KR20070105420A

KR20070105420A - 차압유량조절밸브

Info

Publication number: KR20070105420A
Application number: KR1020060037475A
Authority: KR
Inventors: 장사윤
Original assignee: 주식회사 한 에너지 시스템
Priority date: 2006-04-26
Filing date: 2006-04-26
Publication date: 2007-10-31
Also published as: KR100783370B1

Abstract

본 발명은 차압유량조절밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온수회수배관상에 설치되면서 각 분기배관로부터 회수되는 온수에 의해 작용되는 온수회수압력 P1과, 온수공급배관과 연결된 차압감지배관을 통해 감지되는 온수공급압력 P2와의 압력차에 따라 탄성적으로 상하강되는 유량조절카트리지를 이용하여 온수공급설정압력 P3을 일정하게 유지시킴으로써 각 분기배관에 공급되는 온수의 유량을 일정하게 유지시키도록 구성되는 차압유량조절밸브를 제공함에 그 목적이 있다.

그리고, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 보일러(60)의 난방온수배관에서 각 분기배관(65,66,67)에 흐르는 유량을 일정하게 유지하도록 조절하는 차압유량조절밸브에 있어서, 온수회수배관(62)과 연결된 제1유로(11)와, 온수공급배관(61)의 차압감지배관(63)과 연결된 제2유로(12)를 통해 온수가 유입되면서 온수회수압력 P1과 온수공급압력 P2의 차압이 유량조절카트리지(30)에 작용되면 상기 유량조절카트리지(30)가 제1,2스프링(15,16)에 의해 탄성적으로 상하이동하고, 밸브시트(14)에 의해 그 입출수부가 가변적으로 분할되는 오리피스유로홈(31)을 통해 상기 제1유로(11)의 온수가 제3유로(13)로 배출하면서 온수공급설정압력 P3가 조정되어 상기 온수공급배관(61)에 공급되는 유량이 조절됨으로써 세팅된 차압을 일정하게 유지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차압유량조절밸브를 제공하게 된다.

또한, 본 발명은 유량조절핸들(40)을 이용하여 승강나사블록(41)을 상하이동시켜 상기 제1,2스프링(15,16)의 탄성력을 조절함으로써 상기 유량조절카트리 지(30)의 오리피스유로홈(31)을 통한 유량을 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차압유량조절밸브를 제공하게 된다.

차압유량조절밸브, 카트리지, 난방온수배관

Description

차압유량조절밸브{DIFFERENTIAL PRESSURE CONTROL VALVE}

도1은 종래의 차압유량조절밸브를 예시하는 단면도,

도2는 본 발명에 따른 차압유량조절밸브의 설치위치를 예시하는 난방온수배관의 계통도,

도3은 본 발명에 따른 차압유량조절밸브를 예시하는 단면도,

도4는 본 발명에 따른 차압유량조절밸브의 유량조절카트리지를 예시하는 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 밸브하우징 20: 안내하우징 30: 유량조절카트리지 60: 보일러 61: 온수공급배관 62: 온수회수배관 64: 차압감지배관 65,66,67: 분기배관 65-1,66-1,67-1: 전동밸브

본 발명은 차압유량조절밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 난방순환배관과 같은 다분기의 폐회로배관에 있어 각 분기배관에 일정한 유량이 공급되도록 온수공급배관의 유량을 제어하는 차압유량조절밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 다분기의 폐회로배관으로 이루어진 난방순환배관에는 정유량밸브류를 사용하여 각 분기배관에 그 개폐율과 관계없이 항상 일정한 유량이 흐르도록 제어하게 된다.

따라서, 난방순환배관의 각 분기배관은 다른 분기배관의 개폐상태에 따라 유량이 변동하게 된다.

이때, 정유량밸브의 문제를 보완하기 위하여 개발된 차압유량조절밸브는 부하기기의 리턴배관에 설치하여 부하기기의 적정차압을 유지시킴으로써 각 분기배관의 유량을 일정하게 유지하도록 구성되며, 특히 유량의 변동에 따른 유체적 상황을 제어할 수 없는 정유량밸브시스템의 문제를 개선하기 위하여 부하내의 유체적 상황에 따라 요구되는 차압 및 유량을 일정하게 유지시켜 주기 위하여 착안된 밸브구조이다.

