KR100934995B1 - 미세유량조절 자동밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명 미세유량조절 자동밸브는, 유체의 온도에 따라 밸브의 개방폐쇄를 자동으로 수행하고 폐쇄시에도 미소량의 유체를 통과시키도록 제어하여 관련 유체제어 시스템 및 장치에서의 유압으로 인한 부하량을 감소시키는 조절밸브를 제시한 것이다.

본 발명은, 전체적으로 관체 모양이되, 작동을 위해 중앙으로 구비되는 밸브공간과, 상기 밸브공간의 일측으로는 유입단부가, 상기 밸브공간의 또다른 일측으로는 유출구가 각각 형성되며, 상기 밸브의 내부 공간에서 하기 개폐부재의 첨두단 외연과 맞닿아 폐쇄되는 상기 유출구 방향으로의 내측 단부 모양이, 상기 유체가 통과하는 관체면에 대한 직각 형상, 및 상기 첨두단에 대응되는 곡면 형상 중, 어느 한 형태로 형성되는 밸브몸체와; 상기 밸브몸체의 밸브공간 내에서 상기 유출구에 지지되어 탄성력을 유지하며 스프링형태로 형성되는 탄성부재와; 전체적으로 내부가 파인 캡(CAP) 형태로 형성되며, 유량을 미세하게 지속적으로 배출시키기 위해 중앙의 첨두단 부위로 미세한 형태의 조절홈과, 상기 첨두단 외연둘레로 가늘고 길게 패인 유체미량세로가, 각각 적어도 하나 이상 형성되는 개폐부재와; 상기 개폐부재에 인접한 상태로 지지되며, 상기 유체의 온도에 따라 이완수축하도록 스프링 형태로 형성되는 형상기억부재와; 상기 탄성부재, 개폐부재 및 형상기억부재를 상기 밸브몸체 내에 삽입시킨 상태에서 상기 형상기억부재의 일측단을 상기 밸브몸체에 고정시키는 고정부재와; 상기 유체의 유입을 위한 유입통로를 구비하며, 상기 밸브몸체에서 유체가 유입되는 부분에 결합되는 유입몸체를 포함함으로써; 상기 유체의 온도에 따라 유체의 통과 및 개폐를 조절하며, 페쇄된 상태에서 미세하게 상기 유체를 통과시켜 상기 유체에 의한 유압이 감소되도록 작동되는 특징을 갖는다.

따라서 본 발명은 온도의 변화가 있는 유체의 통과 흐름을 원활하게 제어함과 동시에 유체의 주된 흐름을 차단시킨 경우에도 미소량의 유체통과를 통해 전체적인 유체 관리시스템이나 유체 파이프 등에 유압에 위한 거의 모든 부하를 감소시켜 주며, 전체적인 유체 관리시스템에서 계속적인 유체가압에 의한 소음 등을 줄여 줌으로써, 관련 장치나 설비의 수명도 연장시키는 부수적인 효과를 제공한다.

밸브, 유체, 온도, 유압, 자동, 제어, 미세, 부하

Description

미세유량조절 자동밸브{Automatic valve included minute flux control}

본 발명은 유체의 온도에 따라 밸브의 개방폐쇄를 자동으로 수행하고 폐쇄시에도 미소량의 유체를 통과시키도록 제어하여 관련 유체제어 시스템 및 장치에서의 유압으로 인한 부하량을 감소시키는, 미세유량조절 자동밸브에 관한 것이다.

유체를 통과시키거나 막거나, 제어하기 위하여 통로를 개폐할 수 있는 가동 기구를 가지는 기계나 시스템에 있어 밸브(Valve)는 필수적인 구성요소이다. 이러한 밸브는 유체의 흐름과 제어하는 방식에 따라 그 종류나 형태가 매우 다양하다.

기술과 산업이 발전하고 점점 정밀화되어 감에 따라 사용하거나 제어해야 할 유체의 종류가 다양해짐은 물론, 고온 고압 등 고에너지의 유체제어가 산업의 안전과 더불어 고도로 요구되고 있고, 이에 따라 밸브의 중요성이 날로 부각되고 있다.

아울러 밸브(Valve) 자체의 구조도 점점 발전하여 밸브의 구동에 솔레노이드 등 자동제어 개념이 도입되는 것을 넘어, 이제는 사용되는 부속에도 형상기억합금과 같은 신소재에 의한 구성품이 늘어가고 있는 실정이다.

