JP5180290B2 - 低騷音流量調節弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、弁に関し、より詳しくは、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）壁によって流路が形成され、この流路を通って流れる流体との摩擦を減少させるとともに流体の乱流の発生を防止することにより、騷音の発生を最小化することができる低騷音流量調節弁装置に関する。

通常、気体及び液体を含む流体を供給あるいは遮断したり、供給される流体の流量を調節したりするために、流量調節弁装置が使われる。流量調節弁装置は、制御動力源によって、人力で開閉動作をする手動制御弁装置と、電力を利用して開閉をする電動制御弁装置とに大別される。

図１は、従来の流量調節弁装置の構成を示す断面図である。

図１に示すように、従来の流量調節弁装置は、内部に流体３が流れる流路が形成されているとともに側面上にプランジャガイド１１が形成されているパイプ１と、パイプ１のプランジャガイド１１内に設けられ、プランジャガイド１１に沿って上下運動をすることで、パイプ１の内部を流れる流体３を遮断または流通させるプランジャ２とを備えている。

本流量調節弁装置の構成では、プランジャ２がプランジャガイド１１に沿って下方に移動すると、パイプ１の内部を流れる流体３を遮断するようになり、プランジャ２がプランジャガイド１１に沿って上方に移動すると、パイプ１の内部を流れる流体３を通過させるようになる。

しかしながら、本流量調節弁装置では、流体３の流量を調節する時、プランジャ２が流体３の流れの直角方向に作動するので、プランジャ２の両側の流体３の急激な油圧変化によって、プランジャ２の前後に渦流及び気泡３１が発生して、激しい騷音が発生する問題点がある。このような騷音の発生は、特に、多重・高密度居住施設では深刻な問題となるため、流量調節弁装置からの騒音の発生を減らすことが要求されている。

このような問題点を解決するために多くの試みがなされている。例えば、韓国登録実用新案第２０‐０３６０７５０号公報（公告日２００４年０９月０１日）には、プランジャの構造を流路と同じ球形にして、丸められた流路形状によって流体の緩やかな流れを誘導することで、流量調節時の騷音発生の原因になる流体との摩擦を減少させ、乱流の発生を防止して、低騷音での弁の動作を可能にする低騷音流量調節弁が開示されている。

流体の流量の調節時に流体がプランジャとの接触面で緩やかに流れるようになることで、流体との摩擦が減少され、流体の乱流が防止される。しかし、流量調節弁からの騷音は完全には除去されず、ある程度の騷音の発生は避けられない。

韓国登録実用新案第２０‐０３６０７５０号公報

本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、シリコーンを利用して流路を形成し、この流路を通って流れる流体の摩擦を減少させるとともに流体の乱流の発生を防止することにより、騷音の発生を最小化することができる低騷音流量調節弁装置を提供することである。

本発明の上記目的を達成するために、内部に通孔が形成され、側面上にプランジャガイドが形成されたパイプと、前記パイプのプランジャガイド内に設けられ、該プランジャガイドに沿って上下運動するプランジャと、前記パイプの内面上に設けられ、中央に流路が形成されたシリコーン壁と、前記パイプの入口に設けられ、前記シリコーン壁を前記パイプに固定するクランプジョイントと、前記パイプの出口に設けられ、前記シリコーン壁が前記パイプから押し出されることを防止するストップジョイントとを備え、前記プランジャは、下側のヘッドと上側のロッドとからなり、前記ロッドの回転力が前記ヘッドに伝達されることなく前記ロッドの長さ方向の動きが前記ヘッドに伝達されるようにして前記ヘッドと前記ロッドとが互いに分離及び結合されるように、前記ヘッドの上端には溝が形成され前記ロッドの下面にはフランジ部が形成され、前記ヘッドは、円筒状の前記シリコーン壁の円形横断面の外径と略等しい幅を有し、前記シリコーン壁の長さ方向と垂直な方向に設けられ、前記シリコーン壁を押圧する円弧形状の下部を有し、前記プランジャの近傍における前記シリコーン壁は、前記円弧形状の下部によって該シリコーン壁の円形横断面の中心に向かって均一に押圧されるような肉厚を有する低騷音流量調節弁装置が提供される。

望ましい実施形態においては、本低騷音流量調節弁装置は、前記プランジャガイド上に、該プランジャガイドに対して結合及び分離可能に設けられたガイドキャップをさらに備えている。

望ましい実施形態においては、前記パイプは、前記ガイドキャップが設けられる部位と反対側に位置する下側内面から突出する支持部を有し、該支持部は前記プランジャの動きに対応して前記シリコーン壁を押圧する。

