KR100976364B1 - 선형유량제어를 위한 유량조절밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 급탕온수기 내의 온수관측에 연결 설치되어 출구측 분배기를 거쳐 냉수관측으로 공급되는 온수의 유량을 선형적으로 조절 제어하는 유량조절밸브에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 선형유량제어를 위한 유량조절밸브는, 케이싱 내에 설치되며, 정,역방향 또는 일방향으로 회전되는 구동모터와; 상기 구동모터와 동일방향으로 회전 가능하도록 모터와 연결 설치되는 중공의 원통캠부재와; 상기 원통캠부재의 하단에 대응되게 설치되며, 상기 원통캠부재의 회전작용과 대응되는 스프링의 탄성작용에 따라 승하강되면서 온수관 측에 연결 설치된 밸브체 내의 유통구를 개폐토록 하기 위한 승강부재와; 상기 승강부재의 하단과 밸브체의 유통구 사이에 설치되며, 구동모터 및 원통캠부재, 승강부재의 연동작용을 통해 작동샤프트의 승하강이 이루어짐과 동시에 유통구 개폐용 V-포트 역시 승하강시키는 포트승강개폐부재와; 상기 작동샤프트의 하단에 결합된 상태로 밸브체의 유통구에 대응되게 설치되며, 구동모터 및 원통캠부재, 승강부재, 포트승강개폐부재의 연동작용을 통해 승하강하면서 유통구의 선형적 개폐를 이뤄 온수의 유량을 선형적으로 조절 제어하는 V-포트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명에 의하면, 구동모터 및 이와 연계된 원통캠부재, 승강부재, 포트승강개폐부재의 연동작용에 따라 승하강하는 "V"자 형태의 개폐포트에 의해 상기 밸브체 내의 유통구에 대해 선형적으로 온수의 유량을 조절할 수 있고, 또한 종 래 나사이송방식 유량조절밸브의 구조적 특성에 맞게 정,역방향으로 회전을 이루는 모터 내의 회전자측 브러쉬가 빨리 마모되어 모터수명이 매우 짧아지는 단점 및 상기 모터 자체의 회전력이 약해 별도의 기어박스를 필수적으로 사용할 수밖에 없는 등의 문제점들을 해소함과 동시에 상기 모터에 대한 유지보수비용 역시 절감시킬 수 있는 등의 탁월한 효과가 있다.

급탕온수기, 유량조절밸브, 캠작동, V-포트, 선형적 유량조절, 정,역방향회전 모터(DC 모터), 일방향회전 모터(AC 모터)

Description

선형유량제어를 위한 유량조절밸브{The flow rate regulating valve for linear flow rate control}

본 발명은 급탕온수기 내의 온수관측에 연결 설치되어 출구측 분배기를 거쳐 냉수관측으로 공급되는 온수의 유량을 조절토록 하는 유량조절밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 급탕온수기 내에 설치된 유량조절밸브를 작동시키기 위한 구동모터에 대하여 정,역방향 또는 일방향으로 회전이 가능하도록 함과 동시에 밸브체 내의 유통구를 개폐하는 개폐포트를 "V"자 형태로 구성함으로써, 구동모터 및 이와 연계된 원통캠부재, 승강부재, 포트승강개폐부재의 연동작용에 따라 승하강하는 개폐포트에 의해 상기 밸브체 내의 유통구에 대해 선형적으로 온수의 유량을 조절할 수 있도록 한 선형유량제어를 위한 유량조절밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 차거운 물을 순간적으로 가열하여 뜨거운 물을 보다 간편하게 사용할 수 있도록 하기 위한 급탕온수기(1)는 도 1에 도시한 바와 같이 급수관(2)으로부터 공급되는 물을 저장하는 급수통(4)과; 상기 급수통(4)에 저장된 물을 온수상태로 가열하는 히터(5)와; 상기 급수관(2)으로부터 공급되는 물을 급수통(4)과 냉수관(7)으로 분배 이송시키는 입구측 분배기(3)와; 상기 급수통(4)으로부터 온수 관(6)을 통해 공급되는 온수를 냉수관(7) 측으로 이송 혼합시켜 외부로 배출토록 하는 출구측 분배기(8)와; 상기 급수통(4)과 출구측 분배기(8)를 연결하는 온수관(6)에 연결 설치되어 상기 출구측 분배기(8)를 거쳐 냉수관(7) 측으로 공급되는 온수의 유량을 조절하는 유량조절밸브(10)로 구성되어 있다.

또한, 상기와 같이 구성된 급탕온수기(1) 중 온수관(6) 측에 연결 설치되어 출구측 분배기(8)를 거쳐 냉수관(7) 측으로 공급되는 온수의 유량을 조절토록 하는 상기 유량조절밸브(10)의 경우 도 2에 도시한 바와 같이 케이싱(11) 내에 설치되며, 정,역방향으로 회전되는 구동모터(12)와; 상기 구동모터(12)의 구동기어(미도시)와 치합 연결되는 제 1 연결기어(13a) 및 상기 제 1 연결기어(13a)와 치합 연결되는 제 2 연결기어(13b)와; 상기 제 2 연결기어(13b)에 치합 연결되며, 상기 제 1, 2 연결기어(13a,13b)로부터 전달된 모터(12)의 회전력을 통해 정,역방향으로 회전함과 동시에 이의 회전력을 나사승강개폐부재(15) 측에 전달하는 연결커플링(14)과; 상기 연결커플링(14)과 밸브체(25)의 유통구(26) 사이에 대응 설치되며, 상기 연결커플링(14)에 의해 전달된 회전력에 따라 정,역방향으로 나사회전이 이루어지는 승하강작용을 통해 상기 온수관(6) 측에 연결 설치된 밸브체(25) 내의 유통구(26)를 개폐토록 하기 위한 나사승강개폐부재(15)와; 상기 나사승강개폐부재(15)의 하단에 결합된 상태로 밸브체(25)의 유통구(26)에 대응되게 설치되며, 구동모터(12) 및 구동기어, 제 1, 2 연결기어(13a,13b), 연결커플링(14), 나사승강개폐부재(15)의 연동작용을 통해 승하강하면서 단순히 유통구(26)의 온(on)/오프(off)적 개폐를 이루는 원판형태의 디스크포트(20)로 구성되어 있다. 미 설명 부호 21은 실 링부재(21)를 나타낸 것이고, 25a 및 25b는 밸브체(25)의 유입구(25a) 및 유출구(25b)를 나타낸 것이며, L은 정전에 따른 유량조절밸브(10)(10)를 수동으로 작동시키기 위한 수동작동레버(L)를 나타낸 것이다.

