KR20180114146A

KR20180114146A - 분류 밸브

Info

Publication number: KR20180114146A
Application number: KR1020187026613A
Authority: KR
Inventors: 츠요시 다니카와; 게이스케 이시바시; 다다유키 야쿠시진; 미치오 야마지; 료스케 도히; 요시노리 시모무라; 다카시 후나코시
Original assignee: 가부시키가이샤 후지킨
Priority date: 2017-01-31
Filing date: 2018-01-25
Publication date: 2018-10-17
Also published as: US10711902B2; CN108884946A; TW201833467A; CN108884946B; JPWO2018143040A1; JP6994259B2; WO2018143040A1; KR102155850B1; TWI724276B; US20190040965A1

Abstract

주통로(11)는, 2개의 대직경부(11a, 11b) 및 이들 대직경부(11a, 11b) 사이의 소직경부(11c)를 갖고 있다. 입구 통로(12)가 소직경부(11c)에 연통해 있고, 각 출구 통로(13, 14)가 각 대직경부(11a, 11b)에 연통해 있다. 밸브체 이동 기구(3)는, 한쪽의 대직경부(11a)와 소직경부(11c) 사이를 개폐하는 제1 밸브체(21)가 일단부에 고정된 제1 밸브봉(22)과, 다른쪽의 대직경부(11b)와 소직경부(11c) 사이를 개폐하는 제2 밸브체(23)가 일단부에 고정된 제2 밸브봉(24)과, 일단부가 제1 벨로우즈 플랜지(29)에 고정되고 타단부가 제1 밸브체(21)에 고정된 제1 벨로우즈(28)와, 일단부가 제2 벨로우즈 플랜지(33)에 고정되고 타단부가 제2 밸브체(23)에 고정된 제2 벨로우즈(32)와, 주통로(11) 외부에 설치되고, 제1 밸브봉(22) 및 제2 밸브봉(24)과 접속되는 프레임(25)과, 프레임(25)을 제1 밸브체(21) 및 제2 밸브체(23)의 개폐 방향으로 이동시키는 액츄에이터(26)를 구비하고 있다.

Description

분류 밸브

본 발명은, 입구 통로로부터 유입된 유체를 2개의 출구 통로로부터 유출시키는 분류 밸브에 관한 것이다.

입구 통로로부터 유입된 유체를 2개의 출구 통로로부터 유출시키는 분류 밸브는, 온도 제어 등에 사용되고 있고, 이러한 분류 밸브로서, 특허문헌 1에는, 주통로, 상기 주통로에 연통하는 입구 통로, 상기 주통로에 연통하는 제1 출구 통로 및 상기 주통로에 연통하는 제2 출구 통로가 형성된 보디(body)와, 상기 주통로의 상기 제1 출구 통로에 통하는 통로 도중에 설치된 제1 시트와, 상기 주통로의 상기 제2 출구 통로에 통하는 통로 도중에 설치된 제2 시트와, 상기 제1 시트에 대하여 접촉 이격됨으로써 상기 제1 출구 통로에 통하는 통로를 개폐하는 제1 밸브체와, 상기 제2 시트에 대하여 접촉 이격됨으로써 상기 제2 출구 통로에 통하는 통로를 개폐하는 제2 밸브체와, 상기 제1 밸브체 및 상기 제2 밸브체 중 어느 하나를 개방하는 쪽에 연동시키며 다른 하나를 폐쇄하는 쪽에 연동시켜 이동시키는 밸브체 이동 기구를 구비한 것이 개시되어 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 제4805465호 공보

도 11에, 종래의 분류 밸브의 유량 특성을 나타낸다. 도 11에 나타내는 종래예의 유량 특성에 의하면, 밸브 개방도가 0∼10%인 영역 및 60∼70%인 영역에서는 유량의 변화가 크고, 밸브 개방도가 10∼60%인 영역에서는 유량의 변화가 작은 것을 알 수 있다. 따라서, 밸브 개방도가 0∼10%인 영역 및 60∼70%인 영역에서는, 밸브 개방도가 조금 변하는 것만으로 유량이 크게 변화하여 제어가 어렵고, 또한, 밸브 개방도가 10∼60%인 영역에서는, 밸브 개방도를 바꾸더라도 유량이 밸브 개방도에 따라서 변화하지 않아 제어가 어렵다. 즉, 종래의 분류 밸브에서는, 밸브체 스트로크가 짧고, 제어 정밀도가 현저하게 나쁘기 때문에 분류 정밀도도 나쁘다고 하는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은, 밸브체의 스트로크를 길게 함으로써, 유량 제어의 정밀도가 우수한 분류 밸브를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 0∼100%까지 사이의 광범위한 개방도에 걸쳐 유량 제어의 정밀도가 우수한 분류 밸브를 제공하는 것에 있다.

제1 발명에 의한 분류 밸브는, 주통로, 상기 주통로에 연통하는 입구 통로, 상기 주통로에 연통하는 제1 출구 통로 및 상기 주통로에 연통하는 제2 출구 통로가 형성된 보디와, 상기 주통로의 상기 제1 출구 통로에 통하는 통로 도중에 설치된 제1 시트와, 상기 주통로의 상기 제2 출구 통로에 통하는 통로 도중에 설치된 제2 시트와, 상기 제1 시트에 대하여 접촉 이격됨으로써 상기 제1 출구 통로에 통하는 통로를 개폐하는 제1 밸브체와, 상기 제2 시트에 대하여 접촉 이격됨으로써 상기 제2 출구 통로에 통하는 통로를 개폐하는 제2 밸브체와, 상기 제1 밸브체 및 상기 제2 밸브체 중 어느 하나를 개방하는 쪽에 연동시키며 다른 하나를 폐쇄하는 쪽에 연동시켜 이동시키는 밸브체 이동 기구를 구비한 분류 밸브에 있어서, 상기 주통로는, 2개의 대직경부 및 이들 대직경부 사이의 소직경부를 가지며, 상기 입구 통로가 상기 소직경부에, 상기 제1 출구 통로가 한쪽의 상기 대직경부에 연통해 있으며, 상기 제2 출구 통로가 다른쪽의 상기 대직경부에 연통해 있고, 상기 밸브체 이동 기구는, 주통로의 상기 한쪽의 대직경부와 상기 소직경부 사이를 개폐하는 제1 밸브체가 일단부에 고정되고 상기 제1 밸브체의 개폐 방향을 따라서 연장되어 있는 제1 밸브봉과, 상기 주통로의 상기 다른쪽의 대직경부와 상기 소직경부 사이를 개폐하는 제2 밸브체가 일단부에 고정되고 상기 제2 밸브체의 개폐 방향을 따라서 연장되어 있는 제2 밸브봉과, 일단부가 제1 벨로우즈 플랜지에 고정되고 타단부가 상기 제1 밸브체에 고정된 제1 벨로우즈와, 일단부가 제2 벨로우즈 플랜지에 고정되고 타단부가 상기 제2 밸브체에 고정된 제2 벨로우즈와, 상기 주통로 외부에 설치되고 상기 제1 밸브봉 및 상기 제2 밸브봉과 접속되는 프레임과, 상기 프레임을 상기 제1 밸브체 및 상기 제2 밸브체의 개폐 방향으로 이동시키는 액츄에이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이 분류 밸브는, 여러 용도로 사용할 수 있지만, 특히, 유체로서 냉매를 사용하여, 온도 제어에 사용하기에 적합하다. 냉매의 공급에는, 예컨대 펌프가 사용됨으로써 일정한 유량이 확보되고, 이것을 분류 밸브에 의해 소정의 비율로 분류하고, 어느 하나의 분류분을 온도 제어에 사용함으로써, 적정한 제어를 할 수 있다.

