KR100884083B1 - 난방 제어용 밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 난방 제어용 밸브장치에 관한 것으로, 특히 밸브가 삽입되는 밸브 하우징의 내부 공간을 최대화하고, 구형의 밸브를 밸브 디스크와 밸브 시트 사이에 삽입하여, 소음 발생을 줄임과 동시에, 적절한 유량제어를 통한 에너지 절감을 도모할 수 있고, 난방 효율화를 도모할 수 있는 난방 제어용 밸브장치에 관한 것이다.

본 발명의 난방 제어용 밸브장치는 밸브가 설치되는 내부 공간이 확대되도록 형성된 밸브 하우징과, 상기 밸브 하우징의 내부 공간을 입구측과 출구측 공간으로 구분하는 구획벽과, 상기 구획벽의 가운데 부위에 설치되며 상부에 볼이 위치하도록 안착홈이 형성된 밸브시트와, 상기 밸브시트의 상측에 위치한 밸브 디스크와, 상기 밸브시트의 상측과 밸브 디스크의 하부 사이에 장착되는 구형의 밸브와, 상기 밸브시트의 저부에 위치하며, 내부에 봉입된 액체의 온도에 따라 신축되어 밸브의 개폐를 유도하는 벨로우즈를 포함하는 구성으로 이루어진다.

벨로우즈, 온도 및 유량 자동조절 밸브, 무 소음 밸브, 자동온도 조절밸브

Description

난방 제어용 밸브장치{VALVE DEVICE FOR CONTROLLING THE HEATING SYSTEM IN THE ROOM}

도 1a 와 도 1b 는 종래의 일반적인 밸브 구조를 도시한 도면,

도 2a 와 도 2b 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 난방 제어용 밸브장치의 구조를 도시한 도면,

도 3 은 상기 도 2b 의 난방 제어용 밸브장치의 내부 구조를 도시한 상세도,

도 4a 와 도 4b 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 난방 제어용 밸브장치의 개폐 상태를 도시한 도면,

도 5a 와 도 5b 는 본 발명의 제2 실시예에 따른 난방 제어용 밸브장치의 개폐 상태를 도시한 도면임.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 밸브 구동기(전동식) 2 : 유체(난방수) 입구

3 : 유체(난방수)출구 4: 구형의 밸브

5,55 : 밸브디스크 6,56 : 밸브시트

8,58 : 벨로우즈 9,59 : 공간부(소음 챔버)

10 : 밸브 하우징 12 : 입구측 밸브 하우징

14 : 출구측 밸브 하우징 16,18 : 종방향 밸브 하우징

21 : 벨로우즈 고정부재 23 : 밸브 디스크 고정부재

30,50 : 밸브 장치 54 : 반구형의 밸브

본 발명은 난방 제어용 밸브에 관한 것으로, 특히 회전하는 볼을 밸브로 사용하여 유량 조절로 인한 소음 발생을 억제하고, 난방수의 유량과 온도를 자동으로 조절할 수 있는 난방 제어용 밸브 장치에 관한 것이다.

최근 아파트나 주택 등 주거공간이 점차 대형화되면서 온수난방 시스템의 유량조절이 적절히 이루어 지지 않아 난방 불균형이 생기는가 하면, 일부 유량 제어 시스템의 유량조절용 밸브에 있어서, 유량 조절시 소음이 발생되고, 이로 인해 거주자의 안면을 방해하는 등의 문제가 발생하여 기존의 난방제어용 밸브 제품이 적절하게 활용되지 못하는 등 여러 가지 문제점이 대두 되었다.

현재까지 개발되어 사용되는 난방 제어용 밸브는 밸브에 전동형 구동기를 부착하여 실내온도에 의해 온, 오프 하여 제어하는 것이 보통이었으며, 유량 제어는 수동 유량제어 밸브를 별도로 부착하여 실의 크기에 따른 유량 제어를 하였으나 실이 작고, 유량이 극소량이 되면 밸브의 유량 제어부에서 마찰 음 등으로 인한 소음이 발생하는 등 심각한 문제가 제기되었다.