여기서, 상기 유량조절밸브(10) 중 나사승강개폐부재(15)의 경우 밸브체(25)의 상단 내주연에 결착되면서 상하 관통된 하우징(16)과; 상기 연결커플링(14)의 하단에 결착된 상태로 하우징(16) 내에 승하강 가능하게 설치되며, 상단에 연결커플링(14)과 결합을 위한 결합부(17a)를 구비함과 아울러 상기 구동모터(12) 및 구동기어, 제 1, 2 연결기어(13a,13b), 연결커플링(14)의 연동작용과 대응되어 나사이송에 따른 승하강 작용이 이루어지는 나사작동부(17)와; 상기 나사작동부(17) 내에 삽착 고정되며, 상기 나사작동부(17)와 함께 승하강되면서 일단에 고정된 디스크포트(20)를 통해 밸브체(25)의 유통구(26) 개폐를 이루도록 하는 연결샤프트(18)와; 상기 디스크포트(20)의 상단에 위치된 상태로 연결샤프트(18)에 삽착 고정되며, 상기 나사작동부(17)에 의한 디스크포트(20)의 상승작용 시 하우징(16) 하단과의 충돌을 방지하기 위한 원판형태의 완충스프링(19)으로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 종래 유량조절밸브(10)의 경우 구동모터(12) 및 구동기어, 제 1, 2 연결기어(13a,13b), 연결커플링(14), 나사승강개폐부재(15)의 연동작용과 대응되어 나사이송에 따른 나사작동부(17)가 승하강하면서 디스크포트(20)를 통해 밸브체(25)의 유통구(26)를 온(on)/오프(off) 상태로 개폐시키도록 구성되는 등 그 구조가 매우 복잡하게 이루어져 있으며, 이때 상기한 종래 유량조절밸브(10)의 작동방식에 맞게 설치되는 구동모터(12)로서 정, 역방향으로 회전하는 모터(12) 즉, 종래 나사이송방식의 유량조절밸브(10)에 대한 구조적 특성에 맞게 DC 구동모터(12)가 사용되는데, 이는 모터(12) 내의 회전자(미도시)측 브러쉬(미도시)가 빨리 마모되어 모터(12)의 수명이 매우 짧아지게 되는 단점과 아울러 이에 대한 모터(12)의 유지보수비용 역시 증가하게 되는 등의 커다란 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같이 종래 유량조절밸브(10)에 정, 역방향으로 회전하는 구동모터(12)를 사용하고 있으나, 이 모터(12) 자체의 회전력만으로는 힘이 약해 별도의 기어박스(미도시)를 연결하여 사용하지 않고는 종래 유량조절밸브(10)를 보다 원활하게 작동시킬 수 없는 등의 문제점 역시 있었다.

그리고, 종래 유량조절밸브(10)의 구성요소 중 상기 디스크포트(20)의 경우 구동모터(12) 및 구동기어, 제 1, 2 연결기어(13a,13b), 연결커플링(14), 나사승강개폐부재(15)의 연동작용을 통해 승하강하면서 밸브체(25)의 유통구(26)를 온(on)/오프(off) 상태로 단순 개폐시키기 때문에 보다 정밀한 유량제어 즉, 개폐포트에 의한 밸브체(25)의 유통구(26) 개방면적이 점차 넓어지는 선형적 개방이 이루어지면서 정밀한 유량조절의 제어 등을 할 수 없게 되는 문제점 또한 있었다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명은, 급탕온수기 내에 설치된 유량조절밸브를 작동시키기 위한 구동모터에 대하여 정,역방향 또는 일방향으로 회전이 가능하도록 함과 동시에 밸브체 내의 유통구를 개폐하는 개폐포트를 "V"자 형태로 구성함으로써, 구동모터 및 이와 연계된 원통캠부재, 승강 부재, 포트승강개폐부재의 연동작용에 따라 승하강하는 "V"자 형태의 개폐포트에 의해 상기 밸브체 내의 유통구에 대해 선형적으로 온수의 유량을 조절할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 경우 상기와 같이 구동모터를 정,역방향으로 회전이 가능하거나 또는 일방향으로 회전이 가능한 상태 모두를 제한없이 적용하여 사용할 수 있기 때문에 종래 나사이송방식의 유량조절밸브와 같이 구조적 한계에 따라 정,역방향으로 회전이 이루어지는 구동모터만을 사용할 수밖에 없었던 제한적 요소를 해소함과 동시에 상기 정,역방향 회전방식의 구동모터를 사용함에 있어 모터 자체의 회전력이 약해 필수적으로 연결 사용되었던 별도의 기어박스 없이도 원활한 유량조절밸브의 구동을 이룰 수 있도록 하는데 다른 목적이 있다.

