KR200495382Y1 - 보일러의 난방분배기 밸브 - Google Patents

보일러의 난방분배기 밸브 Download PDF

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Abstract

본 고안에 따른 난방분배기 밸브 구동장치는, 밸브몸체; 밸브몸체 하부와 고정 결합된 밸브덮개; 밸브의 구동부 회전체를 지지하는 케이스; 구동부 케이스에 장착된 스테핑모터; 스테핑모터의 모터축에 결합되어 모터의 구동에 따라 회전되는 기어열; 기어열 중간부에 동력전달을 상쇄시키는 프릭션기어; 프릭션기어와 연계되어 수동으로 밸브의 고무볼의 개폐를 조작할 수 있는 수동조작레바; 상기 기어열의 끝단부 출력치차에 장착되어 구동부 회전체의 좌우회전에 따라 좌우로 회전하는 편심크랭크축; 편심크랭크축 상단에 장착되어 좌우로 원호회전하는 고무볼; 고무볼의 편심회전(원주상 회전)을 보강하는 편심크랭크축 지지대; 등으로 구성되어 난방수의 흐름을 용이하게 개폐하는 구동창치에 관한 것이다.

Description

보일러의 난방분배기 밸브{Heating distributor valve for boiler}
본 고안은 보일러의 각방제어 난방분배기 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 방들에서 개별 난방수요를 제어하기 위한 난방분배기의 밸브 구동장치에 관한 것이다.
본 고안은 난방수를 여러방향으로 분배시켜 공급하는 난방분배기의 전동개폐장치에 관한 것으로, 선행기술문헌(공개특허 10-2011-0127911호,등록실용신안제20-0156573호)과 같이 DC모터와 동기모터를 이용한 난방분배기 밸브 장치가 안출된 바 있으나, DC모터를 사용한 종래의 기술은 워엄기어(회전속도 감속)사용에 의한 동력전달축의 동력전달방향 변경(워엄기어 회전축과 스퍼어기어 회전축간)과 아울러 수동개폐기능을 위한 동력 차단과 연결등 불합리성이 있었다. 동기모터를 사용한 종래기술은 모터의 크기로 인한 제품의 소형화가 어려운 단점이 있었고, 또한 DC모터나 동기모터 사용시 정방향 역방향으로의 밸브 개폐가 이루어지면, 그 회전 위치를 감지하는 센샤나 마이크로스위치 같은 장치가 반드시 필요로 하였다. 본 고안은 이와 같은 단점을 감안하여 소형 스테핑모터와 동력연결장치(기어열), 편심크랭크축, 밸브개폐용 고무볼 등을 사용하여 밸브를 아주 용이하게 개폐할 수 있도록 하였다.
본 고안은 상기 종래의 실정을 감안하여 안출한 것이며, 제품의 간략화 소형화를 통하여 제품의 신뢰성을 향상시킴과 아울러 제조단가를 낮추어 저렴한 가격으로 제공함에 그 목적이 있다.
본고안은 상기의 목적을 달성하기 위해 스테핑모터(좌우회전)와, 동력전달 기어열(기어트래인), 편심크랭크축, 편심크랭크축에 장착된 고무볼에 의해 밸브개폐 동작이 간략하게 이루어지도록 함과 동시에 종래방식(DC모터/동기모터 구동방식)의 수동개폐조작에는 동력을 연결 또는 끊어주는 클러치기능의 장치가 필요하였으나, 본고안은 스테핑모터(좌우회전)의 동력전달 기어열 중간부에 프릭션기어 구조를 설치하여 외부에 돌출된 레바의 조작만으로 정전시나 제품고장시에 수동개폐조작을 용이하게 할 수 있도록 하였다.
이와 같이 본고안은 스테핑모터를 사용하므로서 개폐정지위치 감지의 어떠한 센샤나 스위치가 필요 없도록 하였으며, 제품의 제조원가를 낮춤과 동시에 기능을 단순화하여 제품의 신뢰성을 향상시켰다. 아울러 밸브바디 내부의 개폐방식을 편심크랭크축에 설치된 고무볼의 원호회전을 이용하여 밸브의 열림과 닫힘 구조를 아주 단순하게 이루어지게끔 하였고, 편심크랭크축의 상부와 하부측에 편심크랭크축 기울어짐 안내가이드를 설치하여, 고무볼의 원호회전을 아주 용이하게 함과 동시에 밸브 차단시 편심크랭크축의 흔들림과 유격에 의해 발생하는 워터함머(Water hammer)와 밸브의 차단성(밀폐력)을 강화시켰다. 또한 스테핑모터의 동력전달 기어열 중간부에 프릭션(Friction)기어를 설치하여 정전시나 특별한 경우를 대비하여 종래방식의 동력의 연결/끊음을 클러치 구조가 아닌 외부로 노출된 수동레바를 돌려 밸브를 수동으로 개폐할 수 있도록 하였다.
