KR20050105015A

KR20050105015A - 자동 유량조절밸브 및 이를 이용한 난방시스템

Info

Publication number: KR20050105015A
Application number: KR1020040030731A
Authority: KR
Inventors: 김재현
Original assignee: 김재현
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2004-04-30
Publication date: 2005-11-03
Also published as: KR100557506B1

Abstract

본 발명은, 유로를 개폐시키는 밸브에 있어서, 유로 방향으로 양단에 유입구 및 유출구가 형성되고 유입구 및 유출구 사이에 개폐턱이 형성되는 중공체 형상의 유로관과, 회전력을 발생시키는 모터와, 왕복운동을 통해 개폐턱을 개폐시키는 개폐수단과, 모터의 회전력을 인가받아 개폐수단을 왕복시키는 캠과, 캠의 회전각을 감지하여 캠회전각신호를 출력하는 감지부와, 외부로부터 입력되는 동작신호와 감지부로부터의 캠회전각신호를 인가받아 모터의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되어, 사용자의 선택에 따라 자동으로 유로를 개폐시킬 수 있고 유로를 따라 흐르는 유체의 온도에 따라 자동으로 유량을 제어할 수 있으며 각 방의 온도를 개별로 조절할 수 있는 유량조절밸브 및 난방시스템을 제공한다.

Description

자동 유량조절밸브 및 이를 이용한 난방시스템 { Valve for regulating flux automatically and heating-system using the same }

본 발명은 자동으로 온수의 유량을 조절하는 밸브 및 이를 이용한 난방시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 사용자가 직접 조작하지 아니하더라도 자동으로 온수 유량의 조절 및 유로의 개폐가 가능하도록 구성되는 유량조절밸브와, 이와 같은 유량조절밸브를 이용하여 원격조종이 가능하도록 구성되는 난방시스템에 관한 것이다.

일반적으로 실내온도를 조절하기 위한 난방시스템에는 온도 감지 방식에 따라 실내기온 감지방식과 환수온도 감지방식으로 대별된다.

전자는 실내기온을 감지하여 난방온수 순환량을 조절하여 실내온도를 유지하므로 조절기가 실내에 있어 기본적인 구조로는 실내기온을 적절하게 유지하기에 좋고 조작상 편리한 면은 있으나, 감지되는 온도폭이 체감온도에 따르지 못하고 감지부를 대표실에 설치할 경우 다른 방과의 온도 왜곡이 커서 전반적인 온도유지가 곤란하고 온돌구조에서 온수 순환량 변화 후 실내온도 변화까지 반응시간이 매우 늦으므로 동일 실내에서도 실내기온 진폭이 크다는 단점이 있다. 또 온-오프 제어방식만이 유용하게 활용되고 있다.

이에 비하여 후자는 환수온도를 감지하므로 방바닥온도변화에 대한 조절반응이 빠르고 온도 진폭이 매우 작으며 각방의 합류된 환수온도를 감지하여 조절되므로 각 방이 평균적이 온도를 유지하고 온돌문화를 가지는 한국주택에 적합한 장점은 있어, 최근 들어 상용화되고 있는 추세에 있다.

그러나, 이와 같은 환수온도 감지방식에 사용되는 밸브는, 구조상 자체적인 잠금기능이 없어 기존에 쓰이던 온수 잠금밸브와 같이 사용해야 하는 문제점이 있었고, 액츄에이터의 열감지 팽창부가 온수가 지나가는 통로가 아니라 밸브 상단에 위치함으로서 정확한 온도측정이 이루어지지 않을 뿐만 아니라 밸브패킹의 차단 혹은 방출작동에 쓰이는 액츄에이터 구조가 밸브와 결합됨에 따라 그 결합구조가 복잡하여 파손시 수리가 불편하며 제작시에 어려움이 있는 등 많은 문제점들이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하고자 온수의 온도를 직접 측정하여 유량을 제어하고, 사용자의 선택에 따라 유로를 개폐시킬 수 있도록 구성된 '난방용 온수 온도조절밸브(출원번호:20-2003-0034685)'가 본 발명의 출원인에 의해 출원된 바 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 종래의 난방용 온수 온도조절밸브에 관하여 설명하기로 한다.

