KR101145853B1

KR101145853B1 - 냉난방기기용 밸브

Info

Publication number: KR101145853B1
Application number: KR1020100102470A
Authority: KR
Inventors: 민태식
Original assignee: 주식회사 경동나비엔
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2012-05-17
Also published as: WO2012053722A1; KR20120040943A

Abstract

본 발명은 모터의 동력이 밸브측으로 전달되는 과정에서 밸브구동부를 구성하는 부품 간에 하중을 고르게 분산시켜 접촉부위에서의 마찰 저항을 감소시킴으로써 밸브측에 작용하는 부하가 커지더라도 밸브구동부의 원활한 작동을 가능하게 함으로써 밸브 개도량을 정확하게 제어할 수 있도록 하는 냉난방기기용 밸브를 제공함에 그 목적이 있다.
이를 구현하기 위한 본 발명의 냉난방기기용 밸브는, 상하로 이동되어 유로의 개도량을 조절하는 밸브체와, 상기 밸브체에 축 결합되는 샤프트를 포함하는 밸브부와; 상기 밸브체의 상하운동을 구동제어하는 밸브구동부;로 이루어진 냉난방기기용 밸브에 있어서, 상기 밸브구동부는, 모터; 상기 모터의 회전축에 결합되어 상기 회전축과 일체로 구동되는 편심축; 상기 편심축에 결합되어 상기 편심축과 상대운동을 하는 링크; 상기 링크에 결합되어 상기 링크와 상대운동을 하며, 상기 샤프트와 연동으로 상하운동하는 상하이동구; 및 상기 상하이동구의 양측면과 밀착되어 상대운동을 하면서, 상기 모터를 고정시키는 하우징;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

냉난방기기용 밸브{A VALVE FOR COOLING AND HEATING APPARATUS}

본 발명은 냉난방기기용 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 밸브의 개도량 조절을 위해 모터의 회전운동을 왕복운동으로 변환하는 밸브구동부의 작동시 모터의 회전축과 상하이동구 간의 동력 전달 과정에서 발생하는 마찰력을 분배 및 흡수할 수 있는 링크 구조를 구비함으로써 밸브측에 큰 부하가 작용하더라도 밸브구동부가 원활하게 구동될 수 있도록 하는 냉난방기기용 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 에어컨, 보일러, 온수기 등의 냉난방기기에는 열교환을 위한 열매체의 공급 유량을 조절하기 위해 유로의 개도량을 조절하는 각종 밸브 장치가 설치된다.

종래 일반적인 냉난방기기용 밸브는, 상하운동 가능하게 장착되어 유로의 개도량을 조절하는 밸브체와, 상기 밸브체에 축 결합되어 밸브체와 함께 상하운동되는 샤프트를 포함하는 밸브부와; 상기 밸브부의 상측에 구비되어 상기 밸브체와 샤프트의 상하운동을 구동제어하는 밸브구동부;를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 밸브구동부는, 모터와, 상기 모터의 회전축에 결합되어 상기 회전축과 일체로 구동되는 캠과, 상기 캠의 외주면에 상단이 접촉되어 상기 캠의 회전운동에 연동하여 상하로 운동하는 상하이동구를 포함하고, 상기 상하이동구의 하단은 상기 샤프트의 상단에 접촉되어, 상기 상하이동구의 상하운동에 연동하여 상기 샤프트와 밸브체가 상하운동함으로써 유로의 개도량이 조절되도록 구성되어 있다.

그러나 이와 같은 종래의 냉난방기기용 밸브의 밸브구동부 구조에 의하면, 밸브구동부의 작동시 캠과 상하이동구의 일부분이 서로 접촉되면서 동력을 전달하도록 구성됨에 따라서, 접촉부위에 하중이 집중적으로 작용하게 되어 접촉면에서의 마찰 저항이 커지는 문제점이 있다.

