KR102342606B1

KR102342606B1 - 감압밸브

Info

Publication number: KR102342606B1
Application number: KR1020170122335A
Authority: KR
Inventors: 다이스케 곤도; 켄이치 모치즈키
Original assignee: 가부시기가이샤 후지고오키
Priority date: 2016-10-20
Filing date: 2017-09-22
Publication date: 2021-12-23
Also published as: CN107965582A; JP6449208B2; KR20180043729A; JP2018067205A

Abstract

유체 박리에 수반하는 캐비테이션의 발생을 방지하고, 밸브체부에 가하여지는 압력 밸런스의 변화를 효과적으로 억제할 수 있는 감압밸브를 제공한다.
감압밸브(1)는 내부에 밸브구(22)가 구비된 밸브시트(23)를 갖는 밸브실(21)이 마련됨과 함께, 밸브구(22)의 하측에 유출실(26)이 마련되고, 외주부에 밸브실(21)에 연결되는 1차측 유입구(11)와 유출실(26)에 연결되는 2차측 유출구(12)가 마련된 밸브본체(10)와, 밸브구(22)를 개폐하는 밸브체부(35)를 가짐과 함께, 밸브본체(10)에 상하 방향으로 활주 자유롭게 삽입된 밸브봉(30)과, 2차측 압력을 감지하여 밸브봉(30)을 상하 방향으로 구동하게 되는 밸브본체(10)에 부착된 다이어프램 장치(40)를 구비한다. 밸브체부(35)의 실 부재(37)에서의 밸브시트(23)에 대향하여 접리하는 대향면의 전체가, 내측부터 외측으로 감에 따라 수평 방향에서 하방을 향하여 경사하는 경사면부(37a)로 되어 있다.

Description

감압밸브{PRESSURE REDUCING VALVE}

본 발명은, 급탕 설비 등에 사용되는 감압밸브에 관한 것이다.

이런 종류의 감압밸브로서, 예를 들면 하기 특허 문헌 1에 실린바와 같이, 수지제의 밸브본체와, 밸브봉과, 감압 응동 부재(다이어프램 장치)를 구비한 것이 알려져 있다.

상세하게는 특허 문헌 1에 실린 감압밸브에서는 내부에 밸브구가 구비된 밸브시트를 갖는 밸브실이 마련됨과 함께, 상기 밸브구의 하측에 유출실이 마련되고, 외주부에 상기 밸브실에 연결되는 1차측 유입구와 상기 유출실에 연결되는 2차측 유출구가 마련된 1부재(一部材)로 이루어지는 밸브본체와, 상기 밸브구를 그 하측에서 개폐하기 위한 밸브체부가 마련되고, 상기 밸브본체에 상하 방향으로 활주 자유롭게 삽입된 밸브봉과, 상기 2차측 유출구의 2차측 압력을 감지하여 상기 밸브봉을 상하 방향으로 구동하게 되는 상기 밸브본체에 부착된 감압 응동 부재를 구비하고 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특개2015-210535호 공보

그런데, 이러한 종래의 감압밸브에서는 밸브구에 삽통되는 밸브축의 하단부에, 밸브실에 접리하는 개략 단원통형상(短員筒狀)의 고무제의 실 부재가 외장되어 고정되어 있고, 실 부재의 상면(상세하게는 실 부재를 끼여지지하기 위해 밸브축과 일체적으로 형성된 개략 원추형상 계지부에서 노출한 부분)이 개략 플랫(평탄)한 형상으로 되어 있다. 그때문에, 유체가 밸브축과 밸브구와의 사이를 통하여 밸브구를 통과할 때에, 유로가 급격하게 좁아지는 것에 더하여, 유체가 실 부재의 상면에 충돌하여 개략 직각으로 흐름 방향이 크게 변화시켜지기 때문에, 그 상면에 유체 박리가 생겨서, 변 입구측밸브구측이 부압(負壓)이 되어 캐비테이션이 발생할 우려가 있다. 그것 의해, 밸브체부에 가하여지는 압력의 밸런스가 급격하게 변화하고, 밸브체부에 대해 밸브폐쇄 방향의 힘이 작용할 우려가 있었다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 유체 박리에 수반하는 캐비테이션의 발생을 방지하고, 밸브체부에 가하여지는 압력 밸런스의 변화를 효과적으로 억제할 수 있는 감압밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 감압밸브는 내부에 밸브구가 구비된 밸브시트를 갖는 밸브실이 마련됨과 함께, 상기 밸브구의 하측에 유출실이 마련되고, 외주부에 상기 밸브실에 연결되는 1차측 유입구와 상기 유출실에 연결되는 2차측 유출구가 마련된 밸브본체와, 상기 밸브구를 그 하측에서 개폐하기 위한 밸브체부가 마련됨과 함께, 상기 밸브본체에 상하 방향으로 활주 자유롭게 삽입된 밸브봉과, 상기 2차측 유출구의 2차측 압력을 감지하여 상기 밸브봉을 상하 방향으로 구동하게 되는 상기 밸브본체에 부착된 감압 응동 부재를 구비한 감압밸브로서, 상기 밸브체부에서의 상기 밸브시트에 대향하여 접리하는 대향면의 적어도 일부에, 내측부터 외측으로 감에 따라 수평 방향에서 하방을 향하여 연속적으로 경사하는 경사면부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

바람직한 형태로서는 상기 대향면의 전체가 상기 경사면부로 되어 있다.

