KR20190058693A - 유체 제어기 - Google Patents

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KR20190058693A KR1020197014462A KR20197014462A KR20190058693A KR 20190058693 A KR20190058693 A KR 20190058693A KR 1020197014462 A KR1020197014462 A KR 1020197014462A KR 20197014462 A KR20197014462 A KR 20197014462A KR 20190058693 A KR20190058693 A KR 20190058693A
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이치로 도쿠다
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가부시키가이샤 후지킨
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Abstract

비용 절감 및 성능의 향상을 가능하게 하는 유체 제어기를 제공한다.
수동 또는 자동으로 이동되어 디스크(9)를 이동시키는 이동 부재(12, 13)는, 통형(筒形)으로 되어 있고, 디스크(9)의 외주에 끼워 맞춰지는 끼워맞춤부(13a)를 갖고 있다. 디스크(9)에, 플랜지부(9c)가 설치되고, 통형의 이동 부재(12, 13)의 하단부에는, 디스크(9)의 플랜지부(9c)에 상방으로부터 접촉하는 플랜지부(35)가 설치되어 있다.

Description

유체 제어기{FLUID CONTROLLER}
본 발명은, 수동 밸브와 자동 밸브의 양쪽의 기능 또는 어느 한쪽의 기능을 구비하고 있는 유체 제어기에 관한 것이다.
유체 제어기로서, 유체 통로를 개폐하도록 이동하는 다이어프램과, 상기 유체 통로를 폐쇄 상태로 하는 폐쇄 위치와 상기 유체 통로를 개방 상태로 하는 개방 위치로 상기 다이어프램을 이동시키는 다이어프램 누르개와, 단부에 있어서 상기 다이어프램 누르개를 유지하는 디스크와, 수동 또는 자동으로 상기 디스크를 상기 폐쇄 위치 또는 상기 개방 위치로 이동시키는 이동 부재를 구비하고 있는 것이 개시되어 있다.
특허문헌 1의 유체 제어기에 의하면, 기존의 자동 밸브 및 수동 밸브로 이루어지는 개폐 기구를 이 유체 제어기로 치환 가능한 점에서, 설치를 위한 비용 및 공간을 대폭 줄일 수 있다는 효과가 얻어진다.
특허문헌 1의 것에서는, 이동 부재(상하 이동 부재)로서 봉형체(棒形體)(수동 개폐용)의 것과 통형체(筒形體)의 것(자동 개폐용)이 사용되고 있고, 어느 이동 부재도, 그 단부(하단부)로 디스크의 동일한 면(상면)을 가압하도록 이루어져 있다.
특허문헌 1: 일본 특허공보 제3752586호
상기 특허문헌 1의 유체 제어기에 있어서, 기존의 자동 밸브 및 수동 밸브로 이루어지는 개폐 기구를 이것으로 치환하는 효과에 더하여, 더 나은 비용 절감 및 성능의 향상이 요구되고 있다.
여기서, 통형체의 하단부로 디스크의 상면을 가압하는 상기 특허문헌 1의 것에서는, 가압부 등에 높은 가공 정밀도를 필요로 하기 때문에, 정밀도를 구현하는 데 시간을 들일 필요가 있어, 그 시간 단축이 요구되고 있다. 또한, 더 나은 비용 절감 및 성능의 향상이 과제가 되고 있다.
종래, 디스크의 가공 정밀도를 가능한 한 높은 상태로 제작하더라도, 이동 부재가 접촉하고 있는 디스크 상면으로부터 다이어프램 누르개를 통해 다이어프램과의 접촉면까지 거리가 있으면, 디스크의 가공 정밀도에 약간의 차이가 있더라도 가압력에 크게 영향을 준다. 또한, 디스크의 상면이 통형체의 이동 부재에 의해 가압될 때, 가공 정밀도 등에 의해 통형체의 단부와 디스크 상면의 접촉에 치우침이 있으면, 디스크에 대하여 치우친 가압력을 부여하게 되고, 디스크를 기울이는 것과 같은 가압력을 가하게 된다. 디스크는, 다이어프램 누르개를 통해 다이어프램을 밸브 시트에 가압함으로써 유체의 흐름을 중단시키지만, 디스크가 기울면, 다이어프램에 대한 가압력이 불균일해지고, 밸브 시트를 가압하는 힘이 균일하게 되지 않아, 밸브 시트로부터 유체가 샐 가능성이 발생한다. 이 때문에, 통형체와 디스크의 형상이나 배치 등에 대하여 높은 정밀도를 필요로 한다. 또한, 예컨대, 케이싱이나 이동 부재는, 통상적으로, 절삭 가공으로 제조된다는 점에서, 절삭 가공 시의 가공 비용 절감이 요구되고 있다.
