KR101090374B1 - 자동온도조절밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온수난방장치의 순환관에 설치되어 난방용 온수의 온도가 사전 설정한 일정 온도 이상일 경우 자동으로 해당 방열관이 설치된 방은 온수가 바이패스 되도록 하여 적정 온도로 방 전체가 균일한 난방이 이루어질 수 있도록 한 자동온도조절밸브에서 밸브의 개폐작동시 수압에 의해 발생되는 수격현상을 방지하여 제품의 변형이나 내구성 저하와 같은 문제를 일소함과 동시에 기존 설치된 보일러 배관은 물론 새로운 보일러 시공 시에도 사용할 수 있어 호환성이 우수하며, 자동온도조절밸브의 설치장소(지역난방식 시스템, 중앙난방식 또는 개별난방식 시스템 등)에 따라 난방온도를 증감 셋팅시킬 수 있도록 함으로서 각 세대별로 난방온수의 수압에 따라 난방온도를 개별적으로 증감 셋팅하여 각 세대들을 거의 같은 조건으로 난방할 수 있는 등 다수의 이점을 가진 자동온도조절밸브를 제공코자 하는 것이다.

즉, 본 발명은 난방장치의 난방온수 순환관에 설치되어 난방온수의 온도에 따라 개폐를 자동으로 행할 수 있도록 한 자동온도조절밸브를 구성하되, 밸브바디에 형성된 통수공과 직각방향으로 결합공을 형성하여 볼밸브스핀들을 원호운동이 가능하게 조립하고, 상기 볼밸브스핀들은 고정스핀들과 상하로 바이어스 토션스프링 및 형상기억합금 토션스프링으로 탄력설치하며, 난방온수가 형상기억합금 토션스프링에 온도감지되어 신축작동이 이루어질 수 있도록 통수공을 볼밸브스핀들의 통수공 상부에 연결공과 연통형성하며, 고정스핀들은 조절손잡이와 고정시켜 밸브 바디 상부를 폐쇄하는 고정캡에 형성된 걸림턱과 대응하는 걸림턱으로 상호 걸림토록 하여 조절손잡이를 조절한 상태가 유지될 수 있도록 하고, 조절손잡이는 아래로 눌려서 원하는 난방온수 온도를 사전에 셋팅할 수 있도록 함으로서 공동주택 등에서 난방온수 온도를 세대별로 임의 셋팅이 가능토록 하였으며, 밸브 개폐작동시 발생되는 수압에 의한 수격현상이 형상기억합금 토션스프링에 미치지 않도록 하여 제품변형 및 작동불량을 미연에 방지토록 하며, 자동온도조절밸브를 콤팩트하게 설계, 제작이 가능토록 하여 기존 난방장치용 분배기 하부에도 설치, 사용이 가능토록 한 것을 특징으로 한다.

자동온도조절밸브, 형상기억합금 토션스프링, 볼밸브스핀들, 고정스핀들, 바이어스 토션스프링, 조절손잡이

Description

자동온도조절밸브{Automatic thermostatic control valve}

본 발명은 자동온도조절밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 온수난방장치의 순환관에 설치되어 난방용 온수의 온도가 사전 설정한 일정 온도 이상일 경우 자동으로 해당 방열관이 설치된 방은 온수가 바이패스 되도록 하여 적정 온도로 방 전체가 균일한 난방이 이루어질 수 있도록 한 자동온도조절밸브에서 밸브의 개폐작동시 수압에 의해 발생되는 수격현상을 방지하여 제품의 변형이나 내구성 저하와 같은 문제를 일소함과 동시에 기존 설치된 보일러 배관은 물론 새로운 보일러 시공 시에도 사용할 수 있어 호환성이 우수하며, 자동온도조절밸브의 설치장소(지역난방식 시스템, 중앙난방식 또는 개별난방식 시스템 등)에 따라 난방온도를 증감 셋팅시킬 수 있도록 함으로서 각 세대별로 난방온수의 수압에 따라 난방온도를 개별적으로 증감 셋팅하여 각 세대들을 거의 같은 조건으로 난방할 수 있는 등 다수의 이점을 가진 자동온도조절밸브를 제공코자 하는 것이다.

일반적으로 대단위 아파트단지와 같이 다수의 건물로 된 지역에 온수를 공급하여 난방하는 경우는 지역난방식 난방시스템이 적용되며, 아파트, 빌라, 연립주택 등과 같이 한 건물에 다세대가 거주하는 공동주택의 경우에는 중앙난방식 또는 개별난방식 난방시스템을 채택하고 있으며, 상기한 중앙난방식 난방시스템의 경우는 건물에 별도 마련된 대형 보일러실에 설치된 보일러에서 가열된 온수를 각 세대의 난방배관으로 공급하도록 구성된 시스템을 말하며, 상기한 개별난방식 난방시스템의 경우는 각 세대마다 소형 보일러가 설치되어 각 세대에서 자체적으로 난방하도록 구성된 시스템을 말한다.

