KR101159695B1 - Flow rate control valve for reducing a hot-water supply period and exhaustion of low temperature water - Google Patents
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Abstract
본 발명은 급탕시간을 줄여 저온수 및 연료비용의 절감이 가능하도록 한 온수 유량조절밸브에 관한 것으로, 온수가 일정 온도로 상승되기 이전까지는 온수 사용 여부를 감지하는 센서의 구동을 위한 최소 유량으로 온수가 나올 수 있도록 유량조절밸브의 개도량을 제어하기 위한 것이다.The present invention relates to a hot water flow control valve to reduce the hot water supply time to reduce the low-temperature water and fuel costs, the hot water at the minimum flow rate for driving the sensor to detect whether hot water is used until the hot water is raised to a certain temperature To control the opening amount of the flow control valve so that
이를 위하여 본 발명은, 내부에 밸브실이 구비되고 양단부에 유체 유입구와 유체 배출구가 형성되며 상기 밸브실과 유체 유입구와 유체 배출구가 연통되어 제1 유체 통로를 형성하는 밸브 몸체; 상기 밸브 몸체의 밸브실에 내장되어 상기 제1 유체 통로와 이어지는 유로를 개방 또는 폐쇄하며 온수 사용 여부를 감지하는 센서의 구동에 필요한 최저 유량의 유체를 통과시킬 수 있는 제2 유체 통로를 상기 몸체에 형성한 디스크 부재; 상기 디스크 부재의 몸체 내부에 내장되며 미리 설정된 온도에서 팽창하는 형상기억합금으로 이루어져 상기 제1 유체 통로를 통과하는 유체의 온도에 따라 팽창 또는 수축하는 팽창 또는 수축부재;를 포함하는 급탕시간 및 저온수 절감을 위한 온수유량조절밸브를 제공하여, 저온수의 과다 배출을 줄임과 아울러 신속한 급탕이 이루어지게 한다.To this end, the present invention, the valve chamber is provided therein, the fluid inlet and the fluid outlet is formed at both ends, the valve chamber and the fluid inlet and the fluid outlet in communication with the valve body to form a first fluid passage; A second fluid passage in the valve chamber of the valve body to open or close the flow path leading to the first fluid passage and to pass the fluid of the lowest flow rate required for driving the sensor for detecting the use of hot water to the body. A formed disk member; An expansion or contraction member, which is formed in the body of the disk member and expands or contracts according to the temperature of the fluid passing through the first fluid passage, formed of a shape memory alloy which expands at a predetermined temperature. Providing a hot water flow control valve for saving, to reduce the excessive discharge of low-temperature water, and to achieve a rapid hot water supply.
온수기, 보일러, 유량조절밸브, 형상기억합금 Water heater, boiler, flow control valve, shape memory alloy
Description
본 발명은 온수유량조절밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온수기 또는 보일러 등의 온수 출탕배관에 설치되어 급탕온도가 일정온도에 도달하기 이전까지 온수기 또는 보일러의 가동에 필요한 최저 유량만 배출되도록 함으로써 원하는 온도까지의 급탕시간을 줄일 수 있도록 하여 저온수가 낭비되는 것을 방지할 수 있고 전기 또는 가스 등의 연료비를 절감할 수 있는 급탕시간 및 저온수 절감을 위한 온수유량조절밸브에 관한 것이다.The present invention relates to a hot water flow control valve, and more particularly, it is installed in a hot water tapping pipe such as a water heater or a boiler so that only the minimum flow rate required for operation of the water heater or the boiler is discharged until the hot water temperature reaches a predetermined temperature. The present invention relates to a hot water flow rate control valve for reducing hot water supply time and low temperature water, which can prevent the low temperature water from being wasted by reducing the hot water supply time to temperature and reduce fuel costs such as electricity or gas.
