KR102607375B1 - 재순환 밸브 및 이를 이용한 온수 재순환 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 재순환 밸브는, 원수가 가열되어 생성되는 온수를 수요처로 공급하기 위한 온수공급관에 연통되어 내부를 통해 온수가 유동하는 온수유로와, 원수인 냉수를 수요처로 공급하기 위한 냉수공급관에 연통되어 내부를 통해 냉수가 유동하는 냉수유로와, 상기 온수유로와 상기 냉수유로를 연통하여, 상기 온수유로 중의 온수를 상기 냉수유로로 유동시키는 재순환유로를 구비하는 하우징; 상기 재순환유로를 폐쇄 또는 개방하기 위해 구비되며, 냉수 또는 온수의 사용 시에는 상기 재순환유로를 폐쇄하고, 냉수 및 온수의 미사용 시에는 상기 재순환유로를 개방하는 수압판; 및 상기 재순환유로를 통한 온수의 통과 유량을 조절하기 위해 구비되며, 상기 온수의 수온이 기준온도 미만일 때 상기 재순환유로를 통해 흐를 수 있는 온수의 유량이, 상기 온수의 수온이 상기 기준온도 이상일 때 상기 재순환유로를 통해 흐를 수 있는 온수의 유량보다 크도록, 상기 온수의 수온에 따라 변형되는 바이메탈 판을 포함하되, 상기 온수의 수온이 상기 기준온도 이상일 때 상기 재순환유로를 통해 흐를 수 있는 온수의 유량은 0보다 크다.

Description

재순환 밸브 및 이를 이용한 온수 재순환 시스템 {RECIRCULATION VALVE AND HOT WATER RECIRCULATION SYSTEM USING THE SAME}

본 발명은 온수 재순환 조절용 재순환 밸브와 이를 이용한 온수 재순환시스템에 관한 것이다.

온수를 항상 특정 온도 이상의 온도로 공급하기 위해, 온수가 배출되지 않는 상태에서도 온수에 해당하는 물이 온수 공급 시스템을 순환하여 보일러에서 지속적으로 가열된다.

그러나 이러한 재순환 시스템에서 온수가 지속적으로 가열됨에 따라 데워진 온수가 냉수관으로 지속적으로 유입될 수 있다. 이 과정에서 온수가 냉수관으로 지속적으로 유입되는 것을 중단시켜줄 필요가 있으며, 온수가 냉수관으로 유입되는 것을 중단하는 과정에서 발생하는 충격이 배관과 구성요소에 작용하여, 피로도가 누적될 수 있다.

또한 사용자가 온수 및 냉수를 사용함에 있어서, 높은 온도의 온수가 수전을 통해서 공급되는 것은 바람직하지 않아서, 온수가 어떠한 한계 온도 이상의 온도를 가지는 경우, 온수가 재순환해 열원에 의해서 가열되는 것이 중단될 필요가 있다.

본 발명은 이와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 온수 재순환을 조절할 수 있되 소음과 충격이 저감된 재순환 밸브와 이를 이용한 온수 재순환 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 재순환 밸브는, 원수가 가열되어 생성되는 온수를 수요처로 공급하기 위한 온수공급관에 연통되어 내부를 통해 온수가 유동하는 온수유로와, 원수인 냉수를 수요처로 공급하기 위한 냉수공급관에 연통되어 내부를 통해 냉수가 유동하는 냉수유로와, 상기 온수유로와 상기 냉수유로를 연통하여, 상기 온수유로 중의 온수를 상기 냉수유로로 유동시키는 재순환유로를 구비하는 하우징; 상기 재순환유로를 폐쇄 또는 개방하기 위해 구비되며, 냉수 또는 온수의 사용 시에는 상기 재순환유로를 폐쇄하고, 냉수 및 온수의 미사용 시에는 상기 재순환유로를 개방하는 수압판; 및 상기 재순환유로를 통한 온수의 통과 유량을 조절하기 위해 구비되며, 상기 온수의 수온이 기준온도 미만일 때 상기 재순환유로를 통해 흐를 수 있는 온수의 유량이, 상기 온수의 수온이 상기 기준온도 이상일 때 상기 재순환유로를 통해 흐를 수 있는 온수의 유량보다 크도록, 상기 온수의 수온에 따라 변형되는 바이메탈 판을 포함하되, 상기 온수의 수온이 상기 기준온도 이상일 때 상기 재순환유로를 통해 흐를 수 있는 온수의 유량은 0보다 크고, 상기 재순환유로에는, 상기 재순환유로를 가로지르도록 배치되는 격막과 상기 온수가 관통하여 흐를 수 있도록 상기 격막에 형성되는 재순환 개구를 포함하는 바이메탈 케이스가 배치되고, 상기 온수의 수온이 상기 기준온도 미만일 때 상기 바이메탈 판과 상기 재순환 개구가 이격된 거리는, 상기 온수의 수온이 상기 기준온도 이상일 때 상기 바이메탈 판과 상기 재순환 개구가 이격된 거리보다 크고, 상기 재순환유로를 따라 온수가 유동하는 방향을 기준방향이라 할 때, 상기 바이메탈 판을 바라보는 상기 바이메탈 케이스의 기준방향 반대측면에 형성되는 홈에 배치되는 접촉 오링은, 상기 바이메탈 판과 접촉하는 상기 바이메탈 케이스의 일부분보다 기준방향측에 배치되고, 상기 온수의 수온이 상기 기준온도 이상일 때 상기 바이메탈 판과 상기 재순환 개구가 이격된 거리는 0보다 크다.

본 발명의 실시예에 따른 온수 재순환 시스템은, 유입된 원수인 냉수 또는 회송된 물을 가열하여 온수를 형성하는 열원; 상기 열원과 연결되어 상기 온수를 수요처로 공급하는 온수공급관; 냉수원과 연결되어 상기 냉수를 상기 수요처로 공급하는 냉수공급관; 상기 온수공급관 및 상기 냉수공급관에 연결되고, 상기 온수공급관으로부터 전달받은 상기 온수를 상기 냉수공급관으로 전달함으로써 상기 회송된 물을 형성하는 재순환유로를 구비하는 재순환 밸브; 및 상기 냉수원과 상기 열원을 연결하고, 상기 냉수공급관과 연결되며, 상기 냉수를 상기 냉수원으로부터 상기 열원으로 압송하거나 상기 재순환유로를 통해 상기 냉수공급관에 전달된 회송된 물을 상기 열원으로 압송하는 펌프를 구비하는 재순환관을 포함하되, 상기 재순환 밸브는, 상기 온수공급관에 연결되어 온수가 유동하는 온수유로와, 상기 냉수공급관에 연결되어 냉수가 유동하는 냉수유로 및 상기 온수유로와 상기 냉수유로를 연통하여 상기 온수유로를 따라 흐르는 온수를 상기 냉수유로로 유동시키는 상기 재순환유로가 형성되는 하우징; 상기 냉수유로에 구비되어, 냉수 및 온수의 미사용 시에는 상기 재순환유로를 개방하고, 냉수 또는 온수의 사용 시에는 상기 재순환유로를 폐쇄하는 수압판; 및 상기 재순환유로에 구비되고, 상기 온수유로에서 유동하는 온수의 수온에 따라 변형되어 상기 재순환유로를 따라 흐르는 온수의 유량을 조절하는 바이메탈 판을 포함하고, 상기 바이메탈 판은, 상기 재순환유로를 완전히 폐쇄하지 않고, 상기 재순환유로에는, 상기 재순환유로를 가로지르도록 배치되는 격막과 상기 온수가 관통하여 흐를 수 있도록 상기 격막에 형성되는 재순환 개구를 포함하는 바이메탈 케이스가 배치되고, 상기 온수의 수온이 상기 기준온도 미만일 때 상기 바이메탈 판과 상기 재순환 개구가 이격된 거리는, 상기 온수의 수온이 상기 기준온도 이상일 때 상기 바이메탈 판과 상기 재순환 개구가 이격된 거리보다 크고, 상기 재순환유로를 따라 온수가 유동하는 방향을 기준방향이라 할 때, 상기 바이메탈 판을 바라보는 상기 바이메탈 케이스의 기준방향 반대측면에 형성되는 홈에 배치되는 접촉 오링은, 상기 바이메탈 판과 접촉하는 상기 바이메탈 케이스의 일부분보다 기준방향측에 배치되고, 상기 온수의 수온이 상기 기준온도 이상일 때 상기 바이메탈 판과 상기 재순환 개구가 이격된 거리는, 0보다 크다.

