KR100619224B1 - 온수제어용 자동 온도조절 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉수를 차단하고 온수만 개폐하여도 온수의 온도가 일정하게 유지되지 않는 경우에 온수의 유량을 순차적으로 줄여서 온수의 온도가 일정하게 유지되도록 하는 온수제어용 자동 온도조절 밸브에 관한 것으로, 밸브몸체의 내부로 유입구와 유출구를 구획하는 밸브시트가 형성되고, 상기 밸브시트에 형성된 통공을 개폐하도록 상기 통공에 밸브작동부가 설치되며, 상기 밸브작동부를 상하로 이동시키는 밸브구동부가 구비되는 자동 온도조절 밸브에 있어서; 상기 통공의 하부와 연이어지도록 상기 밸브몸체의 하부에 냉수유입구가 형성되고; 상기 밸브작동부는, 상기 밸브구동부에 의해 상하로 이동되고 상기 통공을 관통하여 설치되는 밸브로드와, 상기 통공의 상부와 하부에 대응하여 코일스프링을 사이에 두고 상기 밸브로드의 중앙과 하단에 지지된 상태로 슬라이딩 가능하게 설치되는 제1밸브체 및 제2밸브체로 구성된다.

온수제어, 온수, 온도조절, 유량조절, 밸브

Description

온수제어용 자동 온도조절 밸브{A valve for automatically regulating the temperature using hot water control}

도 1은 본 발명의 전체 종단면도,

도 2는 도 1에 따른 A부분의 확대도,

도 3은 도 1에 따른 B부분의 확대도,

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 작동상태를 보인 요부 종단면도,

도 5는 본 발명에 따른 모터의 구동상태를 보인 블록도,

도 6은 본 발명에 따른 온수의 온도 상태를 보인 그래프,

도 7은 본 발명의 다른 실시예를 보인 요부 확대 종단면도,

도 8은 종래의 일예를 보인 요부 종단면도,

도 9는 종래의 온수의 온도 상태를 보인 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 밸브몸체

11 : 유입구 12 : 유출구 13 : 밸브시트

14 : 통공 15 : 냉수유입구

20 : 밸브작동부

21 : 밸브로드 22 : 코일스프링 23 : 제1밸브체

24 : 제2밸브체

30 : 밸브구동부

31 : 케이스 32 : 모터 32a : 구동기어 33 : 감속기어

33a : 수직감속기어 34 : 태양기어 34a : 유성기어

35 : 회전플랜지

본 발명은 온수제어용 자동 온도조절 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉수를 차단하고 온수만 개폐하여도 온수의 온도가 일정하게 유지되지 않는 경우에 온수의 유량을 순차적으로 줄여서 온수의 온도가 일정하게 유지되도록 하는 온수제어용 자동 온도조절 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 보일러 등의 난방장치는 사용자가 온수를 사용할 수 있도록 버너를 통해 수도관으로부터 공급된 직수를 직접 가열하거나 상기 버너에 의해 가열된 물을 직수와 열교환시켜 온수를 발생시키는 온수배관이 별도로 설치되어 있다.

이와 같은 난방장치의 난방배관에 설치되어 난방수의 온도조절이 이루어지도록 하는 것으로서, 본 출원인이 기출원하여 등록을 받은 '온수제어용 온도조절기'(특허등록 제10-0342375호 2002.06.17)가 있고, 이를 도 8에 도시하여 그 구성과 작동관계를 설명하면 다음과 같다.

도 8에 도시된 바와 같이, 종래의 온도조절기는 밸브몸체(100)의 내부로 유 입구(101)와 유출구(102)를 구획하는 밸브시트(103)가 형성되고, 상기 밸브시트(103)에 형성된 통공(104)을 개폐하도록 상기 통공(104)에 밸브작동부(200)가 수직으로 설치되며, 상기 밸브작동부(200)를 상하로 이동시키는 밸브구동부(300)가 구비되어 구성된다.

상기 밸브작동부(200)는 밸브몸체(100)의 내부로 통공(104)의 상부에 수직으로 밸브로드(201)가 설치되어 구성되고, 상기 밸브로드(201)를 상하로 이동시키도록 밸브구동부(300)의 출력축(301)에 상기 밸브로드(201)의 상단이 결합되어 있으며, 상기 출력축(301)은 케이스(302)의 내부로 구비된 모터(미도시)와 감속기어(미도시)로 연결되어 회전된다.

그리고, 상기 밸브로드(201)의 하단에 장착된 밸브체(202)가 통공(104)의 상면에서 상기 밸브로드(201)와 함께 상하로 이동하면서 상기 통공(104)을 통해 유동되는 난방수의 유량을 조절하여 난방 온도를 조절하게 되는 것이다.

그런데, 상기와 같은 구조로 이루어진 종래의 온도조절기는 난방배관에 설치되어 난방 온도를 조절하기 위한 것으로, 난방장치의 온수배관을 통해 공급되면서 냉수와 혼합되는 온수의 온도를 조절하는 데 적절히 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

일반적으로 온수배관을 통해 공급되는 온수는 그 온도의 조절을 위해 수도관의 냉수와 혼합된 상태로 공급된다.

