KR101733707B1 - 온도조절밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양측부위에 마련되는 관통공(12)과, 하측 중앙부위에 방사형으로 마련되는 거치대(16)가 구비되어 밸브바디(1)의 작동실(4)에 장착되는 지지체(10)와; 상단부위에 마련되어 관통공(12)을 따라 수직으로 승하강하는 가이드단(22)과, 일단부위는 가이드단(22)의 중앙부위를 관통하여 설치되며 타단부위는 하부로 연장되는 가이드관(24)과, 일정크기의 내부수용공간이 형성되되 가이드관(24)의 타단부위와 연통되어 가이드관(24)의 타단부위에 마련되는 하우징(26)과, 가이드관(24) 내부의 타단부위와 하우징(26) 내부수용공간의 상단부위를 구획하는 탄성막(28)과, 하우징(26) 내부수용공간에 채워지는 왁스(25)를 포함하는 작동체(20)와; 일정길이를 가지며 가이드관(24)에 삽입되되, 일단부위는 지지체(10) 내부의 상면 중앙부위에 의해 지지되며, 타단부위는 탄성막(28)의 상면과 접하는 샤프트(30)와; 가이드관(24)을 감싸며 설치되어 복원력을 제공하되, 일단부위는 가이드단(22)의 하면과 접하고, 연장되는 타단부위는 거치대(16)와 접하는 스프링(40)과; 가이드관(24)의 하단부위와 하우징(26)의 상단부위를 감싸며 장착되되, 일정두께의 판상으로 이루어져 밸브바디(1)의 유로를 개폐하는 디스크(50)로; 이루어지는 온도조절밸브를 제공한다.

Description

온도조절밸브{a valve for regulating temperature}

본 발명은 온도조절밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보다 단순한 구성으로 밸브바디 내부를 흐르는 유체의 온도 차이를 이용하여 밸브바디의 유로를 개폐할 수 있는 온도조절밸브에 관한 것이다.

온도조절밸브는 유체의 온도 변화를 감지하여 유체의 흐름을 제어하는 밸브로서, 일반 가정에서 온수를 이용하여 난방을 제어하거나 산업현장에서 온도변화에 따라 가스의 흐름을 적절하게 제어할 필요가 있는 경우, 또는 자동차의 냉각수 온도변화에 대처하기 위한 용도로 사용되고 있다.

이러한 온도조절밸브의 통상적인 일례가 도 3에 개시되어 있다. 종래 온도조절밸브는 도면과 같이, 밸브바디(1)의 작동실(1a) 공간 일측을 다이아프램(7)에 의해 구획하여 왁스(10)를 충전시키고, 다이아프램(7)의 하부 중앙부에 슬라이더(5)를 매개한 다음, 왁스(10)가 충전된 밸브바디 부위가 가열되거나 냉각되면 왁스(10)가 수축 또는 팽창하면서 슬라이더(5)의 하단에 마련되는 디스크(4)가 밸브바디의 유로를 개폐하도록 구성된다.

그런데, 이러한 종래 온도조절밸브는 밸브바디의 유로를 개폐하는 동력원으로서의 왁스가 밸브바디의 상부 일측에 마련된다는 점에서, 밸브바디의 유로 개폐는 유체의 온도변화가 아닌 밸브바디 자체의 온도변화에 따라 이루어지게 된다. 즉, 밸브바디 내부를 흐르는 유체의 온도변화를 직접적으로 감지하여 작동하는 것이 아니라 배출구(3a)를 통해 빠져나온 유체의 열이 밸브바디에 지속적으로 전달되어야 작동되는 구성인데, 이럴 경우 유체의 온도변화에 따라 실시간으로 유로를 개폐할 필요가 있는 경우에는 적용을 할 수 없는 문제가 있다.

