KR101095098B1 - 글로브 밸브 구동용 전동식 구동기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 글로브 밸브 구동용 전동식 구동기에 관한 것으로 특히, 각방 제어용 글로브 밸브의 개도량을 직접적으로 조절하는 전동식 구동기를, 저면 일측부에 작동수단 안내 겸 밸브 결합부가 일체로 돌출 형성된 구성을 갖고 각종 구성품이 내설되는 상부 개방형 하부몸체와; 상기 하부몸체의 개구부를 막아주는 형태로 결합되는 상부몸체와; 상기 하부몸체 내부에 설치된 상태에서 제어기에서 출력되는 신호에 부응하여 작동되며 글로브 밸브의 개폐에 필요한 동력을 발생시켜 주는 모터와; 상기 모터의 축에 고정 설치되어 모터의 동력을 제 2 스퍼기어를 통해 캠 샤프트에 전달하는 제 1 스퍼기어와; 내면에 마이크로 스위치를 온/오프시켜 주는 요철형 캠을 구비하고 캠 샤프트의 일단부에 고정 설치되어 상기 제 1 스퍼기어를 통해 전달되어 오는 모터의 동력을 캠 샤프트에 전달함은 물론 그 회전각도에 부응하여 마이크로 스위치가 "온" 또는 "오프"되도록 하는 제 2 스퍼기어와; 중간부에 작동수단 구동용 편심 캠을 구비하고 양단부가 금속성 브라켓에 축지된 상태에서 상기 제 1 및 제 2 스퍼기어를 통해 전달해오는 모터의 구동량에 부응하여 회전되며 글로브 밸브의 개폐를 제어하는 작동수단을 승,하강시켜 주는 캠 샤프트와; 상기 캠 샤프트가 회동 가능하게 축지되도록 하는 금속성 브라켓과; 상기 브라켓에 고정 설치된 상태에서 제 2 스퍼기어의 요철형 캠 위치에 따라 온/오프되며 모터에 공급되는 전원전압을 제어하는 마이크로 스위치와; 상기 캠 샤프트의 작동수단 구동용 편심 캠에 의해 승,하강되며 글로브 밸브를 개폐시켜 주는 작동수단;으로 구성한 것을 특징으로 한다.

따라서, 현재 상용되고 있는 분배기의 종류에 관계없이 설치하여 사용할 수 있으므로 구동기의 설치성과 사용성을 대폭 향상시킬 수 있고, 구동기 자체에서 고장 등의 문제가 발생되었을 경우 구조적으로 모터와의 동력을 차단하고 수동으로 밸브 자체의 개폐를 실시할 수 있으며, 베벨기어를 사용하고 모터를 세워 놓은 구조로 구동기 내부 공간을 협소화할 수 있고, 금속 재질의 브라켓을 채택하여 내마모성과 내구성 향상시킬 수 있으며, 인쇄회로기판(PCB)의 사용을 배제함으로써 누수와 누전에 취약한 문제 해결함과 동시에 원가를 절감할 수 있고, 마이크로 스위치 1개만으로 제어가 가능하며, 수동 조작용 핸들의 작동 방향과 일치하여 밸브의 개폐 상태 및 정도를 육안으로 확인할 수 있고, 기어의 모듈을 크게 하여 강력한 토크를 전달할 수 있으며, 고질적인 문제였던 기어의 이로 인한 소음을 유성기어로 현저히 감소시킬 수 있는 것이다.

보일러, 전동식 구동기, 글로브 밸브, 모터, 수동 조작용 핸들

Description

글로브 밸브 구동용 전동식 구동기{Electromotive drive for driving globe valve}

본 발명은 글로브 밸브 구동용 전동식 구동기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여관이나, 고시원, 원룸 등과 같이 수개의 방을 구비한 건물에서는 각방마다 별도의 실내조절기를 설치하여 각 방의 실내온도를 따로따로 조절하는 각방제어 시스템에서 분배기에 사용되고 있는 글로브 밸브를 구동하기 위한 구동기를 소형의 전동식 구동기로 제작하여, 현재 상용되고 있는 분배기의 종류에 관계없이 설치하여 사용할 수 있도록 함으로써 구동기의 설치성과 사용성을 개선할 수 있고, 구동기 자체에서 고장 등의 문제가 발생되었을 경우 구조적으로 모터와의 동력을 차단하고 수동으로 조작을 쉽게 할 수 있으며, 베벨기어를 사용하고 모터를 세워 놓은 구조로 구동기 내부 공간을 협소화할 수 있고, 금속 재질의 브라켓을 채택하여 내마모성과 내구성 향상시킬 수 있으며, 인쇄회로기판(PCB)의 사용을 배제하여 누수와 누전에 취약한 문제 해결함과 동시에 원가를 절감하고, 마이크로 스위치를 1개소만 채택하여 제어가 가능하며, 수동 조작용 핸들의 작동 방향과 일치하여 오픈/클로즈(OPEN/CLOSE)를 육안으로 확인할 수 있고, 기어의 모듈을 크게 하여 강력한 토크를 전달할 수 있으며, 고질적인 문제였던 기어의 이로 인한 소음을 유성기어로 현 저히 감소시킬 수 있도록 발명한 것이다.

일반적으로 보일러(Boiler)는, 석유나 석탄 및 가스 등을 연료로 사용하여 이를 연소시키거나 히터에 전기를 공급시켜 발생되는 연소열 및 전열을 이용하여 물을 가열하여 각종 난방시설 등에 더운물을 공급하기 위하여 물을 끓이는 시설을 말하며, 주택용 보일러의 경우에는 실내의 바닥 등에 설치된 배관에 더운물을 공급하여 난방을 하거나, 급수관을 통해 온수의 공급 등에 사용되어 지고 있다.

