KR100583828B1 - 실내 온도 조절이 가능한 유량 조절밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러 등의 난방시설의 난방용 분배기의 환수부에 설치되는 밸브로 사용되어, 소정 온도의 물의 유량을 조절함으로써 실내의 온도를 자동으로 조절할 수 있는 실내 온도 조절이 가능한(자력식(自力式)) 유량 조절밸브에 관한 것으로, 온도에 따라 가변되는 형상기억합금을 밸브몸체내에 장착하여 설정온도 이상의 온도를 가지는 유체가 흐를 경우 밸브를 차폐할 수 있도록 하되, 형상기억합금의 신축정도를 조절하여 사용자가 요구하는 유체의 온도에 맞게 밸브의 개폐량을 조절할 수 있는 실내 온도 조절이 가능한 보일러 유량 조절밸브를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 보일러 등 난방시설의 환수밸브로 사용되는 유량 조절밸브에 있어서, 내부에 소정크기의 밸브실이 형성되며, 소정위치에 유체의 유출입 통로관이 구비된 밸브몸체; 상기 밸브몸체의 밸브실에 내장되며, 특정온도에서 팽창되는 형상기억합금으로 이루어져 유체의 온도가 설정된 값을 기준으로 승강함에 따라 팽창 및 수축하는 팽창 및 수축수단; 상기 팽창 및 수축수단에 끼워져 그의 팽창 및 수축동작에 따라 밸브몸체의 밸브실내에서 유체 유동 방향으로 이동하여 유체의 통로를 개폐하는 디스크; 및 상기 밸브몸체의 밸브실에 장착되어 밸브의 입구 및 출구중 적어도 한부위의 개방각도를 조절하는 개폐량조절수단을 포함하되, 상기 유출입 통로관과 밸브몸체의 밸브실은 그 내경이 유체 유입구 측보다 상기 디스크 하류의 밸브실의 내경이 더 커서 유체 유동시 소음을 극소화할 수 있는 실내 온도 조절이 가능한 보일러 유량 조절밸브를 제공한다.

밸브몸체, 밸브실, 형상기억합금, 코일스프링, 바이어스 스프링, 캠

Description

실내 온도 조절이 가능한 유량 조절밸브{Flow rate control valve capable of adjusting room temperature}

도1은 현대식 온돌구조 주택에서 보일러와 온수 공급 배관의 구조를 개략적으로 도시한 개념도.

도2은 일반적인 밸브장치의 구성을 나타낸 개략도.

도3는 종래기술에 따른 자동온도 조절밸브의 일실시예 구성도.

도4은 도3의 자동온도 조절밸브가 개방된 상태인 경우를 도시한 구성도.

도5a는 본 발명에 의한 실내 온도 조절이 가능한 유량 조절밸브의 전체 구성을 나타낸 단면도.

도5b는 도5a의 구성에서 밸브를 개폐하는 디스크의 이동을 가이드 하기 위한 밸브대 지지부재를 도시한 하면도.

도6는 본 발명에 의한 실내 온도 조절이 가능한 유량 조절밸브의 작용상태를 설명하기 위한 단면도.

도7a는 본 발명의 요부인 개폐량조절수단이 캠으로 이루어지는 제1실시예의 캠구조를 설명하는 단면도.

도7b 및 도7c는 본 발명의 요부인 개폐량조절수단의 다른 실시예 구성을 나 타낸 단면도.

도8a 및 8b는 본 발명에 의해 개폐량을 조절하는 과정에서 디스크와 밸브실의 상태를 도시한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

301 : 밸브몸체 302 : 밸브커버

303 : 밸브대 지지부재 304 : 밸브대

306 : 가이드 판 307 : 디스크

308 : 정렬링 309 : 코일 스프링

310 : 바이어스 스프링 311 : 캠 케이스

312 : 캠 315 : 캠축

316 : 핸들 318 : 게이지 블록

본 발명은 보일러등 난방시설의 온수 분배기의 환수부에 설치되는 밸브로 사용되어, 소정 온도의 물의 유량을 조절함으로써 실내의 온도를 자동으로 조절할 수 있는 실내 온도 조절이 가능한 유량 조절밸브에 관한 것으로, 특히 밸브몸체를 통과하는 유체 또는 기체의 온도에 따라 신축되는 형상기억합금을 이용하여 밸브를 개폐하되, 밸브의 개폐정도를 조절하여 온수의 유량을 조절할 수 있는 별도의 밸브개도조절장치를 구비하여 필요에 따라 실내의 온도를 조절할 수 있는 실내 온도 조절이 가능한 보일러 유량 조절밸브에 관한 것이다.

