KR20040024530A - 세라믹 디스크 디버터 밸브 - Google Patents

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KR20040024530A
KR20040024530A KR10-2003-7005922A KR20037005922A KR20040024530A KR 20040024530 A KR20040024530 A KR 20040024530A KR 20037005922 A KR20037005922 A KR 20037005922A KR 20040024530 A KR20040024530 A KR 20040024530A
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바트쿠스에릭케이.
피펠브래들리제이.
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액세스 비지니스 그룹 인터내셔날 엘엘씨
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Abstract

급수 처리 장치용 세라믹 디스크 디버터 밸브가 개시되어 있다. 디버터는 2개의 정지형 디스크 사이에 끼워진 가동형 디스크를 포함한다. 가동형 디스크는 비처리수 스트림, 비처리수 스프레이 또는 처리수 유동을 이송하는 3개의 다른 위치 사이에서 회전한다. 처리수를 이송할 때, 디버터는 급수 유동을 급수 처리 장치로의 보조 출구 밖으로 지향한다. 처리수는 보조 입구를 통해서 디버터로 반환하고 디버터로부터 처리수 출구를 통해서 배출된다. 비처리수를 이송할 때, 보조 입구 및 보조 출구 모두 세라믹 디스크에 의해 밀봉된다. 가동형 디스크는 양호하게는 하우징으로부터 돌출된 일체형 핸들을 포함한다.

Description

세라믹 디스크 디버터 밸브 {CERAMIC DISC DIVERTER VALVE}
급수전을 통하여 운반되는 급수의 수질은 매우 많은 사람들에게 관심사이다. 많은 사람들에게, 도시의 또는 건물의 급수 시설에 의해 공급되는 급수는 씻거나 세척하는 목적으로는 충분히 깨끗하지만, 마시거나 요리하는 데에는 충분히 좋은 수질이 아니다. 따라서, 급수전에 연결되어 급수전 밖으로 유동하는 급수를 처리하는 급수 처리 장치가 이용 가능하다. 그러한 장치는 급수전의 출구에 직접적으로 부착되거나 급수전으로부터 처리 장치를 통하여 나오는 급수의 유동 방향을 바꾸어 급수전으로 되돌리는 디버터를 포함할 수 있다. 필터와 정수 매개체는 자주 소모될 수 있으므로, 통상적인 디버터는 씻거나 세척할 때와 같이, 처리수가 필요하지 않을 때는 급수 처리 장치를 우회할 수 있는 기능을 가진다. 이것을 필터와정화 매체의 수명을 연장한다.
전통적으로, 급수 처리 장치용 디버터 밸브는 급수 처리 장치의 입구 라인 또는 급수 처리 장치로부터의 출구 라인을 폐쇄하기만 한다. 입구 라인에서만 급수를 폐쇄하는 것은 급수가 처리수의 출구 밖으로 계속해서 새어나와 세균과 다른 바람직하지 않은 것이 처리수의 반환 라인 또는 가능하게는 급수 처리 장치 자체에 들어갈 수 있는 개방된 경로를 생성할 수 있기 때문에 문제가 있다. 나아가, 디버터가 비처리 모드로 변환된 후 처리수 출구로부터 계속되는 급수의 유동은 그 자체로 바람직하지 않다. 처리수의 반환 라인에서만 급수를 폐쇄하는 것은 급수 처리 장치가 계속해서 공급 라인 압력 하에 놓이기 때문에 문제가 있다. 피펠(Pippel)에게 허여된 미국 특허 제5,279,329호는 이러한 관심사들을 해결할 목적으로 디버터 밸브를 개시하고 있다. 피펠의 디버터 밸브는 처리 모드(treated mode), 비처리 스트림 모드(untreated stream mode) 그리고 비처리 스프레이 모드(untreated spray mode)에서 작동한다. 디버터는 비처리 스트림 모드 또는 비처리 스프레이 모드에서 처리수의 반환 라인을 폐쇄하고 공급 라인을 급수 처리 시스템과 분리시키는 스풀 밸브(spool valve)를 포함한다. 현저한 진보에도 불구하고, 스풀 밸브는 비교적 커다랗고 비교적 수명이 짧은 통상적인 O-링(ring)을 포함한다.
본 출원은 "세라믹 디스크 디버터 밸브"라는 명칭으로 2000년 10월 30일자로 출원된 미국 가출원 제60/244,245호와 "세라믹 디스크 디버터 밸브"라는 명칭으로 2001년 1월 5일자로 출원된 미국 가출원 제60/259,948호로부터 우선권을 주장한다.
본 발명은 디버터 밸브, 보다 상세하게는 급수 처리 시스템을 통하여 급수의 유동을 선택적으로 조절하기 위한 급수전(water faucet) 부착용 세라믹 디스크 디버터 밸브에 관한 것이다.
도1은 세라믹 디스크 디버터 밸브의 정면 분해 사시도이다.
도2는 디버터 밸브 본체의 평면 사시도이다.
도3a는 디버터 밸브 본체의 저면도이다.
도3b는 스프레이 헤드를 부착한 디버터 밸브 본체의 저면도이다.
도4는 디버터 밸브 본체의 평면도이다.
도5는 정지형 하부 세라믹 디스크의 평면도이다.
도6은 정지형 하부 세라믹 디스크의 저면도이다.
도7은 가동형 중심 디스크의 평면도이다.
도8은 가동형 중심 디스크의 저면도이다.
도9는 정지형 상층부 디스크의 평면도이다.
도10은 정지형 상층부 디스크의 저면도이다.
도11은 세라믹 디스크 디버터 밸브의 왼쪽 면의 단면도이다.
도12는 세라믹 디스크 디버터 밸브의 오른쪽 면의 단면도이다.
도13은 처리수 모드에서 정지형 하부 디스크와 가동형 중심 디스크의 평면도이다.
도14는 스트림 모드에서 정지형 하부 디스크와 가동형 중심 디스크의 평면도이다.
