KR100278106B1 - Proportional control automatic temperature flow controller of water temperature sensing valve using shape memory alloy - Google Patents
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Abstract
본 발명은 난방배관내의 난방수 온도를 감지하여 자동 또는 수동개폐되게 한 형상기억 합금을 이용한 수온감지 밸브의 비례제어식 자동 온도 유량조절장치에 관한 것으로서,The present invention relates to a proportional control automatic temperature flow control device of a water temperature sensing valve using a shape memory alloy that detects the heating water temperature in the heating pipe to be automatically or manually opened and closed.
압력유입공(6a)을 가진 다이아프램(6)과 압력차 조절공(7) 및 유량조절공(8), 상승 제어턱(9)이 구비된 게이트(5)가 유입구(2)와 유출구(3)사이의 우회 유도관(4)상단을 개폐하며, 그 상부에 복착시킨 덮개(10)가 다이아프램(6)의 외주연을 가압 지지하되 상기 덮개(10)의 상판 외주에는 난방수 순환공(10a)이 천공되고, 중앙에는 승강봉(11)하단이 관통되어서 그 하단이 게이트(5)의 압력차 조절공(7)을 개폐토록 하며, 고온용 형상기억 스프링(12)과 바이어스 스프링(13)을 스프링 받침대(14)와 조절체(15)사이의 승강봉(11)에 구비하고, 조절체(15)내에 수납된 승강봉(11) 상부에는 저온용 형상기억 스프링(16)을 구비시키며, 우회 유도관(4)내에 게이트(5)상승 작동용 탄동스프링(16)을 구비하여 자동 및 수동개폐 작동시 설정온도에 따라 유량의 비례조절이 가능하게 하며, 개폐작동시 승강되는 게이트(5)가 수압의 영향을 받지 않게 하여 그 개폐작동이 유연하면서 정확하도록 구성한 것이다.The diaphragm 6 having the pressure inlet 6a, the pressure difference adjusting hole 7, the flow regulating hole 8, and the gate 5 having the rising control jaw 9 are provided with an inlet 2 and an outlet ( 3) open and close the upper end of the bypass induction pipe (4), and the cover 10, which is duplicated on the upper part, pressurizes and supports the outer periphery of the diaphragm 6, 10a is perforated, the lower end of the elevating rod 11 penetrates in the center thereof, and a lower end thereof opens and closes the pressure difference adjusting hole 7 of the gate 5, and the high temperature shape memory spring 12 and the bias spring ( 13 is provided on the elevating rod 11 between the spring support 14 and the adjuster 15, and the low temperature shape memory spring 16 is provided on the elevating rod 11 accommodated in the adjuster 15. In addition, the bypass induction pipe (4) has a gate spring (16) for operation to increase the operation of the gate (5) to enable the proportional control of the flow rate according to the set temperature during automatic and manual opening and closing operation, The gate 5 to be lifted and closed during the closing operation is not affected by the hydraulic pressure, and the opening and closing operation is configured to be flexible and accurate.
Description
본 발명은 난방배관내를 흐르는 난방수의 수온을 감지(感知)하여 자동 개폐되게 하는 형상기억 합금을 이용한 수온감지 밸브에서 밸브실내의 온도차에 의해 유량을 비례제어(比例制御)하는 자동 온도 조절장치에 관한 것으로, 설정된 온도범위내에서 자체변형(自體變形)하는 형상기억 합금(스프링)을 이용한 수온감지 밸브를 구성함에 있어, 하우징 상단에 나사결합시킨 헤더의 수동회전으로 하우징내에 수용된 조절체(調節體)가 승강(昇降)되어진 정도에 따라 게이트의 개폐범위를 조정(調整)토록 하여 설정된 온도에 따라 유량의 비례조절이 가능하게 하며, 밸브의 잠금시에는 승강봉이 하강되면서 게이트에 형성시킨 압력차 조절공을 막는 동시에 게이트를 가압하여 난방수 유출구를 밀폐시키고, 밸브의 열림시에는 승강봉의 상승으로 게이트를 가압상태에서 해제시켜 게이트가 상승되게 하여 유출구가 개방되도록 하므로서 배관내의 수압이 고르게 작용되도록 하여 그 개폐작동이 손쉽고 유연하면서 정확하도록 구성한 것이다.The present invention is an automatic temperature control device for proportionally controlling the flow rate by the temperature difference in the valve chamber in the water temperature sensing valve using a shape memory alloy that detects the water temperature of the heating water flowing in the heating pipe to open and close automatically. In the configuration of a water temperature sensing valve using a shape memory alloy (spring) self-straining within a set temperature range, the control body accommodated in the housing by manual rotation of the header screwed to the upper end of the housing ( By adjusting the opening and closing range of the gate according to the degree of lifting and lowering, it is possible to adjust the flow rate proportionally according to the set temperature. It blocks the car control hole and pressurizes the gate to seal the heating water outlet, and when the valve is opened, the gate is lifted by the lift bar. Was released from the state will configured to ensure that the water pressure in the pipe evenly hameuroseo acts to open the outlet to be precise while the gate is raised to its open and close operation it is easy and flexible.
