KR100922006B1 - 차단 밸브 기능이 구비된 유량조절밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유량조절 밸브에 관한 것으로, 내부에는 유로가 형성되고, 외주면 일측에는 연결구가 형성된 밸브 몸체와; 상기 연결구를 통해 삽입되어 상기 밸브 몸체 내부에 회전가능하게 설치되고, 상기 유로와 대응되는 위치에는 밸브홀이 형성되어 회전조작에 따라 상기 밸브 몸체에 형성된 유로의 개폐상태를 조절하도록 된 회전축과; 상기 회전축 내부에 회전가능하게 삽입 설치되는 스핀들; 및 상기 회전축 내부에 삽입 설치되며, 상기 스핀들과 나사 결합되어 스핀들의 회전조작에 따라 상하로 이동되어 상기 밸브홀의 개방 정도를 조절하도록 된 유량조절포트;로 구성되는 차단 밸브 기능이 구비된 유량조절밸브가 제공된다. 따라서 별도의 조작장치나 설치공간상의 제약을 받지 않고 하나의 스핀들로 유량 조절 기능과 유로의 개폐 기능을 동시에 수행할 수 있게 된다.

유량조절밸브, 온수분배장치, 스핀들, 조작핸들, 유로

Description

차단 밸브 기능이 구비된 유량조절밸브{Flow Control Valve With Shut-Off Valve Function}

본 발명은 유량조절밸브의 개선에 관한 것으로, 특히 정확한 유량 조절이 가능한 유량조절 기능과 차단 밸브의 기능이 하나의 밸브 작동축으로써 이루어지도록 고안된 차단 밸브 기능이 구비된 유량조절밸브에 관한 것이다.

본 발명이 적용될 수 있는 밸브들중 예컨대 보일러로 온수를 생성하고 그 온수를 난방이 필요한 구역으로 순환시켜 난방을 행하도록 하는 온수난방시스템에 있어서는 보일러에서 생성된 온수를 각 난방구역으로 분배공급하는 온수분배기가 설치되고, 이 온수분배기에는 예를 들어 안방이나 거실과 같은 특정 난방구역에 대하여 온수를 공급순환시키거나 또는 온수의 공급순환을 차단하는 것을 사용자가 선택할 수 있도록 하기 위한 개폐용 밸브들이 설치구비된다.

도 1은 종래의 개폐용 밸브의 단면도로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 개폐용 밸브는 밸브하우징(1)의 내부에는 유로가 형성된 볼(2)이 설치되고, 상기 볼밸브(2)에는 밸브축(3)이 축연결된 구조로 이루어지며, 상기 밸브축(3)의 단부에는 볼(2)을 개방위치 또는 폐쇄위치로 회전조작하기 위한 핸들(4)이 결합 설치되어 있다. 이와 같은 종래의 개폐용 밸브는 핸들(4)의 회전조작시, 핸들(4)과 연결된 밸브축(3)이 회전하게 되고, 이에 따라 볼(2)과 축으로 연결된 밸브축(3)이 회전되어 밸브하우징(1)의 유로(流路)를 개방 또는 폐쇄할 수 있게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 개폐용 밸브는 사용자가 조작 핸들(4)의 상태를 외부에서 파악하여 핸들(4)이 유로의 방향과 일치된 상태인지 혹은 그에 수직한 방향으로 놓여 있는지의 여부에 따라 밸브의 개방 또는 폐쇄 상태를 파악할 수 있도록 구성된 것으로서, 밸브하우징(1)의 유로를 개방 또는 폐쇄하는 데에는 적합하게 사용될 수 있으나, 사용자의 필요에 따라 유량을 적정 수준으로 제어할 수는 없는 구조이다. 즉, 핸들(4)의 회전조작으로 밸브를 완전 개방상태나 완전 폐쇄상태로 가져 가는 제어는 쉽게 이룰 수 있으나, 예컨대 1/2 개방 상태나 1/3 개방 상태와 같은 밸브의 부분 개방상태를 사용자가 원하는대로 정확히 설정 제어하기에는 부족하였다. 이에 따라 유량의 조절을 위해서는 유로의 개방 정도를 조절하는 기능을 수행하는 유량조절밸브를 필요로 하게 되나, 이와 같은 유량조절기능만을 수행하는 제품은 사용자의 필요에 따라 유량을 조절하여 사용할 수는 있지만, 유사시 유체의 흐름을 차단 또는 개방하기 위해서는 사용자에 의해 설정되어 있던 개방상태의 설정값을 해제하여야만 하는 단점이 있었다.