도 1a는 종래의 난방용 온수 온도조절밸브의 온수방출시 단면구성도이다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 종래의 난방용 온수 온도조절밸브의 밸브본체(10)는 온수 유동 방향에 따라 일측에는 유입구(I)가 형성되고 타측으로는 유출구(O)가 형성되어 있으며, 상단에는 스냅링(61)을 장착하기 위한 결합홈(11), 상부캡(50)과 나사결합을 위한 암나사부(12a), 온수조절밸브의 개폐수단인 써모액츄에이터(30)의 작동에 따라 구조적으로 밸브의 개폐여부를 단속하게 되는 개폐조절턱(13a)(13b), 하부캡(22)의 수나사(24)와 나사결합되는 암나사부(12b)가 순차적으로 형성된 중공체가 중앙에 형성되어 있다. 이와 같은 밸브본체(10)의 암나사부(12b)에는 하부캡(22)이 나사결합되는 바, 상기 하부캡(22)에는 O-링(21a)이 안치되는 삽입홈(25)이 외주연에 형성되어 있고, 그 내부에는 하단스프링(23)이 내삽되어질 수 있는 공간이 형성되어 있다. 따라서, 하부캡(22) 내부로 하단스프링(23)을 위치시킨 후 O-링(21a)을 상기 삽입홈(25)에 끼워 하부캡(22)을 밸브본체(10)에 나사결합시킨다. 한편, 상기 하단 스프링(23)의 내부로 내장되도록 구성되어진 써모 액츄에이터(30)는 하단스프링(23)의 일측 단면에 맞닿아 상기 하단스프링(23)이 하부캡(22) 내에 위치할 수 있도록 하기 위한 단턱(33)이 형성되어 있고, 상기 단턱(33) 상면으로 나사부(미도시)가 연장 성형되어 있으며, 그 끝단에는 써모 액츄에이터(30)의 열감지 팽창부의 팽창 또는 수축에 따라 상하 이동이 가능한 이동로드(31)로 구성되어져 있음을 알 수 있다. 너트(42)는 패킹부재(41)와 더불어 상기 써모 액츄에이터(30)에 나사결합되며, 함께 결합되는 패킹부재(41)에 비해 외경이 넓은 지지부(43)를 가지는 구조로서, 패킹부재(41)의 상단을 감싸주는 형태로 상기 써모액츄에이터(30)에 나사결합되고, 상기 이동로드(31) 일끝단 위에는 캡 모양의 하우징(44)이 위치하게 되는 바, 상기 하우징(44)은 상단 스프링(45)을 안치하기 위한 수단으로 사용되며, 하단부에 O-링(21b)을 장착할 수 있는 삽입홈(52)이 형성되고 측면부에 나사부(51)가 형성되어 밸브본체(10)의 상단 암나사부(12a)에 나사결합되는 상부캡(50)의 구성으로 이루어진다.

도 1b는 도 1a의 상태에서 유로가 폐쇄되도록 써모 액츄에이터가 하향으로 이동된 상태의 단면구성도이다.

사용자의 선택에 따라 온수의 유로를 완전히 차단하고자 하는 경우, 패킹부재(41)가 개폐 조절턱(13a)(13b)에 상호 접촉될 수 있는 상태까지 밸브본체(10)의 상단부에 결합되어 있는 상부캡(50)을 나사조임기구, 예컨대 드라이버와 같은 기구를 이용하여 밸브본체(10) 내부로 일정 부분 회전 하강시킨다. 이와 같이, 패킹부재(41)가 개폐조절턱(13a)(13b)에 접촉된 상태를 유지하게 되면, 종래의 난방용 온수 온도조절밸브는 온수의 흐름을 완전히 차단시키는 잠금밸브로의 역할도 할 수 있도록 구성되어있다.

그러나 종래의 난방용 온수 온도조절밸브는, 온수의 흐름을 완전히 차단시키고자 하는 경우 사용자가 직접 각 밸브의 상부캡(50)을 조여야하는 수동형이므로 사용이 불편하다는 단점이 있었다.

특히, 홈오토메이션(Home-automation)이 상용화 되고 있는 현 추세에 있어서, 사용자의 선택에 따라 유로를 자동으로 개폐시킬 수 있도록 구성되는 유량조절밸브와, 이러한 유량조절밸브를 이용한 난방시스템의 필요성은 더욱 대두되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 사용자의 선택에 따라 자동으로 유로를 개폐시킬 수 있으며 유로를 따라 흐르는 유체의 온도에 따라 자동으로 유량을 제어할 수 있도록 구성되는 유량조절밸브와, 이와 같은 유량조절밸브를 이용한 난방시스템을 제공하는데 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 유량조절밸브는, 유로를 개폐시키는 밸브에 있어서, 유로 방향으로 양단에 유입구 및 유출구가 형성되고, 유입구 및 유출구 사이에 개폐턱이 형성되는 중공체 형상의 유로관과; 회전력을 발생시키는 모터와; 왕복운동을 통해 개폐턱을 개폐시키는 개폐수단과; 모터의 회전력을 인가받아 개폐수단을 왕복시키는 캠과; 캠의 회전각을 감지하여 캠회전각신호를 출력하는 감지부와; 외부로부터 입력되는 동작신호와 감지부로부터의 캠회전각신호를 인가받아 모터의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.

