KR200450071Y1 - 멈춤장치가 구비된 이중 디스크형 비례제어 밸브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 배관에 연결되어 유체의 흐름을 제어하는 밸브의 구조에 관한 것으로서, 배관에 연결되며 유체의 통로(110)가 내부에 구비된 밸브관체(100); 상기 밸브관체(100) 내부에 구비된 통로(110)의 테두리를 따라 수밀성을 유지하도록 설치되는 하부디스크(200); 및, 상기 하부디스크(200)에 수밀성을 유지하도록 밀착설치되고 스핀들(400)과 연결되어 회전하는 상부디스크(300);를 포함하여 구성되되, 상기 하부디스크(200)는 일측 표면에 반시계 방향으로 진행할수록 개방 단면적이 증가하는 개구부(210);가 구비되고, 상기 상부디스크(300)는 상기 하부디스크(200)와 밀착되는 차단면(320)의 일측이 절개된 개방절개부(310);가 구비되고, 상기 스핀들(400)을 시계방향으로 회전하면 상기 상부디스크(300)의 상기 차단면(320)이 상기 하부디스크(200)의 상기 개구부(210)를 막아서 유체의 흐름이 차단되고, 상기 스핀들(400)을 반시계방향으로 회전하면 상기 상부디스크(300)의 상기 개방절개부(310)가 상기 하부디스크(200)의 상기 개구부(210)를 개방하여 유체의 흐름이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

밸브관체, 하부디스크, 상부디스크, 개구부, 개방절개부, 스핀들, 손잡이, 스핀들하우징, 돌기부, 스토퍼, 제1요철부, 제2요철부, 원형눈금자

Description

멈춤장치가 구비된 이중 디스크형 비례제어 밸브{Double Disc Type Proportional Control Valve with Stopper}

본 고안은 난방시스템의 배관에 설치되어 유량의 흐름을 제어하는 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세히는 배관에 연결되며 유체의 통로(110)가 내부에 구비된 밸브관체(100); 상기 밸브관체(100) 내부에 구비된 통로(110)의 테두리를 따라 수밀성을 유지하도록 설치되는 하부디스크(200); 및, 상기 하부디스크(200)에 수밀성을 유지하도록 밀착설치되고 스핀들(400)과 연결되어 회전하는 상부디스크(300);를 포함하여 구성되고, 밸브의 최대개방 단면적을 제한하는 돌기부(160)와 스토퍼(510)가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

종래의 난방시스템의 배관에 적용되는 밸브의 경우 글로브형, 볼형 등이 다양하게 사용되고 있으며, 보일러 또는 기계실에서 가열된 온수를 난방이 필요한 장소의 배관으로 온수를 공급하거나 차단하여 난방온도를 제어하는데 사용된다.

그러나 이러한 종래의 난방시스템에 사용되는 밸브의 경우 밸브를 개방하면 유량은 증가하나 그 증가의 정도가 밸브의 개폐 정도(다시 말하면, 밸브를 개폐하는 스핀들의 회전각도)에 일차함수적으로 비례하지 않아 밸브의 개폐 정도만으로는 각 배관에 적정 유량의 온수를 정확하게 제어할 수 없는 문제점이 있었다.

통상적으로 난방시스템은 보일러 또는 기계실에서 가열된 온수를 온수분배관에서 각각의 난방 구역으로 배분하여 여러 구역의 난방을 동시에 수행하게 되는데(예를 들어 아파트의 경우 큰방, 작은 방, 거실 등의 동시 난방) 난방에 사용되는 배관의 길이가 긴 구역(다시 말하면 면적이 넓은 구역)의 경우 다른 구역에 비하여 밸브의 개방 단면적이 넓어야 단위 시간당 많은 유량의 온수가 순환되어 모든 구역이 적정 범위 내에서 균일한 난방이 이루어질 수 있는데, 일반적으로 사용자들은 일률적으로 온수분배관에 설치된 밸브를 모두 최대한 개방하게 된다. 따라서, 각 구역에 배정된 밸브의 개방 단면적이 동일하게 되는데 이렇게 되면 면적이 넓은 구역의 경우 배관 내부의 저항이 다른 구역에 비하여 상대적으로 높아 단위 시간 당 순환되는 온수의 유량이 저하되어 난방이 제대로 되지 않게 되고, 좁은 구역의 경우 필요 이상의 난방이 이루어지는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 고안의 목적은 다음과 같다.

