KR200487264Y1 - 유량 조절이 가능한 감압밸브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 컴팩트하고 간단한 구조의 감압밸브를 제안한다. 본 고안의 감압밸브는, 급수원에서 유체가 유입되는 입구와, 상기 입구를 통하여 유입된 유체가 통과하는 압력조절통로(42), 그리고 상기 압력조절통로와 연통되는 하류측 통로(26a)를 구비하는 케이싱(20)과; 상기 케이싱(20)의 내부에서 수밀상태로 일정 구간 이동 가능하게 지지되고, 입구와 연통하는 면이 유체압 작용면(31)을 형성하며, 상기 입구와 연통하는 중간 통로(34)를 구비하는 디스크(30)를 구비한다. 그리고 디스크연동부재(40)는, 압력조절통로(42)를 통하여 디스크와 연동하도록 연결되고, 디스크와의 연동 이동에 의하여 압력조절통로(42)와의 간격이 조절되어 유체의 속도가 변하는 원뿔부분(44)을 구비한다. 그리고 탄성부재(62)는 디스크(30)를 유체압 작용면(31) 방향으로 탄성적으로 지지하고 있다. 이러한 탄성부재에 의한 디스크의 이동에 따라서 디스크 연동부재가 이동하면서, 압력조절통로의 크기가 변화하여 유속 및 압력이 변화하는 것을 특징으로 한다.

Description

유량 조절이 가능한 감압밸브{Reducing valves capable of adjusting flow rate}

본 고안은 감압밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체가 흐르는 파이프 사이에 직결하는 것이 가능하고 단순화된 구조를 가지고 있으며, 감압된 유체의 공급 유량을 쉽게 조절하는 것이 가능하도록 구성되는 감압밸브에 관한 것이다.

감압밸브는 급수원에서 공급되는 유체의 압력을 낮게 하여 필요로 하는 기기(예를 들면 정수기, 연수기, 비데 등)로 공급할 수 있는 밸브를 의미한다. 이와 같이 사용되는 기기로 공급하는 유체(물)의 압력을 낮추기 위한 감압밸브는 다양한 사양 및 구조의 것이 알려져 있으나, 예를 들면 등록 실용신안 20-0464589에서 알 수 있는 바와 같이, 그 구조가 전체적으로 복잡하다는 단점이 있다

위에서 언급한 바와 같이 가정용으로 널리 사용되는 정수기, 연수기, 그리고 비데 등과 같은 제품에 적용되기 위해서는, 감압밸브 자체가 컴팩트한 크기와 보다 간단한 내부 구조를 가지는 것이 바람직함은 당연하다고 할 수 있다.

본 고안은 이러한 점을 감안한 것으로, 내부적으로는 간단한 구조를 가짐과 같이 컴팩트한 크기를 가지는 감압밸브를 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.

본 고안의 다른 목적은, 연결 파이프와 동축 상으로 보다 간단하게 설치 가능한 감압밸브를 제공하는데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은, 감압된 유체의 유량을 더욱 간편하게 조절할 수 있는 감압밸브를 제공하는 것에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 감압밸브는, 급수원에서 유체가 유입되는 입구와, 상기 입구를 통하여 유입된 유체가 통과하는 압력조절통로, 그리고 상기 압력조절통로와 연통되는 하류측 통로를 구비하는 케이싱과; 상기 케이싱(20)의 내부에서 수밀상태로 일정 구간 이동 가능하게 지지되고, 입구와 연통하는 면이 유체압 작용면을 형성하며, 상기 입구와 연통하는 중간 통로를 구비하는 디스크; 상기 압력조절통로를 통하여 디스크와 연동하도록 연결되고, 디스크와의 연동 이동에 의하여 압력조절통로와의 간격이 조절되어 유체의 속도가 변하는 원뿔부분을 구비하는 디스크 연동부재; 그리고상기 디스크를 유체압 작용면 방향으로 탄성적으로 지지하는 탄성부재로 구성된다. 그리고 탄성부재에 의한 디스크의 이동에 따라서 디스크 연동부재가 이동하면서, 압력조절통로의 크기가 변화하여 유속 및 압력이 변화하는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 다른 실시례에 의하면, 상기 케이싱의 하류측 외주면에 나사결합되는 조절부재가, 회전에 의하여 직선 운동하면서 상기 탄성부재의 단부 위치를 변경할 수 있도록 구성되고 있다.