그리고 각 세대에 설치된 난방배관에는 보일러에서 공급되는 온수의 흐름을 제어하기 위한 밸브가 설치되어 있으며, 근래에 와서는 난방배관을 순환하는 온수의 온도를 감지하여 자동으로 개폐작동하는 자동온도조절밸브가 많이 사용되고 있다.

종래의 자동온도조절밸브는 미리 설정해 놓은 온도범위에서는 강한 탄성력을 회복하고 그 온도범위 이하에서는 탄성력이 약화 내지 상실되는 형상기억합금 토션스프링과, 온도와는 상관없이 항시 탄성력을 가지고 있는 바이어스 토션스프링으로 밸브(볼밸브스핀들, 또는 디스크)를 탄력지지토록 하는 구조로서 밸브가 난방배관을 순환하는 난방온수의 온도에 따라 자동으로 개폐되는 작동으로 난방온수의 유량을 제어할 수 있도록 구성되어 있다.

예를 들어, 자동온도조절밸브에 장착된 형상기억합금 토션스프링이 50℃ 내외의 온도범위로 가열될 경우에는 바이어스 토션스프링의 탄력을 이길 수 있는 강한 탄성력을 회복하는 반면에, 그 온도범위 이하일 때에는 탄성력이 약화 내지 상실한다고 가정할 경우 난방배관라인을 순환하는 난방온수가 50℃ 이상의 고온이어서 자동온도조절밸브에 장착된 형상기억합금 토션스프링이 미리 설정된 50℃의 온도범위로 가열되는 상태가 되면 강한 탄성력을 회복하여 바이어스 토션스프링의 탄력을 이기고 밸브를 폐쇄작동시키게 되며, 이와는 달리 난방온수가 50℃의 온도범위 이하이어서 형상기억합금 토션스프링이 미리 설정된 온도범위로 가열되지 않게 되면 탄성력이 약화되거나 또는 상실하게 되므로 바이어스 토션스프링이 밸브를 개방작동시키게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 자동온도조절밸브는 형상기억합금 토션스프링이 탄성력을 회복하는 온도범위를 증감시킬 수 있는 수단이 부재하여 중앙난방식 시스템의 경우 각 세대의 난방온도를 효율적으로 관리할 수 없는 문제점이 있었던 것이다.

그리고 이러한 기존 자동온도조절밸브는 바이어스 스프링과 형상기억합금으로 제작된 스프링을 밸브의 길이방향으로 설치되는 스핀들의 전후로 조립하여 제작하는바, 이는 스프링이 압축형으로 이루어지므로 밸브의 길이 및 전체 크기가 커질 수 밖에 없었고, 그로 인하여 원가앙등은 물론 기존 설치된 난방장치용 분배기 하부에 자동온도조절밸브를 설치할 공간이 협소하여 새로운 난방장치 시공 시에는 사용이 가능하지만, 기존 난방장치에는 장착이 불가능한 경우가 많았던 것이다.

그리고 밸브가 개폐작동 시에 수압에 의해 발생되는 수격현상이 형상기억합금 스프링 등에 충격을 주게 되어 제품의 변형 등이 발생되어 작동상의 신뢰성 저하 및 내구성도 떨어지는 문제점도 있었고, 하절기 등에 난방장치를 가동치 않다가 날씨가 추워지면서 난방장치를 가동할 경우 장시간 폐쇄상태로 있던 밸브의 구성부재가 부식 등으로 인해 원활한 작동이 이루어지지 않는 등 다수의 문제점을 안 고 있어, 이를 해결할 수 있는 자동온도조절밸브의 개발이 절실히 요망되었던 것이다.

본 발명은 난방장치용 자동온도조절밸브는 기존에 설치된 난방장치에도 호환성 있게 설치가 가능토록 하며, 밸브 개폐 시에 발생되는 수격현상으로 인한 제품의 변형을 방지토록 하여 내구성 향상 및 작동상의 신뢰성을 제공받을 수 있도록 한다.

