KR960011806B1

KR960011806B1 - 수압조절시 수격작용을 방지하는 장치

Info

Publication number: KR960011806B1
Application number: KR1019890017785A
Authority: KR
Inventors: 야스히데 기무라; 다케시 모도하시; 유기히로 후지시마
Original assignee: 도오도오 기기 가부시기가이샤; 고가 요시네
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1989-11-30
Publication date: 1996-08-30
Anticipated expiration: 2009-11-30
Also published as: CA2004175C; US5038823A; KR900008127A; DE68909380T2; EP0373037B1; CA2004175A1; DE68909380D1; EP0373037A1

Abstract

내용없음.

Description

수압조절시 수격작용을 방지하는 장치

제1도는 수압조절기능을 보유하는 제1실시예의 수격작용방지장치에 설치된 급수혼합밸브의 정면도.

제2도는 수격작용방지장치의 내부구조를 나타내는 설명도.

제3a도는 수격작용방지장치의 개략도.

제3b도는 보조통로가 설치된 밸브요소의 단면도.

제4도는 밸브요소의 평향력과 밸브요소의 행정사이의 관계를 나타내는 그래프.

제5도는 제1실시예를 변경한 수격작용방지장치의 내부구조를 나타내는 설명도.

제6a, b도는 수격방지장치(B)의 개략도.

제7a, b도는 밸브요소편향스프링(h)이 설치된 수격방지장치(C)의 개략도.

제8도는 본 발명 제2실시예의 급수중지밸브의 측면도.

제9도는 제8도의 I-I선에 따른 상기한 밸브의 단면도.

제10도는 제9도의 II-II선에 따른 상기한 밸브의 단면도.

제11도는 제12도의 III-III선에 따른 상기한 밸브의 단면도.

제12도는 제8도의 IV-IV선에 따른 상기한 밸브의 단면도.

제13도는 제11도의 V-V선에 따른 상기한 밸브의 단면도.

제14도는 밸브요소 편향력의 특성을 나타내는 그래프.

제15도는 본 실시예의 급수중지밸브를 사용하는 방법을 나타내는 설명도.

제16도는 수력작용방지장치의 작동을 나타내는 개략도.

제17도는 본 발명 제3실시예의 급수중지밸브의 정면도.

제18도는 본 발명 제3실시예의 급수중지밸브의 정면도.

제19도는 본 발명 제3실시예의 급수중지밸브의 우측면도.

제20도는 본 발명 제3실시예의 급수중지밸브의 좌측면도.

제21도는 제17도의 VI-VI선에 따른 상기한 밸브의 단면도.

제22도는 제17도의 VII-VII선에 따른 상기한 밸브의 단면도.

제23도는 제17도의 VIII-VIII선에 따른 상기한 밸브의 단면도.

제24도는 제3실시예의 급수중지밸브를 사용하는 방법을 나타내는 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 혼합밸브 11 : 냉수공급관

12 : 온수공급관 20, 152 : 급수관

25, 113 : 연통통로 R₁, 112 : 상류통로

R₂, 114 : 하류통로 a, 111 : 밸브요소

b : 밸브요소편향장치 c : 수격작용방지스프링

d : 압력조절스프링 e : 보조통로

103 : 밸브케이싱 B : 수격작용방지장치

M : 급수중지밸브 N : 스트레이너부

B : 수격작용방지부 C : 급수중지부

본 발명은 여러가지 형태의 급수배관 또는 급수장치에 발생하기 쉬운 수격작용(water hammer)를 방지하는 장치에 관한 것이다. 종래에, 배관내에서 불유쾌한 음향과 누수(漏水)를 발생시키는 수격작용을 방지하기 위한 여러가지 형태의 장치가 있었다. 밸브형태에 있어서, 수격작용에 의해 발생된 급격한 압력변화는 스프링 또는 완충기가 설치된 밸브요소에 의해 흡수된다.

그러나, 이러한 종래의 수격작용방지장치에 있어서는, 밸브요소의 인입

체적이 유입측내의 압력변화에 대응하여 유입측 통로압력 또는 상류측 압력에 비례하므로, 중립위치가 현저하게 변화된다.

더욱이, 수격작용에 의해 발생되는 급격한 상승을 흡수하기 위하여, 밸브요소는 중립위치를 지나서 이동하여 인입되어야 하므로, 밸브이동체적이 증가되어 수격작용방지장치의 전체구성이 대형으로 된다. 또 수격작용방치는 주로 수격작용을 방지하기 위해 설계되므로, 압력조절기능, 즉 정상작동에서의 장치의 하류통로의 동유체압력(dynamic fluid pressure)을 일정한 압력으로 유지하는 기능이 구비되어 있지 않다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제를 해결할 수 있는 수격작용방지장치를 제공하는데 있다.

