KR100308910B1 - 수도관로용공기밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수도 관로용 공기밸브에 관한 것으로, 급속배기를 위한 대직경의 시트가 형성된 챔버와 제한된 배기수단이 형성된 챔버가 형성되고 각 챔버에는 플로우트 볼이 제공된 쌍구형 공기밸브에 있어서, 대직경 시트(21)가 형성된 챔버(22)에 제공되며 플로우트볼(24)이 단부에 결합되는 플로우트볼 작동수단과, 상기 플로우트볼 작동수단을 보지하도록 공기밸브의 바디에 고정되는 홀더(27)를 포함하고, 상기 대직경 시트 개방용 플로우트볼 작동수단은 파이프(26)로서 플로우트볼(24)을 관통하여 결합되고, 단부가 개방되어 챔버(22) 속의 공기와 함께 물이 배출될 수 있도록 되며, 상기 파이프(26)에는 그 자체의 관로를 통해 배수 및 배기가능하게 선택적으로 개폐할 수 있도록 개폐밸브(28)가 제공되고, 상기 파이프(26)는 그 외측 단부에 니플이 형성되어 배수용 호스(30)가 연결될 수 있으며, 상기 파이프(26)에는 대직경 시트(21)의 챔버(22) 내부 압력을 외부에서 확인할 수 있도록 압력게이지(29)가 제공되어 구성된다.

Description

수도 관로용 공기밸브

본 발명은 수도 관로용 공기밸브에 관한 것이다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 수도 관로상에 설치되어 관내에 물을 채울 때 공기를 관내에서 신속하게 배출시키거나 또는 관내의 물을 방출할 때 관내로 외기가 흡기될 수 있게 하여 관로의 통수 또는 배수시키는 작업을 신속하고 효율적으로 수행할 수 있도록 개선하여서된 수도 관로용 공기밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 상수도 관로에는 관내의 공기를 배출하거나 또는 관내에 공기를 흡기시키기 위한 공기밸브가 설치되고 있는데, 이러한 공기밸브는 연직 2도 이내의 기울기를 가지고 설치되더라도 원할하게 작동될 수 있도록 하는 특성이 보장되어야 한다.

관내의 돌출부 및 수중에 함유되어 있는 공기는 물이 충진될 때 관로로부터 원활하게 신속하게 배기되어야 하는데, 만일 관로상의 공기가 외부로배출되지 않으면 통수단면이 감소하고, 관로 파손의 위험이 증가된다. 반면에 단수시에는 외부의 공기가 유입되지 못하게 되면 관내의 물이 완전히 배출하지 못하여 관로 내부가 진공에 가깝게 되어 결국 외압에 의해 관이 변형될 수 있는 문제를 발생시키게 된다.

이런 경우를 대비하여 수도 관로에는 공기를 유입 및 배출시킬 수 있는 공기밸브를 설치하여야 한다.

관로에 공기를 유입시키거나 관로의 공기를 배출시키기 위해 설치되는 공기밸브로는 쌍구형 공기밸브와 단구형 공기밸브 및 급속공기밸브가 알려져 있으며, 주로 쌍구형 공기밸브가 주도적으로 사용됨을 감안하여 본 발명은 쌍구형 공기밸브를 대상으로 하였다.

도 1은 종래의 쌍구형 공기밸브의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.

관로(구체적으로 도시하지 아니함)에 형성된 구멍에 기밀되게 장착되는 시트(1)의 중앙에는 통로(2)가 형성되어 있고, 통로(2)의 상측에는 통로(2)를 개폐하기 위해 외부에서 조작가능하도록 된 수동조작밸브(3)가 설치되어 있으며, 상기 시트(1)의 양측으로는 수동조작밸브(3)를 상승시키면 통로(2)와 연통되도록 된 챔버(4,5)가 형성되어 있다.

상기 각 챔버(4,5)의 내부에는 각각 원통형의 가이드부재(6)가 챔버의 내경보다 작은 직경으로 되도록 챔버의 내벽 사이에 형성되어 있고, 상기 원통형의 가이드부재(6)의 속에는 상하로 이동 가능하도록 플로우트볼(7)이 내장되어 있다.