이에 따라, 워터 해머 현상이 저감되어 바이메탈 판과 재순환 밸브에 큰 충격이 가해지지 않고 소음이 감소한 상태에서도 온수의 재순환이 용이하게 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환 밸브를 이용한 온수 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환 밸브의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환 밸브의 종단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환 밸브의 바이메탈 판이, 온수의 온도가 기준온도 미만일 때 가지는 형태를 도시한 종단면도이다.
도 5는 온수의 재순환이 이루어지고, 온수의 온도가 기준온도 미만일 때 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환 밸브의 상태를 도시한 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환 밸브의 바이메탈 판이, 온수의 온도가 기준온도 이상일 때 가지는 형태를 도시한 종단면도이다.
도 7은 온수의 재순환이 이루어지고, 온수의 온도가 기준온도 이상일 때 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환 밸브의 상태를 도시한 종단면도이다.
도 8은 냉수가 사용될 때 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환 밸브의 상태를 도시한 종단면도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환 밸브(1)를 이용한 온수 재순환 시스템(100)의 개념도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환 밸브(1)를 이용한 온수 재순환 시스템(100)은, 열원(30), 재순환 밸브(1), 온수공급관(41), 냉수공급관(42) 및 재순환관(43)을 포함한다.

열원(30)은 유입된 원수인 냉수 또는 회송된 물을 가열하여 온수를 형성하는 구성요소이다. 따라서 연료의 연소를 통해 현열 및 연소가스의 잠열을 이용하여 냉수를 가열하는 열교환기를 포함하는 보일러가 열원(30)으로 배치될 수 있다. 그러나 냉수 또는 회송된 물을 주입받아 가열하여 온수를 형성하여 내보낼 수 있는 장치라면 보일러 대신 다른 장치가 배치되어 열원(30)으로 사용될 수 있다.

열원(30)은 유입된 물의 온도가 일정 온도 미만이거나 유입된 물의 유량이 작동 유량 미만일 때 작동하여, 유입된 물을 가열해서 온수로 형성해 내보낼 수 있다. 따라서 유량을 조절함에 따라 열원(30)의 작동을 제어할 수도 있다. 이러한 동작을 위해, 열원(30)에는 유량을 측정할 수 있는 유량 센서(미도시)가 배치될 수 있고, 유량 센서가 생성하는 전기적 신호에 따라 열원(30)을 동작시킬 수 있는 마이크로프로세서 등으로 구성된 제어부(미도시)가 더 구비될 수 있다.

열원(30)에는 재순환관(43)이 연결되어 냉수공급관(42)으로부터 전달되는 원수인 냉수 또는 회송된 물이 유입될 수 있다. 이러한 냉수 또는 회송된 물을 원수로 하여, 원수가 열원(30)에 의해 가열되어 온수가 되어 배출된다. 열원(30)에는 온수공급관(41)이 연결되어 온수가 온수공급관(41)을 통해 배출된다.

온수공급관(41)은 열원(30)과 연결되어 온수를 수요처(51)로 공급하는 구성요소로, 일단이 열원(30)에 연결되고, 타단이 재순환 밸브(1)를 통과하여 수요처(51)에 연결된다. 따라서 온수공급관(41)은 온수를 열원(30)으로부터 수요처(51)로 전달하는 역할을 한다. 온수공급관(41)은 열원(30)으로부터 나와 재순환 밸브(1)를 통과해 수요처(51)에 연결되거나, 온수공급관(41)으로부터 분기된 기타 온수공급관(411)을 통해 기타 수요처(52)에 직접 연결되어, 각 수요처(51) 및 기타 수요처(52)에 대해 온수를 공급할 수 있다.

수요처(51)와 기타 수요처(52)는 도시된 것과 같이 온수와 냉수를 외부로 배출하고, 배출하는 정도를 조절할 수 있는 수전일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

냉수공급관(42)은 냉수원과 연결되어 냉수를 각 수요처(51)로 공급하는 구성요소이다. 냉수공급관(42)의 일단이 냉수를 공급하는 상수원인 외부의 냉수원에 연결되어, 냉수를 공급받아 유동시키거나, 냉수공급관(42)으로부터 분기된 기타 냉수공급관(421)을 통해서 기타 수요처(52)에 직접 연결되어 냉수를 공급할 수 있다. 도시된 것과 같이 냉수공급관(42)은 수요처(51)에 연결되기 전에, 재순환 밸브(1)를 통과할 수 있다.

재순환관(43)은 냉수공급관(42)과 연결되어, 냉수를 냉수원으로부터 열원(30)으로 유동시키거나 후술할 재순환 밸브(1)의 하우징(10, 16, 17)에 형성된 재순환유로(13)를 통해 냉수공급관(42)에 전달된 회송된 물을 열원(30)으로 유동시키는 구성요소이다. 따라서 재순환관(43)은 냉수원과 열원(30)을 직간접적으로 연결하여, 냉수가 열원(30)으로 전달되도록 할 수 있다. 또한 재순환유로(13)에서 생성되어 냉수공급관(42)을 통해 열원(30)으로 전달되도록 할 수도 있다. 즉 열원(30)에 물을 전달하는 구성요소이다.

도시된 것과 같이 냉수공급관(42)에서 냉수가 흐르는 방향을 기준으로, 냉수공급관(42)이 분기되는 개소보다 상류에 위치한 냉수공급관(42)의 일 개소에 재순환관(43)의 일단이 연결되고, 재순환관(43)의 타단이 열원(30)에 연결된다. 따라서 냉수가 흐르는 방향과 반대되는 방향으로 흘러서 상기 일 개소로 돌아오는 회송된 물과, 냉수원으로부터 하류로 흘러 상기 일 개소로 전달되는 냉수가 재순환관(43)을 통해 열원(30)으로 전달될 수 있다.

재순환관(43)이 이와 같이 냉수 또는 회송된 물을 열원(30)으로 전달하기 위해, 펌프(431)가 재순환관(43)에 구비될 수 있다. 펌프(431)는 재순환관(43)에서 유동하는 냉수 또는 회송된 물을 가압하여 열원(30)으로 압송한다. 따라서 펌프(431)가 전체 재순환 시스템의 온수가 순환하도록 하는 동력을 제공한다. 펌프(431)는 온수가 수요처(51)로 배출될 때 또는 온수가 재순환 할 때 사용된다.

재순환 밸브(1)는 본 발명의 일 실시예에 따른 온수 재순환 시스템(100)의 온수의 재순환 여부를 결정하는 구성요소이다. 재순환 밸브(1)는 온수공급관(41) 및 냉수공급관(42)에 연결되고, 온수공급관(41)으로부터 전달받은 온수를 냉수공급관(42)으로 전달함으로써 회송된 물을 형성하는 재순환유로(도 3의 13)를 구비한다. 따라서 온수 재순환 시스템(100)은, 다음과 같이 작동한다.

