KR20140137298A - 유량 조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유량 조절시의 조작성을 높이면서 소형화를 구현한 유량 조절 장치를 제공하는 것으로, 조작자의 조작에 따라 회전하는 유량 조절 손잡이(3); 중심축(C) 방향으로 이동함으로써 밸브 구멍(32)으로의 다이어프램 니들(5)의 삽입량을 조절하는 스크류 로드(10); 및 유량 조절 손잡이(3)에 고정되고 중심축(C)과 대략 직교하는 방향으로 연장되는 스프링롤 핀(13)을 구비한 유량 조절 기구;를 구비하며, 스크류 로드(10)가 커버부(9)의 내주면에 형성된 암나사부(9a)와 체결하는 제1 수나사부, 및 중심축(C)과 대략 직교하는 방향으로 관통하고 중심축(C) 방향을 따라 소정 폭을 갖는 관통 구멍(10d)을 구비하며, 스프링롤 핀(13)이 관통 구멍(10d)에 삽입되어 있는 유량 조절 장치(100)를 제공한다.

Description

유량 조절 장치{FLOW REGULATING APPARATUS}

본 발명은 유량 조절 장치에 관한 것이다.

종래 밸브 구멍이 설치된 본체부, 및 밸브 구멍에 삽입되는 니들 밸브를 구비한 유량 조절 장치가 알려져 있다.

일본공개특허공보 제2006-153039호에 개시된 유량 조절 장치는 내주면에 나사산부가 형성된 본체부, 및 본체부의 나사산부에 체결되는 다른 나사산부가 형성된 니들 밸브를 구비하고 있다. 니들 밸브는 손잡이부와 연결되어 있고 손잡이부를 회전시킴으로써 니들 밸브가 축 방향으로 이동한다. 그리고 니들 밸브의 축 방향 이동에 따라 밸브 구멍의 내주면과 니들 밸브의 외주면 사이에 형성되는 틈새가 조절되어 유체의 유량이 조절된다.

일본공개특허공보 제2006-153039호에 개시된 유량 조절 장치는 니들 밸브와 유량 조절 손잡이가 일체적으로 연결되어 있어 니들 밸브의 이동량과 유량 조절 손잡이의 이동량이 일치한다. 따라서 유체의 유량을 증가시키기 위해 니들 밸브를 밸브 구멍으로부터 소정 거리만큼 이동시키는 경우, 유량 조절 손잡이도 동일한 거리만큼 이동하게 된다.

이처럼 일본공개특허공보 제2006-153039호에 개시된 유량 조절 장치에서는 유량의 조절에 따라 유량 조절 손잡이가 이동하여 유량 조절 장치의 전체 높이가 변화하므로, 유량 조절 손잡이의 이동 범위를 미리 고려하여 유량 조절 장치를 설치할 필요가 있다. 따라서 유량 조절 장치를 충분히 소형화할 수 없는 문제가 있다.

또, 일본공개특허공보 제2006-153039호에 개시된 유량 조절 장치에서는 유량 조절 손잡이가 니들 밸브의 중심축 방향으로 이동함에 따라 유량 조절 손잡이의 위치가 이동하게 된다. 따라서 유량 조절 손잡이의 위치가 일정하게 되지는 않아 유량 조절시의 조작성이 좋지 않은 문제가 있다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 유량 조절시의 조작성을 높이면서 소형화를 구현한 유량 조절 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 아래와 같은 수단을 채용했다.

본 발명에 따른 유량 조절 장치는 선단에 돌기부가 설치된 밸브 몸체부; 상기 밸브 몸체부가 수용되는 밸브실이 형성된 본체부; 상기 돌기부가 삽입 가능하게 되어 있어 유체의 유입 유로와 상기 밸브실을 연통시키는 밸브 구멍; 및 상기 밸브 구멍에 대한 상기 돌기부의 삽입량을 조절하여 그 밸브 구멍으로부터 상기 밸브실로 유입되는 유체의 유량을 조절하는 유량 조절 기구;를 구비하며, 상기 유량 조절 기구는 조작자의 조작에 따라 상기 밸브 몸체부의 중심축 주위로 회전하는 손잡이부; 상기 중심축을 따라 연장되고 그 중심축 방향으로 이동함으로써 상기 삽입량을 조절하는 로드부재; 및 상기 손잡이부에 고정되고 상기 중심축과 대략 직교하는 방향으로 연장되는 핀부재;를 구비하며, 상기 로드부재는 상기 본체부의 내주면에 형성된 본체측 나사부와 체결하는 제1 나사부, 및 상기 중심축과 대략 직교하는 방향으로 관통하고 상기 중심축 방향을 따라 상기 밸브 몸체부의 이동 범위에 따른 소정 폭을 갖는 관통 구멍을 가지며, 상기 핀부재가 상기 관통 구멍에 삽입되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유량 조절 장치에 의하면, 조작자의 조작에 따라 손잡이부가 밸브 몸체부의 중심축 주위로 회전함으로써 손잡이부에 고정된 핀부재가 중심축 주위로 회전한다. 중심축을 따라 연장되는 로드부재에 형성된 관통 구멍에는 핀부재가 삽입되어 있으므로, 핀부재의 회전에 따라 로드부재가 중심축 주위로 회전한다. 로드부재가 구비하는 제1 나사부는 본체부의 내주면에 형성된 본체측 나사부에 체결되어 있으므로, 로드부재가 중심축 주위로 회전함으로써 로드부재가 중심축을 따라 이동한다.

또, 로드부재는 중심축 방향을 따라 밸브 몸체부의 이동 범위에 따른 소정 폭을 갖는 관통 구멍을 구비한다. 따라서 핀부재가 관통 구멍의 중심축 방향 단부에 접촉하지 않는 범위에서는 핀부재를 일정한 위치에 고정한 채로 로드부재를 중심축을 따라 이동시킬 수 있다. 그리고 로드부재가 중심축 방향으로 이동함으로써 밸브 몸체부의 선단에 설치된 돌기부의 밸브 구멍으로의 삽입량이 조절된다.