한편, 등록실용신안공보 제0254789호에 기재된 차압유량조절밸브는 도1에 도시한 바와 같이 유로(2-2)와 연통되는 쳄버(2-4)가 구비되는 다이어프램케이스(2); 상기 쳄버(2-4)내에 설치되어 유압에 의해 승강되며, 하단에는 스핀들(3-2)이 연장되는 다이어플램(3); 상기 다이어프램(3)의 상부에 설치되어 다이어프램을 탄력 지지하는 스프링(4); 상기 다이어프램(3)에 작용하는 스프링(4)의 탄성력을 가감하기 위한 조절스크류(5); 상기 다이어프램케이스(2) 하부에 취하는 요크(6); 상기 요크(6)의 하부에 위치하며 유량조절구가 형성되는 바디(7); 상기 바디(7)의 유량조절구(7-2)와 대응되게 상기 스핀들(3-2)의 하단부에 설치되며 상기 다이어플램(3)의 승강에 따라 연동되어 유량조절구(7-2)의 개방 정도를 자동 제어하는 상부 콘(8); 및 상기 바디(7)의 하단부에 유량조절구(7-2)와 대응되게 설치되며 나사조절에 의한 승강작동에 의해 상기 유량조절구(7-2)를 개폐 가능하도록 하는 하부콘(9-2)이 구비되는 유량제한밸브(9)로 구성되어 있다.

그러나, 이러한 종래의 차압유량조절밸브는 차압이 직접 상부콘(8)에 작용하여 유량조절구(7-2)의 유량을 조절하는 것이 아니고, 유로(2-2)를 통해 차압에 의한 수압이 다이어프램(3)에 작용하면 다이어프램이 하강하는 동시에 스프링(4)이 수축되면서 스핀들(3-2)이 하강하여 상부콘(8)이 유량조절구(7-2)을 통과하는 유량을 간접적으로 조절하는 등 매우 복잡한 밸브구조를 가지고 있을 뿐만 아니라 차압이 다이어프램, 스프링, 스핀들을 거쳐 상부콘에 전달됨으로써 자연히 정밀한 유량조절이 불가능할 수 밖에 없는 문제가 발생된다.

더욱이, 상기한 차압유량조절밸브는 관로의 유속이 급격하게 변하면서 유체압력 또한 급격하게 상승하거나 하강하는 경우 다이어프램(3)의 신축이 급격하게 반복되면서 상부콘(8)에 의해 유량조절구(7-2)의 개폐율이 급격하게 조절됨으로써 하부콘(9-2)에 의한 별도의 차압조절기능이 구비되어 있다하더라도 그 조절범위가 크지 않는 등의 중대한 구조적 결함이 있다.

뿐만 아니라, 다이어프램(3)은 그 특성상 장시간 사용이 불가능하여 잦은 유지 보수가 필요하고, 구조적으로 대형화될 수 밖에 없는 문제를 안고 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제를 개선하기 위하여 안출된 것으로, 온수회수배관상에 설치되면서 각 분기배관로부터 회수되는 온수에 의해 작용되는 온수 회수압력 P1과, 온수공급배관과 연결된 차압감지배관을 통해 감지되는 온수공급압력 P2와의 압력차에 따라 탄성적으로 상하강되는 유량조절카트리지를 이용하여 온수공급설정압력 P3을 일정하게 유지시킴으로써 각 분기배관에 공급되는 온수의 유량을 일정하게 유지시키도록 구성되는 차압유량조절밸브를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 유량조절핸들을 이용하여 승강나사블록을 상하강시켜 유량조절카트리지를 탄성지지하는 스프링의 탄성력을 조정함으로써 사용자가 자유롭게 원하는 유량으로 조절할 수 있도록 구성되는 차압유량조절밸브를 제공함에 또 하나의 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 보일러의 난방온수배관에서 각 분기배관에 흐르는 유량을 일정하게 유지하도록 조절하는 차압유량조절밸브에 있어서, 온수회수배관과 연결된 제1유로와, 온수공급배관의 차압감지배관과 연결된 제2유로를 통해 온수가 유입되면서 온수회수압력 P1과 온수공급압력 P2의 차압이 유량조절카트리지에 작용되면 상기 유량조절카트리지가 제1,2스프링에 의해 탄성적으로 상하이동하고, 밸브시트에 의해 그 입출수부가 가변적으로 분할되는 오리피스유로홈을 통해 상기 제1유로의 온수가 제3유로(13)로 배출하면서 온수공급설정압력 P3가 조정되어 상기 온수공급배관(61)에 공급되는 유량이 조절됨으로써 세팅된 차압을 일정하게 유지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차압유량조절밸브를 제공하게 된다.

