KR100328398B1 - 난방용유량조절다이아프램게이트밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내의 난방온도 조절용으로 사용되는 유량조절 다이아프램 게이트 밸브에 관한 것으로서,

압력유입공(6a)을 가진 다이아프램(6)과 압력차 조절공(7) 및 상승 제어턱(8)이 구비된 다이아프램 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 지지하면서 상기 덮개(10)의 중앙으로 관통시킨 승강봉(9)하단이 게이트(5)의 압력차 조절공(7)을 개폐토록 하여 게이트(5)가 수압의 영향을 받지 않고 승하강 작동되게 하므로서 그 개폐작동이 유연하면서 정확하도록 구성한 것이다.

Description

난방용 유량조절 다이아프램 게이트 밸브{DIAPHRAM GATE VALVE OF FLOWRATE CONTROLL FOR HEATING}

본 발명은 난방배관내를 흐르는 난방수의 유량을 조절(調節)하므로서 실내의 난방온도를 조절토록 하는 다이아프램 게이트 밸브에 관한 것으로, 설정되는 온도에 맞춰 배관내의 유량을 비례조절하는 개폐 밸브를 구성함에 있어, 하우징내에서 승강되는 승강봉의 승하강 정도에 따라 다이아프램 게이트의 개폐범위를 조정(調整)토록 하여 유량의 비례조절이 가능하게 하며, 밸브의 잠금시에는 승강봉이 하강되면서 게이트에 형성시킨 압력차 조절공을 막아주는 동시에 다이아프램 게이트를 가압하여 난방수 유출구를 막고, 밸브의 열림시에는 승강봉의 상승으로 다이아프램 게이트를 가압상태에서 해제시켜 압력차 조절공을 열어주는 동시에 게이트의 상승으로 유출구를 개방시켜서 다이아프램 게이트의 상부와 하부에 작용되는 수압이 고르도록 하므로서 다이아프램 게이트의 개폐작동이 손쉽고 유연하면서 정확하도록 구성한 것이다.

난방배관내의 유량을 비례제어하여 난방수의 온도를 자동 또는 수동으로 조절 제어토록 하는 유량조절 밸브는 액압작동식과 전기작동식이 개발되어 있으며, 이를 에너지 절감과 각 방별 온도균배(溫度均配)효과를 얻기 위해 개인주택 및 아파트의 난방배관에 장착 사용하고 있는 것이다.

그러나 이제까지 장착 사용되던 기존의 난방용 유량조절 밸브들은 이를 현장에 직접 설치 사용해 본 결과 많은 문제점이 발견되었던 것이다.

즉,〔도 5〕에 도시한 종래의 액압식 개폐밸브를 예로 하여 그 문제점을 살펴보면, 이 개폐밸브는 설정된 실내온도 범위에 맞춰 헤더(19)를 회전시키는 것에 의해 가압조절체(19)를 함께 회전시켜서 이를 하강 또는 전진시키는 것에 의하여하우징(11)내부에 액압이 작용되게 하므로서 승강봉(9)이 하강되면서 그 하단의 변체(9b)가 유출구(3)를 막아주도록 구성하고 있는 글로브타입 인 것이다.

그러나, 이와같은 글로브타입의 개폐밸브는 배관내를 흐르는 난방수의 수압이 변체(9b)의 하측에 직접 작용케되는 것이어서 변체(9b)의 하강시 그 하강방향에 대응(對應)되는 방향으로 수압(水壓)이 걸리게 되는데, 이때 변체(9b)의 하강력(下降力)은 상기 수압에 비례(比例)될 정도로 강하지 못한 것이어서 변체(9b)의 순조로운 하강작동이 이루어지지 않을 뿐만 아니라 이로 인해 야기되는 과부하로 인하여 작동소자인 팽창액체의 변질을 초래하여 제품의 성능을 현저히 저하시키는 치명적인 결점이 발견되었던 것이다.

