KR102450829B1

KR102450829B1 - 감압밸브

Info

Publication number: KR102450829B1
Application number: KR1020210004844A
Authority: KR
Inventors: 이혜인
Original assignee: 이혜인
Priority date: 2021-01-13
Filing date: 2021-01-13
Publication date: 2022-10-06
Also published as: KR20220102467A

Abstract

본 발명은 감압밸브에 관한 것으로서, 특히 감압비를 원하는 대로 조절할 수 있어 최대 감압비를 종래 감압밸브에 비해 크게 할 수 있으며, 2차측 조절압력 범위를 원하는 압력으로 낮출 수 있도록, 내부가 비고 상단부에 유체가 공급되는 1차측 배관이 연결되는 유입구가 형성되며 하단부에 2차측 배관이 연결되는 유출구가 형성된 몸체; 상하방향으로 개방된 통 형태를 이루며 상기 몸체의 측벽과 이격된 몸체의 내측에 구비되어 몸체의 측벽과의 사이에 유로를 형성하고, 상부에 유로와 연통되는 유입로가 관통형성되며, 하부에 유로와 연통되는 유출로가 관통형성되는 가이드캡; 판 형태를 이루며 가이드캡의 길이방향 중앙에 고정되어 상측과 하측의 공간을 구획하는 구획판; 상하방향으로 개방된 통 형태를 이루며 구획판의 상측에 구비되어, 가이드캡의 상부를 밀폐하면서, 유입로를 차단할 수 있는 제1 피스톤; 상기 가이드캡의 내경과 대응되는 직경을 가지는 판 형태를 이루며 구획판의 하측에서, 유출로보다 상측에 구비되고, 하측에 구비된 스프링에 의해 상방으로 작용되는 탄성력과, 2차측 배관의 압력에 영향을 받는 제2 피스톤; 상기 구획판의 중앙을 관통하면서 제1 피스톤과 제2 피스톤을 연결하는 피스톤축; 상하방향으로 개방된 통 형태를 이루며 상기 구획판의 상방으로 구비되어 피스톤축의 일부를 감싸는 실린더;를 포함하되, 상기 피스톤축은, 상단이 제1 피스톤과 결합되는 상부축과, 상기 상부축보다 큰 직경을 가지면서 상부축의 하방으로 연장형성되고 하단이 제2 피스톤과 결합되는 하부축을 포함하고, 상기 실린더는, 상단이 하부축의 상단보다 돌출되게끔 형성되어, 상기 1차측 배관을 통해 공급된 유체가, 실린더와 상부축 사이에 위치되는 하부축의 상단을 가압하고, 이로 인해 제2 피스톤이 가압되어 하방으로 이동되면 제1 피스톤이 함께 이동되어 유입로가 개방됨으로써 유체가 유입로, 유로, 유출로를 지나 2차측 배관으로 공급되고, 2차측 배관의 압력이 높아져 제2 피스톤이 상방으로 이동되면 제1 피스톤이 함께 이동되어 유입로를 차단하는 것을 특징으로 하는 감압밸브에 관한 것이다.

Description

감압밸브{Pressure reducing valve}

본 발명은 감압밸브에 관한 것으로서, 특히 감압비를 원하는 대로 조절할 수 있으면서 정밀 감압이 가능한 감압밸브에 관한 것이다.

일반적으로 감압밸브는, 사용목적보다 유체의 압력이 높을 때 감압하고, 압력을 일정하게 유지하는 밸브를 말하며, 기체 또는 액체를 통과시킬 때 1차측(밸브의 입구)의 압력을 일정 압력까지 감압하여 2차측(밸브의 출구)로 보내는 역할을 한다.

즉, 감압밸브는 벨로우즈나 다이어프램에 가해지는 압력과 스프링의 장력 등에 의해 밸브가 개폐되며, 고압유체의 압력을 낮추거나 정압력으로 유지할 때 주로 사용된다.

이러한 감압밸브는, 직동식 감압밸브와, 파이롯트식 감압밸브로 분류할 수 있다. 직동식 감압밸브는, 메인밸브와 2차 압력 조절 스프링만으로 구성되어, 스프링과 연결된 다이어프램 또는 벨로우즈에 의해 메인밸브가 직접 구동되는 간단한 구조를 이룬다. 이에 따라, 직동식 감압밸브는 작고 가벼우며 상대적으로 가격이 저렴하여 주로 소형이나 중형의 감압밸브에 사용되나, 사용가능한 유량의 범위가 파이롯트식에 비해 좁고, 정밀 감압이 어려우며 유량이나 1차측의 압력이 변하면 2차측 압력이 설정압력에서 벗어나는 옵셋 현상이 발생된다는 문제가 있다.