그리고, 본 발명에 있어, 상기와 같이 정,역방향 또는 일방향으로 회전이 가능한 상태의 구동모터를 사용함에 따라 종래 정,역방향 회전방식의 구동모터 특성상 회전자측 브러쉬가 빨리 마모되어 이로 인해 짧아지는 모터의 수명을 연장시킴과 더불어 상기 모터에 대한 유지보수비용 역시 절감시킬 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 선형유량제어를 위한 유량조절밸브는, 급수통과, 상기 급수통에 저장된 물을 온수상태로 가열하는 히터와, 상기 급수관으로부터 공급되는 물을 급수통과 냉수관으로 분배 이송시키는 입구측 분배기 및 상기 급수통으로부터 온수관을 통해 공급되는 온수를 냉수관 측으로 이송 혼합시켜 외부로 배출토록 하는 출구 측 분배기로 구성된 급탕온수기 중 상기 급수통과 출구측 분배기를 연결하는 온수관에 연결 설치되어 상기 출구측 분배기를 거쳐 냉수관 측으로 공급되는 온수의 유량을 조절하는 유량조절밸브에 있어서;

케이싱 내에 설치되며, 정,역방향 또는 일방향으로 회전되는 구동모터와;

상기 구동모터와 동일방향으로 회전 가능하도록 모터와 연결 설치되는 중공의 원통캠부재와;

상기 원통캠부재의 하단에 대응되게 설치되며, 상기 원통캠부재의 회전작용과 대응되는 스프링의 탄성작용에 따라 승하강되면서 온수관 측에 연결 설치된 밸브체 내의 유통구를 개폐토록 하기 위한 승강부재와;

상기 승강부재의 하단과 밸브체의 유통구 사이에 설치되며, 구동모터 및 원통캠부재, 승강부재의 연동작용을 통해 작동샤프트의 승하강이 이루어짐과 동시에 유통구 개폐용 V-포트 역시 승하강시키는 포트승강개폐부재와;

상기 작동샤프트의 하단에 결합된 상태로 밸브체의 유통구에 대응되게 설치되며, 구동모터 및 원통캠부재, 승강부재, 포트승강개폐부재의 연동작용을 통해 승하강하면서 유통구의 선형적 개폐를 이뤄 온수의 유량을 선형적으로 조절 제어하는 V-포트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 선형유량제어를 위한 유량조절밸브는, 급탕온수기 내에 설치된 유량조절밸브를 작동시키기 위한 구동모터에 대하여 정,역방향 또는 일방향으로 회전이 가능하도록 함과 동시에 밸브체 내의 유통구를 개폐하는 개폐포트를 "V"자 형태 로 구성함으로써, 구동모터 및 이와 연계된 원통캠부재, 승강부재, 포트승강개폐부재의 연동작용에 따라 승하강하는 "V"자 형태의 개폐포트에 의해 상기 밸브체 내의 유통구에 대해 선형적으로 온수의 유량을 조절할 수 있는 등의 탁월한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 경우 상기와 같이 구동모터를 정,역방향으로 회전이 가능하거나 또는 일방향으로 회전이 가능한 상태 모두를 제한없이 적용하여 사용할 수 있기 때문에 종래 나사이송방식의 유량조절밸브와 같이 구조적 한계에 따라 정,역방향으로 회전이 이루어지는 구동모터만을 사용할 수밖에 없었던 제한적 요소를 해소함과 동시에 상기 정,역방향 회전방식의 구동모터를 사용함에 있어 모터 자체의 회전력이 약해 필수적으로 연결 사용되었던 별도의 기어박스 없이도 원활한 유량조절밸브의 구동을 이룰 수 있는 등의 효과 역시 있다.

그리고, 본 발명에 있어, 상기와 같이 정,역방향 또는 일방향으로 회전이 가능한 상태의 구동모터를 사용함에 따라 종래 정,역방향 회전방식의 구동모터 특성상 회전자측 브러쉬가 빨리 마모되어 이로 인해 짧아지는 모터의 수명을 연장시킴과 더불어 상기 모터에 대한 유지보수비용 역시 절감시킬 수 있는 효과 등도 있다.

본 발명의 선형유량제어를 위한 유량조절밸브(이하, 유량조절밸브라 함)를 도면과 대비하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 유량조절밸브를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 유량조절밸브의 단면도 및 세부 상세도를 나타낸 것이며, 도 5는 본 발명의 유량조절밸브 중 원통캠부재의 분해 사시도를 나타낸 것이다.

먼저, 본 발명의 유량조절밸브(110)에 대하여 구체적으로 설명하기에 앞서, 상기 유량조절밸브(110)가 적용되는 급탕온수기(1)에 대해서는 종래기술에서 밝힌 급탕온수기(1)와 동일구조로 이루어져 있기 때문에 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하고, 이하의 상세한 설명에서는 본 발명의 유량조절밸브(110)만을 상세히 설명하기로 한다.

