KR20110138025A - 플런저 방수 타입 추출 밸브 - Google Patents

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KR20110138025A
KR20110138025A KR1020100058101A KR20100058101A KR20110138025A KR 20110138025 A KR20110138025 A KR 20110138025A KR 1020100058101 A KR1020100058101 A KR 1020100058101A KR 20100058101 A KR20100058101 A KR 20100058101A KR 20110138025 A KR20110138025 A KR 20110138025A
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이현철
김범
조우성
엄주혁
김동은
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웅진코웨이주식회사
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Abstract

본 발명은 구성이 간단하고, 적은 전력으로도 동작이 가능하며, 소형화가 가능한 추출 밸브를 달성하기 위하여, 위와 같은 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 솔레노이드가 배치되어 있으며, 솔레노이드 안쪽에 플런저가 배치되어 있는 상부 하우징; 유입로 및 유출로가 형성되어 있는 하부 하우징; 솔레노이드의 작동에 따라서 상하로 이동하는 플런저; 상기 플런저의 상부에서 상기 플런저에 탄성력을 가하는 탄성부재; 상기 플런저의 단부에 배치되며, 유입로를 개방 및 폐쇄하는 개폐부, 플런저의 이동에 따라서 변형되는 날개부 및 플런저 캡과 플런저 커버 사이에 고정되는 고정부를 포함하는 플런저 패킹; 상기 하부 하우징의 내부 공간 상부에 배치되는 플런저 캡; 및 상기 하부 하우징의 내부 공간에서 상기 플런저 캡의 아래에 배치되어 상기 플런저 패킹의 고정부를 상기 플런저 캡에 고정시키는 플런저 커버를 포함하는 플런저 방수 타입 추출 밸브를 제공한다.

Description

플런저 방수 타입 추출 밸브{EXTRACTION VALVE FOR WATERPROOFING PLUNGER}
본 발명은 저장 용기에서 유체를 추출하는 데 사용되는 추출 밸브에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 정수기의 물 탱크에 연결되어 있는 취수부의 방수 타입 추출 밸브에 대한 것이다.
최근 정화된 음용수를 효과적으로 얻기 위해, 가정을 비롯한 다양한 공간에서 정수기의 사용이 급격히 확산되고 있다. 정수기는 수돗물이나 지하수 등의 자연수(이하, 정수되기 전 상태의 물을 '원수'라 함)를 여과하기 위한 장치로서, 여러개의 필터를 통해 원수를 여과하여 원수에 포함된 이물질이나 유해물질을 제거함으로써 음용수를 제공한다.
이러한 정수기에는, 필터와 저수탱크가 일체의 캐비넷 안에 설치된 카운터탑(counter top)형과, 주로 가정용 주방의 싱크대 하부에 설치되는 언더싱크(under sink)형이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 정수기 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 정수기(10)는 기본적으로 필터부(20), 필터부(20)를 통과한 정수가 저장되는 저수탱크(40) 및 추출부(10)를 포함한다.
필터부(20)는 다수개의 필터를 구비하는데, 예를 들어 원수에 포함된 비교적 큰 입자를 침강 및 여과하는 세디멘트 필터(22), 세디멘트 필터(22)를 통과한 원수로부터 염소 성분을 제거하기 위한 선카본 필터(24), 선카본 필터(24)를 통과한 원수에 잔류하는 이온성 중금속을 제거하기 위한 멤브레인 필터(26), 그리고 멤브레인 필터(26)를 통과한 물에 포함된 염소 성분이나 냄새를 제거하기 위한 후카본 필터(28) 등이 설치된다.
정수기에 제공되는 원수는 필터부(20), 즉 세디멘트 필터(22), 선카본 필터(24), 멤브레인 필터(26), 및 후카본 필터(28)를 순차적으로 거치면서 인체에 유해한 성분과 냄새 등이 제거되어 음용수로 이용될 수 있도록 정화된다.
후카본 필터(28)을 통해 나온 정수는 저수탱크(40)에 저장되고, 저수탱크(40)에 저장된 물은 추출부(10)를 통해 외부로 추출된다.
추출부(60)에는 사용자가 필요에 따라 저수탱크(40)의 물을 음용할 수 있도록 추출코크(12)가 구비되어 있어, 사용자가 저수탱크(40)의 물을 음용하고자 할 때 추출코크(12)를 열어서 물을 추출할 수 있다.