종래의 유량조절밸브는 여러 가지의 종류가 있으나, 그 중에서도 특히 형상기억합금을 이용하여 유체의 유량을 자동으로 조절할 수 있도록 설계된 유량조절밸브는 대한민국 실용신안등록 제213447호(명칭: 자동온도조절밸브, 도 1a 및 도 1b참조)가 공지되어 있다. 상기 자동온도조절밸브에 의하면, 형상기억합금으로 제조된 코일스프링(204)의 수축 및 팽창동작 그 반대편의 바이어스 스프링(206)에 따라 니들(205)이 밸브몸체(201)의 밸브실(203) 내에서 좌우 이동하면서 유체의 통로를 개폐하도록 구성된다. Conventional flow control valves come in many varieties, but among them, flow control valves designed to automatically adjust the flow rate of fluids using shape memory alloys are Korean Utility Model Registration No. 213447 (name: automatic temperature control valves). 1a and 1b) are known. According to the thermostatic valve, the
이러한 밸브구조는 예를 들면, 보일러의 환수부에 구비된 환수밸브로 사용되어, 밸브몸체(201)의 밸브실(203)을 통과하는 유체의 온도에 따라 상기 코일스프링(204)이 수축 또는 팽창, 및 바이어스 스프링(206)이 압축 또는 복원하면서 밸브를 자동으로 개폐하여 유체의 온도를 선택한 온도로 항상 일정하게 유지시키게 되는 것이다.Such a valve structure is used as, for example, a return valve provided in the return portion of the boiler so that the
일반적으로 순간식 가스보일러는 도 2에 도시된 바와 같은 구성으로서, 주 열교환기(10)에서 난방수의 가열이 이루어지고 삼방변(30)을 통해 난방 배관(80) 또는 온수 열교환기(20) 측으로 분기된 후 온돌과 난방 리턴배관(50) 및 펌프(40)를 거쳐 주 열교환기(10)로 복귀되거나 또는 온수 열교환기(20)와 온수 리턴 배관(60) 및 펌프(40)를 거쳐 주 열교환기(10)로 복귀되도록 구성되어 있고, 상기 삼방변(30)은 난방 사용 시는 난방 배관(80) 측으로 개방되고 온수 사용 시는 온수 열교환기(20) 측으로 개방된다.In general, the instantaneous gas boiler is configured as shown in FIG. 2, wherein the heating water is heated in the
특히 온수 사용시에는 난방수가 보일러 내부에서만 순환되는 구조로서, 주 열교환기(10)에서 가열된 난방수가 삼방변(30)을 통해 온수 열교환기(20) 측으로 공급되고 다시 온수 열교환기(20) 측에서 온수 리턴배관(60)을 통해 주 열교환기(10) 측으로 리턴되며, 온수 열교환기(20)에서는 난방수(난방배관을 순환하는 물)와 직수(찬물)가 열교환하여 고온의 온수가 급수부의 온수 배관(90)을 통해 외부로 배출되도록 구성된다.In particular, when the hot water is used, the heating water is circulated only in the boiler, and the heating water heated in the
상기 순간식 가스보일러에는 직수의 흐름을 감지하는 직수의 유량감지센 서(70)가 구비되어 있어, 수전(수도꼭지;91)을 온수 방향으로 틀어야만 가스보일러에서 이 직수의 흐름을 감지하여 보일러가 연소될 수 있게 된다.The instantaneous gas boiler is provided with a flow sensor (70) for detecting the flow of direct water, the water tap (faucet; 91) must be turned in the direction of hot water, the gas boiler detects the flow of the direct water, the boiler is It can be burned.
그러나 이러한 가스보일러에서는 난방수와 직수 간의 열교환을 통해 온수의 급탕이 이루어지게 되므로, 연소 개시 이후에 곧 바로 원하는 온도의 온수가 배출되는 것은 아니며 온수 가열 시간(급탕시간)이 필요하게 된다. 따라서 일정시간이 지나야만 원하는 온도의 온수가 배출될 수 있게 되므로 소비자는 저온에서 고온으로 온수 온도가 변화되는 시간 동안 기다리면서 계속해서 수전을 개방시킨 상태로 저온의 온수를 흘려보내게 되며, 저온의 온수(데워지지 않은 온수)를 낭비하게 되는 원인이 되고 있다.However, in such a gas boiler, since hot water is heated by heat exchange between heating water and direct water, hot water of a desired temperature is not immediately discharged after the start of combustion, and hot water heating time (water supply time) is required. Therefore, the hot water of the desired temperature can be discharged only after a certain period of time, so the consumer keeps flowing the hot water at low temperature while keeping the faucet open while waiting for the time when the hot water temperature is changed from low temperature to high temperature. It causes the waste of hot water (not warmed).
한편, 순간식 가스보일러는 난방을 실시하고 있지 않은 상태에서는 보일러 난방수의 온도는 실내온도 정도를 유지하게 된다. 따라서 주 열교환기에서 연소가 개시되고 난 이후에 가열된 난방수는 온수 열교환기로 공급되고, 이 온수 열교환기에서 난방수와 직수와의 열교환을 통해 온수출탕배관로 배출되는 온수가 샤워하기 적당한 온도(예를 들면 35℃)로까지 데워지는 데에 급탕시간이 필요하게 된다. 따라서 직수의 유량에 따른 급탕시간이 지나야만 저온의 온수에서 고온의 온수로 온도변화가 발생되어 샤워하기 알맞은 온도의 온수가 배출될 수 있게 되어 있다. On the other hand, when the instantaneous gas boiler is not heating, the temperature of the boiler heating water maintains the room temperature. Therefore, the heating water heated after the commencement of combustion in the main heat exchanger is supplied to the hot water heat exchanger, and the hot water discharged from the hot water heat exchange pipe through the heat exchange between the heating water and the direct water in the hot water heat exchanger is suitable for showering. Hot water is required to warm up to 35 ℃. Therefore, only after a hot water supply time according to the flow rate of the direct water, a temperature change occurs from the low temperature hot water to the high temperature hot water so that hot water of a suitable temperature for showering can be discharged.
