KR101507407B1 - 보일러용 삼방밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러용 삼방밸브에 관한 것으로서, 입구(11)와 출구(12)를 갖는 밸브바디(10)와, 상기 밸브바디(10)의 저면에 밀폐 결합되는 모터부(20)와, 상기 모터부(20)의 회전축(21)에 배치되는 편심캠(30)과, 상기 양측의 출구(12)를 개폐시키는 한 쌍의 개폐밸브(40) 및 상기 개폐밸브(40)의 직선 왕복운동을 탄성 지지하는 한 쌍의 스프링(50)을 포함하는 구성으로 되어 있다.
따라서, 회전축에 양측 출구를 향해 편심되는 편심캠을 마련하고 이 편심캠의 교대 가압에 의해 양측 출구로 직선 왕복 운동되는 한 쌍의 개폐밸브를 마련하여 편심캠에 의해 개폐밸브가 출구를 향해 직선운동을 수행하여 출구를 개폐시킬 수 있도록 함으로써, 내부 누설이 방지되고, 그 결과 내구성 향상을 도모할 수 있게 되며, 또한, 샤프트의 회전중심을 일직선으로 맞추고 그 끝단을 바디의 홈에 고정하므로 샤프트와 베이스플레이트의 마모를 방지하여 결과적으로 장치에 대한 신뢰성 향상도 꾀할 수 있게 되는 등의 효과를 얻는다.

Description

보일러용 삼방밸브{3-way valve structure for boiler}

본 발명은 보일러용 삼방밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전축에 양측 출구를 향해 편심되는 편심캠을 마련하고 이 편심캠의 교대 가압에 의해 양측 출구로 직선 왕복 운동되면서 출구를 개폐시키도록 하는 한 쌍의 개폐밸브를 마련하여 된 보일러용 삼방밸브에 관한 것이다.

일반적으로 보일러는 연료를 연소시켜 물을 가열하고 가열된 물이 난방구역을 순환하는 동안 난방을 행하는 난방관로와, 온수를 공급하는 온수관로 및 이들 각각의 관로로 급탕을 선택적으로 공급하는 삼방밸브를 포함하는 구조로 되어 있다.

이러한 보일러는 상기 난방관로에서 순환펌프의 동작으로 난방수가 순환하게 되며 상기 난방수는 순환과정에서 버너를 통해 열교환기에서 가열되어 삼방밸브 측으로 공급된다.

그리고, 상기 삼방밸브를 경유한 난방수는 난방코일을 통과하면서 실질적인 난방기능을 수행하며 복귀배관을 통해 복귀된다.

그리고 온수관로에는 직수관을 통해 유입되는 직수가 온수열교환기 내부를 경유하게 된다.

여기서, 상기 삼방밸브는 회전축의 외주면에 볼이 편심 연결되는 구조로 되어 있어서 회전축의 축 회전에 따라 편심볼이 양측의 출구를 선택적으로 개폐시키면서 각각의 관로로 급탕을 공급하도록 되어 있다.

그러나 이러한 종래 기술의 삼방밸브는 편심볼을 사용하기 때문에, 볼 구면의 밀폐력 한계로 인해 내부 누설이 발생되는 문제점은 물론 샤프트의 회전축과 볼 회전축이 상이하여 발생되는 편심력에 의해 샤프트와 베이스플레이트가 서로 마모되어 외부누설의 우려도 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 회전축에 양측 출구를 향해 편심되는 편심캠을 마련하고 이 편심캠의 교대 가압에 의해 양측 출구로 직선 왕복 운동되는 한 쌍의 개폐밸브를 마련하여 편심캠에 의해 개폐밸브가 출구를 향해 직선운동을 수행하여 출구를 개폐시킬 수 있도록 함으로써, 내부 누설을 방지하고, 그 결과 내구성 향상을 도모할 수 있도록 하는 보일러용 삼방밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 샤프트의 회전중심을 일직선으로 맞추고, 그 끝단을 바디의 홈에 고정하므로 샤프트와 베이스플레이트의 마모가 방지되어 결과적으로 장치에 대한 신뢰성 향상도 꾀할 수 있도록 하는 보일러용 삼방밸브를 제공하는데 다른 목적이 있다.