난방배관내에 작용되는 난방수의 수압은 보통 5kgf/cm²이상이기 때문에 그 수압은 대단히 높은 것이며, 고층건물일수록 막대한 유량(流量)에 의한 수압은 더욱 높아져서 액압에 의한 승강봉(9)과 그 하단 변체(9b)의 하강력보다 강하게 작용되는 것이므로 최대압력이 약3.5kgf/cm²에 불과한 기존의 액압식 개폐밸브는 물론, 최대압력이 약1.7kgf/cm²에 불과한 기존의 전기식 개폐밸브로는 5kgf/cm²이상의 높은 수압을 이길 수가 없어 그 작동이 전혀 실행될 수 없었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 이유로 지금까지 정상작동을 보장할 수 없었던 액압작동식 및 전기작동식 글로브타입의 개폐밸브들이 지니고 있던 결점을 해소(解消)한 것으로서, 설정된 실내 온도에 의해 유량을 비례제어하는 자동 온도조절장치를구성하는 개폐밸브를 다이아프램 게이트타입으로 변경하여 배관내의 수압에 관계없이 유연(悠然)하면서도 정확하게 작동되도록 함에 그 목적이 있는 것이다.

도 1- 본 발명 실시예1의 닫힘상태 단면도.

도 2- 본 발명 실시예1의 열림상태 단면도.

도 3- 본 발명 실시예2의 닫힘상태 단면도.

도 4- 본 발명 실시예3의 닫힘상태 단면도.

도 5- 종래의 액압식 유량조절밸브의 닫힘상태 일 예시 단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1: 밸브본체 2: 난방수 유입구 3: 유출구

4: 우회 유도관 5: 게이트 5a: 유량조절공

6: 다이아프램 6a: 압력유입공 7: 압력차 조절공

8: 상승제어턱 9: 승강봉 9a: 패킹

10: 덮개 11: 하우징 12: 벨로우즈

13: 스프링 15: PTC작동부 18: 헤더

〔실시예 1〕

설정된 실내온도 범위에 맞춰 헤더(18)를 회전시켜 가압조절체(19)가 함께 회전되면서 이를 하강 또는 전진시키는 것에 의해 하우징(11)내부에 액압이 높아지게 하므로서 벨로우즈(12)가 압축되어 승강봉(9)을 하강시켜서 유출구(3)를 막도록 구성한 난방용 게이트 밸브에 있어서,

〔도 1〕및〔도 2〕에서와 같이, 밸브본체(1)의 난방수 유입구(2)와 유출구(3)사이에 상단이 개방된 유입수 우회 유도관(4)이 구비되고, 유량조절공(5a)을 가진 게이트(5)를 상기 우회 유도관(4)의 개방된 상단으로 삽입하여 유량을 조절토록 구성하며, 압력유입공(6a)을 가진 다이아프램(6)과 압력차 조절공(7) 및 상승 제어턱(8)이 구비된 게이트(5)의 상부를 덮는 덮개(10)에 의해 다이아프램(6)의 외주연을 가압 지지토록 구성하고, 상기 덮개(10)의 중앙으로 관통된 승강봉(9)의 하단이 게이트(5)의 압력차 조절공(7)을 개폐하도록 구성한 것이다.

첨부도면중 미 설명부호 11a는 하우징 상단 캡, 13은 승강봉 상승용 스프링, 14는 덮개(10)와 하우징(11)조립용 고정구를 나타내는 것이다.

본 발명에 관한 상기 구성에 있어서, 승강봉(9)의 하단에 탄성패킹(9a)을 끼운 것은 승강봉(9)의 하강으로 게이트(5)의 압력차 조절공(7)을 폐쇄시킬 때 승강봉(9)의 하강력과 함께 패킹(9a)의 자체 탄성에 의해 그 밀폐력이 긴밀히 유지되도록 한 것이다.

본 발명에 관한 상기 구성에 있어서, 다이아프램(6)에 천공된 압력 유입공(6a)은 게이트(5)의 하강으로 유출구(3)가 폐쇄된 상태에서 유입구(2)측으로 부터 가해지는 수압이 상기 압력유입공(6a)을 통해 유입되게 하므로서 다이아프램(6)에 의해 구분되어진 상하 밸브실(C₁)(C₂)내에 수압이 고르게 분산되어 압력차를 없애주는 것이다.

본 발명에서는 유출구(3)와 연통되는 우회 유도관(4)에 삽입되어 승하강하게 되는 게이트(5)의 하단측벽에 유량조절공(5a)을 형성하고 있는데, 이는 게이트(5)의 승하강상태에 따라 유량조절공(5a)의 개방된 정도를 조절하여 유입구(2)측으로 부터 유입되어지는 난방수의 유입량 조절이 용이하도록 하는 것이다.

