KR101307245B1 - 급수밸브와 가스밸브가 연동 개폐되는 가스용해장치 - Google Patents

Abstract

가스용해장치는 용해기 내에 유체를 공급하기 위한 경로를 제공하는 유체공급관, 용해기 내에 상기 가스를 공급하기 위한 경로를 제공하는 가스공급관, 유체공급관을 개폐하기 위한 급수밸브, 및 가스공급관을 개폐하기 위한 가스밸브를 구비한다. 급수밸브와 가스밸브 중 어느 하나의 개폐에 연동하여 급수밸브와 가스밸브 중 다른 하나가 개폐되도록, 가스밸브와 급수밸브를 연동시키는 연동수단이 마련된다. 연동수단은 일단이 유체공급관에 연결되어 유체공급관과 연통되며 타단이 가스밸브측에 연결되어 상기 급수밸브의 개방시 유체공급관에 공급되는 유체의 공급 압력이 상기 가스밸브에 전달되도록 함으로써 가스밸브를 개폐시키는 연결관을 포함한다. 유체의 공급을 위한 밸브의 개폐와 가스의 공급을 위한 밸브의 개폐가 한 번의 조작에 의해 연동되어 이루어지므로 조작의 편리함을 얻을 수 있고 또한 용해 효율이 최적화될 수 있다.

Description

급수밸브와 가스밸브가 연동 개폐되는 가스용해장치 {Gas dissolving apparatus that a liquid supply valve and a gas valve are operated simultaneously}

본 발명은 가스용해장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 유체와 가스를 공급하여 가스를 유체 내에 용해시키기 위한 가스용해장치에 관한 것이다.

가스용해장치는 유체(물 또는 기타 액체)에 가스를 용해시켜 가스가 용해된 용액을 필요한 곳에 공급하기 위한 장치로서, 이와 관련하여 본 발명의 출원인은 한국특허 등록 제10-0819875호(SPG막을 이용한 탄산수 제조모듈을 구비한 탄산수 제조장치) 및 제10-0852262호(가스용해모듈)를 출원한 바 있다. 이는 물에 대한 가스의 용해력이 최대가 될 수 있도록 가스를 미세한 입자로 변환하여 순간적인 용해도의 증가를 기대하기 위한 방법, 및 미용해된 가스를 포집 및 재순환 시킴으로써 가스의 외부 유출을 제한함과 동시에 가스 사용량을 줄이기 위한 방법에 관한 것이다.

이러한 가스용해장치는 모두 물의 흐름 속으로 특정 가스를 주입하기 위한 수단을 필수적으로 요구한다. 따라서, 가스용해장치에는 가스를 공급 또는 차단하기 위한 가스 밸브가 반드시 구비되어 있어야 하며 또한 유체를 공급 또는 차단하기 위한 유체공급밸브가 구비되어 있어야 하므로, 총 2개 이상의 밸브를 필요로 한다. 이때, 이러한 2개 이상의 밸브를 개별적으로 조작해야 하므로 조작이 번거롭고, 또한 유체의 공급과 가스의 공급이 동시에 이루어지지 못하는 경우 용해 효율이 최적화되어 이루어지지 못하게 된다.

본 발명의 목적은, 유체의 공급을 위한 밸브의 개폐와 가스의 공급을 위한 밸브의 개폐가 한 번의 조작에 의해 연동되어 이루어지도록 함으로써, 하나의 밸브만을 조작하는 것과 같은 조작의 편리함을 얻을 수 있고 또한 유체와 가스의 공급이 동시에 이루어져 용해 효율이 최적화될 수 있도록 한 가스용해장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가스용해장치는, 상기 유체와 상기 가스를 공급받아 상기 유체에 상기 가스를 용해시킨 용해수를 배출하는 용해기; 외부의 유체 공급원으로부터 상기 용해기 내에 상기 유체를 공급하기 위한 경로를 제공하는 유체공급관; 외부의 가스 공급원으로부터 상기 용해기 내에 상기 가스를 공급하기 위한 경로를 제공하는 가스공급관; 상기 유체공급관을 개폐하기 위한 급수밸브; 상기 가스공급관을 개폐하기 위한 가스밸브; 및 상기 급수밸브와 상기 가스밸브 중 어느 하나의 개폐에 연동하여 상기 급수밸브와 상기 가스밸브 중 다른 하나가 개폐되도록, 상기 가스밸브와 상기 급수밸브를 연동시키는 연동수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기에서 상기 연동수단은, 일단이 상기 유체공급관에 연결되어 상기 유체공급관과 연통되며 타단이 상기 가스밸브측에 연결되어 상기 급수밸브의 개방시 상기 유체공급관에 공급되는 상기 유체의 공급 압력이 상기 가스밸브에 전달되도록 함으로써 상기 가스밸브를 개폐시키는 연결관을 포함한다.

상기 연결관은 그 내부에 공기가 충진되어 있어 상기 급수밸브 개방시 상기 유체공급관 내에 공급되는 상기 유체가 상기 연결관 내에 유입시 상기 공기가 압축되어 공기압에 의해 상기 가스밸브를 구동하도록 구성된다.