도15는 스프레이 모드에서 정지형 하부 디스크와 가동형 중심 디스크의 평면도이다.
도16은 대안의 세라믹 디스크 디버터 밸브의 정면 분해 사시도이다.
도17은 대안의 세라믹 디스크 디버터 밸브의 배출 모드를 보여주는 단면도이다.
도18은 처리수 모드에서 대안의 세라믹 디스크 디버터 밸브의 내부 부품과 유동 경로를 보여주는 평면도이다.
도19는 스프레이 모드에서 대안의 세라믹 디스크 디버터 밸브의 내부 부품을 보여주는 평면도이다.
도20은 스트림 모드에서 대안의 세라믹 디스크 디버터 밸브의 내부 부품을 보여주는 평면도이다.
상기 문제점들은 급수 처리 장치에 사용되는 디버터가 비처리수 모드에 있을 때 급수 처리 장치의 입구와 출구 라인 양쪽을 완전하게 차단하는 세라믹 디스크 밸브를 구비하는 본 발명에 의해 극복된다. 양호한 실시예에서, 디버터 밸브는 하나의 밸브 본체 안에 함께 끼워져 있는 세 개의 세라믹 디스크를 포함하는데, 중심 디스크는 디버터를 다양한 작동 모드 사이에서 선택적으로 이동시킬 수 있도록 나머지 디스크들에 대하여 회전 가능하다.
양호한 실시예에서, 디버터는 디버터가 처리수를 운반하는 처리 모드, 비처리수가 스프레이로 운반되는 비처리 스프레이 모드 그리고 비처리수가 스트림으로 운반되는 비처리 스트림 모드 사이에서 작동 가능하다.
보다 양호한 실시예에서, 하부 세라믹 디스크는 5개의 구멍을 형성하고 본체에 대해 정지해 있다. 상층부 세라믹 디스크는 가운데 배치된 하나의 구멍을 형성하고 본체에 대해 정지해 있다. 중심 세라믹 디스크는 상층부와 하부의 디스크 사이에 끼워져 있고 하나의 구멍과 하나의 채널 홈을 형성한다. 중심 디스크는 희망 유동 형태를 이송하기 위해 필요한 다양한 디스크 구멍을 정렬할 수 있도록 이동 가능하다.
보다 양호한 실시예에서, 중심 디스크는 밸브 본체로부터 돌출된 내부 핸들을 포함한다. 디버터는 밸브 본체에 대하여 핸들을 회전시킴으로써 다양한 작동 모드 사이에서 이동된다.
또 다른 실시예에서, 디버터는 하부 디스크를 중심 및 상층부 디스크와 독립적으로 밸브 본체에 체결하기 위한 고정 기구를 포함한다. 고정 기구는 양호하게는 하부 디스크의 중심을 통과하여 밸브 본체로 뻗어있는 나사를 포함한다. 나사는 하부 디스크를 개스킷에 대해 체결한다.
본 발명은 그것이 단지 3개의 세라믹 디스크로 상기 동작을 수행한다는 것뿐만 아니라 처리수가 유동할 때를 제외하고 모든 위치에서, 급수 처리 장치는 비처리수 출구와 처리수 입구 양쪽에서 세라믹 디스크에 의해 밀봉된다는 점에서 다른 것들 사이에서 유일한 간단하고 효율적인 세라믹 디스크 디버터를 제공한다. 여기서는 이중 완전 차단(double positive shutoff)라고 언급되는 급수 처리 장치를 입구와 출구 양쪽에서 확실하게 차단하는 것은 공기와 박테리아가 처리 장치에 들어갈 가능성을 감소시킨다. 이중 완전 차단은 또한 처리 장치로부터 나오는 급수가 즉시 차단되도록 인가한다. 이것은 밸브가 처리수 위치에서부터 이동된 후에 급수가 처리 장치 입구 또는 출구 라인으로부터 흘러 나올 때 많은 종래의 디버터에서 발생하는 급수 런-온(water run-on)의 통상의 문제를 방지한다. 디버터 밸브 위의 이중 완전 차단은 또한 급수 처리 장치를 급수 라인의 압력 쇄도로부터 차단하여, 급수 처리 장치를 보호한다. 중심 디스크의 일체형 핸들은 밸브 하우징에 독립적으로 중심 디스크의 회전을 인가한다. 이것은 관절 하우징을 가질 필요를 제거하고 따라서 하우징 봉인의 필요와 하우징 봉인이 마모될 때 하우징 누수의 가능성을 제거한다. 나아가, 본 발명은 디버터가 급수 처리 장치에서 잠재 압력에 의해 처리 모드로 되돌아 올 때 "즉각적인" 스타트업(start up)을 제공한다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 목적, 이점, 특성은 작성된 명세서 및 첨부된 도면을 참조하여 보다 충분히 이해되고 인식될 것이다.
본 발명의 양호한 실시예에 따른 세라믹 디스크 디버터 밸브는 도1에서 도시되어 있고, 전체적으로 도면부호 10으로 지정되어 있다. 세라믹 디스크 디버터 밸브(10)는 통상적인 급수전에 장착되고 급수 처리 장치(도시되지 않음)에 연결된다. 디버터(10)는 선택적으로 세가지 모드 : (1) 디버터가 처리수 출구(14)로부터 처리수의 유동을 이송하는 처리모드, (2) 비처리수가 비처리수 스트림 출구(6)로부터 스트림 형태로 이송되는 비처리 스트림 모드, (3) 비처리수가 비처리수 스프레이 출구(5)로부터 스프레이 형태로 이송되는 비처리 스프레이 모드에서 작동한다. 급수 처리 장치와 연결하기 위해, 디버터(10)는 비처리수를 급수 처리 장치에 공급하는 보조 출구(8)와 처리수를 급수 처리 장치로부터 수용하는 보조 입구(7)를 포함한다. 디버터(10)는 일반적인 구성에 있어서 밸브 본체(30)와 상층부 및 하부 정지형 디스크(13, 11)사이에 끼워진 가동형 중심 디스크(12)를 각각 포함한다. 중심 디스크(12)는 밸브 본체로부터 돌출된 핸들(1)을 포함하고 디버터(10)를 희망 작동 모드로 이동시키도록 회전 가능하다.
