KR20110018137A - 유량조절밸브 - Google Patents

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KR20110018137A
KR20110018137A KR1020090075774A KR20090075774A KR20110018137A KR 20110018137 A KR20110018137 A KR 20110018137A KR 1020090075774 A KR1020090075774 A KR 1020090075774A KR 20090075774 A KR20090075774 A KR 20090075774A KR 20110018137 A KR20110018137 A KR 20110018137A
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Abstract

본 발명은 설정 유량의 조절이 용이하고 차압 변동에 대한 유량 보상이 정밀하게 이루어지도록 하는 유량조절밸브의 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 유량조절밸브(10)는 유입로(20)와 유출로(30) 사이에 설치되는 밸브 유닛(40)과, 상기 밸브 유닛과 결합되는 다이어프램(50)을 구비한다.
특히, 상기 다이어프램(50)은 제1챔버(60)와, 상기 제1챔버에 내장되되 상부에 주연부와 상,하부에 개방부를 갖도록 구성되는 제2챔버(70)와, 제2챔버(70)의 하부 바닥 면과 상기 밸브 유닛 사이에 탄지되는 제1스프링(81)과, 상기 제1챔버(60)의 바닥 면과 제2챔버(70)의 주연부 사이에 탄지되는 제2스프링(82)과, 상기 제2챔버(70)의 하부 개방부에 대응하도록 상기 제1챔버(60)의 저면에 설치되는 브이포트(71)로 이루어지고, 상기 유입로(20)와 유출로(30)는 상기 제1챔버(60)에 내장된 제2챔버(70)의 상,하부의 개방부를 통하여 연통되도록 구성된다.

Description

유량조절밸브{Pressure control valve}
본 발명은 난방시스템이나 보일러 등에 이용되는 차압형 유량조절밸브에 관한 것으로써, 더 상세히는 유량조절밸브의 유입로 측의 차압이 변동 하더라도 설정유량 범위 내에서 유량조절밸브의 유출로 측으로 일정한 유량이 배출되도록 하는 유량조절밸브 구조를 제공하는 것에 관한 것이다.
일반적으로 여러 세대가 이용하는 난방시스템에서는 배관이 다수 분기되도록 설치되므로, 각각의 분기 배관은 다른 분기 배관의 계폐 상태에 따라 유압의 변동이 필연적으로 발생하게 된다.
상기와 같은 문제점을 극복하기 위한 방안으로 각 분기된 배관에는 유입로 측의 유압 변화에 관계없이 설정유량의 범위 내에서 각 분기된 배관의 유출로 측으로 일정한 유량이 배출되도록 하는 다양한 구조의 유량조절밸브가 개발되어 사용되고 있다.
그러나 종래 유량조절밸브 중에는 유입로 측과 유출로 측에 과도한 차압이 발생할 경우 소음이 심하게 발생하거나, 밸브의 내부에 유로와 직각 방향으로 설치되는 스프링 등에 유체에 혼입된 이물질이 걸려 밸브의 기능이 저하되고 손상되는 문제점이 있다.
본 발명은 종래 일반적인 유량조절밸브의 기능을 개량 한 것으로써, 유량조절밸브의 유입로 측과 유출로 측에 과도한 차압이 발생하는 경우에도 소음이 발생하지 않도록 하는 구조의 유량조절밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 밸브 내부에 이물질이 쉽게 걸리지 않도록 하는 유량조절밸브의 구조를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 설정 유량의 조절이 용이하고 차압 변동에 대한 유량 보상이 정밀하게 이루어지도록 하는 유량조절밸브의 구조를 제공하는데 있다.
본 발명은 상기 목적 달성을 위하여 유입로(20)와 유출로(30) 사이에 설치되는 밸브 유닛(40)과, 상기 밸브 유닛과 결합되는 다이어프램(50)을 포함하여 구비하는 유량조절밸브(10)에 있어서,
상기 다이어프램(50)은 제1챔버(60)와, 상기 제1챔버에 내장되되 상부에 주연부와 상,하부에 개방부를 갖도록 구성되는 제2챔버(70)와, 제2챔버(70)의 하부 바닥 면과 상기 밸브 유닛 사이에 탄지되는 제1스프링(81)과, 상기 제1챔버(60)의 바닥 면과 제2챔버(70)의 주연부 사이에 탄지되는 제2스프링(82)과, 상기 제2챔버(70)의 하부 개방부에 대응하도록 상기 제1챔버(60)의 저면에 설치되는 브이포트(71)로 이루어지고,
상기 유입로(20)와 유출로(30)는 상기 제1챔버(60)에 내장된 제2챔버(70)의 상,하부의 개방부를 통하여 연통되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 밸브 유닛(40)은 유량조절밸브에 고정되는 몸체(41)와, 상기 몸체를 관통하여 설치되는 로드(42)와, 상기 로드의 하단에 고정되는 개폐용 포트(43) 및 지지체(47)와, 상기 로드(42)와 몸체(41) 사이에 개재되어 로드를 일정한 길이만큼 승강시킬 수 있도록 하는 조절스크류(44)로 이루어지고, 상기 지지체(47)가 상기 제2챔버(70)의 상부 개방부를 통하여 제1스프링(81)과 당접하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 밸브 유닛(40)의 개폐용 포트(43)는 상기 로드(42)의 승강 이동에 따라 상기 제2챔버(70)의 상부 개방부의 개폐 면적을 규제할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제2챔버(70)는 상기 로드(42)의 승강 이동 및 유입로(20)의 유체 압력에 연동하여 제1챔버(60) 내에서 승강 유동할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 브이포트(71)는 상기 제2챔버(70)가 상기 로드(42)의 승강 이동 및 유입로(20)의 유체 압력에 연동하여 제1챔버(60) 내에서 승강 유동할 때 상기 제2챔버(70)의 하부 개방부의 개폐 면적이 규제될 수 있도록 원추형으로 구성되는 특징으로 한다.
