KR101856715B1 - 회전디스크를 포함한 유로 조절 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 회전디스크를 포함한 유로 조절 밸브에 있어서, 원통형상의 하우징본체와, 외부로부터 유체가 유입되도록 상기 하우징본체에 형성된 유입부와, 상기 유입부를 통해 유입된 유체가 외부로 배출되도록 상기 하우징본체에 형성된 복수의 배출부와, 상기 하우징본체의 내주면을 따라 내부방향으로 돌출된 걸림턱을 포함하는 밸브하우징과; 상기 밸브하우징의 내부에 배치되며, 유체가 이동가능하도록 관통된 상부유로부와, 상기 걸림턱에 안착되도록 외주면을 따라 돌출부를 포함하는 상부디스크와; 상기 상부디스크의 하부에 결합되어 연동되며, 상기 상부유로부와 연통되도록 관통된 하부유로부를 포함하는 하부디스크와; 상기 상부디스크 및 상기 하부디스크 사이에 설치되어 상기 상부디스크를 상기 하부디스크로부터 탄성적으로 이격시키는 탄성스프링과; 상기 밸브하우징의 외부에 배치되며 상기 밸브하우징을 관통하여 상기 하부디스크의 중심과 결합되는 회전축을 포함하며, 상기 하부유로부가 복수의 상기 배출부에 선택적으로 연통되도록 상기 회전축에 회전력을 전달하여 상기 하부디스크를 회전시키는 모터를 포함하는 것을 기술적 요지로 한다. 이에 의해 하나의 밸브를 조절하여 다방향의 유로 중 원하는 유로에 유체가 이동하도록 유로를 선택 가능하며, 선택된 유로를 제외한 다른 유로를 향해 누수가 발생하지 않도록 기밀성이 우수한 효과를 얻을 수 있다.

Description

회전디스크를 포함한 유로 조절 밸브 {Flow control valve including rotary disk}

본 발명은 회전디스크를 포함한 유로 조절 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 밸브를 조절하여 다방향의 유로 중 원하는 유로에 유체가 이동하도록 유로를 선택 가능하며, 선택된 유로를 제외한 다른 유로를 향해 누수가 발생하지 않도록 기밀성이 우수한 회전디스크를 포함한 유로 조절 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기(washing machine)는 세탁물에 압력, 충격 등의 에너지를 가하여 오염물을 의류, 수건 또는 시트 등과 같은 세탁물로부터 박리시키는 장치로써, 세탁물에 에너지를 가하는 방식에 따라 펄세이터(pulsator) 방식의 세탁기와 드럼(drum) 방식을 세탁기로 구분된다. 이러한 세탁기에는 세탁물이 투입되는 회전세탁통 내부의 물을 순환배관을 통해 순환시키는 데 사용하기 위한 유로조절밸브가 구비되고, 이 유로조절밸브는 펌프와 일체 또는 개별로 설치된다. 이때 세탁기에는 회전세탁통으로 물을 공급하기 위한 물공급라인이 별도로 구비된다.

여기서, 종래의 세탁기에 적용되는 유로조절밸브에 대해 개략적으로 설명하면, 회전세탁통 내부에 있는 물을 배수하는 데 사용되는 배수용 모터와, 회전세탁통 내부에 있는 물을 세탁하는 동안 순환시키는 데 사용되는 순환용 모터를 각각 구비하고, 배수용 모터 또는 순환용 모터의 동작에 따라 유로조절부재를 이동시킴으로써 유로조절을 수행하여 회전세탁통 내부의 물을 배수 또는 순환 처리하도록 구성되어 있다. 하지만 종래에 적용되고 있는 세탁기용 유로조절밸브는 배수용 모터와 순환용 모터를 각각 개별동작시켜야 하는 단점과, 그에 따른 유로조절 구조 및 설계를 갖는 것으로 유로조절에 따른 동작효율이 높지 않으면서도 제작 단가가 증가한다는 단점이 있다. 또한 종래의 유로조절밸브는 효율적인 기능성 발휘를 위해 세탁기 하우징 내에 존재하는 회전세탁통의 하부에 설치하게 되는데, 종래에는 구조적으로 간단한 구성이 아닐 뿐더러 필수적으로 배수용 모터와 순환용 모터를 구비하여야 하므로 설치면적을 많이 차지하게 되고, 이에 따라 공간적인 제약이 뒤따르는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위해 종래기술 '대한민국특허청 등록실용신안 제20-0447221호 세탁기용 유로전환펌프'의 경우 흡입구, 배수구 및 순환구가 구비되고 내부에 물의 흐름을 위한 유로가 형성된 하우징몸체와, 하우징몸체의 유로 상에 배치되어지되 모터의 회전축에 연결되어 회전가능하도록 설치되며, 외주면 중심부분에 나사산을 일부 형성시킨 샤프트와, 배수구 및 순환구에 직면하여 하우징몸체의 유로 상에 배치되어지되 샤프트에 삽입 체결되고 대향 설치되며 유로형성공을 갖는 제1임펠러 및 제2임펠러와, 제1임펠러 및 제2임펠러 사이에 설치하되 샤프트 상에 삽입 배치되고 샤프트의 나사산에 결합되는 대응나사산을 중공내면에 가지며, 모터의 정역회전에 따라 좌우측방향으로 회전 이동시켜 유로전환에 사용하기 위한 유로전환이동체를 포함한다.