이와 같은 온수와 냉수의 공급관계를 온도와 유량으로 표시한 그래프를 도 9에 도시하여 설명하면 다음과 같다.

도 9에 도시된 그래프에 표시된 바와 같이, 처음에 온수가 공급되면 온수의 온도가 높은 온도를 가지므로 시간이 지남에 따라 온수의 급수비율이 점차 감소되면서 냉수의 급수비율이 점차 증대되고, 그에 따라 온수와 냉수가 일정한 비율로 혼합되어 사용자가 적정한 온도의 온수를 공급받게 된다.

이 상태에서 사용자가 장시간 동안 계속하여 많은 온수를 사용하면 난방장치의 버너가 온수를 연속적으로 발생시키는 것에 한계를 가져 온수의 온도가 점차 떨어지게 되고, 그에 따라 공급되는 온수의 온도가 더 떨어지지 않도록 하기 위해 냉수의 공급을 감소시키다가 종국에는 차단을 하게 된다.

그리고, 냉수의 공급을 차단한 상태로 사용자가 많은 유량으로 온수를 계속 사용하면 버너의 한계에 의해 시간이 지남에 따라 점차 온수의 온도가 떨어져 냉수의 온도에 근접하게 되고, 그에 따라 사용자는 차가운 상태로 공급되는 물을 사용하게 된다.

그런데, 상기와 같이 난방장치의 버너가 연속하여 대량의 온수를 발생시킬 수 없으므로, 장시간동안 온수가 공급되면 온수의 온도가 떨어져 냉수와 같은 상태가 되고, 그에 따라 온수를 사용하는데 있어 많은 불편함이 상존하는 문제점이 있었다.

또한, 이와 같이 온수가 냉수와 같은 온도에서 다시 일정한 온도로 상승되기 위해서는 온수의 사용을 중지해야 하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 종 래의 온도조절기를 개량한 것으로,

