KR102576059B1 - 소방용 준비 작동식 밸브 - Google Patents

Abstract

게시된 내용은 소정 압력의 유체 흐름을 차단시킨 상태에서 외부 요인에 의해 유체 통과를 허용하도록 한, 소방용 준비 작동식 밸브에 관한 것으로,
본 명세서의 일 실시예에 따른 소방용 준비 작동식 밸브는
1차측 유입구 및 2차측 유출구가 하부 및 상부에 형성되고, 내부에 유체이동통로가 형성되는 밸브 바디;
상기 유체이동통로를 개폐시키도록 상기 밸브 바디 내부에 회동가능하게 형성되는 클래퍼;
상기 유체이동통로 일측에 형성되는 시트링;
상기 클래퍼 자유단을 가압하여 상기 유체이동통로를 폐쇄시키는 래치;
상기 클래퍼에 장착되고, 상기 시트링과 밀착되어 기밀을 유지하기 위한 시트패킹;
상기 밸브 바디 일측에 형성되는 다이어프램실;
상기 다이어프램실에 형성되고, 상기 래치 가압으로 상기 클래퍼를 가압하게 되어 상기 유체이동통로를 폐쇄시킨 것을 초기상태로 지지하는 로킹수단;을 구비하는 소방용 준비 작동식 밸브에 있어서:
상기 시트패킹에 형성되고, 상기 1차측 유입구의 수압이 바닥면 개구부를 통해 유입되어 팽창시 상기 시트링과 시트패킹의 상호접촉면을 확대시킬 수 있도록 하는 압력수용공간;
상기 클래퍼의 자유단측 측벽과 대향되게 상기 밸브 바디에 형성되고, 상기 클래퍼에 의해 상기 유체이동통로를 폐쇄시킬 경우 상기 시트링과 상호접촉에 의해 상기 시트패킹의 접촉면에 형성되는 눌림자국으로 인한 틈새를 통해 누수되는 것을 방지하기 위한 스토퍼;를 구비하는 것을 특징으로 하는 소방용 준비 작동식 밸브를 제공한다.

Description

소방용 준비 작동식 밸브{pre-action valve for fire fighting}

본 명세서는 소방용 밸브에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 소정 압력의 유체 흐름을 차단시킨 상태에서 외부 요인에 의해 유체 통과를 허용하도록 한, 소방용 준비 작동식 밸브 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

일반적으로, 유수 검지장치는 습식과 건식, 그리고 준비작동식밸브로 구분된다.

전술한 습식 유수검지장치는 유체(가압수)가 유입되는 1차측과 배출되는 2차측에 유체가 공존하는 상태로 유지하고 있다가 화재로 인해 스프링클러헤드(밀폐형)의 봉입부분이 열에 의해 녹거나 이탈되면서 헤드가 개방되면 2차측 가압수가 배출되면서 2차측 압력이 저하됨에 따라 압력스위치에서 경보장치로 신호를 보내면서 소방 펌프를 가동시켜 계속적인 소화수 공급을 하게 되는 방식이다.

전술한 건식 유수검지장치는 질소가스 또는 압축공기를 밸브내에 주입시켜 1차측 가압수와 균형을 이루고 있다가 화재로 헤드가 개방되면 압력이 낮아져 밸브 내 챔버가 열리면서 1차측 가압수가 공급되는 방식이다.

전술한 준비 작동식 밸브는 2차측에 가스나 압축공기가 없이 대기압 상태를 유지하다가 화재 발생시 감지기의 작동으로 준비작동시 유수검지장치가 작동하여 폐쇄형 헤드로 소화용수가 송수되고, 폐쇄형 스프링클러 헤드가 열에 의해 개방되는 방식이다.

종래 기술(준비 작동식 밸브)은 대한민국 등록특허공보 제1523886호 등에 개시되는 것과 같이 다이어프램을 이용한 개폐 방식이 주종을 이루고 있고, 다이어프램의 내부에 수압이 차 있다가 전동밸브가 개방되어 다이어프램 내의 물이 드레인관으로 배출되면서 다이어프램이 작동하여 클래퍼의 폐쇄력이 해제됨으로써 1차측의 가압수가 토출되어 2차측으로 유입될 수 있고, 2차측 라인을 통해 각 소방설비측으로 송수되어 화재 진압을 위한 살수 작동이 개시된다.