이에 따른 본 발명의 유량조절밸브(110)는, 급탕온수기(1) 내에 설치된 유량조절밸브(110)를 작동시키기 위한 구동모터(112)에 대하여 정,역방향 또는 일방향으로 회전이 가능하도록 함과 동시에 밸브체(25) 내의 유통구(26)를 개폐하는 개폐포트를 "V"자 형태로 구성하여 급탕온수기(1) 중 급수통(4)과 출구측 분배기(8)를 연결하는 온수관(6)에 연결 설치한 후 상기 구동모터(112) 및 이와 연계된 원통캠부재(120), 승강부재(130), 포트승강개폐부재(140)의 연동작용에 따라 승하강하는 개폐포트(V-포트)에 의해 상기 밸브체(25) 내의 유통구(26)에 대해 선형적으로 온수의 유량을 조절하여 상기 출구측 분배기(8)를 거쳐 냉수관(7) 측으로 공급되도록 하기 위한 장치로서, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 케이싱(111) 내에 설치되며, 정,역방향 또는 일방향으로 회전되는 구동모터(112)와; 상기 구동모터(112)와 동일방향으로 회전 가능하도록 모터(112)와 연결 설치되는 중공의 원통캠부재(120)와; 상기 원통캠부재(120)의 하단에 대응되게 설치되며, 상기 원통캠부재(120)의 회전작용과 대응되어 압입 및 복원되는 스프링(139)의 탄성작용에 따라 승하강되면서 온수관(6) 측에 연결 설치된 밸브체(25) 내의 유통구(26)를 개폐토록 하기 위한 승강부재(130)와; 상기 승강부재(130)의 하단과 밸브체(25)의 유통구(26) 사이에 설치되며, 구동모터(112) 및 원통캠부재(120), 승강부재(130)의 연동작용을 통해 작동샤프트(143)의 승하강이 이루어짐과 동시에 유통구(26) 개폐용 V-포트(150) 역시 승하강시키는 포트승강개폐부재(140)와; 상기 작동샤프트(143)의 하단에 결합된 상태로 밸브체(25)의 유통구(26)에 대응되게 설치되며, 구동모터(112) 및 원통캠부재(120), 승강부재(130), 포트승강개폐부재(140)의 연동작용을 통해 승하강하면서 유통구(26)의 선형적 개폐를 이뤄 온수의 유량을 선형적으로 조절 제어하는 V-포트(150)를 포함하여 구성되어 있다. 미 설명 부호 114는 케이싱(111)과 밸브체(25)를 결착시키기 위한 체결너트(114)를 나타낸 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 유량조절밸브(110) 중 상기 구동모터(112)의 경우 종래와 같이 정, 역방향으로 회전하는 구동모터(DC 모터)(12)를 사용할 수도 있고 또한 일방향으로 회전하는 구동모터(AC 모터)(112) 역시 사용할 수 있는데, 이는 종래 유량조절밸브(10)의 구조적 특성에 맞게 제한적으로 사용되는 구동모터(12)에 비해 어떠한 모터(DC 모터나 AC 모터)(112)로도 사용이 가능하는 등 상기한 유량조절밸브(110)의 구조적 제한 없이 구동모터(112)를 사용함으로써, 종래 나사이송방식 유량조절밸브(10)의 구조적 특성에 맞게 DC 구동모터(12)만을 사용함으로써 발생되었던 문제점 즉, 모터(12) 내의 회전자(미도시)측 브러쉬(미도시)가 빨리 마모되어 모터(112)의 수명이 매우 짧아지는 단점과 함께 모터(12) 자체의 회전력만으로는 힘이 약해 별도의 기어박스(미도시)를 이용하지 않고는 종래 유량조절밸브(10)를 작동시킬 수 없는 문제점들을 해소할 수 있는 등의 특징적 효과를 이룰 수 있다.

또한, 본 발명의 유량조절밸브(110) 중 상기 원통캠부재(120)의 경우 구동모터(112)의 회전축(112a)에 연결 설치되어 상기 구동모터(112)와 동일방향 즉, 정,역방향 또는 일방햐으로 회전함과 동시에 그 회전력을 하단에 대응 설치된 승강부재(130) 측에 작용시켜 V-포트(150)를 통해 밸브체(25)의 유통구(26)를 밀폐시킬 수 있게 상기 승강부재(130)를 하방(下方)으로 가압 이송시키는 요소로서, 전체 형상이 중공의 원통체로 형성됨과 동시에 그 외주연 일측에는 편심된 캠부(123)가 일체로 돌출 형성되어 있는데, 이때 상기와 같은 구조의 원통캠부재(120)를 이루는 세부구성으로는 도 5에 도시한 바와 같이 구동모터(112)의 회전축(112a)과 결합되는 내통부(121)와; 상기 내통부(121)에 삽착된 상태로 결합됨과 동시에 외주연 일측에 승강부재(130)와 대응되는 캠부(123)가 일체로 형성된 외통부(122)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 결합된 내통부(121)와 외통부(122) 간에 상호 분리되는 것을 방지할 수 있도록 상기 내통부(121)의 외주면에는 탄성적으로 외주면이 확개되도록 테두리부분이 등간격으로 일부 절개된 외륜결착부(124a)가 형성되고, 상기 내통부(121)가 결착되는 외통부(122)의 타단 내측에는 외륜결착부(124a)의 대응 결착이 이루어지도록 하기 위한 톱니형태의 내륜체결부(124b)가 형성되어 있다.

이와 더불어, 상기 원통캠부재(120)의 일단에는 정전에 따른 유량조절밸브(110)를 수동으로 작동시키기 위한 수동작동레버(L)가 설치 고정되게 되는데, 이때 상기 수동작동레버(L)가 설치되는 원통캠부재(120)의 일단 즉, 외통부(122)의 일단에는 수동작동레버(L)가 결착 고정될 수 있도록 하기 위한 수동레버결합부(125)가 일체로 형성되어 있다.