제1 발명의 분류 밸브에 의하면, 주통로의 일방측의 대직경부와 소직경부 사이가 제1 시트가 되고, 주통로의 타방측의 대직경부와 소직경부의 사이가 제1 시트에 대향하는 제2 시트가 되고, 이들 시트를 각각 폐지(閉止)하는 밸브체와 일체인 밸브봉을 프레임으로 접속시켜, 2개 위치의 시트를 연동시켜 하나를 폐쇄 방향으로 작동시키고 다른 하나를 개방 방향으로 작동시킴으로써, 응답성이 좋고, 정확한 제어를 할 수 있다.

그리고, 액츄에이터에 의해 주통로를 따라서 프레임을 이동시킴으로써, 각 출구 통로로부터의 유체 유출량이 소요(所要)의 값으로 제어된다. 여기서, 통상, 다이어프램이 사용되고 있는 시일 구조가 벨로우즈를 사용한 시일 구조로 되어 있음으로써, 밸브체의 스트로크량을 크게 할 수 있고, 유량 제어의 정밀도를 우수한 것으로 할 수 있다.

상기 액츄에이터는, 실린더 본체 및 실린더 로드를 갖는 실린더이며, 상기 실린더 본체는, 스페이서(spacer)를 통해 상기 보디에 고정되어 있는 것이 바람직하다.

스페이서는, 실린더 본체를 보디로부터 소정 거리만큼 이격시키기 위한 것이며, 이에 따라, 보디 내의 유체의 온도가 실린더에 대하여 악영향을 미치는 범위(예컨대 -60℃ 정도의 저온)라 하더라도, 실린더 본체의 구동 기구를 보호할 수 있다.

상기 제1 밸브체 및 상기 제2 밸브체는 동일한 형상으로 되어 있다. 이와 같이 함으로써, 각 밸브체의 개방도에 따라서 합계 유량이 변화하지 않는 것이 확보된다.

상기 제1 밸브체 및 상기 제2 밸브체는, 상기 보디와 접촉 이격되는 면이 테이퍼 형상인 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 유량의 미세한 제어가 가능해진다.

상기 제1 밸브체와 상기 보디 사이 그리고 상기 제2 밸브체와 상기 보디의 사이를 흐르는 유체의 유량 특성이 선형 특성인 것이 바람직하다. 선형 특성, 즉, 개방도와 유량이 비례하는 특성을 부여함으로써, 각 밸브체의 개방도에 따라서 합계 유량이 변화하지 않는 것이 확보된다.

상기 제1 밸브봉 또는 상기 제2 밸브봉을 삽입 관통시키는 관통 구멍을 가지며 상기 제1 벨로우즈 플랜지 또는 상기 제2 벨로우즈 플랜지를 상기 보디에 압박하는 플레이트를 구비하고 있고, 상기 플레이트와 상기 제1 밸브봉 또는 상기 제2 밸브봉 사이에 시일 부재가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

각 플레이트와 각 밸브체 사이 그리고 각 플레이트와 각 벨로우즈 플랜지 사이의 시일 부재(예컨대 O링)는, 보디 내의 유체가 외부로 새는 것을 방지하기 위해서는 필요없는 것이지만, 대기가 외부로부터 보디 내에 들어가는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라, 분류 밸브 조립 시의 대기를 봉입하여, 봉입한 이상의 대기가 냉각되는 것에 의해 결로 또는 빙결되는 수분이 증가하는 것이 방지된다.

제2 발명에 의한 분류 밸브는, 주통로, 상기 주통로에 연통하는 입구 통로, 상기 주통로에 연통하는 제1 출구 통로 및 상기 주통로에 연통하는 제2 출구 통로가 형성된 보디와, 상기 주통로의 상기 제1 출구 통로에 통하는 통로 도중에 설치된 제1 시트와, 상기 주통로의 상기 제2 출구 통로에 통하는 통로 도중에 설치된 제2 시트와, 상기 제1 시트에 대하여 접촉 이격됨으로써 상기 제1 출구 통로에 통하는 통로를 개폐하는 제1 밸브체와, 상기 제2 시트에 대하여 접촉 이격됨으로써 상기 제2 출구 통로에 통하는 통로를 개폐하는 제2 밸브체와, 상기 제1 밸브체 및 상기 제2 밸브체 중 어느 하나를 개방하는 쪽에 연동시키며 다른 하나를 폐쇄하는 쪽에 연동시켜 이동시키는 밸브체 이동 기구를 구비하고, 상기 제1 시트에 대한 상기 제1 밸브체의 위치가 완전 개방 위치에 있고, 상기 제2 시트에 대한 상기 제2 밸브체의 위치가 완전 폐쇄 위치에 있는 개방도 0%의 상태와, 상기 제1 시트에 대한 상기 제1 밸브체의 위치가 완전 폐쇄 위치에 있고, 상기 제2 시트에 대한 상기 제2 밸브체의 위치가 완전 개방 위치에 있는 개방도 100%의 상태와, 상기 제1 시트에 대한 상기 제1 밸브체의 위치가 소요의 개방 위치에 있고, 상기 제2 시트에 대한 상기 제2 밸브체의 위치도 소요의 개방 위치에 있는 중간 개방도의 상태로 전환 가능하게 되어 있는 것인 분류 밸브에 있어서, 상기 제1 시트와 상기 제1 밸브체 사이에 형성되는 제1 출구 통로측의 Cv값과 상기 제2 시트와 상기 제2 밸브체 사이에 형성되는 제2 출구 통로측의 Cv값의 합에 관해, 상기 중간 개방도의 상태에서의 양 출구 통로의 Cv값의 합이 상기 개방도 0%의 상태 및 상기 개방도 100%의 상태에서의 양 출구 통로의 Cv값의 합 이하로 되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

제2 발명의 분류 밸브에 의하면, 2개의 출구 통로의 Cv값에 관해, 개방도를 0%부터 100%까지 변화시켰을 때의 양 출구 통로의 Cv값의 합에 착안하여, 중간 개방도(개방도가 40%이거나 50%인 상태)에서의 양 출구 통로의 Cv값의 합이 개방도 0%의 상태 또는 개방도 100%의 상태에서의 양 출구 통로의 Cv값의 합 이하가 됨으로써, 유량 특성이 개방도와 유량이 거의 비례하는 것이 되고, 0∼100%까지 사이의 광범위한 개방도에 걸쳐 유량 제어의 정밀도를 우수한 것으로 할 수 있다.