본 발명에 따르면, 유체의 공급을 위한 밸브의 개폐와 가스의 공급을 위한 밸브의 개폐가 한 번의 조작에 의해 연동되어 이루어지므로 조작의 편리함을 얻을 수 있고 또한 용해 효율이 최적화될 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 가스용해장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 2 는 도 1 의 가스용해장치의 밸브 개방 상태를 도시한 도면.
도 3 은 도 2 의 다른 실시예를 도시한 도면.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 1 및 2 는 본 발명에 따른 가스용해장치를 개략적으로 도시한 도면으로서, 도 1 은 가스용해장치의 밸브 폐쇄 상태를, 그리고 도 2 는 밸브 개방 상태를 각각 도시한 것이다.

본 발명에 따른 가스용해장치(100)는, 유체와 가스를 공급받아 유체에 가스를 용해시킨 용해수를 배출하는 용해기(50), 외부의 유체 공급원(도시되지 않음)으로부터 용해기(50) 내에 유체를 공급하기 위한 경로를 제공하는 유체공급관(10), 외부의 가스 공급원으로부터 용해기 내에 가스를 공급하기 위한 경로를 제공하는 가스공급관(20), 유체공급관(10)을 개폐하기 위한 급수밸브(15), 가스공급관(20)을 개폐하기 위한 가스밸브(25), 및 급수밸브(15)의 개폐에 연동하여 가스밸브(25)가 개폐되도록 하는 연동수단을 포함하여 구성된다.

본 실시예에서 연동수단은 연결관(30)으로 구성된다. 연결관(30)은 일단이 유체공급관(10)에 연결되어 유체공급관(10)과 연통되며 타단이 가스밸브(25)측에 연결된다. 연결관(30)은 급수밸브(15)의 개방시 유체공급관(10)에 공급되는 유체의 공급 압력이 가스밸브(25)에 전달되도록 함으로써 가스밸브(15)를 개폐시키며, 이에 대해서는 후술한다.

급수밸브(15)는 외부의 조작에 의해 개폐되는 일반적인 밸브로 구성된다. 따라서 작업자는 급수밸브(15)를 되며, 수작업으로 개폐 조작함으로써 가스용해기(50) 내로의 유체 공급을 제어할 수 있다.

가스밸브(25)는 연결관(30) 내의 압력에 의해 개폐동작을 하는 에어 오퍼레이트 밸브로 구성된다. 에어 오퍼레이트 밸브는 이미 유체를 취급하는 다양한 분야에서 활용도가 높은 밸브 중 하나이다. 다만 동 밸브 대부분의 사용 목적(방법)은 공급되는 가스(에어)를 제어함으로써 유체의 흐름을 단속하기 위한 것이다. 즉, 가스를 공급하면 유체도 흘러가고 가스를 차단하면 유체의 흐름도 중단되는 방식으로 사용되고 있는데, 본 고안에서는 이를 역으로 이용한다. 즉, 에어 오퍼레이트 밸브는 가스의 흐름을 차단한 상태를 유지하지만, 유체의 흐름이 시작되면 그 흐름에 따라 배관 내부에 압력이 상승하므로 이때의 압력 상승을 이용하여 동 밸브를 열어 줌으로서 가스의 흐름을 열어 주는 방식으로 활용된다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 급수밸브(15)가 폐쇄된 상태에서 연결관(30)은 그 내부에 공기가 충진되어 있다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 급수밸브(15)를 개방하면 유체공급관(10) 내에 유체가 유입되고 유입된 유체의 압력에 의해 유체가 연결관(30) 쪽으로 유입된다. 이에 의하여 연결관(30) 내에 충진되어 있던 공기가 압축되어 공기압에 의해 가스밸브(25)에 압력이 가해지고, 이 압력에 의해 가스밸브(25)가 구동되어 개방된다. 이때, 급수밸브(15)의 개도가 클수록 유체공급관(10) 내의 유체 유입 압력은 커지며, 따라서 가스밸브(25)에 가해지는 공기압도 커져 가스밸브(25)의 개도 또한 커진다. 이에 따라 급수밸브(15)에 의해 공급되는 유체의 양이 증가할수록 과 가스밸브(25)에 의해 공급되는 가스의 양이 증가하여 적절한 비율의 유체와 가스가 함께 유입되는 효과를 얻을 수 있다.

용해 동작을 중단하고자 하는 경우 작업자가 급수밸브(15)를 조작하여 폐쇄시키면 유체공급관(10) 내의 유체의 압력이 줄어들게 되고, 이에 따라 도 1 에 도시된 바와 같은 상태가 되어 가스밸브(25) 또한 폐쇄된다.

이러한 본 발명에 의하면, 하나의 밸브(급수밸브)만을 조작함으로서 장치를 운전할 수 있는 편리함을 가져올 수 있으며, 급수밸브(15)를 잠근 후 가스 밸브를 잠그는 것을 잊어도 유체가 진입하지 않은 용해기(50) 내부로 가스만 단독 공급되어 발생하는 가스 누출을 예방할 수 있으며 또한 유체의 흐름/멈춤과 동시에 가스가 공급 및 차단되므로 기존의 장치에서 나타나는 가스밸브(25)와 급수밸브(15)의 ON/OFF 시차에 의한 불필요한 가스 사용량을 줄일 수 있고, 가스 용해 효율을 높일 수 있게 된다.

