KR100813112B1 - 영구자석을 이용한 유로 개폐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수돗물이 통과하는 수도관과 같은 유로에서 필요에 따라 유체의 흐름을 자동으로 개폐하는 영구자석을 이용한 유로 개폐장치에 관한 것으로, AC전원을 사용하지 않고 저용량의 배터리 및 영구자석을 이용하여 유로를 자동으로 개폐할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 유입포트(8a)와 유출포트(8b)를 갖는 본체(8)의 내부에 패킹(14)을 승, 하강 가능하게 설치하고 상기 본체(8)의 상부에는 가이드수단에 의해 안내되는 승강체(20)를 설치하며 브라켓(18)의 상면에는 전원에 의해 구동하는 모터(24)를 설치하여 모터축(24a)에 고정된 회전체(25)가 승강체(20)에 나사 결합되어 패킹(14)의 승, 하강에 따라 유입포트(8a) 및 유출포트(8b)가 통하여지도록 하는 유로(8c)를 개폐하는 유로 개폐장치에 있어서, 상기 패킹(14)이 고정된 도전물질의 밸브체(15)를 캡(16)의 내부에 승, 하강 가능하게 탄성부재(17)에 의해 탄력 설치하고 상기 본체(8)에 고정되는 브라켓(18)에는 하단에 영구자석(21)이 고정된 승강체(20)를 설치하여 모터(24)가 DC전원에 의해 구동함에 따라 승강체(20)의 승, 하강으로 패킹(14)이 유로를 개폐하도록 하여서 된 것이다.

영구자석, 누수, 유로 개폐, 밸브체, 모터

Description

영구자석을 이용한 유로 개폐장치{omitted}

도 1은 종래 유도식 솔레노이드밸브의 분해 사시도

도 2는 도 1의 결합상태 종단면도로서,

도 2a는 다이아프램이 유로를 개방한 상태도

도 2b는 누수의 감지에 따라 다이아프램이 유로를 폐쇄한 상태도

도 3은 본 발명을 나타낸 분해 사시도

도 4는 도 3의 결합상태 종단면도로서,

도 4a는 패킹이 유로를 개방한 상태도

도 4b는 누수의 감지에 따라 패킹이 유로를 폐쇄한 상태도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

8 : 본체 8a : 유입포트

8b : 유출포트 8c : 유로

14 : 패킹 15 : 밸브체

16 : 캡 18 : 브라켓

20 : 승강체 21 : 영구자석

24 : 모터 25 : 회전체

본 발명은 수돗물이 통과하는 수도관과 같은 유로에서 필요에 따라 유체의 흐름을 자동으로 개폐하는 유로 개폐장치에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 AC전원을 사용하지 않고 저용량의 배터리 및 영구자석을 이용하여 유로를 자동으로 개폐할 수 있도록 하는 영구자석을 이용한 유로 개폐장치에 관한 것이다.

산업의 발달로 인한 수질오염으로 가정집이나, 직장에서 수돗물을 식수로 직접 이용하지 않고 보리, 옥수수, 오미자, 결명자, 작약, 구기자 등을 넣어 끓인 다음 이를 식혀 식수로 사용하거나, 별도의 정수기를 이용하여 정수된 물을 식수로 사용하고 있는 실정이다.

이러한 정수기는 수도 전으로부터 급수되는 수돗물(이하 "원수"라 함)을 별도의 여과수단 내로 통과시켜 원수 중에 포함된 이물질을 제거하게 되므로 최근 들어 유흥업소(음식점)는 물론이고 가정에까지 널리 보급되고 있다.

상기 정수기는 원수가 여러 단계의 여과필터를 차례로 통과되도록 하여 원수에 포함된 각종 불순물질과, 세균, 중금속 등을 여과시키는 단순 정수기능만을 갖는 일반 정수기와, 상기한 기능에 냉각장치 및 가열장치를 부가하여 원수를 정수함과 동시에 곧 바로 이를 냉각 또는 가열하여 냉수 및 온수를 제공하는 냉, 온정수기로 대별된다.

상기 일반 정수기는 설치 방식에 따라 카운터 탑 타입 (counter top type), 데스크 탑 타입(desk top type), 언더 싱크 타입(under sink type) 등으로 구분된 다.

그러나 이러한 종래의 정수기는 원수를 정수하는 과정에서 많은 연결부위가 있어 장기간 사용 시 부품의 시효경화 및 패킹의 노후 등으로 인해 연결부위에서 기밀을 유지하지 못하므로 누수가 발생된다.

