KR102256031B1

KR102256031B1 - 자동 잔수 드레인 밸브

Info

Publication number: KR102256031B1
Application number: KR1020200150620A
Authority: KR
Inventors: 배상철
Original assignee: 배상철
Priority date: 2020-11-12
Filing date: 2020-11-12
Publication date: 2021-05-24
Also published as: WO2022102808A1

Abstract

자동 잔수 드레인 밸브가 개시된다. 개시된 자동 잔수 드레인 밸브는, 유체가 유동하기 위한 유로가 내부에 형성되되, 일측에 유입구(111)가 형성되며 타측에 유출구(121)가 형성된 밸브몸체(100);
상기 유입구(111)에 기준압력 미만의 압력이 형성되는 경우, 스프링(300)에 의해 상기 유입구(111)를 향하는 탄성력을 받아 유로를 개방함으로써 유입구(111)에서 유출구(121)로 유체를 드레인하고, 유입구(111)에 기준압력 이상의 압력이 형성되는 경우, 하방향으로 이동하여 유로를 폐쇄함으로써 드레인을 차단하는 차단유닛(200); 및
상기 밸브몸체(100) 내부에 배치되어 상기 차단유닛(200)을 유입구(111)를 향하는 탄성력으로 지지하는 스프링(300);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동 잔수 드레인 밸브{Automatic remnant water drain valve}

본 발명은 자동 잔수 드레인 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량세차기 등의 장치에서 물과 같은 유체를 사용한 후 잔수를 자동적으로 드레인함으로써 잔수로 인한 동파를 방지하는 한편, 잔수를 충분히 제거함으로 인해 드레인공정에 연이어 수행되는 건조공정의 건조효율 또한 증가시킬 수 있는 자동 잔수 드레인 밸브에 관한 것이다.

차량을 세척하는 세차기 등의 장치에서는 물을 차량에 분사하여 세척한 후 저장된 물을 드레인(drain) 한다. 그리고 세척공정에 연이어서 고온의 공기를 세척된 차량에 분사하여 차량을 건조시킨다.

세척 후 물 공급배관 등에 잔수가 존재하는 경우, 겨울철에는 배관 동파의 원인이 된다.

이는 비단 차량세차기에만 국한되는 것은 아니며, 실외에서 물을 사용하는 장치에서는 공통적으로 발생되는 현상이다.

이뿐만 아니라, 물 공급배관에 잔류하는 물방울이 물 공급배관 밖으로 떨어지게 되면 건조공정에서 분사되는 고온의 공기가 물방울을 차량 표면에 흩뿌리게 되어 건조효율을 떨어뜨리게 된다.

한편, 차량세차기에는 드레인밸브로서 주로 솔레노이드 밸브가 사용되고 있다.

그러나 솔레노이드 밸브는 전기에 의해 작동되므로, 잔수를 충분히 드레인하기 위해서는 오랜 시간 동안 밸브에 전기를 공급하여 개방시켜야 하므로, 전력소모가 많은 단점이 있을 뿐만 아니라, 이물질이 유입되는 경우 오작동을 일으키는 문제가 종종 발생된다. 이러한 문제는 실외뿐만 아니라 실내에서 사용되는 드레인 밸브에도 해당되는 사항이다.

따라서 실외 또는 실내에서 물을 사용하는 장치에 사용되는 드레인 밸브로서, 잔수를 확실하게 드레인하여 동파를 방지할 수 있고, 무동력으로 작동하여 고장율 또한 낮출 수 있는 새로운 드레인 밸브의 개발이 절실히 요청된다.

한국공개특허공보 10-2016-0101813호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 제안된 것으로, 잔수를 확실하게 드레인하여 동파를 방지할 수 드레인 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 무동력으로 작동하여 고장율 또한 낮출 수 있는 드레인 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 유체저장기구 또는 유체공급배관에 저장된 유체를 사용한 후 남은 잔수를 드레인하기 위한 자동 잔수 드레인 밸브에 있어서,

유체가 유동하기 위한 유로가 내부에 형성되되, 일측에 유입구가 형성되며 타측에 유출구가 형성된 밸브몸체;

상기 유입구에 기준압력 미만의 압력이 형성되는 경우, 스프링에 의해 상기 유입구를 향하는 탄성력을 받아 유로를 개방함으로써 유입구에서 유출구로 유체를 드레인하고, 유입구에 기준압력 이상의 압력이 형성되는 경우, 하방향으로 이동하여 유로를 폐쇄함으로써 드레인을 차단하는 차단유닛; 및

상기 밸브몸체 내부에 배치되어 상기 차단유닛을 유입구를 향하는 탄성력으로 지지하는 스프링;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동 잔수 드레인 밸브를 제공한다.