파이롯트식 감압밸브는, 메인밸브와 보조밸브로 구성되며, 보조밸브는 직동식 감압밸브와 동일한 구조를 가진다. 이러한 파이롯트식 감압밸브는 메인밸브 다이어프램 상부의 압력조절스프링의 탄성력과 메인밸브 디스크의 자중에 의해 닫혀 있는 구조인바, 밸브를 열고 닫는 형태에 따라 직동식, 피스톤식으로 나뉘어진다.파이롯트식 감압밸브는 사용가능한 유량의 범위가 직동식에 비해 넓고, 감압의 정밀도가 높고 옵셋 현상이 발생하지 않는바, 주로 대형 밸브에 사용된다. 그러나, 파이롯트식 감압밸브는 직동식에 비해 대형이며 구조가 복잡하고 상대적으로 가격이 비싸다.

그리고 상술한 감압밸브는 높은 감압비를 얻기 위하여는 복수 개를 설치하여 2단, 3단 감압과 같이 사용하고 있으며, 하나의 감압밸브로 얻을 수 있는 최대 감압비는 20:1 정도이고, 2차측 조절압력 범위를 줄이는데 기술적 한계가 존재한다.

1. 대한민국 등록특허 제10-0871170호 '자동감압밸브'

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 감압비를 원하는 대로 조절할 수 있어 최대 감압비를 종래 감압밸브에 비해 크게 할 수 있으며, 2차측 조절압력 범위를 원하는 압력으로 낮출 수 있는 감압밸브를 제공함에 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명인 감압밸브는, 내부가 비고 상단부에 유체가 공급되는 1차측 배관이 연결되는 유입구가 형성되며 하단부에 2차측 배관이 연결되는 유출구가 형성된 몸체; 상하방향으로 개방된 통 형태를 이루며 상기 몸체의 측벽과 이격된 몸체의 내측에 구비되어 몸체의 측벽과의 사이에 유로를 형성하고, 상부에 유로와 연통되는 유입로가 관통형성되며, 하부에 유로와 연통되는 유출로가 관통형성되는 가이드캡; 판 형태를 이루며 가이드캡의 길이방향 중앙에 고정되어 상측과 하측의 공간을 구획하는 구획판; 상하방향으로 개방된 통 형태를 이루며 구획판의 상측에 구비되어, 가이드캡의 상부를 밀폐하면서, 유입로를 차단할 수 있는 제1 피스톤; 상기 가이드캡의 내경과 대응되는 직경을 가지는 판 형태를 이루며 구획판의 하측에서, 유출로보다 상측에 구비되고, 하측에 구비된 스프링에 의해 상방으로 작용되는 탄성력과, 2차측 배관의 압력에 영향을 받는 제2 피스톤; 상기 구획판의 중앙을 관통하면서 제1 피스톤과 제2 피스톤을 연결하는 피스톤축; 상하방향으로 개방된 통 형태를 이루며 상기 구획판의 상방으로 구비되어 피스톤축의 일부를 감싸는 실린더;를 포함하되, 상기 피스톤축은, 상단이 제1 피스톤과 결합되는 상부축과, 상기 상부축보다 큰 직경을 가지면서 상부축의 하방으로 연장형성되고 하단이 제2 피스톤과 결합되는 하부축을 포함하고, 상기 실린더는, 상단이 하부축의 상단보다 돌출되게끔 형성된다.

또한, 상기 제2 피스톤의 하측에서 유출로보다 상측에 구비되어 상측에 놓인 스프링을 지지하는 스프링지지구를 더 포함하되, 상기 스프링지지구는, 가이드캡의 내경에 대응되는 직경을 가지는 링 형태를 이루는 지지링과, 상기 지지링의 중심으로부터 방사상으로 형성된 복수 개의 지지살대를 포함할 수 있다.

또한, 상기 스프링지지구는 상하방향으로 위치를 변경한 후 고정될 수 있다.

또한, 상기 스프링지지구는, 통 형태를 이루며 지지링의 중심에 구비되고 중앙이 상하방향으로 관통되면서 내주면에 나사산이 형성된 결합돌부와, 지지링의 외측으로 돌출형성된 적어도 2개의 가이드돌기를 더 포함하며, 상기 가이드캡의 하부에는 가이드돌기와 대응되는 위치에 가이드홈이 상하방향으로 함입형성되고, 봉 형태를 이루며 외주면에 결합돌부의 나사산과 대응되는 나사산이 형성된 제1 회전축이 결합돌부에 결합되어, 제1 회전축의 회전에 따라 스프링지지구가 상방 또는 하방으로 이동될 수 있다.