특히, 저지대인 경우에는 심야에 큰 압력(8 ∼ 10kg/㎠ 이상)이 걸리게 되므로 누수의 위험이 큰데, 만약 심야에 누수가 발생되면 싱크대가 설치된 부엌이 물바다가 되므로 누수가 발생되면 이를 감지하여 수돗물의 공급을 자동으로 차단하는 유로 개폐장치(솔레노이드밸브 등)를 정수기의 입구와 근접된 유로 상에 설치하게 된다.

도 1은 종래 유로 개폐장치의 일종인 유도식 솔레노이드밸브를 분해하여 나타낸 사시도이고 도 2는 도 1의 결합상태 종단면도로서, 종래의 솔레노이드밸브(1)는 보빈하우징(2), 캡(3), 플런저(4), 스프링(5), 홀더(6), 다이아프램(7) 및 본체(8) 등으로 구성되어 있다.

상기 보빈하우징(2)은 캡(3)이 끼워지도록 중앙부에 상하로 관통하는 구멍이 형성되어 있고 내부에는 접속단자(2a)를 통해 AC전원이 인가됨에 따라 전자기력을 발생시키는 전자석(9)이 구비되어 있다.

그리고 캡(3)에 형성된 공간부에는 하단에 연질의 패킹(10)이 고정된 플런저(4)가 스프링(5)으로 탄력 설치되어 있어 전자석(9)에 의해 발생되는 전자기력에 의해 플런저(4)가 스프링(5)을 압축시키면서 공간부를 따라 상승하거나, 스프링(5)의 복원력에 의해 하강하도록 되어 있다.

상기 홀더(6)는 보빈하우징(2)과 플런저(4)의 하부에 구비되는 것으로, 중앙부에 미세한 소공(6a)이 형성되어 있는데, 상기 소공(6a)은 전자기력으로 플런저(4)가 승, 하강함에 따라 상기 플런저(4)에 고정된 패킹(10)에 의해 개폐된다.

상기 홀더(6)의 하부에는 연질 고무로 이루어진 다이아프램(7)이 연결되어 있는데, 상기 플런저(4)가 홀더(6)의 소공(6a)을 폐쇄한 상태에서 본체(8)의 유입포트(8a)로부터 유체가 유입할 때 상기 유체가 통과하여 캡(3)과 다이아프램(7)사이에 형성된 압력실(11) 측으로 유입되도록 다이아프램(7)의 가장자리에는 다수의 미세한 소공(7a)이 형성되어 있다.

상기 보빈하우징(2)에 고정된 브라켓(12)이 체결부재(13)에 의해 고정되는 본체(8)에는 유입포트(8a)와 유출포트(8b)가 대칭적으로 형성되어 있고 내부에는 상기 유입포트(8a)와 유출포트(8b)를 연결하는 유로(8c)가 형성되어 있다.

따라서 정수기 측으로 유체(수돗물)가 공급되도록 유로(8c)를 개방하기 위해 전자석(9)에 전원을 인가하여 전자기력을 발생시키면 스프링(5)의 복원력에 의해 하사점에 위치되어 있던 플런저(4)가 도 2a에 나타낸 바와 같이 스프링(5)을 압축시키면서 상사점까지 상승하게 되므로 홀더(6)의 소공(6a)이 개방된다.

이와 같이 홀더(6)의 소공(6a)이 개방되면 압력실(11)에 압력이 가해지지 않아 유입포트(8a)를 통해 유입된 유체의 압력에 의해 다이아프램(7) 및 홀더(6)가 상측으로 밀려 올라가게 되므로 유로(8c)가 개방되고, 이에 따라 유입포트(8a)를 통해 유입된 유체가 유로(8c)를 따라 유출포트(8b)측으로 이동하게 되므로 정수된 물을 마실 수 있게 된다.

그러나 수돗물을 정수하는 정수기의 연결부위에서 갑작스런 누수가 발생되어 누수 감지장치에 의해 보빈하우징(2)의 내부에 설치된 전자석(9)으로의 전원 공급이 차단되면 스프링(5)을 압축시키면서 상사점까지 상승하였던 플런저(4)가 스프링(5)의 복원력에 의해 하강하게 되므로 하단에 고정된 패킹(10)이 홀더(6)의 소공(6a)을 폐쇄하게 된다.

이에 따라, 유입포트(8a)로 유입된 유체가 다이아프램(7)에 형성된 소공(7a)을 통해 압력실(11)로 유입되어 홀더(6)에 압력을 가하게 되므로 다이아프램(7)이 도 2b와 같이 유로(8c)를 신속하게 폐쇄하게 된다.

