KR102432596B1

KR102432596B1 - 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브

Info

Publication number: KR102432596B1
Application number: KR1020210066647A
Authority: KR
Inventors: 김평래
Original assignee: 김평래
Priority date: 2021-05-25
Filing date: 2021-05-25
Publication date: 2022-08-12

Abstract

본 발명은 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브에 관한 것으로, 열원환수 유입구(111)가 일측에 형성되어 있는 관체(110)와, 관체(110)에 일 측방으로 돌출 형성되고 열교환된 환수(W12)가 유출되는 환수 유출구(121a)가 형성된 환수 유출 지관(121)과, 관체(110)에 타 측방향으로 돌출 형성되어 난방환수(W32)가 유입되는 난방환수 유입구(122a)가 형성된 난방환수 유입 지관(122)과, 관통홀(110a)의 내주면(110a')에서 내향으로 돌출 형성된 중앙 시트링(116)과, 관체(110)의 타측에 구비된 승강 가이드 뭉치(130)와, 승강 가이드 뭉치(130)에 내삽되는 밸브스템(141)과, 밸브스템(141)의 하단에 체결되고 밸브스템(141)의 승강에 따라서 열원환수 유입구(111)를 개폐하는 선단 밸브포트(145)와, 밸브스템(141)의 승강에 따라서 중앙 시트링(116)을 개폐하는 중앙 밸브포트(146)를 포함하여 구성되고, 이에 의하면 구조가 간단하고 난방온수와 급탕온수를 편리하고 원활하게 공급할 수 있는 이점이 있다.

Description

온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브{Flow control valve for hot water and heating water supply systems}

본 발명은 온수 및 난방수 공급 시스템에 관한 것으로, 특히 하나의 밸브로 난방온수와 급탕온수를 편리하고 원활하게 공급할 수 있고 또한 난방 에너지를 절감할 수수 있도록 하기에 적당하도록 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 지역난방은 어떤 특정 지역을 설정하고 하나의 열원플랜트에서 해당 지역내의 주택이나 건물에 열매체를 배관을 통하여 공급하고 각 주택이나 건물에서 이것을 받아서 난방을 하는 방식으로서, 대규모 신도시나 택지구역에서 이용되고 있는 난방시스템이다.

이러한 지역난방에서 과거에는 급탕을 위한 급탕온수(온수) 배관과 난방을 위한 난방배관이 따로따로 설치되었는데, 최근에는 이를 통합한 온수와 난방수를 하나의 열공급시스템에서 공급하는 기술이 개발되었다.

이러한 온수 및 난방수 공급시스템은 기본적으로 난방열원의 난방배관이 열교환기에서 온수배관과 열교환하여서 급탕(온수) 공급하는 시스템이다.

그런데, 종래의 온수 및 난방수 공급시스템의 경우에는 난방수와 급탕온수(온수)를 공급 제어하기 위한 밸브를 복수로 구비하여서 제어하였으므로 시스템의 구축이 다소 복잡하고 유로의 제어도 복잡하였던 바, 새로운 밸브의 필요성이 대두되었다.

문헌1: 등록특허공보 제10-1425870호(공고일: 2014.08.04) 문헌2: 등록특허공보 제10-1040693호(공고일: 2011.06.10)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브의 목적은,

첫째, 하나의 유로 제어 밸브를 채택하여 난방수와 급탕온수와 직수의 유로를 제어할 수 있도록 함으로서 다수의 밸브를 채택할 필요가 없어서 온수 및 난방수 공급 시스템의 구조를 간단하게 구현할 수 있도록 하고,

둘째, 한번의 밸브 동작으로 난방수와 급탕온수를 쉽고 편리하게 공급 제어할 수 있도록 하며,

셋째, 서로 반대방향으로 형성된 2 개의 지관[환수 유출 지관과 난방환수 유입 지관]이 형성된 관체에 밸브시트체를 조립식으로 구성함으로써, 제품의 제작이 용이하고 실시 환경(설계 환경)에 따라서 정확한 위치에서 밸브시트체를 구비할 수 있도록 하며,

넷째, 더블 홀더에 의해서 2 개의 밸브포트[선단 밸브포트와 중앙 밸브포트]가 정확한 위치에 구비될 수 있도록 하며, 그리하여 열원환수 유입구와 난방환수 유입구를 교호적으로[하나가 열리면 나머지가 닫히고 개폐 동작] 신뢰성 있게 개폐할 수 있도록 하며,

다섯째, 급탕온수의 사용유량에 따라서 난방온수의 유량을 자동으로 조절하여 공급할 수 있도록 하며,

여섯째, 난방온수의 공급을 절대적으로 세팅하여서 공급하는 방식이 아닌 급탕온수의 사용 유량에 따라서 그 공급을 자동으로 조절할 수 있도록 함으로써 절약된 난방온수의 양만큼 에너지를 절감할 수 있도록 하며,

일곱째, 안정적으로 유격이나 유동없이 유량조절구가 중앙 밸브포트에 안착 지지될 수 있도록 하기에 적당하도록 한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브는, 열수를 공급하는 열원과, 열원에서 공급되는 열원수를 이용하여 주택의 각 방을 난방하는 난방배관과, 열원에서 공급되는 열원수와 직수공급원에서 공급되는 직수를 열교환하여서 급탕온수로 공급하는 열교환기를 포함하여 구성되어서, 난방수와 급탕온수를 공급할 수 있는 온수 및 난방수 공급 시스템에 있어서, 축방향으로 관통홀이 형성되어 있고, 직수공급원에서 공급되는 직수와 열교환된 환수가 유출되는 열교환기의 열원 환수공에 관연결되는 열원환수 유입구가 일측에 형성되어 있는 직관형의 관체와, 상기 관체의 관통홀과 연통되도록 상기 관체에 일 측방으로 돌출 형성되고, 직수와 열교환된 환수와 난방배관을 경유한 난방환수를 열원으로 환수하기 위하여 열원과 연결된 열원 환수관과 관이음되며, 상기 열원환수 유입구로 유입된 열교환된 환수가 유출되는 환수 유출구가 형성되어 있는 환수 유출 지관과, 상기 관체의 관통홀과 연통되도록 상기 관체에 타 측방향으로 돌출 형성되어서 상기 환수 유출 지관의 반대측에 형성되며, 난방배관에서 환수되는 난방환수를 열원으로 환수하기 위하여 난방배관에 연결된 난방수 환수관과 관이음되며, 난방환수가 유입되는 난방환수 유입구가 형성되어 있는 난방환수 유입 지관과, 상기 환수 유출구와 난방환수 유입구 사이의 관통홀의 내주면에서 내향으로 돌출 형성되고, 중앙에는 물이 통과되는 중앙통공이 형성되어 있는 중앙 시트링과, 상기 관체의 관통홀의 타측에 삽입 구비되어서 관체의 관통홀의 타측 끝을 폐색하고, 밸브스템을 축방향으로 내삽하여서 밸브스템이 축방향으로 승강할 수 있도록 안내하는 승강 가이드 뭉치와, 상기 승강 가이드 뭉치에 상하로 승강 가능하도록 내삽되는 밸브스템과, 열교환기에서 직수와 열교환된 환수가 유입구를 통해서 관통홀로 유입되는 것을 제어하기 위해서, 중앙에 제1 체결공이 형성되어 있어서 상기 밸브스템의 하단에 체결되고, 상기 밸브스템의 승강에 따라서 상기 열원환수 유입구를 개폐하는 선단 밸브포트와, 상기 선단 밸브포트로부터 승강 가이드 뭉치 쪽으로 이격되어서 상기 밸브스템에 체결되고, 상기 밸브스템의 승강에 따라서 상기 중앙 시트링의 중앙통공을 개폐하는 중앙 밸브포트를 포함하여 구성되고,