그 목적은 냉수를 차단하고 온수만 개폐하여도 온수의 온도가 일정하게 유지되지 않는 경우에 온수의 유량을 순차적으로 줄여서 온수의 온도가 일정하게 유지되도록 하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 유출구를 통해 배출되는 온수가 욕조 측과 샤워기 측 등 2곳으로 분리되면서 이 2곳이 선택적으로 자동 개폐되도록 하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 유출구를 통해 배출되는 유량을 감지하여 온수의 유량 증감이 보다 정밀하게 제어되도록 하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 냉수 및 온수의 개폐하거나 온수의 유량을 줄이기 위한 밸브로드의 상하이동이 정밀하면서 안정적으로 이루어지도록 하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 유출구를 통해 배출되는 온수의 온도를 감지하여 온수의 유량 증감이 보다 정밀하게 제어되도록 하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 기어의 회전수를 감지하여 밸브로드의 상하이동이 정밀하게 제어되도록 하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 모터의 구동기어에 고무기어를 설치하여 구동력의 전달시에 발생되는 소음이 현저히 감소되도록 하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 별도의 조작손잡이를 구비하여 밸브로드의 상하이동을 위한 조작이 수동으로 이루어지도록 하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 밸브로드의 회전을 감지하여 밸브로드의 상하이동이 보다 빠르게 이루어지도록 하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 온수제어용 자동 온도조절 밸브는 밸브몸체의 내부로 유입구와 유출구를 구획하는 밸브시트가 형성되고, 상기 밸브시트에 형성된 통공을 개폐하도록 상기 통공에 밸브작동부가 설치되며, 상기 밸브작동부를 상하로 이동시키는 밸브구동부가 구비되는 자동 온도조절 밸브에 있어서; 상기 통공의 하부와 연이어지도록 상기 밸브몸체의 하부에 냉수유입구가 형성되고; 상기 밸브작동부는, 상기 밸브구동부에 의해 상하로 이동되고 상기 통공을 관통하여 설치되는 밸브로드와, 상기 통공의 상부와 하부에 대응하여 코일스프링을 사이에 두고 상기 밸브로드의 중앙과 하단에 지지된 상태로 슬라이딩 가능하게 설치되는 제1밸브체 및 제2밸브체로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유출구에 상기 밸브몸체와 대칭되게 형성되어 제2유입구와 제2유출구 및 제3유출구를 갖는 제2밸브몸체가 장착되고, 상기 제2밸브몸체에 제2밸브구동부가 장착되며, 상기 제2밸브구동부의 구동에 의해 상기 제2유출구와 제3유출구를 선택적으로 개폐하는 제2밸브작동부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유출구의 내부로 임펠러가 설치되고, 상기 임펠러의 날개에 다수의 자석이 설치되며, 상기 자석의 자기장으로 상기 임펠러의 회전을 감지하여 유량을 감지하는 유량감지센서가 상기 유출구의 외주면에 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밸브구동부는, 상기 밸브몸체의 상부에 구비되는 케이스의 내부 로 구비되고 구동기어를 갖는 모터와, 상기 구동기어에 맞물리는 다수의 감속기어 및 수직감속기어와, 상기 수직감속기어의 상단에 맞물리는 태양기어와, 상기 태양기어를 지지하는 유성기어와, 상기 태양기어의 하면과 연결축에 의해 장착되고 상기 밸브로드의 상단과 스크루 결합되어 상기 밸브로드를 회전시키면서 상하로 이동시키는 회전플랜지로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2밸브몸체의 내부로 상기 제2유입구와 제2유출구를 구획하는 제2밸브시트가 형성되고, 상기 제2밸브시트에 제2통공이 형성되며; 상기 제2밸브작동부는, 상기 제2통공과 제3유출구에 수직으로 관통되게 설치되고 상기 제2밸브구동부에 의해 상하로 이동되는 제2밸브로드와, 상기 제2통공과 제3유출구를 순차적으로 개폐하도록 상기 제2통공의 하부에 대응하여 제2코일스프링을 사이에 두고 상기 제2밸브로드의 중앙부위와 하단에 지지된 상태로 슬라이딩 가능하게 설치되는 제3밸브체 및 제4밸브체로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유출구를 통해 상기 제2밸브몸체로 유입되는 물의 온도를 감지하도록 상기 제2유입구에 온도감지센서가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동기어와 맞물리는 상기 감속기어의 하면에 소정의 간격으로 다수의 제1마그네트가 설치되고, 상기 제1마그네트의 자기장으로 상기 감속기어의 회전을 감지하는 제1홀센서가 상기 케이스의 내부 하면에 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동기어는, 상기 모터의 스핀들에 장착된 다각형부재와, 상기 다각형부재가 삽입되는 삽입부재와, 상기 삽입부재의 하면에 부착되고 상기 감속기 어와 맞물리는 합성고무 재질의 고무기어로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결축의 상단에 하부치형이 장착되고, 상기 하부치형의 상면에 맞물리는 상부치형이 구비되며, 상기 케이스의 상면으로 노출되도록 상기 상부치형의 상단에 조작손잡이가 장착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 태양기어의 상부로 상기 연결축의 상단에 회전원판이 장착되고, 상기 회전원판의 상면에 소정의 간격으로 다수의 제2마그네트가 설치되며, 상기 제2마그네트의 자기장으로 상기 회전원판의 회전을 감지하는 제2홀센서가 상기 케이스의 내부 상면에 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 전체 종단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 온수제어용 자동 온도조절 밸브는 밸브몸체(10)의 상부로 밸브작동부(20)가 장착되고, 상기 밸브작동부(20)의 상부에 밸브구동부(30)가 장착되며, 상기 밸브몸체(10)의 일측으로 제2밸브몸체(40)가 장착되고, 상기 제2밸브몸체(40)에 제2밸브구동부(50) 및 제2밸브작동부(60)가 장착되어 구성된다.

상기 밸브몸체(10)는 수평으로 연통되도록 유입구(11)와 유출구(12)가 형성되고, 상기 유입구(11)와 유출구(12)를 구획하도록 내부로 통공(14)을 갖는 밸브시트(13)가 형성되며, 상기 통공(14)의 하면과 연통되도록 하면에 수직으로 냉수유입구(15)가 형성되어 구성된다.

상기 밸브몸체(10)는 유입구(11)를 유입되는 온수가 밸브시트(13)의 통공(14)을 통해 유출구(12)로 유입되고, 냉수유입구(15)를 통해 유입되는 냉수가 상기 통공(14)의 하부에서 유출구(12)로 유입되어 온수와 냉수가 혼합되어 그 온도가 조절된 상태로 상기 유출구(12)를 통해 배출되도록 하는 것이다.

또한, 상기 밸브작동부(20)는 밸브구동부(30)에 의해 상하로 이동되는 밸브로드(21)가 통공(14)에 수직으로 관통되게 설치되고, 상기 통공(14)의 상하부로 상기 밸브로드(21)의 중앙과 하단에 코일스프링(22)에 의해 간격이 벌어진 상태로 슬라이딩 가능하게 지지된 제1밸브체(23) 및 제2밸브체(24)가 구비되어 구성된다.

상기 밸브작동부(20)는 밸브로드(21)의 상하 이동에 의해 제1밸브체(23)가 통공(14)의 상면에 근접하거나 이를 막아 온수의 유량이 점차 감소되거나 차단되도록 하면서 동시에 제2밸브체(24)가 냉수유입구(15)에 근접하거나 막아 냉수의 유량이 점차 감소되거나 차단되도록 한다.

이때, 상기 밸브로드(21)가 하강되면 제2밸브체(24)에 의해 냉수유입구(15)를 통한 냉수의 공급이 먼저 차단된 후에 코일스프링(22)에 의해 가압된 상태로 제1밸브체(23)가 통공(14)의 상면에 점차 근접되면서 상기 통공(14)을 통한 온수의 공급 유량이 점차 감소하게 된다.

