KR20060067182A

KR20060067182A - 저전력 자동 급수밸브

Info

Publication number: KR20060067182A
Application number: KR1020040105691A
Authority: KR
Inventors: 한규학
Original assignee: 한규학
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2006-06-19

Abstract

본 발명은 동력에 의해 개폐되는 자동 급수밸브에 관한 것으로, 작은 용량의 구동기구 및 저전압 전원을 이용하여 개폐동작이 가능하도록 하여 제작비를 절감하고 배터리를 전원으로 이용할 수 있으며 누전발생으로 인한 사고의 위험을 해소할 수 있는 저전력 자동 급수밸브를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 유입구(102) 및 배출구(103)가 형성된 밸브케이싱(101)과, 상기 밸브케이싱(101)의 내벽체에 그 외주부가 고정되며 중앙부가 승강되어 상기 배출구를 개폐시키는 밸브체(110)를 포함하며, 상기 밸브체(110)의 일면과 밸브케이싱(101)의 내벽면간에 내부챔버(104)가 형성된 급수밸브에 있어서, 상기 밸브체(110)를 탄성지지하여 배출구(103) 측으로 밀착시키는 스프링(120)과, 상기 내부챔버(104) 일측에 형성된 압력해제관로(105) 및 이 압력해제관로(105)를 배출구(103)에 직접 연결시키는 연결관(107)으로 이루어진 제1바이패스통로(105, 107)와, 상기 제1바이패스통로(105, 107) 상에 설치된 보조밸브체(130)와, 전원에 연결되어 상기 보조밸브체(130)를 개폐동작시키는 구동수단을 포함하여 상기 보조밸브체(130)가 작동되어 제1바이패스통로(105, 107)가 개방되면 유입구(102)를 통한 급수압에 의해 밸브체(110)가 내부챔버(104) 측으로 밀려 개방되도록 된 저전력 자동 급수밸브가 제공된다.

Description

저전력 자동 급수밸브 {Water supply valve using low power}

도 1은 종래의 자동 급수밸브를 도시한 단면도

도 2는 본 발명에 따른 저전력 자동 급수밸브의 일실시예를 도시한 단면도

도 3은 도 2에 도시된 본 발명 급수밸브의 사시도

도 4는 도 3에 도시된 본 발명 급수밸브의 분해 사시도

도 5는 본 발명에 따른 저전력 자동 급수밸브의 다른 실시예를 도시한 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

101 : 밸브케이싱 102 : 유입구

103 : 배출구 104 : 내부챔버

105 : 압력해제관로 106 : 제2바이패스통로

107 : 연결관 110 : 밸브체

111 : 차단부 112 : 가이드부재

113 : 가이드돌기 120 : 스프링

130 : 보조밸브체 140 : 솔레노이드

141 : 플런저

본 발명은 동력에 의해 개폐되는 급수밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밸브체가 그 전후단의 압력차에 따라 자동으로 개폐동작되어 압력차 조절을 위한 작은 동력만으로 작동이 가능한 저전력 자동 급수밸브에 관한 것이다.

소변기나 샤워기 등에 설치되는 급수밸브는 센서에 의한 감지신호에 따라 자동으로 개폐되는 밸브체를 구비하여, 사용자의 신체 또는 기타 물체가 접근되면 별도의 조작을 하지 않아도 감지신호가 입력되는 동안 또는 타이머 등에 의해 설정된 시간 동안 급수가 이루어지도록 구성된다. 도 1에는 이러한 자동식 급수밸브의 일례로 솔레노이드를 구동수단으로 한 급수밸브가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 급수밸브는 양측에 유입구(3) 및 배출구(4)가 형성된 밸브케이싱(1)과, 이 밸브케이싱(1)의 내벽체에 외주부는 고정되고 그 중앙부는 상하로 이동 가능하도록 설치된 고무 재질의 밸브체(5)와, 이 밸브체(5)의 중심부에 연결되어 축방향 이동 가능하게 설치된 플런저(16)와, 이 플런저(16)의 둘레부에 설치되어 전원이 공급되면 플런저(16)를 후퇴시키는 솔레노이드(11)와, 상기 플런저(16)의 후단부에 설치되어 플런저(16)에 탄성에 의한 전진력을 가하는 스프링(15)으로 구성된다. 이 급수밸브는 평상시, 즉 상기 솔레노이드(11)에 전원이 공급되지 않는 상태에서는 상기 스프링(15)에 의해 밸브체(5)가 하강되어 유입구(3)와 배출구(4) 사이를 차단하게 되고, 센서로부터 입력된 감지신호에 따라 상기 솔레노이드 (11)에 전원이 공급되면 밸브체(5)가 상승되어 유입구(3)와 배출구(4)가 연통되고, 이에 따라 급수된 물을 배출구(4)에 연결된 용수 사용부로 공급할 수 있게 된다.