본 발명인 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브은, 직수공급원에서 공급되는 직수를 열원에서 공급되는 열원수와 열교환기에서 열교환하여 급탕온수를 공급하는 급탕 모드 동작시에, 상기 밸브스템이 최대 변위로 상승하여서, 상기 선단 밸브포트가 상기 열원환수 유입구를 완전 개방하고, 동시에 상기 중앙 밸브포트가 상기 중앙 시트링의 중앙통공을 닫음으로써, 난방배관에 연결된 난방수 환수관에서 유입되는 난방환수가 난방환수 유입구로 유입되는 것을 차단함과 동시에 열교환기의 직수와 열교환된 환수가 유입구로 유입되어서 환수 유출구로 유출되도록 유로를 안내하며, 열원에서 공급되는 열원수가 열교환기로 공급되지 않고 난방배관으로만 공급하는 난방 모드 동작시에, 상기 밸브스템이 최저 변위로 하강하여서, 상기 선단 밸브포트가 상기 열원환수 유입구를 완전 폐쇄하고, 동시에 상기 중앙 밸브포트가 상기 중앙 시트링의 중앙통공을 완전 개방함으로써, 열원에서 공급되는 열원수가 열교환기를 통해서 유입구로 유입되는 것을 차단함과 동시에 난방수 환수관에서 난방환수 유입구로 유입되는 난방환수가 상기 환수 유출구로 유출되도록 유로를 안내하며, 열원에서 공급되는 열원수의 일부는 열교환기로 공급되어서 직수공급원에서 공급되는 직수와 열교환하여 급탕온수를 공급하고, 열원에서 공급되는 열원수의 나머지는 난방배관으로만 공급되는 급탕 및 난방 혼합 모드의 동작시에, 상기 밸브스템이 최저 변위와 최대 변위의 사이에 위치하도록 동작하여서, 상기 선단 밸브포트가 상기 열원환수 유입구를 부분적으로 개방하고, 동시에 상기 중앙 밸브포트가 상기 중앙 시트링의 중앙통공을 부분적으로 개방함으로써, 열교환기의 직수와 열교환된 환수가 유입구로 유입되어서 환수 유출구로 유출되도록 유로를 안내하며, 동시에 난방수 환수관에서 난방환수 유입구로 유입되는 난방환수가 상기 환수 유출구로 유출되도록 유로를 안내하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본원발며의 목적을 달성하기 위한 본 발며인 난방 및 온수 공급 시스템은, 상기 유로 제어 밸브와, 상기 유로 제어 밸브의 구동기의 구동을 제어하는 제어기와, 난방온수와 급탕온수로 사용되는 열원수를 공급하는 열원과, 열원에서 공급되는 열원수를 이용하여 주택의 각 방을 난방하는 난방배관과, 열원에서 공급되는 열원수와 직수공급원에서 공급되는 직수를 열교환하여서 급탕온수로 공급하는 열교환기를 포함하여 구성되고, 상기 열원과 열교환기의 열원 유입공에 연결되어서 열원의 열원수를 열교환기로 공급하는 열원 공급관과, 직수공급원과 열교환기의 직수 유입공에 연결되어서 직수공급원에서 공급되는 직수를 열교환기로 공급하는 직수관과, 열교환기의 온수 유출공에 연결되고 직수가 열원수와 열교환되면서 생성되는 급탕온수를 공급하는 온수 공급관과, 상기 열원 공급관에서 분기되어서 난방배관에 연결되고, 상기 열원의 열원수를 난방배관으로 공급하는 난방수 공급관과, 상기 유로 제어 밸브의 난방 환수 유입 지관과 난방배관에 연결되고, 난방배관을 경유한 난방환수를 유로 제어 밸브로 환수시키는 난방수 환수관과, 상기 유로 제어 밸브의 환수 유출 지관과 열원에 연결되고 열원수가 직수와 열교환된 환수와 난방수 환수관을 통해서 환수되는 난방환수를 열원으로 환수하는 열원 환수관과, 상기 제어기에 연결되고 상기 직수관에 설치되어서, 직수관의 직수의 흐름을 감지하고, 직수의 공급이 있는 경우에는 열교환기로 직수가 흐르도록 개방하고, 직수의 공급이 없는 경우에는 열교환기로의 직수가 흐르지 못하도록 닫으며, 직수의 흐름을 감지한 경우에는 제어기로 유수 감지신호를 출력하는 플로트 스위치가 더 포함되어서 구성되며, 상기 유로 제어 밸브의 관체의 열원환수 유입구가 열교환기의 열원 환수공에 연결되어서, 열교환기에서 열교환된 환수가 유로 제어 밸브로 곧바로 환수되며, 상기 제어기는, 상기 플로트 스위치로부터 유수 감지신호를 수신한 경우에는, 상기 유로 제어 밸브의 열원환수 유입구를 개방하고, 동시에 중앙 시트링의 중앙통공은 닫기위해서 밸브스템이 상승하도록 구동기를 제어하며, 상기 제어기는, 난방배관의 난방을 위한 난방 동작 명령신호를 수신한 경우에는, 상기 유로 제어 밸브의 열원환수 유입구는 닫고, 동시에 중앙 시트링의 중앙통공을 개방하기 위해서 밸브스템이 하강하도록 구동기를 제어하며, 상기 제어기는, 상기 플로트 스위치로부터 유수 감지신호를 수신하고, 동시에 난방배관의 난방을 위한 난방 동작 명령신호를 수신한 경우에는, 상기 유로 제어 밸브의 열원환수 유입구와 상기 중앙 시트링의 중앙통공을 동시에 개방하기 위해서 밸브스템이 동작하도록 구동기를 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 하나의 유로 제어 밸브를 채택하여 난방수와 급탕온수와 직수의 유로를 제어할 수 있도록 함으로서 다수의 밸브를 채택할 필요가 없어서 온수 및 난방수 공급 시스템의 구조를 간단하게 구현할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 한번의 밸브 동작으로 난방수와 급탕온수를 쉽고 편리하게 공급 제어할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 서로 반대방향으로 형성된 2 개의 지관[환수 유출 지관과 난방환수 유입 지관]이 형성된 관체에 밸브시트체를 조립식으로 구성함으로써, 제품의 제작이 용이하고 실시 환경(설계 환경)에 따라서 정확한 위치에서 밸브시트체를 구비할 수 있는 효과가 있다.

넷째, 더블 홀더에 의해서 2 개의 밸브포트[선단 밸브포트와 중앙 밸브포트]가 정확한 위치에 구비될 수 있는 효과가 있고, 그 결과 열원환수 유입구와 난방환수 유입구를 교호적으로[하나가 열리면 나머지가 닫히고 개폐 동작] 신뢰성 있게 개폐할 수 있는 효과가 있다.

다섯째, 급탕온수의 사용유량에 따라서 난방온수의 유량을 자동으로 조절하여 공급할 수 있는 효과가 있다.

여섯째, 난방온수의 공급을 절대적으로 세팅하여서 공급하는 방식이 아닌 급탕온수의 사용 유량에 따라서 그 공급을 자동으로 조절할 수 있도록 함으로써 절약된 난방온수의 양만큼 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.

