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KR100656278B1 - 감압밸브 - Google Patents

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KR100656278B1
KR100656278B1 KR1020060015872A KR20060015872A KR100656278B1 KR 100656278 B1 KR100656278 B1 KR 100656278B1 KR 1020060015872 A KR1020060015872 A KR 1020060015872A KR 20060015872 A KR20060015872 A KR 20060015872A KR 100656278 B1 KR100656278 B1 KR 100656278B1
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KR
South Korea
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pressure
pressure reducing
reducing valve
passage
flow
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KR1020060015872A
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English (en)
Inventor
권선덕
Original Assignee
주식회사 노비타
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Publication date
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Priority to JP2006281879A priority patent/JP2007218424A/ja
Priority to US11/550,116 priority patent/US7337802B2/en
Priority to CN2006101447662A priority patent/CN101025238B/zh
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Abstract

본 발명은 정수기, 온수세정기, 보일러, 순간온수기 등의 제품에 적용되는 감압밸브에 관한 것이다.
이 같은 본 발명은, 감압밸브의 구조 개선을 통해 선행기술 대비 필수구조인 다이어프램과 금속가공의 포핏밸브 및 제반 부품의 삭제가 가능하도록 하여 제품에 대한 생산성 및 부품 단가를 낮추고, 감압밸브의 주변 부품 이음부에서의 유체 누수 및, 감압밸브의 고압동작에 의한 부품 이음부의 파손을 방지하여, 감압밸브가 적용되는 제품군의 수명을 보다 연장시켜 사용하는 감압밸브에 관한 것이다.
감압밸브, 스프링실, 압력실, 솔레노이드, 입수유로, 출수유로, 포핏밸브

Description

감압밸브{Pressure Reducing Valve}
도 1은 선행기술1에 대한 감압밸브의 구조도.
도 2는 선행기술2에 대한 감압밸브의 구조도.
도 3은 선행기술3에 대한 감압밸브의 구조도.
도 4는 본 발명의 실시예로 출수유로의 개방 및 입수유로로 유체가 유입시 감압밸브의 포핏밸브가 출수유로측으로 이동하여 입수유로를 개방하는 상태의 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 감압밸브를 비데입수밸브에 적용한 상태의 평면 개략도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10; 밸브본체 11; 입수유로
12; 출수유로 20; 포핏밸브
21; 내부유로 30; 압력/유량 제어부재
31; 오링 40; 솔레노이드
50; 유동제어부재 61; 제 1 통기홀
62; 제 2 통기홀
본 발명은 정수기, 온수세정기, 보일러, 순간온수기 등의 제품에 적용되는 감압밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 감압밸브의 구조 개선을 통해 감압밸브의 주변 부품 이음부에서의 유체(사용수[使用水]) 누수를 방지함은 물론, 감압밸브의 고압동작에 의한 이음부의 파손을 방지하여 제품에 대한 수명을 연장시킬 수 있도록 하는 감압밸브에 관한 것이다.
주지된 바와같이, 수도전에서 정수기, 온수세정기, 보일러, 순간온수기와 같은 제품의 급수라인 측으로 공급되는 물(유체)의 압력은 지역이나 주변 여건에 따라 달라지나, 보통 0kgf/㎠∼15kgf/㎠의 압력을 가지고 불규칙적으로 공급된다.
이때, 상기와 같이 유체가 급수라인으로 일정하게 공급되지 않고 불규칙적인 압력을 가지고 공급되기 때문에, 급수라인부터 제품 내부로 공급되는 유체가 부품 주변의 이음부에 충격을 주어 장기간 사용시 제품에 대한 사용 수명을 단축시키는 것은 물론, 제품내에 공급된 유체를 사용하기에도 적절하지 않게 되는 등의 제반 문제들을 발생시킬 수 없었다.
이에, 정수기, 온수세정기, 보일러, 순간온수기 등의 제품에는 상기의 문제들을 개선하기 위한 감압밸브가 적용되었는데, 이러한 감압밸브는 실용신안등록 제 20-267751 호(이하 선행기술1 이라함), 실용신안등록 제 20-248701 호(이하 선행기술2 이라함), 그리고 특허공개공보 제 10-2005-0004538 호(이하 선행기술3 이라함)에 개시되었다.