그런데, 이러한 종래의 밸브는 차단동작 시 밸브체(5)의 지지가 스프링(15)에 의해서만 이루어지는 구조이기 때문에 탄성계수가 큰, 일반적으로는 크기가 큰 스프링(15)이 필요하게 된다. 이에 따라, 개방동작 시 상기 밸브체(5)를 후퇴시키기 위해서는 상대적으로 큰 힘이 필요하여 상기 솔레노이드(11)를 대용량의 것을 사용해야 하고, 그에 따른 요구 전압도 높을 수밖에 없다. 더욱이, 상기 밸브체(5)의 상면부와 밸브케이싱(1) 내벽면간에 형성되는 내부챔버(2)가 밀폐된 구조이기 때문에 밸브체(5)가 후퇴될 때 내부챔버(2)의 압력이 증가되면서 저항력으로 작용되어 상기 솔레노이드(11)의 용량 및 작동전압은 더욱 높아질 수밖에 없다. 따라서, 종래의 급수밸브는 밸브체(5)의 구동을 위해 대용량의 구동기구를 필요로 하기 때문에 제작비용이 많이 소요되고, 고전압을 요함에 따라 배터리 등의 저전압 전원은 사용이 불가능하여 콘센트와 같은 외부전원에 의지할 수밖에 없으며, 이로 인해 정전 시에는 작동이 불가능하게 되고, 누전 발생 시 치명적인 인명 손실을 유발할 우려가 상존하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 작은 용량의 구동기구 및 저전압 전원을 이용하여 개폐동작이 가능하도록 하여 제작비를 절감하고 배터리를 전원으로 이용할 수 있으며 누전발생으로 인한 사 고의 위험을 해소할 수 있는 저전력 자동 급수밸브를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 유입구(102) 및 배출구(103)가 형성된 밸브케이싱(101)과, 상기 밸브케이싱(101)의 내벽체에 그 외주부가 고정되며 중앙부가 승강되어 상기 배출구를 개폐시키는 밸브체(110)를 포함하며, 상기 밸브체(110)와 밸브케이싱(101)의 내벽면 간에 내부챔버(104)가 형성된 급수밸브에 있어서, 상기 밸브체(110)를 탄성지지하여 배출구(103) 측으로 밀착시키는 스프링(120)과, 상기 내부챔버(104) 일측에 형성된 압력해제관로(105) 및 이 압력해제관로(105)를 배출구(103)에 직접 연결시키는 연결관(107)으로 이루어진 제1바이패스통로(105, 107)와, 상기 제1바이패스통로(105, 107) 상에 설치된 보조밸브체(130)와, 전원에 연결되어 상기 보조밸브체(130)를 개폐동작시키는 구동수단을 포함하여 상기 보조밸브체(130)가 작동되어 제1바이패스통로(105, 107)가 개방되면 유입구(102)를 통한 급수압에 의해 밸브체(110)가 내부챔버(104) 측으로 밀려 개방되도록 된 저전력 자동 급수밸브가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 구동수단은 밸브케이싱(101)의 일측에 설치된 솔레노이드(140)와, 상기 보조밸브체(130)에 연결되며 상기 솔레노이드(140)에 의해 축방향 운동되는 플런저(141)를 포함하는 저전력 자동 급수밸브가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 밸브케이싱(101) 또는 밸브체(110)에는 상기 유입구(102)와 내부챔버(104)를 연통시켜 양측 간의 압력차를 해소시키는 제2바이패스통로(106)가 형성된 저전력 자동 급수밸브가 제공된다.

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 저전력 자동 급수밸브의 일실시예를 도시한 단면도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명 급수밸브를 각각 조립된 상태 및 분해된 상태로 도시한 사시도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 저전력 급수밸브는, 측방으로 개방된 유입구(102) 및 하방으로 개방된 배출구(103)를 구비한 밸브케이싱(101)과, 이 밸브케이싱(101)의 유입구(102)와 배출구(103) 사이에 설치된 고무 재질의 판형 밸브체(110)를 포함하며, 상기 밸브체(110)는 그 외주부가 밸브케이싱(101)에 고정되고 그 중앙부에 형성된 차단부(111)가 승강되면서 상기 배출구(103)를 개폐시키도록 구성되며, 이는 종래의 급수밸브와 동일하다.

