KR20090117441A - 유량조절 볼 밸브 - Google Patents

Abstract

유량조절 볼 밸브가 개시된다.

본 발명에 따른 유량조절 볼 밸브는 배관의 유체통로를 개폐하여 유체의 흐름을 조절할 수 있도록 상기 배관 내부에 회전 가능하게 설치되는 볼; 및 상기 볼의 내부에 형성되는 관통홀을 통해 흐르는 유체의 유량의 변화를 제어할 수 있도록 상기 볼의 후방에 위치하며, 유체가 관통되는 하나 이상의 유체관통홀이 형성되는 유량제어시트를 구비한다.

본 발명에 의할 경우, 유량제어시트가 볼의 후방에 위치하여 볼의 개방 초기에 볼의 관통홀을 통해 배출되는 유체 유량의 급격한 변화를 방지하여, 유체가 안정적으로 흐르게 함으로써 제품에 대한 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있다.

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Description

유량조절 볼 밸브{Ball valve for adjusting discharge mass}

본 발명은 유량조절 볼 밸브에 관한 것으로, 유량제어시트가 볼의 후방에 위치되어 볼의 개방 초기에 급격한 유량 변화를 제어할 수 있는 유량조절 볼 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 볼 밸브는 밸브 몸체의 유체통로 상에 관통된 구멍을 갖는 구형의 볼이 내부에 설치되어 있고, 이 볼은 유체통로에 배치된 시트 링(볼 지지 링)에 밀착됨과 동시에 핸들의 스핀들에 연결되어 회전 조작이 가능하게 되어있다. 따라서 핸들의 스핀들 조작방향에 따라 볼이 실링 사이에서 회전 운동하면서 유체통로를 개폐한다.

도 1은 종래 유량조절 볼 밸브를 보인 종단면도이다.

도시된 바와 같이, 종래 유량조절 볼 밸브(1)에 있어서는, 배관(10)의 유로(11)의 중앙에 관통홀(21)이 형성된 볼(20)이 위치하고 있다.

볼(20)은 유로(11)에 대해 수직방향으로 설치된 핸들(30)에 의해 0° 내지 90°로 회전하도록 구성되어 있다.

또, 볼(20)과 유로(11)의 접촉 면에는 시트 링(40)이 조립되어, 볼(20)과 배관(10) 사이를 기밀하도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 종래 유량조절 볼 밸브(1)에 있어서는, 사용자가 핸들(30)을 조작하여 회전시킴에 따라, 볼(20)이 회전한다.

이때 관통홀(21)과 유로(11)가 일치하면 유체가 통과되고, 관통홀(21)의 방향과 유로(11)가 어긋나면 유로가 좁아지거나 폐쇄되어 유체의 통과 유량이 감소하거나 중단된다.

그러나 종래 유량조절 볼 밸브의 경우, 핸들의 조작 각도에 상응하여 유량이 급격히 변화하여, 즉 볼이 조금만 열려도 배출되는 유량이 급격히 증가하여 사용자가 유량을 조절하기가 매우 어렵게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유량제어시트를 볼의 후방에 위치하게끔 하여 볼의 개방 초기에 볼의 관통홀을 통해 배출되는 유체 유량의 급격한 변화를 방지하도록 함으로서 유량의 미세조절이 가능하고, 유체를 안정적으로 흐르게 할 수 있는 유량조절 볼 밸브를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 유량조절 볼 밸브는 배관의 유체통로를 개폐하여 유체의 흐름을 조절할 수 있도록 상기 배관 내부에 회전 가능하게 설치되는 볼; 및 상기 볼의 내부에 형성된 관통홀을 통해 흐르는 유체의 유량 변화를 제어할 수 있도록 상기 볼의 후방에 위치하며, 유체가 관통하는 하나 이상의 유체관통홀이 형성되는 유량제어시트를 구비한다.

상기 유량제어시트의 중간 부분에는 상기 볼의 관통홀의 개방이 시작되는 지점에 위치하는 부분부터 볼의 관통홀의 개방이 완료되는 지점에 위치하는 부분까지 점차 그 폭이 커지는 형상을 갖는 유체관통홀이 형성될 수 있다.