일곱째, 안정적으로 유격이나 유동없이 유량조절구가 중앙 밸브포트에 안착 지지될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 유로 제어 밸브(100)가 구비된 온수 및 난방수 공급 시스템의 구성 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)의 급탕 모드에서의 동작도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)의 난방 모드에서의 동작도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)의 급탕 및 난방 모드에서의 동작도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)의 저면 분해도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)의 상면 분해도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)에 있어서 유량조절구(170)의 구성도로서, 도 7의 (a)는 유량조절구(170)의 정면도이며, 도 7의 (b)는 유량조절구(170)의 사시도이며, 도 7의 (c)는 유량조절구(170)의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)에 있어서 변형된 실시예에 의한 유량조절구(170)의 구성도로서, 도 8의 (a)는 유량조절구(170)의 사시도이고, 도 7의 (b)는 유량조절구(170)의 정면도이다.

다음은 본 발명인 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본원발명인 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브에 있어서, "온수"는 급탕온수를 의미하며, 본 명세서 전체에 있어서 동일한 의미이다.

본 명세서 전체에 걸쳐서 기재된 방향은 구동기(Dr)가 있는 방향이 상방(상측)이고 열원환수 유입구(111)가 있는 방향이 하방(하측)으로 정한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)는, 열수를 공급하는 열원(HS)[보일러나 지역난방]과, 열원에서 공급되는 열원수를 이용하여 주택의 각 방을 난방하는 난방배관(R)과, 열원(HS)에서 공급되는 열원수(W11)와 직수공급원(WS)에서 공급되는 직수(W21)를 열교환하여서 급탕온수(W22)로 공급하는 열교환기(300)를 포함하여 구성되어서, 난방수와 급탕온수를 공급할 수 있는 온수 및 난방수 공급 시스템에 있어서, 축방향(y축)[상하방향]으로 관통홀(110a)이 형성되어 있고, 직수공급원(WS)에서 공급되는 직수(W21)와 열교환된 환수(W12)가 유출되는 열교환기(300)의 열원 환수공(312)에 관연결되는 열원환수 유입구(111)가 일측(하측)에 형성되어 있는 직관형의 관체(110)와, 상기 관체(110)의 관통홀(110a)과 연통되도록 상기 관체(110)에 축방향에 대하여 좌측방향으로(-x축 방향으로, 도 3의 도면상으로는 좌측방향)으로 돌출 형성되고, 직수(W21)와 열교환된 환수(W12)와 난방배관(R)을 경유한 난방환수(W32)를 열원(HS)으로 환수하기 위하여 열원(HS)과 연결된 열원 환수관(212)과 관이음되며, 상기 열원환수 유입구(111)로 유입된 열교환된 환수(W12)가 열원(HS)으로 다시 환수되도록 유출되는 환수 유출구(121a)가 형성되어 있는 환수 유출 지관(121)과, 상기 관체(110)의 관통홀(110a)과 연통되도록 상기 관체(110)에 축방향에 대하여 우측방향으로(+x축 방향으로, 도 3의 도면상으로는 우측방향)으로 돌출 형성되어서 상기 환수 유출 지관(121)의 반대측에 형성되며, 난방배관(R)에서 환수되는 난방환수(W32)를 열원(HS)으로 환수하기 위하여 난방배관(R)에 연결된 난방수 환수관(232)과 관이음되며, 난방환수(W32)가 유입되는 난방환수 유입구(122a)가 형성되어 있는 난방환수 유입 지관(122)과, 상기 환수 유출구(121a)와 난방환수 유입구(122a) 사이의 관통홀(110a)의 내주면(110a')에서 내향으로 돌출 형성되고, 중앙에는 물이 통과되는 중앙통공(116a)이 형성되어 있는 중앙 시트링(116)과, 상기 관체(110)의 관통홀(110a)의 타측(상측)의 내주면에 삽입 구비되어서 관체(110)의 관통홀(110a)의 타측 끝을 폐색하고, 밸브스템(141)을 축방향으로 내삽하여서 밸브스템(141)이 축방향으로 승강할 수 있도록 안내하는 승강 가이드 뭉치(130)와, 상기 승강 가이드 뭉치(130)에 상하로 승강 가능하도록 내삽되는 밸브스템(141)과, 열교환기(300)에서 직수(W21)와 열교환된 환수(W12)가 열원환수 유입구(111)를 통해서 관통홀(110a)로 유입되는 것을 제어하기 위해서, 중앙에 제1 체결공(145a)이 형성되어 있어서 상기 밸브스템(141)의 하단에 체결되고, 상기 밸브스템(141)의 승강에 따라서 상기 열원환수 유입구(111)를 개폐하는 선단 밸브포트(145)와, 상기 선단 밸브포트(145)로부터 승강 가이드 뭉치(130) 쪽으로 이격되어서 상기 밸브스템(141)에 체결되고, 상기 밸브스템(141)의 승강에 따라서 상기 중앙 시트링(116)의 중앙통공(116a)을 개폐하는 중앙 밸브포트(146)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)에 있어서, 직수공급원(WS)에서 공급되는 직수(W21)를 열원(HS)에서 공급되는 열원수(W11)와 열교환기(300)에서 열교환하여 급탕온수(W22)를 공급하는 급탕 모드 동작시에, 상기 밸브스템(141)이 최대 변위[L2]로 상승하여서, 상기 선단 밸브포트(145)가 상기 열원환수 유입구(111)를 완전(full) 개방하고, 동시에 상기 중앙 밸브포트(146)가 상기 중앙 시트링(116)의 중앙통공(116a)을 닫음으로써, 난방배관(R)에 연결된 난방수 환수관(232)에서 유입되는 난방환수(W32)가 난방환수 유입구(122a)로 유입되는 것을 차단함과 동시에 열교환기(300)의 직수(W21)와 열교환된 환수(W12)가 열원환수 유입구(111)로 유입되어서 환수 유출구(121a)로 유출되도록 유로를 안내하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)는, 열원(HS)에서 공급되는 열원수(W11)가 열교환기(300)로 공급되지 않고 난방배관(R)으로만 공급하는 난방 모드 동작시에, 상기 밸브스템(141)이 최저 변위[L1]로 하강하여서, 상기 선단 밸브포트(145)가 상기 열원환수 유입구(111)를 완전 폐쇄하고, 동시에 상기 중앙 밸브포트(146)가 상기 중앙 시트링(116)의 중앙통공(116a)을 완전(full) 개방함으로써, 열원(HS)에서 공급되는 열원수(W11)가 열교환기(300)를 통해서 유입구(111)로 유입되는 것을 차단함과 동시에 난방수 환수관(232)에서 난방환수 유입구(122a)로 유입되는 난방환수(W32)가 상기 환수 유출구(121a)로 유출되도록 유로를 안내하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)에 있어서, 열원(HS)에서 공급되는 열원수(W11)의 일부는 열교환기(300)로 공급되어서 직수공급원(WS)에서 공급되는 직수(W21)와 열교환하여 급탕온수(W22)를 공급하고, 열원(HS)에서 공급되는 열원수(W11)의 나머지는 난방배관(R)으로만 공급되는 급탕 및 난방 혼합 모드의 동작시에, 상기 밸브스템(141)이 최저 변위(L1)와 최대 변위(L2)의 사이에 위치하도록 동작하여서, 상기 선단 밸브포트(145)가 상기 열원환수 유입구(111)를 부분적으로 개방하고, 동시에 상기 중앙 밸브포트(146)가 상기 중앙 시트링(116)의 중앙통공(116a)을 부분적으로 개방함으로써, 열교환기(300)의 직수(W21)와 열교환된 환수(W12)가 유입구(111)로 유입되어서 환수 유출구(121a)로 유출되도록 유로를 안내하며, 동시에 난방수 환수관(232)에서 난방환수 유입구(122a)로 유입되는 난방환수(W32)가 상기 환수 유출구(121a)로 유출되도록 유로를 안내하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 온수 및 난방수 공급 시스템에 있어서 하나의 유로 제어 밸브(100)를 채택하여 난방수와 급탕온수와 직수의 유로를 제어할 수 있도록 함으로서 다수의 밸브를 채택할 필요가 없어서 온수 및 난방수 공급 시스템이 간단해진다.

