KR102212770B1 - 소형 다이어프램 래치 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컴팩트한 구조로 소형 정수기에 적용 가능한 다이어프램 래치 밸브에 관한 것이다. 본 발명에 따른 소형 다이어프램 래치 밸브는 보빈과 하우징의 상부를 커버하는 구성을 밸브몸체로 일체화하고, 차폐브라켓을 내장형 구조로 개선하였으며, 외부에 별도의 연결관 설치 없어 하우징과 밸브바디 내부에 형성된 제1연결유로와 제2연결유로를 접속시킴으로써 기존 다이어프램 대비 컴팩트한 구조로 구성되어 소형 장치의 유로 단속을 위해 적용이 가능하다. 또한, 밸브의 구조가 컴팩트하여 플런저의 승강 스트로크 거리가 짧고, 코일에 전류를 연속적으로 인가할 필요가 없어 전력 소모량을 현저하게 줄일 수 있다.

Description

소형 다이어프램 래치 밸브{A DIAPHRAGM LATCH VALVE}

본 발명은 다이어프램 래치 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컴팩트한 구조로 소형 장치의 유로 단속을 위해 적용 가능하고 전력 소모량이 적은 소형 다이어프램 래치 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 정수기는 원수를 정화하고, 정화된 정수를 냉각하거나, 가열하거나 또는 실온 상태에서 바로 토출함으로써 냉수, 온수 및 정수 중 어느 하나 이상을 공급한다. 나아가 최근에는 이온수까지 공급하기도 한다. 이러한 정수기는 코크 밸브(cock valve)의 조작에 의해 냉수, 온수, 정수 또는 이온수 등을 사용자에게 선택적으로 공급하는데, 정수기의 코크 밸브는 크게 기계식 코크 밸브 방식 및 전자식 코크 밸브 방식으로 나뉜다. 기계식 코크 밸브는 통상 레버의 조작에 의해 토수구를 폐쇄하고 있던 수직샤프트를 상승시킴에 의해 토수구를 개방하여 물을 토출시키는 구조이며, 전자식 코크 밸브는 버튼을 누르면 전자식 출수밸브가 개방되어 물이 토출되는 구조로 구성된다. 한편, 이러한 전자식 코크 밸브에 사용되는 전자식 출수밸브로는 마그네틱 방식의 다이어프램 밸브가 주로 사용되는데, 종래의 다이어프램 밸브의 구조는 상측에 구비된 마그네틱 부품들과 하측에 구비된 다이어프램 및 하우징의 유로 구조로 인해 수직 사이즈가 대략 60mm 정도로 커서 소형화 추세에 있는 정수기에 맞지 않는 경우가 존재한다. 출수밸브 뿐만 아니라 정수기의 입수밸브나 기타 유로 단속이 필요한 장치의 밸브로서 상기와 같은 다이어프램 밸브가 사용될 수 있는바, 이와 같이 정수기를 비롯한 다양한 소형 장치에 적용될 수 있는 소형 다이어프램 밸브의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

한편, 래치 밸브는 전자식 출수밸브에서 전기를 순간적으로 인가후 차단하더라도 밸브의 개방 또는 폐쇄 상태가 계속 유지되도록 한 밸브로서, 일반적인 솔레노이드 타입 전자식 출수밸브와 달리 밸브의 개방을 위해 전기를 계속적으로 인가하지 않아도 되므로 전력 소모량을 현저하게 줄일 수 있다. 특히, 소형 다이어프램 밸브를 래치 밸브화 하게 되면 전력 소모량을 극소화하여 소형 건전지로 장기간 사용할 수 있는바, 이러한 소형 래치밸브의 개발이 요구된다.

대한민국 공개특허 제2016-0089085호 대한민국 등록특허 제10-0454034호 대한민국 등록특허 제10-1664853호

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 전자식 출수밸브로 사용되는 다이어프램 밸브의 단점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 컴팩트한 구조로 소형 장치의 유로 단속을 위해 적용 가능하며 전력 소모를 현저하게 줄일 수 있는 소형 다이어프램 래치 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 소형 다이어프램 래치 밸브는, 상부가 개구되며 내부에 공간부가 형성된 함체로서, 일측에 입수관이 형성되고 타측에 출수관이 형성되며, 외측에 내부 공간부와 격리되어 상하로 연장됨에 따라 하단부가 상기 출수관과 연결된 제1연결유로를 구비하는 하우징과; 상기 하우징 내부를 상하로 구획하도록 배치되고, 상기 입수관을 통해 유입된 물을 하우징 내부 상측으로 통과시키되 상기 출수관으로는 배출되지 않도록 출수관과 연결된 유로를 폐쇄하는 디스크와; 상기 디스크의 하부에 결합되는 다이어프램과; 상기 하우징의 상부에 결합되고, 상부에는 외주면에 코일이 권취되는 중공축이 구비된 보빈부가 형성되며, 하부에는 상기 하우징의 상부 개구를 커버하는 하부몸체부가 형성되되, 상기 하부몸체부와 하우징 사이로 유입된 물이 상기 보빈부의 중공축 내부로 유입되도록 상기 하부몸체부와 보빈부의 중공축을 상호 연통시키는 연통공과, 상기 중공축 내부와 상기 하우징의 제1연결유로를 상호 연결하기 위한 제2연결유로가 형성된 밸브바디와; 상기 밸브바디의 중공축 내부에 삽입되어 승강 이동됨에 따라 상기 제2연결유로를 개폐하는 플런저와; 상기 코일에 전류가 인가될때 발생하는 자기장을 상측 및 일측에서 차폐하는 차폐브라켓과; 상기 차폐브라켓의 일측에 부착되는 자석과; 상기 밸브바디를 외측에서 커버하는 상부캡을 포함한다.