감지부는, 회전축과 일정간격 이격되도록 캠의 일측에 결합되는 하나 이상의 마그네트와, 캠과 일정간격 이격되도록 결합되어 마그네트의 자력을 감지하는 하나 이상의 감지센서를 포함하여 구성된다.

감지센서는 유로의 개방 여부에 따른 마그네트 위치를 각각 감지하여 캠이 어느 정도의 각도만큼 회전되었는지에 대한 정보를 포함하는 캠회전각신호를 출력하고, 제어부는 외부로부터 입력되는 입력신호에 따라 유로의 완전 개방 또는 완전 폐쇄 또는 일부 개방이 되도록 모터의 동작을 제어한다.

개폐수단은, 왕복운동이 가능한 구조로 결합되는 몸체와, 몸체의 왕복운동을 통하여 개폐턱을 개폐시키는 패킹과, 몸체 일측에 결합되며 유체의 온도에 따라 돌출거리가 변경되는 이동로드를 포함하는 써모 액추에이터와; 패킹이 개폐턱을 개방시키는 방향으로 써모 액추에이터에 탄성력을 인가하는 제 1 탄성체와; 제 1 탄성체보다 큰 탄성계수를 갖도록 형성되고, 캠에 의해 왕복운동이 가능한 구조로 결합되며, 유로 폐쇄를 위해 이동로드가 돌출되거나 캠이 회전하는 경우 패킹이 개폐턱을 폐쇄하도록 이동로드에 탄성력을 인가하는 제 2 탄성체를 포함하여 구성된다.

이때, 캠은 회전시 개폐수단과 접촉되는 부위에 니들베어링 또는 마찰력이 작은 재질의 환형링이 추가로 결합된다.

또한, 본 발명에 의한 난방시스템은, 보일러의 급수배관을 거쳐 환수배관으로 복귀하는 온수 온도를 감지하여 각 방의 난방온도를 조절하는 난방시스템에 있어서, 온수 온도에 따라 외부전원 없이 독립적으로 작동 가능한 구조로 각 방에 설치되어, 설정온도 이하에서는 온수 유로를 개방하고, 설정온도 이상에서는 온수 유로를 폐쇄시키는 밸브와; 밸브가 유로를 개방 및 폐쇄시키는 온도를 조절하기위하여, 각 밸브에 결합되어 밸브의 동작을 제어하는 밸브 액추에이터와; 외부로부터 각 방의 설정온도를 입력받아 각 방의 설정온도신호를 출력하는 온도제어기와; 온도제어기로부터 출력되는 설정온도신호를 입력받아 각 밸브 액추에이터의 동작을 제어하는 밸브제어기와; 환수배관의 온수흐름을 감지하여 일정시간 이상 온수의 흐름이 감지되지 아니하면 보일러의 가동을 중지시키는 흐름감지센서를 포함하여 구성된다.

밸브는, 유로 방향으로 양단에 유입구 및 유출구가 형성되고, 유입구 및 유출구 사이에 개폐턱이 형성되는 중공체 형상의 유로관과; 왕복운동이 가능한 구조로 결합되는 몸체와, 몸체의 왕복운동을 통하여 개폐턱을 개폐시키는 패킹과, 몸체 일측에 결합되며 유체의 온도에 따라 돌출거리가 변경되는 이동로드를 포함하는 써모 액추에이터와; 패킹이 개폐턱을 개방시키는 방향으로 써모 액추에이터에 탄성력을 인가하는 제 1 탄성체와; 제 1 탄성체보다 큰 탄성계수를 갖도록 형성되고, 캠에 의해 왕복운동이 가능한 구조로 결합되며, 유로 폐쇄를 위해 이동로드가 돌출되거나 캠이 회전하는 경우 패킹이 개폐턱을 폐쇄하도록 이동로드에 탄성력을 인가하는 제 2 탄성체를 포함하여 구성된다.