그리고 한번의 밸브 동작으로 난방수와 급탕온수의 유로를 쉽고 편리하게 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)에 있어서, 상기 열원환수 유입구(111)에 내삽되고, 상기 열원환수 유입구(111)로 유입된 열교환된 환수(W12)가 통과되도록 열원환수 유입구(111)와 연통되는 유체 통과홀(161a)이 중앙에 관통형성되어 있는 밸브시트체(161)가 더 포함되어서 구성되고, 상기 밸브시트체(161)의 상단에는 유체 통과홀(161a)의 가장자리를 따라서 시트 안착돌테(161b)가 밸브스템(141)이 있는 쪽인 상방으로 돌출 형성되어 있으며, 상기 선단 밸브포트(145)는 상기 시트 안착돌테(161b)에 밀착되어서 상기 열원환수 유입구(111)를 폐색(close)하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 서로 반대방향으로 형성된 2 개의 지관[환수 유출 지관(121)과 난방환수 유입 지관(122)]이 형성된 관체(110)에 밸브시트체(161)를 조립식으로 구성함으로써, 제품의 제작이 용이하고 정확한 위치에서 밸브시트체(161)를 구비할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)에 있어서, 상기 밸브스템(141)에 축설되고, 상기 선단 밸브포트(145)와 중앙 밸브포트(146)를 설정된 간격을 유지한 채로 동시에 홀딩하기 더블 홀더(150)가 더 포함되어서 구성되고, 상기 선단 밸브포트(145)는, 상기 더블 홀더(150)의 하측에 홀딩되어서 상기 밸브스템(141)에 고정되고, 상기 중앙 밸브포트(146)는, 상기 더블 홀더(150)의 상단에 홀딩되어서 상기 밸브스템(141)에 고정되어 있으며, 상기 더블 홀더(150)는, 상기 밸브스템(141)이 내삽되도록 삽입홀(153a)이 길이방향으로 관통형성되어 있는 연결대(153)와, 상기 연결대(153)의 하단에 형성되어 있고, 상기 선단 밸브포트(145)를 수용하기 위한 제1 수용홈(151a)이 상방으로 요입 형성되어 있어서 상기 선단 밸브포트(145)를 고정하기 위한 제1 고정대(151)와, 상기 연결대(153)의 상단에 형성되어 있고, 상기 중앙 밸브포트(146)를 수용하기 위한 제2 수용홈(152a)이 하방으로 요입 형성되어 있어서 상기 중앙 밸브포트(146)를 고정하기 위한 제2 고정대(152)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 더블 홀더(150)에 의해서 2 개의 밸브포트[선단 밸브포트(145)와 중앙 밸브포트(146)]가 정확한 위치에 구비될 수 있게 하고, 따라서 열원환수 유입구(111)와 난방환수 유입구(122a)를 교호적으로[하나가 열리면 나머지가 닫히고 개폐 동작] 신뢰성 있게 개폐할 수 있게 된다.

바람직하게는, 상기 제1 고정대(151)는, 상기 연결대(153)의 하단에서 연결대(153)를 중심으로 외향으로 수직 단차지게 평탄 형성된 제1 바닥부(151b)와, 상기 제1 바닥부(151b)의 가장자리에서 하방으로 수직 형성된 제1 둘레부(151c)로 구성되고, 상기 제1 수용홈(151a)은 제1 바닥부(151b)와 제1 둘레부(151c)에 의해서 형성되며,

상기 제2 고정대(152)는, 상기 연결대(153)의 상단에서 연결대(153)를 중심으로 외향으로 수직 단차지게 평탄 형성된 제2 바닥부(152b)와, 상기 제2 바닥부(152b)의 가장자리에서 상방으로 수직 형성된 제2 둘레부(152c)로 구성되고, 상기 제2 수용홈(152a)은 제2 바닥부(152b)와 제2 둘레부(152c)에 의해서 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)에 있어서, 상기 중앙 밸브포트(146)에는, 상기 제2 체결공(146a)의 상측에서 바람직하게는 끼움홈부(146b)의 상측에서 외향으로 확개되도록 요입 형성된 안착홈부(146c)가 형성되어 있고, 벨브스템(141)이 내삽되도록 중앙에는 중앙공(171a)이 형성되어 있고, 상기 안착홈부(146c)에 완전히 내삽되도록 안착되는 평탄 형상의 바닥부(171)와, 상기 바닥부(171)의 가장자리에서 등간격으로 상방으로 돌출 형성되는 복수의 유량조절월(wall)(172)를 포함하여 구성되는 유량조절구(170)가 더 포함되어서 구성되고, 상기 복수의 유량조절월(172)은 상호 등간격으로 이격되어서 상기 바닥부(171)의 가장자리를 따라서 상방으로 형성되어 있고, 상기 유량조절월(172) 사이에는 유체(물)를 통과시키기 위한 개방부(173)가 형성되어 있으며, 상기 유량조절월(172)은 상방으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되어 있어서, 상기 유량조절홈부(173)는 상방으로 갈수록 폭이 넓어지도록 형성되며, 상기 중앙 밸브포트(146)가 상기 중앙 시트링(116)으로 아래로 이격되는 거리[즉, 밸브스템(141)이 하강하는 거리] 따라서 중앙통공(116a)을 통과하는 유체의 양이 비례하여 증가하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 유량조절구(170)를 중앙 밸브포트(146)와 중앙 시트링(116) 사이에 구비함으로써, 급탕온수(W22)의 사용유량에 비례해서 난방온수의 유량을 자동으로 조절하여 공급할 수 있게 된다.

즉, 유량조절홈부(173)가 상방으로 갈수록 폭이 넓어지도록 형성되어 있어서 즉, 선단 밸브포트(145)로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되어 있고, 이러한 형상적 특징에 의해서, 급탕온수(W22)의 사용유량이 많아지면 유량조절구(170)가 상방으로 올라가게 되어서 유량조절홈부(173)의 개방된 영역이 좁아지게 되어서 즉, 중앙 시트링(116)에 의해서 폐색되어서 개방 영역이 좁아지게 되어서, 중앙통공(116a)을 통과하는 통과 유량이 적어지게 되며, 급탕온수(W22)의 사용 유량이 적어지면 유량조절구(170)가 하방으로 내려가게 되어서 유량조절홈부(173)의 개방된 영역이 넓어지게 되어서 즉, 중앙 시트링(116)에 의해서 폐색되어서 개방 영역이 넓어지게 되어서, 중앙통공(116a)을 통과하는 통과 유량이 많아지게 되는 것이다.

따라서, 급탕온수의 사용 유량이 많아지면 난방온수의 사용 유량을 자동으로 감소시켜서 공급하고, 급탕온수의 사용 유량이 적어지면 난방온수의 사용 유량을 자동으로 증가시켜서 공급할 수 있게 된다.

