KR890000473B1 - 혼합밸브 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

혼합밸브

제1도는 폐쇄 위치에 있는 본 발명의 밸브의 축방향 단면도.

제2도는 개방 위치의 밸브를 나타내는 제1도와 유사한 축방향 단면도.

제3도는 밸브 부재의 부분단면 평면도.

제4도는 제3도로부터 90

각도에서 본 밸브 부재의 일부분의 평면도.

제5도는 압력부재의 평면도.

제6도는 제5도의 선 6-6에 따른 단면도.

제7도는 압력부재의 개조된 형태의 평면도.

제8도는 제7도의 압력부재의 단부도.

제9도는 제7도로부터 90

각도에서 본, 제7도 및 8도의 압력부재의 평면도.

제10도는 압력 부재의 개조된 형태의 반경방향 단면도.

제11도는 압력 부재의 또 다른 개조 형태를 나타내는, 제10도와 유사한 단면도.

제12도는 압력 부재의 아직 또 다른 개조형태를 나타내는, 제10 및 11도와 유사한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 하우징 12 : 온수 도입구

14 : 냉수 도입구 15 : 하우징 배출구

16 : 슬리이브 22 :

-링

26 : 시일 구조물 28 : 스템

30 : 압력 부재 40 : 피스톤

72 : 온수 흐름 통로 74 : 냉수 흐름 통로

80 : 베인

본 발명은 주택의 배관에 사용되는 타입의 혼합 밸브에 관한 것으로, 특히 밸브를 통과하는 물의 흐름을 조절하는 스템이 그에 가해지는 내부 압력을 본질적으로 받지 않는 전술한 밸브에 관한 것이다.

본 발명의 주목적은, 밸브로 부터 배출되는 물의 양과 온도를 조절하는 가동 스템에서 압력이 평형으로 되는 전술한 타입의 밸브를 제공 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 도입 수압이 가해지는 혼합 밸브 슬리이브에 대하여 위치가 고정된 압력 부재를 포함하는 혼합 밸브를 제공 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 압력 부재가 온수 및 냉수 흐름 통로들을 분리하고 흐름 통로의 체적을 같지 않게 하여 밸브 배출구에서 온수 압력과 냉수 압력을 동일하게하는 격벽을 가지는 전술한 타입의 혼합 밸브를 제공 하는데 있다.

본 발명을 첨부 도면을 참조하여 구체적인 실시예로서 이하 상세히 설명한다.

본 발명은 예를 들어 부엌 및 화장실 수도 꼭지와 샤우어 및 욕조 밸브와 같은, 주택의 배관에 사용되는 타입의 밸브에 관한 것이다. 여기에 기술된 원리는 단일의 손잡이를 조작하여 물의 양 및 온도를 조절하는 혼합밸브로서 시중에 알려진 것에 이용될 수 있고 이후 그러한 혼합밸브에 대한 것으로 설명될 것이다. 또한, 이 원리는 온수 및 냉수 공급을 조절하기 위해 별도의 손잡이와 밸브가 설치된 타입의 쌍 손잡이 수도 꼭지로서 시중에 알려진 것에도 적용된다.

단일의 손잡이로 물의 양과 온도를 조절하는 타입의 종래의 혼합밸브는 밸브 부재가 간혹 개방위치와 폐쇄위치 모두에서 관로 압력(line pressure)하에 있게 되고, 밸브 구조에 따라 개방위치 또는 폐쇄위치중 어느 한 위치로 그러한 관로 압력에 의해 이동되는 문제점을 가졌다. 개방위치와 폐쇄위치 모두에서 밸브 부재에 대해 물에 의해 부여된 힘이 평형으로되고 따라서 밸브가 자동적으로 개방 또는 폐쇄되는 경향이 없도록 밸브 부재에 대한 압력을 평형 시키기 위해 각종 구조가 이용되어 왔다. 압력이 평형으로 된 밸브의 사용은 혼합 밸브 영역에서는 매우 널리 행해져 왔으나, 압력이 전혀 가해지지 않는 밸브부재의 여기에 기술된 원리는 쌍손잡이 수도 꼭지에도 이용될 수 있다.

