KR20180095800A

KR20180095800A - 체크 밸브 구조

Info

Publication number: KR20180095800A
Application number: KR1020187014515A
Authority: KR
Inventors: 노부야스 하라시마
Original assignee: 후지쿠라 고무 코교 가부시끼가이샤
Priority date: 2016-04-06
Filing date: 2016-04-06
Publication date: 2018-08-28
Also published as: KR102045542B1; US10704700B2; US20190024810A1; CN108474490A; CN108474490B; WO2017175335A1

Abstract

밸브 박스 내에 용이하게 조립할 수 있고, 조립 작업 시나 성형 시에 파손 등이 발생하기 어려운 밸브체를 구비하는 체크 밸브 구조는, 유체의 유입로 및 유출로와, 유입로 및 유출로의 각각에 연통하는 밸브 박스와, 밸브 박스 내에 배치되고, 탄성 재료에 의해 구성되는 밸브체를 구비하고, 밸브체는 평면시 대략 원형상의 박육부와, 박육부의 일방면의 실질적 중앙으로부터 돌출하는 후육부를 갖고, 밸브 박스는 유출로에 연속하는 구멍부를 갖고, 후육부의 바닥부 외측 가장자리를 지지 가능한 환상 바닥부 및 당해 환상 바닥부의 외주 가장자리에 연속하는 둘레벽부를 포함하는 밸브체 지지부와, 박육부의 타방면측의 외주 가장자리부 근방이 맞닿는 밸브체 맞닿음부, 및 당해 밸브체 맞닿음부 및 유입로의 출구끝의 사이에 위치하고, 박육부의 타방면이 맞닿음 가능한 밸브 시트면을 포함하는 밸브 시트부를 구비하고, 유입로로부터 유출로를 향하는 순류 방향으로 흐르는 유체의 압력에 의해, 박육부의 타방면측의 외주 가장자리부 근방이 밸브체 맞닿음부로부터 떨어지도록 탄성 변형하여 밸브 개방한다.

Description

체크 밸브 구조

본 발명은 유체의 유로에 설치되는 체크 밸브 구조에 관한 것이다.

액체 펌프, 산소농축기, 혈액투석 회로, 수액 회로 등에 적합하게 사용되어, 액체 등의 유체의 흐름을 순류 방향으로만 제한하고, 역류 방향의 흐름을 방지하는 체크 밸브 구조가 종래 알려져 있다. 이 체크 밸브 구조를 구성하는 밸브체로서, 예를 들면, 평면시로 대략 원형 형상의 우산 형상부와, 우산 형상부의 대략 중앙에 설치되어 이루어지는 축부를 구비하고, 탄성 변형 가능한 탄성 재료(예를 들면, 실리콘 고무 등의 고무 재료)에 의해 구성되는, 소위 엄브렐러 타입의 밸브체가 알려져 있다(특허문헌 1 참조).

일본 특개 2009-250363호 공보

도 10에 종래의 엄브렐러 타입의 밸브체를 사용한 체크 밸브 구조의 개략 구성을 도시한다. 도 10에 도시하는 바와 같이, 종래의 엄브렐러 타입의 밸브체(40)에서는, 축부(41)의 도중에 직경확장부(42)가 설치되어 있다. 이 밸브체(40)를 사용한 체크 밸브 구조에서는, 축부(41)를 지지하는 지지 구멍과, 유체가 통과하기 위한 유로 구멍(51)이 형성된 밸브 시트(50)가 유체의 유로의 도중에 설치되어 있다. 그리고, 당해 밸브 시트(50)의 지지 구멍에 축부(41)가 삽입됨으로써 축부(41)의 직경확장부(42)가 지지 구멍에 걸어진다. 그 결과로, 순류 방향의 유체의 압력에 대하여 축부(41)가 지지 구멍으로부터 빠져버리는 것을 방지하는 기능이 이루어진다.