이와 같은 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러용 삼방밸브는 일측 벽면에 입구가 관통 형성되고 이 입구와 직교되는 양측 벽면에 각각 출구가 관통 형성되며 하방으로 개방된 내부공간을 갖는 밸브바디; 상기 밸브바디의 저면에 밀폐 결합되어 상기 내부공간을 폐쇄시키고 이 내부공간을 향해 상향 연장되어 축 회전되는 회전축이 마련된 모터부; 상기 회전축의 외주면에 배치되어 상기 양측 출구 방향인 좌우 방향으로 편심되어 있는 편심캠; 상기 회전축의 축 회전에 따른 편심캠의 양측 교대 편심 가압에 의해 상기 양측의 출구를 향해 직선 왕복 운동되면서 각각 교대로 양측의 출구를 개폐시키는 한 쌍의 개폐밸브; 및 상기 각각의 출구와 개폐밸브 사이에 배치되어 상기 각 개폐밸브의 직선 왕복운동을 탄성 지지하는 한 쌍의 스프링을 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러용 삼방밸브에 있어서, 상기 각 출구의 인접부에 상기 개폐밸브와 스프링의 직선 운동을 가이드하기 위한 가이드부가 마련된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러용 삼방밸브에 있어서, 상기 가이드부는 상기 개폐밸브와 스프링의 외주부를 감싸 이들의 직선 운동이 원활히 이루어지도록 하는 원관체 구조로 된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러용 삼방밸브에 있어서, 상기 각 가이드부는 그 일측부에 상기 편심캠의 축 회전이 원활하게 이루어지도록 상기 편심캠의 축 회전 경로를 확보하기 위한 절취부가 마련된 부분 절개 원관체 구조로 된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러용 삼방밸브에 있어서, 상기 개폐밸브는, 상기 편심캠과 맞닿아 이 편심캠의 가압력을 직선방향으로 떠받치는 가압지지판 및 상기 가압지지판의 타측에 배치되어 상기 출구를 실링 개폐시키는 패킹을 포함하여 구성된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러용 삼방밸브에 있어서, 상기 패킹은 상기 가압지지판에 대해 착탈 가능하게 결합되는 분리형 구조로 된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러용 삼방밸브에 있어서, 상기 분리형 구조는, 상기 패킹이 링형 구조로 되고, 상기 가압지지판의 편심캠이 맞닿지 않는 반대편에 상기 링형상 패킹이 장착되도록 하는 패킹장착부가 마련된 구조로 된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러용 삼방밸브에 있어서, 상기 패킹장착부는, 상기 패킹의 내주면이 감싸 밀착되도록 하는 외주면을 갖는 패킹장착관체 및 상기 패킹장착관체의 단부에서 방사상으로 연장되어 상기 패킹장착관체의 외주면에서 외부로 이탈되는 것을 차단하기 위한 스톱퍼를 포함하여 구성된 것일 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 보일러용 삼방밸브는 회전축에 양측 출구를 향해 편심되는 편심캠을 마련하고 이 편심캠의 교대 가압에 의해 양측 출구로 직선 왕복 운동되는 한 쌍의 개폐밸브를 마련하여 편심캠에 의해 개폐밸브가 출구를 향해 직선운동을 수행하여 출구를 개폐시킬 수 있도록 함으로써, 내부 누설을 방지하고, 그 결과 내구성 향상을 도모할 수 있도록 하는 효과를 얻는다.

또한, 샤프트의 회전중심을 일직선으로 맞추고, 그 끝단을 바디의 홈에 고정하므로 샤프트와 베이스플레이트의 마모가 방지되어 결과적으로 장치에 대한 신뢰성 향상도 꾀하는 효과를 얻는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보일러용 삼방밸브를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 보일러용 삼방밸브를 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 보일러용 삼방밸브를 나타낸 절개사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 보일러용 삼방밸브에서 양측 출구가 각각 개폐된 상태를 나타낸 정단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 보일러용 삼방밸브에서 양측 출구가 각각 개폐된 상태를 나타낸 평단면도이다.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 7에서 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 보일러용 삼방밸브는 입구(11)와 출구(12)를 갖는 밸브바디(10)와, 상기 밸브바디(10)의 저면에 밀폐 결합되는 모터부(20)와, 상기 모터부(20)의 회전축(21)에 배치되는 편심캠(30)과, 상기 양측의 출구(12)를 개폐시키는 한 쌍의 개폐밸브(40) 및 상기 개폐밸브(40)의 직선 왕복운동을 탄성 지지하는 한 쌍의 스프링(50)을 포함하는 구성으로 되어 있다.