또한 본 발명의 자동온도조절밸브는 지역난방식, 중앙난방식 및 개별난방식 난방시스템의 난방배관에 설치되는 자동온도조절밸브에 형상기억합금 토션스프링의 신축상태를 조절할 수 있는 수단을 구비하여 난방온도를 증감 셋팅시킬 수 있도록 함으로서 각 세대별로 난방온수의 수압에 따라 난방온도를 개별적으로 증감 셋팅하여 각 세대들을 거의 같은 조건으로 난방이 수행될 수 있도록 한 자동온도조절밸브를 제공코자 하는 것이다.

이에 본 발명에서는 상기한 바와 같은 기존에 알려진 난방장치에 사용되는 자동온도조절밸브가 갖는 문제점 등을 일소할 수 있도록 한 것으로서,

본 발명은 난방장치의 난방온수 순환관에 설치되어 난방온수의 온도에 따라 개폐를 자동으로 행할 수 있도록 한 자동온도조절밸브를 구성하되, 밸브바디에 형성된 통수공과 직각방향으로 결합공을 형성하여 볼밸브스핀들을 원호운동이 가능하게 조립하고, 상기 볼밸브스핀들은 고정스핀들과 상하로 바이어스 토션스프링 및 형상기억합금 토션스프링으로 탄력설치하며, 난방온수가 밸브의 개폐 유무와 상관 없이 항상 형상기억합금 토션스프링에 온도감지되어 신축작동이 이루어질 수 있도록 통수공을 볼밸브스핀들의 통수공 상부에 연결공과 연통형성하며, 고정스핀들은 조절손잡이와 고정시켜 밸브바디 상부를 폐쇄하는 고정캡에 형성된 걸림턱과 대응하는 걸림턱으로 상호 걸림토록 하여 조절손잡이를 조절한 상태가 유지될 수 있도록 하고, 조절손잡이는 아래로 눌려서 원하는 난방온수 온도를 사전에 셋팅할 수 있도록 함으로서 공동주택 등에서 난방온수 온도를 세대별로 임의 셋팅이 가능토록 하였으며, 밸브 개폐작동시 발생되는 수압에 의한 수격현상이 형상기억합금 토션스프링에 미치지 않도록 하여 제품변형 및 작동불량을 미연에 방지토록 하며, 자동온도조절밸브를 콤팩트하게 설계, 제작이 가능토록 하여 기존 난방장치용 분배기 하부에도 설치, 사용이 가능토록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 자동온도조절밸브는 지역난방식 시스템, 중앙난방식 또는 개별난방식 시스템 등 다양한 난방장치의 난방온수를 온도에 따라 자동으로 개폐 단속할 수 있으며, 특히 아파트와 같은 공동주택에서 채용하는 지역난방식이나 중앙난방식 난방장치에서 세대별 난방온도 차이를 개별 제어가 가능토록 하여 세대별 난방온도 차이로 인한 제반 불편사항을 일소할 수 있고,

밸브의 개폐작동 시 수압으로 인해 발생되는 수격현상이 형상기억합금 토션스프링 등에 미치지 않도록 설계하여 제품변형 및 작동불량 요인을 일소할 수 있으며, 바이어스 토션스프링 및 형상기억합금 토션스프링을 밸브바디의 통수공과 직각방향으로 배치시켜 밸브를 콤팩트하게 제작이 가능하여 분배기 하부에 설치되는 자동온도조절밸브를 기존 난방장치에도 용이하게 설치, 사용이 가능하고, 장기간 난방장치를 미사용할 시에 스케일이나 부식 등으로 인해 장치 작동이 원활하게 이루어지지 않을 때에도 간편하게 작동의 원활성을 제공받도록 할 수 있는 등 그 기대되는 효과가 큰 발명이다.

본 발명에서 제공하는 난방장치용 자동온도조절밸브는 바이어스 스프링과 형상기억합금 스프링을 사용하여 용수 순환관으로 경유되는 난방온수의 온도를 형상기억합금 스프링이 자동으로 센싱하여 설정 온도에 이르면 해당 자동온도조절밸브를 자동으로 폐쇄토록 하여 다른 용수 순환관으로 용수를 바이패스 시킬 수 있도록 하며, 난방온수의 온도가 설정한 온도 이하일 때는 형상기억합금 토션스프링이 이를 감지하여 밸브를 개방시킬 수 있도록 한 자동온도조절밸브에 있어서,

바이어스 스프링 및 형상기억합금 스프링을 토션 스프링을 사용하되, 용수 순환관과 직각 방향으로 탄력 개재되도록 하여 자동온도조절밸브의 크기를 최소화 할 수 있도록 하여 새롭게 보일러 설치할 시는 물론 기존 보일러용 분배기 하부에도 호환성 있게 설치가 가능토록 하며,