형상기억 합금을 이용한 수온감지 밸브는 전기(電氣)를 사용하지 않고도 설정된 온도를 기억하여 난방배관내의 유량을 비례제어하여 난방수의 온도를 자동 또는 수동으로 조절 제어토록 함으로써 개인주택 및 아파트의 난방배관은 물론, 각종 대소형 건물의 난방배관에 장착되어 에너지 절감과 각 방별 온도균배(溫度均配)효과를 얻기위한 장치로서 그 실용화를 위해 꾸준히 연구되고 있는 것이다.Water temperature sensing valve using shape memory alloy memorizes the set temperature without using electricity and controls the flow rate in the heating pipe proportionally to control the temperature of the heating water automatically or manually to control the heating piping of individual houses and apartments. Of course, as a device for obtaining energy saving and temperature equalization effect for each room, it is steadily researched for practical use.
그러나 이제까지 제안된 형상기억합금을 이용한 자동 수온감지식 개폐밸브는 이를 현장에 직접 설치 사용해 본 결과 많은 문제점이 발견되어 활용되지 못했던 것이다.However, the automatic water temperature sensing valve using the shape memory alloy proposed so far has not been utilized because many problems have been found.
〔도 11〕은 형상기억 코일스프링을 이용한 종래의 자동 수온감지식 개폐밸브를 도시하고 있다. 이 자동 수온감지식 개폐밸브에서는, 설정된 수온 범위에 따라 기억된 형상으로 변형되는 형상기억 스프링(12)과 일반 바이어스 스프링(13)을 게이트봉(11)에 탄동결합(彈動結合)하고, 헤더(20)의 정,역회전으로 조절체(15)를 승강시키는 것에 의해 온도별 제어작동이 수동조절되게 하고 있으며, 난방수 유입구(2)와 유출구(3)가 형성된 밸브본체(1)의 바닥 중앙에 게이트봉(11)의 하단을 조립 고정하고, 여기에 형상기억 스프링(12)과 게이트(5)및 바이어스 스프링(13)을 차례로 삽입하여 상단 받침대(14)로서 상호 탄동지지되도록 구성하고 있는 것이다.Fig. 11 shows a conventional automatic water temperature sensing on / off valve using a shape memory coil spring. In this automatic water temperature sensing type on / off valve, a shape memory spring 12 and a general bias spring 13 which are deformed into a stored shape in accordance with a set water temperature range are elastically coupled to the gate rod 11, and a header The control operation for each temperature is manually controlled by elevating the adjusting body 15 by forward and reverse rotation of the 20, and the bottom of the valve body 1 having the heating water inlet 2 and the outlet 3 formed therein. The lower end of the gate rod 11 is assembled and fixed in the center, and the shape memory spring 12, the gate 5, and the bias spring 13 are inserted in this order so as to be mutually supported as the upper pedestal 14. will be.
그러나, 이와 같이 구성된 자동 수온감지식 개폐밸브는 배관내를 흐르는 난방수의 수압이 게이트(5)의 하단에 직접 작용되는 것이어서 게이트(5)의 하강시 그 하강작동에 대응(對應)하는 방향으로 수압(水壓)이 걸리게 되는데, 이때 게이트(5)의 하강력(下降力), 즉 형상기억 합금의 변태력(變態力)은 상기 수압에 비례(比例)될 정도로 강하지 못한 것이어서 게이트(5)의 순조로운 하강작동을 기대할 수 없어 밸브의 개폐작동이 불가능한 치명적인 문제점이 발견되었던 것이다.However, the automatic water temperature-sensing shut-off valve configured in this way is that the water pressure of the heating water flowing in the pipe is directly acted on the lower end of the gate 5 so as to cope with the lowering operation when the gate 5 descends. Water pressure is applied, and the lowering force of the gate 5, that is, the transformation force of the shape memory alloy is not strong enough to be proportional to the water pressure, so that the gate 5 The fatal problem was found that the valve can not be opened and closed because it can not expect a smooth descent operation.
난방배관내에 작용되는 난방수의 수압은 보통 5kgf/cm2이상이기 때문에 그 수압은 대단히 높은 것이며, 고층건물일수록 막대한 유량(流量)에 의한 수압은 더욱 높아져서 게이트(5)의 하강력보다 강하게 작용되는 것이므로 이제까지의 형상기억 합금을 이용한 자동 수온감지식 밸브는 강한 수압이 작용되는 곳에서는 그 자동조절이 전혀 실행될 수 없는 것이었다. 또한 수동조절을 위한 헤더의 인위적 회전시에도 높은 수압에 비례하는 인력(人力)이 요구되는데 인력으로 5kgf/cm2이상의 높은 수압을 이길 수는 없는 것이므로 결국 수동조절도 실행될 수 없었던 것이다.Since the water pressure of the heating water acting in the heating pipe is usually 5kgf / cm 2 or more, the water pressure is very high, and the higher the building, the higher the water pressure due to the enormous flow rate. Thus, the automatic water temperature sensing valve using the shape memory alloy has not been able to execute the automatic adjustment at all where strong water pressure is applied. In addition, even when artificially rotating the header for manual adjustment, a manpower is required, which is proportional to the high water pressure. However, the manpower cannot overcome the high water pressure of more than 5 kgf / cm 2 by manpower, so that manual adjustment could not be performed.