본 발명은 제1챔버(60)의 저부와 제2챔버(70)의 주연부(72) 사이에 탄지된 제2스프링(82) 및 제2챔버의 하면에 가해지는 유압 작용에 따라 유입로(20)의 유압 변화에 연동하여 제2챔버(70)가 상하 유동하므로 제2챔버의 하부 개방부(75)의 계폐 면적이 실시간으로 조정되도록 함으로써, 유량조절밸브(10)의 유입로(20) 측의 차압에 관계없이 설정된 유량이 유출로(30) 측으로 균일하게 흐를 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.
또, 제2챔버(70)의 하부 바닥 면과 상기 밸브 유닛(40) 사이에 제1스프링(81)을 설치하고, 상기 제1챔버(60)의 바닥 면과 제2챔버(70)의 주연부 사이에 제2스프링(82)을 설치함으로써, 유로를 따라 스프링이 가로지르지 않고 스프링의 중심축 방향과 유로가 평행하므로 스프링에 유체에 혼입된 이물질이 걸리지 않도록 하는 효과를 얻을 수 있다.
또, 유입로(20)에 흐르는 유체의 압력에 연동하여 제2챔버(70)의 하부 개방부(75)의 개폐 면적이 브이포트(71)에 의하여 규제되므로 유입로의 유체 압력에 관계없이 유출로(30)로 배출되는 유체의 량은 일정하게 유지되는 효과를 얻을 수 있다.
또, 제2챔버(70)의 상부 개방부에도 위치에 따라 그 상부 개방부의 개폐 면적을 규제할 수 있도록 하는 개폐용 포트(43)를 추가로 설치함으로써, 유입로(20)와 유출로(30) 사이에 과도한 차압이 발생하더라도 유량의 조절이 용이하고 과도한 유압 차이로 인한 소음이 발생하지 않도록 하는 효과를 얻을 수 있다.
이하, 도 1내지 도 8을 참고하여 본 발명의 유량조절밸브의 기술 구성 및 작 용에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 유량조절밸브의 입체도 이고,
도 2는 본 발명의 유량조절밸브의 분해사시도 이고,
도 3은 본 발명의 밸브 유닛 및 다이어프램의 분해 사시도 이고,
도 4는 본 발명의 개폐용 포트의 입체도이고,
도 5는 유체가 흐르지 않는 상태에서 개폐용 포트가 완전히 개방된 구조를 나타내는 본 발명의 유량조절밸브의 단면도이고,
도 6은 유체가 흐르는 상태에서 개폐용 포트가 완전히 개방된 구조를 나타내는 본 발명의 유량조절밸브의 단면도이고,
도 7은 유체가 흐르는 상태에서 개폐용 포트가 일부 하강한 구조를 나타내는 본 발명의 유량조절밸브의 단면도이고,
도 8은 개폐용 포트가 하강하여 유로가 완전히 차폐된 구조를 나타내는 단면도이다.
본 발명의 유량조절밸브(10)는 난방수 등의 유체가 유입되는 유입로(20)와, 유입로를 통하여 유입된 유체가 배출돼는 유출로(30)와, 상기 유입로(20) 및 유출로(30) 사이에 설치되어 유로를 개폐하는 밸브 유닛(40)과, 상기 밸브 유닛과 결합하여 유입로(20) 측의 차압이 변동 하더라도 설정유량 범위 내에서 유출로(30) 측으로 일정하게 유량이 배출되도록 구동되는 다이어프램(50)을 포함하여 구비한다.