따라서 상기와 같은 방식으로 온수를 가열하게 되는 가스보일러에서는 온수 열교환기에서 치환되는 직수(찬물)의 유량이 작아지면 보일러의 난방수는 빠른 시간 내에 높아져 급탕시간이 짧아지게 된다.Therefore, in the gas boiler heating the hot water in the above manner, when the flow rate of the direct water (cold water) to be replaced in the hot water heat exchanger decreases, the heating water of the boiler becomes high in a short time and the hot water supply time is shortened.
이와 같은 원리를 이해하고 있는 일부 사용자들은 처음 온수 꼭지를 틀고 난 뒤 몇 초(센서가 온수 사용여부를 감지할 수 있는 시간) 후부터 고온의 온수가 나오기 전까지 온수 꼭지를 반쯤 잠궈 두고, 이후에 고온의 온수가 나오기 시작하면 온수 꼭지를 전부 개방하여 사용하기도 하였다.Some users who understand this principle lock the hot water tap halfway after a few seconds (the time the sensor can detect whether hot water is used) after the first time the hot water tap is turned on and until the hot water comes out. When hot water started to come out, the hot water tap was opened and used.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상기와 같은 원리로 온수 유량을 조절할 수 있는 온수 유량조절밸브를 온수를 출탕하는 온수배관에 설치하여 유량조절밸브의 개도량을 온수 온도에 따라 자동으로 제어할 수 있도록 함으로써 온수가 일정 온도로 상승되기 이전까지는 온수 사용 여부를 감지하는 센서의 구동을 위한 최소 유량으로 온수가 나올 수 있도록 유량조절밸브의 개도량을 제어하여 저온수의 과다 배출을 줄임과 아울러 신속한 급탕이 이루어지도록 하고 원하는 온도로 상승된 이후에는 유량조절밸브의 개도량을 최대로 제어하여 사용자가 원하는 유량으로 온수 공급이 이루어지도록 함으로써 급탕시간의 절감에 따라 저온수의 낭비를 방지하고 전기 또는 가스 등의 연료비 절감이 가능하도록 한 온수 유량조절밸브를 제공하고자 하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention, by installing the hot water flow rate control valve that can adjust the hot water flow rate in the hot water pipe to tap the hot water on the principle as described above can automatically control the opening amount of the flow control valve according to the hot water temperature By controlling the opening amount of the flow control valve so that hot water comes out at the minimum flow rate for driving the sensor that detects the use of hot water until the hot water rises to a certain temperature, it reduces the excessive discharge of the low temperature water and also provides a rapid hot water supply. After the temperature rises to the desired temperature, the opening degree of the flow control valve is controlled to the maximum so that the hot water is supplied at a desired flow rate, thereby preventing the waste of low temperature water according to the reduction of the hot water supply, and the like. To provide hot water flow control valve to reduce fuel costs will be.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 내부에 밸브실이 구비되고 양단부에 유체 유입구와 유체 배출구가 형성되며 상기 밸브실과 유체 유입구와 유체 배출구가 연통되어 제1 유체 통로를 형성하는 밸브 몸체; 상기 밸브 몸체의 밸브실에 내장되어 상기 제1 유체 통로와 이어지는 유로를 개방 또는 폐쇄하며 온수 사용 여부를 감지하는 센서의 구동에 필요한 최저 유량의 유체를 통과시킬 수 있는 제2 유체 통로를 상기 몸체에 형성한 디스크 부재; 상기 디스크 부재의 몸체 내부에 내장되며 미리 설정된 온도에서 팽창하는 형상기억합금으로 이루어져 상기 제1 유체 통로를 통과하는 유체의 온도에 따라 팽창 또는 수축하는 팽창 또는 수축부재;를 포함하는 급탕시간 및 저온수 절감을 위한 온수유량조절밸브이다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a valve chamber is provided therein, a fluid inlet and a fluid outlet are formed at both ends, and the valve chamber and the fluid inlet and the fluid outlet are communicated to form a first fluid passage. A valve body; A second fluid passage in the valve chamber of the valve body to open or close the flow path leading to the first fluid passage and to pass the fluid of the lowest flow rate required for driving the sensor for detecting the use of hot water to the body. A formed disk member; An expansion or contraction member, which is formed in the body of the disk member and expands or contracts according to the temperature of the fluid passing through the first fluid passage, formed of a shape memory alloy which expands at a predetermined temperature. Hot water flow control valve for saving.