또한, 상기 가이드캡의 내경에 대응되는 직경을 가지는 링 형태를 이루며 상기 가이드캡의 하단부에 고정설치되는 고정링과, 상기 고정링보다 작은 직경을 가지는 링 형태를 이루며 고정링의 중심에 구비되는 관통공과, 상기 관통공을 중심으로 방사상으로 형성된 고정살대를 포함하는 고정구; 상기 제1 회전축과, 제1 회전축의 일단에 원추형으로 형성된 제1 기어를 포함하면서, 제1 기어가 고정구의 하측에 위치되도록 제1 회전축이 관통공을 관통하여 결합돌부에 결합되는 내부기어; 상기 몸체를 관통하며 회전가능하도록 상기 몸체에 구비되는 제2 회전축과, 제2 회전축의 일단에 형성되어 제1 기어와 맞물리는 원추형인 제2 기어를 포함하는 외부기어;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 가이드캡은 링 형태로 형성되고 내주연을 따라 방지턱이 구비될 수 있다.

또한, 상기 제1 피스톤은 외벽의 두께가 방지턱이 돌출된 길이보다 두껍게 형성되되, 상기 제1 피스톤의 외벽은 유입로의 상측과 유입로의 하측에서 각각 상부단턱과 하부단턱이 형성되고, 상기 상부단턱과 하부단턱에는 각각 이동식 상부오링과 이동식 하부오링이 구비되며, 이동식 상부오링이 방지턱과 맞닿을 수 있다.

본 발명에 따르면, 1차측 배관을 통해 공급된 유체가, 실린더와 상부축 사이에 위치되는 하부축의 상단을 가압하고, 이로 인해 제2 피스톤이 가압되어 하방으로 이동되면 제1 피스톤이 함께 이동되어 유입로가 개방됨으로써 유체가 유입로, 유로, 유출로를 지나 2차측 배관으로 공급되고, 2차측 배관의 압력이 높아져 제2 피스톤이 상방으로 이동되면 제1 피스톤이 함께 이동되어 유입로를 차단한다.

이러한 본 발명은 하부축과 상부축 간의 직경 차이에 따른 하부축의 상단(미세한 홈)의 크기와, 제2 피스톤을 상방으로 가압하는 스프링의 탄성력에 의해 감압비가 결정되므로, 미세한 홈의 크기를 달리 형성하고, 다른 탄성력을 가지는 스프링을 적용시킴으로써, 감압비를 원하는 대로 조절할 수 있어 최대 감압비를 종래 감압밸브에 비해 크게 할 수 있으며, 2차측 조절압력 범위를 원하는 압력으로 낮출 수 있는 등 정밀 감압이 가능하다.

도 1은 본 발명인 감압밸브의 구조를 보여주는 종단면도,
도 2는 본 발명인 감압밸브에 적용되는 가이드캡의 상부를 보여주는 사시도,
도 3은 도 1의 A에 대한 부분확대도,
도 4는 본 발명인 감압밸브에 적용되는 제1 피스톤을 보여주는 사시도,
도 5는 본 발명인 감압밸브에 적용되는 제2 피스톤을 보여주는 사시도,
도 6은 본 발명인 감압밸브에 적용되는 피스톤축을 보여주는 사시도,
도 7은 본 발명인 감압밸브에 적용되는 실린더를 보여주는 사시도,
도 8은 도 1의 B에 대한 부분확대도,
도 9는 본 발명인 감압밸브에 적용되는 스프링지지구를 보여주는 사시도,
도 10은 본 발명인 감압밸브에 적용되는 고정구를 보여주는 사시도,
도 11은 본 발명인 감압밸브에 적용되는 내부기어를 보여주는 사시도,
도 12는 본 발명인 감압밸브에 적용되는 외부기어를 보여주는 측단면도.

본 발명에서는 감압비를 원하는 대로 조절할 수 있어 최대 감압비를 종래 감압밸브에 비해 크게 할 수 있으며, 2차측 조절압력 범위를 원하는 압력으로 낮출 수 있도록, 내부가 비고 상단부에 유체가 공급되는 1차측 배관이 연결되는 유입구가 형성되며 하단부에 2차측 배관이 연결되는 유출구가 형성된 몸체; 상하방향으로 개방된 통 형태를 이루며 상기 몸체의 측벽과 이격된 몸체의 내측에 구비되어 몸체의 측벽과의 사이에 유로를 형성하고, 상부에 유로와 연통되는 유입로가 관통형성되며, 하부에 유로와 연통되는 유출로가 관통형성되는 가이드캡; 판 형태를 이루며 가이드캡의 길이방향 중앙에 고정되어 상측과 하측의 공간을 구획하는 구획판; 상하방향으로 개방된 통 형태를 이루며 구획판의 상측에 구비되어, 가이드캡의 상부를 밀폐하면서, 유입로를 차단할 수 있는 제1 피스톤; 상기 가이드캡의 내경과 대응되는 직경을 가지는 판 형태를 이루며 구획판의 하측에서, 유출로보다 상측에 구비되고, 하측에 구비된 스프링에 의해 상방으로 작용되는 탄성력과, 2차측 배관의 압력에 영향을 받는 제2 피스톤; 상기 구획판의 중앙을 관통하면서 제1 피스톤과 제2 피스톤을 연결하는 피스톤축; 상하방향으로 개방된 통 형태를 이루며 상기 구획판의 상방으로 구비되어 피스톤축의 일부를 감싸는 실린더;를 포함하되, 상기 피스톤축은, 상단이 제1 피스톤과 결합되는 상부축과, 상기 상부축보다 큰 직경을 가지면서 상부축의 하방으로 연장형성되고 하단이 제2 피스톤과 결합되는 하부축을 포함하고, 상기 실린더는, 상단이 하부축의 상단보다 돌출되게끔 형성되어, 상기 1차측 배관을 통해 공급된 유체가, 실린더와 상부축 사이에 위치되는 하부축의 상단을 가압하고, 이로 인해 제2 피스톤이 가압되어 하방으로 이동되면 제1 피스톤이 함께 이동되어 유입로가 개방됨으로써 유체가 유입로, 유로, 유출로를 지나 2차측 배관으로 공급되고, 2차측 배관의 압력이 높아져 제2 피스톤이 상방으로 이동되면 제1 피스톤이 함께 이동되어 유입로를 차단하는 것을 특징으로 하는 감압밸브를 제안한다.