이상에서, Cv값은 개구 면적으로 치환할 수 있고, 본 발명의 분류 밸브의 특징 부분에 관해서는, 상기 제1 시트와 상기 제1 밸브체 사이에 형성되는 제1 출구 통로측 개구 면적과 상기 제2 시트와 상기 제2 밸브체 사이에 형성되는 제2 출구 통로측 개구 면적의 합에 관해, 중간 개방도의 상태에서의 양 출구 통로의 개구 면적의 합이 상기 개방도 0%의 상태 및 상기 개방도 100%의 상태에서의 양 출구 통로의 개구 면적의 합 이하로 되어 있는 것으로 할 수도 있다.

상기 각 밸브체는, 소정의 테이퍼 각도를 가지며 완전 폐쇄 시에 상기 각 시트에 접촉하는 끝이 가늘어지는 제1 테이퍼부와, 제1 테이퍼부의 테이퍼 각도보다 작은 테이퍼 각도를 가지며 제1 테이퍼부의 선단측에 연속하는 끝이 가늘어지는 제2 테이퍼부를 갖고 있는 것이 바람직하다.

각 밸브체의 형상을 이와 같이 함으로써, 상기 개구 면적 및 Cv값을 용이하게 얻을 수 있다.

예컨대 유체로서 냉매를 사용하여 온도 제어에 사용할 때, 개방도의 변화량에 대하여 유량이 크게 변화되거나 약간만 변화되는 경우 유량 제어가 어려워지지만, 제2 발명의 분류 밸브에 의하면 그 문제가 해소되었다.

제2 발명의 분류 밸브에 있어서, 상기 주통로는, 2개의 대직경부 및 이들 대직경부 사이의 소직경부를 가지며, 상기 입구 통로가 상기 소직경부에 연통해 있고, 상기 제1 출구 통로가 한쪽의 상기 대직경부에 연통해 있으며, 상기 제2 출구 통로가 다른쪽의 상기 대직경부에 연통해 있고, 상기 밸브체 이동 기구는, 상기 주통로의 상기 한쪽의 대직경부와 상기 소직경부 사이를 개폐하는 상기 제1 밸브체가 일단부에 고정되고 상기 제1 밸브체의 개폐 방향을 따라서 연장되어 있는 제1 밸브봉과, 상기 주통로의 상기 다른쪽의 대직경부와 상기 소직경부 사이를 개폐하는 상기 제2 밸브체가 일단부에 고정되고 상기 제2 밸브체의 개폐 방향을 따라서 연장되어 있는 제2 밸브봉과, 일단부가 제1 벨로우즈 플랜지에 고정되고 타단부가 상기 제1 밸브체에 고정된 제1 벨로우즈와, 일단부가 제2 벨로우즈 플랜지에 고정되고 타단부가 상기 제2 밸브체에 고정된 제2 벨로우즈와, 상기 주통로 외부에 설치되고 상기 제1 밸브봉 및 상기 제2 밸브봉과 접속되는 프레임과, 상기 프레임을 상기 제1 밸브체 및 상기 제2 밸브체의 개폐 방향으로 이동시키는 에어 작동식 액츄에이터를 구비하는 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 밸브체의 스트로크량을 크게 할 수 있고, 유량 제어의 정밀도를 더욱 우수한 것으로 할 수 있다.

제2 발명의 분류 밸브에 의하면, 밸브체의 스트로크량이 상대적으로 작은 종래의 분류 밸브와 조합하더라도, 0∼100%까지 사이의 광범위한 개방도에 걸쳐 유량 제어의 정밀도를 우수한 것으로 할 수 있다.

제1 발명의 분류 밸브에 의하면, 2개 위치의 시트(주통로의 일방측의 대직경부와 소직경부 사이 및 주통로의 타방측의 대직경부와 소직경부 사이)를 각각 폐지(閉止)하는 밸브체와 일체인 밸브봉을 프레임으로 접속시켜, 2개 위치의 시트를 연동시켜 하나를 폐쇄 방향으로 작동시키고 다른 하나를 개방 방향으로 작동시키는 것에 의해, 응답성이 좋고, 정확한 제어를 할 수 있으며, 벨로우즈를 사용한 시일 구조로 되어 있는 것에 의해, 밸브체의 스트로크량을 크게 할 수 있고, 유량 제어의 정밀도를 우수한 것으로 할 수 있다.

제2 발명의 분류 밸브에 의하면, 개방도와 유량이 거의 비례하는 유량 특성을 갖게 되고, 0∼100%까지 사이의 광범위한 개방도에 걸쳐 유량 제어의 정밀도를 우수한 것으로 할 수 있다.

도 1은, 본 발명에 의한 분류 밸브의 제1 실시형태를 나타내는 종단면도(부분 단면도)이며, 각 통로의 중심을 통과하는 위치에서의 도면이다.
도 2는, 본 발명에 의한 분류 밸브의 제1 실시형태를 나타내는 종단면도(부분 단면도)이며, 도 1로부터 90° 회전한 위치에서의 도면이다.
도 3은, 도 1의 주요부를 발췌한 도면이다.
도 4는, 본 발명에 의한 분류 밸브의 제2 실시형태를 나타내는 종단면도이며, 도 3에 대응하는 도면이다.
도 5는, 제1 실시형태의 밸브체와 제2 실시형태의 밸브체를 비교하여 나타내는 확대 종단면도이다.
도 6은, 제2 실시형태의 밸브체의 형상을 확대하여 나타내는 도면이다.
도 7은, 제1 실시형태의 분류 밸브의 유량 특성을 나타내는 도면이다.
도 8은, 제1 실시형태의 분류 밸브의 Cv값을 나타내는 도면이다.
도 9는, 제2 실시형태의 분류 밸브의 유량 특성을 나타내는 도면이다.
도 10은, 제2 실시형태의 분류 밸브의 Cv값을 나타내는 도면이다.
도 11은, 종래의 분류 밸브의 유량 특성을 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시형태를, 이하 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 설명에서, 좌우는 도 1 및 도 2의 좌우를 말하는 것으로 하고, 상하는 도 2의 상하를 말하는 것으로 한다.

<실시형태 1>

도 1 및 도 2는, 본 발명에 의한 분류 밸브의 제1 실시형태를 나타내고 있다.

제1 실시형태의 분류 밸브(1)는, 소요(所要)의 유체 통로[주통로(11), 입구 통로(12), 제1 출구 통로(13) 및 제2 출구 통로(14)]가 형성된 직방체형의 보디(2)와, 유체 통로(11, 12, 13, 14)의 개폐를 행하기 위해 제1 밸브체(72) 및 제2 밸브체(73)를 일체로 이동시키는 밸브체 이동 기구(3)를 구비하고 있다.