종래 기술은 다이어프램의 개방에 의해 클래퍼가 힌지를 중심으로 개방될 때, 대기압 상태로 있던 2차측으로 인해 클래퍼가 밸브몸체를 타격함에 따라 클래퍼와 밸브몸체에 충격이 발생되는 문제점이 있었다.

대한민국 특허등록공보 등록번호 10-2020528호(2019.11.4)에 소방용 준비 작동식 밸브가 등록공고되어 있다.

본 명세서의 실시예는, 1차측 가압수로 인해 시트패킹이 확장되어 시트링과상호접촉면이 확대되어 완벽한 씰링을 구현할 수 있도록 한, 소방용 준비 작동식 밸브와 관련된다.

본 명세서의 실시예는, 클래퍼를 가압하는 래치 가압력을 적절하게 제한하여 과도한 압력으로 인해 시트패킹이 손상되는 것을 방지할 수 있도록 한, 소방용 준비 작동식 밸브와 관련된다.

상기 및 기타 본 명세서의 목적을 달성하기 위하여 본 명세서의 일 실시예에 따르면,

1차측 유입구 및 2차측 유출구가 하부 및 상부에 형성되고, 내부에 유체이동통로가 형성되는 밸브 바디;

상기 유체이동통로를 개폐시키도록 상기 밸브 바디 내부에 회동가능하게 형성되는 클래퍼;

상기 유체이동통로 일측에 형성되는 시트링;

상기 클래퍼 자유단을 가압하여 상기 유체이동통로를 폐쇄시키는 래치;

상기 클래퍼에 장착되고, 상기 시트링과 밀착되어 기밀을 유지하기 위한 시트패킹;

상기 밸브 바디 일측에 형성되는 다이어프램실;

상기 다이어프램실에 형성되고, 상기 래치 가압으로 상기 클래퍼를 가압하게 되어 상기 유체이동통로를 폐쇄시킨 것을 초기상태로 지지하는 로킹수단;을 구비하는 소방용 준비 작동식 밸브에 있어서:

상기 시트패킹에 형성되고, 상기 1차측 유입구의 수압이 바닥면 개구부를 통해 유입되어 팽창시 상기 시트링과 시트패킹의 상호접촉면을 확대시킬 수 있도록 하는 압력수용공간;

상기 클래퍼의 자유단측 측벽과 대향되게 상기 밸브 바디에 형성되고, 상기 클래퍼에 의해 상기 유체이동통로를 폐쇄시킬 경우 상기 시트링과 상호접촉에 의해 상기 시트패킹의 접촉면에 형성되는 눌림자국으로 인한 틈새를 통해 누수되는 것을 방지하기 위한 스토퍼;를 구비하는 것을 특징으로 하는 소방용 준비 작동식 밸브를 제공한다.

전술한 구성을 갖는 본 명세서의 실시예에 따른 소방용 준비 작동식 밸브는 아래와 같은 이점을 갖는다.

시트패킹의 압력수용공간에 채워지는 1차측 가압수로 인해 시트패킹이 팽창되어 시트링과 상호접촉면적이 확대되어 완벽한 씰링으로 인해 누수되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 클래퍼를 눌러 가압하는 래치 가압력을 적절하게 제한하여 과도한 압력으로 인해 시트패킹이 변형되거나 손상됨으로 인해 누수되는 것을 방지하고, 사용수명을 연장할 수 있게 된다.

도 1은 본 명세서의 바람직한 일 실시예에 따른 소방용 준비 작동식 밸브의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 소방용 준비 작동식 밸브에서, 밸브 바디로부터 클래퍼를 분리시킨 도면,
도 3(a,b,c)은 도 1에 도시된 소방용 준비 작동식 밸브의 작동을 단계별로 설명하기 위한 도면으로,
a는 클래퍼에 의해 유체이동통로를 폐쇄시킨 상태의 도면이고,
b는 로킹수단의 작동에 의해 유체이동통로를 개방시키는 초기상태의 도면이며,
c는 클래퍼 회동으로 인해 유체이동통로를 완전하게 개방시킨 상태의 도면이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 명세서의 바람직한 실시예에 따른 소방용 준비 작동식 밸브를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3(a,b,c)를 참조하면, 본 명세서의 일 실시예에 따른 소방용 준비 작동식 밸브(A)는

1차측 유입구(10) 및 2차측 유출구(11)가 하부 및 상부에 형성되고, 내부에 유체이동통로(12)가 형성되는 통상의 밸브 바디(13)(valve body);

