KR20070012356A

KR20070012356A - 유체 제어기

Info

Publication number: KR20070012356A
Application number: KR1020067017547A
Authority: KR
Inventors: 겐지 츠보타; 미치오 야마지; 시게루 이토이; 츠토무 시노하라; 이치로 도쿠다
Original assignee: 가부시키가이샤 후지킨
Priority date: 2004-02-10
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2007-01-25
Also published as: EP1715230B1; CN1914445A; EP1715230A1; WO2005075866A1; CN100439780C; KR101096832B1; CA2555315A1; EP1715230A4; US7802771B2; IL177350A0; US20060175563A1; TW200526890A; TWI324664B

Abstract

유체 제어기(71)는 케이싱(73) 내에 형성된 압축 유체 도입실(90) 내로의 압축 유체의 도입 또는 배출에 의해 상하 이동하여 밸브체 리테이너(5)를 압축 코일 스프링(77)의 압박력에 대항하여 개방 위치로 이동시키는 자동 개폐시 작동 부재(75)와, 수동 조작에 의해 상하 이동하여 아래쪽으로 이동하는 것에 의해 직접 밸브체 리테이너(5)를 아래쪽으로 압박하는 수동 개폐시 작동 부재(74)를 구비하고 있다.

Description

유체 제어기{FLUID CONTROLLER}

본 발명은, 유체 제어기에 관한 것이며, 특히 유체 통로의 차단 또는 개방을 유체 압력을 이용하여 자동으로 행하는 자동 밸브를 개량한 유체 제어기에 관한 것이다.

유체 통로가 설치된 밸브 박스와, 밸브 박스 상부에 설치된 케이싱과, 유체 통로를 개폐하는 밸브체와, 아래쪽으로 이동하여 밸브체를 폐쇄 상태로 하는 폐쇄 위치와 위쪽으로 이동하여 밸브체를 개방 상태로 하는 개방 위치로 이동하는 밸브체 리테이너와, 밸브체를 폐쇄 위치 방향 및 개방 위치 방향 중 어느 한 쪽으로 압박하는 탄성 부재와, 자동 개폐 수단에 의해 상하 이동하는 밸브체 리테이너를 탄성 부재의 압박력에 대항하여 개방 위치 또는 폐쇄 위치로 이동시키는 자동 개폐시 작동 부재를 구비하고 있는 유체 제어기는 종래부터 잘 알려져 있다(특허 문헌 1=일본 특허 공개 제2000-283328호 공보). 특허 문헌 1에 기재한 유체 제어기는 압축 공기를 이용하여 자동 개폐시 작동 부재로서의 밸브 로드를 이동시키는 자동식의 것(자동 밸브)이지만, 조작 핸들을 돌리는 것에 의해 수동 개폐시 작동 부재로서의 밸브 로드를 이동시키는 수동식 유체 제어기(수동 밸브)도 잘 알려 있다.

상기 종래의 자동 밸브 및 수동 밸브는 이들이 조합되어 개폐 기구를 구성하 는 것이 일반적으로 되어 있고, 통상의 사용 상태에서는 수동 밸브를 개방 상태로 하여 자동 밸브의 차단 개방에 의해 유체 통로를 제어하고, 긴급히 유체 통로를 차단할 필요가 생겼을 때에 작업자가 수동으로 수동 밸브를 조작하도록 되어 있다. 이와 같이, 자동 밸브와 수동 밸브 양쪽 모두를 사용하는 것은 비용적으로도 공간적으로도 비효율적인 것이었다.

본 발명의 목적은 수동 밸브와 자동 밸브의 양쪽 기능을 갖추고 있고, 따라서 종래의 자동 밸브 및 수동 밸브로 이루어지는 개폐 기구를 하나의 제어기로 대체 가능한 유체 제어기를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 의한 유체 제어기는, 유체 통로가 설치된 밸브 박스와, 밸브 박스 상부에 설치된 케이싱과, 유체 통로를 개폐하는 밸브체와, 아래쪽으로 이동하여 밸브체를 폐쇄 상태로 하는 폐쇄 위치와 위쪽으로 이동하여 밸브체를 개방 상태로 하는 개방 위치로 이동하는 밸브체 리테이너와, 밸브체를 폐쇄 위치 방향 및 개방 위치 방향 중 어느 한 쪽에 압박하는 탄성 부재와, 자동 개폐 수단에 의해 상하 이동하여 밸브체 리테이너를 탄성 부재의 압박력에 대항하여 개방 위치 또는 폐쇄 위치로 이동시키는 자동 개폐시 작동 부재를 포함하고 있는 유체 제어기에 있어서, 수동 조작에 의해 상하 이동하여 아래쪽으로 이동하는 것에 의해 밸브체 리테이너를 아래쪽으로 압박하는 수동 개폐시 작동 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

유체 제어기는 자동 개폐 수단이 오프일 때에 유체 통로를 개방하는 상시 개방 타입이더라도, 자동 개폐 수단이 오프일 때에 유체 통로를 폐쇄하는 상시 폐쇄 타입이더라도 좋다.

자동 개폐 수단은 케이싱 내에 형성된 압축 유체 도입실 내로의 압축 유체의 도입 또는 배출에 의해 행하는 것이더라도 좋고, 또한 전자력에 의해 행하는 것이더라도 좋다.

수동 개폐시 작동 부재가 밸브체 리테이너를 아래쪽으로 압박함에 있어서는, 자동 개폐시 작동 부재를 통해 행해지는 경우가 있고, 또한 수동 개폐시 작동 부재는 자동 개폐시 작동 부재를 통하지 않고(직접) 밸브체 리테이너를 압박하는 경우가 있다. 제1 실시예(청구항 2 내지 5)가 전자에, 제2 실시예(청구항 6 내지 8)가 후자에 각각 속해 있다. 제1 실시예에서는 자동 밸브에서 자동 개폐시 작동 부재로 되어 있는 밸브 로드(봉형체)를 본 발명의 자동 개폐시 작동 부재에 적용하고, 수동 조작에 의해 아래쪽으로 이동한 수동 개폐시 작동 부재는 자동 개폐시 작동 부재를 아래쪽으로 이동시키고, 이에 따라 자동 개폐시 작동 부재가 밸브체 리테이너를 아래쪽으로 압박한다. 제2 실시예에서는 수동 밸브에서 수동 개폐시 작동 부재로 되어 있는 밸브 로드(봉형체)를 본 발명의 수동 개폐시 작동 부재에 적용하고, 수동 조작에 의해 아래쪽으로 이동한 수동 개폐시 작동 부재가 직접 밸브체 리테이너를 아래쪽으로 압박하며, 자동 개폐시 작동 부재는 수동 개폐시 작동 부재의 상하 이동과는 무관하게 자동 개폐 수단에 의해 상하 이동된다.

유체 제어기의 보다 구체적인 구성으로서는, 예컨대 통형체로 된 수동 개폐시 작동 부재 내에 이동 가능하게 끼워 넣어지는 가동 통로 부재를 더 포함하고 있고, 수동 개폐시 작동 부재는 케이싱 내에 유밀(流密)식으로 배치되면서 조작 핸들을 수동으로 조작함으로써, 자동 개폐시 작동 부재와 일체가 되어 움직이는 부분의 상면과의 사이에 소정 간극이 있는 자동 개폐 가능 위치, 자동 개폐시 작동 부재와 일체가 되어 움직이는 부분의 상면에 접촉하는 자동 개폐 불가능 위치, 및 더 아래쪽으로 이동하여 자동 개폐시 작동 부재를 하강시키는 작동 위치로 이동되며, 가동 통로 부재는 수동 개폐시 작동 부재가 자동 개폐 가능 위치로부터 자동 개폐 불가능 위치까지 이동할 때의 이동량보다 적은 이동량의 위치에서 정지하도록 되어 있고, 자동 개폐시 작동 부재에는 상단부가 수동 개폐시 작동 부재 하부 내에 있으면서 상단부로부터 아래쪽으로 연장하여 압축 유체 도입실로 통하는 자동 개폐시 작동 부재 내 압축 유체 통로가 형성되고, 케이싱에 가동 통로 부재의 하단부 근처에 대응하는 위치에 위치하는 압축 유체 통로 및 가동 통로 부재의 상단부 근처에 대응하는 위치에 위치하는 유체 배출 통로가 형성되고, 수동 개폐시 작동 부재에는 수동 개폐시 작동 부재가 자동 개폐 가능 위치에 있을 때에 케이싱의 압축 유체 통로로 통하는 압축 유체 통로 및 수동 개폐시 작동 부재가 자동 개폐 불가능 위치로 하강했을 때에 케이싱의 유체 배출 통로로 통하는 유체 배출 통로가 형성되며, 가동 통로 부재에는 수동 개폐시 작동 부재가 자동 개폐 가능 위치에 있을 때에 수동 개폐시 작동 부재 내 압축 유체 통로와 자동 개폐시 작동 부재 내 압축 유체 통로를 연통시키는 압축 유체 통로와, 수동 개폐시 작동 부재가 자동 개폐 불가능 위치로 하강했을 때에 가동 통로 부재가 수동 개폐시 작동 부재에 대하여 상대적으로 위쪽으로 이동함으로써 수동 개폐시 작동 부재 내 유체 배출 통로와 자동 개폐시 작동 부재 내 압축 유체 통로를 연통시키고, 수동 개폐시 작동 부재가 자동 개폐 가능 위치에 있을 때는 이 연통이 차단되는 유체 배출 통로가 형성되어 있다(청구항 2의 발명).