여기서, 상기 하우징의 내부 중앙에는 저면으로부터 상방으로 돌출 형성되며 상기 출수관과 연통되는 돌출관체가 형성되고, 상기 디스크의 일측 하부에는 상기 하우징의 입수관과 연통되는 유입관이 형성되고, 상기 유입관과 대응되는 상부에는 상기 유입관과 연통되는 유통공이 형성되며, 상기 디스크의 하부 중앙에는 상기 하우징의 중앙에 형성된 돌출관체를 폐쇄하는 밀폐돌기가 형성된다.

한편, 상기 밸브바디의 외주면에 결합되되, 일단은 상기 중공축 외주면에 권취된 코일과 연결되고, 타단은 외부 전원으로부터 전류를 공급받기 위한 전원케이블이 접속되는 한쌍의 단자체를 더 포함한다.

여기서, 상기 밸브바디의 외주면 좌우 양측에는 상기 단자체가 각각 삽입 결합되는 단자체삽입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 소형 다이어프램 래치 밸브.

그리고, 상기 단자체삽입홈은 밸브바디의 하부몸체 외주면 좌우 양측에 각각 내부 단면이 아치형으로 만곡 형성되며, 상기 단자체는 양단부에 각각 수평하게 연장된 전원케이블연결부 및 코일연결부가 형성되어 밸브바디의 외측으로 돌출되고 중앙부는 아치형으로 오목하게 만곡 형성되 상기 아치형으로 형성된 단자체삽입홈에 삽입 결합된다.

또한, 상기 단자체삽입홈의 내측 중앙에는 반경방향으로 단자체결합구가 돌출 형성되고, 상기 단자체의 오목한 만곡 부위 중앙에는 상기 단자체결합구에 끼움 결합되는 체결홈이 형성된다.

그리고, 상기 밸브바디에는 코일에 전류가 인가될때 발생하는 자기장을 상측 및 일측에서 차폐하는 차폐브라켓이 결합되되, 상기 차폐브라켓은 밸브바디의 상측을 커버하는 상부차폐판과, 상기 상부차폐판의 일측에서 하방으로 연장되어 상기 밸브바디의 일측을 차폐하는 측면차폐판과, 하측에서 상기 밸브바디에 결합되는 하부결합편을 포함하며, 상기 자석은 상기 측면차폐판의 내면에 부착된다.

여기서, 상기 상부차폐판은 상기 밸브바디의 상부 형상에 상응하게 원판형으로 구성되고, 상기 측면차폐판은 밸브바디의 일측 외주면 형상에 상응하게 원호형으로 만곡 형성되며, 상기 하부결합편은 상기 밸브바디의 하부몸체부 외주면에 형성된 결합편삽입홈에 삽입 결합된다.

그리고, 상기 결합편삽입홈은 단면이 'C'자형으로 형성되도록 밸브바디의 외주면을 따라 오목하게 형성되, 상기 하부결합편은 상기 결합편삽입홈의 형상에 상응하게 'C'자형으로 구성되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 보빈과 하우징의 상부를 커버하는 구성을 밸브몸체로 일체화하고, 차폐브라켓을 내장형 구조로 개선하였으며, 외부에 별도의 연결관 설치 없어 하우징과 밸브바디 내부에 형성된 제1연결유로와 제2연결유로를 접속시킴으로써 기존 다이어프램 대비 컴팩트한 구조로 구성되어 소형 장치의 유로 단속을 위해 적용이 가능하다는 장점을 갖는다. 또한, 본 발명에 따르면, 밸브의 구조가 컴팩트하여 플런저의 승강 스트로크 거리가 짧고, 코일에 전류를 연속적으로 인가할 필요가 없어 전력 소모량을 현저하게 줄일 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 소형 다이어프램 래치 밸브의 사시도,
도 2 는 본 발명에 따른 소형 다이어프램 래치 밸브의 분해도,
도 3 은 본 발명에 따른 소형 다이어프램 래치 밸브의 하우징 단면도,
도 4 는 본 발명에 따른 소형 다이어프램 래치 밸브의 디스크 및 다이어프램 구성도,
도 5 는 본 발명에 따른 소형 다이어프램 래치 밸브의 밸브바디 사시도,
도 6a 는 본 발명에 따른 소형 다이어프램 래치 밸브의 밸브바디 측단면도,
도 6b 는 본 발명에 따른 소형 다이어프램 래치 밸브의 밸브바디의 제1 평단면도,
도 6c 는 본 발명에 따른 소형 다이어프램 래치 밸브의 밸브바디의 제2 평단면도,
도 6d 는 본 발명에 따른 소형 다이어프램 래치 밸브의 밸브바디의 제3 평단면도,
도 7 은 본 발명에 따른 소형 다이어프램 래치 밸브의 작동 상태도이다.