이러한 구성을 갖는 종래의 엄브렐러 타입의 밸브체(40)는 축부(41)가 삽입되는 지지 구멍의 내경이 직경확장부(42)의 외경보다도 크기 때문에, 지지 구멍에 축부(41)를 삽입하는 작업이 번잡하다고 하는 문제가 있다. 또한 직경확장부(42)를 탄성 변형시켜 지지 구멍에 삽입시키기 위하여, 지지 구멍에 삽입한 축부(41)의 선단을 강한 힘으로 잡아당길 필요가 있지만, 그때에 축부(41)가 우산 형상부(43)로부터 절단되어 버린다고 하는 문제가 있다. 더욱이, 상기 엄브렐러 타입의 밸브체(40)는 금형을 사용하여 성형되는데, 축부(41)의 도중에 설치되어 있는 직경확장부(42)가 밸브체(40)를 금형으로부터 뽑을 때의 저항이 되어, 축부(41)가 파손될 우려가 있다.

이러한 문제를 감안하여, 본 발명은 밸브 박스 내에 용이하게 조립할 수 있고, 조립시나 성형 시에 파손 등이 생기기 어려운 밸브체를 구비하는 체크 밸브 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 유체의 유입로 및 유출로와, 상기 유입로 및 상기 유출로의 각각에 연통하는 밸브 박스와, 상기 밸브 박스 내에 배치되어, 탄성 재료에 의해 구성되는 밸브체를 구비하는 체크 밸브 구조로서, 상기 밸브체는 평면시로 대략 원형상의 박육부와, 상기 박육부의 일방면의 실질적 중앙으로부터 돌출하는 후육부를 구비하고, 상기 밸브 박스는, 상기 유출로에 연속하는 구멍부가 대략 중앙에 형성되고, 상기 후육부의 바닥부 외측 가장자리를 지지 가능한 환상 바닥부 및 당해 환상 바닥부의 외주 가장자리에 연속하는 둘레벽부를 포함하는 밸브체 지지부와, 상기 박육부의 타방면측의 외주 가장자리부 근방이 맞닿는 밸브체 맞닿음부, 및 당해 밸브체 맞닿음부 및 상기 유입로의 출구끝의 사이에 위치하고, 상기 박육부의 타방면이 맞닿음 가능한 밸브 시트면을 포함하는 밸브 시트부를 구비하고, 상기 유입로로부터 상기 유출로를 향하는 순류 방향으로 흐르는 상기 유체의 압력에 의해, 상기 박육부의 타방면측의 외주 가장자리부 근방이 상기 밸브체 맞닿음부로부터 떨어지도록 탄성 변형하여 밸브 개방하는 것을 특징으로 하는 체크 밸브 구조를 제공한다(발명 1).

상기 발명(발명 1)에 있어서, 상기 밸브체 맞닿음부에 맞닿는 상기 박육부의 외주 가장자리부 근방의 두께가 0.1∼1.0mm인 것이 바람직하다(발명 2).

상기 발명(발명 1, 2)에 있어서, 상기 후육부가 상기 밸브체 지지부의 중앙에 헐겁게 끼워맞추어진 상태에서, 상기 후육부의 측벽으로부터 상기 밸브체 지지부의 둘레벽부까지의 길이가 상기 밸브체 맞닿음부로부터 상기 박육부의 외주 가장자리 끝부까지의 길이보다도 작은 것이 바람직하다(발명 3).

상기 발명(발명 1∼3)에 있어서, 상기 밸브체는 상기 박육부의 타방면측의 실질적 중앙으로부터 돌출하고, 상기 유입로 내에 끼우고 빼기 가능한 볼록부를 갖는 것이 바람직하다(발명 4).

상기 발명(발명 1∼4)에 있어서, 상기 밸브 박스의 단면시에 있어서 상기 밸브체 지지부의 둘레벽부의 정상부와 상기 유입로의 출구끝 사이의 길이가 상기 밸브체의 평면시에 있어서의 중앙의 두께보다도 작은 것이 바람직하다(발명 5).

상기 발명(발명 1∼5)에 있어서, 상기 밸브체 지지부의 둘레벽부의 정상부로부터 외측으로 넓어지는 경사면을 또한 갖고, 상기 경사면에는, 상기 유출로를 향하는 유로를 구성하는 오목 형상 홈부가 상기 환상 바닥부의 상기 구멍부를 중심으로 하는 방사상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다(발명 6).