본 발명에서 상기 밸브케이싱(101)의 밸브체(110) 상부에 형성된 내부챔버(104)는 유입구(102) 및 배출구(103)와 각각 연통된다. 즉, 상기 밸브케이싱(101)의 내부 일측에는 압력해제관로(105)가 형성되고, 이 압력해제관로(105)는 연결관 (107)을 통해 배출구(103)로 직접 연결되어 상기 압력해제관로(105) 및 연결관(107)이 제1바이패스통로(105, 107)를 이루고, 상기 밸브케이싱(101)의 내부 타측에는 상기 내부챔버(104)와 유입구(102)를 연통시키는 제2바이패스통로(106)가 형성된다.

상기 밸브케이싱(101)의 압력해제관로(105) 상에는 이 압력해제관로(105)의 개폐를 위한 보조밸브체(130)가 설치되고, 이 보조밸브체(130)의 작동을 위한 구동수단으로 솔레노이드(140) 및 이 솔레노이드(140)에 의해 전후진되는 플런저(141)가 설치된다.

상기 밸브체(110)의 중심부 상면에는 가이드부재(112)가 결합되고, 이 가이드부재(112)는 밸브케이싱(101)에 형성된 가이드돌기(113)에 이동 가능하게 삽입 결합되어 밸브체(110)의 차단부(111)가 승강될 수 있으며, 상기 밸브체(110)는 가이드부재(112)와 밸브케이싱(101) 내벽면 사이에 개재된 스프링(120)에 의해 하향 지지되어 외력이 가해지지 않는 상태에서는 상기 배출구(103)를 내부챔버(104) 및 유입구(102)와 차단시키게 된다.

도면부호 150은 상기 솔레노이드(140)에 연결되어 전원을 공급하는 배터리박스로써, 이 배터리박스(150)는 밸브케이싱(101) 외부에 별도로 설치되어 전선을 통해 상기 솔레노이드(140)와 연결되도록 할 수도 있고, 배터리박스(150)에는 연결잭을, 상기 밸브케이싱(101)에는 이 연결잭이 삽입되는 커넥터를 구비하여 밸브케이싱(101) 일측에 배터리박스(150)가 결합되는 구조로 구성할 수도 있다. 또한, 도시하지는 않았으나 상기 배터리박스(150)와 솔레노이드(140)를 연결하는 배선부에는 사람을 비롯한 사물의 접근을 감지하는 센서가 연결되어 이 센서에 의한 감지신호에 따라 솔레노이드(140)로의 전원공급이 인가되거나 차단되도록 구성할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 저전력 급수밸브의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

평소 상태, 즉 센서로부터 감지신호가 전달되지 않거나 스위치가 OFF 되어 상기 솔레노이드(140)에 전원이 공급되지 않는 상태에서는 상기 보조밸브체(130)가 압력해제관로(105)를 막은 위치에서 정지되어 제1바이패스통로(105, 107)가 차단되고, 상기 밸브체(110) 역시 스프링(120)의 탄성에 의해 하향 지지되어 배출구(103)를 막아 차단하게 되므로 밸브가 닫힌 상태가 된다. 이때, 상기 제2바이패스통로(106)를 통해 내부챔버(104)와 유입구(102)가 연통되므로 상기 밸브체(110)의 상하면에는 동일한 급수압력이 전달된다. 이에 따라, 스프링(120)에 의해 밸브체(110)에 가해지는 하향지지력이 크지 않아도 안정적인 밸브의 닫힘 상태가 유지될 수 있게 되므로, 탄성계수가 작은 스프링(120)의 사용이 가능하게 된다.

이 상태에서, 센서로부터의 감지신호가 전달되어 상기 솔레노이드(140)에 전원이 공급되면 상기 보조밸브체(130)가 후퇴되어 압력해제관로(105)가 개방되고, 내부챔버(104)의 물이 제1바이패스통로(105, 107)를 통해 배출구(103) 측으로 흘러갈 수 있게 된다. 이에 따라, 상기 내부챔버(104)의 급수압력이 밸브체(110)의 저면에 작용되는 급수압력 보다 작아지게 되고, 양측의 압력차가 상기 스프링(120)에 의한 하향 지지력 보다 커지면 밸브체(110)가 상승되어 상기 유입구(102)와 배출구(103)가 연통되므로 밸브의 개방이 이루어진다.