특히, 난방수의 수압이 높아질 경우에는 밸브측에 작용하는 부하가 커짐에 따라 밸브구동부의 작동을 위해서는 그만큼 많은 부하를 요하게 되며, 상기와 같이 모터의 동력이 밸브측으로 전달되는 과정에서 밸브구동부의 구성부품 간에 마찰 저항이 커질 경우에는 밸브구동부의 작동이 원활하지 못하게 되어 밸브 개도량의 정확한 제어가 곤란해지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 모터의 동력이 밸브측으로 전달되는 과정에서 밸브구동부를 구성하는 부품 간에 하중을 고르게 분산시켜 접촉부위에서의 마찰 저항을 감소시킴으로써 밸브측에 작용하는 부하가 커지더라도 밸브구동부의 원활한 작동을 가능하게 함으로써 밸브 개도량을 정확하게 제어할 수 있도록 하는 냉난방기기용 밸브를 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 냉난방기기용 밸브는, 상하로 이동되어 유로의 개도량을 조절하는 밸브체와, 상기 밸브체에 축 결합되는 샤프트를 포함하는 밸브부와; 상기 밸브체의 상하운동을 구동제어하는 밸브구동부;로 이루어진 냉난방기기용 밸브에 있어서, 상기 밸브구동부는, 모터; 상기 모터의 회전축에 결합되어 상기 회전축과 일체로 구동되는 편심축; 상기 편심축에 결합되어 상기 편심축과 상대운동을 하는 링크; 상기 링크에 결합되어 상기 링크와 상대운동을 하며, 상기 샤프트와 연동으로 상하운동하는 상하이동구; 및 상기 상하이동구의 양측면과 밀착되어 상대운동을 하면서, 상기 모터를 고정시키는 하우징;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 모터의 회전축은 상기 편심축에 형성된 회전축 삽입구에 결합되고, 상기 편심축은 상기 링크에 형성된 편심축 삽입구에 결합되며, 상기 링크는 상기 상하이동구에 형성된 링크 삽입구에 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 편심축과 링크는 원통형으로 이루어지고, 상기 링크 원주의 기하학적 중심과 상기 편심축 원주의 기하학적 중심은 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 밸브구동부의 작동시, 상기 편심축 원주의 기하학적 중심은 상기 회전축을 회전 중심으로 하여 원주방향을 따라 공전하고, 상기 링크 원주의 기하학적 중심은 상기 회전축 중심을 통과하는 수직선을 따라 상하운동하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 밸브구동부의 작동시, 상기 상하이동구는 그 양측면이 상기 하우징의 내측면에 서로 접촉하는 상태에서 상하운동하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 냉난방기기용 밸브에 의하면, 모터의 회전축에 결합되는 편심축과 상하이동구 사이에 링크를 구비하여 서로 상대운동을 통해 동력을 전달하도록 구성하여, 모터의 동력이 밸브측으로 전달되는 과정에서 밸브구동부를 구성하는 부품 간에 하중을 고르게 분산시켜 접촉부위에서의 마찰 저항을 감소시킴으로써 밸브측에 작용하는 부하의 크기에 관계없이 밸브구동부의 원활한 작동 및 이를 통한 밸브 개도량의 정확한 제어가 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 냉난방기기용 밸브의 외관 사시도,
도 2는 도 1의 분해 사시도,
도 3은 도 1의 A-A 단면도,
도 4는 도 3의 B-B 단면도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 냉난방기기용 밸브의 링크의 사시도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 냉난방기기용 밸브에서 편심축의 회전각에 따른 밸브구동부의 작동상태를 보여주는 상태도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 냉난방기기용 밸브의 외관 사시도, 도 2는 도 1의 분해 사시도, 도 3은 도 1의 A-A 단면도, 도 4는 도 3의 B-B 단면도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 냉난방기기용 밸브는, 모터(10)의 회전운동을 왕복운동으로 변환하여 동력을 전달하는 밸브구동부(100)와, 상기 밸브구동부(100)의 동력을 전달받아 난방수 유로의 개도량을 조절하는 밸브부(200)를 포함한다.

상기 밸브구동부(100)는, 상부 케이스(110)와 하부 케이스(120)가 상하로 결합되어 외형을 구성하고, 그 내측에는 모터(10), 상기 모터(10)의 회전축(11)에 결합되어 상기 회전축(11)과 일체로 구동되는 편심축(20), 상기 편심축(20)에 결합되어 상기 편심축(20)과 상대운동을 하는 링크(30), 상기 링크(30)에 결합되어 상기 링크(30)와 상대운동을 하는 상하이동구(40)를 포함한다.

여기서 '상대운동'이란 서로 다른 부재 사이의 접촉면에서 슬립이 가능한 상태로 결합되어 상대적인 운동을 하는 것을 의미한다.

상기 편심축(20)에는 회전축 삽입구(25)가 형성되어 그 내측으로 회전축(11)이 결합되고, 상기 링크(30)에는 편심축 삽입구(35)가 형성되어 그 내측으로 편심축(20)이 결합되며, 상기 상하이동구(40)에는 링크 삽입구(45)가 형성되어 그 내측으로 링크(30)가 결합된다.

상기 편심축(20)과 링크(30)는 원통형으로 이루어지고, 상기 회전축 삽입구(25)는 편심축(20)의 축 중심으로부터 일측으로 편심된 위치에 형성되어 있으며, 상기 편심축 삽입구(35) 또한 링크(30)의 축 중심으로부터 일측으로 편심된 위치에 형성되어 있다.

