KR20170028120A - 와류 방지 가능한 플라스틱 밸브 - Google Patents

와류 방지 가능한 플라스틱 밸브 Download PDF

Info

Publication number
KR20170028120A
KR20170028120A KR1020150124997A KR20150124997A KR20170028120A KR 20170028120 A KR20170028120 A KR 20170028120A KR 1020150124997 A KR1020150124997 A KR 1020150124997A KR 20150124997 A KR20150124997 A KR 20150124997A KR 20170028120 A KR20170028120 A KR 20170028120A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
core
fluid
hole
plastic
opening
Prior art date
Application number
KR1020150124997A
Other languages
English (en)
Inventor
이상선
Original Assignee
(주)플로닉스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)플로닉스 filed Critical (주)플로닉스
Priority to KR1020150124997A priority Critical patent/KR20170028120A/ko
Priority to PCT/KR2016/004982 priority patent/WO2017039113A1/ko
Priority to CN201680051192.6A priority patent/CN107949738A/zh
Priority to EP16842079.2A priority patent/EP3346170A4/en
Publication of KR20170028120A publication Critical patent/KR20170028120A/ko
Priority to US15/912,110 priority patent/US20180195632A1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K7/00—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/12—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L25/00—Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L25/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08L25/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08L25/06—Polystyrene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L71/00—Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L71/08—Polyethers derived from hydroxy compounds or from their metallic derivatives
    • C08L71/10—Polyethers derived from hydroxy compounds or from their metallic derivatives from phenols
    • C08L71/12—Polyphenylene oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K13/00—Other constructional types of cut-off apparatus; Arrangements for cutting-off
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
    • F16K27/02—Construction of housing; Use of materials therefor of lift valves
    • F16K27/0236—Diaphragm cut-off apparatus

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Valve Housings (AREA)

Abstract

와류를 방지할 수 있는 플라스틱 밸브가 개시된다. 상기 플라스틱 밸브는 플라스틱으로 이루어진 본체, 상기 본체 내부에 형성된 코어 및 개폐부를 포함한다. 여기서, 상기 코어의 내측 공간에는 유체가 이동하는 유체 이송공이 형성되고, 상기 개폐부는 상기 밸브 폐쇄시 상기 본체의 홀을 통하여 상기 코어의 일단과 접촉하여 상기 유체의 이동을 차단하며, 상기 유체 이송공에 해당하는 상기 코어의 내측면에서 상기 본체의 홀에 인접한 부분 또는 상기 개폐부와 접촉하는 코어 부분의 적어도 일부가 곡선 형상을 가진다.