자동온도조절밸브가 개폐작동 시 발생되는 수압에 의한 수격현상이 형상기억합금 토션스프링에 미치지 않도록 하여 제품의 변형이나 내구성 저하를 방지함과 동시에, 작동의 신뢰성을 제공받을 수 있도록 하며,

지역난방식, 중앙난방식 및 개별난방식 난방시스템에 따라 임의로 온수 온 도를 셋팅토록 하여 자동온도조절밸브 개폐 타이밍을 임의로 조절할 수 있도록 하여 사용 편의성을 극대화토록 하며,

난방장치를 장기간 사용하지 않다가 재사용할 시에 부식 등으로 인해 작동불량 요인을 밸브 조절손잡이를 사용하여 원활하게 할 수 있도록 함으로써 작동 신뢰성을 제고할 수 있는 자동온도조절밸브를 제공한다.

이를 위해 본 발명은 밸브바디 내부에 밸브의 길이방향(용수 통수방향)과 직각방향으로 각도조절이 가능하고 통수공을 관통 형성한 볼밸브스핀들을 설치하고, 상기 볼밸브스핀들 상하로 바이어스 토션스프링 및 니켈-티타늄 합금으로 이루어지는 형상기억합금 토션스프링을 각각 탄력설치하여 용수 순환관을 순환하는 용수의 온수에 따라 볼밸브스핀들이 자동으로 약 90° 원호운동을 하면서 개폐작동이 이루어지도록 하되, 상기 볼밸브스핀들은 조절 손잡이에 고정된 고정스핀들과 연결하여 조절 손잡이의 조절작동에 따라 볼밸브스핀들의 통수공 개폐 정도를 임의로 조절할 수 있도록 한 자동온도조절밸브를 제공한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 자동온도조절밸브(1)는 밸브바디(2)의 내부에 밸브 길이방향(용수 통수방향)과 직각으로 볼밸브스핀들(3)을 설치한다.

이를 위해 밸브바디(2)의 길이방향으로 형성된 통수공(4) 중간에 직각방향으로 볼밸브스핀들(3)이 약 90° 각도조절 가능하게 조립될 수 있도록 결합공(5,6) 을 밸브바디(2) 상하로 형성하되, 상부의 결합공(5)은 개방형으로 구성하고, 하부의 결합공(6)은 볼밸브스핀들(3)의 하부에 형성된 샤프트(7)가 축끼움될 수 있는 샤프트결합공(8)을 동시에 형성토록 한다.

상기 상하 결합공(5,6)과 용수가 통수되는 통수공(4) 중간을 통해 볼밸브스핀들(3)이 조립되며, 볼밸브스핀들(3)은 중앙에 형성된 차단벽(3a)에 의해 양측으로 통수공(9)이 관통 형성되고, 상기 통수공(9)과 볼밸브스핀들(3) 상부에 형성된 연결공(10)이 상호 연통될 수 있도록 통수공(11)을 형성한다. 상기 차단벽(3a)의 두께는 통수공(11)의 직경 보다는 얇게 하여 볼밸브스핀들(3)에 의해 통수공(4)이 차단되었을 시에도 난방온수의 온도가 연결공(10)으로 유입되어 온수의 온도가 후술하는 형상기억합금 토션스프링(13)에 센싱될 수 있도록 간극(11a)이 형성되도록 한다.

상기 볼밸브스핀들(3) 상부에 형성된 연결공(10)에는 고정스핀들(12)이 조립되며, 상기 고정스핀들(12) 하부와 볼밸브스핀들(3)의 연결공(10) 사이에 형상기억합금 토션스프링(13)을 탄력설치한다.

즉, 볼밸브스핀들(3)의 연결공(10)에 조립된 고정스핀들(12) 하부에 고정핀(13a)을 사용하여 형상기억합금 토션스프링(13)의 상부를 고정시키고, 연결공(10)의 바닥면에 고정핀(13a)을 사용하여 형상기억합금 토션스프링(13)의 하부를 고정시킨다.

상기 고정스핀들(12)은 누수방지를 위해 패킹(14)을 볼밸브스핀들(3)의 상부 연결공(10) 내연부와 밀착되도록 결합시키고 그 상부에는 고정스핀들(12)의 이 탈을 방지하기 위해 스냅링(15)이 설치된다.

상기 고정스핀들(12)과 볼밸브스핀들(3)은 또한 바이어스 토션스프링(16)이 탄력설치된다.

즉, 바이어스 토션스프링(16)의 일단은 고정스핀들(12)에 고정된 고정핀(17)에 고정되고 반대편은 볼밸브스핀들(3)에 고정토록 한다.