상기와 같이 된 챔버(4, 5)중에서 일측 챔버(4)의 상측에는 원추형 팩킹부재(8)가 구비되어 있고, 다른 챔버(5)의 상측에는 대직경의 시트(9)가 구비되어 있다.

상기 챔버(4,5)들에 물이 채워지지 않은 상태에서는 각 플로우트볼(7)들은 챔버(4, 5)의 하부에 위치하게 되어 화살표로 표시된 바와 같이 관로의 공기가 특히 대직경의 시트(9)를 통해 원활하게 배기된다.

그러나, 챔버(4,5)들에 물이 채워지게 되면 부력에 의해 플로우트볼(7)이 가이드부재(6)속에서 가상선으로 표시된 위치까지 상향 이동하게 됨에 따라 챔버(5)에서는 대직경의 시트(9)를 폐쇄시키도록 되어 있고, 챔버(4)에서는 원추형 팩킹부재(8)를 통해 작은 기포의 공기가 배기되도록 되어 있다.

이러한 구조의 종래 쌍구형 공기밸브에 있어서, 예를들어 일부구간의 보수작업을 완료한 뒤 통수시키는 과정에서 물이 양측의 챔버(4,5)들에 채워진 다음에도 기포상으로 남아 있는 관로내의 공기를 신속히 배기시켜서 수격현상으로 인한 관로의 파손 및 관로내 물의 유동성을 저하시키지 않게 하여야 한다.

그러나, 공기의 급속한 배출에 의해 플로우트볼(7)이 상승하여 배출구를 막는 현상이 발생하게 되고 이때에는 신속한 배기가 이루어질 수 없기 때문에 부득이 수작업으로 대구경의 시트(9)로부터 플로우트볼(7)을 이격시켜 대구경의 시트(9)를 개방시켜 신속히 배기되어지도록 해주어야 한다.

이를 위하여 플로우트볼 가이드부재를 생략하여 도 2에 개략적으로 (부분적으로)만 도시된 바와 같이, 작업자가 봉(10)을 이용하여 플로우트볼(7)을 하방으로 밀어주게 되면 기포상태의 공기가 대구경의 시트(9)를 통해 배출되어짐과 동시에 내부의 압력으로 물이 분출되어져 작업자는 분출되는 물에 의해 물벼락을 맞게 되었고, 누출된 물이 공기밸브실에 고여지게 되면 별도의 양수작업을 통해 배수하여야 하는 부수적인 작업이 필요로 하였으며, 외부로 누출된 물로 인해 공기밸브가 쉽게 부식되는 문제가 있었다. 또한 커버(11)에 의해 방해되어 작업자가 봉이나 막대로 플로우트볼(7)을 밀어넣는 작업을 용이하게 실시할 수 없고, 작업시간이 많이 소요되는 문제가 있었다.

이와 같은 문제를 해소할 수 있도록 하기 위하여 제안된 것으로는 국내공개실용신안 공개번호 제96-31968호 "수도관 공기밸브의 오수유입방지장치"와 국내공개실용실안 공개번호 제92-12498호 "공기배출밸브"가 알려져 있다.

전자는 부구(플로우트볼)가 내장되어 있는 밸브체의 상측에 상부관체를 장착하고 상부관체의 중앙에 밸브시이트를 설치하며 밸브시트의 상부에 관형볼트를 나사결합시키되 그 관형볼트의 내공에 시이트와 금구를 내장 관형볼트의 중앙에 뚫어진 구멍을 폐쇄하도록 하고, 상부에는 배출공이 뚫어진 캡을 나사결합시켜 금구를 억류시킬 수 있도록 된 것으로서, 관로에서 밸브체로 공급되는 공기(기포)가 금구를 상승시키면서 캡의 배출공을 통해 배출되고, 공기의 배출이 완료되어 내부의 압력이 낮아지면 금구가 관형볼트의구멍을 폐쇄하여 이물질등이 밸브체의 내부로 유입되는 것을 방지하도록 된 것이다.

