KR101270515B1 - 전자석 급수밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플런저와 자기유도를 위한 요소를 직접대면하는 동일 공간에 위치시켜 전기장의 효율의 증대로 전기적인 특성이 향상되고, 부품수를 줄임으로서, 조립공정 및 유지와 보수가 간단해지고 제품의 비용이 절감되는 전자석 급수밸브를 제공하는데 있다. 상기 목적을 실현하기 위한 본 발명은 입수구와 출수구의 사이에 밸브시트를 갖는 챔버를 구비하고 밸브시트 상에 다이아프램과 다이아프램홀더를 적층하여 압력실을 갖는 몸체상에 압력실이 밀폐되도록 전자석부가 순차적으로 설치되어, 상기 전자석부의 작동여부에 따라 다이아프램과 다이아프램홀더에 형성한 급수통로와 유입통로를 통해 용수가 압력실로 유입되거나 배출되어 급수를 단속하는 전자석 급수밸브의 구성에 다음을 포함하는 것; 상기 전자석부는 전기 회로용 코일이 감기고 중공부를 구비하며 그 하단이 다이아프램과 기밀이 결합되어 압력실을 밀폐되도록 하는 보빈, 보빈의 중공부의 상부를 밀봉하며 전원이 인가된 코일과 자력을 발생하는 금속재인 자기유도체, 상기 자기유도체에 탄성부재로 지지되도록 설치되어 자력여부에 따라 승강되어 급수통로를 개폐하는 패킹을 구비한 플런저를 특징적 구성으로 한다.

Description

전자석 급수밸브{Electromagnet water supply valve}
본 발명은 전자석을 이용해 용수의 급수 단속을 수행하는 전자석 급수밸브에 관한 것으로서, 특히 부품수를 감소하면서도 전기적 특성의 효율이 증대되는 전자석 급수밸브에 관한 것이다.
전자석을 이용해 급수의 단속을 제어하는 전자석 급수밸브는 자동급수장치를 적용하는 세탁기, 냉장고, 음료자동판매기, 식기세척기, 보일러 등 자동급수를 요하는 제품들에 이용된다.
이러한 전자석 급수밸브는 상수관로 등의 송수계통 말단부나 기기의 입수측에 설치되어 송수되는 용수를 단속하고 있는데, 도 1에서와 같이 용수의 입수와 출수의 경로를 이루는 몸체(100)와, 상기 몸체(100)의 입수와 출수의 경로상에 설치하여 몸체(100) 내의 급수를 제어하는 전자석부(200)로 이루어진다.
상기 몸체(100)는 용수의 입수 및 출수를 위한 입수구(110)와 출수구(120)를 양측에 구비하고, 이들 입수구(110)와 출수구(120)의 사이 적당한 위치에 그 입수구(110)와 출수구(120)를 연결하는 밸브시트(140)를 갖는 챔버(130)를 구비한다.
이 몸체(100)의 챔버(130) 내에 구비된 밸브시트(140) 상에는 다이아프램(150)과 다이아프램홀더(160) 및 전자석부(200)가 순차적으로 설치되어, 상기 챔버(130)를 상하부로 구획시키어 상측에 압력실(132)을 구비한다.
상기 다이아프램(150)과 다이아프램홀더(160)는 다이아프램(150)과 다이아프램홀더(160)의 편심측과 중앙부측으로 관통하는, 즉 밸브시트(140) 일측변에 유입통로(164)를 형성하고, 그리고 중앙에는 급수통로(162)를 각각 구비하여 전자석부(200)의 작동여부에 따라 유입통로(164)는 챔버(130)와 압력실(132)을 연결시키며, 급수통로(162)는 압력실(132)과 출수구(120)를 연결시킨다.