또한, 단순히 온, 오프 제어만으로는 실내온도를 적절한 온도로 유지하는 것이 어려웠으며, 에너지 비용의 절감율도 그리 크지 않았고, 그마저 소음으로 인 한 민원 발생으로 어려움을 겪는 경우가 많았다. 즉, 종래의 유량 조절 밸브에 있어서 소 유량 제어 시에는 마찰로 인한 소음이 크게 발생하여 안면을 방해하는 등의 문제점이 있다.

도 1a 와 도 1b 는 종래의 일반적인 밸브 장치 구조의 일예를 도시한 도면으로, 도 1a 는 밸브장치의 외형을 도시한 도면이고, 도1b 는 상기 도 1a 의 밸브장치 내부 구조를 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 종래의 밸브장치(70) 구조는 밸브 하우징 내부의 유체가 통과하는 부분의 공간(71,73)이 상대적으로 좁아 이 부위를 통과하는 물의 유속이 빨라짐과 동시에 내부 벽면과의 마찰에 의해 소음이 심하게 발생하게 되는 문제점이 있다.

아울러, 종래에는 환수 온도 제어용 밸브가 일부 개발되었으나 설치비용이 많이 들어 적절하게 활용되지 못하는 상태이다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 내부에 봉입된 액체의 체적패창 및 수축에 의한 벨로우즈의 신축으로 비례제어가 가능하며, 별도의 구동기를 설치하지 않고도 작동이 가능하여 저렴한 비용으로 유량제어와 소음방지 및 에너지 절감 등을 도모할 수 있는 난방 제어용 밸브 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 소음에 구애받지 않고 원활하게 유량을 제어하여 난방 불균형을 방지하고, 실온을 적절하게 유지하 며, 에너지(난방) 비용을 최소화하는 난방 제어용 밸브 장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 난방 제어용 밸브 장치는 밸브가 설치되는 내부 공간이 확대되도록 형성된 밸브 하우징과, 상기 밸브 하우징의 내부 공간을 입구측과 출구측 공간으로 구분하는 구획벽과, 상기 구획벽의 가운데 부위에 설치되며 상부에 볼이 위치하도록 안착홈이 형성된 밸브시트와, 상기 밸브시트 상측에 위치한 밸브 디스크와, 상기 밸브시트의 상측과 밸브 디스크의 하부 사이에 장착되는 구형의 밸브와, 상기 밸브시트의 저부에 위치하며, 내부에 봉입된 액체의 온도에 따라 체적이 팽창 또는 신축하고, 이에 따른 길이의 변화로 밸브의 개폐를 유도하는 벨로우즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 벨로우즈의 저부에 벨로우즈를 밸브 하우징에 고정하기 위한 벨로우즈 고정부재가 설치되고, 상기 밸브디스크의 상부에 밸브디스크를 고정하기 위한 밸브디스크 고정부재가 설치되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 유체가 통과하는 부분인 구형의 밸브와 상기 밸브시트의 사이 접촉부와, 상기 밸브와 상기 밸브 디스크의 사이 접촉부 모양을 반구형으로 하여, 상기 구형의 밸브의 회전에 의한 마찰저항을 최소로 하여 마찰에 의한 소음을 방지하도록 한다.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 난방 제어용 밸브 장치는 밸브가 설치되는 내부 공간이 확대되도록 형성된 밸브 하우징과, 상기 밸브 하우징의 내부 공간을 입구측과 출구측 공간으로 구분하는 구획벽과, 상기 구획벽의 가운데 부위에 설치되며 상부에 밸브 안착홈이 형성된 밸브시트와, 상기 밸브시트 상측에 위치한 밸브 디스크와, 상기 밸브 디스크의 저부에 상측단이 고정되며, 내부에 봉입된 액체의 온도에 따라 신축되는 벨로우즈와, 상기 벨로우즈의 하측단에 부착되어 벨로우즈의 신축에 의해 상하로 이동하여 상기 밸브시트의 개구를 개폐하는 반구형의 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 반구형 밸브와 상기 밸브시트의 사이의 접촉부 모양을 반구형으로 하고, 상기 밸브 하우징 내의 구획벽은 경사진 형상으로 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 난방 제어용 밸브 장치의 적합한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 2a 와 도 2b 는 본 발명의 제1 실시예에 따른 난방 제어용 밸브장치의 구조를 도시한 도면이고,

