KR101235812B1

KR101235812B1 - 고압기체용 감압 조정장치

Info

Publication number: KR101235812B1
Application number: KR1020090069916A
Authority: KR
Inventors: 조충희
Original assignee: 주식회사 엑시언
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2013-02-21
Also published as: KR20110012267A

Abstract

본 발명은 고압기체용 감압 조정장치에 관한 것으로서, 고압기체용 감압 조정장치에 있어서, 상기 감압 조정장치는, 고압의 기체가 유입되는 입구포트와 감압된 기체가 배출되는 출구포트를 갖으며, 그 내부에는 입구 및 출구포트와 연통된 감압부가 형성되어 있는 바디와; 상기 입구포트의 유로 상에 설치되어 유로를 개폐시키는 개폐밸브와; 상기 바디 내부에 승강가능하게 설치된 승강밸브와; 상기 승강밸브와 이격된 바디의 내부에 설치되고 승강밸브가 관통하는 오리피스가 형성된 시트와; 상기 바디의 감압부에 설치되고 그 일측에는 시트의 오리피스를 지나면서 감압된 기체가 통과하여 출구포트로 배출될 수 있도록 한 미세홀이 천공되어 있는 플레이트와; 상기 플레이트와 이격된 감압부의 일측에 설치되고 상기 승강밸브를 승강시켜 오리피스의 개도량을 조정하도록 연결된 다이어프램;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하여, 감압 조정장치의 감압작동을 단순한 구성 및 구조로서 원활하게 이루어지도록 한다.

고압, 기체, 가스, 감압, 저압, 조정장치, 레귤레이터,

Description

고압기체용 감압 조정장치{decompression regulator}

본 발명은 고압기체용 감압 조정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고압으로 압축된 가스를 강건하고 단순한 구조로서 일정 압력으로 감압 조정하는 고압기체용 감압 조정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 감압 조장장치로는 천연가스 차량에 장착되어 사용되는 감압 레귤레이터를 대표적으로 들 수 있다.

이러한 종래의 레귤레이터가 개시되어 있는 US 6629544호에서는 normal close type 으로, 다이어프램과 탄성체(코일스프링)을 사용하여 압력이 큰 입구압이 반력으로 작용하는 탄성체에 의한 반력에 의해 일정한 압력으로 감압이 되는데, 이때 탄성체의 반력은 스프링의 힘을 조정하는 기구에 의해 조정이 된다. 따라서, 요구하는 출구압보다 높을 경우는 오리피스(orifice)부가 닫히고, 낮을 경우는 열려 압력을 보상하는 구조로 되어 있다.

그리고, US 5890512에 개시된 레귤레이터도 전술한 레귤레이터와 유사한 normal close type이며, 다른 점은 입구측에도 밸브스템(stem)에 작용하는 탄성체(스프링)이 있고 온수통로실이 별도로 구비되어 있는 점이 다르다.

또한, US 678712호에 개시된 레귤레이터도 전술한 레귤레이터와 마찬기지로 normal close type이며, 입구압에 반력으로 작용하는 스프링으로 디스크 스프링(disc spring)을 적용하고 있으며, 감압부와 스프링실이 다이어프램 대신 축방향 운동이 가능한 슬라이딩(sliding) 부품으로 이루어져 있다.

한편, US 6321779호에 개시된 레귤레이터는 normal open type이며, 감압된 입구압이 출구측 상단면에 압력으로 작용하여 오리피스 밸브부가 닫히는 방향으로 작용하여, 일정압으로 감압되는 원리를 적용하고 있다. 입구압력이 높고 낮더라도 이를 보상할 수 있는 탄성체부 그리고 출구압을 일정압으로 유지케 하는 출구압 유지부로 나누어지며, 적용되는 탄성체로 디스크 스프링(disc spring)을 적용하고 있다.

그리고, US 5755254에 개시된 레귤레이터는 2단계로 압력을 감압시킬 수 있는 2단 감압 구조로 되어 있으며, 1차 감압부 압력이 2차 감압실의 입력부 압력으로 작용하는 구조로 되어 있다. 입구압에 대한 반력으로 코일스프링 및 2개의 다이어프램을 적용하고 있다.

