KR101268214B1 - 유체 제어기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온수를 사용한 경우에 있어서의 가열 효율을 향상시킬 수 있는 유체 제어기를 제공한다.
보디(2)의 블록부(3) 정상면에, 보디(2)의 통부(4) 외주면과의 사이에 열 매체를 유지하기 위한 상부 열 매체 공간(S1)을 형성하는 상부 커버(11)가 씌워진다. 보디(2)의 블록부(3) 바닥면에, 보디(2)의 블록부(3) 바닥면과의 사이에 열 매체를 유지하기 위한 하부 열 매체 공간(S2)을 형성하는 하부 커버(12)가 씌워진다. 보디(2)의 블록부(3)의 내부에, 상부 열 매체 공간(S1)과 하부 열 매체 공간(S2)을 연통시키는 복수 라인의 열 매체 통로(27)가 유체 통로를 피하여 형성된다.

Description

유체 제어기{FLUID CONTROLLER}

본 발명은 보디 내에 마련된 유체 통로를 개방 또는 차단하여, 이 통로에 흐르는 유체를 제어하는 유체 제어기에 관한 것으로, 특히 외부로부터의 가열 또는 냉각을 필요로 하는 유체 제어기에 관한 것이다.

열 매체를 사용하여 가열 또는 냉각을 수행하는 유체 제어기는, 예컨대 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같이, 종래부터 알려져 있다.

일본 특허 공개 평성11-125344호 공보

열 매체로서 온수를 사용한 가열은 히터를 사용한 가열에 비해, 전기를 사용할 필요가 없고, 고온의 배수 등을 이용할 수 있다고 하는 점에서 유리하지만, 히터에 비하면 온수 온도를 높게 하는 것이 어렵다고 하는 문제가 있어, 가열 효율의 향상이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 온수를 사용한 경우에 가열 효율을 향상시킬 수 있는 유체 제어기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 유체 제어기는 유체 통로가 마련된 블록부 및 그 정상면으로부터 연장되는 통부를 갖는 보디와, 보디 내의 유체 통로를 개폐하기 위한 액츄에이터를 구비하고 있는 유체 제어기에 있어서, 보디의 블록부 정상면에, 보디의 통부 외주면과의 사이에 열 매체를 유지하기 위한 상부 열 매체 공간을 형성하는 상부 커버가 씌워지고, 보디의 블록부 바닥면에, 보디의 블록부 바닥면과의 사이에 열 매체를 유지하기 위한 하부 열 매체 공간을 형성하는 하부 커버가 씌워지며, 보디의 블록부의 내부에, 상부 열 매체 공간과 하부 열 매체 공간을 연통시키는 1개 이상의 열 매체 통로가 유체 통로를 피하여 형성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 있어서, 상하에 대해서는, 보디의 통부의 선단측을 「상」, 기단측(블록부측)을 「하」라고 하지만, 이 「상하」는 편의적인 것으로, 상하 방향을 수평을 향하게 하거나, 상하를 반대로 하여 사용되는 경우가 있다.

유체 제어기는 일반적인 개폐 밸브로 되는 경우가 있고, 컨트롤 밸브로 되는 경우도 있다. 결국, 액츄에이터를 포함하여, 유체 제어기의 구성은 한정되는 것이 아니며, 여러가지 구성 및 여러가지 기능을 갖는 것으로 할 수 있다. 즉, 유체 통로가 마련되어 있는 보디와 유체 통로를 개폐(제어)하기 위한 액츄에이터를 구비하는 유체 제어기에 대하여, 보디의 블록부를 그 상측으로부터 상부 커버에 의해, 하측으로부터 하부 커버에 의해 사이에 끼우도록 하여, 보디와 상부 커버의 사이 및 보디와 하부 커버의 사이에, 각각 열 매체 공간을 마련하고, 또 이들 열 매체 공간들을 연통시키는 열 매체 통로를 보디 내부에 마련함으로써, 액츄에이터에 대해서는 종래의 것을 사용하여, 가열 또는 냉각을 위한 구성을 얻을 수 있다.

열 매체 통로에 흐르는 열 매체는 온수(가열용)여도 좋고, 냉각수(냉각용)여도 좋으며, 또한, 증기여도 좋고, 그 외의 액체나 기체(기화되기 쉬운 액체나 열전도성이 좋은 유체 등)여도 좋다.