또한 본 발명의 상기 차단유닛은,

소정 직경으로 형성된 밸브판;

상기 밸브판을 관통하여 상기 밸브판에 결합되는 중심축;을 포함하며,

상기 밸브판과 중심축은 상기 밸브몸체의 유로를 따라 이동가능한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 밸브몸체의 유입구쪽 내측에 결합되되, 중앙에는 상기 중심축이 관통하는 제1 관통공이 형성되며, 상기 제1 관통공에 이웃하여 유체가 유입되는 유입공이 하나 이상 형성된 유입판;

상기 밸브몸체 유출구쪽 내측에 결합되되, 중앙에는 상기 중심축이 관통하는 제2 관통공이 형성되며, 상기 제2 관통공에 이웃하여 유체가 유출되는 유출공이 하나 이상 형성된 유출판;을 포함하며,

상기 중심축의 일단부는 상기 제1 관통공에 지지되며 상기 중심축의 타단부는 상기 제2 관통공에 지지되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 밸브몸체 내부에서 상기 유입판과 유출판 사이에 배치되되, 상기 밸브판의 직경보다 작은 직경의 개구부가 형성되도록 밸브몸체의 내측면에 형성되는 밸브시트;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 밸브시트의 상부면에 배치되어 밸브판과 접촉할 때 유체의 누수를 방지하는 패킹;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 상기 유입공은 상기 유입판의 가장자리에 형성되며, 상기 밸브판의 직경은 상기 유입판의 직경보다 작은 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 상기 밸브몸체는,

유입구쪽 내측면에 상기 유입판이 나사결합된 상부밸브몸체; 및

유출구쪽 내측면에 일체로 상기 유출판이 형성된 하부밸브몸체;를 포함하며,

상기 상부밸브몸체와 하부밸브몸체는 나사결합되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 상부밸브몸체의 상단부 외주면에 나사산이 형성되어 유체저장기구 또는 유체공급배관과 결합되며, 상기 유입판을 상부밸브몸체의 내측면에 결합하기 위해 삽입할 때 상기 유입판과 상기 상부밸브몸체의 상단부와 간섭이 방지되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 상기 스프링은 하단부가 상기 유출판의 상부면에 지지되고 상단부는 상기 밸브판의 하부면에 지지되며, 상기 스프링의 하단부 직경은 상단부 직경보다 큰 원추형으로 형성되어 상기 스프링이 상기 유출판 상부면에 안정적으로 지지되면서 상기 스프링이 상기 밸브시트와 간섭이 방지되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자동 잔수 드레인 밸브는 동파를 방지하는 효과가 있다.

또한 본 발명은 잔수를 드레인하여 건조효율을 높이는 효과가 있다.

또한 본 발명은 무동력으로 작동하여 고장율을 낮추는 효과가 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 전형적인 체크밸브와 드레인 밸브의 작동상태를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동 잔수 드레인 밸브의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자동 잔수 드레인 밸브의 분해도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자동 잔수 드레인 밸브의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 하부밸브몸체를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 유입판의 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 자동 잔수 드레인 밸브의 작동상태를 설명하는 도면이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

도 1은 전형적인 체크밸브와 드레인 밸브의 작동상태를 설명하는 도면이다.

도 1을 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 자동 잔수 드레인 밸브를 설명하기에 앞서, 체크밸브와 드레인 밸브의 작동원리를 설명한다.

도 1(a)는 전형적인 체크밸브의 단면을 도시한 도면으로서, 일방향으로만 유체가 유동하도록 하고, 역방향으로는 유체가 흐를 수 없도록 하는 밸브이다.