디버터 밸브 본체(30)는 이제 도2 내지 도4와 관련하여 보다 자세하게 개시될 것이다. 본체(30)는 외부로 돌출된 보조 입구(7), 보조 출구(8) 및 처리수 출구(14)를 가지는 일반적으로 직립의 원통형 본체이다. 종래의 맞춤재(도시되지 않음)은 종래의 급수 라인(도시되지 않음)을 사용하여 급수 처리 장치(도시되지 않음)에 연결 가능하도록 보조 입구(7)와 보조 출구(8) 내부에 설치된다. 희망한다면, 유동 제어기(예를 들면, 고정 오리피스 또는 유연성 변화 가능한 오리피스 유동 제어기, 도시되지 않음)가 보조 입구(7) 또는 보조 출구(8)에 설치될 수 있다. 상향 개방 원통형 캐비티(48)는 본체(30) 내부에 형성된다. 캐비티(48)는 디스크(11,12,13) 뿐만 아니라 O-링(50), 헤드 너트(52), 개스킷(54) 및 압축 너트(56)를 수용하기에 충분한 크기이다. 캐비티(48)의 상단부는 헤드 너트(52)와 압축 너트(56)를 나사 수용하기 위해 내부에 나사산이 형성된다. 본체(30)는 헤드 너트(52)의 과조임을 방지하기 위해 립(58) 또는 다른 돌기들을 포함한다. 본체(30)는 또한 핸들 슬롯(60)을 형성한다. 본체(30)는 나아가 이하에서 보다 자세히 개시되는 바와 같이, 하부 디스크(11)를 본체(30)에 고정하기 위해 캐비티(48) 기부 중심에 위치하는 나사 보스(96)를 형성한다. 본체(30)는 또한 본체(30) 하부를 폐쇄하는 마개(72)를 포함한다. 마개(72)는 처리수 스파우트(74), 스프레이 구멍(76) 및 스트림 구멍(78)을 포함한다. O-링(80) 또는 다른 봉인은 급수 스파우트(74) 주위에 배치된다. 제2 O-링(82), 또는 다른 봉인은 스트림 구멍(78) 주위에 배치된다. 오목부 스프링(132) 및 오목부 볼(130)은 본체(30) 안의오목부 틈(134) 내부에 끼워지고 마개(72)에 의해 체결된다. 오목부 볼(130)의 일부는 본체(30) 내부의 작은 오목부 개구(136)로부터 돌출되어 디버터(10)가 작동 모드 사이에서 이동할 때 셀렉터 링(120) 내부의 3개의 오목부(도시되지 않음)와 상호 작용하여 접촉 반응을 제공한다. 스프레이 헤드(84)는 마개(72)에 나사 장착된다. 스프레이 헤드(84)는 종래의 에어레이터(도시되지 않음)를 수용하고 비처리수 스트림 출구(6)를 형성하기에 적합한 내부 스트림 섹션(86)을 포함한다. 스프레이 헤드(84)는 또한 비처리 스프레이 출구(5)를 형성하는 복수개의 구멍(90)을 구비한 외부 스프레이 섹션(88)을 포함한다. O-링(92) 또는 다른 봉인은 마개(72) 및 스프레이 헤드(84) 사이에 배치된다. 본체(30)의 내부는 디버터 밸브(10)를 통하여 급수의 유동을 지향하는 복수개의 경로를 형성한다. 공급 경로(62)는 캐비티(48) 기부로부터 보조 출구(8)까지 뻗어 있다. 반환 경로(64)는 보조 입구(7)로부터 캐비티(48) 기부까지 뻗어 있다. 처리 출구 경로(66)는 캐비티(48) 기부로부터 급수 스파우트(74)를 통하여 처리수 출구(14)까지 뻗어 있다. 스트림 출구 경로(70)는 캐비티(48) 기부로부터 스트림 구멍(78)을 통하여 비처리 스트림 출구(6)까지 뻗어 있다. 그리고 최종적으로, 스프레이 출구 경로(68)는 캐비티(48) 기부로부터 스프레이 구명(76)을 통하여 비처리 스프레이 출구(5)까지 뻗어 있다. 본체(30), 마개(72) 및 스프레이 헤드(84)는 양호하게는 종래 기술 및 장치를 사용하여 고강도의 중합 재료로부터 제조된다.