이때, 상기와 같은 선행기술1,2,3의 감압밸브(100)에 있어, 상기 선행기술1 은 다이어프램식의 일반적인 감압밸브 형태로 온수세정기 입수밸브의 구성 요소들을 나열한 것이다.
그러나, 상기의 선행기술1,2는 도 1,2에서와 같이 감압밸브(100)를 구성하는 하우징(101)의 경우, 내부에 포핏(poppet)(102) 및 다이어프램(103)을 삽입하고, 유체의 입출구를 포함해야 하는 관계로, 형상이 복잡하고, 조립 공정도 단순하지 않아 제조단가 상승 등의 문제점이 있다.
상기 선행기술3은 도 3에서와 같이 고무재질로 이루어진 다이어프램(103)의 신축에 의해 감압량을 결정하는 것으로, 이는 다이어프램(103) 및 포핏밸브(poppet value)(102)의 제조공정을 단축하는 효과가 있는 반면, 상기 다이어프램(103)은 과도한 1차측의 압력에 항상 노출되어 있어 그 내구성을 확보하는데 어려움이 있고, 고강도 및 고신뢰성의 고무재질을 사용해야 하므로 이 또한 제조단가의 상승을 초래할 수 밖에 없었다.
즉, 감압밸브는 포핏의 정밀 치수에 의해 유량과 유압을 제어함으로써 그 가공성을 높이고, 필연적으로 유체가 좁은 유로를 통과하도록 구성되어야 하는데, 이러한 구성을 달성하기 위한 상기의 선행기술1,2는 그 구조가 복잡해질 수 밖에 없고, 상기 선행기술3은 스프링(104)과 같은 부품을 하나 더 추가해야 하는 구조적인 단점이 있다.
또한, 상기의 선행기술1,2,3은 가공성 및 강도로 인해 포핏밸브가 금속물질로 가공되었는데, 이 또한 제조단가 상승을 초래할 수 밖에 없었다.
더불어, 종래에 개시된 감압밸브들은 불규칙적인 압력으로 공급되는 유체로 인해 제품에 적용되는 부품 주변의 이음부에 충격을 줄 때, 그 충격으로부터 이음부에서 유체의 누수가 발생되는 문제를 효과적으로 방지하지는 못하였다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명은, 감압밸브의 주변 부품 이음부에서의 유체 누수 및, 감압밸브의 고압동작에 의한 부품 이음부의 파손을 방지하여, 감압밸브가 적용되는 제품군의 수명을 연장시켜 사용할 수 있도록 하려는데 그 목적이 있는 것이다.
상기의 목적 달성을 위한 본 발명의 감압밸브는, 입수유로와 출수유로, 그리고 상기 출수유로측에 압력실을 마련한 밸브본체; 상기 밸브본체내에 구성되어 입수유로와 출수유로를 연결하는 내부유로를 가지되, 상기 입수유로를 통한 유체의 유입량을 조절하도록 유동하는 포핏밸브; 상기 포핏밸브의 외측 둘레면에 구성되도록 하되, 상기 포핏밸브의 유동에 따라 신장 또는 압축되는 압력/유량 제어부재; 상기 밸브본체의 외부 출수유로측에 결합되고, 상기 출수유로의 개폐를 제어하도록 구동하는 솔레노이드; 및, 상기 밸브본체내의 일단에 구성되어 상기 입수유로의 열림에 따른 상기 포핏밸브의 유동범위를 제한하는 유동제어부재; 를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.
다른 일면에 따라, 상기 유동제어부재는 압력실내의 출구유로측에 마련되는 스톱퍼인 것을 특징으로 한다.
또 다른 일면에 따라, 상기 입수유로는 출수유로의 직경과 동일하게 하거나 또는 작게 구성함을 특징으로 한다.
또 다른 일면에 따라, 상기 출수유로의 단면적은 내부유로의 단면적에 대하여 소정의 범위를 넘지 않도록 구성함을 특징으로 한다.