이하, 본 발명에 따른 소형 다이어프램 래치 밸브(100)의 구성 및 작용을 첨부된 도면과 바람직한 실시예를 참조로 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 소형 다이어프램 래치 밸브(100)는, 하우징(110), 디스크(120), 다이어프램(130), 밸브바디(140), 코일(150), 플런저(180), 차폐브라켓(170) 및 상부캡(190)을 포함한다.

하우징(110)은 대체로 상부는 개구되고 하부는 폐쇄된 원통형 함체로 구성되며, 좌우 측면에 각각 정수기의 원수이송관(미도시)과 연결되어 원수가 유입되는 입수관(111) 및 원수가 배출되는 출수관(112)이 각각 구비된다. 도 3 에는 상기 하우징(110)의 측단면도가 도시된다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(110)의 중앙에는 저면으로부터 상방으로 돌출 형성되며 상기 출수관(112)과 연통되는 돌출관체(113)가 구비된다. 상기 돌출관체(113)는 후술하는 바와 같이 디스크(120)와 다이어프램(130)에 의해 항시 폐쇄된 상태로 구성된다. 상기 디스크(120)와 다이어프램(130)의 설치를 위해, 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(110)의 내주면에는 디스크(120) 및 다이어프램(130)의 단부 둘레가 안착될 수 있도록 환형의 단턱(114)이 돌출 형성된다.

한편, 도 2 및 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(110)에는 제1연결유로(116)가 추가로 구비된다. 제1연결유로(116)는 상기 하우징(110)의 내부 수용부와 격리되어 외측에 수직으로 형성된 유로로써, 하단은 상기 하우징(110)의 출수관(112)과 연결되고, 상단은 후술하는 밸브바디(140)의 제2연결유로(146)와 연통되도록 구성된다. 상기 제1연결유로(116)는 하우징(110)의 내부 수용부와 격리되도록 하기 위하여, 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(110)의 내부 수용부 외측의 두께부에 수직으로 관통 형성되거나 별도의 관체로 구성될 수도 있다.

도 4 에는 상기 디스크(120)와 다이어프램(130)의 상방 분해 사시도(a) 및 하방 분해 사시도(b)가 도시된다.

상기 디스크(120)는 상기 하우징(110) 내부를 상하로 구획하도록 배치되고, 상기 입수관(111)을 통해 유입된 물을 하우징(110) 내부 상측으로 통과시키되 상기 출수관(112)으로는 배출되지 않도록 출수관(112)과 연결된 유로를 폐쇄하는 것으로, 원판형으로 구성되어 하우징(110) 내부에 배치된다. 도 4 의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 디스크(120)의 일측 하부에는 상기 하우징(110)의 입수관(111)과 연통되도록 돌출관체(113)의 외측에 삽입 결합되는 유입관(121)이 형성되고, 상기 유입관(121)과 대응되는 상부에는, 도 4 의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 유입관(121)과 연통되는 유통공(122)이 형성된다. 그리고, 상기 디스크(120)의 하부 중앙에는, 도 4 의 (b)에 도시된 바와 같이, 하우징(110) 중앙에 형성된 돌출관체(113)에 삽입되어 돌출관체(113)를 폐쇄하는 밀폐돌기(124)가 형성된다.

한편, 도 4 의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 디스크(120)의 상면에는 필요에 따라 반경 방향으로 소정의 간격을 두고 이격된 동심원 형태의 내측벽(125)과 외측벽(126)을 구비할 수 있으며, 상기 내측벽(125)의 선단에는 다수의 절개면(127)가 일정 간격으로 절개 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 유입관(121)을 통해 유입된 물이 유통공(122)을 통해 디스크(120)의 상부에 유입되어 외측벽(126)과 내측벽(125) 사이에 먼저 채워진 후 절개면(127)를 통해 내측멱 내측으로 유입되어 순차적으로 채워질 수 있다.

한편, 상기 디스크(120)의 하측에는 하우징(110) 내측 하부의 물이 상부로 다량 유입되는 것을 방지함과 아울러 상대적으로 고압인 원수의 압력이 하우징(110)의 내부 상측에 전달되지 않도록 하기 위한 다이어프램(130)이 구비된다. 상기 다이어프램(130)은 대체로 납작한 원판형으로 구성되되, 도 4 에 도시된 바와 같이, 중앙에는 상기 디스크(120)의 밀폐돌기(124)가 관통 삽입되는 제1결합공(132)이 형성되고, 일측에는 상기 디스크(120)의 유입관(121)이 관통 삽입되는 제2결합공(134)이 형성된다. 이에 따라, 다이어프램(130)은 제2결합공(134)에 삽입된 유입관(121) 이외에 다른 곳을 통하여 원수가 하우징(110)의 상측으로 이동되지 못하게 하여 유로를 단일화하는 효과와 불필요한 누수를 방지하는 기능을 수행한다.