본 발명은, (a) 하류통로와 상류통로를 연통시키기 위해 밸브케이싱내에 형성된 연통통로와, (b) 연통통로를 개폐하기 위해 왕복가능한 밸브요소와, (c) 전기한 밸브요소를 개방방향으로 편향시키고, 전기한 하류통로에 발생하는 하류측밸브 압착압력에만 실제적으로 연결되는 전기한 밸브요소를 왕복운동시키며, 전기한 연통통로내의 압력을 조절하도록 전기한 연통통로의 개방면적을 변화시킬 수 있으며, 전기한 밸브케이싱의뒷부분에 직렬로 배치된 스프링 상수가 작은 압력조절스프링과 스프링 상수가 큰 수격작용방지스프링으로 구성된 밸브요소편향장치 등으로 이루어진 압력조절기능이 구비된 수격작용방지장치를 개시한다.

또한, 수격작용방지장치는, 수격작용의 발생시에 전기한 밸브요소가 폐쇄방향으로 이동함에 따라 전기한 상류통로로부터 전기한 하류통로로의 밸브이동체적에 상당하는 물의 양을 유출시킬 수 있는 보조통로가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 의해, 본 발명은 다음과 같은 장점이 있다.

(1) 수격작용이 발생되려고 할때, 하류통로의 밸브요소압착압력이 밸브요소편향장치의 편향력보다 훨씬 크게 증가하여 밸브요소는 밸브폐쇄방향으로 급속히 이동된다. 이러한 밸브요소의 이동에 있어서, 스프링 상수가 큰 수격작용방지 스프링은 수격작용이 보유하고 있는 압력에너지를 효율적으로 흡수할 수 있다. 따라서, 여러가지 배관 또는 장치에 있어서의 불유쾌한 음향 또는 누수의 발생이 효율적으로 방지될 수 있다.

(2) 정상작동에서, 하류측의 압력이 약간 변경 또는 변화되면, 스프링 상수가 작은 압력조절스프링이 그 압력의 변경 또는 변화에 비례하여 수축된다. 이러한 수축에 의해, 밸브요소는 하류압력이 항상 일정하게 정확히 조절되도록 밸브폐쇄방향으로 이동된다.

(3) 수격작용이 발생하면, 밸브요소가 밸브폐쇄방향으로 이동함에 따라, 밸브이동체적에 상당하는 양의 물이 상류통로로부터 보조통로를 경유하여 하류통로로 유동하므로, 밸브요소는 용이하고 원활하게 이동된다. 따라서, 수격작용에 의해 발생되는 압력에너지는 용이하게 흡수될 수 있어, 여러가지 배관 또는 장치에서의 불유쾌한 음향이나 누수의 발생이 보다 효율적으로 방지될 수 있다.

(4) 밸브요소는 밸브요소편향장치에 의해 항상 밸브폐쇄방향으로 편향되며, 밸브요소편향장치는 연통통로의 개방면적을 변화시켜서 압력조절을 행하기 위하여 하류통로에 발생된 하류밸브압착압려에 의해서만 실제로 밸브요소를 왕복시키도록 구성되어 있다. 그러므로, 상류통로내에 발생된 상류압력의 영향은 방지 또는 최소화될 수 있다. 따라서, 밸브이동체적이 최소화될 수 있으므로, 수격작용방지장치는 상당히 소형화될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

[제1실시예]

제1도에서, 부호(10)는 온수와 냉수를 혼합하기 위해, 욕실의 벽(W)에 설치된 혼합밸브를 나타낸다.

혼합밸브(10)에는 양쪽에 냉수공급통로와 온수공급통로가 설치되어 있고, 이들 통로에는 혼합밸브(10)쪽으로 비스듬히 기울어진 냉수공급관(11)의 온수공급관(12)이 연결되어 있다.

도면에서, 부호(12a)는 분출구(spout)를 나타낸다.

본 실시예에서, 수격작용방지장치(B)는 각각 냉수공급관(11)과 온수공급관(12)내에 수용되어 있다.

수격작용방지장치(B)가 설치되는 위치는 상기한 위치에 제한될 필요는 없고, 예를 들어 혼합밸브(10) 또는 후술하는 급수중지밸브내 등과 같이 다른 위치에 설치될 수도 있다.