〔실시예 2〕

〔도 3〕에서 보는 바와 같이, 전원의 ON/OFF에 의한 PTC작동부(15)가 구비되며, 상기 PCT작동부(15)와 스프링(13)의 대응작동으로 승강봉(9)이 승하강되도록 구성한 전기작동부 하우징(11)의 하부에다 압력유입공(6a)을 가진 다이아프램(6)과 압력차 조절공(7) 및 상승 제어턱(8)이 구비된 게이트(5)가 내장된 덮개(10)를 조립하여서 상기 덮개(10)가 다이아프램(6)의 외주연을 가압 지지 하면서 덮개(10)의 중앙으로 관통된 승강봉(9)의 하단이 게이트(5)의 압력차 조절공(7)을 개폐토록 구성하는 것이다.

상기 실시예 2 에서 미설명부호 16은 PTC작동부(15)의 탄력 스프링, 17은 전선을 나타내는 것이다.

본 발명 [실시예 1] 및 [실시예 2]는 실내온도 감지부와 개폐 조절 작동부가 분리된 로칼(Local)방식의 유량조절밸브 인 것이며, [실시예 3] 에서는 배관내 수온 감지용 작동부와 본 발명의 구성요부인 개폐 조절 작동부를 일체형으로 결합하여 라디에타용 유량조절 밸브로 구성한 것을 설명한 것이다.

〔실시예 3〕

〔도 4〕에서와 같이, 수동조절용 헤더(18)가 구비되며, 하우징(11)내부에 액압이 작용되게 하여 승강봉(9)을 하강시키도록 구성한 수온 감지용 작동부와, 압력유입공(6a)을 가진 다이아프램(6)과 압력차 조절공(7) 및 상승 제어턱(8)이 구비된 게이트(5)로 구성된 개폐 조절 작동부를 일체로 결합하여 구성되는 것이다.

본 발명의 작동상태를〔도 1〕및〔도 2〕에 의거 설명하면, 먼저〔도 2〕에서와 같이 밸브가 열려있는 상태에서 헤더(18)를 수동 회전시키거나 센서에 의한 실내온도 감지로 가압조절체(19)가 하우징(11)내부에 충입되어있는 팽창액체의 액압(液壓)을 높혀주게 되면 그 압력에 의해〔도 1〕에서와 같이 벨로우즈(12)가 압축되면서 승강봉(9)을 하강시키게 되는데, 이때 다이아프램(6)에 천공시킨 압력 유입공(6a)과 개방된 상태의 압력차 조절공(7)을 통해 난방수가 상부 밸브실(C₁)내로 유입되는 것이어서 다이아프램(6)에 의해 분리되어진 상하 밸브실(C₁)(C₂)내의 수압은 동일한 압(壓), 즉 제로(Zero)상태가 유지되는 것이다. 따라서 액압에 의한 승강봉(9)의 하강에 아무런 장애를 주지 않게 되므로 그 하강작동이 유연하게 이루어지게 되는 것이며, 이렇게 스프링(13)를 압축시키면서 하강되는 승강봉(9)이 게이트(5)의 압력차 조절공(7)상단에 닿게 되면서 게이트(5)를 눌러 하강시키게 되어 우회 유도관(4)의 상단과 게이트(5)의 압력차 조절공(7)을 막아 난방수의 흐름을 차단하므로서 설정된 난방온도 이상으로 수온이 올라가는 것을 방지하게 된다.