청구항 2의 발명에 있어서, 봉형체와 일체가 되어 움직이는 부분은 통상, 압축 유체 도입실의 상면을 형성하는 피스톤이 된다. 수동 개폐시 작동 부재는 조작 핸들과 조작축을 통해 일체화되고, 수동 개폐시 작동 부재에는 케이싱에 설치된 암나사부에 나사 결합되는 수나사부가 형성된다. 이에 따라, 조작 핸들을 회전시킴으로써, 자동 개폐 가능 위치에 있는 수동 개폐시 작동 부재는 회전하면서 하강한다. 핸들의 조작 각도는 특별히 한정되지 않지만, 이 각도를 90°로 함으로써, 조작성이 양호해진다. 케이싱, 봉형체, 수동 개폐시 작동 부재 및 가동 통로 부재에 형성되는 압축 유체 유로 및 유체 배출 통로는 특별히 한정되는 것이 아니라, 압축 유체 도입실 내와 케이싱 외부를 연통 가능하면서 수동 개폐시 작동 부재 및 가동 통로 부재의 이동에 따라 차단 가능하도록 여러 가지의 구성이 가능하다.

청구항 2의 발명의 유체 제어기에 의하면, 통상은 수동 개폐시 작동 부재가 자동 개폐 가능 위치에 유지되고, 이 상태에서는 유체 제어기에 형성된 압축 유체 통로를 통해 외부로부터 압축 유체 도입실 내로의 압축 유체의 도입 및 압축 유체 도입실 내로부터 외부로의 압축 유체의 배출이 가능해진다. 즉, 이 유체 제어기가 통상의 자동 밸브로서 기능한다. 조작 핸들을 조작하여 수동 개폐시 작동 부재를 자동 개폐 불가능 위치로 이동시키면 수동 개폐시 작동 부재의 하면이 봉형체와 일체가 되어 움직이는 부분의 상면에 접촉하고, 동시에 유체 제어기에 형성된 유체 배출 통로를 통해 압축 유체 도입실 내로부터 외부로 압축 유체가 배출된다. 이에 따라 봉형체에 작용하고 있던 압축 유체 도입실 내 압력이 없어진다. 이 상태로부터 조작 핸들을 더 이동시키면 수동 개폐시 작동 부재가 더 아래쪽으로 이동하고, 이에 따라 봉형체가 아래쪽으로 이동한다. 이렇게 해서 긴급시의 수동 조작에 의한 봉형체의 이동, 즉 유로 개폐 조작을 용이하게 행할 수 있다.

가동 통로 부재를 수동 개폐시 작동 부재의 이동량보다 적은 이동량의 위치에서 정지시키기 위한 수단으로서는, 예컨대 가동 통로 부재를 하향으로 압박하는 탄성 부재(압축 코일 스프링, 접시 스프링 등)와, 봉형체에 설치되어 가동 통로 부재의 그 이상의 하강을 정지시키는 스토퍼로 이루어지는 것이 된다. 스토퍼는, 예컨대 봉형체 상단부에 형성된 환형 홈 또는 환형 단부에 수용된 환형 시일 부재(O링 등)가 되고, 이 환형 시일 부재에 가동 통로 부재의 하단이 접촉하도록 이루어진다.

이와 같이 하면, 가동 통로 부재는 수동 개폐시 작동 부재의 하강에 따라, 우선 탄성 부재로 하향으로 압박됨으로써 수동 개폐시 작동 부재와 일체가 되어 하강하고, 그 후 스토퍼에 의해 정지된다. 수동 개폐시 작동 부재가 더 하강됨으로써, 가동 통로 부재는 수동 개폐시 작동 부재에 대하여 상대적으로 위쪽으로 이동된다. 스토퍼를 환형 시일 부재로 함으로써, 봉형체 상단부와 가동 통로 부재 사이에 형성되어 있던 압축 유체 통로를 고압 유체에 대해서도 확실하게 차단할 수 있다.

가동 통로 부재는 상단부 근처에 플랜지부를 갖는 대략 원주형으로 형성되고, 수동 개폐시 작동 부재에는 가동 통로 부재의 플랜지부가 상하 이동 가능하게 끼워지는 환형 홈과, 이 환형 홈과 케이싱 벽 내 유체 배출 통로를 연통시키는 유체 배출 통로가 형성되며, 수동 개폐시 작동 부재의 환형 홈에는 자동 개폐 가능 위치에서 탄성 부재에 압박된 가동 통로 부재의 플랜지부에 의해 하향으로 압박되는 환형 시일 부재가 개재되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 유체 배출 통로의 차단 및 연통을 확실하면서 간단한 구성으로 행할 수 있다.

수동 개폐시 작동 부재의 상단부에는 볼록부가 형성되고, 조작 핸들에는 고정된 조작축 하단부에 오목부가 형성되어 있으며, 수동 개폐시 작동 부재의 볼록부의 외주 및 조작축의 오목부의 내주 중 어느 한 쪽에는 둘레 방향으로 소정 간격을 두고 형성된 복수의 돌기가 등간격으로 형성되는 동시에, 다른 쪽에는 이들 돌기 수의 정수 배의 홈이 등간격으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우에, 한쪽을 세레이션 등의 다수(20 내지 40 정도)의 요철이 있는 형상으로 하고, 끼워 맞춤을 하나 어긋나게 함으로써, 9 내지 18°의 조정이 가능하게 되어 있는 것이 보다 바람직하다.

이와 같이 하면, 조작 핸들과 수동 개폐시 작동 부재의 일체화를 용이하게 행할 수 있는 동시에, 핸들이 소정의 방향으로 향하도록, 조작축을 수동 개폐시 작동 부재에 끼워 맞추는 것이 가능해진다.

유체 제어기의 보다 구체적인 다른 구성으로서는, 예컨대 수동 개폐시 작동 부재는 밸브체 리테이너의 정상면 중앙부를 하단이 아래쪽으로 압박하는 자동 개폐 불가능 위치 및 밸브체 리테이너의 정상면 중앙부로부터 하단이 떨어진 자동 개폐 가능 위치로 수동 조작에 의해 이동하는 봉형체로 되고, 자동 개폐시 작동 부재는 봉형의 수동 개폐시 작동 부재에 상대적으로 상하 이동 가능하게 끼워 맞춰지며, 탄성 부재에 압박되어 밸브체 리테이너의 정상면 주연부를 하단이 아래쪽으로 압박하는 폐쇄 위치 및 자동 개폐 수단에 의해 밸브체 리테이너의 정상면 중앙부로부터 하단이 떨어진 개방 위치로 이동하는 통형체로 되어 있는 것이 된다(청구항 6의 발명).

청구항 6의 발명에 의하면, 자동 개폐 수단이 구체적인 구성(압축 공기식, 전자식 등)을 임의의 것으로 할 수 있고, 또한 수동시 작동 부재의 조작은 자동 개폐 수단으로부터 자동 개폐시 작동 부재에 작용하는 힘에 관계없이 행할 수 있다.

이 경우에, 케이싱 내에 카운터 플레이트에 의해 구획된 상측 안내부와 하측 안내부가 형성되고, 자동 개폐시 작동 부재는 상측 안내부에 안내되는 상측 피스톤부와, 하측 안내부에 안내되는 하측 피스톤부를 가지고 있으며, 카운터 플레이트와 자동 개폐시 작동 부재의 상측 피스톤부 사이가 압축 공기 도입실이 되고, 수동 개폐시 작동 부재는 축 방향 통로와, 축 방향 통로로부터 직경 방향으로 연장하여 자동 개폐시 작동 부재에 마련된 직경 방향 관통 구멍을 통해 압축 공기 도입실로 통해 있는 하단 직경 방향 통로와, 축 방향 통로의 중간부로부터 직경 방향으로 연장하여 케이싱 본체의 둘레 벽에 설치된 압축 유체 도입부로 통해 있는 중간 직경 방향 통로를 갖는 경우가 있다. 예컨대, 유체 제어기를 다이어프램 밸브로 하는 경우에는 자동 개폐 수단을 압축 공기식으로 하는 것이 바람직하지만, 수동 개폐시 작동 부재에 축 방향 통로 및 직경 방향 통로 등의 통로를 형성함으로써, 조밀한 구성이면서 자동 및 수동 조작이 가능한 다이어프램 밸브를 얻을 수 있다.

