KR200198799Y1

KR200198799Y1 - 보일러용 3방향 유로전환밸브

Info

Publication number: KR200198799Y1
Application number: KR2020000012404U
Authority: KR
Inventors: 유흥민
Original assignee: 주식회사경동보일러
Priority date: 2000-05-01
Filing date: 2000-05-01
Publication date: 2000-10-02
Also published as: CN1196880C; KR20010104481A; CN1321843A

Abstract

본 고안은 보일러에서 모터에 의해 밸브조립체를 360 ° 회전시켜 유로방향을 전환할 수 있도록 하는 3방향 유로전환밸브에 있어서 밸브의 생산성과 기밀성을 향상시킬 수 있도록 하는 보일러용 3방향 유로전환밸브에 관한 것으로, 구조의 단순화와 신뢰성 및 기밀성의 향상을 위하여, 신뢰성 설계기법과 가치공학을 기본으로 해서 병렬리던던시 설계와 품질코스트를 높여 모터, 스위치, 크랭크 축을 정밀 설계한 하나의 고정대에 고정하고, 모터의 축과 크랭크 축의 중심축을 일치시켜 불필요한 부품수를 줄이며, 높은 신뢰성이 입증되어 제어기기 전반에 폭 넓게 사용되는 마이크로스위치로 밸브조립체의 회전정도를 감지함과 더불어 크랭크 축에 오링을 이중으로 설치하여 기밀을 더욱 유지할 수 있도록 된 고안임.

Description

보일러용 3방향 유로전환밸브{3-position valve for boiler}

본 고안은 보일러에서 히터에 의해 가열된 물이 유입되면 이를 난방수 또는 온수로 선택적으로 공급할 수 있도록 유로를 전환하는 보일러용 3방향 유로전환밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터에 의해 밸브조립체를 360 ° 회전시켜 유로방향을 전환할 수 있도록 하는 3방향 유로전환밸브에 있어서 밸브의 생산성과 기밀성을 향상시킬 수 있도록 하는 보일러용 3방향 유로전환밸브에 관한 것이다.

일반적으로 파이프와 같은 배관을 통해 유체를 이송할 때 유체의 흐름방향을 전환하고자 할 때에는 방향전환밸브를 사용하게 되며, 필요목적상 설치된 입출구의 수에 따라 다양한 형태의 방향전환밸브를 적용하게 되는데, 공급원으로부터 유입된 유체를 2방향중 어느 한 방향으로 선택적으로 송출하는 기능을 갖고 있는 밸브를 3방향 전환밸브라 한다.

이러한 방향전환밸브에는 통상 수조작에 의해 유체흐름 방향을 전환시키는 수동식과 모터의 구동에 따라 자동으로 유체흐름 방향을 전환시킬 수 있는 모터구동식이 있다.

보일러에서는 히터에 의해 가열된 물을 사용자의 기능선택에 따라 난방용 또는 온수용으로 공급하기 위해 3방향 전환밸브를 사용하게 되며, 특히 대개 외진 곳에 배치되어 있는 보일러실에 설치되어 있는 보일러의 기능을 실내에서 원격조절할 수 있도록 모터구동용 3방향 전환밸브를 많이 사용하게 된다.

종래 보일러에서 많이 사용하고 있는 모터구동식 방향전환밸브는 모터의 구동에 따라 180° 또는 360° 회전되는 밸브조립체가 유로를 개방 또는 차폐하도록 이루어져 있는데, 이에 대한 예로서 국내 특허공고 제93-4229호, 국내 실용신안공고 제96-6604호 및 국내 공개특허 제2000-959호 등이 도 1a ∼ 도 1c에 개시되어 있다.

그러나 이러한 종래의 3방향 전환밸브는 모터를 고정하기 위한 고정판과 밸브조립체의 회전량을 감지하기 위한 접점부를 설치하기 위한 중간판, 볼조립체를 고정하기 위한 하판이 각각 별도로 설치되어 있어서 조립시간이 많이 소요됨에 따라 생산비가 증가되는 요인이 되고 있다.

또한, 모터의 축과 크랭크 축의 중심축이 일직선상에 놓이지 않고 편심되어 있기 때문에 모터의 회전력을 크랭크축에 전달하기 위하여 불가피하게 기어를 사용하는 경우도 있으며 이에 따라 모터의 힘을 전달할 때 조립정도 및 사용시간이 장기화에 따라 신뢰성 및 내구성에 영향을 주는 문제점이 있었다.