Description

와류 방지 가능한 플라스틱 밸브{PLASTIC VALVE FOR PREVENTING TURBULENCE}
본 발명은 와류 방지가 가능한 플라스틱 밸브에 관한 것이다.
밸브는 유체의 흐름을 개폐할 수 있는 수단으로서, 다이아프램 또는 볼을 이용하여 유체의 흐름을 제어한다.
도 1은 일반적인 밸브의 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 밸브는 본체(100), 다이아프램(102) 및 다이아프램(102)을 제어하는 조작부(104)를 포함한다.
본체(100) 내부에는 유체 이송공(106)이 형성되며, 유체 이송공(106)의 입력단(110)으로 입력된 유체는 출력단(112)을 통하여 배출된다.
유체 이송공(106)을 살펴보면, 본체 상측 내측면(100a) 중 다이아프램(102)에 인접한 부분들이 각기 사각 단면을 가지며, 본체 하측 내측면(100b) 중 다이아프램(102)과 접촉되는 부분(100c)이 각진 형태를 가진다.
이러한 사각 단면의 본체 부분 및 각진 형태의 본체 부분(100c)으로 인하여 유체 이송공(106) 중 A 부분에서 와류가 발생될 수 있다. 이는 사각 단면의 본체 부분 및 각진 형태의 본체 부분(100c)으로 인하여 유체 흐름이 방해가 되며, 유체 역학적으로는 유체 에너지 또는 유체 속도의 변화를 일으키며, 이는 와류를 발생시키는 원인이 된다.
이러한 와류는 본체(100) 및 다이아프램(102)을 손상시킬 수 있으며, 그 결과 밸브의 수명이 단축되는 문제점이 있다.
한국등록특허공보 제1019364호 (등록일 : 2011년 2월 24일)
본 발명은 와류 발생을 방지하는 플라스틱 밸브를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 밸브는 플라스틱으로 이루어진 본체; 상기 본체 내부에 형성된 코어; 및 개폐부를 포함한다. 여기서, 상기 코어의 내측 공간에는 유체가 이동하는 유체 이송공이 형성되고, 상기 개폐부는 상기 밸브 폐쇄시 상기 본체의 홀을 통하여 상기 코어의 일단과 접촉하여 상기 유체의 이동을 차단하며, 상기 유체 이송공에 해당하는 상기 코어의 내측면에서 상기 본체의 홀에 인접한 부분 또는 상기 개폐부와 접촉하는 코어 부분의 적어도 일부가 곡선 형상을 가진다.
본 발명의 다른 실시예에 다른 플라스틱 밸브는 플라스틱으로 이루어진 본체; 상기 본체 내부에 형성된 코어; 및 개폐부를 포함한다. 여기서, 상기 코어의 내측 공간에는 유체가 이동하는 유체 이송공이 형성되고, 상기 개폐부는 상기 밸브 폐쇄시 상기 본체의 홀을 통하여 상기 코어의 일단과 접촉하여 상기 유체의 이동을 차단하며, 상기 개폐부가 상기 유체의 흐름을 개방하였을 때 상기 유체 이송공의 입력단에서의 유체 에너지, 상기 개폐부에 대응하는 유체 이송공 부분에서의 유체 에너지 및 상기 유체 이송공의 출력단에서의 유체 에너지 중 적어도 2개의 유체 에너지가 동일하도록 상기 유체 이송공의 형상이 결정된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라스틱 밸브는 플라스틱으로 이루어진 본체; 상기 본체 내부에 형성된 코어; 및 개폐부를 포함한다. 여기서, 상기 코어의 내측 공간에는 유체가 이동하는 유체 이송공이 형성되고, 상기 개폐부는 상기 밸브 폐쇄시 상기 본체의 홀을 통하여 상기 코어의 일단과 접촉하여 상기 유체의 이동을 차단하며, 상기 개폐부와 접촉하는 상기 코어 부분의 곡선이 형성하는 가상의 원의 장축 반경은 상기 원의 단축 반경의 2배보다 작다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라스틱 밸브는 플라스틱으로 이루어진 본체; 상기 본체 내부에 형성된 코어; 및 개폐부를 포함한다. 여기서, 상기 코어의 내측에는 유체가 이동하는 유체 이송공이 형성되고, 상기 개폐부는 상기 본체의 홀을 통하여 상기 코어의 일단과 접촉하여 상기 유체의 이동을 차단하며, 상기 유체 이송공의 입력단을 통하여 유입된 유체는 상기 유체 이송공의 출력단을 통하여 출력되고, 상기 입력된 유체가 상기 출력되기까지 상기 유체 이송공 내에서 와류가 발생되지 않도록 상기 유체 이송공의 특정 단면에서 상하로 흐르는 유체들의 속도가 동일하다.
본 발명에 따른 플라스틱 밸브는 유체의 흐름을 방해하는 장해물이 유체 이송공 내에 없으므로, 상기 유체 이송공 내에서 와류가 발생되지 않을 수 있다. 특히, 유체 이송공 내에서 전체적으로 유체 에너지가 실질적으로 동일하므로, 와류의 발생을 더 억제시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 밸브의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 밸브를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라스틱 밸브를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어 및 본체의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라스틱 밸브를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플라스틱 밸브를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하측 내측면 중 개폐부와 접촉하는 부분을 도시한 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 개폐부로서 다이아프램의 다양한 구조들을 도시한 도면들이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 자세히 설명하도록 한다.