반대로, 상기 통공(14)이 제1밸브체(23)에 의해 막힌 상태에서 밸브로드(21)가 상승되면, 상기 통공(14)을 막고 있던 상기 제1밸브체(23)가 코일스프링(22)에 의해 먼저 상승되어 온수의 공급이 순차적으로 증대된 후에 상기 밸브로드(21)의 하단이 제2밸브체(24)의 하면에 걸리면서 상기 밸브로드(21)와 함께 상기 제2밸브 체(24)가 상승되어 냉수유입구(15)가 개방되는 것이다.

또한, 상기 밸브구동부(30)는 밸브작동부(20)의 상부에 장착된 케이스(31)의 내부에 모터(32)가 구비되고, 상기 모터(32)의 구동기어(32a)와 맞물리는 다수의 감속기어(33)가 구비되며, 상기 감속기어(33)와 맞물리는 수직감속기어(33a)가 구비되고, 상기 수직감속기어(33a)와 맞물리는 태양기어(34)가 구비되며, 상기 태양기어(34)의 둘레로 다수의 유성기어(34a)가 맞물리고, 상기 태양기어(34)에 연결축(351)이 장착된 회전플랜지(35)가 구비되고, 상기 회전플랜지(35)의 내부로 밸브로드(21)의 상단이 스크루 결합되도록 구성된다.

상기 밸브구동부(30)는 모터(32)의 구동력이 구동기어(32a)와 감속기어(33) 및 수직감속기어(33a) 그리고 태양기어(34)로 전달되면서 감속되고, 상기 태양기어(34)가 유성기어(34a)에 의해 지지된 상태로 회전되면서 연결축(351)을 회전시켜 상기 연결축(351)의 하단에 일체로 형성된 회전플랜지(35)가 회전되면서 그 내측에 스크루 결합된 밸브로드(21)를 회전시키게 된다.

그러므로, 상기 밸브구동부(30)는 밸브작동부(20)의 밸브로드(21)가 회전되면서 상하로 이동되도록 구동력을 안정적으로 전달하는 역할을 한다.

그리고, 상기 유출구(12)의 내부로 임펠러(38a)가 구비되고, 상기 임펠러(38a)의 날개에 다수의 자석(38b)가 설치되며, 상기 자석(38b)의 자기장으로 상기 임펠러(38a)의 회전을 감지하도록 상기 유출구(12)의 상부에 유량감지센서(38)가 구비된다.

상기 유량감지센서(38)는 유출구(12)를 통해 온수의 유동에 의해 임펠러 (38a)가 회전되고, 상기 임펠러(38a)의 회전을 자석(38b)에 의해 감지하여 모터(32)의 구동컨트롤러로 입력함으로써, 상기 구동컨트롤러에 의해 상기 모터(32)의 구동력이 적절히 조절되어 온수 및 냉수의 개폐 및 유량조절이 보다 정밀하게 이루어지도록 한다.

그리고, 상기 유출구(12)를 통해 유동되는 온수의 유량이 유량감지센서(38)에 의해 측정됨으로써, 제1밸브체(23)의 상하 이동에 의한 온수의 공급 유량의 증감이 보다 정밀하게 이루어진다.

또한, 상기 제2밸브몸체(40)는 밸브몸체(10)의 유출구(12)에 연통되도록 장착되는 제2유입구(41)가 형성되고, 상기 제2유입구(41)와 연통되도록 수평으로 제2유출구(42)가 형성되며, 하면에 상기 제2유입구(41)와 연통되도록 수직으로 제3유출구(43)가 형성되고, 상기 제2유입구(41)와 제2유출구(42)를 구획하도록 내부에 제2통공(45)을 갖는 제2밸브시트(44)가 형성되며, 상기 제2유입구(41)에 온도감지센서(46)가 구비되어 구성된다.

상기 제2밸브몸체(40)는 유출구(12)를 통해 유입되는 온수를 욕조 및 샤워기 등과 같이 2곳으로 분리하여 선택적으로 배출할 수 있도록 하는 것이다.

상기 온도감지센서(46)는 제2유입구(41)를 통해 제2밸브몸체(40)로 공급되는 온수의 온도를 감지하여 모터(32)의 구동컨트롤러로 입력함으로써, 상기 구동컨트롤러에 의해 상기 모터(32)의 구동력이 적절히 조절되어 온수 및 냉수의 개폐 및 유량조절이 보다 정밀하게 이루어지도록 한다.

이와 같은 작동을 위해 상기 제2밸브몸체(40)에는 밸브구동부(30)와 동일한 구조의 제2밸브구동부(50)가 구비되고, 상기 제2밸브구동부(50)에 의해 작동되는 제2밸브작동부(60)가 설치된다.

