KR200475684Y1 - 밸브 구동 장치 - Google Patents

Abstract

설치가 용이하며, 수동으로 밸브를 개방할 수 있어 정전 또는 고장발생 시에도 밸브의 개방이 가능한 밸브 구동 장치가 개시된다. 본 고안에 따른 밸브 구동 장치는 내부 중앙에 홀과 홀 주위의 가이드 격벽이 구비된 하부 케이스, 하부 케이스에 회전 가능하게 결합된 상부 케이스, 상부 케이스와 하부 케이스 내부에서 회전 가능하게 지지되어 상부 케이스와 연동되어 회전되는 몸통부재, 가이드 격벽의 홀에 의해 승강이 안내되고, 몸통부재의 하강 시 가압되어 밸브가 닫히도록 하는 누름체, 몸통부재를 상승시켜 누름체의 가압상태를 해제함에 따라 밸브가 열리도록 하는 액츄에이터, 상부 케이스 내에서, 몸통부재에 탄성력을 가하여 몸통부재가 하강된 상태를 유지하도록 하는 탄성부재 및 상부 케이스의 정역회전에 따라 몸통부재가 승강하도록 가이드하여 밸브가 개폐되게 하는 가이드부를 포함할 수 있다.

Description

밸브 구동 장치{Valve Controller}

본 고안은 밸브 구동 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 설치가 용이하고 수동으로 작동시킬 수 있는 유량 제어 밸브의 밸브 구동 장치에 관한 것이다.

가정에서의 실내난방은 방바닥에 매설된 난방용 배관을 따라 온수를 순환시키는 방식이 사용된다. 온수보일러의 온수 출구와 환수 입구에는 각 방으로 연결된 난방용 배관을 접속하기 위한 온수분배기가 설치되어 있고, 이 등록특허 10-0914678 온수분배기에는 각 방으로 연결된 난방용 배관으로의 온수공급을 조절하기 위한 밸브들이 병렬로 설치되어 있다.

도 1에 도시한 바와 같이 유량 제어 밸브(10)는 원통형 관 형상을 가지며 배관 중간에 체결되어 연결되고 유입구(11) 측과 유출구(12) 측으로 그 내부를 이격하는 이격판(13)이 형성되며, 상기 이격판(13)에는 길이 방향에 대해 수직하게 관통되는 연통공(13a)이 형성된다.

상기 유량 제어 밸브(10)의 길이 방향과 직각을 이루도록 장착되는 샤프트(15)의 일측 끝단에는 연통공(13a)을 개폐하는 개폐부재(14)가 형성되고, 타측 끝단은 외부로 돌출된다. 샤프트(15)의 타측 끝단에는 상기 샤프트(15)의 상하 운동을 행하도록 하는 밸브 구동 장치(20)가 장착되어 상기 밸브 구동 장치(20)에 의해 상기 샤프트(15)를 가압 또는 해제하여 연통공(13a)을 선택적으로 개폐하도록 한다.

이러한 작동을 위해 종래의 밸브 구동 장치(20)는 배관이나 배관이 형성된 실내의 온도가 설정온도 이하인 경우에는 연통공(13a)을 열어 온수가 공급되도록 하고 온도가 설정온도 이상이 되면 밸브 구동 장치(20)의 내부에 장착된 솔레노이드에 전원을 공급하고, 공급된 전원에 의해 솔레노이드가 작동되어 샤프트(15)의 타측 끝단을 가압하게 하여 샤프트(15)가 일측 끝단에 형성된 개폐부재(14)가 연통공(13a)을 막아 유체의 이동을 차단하게 된다.

한편, 이와 같은 밸브의 개방과 폐쇄를 위한 밸브 구동 장치의 동작이 모두 솔레노이드에 의해 이루어지는 경우 전력 소모가 많으므로, 평상 시에는 스프링의 탄성력에 의하여 밸브를 닫힌 상태로 유지하고 온수의 공급 등이 필요한 경우에만 전원이 인가되어 밸브를 개방하게 하였다.

