KR102519682B1 - 공기방출밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명의 공기방출밸브(100)는 공기와 물(유체)이 유입되고 유출되는 공간을 형성하고, 개방된 상부가 덮개(114)로 밀폐되게 덮혀 있는 몸체(110)와, 그 외주면과 몸체(110)의 내주면 사이에 공기와 물(유체)이 유동하는 공간(S)이 생기게 몸체(110)의 중앙에 마련되는 안내체(130)와, 안내체(130) 안에 위치하여 유입되는 물(유체)에 의해 밀폐판(118)쪽으로 상승하여 제2유출구(119)를 막는 부유체(150)와, 안내체(130) 안에 부유체(150)를 떠받치게 위치하고, 유입되는 물(유체)에 의해 상승하게 되는 안장판(170)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기방출밸브{Air Release Valve}

본 발명은 공기방출밸브에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 부유체가 안정적으로 상승되게 함으로써 배관 안을 흐르는 물과 같은 유체에서 분리되어 발생하게 되는 공기를 배관 밖으로 안정적으로 완전히 방출할 수 있는 공기방출밸브에 관한 것이다.

공기방출밸브는 공기제거밸브라고도 하며, 배관 안에서 여러 원인으로 물과 같은 유체로부터 분리되는 공기를 배관 밖으로 방출하여 배관 안 공기를 제거함으로써 유체의 흐름을 좋게 만드는 기구이다. 또한 공기방출밸브는 배관 안 압력이 외부 압력 보다 낮을 경우 바깥 공기를 배관 안으로 빠르게 유입시켜 배관 안에 진공압력이 발생하지 않게 하는 기능이 더해질 수 있으므로 공기방출/진공방지밸브라고도 한다.

이런 공기방출밸브에 관한 한 종래기술이 한국등록실용신안 제20-0456808호의 「공기밸브장치」에 개시되어 있고, 그 대표도면들이 도 1 내지 도 4에 도시되어 있다. 도 1은 종래의 공기밸브장치의 단면도, 도 2는 도 1의 A-A선을 따라 얻어진 단면도, 도 3은 도 1의 공기밸브장치에서 공기가 외부로 방출되는 상태를 나타내는 예시도, 그리고 도 4는 도 1의 공기밸브장치에서 물이 유입되어 부유구가 상승되는 상태를 나타내는 예시도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 공기밸브장치는 공기밸브(10)를 포함하고 있고, 공기밸브(10)는 밸브몸체(11), 밀폐패킹(15), 리브들(16) 및 부유구(21)로 구성되어 있다.

밸브몸체(11)는 내부에 물이 유동하는 유동공(13)이 형성되고 있고, 그 하부와 상부에는 유입구(12)와 유출구(14)가 각각 형성되어 있다.

밀폐패킹(15)은 고무재질로 링형상으로 되어 있고, 유출구(14)의 둘레에 설치되어 있고, 부유구(21)의 표면과 밀착되어 내부의 물이 외부로 유출되지 않도록 차단하게 된다.

리브(16)들은 간격을 두고 여러개가 서로 마주 보게 쌍을 이루도록 밸브몸체(11)의 안쪽면에서 중심쪽으로 돌출되어 있고, 하부는 중앙으로 모아져 부유구(21)를 받치게 되어 있다.

부유구(21)는 구형상으로 속은 비어 있어 공기실(211)을 형성하며 밸브몸에(11)의 중심부에 들어 있다. 부유구(21)는 상단에 승강을 안내하는 가이드로드(22)가 마련되어 있고, 가이드로드(22)는 로드안내수단(24)에 의해 수직 방향으로 승강이 안내되게 되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 공기밸브장치는 송수관(배관)(40) 안에 공기가 발생하였을 때, 배관(40) 안의 압력이 외부 압력 보다 높아서 물에서 박리된 공기가 화살표 방향을 따라 밸브몸체(11)의 유입구(12)로 유입된 후 유출구(14)를 통해 바깥으로 방출되게 된다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 공기가 방출되는 과정에서 물이 공기를 위로 밀어 내게 되는데, 공기가 빠져 나가면서 물이 유동공(13) 안으로 유입되게 된다. 물의 유입으로 부유구(21)가 위로 상승하게 되고, 물이 충분히 다 차오르면 부유구(21)이 상부면이 유출구(14)에 마련된 밀폐패킹(15)에 닿아 유출구(14)를 막게 된다.

