KR20120101845A - 삼방 볼 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 옥내 화재 진압용 알람 밸브에 연결하여 소방용수를 배수할 때 사용하는 배수 밸브를 설치한 배관과 스프링클러용 배관 체계의 배관 말단에 설치하여 스프링클러용 소방용수가 적정량이 공급되는지를 점검하기 위하여 사용하는 점검용 밸브를 설치한 배관의 두 배관이 하나의 배수 배관을 사용하도록 결합사용하는 구조에 관한 것으로, 특히 종래에는 두 개의 밸브를 각각의 배관에 별도로 설치 사용하던 하나의 밸브로서 이들 두 밸브의 목적을 대체할 수 있는 구조를 이루려는 것이다.

Description

삼방 볼 밸브 {three way ball valve}

배수 밸브(A)는 옥내 화재 진압용 알람 밸브에 연결하여 알람 밸브에 공급한 소방용수를 배수할 때 사용할 수 있도록 배수 배관과 연결되는 연결관에 설치하여 사용하고 그리고 시험 밸브(B)는 스프링클러에 소화용수를 공급하는 배관의 말단에 설치하여 소방용수가 기준에 맞게 공급되는지를 시험하는 배관에 설치하여 사용하고 이때 시험 소방용수는 베란다나 화장실에 임의로 방류하였다. 근자에는 시험밸브의 배수를 배수밸브의 배수배관에 연결하여 사용하고 있다. 그리고 이들 구조를 일체화하여 도3과 같이 하나의 연결구 몸체의 상부에 가지를 이룬 두 개의 관로에 각각 밸브를 설치하고 있다.

본 발명은 종래의 방식과 구조를 하나의 밸브로 두 가지 배관에 각각 설치한 두개의 밸브를 설치한 목적을 달성하는 구조의 밸브를 이루려는 것이다.

종래에는 배수밸브(A)를 알람 밸브 연결관에 부착하여 시공 현장에서 배수배관에 연결 사용하고 있고, 점검 밸브(B)는 스프링클러용 소방용수 공급배관의 관말지점에 설치하여 사용하고 있다. 좀더 진보한 구조로는 도3과 같이 하나의 배수 배관에 연결된 두개의 가지관 중 알람 밸브와 수평으로 연결되는 관로에는 배수밸브를 설치하고 다른 가지 관은 스프링클러용 소방용수 공급관과 수직으로 연결하여 스프링클러용 수량을 점검을 주목적으로 하는 점검밸브를 설치하여 ㅓ형의 일체형 구조로 하여 소개되고 있다.

종래의 방식이 "ㅓ"형의 몸통 관로를 이루어야 하는 이유는 알람밸브와는 수평으로, 스프링클러 공급배관과는 상향하는 수직으로 그리고 배수배관과는 하향하는 수직으로 연결하여야 하는 필수조건에 충족하여야 하기 때문이다. 그리고 종래의 방식이 "ㅓ"형의 몸통 관로를 이루고 있음에도 수평과 수직의 관로의 각각에 별개의 밸브를 설치할 수밖에 없는 것은 하나의 밸브를 설치하기 위하여 비록 삼방의 관로로 된 볼을 설치한다 하더라도 배수관로는 하향하는 수직을 이루고 있어 볼 설치용 패킹을 수직관로 상의 양측으로 설치할 수밖에 없고 이러한 구조는 몸통의 수평 관로와 연결하여야 하는 볼의 관로는 몸통의 수직 관로 즉 상향 관로나 하향하는 관로를 거치지 않고는 작동할 수 없어 "밸브를 패쇄할 시에는 양측 모두가 차단되고, 밸브를 개방 시에는 일 측을 개방하면 다른 측은 차단되어야하고 그 역인 다른 측이 개방되면 일 측은 차단되어야 하는 본 밸브의 필수조건"을 충족할 수 없을 뿐만 아니라 볼과 몸통의 배수관로에 있어서도 적절한 구경의 배수관로 확보가 불가능하기 때문이다. 이러한 이유로 종래의 몸통의 구조로는 어쩔 수 없이 하나의 몸통에 두개의 볼을 각각의 가지 배관에 설치하고 이들 배관이 별도로 모이는 ㅓ형을 이루도록 하는 것이다.