도 1(a)에 도시된 바와 같이, 통상적으로 체크밸브는 스프링(300)에 의해 지지되어 초기에는 밸브가 닫혀 있다가, 기설정된 오프닝 압력 이상의 압력이 가해지면 밸브가 열리면서 유체가 유동하게 된다.

도 1(b)는 본 발명에 따른 자동 잔수 드레인 밸브의 작동원리를 설명하는 개념도이다.

드레인 밸브를 정의하자면, 우선 평상시에는 밸브가 열려 있어서 유체가 드레인되나, 유체를 사용하기 위해 유체공급배관 또는 유체저장탱크에 물이 채워지면 밸브가 닫혀 유체의 드레인을 차단한다.

도 1(b)에서는 밸브가 하부의 스프링(300)에 의해 지지되어 유체가 드레인 된다. 그러나 밸브 상부에 유체가 채워지면 유체의 압력에 의해 스프링(300)을 압축시켜 밸브가 닫히게 된다.

도 1(b)의 드레인 밸브는 양 방향으로 유체가 흐를 수 있어, 일방향으로만 유체가 흐르는 체크밸브와는 상이하다.

도 1(a)의 체크밸브와 도 1(b)의 드레인밸브는 구조가 유사해 보이지만, 그 작용과 효과는 매우 상이한 것을 확인할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 자동 잔수 드레인 밸브의 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 자동 잔수 드레인 밸브의 분해도이고, 도 4는 본 발명에 따른 자동 잔수 드레인 밸브의 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 하부밸브몸체(120)를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 유입판(400)의 사시도이다.

도 2 내지 도 6을 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 자동 잔수 드레인 밸브는 밸브몸체(100), 차단유닛(200), 스프링(300)을 포함한다.

밸브몸체(100)는 유체가 유동하기 위한 유로가 내부에 형성되되, 일측에 유입구(111)가 형성되며 타측에 유출구(121)가 형성된다.

밸브몸체(100)는 상부밸브몸체(110)와 하부밸브몸체(120)가 나사결합되어 체결된다.

상부밸브몸체(110)는 유체공급배관 또는 유체저장탱크와 같은 유체 저장장치에 체결된다.

이를 위해 상부밸브몸체(110)의 상단부 외주면에 나사산이 형성된다. 이는 후술할 유입판(400)을 상부밸브몸체(110)의 내측면에 결합하기 위해 삽입할 때, 유입판(400)과 상부밸브몸체(110)의 상단부가 간섭이 발생하지 않도록 하기 위함이다.

차단유닛(200)은 밸브몸체(100)의 유로를 개방 또는 폐쇄하여 유입되는 유체의 유동을 허용하거나 차단하는 구성이다.

차단유닛(200)은 유입구(111)에 기준압력 미만의 압력이 형성되는 경우에는 스프링(300)에 의해 상기 유입구(111)를 향하는 탄성력을 받아 유로를 개방함으로써 유입구(111)에서 유출구(121)로 유체를 드레인한다.

즉, 세척공정이 종료되면 유체공급배관에 유체를 유동시키기 위한 펌핑압력이 걸리지 않게 되며, 이 때 스프링(300)은 도 4를 기준으로 할 때 상방향으로 차단유닛(200)을 밀어 올려서 유로가 개방되게 된다.

한편, 차단유닛(200)은 유입구(111)에 기준압력 이상의 압력이 형성되는 경우, 하방향으로 이동하여 유로를 폐쇄함으로써 드레인을 차단한다.

즉, 세척공정이 시작되면 유체공급배관에 유체를 유동시키기 위한 펌핑압력이 걸리게 되며, 이 때 스프링(300)은 도 4를 기준으로 할 때 하방향으로 차단유닛(200)을 밀어 내려서 유로가 폐쇄되게 된다.

차단유닛(200)은 밸브판(210)과 중심축(220)을 포함한다.

밸브판(210)은 소정 직경으로 형성되어 유로를 개방 또는 폐쇄하는 구성이다.

중심축(220)은 밸브판(210)을 관통하여 상기 밸브판(210)에 결합된다.

이와 같은 밸브판(210)과 중심축(220)은 밸브몸체(100)의 유로를 따라 이동하며 유로를 차단 또는 개방한다.

유입판(400)은 밸브몸체(100)의 유입구쪽(111) 내측에 결합된다.

