KR20180035305A - 차압유량조절밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차압유량조절밸브로서, 공급관으로부터 유체를 전달되는 환수관에 설치되어 공급관과 환수관의 압력 차이에 따라 유량을 조절할 수 있는 차압유량조절밸브에 관한 것이다.
본 발명의 차압유량조절밸브는, 환수관과 연결되어 유체가 유입되는 유입구와 상기 유체가 배출되는 배출구가 형성되고, 서로 분할된 작동공간과 압력공간이 형성되며, 상기 작동공간과 압력공간 사이에서 상기 유입구와 배출구를 연결하는 연결구가 형성되는 본체; 상기 압력공간에 배치되어 상기 압력공간을 제1 압력실과 제2 압력실로 구분하는 다이어프램; 일단이 상기 다이어프램에 장착되고 상기 연결구 및 작동공간을 관통하는 스템; 상기 스템에 장착되어 상기 작동공간에 배치되는 캡디스크; 및 싱기 연결구와 캡디스크 사이에 배치되어 상기 캡디스크를 탄성지지하는 스프링을 포함하고, 상기 제1 압력실과 제2 압력실의 압력 차이에 의해 상기 스템 및 캡디스크가 이동하여 상기 연결구를 통과하는 유량을 조절하는 것을 특징으로 한다.

Description

차압유량조절밸브{Pressure differential flow rate control valve}

본 발명은 차압유량조절밸브로서, 공급관으로부터 유체를 전달되는 환수관에 설치되어 공급관과 환수관의 압력 차이의 변화에 따라 유량을 조절할 수 있는 차압유량조절밸브에 관한 것이다.

일반적으로 공동주택이나 대형건물에서 사용되는 난방 시스템은 각 세대별로 독립적으로 설치된 보일러와 같은 열원에 의해 유체를 가열한 후 이를 이용하여 난방을 실시하는 개별난방과, 세대 외부에 설치된 외부 열원에 의해 유체를 가열한 후 가열된 유체를 각 세대별로 공급받아 난방을 실시하는 집단난방으로 구별할 수 있다.

이러한 난방시스템은 다분기의 폐회로배관으로 이루어진 난방순환배관 상에 정유량밸브를 설치하여 각 분기배관에 그 개폐율과 관계없이 일정한 유량이 흐르도록 제어한다. 따라서 난방순환배관의 각 분기배관은 다른 분기배관의 개폐상태에 따라 유량이 변동하게 된다.

도 1은 종래의 유량조절밸브가 적용된 온수분배 시스템(100)을 나타낸 도면이다. 종래의 온수분배 시스템(100)은 공급관(12)측에 연결되어 온수를 공급받는 온수공급헤더(10)와 환수관(22)측에 연결되어 온수를 환수하는 온수환수헤더(20)를 포함하며, 온수공급헤더(10)와 온수환수헤더(20) 사이에 서로 독립된 온수공급처를 통과하여 열을 제공하는 다수의 온수관로(30)를 포함한다. 이러한 온수관로(30)에는 온도조절밸브(32) 및 미세유량조절밸브(34) 등이 설치된다. 그리고 각 세대에 대하여 고르게 난방을 제공하기 위하여 환수관에 연결되는 온수환수헤더의 하류에 유량조절밸브(40)를 설치한다.

한편, 차압유량조절밸브는 유량조절밸브의 문제를 보완하기 위하여 부하기기의 리턴배관에 설치되어 부하기기의 적정 차압을 유지시킴으로써 각 분기배관의 유량을 일정하게 유지하도록 구성된다.

대한민국 등록특허공보 제10-1568221호(2015.11.11.) 대한민국 등록특허공보 제10-0635107호(2006.10.18.)

본 발명은 공급관 내의 유체의 압력과 환수관 내의 유체의 압력 차이에 따라 유량을 적절히 조절할 수 있고, 전체 크기를 소형화할 수 있는 차압유량조절밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 차압유량조절밸브는, 환수관과 연결되어 유체가 유입되는 유입구와 상기 유체가 배출되는 배출구가 형성되고, 서로 분할된 작동공간과 압력공간이 형성되며, 상기 작동공간과 압력공간 사이에 상기 유입구와 배출구를 연결하는 연결구가 형성되는 본체; 상기 압력공간에 배치되어 상기 압력공간을 제1 압력실과 제2 압력실로 구분하는 다이어프램; 일단이 상기 다이어프램에 장착되고 상기 연결구 및 작동공간을 관통하는 스템; 상기 스템에 장착되어 상기 작동공간에 배치되는 캡디스크; 및 싱기 연결구와 캡디스크 사이에 배치되어 상기 캡디스크를 탄성지지하는 스프링을 포함하고, 상기 제1 압력실과 제2 압력실의 압력 차이에 의해 상기 스템 및 캡디스크가 이동하여 상기 연결구를 통과하는 유량을 조절한다.

