KR101414140B1

KR101414140B1 - 복수의 볼부재를 포함하는 볼밸브

Info

Publication number: KR101414140B1
Application number: KR1020130133486A
Authority: KR
Inventors: 문길주; 유충현
Original assignee: 주식회사 우림하이테크
Priority date: 2013-11-05
Filing date: 2013-11-05
Publication date: 2014-07-01

Abstract

본 발명에 따른 복수의 볼부재를 포함하는 볼밸브는, 유체가 유동되며, 소정 형상을 가지는 연결유로가 형성된 복수 개의 볼부재, 내부에 상기 볼부재가 회전 가능하게 삽입되는 수용공간이 복수 개가 형성되고, 상기 수용공간의 둘레에는 상기 볼부재의 회전에 따라 상기 연결유로와 선택적으로 연통되어 유체의 유동경로를 형성하는 복수의 유출입유로가 형성된 몸체 및 상기 몸체에 구비되며, 상기 볼부재의 회전을 조작하여 유체의 유동경로를 변경하는 조작부를 포함한다.

Description

복수의 볼부재를 포함하는 볼밸브{Ball Valve Having Plural Ball Member}

본 발명은 선택적으로 유체의 유동 경로를 다양화시키는 볼밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 볼부재가 구비되어 간단한 구조로 유체의 유동 경로를 보다 다양화시키고, 배관 구조를 효율적으로 구성할 수 있는 볼밸브에 관한 것이다.

일반적으로 가스, 유압 배관 등에는 내부에 유동되는 유체의 유동 경로를 변경하기 위한 목적으로 볼밸브가 널리 사용되고 있다. 상기 볼밸브는 밸브의 개폐 부분에 구멍이 뚫린 구(球) 모양의 밸브(부재)가 구비되고, 이것을 회전시킴에 의해 구멍을 막거나 열어, 밸브를 개폐시키게 된다. 특히 볼밸브는 완전 개방 시 저항이 적어 유동이 원활한 특징이 있다.

다만, 종래의 경우에는 배관이 복잡해지면 볼밸브의 개수가 크게 증가하게 되며, 이에 따라 설치 비용이 증가하고, 인력의 낭비가 심해지는 문제가 있을 뿐만 아니라 밸브의 개폐를 조정하기 위해서는 각 밸브를 일일이 조정하여야 하는 어려움이 있다. 즉 종래의 볼밸브는 유체의 유동 경로를 다양화시키기가 어려우며, 유동 경로를 다양화하기 위해서는 볼밸브의 개수를 증가시킬 필요가 있어 배관이 효율적으로 설치되지 못하게 된다.

또한 기 설치된 배관에서 배관을 추가로 설치하게 되는 경우, 설치된 볼밸브를 해체 후 재설치하는 과정이 필요하여, 시공(설치 소요) 기간 및 비용이 불필요하게 증가되는 문제도 있다.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.

한국등록실용신안 제 20-0366866호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 간단한 구조로 유체의 유동 경로를 다양화시키고, 밸브의 개폐 조정을 간단하게 함으로써 배관 구조를 효율적으로 구성할 수 있는 볼밸브를 제공함에 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 복수의 볼부재를 포함하는 볼밸브는, 유체가 유동되며, 소정 형상을 가지는 연결유로가 형성된 복수 개의 볼부재, 내부에 상기 볼부재가 회전 가능하게 삽입되는 수용공간이 복수 개가 형성되고, 상기 수용공간의 둘레에는 상기 볼부재의 회전에 따라 상기 연결유로와 선택적으로 연통되어 유체의 유동경로를 형성하는 복수의 유출입유로가 형성된 몸체 및 상기 몸체에 구비되며, 상기 볼부재의 회전을 조작하여 유체의 유동경로를 변경하는 조작부를 포함한다.

그리고 상기 조작부는, 상기 복수 개의 볼부재 중 어느 하나를 회전시키도록 상기 몸체에 구비된 제1회전부재 및 상기 제1회전부재의 회전에 따라 연동 회전되어, 상기 제1회전부재와 연결된 볼부재 외의 다른 볼부재를 회전시키도록 상기 몸체에 구비된 제2회전부재를 포함할 수 있다.

또한 상기 제1회전부재 및 상기 제2회전부재는 서로 치합되는 기어 형태로 형성될 수 있다.