첫째, 밸브를 개폐하는 스핀들의 회전각도에 일차함수적으로 비례하는 유량을 실현할 수 있는 밸브를 제공함을 본 고안의 목적으로 한다.

둘째, 온수분배관에 설치되는 밸브의 최대 개방 단면적을 제어할 수 있는 수단을 제공함을 본 고안의 다른 목적으로 한다.

셋째, 여러 구역의 난방을 효과적으로 실현하여 에너지를 절약하고 난방효율을 극대화시킬 수 있는 수단을 제공함을 본 고안의 또 다른 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 고안의 기술적 구성은 다음과 같다.

본 고안은 배관에 연결되어 유체의 흐름을 제어하는 밸브의 구조에 관한 것으로서, 배관에 연결되며 유체의 통로(110)가 내부에 구비된 밸브관체(100); 상기 밸브관체(100) 내부에 구비된 통로(110)의 테두리를 따라 수밀성을 유지하도록 설치되는 하부디스크(200); 및, 상기 하부디스크(200)에 수밀성을 유지하도록 밀착설치되고 스핀들(400)과 연결되어 회전하는 상부디스크(300);를 포함하여 구성되되, 상기 하부디스크(200)는 일측 표면에 반시계 방향으로 진행할수록 개방 단면적이 증가하는 개구부(210);가 구비되고, 상기 상부디스크(300)는 상기 하부디스크(200) 와 밀착되는 차단면(320)의 일측이 절개된 개방절개부(310);가 구비되고, 상기 스핀들(400)을 시계방향으로 회전하면 상기 상부디스크(300)의 상기 차단면(320)이 상기 하부디스크(200)의 상기 개구부(210)를 막아서 유체의 흐름이 차단되고, 상기 스핀들(400)을 반시계방향으로 회전하면 상기 상부디스크(300)의 상기 개방절개부(310)가 상기 하부디스크(200)의 상기 개구부(210)를 개방하여 유체의 흐름이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

아울러 본 고안은 상기 밸브관체(100)의 상부 일측에 상기 밸브관체(100)와 일체형으로 형성되는 스핀들하우징(150); 및, 상기 스핀들하우징(150)의 중앙 상부로 돌출된 상기 스핀들(400)에 결합되는 손잡이(500);를 포함하여 구성되되, 상기 스핀들하우징(150)은 원형의 상단부 테두리 일부를 따라 상향 돌출된 원호 형상의 돌기부(160);가 구비되고, 상기 손잡이(500)는 하단부에 하향 돌출된 스토퍼(510);가 상기 스핀들하우징(150)을 중심으로 상기 돌기부(160)와 같은 반지름 선상에 구비되며, 상기 밸브관체(100) 내부의 유체의 통로(110)가 차단된 상태에서 상기 스핀들(400)에 결합되는 상기 손잡이(500)의 상기 스토퍼(510)와 상기 돌기부(160)의 회전거리에 따라 밸브 개방시 돌릴 수 있는 상기 손잡이(500)의 최대 회전각도가 제한되어 밸브의 최대 개방 단면적이 상기 손잡이(500)의 최대 회전각도 범위로 제한되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성의 본 고안에 따른 기술적 효과는 다음과 같다.

첫째, 밸브를 개폐하는 스핀들의 회전각도에 일차함수적으로 비례하는 유량을 실현할 수 있다.