유체이동통로(12)를 개폐시키도록 밸브 바디(13) 내부에 회동가능하게 형성되는 통상의 클래퍼(14);

유체이동통로(12) 일측에 형성되는 통상의 시트링(seat ring)(15);

클래퍼(14) 자유단을 가압하여 유체이동통로(12)를 폐쇄시키는 통상의 래치(16);

클래퍼(14)에 장착되고, 시트링(15)과 밀착되어 기밀을 유지하기 위한 시트패킹(17)(seat packing);

밸브 바디(13) 일측에 형성되는 통상의 다이어프램실(18)(내부의 다이어프램은 연질의 막으로써, 압력 변동, 즉 내부에 충만되어 있던 물의 유입 또는 유출에 의한 수압의 변동에 의해 로드(30)를 밀거나 당기는 작동을 하게 된다);

다이어프램실(18)에 형성되고, 래치(16) 가압으로 클래퍼(14)를 가압하게 되어 유체이동통로(12)를 폐쇄시킨 것을 초기상태로 지지하는 통상의 로킹수단(19);을 구비하는 소방용 준비 작동식 밸브에 있어서:

시트패킹(17)에 형성되고, 1차측 유입구(10)의 수압이 바닥면 개구부(20)를 통해 유입되어 팽창시 시트링(15)과 시트패킹(17)의 상호접촉면을 확대시킬 수 있도록 하는 압력수용공간(21);

클래퍼(14)의 자유단측 측벽(22)과 대향되는 위치의 밸브 바디(13)에 형성되고, 클래퍼(14)에 의해 유체이동통로(12)를 폐쇄시킬 경우 시트링(15)과 상호접촉에 의해 시트패킹(17)의 접촉면에 형성되는 눌림 자국으로 인한 틈새를 통해 누수되는 것을 방지하기 위한 스토퍼(23);를 구비하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 실시예에 의하면, 도 2 및 도 3(a,b,c)에 도시된 바와 같이, 전술한 클래퍼(14)의 자유단측 상면에 돌출형성되고, 클래퍼(14)가 완전하게 개방되는 위치로 회동될 경우 밸브 바디(13)의 내측면에 접촉으로 인한 충격을 흡수하여 완화시키기 위한 통상의 방진재(24)(일 예로서, 탄성을 갖는 고무재가 사용될 수 있고 이로 제한하는 것을 의미하지는 않는다);를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이로 인해, 전술한 클래퍼(14)가 힌지핀(26)을 중심축으로 반시계 방향으로 회동하여 완전하게 개방되는 위치로 회동될 경우, 클래퍼(14) 자유단측 상면에 돌출형성된 방진재(24)에 의해 밸브 바디(13)와 클래퍼(14)의 상호접촉으로 인한 충격을 완화시킬 수 있게 된다.

도 3(a)에 도시된 바와 같이, 전술한 압력수용공간(21)은

바닥면 개구부(20)로부터 곡면을 이루어 임의깊이로 연장되고, 반경방향으로 외측을 향하여 상향 경사진 핑거(finger)형태의 홈으로 형성되어 반경방향 외측 하부에 언더컷부(25)를 형성함에 따라, 1차측 유입구(10)의 유체(소방용수를 말함)가 압력수용공간(21)에 유입되어 압력수용공간(21)이 팽창될 때 시트패킹(17)의 언더컷부(25)가 반경방향 외측으로 벌어지게 된다.

이로 인해, 시트패킹(17)의 바닥면이 수압에 의해 시트링(15) 상면에 균일하게 밀착되므로 시트링(15) 상면과 시트패킹(17) 바닥면 사이의 틈새를 통해 누수되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도면중 미 설명부호 31은 통상의 드레인밸브이고, 32는 1차측 압력계이며, 33은 2차측 압력계이며, 34는 밸브 바디(13)의 일측에 장착되고, 1차측 유입구(10)에서 2차측 유출구(11)쪽으로 소화용수가 공급되면 일부의 소화용수가 유입되어 알람을 발생하도록 하는 통상의 알람스위치이다.

이하에서, 본 명세서의 일 실시예에 따른 소방용 준비 작동식 밸브(A)를 첨부도면에 따라 설명한다.

도 1, 도 2, 도 3(a)에서와 같이, 전술한 클래퍼(14)에 의해 1차측 유입구(10)와 2차측 유출구(11) 사이에 형성되는 밸브 바디(13)의 유체이동통로(12)를 폐쇄시킨 상태이다.