따라서, 난방온수의 공급을 절대적으로 세팅하여서 공급하는 방식이 아닌 급탕온수의 사용 유량에 비례하여서 공급을 자동으로 조절할 수 있으므로 즉, 난방온수의 공급을 기반으로 하여 난방온수의 공급 유량을 조절할 수 있으므로 절약된 난방온수의 양만큼 에너지를 절감할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)에 있어서,

상기 유량조절홈부(173)는, 상기 바닥부(171)에서 사각형 형상으로 형성된 사각홈부(173a)와, 상기 사각홈부(173a)에서 상방으로 갈수록 V 자 또는 U 자로 폭이 넓어지게 벌어지도록 형성되어 있는 확개홈부(173b)로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)에 있어서, 상기 유량조절월(172)은, 상기 바닥부(171)의 가장자리를 따라서 형성되는 삼각 형상의 기단부(172a)와, 상기 기단부(172a)의 상단에서 상방으로 갈수록 폭이 좁아지도록 상방으로 삼각기둥 형상으로 연장 형성된 탑부(172b)로 형성되는 것을 특징으로 한다. 이때, 확개홈부(173b)는 V 홈으로 형성되고, 확개홈부의 상측은 사각 형태로 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)에 있어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 유량조절월(172)은, 좌측변과 우측변이 내측으로 오목하게 만곡 형성되고, 유체가 저항없이 원활하게 빠져나갈 수 있도록 테이퍼지게 면취되어 있는 것을 특징으로 한다. 이때, 확개홈부(173b)는 U 홈으로 형성된다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 유량조절월(172)은 90 도 간격으로 4 개로 구성되는 것을 특징으로 한다. 또는 실시예에 따라서는, 상기 유량조절월(172)은 120 도 간격으로 3 개로 구성될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)에 있어서, 상기 중앙 밸브포트(146)에는, 상기 제2 체결공(146a)과 안착홈부(146c) 수직방향의 사이에 형성되되, 상기 안착홈부(146c)의 중앙에서 하향 단차지게 요입 형성된 끼움홈부(146b)가 더 포함되어서 구성되고, 상기 유량조절구(170)에는, 상기 끼움홈부(146b)에 끼워지도록 상기 바닥부(171)에서 하방으로 돌출 형성되고, 상기 중앙공(171a)과 연통하는 삽입공(174a) 끼움돌기(174)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.

안정적으로 유격이나 유동없이 유량조절구(170)가 중앙 밸브포트(146)에 안착 지지될 수 있는 이점이 있다.

그리고, 실시예에 따라서는, 상기 밸브스템(141)에는 조절구 고정홈(141c)이 요입 형성되어 있고, 상기 조절구 고정홈(141c)에 끼움 고정되는 제3 고정링(E3)과, 상기 제3 고정링(E3)과 바닥부(171) 사이에 개재되어서 제3 고정링(E3)이 유량조절구(170)의 바닥부(171) 간의 유격을 없애서 유동이나 유격이 없이 밀착 고정되도록 하는 제3 와셔(W3)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)에 있어서, 상기 중앙 시트링(116)의 하단에는 시트 안착돌테(116b)가 형성되어 있고, 상기 중앙 밸브포트(146)는 상기 시트 안착돌테(161b)에 밀착되도록 안착되어서 상기 중앙통공(116a)을 폐색하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면 확실한 실링이 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)에 있어서, 상기 열원환수 유입구(111)의 내주면의 상측 끝에는 걸림 돌테(111a)가 링 형태로 내향으로 돌출 형성되어 있고, 상기 걸림 돌테(111a)로부터 하방으로 이격되어서 상기 열원환수 유입구(111)의 내주면에는 끼움 홈테(111b)가 외향으로 요입 형성되어 있으며, 개구(163a)가 형성되어 있어서 탄성을 갖으며, 상기 끼움 홈테(111b)에 탄성으로 끼워져서 고정되는 탄성 끼움링(163)과, 상기 밸브시트체(161)의 외주면에 내향으로 요입 형성된 요입홈테(161c)와, 상기 요입홈테(161c)에 끼움 고정되어서 내주면과의 사이에 실링을 하기 위한 밀폐링(162)이 더 포함되어서 구성되고, 상기 열원환수 유입구(111)의 내주면에 억지끼움 공차가 형성되도록 상기 벨브시트체(161)의 외주면의 외경은 상기 열원환수 유입구(111)의 내주면과 동일하며, 상기 밸브시트체(161)는, 그 상면이 상기 걸림 돌테(111a)에 지지되고 그 하면이 상기 탄성 끼움링(163)에 지지되어서 상기 열원환수 유입구(111)의 내주면에 삽입 체결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)에 있어서, 상기 열원환수 유입구(111)는 그 입구에서 상기 끼움 홈테(111b)까지의 내경(R1)[밸브시트체 비체결영역의 내경]이 상기 끼움 홈테(111b)에서 걸림 돌테(111a)까지의 내경(R2)[밸브시트체 체결영역의 내경]보다 크며, 상기 밀폐링(162)이 끼움 홈테(111b)에 체결된 상태의 밸브시트체(161)가 걸림 돌테(111a)에 스토핑될 때까지 상기 열원환수 유입구(111)의 내주면에 억지끼움되고, 이후, 상기 탄성 끼움링(163)이 상기 끼움 홈테(111b)에 끼움 고정되어서 밸브시트체(161)의 하면을 지지 고정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)에 있어서, 상기 밸브시트체(161)의 하면 입구에는, 유체 통과홀(161a)에서 하방으로 갈수록 확개 경사 형성되어서 열원환수 유입구(111)로 유입된 열교환된 환수(W12)가 소용돌이 없이 최소 유로 저항으로 상기 유체 통과홀(161a)로 원활하게 유입되도록 하는 유입 안내면(161d)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)에 있어서, 상기 시트 안착돌테(161b)는, 상기 환수 유출구(121a)의 내주면과 동일 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이제 승강 가이드 뭉치(130)의 구체적인 구성 및 작용에 대해서 설명한다.

상기 승강 가이드 뭉치(130)는, 중앙에 밸브스템(141)이 승강가능하도록 내삽되는 통과공(131a)이 형성되어 있고, 상기 난방환수 유입구(122a)와 같거나 상방의 위치에서 상기 관통홀(110a)의 내주면에 고정되는 지지플레이트(131)와, 상기 지지플레이트(131)에 지지되고, 밸브스템(141)이 통과하는 관통홀(132a)이 형성되어 있어서 밸브스템(141)이 승강 가능하도록 안내하는 보조 가이드(132)와, 상기 지지플레이트(131)에 지지되고, 상기 보조 가이드(132)를 외포하면서 상기 보조 가이드(132)와 동축으로 외삽되며, 밸브스템(141)이 통과할 수 있는 중공홀(133a)이 상하방향으로 형성되어 있어서 밸브스템(141)이 승강 가능하도록 안내하는 메인 가이드(133)와, 상기 보조 가이드(132)의 하면에 상방으로 요입 형성된 하부 안착홈(132b)과, 상기 보조 가이드(132)의 상면에 하방으로 요입 형성된 상부 안착홈(132c)과, 상기 밸브스템(141)에 축설되면서 상기 하부 안착홈(132b)에 안착되고, 상기 밸브스템(141)과 보조 가이드(132) 사이로의 유체의 누수를 차단하는 제1 오링(135a)과, 상기 메인 가이드(1323)의 외주면에 끼워져서 관통홀(110a)의 내주면과 메인 가이드(133) 사이로의 유체의 누수를 차단하는 제2 오링(135b)과, 상기 밸브스템(141)에 축설되면서 상기 상부 안착홈(132c)에 안착되는 제3 오링(135c)과, 상기 보조 가이드(132)와 메인 가이드(133) 사이에 구비되어서 보조 가이드(132)와 메인 가이드(133) 사이의 유격을 차단하고 밀착력을 강화하는 제4 오링(135d)과, 상기 밸브스템(141)에 외삽되어서 동축으로 구비되고, 상기 제3 오링(135c) 및 보조 가이드(132)의 상면에 지지되는 하부 탄지링(136a)과, 상기 중공홀(133a)의 내부에서 상기 밸브스템(141)의 상측에 고정되는 상부 탄지링(136b)과, 하단이 상기 하부 탄지링(136a)에 탄지되고 상단이 상기 상부 탄지링(136b)에 탄지되어서 밸브스템(141)에 탄성력을 작용하는 탄성부재(134)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 상부 탄지링(136b)은 밸브스템(141)에 체결되는 제4 고정링(E4)에 의해서 밸브스템(141) 탄지될 수 있다.