상기 전자석부(200)는 전기 회로용 코일(220)이 감기며 몸체(100)의 압력실(132)과 일치되도록 설치되는 중공부(212)를 구비한 원통의 보빈(210)과, 보빈(210)의 중공부(212)에 내장되며 그 하단이 다이아프램(150)과 결합하여 압력실(132)을 이루는 캡(230)과, 이 캡(230)의 내부에 탄성부재(240)에 지지되도록 설치되며 하부에 급수통로(162)를 개폐하는 패킹(262)을 구비한 플런저(260)와, 캡(230)의 외주연에 상부와 하부로 분리 설치되어 탄성부재(240)와 협동하여 플런저(260)를 승강시키는 자기유도 금속재인 슬리브(250)들로 구성한다.
또한 전자석부(200)에는 코일(220)로 전원 공급을 위한 양극 및 음극 단자(290)가 구비되고, 이 양음극 단자(290)의 한쪽 단부는 상기 코일(220)에 접속되고, 다른쪽 단부는 전원에 접속된다.
이러한 전자석부(200)는 외부환경으로부터 기밀이 유지되도록 단자(290)의 일부를 제외한 외부를 피복층(270)으로 감싼 후 보빈(210)의 중공부(212)가 압력실(132)과 일치된 상태로 금속재인 앵글(280)로 몸체(100)에 고정된다.
이러한 구성의 전자석 급수밸브는 전자석부(200)에 전원의 공급여부에 따라 급수와 단수를 반복하면서 정량의 용수를 공급하게 된다.
즉, 전자석부(200)에 전원이 공급되지 않으면, 플런저(260)는 자중과 탄성부재(240)의 하향 탄성력으로 하단에 위치한 패킹(262)이 다이아프램(150)홀더(160)의 급수통로(162)을 막아 압력실(132)에 용수가 급수통로(162)을 통해 출수구(120)측으로 유출되지 않는 단수상태를 유지한다.
단수상태에서 전자석부(200)에 전원이 인가되면, 즉 외부전원이 단자(290)를 통해 인가된 코일(220)이 캡(230)의 외주연에 위치한 자력유도를 위한 슬리브(250)들과 반응하여 수지재인 캡(230)의 내부에 위치한 플런저(260)를 상방향으로 이동시키는 전기적인 자력이 발생 된다.
이에 플런저(260)는 상방향으로 올라가 패킹(262)으로 폐로되어 있던 급수통로(162)를 개로하고, 이때 압력실(132)에 차있던 물은 순간적으로 급수통로(162)를 통해 대기압 상태의 출수구(120) 측으로 흘러나가 압력실(132) 내를 대기압 상태로 떨어뜨리면서 목적하는 급수를 이루게 된다.
급수 후 다시 전자석부(200)의 전원을 차단하면, 탄성부재(240)에 탄성력으로 플런저(260)가 하향하여 패킹(262)이 급수통로(162)를 폐로하게 되며, 이때 급수로 인해 대기압 상태로 낮아진 압력실(132) 내부로 유입통로(164)를 통해 용수가 유입되면서 압력실(132) 내의 압력이 높아져 압력실(132)의 폐로 상태를 유지하게 된다.
그러나 종래의 전자석 급수밸브는 수지재인 캡(230)의 외주연에 자기유도를 위한 슬리브(250)들이 위치하여 보빈(210)에 권선된 코일(220)과의 자력이 캡(230) 내부를 통해 플런저(260)에 작용하는데 캡(230)이 간섭되어 상대적으로 전력손실이 발생하는 문제점이 있었다.
다른 문제점은 슬리브(250)들을 캡(230) 외주연 상하부에 위치시키거나 캡(230)과 보빈(210) 사이에 설치하는데 유기적인 결합을 위한 공정수 및 부품수가 많아져 비용 및 조립공정이 복잡하였다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 자력여부에 따라 승강하는 플런저와 자기유도를 위한 요소를 직접대면하는 동일 공간에 위치시켜 자기력의 효율 증대로 전기적인 특성이 향상되는 전자석 급수밸브를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 부품수를 줄임으로서, 조립공정 및 유지와 보수가 간단해지고 제품의 비용이 절감되는 전자석 급수밸브를 제공하는데 있다.
