KR20240003288A - 밸브 구동기 - Google Patents

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KR20240003288A
KR20240003288A KR1020220080570A KR20220080570A KR20240003288A KR 20240003288 A KR20240003288 A KR 20240003288A KR 1020220080570 A KR1020220080570 A KR 1020220080570A KR 20220080570 A KR20220080570 A KR 20220080570A KR 20240003288 A KR20240003288 A KR 20240003288A
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Abstract

개시된 내용은 구동모터의 회전운동이 기어전동유닛을 통해 전달되어 밸브스템의 상하운동으로 변환됨에 있어서 밸브스템을 상하이동시키기 위한 밸브구동력이 밸브스템의 양측에 균등하게 전달됨에 따라 작동안정성과 내구성이 향상될 수 있도록 한 밸브 구동기에 관한 것이다.
개시된 내용은 하단에 스템가이드가 구비되는 하우징과, 상기 하우징의 일측에 설치되고 출력축이 상기 하우징의 일측 상부를 관통하여 수평연장되는 구동모터와, 상기 하우징의 타측에 설치되고 노브축이 상기 하우징의 타측 상부를 관통하여 수평연장되는 노브와, 상기 하우징의 스템가이드를 관통하여 상하이동 가능하게 설치되고 상부에 제 1 및 제 2 전동축이 동일직선을 따라 양측으로 수평연장되는 밸브스템과, 상기 하우징 내에 구비되며 상기 구동모터의 출력축과 상기 노브의 노브축을 전동연결하고 상기 구동모터의 출력축의 회전운동을 상기 밸브스템의 제 1 전동축에 상하운동으로 전환시켜 전달함과 동시에 상기 노브의 노브축의 회전운동을 상기 밸브스템의 제 2 전동축에 상하운동으로 전환시켜 전달하는 전동기어유닛을 포함하는 밸브 구동기를 일 실시예로 제시한다.

Description

밸브 구동기{VALVE OPERATING APPARATUS}
개시된 내용은 구동모터의 회전운동이 기어전동유닛을 통해 전달되어 밸브스템의 상하운동으로 변환되도록 하는 밸브 구동기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구동모터에서 발생된 구동력이 기어전동유닛을 통해 밸브스템으로 전달됨에 따라 밸브스템이 상하이동되면서 밸브가 자동으로 개폐될 수 있도록 한 밸브 구동기에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시하지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
예를 들어 자동차, 항공기 등와 같은 각종 장치나 수문, 발전소, 화학플랜트 등과 같은 각종 설비 등에는 예를 들어 물, 공기 등과 같은 유체의 흐름을 차단 또는 조절하기 위하여 여러 종류의 밸브들이 설치되는데, 이러한 밸브들은 각종 장치나 설치 등의 운전과 안전에 중요한 역할을 한다.
한편, 밸브를 구동시키는 동력원으로서 전동모터, 유압모터, 공압모터를 사용하는 밸브를 모터구동밸브(MOV: Motor-Operated Vavle)라고 한다. 이러한 모터구동밸브에서는 모터에서 발생된 힘이 기어전동유닛을 통해 밸브스템으로 전달하는 밸브 구동기에 의해 밸브의 열림 또는 닫힘 동작이 수행된다.