이하, 수격작용방지장치를 개략적으로 나타내는 제2도 및 제3도를 참조하여 수격작용방지장치(B)의 구성을 설명한다.

혼합밸브(10) 자체의 구성은 잘 알려져 있으므로 설명을 생략한다.

제2도에서, 부호(20)는 혼합밸브(10) 쪽을 향해 경사져 있는 관형상의 급수관 본체를 나타낸다.

급수관 본체(20)에는 그것의 상부둘레벽에 냉수공급통로 또는 온수공급통로와 연통하는 개구부(21)가 설치되어 있고, 그것의 하부둘레벽에는 냉수공급통로(11) 또는 온수공급통로(12)에 연통하는 원통형연결부(22)가 설치되어 있다.

급수관 본체(20)는 기본적으로 그 내부에 수격작용방지장치(B)가 결합되어 있는 수격작용방지장치 장착슬리브(23)와, 수격작용방지장치 장착슬리브(23)에 나란하게 배치된 급수중지밸브 장착슬리브(24)로 구성되어 있다.

급수중지밸브 장착슬리브(24) 내부에는, 연통통로(25)가 형성되어 있고, 연통통로(25)의 상단은 슬리브(23)의 상부측벽에 형성된 입구개구부(26)를 거쳐서 슬리브(23)의 상부공간내에 형성된 스로트링부(27)와 연통된다.

연통통로(25)의 하단은 스트레이너(strainer)(28)가 설치된 급수중지밸브(29)를 거쳐 관형상연결부(22)와 연통된다.

이와 같은 구성으로, 상류(1차)통로(R₁)은 연통통로(25)내에 한정되고, 하류(2차)통로(R₂)는 개구부(21)내에 한정된다.

이하, 수격작용방지장치(B)의 구성을 보다 상세히 설명하기 위해 문자(a)는 수격작용방지장치 장착슬리브(23)의 상부에 배치된 플런저형상의 밸브요소를 나타내며, 밸브요소(a)는 슬리브(23)내에 측방향으로 왕복가능하게 배치된다.

밸브요소(a)는 대체로 상부대경부(a-1), 하부대경부(a-2) 및 중간소경부(a-3)로 이루어진다.

정상분출작동에서, 상부대경부(a-1)는 입구개구부(26)의 상부에 배치되고, 중간소경부(a-3)는 입구개구부(26)와 연통되는 장착슬리브(23)내의 부분에 배치되며, 하부대경부(a-2)는 장착슬리브(23)의 입구개구부(26) 아래 위치에 배치된다.

수격작용방지장치 장착슬리브(23)의 밑부분에는 정상유동작동위치에서 상기한 밸브요소를 유지하는 밸브요소편향장치(b)가 배치되어 있다. 밸브요소편향장치(b)는 수격작용방지스프링(c)과, 압력조절스프링(d) 및 중간스프링 리셉터클(30)로 구성되어 있다.

수격작용방지스프링(c)은 수격작용방지장치 장착슬리브(23)의 하부밑벽(23a)에 접촉되는 기단부와, 컵형상의 중간스프링 리셉터클(30)의 플랜지부와 접촉되는 말단부 또는 상단부를 보유하고 있다.

압력조절스프링(d)은 중간스프링 리셉터클(30)의 컵부분내에 수납되는 기단부와, 밸브요소(a)의 상부벽에 접촉하면서 밸브요소(a)의 내부에 형성된 길다란 간극(31)내에 수납되는 상단부를 보유하고 있다.

제2도에서, 부호(33)는 스프링(c)(d)의 이동이 원활하도록 수격작용방지장치 장착슬리브(23)의 하부에 형성된 공기입구를 나타낸다.

제2도에서, 문자(e)는 밸브요소(a)의 상부대경부(a-1)의 외면에 형성된 슬릿(slit)을 나타내며, 그 슬릿은 보조통로를 형성한다.

후술하는 바와 같이, 보조통로(e)는 밸브요소(a)가 수격작용에 의해 발생된 압력변화를 흡수하기 위하여 밸브폐쇄방향으로 이동될때 상류통로(R₁)로부터 하류통로(R₂)로 유동하는 물의 양을 점차적으로 감소시킬 수 있다.

보조통로(e)는 상부대경부(a-1)의 표면에 테이퍼형상으로 형성되어도 좋다.

제3b도에 표시된 바와 같이, 보조통로(e)는 장방형이나 삼각형 또는 반원형 단면을 보유한다.