상기 밸브 몸체는, 상기 제1 유체 통로를 형성하는 유체 유입구와 유체 배출구의 내주면에 배관 결합부를 더 형성하여 온수기 또는 보일러의 온수 출탕을 위한 온수 배관으로 용이하게 결합할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.The valve body is preferably configured to be easily coupled to the hot water pipe for hot water tapping of the hot water heater or the boiler by further forming a pipe coupling portion on the inner peripheral surface of the fluid inlet and the fluid outlet forming the first fluid passage.
상기 디스크 부재는, 일측 단부가 상기 밸브 몸체에 조립되어 고정되는 하부 디스크와, 상기 밸브실을 따라 가동 가능하도록 상기 하부 디스크의 다른측 단부에 조립되는 상부 디스크로 구성되고, 상기 상부 디스크의 가동에 의해 상기 제1 유체 통로를 개방 또는 폐쇄할 수 있도록 상기 밸브 몸체의 밸브실에 내장되는 것이 바람직하다.The disk member includes a lower disk having one end assembled and fixed to the valve body, and an upper disk assembled at the other end of the lower disk to be movable along the valve chamber. It is preferably embedded in the valve chamber of the valve body to open or close the first fluid passage.
상기 하부 디스크는, 양단이 개방된 중공형 몸체로 이루어지며, 상기 몸체의 일측 단부의 외주면에 상기 밸브 몸체와 나사 결합 가능한 외경으로 나사 형상의 밸브결합부가 형성되고 그 내부에 가동축을 고정하기 위한 가동축 고정부재가 형성되며, 상기 몸체의 다른측 단부에 상기 상부 디스크와의 조립동작 및 유로 형성을 용이하게 하도록 몸체의 내주면을 경사지게 테이퍼 가공한 제1 테이퍼 가공부가 형성된다.The lower disk is formed of a hollow body having both ends open, and a screw-shaped valve coupling portion is formed on the outer circumferential surface of one end of the body with an outer diameter that can be screwed with the valve body and movable to fix the movable shaft therein. A shaft fixing member is formed, and at the other end of the body, a first tapered portion is formed in which the inner peripheral surface of the body is tapered inclined to facilitate the assembling operation with the upper disk and the formation of a flow path.
상기 상부 디스크는, 상기 하부 디스크와 동일한 외경으로 이루어지며, 일측 단부가 상기 하부 디스크의 제1 테이퍼 가공부에 용이하게 끼워져 삽입될 수 있도록 그에 대응하는 형상으로 외주면을 경사지게 테이퍼 가공한 제2 테이퍼 가공부를 형성하고, 몸체의 중앙부에 가동축의 관통 삽입 및 온수 사용 여부를 감지하는 센서의 구동에 필요한 최저 유량의 유체를 통과시킬 수 있는 내경으로 제2 유체 통로를 형성한다.The upper disk is made of the same outer diameter as the lower disk, the second taper processing inclined tapered outer peripheral surface in a shape corresponding to it so that one end portion can be easily inserted into the first tapered processing portion of the lower disk The second fluid passage may be formed with an inner diameter capable of passing a fluid having a minimum flow rate required for driving the sensor to detect the penetration of the movable shaft and the use of hot water.
상기 팽창 또는 수축부재는, 하나 이상의 스프링이 삽입될 수 있는 길이의 몸체로서 상기 하부 디스크와 상부 디스크의 내부에 길이방향으로 삽입되며 상기 하부 디스크의 가동축 고정부재에 일단부가 고정되고 다른측 단부에 스프링 걸림턱이 형성되는 가동축; 상기 상부 디스크와 가동축 고정부재 사이에서 팽창 또는 수축될 수 있도록 상기 가동축에 삽입되어 조립되며, 미리 설정된 제1온도에서 팽창되어 상기 상부 디스크를 일방향으로 가압하여 밸브실을 개방하는 코일 스프링; 상기 상부 디스크와 스프링 걸림턱 사이에서 압축 또는 복원될 수 있도록 상기 가동축에 삽입되어 조립되며, 상기 코일스프링의 가압방향과 반대 방향으로 상기 상부 디스크를 가압하여 밸브실을 폐쇄하는 지지 스프링; 으로 구성된다.The expansion or contraction member is a body having a length in which one or more springs can be inserted, and is inserted in the lengthwise direction of the lower disk and the upper disk, the one end of which is fixed to the movable shaft fixing member of the lower disk and the other end thereof. A movable shaft having a spring engaging jaw formed therein; A coil spring inserted into the movable shaft to be expanded or contracted between the upper disk and the movable shaft fixing member, the coil spring being expanded at a predetermined first temperature to press the upper disk in one direction to open a valve chamber; A support spring inserted into the movable shaft so as to be compressed or restored between the upper disk and the spring latching jaw and closing the valve chamber by pressing the upper disk in a direction opposite to the pressing direction of the coil spring; .