상기 제2밸브작동부(60)는 제2통공(45)과 제3유출구(43)에 수직으로 관통되게 설치되고 상기 제2밸브구동부(50)에 의해 상하로 이동되는 제2밸브로드(61)와, 상기 제2통공(45)과 제3유출구(43)를 순차적으로 개폐하도록 상기 제2통공(45)의 하부에 대응하여 제2코일스프링(62)을 사이에 두고 상기 제2밸브로드(61)의 중앙부위와 하단에 지지된 상태로 슬라이딩 가능하게 설치되는 제3밸브체(63) 및 제4밸브체(64)로 구성된다.

상기 제2밸브작동부(60)는 제2밸브구동부(50)에 의해 제2밸브로드(61)가 상하로 이동되면서 제2통공(45)과 제3유출구(43)를 순차적으로 개폐함으로써, 제2유출구(42)와 상기 제3유출구(43)로 온수의 공급을 선택적으로 하거나 그 공급되는 유량을 증감시킬 수 있게 된다.

도 2는 도 1에 따른 A부분의 확대도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 모터(32)의 구동기어(32a)는 그 일측으로 감속기어(33)와 맞물리도록 구성된다.

상기 구동기어(32a)는 모터(32)의 스핀들에 장착된 다각형부재(321)와, 상기 다각형부재(321)가 삽입되는 삽입부재(322)와, 상기 삽입부재(322)의 하면에 부착되고 상기 감속기어(33)와 맞물리는 합성고무 재질의 고무기어(323)로 구성된다.

상기 다각형부재(321)와 삽입부재(322)는 모터(32)의 구동력을 안정적으로 전달하는 역할을 하는 것이고, 상기 삽입부재(322)의 하면에 부착된 고무기어(323) 는 감속기어(33)와 맞물리면서 구동력을 전달할 때 발생하는 소음을 감소시키는 역할을 한다.

또한, 상기 감속기어(33)는 그 하면 둘레에 소정의 간격으로 다수의 제1마그네트(36a)가 설치되고, 상기 감속기어(33)의 하부로 상기 제1마그네트(36a)에 대응하여 케이스(31)의 내부 하면에 제1홀센서(36)가 설치된다.

상기 제1홀센서(36)는 구동기어(32a)와 맞물려 고속으로 회전되는 감속기어(33)의 회전수를 제1마그네트(36a)의 자기장을 통해 감지하는 역할을 한다.

그러므로, 상기 제1홀센서(36)는 고속으로 회전되는 감속기어(33)의 회전수를 감지함으로써, 모터(32)에 의한 구동력의 전달에 의해 상하로 이동되는 밸브로드의 상하 이동 위치가 정밀하게 감지된다.

도 3은 도 1에 따른 B부분의 확대도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 케이스(31)의 내부에 태양기어(34)의 상부로 연결축(351)의 상단에 회전원판(37a)이 장착되고, 상기 회전원판(37a)의 상면 둘레에 소정의 간격으로 다수의 제2마그네트(37b)가 설치되며, 상기 제2마그네트(37b)에 대응하여 상기 케이스(31)의 내부 상면에 제2홀센서(37)가 설치된다.

상기 제2홀센서(37)는 밸브로드를 회전시키는 회전플랜지의 연결축(351)에 장착된 태양기어(34)와 함께 저속으로 회전되는 회전원판(37a)의 회전수를 제2마그네트(37b)의 자기장을 통해 감지하는 역할을 한다.

그러므로, 상기 제2홀센서(37)는 저속으로 회전되는 감속기어(33)의 회전수를 감지함으로써, 밸브로드의 상하 이동에 대한 위치 감지의 정밀성은 다소 떨어지 지만 위치 감지를 통해 다소 긴 거리의 신속한 이동이 가능해진다.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 작동상태를 보인 요부 종단면도이다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 밸브몸체(10)의 유입구(11)를 통해 유입된 온수가 밸브시트(13)의 통공(14)을 통해 유출구(12)로 유동되는 상태에서 상기 밸브몸체(10)의 냉수유입구(15)를 통해 냉수가 유입되어 온수와 혼합되면서 일정한 온도의 온수가 되어 상기 유출구(12)로 배출된다.

이때, 상기 통공(14)과 냉수유입구(15)는 밸브로드(21)에 구비된 제1밸브체(23)와 제2밸브체(24)에 의해 개방된 상태가 된다.

그리고, 상기 유출구(12)를 통과한 일정한 온도의 온수는 제2유입구(41)를 통해 제2밸브몸체(40)로 유입되고, 상기 제2밸브몸체(40)에서 제3밸브체(63)와 제4밸브체(64)의 제2밸브로드(61)에 의한 상하 이동으로 제2유출구(42)와 제3유출구(43)를 자동으로 개폐하여 욕실 및 샤워기 등 2곳 중에 어느 한곳에 선택적으로 온수를 배출시킨다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 온수와 냉수가 혼합된 상태로 장시간동안 계속 배출되다가 난방장치의 버너가 온수를 발생시키는 한계에 도달하면 배출되는 온수의 온도가 떨어지게 되고, 이때 밸브로드(21)가 하향으로 신속히 이동하면서 제1밸브체(23)가 통공(14)을 개방한 상태에서 제2밸브체(24)가 냉수유입구(15)를 폐쇄하게 된다.