이러한 밸브 구동기의 일 예로, 대한민국 특허공개 제10-2018-0031977호(2018.03.29. 공개)에는 밸브의 상부에 결합되는 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치되는 모터와, 상기 모터에 의해 제 1 회전축을 중심으로 회전하는 구동기어와, 상부에 회로기판이 장착되는 베이스패널과, 상기 베이스패널을 관통하도록 결합되어 회전하고 상기 제 1 회전축과 직각을 이루는 제 2 회전축과, 상기 베이스패널의 하부에서 상기 구동기어와 맞물려 상기 제 2 회전축을 중심으로 회전하고 하부에 상부캠이 형성되는 피동기어와, 상부에 상기 상부캠과 마주하여 접촉하는 하부캠이 형성되어 상하로 이동하면서 상기 밸브를 개폐시키는 승강부를 포함하되, 상기 구동기어는 상기 피동기어의 하부에서 상기 제 2 회전축으로부터 이격되어 상기 피동기어와 맞물리고, 상기 베이스패널과 마주하는 상기 피동기어의 상부에는 제 1 볼부재가 삽입되는 복수의 제 1 수용홈이 형성되며, 상기 제1 볼부재는 상기 베이스패널과 접촉하여 상기 피동기어를 상기 구동기어가 위치한 하방향으로 지지하고, 상기 피동기어의 회전시에 상기 제 1 수용홈에서 회전하는 것을 특징으로 하는 밸브 개폐 구동기가 개시된다.
또한 대한민국 특허공개 제10-2017-0138001호(2017.12.14. 공개)에는 내부에 수용공간이 구비된 하우징과, 상기 하우징의 수용공간에 설치되고, 구동기어가 결합된 구동부와, 상기 구동기어와 맞물린 구동 회전기어가 형성된 구동 회전부재와, 상기 구동 회전부재의 상부에 배치되고, 상기 구동 회전부재의 회전에 따라 회전하는 구동 커버부재와, 하부에 밸브가 결합되며, 상기 구동 커버부재의 내부에 배치되고, 상기 구동 커버부재의 회전에 의해 상하로 동작하는 밸브 구동부재와, 상기 하우징의 상부에 회전할 수 있게 결합되고, 상기 구동 커버부재의 회전에 따라 회전하는 조절 손잡이와, 상기 하우징의 하부에 결합되고, 상기 밸브가 설치된 관과 결합하는 밸브 결합부재를 포함하며, 상기 밸브 구동부재는 일측에 설치된 롤러를 포함하고, 상기 구동 커버부재는 내부에 상부가 개방된 공간이 구비되며, 내측 하면에 상기 밸브 구동부재가 관통하는 관통홀이 형성된 몸체와, 상기 몸체의 내측 하면에 상기 관통홀을 둘러싸도록 형성된 돌출 가이드를 포함하고, 상기 롤러는 상기 돌출 가이드를 따라 회전하여 이동하는 밸브 구동장치가 개시된다.
그러나 전술한 바와 같은 종래의 밸브 구동기의 경우에는 밸브스템을 상하이동시키기 위한 밸브구동력이 기어전동유닛을 통해 밸브스템의 일측을 통해서만 전달되어 밸브스템의 상하이동을 위한 밸브구동력이 균형을 이루지 못함에 따라 밸브의 작동안정성이 저해됨은 물론 부품의 고장과 파손이 초래되는 문제점이 있었다.
1. 대한민국 특허공개 제10-2018-0031977호(2018.03.29. 공개) 2. 대한민국 특허공개 제10-2017-0138001호(2017.12.14. 공개)
구동모터의 회전운동이 기어전동유닛을 통해 전달되어 밸브스템의 상하운동으로 변환됨에 있어서 밸브스템을 상하이동시키기 위한 밸브구동력이 밸브스템의 양측에 균등하게 전달됨에 따라 작동안정성과 내구성이 향상될 수 있도록 한 밸브 구동기를 제공하고자 한다.
또한 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.
개시된 내용은 하단에 스템가이드가 구비되는 하우징과, 상기 하우징의 일측에 설치되고 출력축이 상기 하우징의 일측 상부를 관통하여 수평연장되는 구동모터와, 상기 하우징의 타측에 설치되고 노브축이 상기 하우징의 타측 상부를 관통하여 수평연장되는 노브와, 상기 하우징의 스템가이드를 관통하여 상하이동 가능하게 설치되고 상부에 제 1 및 제 2 전동축이 동일직선을 따라 양측으로 수평연장되는 밸브스템과, 상기 하우징 내에 구비되며 상기 구동모터의 출력축과 상기 노브의 노브축을 전동연결하고 상기 구동모터의 출력축의 회전운동을 상기 밸브스템의 제 1 전동축에 상하운동으로 전환시켜 전달함과 동시에 상기 노브의 노브축의 회전운동을 상기 밸브스템의 제 2 전동축에 상하운동으로 전환시켜 전달하는 전동기어유닛을 포함하는 밸브 구동기를 일 실시예로 제시한다.
