KR100423083B1 - 저수탱크의 수위조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저수탱크 내의 수위에 따라 유입 정수를 자동으로 제어할 수 있는 수위조절장치에 관한 것으로서, 그 구조가 단순하면서도 개폐동작의 신뢰도가 높은 2단계 제어수단을 갖는 수위조절장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 탱크 내에 구비되는 부레의 부력을 이용하여 1차 제어밸브 및 2차 제어밸브를 동시에 차단 및 개방할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명은 탱크 내에 구비되는 부레의 부력을 이용하여 작동되므로 별도의 전원이 필요 없이 작동 가능할 뿐만 아니라 그 구조가 단순하며 간단하기 때문에 고장의 염려가 적고, 제조단가를 획기적으로 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

저수탱크의 수위조절장치{a device for controlling quantity of water in tank}

본 발명은 정수기의 저수탱크로 정수를 공급하기 위한 밸브 개폐시스템에 관한 것으로서, 1차 밸브와 2차 밸브로 구성하여 저수탱크로 공급되는 정수의 공급 및 차단을 보다 확실하게 함과 동시에 탱크 내의 수위에 따라 자동으로 개폐동작이 이루어질 수 있도록 하는 저수탱크의 수위조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 저수탱크의 수위조절장치는, 탱크 내의 수위를 감지하는 여러 수단(예를 들어, 부레, 전기저항 값 등)에 의하여 인지된 수위를 입력신호로 하여, 저수탱크로의 유입관로를 개·폐하는 솔레노이드 밸브를 작동시키는 방식으로 탱크 내의 수위를 조절하고 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 수위 조절장치는 솔레노이드 밸브의 고장이 잦으며, 또한 정전 누전 등으로 인하여 정상적인 솔레노이드 밸브의 작동이 곤란한 문제가 발생된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 저수탱크 내의 수위에 따라 유입 정수를 자동으로 제어함과 동시에 탱크로 유입되는 정수를 제어하기 위하여 그 구조가 단순하면서도 개폐동작의 신뢰도가 높은 2단계 제어수단을 구비함으로써 보다 정확하게 유입 정수를 제어할 수 있도록 하는 수위조절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 탱크 내에 구비되는 부레의 부력을 이용하여 작동되도록 함으로써 별도의 전원이 필요 없이 작동 가능한 수위조절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 탱크 내로 유입되는 정수의 유속을 감지하여 송수펌프를 제어할 수 있도록 함으로써 유입 정수의 수압이 낮은 환경에서도 용이하게 정수를 탱크 내 소정의 수위까지 채울 수 있도록 하는 수위조절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 저수탱크의 수위조절장치는 밸브 시이트부(10a)는 상기 탱크의 외부에, 그 반대쪽의 작동부(10b)는 탱크의 내부에 위치하는 1차 제어밸브(10)와; 상기 1차 제어밸브의 작동부(10b)의 외부 케이스의 슬라이딩 면을 따라 상하로 이동 가능한 부레(20)와; 상기 부레의 상승작용에 따라 일 측면에 구비된 마찰면(21)에 접촉되어 작동되는 2차 제어밸브(30)와; 상기 1차 제어밸브의 밸브 시이트부(10a)에 구비되며, 상기 1차 제어밸브를 통과하는 유체의 유속을 감지하는 마이크로S/W(41)에 의하여 1차 제어밸브(10)의 유입관로 측에 구비된 송수펌프를 기동시킴으로써 유입유량을 증대시키는 유량 감지부(40)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 저수위 상태에서의 본 고안에 의한 수위조절장치의 작동 상태도

도 2는 만수위 상태에서의 본 고안에 의한 수위조절장치의 작동 상태도

도 3은 본 발명에 의한 1차 제어밸브의 작동부 및 부레의 관계를 설명하는 분리 사시도

도 4는 본 고안에 의한 유량감지부의 분해 단면도

도 5 및 도 6은 본 고안의 2차 제어밸브에 관한 제2실시예를 도시한 단면도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1: 저수(貯水)탱크 10: 1차 제어밸브