따라서 자동 또는 수동으로 밸브를 개폐하는 경우 회전각도에 비례하여 일차함수적으로 유량이 증가하게 되어 각 밸브를 통과하는 유량을 정확하게 제어할 수 있다.

둘째, 온수분배관에 설치되는 밸브의 최대 개방 단면적을 제어할 수 있다.

다시 말하면, 밸브관체(100) 내부의 유체의 통로(110)가 차단된 상태에서 스핀들(400)에 결합되는 손잡이(500)의 스토퍼(510)와 돌기부(160)의 회전거리에 따라 밸브 개방시 돌릴 수 있는 손잡이(500)의 최대 회전각도가 제한되어 밸브의 최대 개방 단면적이 손잡이(500)의 최대 회전각도 범위로 제한되어 사용자는 온수분배관에 설치된 각각의 밸브를 최대한 개방하더라도 각각의 밸브는 설치시 미리 설정된 각자의 개방 단면적 이상으로 개방되지는 않는데, 이렇게 함으로써 난방 구역의 면적에 따라 적정한 유량이 분배되어 순환되게 하여 효율적인 난방을 실현할 수 있는데, 난방 면적이 넓은 구역을 담당하는 밸브의 경우 다른 밸브에 비하여 상대적으로 최대 개방 단면적을 크게 설정하고, 난방 면적이 좁은 구역을 담당하는 밸브의 경우 다른 밸브에 비하여 상대적으로 최대 개방 단면적을 좁게 설정한다.

다시 말하면, 여러 구역의 동시 난방시 사용자가 일률적으로 각 구역으로 배당된 밸브를 최대로 개방하더라도 각 구역마다 적정 유량이 분배되어 순환될 수 있도록 각 밸브의 최대 개방 단면적이 미리 설정된 범위 내로 제한되어 여러 구역의 동시 난방시 그 효과를 극대화하고 에너지를 절약할 수 있다. 즉, 밸브가 닫힌 상 태에서 손잡이(500)를 개방 방향으로 돌리는 경우 손잡이(500)의 스토퍼(510)가 돌기부(160)와 만나기 전에 보다 넓은 각도범위로 회전되도록 손잡이(500)와 스핀들(400) 결합시 손잡이(500)의 스토퍼(510) 위치를 조절하면 되는데, 스토퍼(510)와 돌기부(160)의 회전거리가 상대적으로 짧은 위치에 스토퍼(510)가 위치하도록 손잡이(500)와 스핀들(400)을 결합하면 손잡이(500)를 개방 방향으로 조금만 돌려도 스토퍼(510)가 돌기부(160)에 저촉되어 더 이상 회전하지 않게 되고 밸브의 최대 개방 단면적이 줄어들게 되고, 반대로 스토퍼(510)와 돌기부(160)의 회전거리가 상대적으로 먼 위치에 스토퍼(510)가 위치하도록 손잡이(500)와 스핀들(400)을 결합하면, 손잡이(500)를 보다 많이 돌려야 스토퍼(510)가 돌기부(160)에 저촉되는 바, 밸브의 최대 개방 단면적이 늘어나게 된다. 따라서, 난방구역의 면적을 고려하여 각 난방구역에 배정된 밸브의 최대 개방 단면적을 결정한 후 밸브의 손잡이(500) 설치시 각각의 밸브에 적정한 개방 단면적이 제공될 수 있도록 손잡이(500)의 스토퍼(510)와 스핀들하우징(150)의 돌기부(160)의 상대 위치를 결정하여 결합해 놓으면 사용자는 단순히 해당 구역의 밸브를 최대한 개방하기만 하면 각 구역 별로 적정한 온수가 배분순환되어 효율적인 동시 난방이 가능하게 된다.

이하에서는 본 고안의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도1은 본 고안의 구체적 실시예의 단면구조를 도시하고, 도2는 본 고안을 구 성하는 (a)하부디스크, 및 (b)상부디스크를 각각 도시한다.