본 발명은 플라스틱 밸브에 관한 것으로서, 유체 이송공 내에서 와류(소용돌이)가 발생되지 않는 구조를 가지는 플라스틱 밸브를 제안한다. 여기서, 상기 플라스틱 밸브는 본체가 플라스틱으로 이루어진 밸브를 의미한다.
유체 이송공 내에서 유체가 이동할 때 에너지 전달, 속도 등의 원인에 의해 와류가 발생할 수 있으며, 특히 유체 이송공 내에 유체 흐름을 방해하는 장애물이 있는 경우 유체의 부분별 속도 차이를 발생시켜 와류를 발생시킬 수 있다.
이러한 와류는 본체 및 코어에 영향을 미쳐서 본체 및 코어의 수명을 단축시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 이러한 장애물을 제거하여 유체 흐름을 원활히 하여 와류의 발생을 미연에 방지할 수 있는 구조를 가지는 플라스틱 밸브를 제안한다.
일 실시예에 따르면, 본 발명의 플라스틱 밸브에서 상기 유체 이송공에 대응하는 코어의 내측면이 모서리진 부분이 없이 형성되며, 특히 내측면 중 일부는 유체 흐름이 원활하도록 곡선(유선형) 형상을 가질 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 플라스틱 밸브는 상기 유체 이송공 내에서 실질적으로 동일한 유체 에너지가 입력단에서 출력단까지 전달되도록 상기 유체 이송공 또는 상기 코어의 내측면의 형상이 결정될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 유체의 속도(유속)는 코어의 내측면의 마찰력 및 코어 내측면의 장애물(절곡부 등)에 의해 동일한 단면에서 상하로 유체들의 속도가 달라질 수 있으며, 특히 상측 또는 하측으로 흐르는 유체의 속도와 중심부로 흐르는 유체의 속도가 다를 수 있으며, 이러한 유속의 차이는 와류를 발생시킬 수 있다. 따라서, 상기 유체 이송공 내에서 상기 코어의 내측면과 해당 유체 이송공의 중심부에서 유속이 실질적으로 동일하도록 상기 유체 이송공 또는 코어의 내측면의 형상이 결정될 수 있다.
상기 코어의 내측면이 마찰력이 크다면 상기 마찰력에 의해 와류가 발생될 가능성도 있지만, 상기 코어의 내측면의 마찰력을 최소로 한다면 유속 변화는 유체 흐름을 방해하는 장애물에 의해 발생될 가능성이 높다. 따라서, 상기 유체 이송공 내에 장애물이 형성되지 않도록 코어의 내측면의 형상이 결정될 수 있다.
이하, 본 발명의 플라스틱 밸브의 다양한 구조 및 동작을 첨부된 도면들을 참조하여 상술하겠다. 플라스틱 밸브는 다이아프램(diaphragm) 또는 볼(ball)을 개폐부로서 사용할 수 있지만, 이하 설명의 편의를 위하여 다이아프램을 개폐부로 사용하겠다. 다만, 개폐부의 구조와 상관없이 유체 이송공 또는 코어의 내측면의 구조는 모든 플라스틱 밸브에 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 밸브를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라스틱 밸브를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코어 및 본체의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 실시예의 플라스틱 밸브는 본체(200), 코어(202), 조작부(204) 및 개폐부(300)를 포함한다.
본체(200)는 플라스틱으로 이루어지며, 예를 들어 엔지니어링 플라스틱(Engineering Plastic)으로 이루어질 수 있다.
종래 플라스틱 밸브의 본체는 염화비닐수지(PVC) 등으로 이루어졌으나, 이러한 PVC의 열변형 온도가 70℃ 정도여서 플라스틱 밸브를 60℃ 이상에서는 사용할 수가 없었다. 그러나, 엔지니어링 플라스틱으로 본체(200)를 형성하면, 플라스틱 밸브를 60℃ 이상의 고온, 특히 100℃ 부근에서도 사용할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본체(200)는 엔지니어링 플라스틱으로서 폴리페닐렌에테르계 수지와 폴리스티렌계 수지를 성분으로 한 폴리페닐렌에테르계 수지 조성물로 이루어질 수 있다. 물론, 본체(200)는 엔지니어링 플라스틱으로서 POLYIMDE, POLYSULFONE, POLY PHENYLENE SULFIDE, POLYAMIDE IMIDE, POLYACRYLATE, POLYETHER SULFONE, POLYETHER ETHER KETONE, POLYETHER IMIDE, LIQUID CRYSTAL POLYESTER, POLYETHER KETONE 등 및 이들의 조합물로 이루어질 수도 있다.
본체(200)의 측면 종단에는 홀들(220)이 형성될 수 있으며, 도시되지는 않았지만 체결 수단이 홀들(220)을 통하여 플라스틱 밸브와 파이프를 연결시킬 수 있다.
코어(202)는 본체(200)의 내측에 형성되며, 코어(202)의 내측면에는 유체 이동을 위한 홀(유체 이송공, 210)이 형성된다.