또한, 자동 개폐시 작동 부재의 내주에 있는 간극, 자동 개폐시 작동 부재에 형성된 제2 직경 방향 관통 구멍 및 자동 개폐시 작동 부재의 외주에 있는 간극에 의해 수동 개폐시 작동 부재의 하단 직경 방향 통로와 자동 개폐시 작동 부재의 하측 피스톤부 아래쪽 공간이 연통되어 있는 경우가 있다. 이와 같이 하면, 카운터 플레이트와 자동 개폐시 작동 부재의 상측 피스톤부 사이에 형성된 압축 공기 도입실 뿐만 아니라, 하측 피스톤부 아래쪽 공간도 압축 공기의 도입실이 되고, 구성 부재를 추가하지 않고, 자동 개폐시 작동 부재를 상향으로 누르는 힘을 크게 할 수 있다.

본 발명의 유체 제어기에 의하면, 통상은 수동 개폐시 작동 부재가 자동 개폐 가능 위치에 유지되고, 이 상태에서는 자동 개폐 수단(예컨대, 유체 제어기에 형성된 압축 유체 통로를 통해 외부로부터 압축 유체 도입실 내로의 압축 유체의 도입 및 압축 유체 도입실 내로부터 외부로의 압축 유체의 배출)에 의한 유체 통로의 개폐가 가능해진다. 즉, 이 유체 제어기가 통상의 자동 밸브로서 기능한다. 조작 핸들을 조작하여 작동 부재를 자동 개폐 불가능 위치로 이동시키면 수동 개폐시 작동 부재는 자동 개폐시 조작 부재를 통해 또는 직접 밸브체 리테이너를 아래쪽으로 압박한다. 이렇게 해서 긴급시의 수동 조작에 의한 유체 통로의 차단 조작을 용이하게 행할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 유체 제어기의 제1 실시예를 도시하는 종단면도로서, 자동 개폐 가능 상태를 도시하고 있다.

도 2는 동 주요부의 확대 종단면도이다.

도 3은 본 발명에 의한 유체 제어기의 조작축의 구성을 도시한 도면으로서, (a)는 종단면도, (b)는 (a)의 선 B-B를 따라 취한 단면도이다.

도 4는 본 발명에 의한 유체 제어기의 작동 부재의 구성을 도시한 도면으로서, (a)는 종단면도, (b)는 (a)의 선 B-B를 따라 취한 단면도이다.

도 5는 본 발명에 의한 유체 제어기의 제1 실시예를 도시하는 종단면도로서, 자동 개폐 불가능 상태를 도시하고 있다.

도 6은 동 주요부 확대 종단면도이다.

도 7은 본 발명에 의한 유체 제어기의 제2 실시예를 도시하는 종단면도로서, 자동 개폐 불가능 상태를 도시하고 있다.

도 8은 동, 자동 개폐 가능 상태의 폐쇄 상태를 도시하는 도면이다.

도 9는 동, 자동 개폐 가능 상태의 열린 상태를 도시하는 도면이다.

도 10은 도 9의 주요부 확대도이다.

도 11은 동, 긴급시의 폐쇄 상태를 도시하는 도면이다.

본 발명의 실시예를, 이하 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 설명에서, 좌우는 도면의 좌우를 말하는 것으로 한다.

도 1부터 도 6까지는 본 발명의 유체 제어기의 제1 실시예를 도시하고 있다. 도 1 및 도 2는 수동 개폐시 작동 부재로서의 통형체(15)가 자동 개폐 가능 위치에 있어, 자동 개폐시 작동 부재로서의 봉형체(9)가 폐쇄 위치에 있는 자동 개폐 가능 상태의 폐쇄 상태, 도 5 및 도 6은 수동 개폐시 작동 부재로서의 통형체(15)가 자동 개폐 불가능 위치에 있어, 자동 개폐시 작동 부재로서의 봉형체(9)의 위치가 통형체(15)에 의해 규제되어 있는 상태를 각각 도시하고 있다.

제1 실시예의 유체 제어기(1)는 유체 유입 통로(2a) 및 유체 유출 통로(2b)를 갖고 있는 밸브 박스(2)와, 유체 유입 통로(2a)의 상향 개구의 주연부에 설치된 환형 밸브 시트(3)와, 환형 밸브 시트(3)에 압박(폐쇄 방향으로 이동) 또는 이격(개방 방향으로 이동)되어 유체 유입 통로(2a)를 개폐하는 다이어프램(밸브체)(4)과, 다이어프램(4)을 억제하는 상하 이동 가능한 밸브체 리테이너(5)와, 밸브 박스(2)에 형성된 오목부에 하단부가 삽입되어 위쪽으로 연장하는 원통형 보닛(6)과, 보닛(6)을 밸브 박스(2)에 고정하는 캡 너트(7)와, 보닛(6) 상단부에 하단부가 고정된 케이싱(8)과, 보닛(6)에 상하 이동 가능하게 삽입 관통되어 그 상부가 케이싱(8) 내에 있는 자동 개폐시 작동 부재로서의 봉형체(9)와, 케이싱(8)의 하단부 근처에서 봉형체(9)에 일체화된 하측 피스톤부(10)와, 봉형체(9) 하단부와 보닛(6) 상단부 사이에 수용되어 봉형체(9)를 하향으로 압박하는 압축 코일 스프링(봉형체 압박용 탄성 부재)(11)과, 하측 피스톤부(10) 위쪽에서 봉형체(9)에 끼워져 케이싱(8)에 고정된 카운터 플레이트(12)와, 케이싱(8) 내의 카운터 플레이트(12) 위쪽에서 봉형체(9)에 일체화된 상측 피스톤부(13)와, 상측 피스톤부(13)의 상면에 접하도록 봉형체(9)에 부착된 하측 베어링(14)과, 하측 베어링(14)의 위쪽에서 봉형체(9)의 상단부에 하부가 끼워 씌워진 수동 개폐시 작동 부재로서의 통형체(15)와, 통형체(15) 상부 내에 상하 이동 가능하게 끼워 넣어진 가동 통로 부재(16)와, 통형체(15)에 결합된 조작 핸들(18) 부착 조작축(17)과, 조작축(17)과 가동 통로 부재(16) 사이에 배치되어 가동 통로 부재(16)를 아래쪽으로 압박하는 탄성 부재로서의 압축 코일 스프링(가동 통로 부재 압박용 탄성 부재)(19)과, 조작축(17)의 대직경 축부(61)의 상면과 케이싱(8) 정상벽 하면 사이에 배치된 상측 베어링(20)을 구비하고 있다.

상측 피스톤부(13)보다 아래쪽의 구성은 공지의 자동 밸브와 같은 것이며, 이들의 상세한 설명은 생략한다. 또한, 상측 피스톤부(13)보다 아래쪽의 구성은 도시한 것에 한정되는 것이 아니라, 공지의 여러 가지의 자동 밸브의 구성으로 대체할 수 있다.

케이싱(8)은 원통형의 케이싱 본체(21)와, 케이싱 본체(21)의 하단부에 나사 결합되면서 보닛(6)에 고정된 바닥벽부(22)와, 케이싱 본체(21)의 상단부에 끼워 씌워진 정상벽부(23)로 이루어진다. 바닥벽부(22)에는 봉형체(9) 삽입 관통용 구멍이 형성되고, 정상벽부(23)에는 조작축(17) 삽입 관통용 구멍이 형성되어 있다.