밸브관체(100)는 도1에 도시된 바와 같이 배관에 연결되며 유체의 통로(110)가 내부에 구비되고 밸브의 몸체를 구성하게 된다.

이러한 밸브관체(100)의 상부에는 스핀들(400)이 돌출되는데, 스핀들(400)의 주변부에는 스핀들하우징(150)이 형성된다.

하부디스크(200)는 도1에 도시된 바와 같이 밸브관체(100) 내부에 구비된 통로(110)의 테두리를 따라 수밀성을 유지하도록 설치되는데, 통로(110)와 밀착되는 부위에는 수밀성을 유지하기 위한 오링(O-ring)이 사용된다.

하부디스크(200)는 밸브관체(100)의 내부 통로(110)에 설치되어 고정된 상태를 유지하는데, 하부디스크(200)에는 도2(a)에 도시된 바와 같이 일측 표면에 개구부(210)가 구비되는데, 개구부(210)는 위에서 내려다 보았을 때 반시계 방향으로 진행할수록 개방 단면적이 증가하게 된다.

상부디스크(300)는 하부디스크(200)에 수밀성을 유지하도록 밀착설치되고 스핀들(400)과 연결되어 스핀들(400)과 함께 회전하게 된다.

상부디스크(300)에는 도2(b)에 도시된 바와 같이 하부디스크(200)의 상부면과 밀착되는 차단면(320)의 일측이 절개된 개방절개부(310)가 구비되어 있다.

이와 같이 개구부(210) 및 개방절개부(310)가 구비됨에 따라 스핀들(400)을 시계방향으로 회전하면(밸브를 차단하면) 상부디스크(300)의 차단면(320)이 하부디스크(200)의 개구부(210)를 막아서 유체의 흐름이 차단되고, 스핀들(400)을 반시계방향으로 회전하면(밸브를 개방하면) 상부디스크(300)의 개방절개부(310)가 하부디 스크(200)의 개구부(210)에 도달하여 개구부(210)를 개방하게 되고 통로(110)를 통한 유체(난방시스템의 경우 온수)의 흐름이 이루어진다.

상부디스크(300) 및 하부디스크(200)은 다양한 재질로 만들어질 수 있는데, 내구성을 증대시킬 수 있는 세라믹을 사용하는 것이 바람직하다.

일반적으로 밸브의 개방 단면적이 증가할수록 유체의 유량은 증가하게 되는데 유량의 증가율이 스핀들(400)의 회전각도에 일차함수적으로 비례한다면 단순히 스핀들(400)의 회전각도만을 기준으로 유량을 적절히 조절할 수 있다.

본 고안의 경우 스핀들(400)의 회전각도에 따라 밸브를 통과하는 유량이 일차함수적으로 비례하도록 개구부(210)와 개방절개부(310)의 크기 및 형태를 결정하는 것을 특징으로 한다.

즉, 스핀들(400)의 회전각도와 유체의 유량이 일차함수식(y = ax, y:유량, x:회전각도, a:상수)으로 비례하도록 개구부(210)와 개방절개부(310)의 구체적 크기 및 형태를 몇 차례의 반복실험을 통하여 결정하면 된다.

도3은 본 고안을 구성하는 스토퍼(510) 및 돌기부(160)가 도시되어 있는데, 이와 같은 스토퍼(510) 및 돌기부(160)로 인하여 각 밸브 스핀들(400)의 회전각도가 소정의 범위 내에서 제한될 수 있다.

스핀들하우징(150)은 도1 및 도3에 도시된 바와 같이 밸브관체(100)의 상부 일측에 밸브관체(100)와 일체형으로 형성되고, 스핀들하우징(150)의 중앙 상부로 스핀들(400)이 돌출되어 손잡이(500)와 결합된다.

돌기부(160)는 스핀들하우징(150)의 상단부 원형 테두리 일부를 따라 원호 형상으로 상향 돌출되어 있다.