따라서, 스프링의 탄성력을 받는 밸브 구동 장치의 누름체는 평상 시 장치 외부로 돌출되어 밸브의 샤프트(15)를 가압하게 있게 된다. 그런데 밸브구동장치가 밸브에 설치되기 전부터 누름체가 장치의 외부로 돌출되어 있다 보니 밸브 구동 장치를 밸브에 설치하는 것이 쉽지 않다. 즉, 밸브 구동 장치를 밸브에 설치하려면 누름체에 대응되는 밸브 샤프트(15)를 누르면서 작업해야 해 작업이 용이하지 않고 시간이 많이 소요되는 문제가 있다.

또한 정전이 되거나 고장이 발생하여 밸브 구동 장치가 정상 동작하지 않는 경우에는 밸브를 개방할 수 없어 온수 등의 공급이 불가능한 문제가 있다.

한국등록특허 제10-0914678호

본 고안의 과제는 상기와 같은 종래의 밸브 구동 장치의 단점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 설치가 용이하며 정전 또는 고장발생 시에도 수동으로 밸브를 개방할 수 있는 밸브 구동 장치를 제공하는 것이다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 고안에 따른 밸브 구동 장치는 내부 중앙에 홀과 홀 주위의 가이드 격벽이 구비된 하부 케이스; 상기 하부 케이스에 회전 가능하게 결합된 상부 케이스; 상기 상부 케이스와 하부 케이스 내부에서 회전 가능하게 지지되어 상기 상부 케이스와 연동되어 회전되는 몸통부재; 상기 가이드 격벽의 홀에 의해 승강이 안내되고, 몸통부재의 하강 시 가압되어 상기 밸브가 닫히도록 하는 누름체; 상기 몸통부재를 상승시켜 상기 누름체의 가압상태를 해제함에 따라 상기 밸브가 열리도록 하는 액츄에이터; 상기 상부 케이스 내에서, 상기 몸통부재에 탄성력을 가하여 상기 몸통부재가 하강된 상태를 유지하도록 하는 탄성부재; 및 상기 상부 케이스의 정역회전에 따라 상기 몸통부재가 승강하도록 가이드하여 상기 밸브가 개폐되게 하는 가이드부;를 포함한다.

본 고안에 따르면, 누름체를 장치 내부로 후퇴시킨 후 장치를 설치할 수 있으므로, 설치가 용이하고 설치 시간을 단축할 수 있다.

또한, 정전이나 밸브 구동 장치의 고장이 발생한 경우에도 수동으로 밸브 구동 장치를 작동시켜 밸브를 개방함으로써 온수 등을 공급할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 유량 제어 밸브의 단면도,
도 2는 본 고안의 바람직한 일 실시 예에 따른 밸브 구동 장치를 도시하는 분해도.
도 3은 도 2의 밸브 구동 장치의 가이드부의 동작을 설명하는 도면.
도 4와 도 5는 도 2의 밸브 구동 장치의 수동 동작 예를 도시하는 도면.
도 6와 도 7는 도 2의 밸브 구동 장치의 자동 동작 예를 도시하는 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 밸브 구동 장치를 설명하기로 한다.

도 2는 본 고안의 바람직한 일 실시 예에 따른 밸브 구동 장치를 도시하는 분해도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안의 바람직한 일 실시 예에 따른 밸브 구동 장치는 하부 케이스(100), 상부 케이스(200), 탄성부재(300), 몸통부재(400), 액츄에이터(410), 누름체(500), 가이드부(600), 지지체(700)로 이루어져 수직개폐 밸브의 개폐를 조절하는 역할을 수행한다.

보다 구체적으로 구성을 살펴보면, 하부 케이스(100)는 체결 커플링(미도시)에 의해 밸브에 설치된다. 하부 케이스(100)의 중앙에는 홀과 홀 주위의 가이드 격벽이 구비된다. 가이드 격벽의 내주면에는 누름체(500)의 상하 이동을 가이드 하기 위한 가이드 리브가 형성된다.

상부 케이스(200)는 하부 케이스(100)에 회전 가능하게 결합된다. 회전 가능한 결합을 위하여 하부 케이스(100)의 상측부에는 둘레를 따라 홈(110)이 형성되고 상부 케이스(200)의 대응하는 부위에는 돌기(230)가 형성되어 있다.

