KR100974389B1 - 밸브요소 - Google Patents

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Abstract

프레임(21)과, 적어도 하나의 제 1 유입구(26)와, 적어도 하나의 제 2 유입구(27) 및 적어도 하나의 유출구(28)로 구성된 밸브요소(20)로, 상기 밸브요소는, 파열되지 않을 때, 제 2 유입구(27)로부터 적어도 유출구(28)로의 통로를 폐쇄하는 적어도 하나의 파열디스크(23) 또는 이와 동등한 수단과, 상기 파열디스크를 관통하기 위한 관통요소(24) 또는 이와 동등한 수단으로 구성된 조합체를 포함하여 구성되며, 상기 피스톤요소는 상기 파열디스크가 관통된 때 적어도 두 개의 위치 사이에서 이동가능하게 배열되며, 상기 두 개의 위치 중, 제 2 위치에서 제 2 유입구(27)로부터 유출구(28)로의 통로가 개방되는 반면, 제 1 위치에서 제 2 유입구(27)로부터 유출구(28)로의 통로는 폐쇄되며, 피스톤은 제 2 유입구와 제 1 유입구 사이의 압력차가 소정치에 도달된 후에 상기 제 2 위치로 이동한다.

Description

밸브요소{VALVE ELEMENT}
본 발명은 프레임, 적어도 하나의 제 1 유입구, 적어도 하나의 제 2 유입구 및 적어도 하나의 유출구로 구성되고, 청구항 1의 서두에서 정의된 밸브요소에 관한 것이다.
본 발명은 압력차가 소정치에 도달한 후 촉발(triggered)될 때, 통로를 개방하기 위한 압력매체시스템에 사용되는 소위 지연밸브(delay valve)에 관한 것이다. 공지된 바와 같이, 그러한 밸브는 다소 복잡하고, 특히 가스 압력매체의 경우에, 기밀성에 관한 문제를 접하게 된다. 한편, 밸브요소가 매우 오랜 기간동안 사용되지 않는 상태로 있을 수 있는 경우에, 즉 소화시스템의 배관에 있어서, 밸브요소의 촉발의 신뢰성이 또한 중요한 설계요소이다.
본 발명의 목적은 선행기술의 단점을 피할 수 있는 완전히 새로운 형태의 해결방법을 얻는 것이다. 본 발명의 목적은 특히 소화장치에서 사용될 수 있는 신뢰성 있는 장치를 만드는 것이다.
본 발명의 밸브요소는, 파열되지 않았을 때, 제 2 유입구로부터 적어도 유출구로의 통로를 막는 적어도 하나의 파열디스크 또는 이와 동등한 것과, 파열디스크를 관통하기 위한 관통요소를 포함하여 구성되고 파열디스크가 관통되었을 때 적어도 두 개의 위치 사이에서 이동하도록 배열된 피스톤요소를 포함하여 구성되는 조합체에 의해 특징지어지며, 상기 두 개의 위치 중, 제 2 위치에서 제 2 유입구로부터 유출구로의 통로가 개방되는 반면, 제 1 위치에서 제 2 유입구로부터 유출구로의 통로가 폐쇄되며, 상기 제 2 유입구와 제 1 유입구 사이의 압력차가 소정치에 도달된 후에 피스톤요소가 상기 제 2 위치로 움직인다.
본 발명의 장치는 추가적으로 청구항 2 내지 청구항 6의 기재에 의해 특징지어진다.
본 발명의 해결방법은 수많은 중요한 장점을 가진다. 파열디스크와, 동시에 밸브스템(valve stem)의 역할을 하는 이동가능한 피스톤요소로 구성된 조합체를 밸브요소에 사용함에 의해, 촉발이 이루어질 때 신뢰성 있는 기밀지연밸브(tight delay valve)의 해결방법을 제공한다. 상기 해결방법은 고압시스템, 즉 물안개(water mist)를 사용하는 고압소화시스템에 매우 잘 적용될 수 있다.