그러나, 이는 단순히 내부의 압력이 낮아졌을 때 금구가 관형볼트의 구멍(에어배출공)을 폐쇄시켜 캡의 배출공을 통하여 유입되는 이물질등이 밸브체의 내부로 유입되는 것을 방지하도록 하는 것에 불과할 뿐이며, 에어가 배출되면서 부구가 밸브시이트에 부착고정되었을 때에 부구를 밸브체의 내부로 밀어 줄 수 없으므로 에어를 용이하게 배출시킬 수 없는 문제가 있었다.

또한 후자는 부구가 내장된 변몸체(밸브체)의 상부에 고정되는 덮개의 중앙에 너트를 고정하여 작동나사봉을 나사결합시켜서 된 것으로서, 내압에 의해 에어가 관상부구시트의 배출공을 통해 배출되어지도록 하되 에어의 압력에 의해 상승되는 부구가 관성부구시트의 배출공을 폐쇄시켰을 때 작동나사봉을 하향작동시켜 부구를 아래쪽으로 밀어 폐쇄된 관성부구시트의 배출공을 뚫어주도록 된 것이다.

그러나, 이는 관상부구시트의 배출공을 폐쇄하고 있는 부구를 하향시켜 주기 위해서는 작동나사봉을 회전시켜 주어야 하므로 작동시간이 많이 걸리고 용이하게 작동시킬 수 없는 문제가 있었고, 내부의 압력이 약화되어 부구가 하향상태에 있을 때에는 작동나사봉을 손수 역회전시켜 상승시켜 주어야 하는 번거로운 작업을 실시해주어야 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 기존의 쌍구형 공기밸브의 기본적인 구조를 크게 변경시키지 않고 적용할 수 있고, 급속한 배기를 위하여 간편하고 신속하게 대직경의 시트를 개방시킬 수 있도록 된 플로우트볼 작동수단을 구비한 수도 관로용 공기밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 대직경 시트 개방을 위한 플로우트 볼 작동수단과 보조 배기수단을 일체화시킨 수도 관로용 공기밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 대직경 시트가 형성된 챔버로부터 자동으로 또는 필요시 간편하게 배기할 수 있으며, 배기시 물이 외부로 분출되지 않고 배수구로 유도되도록 된 수도 관로용 공기밸브를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 수도 관로용 쌍구형 공기밸브의 개략적인 단면도.

도 2는 도 1의 공기밸브의 급속 배기 작업을 개략적으로 도시한 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 수도관용 공기밸브를 보인 것으로서, 통상의 쌍구형 공기밸브 구조에 따라 급속 배기 수단을 구비하여서 된 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 수도관용 공기밸브의 다른 실시예를 보인 것으로서, 파이프에 배수용 호스를 장착시킨 상태의 개략적인 부분 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 수도관용 공기밸브에서 스테인레스강재의 플로우트 볼 고정수단으로 파이프를 사용하는 경우를 보여주는 개략적인 단면도.

도 6은 파이프 홀더의 평면도.

도 7은 파이프 홀더와 공기밸브 바디 사이에 설치되는 지지플레이트의 평면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 공기밸브 21 : 대직경시트

22 : 챔버 24 : 플로우트볼

26 : 파이프 27 : 홀더

28 : 밸브 30 : 호스

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수도 관로용 공기밸브는, 급속배기를 위한 대직경의 시트가 형성된 챔버와 제한된 배기수단이 형성된 챔버가 형성되고 각 챔버에는 플로우트 볼이 제공된 쌍구형 공기밸브에 있어서, 대직경 시트가 형성된 챔버에 제공되며 플로우트볼이 단부에 결합되는 플로우트볼 작동수단과, 상기 플로우트볼 작동수단을 보지하도록 공기밸브의 바디에 고정되는 홀더를 포함하는 것을 특징으로 하여 구성된다.

상기 대직경 시트 개방용 플로우트볼 작동수단은 파이프로서 플로우트볼을 관통하여 결합되고, 단부가 개방되어 배기와 함께 물이 배출될 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 플로우트볼 작동수단은 또한 자체 관로를 통해 배수 및 배기 가능하게 선택적으로 개폐할 수 있도록 밸브가 제공될 수도 있다.