따라서, 유로 차단시 사용자에 의해 설정된 설정값이 해제되지 않도록 하기 위해서는 도 2에 도시한 바와 같이 유량조절밸브(6)와, 유로를 개폐할 수 있는 개폐용 밸브(5)를 별도로 구성하여 유로의 개방 정도는 유량조절밸브(6)를 조작하여 조절하고, 유로의 개폐는 개폐용 밸브(5)를 조작함으로서 수행되도록 하고 있으나, 이와 같이 유량조절밸브(6)와 개폐용 밸브(5)를 별도로 구성한 제품은 좁은 장소에 설치를 요하는 경우에는 설치공간상의 제약을 받게 되며, 제조 비용의 증가를 일으키는 등의 문제가 따르고 있었다.

따라서 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 정확한 유량 조절이 가능한 유량조절 기능과 차단 밸브 기능을 하나의 밸브 작동축에 일체로 갖도록 개선된 차단 밸브 기능이 구비된 유량조절밸브를 제공하는 것을 그 목적으로 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 차단 밸브 기능이 구비된 유량조절밸브는 내부에는 유로가 형성되고, 외주면 일측에는 밸브 작동축을 삽입할 수 있는 연결구가 형성된 밸브 몸체와; 상기 연결구를 통해 삽입되어 상기 밸브 몸체 내부에 회전가능하게 설치되고, 상기 유로와 대응되는 위치에는 밸브홀이 형성되어 회전조작에 따라 상기 밸브 몸체에 형성된 유로의 개폐상태를 조절하도록 된 회전축과; 상기 회전축 내부에 회전가능하게 삽입 설치되는 스핀들; 및 상기 회전축 내부에 삽입 설치되며, 상기 스핀들과 나사 결합되어 스핀들의 회전조작에 따라 상하로 이동되어 상기 밸브홀의 개방 정도를 조절하도록 된 유량조절포트;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 회전축의 내부에는 가이드홈이 형성되고, 상기 유량조절포트의 외주면 일측에는 상기 가이드홈을 따라 승하강 안내되는 가이드바가 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 회전축은 하부측으로 테이퍼진 형태로 이루어지고, 상기 스핀들의 상부측에는 상기 유로의 개방 정도를 나타내는 지시홈이 형성되는 것이 보다 바람직하다.

따라서, 본 발명은 유량을 조절하는 기능과 차단 밸브의 기능을 일체로 갖는 구조로 이루어지므로, 유로 차단시 사용자에 의해 설정된 설정값이 해제되지 않도록 할 수 있으며, 뿐만 아니라 좁은 장소에 설치를 요하는 경우에도 설치공간상의 제약을 받지 않으며, 제조 비용을 감소시키는 이점이 있다.

이하에서, 본 발명의 유량조절밸브를 첨부된 도면에 예시된 실시예를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유량조절밸브의 조립단면도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유량조절밸브의 분해사시도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유량조절밸브를 구성하는 밸브 몸체(10)와 밸브 작동축(200)의 분해단면도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명의 유량조절밸브는 밸브 몸체(10)와, 회전축(20)과, 스핀들(30) 및 유량조절포트(40)로 이루어진다.

상기 밸브 몸체(10)의 내부에는 유체가 흐를 수 있는 유로가 형성되어 있으며, 밸브 몸체(10)는 유로의 개폐와 유량의 조절을 동시에 수행하도록 된 밸브 작동축(200)이 삽입될 수 있도록 외주면 일측이 개방되어 형성된 연결구(11)를 갖는 구조로 이루어진다. 이러한 밸브 몸체(10)는 조임링(110)으로 압착되면서 체결용 유니온 너트(100)를 통해 가교화 폴리에틸렌 관 등의 배관용 파이프로 연결되어 사용되어질 수 있다.