본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.

이하, 본 발명인 감압밸브는 첨부된 도 1 내지 도 12를 참고로 상세하게 설명한다.

본 발명인 감압밸브는, 도 1에 도시된 바와 같이, 몸체(10), 가이드캡(20), 구획판(30), 제1 피스톤(40), 제2 피스톤(50), 피스톤축(60), 실린더(300)를 포함한다.

몸체(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 내부가 빈 통 형태를 이루며, 상단부에 유체가 공급되는 1차측 배관이 연결되는 유입구(11)가 형성되고, 하단부에 2차측 배관이 연결되는 유출구(12)가 형성된다. 몸체(10)의 측벽은 유입구(11)와 유출구(12)의 직경보다 큰 직경을 가지도록 형성된다. 또한, 유입구(11)와 유출구(12)의 단부에는 배관과 결합되기 위한 볼트구멍이 형성될 수 있다.

가이드캡(20)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 내부가 비고 상하방향으로 개방된 통 형태를 이루며 몸체(10)의 측벽과 이격된 몸체(10)의 내측에 구비된다. 이에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이 몸체(10)의 측벽과 가이드캡(20) 사이에는 유로(21)가 형성된다. 또한, 가이드캡(20)은 상부 중 유입구(11)와 인접한 하측에 유로(21)와 연통되는 유입로(22)가 관통형성되고, 하부 중 유출구(12)와 인접한 상측에 유로(21)와 연통되는 유출로(23)가 관통형성된다.

그리고 가이드캡(20)은 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 유입로(22)와 인접한 상측에 링 형태로 형성되고 내주연을 따라 방지턱(25)이 돌출형성될 수 있다. 방지턱(25)은 후술할 제1 피스톤(40)이 몸체(10)로부터 이탈되는 것을 방지하는 역할을 한다. 구체적인 일 예로, 방지턱(25)은 도 3에 도시된 바와 같이 이에 맞닿는 제1 피스톤(40)의 형태와 대응되게 형성될 수 있으며, 후술할 제1 피스톤(40)의 상부단턱에 구비되는 이동식 상부오링(2)이 방지턱(25)과 맞닿을 수 있다.

구획판(30)은 도 1에 도시된 바와 같이 판 형태를 이루며 가이드캡(20)의 길이방향 중앙에 고정되어 상측과 하측의 공간을 구획한다. 이에 따라, 가이드캡(20)의 상측 공간과 하측 공간은 서로 다른 압력을 가질 수 있다. 그리고 구획판(30)의 중앙에는 후술할 피스톤축(60)이 관통된다.

제1 피스톤(40)은 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 상하방향으로 개방된 통 형태를 이루며 구획판(30)의 상측에 구비된다. 제1 피스톤(40)은 가이드캡(20)의 내경과 동일한 통 형태를 이룰 수 있으며, 가이드캡(20)의 상부를 밀폐하면서 유입로(22)를 차단할 수 있다. 또한, 제1 피스톤(40)은 하방으로 이동되어 유입로(22)를 개방시킬 수 있으며, 이때 가이드캡(20)의 내측과 맞닿으면서 이동한다. 그리고 제1 피스톤(40)은 외주면의 상부와 하부 각각에 오링홈이 함입형성될 수 있으며, 각 오링홈에 이동식 상부오링(2)과 이동식 하부오링(3)이 구비될 수 있다. 따라서, 제1 피스톤(40)이 유입로(22)를 차단할 시, 제1 피스톤(40)의 외주면 상부와 하부에 구비된 이동식 상부오링(2)과 이동식 하부오링(3)은 유체가 유입로(22)로 들어가는 것을 방지한다.