앞서 언급한 바와 같이, 디버터 밸브 본체(30)는 가동형 중심 세라믹 디스크(12), 정지형 상층부 세라믹 디스크(13) 및 정지형 하부 세라믹 디스크(11)을 포함한다. 세라믹 디스크(11,12, 및 13)는 종래 기술 및 장치를 사용하여 제조된다. 세라믹 디스크(11,12, 및 13)는 양호하게는 서로 접촉하는 세라믹 표면 사이에 방수 경계부를 제공하여 고도로 연마된다. 도5 및 도6에서 보이는 바와 같이, 하부 디스크(11)는 본체(30) 내부의 유동 경로와 연통하는 5개의 구멍(15,16,17,18, 및 19)을 형성한다. 공급 구멍(15)은 비처리수의 보조 출구(8)로의 유동을 인가하기 위해 공급 경로(62)와 정렬된다. 반환 구멍(16)은 보조 입구(7)로부터 반환하는 처리수를 수용하기 위해 반환 경로(64)와 정렬된다. 처리 출구 구멍(17)은 디버터가 처리 모드에 있을 때 처리수를 처리수 출구(14)에 제공하기 위해 처리 출구 경로(66)와 정렬된다. 스트림 구멍(19)는 디버터 밸브가 스트림 모드에 있을 때 비처리수를 비처리 스트림 출구(6)에 공급하기 위해 스트림 출구 경로(70)와 정렬된다. 그리고 최종적으로, 스프레이 구멍(18)은 디버터가 스프레이 모드에 있을 때 비처리수를 비처리 스프레이 출구(5)에 공급하기 위해 스프레이 출구 경로(68)와 정렬된다. 하부 디스크(11)는 또한 하부 디스크(11)를 나사(116)에 의해 캐비티(48) 기부에 고정시키기 위한 중심의 나사 구멍(94)을 형성한다. 나사 구멍(94)은 희망한다면 카운터보어(counterbore)일 수 있다. 하부 디스크(11)는 하부 디스크(11)의 회전을 방지하기 위하여 본체(30)에 형성된 키(100a 내지 100c)와 상호 끼워지는 3개의 키홈(98a 내지 98c)을 형성한다. 하부 디스크(11)는 디버터 밸브 본체(30)에 대하여 하부 디스크(11)의 하부 표면을 봉인하는 개스킷(24) 위에 배치된다. 개스킷(24)은 다양한 구멍(15,16,17,18, 19, 및 94)과 정렬된 개구 뿐만 아니라 키홈(98a 내지 98c)과 정렬된 노치를 형성한다. 조립하는 동안, 개스킷(24) 및 하부 디스크(11)는 캐비티(48)내부에 끼워진다. 나사(116)는 하부 디스크(11)와 개스킷(24)를 통과하여 나사 보스(96)까지 설치된다. 나사(11)는 하부 디스크(11)와 개스킷(24)을 제자리에 고정시키기 위해 조여진다. 나사(116)는 다양한 다른 고정 기구에 의해 대체될 수 있다. 예를 들면, 하부 디스크(11)와 개스킷(24)은 캐비티(48) 기부에 음속으로 박을 수 있다. 또 다른 예로서, 하부 디스크(11)와 개스킷(24)을 고정시키기 위해 분리된 헤드 너트이 포함될 수 있다. 몇몇 적용에 있어서, 나사(116)를 제거하고 캐비티(48) 내부의 모든 3개의 디스크를 헤드 너트(52)에 의해 체결시키는 것이 가능할 수 있다. 그러나, 몇몇 적용에 있어서는, 개스킷(24)을 헤드 너트(52)로 적절하게 압축하는데 필요한 힘은 너무 커서 중심 디스크(12)를 회전시키기가 어려울 것이다.
가동형 중심 세라믹 디스크(12)는 정지형 세라믹 디스크(11) 위에 배치되고 핸들 슬롯(60)을 통해서 본체(30)로부터 돌출되는 일체형 핸들(1)을 포함한다. 중심 디스크(12)는 선택적으로 일체형 핸들(1)의 작동에 의해 하부 디스크(11)에 대하여 이동할 수 있다. 도7 및 도8에서 보이는 바와 같이, 중심 디스크(12)는 디스크(12)를 관통하여 뻗어 있는 공급 구멍(22) 뿐만 아니라 디스크(12)의 하부면에 배치된 채널 홈(20)을 형성한다. 공급 구멍(22)은 디버터가 처리 모드에 있을 때는 하부 디스크(11) 내부의 공급 구멍(15)과, 디버터가 비처리 스트림 모드에 있을 때는 하부 디스크(11) 내부의 스트림 구멍(19)과, 디버터가 비처리 스프레이 모드에 있을 때는 하부 디스크(11) 내부의 스프레이 구멍(18)과 정렬되도록 구성된다. 부가적으로, 채널 홈(20)은 디버터가 처리 모드에 있을 때 반환 구멍(16) 및 처리 출구 구멍(17)과 정렬되고 상호 연결되도록 구성된다. 중심 디스크(12)는 또한 하부 디스크 고정 나사(116)를 수용하기 위해 하부 표면에 중심 보어(104)를 형성할 수 있다. 하부 및 중심 디스크의 구멍 및 채널 홈의 크기, 형상 및 정확한 배치는 적용예에 따라 변경될 수 있으며, 바람직한 이중 완전 차단을 제공한다.
정지형 상층부 세라믹 디스크(13)는 중심 디스크(12) 위에 배치된다. 도9 및 도10에서 보이는 바와 같이, 상층부 디스크(13)는 일반적으로 환형이고, 구멍(106)을 통하여 큰 중심부를 형성한다. 상층부 디스크(13)는 단면이 테이퍼링되어져, O-링(50)과 결합하기 적합한 상대적으로 넓은 상부 표면과 상대적으로 좁은 하부 표면을 제공한다. 좁고, 일체형인 환형 밴드(110)는 상층부 디스크(13)의 하부 표면 주위에 뻗어 있다. 환형 밴드(110)는 상층부 디스크(13) 및 중심 디스크(12) 사이의 경계부를 봉인한다. 밴드의 좁은 크기 때문에, 상층부 디스크(13) 및 중심 디스크(12) 사이 경계부의 표면적은 감소되어서, 두 부품 사이의 마찰을 감소시키고 중심 디스크(12)의 회전을 용이하게 한다. 상층부 디스크(13)는 본체(30)에 대하여 상층부 디스크(13)의 회전을 방지하기 위해 본체(30) 내부의 한 쌍의 대응 키홈(114, 하나만 도면에서 볼 수 있다.)에 상호 끼워진 한 쌍의 이부(112a 및 112b)를 포함한다.
도11 및 도12에서 보이는 바와 같이, 중심 디스크(12) 및 상층부 디스크(13)는 헤드 너트(52)에 의해 캐비티(48) 내부에 확고히 유지된다. 헤드 너트(52)는 급수가 디스크(11, 12, 및 13)로 유동하도록 인가하는 큰 중심 보어(118)를 가지며 환형의, 외부에 나사산이 있는 부품이다. O-링(50), 또는 다른 봉인은 헤드 너트(50)와 상층부 디스크(13) 사이의 경계부를 봉인하기 위해서 헤드 너트(52)와상층부 디스크(13) 사이에 배치된다. 헤드 너트(52)는 그것이 상층부 디스크(13)와 중심 디스크(12)가 희망 압력 하에 있는 시점까지 조여졌을 때 립(58)에 결합하도록 구성된다. 이것은 그렇지 않으면 중심 디스크(12)를 회전시키는 것을 매우 어렵게 만들 수 있는 헤드 너트(52)의 과조임을 방지할 수 있다.
