 쵸크 채널(choke channel;5)을 통해 제 2체임버(6)와 연통하면서 수력/공기 유체로 채워진 제 1체임버(4)를 형성하는 밸브 하우징(1)에 지지되어, 밸브 본체(3)의 닫는 동작에서 상기 수력/공기 유체는 쵸크 채널(5)을 통해 제 1체임버(4)에서 제 2체임버(6)로 밀려 나아가게 되는 것을 특징으로 하는 유체로 구동가능한 차단장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 밸브 본체(3)는 닫는 동작 동안 체임버들(4, 6) 사이의 수력/기체 유체의 통과에 쵸크 채널(5)을 연속적으로 차단하는 폐쇄 동작의 마지막 상태에서 폐쇄 속도를 낮추도록 하는 플러그(11)를 구비하는 것을 특징으로 하는 유체로 구동가능한 차단장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브의 개방 위치에서 유동통로(2)로 돌출하는 밸브 본체(3)의 끝부(7)는, 유체의 유동 방향(Q)에 대해 상류끝에 볼록한 만곡부를 갖추는 것을 특징으로 하는 유체로 구동가능한 차단장치.
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 열린 밸브에 의해 유동통로(2)로 돌출하는 밸브 본체(3)의 상기 끝부(7)는, 유체의 유동 방향(Q)에 대해 상류끝에 각진 부분을 갖추는 것을 특징으로 하는 유체로 구동가능한 차단장치.
6. 제 2항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 본체(3)를 미끄러지게 수용하는 밸브 베드(9)는 본질적으로 원통 단면의 형태를 가지며, 상기 밸브 본체(3)는 주로 이와 대응하는 원주형상을 갖는 것을 특징으로 하는 유체로 구동가능한 차단장치.
7. 제 6항에 있어서, 부분적으로 원통부로 형성된 상기 밸브 본체(3)는 밸브 하우징(1)에 선회축으로 지지되고, 이를 위해 밸브 하우징(1)은 중앙 원통 베드(9)가 형성되어 있고, 상기 밸브 본체(3)가 미끄러지도록 지지되며, 상기 밸브 하우징(3)은 이 밸브 본체(3)의 잔여부에 연결되는 것을 특징으로 하는 유체로 구동가능한 차단장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 원통 베드(9)는 열린 밸브에 의해 유동통로로 돌출하는, 밸브 본체(3)의 끝부(7)의 적어도 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 유체로 구동가능한 차단장치.