KR101048866B1 - 저장탱크의 가스배출 밸브 - Google Patents

Abstract

간이상수도 시설에 공급하는 소독약 등의 약품이 보관되는 저장탱크에 설치되어 저장탱크 내외의 압력 차이에 따라 양방향으로 개폐가 이루어지는 저장탱크의 가스배출 밸브가 개시된다. 밸브몸체는 일측에 제1단차부를 갖고 타측에 제2단차부를 가지며 양측을 관통하는 유로가 형성된다. 제1밸브막은 제1단차부를 받침점으로 하여 탄성 변형됨에 따라 밸브몸체의 일측에서 유로를 개폐한다. 제2밸브막은 제2단차부를 받침점으로 하여 탄성 변형됨에 따라 밸브몸체의 타측에서 유로를 개폐한다. 따라서, 저장탱크 내의 저장물인 약품의 유출을 방지하며 약품 투입 시 약품의 원활한 공급을 가능하게 한다.

간이상수도, 가스배출, 밸브

Description

저장탱크의 가스배출 밸브{Valve for releasing gas of storing tank}

이 기술은 저장탱크의 가스배출 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 간이상수도 시설에 공급하는 소독약 등의 약품이 보관되는 저장탱크에 설치되어 저장탱크 내외의 압력 차이에 따라 양방향으로 개폐가 이루어지는 저장탱크의 가스배출 밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 상수도가 보급되지 않는 산골 등지에서는 간이상수도를 운용하고 있다. 간이상수도는 산 중턱 등과 같은 높은 곳에 취수탱크를 설치하고, 펌프에 의해 지하수 또는 계곡물 등을 끌어올려 취수탱크에 저장한 후 집집마다 급수하게 된다.

이와 같은 간이상수도는 관리를 위한 인력을 필요로한다. 이 경우, 관리자의 전문성 부재로 인해 수질 관리가 제대로 이루어지지 않을 수 있다. 그리고, 간이상수도 시설이 산간 오지에 설치되는 경우 관리자의 접근이 용이하지 않아 수질 관리에 어려움이 있을 수 있다.

이와 같은 이유로 인해, 간이상수도 시설에 소독약 등의 약품을 공급하는 약품투입기가 설치된다. 약품투입기는 취수탱크로 공급되는 물에 약품을 자동으로 공 급하여 살균하는 기능을 한다. 이 경우, 약품투입기의 일측에는 약품을 보관하고 있는 저장탱크가 설치된다.

그런데, 저장탱크 내에 수용되는 약품의 화학작용으로 인해 가스가 발생될 경우, 저장탱크 내부의 압력이 상승하여 저장탱크 외부의 압력보다 높게 된다. 이 경우, 약품이 필요 이상으로 과다 공급된다. 또한, 저장탱크 내의 약품이 약품투입기로 배출될 경우 저장탱크 내부의 압력이 하강하여 저장탱크 외부의 압력보다 낮게 된다. 이 경우, 약품이 적정양보다 적게 공급될 수 있다. 따라서, 저장탱크 내외의 압력 차이를 보상하도록 저장탱크에 가스배출 밸브를 설치할 필요가 있다.

종래의 가스배출 밸브는 다수의 미세 통공이 형성된 캡을 이용하여 저장탱크 내의 가스를 외부로 배출하도록 구성되거나, 스프링으로 지지되는 캡으로 구성되어 저장탱크 내의 가스가 일정 압력 이상이면 캡을 상부로 밀어올려 가스를 외부로 배출하고 일정 압력 이하이면 스프링의 복원력에 의해 원위치로 복귀되어 밸브가 닫히는 방식으로 이루어졌다.

하지만, 이와 같이 약품이 공기와 계속 접촉하게 되면 약품의 성질이 약화되어 결국 제 기능을 하지 못하게 된다. 예를 들어, 차아염소산나트륨의 경우 10 내지 15일 정도 공기 중에 노출이 되게 되면 약의 성분이 현저하게 저하되어 같은 양의 약품을 투입해도 원래 설정되었던 약품의 농도에 미치지 못하게 됨에 따라, 소독의 정확한 효과를 거둘 수 없게 된다.

