KR101374921B1 - 정 유량 조절장치 - Google Patents

Abstract

유체의 유동량을 일정하게 유지할 수 있는 정 유량 조절장치가 개시된다. 개시된 정 유량 조절장치는 유체가 유동하는 관로에 유체의 입구 및 출구가 연결되는 밸브 하우징을 포함하고, 밸브 하우징의 내부에 고정되며 유체가 통과하는 통로가 형성된 고정체를 포함한다. 그리고, 고정체에는 통로의 개방면적을 일정부분 이상 유지하면서 유동 가능한 밸브체가 설치되며, 고정체와 밸브체 사이에는 밸브체를 탄력적으로 지지하는 탄력체가 설치된다. 이와 같은 정 유량 조절장치는 관로의 유동경로에 설치되어 관로를 통과하는 유체의 유량을 유체의 압력과 관계없이 일정하게 유지할 수 있는 이점을 제공한다.

밸브 하우징, 고정체, 밸브체, 탄력체, 환형판

Description

정 유량 조절장치{FIXED FLOW FITTING DEVICE}

본 발명은 정 유량 조절장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 관로의 유동경로에 설치되어 관로를 통과하는 유체의 유량을 일정하게 유지하는 정 유량 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로, 유체의 관로유동에서 유량은 유체가 통과하는 유체의 유동면적과 유체의 속도에 비례하게 된다. 즉, 유체가 통과하는 관로의 단면적이 크고, 유체의 속도가 커지면 유량은 증가하고, 반대로 관로의 단면적이 좁아지고, 유체의 속도가 작아지면 유량은 감소한다.

이와 같은 유체의 관로유동은 베르누이 방정식과 연관되며, 관로가 동일한 높이에 설치되어 있거나 높이 차이가 크지 않다면, 유체의 유량은 유체의 위치 에너지와 비교적 관련 없이 단지 유체의 유동을 허용하는 유체의 유동면적과 유체의 속도에 관계된다.

이때, 유체의 관로유동에서 유체의 압력이 일 지점에서 증가하게 되면, 그 지점의 하류에서는 유체의 관로손실에 따른 압력하강에 의한 압력의 차이에 의해 유속이 증가하게 되며, 관로의 유동면적이 일정하다면 하류에서는 유속의 증가에 의해 유량이 보다 증가한다.

따라서, 관로의 배출구 측에서는 유량이 압력이 상류의 일 지점에서 커지기 전보다 갑자기 증가하게 되며, 관로의 배출구에서 일정한 유량을 필요로 하거나 일정한 유량을 받아야 하는 사용자는 예기치 못한 유량증가에 따른 손실을 입을 수도 있게 된다.

예로서, 오염된 물을 순수하게 정수하는 정수기에는 유체의 관로유동이 존재하고, 물을 펌핑하여 필터 측으로 보내는 펌프의 작동압력과 물의 공급압력에 따라 필터에서 배출구 측으로 배출되는 물의 유동압력이 순간순간 조금씩 달라지게 됨으로써 정수되어 배출되는 물의 유출량이 달라지게 된다.

즉, 정수기의 수급자가 정수기에서 물을 받을 때 정수기에서 갑작스럽게 증가된 물이 배출되거나, 물의 배출량이 급격하게 감소되는 경우 정수기의 고장에 대한 의심을 할 수 있게 되며, 특히 컵으로 소량의 물을 받을 때에 정수기에 대해 조악한 사용감도를 느낄 수 있으며, 정수기의 정수 기능이 탁월하더라도 매번 일정하지 못한 정수량에 의해 제품의 신뢰도를 떨어뜨릴 수 있는 문제가 발생된다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 관로의 일정하지 않은 압력변화에 대응하여 관로에서 유동하는 유체의 유량을 일정하게 유지하게 할 수 있는 정 유량 조절장치를 제공함이 목적이다.

본 발명에 따른 정 유량 조절장치의 구성은 유체가 유동하는 관로에 유체의 입구 및 출구가 연결되는 밸브 하우징과, 상기 밸브 하우징의 내부에 고정되고, 유체가 통과하는 통로가 형성된 고정체와, 상기 고정체에 유동되게 설치되고 상기 통로의 개방면적을 일정부분 이상 유지하게 설치되어 유체의 압력에 따라 상기 통로의 개방면적을 조절하는 밸브체 및 상기 고정체와 상기 밸브체 사이에 설치되어 상기 밸브체를 탄력적으로 지지하는 탄력체를 포함한다.

여기서, 상기 밸브 하우징의 내벽에는 상기 입구와 상기 출구 사이에서 유체의 유량을 조절하기 위한 구간을 형성하고, 상기 고정체가 상기 밸브 하우징의 내부로 용이하게 끼워지기 위한 내경을 제공하는 환형판이 고정된다.

