KR20120017224A - 솔레노이드밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기압력솥의 솔레노이드밸브에 관한 것으로, 전기압력솥의 취사가 끝난후 전기압력솥내부의 증기잔압이 남게 되는데, 이를 배출할 때 배출되는 증기압력에는 쌀, 보리, 현미등에 포함되어 있는 이물(겨,짚꺼기등)이 함께 배출 된다.
이러한 이물은 장시간 전기압력솥을 사용하다 보면, 전기압력솥의 증기를 배출하는 솔레노이드밸브 내부에 퇴적되어 밸브로서의 압력제어기능 마비와 또는 증기압력 배출구를 막아 증기압력을 배출시키지 못하여 전기압력솥내부에 과압이 형성되어 전기압력솥이 폭발하는 등의 위험한 상황에 이르게 된다.
또한 취사가 끝난후 전기압력밥솥 내부에는 0.3~0.5 Kgf/㎠ 의 증기 잔압이 남아 있는데, 이때 전기압력솥내부에 남아 있는 증기잔압 배출시 배출소음이 심하게 발생하여 사용자가 깜짝놀라게 되는 감성품질불량이 발생하게 된다.
본 발명에서는 이러한 위험요소와 배출시 소음을 줄이기 위하여, 밸브몸체의 내부구조를 증기압력의 이물이 퇴적 되지않도록 구성하여, 전기압력솥의 취사후 증기압력 배출시 밸브몸체에 이물이 퇴적되지 않도록 하고, 취사후 전기압력솥 내부의 잔압을 대기중으로 배출시 배출유량을 일정하게 유지하게 유지할수 있도록 구성하여, 배출소음을 줄여 배출하게 함으로서, 전기압력솥을 보다 안전하게 사용할수 있고, 품질이 향상된 솔레노이드밸브를 제공하기 위한 발명이다.

Description

솔레노이드밸브{SOLENOID VALVE}

본 발명은 전기압력솥용 솔레노이드밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기압력솥을 이용하여 취사를 한후, 전기압력솥 내부의 잔압(증기압력)은 솔레노이드밸브를 이용하여 배출하는데, 이때 증기압력에 포함되어 있는 이물을 솔레노이드밸브의 밸브몸체에 퇴적되지 않고, 대기중으로 증기압력과 함께 배출시키고, 또한 증기압력 배출시 배출되는 유량을 제어하여, 배출량이 많을 경우 배출량을 제어하여 일정한 증기압력만 배출 할 수 있도록 하여, 배출소음을 줄여 대기중으로 배출시키는 솔레노이드밸브에 관한것이다.

본 발명은 취사용 전기압력솥의 솔레노이드밸브에 관한 것으로, 종래의 기술에 대하여 살펴보기로 한다.

도 1은 종래의 전기압력솥용 솔레노이드밸브 단면도 이다.

종래의 솔레노이드밸브 구성은 전기압력솥뚜껑내피(21)에 밸브몸체(1)를 전기압력솥내부(20)와 연통하여 장착하고, 다이아프램시트(12-1)는 가동철심가이드(13)와 고정하여 밸브출구(31)와 수직으로 구성하고, 다이아프램(12) 상부에 도1과 같이 코일아세이(14), 가동철심(10), 리턴스프링(16)을 구성하여, 상시에는 닫혀있고, 전원을 인가하면 솔레노이드밸브가 열리는 상시 닫힘형 솔레노이드밸브로 구성 하였다.

상기와 같이 구성한 솔레노이드밸브는 전원을 공급을 하지않은 상태(닫힌상태)에서 취사를 시작한다. 일정시간이 흐른후 취사가 끝나면 솔레노이드밸브에 전원을 인가하여 전기압력솥내부(20)에 남아있는 증기압력을 배출하게 되는데, 이때 배출되는 증기압력에는 쌀, 보리, 잡곡 등에 이물(겨가루, 짚 찌꺼기등)이 포함되어 있다.