상기 하우징(110)의 상측에는 밸브바디(140)가 결합된다. 밸브바디(140)는 본 발명에 따른 다이어프램 래치 밸브(100)의 작동을 위한 각종 구성요소들이 결합됨과 아울러 유로가 형성된 메인 몸체이다. 도 5 에는 이러한 밸브바디(140)의 사시도가 도시되고, 도 6a 에는 상기 밸브바디(140)의 측단면도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 상기 밸브바디(140)는 크게 보빈부(140A)와 하부몸체부(140B)로 구성된다.

보빈부(140A)는 밸브바디(140)의 상부에 구비되되, 외주면에 전류 인가를 위한 코일(150)이 권취되는 중공축(141)이 형성되고, 상기 중공축(141)의 상부와 하부에는 각각 권취된 코일(150)이 이탈되지 않도록 원형의 상부판(142)과 하부판(143)이 형성된다. 상기 중공축(141)은 상방으로부터 플런저(180)가 삽입될 수 있도록 상부가 개구되며, 하부는 하부격벽(144)에 의해 하부몸체부(140B)와 구분된다. 상기 중공축(141)의 내부 중공은 플런저(180)가 상승 및 하강할 수 있는 소정의 거리를 확보하기 위하여 상기 하부판(143) 보다 더 아래, 즉 후술하는 하부몸체부(140B)의 상부에 까지 연장 형성된다.

하부몸체부(140B)는 상기 보빈부(140A)의 하부에 구비되어 하측에 위치된 상술한 하우징(110)과 결합되어 내부에 물을 수용함과 아울러 수용된 물이 출수관(112)으로 우회 이송되도록 하는 유로를 제공하는 부분이다. 도 6a 에 도시된 바와 같이, 상기 하부몸체부(140B)는 하부가 개방되고 상방으로 오목하게 수용공간이 형성되어 하측에 배치된 하우징(110)의 상부 개구와 맞물려 결합된다. 이에 따라, 상기 하우징(110)의 상부와 밸브바디(140)의 하부몸체부(140B) 사이에는 일정한 공간이 형성되고, 여기에 후술하는 바와 같이 입수관(111)으로 유입된 물이 디스크(120)의 유입관(121)을 통해 유입 수용된다.

상기한 바와 같이, 하우징(110)의 상부와 밸브바디(140)의 하부몸체부(140B) 사이에 수용된 물은 후술하는 플런저(180)의 상승에 따라 하우징(110)이 출수관(112)으로 우회 이송된다. 이를 위해, 상기 밸브바디(140)의 하부몸체에는 연통공(144a)과 제2연결유로(146)가 형성된다. 구체적으로, 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 연통공(144a)은 상기 밸브바디(140)의 하부몸체부(140B)의 하부격벽(144) 일측에서 하부몸체부(140B)의 하측 수용공간과 연통되도록 수직으로 관통 형성되고, 상기 제2연결유로(146)는 하부격벽(144)의 중앙부와 상기한 하우징(110)의 제1연결유로(116)를 연결하도록 형성된다. 도 6a 에 도시된 실시예에서는 상기 제2연결유로(146)가 하부격벽(144)의 중앙부로부터 하방으로 수직 연장된 후 외측으로 수평 연장되고 하부몸체부(140B)의 하부 수용공간 보다 더 외측으로 돌출 연장된 측방돌축부에까지 연장된 후 다시 측방돌출부(145)의 하측으로 연장 형성되어, 밸브바디(140)가 하우징(110)과 결합시 제2연결유로(146)의 단부가 제1연결유로(116)와 연결되도록 구성된다. 여기서, 상기 제2연결유로(146)는 사출시의 편의를 위해 측방돌출부(145)의 끝까지 수평하게 연장 형성되는 바, 물이 수평 단부측에서 외측으로 배출되지 않고 하우징(110)의 제1연결유로(116)로만 이송될 수 있도록 상기 측방돌출부(145)의 단부측 개구에는 도 2 및 도 7 에 도시된 바와 같이 차단볼(146a)이 결합될 수 있다. 상기 하부격벽(144)의 중앙부는 후술하는 플런저(180)가 상기 제2연결유로(146)의 입구측을 원활하게 폐쇄할 수 있도록 상방으로 소정 높이 돌출 형성되는 것이 바람직하다.

상기 밸브바디(140)의 보빈부(140A) 중공축(141) 내부에는 플런저(180)가 삽입된다. 상기 플런저(180)는 코일(150)에 흐르는 전류에 의해 발생한 자기장에 의해 수직 상하 방향으로 승강 이동됨에 따라 제2연결유로(146)를 개폐한다. 상기 플런저(180)는 철제로 구성된 봉형상 부재로서, 도 2 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 상기 플런저(180)의 상측에는 플런저(180)를 하방으로 가압하는 스프링(184)이 개재되고, 상기 밸브바디(140)의 중공축(141) 상부 개구에는 스톱퍼(182)가 끼워지며, 상기 스프링(184)의 상단은 상기 스톱퍼(182)에 지지된다. 이러한 플런저(180)의 승강 작동에 대해서는 추후 보다 상세하게 설명한다.