상술한 구성을 보유하는 수격작용방지장치(B)에 있어서, 밸브요소(a)에 가해지는 여러가지 밸브요소편향력 중에 초기밸브요소편향력(F₁)은 하류통로(R₂)내에 발생하는 하류밸브요소압착력(F₂)과 동일하게, 즉 F₁=F₂이도록 설정된다.

하류밸브요소압착력은 다음과 같은 식으로 표현된다.

F₂=P₂·Av+P₁·(Ac+Av)

상기한 식에서, P₁은 상류통로(R₁)의 상류압력이고, P₂은 하류통로(R₂)의 하류압력이고, Av는 밸브요소(a)의 후부압력수납면의 면적이며, Ac는 스로틀링부(27)에서의 장착슬리브(23)의 단면적이다.

이와 같은 파라미터의 설정에 의해, 정상유동작동에서, 상류통로(R₁)에서의 상류압력(P₁) 또는 하류통로(R₂)에서의 하류압력(P₂)이 변화되면, 밸브요소(a)는 압력변화의 양에 비례하여 이동되어, 상류통로(R₁)로부터 하류통로(R₂)로 유입하는 물의 양을 조절하도록 스로틀링부(27)의 개방면적(A)을 조절한다.

또, 본 실시예에서, 제2도 및 제3도에 표시된 바와 같이, Ac-Av의 값은 가능한한 작게 결정된다.

즉, 스로틀링부(27)에서의 장착슬리브(23)의 단면적과 밸브요소(a)의 압력수납면(Av)과의 차인 돌출면적이 가능한한 작게 되어, 상기한 식은 다음과 같이 표현될 수 있다.

F₁=P₂·Av

따라서, 본 실시예에서, 밸브요소(a)는 항상 밸브요소편향장치(b)에 의해 밸브개방방향으로 편향되고, 밸브요소평향장치(b)는 밸브요소(a)를 왕복 또는 이동시키기 위해 하류통로(R₂)내에 발생된 하류압력(P₂)과 함께 작용하여 스로틀링부(27)의 개방면적(A)의 조절에 의해 압력조절을 행한다.

그것에 의해, 상류압력(P₁)변화의 악영향이 방지될 수 있다. 결국, 밸브이동체적(스로틀링부의 개방면적(A)×밸브요소(a)의 행정)이 최소화될 수 있으므로 수격작용방지장치(B)를 가능한 소형화 할수 있다.

더욱이, 본 실시예에서, 밸브요소편향장치(b)는 직렬로 연결되는 수격작용방지스프링(c)와 압력조절스프링(d)으로 구성되는데, 전자의 스프링(c)은 큰 스프링상수(k₁)를 보유하는 스프링으로 이루어지고, 후자의 스프링(d)은 작은 스프링상수(k₂)를 보유하는 스프링으로 이루어진다.

따라서, 양쪽 스프링(c)(d)의 결합스프링 상수를 k₀로 표시하고, 양쪽 스프링(c)(d)의 결합력, 즉 밸브요소편향력은 F로 표시하고, 밸브요소(a)의 행정을 S로 표시하면, 결합스프링 상수(k₀)와 밸브요소편향력(F)은 각각 다음과 같은 식으로 표시된다.

k₀=k₁·k₂/ (k₁+k₂)…………………………………(1)

F=k₀·S=k₁·k₁/ (k₁+k₂)S………………………(2)

즉 밸브요소편향력(F)은 행정(S)가 설정치에 도달할 때까지 점차적으로 증가되고, 그 설정치에 도달한 후에 급격히 증가된다. 따라서, 정상압력변화의 범위내에서 결합스프링 상수(k₀)는 작으므로 하류통로(R₂)의 하류압력(P₂)이 약간 증가되더라도, 밸브요소(a)는 스로틀링부(27)의 개방면적(A)을 조절하는 것에 비례하여 이동되므로, 항상 일정한 값으로 하류압력을 유지하도록 수격작용방지장치(B)에 압력조절기능을 제공한다.

한편, 급작스럽게 급수중지작동을 행하는 것에 의해 수격작용이 발생되면, 상류압력(P₁) 과 하류압력(P₂) 모두가 상승된다.

그와 같은 압력상승의 결과로서, F₁F₂가 된다.

따라서, 본 실시예에서, 밸브요소(a)는 수격작용이 보유하고 있는 순간압력에너지가 압축탄성에너지로 변화되어 흡수되도록 밸브요소편향장치(b)를 압축하기 위해 밸브폐쇄방향으로 이동된다.