이렇게, 난방수의 흐름이 차단된 상태에서 시간이 경과할수록 열교환을 통해 난방수의 수온이 점차 낮아지게 되는데, 이때 헤더(18)를 수동조작하거나 센서에 의한 실내온도 감지로 가압조절체(19)를 역회전 상승 또는 후진시키는 것에 의해〔도 2〕에서와 같이 하우징(11)내의 액압이 낮아지면서 압축되었던 벨로우즈(12)가 원래형태로 복원되어 승강봉(9)을 상승시키게 되는 것이며, 이 승강봉(9)은 스프링(13)의 복원력을 받아 좀더 상승하여 그 하단의 패킹(9a)이 게이트(5)의 압력차 조절공(7)에서 떨어지게 되는 순간 다이아프램(6) 상측의 밸브실(C₁)내부 수압이 압력차 조절공(7)을 통해 다이아프램(6)하부로 유입되면서 상측 밸브실(C₁)내부의 수압이 하측 밸브실(C₂)내의 수압보다 순간적으로 내려가게 되어 그 압력차에 의해 게이트(5)가 상승하여 난방수의 흐름이 재개(再開)되므로서 난방수의 온도를 다시 높혀주게 되는 것이다.

본 발명은 상기한 바와같이 액압작동식이나 전기작동식 유량조절밸브의 승강봉(9)을 승하강시켜서 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 다이아프램(6)의 압력유입공(6a)을 통해 상측 밸브실(C₁)로 유입되어 상하 밸브실(C₁)(C₂)내의 수압(水壓)을 고르게 조절하는 것이며, 결국 승강봉(9)과 게이트(5)에 작용되는 수압은 제로(Zero)상태가 됨으로써 팽창액체의 액압이나 전기작동에 의한 게이트(5)의 승강작동에 수압의 영향을 전혀 주지 않게 되는 것이다.

또한, 헤더(18)를 수동으로 회전 조절하여 조절체(19)의 승강폭을 자유로히 조정할 수도 있어 게이트(5)의 승강폭을 직접 수동 조정할 수 있는 것이며, 그 수동조절을 위한 작동상태가 유연하고 확실하여 보다 세밀하고 정확한 온도별 비례제어 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

본 발명은 이상 설명된 바와같이, 액압작동식이나 전기작동식 유량조절밸브의 승강봉(9)과 다이아프램 게이트(5)의 승하강작동시 수압의 영향을 전혀 받지 않도록 구성한 것이어서 자동 개폐작동이나 수동 개폐작동 모두 원활하고 정확하면서 유연한 조작이 가능하여 세밀하고 정확한 온도별 비례제어 효과를 얻을 수 있게 되는 것이며, 오동작이나 고장의 염려가 없는 효과를 제공하는 것이다.

Claims (3)

1. 설정된 실내온도 범위에 맞춰 헤더(18)를 회전시켜 가압조절체(19)가 함께 회전되면서 이를 하강시키거나 전진시키는 것에 의해 난방수 유입구(2)와 유출구(3)를 가진 밸브본체(1)의 하우징(11)내부에 액압이 높아지게 하므로서 밸로우즈(12)가 압축되게 하여 승강봉(9)을 하강시켜서 유출구(3)를 막도록 구성한 난방용 게이트 밸브에 있어서,

   밸브본체(1)의 난방수 유입구(2)와 유출구(3)사이에 상단이 개방된 유입수 우회 유도관(4)이 구비되고, 유량조절공(5a)을 가진 게이트(5)를 상기 우회 유도관(4)의 개방된 상단으로 삽입하여 유량을 조절토록 구성하며, 압력유입공(6a)을 가진 다이아프램(6)과 압력차 조절공(7)과 상승 제어턱(8)이 구비된 게이트(5)의 상부를 덮는 덮개(10)에 의해 다이아프램(6)의 외주연을 가압 지지토록 구성하고, 상기 덮개(10)의 중앙으로 관통관 승강봉(9)의 하단이 게이트(5)의 압력차 조절공(7)을 개폐하도록 구성한 것을 특징으로 하는 난방용 유량조절 다이아프램 게이트 밸브.
2. 청구항 1에 있어서, 전기작동부 하우징(11)의 내부에 전원이 ON/OFF에 의한 PTC작동부(15)가 구비되어 스프링(13)과의 대응작동으로 승강봉(9)이 승하강 되도록 구성한 것을 특징으로 하는 난방용 유량조절 다이아프램 게이트 밸브.
3. 청구항1에 있어서, 수동조절용 헤더(18)가 구비된 하우징(11)내부에 액압이 작용되게 하여 승강봉(9)을 하강시키는 수온 감지부와 게이트(5)로 구성된 개폐 조절 작동부가 일체로 조립된 것을 특징으로 하는 난방용 유량조절 다이아프램 게이트 밸브.