그리고 고정스핀들(12)의 상부가 통과할 수 있는 결합공(18)을 가진 고정캡(19)을 밸브바디(2)와 나사결합식으로 고정시킨다.

고정스핀들(12)의 상부는 다각형으로 구성하여 대응하는 다각형 결합공(20)을 가진 조절손잡이(21)를 끼움조립한 후 너트(22)로 고정시켜 조절손잡이(21)의 조절작동에 따라 고정스핀들(12)도 같이 조절이 이루어질 수 있도록 한다.

평소 상기 조절손잡이(21)가 임의로 각도조절이 이루어지지 못하도록 조절손잡이(21)와 고정캡(19) 사이의 고정스핀들(12) 상에는 와셔(23)와 함께 코일스프링(24)을 탄력설치하여 조절손잡이(21)가 상부로 탄력지지되도록 하며, 조절손잡이(21)의 하단부 내측으로는 걸림턱(25)을 형성하여 상기 걸림턱(25)에 대응하여 걸림되는 걸림턱(26)을 고정캡(19) 외연부에 형성토록 한다.

상기 조절손잡이(21)의 조절상태를 사용자가 확인할 수 있도록 조절손잡이(21)에는 표시바늘(27)을 외연부 일측에 형성하고, 상기 표시바늘(27)과 함께 조절상태를 확인할 수 있는 표시판(28)을 밸브바디(2) 외측으로 고정토록 한다. 상기 표시판(28)에는 난방온수의 설정온도 등을 표시하게 된다.

한편, 상기 볼밸브스핀들(3)의 개폐 각도는 약 90° 범위내에서 이루어지므로 이를 밸브바디(2)의 내연부에는 90° 각도를 두고 스토퍼(29,30)를 각각 고정하고, 상기 스토퍼(29,30)에 의해 볼밸브스핀들(3)의 각도조절 범위가 제한될 수 있도록 볼밸브스핀들(3)의 외연부에도 스토퍼(31)가 고정된다.

한편, 도 8,9는 본 발명의 자동온도조절밸브(1)에 있어서, 볼밸브스핀들(3)의 구성을 일부 다르게 구성한 경우로서, 이는 볼밸브스핀들(3) 하부에 형성되는 통수공(9)을 중앙에 관통되게 형성하고, 상기 통수공(9)에 직각방향으로 관통되는 통수공(3b)을 형성하여 밸브가 폐쇄 시 난방온수의 온도가 형상기억합금 토션스프링(13)에 의해 센싱될 수 있도록 한 것이다.

도면중의 부호 32는 밸브바디(2)와 볼밸브스핀들(3) 사이에 개재되는 패킹을 도시한 것이다.

상기와 같이 구성될 수 있는 본 발명은 다양한 난방장치의 분배기와 연결된 용수 순환관에 설치되어 용수의 온도가 설정온도 이상일 경우에는 형상기억합금 토션스프링(13)의 팽창작용에 의해 볼밸브스핀들(3)이 약 90° 각도조절이 이루어지면서 폐쇄되어 용수가 바이패스되도록 하고, 일정온도 이하일 경우에는 형상기억합금 토션스프링(13)의 수축작용에 의해 볼밸브스핀들(3)이 개방되어 용수가 공급될 수 있도록 한 자동온도조절밸브(1)로, 본 발명은 특히 수격현상으로 인한 제품변형 방지 및 기존 보일러 분배기 하부에도 설치가 가능하고,

그리고 본 발명은 자동온도조절밸브(1)를 구성하는 고정스핀들(12)의 상부 에 조립고정된 조절손잡이(21)를 아래로 눌리게 되면 고정캡(19)의 외연부에 형성된 걸림턱(26)에 대응하여 걸림된 조절손잡이(21)의 걸림턱(25)이 아래로 내려가면서 조절손잡이(21)가 각도조절 가능한 상태로 전환되고, 사용자가 표시바늘(28)을 표시판(28)상의 원하는 난방수 온도를 사용자가 원하는 난방온도에 맞춘 후 조절손잡이(21)로부터 손을 분리하면 외력이 제거되어 조절손잡이(19)를 탄력지지하고 있는 스프링(24)에 의해 조절손잡이(21)가 상승하면서 전기한 걸림턱(25)이 고정캡(19) 외연부에 형성된 걸림턱(26)에 걸림되어 조절상태를 유지하게 된다.