상기 발명(발명 1∼6)에 있어서, 상기 밸브 박스는 상기 유입로를 갖는 제1 밸브 박스와, 상기 유출로를 갖는 제2 밸브 박스가 끼워맞추어짐으로써 구성되어 있는 것이 바람직하다(발명 7).

본 발명에 의하면, 밸브 박스 내에 용이하게 조립할 수 있고, 조립 시나 성형 시에 파손 등이 생기기 어려운 밸브체를 구비하는 체크 밸브 구조를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 체크 밸브 구조의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시형태에 있어서의 밸브체의 개략 구성을 도시하는 절단 단면도이다.
도 3(a)∼(c)는 본 발명의 하나의 실시형태에 있어서의 밸브체의 다른 구성을 도시하는 절단 단면도이다.
도 4(a)는 본 발명의 하나의 실시형태에 있어서의 제1 밸브 박스를 도시하는 평면도이며, 도 4(b)는 도 4(a)에 있어서의 A-A선 단면도이다.
도 5(a)는 본 발명의 하나의 실시형태에 있어서의 제2 밸브 박스를 도시하는 평면도이며, 도 5(b)는 도 5(a)에 있어서의 B-B선 단면도이다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 체크 밸브 구조를 도시하는 부분 확대 절단 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 체크 밸브 구조에 있어서의, 순류 방향의 유체가 흐를 때의 작용을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 체크 밸브 구조에 있어서의, 역류 방향의 유체(고압)가 흐를 때의 역류 방지 작용을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 9는, 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 체크 밸브 구조에 있어서의, 역류 방향의 유체(저압)가 흐를 때의 역류 방지 작용을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 10은 종래의 엄브렐러 타입의 밸브체를 갖는 체크 밸브 구조의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 체크 밸브 구조(1)는 유입로(23) 및 유출로(24), 및 유입로(23) 및 유출로(24)의 각각에 연통하는 수지제의 밸브 박스(2)와, 밸브 박스(2) 내에 배치되어, 탄성 재료에 의해 구성되는 밸브체(3)를 갖는다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 밸브체(3)는 자유 상태(조립 상태)에서 대략 원추 형상(평면시에서 대략 원형상)의 박육부(31)와, 박육부(31)의 일방면(31A)측의 실질적 중앙으로부터 돌출하는, 대략 원기둥 형상의 후육부(32)를 갖는다.

밸브체(3)를 구성하는 재료로서는, 순류 방향(도 1에 있어서의 우측 방향)으로 흐르는 유체의 압력에 의해 탄성 변형 가능한 탄성 재료인 한, 특별히 한정되는 것은 아니다. 당해 재료로서는, 예를 들면, 실리콘 고무, 이소프렌 고무, 부틸 고무 등의 합성 고무; 열가소성 엘라스토머 등을 들 수 있다.

또한, 도 3(a)에 도시하는 바와 같이, 밸브체(3)는 박육부(31)의 타방면(31B)측으로부터 돌출하는 볼록부(33)를 가지고 있어도 된다. 밸브체(3)가 흐름 방향(도 1에 있어서의 가로방향)에 직교하는 방향(도 1에 있어서의 세로방향)으로 벗어나 버리면, 유출로(24)측으로부터 유입로(23)측을 향하는 유로를 막을 수 없어, 역류 방지 효과가 저감될 우려가 있다. 그러나, 상기 볼록부(33)를 가짐으로써, 역류 방향의 유체의 압력에 의해 밸브체(3)가 유입로(23)측으로 이동했을 때, 볼록부(33)가 유입로(23) 내에 들어간다. 이것에 의해 밸브체(3)가 흐름 방향(도 1에 있어서의 가로방향)에 직교하는 방향(도 1에 있어서의 세로방향)으로 벗어나는 것을 억제할 수 있다. 이러한 작용을 발휘하기 위하여, 평면시에 있어서의 볼록부(33)의 직경은 볼록부(33)의 정상부(33A)를 포함하는 적어도 일부가 유입로(23) 내에 들어갈 수 있을 정도로, 유입로(23)의 내경보다도 작게 설정될 수 있다.