밸브 액추에이터는, 회전력을 발생시키는 모터와; 모터의 회전력을 인가받아 써모 액추에이터를 왕복시키는 캠과, 캠의 회전각을 감지하여 캠회전각신호를 출력하는 감지부와, 외부로부터 입력되는 동작신호와 감지부로부터의 캠회전각신호를 인가받아 모터의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.

따라서, 본 발명에 의한 난방시스템을 사용하면, 별도의 수온검출센서를 이용하여 수온을 측정하지 아니하고서도 각 방의 온도를 조절할 수 있게 된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 유량조절밸브와 난방시스템의 실시예를 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 의한 유량조절밸브의 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 유량조절밸브는, 내부에 수평방향으로 유로가 형성되고 유로 중단에는 유로의 개폐를 위한 개폐턱(111, 112)이 형성되며 개폐턱(111, 112)이 형성되는 부위의 상측 및 하측에 개구부가 형성되는 중공체 형상의 유로관(110)과, 유로관(110)의 상측 및 하측 개구부에 각각 결합되는 상부캡(130) 및 하부캡(120)이 각각 결합되는 밸브(100)와; 회전력을 발생시키는 모터(200)와; 왕복운동을 통해 개폐턱(111, 112)을 개폐시키는 써모 액추에이터(300)와; 모터(200)의 회전력을 인가받아 써모 액추에이터(300)를 왕복시키는 캠(500)과; 캠(500)의 회전각을 감지하여 캠회전각신호를 출력하는 감지부(600)와; 외부로부터 입력되는 동작신호와 감지부(600)로부터의 캠회전각신호를 인가받아 모터의 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.

개폐턱(111, 112)은, 유로관(110) 내부로 흐르는 유체의 유로가 수직방향이 되도록 형성되며, 상단개폐턱(111)과 하단개폐턱(112)으로 구분된다. 이때, 상단개폐턱(111)은 유로가 개폐되는 부위의 입구 역할을 하도록 형성되며, 하단개폐턱(112)은 상단개폐턱(111)보다 유로가 좁아지도록 형성된다.

하부캡(120)과 상부캡(130)은, 유로관(110)의 개구부에 나사결합 구조로 결합되며, 유로관(110)과 결합되는 부위에 유로관(110) 내부로 흐르는 유체의 누설을 방지하기 위하여 오링(102:O-ring)이 각각 결합된다.

써모 액추에이터(300)는, 개폐턱(111, 112)을 관통하도록 삽입되어 왕복운동이 가능한 구조로 결합되는 몸체(310)와, 몸체(310)의 왕복운동을 통하여 개폐턱(111, 112)을 개폐시키는 패킹(320)과, 몸체(310) 일측에 결합되며 유체의 온도에 따라 돌출거리가 변경되는 이동로드(330)를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 의한 유량조절밸브는, 패킹(320)이 개폐턱(111, 112)을 개방시키는 방향으로 몸체(310)에 탄성력을 인가하는 제 1 탄성체(410)와; 제 1 탄성체(410)보다 큰 탄성계수를 갖도록 형성되고, 캠(500)에 의해 왕복운동이 가능한 구조로 결합되며, 유로 폐쇄를 위해 이동로드(330)가 돌출되거나 캠(500)이 회전하는 경우 패킹(320)이 개폐턱을 폐쇄하도록 이동로드(330)에 탄성력을 인가하는 제 2 탄성체(420)를 추가로 구비한다. 이때, 제 2 탄성체(420)의 탄성력이 이동로드(330)로 전달될 수 있도록, 제 2 탄성체(420)와 이동로드(330) 사이에는 제 2 탄성체(420)의 하측 끝단 및 이동로드(330)의 상측 끝단과 동시 접촉이 가능한 형상의 로드캡(430)이 결합된다.

본 실시예에서 제 1 탄성체(410) 및 제 2 탄성체(420)는 코일형 스프링으로 적용되고 있으나, 제 1 탄성체(410) 및 제 2 탄성체(420)의 종류는 이에 한정되지 아니하고 써모 액추에이터(300)에 탄성력을 인가할 수 있는 구조라면 판스프링이나 기타 탄성물질로도 변경될 수 있다.

