KR100306031B1 - 가스메타용전자밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스메타용 전자 마그네트밸브에 관한 것으로, 가스메타의 하우징에 장착 제공되며, 전진시 가스유동 통로(24)를 폐쇄하도록 밸브 시트에 안착되는 폐쇄위치와 후퇴시 가스유동 통로를 개방하도록 밸브 시트로 부터 떨어지는 개방위치 사이에서 왕복동하도록 슬라이드이동가능하게 배치된 밸브 로드에 영구자석(37)이 고정되고 그 양측면에 대향되게 그리고 통전시 영구자석과 대향면이 동일 극성을 갖도록 제 1 및 제 2 전자 마그네트요소(33,34)가 제공되며, 제 1 및 제 2 전자 마그네트요소들의 선택적인 통전시 영구자석과의 반발력에 의해 밸브를 개방위치와 폐쇄위치 사이에서 선택적으로 구동시키도록 구성됨으로써, 전력소모를 저감시키며, 수동조작 스위치가 직접 밸브판을 작동시키도록 구성되지 않아 가스의 유동을 방해하지 않고 종래와 같이 장착부위에서 가스누출의 위험이 감소되고, 가스압의 변동 또는 진동 등에 의해 밸브가 폐쇄되는 문제가 발생되지 않게 되어 안전성과 전자밸브의 신뢰성이 향상된다.

Description

가스메타용 전자밸브

본 발명은 가스메타에서 가스유로를 선택적으로 차단하도록 된 전자밸브에 관한 것으로, 특히 영구자석을 이용하여 밸브의 위치를 유지시키고 밸브 작동은 전자석을 이용하며 필요에 따라 수동조작 스위치로 유로를 차단하도록 밸브 작동을 조작가능하여 소비전력이 감소되고, 밸브의 오동작이 방지되며, 수동조작 스위치의 설치에 따른 가스메타로 부터의 가스누출의 위험이 제거되고 신뢰성이 향상되도록 개선된 전자밸브에 관한 것이다.

일반적으로 가스 공급관으로 부터 분기되어 가정이나 업소와 같은 사용자에게 공급되어지며, 각 사용자가 일정기간 사용한 가스량을 자동으로 계량하기 위하여 가스메타가 설치된다. 종래, 이러한 가스메타(1)는 예를들어 도 1에 도시된 바와같이 아파트나 연립주택과 같은 사용자에게 설치된 가스 공급관에 연결되는 유입관(2)과, 각 가정으로 연장된 배출관(3), 상기 유입관과 배출관 사이의 통로(4)에 제공되는 유량계측부(5)와 압력센서(6), 통로를 선택적으로 개폐하기 위한 차단밸브(7)와 이들을 제어하기 위한 제어부(8)를 포함하여 구성된다. 수동으로 조작하여 밸브(7)를 개방시킬 수 있도록 수동조작 버튼(9)가 제공된다. 이러한 수동조작 버튼(9)은 도 2에 도시된 바와같이 로드(10)의 선단에 슬로트(11)가 형성된 원통형부재(12)가 제공된 구조로서 원통형부재(12)의 단부가 밸브판(13)에 인접배치되어 버튼(9)을 눌러 로드가 전진하면 원통형부재(12)가 밸브판(13)을 밀어 시트로 부터 이격되어 개방된다. 그러나, 이러한 수동조작 버튼(9)의 원통형부재(12)가 가스 유동 통로(4)에 배치됨에 따라 가스의 유동성을 저하시키게 되는 문제가 있었다. 또한, 상기 밸브판(13)의 이면에는 스프링(14)이 배치되어 시트에 밀착되는 방향으로 작용하여 유로를 상시 폐쇄된 상태로 유지한다. 또한, 밸브(7) 케이스의 후단부 내측에는 로드의 후단부와 대향된 위치에 영구자석(16)이 제공되어 사용자가 버튼(9)을 눌러 로드가 후퇴되어 영구자석(16)과 접촉고정되어 밸브가 개방된 상태로 유지되지만, 이러한 개방상태는 영구자석의 흡인력과 스프링(14)의 기계적인 평형에 의해 유지되므로 외부의 기계적인 진동이나, 충격 혹은 가스통과 때의 부압이 돌발적으로 큰 경우에 기계적인 힘, 즉 스프링의 탄성력과 영구자석의 자력이 균형이 무너져 개방상태에서 자동적으로 폐쇄상태로 이동되는 문제가 있었다. 상기 밸브가 개방된 상태에서 폐쇄상태로 닫고자하는 경우에 코일(15)에 전류가 흐르면 여자되어 밸브 로드가 후퇴되어 영구자석에 의해 개방된 상태로 유지된다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 가스유로 차단밸브를 영구자석과 전자석의 극성을 이용하여 자동제어하에 동작시키며, 밸브의 유로 차단 또는 개방상태의 유지는 영구자석에 의해 이루어지도록 하여 저전력 소비를 실현하고, 오동작을 방지하도록 하여 신뢰성이 향상된 가스메타의 제공을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 가스메타용의 자기유지형 차단밸브를 포함하는 가스메타의 개략적인 구성도.