상기 밸브바디(10)는 일측 벽면에 외부의 열교환부로부터 온수가 유입되는 입구(11)가 관통 형성되고 이 입구(11)와 직교되는 양측 벽면에 각각 온수가 배출되는 출구(12)가 관통 형성되며 하방으로 개방된 내부공간을 갖는 원통 구조로 되어 있다.

여기서, 상기 각각의 출구(12)는 외부의 난방관로(미도시) 및 온수관로(미도시)와 연결되어 있다.

상기 모터부(20)는 상기 밸브바디(10)의 저면에 밀폐 결합되어 상기 내부공간을 폐쇄시키고 이 내부공간을 향해 상향 연장되어 회전모터(미도시)에 의해 축 회전되는 회전축(21)이 마련되는 구조로 되어 있다.

여기서, 상기 밸브바디(10)의 내부공간 천정면에는 축받이홈(13)이 마련되고, 상기 회전축(21)은 그 상단부가 상기 축받이홈(13)으로 삽입된 상태에서 축 회전되는 구조로 되어 있다.

한편, 미 설명부호 22는 상기 회전축(21)과 회전모터축(23)을 연결하는 조인트(22)를 나타낸 것이고, 22a는 상기 조인트(22)의 외주면에서 돌출 형성된 조작돌기를 나타낸 것이며, 24는 상기 회전축(21)과 같이 축 회전되는 조인트(22)의 조작돌기(22a)에 의해 작동되어 회전모터의 작동을 정지시키는 마이크로스위치를 나타낸 것이다.

상기 편심캠(30)은 상기 회전축(21)의 외주면 상단부에 일체형으로 연결 배치되어 상기 양측 출구(12) 방향인 좌우 방향으로 편심되어 있는 타원 판재 형상 또는 중심부가 편재된 원형으로 되어 있다.

상기 각각의 개폐밸브(40)는 상기 회전축(21)의 축 회전에 따른 편심캠(30)의 양측 교대 편심 가압에 의해 상기 양측의 출구(12)를 향해 직선 왕복 운동되면서 각각 교대로 양측의 출구(12)를 개폐시키도록 되어 있다.

상기 각각의 스프링(50)은 상기 각각의 출구(12)와 개폐밸브(40) 사이에 배치되어 상기 각 개폐밸브(40)의 직선 왕복운동을 탄성 지지하는 기능을 수행한다.

그리고, 상기 각 출구(12)의 인접부에는 상기 개폐밸브(40)와 스프링(50)의 직선 운동을 가이드하기 위한 가이드부(14)가 마련되어 있다.

여기서, 상기 가이드부(14)는 상기 개폐밸브(40)와 스프링(50)의 외주부를 감싸 이들의 직선 슬라이딩 운동이 원활히 이루어지도록 하는 원관체 구조로 되어 있다.

보다 상세하게는, 상기 각 가이드부(14)는 그 일측부에 상기 편심캠(30)의 축 회전이 원활하게 이루어지도록 상기 편심캠(30)의 축 회전 경로를 확보하기 위한 절취부(14a)가 마련된 부분 절개 원관체 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 개폐밸브(40)는, 상기 편심캠(30)과 맞닿아 이 편심캠(30)의 가압력을 직선방향으로 떠받치는 가압지지판(41) 및 상기 가압지지판(41)의 타측에 배치되어 상기 출구(12)를 실링 개폐시키는 패킹(42)을 포함하여 구조로 되어 있다.

여기서, 상기 패킹(42)은 출구(12)의 밀폐력을 향상시키기 위해 고무재질을 적용하며, 상기 가압지지판(41)에 대해 착탈 가능하게 결합되는 분리형 구조로 되어 있다.