그리고, 본 발명의 유량조절밸브(110) 중 상기 승강부재(130)의 경우 원통캠부재(120)의 하단에 대응되게 설치됨과 동시에 상기 원통캠부재(120)의 회전작용과 대응되어 압입 및 복원되는 스프링(139)의 탄성작용에 따라 승하강되면서 급탕온수기(1) 내의 온수관(6) 측에 연결 설치된 밸브체(25) 내의 유통구(26)를 개폐토록 하기 위한 요소로서, 도 4에 도시한 바와 같이 원통캠부재(120)와 대응되어 승하강이 가능하도록 설치됨과 아울러 단차형태의 스프링안착부(132)를 구비하면서 하단 중앙에 중공의 가이드부(133)가 일체로 형성된 가동부재(131)와; 상기 가동부재(131)의 가이드부(133)와 슬라이드 가능하게 결합되며, 외주연 중앙에 상기 가동부재(131)측 스프링안착부(132)와 상호 대응되는 스프링안착부(138)가 형성됨과 아울러 상단면 및 하단면 각 중앙에 가이드슬라이드홈(136)과 작동샤프트(143)의 상단이 안착되는 샤프트안착홈(137)이 각각 구비된 가압플랜저(135)와; 상기 결합된 가동부재(131)의 스프링안착부(132)와 가압플랜저(135)의 스프링안착부(138) 사이에 설치되며, 상기 원통캠부재(120)의 회전작용과 대응되어 압입된 가동부재(131)를 원위치로 복귀시키는 스프링(139)으로 구성되어 있다.

이와 더불어, 상기 승강부재(130)의 상단 즉, 상기 승강부재(130)를 이루는 구성요소 중 상기 가동부재(131)의 상단 중앙에는 모터(112) 구동에 따라 동일방향으로 회전하는 원통캠부재(120)와 대응되어 회전하는 상기 캠부(123)를 통해 원활한 가압작용이 이루어지도록 로울러부싱(134)이 자유회전이 가능한 상태로 핀(134a) 결합되어 있다.

한편, 본 발명의 유량조절밸브(110) 중 상기 포트승강개폐부재(140)의 경우 승강부재(130)의 하단과 밸브체(25)의 유통구(26) 사이에 설치되어 구동모터(112) 및 원통캠부재(120), 승강부재(130)의 연동작용을 통해 작동샤프트(143)의 승하강이 이루어짐과 동시에 유통구(26) 개폐용 V-포트(150) 역시 승하강시켜 상기 밸브체(25)의 유통구(26)를 개폐토록 하기 위한 요소로서, 도 4에 도시한 바와 같이 밸브체(25)의 상단 내주연에 나사 결합되도록 외주연에 나사부를 구비하면서 상하 관통된 중공 원통의 하우징(141)과; 상기 하우징(141)의 상단에 나사 결합되며, 상기 하우징(141)에 내삽된 작동샤프트(143)의 분리 이탈을 방지하는 하우징캡(142)과; 상기 하우징캡(142)에 의해 밀폐된 하우징(141) 내에 승하강 가능하게 설치되며, 구동모터(112) 및 원통캠부재(120), 승강부재(130)의 연동에 따른 가압작용 시 하강하면서 V-포트(150)를 통해 개방된 밸브체(25)의 유통구(26)를 선형적으로 밀폐시키는 작동샤프트(143)와; 상기 작동샤프트(143)에 삽착된 상태로 하우징(141) 내에 설치되며, 구동모터(112) 및 원통캠부재(120), 승강부재(130)의 연동에 따른 가압작용 해제 시 가압된 작동샤프트(143)를 상승시켜 V-포트(150)를 통해 밀폐되었던 밸브체(25)의 유통구(26)를 개방시키는 스프링(144)으로 구성되어 있다.

이와 더불어, 상기 작동샤프트(143)의 하단 끝단에는 결합된 V-포트(150)가 상기 작동샤프트(143)로부터 분리 이탈되는 것을 방지하기 위한 체결링(미도시)이 결착되어 있다.

그리고, 본 발명의 유량조절밸브(110) 중 상기 V-포트(150)의 경우 작동샤프 트(143)의 하단에 결합된 상태로 밸브체(25)의 유통구(26)에 대응되게 설치되어 구동모터(112) 및 원통캠부재(120), 승강부재(130), 포트승강개폐부재(140)의 연동작용을 통해 승하강하면서 유통구(26)의 선형적 개폐를 이뤄 온수의 유량을 선형적으로 조절 제어하기 위한 요소로서, 도 4에 도시한 바와 같이 작동샤프트(143)의 하단에 결착되도록 전체 형상이 중공의 원통체로 형성되되, 그 하단에는 도 4의 세부 상세도와 같이 내측으로 보강리브가 형성된 역삼각형태의 유량조절편(151)이 등간격으로 이격 형성되는 등 4개의 유량조절편(151)이 원주형태로 돌출 형성되어 있고, 상기 이격된 유량조절편(151)들 사이에는 V-포트(150)의 상승에 따른 밸브체(25)의 유통구(26) 개방면적이 상기 유량조절편(151)의 형상과 대응되어 삼각형태로 점차 넓어지는 선형적 개방이 이루어지도록 하는 배유구(152)가 형성되어 있다.

이와 더불어, 상기 유량조절편(151) 외측 테두리에는 V-포트(150)를 통한 밸브체(25)의 유통구(26) 밀폐 시 온수관(6)을 통해 급수통(4)으로부터 출구측 분배기(8)로 이송 공급되는 즉, 밀폐된 밸브체(25)의 유통구(26)를 통해 유입구(25a) 측의 온수가 유출구(25b) 측으로 누수되는 것을 방지하기 위한 실링부재(153)가 설치되어 있다.

그 다음, 본 발명에 대한 유량조절밸브(110)의 마지막 구성요소로서, 상기 원통캠부재(120)의 일단 외주연 및 이와 대응되는 케이싱(111) 내부 일측에는 V-포트(150)에 의해 밸브체(25)의 유통구(26)가 밀폐된 상태인지를 감지하는 초기점(0도 및 360도)과 상기 V-포트(150)의 상승에 따른 밸브체(25)의 유통구(26)가 완전 개방된 상태인지를 감지하는 최개점(180도)을 인식하기 위한 마그네트(126)와 마그네틱센서(113)가 각각 병렬로 설치되어 있는데, 이때 상기 원통캠부재(120)의 일단 외주연에 병렬로 삽착되는 마그네트(126)의 경우 밸브체(25)의 유통구(26) 개방상태인 초기점(0도 및 360도)과 최개점(180도)의 구분을 위해 180도 간격으로 서로 대향되게 형성되어 있다.

