KR100696204B1

KR100696204B1 - 유량조절밸브

Info

Publication number: KR100696204B1
Application number: KR1020050049724A
Authority: KR
Inventors: 홍성돈
Original assignee: 홍성돈
Priority date: 2005-06-10
Filing date: 2005-06-10
Publication date: 2007-03-20
Also published as: KR20060128358A

Abstract

본 발명은 유량조절밸브에 관한 것이다. 본 발명에 따른 유량조절밸브는, 중공형으로 이루어져 그 양단에 난방수의 유입구와 유출구가 구비되어 있는 밸브하우징; 상기 밸브하우징의 내부에 고정되게 설치되며, 중공형으로 이루어져 상기 밸브하우징의 유출구와 연통되어 있는 배출구를 구비하는 고정관; 상기 고정관에 끼워져 이 고정관의 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 지지되며 상기 배출구와 연통되도록 그 후단에는 배수구가 형성되어 있는 중공형의 관본체와, 상기 밸브하우징의 유입구를 통해 유입된 난방수를 상기 관본체의 내부로 유입시킬 수 있도록 이 관본체의 외주면에 형성된 입수구를 구비하는 중공형의 이동관; 상기 이동관을 일방향으로 탄성바이어스 시키도록 상기 이동관의 선단에 설치되며, 설정된 제1온도 이상의 온도를 가진 난방수와 접촉시 신장되어 탄성력이 증가하고 설정된 제2온도 이하의 온도를 가진 난방수와 접촉시 수축되어 탄성력이 감소하도록 형상기억합금으로 된 온도감응스프링; 및 상기 이동관을 타방향으로 탄성바이어스 시키도록 상기 이동관의 후단에 설치되며, 그 탄성력은 상기 온도감응스프링의 신장시의 탄성력보다는 작고 수축시의 탄성력보다는 큰 압축스프링;을 포함하여 이루어진 것에 특징이 있다.

Description

유량조절밸브{Valve for controlling flow quantity}

도 1은 현대식 온돌구조 주택에서 보일러와 온수 공급배관의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 도 1의 온수 공급배관에 사용되는 종래의 밸브장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유량조절밸브가 개방된 상태의 개략적 단면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 유량조절밸브가 차단된 상태의 개략적 단면도이다.

도 5는 도 3에 도시된 유량조절밸브의 주요부분에 대한 개략적 사시도이다.

도 6은 도 3의 Ⅵ-Ⅵ선 개략적 단면도이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유량조절밸브의 개략적 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 ... 밸브하우징 11 ... 유입구

12 ... 유출구 20 ... 고정관

21 ... 배출구 22 ... 관통공

30 ... 이동관 31 ... 관본체

32 ... 입수구 33 ... 배수구

40 ... 온도감응스프링 50 ... 압축스프링

60 ... 가이드링 62 ... 관통공

70 ... 가이드봉 81 ... 제1테스트공

82 ... 제2테스트공 91 ... 가압판

92 ... 연결봉 94 ... 손잡이부

M ... 모터 A ... 회전축

100 ... 유량조절밸브

본 발명은 수온에 따라 난방수의 유량을 조절하기 위한 유량조절밸브로서, 더욱 상세하게는 실내의 온도를 일정하게 유지할 수 있으며, 매우 간단한 구조로 이루어져 경제적인 유량조절밸브에 관한 것이다.

한국의 온돌식 주택은 방 바닥 하부를 데워 방을 이루는 온돌이 데워지면서, 하부의 온기가 상부로 대류하으로써 실내난방이 이루어지게 된다. 현대식 온돌구조에서, 방 바닥하면에 파이프 배관을 설치하고, 보일러에 의해 데워진 온수를 파이프를통해 순환시키면서 온수와 방바닥 사이의 열전달을 통해 방 바닥을 데우느 구조로 이루어지다.

도 1은 현대식 온돌구조 주택에서 보일러와 온수 공급 배관을 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1에서는 3개의 방(R1,R2,R3)을 데우기 위한 배관 구조 와, 보일러(1), 급수부(2) 및 환수부(3)가 도시되어 있다. 이는 개략적 도면으로서, 온돌 구조와 온수의 순환을 설명하기 위한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 한국의 현대식 온돌 구조는, 온수를 데우는 보일러(1) 등의 난방시설, 방 바닥 하면에 방열면적을 넓히기 위해 복수회 굴곡되어 설치되며 물이 순환될 수 있는 순환구조로 이루어지는 배관(4), 상기 보일러(1)에서 배관(4)으로 온수를 공급하는 급수부(2) 및 배관(4)에서 순환된 물이 다시 환수되는 환수부(3)를 포함한다.