望ましい実施形態においては、前記シリコーン壁は、その中央に形成された流路の両端に入口及び出口を有し、該入口及び出口の各々は前記流路の半径よりも大きい半径を有する。

望ましい実施形態においては、前記クランプジョイントは前記シリコーン壁を押圧する段差部を有する。

本発明の流量調節弁装置は、シリコーンを利用して流路を形成し、この流路を通って流れる流体の摩擦を減少させるとともに流体の乱流の発生を防止する。その結果、流量調節弁装置からの騷音の発生が効果的に最小化される。

従来の流量調節弁装置の構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る低騷音流量調節弁装置の開放時の構成を示す断面図である。 図１のＡ‐Ａ線断面図である。 本発明の一実施形態に係る低騷音流量調節弁装置の流量調節時の構成を示す断面図である。 図４のＢ‐Ｂ線断面図である。 本発明の一実施形態に係る低騷音流量調節弁装置の分解斜視図である。

以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できるように、本発明の最も好ましい実施形態を添付の図面を参照して詳しく説明する。本発明の目的、構成、効果を含めて、付加的な目的、特徴、そして動作上の利点が、好ましい実施形態の説明によってより明確になるであろう。

本発明の最も好ましい実施形態は、本発明のより深い理解を助けるために提案されたものであって、この実施形態によって本発明の技術的思想が必ずしも限定あるいは制限されることが意図されたものではない。したがって、当業者は、添付の特許請求の範囲に示された本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内における種々の修正、付加、変形およびこれらと同等のものが可能であることを理解するであろう。

図２は、本発明の一実施形態に係る低騷音流量調節弁装置の開放時の構成を示す断面図であり、図３は、図１のＡ‐Ａ線断面図であり、図４は、本発明の一実施形態に係る低騷音流量調節弁装置の流量調節時の構成を示す断面図であり、図５は、図４のＢ‐Ｂ線断面図であり、図６は、本発明の一実施形態に係る低騷音流量調節弁装置の分解斜視図である。

図２から図６に示すように、本発明の一実施形態に係る低騷音流量調節弁装置は、内部に通孔が形成され、その長さ方向と垂直な方向にプランジャガイド４１が形成されているパイプ４と、パイプ４のプランジャガイド４１内に設けられ、このプランジャガイド４１に沿って上下運動をするプランジャ５と、パイプ４の内面上に設けられ、中央に流路６２が形成されているシリコーン壁６と、パイプ４の入口に設けられ、シリコーン壁６をパイプ４に固定するクランプジョイント７と、パイプ４の出口に設けられ、シリコーン壁６がパイプ４から押し出されることを防止するストップジョイント８とを含んで構成される。

パイプ４のプランジャガイド４１上には、ガイドキャップ４３がプランジャガイド４１に対して結合及び分離可能に設けられている。ここで、プランジャガイド４１の上端外周に沿って第１ねじ部４２が形成され、ガイドキャップ４３の下端内周に沿って第２ねじ部４４が形成されている。このねじによって、プランジャガイド４１とガイドキャップ４３とが互いに結合及び分離可能とされている。さらに、ガイドキャップ４３の上端内周に沿って第３ねじ部４５が形成され、このねじによって、ガイドキャップ４３とプランジャ５のロッド５２とが互いに結合及び分離可能とされている。また、パイプ４は、ガイドキャップ４３が設けられる部位と反対側に位置する下側内面から突出する支持部４６を有し、この支持部４６はプランジャ５の動きに対応してシリコーン壁６を押圧する。支持部４６はＭ字状に形成され、その屈曲部が緩やかに丸められている。これに代えて、支持部４６は逆三角状に形成され、その屈曲部が緩やかに丸められていてもよい。そして、パイプ４の左右両端には、第４ねじ部４７及び第５ねじ部４８がそれぞれ形成され、クランプジョイント７及びストップジョイント８と結合可能とされている。