그리고, 상기 고정체는 일 측면이 개방되고, 타 측면에 상기 통로가 형성되며, 내부에 공간이 형성된 원통체이며, 상기 밸브체는 상기 원통체의 공간에 삽입되어 상기 밸브체의 직선이동을 가능하게 하는 삽입부 및 상기 삽입부에서 상기 밸브 하우징의 입구 측으로 직경이 점차 확장되게 형성되어 상기 삽입부의 외주면과 상기 원통체의 내벽 사이로 통과하는 유체의 유동량을 조절함으로써 상기 통로로 유동되는 유체의 유량을 조절하는 확경부를 포함한다.

또한, 상기 밸브체의 확경부에는 상기 밸브 하우징의 입구 측과 상기 통로를 연결시키는 개구가 형성되고, 상기 확경부와 상기 삽입부의 내부는 상기 개구를 통한 유체의 유동이 허용되게 상기 통로 측으로 개방된다.

이때, 상기 탄력체는 스프링 또는 신축성이 있는 고무대가 될 수 있다.

한편, 상기 고정체는 상기 밸브 하우징의 내벽에 고정되고, 상기 통로가 중앙부의 주변에 복수개로 형성된 원판이며, 상기 밸브체는 상기 원판보다 작은 직경으로 형성되어 상기 원판에 형성된 복수개의 통로를 유체의 압력에 따라 일부 개폐하고, 상기 탄력체에 의해 상기 원판에 지지된 개폐판이다.

여기서, 상기 원판에는 상기 개폐판에 접촉되어 상기 개폐판의 접촉부분을 일정거리 유격시키는 돌기가 복수개소에 형성된다.

그리고, 상기 탄력체는 상기 원판의 중앙부에 일단부가 삽입되고 타단부가 상기 개폐판에 삽입되어 상기 개폐판을 지지하고, 상기 개폐판의 중앙부에서 상기 원판의 중앙부로 유체의 유동을 허용하는 고무관이다.

게다가, 상기 탄력체는 상기 원판의 중앙부에 일단부가 삽입되고 타단부가 상기 개폐판에 삽입되어 상기 개폐판을 지지하고, 상기 개폐판의 중앙부에서 상기 원판의 중앙부로 유체의 유동을 허용하는 주름관이 될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 정 유량 조절장치는 관로의 일정하지 않은 압력변화에 대응하여 관로에서 유동하는 유체의 유량을 관로의 압력에 따라 유체의 유동 단면적을 탄력적으로 조절하는 밸브체의 작용에 의해 일정하게 유지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 정 유량 조절장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 하기 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 단지 예시로 제시하는 것이며, 본 기술 사상을 통해 구현되는 다양한 실시예가 있을 수 있다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정 유량 조절장치의 단면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ단면도이며, 도 3은 도 1의 밸브체의 사시도이고, 도 4는 도 1의 작동도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 정 유량 조절장치는 유체가 유동하는 관로에 유체의 입구(102) 및 출구(103)가 연결되는 밸브 하우징(100)을 포함하고, 밸브 하우징(100)의 내부에 고정되며 유체가 통과하며, 유동면적이 조절될 수 있는 통로(107)가 형성된 고정체(105)를 포함한다.

여기서, 고정체(105)에는 통로(107)로 유동되는 유체의 유량을 일정량 이상 유지하면서 통로(107)로 유동하는 유체의 유량을 조절하며, 고정체(105)에 대해 유동 가능하게 설치된 밸브체(110)가 구비되며, 고정체(105)와 밸브체(110) 사이에는 밸브체(110)를 탄력적으로 지지하는 탄력체(120)가 설치된다.

이때, 밸브 하우징(100)의 입구(102)를 통해 유입되는 유체의 압력이 증가할 때, 밸브체(110)에 가해지는 유체의 압력이 증가하여 밸브체(110)는 탄력체(120)를 가압하면서 고정체(105)의 통로(107) 측으로 유동되고, 밸브체(110)에서 고정체(105)의 통로(107) 측으로 유동되는 유량을 감소시킨다.

즉, 밸브체(110)와 고정체(105) 사이에 형성되는 유체의 유동틈새가 유체의 압력에 의해 좁아지게 됨으로써 유체의 유동 단면적이 감소하게 됨으로써 유체의 압력 증가에 따른 통로(107) 측으로 유출되는 유체의 유량 증가는 발생하지 않는다.

그리고, 밸브 하우징(100)의 입구(102) 측에 가해지는 압력이 다시 정상상태로 감소할 때, 밸브체(110)는 탄력체(120)의 가압력에 의해 밸브 하우징(100)의 입구(102) 측으로 유동되고, 밸브체(110)와 고정체(105) 사이에 유동 단면적이 보다 커지게 되고, 압력이 감소한 상태에서 유동 단면적이 커지게 되므로 유체의 압력이 감소하게 되더라도 고정체(105)의 통로(107) 측으로 유출되는 유량은 감소하지 않는다.