상기의 이물(22)은 증기압력와 함께 대기중 으로 배출되어야 하나, 종래의 솔레노이드밸브는,밸브몸체입구(2)를 통하고, 오리피스(7)를 통하여 다이아프렘시트(12-1)에 직각으로 부딪혀 배출하는 증기압력의 압력이 순간적으로 떨어진 상태에서 몸체내부(4)전체 공간으로 퍼져 흘러 들어 가게 된다. 또한 밸브몸체바닥하부(5)로 배출된 증기압력은 밸브몸체바닥하부(5)의 측벽에 부딪치면서 이물(22)은 바닥으로 떨어지게 된다.

또한 밸브몸체바닥상부(6)로 배출된 증기압력은 몸체출구(3)벽에 부딪치면서 압력이 다시한번 저하되어 증기압력에 포함된 이물은 대기중으로 배출되지 못하고, 밸브몸체바닥상부(6) 구석에 퇴적된다.

상기와 같이 퇴적이 수십차 반복될 경우 점차적으로 몸체내부(4) 전체에 이물이 퇴적이 된다. 이와 같이 몸체내부(4) 전체에 이물이 퇴적될 경우,

오리피스(7)를 다이아프램시트(12-1)가 밀폐를 하지못하여 밸브의 기능을 못하는 경우와, 오리피스(7)를 이물이 완전히 막아 증기압력을 대기중으로 배출하지 못하여 전기압력솥내부(20)에 과압이 발생하여 전기압력솥이 폭발하는 사고가 발생할수 있다.

또한 일반적으로 전기압력솥의 압력제어는 취사중 0.7 ~ 1.0Kgf/㎠로 제어를 하고, 뜸 공정을 거쳐 최종적으로 취사후 전기압력솥의 내부 증기압력은 0.3 ~ 0.5 kgf/㎠ 정도 남게 된다. 이때 취사후 전기압력솥 내부의 잔압을 대기중으로 배출한후 전기압력솥의 뚜껑을 열어 밥을 먹을수 있게 된다. 이와 같이 취사후 잔압을 대기중으로 배출을 하여야 하는데, 잔압이 0.3 ~ 0.5 kgf/㎠의 전기압력솥내부의 압력을 그대로 대기중으로 배출을 하게 되면 배출소음이 너무 커 사용자가 놀라는등의 감성품질불량이 발생하게 된다.

본 발명에서는 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 몸체내부의 체적을 최소화 하여 퇴적될수 있는 공간을 최소화 하고, 배출되는 증기압력의 유속을 빠르게 하여 , 이물이 대기중으로 배출될수 있도록 하며, 밸브몸체바닥하부와 밸브몸체바닥상부를 밸브몸체출구 까지 단차없이 경사진 평면으로 연결하여, 취사후 증기잔압 배출시 유로의 배출저항을 없애 배출되는 증기압력의 유속을 빠르게함은 물론, 배출시 증기압력이 몸체내부에서 걸림이 없이 밸브몸체출구를 통과하여 밸브출구로 이물과 함께 대기중으로 배출될수 있도록 한다. 이와같이 몸체내부의 구석진부분까지 증기압력의 유속이 빠르게 배출되게 하여, 배출증기에 포함된 이물이 몸체내부에 쌓이지 않도록 할뿐아니라, 몸체내부에 쌓여져있던 이물도 대기중으로 배출되도록 한다. 또한 취사후 증기잔압 배출시 유량제어볼을 사용하여, 배출되는 증기압력이 과다할때는 배출캡입구의 일정공간을 막아 배출량을 줄여주고, 배출되는 증기잔압이 일정압력 이하로 떨어지면 배출캡입구를 개방하여 전기압력솥내부의 증기압력 그대로 대기중으로 배출할수 있도록 제어하여 배출소음을 줄임으로서, 보다 안전하고 위생적이며, 품질이 향상된 전기압력솥용 솔레노이드밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에서는 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 몸체내부의 체적을 최소화 하여 퇴적될수 있는 공간을 최소화 하고, 배출되는 증기압력의 유속을 빠르게 하여 , 이물이 대기중으로 배출될수 있도록 하며, 밸브몸체바닥하부와 밸브몸체바닥상부를 밸브몸체출구 까지 단차없이 경사진 평면으로 연결하여, 취사후 증기잔압 배출시 유로의 배출저항을 없애 배출되는 증기압력의 유속을 빠르게함은 물론, 배출시 증기압력이 몸체내부에서 걸림이 없이 밸브몸체출구를 통과하여 밸브출구로 이물과 함께 대기중으로 배출될수 있고, 취사후 증기잔압 배출시 유량제어볼을 사용하여, 배출되는 증기압력이 과다할때는 배출캡입구의 일정공간을 막아 배출량을 줄여주고, 배출되는 증기잔압이 일정압력 이하로 떨어지면 배출캡입구를 개방하여 전기압력솥내부의 증기압력 그대로 대기중으로 배출할수 있도록 제어하여 배출소음을 줄일수 있다.