형상기억합금이란 이름이 의미하는 바와 같이 형상, 즉 처음 제조시의 형상을 기억하는 합금이다.

일반적으로 금속재료의 경우 외력이 가해져 탄성변형이 유발되었을 때 외력을 제거하면 원래의 형상으로 되돌아간다. 하지만 변형이 탄성영역을 지나면 소성변형이 발생하고 이는 외력을 제거해도 원상태로 되돌아가지 않는다. 이와같이 일반적인 금속재료는 소성변형에 의해 변형이 계속 유지되며 공업적으로 널리 사용된다.

하지만 형상기억합금에서는 탄성영역을 넘어서는 외력이 작용하여 소성변형에 상당하는 변형이 이루어진 후에도 이 변형은 가열함에 따라서 원래의 상태로 되돌아온다. 즉 이 합금은 일단 어떤 형상을 기억하면 여러 가지 형상으로 변형시켜도 적당한 온도로 가열하면 변형전의 형상으로 되돌아오는 성질이 있어, 이러한 성질로 인해 '형상기억합금'으로 명명되고 있으며, 해저 케이블용 관의 커플링 등으로 사용되는 것을 비롯하여, 경제적으로도 실용화되어 현재 가정용 기구, 산업용 기구, 의료용 기구등에 널리 이용되고 있다.

이 중에서도 온도에 따라 유체를 자동으로 조절하는 것과 관련한 밸브기술이 근래에 개발되고 있다. 이러한 밸브기술 자체를 살펴보기 전에 해당 밸브기술의 적용과 관련하여 주위에서 비교적 쉽게 접할 수 있는 난방배관 구조를 먼저 살펴본다.

도 6은 일반적인 난방배관 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.

도시한 바와 같이 일반적으로 보일러온수에 의한 난방시에는 보일러(B)에서 데워진 온수가 급수되어 화살표와 같이 급수부(X)에서 분배 급수되어 각각의 방(격실) R1, R2에서 순환되어 난방이 된 후, 환수부(Y)에서 모아져 회수되는 구조를 취하고 있다.

그리고 이러한 난방구조에서 다음에 설명할 종래의 밸브 들은 통상 도시한 바와 같이 환수부 부분에 설치되어 작동하게 된다.

유체를 자동으로 조절하는 밸브와 관련된 종래 기술의 하나로 대한민국 등록특허 제742656호 '자동 온도조절 밸브'가 있다.

도 7은 종래 대한민국 등록특허 제742656호 '자동 온도조절 밸브'의 분해사시도이고, 도 8은 도 7 '자동 온도조절 밸브'의 작동과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이 종래 '자동 온도조절 밸브'는, 밸브실에서의 유체 저항을 최소화하여 유체의 흐름을 원활히 하도록 밸브몸체의 내부에 형성기억소자, 디스크부재, 탄성부재 및 시트부재를 순차적으로 결합되어 형성되는 밸브이다.

이러한 종래 '자동 온도조절 밸브'는 일측에 유입구(11)가 형성되고, 타측에 유출구(12)가 형성되어 유체가 일측에서 타측으로 유동되며, 내부에 밸브실(13)이 형성되어진 밸브몸체(10)와, 상기 밸브실(13)에 결합되어 유동되는 유체의 온도에 따라 팽창또는 수축하는 형상기억소자(20)와, 상기 형상기억소자(20)의 일측에 접촉되고, 내경이 관통되어진 디스크부재(30)와, 상기 디스크부재(30)의 일측에 결합되어지고, 상기 디스크부재(30) 및 형상기억소자(20)를 지지해주는 탄성부재(40) 와, 상기 형상기억소자(20), 디스크부재(30) 및 탄성부재(40)의 이탈을 방지하도록 상기 밸브몸체(10)의 일측에 결합하되, 상기 밸브실(13)과 연통되는 결합부(51)가 형성되고, 상기 결합부(51)의 내측방향으로 시트면(52)이 형성되어진 시트부재(50)를 포함하고, 상기 시트부재(50)의 결합부(51)는 직사각형 형태로 이루어지고, 외주면에는 나사부가 형성되어 밸브몸체(10)의 내측에 나사결합되며, 상기 나사부의 회전에 의해 밸브의 개폐범위를 조절하도록 하며, 상기 형상기억소자(20)의 팽창에 의해 상기 디스크부재(30)가 상기 시트부재(50)의 시트면(52)에 접촉되어 유체의 흐름을 차단함과 아울러 상기 형상기억소자(20)의 수축에 의해 상기 디스크부재(30)가 상기 시트부재(50)의 시트면(52)에서 이탈되어 유체가 유동되도록 하는 것이다.