한편, 여관이나, 고시원, 원룸과 같이 수개의 방을 구비한 건물에서는 각방마다 별도의 실내조절기를 설치하여 각 방의 실내온도를 따로따로 조절하는 에너지 절약 자동 난방시스템으로 경제성과 편리성이 구비된 각방제어 시스템을 사용하고 있다.

이와 같은 각방제어 시스템은 각방 중 난방이 필요하지 않는 방의 경우에는 자동으로 밸브를 닫음으로써 불필요한 에너지의 낭비를 막고 연료비를 절감할 수 있다.

한편, 상기와 같은 각방제어 시스템은 통상 수개의 온도조절기(일명 "룸콘"이라고도 함)에서 출력되는 제어신호에 부응하여 각방의 난방배관에 설치된 밸브의 구동을 제어하는 제어기와, 제어기를 통해 보일러 본체와 연결된 상태를 갖고 각방에 설치되어 사용자로 하여금 원하는 난방제어를 선택할 수 있도록 함과 동시에 보일러 본체 등에서 전달되어 오는 각종 데이터나 상태 정보 등을 표시해 주는 각방 의 온도조절기들로 구성되어 있다.

이때, 상기 온도조절기와 제어기로부터 분배기의 글로브 밸브에 결합되어 있는 전동식 구동기를 제어하여 온수의 온도를 제어하거나 유량을 단속하여 실내의 온도조절을 하게 된다.

이와 같이 분배기의 글로브 밸브를 구동시켜 주기 위한 종래 밸브 구동기는 도 1에 도시된 바와 같이 모터(50a)와, 회전축(30a), 회로부(60a) 등을 브라켓(70a)으로 고정한 후 하부몸체(10a)와 상부몸체(20a)의 내부에 결합하는 구조로 이루어져 있었다.

이와 같은 밸브 구동기는 상기 회로부(60a)상에 형성되는 한 쌍의 금속편(62a) 말단에 각각 고정되어있는 접촉자(64a)가 회전축(30a)의 회전에 따라 도 2의 (a) 및 (b)와 같이 접촉 및 비 접촉되는 신호를 이용하여 밸브의 개폐를 조절하는 방식이었다.