상술한 구성을 갖는 종래의 공기밸브장치는 구형의 부유구(21)의 아래 약 1/4~1/5 부근이 물에 잠긴 상태로 부유구(21)가 밀려 올라 가게 되는데, 이때, 유동공(13), 구체적으로 유동공(13)의 상부 주변 공간에 있는 공기가 완전히 바깥으로 빠져 나가지 못한 상태에서 부유구(21)의 상단부위가 밀폐패킹(15)에 닿아 유출구(14)가 막히게 되는 문제가 있었다.

등록실용신안 제20-0456808호

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 창안된 것으로, 본 발명의 과제는 부유체에 안장판을 제공하여 물(유체)이 안장판을 밀어 올리고 안장판이 다시 부유체를 밀어 올리게 함으로써 부유체의 안정적인 상승과 함께 배관에 발생한 공기가 안정적으로 완전히 방출할 수 있는 공기방출밸브를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 공기와 물(유체)이 유입되고 유출되는 공간을 형성하고, 개방된 상부가 덮개로 밀폐되게 덮혀 있는 몸체와, 그 외주면과 상기 몸체의 내주면 사이에 공기와 물(유체)이 유동하는 공간이 생기게 상기 몸체의 중앙에 마련되는 안내체와, 상기 안내체 안에 위치하여 유입되는 물(유체)에 의해 상기 밀폐판쪽으로 상승하여 상기 제2유출구를 막는 부유체와, 상기 안내체 안에 상기 부유체를 떠받치게 위치하고, 유입되는 물(유체)에 의해 상승하게 되는 안장판을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기방출밸브를 제공한다.

본 발명은 상기 몸체가 상단 중앙에 공기와 물(유체)이 유출되게 되는 제1유출구가 형성되고, 상기 덮개는 밀폐판이 마련되는 것을 특징으로 하고, 상기 밀폐판이 상기 제1유출구와 이어지게 공기와 물(유체)이 유출되는 제2유출구가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 몸체가 바닥판에 제1플랜지가 접합되고, 상기 바닥판과 상기 제1플랜지는 공기와 물(유체)이 유입되게 되는 제1유입구가 중심축을 따라 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 안내체는 바닥에 상기 몸체의 바닥판에 형성된 상기 제1유입구와 같은 축상에 위치하게 공기와 물(유체)이 유입되는 제2유입구가 형성되는 것을 다른 특징으로 하며, 상기 제2유입구가 상기 제1유입구 보다 직경이 작게 형성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 안내체가 상부 측면에 공기가 유입되는 제3유입구가 형성되고, 상기 제3유입구는 상기 부유체가 완전히 떠올랐을 때, 상기 부유체의 중앙 부근에 위치하게 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 안장판이 원통형상을 하며, 상기 안내체의 내경과 같은 크기의 외경을 갖는 것을 특징으로 하고, 상기 안장판이 상단테두리와 하단테두리가 돌출되게 형성되어서, 상기 안내체에 삽입되었을 때, 상기 상단테두리와 상기 하단테두리만이 상기 안내체의 내벽면에 밀착되게 닿는 것과, 상기 안장판이 상단면과 하단면이 오목하게 형성되어서, 오목한 상기 상단면은 상기 부유체의 아랫부위 전체를 감싸듯 안정적으로 떠받칠 수 있는 것을 다른 특징으로 한다.

본 발명의 공기방출밸브에 따르면, 부유체에 안장판이 제공되어 물(유체)이 안장판을 밀어 올리고 안장판이 다시 부유체를 밀어 올리기 때문에 부물(유체)이 보다 안정적으로 상승될 수 있고, 또한 배관에 발생한 공기가 안정적으로 완전히 방출될 수 있다.