상기 급수부(2)와 환수부(3)에는 급수밸브(2a)와 환수밸브(3a)가 구비되어 방 바닥 하부의 배관(4)에 공급되거나 배관으로부터 환급되는 온수의 유량을 조절한다.

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

도 2는 일반적인 밸브장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 밸브를 통과하는 유체의 온도를 선택한 온도로 유지하기 위한 종래의 밸브장치는 도 1에 도시된 상기 급수,환수밸브(2a,3a)에 사용된다. 이러한 밸브장치는, 도 2에 도시한 바와 같이, 밸브(5)의 스템(6)상에 구비되어 밸브실을 통과하는 유체의 온도를 감지하는 유체감지센서(7)와, 상기 유체감지센서(7)에 연결되어 그 감지신호를 전달하기 위한 신호전달부재(8)와, 상기 신호전달부재(8)를 통해 인가된 유체의 온도 신호에 따라 밸브의 유체통로를 개폐하여 유체를 설정된 온도로 유지시키기 위한 온도제어장치(9)로 구성되어 있다.

상기한 구성으로 이루어진 밸브장치는 처음 가설할 때에는 작동이 원활하게 이루어지지만, 소정 기간이 지난 뒤에는 센서(7) 등의 전자장비가 노후되거나, 외부 환경요인에 의하여 작동이 이루어지지 않아, 온도제어에 에러가발생하고 있다. 또한, 온도종래의 밸브장치는 상기한 바와 같이 구성이 복잡할 뿐만 아니라, 비용도 고가이며, 고장이 발생할 경우 유지보수가 불편한 문제점을 내포하고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 실내의 온도를 일정하게 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 매우 간단한 기계적 구조로 이루어져 장기간 사용하는 경우에도 작동의 일관성이 유지될 수 있도로 구조가 개선된 유량조절밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유량조절밸브는, 중공형으로 이루어져 그 양단에 난방수의 유입구와 유출구가 구비되어 있는 밸브하우징; 상기 밸브하우징의 내부에 고정되게 설치되며, 중공형으로 이루어져 상기 밸브하우징의 유출구와 연통되어 있는 배출구를 구비하는 고정관; 상기 고정관에 끼워져 이 고정관의 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 지지되며 상기 배출구와 연통되도록 그 후단에는 배수구가 형성되어 있는 중공형의 관본체와, 상기 밸브하우징의 유입구를 통해 유입된 난방수를 상기 관본체의 내부로 유입시킬 수 있도록 이 관본체의 외주 면에 형성된 입수구를 구비하는 중공형의 이동관; 상기 이동관을 일방향으로 탄성바이어스 시키도록 상기 이동관의 선단에 설치되며, 설정된 제1온도 이상의 온도를 가진 난방수와 접촉시 신장되어 탄성력이 증가하고 설정된 제2온도 이하의 온도를 가진 난방수와 접촉시 수축되어 탄성력이 감소하도록 형상기억합금으로 된 온도감응스프링; 및 상기 이동관을 타방향으로 탄성바이어스 시키도록 상기 이동관의 후단에 설치되며, 그 탄성력은 상기 온도감응스프링의 신장시의 탄성력보다는 작고 수축시의 탄성력보다는 큰 압축스프링;을 포함하여 이루어진 것에 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 중앙부에 배치된 가이드공과, 난방수가 유입될 수 있도록 상기 가이드공의 둘레방향을 따라 배치된 복수의 관통공을 구비하며, 상기 밸브하우징의 유입구 내주면에 끼워지는 가이드링과, 상기 이동관의 선단에 고정되며, 상기 이동관의 길이방향을 따라 길게 배치되어 상기 가이드링의 가이드공에 끼워지는 가이드봉을 더 구비하며; 상기 온도감응스프링은 상기 가이드봉에 끼워져 선단은 상기 가이드링에 지지되고 후단은 상기 이동관에 지지되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 이동관에 형성된 입수구는 이 이동관의 길이방향을 따라 선단으로부터 후단으로 갈수록 그 면적이 커지도록 된 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 이동관의 입수구로 유입되지 않은 난방수의 온도와 상기 입수구로 유입된 난방수의 온도를 확인할 수 있도록, 상기 고정관의 선단부를 사이에 두고 상기 밸브하우징의 양측에는 이 벨브하우징의 내외주면 사이를 관통하는 제1테스트공과 제2테스트공이 각각 형성되어 있으며, 상기 제1테스트공과 제2테스트공을 각각 차단할 수 있는 마개부재를 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 압축스프링은 상기 고정관의 내부에 설치되어, 선단은 상기 이동관에 지지되고 후단은 상기 고정관에 지지되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 압축스프링을 가압하여 압축시키기 위한 압축수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 압축수단은, 상기 밸브하우징의 내주면에 형성된 암나사부와, 상기 고정관의 내부에 배치되며, 상기 압축스프링의 후단을 지지하도록 상기 고정관의 내부에 배치되며, 이 고정관의 길이방향을 따라 왕복이동가능한 가압판과, 그 외주면에 수나사부가 형성되어 있어 상기 암나사부에 나사결합되며, 상기 가압판에 고정되어 있는 연결봉과, 상기 연결봉에 고정되며, 상기 밸브하우징의 외측에 배치되는 손잡이부를 구비하여 이루어진 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 연결봉은 정역회전이 가능한 모터와 연결되어 이 모터에 의하여 회전되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유량조절밸브에 대하여 더욱 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유량조절밸브가 개방된 상태의 개략적 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 유량조절밸브가 차단된 상태의 개략적 단면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 유량조절밸브의 주요부분에 대한 개략적 사시도이고, 도 6은 도 3의 Ⅵ-Ⅵ선 개략적 단면도이다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유량조절밸브(100)는 밸브하우징(10), 고정관(20), 이동관(30), 온도감응스프링(40) 및 압축 스프링(50)을 구비한다.