그리고 상기 제1회전부재에 연결되어, 상기 제1회전부재를 회전시키는 조작레버를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 몸체에는 스토퍼가 돌출 형성되고, 상기 제1회전부재 및 상기 제2회전부재 중 적어도 어느 하나에는, 상기 스토퍼에 걸리도록 형성되어 회전 범위를 제한하는 걸림부가 형성될 수 있다.

그리고 상기 걸림부는, 둘레의 일부가 내측으로 함몰되어, 함몰 영역의 양단이 상기 스토퍼에 걸리도록 형성될 수 있다.

또한 상기 제1회전부재 및 상기 제2회전부재는 서로 다른 회전비를 가질 수 있다.

그리고 상기 몸체는, 상호 결합 및 분리 가능한 복수의 단위부재를 포함할 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 복수의 볼부재를 포함하는 볼밸브는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 배관 구조가 복잡할 경우에도 볼밸브의 개수를 최소화할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 이에 따라 인력 소요, 시공 비용 및 시공 기간을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

셋째, 유체의 유동 경로를 보다 다양화할 수 있는 장점이 있다.

넷째, 1포인트의 조작으로 전체 볼부재를 동시에 조작할 수 있는 장점이 있다.

다섯째, 배관을 추가적으로 설비할 경우에도 볼밸브를 해체할 필요가 없는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 볼밸브의 전체 모습을 나타낸 평면도;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 볼밸브의 내부 구조를 나타낸 단면도;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 볼밸브에 있어서, 소정의 유동 경로가 형성된 모습을 나타낸 단면도;
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 볼밸브에 있어서, 볼부재의 회전에 따라 유동 경로가 변경된 모습을 나타낸 단면도;
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 볼밸브에 있어서, 제1회전부재 및 제2회전부재의 모습을 나타낸 평면도;
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 볼밸브에 있어서, 소정의 유동 경로가 형성된 모습을 나타낸 단면도;
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 볼밸브에 있어서, 볼부재의 회전에 따라 유동 경로가 변경된 모습을 나타낸 단면도;
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 볼밸브에 있어서, 소정의 유동 경로가 형성된 모습을 나타낸 단면도; 및
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 볼밸브에 있어서, 볼부재의 회전에 따라 유동 경로가 변경된 모습을 나타낸 단면도이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 볼밸브의 전체 모습을 나타낸 평면도이며, 도 2는 도 1의 A-A 단면을 나타낸 것으로, 본 발명의 제1실시예에 따른 볼밸브의 내부 구조를 나타낸 단면도이다.

그리고 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 볼밸브에 있어서, 소정의 유동 경로가 형성된 모습을 나타낸 단면도이다.

도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 볼밸브는, 몸체(110)와, 상기 몸체(110) 내부에 구비된 볼부재(160, 162)와, 상기 볼부재(160, 162)를 조작 가능한 조작부를 포함한다.

몸체(110)는 내부에 상기 볼부재(160, 162)가 회전 가능하게 삽입되는 수용공간이 복수 개가 형성된다. 즉 몸체(110)는 내부에 복수 개의 볼부재(160, 162)를 수용할 수 있다.

그리고 상기 수용공간의 둘레에는 복수 개의 유출입유로(141, 143, 145, 151, 153, 155)가 형성된다. 상기 유출입유로(141, 143, 145, 151, 153, 155)는 몸체(110)의 외부와 상기 수용공간을 연통시킬 수 있도록 형성되며, 이에 따라 이후 몸체(110)와 배관을 연결하여 유체의 유동경로를 형성할 수 있다.

본 실시예의 경우, 몸체(110)는 총 2개의 볼부재(160, 162)가 구비될 수 있도록 2개의 수용공간을 가지며, 둘레에는 유출입유로(141, 143, 145, 151, 153, 155)가 형성되고, 배관과 결합 가능한 체결부재(140, 142, 144, 150, 152, 154)가 구비된다. 특히 본 실시예에서 상기 체결부재(140, 142, 144, 150, 152, 154)는 총 6개소가 구비되며, 하나의 수용공간에는 3개의 유출입유로가 연통된다.