또한 도 3(b) 및 (c)에 도시하는 바와 같이, 밸브체(3)는 박육부(31)의 외주 가장자리 끝부(34)가 박육부(31)의 다른 부분에 비해 두껍게 구성되어 있어도 된다. 박육부(31)의 외주 가장자리 끝부(34)가 다른 부분에 비해 두껍게 구성되어 있음으로써 당해 박육부(31)의 외주 가장자리 끝부(34) 근방에 주름 등의 변형이 발생하는 것을 억제할 수 있어, 보다 양호한 역류 방지 효과를 얻을 수 있다. 또한 순류 방향으로 흐르는 유체의 압력에 의해 외주 가장자리 끝부(34)가 변형되어 버리면, 유로(후술하는 제2 밸브 박스(22)의 오목 형상 홈부(291))에 들어가 버릴 우려가 있지만, 박육부(31)의 외주 가장자리 끝부(34)가 다른 부분에 비해 두껍게 구성되어 있음으로써 당해 외주 가장자리 끝부(34)가 변형되어 유로에 들어가는 것을 방지하여, 유량이 저하하는 것을 방지할 수 있다.

밸브 박스(2)는 유입로(23)를 갖는 제1 밸브 박스(21)와, 유출로(24)를 갖는 제2 밸브 박스(22)를 갖는다. 도 4(a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 제1 밸브 박스(21)는 유입로(23)의 출구끝(231)으로부터 외측으로 퍼지는 밸브 시트부(25)와, 끼워맞춤 볼록부(26)를 갖는다. 밸브 시트부(25)는 밸브체(3)의 박육부(31)의 타방면(31B)측의 외주 가장자리부 근방(311)이 맞닿음 가능한 둥근 고리 형상의 밸브체 맞닿음부(251)와, 둥근 고리 형상의 밸브체 맞닿음부(251) 및 유입로(23)의 출구끝(231) 사이에 연속하고, 경사면에 의해 구성되는 밸브 시트면(252)을 갖는다.

도 5(a) 및 (b)에 도시하는 바와 같이, 제2 밸브 박스(22)는 유출로(24)에 연속하는 구멍부(273)를 포함하는 밸브체 지지부(27)와, 제1 밸브 박스(21)의 끼워맞춤 볼록부(26)에 대응하는 끼워맞춤 오목부(28)를 갖는다. 제1 밸브 박스(21)의 끼워맞춤 볼록부(26)와 제2 밸브 박스(22)의 끼워맞춤 오목부(28)가 끼워맞추어짐으로써 밸브 박스(2)가 구성된다.

밸브체 지지부(27)는 밸브체(3)의 후육부(32)의 바닥부(321)의 외측 가장자리를 지지 가능하고, 대략 중앙에 구멍부(273)가 형성되어 이루어지는 환상 바닥부(271)와, 환상 바닥부(271)의 외주 가장자리로부터 유입로(23)측을 향하여 세워 설치하는 둘레벽부(272)를 갖고, 밸브체(3)의 후육부(32)가 헐겁게 끼워맞춤 가능한 오목형으로 구성되어 있다. 밸브체 지지부(27)의 둘레벽부(272)의 정상부(272A)에는, 당해 정상부(272A)로부터 외측으로 넓어지는 경사면(29)이 연속되어 있다. 그리고, 경사면(29) 및 환상 바닥부(271)를 복수로 분할하도록, 오목 형상 홈부(291)가 구멍부(272)를 중심으로 하는 방사상으로 형성되어 있다. 후술하는 바와 같이, 순류 방향으로 흐르는 유체의 압력에 의해 밸브체(3)의 박육부(31)가 탄성 변형되어, 박육부(31)의 외주 가장자리부 근방(311)이 밸브체 맞닿음부(251)로부터 벗어남으로써 본 실시형태에 따른 체크 밸브 구조(1)가 밸브 개방한다. 이때, 박육부(31)의 일방면(31A) 측은 경사면(29)에 면접촉하게 되지만, 오목 형상 홈부(291)가 형성되어 있음으로써 당해 오목 형상 홈부(291)가 유로를 구성하여, 유체가 유출로(24)를 향하여 흐른다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 제1 밸브 박스(21) 및 제2 밸브 박스(22)를 끼워맞춤시켜 구성되는 밸브 박스(2)의 단면시에 있어서, 밸브체 지지부(27)의 둘레벽부(272)의 정상부(272A)와 유입로(23)의 출구끝(231)과의 사이의 길이(L₁)는 밸브체(3)의 평면시에 있어서의 중앙(후육부(32))의 두께(T₃₂)보다도 작은 것이 바람직하다. 상기 길이(L₁)가 상기 두께(T₃₂)보다도 작음으로써 밸브체(3)가 흐름 방향(도 1에 있어서의 가로방향)에 직교하는 방향(도 1에 있어서의 세로방향)으로 벗어나는 것을 방지할 수 있다.