한편, 상기 밸브바디(140)의 외주면에는 단자체(160)가 결합된다. 상기 단자체(160)는 일단이 상기 중공축(141) 외주면에 권취된 코일(150)에 연결되고, 타단에는 외부 전원으로부터 전류를 공급받기 위한 전원케이블(195)이 접속되는 것으로, 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 밸브바디(140)의 외주면(구체적으로 하부몸체부(140B)) 좌우 양측에 각각 한개씩 총 2개가 결합된다. 상기 2개의 단자체(160) 각 일단부측에 코일(150)의 양 단부가 각각 결합되고, 상기 2개의 각 단자체(160) 각 타단부측에 전원케이블(195)이 각각 결합되어 폐회로를 형성함으로써 외부 전원으로부터 전류가 공급될 수 있도록 구성된다. 이때, 상기 단자체(160)와 코일(150) 및 전원케이블(195)은 스폿 용접에 의해 접속될 수도 있고, 별도의 커넥터 또는 묶음 체결 방식 등 다양한 방법으로 접속될 수 있다.

도 2 에는 상기 단자체(160)의 구조가 구체적으로 도시된다. 도시된 바와 같이, 상기 단자체(160)는 양단부에 각각 수평하게 형성된 전원케이블연결부(162)와 코일연결부(164)가 형성되고, 중앙부에는 후술하는 밸브바디(140)의 단자체결합구(148)에 끼움 결합되는 체결홈(166)이 형성된다. 상기 단자체(160)는 일자형으로 구성될 수도 있으나, 후술하는 바와 같이, 밸브바디(140)의 단자체삽입홈(147)에 삽입되어 안정적으로 결합되도록 중앙부가 아치형으로 오목하게 만곡 형성되며, 그 만곡 부위 중앙에 상기 체결홈(166)이 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 단자체(160)의 체결홈(166)은 후술하는 단자체결합구(148)가 삽입후 걸려 지지되도록 좌우 양측에 각각 단턱이 형성되는 것이 바람직다.

도 6b 에는 도 5 의 밸브바디(140)를 A-A' 선을 기준으로 수평 절단한 단면도가 도시된다. 도 5 및 도 6b 에 도시된 바와 같이, 상기 밸브바디(140)의 하부몸체의 외주면 좌우 양측에는 각각 내부 단면이 아치형으로 만곡 형성된 단자체삽입홈(147)이 형성된다. 도 6b 에 도시된 바와 같이, 상기 단자체삽입홈(147)은 중공축(141)의 하단부 외측에 형성되며, 좌우 양측 단자체삽입홈(147)은 서로 대칭적으로 형성되도 일정 간격 이격되도록 구성된다. 그리고, 각 단자체삽입홈(147)의 내측 중앙에는 반경방향으로 단자체결합구(148)가 각각 돌출 형성된다. 상기 단자체결합구(148)는 전방측은 좁고 좌우 양측이 넓게 형성되되 단턱이 형성된다. 도 6c 에는 상기 단자체(160)가 밸브바디(140)의 하부몸체부(140B) 외주면에 결합된 상태의 단면도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 상기 단자체(160)는 밸브바디(140)의 하부몸체부(140B) 외주면 좌우 양측에 각각 형성된 단자체삽입홈(147)에 삽입되며, 체결홈(166)에 단자체결합구(148)가 끼움 결합된다. 이때, 상기 단자체결합구(148)의 단턱이 체결홈(166) 내측의 단턱에 걸려 지지됨에 따라 단자체(160)가 단자체삽입홈(147) 내에서 안정적으로 체결 고정된다.

한편, 상기 밸브바디(140)에는 차폐브라켓(170)이 추가로 결합된다. 차폐브라켓(170)은 코일(150)에 전류가 인가될때 발생하는 자기장을 상측 및 일측에서 차폐하여 자기장이 밸브바디(140)의 중앙으로 집중되도록 함으로써 플런저(180)를 이동시키는 자기장의 세기를 증가시키기 위한 것이다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 차폐브라켓(170)은 밸브바디(140)의 상측을 커버하는 상부차폐판(172)과, 상기 상부차폐판(172)의 일측에서 하방으로 연장되어 상기 밸브바디(140)의 일측을 차폐하는 측면차폐판(174)과, 하측에서 상기 밸브바디(140)에 결합되는 하부결합편(176)을 포함한다.

상기 상부차폐판(172)은 상기 밸브바디(140)의 상부 형상에 상응하게 원판형으로 구성되고, 상기 측면차폐판(174)은 밸브바디(140)의 일측 외주면 형상에 상응하게 원호형으로 만곡 형성된다.