또한, 저장탱크 내의 약품이 배출되게 되면 저장탱크 내부의 압력은 외부의 압력보다 낮은 음압 상태가 되는데, 종래에는 약품이 배출되는 양만큼 가스를 저장탱크 내로 주입시키지 못하였기 때문에 약품의 성질이 변하는 문제점이 있었다.

또한, 밸브에 설치되는 스프링은 염소(Cl) 성분이 함유된 약품에 의해 부식될 수 있기 때문에 장기간 밸브의 사용 시 원활히 작동이 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

이와 더불어, 종래의 가스배출 밸브는 저장탱크 내외의 압력 차이에 따라 개폐되는 밸브의 설정압을 조절하기가 어려운 단점이 있었다.

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해, 평상 시 약품을 공기와 차단시키며, 저장탱크 내부의 압력이 외부보다 높을 경우 저장탱크 내의 가스를 외부로 배출시키고 저장탱크 내부의 압력이 외부보다 낮을 경우 대기의 가스를 저장탱크 내부로 유입시키도록 양방향 개폐가 이루어지는 저장탱크의 가스배출 밸브를 제공한다.

또한, 스프링을 사용하지 않기 때문에 장기간 사용하여도 내구성이 우수한 저장탱크의 가스배출 밸브를 제공한다.

또한, 저장탱크 내외의 압력 차이에 따라 개폐되는 밸브의 설정압을 용이하게 조절 및 변경할 수 있는 저장탱크의 가스배출 밸브를 제공한다.

저장탱크의 가스배출 밸브는 일측에 제1단차부를 갖고 타측에 제2단차부를 가지며 양측을 관통하는 유로가 형성된 밸브몸체와, 제1단차부를 받침점으로 하여 탄성 변형됨에 따라 밸브몸체의 일측에서 유로를 개폐하는 제1밸브막 및 제2단차부를 받침점으로 하여 탄성 변형됨에 따라 밸브몸체의 타측에서 유로를 개폐하는 제2밸브막을 포함한다.

또한, 저장탱크의 가스배출 밸브는 유로를 관통하여 제1밸브막과 제2밸브막을 연결하는 것으로 제1밸브막의 개폐 시 제2밸브막을 연동 개폐시키며 제2밸브막의 개폐 시 제1밸브막을 연동 개폐시키는 링크부재를 더 구비한다.

또한, 제1단차부 및 제2단차부는 각각 밸브몸체에 대해 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

이 경우, 제1단차부 및 제2단차부에 제1밸브막 및 제2밸브막의 개방 시 밸브몸체의 일측 및 타측을 유로와 연통시키는 포켓부가 각각 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 제1단차부 및 제2단차부의 폭과 높이는 가스의 설정된 배출압력 및 유입압력에 따라 가변될 수 있다.

따라서, 저장탱크 내외로 양방향 개폐가 이루어져, 저장탱크 내의 저장물인 약품의 유출을 방지하며 약품 투입 시 약품의 원활한 공급을 가능하게 한다.

또한, 스프링을 사용하지 않기 때문에 장기간 사용하여도 밸브의 내구성이 보장되며, 제조원가를 절감할 수 있다.

이와 더불어, 저장탱크 내외의 압력 차이에 따라 개폐되는 밸브의 설정압을 용이하게 조절 및 변경할 수 있고, 밸브의 유지 및 보수가 용이하다.

이하 첨부된 도면에 따라서 가스배출 밸브의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일 실시 예에 따른 가스배출 밸브의 사시도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 가스배출 밸브의 분리 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 가스배출 밸브(1)는 밸브몸체(11)와, 제1밸브막(12) 및 제2밸브막(13)을 포함한다.

밸브몸체(11)는 제1단차부(112: 도4참조)와 제2단차부(113) 및 유로(115)를 구비한다. 제1단차부(112)는 밸브몸체(11)의 일측에 형성되고 제2단차부(113)는 타측에 형성된다. 그리고, 유로(115)는 밸브몸체(11)의 양측을 관통하도록 형성된다. 유로(115)는 밸브몸체(11)의 중앙부에 형성되는 것이 바람직하다.