제1도는 본고안의 분해사시도.
제2도는 본고안의 뷰방향을 달리한 분해사시도.
제3도는 본고안의 단면도.
제4도,제5도 는 본고안의 밸브부 개폐도.
제6도,제7도는 본고안의 수동개폐 설명도.
제8도, 제9도는 본고안의 구동부 사시도.(외부 밸브바디, 케이스 제거)
제10도는 본고안의 프릭션 기어부 조립단면도.
제11도는 본고안의 프리션 기어부 분해사시도.
제12도는 본고안의 밸브바디 단면도.
제13도는 본고안의 이해를 돕기 위한 난방배관 구성도.
제14도는 종래 제품의 밸브 구조도.
제15도는 종래 제품의 금속볼밸브식 밸브부 구조도.
제16도는 종래 제품의 고무패킹밀착식 밸브부 구조도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도1 내지 도4, 도5에 도시된 바와 같이 본 고안의 난방분배기 개폐장치는 2WAY 밸브바디(1)의 하부에 밸브지지판(2)이 장착되어 밀폐되며 밸브지지판(2)에 의해 밀폐된 2WAY 밸브바디(1)의 내부공간에는 고무볼(4)이 원주상으로 회전할 수 있도록 내부공간이 마련되며 고무볼 회전부 양측에는 입수구와 토출구의 구멍이 구비되어 난방수를 개폐할 수 있도록 되어 있다. 또한 밸브바디 양측 니플(NIPPLE)부에는 보일러 배관이 연결될수 있도록 암나사(PT)와 수나사(PF) 형태의 나사로 이루어져 있으며, 2WAY 밸브바디(1)와 밸브지지판(2)간에는 난방수 누수를 방지하기 위한 고무실링(5)이 조립된다. 밸브바디와 맞닫는 밸브플레이트의 중앙부에는 편심크랭크축(3)이 장착되어 회전 될수 있도록 부시형태로 이루어져 있으며 재질은 성형수지(PPS)이다. 밸브플레이트에 장착되어 회전하는 편심크랭크축(3)은 3개의 오링(6)에 의해 밸브플레이트와의 실링이 이루어지며, 편심크랭크축(3)의 상단 편심축부에는 고무볼(4)이 장착되어 원주상으로 회전운동을 할 수 있도록 되어진다. 편심크랭크축(3)의 상단 편심축부에 장착된 고무볼(4)은 밸브바디의 상측 내부에 구비된 안내가이드(도12)에 의해 지지가 되어 편심크랭크축(3)이 회전할 때 편심기울어짐을 방지함과 아울러 고무볼의 이탈을 막아준다. 따라서 이 고무볼의 이탈을 막기 위해서 주로 사용되는 E형 스토파링이 필요없게 되어진다. 편심크랭크축 하단부에는 와셔(8)가 장착되어 편심크랭크축 회전마찰을 용이하게 하며 와셔하부에는 E형 스토퍼링(9)이 조립되어 밸브지지대에서의 편심크랭크축의 이탈을 방지한다. 편심크랭크축(3)을 구동하기 위한 밸브구동부(도8,도9)는 밸브지지대(2) 하측에 장착되며 구동부케이스(10)와 구동부케이스 내부에서 작동하는 기어열(도8)로 구성된다. 기어열의 구동은 스테핑모터(31)에 의해 구동이 이루어지며 스테핑모터(31)는 구동부케이스(10) 하부측에 장착되며 모터커버(31)에 의해 외부로부터 보호 되어진다. 구동부 기어열의 1번기어(11)는 스테핑모터의 출력축부에 조립되어 회전되어지며, 2번기어(12)의 기어부와 맞물려진다. 2번기어(12)의 피니온부는 3번기어(프릭션기어 : 13,14,15,16)와 맞물려지며, 4번기어(18)는 편심크랭크축기어(20)와 맞물려 회전하므로서 고무볼(4)의 개폐작동이 이루어진다. 기어열의 회전은 스테핑모터(30)의 구동에 따라 정방향 또는 역방향으로 구동되며 스테핑모터(30)는 스테핑모터의 컨트롤라의 펄스신호에 의해 원하는 회전수 만큼 정방향 또는 역방향으로 회전을 하여 밸브를 개폐시킨다. 종래의 DC모터나 동기모터를 이용한 밸브개폐방식에 있어서는 반드시 정방향회전 및 역방향회전이 이루어지면 그 회전 위치를 감지하는 센샤나 마이크로스위치가 필요로 하였다. 