따라서 형상기억 합금을 이용한 수온감지식 개폐밸브가 나름대로 제안되어 현장에서 설치 사용되기도 하였으나 수압에 의한 문제를 해결하지 못해 지금까지 활성화(活性化)되지 못했던 것이다.Therefore, a water temperature sensing valve using a shape memory alloy has been proposed and used in the field, but it has not been activated until now because it does not solve the problem caused by water pressure.
본 발명은 상기와 같은 이유로 지금까지 활성화되지 못했던 형상기억 합금을 이용한 수온감지식 개폐밸브에서 제기되는 수압에 의한 문제점을 해소(解消)한 것으로, 밸브실내에 작용되는 온도차에 의해 유량을 비례제어하는 자동 온도조절장치를 제공하여 설정된 온도범위에 따라 게이트의 개폐범위 조절이 가능하며, 밸브의 개폐작동이 유연(悠然)하면서도 정확하도록 함에 그 목적이 있는 것이다.The present invention solves the problems caused by the water pressure raised in the water temperature sensing valve using the shape memory alloy, which has not been activated until now for the above reason, and controls the flow rate proportionally by the temperature difference acting in the valve chamber. It is possible to adjust the opening and closing range of the gate according to the set temperature range by providing an automatic temperature control device, and the purpose of the opening and closing operation of the valve is flexible and accurate.
도 1- 본 발명 실시예1의 일부 절개 분해 사시도.1- exploded perspective view of a portion of the first embodiment of the present invention.
도 2- 본 발명 실시예1의 열림상태 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view of the open state of the first embodiment of the present invention.
도 3- 본 발명 실시예1의 닫힘상태 단면도.3- closed state sectional drawing of Example 1 of this invention.
도 4- 본 발명 실시예2의 열림상태 단면도.4 is a cross-sectional view of the open state of the second embodiment of the present invention.
도 5- 본 발명 실시예3의 열림상태 단면도.5 is a cross-sectional view of the open state of the third embodiment of the present invention.
도 6- 본 발명 실시예4의 열림상태 단면도.Figure 6- Open cross-sectional view of the fourth embodiment of the present invention.
도 7,8,9,10- 본 발명의 난방전용으로의 각 변형실시를 보인 단면도.7,8,9,10- A cross-sectional view showing each modification of the present invention exclusively for heating.
도 11- 종래 수온감지식 자동 개폐밸브의 일 예시 단면도.Figure 11- one exemplary cross-sectional view of a conventional water temperature automatic shut off valve.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
1: 밸브본체 1a: 밸브실 2: 난방수 유입구1: valve body 1a: valve chamber 2: heating water inlet
3: 유출구 4: 우회 유도관 5: 게이트3: outlet 4: bypass guide tube 5: gate
6: 다이아프램 6a: 압력유입공 7: 압력차 조절공6: diaphragm 6a: pressure inlet hole 7: pressure differential regulator
8: 유량조절공 9: 상승 제어턱 10: 덮개8: flow regulator 9: lift control jaw 10: cover
10a:난방수 순환공 11: 승강봉 11a: 패킹10a: Heating water circulation hole 11: Lift rod 11a: Packing
11-1: 분리 승강봉 11-2: 개폐봉 12: 고온용 형상기억 스프링11-1: Separate lift bar 11-2: Opening and closing rod 12: High temperature shape memory spring
13: 바이어스 스프링 14: 스프링 받침대 15: 조절체13: bias spring 14: spring support 15: adjuster
16: 탄동스프링 17: 저온용 형상기억 스프링 18: 하우징16: Tandong spring 17: Low-temperature shape memory spring 18: Housing
18a: 턱 19: 상단 캡 20: 헤더18a: jaw 19: top cap 20: header
22: 지지 스프링22: support spring
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,
설정된 온도범위에 따라 기억된 형상으로 변형되는 고온용 형상기억 스프링(12) 및 일반 바이어스 스프링(13)과 저온용 형상기억 스프링(17)을 게이트봉(11)에 탄동결합하되, 헤더(20)의 정,역회전으로 조절체(15)를 승하강시키는 것에 의해 온도별 제어작동이 수동으로 조절되게 하며, 난방수 유입구(2)와 유출구(3)가 형성된 밸브본체(1)와 그 상단에 조립된 하우징(18)내의 중앙에 입설시킨 게이트봉(11)에 저온용 형상기억 스프링(17), 고온용 형상기억 스프링(12)과 바이어스 스프링(13) 및 게이트(5)를 차례로 삽입하여 상호 탄동 지지되게 설치하여 되는 것에 있어서,The high temperature shape memory spring 12, the general bias spring 13, and the low temperature shape memory spring 17 which are deformed into the stored shape according to the set temperature range are elastically coupled to the gate rod 11, but the header 20 The control operation for each temperature is manually controlled by raising and lowering the regulator 15 in the forward and reverse rotation, and on the valve body 1 having the heating water inlet 2 and the outlet 3 formed thereon. The low temperature shape memory spring 17, the high temperature shape memory spring 12, the bias spring 13, and the gate 5 are sequentially inserted into the gate rod 11 placed in the center of the assembled housing 18. In being installed so that ballistic support,