이하에서, 본 발명은 첨부된 도면을 참고로 하여 예를 들어 보다 자세하게 설명될 것이다. 상기 도면에서,
도 1은 본 발명의 장치의 실시예를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 밸브요소를 나타낸다
본 발명의 밸브요소(20)는 적어도 하나의 제 1 유입구(26), 적어도 하나의 제 2 유입구(27) 및 적어도 하나의 유출구(28)를 가지는 프레임(21)으로 구성된다. 본 발명의 밸브요소의 프레임에는, 파열되지 않을 때, 제 2 유입구(27)로부터 적어도 유출구(28)로의 통로를 폐쇄하는 적어도 하나의 파열디스크(23) 또는 이와 동등한 것과, 상기 파열디스크를 관통하기 위한 관통요소(24) 또는 이와 동등한 것을 포함하여 구성된 피스톤요소(25)를 포함하여 구성되는 조합체가 구비되며, 상기 피스톤요소는 파열디스크가 관통될 때, 적어도 2 개의 위치 사이에서 이동가능하도록 배열되며, 상기 2 개의 위치 중, 제 2 위치에서 제 2 유입구로부터 유출구로의 통로가 개방되는 반면, 제 1 위치에서 제 2 유입구(27)로부터 유출구(28)로의 통로가 폐쇄되며, 제 2 유입구와 제 1 유입구 사이의 압력차가 소정치에 도달될 때, 상기 제 2 위치로 피스톤요소가 움직인다.
본 발명에 따른 밸브요소(20)는 도 2에 도시되어 있다. 상기 장치는 촉발시 사용되는 라인(2)과 압력매체원(1’)간의 압력차가 충분히 높은 레벨(즉, 실제로는, 라인(2)에서의 압력이 소정치까지 떨어진 후)까지 상승할 때, 압력매체원(1’)으로부터 라인(2’)으로의 통로를 개방하는 소위 지연밸브로 불린다. 상기 장치는 촉발 라인(triggering line, 2)에 연결하기 위하여 제 1 유입구(26)를 제 1 끝단에 구비하고, 압력매체원(1’)에 연결하기 위한 제 2 유입구(27)를, 바람직하게는 제 2 끝단에, 구비한 프레임(21)을 포함하여 구성된다. 상기 프레임은 예를 들면 라인(2’)에 연결되는 유출구(28)를 구비한다. 상기 프레임은, 파열하지 않을 때, 제 2 유입구와 유출구 사이의 통로를 폐쇄하는 파열디스크를 구비한다. 상기 프레임은 그 안에 맞춰진 피스톤요소(25)를 가지는 실린더 챔버(22)를 포함하여 구성된다. 실린더 공간은 제 1 유입구(22)에 연통한다. 피스톤요소는 바람직하게는 피스톤 상에, 파열디스크를 향한 끝단에 관통요소(24)를 구비한다. 상기 피스톤요소는, 피스톤 막대(piston rod) 내부에 형성되고 상기 관통요소로부터 소정거리만큼 피스톤 요소의 축방향으로 연장되는 공동(bore, 29)을 구비한다. 상기 공동으로부터 외부로 통하는 적어도 하나의 구멍(242)이 상기 피스톤 막대에 구비되고, 상기 구멍은 상기 피스톤요소의 피스톤막대의 측표면(lateral surface)에서 개구(open)되고 있다. 관통요소는 적어도 하나의 구멍(241)을 구비할 수 있다. 바람직하게는 실링 링인 실링요소(243)가, 관통요소로부터 축방향으로 소정의 거리를 두고 피스톤 막대상에 형성되며, 상기 실링요소는 실질적으로 피스톤 막대와 슬리브의 미끄럼면 사이의 연결부을 기밀시킨다. 피스톤요소의 피스톤 막대는 관통요소로부터 축방향으로 소정의 거리를 두고 실링요소(243)를, 바람직하게는 실링 링을, 구비하며, 상기 피스톤 요소는 또 다른 실링요소(251)를 구비한다. 