상기 언급한 바와 같이, 디버터(10)는 종래의 압축 너트 조립을 이용하여 급수전(도시되지 않음)에 체결된다. 압축 너트(56)는 종래의 급수전 어댑터(34) 주위에 끼워져 본체(30)의 상단부에 나사형으로 끼워지기 적합하다. 개스킷(54)은 헤드 너트(52)와 압축 너트(56) 그리고/또는 급수전 어댑터(34) 사이의 경계부를 봉인하기 위해 압축 너트(56) 및 헤드 너트(52) 사이에 배치된다.
셀렉터 링(120)은 중심 디스크(12)의 핸들(1)과 결합하여 본체(30) 위에 끼워진다. 셀렉터 링(120)의 주요 기능은 디버터(10)에게 심미적으로 바람직하고 쉽게 작동되는 엑츄에이터를 제공하는 것이다. 링(120)은 핸들 슬롯(60)을 통하여 본체(30)로부터 돌출된 핸들(1) 부분과 마찰로써 상호 끼워지는 슬롯(도시되지 않음)을 형성한다. 셀렉터 링(120)은 또한 3개의 오목부(도시되지 않음)를 형성한다. 오목부는 오목부 볼(130)과 상호 작용하여 셀렉터 링(120)이 디버터(10)를 세가지 작동 모드 사이에서 이동시킬 때 접촉 반응을 제공한다. 보다 상세하게는, 오목부는 셀렉터 링(120) 위에 위치되어 중심 디스크(12)가 디버터(10)를 그 작동 모드 중 한 가지에 위치시키는데 필요한 세가지 위치 중 어느 것에 위치하고 있을 때 오목부는 오목부 볼(130)과 정렬된다. 셀렉터 링(120)은 양호하게는 완전히 환형이지만, 그것은 다양한 대안의 형상 및 디자인을 취할 수 있다. 예를 들면, 셀렉터 링(120)은 반원형의 링 또는 다른 유사한 액츄에이터에 의해 대체될 수 있다. 엄밀히 필요하지는 않지만, 셀렉터 링 또는 대안의 액츄에이터는 양호하게는 완전히 핸들 슬롯(60)을 그 전체 운동 범위에 걸쳐 덮는다. 이것은 핸들 슬롯(60)을 시야로부터 은폐하고 핸들 슬롯(60) 내부에 먼지, 사상균 및 곰팡이의 생성 가능성을 제거한다.
작동
이하 보다 자세히 개시되는 바와 같이, 세라믹 디스크 디버터 밸브는 세가지 위치 중 하나로 설정될 수 있다. 처리 모드에서, 급수는 디버터(10)로부터 급수 처리 장치(10, 도시되지 않음)를 통하여 처리수 출구(14) 밖으로 지향된다. 비처리 스트림 모드에서, 급수는 디버터(10)를 통하여 스트림 출구(6)로 지향된다. 비처리 스프레이 모드에서, 급수는 디버터(10)를 통하여 스프레이 출구(5)로 지향된다. 보다 상세하게는, 디버터(10)는 셀렉터 링(120)의 회전에 의해 희망 작동 모드에 위치된다. 셀렉터 링(120)은 핸들(1)에 연결되어 셀렉터 링(120)의 회전이 중심 디스크(12)의 회전을 유발한다. 모든 작동 모드에서, 급수는 급수전 어댑터(34)를 통하여 디버터(10)에 유입되고 개스킷(54), 헤드 너트(52)의 중심 보어(118), 상층부 디스크(13)의 중심 구멍(106)을 통하여 상층부 디스크(12)의 상층부 표면으로 유동한다. 급수는 중심 디스크 공급 구멍(22)에 유입되고, 중심 디스크(12)의 위치에 따라, 하부 디스크 공급 구멍(15), 하부 디스크 스트림 구멍(19) 또는 하부 디스크 스프레이 구멍(18) 중 하나로 지향된다.
다양한 작동 모드에서 디버터(10)의 급수 유동 경로는 이제 도13 내지 도15와 관련하여 개시될 것이다. 도13에서 보이는 바와 같이, 디버터(10)가 처리 모드에 있을 때 중심 디스크(12)의 공급 구멍(22)이 하부 디스크(11)의 공급 구멍(15)와 정렬된다. 결과적으로, 급수는 상층부 디스크 공급 구멍(22)으로부터 하부 디스크 공급 구멍(15)으로 유동한다. 하부 디스크 공급 구멍(15)으로부터 급수는 공급 경로(62)를 통하여 보조 출구(8)로 유동한다. 보조 출구(8)로부터 급수는 급수 처리 장치를 통과하여 유동하고 일단 처리되면 보조 입구(7)에서 디버터(10)로 반환한다. 보조 입구(7)로부터 처리수는 반환 경로(64)를 통하여 하부 디스크(11) 내부의 반환 구멍(16)으로 유동한다. 처리수는 그 후 반환 구멍(16)을 통하여 중심 디스크(12) 내부의 채널 홈(20)으로 유동한다. 처리수는 채널 홈(20)을 따라서 그리고 하부 디스크(11) 내부의 처리 출구 구멍(17)을 통하여 움직인다. 처리수는 그 후 처리 출구 경로(66)를 통하여 처리수 스파우트(74)로 그리고 최종적으로 처리수 출구(14) 밖으로 유동한다.
도14에서 보이는 바와 같이, 디버터(10)가 비처리 스트림 모드에 있을 때 중심 디스크 공급 구멍(22)은 하부 디스크 스트림 구멍(19)과 정렬된다. 결과적으로, 비처리수는 중심 디스크 공급 구멍(22)으로부터 하부 디스크 스트림 구멍(19)으로 유동한다. 급수는 그 후 스트림 출구 경로(70)를 통하여 스프레이 헤드(84)의 스트림 섹션(86)으로 그리고 최종적으로 에어레이터(도시되지 않음) 및 스트림 출구(6) 밖으로 유동한다.