그리고 상기 작동공간에는 상기 캡디스크를 향해 환형돌출부가 형성되고, 상기 환형돌출부에 형성된 상기 연결구를 통해 유체가 통과하며, 상기 캡디스크의 외측에는 걸림부가 돌출형성되고, 상기 스프링은 상부가 상기 환형돌출부를 둘러싸도록 배치되며, 하단이 상기 걸림부를 지지한다.

그리고 상기 스템의 내부에는 상기 제1 압력실과 연통되는 제1 유로가 형성되고, 상기 캡디스크는 상기 작동공간에서 상기 스템을 둘러싸도록 형성되어 하부가 개방되며, 상기 스템에는 상기 제1 유로와 캡디스크의 내부공간이 연통되도록 유입공이 형성되고, 상기 제2 압력실은 제2 유로와 연통되어 공급관과 연결된다.

또한, 본 발명의 차압유량조절밸브는 상기 본체의 하부에 결합되어 상기 연결구를 통과하는 유체의 최대 유량을 제한하는 조절부를 더 포함한다.

구체적으로 상기 조절부는, 상하 이동가능하게 상기 본체의 하부에 결합되고, 상기 스템의 하방향 이동을 제한하는 스크류와, 상기 스크류의 상부에 장착되고, 상기 제1 유로에 삽입되어 상기 스템의 상하이동을 안내하는 가이드핀으로 이루어진다.

또한, 본 발명의 차압유량조절밸브는 상기 스프링을 둘러싸도록 상기 작동공간에 배치되어 상기 연결구를 통과하기 전 상기 유체에 포함된 이물질을 걸러내는 필터부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 차압유량조절밸브는 공급관 내의 유체의 압력과 환수관 내의 유체의 압력 차이에 따라 유량을 적절히 조절함으로써, 유체의 유속을 일정하게 유지할 수 있고 소음 및 캐비테이션을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 차압유량조절밸브는 스프링을 수용하기 위한 별도의 공간을 형성하지 않고 스프링을 작동공간에 배치함으로써 전체 크기를 소형화할 수 있다.

도 1은 종래의 유량조절밸브가 적용된 온수분배 시스템을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차압유량조절밸브의 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차압유량조절밸브의 분해사시도.
도 4는 도 2의 A-A선을 취하여 본 단면도.
도 5는 도 2의 B-B선을 취하여 본 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차압유량조절밸브가 최대 개방된 상태의 작동상태도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차압유량조절밸브가 차단된 상태의 작동상태도.

본 발명의 실시예에 따른 차압유량조절밸브는 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본체(110), 다이어프램(120), 스템(130), 캡디스크(140), 스프링(150), 조절부(160) 및 필터(170)를 포함한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본체(110)에는 환수관과 연결되어 유체가 유입되는 유입구(111)와 상기 유체가 배출되는 배출구(112)가 형성된다.

그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 본체(110)의 내부에는 작동공간(113)이 형성되고, 작동공간(113)의 상부에 유입구(111)와 배출구(112)를 연결하는 연결구(114)가 형성된다. 구체적으로 본체(110)의 내부에는 작동공간(113)을 향해 하방향으로 돌출된 환형돌출부(115)가 형성되고, 환형돌출부(115)에 형성된 연결구(114)를 통해 유체가 통과한다.

그리고 연결구(114)의 상부에는 압력공간이 형성된다. 압력공간은 제1 압력실(116)과 제2 압력실(117)로 구분되며, 제1 압력실(116)과 제2 압력실(117)의 압력 차이의 변화에 따라 연결구(114)를 통과하는 유량이 조절된다. 이러한 제1 압력실(116)은 도 4에 도시된 바와 같이 스템(130)에 형성되어 있는 제1 유로(C1)와 연결되고, 제2 압력실(117)은 도 5에 도시된 바와 같이 제2 유로(C2)에 의해 공급관과 연결된다.