그리고, 중간판에 설치되는 스위치부분이 동판을 가공한 것으로 접점 신뢰성을 보장하기 어려워서 이를 위해 별도 조정장치가 필요하게 되는데 이는 고도의 조립성을 요구하게 되어 생산성이 낮아지는 문제점이 있으며, 또한 접점부위가 대기중에 노출되어 환경에 영향을 받기 때문에 제품수명이 짧아지고 고장이 발생하기 쉬운 등의 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 제반 문제점을 개선하기 위하여 안출한 것으로, 신뢰성 설계기법과 가치공학을 기본으로 해서 병렬리던던시 설계와 품질코스트를 높여 모터, 스위치, 크랭크 축을 정밀 설계한 하나의 고정대에 고정하고, 모터의 축과 크랭크 축의 중심축을 일치시켜 불필요한 부품수를 줄이며, 높은 신뢰성이 입증되어 제어기기 전반에 폭 넓게 사용되는 마이크로스위치로 밸브조립체의 회전정도를 감지함과 더불어 크랭크 축에 오링을 이중으로 설치하여 기밀을 더욱 유지할 수 있도록 된 보일러용 3방향 유로전환밸브를 제공하고자 함에 고안의 목적이 있다.

도 1a ∼ 도 1c는 종래 유로전환밸브의 예시도,

도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 분해사시도,

도 3은 본 고안의 다른실시예에 따른 분해사시도,

도 4는 본 고안의 사용상태를 설명하기 위한 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10,50 -- 밸브몸체, 14,56 -- 오링,

16,56 -- 고정판, 18,58 -- 밸브축,

20,60 -- 오링, 22,28,68 -- 평와셔,

24 -- 와셔, 26,66 -- 볼,

30 -- 캠, 32,34,72,74 -- 마이크로스위치,

36,76 -- 모터, 38,78 -- 모터캡,

59 -- 핀.

상기한 목적을 실현하기 위한 본 고안의 일실시예에 따른 보일러용 3방향 유로전환밸브는, 3개의 유체입출구가 동일 수평선상에 형성되어 있는 밸브몸체와 상기 밸브몸체의 상면에 기밀을 유지하도록 설치되는 고정판, 상기 고정판의 중앙에 관통결합되는 밸브축, 상기 밸브축의 고정판 하측부위에 결합되는 볼밸브, 상기 밸브축의 고정판 상측부위에 캠을 매개로 결합되는 모터 그리고 상기 고정판에 결합되어 모터를 덮도록 이루어진 모터캡을 포함하여 이루어진 보일러용 3방향 유로전환밸브에 있어서, 상기 캠은 상반부와 하반부의 외측에서 서로 반대반향으로 캠돌기가 형성됨과 아울러 캠중앙의 상부와 하부에는 모터축과 결합되는 제1사각홈과 밸브축의 상측에 형성되어 있는 사각돌기와 결합되는 제2사각홈이 모터축과 밸브축의 중심축을 일치시키도록 형성되고, 상기 밸브축은 2개의 오링에 의해 고정판과 기밀을 유지하도록 관통결합됨과 아울러 고정판의 상측에서는 평와셔가 개재된후 고정와셔에 고정판으로부터 이탈되지 않도록 고정되며, 상기 밸브축의 하단에는 볼의 중심에 형성되는 관통홈보다 다소 큰 환형돌기가 형성되어 밸브축의 편심판과 상기 환형돌기사이에 볼이 강제끼움결합되는 한편, 상기 캠의 외주변에는 캠돌기와 접촉에 따라 온오프되는 마이크로스위치가 인접설치되어 이루어진 구조로 되어 있다.