상기 메인 가이드(133)의 상측을 잡아주기 위해서 관통홀(110a)의 내주면에 고정되는 체결링(137)이 더 포함된다.

상기 관체(110)의 타측 외주면에 형성된 나사산에 나사체결되는 구동기(Dr)가 더 포함되어서 구성된다.

다음으로 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 유로 제어 밸브(100)를 구비한 온수 및 난방수 공급 시스템에 대해서 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 상기 유로 제어 밸브(100)를 구비한 온수 및 난방수 공급 시스템은, 상기에서 상술한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)와, 유로 제어 밸브(100)의 구동기(Dr)의 구동을 제어하는 제어기(400)와, 난방온수와 급탕온수로 사용되는 열원수(W11)를 공급하는 열원(HS)과, 열원에서 공급되는 열원수를 이용하여 주택의 각 방을 난방하는 난방배관(R)과, 열원(HS)에서 공급되는 열원수(W11)와 직수공급원(WS)에서 공급되는 직수(W21)를 열교환하여서 급탕온수(W22)로 공급하는 열교환기(300)를 포함하여 구성된다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 유로 제어 밸브(100)를 구비한 온수 및 난방수 공급 시스템은, 상기 열원(HS)과 열교환기(300)의 열원 유입공(321)에 연결되어서 열원(HS)의 열원수(W11)를 열교환기(300)로 공급하는 열원 공급관(210)과, 직수공급원(WS)과 열교환기(300)의 직수 유입공(321)에 연결되어서 직수공급원(WS)에서 공급되는 직수(상온수)를 열교환기(300)로 공급하는 직수관(220)과, 열교환기(300)의 온수 유출공(322)에 연결되고, 직수(W21)가 열원수(W11)와 열교환되면서 생성되는 급탕온수(W22)를 세대로 공급하는 온수 공급관(222)과, 상기 열원 공급관(210)에서 분기되어서 난방배관(R)에 연결되고, 상기 열원(HS)의 열원수를 난방배관(R)으로 공급하는 난방수 공급관(230)과, 상기 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)의 난방환수 유입 지관(122)과 난방배관(R)에 연결되고, 난방배관(R)을 경유한 난방환수(W32)를 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브(100)로 환수시키는 난방수 환수관(232)과, 상기 유로 제어 밸브(100)의 환수 유출 지관(121)과 열원(HS)에 연결되고, 열원수(W11)가 직수(W21)와 열교환된 환수(W12)와 난방수 환수관(232)을 통해서 환수되는 난방환수(W32)를 열원(HS)으로 환수하는 열원 환수관(212)과, 상기 제어기(400)에 연결되고, 상기 직수관(220)에 설치되어서, 직수관(220)의 직수의 흐름을 감지하고, 직수의 공급이 있는 경우에는 열교환기(300)로 직수가 흐르도록 개방(open)하고, 직수의 공급이 없는 경우에는 열교환기(300)로의 직수가 흐르지 못하도록 닫으며(close), 직수의 흐름을 감지한 경우에는 제어기(400)로 유수 감지신호를 출력하는 플로트 스위치(FL)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 유로 제어 밸브(100)를 구비한 온수 및 난방수 공급 시스템은, 상기 유로 제어 밸브(100)의 관체(110)의 열원환수 유입구(111)가 열교환기(300)의 열원 환수공(312)에 연결되어서, 열교환기(300)에서 열교환된 환수(W12)가 유로 제어 밸브(100)로 곧바로(directly) 환수되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 유로 제어 밸브(100)를 구비한 온수 및 난방수 공급 시스템에 있어서, 상기 제어기(400)는 상기 플로트 스위치(FL)로부터 유수 감지신호를 수신한 경우에는, 상기 유로 제어 밸브(100)의 열원환수 유입구(111)를 개방하고, 동시에 난방환수 유입구(122a)로 난방환수(W32)가 유입의 차단을 위한 중앙 시트링(116)의 중앙통공(116a)을 닫기(close)위해서 밸브스템(141)이 상승하도록 구동기(Dr)를 제어한다.

또한, 상기 제어기(400)는, 난방배관(R)의 난방을 위한 난방 동작 명령신호를 수신한 경우에는, 예컨대 각 난방공간[방(room)]의 온도조절기(미도시)로부터 난방 동작 명령신호를 수신하는 경우, 상기 유로 제어 밸브(100)의 열원환수 유입구(111)는 닫고, 동시에 난방환수 유입구(122a)로 난방환수(W32)가 환수되도록 중앙 시트링(116)의 중앙통공(116a)을 개방하기 위해서 밸브스템(141)이 하강하도록 구동기(Dr)를 제어한다.

그리고, 상기 제어기(400)는, 상기 플로트 스위치(FL)로부터 유수 감지신호를 수신하고, 동시에 난방배관(R)의 난방을 위한 난방 동작 명령신호를 수신한 경우에는, 상기 유로 제어 밸브(100)의 열원환수 유입구(111)와 상기 중앙 시트링(116)의 중앙통공(116a)을 동시에 개방하기 위해서 밸브스템(141)이 동작하도록 구동기(Dr)를 제어하는 것을 특징으로 한다.

"급탕 모드"에 대해서 설명한다.

"급탕 모드"는 직수공급원(WS)에서 공급되는 직수(W21)를 열원(HS)에서 공급되는 열원수(W11)와 열교환기(300)에서 열교환하여 급탕온수(W22)를 공급하는 급탕온수 공급 모드이다.

직수공급원(WS) -> 직수관(220) -> 열교환기(300)에서 열교환되어서 급탕온수(W22)로 되고 -> 온수 공급관(222)의 유로를 거쳐서 세대로 온수가 공급된다.

그리고, 열원(HS)의 뜨거운 물(열원수)이 열원 공급관(210) -> 열교환기(300)에서 직수관(220)의 직수와 열교환 -> 유로 제어 밸브(100) -> 열원 환수관(212)의 유로를 거쳐서 열원(HS)으로 환수된다.

이와 같은 급탕 모드에서의 유로 제어 밸브(100)의 동작을 다시 설명한다.

상기 밸브스템(141)이 최대 변위[L2]로 상승하여서, 상기 선단 밸브포트(145)가 상기 열원환수 유입구(111)를 완전(full) 개방하고, 동시에 상기 중앙 밸브포트(146)가 상기 중앙 시트링(116)의 중앙통공(116a)을 닫음으로써, 난방배관(R)에 연결된 난방수 환수관(232)에서 유입되는 난방환수(W32)가 난방환수 유입구(122a)로 유입되는 것을 차단함과 동시에 열교환기(300)의 직수(W21)와 열교환된 환수(W12)가 열원환수 유입구(111)로 유입되어서 환수 유출구(121a)로 유출되도록 유로를 안내한다.

다음으로 "난방 모드"에 대해서 설명한다.

"난방 모드"는 열원(HS)에서 공급되는 열원수(W11)가 열교환기(300)로 공급되지 않고 난방배관(R)으로만 공급되는 난방수 공급 모드이다.

열원(HS) -> 열원 공급관(210) -> 난방수 공급관(230) -> 난방배관(R) -> 난방수 환수관(232) -> 유로 제어 밸브(100) -> 열원 환수관(212)의 유로를 거쳐서 열원(HS)으로 환수된다.