보디에는, 필요에 따라(열 매체의 종류 등에 따라), 열 매체에 접촉하는 부분에 코팅이 실시된다. 코팅은 보디의 표면만 이루어지는 경우가 있고, 또한, 보디 표면뿐만 아니라, 열 매체 통로의 유로면(열 매체가 접촉하는 면 전체)에 실시되는 경우가 있다.

유체 제어기에 있어서의 가열 수단으로서는, 면형 히터가 곧잘 사용되고 있지만, 이것에는 전기가 필수이며 채용하기 어려운 경우가 있고, 또 에너지 절약의 점에서, 고온의 배수를 이용한 가열이 요망되는 경우도 있어, 본 발명에 따른 유체 제어기는 이러한 용도에 적합하다.

유체 제어기의 보디 등은, 예컨대 SUS316이나 316L 등의 스테인리스강제로 이루어지고, 하부 커버 및 상부 커버는 이에 따라, 예컨대 SUS316 등의 스테인리스강제로 이루어지지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

복수개의 열 매체 통로는 보디 내부에 마련되기 때문에, 보디 외부로부터만 가열 또는 냉각이 이루어지는 것에 비해서, 가열 또는 냉각의 효율이 높아진다. 또한, 열 매체 통로의 개수 및 각 통로의 직경을 조정함으로써, 압력 손실을 적게 할 수 있다. 더구나, 기존의 유체 제어기에 적용하는데 있어서, 그 외형 형상의 변경 및 상하 커버의 추가는 필요하겠지만, 내부의 구성(열 매체 통로 이외의 구성)은 그대로 사용할 수 있으므로, 열 매체를 사용하여 효율이 좋은 가열 또는 냉각을 수행하는 유체 제어기를 용이하게 얻을 수 있다.

본 발명의 유체 제어기에 따르면, 열 매체 통로가 보디의 블록부의 내부에 형성되기 때문에, 가열 또는 냉각의 효율이 높아지고, 또 열 매체 통로의 개수 및 각 통로의 직경을 조정함으로써, 용이하게 압력 손실을 적게 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유체 제어기의 일 실시형태를 도시하는 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유체 제어기의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 유체 제어기의 측면 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유체 제어기의 정면 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 유체 제어기의 평면 단면도(도 2의 V-V선을 따르는 단면도)이다.

본 발명의 실시형태를, 이하 도면을 참조하여 설명한다.

도 1에서 도 5까지는 본 발명에 따른 유체 제어기의 일 실시형태를 도시하고 있다.

유체 제어기(1)는 유체 통로가 마련된 정사각 기둥형 블록부(3) 및 그 정상면으로부터 상측으로 연장되는 원통부(4)를 갖는 보디(2)와, 보디(2)의 블록부(3) 정상면에 마련된 상부 커버(11)와, 보디(2)의 블록부(3) 바닥면에 마련된 하부 커버(12)와, 보디(2) 상측에 그라운드(6)를 통해 부착된 액츄에이터(5)를 구비한다.

보디(2)의 블록부(3)에는, 입구측 이음매(7) 및 출구측 이음매(8)가 마련되어 있다. 액츄에이터(5)의 케이싱(5a) 내에는, 도시는 생략하지만, 유체 제어기(1) 내의 유체 통로의 차단·개방을 위한 스템 구동 기구가 내장되어 있다. 스템 구동 기구는, 예컨대 스템 상단부에 고정된 피스톤, 피스톤을 하측으로 압박하는 압박 부재, 피스톤 하면측에 압축 공기를 도입하기 위한 압축 공기 도입부 등을 갖고 있고, 이 스템 구동 기구에 의해, 보디(2)의 원통부(4) 내에 상하 이동 가능하게 배치된 스템을 압축 공기의 조작 압력을 사용하여 상하 이동시키고, 보디(2)의 블록부(3) 내에 배치된 밸브체가 스템의 상하 이동에 따라 상하 이동 또는 변형함으로써 유체 통로가 차단·개방된다. 그라운드(6)는 그 하단부에 마련된 플랜지부(6a)가 보디(2)의 통형부(4) 정상면에 복수의 볼트(9)에 의해 부착되며, 액츄에이터(5)와 너트(10)에 의해 결합되어 있다.

상부 커버(11)는 보디(2)의 원통부(4) 외주면과의 사이에 열 매체를 유지하기 위한 상부 열 매체 공간(S1)을 형성하는 것이며, 외주가 정사각 기둥, 내주가 원통면의 통형상으로 되어, 그 4 코너에 삽입 관통된 상측으로부터의 볼트(13)에 의해 보디(2)의 블록부(3) 정상면에 부착된다. 하부 커버(12)는 보디(2)의 블록부(3) 바닥면과의 사이에 열 매체를 유지하기 위한 하부 열 매체 공간(S2)을 형성하는 것이며, 오목부(25)를 갖는 정사각 기둥의 블록체로 되어, 그 4 코너에 삽입 관통된 하측으로부터의 볼트(14)에 의해 보디(2)의 블록부(3) 바닥면에 부착된다.