냉수가 냉수원으로부터 냉수공급관(42)에 제공된다. 냉수의 일부는 기타 냉수공급관(421)을 통해 기타 수요처(52)에 제공되거나, 냉수공급관(42)과 재순환 밸브(1)를 통해 수요처(51)로 전달된다. 냉수의 다른 일부는 재순환관(43)을 통해 열원(30)으로 전달된다.

열원(30)은 냉수를 가열하여 온수를 형성해 내보낸다. 온수의 일부는 기타 온수공급관(411)을 통해 배출되어, 기타 수요처(52)에 제공되거나, 온수공급관(41)과 재순환 밸브(1)를 통해 수요처(51)로 전달된다. 온수의 다른 일부는 재순환 밸브(1)의 재순환유로(13)를 통해 냉수공급관(42)으로 제공되어, 냉수공급관(42)을 따라 냉수가 흐르는 방향과 반대되는 방향으로 회송될 수 있다.

냉수공급관(42)을 따라 역방향으로 회송된 물은, 재순환관(43)을 통해 열원(30)으로 유동한다. 회송된 물을 열원(30)이 다시 가열하여, 온수를 형성해 온수공급관(41)을 통해 내보낸다. 재순환 밸브(1)가 이러한 재순환과정이 이루어지는 중, 재순환되는 온수의 유량을 조절한다.

이하, 도면을 참조하여 재순환 밸브(1)의 구성에 대해서 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환 밸브(1)의 분해사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환 밸브(1)의 종단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환 밸브(1)는, 하우징(10, 16, 17), 수압판(14) 및 바이메탈 판(19)을 포함한다. 또한 재순환 밸브(1)는 바이메탈 케이스(18)를 더 포함할 수 있다.

하우징(10, 16, 17)

하우징(10, 16, 17)은 재순환 밸브(1)의 외관을 형성하는 구성요소이다. 하우징(10, 16, 17)은 내부가 뚫려있는 하우징 바디(10)와, 하우징 바디(10)에 형성된 개구들 중 일부를 덮는 전면 커버(16) 및 후면 커버(17)를 포함한다. 또한 하우징(10, 16, 17)의 개방된 내부는, 온수유로(11), 냉수유로(12) 및 재순환유로(13)를 포함한다.

온수유로(11)는 하우징(10, 16, 17)의 개구들 중 2개의 개구를 잇는 유로로, 원수가 가열되어 생성되는 온수를 수요처(51)로 공급하기 위한 온수공급관(41)에 연통되어, 내부를 통해 온수가 유동한다. 따라서 온수유로(11)는 온수공급관(41)의 일부와 연통되어 온수를 공급받는 온수공급유로(111)와, 하우징(10, 16, 17)의 내부로부터 온수를 배출하여 온수공급관(41)의 다른 일부를 통해 수요처(도 1의 51)로 온수를 공급하는 온수배출유로(112)를 포함한다. 온수공급유로(111)와 온수배출유로(112)는, 각각 다른 개구에 연결된다. 도시된 것과 같이, 온수공급유로(111)와 온수배출유로(112)는 동일한 직선을 따라 연장되어 배치될 수 있다.

온수공급유로(111)와 온수배출유로(112)의 사이에는 전면 커버(16)가 배치될 수 있다. 전면 커버(16)의 내부는 개방되어, 온수공급유로(111)와 온수배출유로(112)를 서로 연통시킬 수 있다. 따라서 전면 커버(16)는 온수유로(11)의 일부를 형성할 수 있다. 전면 커버(16)는 하우징(10, 16, 17)에 분리 가능하게 결합되어, 후술할 바이메탈 판(19)과 바이메탈 케이스(18)의 조립 및 교체를 용이하게 할 수 있다. 전면 커버(16)에서의 온수 유출이 일어나지 않도록 전면 커버(16)와 하우징(10, 16, 17)의 수밀을 유지시키는 전면 커버 오링(161)이, 전면 커버(16)와 하우징 바디(10)의 경계에 배치될 수 있다. 전면 커버 오링(161)은 탄성을 가지는 소재로 형성될 수 있다.

전면 커버(16)가 배치되는 영역에서, 재순환유로(13)가 온수유로(11)와 연통된다. 따라서 온수공급유로(111)를 통해 제공된 온수는 온수배출유로(112)로 일부가 전달되고, 전면 커버(16)가 배치되는 영역에서 재순환유로(13)로 나머지 일부가 유동하여 재순환 과정에 들어갈 수 있다.

냉수유로(12)는 원수인 냉수를 수요처(51)로 공급하기 위한 냉수공급관(42)에 연통되어 내부를 통해 냉수가 유동하는 유로이다. 냉수유로(12)는, 하우징(10, 16, 17)의 내부로 냉수를 공급하고, 후술할 재순환유로(13)를 따라 유입된 온수를 재순환을 위해 하우징(10, 16, 17)의 외부로 배출하는 냉수공급유로(121)와, 하우징(10, 16, 17)의 외부로 냉수를 배출하는 냉수배출유로(122)를 포함한다. 또한 냉수유로(12)는, 냉수공급유로(121)와 냉수배출유로(122)를 서로 연결하고, 재순환유로(13)와 연통되며 후술할 수압판(14)을 내부에 수용하는 냉수중간유로(123)를 포함한다. 따라서 냉수는 냉수공급유로(121)로부터 냉수중간유로(123)를 통해 냉수배출유로(122)로 전달되어 수요처(51)로 전달된다.

냉수공급유로(121) 및 냉수배출유로(122)는, 냉수중간유로(123)가 연장된 방향을 따라 서로 이격되어 냉수중간유로(123)에 연통된다. 따라서 서로 엇갈리도록 배치되어, 냉수공급유로(121)에서 유동하는 냉수가, 냉수중간유로(123)를 거치지 않거나 냉수중간유로(123)가 수용하고 있는 수압판(14)의 방해를 받지 않고 바로 냉수배출유로(122)로 전달되지 않는다. 냉수공급유로(121)에서 유동하는 냉수는, 냉수중간유로(123)를 거쳐서 냉수배출유로(122)로 전달된다.

도시된 것과 같이, 냉수공급유로(121)와 냉수배출유로(122)는, 그 연장된 방향이 서로 일직선상에 놓이지 않을 수 있다. 또한 물체에 중력이 작용하는 방향을 연직방향이라고 할 때, 냉수배출유로(122)가 냉수공급유로(121)보다 연직방향에서 상측에 위치할 수 있다. 냉수공급유로(121)와 냉수배출유로(122)는 연직방향을 따라 연장되되, 냉수중간유로(123)는 연직방향과 수직한, 수평한 방향을 따라 연장될 수 있다.

냉수중간유로(123)의 일단은 재순환유로(13)와 연통되고, 타단은 후면 커버(17)에 의해서 폐쇄될 수 있다. 따라서 온수유로(11)로부터 재순환유로(13)를 통해 냉수중간유로(123)로 온수가 전달되고, 이렇게 전달된 온수는 냉수공급유로(121)로 자연스럽게 유동하여, 냉수가 유동하는 방향과 반대되는 방향으로 유동해, 회송된 물이 된다.

냉수중간유로(123)의 수밀을 유지하기 위해, 냉수중간유로(123)를 구성하는 하우징 바디(10)의 내측면과 후면 커버(17)의 경계에 후면 커버 오링(172)이 배치될 수 있다. 후면 커버 오링(172)은 탄성을 가지는 소재로 형성될 수 있다.