유입판(400)은 중앙에는 중심축(220)이 관통하는 제1 관통공(410)이 형성되며, 제1 관통공(410)에 이웃하여 유체가 유입되는 유입공(420)이 하나 이상 형성된다.

유출판(500)은 밸브몸체(100) 유출구쪽(121) 내측에 결합된다.

유출판(500)은 중앙에는 중심축(220)이 관통하는 제2 관통공(510)이 형성되며, 제2 관통공(510)에 이웃하여 유체가 유출되는 유출공(520)이 하나 이상 형성된다.

중심축(220)의 일단부는 제1 관통공(410)에 지지되며 중심축(220)의 타단부는 제2 관통공(510)에 지지되므로, 밸브몸체(100) 내부에서 안정적인 이동이 가능하다.

밸브시트(130)는 밸브몸체(100) 내부에서 유입판(400)과 유출판(500) 사이에 배치되어 밸브판(210)이 안착되는 구성이다.

밸브시트(130)는 밸브판(210)의 직경보다 작은 직경의 개구부가 형성되도록 밸브몸체(100)의 내측면에 형성된다.

밸브시트(130)의 상부면에는 패킹(600)이 배치되어 밸브판(210)과 접촉할 때 유체의 누수를 방지한다.

유입공(420)이 유입판(400)의 가장자리에 형성되며, 밸브판(210)의 직경은 유입판(400)의 직경보다 작게 형성된다. 이는 밸브판(210)이 유입판(400) 하부에 밀착될 때 유체가 밸브판(210)에 막히지 않고 원활하게 유동되도록 하기 위함이다.

유출판(500)은 생산효율을 높이기 위해 하부밸브몸체(120)의 유출구쪽(121) 내측면에 일체로 형성함이 바람직하다.

그러나 유입판(400)은 상부밸브몸체(110)와는 독립적으로 제작되어 상부밸브몸체(110)의 유입구쪽(111) 내측면에 나사결합된다.

이는 패킹(600)과 차단유닛(200)을 삽입할 때 간섭없이 삽입이 가능하도록 하기 위함이다.

스프링(300)은 밸브판(210)을 하부에서 지지하여 밸브몸체(100)의 유입구(111)에 기준압력 미만의 압력이 형성될 때 유로가 개방되도록 하는 구성이다.

통상의 체크밸브와는 달리, 본 발명에 따른 스프링(300)은 유입구(111)를 향하는 탄성력으로 차단유닛(200)을 지지한다.

본 발명에서는 스프링(300)을 하단부 직경이 상단부 직경보다 큰 원추스프링으로 채택하였다.

이는 우선, 스프링(300) 하부의 직경을 크게하여 유출판(500) 상부면에 안정적으로 지지되도록 하기 위함이다.

한편, 스프링(300)은 밸브시트(130) 내부의 개구부를 통과하므로, 스프링(300)의 직경이 커서 밸브시트(130)와의 간섭이 일어나는 문제가 발생하지 않도록 하기 위함이다.

본 발명은 자동 잔수 드레인 밸브에 관한 것으로서, 차량세차기 등의 장치에서 물과 같은 유체를 사용한 후 잔수를 자동적으로 드레인함으로써 잔수로 인한 동파를 방지하는 한편, 잔수를 충분히 제거함으로 인해 드레인공정에 연이어 수행되는 건조공정의 건조효율 또한 증가시킬 수 있는 자동 잔수 드레인 밸브에 관한 것이다.

본 발명은 차량세차기를 기준으로 설명하였으나, 이에 국한되지 않고 유체를 사용한 후 잔수를 드레인 하는 다양한 장치에 적용이 가능함은 물론이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

100 : 밸브몸체
110 : 상부밸브몸체
111 : 유입구
120 : 하부밸브몸체
121 : 유출구
130 : 밸브시트
200 : 차단유닛
210 : 밸브판
220 : 중심축
300 : 스프링
400 : 유입판
410 : 제1 관통공
420 : 유입공
500 : 유출판
510 : 제2 관통공
520 : 유출공
600 : 패킹