또한, 상부 케이스(200)의 상면에는 몸통부재(400)의 승강 시 몸통부재(400)의 일부분(430)을 출입시키는 표시용 홀(210)이 형성된다. 몸통부재(400)가 상승하면 몸통부재(400)의 상부 부분(430)이 표시용 홀(210)을 통하여 상부 케이스(200) 위로 돌출된다. 반대로 몸통부재(400)가 하강하면 돌출되었던 상부 부분(430)이 케이스 내로 후퇴하게 된다. 이를 통해 밸브가 열린 상태인지 닫힌 상태인지를 판단할 수 있다.

더불어 표시용 홀(210) 주위에 표시부가 추가될 수 있다. 표시부는 몸통부재(400)의 상부 부분(430) 돌출 여부에 따라 밸브의 개폐 여부를 나타난다. 표시부에 의해 사용자는 더 용이하게 밸브의 개폐 여부를 확인할 수 있다.

표시용 홀(210)과 표시부에 의해 사용자는 밸브 구동 장치를 밸브에 설치한 직후부터 난방 밸브가 열려있는지 닫혀있는지를 확인할 수 있다.

상부 케이스(200) 내에는 탄성부재(300)가 배치된다. 탄성부재(300)는 몸통부재(400)에 탄성력을 가함으로써 몸통부재(400)가 하강된 상태를 유지하도록 한다. 탄성부재(300)로는 코일 스프링 등이 사용될 수 있다.

몸통부재(400)는 상부 케이스(200)와 하부 케이스(100) 내부에서 회전 가능하게 지지된다. 예를 들어, 몸통부재(400)는 지름이 서로 다른 여러 개의 원통을 합쳐 놓은 모습과 같다.

상부 부분(410)은 몸통부재(400)의 승강에 따라 홀(210)을 통해 외부로 돌출되거나 은닉된다. 중앙 부분(440)의 외경은 하부 케이스(100)의 내경에 맞추어 제작됨으로써 몸통부재(400)는 안정적으로 하부 케이스(100) 내부에 지지된다.

또한, 몸통부재(400)는 상부 케이스(200)와 연동하여 회전된다. 이를 위하여 본 실시 예에 따른 몸통부재(400)에는 걸림턱(410)이 형성되어 있고 상부 케이스(200)의 대응하는 부위에는 걸림홈(220)이 형성되어 있다.

몸통부재(400)의 중심부에는 액츄에이터(420)가 설치된다. 액츄에이터(420)에는 미도시된 전기회로가 구비되어, 밸브 구동 장치에 신호가 전달되면 가압 로드(430)의 돌출량이 커지게 된다. 가압 로드(430)는 지지체(700)와 맞닿아 있어 가압 로드(430)의 돌출량이 커지면 몸통부재(400)는 상승하게 된다. 몸통부재가 상승하면 누름체는 가압이 해제되어 밸브가 열리게 된다.(그림 6 참조)

액츄에이터(420)는 솔레노이드의 작동에 의하여 가압 로드(430)를 인출하거나 후퇴하게 하는 방식 또는 전기를 가하면 열팽창을 하는 동과 파라핀의 혼합물로 가압 로드(430)를 만드는 방식이 이용될 수 있다.

누름체(500)는 가이드 격벽의 홀에 조립되어 승강이 안내된다. 누름체(500) 측면에는 길이방향으로 형성된 슬라이딩 홈이 형성되어 있다. 누름체(500) 내부에는 지지체(700)가 삽입된다. 지지체(700)는 슬라이딩 홈을 이용하여 가이드 격벽 내의 리브 턱에 안착된다. 또한, 슬라이딩 홈에 의하여 누름체(500)는 지지체(700)와의 걸림 없이 상하 이동될 수 있다. 뿐만 아니라 누름체(500)는 슬라이딩 홈과 가이드 격벽 내의 돌기에 의해 틸트로 인한 끼임 등의 문제 발생 없이 원활하게 상하 이동 된다.

그리고 누름체(500)의 일단은 몸통부재(400)에, 타단은 밸브의 샤프트(15)에 닿을 수 있게 되어 있다. 몸통부재(400)가 하강 시 누름체(500)는 몸통부재(400)에 의해 가압되어 밸브가 닫히도록 한다.