또 다른 일면에 따라, 상기 압력실에 위치하는 포핏밸브의 일면은 압력전달에 신속하게 반응하도록 음각반구 형상으로 구성함을 특징으로 한다.
또 다른 일면에 따라, 상기 압력/유량 제어부재는 포핏밸브의 양단 둘레면에 마련되는 오링에 의해 밀폐되는 스프링실에 위치하도록 구성함을 특징으로 한다.
또 다른 일면에 따라, 상기 압력/유량 제어부재는 코일 스프링인 것을 특징으로 한다.
또 다른 일면에 따라, 상기 스프링실은 진공상태에 의한 포핏밸브의 유동 성능 저하를 방지하는 진공해제부재를 더 포함하여 구성함을 특징으로 한다.
또 다른 일면에 따라, 상기 진공해제부재는 스프링실에 위치하는 밸브본체에 마련되는 제 1 통기홀인 것을 특징으로 한다.
또 다른 일면에 따라, 상기 진공해제부재는 스프링실과 압력실을 연결하도록 포핏밸브의 일단에 마련되는 제 2 통기홀인 것을 특징으로 한다.
또 다른 일면에 따라, 상기 입수유로측과 스프링실 또는 스프링실과 압력실이 서로 연결되어 상기 스프링실의 진공상태가 해제되도록, 상기 포핏밸브의 일단 둘레면으로만 오링을 결합 구성함을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 실시예로 출수유로의 개방 및 입수유로로 유체가 유입시 감압밸브의 포핏밸브가 출수유로측으로 이동하여 입수유로를 개방하는 상태의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 감압밸브를 비데입수밸브에 적용한 상태의 평면 개략도를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예인 감압밸브는 밸브본체(10), 포핏밸브(20), 압력/유량 제어부재(30), 솔레노이드(40), 그리고 유동제어부재(50)를 포함한다.
상기 밸브본체(10)는 수도전의 입수연결구(10a)와 연결되는 입수유로(11) 및, 상기 솔레노이드(40)가 연결되는 출수유로(12)를 가지며, 그 내부에는 포핏밸브(20)에 의해 마련되는 압력실(P)이 형성된다.
이때, 상기 입수유로(11)는 상기 포핏밸브(20)의 동작성능이 향상될 수 있도록 상기 출수유로(12)의 직경과 동일하게 하거나 또는 작게 구성함이 바람직하다.
상기 포핏밸브(20)는 상기 밸브본체(10)내에 구성되어 유체의 유입량을 조절하기 위한 것으로, 상기 압력/유량 제어부재(30)에 의해 출수유로(12)측으로 이동되거나, 또는 상기 압력실(P)의 압력에 의해 입수유로(11)측으로 그 유동이 이루어지며, 상기 입수유로(11)와 출수유로(12)를 연결하는 내부유로(21)가 구성된다.
이때, 상기 포핏밸브(20)의 일면 즉, 압력실(P)에 위치하는 포핏밸브(20)의 일면은 상기 압력실(P)에서 발생하는 압력전달에 신속하게 반응할 수 있도록 음각반구 형상을 가지도록 구성함이 바람직하다.
또한, 상기 출수유로(12)의 단면적은 내부유로(21)의 단면적에 대하여 소정의 범위, 즉 약 1.5배를 넘지 않도록 구성함을 바람직하다.
상기 압력/유량 제어부재(30)는 상기 포핏밸브(20)의 유동에 따라 신장 또는 압축되는 코일스프링으로, 상기 포핏밸브(20)의 외측 둘레면에 구성된다.
이때, 상기 코일스프링은 포핏밸브(20)의 양단 둘레면에 마련되는 오링(31)에 의해 밀폐된 스프링실(S)내에 위치함이 바람직하지만, 상기 스프링실(S)은 진공해제부재로부터 진공상태에 의한 포핏밸브(20)의 유동 성능 저하를 방지하도록 구성할 수도 있다.