그리고 제1 피스톤(40)은 도 1에 도시된 바와 같이 외벽의 두께가 방지턱(25)이 돌출된 길이보다 두껍게 형성된 통 형태를 이룰 수 있다. 이에 따라, 제1 피스톤(40)이 유입로(22)를 차단할 시, 제1 피스톤(40)의 외벽 상단은 방지턱(25)과 맞닿는다. 구체적으로, 제1 피스톤(40)의 외벽은 도 1에 도시된 바와 같이 유입로(22)의 상측과 유입로(22)의 하측에서 각각 상부단턱과 하부단턱이 형성되고, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 상부단턱과 하부단턱에는 각각 이동식 상부오링(2)과 이동식 하부오링(3)이 구비될 수 있다. 이에 따라, 이동식 상부오링(2)은 방지턱(25)과 맞닿게 되는바, 제1 피스톤(40)과 방지턱(25)의 틈새로 유체가 유입되지 않게 된다.

그리고 제1 피스톤(40)은 도 4에 도시된 바와 같이, 링 형태를 이루면서 제1 피스톤(40)의 중심에 연결돌부(42)가 마련되고, 연결돌부(42)로부터 방사상으로 복수 개의 피스톤살대(41)가 형성될 수 있다. 따라서, 1차측 배관을 통해 공급된 유체는 피스톤살대(41) 사이의 공간을 통해 구획판(30) 상측에 위치되는 가이드캡(20) 내에 채워질 수 있다.

스프링(70)은 후술할 제2 피스톤(50)의 하측에 구비되며, 제2 피스톤(50)에 탄성력을 작용시킨다.

제2 피스톤(50)은 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 가이드캡(20)의 내경과 대응되는 직경을 가지는 판 형태를 이룬다. 그리고 제2 피스톤(50)은 구획판(30)의 하측에서 유출로(23)보다 상측에 구비되며, 스프링(70)에 의해 상방으로 작용되는 탄성력과, 2차측 배관의 압력에 영향을 받는다. 또한, 제2 피스톤(50)의 외주면 상부에 오링홈이 함입형성될 수 있으며, 해당 오링홈에 오링(1)이 구비될 수 있다. 이러한 제2 피스톤(50)은 제1 피스톤(40)이 유입로(22)를 차단할 시, 구획판(30)과 맞닿은 상태를 이룸이 바람직하다.

피스톤축(60)은 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이 소정의 길이를 가지는 봉 형태로 형성되어 구획판(30)의 중앙을 관통하게끔 구비되며, 일단에 제1 피스톤(40)의 연결돌부(42)에 결합되고 타단에 제2 피스톤(50)이 결합된다. 즉, 제2 피스톤(50)의 이동에 따라 제1 피스톤(40)은 피스톤축(60)을 통해 제2 피스톤(50)과 일체로 이동된다. 구체적으로, 피스톤축(60)은 일단과 타단에 각각 제1 피스톤(40)과 제2 피스톤(50)이 결합시, 제1 피스톤(40)이 유입로(22)를 차단하고, 제2 피스톤(50)이 구획판(30)과 맞닿은 상태를 이루게끔 소정의 길이를 가진다.

특히, 본 발명에서의 피스톤축(60)은, 상단이 제1 피스톤(40)과 결합되는 상부축(61)과, 상부축(61)보다 큰 직경을 가지면서 상부축(61)의 하방으로 연장형성되고 하단이 제2 피스톤(50)과 결합되는 하부축(62)을 포함한다. 하부축(62)의 상부에는 둘레를 따라 오링홈이 함입형성될 수 있으며, 해당 오링홈에 실린더오링(63)이 구비될 수 있다.

실린더(400)는, 도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이 상하방향으로 개방된 통 형태를 이루며 구획판(30)의 상방으로 구비된다. 이때, 실린더(400)의 내경은 하부축(62)의 내경에 대응되게끔 형성되어 피스톤축(60)의 일부를 감싸게 된다. 또한, 실린더(400)는 상단이 하부축(62)의 상단보다 돌출되게끔 형성된다. 이에 따라, 도 1 및 도 8에 도시된 바와 같이 실린더(400)와 상부축(61) 사이에는 하부축(62)과 상부축(61) 간의 직경 차이에 따른 미세한 홈이 형성된다. 일 예로, 하부축(62)의 지름은 10.2mm이고, 상부축(61)의 지름은 10mm일 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 스프링(70)에 의한 탄성력과 2차측 배관의 압력에 의해, 제1 피스톤(40)이 유입로(22)를 차단한 상태에서, 1차측 배관을 통해 공급된 유체가, 실린더(400)와 상부축(61) 사이에 위치되는 하부축(62)의 상단을 가압하고, 이로 인해 제2 피스톤(50)이 가압되어 하방으로 이동되면 제1 피스톤(40)이 함께 이동되어 유입로(22)가 개방됨으로써 유체가 유입로(22), 유로(21), 유출로(23)를 지나 2차측 배관으로 공급되고, 2차측 배관의 압력이 높아져 제2 피스톤(50)이 상방으로 이동되면 제1 피스톤(40)이 함께 이동되어 유입로(22)를 차단한다.