상기와 같은 조절손잡이(21)의 각도조절작용은 이와 고정된 고정스핀들(12) 및 볼밸브스핀들(3)을 각도조절하게 되어 이와 상하로 탄력설치한 바이어스 토션스프링(16)과 형상기억합금 토션스프링(13)을 사전에 정해놓은 탄성력으로 볼밸브스핀들(3)을 탄력지지하게 되며, 따라서 난방배관을 순환하는 난방온수는 자동으로 유량조절이 이루어지게 되는 것이다.

도 1은 볼밸브스핀들(3)이 개방된 상태를 도시한 것으로, 이와 같이 볼밸브스핀들(3)이 개방된 상태는 밸브바디(2) 내부를 순환하는 난방수가 설정된 온도 이하이기 때문에 형상기억합금 토션스프링(13)은 탄성력이 상실된 상태이며, 이에 따라 볼밸브스핀들(3)은 바이어스 토션스프링(16)의 탄성력만 작용하게 되어 볼밸브스핀들(3)의 통수공(9)과 밸브바디(2)의 통수공(4)이 완전 연통되어 난방배관을 흐르는 난방온수는 순환을 하게 되는데, 이때 통수공(9)으로 유입되는 난방온수는 수직 상방으로 개방된 통수공(11)을 통해 탄성력을 잃고 압축되어 있는 형상기억합금 토션스프링(13)에 접촉하게 되어 시간이 경과함에 따라 형상기억합금 토션스프 링(13)은 난방온수와 거의 같은 온도로 가열된다.

예를 들어, 상기 형상기억합금 토션스프링(13)이 45℃ 내외의 온도로 가열된 상태가 되면 탄성력을 회복한다고 가정하고, 또 밸브바디(2) 및 난방배관을 통해 순환하는 난방온수의 온도가 45℃ 보다 낮은 온도라고 가정할 경우에는 형상기억합금 토션스프링(13)이 난방온수의 온도와 거의 같은 온도로 가열되었다 하더라도 형상기억합금 토션스프링(13)은 탄성력을 완전히 회복할 수 있는 온도(45℃ 내외)로 가열되지 않게 되어 바이어스 토션스프링(16)의 탄성력을 이길 수 없어 결국 볼밸브스핀들(3)은 계속하여 개방된 상태를 유지하게 되며,

이와는 달리 난방온수가 난방장치에서 공급될 때의 온도인 45∼50℃를 유지하고 있다고 가정할 때에는 상기 형상기억합금 토션스프링(13)은 난방온수의 온도와 거의 같은 45℃ 내외의 온도로 가열됨과 동시 탄성력을 회복하여 바이어스 토션스프링(16)의 탄성력을 이기고 볼밸브스핀들(3)을 각도조절케 되어 도 2와 같이 볼밸브스핀들(3)의 통수공(9)은 밸브바디(2)의 통수공(4)과 직각방향에 위치하게 되어 유로를 폐쇄하여 난방온수의 흐름을 차단하게 되는 것이다. 자동온도조절밸브(1)가 폐쇄 상태일 때 난방온수의 일부는 통수공(11) 하단의 간극(11a) 및 볼밸브스핀들(3)에 직각방향으로 형성된 통수공(3b)을 통해 형상기억합금 토션스프링(13)에 온도가 센싱이 이루어지게 된다.

그리고 난방온도를 설정된 온도범위보다 높거나 또는 낮게 셋팅 조절하고자 할 때에는 전기한 바와 같이 조절손잡이(21)를 아래로 누르면서 좌우 중 선택된 방향으로 각도조절하면 고정스핀들(19)이 함께 회전하면서 이의 하부에 탄력설치된 형상기억합금 토션스프링(13)과 바이어스 토션스프링(16)의 탄성을 느슨하게 조절하거나(이 경우는 난방온도를 임의로 낮추는 경우의 셋팅), 탄성을 보다 압축시키는 상태로 조절이 이루어진다(이 경우는 난방온도를 임의로 높이는 경우의 셋팅).

예를 들어, 도 3내지 도 5에서 보는 바와 같이 30~50℃ 범위내에서 온도표시눈금이 형성된 표시판(28)에 5℃ 단위 또는 1℃ 단위로 난방온도를 셋팅할 수 있으며, 이러한 온도조절 단위는 걸림턱(25,26)의 크기 및 개수를 조정하여 가능한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 사용자는 조절손잡이(21)를 좌우로 각도조절하여 난방온도를 높게 또는 낮게 임의로 셋팅조절할 수 있으며, 이는 중앙난방식 난방시스템의 경우 보일러에서 가열된 난방온수를 제일 먼저 공급받는 세대의 경우는 온도조절밸브를 조작하지 않더라도 적정한 난방온도를 유지할 수 있으며, 보일러에서 가열된 난방온수를 가장 늦게 공급받는 세대의 경우에는 조절손잡이(21)만 조절하여 난방온도를 높게 조절하게 되면 난방온수의 순환작동을 늘릴 수 있게 되어 난방온수를 가장 먼저 공급받는 세대에서부터 가장 늦게 공급받는 세대에 이르기까지 모두 적정한 난방온도로 난방을 행할 수 있게 되는 것이다.