대한민국 등록실용신안 제0287731호

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 보다 간단한 구성으로 밸브바디 내부를 흐르는 유체의 온도변화를 실시간으로 감지하여 유로를 개폐할 수 있는 온도조절밸브를 제공함에 있다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 일측부위에 마련되는 유체유입구(2)와, 타측부위에 마련되는 유체배출구(6)와, 중앙부위에 마련되되 유체유입구(2) 및 유체배출구(6) 각각과 연통되는 작동실(4)이 구비되는 밸브바디(1)에 장착되는 온도조절밸브로서, 양측부위에 마련되되 수직 방향으로 일정 길이를 가지는 관통공(12)과, 하측 중앙부위에 방사형으로 마련되는 거치대(16)가 구비되어 밸브바디(1)의 작동실(4)에 장착되는 지지체(10)와; 상단부위에 마련되되 양단부위가 관통공(12)을 통해 외측으로 일정길이 돌출되어 관통공(12)을 따라 수직으로 승하강하는 가이드단(22)과, 일단부위는 가이드단(22)의 중앙부위를 관통하여 설치되며 타단부위는 하부로 연장되는 가이드관(24)과, 일정크기의 내부수용공간이 형성되되 가이드관(24)의 타단부위와 연통되어 가이드관(24)의 타단부위에 마련되는 하우징(26)과, 가이드관(24) 내부의 타단부위와 하우징(26) 내부수용공간의 상단부위를 구획하는 탄성막(28)과, 하우징(26) 내부수용공간에 채워지는 왁스(25)를 포함하는 작동체(20)와; 일정길이를 가지며 가이드관(24)에 삽입되되, 일단부위는 지지체(10) 내부의 상면 중앙부위에 의해 지지되며, 타단부위는 탄성막(28)의 상면과 접하는 샤프트(30)와; 가이드관(24)을 감싸며 설치되어 복원력을 제공하되, 일단부위는 가이드단(22)의 하면과 접하고, 연장되는 타단부위는 거치대(16)와 접하는 스프링(40)과; 가이드관(24)의 하단부위와 하우징(26)의 상단부위를 감싸며 장착되되, 일정두께의 판상으로 이루어져 밸브바디(1)의 유로를 개폐하는 디스크(50)로; 이루어지는 것을 그 기술적 특징으로 한다.

본 발명은 온도조절밸브를 구성함에 있어 지지체 및 작동체라는 간단한 구성을 통해 밸브바디의 유로를 용이하게 개폐할 수 있음은 물론, 유로를 개폐하는 구동원을 포함하는 하우징을 밸브바디 내부를 흐르는 유체와 직접 접촉하도록 구성함으로써 유체의 온도를 실시간으로 감지하여 그 온도변화에 즉각적으로 대응할 수 있도록 해준다.

도 1은 본 발명에 따른 온도조절밸브의 개략적인 단면구성도.
도 2는 본 발명에 따른 온도조절밸브가 유체의 온도변화에 따라 반응하는 개략적인 구성도.
도 3은 종래 온도조절밸브의 개략적인 일 구성도.

본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명의 실시예를 상술함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 온도조절밸브의 개략적인 단면구성도를 보여준다. 도면에 개시된 것과 같이, 밸브바디(1)에 장착되는 지지체(10), 지지체(10)에 설치되는 작동체(20), 샤프트(30) 및 스프링(40), 그리고 디스크(50)를 포함하여 이루어진다. 이하 이들 각 구성을 상세하게 살펴본다.

밸브바디(1)는 유체의 흐름을 제어할 때 사용되는 통상적인 수단으로서, 그 일측부위에는 유체유입구(2)가 마련되고, 그 타측부위에는 유체배출구(6)가 마련된다. 또한, 밸브바디(1)의 중앙부위에는 일정크기의 작동실(4) 마련되고, 이 작동실(4)은 유체유입구(2) 및 유체배출구(6) 각각과 연통된다.

지지체(10)는 관통공(12) 및 거치대(16)가 구비되어 밸브바디(1)의 작동실(4)에 장착된다. 관통공(12)은 유체가 이동하는 통로로서 지지체(10)의 양측부위에 수직 방향으로 일정길이를 가지며 형성된다. 거치대(16)는 스프링(40)의 거치를 위한 부분으로서 지지체(10)의 하측 중앙부위에 방사형으로 마련된다. 거치대가 방사형으로 형성됨에 따라 유체는 자유롭게 거치대를 통과할 수 있다. 도면부호 11은 지지체(10)의 상단부위를 지지하는 지지단이다.