방을 난방하기 위한 난방시스템에서는 보일러에서 난방수를 가열한다. 이렇게 보일러에서 가열된 난방수는 방에 지그재그형으로 배치된 배관을 통과하게 되며, 배관을 통과하는 동안 난방수의 열은 방에 전달되어 난방이 이루어진다. 방을 통과해 나온 난방수는 배출관(p)을 통해 다시 보일러로 유입되어 가열된 후 동일한 싸이클을 반복하게 된다.

상기 밸브하우징(10)은 상기 배출관(p)에 설치된다. 즉, 방을 통과하여 나온 난방수가 다시 보일러로 유입되는 지점에서, 이 밸브하우징(10)은 커플링(c) 등 고정수단에 의하여 상기 배출관(p)에 고정된다. 이 밸브하우징(10)은 그 양단이 개방되어 있어 개방된 양단은 각각 유입구(11)와 유출구(12)가 형성된다. 상기 유입구(11)는 상기 방으로부터 나온 배출관(p)과 연결되어 있으며, 상기 유출구(12)는 보일러로 들어가는 배출관(p)과 연결되어 있다. 또한, 이 밸브하우징(10)은 중공형으로 이루어져 있어 그 내부, 즉 유입구(11)와 유출구(12) 사이에는 난방수가 통과할 수 있는 유로(13)가 형성되어 있다. 본 실시에에서, 상기 유로(13)는 'ㄱ'자형으로 꺽여 있다.

상기 고정관(20)은 상기 밸브하우징(10)의 내부에 고정되게 설치된다. 이 고정관(20)도 중공형으로 이루어져 있어 그 내부에 공간부가 형성되어 있다. 상기 고정관(20)의 선단은 개방되어 있으며, 그 중앙 하부에는 이 고정관(20)을 관통하는 배출구(21)가 마련되어 있다. 이 배출구(21)는 상기 밸브하우징(10)의 유출구(12)와 연통되어 있다. 또한, 상기 고정관(20)의 중앙 상부에는 관통공(22)이 형 성되어 있다.