다이어프램(120)은 도 4에 도시된 바와 같이 압력공간에 배치되어 압력공간을 제1 압력실(116)과 제2 압력실(117)로 구분한다. 그리고 다이어프램(120)은 제1 압력실(116)과 제2 압력실(117)의 압력변화에 따라 상하로 이동하면서 스템(130)과 캡디스크(140)를 함께 이동시킨다.

스템(130)은 상단이 다이어프램(120)에 장착되고 연결구(114) 및 작동공간(113)을 관통하도록 본체(110)의 내부에 배치된다. 그리고 스템(130)의 내부에는 상단이 제1 압력실(116)과 연통되는 제1 유로(C1)가 형성된다. 이러한 제1 유로(C1)는 스템(130)을 상하로 관통하도록 스템(130)의 내부에 상하로 길게 형성된다. 즉 스템(130)은 상하로 긴 중공관 형태로 이루어진다. 그리고 도 4에 도시된 바와 같이 작동공간(113)에 위치한 스템(130)의 하부에는 작동공간(113)에 있는 유체가 제1 유로(C1)로 유입되도록 유입공(131)이 형성된다.

캡디스크(140)는 스템(130)에 장착되어 작동공간(113)에 배치된다. 구체적으로 캡디스크(140)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 하부가 개방된 캡(cap) 형상으로 형성되고, 유입공(131)이 형성되어 있는 스템(130)의 일부분을 둘러싸도록 스템(130)에 장착된다. 이에 따라 유입구(111)를 통해 작동공간(113)으로 유입된 유체의 일부는 캡디스크(140)의 내부에 채워지고, 유입공(131) 및 제1 유로(C1)를 따라 이동하여 제1 압력실(116)에 수용된다. 그리고 캡디스크(140)의 외측에는 걸림부(141)가 돌출형성된다. 걸림부(141)는 스프링(150)과 접촉하여 스프링(150)에 의해 지지된다.

전술한 스템(130) 및 캡디스크(140)는 제1 압력실(116)과 제2 압력실(117)의 압력 차이가 변화됨에 따라 다이어프램(120)과 함께 상하 이동하며, 캡디스크(140)와 환형돌출부(115) 사이의 거리가 변하면서 연결구(114)를 통과하는 유량이 조절된다. 만약, 캡디스크(140)가 상승하여 환형돌출부(115)와 접촉하면 연결구(114)가 차단된다.

스프링(150)은 연결구(114)와 캡디스크(140) 사이에 배치되어 캡디스크(140)를 탄성지지한다. 구체적으로 도 4에 도시된 바와 같이, 스프링(150)은 상부가 환형돌출부(115)를 감싸도록 배치되고, 하단이 걸림부(141)와 접촉하여 캡디스크(140)를 탄성지지한다. 이에 따라 스프링(150)은 캡디스크(140)를 하방향으로 가압한다. 이러한 스프링(150)은 별도의 수용공간을 형성하지 않고 작동공간(113)에 배치함으로써 밸브의 전체 크기를 소형화할 수 있다.

조절부(160)는 본체(110)의 하부에 결합되어 연결구(114)를 통과하는 유체의 최대 유량을 제한한다. 이러한 조절부(160)는 스크류(161)와 가이드핀(162)으로 이루어진다.

구체적으로 스크류(161)는 도 4와 도 6에 도시된 바와 같이 상하 이동가능하게 본체(110)의 하부에 결합되어 스템(130)의 하방향 이동을 제한한다. 가이드핀(162)은 스크류(161)의 상부에 장착되고, 제1 유로(C1)의 하단에 삽입되어 스템(130)의 상하이동을 안내한다.

즉 가이드핀(162)은 스템(130)의 중심을 상하로 관통하도록 형성되어 있는 제1 유로(C1)의 하단으로 삽입되어 스템(130)이 안정적으로 상하 이동할 수 있도록 스템(130)의 하부를 지지하고, 다이어프램(120)과 함께 하강하는 스템(130)은 하단이 스크류(161)의 상부에 접촉하여 더이상 하강하지 못하고 하방향 이동이 제한된다. 이에 따라 환형돌출부(115)와 캡디스크(140) 사이의 최대 거리가 제한된다.

필터(170)는 스프링(150)을 둘러싸도록 작동공간(113)에 배치되어 연결구(114)를 통과하기 전 유체에 포함되어 있는 이물질을 걸러낸다.

다음은 본 발명의 실시예에 따른 차압유량조절밸브의 작동구조에 대하여 설명한다.