하지만 이러한 종래기술의 경우 유로조절밸브 내에 기밀성이 우수하지 못하여, 유로를 조절하는 과정이나 유로를 통해 물이 지나가는 중에 원하지 않는 다른 경로로 물이 세어나갈 수 있다는 단점이 있다.

대한민국특허청 등록실용신안 제20-0447221호 대한민국특허청 등록특허 제10-1025495호 대한민국특허청 공개특허 제10-2015-0045760호

따라서 본 발명의 목적은 하나의 밸브를 조절하여 다방향의 유로 중 원하는 유로에 유체가 이동하도록 유로를 선택 가능하며, 선택된 유로를 제외한 다른 유로를 향해 누수가 발생하지 않도록 기밀성이 우수한 회전디스크를 포함한 유로 조절 밸브를 제공하는 것이다.

상기한 목적은, 원통형상의 하우징본체와, 외부로부터 유체가 유입되도록 상기 하우징본체에 형성된 유입부와, 상기 유입부를 통해 유입된 유체가 외부로 배출되도록 상기 하우징본체에 형성된 복수의 배출부와, 상기 하우징본체의 내주면을 따라 내부방향으로 돌출된 걸림턱을 포함하는 밸브하우징과; 상기 밸브하우징의 내부에 배치되며, 유체가 이동가능하도록 관통된 상부유로부와, 상기 걸림턱에 안착되도록 외주면을 따라 돌출부를 포함하는 상부디스크와; 상기 상부디스크의 하부에 결합되어 연동되며, 상기 상부유로부와 연통되도록 관통된 하부유로부를 포함하는 하부디스크와; 상기 상부디스크 및 상기 하부디스크 사이에 설치되어 상기 상부디스크를 상기 하부디스크로부터 탄성적으로 이격시키는 탄성스프링과; 상기 밸브하우징의 외부에 배치되며 상기 밸브하우징을 관통하여 상기 하부디스크의 중심과 결합되는 회전축을 포함하며, 상기 하부유로부가 복수의 상기 배출부에 선택적으로 연통되도록 상기 회전축에 회전력을 전달하여 상기 하부디스크를 회전시키는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전디스크를 포함한 유로 조절 밸브에 의해 달성된다.

여기서, 상기 상부디스크의 하부에는 상기 하부디스크 방향으로 돌출되어 상기 하부디스크와 결합하는 결합돌기를 포함하며, 상기 하부디스크에는 상기 결합돌기가 삽입되는 결합홈을 포함하며, 상기 탄성스프링은 상기 결합돌기 및 상기 결합홈 사이에 형성되는 것이 바람직하며, 상기 걸림턱과 상기 돌출부 사이에 누수 방지를 위해 상기 걸림턱에 밀착되도록 상기 걸림턱과 접촉하는 상기 돌출부의 영역에는 고무패드가 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 상부유로부는 상부에서 하부로 갈수록 직경이 점진적으로 감소하는 깔때기(funnel) 형상으로 이루어지며, 상기 모터는 상기 하부유로부가 복수의 상기 배출부 중 선택적으로 연통되도록 상기 하부디스크의 회전각도를 조절가능한 스탭모터인 것이 바람직하다.