상기 이동관(30)은 입수구(32)가 형성되어 있는 관본체(31)와 배수구(33)를 구비한다. 상기 이동관(30)의 관본체(31)는 상기 고정관(20)에 끼워지며, 이 고정관(20)의 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 지지된다. 상기 관본체(31)는 중공형으로 형성되어 그 내부에 난방수가 흐를 수 있는 공간이 형성되어 있다. 상기 관본체(31)의 선단 외주면에는 입수구(32)가 형성되어 있다. 상기 입수구(32)는 상기 밸브하우징(10)의 유입구(11)를 통해 유입된 난방수를 상기 이동관(30)의 관본체(31) 내부의 공간으로 유입시키기 위한 것으로서, 상기 관본체(31)의 원주방향을 따라 복수개 배치되어 있다. 상기 각각의 입수구(32)는 대략 삼각형상으로 이루어져, 이동관(30)의 길이방향을 따라 그 선단으로부터 후단으로 갈 수록 난방수가 유입될 수 있는 입수 면적이 점점 커진다. 한편, 상기 이동관(30)의 관본체(31)의 후단은 개방되어 배수구(33)가 마련된다. 이 배수구(33)는 상기 고정관(20)의 배출구(21)와 연통되어 있어, 상기 입수구(32)를 통해 유입된 난방수는 이 배수구(33)를 통해 고정관(20)의 배출구(21)로 배출된다. 또한, 이 이동관(30)의 관본체(31) 후단부에는 플랜지부(34)가 마련되어 있다. 이 플랜지부(34)는 상기 이동관(30)의 관본체(31)가 고정관(20)으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 상기 관본체(31)의 반경방향을 따라 돌출되게 형성되며 관본체(31)의 원주방향을 따라 고리형으로 배치되어 있다. 상기 관본체(31)가 밸브하우징(10)의 유입구(11)가 형성된 방향으로 슬라이딩 될 때, 이 플랜지부(34)가 상기 고정관(20)의 걸림턱(27)에 걸리면 슬라이딩을 통한 위치이동이 제한된다. 상기 이동관(30)이 상기 밸브하우징(10)의 유입구(11)쪽으로 슬라이딩되면 상기 입수구(32)는 고정관(20)의 외부로 노출되어 난방수가 유입될 수 있는 상태가 되며, 이동관(30)이 타방향으로 슬라이딩되면 상기 입수구(32)는 고정관(20)의 내부로 삽입되어 난방수가 유입될 수 없는 상태가 된다. 상기 고정관(20)의 내주면과 이동관(30)의 외주면 사이는 오링 등 실링부재(미도시)에 의하여 밀폐되어 있어 그 사이를 통해 난방수가 유입될 수 없다.

상기 이동관(30)의 선단에는 가이드봉(70)이 마련되어 있다. 상기 가이드봉(70)는 이동관(30)의 슬라이딩을 가이드하기 위한 것으로서, 상기 밸브하우징(10)의 내부에 위치되어, 이 이동관(30)의 길이방향을 따라 길게 형성되어 있다. 본 실시에에서, 이 가이드봉(70)은 상기 이동관(30)과 일체로 형성되어 있다.

한편, 상기 밸브하우징(10)의 유입구(11)에는 가이드링(60)이 설치된다. 더욱 상세하게는, 상기 가이드링(60)은 원형으로 형성되어 있어, 상기 밸브하우징(10)의 유입구(11) 내주면에 끼워져 설치된다. 이 가이드링(60)의 중앙부에는 상기 가이드링(60)을 관통하는 가이드공(61)이 형성되어 있다. 상기 가이드봉(70)은 이 가이드공(61)에 끼워진다. 또한, 상기 가이드링(60)에는, 상기 가이드공(61)의 둘레방향을 따라 복수의 관통공(62)이 배치된다. 이 관통공(62)은 상기 밸브하우징(10)의 유입구(11)로 들어오는 난방수를 상기 밸브하우징(10)의 내부로 유입시키기 위한 것으로서, 상기 가이드링(60)을 관통하여 형성된다.

상기 온도감응스프링(40)은 상기 이동관(30)을 일방향 즉, 이동관(30)의 입수구(32)가 고정관(20)의 내부로 몰입되는 방향으로 탄성바이어스 시키기 위한 것 으로서, 상기 이동관(30)의 선단에 설치된다. 더욱 상세하게는, 상기 온도감응스프링(40)은 상기 가이드봉(70)에 끼워져 그 선단은 상기 가이드링(60)에 지지되며 후단은 상기 이동관(30)의 선단에 지지된다. 이 온도감응스프링(40)은 공지의 부재로서 형상기억합금으로 제조되어 온도변화에 따라 신장 및 수축이 가능하다.