이러한 본 발명은 하부축(62)과 상부축(61) 간의 직경 차이에 따른 하부축(62)의 상단 단면적과 제2 피스톤(50)의 단면적 비율이 감압비이며, 일 예로 피스톤축(60)의 지름이 10mm인 경우 그 단면적은 78.5㎟이고, 하부축(62)의 지름이 10.2mm인 경우 그 단면적은 81.6714㎟가 되며, 미세한 홈의 단면적은 3.1714㎟이다. 이때, 제2 피스톤(50)의 지름이 100mm인 경우 그 단면적은 7850㎟이며, 감압비는 2475:1이 된다. 더불어, 2차측 배관으로 공급된 유체는 1차측 배관 내에서의 압력 대비 1/2475의 압력으로 감소되고, 감소된 압력으로 제2 피스톤(50)를 가압하므로, 감압밸브 역할을 하게 된다. 이와 같이 본 발명은 미세한 홈의 크기를 달리 형성하거나, 다른 탄성력을 가지는 스프링(70)을 적용시킴으로써, 감압비를 원하는 대로 조절할 수 있어, 최대 감압비를 종래 감압밸브에 비해 크게 할 수 있으며, 2차측 조절압력 범위를 원하는 압력으로 낮출 수 있는 등 정밀 감압이 가능하다.

한편, 본 발명은 도 1 및 도 9에 도시된 바와 같이 제2 피스톤(50)의 하측에서 유출로(23)보다 상측에 구비되는 스프링지지구(80)를 더 포함할 수 있다. 스프링지지구(80)는, 가이드캡(20)의 내경에 대응되는 직경을 가지는 링 형태를 이루는 지지링(81)과, 지지링(81)의 중심으로부터 방사상으로 형성된 복수 개의 지지살대(82)를 포함하며, 스프링(70)은 지지살대(82)의 상측에 놓여져 지지된다.

이러한 스프링지지구(80)는 상하방향으로 위치를 변경한 후 고정될 수 있도록 구성되어, 스프링(70)에 의해 제2 피스톤(50)에 작용되는 탄성력을 조절할 수 있다. 이를 위해, 스프링지지구(80)는, 통 형태를 이루며 지지링(81)의 중심에 구비되고 중앙이 상하방향으로 관통되면서 내주면에 나사산이 형성된 결합돌부(83)와, 지지링(81)의 외측으로 돌출형성된 적어도 2개의 가이드돌기(84)를 더 포함할 수 있다. 이때, 복수 개의 가이드돌기(84)는 상호 대응되게 형성되거나, 지지링(81)의 중심으로부터 등각도를 이루도록 형성됨이 바람직하다. 그리고 가이드캡(20)의 하부에는 가이드돌기(84)와 대응되는 위치에 가이드홈(24)이 상하방향으로 함입형성될 수 있다.

가이드홈(24)에 가이드돌기(84)가 삽입되어 회전되지 않게끔 구비된 스프링지지구(80)의 결합돌부(83)에는, 도 1에 도시된 바와 같이 봉 형태를 이루며 외주면에 결합돌부(83)의 나사산과 대응되는 나사산이 형성된 제1 회전축(110)이 결합될 수 있다. 이에 따라, 제1 회전축(110)이 회전되면, 스프링지지구(80)는 상방 또는 하방으로 이동되는바, 제2 피스톤(50)에 작용되는 스프링(70)의 탄성력을 조절할 수 있다.

이러한 탄성력의 조절을 외부에서 수행할 수 있도록, 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 고정구(90), 내부기어(100) 및 외부기어(200)를 더 포함할 수 있다.

고정구(90)는, 도 10에 도시된 바와 같이 가이드캡(20)의 내경에 대응되는 직경을 가지는 링 형태를 이루며 가이드캡(20)의 하단부에 고정설치되는 고정링(91)과, 고정링(91)보다 작은 직경을 가지는 링 형태를 이루며 고정링(91)의 중심에 구비되는 관통공(92)과, 관통공(92)을 중심으로 방사상으로 형성된 고정살대(93)를 포함할 수 있다. 이와 같이, 고정구(90) 및 스프링지지구(80)는 각각 고정살대(93) 및 지지살대(82) 사이가 상하방향으로 관통형성되는바, 2차측 배관 측으로 이동된 유체(50)가 제2 피스톤(50)을 가압할 수 있다.