プランジャ５は、下側のヘッド５１と上側のロッド５２とからなり、ヘッド５１の上端に形成された溝５５と、ロッド５２の下端に形成されたフランジ部５４とを有している。ここで、ロッド５２の回転力がヘッド５１に伝達されることなくロッド５２の長さ方向の動きがヘッド５１に伝達されるようにして、ヘッド５１とロッド５２とが互いに分離及び結合可能とされている。ヘッド５１は、円筒状のシリコーン壁６の円形横断面の直径と略等しい幅を有し、シリコーン壁６の長さ方向と垂直な方向に設けられ、シリコーン壁６をこのシリコーン壁６の円形横断面の中心に向かって均一に押圧する半円形状の下部５６を有する。ロッド５２には、上部外周に沿って第６ねじ部５３が形成され、ガイドキャップ４３の上端内周に沿って形成された第３ねじ部４５と結合及び分離される。このねじによって、ロッド５２とガイドキャップ４３とが互いに結合及び分離可能とされている。したがって、プランジャガイド４１とロッド５２からガイドキャップ４３とヘッド５１を分離することにより、ガイドキャップ４３からロッド５２を分離することができる。

シリコーン壁６は、その中央に形成された流路６２の両端に入口６１ａ及び出口６１ｂを有し、この入口６１ａ及び出口６１ｂの各々は流路６２の半径より大きい半径を有している。入口６１ａ及び出口６１ｂの各々は、半径が指数関数的に増加するラッパ管様の形状を有している。これに代えて、入口６１ａ及び出口６１ｂの各々は、半径が一次関数的に増加するようにテーパーを付けられていてもよい。シリコーン壁６の入口６１ａの端部には、シリコーン壁６がパイプ４に係止されるように、係止部６１ｃが形成されている。

クランプジョイント７の内側端部には第７ねじ部７３が形成され、パイプ４の入口に形成されている第４ねじ部４７と結合及び分離可能とされている。また、クランプジョイント７は、シリコーン壁６の係止部６１ｃを押圧するように、第７ねじ部７３の裏側に形成された段差部７２を有している。また、クランプジョイント７は、第７ねじ部７３の反対側端部の外周に沿って形成された第８ねじ部７４を含み、隣接するパイプ（図示せず）と結合及び分離可能とされている。そして、クランプジョイント７は、段差部７２の内側端部からパイプ４の内部に向かって内方へ突出する突出部７１を有し、シリコーン壁６をパイプ４に堅固に連結すると同時に、シリコーン壁６とパイプ４との連結部位を封止する。

ストップジョイント８の内側端部には第９ねじ部８３が形成され、パイプ４の出口に形成されている第５ねじ部４８と結合及び分離可能とされている。また、ストップジョイント８は、シリコーン壁６の出口６１ｂをパイプ４から押し出されないようにして支持するように、第９ねじ部８３の前側に形成された段差部８２を有している。また、ストップジョイント８は、第９ねじ部８３の反対側端部の外周に沿って形成された第１０ねじ部８４を含み、隣接するパイプ（図示せず）と結合及び分離可能とされている。そして、ストップジョイント８は、段差部８２の内側端部からパイプ４の内部に向かって内方へ突出する突出部８１を有し、シリコーン壁６をパイプ４に堅固に連結すると同時に、シリコーン壁６とパイプ４との連結部位を封止する。

この構成に基づいて、本低騷音流量調節弁装置の作用を以下に説明する。

図２及び図３に示すように、本低騒音流量調節弁の開放時には、プランジャ５のヘッド５１の下部５６はシリコーン壁６の上部を押圧せず、シリコーン壁６の元の円形形状は、シリコーン壁４の中央に形成されている流路６２を通して流体が流れるような断面に維持される。

この状態で、使用者が流路６２を通して流れる流体の量を減らすために、プランジャ５のロッド５２を時計方向に回すと、ロッド５２の第６ねじ部５３とガイドキャップ４３の第３ねじ部４５の作用によって、ロッド５２が回転しながら下方へ移動する。この時、ロッド５２の前進運動はヘッド５１に伝達される。ロッド５２の下方への前進運動はヘッド５１に伝達されるが、ロッド５２の回転運動はヘッド５１に伝達されないようにして、ロッド５２の下面に設けられたフランジ部５４は、ヘッド５１の溝５５と結合されている。その結果、シリコーン壁６の上部がヘッド５１の半円形状の下部５６によって押圧される。図４及び図５に示すように、シリコーン壁６は、ヘッド５１の半円形状の下部５６によって、シリコーン壁６の円形横断面の中心に向かって均一に押圧され、流路６２を通る流体の流量が減少する。この時、伸縮性の良いシリコーン壁６の材料（例えばシリコン）の固有の特性（例えば弾力性）によって、流路６２が、全ての方向において略均等に中央に向かって狭められる。