도15에서 보이는 바와 같이, 디버터(10)가 비처리 스프레이 모드에 있을 때 중심 디스크 공급 구멍(22)은 하부 디스크 스프레이 구멍(18)과 정렬된다. 결과적으로, 비처리수는 중심 디스크 공급 구멍(22)으로부터 하부 디스크 스프레이 구멍(18)으로 유동한다. 급수는 그 후 스프레이 출구 경로(68)를 통하여, 마개 스프레이 구멍(76)을 포함하여, 스프레이 헤드(84)의 스프레이 섹션(88)으로 그리고 최종적으로 스프레이 출구(5) 밖으로 유동한다.
변경예
도16은 본 발명의 변경예를 보여준다. 상기 개시된 실시예와 같이, 대안의 디버터(200)는 처리 모드, 스프레이 모드 및 스트림 모드 사이에서 작동가능하고 스프레이 모드 및 스트림 모드에 있을 때 이중 완전 차단을 제공한다. 상기 개시된 실시예와 다르게, 대안의 디버터(200)는 3개 대신 2개의 세라믹 디스크로 상기 동작을 수행한다. 디버터(200)는 또한 나사(116)와 같은, 상기 개시된 실시예의 하부 디스크 고정 기구를 제거한다.
디버터(200)는 일반적으로 하우징(230), 고무 개스킷(224), 정지형 하부 세라믹 디스크(211), 가동형 상층부 세라믹 디스크(212), O-링(232), 급수전 어댑터(234), 및 압축 링(236)을 포함한다. 고무 개스킷(224)은 하우징(23) 내부에 설치되고 정지형 하부 세라믹 디스크(211)는 고무 개스킷(224) 위에 놓인다. 정지형 디스크(211)는 양호하게는 하우징(23)에 대해서 정지형 디스크(211)의 회전을 방지하기 위해 하우징(230) 내부의 대응 키(도시되지 않음)와 상호 끼워지는 키홈(도시되지 않음)을 형성한다. 가동형 세라믹 디스크(212)는 정지형 하부 세라믹 디스크(211) 위에 있다. O-링(232)은 가동형 세라믹 디스크(212)와 급수전 애댑터(234) 사이에 끼워진다. O-링(232)은 가동형 세라믹 디스크(212)와 급수전어댑터(234) 사이에서 압축 링(236)에 의해서 압축된다.
가동형 세라믹 디스크(212)를 이동시키기 위해서 핸들을 포함하는 주형(도시되지 않음)을 제공하는 것과 같은, 다른 실시예가 쉽게 사용될 수 있지만, 디버터(200)는 가동형 세라믹 디스크(212) 위의 핸들(201)에 의해 작동된다. 가동형 세라믹 디스크(212)는 하우징(230)에 독립적으로 회전해서, 하우징 봉인의 필요와 하우징 봉인이 마모될 때 하우징 누수의 가능성을 제거한다.
정지형 세라믹 디스크(211)는 5개의 구멍(215, 216, 217, 218, 및 219)을 형성하고 하우징(230)에 대하여 정지해 있다. 가동형 세라믹 디스크(212)는 2개의 구멍(221 및 222) 및 정지형 디스크(211)를 향하여 개방된 채널 홈(220)을 형성한다. 가동형 세라믹 디스크(212)는 희망 유동 형태를 이송하는데 필요한 다양한 디스크 구멍과 채널 홈을 정렬하기 위해 선택적으로 이동 가능하다. 정지형 및 가동형 디스크 안의 구멍과 채널 홈의 크기, 형상, 정확한 배치는 적용예마다 희망하는 대로 다양할 수 있다.
디버터(200)는 처리수 모드에서, 정지형 세라믹 디스크(211) 위의 제1 구멍(215)과 가동형 세라믹디스크(212) 위의 제1 구멍(221)이 급수 유동을 인가하도록 정렬된 상태로 도18에서 보여진다. 비처리수는 화살표(D)에 의해 보이는 것과 같이, 급수전으로부터 디버터(200) 안으로 그리고 구멍(215 및 221)을 통하여 유동한다. 비처리수는 그 후, 화살표(O)에 의해 도시된 것처럼, 보조 출구(208)를 통하여 디버터(200) 밖으로 유동한다. 급수는 보조 출구(208)로부터 보조 출구(208)에 연결된 종래의 공급 라인(도시되지 않음)을 통해 급수 처리 장치(도시되지 않음)로 유동한다. 처리된 후, 급수는 보조 입구(207)에 연결된 종래의 공급 라인(도시되지 않음)을 통해 디버터(200)로 거꾸로 유동한다. 처리수는, 화살표(I)에 의해 도시된 바와 같이, 보조 입구(207)를 통해 디버터(200)로 유동한다. 급수는, 화살표(T)에 의해 도시된 바와 같이, 그 후 하우징(230)을 통해, 정지형 세라믹 디스크(211) 위의 제2 구멍(216)을 통해, 가동형 세라믹 디스크(121) 위의 채널(220)을 통해, 정지형 세라믹 디스크(211) 위의 제3 구멍(217)을 통해 처리수 출구(214) 밖으로 유동한다.
디버터(200)는 스프레이 모드에서, 정지형 세라믹 디스크(211) 위의 제3 구멍(218)과 가동형 세라믹 디스크(121) 위의 제1 구멍(221)이 정렬된 상태로 도19에서 보여진다. 비처리수는 제1 구멍(221)과 제4 구멍(218)을 통해, 디버터(200)로 유동한다. 급수는 그 후 하우징(230)을 통해 스프레이 출구(205)로 지나간다.