이렇게 함으로써 손잡이부의 위치를 일정한 위치에 고정한 채로 유량의 조절이 가능하게 되어, 유량 조절시의 조작성을 높이면서 소형화를 구현한 유량 조절 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 제1 양태의 유량 조절 장치는 상기 밸브 몸체부와 동축으로 배치되는 원통 형상의 이동부재; 및 상기 이동부재의 상기 중심축 주위의 회전을 규제하는 규제부재;를 가지며, 상기 로드부재는 상기 제1 나사부보다 상기 밸브 구멍과 가까운 선단부에, 상기 이동부재의 내주면에 형성된 이동부재 나사부와 체결하는 제2 나사부를 구비하며, 상기 제2 나사부의 피치가 상기 제1 나사부의 피치보다 작은 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제1 양태의 유량 조절 장치에 의하면, 손잡이부를 1 회전시키면 로드부재가 중심축 주위로 1 회전하고, 제1 나사부의 피치에 따른 거리만큼 로드부재가 이동한다. 여기서, 제2 나사부와 체결하는 이동부재 나사부를 내주면에 갖는 이동부재의 중심축 주위의 회전은 규제부재에 의해 규제되어 있으므로, 이동부재는 로드부재의 이동 방향과 반대 방향으로 이동한다. 그리고 로드부재에 대한 이동부재의 상대적인 이동량은 제2 나사부의 피치에 따른 거리이며, 그 거리는 로드부재의 이동량보다 적다. 따라서 이동부재의 절대적인 이동량은 제1 나사부의 피치와 제2 나사부의 피치의 차이분에 따른 이동량이 된다.

이렇게 함으로써 이동부재 선단부의 이동량을 로드부재의 이동량보다 적게 하여, 이동부재 선단부의 이동량을 미세 조절할 수 있게 된다. 이동부재 선단부의 위치에 따라 밸브 구멍에 대한 밸브 몸체부 돌기부의 삽입량이 조절되므로, 유량의 미세 조절이 가능하게 된다.

본 발명의 제2 양태의 유량 조절 장치는 상기 이동부재의 외주면 직경이 상기 본체부의 내주면 직경보다 작은 것을 특징으로 한다.

이렇게 함으로써 본체부의 내주면과 로드부재의 틈새 영역에 이동부재를 수용하도록 하여 유량 조절 장치를 소형화하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 제3 양태의 유량 조절 장치는 상기 밸브 몸체부와 함께 상기 중심축 방향으로 이동 가능한 피스톤부; 및 상기 피스톤부를 통해 상기 밸브 몸체부에 그 밸브 몸체부를 상기 밸브 구멍에 접근시키는 방향의 제1 가압력을 부여하는 스프링부;를 구비하며, 상기 본체부에는 외부로부터의 압축 공기를 도입하는 공기 도입구가 형성되어 있고, 상기 공기 도입구와 연통하는 압력실로 도입되는 압축 공기에 의해, 상기 피스톤부를 통해 상기 밸브 몸체부에 그 밸브 몸체부를 상기 밸브 구멍으로부터 멀어지게 하는 방향의 제2 가압력이 발생하고, 상기 제1 가압력이 상기 제2 가압력을 넘는 경우에 상기 이동부재와 상기 피스톤부가 이간되고, 상기 제2 가압력이 상기 제1 가압력을 넘는 경우에 상기 이동부재와 상기 피스톤부가 접촉하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3 양태의 유량 조절 장치에 의하면, 스프링부에 의해 밸브 몸체부를 밸브 구멍에 접근시키는 방향의 제1 가압력이 부여되므로, 압력실에 압축 공기가 도입되지 않는 일반 상태에서 밸브 몸체부가 밸브 구멍에 접촉하는 전체 폐쇄 상태로 되어 있다(노멀 클로즈형). 공기 도입구로부터 압력실로 압축 공기가 도입되면 밸브 몸체부를 밸브 구멍으로부터 멀어지게 하는 방향의 제2 가압력이 발생하고, 제2 가압력이 제1 가압력을 넘으면 밸브 몸체부가 밸브 구멍으로부터 이간되어 개방 상태가 된다. 그리고 밸브 몸체부와 연결된 피스톤부가 이동부재에 접촉함으로써 밸브 몸체부의 위치가 규정되게 된다. 따라서 밸브 몸체부의 선단에 설치된 돌기부의 밸브 구멍으로의 삽입량은 이동부재의 위치에 따라 조절되므로, 제2 가압력에 의해 밸브 구멍으로부터 이간된 밸브 몸체부의 전체 개방 상태에서의 개도(開度)는 이동부재의 위치에 따른 것이 된다.

이렇게 함으로써 노멀 클로즈형 유량 조절 장치에 있어서의 전체 개방 상태에서의 밸브 몸체부의 개도를, 이동부재의 위치에 따른 적절한 개도로 조절할 수 있다.

