KR200351010Y1 - 스텝모터와 솔레노이드 일체형 구조를 가지는 가스 밸브 - Google Patents

스텝모터와 솔레노이드 일체형 구조를 가지는 가스 밸브 Download PDF

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Abstract

본 고안은 스텝모터와 솔레노이드 일체형 구조를 가지는 가스 밸브에 관한 것으로서, 한 쌍의 전자석 코일(11) 사이에서 자력에 의해 왕복 운동하여 가스관(20)을 개폐하는 철심(12); 전자석 코일(11)들 사이에서 철심(12)에 의해 압축/팽창되는 스프링부재(13); 전자석 코일(11)들과 철심(12) 및 스프링부재(13)를 커버하고 바닥면에 철심(12)의 돌부(12b) 관통 구멍(14a)이 형성된 이동 실린더(14); 이동 실린더(14)의 상면이 부착되는 덮개 판(15a)과 덮개 판(15a)에서 돌출되고 내주면에 암나사부(15b1)가 형성된 원통부(15b)로 구성되는 이동축(15); 암나사부(15b1)와 맞물려서 정/역회전하여 이동축(15)을 왕복 운동시키는 리드스크루(16a)를 포함하는 스텝모터(16); 및 바닥면에 돌부(12b) 관통 구멍(17a)이 형성되고 리드스크루(16a)가 정/역회전함에 따라서 이동 실린더(14)가 내부에서 왕복 운동하는 가이드 실린더(17)로 구성되며,
이에 따라서, 가스관(20)을 통하는 가스 양을 용이하게 정밀 제어하면서 전원 차단 시 자동으로 가스 공급을 차단하는 장점이 있다.