피스톤요소와 이와 조합하여 구비된 관통요소는 적어도 세 개의 위치들 사이에서 실린더 공간(22) 내에서 축방향으로 움직일 수 있다. 도 2는 관통요소가 파열디스크의 유출구(28) 측 상에 유지된 제 1 위치를 나타낸다. 제 2 위치에서, 관통요소는 파열디스크를 적어도 부분적으로 관통하며, 이러한 상태에서 압력매체원(1’)으로부터 흘러나오는 압력매체는 파열디스크(23) 내에 형성된 구멍을 통하여 관통요소(24)에 면하는 측에서 피스톤요소의 단면(斷面)에 압력을 가할 수 있다. 제 1 유입구(26)와 연통하는 실린더공간(22) 내에 퍼진 압력매체의 압력이 피스톤의 제 1 단면에 작용하지만, 도 2의 경우, 그 단면은 관통요소에 면하는 측의 단면보다 크기 때문에, 소정의 압력하에서는 제 2 유입구로부터 유출구로의 통로는 아직 개방되지 않는다. 제 3의 위치에서, 도면에 의해 도시된 경우, 피스톤-관통요소 조합체는 더욱 제 1 유입구(26)를 향하여 이동하여, 피스톤요소의 피스톤 막대 상의 실링이 슬리브(211)의 실링면에 대항하여 더 이상 눌려지지 않게 되면, 제 2 유입구(27)와 유출구(28) 사이에 적어도 하나의 통로가 개방된다. 도 2의 경우, 압력매체는 피스톤요소의 막대부 내의 공동(29) 및 적어도 하나의 다른 구멍(242)를 통하여, 유출구(28)와 연통되고 있는 실린더 공간(22)의 부분(221) 내로 유입될 수 있다. 도면에 나타낸 실시예에서, 유출구(28)는 제 1 유입구 및 제 2 유입구의 사이에 위치한다.
도 1은 본 발명의 밸브요소가 사용될 수 있는 압력시스템의 도식적 표현이다. 상기 시스템은, 바람직하게는 병렬로 연결된, 적어도 두 개의 압력원(4, 4’)으로 구성되며, 도면에 나타난 해결방법에서는 각각 4개의 압력용기들(4, 4’)로 구성된다. 더하여, 상기 시스템은 적어도 하나의 제 1 압력원(1)과 제 1 압력원으로부터 제 1 압력원(4)과 연통하는 압력 네트워크(2)로의 연결통로를 개방하기 위한 수단들을 포함하여 구성된다. 연결통로를 개방하기 위한 수단들은 제 1 압력원(1)과 압력네트워크(2) 사이에 배치된 제 1 밸브요소(10)로 구성된다. 제 1 밸브요소(10)가 , 즉 제어시스템(7)에 의해 또는 조작에 의해 촉발되어 개방될 때, 네트워크(2)의 압력은 상승한다. 이것은 적어도, 제 1 압력원(4)과 네트워크(2) 사이의 통로(5)에 배치된 제 2 밸브요소(3)를 개방하는 효과를 가진다. 네트워크(2) 내의 압력이 충분한 레벨까지 상승한 후에, 제 3 밸브요소(6)는 미리 설정된 압력에서 개방된다.
네트워크(2) 내의 압력이 상승함에 따라, 제 2 압력원(1’)으로부터 제 4 밸브요소(20)로의 통로가 개방된다. 이것은 제 1 압력네트워크(2) 내의 압력이 소정치로 떨어질 때까지, 압력네트워크의 제 2 지로(2’)로의 연결을 폐쇄된 상태로 유지한다. 이러한 상태에서, 제 1 압력네트워크(2) 내의 압력이 소정치로 떨어진다. 이후, 제 2 네트워크(2’) 내의 압력은 상승하여, 그 결과 적어도 하나의 제 2 압력원(4’)에 연결된 밸브요소(3)가 제 2 압력네트워크(2’)로의 통로(5’)를 개방한다. 제 3 밸브요소(6)는 제 2 압력네트워크(2’) 내의 압력이 소정치에 도달할 때까지 개방되지 않는다.