스토퍼(510)는 손잡이(500)의 하단부에 하향 돌출되는데, 스핀들(400)을 중심으로 상기 돌기부(160)와 같은 반지름 선상에 구비된다.

스핀들(400)을 시계방향으로 회전시켜 밸브관체(100) 내부의 유체의 통로(110)가 차단된 상태에서 스핀들(400)에 결합되는 손잡이(500)의 스토퍼(510)와 돌기부(160)의 상대적인 위치에 따라 스토퍼(510)와 돌기부(160)가 만나기 위한 회전거리가 달라지게 되는데, 스토퍼(510)와 돌기부(160)의 회전거리가 짧아지도록 손잡이(500)를 스핀들(400)에 결합하게 되면 손잡이(500)를 조금만 돌려도(다시 말하면 스핀들(400)이 반시계방향으로 조금만 회전하여도) 손잡이(500)의 하단부에 돌출된 스토퍼(510)가 스핀들하우징(150)의 돌기부(160)와 저촉되어 더 이상 회전이 불가능하게 되어 밸브의 최대 개방 단면적이 줄어들게 되고, 스토퍼(510)와 돌기부(160)의 회전거리가 멀어지도록 손잡이(500)를 스핀들(400)에 결합하게 되면 손잡이(500)를 상대적으로 많이 돌려야(다시 말하면 스핀들(400)이 반시계방향으로 보다 많이 회전하여야) 손잡이(500)의 하단부에 돌출된 스토퍼(510)가 스핀들하우징(150)의 돌기부(160)와 저촉되어 밸브의 최대 개방 단면적이 늘어나게 된다.

다시 말하면, 초기 설치시 손잡이(500)의 스토퍼(510)와 돌기부(160)의 상대적 위치를 각 밸브마다 달리 설정하게 되면 각 밸브마다 최대 개방 단면적이 달라지게 되는데, 온수분배관에 설치되는 다수 개의 밸브마다 담당하는 난방 면적이 다르다면, 넓은 면적을 담당하는 구역에 해당하는 밸브의 경우 다른 구역의 밸브보다 최대 개방 단면적을 크게 할 필요가 있다. 이럴 경우 미리 난방 면적을 고려하여 각 밸브의 최대 개방 단면적이 제한되도록 손잡이(500)와 스핀들(400)을 결합해 놓으면 사용자는 단순히 난방이 필요한 구역의 밸브를 최대 회전 범위만큼 돌려서 개방해 놓으면 적정한 유량이 분배되어 각 난방구역을 순환하게 되어 효과적인 난방이 가능하고 에너지를 절약할 수 있다.

이러한 스핀들(400)과 손잡이(500)는 도3에 도시된 바와 같이 스핀들(400)의 상단부 외주면을 따라 축방향으로 형성된 제1요철부(11)에 손잡이(500)의 하부 중앙에 제1요철부(11)에 대응하는 형상으로 구비된 제2요철부(22)를 상호결합하는 방식으로 결합이 이루어진다.

이와 같이 제1요철부(11)와 제2요철부(22)를 상호결합하는 방식을 택함으로써 손잡이(500)를 결합하는 과정에서 스토퍼(510)와 돌기부(160)의 상대적인 위치(회전거리)를 적절히 설정하여 조립할 수 있다.

아울러 원형눈금자(33)가 구비되어 스핀들하우징(150) 상단부 외주면에 끼워져서 밸브의 개방 정도를 확인할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 고안의 구체적 실시예를 기준으로 본 고안을 설명하였으나 본 고안의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 고안의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 고안의 보호범위에 속함을 분명히 한다.

도1은 본 고안의 구체적 실시예의 단면구조를 도시한다.

도2는 본 고안을 구성하는 (a)하부디스크, 및 (b)상부디스크를 각각 도시한다.