일 실시예에 따르면, 코어(202)는 불소 수지로 이루어질 수 있다. 불소 수지는 분자 안에 불소를 함유한 수지를 총칭하는 것으로서, 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 폴리클로트리폴리오르에틸렌(PCTFE) 등이 있으며, 예를 들어 테트라 플루오르 에틸렌 페르플루오르 알킬비닐 에테르 공중합체(Tetra fluoro ethylene perfluoro alkylvinyl ether coppolymer, PFA)일 수 있다. 이러한 불소 수지는 내열성, 내약품성, 전기 절연성이 뛰어나고 마찰계수가 작으며 접착 및 점착성이 없다. 즉, 불소 수지로 코어(202)를 형성하면, 코어(202)의 마찰 계수가 작기 때문에 유체 이송공(210) 내에서의 층류에 따른 유속 변경을 최소화할 수 있다. 즉, 특정 지점을 기준으로 하여 유체 이송공의 상측 또는 하측의 유속과 중심부에서 유속의 차이가 최소화될 수 있다.
개폐부(300)는 유체 이송공(210) 내에서의 유체 이동을 허용하거나 폐쇄하는 수단으로서, 본체(200) 또는 코어(202) 위에 위치할 수 있다. 유체가 유체 이송공(210)으로 흐르도록 할 경우에는 개폐부(300)는 도 3의 구조를 가지며, 유체 이송공(210)에서 유체의 흐름을 폐쇄할 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이 개폐부(300)의 일부가 코어(202)의 하측 내측면(222)의 일부(210c)와 접촉할 수 있다.
예를 들어, 개폐부(300)는 다이아프램일 수도 있고 볼일 수도 있다. 다만, 도면들에서는 개폐부(300)로서 다이아프램을 사용하였으나, 다이아프램으로 한정되는 것은 아니다.
조작부(204)는 개폐부(300)의 개폐 동작을 제어하는 수단으로서, 예를 들어 개폐부(300)가 코어(202)의 하측 내측면(222)과 접촉하거나 접촉하지 않도록 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 개폐부(300)의 상부에 연결된 연결부(302)가 조작부(204)와 결합될 수 있으며, 조작부(204)의 제어에 따라 개폐부(300)가 상승 또는 하강할 수 있다. 이러한 조작부(204)의 구현은 다양하게 변형될 수 있고, 기존에도 많은 구조가 제시되어 있으며, 기존의 구조를 그대로 채용할 수 있다.
이하, 와류를 발생시키지 않는 플라스틱 밸브의 구조를 상세히 살펴보겠다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 코어(202)는 본체(200)의 내측에 형성되고, 상측 내측면(220) 및 하측 내측면(222)을 포함하며, 상부 일부분에 개폐부(300)의 일부분이 상하로 움직일 수 있는 홀(400)이 형성될 수 있다.
코어(202)의 내측면에 대응하는 유체 이송공(210)은 입력단(210a) 및 출력단(210b)를 포함하며, 입력단(210a)으로 입력된 유체는 출력단(210b)으로 이송된다.
일 실시예에 따르면, 코어(202)의 상측 내측면(220) 및 하측 내측면(222)의 적어도 일부에 곡선 부분이 형성되어 있으며, 전체 구간으로 볼 때 유체의 흐름을 방해하는 장애물(각진 부분 등)이 존재하지 않는다.
바람직하게는, 상측 내측면(220) 중 개폐부(300)의 인근, 즉 홀(400)에 인접한 부분들(220a 및 220b)이 도 3에 도시된 바와 같이 곡선 형상을 가질 수 있고, 하측 내측면(222) 중 상측 내측면(220)의 곡선 부분들에 대응하는 부분들(222a 및 222b) 및 개폐부(300)와 접촉하는 부분(210c)이 곡선 형상을 가질 수 있다.
여기서, 곡선 부분들(220a, 220b, 222a 및 222b)은 개폐부(300)를 향하여 비탈져서 형성될 수 있다. 이와 같이 코어(202)의 상측 내측면(220) 및 하측 내측면(222)을 형성하면, 유체 이송공(210)에 유체의 흐름을 방해하는 장애물이 존재하지 않게 된다. 결과적으로, 유체 이송공(210)에서 와류가 발생되지 않을 수 있다.
또한, 상측 내측면(220)의 곡선 부분들(220a 및 220b)과 하측 내측면(222)의 곡선 부분들(222a 및 222b)에 대응하는 본체(200)의 부분들(200a, 220c, 200b 및 200d) 또한 곡선 형상을 가질 수 있다. 여기서, 대응하는 곡선 부분들의 곡률 반경은 동일하거나 유사할 수 있다. 즉, 종래 기술과 달리, 본 발명의 플라스틱 밸브에서는 코어(202)의 내측면들(220 및 222) 및 대응하는 본체 부분들이 곡선 형상을 가질 수 있다.
에너지 관점에서 살펴보면, 유체 이송공(210)의 입력단(210a)에서 출력단(210b)까지 베르누이 정리(Bernoulli's theorem)가 적용되도록 코어(202)의 내측면들(220 및 222)의 형상을 설계할 수 있다. 상세하게는, 베르누이 정리에 따르면, 손실이 없다면 유체 이송공(210) 내에서 어디에서도 유체 에너지(위치 에너지와 운동 에너지의 합)가 일정하다. 반대로, 손실이 발생하면 유체 에너지가 위치마다 달라질 수 있다. 따라서, 본 발명의 플라스틱 밸브는 베르누이 정리가 적용되도록, 즉 유체 이송공(210)의 어느 위치에서나 유체 에너지가 동일하도록 코어(202)의 내측면들(220 및 222)을 설계하여 유체 손실이 없는 유체 이송공(210)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 유체 이송공(210)의 입력단(210a)에서의 유체 에너지(E1), 개폐부(300)에 대응하는 부분에서의 유체 에너지(E2) 및 출력단(210b)에서의 유체 에너지(E3)가 실질적으로 동일하도록 유체 이송공(210)이 설계될 수 있다.
종래 기술에서는, 사각 모서리 등의 장애물로 인하여 유체 에너지 손실이 발생되어 유체 이송공에서 베르누이 정리가 적용되지 않았으나, 본 발명의 플라스틱 밸브에서는 유체 이송공(210)에 대응하는 코어(202)의 내측면들(220 및 222)이 유체 에너지 손실이 없는 구조를 가지므로 유체 이송공(210)에 베르누이 정리가 적용될 수 있다.
