JP2014031814A - 精密な圧力及び流量調節が可能なコーン弁 - Google Patents

Abstract

【課題】精密な圧力及び流量調節が可能なコーン弁を提供する。
【解決手段】管路を流れる流体の中心軸を中心に流量調節体２０を回転させることによって、回転量を長さに変換させて、コーン部１２との間隔調節を通じて通過流量を調節可能にすることによって、ネジ式で微細流量の調節が可能であるだけではなく、設置装置を減らして狭い空間でも装着できる。コーン弁１００は、長手方向に流路１１が形成され、この流路の内部には、コーン部が備えられた第１本体１０と、一端が第１本体と結合されて回転させることによって、コーン部との間隔を通じて流量を調節する流量調節体と、流量調節体の他端を仕上げ、パイプと連結される第２本体３０と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、精密な圧力及び流量調節が可能なコーン弁に係り、より詳細には、流量調節体をネジ式で回転させることによって、流動抵抗を改善させたコーン部との間隔を微細に調節させることによって、正確な圧力及び流量調節と共に経時的にも流量変動を起こせず、流動抵抗による空洞化現象の発生が著しく減ることによって、弁及び付随装置の耐久寿命が改善され、急な流量変動による安全事故を防止する弁に関する。

一般的に、管路内の流体の流れを制御して流量を調節する弁には、ボール弁・バタフライ弁・ゲート弁、そして、ダイアフラム弁など多種がある。そのうち、ボール弁が多く使われる類型の弁として多様な形態で製作して使われている。

特許文献１は、このようなボール弁の一例を示す。特許文献１のボール弁は、弁本体６の両側の流路１の中央に設けられ、貫通孔５が備えられたボール２と、該ボール２の上方に噛み合い、流路１と垂直方向に設けられたステム３と、該ステム３と一体に固定されたハンドル４と、ボール２と流路１との接触面に設けられて、ボール２と弁本体６との間を機密にするシートリング７を備えてなる公知の流量制御ボールにおいて、前述したボール２の回転角度に対して、流路１と重畳されるボール２の貫通孔５の面積とが比例するようにすることを特徴とする。このような従来のボール弁は、流量遮断用取っ手を回すことによって、ボールが回転しながら、流路を遮断または連結して流量を制御する。

しかし、このような従来のボール弁は、次のような問題が発生した。
１）取っ手を回すことによって、ボールが回転しながら、流路を連結させるのために、流体の供給及び遮断には効果があるが、精密に流量を調節することはできなかった。
２）精密に圧力または流量を調節するために、ボールを完全に開かず、ボールに形成された流路を、流体の流れに対して同一線上に位置させる方法がある。しかし、このようにボールの流路がずれれば、一時的に流量調節が可能となるが、流体の圧力によって、ボールが回転しながら、完全に開かれるか、逆に完全に閉じて流量または圧力調節が全然なされなくなる。
さらに、急に流量変動または圧力変動が発生すれば、配管、ポンプ、及び付帯装置の内部の急な圧力上昇によって、必然的に急な破壊によって安全事故が頻繁に発生し、安全弁を設置しても、安全弁に放出される多量の移送流体によって莫大な損失が発生する。
一方、精密に圧力または流量を調節するために、ボールを完全に開にしないと、移送される流体の流線の流れが急に変動されて、流体の圧力と速度とが急に変化されて、移送流体が蒸気圧以下に到逹し、これにより、空洞現象（キャビテーション）が発生して弁が完破される。
一方、前述した空洞現象及び移送流体の流動抵抗によって、流動ノイズが大気中に拡散されて、産業安全及び産業環境を阻害する要素として台頭されている。
３）ボール弁で必然的に発生する乱流の発生によって、流動の流れに敏感な測定装備は設置しにくかった。これを解決するためには、必ずしも乱流の流れを層流化させる停留装置が必要であり、測定装備は、この停留装置から一定直線距離を確保しなければならなかった。したがって、付随的な装備の増設が必要し、これにより、設備空間が狭小な所には設置が不可能であった。