도 2 에는 추출부(10)가 도시되어 있으다. 도 2 에는 냉정수측 유입로(103)는 유로 결정 밸브(101)를 통하여 냉정수 추출 밸브(100)에 연결되어 있으며, 냉정수 추출 밸브(100)는 추출코크(12)에 연결되어 있다. 온수측 유입로(104)는 온수측 추출 밸브(100)에 연결되어 있으며, 온수측 추출 밸브(100)도 추출 코크(12)에 연결되어 있다.
추출 밸브(100)의 구성은 도 3 에 도시되어 있다. 추출 밸브(100)는 금속제 프레임(110)과 상부 하우징(111) 및 하부 하우징(112)를 포함한다. 상부 하우징(110)에는 솔레노이드(SL)가 내측에 형성되어 있으며, 이 솔레노이드(SL)는 도시되지 않은 전원장치 및 조작 장치에 연결되어 전력이 인가됨에 따라서, 플런저(plunger, 140)를 상방으로 들어올린다.
하부 하우징(112)에는 유입로(170), 유출로(180)가 형성되어 있으며, 유출로(180)의 상부는 플런저(140)에 장착된 플런저 패킹(160)이 막고 있다. 플런저 패킹(160)은 개폐부(163), 날개부(162), 고정부(161)를 포함하며, 고정부(161)는 하부 하우징(112)과 플런저 캡(150)사이에서 플런저 패킹(160)의 이탈을 방지한다. 플런저 패킹(160)은 유입로(170)로부터의 물이 플런저(140)로 유입되는 것을 방지한다.
이와 같은 방식의 추출 밸브(100)는 유입로(170)로부터의 물이 플런저(140)로 유입되는 것을 방지하기 위하여 플런저 패킹(160)이 개폐부(163), 날개부(162), 고정부(161)를 포함하게 되며, 개폐부(163)과 고정부(161) 사이의 날개부(162)가 유입로(170)로부터의 수압을 받게되어, 플런저(140)가 들릴 가능성이 있다. 플런저(140)가 들리는 것을 방지하기 위하여 탄성부재인 스프링(130)은 큰 탄성력을 제공하여 플런저(140)를 하방으로 가압하게 한다. 이와 같이 탄성력이 큰 스프링(130)을 사용하는 경우, 추출 밸브(100)를 개방하기 위하여는 탄성력을 넘어서는 힘이 필요하게 되며, 따라서, 솔레노이드(SL)에 추가로 포스트(post, 120)를 설치하여, 솔레노이드(SL)로 유도되는 전자기력을 보조하는 구성이 제안되었다.
하지만, 이와 같은 구성은 부피를 많이 차지하는 포스트(120)라는 추가의 구성이 필요할 뿐만 탄성력이 큰 스프링(130)을 사용함으로 인하여, 플런저(140)가 상승되는 높이에 제약이 있어, 소비자가 만족할만한 유량을 제공하지 못한다는 한계가 있다.
본 발명은 구성이 간단하고, 적은 전력으로도 동작이 가능하며, 소형화가 가능한 추출 밸브를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 많은 유량을 제공할 수 있는 추출 밸브를 제공하는 것이다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 솔레노이드가 배치되어 있으며, 솔레노이드 안쪽에 플런저가 배치되어 있는 상부 하우징; 유입로 및 유출로가 형성되어 있는 하부 하우징; 솔레노이드의 작동에 따라서 상하로 이동하는 플런저; 상기 플런저의 상부에서 상기 플런저에 탄성력을 가하는 탄성부재; 상기 플런저의 단부에 배치되며, 유입로를 개방 및 폐쇄하는 개폐부, 플런저의 이동에 따라서 변형되는 날개부 및 플런저 캡과 플런저 커버 사이에 고정되는 고정부를 포함하는 플런저 패킹; 및 상기 하부 하우징의 내부 공간 상부에 상기 플런저 패킹의 고정부를 고정시키는 플런저 커버를 포함하는 플런저 방수 타입 추출 밸브를 제공한다.
또한,상기 하부 하우징의 내부 공간 상부에 배치되는 플런저 캡을 더 포함하며, 상기 플런저 패킹의 고정부는 상기 플런저 캡과 상기 플런저 커버 사이에서 고정된다.
또, 상기 플런저 패킹의 고정부는 상기 플런저 패킹의 개폐부보다 상부에서 상기 플런저 커버에서 고정되며, 상기 날개부는 상기 플런저 패킹의 개폐부의 측단부로부터 내측으로 이격된 위치에서 형성되어 있다.
나아가, 상기 플런저 커버와 상기 하부 하우징 사이에는 시일이 배치되어 있을 수 있다.
또한, 상기 플런저 캡은 상기 플런저가 움직이는 공간부가 형성되어 있으며, 상기 탄성 부재는 상기 공간부의 상부에 배치될 수 있다.