상기 목적을 실현하기 위한 본 발명은 입수구와 출수구의 사이에 밸브시트를 갖는 챔버를 구비하고 밸브시트 상에 다이아프램과 다이아프램홀더를 적층하여 압력실을 갖는 몸체상에 압력실이 밀폐되도록 전자석부가 순차적으로 설치되어, 상기 전자석부의 작동여부에 따라 다이아프램과 다이아프램홀더에 형성한 급수통로와 유입통로를 통해 용수가 압력실로 유입되거나 배출되어 급수를 단속하는 전자석 급수밸브의 구성에 다음을 포함하는 것; 상기 전자석부는 전기 회로용 코일이 감기고 중공부를 구비하며 그 하단이 다이아프램과 기밀이 결합되어 압력실을 밀폐되도록 하는 보빈, 보빈의 중공부 상부를 밀봉하며 전원이 인가된 코일과 자력을 발생하는 금속재인 자기유도체, 상기 자기유도체에 탄성부재로 지지되도록 설치되어 자력여부에 따라 승강되어 급수통로를 개폐하는 패킹을 구비한 플런저를 특징적 구성으로 한다.
이러한 구성의 본 발명은 보빈의 중공부내에 외부전원의 인가에 따라 자력을 발생하는 자기유도체와 이에 반응하는 플런저를 동일 공간에 구비하여 플런저가 직접적인 자력의 영향으로 당겨짐으로써, 자력을 발생하기 위한 에너지 절감의 효과가 있는 것이다.
또한 본 발명은 보빈과 다이아프램 및 자기유도체의 결합으로 압력실과 플런저가 승강하는 공간이 구비됨으로써, 부품수가 감소되어 조립공정과 유지 보수가 간단해지고 비용이 절감되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 전자석 급수밸브의 구성을 나타낸 단면도,
도 2a와 도 2b는 본 발명의 전자석 급수밸브의 구성 및 사용상태를 나타낸 단면도.
이하, 본 발명의 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2a와 도 2b에서 본 발명의 전자석 급수밸브는 입수구(110)와 출수구(120)의 사이에 밸브시트(140)를 갖는 챔버(130)를 구비하고 밸브시트(140) 상에 다이아프램(150)과 다이아프램(150)홀더(160)를 적층하여 압력실(132)을 갖는 몸체(100), 상기 몸체(100)상에 압력실(132)이 밀폐되도록 전자석부(200)가 순차적으로 설치되어, 상기 전자석부(200)의 작동 여부에 따라 다이아프램(150)과 다이아프램홀더(160)에 형성한 급수통로(162)와 유입통로(164)를 통해 용수가 압력실(132)로 유입되거나 배출되어 급수를 단속하도록 구성한다.
이러한 구성에서 몸체(100)의 구성은 일반적인 기술과 동일하여 그에 대한 상세한 설명은 생략하고, 본 발명의 특징적인 기술인 몸체(100)와 결합을 이루는 전자석부(200)의 구성과 결합 및 작용에 대해 상세히 설명한다.
상기 전자석부(200)는 전기 회로용 코일(220)이 감기고 중공부(212)를 구비하며 그 하단이 다이아프램(150)과 기밀이 결합되어 압력실(132)을 밀폐되도록 하는 보빈(210)과, 보빈(210)의 중공부(212) 상부를 밀봉하며 전원이 인가된 코일(220)과 자력을 발생하는 금속재인 자기유도체(350)와, 상기 자기유도체(350)에 탄성부재(240)로 지지되도록 설치되어 자력여부에 따라 승강되어 급수통로(162)를 개폐하는 패킹(262)을 구비한 플런저(260)로 구성한다.
또한 전자석부(200)에는 코일(220)로 전원 공급을 위한 양극 및 음극 단자(290)가 구비되고, 이 양음극 단자(290)의 한쪽 단부는 상기 코일(220)에 접속되고, 다른쪽 단부는 전원에 접속된다.