수동 밸브 또는 자동 밸브 중 어느 기능만을 갖고 있는 유체 제어기라도, 통형(筒形)의 이동 부재를 사용하는 것이 있고, 이 유체 제어기에서는, 상기 특허문헌 1과 동일한 과제가 있다.
본 발명의 목적은, 비용 절감 및 성능의 향상을 가능하게 하는 유체 제어기를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 의한 유체 제어기는, 유체 통로를 개폐하도록 이동하는 다이어프램과, 상기 유체 통로를 폐쇄 상태로 하는 폐쇄 위치와 상기 유체 통로를 개방 상태로 하는 개방 위치로 상기 다이어프램을 이동시키는 다이어프램 누르개와, 단부에 있어서 상기 다이어프램 누르개를 유지하는 디스크와, 수동 또는 자동으로 상기 디스크를 폐쇄 위치 또는 개방 위치로 이동시키는 이동 부재를 구비하고 있는 유체 제어기에 있어서, 상기 이동 부재는, 상기 디스크의 외주에 끼워 맞추는 통형(筒形)의 끼워맞춤부를 갖고 있고, 상기 디스크의 일부에, 상기 이동 부재의 이동 시에 상기 이동 부재의 단부가 접촉하는 플랜지부가 설치되어 있는 것이다.
유체 제어기는, 자동 밸브여도 좋고, 수동 밸브여도 좋고, 자동 밸브와 수동 밸브를 겸하는 것이어도 좋다. 유체 제어기가 자동 밸브 기능을 갖고 있는 경우, 유체 제어기는, 자동 개폐 수단이 오프(off)일 때에 유체 통로를 개방하는 상시 개방 타입이어도 좋고, 자동 개폐 수단이 오프일 때에 유체 통로를 폐쇄하는 상시 폐쇄 타입이어도 좋다.
디스크는, 원기둥형부 및 플랜지부를 갖고 있고, 통형의 이동 부재는, 디스크의 원기둥형부를 가압하는 것은 아니고, 디스크의 플랜지부를 가압한다. 플랜지부는, 원기둥형부와 일체의 것이어도 좋고, 별체의 것이어도 좋다. 이에 따라, 이동 부재로부터 다이어프램까지의 거리가 짧아짐으로써, 디스크의 기울기를 작게 할 수 있어, 정밀도가 향상되고, 정밀도를 구현하는 데 소비하는 시간을 단축시킬 수 있기 때문에, 비용 절감 및 성능의 향상으로 이어진다.
상기 이동 부재를 이동시키는 이동 수단은, 케이싱 내에 형성된 압축 유체 도입실 내에 대한 압축 유체의 도입 또는 배출에 의해 행하는 자동 이동 수단이고, 상기 케이싱은, 제1 케이싱과, 이 제1 케이싱과는 별도의 부재인 제2 케이싱을 구비하고 있고, 상기 케이싱 내에, 카운터 플레이트에 의해 구획된 제1 실린더부와 제2 실린더부가 형성되고, 상기 자동 이동 수단은, 상기 제1 실린더부에 의해 안내되어 상기 이동 부재와 일체로 이동하는 제1 피스톤과, 상기 제2 실린더부에 의해 안내되어 상기 이동 부재와 일체로 이동하는 제2 피스톤을 갖고 있고, 상기 카운터 플레이트에, 제1 나사부 및 제2 나사부가 설치되고, 상기 제1 나사부가 상기 제1 케이싱에 나사 결합되고, 상기 제2 나사부가 상기 제2 케이싱에 나사 결합되어 있는 것이 바람직하다.
제1 실린더부 및 제2 실린더부는, 제1 케이싱에 오목부를 형성함으로써 형성되는데, 그 오목부가 깊으면, 절삭 가공 시에, 깊게 가공할 필요가 생기고, 그만큼, 가공 비용이 증대된다. 카운터 플레이트의 양측에 나사부를 설치하고, 카운터 플레이트를 제1 케이싱과 제2 케이싱의 결합 부재로서 사용함으로써, 제1 케이싱의 길이를 짧게 할 수 있고, 즉, 제1 케이싱의 오목부를 얕게 할 수 있고, 가공 깊이를 감소시킬 수 있기 때문에, 비용 절감으로 이어진다.
상기 이동 부재는, 상기 끼워맞춤부를 갖는 제2 통형체와, 상기 제2 통형체와 별도의 부재로 된 제1 통형체를 포함하고, 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤은, 모두 상기 이동 부재와 별도의 부재로 되어 있는 것이 보다 바람직하다.
이와 같이 하면, 통형의 이동 부재를 절삭으로 얻을 때에, 소재의 직경을 작게 할 수 있고, 이에 따라, 가공량을 적게 할 수 있기 때문에, 재료 비용 및 가공 비용 양자 모두를 절감할 수 있다.