본 발명의 추출 밸브는 구성이 간단하고, 적은 전력으로도 동작이 가능하며, 소형화가 가능한 추출 밸브를 제공한다.
또, 본 발명의 추출 밸브는 사용자에게 만족감을 줄 수 있는 많은 유량을 제공한다.
도 1 은 종래의 정수기의 구조를 도시한 개략도이다.
도 2 는 정수기의 추출부를 도시한 사시도이다.
도 3 은 배경 기술의 추출 밸브의 단면도이다.
도 4 는 플런저가 닫힘 위치에 있을 때, 본 발명의 추출 밸브의 단면도이다.
도 5 는 플런저가 열림 위치에 있을 때, 본 발명의 추출 밸브의 단면도이다.
이하에서는 도면을 참고로 하여, 본 발명의 추출 밸브를 설명하도록 한다.
도 4 에는 플런저(140)가 닫힘 상태에 위치할 때, 본 발명의 방수 타입 추출 밸브(200)가 개시되어 있다. 추출 밸브(200)는 금속제 프레임(210)과 상부 하우징(211) 및 하부 하우징(212)를 포함한다. 상부 하우징(210)에는 솔레노이드(SL)가 내측에 형성되어 있다. 이 솔레노이드(SL)는 도시되지 않은 전원장치 및 조작 장치에 연결되어 전력이 인가됨에 따라서, 플런저(plunger, 240)를 상방으로 들어올린다. 상부 하우징(210)의 중앙부는 플런저 캡(250)이 삽입되어 플런저(240)가 상하 방향으로 이동할 수 있도록 공간이 형성되어 있다.
도 4 에 도시되어 있듯이, 상부 하우징(211)과 하부 하우징(212)는 금속제 프레임(210)을 사이에 두고 결합되어 있다. 하부 하우징(212)에는 유입로(270), 유출로(280)가 형성되어 있으며, 유출로(280)의 유출구(281)는 플런저(240)에 장착된 플런저 패킹(260)이 막고 있다.
플런저 패킹(260)은 개폐부(263), 날개부(262), 고정부(261)를 포함한다. 플러전 패킹(260)의 고정부(261)는 플런저 캡(250)과 플런저 커버(255)사이에서 고정되며, 날개부(262)에 연결되어 있다. 플런저 패킹(260)의 날개부(262)는 고정부(261)와 개폐부(263)사이를 연결하며, 플런저(240)의 이동에 따라서, 주름 지거나 펴질 수 있다. 플런저 패킹(260)의 날개부(262)는 플런저 패킹(260)의 개폐부(263)의 측단부에서 이격된 위치로부터 고정부(261)로 연장되어 있다.
플런저 패킹(260)의 개폐부(263)는 플런저(240)의 단부에 장착되어 있으며, 플런저(240)의 동작에 따라서, 유출로(280)의 유출구(281)를 밀봉하거나 개방한다.
플런저 캡(250)은 상부 하우징(211)과 하부 하우징(212) 사이의 프레임(210)에 접해 있으며, 상부 하우징(211) 중안의 공간으로 연장되어 있다. 플런저 캡(250) 내부에서 플런저(240)가 이동될 수 있다. 상부 하우징(211)에 배치된 플런저 캡(240)의 내측 중앙부에는 돌기부가 형성되어 있어서, 탄성 부재인 스프링(230)의 위치를 고정시키는 역할은 한다.
플런저 캡(250) 내부에 위치하는 스프링(230)은 플런저(240)를 유출로(280)쪽으로 밀어내는 탄성력을 제공한다.
플런저 캡(250)은 플런저 커버(255)와 협력하여, 플런저 패킹(260)의 고정부(261)를 고정시킨다. 플런저 커버(250)의 한 면은 플런저 캡(250)에 접하며, 다른 한 면은 하부 하우징(212)의 일부분(213)과 접한다. 플런저 커버(255)는 충분한 두께를 가져서 하부 하우징(212)과 프레임(210) 사이의 내부 공간 상측에 플런저 패킹(260)의 고정부(261)가 위치하게 한다.
하부 하우징(212)에는 홈(214)이 형성되어 있으며, 홈(214)에는 시일(265)가 배치되어 있어서, 하부 하우징(212)와 플런저 커버(255) 사이로 물이 유입되는 것을 방지한다.
또한, 플런저 캡(250)이 플런저(240)이 움직일 수 있는 공간부를 제공하고, 플런저 캡(250)과 플런저 커버(255)사이에 플런저 패킹(260)의 고정부(261)가 고정됨으로서, 플런저(240)는 물과 접촉하지 않는 방수 상태에 위치하게 된다.