그러나 이와 같은 구성은 노출되어 있는 접촉자(64a) 사이에 이물질 등이 끼어 접촉성이 떨어지며, 접촉자(64a)의 마모로 인해 수 명이 짧을 뿐만 아니라, 금속편(62a)이 장기간 사용에 의해 탄성을 잃음으로써 접촉 오동작을 일으키는 문제점이 있었고, 감지/제어부(40a)의 신호를 전달하는 전선(42a)이 회로부(60a)와 직접 연결되어있어 밸브 구동기를 밸브에 설치하기 불편한 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 구성을 갖는 밸브 구동기에는 별도의 수동 조작장치가 구비되어 있지 않아 모터 등의 고장시 밸브 자체를 아예 개폐시킬 수 없고, 구동기 자체가 너무 클 뿐만 아니라 브라켓은 같은 샤프트의 재질과 같은 재질을 사용하고 있어 사출물이 마모되는 현상이 발생하며, 또 몸체의 내부에 회로부가 삽입 설치되어 있어 누수와 누전에 취약하게 됨은 물론 원가가 대폭 상승하게 되고, 구동기의 외부에서 밸브의 개폐 여부를 육안으로 확인할 수 없으며, 기어의 모듈을 낮아 토크 자체가 약하게 되고, 특히 기어들에서 소음이 발생되는 등의 문제점도 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 현재 상용되고 있는 분배기의 종류에 관계없이 설치하여 사용할 수 있으며, 구동기의 설치성과 사용성을 향상시킬 수 있고, 구동기 자체에서 고장 등의 문제가 발생되었을 경우 구조적으로 모터와의 동력을 차단하고 수동으로 조작을 쉽게 할 수 있으며, 베벨기어를 사용하고 모터를 세워 놓은 구조로 구동기 내부 공간을 협소화할 수 있고, 금속 재질의 브라켓을 채택하여 내마모성과 내구성 향상시킬 수 있으며, 인쇄회로기판(PCB)의 사용을 배제하여 누수와 누전에 취약한 문제 해결함과 동시에 원가를 절감할 수 있고, 마이크로 스위치 1개만으로 제어가 가능하며, 수동 조작용 핸들의 작동 방향과 일치하여 오픈/클로즈(OPEN/CLOSE)를 육안으로 확인할 수 있고, 기어의 모듈을 크게 하여 강력한 토크를 전달할 수 있으며, 고질적인 문제였던 기어의 이로 인한 소음을 유성기어로 현저히 감소시킬 수 있는 글로브 밸브 구동용 전동식 구동기을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실내에 설치되는 온도조절기 및 보일러 본체에서 전달되어 신호에 부응하여 제어기에서 소정의 제어신호가 출력되면 분배기에 설치되어 있는 각방 제어용 글로브 밸브의 개도량을 직접적으로 조절하는 전동식 구동기를 구성함에 있어서, 상기 전동식 제어기는 저면 일측부에 작동수단 안내 겸 밸브 결합부가 일체로 돌출 형성된 구성을 갖고 각종 구성품이 내설되는 상부 개방형 하부몸체와; 상기 하부몸체의 개구부를 막아주는 형태로 결합되는 상부몸체와; 상기 하부몸체 내부에 설치된 상태에서 제어기에서 출력되는 신호에 부응하여 작동되며 글로브 밸브의 개폐에 필요한 동력을 발생시켜 주는 모터와; 상기 모터의 축에 고정 설치되어 모터의 동력을 제 2 스퍼기어를 통해 캠 샤프트에 전달하는 제 1 스퍼기어와; 내면에 마이크로 스위치를 온/오프시켜 주는 요철형 캠을 구비하고 캠 샤프트의 일단부에 고정 설치되어 상기 제 1 스퍼기어를 통해 전달되어 오는 모터의 동력을 캠 샤프트에 전달함은 물론 그 회전각도에 부응하여 마이크로 스위치가 "온" 또는 "오프"되도록 하는 제 2 스퍼기어와; 중간부에 작동수단 구동용 편심 캠을 구비하고 양단부가 금속성 브라켓에 축지된 상태에서 상기 제 1 및 제 2 스퍼기어를 통해 전달해오는 모터의 구동량에 부응하여 회전되며 글로브 밸브의 개폐를 제어하는 작동수단을 승,하강시켜 주는 캠 샤프트와; 평단면이 "ㄷ"자 형상을 갖게 절곡 형성된 상태에서 하부몸체 내에 고정 설치되어 상기 캠 샤프트가 회동 가능하게 축지되도록 하는 금속성 브라켓과; 상기 브라켓에 고정 설치된 상태에서 제 2 스퍼기어의 회전에 부응하여 회전되는 요철형 캠의 위치에 따라 온/오프되며 모터에 공급되는 전원전압을 제어하는 마이크로 스위치와; 상기 하부몸체의 작동수단 안내 겸 밸브 결합부 내에 삽입 설치되어 상기 캠 샤프트의 작동수단 구동용 편심 캠에 의해 승,하강되며 글로브 밸브를 개폐시켜 주는 작동수단;으로 구성한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 캠 샤프트의 타단부에는 제 1 베벨기어를 부가 설치하고, 상기 상부몸체의 상면 일측에는 핸들 결합공을 천공하여 수동 조작용 핸들을 결합하되, 상기 수동 조작용 핸들의 저단부에는 상기 제 1 베벨기어와 맞물리는 제 2 베벨기어를 고정 설치하여 모터의 고장시 사용자가 상기 수동 조작용 핸들을 회전시켜 글로브 밸브를 수동으로 개폐시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 모터의 축에 고정 설치되는 제 1 스퍼기어 내측에는 모터의 동력을 어느 한 방향으로만 전달하는 래치를 부가 설치하여 상기 수동 조작용 핸들을 통해 글로브 밸브를 개폐시킬 때 제 1 스퍼기어는 래치의 외주면을 따라 아이들 회전하고 모터는 회전되지 않도록 한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 상부몸체의 핸들 결합공 주변에는 글로브 밸브 개폐 상태 표시부를 부가 표시하여, 모터의 구동에 의해 또는 조작자가 수동 조작용 핸들을 회동시켜 글로브 밸브를 개폐시킬 때 밸브의 개폐 정도를 육안으로 확인할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 보일러의 분배기에 설치되어 있는 글로브 밸브를 구동시키기 위한 전동식 구동기를 소형으로 구성함으로써 현재 상용되고 있는 분배기의 종류에 관계없이 설치하여 사용할 수 있으므로 구동기의 설치성과 사용성을 대폭 향상시킬 수 있고, 구동기 자체에서 고장 등의 문제가 발생되었을 경우 구조적으로 모터와의 동력을 차단하고 수동으로 밸브 자체의 개폐를 실시할 수 있으며, 베벨기어를 사용하고 모터를 세워 놓은 구조로 구동기 내부 공 간을 협소화할 수 있고, 금속 재질의 브라켓을 채택하여 내마모성과 내구성 향상시킬 수 있으며, 인쇄회로기판(PCB)의 사용을 배제함으로써 누수와 누전에 취약한 문제 해결함과 동시에 원가를 절감할 수 있고, 마이크로 스위치 1개만으로 제어가 가능하며, 수동 조작용 핸들의 작동 방향과 일치하여 밸브의 개폐 상태 및 정도를 육안으로 확인할 수 있고, 기어의 모듈을 크게 하여 강력한 토크를 전달할 수 있으며, 고질적인 문제였던 기어의 이로 인한 소음을 유성기어로 현저히 감소시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3 및 도 4는 본 발명이 적용된 글로브 밸브 구동용 전동식 구동기의 분해 사시도를 나타낸 것이고, 도 5는 본 발명 전동식 구동기의 결합상태 요부 절단 사시도를 나타낸 것이며, 도 6의 (a)(b)는 제 1 및 제 2 스퍼기어와 마이크로 스위치 및 래치의 결합상태 및 작동상태를 보인 요부 확대 평면 및 정면도를 나타낸 것이고, 도 7 및 도 8은 본 발명의 전동식 구동기에 의해 글로브 밸브가 열린 상태와 닫힌 상태를 설명하기 위한 전동식 구동기와 글로브 밸브의 결합상태 종단면도를 나타낸 것이다.