디버터(200)는 스트림 모드에서, 정지형 세라믹 디스크(211) 위의 제5 구멍(219)과 가동형 세라믹 디스크(121) 위의 제2 구멍(222)이 정렬된 상태로 도20에서 보여진다. 비처리수는 제2 구멍(22)을 통하고 제5 구멍(218)을 통해 디버터(200)로 유동한다. 급수는 그 후 하우징(230)을 통하여 스트림 출구(206) 밖으로 지나간다.
상기 개시는 본 발명의 양호한 실시예의 개시이다. 균등론을 포함하여, 특허법 원칙에 따라 해석될 첨부된 청구항에서 정의된 바와 같이 본 발명의 사상과 더 넓은 실시예로부터 분리되지 않고 다양한 변경과 변화가 만들어질 수 있다. 청구항 요소에 대해 단수로 언급한 어떠한 것도, 예를 들면, "하나의", "하나의", "그" 또는 "상기"의 단어를 사용하는 것은 그 요소를 단수에 한정시키는 것으로 해석되서는 안된다.

Claims (27)

  1. 입구, 제1 출구 및 제2 출구를 포함하고, 보조 입구 및 보조 출구를 더 포함하는 본체와,
    상기 입구와 유체 연통하는 급수전에 상기 본체를 체결하기 위한 수단과,
    상기 본체 내부에 정지해 있는 세라믹 디스크와,
    상기 정지형 디스크와 결합하여 상기 본체 내부에 이동 가능하게 배치된 세라믹 디스크와,
    상기 가동형 디스크를, 상기 입구가 상기 보조 출구와 연통하고 상기 보조 입구는 상기 제1 출구와 연통하는 제1 위치와, 상기 입구가 상기 제2 출구와 연통하는 제2 위치 중, 하나의 위치로 선택적으로 이동시키는 수단을 포함하며, 상기 가동형 디스크가 제2 위치에 있을 때 상기 보조 출구 및 상기 보조 입구를 완전히 봉인하는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 본체는 제3 출구를 더 포함하고, 상기 가동 수단은 상기 가동형 디스크를 상기 입구가 상기 제3 출구와 연통하는 제3 위치로 이동시키는 수단을 더 포함하고, 상기 가동형 디스크는 상기 제3 위치에 놓여 있을 때 상기 보조 출구 및 상기 보조 입구를 완전히 봉인하며,
    상기 제2 출구 및 상기 제3 출구 중 하나는 스트림 출구이고, 상기 제1 또는 제2 출구 중 다른 하나는 스프레이 출구인 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가동형 세라믹 디스크를 이동시키기 위한 상기 수단은 상기 가동형 세라믹 디스크로부터 뻗어 있는 핸들을 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  4. 제3항에 있어서, 상기 핸들은 상기 가동형 세라믹 디스크와 일체형인 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  5. 제4항에 있어서, 상기 정지형 디스크와 상기 본체 사이에 배치된 개스킷과 상기 정지형 디스크 및 상기 개스킷을 상기 가동형 디스크에 독립적으로 상기 본체에 고정시키기 위한 고정 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  6. 제5항에 있어서, 상기 고정 수단은 상기 정지형 디스크 및 상기 개스킷을 통하여 상기 본체 안으로 뻗어있는 나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  7. 제6항에 있어서, 상기 핸들은 상기 본체로부터 돌출되고,
    상기 본체 주위에 장착되며, 상기 핸들과 기능적으로 연결된 셀렉터 링을 더포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  8. 제7항에 있어서, 상기 본체에 제2 정지형 세라믹 디스크를 더 포함하고, 제1 및 제2 정지형 디스크는 상기 가동형 디스크의 양면 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  9. 제8항에 있어서, 상기 가동형 디스크 및 상기 제2 정지형 디스크를 상기 본체 내부에 체결하는 헤드 너트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  10. 제1항에 있어서, 상기 정지형 디스크는 스프레이 구멍, 스트림 구멍 및 공급 구멍을 형성하고,
    상기 가동형 디스크는 공급 구멍을 형성하여, 상기 가동형 디스크 공급 구멍은 상기 디버터가 상기 제1 위치에 있을 때 상기 정지형 디스크 공급 구멍과 정렬되고, 상기 가동형 디스크 공급 구멍은 상기 디버터가 상기 제2 위치에 있을 때 상기 스트림 구멍과 정렬되고, 상기 가동형 디스크 공급 구멍은 상기 디버터가 상기 제3 위치에 있을 때 상기 스프레이 구멍과 정렬되는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  11. 제10항에 있어서, 상기 정지형 디스크는 반환 구멍 및 처리 출구 구멍을 형성하고,
    상기 가동형 디스크는 홈을 포함하고, 상기 홈은 상기 가동형 디스크가 상기 제1 위치에 있을 때 상기 반환 구멍 및 상기 배출 구멍과 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  12. 급수전에 장착 가능한 입구를 가지는 디버터 밸브 본체와,
    비처리수를 스트림 형태로 배출하기 위한 상기 디버터 밸브 본체 위의 스트림 출구 수단과,
    비처리수를 스프레이 형태로 배출하기 위한 상기 디버터 밸브 본체 위의 스프레이 출구 수단과,
    처리수를 배출하기 위한 상기 디버터 밸브 본체 위의 처리수 출구 수단과,
    급수를 급수 처리 장치로 지향하기 위한 상기 디버터 밸브 본체 위의 보조 출구 수단과,
    처리수를 급수 처리 장치로부터 수용하기 위한 상기 디버터 밸브 본체 위의 보조 입구 수단과,
    상기 디버터 밸브 본체 내부에 배치된 제1 정지형 세라믹 디스크와,
    상기 제1 디스크와 인접한 상기 디버터 밸브 본체 내부에 이동 가능하게 장착된 가동형 세라믹 디스크와,
    상기 이동형 세라믹 디스크를, 상기 입구가 상기 보조 출구와 연통하고 상기 보조 입구가 상기 처리 출구와 연통하는 제1 위치와, 상기 입구가 상기 스트림 출구 수단과 연통하고 상기 가동형 디스크가 상기 보조 입구 및 상기 보조 출구를 봉인하는 제2 위치와, 상기 입구가 상기 스프레이 출구 수단과 연통하고 상기 가동형 디스크가 상기 보조 입구 및 상기 보조 출구를 봉인하는 제3 위치 중, 하나의 위치로 이동시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 정지형 디스크와 상기 본체 사이에 배치된 개스킷과,