하부 케이스(100)의 내부와 몸통부재(400)의 측면에는 상부 케이스(200)의 정역회전에 따라 상기 몸통부재(400)가 승강하도록 가이드함으로써 밸브가 개폐되게 하는 가이드부(600)가 설치되어 있다. 예를 들어 가이드부(600)는 도2와 도3에 도시된 형태를 가질 수 있다.

도3은 본 고안의 바람직한 일 실시 예에 따른 밸브 구동 장치의 가이드부의 동작을 설명하는 도면이다.

도3를 참조하여 설명하면, 가이드부(600)는 가이드 돌기(610)와 가이드 홈(620)으로 이루어져 있다. 가이드 돌기(610)는 하부 케이스(100)의 내주면에 돌출되게 형성된다.

가이드 홈(620)은 몸통부재(400)의 하단에서부터 둘레를 따라 상향 경사지게 절개되어 있다. 몸통부재(400)가 회전함에 따라 가이드 홈(620)의 가이드 돌기(610)에 맞닿는 지점이 변경됨으로써 몸통부재(400)가 승강되게 한다.

도 3에 도시된 바와 같이 몸통부재(400)가 시계반대방향으로 회전을 하면

가이드 돌기(610)에 맞닿는 곳은 점점 좌하측으로 변하면서 몸통부재(400)는 상승하게 된다. 그러다가 홈의 끝부분에 이르게 되면 몸통부재(400)는 회전을 멈추게 된다.

반대로 몸통부재(400)가 시계방향으로 회전을 하면 가이드 돌기(610)에 맞닿는 곳은 점점 우상측으로 변하면서 몸통부재(400)는 하강하게 된다. 역시 홈의 끝부분에 이르게 되면 몸통부재(400)는 회전을 멈추게 된다.

가이드부(600)는 몸통부재(400)의 회전운동을 직선운동으로 변경시켜주는 것이라면 일 실시 예의 구조에 한정되는 것이 아니므로 어느 구조든 가능하다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 바람직한 일 실시 예에 따른 밸브 구동 장치의 작동 구조는 다음과 같다.

먼저, 밸브 구동 장치를 밸브에 설치하기 위해서는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 상부 케이스(200)를 시계반대방향으로 돌린다. 상부 케이스(200)를 시계반대방향으로 돌리면, 몸통부재(400)도 함께 회전을 하면서 가이드부(600)에 의해 회전운동이 직선운동으로 바뀌므로 상승하게 된다.

몸통부재(400)의 상승으로 몸통부재(400)가 누름체(500)에 가하던 힘이 제거된다. 이에 따라 누름체(500)는 장치 내부로 후퇴하게 된다. 누름체가 장치 내부로 후퇴하면 사용자는 큰 힘을 들이지 않고 밸브 구동 장치를 밸브에 설치할 수 있게 된다. 따라서, 밸브 구동 장치의 설치가 용이하게 된다.

밸브 구동 장치를 밸브에 설치한 이후에는 도 3과 도 5에 도시된 바와 같이 상부 케이스(200)를 시계방향으로 돌려 밸브를 닫는다. 상부 케이스(200)를 시계방향으로 돌리면, 몸통부재(400)는 하강하게 된다. 몸통부재(400)가 하강하면 몸통부재(400)는 누름체(500)를 누르게 된다. 누름체(500)도 밸브의 샤프트(15)에 힘을 가하여 밸브가 닫힌다.

밸브 구동 장치가 밸브에 설치된 이후, 밸브 구동 장치는 실내 온도에 따라 자동으로 밸브를 개방하거나 폐쇄하게 된다.

도 6과 도 7은 본 고안의 바람직한 일 실시 예에 따른 밸브 구동 장치의 정상적인 동작 예를 도시하는 도면이다.

온수의 공급 등이 필요하여 밸브 구동 장치에 신호가 전달되면, 그림 6에 도시된 바와 같이, 가압 로드(430)의 돌출량이 증가하고 가압 로드(430)의 돌출량이 커지면 몸통부재(400)는 상승하게 된다.