또한 후육부(32)가 밸브체 지지부(27)의 평면시에서 중앙에 헐겁게 끼워맞추어진 상태에서, 후육부(32)의 측벽(322)으로부터 밸브체 지지부(27)의 둘레벽부(272)까지의 길이(L₂)가 밸브체 맞닿음부(251)로부터 박육부(31)의 외주 가장자리 끝부(34)까지의 길이(L₃)보다도 작은 것이 바람직하다. 이것에 의해, 후육부(32)가 밸브체 지지부(27)에 헐겁게 끼워맞추어진 상태에서 밸브체(3)가 흐름 방향(도 1에 있어서의 가로방향)에 직교하는 방향(도 1에 있어서의 세로방향)으로 벗어났다고 해도, 박육부(31)의 외주 가장자리부 근방(311)이 밸브체 맞닿음부(251)에 맞닿은 상태를 유지할 수 있기 때문에, 확실하게 역류 방지 효과가 발휘된다.

밸브체(3)의 박육부(31)의 외주 가장자리부 근방(311)(밸브체 맞닿음부(251)에 맞닿는 부분)의 두께(T₃₁)는 0.1∼1.0mm인 것이 바람직하고, 0.1∼0.4mm인 것이 보다 바람직하다. 당해 두께(T₃₁)가 0.1mm 미만이면, 역류 방향의 유체의 압력에 의해 박육부(31)가 휘어, 밸브 시트부(25)의 밸브체 맞닿음부(251)나 밸브 시트면(252)과 밸브체(3)(박육부(31)) 사이에 간극이 생겨 버려, 유체가 역류해 버릴 우려가 있다. 한편, 당해 두께(T₃₁)가 1.0mm를 초과하면, 순류 방향의 유체의 압력이 낮은 경우에, 박육부(31)가 탄성 변형하기 어려워져, 순류 방향의 유체가 흐르기 어려워진다.

상술한 구성을 갖는 본 실시형태에 따른 체크 밸브 구조(1)의 조립 작업은 이하와 같이 하여 행해질 수 있다. 우선, 제2 밸브 박스(21)의 밸브체 지지부(27)에 밸브체(3)의 후육부(32)를 헐겁게 끼워맞춘다. 밸브체 지지부(27)는 밸브체(3)의 후육부(32)를 헐겁게 끼워맞춤 가능한 정도의 직경을 갖기 때문에, 당해 밸브체 지지부(27)에 밸브체(3)의 후육부(32)를 용이하게 헐겁게 끼워맞춤할 수 있다.

다음에 제1 밸브 박스(21)와, 밸브체 지지부(27)에 밸브체(3)의 후육부(32)가 헐겁게 끼워맞추어져 있는 제2 밸브 박스(22)를, 끼워맞춤 볼록부(26) 및 끼워맞춤 오목부(28)에 의해 끼워맞춘다. 이때, 제1 밸브 박스(21)의 밸브 시트부(25)의 밸브체 맞닿음부(251)가 밸브체(3)의 박육부(31)의 외주 가장자리부 근방(311)에 맞닿음과 아울러, 박육부(31)를 제2 밸브 박스(21)측으로 약간 누른다. 이렇게 하여 밸브체(3)가 밸브 박스(2) 내에 고정되고, 체크 밸브 구조(1)는 밸브 폐쇄 상태로 조립된다.