상기 플로우트볼 작동수단은 합성수지재 또는 금속재의 파이프로 형성될 수 있으며, 그 외측 단부에는 배수용 호스를 연결할 수 있도록 니플이 제공될 수도 있고, 상기 파이프에는 대직경 시트의 챔버 내부 압력을 외부에서 확인할 수 있도록 압력게이지가 제공될 수 있다.

이하, 본 발명의 일실시예를 도시한 첨부도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 3에 개략적으로 도시된 바와같이, 본 발명에 따라 종래와 기본적으로 같은 구조의 쌍구형 공기밸브(20)에 있어서, 급속배기를 위하여 대직경시트(21)가 형성된 챔버(22)에는 가이드부재(23)의 내측에 내장되는 플로우트볼(24)을 작동시킬 수 있도록 하는 작동수단(25)을 구비하였다.

상기 작동수단(25)은 대직경시트(21)의 중앙에 파이프(20)를 삽입시키되 파이프(26)의 하단에 플로우트볼(24)을 장착시키고, 대직경시트(21)의 상측 바디에는 상기 파이프(26)가 용이하게 상하 이동 가능하도록 보호지지하는 홀더(27)를 구비하였으며, 상기 홀더(27)의 상측으로 노출되는 파이프(26)의 상단부에는 파이프의내부 통로를 개폐시키도록 하는 개폐밸브(28)를 구비하였다. 또한 파이프(26)의 상단에는 챔버(22)의 내부 압력을 외부에서 확인할 수 있도록 압력 게이지(29)를 장착하였다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 보인 것으로서, 공기밸브(20)의 챔버(22)측 부분만을 도시하되 가이드부재를 생략하여 도시하였다.

도 3의 실시예에서 상기 파이프(26)의 상단에 장착되는 압력 게이지(29)를 대신하여 호스(30)를 장착한 것으로서, 챔버(22)의 압력이 높은 상태에서 배기시킬 때에 분출되는 물이 외부로 누출되지 않도록 하면서 외부의 배수구 또는 공기밸브실로 유도하도록 하고, 공기밸브의 부식을 방지하며 공기밸브실의 양수작업을 필요없게 한다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예를 보인 것으로서, 스테인레스강재로 된 파이프(26)를 사용하여 플로우트볼(24)을 장착시킴에 있어 플로우트볼(24)의 상측 파이프(26)에 소켓(31)을 장착하고 하단에는 예를들어 황동재로 된 너트(32)를 결합하여 플로우트볼(24)을 파이프(26)에 견고하게 고정시켜서 된 것이다.

도 3과 도 4의 실시예를 파이프(26)를 플라스틱재로 한 경우로서, 이때에는 접착제등으로 플로우트볼(24)을 고정시킨다.

도 6 및 도 7에는 플로우트볼(24)과 함께 파이프(26)가 챔버(22)에 물이 채워짐에 따라 챔버 저부에서 상측으로 이동할 때 지지하여 주기 위한 지지플레이트(33)를 보인 것으로서, 공기밸브(20)의 바디에 홀더(27)와 함께 그 하측에 끼워지는 지지플레이트(33)를 평면상태로 도시하였다.

상기 홀더(27)는 중앙부를 상방으로 절곡시켜 "" 형상으로 형성하여 양단을 볼트에 의해 공기밸브의 바디에 고정시키고, 지지플레이트(33)는 평평한 스트립 형태로서 홀더(27)를 고정시키는 볼트에 의해 고정시킬 때 용이하게 고정시킬 수 있도록 하기 위하여 양단에 요홈부(34)를 형성하였다.

상기 지지플레이트(33)와 홀더(27)의 중앙에는 파이프 관통용 구멍(35, 36)을 형성하였다.

이상과 같은 본 발명에 따른 쌍구형 공기밸브에서 대직경의 시트가 형성된 챔버(22)에 배치되는 플로우트볼(24)의 작동수단에 따른 작동관계를 설명하기로 한다.

