KR100541823B1 - 보일러용 3방향 유로전환밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러용 3방향 유로전환밸브에 관한 것으로, 그 목적은 밸브부재를 양방향으로 직선 운동시켜 양측 출구를 선택적으로 개폐하도록 함으로써 이들의 작동구조를 보다 콤팩트하게 구성함과 동시에 제조비용을 줄일 수 있도록 하는 것이다.

이를 위해, 본 발명에 따른 보일러용 3방향 유로전환밸브에 의하면, 솔레노이드 조립체(40)의 전원 인가여부에 따라 밸브부재(20)가 유로 전환실(14) 내부를 상하로 이동하면서 제1,제2배출포트(12)(13)를 선택적으로 개폐하면서 유로를 전환시킨다. 이에 따라 밸브부재(20)의 작동 구조가 보다 콤팩트하게 이루어짐은 물론이며 부품이 간단하여 제조비용 역시 절감할 수 있는 장점이 있다. 또한, 유로 전환실(14)에 형성된 가이드 격벽(15)에 의해 밸브부재(20)의 작동이 보다 정확하게 이루어지는 작용효과가 있다.

Description

보일러용 3방향 유로전환밸브{3-WAY VALVE FOR BOILER}

도 1은 종래 3방향 유로전환밸브의 전체적인 구조를 보인 분해사시도이다.

도 2는 종래 3방향 유로전환밸브의 내부구조를 보인 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 보일러용 3방향 유로전환밸브의 내부구조를 보인 단면도이다.

도 4와 도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 보일러용 3방향 유로전환밸브의 작동상태를 보인 것이다.

도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 보일러용 3방향 유로전환밸브를 보인 것이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10..밸브하우징 11..유입포트

12,13..배출포트 14..유로 전환실

15..가이드 격벽 20..밸브부재

30..아마추어 로드 40..솔레노이드 조립체

42..탄성부재

본 발명은 보일러용 3방향 유로전환밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 솔레노이드를 통해 유로 전환부재를 작동시키는 보일러용 3방향 유로전환밸브에 관한 것이다.

일반적으로 보일러는 연료를 연소시켜 물을 가열하고 가열된 물이 소정의 난방지역을 순환하는 동안 난방을 행하는 난방관로와, 온수를 출탕하는 온수관로로 나뉘어져 있다. 난방관로에는 순환펌프의 동작으로 난방수가 순환하게 된다. 이 때, 난방수는 순환과정에서 버너를 통해 주열교환기에서 가열되어 3방향 유로전환밸브 측으로 공급되며, 이 3방향 유로전환밸브를 지난 난방수는 난방코일을 통과하면서 실질적인 난방기능을 수행하며 계속하여 복귀배관을 통해 되돌아온다. 그리고 온수관로에는 직수관을 통해 유입되는 직수(수돗물)가 온수열교환기 내부를 경유하도록 구성되어 있다.

이러한 보일러의 구성요소 중 하나인 3방향 유로전환밸브는 스위치 신호에 따라 모터와 직결된 구동축이 전환부재를 회전시키며 이로 인해 출구포트가 선택적으로 개폐되는 것으로, 이들 중의 하나로 2001년 7월 20일자로 3방향 유로전환밸브가 실용신안등록출원(출원번호 20-2001-0022016호)되어 2001년 10월 14일자로 등록(등록번호 20-0250690호)되어 있다.

등록실용신안 20-0250690호에 개시된 종래 3방향 유로전환밸브는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 내부에 상호 연통되는 유입포트(1a)와 복수개의 배출포트(1b)(1c)가 마련되며 유로 전환실(1d)이 상측으로 개방되게 형성된 밸브몸 체(1)와, 이 밸브몸체(1)의 상측에 배치되는 구동모터(2)와, 이 구동모터(2)의 모터축(2a)과 구동축(3)에 의해 일직선상으로 연동되도록 결합되어 밸브몸체(1)의 유로 전환실(1d)에 자전 가능하게 배치되며 내부에는 삼방향으로 연통되는 삼방향연통홀(4a)이 형성되어 밸브몸체(1)의 유로 전환실(1d)로 유입된 유체가 삼방향연통홀(4a)을 지나 배출포트(1b)(1c)를 통해 선택적으로 배출되게 안내하는 전환볼(4)과, 밸브몸체(1)의 배출포트(1b)(1c)와 전환볼(4) 사이의 기밀을 유지하기 위하여 밸브몸체(1)의 유로 전환실(1d)에 고정 결합되는 탄성패킹(5)과, 밸브몸체(1)의 유로 전환실(1d)을 밀폐하도록 결합되며 탄성패킹(5)과 자전되는 전환볼(4) 및 구동축(3)을 지지하는 밀폐플레이트(6)와, 구동모터(2) 및 모터축(2a)에 결합되어 구동축(3)이 지지되도록 밸브몸체(1)의 상면에 고정 결합되는 설치플레이트(7)와, 이 설치플레이트(7)와 구동모터(2)의 사이에 설치되며 구동모터(2)의 전원 및 구동축(3)의 회전방향을 제어하는 접점스위치수단(8)을 갖추고 있다.