본 발명에 의하면, 유량 조절시의 조작성을 높이면서 소형화를 구현한 유량 조절 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예의 유량 조절 장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예의 유량 조절 장치의 배면도이다.
도 3은 도 1에 나타난 유량 조절 장치의 전체 폐쇄 상태에서의 A-A선에 따른 부분 단면도이다.
도 4는 도 1에 나타난 유량 조절 장치의 전체 개방 상태에서의 A-A선에 따른 부분 단면도이다.
도 5는 도 1에 나타난 유량 조절 장치의 전체 개방 상태에서의 A-A선에 따른 부분 단면도이다.
도 6은 도 1에 나타난 유량 조절 장치의 전체 개방 상태에서의 A-A선에 따른 부분 단면도이다.
도 7은 스크류 로드 및 이동체를 나타낸 도면이며, (a)가 도 4에 나타난 스크류 로드 및 이동체의 B-B선에 따른 부분 단면도이며, (b)가 도 5에 나타난 스크류 로드 및 이동체의 D-D선에 따른 부분 단면도이며, (c)가 도 6에 나타난 스크류 로드 및 이동체의 E-E선에 따른 부분 단면도이다.
도 8은 스크류 로드 및 이동체를 나타낸 도면이며, (a)가 도 4에 나타난 스크류 로드 및 이동체의 부분 단면도이며, (b)가 도 5에 나타난 스크류 로드 및 이동체의 부분 단면도이며, (c)가 도 6에 나타난 스크류 로드 및 이동체의 부분 단면도이다.
도 9는 제2 실시예의 유량 조절 장치의 전체 폐쇄 상태에서의 부분 단면도이다.

＜제1 실시예＞

이하, 본 발명의 제1 실시예의 유량 조절 장치(100)를 도면을 기초로 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예의 유량 조절 장치(100)의 정면도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예의 유량 조절 장치(100)의 배면도이다. 도 3은 도 1에 나타난 유량 조절 장치(100)의 전체 폐쇄 상태에서의 A-A선에 따른 단면도이다. 도 4는 도 1에 나타난 유량 조절 장치(100)의 전체 개방 상태에서의 A-A선에 따른 단면도이다.

도 1에 나타난 유량 조절 장치(100)는 반도체 제조 장치 등에 사용되는 유체(액약, 순수 등)의 배관 유로에 설치되는 기기이다. 유량 조절 장치(100)는 보디(1)(본체부), 베이스부(2), 유량 조절 손잡이(3)(손잡이부), 및 록너트(4)를 구비한다. 보디(1)에는 조작 포트(36)가 형성되어 있다. 유입 유로(31)는 유량 조절 장치(100) 외부의 상류측 배관(미도시)으로부터 유입되는 유체를 유량 조절 장치(100) 내부로 유도하는 유로이다.

도 2에 나타난 바와 같이, 유량 조절 장치(100)의 배면에는 유량 조절 장치(100) 내부의 유체를 하류측 배관(미도시)으로 유도하기 위한 유출 유로(35)가 설치되어 있다.

도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 유량 조절 장치(100)는 설치면(S)상에 설치되어 있다. 설치면(S)에 대해 베이스부(2)가 고정되어 있고, 베이스부(2)에 대해 보디(1)가 탈부착 가능하게 되어 있다.

다음으로, 도 3 및 도 4를 이용하여 유량 조절 장치(100)의 내부 구조에 대해 설명한다.

도 3에는 도 1에 나타난 유량 조절 장치(100)를 전체 폐쇄 상태로 한 경우의 A-A선에 따른 부분 단면도가 나타나 있다. 도 4에는 도 1에 나타난 유량 조절 장치(100)를 전체 개방 상태로 한 경우의 A-A선에 따른 부분 단면도가 나타나 있다. 제1 실시예의 유량 조절 장치(100)는 조작 포트(36)를 통해 압력실(37)로 압축 공기가 공급되지 않는 경우에 폐쇄 상태가 되는 노멀 클로즈형 공기압 조작 밸브이다.

도 3 및 도 4에 나타난 보디(1)는 다이어프램 니들(5)(밸브 몸체부)을 상하 방향으로 이동시켜 밸브 시트부(33)에 맞닿거나 이간시키는 유량 조절 기구(유량 조절부)를 수납하는 수지제 부재이다. 여기서, 유량 조절 기구란 후술하는 피스톤부(7), 이동체(8)(이동부재), 커버부(9)(본체부), 스크류 로드(10)(로드부재), 및 스프링(11)(스프링부)을 포함한 기구를 말한다.

유량 조절 기구는 밸브 구멍(32)에 대한 니들부(5a)(돌기부)의 삽입량을 조절하여 밸브 구멍(32)으로부터 밸브실(30)로 유입되는 유체의 유량을 조절하는 것이다. 밸브 구멍(32)은 다이어프램 니들(5)의 선단에 설치된 니들부(5a)가 삽입 가능하게 되어 있어 유체의 유입 유로(31)와 밸브실(30)을 연통시키는 것이다. 보디(1)와 커버부(9)를 포함한 본체부는 다이어프램 니들(5)이 수용되는 밸브실(30)을 형성함과 더불어 유량 조절 기구가 수납되어 있다.

다이어프램 니들(5)에는 다이어프램부(5b)가 설치되어 있고, 다이어프램부(5b)에 의해 유체의 유로와 다른 부분이 격리되어 있다. 다이어프램부(5b)는 평면으로 볼 때 원고리 형상의 박막 부재이며, 니들부(5a)가 중심축(C) 방향으로 이동함에 따라 변형되는 부재로 되어 있다.

다이어프램 니들(5)에는 고리형 테두리부(5c)가 설치되어 있다. 고리형 테두리부(5c)는 평면으로 볼 때 원고리 형상의 부재이다. 고리형 테두리부(5c)의 외주측 테두리부의 하방에는 둘레 방향으로 연장되는 돌기부가 설치되어 있고, 보디(1)에 설치된 평면으로 볼 때 원고리 형상인 홈부에 삽입되어 있다. 또, 고리형 테두리부(5c)의 외주측 테두리부의 상면은 다이어프램 지지부(6)와 접촉한 상태로 되어 있다. 고리형 테두리부(5c)의 외주측 테두리부의 상면을 다이어프램 지지부(6)에 의해 누름으로써 고리형 테두리부(5c)가 보디(1)에 고정된다.