유체 속도 관점에서 살펴보면, 유체 이송공(210)의 특정 지점을 기준으로 하여 유체 이송공(210)의 단면을 고려하면 해당 지점에서 상하로 유체가 흐른다. 이 때, 상하로 흐르는 유체들의 속도가 다르면, 특히 상부 또는 하부로 흐르는 유체의 속도와 중심부로 흐르는 유체의 속도가 다르면 와류가 발생될 수 있다. 따라서, 와류 발생을 방지하기 위하여 유체 이송공(210)에서 상하로 흐르는 유체들의 속도가 실질적으로 동일하도록 유체 이송공(210)의 형상을 결정할 수 있다.
다만, 코어(202)의 내측면들(220 및 222)의 마찰력으로 인하여 상부 또는 하부로 흐르는 유체의 속도와 중심부로 흐르는 유체의 속도가 다를 수 있지만, 이러한 마찰력을 최소로 하기 위하여 코어(202)를 불소 수지로 형성한다. 따라서, 코어(202)로 인한 상하 유체들의 속도 차이를 무시할 수 있으며, 그 결과 특정 지점, 예를 들어 개폐부(300)에 대응하는 유체 이송공(210) 부분에서 전체적으로 유체들의 속도가 실질적으로 동일하다면 와류가 발생되지 않을 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 하측 내측면(222) 중 개폐부(300)와 접촉하는 부분(210c)은 적어도 일부가 곡선 형상을 가질 수 있다. 특히, 하측 내측면(222) 중 개폐부(300)와 접촉하는 부분(210c) 중 양측 모서리 부분들은 곡선 형상을 가질 수 있다. 결과적으로, 유체가 하측 내측면(222) 중 개폐부(300)와 접촉하는 부분(210c)을 넘어서 흐르더라도, 하측 내측면(222) 중 개폐부(300)와 접촉하는 부분(210c)에 의해 유체의 흐름이 방해받지 않는다. 결과적으로, 유체 이송공(210)에서, 특히 홀(400) 주변에서 와류가 발생되지 않을 수 있다.
정리하면, 본 발명의 플라스틱 밸브는 유체 이송공(210)에서 와류를 방지하도록 코어(202)의 내측면들(220 및 222)의 형상을 형성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라스틱 밸브를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 코어(202)의 상측 내측면(220) 및 하측 내측면(222)의 일부는 곡선 형상을 가질 수 있다.
상세하게는, 상측 내측면(220) 중 홀(400)에 인접한 부분들(220a 및 220b)은 곡선 향상을 가지되, 부분들(220a 및 220b)은 각기 가상의 원들(c1 및 c5)의 일부분일 수 있다.
또한, 하측 내측면(222) 중 부분들(220a 및 220b)에 대응하는 부분들(222a 및 222b)은 각기 가상의 원들(c2 및 c6)의 일부분일 수 있다.
게다가, 하측 내측면(222) 중 개폐부(300)와 접촉하는 부분(210c) 또한 가상의 원(c4)의 일부분일 수 있다.
즉, 코어(202)의 내측면들(220 및 222) 중 곡선 부분들(220a, 220b, 222a, 222b, 210c)은 각기 가상의 원들(c1, c2, c4, c5 및 c6)의 일부분일 수 있다. 결과적으로, 유체 이송공(210) 내에서 유체 흐름을 방해하는 장애물이 존재하지 않아서 유체 이송공(210)에서 와류가 발생되지 않을 수 있다.
여기서, 곡선 부분들(220a, 220b, 222a, 222b, 210c)은 개폐부(300) 인근 부분들 또는 개폐부(300)와 접촉하는 부분이다. 도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 유체 이송공(210)은 일자 형태가 아니고 볼록한 형상을 가질 수 있으며, 이 경우 볼록한 부분들(220a, 220b, 222a, 222b 및 210c) 중 어느 하나라도 곡선 형상이 아닌 직각 형상을 가지면 와류가 발생할 가능성이 높다.
종래 밸브 설계자들은 와류 발생 여부를 전혀 알지도 못했기 때문에 금형 제조가 용이하도록 볼록한 부분들을 직각으로 형성하였다. 그러나, 이러한 직각 부분, 즉 장애물로 인하여 유체 이송공 내에서 와류가 발생될 수밖에 없었으나, 이러한 와류 발생을 인지하지도 못하였다.
이에, 본 발명은 이러한 와류를 인지하고 와류를 방지할 수 있는 최적의 플라스틱 밸브를 개발하였으며, 이러한 플라스틱 밸브를 제조할 수 있는 금형을 별도로 구현하였다. 특히, 가상의 원들(c1, c2, c4, c5 및 c6)의 반경들을 유체의 흐름을 최대한 자유롭게 하도록 설계하였다.
또한, 하측 내측면(222) 중 개폐부(300)와 접촉하는 부분(210c)과 홀(400)의 종단들을 연결하면 가상의 원(c3)이 되도록 하였으며, 개폐부(300)의 하부를 오목하게 형성한다. 결과적으로, 유체 이송공(210)이 전체적으로 각진 부분없이 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플라스틱 밸브를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 플라스틱 밸브에서 코어(202)의 하측 내측면 중 개폐부(300)와 접촉하는 부분(210c)은 타원(e2) 형상을 가질 수 있고, 개폐부(300)가 부분(210c)에 접촉하였을 때 오목하게 형성된 부분 또한 타원(e1) 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 타원(e2)의 장축 반경은 단축 반경의 2배보다 작을 수 있다. 장축 반경이 단축 반경의 2배 이상이 되면, 하측 내측면 중 개폐부(300)와 접촉하는 부분(210c)이 유체의 흐름을 방해하는 장애물이 될 수 있다. 따라서, 하측 내측면 중 개폐부(300)와 접촉하는 부분(210c)이 장애물이 되지 않도록, 타원(e2)의 장축 반경이 단축 반경의 2배보다 작도록 하여 와류를 방지할 수 있다.