도 3 은 상기 도 2b 의 난방 제어용 밸브장치의 내부 구조를 도시한 상세도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 난방 제어용 밸브 장치(30)는 밸브가 설치되는 내부 공간을 최대로 확대하여 확대된 공간이 소음을 저감시키는 챔버 역할을 한다. 이를 위해 본 실시예에서는, 밸브 하우징(10)의 형상을 내부공간이 크게 확대된 형상, 예컨데, 육각형상, 원형이나 마름모 형 상 등으로 형성한다.

즉, 본 발명의 난방 제어용 밸브장치(30)는 내부 공간이 확대된 형상으로 형 성된 밸브 하우징(10)과, 상기 밸브 하우징(10)의 내부 공간을 입구측과 출구측 공간으로 구분하는 구획벽(15)과, 상기 구획벽(15)의 가운데 부위에 설치되며 상부에 밸브(4)가 위치하는 밸브시트(6)와, 상기 밸브시트(6) 상측에 위치한 밸브 디스크(5)와, 상기 밸브시트(6)의 상측과 상기 밸브 디스크(5)의 하부 사이에 장착되는 구형의 밸브(4)와, 상기 밸브시트(6)의 저부에 위치하며, 내부에 봉입된 액체(미도시)의 온도에 따라 신축되어 밸브(40)의 개폐를 유도하는 벨로우즈(8)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

상기 구성에서, 벨로우즈(8)의 저부에는 벨로우즈(8)를 하부 밸브 하우징(16)에 고정하기 위한 벨로우즈 고정부재(21)가 설치되고, 상기 밸브디스크(5)의 상부에 밸브디스크(5)를 고정하기 위한 밸브디스크 고정부재(23)가 설치된다.

또한, 유체가 통과하는 부분인 구형의 밸브(4)와 상기 밸브시트(6)의 사이 접촉부 모양을 반구형으로 하여, 구형의 밸브(4)가 회전함으로써 마찰저항이 최소로 되어 마찰에 의한 소음을 방지할 수 있도록 한다. 즉, 상기 회전하는 구형의 밸브(4)는 소음저감에 가장 큰 역할을 하는 것으로, 밸브시트(6)와 밸브 디스크(5) 부분의 사이 공간에 위치하여 아래쪽에서 위쪽으로 향하는 유체와 밸브 디스크(5)와의 마찰을 방지할 수 있도록 회전운동을 하여 마찰로 인한 소음을 방지하는 것이다.

상기 구성에서, 외부의 온도환경에 따라 선택적으로 밸브를 개폐하는 외부 구동기(1)를 더 포함시킬 수 있으며, 이 경우 구동기(1)는 본 발명의 밸브장치(30)가 위치한 곳의 실내온도 신호를 받아서 밸브(4)를 전동기의 힘으로 자동 개폐하 며, 또한 구동기(1)가 밸브장치(30)의 상단에 부착되어 밸브 디스크(5)를 상하로 움직여 온수의 흐름을 제어한다.

밸브 하우징(10)의 내부에는 크기가 구조적으로 확대된 공간부(9)가 형성되도록 하여 이 공간부(9)가 소음챔버의 역할을 할 수 있도록 한다. 이에 의해 본 발명의 밸브장치(30)에서는 회전하는 밸브(4)에 의한 마찰저감으로 1차적인 소음 방지가 이루어지고, 상기 공간부(9)에서의 소음챔버 역할에 의해 2차적인 소음 방지가 이루어지게 된다.