내부기어(100)는 도 11에 도시된 바와 같이 상술한 제1 회전축(110)과, 제1 회전축(110)의 일단에 원추형으로 형성된 제1 기어(120)를 포함하면서, 제1 기어(120)가 고정구(90)의 하측에 위치되도록 제1 회전축(110)이 관통공(92)을 관통하여 결합돌부(83)에 나사결합된다. 또한, 제1 회전축(110)은 제1 기어(120)와 인접하는 부분에 나사산이 형성되지 않으며, 나사산이 형성되지 않은 부분과, 그 상측에 나사산이 형성된 부분 사이에는 내부기어(100)를 가이드캡(20) 내에 고정시키는 스냅링이 끼워질 수 있는 스냅링홈이 형성될 수 있다.

그리고 외부기어(200)는 도 12에 도시된 바와 같이 몸체(10)를 관통하며 회전가능하도록 몸체(10)에 구비되는 제2 회전축(210)과, 제2 회전축(210)의 일단에 형성되어 제1 기어(120)와 맞물리는 원추형인 제2 기어(220)를 포함한다. 즉, 제1 기어(120)와 제2 기어(220)는 베벨기어 형태를 이루며, 제1 회전축(110)과 제2 회전축(210)은 상호 직교하도록 구비된다. 또한, 몸체(10)를 관통하며 회전가능하게 제2 회전축(210)이 구비될 수 있도록, 제2 회전축(210)을 감싸는 기어캡(300)을 더 포함할 수 있으며, 기어캡(300) 내에는 제2 회전축(210)이 회전가능하게 구비되고, 기어캡(300)은 스냅링을 통해 몸체(10)에 고정될 수 있다.

이와 같이, 고정구(90), 내부기어(100), 외부기어(200)를 포함하는 본 발명은, 몸체(10)의 외측으로 돌출된 외부기어(200)의 제2 회전축(210) 타단을 회전시켜, 내부기어(100)가 회전되도록 함으로써, 제2 피스톤(50)에 작용되는 탄성력을 조절할 수 있다.

또한, 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 가이드캡(20)과 몸체(10)를 관통하면서 구획판(30)과 제2 피스톤(50) 사이로 공기가 유입 또는 유출되는 공기유출입구(15)가 형성되어, 제2 피스톤(50)이 상하방향으로 이동됨에 따라 공기유출입구(15)를 통해 공기가 유입 또는 유출될 수 있다.

1 : 오링 2 : 이동식 상부오링
3 : 이동식 하부오링
10 : 몸체 11 : 유입구
12 : 유출구 15 : 공기유출입구
20 : 가이드캡 21 : 유로
22 : 유입로 23 : 유출로
24 : 가이드홈 25 : 방지턱
30 : 구획판
40 : 제1 피스톤 41 : 피스톤살대
42 : 연결돌부
50 : 제2 피스톤
60 : 피스톤축 61 : 상부축
62 : 하부축 63 : 실린더오링
70 : 스프링
80 : 스프링지지구 81 : 지지링
82 : 지지살대 83 : 결합돌부
84 : 가이드돌기
90 : 고정구 91 : 고정링
92 : 관통공 93 : 고정살대
100 : 내부기어 110 : 제1 회전축
120 : 제1 기어
200 : 외부기어 210 : 제2 회전축
220 : 제2 기어
300 : 기어캡
400 : 실린더