그리고 밀폐플레이트(6)에는 가장자리를 따라 밀폐링(6b)이 끼워지도록 링끼움홀(6a)이 형성되어 밸브몸체(1)의 유로 전환실(1d) 상부를 밀폐하게 된다.

따라서 구동모터(2)에 의해 구동축(3)과 함께 전환볼(4)이 회전하면서 삼방향연통홀(4a)의 연통방향이 전환되기 때문에, 밸브몸체(1)의 유로 전환실(1d)로 유입된 유체는 삼방향연통홀(4a)을 지나 2개의 배출포트(1b)(1c) 중 어느 하나를 통해 선택적으로 배출된다.

그러나 이러한 종래 3방향 유로전환밸브에서는 구동모터(2)의 회전력을 통해 전환볼(4)을 회전시키기 위한 구조 및 삼방향연통홀(4a)이 형서된 전환볼(4)의 구 조 등이 복잡하게 이루어진 것은 물론이며 이의 제어 역시 난해하게 이루어지는 문제점이 있다. 또한, 이러한 복잡한 구성으로 인해 고장 발생율이 높고 제조비용 역시 상당한 단점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 밸브부재를 양방향으로 직선 운동시켜 양 출구를 선택적으로 개폐하도록 함으로써 이들의 작동구조를 보다 콤팩트하게 구성함과 동시에 제조비용을 줄일 수 있는 보일러용 3방향 유로전환밸브를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은; 보일러용 3방향 유로전환밸브에 있어서,

이 3방향 유로전환밸브는 유입포트와 상호 대향되는 제1,제2배출포트가 마련되며 내부에는 이들과 연통되도록 유로 전환실이 형성된 밸브하우징과, 이 밸브하우징의 유로 전환실에 상하로 직선이동이 가능하게 배치되어 제1,제2배출포트 중의 어느 하나와 유입포트를 선택적으로 연통시키는 밸브부재와, 이 밸브부재를 구동시키기 위해 상측에 마련된 제1배출포트를 관통하여 밸브부재와 직선상으로 연결되되 자중에 의해 하측으로 이동되는 아마추어 로드와, 전기적 신호에 따라 아마추어 로드와 함께 밸브부재를 상측으로 이동시키도록 밸브하우징의 상부에 설치된 솔레노이드 조립체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 밸브하우징의 유로 전환실에는 유입포트와 대향되는 측에 입설되어 밸 브부재의 상하 이동을 안내함과 동시에 유입포트를 통해 유입되는 유체를 제1배출포트 또는 제2배출포트 측으로 안내하는 가이드 격벽이 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 솔레노이드 조립체에는 아마추어 로드를 하측으로 탄성 지지하기 위한 탄성부재가 마련된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시 예에 따른 3방향 유로전환밸브는 보일러 등과 같은 온수관로에 설치되어 난방 또는 급탕수의 흐름 방향을 바꾸는 것으로, 유입포트(11)와 제1,제2배출포트(12)(13)가 상하로 대향되게 형성되며 이들을 상호 연통시키기 위한 유로 전환실(14)이 형성된 밸브하우징(10)과, 이 밸브하우징(10)의 유로 전환실(14)에 상하로 직선이동이 가능하게 배치되어 제1,제2배출포트(12)(13) 중의 어느 하나와 유입포트(11)를 선택적으로 연통시키는 밸브부재(20)와, 이 밸브부재(20)를 작동시키기 위해 상측에 형성된 제1배출포트(12)를 관통하여 밸브부재(20)와 직선상으로 연결된 아마추어 로드(30)와, 전기적 신호에 따라 아마추어 로드(30)를 상측으로 이동시키도록 밸브하우징(10)의 상부에 배치된 솔레노이드 조립체(40)를 갖추고 있다.

밸브하우징(10)은 유체 이동이 가능한 유로 전환실(14)이 내부에 형성된 플라스틱 사출물로 이루어져 있으며, 유로 전환실(14)의 측면에는 유체가 유입되는 유입포트(11)가 마련되고, 유로 전환실(14)의 상 하측으로는 유체가 빠져나가도록 제1배출포트(12)와 제2배출포트(13)가 상호 대향되게 마련된다.

