KR200256366Y1 - 버터플라이밸브의 캐비테이션 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 버터플라이밸브의 캐비테이션 방지장치에 관한 것으로, 디스크의 유체가 유입되는 방향을 향한 정면의 상부에 상부 캐비테이션 방지수단이 고정되고, 그 반대측 배면의 하부에 하부 캐비테이션 방지수단이 고정되며, 상기 상부 캐비테이션 방지수단은 다수개의 통공을 갖는 원호형 다공 압력감쇄판이 디스크의 주연부에 고정된 형태로 구성되고, 상기 하부 캐비테이션 방지수단은 디스크의 배면에 다수개의 유로 유도판이 고정됨과 아울러 다수개의 통공을 가지는 활형 다공 압력감쇄판이 유로 유도판 위에 부착되어 각 유로 유도판 사이에 다수개의 통로가 형성된 형태로 구성된다. 이러한 버터플라이밸브의 캐비테이션 방지장치는 캐비테이션을 방지하여 이에 따른 소음 및 진동문제점을 해소할 수 있다. 그리고, 캐비테이션이 방지됨에 따라 종래의 버터플라이밸브에 비하여 유량제어특성이 우수하고, 유량 제어의 범위가 광범위하게 된다. 또한, 캐비테이션에 의해 발생되는 기포에 의해 밸브가 침식되어 파손됨을 방지하여 내구성이 증대된다.

Description

버터플라이밸브의 캐비테이션 방지장치{ANTI CAVITATION APPARATUS FOR BUTTERFLY VALVE}

본 고안은 버터플라이밸브의 캐비테이션 방지장치에 관한 것으로, 특히 밸브가 작은 각도로 개방되는 때에 높은 유속에 의해 발생되는 캐비테이션 현상을 방지하여, 캐비테이션 현상에 의한 진동, 소음 및 침식의 문제를 방지할 수 있게 되는 버터플라이밸브의 캐비테이션 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 버터플라이밸브는 닫힌 상태에서 열리기 시작할 때 유속의 갑작스러운 증가로 인하여 밸브 내의 수압이 포화증기압 보다 낮아지고, 이 때 유체가 증발하여 기체로 변하게 되어 기포가 발생하는 캐비테이션(cavitation) 현상이 발생하며, 이 기포로 인하여 소음, 진동이 발생할 뿐 아니라, 디스크 및 본체가 침식되는 문제점이 발생한다.

도 7은 통상의 버터플라이밸브에서 저개도 운전시에 발생되는 캐비테이션 현상을 설명하기 위한 그래프로서, 이에 표현된 바와 같이 통상의 버터플라이밸브는 저개도 운전시 유속(V)이 증가하면서 수압(P)이 감소되고, 유속(V)의 급속한 증가에 의해 수압(P)이 순간적으로 증기압(Pva) 이하로 감소되며, 이 때문에 물속에서 기포가 발생하게 되는 것이다.

따라서, 밸브가 작은 각도(0도∼30도)로 개방되는 저개도(低開度) 운전시 유속이 올라가지 않도록 하여 캐비테이션 현상이 발생하지 않도록 하는 장치의 개발이 요구되고 있다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 문제점 및 결함을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 버터플라이밸브의 디스크의 상, 하측부에 유체의 흐름을 확산(diffuse)시키는 캐비테이션 방지수단을 설치하여 유체가 그 내부 통로를 흐르게 함으로써 유체의 유속을 떨어뜨리고, 밸브 내의 수압이 증기압 이하로 떨어지지 않도록 조절할 수 있게 되는 버터플라이밸브의 캐비테이션 방지장치를 제공하고자 함에 목적이 있다.

도 1 내지 도 3은 본 고안의 다른 실시예에 의한 버터플라이밸브의 캐비테이션 방지장치에 관한 도면으로서,

도 1은 버터플라이밸브의 정면도.

도 2는 버터플라이밸브의 부분 횡단면도.

도 3은 디스크를 발췌하여 보인 부분 측면도.

도 4는 통상의 버터플라이밸브에서 저개도 운전시에 발생되는 캐비테이션 현상을 설명하기 위한 그래프.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

1 : 본체 2 : 디스크

10 : 상부 캐비테이션 방지수단 11 : 통공

13;13',13' : 유로 유도판 14 : 통로

15 : 유도커버 16 : 활형 유도커버

20 : 하부 캐비테이션 방지수단 21 : 통공

22 : 활형 다공 압력감쇄판 23 : 유로 유도판

24 : 통로

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 의한 버터플라이밸브의 캐비테이션 방지장치는 본체의 내부에 디스크가 축으로 회전 가능하게 결합된 통상의 버터플라이밸브에 있어서, 상기 디스크의 유체가 유입되는 방향을 향한 정면의 상부에 상부 캐비테이션 방지수단이 고정되고, 그 반대측 배면의 하부에 하부 캐비테이션 방지수단이 고정된다.