개시된 내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 전동기어유닛은 상기 구동모터의 출력축에 고정설치되는 제 1 스퍼기어와, 상기 구동모터의 출력축의 단부에 고정설치되는 제 1 수직베벨기어와, 상기 노브의 노브축에 고정설치되는 제 2 스퍼기어와, 상기 노브의 노브축의 단부에 고정설치되는 제 2 수직베벨기어와, 상기 하우징의 내부 상단에 회전가능하게 설치되고 상기 제 1 및 제 2 수직베벨기어에 동시에 치합되어 상기 구동모터의 출력축과 상기 노브의 노브축이 서로 반대방향으로 회전되도록 하는 수평베벨기어와, 상기 밸브스템의 제 1 전동축에 편심되게 고정설치되고 상기 제 1 스퍼기어의 하단에 상단이 치합되는 제 1 편심기어와, 상기 밸브스템의 제 2 전동축에 편심되게 고정설치되고 상기 제 2 스퍼기어의 하단에 상단이 치합되는 제 2 편심기어를 포함된다.
개시된 내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 노브의 노브축은 상기 구동모터의 출력축과 동일한 직선 상에 수평연장되며, 상기 제 1 스퍼기어와 상기 제 2 스퍼기어는 동일 직경을 가지고 상기 제 1 수직베벨기어와 상기 제 1 수직베벨기어는 동일 직경을 가지며 상기 제 1 편심기어와 제 2 편심기어는 동일 직경을 가진다.
개시된 내용의 바람직한 특징에 따르면, 하단에 스템가이드가 구비되는 하우징과, 상기 하우징의 상측에 설치되고 출력축이 상기 하우징의 상단을 관통하여 수직연장되는 구동모터와, 상기 하우징의 스템가이드를 관통하여 상하이동 가능하게 설치되고 상부에 제 1 및 제 2 전동축이 동일직선을 따라 양측으로 수평연장되는 밸브스템과, 상기 구동모터의 출력축의 회전운동을 상기 밸브스템의 제 1 및 제 2 전동축에 동시에 상하운동으로 전환시켜 전달하는 전동기어유닛을 포함한다.
개시된 내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 전동기어유닛은 상기 구동모터의 출력축에 고정설치되는 구동베벨기어와, 상기 밸브스템의 제 1 및 제 2 전동축에 서로 대칭되게 고정설치되고 상기 구동베벨기어에 상단이 치합되고 타원형으로 형성되는 종동베벨기어를 포함한다.
개시된 일 실시예에 따른 밸브 구동기에 의하면, 구동모터의 회전운동이 기어전동유닛을 통해 전달되어 밸브스템의 상하운동으로 변환됨에 있어서 밸브스템을 상하이동시키기 위한 구동력이 밸브스템의 양측에 균등하게 전달됨에 따라 작동안정성과 내구성이 향상될 수 있도록 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 개시된 내용의 일 실시예에 따른 밸브 구동기의 투시도.
도 2는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 밸브 구동기의 부분절개사시도.
도 3은 개시된 내용의 일 실시예에 따른 밸브 구동기의 부분절개정면도.
도 4는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 밸브 구동기의 작동도.
도 5는 개시된 내용의 다른 실시예에 따른 밸브 구동기의 투시도.
도 6은 개시된 내용의 다른 실시예에 따른 밸브 구동기의 부분절개정면도.
도 7은 개시된 내용의 다른 실시예에 따른 밸브 구동기의 작동도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 구성 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.
도 1은 개시된 내용의 일 실시예에 따른 밸브 구동기의 투시도이고, 도 2는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 밸브 구동기의 부분절개사시도이며, 도 3은 개시된 내용의 일 실시예에 따른 밸브 구동기의 부분절개정면도이다.