제1밸브막(12)은 밸브몸체(11)의 일측에 배치되며, 제1단차부(112)를 받침점으로 하여 탄성 변형되어 유로(115)를 개폐한다. 또한, 제2밸브막(13)은 밸브몸 체(11)의 타측에 배치되며, 제2단차부(113)를 받침점으로 하여 탄성 변형되어 유로(115)를 개폐한다.

제1밸브막(12) 및 제2밸브막(13)은 탄성재질의 얇은 판 형상으로 이루어지며, 예를 들어 탄성 및 내식성이 우수한 실리콘 소재 등으로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 가스배출 밸브(1)는 링크부재(14)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 링크부재(14)는 밸브몸체(11)의 유로(115)를 관통하며, 제1밸브막(12)과 제2밸브막(13)을 서로 연결한다. 링크부재(14)는 제1밸브막(12)의 개폐 시 제2밸브막(13)을 연동 개폐시키며, 제2밸브막(13)의 개폐 시 제1밸브막(12)을 연동 개폐시키는 기능을 한다.

이후에, 도 3 및 도 4를 참조하여 다른 실시 예에 따른 가스배출 밸브의 구성을 전술한 실시 예보다 더욱 구체적이고 상세하게 설명한다.

도 3은 다른 실시 예에 따른 가스배출 밸브의 분리 사시도이고, 도 4는 도 3의 실시 예에 따른 가스배출 밸브의 단면도이다. 도 3 및 도 4의 실시 예는 도 2의 실시 예와 비교하였을 때 단차부들이 밸브몸체에 대해 착탈 가능하다는 구성을 제외하고는 모두 동일하므로 도 2의 실시 예의 부호를 그대로 사용하여 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 가스배출 밸브(1)는 밸브몸체(11)와, 제1밸브막(12)과, 제2밸브막(13) 및 링크부재(14)를 포함한다.

밸브몸체(11)는 외주면에 나사산(111)이 형성되어 저장탱크(2)에 너트(3)로 체결된다. 밸브몸체(11)의 일측에는 제1단차부(112)가 형성되며, 타측에는 제2단차부(113)가 형성된다. 이 경우, 밸브몸체(11)의 일측은 저장탱크(2)의 내측이며, 타측은 저장탱크(2)의 외측이다. 그리고, 밸브몸체(11)의 중앙부에는 밸브몸체(11)의 양측을 관통하는 유로(115)가 형성된다.

제1단차부(112) 및 제2단차부(113)는 밸브몸체(11)의 내측과 외측에 각각 착탈 가능하게 결합된다. 참고로, 제1단차부(112)와 제2단차부(113)는 구성이 동일하므로, 도 3을 참조하여 제2단차부(113)를 설명함으로써 제1단차부(112)의 설명은 생략한다.

제2단차부(113)는 소정의 높이를 갖는 원형 링 형상으로 이루어지며, 포켓부(1131)를 구비한다. 포켓부(1131)는 제2단차부(113)의 내측에 요철의 형태로 요입 형성되거나 홀의 형태로 형성될 수 있다. 포켓부(1131)는 제2밸브막(13)의 개방 시 밸브몸체(11)의 일측, 즉 저장탱크(2)의 외측을 유로(115)와 연통시키는 작용을 한다. 제1단차부(112)에도 제2단차부(113)와 동일하게 포켓부가 형성된다.

제1밸브막(12)은 원형 판 형상으로 이루어지며, 밸브몸체(11)의 내측에 배치된다. 또한, 제2밸브막(13)은 원형 판 형상으로 이루어지며, 밸브몸체(11)의 외측에 배치된다. 제1밸브막(12) 및 제2밸브막(13)은 모두 실리콘 등의 탄성소재로 이루어진다.

제1밸브막(12)과 제2밸브막(13)은 링크부재(14)에 의해 서로 연결된다. 즉, 링크부재(14)는 밸브몸체(11)의 중앙부에 형성된 유로(115)를 관통하며, 링크부재(14)의 하부는 제1밸브막(12)에 결합되고, 링크부재(14)의 상부는 제2밸브막(13) 에 결합된다.