바람직한 형태로서는 상기 경사면부의 수평 방향에 대한 경사각은, 일정, 또는 내측부터 외측으로 감에 따라 연속적으로 작게 되어 있다.

다른 바람직한 형태로서는 상기 밸브체부는 상기 밸브구에 삽통되는 밸브축에 외장됨과 함께, 상기 밸브체부의 상면이 상기 밸브축의 외주에 돌설된 상측 누름부의 하면과 대접(對接)시켜지고, 상기 밸브체부에서의 상기 상측 누름부보다 외주부에 상기 대향면이 마련되어 있다.

다른 바람직한 형태로서는 상기 상측 누름부의 외주면과 상기 밸브체부의 상기 대향면이 연속적으로 연접(連接)되어 있다.

더욱 바람직한 형태로서는 상기 밸브체부의 상기 외주부의 외단(外端)에,

하측을 향하여 패어지는 수압(受壓) 오목부가 마련되어 있다.

더욱 바람직한 형태로서는 상기 밸브체부가, 상기 밸브시트에 접리하는 실 부재와, 그 실 부재의 하측 및 외주를 누르는 하측 누름부재로 구성됨과 함께, 상기 수압 오목부는 상기 실 부재의 외주부분과, 상기 하측 누름부재에서의 상기 실 부재의 외주에 배치되어 있는 외통부의 상단부의 내벽과의 사이의 공간에서 형성된다.

본 발명에 관한 감압밸브에 의하면, 밸브체부에서의 밸브시트에 대향하여 접리하는 대향면의 적어도 일부에, 내측부터 외측으로 감에 따라 수평 방향에서 하방을 향하여 연속적으로 경사하는 경사면부가 마련되어 있기 때문에, 예를 들면 밸브체부의 상면이 개략 플랫한 형상이 된 종래의 것에 비하여, 유체가 경사면부에 따라 매끈하게 2차측 유출구측에 흘러 가는 것이 가능해지고, 유체 박리의 발생을 억제할 수 있다. 그때문에, 유체 박리에 수반하는 캐비테이션의 발생을 방지할 수 있고, 밸브체부에 가하여지는 압력 밸런스의 변화를 억제할 수 있다.

또한, 밸브체부의 상면이 밸브축의 외주에 돌설된 상측 누름부의 하면과 대접시켜지고, 상측 누름부의 외주면과 밸브체부의 대향면이 연속적으로 연접되어 있기 때문에, 유체의 흐름이 보다 매끈하게 되고, 유체 박리에 수반하는 캐비테이션의 발생을 방지하는 효과를 높여짐과 함께, 밸브체부에 가하여지는 압력 밸런스의 변화를 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 밸브체부에서의 상측 누름부보다 외주부의 외단에 수압 오목부가 마련되어 있기 때문에, 그 수압 오목부을 통하여 밸브체부에 동압(動壓)을 받게 함으로써, 유량 특성의 변화를 억제할 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태에 관한 감압밸브를 도시하는 단면도.
도 2는 밸브개방시의 밸브체부의 부분을 도시하는 확대 단면도.
도 3은 밸브폐쇄시의 밸브체부의 부분을 도시하는 확대 단면도.
도 4는 도피밸브의 부분을 도시하는 분해 사시도.
도 5는 제1 실시 형태의 감압밸브에 관한 유체의 흐름을 설명하기 위한 부분 확대 단면도.
도 6은 제2 실시 형태에 관한 감압밸브의 밸브체부를 도시하는 부분 단면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 관한 감압밸브의 실시 형태에 관해 설명한다. 또한, 이하의 설명에서, 상하, 좌우, 전후 등의 위치, 방향을 나타내는 기술(記述)은, 설명이 번잡하게 되는 것을 피하기 위해 도면에 따라 편의상 붙여진 것이고, 실제의 사용 상태에서의 위치, 방향을 가리키는 것이 아니다.

<제1 실시 형태>

도 1은 제1 실시 형태에 관한 감압밸브를 도시하는 단면도이다. 본 실시 형태의 감압밸브(1)는 예를 들면 급탕 설비 등에 사용되는 것이고, 주로, 밸브본체(10)와, 밸브본체(10)의 내부에 수납된 밸브봉(30)과, 감압 응동 부재로서의 다이어프램 장치(40)를 구비하고 있다.

밸브본체(10)는 예를 들면 수지 재료에 의해 형성되어 있고, 그 내부에는 밸브구(22)가 구비된 밸브시트(23)를 갖는 원통형상의 밸브실(21)이 마련되고, 밸브구(22)의 하측에는 유출실(26)이 마련되어 있다. 이 밸브본체(10)는 밸브실(21)에 연결되도록 개구하는 상면 개구(10a)와, 유출실(26)에 연결되도록 개구하는 하면 개구(10b)를 가지며, 하면 개구(10b)는 두꺼운 개략 원판형상의 바닥덮개 부재(60)에 의해 막혀 있다. 상면 개구(10a)는 상기 다이어프램 장치(40)에 의해 폐색되어 있다.