형상기억합금(Shape Memory Alloy : SMA)이란 자기의 본래모양을 기억하고 있어서 형태를 변형시켜도 일정한 온도가 되면 다시 원래의 형태로 돌아가는 합금을 말한다. 형상기억합금은 여러가지 특성을 가지고 있는데, 그중 가장 대표적인 것이 형상기억효과와 초탄성효과이다. 형상기억효과란 일정한 온도에서 형상을 기억시키면 형상기억온도보다 낮은 온도에서 변형을 시킨 경우, 형성회복온도까지 가열하면 다시 원래의 형태로 돌아가는 특성을 말한다. 초탄성효과란 변형을 주어 늘어났던 것이 힘을 제거하면 원래의 형상으로 돌아가는 성질을 말한다.형상기억합금도 화학조성을 변화시켜 변태점(變態點)을 적당히 조절하게 되면 상온에서 고무와 같은 탄성을 나타낸다. 이러한 형상기억합금은 그 특성에 따라 고온에서 기억된 형상을 실온에서 변형한 후 가열하면 원래의 고온에서의 형상으로 돌아가는 일방향 형상기억합금과 고온에서의 형상과 실온에서의 형상을 동시에 기억하므로써 가열과 냉각을 반복하면 두 형상이 반복하여 나타나는 이방향 형상기억합금, 이방향 형상효과를 가지면서 실온이하의 더욱 낮은 온도로 냉각하면 고온에서의 형상과 반대의 형상이 나타나는 전방향 형상기억합금으로 분류할 수 있다.

상기와 같은 특성을 갖는 형상기억합금중에 이방향 형상기억합금으로 스프링을 제작하면 가열과 냉각에 의해 자동으로 팽창과 수축의 변태(變態)를 하게 되므 로, 이와같은 형상기억합금으로 제작한 스프링을 유체가 흐르는 배관에 설치하여 유체의 유량을 제어하는 밸브에 응용하면 전기를 사용하지 않고도 흐르는 유체의 온도에 의해 자동적으로 조절 제어가 가능하므로 개인주택 및 아파트의 난방배관은 물론 각종 건물의 방열기등 난방배관에 설치하여 에너지 절감과 균일한 온도조절효과를 얻을 수 있는 것이다.

즉, 본 실시예에서, 상기 온도감응스프링(40)은 설정된 제1온도 예컨대 70℃ 이상의 난방수와 접촉되면 신장되고, 설정된 제2온도 예컨대 50℃이하의 난방수와 접촉되면 수축된다. 설정된 제1온도 이상의 온도를 지닌 난방수와 접촉되면 이 온도감응스프링(40)은 신장되어 그 탄성력이 증가하고, 설정된 제2온도 이하의 온도를 지닌 난방수와 접촉되면 이 온도감응스프링(40)은 수축되어 그 탄성력이 감소한다. 상기 제1온도와 제2온도는 방안의 온도를 어느 정도로 유지할 것인가에 따라 다르게 설정할 수 있다.

상기 압축스프링(50)은 상기 이동관(30)을 타방향 즉, 상기 밸브하우징(10)의 유입구(11)가 형성된 방향으로 탄성바이어스 시키기 위한 것으로서, 상기 이동관(30)의 후단에설치된다. 더욱 상세하게는, 상기 압축스프링(50)은 상기 고정관(20)의 내부에 배치되어, 그 선단은 상기 이동관(30)의 후단에 지지되고, 그 후단은 상기 고정관(20)의 후단에 지지된다. 이 압축스프링(50)은, 그 탄성력이 상기 온도감응스프링(40)에 대응되는 것을 사용한다. 즉, 상기 압축스프링(50)의 탄성력은, 상기 온도감응스프링(40)이 제1온도 이상의 난방수와 접촉되어 신장되었을 때의 탄성력에 비하여 작고, 상기 온도감응스프링(40)이 제2온도 이하의 난방수와 접촉되어 수축되었을 때의 탄성력에 비하여 크다. 따라서, 제1온도 이상의 난방수가 유입되면, 상기 온도감응스프링(40)의 탄성 바이어스력이 이 압축스프링(50)의 탄성바이어스력보다 크게 되어 상기 이동관(30)은 압축스프링(50)쪽으로 슬라이딩 되어 이동관(30)의 입수구(32)가 폐쇄된다. 그러나, 제2온도 이하의 난방수가 유입되면 이 압축스프링(50)의 탄성바이어스력이 상기 온도감응스프링(40)의 탄성바이어스력보다 크게 되어 이동관(30)은 온도감응스프링(40)쪽으로 슬라이딩되어 상기 이동관(30)의 입수구(32)가 개방된다.