상기 디스크를 수동으로 이동시키는 수동 이동 수단을 더 구비하고 있고, 상기 수동 이동 수단은, 수동 조작에 의해 이동됨으로써 상기 디스크를 한쪽으로 가압하는 봉형(棒形)의 이동 부재를 구비하고 있고, 상기 봉형의 이동 부재는, 상기 디스크의 정상면 중앙부를 단부가 한쪽으로 가압하는 자동 개폐 불가능 위치로 그리고 상기 디스크의 정상면 중앙부로부터 단부가 떨어진 자동 개폐 가능 위치로, 수동 조작에 의해 이동되고, 상기 통형의 이동 부재는, 상기 봉형의 이동 부재에 상대적으로 이동 가능하게 끼워 맞춰지고, 상기 탄성 부재에 압박되어 상기 디스크를 한쪽으로 가압하는 폐쇄 위치로 그리고 상기 자동 이동 수단에 의해 상기 디스크의 플랜지로부터 단부가 떨어진 개방 위치로 이동되도록 이루어져 있고, 상기 통형의 이동 부재가 개방 위치에 있을 때에 상기 봉형의 이동 부재를 폐쇄 위치까지 이동시킨 긴급 시의 폐쇄 상태가 가능하게 되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 봉형의 이동 부재의 조작은, 자동 이동 수단으로부터 통형(筒形)의 이동 부재에 작용하는 힘에 관계없이 행할 수 있고, 콤팩트한 구성이며 또한 자동 조작 및 수동 조작이 가능한 유체 제어기(다이어프램 밸브)를 얻을 수 있다.
또, 다이어프램은, 자체의 탄성력에 의해 자력으로 폐쇄 위치 또는 개방 위치로 이동되는 것이어도 좋고, 유체의 압력 등에 의해 타력으로 폐쇄 위치로 또는 개방 위치로 이동되는 것이어도 좋다.
본 발명의 유체 제어기에 의하면, 이동 부재로부터 다이어프램까지의 거리가 짧아짐으로써, 디스크의 기울기를 작게 할 수 있고, 이에 따라, 정밀도가 향상되고, 정밀도를 구현하는 데 소비하는 시간을 단축할 수 있기 때문에, 비용 절감 및 성능의 향상으로 이어진다.
도 1은, 본 발명에 의한 유체 제어기의 일 실시형태를 나타내는 종단면도로, 자동 개폐 불가능 상태를 나타내고 있다.
도 2는, 도 1(자동 개폐 불가능 상태를 나타냄)의 주요부 확대도이다.
도 3은, 자동 개폐 가능 상태의 폐쇄 상태를 나타내는 주요부 확대도이다.
도 4는, 자동 개폐 가능 상태의 개방 상태를 나타내는 주요부 확대도이다.
도 5는, 긴급 시의 폐쇄 상태를 나타내는 주요부 확대도이다.
본 발명의 실시형태를, 이하 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 상하 및 좌우는, 도면의 상하 및 좌우를 말하는 것으로 한다. 상기 상하는, 편의적인 것으로, 실제의 설치 시에는, 상하를 반대로 해도 좋고, 상하를 수평으로 향하게 해도 좋다. 또, 도면을 알기 쉽게 하기 위해, O 링 등의 시일 부재의 도시를 생략하고 있다.
도 1부터 도 5까지는, 본 발명의 유체 제어기의 일 실시형태를 나타내고 있다. 유체 제어기는, 자동 밸브의 기능 및 수동 밸브의 기능의 양자 모두를 갖고 있는 것으로, 그러기 위해, 자동 밸브의 기능을 위한 통형(筒形)의 이동 부재 및 수동 밸브의 기능을 위한 봉형(棒形)의 이동 부재를 갖고 있고, 도 1 및 도 2는, 통형의 이동 부재로서의 상측 통형체(12) 및 하측 통형체(13)와 봉형의 이동 부재로서의 봉형체(11)가 모두 폐쇄 위치에 있는 자동 개폐 불가능 상태를 나타내며, 도 3은, 상측 통형체(12) 및 하측 통형체(13)가 폐쇄 위치이고, 봉형체(11)가 개방 위치에 있는 자동 개폐 가능 상태의 폐쇄 상태를 나타내고, 도 4는, 봉형체(11)가 개방 위치이고, 상측 통형체(12) 및 하측 통형체(13)도 개방 위치에 있는 자동 개폐 가능 상태의 개방 상태를 나타내며, 도 5는, 상측 통형체(12) 및 하측 통형체(13)가 개방 위치에 있을 때에, 봉형체(11)를 폐쇄 위치까지 이동시킨 긴급 시의 폐쇄 상태를 나타낸다.