또한, 본 고안의 다른 실시예에 따른 보일러용 3방향 유로전환밸브는, 3개의 유체입출구가 동일 수평선상에 형성되어 있는 밸브몸체와 상기 밸브몸체의 상면에 기밀을 유지하도록 설치되는 고정판, 상기 고정판의 중앙에 관통결합되는 밸브축, 상기 밸브축의 고정판 하측부위에 결합되는 볼밸브, 상기 밸브축의 고정판 상측부위에 캠을 매개로 결합되는 모터 그리고 상기 고정판에 결합되어 모터를 덮도록 이루어진 모터캡을 포함하여 이루어진 보일러용 3방향 유로전환밸브에 있어서, 상기 캠은 상반부와 하반부의 외측에서 서로 반대반향으로 캠돌기가 형성됨과 아울러 캠중앙의 상부와 하부에는 모터축과 결합되는 반원형홈과 밸브축의 상측에 수평결합되는 핀홈이 모터축과 밸브축의 중심축을 일치시키도록 형성되고, 상기 밸브축은 2개의 오링에 의해 고정판과 기밀을 유지하도록 관통결합됨과 아울러 고정판의 상측에서는 평와셔가 개재된후 고정핀이 수평으로 끼움결합되어 고정판으로부터 이탈되지 않도록 고정되며, 상기 밸브축의 중앙하단에는 편심판의 하측에 볼이 결합된후 볼이 이탈되지 않도록 고정와셔가 결합되는 한편, 상기 캠의 외주변에는 캠돌기와 접촉에 따라 온오프되는 마이크로스위치가 인접설치되어 이루어진 구조로 되어 있다.

이하 본 고안의 작용을 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 분해사시도이다.

밸브몸체(10)에는 3개의 유체입출구(12a∼12c)가 동일 수평선상에 형성되어 있고, 상기 밸브몸체(10)의 상면에는 상기 밸브몸체(10)의 상측 개구부를 폐쇄시킴과 아울러 기밀이 유지되도록 오링(14)이 개재되어 고정판(16)이 밀착결합된다.

상기 고정판(16)의 중앙에는 밸브축(18)이 고정판(16)을 관통한 상태로 결합되어 있다. 상기 밸브축(18)은 밸브축(18)의 링홈(18a)에 2개의 오링(20)이 끼워진 상태로 고정판(16)에 관통결합되어 고정판(16)과 기밀을 유지하도록 함으로써 밸브몸체(10)내의 유체가 누설되지 않도록 되어 있다. 이때 오링(20)은 2개를 인접설치함으로써 기밀성을 더욱 향상시키게 된다. 한편, 상기 밸브축(18)은 고정판(16)의 상측에서 평와셔(22)가 개재된후 고정와셔(24)가 고정결합됨으로써 밸브축(18)이 고정판(16)으로부터 빠지지 않도록 되어 있다.

또한 상기 밸브축(18)의 하단에는 볼(26)의 중심에 형성되는 관통홈(26a)보다 다소 큰 환형돌기(18b)가 형성되어 있다. 이는 밸브축(18)의 편심판(18c)과 상기 환형돌기(18b) 사이에 고무재질로 된 볼(26)이 강제끼움결합된 이후 볼(26)이 빠지지 않도록 하는 작용을 한다. 그리고 편심판(18c)의 상측에는 평와셔(28)가 개재되어 있다.

밸브축(18)의 상단에는 사각돌기(18d)가 형성되어 있으며, 상기 사각돌기(18d)에는 캠(30)이 결합된다. 상기 캠(30)은 상반부와 하반부의 외측에서 서로 반대반향으로 캠돌기(30a)(30b)가 각각 형성됨과 아울러 캠(30) 중앙의 상부와 하부에는 도시되지 않은 모터(36)의 모터축과 결합되는 제1사각홈(30c)과 밸브축(18)의 상측에 형성되어 있는 사각돌기(18d)와 결합되는 제2사각홈(30d)이 각각 형성되어 있는데, 이는 모터축과 밸브축(18)이 각각의 홈(30c)(30d)에 결합되었을 때 각 축의 중심축을 일치시키도록 형성됨으로써 기어등과 같은 불필요한 부품을 삭제할 수 있도록 구조를 단순화시킨 것이다.

한편, 상기 캠(30)의 외주변에는 캠돌기(30a)(30b)와 접촉될 수 있는 위치에 마이크로스위치(32)(34)가 설치되어 있다. 따라서, 캠(30)이 모터(36)의 구동에 따라 회전될 때 캠돌기(30a)(30b)와 마이크로스위치(32)(34)의 도시되지 않은 가동자의 접촉에 의하여 마이크로스위치(32)(34)의 온오프작용을 제어하도록 이루어져 있다.