그 반면 스테핑모터 구동방식에있어서는 그 위치 감지 센서나 스위치 같은 회전위치 감지기능이 필요가 없어지며, 단지 펄스신호를 이용하여 원하는 방향(열림방향)으로 최대의 회전량으로 회전시켜 강제구속으로 회전원점을 잡아 밸브를 정지시킨다(즉 개폐방향으로 도달시간의 여유를 충분히 주어 강제적으로 구속원점을 잡는다. 구속원점은 수동조작레바의 회전범위에 의해 일정위치에서 회전이 정지하게 되어진다) 다시 밸브를 차단할 때는 그 원점위치에서 반대방향으로 원하는 회전량만큼 펄스신호를 주면 펄스신호수 만큼 회전이 이루어져 정확한 차단위치로 밸브를 정지시킬 수 있게 되어진다. 또한 기어열의 중간부에 3번 기어(프릭션 기어)가 설치되어 있으므로 인해서 수동으로 밸브를 개폐할 시에는 4번 기어 상단 피니온기어부에 설치된 수동조작 레바를 돌리는 것만으로 아주 용이하게 밸브 개폐조작을 할 수가 있다. 즉 프릭션기어의 기어부와 피니온부가 모터로부터 동력을 전달할 때는 일체로 회전되며, 수동조작레바에 의해 역방향으로 회전시킬 때는 프릭션기어에 의해 슬립이 일어나서 밸브부의 개폐만 이루어진다. 프릭션기어(13~17)의 구조는 도10, 도11에서와 같이 프릭션(13)기어,마찰판1, 프릭션피니온, 마찰판2, 부쉬(17), 고정스크류(18)로 이루어지며 그 마찰력은 스크류체결력으로 조정이 가능한 구조이며 프릭션기어의 마찰력은 고무볼 작동회전력보다는 커야 하나 수동조작레바로서 쉽게 돌릴 수 있는 토오크 력이다. 이와 더불어 편심크랭크축 하단부에는 편심크랭크축 회전가이드(도3)가 구동부케이스 내부에 설치됨과 아울러 2WAY 밸브바디 상측 내부에 마련된 회전가이드 원주홈(도12)에 의해 편심크랭크축의 편심 기울어짐을 방지한다.
1 : 2WAY Valve body(밸브바디)
2 : Valve support plate(밸브 지지판)
3 : Eccentric shaft(편심 크랭크축)
4 : Rubber ball(고무볼)
5 : Sealing, 6 : O-ring, 7 : Screw
8 : Washer, 9 : E-stopper ring
10 : Case(구동부 케이스)
11 : 1번기어, 12 : 2번기어, 13 : 프릭션 기어
14 : 프릭션 피니온, 14, 16 : 마찰판, 18 : 4번기어
17 : Bush, 19 : Lever(수동조작레바), 20 : Valve gear
21 : Eccentric shaft guide(편심크랭크축 회전가이드)
22 : Gear pin,
30 : Stepping motor
31 : Motor cover

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 보일러에서 보내지는 난방수를 각 난방배관으로 분배하기 위한 각방제어 난방분배기로서 2WAY 밸브바디의 내부공간에서 원호회전하는 고무볼; 고무볼을 원주상으로 원호회전을 시키는 편심크랭크축; 편심크랭크축을 구동시키는 기어열; 기어열을 구동시키는 스테핑모터; 기어열의 중간부에 설치된 프릭션기어: 프릭션기어와 연계되어 설치된 수동조작레바로 구성된 난방분배기 밸브에 있어서,
    스테핑모터 사용과 아울러 기어열의 중간부에 연결된 프릭션기어에 의해 수동으로 밸브를 개폐시킬 수 있도록 구성한 난방분배기 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서,
    편심크랭크축에 설치된 고무볼의 원호회전 정지위치를 위치감지 센샤나 스위치장치가 필요없이 수동조작레바의 스토퍼 역할에 의해 회전정지을 제어하는 것을 특징으로 하는 난방분배기 밸브.
  4. 제 2 항에 있어서,
    편심크랭크축 상부측에 편심 기울어짐 방지 회전가이드 원주홈과 편심크랭크축 하부측에 회전가이드가 구비된 것을 특징으로 하는 난방분배기 밸브.
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