또한, 유로 전환실(14)에는 유입포트(11)와 대향되는 측에 밸브부재(20)의 상하 이동을 안내하도록 가이드 격벽(15)이 입설되어 있다. 이 가이드 격벽(15)은 밸브하우징(10)과 일체로 이루어진 것으로, 이의 상하부에는 유로 전환실(14)의 상하측 공간과 연통되도록 상하 연통유로(16)(17)가 형성되어 있다. 이에 따라 밸브부재(20)는 가이드 격벽(15)을 통해 상하 직선이동을 용이하게 할 수 있으며, 아울러 유입포트(11)를 통해 유입되는 유체는 제1배출포트(12) 또는 제2배출포트(13) 측으로 직접 안내되게 된다.

밸브부재(20)는 탄성재질로 이루어진 패킹의 일종으로, 이것은 유로 전환실(14) 내부에서 상하로 직선이동하게 배치된다. 이에 따라 밸브부재(20)가 최대한 상측으로 이동하면 상측에 형성된 제1배출포트(12)가 폐쇄되게 되며, 밸브부재(20)가 최대한 하측으로 내려오면 하측에 형성된 제2배출포트(13)가 폐쇄되게 된다.

그리고 아마추어 로드(30)는 앞서 기술한 바와 같이, 밸브부재(20)를 작동시키기 위한 것으로, 이를 위해 아마추어 로드(30)의 하단은 제1배출포트(12)를 관통하여 밸브부재(20)와 직선상으로 연결되고, 이의 상단은 밸브하우징(10) 상측으로 연장되어 솔레노이드 조립체(40)의 슬리브(41)에 수용된다. 또한, 아마추어 로드(30)의 상단은 솔레노이드 조립체(40)의 슬리브(41)내에서 탄성부재(42;코일스프링)를 통해 하측으로 탄성 지지된다. 이에 따라 솔레노이드 조립체(40)에 전원이 차단되면, 탄성부재(42)의 탄성 지지력에 의해 아마추어 로드(30)와 함께 밸브 부재(20)는 하측으로 이동됨과 동시에 제2배출포트(13)를 폐쇄하게 된다. {이러한 아마추어 로드(30)와 밸브부재(20)는 탄성부재(42)의 탄성 지지력이 아니더라도 솔레노이드 조립체(40)에 전원이 차단되면 자중에 의해 하측으로, 즉 제2배출포트(13)를 폐쇄하는 방향으로 이동된다.}

한편, 솔레노이드 조립체(40)는 아마추어 로드(30)의 상단이 상하로 직선이동 가능하게 내장된 슬리브(41)와, 이 슬리브(41) 외부를 감싸도록 배치되며 외부에서 인가된 전자기력으로 아마추어 로드(30)를 작동시키기 위한 코일이 권선된 솔레노이드(43)를 포함한다.

다음에는 이와 같이 구성된 본 발명의 제1실시 예에 따른 보일러용 3방향 유로전환밸브의 작동 및 이에 따른 효과를 도 4와 도 5를 참조하여 설명한다.

먼저, 도 4에서는 솔레노이드 조립체(40)에 전원이 인가되지 않은 상태이며 탄성부재(42)와 자중에 의해 아마추어 로드(30)가 하측으로 이동된 상태이다. 따라서 유로 전환실(14) 내부에서 아마추어 로드(30)와 함께 밸브부재(20)가 최대한 하측으로 이동되며, 이로 인해 유로 전환실(14) 하측의 제2배출포트(13)는 폐쇄되는 반면에 유입포트(11)와 제1배출포트(12)가 상호 연통된 상태이다.

이러한 상태에서 보일러 시스템의 순환펌프(미도시)가 구동함에 따라 유체는 유입포트(11)를 통해 유로 전환실(14)내로 유입되며, 계속하여 제1배출포트(12)를 통해 빠져나간다(화살표 방향 참조). 이 때, 유입포트(11)를 통해 유입되는 유체는 가이드 격벽(15)의 상측 연통유로(16)를 통해 제1배출포트(12)측으로 안내됨으로써, 유체 흐름이 보다 원활하게 이루어진다. 또한, 유체가 제1배출포트(12)측으 로 직접 안내되는 과정에서 밸브부재(20)에 정압(static pressure)이 작용하며, 이로 인해 밸브부재(20)는 제2배출포트(13)를 보다 밀착 폐쇄한 상태로 유지된다.

반면에, 솔레노이드 조립체(40)를 구동시켜 유체의 흐름을 바꾸고자 하는 경우에는 다음과 같다. 우선, 사용자가 보일러 콘트롤패널(미도시)을 통해 순환펌프의 구동을 중지시켜, 밸브부재(20)의 상하측에 압력이 일정해지도록 한다.

그리고 솔레노이드 조립체(40)에 전원을 인가하면, 도 5에 도시한 바와 같이, 솔레노이드(43)에서 발생된 전자기력에 의해 아마추어 로드(30)가 탄성부재(42)의 탄성 지지력을 이기면서 상측으로 올라간다. 이 때, 아마추어 로드(30)와 함께 유로 전환실(14)에서는 가이드 격벽(15)을 통해 가이드되면서 밸브부재(20) 역시 상측으로 올라가며, 이로 인해 제1배출포트(11)는 폐쇄되는 반면에 유입포트(11)와 제2배출포트(13)가 상호 연통된다.