캠(500)은, 모터(200)의 모터축(210)에 결합되어 회전하는 원판 형상의 캠판(510)과, 캠판(510)의 회전축을 따라 돌출되는 캠축(520)과, 캠판(510)의 회전에 의해 수직방향으로 왕복되어 제 2 탄성체(420)를 압축 및 이완시키는 밸브스템(540)을 포함하여 구성된다. 캠(500)의 각 부 결합구조는 별도의 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

감지부(600)는, 캠(500)의 회전축과 일정간격 이격되는 지점의 캠판(510) 일측에 결합되는 마그네트(610)와, 캠판(510)과 일정간격 이격되도록 결합되어 마그네트(610)의 자력을 감지하는 감지센서(620)를 포함하여 구성된다. 이때, 마그네트(610)는 밸브스템(540)이 최상단 지점에 위치되도록 캠판(510)이 회전되었을 때 감지센서(620)와 대응되는 지점의 캠판(510) 일측면에 결합되고, 제어부는 이 상태가 유로가 완전히 개방된 상태임을 판단한다.

감지센서(620)는 마그네트(610)의 위치를 감지하여 캠판(510)이 어느 정도 회전되었는지를 나타내는 캠회전각신호를 출력하고, 제어부는 캠회전각신호를 입력받아 유로가 완전 개방 또는 완전 폐쇄 또는 일부 개방이 되도록 하기위해서는 캠판(510)이 어느 정도 회전되어야 하는지를 판단하여 모터(200)의 동작을 제어한다. 또한, 본 발명에 적용되는 감지센서(620)는 캠판(510)의 회전각을 보다 정밀하게 감지할 수 있도록, 마그네트(610)의 이동경로를 따라 다수 개 장착될 수 있다.

이와 같이, 자력을 이용하여 특정 부품의 위치를 판단하는 감지부(600)는 이미 다양한 용도로 상용화되어있는 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 제어부는 사용자에 의하여 입력되는 온도설정신호에 따라 유로의 최대 개방 면적을 다르게 설정한다. 즉, 사용자가 희망온도를 높게 하여 온도설정신호를 입력하면 제어부는 유로의 최대 개방면적이 넓어지도록 모터(200)의 동작을 제어하고, 사용자가 희망온도를 낮게 하여 온도설정신호를 입력하면 제어부는 유로의 최대 개방면적이 좁아지도록 모터(200)의 동작을 제어한다.

도 3은 본 발명에 적용되는 캠의 결합구조를 도시하는 분해 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 밸브스템(540)은 캠축(520)과 직각을 이루도록 결합되며, 밸브스템(540)과 접촉되는 캠판(510)의 외주면에는 밸브스템(540)과의 마찰력을 감소시키기 위하여 니들베어링(530)이 추가로 결합된다.

니들베어링(530)은, 캠판(510)의 외주면과 접촉되는 내측면에 캠축(520)과 평행한 회전축을 갖는 다수의 니들롤러(532)가 결합되어, 캠판(510)과의 마찰력이 대폭 감소됨과 동시에 캠판(510)이 회전하더라도 회전운동을 하지 아니하게 된다. 따라서, 밸브스템(540)은 니들베어링(530)과의 마찰 없이 직선운동을 하게 된다.

이때, 보다 간단한 구조로 캠판(510)과 밸브스템(540)간의 마찰을 감소시키고자 하는 경우, 니들베어링(530)은 마찰력이 작은 재질로 형성되어 캠판(510)의 외주면에 고정결합되는 환형링으로 변경되어 적용될 수 있다.

캠판(510)의 외주면에 환형링이 결합되는 경우 캠판(510)의 회전에 따라 환형링도 회전하게 되므로 환형링과 밸브스템(540)간에 마찰이 발생하기는 하지만, 환형링 자체가 마찰력이 작은 재질로 제작되므로 캠판(510)과 밸브스템(540)이 직접 접촉되는 경우보다 마찰저항을 감소시킬 수 있게 된다. 또한, 이와 같이 캠판(510)의 외주면에 환형링이 결합되는 경우, 캠판(510)은 반드시 원판 형상으로 한정될 필요가 없고 일반적인 타원형 평판 형상으로 변경될 수 있다.

도 4a는 도 2의 상태에서 밸브스템이 하향으로 이동되어 개폐턱이 폐쇄된 형상을 도시하고, 도 4b는 도 4a의 좌측면 형상을 도시한다.

도 2에 도시된 바와 같이 마그네트(610)가 감지센서(620)와 마주보는 지점에 위치하게 되면, 감지센서(620)는 마그네트(610)가 최상단에 위치되었음을 감지하고, 감지부(600)는 밸브스템(540)이 최상단에 위치되었음을 판단하게 된다.

이와 같은 상태에서 유로의 완전 폐쇄를 위한 입력신호가 제어부에 전달되면 제어부는 캠판(510)이 180ㅀ회전하도록 모터(200)를 구동시키고, 이에 따라 패킹(320)은 도 4a에 도시된 바와 같이 개폐턱(111, 112)에 밀착된다. 패킹(320)이 개폐턱(111, 112)에 밀착됨으로써 유로관(110)내의 유로는 완전히 폐쇄된다.