재순환유로(13)는 온수유로(11)와 냉수유로(12)를 연통하여, 온수유로(11) 중의 온수를 냉수유로(12)로 유동시키는 유로이다. 재순환유로(13)에는 후술할 바이메탈 케이스(18)와 바이메탈 판(19)이 배치될 수 있다. 재순환유로(13)는 냉수중간유로(123)와 마찬가지로, 연직방향에 수직한, 수평한 방향으로 개방되어 형성될 수 있다.

수압판(14)

수압판(14)은 재순환유로(13)를 폐쇄 또는 개방하기 위해 구비되는 구성요소이다. 수압판(14)은 냉수중간유로(123)에 수용될 수 있으며, 냉수중간유로(123)가 연장된 방향을 따라서 이동할 수 있다. 수압판(14)은 냉수 또는 온수의 사용 시에는 이동하여 재순환유로(13)를 폐쇄하고, 냉수와 온수의 미사용 시에는 냉수 또는 온수의 사용 시에 이동했던 방향과 반대되는 방향으로 이동하여 재순환유로(13)를 개방한다. 냉수 또는 온수의 사용 시 수압판(14)이 이동하는 방향은, 재순환유로(13)를 따라 온수가 유동하는 기준방향(D)의 반대방향이고, 냉수와 온수의 미사용 시 이동하는 방향은 기준방향(D)과 같을 수 있다.

냉수를 공급하는 냉수원의 직수압이 온수유로(11)의 내부압력보다 높다. 따라서 냉수만이 사용되어 냉수유로(12)의 내부압력이 다소 낮아진다 하더라도, 온수유로(11)의 내부압력에 비해서는 높아, 수압판(14)은 냉수에 의해 기준방향(D)의 반대방향으로 가압되어 재순환유로(13)를 폐쇄한 상태가 유지된다. 온수만이 사용되는 경우에도, 냉수가 배출되지 못하는 냉수유로(12)의 내부압력이, 펌프(도 1의 431)에 의해 가압되지만 온수가 배출되면서 다소 낮아진 온수유로(11)의 내부압력보다 높다. 따라서 수압판(14)은 냉수에 의해 기준방향(D)의 반대방향으로 가압되어 재순환유로(13)를 폐쇄한 상태가 유지된다. 동일한 이유로 냉수와 온수가 같이 사용되어도 재순환유로(13)는 수압판(14)에 의해 폐쇄된다.

이와 같이 온수 또는 냉수가 사용될 때 재순환유로(13)가 폐쇄되어 있으므로, 냉수와 온수가 서로 섞여 원치 않는 수온을 가진 채로 수요처(도 1의 51)에 공급되는 상황이 방지된다.

수압판(14)은 샤프트(141), 플랜지(142) 및 암(143)을 포함할 수 있다. 샤프트(141)는 수압판(14)의 뼈대가 되는 구성요소로, 냉수중간유로(123)가 연장된 방향을 따라 연장되고, 냉수중간유로(123)를 정의하는 하우징(10, 16, 17)의 내측면을 형성하는 후면 커버(17)에 의해 지지된다. 샤프트(141)의 일단은 재순환유로(13)를 개방하거나 폐쇄할 수 있도록 재순환유로(13)와 인접하게 배치되고, 샤프트(141)의 타단은 후면 커버(17)의 슬라이딩 홀(171)에 삽입된다. 따라서 냉수중간유로(123)가 연장된 방향을 따라 샤프트(141)가 슬라이딩 홀(171)에 의해 안내된 상태로 슬라이딩하면서 직선운동 할 수 있다.

플랜지(142)는 샤프트(141)로부터 반경방향으로 확장된 부분으로, 냉수나 온수에 의해 가압됨으로써, 수압판(14)이 냉수중간유로(123)가 연장된 방향을 따라 직선이동 가능하도록 한다. 플랜지(142)는 냉수중간유로(123)의 내측면 형상에 대응되도록 그 외측면이 형성될 수 있다. 그러나 온수나 냉수가 플랜지(142)의 외측면과 하우징 바디(10)의 내측면 사이에서 유동할 수 있도록, 하우징 바디(10)의 내측면으로부터 플랜지(142)의 외측면이 이격되어 이격공간(G)을 형성한다. 따라서 플랜지(142)에 의해 냉수중간유로(123)가 완전히 구분되지는 않는다. 재순환유로(13)를 거친 온수가 플랜지(142)를 가압할 경우, 온수가 유동하는 기준방향(D)으로 플랜지(142)가 온수에 의해 가압되어 수압판(14) 전체가 기준방향(D)으로 이동할 것이다. 냉수가 플랜지(142)를 가압할 경우, 기준방향(D)의 반대방향으로 플랜지(142)가 냉수에 의해 가압되어 수압판(14) 전체가 기준방향(D)의 반대방향으로 이동할 것이다.

암(143) 역시 플랜지(142)와 같이 샤프트(141)로부터 반경방향으로 확장되되, 냉수중간유로(123)를 향해 방사형으로 복수 개의 가지가 연장된 것과 같이 형성된다. 암(143)은 하우징 바디(10)의 내측면에 접촉할 수 있다. 따라서 암(143)은 하우징 바디(10)의 내측면에 대해 샤프트(141)를 지지하여, 냉수중간유로(123) 내에서 수압판(14)이 본 위치에서 이탈하지 않고 잘 직선운동 하도록 돕는 역할을 하나, 플랜지(142)와 같이 온수나 냉수에 의해 가압되어 수압판(14)을 이동시키는 구성요소는 아니다.

수압판(14)은, 재순환유로(13)와 인접한 영역에, 탄성을 가지는 소재로 형성되는 패킹(145)을 포함한다. 즉 샤프트(141)의 일단에 패킹(145)이 배치된다. 패킹(145)은 탄성을 가지는 고무와 같은 소재로 형성되어, 후술할 바이메탈 케이스(18)의 재순환 개구(182)를 덮도록 배치될 수 있다. 탄성을 가지는 패킹(145)이 재순환 개구(182)와 접촉함으로써, 재순환 개구(182)가 받는 충격을 완화하고 재순환유로(13)의 수밀을 유지할 수 있다. 패킹(145)은 도시된 것과 같이 원기둥형으로 형성되고, 샤프트(141)의 일단이 삽입되어 결합되도록 샤프트(141)의 일단을 둘러싸는 형상의 내측 홈을 가질 수 있으나, 그 형상이 이에 제한되지 않는다.

수압판(14)은 하우징(10, 16, 17)의 내측면에 수압판(14)을 연결하는 탄성부재(15)를 더 포함할 수 있다. 탄성부재(15)의 일단이 수압판(14)에 연결되고, 타단이 하우징(10, 16, 17)의 내측면에 연결된다. 본 발명의 일 실시예에서는 하우징(10, 16, 17)을 구성하는 후면 커버(17)에 탄성부재(15)가 연결된다. 탄성부재(15)는 나선형 용수철일 수 있으나, 그 종류가 이에 제한되지는 않는다.

탄성부재(15)는, 냉수와 온수의 미사용 시 온수의 수온이 기준온도 이상일 때, 인장되지 않고 압축되지도 않은 기본 길이를 가진다. 탄성부재(15)의 길이가 기본 길이일 때, 수압판(14)이 냉수중간유로(123)의 내부에서 위치하는 개소를 기본 위치라고 한다. 즉, 탄성부재(15)는 상술한 조건이 만족될 때 기본 길이를 가져 수압판(14)을 기본 위치에 위치시킨다. 기본 위치에서 수압판(14)의 패킹(145)은, 재순환유로(13)를 폐쇄하지 않는다.