개시된 내용의 일 실시예에 따른 밸브 구동기는 도 1 내지 도 3에 도시되는 바와 같이 하우징(110), 구동모터(120), 노브(130), 밸브스템(140) 및 전동기어유닛(150)을 포함한다.
여기서, 하우징(110)은 밸브스템(140)이 상하이동 가능하게 수용되고 전동기어유닛(150)이 배열되는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 밸브 구동기의 케이스를 형성하는 것으로, 직육면체 박스 형상을 가진다.
이러한 하우징(110)의 하단에는 밸브스템(140)의 상하이동을 안내하기 위한 스템가이드(111)가 예를 들어 링 형상으로 구비된다.
전술한 하우징(110)의 일측에는 구동모터(120)가 설치된다. 구동모터(120)는 외부로부터 인가되는 제어신호에 따라 출력축(121)을 회전구동시킴으로써 밸브스템(140)의 상하이동을 위한 구동력을 발생시키는 것으로, 회전각의 제어가 가능한 스탭모터로 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 구동모터(120)의 출력축(121)은 하우징(110)의 일측 상부를 관통하여 수평연장되고 하우징(110)의 일측 상부에 설치되는 축베어링에 의해 회전가능하게 지지된다. 또한 구동모터(120)에는 모터축과 출력축(121) 사이에 감속기어유닛(1미도시)이 개재될 수 있다.
전술한 하우징(110)의 타측에는 노브(130)가 설치된다. 노브(130)는 구동모터(120)의 회전구동에 의한 밸브스템(140)의 상하이동에 따라 밸브(1미도시)의 개폐여부를 지시하는 표시부재에 해당하며 밸브의 수동개폐조작 시에 사용자가 파지하여 수동으로 구동력을 제공하도록 하는 역할을 한다.
이러한 노브(130)의 노브축(131)은 하우징(110)의 타측 상부를 관통하여 구동모터(120)의 출력축(121)과 동일 직선 상에 수평연장되고, 하우징(110)의 타측 상부에 설치되는 축베어링에 의해 회전가능하게 지지된다.
전술한 하우징(110) 내에는 밸브스템(140)이 스템가이드(111)를 관통하여 상하이동 가능하게 설치된다. 밸브스템(140)은 예를 들어 물, 공기 등과 같은 유체의 흐름을 차단 또는 조절하기 위해 설치되는 밸브의 일부분을 형성하는 것으로, 수직로드 형태를 가진다.
또한 밸브스템(140)의 상부에 제 1 및 제 2 전동축(141, 143)이 양측으로 수평연장된다. 이러한 제 1 및 제 2 전동축(141, 143)은 밸브스템(140)을 상하이동시키기 위한 밸브구동력이 밸브스템(140)의 양측에 균등하게 작용될 수 있도록 하는 것으로, 밸브스템(140)의 양측에 동일직선을 따라 수평연장된다. 제 1 및 제 2 전동축(141, 143)의 수평연장에 따라 밸브스템(140)은 전체적으로 T자 형상을 가진다.
전술한 하우징(110) 내에는 전동기어유닛(150)이 구비된다. 이러한 전동기어유닛(150)은 구동모터(120)의 출력축(121)과 노브(130)의 노브축(131)을 전동연결함과 동시에 구동모터(120)의 출력축(121)의 회전운동을 밸브스템(140)의 제 1 전동축(141)에 상하운동으로 전환시켜 전달하고 노브(130)의 노브축(131)의 회전운동을 밸브스템(140)의 제 2 전동축(143)에 상하운동으로 전환시켜 전달하는 역할을 한다.