이상 설명한 바와같이 본 발명에 의하면, 전기압력솥에 본 원의 솔레노이드밸브를 사용하면, 취사후 증기잔압 배출시 솔레노이드밸브의 밸브몸체에 이물이 퇴적되어 솔레노이드밸브에서 발생하는 누설을 방지하여, 전기압력솥의 에프터서비스의 발생률을 줄일수 있고, 밸브몸체에 이물이 퇴적되어 밸브출구로 증기압력을 대기중으로 배출시키지 못할경우, 전기압력솥의 과압형성으로 인하여 폭발등 으로 이어질수 있는 위험요소를 제거할수 있고, 또한 취사후 증기압력의 배출소음을 줄여 보다 향상된 품질의 솔레노이드밸브를 제공할수 있다.

도1은 종래의 압력밥솥용 솔레노이드밸브 구조도.
도2는 종래의 압력밥솥용 솔레노이드밸브 증기압력 배출도.
도3,은 본 발명에 따른 전기압력솥용 솔레노이드밸브가 닫혀있는 상태의 구성도.
도4,는 본 발명에 따른 전기압력솥의 잔압이 0.2 Kgf/㎠ 이상인 경우, 솔레노이드
밸브가 열려 작동시 구성도 및 증기압력 배출도.
도5,는 본 발명에 따른 전기압력솥의 잔압이 0.2 Kgf/㎠ 미만인 경우, 솔레노이드
밸브가 열려 작동시 구성도 및 증기압력 배출도.
도6,은 본 발명에 따른 유량제어볼에 탄성체를 이용한 솔레노이드밸브의 구성도.
도7,은 본 발명에 따른 전기압력솥용 솔레노이드밸브의 1/2 절단 입체도.
도8,은 본 발명에 따른 밸브몸체를 1/4절단 입체도.
도9,는 본 발명에 따른 배출캡을 조립하지않은 상태의 입체도.
도10,은 본 발명에 따른 배출캡의 배면 입체도.

이하 본원 발명의 실시예를 통하여 본원 발명에 대하여 설명하고자 한다.

도3,은 본 발명에 따른 전기압력솥용 솔레노이드밸브가 닫혀있는 상태의 구성도 이고,

도4,는 본 발명에 따른 전기압력솥의 잔압이 0.2 Kgf/㎠ 이상인 경우, 솔레노이드

밸브가 열려 작동시 구성도 및 증기압력 배출도 이고,

도5,는 본 발명에 따른 전기압력솥의 잔압이 0.2 Kgf/㎠ 미만인 경우, 솔레노이드

밸브가 열려 작동시 구성도 및 증기압력 배출도 이다.

본 발명은 도3의 구성도와 같다.

본원의 전기압력솥용 솔레노이드밸브의 구성은 밸브몸체(1), 코일아세이(14), 가동철심(10), 고정철심(11), 다이아프램(12), 가동철심가이드(13), 가동철심커버(15), 배출캡(30) 및 유량제어볼(40) 등으로 구성된다. 이와같이 구성한 솔레노이드 밸브는 전원이 공급되지 않은 상태에서는 가동철심가이드(13)는 다이아프램(12)과 연결하여 다이아프램(12)의 탄성에 의하여 가동철심(10)을 밀어 오리피스(7)가 열려있는 상시열림형 솔레노이드밸브를 구성한다.