더 나아가, 상기 유량제어시트는 그 센터부분에 원형 유체관통홀이 형성되고, 외곽부분에 하나 이상의 슬릿형 유체관통홀이 형성될 수도 있다.

더 나아가, 상기 유량제어시트는 그 외곽부분에 하나 이상의 개구형 유체관통홀이 형성될 수도 있다.

더 나아가, 상기 유량제어시트는 그 외곽부분에 물방울형 유체관통홀이 형성될 수도 있다.

그리고 상기 유량제어시트는 그 센터부분에 십자형 유체관통홀이 형성될 수도 있다. 상기 십자형 유체관통홀은 유체의 압력에 따라 그 열림 정도가 가변(可變)될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 유량제어시트가 볼의 후방에 위치하여 볼의 개방 초기 시점에 볼의 관통홀을 통해 배출되는 유량의 급격한 변화를 방지하여 유량의 미세조절이 가능하게 되고, 유체를 안정적으로 흐르게 함으로써, 제품에 대한 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 2a, 2b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유량조절 볼 밸브를 보인 종단면도로서, 도 2a는 볼의 관통홀의 개방 초기를 보인 것이고, 2b는 볼의 관통홀의 개방 완료를 보인 도면이다. 그리고, 도 3은 도 2a의 유량제어시트를 보인 사시도이다.

도 2a, 2b 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유량조 절 볼 밸브(100)는 배관(10)의 유로(11)를 개폐하여 유체의 흐름을 조절할 수 있도록 상기 배관(10) 내부에 회전 가능하게 설치되는 볼(110); 및 상기 볼(110)의 내부에 형성되는 관통홀(111)을 통해 흐르는 유체의 유량 변화를 제어할 수 있도록 상기 볼(110)의 후방에 위치하며, 유체가 관통되는 유체관통홀(121)이 형성되는 유량제어시트(120)를 구비한다.

볼(110)은 배관(10)의 유로(11)의 중앙에 위치되어 있으며, 그 중간에 관통홀(111)이 형성되어 있다.

볼(110)은 유로(11)에 대해 수직방향으로 설치된 핸들(30:도 1 참조)에 의해 소정각도로 회전하도록 구성되어 있다.

그리고 상기 유량제어시트(120)는 상기 볼(110)의 관통홀(111)을 통해 흐르는 유체의 양 및 압력을 조절하기 위한 것으로서, 상기 볼(110)의 후방에 위치되어 있으며, 유체가 관통하는 유체관통홀(121)이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유량조절 볼 밸브의 작용에 대하여 설명한다.

볼 밸브가 닫힌 상태에서는 볼(110)의 관통홀(111)과 배관(10)의 유로(11)가 불일치하여, 볼(110)이 배관(10)의 유로(11)를 막고 있다.

이 상태에서, 사용자가 핸들(30)을 조작하여 회전시킴에 따라, 볼(110)이 회전한다.

이와 같은 볼(110)의 회전에 의해서 관통홀(111)이 점차 개방되어 그 관통홀(111)을 통해서 유체가 화살표 방향으로 흐르게 된다.

이때 상기 유량제어시트(120)는 상기 볼(110)의 관통홀(111)을 통해 흐르는 유체의 미세조절, 특히 개방 초기에 급격하게 유량이 증가하는 것을 막아주는 역할을 수행한다.

다시 말해, 상기 유량제어시트(120)에 형성된 유체관통홀(121)은 상기 볼(110)의 관통홀(111)의 개방이 시작되는 지점에 위치하는 부분부터 볼(110)의 관통홀(111)의 개방이 완료되는 지점에 위치하는 부분까지 점차 그 폭이 커지는 형상을 갖는다.

따라서 볼(110)의 관통홀(111)을 통해서 배출되는 유체가 곧바로 배관(10)의 유로(11)를 통해서 흐르지 않고, 상기 유량제어시트(120)의 유체관통홀(121)을 통해서 흐르게 되며, 상기와 같은 유량제어시트(120)의 유체관통홀(121)의 구조에 의하여 볼(110)이 개방되는 경우 흐르는 유체의 양은 급격하게 증가하지 않고 완만하게 증가하게 된다.