10a: 1차 제어밸브 시이트부 10b: 1차 제어밸브 작동부

11a: 유입관로 11b: 유출관로

12: 시이트부 몸체 13: 작동부 몸체

13': 작동부 브라켓 14: 실링

15: 다이어프램 16: 고무패킹

17: 플런저 18: 스프링

19: 슬라이딩 면 20: 부레

21: 접촉판 22: 자석 수용판

23: 영구자석 24: 체결공

30: 2차 제어밸브 31: 2차 제어밸브 유입구

32,32': 2차 제어밸브 로드 33: 2차 제어밸브 패킹

35: 힌지점 36: 회동링크

40: 유량감지부 41: 마이크로 S/W

42: 다이어프램 가이드 43: 스위치 다이어프램

A: 정수 출구

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 저수위 상태에서의 본 고안에 의한 수위조절장치의 작동 상태를 도시한 단면도이며, 도 2는 만수위 상태에서의 본 고안에 의한 수위조절장치의 단면도이다. 도 3a는 본 고안에 의한 1차 제어밸브를 확대한 확대 단면도이며, 도 3b는 1차 제어밸브의 분해 단면도이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 수위조절장치는 크게 1차 제어밸브(10)와, 탱크 내의 수위에 따라 상승 하강하는 부레(20)와, 상기 부레의 상승시에는 차단되고, 하강시에는 개방되는 2차 제어밸브(30)로 이루어진다.

상기 1차 제어밸브는, 탱크의 저면과 상면의 중간에 형성된 체결부에 고정되되, 밸브 시이트부(10a)는 상기 탱크의 외부에, 그 반대쪽의 작동부(10b)는 탱크의 내부에 위치한다.

저수탱크(1) 내에 비치되어 정수의 수위에 따라 승강하게 되는 부레(20)는 그 저면에 평행한 한 쌍의 자석 수용판(22)을 구비하고 있어 1차 제어밸브의 작동부(10b)의 외부 케이스의 슬라이딩 면(19)을 끼울 수 있도록 구성된다. 도면부호 24는 상기 1차 제어밸브의 작동부(10b)를 부레의 저면에 끼워 넣을 수 있는 장착공을 도시한 것이다. 도 3에는 상기 부레(20)와 1차 제어밸브의 작동부(10b)의 분해 사시도를 도시한 것이다.

상기 1차 제어밸브의 작동부 내에는 고무패킹(16)을 선단에 구비한 플런저(17) 및 스프링(18)이 구비되어 있으므로, 그 작동부(10b)의 외부 몸체(13)의 슬라이딩 면(19)을 따라 부레(20)가 승강하게 되면 상기 부레와 일체로 구비된 한 쌍의 자석 수용판(22)이 승강하게 되고, 그 내부에 삽입·설치된 영구자석(23)의 자력에 의하여 상기 플런저(17)가 후방으로 움직이거나 또는 스프링(18)의 힘에 의하여 복원됨으로써 1차 제어밸브가 작동하게 된다. 도면부호 15는 다이어프램을 나타낸다.

2차 제어밸브(30)는 탱크 내 수위가 상승함에 따라 상기 부레(20)가 상승되면서 그 일면에 구비된 접촉판(21)에 접촉되어 밸브가 폐쇄 동작이 되도록 하기 위하여 상기 1차 제어밸브(10)보다 높은 위치에 설치되도록 구성되는 것으로, 밸브로드(32)와 그 선단의 패킹(33)으로 구성되어 부레(20)의 상승시 그 접촉판(21)에 의하여 2차 제어밸브의 밸브로드(32)를 밀어올려 저수탱크(1) 내에서 하방으로 향하고 있는 유입구(31)를 차단하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

나아가, 본 발명은 1차 제어밸브로 유입되는 유량을 적절히 제어하기 위하여 상기 1차 제어밸브의 밸브 시이트부(10a)에 상기 1차 제어밸브를 통과하는 유체의 유속을 감지하는 유속감지S/W(31)를 부가 설치함으로써, 1차 제어밸브(10)의 유입관로(11a) 측에 구비된 송수펌프(미도시)를 기동시킬 수 있도록 하는 유량감지부(40)를 더 포함하여서 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 4는 본 발명의 유량 감지부를 분해한 분해 단면도로서, 유체에 적접 접촉하는 중간부재(44)와 그 좌측에 구비되어 유체의 유속에 따라 중심 면이 미동(微動)하게 되는 스위치 다이어프램(43)과 상기 스위치 다이어프램(43)의 미동에 따라 마이크로 S/W(41)의 접점을 ON/OFF하는 가이드(42)로 구성되며, 그 외부에는 상기 밸브 시이트 몸체(12)와 체결되는 케이스(45) 및 캡(46)으로 구성된다.

본 발명에 있어서, 2차 제어밸브의 구성은 도 5 및 도 6과 같이 또 다른 실시예의 형태로 구성될 수 있다.