상기 난방 모드 동작에서의 유로 제어 밸브(100)는, 상기 밸브스템(141)이 최저 변위[L1]로 하강하여서, 상기 선단 밸브포트(145)가 상기 열원환수 유입구(111)를 완전 폐쇄하고, 동시에 상기 중앙 밸브포트(146)가 상기 중앙 시트링(116)의 중앙통공(116a)을 완전(full) 개방함으로써, 열원(HS)에서 공급되는 열원수(W11)가 열교환기(300)를 통해서 열원환수 유입구(111)로 유입되는 것을 차단함과 동시에 난방수 환수관(232)에서 난방환수 유입구(122a)로 유입되는 난방환수(W32)가 상기 환수 유출구(121a)로 유출되도록 유로를 안내한다.

"급탕 및 난방 혼합 모드"에 대해서 설명한다.

"급탕 및 난방 혼합 모드"는 열원(HS)에서 공급되는 열원수(W11)의 일부는 열교환기(300)로 공급되어서 직수공급원(WS)에서 공급되는 직수(W21)와 열교환하여 급탕온수(W22)를 공급하고, 열원(HS)에서 공급되는 열원수(W11)의 나머지는 난방배관(R)으로 공급되는 동작모드이다.

그리고, 열원(HS)의 열원수가 -> 열원 공급관(210) -> 열교환기(300)에서 직수관(220)의 직수와 열교환 -> 유로 제어 밸브(100) -> 열원 환수관(212)의 유로를 거쳐서 열원(HS)으로 환수된다.

상기 "급탕 및 난방 혼합 모드" 동작에서의 유로 제어 밸브(100)는, 밸브스템(141)이 최저 변위(L1)와 최대 변위(L2)의 사이에 위치하도록 동작하여서, 상기 선단 밸브포트(145)가 상기 열원환수 유입구(111)를 부분적으로 개방하고, 동시에 상기 중앙 밸브포트(146)가 상기 중앙 시트링(116)의 중앙통공(116a)을 부분적으로 개방함으로써, 열교환기(300)의 직수(W21)와 열교환된 환수(W12)가 열원환수 유입구(111)로 유입되어서 환수 유출구(121a)로 유출되도록 유로를 안내하며, 동시에 난방수 환수관(232)에서 난방환수 유입구(122a)로 유입되는 난방환수(W32)가 상기 환수 유출구(121a)로 유출되도록 유로를 안내한다.

한편, 일반적인 급수 모드는 직수공급원(WS) -> 직수관(220) -> 세대 급수관(224)의 유로를 거쳐서 세대로 급수되다.

이와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것은 해당 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술한 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 본 발명의 일 실시예에 의한 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브
110 : 관체
110a : 관통홀 110a' : 관통홀의 내주면
111 : 열원환수 유입구
111a : 걸림 돌테 111b : 끼움 홈테
R1 : 입구에서 끼움 홈테까지의 내경
R2 : 끼움 홈테에서 걸림 단턱까지의 내경
116 : 중앙 시트링
116a : 중앙통공 116b : 시트 안착돌테
121 : 환수 유출 지관 121a : 환수 유출구
122 : 난방환수 유입 지관 122a : 난방환수 유입구
130 : 승강 가이드 뭉치
131 : 지지플레이트 131a : 지지플레이트의 통과공
132 : 보조 가이드 132a : 관통홀
132b : 하부 안착홈 132c : 상부 안착홈
133 : 메인 가이드 133a : 메인 가이드의 중공홀
134 : 탄성부재
135a : 제1 오링 135b : 제2 오링
135c : 제3 오링 135d : 제4 오링
136a : 하부 탄지링 136b : 상부 탄지링
137 : 체결링
141 : 밸브스템 141c : 조절구 고정홈
L1 : 최저 변위 L2 : 최대 변위
145 : 선단 밸브포트 145a : 제1 체결공
146 : 중앙 밸브포트 146a : 제2 체결공
146b : 끼움홈부 146c : 안착홈부
150 : 더블 홀더
151 : 제1 고정대 151a : 제1 수용홈
151b : 제1 바닥부 151c : 제1 둘레부
152 : 제2 고정대 152a : 제2 수용홈
152b : 제2 바닥부 152c : 제2 둘레부
153 : 연결대 153a : 삽입홀
161 : 밸브시트체 161a : 유체 통과홀
161b : 시트 안착돌테 161c : 요입홈테
161d : 가이드면 162 : 밀폐링
163 : 탄성 끼움링 163a : 개구
170 : 유량조절구
171 : 바닥부 171a : 중앙공
172 : 유량조절월 172a : 기단부
172b : 탑부 173 : 유량조절홈부
173a : 사각홈부 173b : 확개홈부
174 : 끼움돌기 174a : 삽입공
E3 : 제3 고정링 W3 : 제3 와셔
E4 : 제4 고정링
Dr : 구동기
WS : 직수공급원 HS : 열원
400 : 제어기 FL : 플로트 스위치
300 : 열교환기
321 : 직수 유입공 322 : 온수 유출공
311 : 열원 유입공 312 : 열원 환수공
210 : 열원 공급관 212 : 열원 환수관
220 : 직수관 222 : 온수 공급관
224 : 세대 급수관
230 : 난방수 공급관 232 : 난방수 환수관
W11 : 열원수 W12 : 열교환된 환수
W21 : 직수 W22 : 온수
W31 : 난방온수 W32 : 난방환수