또한, 타원(e1)의 장축 반경 또한 단축 반경의 2배보다 작을 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하측 내측면 중 개폐부와 접촉하는 부분을 도시한 도면이다.
도 7의 (A)를 참조하면, 코어의 하측 내측면 중 개폐부(300)와 접촉하는 부분(210c)은 전체적으로 곡선 형상을 가질 수 있다.
도 7의 (B)를 참조하면, 하측 내측면 중 개폐부(300)와 접촉하는 부분(210c)의 모서리 부분(702 및 704)은 곡선 형상을 가지고 중앙 부분(700)은 평탄한 형상을 가질 수 있다. 이 경에도, 모서리 부분(702 및 704)이 곡선 형상을 가지므로, 유체가 하측 내측면 중 개폐부(300)와 접촉하는 부분(210c)을 유체 에너지 손실 없이 통과할 수 있다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 개폐부로서 다이아프램의 다양한 구조들을 도시한 도면들이다.
개폐부(300)로서 다이아프램은 도 8에 도시된 바와 같이 단일막 구조를 가질 수도 있고, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 이중막 또는 삼중막 구조를 가질 수도 있다.
도 8을 참조하면, 본 실시예의 다이아프램은 단일막 구조를 가지며, 상단에 연결부(302)가 형성된 구조를 가질 수 있다.
상세하게는, 장착부(806)는 곡면부(802) 상면 바닥으로부터 돌출되고, 연결부(302)는 장착부(806)에 결합될 수 있다. 또한, 장착부(806)로부터 좌측 및 우측 방향으로 연장된 평탄부(800)가 형성될 수 있고, 다이아프램을 조작부(204)에 결합시키기 위해 사용되는 고정공(800a)이 평탄부(800)의 종단부에 형성될 수 있다.
형상적으로 볼 때, 다이아프램은 전체적으로 갈매기 형상을 가질 수 있으며, 장착부(806)는 도 8에 도시된 바와 같이 사각형 단면뿐만 아니라 다양한 형상을 가질 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 실시예의 다이아프램은 이중막 구조를 가질 수 있다. 상세하게는, 다이아프램은 상하로 결합되는 상부막(900) 및 하부막(902)을 포함할 수 있다.
하부막(902)의 중앙에는 하부 장착부(926)가 형성되고, 장착부(926)의 중앙에는 연결부(302)가 결합될 수 있다. 물론, 하부 장착부(926)의 길이 방향으로 하여 하부 평탄부(920)가 형성된다.
상부막(900)은 하부 장착부(926)에 대응하는 상부 장착부(914)를 포함하며, 그의 중앙에는 홀(914a)이 형성된다. 여기서, 하부 장착부(926)에 결합된 연결부(902)가 상부 장착부(914)의 홀(914a)을 관통하여 외부로 노출된다. 또한, 상부막(900)의 하면은 하부 장착부(926)를 수용할 수 있는 구조로 되어 있고, 상부 장착부(914)의 길이 방향으로 하여 상부 평탄부(910)가 형성된다.
한편, 단일막의 고정공에 대응하는 홀들(912a 및 920a)이 상부막(900) 및 하부막(902)에 각기 형성될 수 있다.
형상적으로 볼 때, 상부막(900) 및 하부막(902)은 전체적으로 유사한 구조를 가질 수 있다.
도 10을 참조하면, 본 실시예의 다이아프램은 삼중막 구조를 가질 수 있다. 상세하게는, 다이아프램은 순차적으로 결합되는 상부막(1000), 중간막(1002) 및 하부막(1004)을 포함할 수 있다.
하부막(1004)은 하부 장착부(1036)를 포함하되, 하부 장착부(1036)의 중앙에는 연결부(302)가 수직으로 결합될 수 있다. 또한, 하부 장착부(1036)의 길이 방향으로 하여 하부 평탄부(1030)가 형성된다.
중간막(1002)은 하부 장착부(1036)와 결합되는 중간 장착부(1024)를 포함하며, 중간 장착부(1024)의 하면은 하부 장착부(1036)의 상면을 수용할 수 있는 구조를 가진다. 이 때, 중간 장착부(1024)의 중앙에는 홀(1024a)이 형성되며, 연결부(302)가 홀(1024a)을 관통한다. 또한, 중간 장착부(1024)의 길이 방향으로 하여 중간 평탄부(1022)가 형성된다.
상부막(1000)은 중간 장착부(1024)와 결합되는 상부 장착부(1014)를 포함하며, 상부 장착부(1014)의 하면은 중간 장착부(1024)의 상면을 수용할 수 있는 구조를 가진다. 이 때, 상부 장착부(1014)의 중앙에는 홀(1014a)이 형성되며, 중간 장착부(1024)를 통과한 연결부(302)가 홀(1014a)를 통하여 외부로 노출된다. 또한, 상부 장착부(1014)의 길이 방향으로 하여 상부 평탄부(1012)가 형성된다.
한편, 단일막의 고정공에 대응하는 홀들(1010, 1020 및 1030)이 상부막(1000), 중간막(1002) 및 하부막(1004)에 각기 형성될 수 있다.
형상적으로 볼 때, 상부막(1000), 중간막(1002) 및 하부막(1004)은 전체적으로 유사한 구조를 가질 수 있다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
200 : 본체 202 : 코어
204 : 조작부 210 : 유체 이송공
210a : 입력단 210b : 출력단
220 : 상측 내측면 222 : 하측 내측면
300 : 개폐부 302 : 연결부