상부 커버(11)에는, 내부에 열 매체를 도입하기 위한 열 매체 도입 이음매(15)가 마련되어 있고, 하부 커버(12)에는, 내부로부터 열 매체를 배출하기 위한 열 매체 배출 이음매(16)가 마련되어 있다. 여기서는, 각 이음매(15)(16)가 페룰(ferrule)(15a)(16a)을 이용한 체결 이음매로 되어 있지만, 그 이외의 이음매를 이용하여도 좋은 것은 물론이다.

도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 보디(2)의 원통부(4)는 블록부(3)의 정상면으로 이어지는 소직경부(21)와, 이것의 상측으로 이어지는 대직경부(22)를 갖고 있다. 대직경부(22)의 외직경이 상부 커버(11)의 두께분만큼 블록부(3)의 정상면의 직경(정사각형의 한변의 길이)보다 작고, 소직경부(21)의 외직경이 대직경부(22)의 외직경보다 작기 때문에, 소직경부(21)의 외주면과 상부 커버(11)의 내주면과의 사이에, 상부 열 매체 공간(S1)이 확보된다.

상부 커버(11)의 내직경은 원통부(4)의 대직경부(22)의 외직경과 동일하게 이루어져 있고, 상부 열 매체 공간(S1)의 하면은 블록부(3) 정상면으로 규정되며, 상부 열 매체 공간(S1)의 상면은 원통부(4)의 대직경부(22) 하면으로 규정된다. 상부 커버(11)의 상면과 원통부(4)의 대직경부(22)의 상면은 동일면으로 되어 있고, 그라운드(6)의 플랜지부(6a)에 의해 하측으로 압박된다.

원통부(4)의 대직경부(22)의 하단부 근처의 외주면과 상부 커버(11)의 내주면과의 사이에는, 시일을 위한 O링(23)이 개재되어 있다. 블록부(3)의 정상부는 상부 커버(11)의 하단부를 끼워 넣을 수 있도록, 그 외직경이 상부 커버(11)의 내주면의 직경과 동일하게 이루어져 있고, 이 블록부(3)의 정상부의 외주면과 상부 커버(11)의 내주면과의 사이에도, 시일을 위한 O링(24)이 개재되어 있다.

하부 커버(12)의 정상면에는, 원주형의 오목부(25)가 형성된다. 오목부(25)의 둘레면 및 바닥면과 보디(2)의 블록부(3)의 바닥면에 의해, 하부 열 매체 공간(S2)이 형성된다. 오목부(25)의 둘레면의 직경은 상부 커버(11)의 내주면의 직경보다 약간 작다. 하부 커버(12)의 정상면의 주연부와 블록부(3)의 바닥면의 외주부와의 사이에는, 시일을 위한 O링(26)이 개재되어 있다.

블록부(3)에는, 원통부(4)의 소직경부(21)를 둘러싸는 피치원을 따르도록 복수의 열 매체 통로(27)가 블록부(3)를 상하로 관통하여 마련되어 있다. 열 매체 통로(27)의 상단은 소직경부(21)의 외주면과 상부 커버(11)의 내주면과의 사이, 즉 상부 열 매체 공간(S1)과 통하고, 열 매체 통로(27)의 하단은 하부 커버(12)의 오목부(25)의 개구, 즉 하부 열 매체 공간(S2)과 통한다.

도 5에서, 보디(2)의 블록부(3)에는, 이 도면에 점선으로 표시하는 바와 같이, 전체로서 도면의 좌측으로부터 우측에 이르는 유체 통로(3a)가 있고, 열 매체 통로(27)는 이들 유체 통로(3a)에 간섭하지 않도록, 유체 통로(3a)를 개재시켜 대향하도록 3개씩 마련되어 있다.

이렇게 해서, 상부 커버(11)의 열 매체 도입 이음매(15)로부터 도입된 열 매체가 상부 열 매체 공간(S1), 복수의 열 매체 통로(27) 및 하부 열 매체 공간(S2)을 거쳐, 하부 커버(12)의 열 매체 배출 이음매(16)로부터 배출되는 열 매체 순환 통로가 형성된다. 열 매체는 하부 커버(12)의 이음매(16)로부터 도입되어 상부 커버(11)의 이음매(15)로부터 배출될 수도 있다.