韓国登録実用第０４１８２５３号（２００６．０５．３０）

本発明は、前述した問題点を解決するために創出されたものであって、管路を流れる流体の中心軸を中心に流量調節体を回転させることによって、回転量を長さに変換させて流動抵抗を改善させたコーン部との間隔調節を通じて通過流量を調節可能にすることによって、ネジ式で微細流量の調節が可能であるだけではなく、設置装置を減らして狭い空間でも装着して使用可能であり、空洞現象及び流動抵抗を減らして弁及び付帯装置の耐久寿命を延長し、発生ノイズを低めて作業環境を改善させ、急な弁の閉めを防止することによって、弁及び付帯装置の急な破損を防止することによって、産業安全を改善させたコーン弁を提供するところにその目的がある。

このような目的を果たすための精密な圧力及び流量調節が可能なコーン弁は、長手方向に流路が形成され、この流路の内部には、コーン部が備えられた第１本体と、一端が第１本体と結合されて回転させることによって、コーン部との間隔を通じて流量を調節する流量調節体と、流量調節体の他端を仕上げ、パイプと連結される第２本体と、を含むことを特徴とする。

特に、第１本体は、内周面にそれぞれネジ山部と、ネジ山部の内側にシーリングが装着されるように溝部とが形成され、外周面には、流量調節体を固定させるように固定ネジが締結される固定孔が貫設され、その一側には、パイプと連結されてコーン部を通じて流路が形成されるようにフランジが備えられたことを特徴とする。

特に、コーン部は、流動抵抗が極小化された流線形に形成されたことを特徴とする。

また、流量調節体は、第１本体の内部に差し込まれて螺合され、コーン部との間隔を通じて通過流量が制御されるように斜面が形成された締結管路部と、締結管路部と連結され、第２本体３０に押込み設置される押込み管路部と、締結管路部と押込み管路部との間に突設された装着フランジ部と、を含むことを特徴とする。

そして、装着フランジ部は、外周面に複数個の回転操作用溝部が等間隔に形成されたことを特徴とする。

最後に、第２本体は、流量調節体の他端が押込まれるように、内周面にシーリングが装着されるように溝部が形成された管部と、パイプと連結できるように、管部の一側に形成されたフランジ部と、を含むことを特徴とする。

本発明の精密な圧力及び流量調節が可能なコーン弁によれば、次のような効果がある。
１）螺合方式で流量調節体を回転させて流量を調節するために、回転量に対して直線方向に進行する長さ調節が容易であって、それほど微細な流量調節が可能である。
２）流量調節体がネジ式で第１本体に締結されて、流量調節のための間隙調節がなされるために、弁を通過する流体の圧力によって、流量調節体が解けるか、閉まることを防止することができる。これは、一度流量調節がなされた状態を持続的に保持させる役割を果たす。
３）流体がコーン状のコーン部の表面に沿って流動するために、流体の流動の流れが均一であって、乱流の発生を抑制することによって、既存の弁のように、強い乱流によって発生する問題点を解決し、空洞現象の発生が抑制されて、弁及び配管を含んだ付帯設備の急な破損を未然に防止して、耐久寿命を延長すると同時に、破壊によって必然的に発生する安全事故と経済的損失とを予防し、流動ノイズの発生を著しく低下することができる。

本発明によるコーン弁の全体構成を示すために、各構成要素に分解された状態を示す分解斜視図である。 本発明によるコーン弁の結合状態を示すための断面図である。 本発明によって結合されたコーン弁の間隙調節の状態を示すための断面図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明による望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立って、本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は、通常的に、または辞書的な意味として限定して解析されてはならず、発明者は、自分の発明を最も最善の方法で説明するために、用語の概念を適切に定義できるという原則に基づいて、本発明の技術的思想に符合する意味と概念として解析しなければならない。
したがって、本明細書に記載の実施例と図面とに示された構成は、本発明の最も望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的思想をいずれも代弁するものではないので、本出願時点において、これらを代替しうる多様な均等物と変形例とがあり得るということを理解しなければならない。

（構成）
図１は、本発明によるコーン弁の全体構成を示すために、各構成要素に分解された状態を示す分解斜視図であり、図２は、本発明によるコーン弁の結合状態を示すための断面図であり、図３は、本発明によって結合されたコーン弁の間隙調節の状態を示すための断面図である。ここで、図面符号“Ｐ１”と“Ｐ２”は、本発明によるコーン弁が設けられるパイプをそれぞれ示す。