Description

스텝모터와 솔레노이드 일체형 구조를 가지는 가스 밸브 {GAS VALVE FOR HAVING MONOLITHIC STRUCTURE OF STEP MOTOR AND SOLENOID}
본 고안은 가스 밸브에 관한 것이며, 보다 상세히는 스텝모터와 솔레노이드 일체형 구조를 가지는 가스 밸브에 관한 것이다.
공지된 바와 같이, 가스 밸브는 가스관에 설치된 상태에서 가스관의 개폐를 제어함으로써 상기 가스관을 통하는 가스 양을 제어하는 장치로서, 주로 전자석 코일에 전류를 흘리면 발생하는 자력에 기인하는 가스관 개폐용 철심의 기계적인 운동에 의해 가스관의 개폐를 제어하는 솔레노이드 가스 밸브 또는 스텝모터의 리드스크루와 연동하는 가스관 개폐용 철심의 기계적인 운동에 이해 가스관의 개폐를 제어하는 전동식 가스 밸브가 많이 사용된다.
하지만, 상기 솔레노이드 가스 밸브는 가스관 개폐용 철심의 기계적인 운동이 일정하게 이루어지고 정전 등에 기인하여 전자석 코일에 공급되는 전원이 차단되더라도 별도의 스프링부재에 의해 상기 철심이 원위치로 복귀하여 개방된 가스관을 자동으로 닫도록 되어 있기 때문에, 상기 가스관을 통하는 가스 양을 항상 일정하게 제어하고 전원 차단 시 자동으로 가스 공급을 차단하는 장점은 있으나, 필요에 따라서 가스관을 통하는 가스 양을 정밀 제어하지 못하는 단점이 있다.
또한, 상기 리드스크루를 채용한 스텝모터를 이용하는 전동식 가스 밸브는 상기 가스관 개폐용 철심과 연동하는 스텝모터를 제어함으로써 가스관을 통하는 가스 양을 용이하게 정밀 제어할 수 있다는 장점은 있으나, 상기 가스관 개폐용 철심이 가스관을 개방하고 있는 상태에서 정전 등에 기인하여 상기 스텝모터의 구동 전원이 차단되면 상기 스텝모터가 현재 동작 위치에서 정지하게 되므로 가스 공급을 차단하지 못하는 단점이 있다.
본 고안은 상술한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 스텝모터의 리드스크루의 회전운동과 전자석 코일에 전류를 흘리면 발생하는 자력에 기인하는 가스관 개폐용 철심의 기계적인 운동에 의해 가스관의 개폐를 제어하도록 된 스텝모터와 솔레노이드 일체형 구조를 가지는 가스 밸브를 제공하는데 있다.
도 1은 본 고안에 따른 스텝모터와 솔레노이드 일체형 구조를 가지는 가스 밸브를 도시한 구성도.
도 2는 본 고안에 따른 스텝모터와 솔레노이드 일체형 구조를 가지는 가스 밸브의 작동상태를 도시한 실시예.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 가스 밸브 11: 전자석 코일
12: 가스관 개폐용 철심 13: 스프링부재
14: 이동 실린더 15: 이동축
16: 스텝모터 16a: 리드스크루
17: 가이드 실린더 20: 가스관
이하, 본 고안의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 한 쌍의 전자석 코일(11)은 전선(11a)을 통하여 외부로부터 전류를 흘리면 아래의 가스관 개폐용 철심(12)을 흡입하는 자력을 발생한다.
상기 가스관 개폐용 철심(12)은 상기 한 쌍의 전자석 코일(11) 사이에서 상기 한 쌍의 전자석 코일(11)의 자력에 의해 몸체(12a)가 왕복 운동하도록 배치되고, 상기 몸체(12a)에서 연장된 돌부(12b)가 가스관(20)에 삽입되어 상기 몸체(12a)와 함께 왕복 운동하여 상기 가스관(20)을 개폐한다.
스프링부재(13)는 상기 한 쌍의 전자석 코일(11) 사이에서 상기 한 쌍의 전자석 코일(11)의 자력에 의해 왕복 운동하는 상기 가스관 개폐용 철심(12)의 몸체(12a)에 의해 압축 혹은 팽창되며, 바람직하게는 압축 스프링이다.
이동 실린더(14)는 상기 한 쌍의 전자석 코일(11)과 가스관 개폐용 철심(12) 및 스프링부재(13)를 커버하고, 바닥면에 상기 가스관 개폐용 철심(12)의 돌부(12b)가 관통하는 구멍(14a)이 형성되어 있다.
이동축(15)은 상기 이동 실린더(14)의 상면이 부착되는 덮개 판(15a)과 상기 덮개 판(15a)에서 돌출 형성되고 내주면에 암나사부(15b1)가 형성되어 있는 원통부(15b)로 구성된다.
스텝모터(16)는 상기 이동축(15)의 원통부(15b) 내주면의 암나사부(15b1)와 맞물려서 정/역회전 운동하여 상기 이동 실린더(14)가 부착된 이동축(15)을 원통부(15b)의 암나사부(15b1)를 따라서 왕복 운동시키는 리드스크루(16a)를 포함한다.
가이드 실린더(17)는 바닥면에 상기 가스관 개폐용 철심(12)의 돌부(12b)가 관통하는 구멍(17a)이 형성되어 있고, 상기 스텝모터(17)의 리드스크루(16a)가 정/역회전 운동함에 따라서 상기 이동축(15)의 덮개 판(15a)에 부착된 이동실린더(14)가 내부에 삽입된 상태에서 왕복 운동한다.
상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 스텝모터와 솔레노이드 일체형 구조를 가지는 가스 밸브(10)는 다음과 같이 작동한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 스텝모터(16)의 리드스크루(16a)가 이동축(15)의 원통부(15b) 내주면의 암나사부(15b1)와 완전히 맞물려 있는 초기상태에서 상기 스텝모터(16)와 전자석 코일(11)로 공급되는 외부 전원공급장치(도시하지 않음)의 전원을 차단하면 상기 전자석 코일(11)이 자력을 발생하지 않으므로, 이때는 상기 한 쌍의 전자석 코일(11) 사이에서 스프링부재(13)가 팽창하여 미는 힘에 의해 상기 가스관 개폐용 철심(12)의 몸체(12a)가 도 1의 수직 아래 방향으로 밀림과 동시에 상기 몸체(12a)에서 연장된 돌부(12b)가 몸체(12a)와 함께 도 1의 수직 아래 방향으로 밀리면서 상기 가스관(20)을 완전히 닫아 가스 공급을 차단한다.