유체 제어기(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 유체 유입 통로(2a) 및 유체 유출 통로(2b)를 갖고 있는 밸브 박스(2)와, 유체 유입 통로(2a)의 상향 개구의 둘레 가장자리에 설치된 환상 밸브 시트(3)와, 환상 밸브 시트(3)에 가압되어(폐쇄 방향으로 이동되어) 또는 환상 밸브 시트(3)로부터 이격되어(개방 방향으로 이동되어) 유체 유입 통로(2a)를 개폐하도록 이동하는 다이어프램(4)과, 다이어프램(4)의 중앙부를 누르는 상하 이동 가능한 다이어프램 누르개(5)와, 다이어프램(4)의 외주 가장자리부를 누르는 다이어프램 유지 링(6)과, 밸브 박스(2)에 형성된 오목부에 하단부가 삽입되어 상방으로 연장되는 원통형 보닛(7)과, 밸브 박스(2)의 오목부에 나사 결합되어 보닛(7)을 밸브 박스(2)에 고정시키는 통형 수나사 부재(8)와, 하단부에 있어서 다이어프램 누르개(5)를 유지하는 디스크(9)와, 보닛(7) 상단부에 하단부가 고정된 케이싱(10)과, 케이싱(10) 내에 설치되고 그 하단부가 보닛(7)에 상하 이동이 자유롭게 삽입 관통되어 있는 봉형체(봉형의 이동 부재)(11)와, 봉형체(11)와 상대적으로 상하 이동 가능하게 끼워진 상측 통형체(12) 및 하측 통형체(통형의 이동 부재)(13)와, 상측 피스톤(14) 및 하측 피스톤(15)과, 상측 피스톤(14)을 통해 상측 통형체(12) 및 하측 통형체(13)를 하향으로 압박하는 압축 코일 스프링(통형체 압박용 탄성 부재)(16)과, 상측 피스톤(13) 하방에 있어서 상측 통형체(12)에 상대적으로 상하 이동 가능하게 끼워져 케이싱(10)에 고정된 카운터 플레이트(17)와, 봉형체(11) 상단부에 설치된 조작 핸들(18)을 구비하고 있다.
디스크(9)는, 원기둥형부(9a) 및 이 원기둥형부(9a)의 하단부에 설치된 2단의 플랜지부(9b)(9c)를 갖고 있고, 원기둥형부(9a)의 하단부에는, 다이어프램 누르개(5)가 끼워 넣어져 고정되어 있는 오목부가 형성되어 있다. 2단의 플랜지부(9b)(9c)는, 하측의 대직경 플랜지부(9b)와, 대직경 플랜지부(9b)의 바로 상측에 설치된 소직경 플랜지부(9c)로 이루어진다.
케이싱(10)은, 상측 케이싱(제1 케이싱)(21)과, 상측 케이싱(21)과는 별도의 부재로 되고 보닛(7)의 상단부에 하단부가 고정된 하측 케이싱(제2 케이싱)(22)으로 이루어진다.
케이싱(10)은, 카운터 플레이트(17)에 의해 상하로 구획되어 있고, 이에 따라, 케이싱(10) 내에, 카운터 플레이트(17)에 의해 구획된 상측 실린더부(제1 실린더부)(23)와 하측 실린더부(제2 실린더부)(24)가 형성되어 있다. 상측 실린더부(23)에 상측 피스톤(제1 피스톤)(14)이 상하 이동 가능하게 배치되어 있고, 하측 실린더부(24)에 하측 피스톤(제2 피스톤)(15)이 상하 이동 가능하게 배치되어 있다.
카운터 플레이트(17)는, 판상(板狀) 부분의 상면으로부터 상방으로 돌출하고 외주에 수나사가 형성된 원통형의 상측 나사부(제1 나사부)(25)와, 판상 부분의 하면으로부터 하방으로 돌출하고 내주에 암나사가 형성된 원통형의 하측 나사부(제2 나사부)(26)를 갖고 있다. 하측 나사부(26)의 외경은, 상측 케이싱(21)의 외경과 동일하게 이루어져 있다. 상측 나사부(25)의 외경은, 하측 나사부(26)의 외경보다 작게 이루어져 있다.
압축 코일 스프링(16)은, 그 상단부가 상측 케이싱(21)의 정상벽 부분의 하면에 형성된 오목부에서 받아내지고, 그 하단부가 상측 피스톤(14)의 상면에 형성된 오목부에서 받아내지고 있다.