유체를 자동으로 조절하는 밸브와 관련된 또다른 종래의 기술로 대한민국 등록특허 제779516호 '난방수 유량조절밸브'가 있으며, 도 9는 종래 대한민국 등록특허 제779516호 '난방수 유량조절밸브'를 설명하기 위한 도면이다.

도시한 바와 같이 종래 '난방수 유량조절밸브'는, 배급수부(M)의 체결부(미도시)에 나사결합되는 제1나사부(11)및 그 제1나사부(11)보다 큰 직경을 가지는 제2나사부(12)를 가지는 관형상의 급수부체결부(10); 일측에 형성되어 난방배관(H)이 결합되는 배관끼움부(21) 및 그 배관끼움부(21) 보다 큰 직경을 가지는 제3나사부(22)를 가지며, 타측이 제2나사부(12)의 단부와 밀착되는 관형상의 바디(20); 바디(20)의 일측단에 이탈되지 않게 설치되는 것으로서, 제2나사부(12)와 나사결합되어 급수부체결부(10)를 바디(20)와 결합시키는 제1조인트(30); 배관끼움부(21)에 끼어진 상기 난방배관(H)의 외주에 끼어지는 조임링(40); 제3나사부(22)에 나사결합되어 조임링(40)을 조임으로써 난방배관(H)을 배관끼움부(21)로부터 분리되지 않도록 하는 제2조인트(50); 제2나사부(12)와 바디(20)사이에 설치되어 기밀을 가능하게 하는 오링(60); 바디(20) 내부에서 급수부체결부(10) 측에 위치되는 형상기억스프링(70); 바디(20) 내부에서 배관끼움부(21) 측에 위치되는 탄성스프링(80); 형상기억스프링(70)과 탄성스프링(80) 사이에 설치되는 것으로서 측부에서 보았을 때 단부가 둥근 모자형상을 가지며 배관끼움부(21)의 출구(21a)를 선택적으로 차단하는 볼밸브(90);를 포함하여 구성되는 특징이 있다.

하지만 이러한 종래의 기술은 유체의 온도에 따라 유체의 통과조절을 위한 개방폐쇄가 이루어 지지만, 그러한 작동에 따라 유체에 의한 압력이 유체의 통과흐름을 제어하는 전체적인 유체제어 시스템이나 전체 관리시스템 등에 악영향을 끼치는 문제점이 있다.

일례로 온도가 변하는 유체의 흐름이나 제어와 관련하여 생활과 밀접하게 연관되고 쉽게 접할 수 있는 것으로서 가정에서 사용하는 보일러 온수를 들 수 있다.

보일러온수와 같이 온도가 높은 유체를 제어하는 과정에서 통과 또는 폐쇄 상태가 존재하게 된다. 특히 폐쇄 상태에서는 갖가지 부속 이나 기계 및 작동시스템, 그리고 유체가 충진되어 있는 호스 등이 유체에 의해 많은 압력이 작용하게 되 며, 이러한 높은 압력은 기계 및 작동시스템에 악영향을 미쳐 사고나 오작동을 야기하는 원인이 되는 경우가 많다.

앞서 설명한 종래의 '자동 온도조절 밸브'와 '난방수 유량조절밸브' 역시 이러한 보일러 온수의 제어에 사용되는 밸브들이다. 하지만, 이러한 종래의 '밸브'들은 보일러온수의 통과 차단을 위주로 하는 것일 뿐, 전체적인 유체제어 관리시스템이나 온수파이프가 받는 유압 혹은 기계적인 작동 등에 대해서는 특별히 고려되고 있지 않아, 이에 대한 해결책이 필요하다.

또한 종래의 문제점에 대한 해결 뿐만아니라, 온수 자체의 흐름과 더불어 전체적인 유체 조절 관리시스템에 나쁜 영향이 없는 새롭고 효율적인 구조의 자동조절용 밸브에 대한 기술이 절실히 요청되고 있는 실정이다.