이에 따르면 본 발명은, 실내에 설치되는 온도조절기 및 보일러 본체에서 전달되어 신호에 부응하여 제어기에서 소정의 제어신호가 출력되면 분배기에 설치되 어 있는 각방 제어용 글로브 밸브(14)의 개도량을 직접적으로 조절하는 전동식 구동기를 구성함에 있어서,

상기 전동식 제어기는 저면 일측부에 작동수단 안내 겸 밸브 결합부(1')가 일체로 돌출 형성된 구성을 갖고 각종 구성품이 내설되는 상부 개방형 하부몸체(1)와;

상기 하부몸체(1)의 개구부를 막아주는 형태로 결합되는 상부몸체(2)와;

상기 하부몸체(1) 내부에 설치된 상태에서 제어기에서 출력되는 신호에 부응하여 작동되며 글로브 밸브(14)의 개폐에 필요한 동력을 발생시켜 주는 모터(3)와;

상기 모터(3)의 축에 고정 설치되어 모터(3)의 동력을 제 2 스퍼기어(5)를 통해 캠 샤프트(6)에 전달하는 제 1 스퍼기어(4)와;

내면에 마이크로 스위치(8)를 온/오프시켜 주는 요철형 캠(5')을 구비하고 캠 샤프트(6)의 일단부에 고정 설치되어 상기 제 1 스퍼기어(4)를 통해 전달되어 오는 모터(3)의 동력을 캠 샤프트(6)에 전달함은 물론 그 회전각도에 부응하여 마이크로 스위치(8)가 "온" 또는 "오프"되도록 하는 제 2 스퍼기어(5)와;

중간부에 작동수단 구동용 편심 캠(6')을 구비하고 양단부가 금속성 브라켓(7)에 축지된 상태에서 상기 제 1 및 제 2 스퍼기어(4)(5)를 통해 전달해오는 모터(3)의 구동량에 부응하여 회전되며 글로브 밸브(14)의 개폐를 제어하는 작동수단(9)을 승,하강시켜 주는 캠 샤프트(6)와;

평단면이 "ㄷ"자 형상을 갖게 절곡 형성된 상태에서 하부몸체(1) 내에 고정 설치되어 상기 캠 샤프트(6)가 회동 가능하게 축지되도록 하는 금속성 브라켓(7) 과;

상기 브라켓(7)에 고정 설치된 상태에서 제 2 스퍼기어(5)의 회전에 부응하여 회전되는 요철형 캠(5')의 위치에 따라 온/오프되며 모터(3)에 공급되는 전원전압을 제어하는 마이크로 스위치(8)와;

상기 하부몸체(1)의 작동수단 안내 겸 밸브 결합부(1') 내에 삽입 설치되어 상기 캠 샤프트(6)의 작동수단 구동용 편심 캠(6')에 의해 승,하강되며 글로브 밸브(14)를 개폐시켜 주는 작동수단(9);으로 구성한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 캠 샤프트(6)의 타단부에는 제 1 베벨기어(10)를 부가 설치하고, 상기 상부몸체(2)의 상면 일측에는 핸들 결합공(2')을 천공하여 수동 조작용 핸들(12)을 회동 가능하게 결합하되, 상기 수동 조작용 핸들(12)의 저단부에는 상기 제 1 베벨기어(10)와 맞물리는 제 2 베벨기어(11)를 고정 설치하여 모터(3)의 고장시 사용자가 상기 수동 조작용 핸들(12)을 회전시켜 글로브 밸브(14)를 수동으로 개폐시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 모터(3)의 축에 고정 설치되는 제 1 스퍼기어(4) 내측에는 모터(3)의 동력을 어느 한 방향으로만 전달하는 래치(13)를 부가 설치하여, 상기 수동 조작용 핸들(12)을 통해 글로브 밸브(14)를 개폐시킬 때 상기 제 1 스퍼기어(4)는 래치(13)의 외주면을 따라 아이들 회전하고 모터(3)는 회전되지 않도록 한 것을 특징으로 한다.

또, 상기 상부몸체(2)의 핸들 결합공(2') 주변에 글로브 밸브 개폐 상태 표시부(2")를 부가 표시하여 모터(3)의 구동에 의해 또는 조작자가 수동 조작용 핸 들(12) 조작을 통해 글로브 밸브(14)가 개폐될 때 밸브의 개폐 정도를 육안으로 확인할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 글로브 밸브 구동용 전동식 구동기에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명 실내에 설치되는 온도조절기 및 보일러 본체에서 전달되어 신호에 부응하여 제어기에서 소정의 제어신호가 출력되면 분배기에 설치되어 있는 각방 제어용 글로브 밸브(14)의 개도량을 직접적으로 조절하는 전동식 구동기를 상부 개방형 하부몸체(1)와 상부몸체(2), 모터(3), 제 1 및 제 2 스퍼기어(4)(5), 캠 샤프트(6), 금속성 브라켓(7), 마이크로 스위치(8) 및 작동수단(9)으로 형성한 것을 주요기술 구성요소로 한다.

이때, 상기 하부몸체(1)는 상방부가 개구된 직사각 함체 형상을 가짐은 물론 저면 일측부에는 작동수단 안내 겸 밸브 결합부(1')가 일체로 돌출 형성되도록 사출 성형되어 그 내부에는 후술하는 각종 구성품이 설치될 수 있도록 한다.

또, 상기 상부몸체(2) 역시 합성수지재로 사출 성형되어 상기 하부몸체(1)의 개구부를 막아주는 형태로 결합 된다.

또한, 상기 모터(3)는 하부몸체(1) 내부에 설치된 상태에서 제어기에서 출력되는 신호에 부응하여 작동되며 글로브 밸브(14)의 개폐에 필요한 동력을 발생시켜 주는 기능을 갖는다.

그리고, 상기 제 1 스퍼기어(4)는 모터(3)의 축에 고정 설치되어 모터(3)의 동력을 제 2 스퍼기어(5)를 통해 캠 샤프트(6)에 전달하는 기능을 수행하고, 상기 제 2 스퍼기어(5)는 내면에 마이크로 스위치(8)를 온/오프시켜 주기 위한 요철형 캠(5')을 구비하고 캠 샤프트(6)의 일단부에 고정 설치된 상태에서 상기 제 1 스퍼기어(4)와 맞물리어 상기 제 1 스퍼기어(4)를 통해 전달되어 오는 모터(3)의 동력을 캠 샤프트(6)에 전달함은 물론 그 회전각도에 부응하여 마이크로 스위치(8)가 "온" 또는 "오프"되도록 하는 기능을 수행하게 된다.