탄성부재(15)는 냉수의 사용 시 냉수가 수압판(14)을 가압하여 이동시키는 힘에 의해 인장될 수 있다. 수압판(14)이 냉수의 수압에 의해 재순환유로(13)와 가까워지는 방향인, 기준방향(D)의 반대방향으로 이동하고, 수압판(14)에 일단이 결합된 탄성부재(15)는 하우징(10, 16, 17)의 내측면에 타단이 연결되어 있으나 하우징(10, 16, 17)의 내측면이 이동하지 않으므로 인장되며, 탄성부재(15)는 탄성에 의한 복원력을 수압판(14)에 기준방향(D)으로 작용한다. 따라서 냉수 사용이 종료되어 복원력 외에 수압판(14)에 작용하는 외력이 사라지거나 나머지 외력들이 평형상태를 이루는 경우, 복원력에 의해 수압판(14)이 기본 위치로 복귀할 수 있다.

탄성부재(15)는 냉수 및 온수의 미사용 시 온수의 수온이 기준온도 미만일 때, 펌프(도 1의 431)에 의해 가압되어 재순환유로(13)를 따라서 기준방향(D)으로 냉수중간유로(123)에 유입되는 온수가 수압판(14)을 가압하여 이동시키는 힘에 의해 압축될 수 있다. 수압판(14)이 온수의 수압에 의해 재순환유로(13)로부터 멀어지는 방향인, 기준방향(D)으로 이동하므로, 탄성부재(15)가 수압판(14)과 하우징(10, 16, 17)의 내측면 사이에서 압축되는 것이다. 따라서 탄성부재(15)는 탄성에 의한 복원력을 수압판(14)에 기준방향(D)의 반대방향으로 작용한다. 따라서 온수의 수온이 기준온도 이상이 되어 재순환유로(13)를 따라 흐르는 온수의 유량이 줄어들고 복원력 외에 수압판(14)에 작용하는 외력이 사라지거나 나머지 외력들이 평형상태를 이루는 경우, 복원력에 의해 수압판(14)이 기본 위치로 복귀할 수 있다.

바이메탈 판(19)과 바이메탈 케이스(18)

바이메탈 판(19)과 바이메탈 케이스(18)가 재순환유로(13)에 더 구비되어, 재순환유로(13)를 따라 흐르는 온수의 통과 유량을 조절할 수 있다. 바이메탈 판(19)이 온수의 수온에 따라 변형되어, 온수의 수온이 기준온도 미만일 때 재순환유로(13)를 통해 흐를 수 있는 온수의 유량이, 온수의 수온이 상기 기준온도 이상일 때 재순환유로(13)를 통해 흐를 수 있는 온수의 유량보다 크도록 온수가 통과하는 유로의 단면적을 조절할 수 있다.

바이메탈 케이스(18)는 재순환유로(13)를 가로지르도록 배치되는 격막(181)과, 온수가 관통하여 흐를 수 있도록 격막(181)에 형성되는 재순환 개구(182)를 포함한다. 따라서 격막(181)이 온수의 흐름을 차단하나, 온수는 재순환 개구(182)를 통해서 유동할 수 있다. 격막(181)은 도시된 것과 같이 기준방향(D)에 직교하는 방향으로 재순환유로(13)를 가로지를 수 있으나, 배치되는 방향은 이에 제한되지 않는다.

바이메탈 케이스(18)는 재순환유로(13)에 형성되는 단턱(131)에 걸려서, 기준방향(D)으로 더 이탈되지 않도록 고정될 수 있다. 하우징 바디(10)와 바이메탈 케이스(18)의 외측면이 결합되고, 그 사이에 케이스 오링(183)이 배치된다.

바이메탈 케이스(18)와 재순환유로(13)를 구성하는 하우징 바디(10)의 내측면 사이에는 케이스 오링(183)이 배치될 수 있다. 탄성을 가지는 소재로 형성될 수 있는 케이스 오링(183)은, 바이메탈 케이스(18)와 하우징 바디(10)의 내측면 사이의 수밀을 유지하여 온수가 그 경계에서 새지 않도록 한다.

재순환 개구(182)를 둘러싸고 격막(181)의 바이메탈 판(19)을 바라보는 측면에 환형의 홈이 형성되어, 홈 내에 접촉 오링(184)이 배치될 수 있다. 접촉 오링(184)은 탄성을 가지는 소재로 형성되고, 바이메탈 케이스의 기준방향 반대측면(186)에 배치될 수 있다. 따라서 만약 바이메탈 판(19)이 재순환 개구(182)를 덮어서 차단하게 되더라도, 그 충격을 흡수할 수 있고, 수밀을 유지할 수 있다.

바이메탈 케이스의 기준방향 반대측면(186)에는, 바이메탈 판(19)의 홀(191)을 통과한 온수가 머무를 수 있는 리저버(185)가, 기준방향(D)으로 파여 형성될 수 있다. 따라서 온수가 바이메탈 판(19)의 홀(191)을 통과해 리저버(185)에 전달되고, 리저버(185)에서 바이메탈 판(19)과 바이메탈 케이스의 기준방향 반대측면(186)이 서로 이격된 틈새를 따라 재순환 개구(182)로 유동한다.

격막(181)의 둘레에는 기준방향(D)의 반대방향으로 연장되어 형성된 둘레부(187)가 더 형성될 수 있으며, 둘레부(187)는 전면 커버의 단부(162)와 결합될 수 있다. 전면 커버의 단부(162)의 외측면과 둘레부(187)의 내측면은 도시된 것과 같이 형합되도록 형성되어, 전면 커버의 단부(162)가 둘레부(187)의 내측면으로 삽입되어 결합될 수 있다.

전면 커버의 단부(162)와 격막(181)의 기준방향(D) 반대측면 사이에 서로 이격된 틈이 형성될 수 있고, 이러한 틈에 바이메탈 판(19)의 둘레가 결합되어 고정될 수 있다. 바이메탈 판(19)의 둘레가 고정되므로, 바이메탈 판(19)이 변형될 때 변형되는 부분은 바이메탈 판(19)의 둘레를 제외한 중심부가 된다.

바이메탈 판(19)은 온도에 따라 그 형상이 변화하는 바이메탈(bimetal)로 구성된다. 바이메탈은 열팽창계수가 상이한 2개의 금속이 맞닿아 양 단이 결합된 상태로 형성되는 부재로, 온도에 따라 2개의 금속이 서로 다른 비율만큼 신장하거나 수축하여 휘어진 방향과 정도가 바뀐다. 따라서 바이메탈 판(19)은 재순환 밸브(1)의 하우징(10, 16, 17) 내에서 유동하는 온수의 수온에 따라 그 형상이 변화할 수 있다.

바이메탈 판(19)의 테두리와 인접한 영역에는, 바이메탈 판(19)이 관통되어 형성되는 복수의 홀(191)이 서로 소정의 간격만큼 이격되어 배치될 수 있다. 따라서 온수가 홀(191)을 통해서 바이메탈 판(19)을 관통해 유동할 수 있고, 온수유로(11)로부터 재순환유로(13)로 유동할 수 있다. 구체적으로, 각 홀(191)의 직경은 바람직하게는 2.2mm일 수 있고, 홀(191)의 개수는 8개일 수 있다. 또한 바이메탈 판(19)의 직경은 바람직하게는 23.7mm 이상 23.8mm 이하일 수 있고, 그 두께는 0.4mm일 수 있으며, 바이메탈 판(19)이 변형되었을 때 최대 두께는 0.8mm일 수 있다.