따라서 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 전체적으로 관체 모양이되, 작동을 위해 중앙으로 구비되는 밸브공간과, 상기 밸브공간의 일측으로는 유입단부가, 상기 밸브공간의 또다른 일측으로는 유출구가 각각 형성되며, 상기 밸브의 내부 공간에서 하기 개폐부재의 첨두단 외연과 맞닿아 폐쇄되는 상기 유출구 방향으로의 내측 단부 모양이, 상기 유체가 통과하는 관체면에 대한 직각 형상, 및 상기 첨두단에 대응되는 곡면 형상 중, 어느 한 형태로 형성되는 밸브몸체와; 상기 밸브몸체의 밸브공간 내에서 상기 유출구에 지지되어 탄성력을 유지하며 스프링형태로 형성되는 탄성부재와; 전체적으로 내부가 파인 캡(CAP) 형태로 형성되며, 유량을 미세하게 지속적으로 배출시키기 위해 중앙의 첨두단 부위로 미세한 형태의 조절홈과, 상기 첨두단 외연둘레로 가늘고 길게 패인 유체미량세로가, 각각 적어도 하나 이상 형성되는 개폐부재와; 상기 개폐부재에 인접한 상태로 지지되며, 상기 유체의 온도에 따라 이완수축하도록 스프링 형태로 형성되는 형상기억부재와; 상기 탄성부재, 개폐부재 및 형상기억부재를 상기 밸브몸체 내에 삽입시킨 상태에서 상기 형상기억부재의 일측단을 상기 밸브몸체에 고정시키는 고정부재와; 상기 유체의 유입을 위한 유입통로를 구비하며, 상기 밸브몸체에서 유체가 유입되는 부분에 결합되는 유입몸체를 포함함으로써; 상기 유체의 온도에 따라 유체의 통과 및 개폐를 조절하며, 페쇄된 상태에서 미세하게 상기 유체를 통과시켜 상기 유체에 의한 유압이 감소되도록 작동되는 미세유량조절 자동밸브를 제공하는데 있다.

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또한 상기 탄성부재와 형상기억부재는 지름이 일정한 원기둥 형태, 및 일측은 크고 또다른 일측은 작은 원뿔 모양의 형태 중, 어느 한 형태로 형성되는 것이 가능하며; 상기 고정부재는 일측이 터진 상태이고 양측 끝단이 용이삽입을 위해 돌기가 각각 삽입 가능한 구멍이 구비된 오링 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

아울러 이외에도 본 발명에 따른 미세유량조절 자동밸브에 대한 각 구성 및 상세한 기술내용을 제공하며, 이를 통해 제공되는 각 구성 및 기술내용은 각각 개별적이거나 서로 복합적으로 실시되는 것이 가능하다.

따라서 본 발명은, 온도의 변화가 있는 유체의 통과 흐름을 원활하게 제어함과 동시에 유체의 주된 흐름을 차단시킨 경우에도 미소량의 유체통과를 통해 전체적인 유체 관리시스템이나 유체 파이프 등에 유압에 위한 거의 모든 부하를 감소시켜 준다.

이로 인해 전체적인 유체 관리시스템에서 계속적인 유체가압에 의한 소음 등을 줄여주어, 관련 장치나 설비의 수명도 연장시키는 부수적인 효과도 있다.

아울러 유압에 의한 부하의 감소로 사고나 망실의 위험성을 줄여주어 소비자 등 사용자를 안전하게 해 주는 등 효과가 많아 관련업계에서 호응이 클 것으로 기대된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 미세유량조절 자동밸브를 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명 일실시예의 미세유량조절 자동밸브에 대한 결합 상태의 사시도이고, 도 2는 도 1 미세유량조절 자동밸브의 분해사시도이다.

또한 도 3은 도 1 미세유량조절 자동밸브에 대한 내부 개폐부위의 구조를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 1 미세유량조절 자동밸브에서의 개폐상태를 설명하기 위한 도면이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예의 미세유량조절 자동밸브(10)는, 밸브몸 체(110), 탄성부재(120), 개폐부재(130), 형상기억부재(140), 고정부재(150), 유입몸체(160)로 크게 구분할 수 있다.