밸브본체(10)의 외주부에는 밸브실(21)에 연결되는 1차측 유입구(11)와 유출실(26)에 연결되는 2차측 유출구(12)가, 각각 횡방향으로 형성되어 있다. 밸브실(21)과 1차측 유입구(11) 및 유출실(26)과 2차측 유출구(12)는 횡방향(즉, 수평 방향)으로 병설됨과 함께, 그들의 중심축이 종방향(즉, 상하 방향)에서의 소정의 거리로 떨어져서 배치되어 있다. 환언하면, 1차측 유입구(11)와 2차측 유출구(12)는 종방향에 있어서 동축상에 배치되어 있지 않다. 이 때문에, 밸브실(21)과 2차측 유출구(12)와의 사이에는 상술한 밸브구(22)가 구비된 밸브시트(23)의 일부를 구성하는 단차부(13)가 형성되어 있다. 또한, 1차측 유입구(11)와 2차측 유출구(12)가 종방향에 있어서 동축상에 배치되어 있고, 밸브본체(10)의 내부 형상을 변경함에 의해, 단차부(13)를 형성할 수 있다.

또한, 밸브본체(10)의 상면 개구(10a)와 밸브실(21)과의 사이에는 밸브봉(30)을 유지하기 위해 상하 방향으로 늘어나는 안내 구멍(19)이 형성되어 있다. 밸브봉(30)은, 밸브구(22)를 그 하측(즉, 유출실(26)측)으로부터 개폐하기 위해, 상하 방향에 따라 안내 구멍(19)에 활주 자유롭게 삽입되어 있다. 이 밸브봉(30)은, 주로, 밸브본체(10)의 상기 안내 구멍(19)에 활주 자유롭게 삽입되며 또한 밸브구(22)에 삽통되는 밸브축(38)과, 밸브축(38)의 하단부에 마련되어 밸브구(22)를 그 하측에서 개폐하기 위한 밸브체부(35)를 갖는다.

밸브축(38)은, 상측부터 차례로, 다이어프램 장치(40)를 지탱하는 다이어프램 지승부(支承部)(32), 안내 구멍(19)에 활주 자유롭게 삽입되는 활주 대경부(33), 밸브구(22)에 삽통되어 유출실(26)까지 늘어나는 삽통 소경부(34)를 가짐과 함께, 삽통 소경부(34)의 개략 중간부 외주로부터, 밸브체부(35)의 실 부재(37)(후술한다)를 상방부터 누르는 원추형상의 상측 누름부(36)가 돌설되어 있다. 또한, 밸브축(38)의 내부 중앙에는 상하 방향으로 늘어나는 관통구멍(31)이 형성되어 있다. 관통구멍(31)의 상단부 및 하단부의 주벽(周壁)에는 암나사부(31a, 31b)가 각각 나설(螺說)되어 있다. 활주 대경부(33)의 외주에 마련된 환형상 홈에, 안내 구멍(19)과의 사이에 형성된 활주면 간극 사이를 실 하기 위해, O링(28)이 장착되어 있다.

밸브체부(35)는 개략 원추대형상(圓錐臺狀)을 나타내고 있고, 밸브축(38)의 하단부에 외장되어 있다. 상세하게는 밸브체부(35)는 삽통 소경부(34)의 하단부의 외주에 부착되고, 삽통 소경부(34)의 하단부에 외장되는 개략 원추대형상, 또한 밸브구(22)보다 약간 대경의 실 부재(37)와, 삽통 소경부(34)의 저부에 고정되어 실 부재(37)를 하측 및 외주에서 누르는 바닥이 있는 원통형상의 하측 누름부재(39)를 갖는다. 실 부재(37)는 상측 누름부(36)와 하측 누름부재(39)에 의해 끼여지지 되도록 하여, 관통구멍(31)의 하단부에 마련된 암나사부(31b)에 나사결합되는 체결 나사(27)에 의해 밸브축(38)에 고정되어 있다.

도 2는 밸브개방시의 밸브체부의 부분을 도시하는 확대 단면도이고, 도 3은 밸브폐쇄시의 밸브체부의 부분을 도시하는 확대 단면도이다. 개략 원추대형상의 실 부재(37)는 예를 들면 밸브구(22)의 밀폐에 알맞은 고무에 의해 형성되고, 밸브봉(30)의 상하동에 수반하여 밸브시트(23)와 접리할 수 있게 되어 있고, 상측 누름부(36)의 하면(36b)과 대접(對接)하는 상면(37b)과, 밸브시트(23)에 대향하여 접리한 원추대면(즉, 테이퍼면)으로 이루어지는 대향면(37a)을 갖는다.