Claims

유체저장기구 또는 유체공급배관에 저장된 유체를 사용한 후 남은 잔수를 드레인하기 위한 자동 잔수 드레인 밸브에 있어서,
유체가 유동하기 위한 유로가 내부에 형성되되, 일측에 유입구(111)가 형성되며 타측에 유출구(121)가 형성된 밸브몸체(100);
상기 유입구(111)에 기준압력 미만의 압력이 형성되는 경우, 스프링(300)에 의해 상기 유입구(111)를 향하는 탄성력을 받아 유로를 개방함으로써 유입구(111)에서 유출구(121)로 유체를 드레인하고, 유입구(111)에 기준압력 이상의 압력이 형성되는 경우, 하방향으로 이동하여 유로를 폐쇄함으로써 드레인을 차단하는 차단유닛(200); 및
상기 밸브몸체(100) 내부에 배치되어 상기 차단유닛(200)을 유입구(111)를 향하는 탄성력으로 지지하는 스프링(300);을 포함하고
상기 차단유닛(200)은,
소정 직경으로 형성된 밸브판(210);
상기 밸브판(210)을 관통하여 상기 밸브판(210)에 결합되는 중심축(220);을 포함하며,
상기 밸브판(210)과 중심축(220)은 상기 밸브몸체(100)의 유로를 따라 이동가능하고,
상기 밸브몸체(100)의 유입구(111) 내측에 결합되되, 중앙에는 상기 중심축(220)이 관통하는 제1 관통공(410)이 형성되며, 상기 제1 관통공(410)에 이웃하여 유체가 유입되는 유입공(420)이 하나 이상 형성된 유입판(400);
상기 밸브몸체(100) 유출구쪽(121) 내측에 결합되되, 중앙에는 상기 중심축(220)이 관통하는 제2 관통공(510)이 형성되며, 상기 제2 관통공(510)에 이웃하여 유체가 유출되는 유출공(520)이 하나 이상 형성된 유출판(500);을 포함하며,
상기 중심축(220)의 일단부는 상기 제1 관통공(410)에 지지되며 상기 중심축(220)의 타단부는 상기 제2 관통공(510)에 지지되고,
상기 밸브몸체(100) 내부에서 상기 유입판(400)과 유출판(500) 사이에 배치되되, 상기 밸브판(210)의 직경보다 작은 직경의 개구부가 형성되도록 밸브몸체(100)의 내측면에 형성되는 밸브시트(130);를 더 포함하며,
상기 유입공(420)은 상기 유입판(400)의 가장자리에 형성되며, 상기 밸브판(210)의 직경은 상기 유입판(400)의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는, 자동 잔수 드레인 밸브
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제1항에 있어서,
상기 밸브시트(130)의 상부면에 배치되어 밸브판(210)과 접촉할 때 유체의 누수를 방지하는 패킹(600);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동 잔수 드레인 밸브
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제1항에 있어서,
상기 밸브몸체(100)는,
유입구(111) 내측면에 상기 유입판(400)이 나사결합된 상부밸브몸체(110); 및
유출구쪽(121) 내측면에 일체로 상기 유출판(500)이 형성된 하부밸브몸체(120);를 포함하며,
상기 상부밸브몸체(110)와 하부밸브몸체(120)는 나사결합되는 것을 특징으로 하는, 자동 잔수 드레인 밸브
제7항에 있어서,
상기 상부밸브몸체(110)의 상단부 외주면에 나사산이 형성되어 유체저장기구 또는 유체공급배관과 결합되며, 상기 유입판(400)을 상부밸브몸체(110)의 내측면에 결합하기 위해 삽입할 때 상기 유입판(400)과 상기 상부밸브몸체(110)의 상단부와 간섭이 방지되는 것을 특징으로 하는, 자동 잔수 드레인 밸브
제5항에 있어서,
상기 스프링(300)은 하단부가 상기 유출판(500)의 상부면에 지지되고 상단부는 상기 밸브판(210)의 하부면에 지지되며, 상기 스프링(300)의 하단부 직경은 상단부 직경보다 큰 원추형으로 형성되어 상기 스프링(300)이 상기 유출판(500) 상부면에 안정적으로 지지되면서 상기 스프링(300)이 상기 밸브시트(130)와 간섭이 방지되는 것을 특징으로 하는, 자동 잔수 드레인 밸브