KR100908247B1 - 밸브의 유량조절 원격제어시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실내의 벽면에 설치되는 온도조절기의 구조 내부에 마이크로프로세서와 제어프로그램이 저장된 메모리, 그리고 구동신호부로 이루어진 제어부를 함께 구성하여 기존과 같이 온도조절은 물론 난방용 온수밸브 내를 통과하는 유체의 유량을 원격으로 조절할 수 있는 유량조절밸브의 원격제어시스템을 제공하려는데 그 주된 목적이 있는 것으로;

본 발명은 유체의 유량공급을 제어하는 밸브(90)와 밸브의 상부에 결합하여 모터(97)의 구동축과 연결된 편심캠(91)의 구조에 의하여 편심캠의 회전으로 밸브스템(96)을 수직으로 작동시켜 그 하부에 연설된 조절변(Ⅴ)의 높낮이를 조절하여 유체의 공급량을 제어하는 공지된 밸브 구동장치와 이와 연결된 온도조절기를 포함하는 장치에 있어서;

상기한 온도조절기(80) 내부에 제어프로그램이 저장된 메모리(20)와;

구동신호부(50)로 제어출력을 송출하기 위한 마이크로프로세서(10)를 포함하는 제어부(60)를 구성함과;

상기 제어부(60)의 구동신호부(50)가 모터(100)와 연결되어 유체의 유량을 원격에서 제어할 수 있게 함을 특징으로 하는 것이다.

유량조절밸브, 편심캠, 개도범위, 디스플레이부, 조작부, 구동신호부, 메모리.

Description

밸브의 유량조절 원격제어시스템{REMOTE CONTROL SYSTEM FOR VALVE}

도 1 은 본 발명에 의한 제어회로와 구동부의 구성을 도시한 블록도.

도 2 는 본 발명에 의한 원격제어시스템 모듈을 도시한 구성도.

도 3 은 본 발명에 의해 유량조절밸브의 구동상태를 도시한 작동상태도.

도 4a는 유량조절밸브가 완전 개방상태를 도시한 작동 요부 확대도.

도 4b는 유량조절밸브가 완전 닫힘상태를 도시한 작동 요부 확대도.

도 4c는 돌출부가 복수개로 마련되는 유량조절밸브를 도시한 확대도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

10. 마이크로 프로세서 20. 메모리 30. 디스플레이부 40. 조작부 50. 구동신호부 60. 제어부

70. 배선부 80. 실내온도조절기

본 발명은 난방 온수 공급 내지는 냉방을 위한 냉수 공급용 밸브의 유량 조절을 원격으로 제어할 수 있는 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일반적인 난방을 위하여 온수 공급용 밸브의 상단에 설치된 편심 캠의 회전작용에 의하여 수직방향으로 밸브스템이 상하 작동함으로 밸브의 개도범위(開度範圍)가 조절되도록 하는 구동장치의 동작을 실내의 온도 조절기에서 원격으로 제어할 수 있게 한것이다.

좀더 구체적으로 설명하면 일반 건축물의 내부에 구획된 실내공간의 면적은 각기 다르기 때문에 실내의 난방과 냉방을 위해서는 각기 실내의 면적에 따라 차등화시켜 온수 내지는 냉수가 공급되어야 한다.

본 발명을 난방 온수공급용 밸브에 적용시켜 설명하면, 바닥면의 배관부분으로 온수 공급을 하여 난방이 되도록 하는 데는 난방의 효율성을 갖도록 하기 위하여 방의 규모나 형태 및 위치에 따라 온수공급량을 차등화시켜 공급이 된다.

따라서 각 방으로 온수가 분배되는 부분에는 온수 분배기나 난방용 밸브가 각각 설치되었으며 이 부분에 온수량의 공급량을 조절하기 위한 유량조절장치가 구비되어야 하며 상기 유량조절장치에 의하여 밸브의 스템이 승하강 작용시켜 개도범위를 적절한 유량이 공급되도록 설정하게 된다.