하지만, 이와 같이 선행문헌에 개시된 종래의 레귤레이터는 그 구조가 복잡하여 가공성 및 정밀성이 저하될 뿐만 아니라 감압된 저온의 유체가 직접 다이어프램에 작용하여 다이어프램을 손상시킬 수 있고, 고유량 배출 시 유체의 와류 및 급속한 기체의 과대 팽창으로 인한 진동 및 가청노이즈가 발생할 수 있는 단점이 있다.

이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 고압으로 압축된 가스를 일정 압력으로 감압 조정함에 있어 레귤레이터의 작동소음 및 진동을 방지하고, 다이어프램의 손상을 방지할 수 있도록 한 고압기체용 감압 조정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적은, 고압기체용 감압 조정장치에 있어서, 상기 감압 조정장치는, 고압의 기체가 유입되는 입구포트와 감압된 기체가 배출되는 출구포트를 갖으며, 그 내부에는 입구 및 출구포트와 연통된 감압부가 형성되어 있는 바디와; 상기 입구포트의 유로 상에 설치되어 유로를 개폐시키는 개폐밸브와; 상기 바디 내부에 승강가능하게 설치된 승강밸브와; 상기 승강밸브와 이격된 바디의 내부에 설치되고 승강밸브가 관통하는 오리피스가 형성된 시트와; 상기 바디의 감압부에 설치되고 그 일측에는 시트의 오리피스를 지나면서 감압된 기체가 통과하여 출구포트로 배출될 수 있도록 한 미세홀이 천공되어 있는 플레이트와; 상기 플레이트와 이격된 감압부의 일측에 설치되고 상기 승강밸브를 승강시켜 오리피스의 개도량을 조정하도록 연결된 다이어프램;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 고압기체용 감압 조정장치에 의해 달성된다.

그리고, 상기 입구포트에는 유입되는 고압기체를 여과시키는 필터가 설치되고, 상기 바디에는 입구포트와 개폐밸브 사이의 압력을 측정하는 고압센서가 설치되며, 상기 개폐밸브는 솔레노이드밸브로 구성됨이 바람직하다.

또한, 상기 감압부는 입구포트를 통해 유입된 고압의 기체가 오리피스를 지나면서 감압된 저압의 기체로서 유입되는 메인감압부와, 상기 메인감압부의 유입된 저압의 기체가 플레이트의 미세홀을 통해 유입되어 안정화되는 감압안정부로 구성된다.

그리고, 상기 바디에는 승강밸브를 받쳐 지지하는 한편 출구압이 설정압력 이상으로 상승 시 승강밸브를 상승시켜 오리피스를 폐쇄시키는 스템과; 상기 스템과 바디 사이에 설치되어 스템을 탄력 지지하는 탄성수단;이 구성되되, 상기 탄성수단은 탄성력을 부여된 구성이면 모두 가능하나, 보다 바람직하게는 압축 코일스프링으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 승강밸브에는 출구압이 설정압력 이상으로 상승 시 유입된 고압의 기체를 스템 측으로 바이패스시키는 바이패스유로가 형성되고, 상기 스템에는 승강밸브에 의해서 바이패스된 고압의 기체를 스템과 바디 사이로 배출시켜 스템을 상승시키도록 된 유로가 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 바디에는 출구압이 설정압력 이상으로 상승 시 출구포트와 연통된 바디의 유로를 개방시켜 출구포트 측으로 유입된 저압의 기체를 외부로 배출시키는 릴리프밸브가 구성되며, 상기 다이어프램과 바디 사이에는 다이어프램을 탄력 지지하는 어저스트스프링이 설치되고, 상기 어저스트스프링에는 압축 시 어저스트스프링의 좌우 유동을 방지하는 크라운스프링이 설치된다.

한편, 상기와 같이 구성된 레귤레이터의 각 구성 간에는 O링 등과 같은 실링수단으로서 실링되어 기밀유지됨이 바람직하고, 상기 레귤레이터에 구성되는 탄성수단은 탄성력을 갖는 구성이면 어느 것을 사용하여도 무방하나, 이하의 본 실시예에서는 탄성력(장력)의 조정이 용이한 압축 코일스프링을 사용한 것을 그 일례로 도시하여 설명한다.