파열디스크는 바람직하게는 고압 및 높은 압력차에 견딜 수 있게 설계된다. 동작압력은 일반적으로 30bar 이상이고, 바람직하게는 70bar 이상이다. 압력은 심지어 300bar까지 높아질 수 있다. 파열디스크는 바람직하게는 촉발상황에서 관통요소의 동작이 가해지는 부분의 보다 얇은 부분을 포함하여 구성된다.
상기 밸브요소는 제 1 압력원으로부터 수신되는 압력임펄스에 의해 개방되는 제 2 압력원의 폐쇄밸브일 수 있다. 상기 밸브는 특히 소위 지연밸브이다. 상기 밸브요소는 일반적으로 소화시스템에 사용된다.
본 발명에 따른 밸브요소들은 특히 소화시스템에 관련하여, 특히 고압 물안개를 사용하는 소화장치에 관련하여 적용될 수 있다. 상기 압력매체는 가스, 액체 또는 가스와 액체의 혼합물로 구성될 수 있다.
본 발명이 상기에 설명된 실시예에 제한되지 않음은 당업자에게 자명하지만, 이하에 제시되는 청구항의 범위내에서 다양하게 변형될 수 있다.

Claims (6)

  1. 프레임(21)과, 적어도 하나의 제 1 유입구(26)와, 적어도 하나의 제 2 유입구(27)와, 적어도 하나의 유출구(28)와, 파열되지 않을 때, 제 2 유입구(27)로부터 적어도 유출구(28)로의 통로를 폐쇄하는 적어도 하나의 파열디스크(burst disk, 23) 및, 상기 파열디스크를 관통하기 위한 관통요소(24)를 포함하여 구성된 피스톤요소(25)로 구성된 밸브요소(20)로서, 상기 피스톤요소는 상기 파열디스크가 관통된 때 적어도 두 개의 위치 사이에서 이동가능하게 배열되며, 상기 두 개의 위치 중, 제 2 위치에서 제 2 유입구(27)로부터 유출구(28)로의 통로가 개방되는 반면, 제 1 위치에서 제 2 유입구(27)로부터 유출구(28)로의 통로는 폐쇄되며, 피스톤은 제 2 유입구와 제 1 유입구 사이의 압력차가 소정치에 도달된 후에 상기 제 2 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 밸브요소.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 피스톤요소는, 피스톤 막대(piston rod) 내부에 형성되고 상기 관통요소로부터 소정거리만큼 피스톤 요소의 축방향으로 연장되는 공동(bore, 29)을 구비하며,
    또한, 상기 공동으로부터 외부로 통하는 적어도 하나의 구멍(242)이 상기 피스톤 막대에 구비되고, 상기 구멍은 상기 피스톤요소의 피스톤막대의 측표면에서 개구(open)되는 것을 특징으로 하는 밸브요소.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 피스톤요소의 피스톤 막대는 관통요소로부터 축방향으로 소정거리를 두고 위치된 실링요소(243)를 구비하며, 상기 피스톤 요소는 또 다른 실링요소(251)를 구비하는 것을 특징으로 하는 밸브요소.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밸브요소는 제 2 압력원의 폐쇄밸브이며, 상기 밸브요소가 제 1 압력원으로부터 수신된 압력임펄스에 의해 개방되는 것을 특징으로 하는 밸브요소.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밸브요소는 지연밸브인 것을 특징으로 하는 밸브요소.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밸브요소는 소화시스템에 사용되는 것을 특징으로 하는 밸브요소.
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