먼저 밸브몸체(110)는, 내측으로 작동을 위한 밸브공간(110a)이 구비된 상태에서 일측에는 유입단부(111)가, 상기 밸브공간(110a)을 통과하여 반대측에 유출구(112)가 각각 형성되며, 전체적으로 관체 모양이다.

또한 이러한 본 실시예의 밸브몸체(110)에 있어 유입단부(111)와 유출구(112)에는 몸체조인트(111j)와 출구조인트(112j) 등 2개의 조인트가 밸브몸체(110)의 양측방향으로 이탈되지 않게끔 몸체뭉치 자체와 몸체조인트(111j) 및 출구조인트(112j) 사이에 결합용링이 끼워져 하나의 몸체를 이루고 있다.

이러한 밸브몸체(110)에는 탄성부재(120), 개폐부재(130), 형상기억부재(140), 고정부재(150) 등이 삽입된 상태에서 유입몸체(160)가 조립되므로써, 본 실시예의 미세유량조절 자동밸브(10)를 형성하게 된다.

아울러 밸브몸체(110) 내부의 유출구(112)는 개폐부재(130)에 의해 개방(open) 혹은 폐쇄(close)된다.

따라서 이러한 개방과 폐쇄가 용이하도록 도 3과 같이, 본 실시예에 따른 밸브몸체(110)는 밸브공간(110a) 내부에서 후술할 개폐부재(130)의 첨두단(130t) 외연과 맞닿아 폐쇄되는 유출구(112) 방향의 단부(110b)가, 유체가 통과하는 관체면에 대해 도 3(a)과 같이 직각, 도 3(a)과 같이 솟은 곡면, 및 도 3(c)과 같이 첨두단(130t)에 대응되는 곡면 중, 어느 한 형태로 형성되는 등 다양하게 형성될 수 있다.

다음으로 본 실시예의 미세유량조절 자동밸브(10)에 있어, 탄성부재(120)는 밸브몸체(110)의 밸브공간(110a) 내에서 유출구(112) 방향의 단부(110b) 부위에 지지되며, 탄성력을 유지하게 된다.

앞서 설명한 바와 같이 본 실시예에 있어 밸브몸체(110)는 유출구(112) 방향이 계단 형태로 단부(110b)에 의해 턱진 형태로 형성된다. 따라서 본 탄성부재(120)가 밸브공간(110a)에 삽입되면 이 턱진 단부(110b) 부위에 걸려 지지되는 상태가 된다. 본 실시예에 있어 스프링형태인 탄성부재(120)는 추후 설명하겠지만 본 미세유량조절 자동밸브(10)의 작동과정에서 일정한 탄성력을 발휘하게 된다.

다음으로 개폐부재(130)는, 탄성부재(120)에 접한 상태로 지지 작동되며, 전체적으로 내부가 파인 캡 형태이되, 중앙의 첨두단(130t) 부위로 유량을 미세하게 지속적으로 배출시키기 위한 조절홈(131)과, 밸브몸체(110)의 밸브공간 내부 유출구(112)와 맞닿는 첨두단(130t) 외연둘레로 미량의 상기 유체가 통과되도록 가늘고 길게 예컨대 1mm 정도로 패인 유체미량세로(132)가, 각각 적어도 하나 이상 다수 형성되어 있다.

도시한 바와 같이 본 실시예의 개폐부재(130)는 내부가 파인 캡 형태이며, 외측방향으로 첨두단(130t)이 둥그스럽게 돌출된 모양으로 형성되어 있다.

이 캡 형태로 돌출된 첨두단(130t)이 탄성부재(120) 방향으로 유입된 유체의 온도에 따라 밸브몸체(110)의 내부 유출구(112) 방향의 유출입구(112i)를 막아 폐쇄상태가 되거나 혹은 유출입구(112i)로부터 떨어져 있어 개방상태가 되도록 작동되는 것이다.

이 과정에서 폐쇄가 되더라도 조절홈(131)과 유체미량세로(132)를 통해 유체가 미세하게 계속 통과되는 상태가 되며 이에 대한 자세한 작동과정은 후술한다.

이러한 본 개폐부재(130)는 탄성부재(120)와 형상기억부재(140) 사이에 위치된다.

형상기억부재(140)는 개폐부재(130)에 접한 상태로 지지되어, 통과되는 유체의 온도에 따라 이완수축 작동되는 구성부이다.