한편, 상기 밸브하우징(10)에는 상호 이격되어 있는 제1테스트공(81)과 제2테스트공(82)이 배치되어 있다. 이 제1테스트공(81)과 제2테스트공(82)은 각각 상기 밸브하우징(10)의 내외주면 사이를 관통하여 형성되어 있다. 이 제1테스트공(81)은 상기 이동관(30)의 입수구(32)로 유입되지 않은 난방수의 온도를 측정하기 위한 것이며, 제2테스트공(82)은 이동관(30)의 유입구(320로 유입된 난방수의 온도를 측정하기 위한 것으로서, 이 제1테스트공(81)과 제2테스트공(82)은 상기 고정관(20)의 선단을 사이에 두고 그 양측에 배치된다. 이 제1테스트공(81)과 제2테스트공(82)을 각각 개폐하기 위하여 이 테스트공(81,82)들에는 마개부재(83,84)가 각각 결합된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 유량조절밸브(100)에서 난방수의 유로를 개폐하는 것은 상기 온도감응스프링(40)과 압축스프링(50)의 탄성력의 차이에 기인하는데, 상기 압축스프링(50)의 탄성력은 이 압축스프링(50)이 얼마나 압축되어 있느냐에 따라서 결정된다. 동일한 탄성계수를 가지는 압축스프링도 가압을 통해 압 축을 많이 시키는 경우에는 탄성력이 올라가고 느슨하게 가압을 하는 경우에는 탄성력이 줄어든다.

본 발명에 따른 유량조절밸브(100)에서는 상기 압축스프링(50)의 압축의 정도를 조절 즉, 상기 압축스프링(50)을 가압, 압축시켜 탄성력을 증가시키거나 가압을 느슨하게 하여 탄성력을 저하시키기 위한 압축수단이 구비된다.

상기 압축수단은 가압판(91)을 구비한다. 상기 가압판(91)은 상기 고정관(20)의 내부, 더욱 상세하게는 상기 압축스프링(50)의 후단에 배치되어 이 압축스프링(50)의 후단을 지지한다. 이 가압판(91)은 상기 압축스프링(50)의 압축정도를 조절하기 위한 것으로서 상기 고정관(20)의 길이방향을 따라 왕복이동가능하다. 이 가압판(91)이 일방향으로 이동시 즉, 상기 고정관(20)의 선단쪽으로 이동시 상기 압축스프링(50)은 압축되고, 타방향으로 이동시 즉, 상기 고정관(20)의 후단쪽으로 이동시 상기 압축스프링(50)의 압축은 느슨하게 해재된다.

상기 가압판(91)은 연결봉(92)에 연결되어 있다. 이 연결봉(92)의 선단은 상기 가압판(91)에 고정되어 있고 후단은 상기 밸브하우징(10)의 외부로 연장되어 있다. 이 연결봉(92)의 외주면에는 수나사부(93)가 형성되어 있어, 이 연결봉(92)은 상기 밸브하우징(10)의 일측, 더욱 상세하게는 상기 고정관(20)의 뒤쪽 내주면에 형성된 암나사부(19)와 나사결합된다. 이렇게 상기 연결봉(92)의 수나사부(93)와 밸브하우징(10)의 암나사부(19)가 나사결합되어 있어, 상기 연결봉(92)을 일방향으로 회전시키면 상기 가압판(91)이 상기 압축스프링(50)을 가압하게 되며, 역으로 연결봉(92)을 타방향으로 회전시키면 가압판(91)은 압축스프링(50)의 압축을 해 제하게 된다.

상기 연결봉(92)의 회전을 용이하게 하기 위하여, 상기 연결봉(92)의 후단에는 손잡이부(94)가 부착되어 있다. 미설명한 참조번호 18은 상기 밸브하우징(10)의 후단을 덮어주는 커버부재이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유량조절밸브(100)의 사용예에 대하여 설명한다.