상기와 같이 구성된 솔레노이드밸브의 밸브입구(2)는 전기압력솥의 내부(20)와 통공되도록 하고, 밸브출구(3)는 전기압력솥의 증기압력이 대기중으로 배출할수 있도록 전기압력솥의 외부방향을 향하도록 하여 전기압력솥뚜껑내피(21)에 조립한다.

이와같이 조립한후 전기압력솥에 전기를 인가(도3의 상태)하면 취사가 시작되는데, 이때 열려있는 솔레노이드밸브에는 전기를 인가하여 가동철심(10)이 고정철심(11)쪽 으로 이동하여, 가동철심가이드(13)를 밀어 밸브몸체(1)의 오리피스(7)를 닫아 전기압력솥내부(20)의 압력이 밀폐되도록 하여 취사를 시작하게 된다. 이때 전기압력솥의 내부의 증기 압력은 취사중에는 일반적으로 0.7~1.0 kgf/㎠의 압력으로 취사를 하게 구성되어 있으며, 취사후 뜸 공정을 거쳐 최종적으로 전기압력솥 내부의 증기압력은 0.3 ~ 0.5 kgf/㎠의 잔압만 남게 된다.

이와같이 전기압력솥의 취사가 끝나면, 전기압력솥 내부에 증기압력이 0.3~0.5kgf/㎠ 이 남아 있는데, 이때, 솔레노이드밸브의 전원을 차단(도4, 도5의 상태)하여 솔레노이드밸브의 자력을 해제 함으로서, 전기압력솥 내부(20)의 증기압력이 다이아프램시트(12-1)을 밀고, 다이아프램시트(12-1)는 가동철심가이드(13)을 밀고, 가동철심가이드(13)는 가동철심(10)을 밀어 전기압력솥내부의 증기압력을 외부로 배출하도록 구성한다.

취사후 증기압력을 대기로 대출할 경우, 배출되는 증기압력에는 쌀, 보리, 잡곡에 섞여있는 이물(겨가루, 짚가루등)이 증기압력과 섞여 대기로 배출한다. 이때 증기압력에 섞여있는 이물이 몸체내부(4)에 퇴적되지 않도록 밸브몸체(1)와 밸출캡(30)을 구성하고, 배출유량을 제어하기 위하여 밸브몸체(1)에는 밸브몸체스토퍼(8)와 배출캡(30)에는 배출캡스토퍼(33)를 구성하고, 밸브몸체스토퍼(8)와 배출캡스토퍼(33) 사이에는 유량제어볼(40)을 구비하여 구성한다.(도7, 도9, 도10 참고)

도8,은 본 발명에 따른 밸브몸체를 1/4절단 입체도 이다.

도8과 같이, 밸브몸체(1)의 구성은 밸브출구(31)의 반대방향에 밸브몸체바닥하부(5) 를 구성하는데, 밸브몸체바닥하부(5)는 다이아프램(12)과의 체적을 최소화 하기 위하여 최대한 다이아프램(12)쪽으로 바닥면을 붙여 구성하고, 밸브몸체바닥상부(6)는 밸브몸체출구(3)의 일단면과 단차가 없도록 일체화 하고, 다이아프램(12)과의 일정한 체적을 유지할수 있도록 다이아프램(12)과 일정거리를 두어 구성한다. 이와같이 구성한후 밸브몸체바닥하부(5)와 밸브몸체바닥상부(6)는 중간에 단차가 없고, 경사진 평면이면서, 다이아프램(12)의 면을 기준으로 밸브몸체바닥하부(5)가 다이아프램(12)쪽으로 가깝고, 밸브몸체바닥상부(6)가 다이아프램(12)쪽에서 더 멀게 구성한후 밸브몸체바닥하부(5)와 밸브몸체바닥상부(6)를 연결하여 중간연결부(9)를 구성하고, 밸브몸체측벽(9-2)과 중간연결부(9)는 다시 측벽연결부(9-1)와 같이 단차가 없는 경사진 평면으로 연결하여 몸체내부(4)를 구성한다. 또한 밸브몸체출구(3)부는 유량제어볼(40)을 지지할수 있는 밸브몸체스토퍼(8)를 구성하고, 증기압력 배출시 배출저항을 최소화 하기 위하여 내경를 최대한으로 확보 하여 구성한다.