상기 밸브 작동축(200)은 회전축(20)과 스핀들(30) 및 유량조절포트(40)로 이루어진다. 상기 회전축(20)은 대략 원통의 형태로 이루어지며, 상기 연결구(11)를 통해 삽입되어 밸브 몸체(10)의 내부에 회전가능하게 설치되고, 하부에는 밸브 몸체(10)의 유로와 연결 가능하도록 횡으로 관통되어 형성된 밸브홀(21)을 갖는다. 따라서 회전축(20)이 연결구(11)를 통해 밸브 몸체(10)의 내부로 삽입 설치된 상태에서 회전축(20)을 회전시키는 회전조작에 따라 밸브홀(21)은 상기 밸브 몸체(10)에 형성된 유로와 연결되거나 어긋나게 됨으로서 유로의 개폐 여부가 조절 가능하게 된다. 상기 회전축(20)은 내부에 스핀들(30)과 유량조절포트(40)가 삽입될 수 있도록 중공(中空)형으로 이루어지며, 외측면이 상부에서 하부측으로 갈수록 테이퍼진 형태의 경사를 갖도록 이루어진다. 이러한 회전축(20) 외측면의 테이퍼 구조는 내부 유로의 정확한 일치와 유체의 외부 누설 방지를 위한 것으로, 이를 위해 상기 밸브 몸체(10)의 축수부(12)의 내측면은 상기 회전축(20) 외측면의 테이퍼 경사와 동일한 각도(θ)로 경사지도록 이루어짐이 바람직하다.

상기 유량조절포트(40)는 전체적으로 원통형으로 이루어지며, 상부측 외주면 일측에는 회전축(20)에 형성된 가이드홈(23)에 대응 삽입될 수 있는 가이드바(41)가 형성된다. 이와 같은 가이드바(41)는 유량조절포트(40) 상부측 외주면을 따라 복수개 형성될 수 있으며, 이러한 경우 회전축(20)의 내부에는 복수개의 가이드바(41)의 삽입이 가능하도록 복수개의 가이드홈(23)이 형성됨이 바람직하다. 상기 유량조절포트(40)의 내부에는 나사부(40a)가 형성되어 있으며, 상기 유량조절포트(40)의 내부에 형성된 나사부(40a)는 스핀들(30)의 외주면에 형성된 나사부(30a)와 나사 결합된 상태로 회전축(20) 내부에 삽입됨으로서 하나의 밸브 작동축(200)을 형성하게 된다.

이러한 밸브 작동축(200)을 밸브 몸체(10)의 연결구(11)에 끼워 넣은 다음 밸브 작동축(200)을 구성하는 회전축(20)의 플랜지(24) 상에 고무패킹(60)과 평와셔(90), 판형 접시스프링(70)의 순서로 삽입하여 적정 압력으로 가압되도록 함으로서 수밀(水密)을 유지시킴이 바람직하며, 이와 같이 삽입된 고무패킹(60)과 평와셔(90), 그리고 판형 접시스프링(70)은 밸브 몸체(10)에 형성된 축수부(12)의 외주면에 캡너트(80)를 나사결합함으로써 밸브 몸체(10)에 안정적으로 고정, 유지할 수 있다.

상기 스핀들(30)은 오링(35)이 끼워져 회전축(20)에 삽입되는데, 스핀들(30)에는 외주면을 따라 이링(32, E-ring)이 끼워질 수 있는 홈(36)이 형성되어 있으며, 따라서 상기 회전축(20)에 스핀들(30)을 삽입하여 회전축(20)의 상부플랜지(25) 하부면에 스핀들(30)의 원통플랜지(34) 상부면이 접촉된 상태에서 상기 스핀들(30)의 홈(36)에 이링(32)을 끼우게 되면, 상기 스핀들(30)은 상기 상부플랜지(25)의 내부직경보다 큰 외부직경을 갖는 이링(32)을 통해 회전축(20)의 상부면으로 지지되어 축을 중심으로 회전운동만을 하도록 이루어진다.

회전축(20)의 상부에는 외주면을 따라 내측으로 요입되어 끼움홈(22)이 형성되는데, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 끼움홈(22)은 조작핸들(50)의 다각플랜지(51) 하부측에 형성된 돌기(54)에 끼워져 체결됨으로서 조작핸들(50)이 안정적으로 지지되게 된다.

이때 회전축(20)의 상부측 외주면(27)은 다각 형상으로 이루어지고, 상기 다각플랜지(51)는 그 내측이 회전축(20)의 상부측 외주면(27)의 다각 형상과 대응되도록 동일규격으로 이루어져 체결됨으로서 상기 회전축(20)은 조작핸들(50)의 회전조작에 따라 상호 연동되어 회전되게 된다.