본 발명에 의하면 온수를 출탕하는 온수배관에서 배출되는 온수가 일정 온도로 상승되기 이전까지는 온수 사용 여부를 감지하는 센서의 구동을 위한 최소 유량이 배출될 수 있도록 유량 조절이 가능하게 됨에 따라 온수 이용을 위한 보일러의 초기 가동시 급탕시간을 줄이고 원하는 온도로의 급탕이 이루어지기 이전까지의 저 온수가 낭비되는 것을 방지할 수 있게 되므로, 고온의 온수가 나오기까지의 시간 차이에 대한 보일러 가동에 따른 가스비용 및 전기비용을 절약할 수 있게 된다. According to the present invention, until the hot water discharged from the hot water pipe for tapping hot water is raised to a predetermined temperature, the flow rate can be adjusted so that the minimum flow rate for driving the sensor to detect whether the hot water is used is discharged. It is possible to reduce the hot water supply time during the initial operation of the boiler and to prevent wasting the low hot water until the hot water is heated to the desired temperature, so that the gas cost of the boiler operation for the time difference until the hot water is released. And electric cost can be saved.
또한 본 발명에 의하면, 형상기억합금으로 이루어진 코일 스프링을 이용하여 온수의 온도에 따라 밸브실의 개도량을 자동으로 조절 가능하게 됨에 따라 외부의 제어신호 및 복잡한 키입력 없이 기계적인 구조만을 이용하여 간단하게 유량조절이 가능하게 되어 편리하게 사용할 수 있게 된다. In addition, according to the present invention, the opening amount of the valve chamber can be automatically adjusted according to the temperature of the hot water by using the coil spring made of the shape memory alloy, so that it is simple using only a mechanical structure without external control signals and complicated key input. It is possible to conveniently adjust the flow rate.
이하, 본 발명에 의한 급탕시간 및 저온수 절감을 위한 온수 유량조절밸브의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고 단지 예시로 제시된 것이며, 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the hot water flow control valve for reducing the hot water supply time and cold water according to the present invention will be described in detail. In addition, the present embodiment is not intended to limit the scope of the present invention, but is presented by way of example only, and various modifications may be made without departing from the technical gist of the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 급탕시간 및 저온수 절감을 위한 온수 유량조절밸브가 설치되는 위치를 나타내기 위하여 보일러의 개략적인 구성을 예시한 참고도이고, 도 4는 본 발명에 의한 급탕시간 및 저온수 절감을 위한 온수 유량조절밸브의 상세 구성을 예시한 조립 사시도이고, 도 5는 도 4의 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명에 의한 온수 유량조절밸브의 밸브실 개방상태를 설명하기 위하여 예시한 확대도이다.Figure 3 is a reference diagram illustrating a schematic configuration of a boiler to indicate the location of the hot water flow control valve for reducing the hot water supply time and cold water according to the present invention, Figure 4 is a hot water supply time and low temperature according to the present invention 5 is an exploded perspective view illustrating the detailed configuration of the hot water flow control valve for reducing water, FIG. 5 is an exploded perspective view of FIG. 4, and FIG. 6 is an exemplary view illustrating the valve chamber open state of the hot water flow control valve according to the present invention. It is an enlarged view.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 온수 유량조절밸브(100)는 보일러에서 온수를 출탕하는 온수 배관(90)과 수전(91) 사이에 설치되며, 보일러의 유체 흐름을 감지하는 유량 감지센서(70)가 상기 온수 출탕을 위한 온수 배관(90)과 본 발명에 의한 온수 유량조절밸브(100) 사이에 설치되어 구성된다. As shown in Figure 3, the hot water