상기와 같이 유량공급을 위한 개도범위를 조절한 상태에서 사용자는 실내의 온도조절기로 원하는 실내의 온도를 설정하게 되면 현재의 온도를 감지하여 밸브 구동기의 작용을 on-off 함에 따라 밸브 내부의 유로를 개폐작용시켜 온도조절이 이루어지는 것이어서 실내의 효율적인 난방을 위하여는 유체의 유량조절과 함께 온도조절이 적절하게 이루어져야 한다.

종래의 이러한 난방 온수용 밸브는 유체의 유량을 제어하기 위하여 밸브의 상부에 구동 모터와 상기 모터에 편심축으로 연결된 캠으로 이루어지는 구동부를 마련하고, 상기 편심캠에 맞물려 동작하는 밸브 스템이 승하강 작용을 하여 유량의 개도범위를 결정하는 구조를 가지는 것이다.

그러나 이와 같은 구조는 난방이 요구되는 장소의 면적과 크기에 따라 적정량의 온수가 차별성을 두고 공급되게 할 목적으로 밸브를 통과하는 유체의 유량제어를 위한 개도범위를 조절하기 위하여 작업자는 밸브가 설치되어 있는 보일러실이나 싱크대 하부에 설치되는 분배기 내지는 밸브의 상부에 체결된 구동기를 분리한 후 밸브의 상단에 형성된 수동식 조절구를 돌려서 그 내부의 개도범위를 조절하였다.

그러나 이러한 과정은 가정주부나 일반인들에게 여간 불편한 일이 아니었으며, 그 조절구간에 공간이 확보되어야하므로 밸브 설치시 공간 확보에 따른 문제점과 조절이 올바르게 되었는지에 대한 식별이 곤란하였으며, 또한 다수의 난방용 밸브를 조절하는데 따른 번거로움과 함께 구획된 실내 안에서는 온도조절만 되는 것이어서 특별한 사정에 의하여 유량공급을 다시 변화시키거나 장소의 면적에 적합한 유체의 유량을 제어하기 위하여는 난방용 밸브가 설치된 별도의 특정된 장소에서만 조절할 수 있는 불편성을 수반하고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실내의 벽면에 설치되는 온도조절기의 구조 내부에 마이크로프로세서와 제어프로그램이 저장된 메모리, 그리고 구동신호부로 이루어진 제어부를 함께 구성하여 기존과 같이 온도조절은 물론 난방용 온수밸브 내를 통과하는 유체의 유량을 원격으로 조절할 수 있는 유량조절밸브의 원격제어시스템을 제공하려는데 그 주된 목적이 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 밸브의 유량조절 원격제어시스템을 첨부된 도면과 함께 그 바람직한 실시 예를 보다 상세히 설명한다.

본 발명은 실내의 벽면에 부착되는 온도조절기(80)와, 별도의 장소에 설치되는 밸브(90)와 그 상부에 연결된 구동장치(100)로 이루어진다.

본 발명은 도 1에 도시한 바와 같이, 실내온도조절기(80)에 제어프로그램이 저장된 메모리(20)와 작동개시 및 정지, 온도설정 및 온수유입량, 시간설정을 위한 조작부(40)와 작동상태를 표시하기 위한 디스플레이부(30)와 이들을 제어하여 구동신호부(50)로 제어출력을 송출하기 위한 마이크로프로세서(10)를 포함하여 구성된 것이다.
여기에서 상기 메모리(20)에 저장된 제어프로그램은 밸브가 열리고 닫히는 상태를 체크하여 닫힘상태가 아닌 경우에는 입력값과 현재의 개도상태를 비교하고, 사용자가 설정한 개도범위를 확인하여 그 설정된 값 만큼 편심캠(91)이 연결된 모터(97)를 구동시켜 밸브의 개도범위(P)를 원격 제어할 수 있는 프로그램이다.

그리고, 본 발명의 제어부(60)는 마이크로프로세서(10)와 제어프로그램이 저장된 메모리(20)와 구동신호부(50)의 결합으로 된 것이다.