Claims (19)

  1. 플라스틱 밸브에 있어서,
    플라스틱으로 이루어진 본체;
    상기 본체 내부에 형성된 코어; 및
    개폐부를 포함하되,
    상기 코어의 내측 공간에는 유체가 이동하는 유체 이송공이 형성되고, 상기 개폐부는 상기 밸브 폐쇄시 상기 본체의 홀을 통하여 상기 코어의 일단과 접촉하여 상기 유체의 이동을 차단하며, 상기 유체 이송공에 해당하는 상기 코어의 내측면에서 상기 본체의 홀에 인접한 부분 또는 상기 개폐부와 접촉하는 코어 부분의 적어도 일부가 곡선 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 개폐부는 다이아프램이며, 상기 다이아프램과 접촉하는 코어 부분의 모서리 부분이 곡선 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 밸브.
  3. 제2항에 있어서, 상기 곡선 형상을 가지는 상기 코어의 내측면에 대응하는 본체 부분은 곡선 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 밸브.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유체 이송공의 입력단에서의 유체 에너지, 상기 개폐부에 대응하는 유체 이송공 부분에서의 유체 에너지 및 상기 유체 이송공의 출력단에서의 유체 에너지가 동일하도록 상기 유체 이송공의 형상이 결정되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 밸브.
  5. 제1항에 있어서, 상기 곡선 형상을 가지는 상기 코어의 내측면은 가상의 원의 일부분에 해당하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 밸브.
  6. 제1항에 있어서, 상기 곡선 형상을 가지는 상기 개폐부와 접촉하는 상기 코어 부분의 곡선이 형성하는 가상의 타원의 장축 반경은 상기 타원의 단축 반경의 2배보다 작은 것을 특징으로 하는 플라스틱 밸브.
  7. 제1항에 있어서, 상기 본체는 엔지니어링 플라스틱으로 이루어지고, 상기 코어는 불소 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 밸브.
  8. 제7항에 있어서, 상기 엔지니어링 플라스틱은 폴리페닐렌에테르계 수지와 폴리스티렌계 수지를 성분으로 한 폴리페닐렌에테르계 수지 조성물인 것을 특징으로 하는 플라스틱 밸브.
  9. 플라스틱 밸브에 있어서,
    플라스틱으로 이루어진 본체;
    상기 본체 내부에 형성된 코어; 및
    개폐부를 포함하되,
    상기 코어의 내측 공간에는 유체가 이동하는 유체 이송공이 형성되고, 상기 개폐부는 상기 밸브 폐쇄시 상기 본체의 홀을 통하여 상기 코어의 일단과 접촉하여 상기 유체의 이동을 차단하며, 상기 개폐부가 상기 유체의 흐름을 개방하였을 때 상기 유체 이송공의 입력단에서의 유체 에너지, 상기 개폐부에 대응하는 유체 이송공 부분에서의 유체 에너지 및 상기 유체 이송공의 출력단에서의 유체 에너지 중 적어도 2개의 유체 에너지가 동일하도록 상기 유체 이송공의 형상이 결정되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 밸브.
  10. 제9항에 있어서, 상기 유체 이송공은 일자 형태가 아닌 일부가 볼록한 형상을 가지며, 상기 유체 이송공에 해당하는 상기 코어의 내측면에서 상기 개폐부에 인접한 부분은 곡선 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 밸브.
  11. 제10항에 있어서, 상기 곡선 형상을 가지는 상기 코어의 내측면에 대응하는 상기 본체 부분은 곡선 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 밸브.
  12. 제11항에 있어서, 상기 곡선 형상을 가지는 상기 코어의 내측면은 가상의 원의 일부분에 해당하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 밸브.
  13. 제9항에 있어서, 상기 개폐부와 접촉하는 상기 코어 부분의 적어도 일부는 곡선 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 밸브.
  14. 제13항에 있어서, 상기 개폐부와 접촉하는 상기 코어 부분의 모서리들은 곡선 형상을 가지며, 상기 코어 부분의 상부는 평탄한 것을 특징으로 하는 플라스틱 밸브.
  15. 플라스틱 밸브에 있어서,
    플라스틱으로 이루어진 본체;
    상기 본체 내부에 형성된 코어; 및
    개폐부를 포함하되,
    상기 코어의 내측 공간에는 유체가 이동하는 유체 이송공이 형성되고, 상기 개폐부는 상기 밸브 폐쇄시 상기 본체의 홀을 통하여 상기 코어의 일단과 접촉하여 상기 유체의 이동을 차단하며, 상기 개폐부와 접촉하는 상기 코어 부분의 곡선이 형성하는 가상의 원의 장축 반경은 상기 원의 단축 반경의 2배보다 작은 것을 특징으로 하는 플라스틱 밸브.
  16. 제15항에 있어서, 상기 코어의 내측면에서 본체의 홀에 인접한 부분들은 곡선 형상을 가지며, 상기 곡선 형상을 가지는 상기 코어의 내측면에 대응하는 상기 본체 부분도 곡선 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 밸브.
  17. 플라스틱 밸브에 있어서,
    플라스틱으로 이루어진 본체;
    상기 본체 내부에 형성된 코어; 및
    개폐부를 포함하되,
    상기 코어의 내측에는 유체가 이동하는 유체 이송공이 형성되고, 상기 개폐부는 상기 본체의 홀을 통하여 상기 코어의 일단과 접촉하여 상기 유체의 이동을 차단하며, 상기 유체 이송공의 입력단을 통하여 유입된 유체는 상기 유체 이송공의 출력단을 통하여 출력되고, 상기 입력된 유체가 상기 출력되기까지 상기 유체 이송공 내에서 와류가 발생되지 않도록 상기 유체 이송공의 특정 단면에서 상하로 흐르는 유체들의 속도가 동일한 것을 특징으로 하는 플라스틱 밸브.
  18. 제17항에 있어서, 상기 유체 이송공은 일자 형태가 아닌 일부가 볼록한 형상을 가지고, 상기 코어의 내측면에서 상기 본체의 홀 인접한 부분들은 곡선 형상을 가지며, 상기 곡선 형상을 가지는 상기 코어의 내측면에 대응하는 상기 본체 부분은 곡선 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 밸브.
  19. 제17항에 있어서, 상기 코어는 불소 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 밸브.
KR1020150124997A 2015-09-03 2015-09-03 와류 방지 가능한 플라스틱 밸브 KR20170028120A (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150124997A KR20170028120A (ko) 2015-09-03 2015-09-03 와류 방지 가능한 플라스틱 밸브
PCT/KR2016/004982 WO2017039113A1 (ko) 2015-09-03 2016-05-12 와류 방지가 가능한 밸브 및 이에 사용되는 코어
CN201680051192.6A CN107949738A (zh) 2015-09-03 2016-05-12 能够防止涡流的阀及用于其的芯
EP16842079.2A EP3346170A4 (en) 2015-09-03 2016-05-12 VALVE FOR PREVENTING VORTEX AND CORE USED THEREFROM
US15/912,110 US20180195632A1 (en) 2015-09-03 2018-03-05 Valve capable of preventing vortex and core used therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150124997A KR20170028120A (ko) 2015-09-03 2015-09-03 와류 방지 가능한 플라스틱 밸브