결국, 제2밸브막(13)의 하면은 제2단차부(113)의 상면에 밀착된다. 이 경우, 제2밸브막(13)은 제2단차부(113)에 형성된 포켓부(1131)를 완전히 덮는다. 또한, 제1밸브막(12)의 상면은 제1단차부(112)의 하면에 밀착된다. 이 경우, 제1밸브막(12)은 제1단차부(112)에 형성된 포켓부를 완전히 덮는다.

도 5 및 도 6은 도 4의 작동 예를 도시한 가스배출 밸브의 단면도이다. 도 5 및 도 6을 참조하여, 가스배출 밸브의 작동 예를 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 저장탱크(2) 내부에 가스가 발생되어 압력이 상승하면 양압이 발생되어 제1밸브막(12)을 밀어올리는 힘이 발생된다. 따라서, 제1밸브막(12)은 제1단차부(112)의 모서리부를 받침점으로 하여 탄성 변형된다.

이와 같이 제1밸브막(12)이 탄성 변형되면 제1단차부(112)의 하면에 밀착되어 있던 제1밸브막(12)이 제1단차부(112)로부터 이격되어 가스가 제1단차부(112)에 형성된 포켓부를 통해 유로(115)로 배출된다.

이 경우, 제1밸브막(12)의 상부로 절곡된 중앙부에 결합된 링크부재(14)도 함께 상부로 밀어올려져 제2밸브막(13)은 상부로 상승하게 되며, 제2단차부(113)의 상면에 밀착되어 있던 제2밸브막(13)은 제2단차부(113)로부터 이격된다. 따라서, 가스는 제2단차부(113)에 형성된 포켓부(1131)를 통해 저장탱크(2)의 외부로 배출된다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 저장탱크(2) 내부의 약품이 약품투입기로 공급되면 저장탱크(2) 내부의 압력은 저장탱크(2) 외부의 압력보다 낮아지게 되어 음압이 형성된다. 이에 따라, 제2밸브막(13)은 제2단차부(113)의 모서리부(1132)를 받침점으로 하여 탄성 변형된다.

이와 같이 제2밸브막(13)이 탄성 변형되면 제2단차부(113)의 상면에 밀착되어 있던 제2밸브막(13)이 제2단차부(113)로부터 이격되어 가스가 제2단차부(113)에 형성된 포켓부(1131)를 통해 유로(115)로 유입된다.

이 경우, 제2밸브막(13)의 하부로 절곡된 중앙부에 결합된 링크부재(14)도 함께 하부로 하강하여 제1밸브막(12)은 하부로 하강하게 되며, 제1단차부(112)의 하면에 밀착되어 있던 제1밸브막(12)은 제1단차부(112)로부터 이격된다. 따라서, 가스는 제1단차부(112)에 형성된 포켓부를 통해 저장탱크(2)의 내부로 유입되게 된다.

한편, 제1단차부(112) 및 제2단차부(113)의 폭과 높이는 설정된 가스압력에 따라 가변될 수 있다. 제1단차부(112) 및 제2단차부(113)는 밸브몸체(11)로부터 착탈 가능하기 때문에, 용이하게 가스압력의 설정을 변경할 수 있다.

저장탱크(2) 내부의 압력이 P1이고, 저장탱크(2) 외부의 압력이 P2일 경우, 저장탱크(2) 내부와 외부 사이의 압력 차이는 다음 식으로 나타낼 수 있다.

△P = │P1 - P2│

이 경우, △P의 크기에 따라 밸브의 개폐 정도를 제어하기 위한 변수는 제1밸브막(12) 및 제2밸브막(13)의 탄성계수이다. 이와 더불어, 제1단차부(112) 및 제2단차부(113)의 서로 마주하는 단차 모서리부들 사이의 거리를 변경함으로써, 밸브의 개폐 정도를 제어하는 설정압을 제어할 수 있다.

도 7 내지 도 10은 도 4의 변형 예에 따른 가스배출 밸브의 단면도이다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1단차부(112) 및 제2단차부(113)의 폭을 넓게 하면 단차 모서리부들 사이의 거리가 좁아지게 되어, 도 4와 비교하였을 때 더욱 높은 압력에서 제1밸브막(12) 및 제2밸브막(13)은 탄성 변형되게 된다.