이러한 전동기어유닛(150)은 구동모터(120)의 출력축(121)에 고정설치되는 제 1 스퍼기어(151)와, 구동모터(120)의 출력축(121)의 단부에 고정설치되는 제 1 수직베벨기어(152)와, 노브(130)의 노브축(131)에 고정설치되는 제 2 스퍼기어(153)와, 노브(130)의 노브축(131)의 단부에 고정설치되는 제 2 수직베벨기어(154)와, 하우징(110)의 내부 상단에 회전가능하게 설치되고 제 1 및 제 2 수직베벨기어(152, 54)에 동시에 치합되어 구동모터(120)의 출력축(121)과 노브(130)의 노브축(131)이 서로 반대방향으로 회전되도록 하는 수평베벨기어(155)와, 밸브스템(140)의 제 1 전동축(141)에 편심되게 고정설치되고 제 1 스퍼기어(151)의 하단에 상단이 치합되는 제 1 편심기어(156)와, 밸브스템(140)의 제 2 전동축(143)에 편심되게 고정설치되고 제 2 스퍼기어(153)의 하단에 상단이 치합되는 제 2 편심기어(157)를 포함한다.
이 때 밸브스템(140)을 상하이동시키기 위한 구동력이 밸브스템(140)의 양측에 균등하게 가해질 수 있도록 하기 위하여, 구동모터(120)의 출력축(121)과 노브(130)의 노브축(131)은 동일 직선 상에 수평연장되는 것이 바람직하고, 이와 동시에 제 1 스퍼기어(151)와 제 2 스퍼기어(153)는 서로 동일한 직경을 가지고 제 1 수직베벨기어(152)와 제 2 수직베벨기어(154)도 서로 동일한 직경을 가지며 제 1 편심기어(156)와 제 2 편심기어(157)도 서로 동일한 직경을 가지는 것이 바람직하다.
또한 제 1 스퍼기어(151)의 하단에 제 1 편심기어(156)의 상단이 항상 치합됨과 동시에 제 2 스퍼기어(153)의 하단에 제 2 편심기어(157)의 상단이 항상 치합되도록 하기 위하여, 밸브스템(140)은 예를 들어 코일스프링과 같은 탄성부재(미도시)의 개재하에 상부방향으로 탄성편향되게 설치되는 것이 바람직하다.
도 4는 개시된 내용의 일 실시예에 따른 밸브 구동기의 작동도이다. 이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 개시된 내용의 일 실시예에 따른 밸브 구동기의 전체작동을 설명하면 다음과 같다:
외부로부터 구동모터(120)에 밸브 폐쇄를 위한 제어신호가 인가되면 구동모터(120)가 회전구동되면서 출력축(121)이 일방향으로 회전되고, 이에 따라 구동모터(120)의 출력축(121)에 고정설치된 제 1 스퍼기어(151)와 제 1 수직베벨기어(152)도 일방향으로 회전되고, 제 1 스퍼기어(151)에 치합된 제 1 편심기어(156)가 일방향으로 회전되면서 밸브스템(140)의 제 1 전동축(141)에 밸브스템(140)을 하향이동시키기 위한 밸브구동력이 가해진다.
이와 동시에 제 1 수직베벨기어(152)의 회전구동력이 수평베벨기어(155)를 거쳐 제 2 수직베벨기어(154)로 전달되면서 노브(130)의 노브축(131)이 구동모터(120)의 출력축(121)과 반대 방향으로 회전구동됨에 따라, 노브(130)의 노브축(131)에 고정설치된 제 2 스퍼기어(153)도 반대방향으로 회전되고, 제 2 스퍼기어(153)에 치합된 제 2 편심기어(157)가 반대방향으로 회전되면서 밸브스템(140)의 제 2 전동축(143)에 밸브스템(140)을 하향이동시키기 위한 밸브구동력이 동시에 가해지고, 이에 의해 밸브스템(140)이 하향이동되면서 밸브가 폐쇄된다.