Claims

열수를 공급하는 열원(HS)과, 열원에서 공급되는 열원수를 이용하여 주택의 각 방을 난방하는 난방배관(R)과, 열원(HS)에서 공급되는 열원수(W11)와 직수공급원(WS)에서 공급되는 직수(W21)를 열교환하여서 급탕온수(W22)로 공급하는 열교환기(300)를 포함하여 구성되어서, 난방수와 급탕온수를 공급할 수 있는 온수 및 난방수 공급 시스템에 있어서,
축방향으로 관통홀(110a)이 형성되어 있고, 직수공급원(WS)에서 공급되는 직수(W21)와 열교환된 환수(W12)가 유출되는 열교환기(300)의 열원 환수공(312)에 관연결되는 열원환수 유입구(111)가 일측에 형성되어 있는 직관형의 관체(110)와,
상기 관체(110)의 관통홀(110a)과 연통되도록 상기 관체(110)에 일 측방으로 돌출 형성되고, 직수(W21)와 열교환된 환수(W12)와 난방배관(R)을 경유한 난방환수(W32)를 열원(HS)으로 환수하기 위하여 열원(HS)과 연결된 열원 환수관(212)과 관이음되며, 상기 열원환수 유입구(111)로 유입된 열교환된 환수(W12)가 유출되는 환수 유출구(121a)가 형성되어 있는 환수 유출 지관(121)과,
상기 관체(110)의 관통홀(110a)과 연통되도록 상기 관체(110)에 타 측방향으로 돌출 형성되어서 상기 환수 유출 지관(121)의 반대측에 형성되며, 난방배관(R)에서 환수되는 난방환수(W32)를 열원(HS)으로 환수하기 위하여 난방배관(R)에 연결된 난방수 환수관(232)과 관이음되며, 난방환수(W32)가 유입되는 난방환수 유입구(122a)가 형성되어 있는 난방환수 유입 지관(122)과,
상기 환수 유출구(121a)와 난방환수 유입구(122a) 사이의 관통홀(110a)의 내주면(110a')에서 내향으로 돌출 형성되고, 중앙에는 물이 통과되는 중앙통공(116a)이 형성되어 있는 중앙 시트링(116)과,
상기 관체(110)의 관통홀(110a)의 타측에 삽입 구비되어서 관체(110)의 관통홀(110a)의 타측 끝을 폐색하고, 밸브스템(141)을 축방향으로 내삽하여서 밸브스템(141)이 축방향으로 승강할 수 있도록 안내하는 승강 가이드 뭉치(130)와,
상기 승강 가이드 뭉치(130)에 상하로 승강 가능하도록 내삽되는 밸브스템(141)과,
열교환기(300)에서 직수(W21)와 열교환된 환수(W12)가 열원환수 유입구(111)를 통해서 관통홀(110a)로 유입되는 것을 제어하기 위해서, 중앙에 제1 체결공(145a)이 형성되어 있어서 상기 밸브스템(141)의 하단에 체결되고, 상기 밸브스템(141)의 승강에 따라서 상기 열원환수 유입구(111)를 개폐하는 선단 밸브포트(145)와,
상기 선단 밸브포트(145)로부터 승강 가이드 뭉치(130) 쪽으로 이격되어서 상기 밸브스템(141)에 체결되고, 상기 밸브스템(141)의 승강에 따라서 상기 중앙 시트링(116)의 중앙통공(116a)을 개폐하는 중앙 밸브포트(146)를 포함하여 구성되고,
직수공급원(WS)에서 공급되는 직수(W21)를 열원(HS)에서 공급되는 열원수(W11)와 열교환기(300)에서 열교환하여 급탕온수(W22)를 공급하는 급탕 모드 동작시에,
상기 밸브스템(141)이 최대 변위[L2]로 상승하여서, 상기 선단 밸브포트(145)가 상기 열원환수 유입구(111)를 완전 개방하고, 동시에 상기 중앙 밸브포트(146)가 상기 중앙 시트링(116)의 중앙통공(116a)을 닫음으로써, 난방배관(R)에 연결된 난방수 환수관(232)에서 유입되는 난방환수(W32)가 난방환수 유입구(122a)로 유입되는 것을 차단함과 동시에 열교환기(300)의 직수(W21)와 열교환된 환수(W12)가 열원환수 유입구(111)로 유입되어서 환수 유출구(121a)로 유출되도록 유로를 안내하며,
열원(HS)에서 공급되는 열원수(W11)가 열교환기(300)로 공급되지 않고 난방배관(R)으로만 공급하는 난방 모드 동작시에, 상기 밸브스템(141)이 최저 변위[L1]로 하강하여서, 상기 선단 밸브포트(145)가 상기 열원환수 유입구(111)를 완전 폐쇄하고, 동시에 상기 중앙 밸브포트(146)가 상기 중앙 시트링(116)의 중앙통공(116a)을 완전 개방함으로써, 열원(HS)에서 공급되는 열원수(W11)가 열교환기(300)를 통해서 열원환수 유입구(111)로 유입되는 것을 차단함과 동시에 난방수 환수관(232)에서 난방환수 유입구(122a)로 유입되는 난방환수(W32)가 상기 환수 유출구(121a)로 유출되도록 유로를 안내하며,
열원(HS)에서 공급되는 열원수(W11)의 일부는 열교환기(300)로 공급되어서 직수공급원(WS)에서 공급되는 직수(W21)와 열교환하여 급탕온수(W22)를 공급하고, 열원(HS)에서 공급되는 열원수(W11)의 나머지는 난방배관(R)으로만 공급되는 급탕 및 난방 혼합 모드의 동작시에,
상기 밸브스템(141)이 최저 변위(L1)와 최대 변위(L2)의 사이에 위치하도록 동작하여서, 상기 선단 밸브포트(145)가 상기 열원환수 유입구(111)를 부분적으로 개방하고, 동시에 상기 중앙 밸브포트(146)가 상기 중앙 시트링(116)의 중앙통공(116a)을 부분적으로 개방함으로써, 열교환기(300)의 직수(W21)와 열교환된 환수(W12)가 열원환수 유입구(111)로 유입되어서 환수 유출구(121a)로 유출되도록 유로를 안내하며, 동시에 난방수 환수관(232)에서 난방환수 유입구(122a)로 유입되는 난방환수(W32)가 상기 환수 유출구(121a)로 유출되도록 유로를 안내하는 것을 특징으로 하는 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 열원환수 유입구(111)에 내삽되고, 상기 열원환수 유입구(111)로 유입된 열교환된 환수(W12)가 통과되도록 열원환수 유입구(111)와 연통되는 유체 통과홀(161a)이 중앙에 관통형성되어 있는 밸브시트체(161)가 더 포함되어서 구성되고,
상기 밸브시트체(161)의 상단에는 유체 통과홀(161a)의 가장자리를 따라서 시트 안착돌테(161b)가 밸브스템(141)이 있는 쪽인 상방으로 돌출 형성되어 있으며,
상기 선단 밸브포트(145)는 상기 시트 안착돌테(161b)에 밀착되어서 상기 열원환수 유입구(111)를 폐색(close)하는 것을 특징으로 하는 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브.
청구항 2에 있어서,
상기 밸브스템(141)에 축설되고, 상기 선단 밸브포트(145)와 중앙 밸브포트(146)를 설정된 간격을 유지한 채로 동시에 홀딩하기 더블 홀더(150)가 더 포함되어서 구성되고,
상기 선단 밸브포트(145)는, 상기 더블 홀더(150)의 하측에 홀딩되어서 상기 밸브스템(141)에 고정되고,
상기 중앙 밸브포트(146)는, 상기 더블 홀더(150)의 상단에 홀딩되어서 상기 밸브스템(141)에 고정되어 있으며,
상기 더블 홀더(150)는,
상기 밸브스템(141)이 내삽되도록 삽입홀(153a)이 길이방향으로 관통형성되어 있는 연결대(153)와,
상기 연결대(153)의 하단에 형성되어 있고, 상기 선단 밸브포트(145)를 수용하기 위한 제1 수용홈(151a)이 상방으로 요입 형성되어 있어서 상기 선단 밸브포트(145)를 고정하기 위한 제1 고정대(151)와,
상기 연결대(153)의 상단에 형성되어 있고, 상기 중앙 밸브포트(146)를 수용하기 위한 제2 수용홈(152a)이 하방으로 요입 형성되어 있어서 상기 중앙 밸브포트(146)를 고정하기 위한 제2 고정대(152)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브.
청구항 3에 있어서,
상기 중앙 밸브포트(146)에는, 제2 체결공(146a)의 상측에서 외향으로 확개되도록 요입 형성된 안착홈부(146c)가 형성되어 있고,
벨브스템(141)이 내삽되도록 중앙에는 중앙공(171a)이 형성되어 있고, 상기 안착홈부(146c)에 완전히 내삽되도록 안착되는 평탄 형상의 바닥부(171)와,
상기 바닥부(171)의 가장자리에서 등간격으로 상방으로 돌출 형성되는 복수의 유량조절월(wall)(172)를 포함하여 구성되는 유량조절구(170)가 더 포함되어서 구성되고,
상기 복수의 유량조절월(172)은 상호 등간격으로 이격되어서 상기 바닥부(171)의 가장자리를 따라서 상방으로 형성되어 있고,
상기 유량조절월(172) 사이에는 유체를 통과시키기 위한 유량조절홈부(173)가 형성되어 있으며,
상기 유량조절월(172)은 상방으로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성되어 있어서, 상기 유량조절홈부(173)는 상방으로 갈수록 폭이 넓어지도록 형성되며,
상기 중앙 밸브포트(146)가 상기 중앙 시트링(116)으로 아래로 이격되는 거리에 따라서 중앙통공(116a)을 통과하는 유체의 양이 비례하여 증가하는 것을 특징으로 하는 온수 및 난방수 공급 시스템용 유로 제어 밸브.