본 발명의 고압기체용 감압 조정장치에 따르면, 감압된 저온의 유체가 플레이트의 미세홀을 통해서 감압안정부로 신속하게 유입됨으로써 다이어프램의 안정적인 작동과 아울러 감압된 저온의 유체에 의한 다이어프램 또는 실링부위의 직접적인 손상을 최소화할 수 있고, 고유량 배출 시 유체의 와류 및 급속한 기체의 과대 팽창으로부터 다이어프램이 보호되어 진동 및 가청노이즈를 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부도면 도 1 내지 도 8은 본 발명에 따른 고압기체용 감압 조정장치를 도시한 도면이다.

본 발명의 감압 조정장치는 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 노멀 오픈 타입(normal open type)의 레귤레이터(100)로 구성되고, 상기 레귤레이터(100)는 바디(110)에 의해 구성된다.

상기 바디(110)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 그 일측에 고압의 기체가 유입되는 입구포트(111)와, 바디(110) 내부에서 감압된 저압의 기체가 배출되는 출구포트(113)가 형성되고, 상기 바디(110) 내부에 냉각수를 순환시킬 수 있도록 된 복수개의 냉각수포트(114)가 형성된다. 이러한 각 포트(111)(113)(114)는 바디(110)에 결합된 중공관으로서 바디(110)에 실링(sealing)된 상태로 결합된다.

여기서, 상기 입구포트(111)의 단부에는 바디(110) 내부로 유입되는 고압기체 중의 이물질을 걸러내어 순수한 가스 즉 기체만 유입되도록 한 필터(112)가 설치된다.

이러한 필터(112)는 입구포트(111)의 단부에 일체로 형성될 수 있지만, 도 3에서와 같이 입구포트(111)와 필터(112) 사이에 설치된 압축 코일스프링으로 이루어진 탄성수단에 의해 탄력 지지되게 설치될 수도 있다.

그리고, 상기 바디(110) 내부에는 도 4에 도시된 바와 같이, 고압의 기체가 유입되는 고압부(115)와, 상기 고압기체가 감압되어 유입되는 감압부(116)(117)가 구성된다.

상기 바디(110)의 일측에는 도 3에 도시된 바와 같이, 입구포트(111)와 연통된 바디(110)의 유로를 개폐시키는 개폐밸브(120)가 구성되고, 상기 개폐밸브(120)는 바디(110)에 실링된 상태로 결합된다.

상기 개폐밸브(120)는 통상적인 솔레노이드밸브로서, 평상 시에는 그 내부에서 돌출된 플런저(121)가 입구포트(111)의 유로를 차단한 상태로 구비되어 있다가 개폐밸브(120)에 전원이 인가되면 플런저(121)가 개폐밸브(120) 내부로 삽입되면서 입구포트(111)의 유로를 개방시키게 된다.

그리고, 상기 개폐밸브(120)와 입구포트(111) 사이의 유로에는 유입된 고압기체의 압력을 감지하는 고압센서(180)가 설치되고, 상기 고압센서(180)의 감지신호에 따라 제어부(미도시)가 개폐밸브(120)의 작동을 제어하게 된다.

한편, 상기 개폐밸브(120)를 지난 고압의 기체는 바디(110) 내부의 고압부(115)로 유입되고, 상기 고압부(115)에는 승강밸브(130)가 구성된다.

상기 승강밸브(130)는 도 4에 도시된 바와 같이, 바디(110) 내부의 고압부(115)에 상하 방향으로 설치되되, 그 상하 양단부는 각각 후술될 감압부(116)(117)와 밸브캡(140) 측으로 삽입되어 구비된다.

상기 바디(110)의 고압부(115)에 위치한 승강밸브(130)에는 레귤레이터(100) 의 출구압이 설정압력 이상으로 상승 시 고압기체를 후술될 메인감압부(116)로 유입시키지 않고 밸브캡(140) 측으로 바이패스시키기 위한 바이패스유로(131)가 승강밸브(130)의 내부에 형성된다.

그리고, 상기 승강밸브(130)와 바디(110)에 결합된 밸브캡(140) 사이에는 승강밸브(130)를 탄력 지지하는 압축 코일스프링(132)이 설치되고, 상기 스프링(132)의 하단부 즉 밸브캡(140) 측의 단부에는 스프링(132)을 지지하기 위한 지지판(133)이 설치된다.

따라서, 상기 승강밸브(130)는 출구압의 압력상승 시 승강밸브(130)에 설치된 스프링(132)의 탄성력과 더불어서 바이패스된 고압기체의 압력에 의한 후술될 스템(141)의 상승작동에 의해서 신속하게 상승되어 후술될 시트(150)의 오리피스(151)를 막아 고압기체의 흐름을 차단함으로써 바디(110) 내부의 압력상승 및 출구압의 압력상승을 방지하게 된다.