즉, 2차 제어밸브의 유입구(31)를 수평으로 하여 저수탱크 내로 삽입되도록 구성하고, 그 끝단을 개폐하는 밸브로드(32')를 수평으로 하여 구성하되, 상기 부레(20)의 상승에 의해 힌지점(35)을 중심으로 회동되는 링크(36)를 1차 제어밸브와 일체로 형성하여 상기 링크(36)가 밸브로드(32')의 끝단을 가압하도록 구성함으로써 본 발명의 목적을 달성할 수도 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 수위조절장치의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1은 저수탱크(1) 내에 저장된 정수의 수위가 낮은 상태일 때의 1차 제어밸브(10), 부레(20) 및 2차 제어밸브(30)의 작동상태를 도시한 것으로서, 수위가 낮기 때문에 부레(20)는 상기 1차 제어밸브의 작동부(10b)에 걸쳐지게 된다. 이 때, 상기 부레의 저면에 일체로 형성된 자석수용판(22) 내에 삽입 설치된 영구자석(23)의 중심 선상에 상기 작동부(10b)의 내부에 구비된 플런저(17)가 위치하게 되므로, 상기 플런저(17)는 스프링(18)의 탄성력에도 불구하고 영구자석(23)의 자력에 의하여 후방으로(영구자석 방향으로) 이동하게 된다.

이러한 동작에 의하여, 다이어프램(15)을 누르고 있던 상기 플런저(17) 선단의 고무패킹(16)이 해제되어 유체가 유출관로(11b)로 흐르게 되고, 1차 제어밸브를 통과한 유체는 2차 제어밸브의 유입구(31) 및 배출공(34)을 통하여 저수탱크(1) 내로 정수가 유입된다.

도 2는 저수탱크(1) 내에 저장된 정수가 만수 상태일 때의 1차 제어밸브(10), 부레(20) 및 2차 제어밸브(30)의 작동상태를 도시한 것으로서, 저수탱크(1) 내의 정수 수위가 높아짐에 따라 부레(20)가 점차적으로 상승하게 되며, 따라서 영구자석의 위치 또한 상기 플런저(17)로부터 점차적으로 멀어지게 되므로, 상기 플런저(17)에 미치는 영구자석의 자력 영향력이 약해지면서, 상기 플런저(17)의 후단에 설치된 스프링(18)의 복원력에 의하여 플런저는 밸브시이트부(10a) 방향으로 서서히 이동(전진)하게 되어 1차 제어밸브의 유로를 차단하게 된다.

이와 동시에 상기 부레(20)가 상승하게 되면, 상기 부레의 일면에 형성된 접촉판(21)이 상기 2차 제어밸브(30)의 밸브로드(32)의 하반부를 밀어 올리게 되면서 그 선단에 구비된 패킹(33)에 유입구(31)를 또한 서서히 차단하게 되는 것이다.

이와 같이 이루어지는 1차 제어밸브(10)와 2차 제어밸브(30)의 폐쇄동작은 상기 두 밸브(10)(30)의 설치위치, 부레의 크기 및 접촉판(21)의 위치 등을 조정함으로써, 거의 동시에 병렬적으로 작용하도록 하는 것이 바람직하다.

이렇게 함으로써, 저수탱크(1) 내의 수위에 따라 유입되는 정수를 자동으로 제어할 수 있게 되는 것이며, 개폐동작의 신뢰도가 높은 2단계의 제어가 가능하게 되는 것이다. 또한, 본 발명은 부레에 작용하는 부력만을 밸브의 작동 동력으로 이용하기 때문에 별도의 전원이 필요 없게 되는 것이다.

더 나아가, 본 발명에 의한 저수탱크의 수위조절장치는 상기 1차 제어밸브의 시이트부(10a) 내에, 유체의 압력에 따라 가변되는 스위치 다이어프램(43), 다이어프램의 움직임을 마이크로 S/W(41)에 전달하는 가이드(42)와, 상기 가이드의(42)의 움직임에 의하여 ON/OFF의 전기적 신호로 출력하는 마이크로 S/W(41)로 이루어져 상기 밸브(10)를 통과하는 유체의 양을 감지할 수 있는 유량감지부(40)를 추가로 구비함으로써, 상기 유량이 적은 경우에는 상기 1차 제어밸브(10)의 유입관로(11a) 측에 설치된 송수펌프(미도시)를 작동시키게 함으로써 빠른 시간 내에 정수를 탱크(1) 내에 채울 수 있도록 구성함으로써, 그 실용성을 더욱 제고할 수 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 2차 제어밸브는 힌지점(35)을 중심으로 회동하는 회동링크(36)에 의하여 상기 부레(20)의 수직 상승운동을 수평방향으로 전환함으로써 상기 2차 제어밸브를 직선형으로 변경하여 구성할 수 있다.