또한 상기 몸체(110)는, 상호 결합 및 분리 가능한 복수의 단위부재를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 몸체(110)는 제1몸체(110a) 및 제2몸체(110b)가 연결된 형태를 가지며, 상기 제1몸체(110a) 및 상기 제2몸체(110b)에는 내부에 각각 볼부재(160, 162)가 수용되는 수용공간이 형성된다.

한편 본 실시예와 달리, 상기 유출입유로(141, 143, 145, 151, 153, 155)의 개수는 다양하게 형성될 수도 있으며, 수용공간의 개수 역시 다양하게 형성될 수 있다. 즉 볼부재(160, 162)는 2개 이상이 구비될 수도 있음은 물론이다.

볼부재(160, 162)는 몸체(110)의 수용공간에 형성되며, 내부에는 유체가 유동되고, 소정 형상을 가지는 연결유로(161, 163)가 형성된다. 상기 연결유로(161, 163)는 볼부재(160, 162)의 회전에 따라 몸체(110)에 형성된 복수의 유출입유로 중 어느 일부와 선택적으로 연통되고, 이에 따라 유체의 유동경로를 변경할 수 있다.

본 실시예의 경우, 볼부재(160, 162)는 구 형상으로 형성되어 원활한 회전이 가능하며, 연결유로(161, 163)는 3방향으로 분지된다. 볼부재(160, 162)의 회전에 따른 유동경로 변경에 대한 자세한 사항은 후술하도록 한다.

조작부는 상기 몸체(110)에 구비되며, 상기 볼부재(160, 162)의 회전을 조작하여 유체의 유동경로를 변경하도록 할 수 있다. 이와 같은 조작부는 다양한 구조를 가지도록 형성될 수 있다.

본 실시예에서 상기 조작부는 상기 복수 개의 볼부재(160, 162) 중 어느 하나를 회전시키도록 상기 몸체(110)에 구비된 제1회전부재(120a)와, 상기 제1회전부재(120a)의 회전에 따라 연동 회전되어, 상기 제1회전부재(120a)와 연결된 볼부재(160) 외의 다른 볼부재(162)를 회전시키도록 상기 몸체(110)에 구비된 제2회전부재(120b)를 포함한다.

특히 본 실시예에서 제1회전부재(120a)는 제1몸체(110a) 측에 구비되며, 제2회전부재(120b)는 제2몸체(110b)에 구비되고, 이들은 서로 치합되는 기어 형태로 형성된다. 이에 따라 제1회전부재(120a)를 회전시킬 경우 제1몸체(110a)의 수용공간에 구비된 볼부재(160)가 회전되고, 또한 동시에 제2회전부재(120b)가 제1회전부재(120a)의 반대 방향으로 회전함에 따라 제2몸체(110b)의 수용공간에 구비된 볼부재(162)가 회전된다. 즉 제1회전부재(120a)를 조작하는 것만으로 전체 볼부재(160, 162)가 회전되도록 할 수 있다.

그리고 본 실시예의 경우 상기 제1회전부재(120a)에 연결되어, 상기 제1회전부재(120a)를 회전시키는 조작레버(130)를 더 포함한다. 상기 조작레버(130)는 볼트(122)에 의해 제1회전부재(120a)와 연결되며, 이에 따라 조작레버(130)를 조작하여 볼부재(160)를 용이하게 회전시킬 수 있게 된다.

또한 상기 볼트(122)의 하단에는 볼부재(160)를 회전시킬 수 있도록 볼부재(160)의 상부에 접촉되는 스템(124)이 구비된다.

한편 본 실시예의 경우 상기 제1회전부재(120a) 및 상기 제2회전부재(120b)는 서로 동일한 지름 및 기어 이빨을 가지도록 형성되어, 제1회전부재(120a)를 소정 각도 회전 시 제2회전부재(120b) 역시 동일한 각도로 회전되도록 형성되나, 본 발명은 이와 달리 상기 제1회전부재(120a) 및 상기 제2회전부재(120b)가 서로 다른 회전비를 가지도록 구현될 수도 있다. 그리고 이에 따라 각 볼부재(160, 162)의 회전비 역시 달라지게 된다.

예컨대, 제2회전부재(120b)가 제1회전부재(120a)와 서로 다른 회전비를 가지도록 하고, 이에 따라 각 볼부재(160, 162)의 개폐 각도를 다르게 하여 유량을 가변하거나, 또는 어느 일측의 볼부재가 소정 각도 회전된 상태에서 다른 일측의 볼부재는 유동경로를 패쇄한 상태를 가지도록 할 수도 있다.