즉, 상기 진공해제부재는 상기 스프링실(S)에 위치하는 밸브본체(10)에 마련되는 제 1 통기홀(61), 또는 상기 스프링실(S)과 압력실(P)을 연결하도록 포핏밸브(20)의 일단에 마련되는 제 2 통기홀(62) 중 어느 하나를 구성한 것으로, 바람직하게는 상기 제 1 통기홀(61)을 구성함이 좋으며, 상기 제 1 통기홀(61)은 상기 오링(31)에 의해 양단이 밀폐되는 스프링실(S)을 구성할 때 더욱 바람직한 실시예로서 활용되는 것이다.
이때, 상기 제 2 통기홀(62)의 경우에는 제 1 통기홀(61)을 적용시 발생할 수 있는 누수의 문제를 고려하여 설계한 것이다.
한편, 본 발명의 다른 실시예로서, 상기 입수유로(11)측과 스프링실(S) 또는 스프링실(S)과 압력실(P)이 서로 연결되어 상기 스프링실(S)의 진공상태가 해제되도록, 상기 포핏밸브(20)의 일단 둘레면으로만 오링(31)을 결합 구성할 수도 있지만, 이는 미세한 압력까지 제어하기가 어려우며, 따라서 본 발명의 일실시예에서는 복수의 오링(31)의 의해 밀폐구조를 가지는 스프링실(S)에 대하여만 설명한다.
상기 솔레노이드(40)는 상기 출수유로(12)의 개폐를 제어하기 위해 구동하는 것으로, 상기 밸브본체(10)의 외부 출수유로(12)측에 결합 구성된다.
상기 유동제어부재(50)는 상기 입수유로(11)의 열림에 따른 상기 포핏밸브(20)의 유동범위를 제한하는 스톱퍼로서, 상기 밸브본체(10)내의 일단에 구성된다.
이와같이 구성된 본 발명의 실시예에 대한 작용을 첨부된 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 솔레노이드(40)가 구동하여 출수유로(12)를 개방시키면, 상기 출수유로(12)에 닫힘동작으로부터 소정의 압력을 유지하는 압력실(P)내의 압력이 저하되고, 이와동시에 수도전의 입수 연결구(10a)에 연결된 밸브본체(10)의 입수유로(11)를 통해, 상기 밸브본체(10)의 내부로는 소정량의 유체가 유입된다.
이때, 상기 입수유로(11)를 선단부가 막고 있던 포핏밸브(20)는 상기 압력실(P)내의 압력저하가 발생할 때, 상기 입수유로(11)를 통해 유입되는 유체의 압력 및, 그 둘레면에 형성되어 압축되어 있던 압력/유량 제어부재(30)인 코일스프링의 탄성력(신장)에 의해 출수유로(12)측으로 유동하게 되는 바,
상기 포핏밸브(20)의 선단부가 입수유로(11)에서 멀어지면서, 상기 입수유로(11)의 개방면적은 최대한 넓어진다.
여기서, 상기 포핏밸브(20)가 출수유로(12)측으로 이동할 때, 그 유동은 밸브본체(10)의 일단에 마련된 유동제어부재(50)인 스톱퍼에 의해 정지되도록 하였으며, 이는 입수유로(11)가 과도하게 열려 순간적으로 도 5에서와 같이 비데기와 같은 제품으로 과도한 압력이 전달되는 것을 방지하기 위함이다.
한편, 상기 입수유로(11)의 개방으로 밸브본체(10)내에 유입된 유체는 포핏밸브(20)의 내부유로(21)를 통해 압력실(P)으로 도달됨과 동시에 개방된 출수유로(12)를 통해 비데기의 정수필터와 살균필터 내부로 그 출수가 이루어진다.
이때, 상기 출수유로(12)가 닫혀 압력실(P)이 밀폐공간으로 형성되는 경우, 상기 출수유로(12)를 통해 출수되지 않은 유체는 밀폐공간을 이루는 상기 압력실(P)내에 남아 있게 되면서 상기 압력실(P)내의 압력을 상승시키고, 상기와 같이 상승된 압력은 바로 오링(31)에 의해 양단이 밀폐구조를 이루는 스프링실(S)내의 코일스프링 즉, 압력/유량 제어부재(30)의 신장된 상태의 탄성력을 이기면서 상기 압력/유량 제어부재(30)를 압축시키고, 이에따라 상기 포핏밸브(20)는 입수유로(11)측으로 이동하게 된다.