또한 외부로부터 구동모터(120)에 밸브 개방을 위한 제어신호가 인가되면 구동모터(120)가 회전구동되면서 출력축(121)이 타방향으로 회전되고, 이에 따라 구동모터(120)의 출력축(121)에 고정설치된 제 1 스퍼기어(151)와 제 1 수직베벨기어(152)도 타방향으로 회전되고, 제 1 스퍼기어(151)에 치합된 제 1 편심기어(156)가 타방향으로 회전되면서 밸브스템(140)의 제 1 전동축(141)에 밸브스템(140)을 상향이동시키기 위한 밸브구동력이 밸브스템(140)의 탄성편향에 의해 가해진다.
이와 동시에 제 1 수직베벨기어(152)의 회전구동력이 수평베벨기어(155)를 거쳐 제 2 수직베벨기어(154)로 전달되면서 노브(130)의 노브축(131)이 구동모터(120)의 출력축(121)과 반대 방향으로 회전구동됨에 따라, 노브(130)의 노브축(131)에 고정설치된 제 2 스퍼기어(153)도 반대방향으로 회전되고, 제 2 스퍼기어(153)에 치합된 제 2 편심기어(157)가 반대방향으로 회전되면서 밸브스템(140)의 제 2 전동축(143)에 밸브스템(140)을 상향이동시키기 위한 밸브구동력이 밸브스템(140)의 탄성편향에 의해 동시에 가해지고, 이에 의해 밸브스템(140)이 상향이동되면서 밸브가 개방된다.
이상에서와 같이 개시된 일 실시예에 따른 밸브 구동기의 경우에는 구동모터(120)의 회전운동이 기어전동유닛(150)을 통해 전달되어 밸브스템(140)의 상하운동으로 변환됨에 있어서 밸브스템(140)을 상하이동시키기 위한 구동력이 밸브스템(140)의 양측에 균등하게 전달됨에 따라 작동안정성과 내구성이 향상된다.
도 5는 개시된 내용의 다른 실시예에 따른 밸브 구동기의 투시도이고, 도 6은 개시된 내용의 다른 실시예에 따른 밸브 구동기의 부분절개정면도이다.
개시된 내용의 다른 실시예에 따른 밸브 구동기는 도 5 및 도 6에 도시되는 바와 같이 하우징(210), 구동모터(220), 밸브스템(240) 및 전동기어유닛(250)을 포함한다.
여기서, 하우징(210)은 밸브스템(240)이 상하이동 가능하게 수용되고 전동기어유닛(250)이 배열되는 개시된 내용의 다른 실시예에 따른 밸브 구동기의 케이스를 형성하는 것으로, 직육면체 박스 형상을 가진다.
이러한 하우징2110)의 하단에는 밸브스템(240)의 상하이동을 안내하기 위한 스템가이드(211)가 예를 들어 링 형상으로 구비된다.
전술한 하우징(210)의 상측에는 구동모터(220)가 설치된다. 구동모터(120)는 외부로부터 인가되는 제어신호에 따라 출력축(221)을 회전구동시킴으로써 밸브스템(2140)의 상하이동을 위한 구동력을 발생시키는 것으로, 회전각의 제어가 가능한 스탭모터로 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 구동모터(220)의 출력축(221)은 하우징(210)의 상단을 관통하여 수직연장되고 하우징(210)의 상단에 설치되는 축베어링에 의해 회전가능하게 지지된다. 또한 구동모터(220)에는 모터축과 출력축(221) 사이에 감속기어유닛(1미도시)이 개재될 수 있다.
전술한 하우징(210) 내에는 밸브스템(240)이 스템가이드(211)를 관통하여 상하이동 가능하게 설치된다. 밸브스템(240)은 예를 들어 물, 공기 등과 같은 유체의 흐름을 차단 또는 조절하기 위해 설치되는 밸브의 일부분을 형성하는 것으로, 수직로드 형태를 가진다.
또한 밸브스템(240)의 상부에 제 1 및 제 2 전동축(241, 243)이 양측으로 수평연장된다. 이러한 제 1 및 제 2 전동축(241, 243)은 밸브스템(240)을 상하이동시키기 위한 밸브구동력이 밸브스템(240)의 양측에 균등하게 작용될 수 있도록 하는 것으로, 밸브스템(240)의 양측에 동일직선을 따라 수평연장된다. 제 1 및 제 2 전동축(241, 243)의 수평연장에 따라 밸브스템(140)은 전체적으로 T자 형상을 가진다.