제4도에 표시된 바와 같이, 결합스프링력의 스프링 상수는 하류통로(R₂)의 하류압력이 급격히 증가되더라도 스로틀링부의 개방면적을 조절하기 위해 밸브요소(a)가 이동되어 수격작용에 의해 발생된 급격한 압력변화를 효율적으로 흡수하도록 수격작용방지스프링(c)의 스프링 상수(k₁)이다.

또, 본 실시예에서, 밸브요소(a)의 외면에 보조통로(e)가 형성되므로, 밸브요소(a)의 밸브이동체적(스로틀링부(27)의 개방면적(A)×밸브요소(a)의 행정)에 상당하는 적당한 양의 물이 급수중지밸브측으로부터 혼합밸브측통로로 용이하게 유동된다.

따라서, 밸브요소(a)는 밸브폐쇄방향으로 용이하게 이동되어 수격작용에 의해 발생된 급격한 압력변화가 효율적으로 흡수된다.

제2도에서 다른 구성요소 또는 부재를 설명하면, 부호(35)는 덮개를 나타내고, 부호(36), (37)은 O-링을 나타내며, 부호(38)은 연결을 위한 캡너트를 나타낸다.

제5도는 본 실시예의 변경예를 나타내는 것으로 변경예는 다음과 같은 구성을 제외하고는 상술한 실시예의 수격작용방지장치(B)의 구성과 유사한 수격작용방지장치(B')를 보유한다.

중간소경부(a-3) 대신에 축방향유동통로(a-4)와 방사상 유동통로(a-5x)로 이루어진 T형상 유동통로 즉, 단일밸브요소 편향스프링(h)으로 수격작용방지기능과 압력조절기능을 수행하기 위해서는 그와 같은 스프링(h)은 본 발명의 스프링(c)(d)의 길이보다 약 6배 정도 길어야 한다. 상기한 비교와 검토에서 명확한 바와 같이, 수격작용방지장치(B)(B')는 충분한 수격작용방지기능 및 압력조절기능을 보유하면서 가능한한 소형화될 수 있다.

수격작용방지장치(B)(B')는 냉수공급관(11) 및 은소공급관(12) 내에 수용되어 있지만, 장치(B)는 혼합밸브의 밸브본체내에 장착되어도 좋다.

[제2실시예]

이하, 제8도 내지 제16도를 참조하여 제2실시예를 설명한다. 제8도에는, 후술하는 수도꼭지의 상류측에 위치되는 파이프에 장착될 수 있는 급수중지밸브(M)의 전체구조가 표시되어 있다. 급수중지밸브(M)는 제9도 내지 제13도에 표시된 바와 같이, 상면과 측면에 서로 수직하게 급수입구부(101)와 급수출구부(102)가 각각 설치되어 있는 밸브케이싱(103)으로 구성되어 있고, 밸브케이싱(103)내에는 급수중지부(C)와, 스트레이터부(N) 및 수직작용방지부(B)가 설치되어 있다.

급수중지부(C)는 제9도 및 제10도에 표시된 바와 같이 구성되어 있다.

밸브요소가이드(104)는 그 축이 수평에 대해 기울어 있는 형태로 밸브케이싱(103)의 측벽에 나사식으로 장착된다. 급수중지밸브요소(105)는 밸브요소가이드(104)에 맞물리며 말단부에 패킹(106)이 설치되어 있다. 드라이버의 끝을 급수중지밸브요소(105)의 기단부의 슬릿에 끼워서 밸브요소(105)를 회전시키면, 밸브요소가 축방향으로 이동하여 패킹(106)이 밸브케이싱(103)내에 형성된 급수중지밸브시이트(108)에 접촉하거나 또는 밸브시이트(108)로부터 떨어지므로, 급수입구부(101)와 급수출구부(102) 사이를 연통시키거나 또는 차단시킨다.

스트레이너부의(N)의 구성은 제9도, 제11도 및 제12도에 표시되어 있다.

제10도에 표시된 바와 같이, 스트레이너부(N)은 급수중지부(C)에 나란하게 밸브케이싱(103)내에 배치되고, 급수중지부(C)로부터 격벽에 의해 한정된다.

스트레이너부(N)는 대략 원통형의 금속메시스크리인으로 이루어진 필터(109)로 구성되며, 스트레이너의 축도 밸브요소가이드(104)와 마찬가지로 수평에 대해 기울어져 있다.