이때, 밸브 바디(13)의 1차측 유입구(10)는 소방용수가 유입된 상태이고, 2차측 유출구(11)는 대기압 상태이며, 다이어프램실(18)은 소방용수가 유입된 상태이다.

즉, 전술한 다이어프램실(18)의 로킹수단(19)에 의해 로드(30)를 도면상, 좌측방향으로 이동시킴에 따라, 래치(16)를 가압하게 된다.

이로 인해, 래치(16)의 가압턱(16a)에 의해 클래퍼(14)의 자유단측 상면을 가압하게 되므로 클래퍼(14) 바닥에 장착된 시트패킹(17)과, 밸브 바디(13)에 형성된 시트링(15)의 상호밀착으로 인해 유체이동통로(12)를 차단하게 된다(즉 1차측 유입구(10)의 소화용수가 밸브 바디(13)의 유체이동통로(12)에 유입되지 않도록 차단하게 된다).

전술한 바와 같이 시트패킹(17)과 시트링(15)의 상호밀착으로 인해 유체이동통로(12)를 폐쇄시키도록 래치(16)에 의해 클래퍼(14)를 가압할 경우, 클래퍼(14)의 측벽(22)에 대향되는 위치의 밸브 바디(13)에 형성된 스토퍼(23)에 의해 클래퍼(14)를 가압하는 래치(16)의 가압력을 적절하게 제한하게 된다.

따라서, 클래퍼(14)를 가압하는 래치(16) 압력을 제한함에 따라 시트패킹(17)이 과도한 압력을 받게 되어 변형되거나 손상될 경우 발생되는 누수를 방지할 수 있고, 또한 사용수명을 연장할 수 있게 된다.

즉, 전술한 래치(16)에 의해 클래퍼(14)를 가압할 경우, 스토퍼(23)에 의해 클래퍼(14)의 초기위치(유체이동통로(12)를 폐쇄시키기 위해 래치(16) 가압으로 인해 시트패킹(17)과 시트링(15)을 상호 밀착시키는 위치를 말함)를 항시 일정하게 유지하게 되므로 시트링(15)과 밀착되는 시트패킹(17)에 눌림 자국이 형성되어 눌림 자국으로 인해 누수되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 전술한 다이어프램실(18)에 순간적으로 수압이 크게 작용하는 경우에도 클래퍼(14)가 스토퍼(23)에 의해 임의압력 이상으로 가압되는 것이 방지된다. 이로 인해 시트링(15)과 밀착되는 시트패킹(17)에 눌림 자국이 남거나 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 1, 도 2, 도 3(b)에서와 같이, 전술한 래치(16) 및 클래퍼(14) 회동에 의해 1차측 유입구(10)와 2차측 유출구(11) 사이의 유체이동통로(12)를 개방시키는 초기상태이다.

즉, 건물 내에 화재 발생으로 인해 화재감지기(미 도시)의 작동 및 밸브 개방 신호를 받게 될 경우에 다이어프램실(18)의 가압상태의 소방용수가 배출구(미 도시)를 통해 배출된다.

이로 인해, 전술한 래치(16)를 지지한 토션스프링(28)의 탄성복원력에 의해 래치(16)가 힌지핀(27)을 중심축으로 하여 시계 방향으로 회동하게 된다(이때. 래치(16)를 가압한 로드(rod)(30)를 지지하는 탄성부재(29)의 압축력은 해제된다).

따라서, 1차측 유입구(10) 내의 소방용수 수압에 의해 클래퍼(14)가 힌지핀(26)을 중심축으로 하여 반시계 방향으로 회동하게 된다. 즉 클래퍼(14)에 장착된 시트패킹(17)이 밸브 바디(13)의 시트링(15)으로부터 이격되므로 유체이동통로(12)를 개방시킬 수 있게 된다.

도 1, 도 2, 도 3(c)에서와 같이, 전술한 래치(16) 및 클래퍼(14) 회동에 의해 1차측 유입구(10)와 2차측 유출구(11) 사이의 유체이동통로(12)가 완전하게 개방된 상태이다.