그리고, 상기 상부 캐비테이션 방지수단은 상기 디스크 배면의 상측부에 다수개의 유로 유도판이 고정됨과 아울러 각 유로 유도판 위에 활형 유도커버가 부착되어 각 유로 유도판 사이에 통로가 구비된 형태로 구성되고, 상기 디스크의 정면 상측 중간부에 상대적으로 긴 길이를 가지는 유로 유도판이 부착됨과 아울러 그 양측부에는 짧은 길이를 가지는 유로 유도판이 부착된 형태로 구성되며, 상기 하부 캐비테이션 방지수단은 상기 디스크의 배면에 다수개의 유로 유도판이 고정됨과 아울러 다수개의 통공을 가지는 활형 다공 압력감쇄판이 유로 유도판 위에 부착되어각 유로 유도판 사이에 다수개의 통로가 형성된 형태로 구성된다.

이와 같은 본 고안의 캐비테이션 방지장치를 실시함에 있어서, 상기 유로 유도판은 여러 가지 형태로 형성될 수 있고, 상기 다공 압력감쇄판 및 유도커버도 여러 가지 형태로 구성될 수 있다.

또한, 본 고안에 의한 캐비테이션 방지장치는 기존에 설치된 밸브와 새로이 설치된 밸브에 적용할 수 있으며, 디스크에 별도로 제작한 캐비테이션 방지수단을 볼트 체결, 용접 등으로 결합하여 적용하고, 주물제 사용시에는 일체형으로 주조하여 제작할 수도 있다.

이하, 본 고안을 첨부한 도면에 실시 예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3은 본 고안의 일 실시 예에 의한 버터플라이밸브의 캐비테이션 방지장치에 관한 도면으로서, 도 1에는 버터플라이밸브의 정면도가 도시되고, 도 2에는 버터플라이밸브의 부분 횡단면도가 도시되어 있으며, 도 3에는 버터플라이밸브의 구성 및 작용을 보인 부분 측단면도가 각각 도시되어 있다.

이에 도시한 바와 같이, 본체(1)에 디스크(2)가 축(3)으로 회전 가능하게 결합된 통상의 버터플라이밸브에 있어서, 상기 디스크(2)의 유체가 유입되는 방향을 향한 정면의 상부에 상부 캐비테이션 방지수단(10)이 고정되고, 그 반대 측 배면의 하부에 하부 캐비테이션 방지수단(20)이 고정되어 있으며, 상기 상부 캐비테이션 방지수단(10)은 배면의 상측부에 다수개의 유로 유도판(13)이 고정됨과 아울러 각 유로 유도판(13) 위에 유도커버(15)가 부착되어 각 유로 유도판(13) 사이에통로(14)가 구비된 형태로 구성되고, 상기 하부 캐비테이션 방지수단(20)은 디스크(2)의 배면에 다수개의 유로 유도판(23)이 고정됨과 아울러 다수개의 통공(21)을 가지는 활형 다공 압력감쇄판(22)이 유로 유도판(23) 위에 부착되어 각 유로 유도판(23) 사이에 다수개의 통로(24)가 형성된 형태로 구성된다.

그리고, 이 도 1 내지 도 3의 실시예에서 상기 상부 캐비테이션 방지수단(10)의 유도커버(15)에는 활형 유도커버(16)이 이용된다.

또, 상기 상부 캐비테이션 방지수단(10)은 서로 동일한 길이를 가지는 유로 유도판(13)를 부착하여도 되나, 도 1과 같이 디스크(2)의 정면 상측 중간부에 상대적으로 긴 길이를 가지는 유로 유도판(13')를 부착하고, 그 양측부에는 짧은 길이를 가지는 유로 유도판(13')를 부착함으로써 상부 캐비테이션 방지수단(10)를 통과하는 수류의 중간부를 보다 길게 안내하는 구조를 이용할 수도 있다.

이와 같은 일 실시예에서 상기 하부 캐비테이션 방지수단(20)의 유로 유도판(23)은 버터플라이밸브가 설치되는 관로의 길이 방향으로 배치되고, 다수개의 유로 유도판(23)이 일정 간격을 두고 부착되며, 각 유로 유도판(23)이 그 위에 부착되는 활형 다공 압력감쇄판(22)의 형태를 따라 중앙부 것이 제일 길고, 양 외측으로 가면서 점차 길이가 작게 정하여 부착하는 것이 바람직하나, 유로 유도판(23)의 길이, 형상 및 부착되는 형태는 필요에 따라 변형될 수도 있다.