이 분류 밸브(1)는, 입구 통로(12)로부터 유입된 유체를 소정의 비율로 2개의 출구 통로(13, 14)로부터 유출시키고, 양 출구 통로(13, 14)로부터 유출되는 유체의 유량을 소정 비율로 조정한다.

주통로(11)는, 좌우로 신장된 직선형을 이루며, 좌우의 대직경부(11a, 11b)와, 중앙의 소직경부(11c)로 이루어진다. 입구 통로(12)는, 주통로(11)의 소직경부(11c)에 하측으로부터 직교하도록 설치되어 있다. 제1 출구 통로(13)는, 주통로(11)의 좌측의 대직경부(11a)의 우단부에 상측으로부터 직교하도록 설치되어 있다. 제2 출구 통로(14)는, 주통로(11)의 우측의 대직경부(11b)의 좌단부에 상측으로부터 직교하도록 설치되어 있다.

주통로(11)의 좌측의 대직경부(11a)는, 보디(2)의 좌측면에 개구되어 있고, 주통로(11)의 우측의 대직경부(11b)는, 보디(2)의 우측면에 개구되어 있다.

입구 통로(12)의 하부, 제1 출구 통로(13)의 상부 및 제2 출구 통로(14)의 상부에는, 각각 이음새 접속부가 되는 암나사부(12a, 13a, 14a)가 형성되어 있다.

주통로(11)의 좌측의 대직경부(11a)의 우단부에는, 주통로(11)의 좌측의 대직경부(11a)와 소직경부(11c)의 사이[제1 시트(2a)]를 개폐하는 제1 밸브체(72)가 배치되어 있다. 또한, 주통로(11)의 우측의 대직경부(11b)의 좌단부에는, 주통로(11)의 우측의 대직경부(11b)와 소직경부(11c)의 사이[제2 시트(2b)]를 개폐하는 제2 밸브체(73)가 배치되어 있다.

밸브체 이동 기구(3)는, 제1 밸브체(72)에 일체로 설치되어 제1 밸브체(72)의 좌측면으로부터 좌측으로 신장된 제1 밸브봉(22)과, 제2 밸브체(73)에 일체로 설치되어 제2 밸브체(73)의 우측면으로부터 우측으로 신장된 제2 밸브봉(24)과, 제1 밸브봉(22)과 제2 밸브봉(24)을 접속시키는 프레임(25)과, 프레임(25)을 좌우로 이동시키는 액츄에이터(26)와, 프레임(25)을 좌측으로 바이어스(bias)하는 압축 코일 스프링(바이어스 부재)(27)을 구비하고 있다.

각 통로(11, 12, 13, 14)는, 입구 통로(12)의 중심선에 대하여 대칭으로 형성되어 있고, 각 밸브체(72, 73) 및 각 밸브봉(22, 24)은, 동일 형상이며, 입구 통로(12)의 중심선에 대하여 대칭으로 배치되어 있다.

보디(2)는, 스테인리스강(예컨대 SUS304)제이며, 각 밸브체(72, 73)의 시트에 접촉하는 부분(디스크패킹)도 스테인리스강(예컨대 SUS316L)제이다. 각 밸브체(72, 73)의 시트(2a, 2b)에 접촉하는 부분은 수지제이어도 좋다.

제1 밸브봉(22)의 좌측부는, 제1 밸브체(72)의 개폐 방향을 따라서 연장되어 보디(2)의 좌측면보다 좌측으로 돌출되어 있고, 제2 밸브봉(24)의 우측부는, 제2 밸브체(73)의 개폐 방향을 따라서 연장되어 보디(2)의 우측면보다 우측으로 돌출되어 있다.

제1 밸브봉(22)의 우측부의 외경측에는 제1 벨로우즈(28)가 배치되어 있다. 제1 벨로우즈(28)의 우단은 제1 밸브체(72)의 좌측면에 고정되어 있고, 제1 벨로우즈(28)의 좌단은 제1 벨로우즈 플랜지(29)에 고정되어 있다. 제1 벨로우즈 플랜지(29)는, 제1 밸브봉(22)의 좌측부에 끼워져 보디(2)의 좌측면에 접촉된다. 제1 벨로우즈 플랜지(29)의 좌측면에는, 제1 밸브봉(22)을 삽입 관통시키는 관통 구멍이 형성된 좌측 플레이트(30)가 접촉되고, 좌측 플레이트는 볼트(31)에 의해 보디(2)에 고정되어 있다.

제2 밸브봉(24)의 좌측부의 외경측에는 제2 벨로우즈(32)가 배치되어 있다. 제2 벨로우즈(32)의 좌단은 제2 밸브체(73)의 우측면에 고정되어 있고, 제2 벨로우즈(32)의 우단은 제2 벨로우즈 플랜지(33)에 고정되어 있다. 제2 벨로우즈 플랜지(33)는, 제2 밸브봉(24)의 우측부에 끼워져 보디(2)의 우측면에 접촉된다. 제2 벨로우즈 플랜지(33)의 우측면에는, 제2 밸브봉(24)을 삽입 관통시키는 관통 구멍이 형성된 우측 플레이트(34)가 접촉되고, 우측 플레이트는 볼트(31)에 의해 보디(2)에 고정되어 있다.

각 벨로우즈(28, 32)는, 각 밸브체(72, 73)의 좌우 방향의 이동에 따라 변형되고, 유체가 외부로 새는 것을 방지한다.

각 벨로우즈(28, 32)는 금속제이며, 예컨대 스테인리스강(SUS316L)이나 코발트계 합금, 니켈계 합금, 구리기 합금 등에 의해 형성된다. 벨로우즈로는, 금속 소재로 통을 만들고, 그 내측으로부터 압력을 가하여, 외경이 되는 산을 성형한 성형 벨로우즈나, 정밀하게 파형 프레스한 디스크형의 박육 금속판을, 내측 가장자리ㆍ외측 가장자리를 교대로 용접하면서 서로 연결함으로써 제작되는 용접 벨로우즈 등이 적절하게 사용된다.

각 벨로우즈 플랜지(29, 33)와 보디(2)의 사이에는, 유체가 새는 것을 방지하기 위한 개스킷(51)이 배치되어 있다.

또한, 각 플레이트(30, 34)와 각 밸브봉(22, 24) 사이에 O링(52)이 설치되어 있고, 각 플레이트(30, 34)와 각 벨로우즈 플랜지(29, 33) 사이에도 O링(53)이 설치되어 있다. 이들 O링(시일 부재)(52, 53)은, 유체가 새는 것을 방지하기 위한 것이 아니라, 분류 밸브(1) 조립 시에 대기를 봉입하여, 외부로부터 대기가 보디(2) 내에 들어가는 것을 방지하기 위한 것이다.