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160143258A Division KR20170028290A (ko) 2016-10-31 2016-10-31 와류 방지 가능한 플라스틱 밸브

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170028120A true KR20170028120A (ko) 2017-03-13

Family

ID=58412102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150124997A KR20170028120A (ko) 2015-09-03 2015-09-03 와류 방지 가능한 플라스틱 밸브

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170028120A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101019364B1 (ko) 2003-08-29 2011-03-07 아사히 유키자이 고교 가부시키가이샤 작동 유체용 조인트의 수용 개구를 갖는 밸브

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101019364B1 (ko) 2003-08-29 2011-03-07 아사히 유키자이 고교 가부시키가이샤 작동 유체용 조인트의 수용 개구를 갖는 밸브

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190008973A (ko) 플라스틱 밸브
KR20170028290A (ko) 와류 방지 가능한 플라스틱 밸브
US9097352B2 (en) Relief valve for overload protection
US20180195632A1 (en) Valve capable of preventing vortex and core used therefor
ES2713167T3 (es) Dispositivo de válvula y acoplamiento de fluido comprendido por el mismo
JP4903063B2 (ja) マニホールド弁
JP4762222B2 (ja) ダイヤフラムバルブ
JP2007292237A (ja) 二重管の接続構造
KR20170035589A (ko) 와류 방지가 가능한 밸브에 사용되는 코어
JP2016205616A (ja) 逆止弁
KR20170028120A (ko) 와류 방지 가능한 플라스틱 밸브
KR20180044240A (ko) 개폐부에서 유체 흐름을 최적화한 밸브
KR20180045880A (ko) 유체 흐름을 최적화한 밸브
US20120061601A1 (en) Gate valve
KR20170035590A (ko) 와류 방지가 가능한 밸브
JP2019518922A (ja) ねじれを防止できるプラスチックバルブ
JP2008138830A (ja) マニホールド弁
US20140000731A1 (en) Flow Control Valve Assemblies with Check Valves
KR20200063797A (ko) 체크 밸브 장치
US11204101B2 (en) Valve having streamlined fluid flow space
US20200232568A1 (en) Plastic valve
EP3705761A1 (en) Plastic valve
WO2019107231A1 (ja) マイクロ流体チップ
US11260478B2 (en) Valve for preventing distortion
KR20180010068A (ko) 와류 방지가 가능한 파이프 결합 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
A107 Divisional application of patent
J201 Request for trial against refusal decision
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2016101006239; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20161031

Effective date: 20171127