바이메탈 판(19)은 재순환 개구(182)와 이격되어 배치된다. 온수의 수온이 기준온도 미만일 때 바이메탈 판(19)과 재순환 개구(182)가 이격된 거리는, 온수의 수온이 기준온도 이상일 때 바이메탈 판(19)과 재순환 개구(182)가 이격된 거리보다 크다. 따라서 온수의 수온이 기준온도 미만일 때 바이메탈 판(19)과 재순환 개구(182) 사이로 유동할 수 있는 온수의 유량은, 온수의 수온이 기준온도 이상일 때 바이메탈 판(19)과 재순환 개구(182) 사이로 유동할 수 있는 온수의 유량보다 크다.

온수의 수온이 기준온도 이상일 때 바이메탈 판(19)과 상기 재순환 개구(182)가 이격된 거리는, 0보다 크다. 그러나 온수의 수온이 기준온도 이상일 때 바이메탈 판(19)과 재순환 개구(182) 사이로 유동할 수 있는 온수의 유량은, 수압판(14)을 지지하고 있는 탄성부재(15)를 압축시키기에 충분하지 못한 유량일 수 있으며, 열원(30)을 작동시키기에 부족한 유량일 수 있고, 분당 2L일 수 있으며, 분당 1.5L 이상일 수 있으나, 그 구체적인 유량은 이에 제한되지 않는다.

바이메탈 판(19)은, 온수의 수온이 기준온도 미만일 때, 냉수유로(12)로부터 온수유로(11)를 향해 볼록한 형태로 만곡되고, 온수의 수온이 기준온도 이상일 때, 온수유로(11)로부터 냉수유로(12)를 향해 볼록한 형태로 만곡될 수 있다. 이러한 형상을 가지도록 변형됨으로써, 바이메탈 판(19)과 재순환 개구(182) 사이의 온수가 유동할 수 있는 유로의 단면적을 조절할 수 있다. 이하 냉수의 사용 여부와 온수의 수온에 따라 바이메탈 판(19) 및 수압판(14)이 어떻게 작용하여 온수 및 냉수를 어떻게 흐르게 하는지를 도면을 참조하여 설명한다.

재순환 - 온수의 수온이 기준온도 미만일 때

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환 밸브(1)의 바이메탈 판(19)이, 온수의 수온이 기준온도 미만일 때 가지는 형태를 도시한 종단면도이다. 도 5는 온수의 재순환이 이루어지고, 온수의 온도가 기준온도 미만일 때 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환 밸브(1)의 상태를 도시한 종단면도이다.

사용자가 수요처(51)에서 온수가 배출되도록 수전을 조절하거나, 온수 및 냉수가 배출되지 않도록 수전을 조절하여 온수의 재순환이 이루어지는 상태이므로, 온수는 온수공급관(41)을 통해 하우징 바디(10)의 내부로 제공된다. 온수공급유로(111)를 통해 온수유로(11)로 유입된 온수(W1)는 바이메탈 판(19)의 홀(191)을 통과하여 재순환 개구(182)를 통해 냉수중간유로(123)로 유동한다, 냉수중간유로(123)에서 유동하는 온수(W3)는, 플랜지(142)와 하우징 바디(10) 사이의 이격공간(G)을 통해 냉수공급유로(121)로 유동한다. 냉수공급유로(121)에서 유동하는 온수(W4)는 열원(30)으로 돌아가는 해 회송된 물이 된다. 이 때, 온수의 수온이 기준온도 미만이므로, 바이메탈 판(19)은 기준방향(D)의 반대방향을 향해 중심부가 볼록한 형태로 변형될 수 있다.

이 상황에서 바이메탈 판(19)을 통과하여 재순환 개구(182)를 통과하는 온수(W2)의 유량은, 수압판(14)을 가압해 탄성부재(15)를 압축시킬 수 있을 만큼의 유량이다. 탄성부재(15)는 수압판(14)을 가압하는 온수의 압력에 의해 기본 길이보다 압축되어, 수압판(14)을 기본 위치보다 재순환유로(13)에서 먼 개소에 위치시킨다.

온수의 수온이 기준온도 이상이 되는 경우, 탄성에 의한 복원력에 의해 탄성부재(15)는 기본 길이로 복귀하여 수압판(14)을 기본 위치에 다시 배치시킬 수 있다.

재순환 - 온수의 수온이 기준온도 이상일 때

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환 밸브(1)의 바이메탈 판(19)이, 온수의 온도가 기준온도 이상일 때 가지는 형태를 도시한 종단면도이다. 도 7은 온수의 재순환이 이루어지고, 온수의 온도가 기준온도 이상일 때 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환 밸브(1)의 상태를 도시한 종단면도이다.

온수의 재순환이 이루어지는 상태이므로, 온수(W1)는 온수공급관(41)과 온수공급유로(111)를 통과하고, 바이메탈 판(19)의 홀(191)을 통과하여 재순환 개구(182)를 통해 냉수중간유로(123)로 유동한다. 재순환유로(13)를 통과한 온수는 냉수중간유로(123)에서 플랜지(142)와 하우징 바디(10) 사이의 이격공간(G)을 통해 냉수공급유로(121)로 유동해 회송된 물이 된다. 이 때, 온수의 수온이 기준온도 이상이므로, 바이메탈 판(19)은 기준방향(D)을 향해 중심부가 볼록한 형태로 변형되거나, 기준방향(D)과 수직한 방향과 나란한 판형으로 변형될 수 있다. 이로 인해 바이메탈 판(19)과 바이메탈 케이스의 기준방향 반대측면(186) 사이의 간격이, 기준온도 미만일 때보다 좁아져, 재순환 개구(182)를 통해서 유동할 수 있는 온수(W5)의 유량이 감소하고, 자연스럽게 냉수중간유로(123)를 통해 흐르는 온수(W6)의 유량과, 냉수공급유로(121)를 통해 유동해 회송된 물이 될 수 있는 온수(W7)의 유량도 감소한다. 이 때 흐를 수 있는 유량은 상술한 바와 같다.

본 발명의 일 실시예에서는 온수의 수온이 기준온도 미만일 때 바이메탈 판(19)이 기준방향(D)의 반대방향으로 볼록하고, 기준온도 이상일 때 평행한 판 형태로 변형되도록 표현하였다. 그러나 온수의 수온이 기준온도 미만일 때 바이메탈 판(19)이 평행한 판 형태로 변형되고, 기준온도 이상일 때 기준방향(D)으로 볼록한 형태가 될 수도 있다.

온수의 수온이 기준온도 이상이고 냉수 및 온수가 미사용될 때 재순환유로(13)를 통해 흐를 수 있는 온수의 유량은, 원수를 가열하여 온수를 생성하는 열원(30)을 작동시킬 수 있는 유량인 작동 유량보다 작을 수 있다. 따라서 이러한 경우 온수는 재순환되나 열원(30)의 불필요한 작동은 중단되어, 온수가 더 이상 가열되지 않아, 지나치게 높은 온도로 과열되는 것을 막을 수 있다.

또한 냉수 및 온수가 미사용되고 온수의 수온이 기준온도 이하일 때의 온수의 유량은, 수압판(14)을 지지하는 탄성부재(15)를 압축시키기에 충분하지 않을 수 있고, 분당 2리터 이하일 수도 있다. 따라서 이러한 조건에서 탄성부재(15)는 인장되지 않고 압축되지도 않은 기본 길이를 가짐으로써, 수압판(14)을 기본 위치에 위치시켜서 재순환유로(13)를 개방해둔 상태이다.

만일 온수의 수온이 기준온도 이상이 될 때 바이메탈 판(19)이 재순환 개구(182)를 완전히 차단해 재순환유로(13)를 통해 흐를 수 있는 유량이 0이 되고 순간적으로 온수의 유동이 차단된다면, 펌프(431)가 온수를 가압하는 압력이 순간적으로 바이메탈 판(19)에 가해지고, 온수유로(11)에서 흐르는 온수의 관성이 그대로 바이메탈 판(19)에 전달되어 워터 해머(water hammer) 현상이 발생하게 되고, 재순환 밸브(1)와 바이메탈 판(19)의 내구성에 악영향을 미칠 수 있다.