프레임(25)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 중앙부가 제1 밸브봉(22)의 좌단부에 부착된 좌측판부(35)와, 중앙부가 제2 밸브봉(24)의 우단부에 부착된 우측판부(36)와, 좌측판부(35)의 상측 가장자리와 우측판부(36)의 상측 가장자리를 접속시키는 상축부(37)와, 좌측판부(35)의 하측 가장자리와 우측판부(36)의 하측 가장자리를 접속시키는 하축부(38)로 이루어진다.

상축부(37) 및 하축부(38)는, 보디(2)를 관통하고 있고, 보디(2)의 좌우 단부와 각 축부(37, 38) 사이에는, 대기의 유입을 방지하기 위한 O링(54)이 배치되어 있다.

각 판부(35, 36)의 상측 가장자리부에는 관통 구멍(35a, 36a)이 형성되어 있고, 이 관통 구멍(35a, 36a)에 상축부(37)의 좌우 단부가 삽입 관통되어 있다. 상축부(37)의, 각 판부(35, 36)보다 돌출된 부분에 수나사(37a, 37b)가 설치되어 있고, 이 수나사(37a, 37b)에 너트(39)를 조임으로써, 프레임(25)의 각 판부(35, 36)의 상측 가장자리부와 상축부(37)가 결합되어 있다. 마찬가지로, 각 판부(35, 36)의 하측 가장자리부에는 관통 구멍(35b, 36b)이 형성되어 있고, 이 관통 구멍(35b, 36b)에 하축부(38)의 좌우 단부가 삽입 관통되어 있다. 하축부(38)의, 각 판부(35, 36)보다 돌출된 부분에 수나사(38a, 38b)가 설치되어 있고, 이 수나사(38a, 38b)에 너트(39)를 조임으로써, 프레임(25)의 각 판부(35, 36)의 하측 가장자리부와 하축부(38)가 결합되어 있다.

좌측판부(35)의 상하의 중앙에는 관통 구멍(35c)이 형성되어 있고, 이 관통 구멍(35c)에 제1 밸브봉(22)의 좌단부가 삽입 관통되어 있다. 제1 밸브봉(22)의, 좌측판부(35)보다 좌측으로 돌출된 부분에 수나사(22a)가 설치되어 있고, 이 수나사(22a)에 너트(40)를 조임으로써, 프레임(25)의 좌측판부(35)와 제1 밸브봉(22)이 결합되어 있다. 마찬가지로, 우측판부(36)의 상하의 중앙에는 관통 구멍(36c)이 형성되어 있고, 이 관통 구멍(36c)에 제2 밸브봉(24)의 우단부가 삽입 관통되어 있다. 제2 밸브봉(24)의, 우측판부(36)보다 우측으로 돌출된 부분에 수나사(24a)가 설치되어 있고, 이 수나사(24a)에 너트(40)를 조임으로써, 프레임(25)의 우측판부(36)와 제2 밸브봉(24)이 결합되어 있다.

보디(2)의 좌측면의 대각 위치에 있는 모서리부에는, 좌측으로 신장된 2개의 막대 형의 스페이서(41; spacer)가 설치되어 있다. 액츄에이터(26)는 에어 실린더이며, 스페이서(41)의 좌단부에 지지되어 있는 실린더 본체(42)와, 실린더 본체(42)로부터 우측으로 신장되어 좌우 이동하는 실린더 로드(43)를 갖고 있다. 실린더 로드(43)의 우단부는, 제1 밸브봉(22)의 좌단부면에 면해 있다.

보디(2)의 우측에는, 압축 코일 스프링(27)을 수용하는 케이싱(44)이 배치되어 있다. 케이싱(44)은, 좌우 방향의 중심선을 갖는 원통형의 둘레벽(45)과, 둘레벽(45)의 우단 개구를 폐쇄하는 우측벽(46)을 갖고 있고, 둘레벽(45)의 좌단부에 형성된 플랜지부(45a)가 보디(2)의 우측면에 육각 구멍 볼트(47)로 고정되어 있다. 압축 코일 스프링(27)은, 중심선 둘레에 복수(예컨대 3개)로 배치되어 있고, 제2 밸브봉(24)의 우단부에 평행핀(48)으로 고정된 좌측 스프링 받침(49)과, 케이싱(44)의 둘레벽(45)의 좌측면에 의해 받쳐진 우측 스프링 받침(50)에 의해 유지되어 있다.

압축 코일 스프링(27)은, 제2 밸브봉(24) 및 이것과 일체인 프레임(25)을 좌측 방향으로 바이어스하고 있고, 이에 따라, 액츄에이터(26)의 비작동 시에는, 제2 밸브체(73)가 주통로(11)의 우측의 대직경부(11b)와 소직경부(11c) 사이를 폐쇄하도록 이루어져 있다. 액츄에이터(26)를 작동시키면, 제1 밸브봉(22) 및 이것과 일체인 프레임(25)을, 압축 코일 스프링(27)에 대항하여, 우측 방향으로 이동시킬 수 있고, 이에 따라, 제2 밸브체(73)가 주통로(11)의 우측의 대직경부(11b)와 소직경부(11c) 사이를 개방시키게 되고, 실린더 로드(43)의 이동량을 제어함으로써, 제2 출구 통로(14)로부터의 유체의 유량을 제어할 수 있다. 즉, 1대의 에어 실린더(액츄에이터)(26)로 제1 출구 통로(13)측(예컨대 냉매 순환측) 및 제2 출구 통로(14)측(예컨대 온도 제어측)의 통로의 개방도를 제어할 수 있고, 제1 출구 통로(13)로부터의 유체의 유출량과 제2 출구 통로(14)로부터의 유체의 유출량의 비(분류비)를 제어할 수 있고, 입구 통로(12)로부터의 유체(냉매)의 유입량이 일정하면, 제1 출구 통로(13)로부터의 유체의 유출량 및 제2 출구 통로(14)로부터의 유체의 유출량을 제어할 수 있다.

케이싱(44)의 우측벽(46)에는 너트(55)가 고정되어 있고, 너트(55)에는, 외주면에 수나사가 형성된 조정 나사(56)가 축방향으로 이동 가능하게 조여져 있다. 조정 나사(56)의 좌단부면은, 우측 스프링 받침(50)의 우측면에 접촉되고, 조정 나사(56)를 좌측으로 조이거나 또는 우측으로 다시 되돌림으로써 압축 코일 스프링(27)의 탄성력을 변화시킬 수 있고, 이에 따라, 제2 밸브봉(24) 및 이것과 일체인 프레임(25)을 좌측 방향으로 바이어스하는 바이어스력을 조정할 수 있게 되어 있다.