도 4c에 도시된 바와 같이, 냉수유입구(15)가 제2밸브체(24)에 의해 차단된 상태에서 온수가 계속 공급되면서 그 온도가 다소 떨어지면 제1밸브체(23)가 밸브 시트(13)의 통공(14)으로 접근되도록 밸브로드(21)가 하향으로 정밀하게 이동하게 되고, 상기 제1밸브체(23)의 하향 이동에 의해 상기 통공(14)을 통한 온수의 유량이 감소된다.

이때, 상기 제1밸브체(23)는 밸브로드(21)의 중앙부위에 걸린 상태로 하향으로 이동하면서 제2밸브체(24)의 사이에 구비된 코일스프링(22)을 가압하게 된다.

이와 같이 온수의 유량이 감소됨으로써, 난방장치의 버너가 온수를 원활히 발생시킬 수 있게 되고, 그에 따라 온수의 온도가 일정하게 유지된다.

도 4d에 도시된 바와 같이, 난방장치의 버너가 온수를 원활히 발생시켜 유입구(11)를 통해 공급되는 온수의 온도가 상승되면 밸브로드(21)를 상향으로 이동시키게 되고, 그에 따라 가압된 코일스프링(22)이 해제되면서 제1밸브체(23)가 상승되어 통공(14)을 통과하는 온수의 유량이 증대된다.

이때, 상기 제1밸브체(23)와 코일스프링(22)에 의해 지지된 제2밸브체(24)는 계속하여 냉수유입구(15)를 차단하게 되고, 상기 코일스프링(22)의 압축이 풀리면서 상기 제1밸브체(23)만이 상승되어 유입구(11)를 통해 공급되는 온수의 유량만을 증대시키게 된다.

도 4e에 도시된 바와 같이, 제1밸브체(23)의 상승으로 온수의 유량이 증대된 상태에서 온수의 온도가 계속하여 상승되면 밸브로드(21)가 상향으로 이동되면서 상기 밸브로드(21)의 하단에 제2밸브체(24)가 걸리어 상기 밸브로드(21)와 함께 상향으로 이동된다.

이와 같이 상기 제2밸브체(24)가 상승되면서 냉수유입구(15)를 개방시키게 되고, 그에 따라 온수와 냉수가 혼합되면서 일정한 온도의 온수가 계속하여 배출된다.

도 5는 본 발명에 따른 모터의 구동상태를 보인 블록도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1홀센서(36)와 제2홀센서(37)는 밸브구동부(30)의 기어에 설치된 마그네트의 자기장을 감지하여 그에 따른 감지신호를 구동컨트롤러로 출력하고, 유량감지센서(38)는 임펠러(38a)의 날개에 설치되는 마그네트의 자기장을 감지하여 그에 따른 감지신호를 구동컨트롤러로 출력한다.

그리고, 온도감지센서(46)는 유동되는 온수의 온도를 감지하고 이 감지된 신호를 구동컨트롤러로 출력한다.

상기 구동컨트롤러는 제1홀센서(36)와 제2홀센서(37)로부터 입력된 감지신호로부터 기어의 회전이동상태를 파악하여 밸브로드(21)의 상하 이동량을 인지하고, 유량감지센서(38)로부터 입력된 감지신호를 통해 유동된 온수의 유량을 인지하며, 온도감지센서(46)를 통해 입력된 감지신호로부터 온수의 온도를 인지하게 된다.

그리고, 상기 구동컨트롤러는 인지된 정보에 따라 모터(32)의 구동제어를 위한 모터구동제어신호를 모터구동부에 출력하고, 상기 모터구동제어신호를 입력받은 모터구동부는 모터구동제어신호에 따른 모터구동신호를 모터(32)에 출력하여 상기 모터(32)를 제어하게 된다.

도 6은 본 발명에 따른 온수의 온도 상태를 보인 그래프이다.

그래프에 표시된 바와 같이, 처음에 온수가 공급되면 온수의 온도가 높은 온도를 가져 냉수와 혼합되면서 일정한 온도로 유지되도록 공급된다.

이 상태에서 장시간 동안 계속 온수가 공급되면 난방장치의 버너가 온수를 연속적으로 발생시키는 것에 한계를 가져 온수의 온도가 점차 떨어지게 되고, 그에 따라 온수의 온도가 더 떨어지지 않도록 하기 위해 냉수의 공급을 점차 줄인 후에 차단하게 된다.

이와 같이, 냉수가 차단되고 온수의 온도가 떨어지는 상태에서 모터의 구동을 정밀하게 제어하여 온수의 공급유량을 자동으로 점차 감소시키게 된다.