제1 및 2도에서, 여기에서 설명되는 혼합 밸브 구조는 온수 도입구(12)와 냉수 도입구(14)를 가지는 원통형 하우징(10)을 포함한다. 이 하우징의 배출구가 번호(15)로 나타내어져 있고 수도 꼭지 또는 샤우어에 직접 연결된다.

하우징(10)내에는, 모든 밸브 부품들이 신속하고 간단히 교체될 수 있는 단일의 유니트로 조립된 카트리지 형태의 밸브 구조물이 배치된다. 그 카트리지는 온수 및 냉수 도입구(18)와 다수의 배출구(20)를 가진 슬리이브(16)로 구성되어 있다. 그 배출구(20)은 슬리이브(16)과 하우징(10) 사이의 공간으로 개방되어 있고 그 공간은 하우징 배출구(15)와 통하여 있다. 슬리이브(16)은 슬리이브 내부에 형성된 홈(24)내에 배치되는

-링(22)와, 번호(26)으로 나타낸 시일(seal)구조물에 의해 하우징(10)에 대해 밀봉 되어 있다. 그 시일 구조물(26)의 상세한 것은 본 출원인의 미국 특허 제3,840,048호에 기술되어 있다.

시일 구조물(26)은 그로미트(grommet)타입의 시일로 알려져 있고, 하우징(10)의 내부와 밀봉 관계로 배치되는 다수의 리브(rib) 또는 비이드(bead)(26 b)를 가진 원통형 몸체부(26 a)를 포함한다. 도입구 시일부분(26 c)가 슬리이브의 도입구들을 통해 연장하고, 내부의 스템과 밀봉 관계로 배치된다. 도입구 시일부분(26 c)주위에 원주방향으로 작은 압력실(26 d)들이 배치되어 있고, 그 압력실(26 d)는 도입구 시일부분에 물에 의해 발생된 힘을 부여하여 내부 스템과의 사이에 더 확고한 밀봉을 제공한다.

이동 가능한 스템(28)과 고정된 압력 부재(30)으로 이루어진 밸브 부재가 슬리이브(16)내에 배치된다. 그 압력 부재(30)는 제5-12도에 상세히 도시되어 있고, 그 스템(28)은 제3 및 4도에 도시되어 있다.

이 스템(28)은, 슬리이브(16)내에 꼭 맞는 외부 칫수를 가지며 스템의 최외측 부분을 주위의 슬리이브(16)에 대하여 밀봉 하도록

-링(34)가 배치된 원통형 부분(32)를 포함한다. 이 스템(28)은 정지부재 및 보유부재로 작용하는 외향 연장 견부(36)을 가지고 있고, 그 견부는 얇은 금속 슬리이브 형태일 수 있는 중공 피스톤(40)의 상단부를 수용하는 작은 요홈부(38)에 인접하여 있다. 피스톤(40)은 요홈부(38)의 지역에 인접한 곳에서 내측으로 구부러져 있어 그 피스톤이 스템에 확고하게 부착되게 하고, 따라서 가동 밸브 부재를 형성한다. 요홈부(38)에 인접히 시일 링(42)가 내부 홈(44)내에 배치되어 있고, 그 홈(44)는 스템(28)의 단부면(46)에 매우 인접하여 있다. 공기 통로(41)(제3도)이 통상의 것과 같이 스템의 내부를 대기와 연결한다.

피스톤(40)은 전술한 바와 같이, 폐쇄위치에서 압력부재의 일부분의 바닥에 이르도록 연장하는 중공의 얇은 금속 슬리이브 형태이다. 피스톤(40)은 하우징의 온수 및 냉수 도입구(12) 및 (14)와 슬리이브의 상응하는 도입구(18)에 일치되게 배치되어 물이 피스톤의 내부로 흐르게 하는 온수 및 냉수 도입구(48) 및 (50)(제2도)를 가지고 있다. 이 피스톤은 또한, 다수의 배출구(52)(제3 및 4도에 상세히 도시됨)를 가지고 있고, 그 배출구(52)들은 밸브가 제2의 개방위치에 있을 때 슬리이브 배출구(20)과 일치된다. 그리하여 공지의 방식으로 밸브 부재를 회전 및 왕복운동 시킴에 의해 피스톤(40)이 도입구들 및 슬리이브 배출구들과 온전히 또는 부분적으로 일치되도록 이동하여 밸브를 통하여 흐르는 물의 양과 온도를 조절하게 된다.