앞서 설명한 바와 같이 형상기억소자 혹은 형상기억합금은 임계온도에 도달하게 되면 최초 제작된 형상으로 재현된다. 따라서 본 실시예에 있어 형상기억부재(140)는 유체가 작용되어 임계점 이상의 온도가 되면 최초 제작된 크기로 팽창되게 된다.

앞서 설명한 것처럼 보일러온수와 같이 온도가 높은 유체를 제어하는 과정에서 통과 또는 폐쇄 상태가 존재하게 된다. 특히 폐쇄 상태에서는 갖가지 부속 이나 기계 및 작동시스템, 그리고 유체가 충진되어 있는 호스 등이 유체에 의해 많은 압력이 작용하게 되며, 이러한 높은 압력은 기계 및 작동시스템에 악영향을 미쳐 사고나 오작동을 야기하는 원인이 되는 경우가 많다.

따라서 본 실시예에서는 임계점 이상의 온도를 가지는 유체에 의해 형상기억부재(140)가 팽창되어 유출구(112)가 폐쇄된 상태에서도 본 개폐부재(130)에 형성되어 있는 조절홈(131)이나 유체미량세로(132)를 통해 미량의 유체를 계속 유출시키게 되어 앞서 설명한 유체로 인한 압력, 즉 유압을 감소시켜 준다. 보다 자세한 작동과정에 대해서는 후술한다.

고정부재(150)는 탄성부재(120), 개폐부재(130), 형상기억부재(140) 등 구성부들을 밸브몸체(110)의 밸브공간 내 삽입시킨 상태에서 형상기억부재(140)의 일측단을 밸브몸체(110)에 고정시키는 기능을 하게 된다.

이러한 고정부재(150)는 밸브몸체(110)의 밸브공간 내 삽입되는 다수의 구성부들이 외부로 이탈되지 않도록 지지가 가능한 경우 다양한 모양으로 형성될 수 있지만, 도시한 바와 같이 본 실시예에 따른 고정부재(150)는 한쪽이 터진 오링형태로 형성되어 오링의 양끝을 끼워 중심으로 당겨 가압시키므로써 링둘레를 안쪽으로 오므라들도록 단면 크기를 줄인상태에서 밸브몸체(110)의 유입단부(111) 끝 부분을 고정시키게 된다.

마지막으로 밸브몸체(110)와 결합되어 본 미세유량조절 자동밸브(10)를 이루게 되는 유입몸체(160)는, 유체가 유입되도록 유입통로가 형성되며, 고정부재(150)에 의해 밸브몸체(110)에 다수의 구성부들이 삽입된 후 고정된 상태에서 밸브몸체(110)의 유입단부(111)에 접한 상태로 결합되는 구성부이다.

이러한 유입몸체(160)가 결합되므로써 비로소 미세유량조절 자동밸브(10)은 전체적인 틀을 이루며 완성된다.

도 5는 도 1 미세유량조절 자동밸브의 작동에 따른 유체제어과정을 설명하기 위한 도면이다.

이하 본 실시예에 따른 미세유량조절 자동밸브(10)의 작동 및 사용예 등에 보일러 난방에 적용시키는 것을 중심으로 하여 자세히 설명한다.

먼저 본 실시예의 미세유량조절 자동밸브(10)는 도시한 바와 같이 유입몸 체(160)의 유입구(160i)에 본 미세유량조절 자동밸브(10)로 유체를 유입시키는 유입배관(310)이 결합되고, 밸브몸체(110)의 유출구(112)에는 본 미세유량조절 자동밸브(10)를 통과하는 유체가 흘러나가는 유출배관(320)이 결합된다.

즉 유입배관(310)은 유체가 유입되는 관이고 유출배관(320)은 미세유량조절 자동밸브(10)에 제어된 유체가 유출되는 관으로, 보일러에 의한 난방의 경우 본 미세유량조절 자동밸브(10)는 환수부분에 설치되는 것이 바람직한데, 난방이 완료된 후 유출되는 부위의 관을 유입배관(310)으로, 미세유량조절 자동밸브(10)에서 제어된 후 통과되는 부위에 연결시키는 관을 유출배관(320)으로 여기면 된다.