한편, 상기 캠 샤프트(6)는 중간부에 작동수단 구동용 편심 캠(6')을 구비하고 양단부가 금속성 브라켓(7)에 회동 가능하게 축지된 상태에서 상기 제 1 및 제 2 스퍼기어(4)(5)를 통해 전달해오는 모터(3)의 구동량에 부응하여 회전되며 글로브 밸브(14)의 개폐를 제어하는 작동수단(9)을 승,하강시켜 주는 기능을 수행하게 된다.

또, 상기 브라켓(7)은 철판이나 알루미늄판을 이용하여 평단면이 "ㄷ"자 형상을 갖도록 절곡 성형한 구성을 갖고 상기 하부몸체(1) 내에 고정 설치되어 상기 캠 샤프트(6)가 모터(3)의 회동에 부응하여 회동 가능하도록 하는 기능을 수행하게 됨은 물론 후술하는 마이크로 스위치(8)가 고정 설치되게 하는 기능을 수행하게 된다.

또한, 상기 마이크로 스위치(8)는 브라켓(7)에 착탈 가능하게 고정 설치된 상태에서 도 6의 (a)(b)와 같이 제 2 스퍼기어(5)의 회전에 부응하여 회전되는 캠 샤프트(6)의 요철형 캠(5')의 위치에 대응하여 "온" 또는 "오프"되며 모터(3)에 공급되는 전원전압을 공급 또는 차단하는 전원공급에 따른 단속을 하게 된다.

그리고, 상기 작동수단(9)은 캠 샤프트(6)의 작동수단 구동용 편심 캠(6')과 면 접촉되어 회동되는 원통형 로울러와, 상기 원통형 로울러를 통해 전달되어 오는 회전동력을 직선방향으로 변환시켜 밸브 작동구로 전달하는 주는 동력방향 절환구, 리턴 스프링 및 글로브 밸브(14)의 개폐 조졸구를 직접 작동시키는 밸브 작동구 등으로 구성되는데, 이는 종래의 글로브 밸브 구동기에서도 널리 사용되고 있는 것이어서 부호를 포함은 물론 구체적인 동작 설명을 생략한다.

이와 같은 작동수단(9)은 상기 하부몸체(1)의 작동수단 안내 겸 밸브 결합부(1') 내에 삽입 설치되어, 상기 캠 샤프트(6)의 작동수단 구동용 편심 캠(6')의 회전 위치에 부응하여 승,하강되며 글로브 밸브(14)를 개폐시켜 주는 기능을 수행하게 된다.

이와 같은 구성을 갖는 전동식 구동기 내의 마이크로 스위치(8)가 "온"되어 모터(3)에 전원전압이 공급되면, 상기 모터(3)가 정해진 방향으로 구동되므로 인해 제 1 및 제 2 스퍼기어(4)(5)가 순차적으로 구동되어 캠 샤프트(6)를 정해진 방향으로 회동시켜 주게 되므로 상기 캠 샤프트(6)의 중간부에서 일체로 형성되어 있는 작동수단 구동용 편심 캠(6')도 캠 샤프트(6)의 회동에 부응하여 회동되며 그외 외주면과 접동된 형태를 갖는 작동수단(9)을 승강 또는 하강시켜 글로브 밸브(14)의 개폐량을 조절하게 된다.

예를 들어 즉, 제 1 및 제 2 스퍼기어(4)(5)를 통해 전달되어 오는 모터(3)의 회전동력에 부응하여 회전하는 상기 캠 샤프트(6)의 작동수단 구동용 편심 캠(6') 중 최단축 외주면이 도 7과 같이 상기 작동수단(9)의 상면과 접동된 경우 글로브 밸브(14)는 완전 개방된 상태를 갖게 되고, 이와 반대로 작동수단 구동용 편심 캠(6') 중 최장축의 외주면이 도 8과 같이 상기 작동수단(9)의 상면과 접동된 경우 글로브 밸브(14)는 완전히 닫혀진 상태를 갖게 된다.

물론, 상기 캠 샤프트(6)의 회전각도에 대응하여 중심축과 외주면 사이의 거리가 변화되는 상기 작동수단 구동용 편심 캠(6')의 최단축과 최장축 사이의 외주면과 상기 작동수단(9)의 상면이 접동되어 있는 경우에는 해당 위치의 편심 캠 폭(즉, 중심축과 외주면 사이의 거리)에 대응하여 상기 글로브 밸브(14)의 열림 또는 닫힘 정도가 달라지게 된다.

한편, 상기와 같이 전동식 구동기를 상부 개방형 하부몸체(1)와 상부몸체(2), 모터(3), 제 1 및 제 2 스퍼기어(4)(5), 캠 샤프트(6), 금속성 브라켓(7), 마이크로 스위치(8) 및 작동수단(9)으로만 제작할 경우, 모터(3)가 정상적으로 작동될 때에 한하여 글로브 밸브(14)를 열거나 닫을 수 있을 뿐만 아니라 그 개도량을 조절할 수 있고, 또 모터(3)의 구동량에 대응하는 글로브 밸브(14)의 실제 개폐 상태 및 그 정도를 외부에서 확인할 수 없게 된다.