유체 제어기(1)에는, 유체를 고압에서 저압으로 조압하였을 때의 단열 팽창에 의한 단열 냉각에 의해, 보디(2) 등에 냉기가 발생하고, 외표면에 환경 공기 중의 수분이 결로되는 경우가 있으므로, 이 결로를 방지하는 것이 과제인 경우가 있다. 이 경우에는, 열 매체를 온수로 하면, 유체 제어기(1)를 효과적으로 가열할 수 있으며, 결로 방지가 가능해진다. 또한, 열 매체를 냉각수로 하면, 유체 제어기(1)를 냉각할 수도 있다.

본 발명에 따르면, 외부로부터의 가열 또는 냉각을 필요로 하는 유체 제어기에 있어서, 열 매체를 온수로 하면, 유체 제어기를 효과적으로 가열할 수 있으며, 예컨대 결로 방지가 가능해지고, 또 열 매체를 냉각수로 하면, 유체 제어기를 냉각할 수 있으며, 열 매체를 사용하여 효율 좋게 가열 또는 냉각을 수행하는 유체 제어기를 용이하게 얻을 수 있다.

(1) 유체 제어기 (2) 보디
(3a) 유체 통로 (3) 블록부
(4) 통부 (5) 액츄에이터
(11) 상부 커버 (12) 하부 커버
(27) 열 매체 통로 (S1) 상부 열 매체 공간
(S2) 하부 열 매체 공간

Claims (6)

1. 유체 통로가 마련된 블록부 및 그 정상면으로부터 연장되는 통부를 갖는 보디와, 보디 내의 유체 통로를 개폐하기 위한 액츄에이터를 구비하는 유체 제어기에 있어서,
   보디의 블록부 정상면에, 보디의 통부 외주면과의 사이에 열 매체를 유지하기 위한 상부 열 매체 공간을 형성하는 상부 커버가 씌워지고, 보디의 블록부 바닥면에, 보디의 블록부 바닥면과의 사이에 열 매체를 유지하기 위한 하부 열 매체 공간을 형성하는 하부 커버가 씌워지며, 보디의 블록부의 내부에, 상부 열 매체 공간과 하부 열 매체 공간을 연통시키는 1개 이상의 열 매체 통로가 유체 통로를 피하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 제어기.
2. 제1항에 있어서, 상부 커버 및 하부 커버 중 어느 한쪽에, 내부에 열 매체를 도입하기 위한 열 매체 도입 이음매가 마련되어 있고, 마찬가지로 다른 쪽에, 내부로부터 열 매체를 배출하기 위한 열 매체 배출 이음매가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 제어기.
3. 제1항에 있어서, 보디의 통부는 블록부의 정상면으로 이어지는 원통형 소직경부와, 이것의 상측으로 이어지는 원통형 대직경부를 가지며, 대직경부의 외직경이 상부 커버의 두께분만큼 블록부의 정상면의 직경보다 작고, 소직경부의 외직경이 대직경부의 외직경보다 작게 이루어져, 소직경부의 외주면과 상부 커버의 내주면과의 사이에, 상부 열 매체 공간이 확보되는 것을 특징으로 하는 유체 제어기.
4. 제3항에 있어서, 상부 커버의 내직경은 보디의 통부의 대직경부의 외직경과 동일하게 이루어지고, 상부 열 매체 공간의 하면은 블록부 정상면으로 규정되며, 상부 열 매체 공간의 상면은 통부의 대직경부 하면으로 규정되고, 상부 커버의 상면과 통부의 대직경부의 상면은 동일면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 제어기.
5. 제1항에 있어서, 하부 커버의 정상면에는, 오목부가 형성되고, 오목부의 둘레면 및 바닥면과 보디의 블록부의 바닥면에 의해, 하부 열 매체 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 제어기.
6. 제1항에 있어서, 복수의 열 매체 통로는, 보디의 통부의 소직경부를 둘러싸는 피치원을 따르도록 블록부를 상하로 관통하여 마련되어 있고, 열 매체 통로의 상단은 소직경부의 외주면과 상부 커버의 내주면과의 사이, 즉 상부 열 매체 공간과 통하며, 열 매체 통로의 하단은 하부 커버의 오목부의 개구, 즉 하부 열 매체 공간과 통하는 것을 특징으로 하는 유체 제어기.

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