한편, 밸브 하우징(100)의 내벽에는 입구(102)와 출구(103) 사이에서 유체의 유량을 조절하기 위한 구간을 제공하고, 고정체(105)의 외주면과 밸브 하우징(100)의 내벽을 이격시켜 그 사이로 유체의 유동을 허용하는 환형판(125)이 고정된다.

이때, 환형판(125)에는 원주방향으로 고정체(105)의 외주면에 접촉하여 고정체(105)를 구속시키는 복수개의 리브(127)가 형성되어 있으며, 리브(127)와 리브(127) 사이의 틈새로 유체의 유동량이 일정하게 허용될 수 있다.

그리고, 고정체(105)는 일 측면이 개방되고, 타 측면에 통로(107)가 형성되며, 내부에 공간이 형성된 원통체이며, 밸브체(110)는 원통체의 공간에 삽입되어 밸브체(110)의 직선이동을 가능하게 하는 삽입부(112) 및 삽입부(112)에서 밸브 하우징(100)의 입구(102) 측으로 직경이 점차 확장되게 형성되어 삽입부(112)의 외주면과 원통체의 내벽 사이로 통과하는 유체의 유동량을 조절함으로써 통로(107)로 유동되는 유체의 유량을 조절하는 확경부(115)를 포함한다.

또한, 밸브체(110)의 확경부(115)에는 밸브 하우징(100)의 입구(102) 측과 통로(107)를 연결시키는 개구(116)가 형성되고, 확경부(115)와 삽입부(112)의 내부는 개구(116)를 통한 유체의 유동이 허용되게 통로(107) 측으로 개방된다.

실시예 2

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정 유량 조절장치의 단면도이고, 도 6은 도 5의 원판과 개폐판의 분해 사시도이며, 도 7은 도 5의 탄력체로서 주름관의 사시도이고, 도 8은 도 5의 작동도이다.

제2 실시예에 따른 정 유량 조절장치는 제1 실시예와 동일한 구성요소로서 밸브 하우징, 고정체, 밸브체 및 탄력체를 포함하나, 고정체가 밸브 하우징(200)의 내벽에 고정되고, 통로(212)가 중앙부의 주변에 복수개로 형성된 원판(210)이며, 밸브체가 원판(210)보다 작은 직경으로 형성되어 원판(210)에 형성된 복수개의 통로(212)를 유체의 압력에 따라 일부 개폐하고, 탄력체에 의해 원판(210)에 지지된 개폐판(215)이다.

즉, 관로에 유입된 유체의 압력 증가에 따라 개폐판(215)이 탄력체를 압축하면서 원판(210)에 접촉하게 되고, 개폐판(215)의 외주부에 의해 원판(210)에 형성된 복수개의 통로(212)가 제공하는 유체의 유동면적이 좁아지게 되며, 좁아진 통로(212)를 통과하는 유체의 유속이 증가하게 됨으로써 유체의 압력이 증가하게 되더라도 밸브 하우징(200)을 통과하는 유체의 유량은 일정하게 유지될 수 있다.

여기서, 원판(210)에는 개폐판(215)에 접촉되어 개폐판(215)의 접촉부분을 일정거리 유격시키는 돌기(217)가 복수개소에 형성됨으로써 개폐판(215)이 유체의 압력에 의해 원판(210) 측으로 이동하게 되더라도 개폐판(215)과 원판(210) 사이 틈새가 돌기(217)에 의해 일정거리 유지될 수 있고, 개폐판(215)에 의해 원판(210)의 통로(212)로 유동하는 유체의 유동경로가 모두 차단되는 상태를 방지하게 된다.

한편, 탄력체는 원판(210)의 중앙부에 일단부가 삽입되고 타단부가 개폐판(215)에 삽입되어 개폐판(215)을 지지하고, 개폐판(215)의 중앙부에서 원판(210)의 중앙부로 유체의 유동을 항상 허용하는 고무관(220)이 될 수 있다.

또한, 탄력체는 원판(210)의 중앙부에 일단부가 삽입되고 타단부가 개폐판(215)에 삽입되어 개폐판(215)을 지지하고, 개폐판(215)의 중앙부에서 원판(210)의 중앙부로 유체의 유동을 허용하는 주름관(222)이 될 수 있다.

이와 같은 고무관(220)이나 주름관(222)은 원판(210)의 통로(212) 외에 밸브 하우징(200)의 입구(202) 측에서 출구(203) 측으로 유체의 유동을 허용하는 다른 유동 경로로서, 유체의 유량이 항상 일정량 이상 유지될 수 있게 만드는 정해진 유동 단면을 제공한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 정 유량 조절장치의 단면도이다.