즉, 전동식 구동기 내에 설치되어 있는 모터(3)가 고장이 났을 경우 해당 전동식 구동기 자체를 교체하지 않고는 해당 전동식 구동기가 결합되어 있는 글로브 밸브(14)의 개폐를 제어할 수 없는 문제점이 있고, 또 전동식 구동기의 하부몸체(1)와 상부몸체(2) 그 어디에도 모터(3)의 구동량에 대응하는 글로브 밸브(14)의 실제 개폐 상태 및 그 정도가 표시되지 않아 외부에서 이를 확인할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명에서는 상기 캠 샤프트(6)의 타단부에는 제 1 베벨기어(10)를 더 설치하고, 상기 상부몸체(2)의 상면 일측에는 핸들 결합공(2')을 천공하여 이에 수동 조작용 핸들(12)을 회동 가능하게 결합함은 물론 상기 수동 조작용 핸들(12)의 저단부에는 상기 제 1 베벨기어(10)와 맞물리는 제 2 베벨기어(11)를 고정 설치하여 주었다.

뿐만 아니라, 상기 상부몸체(2)의 핸들 결합공(2') 주변에는 모터(3)의 구동에 의해 또는 조작자가 수동 조작용 핸들(12) 조작을 통해 글로브 밸브(14)가 개폐될 때 밸브의 개폐 정도를 조작자가 육안으로 확인할 수 있도록 하는 글로브 밸브 개폐 상태 표시부(2")를 부가 표시하였다.

따라서, 상기 모터(3)가 정상적으로 작동되며 글로브 밸브(14)를 개폐시킬 경우 상기 캠 샤프트(6)의 타단부에 고정 설치된 상태에서 제 1 및 제 2 스퍼기어(4)(5)를 통해 전달되어 오는 모터(3)의 회전전 부응하여 상기 캠 샤프트(6)가 회전할 때 상기 제 1 베벨기어(10)도 회전하게 된다.

그러므로 상기 제 1 베벨기어(10)와 맞물린 형태를 갖는 제 2 베벨기어(11)도 회전하게 되어 상기 제 2 베벨기어(11)와 결합된 상태에서 상부몸체(2)의 상면 일측에 천공된 핸들 결합공(2')에 회동 가능하게 결합되어 수동 조작용 핸들(12)도 회전하게 되는데, 이때 상기 상부몸체(2)의 핸들 결합공(2') 주변에는 전술한 바와 같이 글로브 밸브 개폐 상태 표시부(2")가 인쇄 등의 방법으로 표시되어 있으므로 모터(3)의 구동량에 대응하여 글로브 밸브(14)가 개폐될 때 이에 대응하여 회전하는 상기 수동 조작용 핸들(12)의 끝 부분이 가르치는 글로브 밸브 개폐 상태 표시 부(2") 위치 확인을 통해 글로브 밸브(14)가 어느 정도 개폐된 상태인지를 육안으로 정확히 알 수 있는 것이다.

뿐만 아니라, 어떠한 원인으로 인해 모터(3)가 고장을 일으켜 글로브 밸브(14)를 원하는 상태로 자동 개폐시킬 수 없을 경우에는, 조작자가 상기 상부몸체(2)의 외부로 돌출되게 설치되어 있는 수동 조작용 핸들(12)을 손으로 잡고 원하는 각도만큼 회전시키게 되면 상기 수동 조작용 핸들(12)의 저면에 고정 설치되어 있는 상기 제 2 베벨기어(11)가 제 1 베벨기어(10)를 회전시켜 주게 되므로 상기 제 1 베벨기어(10)가 고정되어 있는 캠 샤프트(6)도 브라켓(7) 상에서 아이들 회전되게 된다.

따라서, 상기 캠 샤프트(6)의 중간부에 일체로 형성되어 있는 작동수단 구동용 편심 캠(6')도 수동 조작용 핸들(12)에서 발생되는 회전동력에 부응하여 회전하며 작동수단(9)을 승강 또는 하강시키게 되므로 글로브 밸브(14)가 사용자가 원하는 상태 및 정도로 수동 개폐되게 된다.

그러므로 보일러의 관리자 또는 조작자가 판단한 결과 전동식 구동기 내의 모터(3)가 고장이 나 글로브 밸브(14)가 원하는 상태로 개폐되지 않고 있는 것으로 판단될 경우, 상기 상부몸체(2)의 핸들 결합공(2') 주변에 인쇄되어 있는 글로브 밸브 개폐 상태 표시부(2")를 보면서 수동 조작용 핸들(12)을 적절히 회전시켜 주는 수동 조작을 통해 해당 방의 글로브 밸브(14)를 조작자가 원하는 정도로 수동 개폐시킬 수도 있는 것이다.

이때, 상기 제 1 스퍼기어(4)가 모터(3)의 축이 고정 설치된 상태를 유지할 경우, 제 1 스퍼기어(4)는 모터(3)가 어느 방향으로 회전되어도 해당 방향(즉, 시계방향 또는 반 시계방향으로 화전; 실제로 모터(3)는 교류모터를 채택하여 설치함으로써 한 방향으로만 회전됨)으로 회동되는 형태를 갖게 됨은 물론, 모터(3)의 고장시 사용자가 수동 조작용 핸들(12)을 원하는 방향으로 원하는 각도만큼 회전시켜 글로브 밸브(14)를 개폐시킬 때 제 2 베벨기어(11)와 제 1 베벨기어(10), 캠 샤프트(6), 제 2 및 제 1 스퍼기어(5)(4)를 통해 수동 조작용 핸들(12)의 회전력이 모터(3)에도 전달되어 모터(3) 자체도 수동 조작용 핸들(12)의 회전력에 부응하여 강제로 회전되므로 모터(3)가 손상될 우려가 있다.