먼저, 도 6에 도시된 바와 같이 개별 분기배관이 최대 개방된 상태에서, 캡디스크(140)는 스프링(150)의 탄성력에 의해 하강하여 환형돌출부(115)와 캡디스크(140) 사이의 거리가 최대가 된다.(P2-P1<Ps) 이때, 환형돌출부(115)와 캡디스크(140) 사이의 최대거리는 스템(130)의 하단이 스크류(161)의 상단에 접촉함에 따라 제한된다. 이에 따라 사용자가 스크류(161)를 회전시켜 상하 이동시킴으로써 연결구(114)가 형성되어 있는 환형돌출부(115)와 캡디스크(140) 사이의 최대거리를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이 개별 분기배관이 일부 차단되면, 제1 압력실(116)의 압력이 낮아짐에 따라 제1 압력실(116)과 제2 압력실(117)의 압력차이가 스프링(150)의 탄성력보다 커지면서 다이어프램(120)을 상승시키고, 이와 함께 스템(130) 및 캡디스크(140)가 상승하여 연결구(114)가 형성되어 있는 환형돌출부(115)와 캡디스크(140) 사이의 거리가 가까워지면서 연결구(114)를 통과하는 유량이 감소하게 된다.(P2-P1>Ps)

본 발명에 따른 차압유량조절밸브는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

110 : 본체, 111 : 유입구, 112 : 배출구,
113 : 작동공간, 114 : 연결구, 115 : 환형돌출부,
116 : 제1 압력실, 117 : 제2 압력실, 120 : 다이어프램,
130 : 스템, 131 : 유입공, 140 : 캡디스크,
141 : 걸림부, 150 : 스프링, 160 : 조절부,
161 : 스크류, 162 : 가이드핀, 170 : 필터,

Claims (6)

1. 환수관과 연결되어 유체가 유입되는 유입구와 상기 유체가 배출되는 배출구가 형성되고, 서로 분할된 작동공간과 압력공간이 형성되며, 상기 작동공간과 압력공간 사이에 상기 유입구와 배출구를 연결하는 연결구가 형성되는 본체;
   상기 압력공간에 배치되어 상기 압력공간을 제1 압력실과 제2 압력실로 구분하는 다이어프램;
   일단이 상기 다이어프램에 장착되고 상기 연결구 및 작동공간을 관통하는 스템;
   상기 스템에 장착되어 상기 작동공간에 배치되는 캡디스크; 및
   싱기 연결구와 캡디스크 사이에 배치되어 상기 캡디스크를 탄성지지하는 스프링을 포함하고,
   상기 제1 압력실과 제2 압력실의 압력 차이에 의해 상기 스템 및 캡디스크가 이동하여 상기 연결구를 통과하는 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 차압유량조절밸브.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 작동공간에는 상기 캡디스크를 향해 환형돌출부가 형성되고, 상기 환형돌출부에 형성된 상기 연결구를 통해 유체가 통과하며,
   상기 캡디스크의 외측에는 걸림부가 돌출형성되고,
   상기 스프링은 상부가 상기 환형돌출부를 둘러싸도록 배치되며, 하단이 상기 걸림부를 지지하는 것을 특징으로 하는 차압유량조절밸브.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 스템의 내부에는 상기 제1 압력실과 연통되는 제1 유로가 형성되고,
   상기 캡디스크는 상기 작동공간에서 상기 스템을 둘러싸도록 형성되어 하부가 개방되며,
   상기 스템에는 상기 제1 유로와 캡디스크의 내부공간이 연통되도록 유입공이 형성되고,
   상기 제2 압력실은 제2 유로와 연통되어 공급관과 연결되는 것을 특징으로 하는 차압유량조절밸브.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 본체의 하부에 결합되어 상기 연결구를 통과하는 유체의 최대 유량을 제한하는 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차압유량조절밸브.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 조절부는,
   상하 이동가능하게 상기 본체의 하부에 결합되고, 상기 스템의 하방향 이동을 제한하는 스크류와,
   상기 스크류의 상부에 장착되고, 상기 제1 유로에 삽입되어 상기 스템의 상하이동을 안내하는 가이드핀으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차압유량조절밸브.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 스프링을 둘러싸도록 상기 작동공간에 배치되어 상기 연결구를 통과하기 전 상기 유체에 포함된 이물질을 걸러내는 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차압유량조절밸브.

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