본 고안의 또 다른 실시례에 의하면, 상기 케이싱의 하류측 통로와 연통하는 출구통로를 구비하는 출구부재를 더 포함하여 구성되고, 상기 출구부재에는 출구통로로 배출되는 유체의 유량을 조절할 수 있는 유량조절장치가 설치되어 있다.

이상과 같은 구성을 가지는 본 고안의 감압밸브는, 전체적으로 구조가 간단하기 때문에 부품수의 감소 및 조립 공정의 단순화에 기초하는 생산 원가의 저감이라는 효과를 기대할 수 있다. 그리고 본 고안에 의하면, 디스크를 탄성적으로 지지하는 탄성부재의 타측 단부를 위치 이동시킬 수 있도록 구성함으로써, 목표로 하는 압력을 가지도록 유체의 압력을 조절하는 것이 용이한 장점도 기대된다.

그리고 본 고안에 의하면, 입구 및 출구를 일직선 상에 배치함으로써, 일자로 배치되는 파이프에 쉽게 설치하는 것이 가능하게 되는 장점도 기대된다. 또한 본 고안에 의한 밸브는 전체적으로 컴팩트한 구성을 가지고 있어서, 가정용 기기에 쉽게 적용될 수 있음은 물론이고, 가정용 기기의 컴팩트화에도 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 본 고안 감압밸브의 사용 상태 예시도.
도 2는 본 고안 감압밸브의 열린 상태 예시 단면도.
도 3은 본 고안 감압밸브의 닫힌 상태 예시 단면도.

다음에는 도면에 도시한 실시례에 기초하면서 본 고안에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다. 먼저 도 1에 도시한 바와 같이 본 고안의 감압밸브(10)는, 급수원(2)에서 상대적으로 높은 압력(예를 들면 8Kgf/cm²)을 가지는 유체를 낮은 압력(예를 들면 3Kgf/cm²)을 변환시키는 것이라고 할 수 있다. 이러한 감압밸브(10)에 의하여 감압된 유체는 밸브(4)를 거쳐 사용기기로 공급된다.

다음에는 도 2 및 도 3을 참고하면서 감압밸브의 내부 구성 및 동작 원리를 살펴본다. 도시된 바와 같이, 본 고안의 감압밸브(10)는 고압의 유체가 들어오는 입구(In)와 감압된 유체가 외부로 공급되는 출구(Out)를 구비하고 있다. 본 고안 감압밸브의 외형을 형성하는 케이싱(20)은, 도시한 실시례에서와 같이 3개의 부분으로 구성될 수 있는데, 예를 들면 상류측 케이싱(22)과, 하류측 케이싱(26), 그리고 그 사이에 배치되어 있는 중간 케이싱(24)으로 구성될 수 있다.

이러한 상류측 케이싱(22)과, 하류측 케이싱(26), 그리고 중간 케이싱(24)은, 각각의 플랜지부분으로 형성된 연결부(A)에서 볼트 등에 의하여 조립되어 일체화된다. 본 고안의 케이싱(20)은 이와 같은 구성에 한정될 수 없음은 물론이고, 이하에서 설명하는 바와 같은 내부 구성을 가지는 범위 내에서 다양한 변형이 가능할 것이다.

이러한 케이싱(20)의 상류측 케이싱(22)에는 유체가 유입되는 입구(In)가 파이프 형상으로 성형되어 있고, 그 내부에는 유체가 흐르는 통로가 형성되어 있다. 그리고 상류측 케이싱(22)과 중간 케이싱(24) 사이에는 디스크 연동부재(40)가 설치되어 있다. 또한 중간 케이싱(24)에는 압력조절통로(42)가 형성되어 있는데, 이러한 압력조절통로(42)는 중간 케이싱(24)에서 내부로 연장 성형된 내부플랜지(24a)에 의하여 형성된다고 할 수 있다.