그러면, 상기 포핏밸브(20)의 선단부는 입수유로(11)의 개방면적을 좁아지게 되고, 이에따라 유체의 압력 및 유량은 적절하게 조절될 수 있는 것이다.
즉, 본 발명은 입수유로(11)의 직경이 출수유로(12)의 직경보다 작거나 같고, 상기 출수유로(12)의 단면적은 포핏밸브(20)의 내부유로(21)에 대한 단면적의 1,5배를 넘지 않도록 구성되는 바,
상기 입수유로(11)로 유체의 유입이 이루어지거나, 또는 출수유로(12)를 통해 유체의 출수가 이루어지면서 압력실(P)에 소정의 압력이 발생할 때, 상기 포핏밸브(20)는 입수유로(11)측 또는 출수유로(12)측으로 유동이 원활하게 이루어짐은 물론, 상기 압력실(P)내의 압력손실은 발생하지 않도록 함으로써 감압밸브에 의한 유체의 압력 및 유량을 적절하게 조절하는 특징을 갖는 것이다.
이상에서 설명한 바와같이 정수기, 온수 세정기, 보일러, 순간 온수기 등의 제품에 적용되는 본 발명의 감압밸브는 선행기술 대비 필수구조인 다이어프램과 금속가공의 포핏밸브 및 제반 부품의 삭제가 가능하도록 하여 제품에 대한 생산성 및 부품 단가를 낮추는 잇점이 있고, 아울러 감압밸브의 주변 부품 이음부에서의 유체 누수 및, 감압밸브의 고압동작에 의한 부품 이음부의 파손을 방지하여, 감압밸브가 적용되는 제품군의 수명을 보다 연장시켜 사용하는 효과를 얻을 수 있는 것이다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims (10)

  1. 입수유로와 출수유로, 그리고 상기 출수유로측에 압력실을 마련한 밸브본체;
    상기 밸브본체내에 구성되어 입수유로와 출수유로를 연결하는 내부유로를 가지되, 상기 입수유로를 통한 유체의 유입량을 조절하도록 유동하는 포핏밸브;
    상기 포핏밸브의 외측 둘레면에 구성되도록 하되, 상기 포핏밸브의 유동에 따라 신장 또는 압축되는 압력/유량 제어부재;
    상기 밸브본체의 외부 출수유로측에 결합되고, 상기 출수유로의 개폐를 제어하도록 구동하는 솔레노이드; 및,
    상기 밸브본체내의 일단에 구성되어 상기 입수유로의 열림에 따른 상기 포핏밸브의 유동범위를 제한하는 유동제어부재; 를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 감압밸브.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 유동제어부재는 압력실내의 출수유로측에 마련되는 스톱퍼인 것을 특징으로 하는 감압밸브.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 입수유로는 출수유로의 직경과 동일하게 하거나 또는 작게 구성함을 특징으로 하는 감압밸브.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 출수유로의 단면적은 내부유로의 단면적에 대하여 1.5배의 범위를 넘지 않도록 구성함을 특징으로 하는 감압밸브.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 압력실에 위치하는 포핏밸브의 일면은 압력전달에 신속하게 반응하도록 음각반구 형상으로 구성함을 특징으로 하는 감압밸브.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 압력/유량 제어부재는 포핏밸브의 양단 둘레면에 마련되는 오링에 의해 밀폐되는 스프링실에 위치하도록 구성함을 특징으로 하는 감압밸브.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 압력/유량 제어부재는 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 감압밸브.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 스프링실은 진공상태에 의한 포핏밸브의 유동 성능 저하를 방지하는 진공해제부재를 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 감압밸브.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 진공해제부재는 스프링실에 위치하는 밸브본체에 마련되는 제 1 통기홀인 것을 특징으로 하는 감압밸브.
  10. 삭제
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