상측 케이싱(21)의 하단부 내주에는, 카운터 플레이트(17)의 상측 나사부(25)에 나사 결합되는 암나사가 형성되어 있고, 하측 케이싱(22)의 상단부 외주에는, 카운터 플레이트(17)의 하측 나사부(26)에 나사 결합되는 수나사부가 형성되어 있다. 그리고, 상측 케이싱(21)과 카운터 플레이트(17)가 나사 결합됨과 함께, 카운터 플레이트(17)와 하측 케이싱(22)이 나사 결합됨으로써, 상측 케이싱(21)과 하측 케이싱(22)이 일체화되어 있다.
종래의 것에서는, 카운터 플레이트의 하단부에 플랜지부가 설치되고, 이 플랜지부가 상측 케이싱의 내주에 설치된 단차부에 끼워 맞춰짐으로써, 카운터 플레이트가 고정되어 있다. 그리고, 상측 실린더부 및 하측 실린더부는, 상측 케이싱에 오목부를 형성함으로써 형성되는데, 그 오목부가 깊으면, 절삭 가공 시에, 깊게 가공할 필요가 생기고, 그만큼, 가공 비용이 증대된다.
이러한 종래의 것에 대하여, 카운터 플레이트(17)의 상하 양측에 나사부(25)(26)를 설치하고, 카운터 플레이트(17)를 상측 케이싱(21)과 하측 케이싱(22)의 결합 부재로서 사용함으로써, 상측 케이싱(21)의 길이를 짧게 할 수 있고, 즉, 상측 케이싱(21)의 오목부를 얕게 할 수 있고, 가공 깊이를 감소시킬 수 있기 때문에, 비용 절감으로 이어진다.
상측 실린더부(23)에 있어서, 상측 피스톤(14)의 하측이 상측 압축 유체 도입실(27)로 되고, 하측 실린더부(24)에 있어서, 하측 피스톤(15)의 하측이 하측 압축 유체 도입실(28)로 되어 있다. 이들 상측 압축 유체 도입실(27) 및 하측 압축 유체 도입실(28)에는, 봉형체(11) 내부에 형성된 내부 통로(29)와, 봉형체(11)의 외주면을 깎아서 형성한 외부 통로(30)와, 상통형체(上筒形體)(11)를 직경 방향으로 관통하는 상측 관통공(31) 및 하측 관통공(32)을 통해, 압축 유체가 공급된다.
상측 피스톤(14) 및 하측 피스톤(15)은, 모두, 상측 통형체(12) 및 하측 통형체(13)와는 별도의 부재로 되어 있다. 상측 통형체(12)는, 그 상단부가 상측 피스톤(14)에 상대적으로 상방 이동 불가능하게 끼워 넣어져 있다. 상측 통형체(12)의 중간부에는, 하측 피스톤(15)의 상면에 상방으로부터 접촉하는 플랜지(34)가 설치되어 있다. 하측 통형체(13)는, 디스크(9)의 원기둥형부(9a)에 끼워 맞춰지는 원통형의 끼워맞춤부(13a)를 갖고 있고, 하측 통형체(13)의 하단부는, 디스크(9)의 소직경 플랜지부(9c)의 상면에 상방으로부터 접촉하도록 이루어져 있고, 하측 통형체(13)의 하단부에는, 플랜지부(35)가 설치되어 있다.
보닛(7)의 내주에는, 하측 통형체(13)의 플랜지부(35)를 상하 이동 가능하게 안내하는 환상의 오목부(안내부)(7a)가 형성되어 있고, 하측 통형체(13) 및 이에 따른 디스크(9)와 다이어프램 누르개(5)는, 이 환상의 오목부(7a)로 규제된 범위 내에서 상하로 이동 가능하게 되어 있다.
상측 통형체(12)는, 상측 피스톤(14)이 압축 코일 스프링(16)에 의해 하향으로 압박되고 있는 점에서, 압축 코일 스프링(16)에 의해 하향으로 압박되고, 압축 공기가 도입되고 있지 않은 상태에서는, 그 하단부가 하측 통형체(13)의 상면에 접촉하고 있다. 압축 코일 스프링(16)의 하향의 압박력은, 상측 통형체(12)의 플랜지부(34)를 통해, 하측 피스톤(15)에도 작용하고, 상측 피스톤(14), 하측 피스톤(15), 상측 통형체(12) 및 하측 통형체(13)는, 일체로 상하로 이동하도록 이루어져 있다.