상기와 같이 온수의 온도가 떨어지는 것에 비례하여 온수의 공급유량을 감소시킴으로써, 난방장치의 버너가 보다 원활하게 온수를 발생시킬 수 있게 되고, 그에 따라 온수의 온도가 떨어지지 않고 사용자의 설정온도로 일정하게 유지된 상태에서 연속적으로 공급된다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예를 보인 요부 확대 종단면도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 자동 온도조절 밸브는 회전원판(37a)의 상부로 연결축(351)의 상단에 하부치형(39a)이 장착되고, 상기 하부치형(39a)의 상면에 맞물리는 상부치형(39b)이 구비되며, 케이스(31)의 상면으로 노출되도록 상기 상부치형(39b)의 상단에 조작손잡이(39)가 장착되어 구성된다.

상기 조작손잡이(39)는 사용자가 하방으로 눌러 상부치형(39b)과 하부치형(39a)이 맞물리도록 한 다음에 수동으로 회전시켜 상기 상부치형(39b)과 맞물려 있는 상기 하부치형(39a)을 회전시킴으로써, 상기 하부치형(39a)의 하단에 장착된 연결축(351)을 회전시켜 밸브로드가 상하로 이동되도록 하는 것이다.

이와 같이 상기 자동 온도조절 밸브는 온수의 자동 온도조절은 물론 수동 온 도조절까지 가능해져 사용상의 편의성이 증진된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 냉수를 차단하고 온수만 개폐하여도 온수의 온도가 일정하게 유지되지 않는 경우에 온수의 유량을 순차적으로 줄여서 온수의 온도가 일정하게 유지되도록 함으로써, 온수의 장시간 사용시에 버너의 가열부족으로 인한 냉수의 유출이 미연에 방지되고 온수의 온도가 일정하게 유지되어 사용상의 편리성이 증진되는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 유출구를 통해 배출되는 온수가 욕조 측과 샤워기 측 등 2곳으로 분리되면서 이 2곳이 선택적으로 자동 개폐되도록 함으로써, 온수의 선택적인 배출이 손쉽게 이루어져 사용상의 편의성이 증진되는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 유출구를 통해 배출되는 유량을 감지하여 온수의 유량 증감이 보다 정밀하게 제어되도록 함으로써, 배출되는 온수의 온도가 보다 안정적이면서 정밀하게 일정한 온도로 유지되는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 냉수 및 온수의 개폐하거나 온수의 유량을 줄이기 위한 밸브로드의 상하이동이 정밀하면서 안정적으로 이루어지도록 함으로써, 냉수 및 온수의 개폐가 정밀하게 이루어지면서 특히 온수의 유량조절이 정밀하면서 안정적으로 이루어지는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 유출구를 통해 배출되는 온수의 온도를 감지하여 온수의 유량 증감이 보다 정밀하게 제어되도록 함으로써, 배출되는 온수의 온도가 보다 안정적이면서 정밀하게 일정한 온도로 유지되는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 기어의 회전수를 감지하여 밸브로드의 상하이동이 정밀하게 제어되도록 함으로써, 온수의 유량조절이 정밀하고 안정적으로 이루어지는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 모터의 구동기어에 고무기어를 설치하여 구동력의 전달시에 발생되는 소음이 현저히 감소되도록 함으로써, 소음의 발생으로 인한 환경오염이 원활히 방지되고 구동력의 전달시에 발생하는 기어의 마모가 최소화되는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 별도의 조작손잡이를 구비하여 밸브로드의 상하이동을 위한 조작이 수동으로 이루어지도록 함으로써, 사용상의 편의성이 보다 증진되는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 밸브로드의 회전을 감지하여 밸브로드의 상하이동이 보다 빠르게 이루어지도록 함으로써, 냉수의 차단이 빠르게 이루어지는 효과를 갖는다.

Claims (10)

1. 밸브몸체(10)의 내부로 유입구(11)와 유출구(12)를 구획하는 밸브시트(13)가 형성되고, 상기 밸브시트(13)에 형성된 통공(14)을 개폐하도록 상기 통공(14)에 밸브작동부(20)가 설치되며, 상기 밸브작동부(20)를 상하로 이동시키는 밸브구동부(30)가 구비되는 자동 온도조절 밸브에 있어서;

   상기 통공(14)의 하부와 연이어지도록 상기 밸브몸체(10)의 하부에 냉수유입구(15)가 형성되고;

   상기 밸브작동부(20)는, 상기 밸브구동부(30)에 의해 상하로 이동되고 상기 통공(14)을 관통하여 설치되는 밸브로드(21)와, 상기 통공(14)의 상부와 하부에 대응하여 코일스프링(22)을 사이에 두고 상기 밸브로드(21)의 중앙과 하단에 지지된 상태로 슬라이딩 가능하게 설치되는 제1밸브체(23) 및 제2밸브체(24)로 구성되며;