한국의 온돌식 주택은 방 바닥 하부를 데워 방을 이루는 온돌이 데워지면서, 하부의 온기가 상부로 대류함으로써 실내의 난방이 이루어지게 된다. 현대식 온돌구조는 방 바닥 하면에 파이프 배관을 설치하고 보일러에 의해 데워진 온수를 파이프를 통해 순환시키면서 온수와 방 바닥간의 열전달을 통해 방 바닥을 데우는 구조로 이루어진다.

도1은 현대식 온돌구조 주택에서 보일러와 온수 공급 배관의 구조를 개략적으로 도시한 개념도이다. 도1에서는 세개의 방(R1, R2, R3)를 데우기 위한 배관 구조와, 보일러(10), 급수부(20) 및 환수부(30)가 도시되었다. 이는 개략적인 도면으로서, 온돌 구조와 온수의 순환을 설명하기 위한 것이다.

도1에 도시된 바와 같이, 한국의 현대식 온돌 구조는 온수를 데우는 보일러(10) 등의 난방시설; 방 바닥 하면에 방열 면적을 넓히기 위해 복수회 굴곡되어 설치되며 물이 순환될 수 있는 순환구조로 이루어지는 배관(40); 상기 보일러(10)에서 배관(40)으로 온수를 공급하는 급수부(20); 및 배관(40)에서 순환된 물이 다시 환수되는 환수부(30)를 포함한다.

상기 급수부(20)와 환수부(30)에는 급수밸브(21)와 환수밸브(31)가 구비되어 방 바닥 하부의 배관(40)에 공급되거나 배관으로부터 환급되는 온수의 유량을 조절한다.

일반적으로, 상기와 같은 급수 밸브 또는 환수밸브에 사용되는 밸브장치는 유체가 통과하는 밸브시트를 밸브스템 및 핸들로 조작하여 유체의 흐름을 통제하고, 또 온도조절장치를 사용하여 상기 밸브시트에 흐르는 유체의 온도를 감지하여 원격조정할 수 있도록 되어 있다.

도2은 일반적인 밸브장치의 구성을 나타낸 개략도이다.

밸브를 통과하는 유체의 온도를 선택한 온도로 유지하기 위한 종래의 밸브장치는 도2에 도시한 바와 같이, 밸브(101)의 스템(102)상에 구비되어 밸브실을 통과하는 유체의 온도를 감지하는 유체감지센서(103)와; 상기 유체감지센서(103)에 연결되어 그의 감지신호를 전달하기 위한 신호전달부재(104)와, 상기 전달요소(104)를 통해 인가된 유체의 온도신호에 따라 밸브의 유체통로를 개폐하여 유체를 설정된 온도로 유지시키기 위한 온도제어장치(105)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 밸브장치는 처음 가설하였을 경우에는 작동이 잘 되어 아무런 문제가 발생하지 않으나, 소정 기간이 지난 뒤에는 각 기기가 노후되거나, 외부 환경요인에 의하여 작동이 제대로 이루어지지 않아 온도제어에 에러가 발생하고 있다. 또한, 종래의 밸브장치는 온도제어장치와 유체감지센서간의 거리가 길고, 구성이 복잡할 뿐만 아니라, 비용도 고가이며, 고장이 발생할 경우에는 유지보수가 불편한 문제점을 내포하고 있다. 또한, 상기 핸들에 의해 밸브를 수동으로 개폐하는 구조로 되어 있기 때문에 밸브의 개폐동작이 매우 번거로운 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 극복하기 위하여, 본원 출원인은 실용신안 등록 제 213447호와 제224511호에 개시된 자동온도 조절밸브를 제안하였다.