몸통부재(400)가 상승함에 따라 몸통부재(400)가 누름체(500)에 가하던 힘이 제거되고 누름체(500)는 자유로운 상태가 된다. 따라서 누름체(500)가 밸브의 샤프트(15)에 가하던 힘도 제거되어 밸브는 열리게 된다.

반대로 가압 로드(430)의 돌출량이 원상회복되어 줄어들면, 그림 7에 도시된 바와 같이, 몸통부재(400)를 누르고 있는 탄성부재(300)의 탄성력에 의해 몸통부재(400)는 하강하게 된다. 몸통부재(400)가 하강하면 몸통부재(400)는 누름체(500)를 가압하게 된다. 누름체(500)도 밸브의 샤프트(15)에 힘을 가하여 밸브가 닫힌다.

상기한 바와 같은 밸브 구동 장치의 정상 작동 중 정전이나 고장으로 인하여 장치가 정상 동작하지 않게 되는 경우에 사용자는 손으로 상부 케이스(200)를 회전시켜 밸브 구동 장치를 동작시킴으로써 밸브를 개방할 수 있다.

비상 시 밸브 구동 장치의 수동 작동 구조는 다음과 같다.

도 4에 도시된 바와 같이 상부 케이스(200)를 시계반대방향으로 돌리면, 몸통부재(400)도 상부 케이스(200)와 함께 회전을 하면서 가이드부(600)에 의해 회전운동이 직선운동으로 바뀌므로 상승하게 된다.

몸통부재(400)가 상승하면 몸통부재(400)가 누름체(500)에 가하던 힘이 제거된다. 이에 따라 누름체(500)에 의해 가압되고 있던 밸브의 샤프트(15)도 자유롭게 되어 상승하므로 밸브가 개방된다.

이와 같이 사용자는 정전이나 고장으로 밸브 구동 장치가 정상 동작하지 않는 경우에도 수동으로 밸브 구동 장치를 동작시켜 밸브를 개방함으로써 온수 등을 공급할 수 있게 된다.

본 고안은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 고안의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10 : 유량 제어 밸브 15 : 샤프트
20 : 밸브 구동 장치 100 : 하부 케이스
200 : 상부 케이스 300 : 탄성부재
400 : 몸통부재 500 : 누름체
600 : 가이드부 700 : 지지체

Claims (3)

1. 개폐 부재가 수직으로 움직여 개폐작용을 하는 수직개폐 밸브에 설치되어 이 밸브의 개폐가 이루어지게 하는 밸브 구동 장치에 있어서,
   내부 중앙에 홀과 홀 주위의 가이드 격벽이 구비된 하부 케이스;
   상기 하부 케이스에 회전 가능하게 결합된 상부 케이스;
   상기 상부 케이스와 하부 케이스 내부에서 회전 가능하게 지지되어 상기 상부 케이스와 연동되어 회전되는 몸통부재;
   상기 가이드 격벽의 홀에 의해 승강이 안내되고, 몸통부재의 하강 시 가압되어 상기 밸브가 닫히도록 하는 누름체;
   상기 몸통부재를 상승시켜 상기 누름체의 가압상태를 해제함에 따라 상기 밸브가 열리도록 하는 액츄에이터;
   상기 상부 케이스 내에서, 상기 몸통부재에 탄성력을 가하여 상기 몸통부재가 하강된 상태를 유지하도록 하는 탄성부재; 및
   상기 상부 케이스의 정역회전에 따라 상기 몸통부재가 승강하도록 가이드하여 상기 밸브가 개폐되게 하는 가이드부;
   를 포함하며,
   상기의 가이드부는,
   상기 하부 케이스의 내주면에 돌출되게 형성된 가이드 돌기와 상기 몸통부재의 하단에서부터 둘레를 따라 상향 경사지게 절개되어, 상기 몸통부재가 회전함에 따라 상기 가이드 돌기에 맞닿는 지점이 변경됨으로써 몸통부재가 승강되게 하는 가이드 홈으로 이루어진 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 상부 케이스에는 상기 몸통부재의 승강 시 상기 몸통부재의 일부분을 출입시키는 표시용 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 밸브 구동 장치.

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