실 부재(37)의 상면(37b)은, 플랫형상으로 형성되어 있고, 상측 누름부(36)의 하면(36b)와 대접시켜지도록 되어 있다. 한편, 실 부재(37)의 대향면(37a)은, 실 부재(37)에서의 상측 누름부(36)보다 외주부(즉, 밸브체부(35)에서의 상측 누름부(36)보다 외주부)에 형성됨과 함께, 전체가 내측부터 외측으로 감에 따라 수평 방향에서 하방을 향하여 경사하는 경사면부로 되어 있다. 또한, 이하의 설명에서, 당해 대향면(37a)을 경사면부(37a)라고 칭한다. 또한, 본 실시 형태에서는 경사면부(37a)의 수평 방향에 대한 경사각(θ)은 일정하고, 그 경사각(θ)은 32.5°로 되어 있다.

여기서, 실 부재(37)의 상면(37b)은 특허청구의 범위에 기재된 「밸브체부의 상면」, 그 실 부재(37)의 경사면부(37a)는 특허청구의 범위에 기재된 「밸브체부에서의 밸브시트에 대향하여 접리하는 대향면」에 각각 해당하는 것이다.

또한, 본 실시 형태에서는 실 부재(37)의 경사면부(37a)와 마찬가지로, 상측 누름부(36)의 외주면(36a)이, 내측부터 외측으로 감에 따라 수평 방향에서 하방을 향하여 경사하고 있다. 그리고, 그 외주면(36a)과 경사면부(37a)가 단차 없이 연속적으로 연접되어 있다. 여기서, 연속적으로 연접이란, 상기 상측 누름부(36)의 외주면(36a)과 실 부재(37)의 경사면부(37a)와의 접속부분에서, 상호의 경사각(환언하면, 접선 방향)이 같은 것을 의미한다.

한편, 하측 누름부재(39)는 예를 들면 금속재료에 의해 형성되고, 실 부재(37)의 저면(37c)에 따라 늘어나는 평면시(平面視) 원형의 평판부(39a)와, 그 평판부(39a)의 주연(周緣)에서 세워져서 실 부재(37)의 외주에 배치되어 있는 외통부(39b)로 구성되어 있다.

또한, 실 부재(37)의 경사면부(37a)의 외단에는 수압 오목부(S)가 마련되어 있다. 상세하게는 하측 누름부재(39)에서의 외통부(39b)의 상단부(39c)는 실 부재(37)의 경사면부(37a)의 외단부터 상방을 향하여 돌출하고 있고, 그 돌출한 부분의 내벽과 경사면부(37a)의 외주부로 구획되어 동압을 받기 위한 단면 삼각형 형상의 수압 오목부(S)가 형성된다.

또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 다이어프램 장치(40)는 2차측 유출구(12)의 2차측 압력을 감지하여 밸브봉(30)을 상하 방향으로 구동하기 위해, 밸브본체(10)의 상면 개구(10a)를 막도록 그 상부에 부착되어 있다.

상세하게는 다이어프램 장치(40)는 밸브본체(10)의 상면 개구(10a)를 덮도록 배치된 다이어프램(41)과, 이 다이어프램(41)의 외주부를 밸브본체(10)의 상단에 마련된 다이어프램 받이부(10c)와 협동하여 그 하단면부(42b)로 협압(挾壓) 밀봉하는 단면 개략 단이 있는 범종(釣鐘)형상의 캡(42)과, 다이어프램(41)과 캡(42)의 상부와의 사이에 배치되고 다이어프램(41)을 하방에 가세하는 압축 코일스프링(45)과, 암나사부(31a)에 나사결합되는 체결 나사(29)가 삽통되는 삽통구멍(43a)을 가지며, 상기 압축 코일스프링(45)의 하단을 받아 내기 위해 다이어프램(41)의 내주부상에 실리고, 상기 밸브봉(30)의 다이어프램 지승부(32)와 협동하여 다이어프램(41)을 끼여지지하는 단면 개략 역(逆)햇(hat) 형상의 하측 스프링 받이부재(43)와, 압축 코일스프링(45)의 상단을 받아 내는 받이시트(46a)가 상단으로부터 외측으로 돌설된 단면 개략 요자형상(凹字狀)의 상측 스프링 받이부재(46)와, 하단이 상측 스프링 받이부재(46)와 당접되고 또한 상단에 육각구멍이 형성된 개략 원주형상의 육각구멍이 구비된 조절 나사(47)를 구비하고 있다. 이 다이어프램 장치(40)는 캡(42)의 하단면부(42b)를 복수개의 볼트(도시 생략)로 밸브본체(10)의 다이어프램 받이부(10c)에 체결 고정함에 의해, 밸브본체(10)에 조립되어 있다.

다이어프램 장치(40)에서는 압축 코일스프링(45)의 세트 하중 조절에 제공하기 위해, 상기 캡(42)의 상부구통부(上部口筒部)(42a)의 내주에 암나사부(42c)가 형성되고, 그 암나사부(42c)와 육각구멍이 구비된 조절 나사(47)의 외주에 마련된 수나사부(47a)가 나사결합되어 있다. 조절 나사(47)를 회동시키면, 하측 스프링 받이부재(43)와 상측 스프링 받이부재(46)와의 사이에 축장(縮裝)된 압축 코일스프링(45)의 세트 하중이 조절된다. 이에 의해, 다이어프램 장치(40)의 밸브개방시의 압력이 조절된다.