그리고 이와 같이 구현하기 위해, 제1회전부재(120a)와 제2회전부재(120b)의 지름, 기어 이빨 수 등을 변형할 수 있다. 다만, 제1회전부재(120a)와 제2회전부재(120b)는 기어 형태로 제한되는 것이 아니므로, 제1회전부재(120a)와 제2회전부재(120b)가 기어 외의 형태로 형성되는 경우 상기와 다른 방법으로 회전비를 다르게 구현할 수도 있음은 물론이다.

한편 도 3을 참조하면, 볼부재(160, 162)의 회전 방향에 따라 소정의 유동 경로가 형성된 모습이 도시된다. 이하 설명의 편의를 위해 제1몸체(110a)에 형성된 유출입유로를 각각 제1유출입유로(141), 제2유출입유로(143), 제3유출입유로(145)라 하며, 제2몸체(110b)에 형성된 유출입유로를 각각 제4유출입유로(151), 제5유출입유로(153), 제6유출입유로(155)라 한다.

즉 도 3에서 제1몸체(110a) 측의 볼부재(160)는 각각 제1유출입유로(141), 제2유출입유로(143), 제3유출입유로(145)와 연통되며, 제2몸체(110b) 측의 볼부재(162)는 각각 제4유출입유로(151), 제5유출입유로(153), 제6유출입유로(155)에 연통된다.

이때 제1유출입유로(141) 및 제4유출입유로(151)가 유체가 유입되는 유로라 가정하면, 유체는 제1유출입유로(141)를 통해 제2유출입유로(143), 제3유출입유로(145)로, 제4유출입유로(151)를 통해 제5유출입유로(153), 제6유출입유로(155)로 유동될 것이다.

이와 같은 상태에서 조작레버(130)를 조작할 경우, 제1몸체(110a) 측의 볼부재(160)와 제2몸체(110b) 측의 볼부재(162)는 서로 반대 방향으로 회전되어, 도 4와 같은 상태로 전환된다.

구체적으로 도 4에 도시된 바와 같이, 조작레버(130)의 회전에 의해 제1몸체(110a) 측의 볼부재(160)는 각각 제1유출입유로(141), 제2유출입유로(143)와, 각 수용공간을 연통시키는 연통유로(112)와 연통되는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라 유체는 제1유출입유로(141)와 제4유출입유로(151)를 통해 제2유출입유로(143) 및 제5유출입유로(153)로 유동될 것이다.

즉 본 발명의 경우, 조작레버(130)의 1포인트 조작만으로 전체 볼부재(160, 162)를 동시에 조작할 수 있게 된다. 따라서 복잡한 배관 구조에서도 간단한 조작으로 유체의 유동 경로를 변경할 수 있다.

한편 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 볼밸브에 있어서, 제1회전부재(120a) 및 제2회전부재(120b)의 모습을 나타낸 평면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 경우 상기 몸체에는 스토퍼(114)가 돌출 형성되며, 상기 제1회전부재(120a)에는 상기 스토퍼(114)에 걸리도록 형성되어 회전 범위를 제한하는 걸림부(122)가 형성된다.

특히 상기 걸림부(122)는, 제1회전부재(120a)의 둘레 일부가 내측으로 함몰되어, 함몰 영역의 양단이 상기 스토퍼(114)에 걸리는 형태로 형성된다.

이에 따라 볼부재의 회전 범위를 제한하고, 정확한 위치로 볼부재를 회전시켜 유체의 흐름을 원활히 할 수 있다.

이상으로 본 발명의 제1실시예에 대해 설명하였으며, 이하에서는 본 발명의 다른 실시예들에 대해 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 볼밸브에 있어서, 소정의 유동 경로가 형성된 모습을 나타낸 단면도이며, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 볼밸브에 있어서, 볼부재(260, 262)의 회전에 따라 유동 경로가 변경된 모습을 나타낸 단면도이다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 따른 볼밸브는 전술한 제1실시예와 전체적으로 동일하게 형성되나, 볼부재(260, 262) 내에 형성된 연결유로(261, 263)의 형상이 다르게 형성된다.