케이싱 본체(21)에는 본체 하부에 형성되면서 하측 및 상측의 피스톤(10, 13)을 미끄럼 이동 가능하게 안내하는 실린더실(24)과, 실린더실(24)의 상단에 연속하여 이것보다 소직경의 암나사부(25)와, 암나사부(25) 상단에 설치된 소직경 내주면(26)과, 소직경 내주면(26)의 상단에 연속해 있는 대직경 원주면(27)과, 대직경 원주면(27)의 상부에서 원주의 대략 1/4에 걸쳐 둘레 방향으로 연장하는 오목부(28)가 형성되어 있다. 그리고, 하측 피스톤부(10)와 케이싱 바닥벽부(22) 사이 가 하측 압축 유체 도입실(29)이 되고, 상측 피스톤부(13)와 카운터 플레이트(12) 사이가 상측 압축 유체 도입실(30)로 되어 있다. 또한, 케이싱 본체(21)에는 소직경 원주면(26)의 하부 내주에 개구하면서 압축 유체 도입용 배관이 접속되는 직경 방향 관통 나사부(케이싱벽 내 압축 유체 통로)(31)와, 소직경 원주면(26)의 상부 내주에 개구되어 있는 직경 방향 관통 구멍(케이싱벽 내 유체 배출 통로)(32)이 마련되어 있다.

봉형체(9)에는 하측 피스톤부(10) 하면보다 약간 하측 위치부터 봉형체(9) 상단 근처까지 연장하고 있는 축 방향 통로(37)와, 축 방향 통로(37)의 하단부부터 직경 방향으로 연장하여 하측 압축 유체 도입실(29)로 통해 있는 직경 방향 통로(38)와, 축 방향 통로(37)의 중간부부터 직경 방향으로 연장하여 상측 압축 유체 도입실(30)로 통해 있는 직경 방향 통로(39)와, 축 방향 통로(37)의 상단부부터 직경 방향으로 연장하여 봉형체(9)의 상단부 외주에 개구되어 있는 직경 방향 통로(40)가 형성되어 있다. 이들의 통로(37, 38, 39, 40)은 봉형체 내 압축 유체 통로를 형성하고 있다.

하측 베어링(14)은 스러스트 베어링이고, 하측의 궤도륜이 상측 피스톤부(13)의 상면에 일체화되며, 상측의 궤도륜은 도 1에 도시하는 통형체(15)가 자동 개폐 가능 위치에 있는 통상 상태에서, 통형체(15) 하면과 약간의 간격을 두도록 배치되어 있다.

통형체(15)는 케이싱 본체(21)에 형성되기 때문에 나사부(25)에 나사 결합되는 수나사부(41)와, 수나사부(41)의 상단에 연속하여 설치되면서 케이싱 본체(21) 의 소직경 내주면(26)에 미끄럼 이동 가능하게 끼워 넣어진 미끄럼 이동부(42)와, 미끄럼 이동부(42)의 상단부에 마련되면서 조작축(17)의 하단면에 형성된 오목부(62)에 끼워 넣어지는 볼록부(43)를 갖고 있다. 통형체(15)를 회전시키면 그 수나사부(41)가 케이싱 본체(21)의 암나사부(25)에 대해 회전하고, 통형체(15)는 회전하면서 하강한다.

가동 통로 부재(16)는 도 2에 도시하는 바와 같이, 통형체(15) 내에 미끄럼 이동 가능하게 끼워 넣어진 대직경 축부(51)와, 대직경 축부(51) 상단에 연속하는 소직경 축부(52)와, 대직경 축부(51) 하단면에 설치된 원형의 오목부(53)와, 소직경 축부(52)의 상단 근처에 설치된 플랜지부(54)를 구비하고 있다.

조작축(17)은, 통형체(15)의 볼록부(43)에 끼워 맞춰져 있는 원형의 오목부(62)를 하단면에 갖고 있는 대직경부(61)와, 대직경부(61) 상단에 연속하는 소직경부(63)와, 대직경부(61)의 외주에 설치되어 케이싱 본체(21)의 오목부(28)에 끼워 넣어지는 직경 방향 돌출부(64)를 구비하고 있다. 소직경부(63)는 케이싱 정상 벽부(23)를 관통하여 이것의 위쪽에 돌출되어 있다. 케이싱 본체(21)의 오목부(28)가 원주의 대략 1/4(실제로는 변동분을 고려하여 1/4보다 많이)에 걸쳐 둘레 방향으로 연장하도록 형성되어 있음으로써, 조작축(17)의 회전 가능 각도는 대략 90°(90° 이상)로 되어 있다.

조작 핸들(18)은 조작축(17)의 소직경부(63)의 위쪽 돌출부에 고정되어 있고, 소직경부(63)에 끼워 넣어져 있는 부분의 윤곽 형상이 대략 타원형이 되어 그 하단부에 원형의 플랜지부(18a)가 형성되어 있다.

압축 코일 스프링(19)은 통형체(15)의 상단부에 끼워 넣어지고, 그 상단이 조작축(17)의 오목부(62) 바닥면에 수용되며, 그 하단이 가동 통로 부재(16)의 플랜지부(54)의 상면에서 수용되고 있다.

상측 베어링(20)은 스러스트 베어링이며, 케이싱 정상벽부(23)의 하면과 조작축(17)의 대직경부(61) 상면 사이에 배치되고, 그 하측의 궤도륜이 조작축(17)의 대직경부(61)에 고정되어 있다.

케이싱 정상벽부(23)의 상면에는 도시 생략하였지만, "Enabled(자동 개폐 가능 상태)" 또는 "Disabled(자동 개폐 불가능 상태)"의 표시 문자가 기재되어 있고, 조작 핸들(18)의 플랜지부(18a)에 형성된 창으로부터 이 표시 문자가 시인 가능하게 되어 있다.

계속해서, 도 2를 참조하여 봉형체(9)의 상단부, 통형체(15) 및 가동 통로 부재(16)의 구성에 관해서 설명한다.

봉형체(9)의 상단부는 그 보다 아래 부분보다 소직경으로 형성되어 있고, 대직경부(34)와 소직경부(33)의 경계 부분에는 바닥면 직경이 소직경부(33) 내경보다 작은 환형 홈(35)이 형성되어 이 환형 홈(35)에 O링(36)이 끼워 넣어져 있다. 환형 홈(35)은 하면이 상면보다 직경 방향 바깥쪽으로 돌출되어 있고, 하면에 실린 O링(36)의 외경은 환형 홈(35)의 상면의 외경보다 크게 이루어져 있다. 그리고, 통형체(15)가 자동 개폐 가능 위치에 있는 통상 상태에서는 가동 통로 부재(16)의 하단면과 그 O링(36) 사이에는 압축 유체 통로가 되는 간극(G1)이 존재하고 있다. 환형 홈(35)에 끼워진 O링(36)은 가동 통로 부재(16)가 도 2에 도시하는 위치로부터 더 하강하였을 때의 간극(G1)을 차단하는 시일 기능 및 가동 통로 부재(16)의 하한 위치를 결정하는 스토퍼 기능의 양 기능을 갖고 있다.

통형체(15)의 미끄럼 이동부(42)의 상단부의 내경은 그 보다 아래 부분보다 대직경으로 되어 있고, 대직경부(44)와 소직경부(45)의 경계 부분에는 바닥면 직경이 대직경부 내경보다 큰 환형 홈(46)이 형성되어 있다. 이 환형 홈(46)에는 O링(47)이 끼워 넣어져 있다. 환형 홈(46)은 하면이 상면보다 직경 방향 안쪽으로 돌출되어 있고, 하면에 실린 O링(47)의 내경은 환형 홈(46)의 상면의 내경보다 작게 이루어져 있다. 환형 홈(46)에 끼워진 O링(47)은 도 2에 도시하는 자동 개폐 가능 상태에서, 가동 통로 부재(16)의 플랜지부(54)와 통형체(15) 사이의 간극(G2)(도 6 참조)을 차단하는 시일 기능 및 가동 통로 부재(16)의 정지 위치를 결정하는 스토퍼 기능의 양 기능을 갖고 있다.

통형체(15)에는 통형체(15)가 자동 개폐 가능 위치에 있는 통상 상태에서, 일단이 케이싱벽 내 압축 유체 통로(31)로 통하고 타단이 내주에 개구되어 있는 직경 방향 관통 구멍(통형체 내 압축 유체 통로)(48)과, 케이싱벽 내 유체 배출 통로(32)보다 위쪽에서 이 통로(32)와 O링(50)에 의해 차단되어 있는 직경 방향 관통 구멍(통형체 내 유체 배출 통로)(49)이 마련되어 있다.

가동 통로 부재(16)에는 오목부(53)의 바닥면으로부터 소직경 축부(52)의 중간 정도까지 연장하는 축 방향 통로(55)와, 축 방향 통로(55)의 상단으로부터 직경 방향으로 연장하여 소직경 축부(52)의 외주에 개구되어 있는 직경 방향 통로(56)가 형성되어 있다. 통형체(15)가 자동 개폐 가능 위치에 있을 때는 가동 통로 부 재(16)의 오목부(53)의 바닥면과 봉형체(9)의 상단면 사이에는 간극이 있고, 가동 통로 부재(16) 내의 축 방향 통로(55)의 하단은 이 간극으로 개구되어 있다.