상술한 본 발명의 구성에 따르면 하나의 밸브를 조절하여 다방향의 유로 중 원하는 유로에 유체가 이동하도록 유로를 선택 가능하며, 선택된 유로를 제외한 다른 유로를 향해 누수가 발생하지 않도록 기밀성이 우수한 효과를 얻을 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유로 조절 밸브의 단면도이고,
도 3은 유로 조절 밸브 중 상부디스크의 배면도이고,
도 4는 유로 조절 밸브 중 하부디스크의 정면도이고,
도 5는 유로 조절 밸브 중 배출부의 배면도이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 회전디스크를 포함한 유로 조절 밸브를 도면을 통해 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이 회전디스크를 포함한 유로 조절 밸브(10)는, 밸브하우징(100), 상부디스크(300), 하부디스크(500), 탄성스프링(700) 및 모터(900)를 포함한다.

밸브하우징(100)은 하우징본체(110), 유입부(130), 배출부(150) 및 걸림턱(170)을 포함하는 구조로, 하우징본체(110)는 내부에 배치되는 상부디스크(300) 및 하부디스크(500)가 회전가능하도록 원통형상으로 이루어진다. 외부로부터 하우징본체(110)의 내부로 유체가 유입되도록 하우징본체(110)의 상면 또는 측면에는 유입부(130)가 형성된다. 유입부(130)는 유체 유입을 위한 호스(hose)가 연결되도록 외부를 향해 돌출된 형상이 바람직하며, 본 발명의 경우 유체의 압력이 필요하기 때문에 측면보다는 하우징본체(110)의 상부에 유입부(130)가 형성되는 것이 바람직하다.

유입부(130)를 통해 유입된 유체가 외부로 배출되도록 하우징본체(110)에는 복수의 배출부(150)가 형성된다. 배출부(150)는 밸브하우징(100)의 하부에 배치되며, 다양한 경로로 유체가 배출될 수 있도록 복수 개로 형성되어 복수 개의 유로를 제공한다. 복수의 배출부(150)는 하우징본체(110)의 중심으로부터 내주면을 따라 서로 동일한 간격으로 이격된 상태로 하우징본체(110)에 형성된다. 이와 같이 복수 개의 배출부(150)가 존재함에 의해 종래와 같이 복수의 유로로 유체를 제공하기 위해 복수의 밸브가 필요한 것이 아닌 하나의 유로 조절 밸브(10)만을 가지고도 복수의 유로에 선택적으로 유체를 제공할 수 있다. 이러한 배출부(150)는 유입부(130)와 마찬가지로 유체 배출을 위한 호스가 연결되도록 외부를 향해 돌출된 형상이 바람직하다.

하우징본체(110)의 내주면을 따라 내부방향으로 돌출된 걸림턱(170)은, 내주면을 따라 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 하우징본체(110)의 내부로 유체가 유입될 때 유체가 하우징본체(110)와 상부디스크(300) 사이로 세어나가지 않도록 하기 위한 것이다.

상부디스크(300)는 밸브하우징(100)의 내부에 배치되며, 상부유로부(310) 및 돌출부(330)를 포함한다. 상부디스크(300)는 원통형상의 하우징본체(110)에서 회전구동되며, 회전구동이 원활하도록 모서리를 갖지 않는 원판형상으로 이루어진다. 여기서 상부유로부(310)는 하우징본체(110) 내로 유입된 유체가 하부디스크(500)를 향해 이동가능하도록 관통되어 이루어진다. 상부유로부(310)는 상부유로부(310) 내로 유체의 유입이 용이하도록 상부에서 하부로 갈수록 직경이 점진적으로 감소하는 깔때기(funnel) 형상으로 이루어진다. 즉 상부유로부(310)의 입구 영역은 하부유로부(510) 및 배출부(150)보다 큰 직경으로 이루어져 유체의 유입이 용이하여 유체의 배출이 연속적으로 원활하게 이루어지도록 한다.