또한, 상기 승강밸브(130)에 대응한 바디(110)에는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 밸브캡(140)이 착탈가능하게 결합되고, 상기 밸브캡(140)에는 승강밸브(130)의 하단부가 실링된 상태로 관통된다.

상기 밸브캡(140)은 중공관으로서 그 내부에 스템(141)과 스프링(143)이 내장되고, 상기 밸브캡(140)의 외측단에는 스프링(143)을 지지하기 위한 캡(144)이 결합되며, 상기 캡(144)과 밸브캡(140) 사이에는 바이패스된 고압기체의 유출을 방지하기 위해 실링된다.

한편, 상기와 같이 밸브캡(140)에 내장된 스템(141)은 그 상면에 승강밸브(130)의 하면이 접촉되어 지지되고, 상기 스템(141)에는 승강밸브(130)의 바이패스유로(131)와 동일선상으로 위치되어 연통되는 유로(142)가 형성되므로, 상기 승강밸브(130)의 바이패스유로(131)와 스템(141)의 유로(142)를 통한 고압기체는 스템(141)과 캡(144) 사이의 공간으로 유입되어 스템(141)을 상방향으로 밀어 올리게 된다.

따라서, 상기와 같이 바이패스된 고압기체에 의해서 상승되는 스템(141)은 고압기체의 압력과 더불어 스프링(143)의 탄성력에 의해서 신속하게 상승됨으로써 상기 스템(141)의 상승에 의해서 승강밸브(130)가 신속히 상승되어 전술한 바와 같이 후술될 시트(150)의 오리피스(151)를 막게 된다.

한편, 상기 승강밸브(130)의 상부 측에는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 바디(110)와 밸브캡(140) 사이에서 시트(150)가 밸브캡(140)의 상단부에 안착되어 설치되고, 상기 시트(150)의 중앙부에는 승강밸브(130)가 관통되는 한편 바디(110)의 고압부(115)로 유입된 고압기체를 감압시켜 통과시키는 오리피스(151)가 형성된다.

상기 시트(150)의 오리피스(151)는 전술한 바와 같이, 승강되는 승강밸브(130)에 의해서 오리피스(151)의 직경(개도량)이 조정 및 개폐됨으로써 고압기체의 흐름을 제어하게 된다.

그리고, 상기 바디(110)의 감압부에는 플레이트(160)가 내장 설치되고, 이와 같이 설치된 플레이트(160)에 의해서 감압부의 내부 공간은 메인감압부(116)와 감압안정부(117)로 나뉘어 구성된다.

또한, 상기 플레이트(160)의 중앙부에는 승강밸브(130)의 상단부가 실링된 상태로 관통되어 설치되고, 상기 플레이트(160)의 일측에는 다수의 미세홀(161)이 천공되며, 상기 미세홀(161)은 메인감압부(116)에 근접한 하단부에서 감압안정부(117)에 근접한 상단부로 갈수록 그 직경이 커지도록 형성된다.

따라서, 상기 시트(150)의 오리피스(151)를 통과하는 고압기체는 감압되어 저압의 기체로서 메인감압부(116)로 유입되어 정압을 유지하고, 상기 메인감압부(116)로 유입된 저압의 기체는 플레이트(160)의 미세홀(161)을 통해 감압안정부(117)로 유입되어 안정화된다.

그리고, 상기 플레이트(160)에 의해서 감압된 저압기체가 메인감압부(116)로 유입된 후 플레이트(160)의 미세홀(161)을 통해 감압안정부(117)로 유입됨으로써 저압기체가 후술될 고무재질의 다이어프램(170)이나 실링부위에 가할 수 있는 직접적인 피해를 최소화할 수 있게 된다. 또한, 상기 플레이트(160)의 미세홀(161) 형상으로 인해 저압기체가 신속한 속도로 감압안정부(117)로 유입되어 다이어프램(170)의 안정적인 작동과 더불어 고유량 배출 시 유체의 와류 및 급속적인 기체의 과대 팽창으로부터 보호할 수 있으므로 진동 및 가청노이즈를 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 메인감압부(116)는 도 6에 도시된 바와 같이, 출구포트(113)의 유로와 연통되어 있으므로 메인감압부(116)에 유입된 저압기체가 출구포트(113)를 통해 배출되고, 출구압이 설정압력 이상으로 상승될 시에는 메인감압부(116) 및 감압안정부(117) 내부의 압력도 상승하게 되므로 후술될 다이어프램(170)을 작동시켜 시트(150)의 오리피스(151)를 폐쇄시키게 됨으로써 더 이상의 내부 압력상승을 방지하게 된다.