본 발명에 의한 온수 유량조절밸브(100)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 내부에 밸브실(111)을 구비하고 온수 배관(90)에 양단이 연결되는 밸브 몸체(110)와, 상기 밸브 몸체의 밸브실을 개방 또는 폐쇄하는 디스크 부재(120), 및 상기 디스크 부재에 의한 밸브실 개폐동작을 제어하는 팽창 또는 수축부재(130)로 구성된다.Hot water
밸브 몸체(110)는 내부에 밸브실(111)이 구비되고 양단부에 유체 유입구(112)와 유체 배출구(113)가 형성된다. 상기 밸브실(111)과 유체 유입구(112) 및 유체 배출구(113)와 연통되어 제1 유체 통로를 형성하며, 상기 유체 유입구(112)와 유체 배출구(113)의 내주면에는 상기 온수 배관(90)으로 나사 결합에 의해 조립되거나 분해될 수 있는 배관 결합부(112a,113a)를 각각 형성한다.The
디스크 부재(120)는 일측 단부가 상기 밸브 몸체에 조립되어 고정되는 하부 디스크(121)와, 상기 밸브실(111)을 따라 가동 가능하도록 상기 하부 디스크(121)의 다른측 단부에 조립되는 상부 디스크(122)로 구성되어 상기 밸브 몸체(110)의 밸브실(111)에 내장되며 상기 상부 디스크(122)가 유체의 이동방향 또는 그 반대방향으로 가동되면서 상기 제1 유체 통로를 개방 또는 폐쇄한다. 또한 상기 디스크 부재(120)의 상부 디스크(122)의 몸체 중앙부에는 가동축이 관통되는 상태에서 온수 사용 여부를 감지하는 센서의 구동에 필요한 최저 유량의 유체를 통과시킬 수 있는 제2 유체 통로(122a)를 형성한다.The disk member 120 includes a
하부 디스크(121)는 양단이 개방된 중공형 몸체로 이루어진다. 상기 중공형 몸체의 일측 단부의 외주면에는 상기 밸브 몸체와 나사 결합 가능한 외경으로 나사 형상의 밸브결합부(121a)가 형성되고 그 내부에는 가동축을 고정하기 위한 가동축 고정부재(121b)가 형성되며, 상기 중공형 몸체의 다른측 단부에는 상기 상부 디스크(122)와의 조립동작 및 유로 형성을 용이하게 하도록 중공형 몸체의 내주면을 경사지게 테이퍼 가공한 제1 테이퍼 가공부(121c)가 형성된다.The
상기 상부 디스크(122)는 상기 하부 디스크(121)와 동일한 외경으로 이루어지며, 몸체의 일측 단부가 상기 하부 디스크의 제1 테이퍼 가공부(121c)에 용이하게 끼워져 삽입될 수 있도록 그에 대응하는 형상으로 외주면을 경사지게 테이퍼 가공한 제2 테이퍼 가공부(122c)를 형성한다. 그리고 상기 상부 디스크의 몸체 중앙부에는 가동축(131)이 관통 삽입되는 상태에서도 온수 사용 여부를 감지하는 센서의 구동에 필요한 최저 유량의 유체를 통과시킬 수 있는 이격 공간이 형성되도록 상기 가동축의 직경보다 큰 내경으로 제2 유체 통로(122a)를 형성한다.The
상기 하부 디스크(121)의 제1 테이퍼 가공부(121c)와 상부 디스크(122)의 제2 테이퍼 가공부(122c)는 서로 대응되어 조립될 수 있도록 각각의 테이퍼 가공면이 동일한 경사도를 갖도록 구성하여, 상기 두 디스크의 각 테이퍼 가공부의 밀착 또는 이격에 의해 밸브실을 폐쇄하고 개방할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.The first
팽창 또는 수축부재(130)는 가동축(131)과 코일 스프링(132) 및 지지스프링(133)으로 구성되어 상기 디스크 부재(120)를 구성하는 하부 디스크(121)와 상부 디스크(122)의 몸체 내부에 내장된다.The expansion or contraction member 130 is composed of a
가동축(131)은 하나 이상의 스프링이 삽입될 수 있는 길이의 몸체로 구성되 며, 상기 하부 디스크(121)와 상부 디스크(122)의 내부에 길이방향으로 삽입된다. 이러한 가동축(131)은 상기 하부 디스크의 가동축 고정부재(121b)에 일단부가 나사 결합에 의해 조립 및 고정되고 다른측 단부에는 스프링 걸림턱(131a)이 형성된다.The
코일 스프링(132)은 주변의 온도변화에 따라 코일 자체가 팽창 또는 수축될 수 있도록 상기 가동축(131)에 삽입되어 조립된다. 특히 상기 코일 스프링(132)은 미리 설정된 온도에서 팽창하거나 또는 압축되어 메모리된 형상을 복원시키는 형상기억합금으로 이루어진다. 즉 팽창을 통해 메모리된 형상을 복원시키는 팽창부재와, 수축을 통해 메모리된 형상을 복원시키는 수축부재 중의 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 상부 디스크(122)와 가동축 고정부재(121b) 사이 또는 가동축(131)의 스프링 걸림턱(131a)과 상부 디스크(122) 사이에 설치될 수 있다.The
상기 코일 스프링(132)이 본 실시예에서와 같이 상부 디스크(122)와 가동축 고정부재(121b) 사이에 설치되고 지지스프링(133)이 가동축(131)의 스프링 걸림턱(131a)과 상부 디스크(122) 사이에 설치되는 경우 코일 스프링(132)은 일정 온도가 되면 팽창을 통해 미리 메모리된 형상을 복원시키는 팽창부재로 된 것이 적용될 수 있다. 이때 상기 코일 스프링(132)은 제2 유체 통로(122a)를 통과하는 유체의 온도가 미리 기억된 온도로 상승하게 되면 유체의 흐름과 반대방향으로 팽창하게 되며, 이와 같은 팽창동작에 의해 도 6에 도시된 바와 같이 지지스프링(133)의 지지력보다 세게 상부 디스크(122)를 밀게 되면 하부 디스크(121)의 제1 테이퍼 가공부(121c)와 상부 디스크(122)의 제2 테이퍼 가공부(122c)이 서로 이격되어 밸브실(111)이 개방되고, 반대로 유체의 온도가 낮아지는 경우 기억된 형상의 소실과 함께 코일 스프링(132)이 상부 디스크(122)를 미는 힘이 약해지면서 수압이 상부 디스크에 가해지고 아울러 지지스프링(133)이 상부 디스크(122)를 밀게 되면서 밸브실(111)이 폐쇄된다. The