상기 상하이동구(40)는 대략 직육면체 형상으로 이루어지고, 상기 링크 삽입구(45)는 상하이동구(40)의 중앙부를 횡방향으로 관통하는 원통형으로 이루어져, 상기 링크(30)의 중심과 상하이동구(40)의 중심이 서로 일치하도록 결합된다.

그리고 상기 상부 케이스(110)와 하부 케이스(120)의 내측에는 모터(10)를 지지함과 동시에 상하이동구(40)의 양측면과 접촉하면서 상하이동구(40)의 상하운동을 지지하기 위한 하우징(130)이 구비된다.

또한 상기 하우징(130)의 내측에는 밸브의 상사점과 하사점을 감지하여 모터(10)의 동작을 온/오프(ON/OFF)시키기 위한 인쇄회로기판(70)이 장착되고, 상기 인쇄회로기판(70)에는 리드선(80)이 전기적으로 연결되어 있다.

상기 상하이동구(40)의 하측에는 스프링(50)을 사이에 두고 플런저(60)가 결합되며, 상하이동구(40)의 하단과 플런저(60)의 상단 사이에는 도시된 바와 같이 스냅핏 방식으로 결합되는 것으로 구성될 수 있다.

상기 스프링(50)은 그 상단과 하단이 각각 상하이동구(40)의 저면과 플런저(60)의 내측 바닥면에 고정되어, 상하이동구(40)의 상하운동을 플런저(60)에 전달함과 동시에 밸브가 완전히 닫힌 상태에서는 상하이동구(40)의 상하 유격을 흡수하는 역할을 한다.

그리고 상기 밸브구동부(100)의 하단과 밸브부(200)의 상단 사이는 결합부재(150)에 의해 체결된다.

상기 밸브부(200)는, 상부가 개방되어 상기 하부 케이스(120)의 하부에 연통되고, 양측에는 난방수의 입수구(201)와 출수구(202)가 형성되며, 입수구(201)와 출수구(202) 사이에는 밸브체(240)의 상하운동에 의해 개폐되는 개구부(250)가 형성된 밸브몸체(210)가 구비되어 외형을 형성하고, 밸브몸체(210)의 내측에는 상기 플런저(60)의 저면에 상단이 접촉되고 상기 밸브체(240)에 하단이 결합되는 샤프트(220)와, 상기 샤프트(220)의 상하운동을 가이드하는 가이드부재(230)가 구비된다.

상기와 같이 본 발명에서는 모터(10)의 회전축(11)에 편심축(20)이 결합되고, 상기 편심축(20)의 외측에는 편심축(20)과 상대운동을 하는 링크(30)가 결합되며, 상기 링크(30)의 외측에는 링크(30)와 상대운동을 하는 상하이동구(40)가 결합된 구조로 이루어져 있어, 모터(10)의 회전축(11)이 회전하면 이에 결합된 편심축(20)과 링크(30) 및 상하이동구(40)를 통해 그 하측에 결합된 플런저(60)와 샤프트(220) 및 밸브체(240)로 모터(10)의 동력이 전달된다.

이와 같이 본 발명에서는 편심축(20)으로 전달된 모터(10)의 동력이 그 외주면에 접촉하며 상대운동을 하는 링크(30)로 전달되면서 1차적으로 하중이 분산되어 접촉면에서의 마찰 저항을 감소시키게 되고, 링크(30)로 전달된 동력은 그 외주면에 접촉하며 상대운동을 하는 상하이동구(40)로 전달되면서 2차적으로 하중이 분산되어 접촉면에서의 마찰 저항을 재차 감소시키면서 회전운동을 왕복운동으로 변환하는 동력전달구조를 취함으로써, 종래기술에 따른 밸브구동부의 동력전달구조와 달리 모터(10)의 동력이 전달되는 과정에서 밸브구동부(100)를 구성하는 부품 사이에 하중이 분배되어 마찰 저항을 대폭 감소시킬 수 있게 된다.

이에 따라 밸브몸체(210)의 입수구(201)와 출수구(202)를 연결하는 유로를 통과하는 난방수의 수압이 상승하게 되어 밸브측의 부하가 커지게 되더라도 밸브구동부(100)의 구성부품 간의 접촉면에서 하중을 분산 및 흡수할 수 있게 되므로 밸브구동부(100)의 작동이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.

이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명의 냉난방기기용 밸브의 작동 상태를 설명한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 냉난방기기용 밸브의 링크의 사시도, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 냉난방기기용 밸브에서 편심축의 회전각에 따른 밸브구동부의 작동상태를 보여주는 상태도이다.