상술한 구성을 갖는 본 실시형태에 따른 체크 밸브 구조(1)의 작용에 대하여 설명한다.

본 실시형태에 따른 체크 밸브 구조(1)는, 예를 들면, 혈액투석 회로, 수액 회로, 산소농축기, 자동차·농경기 등의 엔진의 연료공급계 등에 있어서의 유로의 도중에 설치된다.

그리고, 도 7에 도시하는 바와 같이, 체크 밸브 구조(1)의 유입로(23)로부터 유출로(24)를 향하여(도 7의 화살표 방향) 유체가 흐르면, 유체의 압력에 의해, 박육부(31)(특히 박육부(31)의 외주 가장자리부 근방(311))가 탄성 변형한다. 본 실시형태에서 박육부(31)의 외주 가장자리부 근방(311)의 두께(T₃₁)가 0.1∼1.0mm 정도임으로써 유체의 압력이 낮아도(예를 들면, 2.0kPa 정도), 박육부(31)(특히 박육부(31)의 외주 가장자리부 근방(311))가 탄성 변형한다. 그 결과, 자연 상태(조립 상태)에서 밸브체 맞닿음부(251)에 맞닿아 있던 박육부(31)의 외주 가장자리부 근방(311)이 당해 밸브체 맞닿음부(251)로부터 벗어나고, 밸브 시트부(25)와 박육부(31)와의 간극에 유체가 유입된다.

이때, 밸브체(3)의 박육부(31)의 일방면(31A) 측이 경사면(29)에 면접촉하지만, 밸브 시트부(25)와 박육부(31)와의 간극에 유입된 유체는 구멍부(273)에 연속하는 오목 형상 홈부(291)를 유출로(24)를 향하여 흐른다. 이와 같이, 본 실시형태에 따른 체크 밸브 구조(1)에서는, 순류 방향의 유체의 흐름이 허가된다.

한편, 도 8에 도시하는 바와 같이, 체크 밸브 구조(1)의 유출로(24)로부터 유입로(23)를 향하여(도 8의 화살표 방향으로) 유체가 흐르면, 유체의 압력에 의해, 밸브체(3)가 유입로(23)를 향하여 이동한다. 이때, 유체의 압력이 높으면(예를 들면, 15kPa 이상 정도), 박육부(31)가 밸브 시트면(252)에 면접촉함과 아울러 후육부(32)가 유입로(23)의 출구끝(231)에 밀어 붙여져, 유입로(23)의 출구끝(231)을 가로막을 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 밸브체(3)는 유체의 압력에 의해 탄성 변형 가능한 탄성 재료에 의해 구성된다. 본 실시형태에 있어서의 밸브체(3)가 후육부(32)를 갖지 않는 것(원반 형상의 밸브체)이면, 후술하는 시험예로부터도 명확한 바와 같이, 역류 방향으로 흐르는 유체의 압력에 의해 밸브체(특히 밸브체의 평면시에서 중앙부)에 큰 응력이 걸림으로써 밸브체가 파단되어 버릴 우려가 있다. 그러나, 본 실시형태에 있어서의 밸브체(3)가 후육부(32)를 가짐으로써 밸브체(3)(특히 박육부(31)와 후육부(32)의 경계 부분)에 걸리는 응력을 저감할 수 있기 때문에, 밸브체(3)가 파단되어 버리는 것을 방지할 수 있다.