상기 감압안정부(117)의 상부에는 고무재질의 다이어프램(170)이 설치되고, 상기 다이어프램(170)은 가이드밸브(171)를 통해 승강밸브(130)와 연동되도록 연결된다. 즉, 상기 가이드밸브(171)는 그 상단부가 다이어프램(170)을 관통한 상태로 다이어프램(170)의 상면에서 너트(172)로 체결 고정되고, 하단부에는 승강밸브(130)의 상단부가 삽입 고정되어 결합된다.

따라서, 상기 다이어프램(170)과 승강밸브(130)는 가이드밸브(171)를 통해서 상호 연동된다. 즉, 출구압이 설정압력 이상으로 상승 시 감압안정부(117)의 내부 압력이 상승하면서 다이어프램(170)을 상승 작동시키게 되고, 이러한 다이어프램(170)의 상승과 더불어서 고압부(115)의 압력상승으로 인해 전술한 바와 같이 바이패스되는 고압기체의 압력과 스프링(132)(143)의 탄성력에 의해서 승강밸브(130)가 신속하게 상승되어 시트(150)의 오리피스(151)를 폐쇄시키게 된다.

한편, 상기 다이어프램(170)의 상부에는 다이어프램(170)의 작동력을 조정할 수 있는 어저스트스프링(173)이 구성되고, 상기 어저스트스프링(173)의 상하 양단부에는 각각 크라운스프링(174)과 가이드플레이트(175)가 구비된다.

상기 크라운스프링(174)은 다이어프램(170)의 상면에 설치되어 어저스트스프링(173)의 하단부를 지지하는 부품으로서 도 5에 도시된 바와 같이, 어저스트스프링(173)의 하단부를 지지하는 링형상의 베이스(174a)와, 상기 베이스(174a)의 외주연부에서 돌출 형성되어 어저스트스프링(173)의 외측면을 탄력 지지함으로써 어저스트스프링(173)의 압축 시 굽힘을 방지하여 안정적인 작동이 이루어지도록 한 다수의 지지대(174b)를 포함한다.

그리고, 상기 가이드플레이트(175)는 역 중절모 형상으로서 어저스트스프링(173)의 상단부와 바디(110) 사이에 고정되게 구비되고, 그 상면 중앙부에는 바디(110)에 나사 결합된 조정스크류(176)의 단부가 접하도록 설치됨으로써 상기 조정스크류(176)를 바디(110)에 조이거나 또는 풀어줌에 따라 가이드플레이트(175)가 승강되면서 어저스트스프링(173)의 탄성력(장력)을 조정하게 된다. 따라서, 이와 같이 조정되는 어저스트스프링(173)의 탄성력에 의해서 다이어프램(170)의 작동력이 결정된다.

또한, 상기 메인감압부(116)와 출구포트(113) 사이의 유로에는 릴리프밸브(190)가 구성된다.

상기 릴리프밸브(190)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 바디(110)에 중공의 하우징(191)에 결합되고, 상기 하우징(191)의 내측 상부에는 메인감압부(116)와 출구포트(113) 사이의 유로와 연통된 바디(110) 유로를 개폐시키는 릴리프시트(192)가 승강가능하게 설치되며, 상기 릴리프시트(192)의 하면에는 릴리프시 트(192)의 하단부를 그 내부로 수용하는 한편 릴리프시트(192)와 같이 연동되는 포핏(193)이 설치되고, 상기 포핏(193)의 하면과 하우징(191) 사이에는 포핏(193)을 지지하는 스프링(194)이 개재되어 설치된다.