도 1은 종래의 공기밸브장치의 단면도;
도 2는 도 1의 A-A선을 따라 얻어진 단면도;
도 3은 도 1의 공기밸브장치에서 공기가 외부로 방출되는 상태를 나타내는 예시도;
도 4는 도 1의 공기밸브장치에서 물이 유입되어 부유구가 상승되는 상태를 나타내는 예시도;
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기방출밸브의 사시도;
도 6은 도 5의 B-B선을 따라 얻어진 단면도;
도 7은 도 5의 안장판의 확대도;
도 8은 도 5의 공기방출밸브에서 공기가 방출되는 상태를 나타내는 예시도; 및
도 9는 도 5의 공기방출밸브에서 물(유체)이 유입되어 부유체가 상승되는 상태를 나타내는 예시도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기방출밸브에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공기방출밸브의 사시도, 도 6은 도 5의 B-B선을 따라 얻어진 단면도, 도 7은 도 5의 안장판의 확대도, 도 8은 도 5의 공기방출밸브에서 공기가 방출되는 상태를 나타내는 예시도, 그리고 도 9는 도 5의 공기방출밸브에서 물(유체)이 유입되어 부유체가 상승되는 상태를 나타내는 예시도이다.

도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 공기방출밸브(100)는 몸체(110), 안내체(130), 부유체(150) 및 안장판(170)을 포함한다.

몸체(110)는 공기와 물(유체)이 유입되고 유출되는 공간을 형성하는 것으로, 원통형으로 되어 있고 공간 형성을 위해 속이 비어 있다.

몸체(110)는 바닥판(111)에 제1플랜지(112)가 접합되고, 바닥판(111)과 제1플랜지(112)는 공기와 물(유체)이 유입되게 되는 제1유입구(113)가 중심축을 따라 형성된다. 몸체(100)는 제1플랜지(112)에 의해 도시하지 않은 배관에 볼트로 결합되어 고정된다.

또한, 몸체(110)는 개방된 상부가 덮개(114)로 밀폐되게 덮혀 있고, 덮개(114)는 공기와 물(유체)이 유출되게 되는 제1유출구(115)가 중앙에 형성된다.

덮개(114)는 제2플랜지(116)와의 결합을 위해 보강판(117)이 볼트에 의해 고정되게 결합된다. 또한, 덮개(114)는 제1유출구(115)에 고무재질의 밀폐판(118)이 마련되고, 밀폐판(118), 보강판(117), 제2플랜지(116)는 제1유출구(115)와 이어지게 중심축을 따라 제2유출구(119)가 형성된다.

안내체(130)는 그 외주면과 몸체(110)의 내주면 사이에 공기와 물(유체)이 유동하는 공간(S)이 생기게 몸체(110)의 중앙에 마련되고, 상단이 덮개(114)의 바닥면에 고정되게 접합된다.

안내체(130)는 바닥(131)에 몸체(110)의 바닥판(111)에 형성된 제1유입구(113)와 같은 축상에 위치하게 공기와 물(유체)이 유입되는 제2유입구(132)가 형성된다. 제2유입구(132)는 제1유입구(113) 보다 직경이 작게, 약 1/2쯤 작게 형성된다.

또한, 안내체(130)는 상부 측면에 공기와 물(유체)이 유입되는 제3유입구(133)가 형성된다. 제3유입구(133)는 제2유입구(132)와 같은 직경을 갖는다. 제3유입구(133)는 부유체(150)가 완전히 떠올랐을때 부유체(150)의 중앙 부근에 위치하게 된다.

부유체(150)는 유입되는 물(유체)에 의해 상승하여 밀폐판(118)에 형성된 제2유출구(119)를 막는 것으로, 구형상을 하며, 안내체(130)의 내경과 같은 크기의 외경을 갖는다. 부유체(150)는 물(유체)에 의해 잘 뜰 수 있게 속에 상대적으로 밀도가 낮은 공기가 채워져 있다.

안장판(170)은 부유체(150)를 떠받치는 것으로, 원통형상을 하며, 안내체(130)의 내경과 같은 크기의 외경을 갖는다.