이러한 전자석부(200)는 외부환경으로부터 기밀이 유지되도록 단자(290)의 일부를 제외한 외부를 피복층(270)으로 감싼 후 보빈(210)의 중공부(212)가 압력실(132)과 일치되어 연통된 상태로 금속재인 앵글(280)를 이용하여 몸체(100)에 고정된다.
즉, 앵글(280)은 피복층(270)을 포함하여 코일(220)이 감긴 보빈(210)이 수용된 상태로 그 하단이 몸체(100)의 상단에 놓져진 상태로 열접합 또는 볼팅 결합 등 일반적인 결합구조로 고정되는 것으로서, 이러한 고정구조는 앵글(280)의 하단이 압력실(132)을 이루는 보빈(210)의 하부면을 눌러 보빈(210) 하단에 다이아프램(150)과의 긴밀한 누름압력을 제공한다.
상기 플런저(260)와 자기유도체(350)는 탄성부재(240)에 의해 지지되는 것으로서, 탄성부재(240)의 안정된 지지와 경량화를 위하여 플런저(260)에 상부로 개방되어 탄성부재(240)의 하측이 삽입되는 요입홈(264)을 형성한다.
상기 금속재인 자기유도체(350)는 외주연에 오링(356)을 개재하여 보빈(210)의 중공부(212)에 기밀히 삽입되는 자기유도부(352)와, 자기유도부(352)의 상부에 형성하여 보빈(210)의 중공부(212)의 인접면에 스폿용접 또는 볼팅식의 일반적인 체결구조로 접합되는 플랜지부(354)로 구성한다.
즉, 자기유도체(350)는 보빈(210)의 중공부(212) 상단을 긴밀히 차단함으로써, 중공부(212)와 연통되는 압력실(132)을 외부와 밀폐시킴과 코일(220)과의 반응으로 발생한 자력으로 플런저(260)를 직접 상부로 당기게 된다.
상기 압력실(132)의 측벽은 다이아프램(150)의 내측면이 보빈(210)의 하단에 눌리어 긴밀히 접촉하는 누름단(134)이 형성된 것으로서, 상기 누름단(134)과 보빈(210)의 사이에는 다이아프램(150)의 상단이 진입하는 실링공간(216)을 형성하되, 상기 실링공간(216)에 진입하는 다이아프램(150)의 상단은 압축면을 이루어 기밀이 유지되는 요소로 실링부(166)를 형성한다.
상기 실링부(166)는 본 발명에서 단면이 원형상을 이룬 것이나, 이에 한정하는 것은 아니며 실링공간(216)을 이루는 보빈(210)과 압력실(132)의 내측면 사이를 충진되어 일정 압력에 형태를 변형할 정도의 부피를 갖추면 실시가 가능할 것이다.
상기 보빈(210)은 압력실(132)과 밀착성이 확보되도록 압력실(132)의 내면과 밀착되는 하단의 인접면이 탄력부(214)를 이룬 것으로서, 이러한 탄력부(214)는 수지재인 하측을 절곡함으로써 형성된 것이다.
이러한 구성의 본 발명의 전자석 급수밸브는 도 2a와 같이 전자석부(200)에 전원이 공급되지 않으면, 상단이 자기유도체(350)에 지지되는 탄성부재(240)의 하향 탄성력에 의해 플런저(260) 하단의 패킹(262)이 다이아프램홀더(160)의 급수통로(162)을 막아 압력실(132)에 용수가 급수통로(162)을 통해 출수구(120)측으로 유출되지 않는 단수상태를 유지한다.
이 상태에서 전자석부(200)에 전원이 인가되면 도 2와 같이, 즉 외부전원이 단자(290)를 통해 코일(220)로 인가되어 보빈(210)의 중공부(212)에 위치한 자기유도체(350)와 반응하여 직접 플런저(260)를 상방향으로 이동시키는 직접적인 전기적인 자력이 발생 된다.