〔실시예 1〕EXAMPLE 1
〔도 2〕및〔도 3〕에서와 같이, 밸브본체(1)의 난방수 유입구(2)와 여기에 연통하는 유출구(3)사이에 상단이 개방된 유입수 우회 유도관(4)이 구비되고, 이 우회 유도관(4)의 개방된 상단에 상기 우회 유도관(4)을 개폐하는 게이트(5)를 수납하되, 압력유입공(6a)을 가진 다이아프램(6)과 압력차 조절공(7) 및 유량조절공(8), 상승 제어턱(9)이 구비된 게이트(5)의 상부에 덮개(10)를 복착하여 다이아프램(6)의 외주연을 가압 지지토록 구성하며, 상기 덮개(10)의 상판 외주에는 난방수 순환공(10a)이 천공되고, 중앙에는 승강봉(11)하단이 관통되어서 상기 승강봉(11)하단이 게이트(5)의 압력차 조절공(7)을 개폐하도록 구성하고, 동절기(冬節氣) 난방수의 고온에 반응하는 고온용 형상기억 스프링(12)과 일반 바이어스 스프링(13)을 스프링 받침대(14)와 조절체(15)사이에서 탄동되도록 승강봉(11)에 삽입하고, 상기 조절체(15)내에 수납된 승강봉(11)의 상부에는 저온용 형상기억 스프링(17)을 삽입하며, 우회 유도관(4)내에는 게이트(5) 상승 작동용 탄동스프링(16)을 구비하여 난방수의 온도에 반응하도록 구성하고 있는 것이다.As shown in Fig. 2 and Fig. 3, between the heating water inlet 2 of the valve body 1 and the outlet 3 communicating therewith, an inlet water bypass induction pipe 4 having an open top is provided. The diaphragm 6 having a pressure inlet 6a and a pressure difference adjusting hole are accommodated in the gate 5 that opens and closes the bypass induction pipe 4 at an open upper end of the bypass induction pipe 4. 7) and cover the cover 10 on the upper portion of the gate (5) provided with the flow control hole (8), the rising control jaw (9) to configure the outer periphery of the diaphragm (6) to support the pressure, the cover A heating water circulation hole 10a is drilled in the outer circumference of the upper plate, and a lower end of the elevating rod 11 penetrates in the center thereof so that the lower end of the elevating rod 11 opens the pressure differential adjusting hole 7 of the gate 5. It is configured to open and close, and the high-temperature shape memory spring 12 and the general bias spring 13 to respond to the high temperature of the winter heating water between the spring pedestal 14 and the adjuster 15 It is inserted into the elevating rod (11) so as to be movable, the low-temperature shape memory spring (17) is inserted into the upper portion of the elevating rod (11) housed in the adjuster (15), and the gate (in the bypass induction pipe 4) 5) It is configured to respond to the temperature of the heating water by providing a ball spring 16 for the upward operation.
상기의 탄동스프링(16)은 게이트(5)의 상승작동을 확실하게 해주기 위한 것이며, 형상기억합금이 지니고 있는 자체특성, 즉 온도상승 및 하강시 발생되는 온도편차(溫度偏差) 즉, 히스테리시스(hysteresis)현상을 최소화시켜주는 것이다. 또한, 상기의 온도감지 작동부 즉, 승강봉(11)과 조절체(15), 고온 및 저온용 형상기억 스프링(12)(17), 바이어스 스프링(13)을 수납하고 있는 하우징(18)의 상단 캡(19)에는 헤더(20)가 나사 결합되어 상기 헤더(20)와 조절체(15)가 함께 승강되도록 구성한 것이다.The above-mentioned ball spring 16 is for ensuring the ascending operation of the gate 5, and has a characteristic characteristic of the shape memory alloy, that is, a temperature deviation generated during temperature rise and fall, that is, hysteresis. This is to minimize the phenomenon. In addition, the housing 18, which accommodates the temperature sensing operating portion, that is, the elevating rod 11 and the adjuster 15, the shape memory springs 12 and 17 for high and low temperatures, and the bias spring 13, respectively. The header 20 is screwed to the upper cap 19 is configured so that the header 20 and the adjuster 15 are elevated together.