도 5 에는 플런저(240)가 열림 위치에 있을 때, 본 발명의 추출 밸브(200)의 단면도이다.
도 5 에는 도시되지 않은 전원장치 및 조작 장치에 연결된 솔레노이드(SL)에 전력이 인가됨에 따라서, 플런저(240)가 상측으로 이동된, 즉, 플런저(240)가 열림 위치에 있을 때의 본 발명의 추출 밸브(200)가 도시되어 있다.
플런저(240)가 상측으로 이동되었기 때문에, 플런저 패킹(260)의 날개부(262)는 접혀 있으며, 스프링(230)은 압축되어 있다.
플런저 패킹(260)의 개폐부(263)가 유출로(280)를 밀봉하고 있지 않아서, 유입로(270)로부터의 물이 유출로(280)로 유입되며, 추출 밸브(200)에서는 물이 추출되게 된다.
본 발명의 추출 밸브(200)에서 플런저 패킹(260)의 고정부(261)는 하부 하우징(212)과 프레임(210) 사이의 내부 공간 상측에서 플런저 캡(250)과 플런저 커버(255) 사이에서 고정된다. 또한, 플런저 패킹(260)의 날개부(262)는 플런저 패킹(260)의 고정부(261)와 개폐부(263) 사이에 연장되어 있다. 따라서, 유입로(270)로부터 플런저 패킹(260)의 날개부(262)에 작용하는 수압은 플런저(240)를 상방으로 들어올리는 것이 아니라, 플런저(240)를 향하는 압력으로 작용한다. 또한, 이렇게 작용하는 압력 역시 대칭을 이루고 있어서, 서로 상쇄되어 플런저(240)에 유입로(260)로부터의 수압이 영향을 주지 않는다.
또한, 본 발명의 플런저 패킹(260)의 날개부(262)는 플런저 패킹(260)의 개폐부(263)의 측단부로부터 내측으로 이격된 위치부터에서 형성되어 있다. 이로 인하여, 플런저 패킹(260)의 상면에서 플런저 패킹(260)의 측단부로부터 날개부(262)가 형성된 위치까지의 면적에서는 유입로(270)로부터의 수압이 플런저 패킹(260)을 누르는 힘으로 작용하게 된다.
한편, 플런저 패킹(260)의 하면에서 플런저 패킹(260)의 측단부로부터 유출로(280)의 개구부(281)까지의 면적에서는 유입로(270)로부터의 수압이 플런저 패킹(260)을 들어올리는 힘으로 작용하는데, 플런저 패킹(260)의 상면에서 플런저 패킹(260)의 측단부로부터 날개부(262)가 형성된 위치까지의 면적에 작용하는 유입로(270)로부터의 압력은 이 힘을 상쇄하는 방식으로 작용하게 된다. 따라서, 유입로(270)로부터의 수압은 플런저(240)에 아무런 부담을 주지 않게 된다.
플런저(240)에 물의 유입을 방지하는 방수 타입의 추출 밸브(200)의 경우, 플런저(240)이 물이 닿지 않게 하기 위하여, 유입로(270)로부터의 물을 플런저(240)로 차단하기 위하여 플런저 패킹(260)의 날개부(262)가 플런저(240)의 방수 역할을 함께 수행한다.
본 발명은 종래의 플런저 패킹(260)의 날개부(262)에 가해지는 유입로(270)로부터의 수압이 플런저(240)를 들어올리는 힘으로 작용하던 것을 추출 밸브(200) 구성을 개량하여, 유입로(270)로부터의 수압이 플런저(240)에 작용하지 않게 하였다. 따라서, 배경 기술에서 유입로(170)로부터의 수압에 의해 플런저(140)를 들어올리는 힘을 극복하기 위하여, 필요한 구성, 즉 큰 탄성력을 제공하는 스프링(130) 및 무거운 플런저(140)와 이로 인하여 필요하게 된 솔레노이드(SL)의 자기력을 높이는 포스트(120)가 본 발명에서는 필요 없다. 또한, 그로 인하여, 상대적으로 작은 탄성력을 제공하는 스프링(230) 및 상대적으로 가벼운 플런저(240)를 사용하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 솔레노이드(SL)의 자기력을 높이기 위한 포스트(120)를 사용하지 않더라도 충분한 밀폐력을 제공하는 것이 가능하다.
또, 본 발명의 추출 밸브(200)의 경우, 포스트(120)가 필요 없으며, 탄성력이 큰 스프링을 사용하지 않아도 되고, 플런저 패킹의 고정부가 플런저가 이동되는 방향에 있어서 플런저의 이동에 따라서 플런저 패킹의 날개부가 신장될 필요가 없기 때문에, 동일한 크기의 추출 밸브에서 플런저가 더 큰 이동거리를 가질 수 있다.