배출캡(30)의 구성은 밸브캡입구(32)가 밸브몸체출구(3)와 연통하도록 구성하고, 밸브캡입구(32)에는 유량제어볼(40)이 상부로 이동할시 일정구간에서만 이동할수 있도록 배출캡스토퍼(33)를 구비하여 구성하고, 또한 배출캡입구(32)는 증기압력 배출시 유로의 저항을 없애기 위하여 밸출출구(31) 보다 단면적을 넓게 구성하여 테이퍼 형상으로 구성한다. 또한 배출캡(30)은 양산성을 좋게 하기 위하여 금형을 이용하여 제작하는데, 이를 위하여 밸브몸체(1)와 일체화가 아닌 별도의 부품으로 구성하여 체결나사(50)를 이용하여 밸브몸체(1)와 조립하여 일체화 할수 있도록 구성한다.

상기와 같이 구성한 솔레노이드밸브를 전기압력솥에 장착하여, 취사를 한후, 전기압력솥의 증기압력을 배출할경우, 증기압력의 배출은, 도4, 도5 와 같이, 오리피스(7)를 통하여 배출된 증기압력은 다이아프램시트(12-1)에 부딪혀 밸브몸체바닥하부(5)와 밸브몸체바닥상부(6) 및 각 각의 구석진 부분까지 증기압력이 배출되고, 증기압력은 다시 밸브몸체출구(3)쪽으로 배출되어 유량제어볼(40)을 거쳐 밸브출구(31)를 통하여 대기중으로 배출되게 된다. 이때 밸브몸체바닥하부(5)는 다이아프램(12)과의 사이 체적을 최소화 하여 배출되는 증기압력의 유속이 빠르게 배출되어 밸브몸체바닥하부(5)의 구석진 부분에 퇴적된 이물을 휩쓸어 나올수 있도록 구성한다. 밸브몸체바닥상부(6)는 밸브몸체바닥하부(5) 보다 체적을 크게하고, 밸브몸체출구(3)와 단차가 생기지 않도록 연결하고, 밸브몸체바닥하부(5)와 중간연결부(9)에 단차가 없는 경사진 평면으로 연결하여, 증기압력 배출시, 증기압력 및 이물이 유로의 저항이 없이 밸브몸체출구(3)쪽으로 배출된후, 밸브출구(31)를 통하여 대기중으로 배출될수 있도록 구성한다.

또한 상기와 같이 구성하여 전기압력솥의 취사후 증기압력 잔압을 배출시킬 경우, 유량제어볼(40)을 이용하여 증기압력의 유량을 제어하여 배출소음을 줄일수 있도록 구성한다.

배출소음은 유량과 비례한다. 배출유량이 많으면 배출소음이 커지고, 배출유량이 작으면 배출소음 또한 줄어들게 된다. 이와같은 원리를 이용하여 일정유량 이상일 경우 유량제어볼(40)을 이용하여 유량을 통제 해 줌으로서 배출소음을 줄일수 있다.

다음은 유량제어볼(40)의 유량제어 방법을 예를 들어 설명하기로 한다.

유량제어볼(40)의 밸브출구(31)의 단면적과 전기압력솥의 취사후 잔압을 계산하여 0.2kgf/㎠ 에서 동작을 하여 밸브출구(31)쪽으로 자중 또는 탄성체(41)에 의하여 이동하도록 구성한다.