돌출부(330)는 걸림턱(170)에 안착되도록 상부디스크(300)의 외주면을 따라 돌출된 구조로 이루어진다. 유입부(130)를 통해 유입된 유체는 하우징본체(110)와 상부디스크(300) 사이의 공간에 저장되며, 이때 유체의 유입 압력과 저장된 유체의 압력에 의해 상부디스크(300)는 하부 방향으로 가압된다. 상부디스크(300)가 가압됨에 의해 도 2에 도시된 바와 같이 걸림턱(170)과 돌출부는 서로 접촉하게 되고 이로 인해 하우징본체(110)와 상부디스크(300) 사이에 틈이 감소하게 되고, 유체가 사이로 누수되지 않고 온전히 상부유로부(310)를 통해서만 배출될 수 있게 된다. 이때 걸림턱(170)과 돌출부(330) 사이에 누수 방지를 위해 걸림턱(170)에 돌출부(330)가 밀착되도록 걸림턱(170)과 접촉하는 돌출부(330)의 영역에는 고무패드(350)가 추가로 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명의 경우 복수의 배출부(150)를 포함하고 있기 때문에 원하는 유로에만 선택적으로 유체가 배출되도록 조절하게 된다. 따라서 원하지 않는 배출부(150)에는 유체가 배출되지 않도록 상부디스크(300)의 외주면으로 누수가 발생하는 것을 완벽히 차단해야 한다. 이를 위해 돌출부(330) 및 걸림턱(170)이 존재하며, 이러한 구성을 통해 누수 차단이 용이해진다.

걸림턱(170)과 돌출부(330)는 서로 접촉이 용이하도록 걸림턱(170)은 40 내지 80°로 경사지도록 형성되며, 돌출부(330)는 걸림턱(170)에 대응하여 경사진 것이 바람직하다. 이 이외에도 걸림턱(170)과 돌출부(330) 사이에 누수가 발생하지 않고 접촉이 용이하도록 다양한 형상을 제한 없이 적용 가능하다.

상부디스크(300)의 하부에는 하부디스크(500)가 결합되며 상부디스크(300)와 하부디스크(500)는 연동되는 구조로 이루어진다. 이러한 하부디스크(500)는 상부디스크(300)의 상부유로부(310)로부터 전달되는 유체를 배출부(150)로 전달할 수 있도록 상부유로부(310)와 연통되도록 관통된 하부유로부(510)를 포함한다. 이러한 하부유로부(510)는 상부유로부(310)의 직경 중 하부의 직경과 동일하거나 유사한 직경으로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한 배출구(150)의 직경도 하부유로부(510)의 직경과 동일하거나 유사하게 이루어져 유체가 외부로 누수되는 문제가 발생하지 않도록 한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상부디스크(300)와 하부디스크(500)가 서로 결합되어 연동가능하도록 상부디스크(300)에는 결합돌기(370)가 형성되고, 하부디스크(500)에는 결합홈(530)이 형성된다. 결합돌기(370)는 상부디스크(300)의 하부에서 하부디스크(500)의 방향으로 돌출되어 하부디스크(500)와 결합하도록 형성되며, 결합홈(530)은 결합돌기(370)가 삽입되도록 하부디스크(500)에 형성된 홈을 말한다. 이러한 결합돌기(370) 및 결합홈(530) 사이에는 탄성스프링(700)이 형성된다.

탄성스프링(700)은 상부디스크(300) 및 하부디스크(500) 사이에 설치되어 상부디스크(300)를 하부디스크(500)로 탄성적으로 이격시키는 역할을 한다. 이러한 탄성스프링(700)에 의해 밸브하우징(100) 내로 유체가 유입되지 않을 경우에는 상부디스크(300)가 하부디스크(500)로부터 이격된 상태로 존재하고, 밸브하우징(100) 내로 유체가 유입될 경우 압력에 의해 상부디스크(300)가 하부로 가압되어 돌출부(330)와 걸림턱(170)이 밀착된다. 탄성스프링(700)은 일반적으로 가장 많이 사용되는 코일스프링이 바람직하지만 이러한 종류는 한정되지 않는다.

상부디스크(300) 및 하부디스크(500)를 회전시켜 배출부(150)의 위치를 선택하기 위한 모터(900)는 밸브하우징(100)의 외부에 배치되며 밸브하우징(100)을 관통하는 회전축(910)을 포함한다. 여기서 회전축(910)은 하부디스크(500)의 중심과 결합되어 회전축(910)에 회전력을 전달하여 하부디스크(500)를 회전시킨다. 모터(900)에 의해 하부디스크(500)가 회전하게 되면 하부디스크(500)와 연동되는 상부디스크(300)도 같이 회전하게 된다. 이를 통해 상부유로부(310) 및 하부유로부(510)와 복수의 배출부(150) 중 어느 하나에 선택적으로 연통되어 선택된 배출부(150)로만 유체가 배출되도록 한다. 복수의 배출부(150) 중 원하는 배출부(150)에 상부유로부(310)와 하부유로부(510)가 선택적으로 연통가능하도록 모터(900)는 하부디스크(500)의 회전각도를 조절가능한 스탭모터를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이 배출부(150)가 6개일 경우 360° 중 60°의 간격으로 배출부(150)가 형성된 상태이고, 스탭모터는 이러한 배출부(150)의 각도에 맞춰 60°씩 회전축(910)을 회전시켜 배출부(150)와 하부유로부(510)가 연통되도록 조절하게 된다.