특히, 플런저가 큰 이동거리를 가지는 경우에, 유입로로부터 유출로로의 수량이 증가하며, 이는 물을 추출할 때 많은 물이 나오게 되는 것이어서, 소비자의 감성을 충족시켜 줄 수 있다.
위에서는 일 실시예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 요지를 해치지 않는 범위에서 당업자라면 다양한 변경을 할 수 있음은 자명하다.
예를 들어, 본 발명에서 플런저 캡(250)은 방수 성능을 향상시키기 위하여, 플런저(240)가 이동할 수 있는 공간부를 형성하는 구성으로 설명하였으나, 플런저 캡(250)이 플런저(240)가 움직일 수 있는 공간부를 제공하지 않고, 상부 하우징(211)의 공간부에서 플런저 캡(250) 없이 플런저(240)가 움직일 수도 있다.
종래 기술의 추출 밸브(100)과 본 발명의 추출 밸브(200)의 성능을 대비한 결과는 다음의 표와 같다.
이동 거리(단위: mm) 유량(㎖/분)
종래 추출 밸브(100) 0.9 2260
본 발명의 추출 밸브(200) 2.0 2782
추출 밸브(100, 200)의 이동거리는 온 오프시 플런저 패킹(260)의 이동거리를 추출 밸브(100, 200)를 절단하여 측정하였으며, 유량은 동일한 정수 세트에서 추출 밸브(100, 200)만을 변화시키면서 측정하였다.
추출 밸브(100, 200)의 이동거리 및 유량은 추출 밸브(100, 200)에 DC 24를 인가하였을 때 얻어진 결과이다.
위 표에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 추출 밸브(200)의 구성을 채택함으로써, 플런저 패킹(260)의 이동거리가 2배 이상 증가하였을 뿐만 아니라, 그에 따라서, 유량이 대략 19%정도 상승한 것을 확인할 수 있다.
또한, 종래의 추출 밸브(100)와 같이, 포스트(120)라는 별도의 부품이 필요 없으며, 포스트(120)가 상대적으로 큰 무게를 차지한다는 점을 고려할 때, 추출 밸브(200)의 무게도 감소됨을 알 수 있다.
200: 추출 밸브 210: 프레임
211: 상부 하우징 212: 하부 하우징
230: 스프링 240: 플런저
250: 플런저 캡 255: 플런저 커버
260: 플런저 패킹 261: 고정부
262: 날개부 263: 개폐부
270: 유입로 280: 유출로
281: 유출구 SL: 솔레노이드

Claims (5)

  1. 솔레노이드가 배치되어 있으며, 솔레노이드 안쪽에 플런저가 배치되어 있는 상부 하우징;
    유입로 및 유출로가 형성되어 있는 하부 하우징;
    솔레노이드의 작동에 따라서 상하로 이동하는 플런저;
    상기 플런저의 상부에서 상기 플런저에 탄성력을 가하는 탄성부재;
    상기 플런저의 단부에 배치되며, 유입로를 개방 및 폐쇄하는 개폐부, 플런저의 이동에 따라서 변형되는 날개부 및 플런저 캡과 플런저 커버 사이에 고정되는 고정부를 포함하는 플런저 패킹; 및
    상기 하부 하우징의 내부 공간 상부에 상기 플런저 패킹의 고정부를 고정시키는 플런저 커버를 포함하는 플런저 방수 타입 추출 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 하우징의 내부 공간 상부에 배치되는 플런저 캡을 더 포함하며,
    상기 플런저 패킹의 고정부는 상기 플런저 캡과 상기 플런저 커버 사이에서 고정되는 것을 특징으로 하는 플런저 방수 타입 추출 밸브.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 플런저 패킹의 고정부는 상기 플런저 패킹의 개폐부보다 상부에서 상기 플런저 커버에서 고정되며, 상기 날개부는 상기 플런저 패킹의 개폐부의 측단부로부터 내측으로 이격된 위치에서 형성되어 있는 플런저 방수 타입 추출 밸브.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 플런저 커버와 상기 하부 하우징 사이에는 시일이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 플런저 방수 타입 추출 밸브.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 플런저 캡에는 상기 플런저가 움직이는 공간부가 형성되어 있으며, 상기 탄성 부재는 상기 공간부의 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 플런저 방수 타입 추출 밸브.
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KR102394188B1 (ko) * 2020-12-09 2022-05-03 임익수 영구자석으로 개폐되는 밸브

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