통형체(15)와 가동 통로 부재(16)의 대직경 축부(51)의 끼워 맞춤은 느슨한 것이고, 통형체(15) 내주와 가동 통로 부재(16)의 하부의 외주 사이에는 환형 간극(57)이 형성되어 있다. 통형체(15)와 가동 통로 부재(16)의 소직경 축부(52)의 끼워 맞춤은 더 느슨한 것이고, 통형체(15) 내주와 가동 통로 부재(16)의 상부의 외주 사이에는 환형 간극(58)이 형성되어 있다.

가동 통로 부재(16)의 대직경 축부(51)의 상단부 근처의 외주에는 환형 홈이 형성되어 이 홈 내에 O링(60)이 끼워 넣어져 있고, 이에 따라 하부의 환형 간극(57)과 상부의 환형 간극(58)의 연통은 차단되어 있다. 또한, 가동 통로 부재(15)의 오목부(53)와 봉형체(9) 상단부의 끼워 맞춤은 느슨한 것이고, 가동 통로 부재(15)의 오목부(53) 내면과 봉형체(9) 상단부 외주 사이에도 환형 간극(59)이 형성되어 있다. 또한, 가동 통로 부재(16)의 플랜지부(54)와 통형체(15)의 대직경부(44)의 끼워 맞춤도 느슨한 것이고, 가동 통로 부재(16)의 플랜지부(54) 외주와 통형체(15)의 대직경부(44) 내주 사이에도 환형 간극(67)이 형성되어 있다.

가동 통로 부재(16) 하부의 환형 간극(57), 가동 통로 부재(15)의 오목부(53)의 환형 간극(59), 및 가동 통로 부재(16) 하단면과 O링(36) 사이의 간극(G1)에 의해 가동 통로 부재(16)의 압축 유체 통로가 형성되어 있다. 또한, 가동 통로 부재(15) 내의 축 방향 통로(55) 및 직경 방향 통로(56)와, 가동 통로 부재(15)의 상부의 환형 간극(58), 가동 통로 부재(16)의 플랜지부(54)의 환형 간 극(67) 및 가동 통로 부재(16)의 플랜지부(54)와 O링(47) 사이의 간극(G2)에 의해 가동 통로 부재(16)의 유체 배출 통로가 형성되어 있다.

통형체(15)가 자동 개폐 가능 위치에 있을 때에는, 가동 통로 부재(16)의 하단면과 봉형체(9)의 환형 홈(35)에 끼워 넣어진 O링(36) 사이에 약간의 간극(G1)이 존재하고 있기 때문에 봉형체 내 압축 유체 통로의 직경 방향 통로(40)와 케이싱벽 내 압축 유체 통로(31)는 가동 통로 부재(16)의 오목부(53)의 내면의 환형 간극(59), 가동 통로 부재(16)의 하단면과 O링(36)의 간극(G1), 가동 통로 부재(16) 외주의 하측 환형 간극(57), 및 통형체 내 압축 유체 통로(48)를 통해 연통되고, 이렇게 하여 케이싱벽 내 압축 유체 통로(31)로부터 압축 유체 도입실(29, 30)에 도달하는 압축 유체 통로가 개방되어 있다. 그리고, 가동 통로 부재(16)의 플랜지부(54) 하면이 O링(47)을 압박함으로써, 가동 통로 부재(16) 외주의 상측 환형 간극(58)과 통형체 내 유체 배출 통로(49)의 연통이 차단되어 유체 배출 통로가 폐쇄되어 있다.

따라서, 도 1 및 도 2에 도시하는 상태에서는 케이싱벽 내 압축 유체 통로(31)를 통한 압축 유체의 외부로부터의 도입 또는 외부로의 배출에 의해 통상의 유로 자동 개폐가 가능해져 있다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 통형체(15)의 상단부에 설치된 볼록부(43)의 외주에는 둘레 방향으로 소정 간격을 두고 형성된 3개의 돌기(65)가 형성되어 있고, 도 3에 도시하는 바와 같이, 조작축(17)의 대직경 축부(61)의 하단면에 마련된 오목부(62)의 내주에는 돌기(65)에 대응하는 홈으로서의 다수의 요철(세레이션)(66) 이 형성되어 있다. 따라서, 통형체(15)와 조작축(17)을 끼워 맞출 때는 세레이션(66)의 피치의 배수의 범위 내에서 통형체(15)에 대하여 조작축(17)을 회전시킬 수 있다.

이 실시예에서는, 조작 핸들(18)을 90° 회전시켰을 때에, 자동 개폐 가능 상태와 자동 개폐 불가능 상태가 전환되도록 이루어져 있다. 봉형체(9)의 폐쇄 위치 및 개방 위치는 개개의 유체 제어기에 의해 다양해지고, 봉형체(9)와 일체로 되어 있는 통형체(15)의 위치(회전 방향의 위치)도 다양해진다.

이 경우에, 조작 핸들(18)이 소정의 방향으로 향하도록, 조작축(17)을 통형체(15)에 끼워 맞춤으로써, 이 위치의 변동을 흡수할 수 있다. 이렇게 하여 도 1에 도시한 자동 개폐 가능 상태에서는 조작 핸들(18)의 길이 방향이 정확히 지면(紙面)의 앞뒤 방향을 향하고, 도 5에 도시한 자동 개폐 불가능 상태에서는 조작 핸들(18)의 길이 방향이 정확히 좌우 방향으로 향하도록 이루어져 있다.

도 1 및 도 2에 도시한 상태로부터 조작 핸들(18)을 회전시키면 통형체(15)의 수나사부(41)가 케이싱 본체(21)의 암나사부(25)에 대하여 회전한다. 조작축(17)은 압축 코일 스프링(19)에 의해 상향으로 압박되어 있지만, 상측 베어링(20)을 통해 케이싱 정상벽부(23)의 하면에 압박되어 있기 때문에 조작 핸들(18)은 케이싱(8)에 대하여 용이하게 회전시킬 수 있다. 이에 따라 통형체(15)는 회전하면서 하강하여 통형체(15)의 하단면이 하측의 베어링(14)에 접촉한다(도 5 참조). 이 때, 통형체 내 유체 배출 통로(49)는 케이싱벽 내 배출 통로(32)와 동일한 높이까지 하강하고 있다. 이 위치가 자동 개폐 불가능 위치이며, 도 6에 확대하여 도시하는 바와 같이, 가동 통로 부재(16)의 하단면이 봉형체(9)의 환형 홈(35)에 끼워 넣어진 O링(36)을 압박하고, 이에 따라 가동 통로 부재(16)의 오목부 내주의 환형 간극(59)과 가동 통로 부재(16) 외주의 하측 환형 간극(57)의 연통이 차단되어 케이싱벽 내 압축 유체 통로(31)로부터 압축 유체 도입실(29, 30)에 도달하는 압축 유체 통로는 폐쇄되어 있다. 한편, 가동 통로 부재(16)는 압축 코일 스프링(19)으로부터의 하향 압박력이 감소하는 동시에, O링(36)이 압축되는 것에 의한 상향 압박력이 증가하기 때문에 이들의 힘이 밸런스를 취할 곳에서 정지한다. 이 밸런스 상태로부터 통형체(15)를 더 하강시키면 이에 추종할 수 없는 가동 통로 부재(16)는 통형체(15)에 대하여 상대적으로 위쪽으로 이동하는 것이 된다. 이 때문에, 가동 통로 부재(16)의 플랜지부(54) 하면과 O링(47) 사이에 간극(G2)이 발생하고, 이에 따라 봉형체 내 압축 유체 통로의 직경 방향 통로(40)로 통해 있는 가동 통로 부재 내 유체 배출 통로(55, 56)는 가동 통로 부재(16) 외주의 상측 환형 간극(58), 가동 통로 부재(16)의 플랜지부(54)와 O링(47) 사이의 간극(G2), 가동 통로 부재(16)의 플랜지부(54) 외주와 통형체(15)의 대직경부(44) 내주 사이의 환형 간극(67), 및 통형체 내 유체 배출 통로(49)를 통해 케이싱벽 내 유체 배출 통로(32)에 연통하고, 압축 유체 도입실(29, 30)에 도입되어 있던 압축 유체가 배출된다. 이에 따라 수동 조작에 대항하는 압축 유체 도입실(29, 30) 내 압력이 없어지고, 조작 핸들(18)을 작은 힘으로 회전시킬 수 있다. 통형체(15)가 하측 베어링(14)에 접촉한 후는 봉형체(9)는 하측 베어링(14) 및 상측 피스톤부(13)를 통해 통형체(15)로부터의 힘을 받고, 조작 핸들(18)의 회전에 따라 이 회전 방향의 힘이 흡수된 상태에서, 통형체(15)와 일체가 되어 하강하며, 이에 따라 밸브 박스(2) 내의 유체 통로(2a)가 차단된다. 이 차단은 스프링에 의한 것이 아니라, 나사(25, 41)의 체결에 의해 행해지기 때문에 유체 통로(2a)의 압력이 예컨대 3500 psi라는 고압이더라도 확실하게 차단할 수 있다.