또한, 본 발명의 유량조절밸브(110)에 있어, 상기와 같이 V-포트(150)에 의해 밸브체(25)의 유통구(26)가 밀폐된 상태인지를 감지하는 초기점(0도 및 360도)과 상기 V-포트(150)의 상승에 따른 밸브체(25)의 유통구(26)가 완전 개방된 상태인지를 감지하는 최개점(180도)을 인식하기 위한 수단으로서, 상기 원통캠부재(120)의 일단 외주연 및 이와 대응되는 케이싱(111) 내부 일측에 각각 병렬로 설치되었던 마그네트(126)와 마그네틱센서(113) 대신에, 센싱돌기(미도시)와 리미트스위치(미도시)를 각각 병렬로 적용하여 사용할 수도 있음을 미리 밝혀둔다.

이하, 본 발명의 유량조절밸브(110)를 통해 온수의 유량을 선형적으로 조절하는 과정을 도면과 대비하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6 내지 도 8은 본 발명에 대한 유량조절밸브의 작동상태를 나타낸 것이다.

먼저, 유량조절밸브(110)를 작동시켜 하강되는 V-포트(150)를 통해 밸브체(25)의 유통구(26)가 밀폐되는 과정으로서, 상기 V-포트(150)의 상승작용으로 밸브체(25)의 유통구(26)가 개방된 상태에서 사용자의 선택에 따라 급탕온수기(1)로부터 배출되는 물을 냉수로서 사용하기 위하여 급탕온수기(1) 내의 유량조절밸 브(110)를 전기신호에 의해 작동시키게 되면 도 6에 도시한 바와 같이 구동모터(112)가 정방향 또는 일방향으로 1/2 회전함과 동시에 상기 구동모터(112)와 연결 설치된 원통캠부재(120) 역시 동일방향으로 회전하면서 상기 원통캠부재(120)의 외주연 일측에 편심된 캠부(123)가 승강부재(130) 즉, 가동부재(131)의 상단 중앙에 자유회전 가능하게 설치된 로울러부싱(134)을 올라타는 형태로 상기 가동부재(131)를 가압하게 된다.

이후, 상기 원통캠부재(120)의 캠부(123)에 의해 가압 하강된 가동부재(131)는 상기 가동부재(131)의 스프링안착부(132)와 가압플랜저(135)의 스프링안착부(138) 사이에 설치된 스프링(139)을 가압하면서 압축시키는 제1가압과정이 이루어지게 되고, 상기 가동부재(131)에 의해 압축된 스프링(139)은 다시 가압플랜저(135) 측으로 탄성력을 작용시켜 상기 가압플랜저(135)가 포트승강개폐부재(140)의 작동샤프트(143) 상단을 가압하는 제2가압과정이 이루어질 수 있도록 상기 포트승강개폐부재(140)의 작동샤프트(143) 상단과 대응되게 하강 이송시킨다.

그리고, 상기와 같이 스프링(139)의 탄성력 작용을 통해 포트승강개폐부재(140)의 작동샤프트(143) 상단으로 하강 이송된 가압플랜저(135)의 경우 상기 포트승강개폐부재(140)의 작동샤프트(143)를 가압하여 하강시키게 되는데, 이때 상기 가압플랜저(135)에 의해 가압된 작동샤프트(143)는 하우징(141) 내에 설치된 스프링(144)을 가압 압축시키면서 밸브체(25)의 개방된 유통구(26) 측으로 하강하게 되고, 이와 함께 상기 작동샤프트(143)의 하단에 고정된 V-포트(150) 역시 하강하여 상기 밸브체(25)의 유통구(26)를 밀폐시켜 온수관(6)을 통해 급수통(4)으로부터 출 구측 분배기(8) 측으로의 온수 공급을 차단함으로써 사용자가 원하는데로 급탕온수기(1)로부터 냉수만을 최종 공급받게 된다. 이때, 상기 유량조절밸브(110) 중 원통캠부재(120)의 일단 외주연 및 이와 대응되는 케이싱(111) 내부 일측에 각각 병렬로 설치된 마그네트(126)와 마그네틱센서(113)의 경우 도 6에 도시된 도면상에서 좌측에 위치된 마그네틱센서(113)와 좌측에 위치된 마그네트(126)가 상호 센싱되게 되고, 이를 통해 급탕온수기(1)의 제어부(미도시)는 상기와 같이 좌측의 마그네틱센서(113)와 마그네트(126) 간에 센싱된 상태로서 유통구(26)의 밀폐상태 즉, 초기점(0도 및 360도; 도 6에 도시된 그래프 참조)으로 인식하게 된다.

그 다음, 유량조절밸브(110)를 작동시켜 상승되는 V-포트(150)를 통해 밸브체(25)의 유통구(26)가 선형적으로 개방되거나 완전 개방되는 과정으로서, 상기 V-포트(150)의 상승작용으로 밸브체(25)의 유통구(26)가 개방된 상태에서 사용자의 선택에 따라 급탕온수기(1)로부터 배출되는 물을 온수 및 냉수가 혼합된 상태의 물로서 사용하기 위하여 급탕온수기(1) 내의 유량조절밸브(110)를 전기신호에 의해 작동시키게 되면 도 7에 도시한 바와 같이 구동모터(112)가 역방향 또는 일방향으로 1/2 회전된 상태에서 1/4 더 회전함과 동시에 상기 구동모터(112)와 연결 설치된 원통캠부재(120) 역시 동일방향으로 회전하면서 상기 원통캠부재(120)의 외주연 일측에 편심된 캠부(123)가 승강부재(130) 즉, 가동부재(131)의 상단 중앙에 자유회전 가능하게 설치된 로울러부싱(134)으로부터 회전방향으로 지나쳐 목적한 위치까지 회전하는 등 상기 캠부(123)에 의한 가동부재(131)의 가압력이 밸브체(25)의 유통구(26)를 완전 밀폐시키는 초기점 상태 때의 가압력 보다 작은 상태로서 가동 부재(131)를 가압하게 된다.