상기 다이어프램(41)과 밸브축(38)의 다이어프램 지승부(32)의 상면과의 사이에는 감압실(24)이 구획되어 있다. 또한, 도시하지 않지만, 상기 밸브본체(10)에서의 2차측 유출구(12)측의 주측부(周側部)에, 후술하는 도피밸브(50)와의 간섭을 회피하도록, 상기 감압실(24)에 연결되는 세로구멍으로 이루어지는 감압 통로가 형성되어 있다. 2차측 유출구(12)의 2차측 압력이, 상기 감압 통로 및 감압실(24)을 통하여 감압 응동 부재로서의 다이어프램 장치(40)에 감지됨으로써, 다이어프램 장치(40)의 다이어프램(41)에 연결되는 밸브봉(30)이 밸브본체(10) 내에서 상하 방향으로 구동된다.

밸브본체(10)의 하면 개구(10b)를 하방에서 폐색하는 바닥덮개 부재(60)는 원판형상의 기부(基部)(61)를 가지며, 그 기부(61)의 상면에, 밸브봉(30)의 밸브축(38)의 하단에 체결된 체결 나사(27)와의 간섭을 피하기 위해 공기형상(椀狀)의 오목부(63)가 마련되고, 오목부(63)를 둘러싸도록 기부(61)의 상면에서 개략 링형상의 스토퍼부(62)가 마련되어 있다. 또한, 기부(61)의 외주에 마련된 환형상 홈에는 실재로서의 O링(64)이 장착되어 있다.

바닥덮개 부재(60)의 기부(61)는 복수의 볼트(65)에 의해 밸브본체(10)와 체결 고정되어 있다. 기부(61)에 마련된 스토퍼부(62)는 밸브봉(30)의 하동(下動) 규제를 행하기 위한 구조이고, 밸브구(22)를 밸브개방하여 밸브봉(30)이 강하할 때에, 밸브체부(35)의 하측 누름부재(39)가 스토퍼부(62)와 당접하여, 밸브봉(30)이 이 이상 강하할 수가 없다. 또한, 당접시에 밸브봉(30)의 하측 누름부재(39)와의 달라붙음을 방지하기 위해, 당해 스토퍼부(62)에는 그 원주 방향에 따라 복수의 노치(도시례에서는 지면(紙面)에 대해 전후 좌우 4개소의 위치에 노치)가 마련되어 있다.

또한, 본 실시 형태의 감압밸브(1)에서, 수지제의 밸브본체(10) 및 다른 구성 부품 등을 이상한 고압으로부터 지키기 위해, 1차측 압력이 소정치(밸브본체(10) 및 다른 구성 부품 등의 내압 한계치)를 초과한 때에 열리는 도피밸브(50)가 상기 단차부(13)에 마련되어 있다.

도 4는 도피밸브 부분을 도시하는 분해 사시도이다. 도피밸브(50)는 도 2, 도 3 및 도 4에 도시하는 좌측부터 차례로, 밸브실(21)에 개구하는 오리피스로 이루어지는 도피밸브구(51), 그 도피밸브구(51)와 연통함과 함께 2차측 유출구(12)에 개구하는 단이 있는 원통형상 빈곳(空所)으로 이루어지는 수납구멍(57)을 갖는다. 수납구멍(57)은, 또한, 도피밸브구(51)에 연통하는 원통형상 빈곳으로 이루어지는 제1 수납구멍(52)과, 2차측 유출구(12)에 개구함과 함께 제1 수납구멍(52)보다 대경의 제2 수납구멍(53a)으로 구성되어 있다. 그리고, 도피밸브구(51), 제1 수납구멍(52) 및 제2 수납구멍(53a)은, 각각 횡방향으로 형성되고, 좌측으로부터 우측을 향하여 단차를 갖도록 동축상에 배치되어 있다.

상세하게는 제1 수납구멍(52)은, 내경이 도피밸브구(51)보다도 크게 형성되고, 그 내부에, 도피밸브구(51)를 개폐하는 고무제의 볼밸브체(55)와, 그 볼밸브체(55)를 밸브폐쇄 방향으로 가세하는 압축 코일스프링으로 이루어지는 밸브폐쇄 스프링(56)이 수납되어 있다. 그 제1 수납구멍(52)보다 대경의 제2 수납구멍(53a)은, 제1 수납구멍(52)의 2차측 유출구(12) 측(에 마련된 장착구멍(58))에 고정된 원통형상 부재(53)의 관통구멍에 의해 형성되고, 그 일단이 제1 수납구멍(52)과 연통하고, 타단이 2차측 유출구(12)에 개구한다.