이와 같이, 본 발명의 저전력 자동 급수밸브는 상기 제1바이패스통로(105, 107)를 개폐시켜 상기 내부챔버(104)의 압력을 조절하면 이 내부챔버(104)의 압력에 따라 밸브체(110)가 승하강되도록 한 것이므로, 내부챔버(104)의 압력 증가에 대항하여 밸브체를 직접 이동시킬 수 있도록 대용량의 솔레노이드 및 고전압의 전원이 요구되었던 종래의 자동 밸브에 비하여, 상기 보조밸브체(130)를 전후진시킬 수 있는 작은 용량의 솔레노이드(140) 만으로 효과적인 밸브의 개폐동작이 가능하고, 이에 따라 사용 전원도 배터리와 같은 저전압의 것으로 충분하게 되는 장점이 있다. 또한, 전술한 바와 같이 상기 제2바이패스통로(106)의 형성에 의해 작은 탄성계수를 갖는 스프링(120) 만으로 밸브의 닫힘 상태가 이루어지므로, 밸브의 개방 시 밸브체(110) 이동을 위해 요구되는 힘은 더욱 작아지게 되고, 이에 따라 상기 보조밸브체(130)의 개방동작을 위해 요구되는 동력도 더욱 작아질 수 있게 된다.

한편, 전술한 실시예에서는 상기 보조밸브체(130)의 개폐동작을 위한 구동수단으로써 솔레노이드(140)를 예시하였으나, 상기 구동수단은 이것으로 한정되는 것이 아니고, 모터와 기어, 캠 등의 통상적인 구동기구를 이용하여 구성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로, 이는 제2바이패스통로(106)를 밸브케이싱(101) 대신에 밸브체(110)에 형성한 것이다. 이 경우 밸브체(110)에 작용되는 수압이 균일하게 되도록 밸브체(110)에 원주방향을 따라 균일 간격으로 복수의 제2바이패스통로(106)를 형성하는 것이 바람직하다. 이 실시예는 고무 등의 연질소재로 이루어진 밸브체(110)에 구멍을 형성하는 것이므로, 그 제작공정이 보다 간단하게 되는 장점이 있다. 본 실시예의 작동은 전술한 실시예와 동일하므로, 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 밸브하우징의 내부챔버와 배출구를 연통시키는 제1바이패스통로를 형성하고 이를 개폐시켜 밸브체 양측의 압력차에 의해 밸브체의 개폐동작이 이루어지도록 구성함으로써, 작은 동력의 구동수단 및 저전압의 전원을 사용할 수 있어 밸브의 제작비용이 절감되고, 배터리를 전원으로 사용하여 정전시에도 정상작동이 가능하며, 사용중에 누전으로 인한 사고의 위험을 해소할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 밸브하우징의 내부챔버와 유입구를 연통시키는 제2바이패스통로를 형성하여 제1바이패스통로의 차단 시 밸브체 양측의 압력차가 없도록 함으로써, 밸브의 차단을 위한 지지수단으로 작은 탄성계수를 갖는 스프링의 사용이 가능하고, 이에 따라 밸브의 개방동작을 위해 보다 작은 동력의 구동수단 및 저전압 전원의 사용이 가능하게 되는 효과가 있다.

Claims

유입구(102) 및 배출구(103)가 형성된 밸브케이싱(101)과, 상기 밸브케이싱(101)의 내벽체에 그 외주부가 고정되며 중앙부가 승강되어 상기 배출구를 개폐시키는 밸브체(110)를 포함하며, 상기 밸브체(110)의 일면과 밸브케이싱(101)의 내벽면간에 내부챔버(104)가 형성된 급수밸브에 있어서, 상기 밸브체(110)를 탄성지지하여 배출구(103) 측으로 밀착시키는 스프링(120)과, 상기 내부챔버(104) 일측에 형성된 압력해제관로(105) 및 이 압력해제관로(105)를 배출구(103)에 직접 연결시키는 연결관(107)으로 이루어진 제1바이패스통로(105, 107)와, 상기 제1바이패스통로(105, 107) 상에 설치된 보조밸브체(130)와, 전원에 연결되어 상기 보조밸브체(130)를 개폐동작시키는 구동수단을 포함하여 상기 보조밸브체(130)가 작동되어 제1바이패스통로(105, 107)가 개방되면 유입구(102)를 통한 급수압에 의해 밸브체(110)가 내부챔버(104) 측으로 밀려 개방되도록 된 저전력 자동 급수밸브.
제1항에 있어서,

상기 구동수단은 밸브케이싱(101)의 일측에 설치된 솔레노이드(140)와, 상기 보조밸브체(130)에 연결되며 상기 솔레노이드(140)에 의해 축방향 운동되는 플런저(141)를 포함하는 저전력 자동 급수밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 밸브케이싱(101) 또는 밸브체(110)에는 상기 유입구(102)와 내부챔버(104)를 연통시켜 양측 간의 압력차를 해소시키는 제2바이패스통로(106)가 형성된 저전력 자동 급수밸브.