상기 등록된 자동온도 조절밸브의 구조는 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 그 일측부에 유체배출구(201a)가 연통되어 있는 밸브실(203)이 형성되며, 상기 밸브실(203)의 타측에는 그와 연통하도록 길이방향으로 관통된 유체유입통로(201b)가 형성된 밸브몸체(201); 상기 밸브몸체(201)의 밸브실(203)에 내장되며, 유체의 온도가 설정된 값을 기준으로 승강함에 따라 수축 및 팽창하도록 형상기억합금으로 제조된 코일스프링(204); 상기 코일스프링(204)에 그 일측이 끼워지며, 코일스프링(204)의 수축 및 팽창동작에 따라 밸브몸체(201)의 밸브실(203)내에서 좌우 이동하면서 유체의 통로를 개폐하는 니들(205); 그 일단이 상기 밸브실(203)의 내측면에 위치되며 타단이 상기 니들(205)의 타측에 끼워져 상기 밸브실(203)의 개방측으로 상기 니들(205)에 미는 힘을 제공하는 바이어스 스프링(206); 상기 밸브몸체(201)의 유체통로(201c)에 설치되어 소정 각도 방향으로 회전함에 따라 상기 유체통로(201b)를 개방 및 차단하는 볼(207); 일측이 상기 볼(207)에 연결되며, 타측이 상기 밸브몸체(201)의 외부로 노출된 볼 스템(208); 상기 볼 스템(208)에 결합되어 상기 볼(207)에 회동력을 제공하는 수동레버(209); 및 상기 볼(207)의 외주면에 구비되어 기밀을 유지하기 위한 패킹(210)으로 구성되어 있다.

이러한 밸브구조는 상기 난방시설 즉, 예를들면, 보일러(10)의 환수부(20)에 구비된 환수밸브(21)로 사용될 수 있다.

이러한 밸브의 작동과정을 설명하면, 저온의 유체가 밸브를 지나가면, 상기 코일스프링(204)이 수축하게 되고, 상기 코일스프링(204)에 끼워져 있는 니들(205)이 유체 입구측으로 당겨짐으로써 밸브실(203)과 연통하는 유체유입구(201b)가 개 방되게 된다. 이때, 상기 바이어스 스프링(206)은 상기 니들(205)의 이동을 좀더 원활히 할 수 있도록 상기 유체 입구측으로 니들(205)을 밀게 된다.

반대로 상기 코일스프링(204)의 설정된 온도보다 높은 고온의 유체가 밸브몸체(201)의 밸브실(203)을 통과할 경우에는, 상기 코일스프링(204)이 팽창하게 되고 이에따라 상기 니들(205)이 바이어스 스프링(206)의 미는힘을 극복하면서 밸브실(203)의 유체배출구(201a)를 차단하게 되어 유체의 흐름을 막게 되는 것이다.

상기와 같이 밸브몸체(201)의 밸브실(203)을 통과하는 유체의 온도에 따라 상기 코일스프링(204)이 수축 또는 팽창하면서 밸브를 자동으로 개폐하여 유체의 온도를 선택한 온도로 항상 일정하게 유지시키게 되는 것이다.

그리고, 상기 밸브실(203)의 유체통로를 인위적으로 차단할 경우에는, 상기 레버(209)를 열림위치에서 닫힘위치로 90°회동시킴에 따라 밸브몸체(201)의 유체통로(201b)를 개방하고 있던 볼(207)이 회전하여 유체통로(201b)를 차단하게 되는 것이다.

그러나, 상기의 자동온도 조절밸브는 여러가지 환경변화로 유체의 온도가 가변되는 경우가 많이 발생함에도 불구하고, 코일스프링(203)은 자체의 온도범위내에서만 신축되기 때문에 밸브내에서 사용자가 원하는 온도로 유체를 통과시키기가 어려운 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 보일러 등의 난방시설의 환수부에 설치되는 밸브로 사용되어, 온도에 따라 가변되는 형상기억합금을 밸브몸체내에 장착하여 설정온도 이상의 온도를 가지는 유체가 흐를 경우 밸브를 차폐할 수 있도록 하되, 상기 형상기억합금의 밀폐 정도를 조절하여 사용자가 요구하는 유체의 온도에 맞게 밸브의 개폐량을 조절할 수 있는 실내 온도 조절이 가능한 보일러 유량 조절밸브를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 난방시설의 환수부에 설치되는 밸브로 사용되는 유량 조절밸브에 있어서, 내부에 소정크기의 밸브실이 형성되며, 소정위치에 유체의 유출입 통로관이 구비된 밸브몸체; 상기 밸브몸체의 밸브실에 내장되며, 특정온도에서 팽창되는 형상기억합금으로 이루어져 유체의 온도가 설정된 값을 기준으로 승강함에 따라 팽창 및 수축하는 팽창 및 수축수단; 상기 팽창 및 수축수단에 끼워져 그의 팽창 및 수축동작에 따라 밸브몸체의 밸브실내에서 유체 유동 방향으로 이동하여 유체의 통로를 개폐하는 디스크; 및 상기 밸브몸체의 밸브실에 장착되어 밸브의 입구 및 출구중 적어도 한부위의 개방각도를 조절하는 개폐량조절수단을 포함하되, 상기 유체 유출입 통로관의 입구측 보다 디스크 하류의 밸브실 내경이 더 넓어 유체 유동시 소음을 극소화할 수 있는 실내 온도 조절이 가능한 유량 조절밸브를 제공한다.