도3은 본 고안을 구성하는 스토퍼(510) 및 돌기부(160)를 도시한다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:밸브관체

110:통로

150:스핀들하우징

160:돌기부

200:하부디스크

210:개구부

300:상부디스크

310:개방절개부

320:차단면

400:스핀들

500:손잡이

510:스토퍼

11:제1요철부

22:제2요철부

33:원형눈금자

Claims (4)

1. 배관에 연결되어 유체의 흐름을 제어하는 밸브의 구조에 관한 것으로서,

   배관에 연결되며 유체의 통로(110)가 내부에 구비된 밸브관체(100);

   상기 밸브관체(100) 내부에 구비된 통로(110)의 테두리를 따라 수밀성을 유지하도록 설치되는 하부디스크(200); 및,

   상기 하부디스크(200)에 수밀성을 유지하도록 밀착설치되고 스핀들(400)과 연결되어 회전하는 상부디스크(300);

   를 포함하여 구성되되,

   상기 하부디스크(200)는 일측 표면에 반시계 방향으로 진행할수록 개방 단면적이 증가하는 개구부(210);가 구비되고,

   상기 상부디스크(300)는 상기 하부디스크(200)와 밀착되는 차단면(320)의 일측이 절개된 개방절개부(310);가 구비되고,

   상기 스핀들(400)을 시계방향으로 회전하면 상기 상부디스크(300)의 상기 차단면(320)이 상기 하부디스크(200)의 상기 개구부(210)를 막아서 유체의 흐름이 차단되고,

   상기 스핀들(400)을 반시계방향으로 회전하면 상기 상부디스크(300)의 상기 개방절개부(310)가 상기 하부디스크(200)의 상기 개구부(210)를 개방하여 유체의 흐름이 이루어지고,

   상기 스핀들(400)의 회전각도와 유체의 유량이 일차함수식(y = ax, y:유량, x:회전각도, a:상수)으로 비례하는 것을 특징으로 하는 멈춤장치가 구비된 이중 디스크형 비례제어 밸브.
2. 제1항에서,

   상기 밸브관체(100)의 상부 일측에 상기 밸브관체(100)와 일체형으로 형성되는 스핀들하우징(150); 및,

   상기 스핀들하우징(150)의 중앙 상부로 돌출된 상기 스핀들(400)에 결합되는 손잡이(500);

   를 포함하여 구성되되,

   상기 스핀들하우징(150)은 원형의 상단부 테두리 일부를 따라 상향 돌출된 원호 형상의 돌기부(160);가 구비되고,

   상기 손잡이(500)는 하단부에 하향 돌출된 스토퍼(510);가 상기 스핀들(400)을 중심으로 상기 돌기부(160)와 같은 반지름 선상에 구비되며,

   상기 밸브관체(100) 내부의 유체의 통로(110)가 차단된 상태에서 상기 스핀들(400)에 결합되는 상기 손잡이(500)의 상기 스토퍼(510)와 상기 돌기부(160)의 회전거리에 따라 밸브 개방시 돌릴 수 있는 상기 손잡이(500)의 최대 회전각도가 제한되어 밸브의 최대 개방 단면적이 상기 손잡이(500)의 최대 회전각도 범위로 제한되는 것을 특징으로 하는 멈춤장치가 구비된 이중 디스크형 비례제어 밸브.
3. 제2항에서,

   상기 스핀들(400)의 상단부 외주면을 따라 축방향으로 제1요철부(11)가 형성되고,

   상기 손잡이(500)의 하부 중앙에는 상기 제1요철부(11)에 대응하는 형상의 제2요철부(22)가 형성되어, 상기 제1요철부(11)와 상기 제2요철부(22)의 상호 결합에 의하여 상기 손잡이(500)가 상기 스핀들(400)에 결합되고,

   상기 스핀들하우징(150) 상단부 외주면에 끼워지는 원형눈금자(33);가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 멈춤장치가 구비된 이중 디스크형 비례제어 밸브.
4. 삭제

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