첨부도면중 미 설명부호 19a는 하우징 상단 캡(19)의 밀폐 패킹, 21은 덮개(10)고정용 볼트를 나타내는 것이다.In the accompanying drawings, reference numeral 19a denotes a sealed packing of the housing upper cap 19, and 21 denotes a bolt for fixing the cover 10.
본 발명에 관한 상기 구성에 있어서, 덮개(10)의 상판 외주에 난방수 순환공(10a)을 천공한 것은 하우징(18)내부로 난방수를 순환시켜서 그 수온을 형상기억 스프링(12)(17)이 즉시 감지토록 하여 수온변화에 신속히 반응하도록 한 것이다.In the above configuration according to the present invention, the heating water circulation hole 10a formed in the outer periphery of the upper plate of the lid 10 circulates the heating water into the housing 18 to form the water temperature in the shape memory springs 12 (17). ) To be detected immediately so that it reacts quickly to water temperature change.
본 발명에 관한 상기 구성에 있어서, 승강봉(11)의 하단에 탄성패킹(11a)을 끼운 것은 승강봉(11)의 하강으로 게이트(5)의 압력차 조절공(7)을 폐쇄시킬 때 승강봉(11)의 하강력과 함께 패킹(11a)의 자체 탄성에 의해 그 밀폐력이 긴밀히 유지되도록 한 것이다.In the above configuration according to the present invention, the elastic packing 11a is fitted to the lower end of the elevating rod 11 when the pressure differential adjusting hole 7 of the gate 5 is closed by the lowering of the elevating rod 11. The sealing force is maintained closely by the elasticity of the packing 11a together with the descending force of the steel bar 11.
본 발명에 관한 상기 구성에 있어서, 다이아프램(6)에 천공된 압력유입공(6a)은 게이트(5)의 하강으로 유출구(3)가 폐쇄된 상태에서 유입구(2)측의 수압이 상기 압력유입공(6a)을 통해 유입되어 다이아프램(6)에 의해 상하로 구분되어진 밸브실(1a)내에 고르게 분산되어 압력차를 없애주는 것이다.In the above configuration according to the present invention, the pressure inlet hole 6a drilled in the diaphragm 6 has the pressure of the inlet port 2 in the state in which the outlet port 3 is closed due to the lowering of the gate 5. It is introduced through the inlet hole (6a) and evenly distributed in the valve chamber (1a) divided up and down by the diaphragm (6) to eliminate the pressure difference.
본 발명에서는 유출구(3)와 연통되는 우회 유도관(4)에 삽입되어 승하강하게 되는 게이트(5)의 하단측벽에 유량조절공(8)을 형성하고 있는데, 이는 게이트(5)의 승하강상태에 따라 유량조절공(8)의 개방된 정도를 조절하여 유입구(2)측으로 부터 유입되어지는 난방수의 유입량 조절이 용이하도록 하는 것이다.In the present invention, the flow rate adjusting hole (8) is formed in the lower side wall of the gate (5) is inserted into the bypass induction pipe (4) in communication with the outlet port 3 is raised and lowered, which is the rising and lowering state of the gate (5) By controlling the opening degree of the flow control hole 8 to facilitate the inflow of the heating water flowing from the inlet (2) side.
본 발명은 다음과 같이 그 구조를 변경 실시할 수 있다.The present invention can be modified in the following manner.
〔실시예 2〕EXAMPLE 2
〔도 4〕에서보는 바와 같이, 상기 실시예1의 구조에서 헤더(20)에 일체로 조립된 승강봉(11)과 분리 승강봉(11-1)으로 구성하고, 분리 승강봉(11-1)의 상단 조절체(15)와 덮개(10)의 상판사이에 지지 스프링(22)을 개재시켜서 구성되는 것이다.As shown in FIG. 4, the structure of the first embodiment includes an elevating bar 11 and an elevating elevating bar 11-1 integrally assembled to the header 20, and an elevating elevating bar 11-1. It is configured by interposing the support spring 22 between the upper adjuster 15 and the top plate of the cover 10 of.
〔실시예 3〕EXAMPLE 3
〔도 5〕에서와 같이, 헤더(20)에 일체로 조립된 승강봉(11)의 상부에 고온용 형상기억 스프링(12)과 바이어스 스프링(13)을 삽입하고, 승강봉(11)의 하부에는 저온용 형상기억 스프링(17)을 삽입하여 조절체(15)에 수납시키며, 조절체(15)하단에 개폐봉(11-2)을 조립하여서 구성되는 것이다.As shown in FIG. 5, the high-temperature shape memory spring 12 and the bias spring 13 are inserted into an upper portion of the elevating rod 11 integrally assembled with the header 20, and the lower portion of the elevating rod 11. The low-temperature shape memory spring 17 is inserted into the control body 15, and the opening and closing rod 11-2 is assembled at the bottom of the control body 15.