이하, 첨부된 도5a 내지 도7c의 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 실내 온도 조절이 가능한 유량 조절밸브는 별도의 제어장치 없이 유체의 온도에 따라 자동 개폐되도록 하며, 사용자가 원하는 온도에서 유체가 흐를 수 있도록 구현한 것으로, 본 실시예에서는 도5a 내지 도6에 도시한 바와 같이, 내부에 밸브실을 가지며, 상,하측에 소정의 세로 축간 편차를 두고 양단에 난방수등의 유체가 출입하는 유입구(301a)와, 유출구(301b)가 형성되는 밸브몸체(301); 상기 밸브 몸체(301)의 일단부에 나사체결되며, 그의 밸브실과 연통하는 내부공간부가 형성된 밸브커버(302); 상기 밸브몸체(301)와 밸브커버(302)의 내부 공간부를 가로질러 유체유동방향으로 설치되며, 소정부분이 단턱진 단턱부(304a)가 형성되는 밸브대(304); 상기 밸브 커버(302)의 내부공간부(302a)에 끼워져 상기 밸브대(304)를 지지하는 밸브대 지지부재(303); 상기 밸브대(304)에 끼워져 상기 밸브몸체(301)에 의해 형성되며, 유입구(301a)와 유출구(301b)를 연통하는 밸브실의 개구(301c)를 개폐시키는 디스크(307); 상기 디스크(307)에 일방향(바이어스 스프링 지지부재이 설치되는 반대방향)으로 탄성력을 제공하여 밸브실의 개구를 개방시키기 위한 바이어스 스프링(310); 외주면이 상기 밸브몸체(301)의 내부 공간에 끼워지고, 내면에 상기 밸브대(304)의 일단부가 끼워져 상기 바이어스 스프링(310)을 지지하는 바이어스 스프링 지지부재(306); 상기 바이어스 스프링 지지부재(306)의 일측면에 축방향으로 밸브대(304) 상에 위치되어 바이어스 스프링(310)의 위치를 안정적으로 정렬시키는 정렬링(308); 상기 유입구(301a)을 통해 유입되는 유체의 소정온도에 감응하여 팽창되는 형상기억합금재료이며, 상기 디스크(307)의 타면측 밸브대(304)에 끼워져 상기 밸브실의 개구(301c)를 차폐하는 방향으로 디스크(307) 에 가압력을 제공하는 코일 스프링(309)과; 상기 밸브대 지지부재(303)의 외면에 일체로 구비된 캠 케이스(311); 상기 캠케이스(311)의 내부에 삽입되며, 소정 편심량만큼 밸브대(304)를 전진시켜 밸브몸체(301)의 개폐정도를 조절하는 캠(312); 상기 밸브커버(302)를 관통하여 캠(312)에 끼워지는 캠축(315); 상기 캠축(315)의 단부에 설치되어 상기 캠(312)을 편심회전시키기 위한 핸들(316); 및 상기 핸들(316)에 연결된 채로 상기 핸들(316)과 밸브커버(302) 사이에 설치되어 상기 핸들(316)의 회전각도를 계측하여 밸브의 최대 밀폐한계를 지시하는 게이지블록(318)으로 구성된다.

상기 유입구(301a)에서 디스크(307) 까지의 밸브실은 내경이 좁고 디스크(307)의 밀폐지점인 상기 개구(301c)하류의 밸브실(302b)은 내경이 넓게 형성되어 유체가 흐르면서 발생하는 유체저항을 최소화하여 유체 유동시 발생하는 소음을 최소화 할 수 있는 구조로 되어 있다. 또한, 이와 같이 디스크 하류의 밸브실이 넓게 이루어지면, 밸브실이 좁은 경우보다 코일 스프링(309) 주위의 유체 유동공간이 넓기 때문에 이물질이 부착되는 것이 감소되어 밸브의 수명을 연장시킬 수 있다.