한편, 도면에는 예시되지 않았으나 상기 코일 스프링(132)이 가동축(131)의 스프링 걸림턱(131a)과 상부 디스크(122) 사이에 설치되고 지지 스프링(133)이 상부 디스크(122)와 가동축 고정부재(121b) 사이에 설치되는 경우 코일 스프링(132)은 일정 온도가 되면 수축을 통해 미리 메모리된 형상을 복원시키는 수축부재로 된 것이 적용될 수 있다. 이때 상기 코일 스프링(132)은 제2 유체 통로를 통과하는 유체의 온도에 따라 유체의 흐름과 반대방향으로 수축하게 되며, 이와 같은 수축동작에 의해 상부 디스크(122)를 밀어내는 힘이 제거되면서 아울러 지지스프링(133)이 상부 디스크(122)를 밀게 되어 밸브실(111)이 개방되고, 다시 유체의 온도가 낮아지는 경우 상부 디스크(122)에 수압이 가해지면서 지지스프링(133)이 압축되고 아울러 코일 스프링(132)이 팽창하면서 밸브실(111)이 폐쇄된다.Meanwhile, although not illustrated in the drawing, the
지지스프링(133)은 상기 상부 디스크(122)와 스프링 걸림턱(131a), 또는 사이, 또는 상부 디스크(122)와 가동축 고정부재(121b) 사이에서 압축 또는 복원될 수 있도록 상기 가동축(131)에 삽입되어 조립되며, 상기 코일스프링의 가압방향과 반대 방향으로 상기 상부 디스크를 가압하여 밸브실을 개방하거나 폐쇄한다.The
이상과 같이 구성되는 본 발명의 동작 및 그에 의한 작용 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above and the effect by it in detail as follows.
먼저, 본 발명에 의한 온수유량조절밸브는 처음 온수의 수전(91)을 틀고 난 뒤 수초 후부터 고온의 온수가 나오기 전까지는 온수 사용 여부를 감지하는 유량감지센서(70)의 구동을 위한 최소 유량으로 온수가 나올 수 있도록 밸브실(111)의 개도량을 제어하여 저온수의 과다 배출을 줄임과 아울러 신속한 급탕이 이루어지도록 하고, 원하는 온도로 상승된 이후에는 형상기억합금으로 만들어진 코일 스프링(132)을 이용하여 밸브실의 개도량을 최대로 제어하여 사용자가 원하는 유량으로 온수 공급이 이루어지도록 하여 급탕시간 및 저온수 절감이 가능하도록 한 것이다.First, the hot water flow rate control valve according to the present invention is a minimum flow rate for driving the
즉, 온수유량조절밸브(100)는 상부 디스크(122)의 움직임에 의해 밸브실(111)을 개폐할 수 있으면서 상기 상부 디스크(122)의 몸체 중앙부에는 온수 사용 여부를 감지하는 유량감지센서(70)의 구동을 위한 최소 유량으로 온수가 흐를 수 있도록 이격공간을 구비하여 제2 유체 통로를 형성하고 있게 되므로, 초기 온수 수전(91)을 개방하게 되면 상기 제2 유체통로(122a)를 통해 소량의 유체가 코일 스프링(132)을 거쳐 유체 배출구(113)를 통해 나가게 되면서 유량감지센서가 구동되어 보일러의 연소가 개시된다.That is, the hot water
유체의 온도가 일정 온도(예를 들면 샤워 가능한 온도로서, 38℃)까지 가열되기 이전에는 형상 기억합금으로 된 코일 스프링(132)이 수축된 상태로 존재하게 된다. 따라서 상기 상부 디스크(122) 반대측의 가동축(131)에 삽입된 지지 스프링(133)이 상부 디스크(122)를 가압하여 상부 디스크(122)가 하부 디스크(121)의 테이퍼 가공부에 밀착된 상태를 유지하면서 밸브실(111)이 폐쇄상태를 유지한다. 따라서 물의 온도가 일정온도에 도달하기 이전까지는 수전이 개방되었다 하더라도 보일러 가동을 위한 최소 유량만이 유체 배출구를 통해 외부로 배출될 수 있게 되 어 온수 유량 조절 밸브를 통해 원하는 온도의 온수가 나오는 시간을 단축할 수 있게 되며, 아울러 급탕 시간을 줄일 수 있으면서도 아울러 저온수의 배출량을 줄일 수 있게 된다Before the temperature of the fluid is heated to a certain temperature (for example, a showerable temperature, 38 ° C.), the
이 상태에서 제2 유체 통로(122a)를 통해 흐르는 유체가 코일 스프링(132)을 서서히 가열하기 시작하여 일정 온도에 도달하게 되면, 코일 스프링(132)이 팽창되면서 상부 디스크(122)를 가압한다. 이때 상기 코일 스프링(132)의 팽창에 의한 가압력은 상기 지지 스프링(133)의 복원을 위한 가압력보다 큰 것이 사용된다. 따라서 상부 디스크(122)가 코일 스프링(132)의 팽창에 의한 가압력에 의해 밀리게 되면서 하부 디스크(121)로부터 이격되어 밸브실(111)이 열리고 이에 따라 상기 제 2 유체 통로와 제1 유체 통로를 통해 온수 수전(91)에 정상적인 유량이 배출될 수 있게 된다. In this state, when the fluid flowing through the