상기 분리형 구조는, 상기 패킹(42)이 링형 구조로 되고, 상기 가압지지판(41)의 편심캠(30)이 맞닿지 않는 반대편에 상기 링형상 패킹(42)이 장착되도록 하는 패킹장착부(41a)가 마련된 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 패킹장착부(41a)는, 상기 패킹(42)의 내주면이 감싸 밀착되도록 하는 외주면을 갖는 패킹장착관체(41a1) 및 상기 패킹장착관체(41a1)의 단부에서 방사상으로 연장되어 상기 패킹장착관체(41a1)의 외주면에서 외부로 이탈되는 것을 차단하기 위한 스톱퍼(41a2)를 포함하는 구조로 되어 있다.

이러한 구성에 따른 본 발명의 일 실시예인 보일러용 삼방밸브는 모터부(20)의 상방으로 돌출되어 있는 모터회전축(23)에 조인트(22)를 통해 상기 편심캠(30)이 구비된 회전축(21)을 연결한다.

그리고, 상기 밸브바디(10)에는 그 가이드부(14) 내로 각각 스프링(50)과 개폐밸브(40)를 배치한다.

이러한 상태에서 상기 모터부(20) 상방으로 밸브바디(10)를 덮어씌워 이 밸브바디(10)의 내부공간으로 상기 회전축(21)의 삽입되도록 하여 모터부(20)와 밸브바디(10)를 밀폐 결합시킨다.

이때, 상기 회전축(21)의 상단부는 밸브바디(10)의 축받이홈(13)으로 삽입되어 직립 상태가 되고, 그 상단의 편심캠(30)은 양측 개폐밸브(40)의 사이에 탄성적으로 밀착 배치된다.

여기서, 상기 개폐밸브(40)의 타측면과 출구(12) 사이에는 상기 스프링(50)이 탄성 지지되어 있다.

이렇게 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 삼방밸브의 조립을 완성한다.

그리고, 삼방밸브의 조작 과정은, 도 4 및 도 5를 참조하여, 일례로 난방관로가 우측의 출구(12)와 연결되어 있는 것으로 가정하고 이 난방관로로의 온수 공급의 경우, 회전모터를 작동시켜 편심캠(30)이 축 회전되어 그 선단부가 좌측 개폐밸브(40)의 가압지지판(41)을 해당 출구(12) 측으로 가압하게 되면 이 가압지지판(41)이 가압되어 출구(12) 측으로 밀려나서 가압지지판(41) 선단부의 패킹(42)이 상기 출구(12)를 밀폐시키게 된다.

이때, 상기 가압지지판(41)은 스프링(50)을 가압시켜 탄성 지지되어 있는 상태가 된다.

이와 동시에, 우측의 개폐밸브(40)는 스프링(50)에 의해 밀려나 편심캠(30)의 외주면과 맞닿은 상태가 되면서 해당 출구(12)를 개방시키게 된다.

이렇게 하여 좌측의 출구(12)를 밀폐시키는 동시에 우측의 출구(12)는 개방되도록 하여 온수의 흐름을 안내하게 된다.

그리고, 온수관로가 좌측의 출구(12)와 연결되어 있는 것으로 가정하고 이 온수관로로의 온수 공급의 경우에는 상기와 반대로 회전축(21)에 의해 편심캠(30)을 우측의 출구(12) 방향으로 축 회전 이동시킨 후 해당 가압지지판(41)을 가압시켜 해당 출구(12)를 밀폐시키는 동시에 상기 밀폐되어 있던 좌측의 출구(12)는 스프링(50)의 탄발력에 의해 개방되도록 하여 온수관로로 온수 공급이 이루어지도록 한다.