급수중지부(C)는 정상작동상태에서 개방되므로, 밸브케이싱(103)으로 들어오는 물은 점선으로 표시된 바와 같이, 즉 급수입구부(101)→급수중지밸브시이트(108)→필터(109)(외측으로부터 내측으로)로 유동하여 여과된다.

수격작용방지부(B)의 구성은 제10도 내지 제13도에 표시되어 있다.

수격작용방지부(B)는 밸브케이싱(103)의 상부에 배치되고, 그 축은 급수중지밸브부(C)의 축과 스트레이너부(N)의 축에 수직하게 되어 있다.

수격작용방지부(B)는 수격작용방지장치 장착슬리브(110)와, 슬리브(110)내에 축방향으로 왕복가능하게 배치된 플런져형상밸브요소(111)와, 밸브요소(111)를 개방하는 방향으로 밸브요소(111)에 편향력을 가하는 밸브요소편향장치로 구성되어 있다. 수격작용방지장치 장착슬리브(110)내에 한정되는 내부공간은 상류통로(112)를 거쳐 스트레이너부(N)의 내부와 연통된다. 제11도에 표시된 바와 같이, 밸브요소(111)에는 둘레방향으로 동간격을 두고 그것의 외면에 연통통로(113)가 설치되어 있고(연통통로(113)의 수는 예를 들어 6개로 증가되어도 좋음).

상기한 상류통로(112)는 연통통로(113)의 우측단과 연통되고 연통통로(113)의 좌측단은 하류통로(114)를 거쳐 급수출구부(102)에 연통되며, 연통통로의 좌측단과 연통통로(113)의 우측단(113a) 사이에는 스로틀링부(C')가 형성되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 급수입구부(101)와 급수중지밸브시이트(108)을 거쳐 스트레이너부(N)로 들어오는 물은 점선으로 표시된 바와 같이, 즉 스트레이너부(N)→상류통로(112)→연통통로(113)→하류통로로 유동하여, 밸브케이싱(103)으로부터 급수출구부(102)를 통해 미도시된 외부 파이프로 유출된다.

밸브요소(111)의 우측부분의 외부둘레면에는 다수의 환상홈이 축방향으로 간격을 두고 나란하게 형성되어 있으며, 내마모성링(115), O-링(116), 및 백업링(back-up ring)(117)이 그 홈내에 장착되어 있어 수격작용방지장치 장착슬리브(110)와 밸브요소(111) 사이의 내마모성의 열화가 발지될 수 있으므로, 누수가 효율적으로 방지될 수 있다.

밸브요소편향장치(a')는 제1스프링(118)과 제1스프링(118)보다 스프링 상수가 큰 제2스프링(119)과 스프링(118)(119) 사이에 끼워진 중간스프링 리셉터클(120)로 구성되어 있다.

제1스프링(118)은 한쪽끝이 수격작용방지장치 장착슬리브(110)의 우측단에 나사식으로 장착된 플러그(121)의 끝면에 접촉되고, 다른쪽은 리셉터클(120)을 왼쪽방향으로 편향시키기 위해 중간스프링 리셉터클(120)내에 수납된다.

제2스프링은 한쪽끝이 중간스프링 리셉터클(120)에 의해 수납되어 지지되며, 다른쪽 끝은 밸브요소(111)를 왼쪽방향으로 편향시키기 위해 밸브요소(111)에 접촉된다.

즉, 밸브요소(111)는 직렬로 배치되어 있는 한쌍의 제1 및 제2스프링(118)(119)에 의해 스로틀링부(C)를 개방하기 위한 방향이나 왼쪽방향으로 편향된다.

보다 상세히 설명하면, 제2스프링(119)의 양단은 중간 스프링 리셉터클(120)과 밸브요소(111)내에 형성된 홈(122)(123)에 수납된다.

플러그(121)에는 밸브요소(111)의 이동을 원활하게 하는 공기배출부(124)가 설치되어 있다.

공기배출부(124)는 원추형상홈내에 형성된 내면을 보유하고, 외면에 O-링(125)이 설치된 공기밸브요소(126)는 홈내에 수용되어 있다.

공기밸브요소(126)의 오른쪽 이동에 의해, 공기배출부(124)가 폐쇄되어 누수가 방지될 수 있다.

부호(127)는 공기밸브요소(126)의 이동을 안내하는 와셔를 나타내며, 와셔(127)에는 공기배출간극(128)이 설치되어 있다. 부호(129)(130)는 밸브요소(111)의 좌측단과 중간스프링 리셉터클(120)의 우측단내에 수용되어 있는 댐핑부재를 나타낸다. 수격작용방지장치(B)에서 밸브요소편향장치(Ba)의 밸브요소편향력(F₁)은 다음과 같은 특성이 있다.