또한, 도 8에 도시된 것처럼, 제1단차부(112) 및 제2단차부(113)의 높이를 다르게 변경하는 것도 가능하다. 즉, 제1단차부(112)의 포켓부는 깊게 형성하고, 제2단차부(113)의 포켓부는 제1단차부(112)의 포켓부보다 상대적으로 얇게 형성할 수 있다. 이와 같이 포켓부의 깊이를 다르게 변경함으로써, 가스의 설정압력을 변경할 수 있다.

또한, 도 9에 도시된 것처럼, 제1단차부(112) 및 제2단차부(113)의 모서리부가 라운딩되는 것도 가능하다. 또한, 도 10에 도시된 것처럼, 제1단차부(112)와 제2단차부(113)의 폭을 다르게 구성할 수 있으며, 높이를 다르게 구성하는 것도 가능하다.

한편, 도 11은 또 다른 실시 예에 따른 가스배출 밸브의 단면도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 밸브몸체(11)에 보조유로(141)가 더 형성될 수 있다. 보조유로(141)는 유로(115)의 일 측에 하나 또는 복수개 형성될 수 있다. 이 경우, 제1밸브막(12) 및 제2밸브막(13)은 밸브가 닫힌 상태일 때 보조유로(141)를 완전히 덮고 있으며, 설정압 이상일 때 제1밸브막(12) 또는 제2밸브막(13)이 탄성 변형되면서 보조유로(141)를 개방하게 된다. 이와 같은 보조유로(141)는 유로(115)와 동일한 기능을 수행하면서, 설정압의 제어를 더욱 정밀하게 하고 더욱 원활한 가스의 출입 을 가능하게 한다.

지금까지 저장탱크의 가스배출 밸브는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1은 일 실시 예에 따른 가스배출 밸브의 사시도.

도 2는 일 실시 예에 따른 가스배출 밸브의 분리 사시도.

도 3은 다른 실시 예에 따른 가스배출 밸브의 분리 사시도.

도 4는 도 3의 실시 예에 따른 가스배출 밸브의 단면도.

도 5, 도 6은 도 4의 작동 예를 도시한 가스배출 밸브의 단면도.

도 7 내지 도 10은 도 4의 변형 예에 따른 가스배출 밸브의 단면도.

도 11은 또 다른 실시 예에 따른 가스배출 밸브의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 가스배출 밸브 11 : 밸브몸체

112 : 제1단차부 113 : 제2단차부

12 : 제1밸브막 13 : 제2밸브막

14 : 링크부재

Claims (5)

1. 일측에 제1단차부를 갖고 타측에 제2단차부를 가지며, 양측을 관통하는 유로가 형성된 밸브몸체;

   상기 제1단차부를 받침점으로 하여 탄성 변형됨에 따라, 상기 밸브몸체의 일측에서 상기 유로를 개폐하는 제1밸브막; 및

   상기 제2단차부를 받침점으로 하여 탄성 변형됨에 따라, 상기 밸브몸체의 타측에서 상기 유로를 개폐하는 제2밸브막을 포함하는 가스배출 밸브.
2. 제1항에 있어서,

   상기 유로를 관통하여 상기 제1밸브막과 제2밸브막을 연결하는 것으로, 상기 제1밸브막의 개폐 시 상기 제2밸브막을 연동 개폐시키며, 상기 제2밸브막의 개폐 시 상기 제1밸브막을 연동 개폐시키는 링크부재를 더 구비하는 가스배출 밸브.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1단차부 및 제2단차부는 각각 상기 밸브몸체에 대해 착탈 가능하게 결합되는 가스배출 밸브.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제1단차부 및 제2단차부는 그 폭 또는 높이가 가스의 설정된 배출압력 및 유입압력에 따라 달리 제조된 일련의 단차부 중에서 선택되어 결합되는 가스배출 밸브.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제1단차부 및 제2단차부에, 상기 제1밸브막 및 제2밸브막의 개방 시 상기 밸브몸체의 일측 및 타측을 상기 유로와 연통시키는 포켓부가 각각 형성된 가스배출 밸브.

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