이러한 구성으로 이루어진 경우, 상기 부레(20)의 작동판(21)에 상기 링크(36)의 일단이 접촉되어 회동되면, 그 타단이 수평으로 위치한 밸브로드(32')를 밀도록 함으로써 본 발명의 목적을 달성할 수 있게 되는 것이다.

상기 발명의 상세한 설명은 본 발명의 바람직한 실시예를 기준으로 하여 설명하였으나, 본 발명의 개념을 이탈하지 않는 범위 내에서 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 형태로 변형 또는 변경 실시될 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 저수탱크(1) 내의 수위에 따라 유입 정수를 자동으로 제어함과 동시에, 개폐동작의 신뢰도가 높은 2단계 제어수단을 구비함으로써 보다 정확하게 유입 정수를 제어할 수 있는 효과가 있다. 특히, 본 발명은 탱크 내에 구비되는 부레의 부력을 이용하여 작동되므로 별도의 전원이 필요 없이 작동 가능할 뿐만 아니라 그 구조가 단순하며 간단하기 때문에 고장의 염려가 적고, 제조단가를 획기적으로 절감할 수 있는 효과가 있다.

나아가 본 발명은 탱크 내로 유입되는 정수의 유속을 감지하여 송수펌프를 제어할 수 있도록 함으로써 유입 정수의 수압이 낮은 환경에서도 용이하게 정수를 탱크 내 소정의 수위까지 채울 수 있는 산업상 유용한 발명이다.

Claims (3)

1. 저수탱크(1) 내에 일정 수위를 유지하기 위하여 유입관로를 개폐하는 수위조절장치에 있어서,

   밸브 시이트부(10a)는 상기 탱크의 외부에, 그 반대쪽의 작동부(10b)는 탱크의 내부에 위치하는 1차 제어밸브(10)와; 상기 1차 제어밸브의 작동부(10b)의 몸체(13)의 슬라이딩 면(19)을 따라 상하로 이동 가능한 부레(20)와; 상기 부레의 상승작용에 따라 일 측면에 구비된 마찰면(21)에 접촉되어 작동되는 2차 제어밸브(30)로 이루어지되,

   상기 1차 제어밸브(10)의 작동부(10b) 내에는 다이어프램(15)과, 고무패킹(16)을 선단에 구비한 플런저(17) 및 스프링(18)이 상기 작동부 몸체(13) 내에 구비되며,

   상기 부레(20)의 그 저면에는 평행한 한 쌍의 자석 수용판(22)이 구비되고, 그 사이에 상기 슬라이딩 면(19)이 끼워져 상하로 이동될 수 있도록 하며, 상기 부레의 일면에는 1차 제어밸브를 작동하는 작동부와 접촉하는 접촉판(21)이 일체로 형성되며,

   상기 2차 제어밸브(30)는 상기 1차 제어밸브(10)보다 높은 위치에 설치되며, 밸브로드(32)와 그 선단의 패킹(33)으로 구성되어 상기 부레(20)의 접촉판(21)에 의하여 유입구(31)를 차단하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 저수탱크의 수위조절장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 밸브 시이트부(10a) 내에는, 유체에 적접 접촉하는 중간부재(44)와 그 좌측에 구비되어 유체의 유속에 따라 중심 면이 미동(微動)하게 되는 스위치 다이어프램(43)과 상기 스위치 다이어프램(43)의 미동에 따라 마이크로 S/W(41)의 접점을 ON/OFF하는 가이드(42)로 구성되며, 그 외부에는 상기 밸브 시이트 몸체(12)와 체결되는 케이스(45)로 이루어지는 유량감지부(40)를 더 포함하여서 이루어지는 것을 특징으로 하는 저수탱크의 수위조절장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 2차 제어밸브는(30)는, 그 유입구(31) 및 밸브로드(32')가 직선 및 수평이 되도록 구성하되, 상기 부레(20)의 상승에 의해 힌지점(35)을 중심으로 회동되는 회동링크(36)에 의하여 상기 부레(20)의 수직 상승운동에 의하여 상기 밸브로드(32')를 가압하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 저수탱크의 수위조절장치.