종래의 밸브는 복수의 유로로 유체를 배출하기 위해 복수의 밸브를 각각 구비하여 유로를 조절하는 기술로 이루어졌으나, 이 경우 복수의 밸브를 배치하기 위해 공간을 많이 차지한다는 단점이 있었다. 또한 유로 조절 밸브 내에 기밀성이 우수하지 못하여, 유로를 조절하는 과정이나 유로를 통해 물이 지나가는 중에 원하지 않는 다른 경로로 물이 세어나갈 수 있다는 단점이 있다. 이에 비해 본 발명의 경우 하나의 유로 조절 밸브(10)를 이용하여 복수의 유로 중 하나에 선택적으로 유체를 배출 가능하며, 기밀성이 우수하다는 장점이 있다.

10: 유로 조절 밸브 100: 밸브하우징
110: 하우징본체 130: 유입부
150: 배출부 170: 걸림턱
300: 상부디스크 310: 상부유로부
330: 돌출부 350: 고무패드
370: 결합돌기 500: 하부디스크
510: 하부유로부 530: 결합홈
700: 탄성스프링 900: 모터
910: 회전축

Claims (5)

1. 원통형상의 하우징본체와, 외부로부터 유체가 유입되도록 상기 하우징본체에 형성된 유입부와, 상기 유입부를 통해 유입된 유체가 외부로 배출되도록 상기 하우징본체에 형성된 복수의 배출부와, 상기 하우징본체의 내주면을 따라 내부방향으로 돌출된 걸림턱을 포함하는 밸브하우징과;
   상기 밸브하우징의 내부에 배치되며, 유체가 이동가능하도록 관통된 상부유로부와, 상기 걸림턱에 안착되도록 외주면을 따라 돌출부를 포함하는 상부디스크와;
   상기 상부디스크의 하부에 결합되어 연동되며, 상기 상부유로부와 연통되도록 관통된 하부유로부를 포함하는 하부디스크와;
   상기 상부디스크 및 상기 하부디스크 사이에 설치되어 상기 상부디스크를 상기 하부디스크로부터 탄성적으로 이격시키는 탄성스프링과;
   상기 밸브하우징의 외부에 배치되며 상기 밸브하우징을 관통하여 상기 하부디스크의 중심과 결합되는 회전축을 포함하며, 상기 하부유로부가 복수의 상기 배출부에 선택적으로 연통되도록 상기 회전축에 회전력을 전달하여 상기 하부디스크를 회전시키는 모터를 포함하며,
   상기 상부디스크가 가압됨에 의해 상기 걸림턱과 상기 돌출부는 서로 접촉하여 상기 하우징본체와 상기 상부디스크 사이에 틈이 감소하게 되고, 유체가 상기 하우징본체와 상기 상부디스크 사이로 누수되지 않고 온전히 상기 상부유로부를 통해서만 배출되는 것을 특징으로 하는 회전디스크를 포함한 유로 조절 밸브.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 상부디스크의 하부에는 상기 하부디스크 방향으로 돌출되어 상기 하부디스크와 결합하는 결합돌기를 포함하며, 상기 하부디스크에는 상기 결합돌기가 삽입되는 결합홈을 포함하며, 상기 탄성스프링은 상기 결합돌기 및 상기 결합홈 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 회전디스크를 포함한 유로 조절 밸브.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 걸림턱과 상기 돌출부 사이에 누수 방지를 위해 상기 걸림턱에 밀착되도록 상기 걸림턱과 접촉하는 상기 돌출부의 영역에는 고무패드가 형성되는 것을 특징으로 하는 회전디스크를 포함한 유로 조절 밸브.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 상부유로부는 상부에서 하부로 갈수록 직경이 점진적으로 감소하는 깔때기(funnel) 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 회전디스크를 포함한 유로 조절 밸브.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 모터는 상기 하부유로부가 복수의 상기 배출부 중 선택적으로 연통되도록 상기 하부디스크의 회전각도를 조절가능한 스탭모터인 것을 특징으로 하는 회전디스크를 포함한 유로 조절 밸브.

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