도 2는 종래의 자기유지형 차단밸브 구조를 개략적으로 보여주는 도 1의 부분 확대단면도.

도 3은 본 발명에 따른 전자밸브를 포함하는 가스메타의 개략적인 구성도.

도 4는 본 발명에 따라 개방된 상태의 전자밸브를 채용한 부분의 확대 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 전자밸브의 구동수단을 보여주는 확대도.

도 6은 본 발명에 따른 전자밸브의 수동조작 스위치를 보여주는 개략적인 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 *

20 : 전자 밸브 22 : 유입관

23 : 배출관 33, 34 : 전자 마그네트요소

37 : 영구자석 38 : 수동조작 스위치

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스메타용 전자밸브는 가스메타의 하우징에 장착되는 바디와, 전진시 가스유동 통로를 폐쇄하도록 밸브 시트에 안착되는 폐쇄위치와 후퇴시 가스유동 통로를 개방하도록 밸브 시트로 부터 떨어지는개방위치 사이에서 왕복동하도록 상기 바디에 장착된 밸브, 통전시 상기 밸브를 개방위치와 폐쇄위치 사이에서 선택적으로 구동시키는 구동수단을 포함하여 구성된다.

상기 구동수단은 밸브에 제공되어 구동된 위치에서 밸브를 유지시키는 영구자석과, 바디속에 제공되어 통전시 상기 영구자석의 대향측과 같은 극성을 갖도록 되어 그 반발력에 의해 밸브를 이동시키는 적어도 하나의 전자마그네트요소를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 가스메타에서 가스 유로가 개방된 상태에서 비상시에 사고방지를 위하여 유로를 차단하도록 외부에서 비상신호를 제어부로 입력하는 수동조작 스위치가 제공될 수 있다.

상기 밸브는 밸브 시트에 기밀되게 안착될 수 있는 밸브판으로부터 후방으로 연장된 로드에 반경방향으로 확대된 영구자석이 제공되고, 밸브 바디내부에는 영구자석의 양측면에 대향되게 각각 환형의 제 1 및 제 2 전자마그네트요소가 제공되며, 제 1 및 제 2 전자마그네트요소들은 가스메타에 제공된 제어부의 제어하에 선택적으로 그리고 소정의 짧은 시간동안 통전되며, 그 통전시에 대향된 영구자석의 자극과 동일한 자극이 형성하도록 되어 그에 따라 발생되는 반발력에 의해 밸브가 가스유동로 개방위치 또는 폐쇄위치로 이동되며, 상기 전자마그네트요소에의 전류가 차단될 때는 밸브 로드의 영구자석의 자력에 의해 상기 전자마그네트들중 어느 하나의 인접한 고정철심에 접촉유지되어 밸브는 개방위치와 폐쇄위치중 어느 한 상태에서 유지되도록 구성된다.