그러나 본 발명의 일 실시예에서는 온수의 수온이 기준온도 이상일 때에도 일정 유량이 바이메탈 판(19)과 재순환유로(13)를 따라 흐를 수 있게 일정 정도의 새는 유량(leak)을 유지하여, 바이메탈 판(19)에 가해지는 압력을 분산시킬 수 있고, 워터 해머 현상을 저감하여 전체 재순환 밸브(1)와 바이메탈 판(19)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

냉수의 사용 시

도 8은 냉수가 사용될 때 본 발명의 일 실시예에 따른 재순환 밸브(1)의 상태를 도시한 종단면도이다.

사용자가 수요처(51)의 수전을 조절하여 냉수를 사용하도록 한 경우, 냉수공급관(42)을 통해 냉수유로(12)에 냉수(C1)가 제공된다. 냉수공급유로(121)를 통해서 냉수(C1)가 하우징 바디(10) 내부로 유입되고, 냉수(C2)는 냉수중간유로(123)에서 하우징 바디(10)의 내측면과 플랜지(142)의 외측면 사이에 형성된 이격공간(G)을 통과한다. 이렇게 냉수중간유로(123)를 통과한 냉수(C3)는 냉수배출유로(122)로 유동한다. 이러한 냉수가 냉수중간유로(123)에서 기준방향(D)의 반대방향으로 유동하므로, 수압판(14)의 플랜지(142)를 기준방향(D)의 반대방향으로 가압한다. 탄성부재(15)는 냉수의 사용 시, 수압판(14)을 가압하는 냉수의 압력에 의해 기본 길이보다 인장되어, 수압판(14)을 기본 위치보다 상기 재순환유로(13)에 인접한 개소에 위치시켜 재순환유로(13)를 폐쇄한다. 재순환유로(13)가 폐쇄됨에 따라, 재순환유로(13)를 온수(W1)가 통과할 수 없는 상태가 된다. 따라서 냉수와 온수가 섞이지 않으며, 냉수 사용 중에는 온수의 재순환이 일어나지 않는다.

냉수의 사용이 중단되면 탄성에 의한 복원력에 의해 탄성부재(15)는 기본 길이로 복귀하여 수압판(14)을 기본 위치에 다시 배치한다. 따라서 다시 온수의 재순환이 이루어질 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 재순환 밸브 10 : 하우징 바디
11 : 온수유로 12 : 냉수유로
13 : 재순환유로 14 : 수압판
15 : 탄성부재 16 : 전면 커버
17 : 후면 커버 18 : 바이메탈 케이스
19 : 바이메탈 판 30 : 열원
41 : 온수공급관 42 : 냉수공급관
43 : 재순환관 51 : 수요처
52 : 기타 수요처 100 : 온수 재순환 시스템
111 : 온수공급유로 112 : 온수배출유로
121 : 냉수공급유로 122 : 냉수배출유로
123 : 냉수중간유로 131 : 단턱
141 : 샤프트 142 : 플랜지
143 : 암 145 : 패킹
161 : 전면 커버 오링 162 : 전면 커버의 단부
171 : 슬라이딩 홀 172 : 후면 커버 오링
181 : 격막 182 : 재순환 개구
183 : 케이스 오링 184 : 접촉 오링
185 : 리저버
186 : 바이메탈 케이스의 기준방향 반대측면
187 : 둘레부 191 : 홀
411 : 기타 온수공급관 421 : 기타 냉수공급관
431 : 펌프 D : 기준방향
G : 이격공간

Claims (12)