〔실시예 4〕EXAMPLE 4
〔도 6〕에서보는 바와 같이, 상기 실시예3의 구조에서 헤더(20)에 일체로 조립된 승강봉(11)과 분리 승강봉(11-1)으로 구성하고, 하우징(18)의 내면에 턱(18a)을 돌설시켜서 분리 승강봉(11-1)의 상단과 턱(18a)사이에 지지 스프링(22)을 구비시켜서 되는 것이다.As shown in FIG. 6, in the structure of the third embodiment, the elevating rod 11 and the separated elevating rod 11-1 integrally assembled to the header 20 are formed on the inner surface of the housing 18. The support spring 22 is provided between the upper end of the separating elevating rod 11-1 and the jaw 18a by protruding the jaw 18a.
또한, 본 발명은 그 구조를 난방전용으로 변경 실시할 수도 있다.In addition, this invention can also be changed and implemented for the structure only for heating.
즉,〔도 7〕〔도 8〕〔도 9〕〔도 10〕에서와 같이, 실시예1, 실시예2, 실시예3, 실시예4 의 각 구조에서 저온용 형상기억 스프링(17)을 제거하고, 그 자리에 바이어스 스프링(13)을 구비시켜서 되는 것이다.That is, as shown in [Fig. 7] [Fig. 8] [Fig. 9] and [Fig. 10], the shape memory spring 17 for low temperature is applied to each of the structures of Examples 1, 2, 3, and 4; The bias spring 13 is provided in place.
본 발명의 작동상태를〔도 2〕및〔도 3〕에 의거 설명하면, 먼저〔도 2〕에서와 같이 밸브가 열려있는 상태에서 난방수의 최고온도로 설정된 작동개시 온도(약60˚C)이상이 되어 이를 감지한 고온용 형상기억 스프링(12)이 형상변화를 일으키게 되면 그 길이가 점차 신장(伸長)되므로서 저온용 형상기억 스프링(17)을 압축시키면서 승강봉(11)을 하강시키게 되는데, 이때 다이아프램(6)에 천공시킨 압력 유입공(6a)과 개방된 상태의 압력차 조절공(7)을 통해 난방수가 상부 밸브실(1a)내로 유입되는 것이어서 다이아프램(6)에 의해 분리되어진 상하 밸브실(1a)내의 수압은 동일한 압(壓)을 유지하게 되는 것이다. 따라서 형상기억 스프링(12)의 형상변화에 따른 승강봉(11)의 하강에 아무런 장애를 주지 않게 되므로 그 하강작동이 유연하게 이루어지게 되는 것이며, 이렇게 하강되는 승강봉(11)이 게이트(5)의 압력차 조절공(7)상단에 닿게 되면서 탄동스프링(16)과 함께 게이트(5)를 눌러 하강시키게 되어〔도 3〕과 같이 우회 유도관(4)의 상단과 게이트(5)의 압력차 조절공(7)을 막아 난방수의 흐름을 차단하므로서 설정된 난방온도(약60˚C)이상으로 수온이 올라가는 것을 방지하는 것이다.Referring to the operating state of the present invention based on [FIG. 2] and [FIG. 3], as shown in [FIG. 2], the operating start temperature set to the maximum temperature of heating water in the state which a valve is opened (about 60 degreeC) first When the high temperature shape memory spring 12 that detects this causes a change in shape, the length thereof is gradually elongated, and the lifting bar 11 is lowered while compressing the low temperature shape memory spring 17. At this time, the heating water is introduced into the upper valve chamber 1a through the pressure inlet 6a drilled in the diaphragm 6 and the pressure difference adjusting hole 7 in the open state, thereby being separated by the diaphragm 6. The water pressure in the upper and lower valve chambers 1a maintains the same pressure. Therefore, since there is no obstacle to the lowering of the elevating bar 11 according to the shape change of the shape memory spring 12, the lowering operation is made smoothly, and the elevating bar 11 is thus lowered to the gate 5 While touching the pressure difference adjusting hole (7) of the upper and lowered by pressing the gate (5) together with the ballistic spring (16) as shown in Figure 3 the pressure difference between the top of the bypass induction pipe (4) and the gate (5) By blocking the flow of the heating water by blocking the control hole (7) is to prevent the water temperature rises above the set heating temperature (about 60˚C).