구체적으로 본 실시예의 경우, 연결유로(261, 263)는 직선 형태로 형성되어, 도 6과 같이 제2유출입유로(143)와 제3유출입유로(145), 그리고 제5유출입유로(153)와 제6유출입유로(155)를 서로 연통시킨 상태에서, 도 7과 같이 제1유출입유로(141), 연통유로(112), 제4유출입유로(151)를 서로 연통시킨 상태로 전환시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 볼밸브에 있어서, 소정의 유동 경로가 형성된 모습을 나타낸 단면도이며, 도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 볼밸브에 있어서, 볼부재(360, 362)의 회전에 따라 유동 경로가 변경된 모습을 나타낸 단면도이다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제3실시예에 따른 볼밸브 역시 전술한 제1실시예 및 제2실시예와 전체적으로 동일하게 형성되나, 볼부재(360, 362) 내에 형성된 연결유로(361, 363)의 형상이 다르게 형성된다.

구체적으로 본 실시예의 경우, 연결유로(361, 363)는 직각으로 꺾인 형태로 형성되어, 도 8과 같이 제1유출입유로(141)와 제3유출입유로(145), 그리고 제4유출입유로(151)와 제6유출입유로(155)를 서로 연통시킨 상태에서, 도 9와 같이 제1유출입유로(141)와 제2유출입유로(143), 그리고 제4유출입유로(151)와 제5유출입유로(153)를 서로 연통시킨 상태로 전환시킬 수 있다.

이상 설명한 각 실시예와 같이, 본 발명은 조작부의 조작에 따라 전체 볼부재를 동시에 조작하여 유체의 유동경로를 변경할 수 있으며, 또한 볼부재의 연결유로 형상에 따라 다양한 유동경로를 구현할 수 있음을 알 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

110: 몸체 112: 연통유로
120a: 제1회전부재 120b: 제2회전부재
122: 볼트 124: 스템
130: 조작레버
140, 142, 144, 150, 152, 154: 체결부재
141, 143, 145, 151, 153, 155: 유출입유로
160, 162: 볼부재 161, 163: 연결유로

Claims

유체가 유동되며, 소정 형상을 가지는 연결유로가 형성된 복수 개의 볼부재;
내부에 상기 볼부재가 각각 회전 가능하게 삽입되도록 서로 분리 형성된 복수 개의 수용공간이 형성되고, 상기 수용공간의 둘레에 형성되며, 상기 볼부재의 회전에 따라 상기 연결유로와 선택적으로 연통되어 유체의 유동경로를 변경하는 복수의 유출입유로와, 상기 복수 개의 수용공간을 서로 연통시키는 연통유로를 포함하는 몸체; 및
상기 몸체에 구비되며, 상기 볼부재의 회전을 조작하여 유체의 유동경로를 변경하는 조작부;
를 포함하는 볼밸브.
제1항에 있어서,
상기 조작부는,
상기 복수 개의 볼부재 중 어느 하나를 회전시키도록 상기 몸체에 구비된 제1회전부재; 및
상기 제1회전부재의 회전에 따라 연동 회전되어, 상기 제1회전부재와 연결된 볼부재 외의 다른 볼부재를 회전시키도록 상기 몸체에 구비된 제2회전부재;
를 포함하는 볼밸브.
제2항에 있어서,
상기 제1회전부재 및 상기 제2회전부재는 서로 치합되는 기어 형태로 형성된 볼밸브.
제2항에 있어서,
상기 제1회전부재에 연결되어, 상기 제1회전부재를 회전시키는 조작레버를 더 포함하는 볼밸브.
제2항에 있어서,
상기 몸체에는 스토퍼가 돌출 형성되고,
상기 제1회전부재 및 상기 제2회전부재 중 적어도 어느 하나에는, 상기 스토퍼에 걸리도록 형성되어 회전 범위를 제한하는 걸림부가 형성된 볼밸브.
제5항에 있어서,
상기 걸림부는,
둘레의 일부가 내측으로 함몰되어, 함몰 영역의 양단이 상기 스토퍼에 걸리도록 형성된 볼밸브.
제2항에 있어서,
상기 제1회전부재 및 상기 제2회전부재는 서로 다른 회전비를 가지는 볼밸브.
제1항에 있어서,
상기 몸체는,
상호 결합 및 분리 가능한 복수의 단위부재를 포함하는 볼밸브.