도 5a는 도 2의 상태에서 이동로드의 돌출에 의해 개폐턱이 폐쇄된 형상을 도시하고, 도 5b는 도 5a의 좌측면 형상을 도시한다.

도 2에 도시된 상태에서 유로관(110) 내부로 흐르는 온수의 온도가 상승하여 써모 액추에이터(300)가 동작되면, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 이동로드(330)는 상향으로 돌출된다.

이때, 제 2 탄성체(420)는 제 1 탄성체(410)보다 탄성계수가 크도록 설정되므로, 몸체(310)는 제 1 탄성체(410)가 압축되는 방향 즉, 하향으로 이동하게 되어 개폐턱(111, 112)은 패킹(320)에 의하여 밀폐된다.

본 발명에 적용되는 써모 액추에이터(300)의 동작은 종래기술에서 언급한 난방용 온수 온도조절밸브에 적용되는 써모 액추에이터의 동작과 동일하므로, 이에 대한 상세설명은 생략하기로 한다.

도 6a 및 도 6b는 도 5a 및 도 5b의 상태에서 밸브스템이 하향으로 이동된 형상을 도시한다.

도 5a 및 도 5b의 상태에서 유로의 완전 폐쇄를 위한 입력신호가 제어부에 전달되면, 도 4a 및 도 4b의 경우와 마찬가지로 제어부는 캠판(510)이 180ㅀ회전하도록 모터(200)를 구동시키고, 이에 따라 밸브스템(540)은 하향으로 이동하게 된다.

그러나, 써모 액추에이터(300)는 이미 패킹(320)이 개폐턱(111, 112)에 밀착되도록 하향으로 이동된 상태이므로, 써모 액추에이터(300)는 더 이상 이동되지 아니하고 도 4c에 도시된 바와 같이 제 2 탄성체(420)가 압축된다.

따라서, 써모 액추에이터(300)의 자체 동작에 의하여 개폐턱(111, 112)이 밀폐된 상태에서 유로의 완전 폐쇄를 위한 입력신호가 입력되더라도, 밸브(100) 및 써모 액추에이터(300)는 파손되지 아니한다.

도 7은 본 발명에 의한 난방시스템의 구성도이다.

도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 난방시스템은, 물을 가열하여 고온의 온수를 생성하는 보일러(A10)와, 보일러(A10)의 구동을 위한 보일러 제어기(A16)와, 보일러(A10)로부터 배출되는 온수를 각 방(A20)으로 공급하기 위한 급수배관(A12)과, 각 방(A20)을 돌면서 온도가 저하된 물을 보일러(A10)로 환수시키기 위한 환수배관(A14)과, 온수 온도에 따라 외부전원 없이 독립적으로 작동 가능한 구조로 각 방(A20)에 설치되어 설정온도 이하에서는 온수 유로를 개방하고 설정온도 이상에서는 온수 유로를 폐쇄시키는 밸브(A30)와, (A30)밸브가 유로를 개방 및 폐쇄시키는 온도를 조절하기위하여 각 (A30)밸브에 결합되어 밸브(A30)의 동작을 제어하는 밸브 액추에이터(A40)와, 외부로부터 각 방의 설정온도를 입력받아 각 방의 설정온도신호를 출력하는 온도제어기(A50)와, 온도제어기(A50)로부터 출력되는 설정온도신호를 입력받아 각 밸브 액추에이터(A40)의 동작을 제어하는 밸브제어기(A60)와, 환수배관(A12)의 온수흐름을 감지하여 일정시간 이상 온수의 흐름이 감지되지 아니하면 보일러(A10)의 가동을 중지시키는 흐름감지센서(A70)를 포함하여 구성된다.

이때, 본 발명에 의한 난방시스템이 적용되는 밸브(A30) 및 밸브 액추에이터(A40)의 동작구조는, 본 발명에 의한 유량조절밸브의 동작구조와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

사용자가 온도제어기(A50)를 조작하여 각 방별로 설정온도신호를 출력하면, 밸브제어기(A60)는 이 설정온도신호를 인가받아 각 방별 밸브 액추에이터(A40)를 개별적으로 제어한다. 즉, 설정온도신호가 낮게 설정된 방의 밸브 액추에이터(A40)는 온수의 유량이 적어지도록 밸브(A30)를 동작시키고, 설정온도신호가 높게 설정된 방의 밸브 액추에이터(A40)는 온수의 유량이 많아지도록 밸브(A30)를 동작시키게 된다.