우선 종래의 문제를 해결하려면 하나의 볼 밸브로서 종래의 두 개의 볼 밸브의 기능을 달성하여야 하며 동시에 이는 외부 배관 시스템과 효과적으로 연결하는 연결구로서의 목적과 기능을 필수적으로 갖추어야 한다. 이를 위하여 외부 배관과 결합을 을 위한 몸통의 접속구의 방향은 "알람밸브와는 수평으로, 스프링클러용 소방용수 배관과는 상향하는 수직으로 그리고 배수 배관과는 하향하는 수직으로 연결할 수 있어야 하는 필수 조건"과 이 필수조건을 충족시킨 몸통과 볼이 결합한 밸브는 "밸브 패쇄 시에는 양측 모두가 차단되고, 밸브 개방 시에는 일 측을 개방하면 다른 측은 차단되어야하고 그 역의 경우에도 다른 측이 개방되면 일 측은 차단되어야 하는 밸브의 필수조건"의 모두를 충족시킬 수 있어야 한다.

이를 달성하기 위하여 몸통은 "수직과 수평으로 된 ㅜ형에 수평의 일 측의 끝단을 절곡한 ㄴ형의 관로로 하여 상향하는 수직관로를 형성"함을 특징적 형상으로 하여 하부는 하향하는 수직 부는 상부의 양 관로에 대한 공용의 배수관로로 하고 상부의 일 측은 알람밸브와 연결되는 수평 관로로 하고 다른 측은 ㄴ형으로 한 수직수평관로(12)의 수직관로 부는 상향으로 스프링클러용 소방용수 공급관과 연결되어 몸통의 필수적인 접속구의 방향을 충족시킨다.

동시에 밸브 몸통과 작용하도록 볼의 관로는 Y형의 3방의 관로를 형성하여 상부의 두 관로는 하나로 합쳐 V형의 수평을 이루고 두 관로가 합쳐진 관로는 연장하여 하향하는 수직의 볼 수직관로(23)로 V형 관로와 직각의 구조로 한다.

이렇게 이룬 몸통과 볼은 볼의 V형 수평 관로의 외측 양 입구는 밸브 몸통의 양 수평 관로와 밸브의 개방 작동에 의해 하나 씩 관로가 개방되고, 볼 수직관로 (23)는 몸통의 배수관(13)의 관로와 일치하도록 결합하여 몸통 외부에 설치한 개폐 손잡이의 수평 회전 작용으로 일 측 개방, 전체 차단, 다른 측 개방의 기능을 갖도록 구조를 이룬다.

이렇게 하므로서 각 인입 관로에 하나 씩 설치하여 2개의 2방 밸브를 사용하던 종래의 구조에서 밸브를 하나로 줄일 수 있을 뿐 아니라 2개의 밸브를 설치하기 위하여 비대할 수밖에 없던 몸통의 부피를 줄일 수 있으며 동시에 이들 관로가 합쳐지는 하부에 부피가 큰 분기관을 별도로 형성하여야 하여 이로 인하여 위 관로 보다 훨씬 증가된 몸통의 부피도 감소할 수 있어 원가와 체적을 획기적으로 감소할 수 있게 된다.

도1은 본 발명의 대표 단면도
도2는 본 발명의 평 단면도
도3은 종래의 발명도

본 발명을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 본 발명은 종래에 두 개의 밸브를 사용하던 것을 하나의 밸브로서 대체 함은 물론 동시에 연결구로서 역시 종래의 구조에 못지 않는 효율적 기능을 충분히 달성할 수 있도록 외부 배관 구조와 연결구조가 효율적이도록 외부 알람 밸브와는 수평으로, 상부에 위치하는 스프링클로용 소방용수 공급 관에는 수직으로 그리고 소방용수의 배수를 위한 배수 배관과는 하부로 수직으로 직접 연결되는 구조를 기본으로 한다. 종래에의 구조가 상부의 수평과 수직 관로에 각각 밸브를 설치하는 비효율적인 구조를 택한 것은 결국 외부 배관관의 연결에 적합하여야 하는 기본 조건을 충족시키는 것에 그 수준이 머무른 것이다.

본 발명의 밸브는 외부적 배관 시스템과 원활한 연결구조를 이루기 위하여 밸브 몸통(1)에 일 측은 알람 밸브와 수평으로 연결되는 수평관로(11), 다른 측은 상부의 스프링클러용 소방용수 공급 관으로부터 수직으로 연결되는 수직 관로가 연장된 수평 관로로 이루어진 수직수평 절곡관로(12) 그리고 이 두 관로가 모여 하향의 수직배관으로 된 배수관로(13)의 3개의 관로를 형성한다. 이러한 관로의 형상을 기호로 보충 설명하면 "수평의 관로가 일 측의 끝단이 수직으로 절곡 연장된 ㄴ형의 관로를 상부에 두고, 이 ㄴ형 관로의 수평 관로의 일정 지점에서 ㅜ형으로 만나는 수직관로를 하부에 둔" 관로를 밸브의 몸통에 형성하는 것이다.