압력부재(30)(제5 및 6도에 일 형태가 도시되고, 제7-12도에 각종 개조 형태들이 도시됨)은, 밸브가 제1도의 폐쇄위치에 있을때 스템 표면(46)과 접촉하는 단부표면(56)을 가진 상부 원통형 부분(54)를 가지고 있다. 그 원통형 부분(54)의 홈 내에 시일링(58)이 배치되어 피스톤(40)의 내부에 대하여 압력부재(30)의 외부를 밀봉하고 따라서 도입 되는 물의 압력이 가동스템(28)에 가해지는 것을 효과적으로 방지한다. 그 압력부재(30)은 원통형 부분(54)에 바로 인접히 큰 크기의 2개의 만곡된 홈 부분(60) 및 (62)를 가지고 있고, 그 홈 부분들은 피스톤(40)의 온수 및 냉수 도입구(48) 및 (50)과 각각 연통하여 있다. 그 홈부분들은 피스톤 배출구(52)에 온수 및 냉수를 독립적으로 이송하는 수단을 제공한다.

압력부재(30)의 저부, 즉 최내측 단부에 인접히 외향 돌출부(64)가 설치되어 있고, 그 돌출부는 슬리이브의 홈(66)과 맞물려 압력부재를 슬리이브에 고정시키거나 또는 압력부재와 슬리이브 사이의 상대적인 운동을 방지한다.

피스톤(40)은 최소치의 내부 수압을 받으나, 2곳의 지역에서, 서로 평형을 이루는 압력들을 받는다. 피스톤(40)의 내측은 링(34)와 동일한 외경을 갖는 링(58)에 의해 밀봉 되어 스템이 압력 평형을 이루게 한다.

작동에 있어서, 제1도에 도시된 밸브의 폐쇄 위치에서 스템은 압력부재에 접촉된다. 시일구조물(26)이 스템에 수압이 도달하는 것을 방지하고 따라서 스템이 내부 수압을 전혀 받지 않게 된다. 밸브가 개방된 때, 스템은 제2도의 위치로 왕복운동되고 밸브가 회전되어 배출구(15)에서 온수와 냉수의 소망의 혼합을 제공한다. 수압은 피스톤(40)에만 가해지고 그러한 압력은 동일 크기의 시일 링(58) 및 (34)에 의해 평형으로 된다. 실제로 스템은 전혀 내부 수압을 받지 않는다. 종래, 수도꼭지 밸브의 대부분의 부품들이 금속으로 만들어졌으나, 현재, 그들 부품들중 많은 부품들이 적당한 플라스틱으로 만들어지고 있다. 따라서, 슬리이브, 스템 및 압력 부재가 모두 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 피스톤은 얇은 금속으로 만들어지는 것이 바람직하나, 몇몇 적용예에서는 그 피스톤 역시 플라스틱으로 만들어질 수 있다.

제6도에 도시된 바와 같이, 홈 부분(60) 및 (62)는 동일한 크기로 되어 있어 동일 양의 온수 및 냉수를 이송한다. 그러나, 어떤 지역에서는 냉수압이 온수압보다 매우 높고, 따라서 온수 통로와 냉수 통로가 동일크기 일때 밸브 배출구에서 소망의 수온을 얻는 것이 곤란할 수 있다. 또한, 변기 수세의 경우 냉수압이 갑자기 감소될때는 본 기술에 알려진 타입의 압력 평형 스풀(spool)을 사용하여도 샤우어의 사용자는 잠시 불편하게 될 수 있다. 따라서, 몇몇 지역에서는, 동일한 체적의 온수 및 냉수 흐름 통로를 갖지 않는 압력부재를 설치하는 것이 요구된다. 제10도및 11도는 그러한 구조의 압력부재의 변형 예들을 나타낸다. 제10도에서, 온수 흐름통로가 번호(72)로 나타내어져 있고, 냉수 흐름 통로가 번호(74)로 나타내어져 있다. 온수 흐름 통로가 상당히 크고 냉수압이 온수압보다 큰 때, 불균일한 흐름량을 갖는 그러한 불균일한 흐름 통로들은 밸브내 비교적 일정하고 동일한 양의 온수 및 냉수를 제공한다. 제11도는 번호(76)으로 나타낸 온수 흐름 통로와 번호(78)로 나타낸 냉수 흐름 통로를 갖는 유사한 구조를 나타낸다. 제11도의 구조는 제10도의 것보다 약간 적은 정도의 난류(turbulence)를 제공한다.