즉, 제14도에 표시된 바와 같이, 밸브요소편향장치의 스프링 상수(K)는 2단계, 즉 밸브요소(111)가 중간스프링 리셉터클(120)의 대응단(端)에 접촉할 때까지는 K=K₁·K₂/ (k₁+k₂)이고, 밸브요소(111)가 중간스프링 리셉터클(120)의 대응단에 접촉한 후에는 K=k₂로 설정된다.

상기한 식에서, k₁은 제1스프링(118)의 스프링 상수이고, k₂는 제2스프링(119)의 스프링 상수이다.

밸브요소편향력은 다음과 같은 식을 표현된다.

F₂=P₂·Av+P₁·(Ac+Av)

상기한 식에서, P₁은 상류통로(112)의 상류압력이고, P₂는 하류통로(114)의 하류압력이고, Av는 밸브요소(111)의 좌측끝면(131)의 면적이며, Ac는 장착슬리브(110)의 단면적이다.

제15도에서, 상술한 구성을 보유하는 급수중지밸브(M)는 세면기(150)의 분출구(151)와 급수관(152) 사이에 삽입된다. 부호(153)는 분출구(154)를 작동하는 핸들을 나타내고 부호(155)는 보울(bowl)을 나타내며, 부호(157)는 물배출관을 나타낸다.

이하, 제16도를 참조하여 상술한 수격작용방지장치(B)에 의한 물유동작동중의 유동조절기능과 수격작용방지기능을 설명한다. 상류압력(P₁) 또는 하류압력(P₂)이 물유동작동중에 상승(또는 하강)된다고 가정하면, 급수중지밸브(M)를 통해 유동량이 증가(또는 감소)하고, 그와 같은 유동량의 변화에 대응하여, 밸브요소(111)가 우측(또는 좌측)으로 이동하며 스로틀링부(C')가 개방면적(6)이 급수중지밸브(M)로부터의 유동량을 자동적으로 조절한다.

수격작용방지장치 장착슬리브(110)와 밸브요소(111) 사이에는 내마모성 링(115)이 삽입되므로, 물유동작동 중에 발생하기 위한 서어징(surging)은 장시간동안 제한된다.

또, 사용자에 의한 분출구(151)의 급작스러운 급수중지작동에 의하여 수격작용이 하류통보(114)내에 발생되려고 하면, 급격한 압력상승, 즉 수격작용은 밸브요소(111)의 이동에 대응하는 밸브요소편향장치의 변위와 하류통로(114)의 공간 또는 체적의 증가에 의해 효율적으로 흡수된다.

즉, 수격작용이 발생되려고 할때, 상류통로(112)내의 압력과 하류통로(114)내의 압력은 급격히 증가한다.

이러한 현상에 있어서, 압력(P₂)는 압력(P₁)보다 크고, 면적(Av)는 면적(Ac)보다 크다.

상술한 식 F₂=P₂·Av+P₁·(Ac-Av)으로부터 명백한 바와 같이, 밸브요소편향력(F₂)은 급격히 증가되므로, 밸브요소(111)는 우측으로 이동된다.

따라서, 스로틀링부(c')의 개방면적(b')은 좁아지고, 하류통로(114)내의 유동량 공간 또는 체적은 밸브요소(111)의 밸브이동체적에 대응하여 감소되므로, 수격작용의 압력과 수격작용의 악영향을 제한하기 위한 유동 에너지는 상류통로(112)와 급수관(152)에 흡수된다.

또한, 전술한 바와 같이 본 실시예에서, 스프링 상수(K)는 밸브요소(111)의 행정에 따라 2단계로 변화하도록 설정된다. 따라서, 통상의 물유동작동중에, 밸브요소(111)는 분출하는 물의 유동량을 원활하게 조절하기 위해 작은 스프링 상수로 편향되며, 수격작동등과 같이 크기가 큰 압력이 밸브요소(111)에 가해지며, 밸브요소(111) 행정의 대략 끝부분에서, 큰 스프링 상수(k₁)에 의해 발생된 밸브요소편향력이 밸브요소압착력(F₂)에 대항하므로, 스로틀링부(c')의 완전폐쇄가 방지되고, 중간스프링 리셉터클(120)이 플러그(121)에 충돌되는 것이 방지된다.

이와 같은 방법으로, 본 실시예의 급수중지밸브에 의해 유동조절기능과 수격작용방지기능이 달성된다.