이하에서는 모터(10)의 회전축(11) 중심(A)과, 도 5에 도시된 바와 같이 편심축 삽입홀(35) 또는 이에 삽입되는 편심축(20) 원주의 기하학적 중심(B)과, 링크(30) 원주의 기하학적 중심(C)의 위치 관계를 모터(10)의 구동에 따른 편심축(20)의 회전 각도에 따라 설명한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 모터(10)의 회전축(11) 중심(A)은 고정된 상태에서 모터(10)가 작동되면, 편심축(20) 원주의 기하학적 중심(B)은 회전축(11) 중심(A)을 회전 중심으로 하여 원주방향을 따라 공전하게 되고, 링크(30) 원주의 기하학적 중심(C)은 회전축(11) 중심(A)을 통과하는 수직선을 따라 상하로 왕복운동하게 된다.

이러한 위치 관계는 회전축(11)과 편심축(20) 사이와, 편심축(20)과 링크(30) 사이에 중심점이 서로 이격되도록 결합되고, 링크(30)와 상하이동구(40)는 그 중심점이 서로 일치하도록 결합된 구조에 의한 것으로, 상기 링크(30)의 기하학적 중심(C)의 상하운동에 연동하여 상하이동구(40)는 그 양측면이 하우징(130)의 내측면에 접촉하는 상태로 상하운동하게 되며, 이에 따라 밸브의 개도량이 조절된다.

상기와 같이 본 발명에 의하면, 편심축(20)과 상하이동구(40) 사이에 링크(30)를 구비하여 서로 상대운동을 통해 동력을 전달하도록 구성함으로써, 밸브측에 작용하는 부하의 크기에 관계없이 밸브구동부(100)의 원활한 작동이 이루어져 밸브의 개도량을 정확하게 제어할 수 있게 된다.

10 : 모터 11 : 회전축
20 : 편심축 25 : 회전축 삽입구
30 : 링크 35 : 편심축 삽입구
40 : 상하이동구 45 : 링크 삽입구
50 : 스프링 60 : 플런저
70 : 인쇄회로기판 80 : 리드선
100 : 밸브구동부 110 : 상부 케이스
120 : 하부 케이스 130 : 하우징
150 : 결합부재 200 : 밸브부
201 : 입수구 202 : 출수구
210 : 밸브몸체 220 : 샤프트
230 : 가이드부재 240 : 밸브체
250 : 개구부
A : 회전축의 기하학적 중심
B : 편심축의 기하학적 중심
C : 링크의 기하학적 중심

Claims

상하로 이동되어 유로의 개도량을 조절하는 밸브체와, 상기 밸브체에 축 결합되는 샤프트를 포함하는 밸브부와; 상기 밸브체의 상하운동을 구동제어하는 밸브구동부;로 이루어진 냉난방기기용 밸브에 있어서,
상기 밸브구동부는,
모터;
상기 모터의 회전축에 결합되어 상기 회전축과 일체로 구동되는 편심축;
상기 편심축에 결합되어 상기 편심축과 상대운동을 하는 링크;
상기 링크에 결합되어 상기 링크와 상대운동을 하며, 상기 샤프트와 연동으로 상하운동하는 상하이동구; 및
상기 상하이동구의 양측면과 밀착되어 상대운동을 하면서, 상기 모터를 고정시키는 하우징;을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방기기용 밸브.
제1항에 있어서,
상기 모터의 회전축은 상기 편심축에 형성된 회전축 삽입구에 결합되고,
상기 편심축은 상기 링크에 형성된 편심축 삽입구에 결합되며,
상기 링크는 상기 상하이동구에 형성된 링크 삽입구에 결합되는 것을 특징으로 하는 냉난방기기용 밸브.
제2항에 있어서,
상기 편심축과 링크는 원통형으로 이루어지고,
상기 링크 원주의 기하학적 중심과 상기 편심축 원주의 기하학적 중심은 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 냉난방기기용 밸브.
제3항에 있어서,
상기 밸브구동부의 작동시,
상기 편심축 원주의 기하학적 중심은 상기 회전축을 회전 중심으로 하여 원주방향을 따라 공전하고,
상기 링크 원주의 기하학적 중심은 상기 회전축 중심을 통과하는 수직선을 따라 상하운동하는 것을 특징으로 하는 냉난방기기용 밸브.
제1항에 있어서,
상기 밸브구동부의 작동시,
상기 상하이동구는 그 양측면이 상기 하우징의 내측면에 서로 접촉하는 상태에서 상하운동하는 것을 특징으로 하는 냉난방기기용 밸브.