이하, 본 발명의 일실시예를 도시한 첨부도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 3는 본 발명에 따른 전자밸브(20)를 채용한 가스메타(21)의 구성을 개략적으로 도시하고 있으며, 도 4는 도 3의 A부분을 확대하여 밸브구조를 구체적으로 보여준다. 가스메타(21)에는 가스 유입관(22)와 배출관(23)을 연통시키도록 가스가 유동하는 통로(24)와 챔버(25)가 형성되고, 상기 챔버(25)는 유입되는 가스의 압력 및 유량의 급격한 변화를 완화하여 소정 압력의 가스가 배출관(23)을 통하여 배출되도록 한다. 상기 통로(24)에는 유량계측부(26)와 가스 압력센서(27)가 배치되며, 가스 유입관(22)과 유량계측부(26) 사이의 통로(24)에 벽체(28)가 형성되고, 상기 벽체에는 유입관의 측벽 외측에 배치된 전자밸브(20)에서 전진 또는 후퇴하여 밸브판(29)에 의해 선택적으로 개폐되는 개구부(30)가 형성되어 밸브판이 개구부에 마련된 시트로 부터 이격될 때 유입가스가 통로(24)와 챔버(25)를 거쳐 배출관(23)으로 배출되고 밸브판(29)이 시트에 안착되어 통로가 폐쇄될 때는 가스의 유입이 저지된다.

가스 유동 통로(24)에 제공된 유량계측부(26)로 부터 측정된 가스유량에 대한 신호가 출력되고, 또한 압력센서(26)에 의해 통로에서의 가스압력을 감지하여 그에 대응하는 신호를 출력하게 되고, 상기 유량계측부와 압력센서로 부터의 출력신호는 가스메타에 제공된 제어부(31)에 입력되며, 상기 제어부(31)는 통로(24)에 제공된 유량계측부(26)와 압력센서(27)의 출력신호를 받아 배출관(23)을 통해 배출되는 가스가 미리 입력된 압력, 유량 등의 설정값으로 배출되도록 전자밸브를 제어한다.

도 4와 도 5에 있어서, 가스 유입관(22)을 통해 유입되는 가스량을 제어하도록 개구부(30)의 개폐를 제어하는 본 발명에 따른 가스메타용 전자밸브(20)는 가스메타(21)의 상기 개구부에 인접한 유입관(22)의 외측면에 장착되며, 전진시 가스유동 통로(24)를 폐쇄하도록 밸브 시트에 안착되는 폐쇄위치와 후퇴시 가스유동 통로를 개방하도록 밸브 시트로 부터 떨어지는 개방위치 사이에서 왕복동하도록 로드가 슬라이드가능하게 장착된 밸브판(29)을 구비하고, 통전시 상기 밸브판(29)을 개방위치와 폐쇄위치 사이에서 선택적으로 구동시키도록 내부 공간의 양단부측에 제공되는 제 1 및 제 2 전자 마그네트요소(33,34)들을 포함하여 구성된다. 전자 마그네트요소들은 각각 환상으로 된 고정철심(35)의 요부에 1차 코일(36)이 감겨져 있는 구조이다.

상기 구동수단으로서의 상기 전자 마그네트요소(33,34)들은 밸브의 로드에 고정된 영구자석(37)의 양측면에 대향되게 배치되며 각각의 대향측은 동일한 자극을 갖도록 되어 전자 마그네트요소(33,34)들 각각이 작동할 때 발생되는 반발력으로 로드가 전진 또는 후진하게 된다. 즉, 도 5에 개략적으로 도시된 바와같이, 로드에 고정되는 영구자석(37)의 N극과 S극으로 된 양측면에 대향되게 환상의 제 1 및 제 2 전자 마그네트요소(33,34)들이 각각 배치되어 있으며, 제 1 전자마그네트요소(33)에 전류가 흐르게 되면 영구자석(37)과 대향된 부분이 N극으로 자화되어 동일 극성끼리의 반발력에 의해 밸브 로드가 도면에서 우측으로 향하게 표시된 화살표 방향으로 이동하게 되어 전류가 통전되지 않아 자극을 갖지 않은 제 2 전자마그네트요소(34)의 고정철심(35)에 부착되어 위치고정되는 한편, 제 2 전자 마그네트요소(34)에 전류가 흐르고 제 1 전자 마그네트요소(33)에는 전류가 흐르지 않게 되면 영구자석(37)의 S극 면과 대향된 제 2 전자 마그네트요소(34)의 고정철심 부분이 S극을 갖게 되어되어 반발력이 발생되고 따라서 로드는 좌측으로 이동하게 되어 전류가 통전되지 않은 제 1 전자 마그네트요소(33)에 부착되어 위치고정됨으로써 제 1 및 제 2 전자 마그네트요소들의 선택적인 통전에 의해 로드가 전후진 왕복이동하게 되어 가스 통로의 개구부(30)가 개폐된다.