Claims

내부가 비고 상단부에 유체가 공급되는 1차측 배관이 연결되는 유입구(11)가 형성되며 하단부에 2차측 배관이 연결되는 유출구(12)가 형성된 몸체(10);
상하방향으로 개방된 통 형태를 이루며 상기 몸체(10)의 측벽과 이격된 몸체(10)의 내측에 구비되어 몸체(10)의 측벽과의 사이에 유로(21)를 형성하고, 상부에 상기 유로(21)와 연통되는 유입로(22)가 관통형성되며, 하부에 상기 유로(21)와 연통되는 유출로(23)가 관통형성되는 가이드캡(20)
판 형태를 이루며 가이드캡(20)의 길이방향 중앙에 고정되어 상측과 하측의 공간을 구획하는 구획판(30);
상하방향으로 개방된 통 형태를 이루며 구획판(30)의 상측에 구비되어, 가이드캡(20)의 상부를 밀폐하면서 유입로(22)를 차단할 수 있는 제1 피스톤(40);
상기 가이드캡(20)의 내경과 대응되는 직경을 가지는 판 형태를 이루며 구획판(30)의 하측에서, 유출로(23)보다 상측에 구비되고, 하측에 구비된 스프링(70)에 의해 상방으로 작용되는 탄성력과, 2차측 배관의 압력에 영향을 받는 제2 피스톤(50);
상기 구획판(30)의 중앙을 관통하면서 제1 피스톤(40)과 제2 피스톤(50)을 연결하는 피스톤축(60);
상하방향으로 개방된 통 형태를 이루며 상기 구획판(30)의 상방으로 구비되어 피스톤축(60)의 일부를 감싸는 실린더(400);를 포함하되,
상기 피스톤축(60)은, 상단이 제1 피스톤(40)과 결합되는 상부축(61)과, 상기 상부축(61)보다 큰 직경을 가지면서 상부축(61)의 하방으로 연장형성되고 하단이 제2 피스톤(50)과 결합되는 하부축(62)을 포함하고,
상기 실린더(400)는, 상단이 하부축(62)의 상단보다 돌출되게끔 형성되어,
상기 1차측 배관을 통해 공급된 유체가, 실린더(400)와 상부축(61) 사이에 위치되는 하부축(62)의 상단을 가압하고, 이로 인해 제2 피스톤(50)이 가압되어 하방으로 이동되면 제1 피스톤(40)이 함께 이동되어 유입로(22)가 개방됨으로써 유체가 유입로(22), 유로(21), 유출로(23)를 지나 2차측 배관으로 공급되고, 2차측 배관의 압력이 높아져 제2 피스톤(50)이 상방으로 이동되면 제1 피스톤(40)이 함께 이동되어 유입로(22)를 차단하는 것을 특징으로 하는 감압밸브.
제1항에 있어서,
상기 제2 피스톤(50)의 하측에서 유출로(23)보다 상측에 구비되어 상측에 놓인 스프링(70)을 지지하는 스프링지지구(80)를 더 포함하되,
상기 스프링지지구(80)는, 가이드캡(20)의 내경에 대응되는 직경을 가지는 링 형태를 이루는 지지링(81)과, 상기 지지링(81)의 중심으로부터 방사상으로 형성된 복수 개의 지지살대(82)를 포함하는 것을 특징으로 하는 감압밸브.
제2항에 있어서,
상기 스프링지지구(80)는 상하방향으로 위치를 변경한 후 고정될 수 있어, 탄성력을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 감압밸브.
제3항에 있어서,
상기 스프링지지구(80)는, 통 형태를 이루며 지지링(81)의 중심에 구비되고 중앙이 상하방향으로 관통되면서 내주면에 나사산이 형성된 결합돌부(83)와, 지지링(81)의 외측으로 돌출형성된 적어도 2개의 가이드돌기(84)를 더 포함하며,
상기 가이드캡(20)의 하부에는 가이드돌기(84)와 대응되는 위치에 가이드홈(24)이 상하방향으로 함입형성되고,
봉 형태를 이루며 외주면에 결합돌부(83)의 나사산과 대응되는 나사산이 형성된 제1 회전축(110)이 결합돌부(83)에 결합되어, 제1 회전축(110)의 회전에 따라 스프링지지구(80)가 상방 또는 하방으로 이동되는 것을 특징으로 하는 감압밸브.
제4항에 있어서,
상기 가이드캡(20)의 내경에 대응되는 직경을 가지는 링 형태를 이루며 상기 가이드캡(20)의 하단부에 고정설치되는 고정링(91)과, 상기 고정링(91)보다 작은 직경을 가지는 링 형태를 이루며 고정링(91)의 중심에 구비되는 관통공(92)과, 상기 관통공(92)을 중심으로 방사상으로 형성된 고정살대(93)를 포함하는 고정구(90);
상기 제1 회전축(110)과, 제1 회전축(110)의 일단에 원추형으로 형성된 제1 기어(120)를 포함하면서, 제1 기어(120)가 고정구(90)의 하측에 위치되도록 제1 회전축(110)이 관통공(92)을 관통하여 결합돌부(83)에 결합되는 내부기어(100);
상기 몸체(10)를 관통하며 회전가능하도록 상기 몸체(10)에 구비되는 제2 회전축(210)과, 제2 회전축(210)의 일단에 형성되어 제1 기어(120)와 맞물리는 원추형인 제2 기어(220)를 포함하는 외부기어(200);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감압밸브.
제1항에 있어서,
상기 가이드캡(20)은 링 형태로 형성되고 내주연을 따라 방지턱(25)이 구비되어, 제1 피스톤(40)이 몸체(10)로부터 이탈되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 감압밸브.
제6항에 있어서,
상기 제1 피스톤(40)은 외벽의 두께가 방지턱(25)이 돌출된 길이보다 두껍게 형성되되,
상기 제1 피스톤(40)의 외벽은 유입로(22)의 상측과 유입로(22)의 하측에서 각각 상부단턱과 하부단턱이 형성되고,
상기 상부단턱과 하부단턱에는 각각 이동식 상부오링(2)과 이동식 하부오링(3)이 구비되며, 이동식 상부오링(2)이 방지턱(25)과 맞닿는 것을 특징으로 하는 감압밸브.