상기 유입로(20)에는 난방수 등의 유체에 혼입된 이물질을 걸러 내기 위한 메쉬 형의 필터(25)가 설치된다. 상기 메쉬형 필터는 외부로부터 착탈 가능한 체결 구(26)에 고정되고, 필터의 청소가 필요할 경우 체결구(26)를 해체하여 필터(25)를 빼내 청소한 후 다시 결합하면 된다.
한편, 본 발명의 밸브 유닛(40)은 유입로(20) 및 유출로(30) 사이에 설치되어 유로를 개폐하는 것으로써, 몸체(41)와, 상기 몸체를 관통하여 설치되는 로드(42)와, 상기 로드의 하단에 고정되는 개폐용 포트(43) 및 지지체(47)와, 상기 로드(42)와 몸체(41) 사이에 개재되어 로드를 일정한 길이만큼 승강시킬 수 있도록 하는 조절스크류(44)로 이루어지고, 상기 조절스크류(44)는 도시되지 않은 별도의 밸브 구동기를 이용하여 구동된다.
상기 조절스크류(44)는 로드의 상단부에 숫나사를 결합하여 구성할 수 있고, 상기 조절스크류(44)는 몸체(41)의 관통부 내면에 형성된 암나사에 결합된다. 상기 밸브 유닛 몸체(41)의 중앙부를 관통하여 유동하는 로드(42)는 몸체(41)와의 기밀을 위하여 오링(45)이 끼워진다. 로드(42)의 하단부에 고정되는 개폐용 포트(43)는 주위에 다수의 V자형의 개방구가 형성되어 있고, 상단 주연부에는 개폐용 포트(43)가 완전히 하강하였을 때 상기 제2챔버(70)의 상부 개방부를 밀폐하여 유입로(20)와 유출로(30)를 차폐할 수 있도록 밀폐 링(48)이 설치된다.
또, 개폐용 포트(43) 및 지지체(47)의 하부에 구성되는 다이어프램(50)은 제1챔버(60)와, 상기 제1챔버에 내장되되 상부에 주연부(72)와 상,하부에 개방부를 갖도록 구성되는 제2챔버(70)와, 제2챔버(70)의 하부 바닥 면과 상기 밸브 유닛의 지지체(47) 사이에 탄지되는 제1스프링(81)과, 상기 제1챔버(60)의 바닥 면과 제2챔버(70)의 주연부(72) 사이에 탄지되는 제2스프링(82)과, 상기 제2챔버(70)의 하 부 개방부에 대응하도록 상기 제1챔버(60)의 저면에 설치되는 브이포트(71)로 이루어지고, 상기 브이포트가 설치된 제1챔버(60)의 하부는 유출로(30)와 연통된다.
상기 브이포트(71)는 원뿔형으로 구성되어 제2챔버(70)의 하부 개방부(75)에 대응하는 위치의 제1챔버(60)의 기저부에 설치되고, 제2챔버(70)의 상,하 유동에 따라 제2챔버(70)의 하부 개방부(75)의 개폐 면적이 그 브이포트(71)에 의하여 규제되도록 구성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 유량조절밸브(10)는 유체가 흐르지 않고 개폐용 포트(43)가 완전히 개방된 상태에서는 도 5의 단면도에 도시된 화살표 방향을 따라 최대의 유량이 흐를 수 있는 유로가 형성된다.
이하, 도 6내지 도 8을 참고하여 본 발명의 유량조절밸브(10)의 동작 과정을 구체적으로 설명한다.
계폐용 포트(43)가 최대로 개방된 상태에서 유입로(20)에 P1의 유압이 작용하는 유체가 흐르면 도 6과 같이 P1의 유압에 비례하는 유압이 제2스프링(82)에 탄지된 제2챔버(70) 내에 작용하여 제2챔버(70)를 하강시키므로 제2챔버의 하부 개방부(75)가 브이포트(71) 쪽으로 이동하여 좁아지므로 그 브이포트를 통과한 유체는 유압이 P2로 감압되어 유출로(30)를 통하여 배출된다.
P1의 유압이 크면 그에 비례하여 제2챔버(70)의 하강 량이 커져 제2챔버의 하부 개방부(75)가 더 좁아지므로 결국, 유입로 P1의 유압에 관계없이 유출로(30)를 통하여 흐르는 유량은 일정하게 유지된다.
상기 상태에서 사용자가 유출로(30)에 흐르는 유량을 제어하고자 할 경우에 는 밸브 유닛(40)을 구동하여 도 7과 같이 개폐용 포트(43)를 하강시키면 로드(42)의 단부에 고정된 지지체(47)가 하강하면서 제1스프링(81)을 눌러 제2챔버(70)를 더 하강시키므로 그 강제로 하강된 제2챔버(70)의 위치를 기준으로 P1의 압력 변화에 대응하여 제2챔버의 하부 개방부(75)의 개폐 면적에 대한 밸런싱이 자동조절 된다. 특히, 본 발명은 제2챔버(70)의 상부 개방부의 개폐 면적을 규제할 수 있도록 V자형 개방부(43a)를 갖는 개폐용 포트(43)를 설치함으로써, 유입로(20)와 유출로(30) 사이에 과도한 차압이 발생하더라도 유량의 흐름을 원활히 조정하여 유압 차이로 인한 소음이 발생하지 않도록 작용한다.