반대로, 온수를 사용하다가 수전을 잠그게 되면 폐쇄 초기에 상기 밸브실(111)의 유체 온도가 높은 상태를 유지하게 되므로 코일 스프링(132)이 상부 디스크(122)를 밀어내 상기 밸브실이 개방되어 있게 되나, 수전이 잠겨 있게 되므로 더 이상의 온수 배출은 이루어지지 않게 된다. 물론 이 상태에서 다시 온수 수전을 개방하게 되면 곧바로 원하는 온도의 온수가 배출될 수 있을 것이다.On the contrary, when the water faucet is locked while using hot water, the fluid temperature of the
이후에 오랜 시간 동안 온수 수전을 개방하지 않게 되면 온수의 온도가 떨어지게 되고, 일정 온도 이하가 되면, 형상 기억합금으로 된 코일 스프링(132)이 다시 수축되면서 지지 스프링(133)에 의한 가압력이 상부 디스크(122)에 작용하게 되어 상부 디스크(122)의 제2 테이퍼 가공부(122a)가 하부 디스크(121)의 제1 테이퍼 가공부(121a)에 밀착 결합되고, 따라서 밸브실(111)이 폐쇄되어 제1 유체 통로가 잠기게 되어 처음 상태를 유지하게 된다.After that, if the hot water faucet is not opened for a long time, the temperature of the hot water drops. When the temperature of the hot water falls below a certain temperature, the
이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.In the above, the present invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments. However, the present invention is not limited only to the above-described embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains may variously change without departing from the spirit of the technical idea of the present invention described in the claims below. Could be done.
도 1a와 도 1b는 종래의 자동온도조절밸브의 구성을 예시한 동작 상태 단면도이다.1A and 1B are cross-sectional views illustrating an operation of a conventional thermostatic valve.
도 2는 일반적인 순간식 가스보일러의 개략적인 구성도이다.2 is a schematic configuration diagram of a general instantaneous gas boiler.
도 3은 본 발명에 의한 급탕시간 및 저온수 절감을 위한 온수 유량조절밸브가 설치되는 위치를 나타내기 위하여 보일러의 개략적인 구성을 예시한 참고도이다.Figure 3 is a reference diagram illustrating a schematic configuration of the boiler to indicate the position where the hot water flow control valve for reducing the hot water supply time and cold water according to the present invention.
도 4는 본 발명에 의한 급탕시간 및 저온수 절감을 위한 온수 유량조절밸브의 조립 사시도이다.4 is an assembled perspective view of the hot water flow control valve for reducing the hot water supply time and cold water according to the present invention.
도 5는 도 4의 분해 사시도이다.5 is an exploded perspective view of FIG. 4.
도 6은 본 발명에 의한 급탕시간 및 저온수 절감을 위한 온수 유량조절밸브의 밸브실 개방상태를 설명하기 위하여 예시한 작동 상태도이다.6 is an exemplary operation state diagram for explaining the valve chamber open state of the hot water flow control valve for reducing the hot water supply time and cold water according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
70 : 유량 감지센서 90 : 온수 배관70: flow rate sensor 90: hot water pipe
91 : 수전 100 : 온수유량조절밸브 91: faucet 100: hot water flow control valve
110 : 밸브 몸체 111: 밸브실110: valve body 111: valve chamber
112 : 유체 유입구 113 : 유체 배출구112: fluid inlet 113: fluid outlet
112a,113a : 배관 결합부 120 : 디스크 부재112a and 113a: pipe coupling portion 120: disk member
121 : 하부 디스크 122 : 상부 디스크121: lower disk 122: upper disk
122a : 제2 유체 통로 121a : 밸브결합부122a:
121b : 가동축 고정부재 121c : 제1 테이퍼 가공부121b: movable
122c : 제2 테이퍼 가공부 130 : 팽창 또는 수축부재122c: second tapered portion 130: expansion or contraction member
131 : 가동축 131a : 스프링 걸림턱131:
132 : 코일 스프링 133 : 지지 스프링 132: coil spring 133: support spring
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