또한, 온도제어기(A50)는 보일러(A10)의 동작을 제어하는 온도조절기(A16)와 일체로 구성된다. 따라서, 사용자는 일일이 각 방(A20)의 온수밸브를 직접 잠그거나 열지 아니하더라도 온도제어기(A50)만을 조작함으로써, 보일러(A10)의 동작을 조작함과 동시에 각 방(A20)을 자신이 원하는 온도로 가열시킬 수 있게 된다.

또한, 이와 같은 시스템의 온도제어기(A50)는 원격조종이 가능하도록 구성될 수 있으므로, 보다 완벽한 홈오토메이션을 구현할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의한 난방시스템은 환수배관(A12)이 막히거나 누수가 발생하는 경우, 또는 기타 장치가 고장 나는 경우 보일러(A10)의 가동을 중단시킴으로써, 보일러(A10)의 과열현상을 방지하도록 구성된다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

본 발명에 따른 유량조절밸브와 난방시스템을 사용하면, 사용자의 선택에 따라 자동으로 유로를 개폐시킬 수 있고, 유로를 따라 흐르는 유체의 온도에 따라 자동으로 유량을 제어할 수 있으며, 각 방의 온도를 개별로 조절할 수 있다는 장점이 있다.

도 2는 본 발명에 의한 유량조절밸브의 단면도이다.

도 4a 및 도 4b는 도 2의 상태에서 밸브스템이 하향으로 이동되어 개폐턱이 폐쇄된 형상을 도시한다.

도 5a 및 도 5b는 도 2의 상태에서 이동로드의 돌출에 의해 개폐턱이 폐쇄된 형상을 도시한다.

도 6a 및 도 6b는 도 4b의 상태에서 밸브스템이 하향으로 이동된 형상을 도시한다.

도 7은 본 발명에 의한 난방시스템의 구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 밸브 102 : 오링

110 : 유로관 111 : 상단개폐턱

112 : 하단개폐턱 120 : 하부캡

130 : 상부캡 200 : 모터

210 : 모터축 300 : 써모 액추에이터

310 : 몸체 320 : 패킹

330 : 이동로드 410 : 제 1 탄성체

420 : 제 2 탄성체 430 : 로드캡

500 : 캠 510 : 캠판

520 : 캠축 530 : 니들베어링

540 : 밸브스템 600 : 감지부

610 : 마그네트 620 : 감지센서

Claims

유로 방향으로 양단에 유입구 및 유출구가 형성되고, 유입구 및 유출구 사이에 개폐턱(111, 112)이 형성되는 중공체 형상의 유로관(110)과;

회전력을 발생시키는 모터(200)와;

왕복운동을 통해 상기 개폐턱(111, 112)을 개폐시키는 개폐수단과;

상기 모터(200)의 회전력을 인가받아 상기 개폐수단을 왕복시키는 캠(500)과;

상기 캠(500)의 회전각을 감지하여 캠회전각신호를 출력하는 감지부(600)와;

외부로부터 입력되는 동작신호와 상기 감지부(600)로부터의 캠회전각신호를 인가받아 상기 모터(200)의 동작을 제어하는 제어부;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브
제 1 항에 있어서,

상기 감지부(600)는,

회전축과 일정간격 이격되도록 상기 캠(500)의 일측에 결합되는 하나 이상의 마그네트(610)와;

상기 캠(500)과 일정간격 이격되도록 결합되어 상기 마그네트(610)의 자력을 감지하는 하나 이상의 감지센서(620);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브
제 2 항에 있어서,

상기 감지센서(620)는,

유로의 개방 여부에 따른 상기 마그네트(610) 위치를 각각 감지하여 서로 다른 캠회전각신호를 출력하고;

상기 제어부는,

외부로부터 입력되는 입력신호에 따라 유로의 완전 개방 또는 완전 폐쇄 또는 일부 개방이 되도록 상기 모터(200)의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 개폐수단은,

왕복운동이 가능한 구조로 결합되는 몸체(310)와, 상기 몸체(310)의 왕복운동을 통하여 상기 개폐턱(111, 112)을 개폐시키는 패킹(320)과, 상기 몸체(310) 일측에 결합되며 유체의 온도에 따라 돌출거리가 변경되는 이동로드(330)를 포함하는 써모 액추에이터(300)와;