상기 캠(312)의 이동에 의해, 밸브대(304)와 결합된, 코일 스프링(309), 디스크(307), 바이어스 스프링(310) 등이 밸브실 내에서 직선으로 이동되어야 하는데 이는 상기 밸브대(304)가 고정되는 밸브대 지지부재(303)에 의해 가능해진다. 즉, 도5a 및 도5b에 도시된 바와 같이, 상기 캠케이스(311)와 일체로 형성되거나 결합되며, 상기 밸브대 지지부재(303)는 밸브대가 고정되도록 결합홀(303a)이 구비되고, 밸브실 내면과 동일한 반경의 둘 이상의 가이드부재(303b)를 구비한다.

상기 핸들(316)의 외주면에 상측으로 돌출되게 구비되어 그가 소정 각도(본 실시예에서는 180°)만큼만 회전되도록 핸들(316)의 회전을 제한하는 스토퍼(319)와; 상기 핸들(316)이 유동되지 못하도록 고정하는 고정피스(320)가 구비된다.

상기 바이어스 스프링 지지부재(306)의 외측면에는 밸브대(304)의 이탈을 방지하기 위한 고정너트(305)가 구비되며, 상기 캠축(315)과 밸브커버(302)의 접촉면에는 O-링(314)이 설치된다.

본 실시예에서는 밸브몸체(301)의 개구의 개폐각도를 캠(312)을 이용하여 조절하는 구조로 되어 있는데, 도7a에 도시된 바와 같이, 상기 사용자가 핸들(316)을 회전시켜 캠축(315)을 회전시키면, 캠축(315)의 회전에 의해 캠(312)가 회전하는데, 그 회전에 따라 캠(312)의 최상단이 상기 캠케이스(311)의 상단과 접촉하는 부위가 P1, P2, P3와 같이 연속적으로 변화함으로써 캠케이스(311)의 위치를 변화시킬 수 있게되고, 디스크의 최대 밀폐한계인 베이스라인(L)을 변화시킨다. 이때, 상기 밸브대 지지부재(303)는 이러한 디스크의 이동을 직선으로 유지시켜 밸브의 개폐가 정확히 수행되도록 돕는다.

이 밖에 스크류방식, 기어방식등으로 밸브실의 개폐량을 조절할 수 있으며, 핸들 대신에 전기 모터를 구비하여 전자장치에 의한 리모콘 방식으로 원거리에서도 밸브 디스크의 최대 밀폐한계인 베이스라인의 조절이 가능하도록 할 수도 있다.

일예로 도7b에 도시된 스크류 방식의 구조를 살펴보면, 상기 밸브커버(302)의 외측면에 노브(351)가 장착되며, 상기 노브(351)에는 밸브 개폐정도를 표시하기 위한 아라비아 숫자가 각인되어 있다. 상기 노브(351)에는 밸브커버(302)를 관통하 는 스크류(352)가 장착되며, 상기 스크류(352)는 밸브대 지지부재(303)에 나사체결된 구조로 되어 있다. 따라서, 상기 노브(351)를 열림측 또는 닫힘측으로 회전시킴에 따라 스크류가 회전하여 밸브대 지지부재(303)를 전후 직진시키며, 이에 따라 상기 밸브대(304)와 디스크(307)가 함께 연동되어 이동하여 밸브 디스크(307)의 최대 밀폐범위를 조절하게 되는 것이다.

또한, 기어방식의 경우, 도7c에 도시된 바와 같이, 상기 밸브대 지지부재(303)에 축(361)을 구비하되, 상기 축(361)에는 베벨기어(362)를 장착하되, 상기 축(361)에는 베벨기어(362)의 원동측이 연결되고 베벨기어(362)의 종동측 축에는 노브(363)를 설치하여 밸브 디스크(307)의 최대 밀폐 범위를 조절할 수 있다. 즉, 상기 노브(363)의 회전에 따라 베벨기어(362)의 구동에 의해 축(361)에 연결된 밸브대 지지부재(303)가 연동하여 밸브대(304) 및 디스크(307)를 이동시키는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 밸브몸체(301)의 밸브실에 코일스프링(309)이 감응하지 않는 온도의 유체가 흐를 경우, 상기 바이어스 스프링(310)의 일방향 가압력에 의해 디스크(307)가 밀려 밸브몸체(301)의 밸브실 개구가 개방된 위치에 놓이게 된다. 이때에는, 상기 코일스프링(309)에는 팽창력이 작용하지 않은 상태이기 때문에 바이어스 스프링(310)의 최대 탄성력만큼 코일스프링(309)이 압축된다. 그러나, 상기 밸브대(304)에 형성된 단턱부(304a)에 디스크(307)가 걸려 더 이상의 이동이 제한되므로 상기 코일스프링(309)은 더이상 압축되지 않고 최소수축상태로 유지된다. 이러한 구조에 의해 상기 코일스프링(309)이 과도하게 압축되지 않기 때문에 밸브의 수명 을 연장할 수 있다.