그리고 디스크 연동부재(40)는, 상기 압력조절통로(42)로 삽입되는 단부(46)에서 연장 성형된 원뿔부분(44)을 구비하고 있다. 그리고 원뿔부분(44)이 압력조절통로(42)와 근접하는 정도에 따라서, 상기 압력조절통로(42)의 크기가 결정된다. 예를 들면 상기 디스크 연동부재(40)의 원뿔부분(44)이 압력조절통로(42)에 완전히 밀착되면(도 3의 상태), 실질적으로 유체의 통과가 불가능하게 된다.

상기 원뿔부분(44)이 압력조절통로(42)에 근접하게 되면 실질적으로 유체가 흐를 수 있는 통로가 작아져서 유량이 줄어들고, 원뿐부분(44)이 압력조절통로(42)에서 상대적으로 이격되면 유체가 흐를 수 있는 통로가 커져서 유량이 늘어나게 된다. 상기 디스크 연동부재(40)는, 스프링(48)에 의하여 상기 압력조절통로(42) 측으로 탄성적으로 지지되고 있다. 또한 상기 디스크 연동부재(40)의 플랜지(49)에는, 유체의 흐름을 완전하게 단속하기 위한 패킹링(49a)이 설치되어 있어서, 디스크 연동부재(40)가 압력조절통로(42)에 완전히 밀착되면 상기 패킹링(49a)에 의하여 유체가 압력조절통로(42)의 내부로 흘러 들어가는 것이 방지된다.

상기 디스크 연동부재(40)의 일측(도면 상 우측)에는, 디스크(30)가 연결되어 있다. 도시한 실시례에 있어서는, 상기 디스크 연동부재(40)의 단부(46)가 디스크(30)의 중앙에 형성되어 있는 연결부(32)에 끼워져 있음을 알 수 있다. 그리고 디스크 연동부재(40)는 압력조절통로(42)를 통하여 케이싱(또는 중간케이싱)(20)의 내부로 유입된 유체가 흐르는 중간 통로(34)를 구비하고 있다.

또한 상기 디스크(30)는, 케이싱(20) 또는 중간케이싱(24)의 내측면에 완전히 밀착(수밀상태)되는 형상을 가지고 있고, 외측 단부에는 유체의 누설을 방지하기 위하여 중간케이싱(24)의 내측면에 밀착되는 밀폐링(39)이 설치되어 있다. 따라서 상기 디스크(30)의 일측면(도면 상 좌측면)은, 내부로 유입되는 유체가 접촉하여 그 압력이 작용하는 유체압 작용면(31)을 형성하게 되고, 그 반대측면(도면 상 우측면)은 대기압 작용면(33)으로 형성된다.

상기 대기압작용면(33)이 노출되는 대기압 공간(35)은 외부와 연통할 수 있도록 형성되어 대기압이 작용하게 된다. 그리고 상기 대기압 공간(35)에는 스프링(62)이 설치되어 있어서, 상기 디스크(30)를 유체압 작용면(31) 방향(도면 상 좌측)으로 탄성적으로 지지하고 있다. 이러한 디스크(30)는 중간 케이싱(24)의 내부에서 일정 거리 이동(슬라이딩)할 수 있다.

상기 디스크(30)의 유체압 작용면(31)은, 중간케이싱(24)의 내부플랜지(24a)의 대향면과 일정한 간격을 가지고 있어서, 압력조절통로(42)를 통하여 들어온 유체가 그 사이로 침투할 수 있도록 구성되고 있다. 그리고 중간케이싱(24)의 중심에 형성된 중간통로(34)는, 중간케이싱(24)의 일측(도면 상 우측)에 결합된 하류측 케이싱(26)의 중앙에 형성되는 하류측 통로(26a)와 연통한다. 그리고 상술한 스프링(62)은, 고정된 하류측 케이싱(26)과 디스크(30) 사이에 설치되어 있어서, 실질적으로 디스크(30)를 좌측으로 탄성적으로 지지하고 있다.