밸브실(30)은 중심축(C)을 따른 평면으로 볼 때 원 형상으로 되어 있고, 니들부(5a)를 포함한 다이어프램 니들(5)이 수용된다. 밸브실(30)은 다이어프램 니들(5)의 유체 접촉면, 및 보디(1)의 유체 접촉면인 밸브 시트부(33)에 의해 구획되는 공간이다. 밸브실(30)의 중심축은 다이어프램 니들(5)의 중심축(C)과 일치하고 있다.

밸브 시트부(33)는 밸브실(30)의 중심축(C) 방향을 따라 밸브 구멍(32)으로부터 멀어짐에 따라 중심축(C)으로부터의 거리가 일정한 구배로 점차 길어지는 테이퍼 형상으로 되어 있다. 밸브 시트부(33)의 일단은 밸브 구멍(32)의 단부인 밸브 구멍 테두리부에 접속되어 있고, 밸브 시트부(33)의 타단은 다이어프램 니들(5)의 고리형 테두리부(5c) 및 다이어프램부(5b)에 접속되어 있다.

유량 조절 장치(100)는 도 3에 나타난 상태에서 밸브 구멍(32)으로부터 밸브실(30)로의 유체의 유입이 차단되는 차단 상태가 된다. 도 3에 나타낸 차단 상태로부터 압력실(37)로 공급되는 공기압을 높여 가면, 다이어프램 니들(5)이 밸브 시트부(33)로부터 이간된다. 밸브 시트부(33)로부터 다이어프램 니들(5)이 이간되면, 밸브 구멍(32)으로부터 밸브실(30)로 유체가 유입된다. 밸브실(30)로 유입된 유체는 밸브실(30)에 설치된 개구부를 통해 유출 유로(35)로 유입되고 유량 조절 장치(100)의 외부로 유출된다.

다이어프램 니들(5)은 체결 나사(22)에 의해 피스톤부(7)에 체결되어 있고, 다이어프램 니들(5)의 중심축(C) 방향으로 피스톤부(7)와 일체가 되어 상하로 움직인다. 보디(1)(본체부)는 내부로 유입 유로(31) 및 유출 유로(35)가 형성된 수지제(예를 들면 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)제) 부재이며, 피스톤부(7)를 수납하기 위한 원통 부분을 구비하고 있다. 보디(1)의 원통 부분 내면에는 다이어프램 지지부(6)가 고정되어 있다. 다이어프램 지지부(6)는 피스톤부(7)를 중심축(C) 방향으로 이동 가능하게 하는 부재이다. 다이어프램 지지부(6)의 내주면 직경은 피스톤부(7)의 외주면 직경과 대략 동일한 직경으로 되어 있다.

다이어프램 지지부(6)의 외주면 직경은 보디(1)의 내주면 직경과 대략 동일한 직경으로 되어 있다. 보디(1)에 다이어프램 니들(5)을 삽입한 후, 다이어프램 지지부(6)를 보디(1)에 압입함으로써 다이어프램 니들(5)이 보디(1)에 대해 고정된다. 다이어프램 니들(5)이 보디(1)에 대해 고정된 후, 회전방지 핀(12)을 삽입함으로써 보디(1)에 대한 중심축(C) 주위의 다이어프램 지지부(6)의 회전이 방지된다.

다이어프램 지지부(6)의 외주면에는 O-링(16)이 설치되어 있다. 피스톤부(7)의 외주면에는 O-링(17)과 O-링(18)이 설치되어 있다. O-링(16, 17, 18)은 일반적인 시일 기능에 더하여 부식성 가스가 유량 조절 기구로 침입하는 것을 방지하는 기능도 구비하고 있다. 부식성 가스는 불산이나 질산 등의 액약의 일부가 다이어프램 니들(5)의 다이어프램부(5b)를 투과함으로써 생긴다.

피스톤부(7)에는 스프링(11)에 의해 중심축(C)을 따라 피스톤부(7)를 설치면(S)측으로 압부하는 방향의 가압력이 부여되어 있다. 스프링(11)은 피스톤부(7)를 통해 다이어프램 니들(5)에 다이어프램 니들(5)을 밸브 구멍(32)에 접근시키는 방향의 가압력(제1 가압력)을 부여한다. 조작 포트(36)(공기 도입구)에는 외부의 공기 공급원(미도시)으로부터 압축 공기가 공급된다. 조작 포트(36)로부터 유입된 압축 공기는 피스톤부(7)와 다이어프램 지지부(6)와 보디(1)에 의해 구획되는 압력실(37)로 공급된다.

압력실(37)로 공급되는 공기가 생성하는 공기압은 공기 공급원(미도시)에 의해 조절된다. 스프링(11)의 가압력(제1 가압력)이 피스톤부(7)에 부여하는 하향의 힘보다 압력실(37)의 공기압이 피스톤부(7)에 부여하는 상향의 힘이 작은 경우에는, 도 3에 나타난 바와 같이 다이어프램 니들(5)이 밸브 시트부(33)에 접촉한 폐쇄 상태가 된다.

압력실(37)의 공기압은 피스톤부(7)에 작용하여 피스톤부(7)를 중심축(C)을 따라 설치면(S)으로부터 멀어지게 하는 방향의 가압력(제2 가압력)을 피스톤부(7)에 부여한다. 이 가압력에 의해 다이어프램 니들(5)에는 피스톤부(7)를 통해 다이어프램 니들(5)을 밸브 구멍(32)으로부터 멀어지게 하는 방향의 힘이 부여된다.

압력실(37)의 공기압이 높아져, 피스톤부(7)를 중심축(C)을 따라 설치면(S)으로부터 멀어지게 하는 방향의 가압력이 스프링(11)에 의해 부여되는 가압력을 넘으면, 피스톤부(7)가 중심축(C)을 따라 설치면(S)으로부터 멀어지는 방향으로 이동한다. 이러한 이동에 의해 다이어프램 니들(5)이 밸브 시트부(33)로부터 이간된 상태가 되어, 유입 유로(31)로부터 흘러든 유체가 유출 유로(35)로 유통하는 개방 상태가 된다.