내부 통로(29), 외부 통로(30), 상측 관통공(31) 및 하측 관통공(32)을 거쳐 상측 압축 유체 도입실(27) 및 하측 압축 유체 도입실(28)에 압축 공기가 도입되면, 상측 피스톤(14) 및 하측 피스톤(15)이 압축 공기에 의해 상방으로 이동되고, 이에 따라, 상측 통형체(12)의 플랜지부(34)가 하측 피스톤(15)에 상방으로 눌러짐으로써, 상측 통형체가 하측 피스톤(15)과 일체로 상방으로 이동한다. 이에 따라, 하측 통형체(13)의 하단부는, 디스크(9)의 상면으로부터 떨어진다. 그리고, 하측 피스톤(15)을 상향으로 누르는 압축 공기 압력과 상측 피스톤(14)을 상향으로 누르는 압축 공기 압력의 합이 압축 코일 스프링(16)의 탄성력과 균형을 이루는 곳에서, 상측 통형체(12) 및 하측 통형체(13)가 정지된다.
상측 피스톤(14), 하측 피스톤(15), 내부 통로(29), 외부 통로(30), 상측 관통공(31), 하측 관통공(32), 상측 압축 유체 도입실(27), 하측 압축 유체 도입실(28) 등은, 압축 유체 도입실(27)(28) 내부에 대한 압축 유체의 도입 또는 배출에 의해 행하는 자동 이동 수단을 구성하고 있다.
봉형체(11)의 상단부 근처에는, 상측 케이싱(21)에 형성된 암나사부에 나사 결합되어 있는 수나사부(33)가 형성되어 있고, 수나사부(33)의 상단부에 연속하는 부분이 조작 핸들(18)에 결합되어 있다. 조작 핸들(18)을 회전시키면, 봉형체(11)가 회전하고, 그 수나사부(33)가 상측 케이싱(21)의 암나사부에 대하여 회전하며, 봉형체(11)는, 회전하면서 상하 이동한다. 조작 핸들(18)의 회전 가능 각도는, 대략 90°(90° 이상)로 되어 있다.
봉형체(11), 조작 핸들(18), 수나사부(33), 수나사부(33)에 나사 결합되어 있는 상측 케이싱(21)의 암나사부 등은, 디스크(9)를 수동으로 상하 이동시키는 수동 이동 수단을 구성하고 있다.
도 1 및 그 확대도인 도 2의 상태는, 봉형의 이동 부재로서의 봉형체(11)와 통형의 이동 부재로서의 상측 통형체(12) 및 하측 통형체(13)가 모두 폐쇄 위치에 있는 자동 개폐 불가능 상태이고, 이 상태에서, 상측 압축 공기 도입실(27) 및 하측 압축 공기 도입실(28)에 압축 공기를 도입한 경우, 상측 통형체(12) 및 하측 통형체(13)가 상방으로 이동하기는 하지만, 봉형체(11)는 디스크(9)를 하방으로 가압한 상태를 유지하기 때문에, 자동 개폐 수단에 의한 개폐 조작은 무효가 되고, 압축 공기 도입실(27)(28)에 압축 공기를 도입하는 개방 조작을 행하더라도, 유체 유입 통로(2a)로부터 유체 유출 통로(2b)에 이르는 통로는 개방되지 않고 차단된 채로 남게 된다.
도 2의 상태에 있어서 조작 핸들(18)을 자동 개폐 가능 상태로 이동시키면, 봉형의 이동 부재로서의 봉형체(11)가 상방으로 이동한 도 3의 상태가 된다. 도 3에 있어서, 도 2와 위치(상태)가 상이한 것은, 조작 핸들(18) 및 봉형체(11)이고, 그 이외의 부재인 상측 통형체(12) 및 하측 통형체(13), 상측 피스톤(14) 및 하측 피스톤(15), 압축 코일 스프링(16), 디스크(9), 다이어프램 누르개(5), 다이어프램(4) 등은, 도 2의 상태로부터 변화되어 있지 않다.
도 3의 상태에 있어서, 상측 압축 공기 도입실(27) 및 하측 압축 공기 도입실(28)에 압축 공기를 도입하면, 봉형의 이동 부재로서의 봉형체(11)가 상방으로 이동한 상태인 채로, 도 4의 상태가 된다. 도 4에 있어서, 도 3과 위치(상태)가 상이한 것은, 상측 통형체(12) 및 하측 통형체(13), 상측 피스톤(14) 및 하측 피스톤(15), 압축 코일 스프링(16), 디스크(9), 다이어프램 누르개(5), 및 다이어프램(4)이고, 상측 통형체(12) 및 하측 통형체(13)와 상측 피스톤(14) 및 하측 피스톤(15)은, 상측 압축 공기 도입실(27) 및 하측 압축 공기 도입실(28)에 도입된 압축 공기에 의해, 압축 코일 스프링(16)의 탄성력에 대항하여 상방으로 이동되고, 이에 따라, 압축 코일 스프링(16)이 압축됨과 함께, 디스크(9) 및 이에 따른 다이어프램 누르개(5)와 다이어프램(4)을 하향으로 가압하는 힘이 제거되고, 다이어프램(4)은, 다이어프램(4)의 복원력이나 유체 유입 통로(2a) 내의 유체의 압력에 의해 개방 방향으로 이동되고, 유체 유입 통로(2a)로부터 유체 유출 통로(2b)에 이르는 통로가 개방된다.