이렇게 편심캠(30)의 축 회전에 의한 개폐밸브(40)의 직선운동을 통해 난방과 온수를 택일하여 선택적으로 공급할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예인 보일러용 삼방밸브는 회전축(21)에 양측 출구(12)를 향해 편심되는 편심캠(30)을 마련하고, 이 편심캠(30)의 교대 가압에 의해 양측 출구(12)로 직선 왕복 운동되는 한 쌍의 개폐밸브(40)를 마련하여 편심캠(30)에 의해 개폐밸브(40)가 출구(12)를 향해 직선운동을 수행하여 출구(12)를 개폐시킬 수 있도록 함으로써, 내부 누설을 방지하고, 그 결과 내구성 향상을 도모할 수 있게 되고, 또한, 샤프트의 회전중심을 일직선으로 맞추고, 그 끝단을 바디의 홈에 고정하므로 샤프트와 베이스플레이트(60)의 마모를 방지하여 결과적으로 장치에 대한 신뢰성 향상도 꾀할 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명은 상기의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 이러한 실시예를 종래의 공지 기술과 단순히 조합 적용한 변형예는 물론 본 발명의 특허청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 용이하게 변경하여 이용할 수 있는 모든 기술들은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.

10 : 밸브바디 11 : 입구
12 : 출구 13 : 축받이홈
14 : 가이드부 14a : 절취부
20 : 모터부 21 : 회전축
22 : 조인트 22a : 조작돌기
23 : 회전모터축 24 : 마이크로스위치
30 : 편심캠 40 : 개폐밸브
41 : 지지판 41a : 패킹장착부
41a1 : 패킹장착관체 41a2 : 스톱퍼
42 : 패킹 50 : 스프링
60 : 베이스플레이트

Claims (8)

1. 일측 벽면에 입구가 관통 형성되고 이 입구와 직교되는 양측 벽면에 각각 출구가 관통 형성되며 하방으로 개방된 내부공간을 갖는 밸브바디;
   상기 밸브바디의 저면에 밀폐 결합되어 상기 내부공간을 폐쇄시키고 이 내부공간을 향해 상향 연장되어 축 회전되는 회전축이 마련된 모터부;
   상기 회전축의 외주면에 배치되어 상기 양측 출구 방향인 좌우 방향으로 편심되어 있는 편심캠;
   상기 회전축의 축 회전에 따른 편심캠의 양측 교대 편심 가압에 의해 상기 양측의 출구를 향해 직선 왕복 운동되면서 각각 교대로 양측의 출구를 개폐시키는 한 쌍의 개폐밸브; 및
   상기 각각의 출구와 개폐밸브 사이에 배치되어 상기 각 개폐밸브의 직선 왕복운동을 탄성 지지하는 한 쌍의 스프링;
   을 포함하여 구성되는 보일러용 삼방밸브에 있어서,
   원관체 구조로 그 일측부에 상기 편심캠의 축 회전이 원활하게 이루어지도록 상기 편심캠의 축 회전 경로를 확보하기 위해 부분 절개된 절취부를 마련하여, 상기 각 출구의 인접부에 상기 개폐밸브와 스프링의 외주부를 감싸 이들의 직선 운동을 가이드 하는 가이드부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 삼방밸브.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 개폐밸브는,
   상기 편심캠과 맞닿아 이 편심캠의 가압력을 직선방향으로 떠받치는 가압지지판; 및
   상기 가압지지판의 타측에 배치되어 상기 출구를 실링 개폐시키는 패킹;
   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 보일러용 삼방밸브.
6. 제5항에 있어서,
   상기 패킹은 상기 가압지지판에 대해 착탈 가능하게 결합되는 분리형 구조로 된 것을 특징으로 하는 보일러용 삼방밸브.
7. 제6항에 있어서,
   상기 분리형 구조는,
   상기 패킹이 링형 구조로 되고,
   상기 가압지지판의 편심캠이 맞닿지 않는 반대편에 상기 링형상 패킹이 장착되도록 하는 패킹장착부가 마련된 구조로 된 것을 특징으로 하는 보일러용 삼방밸브.
8. 제7항에 있어서,
   상기 패킹장착부는,
   상기 패킹의 내주면이 감싸 밀착되도록 하는 외주면을 갖는 패킹장착관체; 및
   상기 패킹이 패킹장착관체의 단부에서 방사상으로 연장되어 상기 패킹장착관체의 외주면에서 외부로 이탈되는 것을 차단하기 위한 스톱퍼;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 보일러용 삼방밸브.

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