그러나 이러한 구조를 갖는 종래의 장치는 다음과 같은 여러 가지 문제점이 발생되었다.

첫째, 통상 가정용 전원인 AC전원을 전자석에 인가하여 유로를 개방하므로 정전 시에는 유로를 개방할 수 없는 치명적인 결함을 갖는다.

둘째, 상기한 결함으로 인해 DC전원(배터리)을 이용하여 전자석에 전원을 인가할 수 있으나, 이 경우에는 고용량의 배터리를 사용하여야 되었음은 물론 유로의 개방 시 계속해서 전자석에 전원을 인가하여야 되므로 배터리의 수명이 짧아지게 된다.

셋째, 장기간 사용으로 고무재질의 다이아프램이 훼손되거나, 이물질에 의해 홀더 또는 다이아프램에 형성된 소공이 막힐 경우에는 홀더가 승, 하강하지 못하게 되므로 플런저가 승, 하강하더라도 유로를 개폐할 수 없게 된다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 영구자석을 이용하여 밸브체를 승, 하강시키므로써, 유로를 개폐할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 저용량의 배터리를 사용하여 모터를 구동하므로써 영구자석이 승, 하강할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 유로의 폐쇄 시에만 모터가 구동되도록 하여 배터리를 거의 반영구적으로 사용할 수 있도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 유입포트와 유출포트를 갖는 본체의 내부에 패킹을 승, 하강 가능하게 설치하고 상기 본체의 상부에는 가이드수단에 의해 안내되는 승강체를 설치하며 브라켓의 상면에는 전원에 의해 구동하는 모터를 설치하여 모터축에 고정된 회전체가 승강체에 나사 결합되어 패킹의 승, 하강에 따라 유입포트 및 유출포트가 통하여지도록 하는 유로를 개폐하는 유로개폐장치에 있어서, 상기 패킹이 고정된 도전물질의 밸브체를 캡의 내부에 승, 하강 가능하게 탄성부재에 의해 탄력 설치하고 상기 본체에 고정되는 브라켓에는 하단에 영구자석이 고정된 승강체를 설치하여 모터가 DC전원에 의해 구동함에 따라 승강체의 승, 하강으로 패킹이 유로를 개폐하는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 유로 개폐장치가 제공된다.

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 3 및 도 4를 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명을 나타낸 분해 사시도이고 도 4는 도 3의 결합상태 종단면도 로서, 본 발명은 유입포트(8a)와 유출포트(8b) 그리고 상기 유입포트(8a) 및 유출포트(8b)가 통하여지도록 하는 유로(8c)를 갖는 본체(8)의 내부에 유로(8c)를 개폐하는 패킹(14)이 고정된 밸브체(15)가 캡(16)의 내부를 따라 승, 하강 가능하게 코일스프링과 같은 탄성부재(17)에 의해 탄력 설치되어 있는데, 상기 패킹(14)은 연질의 고무재질로 이루어져 있고 밸브체(15)는 영구자석에 의해 붙는 도전물질로 이루어져 있다.

상기 도전물질로는 영구자석에 붙으면서 유체(수돗물)에 의해 부식되지 않는 재질이면 어느 재질이더라도 무관하나, 영구자석에 붙으면서도 부식이 발생되지 않는 도전물질이 포함된 스테인레스를 사용하는 것이 보다 바람직하다.

상기 본체(8)의 상면에 합성수지 재질의 브라켓(18)이 체결부재(19)에 의해 고정되어 캡(16)의 이탈을 방지하도록 되어 있고 상기 브라켓(18)에는 가이드수단에 의해 안내되어 승, 하강하는 승강체(20)가 설치되어 있는데, 상기 승강체의 하단에는 밸브체(15)에 자력을 작용시키는 영구자석(21)이 고정되어 있다.

본 발명의 일 실시예로 나타낸 도 3 및 도 4에서는 상기 가이드수단을 승강체(20)의 외측에 수직으로 통공(22a)이 형성된 복수개의 돌출편(22)과, 상기 브라켓(18)의 저면에 고정되어 각 통공(22a)에 끼워지는 가이드봉(23)으로 구성하였으나, 상기 승강체(20)가 회전하지 않고 안정적으로 승, 하강하는 구조이면 본 발명의 범주에 속한다.

또한, 상기 브라켓(18)의 상면에 전원에 의해 구동하는 모터(24)가 체결부재(26)에 의해 고정되어 있고 상기 모터축(24a)에는 회전체(25)가 고정되어 있는데, 상기 회전체는 승강체(20)에 나사 결합되어 회전체(25)의 회전운동에 따라 승강체(20)는 상하운동을 하도록 되어 있다.

