KR101542832B1 - 전력 절감형 솔레노이드 밸브 구조체, 및 전력 절감형 솔레노이드 밸브 구조체가 설치된 가스 미터기 - Google Patents

Abstract

전력 절감형 솔레노이드 밸브 구조체, 및 전력 절감형 솔레노이드 밸브 구조체가 설치된 가스 미터기가 개시된다. 본 발명은 외부로부터 전류가 공급되는 제1 코일부, 제1 코일부와 일렬로 설치되며, 외부로부터 전류가 공급되는 제2 코일부, 제1 코일부와 제2 코일부의 내부에 설치되는 가스 밸브 개폐용 구동 코어부, 구동 코어부의 일단에 설치되는 제1 자성체, 및 구동 코어부의 타단에 설치되는 제2 자성체를 구비한다. 본 발명에 따르면, 가스 미터기에서의 가스 공급의 차단과 재개를 조절하는 솔레노이드 밸브의 구동에 필요한 전력을 최소화함으로써, 가스 미터기의 소비 전력을 대폭 절감할 수 있게 된다.

Description

전력 절감형 솔레노이드 밸브 구조체, 및 전력 절감형 솔레노이드 밸브 구조체가 설치된 가스 미터기{Energy Saving Typed Solenoid Valve Structure, and Gas Meter Installed with Energy Saving Typed Solenoid Valve Structure}

본 발명은 전력 절감형 솔레노이드 밸브 구조체, 및 전력 절감형 솔레노이드 밸브 구조체가 설치된 가스 미터기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스 미터기에서의 가스 공급의 차단과 재개를 조절하는 솔레노이드 밸브의 구동에 필요한 전력을 최소화함으로써, 가스 미터기의 소비 전력을 대폭 절감할 수 있도록 하는 전력 절감형 솔레노이드 밸브 구조체, 및 전력 절감형 솔레노이드 밸브 구조체가 설치된 가스 미터기에 관한 것이다.

일반적으로 가스 미터기는 외부 전원의 공급 없이도 독립적으로 구동할 수 있도록 내부에 배터리가 설치되어 있다. 이와 같은 종래 기술에 따른 가스 미터기의 소비 전력이 낮을수록 가스 미터기의 사용 연한을 보다 길게 확보할 수 있게 된다.

한편, 종래 기술에 따른 가스 미터기에 적용된 솔레노이드 밸브는 가스 공급의 차단 또는 재개를 위해 구동함에 있어서 지속적인 전류의 공급을 필요로 함으로 인해, 가스 미터기의 구동 제어에 필요한 소비 전력을 지나치게 증가시킨다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 가스 미터기에서의 가스 공급의 차단과 재개를 조절하는 솔레노이드 밸브의 구동에 필요한 전력을 최소화함으로써, 가스 미터기의 소비 전력을 대폭 절감할 수 있도록 하는 전력 절감형 솔레노이드 밸브 구조체, 및 전력 절감형 솔레노이드 밸브 구조체가 설치된 가스 미터기를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브 구조체는, 외부로부터 전류가 공급되는 제1 코일부; 상기 제1 코일부와 일렬로 설치되며, 외부로부터 전류가 공급되는 제2 코일부; 상기 제1 코일부와 상기 제2 코일부의 내부에 설치되는 가스 밸브 개폐용 구동 코어부; 상기 구동 코어부의 일단에 설치되는 제1 자성체; 및 상기 구동 코어부의 타단에 설치되는 제2 자성체를 포함한다.

바람직하게는, 상기 제1 코일부에 전류가 공급되는 경우에, 상기 구동 코어부는 상기 제1 자성체의 방향으로 이동되어 상기 제1 자성체와 자성 결합되고, 상기 제2 코일부에 전류가 공급되는 경우에, 상기 구동 코어부는 상기 제2 자성체의 방향으로 이동되어 상기 제2 자성체와 자성 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 코일부 및 상기 제2 코일부에 선택적으로 전류를 공급하는 전류 공급부를 더 포함한다.

또한, 상기 전류 공급부에서의 전기 에너지의 충방전을 제어하는 제어부를 더 포함한다.