상기 하류측 케이싱(26)은 출구부재(50)와 연결되어 있는데, 예를 들면 나사연결되어 수밀 상태를 유지할 수 있다. 상기 출구부재(50)는 실질적으로 감압된 유체가 외부로 배출되는 출구를 형성하는 것이라고 할 수 있다. 또는 실질적으로는 하류측 케이싱(26)의 하류측 통로(26a)가 케이싱(20)에서 유체가 나오는 출구를 형성하는 것이다. 그리고 이러한 하류측 통로(26a)와 연결되는 출구통로(52)가 상기 출구부재(50)에 형성되어 있다.

상기 출구부재(50)는, 외부의 파이프에 쉽게 장착하는 것이 가능하도록 구성되는 것이라고도 할 수 있고, 더욱이 유량 조절을 위한 유량조절부재(54)가 설치되어 있다. 상기 유량조절부재(54)는, 상기 출구통로(52)까지 연장된 원통형상의 부재라고 할 수 있고, 출구통로(52)까지 연장되어 있는 단부(54c)에는 일자형의 통수공(54b)이 성형되어 있다. 그리고 상기 유량조절부재(54)는 패킹링(54a)이 장착되어 있어서, 출구통로(52)의 유체가 외부로 누수되지 않도록 설치되어야 한다.

상기 유량조절부재(54)를 회전시키는 것에 의하여, 통수공(54b)의 위치가 바뀌게 된다. 예를 들어 상기 통수공(54b)이 출구통로(52)와 일치하는 방향으로 위치 설정되면 외부로 나가는 유체의 유량이 가장 많아지고, 통수공(54b)이 출구통로(52)와 직각을 이루게 되면 유량이 최소화된다. 즉, 상기 유량조절부재(54)를 회전시켜, 통수공(54b)의 위치를 설정하는 것에 의하여, 출구통로(52)를 거쳐 외부로 나가는 유체의 양을 조절하는 것이 가능하게 되는 것이다.

다음에는 본 고안 감압밸브의 전체적인 동작에 대하여 살펴보기로 한다. 사용하고자 하는 기기로 유체를 공급하는 밸브(4)가 열리게 되면, 감압밸브의 입구(In)로 급수원에서의 물이 유입된다. 이러한 유체는 상류측 케이싱(22)의 내부 통로(22a)를 통하여 우측으로 흐르게 되는데, 디스크 연동부재(40)와 상류측 케이싱(22)의 내측면 사이를 거쳐서 압력조절통로(42)로 공급된다.

그리고 이러한 유체는 디스크(30)의 유체압 작용면(31)에 그 압력을 작용시키게 되면서 중간통로(34)로 흐르게 된다. 여기서 상기 디스크(30)는 스프링(62)의 스프링력과 유체압 작용면(31)에 작용하는 유체의 압력의 균형에 의하여 설정된 위치에 유지되는데, 이는 유압조절통로(42)를 정해진 간격 만큼 열 수 있는 위치라고 할 수 있다. 예를 들어 감압 압력을 3Kgf/cm²으로 설정한 경우, 이에 대응하도록 상기 스프링(62)의 힘과 유체압 작용면(31)에 작용하는 힘이 균형을 이루도록 설계되는 것이다.

그리고 상류측 케이싱(22)의 내부통로(22a)에 있는 유체의 압력은 고압이지만, 상기 압력조절통로(42)를 통과하면서 유체의 압력은 실질적으로 낮아진다. 즉, 보다 작은 통로를 통과하면서 유체의 속도는 빨라지고 압력은 낮아지기 때문에, 상기 디스크(30)에 접촉하는 유체는 이미 압력이 원하는 정도로 낮아진 것이라고 할 수 있다.