그리고 본 발명의 밸브구동장치(100)는, 공지된 구조로 유량 조절 밸브(90)의 상부에 설치되는 모터(97)와 상기 모터(97)의 구동축(94)으로 연결된 편심캠(91)이 회전하여 캠(91)의 회전에 따라 밸브스템(96)이 상하 작용하여 밸브 내부 유로의 개도범위(P)가 변화되도록 하는 모터(97)를 원격으로 제어하게 된다.

밸브스템(96)에는 로울러(93)와 스프링(95)의 구조를 갖게 되며 하부에는 조절변(Ⅴ)이 설치 되었다.

본 발명에 의한 제어부(60)는 실내(온도) 조절기(80) 모듈 내에 형성되는 것으로, 온도와 유량 및 시간을 설정하거나 전원관리를 위한 선택버튼(42)과 상기 선택버튼(42)을 통하여 선택된 항목에 대한 수치를 조절하기 위하여 조그 다이얼(41) 및 상하의 조절버튼을 포함하는 조작부(40)와, 상기 조작부(40)의 선택 결과값인 현재온도, 설정온도, 시계정보, 유량, 예약설정 정보 등을 실내 조절기 모듈 외부에서 식별할 수 있도록 마련되는 디스플레이부(30)와, 상기 조작부(40)에 의해 선택된 상기 기존 입력 값과 갱신 입력 값을 통한 연산처리로 구동신호로 출력하는 마이크로프로세서(10)를 포함하는 제어부(60)와, 상기 제어부(60)의 제어 신호를 모터(97)에 전달하기 위한 구동신호부(50)와, 상기 구동신호부(50)와 모터(97) 간에 연장되어 전원공급을 포함하는 배선부(70)로 이루어진다.

본 발명에 의한 유량조절밸브 원격제어시스템의 디스플레이부(30)는 조작부(40)로부터 입력된 신호값을 외부에서 식별할 수 있도록 LED나 LCD에 의하여 숫자로 변환되어 표시되는 7 세그먼트(Segment) 표시기를 포함한다.

이와 같은 본 발명의 작용과정을 상세히 설명한다.

본 발명의 전체적인 작용과정을 먼저 설명하면,

사용자가 원하는 밸브(90)의 개도범위(P)에 상응하는 값으로 실내온도조절기의 노브(41)를 회전시키게 되면, 노브에 의하여 가변저항 양단의 저항값이 변화하고, 마이크로프로세서(10)에 내장된 A/D변환기능부가 변화된 저항값을 읽어 들여, 그 값에 상응하는 정도로 편심캠(91)을 회전시키기 위하여 필요한 개수로 된 출력 펄스를 발생시키게 된다.
그리고 상기 마이크로프로세서(10)에서 밸브가 열리고 닫히는 상태를 체크하여 닫힘상태가 아닌 경우에 입력값과 현재의 개도상태를 비교하여 그 신호가 제어프로그램이 내장된 메모리(20)에 인가된다.

또한 마이크로프로세서(10)의 출력 펄스는 구동신호부(50)에 인가되며, 구동신호부(50)는 모터(97)의 구동에 적합하도록 증폭하여 전력으로 변환한 다음 모터구동장치(100)에 공급하게 된다.

이에 따라 모터의 회전축(94)이 회전하면서 이에 결합된 편심캠(91)이 회전하게 됨에 따라 밸브스템(96)이 승강 작용하여 사용자가 원하는 개도범위로 밸브의 조절변(Ⅴ)이 위치하게 되어 유로(92)를 통과하는 유체의 유량을 제어하게 되는 것이다.

본 발명에 의한 밸브의 유량조절 원격제어시스템의 캠(91)에는 유량조절 상태나 범위를 눈금과 숫자로 표시하는 표시부가 별도로 마련되어 있지 않으나, 작용설명의 이해를 돕기 위하여 도면에서는 편의상 눈금을 표시하여 설명하기로 한다.

좀 더 구체적으로 상세히 설명하면,

조작부(40)에서 밸브(90)의 유량흐름을 제어하기 위하여 개도범위(P)를 조절하고자 할 경우, 사용자가 설정한 신호값에 의하여 구동장치(100)의 모터(97)를 구동시키게 되는데 모터(97)가 신호값 만큼 회전한 후에는 편심캠(91)의 이면에 형성한 돌출부(99)가 리미트스위치, 마이콤스위치를 포함하는 센서(98)와 접촉하면서 모터(97)의 구동을 정지시키는 것이다.