이와같이 구성한 솔레노이드밸브를 전기압력솥에 장착하여 취사한후 잔압이 0.4kgf/㎠ 남은 상태에서 증기압력을 대기중으로 배출할경우, 도4와 같이 증기압력은 밸브몸체(1)를 통과하여 유량제어볼(40)을 통과하고, 밸브출구(31)를 통하여 대기중으로 배출하게 된다. 이때 유량제어볼(40)은 0.2 kgf/㎠에서 밸브출구(31)쪽으로 들리면서 이동하도록 설계를 하였기 때문에 배출되는 증기압력에 의하여 밸브출구(31)쪽으로 이동하여 밸브캡스토퍼(33)에 닫아 들려있는 상태가 된다. 이와같이 증기압력에 의하여 들려있는 상태에는 밸브출구(31)의 일정 단면적을 막고, 증기압력 배출은 배출캡스토퍼(33)와 배출캡외벽(34)사이에 개구를 하여 일정한 증기압력이 빠져나갈수 있도록 구성한다. 이와같이 증기압력은 0.4kgf/㎠에서 0.2kgf/㎠ 까지 일정유량으로 대기중으로 배출하게 된다. 증기압력이 대기중으로 배출되어 0.2kgf/㎠ 이하로 떨어질경우, 도5와 같이 유량제어볼(40)은 다시 자중 또는 탄성체(41)에 의하여 밸브출구(31)의 반대방향으로 이동하여 원래의 유로를 확보하며 증기압력을 대기중으로 배출할수 있도록 구성한다.

상기의 예는 증기압력의 제어범위를 0.2kgf/㎠로 하였으나, 이는 개발자의 의도에 따라 범위를 정하여 구성할수 있다.

1:밸브몸체 2:밸브몸체입구 3:밸브몸체출구 3-1:몸체출구벽 4:몸체내부 5:밸브몸체바닥하부 6:밸브몸체바닥상부 7:오리피스 8:배출몸체스토퍼 9:중간연결부 9-1:측벽연결부 9-2:밸브몸체측벽 10:가동철심 11:고정철심 12:다이아프램 12-1:다이아프램시트 13:가동철심가이드 14:코일아세이 15:가동철심커버 16:리턴스프링 20:전기압력솥내부 21:전기압력솥뚜껑내피 22:증기압력에 섞여있는 이물 23:증기압력배출흐름도 30:배출캡 31:밸브출구 32: 배출캡입구 33:배출캡스토퍼 34:배출캡외벽 40:유량제어볼 41:탄성체 50:체결나사 51:오링

Claims (2)

1. 밸브몸체(1)를 덮고있는 다이아프램(12)과 코일아세이(14), 가동철심(10), 가동철심가이드(13)에 의하여 오리피스(7)를 개폐하는 다이아프램시트(12-1)로 구성된 솔레노이드밸브에 있어서,
   밸브몸체(1)의 구성은, 밸브몸체바닥하부(5)는 다이아프램(12)의 면을 기준으로 밸브몸체바닥상부(6)보다 가깝게 구성하고, 밸브몸체바닥상부(6)는 다이아프램(12)면을 기준으로 밸브몸체바닥하부(5)보다 멀리 구성하고, 밸브몸체바닥하부(5)와 밸브몸체상부(6)를 연결하는 중간연결부(9)는 중간 단차없이 경사진 평면으로 연결하고, 밸브몸체측벽(9-2)과 중간연결부(9)를 다시 단차가 없고, 경사진 평면으로 연결하여 구성한 측벽연결부(9-1), 중간연결부(9)와 측벽연결부(9-1)는 다시 밸브몸체출구(3)와 단차가 없이 연결하여 구성하고, 배출캡(30)은 밸브몸체출구(3)와 연통하도록 별도의 부품으로 구성하고, 밸브캡입구(32)가 밸브출구(31)보다 단면적을 넓게 구성 한것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브.
2. 밸브몸체(1)와 배출캡(30)을 별도로 구비한 솔레노이드밸브에 있어서, 밸브몸체출구(3)에 유량제어볼(40)을 지지하는 밸브몸체스토퍼(8)와 밸브캡입구(32)에 유량제어볼(40)의 이동을 일정구간으로 제한할수있는 밸브캡스토퍼(33)를 구성하고, 밸브몸체스토퍼(8)와 밸브캡스토퍼(33) 사이에 유량제어볼(40) 또는 유량제어볼(40)에 탄성체(41)를 이용하여 구성한것을 특징으로 하는 솔레노이드밸브.

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