상기 모터(24)는 정, 역회전이 가능한 스탭모터를 사용하며, 전원으로 정전시에도 유로를 개폐시킬 수 있도록 DC전원인 배터리(도시는 생략함)를 사용하도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 4a와 같이 승강체(20)가 하사점에 위치된 상태에서는 상기 승강체(20)에 고정된 영구자석(21)이 합성수지 재질로 이루어진 브라켓(18)의 상면에 접속되므로 영구자석의 자력이 밸브체(15)에 미치게 되고, 이에 따라 도전물질로 이루어진 밸브체(15)가 탄성부재(17)를 압축시키면서 상승하게 유로(8c)를 개방하게 되므로 유입포트(8a)를 통해 유입되는 유체가 유로(8c)를 따라 유출포트(8b)로 이동하게 된다.

따라서 정수기(도시는 생략함) 등을 이용하여 정수된 물을 지속적으로 마실 수 있게 된다.

그러나 정수기의 호스 연결부위 등에서 누수가 발생하여 누수 감지장치(도시는 생략함)가 이를 감지하면 콘트롤부(도시는 생략함)의 제어에 의해 모터(24)에 배터리의 전원이 인가되므로 승강체(20)에 나사 결합된 회전체(25)가 도 4a에 나타낸 화살표방향인 반 시계방향으로 회전하게 되므로 영구자석(21) 및 승강체(20)가 가이드수단인 가이드봉(23)을 따라 상사점까지 상승하게 된다.

이에 따라, 도전물질로 이루어진 밸브체(15)로부터 영구자석(21)이 멀어져 밸브체(15)에 자력이 미치지 못하게 되므로 탄성부재(17)를 압축시키면서 상승하였던 밸브체(15)가 탄성부재(17)의 복원력에 의해 신속하게 하강하여 도 4b와 같이 유로(8c)를 차단하게 되고, 이에 따라 유체의 흐름이 중단된다.

상기 승강체(20)가 하사점 또는 상사점에 위치된 상태에서는 콘트롤부(도시는 생략함)의 제어에 의해 모터(24)에 인가되는 배터리의 전원이 오프되어 있으므로 배터리의 소모를 방지하게 되고, 이에 따라 배터리를 거의 반영구적으로 사용할 수 있게 되는 장점을 갖는다.

본 발명의 일 실시예에서는 본 발명의 유로개폐장치를 정수기 측으로 수돗물을 공급하는 관로 상에 설치한 경우를 설명하고 있으나, 수도관로는 물론이고 오일 등과 같은 액상의 유체가 흐르는 어느 관로 상에도 적용 가능하게 됨은 이해 가능한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 DC전원인 배터리에 의해 모터(24)가 구동하여 영구자석(21)이 고정된 승강체(20)를 승, 하강시킴에 따라 밸브체(15)가 승강체(20)와는 상호 반대방향으로 이동하면서 유로(8c)를 개폐하게 되므로 갑작스런 정전 시에도 정수기 등으로 수돗물과 같은 유체를 원활히 공급할 수 있게 됨은 물론 적은 용량의 배터리를 이용하여 유로의 개폐 시에만 모터에 전원을 공급하므로 배터리를 거의 반영구적으로 사용할 수 있게 되는 등의 효과를 얻게 된다.

Claims (3)

1. 유입포트(8a)와 유출포트(8b)를 갖는 본체(8)의 내부에 패킹(14)을 승, 하강 가능하게 설치하고 상기 본체(8)의 상부에는 가이드수단에 의해 안내되는 승강체(20)를 설치하며 브라켓(18)의 상면에는 전원에 의해 구동하는 모터(24)를 설치하여 모터축(24a)에 고정된 회전체(25)가 승강체(20)에 나사 결합되어 패킹(14)의 승, 하강에 따라 유입포트(8a) 및 유출포트(8b)가 통하여지도록 하는 유로(8c)를 개폐하는 유로 개폐장치에 있어서, 상기 패킹(14)이 고정된 도전물질의 밸브체(15)를 캡(16)의 내부에 승, 하강 가능하게 탄성부재(17)에 의해 탄력 설치하고 상기 본체(8)에 고정되는 브라켓(18)에는 하단에 영구자석(21)이 고정된 승강체(20)를 설치하여 모터(24)가 DC전원에 의해 구동함에 따라 승강체(20)의 승, 하강으로 패킹(14)이 유로를 개폐하는 것을 특징으로 하는 영구자석을 이용한 유로 개폐장치.
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