따라서 도시한 바와 같이 본 미세유량조절 자동밸브(10)를 유입배관(310) 및 유출배관(320)에 연결시켜 놓은 상태에서, 유입배관(310)으로부터 유입되는 유체의 온도가 낮은 경우, 유체에 잠겨지는 형상기억부재(140)에는 별다른 작용이 일어나지 않게 되며, 이 형상기억부재(140)와 대립되는 힘을 발생시키는 탄성부재(120)의 탄성력에 의해, 개폐부재(130)의 첨두단(130t)이 밸브공간(110a) 내 유출구(112) 방향의 단부(110b)로부터 이격된 상태에 놓이게 되고, 결국 유체는 유출구(112)를 통해 유출배관(320)으로 유출된다.

하지만 변화가 일어나 데워진 난방수 등이 공급되어 유입배관(310)으로부터 유입되는 유체의 온도가 높을 경우, 유체에 잠겨지는 형상기억부재(140)는 형상기억의 특성이 발휘되어 최초 제작시의 형상 즉 형상기억부재(140)의 길이가 팽창되고, 이 팽창력은 탄성부재(120)의 탄성력을 압도하여 개폐부재(130)를 밸브공간(110a) 내 유출구(112) 방향의 단부(110b)로 밀어 결국 개폐부재(130)의 첨두 단(130t)이 유출구(112) 방향의 단부(110b)를 막게 되어, 결국 유체의 큰 흐름은 유출구(112)를 통하지 못하게 된다.

이렇게 유체의 큰 흐름이 유출구(112)를 통하지 못하지만, 앞서 설명한 바와 같이 개폐부재(130)의 첨두단(130t)과 그 주위로 형성되는 조절(미세)홈(131)과 유체미량세로(132)에 의해 미소량의 유체는 유출구(112)를 통과하여 유출배관(320)으로 유출된다.

이러한 미소량의 유체 통과는 유체의 흐름을 제어하거나 조절하는 전체 작동시스템, 예컨대 본 실시예에서와 같이 보일러 난방에 있어서는 보일러 난방시스템 등에 폐쇄상태에서의 유압을 상당부분 감소시키게 되며, 작동으로 인한 사고 및 오동작 등을 예방해 준다.

유압에 의한 이러한 부하압력의 감소는 대단히 큰 것이다. 일반적으로 주위에서 이용하게 되는 난방시스템을 살펴보면,

- 개별난방의 경우는 평균 1 ~2 kgf/㎠,

- 지역난방의 경우는 평균 5 ~15 kgf/㎠,

- 중앙난방의 경우는 평균 3 ~10 kgf/㎠,

정도가 되므로, 완전히 폐쇄되는 경우 이러한 유압이 모두 난방시스템이나 유체제어시스템, 혹은 배관에 미치게 된다.

아울러 유체의 공급단에서는 계속적으로 가압하게 되므로 그에 따른 소음 등도 계속적으로 일어나, 앞서 설명한 바와 같이 여러 가지 문제를 야기하게 된다.

하지만 본 실시예의 미세유량조절 자동밸브(10)가 적용되는 경우에는 앞서와 같은 문제를 해소시킬 뿐만 아니라, 난방에도 기여하여 전체적인 에너지 효율을 높여 주는 것으로 많은 실험과 사용과정에서 나타나고 있다.

이러한 본 실시예의 미세유량조절 자동밸브(10)에 있어 탄성부재(120)나 형상기억부재(140)의 모양도 지름이 일정한 원기둥 형태 뿐만아니라, 일측은 크고 또다른 일측은 작도록 원뿔모양의 형태로 형성시킬 수 있는 등, 다양한 모양으로 변화시키는 것이 가능하다.

또한 조절(미세)홈(131)과 유체미량세로(132)도 필요한 숫자만큼 파인 모양의 단면도 각이 지거나 둥그스러운 형태로 형성되는 것이 가능하다.

이와 동시에 개폐부재(130)의 첨두단(130t)과 맞닿은 작동으로 개방과 폐쇄가 이루어지는 밸브공간(110a) 내 유출구(112) 방향의 단부(110b)가 앞서 설명한 바와 같이 일반적인 각이 진 형태는 물론, 곡면진 개폐부재(130)의 첨두단(130t)과 맞닿도록 곡면진 형태로 형성되는 경우 미세유량 자체를 조절할 수 있어 보다 정밀한 효과를 얻을 수 있다.