이와 같이 상기 원통캠부재(120)의 캠부(123)를 통해 가동부재(131) 측에 작용되는 가압력이 작아지게 되면 승강부재(130)를 이루는 가동부재(131) 및 스프링(139), 가압플랜저(135)의 가압작용에 따라 작동샤프트(143)가 하강하면서 가압 압축하였던 스프링(144)이 상기 가동부재(131) 측에 작용되는 가압력의 작아진 세기만큼 탄성복원되면서 상기 작동샤프트(143)를 상승시키게 되고, 이와 함께 상기 작동샤프트(143)의 하단에 고정된 V-포트(150) 역시 목적한 위치까지 상승함으로써 상기 V-포트(150)에 의해 밀폐되었던 밸브체(25)의 유통구(26)가 개방되어 상기 유통구(26)의 개방면적만큼 온수관(6)을 통해 급수통(4)으로부터 개방된 유통구(26) 및 출구측 분배기(8)를 거쳐 냉수관(7) 측으로 온수의 유량이 조절된 상태로 공급되는 등 사용자가 목적한 온도에 맞게 온수와 냉수가 혼합된 상태로서 최종 공급받게 된다.

이와 더불어 상기와 같은 과정 즉, 온수와 냉수를 혼합시키기 위한 유량조절밸브(110)의 작동과정을 통해 밸브체(25)의 유통구(26)의 개방면적을 점차 넓히거나 좁힐 경우 구동모터(112) 및 이와 연계된 원통캠부재(120), 승강부재(130), 포트승강개폐부재(140)의 연동작용을 통해 승하강하는 개폐용 V-포트(150)에 의한 밸브체(25) 내의 유통구(26)에 대하여 선형적 개폐를 이뤄 온수의 유량을 선형적으로 원활하게 조절 제어할 수 있다.

그리고, 상기와 같이 가동부재(131) 측에 작용되는 가압력의 작아진 세기만큼 탄성복원된 스프링(144)에 의해 작동샤프트(143)가 상승하게 되면 상기 작동샤 프트(143)의 상단과 대응되는 가압플랜저(135)의 가압 상승과 함께 상기 상승된 가압플랜저(135)에 의한 스프링(139) 역시 가압 압축이 이루어지게 되고, 상기 가압플랜저(135)에 의해 압축된 스프링(139)은 다시 가동부재(131) 측으로 탄성력을 작용시켜 이를 통해 가동부재(131)가 원통캠부재(120)로부터 상기 가동부재(131) 측에 작용되는 가압력의 작아진 세기만큼의 높이로 상승하게 된다. 이때, 상기 유량조절밸브(110) 중 원통캠부재(120)의 일단 외주연 및 이와 대응되는 케이싱(111) 내부 일측에 각각 병렬로 설치된 마그네트(126)와 마그네틱센서(113)의 경우 앞서 센싱되었던 각기 좌측에 위치된 마그네틱센서(113)와 마그네트(126)가 도 7에 도시된 도면상에서와 같이 원통캠부재(120)의 회전각도변화에 따라 서로 감지되지 않는 위치로 회동되는 등의 감지 불능 상태를 이루게 되고, 이를 통해 급탕온수기(1)의 제어부는 밸브체(25)의 유통구(26)가 선형적으로 개방되거나 밀폐되고 있는 상태(도 7에 도시된 그래프 참조)로 인식하게 된다.

이후, 상기와 같이 V-포트(150)의 상승작용으로 밸브체(25)의 유통구(26) 개방면적이 사용자가 목적한 온도에 맞게 온수와 냉수의 혼합이 이루어질 수 있도록 개방된 상태에서 사용자의 선택에 따라 급탕온수기(1)로부터 배출되는 물의 온도를 뜨겁게 하기 위하여 도 7과 같은 유량조절밸브(110)의 작동과정 즉, 온수와 냉수를 혼합시킬 수 있도록 유량조절밸브(110)를 작동시켜 작동샤프트(143) 및 V-포트(150)의 상승작용에 따른 밸브체(25) 유통구(26)의 개방과정과 동일과정으로 수행하되, 도 8에 도시한 바와 같이 구동모터(112) 및 원통캠부재(120)의 회전상태를 도 7의 구동모터(112) 및 원통캠부재(120)의 회전각도 보다 1/4 더 회전시킴으로써 발생되는 스프링(144)의 최대 탄성복원작용에 의해 작동샤프트(143)와 함께 V-포트(150)를 최대 상승시켜 이를 통해 최대면적으로 개방된 상기 밸브체(25)의 유통구(26)를 거쳐 급수통(4)으로부터 온수관(6)을 따라 냉수관(7) 측으로 고온의 온수가 다량 공급되는 등 사용자가 목적한 고온의 온수를 최종 공급받게 된다. 이때, 상기 유량조절밸브(110) 중 원통캠부재(120)의 일단 외주연 및 이와 대응되는 케이싱(111) 내부 일측에 각각 병렬로 설치된 마그네트(126)와 마그네틱센서(113)의 경우 도 8에 도시된 도면상에서 각기 우측에 위치된 마그네틱센서(113)와 마그네트(126)가 상호 센싱이 이루어지게 되고, 이를 통해 급탕온수기(1)의 제어부(미도시)는 상기와 같이 각 우측의 마그네틱센서(113)와 마그네트(126) 간의 센싱된 상태로서 유통구(26)의 완전개방상태 즉, 최개점(180도; 도 8에 도시된 그래프 참조)으로 인식하게 된다.