또한 도 9에 도시하는 바와 같이, 체크 밸브 구조(1)의 유출로(24)로부터 유입로(23)를 향하여(도 9의 화살표 방향으로) 흐르는 유체의 압력이 낮은 경우(예를 들면, 1.0kPa 이하 정도), 밸브체(3)가 약간 유입로(23)를 향하여 이동하지만, 후육부(32)가 유입로(23)의 출구끝(231)에 밀어붙여지는 만큼은 이동하지 않는다. 그러나, 이러한 경우에도, 박육부(31)의 외주 가장자리부 근방(311)이 밸브체 맞닿음부(251)에 맞닿음으로써 유입로(23)를 향하는 유로를 막을 수 있다. 이렇게 하여, 본 실시형태에 따른 체크 밸브 구조(1)에서는, 역류 방향의 유체의 압력에 관계없이, 당해 유체를 효과적으로 역류 방지할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 체크 밸브 구조(1)에 의하면, 밸브체(3)가 박육부(31) 및 후육부(32)를 갖고, 당해 후육부(32)를 밸브체 지지부(27)에 헐겁게 끼워맞춤시킨 상태에서 제1 밸브 박스(21)와 제2 밸브 박스(23)를 끼워맞춤시킴으로써 조립 작업이 완료되기 때문에, 당해 조립 작업을 용이하게 행할 수 있다. 또한 종래의 엄브렐러 타입의 밸브체(도 10 참조)와 같이, 밸브 시트 등에 고정하기 위한 직경확장부를 갖지 않기 때문에, 조립 작업 시나 성형 시에 밸브체가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 따른 체크 밸브 구조(1)에 의하면, 역류하는 유체압이 저압(예를 들면, 1.0kPa 이하 정도)인 경우에는, 밸브체 맞닿음부(251)에 박육부(31)의 외주 가장자리부 근방(311)이 맞닿는 한편, 역류하는 유체압이 고압인 경우에는, 박육부(31)의 타방면(31B)이 밸브 시트면(252)에 면접촉함으로써 양호한 역류 방지 효과가 발휘된다. 한편으로, 자연 상태에서 밸브체 맞닿음부(251)에 맞닿는 박육부(31)의 외주 가장자리부 근방(311)의 두께(T₃₁)가 0.1∼1.0mm 정도로 비교적 얇기 때문에, 순류 방향의 유체의 유체압이 저압이어도 밸브 개방할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 따른 체크 밸브 구조(1)에 의하면, 순류 방향의 유체에 대해서는 양호한 응답성을 나타냄과 아울러, 역류 방향의 유체에 대해서는 양호한 역류 방지 효과를 발휘할 수 있다.

이상에서 설명한 실시형태는, 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위해 기재된 것이며, 본 발명을 한정하기 위해 기재된 것이 아니다. 따라서, 상기 실시형태에 개시된 각 요소는 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계 변경이나 균등물도 포함하는 취지이다.

실시예

이하, 실시예 등을 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예 등에 의해 조금도 한정되는 것이 아니다.

[시험예 1]

도 1에 도시하는 구성을 갖는 체크 밸브 구조(1)(실시예 1) 및 밸브체(3)가 후육부(32)를 갖지 않는 이외는 실시예 1의 체크 밸브 구조(1)와 동일한 구성을 갖는 체크 밸브 구조(비교예 1)에 대하여, 역류 방향의 유체의 압력에 의해 밸브체에 발생하는 응력을 평가하기 위해, 시뮬레이션 해석을 행했다. 상기 시뮬레이션 해석은, 비선형 구조 해석 소프트(제품명: MSC. MARC, MSC사제)를 사용하여, 유한 요소법에 의해 행해지고, 사용 요소를 4접점 축대칭 솔리드 요소로 했다. 상기 시뮬레이션 해석에 있어서, 밸브체를 실리콘 고무(파단 강도: 10MPa)에 의해 구성하고, 그 평면시 중앙의 두께를 1.16mm(실시예 1) 및 0.24mm(비교예 1)로 한 모델을 사용했다.

상기 시뮬레이션 해석의 결과, 비교예 1에서는, 0.45MPa의 압력이 인가되었을 때, 밸브체의 평면시 중앙에 10MPa 이상의 최대 응력이 발생하는 것이 확인되었다. 한편, 실시예 1에서는, 0.45MPa의 압력이 인가되었을 때, 박육부(31)와 후육부(32)의 경계 부분에 1.2MPa의 최대 응력이 발생하고, 1MPa의 압력이 인가되었을 때에는, 당해 경계 부분에 4MPa의 최대 응력이 발생하는 것이 확인되었다.