이후, 사용자에 의해 상기 전자석 코일(11)로 전원이 공급되면 상기 전자석 코일(11)에 흐르는 전류에 의해 상기 가스관 개폐용 철심(12)을 흡입하는 자력이 발생한다.
따라서, 이때는 상기 가스관 개폐용 철심(12)의 몸체(12a)가 한 쌍의 전자석 코일(11) 사이에서 흡입되어 도 2의 (가)에 표시된 화살표 a와 같은 수직 위 방향으로 밀리면서 상기 이동 실린더(14)의 내벽면에 일측 단부가 지지되는스프링부재(13)를 한 쌍의 전자석 코일(11) 사이에서 압축하고, 이와 동시에 상기 몸체(12a)에서 연장된 돌부(12b)가 몸체(12a)와 함께 도 2의 (가)에 표시된 화살표 b와 같은 수직 위 방향으로 밀리면서 상기 가스관(20)을 완전히 개방하여 가스 공급을 개시한다.
상기와 같이 사용자에 의해 상기 전자석 코일(11)로 전원이 공급된 후, 가스 양을 정밀 제어하기 위하여 사용자가 스텝모터(16)로 전원을 공급하여 스텝모터(16)를 구동하면 상기 리드스크루(16a)가 정회전 또는 역회전한다.
도 2의 (나)는 상기 리드스크루(16a)가 정회전하는 경우에 해당하며, 이처럼 상기 리드스크루(16a)가 정회전하면 상기 이동 실린더(14)의 상면이 덮개 판(15a)에 부착되어 있는 이동축(15)이 초기상태에서 원통부(15b) 내주면의 암나사부(15b1)를 따라서 도 2의 (나)에 표시된 화살표 c와 같이 수직 아래 방향으로 이동한다.
이에 따라서, 상기 이동축(15)의 덮개 판(15a)에 부착된 이동 실린더(14) 자체가 상기 가이드 실린더(17) 내부에 삽입된 상태에서 상기 이동축(15)과 함께 도 2의 (나)에 표시된 화살표 c와 같이 수직 아래 방향으로 이동하며, 이와 동시에 상기 가스관 개폐용 철심(12)의 몸체(12a)에서 연장된 돌부(12b)가 도 2의 (나)에 표시된 화살표 d와 같은 수직 아래 방향으로 밀리면서 직전에 완전히 개방되어 있던 상기 가스관(20)을 일정 부분만큼 닫아 공급 가스 양을 감소시킨다.
반면에, 상기 스텝모터(16)의 상기 리드스크루(16a)가 역회전하는 경우에는 상기 이동축(15)과 이동 실린더(14)는 상기 리드스크루(16a)가 정회전하는 경우와 반대 방향으로 이동하여 상기 가스관 개폐용 철심(12)의 몸체(12a)에서 연장된 돌부(12b)를 도 2의 (나)에 표시된 화살표 d와 반대되는 수직 위 방향으로 끌어올림으로써 직전에 감소시켰던 공급 가스 양을 다시 정밀하게 증가시킨다.
도 2의 (가)와 (나)를 참조하여 상술한 본 고안에 따른 실시예에서는, 상기 전자석 코일(11)에 전원을 먼저 공급하여 상기 가스관 개폐용 철심(12)의 몸체(12a)에서 연장된 돌부(12b)를 도 2의 (가)에 표시된 화살표 b와 같이 수직 위 방향으로 끌어올려 상기 가스관(20)을 완전히 개방한 다음, 상기 스텝모터(16)를 구동하여 상기 가스관 개폐용 철심(12)의 몸체(12a)에서 연장된 돌부(12b)를 도 2의 (나)에 표시된 화살표 d와 같이 수직 아래 방향으로 밀거나 상기 화살표 d와 반대되는 수직 위 방향으로 끌어올림으로써 공급 가스 양을 정밀하게 증감 제어하는 방식을 제시하고 있으나, 상기 전자석 코일(11)과 스텝모터(16)에 동시에 전원을 공급함으로써 상기 전자석 코일(11)의 자력과 스텝모터(16)의 리드스크루(16a)의 회전운동의 영향을 동시에 적용하여 상기 가스관 개폐용 철심(12)의 움직임을 제어하여 상기 가스관(20)을 통하는 가스 양을 정밀 제어하는 방식도 가능하다.
한편, 상기와 같이 가스관 개폐용 철심(12)의 몸체(12a)에서 연장된 돌부(12b)가 도 2의 (나)에 표시된 화살표 d와 같이 수직 아래 방향으로 밀리거나상기 화살표 d와 반대되는 수직 위 방향으로 끌어올려져 가스관(20)을 개폐함으로써 공급 가스 양을 정상적으로 정밀하게 증감 제어하는 도중에, 상기 스텝모터(16)로 공급되는 전원이 정전 등에 기인하여 갑자기 차단되더라도 상기 전자석 코일(11)로 공급되는 전원이 정전 등에 기인하여 동시에 차단되지 않는 한 상기 전자석 코일(11)의 자력에 의해 상기 가스관 개폐용 철심(12)의 몸체(12a)에서 연장된 돌부(12b)가 지속적으로 가스관(20) 개방 상태를 유지하므로 가스는 정상적으로 공급된다.
만약, 본 고안에 따른 가스 밸브가 정상적으로 공급 가스 양을 정밀하게 증감 제어하는 도중에 상기 전자석 코일(11)로 공급되는 전원이 정전 등에 기인하여 차단되면 상기 전자석 코일(11)은 자력을 발생하지 않으므로, 상기 한 쌍의 전자석 코일(11) 사이에서 스프링부재(13)가 팽창하여 미는 힘에 의해 상기 가스관 개폐용 철심(12)의 몸체(12a)에서 연장된 돌부(12b)가 자동으로 도 1의 수직 아래 방향으로 밀리면서 상기 가스관(20)을 완전히 닫아 가스 공급을 차단함으로써 가스 누출 사고를 미연에 방지한다.
상기와 같이 본 고안에 따른 스텝모터와 솔레노이드 일체형 구조를 가지는 가스 밸브는 스텝모터의 리드스크루의 회전운동과 전자석 코일에 전류를 흘리면 발생하는 자력에 기인하는 가스관 개폐용 철심의 기계적인 운동에 의해 가스관의 개폐를 제어하도록 되어 있으므로, 가스관을 통하는 가스 양을 용이하게 정밀 제어하면서 전원 차단 시 자동으로 가스 공급을 차단하는 장점이 있다.
이상에서 설명한 것은 본 고안에 따른 스텝모터와 솔레노이드 일체형 구조를 가지는 가스 밸브를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 실용신안등록청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 본 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (1)