전술한 하우징(210) 내에는 전동기어유닛(250)이 구비된다. 이러한 전동기어유닛(250)은 구동모터(220)의 출력축(221)의 회전운동을 밸브스템(240)의 제 1 및 제 2 전동축(241, 243)에 상하운동으로 전환시켜 전달하는 역할을 한다.
이러한 전동기어유닛(250)은 구동모터(220)의 출력축(221)에 고정설치되는 구동베벨기어(251)와, 밸브스템(240)의 제 1 및 제 2 전동축(241, 243)에 서로 대칭되게 고정설치되고 구동베벨기어(251)에 상단이 치합되며 타원형으로 형성되는 종동베벨기어(253)을 포함한다.
밸브스템(240)을 상하이동시키기 위한 구동력이 밸브스템(240)의 양측에 균등하게 가해질 수 있도록 하기 위하여, 특히 종동베벨기어(253)는 동일한 크기의 타원형으로 형성되되 밸브스템(240)의 제 1 및 제 2 전동축(241, 243)에 서로 대칭되게 고정설치된다.
또한 구동모터(220)의 출력축(221)에 고정설치되는 구동베벨기어(251)에 밸브스템(240)의 제 1 및 제 2 전동축(241, 243)에 서로 대칭되게 고정설치되는 종동베벨기어(253)의 상단이 항상 치합되도록 하기 위하여, 밸브스템(240)은 예를 들어 코일스프링과 같은 탄성부재(미도시)의 개재하에 상부방향으로 탄성편향되게 설치되는 것이 바람직하다.
도 7은 개시된 내용의 다른 실시예에 따른 밸브 구동기의 작동도이다. 이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 개시된 내용의 다른 실시예에 따른 밸브 구동기의 전체작동을 설명하면 다음과 같다:
외부로부터 구동모터(220)에 밸브 폐쇄를 위한 제어신호가 인가되면 구동모터(220)가 회전구동되면서 출력축(221)이 일방향으로 회전되고, 이에 따라 구동모터(220)의 출력축(221)에 고정설치된 구동베벨기어(251)도 일방향으로 회전됨과 동시에 구동베벨기어(251)에 치합된 타원형의 종동베벨기어(253)가 일방향으로 회전되면서 밸브스템(240)의 제 1 및 제 2 전동축(241, 243)에 밸브스템(140)을 하향이동시키기 위한 밸브구동력이 가해지고, 이에 의해 밸브가 폐쇄된다.
또한 외부로부터 구동모터(220)에 밸브 개방을 위한 제어신호가 인가되면 구동모터(220)가 회전구동되면서 출력축(221)이 타방향으로 회전되고, 이에 따라 구동모터(220)의 출력축(221)에 고정설치된 구동베벨기어(251)도 차방향으로 회전됨과 동시에, 구동베벨기어(251)에 치합된 타원형의 종동베벨기어(253)가 타방향으로 회전되면서 밸브스템(240)의 제 1 및 제 2 전동축(241, 243)에 밸브스템(140)을 상향이동시키기 위한 밸브구동력이 밸브스템(240)의 탄성편향에 의해 가해지고, 이에 의해 밸브가 폐쇄된다.