또한, 상기 전자 마그네트요소들에의 통전을 제어하도록 가스메타에 제어부(31)가 돌발적인 충격등으로 손상되어 작동불능상태로 될 때 안전사고 발생을 방지하기 위하여 사용자가 수동제어하에서 전자 마그네트요소들을 선택적으로 통전시키도록 수동조작하는 셀렉터스위치와 같은 수동조작 스위치(38)가 제공될 수 있다. 이러한 수동조작 스위치(38)는 리드(39)가 제공되어 제어부(31)에 연결되어, 예를들어 화재발생과 같은 비상시에 외부에서 사용자가 누름으로써 밸브를 폐쇄상태로 전환할 수 있게 한다.

또한, 본 발명의 가스메타는 자체적으로 배터리가 내장되어 제어부와 제 1 및 제 2 전자 마그네트요소들과 수동조작 스위치에 전원을 공급하므로 외부전원의 정전상태에도 안전하게 작동할 수 있으며, 또한, 배터리의 수명이 끝날 때에는 제어부가 마지막 전압으로 밸브가 폐쇄되게 작동시키도록 프로그램되어 있어서 반드시 기술자가 배터리를 교체하여야만 밸브를 개방시킬 수 있게 됨으로써 안전하다.

본 발명에 따라, 전자밸브는 2개의 전자 마그네트요소와 그 사이에 배치되는 밸브 로드의 영구자석을 배치하여 전자 마그네트요소들에 선택적으로 전류가 통전되도록 하여 동일 극성의 자장 형성시 발생되는 반발력에 의해 밸브를 이동시켜 개페시키도록 하며 밸브는 전환된 위치에서 영구자석이 인접한 전자 마그네트요소의 고정철심과 결합된 상태로 별도의 고정수단 없이 유지되어 전력소모를 저감시키며, 수동조작 스위치가 직접 밸브판을 작동시키도록 구성되지 않아 가스의 유동을 방해하지 않고 종래와 같이 장착부위에서 가스누출의 위험이 감소된다. 또한, 가스압의 변동 또는 진동 등에 의해 밸브가 폐쇄되는 문제가 발생되지 않게 되어 안전성과 전자밸브의 신뢰성이 향상된다.

Claims (3)

1. 가스메타의 하우징(32)에 고정지지며, 전진시 밸브시트에 안착되어 가스유동 통로(24)를 폐쇄하는 폐쇄위치와 후퇴시 밸브시트로 부터 이격되어 가스유동통로 (24)를 개방하는 개방위치 사이에서 왕복동하도록 슬라이드이동가능하게 설치된 밸브로드 외주연에 일체형으로 고정된 영구자석(37); 및

   상기 영구자석(37)양측면에 대향되게 설치되며, 어느 하나에 통전시 영구자석(37)과 대향면이 동일극성을 갖게되어 상기 영구자석(37)과의 반발력에 의해 밸브판(29)을 이동시켜 개폐시키는 제1 및 제2 전자마그네트요소(33,34)를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스메타용 전자밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 가스메타에서 가스유동통로(24)가 개방된 상태에서 화재와 같은 비상시 가스유동통로(24)를 차단하도록 외부에서 비상신호를 제어부(31)로 입력하는 수동조작스위치(38)를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스메타용 전자밸브.
3. 제1항에 있어서, 상기 밸브는 전자마그네트요소(33,34)에 전류가 차단될 때 밸브로드의 영구자석(37)자력에 의해 상기 전자마그네트요소(33,34)중 보다 인접된 전자마그네트요소(33,34)의 고정철심(35)에 결합고정되어 밸브는 개방위치와 폐쇄위치중 어느 한 상태에서 유지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 가스메타용 전자밸브.