또한 상기 회전축(20)은 상부의 내경이 하부의 내경보다 작도록 이루어짐에 따라 내부플랜지(26)가 형성되는 구조로 이루어지며, 이에 따라 상기 스핀들(30)의 회전 조작에 의해 유량조절포트(40)가 일정 높이 상승되어 유량조절포트(40)의 상부면이 내부플랜지(26)의 하부면에 접촉되게 됨으로서 유량조절포트(40)의 상승을 제한하는 스토퍼 구실을 수행하게 된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 캡너트(80)의 상부에는 상기 회전축(20)의 밸브홀(21)의 방향에 따라 유로의 개폐상태를 나타내는 개폐표시부(52)가 형성되어 있으며, 일예로, 상기 조작핸들(50)을 개폐표시부(52)에 나타난 "열림"을 향하는 방향으로 회전시키면 상기 회전축(20)의 밸브홀(21)이 유로의 방향과 일직선을 이루어 유로가 개방된 상태가 되고, 이와 반대로 조작핸들(50)을 개폐표시부(52)에 나타난 "닫힘"을 향하는 방향으로 90°회전시키면 회전축(20)의 밸브홀(21)이 유로의 방향과 수직을 이루어 유로가 폐쇄된 상태가 되도록 하여 유로의 개폐상태를 제어함과 동시에 개폐표시부(52)를 통해 그 개폐상태를 확인할 수 있도록 이루어진 다. 상기 조작핸들(50)은 유량조절밸브를 완전 개방 또는 완전 폐쇄시키는 데에 90°의 회전각도범위만으로도 충분하므로, 조작핸들(50)의 회전조작 범위를 90°범위내에서만 이루어지도록 스토퍼(미도시)를 부설하는 것도 가능하다.

이와 같이 구성된 유량조절밸브의 유량의 조절은 스핀들(30)의 회전 조작에 따라 유량조절포트(40)를 승하강시켜 밸브홀(21)의 개도를 조절함으로서 수행할 수 있다. 이때, 유량조절포트(40)는 스핀들(30)과 나사 결합되어 있고 유량조절포트(40)의 가이드바(41)는 회전축(20)의 내부에 형성된 가이드홈(23)에 의해 지지되어 승하강만을 하도록 이루어지므로, 스핀들(30)의 회전 조작시의 회전력이 전달되어 승하강되게 된다.

따라서 상기 스핀들(30)의 회전 조작 정도에 따라 유량조절포트(40)의 승하강에 의한 밸브홀(21)의 개도를 조절 가능하며, 이를 통해 유로를 통해 흐르는 유량을 조절할 수 있는 것이다.

또한 도 6에 도시된 바와 같이, 스핀들(30)의 상부측에는 지시홈(31)이 형성되며, 이를 통해 상기 밸브홀(21)의 개방 정도에 따른 유량을 나타내도록 이루어진다. 일예로서, 상기 유량조절포트(40)의 하단부가 상기 밸브홀(21)의 상부에 위치하여 유로가 개방된 상태에서는 상기 스핀들(30)에 형성된 지시홈(31)은 유량표시부(53)에 표시된 "10"을 가리키게 되며, 유량조절포트(40)의 하단부가 상기 밸브홀(21)의 하부에 위치하여 유로가 폐쇄된 상태에서는 상기 스핀들(30)에 형성된 지시홈(31)은 유량표시부(53)에 표시된 "0"을 가리키게 된다. 따라서 사용자가 그 필 요에 따라 스핀들(30)을 회전시켜 상기 지시홈(31)이 0~10 사이의 특정한 값을 가리키도록 설정하게 되면, 이에 따라 유량조절포트(40)와 밸브홀(21)의 위치관계가 결정됨으로서 사용자가 원하는 바에 따라 유량조절밸브의 개도정도를 조절할 수 있게 된다. 상기 유량표시부(53)는 조작핸들(50)의 상부측에 부착되는 스티커와 같은 형태로 이루어진 것일 수 있으며, 이러한 경우 밸브홀(21)의 완전 폐쇄상태에서 상기 지시홈(31)이 유량표시부(53)의 "0"으로 지시되고, 완전 개방상태에서는 상기 지시홈(31)이 유량표시부(53)의 "10"으로 지시되도록 유량표시부(53)를 제작하여 부착함이 바람직하다. 또한 상기 유량표시부(53)의 일정 간격으로 표시된 각각의 눈금들 사이에는 작은 눈금을 표시함으로서 유량의 개방정도를 보다 세분화하여 나타낼 수도 있다.

따라서 사용자는 그 선택에 따라 상기 조작핸들(50)을 회전하는 조작에 의해 유량조절밸브를 완전 개방, 또는 완전 폐쇄할 수 있음은 물론, 스핀들(30)의 상부측에 형성된 요입홈(33)을 통해 드라이버(Driver)를 회전시키는 등의 방법으로 스핀들(30)의 회전 정도를 조작하여 유량조절포트(40)에 의한 밸브홀(21)의 개방 정도를 조절함으로서 유량의 개방 정도를 사용상의 필요에 따라 단계별로 설정하여 유지할 수 있다.