보다 상세하게는 밸브본체(10)의 단차부(13)에는 제1 수납구멍(52)과 연통함과 함께, 제1 수납구멍(52) 및 제2 수납구멍(53a)의 어느 것보다 대경의 장착구멍(58)이 마련되어 있다. 장착구멍(58)에서의 도피밸브구(51)측의 외주에는 2차측 유출구(12)측에 개구하는 환형상 홈(58a)이 형성되어 있다. 그 장착구멍(58)에, 상기 원통형상 부재(53)는 그 일부가 장착구멍(58)에 내삽되고, 나머지가 장착구멍(58)의 외부(2차측 유출구(12)측)에 노출한 상태에서, 초음파 용착으로 고착되어 있다.

원통형상 부재(53)의 내부 중앙에는 상기 제2 수납구멍(53a)을 형성하는 관통구멍이 형성되어 있다. 이 제2 수납구멍(53a)은, 단면 원형이고, 볼밸브체(55) 및 밸브폐쇄 스프링(56)을 삽통 가능한 크기를 갖는다. 제2 수납구멍(53a)의 2차측 유출구(12)측 단부의 내벽면에는 그 내벽면으로부터 돌출한 한 쌍의 돌기부(53b)가 마련되어 있다. 이 한 쌍의 돌기부(53b)는 제2 수납구멍(53a)의 둘레 방향에 따라 180°의 간격으로 배치되어 있다.

한편, 원통형상 부재(53)에서의 돌기부(53b)가 형성된 단부와는 반대측의 단부에는 내경이 제2 수납구멍(53a)의 내경보다도 큰 링형상의 용착부(53c)가 마련되어 있다. 이 용착부(53c)는 장착구멍(58)의 환형상 홈(58a)에 끼워넣어지고, 초음파 용착에 의해 그 수지 재료가 빠르게 용융하고, 장착구멍(58)이 마련된 단차부(13)에 접합된다. 이에 의해, 그 원통형상 부재(53)는 밸브본체(10)와 일체로 되어 있다.

수납구멍(57)에서의 제2 수납구멍(53a)의 내부에는 밸브폐쇄 스프링(56)을 압축 상태로 유지하는 스프링 받이덮개(54)가 계합 고정되어 있다. 스프링 받이덮개(54)는 수납구멍(57) 내에, 축선(O) 방향에 따라 이동 가능하면서 축선(O) 주위로 회전 가능하게 배치되어 있다. 구체적으로는 이 스프링 받이덮개(54)는 제1 수납구멍(52)보다 약간 소경의 좌측 소경부(66)와, 제1 수납구멍(52)보다 약간 대경의 우측 대경부(59)를 갖는다.

좌측 소경부(66)는 원통형상을 나타내고, 스프링 받이덮개(54)를 수납구멍(57) 내에 삽입할 때에, 제1 수납구멍(52)에 삽입되면서, 밸브폐쇄 스프링(56)의 선단부과 당접하여 그 밸브폐쇄 스프링(56)을 볼밸브체(55)측으로 꽉 밀어서 압축하는 역할을 다한다.

우측 대경부(59)는 좌측 소경부(66)와 일체적으로 형성되고, 제2 수납구멍(53a)에 내접하도록, 그 외경이 제2 수납구멍(53a)의 내경과 개략 같은, 또는 그 내경보다도 약간 작게 되어 있다. 또한, 우측 대경부(59)는 원통형상 부재(53)의 돌기부(53b)의 형상에 맞추어서, 그 외주에 돌기부(53b)와의 간섭을 회피하기 위한 도피홈(59a)과, 돌기부(53b)와 계합 가능한 계합 패임부(59b)가 각각 복수개 (본 실시 형태에서는 2개소씩) 마련되어 있다. 본 실시 형태에서는 이들의 도피홈(59a) 및 계합 패임부(59b)는 제2 수납구멍(53a)의 둘레 방향에 따라 90°의 간격으로 교대로 배치되어 있다.

또한, 스프링 받이덮개(54)를 수납구멍(57)에 삽입할 때에, 그 제2 수납구멍(53a) 및 제1 수납구멍(52) 내부의 공기를 도피시키기 위해, 우측 대경부(59)의 외주에는 계합 패임부(59b)와 연통하도록 공기 도피홈부(59d)가 마련되어 있다. 이와 같이 함으로써, 원통형상 부재(53)와 스프링 받이덮개(54)가 밀접하는 상태에서도, 수납구멍(57)에의 스프링 받이덮개(54)의 삽입 작업을 보다 스무스하게 행할 수 있다.

또한, 스프링 받이덮개(54)의 우측 대경부(59)에는 수납구멍(57) 내에서의 둘레 방향으로의 회전에 수반하여 원통형상 부재(53)의 돌기부(53b)와 당접하여 당해 스프링 받이덮개(54)의 회전을 규제하는 회전 규제부(59e)가 마련되어 있다. 회전 규제부(59e)는 인접하는 도피홈(59a)과 계합 패임부(59b)와의 사이에 위치하고, 선단면(59c)부터 2차측 유출구(12)측으로 돌출하고 있다.

스프링 받이덮개(54)의 내부 중앙에는 원통형상 부재(53)에의 삽입 방향(즉, 축선(O) 방향)에 따른 관통구멍(54a)이 마련되어 있다. 이 관통구멍(54a)은, 제1 수납구멍(52) 내부의 공기나 밸브개방시의 1차측 압력을 2차측 유출구(12)측으로 도피시키기 위해 마련된 것이다.