즉, 볼(110)의 관통홀(111)과 상기 유량제어시트(120)를 통과하면서 흐르는 유체는 볼(110)의 관통홀(111)의 개방 초기에는 유량 제어시트(120)의 유체관통홀(121)의 좁은 부분을 통과하게 되고, 개방완료 시점에는 유체관통홀(121)의 좁은 부분부터 넓은 부분에 걸쳐 통과하게 됨으로써 충분한 유량을 확보할 수 있게 된다.

유량제어시트의 형상은 여러 가지로 변형 가능한바, 이하에서는 유량제어시트의 변형 예들을 설명한다.

도 4는 유량제어시트의 제1 변형예를 보인 사시도이다.

도 4를 참조하면, 유량제어시트의 제1 변형예에 있어서, 유량제어시트(220)는 그 센터부분에 원형 유체관통홀(221)이 형성되고, 외곽부분에 하나 이상의 슬릿형 유체관통홀(222)이 형성되어 있다.

여기에서 원형 유체관통홀(221)과 슬릿형 유체관통홀(222)의 사이즈는 설계 조건에 따라 적절히 조절 가능하다.

볼(110)의 개방 초기에는 유체가 슬릿형 유체관통홀(222)을 통과하게 됨에 따라 유량의 급격한 증가를 제어할 수 있고, 볼(110)의 개방이 진행됨에 따라 유체는 슬릿형 유체관통홀(222) 뿐 아니라 센터부분에 위치한 원형 유체관통홀(221)도 통과하게 됨으로써 충분한 유량을 확보할 수 있게 된다.

도 5는 유량제어시트의 제2 변형예를 보인 사시도이다.

도 5를 참조하면, 유량제어시트의 제2 변형예에 있어서, 유량제어시트(320)는 그 외곽부분에 하나 이상의 개구형 유체관통홀(321)이 형성되어 있다.

상기 개구형 유체관통홀(321)은 중앙부위로 갈수록 그 면적이 커지는 형상을 지닌다.

이와 같은 구조로 인하여 볼(110)의 개방 초기에는 유체가 개구형 유체관통홀(321)의 좁은 부분을 통과하게 됨에 따라 유량의 급격한 증가를 제어할 수 있고, 볼(110)의 개방이 진행됨에 따라 유체는 개구형 유체관통홀(321)의 좁은 부분에서 넓은 부분까지 통과하게 됨으로써 충분한 유량을 확보할 수 있게 된다.

도 6은 유량제어시트의 제3 변형예를 보인 사시도이다.

도 6을 참조하면, 유량제어시트의 제3 변형예에 있어서, 유량제어시트(420) 는 그 외곽부분에 하나 이상의 물방울형 유체관통홀(421)이 형성되어 있다.

상기 물방울형 유체관통홀(421)은 외곽부위에서 중앙부위로 갈수록 그 면적이 커지는 형상을 지닌다.

이와 같은 구조로 인하여 볼(110)의 개방 초기에는 유체가 물방울형 유체관통홀(421)의 좁은 부분을 통과하게 됨에 따라 유량의 급격한 증가를 제어할 수 있고, 볼(110)의 개방이 진행됨에 따라 유체는 물방울형 유체관통홀(421)의 좁은 부분에서 넓은 부분까지 통과하게 됨으로써 충분한 유량을 확보할 수 있게 된다.

도 7은 유량제어시트의 제4 변형예를 보인 사시도이고, 도 8 은 도 7의 유량제어시트가 설치된 유량조절 볼 밸브의 종단면도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 유량제어시트의 제4 변형예에 있어서, 유량제어시트(520)는 그 센터부분에 십자형 유체관통홀(521)이 형성되어 있다.

상기 십자형 유체관통홀(521)은 유체의 압력에 따라 그 열림 정도가 가변(可變)될 수 있다.

즉, 사용자가 핸들을 조작하여 볼(110)을 개방하면, 볼(110)의 관통홀(111)을 통해서 배출되는 유체의 압력에 따라 십자형 유체관통홀(521)의 열림 정도가 조절된다.