밸브 시트부(33)로부터 이간된 다이어프램 니들(5)은 중심축(C)을 따라 상방으로 이동하고, 피스톤부(7)에 체결된 체결 나사(22)의 상면과 이동체(8)의 선단부가 접촉하는 위치에서 정지한다. 따라서 이동체(8) 선단부의 위치에 따라 전체 개방 상태가 되는 다이어프램 니들(5)의 개도가 조절된다.

이하, 유량 조절 장치(100)가 전체 개방 상태가 되는 경우의 다이어프램 니들(5)의 개도 조절에 대해 도 4 내지 도 8을 이용하여 설명한다. 도 4 내지 도 6은 도 1에 나타난 유량 조절 장치(100)의 A-A선에 따른 부분 단면도이며, 도 4, 도 5, 도 6의 순서대로 다이어프램 니들(5)의 개도가 크다. 도 7 및 도 8은 스크류 로드(10) 및 이동체(8)를 나타낸 도면이다.

도 7의 (a)는 도 4에 나타난 유량 조절 장치(100)를 B-B선에 따른 방향으로 본 경우의 스크류 로드(10) 및 이동체(8)를 나타낸 도면이다. 도 7의 (b)는 도 5에 나타난 유량 조절 장치(100)를 D-D선에 따른 방향으로 본 경우의 스크류 로드(10) 및 이동체(8)를 나타낸 도면이다. 도 7의 (c)는 도 6에 나타난 유량 조절 장치(100)를 E-E선에 따른 방향으로 본 경우의 스크류 로드(10) 및 이동체(8)를 나타낸 도면이다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 스크류 로드(10)는 로드 본체(10a), 제1 수나사부(10b), 및 제2 수나사부(10c)를 포함한다. 로드 본체(10a), 제1 수나사부(10b), 및 제2 수나사부(10c)는 스테인리스 등의 금속부재에 의해 일체 성형되어 있다. 도 3 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 제1 수나사부(10b)는 커버부(9)의 상면보다 설치면(S)측으로 배치되어 있다. 그러므로 제1 수나사부(10b) 및 제2 수나사부(10c)가 보디(1)의 내부에 배치되게 되어 유량 조절 장치(100)의 소형화가 구현된다.

도 8의 (a)는 도 4에 나타난 유량 조절 장치(100)의 스크류 로드(10) 및 이동체(8)의 부분 단면도이다. 도 8의 (b)는 도 5에 나타난 유량 조절 장치(100)의 스크류 로드(10) 및 이동체(8)의 부분 단면도이다. 도 8의 (c)는 도 6에 나타난 유량 조절 장치(100)의 스크류 로드(10) 및 이동체(8)의 부분 단면도이다. 도 8에서는 로드 본체(10a)와 제1 수나사부(10b)의 일부가 단면으로 나타나고, 제1 수나사부(10b)의 다른 일부 및 제2 수나사부(10c)가 외관으로 나타나 있다.

유량 조절 장치(100)가 도 4 내지 도 6에 나타난 전체 개방 상태가 되는 경우, 피스톤부(7)의 중앙부에 설치된 오목부의 상면(체결 나사(22)의 상면)과 이동체(8)의 하면(선단부)이 접촉한다. 따라서 이동체(8) 하면의 위치에 따라 유량 조절 장치(100)가 도 4에 나타난 전체 개방 상태가 되는 경우의 다이어프램 니들(5)의 개도가 결정된다. 본 실시예에서는 스크류 로드(10)를 중심축(C) 방향으로 이동시켜 이동체(8) 하면의 위치를 조절함으로써 전체 개방 상태가 되는 경우의 다이어프램 니들(5)의 개도(니들부(5a)의 밸브 구멍(32)으로의 삽입량)가 조절된다.

도 4 내지 도 6에 나타난 바와 같이, 스프링롤 핀(13)의 위치는 유량 조절 장치(100)가 설치되는 설치면(S)으로부터 일정한 높이로 고정되어 있다. 그리고 도 7 및 도 8에 나타난 바와 같이, 스크류 로드(10)의 선단에 체결된 이동체(8) 선단부의 스프링롤 핀(13)으로부터의 중심축(C) 방향의 거리(D)는 도 7의 (a) 및 도 8의 (a)에서는 D1, 도 7의 (b) 및 도 8의 (b)에서는 D2, 도 7의 (c) 및 도 8의 (c)에서는 D3으로 되어 있다. 여기서, D1＜D2＜D3의 관계로 되어 있다. 따라서 유량 조절 장치(100)의 전체 개방 상태에서의 다이어프램 니들(5)의 개도는 도 4에 나타난 유량 조절 장치(100)가 가장 크고, 도 5에 나타난 유량 조절 장치(100)가 다음으로 크고, 도 6에 나타난 유량 조절 장치(100)의 개도가 제일 작다.

여기서, 스크류 로드(10)의 회전에 따라 이동체(8)가 중심축(C)을 따라 이동하는 구조에 대해 설명한다.

이동체(8)는 다이어프램 니들(5)과 동축으로 배치되는 원통 형상의 부재이며, 내주면에 암나사부(8a)(이동부재 나사부)가 설치되어 있다. 이동체(8)의 외주면에는 중심축(C)과 평행한 방향으로 연장되고 중심축(C)과 직교하는 방향의 단면으로 볼 때 반원 형상인 오목홈부가 형성되어 있다. 오목홈부에는 평행 핀(21)이 접촉한 상태로 배치되어 있다.