이상에서와 같이 상술한 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

도 1은 종래 유량조절밸브가 적용된 급탕온수기를 개략적으로 나타낸 블록도.

도 2는 종래 유량조절밸브를 개략적으로 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 유량조절밸브를 개략적으로 나타낸 사시도.

도 4는 본 발명의 유량조절밸브의 단면도 및 세부 상세도.

도 5는 본 발명의 유량조절밸브 중 원통캠부재의 분해 사시도.

도 6 내지 도 8은 본 발명에 대한 유량조절밸브의 작동 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1. 급탕온수기 2. 급수관

3. 입구측 분배기 4. 급수통

5. 히터 6. 온수관

7. 냉수관 8. 출구측 분배기

25. 밸브체 26. 유통구

110. 유량조절밸브 111. 케이싱

112. 구동모터 113. 마그네틱센서

120. 원통캠부재 121. 내통부

122. 외통부 123. 캠부

126. 마그네트 130. 승강부재

131. 가동부재 132, 138. 스프링안착부

133. 가이드부 134. 로울러부싱

135. 가압플랜저 136. 가이드슬라이드홈

137. 샤프트안착홈 139, 144. 스프링

140. 포트승강개폐부재 141. 하우징

142. 하우징캡 143. 작동샤프트

150. V-포트 151. 유량조절편

152. 배유구 L. 수동작동레버

Claims (6)

1. 급수통과, 상기 급수통에 저장된 물을 온수상태로 가열하는 히터와, 급수관으로부터 공급되는 물을 급수통과 냉수관으로 분배 이송시키는 입구측 분배기 및 상기 급수통으로부터 온수관을 통해 공급되는 온수를 냉수관 측으로 이송 혼합시켜 외부로 배출토록 하는 출구측 분배기로 구성된 급탕온수기 중 상기 급수통과 출구측 분배기를 연결하는 온수관에 연결 설치되어 상기 출구측 분배기를 거쳐 냉수관 측으로 공급되는 온수의 유량을 조절하는 유량조절밸브에 있어서;

   케이싱 내에 설치되며, 정,역방향 또는 일방향으로 회전되는 구동모터와;

   상기 구동모터와 동일방향으로 회전 가능하도록 모터와 연결 설치되는 중공의 원통캠부재와;

   상기 원통캠부재의 하단에 대응되게 설치되며, 상기 원통캠부재의 회전작용과 대응되는 스프링의 탄성작용에 따라 승하강되면서 온수관 측에 연결 설치된 밸브체 내의 유통구를 개폐토록 하기 위한 승강부재와;

   상기 승강부재의 하단과 밸브체의 유통구 사이에 설치되며, 구동모터 및 원통캠부재, 승강부재의 연동작용을 통해 작동샤프트의 승하강이 이루어짐과 동시에 유통구 개폐용 V-포트 역시 승하강시키는 포트승강개폐부재와;

   상기 작동샤프트의 하단에 결합된 상태로 밸브체의 유통구에 대응되게 설치되며, 구동모터 및 원통캠부재, 승강부재, 포트승강개폐부재의 연동작용을 통해 승하강하면서 유통구의 선형적 개폐를 이뤄 온수의 유량을 선형적으로 조절 제어하는 V-포트를 포함하여 구성되며,

   상기 V-포트는 전체 형상이 중공의 원통체로 형성되되, 그 하단에는 내측으로 보강리브가 형성된 역삼각형태의 유량조절편이 등간격으로 이격 형성되고, 상기 이격된 유량조절편들 사이에는 V-포트의 상승에 따른 밸브체의 유통구 개방면적이 상기 유량조절편의 형상과 대응되어 삼각형태로 점차 넓어지는 선형적 개방이 이루어지는 배유구가 형성된 것을 특징으로 하는 선형유량제어를 위한 유량조절밸브.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 원통캠부재의 외주연 일측에는 편심된 캠부가 일체로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 선형유량제어를 위한 유량조절밸브.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 원통캠부재는 구동모터의 회전축과 결합되는 내통부와;

   상기 내통부에 삽착된 상태로 결합되며, 외주연 일측에 승강부재와 대응되는 캠부가 일체로 형성된 외통부로 구성된 것을 특징으로 하는 선형유량제어를 위한 유량조절밸브.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 승강부재의 상단 중앙에는 모터 구동에 따라 동일방향으로 회전하는 원통캠부재와 대응되어 회전하는 상기 캠부를 통해 원활한 가압작용이 이루어지도록 자유회전이 가능한 로울러부싱이 더 구비된 것을 특징으로 하는 선형유량제어를 위한 유량조절밸브.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서, 상기 원통캠부재의 일단 외주연 및 상기 외주연과 대응되는 케이싱 내부 일측에는 V-포트에 의해 밸브체의 유통구가 밀폐된 상태인지를 감지하는 초기점(0도 및 360도)과 상기 V-포트의 상승에 따른 밸브체의 유통구가 완전 개방된 상태인지를 감지하는 최개점(180도)을 인식하기 위한 마그네트와 마그네틱센서가 각각 병렬로 설치되며,

   상기 원통캠부재의 일단 외주연에 병렬로 삽착되는 마그네트는 밸브체의 유통구 개방상태인 초기점(0도 및 360도)과 최개점(180도)의 구분을 위해 180도 간격으로 서로 대향되게 형성된 것을 특징으로 하는 선형유량제어를 위한 유량조절밸브.

Images