또, 사용자가 유출로(30) 쪽으로 유체가 흐르지 않도록 할 경우에는 도 8과 같이 밸브 유닛(40)을 구동하여 밀폐 링(48)이 제2챔버(70)의 상부 개방부를 완전히 밀폐할 수 있도록 개폐용 포트(43)를 하강시키면 된다.
본 발명의 유량조절밸브(10)는 상세한 설명에 설명되거나 도시된 구조에 한정되는 것은 아이고, 발명의 목적 및 청구범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 유량조절밸브의 입체도 이고,
도 2는 본 발명의 유량조절밸브의 분해사시도 이고,
도 3은 본 발명의 밸브 유닛 및 다이어프램의 분해 사시도 이고,
도 4는 본 발명의 개폐용 포트의 입체도이고,
도 5는 유체가 흐르지 않는 상태에서 개폐용 포트가 완전히 개방된 구조를 나타내는 본 발명의 유량조절밸브의 단면도이고,
도 6은 유체가 흐르는 상태에서 개폐용 포트가 완전히 개방된 구조를 나타내는 본 발명의 유량조절밸브의 단면도이고,
도 7은 유체가 흐르는 상태에서 개폐용 포트가 일부 하강한 구조를 나타내는 본 발명의 유량조절밸브의 단면도이고,
도 8은 개폐용 포트가 하강하여 유로가 완전히 차폐된 구조를 나타내는 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 - 유량조절밸브 20 - 유입로
25 - 메쉬형 필터 26 - 체결구
30 - 유출로 40 - 밸브 유닛
41 - 몸체 42 - 로드
43 - 개폐용 포트 43a - V자형 개방부
44 - 조절스크류
45 - 오링 47 - 지지체
50 - 다이어프램 60 - 제1챔버
70 - 제2챔버 71 - 브이포트
72 - 주연부 75 - 제2챔버의 하부 개방부
81 - 제1스프링 82 - 제2스프링

Claims (5)

  1. 유입로(20)와 유출로(30) 사이에 설치되는 밸브 유닛(40)과, 상기 밸브 유닛과 결합되는 다이어프램(50)을 포함하여 구비하는 유량조절밸브(10)에 있어서,
    상기 다이어프램(50)은 제1챔버(60)와, 상기 제1챔버에 내장되되 상부에 주연부와 상,하부에 개방부를 갖도록 구성되는 제2챔버(70)와, 제2챔버(70)의 하부 바닥 면과 상기 밸브 유닛 사이에 탄지되는 제1스프링(81)과, 상기 제1챔버(60)의 바닥 면과 제2챔버(70)의 주연부 사이에 탄지되는 제2스프링(82)과, 상기 제2챔버(70)의 하부 개방부에 대응하도록 상기 제1챔버(60)의 저면에 설치되는 브이포트(71)로 이루어지고,
    상기 유입로(20)와 유출로(30)는 상기 제1챔버(60)에 내장된 제2챔버(70)의 상,하부의 개방부를 통하여 연통되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브(10).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 유닛(40)은 유량조절밸브에 고정되는 몸체(41)와, 상기 몸체를 관통하여 설치되는 로드(42)와, 상기 로드의 하단에 고정되는 개폐용 포트(43) 및 지지체(47)와, 상기 로드(42)와 몸체(41) 사이에 개재되어 로드를 일정한 길이만큼 승강시킬 수 있도록 하는 조절스크류(44)로 이루어지고, 상기 지지체(47)가 상기 제2챔버(70)의 상부 개방부를 통하여 제1스프링(81)과 당접하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브(10).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 밸브 유닛(40)의 개폐용 포트(43)는 상기 로드(42)의 승강 이동에 따라 상기 제2챔버(70)의 상부 개방부의 개폐 면적을 규제할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브(10).
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2챔버(70)는 상기 로드(42)의 승강 이동 및 유입로(20)의 유체 압력에 연동하여 제1챔버(60) 내에서 승강 유동할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브(10).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 브이포트(71)는 상기 제2챔버(70)가 상기 로드(42)의 승강 이동 및 유입로(20)의 유체 압력에 연동하여 제1챔버(60) 내에서 승강 유동할 때 상기 제2챔버(70)의 하부 개방부의 개폐 면적이 규제될 수 있도록 원추형으로 구성되는 특징으로 하는 유량조절밸브(10).
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