상술한 바와 같이, 급수중지밸브는 수격작용의 급격한 압력상승을 방지할 수 있어, 급수관(152)등과 같은 배관으로부터의 누수와, 비정상 또는 불유쾌한 음향의 발생을 방지할 수 있다. 즉, 급수중지밸브에는 유동량조절기능과 수격작용방지기능이 구비되어 있으므로 급수중지밸브는 상당히 소형화될 수 있으며 그것의 구성도 상당히 간단하게 된다.

[제3실시예]

이하, 제17도 내지 제24도를 참조하여 제3실시예에 대하여 설명한다.

밸브케이싱(103)의 상면과 측면에 급수입구부(101)와 급수출구부(102)가 설치된 제2실시예의 급수중지밸브와는 달리, 본 실시예의 급수중지밸브(M')는 밸브케이싱(203)의 상면과 하면에 급수입구부(201)와 급수출구부(202)가 각각 설치되어 있는 특징이 있다.

이러한 구성에 의해, 제24도에 표시된 바와 같은 간단한 배관이 가능하게 된다.

그러나, 밸브케이싱(203)의 내부구조와 급수중지밸브(M')의 기능은 제2실시예의 급수중지밸브(M')의 내부구조 및 기능과 실제로 동일하므로, 동일한 부품은 동일부호에 100을 더하여 표시되어 있다.

또한, 제1실시예와는 달리, 급수중지부(C)의 축과 스트레이너(N)의 축은 경사지지 않고 수평하게 되어 있어, 밸브케이싱(203)의 내부구조가 상당히 간단하게 될 수 있으며, 제2실시예의 급수중지밸브에 비해 저렴한 가격으로 제조될 수 있다.

Claims

a) 하류통로(R₂)(114)와 상류통로(R₁)(112)를 연통시키기 위해 밸브케이싱내에 형성된 연통통로(25)(113)와, b) 연통통로(25)(113)를 개폐하기 위해 왕복가능한 밸브요소(a)(111)와, c) 전기한 밸브케이싱내에 직렬로 배치된 스프링 상수가 작은 압력조절스프링(d)과 스프링 상수가 큰 수격작용방지스프링(c)으로 구성되어, 전기한 밸브요소를 개방방향으로 편향시키며, 전기한 연통통로(25)(113)의 개방면적을 변화시킬 수 있으므로 전기한 연통통로(25)(113)의 압력을 조절하여 수격작용의 발생을 방지하는 밸브요소편향장치(a')(b)들을 구성된 것을 특징으로 하는 수압조절시 수격작용을 방지하는 장치.
a) 하류통로(R₂)(114)와 상류통로(R₁)(112)를 연통시키기 위해 밸브케이싱내에 형성된 연통통로(25)(113)와, b) 연통통로(25)(113)를 개폐하기 위해 왕복가능한 밸브요소(a)(111)와, c) 전기한 밸브케이싱내에 직렬로 배치된 스프링 상수가 작은 압력조절스프링(d)과 스프링 상수가 큰 수격작용방지스프링(c)으로 구성되어, 전기한 밸브요소를 개방방향으로 편향시키며, 전기한 연통통로(25)(113)의 개방면적을 변화시킬 수 있으므로 전기한 연통통로(25)(113)의 압력을 조절하여 수격작용의 발생을 방지하는 밸브요소편향장치(a')(b)와, d) 수격작용의 발생시에 전기한 밸브요소가 폐쇄방향으로 이동함에 따라 밸브이동체적에 상당하는 양의 물을 전기한 상류통로로부터 전기한 하류통로로 유출할 수 있는 보조통로(e)들으로 구성된 것을 특징으로 하는 수압조절시 수격작용을 방지하는 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 전기한 밸브요소편향장치(a')(b)는 대부분 전기한 하류통로내에 발생하는 하류측밸브압력으로만 전기한 밸브요소를 왕복시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 수압조절시 수격작용을 방지하는 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 전기한 장치는 온수와 냉수를 혼합하는 혼합밸브(10)에 한쪽끝이 연결된 급수관(20)(152)내에 수용되는 것을 특징으로 하는 수압조절시 수격작용을 방지하는 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 전기한 장치는 온수와 냉수를 혼합하는 혼합밸브(10)내에 수용되는 것을 특징으로 하는 수압조절시 수격작용을 방지하는 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 전기한 장치는 급수중지밸브(29)(M)내에 수용되는 것을 특징으로 하는 수압조절시 수격작용을 방지하는 장치.