상기 하부결합편(176)은 밸브바디(140)의 외측에 결합된다. 도 2 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 밸브바디(140)의 하부몸체부(140B) 외주면, 보다 상세하게는 상기 단자체삽입홈(147)의 상측에는 결합편삽입홈(149)이 형성된다. 상기 결합편삽입홈(149)은 단면이 'C'자형으로 형성되도록 밸브바디(140)의 외주면을 따라 오목하게 형성된다. 그리고, 상기 하부결합편(176)은 상기 결합편삽입홈(149)의 형상에 상응하게 'C'자형으로 구성된다. 도 6d 에는 도 5 의 B-B' 선을 기준으로 수평 절단한 단면도가 도시된다. 도 6b 로부터 상기 차폐브라켓(170)의 'C'자형 하부결합편(176)이 밸브바디(140)의 하부몸체부(140B)에 형성된 'C'자형 결합편삽입홈(149)에 삽입 결합된 것을 확인할 수 있다.

상기 차폐브라켓(170)의 일측에는 자석(178)이 구비된다. 상기 자석(178)은 플런저(180)가 승하강된 상태로 위치를 고정하기 위한 것으로, 도 2 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 상기 차폐브라켓(170)의 측면차폐판(174) 내면에 부착된다. 상기 차폐브라켓(170)은 자기장의 차폐를 위해 철제로 구성되기 때문에 상기 자석(178)은 별도의 체결구 없이도 상기 차폐브라켓(170)에 자력에 의해 부착 고정된다. 그리고, 위에서 언급한 바와 같이 상기 플런저(180) 또한 철제로 구성되므로 상기 자석(178)에 의해 플런저(180)의 위치가 고정될 수 있다. 상기 자석(178)의 형상에는 특별한 제한이 없으나, 상기 차페브라켓(170)의 측면차폐판(174) 내면에 견고하게 부착될 수 있도록 측면차폐판(174)의 내면 형상에 상응하게 형성되는 것이 바람직하다. 예컨대, 측면차폐판(174)의 내면이 편평하게 구성되는 경우 자석(178)의 일면도 편평하게 구성되는 것이 바람직하고, 상기 측면차폐판(174)의 내면이 원호 형상으로 만곡된 경우 자석(178)의 일면도 상응하게 만곡 형성되는 것이 바람직하다. 상기 플런저(180)의 승강 이동 및 자석(178)에 의한 위치 고정 방법은 추후 보다 상세히 설명한다.

한편, 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 밸브바디(140)의 외측에는 상부캡(190)이 결합된다. 상기 상부캡(190)은 밸브바디(140)를 외측에서 커버하며 하단은 상기 하우징(110)에 볼트(194) 등의 체결구에 의해 고정 결합된다. 상기 상부캡(190)은 대체로 밸브바디(140)의 외부 형상에 상응하게 하부가 개구된 원통형으로 구성되고, 외측에 각각 상기 단자체(160)의 코일연결부(164)와 전원케이블연결부(162)를 수용할 수 있도록 확장된 공간부(도면부호 미부여)가 형성되고, 상기 전원케이블연결부(162)가 내장된 위치에는 외부에서 전원케이블(195)을 삽입할 수 있도록 케이블삽입공(192)이 형성된다.

지금까지 본 발명에 따른 소형 다이어프램 래치 밸브(100)의 구성에 대해 설명하였는바, 이하에서는 도 7 을 참조로, 본 발명에 따른 소형 다이어프램 래치 밸브(100)의 작동 관계에 대해 설명한다. 도 7 의 (a)에는 본 발명에 따른 소형 다이어프램 래치 밸브(100)의 플런저(180)가 하강하여 제2연결유로(146)가 폐쇄된 상태의 단면도가 도시되고, 도 7 의 (b)에는 플런저(180)가 상승하여 제2연결유로(146)가 개방된 상태의 단면도가 도시된다.

먼저, 도 7 의 (a)에 도시된 바와 같이, 최초 코일(150)에 전원이 인가되지 않은 상태에서는, 플런저(180)가 스프링(184)에 의해 하방으로 가압되어 제2연결유로(146)를 폐쇄한 상태에 있게 되며, 자석(178)에 의해 해당 위치가 고정된다. 그리고, 디스크(120)의 밀폐돌기(124)가 하우징(110)의 돌출관체(113)에 삽입되어 돌출관체(113)를 폐쇄한다. 따라서, 입수관(111)으로 유입된 물이 돌출관체(113)로 이동되지 못하고 디스크(120)의 유입관(121)과 유통공(122)을 통하여 하우징(110)과 밸브바디(140) 사이에 형성된 공간으로 유입된다. 이 공간에 물이 다 채워지면, 중공축(141)의 하부격벽(144)에 형성된 연통공(144a)을 통해 중공축(141) 내부 하측으로 유입된다. 이때, 상기 플런저(180)가 하강된 상태이므로 제2연결유로(146)가 플런저(180)에 의해 폐쇄되어 물은 더 이상 유동없이 대기 상태에 있게 된다.