또한, 본 고안에 의하면 에어 오퍼레이트 밸브는 유체의 압력에 의해 작동되는 종류를 선정하여 채용하게 되므로 전기를 필요로 하지 않게 된다. 따라서, 인화성 가스를 사용하는 경우에도 이의 누출 시 전기 스파크와의 사고 위험이 없으며 또한 내부에서 유체의 누수(누설)로 인해 발생할 수 있는 전기 사고로부터도 자유로울 수 있게 된다.

따라서, 가스 용해 장치 전체가 무전원 방식으로 설계 제작 가능해지기 때문에, 전기 용품의 규제나 허가 등이 까다로운 지역에 대한 수입 장벽을 낮출 수 있게 된다.

한편, 상기한 실시예에서는 급수밸브(15)의 개폐 조작시 가스밸브(25)가 연동되어 개폐되는 구성을 예시하였으나, 이와 반대로 가스밸브(25)의 조작시 급수밸브(15)가 연동되어 개폐되는 방식으로 구성할 수도 있다.

한편, 에어 오퍼레이트 밸브는 흔히 공압용 부품으로서 액체와 접촉하게 되면 부식의 가능성이 있기 때문에, 유체공급관(10)과 가스밸브(25)를 연결하는 연결관(30)은 내부에 공기가 채워진 상태에서 기밀이 유지되어야 한다. 일단 기밀이 유지되면, 유체의 공급이 시작되어도 연결관(30) 내부로는 공기의 압축 거리 이상으로는 유체가 진입할 수 없게 되므로, 에어 오퍼레이트 밸브의 부식 우려를 차단할 수 있다. 이는 주사기의 피스톤을 당긴 상태에서 주사기 끝을 막고 피스톤을 밀어도, 일정 거리 이상은 피스톤이 진입되지 않는 것과 같은 원리이다.

그런데, 만약 유체공급관(10)보다 가스밸브(25)가 낮은 위치에 배치되는 경우, 유체가 연결관(30)을 통해 가스밸브(25)로 유입될 수 있다. 따라서, 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 장치의 구성에서는 가스밸브(25)가 유체공급관(10)과 연결관(30)의 연결지점보다 높은 위치에 배치되는 것이 바람직하다.

그런데, 만약 어떠한 이유로 가스밸브(25)가 이러한 연결지점보다 낮은 위치에 배치되어야만 하는 경우라면, 도 3 과 같이 연결관(30)의 구성을 변형하는 것이 바람직하다. 도 3 에서, 연결관(30)은 그 중간 부위가 상방으로 만곡되도록 구성되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 유체가 연결관(30) 내에 유입되더라도 연결관(30)의 만곡된 정점을 넘지 않는 범위 내에서 유체의 자중에 의해 유체가 유체공급관(10)측에만 존재하게 된다. 따라서 유체가 가스밸브(25) 쪽으로 유입되지 않게 되어 가스밸브(25)의 부식이 방지될 수 있다. 도 3 과는 반대로 연결관(30)이 하방으로 만곡되도록 구성하여도 같은 효과를 얻을 수 있다.

이상에서는 본 발명에서 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 및 균등한 타 실시가 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부한 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (2)

1. 삭제
2. 유체에 가스를 용해시키는 가스용해장치에 있어서,
   상기 유체와 상기 가스를 공급받아 상기 유체에 상기 가스를 용해시킨 용해수를 배출하는 용해기;
   외부의 유체 공급원으로부터 상기 용해기 내에 상기 유체를 공급하기 위한 경로를 제공하는 유체공급관;
   외부의 가스 공급원으로부터 상기 용해기 내에 상기 가스를 공급하기 위한 경로를 제공하는 가스공급관;
   상기 유체공급관을 개폐하기 위한 급수밸브;
   상기 가스공급관을 개폐하기 위한 가스밸브; 및
   상기 급수밸브와 상기 가스밸브 중 어느 하나의 개폐에 연동하여 상기 급수밸브와 상기 가스밸브 중 다른 하나가 개폐되도록, 상기 가스밸브와 상기 급수밸브를 연동시키는 연동수단;
   을 포함하며,
   상기 연동수단은, 일단이 상기 유체공급관에 연결되어 상기 유체공급관과 연통되며 타단이 상기 가스밸브측에 연결되어 상기 급수밸브의 개방시 상기 유체공급관에 공급되는 상기 유체의 공급 압력이 상기 가스밸브에 전달되도록 함으로써 상기 가스밸브를 개폐시키는 연결관을 포함하며,
   상기 연결관은 그 내부에 공기가 충진되어 있어 상기 급수밸브 개방시 상기 유체공급관 내에 공급되는 상기 유체가 상기 연결관 내에 유입시 상기 공기가 압축되어 공기압에 의해 상기 가스밸브를 구동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가스용해장치.

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