이러한 상태에서 보일러 시스템의 순환펌프가 구동하면, 유체는 유입포트(11)를 통해 유로 전환실(14)내로 유입되며, 계속하여 제2배출포트(13)를 통해 빠져나간다(도 5의 화살표 방향 참조). 이 때, 유입포트(11)를 통해 유입되는 유체는 가이드 격벽(15)의 하측 연통유로(17)를 통해 제2배출포트(13)측으로 안내됨으로써, 유체 흐름이 보다 원활하게 이루어진다. 또한, 유체가 제2배출포트(13)측으로 직접 안내됨으로써 밸브부재(20)측에 정압이 작용하며, 이로 인해 밸브부재(20)는 제1배출포트(12)를 보다 밀착 폐쇄한 상태로 유지된다.

한편, 본 발명의 제1실시 예에서는 솔레노이드 조립체의 슬리브에 아마추어 로드를 탄성 지지하기 위한 탄성부재가 배치된 것을 예로 설명하였지만, 도 6에 도 시한 바와 같이, 솔레노이드 조립체(40)의 슬리브(41)에서 탄성부재를 제거하여도 본 발명의 소기 목적을 달성할 수 있다.

즉, 본 발명의 제2실시 예에 따른 3방향 유로 전환밸브에서는 솔레노이드 조립체(40)의 슬리브(41) 내부에서 아마추어 로드(30)가 직접 상하로 직선 이동할 수 있도록 설치되어 있다. 따라서 보일러 시스템의 순환펌프를 중지시킴과 동시에 솔레노이드 조립체(40)에 전원 공급을 차단하면, 밸브부재(20)의 상하측에 압력이 일정해진다. 이로 인해, 아마추어 로드(30)와 함께 밸브부재(20)는 자중에 의해 유로 전환실(14) 내부에서 하측으로 이동되어 제2배출포트(13)를 덮는다. 이러한 상태에서 다시 순환펌프가 구동되어 유체가 유입되면, 밸브부재(20) 상측에 정압이 작용하여, 밸브부재(20)는 제2배출포트(13)를 보다 밀착한 상태로 유지된다.

반면에 솔레노이드 조립체(40)에 전원을 인가하면, 아마추어 로드(30)와 함께 밸브부재(20)가 상측으로 이동하여 제1배출포트(12)를 폐쇄하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이; 본 발명에 따른 보일러용 3방향 유로전환밸브에 의하면, 솔레노이드 조립체의 전원 인가여부에 따라 밸브부재가 유로 전환실 내부를 상하로 이동하면서 제1,제2배출포트를 선택적으로 개폐하면서 유로를 전환시킨다. 이에 따라 밸브부재의 작동 구조가 보다 콤팩트하게 이루어짐은 물론이며 부품이 간단하여 제조비용 역시 절감할 수 있는 장점이 있다. 또한, 유로 전환실에 형성된 가이드 격벽에 의해 밸브부재의 작동이 보다 정확하게 이루어지는 작용효과가 있다.

Claims (3)

1. 보일러용 3방향 유로전환밸브에 있어서;

   상기 3방향 유로전환밸브는,

   유입포트(11)와 상호 대향되는 제1,제2배출포트(12)(13)가 마련되며 내부에는 이들과 연통되도록 유로 전환실(14)이 형성된 밸브하우징(10)과,

   상기 밸브하우징(10)의 유로 전환실(14)에 상하로 직선이동이 가능하게 배치되어 상기 제1,제2배출포트(12)(13) 중의 어느 하나와 상기 유입포트(11)를 선택적으로 연통시키는 밸브부재(20)와,

   상기 밸브하우징(10)의 유로 전환실(14)에는 상기 유입포트(11)와 대향되는 측에 입설되어 상기 밸브부재(20)의 상하 이동을 안내함과 동시에 상기 유입포트(11)를 통해 유입되는 유체를 상기 제1배출포트(12) 또는 제2배출포트(13) 측으로 안내하는 가이드 격벽(15)과,

   상기 밸브부재(20)를 구동시키기 위해 상측에 마련된 제1배출포트(12)를 관통하여 상기 밸브부재(20)와 직선상으로 연결되되 자중에 의해 하측으로 이동되는 아마추어 로드(30)와,

   전기적 신호에 따라 상기 아마추어 로드(30)와 함께 상기 밸브부재(20)를 상측으로 이동시키도록 상기 밸브하우징(10)의 상부에 설치된 솔레노이드 조립체(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 보일러용 3방향 유로전환밸브.
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