    상기 제1 정지형 디스크 및 상기 본체에 대한 상기 개스킷을 상기 제2 정지형 디스크 및 상기 가동형 디스크와 독립적으로 고정시키기 위한 고정 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  14. 제13항에 있어서, 상기 고정 수단은 상기 제1 정지형 디스크 및 상기 개스킷을 통하여 상기 본체로 뻗어있는 나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  15. 제14항에 있어서, 상기 가동형 세라믹 디스크를 이동시키기 위한 상기 수단은 상기 가동형 세라믹 디스크로부터 뻗어있는 핸들을 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  16. 제15항에 있어서, 상기 핸들은 상기 가동형 세라믹 디스크와 일체형인 것을특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  17. 제16항에 있어서, 상기 핸들은 상기 본체로부터 돌출되고,
    상기 본체 주위에 장착되며, 상기 핸들에 작동 연결된 셀렉터 링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  18. 제17항에 있어서, 상기 가동형 디스크에 인접하여 장착된 제2 정지형 디스크와,
    상기 가동형 디스크 및 상기 제2 정지형 디스크를 상기 본체 내부에 체결하는 헤드 너트를 더 포함하고,
    상기 가동형 디스크는 상기 제1 정지형 디스크 및 상기 제2 정지형 디스크 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1 정지형 디스크는 스프레이 구멍, 스트림 구멍 및 공급 구멍을 형성하고,
    상기 가동형 디스크는 공급 구멍을 형성하고, 상기 가동형 디스크 공급 구멍은 상기 디버터가 상기 제1 위치에 있을 때 상기 제1 정지형 디스크 공급 구멍과 정렬되고, 상기 가동형 디스크 공급 구멍은 상기 디버터가 상기 제2 위치에 있을 때 상기 스트림 구멍과 정렬되고, 상기 가동형 디스크 공급 구멍은 상기 디버터가 상기 제3 위치에 있을 때 상기 스프레이 구멍과 정렬되는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 정지형 디스크는 반환 구멍 및 처리 출구 구멍을 형성하고,
    상기 가동형 디스크는 홈을 포함하고, 상기 홈은 상기 가동형 디스크가 상기 제1 위치에 있을 때 상기 반환 구멍 및 상기 배출 구멍과 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  21. 급수전에 장착 가능한 입구, 비처리수를 스트림 형태로 배출하기 위한 스트림 출구 수단, 비처리수를 스프레이 형태로 배출하기 위한 스프레이 출구 수단, 처리수를 배출하기 위한 처리수 배출 수단, 급수를 급수 처리 장치에 지향하기 위한 보조 출구 수단, 처리수를 급수 처리 장치로부터 지향하기 위한 보조 입구 수단을 가지는 본체와,
    상기 디버터 밸브 본체 사이에 배치된 제1 및 제2 정지형 세라믹 디스크와,
    상기 제1 디스크와 제2 디스크 사이에 디버터 밸브 본체 내부에 이동 가능하게 장착된 가동형 세라믹 디스크를 포함하고,
    상기 가동형 세라믹 디스크는 상기 가동형 세라믹 디스크를, 상기 입구가 상기 보조 출구와 연통하고, 상기 보조 입구가 상기 처리 출구와 연통하는 제1 위치와, 상기 입구가 상기 스트림 출구 수단과 연통하고 상기 가동형 디스크가 상기 보조 입구 및 상기 보조 출구를 봉인하는 제2 위치와, 상기 입구가 상기 스프레이 출구 수단과 연통하고 상기 가동형 디스크가 상기 보조 입구 및 상기 보조 출구를 봉인하는 제3 위치 중 하나의 위치로 선택적으로 이동시키기 위한 일체형 핸들을 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  22. 제21항에 있어서, 상기 제1 정지형 디스크 및 상기 본체 사이에 배치된 개스킷과,
    상기 제1 정지형 디스크 및 상기 개스킷을 상기 제2 정지형 디스크 및 상기 가동형 디스크와 독립적으로 상기 본체에 고정시키기 위한 고정 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  23. 제22항에 있어서, 상기 고정 수단은 상기 제1 정지형 디스크 및 상기 개스킷을 통하여 상기 본체로 뻗어있는 나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  24. 제23항에 있어서, 상기 핸들은 상기 본체로부터 돌출되고,
    상기 본체 주위에 장착되며, 상기 핸들에 기능적으로 연결된 셀렉터 링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  25. 제24항에 있어서, 상기 가동형 디스크 및 상기 제2 정지형 디스크를 상기 본체 내부에 체결하는 헤드 너트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크디버터 밸브.
  26. 제25항에 있어서, 상기 제1 정지형 세라믹 디스크는 스프레이 구멍, 스트림 구멍 및 공급 구멍을 형성하고,
    상기 가동형 디스크는 공급 구멍을 형성하고, 상기 가동형 디스크 공급 구멍은 상기 디버터가 상기 제1 위치에 있을 때 상기 정지형 디스크 공급 구멍과 정렬되고, 상기 가동형 디스크 공급 구멍은 상기 디버터가 상기 제2 위치에 있을 때 상기 스트림 구멍과 정렬되고, 상기 가동형 디스크 공급 구멍은 상기 제3 위치에 있을 때 상기 스프레이 구멍과 정렬되는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
  27. 제26항에 있어서, 상기 제1 정지형 세라믹 디스크는 반환 구멍 및 처리 출구 구멍을 형성하고,
    상기 가동형 디스크는 홈을 형성하고, 상기 가동형 디스크가 상기 제1 위치에 있을 때 상기 홈은 상기 반환 구멍 및 상기 배출 구멍과 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 세라믹 디스크 디버터 밸브.
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