즉, 래치(16)가 토션스프링(28)의 탄성복원력에 의해 도면상, 반시계 방향으로 회동하게 되고, 클래퍼(14)가 완전하게 개방되는 위치로 회동하게 된다. 이때 클래퍼(14)의 자유단측 상면에 형성된 방진재(24)에 의해 밸브 바디(13)에 대해 클래퍼(14)의 접촉으로 인한 충격을 완화시킬 수 있게 된다.

따라서, 건물 내부에 화재 발생으로 인해 클래퍼(14)가 개방될 경우, 1차측 유입구(10)의 소방용수가 유체이동통로(12) - 2차측 유출구(11)를 통과하여 알람스위치(34)로 배출되므로 알람의 온(on) 작동을 발생시켜 화재를 진압할 수 있게 된다.

전술한 본 명세서에서는 바람직한 기술 사상을 예시적으로 참조하여 설명하였지만, 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 명세서의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능할 것이다.

따라서 본 명세서에 개시된 실시예는 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 명세서의 보호 범위는 청구범위의 기술적사상에 의하여 해석되어야 하며 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 명세서의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10; 1차측 유입구
11; 2차측 유출구
12; 유체이동통로
13; 밸브 바디(valve body)
14; 클래퍼
15; 시트링(seat ring)
16; 래치(latch)
17; 시트패킹(seat packing)
18; 다이어프램실
19; 로킹수단
20; 개구부
21; 압력수용공간
22; 측벽(side wall)
23; 스토퍼(stopper)
24; 방진재
25; 언더컷부
26; 힌지핀
27; 힌지핀
28; 토션스프링
29; 탄성부재
30; 로드(rod)

Claims (3)

1차측 유입구 및 2차측 유출구가 하부 및 상부에 형성되고, 내부에 유체이동통로가 형성되는 밸브 바디;
상기 유체이동통로를 개폐시키도록 상기 밸브 바디 내부에 회동가능하게 형성되는 클래퍼;
상기 유체이동통로의 일측에 형성되는 시트링;
상기 클래퍼의 자유단을 가압하여 상기 유체이동통로를 폐쇄시키는 래치;
상기 클래퍼에 장착되고, 상기 시트링과 밀착되어 기밀을 유지하기 위한 시트패킹;
상기 밸브 바디의 일측에 형성되는 다이어프램실;
상기 다이어프램실에 형성되고, 상기 래치의 가압으로 상기 클래퍼를 가압하게 되어 상기 유체이동통로를 폐쇄시킨 것을 초기상태로 지지하는 로킹수단;을 구비하는 소방용 준비 작동식 밸브에 있어서:
상기 시트패킹에 형성되고, 상기 1차측 유입구의 수압이 바닥면 개구부를 통해 유입되어 팽창시 상기 시트링과 시트패킹의 상호접촉면을 확대시킬 수 있도록 하는 압력수용공간;
상기 클래퍼의 자유단측 측벽과 대향되게 상기 밸브 바디에 형성되고, 상기 클래퍼에 의해 상기 유체이동통로를 폐쇄시킬 경우 상기 시트링과 상호접촉에 의해 상기 시트패킹의 접촉면에 형성되는 눌림자국으로 인한 틈새를 통해 누수되는 것을 방지하기 위한 스토퍼; 및
상기 클래퍼의 자유단측 상면에 돌출형성되고, 상기 클래퍼가 완전하게 개방되는 위치로 회동될 경우 상기 밸브 바디의 내측면에 접촉으로 인한 충격을 흡수하여 완화시키기 위한 방진재;를 구비하고,
상기 래치에는 상기 클래퍼의 자유단측 상면을 가압하여 상기 클래퍼의 바닥에 장착된 시트패킹과 상기 밸브 바디에 형성된 시트링을 상호밀착시킴에 따라 상기 유체이동통로를 차단하는 가압턱이 형성되며,
상기 압력수용공간은 상기 바닥면 개구부로부터 곡면을 이루어 임의깊이로 연장되고 반경방향 외측을 향하여 상향 경사진 핑거(finger)형태의 홈으로 형성되어 반경방향 외측 하부에 언더컷부를 형성함에 따라, 상기 1차측 유입구의 유체가 상기 압력수용공간에 유입되어 상기 압력수용공간이 팽창될 때 수압에 의해 상기 시트패킹의 언더컷부가 반경방향 외측으로 벌어지면서 상기 시트링의 상면을 가압하게 되어 상기 시트패킹의 바닥면이 상기 시트링의 상면에 균일하게 밀착되는 것을 특징으로 하는 소방용 준비 작동식 밸브.

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