상기 밸브실이 개방된 상태에서 상기 밸브몸체(312)의 유입구(301a)을 통하여 소정온도의 유체가 유출구(301b)측으로 배출되게 된다. 이때, 상기 유입구(301a)을 통해 유입되는 유체의 온도가 상기 코일스프링(309)이 가지고 있는 고유감응온도범위에 다다르게 되면, 상기 코일스프링(309)은 서서히 팽창하고 상기 바이어스 스프링(310)이 가압하는 가압력을 극복하면서, 디스크(307)를 밀어 밸브몸체(301)의 개구(301c)를 차폐하게 된다.

이때, 상기 캠기구를 조절하여 사용자가 원하는 온도의 유체를 제공받을 수 있게 된다. 이는 도7a와 도8a 및 도8b를 참조하여 설명한다. 도7a에서 캠(312)의 최소두께부분(P1)과 캠케이스(311)가 접촉하는 경우에는, 도8a와 같이, 상기 캠케이스(311)와 밸브대(304)에 결합된 밸브 디스크(307)는 코일 스프링(309)의 팽창 감응온도에서 밸브실을 완전 밀폐하는 최하부의 개구상(301c)에 최대 밀폐한계인 베이스라인(L)을 갖는다.

상기 코일스프링(309)의 팽창하는 온도 이상의 온도를 가지는 유체를 제공받고자 할 경우, 상기 핸들(316)을 회전시켜, 캠(315)을 회전시키면 도7a에 도시된 바와 같이, 캠(312)의 편심에 의해 캠(312)과 캠케이스(311)의 접점이 P2, P3로 바뀌면서 캠 케이스(311)를 상부로 이동시키게 된다. 이러한 경우, 도8b와 같이, 캠케이스(311)와 연결된 밸브대(304)와 결합된 밸브 디스크(307)는 코일 스프링(309)의 팽창 감응온도에서 밸브실 개구(301c)에서 소정 간격 떨어진 위치에서 최대 밀폐한계인 베이스라인(L')를 갖게되어, 감응온도에서 밸브실을 완전히 밀폐하지는 못하고 유량을 최소화함으로써, 온도를 감응온도 이상의 유체를 적정량 통과시킬 수 있는 것이다.

따라서, 상기 핸들(316)의 각도에 따라 밸브실 개구와 밸브 디스크(307)의 베이스라인(L')의 간격이 조절되어 밸브를 지나간 실내 난방용 배관 속의 유체 온도, 즉 실내 온도를 설정할 수 있는 것이다.

상기와 같이 유체의 온도에 상관없이 핸들(316)의 회전각도에 따라 밸브몸체(301)의 밸브실 개폐량이 결정될 수 있는 것이며, 상기 핸들(316)이 180°회전하였을 때, 최대의 개폐량이 된다. 이때, 상기 게이지 블록(318)을 통해 핸들(316)의 회전각도를 계측함으로써 상기 밸브몸체(301)의 밸브실 개폐량을 조절할 수 있게 되며, 또한 사용자가 요구하는 온도에 맞게 밸므몸체(312)의 밸브실 개구의 개폐정도를 조절하게 되는 것이다. 상기 과정에서 상기 핸들(316)을 최대한 돌리더라도, 스토퍼(319)에 의해 회전이 제한되므로, 0 ∼ 180°범위내에서만 핸들(316)의 회전범위가 정해지는 것이며, 회전각도가 조절되면, 피스(320)를 돌려 핸들(316)을 고정시키게 된다. 그리고, 상기 밸브대(304)는 디스크(307)가 움직이는 스트로크(S)(핸들의 최대 회전량에 해당하는 스트로크)를 일정하게 하고, 상기 코일스프링(309)의 신축길이를 스트로크를 벗어나지 않게 하여 수명을 연장할 수 있도록 한다.