작동체(20)는 밸브바디(1)의 유로를 개폐하는 수단으로, 가이드단(22), 가이드관(24), 하우징(26), 탄성막(28), 왁스(25)를 포함하여 이루어진다. 가이드단(22)은 작동체(20)의 상단부위에 마련되며, 일정길이의 막대 형상으로 이루어질 수 있으며 양단 부위가 관통공(12)을 통해 외부로 돌출된다. 이에 따라 가이드단(22)의 양단부위는 관통공(12)을 따라 수직으로 승하강한다.

가이드관(24)은 샤프트(30)가 삽입되는 부분으로, 일단부위는 가이드단(22)의 중앙부위를 관통하여 설치되며, 타단부위는 하부로 연장된다. 이에 따라, 가이드관(24)은 가이드단(22)과 함께 수직으로 승하강하게 된다. 하우징(26)은 가이드관(24)의 타단부위에 마련된다. 하우징(26)에는 일정크기의 내부수용공간이 형성되며, 내부수용공간은 가이드관(24)의 타단부위와 연통된다.

탄성막(28)은 외력에 의해 팽창 및 신축되는 부분으로 상호 연통되는 가이드관(24) 내부의 타단부위와 하우징(26) 내부수용공간의 상단부위를 구획한다. 도면에는 탄성막(28)이 판상의 형상으로 이루어지는 경우가 개시되어 있으나, 본 발명은 탄성막(28)이 하우징(26)의 내부수용공간과 같은 입체 형상으로 이루어지는 경우를 배제하지 않는다.

하우징(26) 내부수용공간에는 왁스(25)가 채워진다. 왁스는 유체의 온도변화를 감지하여 팽창 및 수축한다. 탄성막이 입체 형상으로 이루어지면 왁스는 탄성막 내부에 채워진다. 하우징(26)의 두께는 왁스의 적절한 온도변화 감지를 위해 조절될 수 있다.

샤프트(30)는 일정길이를 가지는 핀으로서 가이드관(24)에 삽입된다. 이에 따라 샤프트(30)의 일단부위는 지지체(10) 내부의 상면 중앙부위에 의해 지지되며, 그 타단부위는 탄성막(28)의 상면과 접한다. 샤프트는 금속으로 이루어질 수 있는데, 이럴 경우 샤프트에 의해 탄성막이 손상될 수 있다. 이를 위해, 본 발명은 샤트프(30)의 타단부위와 탄성막(28) 사이에 합성수지 핀을 매개하는 경우를 배제하지 않는다.

스프링(40)은 복원력을 제공하는 수단으로 가이드관(24)을 감싸며 설치되되, 그 일단부위는 가이드단(22)의 하면과 접하고, 연장되는 타단부위는 거치대(16)와 접한다. 스프링의 복원력 정도는 왁스의 팽창 정도를 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.

디스크(50)는 유로를 개폐하는 수단으로 도면과 같이 가이드관(24)의 하단부위와 하우징(26)의 상단부위를 감싸며 장착된다. 이에 따라, 디스크는 작동체(20)와 함께 수직으로 승하강한다. 디스크는 일정두께의 판상구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 구성으로 이루어지는 본 발명의 개략적인 작동구성을 첨부된 도 1 및 도 2 각각을 참조하여 살펴본다.

먼저, 유체가 유체유입구(2)를 통해 유입되면, 유체는 디스크(50) 및 하우징(26) 하부를 일정힘으로 가압하고, 유체가 지니는 열의 일부가 하우징(26)을 통해 왁스(25)로 전달된다. 전달되는 열에 의해 왁스(25)는 팽창하면서 탄성막(28)를 상방으로 밀어올린다. 유체의 온도가 낮아 왁스로 전달되는 열이 충분하지 않으면 왁스(25)의 팽창력이 스프링(30)의 탄성력보다 작기 때문에 밸브바디의 유로는 도 1과 같이 폐쇄상태를 유지한다.