도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 관통구멍(54a)은, 단이 있는 구조로 되어 있고, 제1 수납구멍(52)측 가까이의 부분이 소경의 단면 원형부이고, 2차측 유출구(12)측 가까이의 부분이 대경의 단면 비원형부(非圓形部)이다. 그리고, 대경의 단면 비원형부는 공구 삽입구멍(59f)으로 되어 있다. 공구 삽입구멍(59f)은, 스프링 받이덮개(54)를 회전시키기 위한 구조이고, 스프링 받이덮개(54)의 2차측 유출구(12)측의 단면(즉, 관통구멍(54a)의 선단면(59c))으로부터 관통구멍(54a)의 길이의 약 반분까지 늘어나 있다. 본 실시 형태에서, 공구 삽입구멍(59f)은, 단면 육각형상으로 되어 있지만, 육각형상 이외의 다각형상 내지 타원형상 등의 비원형상이라도 좋다.

이와같이 공구 삽입구멍(59f)을 마련함으로써, 스프링 받이덮개(54)를 수납구멍(57) 내부에 삽입한 후에, 예를 들면 육각 스패너 등으로 그 스프링 받이덮개(54)를 용이하게 회전시킬 수 있다.

상기 구조를 갖는 도피밸브(50)에서는 1차측 압력이 소정치를 초과하면, 볼밸브체(55)에 작용하는 밸브개방 방향의 힘이 밸브폐쇄 스프링(56)의 밸브폐쇄 방향의 가세력에 극복하여, 도피밸브(50)가 밸브개방하고, 1차측 유입구(11)와 2차측 유출구(12)가 연통하게 된다. 따라서, 1차측 압력이 밸브실(21) → 도피밸브구(51) → 제1 수납구멍(52) → 스프링 받이덮개(54)의 관통구멍(54a)을 경유하여, 2차측 유출구(12)측에 흐른다. 이에 의해, 1차측 압력이 저감된다.

본 실시 형태의 감압밸브(1)에서는 실 부재(37)에서의 밸브시트(23)에 대향하여 접리하는 대향면의 전체가, 내측부터 외측으로 감에 따라 수평 방향에서 하방을 향하여 경사하는 경사면부(37a)가 됨과 함께, 상측 누름부(36)의 외주면(36a)이 마찬가지로 경사하고, 경사면부(37a)와 사실상 단차 없이 연속적으로 연접되어 있다. 그때문에, 도 5에 도시하는 바와 같이, 유체가 상측 누름부(36)의 외주면(36a)과 실 부재(37)의 경사면부(37a)의 경사에 따라, 매끈하게 2차측 유출구측에 흘러 가는 것이 가능해진다. 그 결과, 유체 박리의 발생이 억제되고, 유체 박리에 수반하는 캐비테이션의 발생을 방지할 수 있음과 함께, 밸브체부(35)에 가하여지는 압력 밸런스의 변화를 억제할 수 있다.

또한, 실 부재(37)에서의 상측 누름부(36)보다 외주부(즉, 경사면부(37a))의 외단에, 하측 누름부재(39)의 외통부(39b)의 상단부(39c)의 내벽과의 사이에 형성된 수압 오목부(S)가 마련되어 있기 때문에, 그 수압 오목부(S)에서, 밸브체부(35)에 동압을 안정적으로 받을 수 있다(화살표(F) 참조). 이에 의해, 유량 특성의 변화를 억제할 수 있다.

<제2 실시 형태>

도 6은 제2 실시 형태에 관한 감압밸브의 밸브체부를 도시하는 부분 단면도이다. 본 실시 형태의 감압밸브(2)와 제1 실시 형태와의 차이점은, 실 부재(37)의 경사면부(37d) 및 상측 누름부(36)의 외주면(36c)이 각각 단면시(斷面視)로 아래로 볼록하게 되는 곡면이다. 그 밖의 구조는 제1 실시 형태와 같기 대문에, 같은 구성에 관해서는 중복 설명을 생략한다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 상측 누름부(36)의 외주면(36c) 및 실 부재(37)의 경사면부(37d)는 내측부터 외측으로 감에 따라 경사각(θ)이 연속적으로 작아지도록 형성되어 있다. 실 부재(37)의 경사면부(37d)는 상측 누름부(36)의 외주면(36c)과 단차 없이 연속적으로 연접되어 있다.

이와같이 구성된 감압밸브(2)는 상기 제1 실시 형태와 비교하여, 유체의 흐름이 보다 매끈하게 되기 때문에, 유체 박리에 수반하는 캐비테이션의 발생을 방지하는 효과, 및 밸브체부(35)에 가하여지는 압력 밸런스의 변화를 억제하는 효과를 더욱 높일 수 있다.

또한, 이 경우, 밸브체부(35)(특히 실 부재(37))가 받는 동압이 제1 실시 형태의 것보다 커지기 때문에, 하측 누름부재(39)의 외통부(39b)의 상단부(39c)를 돌출시키지 않아도 좋다(즉, 상기 수압 오목부(S)를 생략하여도 좋다).