제7, 8및 9도는 동일한 흐름 통로를 갖는 압력부재의 변형예를 나타낸다. 이 구조에서, 압력부재는 전술한 바와 같은 슬리이브의 최내측 부분에 형성된 홈 부분(66)에 맞물리는 2개의 외향 연장 돌출부(82)를 가진 중앙 베인(vane)(80)을 포함한다. 이 베인(80)은 제8도에서 도시된 바와같은 단면 구조를 가질 수 있고 중앙으로 부터 외부쪽으로 크기가 감소하여 대체로 뾰족하게된 측부(84)를 가지고 있다.

제12도는, 내부 물 통로(86) 및 (88)이 동일 크기를 가지나 제6도에 도시된 통로, 즉, 홈 부분(60) 및 (62)보다 상당히 큰 체적을 갖는 압력부재의 변형예를 나타낸다. 그 압력부재는 별도의 부품으로 되어 있고, 플라스틱으로 만들어질 수 있기 때문에, 흐름 통로 구조에 대해 각기 다른 크기 및 형태로 쉽게 제조될 수 있다. 특정 지역에 사용되는 특정 압력부재는 수압에 의해 결정된다. 압력부재에 형성된 내부 물 통로는 밸브내 소음을 감소 또는 제거 하도록 스크린, 흐름 조절 베인 또는 거칠거나 또는 톱니 형태로 된 표면을 가질 수 있다. 피스톤이 일정한 직경을 갖는 것으로 도시되었으나, 다른 구조로 될 수 있으며, 중요한 것은 전술한 시일 링들 사이의 관계이다.

Claims (4)

1. 온수 도입구 및 배출구와 냉수 도입구 및 배출구를 가진 슬리이브, 그 슬리이브 배출구로 부터 배출되는 물의 양과 온도를 조절하기 위해 슬리이브 내에서 이동가능한 스템, 상기 슬리이브내에 배치되고 스템과 동축인 압력부재, 상기 슬리이브 도입구들에 설치된 밸브 폐쇄시일 구조물, 스템에 도입 수압이 가해지는 것을 방지하도록 스템과 압력 부재 사이에 배치된 제1시일, 및 상기 스템에 의해 지탱되고 상기 슬리이브의 내부와 밀봉적으로 접촉하여 있는 제2시일을 포함하고, 상기 스템은 상기 압력부재 주위에 동축으로 연장하고 도입구 및 배출구를 가진 원통형 가동 피스톤을 가지며, 상기 밸브 폐쇄시일 구조물은 상기 가동 피스톤과 밀봉적으로 접촉하도록 연장하는 부분들을 가지고, 상기 압력 부재는 상기 슬리이브에 대해 고정되고 상기 슬리이브 도입구들로부터 상기 슬리이브 배출구 까지의 흐름통로 내에서 상기 밸브 폐쇄시일 수단의 하류측에 배치되고 상기 온수 도입구로부터의 하나의 흐름 통로와 상기 냉수 도입구로부터의 다른 하나의 흐름 통로를 형성하는 내부 격벽을 가지며, 상기 제1및 제2시일들이 스템에 대한 압력을 평형시키기위해 동일한 외경을 가지는 혼합 밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1시일이 압력부재의 외부와 피스톤의 내부 사이에 배치됨을 특징으로 하는 혼합 밸브.
3. 제1항에 있어서, 상기 격벽이 피스톤내 공간을 같지 않게 분할하여 같지않은 체적의 온수 흐름 통로 및 냉수 흐름 통로를 제공함을 특징으로 하는 혼합 밸브.
4. 제3항에 있어서, 상기 온수 흐름 통로가 냉수 흐름통로 보다 큰 체적을 가짐을 특징으로하는 혼합밸브.

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