분류 밸브(1)는, 예컨대, 급속한 온도 설정이 필요한 냉각 장치와 같은 기기에 있어서, 항상 순환하고 있는 냉매 배관계로부터 냉매를 보내는 양을 제어하기 위해, 냉매의 분류 제어를 하는 용도로 사용된다. 이 경우, 하나의 출구 통로[예컨대 제2 출구 통로(14)]로부터의 냉매가 온도 제어에 사용되고, 다른 하나의 출구 통로[예컨대 제1 출구 통로(13)]로부터의 냉매는 순환되어 재사용된다. 그리고, 온도 제어 기기 부분의 온도를 모니터하여, 기기에 흐르는 냉매의 유량을, 전공 변환 레귤레이터를 사용하여, 에어 작동식 액츄에이터(26)에 공급하여 제어를 한다.

밸브체(72, 73)는, 도 3에 확대하여 나타낸 바와 같이, 원기둥형부(72a, 73a)와 이것에 연속하는 끝이 가늘어지는 테이퍼부(72b, 73b)로 이루어진 것으로 되어 있다.

제1 실시형태의 분류 밸브(1)의 유량 특성을 도 7에 나타낸다. 도 7과 도 11의 비교로부터, 제1 실시형태의 분류 밸브(1)에 의하면, 밸브 개방도의 변화에 대하여 유량이 서서히 변화하고 있는 것을 알 수 있다.

즉, 급속한 온도 설정이 필요한 냉각 장치를 실현하기 위해서는, 온도 설정을 위해 냉매의 유량을 응답성 좋게, 정확하게 제어할 필요가 있지만, 제1 실시형태의 분류 밸브(1)에 의하면, 유체가 외부로 새는 것을 방지하는 데 벨로우즈(28, 32)가 사용됨으로써, 다이어프램을 사용하고 있는 것에 비교해서, 밸브체(72, 73)의 이동의 스트로크(작동 리프트)가 커지고, 이에 따라, 분류비의 제어 정밀도를 향상시킬 수 있다.

도 7의 유량 특성에 의하면, 도 11의 유량 특성에 비교하여 크게 개선되었지만, 중앙 부근에서는 선형의 제어가 되지 않았다는 점에서 개선의 여지가 있다. 그러나, 초기 작동 시에 급격한 온/오프가 아니라면, 중앙 부근에서는 그다지 선형의 제어를 필요로 하지 않는 기기에서는 충분히 사용하는 것이 가능하다.

또, 상기 분류 밸브(1)에 의하면, 벨로우즈(28, 32)를 금속제(예컨대 스테인리스강제)로 함으로써, 사용 압력 및 사용 스트로크 내에서는, 반복 피로 한도 응력 이하에서 내구성이 우수한 것으로 할 수 있다.

또한, 저온(예컨대 -60℃)의 냉매를 사용하는 경우, 밸브체 슬라이딩 부분의 대기가 결로되어 빙결되는 것이 문제가 될 수 있지만, O링(52, 53)으로 시일함으로써, 조립 시의 대기 조건을 봉입하고 있기 때문에, 각 밸브봉(22, 24)의 슬라이딩 부분의 대기가 결로되어 빙결되는 것이 방지된다.

<실시형태 2>

본 실시형태 2의 발명은, 본 제2 발명에 관한 분류 밸브이다. 이 분류 밸브(1)는, 실시형태 1에 관한 분류 밸브(1)와 밸브체(72, 73, 21, 23)의 구조가 상이한 것 외에는, 실시형태 1과 동일하며 동일한 부분에 대해서는 설명을 생략한다.

도 4는, 제2 실시형태의 밸브체(21, 23)를 확대하여 나타내고 있다. 밸브체(21, 23)는, 원기둥형부(21a, 23a)와, 원기둥형부(21a, 23a)에 연속하는 끝이 가늘어지는 제1 테이퍼부(21b, 23b)와, 제1 테이퍼부(21b, 23b)에 연속하는 끝이 가늘어지는 제2 테이퍼부(21c, 23c)로 이루어진다. 제2 테이퍼부(21c, 23c)의 테이퍼 각도는, 제1 테이퍼부(21b, 23b)의 테이퍼 각도보다 작게 되어 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 이점쇄선으로 나타내는 제1 실시형태의 밸브체(73)는, 그 테이퍼부(73b)가 시트(2b)에 강하게 접촉함으로써, 완전 폐쇄 상태를 얻을 수 있게 되어 있는 것에 비해, 실선으로 나타내는 제2 실시형태의 밸브체(23)의 제1 테이퍼부(23b)와 제2 테이퍼부(23c)의 경계(변곡점) 부분에서의 직경은 밸브 시트(2b)의 직경과 같게 되어 있고, 제2 실시형태에서는, 제1 테이퍼부(21b, 23b)의 외주면과 제2 테이퍼부(21c, 23c)의 외주면의 경계(변곡점) 부분이 대응하는 시트(2a, 2b)에 강하게 접촉함으로써, 완전 폐쇄 상태를 얻을 수 있게 되어 있다.

제2 밸브체(23)는, 제1 밸브체(21)와 동일한 형상이며, 각 테이퍼부(21b, 23b, 21c, 23c)의 테이퍼 각도 A 및 테이퍼 각도 B는, 후술하는 바와 같이, Cv값을 최적화하도록 적절히 설정되지만, 도 6에서, 제1 테이퍼부(21b, 23b)의 테이퍼 각도 A는, 예컨대 40∼80°의 범위[단, 시트(2a, 2b)의 각도보다 작게 설정함]로 하고, 제2 테이퍼부(21c, 23c)의 테이퍼 각도 B는, 예컨대 1∼40°의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또, 테이퍼 각도 B는 0°로 할 수도 있다(제2 테이퍼부를 원기둥형으로 함).

테이퍼 각도가 작은 제2 테이퍼부(21c, 23c)가 있는 것에 의해, 밸브체(21, 23)의 이동에 따르는 개구 면적의 변화는, 본 실시형태 2에서는 제2 테이퍼부(21c, 23c)와 시트(2a, 2b) 사이에 형성되는 개구 면적의 변화가 되고, 테이퍼부(72b, 73b)와 시트(2a, 2b) 사이에 형성되는 개구 면적의 변화가 되는 제1 실시형태의 밸브체(72, 73)에 비교해서, 그 변화가 완만해진다.