따라서, 본 발명에서는 상기 모터(3)의 축에 설치되는 제 1 스퍼기어(4)의 내측에 도 6의 (b)와 같이 모터(3)의 동력을 어느 한 방향으로만 전달하는 래치(13)를 부가 설치하여, 상기 수동 조작용 핸들(12)을 통해 글로브 밸브(14)를 개폐시킬 때는 모터(3)가 회전되지 않도록 하였다.

즉, 상기 모터(3)의 축에 제 1 스퍼기어(4)를 설치할 때 제 1 스퍼기어(4)를 직접 고정 설치하지 않고 그 내측에 래치(13)를 삽입한 상태로 모터(3)의 축에 설치하게 되면, 상기 제 1 스퍼기어(4)가 래치(13)에 의해 어느 일 방향으로만 회전될 수 있는 형태를 갖게 되므로, 상기 모터(3)를 구동시켜 글로브 밸브(14)를 개폐시킬 때에는 상기 제 1 스퍼기어(4)가 래치(13)를 통해 모터(3)의 축에 고정된 형태를 갖고 모터의 회전수에 부응하여 래치(13)와 함께 회전하며 모터(3)의 동력을 제 2 스퍼기어(5)를 통해 중간부에 작동수단 구동용 편심 캠(6')을 구비한 캠 샤프트(6)에 전달하여 캠 샤프트(6)가 작동수단 구동용 편심 캠(6')을 통해 작동수 단(9)을 승강 또는 하강 작동시켜 글로브 밸브(14)를 원하는 량만큼 개폐 또는 완전 개방 및 완전 개폐시키게 된다.

한편, 모터(3)의 고장 등으로 인해 수동 조작을 통해 글로브 밸브(14)를 개폐시키기 위해 조작자가 상기 상부몸체(2)의 외부로 돌출되게 설치되어 있는 수동 조작용 핸들(12)을 손으로 잡고 어느 한쪽 방향으로 원하는 각도만큼 회전시켜 주게 되므로 인해 상기 수동 조작용 핸들(12)의 저면에 고정 설치되어 있는 상기 제 2 베벨기어(11)가 제 1 베벨기어(10)를 통해 캠 샤프트(6)를 회전시켜 주게 되어 상기 캠 샤프트(6)의 중간부에 형성되어 있는 작동수단 구동용 편심 캠(6')이 작동수단(9)을 승강 또는 하강시키게 글로브 밸브(14)를 사용자가 원하는 상태 및 정도로 수동 개폐시킬 때 상기 캠 샤프트(6)의 일단부에 고정 설치되어 있는 제 2 스퍼기어(5)도 회전하게 되므로 이에 맞물린 제 1 스퍼기어(4)에도 수동 조작용 핸들(12)의 회전력이 전달된다.

그런데 상기 제 1 스퍼기어(4)는 전술한 바와 같이 래치(13)를 통해 모터(3)의 축에서 어느 일 방향으로만 회동 가능하게 축지된 상태를 갖게 되므로, 상기와 같이 사용자에 의해 조작되는 수동 조작용 핸들(12)에 의해 발생된 동력이 제 2 베벨기어(11) - 제 1 베벨기어(10) - 캠 샤프트(6) - 제 2 스퍼기어(5)를 통해 제 1 스퍼기어(4)에 전달되는데, 이때 상기 제 1 스퍼기어(4)에 내설된 상태에서 모터(3) 축에 고정 설치되어 있는 래치(13)가 상기 제 1 스퍼기어(4)가 어느 한 방향으로만 회전되도록 하게 되므로 상기 제 1 스퍼기어(4)가 래치(13)의 외주면 상에서 모터(3)의 구동방향과 반대방향으로 아이들 회전하게 되어 상기 수동 조작용 핸 들(12)을 통해 글로브 밸브(14)를 개폐시킬 때는 래치(13)의 작용에 의해 상기 모터(3)는 회전되지 않게 된다.

물론, 상기 모터(3)의 구동방향이 기본적으로 시계방향일 때, 래치(13)가 제 1 스퍼기어(4)를 모터(3)의 구동방향에 대응하여 회전시켜 줄 경우(즉, 모터(3)가 만약 반 시계방향으로 회전하게 된다면 래치(13)만 모터(3)와 같이 회전되고 제 1 스퍼기어(4)는 회전되지 않는다고 가정할 때) 상기 수동 조작용 핸들(12)을 반 시계방향으로 회전시키며 글로브 밸브(14)의 개폐량을 수동 조작해야만 상기 수동 조작용 핸들(12)의 동력이 래치(13)에 의해 차단되어 모터(3)에 전달되지 않는다.

즉, 모터(3)가 정상 작동하여 시계방향으로 구동되면 래치(13)가 작동하여 제 1 스퍼기어(4)를 시계방향으로 회전시켜 주게 되므로 제 2 스퍼기어(5)와 캠 샤프트(6) 및 제 1 베벨기어(10)가 반 시계방향으로 회전하게 되어 제 2 베벨기어(11) 및 수동 조작용 핸들(12)도 반 시계방향으로 회전하게 된다.

한편, 모터(3) 등의 고장으로 인해 수동 조작을 통해 글로브 밸브(14)를 개폐시키기 위해 상기 수동 조작용 핸들(12)을 모터(3)가 정상 작동할 때와 반대방향인 시계방향으로 회전시키게 되면 제 2 및 제 1 베벨기어(11)(10)와 캠 샤프트(6) 및 제 2 스퍼기어(5)가 시계방향으로 회전하게 되어 상기 제 2 스퍼기어(5)와 맞물린 제 1 스퍼기어(4)가 반 시계방향으로 회전하게 되므로 상기 제 1 스퍼기어(4)에 내설된 상태에서 모터(3) 축에 고정 설치되어 있는 래치(13)가 상기 제 1 스퍼기어(4)가 어느 한 방향으로만 회전되어 있는 래치(13)가 제 1 스퍼기어(4)를 래치시키는 작동이 해제되어 모터(3)의 축은 회동되지 않고 정지된 상태를 유지하게 되므 로 수동으로 글로브 밸브를 개폐할 때 수동 조작용 핸들(12)의 회전력에 부응하여 모터가 강제로 회전되므로 인한 손상 우려를 완벽히 차단할 수 있는 것이다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

도 1은 종래 일반적인 글로브 밸브 구동기의 분해 사시도.