볼(2)은 위 몸통과 결합하여 밸브를 작동할 시 '어느 측의 개방을 거치지 않고도 일 측을 개방하면 다른 측은 차단되고 그 역인 다른 측이 개방되면 일 측은 차단되는 기능'을 수행할 수 있도록 관로를 형성하여야 한다. 이를 위하여 볼의 관로를 Y형 3방의 관로를 형성하되 하부에는 수직으로 된 하나의 배수관로가 되는 볼 수직관로(23)로 하고 상부의 V형의 관로의 외 측 양 입구는 볼의 수평 회전 시 밸브 몸통의 수평 관로와 작용하여 관로가 개방되거나 폐쇄하도록 배치한다.

그리고 볼과 몸통의 원활한 설치구조를 용이하게 하기 위하여 관로의 크기를 달리하여야 한다. 볼의 V형을 이루는 두 관로 중 하나는 구경을 크게 하여 대관로(21)로 하고 다른 하나는 작게 하여 소 관로(22)를 형성하며, 동시에 밸브 몸통의 관로는 볼의 소관로와 만나는 관로의 볼 설치 부(14)의 구경은 상대적으로 작게 하고 볼의 대관로와 관로를 구성하는 볼 설치 부는 상대적으로 크게 형성한다. 통상 수직수평 절곡 관로(12)의 ㄴ형 관로 측의 볼 설치부 구경과 볼 관로가 작은 구경이 된다. 이 둘의 작은 구경을 사이에 둔 전후의 관로의 구경이 상대적으로 크며 특히 소방 배관의 구조가 전방의 관로는 1인치 구경이 되고 후방의 수직 관로나 배수관의 관로 모두 1인치 이상의 구경을 사용하고 있어 유체 통과 시 이들은 자연 오리피스 작용을 하게 된다. 그러므로 볼 소관로나 몸통의 작은 구경의 볼 설치부의 구경을 소방배관의 시험규격인 구경 11.2 밀리미터로 하게 되면 자연 소방법규의 시험장치를 이루게 되는 것이다.

또한 이렇게 상대적으로 볼의 V형 관로와 볼 설치부의 관로를 대소로 차이를 두는 이유는 볼의 V형 두 관로의 입구가 밸브 몸통의 양 볼 설치 부에 설치하는 볼 패킹 사이에 위치하여야 본 발명의 볼 밸브의 기능을 구현할 수 있는데 만일 양 입구가 동일하게 큰 사이즈가 되면 양 패킹 사이에 자리 잡을 수 없어 밸브의 기능을 달성할 수 없게 된다. 결국 볼의 V형 관로의 양 입구의 간격을 적절히 두려면 밸브 몸통의 볼 설치부를 양 관로 중 한 측은 작게 하거나 양 관로가 이루는 각을 180도 이상으로 크게 하는 것에 좌우되는 것이다.

이러한 구조의 볼을 밸브의 몸통에 삽입 결합하면 볼 밸브 차단 작동 시에는 볼의 V형의 양 입구가 일정한 간격을 가지고 볼 용 양 패킹 사이에 위치하고, 개방 작동 시에는 일 측이 개방하면 다른 측은 차단되고 다른 측이 개방되면 일 측은 차단되는 구조의 볼 밸브가 이루어진다.

이러한 작동의 밸브 몸통과 볼은 외부에 설치한 개폐 손잡이(4)로 작동하게 되는데 이 개폐 손잡이는 손잡이의 작동력을 볼에 전달하기 위하여 볼과 연결하는 스핀들 (7)과 연결되며 평시에는 관로의 폐쇄를 위하여 중간 위치의 폐쇄로 있다가 개방 작동 시 중간 위치에서 일 측으로 회전하면 관로가 개방되어 다른 측은 차단되고 역으로 중간 위치를 지나 다른 측으로 회전하면 다른 측의 관로가 개방되고 일 측은 차단되는 3단 작동의 손잡이로 작동하는 밸브를 이루는 것이다.

이러한 밸브에 보완적으로 배관 속의 소방용수의 흐름을 확인할 수 있도록 배수 관로 측에 관로의 측벽을 도려내어 여기에 강화 플라스틱이나 강화 유리 등을 누수가 되지않도록 한 점검 창(5)을 설치할 수도 있고 그리고 연속되는 배관의 최종 결합이나 해체를 위하여 반드시 수반되어야 하는 유니온 기능을 밸브에 일체화하여 배관 시스템의 단순화와 공정절감을 할 수 있도록 한다. 이를 구성하기 위하여 밸브의 몸통의 배수관로(13)의 접속구를 수나사로 하여 수 소켓(33)이 되도록 하고 수 소켓과 패킹 부재를 사이에 두고 마주 접합하는 상대 결합물의 상부는 외향으로 돌출한 환상의 걸림 턱이 형성하고 하부는 나사를 형성한 접속구로 형성한 걸림턱 소켓(31)을 삽입한 너트(32)가 수소켓과 체결하여 이루어 유니온 결합체(3)를 이루어 부품의 절감과 사장되는 공간을 절감하도록 한다. 또한 밸브의 몸통 관로 중 볼 관로의 전단계인 ㄴ형의 인입 관로 측에 압력계를 설치하면 종래에 밸브의 전단계에 별도의 ㅜ형 연결구를 사용하여 설치하는 불편과 불필요한 연결구 사용을 절감할 수 있는 장점을 향유할 수 있게 된다.