이렇게, 난방수의 흐름이 차단된 상태에서 시간이 경과할수록 난방수의 수온이 점차 낮아지게 되는데 설정된 최저수온(약55˚C)이하로 내려가게 되면 고온용 형상기억 스프링(12)은 그 기억력이 상실되어 원래 형태로 줄어들게 되면서 압축되었던 저온용 형상기억 스프링(17)이 원래형태로 복원되어 승강봉(11)을 상승시키게 되는데, 이때 눌려있던 탄동스프링(16)이 가압상태에서 벗어나 신장케 되면서 승강봉(11)의 상승에 따라 게이트(5)를 밀어올려 상승 제어턱(9)이 덮개(10)의 내면턱에 닿을 때 까지 게이트(5)를 상승시켜 유출구(3)가 열리게 되고, 승강봉(11)은 좀더 상승하여 그 하단의 패킹(11a)이 게이트(5)의 압력차 조절공(7)에서 떨어지게 되는 순간 다이아프램(6)상측의 밸브실(1a)내부 수압이 압력차 조절공(7)을 통해 다이아프램(6)하부로 유입되면서 상측의 밸브실(1a)내부의 수압이 순간적으로 내려가게 되고, 밸브실(1a)하측과의 압력차에 의해 게이트(5)가 상승하여 난방수의 흐름이 재개(再開)되므로서 난방수의 온도를 다시 높혀주게 되는 것이다.In this way, the water temperature of the heating water is gradually lowered as time passes while the flow of the heating water is blocked. When the temperature is lowered below the set minimum water temperature (about 55˚C), the high-temperature shape memory spring 12 has a memory capacity. The low-temperature shape memory spring 17, which has been compressed and lost to its original shape, is restored to its original shape, thereby elevating the elevating bar 11, and the elastic spring 16, which has been pressed, is elongated out of the pressurized state. As the steel rod 11 is raised, the gate 5 is pushed up to raise the gate 5 until the lift control jaw 9 reaches the inner jaw of the cover 10 so that the outlet 3 is opened. (11) rises further and when the packing (11a) at the lower end of the pressure difference adjusting hole (7) of the gate (5), the water pressure inside the valve chamber (1a) above the diaphragm (6) is the pressure difference adjusting hole (7) flows into the lower part of the diaphragm (6) The pressure of the water inside the valve chamber 1a of the valve is lowered momentarily, and the gate 5 rises due to the pressure difference with the lower side of the valve chamber 1a, and the flow of the heating water is resumed. Will be raised again.
상기의 작동에서 수온감지범위가 약8˚C∼12˚C 로 설정된 저온용 형상기억 스프링(17)은 난방온수의 온도범위인 약55˚C∼60˚C 에서는 수온에 의한 형상변형이 전혀 일어나지 않으며, 일반 바이어스 스프링과 같은 자체탄성만으로 작동되어지는 것이다. 따라서 고온용 형상기억 스프링(12)이 기억력을 상실하였을 때 탄발작동을 개시하여 승강봉(11)을 상승시키게 되는 것이며, 이때에도 탄동스프링(16)에 의한 게이트(5)의 상승작동을 별 무리없이 수행시키게 되는 것이다.In the above operation, the low temperature shape memory spring 17 having the water temperature detection range of about 8 ° C to 12 ° C has no shape deformation due to the water temperature at about 55 ° C to 60 ° C, which is the temperature range of the heating hot water. It is operated only with its own elasticity as a general bias spring. Therefore, when the high-temperature shape memory spring 12 loses memory, it starts the shot operation and raises the elevating rod 11. In this case, the rising operation of the gate 5 by the ball spring 16 is not sufficient. Will be performed without it.
또한, 하절기(夏節氣)의 저온작동시에는 냉방수의 최고온도로 설정된 작동개시 온도인 약12˚C 이상이 되면 저온용 형상기억 스프링(17)이 이를 감지하여 형상변화를 일으켜 그 길이가 점차 늘어나 바이어스 스프링(13)을 압축시키면서 승강봉(11)과 게이트(5)를 상승시켜 유로를 열어주게 되는 것이며, 냉방수의 온도가 최저작동개시 온도인 약8˚C 이하가 되면 형상기억 스프링(17)의 기억력이 상실되어 원래형상으로 그 길이가 줄어들면서 압축되었던 바이어스 스프링(13)이 탄발복원되어 승강봉(11)과 게이트(5)를 하강시켜서 유로를 막아 냉방수의 흐름을 차단시키게 되는 것이다.In addition, during the low-temperature operation of the summer season, when the operating start temperature set to the maximum temperature of the cooling water is about 12˚C or more, the low-temperature shape memory spring 17 detects this, causing a change in shape, and the length thereof gradually increases. The elevating rod 11 and the gate 5 are raised while the bias spring 13 is compressed to open the flow path, and when the temperature of the cooling water is about 8 ° C or lower, which is the minimum starting temperature, the shape memory spring ( The loss of memory of 17) causes the bias spring 13, which has been compressed to reduce its length to its original shape, to be rebounded to prevent the flow of cooling water by blocking the flow path by lowering the elevating rod 11 and the gate 5. will be.
상기의 작동에서 수온감지범위가 약55˚C∼60˚C 로 설정된 고온용 형상기억 스프링(12)은 냉방수의 온도범위인 약8˚C∼12˚C 에서는 수온에 의한 형상변형이 전혀 일어나지 않으므로 하절기의 냉방상태에서는 전혀 작동하지 않는 것이다.In the above operation, the high temperature shape memory spring 12 having the water temperature detection range of about 55 ° C to 60 ° C has no shape deformation due to the water temperature at about 8 ° C to 12 ° C. Therefore, it does not work at all in the cooling state of summer.