이렇게 디스크(30)와 접촉하면서, 디스크의 중간통로(34)를 통하여 나오는 유체는, 하류측 케이싱(26)의 하류측 통로(26a)를 통하여 출구통로(52)로 이어진다. 그리고 상기 출구통로(52)에서는 유량조절부재(54)를 회전시킴으로써 통수공(54b)의 위치를 조절하고 이를 통하여 배출되는 유량을 조절 가능함은 상술한 바와 같다.

이와 같은 본 고안의 감압밸브에서, 감압의 기능은 상기 압력조절통로(42)의 유체 흐름량에 의하여 결정된다고 할 수 있는데, 이는 실질적으로는 디스크 연동부재(40)의 위치에 의하여 결정된다고 할 수 있다. 그리고 디스크 연동부재(40)의 위치는 실질적으로 디스크(30)에 의하여 결정된다고 할 수 있는데, 디스크(30)의 위치는 스프링(62)에 의하여 결정된다.

즉 스프링(62)의 힘이 강해서 디스크(30)를 더욱 좌측으로 밀게 되면 압력조절통로(42)는 커져서 유속이 느리게 되고, 스프링(62)의 힘이 약해서 디스크(30)가 우측으로 밀리면 압력조절통로(42)는 작아져서 유속이 빨라지게 된다. 그리고 감압은 실질적으로 상기 압력조절통로(42)를 흐르는 유체의 속도에 관련이 있음은 위에서 설명한 바와 같다.

본 고안의 감압밸브(10)는, 상기 스프링(62)이 디스크(30)에 가하는 힘을 조절할 수 있도록 구성되고 있다. 본 고안의 케이싱(20)의 하류측 또는 하류측 케이싱(26)의 외측면에는 링형상의 조절부재(60)가 나사 결합되어 있다. 따라서 상기 조절부재(60)를 회전시키면 좌측 또는 우측으로 직선 운동을 하게 된다. 상기 조절부재(60)의 직선운동은, 전달부재(66) 및 스프링 지지와셔(64)를 통하여 스프링(62)의 우측 단부에 작용하게 된다.

스프링(62)의 우측단부에 힘이 작용하게 되면, 스프링(62)의 압축에 의하여 스프링(62)이 디스크(30)에 작용하는 힘이 더욱 크게 되는 것은 당연하다. 이러한 힘에 의하여 디스크(30)가 좌측으로 이동하게 되면, 디스크(30)의 중앙 연결부(32)에서 결합되어 있는 디스크 연동부재(40)도 같이 좌측으로 밀리게 된다. 그리고 디스크 연동부재(40)가 좌측으로 밀리게 되면, 실질적으로는 상기 압력조절통로(42)의 단면 크기가 변화되어 유속의 변화를 발생시키게 된다.

본 고안에서는 디스크(30)를 탄성적으로 지지하고 있는 스프링(62)을 조절하는 것에 의하여, 궁극적으로 디스크(30)를 어느 일측으로 이동시켜서 디스크 연동부재(40)를 위치 변경하고 있다. 그리고 이러한 디스크 연동부재(40)의 위치 변화는 실질적으로 압력조절통로(42)의 크기 변화 및 이로 인한 유체의 압력변화를 유도하고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 구성은 실질적으로 사용하는 기기에서 필요로 하는 압력으로 유체를 감압시키는 것이 가능함과 동시에 다양한 압력의 변경도 가능하게 하는 것이라고 할 수 있다.

그리고 본 고안의 감압밸브에서의 유체의 공급이 필요 없는 경우, 즉 밸브(4)가 닫힌 상태가 되면, 실질적으로 출구통로(52)의 하류 측으로는 유체가 막히게 된다. 따라서 디스크(30)의 유체압 작용면(31)에 가해지는 유체의 힘과 디스크 연동부재(40)를 밀고 있는 스프링(48)의 합력에 의하여, 디스크(30)가 도면 상 우측으로 완전히 이동하게 된다. 이렇게 되면 도 3에 도시한 바와 같이, 디스크 연동부재(40)의 패킹링(49a)이 내부플랜지(24a)의 내측단부에 밀착됨으로써, 상기 압력조절통로(42)는 막히게 되고, 이러한 상태에서 유체의 공급은 중단된 상태이다.