개폐손잡이(4), 점검창(5), 압력계(6), 스핀들(7), 수평관로(11), 수평-수직관로(12), 배수관로(13), 대관로(21), 소관로(22), 볼 수직관로(23)

Claims (3)

1. 세 방향의 관로와 관로 끝단을 연결 나사를 형성한 접속구로 이루어진 밸브 몸통, 볼을 설치하도록 형성한 몸통의 관로 상의 볼 설치 부에 패킹을 사이에 두고 삽입 설치하는 3방향으로 관로를 형성한 볼, 밸브 몸통에 설치한 볼에 연결하되 외주 면이 패킹을 사이에 두고 몸통의 내주 면과 누수를 방지하도록 하는 스핀들, 그리고 몸통 외부에 위치하여 위 스핀들과 결합하는 개폐 손잡이의 작동으로 관로를 개폐하도록 하는 삼(3)방 볼 밸브에 있어서,
   상부는 수직과 수평의 ㄴ형 관로로 형성하고 하부는 ㄴ형 관로 중 수평 관로와 ㅜ형으로 만나는 하향하는 수직 관로를 형성하며 수직 관로에 의해 형성된 수평 관로상의 양 입구를 패킹 부재를 사이에 두어 볼을 설치하도록 볼 설치부(14)로 양 수평 관로에 형성하며, 볼 설치부의 구경은 ㅡ형 수평 관로 측보다 ㄴ형의 수직수평관로 측을 작게 하며, 이 작은 구경의 볼 설치부는 상대적으로 큰 구경인 전 후의 몸통 관로와 오리피스 관이 되며, 배수관(14)의 측면 일부를 도려내어 점검 창을 설치한 밸브의 몸통(1);
   Y형 관로를 형성하되 상부의 V형 두 관로의 구경을 일 측은 상대적으로 관로를 크게 한 대관로(21)와 다른 측은 상대적으로 구경을 작게 한 소관로(22)로 하고 두 관로의 두 입구는 수평으로 배치하여 밸브 몸통의 양 수평 관로와 개방과 폐쇄작용을 할 수 있도록 하며 하부의 I형의 관로는 절곡하여 하향하는 수직 관로인 볼 수직관로(23)을 형성한 볼;
   이러한 몸통과 볼의 상호 결합은 볼 수직 관로(23)는 몸통의 배수관(13)의 관로와 하향의 수직으로 일치되고, 볼의 V형 관로의 외 측의 양 입구는 몸통의 양측의 수평 관로와 수평 회전 작용으로 개폐가 되도록 수평으로 설치하도록 구조를 이루며 이러한 결합구조의 볼은 스핀들을 통하여 외부의 회전 작동력에 의하여 몸통의 수평 관로와 일치할 수 있도록 하되 볼의 V형 관로의 외 측 두 입구를 몸통의 볼 설치부(14)에 설치하는 양 패킹 사이의 위치할 때는 두 수평 관로가 차단되는 "패쇄" 단계로 중간에 위치하고 양측에 각각의 관로가 개방되도록 "개방" 단계가 되도록 하는 개폐 손잡이(4);
   로 구성결합된 삼(3)방 볼밸브
2. 제 1항에 있어서,
   몸통 접속구에 외향으로 돌출한 환상의 걸림 턱이 형성된 걸림턱 연결구(31), 걸림턱 연결구를 삽입하여 이탈 방지를 위한 내향하는 환상의 걸림 턱을 형성하여 몸통 관로에 연결 나사를 형성한 접속구(33)와 결합하는 너트(32), 연결구의 상단 접합 면과 밸브 배수관의 끝 단면과 패킹 부재를 사이에 두고 상기 너트의 나사 조임력으로 결합하도록 구성된 유니온 결합체(3)를 하나 이상의 몸통 관로에 설치한 삼(3)방 볼 밸브
3. 제 1항이나 혹은 제 2항에 있어서,
   몸통의 상부 관로 중 ㄴ형의 관로 측에 압력계를 설치한 삼(3)방 볼밸브.
   
   

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