본 발명은 상기한 바와같이 고온용 형상기억 스프링(12)과 저온용 형상기억 스프링(17) 및 바이어스 스프링(13)에 의한 상호 작동으로 승강봉(11)과 게이트(5)를 승강시켜서 밸브본체(1)에 형성된 우회 유도관(4)을 열거나 닫는 것에 의해 유출구(3)를 개폐하게 되는 것인데, 이 과정에서 유입구(2)을 통해 유입된 난방수는 밸브실(1a)을 상하로 구획하고 있는 다이아프램(6)의 압력유입공(6a)을 통해 밸브실(1a) 상측까지 유입되어 밸브실(1a) 상하부의 수압(水壓)을 고르게 조절케 되는 것이며, 결국 승강봉(11)과 게이트(5)에 작용되는 수압은 제로(Zero)상태가 됨으로써 게이트(5)의 승강작동시 수압의 영향을 전혀 받지 않게 되는 것이다.The present invention is the valve body by elevating the elevating rod 11 and the gate 5 by the mutual operation by the high temperature shape memory spring 12, the low temperature shape memory spring 17 and the bias spring 13 as described above By opening or closing the bypass induction pipe (4) formed in (1) to open and close the outlet (3), in this process, the heating water introduced through the inlet (2) partitions the valve chamber (1a) up and down Through the pressure inlet hole (6a) of the diaphragm (6) is introduced to the upper side of the valve chamber (1a) is to adjust the water pressure of the upper and lower parts of the valve chamber (1a) evenly, elevating rod (11) And the hydraulic pressure applied to the gate 5 is in a zero state so that the hydraulic pressure is not affected at all during the lifting operation of the gate 5.
또한, 난방수의 온도를 자동작동 개시 온도에서 자동작동 완료 온도사이의 어느 온도로 설정(設定)하고 싶은 경우, 헤더(20)를 수동으로 회전 조절하여 조절체(15)의 승강폭을 조정하므로써 게이트(5)의 승강폭을 직접 수동조정하는 효과를 얻게 되는 것이며, 그 수동조절을 위한 작동상태가 유연하고 확실하여 보다 세밀(細密)하고 정확한 온도별 비례제어 효과를 얻을 수 있게 되는 것이며, 밸브의 열고 닫을시 탄동스프링(16)의 작용으로 게이트(5)의 상승작동이 확실하여 형상기억합금이 지니고 있는 히스테리시스 특성을 완화시켜서 수온의 상승 및 하강시 발생되는 온도편차를 최소화하여 온도별 비례제어 효과를 더욱 높혀주게 되는 것이다.In addition, when the temperature of the heating water is to be set to a temperature between the automatic operation start temperature and the automatic operation completion temperature, by manually rotating and adjusting the header 20, the lifting width of the adjusting body 15 is adjusted. The effect of manually adjusting the lifting width of the gate 5 is directly obtained, and the operating state for the manual adjustment is flexible and reliable, so that a finer and more accurate temperature-specific proportional control effect can be obtained. The opening and closing of the ballistic spring 16 ensures the rising operation of the gate 5, thereby alleviating the hysteresis characteristics of the shape memory alloy, thereby minimizing the temperature deviation generated during the rise and fall of the water temperature. It will be more effective.
본 발명은 이상 설명된 바와같이, 게이트(5)의 승강작동시 수압의 영향을 전혀 받지 않도록 구성한 것이어서 그 개폐작동이 원활하고 정확하면서 유연한 자동 및 수동조작이 가능하고, 게이트(5)의 상승작동을 보다 확실하게 해주는 탄동스프링(16)의 작용으로 형상기억합금의 히스테리시스 특성을 완화시켜 온도상승시 및 하강시의 온도편차를 최소화한 것이어서 보다 세밀하고 정확한 온도별 비례제어 효과를 얻을 수 있게 되는 것이며, 오동작이나 고장의 염려가 없고, 냉난방을 겸용할 수 있어 건물내의 배관구조를 보다 간단히 할 수 있으며, 그에따른 설치비용의 절감 효과를 제공하는 것이다.As described above, the present invention is configured so as not to be influenced by the water pressure during the lifting operation of the gate 5 at all, so that the opening and closing operation is smooth, accurate and flexible, automatic and manual operation is possible, and the lifting operation of the gate 5 is performed. By reducing the hysteresis characteristics of the shape memory alloy by the action of the ball spring (16) to ensure more precisely to minimize the temperature deviation during the temperature rise and fall to obtain a more precise and accurate proportional control effect for each temperature There is no fear of malfunction or failure, and it can be combined with air-conditioning and heating to simplify the piping structure in the building, and provide the effect of reducing the installation cost accordingly.
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