   상기 유출구(12)의 내부로 임펠러(38a)가 설치되고, 상기 임펠러(38a)의 날개에 다수의 자석(38b)이 설치되며, 상기 자석(38b)의 자기장으로 상기 임펠러(38a)의 회전을 감지하여 유량을 감지하는 유량감지센서(38)가 상기 유출구(12)의 외주면에 설치됨으로써 감지된 유량 정보를 토대로 상기 밸브구동부(30)가 제어되게 하는 것을 특징으로 하는 온수제어용 자동 온도조절 밸브.
2. 제1항에 있어서;

   상기 유출구(12)에 상기 밸브몸체(10)와 대칭되게 형성되어 제2유입구(41)와 제2유출구(42) 및 제3유출구(43)를 갖는 제2밸브몸체(40)가 장착되고, 상기 제2밸브몸체(40)에 제2밸브구동부(50)가 장착되며, 상기 제2밸브구동부(50)의 구동에 의해 상기 제2유출구(42)와 제3유출구(43)를 선택적으로 개폐하는 제2밸브작동부(60)가 구비되는 것을 특징으로 하는 온수제어용 자동 온도조절 밸브.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서;

   상기 밸브구동부(30)는, 상기 밸브몸체(10)의 상부에 구비되는 케이스(31)의 내부로 구비되고 구동기어(32a)를 갖는 모터(32)와, 상기 구동기어(32a)에 맞물리는 다수의 감속기어(33) 및 수직감속기어(33a)와, 상기 수직감속기어(33a)의 상단에 맞물리는 태양기어(34)와, 상기 태양기어(34)를 지지하는 유성기어(34a)와, 상기 태양기어(34)의 하면과 연결축(351)에 의해 장착되고 상기 밸브로드(21)의 상단과 스크루 결합되어 상기 밸브로드(21)를 회전시키면서 상하로 이동시키는 회전플랜지(35)로 구성되는 것을 특징으로 하는 온수제어용 자동 온도조절 밸브.
5. 제2항에 있어서;

   상기 제2밸브몸체(40)의 내부로 상기 제2유입구(41)와 제2유출구(42)를 구획하는 제2밸브시트(44)가 형성되고, 상기 제2밸브시트(44)에 제2통공(45)이 형성되며;

   상기 제2밸브작동부(60)는, 상기 제2통공(45)과 제3유출구(43)에 수직으로 관통되게 설치되고 상기 제2밸브구동부(50)에 의해 상하로 이동되는 제2밸브로드(61)와, 상기 제2통공(45)과 제3유출구(43)를 순차적으로 개폐하도록 상기 제2통공(45)의 하부에 대응하여 제2코일스프링(62)을 사이에 두고 상기 제2밸브로드(61)의 중앙부위와 하단에 지지된 상태로 슬라이딩 가능하게 설치되는 제3밸브체(63) 및 제4밸브체(64)로 구성되는 것을 특징으로 하는 온수제어용 자동 온도조절 밸브.
6. 제2항에 있어서;

   상기 유출구(12)를 통해 상기 제2밸브몸체(40)로 유입되는 물의 온도를 감지하도록 상기 제2유입구(41)에 온도감지센서(46)가 설치되는 것을 특징으로 하는 온수제어용 자동 온도조절 밸브.
7. 제4항에 있어서;

   상기 구동기어(32a)와 맞물리는 상기 감속기어(33)의 하면에 소정의 간격으로 다수의 제1마그네트(36a)가 설치되고, 상기 제1마그네트(36a)의 자기장으로 상기 감속기어(33)의 회전을 감지하는 제1홀센서(36)가 상기 케이스(31)의 내부 하면에 설치되는 것을 특징으로 하는 온수제어용 자동 온도조절 밸브.
8. 제4항에 있어서;

   상기 구동기어(32a)는, 상기 모터(32)의 스핀들에 장착된 다각형부재(321)와, 상기 다각형부재(321)가 삽입되는 삽입부재(322)와, 상기 삽입부재(322)의 하면에 부착되고 상기 감속기어(33)와 맞물리는 합성고무 재질의 고무기어(323)로 구성되는 것을 특징으로 하는 온수제어용 자동 온도조절 밸브.
9. 제4항에 있어서;

   상기 연결축(351)의 상단에 하부치형(39a)이 장착되고, 상기 하부치형(39a)의 상면에 맞물리는 상부치형(39b)이 구비되며, 상기 케이스(31)의 상면으로 노출되도록 상기 상부치형(39b)의 상단에 조작손잡이(39)가 장착되는 것을 특징으로 하는 온수제어용 자동 온도조절 밸브.
10. 제4항 또는 제7항에 있어서;

    상기 태양기어(34)의 상부로 상기 연결축(351)의 상단에 회전원판(37a)이 장착되고, 상기 회전원판(37a)의 상면에 소정의 간격으로 다수의 제2마그네트(37b)가 설치되며, 상기 제2마그네트(37b)의 자기장으로 상기 회전원판(37a)의 회전을 감지하는 제2홀센서(37)가 상기 케이스(31)의 내부 상면에 설치되는 것을 특징으로 하는 온수제어용 자동 온도조절 밸브.

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