도 2는 종래 밸브 구동기의 회로부 상에 형성된 금속편들의 접촉 및 비 접촉상태를 보인 요부 확대 단면도.

도 3 및 도 4는 본 발명이 적용된 글로브 밸브 구동용 전동식 구동기의 분해 사시도.

도 5는 본 발명 전동식 구동기의 결합상태 요부 절단 사시도.

도 6의 (a)(b)는 제 1 및 제 2 스퍼기어와 마이크로 스위치 및 래치의 결합상태 및 작동상태를 보인 요부 확대 평면 및 정면도.

도 7 및 도 8은 본 발명의 전동식 구동기에 의해 글로브 밸브가 열린 상태와 닫힌 상태를 설명하기 위한 전동식 구동기와 글로브 밸브의 결합상태 종단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 하부몸체 1' : 작동수단 안내 겸 밸브 결합부

2 : 상부몸체 2' : 핸들 결합공

2" : 글로브 밸브 개폐 상태 표시부 3 : 모터

4, 5 : 제 1 및 제 2 스퍼기어 5' : 요철형 캠

6 : 캠 샤프트 6' : 작동수단 구동용 편심 캠

7 : 금속성 브라켓 8 : 마이크로 스위치

9 : 작동수단 10, 11 : 제 1 및 제 2 베벨기어

12 : 수동 조작용 핸들 13 : 래치

14 : 글로브 밸브

Claims (4)

1. 실내에 설치되는 온도조절기 및 보일러 본체에서 전달되어 신호에 부응하여 제어기에서 소정의 제어신호가 출력되면 분배기에 설치되어 있는 각방 제어용 글로브 밸브의 개도량을 직접적으로 조절하는 전동식 구동기를 구성함에 있어서,

   상기 전동식 제어기는,

   저면 일측부에 작동수단 안내 겸 밸브 결합부가 일체로 돌출 형성된 구성을 갖고 각종 구성품이 내설되는 상부 개방형 하부몸체와;

   상기 하부몸체의 개구부를 막아주는 형태로 결합되는 상부몸체와;

   상기 하부몸체 내부에 설치된 상태에서 제어기에서 출력되는 신호에 부응하여 작동되며 글로브 밸브의 개폐에 필요한 동력을 발생시켜 주는 모터와;

   상기 모터의 축에 고정 설치되어 모터의 동력을 제 2 스퍼기어를 통해 캠 샤프트에 전달하는 제 1 스퍼기어와;

   내면에 마이크로 스위치를 온/오프시켜 주는 요철형 캠을 구비하고 캠 샤프트의 일단부에 고정 설치되어 상기 제 1 스퍼기어를 통해 전달되어 오는 모터의 동력을 캠 샤프트에 전달함은 물론 그 회전각도에 부응하여 마이크로 스위치가 "온" 또는 "오프"되도록 하는 제 2 스퍼기어와;

   중간부에 작동수단 구동용 편심 캠을 구비하고 양단부가 금속성 브라켓에 축지된 상태에서 상기 제 1 및 제 2 스퍼기어를 통해 전달해오는 모터의 구동량에 부응하여 회전되며 글로브 밸브의 개폐를 제어하는 작동수단을 승,하강시켜 주는 캠 샤프트와;

   상기 캠 샤프트가 회동 가능하게 축지되도록 하는 금속성 브라켓과;

   상기 브라켓에 고정 설치된 상태에서 제 2 스퍼기어의 요철형 캠 위치에 따라 온/오프되며 모터에 공급되는 전원전압을 제어하는 마이크로 스위치와;

   상기 캠 샤프트의 작동수단 구동용 편심 캠에 의해 승,하강되며 글로브 밸브를 개폐시켜 주는 작동수단;으로 구성하되,

   상기 캠 샤프트의 타단부에는 제 1 베벨기어를 부가 설치하고, 상기 상부몸체의 상면 일측에는 핸들 결합공을 천공하여 수동 조작용 핸들을 결합하되, 상기 수동 조작용 핸들의 저단부에는 상기 제 1 베벨기어와 맞물리는 제 2 베벨기어를 고정 설치하여 모터의 고장시 사용자가 상기 수동 조작용 핸들을 회전시켜 글로브 밸브를 수동으로 개폐시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 글로브 밸브 구동용 전동식 구동기.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 모터의 축에 고정 설치되는 제 1 스퍼기어 내측에는 모터의 동력을 어느 한 방향으로만 전달하는 래치를 부가 설치하여 상기 수동 조작용 핸들을 통해 글로브 밸브를 개폐시킬 때 제 1 스퍼기어는 래치의 외주면을 따라 아이들 회전하고 모터는 회전되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 글로브 밸브 구동용 전동식 구동기.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 상부몸체의 핸들 결합공 주변에는 글로브 밸브 개폐 상태 표시부를 부가 표시하여, 모터의 구동에 의해 또는 조작자가 상기 수동 조작용 핸들을 회동시켜 글로브 밸브를 개폐시킬 때 밸브의 개폐 정도를 육안으로 확인할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 글로브 밸브 구동용 전동식 구동기.

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