  1. 전류를 흘리면 자력을 발생하는 한 쌍의 전자석 코일(11)과;
    상기 한 쌍의 전자석 코일(11) 사이에서 상기 한 쌍의 전자석 코일(11)의 자력에 의해 몸체(12a)가 왕복 운동하도록 배치되고 몸체(12a)에서 연장된 돌부(12b)가 가스관(20)에 삽입되어 상기 몸체(12a)와 함께 왕복 운동하여 상기 가스관(20)을 개폐하는 가스관 개폐용 철심(12);
    상기 한 쌍의 전자석 코일(11) 사이에서 상기 한 쌍의 전자석 코일(11)의 자력에 의해 왕복 운동하는 상기 가스관 개폐용 철심(12)의 몸체(12a)에 의해 압축 혹은 팽창되는 스프링부재(13);
    상기 한 쌍의 전자석 코일(11)과 가스관 개폐용 철심(12) 및 스프링부재(13)를 커버하고 바닥면에 상기 가스관 개폐용 철심(12)의 돌부(12b)가 관통하는 구멍(14a)이 형성되어 있는 이동 실린더(14);
    상기 이동 실린더(14)의 상면이 부착되는 덮개 판(15a)과 상기 덮개 판(15a)에서 돌출 형성되고 내주면에 암나사부(15b1)가 형성되어 있는 원통부(15b)로 구성되는 이동축(15);
    상기 이동축(15)의 원통부(15b) 내주면의 암나사부(15b1)와 맞물려서 정/역회전 운동하여 상기 이동 실린더(14)가 부착된 이동축(15)을 원통부(15b)의 암나사부(15b1)를 따라서 왕복 운동시키는 리드스크루(16a)를 포함하는 스텝모터(16); 및
    바닥면에 상기 가스관 개폐용 철심(12)의 돌부(12b)가 관통하는 구멍(17a)이형성되어 있고 상기 스텝모터(17)의 리드스크루(16a)가 정/역회전 운동함에 따라서 상기 이동축(15)의 덮개 판(15a)에 부착된 이동 실린더(14)가 내부에 삽입된 상태에서 왕복 운동하는 가이드 실린더(17)
    로 구성되는 것을 특징으로 하는 스텝모터와 솔레노이드 일체형 구조를 가지는 가스 밸브.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101775244B1 (ko) * 2015-08-28 2017-09-05 한온시스템 주식회사 조합형 매니폴드 밸브

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