이후 유체의 온도가 증가하면서 왁스(25)로 전달되는 열이 지속적으로 증가하면 왁스(25)의 팽창력이 스프링(30)의 복원력보다 커지게 되고, 이에 따라 도 2와 같이 탄성막(28)의 상부측(29)이 가이드관(24) 내부로 밀려 올라간다. 샤프트(30)는 일정길이로 이루어져 있기 때문에 탄성막(28)의 상부측(29)이 가이드관(24) 내부로 밀려 올라가면, 가이드관(24)과 연결되어 있는 가이드단(22)이 스프링(40)을 압축하면서 도면과 같이 하강한다.

가이드단(22) 및 가이드관(24), 그리고 하우징(26)은 일체로 연결되어 있고 디스크(50)는 하우징(26)에 장착되어 있기 때문에 가이드단(22)이 하강하게 되면 디스크(50) 역시 하강한다. 이에 따라, 밸브바디의 유로는 개방되고 유체는 거치대(16) 및 관통공(12)을 이동한 다음 유체배출구(6)를 통해 밸브바디(1)를 빠져나간다.

밸브바디(1)의 유로 개방은 유체의 온도가 일정 값이상이 되어 왁스(25)의 팽창력이 스프링(40)의 복원력보다 클 때까지 지속된다. 이후, 유체의 온도가 감소하면서 왁스(25)로 전달되는 열이 줄어들면, 왁스(25)의 팽창력이 스프링(40)의 복원력보다 작아지게 됨에 따라 디스크(50)는 서서히 상승하면서 밸브바디의 유로를 폐쇄하여 도 1 상태로 복귀된다.

이처럼, 본 발명은 지지체와 작동체라는 간단한 구성을 통해 밸브바디의 유로를 용이하게 개폐할 수 있으며, 왁스가 채워져 있는 하우징을 밸브바디 내부를 흐르는 유체와 직접 접촉하도록 구성함으로써 유체의 온도를 실시간으로 감지하여 그 온도변화에 즉각적으로 대응할 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.

10 : 지지체 20 : 작동체
30 : 샤프트 40 : 스프링
50 : 디스크

Claims (1)

1. 일측부위에 마련되는 유체유입구(2)와, 타측부위에 마련되는 유체배출구(6)와, 중앙부위에 마련되되 유체유입구(2) 및 유체배출구(6) 각각과 연통되는 작동실(4)이 구비되는 밸브바디(1)에 장착되는 온도조절밸브로서,
   양측부위에 마련되되 수직 방향으로 일정 길이를 가지는 관통공(12)과, 하측 중앙부위에 방사형으로 마련되는 거치대(16)가 구비되어 밸브바디(1)의 작동실(4)에 장착되는 지지체(10)와;
   상단부위에 마련되되 양단부위가 관통공(12)을 통해 외측으로 일정길이 돌출되어 관통공(12)을 따라 수직으로 승하강하는 가이드단(22)과, 일단부위는 가이드단(22)의 중앙부위를 관통하여 설치되며 타단부위는 하부로 연장되는 가이드관(24)과, 일정크기의 내부수용공간이 형성되되 가이드관(24)의 타단부위와 연통되어 가이드관(24)의 타단부위에 마련되는 하우징(26)과, 가이드관(24) 내부의 타단부위와 하우징(26) 내부수용공간의 상단부위를 구획하는 탄성막(28)과, 하우징(26) 내부수용공간에 채워지는 왁스(25)를 포함하는 작동체(20)와;
   일정길이를 가지며 가이드관(24)에 삽입되되, 일단부위는 지지체(10) 내부의 상면 중앙부위에 의해 지지되며, 타단부위는 탄성막(28)의 상면과 접하는 샤프트(30)와;
   가이드관(24)을 감싸며 설치되어 복원력을 제공하되, 일단부위는 가이드단(22)의 하면과 접하고, 연장되는 타단부위는 거치대(16)와 접하는 스프링(40)과;
   가이드관(24)의 하단부위와 하우징(26)의 상단부위를 감싸며 장착되되, 일정두께의 판상으로 이루어져 밸브바디(1)의 유로를 개폐하는 디스크(50)로;
   이루어지는 온도조절밸브.
   
   

Images