도 7부터 도 11까지는 본 발명의 유체 제어기의 제2 실시예를 도시하고 있다. 도 7은 수동 개폐시 작동 부재로서의 봉형체(74) 및 자동 개폐시 작동 부재로서의 통형체(75)가 모두 폐쇄 위치에 있는 자동 개폐 불가능 상태, 도 8은 수동 개폐시 작동 부재로서의 봉형체(74)가 개방 위치이고, 자동 개폐시 작동 부재로서의 통형체(75)가 폐쇄 위치에 있는 자동 개폐 가능 상태의 폐쇄 상태, 도 9 및 도 10은 수동 개폐시 작동 부재로서의 봉형체(74)가 개방 위치이며, 자동 개폐시 작동 부재로서의 통형체(75)도 개방 위치에 있는 자동 개폐 가능 상태의 개방 상태, 도 11은 자동 개폐시 작동 부재로서의 통형체(75)가 개방 위치에 있을 때에, 수동 개폐시 작동 부재로서의 봉형체(74)를 폐쇄 위치까지 이동시킨 긴급시의 폐쇄 상태를 각각 도시하고 있다.

제2 실시예의 유체 제어기(71)는 유체 유입 통로(2a) 및 유체 유출 통로(2b)를 갖고 있는 밸브 박스(2)와, 유체 유입 통로(2a)의 상향 개구의 주연에 설치된 환형 밸브 시트(3)와, 환형 밸브 시트(3)에 압박(폐쇄 방향으로 이동) 또는 이격(개방 방향으로 이동)되어 유체 유입 통로(2a)를 개폐하는 다이어프램(밸브체)(4)과, 다이어프램(4)을 억제하는 상하 이동 가능한 밸브체 리테이너(5)와, 하단에 밸브체 리테이너(5)가 부착된 디스크(72)와, 밸브 박스(2)에 형성된 오목부에 하단부 가 삽입되어 위쪽으로 연장하는 원통형 보닛(6)과, 보닛(6)을 밸브 박스(2)에 고정하는 캡 너트(7)와, 보닛(6) 상단부에 하단부가 고정된 케이싱(73)과, 케이싱(73) 내에 설치되어 그 하단부가 보닛(6)에 상하 이동 가능하게 삽입 관통되어 있는 수동 개폐시 작동 부재로서의 봉형체(74)와, 봉형체(74)의 하단부에 상대적으로 상하 이동 가능하게 끼워진 자동 개폐시 작동 부재로서의 통형체(75)와, 통형체(75)의 상단부에 고정된 환형의 압력 수용 부재가 고정됨으로써 형성된 상측 피스톤부(76)와, 상측 피스톤부(76)를 통해 통형체(75)를 하향으로 압박하는 압축 코일 스프링(통형체 압박용 탄성 부재)(77)과, 상측 피스톤부(76) 아래쪽에서 통형체(75) 상단부 근처에 상대적으로 이동 가능하게 끼워져 케이싱(73)에 고정된 카운터 플레이트(78)와, 봉형체(74) 상단부에 설치된 조작 핸들(18) 부착 조작축(17)을 구비하고 있다.

디스크(72)는 플랜지부(72a)를 갖는 짧은 원주형으로 형성되고, 그 하단에 밸브체 리테이너(5)가 끼워 넣어져 고정되어 있는 오목부(72b)가 형성되어 있다. 보닛(6)의 내주에는 디스크(72)의 플랜지부(72a)를 이동 가능하게 안내하는 환형의 안내부(6a)가 형성되어 있고, 디스크(72)에 따라서 밸브체 리테이너(5)는 이 안내부(6a)에 의해 규제된 범위 내에서 상하로 이동 가능하게 되어 있다.

케이싱(73)은 원통형의 케이싱 본체(81)와, 케이싱 본체(81)의 하단부에 나사 결합하면서 보닛(6)에 고정된 바닥벽부(82)와, 케이싱 본체(81)의 상단부에 끼워 씌워진 정상벽부(83)로 이루어진다. 바닥벽부(82)에는 통형체(75)가 상하 이동 가능하게 삽입 관통되어 있는 피스톤 삽입 관통용 구멍이 형성되고, 정상벽부(83) 에는 조작축(17)이 상하 이동 가능하게 삽입 관통되어 있는 조작축 삽입 관통용 단붙이 구멍(89)이 형성되어 있다. 단붙이 구멍(89)의 대직경부에는 원주의 대략 1/4에 걸쳐 둘레 방향으로 연장하는 오목부(89a)가 형성되어 있다.

케이싱 본체(81) 내주에는 카운터 플레이트(78)에 의해 상하로 구획되어 있는 하측 및 상측의 대직경 안내부(상측 안내부)(84. 85)와, 상측의 대직경 안내부(85)의 상단에 연속하여 이보다 소직경의 소직경 안내부(하측 안내부)(86)와, 소직경 안내부(86)의 상단에 연속하여 형성된 암나사부(87)와, 암나사부(87)의 상단에 마련된 개구부(88)가 형성되어 있다. 이렇게 하여 하측의 대직경 안내부(84)가 통형체(75)의 중간부에 일체로 설치된 하측 피스톤부(75a)를 상하 이동 가능하게 안내하며, 상측의 대직경 안내부(85)가 통형체(75)에 고정된 상측 피스톤부(76)를 상하 이동 가능하게 안내하고, 카운터 플레이트(78)와 통형체(75)의 상측 피스톤부(76) 사이가 압축 유체 도입실(90)로 되어 있다.

봉형체(74)에는 카운터 플레이트(78)의 상면과 거의 동일한 위치로부터 봉형체(74) 상단까지 연장하고 있는 축 방향 통로(91)와, 축 방향 통로(91)의 하단부로부터 직경 방향으로 연장하여 통형체(75)의 상단부에 마련된 직경 방향 관통 구멍(75b)을 통해 압축 유체 도입실(90)로 통해 있는 하단 직경 방향 통로(92)와, 축 방향 통로(91)의 중간부로부터 직경 방향으로 연장하여 케이싱 본체(81)의 둘레 벽에 설치된 압축 유체 도입부(94)로 통해 있는 중간 직경 방향 통로(93)가 형성되어 있다. 축 방향 통로(91)의 상단부는, 이 보다 아래 부분보다 대직경으로 되어 있고, 이 대직경부에 축 방향 통로(91)의 상단 개구를 막는 클로징 볼(95)이 설치되 어 있다.

압축 유체 도입부(94)로부터 도입된 압축 공기는 봉형체(74)의 중간 직경 방향 통로(93)를 경유하여 축 방향 통로(91)에 도달하고, 이 통로(91)의 내부를 위쪽 및 아래쪽으로 흐른다. 축 방향 통로(91)를 아래쪽으로 흐른 압축 공기는 하단 직경 방향 통로(92)로부터 통형체(75)의 직경 방향 관통 구멍(75b)을 통해 압축 유체 도입실(90)에 도입된다. 축 방향 통로(91)를 위쪽으로 흐른 압축 공기는 이것의 상단 개구를 막는 클로징 볼(95)에 의해 외부로의 배출이 방지되고, 이에 따라 압축 유체 도입실(90) 내의 압력이 압축 공기의 설정 압력까지 높여진다.

봉형체(74)의 상단부 근처에는 케이싱 본체(81)에 형성된 암나사부(87)에 나사 결합되는 수나사부(97)가 형성되고, 수나사부(97)의 상단에 연속해 있는 부분이 조작축(17)의 하단부에 결합되어 있다. 핸들(18)에 따라서 조작축(17)을 회전시키면 봉형체(74)가 회전하고, 그 수나사부(97)가 케이싱 본체(81)의 암나사부(87)에 대하여 회전하며, 봉형체(74)는 회전하면서 상하 이동한다. 도 7은 봉형체(74)가 아래쪽으로 이동하여 그 하단이 디스크(72)의 상면에 접촉하고 있는 상태, 즉 수동 조작에 의한 폐쇄 상태를 도시하고 있다.