도면에서 미설명 부호 4는 디스크(2)를 회전 구동시키기 위한 구동부를 보인 것이다.

이와 같은 본 고안의 버터플라이밸브의 캐비테이션 방지장치는 도 3과 같이디스크(2)가 저개도 운전될 때에 도시한 화살표 방향으로 흐르는 유체(물)가 상부와 하부의 개방된 통로를 통하여 흐르게 되며, 디스크(2)의 배면 하측부에는 하부 캐비테이션 방지수단(20)이 결합되어 있으므로 밸브 본체(1)를 기준으로 디스크(2)의 하부로 유입되는 유체는 유로 유도판(23) 사이에 형성된 통로(24)를 통하여 흐르면서 물줄기가 가늘게 분산되고, 또 활형 다공 압력감쇄판(22)에 형성된 다수개의 통공(21)를 통과하면서 확산되어 유속이 감소된다. 그리고, 디스크(2)의 상부로 유입되는 유체는 디스크(2)의 배면 상측부에 다수개의 유로 유도판(13)이 고정됨과 아울러 각 유로 유도판(13) 위에 유도커버(15)가 부착되어 각 유로 유도판(13) 사이에 통로(14)가 형성되어 있으므로 유체가 각 유로 유도판(13) 사이의 통로(14)를 통과하면서 유속이 감소된다.

그리고, 디스크(2)의 상측 중간부에 상대적으로 긴 길이를 가지는 유로 유도판(13')이 부착되고, 그 양측부에는 짧은 길이를 가지는 유로 유도판(13')이 부착되어 있으므로 상부 캐비테이션 방지수단(10)를 통과하는 수류의 중간부가 보다 길게 안내되면서 유속이 감소된다.

따라서, 본 고안에 따라 캐비테이션 방지장치가 설치된 버터플라이밸브는 관로를 흐르는 유체가 디스크(2)의 상, 하부에 결합된 상, 하부 캐비테이션 방지수단(10),(20)을 통과하면서 유속이 감소되고, 이에 의해 압력이 증기압 이하로 떨어지게 되어 캐비테이션 현상이 발생되어 캐비테이션에 의한 진동, 소음 및 침식 문제가 방지된다.

이상에서 설명한 바와 같은 버터플라이밸브의 캐비테이션 방지장치는 버터플라이밸브의 디스크의 상, 하측부에 유체의 흐름을 확산(diffuse)시키는 캐비테이션 방지수단을 설치하여 유체가 그 내부 통로를 흐르게 함으로써 유체의 유속을 떨어뜨리고, 밸브 내의 유체 압력이 증기압 이하로 떨어지지 않도록 조절할 수 있도록 한 것으로, 캐비테이션을 방지하여 이에 따른 소음 및 진동문제점을 해소할 수 있다. 그리고, 캐비테이션이 방지되에 따라 종래의 버터플라이밸브에 비하여 유량제어특성이 우수하고, 유량 제어의 범위가 광범위하게 된다. 또한, 캐비테이션에 의해 발생되는 기포에 의해 밸브가 침식되어 파손됨을 방지하여 내구성이 증대된다.

Claims (1)

1. 본체(1)의 내부에 디스크(2)가 축(3)으로 회전 가능하게 결합된 통상의 버터플라이밸브에 있어서, 상기 디스크(2)의 유체가 유입되는 방향을 향한 정면의 상부에 상부 캐비테이션 방지수단(10)이 고정되고, 그 반대측 배면의 하부에 하부 캐비테이션 방지수단(20)이 고정되며, 상기 상부 캐비테이션 방지수단(10)은 상기 디스크(2) 배면의 상측부에 다수개의 유로 유도판(13)이 고정됨과 아울러 각 유로 유도판(13) 위에 활형 유도커버(16)가 부착되어 각 유로 유도판(13) 사이에 통로(14)가 구비된 형태로 구성되고, 상기 디스크(2)의 정면 상측 중간부에 상대적으로 긴 길이를 가지는 유로 유도판(13')이 부착됨과 아울러 그 양측부에는 짧은 길이를 가지는 유로 유도판(13')이 부착된 형태로 구성되며, 상기 하부 캐비테이션 방지수단(20)은 상기 디스크(2)의 배면에 다수개의 유로 유도판(23)이 고정됨과 아울러 다수개의 통공(21)을 가지는 활형 다공 압력감쇄판(22)이 유로 유도판(23) 위에 부착되어 각 유로 유도판(23) 사이에 다수개의 통로(24)가 형성된 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 버터플라이밸브의 캐비테이션 방지장치.