この時、パイプ４の下側内面上に形成されている支持部４６は、プランジャ５の動きに対応してシリコーン壁６を支持し押圧する役目を果たす。

一方、流路６２が狭められて流路６２を通る流体の流量が減少すると、シリコーン壁６に印加される流体の流れ圧力が大きくなる。ここで、入口６１ａはラッパ管様の形状を備えているかまたはテーパーが付けられているので、入口６１ａの半径は急激に変化することなく徐々に狭められる。この構造により、入口６１ａは流路６２に流入する流体の流れ圧力を緩衝する。さらに、クランプジョイント７の段差部７２によってシリコーン壁６の係止部６１ｃが固定されているので、シリコーン壁６が流体の流れ圧力によって流体の進行方向に押されることが防止される。また、出口６１ｂはラッパ管様の形状を備えているかまたはテーパーが付けられているので、出口６１ｂの半径は急激に変化することなく徐々に拡大される。この構造により、出口６１ｂは流路６２から流出する流体の流れ圧力を緩衝する。さらに、ストップジョイント８の段差部８２は、シリコーン壁６が流体の流れ圧力によって（流体の進行方向に）パイプ４から押し出されることを防止する役目を果たす。

このように、シリコーン壁６を構成する材料の固有の特性によって、流路６２が略均等に狭められるとともに、入口６１ａと出口６１ｂが流体の流れ圧力を緩衝する役目を果たすので、シリコーン壁６の流路６２を通る流体の流量の減少にも関わらず、流体との摩擦を減少させるとともに乱流の形成が防止される。その結果、流量調節弁装置からの騷音の発生が最小化される。

プランジャ５を長期間使用後に新しいものと交換しようとする場合、パイプ４のプランジャガイド４１の第１ねじ部４２をガイドキャップ４３の第２ねじ部４４から外して、プランジャガイド４１上に設けられているガイドキャップ４３をプランジャガイド４１から分離するとともに、プランジャ５のヘッド５１とロッド５２を互いに分離することによって、プランジャ５がガイドキャップ４３から分離される。

シリコーン壁６を長期間使用後に新しいものと交換しようとする場合、パイプ４の第４ねじ部４７に結合されているクランプジョイント７の第７ねじ部７３、またはパイプ４の第５ねじ部４８に結合されているストップジョイント８の第９ねじ部９３を外して、クランプジョイント７またはストップジョイント８をパイプ４から分離することによって、シリコーン壁６がパイプ４から分離される。

Claims (5)

1. 内部に通孔が形成され、側面上にプランジャガイドが形成されたパイプと、
   前記パイプのプランジャガイド内に設けられ、該プランジャガイドに沿って上下運動するプランジャと、
   前記パイプの内面上に設けられ、中央に流路が形成されたシリコーン壁と、
   前記パイプの入口に設けられ、前記シリコーン壁を前記パイプに固定するクランプジョイントと、
   前記パイプの出口に設けられ、前記シリコーン壁が前記パイプから押し出されることを防止するストップジョイントと
   を備え、
   前記プランジャは、下側のヘッドと上側のロッドとからなり、前記ロッドの回転力が前記ヘッドに伝達されることなく前記ロッドの長さ方向の動きが前記ヘッドに伝達されるようにして前記ヘッドと前記ロッドとが互いに分離及び結合されるように、前記ヘッドの上端には溝が形成され前記ロッドの下面にはフランジ部が形成され、
   前記ヘッドは、円筒状の前記シリコーン壁の円形横断面の外径と略等しい幅を有し、前記シリコーン壁の長さ方向と垂直な方向に設けられ、前記シリコーン壁を押圧する円弧形状の下部を有し、
   前記プランジャの近傍における前記シリコーン壁は、前記円弧形状の下部によって該シリコーン壁の円形横断面の中心に向かって均一に押圧されるような肉厚を有する低騷音流量調節弁装置。
2. 前記プランジャガイド上に、該プランジャガイドに対して結合及び分離可能に設けられたガイドキャップをさらに備える請求項１に記載の低騷音流量調節弁装置。
3. 前記パイプは、前記ガイドキャップが設けられる部位と反対側に位置する下側内面から突出する支持部を有し、該支持部は前記プランジャの動きに対応して前記シリコーン壁を押圧する請求項２に記載の低騷音流量調節弁装置。
4. 前記シリコーン壁は、その中央に形成された流路の両端に入口及び出口を有し、該入口及び出口の各々は前記流路の半径よりも大きい半径を有する請求項１または２に記載の低騷音流量調節弁装置。
5. 前記クランプジョイントは前記シリコーン壁を押圧する段差部を有する請求項１または２に記載の低騷音流量調節弁装置。

Images