통형체(75)는, 그 상단부에 상측 피스톤부(76)가 고정되어 이 상측 피스톤부(76)가 압축 코일 스프링(77)에 의해 하향으로 압박되어 있기 때문에 압축 코일 스프링(77)에 의해 하향으로 압박되고, 도 7에 도시하는 압축 유체 도입실(90) 내에 압축 공기가 도입되어 있지 않은 상태에서는, 그 하단이 디스크(72)의 상면에 접촉하고 있다. 그리고, 후술하는 바와 같이, 압축 유체 도입실(90) 내에 압축 공 기가 도입되면 상측 피스톤부(76)가 압축 공기에 의해 상향으로 이동하고, 통형체(75)의 하단은 디스크(72)의 상면으로부터 멀어지게 된다.

조작축(17)은, 봉형체(74) 상단부의 결합부(95)에 끼워 맞춰져 있는 원형의 오목부(62)를 하단면에 갖고 있는 대직경부(61)와, 대직경부(61)의 상단에 연속해있는 케이싱 정상벽부(83)를 관통하여 이것의 위쪽으로 돌출되어 있는 소직경부(63)와, 대직경부(61)의 외주에 마련되어 정상벽부(83)의 조작축 삽입 관통용 단붙이 구멍(89)의 대직경부에 마련된 오목부(89a)에 끼워 넣어져 있는 직경 방향 돌출부(64)(도 8 참조)를 갖고 있다. 정상벽부(83)의 조작축 삽입 관통용 단붙이 구멍(89)의 오목부(89a)가 원주의 대략 1/4(실제로는 변동분을 고려하여 1/4보다 많이)에 걸쳐 둘레 방향으로 연장하도록 형성되어 있는 것에 의해 조작축(17)의 회전 가능 각도는 대략 90°(90° 이상)로 되어 있다.

조작 핸들(18)은, 조작축(17)의 소직경부(63)의 위쪽 돌출부에 고정되어 있고, 소직경부(63)에 끼워 넣어져 있는 부분의 윤곽 형상이 대략 타원형으로 되어 있다. 조작 핸들(18)의 형상은 제1 실시예와는 약간 다르고, 도 7에서 좌측에 있는 부분이 반원주형이 되며, 이 우측에 있는 부분이 반원판형이 되고, 반원판형 부분이 정상벽부(83)의 표시부에 면하여 그 창부(18a)로부터 "Enabled(자동 개폐 가능 상태)" 또는 "Disabled(자동 개폐 불가능 상태)"의 표시 문자가 시인 가능하게 되어 있다.

압축 코일 스프링(77)은 그 상단이 상측의 대직경 안내부(85)의 상면에서 수용되고, 그 하단이 상측 피스톤부(76)에 설치된 스프링 수용 환형 오목부(76a)에서 수용되고 있다. 또한, 대직경 안내부(85)의 상면의 내주부에는 압축 코일 스프링(77)을 위치 결정하기 위한 아래쪽 돌출 가장자리부(85a)가 형성되고, 상측 피스톤부(76)의 스프링 수용 환형 오목부(76a)의 내주부에는 상측 피스톤부(76)가 봉형체(74)에 대하여 이동할 때의 동심성을 향상시키는 위쪽 돌출 가장자리부(76b)가 형성되어 있다.

도 7의 상태는 수동 개폐시 작동 부재로서의 봉형체(74) 및 자동 개폐시 작동 부재로서의 통형체(75)가 모두 폐쇄 위치에 있는 자동 개폐 불가능상태이며, 이 상태에서 압축 공기 도입실(90)에 압축 공기를 도입한 경우, 통형체(75)가 위쪽으로 이동하지만, 봉형체(74)는 디스크(72)를 아래쪽으로 압박한 상태를 유지하기 때문에 자동 개폐 수단에 의한 개폐 조작은 무효가 되고, 압축 공기 도입실(90)에 압축 공기를 도입하는 개방 조작을 행하더라도, 유체 유입 통로(2a)로부터 유체 유출 통로(2b)에 도달하는 통로는 개방되지 않고 차단된 상태가 된다.

도 7의 상태에서 조작 핸들(18)을 자동 개폐 가능 상태로 이동시키면 수동 개폐시 작동 부재로서의 봉형체(74)가 위쪽으로 이동한 도 8의 상태가 된다. 도 8에서, 도 7과 위치(상태)가 다른 것은 조작 핸들(18), 조작축(17) 및 봉형체(74)이며, 이외의 부재인 통형체(75), 상측 피스톤부(76), 압축 코일 스프링(77), 디스크(72), 밸브체 리테이너(5), 다이어프램(4) 등은 도 7의 상태로부터 변화되어 있지 않다.

도 8의 상태에서, 압축 유체 도입부(94)에 배관을 접속하고, 여기에서 압축 공기 도입실(90)에 압축 공기를 도입하면 수동 개폐시 작동 부재로서의 봉형체(74) 가 상측으로 이동한 상태인 채로 도 9의 상태가 된다. 도 9에서, 도 8과 위치(상태)가 다른 것은 통형체(75), 상측 피스톤부(76), 압축 코일 스프링(77), 디스크(72), 밸브체 리테이너(5), 다이어프램(4)이며, 상측 피스톤부(76) 및 이에 일체의 통형체(75)는 압축 공기 도입실(90)에 도입된 압축 공기에 의해 압축 코일 스프링(77)의 탄성력에 대항하여 위쪽으로 이동하고, 이에 따라 압축 코일 스프링(77)이 압축되는 동시에, 디스크(72)를 따라서 밸브체 리테이너(5) 및 다이어프램(4)을 하향으로 압박하는 힘이 제거되며, 다이어프램(4)은 유체 유입 통로(2a) 내의 유체의 압력에 의해 개방 방향으로 이동하고, 유체 유입 통로(2a)로부터 유체 유출 통로(2b)에 도달하는 통로가 개방된다.

도 9의 주요부를 확대한 도 10에 도시하는 바와 같이, 봉형체(74) 외주의 하단부 근처에 O링(96)이 끼워져 있고, 봉형체(74) 외주의 하단 직경 방향 통로(92)의 위쪽에서도 O링(97)이 끼워져 있다. 이에 따라 2 개의 O링(96, 97) 사이에는 봉형체(74) 외주와 통형체(75) 내주의 간극으로서의 환형의 통로(98)가 형성되어 있고, 봉형체(74)의 축 방향 통로(91)의 압축 공기는 하단 직경 방향 통로(92)로부터 이 환형 통로(98) 내에 이동할 수 있다. 또한, 통형체(75)에는 통형체(75) 외주와 보닛 내주 사이의 환형의 간극을 통해 통형체(75)의 하측 피스톤부(75a) 하부 공간으로 통하는 중간 직경 방향 통로(75c)가 형성되어 있다. 따라서, 압축 유체 도입부(94)로부터 도입된 압축 공기는 압축 공기 도입실(90)에 도입되는 것 외에, 환형 통로(98) 및 통형체(75)의 중간 직경 방향 통로(75c)를 경유하여 통형체(75)의 하측 피스톤부(75a) 하부 공간에도 도입되고, 하측 피스톤부(75a)를 상향으로 누르는 압축 공기 압력과 상측 피스톤부(76)를 상향으로 누르는 압축 공기 압력의 합이 압축 코일 스프링(77)의 탄성력과 균형잡힌 곳에서, 통형체(75)가 정지된다. 하측 피스톤부(75a)를 상향으로 누르는 압축 공기 압력과 상측 피스톤부(76)를 상향으로 누르는 압축 공기 압력은 동일한 크기이며, 봉형체(74) 내의 각 통로(91, 92, 93)도 이 압력으로 되어 있다.

도 9의 유체 통로 개방 상태에서, 조작 핸들(18)을 자동 개폐 불가능 위치로 이동시키면 수동 개폐시 작동 부재로서의 봉형체(74)가 아래쪽으로 이동한 도 11의 상태가 된다. 도 11에서, 도 9와 위치(상태)가 다른 것은 조작 핸들(18), 조작축(17) 및 봉형체(74)이며, 이외의 부재인 통형체(75), 상측 피스톤부(76), 압축 코일 스프링(77), 디스크(72), 밸브체 리테이너(5), 다이어프램(4) 등은 도 9의 상태로부터 변화하지 않는다. 이 상태에서 통형체(75)는, 유로를 개방으로 하는 상태에 있지만, 봉형체(74)를 수동으로 아래쪽으로 이동시킴으로써, 유로 폐쇄 상태를 얻을 수 있다. 즉, 긴급시에는 수동 조작에 의해 밸브 박스(2) 내의 유체 통로(2a)를 차단할 수 있다. 이 차단은 스프링에 의한 것이 아니라, 나사(87, 97)의 체결에 의해 행해지기 때문에 유체 통로(2a)의 압력이 예컨대 3500 psi라는 고압이더라도 확실하게 차단할 수 있다. 또한, 도 11은 도 7의 상태에서 압축 공기를 도입한 상태와 동일하게 되어 있고, 도 11에서 도 7과 위치(상태)가 다른 것은 통형체(75), 상측 피스톤부(76), 압축 코일 스프링(77), 디스크(72), 밸브체 리테이너(5) 및 다이어프램(4)이다.