또한, 상기 벨로우즈(8)의 내부에는 온도에 따른 체적 팽창율이 큰 액체(미도시)가 봉입되어 있으며, 이 액체는 밸브 하우징(10)의 내부를 통과하는 환수 온도에 비례하여 온도가 변하고, 이에 따라 체적이 팽창/축소하는 상기 액체를 수용한 벨로우즈(8)의 크기도 변하게 된다. 즉, 상기 벨로우즈(8)는 내부에 수용된 액체에 의해 밸브장치(30) 내에서의 유체가 통과하는 밸브 틈새를 조절(비례제어)하여 줌으로써 자동으로 유량을 제어하게 된다.

즉, 벨로우즈(8) 내에 수용된 액체의 체적이 팽창/축소하는 힘을 이용하여 벨로우즈(8)의 상하 방향 길이 변화에 의해 밸브장치(30) 내부에서의 밸브(4)의 개방 정도가 조절되고, 이에 의해 다른 구동기의 힘을 빌리지 않고도 유량 조절이 가능하게 된다.

따라서 밸브 하우징(10) 내부를 흐르는 온수의 온도가 높으면 벨로우즈(8)가 팽창하여 밸브(4)가 상부로 이동함으로써 밸브는 닫히고, 온수의 온도가 낮아지면 체적이 축소되어 벨로우즈(8)의 높이가 낮아짐으로 밸브는 개방된다. 이와 함께, 실내의 온도에 따라 온도신호를 전달받은 외부 구동기(1)의 작동에 의해 밸브(4)의 개폐가 선택적으로 이루어진다.

도 5a 와 도 5b 는 본 발명의 제2 실시예에 따른 난방 제어용 밸브장치의 구조를 도시한 도면이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 밸브장치(50)는 상기 제1 실시예에 따른 밸브장치(30)의 구조에서, 밸브시트(6) 저부에 위치한 벨로우즈(8)가 삭제되고, 반구형의 밸브(54)가 벨로우즈(58)의 하단에 설치된 구조이다.

즉, 본 발명의 제2 실시예에서는, 밸브디스크(54)의 저부에 벨로우즈(58)의 상측단이 고정되고, 벨로우즈(58)의 하측단에 반구형의 밸브(54)가 결착된 구조이다. 밸브 하우징(10)의 내부를 흐르는 온수의 온도에 따라 상하 방향으로 팽창하는 벨로우즈(58)에 의해 반구형의 밸브(54)가 상하로 위치 이동함으로써, 밸브의 개폐가 이루어진다. 즉, 벨로우즈(58)의 팽창시에는 반구형의 밸브(54)가 하향 이동하여 밸브시트(56)의 개구를 막아 흐름이 차단되고, 벨로우즈(58)의 팽창이 이루어지지 않은 초기 상태에서는, 반구형의 밸브(54)가 상향 이동하게 되므로 밸브시트(56)의 개구는 개방되어 온수의 흐름이 이루어진다.

따라서 상기 예시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 난방 제어용 밸브장치(50)는 밸브 하우징(10) 내부로 흐르는 온수의 온도에 따라 자동으로 밸브의 개폐가 이루어지도록 한다. 이때, 외부의 실내 온도를 온도 감지기(미도시)에서 감지하여 이를 밸브 장치에 연결된 외부 구동기(도3 의 1)에 전달하여 반구형의 밸브(54)를 선택적으로 개폐할 수도 있다. 즉, 실내의 온도가 높은 경우 밸브(54)를 개방하지 않 고, 실내 온도가 낮을 경우 밸브(54)를 개방하여 온수가 흐르도록 조작한다. 이러한 구동기(1)의 작동은 선택적으로, 자동 또는 수동으로 이루어지게 할 수 있다.

한편, 본 발명의 상기한 제1 및 제2 실시예에 따른 난방 제어용 밸브장치(30,50) 구조에서는, 실제로 유량 제어가 일어나는 밸브시트(6,56)와 밸브 디스크(5,55) 사이의 원형의 틈새를 넓게 하여 일부분에 이물질이 끼었을 때 좁아진 유로를 통과하는 유체의 속도가 빨라져 자연적으로 이물질이 제거될 수 있는 구조로 되어있다.