예컨대, 아파트 건축현장에 설치되는 온수분배기에 장착하는 경우에 유량의 설정은 온수분배기 출고시 사전에 제조사에 제공된 설계도면에 의거하여 각각의 난방구역별로 일정한 필요 유량이 공급될 수 있도록 유량을 설정하여 출고할 수도 있고 사후에 사용자가 발코니 확장 등의 필요에 따라 유량을 재설정하여 사용할 수도 있다. 사용자가 상기 스핀들(30)의 지시홈(31)이 "3"을 가리키는 상태로 설정하여 유지하게 되면, 유량조절밸브 완전 개방 대비 30%의 수준으로 유로의 개도를 유지할 수 있다. 따라서 만약 사용자가 유로의 개도를 30% 수준으로 설정한 상태에서 외출이나 밸브 점검 등의 이유로 조작핸들(50)을 회전 조작하여 유로를 완전 폐쇄시킨 경우에도, 다시 조작핸들(50)을 개방 상태로 원위치시키는 작동에 의하여 초기 설정된 30% 수준의 유로의 개도를 유지할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명의 유량조절밸브는 유로의 개방 또는 차단시에는 조작핸들(50)을 90°정(시계방향), 역(반시계방향)회전시켜 밸브 몸체의 유로와 회전축(20)의 밸브홀(21)을 일치시키거나 혹은 어긋나게 함으로서 개폐기능을 수행하게 되며, 유량의 조절은 스핀들(30)이 회전하면 유량조절포트(40)가 회전축(20)의 내부에 형성된 가이드홈(23)에 의해 안내되면서 상,하로 이동하여 회전축(20)을 관통하는 유로의 단면적을 조절함으로서 이루어지게 된다. 또한, 유로의 열림양(유량)은 스핀들(30) 상부에 표시된 지시홈(31)과 조작핸들(50) 상부면에 일정한 각도로 분할표시된 유량표시부(53)를 일치시킴으로서 사용상의 필요에 따라 적절히 조절하여 설정 및 유지할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 개폐용 밸브의 종단면도.

도 2는 종래의 개폐용 밸브와 유량조절밸브가 별도로 구성된 밸브의 종단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유량조절밸브의 조립단면도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유량조절밸브의 분해사시도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유량조절밸브를 구성하는 밸브 몸체(10)와 밸브 작동축(200)의 분해단면도.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유량조절밸브를 구성하는 조작핸들(50)과 캡너트(80)의 평면도.

도 7은 도 3의 "A" 부분의 확대단면도.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

10: 밸브 몸체 11: 연결구 12: 축수부

20: 회전축 21: 밸브홀 22: 끼움홈

23: 가이드홈 24: 플랜지 30: 스핀들

31: 지시홈 40: 유량조절포트 41: 가이드바

50: 조작핸들 51: 다각플랜지 52: 개폐표시부

53: 유량표시부 60: 고무패킹 70: 판형 접시스프링 80: 캡너트 90: 평와셔 200: 밸브 작동축

Claims (4)

1. 내부에는 유로가 형성되고, 외주면 일측에는 연결구가 형성된 밸브 몸체와;

   상기 연결구를 통해 삽입되어 상기 밸브 몸체 내부에 회전가능하게 설치되고, 상기 유로와 대응되는 위치에는 밸브홀이 형성되어 회전조작에 따라 상기 밸브 몸체에 형성된 유로의 개폐상태를 조절하도록 된 회전축과;

   상기 회전축 내부에 회전가능하게 삽입 설치되는 스핀들; 및

   상기 회전축 내부에 삽입 설치되며, 상기 스핀들과 나사 결합되어 스핀들의 회전조작에 따라 상하로 이동되어 상기 밸브홀의 개방 정도를 조절하도록 된 유량조절포트;로 구성되며,

   상기 회전축의 내부에는 가이드홈이 형성되고, 상기 유량조절포트의 외주면 일측에는 상기 가이드홈을 따라 승하강 안내되는 가이드바가 형성된 것을 특징으로 하는 차단 밸브 기능이 구비된 유량조절밸브.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 회전축은 하부측으로 테이퍼진 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 차단 밸브 기능이 구비된 유량조절밸브.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 스핀들의 상부측에는 지시홈이 형성되고, 상기 회전축을 회전하기 위한 조작핸들의 상부측에 형성된 유량표시부를 통해 유로의 개방 정도를 나타내도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 차단 밸브 기능이 구비된 유량조절밸브.

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