그리고 방으로 급수되어 난방 등을 행하는 용수의 온도가 설정온도 이하로 떨어지게 되면 통수공(11)을 통해 용수의 온도가 형상기억합금 토션스프링(13)에 감지되어 형상기억합금 토션스프링(13)이 수축되면서 볼밸브스핀들(3)이 각도조절이 이루어져 볼밸브스핀들(3)의 통수공(9)과 밸브바디(2)의 통수공(4)이 상호 연통 되면서 급수가 자동으로 이루어지게 되는 것이다.

상기 볼밸브스핀들(3)은 좌우 방향으로 각도조절되면서 난방온수를 개폐하게 되며, 이의 각도조절 범위는 밸브바디(2) 내연부에 고정된 스토퍼(29,30)에 의해 90° 범위내에서 제한된다.

그리고 난방장치를 동절기에 사용 후 차기 연도에 재사용코자 할 경우에는 장기간 가동을 하지 않은 밸브(1) 내부에 스케일, 이물질 등이 개재되어 볼밸브스핀들(3)의 작동이 원활하게 이루어지지 않을 수 있는 바, 그러한 경우엔 작업자가 조절손잡이(21)를 아래로 눌린 상태에서 좌우 수차례 정역 원호운동을 행하게 되면 원활한 작동성을 보장받을 수 있는 것이다.

이와 같이 난방장치의 난방온수를 온도에 따라 자동으로 개폐 단속하는 본 발명의 자동온도조절밸브(1)는 밸브바디(2)의 통수공(4)과 직각 방향으로 설치되어 원호운동이 가능한 볼밸브스핀들(3)을 조절손잡이(21)와 일체로 각도조절되는 고정스핀들(12)과 연결하고, 상기 볼밸브스핀들(3)과 고정스핀들(12)에 바이어스 토션스프링(15)과 형상기억합금 토션스프링(13)을 탄력설치하여, 아파트와 같은 공동주택에 사용되는 난방장치에서 세대별 원하는 온도설정을 행할 수 있으며, 밸브의 개폐 시 수격현상이 형상기억합금 토션스프링(13) 등에 미치지 않도록 설계하여 제품변형 및 작동불량 요인을 일소할 수 있고, 바이어스 토션스프링(16) 및 형상기억합금 토션스프링(13)을 밸브바디(2)의 통수공(4)과 직각방향으로 배치시켜 밸브를 콤팩트하게 제작이 가능하여 분배기 하부에 설치되는 자동온도조절밸브(1)를 기존 난방장치에도 설치가 가능하고, 장기간 난방장치를 미사용할 시에 스케일이나 부식 등으로 인해 장치 작동이 원활하게 이루어지지 않을 때에도 간편하게 작동의 원활성을 제공받도록 할 수 있는 것이다.

본 발명의 자동온도조절밸브는 주로 난방장치의 용수 순환관에 설치되어 사용이 가능하며, 밸브 및 보일러 제조업체 등에서 널리 활용이 가능하다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 자동온도조절밸브가 개방된 상태의 단면 구성도