이에 플런저(260)는 상방향으로 올라가 패킹(262)으로 폐로되어 있던 급수통로(162)를 개로하고, 이때 압력실(132)에 차있던 물은 순간적으로 급수통로(162)를 통해 대기압 상태의 출수구(120) 측으로 흘러나가 압력실(132) 내를 대기압 상태로 떨어뜨리면서 목적하는 급수를 이루게 된다.
급수 후 다시 전자석부(200)의 전원을 차단하면, 탄성부재(240)에 의해 플런저(260)가 하향하여 하단의 패킹(262)이 급수통로(162)를 폐로하게 되며, 이때 유입통로(164)를 통해 대기압 상태로 낮아진 압력실(132) 내부로 용수가 유입되면서 압력실(132) 내의 압력을 높여 압력실(132)의 폐로 상태를 유지하게 된다.
이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다.
100 : 몸체 110 : 입수구
120 : 출수구 130 : 챔버
132 : 압력실 134 : 누름단
140 : 밸브시트 150 : 다이아프램
160 : 다이아프램홀더 166 : 실링부
200 : 전자석부 210 : 보빈
212 : 중공부 214 : 탄력부
220 : 코일 240 : 탄성부재
260 : 플런저 264 : 요입홈
262 : 패킹 350 : 자기유도체
352 : 자기유도부 354 : 플랜지부
356 : 오링

Claims (6)

  1. 입수구(110)와 출수구(120)의 사이 적당한 위치에 밸브시트(140)를 갖는 챔버(130)를 구비하고 밸브시트(140) 상에 다이아프램(150)과 다이아프램홀더(160)를 적층하여 압력실(132)을 갖는 몸체(100)상에 압력실(132)이 밀폐되도록 전자석부(200)가 순차적으로 설치되어, 상기 전자석부(200)의 작동여부에 따라 다이아프램(150)과 다이아프램홀더(160)에 형성한 급수통로(162)와 유입통로(164)를 통해 용수가 압력실(132)로 유입되거나 배출되어 급수를 단속하는 전자석 급수밸브의 구성에 다음을 포함하는 것;
    상기 전자석부(200)는 전기 회로용 코일(220)이 감기고 중공부(212)를 구비하며 그 하단이 다이아프램(150)과 기밀이 결합되어 압력실(132)을 밀폐되도록 하는 보빈(210)과, 보빈(210)의 중공부(212)의 상부를 밀봉하며 전원이 인가된 코일(220)과 자력을 발생하는 자기유도체(350)와, 상기 자기유도체(350)에 탄성부재(240)로 지지되도록 설치되어 자력여부에 따라 승강되어 급수통로(162)를 개폐하는 패킹(262)을 구비한 플런저(260)로 구성하고,
    상기 압력실(132)은 다이아프램(150)의 내측면이 보빈(210)의 하단에 눌리어 긴밀히 접촉하는 누름단(134)을 구비하고, 상기 누름단(134)과 보빈(210)의 사이에는 다이아프램(150)의 상단이 진입하는 실링공간(216)을 형성하되, 상기 실링공간(216)에 진입하는 다이아프램(150)의 상단은 실링부(166)를 형성한 것을 특징으로 하는 전자석 급수밸브.
  2. 제1항에 있어서
    플런저(260)는 탄성부재(240)의 안정된 지지가 유지되도록 탄성부재(240)가 삽입되는 요입홈(264)을 형성한 것을 특징으로 하는 전자석 급수밸브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자기유도체(350)는 외주연에 오링(356)을 개재하여 보빈(210)의 중공부(212)에 기밀히 삽입되는 자기유도부(352)와, 자기유도부(352)의 상부에 형성하여 보빈(210)의 중공부(212)의 인접면에 접합되는 플랜지부(354)로 구성한 것을 특징으로 하는 전자석 급수밸브.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 실링부(166)는 단면이 원형상으로 형성한 특징으로 하는 전자석 급수밸브.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보빈(210)은 압력실(132)과 밀착성이 확보되도록 압력실(132)의 내면과 밀착되는 하단의 인접면이 탄력부(214)를 이루는 것을 특징으로 하는 전자석 급수밸브.
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