또한, 상기 제어부는 상기 솔레노이드 밸브의 구동 시점을 포함하는 소정의 시간 구간 동안에만 상기 전류 공급부에 전기 에너지 충전을 위한 전압이 인가되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 상기 솔레노이드 밸브의 구동 완료 시점 이후에도 소정의 시간 구간 동안 상기 전류 공급부에 전기 에너지 충전을 위한 전압이 인가되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 가스 미터기에서의 가스 공급의 차단과 재개를 조절하는 솔레노이드 밸브의 구동에 필요한 전력을 최소화함으로써, 가스 미터기의 소비 전력을 대폭 절감할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브 구조체의 구조를 나타낸 도면,
도 2는 도 1에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브 구조체(100)에 구비된 밸브 구동부(130)의 내부 구조를 나타내는 도면, 및
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브 구조체에 구비된 제어부에서의 제어신호와 그에 따른 밸브 구동부로의 전류 공급 상태를 나타내는 그래프 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브 구조체의 구조를 나타낸 도면이다. 도 1에서의 솔레노이드 밸브 구조체(100)는 가스 미터기에 설치되어, 가스 미터기로 공급되는 가스의 차단 및 공급 재개를 조절하는 기능을 수행한다.

한편, 도 1에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브 구조체(100)는 전류 공급부(110), 밸브 구동부(130), 전원부(150), 및 제어부(170)를 포함한다.

전원부(150)로부터 인가되는 전압에 의해 전류 공급부(110)에는 전기 에너지가 충전되며, 전기 에너지가 충전된 전류 공급부(110)는 제어부(170)로부터 수신되는 제어 신호에 따라 밸브 구동부(130)로 전류를 공급한다.

한편, 밸브 구동부(130)는 전류 공급부(110)로부터 공급되는 전류에 기초하여 가스 미터기로 공급되는 가스의 차단 및 공급 재개를 조절한다.

도 2는 도 1에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브 구조체(100)에 구비된 밸브 구동부(130)의 내부 구조를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 밸브 구동부(130)는 제1 코일부(131), 제2 코일부(132), 제1 자성체(133), 제2 자성체(134), 및 구동 코어부(135)를 포함한다.

도 2에서와 같이 제1 코일부(131)와 제2 코일부(132)는 동일한 방향으로 일렬로 연속 설치되며, 제1 코일부(131)와 제2 코일부(132)의 내부에는 구동 코어부(135)가 설치되어 있다.

구동 코어부(135)의 양단에는 각각 자성체(133,134)가 설치되어 있으며, 구체적으로 구동 코어부(135)의 양단부 중 제1 코일부(131) 방향으로의 단부에는 제1 자성체(133)가 소정의 간격만큼 이격 설치되어 있으며, 제2 코일부(132) 방향으로의 단부에는 제2 자성체(134)가 소정의 간격만큼 이격 설치되어 있다.

제어부(170)로부터의 제어 신호에 기초하여, 전류 공급부(110)로부터 제1 코일부(131)로 전류가 공급됨에 따라 제1 코일부(131)의 주변에 형성되는 자기장으로 인해 구동 코어부(135)는 제1 자성체(133)의 방향으로 이동하게 되며, 그에 따라 가스 공급이 차단된다.

한편, 구동 코어부(135)가 제1 자성체(133)의 방향으로 이동함에 따라 제1 자성체(133)와 구동 코어부(135)는 자성 결합을 하게 되며, 그 결과 제1 코일부(131)로의 전류 공급이 중단되는 경우에도 구동 코어부(135)의 제1 자성체(133)의 방향으로의 이동에 의한 가스 공급 차단 상태는 유지 가능하게 된다.

한편, 제어부(170)로부터의 제어 신호에 기초하여, 전류 공급부(110)로부터 제2 코일부(132)로 전류가 공급되는 경우에는, 제2 코일부(132)의 주변에 형성되는 자기장으로 인해 구동 코어부(135)는 제2 자성체(134)의 방향으로 이동하게 되며, 그에 따라 가스 공급은 재개된다.

아울러, 이와 같이 구동 코어부(135)가 제2 자성체(134)의 방향으로 이동함에 따라 제2 자성체(134)와 구동 코어부(135)는 자성 결합을 하게 되며, 그 결과 제2 코일부(132)로의 전류 공급이 중단되는 경우에도 구동 코어부(135)의 제1 자성체(133)의 방향으로의 이동에 의한 가스 공급 재개 상태는 유지 가능하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 솔레노이드 밸브의 구동에 따른 가스 공급 차단 및 공급 재개에 있어서, 가스 공급 차단 또는 가스 공급 재개의 필요시점에만 제1 코일부(131) 또는 제2 코일부(132)로 일정량의 전류를 공급하여 구동 코어부(135)가 이동되도록 유도하고, 이동이 완료된 구동 코어부(135)를 제1 자성체(133) 또는 제2 자성체(134)를 이용하여 고정시킴으로써, 가스 공급 차단 상태의 유지 또는 가스 공급 재개 상태의 유지를 위한 지속적인 전류의 공급은 필요하지 않게 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브 구조체에 구비된 제어부(170)에서의 제어신호와 그에 따른 밸브 구동부(130)로의 전류 공급 상태를 나타내는 그래프 도면이다. 이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브 구조체(100)에서의 가스 공급 차단 및 가스 공급 재개의 과정에 대해 설명하기로 한다.