이상, 본 발명의 실시 형태에 관해 상세히 기술하였지만, 본 발명은, 상술한 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 정신을 일탈하지 않는 범위에서, 여러가지의 설계 변경을 행할 수가 있는 것이다.

예를 들면, 상술한 제1 및 제2 실시 형태에서, 상측 누름부(36)의 외주면(36a, 36c) 및 실 부재(37)의 경사면부(37a, 37d)를 함께 테이퍼면 또는 아래로 볼록하게 되는 곡면으로 하였지만, 상측 누름부(36)의 외주면 및 실 부재(37)의 경사면부의 일방을 테이퍼면으로 하고, 타방을 아래로 볼록하게 되는 곡면으로 하여도 좋다. 또한, 상측 누름부(36)를 마련하지 않고, 실 부재(37)의 상면 전체를 경사면부로 하여도 좋다.

또한, 수압 오목부(S)는 반드시 하측 누름부재(39)에서의 외통부(39b)의 상단부(39c)의 내벽에 형성될 필요가 없고, 예를 들면 실 부재(37)의 경사면부(37a)의 외주부분에, 예를 들면 그 실 부재(37)와 일체화된 오목부로 이루어지는 수압 오목부을 마련하여도 좋다.

1, 2 : 감압밸브 10 : 밸브본체
11 : 1차측 유입구 12 : 2차측 유출구
13 : 단차부 21 : 밸브실
22 : 밸브구 23 : 밸브시트
26 : 유출실 30 : 밸브봉
35 : 밸브체부 36 : 상측 누름부
36a, 36c : 외주면 37 : 실 부재
37a : 경사면부(대향면) 37d : 경사면부
38 : 밸브축 39 : 하측 누름부재
39a : 평판부 39b : 외통부
39c : 상단부 40 : 다이어프램 장치
41 : 다이어프램 42 : 캡
43 : 하측 스프링 받이부재 45 : 압축 코일스프링
46 : 상측 스프링 받이부재 47 : 조절 나사
50 : 도피밸브 51 : 도피밸브구
52 : 제1 수납구멍 53 : 원통형상 부재
53a : 제2 수납구멍 53b : 돌기부
53c : 용착부 54 : 스프링 받이덮개
54a : 관통구멍 55 : 볼밸브체
56 : 밸브폐쇄 스프링 57 : 수납구멍
58 : 장착구멍 59 : 우측 대경부
59a : 도피홈 59b : 계합 패임부
59c : 선단면 59d : 공기 도피홈부
59e : 회전 규제부 59f : 공구 삽입구멍
60 : 바닥덮개 부재 66 : 좌측 소경부
S : 수압 오목부

Claims

내부에 밸브구가 구비된 밸브시트를 갖는 밸브실이 마련됨과 함께, 상기 밸브구의 하측에 유출실이 마련되고, 외주부에 상기 밸브실에 연결되는 1차측 유입구와 상기 유출실에 연결되는 2차측 유출구가 마련된 밸브본체와, 상기 밸브구를 그 하측에서 개폐하기 위한 밸브체부가 마련됨과 함께, 상기 밸브본체에 상하 방향으로 활주 자유롭게 삽입된 밸브봉과, 상기 2차측 유출구의 2차측 압력을 감지하여 상기 밸브봉을 상하 방향으로 구동하게 되는 상기 밸브본체에 부착된 감압 응동 부재를 구비한 감압밸브로서,
상기 밸브체부에서의 상기 밸브시트에 대향하여 접리하는 대향면의 적어도 일부에, 내측부터 외측으로 감에 따라 수평 방향에서 하방을 향하여 연속적으로 경사하는 경사면부가 마련되며,
상기 밸브체부는 상기 밸브구에 삽통되는 밸브축에 외장됨과 함께,
상기 밸브체부의 상면이 상기 밸브축의 외주에 돌설된 상측 누름부의 하면과 대접시켜지고, 상기 밸브체부에서의 상기 상측 누름부보다 외주부에 상기 대향면이 마련되며,
상기 밸브체부의 상기 외주부의 외단에, 하측을 향하여 패어지는 수압 오목부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 감압밸브.
제1항에 있어서,
상기 대향면의 전체가 상기 경사면부로 되어 있는 것을 특징으로 하는 감압밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 경사면부의 수평 방향에 대한 경사각은, 일정, 또는 내측부터 외측으로 감에 따라 연속적으로 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는 감압밸브.
제1항에 있어서,
상기 상측 누름부의 외주면과 상기 밸브체부의 상기 대향면이 연속적으로 연접되어 있는 것을 특징으로 하는 감압밸브.
제1항에 있어서,
상기 밸브체부가, 상기 밸브시트에 접리하는 실 부재와, 그 실 부재의 하측 및 외주를 누르는 하측 누름부재로 구성됨과 함께,
상기 수압 오목부는 상기 실 부재의 외주부분과, 상기 하측 누름부재에서의 상기 실 부재의 외주에 배치되어 있는 외통부의 상단부의 내벽과의 사이의 공간에서 형성된 것을 특징으로 하는 감압밸브.
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