또한, 상기 게이지 블록에는 핸들의 각도에 따른 상승되는 실내 온도를 표기하여 사용자가 용이하게 온도를 조절할 수 있게 할 수 있다.

이러한 밸브 구성을, 도1의 환수밸브(31)로 사용하는 경우, 실내 온도가 조절하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

복수개의 방(R1, R2, R3)에 보일러 등의 난방시설에서 가열된 온수가 동일하게 제공되더라도, 방이 데워지는 속도는 난방시설과의 거리, 방의 면적 등에 따라 달라지게 된다. 따라서, 급수부(20)의 급수밸브(21)를 조절하지 않는 이상 방의 가온 시간과 실내 온도는 균일하지 않게 된다.

그러나, 본 발명에 따른 유량 조절밸브를 환수밸브(31)로 사용하는 경우, 면적이 좁고 보일러와 같은 난방시설에 가까운 방, 예를 들면 방(R1)이 가장 먼저 가열되면, 방(R1)을 순환하는 배관(40)의 말단에 연결된 환수밸브(31)는 차폐되고, 다른 방(R2, R3)의 환수밸브(31)는 개방된 상태를 유지한다. 따라서, 급수부(20)에서 다른 방(R2, R3)에만 온수를 공급하여 늦게 데워진 방들(R2, R3)에 온수가 공급된다. 이와 연속하여, 면적이 넓지만 면적이 좁은 방(R3)가 보일러에서 가장 먼 방(R2)보다 먼저 설정온도에 도달하면, 방(R3)의 말단에 연결된 환수밸브(31)가 자동으로 차폐되어, 가장 낮은 온도의 방(R2)에 집중적으로 온수를 공급하여 최단 시간에 균일하게 방 모두를 가열할 수 있게되는 것이다.

이때, 먼저 설정 온도에 도달한 방이 식어 배관(40) 내의 수온이 설정온도보다 낮아지면, 자동으로 온도에 감응하는 코일 스프링(309)의 수축으로 환수밸브(31)가 개방되어 온수가 식은 방에 다시 공급되어 온도를 유지할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 복수개의 방도 모두 균일한 온도로 최단 시간내에 가열할 수 있고, 그 온도 또한 자동으로 유지할 수 있는 것이다. 따라서 열손실을 줄일 수 있게 되어 연료절감을 가져 올 수 있게 된다.

이때, 각 방의 온도를 다르게 설정하고자 하는 경우에는 각방의 환수밸브에 구비된 핸들(316)을 게이지 블록(318)에 표시되는 원하는 온도만큼 각각 회전시켜, 각 방의 설정온도로 신속히 가열하여 유지할 수 있게 된다.

또한, 이러한 환수밸브의 밸브실은 내경이 디스크에 의해 유출입구가 밀폐되는 부분으로부터 하류가 넓은 내경을 갖도록 형성됨으로써, 유체 통과시에 소음을 줄일 수 있는 효과를 갖게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 특히 보일러와 같은 난방시설의 환수밸브에 사용되는 밸브가, 형상기억합금으로 제조된 코일스프링을 이용한 간단한 구조로 유체의 온도에 따라 밸브의 유체통로를 개폐하여 온수의 유량을 조절하되, 캠의 편심차를 이용하여 밸브 통로의 개페량을 조절함으로써, 코일스프링이 작동하는 범위 이외에서도 사용자가 요구하는 실내온도로 유체를 공급받아, 보일러에 의해 데워지는 복수개의 방을 최단시간에 균일하게 가열할 수 있으며, 개폐량조절수단을 통하여 각 방의 온도를 다르게 설정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 밸브의 유체 유출입구와 밸브실의 내경이 동일하여 유체가 밸브를 지나갈 때 유체의 저항을 감소시킬 수 있어서, 소음을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 내부에 소정크기의 밸브실이 형성되며, 소정위치에 유체의 유출입 통로관이 구비된 밸브몸체;

   상기 밸브몸체의 밸브실에 내장되며, 특정온도에서 팽창되는 형상기억합금으로 이루어져 유체의 온도가 설정된 값을 기준으로 승강함에 따라 팽창 및 수축하는 팽창 및 수축수단;

   상기 팽창 및 수축수단에 끼워져 그의 팽창 및 수축동작에 따라 밸브몸체의 밸브실내에서 유체 유동 방향으로 이동하여 유체의 통로를 개폐하는 디스크; 및