이러한 본 실시예의 미세유량조절 자동밸브(10)에 있어 이외에도 본 발명은 본 발명의 개념을 이탈하지 않는 범위내에서 다양하게 실시될 수 있을 뿐만 아니라, 이러한 다양한 실시는 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.

도 1은 본 발명 일실시예의 미세유량조절 자동밸브에 대한 결합 상태의 사시도.

도 2는 도 1 미세유량조절 자동밸브의 분해사시도.

도 3은 도 1 미세유량조절 자동밸브에 대한 내부 개폐부위의 구조를 나타낸 도면.

도 4는 도 1 미세유량조절 자동밸브에서의 개폐상태를 설명하기 위한 도면.

도 5는 도 1 미세유량조절 자동밸브의 작동에 따른 유체제어과정을 설명하기 위한 도면.

도 6은 일반적인 난방배관 연결관계를 설명하기 위한 도면.

도 7은 종래 대한민국 등록특허 제742656호 '자동 온도조절 밸브'의 분해사시도.

도 8은 도 7 '자동 온도조절 밸브'의 작동과정을 설명하기 위한 도면.

도 9는 종래 대한민국 등록특허 제779516호 '난방수 유량조절밸브'를 설명하기 위한 도면.

<본원발명 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 미세유량조절 자동밸브

110 : 밸브몸체

110a : 밸브공간 110b : 단부

111 : 유입단부 111j : 몸체조인트

112 : 유출구 112j : 출구조인트

120 : 탄성부재

130 : 개폐부재 130t : 첨두단

131 : 조절홈 132 : 유체미량세로

140 : 형상기억부재

150 : 고정부재

160 : 유입몸체 160i : 유입구

310 : 유입배관 320 : 유출배관

Claims (4)

1. 삭제
2. 통과시킬 유체의 온도에 따라 개폐가 이루어지는 밸브에 있어서,

   전체적으로 관체 모양이되, 작동을 위해 중앙으로 구비되는 밸브공간과, 상기 밸브공간의 일측으로는 유입단부가, 상기 밸브공간의 또다른 일측으로는 유출구(112)가 각각 형성되며, 상기 밸브의 내부 공간에서 하기 개폐부재(130)의 첨두단 외연과 맞닿아 폐쇄되는 상기 유출구(112) 방향으로의 내측 단부 모양이, 상기 유체가 통과하는 관체면에 대한 직각 형상, 및 상기 첨두단에 대응되는 곡면 형상 중, 어느 한 형태로 형성되는 밸브몸체(110)와;

   상기 밸브몸체(110)의 밸브공간 내에서 상기 유출구(112)에 지지되어 탄성력을 유지하며 스프링형태로 형성되는 탄성부재(120)와;

   전체적으로 내부가 파인 캡(CAP) 형태로 형성되며, 유량을 미세하게 지속적으로 배출시키기 위해 중앙의 첨두단 부위로 미세한 형태의 조절홈과, 상기 첨두단 외연둘레로 가늘고 길게 패인 유체미량세로가, 각각 적어도 하나 이상 형성되는 개폐부재(130)와;

   상기 개폐부재(130)에 인접한 상태로 지지되며, 상기 유체의 온도에 따라 이완수축하도록 스프링 형태로 형성되는 형상기억부재(140)와;

   상기 탄성부재(120), 개폐부재(130) 및 형상기억부재(140)를 상기 밸브몸체(110) 내에 삽입시킨 상태에서 상기 형상기억부재(140)의 일측단을 상기 밸브몸체(110)에 고정시키는 고정부재(150)와;

   상기 유체의 유입을 위한 유입통로를 구비하며, 상기 밸브몸체(110)에서 유체가 유입되는 부분에 결합되는 유입몸체(150)를 포함함으로써;

   상기 유체의 온도에 따라 유체의 통과 및 개폐를 조절하며, 페쇄된 상태에서 미세하게 상기 유체를 통과시켜 상기 유체에 의한 유압이 감소되도록 작동되는 것을 특징으로 하는 미세유량조절 자동밸브.
3. 삭제
4. 청구항 2에 있어서, 상기 고정부재(150)는

   일측이 터진 상태이고 양측 끝단이 용이삽입을 위해 돌기가 각각 삽입 가능한 구멍이 구비되고, 오링 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 미세유량조절 자동밸브.

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