따라서 상기한 본 발명의 난방 제어용 밸브장치(30,50)는 다음과 같은 면에서 장점을 갖는다.

첫째, 난방수의 유량을 자동으로 조절하는 기능이 있으며, 둘째, 유량 조절로 인하여 실내 온도를 적당하게 유지하는 기능을 가지며, 셋째, 불필요한 유량을 제어함으로써 에너지를 절감할 수 있으며, 넷째, 실내 온도 조절기(Room Thermostat)를 조합하여 난방수의 공급과 차단을 용이하게 행할 수 있게 된다. 다섯째, 온수난방을 가장 적절히 제어 할 수 있는 환수 온도에 의한 비례제어가 가능하도록 함으로써 방바닥 생활이 많은 국내의 온돌 난방 방식에 매우 효과적으로 적용될 수 있다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 난방 제어용 밸브장치에 의하면, 온수난방에서의 유량제어를 환수온도에 의해 자동으로 이루어지도록 하여, 종래 수동 유량 밸브의 단점인 적은 유량제어시 유속증가에 의한 마찰 소음을 최소화하여 안면 방해 등의 문제점을 해결 할 수 있는 효과를 발휘한다.

또한, 난방 불균형 및 에너지 절감을 위해 유량 제어가 반드시 필요한 온수난방 방식에서의 유량제어가 용이 해지며, 시공비가 저렴하여 기존의 온수난방 방식을 사용하는 주택 및 아파트 등에서도 용이하게 적용될 수 있다. 아울러, 난방의 불균형을 해소할 수 있고, 에너지를 절감할 수 있는 효과를 발휘한다.

또한, 환수온도에 따른 유량 비례 제어는 물론, 실내 온도 조절기를 설치하지 않고, 타구동원 없이도 밸브의 자동 개폐 및 비례제어가 가능한 효과를 발휘한다.

또한, 유량제어로 인한 소음발생을 최소화하여 사용자들이 안심하고 무 소음 유량 온도 자동조절 밸브를 활용할 수 있게 된다.

Claims (9)

1. 난방 제어용 밸브 장치로서,

   밸브가 설치되는 내부 공간이 확대되도록 형성된 밸브 하우징(10)과,

   상기 밸브 하우징(10)의 내부 공간을 입구측과 출구측 공간으로 구분하는 구획벽(15)과,

   상기 구획벽(15)의 가운데 부위에 설치되며 상부에 밸브 안착홈이 형성된 밸브시트(6)와,

   상기 밸브시트(6) 상측에 위치한 밸브 디스크(5)와,

   상기 밸브시트(6)의 상측과 밸브 디스크(5)의 하부 사이에 장착되는 구형의 밸브(4)와,

   상기 밸브시트(6)의 저부에 위치하며, 내부에 봉입된 액체의 온도에 따라 체적 팽창하고, 이에 따른 길이의 변화로 상기 밸브(4)의 개폐를 유도하는 벨로우즈(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 난방 제어용 밸브장치.
2. 청구항 1 에 있어서,

   상기 벨로우즈(8)의 저부에 벨로우즈 고정부재(21)가 설치되고, 상기 밸브디스크(5)의 상부에 밸브디스크 고정부재(23)가 설치된 것을 특징으로 하는 난방 제어용 밸브장치.
3. 청구항 1 에 있어서,

   상기 밸브(4)와 밸브 디스크(5)의 사이 및 상기 밸브(4)와 밸브시트(6) 사이에 형성된 안착홈을 반구형으로 하여, 상기 구형 밸브(4)의 회전에 의한 마찰저항이 최소화 되도록 한 것을 특징으로 하는 난방 제어용 밸브장치.
4. 청구항 1 에 있어서,

   상기 구획벽(15)은 밸브 하우징(10) 내에서 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 난방 제어용 밸브장치.
5. 청구항 1 에 있어서,

   상기 밸브 하우징(10)은 내부 공간이 확대되도록 육각형, 마름모형, 원형의 형상중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 난방 제어용 밸브장치.
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