피스톤부(7)의 중앙부에 설치된 오목부의 내주면에는 중심축(C)과 평행한 방향으로 연장되고 중심축(C)과 직교하는 방향의 단면으로 볼 때 반원 형상인 오목홈부가 형성되어 있다. 오목홈부에는 평행 핀(21)이 접촉한 상태로 배치되어 있다. 평행 핀(21)(규제부재)에 의해 피스톤부(7)와 이동체(8)는 중심축(C) 주위로 상대적으로 회전하지 않도록 규제되어 있다.

이동체(8)의 내주면에 설치된 암나사부(8a)에는 스크류 로드(10)의 제2 수나사부(10c)(제2 나사부)가 체결되어 있다. 스크류 로드(10)는 이동체(8)에 체결되는 제2 수나사부(10c) 이외에도 제1 수나사부(10b)(제1 나사부)와 로드 본체(10a)를 구비한다. 제2 수나사부(10c)는 제1 수나사부(10b)보다 밸브 구멍(32)과 가까운 부분(스크류 로드(10)의 선단부)에 배치되어 있다.

로드 본체(10a)에는 중심축(C)과 대략 직교하는 방향으로 관통하는 관통 구멍(10d)이 설치되어 있다. 관통 구멍(10d)은 중심축(C)을 따라 다이어프램 니들(5)의 이동 범위에 따른 소정 폭(W)을 갖고 있다. 관통 구멍(10d)에는 스프링롤 핀(13)(핀부재)이 삽입되어 있다. 스프링롤 핀(13)의 양단은 홀드부(19)(손잡이부)에 고정되어 있다. 스프링롤 핀(13)은 중심축(C)과 대략 직교하는 방향으로 연장되도록 배치되어 있다.

홀드부(19)는 중심축(C) 주위로 회전 가능한 원통 형상의 부재이며, 상단부의 외주면이 유량 조절 손잡이(3)의 내주면과 연결되어 있다. 유량 조절 손잡이(3)와 홀드부(19)는 상대적으로 중심축(C) 주위로 회전하지 않도록 고정되어 있다. 따라서 유량 조절 손잡이(3)와 홀드부(19)에 의해 손잡이부가 구성되어 있고, 유량 조절 장치(100)의 조작자가 유량 조절 손잡이(3)를 잡고 중심축(C) 주위로 회전시킴으로써 홀드부(19)도 중심축(C) 주위로 회전한다. 또, 홀드부(19)가 중심축(C) 주위로 회전함으로써 홀드부(19)에 고정된 스프링롤 핀(13)이 중심축(C) 주위로 회전한다. 스프링롤 핀(13)은 관통 구멍(10d)에 삽입되어 있으므로, 스프링롤 핀(13)의 회전에 따라 스크류 로드(10)가 중심축(C) 주위로 회전한다.

스크류 로드(10)의 제1 수나사부(10b)는 커버부(9)의 내주면에 설치된 암나사부(9a)(본체측 나사부)에 체결되어 있다. 커버부(9)는 다이어프램 니들(5)과 동축상에 배치되는 원통 형상의 부재이며, 그 외주면이 보디(1)의 내주면과 접촉한 상태로 배치되어 있다. 커버부(9)는 스프링롤 핀(13)에 의해 보디(1)에 대해 중심축(C) 주위로 회전하지 않도록 고정되어 있다.

다음으로, 유량 조절 손잡이(3)를 회전시킨 경우의 이동체(8)의 위치 변화에 대해 설명한다.

유량 조절 손잡이(3)는 전술한 바와 같이 홀드부(19)와 스프링롤 핀(13)을 통해 스크류 로드(10)에 고정되어 있다. 따라서 유량 조절 손잡이(3)를 1 회전시키면 스크류 로드(10)가 1 회전한다. 스크류 로드(10)가 1 회전하면 제1 수나사부(10b) 및 제2 수나사부(10c)도 각각 1 회전한다.

여기서, 제1 수나사부(10b)와 제2 수나사부(10c)의 피치(1 회전으로 축 방향으로 진행되는 거리)는 각각 A 및 B이며, A＞B의 관계로 되어 있다. 따라서 제2 수나사부(10c)의 피치(B)가 제1 수나사부(10b)의 피치(A)보다 작다.

또, 제1 수나사부(10b)의 호칭경은 제2 수나사부(10c)의 호칭경보다 크다. 제1 수나사부(10b)의 호칭경은 제2 수나사부(10c)에 체결되는 이동체(8)의 외주면 직경보다 더 크게 되어 있다.

제1 수나사부(10b)가 중심축(C)을 따라 하방향으로 이동하도록 유량 조절 손잡이(3)를 1 회전시키면, 제1 수나사부(10b)는 중심축(C)을 따라 하방향으로 거리(A)만큼 이동한다. 이때, 제2 수나사부(10c)는 제1 수나사부(10b)와 일체의 부재이므로, 제1 수나사부(10b)와 동일하게 중심축(C)을 따라 하방향으로 거리(A)만큼 이동한다.

제2 수나사부(10c)가 중심축(C)을 따라 하방향으로 거리(A)만큼 이동할 때, 이동체(8)는 제1 수나사부(10b)의 피치(A)와 제2 수나사부(10c)의 피치(B)의 차이분인 거리 (A-B)만큼 중심축(C)을 따라 하방향으로 이동한다. 이와 같이 거리 (A-B)만큼 하방향으로 이동하는 것은 제2 수나사부(10c)의 피치(B)가 제1 수나사부(10b)의 피치(A)보다 작고, 이동체(8)가 평행 핀(21)에 의해 피스톤부(7)에 대해 중심축(C) 주위로 회전하지 않도록 되어 있기 때문이다.

동일하게 제1 수나사부(10b)가 중심축(C)을 따라 상방향으로 이동하도록 유량 조절 손잡이(3)를 1 회전시키면, 제1 수나사부(10b)는 중심축(C)을 따라 상방향으로 거리(A)만큼 이동한다. 이때, 제2 수나사부(10c)는 제1 수나사부(10b)와 일체의 부재이므로, 제1 수나사부(10b)와 동일하게 중심축(C)을 따라 상방향으로 거리(A)만큼 이동한다.