도 2는 본 발명에서 제공하는 자동온도조절밸브가 폐쇄된 상태의 단면 구성도

도 3은 본 발명에서 제공하는 자동온도조절밸브를 완전 개방된 상태의 평면도 및 볼밸브스핀들의 통수공 조절위치를 보인 일부 파절 상태의 평면도

도 4는 본 발명에서 제공하는 자동온도조절밸브를 반 정도 개방된 상태의 평면도 및 볼밸브스핀들의 통수공 조절위치를 보인 일부 파절 상태의 평면도

도 5는 본 발명에서 제공하는 자동온도조절밸브를 완전 폐쇄된 상태의 평면도 및 볼밸브스핀들의 통수공 조절위치를 보인 일부 파절 상태의 평면도

도 6은 본 발명에서 제공하는 자동온도조절밸브에 있어서 볼밸브스핀들과 고정스핀들 및 형상기억합금 토션스프링 부위를 발췌한 횡단면도

도 7은 본 발명에서 제공하는 자동온도조절밸브에 있어서 볼밸브스핀들과 고정스핀들 및 바이어스 토션스프링 부위를 발췌한 횡단면도

도 8은 본 발명에서 제공하는 자동온도조절밸브에 있어서, 볼밸브스핀들의 일부 다른 실시예로서, 자동온도조절밸브가 개방된 상태의 단면 구성도

도 9는 본 발명에서 제공하는 자동온도조절밸브에 있어서, 볼밸브스핀들의 일부 다른 실시예로서, 자동온도조절밸브가 폐쇄된 상태의 단면 구성도

■ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■

1: (자동온도조절)밸브 2: 밸브바디

3: 볼밸브스핀들 3a: 차단벽

3b: 통수공 4: 통수공

5,6: 결합공 7: 샤프트

8: 샤프트결합공 9: 통수공

10: 연결공 11: 통수공

11a: 간극 12: 고정스핀들

13: 형상기억합금 토션스프링 13a: 고정핀

14: 패킹 15: 스냅링

16: 바이어스 토션스프링 17: 고정핀

18: 결합공 19: 고정캡

20: (다각형)결합공 21: 조절손잡이

22: 너트 23: 와셔

24: 코일스프링 25: 걸림턱

26: 걸림턱 27: 표시바늘

28: 표시판 29,30: 스토퍼

31: 스토퍼

Claims (3)

1. 난방장치의 난방온수 순환관에 설치되어 난방온수의 온도에 따라 개폐를 자동으로 행할 수 있도록 한 자동온도조절밸브(1)에 있어서;

   상기 자동온도조절밸브(1)는 밸브바디(2)에 형성된 통수공(4)과 직각방향으로 밸브바디(2)에 형성되는 상하 결합공(5,6)과,

   상기 결합공(5,6)에 조립되어 원호운동을 행하며 통수공(4)을 개폐할 수 있도록 조립되며 통수공(9)을 구비한 볼밸브스핀들(3)과,

   상기 볼밸브스핀들(3) 상부에 형성되는 연결공(10) 및 상기 연결공(10)과 통수공(9)을 연통하게 형성되는 통수공(11)과,

   상기 연결공(10)에 조립되는 고정스핀들(12)과,

   상기 고정스핀들(12) 하부와 볼밸브스핀들(3)의 연결공(10) 사이에 탄력설치되는 형상기억합금 토션스프링(13)과,

   상기 고정스핀들(12) 상부와 볼밸브스핀들(3) 상부에 탄력설치되는 바이어스 토션스프링(16)과,

   상기 고정스핀들(12)의 상부가 결합공(18)을 통해 결합되고 밸브바디(2)에 나사결합되는 고정캡(19)과,

   상기 고정스핀들(12) 상부와 고정되어 일체 원호운동을 할 수 있는 조절손잡이(21)와,

   상기 조절손잡이(21) 하부 내주연부에 형성되는 걸림턱(25)과, 상기 걸림 턱(25)과 대응하여 걸림될 수 있도록 고정캡(19) 외주연부에 형성되는 걸림턱(26)과,

   상기 조절손잡이(21)와 고정캡(19) 사이의 고정스핀들(12) 상에 탄력설치되는 코일스프링(24)과,

   상기 조절손잡이(21) 외연부 일측에 형성되는 표시바늘(27)과,

   상기 표시바늘(27)과 함께 조절상태를 확인할 수 있는 밸브바디(2) 외측에 설치되는 설정온도 수치가 표시되는 표시판(28)과,

   상기 밸브바디(2)의 내연부에는 90° 각도를 두고 고정되는 스토퍼(29,30)와,

   상기 스토퍼(29,30)에 의해 볼밸브스핀들(3)의 각도조절 범위가 제한될 수 있도록 볼밸브스핀들(3)의 외연부에 고정되는 스토퍼(31)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동온도조절밸브.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 볼밸브스핀들(3)의 통수공(9)은 중앙부에 형성되는 차단벽(3a) 좌우로 형성되며, 상기 통수공(9)과 통수공(11) 사이에는 밸브가 폐쇄 시 난방온수가 형상기억합금 토션스프링(13)에 접하여 난방온수의 온도를 센싱할 수 있도록 간극(11a)이 형성된 것을 특징으로 하는 자동온도조절밸브.
3. 제 1 항에 있어서;

   상기 볼밸브스핀들(3)의 통수공(9)은 중앙부에 관통 형성되며, 상기 통수공(9)과 직각방향으로 통수공(3b)이 형성되어 밸브가 폐쇄 시 난방온수가 형상기억합금 토션스프링(13)에 접하여 난방온수의 온도를 센싱할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 자동온도조절밸브.

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