안장판(170), 상단테두리(171)와 하단테두리(172)가 돌출되게 형성되어서, 안내체(130)에 삽입되었을 때, 상단테두리(171)와 하단테두리(172)만이 안내체(130)의 내벽면에 밀착되게 닿는다. 이 구조로 인하여, 안장판(170)이 유입되는 유체의 수위에 맞게 안정적으로 상승할 수 있으나, 중량과 밀착력이 있어서 공기의 유입으로는 상승하지 않는다.

또한, 안장판(170)은 상단면(173)과 하단면(174)이 오목하게 형성되어서, 오목한 상단면(173)은 부유체(150)의 아랫부위 전체를 감싸듯 안정적으로 떠받칠 수 있고, 오목한 하단면(174)은 유입되는 물(유체)의 유동을 안정적으로 만들어 안장판(170)이 유입되는 물(유체)의 수위에 맞게 안정적으로 상승할 수 있게 돕는다.

본 실시예의 공기방출밸브에서 공기가 방출되는 상태를 도 8을 참조로 설명한다. 공기방출밸브(100)가 연결된 배관에 물(유체)에서 박리되어 나오는 공기가 쌓이기 시작하면 배관의 내부압력이 외부압력 보다 높아지게 되고, 그 압력차에 의해 공기와 물(유체)이 공기방출밸브(100)로 밀려 올라오게 된다. 이때, 밀도가 상대적으로 낮은 공기가 먼저 밀려 올라 오게 된다.

도 8에 여러 가는 화살표들로 그 유동 방향을 도시하였듯이, 공기는 배관에 연결된 제1플랜지(112)에 형성된 제1유입구(113)로 유입되기 시작한다.

제1유입구(113)를 통과한 공기는 몸체(110)와 안내체(130) 사이에 있는 공간(S)으로 진입하면서 안내체(130)의 바닥(131)에 있는 제2유입구(132)로 진입하여 안장판(170)의 오목한 하단면(174)을 채우게 된다. 유입되는 공기의 상승력은 안장판(170)의 중량과 안내체(130) 내벽과의 밀착력 보다 작아서 안장판(170)은 공기에 의해 상승되지 못하고 계속해서 진입하는 공기는 공간(S)으로 유동되게 된다.

몸체(110)와 안내체(130)의 측면 사이의 공간(S)으로 유동하여 상승되는 공기는 안내체(130)의 상부 측면에 형성된 제3유입구(133)로 유입되어 부유체(150) 위쪽으로 채워지다가 제1유출구(115)까지 채워지면 제2유출구(119)를 통과하여 밖으로 빠져 나가게 된다.

도 8은 공기의 유동을 설명하기 위해 공기의 초기 유동을 설명한 것이나, 공기가 밖으로 빠져 나가기 시작하면 공기를 밀어 내는 물(유체)도 공기방출밸브(100)로 유입되게 되는데, 이를 도 9를 참조로 설명한다.

도 9에 여러 굵은 화살표들로 그 유동 방향을 도시하였듯이, 물(유체)은 공기를 밀어내면서 배관에 연결된 제1플랜지(112)에 형성된 제1유입구(113)로 유입되기 시작한다.

제1유입구(113)를 통과한 물(유체)은 몸체(110)와 안내체(130) 사이에 있는 공간(S)으로 진입하면서 안내체(130)의 바닥(131)에 있는 제2유입구(132)로 진입하여 안장판(170)의 오목한 하단면(174)을 채우게 된다. 이때, 오목한 하단면(174)을 채우고 있던 공기는 공간(S)으로 밀려나게 된다.

계속해서 유입되는 물(유체)의 상승력은 안장판(170)의 중량과 안내체(130) 내벽과의 밀착력 보다 커서 안장판(170)과 부유체(150)가 서서히 상승하기 시작한다. 또한, 물(유체)은 몸체(110)와 안내체(130)의 측면 사이의 공간(S)으로 유동하여 상승되게 된다.

공간(S)을 유동하는 물(유체)은 안장판(170)과 부유체(150)를 떠올리는 안내체(130) 내부의 물(유체) 보다 상승 속도가 빨라 부유체(150) 보다 먼저 제3유입구(133)에 이르게 되고 안내체(130) 안으로 유입되기 시작한다. 이렇게 유입되는 물(유체)은 부유체(150)와 안장판(170) 사이의 공간부터 채워지기 시작한다.