이 시뮬레이션 결과로부터 명확한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 체크 밸브 구조(1)에 의하면, 밸브체(3)가 후육부(32)를 가짐으로써 역류 방향의 유체의 압력이 높아도, 밸브체(3)가 파단되어 버리는 것을 방지할 수 있다.

1…체크 밸브 구조
2…밸브 박스
21…제1 밸브 박스
22…제2 밸브 박스
23…유입로
231…출구끝
24…유출로
25…밸브 시트부
27…밸브체 지지부
271…환상 바닥부
272…둘레벽부
273…구멍부
3…밸브체
31…박육부
32…후육부

Claims

유체의 유입로 및 유출로와, 상기 유입로 및 상기 유출로의 각각에 연통하는 밸브 박스와, 상기 밸브 박스 내에 배치되고, 탄성 재료에 의해 구성되는 밸브체를 구비하는 체크 밸브 구조로서,
상기 밸브체는, 평면시 대략 원형상의 박육부와, 상기 박육부의 일방면의 실질적 중앙으로부터 돌출하는 후육부를 갖고,
상기 밸브 박스는, 상기 유출로에 연속하는 구멍부가 대략 중앙에 형성되고, 상기 후육부의 바닥부 외측 가장자리를 지지 가능한 환상 바닥부 및 당해 환상 바닥부의 외주 가장자리에 연속하는 둘레벽부를 포함하는 밸브체 지지부와, 상기 박육부의 타방면측의 외주 가장자리부 근방이 맞닿는 밸브체 맞닿음부, 및 당해 밸브체 맞닿음부 및 상기 유입로의 출구끝의 사이에 위치하고, 상기 박육부의 타방면이 맞닿음 가능한 밸브 시트면을 포함하는 밸브 시트부를 구비하고,
상기 유입로로부터 상기 유출로를 향하는 순류 방향으로 흐르는 상기 유체의 압력에 의해, 상기 박육부의 타방면측의 외주 가장자리부 근방이 상기 밸브체 맞닿음부로부터 떨어지도록 탄성 변형하여 밸브 개방하는 것을 특징으로 하는 체크 밸브 구조.
제 1 항에 있어서, 상기 밸브체 맞닿음부에 맞닿는 상기 박육부의 외주 가장자리부 근방의 두께가 0.1∼1.0mm인 것을 특징으로 하는 체크 밸브 구조.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 후육부가 상기 밸브체 지지부의 중앙에 헐겁게 끼워맞추어진 상태에서, 상기 후육부의 측벽으로부터 상기 밸브체 지지부의 둘레벽부까지의 길이가 상기 밸브체 맞닿음부로부터 상기 박육부의 외주 가장자리 끝부까지의 길이보다도 작은 것을 특징으로 하는 체크 밸브 구조.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브체는 상기 박육부의 타방면측의 실질적 중앙으로부터 돌출하고, 상기 유입로 내에 끼우고 빼기 가능한 볼록부를 갖는 것을 특징으로 하는 체크 밸브 구조.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 박스의 단면시에서 상기 밸브체 지지부의 둘레벽부의 정상부와 상기 유입로의 출구끝과의 사이의 길이가 상기 밸브체의 평면시에 있어서의 중앙의 두께보다도 작은 것을 특징으로 하는 체크 밸브 구조.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브체 지지부의 둘레벽부의 정상부로부터 외측으로 넓어지는 경사면을 또한 갖고,
상기 경사면에는, 상기 유출로를 향하는 유로를 구성하는 오목 형상 홈부가 상기 환상 바닥부의 상기 구멍부를 중심으로 하는 방사상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 체크 밸브 구조.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밸브 박스는 상기 유입로를 갖는 제1 밸브 박스와, 상기 유출로를 갖는 제2 밸브 박스가 끼워맞추어짐으로써 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 체크 밸브 구조.