보일러와 보일러로부터 연결되어 방을 지그재그로 통과하는 배관 및 방을 통과하여 다시 보일러로 들어가는 배관으로 이루어진 온돌시스템에서, 상기 방을 통과한 후 보일러로 들어가는 배관(p)에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유량조절밸브(100)를 커플링(c)등 고정수단에 의하여 설치한다. 이 때, 상기 온도감응스프링(40)이 신장되게 될 제1온도와 압축되게 될 제2온도를 미리 설정하여 형상기억시킨다. 또한, 상기 온도감응스프링(40)에 대응되는 압축스프링(50)의 탄성력을 조절한다. 즉, 상기 온도가응스프링(40)이 신장시의 탄성바이어스력 보다는 작고 수축시의 탄성바이어스력보다는 크도록, 압축스프링(50)의 탄성력을 조절한다. 구체적으로는, 상기 손잡이부(94)를 일방향 또는 타방향으로 회전시켜 가압판(91)이 상기 압축스프링(50)을 가압 및 가압해제시킴으로써 상기 압축스프링(50)의 탄성력을 조절한다. 이렇게 설치가 완료되면 보일러를 작동시킨다.

보일러에서 일정한 온도로 데워진 난방수는 방을 통과하면서 열을 빼앗기게 되고 본 발명에 따른 유량조절밸브(100)로 유입되는데, 방이 충분히 난방되어 있는 상태라면 난방수는 방을 통과하면서 많은 열을 뺏기지 않으므로 상대적으로 뜨거운 온도를 유지한 채 배출되며, 난방이 안되어 있는 방을 통과하게 되면 난방수는 많은 열을 뺏기게 되어 상대적으로 낮은 온도로 배출된다. 이에 따라, 온도가 높은 난방수가 밸브로 유입되는 경우에는 방안이 충분히 난방이 되었다는 것을 의미하므로 난방수를 계속해서 순환시킬 필요가 없게되고, 낮은 온도의 난방수가 밸브로 유입되는 경우에는 난방을 계속 행하여야 하므로 난방수를 지속적으로 순환시켜야 한다.

이러한 작용은 본 발명의 온도감응스프링(40)과 압축스프링(50)에 의하여 행해진다. 즉, 상기 온도감응스프링(40)은 설정된 제1온도 이상의 난방수가 유입되는 경우, 이 온도감응스프링(40)은 신장되고 그 탄성바이어스력은 상기 압축스프링(50)의 탄성바이어스력보다 크게 되므로, 이 온도감응스프링(40)은 상기 이동관(30)을 일방향으로 바이어스 시킨다. 이에 따라, 상기 이동관(30)은 일방향으로 이동되고 도 4에 도시된 바와 같이 입수구(32)는 상기 고정관(20)의 내부로 몰입되게 됨으로써 난방수의 유로를 폐쇄시킨다.

이렇게 유로가 폐쇄되게 되면 난방수의 순환은 중지되게 되며 이러한 상태로 일정 시간이 경과되면 상기 유량조절밸브(100)내, 더욱 상세하게는 고정관(20) 내부로 유입되지 못한 난방수의 온도가 하강하게 되고 설정된 제2온도 이하로 내려가면 상기 온도감응스프링(40)은 수축되게 되고 그 탄성력은 저하된다. 상기 온도감응스프링(40)의 탄성력이 저하되면 압축스프링(50)의 탄성력이 더 우세하게 되어 상기 이동관(30)을 타방향으로 바이어스 시키게 되고, 결국 상기 이동관(30)의 입수구(32)는 다시 개방된다. 이에 따라 난방수가 다시 순환을 하게 됨으로써 방의 온도를 일정 범위에서 고르게 유지할 수 있게 된다.

한편, 사용자는 제1테스트공(81)과 제2테스트공(82)을 통해, 상기 이동관(30) 내부로 유입되지 않은 난방수의 온도와 이동관(30) 내부로 유입된 난방수의 온도를 측정할 수 있다.

지금까지, 상기 손잡이부(94)를 사용자가 직접 회전시키는 것으로 설명 및 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 모터 등 구동수단을 통해 회전시킬 수도 있다. 이러한 형태의 실시예가 도 7에 도시되어 있다. 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유량조절밸브의 개략적 단면도이다. 도 7을 참조하면, 상기 다른 실시예에 따른 유량조절밸브 다른 모든 구성요소는 상기 도 3 내지 도 5에 도시된 유량조절밸브와 완전히 동일하다. 다만, 상기 손잡이부(94)를 회전시키기 위한 모터(M)를 더 구비하며, 이 모터(M)의 회전축(A)은 상기 연결봉(92)의 중앙에 결합되어 모터(M)가 회전할 때 상기 연결봉(92) 및 그 연결봉(92)에 부착된 손잡이부(94)를 회전시킬 수 있게 되어 있다. 이 모터(M)는 상기 연결봉(92) 및 상기 손잡이부(94)를 일방향 또는 타방향으로 회전시킬 수 있도록 정역회전이 가능하게 되어 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유량조절밸브는 매우 간단한 기 계적 구성을 통해 난방수의 유량을 조절할 수 있을 뿐만 아니라 이를 통해 난방하고자 하는 방의 온도를 일정범위에서 유지할 수 있다는 장점이 있다.