다시 말해, 볼(110)의 관통홀(111) 개방 초기에는 십자형 유체관통홀(521)이 어느 정도 닫힌 상태를 유지하다가, 배출되는 유체의 압력이 커지면 십자형 유체관통홀(521)이 점차 개방되어 충분한 유량을 확보할 수 있게 된다.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유량조절 볼 밸브에 있어서, 볼 의 개폐 정도에 따른 유체의 통과유량을 보인 그래프이다.

도 9를 참조하면, 종래 유량조절 볼 밸브는 볼의 개방 초기에 급격하게 유량이 증가하지만, 본 발명에 따른 유량조절 볼 밸브는 볼의 개방 초기에 유량의 급격한 증가를 방지할 수 있어 유량의 미세조절이 가능하게 됨을 확인할 수 있다. 개방 완료시에는 도면에서 보여지는 바와 같이 충분한 유량을 확보할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면 유량조절 시트가 볼의 후방에 위치하여 볼의 개방 초기에 볼의 관통홀을 통해 배출되는 유량의 급격한 증가를 방지하여 유체를 안정적으로 흐르게 함으로써, 제품에 대한 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형 가능함은 물론이다.

따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라, 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 종래 유량조절 볼 밸브를 보인 종단면도이다.

도 2a,2b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유량조절 볼 밸브를 보인 종단로서, 도 2a는 볼의 관통홀의 개방 초기를 보인 것이고, 2b는 볼의 관통홀의 개방완료를 보인 도면이다.

도 3은 도 2의 유량제어시트를 보인 사시도이다.

도 4는 유량제어시트의 제1 변형예를 보인 사시도이다.

도 5는 유량제어시트의 제2 변형예를 보인 사시도이다.

도 6은 유량제어시트의 제3 변형예를 보인 사시도이다.

도 7은 유량제어시트의 제4 변형예를 보인 사시도이다.

도 8 은 도 7의 유량제어시트가 설치된 유량조절 볼 밸브를 보인 종단면도이다.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 유량조절 볼 밸브에 있어서, 볼의 개폐 정도에 따른 유체의 통과유량을 보인 그래프이다.

* 주요부분에 대한 도면부호의 설명 *

10: 배관

11: 유로

30: 핸들

100: 유량조절 볼 밸브

110: 볼

111: 관통홀

120: 유량제어시트

121: 유체관통홀

220: 유량제어시트

221: 원형 유체관통홀

222: 슬릿형 유체관통홀

320: 유량제어시트

321: 개구형 유체관통홀

420: 유량제어시트

421: 물방울형 유체관통홀

520: 유량제어시트

521: 십자형 유체관통홀

Claims (7)

1. 배관의 유체통로를 개폐하여 유체의 흐름을 조절할 수 있도록 상기 배관 내부에 회전 가능하게 설치되는 볼; 및

   상기 볼 내부에 형성된 관통홀을 통해 흐르는 유체의 유량 변화를 제어할 수 있도록 상기 볼의 후방에 위치하며, 유체가 관통되는 하나 이상의 유체관통홀이 형성되는 유량제어시트를 포함하여 이루어지는 유량조절 볼 밸브.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 유량제어시트의 유체관통홀은 상기 볼의 개방이 시작되는 지점에 위치하는 부분부터 상기 볼의 개방이 완료되는 지점에 위치하는 부분까지 점차 그 폭이 커지는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 유량조절 볼 밸브.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 유량제어시트는 그 센터부분에 원형 유체관통홀이 형성되고, 외곽부분에 하나 이상의 슬릿형 유체관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 유량조절 볼 밸브.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 유량제어시트는 그 외곽부분에 하나 이상의 개구형 유체관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 유량조절 볼 밸브.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 유량제어시트는 그 외곽부분에 물방울형 유체관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 유량조절 볼 밸브.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 유량제어시트는 그 센터부분에 십자형 유체관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 유량조절 볼 밸브.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 십자형 유체관통홀은 유체의 압력에 따라 그 열림 정도가 가변되는 것을 특징으로 하는 유량조절 볼 밸브.

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