   상기 밸브몸체의 밸브실에 장착되어 밸브의 입구 및 출구중 적어도 한부위의 개방각도를 조절하는 개폐량조절수단을 포함하며,

   상기 유체 유출입 통로관의 입구측 보다 디스크 하류의 밸브실 내경이 더 넓어 밸브 차폐시 소음을 극소화할 수 있는

   실내 온도 조절이 가능한 유량 조절밸브.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 밸브 몸체의 일단부에 나사체결되며, 그의 밸브실과 연통하되, 상기 개폐량조절수단이 위치되도록 형성된 내부공간부를 갖는 밸브커버;

   상기 밸브몸체와 밸브커버의 내부 공간부를 가로질러 유체유동방향으로 설치 되며, 외주면에 상기 디스크가 이동가능하게 장착되는 밸브대

   를 더 포함하는 실내 온도 조절이 가능한 유량 조절밸브.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 밸브대는 그의 소정부분이 단턱지게 형성되어 디스크가 단턱 이상의 행정거리만큼 이상 과도하게 수축되지 않도록 한 것을 특징으로 하는

   실내 온도 조절이 가능한 유량 조절밸브.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 디스크에 일방향 가압력을 제공하여 밸브실의 개구를 개방시키기 위한 바이어스 스프링;

   외주면이 상기 밸브몸체의 내부 공간부면에 끼워지고, 내면에 상기 밸브대의 일단부가 끼워지도록 하여 상기 바이어스 스프링을 지지하는 바이어스 스프링 지지부재; 및

   상기 바이어스 스프링 지지부재의 일측면에 축방향으로 밸브대 상에 위치되어 바이어스 스프링의 위치를 안정적으로 정렬시키는 정렬링

   을 더 포함하는 실내 온도 조절이 가능한 유량 조절밸브.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   개폐량 조절수단은,

   밸브대 지지부재의 외면에 구비된 캠 케이스;

   상기 캠케이스의 내부에 삽입되며, 밸브대를 유체 유동방향을 따라 전진 또는 후진시켜 상기 디스크의 최대 밀폐 한계를 이동시키는 캠;

   상기 밸브커버를 관통하여 캠에 끼워지는 캠축;

   상기 캠축의 단부에 설치되어 사용자가 상기 캠의 편심운동을 발생시키기 위한 핸들

   을 포함하는 실내 온도 조절이 가능한 유량 조절밸브.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 핸들과 밸브커버 사이에 설치되어 상기 핸들의 회전각도를 계측하여 디스크의 최대 밀폐 한계를 알 수 있는 게이지블록을 더 포함하는

   실내 온도 조절이 가능한 유량 조절밸브.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 핸들의 외주면에 상측으로 돌출되게 구비되어 그의 회전을 제한하는 스 토퍼; 및

   상기 핸들에 축방향으로 끼워져 핸들이 유동되지 못하도록 고정하는 고정피스

   를 더 포함하는 실내 온도 조절이 가능한 유량 조절밸브.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 개폐량조절수단은,

   밸브대 지지부재의 외면에 구비된 캠 케이스;

   상기 캠케이스의 내부에 삽입되며, 밸브대를 유체 유동방향을 따라 전진 또는 후진시켜 상기 디스크의 최대 밀폐 한계를 이동시키는 캠;

   상기 밸브커버를 관통하여 캠에 끼워지는 캠축;

   상기 캠축의 단부에 설치되어 상기 캠의 편심운동을 발생시키며, 캠의 편심운동을 위한 캠축의 회전 각도가 리모컨으로 제어되는 전기모터

   를 포함하는 실내 온도 조절이 가능한 유량 조절밸브.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 개폐량조절수단은

   상기 밸브커버의 외측면에 장착되며, 일면에 밸브 개폐정도 표시용 숫자가 각인되어 있는 노브; 및

   상기 노브에 일단부가 연결되며, 타단부는 밸브커버를 관통하는 밸브대 지지부재에 나사체결되어 상기 노브의 열림측 도는 닫힘측 회전에 따라 밸브대 지지부재를 직진구동시키는 스크류

   를 포함하는 실내 온도 조절이 가능한 유량 조절밸브.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 개폐량조절수단은

    밸브대 지지부재에 구비된 축;

    상기 축에 설치된 베벨기어; 및

    상기 베벨기어의 종동측 축에 설치되어 밸브의 개구각도를 조절하는 노브

    를 포함하는 실내 온도 조절이 가능한 유량 조절밸브.

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