도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ단면도이다.

도 3은 도 1의 밸브체의 사시도이다.

도 4는 도 1의 작동도이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 정 유량 조절장치의 단면도이다.

도 6은 도 5의 원판과 개폐판의 분해 사시도이다.

도 7은 도 5의 탄력체로서 주름관의 사시도이다.

도 8은 도 5의 작동도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100: 밸브 하우징 102: 입구

103: 출구 105: 고정체

107: 통로 110: 밸브체

112: 삽입부 115: 확경부

120: 탄력체 121: 스프링

122: 고무대 125: 환형판

127: 리브

Claims (9)

1. 유체가 유동하는 관로에 입구 및 출구가 연결되는 밸브 하우징;

   상기 밸브 하우징의 내부에 고정되고, 유체가 통과하는 통로가 형성된 고정체;

   상기 고정체에 유동되게 설치되고 상기 통로의 개방면적을 일정부분 이상 유지하게 설치되어 유체의 압력에 따라 상기 통로의 개방면적을 조절하는 밸브체; 및

   상기 고정체와 상기 밸브체 사이에 설치되어 상기 밸브체를 탄력적으로 지지하는 탄력체를 포함하고,

   상기 밸브체는 상기 고정체의 공간에 삽입되어 상기 밸브체의 직선이동을 가능하게 하는 삽입부 및 상기 삽입부에서 상기 밸브 하우징의 입구 측으로 직경이 점차 확장되게 형성되어 상기 삽입부의 외주면과 상기 고정체의 내벽 사이로 통과하는 유체의 유동량을 조절함으로써 상기 통로로 유동되는 유체의 유량을 조절하는 확경부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정 유량 조절장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 조절장치는,

   상기 밸브 하우징의 내벽을 따라 원주 방향으로 고정되는 환형판;을 더 포함하고,

   상기 고정체는 복수개의 리브에 의해 환형판의 내측 방향으로 소정거리 이격된 상태로 배치되는 것을 특징으로 하는 정 유량 조절장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 고정체는 일 측면이 개방되고, 타 측면에 상기 통로가 형성되며, 내부에 공간이 형성된 원통체인 것을 특징으로 하는 정 유량 조절장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 밸브체의 확경부에는 상기 밸브 하우징의 입구 측과 상기 통로를 연결시키는 개구가 형성되고, 상기 확경부와 상기 삽입부의 내부는 상기 개구를 통한 유체의 유동이 허용되게 상기 통로 측으로 개방된 것을 특징으로 하는 정 유량 조절장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄력체는 스프링인 것을 특징으로 하는 정 유량 조절장치.
6. 유체가 유동하는 관로에 입구 및 출구가 연결되는 밸브 하우징;

   상기 밸브 하우징의 내부에 고정되고, 유체가 통과하는 통로가 형성된 고정체;

   상기 고정체에 유동되게 설치되고 상기 통로의 개방면적을 일정부분 이상 유지하게 설치되어 유체의 압력에 따라 상기 통로의 개방면적을 조절하는 밸브체; 및

   상기 고정체와 상기 밸브체 사이에 설치되어 상기 밸브체를 탄력적으로 지지하는 탄력체;를 포함하고,

   상기 고정체는 상기 밸브 하우징의 내벽에 고정되고, 상기 통로가 중앙부의 주변에 복수개로 형성된 원판이며,

   상기 밸브체는 상기 원판보다 작은 직경으로 형성되어 상기 원판에 형성된 복수개의 통로를 유체의 압력에 따라 일부 개폐하고, 상기 탄력체에 의해 상기 원판에 지지된 개폐판인 것을 특징으로 하는 정 유량 조절장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 원판에는 상기 개폐판에 접촉되어 상기 개폐판의 접촉부분을 일정거리 유격시키는 돌기가 복수개소에 형성되는 것을 특징으로 하는 정 유량 조절장치.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 탄력체는 상기 원판의 중앙부에 일단부가 삽입되고 타단부가 상기 개폐판에 삽입되어 상기 개폐판을 지지하고, 상기 개폐판의 중앙부에서 상기 원판의 중앙부로 유체의 유동을 허용하는 고무관인 것을 특징으로 하는 정 유량 조절장치.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 탄력체는 상기 원판의 중앙부에 일단부가 삽입되고 타단부가 상기 개폐 판에 삽입되어 상기 개폐판을 지지하고, 상기 개폐판의 중앙부에서 상기 원판의 중앙부로 유체의 유동을 허용하는 주름관인 것을 특징으로 하는 정 유량 조절장치.

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