제2 수나사부(10c)가 중심축(C)을 따라 상방향으로 거리(A)만큼 이동할 때, 이동체(8)는 제1 수나사부(10b)의 피치(A)와 제2 수나사부(10c)의 피치(B)의 차이분인 거리 (A-B)만큼 중심축(C)을 따라 상방향으로 이동한다. 이와 같이 거리 (A-B)만큼 상방향으로 이동하는 것은 제2 수나사부(10c)의 피치(B)가 제1 수나사부(10b)의 피치(A)보다 작고, 이동체(8)가 평행 핀(21)에 의해 피스톤부(7)에 대해 중심축(C) 주위로 회전하지 않도록 되어 있기 때문이다.

이상과 같이, 스크류 로드(10)에 피치가 다른 제1 수나사부(10b) 및 제2 수나사부(10c)를 설치함으로써 유량 조절 손잡이(3)의 회전에 대한 이동체(8)의 이동량을 작게 하여, 이동체(8)의 이동량을 미세 조절할 수 있게 되어 있다. 그리고 유량 조절 손잡이(3)를 회전시켜 이동체(8)의 위치를 조절함으로써 피스톤부(7)의 이동 범위가 결정되어, 전체 개방 상태가 되는 경우의 다이어프램 니들(5)의 개도가 조절된다.

또한 이동체(8)의 외주면 직경은 커버부(9)의 내주면 직경보다 작게 되어 있다. 따라서 커버부(9)의 내주면과 스크류 로드(10)의 틈새 영역에 이동체(8)가 수용되므로, 유량 조절 장치(100)의 소형화가 구현되고 있다.

이동체(8)의 중심축(C) 방향의 이동 범위는 관통 구멍(10d)의 중심축(C) 방향을 따른 폭(W)에 의해 규정되어 있다. 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 도 7의 (a) 및 도 8의 (a)에서는 스프링롤 핀(13)이 관통 구멍(10d)의 하단면에 접촉되어 있다. 따라서 설치면(S)에 대해 위치가 고정된 스프링롤 핀(13)에 대해 스크류 로드(10)를 더욱 중심축(C)을 따라 상방으로 이동시킬 수는 없다. 동일하게 도 7의 (c) 및 도 8의 (c)에서는 스프링롤 핀(13)이 관통 구멍(10d)의 상단면에 접촉되어 있다. 따라서 설치면(S)에 대해 위치가 고정된 스프링롤 핀(13)에 대해 스크류 로드(10)를 더욱 중심축(C)을 따라 하방으로 이동시킬 수는 없다.

유량 조절 손잡이(3)를 회전시킴으로써 이동체(8)의 위치를 조절한 후에는 록너트(4)를 체결하여 이동체(8)의 위치를 고정한다. 록너트(4)는 로드 본체(10a)의 외주면에 설치된 수나사부에 체결되는 암나사부를 구비하고 있다. 록너트(4)를 회전시켜 록너트(4)를 중심축(C) 방향의 하방(커버부(9)에 접근한 방향)으로 이동시킴으로써 록너트(4)의 하면과 커버부(9)의 상면이 접촉한다. 록너트(4)의 하면과 커버부(9)의 상면이 접촉하면 유량 조절 손잡이(3)가 중심축(C) 주위로 회전하지 않도록 고정된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 유량 조절 장치(100)에 의하면, 조작자의 조작에 따라 유량 조절 손잡이(3)가 다이어프램 니들(5)의 중심축(C) 주위로 회전함으로써 홀드부(19)에 고정된 스프링롤 핀(13)이 중심축(C) 주위로 회전한다. 중심축(C)을 따라 연장되는 스크류 로드(10)에 형성된 관통 구멍(10d)에는 스프링롤 핀(13)이 삽입되어 있으므로, 스프링롤 핀(13)의 회전에 따라 스크류 로드(10)가 중심축(C) 주위로 회전한다. 스크류 로드(10)가 구비하는 제1 수나사부(10b)는 커버부(9)의 내주면에 형성된 암나사부(9a)에 체결되어 있으므로, 스크류 로드(10)가 중심축(C) 주위로 회전함으로써 스크류 로드(10)가 중심축(C)을 따라 이동한다.

또, 스크류 로드(10)는 중심축(C) 방향을 따라 다이어프램 니들(5)의 이동 범위에 따른 소정 폭(W)을 갖는 관통 구멍(10d)을 구비한다. 따라서 스프링롤 핀(13)이 관통 구멍(10d)의 중심축(C) 방향 단부에 접촉하지 않는 범위에서는 스프링롤 핀(13)을 일정한 위치에 고정한 채로 스크류 로드(10)를 중심축(C)을 따라 이동시킬 수 있다. 그리고 스크류 로드(10)가 중심축(C) 방향으로 이동함으로써 다이어프램 니들(5)의 선단에 설치된 니들부(5a)의 밸브 구멍(32)으로의 삽입량이 조절된다.

이렇게 함으로써 유량 조절 손잡이(3)의 위치를 일정한 위치에 고정한 채로 유량의 조절이 가능해져, 유량 조절시의 조작성을 높이면서 소형화를 구현한 유량 조절 장치(100)를 제공할 수 있다.

＜제2 실시예＞

이하, 본 발명의 제2 실시예의 유량 조절 장치를 도면을 기초로 설명한다. 도 9는 제2 실시예의 유량 조절 장치(200)의 전체 폐쇄 상태에서의 종단면도이다. 제2 실시예는 제1 실시예의 변형예이며, 유량 조절 손잡이의 형상을 제외하고 다른 부분의 구성은 제1 실시예와 동일하다. 도 9에서 도 3과 동일한 부호를 붙인 부분은 제1 실시예와 동일하므로 이하에서 설명을 생략한다.