도 8의 그래프는, 제1 실시형태의 밸브체(72, 73)를 사용한 분류 밸브(1)에 관해, Cv값을 해석한 결과를 나타내고 있다. 도 8에서, 횡축에는 개방도(%)가 채택되고, 종축에는, 제1 출구 통로측의 Cv값, 제2 출구 통로측의 Cv값, 및 제1 출구 통로측의 Cv값과 제2 출구 통로측의 Cv값의 합산 Cv값이 각각 제시되어 있다. 또, 횡축은, 편의상 밸브체(72, 73)의 밸브 시트(2a, 2b)에 대한 개방도로 나타내고 있지만, 실제는 밸브체(72, 73)를 작동시키는 액츄에이터의 조작 압력(0∼0.5 MPa)이며, 그 때문에 Cv값의 상승이 개방도 20%(조작 압력 0.1 MPa)로 되어 있다. 개방도 0∼20%(조작 압력 0∼0.1 MPa) 및 개방도 80∼100%(조작 압력 0.4∼0.5 MPa)의 Cv값의 무반응 영역은, 스프링 하중이나 액츄에이터 출력을 다시 검토함으로써 감소시키는 것이 가능하지만, 시트 누설 발생과의 트레이드오프(trade off)가 되므로, 본 실시형태에서는 상기 무반응 영역을 남기고 있다. 실시형태 1의 개방도와 Cv값을 나타낸 도 8에 의하면, 제1 출구 통로측의 Cv값 및 제2 출구 통로측의 Cv값의 최대치가 0.6 정도인 것에 비해, 합산 Cv값이 중앙 개방도 부근에서 0.6보다 커져 있고, 제1 출구 통로(13) 및 제2 출구 통로(14)로부터의 유출량이 양쪽으로 커져 있는 것을 알 수 있다. 이것과 유량 특성을 나타낸 도 7을 맞춰 보면, 중앙 개방도 부근의 합산 Cv값이 각 출구 통로측의 Cv값의 최대치보다 커져 있는 것에 의해, 중앙 개방도 부근에서의 유량 특성이 편평하게 되어 있어, 분류 제어가 어려운 범위가 생긴 것을 알 수 있다.

도 9 및 도 10의 그래프는, 제2 실시형태의 밸브체(21, 23)를 사용한 분류 밸브(1)에 관해, 유량 특성과 Cv값을 구한 것이며, 도 9가 도 7에 대응하고, 도 10이 도 8에 대응한다.

도 10의 그래프에 의하면, 제2 실시형태의 밸브체(21, 23)를 사용함으로써, 분류 밸브(1)의 중앙 개방도 부근에서의 합산 Cv값이 0.6보다 작아져 있고, 이 점에서, 중앙 개방도 부근에서 Cv값이 0.6보다 커져 있는 도 8의 그래프로 되는 제1 실시형태의 밸브체(71, 72)를 사용한 것과 상이하다.

도 9의 그래프에 의하면, 제2 실시형태의 밸브체(21, 23)를 사용한 분류 밸브(1)에서는, 도 10의 Cv값으로 함으로써, 개방도에 비례하여 거의 선형으로 유량이 변화하고 있고, 도 8의 그래프로 되는 제1 실시형태의 밸브체(71, 72)를 사용한 것에 비교하면, 중앙 개방도 부근에서의 유량 특성의 변화량이 커지고 양측(상승 부분)에서의 유량 특성의 변화량이 작아져 있고, 도 7에 나타나 있는 중앙 개방도 부근(개방도 30∼60%)이 약간 편평하고, 양측(개방도 15∼25% 및 개방도 60∼70%)이 약간 급격하게 변화한다고 하는 문제가 해소되었다.

Cv값은, 밸브의 용량 계수의 하나이며, 소정의 식에 의해 구할 수 있다. 전술한 해석에 의하면, 제1 출구 통로측 Cv값과 제2 출구 통로측 Cv값의 합에 관해, 중간 개방도의 상태에서의 양 출구 통로의 Cv값의 합이 개방도 0%의 상태 및 개방도 100%의 상태에서의 양 출구 통로의 Cv값의 합 이하로 되어 있는 것에 의해, 개방도에 비례하여 거의 선형으로 유량을 변화시킬 수 있는 것을 알 수 있다.

Cv값은 개구 면적과 비례 관계에 있고, Cv값을 시트(2a, 2b)의 내경과 테이퍼부(21b, 21c 23b, 23c)의 외경을 사용하여 구한 개구 면적으로 치환할 수 있다. 즉, 제1 시트(2a)와 제1 밸브체(21) 사이에 형성되는 제1 출구 통로측 개구 면적과 제2 시트(2b)와 제2 밸브체(23) 사이에 형성되는 제2 출구 통로측 개구 면적의 합에 관해, 중간 개방도의 상태에서의 개구 면적의 합이 개방도 0%의 상태 및 개방도 100%의 상태에서의 개구 면적의 합 이하로 되어 있는 것에 의해, 개방도에 비례하여 거의 선형으로 유량을 변화시킬 수 있다.

즉, 상기 제2 실시형태의 분류 밸브(1)에 의하면, 개방도에 비례하여 거의 선형으로 유량을 변화시킬 수 있기 때문에, 유량이 0부터 최대에 이르는 어느 범위라 하더라도 정밀하게 유량 제어를 할 수 있다.

또, 제2 실시형태의 밸브체(21, 23)는, 도 1 및 도 2에 나타낸 분류 밸브로 치환 가능할 뿐만 아니라, 여러 가지 분류 밸브의 밸브체로 치환 가능한 것은 물론이다.

본 발명에 의하면, 분류 밸브의 유량 제어의 정밀도를 우수하게 할 수 있기 때문에, 분류 밸브를 사용하여 행하는 온도 제어 등의 정밀도 향상에 기여할 수 있다.

1 : 분류 밸브
2 : 보디
2a : 제1 시트
2b : 제2 시트
3 : 밸브체 이동 기구
11 : 주통로
11a, 11b : 대직경부
11c : 소직경부
12 : 입구 통로
13 : 제1 출구 통로
14 : 제2 출구 통로
21 : 제1 밸브체
21b : 제1 테이퍼부
21c : 제2 테이퍼부
22 : 제1 밸브봉
23 : 제2 밸브체
23b : 제1 테이퍼부
23c : 제2 테이퍼부
24 : 제2 밸브봉
25 : 프레임
26 : 실린더(액츄에이터)
28 : 제1 벨로우즈
29 : 제1 벨로우즈 플랜지
32 : 제2 벨로우즈
33 : 제2 벨로우즈 플랜지
71 : 제1 밸브체
72b : 테이퍼부
73 : 제2 밸브체
73b : 테이퍼부