따라서, 상기 포핏(193)과 릴리프시트(192)는 스프링(194)의 탄성력 즉 지지력에 의해서 평상 시에는 상승된 상태로서 유로를 폐쇄시키고, 출구압이 설정압력 이상으로 상승될 시 상승되는 내부압력에 의해서 릴리프시트(192)와 포핏(193)이 스프링(194)의 탄성력을 이기며 하강하여 유로를 개방시킴으로써 바디(110) 내부의 상승된 압력이 개방된 릴리프밸브(190)를 통해서 외부로 배출된다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 따른 고압기체용 감압 조정장치 즉 레귤레이터(100)의 작동을 설명한다.

먼저, 도 3과 같이 레귤레이터 바디(110)의 입구포트(111)로 고압의 기체가 유입되면, 필터(112)에 의해서 고압기체 중의 이물질이 걸러져 순수한 기체 즉 가스만이 유입된다.

이와 같이 유입된 고압기체는 고압센서(180)에 의해서 유입이 감지되면, 제어부가 개폐밸브(120)에 전원을 공급하여 플런저(121)를 개폐밸브(120) 내부로 후퇴시켜 바디(110)의 유로를 확보하게 된다.

그러면, 개폐밸브(120)를 지난 고압의 기체는 도 4와 같이 바디(110) 내부의 고압부(115)로 유입되고, 승강밸브(130)와 시트(150) 사이의 오리피스(151)를 통과하면서 감압되어 저압기체로서 메인감압부(116)로 유입된 후 일부는 플레이트(160) 의 미세홀(161)을 통해 감압안정부(117)로 유입되고, 나머지 일부는 메인감압부(116)와 연통된 출구포트(113)를 통해서 외부로 배출된다(도 5 및 도 6 참조).

한편, 이와 같은 레귤레이터(100)의 정상적인 감압 작동 중에 출구포트(113)에 이물질 등에 의한 저항으로 인해 출구압이 설정압력 이상으로 상승될 시는 기체의 흐름이 원활하게 이루어지지 못해 바디(110) 내부의 압력이 상승하게 된다.

이때, 바디(110) 내부의 상승되는 압력이 릴리프밸브(190)에 구성된 스프링(194)의 탄성력보다 커지면, 도 7에 도시된 바와 같이 릴리프시트(192)와 포핏(193)이 스프링(194)을 압축시키면서 하강되어 유로를 개방시킴으로써 바디(110) 내부의 상승된 압력이 개방된 릴리프밸브(190)를 통해서 외부로 배출된다.

또한, 메인감압부(116) 및 감압안정부(117) 내부의 압력이 다이어프램(170) 상부의 어저스트스프링(173)의 탄성력보다 커지면, 이 압력에 의해 다이어프램(170)이 어저스트스프링(173)을 압축시키면서 상부 측으로 벤딩되어 작동된다.

그러면, 다이어프램(170)에 가이드밸브(171)로서 연결된 승강밸브(130)가 다이어프램(170)과 같이 연동되어 상승되는데, 이때 도 8에서와 같이 상승된 고압부(115) 내부의 압력이 승강밸브(130)의 바이패스유로(131)와 스템(141)의 유로(142)를 통해서 스템(141)과 밸브캡(140)의 캡(144) 사이로 바이패스되어 스프링(132)(143)의 탄성력과 부합하여 스템(141)을 상부 측으로 밀어올리게 됨으로써 승강밸브(130)는 신속하게 상승되어, 시트(150)의 오리피스(151)를 폐쇄시키게 된다.

따라서, 상기와 같이 오리피스(151)가 닫히게 됨으로써 메인감압부(116) 및 감압안정부(117) 내부의 압력상승은 방지되고, 릴리프밸브(190)를 통한 압력의 배출로 인해 메인감압부(116) 및 감압안정부(117) 내부의 압력이 어저스트스프링(173)의 탄성력 이하로 떨어지면 다이어프램(170)과 승강밸브(130)가 원상태로 복원되면서 시트(150)의 오리피스(151)가 개방되어, 전술한 바와 같은 작동을 반복하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 감압 조정장치를 도시한 사시도이다.

도 2는 도 1의 배면도이다.

도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 감압 조정장치의 가스흐름을 순차적으로 도시한 단면도로서, 도 3은 도 1의 A-A선 단면도이고, 도 4는 도 1의 B-B선 단면도이며, 도 5는 도 1의 C-C선 단면도이고, 도 6은 도 1의 D-D선 단면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 감압 조정장치의 릴리프밸브를 도시한 도면이다.