제2 실시예의 유량 조절 장치(200)와 제1 실시예의 유량 조절 장치(100)에서는 유량 조절 손잡이의 형상이 다르다. 제1 실시예의 유량 조절 장치(100)의 유량 조절 손잡이(3)는 스크류 로드(10)의 중심축(C) 방향의 상단부를 덮는 형상으로 되어 있어, 유량 조절 장치(100)의 상방에서 스크류 로드(10)의 상단부를 볼 수가 없다.

이에 비해, 제2 실시예의 유량 조절 장치(200)의 유량 조절 손잡이(203)는 스크류 로드(10)의 중심축(C) 방향의 상단부가 유량 조절 손잡이(203)에 의해 덮이지 않는 형상으로 되어 있어, 유량 조절 장치(200)의 상방에서 스크류 로드(10)의 상단부를 볼 수가 있다.

제1 실시예의 도 4 내지 도 8에서 설명한 바와 같이, 스크류 로드(10) 상단부의 위치는 다이어프램 니들(5)의 개도에 따라 다르다. 따라서 제2 실시예에 의하면, 스크류 로드(10)의 중심축(C) 방향의 상단부가 유량 조절 손잡이(203)에 의해 덮이지 않는 형상으로 되어 있으므로, 다이어프램 니들(5)의 개도를 눈으로 보면서 확인할 수 있다.

＜기타 실시예＞

제1 실시예 및 제2 실시예에서는 유량 조절 장치가 노멀 클로즈형 유량 조절 장치인 것으로 했지만 다른 양태일 수도 있다. 예를 들면 노멀 오픈형 유량 조절 장치일 수도 있다.

그 밖에 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 그 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 적절히 변경할 수 있다.

1: 보디(본체부) 3, 203: 유량 조절 손잡이(손잡이부)
5: 다이어프램 니들(밸브 몸체부) 5a:　니들부(돌기부)
5b: 다이어프램부 7: 피스톤부
8: 이동체(이동부재) 8a:　암나사부(이동부재 나사부)
9: 커버부(본체부) 9a:　암나사부(본체측 나사부)
10: 스크류 로드(로드부재) 10b:　제1 수나사부(제1 나사부)
10c: 제2 수나사부(제2 나사부) 11: 스프링(스프링부)
13: 스프링롤 핀(핀부재) 19: 홀드부(손잡이부)
21: 평행 핀(규제부재) 　 30: 밸브실
32: 밸브 구멍 33: 밸브 시트부
35: 유출 유로 36: 조작 포트(공기 도입구)
100, 200: 유량 조절 장치

Claims (4)

1. 선단에 돌기부가 설치된 밸브 몸체부;
   상기 밸브 몸체부가 수용되는 밸브실이 형성된 본체부;
   상기 돌기부가 삽입 가능하게 되어 있어 유체의 유입 유로와 상기 밸브실을 연통시키는 밸브 구멍; 및
   상기 밸브 구멍에 대한 상기 돌기부의 삽입량을 조절하여 그 밸브 구멍으로부터 상기 밸브실로 유입되는 유체의 유량을 조절하는 유량 조절 기구;를 구비하며,
   상기 유량 조절 기구는
   조작자의 조작에 따라 상기 밸브 몸체부의 중심축 주위로 회전하는 손잡이부;
   상기 중심축을 따라 연장되고 그 중심축 방향으로 이동함으로써 상기 삽입량을 조절하는 로드부재; 및
   상기 손잡이부에 고정되고 상기 중심축과 대략 직교하는 방향으로 연장되는 핀부재;를 구비하며,
   상기 로드부재는 상기 본체부의 내주면에 형성된 본체측 나사부와 체결하는 제1 나사부, 및 상기 중심축과 대략 직교하는 방향으로 관통하고 상기 중심축 방향을 따라 상기 밸브 몸체부의 이동 범위에 따른 소정 폭을 갖는 관통 구멍을 구비하며,
   상기 핀부재가 상기 관통 구멍에 삽입되어 있는
   유량 조절 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 밸브 몸체부와 동축으로 배치되는 원통 형상의 이동부재; 및
   상기 이동부재의 상기 중심축 주위의 회전을 규제하는 규제부재;를 가지며,
   상기 로드부재는 상기 제1 나사부보다 상기 밸브 구멍과 가까운 선단부에, 상기 이동부재의 내주면에 형성된 이동부재 나사부와 체결하는 제2 나사부를 구비하며,
   상기 제2 나사부의 피치가 상기 제1 나사부의 피치보다 작은
   유량 조절 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 이동부재의 외주면 직경은 상기 본체부의 내주면 직경보다 작은
   유량 조절 장치.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 밸브 몸체부와 연결되고 상기 밸브 몸체부와 함께 상기 중심축 방향으로 이동 가능한 피스톤부; 및
   상기 피스톤부를 통해 상기 밸브 몸체부에 그 밸브 몸체부를 상기 밸브 구멍에 접근시키는 방향의 제1 가압력을 부여하는 스프링부;를 구비하며,
   상기 본체부에는 외부로부터의 압축 공기를 도입하는 공기 도입구가 형성되어 있고,
   상기 공기 도입구와 연통하는 압력실로 도입되는 압축 공기에 의해, 상기 피스톤부를 통해 상기 밸브 몸체부에 그 밸브 몸체부를 상기 밸브 구멍으로부터 멀어지게 하는 방향의 제2 가압력이 발생하고,
   상기 제1 가압력이 상기 제2 가압력을 넘는 경우에 상기 이동부재와 상기 피스톤부가 이간되고, 상기 제2 가압력이 상기 제1 가압력을 넘는 경우에 상기 이동부재와 상기 피스톤부가 접촉하는
   유량 조절 장치.

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