한편, 사용자가 물의 사용을 위해 정수기의 출수버튼(미도시)을 조작하면, 별도 구비된 전원부(배터리)로부터 전원케이블(195)을 통하여 전원이 공급된다. 여기서, 상기 출수버튼은 누름식 버튼으로서 사용자가 손으로 누른후 떼면 상기 전원케이블(195)과 접속된 단자체(160)와 여기에 접속된 코일(150)을 통해 순간적으로 전류가 인가되었다가 다시 끊어지도록 구성된다. 통상 약 2-3초간 전류가 공급되도록 구성되는 것이 바람직하다. 나선형으로 권선된 코일(150)에 전류가 흐르게 되면 자기장이 발생하게 되고, 이러한 자기장의 힘에 의해, 도 7 의 (b)에 도시된 바와 같이, 도체인 플런저(180)가 자석(178)으로부터 발생된 자력을 극복하면서 상승하여 제2연결유로(146)가 개방된다. 이때, 플런저(180) 상측의 스프링(184)은 압축된 상태에 있게 된다. 한편, 코일(150)에 인가된 전류는 2-3초후 끊어지게 되는데, 이때 상기 플런저(180)는 자석(178)에 의해 상승된 위치에서 고정되며, 이에 따라 상기 제2연결유로(146)가 개방 상태로 유지된다. 이러한 작동을 통하여, 입수관(111)을 통해서 유입되고 디스크(120)를 통과하여 연통공(144a)을 통해 중공축(141) 내부로 유입된 물은 제2연결유로(146)를 통해 이송된다. 제2연결유로(146)는 하우징(110)의 제1연결유로(116)와 연결되고, 상기 제1연결유로(116)는 출수관(112)과 연결되어 있으므로, 제2연결유로(146)로 유입된 물은 제1연결유로(116)와 출수관(112)을 통해 이송된다. 도시되지는 않았으나, 상기 출수관(112)은 정수기 코크와 연결되며, 이에 따라 정수기 코크를 통해 물이 토출되어 사용자가 음용할 수 있게 된다.

도 7 의 (b)와 같은 상태에서 물의 출수를 중지하기 위해 사용자가 중지버튼(미도시)을 누르면, 코일(150)에 역방향 전류가 약 2-3초간 순간적으로 인가되었다가 다시 끊기게 된다. 코일(150)에 역방향 전류가 인가되는 순간 자기장의 방향이 반대로 변함에 따라 자기장 및 압축되었던 스프링(184)의 복원력에 의해 플런저(180)가 자석(178)으로부터 발생된 자력을 극복하면서 하강하여, 다시 도 7 의 (a)와 같이 제2연결유로(146)가 폐쇄된다. 그리고, 코일(150)에 인가된 전류가 2-3초후 끊어지게 되더라도 상기 자석(178)에 의해 플런저(180)는 하강된 위치에서 고정된다. 이에 따라, 상기 제2연결유로(146)가 폐쇄 상태로 유지되어 출수관(112)으로의 물 이송이 차단된다.

이와 같은 방법으로, 사용자는 연속적인 출수를 위해 출수버튼을 계속 누르고 있을 필요 없이 단지 1회 누른후 떼는 동작만으로 연속적으로 물을 사용할 수 있고, 물의 사용을 중지하기 위해서는 중지버튼을 1회 누른후 떼는 동작에 의해 출수를 멈출 수 있게된다.

이와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따르면, 밸브의 구조가 컴팩트하여 플런저(180)의 승강 스트로크 거리가 짧기 때문에 전력 소모량이 줄고, 또한 자석(178)을 이용하여 플런저(180)의 위치를 고정함으로써 코일(150)에 전류를 연속적으로 인가할 필요가 없어 전력 소모량을 더욱 현저하게 줄일 수 있다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다. 따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

100 : 다이어프램 래치 밸브 110 : 하우징
111 : 입수관 112 : 출수관
113 : 돌출관체 114 : 단턱
116 : 제1연결유로
120 : 디스크 121 : 유입관
122 : 유통공 124 : 밀폐돌기
125 : 내측벽 126 : 외측벽
127 : 절개면 130 : 다이어프램
132 : 제1결합공 134 : 제2결합공
140 : 밸브바디 141: 중공축
142 : 상부판 143 : 하부판
144 : 하부격벽 144a : 연통공
145 : 측방돌출부 146 : 제2연결유로
146a : 차단볼 147 : 단자체삽입홈
148 : 단자체결합구 149 : 결합편삽입홈
140A : 보빈부 140B : 하부몸체부
150 : 코일 160 : 단자체
162 : 전원케이블연결부 164 : 코일연결부
166 : 체결홈 170 : 차폐브라켓
172 : 상부차폐판 174 : 측면차폐판
176 : 하부결합편 180 : 플런저
182 : 스톱퍼 184 : 스프링
190 : 상부캡 192 : 케이블삽입공
194 : 볼트 195 : 전원케이블

Claims (9)