이러한 상태에서 다시 밸브(4)가 열리고 유체가 공급되면, 출구통로(52)를 통하여 유체가 빠져 나가면서, 스프링(62)의 힘에 의하여 디스크(30) 및 디스크 연동부재(40)를 도면 상 좌측으로 이동되어, 도 2에 도시한 바와 같은 상태가 된다. 그리고 이러한 상태에서는 설정된 압력으로 감압된 유체가 출구통로(52)를 통하여 외부로 배출되고 있음은 상술한 바와 같다.

이상에서와 같은 본 고안의 구조에 의하면, 입구(In)와 출구(Out) 및 하류측 통로(26a)는 동축 상에 설치되고 있음을 알 수 있다. 따라서 입구(In)와 출구(Out)를 동축 상에서, 도 1에 도시한 바와 같이 파이프(P) 상에 설치하는 것이 가능하게 될 것으로 기대된다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 고안의 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 다양한 변화가 가능할 것임은 당연하다고 할 수 있다. 그리고 본 고안의 보호범위는 실용신안등록 청구의 범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

10 ..... 감압밸브
20 ..... 케이싱
22 ..... 상류측 케이싱
22a ..... 내부통로
24 ..... 중간 케이싱
24a ..... 내부플랜지
26 ..... 하류측 케이싱
26a ..... 하류측 통로
30 ..... 디스크
31 ..... 유체압 작용면
32 ..... 연결부
33 ..... 대기압 작용면
40 ..... 디스크 연동부재
42 ..... 압력조절통로
44 ..... 원뿔부분
46 ..... 디스크 연동부재의 단부
49 ..... 플랜지
49a ..... 패킹링
50 ..... 출구부재
52 ..... 출구통로
60 ..... 조절부재
62 ..... 스프링
64 ..... 와셔
66 ..... 전달부재

Claims (3)

1. 급수원에서 유체가 유입되는 입구와, 상기 입구를 통하여 유입된 유체가 통과하고 케이싱에서 내부로 연장된 내부플랜지(24a)의 내측에 형성되는 압력조절통로(42), 그리고 상기 압력조절통로와 연통되는 하류측 통로(26a)를 구비하는 케이싱(20)과;
   상기 케이싱(20)의 내부에서 수밀상태로 일정 구간 이동 가능하게 지지되고, 입구와 연통하는 면이 유체압 작용면(31)을 형성하고 그 반대측면은 대기압에 노출된 대기압 작용면(33)을 형성하며, 상기 입구와 연통하는 중간 통로(34)를 구비하는 디스크(30);
   상기 압력조절통로(42)를 통하여 디스크와 연동하도록 연결되고, 디스크와의 연동 이동에 의하여 압력조절통로(42)의 간격이 조절되어 유체의 속도가 변하는 원뿔부분(44)을 구비하는 디스크 연동부재(40); 그리고
   상기 디스크(30)를 유체압 작용면(31) 방향으로 탄성적으로 지지하는 탄성부재로 구성되어;
   상기 탄성부재의 위치 변화에 따른 디스크의 이동에 의하여 디스크 연동부재가 이동하면서, 압력조절통로(42)의 크기가 변화하여 유속 및 압력이 변화하고;
   상기 케이싱의 하류측 외주면에 나사결합되는 조절부재(60)가 회전에 의하여 직선 운동하여 탄성부재의 위치를 변경함으로써, 압력조절통로(42)의 간격 조절을 통하여 유량 조절이 가능하며;
   상기 케이싱의 하류측 통로와 연통하는 출구통로(52)를 구비하는 출구부재(50)에는 출구통로(52)로 배출되는 유체의 유량을 조절할 수 있는 유량조절장치가 설치되는 감압밸브.
   
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