도 4의 유체 통로 개방 상태에 있어서, 조작 핸들(18)을 자동 개폐 불가능 위치로 이동시키면, 봉형의 이동 부재로서의 봉형체(11)가 하방으로 이동한 도 5의 상태가 된다. 도 5에 있어서, 도 4와 위치(상태)가 상이한 것은, 조작 핸들(18) 및 봉형체(11)이고, 그 이외의 부재인 상측 통형체(12) 및 하측 통형체(13), 상측 피스톤(14) 및 하측 피스톤(15), 압축 코일 스프링(16), 디스크(9), 다이어프램 누르개(5), 다이어프램(4) 등은, 도 4의 상태로부터 변화되어 있지 않다. 이 상태에서, 상측 통형체(12) 및 하측 통형체(13)는, 유로를 개방으로 하는 상태에 있지만, 봉형체(11)를 수동으로 하방으로 이동시킴으로써, 유로 폐쇄의 상태가 달성되어 있다.
즉, 긴급 시에는, 수동 조작에 의해 밸브 박스(2) 내의 유체 통로(2a)를 차단할 수 있다. 이러한 차단은, 스프링에 의한 것이 아니라, 나사(33)의 체결에 의해 행해지기 때문에, 유체 통로(2a)의 압력이 예컨대 3500 psi라는 고압이더라도 확실하게 차단할 수 있다. 또, 도 5는, 도 2의 상태에 있어서 압축 공기를 도입한 상태와 동일하게 되어 있고, 도 5에 있어서, 도 2와 위치(상태)가 상이한 것은, 상측 통형체(12) 및 하측 통형체(13), 상측 피스톤(14) 및 하측 피스톤(15), 압축 코일 스프링(16), 디스크(9) 및 다이어프램 누르개(5), 그리고 다이어프램(4)이다.
전술한 유체 제어기(1)에 의하면, 도 2부터 도 5까지의 상태의 변화에 있어서, 하측 통형체(13)는, 끼워맞춤부(13a)에 있어서 디스크(9)에 끼워 맞춰짐과 함께, 디스크(9)의 소직경 플랜지부(9c)를 가압하기 때문에, 하측 통형체(13)로부터 다이어프램까지의 거리가 짧아짐으로써, 이동 부재를 통형으로 했을 때의 디스크(9)의 기울어짐을 방지할 수 있다. 또한, 디스크(9)가 통형체(13)의 가공 정밀도의 영향으로 불균일한 가압력이 부여되어, 디스크(9)가 기울어지게 하는 것과 같은 힘이 가해졌다 하더라도, 끼워맞춤부(13a)에 디스크(9)가 끼워 맞춰져 있기 때문에, 디스크(9)가 기울지 않고, 그것에 의해 균일한 가압력을 다이어프램(4)에 부여하기 때문에, 다이어프램(4)은 밸브 시트(3)에 대하여 균일한 가압력을 가하게 된다. 이들에 의해, 통형의 이동 부재에 의해 디스크(9)의 상면을 가압하는 종래의 것에 비교하여, 정밀도가 향상되고, 정밀도를 구현하는 데 소비하는 시간을 단축시킬 수 있기 때문에, 비용 절감 및 성능의 향상으로 이어진다.
또한, 상측 피스톤(14) 및 하측 피스톤(15)은, 모두, 상측 통형체(12) 및 하측 통형체(13)와는 별도의 부재로 되어 있음으로써, 피스톤을 일체로 설치한 통형체와 비교하여, 통형체(12)(13)를 절삭으로 얻을 때에, 소재의 직경을 작게 할 수 있고, 이에 따라, 가공량을 적게 할 수 있기 때문에, 재료 비용 및 가공 비용 양자 모두를 절감할 수 있다. 또, 상측 통형체(12) 및 하측 통형체(13)는 별도의 부재로 되어 있지만, 일체의 통형 부재를 이용한 구조로 해도 좋다.
또한, 통형의 이동 부재는, 디스크(9)의 플랜지부(9c)를 가압하며, 또한, 봉형의 이동 부재가 통형의 이동 부재와는 무관하게 작동할 수 있는 구조이면 되고, 예컨대 단면 コ 자형과 같이, 통형의 일부가 결락되어 있는 것과 같은 구조여도 좋다.
본 발명에 의하면, 수동 밸브와 자동 밸브의 양쪽의 기능 또는 어느 한쪽의 기능을 구비하고 있는 유체 제어기의 성능 향상에 기여할 수 있다.