본 발명에 의한 유체 제어기는, 수동 밸브와 자동 밸브의 양쪽 기능을 구비하고 있기 때문에 종래의 자동 밸브 및 수동 밸브로 이루어지는 개폐 기구를 하나의 제어기로 대체 가능하고, 여러 가지의 유체 제어 장치에서 적합하게 사용할 수 있다.

Claims

유체 통로가 설치된 밸브 박스와, 밸브 박스 상부에 설치된 케이싱과, 유체 통로를 개폐하는 밸브체와, 아래쪽으로 이동하여 밸브체를 폐쇄 상태로 하는 폐쇄 위치와 위쪽으로 이동하여 밸브체를 개방 상태로 하는 개방 위치로 이동하는 밸브체 리테이너와, 밸브체를 폐쇄 위치 방향 및 개방 위치 방향 중 어느 한 쪽으로 압박하는 탄성 부재와, 자동 개폐 수단에 의해 상하 이동하여 밸브체 리테이너를 탄성 부재의 압박력에 대항하여 개방 위치 또는 폐쇄 위치로 이동시키는 자동 개폐시 작동 부재를 포함하고 있는 유체 제어기에 있어서,

수동 조작에 의해 상하 이동하여 아래쪽으로 이동하는 것에 의해 밸브체 리테이너를 아래쪽으로 압박하는 수동 개폐시 작동 부재를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 유체 제어기.
제1항에 있어서, 통형체로 된 수동 개폐시 작동 부재 내에 이동 가능하게 끼워 넣어진 가동 통로 부재를 더 포함하고 있고, 수동 개폐시 작동 부재는 케이싱 내에 유밀(流密)식으로 배치되면서 조작 핸들을 수동으로 조작함으로써, 자동 개폐시 작동 부재와 일체가 되어 움직이는 부분의 상면과의 사이에 소정 간극이 있는 자동 개폐 가능 위치, 자동 개폐시 작동 부재와 일체가 되어 움직이는 부분의 상면에 접촉하는 자동 개폐 불가능 위치, 및 더 아래쪽으로 이동하여 자동 개폐시 작동 부재를 하강시키는 작동 위치로 이동하고, 가동 통로 부재는 수동 개폐시 작동 부 재가 자동 개폐 가능 위치로부터 자동 개폐 불가능 위치까지 이동할 때의 이동량보다 적은 이동량의 위치에서 정지되도록 되어 있고,

자동 개폐시 작동 부재에는 상단부가 수동 개폐시 작동 부재 하부 내에 있으면서 상단부로부터 아래쪽으로 연장하여 압축 유체 도입실로 통하는 자동 개폐시 작동 부재 내 압축 유체 통로가 형성되며, 케이싱에는 가동 통로 부재의 하단부 근처에 대응하는 위치에 위치하는 압축 유체 통로 및 가동 통로 부재의 상단부 근처에 대응하는 위치에 위치하는 유체 배출 통로가 형성되고, 수동 개폐시 작동 부재에는 수동 개폐시 작동 부재가 자동 개폐 가능 위치에 있을 때에 케이싱의 압축 유체 통로로 통하는 압축 유체 통로 및 수동 개폐시 작동 부재가 자동 개폐 불가능 위치로 하강했을 때에 케이싱의 유체 배출 통로로 통하는 유체 배출 통로가 형성되며, 가동 통로 부재에는 수동 개폐시 작동 부재가 자동 개폐 가능 위치에 있을 때에 수동 개폐시 작동 부재 내 압축 유체 통로와 자동 개폐시 작동 부재 내 압축 유체 통로를 연통시키는 압축 유체 통로와, 수동 개폐시 작동 부재가 자동 개폐 불가능 위치로 하강했을 때에 가동 통로 부재가 수동 개폐시 작동 부재에 대하여 상대적으로 위쪽으로 이동함으로써 수동 개폐시 작동 부재 내 유체 배출 통로와 자동 개폐시 작동 부재 내 압축 유체 통로를 연통시키고 수동 개폐시 작동 부재가 자동 개폐 가능 위치에 있을 때는 이 연통이 차단되는 유체 배출 통로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 제어기.
제2항에 있어서, 가동 통로 부재를 수동 개폐시 작동 부재의 이동량보다 적 은 이동량의 위치에서 정지시키기 위한 수단은 가동 통로 부재를 하향으로 압박하는 탄성 부재와, 자동 개폐시 작동 부재에 설치되어 가동 통로 부재의 그 이상의 하강을 정지시키는 스토퍼로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유체 제어기.
제3항에 있어서, 가동 통로 부재는 상단부 근처에 플랜지부를 갖는 대략 원주형으로 형성되고, 수동 개폐시 작동 부재에는 가동 통로 부재의 플랜지부가 상하 이동 가능하게 끼워지는 환형 홈과, 이 환형 홈과 케이싱벽 내 유체 배출 통로를 연통시키는 유체 배출 통로가 형성되며, 수동 개폐시 작동 부재의 환형 홈에는 자동 개폐 가능 위치에서 탄성 부재에 압박된 가동 통로 부재의 플랜지부에 의해 하향으로 압박되는 환형 시일 부재가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 제어기.
제2항 내지 제4항 중 한 항에 있어서, 수동 개폐시 작동 부재의 상단부에는 볼록부가 형성되고, 조작 핸들에 고정된 조작축의 하단부에는 오목부가 형성되어 있으며, 수동 개폐시 작동 부재의 볼록부의 외주 및 조작축의 오목부의 내주 중 어느 한 쪽에는 둘레 방향으로 소정 간격을 두고 형성된 복수의 돌기가 등간격으로 형성되는 동시에, 다른 쪽에는 이들 돌기 수의 정수 배의 홈이 등간격으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 제어기.
제1항에 있어서, 수동 개폐시 작동 부재는 밸브체 리테이너의 정상면 중앙부 를 하단이 아래쪽으로 압박하는 자동 개폐 불가능 위치 및 밸브체 리테이너의 정상면 중앙부로부터 하단이 떨어진 자동 개폐 가능 위치로 수동 조작에 의해 이동하는 봉형체로 되고, 자동 개폐시 작동 부재는 봉형의 수동 개폐시 작동 부재에 상대적으로 상하 이동 가능하게 끼워 맞춰지며, 탄성 부재에 압박되어 밸브체 리테이너의 정상면 주연부를 하단이 아래쪽으로 압박하는 폐쇄 위치 및 자동 개폐 수단에 의해 밸브체 리테이너의 정상면 중앙부로부터 하단이 떨어진 개방 위치로 이동하는 통형체로 되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 제어기.
제6항에 있어서, 케이싱 내에는 카운터 플레이트에 의해 구획된 상측 안내부와 하측 안내부가 형성되고, 자동 개폐시 작동 부재는 상측 안내부에 안내되는 상측 피스톤부와, 하측 안내부에 안내되는 하측 피스톤부를 갖고 있으며, 카운터 플레이트와 자동 개폐시 작동 부재의 상측 피스톤부 사이가 압축 공기 도입실이 되고, 수동 개폐시 작동 부재는 축 방향 통로와, 이 축 방향 통로로부터 직경 방향으로 연장하여 자동 개폐시 작동 부재에 마련된 직경 방향 관통 구멍을 통해 압축 유체 도입실로 통해 있는 하단 직경 방향 통로와, 축 방향 통로의 중간부로부터 직경 방향으로 연장하여 케이싱 본체의 주벽에 설치된 압축 유체 도입부로 통해 있는 중간 직경 방향 통로를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 유체 제어기.
제7항에 있어서, 자동 개폐시 작동 부재의 내주에 있는 간극, 자동 개폐시 작동 부재에 형성된 제2 직경 방향 관통 구멍 및 자동 개폐시 작동 부재의 외주에 있는 간극에 의해 수동 개폐시 작동 부재의 하단 직경 방향 통로와 자동 개폐시 작동 부재의 하측 피스톤부 아래쪽 공간이 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 제어기.