즉, 도 4a 와 도 4b 의 편심캠(91)에 예시한 바와 같이 밸브(90)가 완전히 열린 상태는 "F" 지점이 되는데 "O" 지점과 "F" 지점의 사이를 10등분하여 모터(97)가 한 방향으로 회전시 예를 들어 "3" 또는 "3´" 위치일 때는 밸브(90) 내부의 통과로(92)가 30% 열린 상태가 되고, 또한 "6" 또는 "6´" 에 위치할 때는 60% 정도 열린 상태가 되어 그 개도범위(P)를 제어하여 유체의 흐름량을 조절하게 되는 것이다.

그리고 예를 들어 모터(97)가 360°회전시 20초라는 시간이 소요된다고 가정하면,

센서(98)를 1개 사용시 편심캠(91)의 기준점을 "0"으로 할 시 "0" 지점과 "F" 지점을 서로 반등분하여 180°범위를 10등분으로 분할하면, 모터(97)의 회전시간이 10초 일 때 11초 → 9지점, 12초 → 8지점, 19초 → 1지점, "O" 지점은 상기 센서에 의하여 모터(97)의 구동이 정지하게 된다.

그리고 본 발명의 다른 실시예로 모터(97)가 정·역 방향의 양방향으로 회전하여 센서(98)(98´)를 2개로 사용할 시에는 편심캠(91)의 기준점을 "O" 과 "F" 지점으로 잡아 360°회전을 20등분하여 상기 센서(98)가 작동하였을 때, 1초 → 1지점, 2초 → 2지점, 8초 → 8지점으로 짧은 시간에 위치 설정이 되고, 반대편에 위치한 다른 센서(98´)가 작용시에는 1초 → 9지점, 2초 → 8지점, 5초 → 5지점으로 회전하여 정지되기 때문에 편심캠(91)의 회전시간은 단축시킬 수 있기 때문에 빠른 시간으로 밸브(90)의 개도범위(P)를 조절할 수도 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 실내에 부착하는 온도조절기 내부에 마이크로프로세서와 제어프로그램이 저장된 메모리와 함께 구동신호부에 의한 제어부를 구성하여 기존과 같이 온도조절기능은 물론 밸브를 통과하는 유체의 유량을 실내에서 원격으로 편리하게 조절하여 사용할 수 있어 난방의 효율성을 극대화할 수 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 실시 예를 상세하게 기술하였지만, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 응용 및 적용 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 응용 및 적용이 실질적으로 동일한 기능과 구조 및 효과를 가지는 이상 균등의 영역에서 첨부된 특허청구범위에 속함이 당연하다고 할 것이다.

Claims (2)

1. 삭제
2. 유체의 유량공급을 제어하는 밸브(90)와 밸브의 상부에 결합하여 모터(97)의 구동축과 연결된 편심캠(91)의 구조에 의하여 편심캠의 회전으로 밸브스템(96)을 수직으로 작동시켜 그 하부에 연설된 조절변(V)의 높낮이를 조절하여 유체의 공급량을 제어하고, 온도조절기(80)의 메모리(20)와, 구동신호부(50)로 제어출력을 송출하기 위한 마이크로프로세서(10)를 포함하는 제어부(60)와, 제어부(60)의 구동신호부(50)가 모터와 연결된 것에 있어서,

   상기 메모리(20)에는 밸브가 열리고 닫히는 상태를 체크하여 닫힘상태가 아닌 경우에는 입력 값과 현재의 개도상태를 비교하고, 사용자가 설정한 개도범위를 확인하여 그 설정된 값만큼 편심캠(91)이 연결된 모터(97)를 구동시켜 밸브의 개도범위(P)를 원격 제어할 수 있는 프로그램이 저장된 것을 특징으로 하는 밸브의 유량조절 원격제어시스템.

Images