(1): 유체 제어기 (2): 밸브 박스
(2a)(2b): 유체 통로 (4): 다이어프램
(5): 다이어프램 누르개 (9): 디스크
(9c): 소직경 플랜지부(플랜지부) (10): 케이싱
(11): 봉형체(봉형의 이동 부재) (12): 상측 통형체(통형의 이동 부재)
(13): 하측 통형체(통형의 이동 부재) (13a): 끼워맞춤부
(14): 상측 피스톤(제1 피스톤) (15): 하측 피스톤(제2 피스톤)
(16): 압축 코일 스프링(탄성 부재) (17): 카운터 플레이트
(21): 상측 케이싱(제1 케이싱) (22): 하측 케이싱(제2 케이싱)
(23): 상측 실린더부(제1 실린더부) (24): 하측 실린더부(제2 실린더부)
(25): 상측 나사부(제1 나사부) (26): 하측 나사부(제2 나사부)
(27)(28): 압축 유체 도입실

Claims (4)

  1. 유체 통로를 개폐하도록 이동하는 다이어프램과,
    상기 유체 통로를 폐쇄 상태로 하는 폐쇄 위치와 상기 유체 통로를 개방 상태로 하는 개방 위치로 상기 다이어프램을 이동시키는 다이어프램 누르개와,
    단부에 있어서 상기 다이어프램 누르개를 유지하는 디스크와,
    수동 또는 자동으로 상기 디스크를 폐쇄 위치 또는 개방 위치로 이동시키는 통형(筒形)의 이동 부재
    를 구비하고 있는 유체 제어기에 있어서,
    상기 통형의 이동 부재는, 상기 디스크의 외주에 끼워 맞추는 통형(筒形)의 끼워맞춤부를 갖고 있고,
    상기 디스크의 하단부에, 상기 통형의 이동 부재의 이동 시에 상기 통형의 이동 부재의 단부가 접촉하는 플랜지부가 설치되어 있고,
    상기 통형의 이동 부재는, 상기 끼워맞춤부를 갖는 제2 통형체와, 이 제2 통형체와 별도의 부재로 된 제1 통형체를 포함하는 것인 유체 제어기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 통형의 이동 부재를 이동시키는 이동 수단은, 케이싱 내에 형성된 압축 유체 도입실 내부에 대한 압축 유체의 도입 또는 배출에 의해 행하는 자동 이동 수단이고,
    상기 케이싱은, 제1 케이싱과, 이 제1 케이싱과는 별도의 부재인 제2 케이싱을 구비하고,
    상기 케이싱 내에, 카운터 플레이트에 의해 구획된 제1 실린더부와 제2 실린더부가 형성되고, 상기 자동 이동 수단은, 상기 제1 실린더부에 의해 안내되어 상기 통형(筒形)의 이동 부재와 일체로 이동하는 제1 피스톤과, 상기 제2 실린더부에 의해 안내되어 상기 통형의 이동 부재와 일체로 이동하는 제2 피스톤을 갖고 있고,
    상기 카운터 플레이트에, 제1 나사부 및 제2 나사부가 설치되고, 상기 제1 나사부가 상기 제1 케이싱에 나사 결합되고, 상기 제2 나사부가 상기 제2 케이싱에 나사 결합되는 것인 유체 제어기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 피스톤 및 상기 제2 피스톤은, 모두 상기 통형의 이동 부재와 별도의 부재로 되어 있는 것인 유체 제어기.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 디스크를 수동으로 이동시키는 수동 이동 수단
    을 더 구비하고 있고, 상기 수동 이동 수단은, 수동 조작에 의해 이동됨으로써 상기 디스크를 한쪽으로 가압하는 봉형(棒形)의 이동 부재를 구비하고 있고,
    상기 봉형의 이동 부재는, 상기 디스크의 정상면 중앙부를 단부가 한쪽으로 가압하는 자동 개폐 불가능 위치로 그리고 상기 디스크의 정상면 중앙부로부터 단부가 떨어진 자동 개폐 가능 위치로, 수동 조작에 의해 이동되고, 상기 통형의 이동 부재는, 상기 봉형의 이동 부재에 상대적으로 이동 가능하게 끼워 맞춰지고, 탄성 부재에 압박되어 상기 디스크를 한쪽으로 가압하는 폐쇄 위치 및 상기 자동 이동 수단에 의해 상기 디스크의 플랜지로부터 단부가 떨어진 개방 위치로 이동되도록 이루어져 있고, 상기 통형의 이동 부재가 개방 위치에 있을 때에 상기 봉형의 이동 부재를 폐쇄 위치까지 이동시키는 긴급 시의 폐쇄 상태가 가능하게 되어 있는 것인 유체 제어기.
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