관로로부터 쌍구형 공기밸브(20)의 챔버(22)에 물이 채워지게 되면, 도 3에 도시된 바와 같이 챔버(22)의 저부에 위치한 플로우트볼(24)이 부력에 의해 파이프(26)과 함께 상측으로 상승하여 대직경시트(21)를 밀폐시키게 되고 챔버(22)의 내부에 있던 일부 공기와 관로에서 유입된 공기는 대직경시트(21)를 통하여 배출되지 못하고 플로우트볼(24)의 하측에 갇히게 된다.

작업자가 압력 게이지(29)로부터 그 압력을 확인하여 정상 관로 압력보다 현저히 높은 경우에는 관로내의 물에 의해서라기 보다는 기포에 의해 물의 유동이 방해받음으로 인한 비정상적인 상태로 판단하고, 관로의 손상을 방지하기 위해 먼저 파이프(26)에 구비된 밸브(28)를 개방하여 물과 함께 공기가 파이프를 통해 외부로 배출되도록 한다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이 호스(30)를 통하여 물을 외부의 배수구(구체적으로 도시하지 아니함)로 배출시켜 내부압력을 낮춰 주거나, 또는 파이프(26)를 하방으로 밀어 주어서 파이프(26)와 함께 플로우트볼(24)을 하방으로 이동시켜 대직경 시트(21)로부터 이격시켜 주게 되면 관로내에 있던 공기는 신속하게 배출되어진다.

상기 파이프의 재료와 직경의 선택은 관로의 크기 및 수압 조건 등을 감안하여 선택하며, 수압이 예를들어 3 kg/㎠ 이상인 경우 파이프는 10ø의 스테인레스강으로 할 수 있다.

본 발명에 따라, 기존의 쌍구형 공기밸브의 구조를 크게 변경하지 않고 저렴한 비용으로 제작할 수 있고, 간단하면서도 신속하게 관로의 공기를 챔버로부터 자동으로 또는 필요시 마다 외부로 배출시킬 수 있도록 하고, 종래와 같이 장시간에 걸쳐 나사봉을 회전시키면서 배기시켜야 하는 문제점을 해결하며, 배기시에는 물이 외부로 분출되지 않도록 하면서 배출시킬 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 중앙에 통로(2)가 수직으로 뚫어진 시트(2)의 양측에 챔버(22)를 일체로 형성하여 플로우트볼(24)을 각각 내장시키되, 일측의 챔버(22)의 상단에는 제한 배기용 원추형패킹부재(8)를 구비하고, 타측의 챔버(22)의 상단에는 급속배기용 대직경시트(21)를 구비하며, 시트(1)의 통로(2)는 수동조작밸브(3)에 의해 개폐시킬 수 있도록 하고, 대직경시트(21)의 상측에는 작동나사봉을 너트에 수직으로 나사결합하여 상승하는 플로우트볼(24)을 하향시켜 주도록 된 것에 있어서,

   대직경시트(21)의 상측에는 파이프관통용 구멍(35)·(36)이 중앙에 뚫어진 홀더(27)와 지지플레이트(33)를 상·하측에 고정시킨 것과 일치하는 홀더(27)와 지지플레이트(33)의 파이프관통용 구멍(35)·(36)을 통하여 챔버(22)의 내부에 까지 파이프(26)를 삽입시키되, 챔버(22)의 내부에 삽입되는 파이프(26)의 하단부에는 통상의 플로우트볼(24)를 관통하여 장착시키고 홀더(27)의 상측으로 노출되는 상단부에는 밸브(28)를 장착하여서 된 것을 특징으로 하는 수도 관로용 공기밸브.
2. 제 1항에 있어서,

   밸브(28)가 장착된 파이프(26)는 상단에는 배수용호스(30)를 연결시켜서 된 것을 특징으로 하는 수도 관로용 공기밸브.
3. 제 1항에 있어서,

   밸브(28)가 장착된 파이프(26)의 상단에는 압력게이지(29)를 장착하여서 된 것을 특징으로 수도 관로용 공기밸브.
4. 제 1항에 있어서,

   홀더(27)는 ""형으로 형성하고, 지지플레이트(33)는 양단에 외측으로 터지는 요홈부(34)를 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 수도 관로용 공기밸브.