-가스 공급 차단-

관리자에 의해 가스 공급 차단 명령이 입력되는 경우 등과 같이 가스 공급 차단이 필요한 경우에 제어부(170)는 전류 공급부(110)로의 전압 인가를 지시하는 전압 인가 제어 신호의 전원부(150)로의 전송을 개시한다(T1).

이에 따라 전류 공급부(110)에는 도 3에서와 같이 대략 200mA의 전류 공급 능력에 도달하는 것을 한도로 전기 에너지의 충전이 이루어진다.

전압 인가 제어 신호의 전원부(150)로의 전송이 개시된 시점으로부터 대략 1.5초가 경과된 시점(T2)에서 제어부(170)는 가스 공급의 차단을 지시하는 차단 제어신호를 전류 공급부(110)로 전송하며, 이에 따라 전류 공급부(110)는 제1 코일부(131)로 전류를 공급하게 된다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서는, 전류 공급부(110)의 충분한 충전이 이루어지지 않은 상태에서 차단 제어신호가 전송되는 것을 방지하기 위해, 제어부(170)가 전류 공급부(110)의 충전 에너지량을 확인하고, 충전 에너지량이 소정의 기준값에 도달한 것으로 판단된 경우에 차단 제어신호를 전류 공급부(110)로 전송하도록 할 수도 있을 것이다.

전류 공급부(110)로부터 제1 코일부(131)로 전류가 공급됨에 따라 제1 코일부(131)의 주변에 형성되는 자기장으로 인해 구동 코어부(135)는 제1 자성체(133)의 방향으로 이동하게 되며, 그에 따라 가스 공급이 차단되고, 제1 자성체(133)의 방향으로 이동된 구동 코어부(135)가 제1 자성체(133)와 자성 결합을 하게 되므로, 제1 코일부(131)로의 추가의 전류 공급이 없는 상태에서도 가스 공급 차단 상태는 유지된다.

한편, 제어부(170)는 전류 공급부(110)로의 차단 제어신호의 전송이 종료된 시점(T3)으로부터 대략 0.5초 정도 지속되는 추가 충전 구간이 종료될 때까지(T4), 전압 인가 제어 신호의 전원부(150)로의 전송을 지속한다.

그에 따라, 전류 공급부(110)는 밸브 구동부(130)로의 전류 공급을 대기하는 대기 기간이 지속됨에도 불구하고, 충전 에너지가 방전되지 않도록 하는 방전 방지용 전기 에너지량의 충전을 확보할 수 있게 된다.

이와 같이 전류 공급부(110)가 방전 방지용 전기 에너지량을 예비 충전을 통해 확보할 수 있게 됨으로써, 전류 공급부(110)의 방전으로 인해, 제어부(170)로부터 전압 인가 제어신호를 전류 공급부(110)가 수신하였음에도 불구하고, 전류 공급부(110)의 충전이 지연되어 밸브 구동부(130)를 제어하기 위한 전류의 공급이 지연되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명을 실시함에 있어서는, 제어부(170)가 추가 충전 구간이 종료될 때까지(T4), 전압 인가 제어 신호의 전원부(150)로의 전송을 지속하였음에도 불구하고, 방전 방지용 전기 에너지량의 충전을 확보하지 못하는 상황이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 제어부(170)가 전류 공급부(110)의 충전 에너지량을 확인하고, 충전 에너지량이 소정의 방전 방지용 기준 에너지값에 도달할 때까지 전압 인가 제어 신호를 전원부(150)로 전송토록 함이 바람직할 것이다.

한편, 상술한 바와 같이 본 발명에서는 가스 공급 차단의 필요가 있는 경우에만 대략 3초간의 일정 시간 동안만 전원부(150)로부터 전류 공급부(110)로의 전압 인가가 이루어지도록 함으로써, 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브 구조체가 설치된 가스 미터기에서의 전력 소모를 획기적으로 절감할 수 있게 된다.