이어 계속해서 유입되는 물(유체)은 공간(S)을 꽉 채우고 부유체(150)가 제2유출구(119)에 닿을때까지 안장판(170)과 부유체(150)를 상승시키게 된다. 이 과정에서 안내체(130) 안에 있던 공기는 모두 안내체(130) 밖으로 밀려 나게 된다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 공기방출밸브에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 다양한 변경, 변형 또는 수정이 가능함은 당업자에게 명백하다.

100 : 공기방출밸브 110 : 몸체
111 : 바닥판 112 : 제1플랜지
113 : 제1유입구 114 : 덮개
115 : 제1유출구 116 : 제2플랜지
117 : 보강판 118 : 밀폐판
119 : 제2유출구 130 : 안내체
131 : 바닥 132 : 제2유입구
133 : 제3유입구 150 : 부유체
170 : 안장판 171 : 상단테두리
172 : 하단테두리 173 : 상단면
174 : 하단면

Claims (10)

1. 공기와 물이 유입되고 유출되는 공간을 형성하고, 개방된 상부가 덮개(114)로 밀폐되게 덮혀 있으며, 상기 덮개(114)는 상단 중앙에 공기와 물이 유출되게 되는 제1유출구(115)가 형성되고 상기 제1유출구(115)에 밀폐판(118)이 마련되며, 상기 밀폐판(118)은 상기 제1유출구(115)와 이어지게 공기와 물이 유출되는 제2유출구(119)가 형성되는 몸체(110);
   그 외주면과 상기 몸체(110)의 내주면 사이에 공기와 물이 유동하는 공간(S)이 생기게 상기 몸체(110)의 중앙에 마련되는 안내체(130);
   상기 안내체(130) 안에 위치하여 유입되는 물에 의해 상기 밀폐판(118)쪽으로 상승하여 상기 제2유출구(119)를 막는 부유체(150); 및
   상기 안내체(130) 안에 상기 부유체(150)를 떠받치게 위치하고, 유입되는 물에 의해 상승하게 되는 안장판(170)을 포함하고,
   상기 안장판(170)은 원통형상을 하며, 상기 안내체(130)의 내경과 같은 크기의 외경을 갖고 상단테두리(171)와 하단테두리(172)가 돌출되게 형성되어서, 상기 안내체(130)에 삽입되었을 때, 상기 상단테두리(171)와 상기 하단테두리(172)만이 상기 안내체(130)의 내벽면에 밀착되게 닿는 것을 특징으로 하는 공기방출밸브(100).
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서, 상기 몸체(110)는 바닥판(111)에 제1플랜지(112)가 접합되고, 상기 바닥판(111)과 상기 제1플랜지(112)는 공기와 물이 유입되게 되는 제1유입구(113)가 중심축을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 공기방출밸브(100).
5. 청구항 4에 있어서, 상기 안내체(130)는 바닥(131)에 상기 몸체(110)의 바닥판(111)에 형성된 상기 제1유입구(113)와 같은 축상에 위치하게 공기와 물이 유입되는 제2유입구(132)가 형성되는 것을 특징으로 하는 공기방출밸브(100).
6. 청구항 5에 있어서, 상기 제2유입구(132)는 상기 제1유입구(113) 보다 직경이 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 공기방출밸브(100).
7. 청구항 1에 있어서, 상기 안내체(130)는 상부 측면에 공기가 유입되는 제3유입구(133)가 형성되고, 상기 제3유입구(133)는 상기 부유체(150)가 완전히 떠올랐을 때, 상기 부유체(150)의 중앙 부근에 위치하게 되는 것을 특징으로 하는 공기방출밸브(100).
8. 삭제
9. 삭제
10. 청구항 1에 있어서, 상기 안장판(170)은 상단면(173)과 하단면(174)이 오목하게 형성되어서, 오목한 상기 상단면(173)은 상기 부유체(150)의 아랫부위 전체를 감싸듯 안정적으로 떠받칠 수 있는 것을 특징으로 하는 공기방출밸브(100).

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