本発明によるコーン弁１００は、コーン弁を設置するために、互いに対向するように設けられた一対のパイプＰ１、Ｐ２にそれぞれ装着される第１本体１０及び第２本体３０、そして、一端が前記第１本体１０に螺合されて、この第１本体１０に備えられたコーン部１２との間隔Ｇの調節を通じて微細流量を調節し、他端が前記第２本体３０に押込まれるように設けられる流量調節体２０を含む。

以下、これら各構成要素別により具体的に説明すれば、次の通りである。

第１本体１０は、パイプＰ２に装着されるフランジ１６と、流体の流動が可能になるように、このフランジ１６から延設された流路１１とを含んで構成される。
特に、流路１１には、内部に位置するようにコーン部１２が備えられる。コーン部１２は、第１本体１０の製作時に一体に形成するが、この流路１１を通じて流入された流体がフランジ１６を通じて抜け出るように、複数の吐出口１２ａを形成する。一例として、このような吐出口１２ａは、コーン部１２がフランジ１６の中央に三脚台状に支持されるように第１本体１０を形成することによって、各足の間に形成される。また、このようなコーン部１２は、第１本体１０に一体に形成されたものと説明しているが、分離型で製作してフランジ１６に着脱可能な構造にも製作することが可能である。
また、流路１１は、内周面の入口部にネジ山部１３が形成され、このネジ山部１３の内側には、溝部１４が形成される。この際、ネジ山部１３は、後述する流量調節体２０と螺合がなされる。そして、溝部１４は、少なくとも１つ形成されてシーリング１４ａが備えられて、流路１１に差し込まれた流量調節体２０との間に流体の漏れを防止する。
そして、流路１１には、外周面に固定孔１５が貫設される。この際、この固定孔１５は、流路１１に差し込まれた流量調節体２０と重畳される位置に形成する。これは、この固定孔１５を通じて固定ネジ１５ａを締結することによって、第１本体１０に流量調節体２０を一体に固定させるためである。

一方、フランジ１６は、パイプＰ２のフランジと同じ直径で形成し、その一面には、締結孔１６ａが形成される。この締結孔１６ａは、パイプＰ２のフランジに形成された締結孔と同じ位置に形成して、これらフランジどうし結合するのに使われる。もちろん、フランジ１６は、直ちにパイプに溶接などの方法で連結して使うことも可能である。また、図面では図示していないが、フランジ１６には、パイプＰ２と対向する面にシーリングのための溝部をさらに形成することもできる。

流量調節体２０は、流体の流動が可能であり、一端には斜面２４が形成された締結管路部２１と、この締結管路部２１に一体に延設された押込み管路部２２と、この締結管路部２１と押込み管路部２２との連結部品に突設された装着フランジ部２３とを含む。

締結管路部２１は、その外径が前記流路１１の内径と同じ長さに製作され、外周面には、前記ネジ山部１３と締結されるように雄ネジ部２１ａが形成される。そして、締結管路部２１には、流路１１の内側に差し込まれる端部に前記コーン部１２を取り囲む形態で斜面２４が形成される。この際、斜面２４は、コーン部１２と一定の間隔Ｇを有する。

押込み管路部２２は、締結管路部２１と延設され、この際、その外径は、後述する第２本体３０の内径のような長さに形成される。このような押込み管路部２２は、第２本体３０にシーリングによって締まりばめ方式で押込み設置される。

装着フランジ部２３は、締結管路部２１と押込み管路部２２との間に形成される。特に、この装着フランジ部２３の外周面には、等間隔に溝部２３ａが形成される。この溝部２３ａは、ケーブルレンチの溝が差し込まれるようにして装着フランジ部２３を回転させる時に使われる。もちろん、この溝部２３ａには、突起を挟み込んでチェーンなどが引っ掛かるようにして装着フランジ部２３を回転させることもでき、また前記溝部を対処してギア歯合によって装着フランジ部を回転させることもできる。

第２本体３０は、前記押込み管路部２２を取り囲む管部３１と、この管部３１の一側に形成されて、パイプＰ１に連結されるフランジ部３２を含んで構成される。

特に、管部３１には、内部に溝部３３が形成され、この溝部には、シーリング３３ａが備えられる。このような溝部３３は、本発明によるボール弁１００のサイズを考慮して、流動される流体の圧力によって複数個が形成される。図面では、２個が形成された例を示す。