1. 상부가 개구되며 내부에 공간부가 형성된 함체로서, 일측에 입수관(111)이 형성되고 타측에 출수관(112)이 형성되며, 외측에 내부 공간부와 격리되어 상하로 연장됨에 따라 하단부가 상기 출수관(112)과 연결된 제1연결유로(116)를 구비하는 하우징(110)과;
   상기 하우징(110) 내부를 상하로 구획하도록 배치되고, 상기 입수관(111)을 통해 유입된 물을 하우징(110) 내부 상측으로 통과시키되 상기 출수관(112)으로는 배출되지 않도록 출수관(112)과 연결된 유로를 폐쇄하는 디스크(120)와;
   상기 디스크(120)의 하부에 결합되는 다이어프램(130)과;
   상기 하우징(110)의 상부에 결합되고, 외주면에 코일(150)이 권취되는 중공축(141)이 구비된 보빈부(140A)와 상기 보빈부(140A)의 하측에 일체로 형성되어 상기 하우징(110)의 상부 개구를 커버하는 하부몸체부(140B)를 포함하며, 상기 하부몸체부(140B)와 하우징(110) 사이로 유입된 물이 상기 보빈부(140A)의 중공축(141) 내부로 유입되도록 상기 하부몸체부(140B)와 보빈부(140A)의 중공축(141)을 상호 연통시키는 연통공(144a)과, 상기 중공축(141) 내부와 상기 하우징(110)의 제1연결유로(116)를 상호 연결하기 위한 제2연결유로(146)가 형성된 밸브바디(140)와;
   상기 밸브바디(140)의 중공축(141) 내부에 삽입되어 승강 이동됨에 따라 상기 제2연결유로(146)를 개폐하는 플런저(180)와;
   상기 코일(150)에 전류가 인가될때 발생하는 자기장을 상측 및 일측에서 차폐하되, 상기 밸브바디(140)의 상측을 커버하는 상부차폐판(172)과, 상기 상부차폐판(172)의 일측에서 하방으로 연장되어 상기 밸브바디(140)의 일측을 차폐하는 측면차폐판(174)과, 하측에서 상기 밸브바디(140)에 결합되는 하부결합편(176)을 포함하는 차폐브라켓(170)과;
   상기 차폐브라켓(170)의 측면차폐판(174)의 내면에 부착되는 자석(178)과;
   상기 밸브바디(140)를 외측에서 커버하는 상부캡(190)을 포함하며;
   상기 밸브바디(140)의 외주면에 결합되되, 일단은 상기 중공축(141) 외주면에 권취된 코일(150)과 연결되고, 타단은 외부 전원으로부터 전류를 공급받기 위한 전원케이블(195)이 접속되는 한쌍의 단자체(160)를 더 포함하되;
   상기 밸브바디(140)의 외주면 좌우 양측에는 상기 단자체(160)가 각각 삽입 결합되는 단자체삽입홈(147)이 형성되고;
   상기 단자체삽입홈(147)은 밸브바디(140)의 하부몸체 외주면 좌우 양측에 각각 내부 단면이 아치형으로 만곡 형성되며, 상기 단자체(160)는 양단부에 각각 수평하게 연장된 전원케이블연결부(162) 및 코일연결부(164)가 형성되어 밸브바디(140)의 외측으로 돌출되고 중앙부는 아치형으로 오목하게 만곡 형성되 상기 아치형으로 형성된 단자체삽입홈(147)에 삽입 결합되며;
   상기 단자체삽입홈(147)의 내측 중앙에는 반경방향으로 단자체결합구(148)가 돌출 형성되고, 상기 단자체(160)의 오목한 만곡 부위 중앙에는 상기 단자체결합구(148)에 끼움 결합되는 체결홈(166)이 형성되며;
   상기 상부차폐판(172)은 상기 밸브바디(140)의 상부 형상에 상응하게 원판형으로 구성되고, 상기 측면차폐판(174)은 밸브바디(140)의 일측 외주면 형상에 상응하게 원호형으로 만곡 형성되며, 상기 하부결합편(176)은 상기 밸브바디(140)의 하부몸체부(140B) 외주면에 형성된 결합편삽입홈(149)에 삽입 결합되며;
   상기 결합편삽입홈(149)은 단면이 'C'자형으로 형성되도록 밸브바디(140)의 외주면을 따라 오목하게 형성되, 상기 하부결합편(176)은 상기 결합편삽입홈(149)의 형상에 상응하게 'C'자형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소형 다이어프램 래치 밸브.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하우징(110)의 내부 중앙에는 저면으로부터 상방으로 돌출 형성되며 상기 출수관(112)과 연통되는 돌출관체(113)가 형성되고, 상기 디스크(120)의 일측 하부에는 상기 하우징(110)의 입수관(111)과 연통되는 유입관(121)이 형성되고, 상기 유입관(121)과 대응되는 상부에는 상기 유입관(121)과 연통되는 유통공(122)이 형성되며, 상기 디스크(120)의 하부 중앙에는 상기 하우징(110)의 중앙에 형성된 돌출관체(113)를 폐쇄하는 밀폐돌기(124)가 형성된 것을 특징으로 하는 소형 다이어프램 래치 밸브.
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