1. 원수가 가열되어 생성되는 온수를 수요처로 공급하기 위한 온수공급관에 연통되어 내부를 통해 온수가 유동하는 온수유로와, 원수인 냉수를 수요처로 공급하기 위한 냉수공급관에 연통되어 내부를 통해 냉수가 유동하는 냉수유로와, 상기 온수유로와 상기 냉수유로를 연통하여, 상기 온수유로 중의 온수를 상기 냉수유로로 유동시키는 재순환유로를 구비하는 하우징;
   상기 재순환유로를 폐쇄 또는 개방하기 위해 구비되며, 냉수 또는 온수의 사용 시에는 상기 재순환유로를 폐쇄하고, 냉수 및 온수의 미사용 시에는 상기 재순환유로를 개방하는 수압판; 및
   상기 재순환유로를 통한 온수의 통과 유량을 조절하기 위해 구비되며, 상기 온수의 수온이 기준온도 미만일 때 상기 재순환유로를 통해 흐를 수 있는 온수의 유량이, 상기 온수의 수온이 상기 기준온도 이상일 때 상기 재순환유로를 통해 흐를 수 있는 온수의 유량보다 크도록, 상기 온수의 수온에 따라 변형되는 바이메탈 판을 포함하되,
   상기 온수의 수온이 상기 기준온도 이상일 때 상기 재순환유로를 통해 흐를 수 있는 온수의 유량은 0보다 크고,
   상기 재순환유로에는, 상기 재순환유로를 가로지르도록 배치되는 격막과 상기 온수가 관통하여 흐를 수 있도록 상기 격막에 형성되는 재순환 개구를 포함하는 바이메탈 케이스가 배치되고,
   상기 온수의 수온이 상기 기준온도 미만일 때 상기 바이메탈 판과 상기 재순환 개구가 이격된 거리는, 상기 온수의 수온이 상기 기준온도 이상일 때 상기 바이메탈 판과 상기 재순환 개구가 이격된 거리보다 크고,
   상기 재순환유로를 따라 온수가 유동하는 방향을 기준방향이라 할 때, 상기 바이메탈 판을 바라보는 상기 바이메탈 케이스의 기준방향 반대측면에 형성되는 홈에 배치되는 접촉 오링은, 상기 바이메탈 판과 접촉하는 상기 바이메탈 케이스의 일부분보다 기준방향측에 배치되고,
   상기 온수의 수온이 상기 기준온도 이상일 때 상기 바이메탈 판과 상기 재순환 개구가 이격된 거리는, 0보다 큰, 재순환 밸브.
2. 제1항에 있어서,
   상기 온수의 수온이 상기 기준온도 이상일 때 상기 재순환유로를 통해 흐를 수 있는 온수의 유량은, 상기 원수를 가열하여 온수를 생성하는 열원을 작동시킬 수 있는 유량인 작동 유량보다 작은, 재순환 밸브
3. 제2항에 있어서,
   상기 온수의 수온이 상기 기준온도 이상일 때, 상기 재순환유로를 통해 흐를 수 있는 온수의 유량은, 분당 2L 이하인, 재순환 밸브.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 바이메탈 판의 테두리와 인접한 영역에는, 상기 바이메탈 판이 관통되어 형성되는 복수의 홀이 서로 이격되어 배치되는, 재순환 밸브.
6. 제1항에 있어서,
   상기 바이메탈 판은,
   상기 온수의 수온이 기준온도 미만일 때, 상기 냉수유로로부터 상기 온수유로를 향해 볼록한 형태로 만곡되고,
   상기 온수의 수온이 기준온도 이상일 때, 상기 온수유로로부터 상기 냉수유로를 향해 볼록한 형태로 만곡되는, 재순환 밸브.
7. 제1항에 있어서,
   상기 수압판을 상기 하우징의 내측면에 연결하는 탄성부재를 더 포함하고,
   상기 탄성부재는,
   상기 냉수 및 온수의 미사용 시 상기 온수의 수온이 기준온도 이상일 때, 인장되지 않고 압축되지도 않은 기본 길이를 가짐으로써, 상기 수압판을 상기 수압판의 기본 위치에 위치시켜서 상기 재순환유로를 개방하고,
   상기 냉수 또는 온수의 사용 시, 상기 수압판을 가압하는 냉수의 압력에 의해 상기 기본 길이보다 인장되어, 상기 수압판을 상기 기본 위치보다 상기 재순환유로에 인접한 개소에 위치시켜 상기 재순환유로를 폐쇄하고, 상기 냉수 또는 온수의 사용이 중단되면 탄성력에 의해 상기 기본 길이로 복귀하여 상기 수압판을 상기 기본 위치에 배치하고,
   상기 냉수 및 온수의 미사용 시 상기 온수의 수온이 기준온도 미만일 때, 상기 수압판을 가압하는 온수의 압력에 의해 상기 기본 길이보다 압축되어, 상기 수압판을 상기 수압판의 기본 위치보다 상기 재순환유로에서 먼 개소에 위치시키고, 상기 온수의 수온이 기준온도 이상이 될 때, 탄성력에 의해 상기 기본 길이로 복귀하여 상기 수압판을 상기 기본 위치에 배치하는, 재순환 밸브.
8. 제1항에 있어서,
   상기 냉수유로는,
   상기 하우징의 내부로 상기 냉수를 공급하고, 또한 상기 재순환유로를 따라 유입된 온수를 재순환을 위해 상기 하우징의 외부로 배출하는 냉수공급유로와,
   상기 하우징의 외부로 상기 냉수를 배출하는 냉수배출유로와,
   상기 냉수공급유로, 상기 냉수배출유로 및 상기 재순환유로와 연통되며 상기 수압판을 내부에 수용하는 냉수중간유로를 포함하고,
   상기 수압판은,
   상기 냉수중간유로가 연장된 방향을 따라 연장되고, 상기 냉수중간유로를 정의하는 상기 하우징의 내측면에 의해 지지되는 샤프트와,
   상기 냉수나 상기 온수에 의해 가압됨으로써, 상기 냉수중간유로가 연장된 방향을 따라 직선이동 가능하도록, 상기 샤프트로부터 반경방향으로 확장된 플랜지를 구비하고,
   상기 냉수공급유로 및 상기 냉수배출유로는, 상기 냉수중간유로가 연장된 방향을 따라 서로 이격되어 상기 냉수중간유로에 연통되는, 재순환 밸브.
9. 제8항에 있어서,
   상기 플랜지의 외측면은, 상기 온수나 상기 냉수가 유동할 수 있도록, 상기 하우징의 내측면으로부터 이격되어 이격공간을 형성하는, 재순환 밸브.
10. 제1항에 있어서,
    상기 수압판은, 상기 재순환 개구와 접촉하는 영역에, 탄성을 가지는 소재로 형성되는 패킹을 더 구비하는, 재순환 밸브.
11. 온수를 수요처로 공급하기 위한 온수공급관에 연통되어 내부를 통해 온수가 유동하는 온수유로, 원수인 냉수를 수요처로 공급하기 위한 냉수공급관에 연통되어 내부를 통해 냉수가 유동하는 냉수유로 및 상기 온수유로와 상기 냉수유로를 연통하여 상기 온수유로 중의 온수를 상기 냉수유로로 유동시키는 재순환유로를 구비하는 하우징;
    상기 재순환유로를 폐쇄 또는 개방하기 위해 구비되며, 냉수 또는 온수의 사용 시에는 냉수의 압력에 의해 이동하여 상기 재순환유로를 폐쇄하고, 냉수 및 온수의 미사용 시에는 냉수 또는 온수 사용 시의 이동 방향에 반대되는 방향으로 이동하여 상기 재순환유로를 개방하는 수압판; 및
    상기 재순환유로를 통한 온수의 통과 유량을 조절하기 위해 구비되며, 상기 온수의 수온이 기준온도 미만일 때 상기 재순환유로를 개방하고, 상기 온수의 수온이 기준온도 이상일 때 상기 재순환유로를 폐쇄하는 바이메탈 판을 포함하되,
    상기 바이메탈 판의 테두리와 인접한 영역에는, 상기 바이메탈 판이 관통되어 형성되는 복수의 홀이 서로 이격되어 배치되는, 재순환 밸브.
12. 유입된 원수인 냉수 또는 회송된 물을 가열하여 온수를 형성하는 열원;
    상기 열원과 연결되어 상기 온수를 수요처로 공급하는 온수공급관;
    유입된 원수인 냉수 또는 회송된 물을 가열하여 온수를 형성하는 열원;
    상기 열원과 연결되어 상기 온수를 수요처로 공급하는 온수공급관;
    냉수원과 연결되어 상기 냉수를 상기 수요처로 공급하는 냉수공급관;
    상기 온수공급관 및 상기 냉수공급관에 연결되고, 상기 온수공급관으로부터 전달받은 상기 온수를 상기 냉수공급관으로 전달함으로써 상기 회송된 물을 형성하는 재순환유로를 구비하는 재순환 밸브; 및
    상기 냉수원과 상기 열원을 연결하고, 상기 냉수공급관과 연결되며, 상기 냉수를 상기 냉수원으로부터 상기 열원으로 압송하거나 상기 재순환유로를 통해 상기 냉수공급관에 전달된 회송된 물을 상기 열원으로 압송하는 펌프를 구비하는 재순환관을 포함하되,
    상기 재순환 밸브는,
    상기 온수공급관에 연결되어 온수가 유동하는 온수유로와, 상기 냉수공급관에 연결되어 냉수가 유동하는 냉수유로 및 상기 온수유로와 상기 냉수유로를 연통하여 상기 온수유로를 따라 흐르는 온수를 상기 냉수유로로 유동시키는 상기 재순환유로가 형성되는 하우징;
    상기 냉수유로에 구비되어, 냉수 및 온수의 미사용 시에는 상기 재순환유로를 개방하고, 냉수 또는 온수의 사용 시에는 상기 재순환유로를 폐쇄하는 수압판; 및
    상기 재순환유로에 구비되고, 상기 온수유로에서 유동하는 온수의 수온에 따라 변형되어 상기 재순환유로를 따라 흐르는 온수의 유량을 조절하는 바이메탈 판을 포함하고,
    상기 바이메탈 판은, 상기 재순환유로를 완전히 폐쇄하지 않고,
    상기 재순환유로에는, 상기 재순환유로를 가로지르도록 배치되는 격막과 상기 온수가 관통하여 흐를 수 있도록 상기 격막에 형성되는 재순환 개구를 포함하는 바이메탈 케이스가 배치되고,
    상기 온수의 수온이 상기 기준온도 미만일 때 상기 바이메탈 판과 상기 재순환 개구가 이격된 거리는, 상기 온수의 수온이 상기 기준온도 이상일 때 상기 바이메탈 판과 상기 재순환 개구가 이격된 거리보다 크고,
    상기 재순환유로를 따라 온수가 유동하는 방향을 기준방향이라 할 때, 상기 바이메탈 판을 바라보는 상기 바이메탈 케이스의 기준방향 반대측면에 형성되는 홈에 배치되는 접촉 오링은, 상기 바이메탈 판과 접촉하는 상기 바이메탈 케이스의 일부분보다 기준방향측에 배치되고,
    상기 온수의 수온이 상기 기준온도 이상일 때 상기 바이메탈 판과 상기 재순환 개구가 이격된 거리는, 0보다 큰, 온수 재순환 시스템.
    
    

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