도 8은 본 발명에 따른 감압 조정장치의 출구압의 이상 고압 시 밸브캡의 작동상태를 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 레귤레이터 110 : 바디

111 : 입구포트 112 : 필터

113 : 출구포트 114 : 냉각수포트

115 : 고압부 116 : 메인감압부

117 : 감압안정부 120 : 개폐밸브

121 : 플런저 130 : 승강밸브

131 : 바이패스유로 132 : 스프링

133 : 지지판 140 : 밸브캡

141 : 스템(stem) 142 : 유로

143 : 스프링 144 : 캡

150 : 시트(seat) 151 : 오리피스

160 : 플레이트 163 : 미세홀

170 : 다이어프램 171 : 가이드밸브

172 : 너트 173 : 어저스트스프링(adjust spring)

174 : 크라운스프링 175 : 가이드플레이트

176 : 조정스크류 180 : 고압센서

190 : 릴리프밸브 191 : 하우징

192 : 릴리프시트 193 : 포핏(poppet)

194 : 스프링

Claims

고압기체용 감압 조정장치에 있어서,

상기 감압 조정장치는, 고압의 기체가 유입되는 입구포트와 감압된 기체가 배출되는 출구포트를 갖으며, 그 내부에는 입구 및 출구포트와 연통된 감압부가 형성되어 있는 바디와;

상기 입구포트의 유로 상에 설치되어 유로를 개폐시키는 개폐밸브와;

상기 바디 내부에 승강가능하게 설치된 승강밸브와;

상기 승강밸브와 이격된 바디의 내부에 설치되고 승강밸브가 관통하는 오리피스가 형성된 시트와;

상기 바디의 감압부에 설치되고 그 일측에는 시트의 오리피스를 지나면서 감압된 기체가 통과하여 출구포트로 배출될 수 있도록 한 미세홀이 천공되어 있는 플레이트와;

상기 플레이트와 이격된 감압부의 일측에 설치되고 상기 승강밸브를 승강시켜 오리피스의 개도량을 조정하도록 연결된 다이어프램;을 포함하되,

상기 입구포트에는 압축스프링과 유입되는 고압기체를 여과시키는 필터가 순차적으로 설치되고,

상기 바디에는 입구포트와 개폐밸브 사이의 압력을 측정하는 고압센서가 설치되고, 상기 고압센서의 감지신호에 따라 상기 개폐밸브의 작동을 제어하며,

상기 개폐밸브는 솔레노이드밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 고압기체용 감압 조정장치.
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제 1 항에 있어서,

상기 바디에는 밸브캡이 설치되며, 상기 바디와 밸브캡 사이에는 시트가 설치되고,

상기 감압부는 입구포트를 통해 유입된 고압의 기체가 상기 오리피스를 지나면서 감압된 저압의 기체로서 유입되는 메인감압부와, 상기 메인감압부의 유입된 저압의 기체가 플레이트의 미세홀을 통해 유입되어 안정화되는 감압안정부로 구성된 것을 특징으로 하는 고압기체용 감압 조정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 바디에는 승강밸브를 받쳐 지지하는 한편 출구압이 설정압력 이상으로 상승 시 승강밸브를 상승시켜 상기 오리피스를 폐쇄시키는 스템과;

상기 스템과 바디 사이에 설치되어 스템을 탄력 지지하는 탄성수단;이 구성된 것을 특징으로 하는 고압기체용 감압 조정장치.
제 6 항에 있어서,

상기 승강밸브에는 출구압이 설정압력 이상으로 상승 시 유입된 고압의 기체를 스템 측으로 바이패스시키는 바이패스유로가 형성되고,

상기 스템에는 승강밸브에 의해서 바이패스된 고압의 기체를 스템과 바디 사이로 배출시켜 스템을 상승시키도록 된 유로가 형성된 것을 특징으로 하는 고압기체용 감압 조정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 바디에는 감압된 기체의 출구압이 설정압력 이상으로 상승 시 출구포트와 연통된 바디의 유로를 개방시켜 기체를 배출시키는 릴리프밸브가 구성된 것을 특징으로 하는 고압기체용 감압 조정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 다이어프램과 바디 사이에는 다이어프램을 탄력 지지하는 어저스트스프링이 설치되고, 상기 어저스트스프링에는 압축 시 어저스트스프링의 좌우 유동을 방지하는 크라운스프링이 설치된 것을 특징으로 하는 고압기체용 감압 조정장치.