Claims

중공형으로 이루어져 그 양단에 난방수의 유입구와 유출구가 구비되어 있는 밸브하우징;

상기 밸브하우징의 내부에 고정되게 설치되며, 중공형으로 이루어져 상기 밸브하우징의 유출구와 연통되어 있는 배출구를 구비하는 고정관;

상기 고정관에 끼워져 이 고정관의 길이방향을 따라 슬라이딩 가능하게 지지되며 상기 배출구와 연통되도록 그 후단에는 배수구가 형성되어 있는 중공형의 관본체와, 상기 밸브하우징의 유입구를 통해 유입된 난방수를 상기 관본체의 내부로 유입시킬 수 있도록 이 관본체의 외주면에 형성된 입수구를 구비하는 중공형의 이동관;

상기 이동관을 일방향으로 탄성바이어스 시키도록 상기 이동관의 선단에 설치되며, 설정된 제1온도 이상의 온도를 가진 난방수와 접촉시 신장되어 탄성력이 증가하고 설정된 제2온도 이하의 온도를 가진 난방수와 접촉시 수축되어 탄성력이 감소하도록 형상기억합금으로 된 온도감응스프링; 및

상기 이동관을 타방향으로 탄성바이어스 시키도록 상기 이동관의 후단에 설치되며, 그 탄성력은 상기 온도감응스프링의 신장시의 탄성력보다는 작고 수축시의 탄성력보다는 큰 압축스프링;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
제1항에 있어서,

중앙부에 배치된 가이드공과, 난방수가 유입될 수 있도록 상기 가이드공의 둘레방향을 따라 배치된 복수의 관통공을 구비하며, 상기 밸브하우징의 유입구 내주면에 끼워지는 가이드링과,

상기 이동관의 선단에 고정되며, 상기 이동관의 길이방향을 따라 길게 배치되어 상기 가이드링의 가이드공에 끼워지는 가이드봉을 더 구비하며;

상기 온도감응스프링은 상기 가이드봉에 끼워져 선단은 상기 가이드링에 지지되고 후단은 상기 이동관에 지지되는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
제1항에 있어서,

상기 이동관에 형성된 입수구는 이 이동관의 길이방향을 따라 선단으로부터 후단으로 갈수록 그 면적이 커지도록 된 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
제1항에 있어서,

상기 이동관의 입수구로 유입되지 않은 난방수의 온도와 상기 입수구로 유입된 난방수의 온도를 확인할 수 있도록, 상기 고정관의 선단부를 사이에 두고 상기 밸브하우징의 양측에는 이 벨브하우징의 내외주면 사이를 관통하는 제1테스트공과 제2테스트공이 각각 형성되어 있으며,

상기 제1테스트공과 제2테스트공을 각각 차단할 수 있는 마개부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
제1항에 있어서,

상기 압축스프링은 상기 고정관의 내부에 설치되어, 선단은 상기 이동관에 지지되고 후단은 상기 고정관에 지지되는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
제1항에 있어서,

상기 압축스프링을 가압하여 압축시키기 위한 압축수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
제6항에 있어서,

상기 압축수단은,

상기 밸브하우징의 내주면에 형성된 암나사부와,

상기 압축스프링의 후단을 지지하도록 상기 고정관의 내부에 배치되며, 이 고정관의 길이방향을 따라 왕복이동가능한 가압판과,

그 외주면에 수나사부가 형성되어 있어 상기 암나사부에 나사결합되며, 상기 가압판에 고정되어 있는 연결봉과,

상기 연결봉에 고정되며, 상기 밸브하우징의 외측에 배치되는 손잡이부를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
제7항에 있어서,

상기 연결봉은 정역회전이 가능한 모터와 연결되어 이 모터에 의하여 회전되는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.