フランジ部３２は、パイプＰ１に連結され、ネジ式で締結するための場合、締結孔３２ａがさらに形成される。このような締結方式で通常の技術からなるものであって、ここでは、その詳細な説明を省略する。

（作動）
このようになされた本発明によるコーン弁１００は、流量調節が必要な場合、固定ネジ１５ａを弛緩させて第１本体１０に固定された流量調節体２０が回転可能な状態に置く。
引き続き、流量調節体２０を回転させる。この際の回転は、溝部２３ａにケーブルレンチなどを挟み込んで流量調節体２０を回転させることによってなされる。一方、装着フランジ部２３の外周面にギアを形成させて、前記流量調節体２０を回転させることもできる。
これにより、締結管路部２１は、第１本体１０に螺合されて回転し、押込み管路部２２は、シーリング３３ａによって漏れが防止された状態で、第２本体１０で押込まれた状態で回転する。

一方、流量調節体２０は、このような回転によって第１本体１０の長手方向に動くようになり、これにより、コーン部１２と斜面２４との間隔Ｇが変わる。
この際の間隔Ｇは、調節しようとする流量によって変わる。そして、このような間隔Ｇは、流量調節体２０の回転量を長さに変換させるために、それほど微細調節も可能になる。
最後に、流量調節が終われば、固定ネジ１５ａを再び締結して、第１本体１０に流量調節体２０を固定させる。

前述したように、本発明は、ネジ式で長さ調節される流量調節体がコーン部との間隙調節によって流量調節がなされるようにすることによって、構造が簡単ながらも正確かつ精密に微細流量調節が可能になる。

本発明は、精密な圧力及び流量調節が可能なコーン弁関連の分野に適用可能である。

１０：第１本体
１１：流路
１２：コーン部
１２ａ：吐出口
１３：ネジ山部
１４：溝部
１４ａ：シーリング
１５：固定孔
１５ａ：固定ネジ
１６：フランジ
１６ａ：締結孔
２０：流量調節体
２１：締結管路部
２１ａ：雄ネジ部
２２：押込み管路部
２３：装着フランジ部
２３ａ：溝部
２４：斜面
３０：第２本体
３１：管部
３２：フランジ部
３２ａ：締結孔
３３：溝部
３３ａ：シーリング

Claims (5)

1. 長手方向に流路１１が形成され、該流路１１の内部には、コーン部１２が備えられた第１本体１０と、
   一端が前記第１本体１０と結合されて回転させることによって、前記コーン部１２との間隔Ｇを通じて流量を調節する流量調節体２０と、
   前記流量調節体２０の他端を仕上げ、パイプと連結される第２本体３０と、
   を含むことを特徴とする精密な圧力及び流量調節が可能なコーン弁。
2. 前記第１本体１０は、内周面にそれぞれネジ山部１３と、前記ネジ山部１３の内側にシーリング１４ａが装着されるように溝部１４とが形成され、
   外周面には、前記流量調節体２０を固定させるように固定ネジ１５ａが締結される固定孔１５が貫設され、
   その一側には、パイプと連結されて、前記コーン部１２を通じて流路が形成されるようにフランジ１６が備えられたことを特徴とする請求項１に記載の精密な圧力及び流量調節が可能なコーン弁。
3. 前記流量調節体２０は、
   前記第１本体１０の内部に差し込まれて螺合され、コーン部１２との間隔Ｇを通じて通過流量が制御されるように斜面２４が形成された締結管路部２１と、
   前記締結管路部２１と連結され、前記第２本体３０に押込み設置される押込み管路部２２と、
   前記締結管路部２１と前記押込み管路部２２との間に突設された装着フランジ部２３と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の精密な圧力及び流量調節が可能なコーン弁。
4. 前記装着フランジ部２３は、外周面に複数個の回転操作用溝部２３ａが等間隔に形成されたことを特徴とする請求項３に記載の精密な圧力及び流量調節が可能なコーン弁。
5. 前記第２本体３０は、
   前記流量調節体２０の他端が押込まれるように、内周面にシーリング３３ａが装着されるように溝部３３が形成された管部３１と、
   パイプと連結できるように、前記管部３１の一側に形成されたフランジ部３２と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の精密な圧力及び流量調節が可能なコーン弁。