이상에서와 같이 개시된 일 실시예에 따른 밸브 구동기의 경우에는 구동모터(120)의 회전운동이 기어전동유닛(150)을 통해 전달되어 밸브스템(140)의 상하운동으로 변환됨에 있어서 밸브스템(140)을 상하이동시키기 위한 구동력이 밸브스템(140)의 양측에 균등하게 전달됨에 따라 작동안정성과 내구성이 향상된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110, 210 : 하우징
111, 211 : 스템가이드
120, 220 : 구동모터
121, 221 : 출력축
130 : 노브
131 : 노브축
140, 240 : 밸브스템
141, 241 : 제 1 스템축
143, 243 : 제 2 스템축
150, 250 : 전동기어유닛
151 : 제 1 스퍼기어
152 : 제 1 수직베벨기어
153 : 제 2 스퍼기어
154 : 제 2 수직베벨기어
155 : 수평베벨기어
156 : 제 1 편심기어
157 : 제 2 편심기어
251 : 구동베벨기어
253 : 종동베벨기어

Claims (5)

  1. 하단에 스템가이드가 구비되는 하우징;
    상기 하우징의 일측에 설치되고 출력축이 상기 하우징의 일측 상부를 관통하여 수평연장되는 구동모터;
    상기 하우징의 타측에 설치되고 노브축이 상기 하우징의 타측 상부를 관통하여 수평연장되는 노브;
    상기 하우징의 스템가이드를 관통하여 상하이동 가능하게 설치되고 상부에 제 1 및 제 2 전동축이 동일직선을 따라 양측으로 수평연장되는 밸브스템; 및
    상기 하우징 내에 구비되며 상기 구동모터의 출력축과 상기 노브의 노브축을 전동연결하고 상기 구동모터의 출력축의 회전운동을 상기 밸브스템의 제 1 전동축에 상하운동으로 전환시켜 전달함과 동시에 상기 노브의 노브축의 회전운동을 상기 밸브스템의 제 2 전동축에 상하운동으로 전환시켜 전달하는 전동기어유닛을 포함하는 밸브 구동기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전동기어유닛은 상기 구동모터의 출력축에 고정설치되는 제 1 스퍼기어와, 상기 구동모터의 출력축의 단부에 고정설치되는 제 1 수직베벨기어와, 상기 노브의 노브축에 고정설치되는 제 2 스퍼기어와, 상기 노브의 노브축의 단부에 고정설치되는 제 2 수직베벨기어와, 상기 하우징의 내부 상단에 회전가능하게 설치되고 상기 제 1 및 제 2 수직베벨기어에 동시에 치합되어 상기 구동모터의 출력축과 상기 노브의 노브축이 서로 반대방향으로 회전되도록 하는 수평베벨기어와, 상기 밸브스템의 제 1 전동축에 편심되게 고정설치되고 상기 제 1 스퍼기어의 하단에 상단이 치합되는 제 1 편심기어와, 상기 밸브스템의 제 2 전동축에 편심되게 고정설치되고 상기 제 2 스퍼기어의 하단에 상단이 치합되는 제 2 편심기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 구동기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 구동모터의 출력축과 상기 노브의 노브축은 동일 직선 상에서 수평연장되며, 상기 제 1 스퍼기어와 상기 제 2 스퍼기어는 동일 직경을 가지고 상기 제 1 수직베벨기어와 상기 제 1 수직베벨기어는 동일 직경을 가지며 상기 제 1 편심기어와 제 2 편심기어는 동일 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 밸브 구동기.
  4. 하단에 스템가이드가 구비되는 하우징;
    상기 하우징의 상측에 설치되고 출력축이 상기 하우징의 상단을 관통하여 수직연장되는 구동모터;
    상기 하우징의 스템가이드를 관통하여 상하이동 가능하게 설치되고 상부에 제 1 및 제 2 전동축이 동일직선을 따라 양측으로 수평연장되는 밸브스템; 및
    상기 구동모터의 출력축의 회전운동을 상기 밸브스템의 제 1 및 제 2 전동축에 동시에 상하운동으로 전환시켜 전달하는 전동기어유닛을 포함하는 밸브 구동기.
  5. 청구항 4항에 있어서,
    상기 전동기어유닛은 상기 구동모터의 출력축에 고정설치되는 구동베벨기어와, 상기 밸브스템의 제 1 및 제 2 전동축에 서로 대칭되게 고정설치되고 상기 구동베벨기어에 상단이 치합되고 타원형으로 형성되는 종동베벨기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 구동기.
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