모터캡(38)은 모터(36)를 덮어 씌울 수 있도록 고정판(16)에 결합되어 외부물체와의 접촉에 의해 모터(36)가 손상되는 것을 방지하는 작용을 한다.

도 3은 본 고안의 다른실시예에 따른 분해사시도를 도시한 것이다.

밸브몸체(50)에는 3개의 유체입출구(50a∼50c)가 동일 수평선상에 형성되어 있는데 유체출입구(50a)에는 난방출구측과 결합하기 위한 플랜지(50d)가 형성되어 있고, 상기 밸브몸체(50)의 상면에는 상기 밸브몸체(50)의 상측 개구부를 폐쇄시킴과 아울러 기밀이 유지되도록 오링(54)이 개재되어 고정판(56)이 밀착결합된다.

상기 고정판(56)의 중앙에는 밸브축(58)이 고정판(56)을 관통한 상태로 결합되어 있다. 상기 밸브축(58)은 밸브축(58)의 링홈(58a)에 2개의 오링(60)이 끼워진 상태로 고정판(56)에 관통결합되어 고정판(56)과 기밀을 유지하도록 함으로써 밸브몸체(50)내의 유체가 누설되지 않도록 되어 있다. 이때 오링(60)은 2개를 인접설치함으로써 기밀성을 더욱 향상시키게 된다. 한편, 상기 밸브축(58)은 고정판(56)의 상측에서 평와셔(62)가 개재된후 핀(59)이 홈(58d)에 끼움결합됨으로써 밸브축(58)이 고정판(56)으로부터 빠지지 않도록 되어 있다.

또한 상기 밸브축(58)의 하단에는 볼(66)이 관통결합된후 와셔(67)가 홈(58e)에 결합되어 볼(66)이 빠지지 않도록 하는 작용을 한다. 그리고 편심판(58b)의 상측에는 평와셔(68)가 개재되어 있다.

밸브축(58)의 상단에는 캠(70)이 결합된다. 상기 캠(70)은 상반부와 하반부의 외측에서 서로 반대반향으로 캠돌기(70a)(70b)가 각각 형성됨과 아울러 캠(70) 중앙의 상부와 하부에는 도시되지 않은 모터(76)의 모터축과 결합되는 반원형홈(70c)과 밸브축(58)의 상단부와 결합되는 일자형 홈(70d)이 각각 형성되어 있는데, 밸브축(58)의 상단에 결합되어 있는 핀(59)이 끼워지도록 하여 캠(70)의 회전에 따라 밸브축(58)도 함께 회전될 수 있도록 하기 위함이다. 또한 상기 반원형홈(70c)과 일자형 홈(70d)은 모터축과 밸브축(58)이 각각의 홈(70c)(70d)에 결합되었을 때 각 축의 중심축을 일치시키도록 형성됨으로써 기어등과 같은 불필요한 부품을 삭제할 수 있도록 구조를 단순화시킨 것이다.

한편, 상기 캠(70)의 외주변에는 캠돌기(70a)(70b)와 접촉될 수 있는 위치에 마이크로스위치(72)(74)가 설치되어 있다. 마이크로스위치(72)(74)는 홈(72a)(74a)이 돌기(56a)에 삽입되어 결합된다. 따라서, 캠(70)이 모터(76)의 구동에 따라 회전될 때 캠돌기(70a)(70b)와 마이크로스위치(72)(74)의 도시되지 않은 가동자의 접촉에 의하여 마이크로스위치(72)(74)의 온오프작용을 제어하도록 이루어져 있다.

모터캡(78)은 모터(76)를 덮어 씌울 수 있도록 고정판(56)에 결합되어 외부물체와의 접촉에 의해 모터(76)가 손상되는 것을 방지하는 작용을 한다.

도 4는 본 고안의 사용상태를 설명하기 위한 도면으로서, 도 2에 도시된 실시예를 예로 들어 설명하였으나 도 3에 도시된 실시예에 대해서도 동일한 작용이 이루어지는 것이므로 설명의 중복을 피하기 위해서 도 3을 예로 든 작용설명은 생략한다.

상기와 같은 3방향 유로전환밸브를 보일러에서 난방 또는 온수 제어용으로 사용할 때 밸브몸체(10)의 출입구(12C)는 보일러의 히터측에 설치된 파이프에 연결하고 출입구(12a)는 난방수공급용 배관, 출입구(12b)는 온수공급용배관에 각각 연결한다.