상기 패킹(320)이 상기 개폐턱(111, 112)을 개방시키는 방향으로 상기 써모 액추에이터(300)에 탄성력을 인가하는 제 1 탄성체(410)와;

상기 제 1 탄성체(410)보다 큰 탄성계수를 갖도록 형성되고, 상기 캠(500)에 의해 왕복운동이 가능한 구조로 결합되며, 유로 폐쇄를 위해 상기 이동로드(330)가 돌출되거나 상기 캠(500)이 회전하는 경우 상기 패킹(320)이 상기 개폐턱(111, 112)을 폐쇄하도록 상기 이동로드(330)에 탄성력을 인가하는 제 2 탄성체(420);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어부는,

외부로부터 입력되는 온도설정신호에 따라 유로의 최대 개방면적을 다르게 설정하는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 캠(500)은,

원판 형상으로 형성되며, 회전 시 상기 개폐수단과 접촉되는 부위에 니들베어링(530)이 추가로 결합되는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 캠(500)은,

마찰력이 작은 재질의 환형링이 회전 시 상기 개폐수단과 접촉되는 부위에 추가로 결합되는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
보일러(A10)의 급수배관(A12)을 거쳐 환수배관(A14)으로 복귀하는 온수 온도를 감지하여 각 방의 난방온도를 조절하는 난방시스템에 있어서,

온수 온도에 따라 외부전원 없이 독립적으로 작동 가능한 구조로 각 방(A20)에 설치되어, 설정온도 이하에서는 온수 유로를 개방하고, 설정온도 이상에서는 온수 유로를 폐쇄시키는 밸브(A30)와;

상기 (A30)밸브가 유로를 개방 및 폐쇄시키는 온도를 조절하기위하여 각 (A30)밸브에 결합되어 상기 밸브(A30)의 동작을 제어하는 밸브 액추에이터(A40)와;

외부로부터 각 방의 설정온도를 입력받아 각 방의 설정온도신호를 출력하는 온도제어기(A50)와;

상기 온도제어기(A50)로부터 출력되는 설정온도신호를 입력받아 상기 각 밸브 액추에이터(A40)의 동작을 제어하는 밸브제어기(A60);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 난방시스템.
제 8 항에 있어서,

상기 밸브(A30)는,

유로 방향으로 양단에 유입구 및 유출구가 형성되고, 유입구 및 유출구 사이에 개폐턱(111, 112)이 형성되는 중공체 형상의 유로관(110)과;

왕복운동이 가능한 구조로 결합되는 몸체(310)와, 상기 몸체(310)의 왕복운동을 통하여 상기 개폐턱(111, 112)을 개폐시키는 패킹(320)과, 상기 몸체(310) 일측에 결합되며 유체의 온도에 따라 돌출거리가 변경되는 이동로드(330)를 포함하는 써모 액추에이터(300)와;

상기 패킹(320)이 상기 개폐턱(111, 112)을 개방시키는 방향으로 상기 써모 액추에이터(300)에 탄성력을 인가하는 제 1 탄성체(410)와;

상기 제 1 탄성체(410)보다 큰 탄성계수를 갖도록 형성되고, 상기 캠(500)에 의해 왕복운동이 가능한 구조로 결합되며, 유로 폐쇄를 위해 상기 이동로드(330)가 돌출되거나 상기 캠(500)이 회전하는 경우 상기 패킹(320)이 상기 개폐턱(111, 112)을 폐쇄하도록 상기 이동로드(330)에 탄성력을 인가하는 제 2 탄성체(420);

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 난방시스템.
제 9 항에 있어서,

상기 밸브 액추에이터(A40)는,

회전력을 발생시키는 모터(200)와;

상기 모터(200)의 회전력을 인가받아 상기 써모 액추에이터(300)를 왕복시키는 캠(500)과;

상기 캠(500)의 회전각을 감지하여 캠회전각신호를 출력하는 감지부(600)와;

외부로부터 입력되는 동작신호와 감지부로부터의 캠회전각신호를 인가받아 상기 모터(200)의 동작을 제어하는 제어부;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 난방시스템.
제 8 항내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 온도제어기(A50)는,

상기 보일러(A10)의 동작을 제어하는 온도조절기(A16)와 일체로 구성되는 것을 특징으로 하는 난방시스템.
제 8 항내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 환수배관(A12)의 온수흐름을 감지하여, 일정시간 이상 온수의 흐름이 감지되지 아니하면 상기 보일러(A10)의 가동을 중지시키는 흐름감지센서(A70)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 난방시스템.