-가스 공급 재개-

관리자에 의해 가스 공급 재개 명령이 입력되는 경우 등과 같이 가스 공급 재개가 필요한 경우에 제어부(170)는 전류 공급부(110)로의 전압 인가를 지시하는 전압 인가 제어 신호의 전원부(150)로의 전송을 개시한다(T4).

이에 따라 전류 공급부(110)에는 도 3에서와 같이 대략 200mA의 전류 공급 능력에 도달하는 것을 한도로 전기 에너지의 충전이 이루어지며, 전압 인가 제어 신호의 전원부(150)로의 전송이 개시된 시점으로부터 대략 1.5초가 경과된 시점(T5)에서 제어부(170)는 가스 공급의 차단을 지시하는 복귀 제어신호를 전류 공급부(110)로 전송하며, 이에 따라 전류 공급부(110)는 제2 코일부(132)로 전류를 공급하게 된다.

한편, 가스 공급 재개에 있어서도, 전류 공급부(110)의 충분한 충전이 이루어지지 않은 상태에서 복귀 제어신호가 전송되는 것을 방지하기 위해, 제어부(170)가 전류 공급부(110)의 충전 에너지량을 확인하고, 충전 에너지량이 소정의 기준값에 도달한 것으로 판단된 경우에 복귀 제어신호를 전류 공급부(110)로 전송하도록 할 수도 있을 것이다.

전류 공급부(110)로부터 제2 코일부(132)로 전류가 공급됨에 따라 제2 코일부(132)의 주변에 형성되는 자기장으로 인해 구동 코어부(135)는 제2 자성체(134)의 방향으로 이동하게 되며, 그에 따라 가스 공급이 차단되고, 제2 자성체(134)의 방향으로 이동된 구동 코어부(135)가 제2 자성체(134)와 자성 결합을 하게 되므로, 제2 코일부(132)로의 추가의 전류 공급이 없는 상태에서도 가스 공급 재개 상태는 유지된다.

한편, 가스 공급 재개에 있어서도, 제어부(170)는 전류 공급부(110)로의 복귀 제어신호의 전송이 종료된 시점(T6)으로부터 대략 0.5초 정도 지속되는 추가 충전 구간이 종료될 때까지(T7), 전압 인가 제어 신호의 전원부(150)로의 전송을 지속함이 바람직할 것이다.

이와 같이 본 발명에서는 가스 공급 재개의 필요가 있는 경우에만 대략 3초간의 일정 시간 동안만 전원부(150)로부터 전류 공급부(110)로의 전압 인가가 이루어지도록 함으로써, 본 발명에 따른 솔레노이드 밸브 구조체가 설치된 가스 미터기에서의 전력 소모를 획기적으로 절감할 수 있게 된다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

100: 솔레노이드 밸브 구조체, 110: 전류 공급부,
130: 밸브 구동부, 150: 전원부,
170: 제어부.

Claims (5)

1. 외부로부터 전류가 공급되는 제1 코일부;
   상기 제1 코일부와 일렬로 설치되며, 외부로부터 전류가 공급되는 제2 코일부;
   상기 제1 코일부와 상기 제2 코일부의 내부에 설치되는 가스 밸브 개폐용 구동 코어부;
   상기 구동 코어부의 일단에 설치되는 제1 자성체;
   상기 구동 코어부의 타단에 설치되는 제2 자성체;
   상기 제1 코일부 및 상기 제2 코일부에 선택적으로 전류를 공급하는 전류 공급부; 및
   상기 전류 공급부에서의 전기 에너지의 충방전을 제어하는 제어부
   를 포함하며,
   상기 제어부는 솔레노이드 밸브의 구동 시점을 포함하는 소정의 시간 구간 동안에만 상기 전류 공급부에 전기 에너지 충전을 위한 전압이 인가되도록 하고,
   상기 제어부는 상기 솔레노이드 밸브의 구동 완료 시점 이후에도 소정의 시간 구간 동안 상기 전류 공급부에 전기 에너지 충전을 위한 전압이 인가되도록 하는 것인 솔레노이드 밸브 구조체.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 코일부에 전류가 공급되는 경우에, 상기 구동 코어부는 상기 제1 자성체의 방향으로 이동되어 상기 제1 자성체와 자성 결합되고,
   상기 제2 코일부에 전류가 공급되는 경우에, 상기 구동 코어부는 상기 제2 자성체의 방향으로 이동되어 상기 제2 자성체와 자성 결합되는 것인 솔레노이드 밸브 구조체.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에서의 상기 솔레노이드 밸브 구조체가 설치된 가스 미터기.

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