이와 같은 상태에서 사용자가 온수를 선택하거나 또는 도시되지 않은 온수사용 자동감지장치에 의하여 보일러의 용도가 온수공급으로 결정되면 중앙제어장치(40)서 모터(36)에 온수공급을 위한 신호를 출력하여 모터(36)를 회전시키게 된다. 모터(36)의 회전으로 캠(30)과 밸브축(18)이 회전되고 이때 캠돌기(30a)가 마이크로스위치(32)를 오프시키면 모터(36)에 공급되던 전기가 중단된다. 따라서 볼(26)이 난방용 출구를 막아 보일러는 온수용으로 작동하게 된다.

이와는 달리 사용자가 난방을 선택하거나 온수사용 자동감지장치에서 온수사용신호가 없으면 보일러의 용도는 난방용으로 결정되어 중앙제어장치(40)에서 모터(36)에 난방 작동을 위한 신호를 출력하여 모터(36)를 회전시키게 된다. 모터(36)의 회전으로 캠(30)과 밸브축(18)이 회전되고 이때 캠돌기(30b)가 마이크로스위치(34)를 오프시키면 모터(36)에 공급되던 전기가 중단된다. 따라서 볼(26)이 온수용 출구를 막아 보일러는 난방용으로 작동하게 된다.

상기한 바와 같이 본 고안은 고정판과 마이크로스위치의 설치대, 밸브축에 설치된 볼 고정판을 일체화시킴으로써 생산성을 높일 수 있고, 마이크로스위치를 사용함으로써 모터회전에 따른 밸브의 개폐상태를 정확하게 감지할 수 있으며, 밸브축과 고정판간의 결합부위에 오링을 이중으로 사용함으로써 보다 기밀을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims

3개의 유체입출구가 동일 수평선상에 형성되어 있는 밸브몸체와 상기 밸브몸체의 상면에 기밀을 유지하도록 설치되는 고정판, 상기 고정판의 중앙에 관통결합되는 밸브축, 상기 밸브축의 고정판 하측부위에 결합되는 볼밸브, 상기 밸브축의 고정판 상측부위에 캠을 매개로 결합되는 모터 그리고 상기 고정판에 결합되어 모터를 덮도록 이루어진 모터캡을 포함하여 이루어진 보일러용 3방향 유로전환밸브에 있어서, 상기 캠은 상반부와 하반부의 외측에서 서로 반대반향으로 캠돌기가 형성됨과 아울러 캠중앙의 상부와 하부에는 모터축과 결합되는 제1사각홈과 밸브축의 상측에 형성되어 있는 사각돌기와 결합되는 제2사각홈이 모터축과 밸브축의 중심축을 일치시키도록 형성되고, 상기 밸브축은 2개의 오링에 의해 고정판과 기밀을 유지하도록 관통결합됨과 아울러 고정판의 상측에서는 평와셔가 개재된후 고정와셔에 고정판으로부터 이탈되지 않도록 고정되며, 상기 밸브축의 하단에는 볼의 중심에 형성되는 관통홈보다 다소 큰 환형돌기가 형성되어 밸브축의 편심판과 상기 환형돌기사이에 볼이 강제끼움결합되는 한편, 상기 캠의 외주변에는 캠돌기와 접촉에 따라 온오프되는 마이크로스위치가 인접설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 보일러용 3방향 유로전환밸브.
제1항에 있어서, 상기 캠은 상반부와 하반부의 외측에서 서로 반대반향으로 캠돌기가 형성됨과 아울러 캠중앙의 상부와 하부에는 모터축과 결합되는 반원형홈과 밸브축의 상측에 수평결합되는 핀홈이 모터축과 밸브축의 중심축을 일치시키도록 형성되고, 상기 밸브축은 2개의 오링에 의해 고정판과 기밀을 유지하도록 관통결합됨과 아울러 고정판의 상측에서는 평와셔가 개재된후 고정핀이 수평으로 끼움결합되어 고정판으로부터 이탈되지 않도록 고정되며, 상기 밸브축의 중앙하단에는 편심판의 하측에 볼이 결합된후 볼이 이탈되지 않도록 고정와셔가 결합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 보일러용 3방향 유로전환밸브.