Claims

주통로, 상기 주통로에 연통하는 입구 통로, 상기 주통로에 연통하는 제1 출구 통로 및 상기 주통로에 연통하는 제2 출구 통로가 형성된 보디(body); 상기 주통로의 상기 제1 출구 통로에 통하는 통로 도중에 설치된 제1 시트; 상기 주통로의 상기 제2 출구 통로에 통하는 통로 도중에 설치된 제2 시트; 상기 제1 시트에 대하여 접촉 이격됨으로써 상기 제1 출구 통로에 통하는 통로를 개폐하는 제1 밸브체; 상기 제2 시트에 대하여 접촉 이격됨으로써 상기 제2 출구 통로에 통하는 통로를 개폐하는 제2 밸브체; 상기 제1 밸브체 및 상기 제2 밸브체 중 어느 하나를 개방하는 쪽에 연동시키고 다른 하나를 폐쇄하는 쪽에 연동시켜 이동시키는 밸브체 이동 기구를 구비한 분류 밸브에 있어서,
상기 주통로는, 2개의 대직경부 및 이들 대직경부 사이의 소직경부를 가지며, 상기 입구 통로가 상기 소직경부에 연통해 있고, 상기 제1 출구 통로가 한쪽의 상기 대직경부에 연통해 있으며, 상기 제2 출구 통로가 다른쪽의 상기 대직경부에 연통해 있고,
상기 밸브체 이동 기구는,
주통로의 상기 한쪽의 대직경부와 상기 소직경부 사이를 개폐하는 제1 밸브체가 일단부에 고정되고 상기 제1 밸브체의 개폐 방향을 따라서 연장되어 있는 제1 밸브봉과,
상기 주통로의 상기 다른쪽의 대직경부와 상기 소직경부 사이를 개폐하는 제2 밸브체가 일단부에 고정되고 상기 제2 밸브체의 개폐 방향을 따라서 연장되어 있는 제2 밸브봉과,
일단부가 제1 벨로우즈 플랜지에 고정되고, 타단부가 상기 제1 밸브체에 고정된 제1 벨로우즈와,
일단부가 제2 벨로우즈 플랜지에 고정되고, 타단부가 상기 제2 밸브체에 고정된 제2 벨로우즈와,
상기 주통로의 외부에 설치되고, 상기 제1 밸브봉 및 상기 제2 밸브봉과 접속되는 프레임과,
상기 프레임을 상기 제1 밸브체 및 상기 제2 밸브체의 개폐 방향으로 이동시키는 액츄에이터
를 구비하는 것을 특징으로 하는 분류 밸브.
제1항에 있어서, 상기 액츄에이터는, 실린더 본체 및 실린더 로드를 갖는 실린더이며, 상기 실린더 본체는, 스페이서(spacer)를 통해 상기 보디에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 분류 밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 밸브체 및 상기 제2 밸브체는 동일한 형상인 것을 특징으로 하는 분류 밸브.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1 밸브체 및 상기 제2 밸브체는, 상기 보디와 접촉 이격되는 면이 테이퍼 형상인 것을 특징으로 하는 분류 밸브.
제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1 밸브체와 상기 보디 사이 그리고 상기 제2 밸브체와 상기 보디 사이를 흐르는 유체의 유량 특성이 선형 특성인 것을 특징으로 하는 분류 밸브.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제1 밸브봉 또는 상기 제2 밸브봉을 삽입 관통시키는 관통 구멍을 가지며, 상기 제1 벨로우즈 플랜지 또는 상기 제2 벨로우즈 플랜지를 상기 보디에 압박하는 플레이트
를 구비하고 있고, 상기 플레이트와 상기 제1 밸브봉 또는 상기 제2 밸브봉 사이에 시일 부재(seal member)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 분류 밸브.
주통로, 상기 주통로에 연통하는 입구 통로, 상기 주통로에 연통하는 제1 출구 통로 및 상기 주통로에 연통하는 제2 출구 통로가 형성된 보디; 상기 주통로의 상기 제1 출구 통로에 통하는 통로 도중에 설치된 제1 시트; 상기 주통로의 상기 제2 출구 통로에 통하는 통로 도중에 설치된 제2 시트; 상기 제1 시트에 대하여 접촉 이격됨으로써 상기 제1 출구 통로에 통하는 통로를 개폐하는 제1 밸브체; 상기 제2 시트에 대하여 접촉 이격됨으로써 상기 제2 출구 통로에 통하는 통로를 개폐하는 제2 밸브체; 상기 제1 밸브체 및 상기 제2 밸브체 중 어느 하나를 개방하는 쪽에 연동시키며 다른 하나를 폐쇄하는 쪽에 연동시켜 이동시키는 밸브체 이동 기구를 구비하고,
상기 제1 시트에 대한 상기 제1 밸브체의 위치가 완전 개방 위치에 있고, 상기 제2 시트에 대한 상기 제2 밸브체의 위치가 완전 폐쇄 위치에 있는 개방도 0%의 상태와, 상기 제1 시트에 대한 상기 제1 밸브체의 위치가 완전 폐쇄 위치에 있고, 상기 제2 시트에 대한 상기 제2 밸브체의 위치가 완전 개방 위치에 있는 개방도 100%의 상태와, 상기 제1 시트에 대한 상기 제1 밸브체의 위치가 소요(所要)의 개방 위치에 있고, 상기 제2 시트에 대한 상기 제2 밸브체의 위치도 소요의 개방 위치에 있는 중간 개방도의 상태로 전환 가능하게 되어 있는 분류 밸브에 있어서,
상기 제1 시트와 상기 제1 밸브체 사이에 형성되는 제1 출구 통로측의 Cv값과 상기 제2 시트와 상기 제2 밸브체 사이에 형성되는 제2 출구 통로측의 Cv값의 합에 관해, 상기 중간 개방도의 상태에서의 양 출구 통로의 Cv값의 합이 상기 개방도 0%의 상태 및 상기 개방도 100%의 상태에서의 양 출구 통로의 Cv값의 합 이하로 되어 있는 것을 특징으로 하는 분류 밸브.
제7항에 있어서, 각각의 상기 밸브체는, 사전에 정해진 테이퍼 각도를 가지며 완전 폐쇄 시에 각각의 상기 시트에 접촉하는 끝이 가늘어지는 제1 테이퍼부와, 제1 테이퍼부의 테이퍼 각도보다 작은 테이퍼 각도를 가지며 제1 테이퍼부의 선단측에 연속하는 끝이 가늘어지는 제2 테이퍼부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 분류 밸브.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 주통로는, 2개의 대직경부 및 이들 대직경부 사이의 소직경부를 가지며, 상기 입구 통로가 상기 소직경부에 연통해 있고, 상기 제1 출구 통로가 한쪽의 상기 대직경부에 연통해 있으며, 상기 제2 출구 통로가 다른쪽의 상기 대직경부에 연통해 있고,
상기 밸브체 이동 기구는,
상기 주통로의 상기 한쪽의 대직경부와 상기 소직경부 사이를 개폐하는 상기 제1 밸브체가 일단부에 고정되고 상기 제1 밸브체의 개폐 방향을 따라서 연장되어 있는 제1 밸브봉과,
상기 주통로의 상기 다른쪽의 대직경부와 상기 소직경부 사이를 개폐하는 상기 제2 밸브체가 일단부에 고정되고 상기 제2 밸브체의 개폐 방향을 따라서 연장되어 있는 제2 밸브봉과,
일단부가 제1 벨로우즈 플랜지에 고정되고 타단부가 상기 제1 밸브체에 고정된 제1 벨로우즈와,
일단부가 제2 벨로우즈 플랜지에 고정되고 타단부가 상기 제2 밸브체에 고정된 제2 벨로우즈와,
상기 주통로의 외부에 설치되고 상기 제1 밸브봉 및 상기 제2 밸브봉과 접속되는 프레임과,
상기 프레임을 상기 제1 밸브체 및 상기 제2 밸브체의 개폐 방향으로 이동시키는 에어 작동식 액츄에이터
를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 분류 밸브.