그리고, 본 발명은 유량조절핸들을 이용하여 승강나사블록을 상하이동시켜 상기 제1,2스프링의 탄성력을 조절함으로써 상기 유량조절카트리지의 오리피스유로홈을 통한 유량을 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차압유량조절밸브를 제공하게 된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도2는 본 발명에 따른 차압유량조절밸브의 설치위치를 예시하는 난방온수배관의 순환계통도이고, 도3은 본 발명에 따른 차압유량조절밸브를 예시하는 단면도이며, 도4는 본 발명에 따른 차압유량조절밸브의 유량조절카트리지를 예시하는 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 난방온수배관은 도2에 도시한 바와 같이 보일러(60)에서 데워진 온수가 온수공급배관(61)을 통해 공급되고, 다시 각 전동밸브(65-1,66-1,67-1..)에 의해 개폐되는 각 분기배관(65,66,67...)을 거쳐서 온수회수배관(62)를 통해 다시 보일러(60)로 회수되는 순환배관구조로 구성되어 있다.

이때, 본 발명에 따른 차압유량조절밸브는 온수회수배관(62)상에 설치되어 각 분기배관(65,66,67...)에서 회수되는 온수로부터의 온수회수압력 P1과, 온수공급배관(61)과 연결된 차압감지배관(63)을 통해 감지되는 온수공급압력 P2와의 차압을 이용하여 온수공급설정압력 P3을 일정하게 유지시킴으로써 각 분기배관(65,66,67...)에 공급되는 온수의 유량을 일정하게 유지시키도록 구성되어 있다.

다시 말하면, 본 발명에 따른 차압유량조절밸브는 도3에 도시한 바와 같이 온수회수배관(62)과 연결된 제1유로(11)를 통해 온수가 유입되면서 온수회수압력 P1이 작용하는 동시에 온수공급배관(61)의 온수가 차압감지배관(63)을 거쳐 제2유로(12)로 유입되면서 온수공급압력 P2가 작용하게 되면 P1과 P2의 차압만큼 유량조절카트리지(30)가 제1,2스프링(15,16)에 의해 탄성적으로 밸브시트(14)를 따라 상하이동하게 되고, 유량조절카트리지의 외주면상에 구비된 오리피스유로홈(31)의 개도량이 밸브시트에 의해 조절되면서 오리피스유로홈중 밸브시트의 상부측에 위치하는 출수부를 통해 배출되는 유량을 조절함으로써 온수공급설정압력 P3을 일정하게 유지시키거나 재설정하게 된다.

이때, 밸브하우징(10)은 제1유로(11)를 통해 온수회수배관(62)의 온수가 유입되고, 유입된 온수가 온수회수압력 P1으로서 밸브시트(14)를 따라 상하이동되는 유량조절카트리지(30)를 위로 밀어올리는 힘으로 작용하는 동시에 유량조절카트리지의 외주면상 구비된 오리피스유로홈(31)을 통해 제3유로(13)로 배출되면서 온수공급설정압력 P3을 형성하도록 구성되어 있다.

또한, 밸브하우징(10)은 온수공급배관(61)과 연결된 차압감지배관(63)의 온수가 제2유로(12)를 통해 유입되고, 유입된 이 온수가 온수공급압력 P2로서 유량조절카트리지를 밑으로 하강시키는 힘으로 작용하도록 구성되어 있다.

여기서, 밸브하우징(10)의 상하부측에 각각 안내하우징(20)과 베이스하우징(17)이 나사결합되어 있는데, 안내하우징(20)에는 그 내주면에 승강나사블록(41)이 나사결합되어 있고, 이 승강나사블록은 유량조절핸들(40)에 의해 회전되면서 상하방향으로 이동되도록 구성되어 있다.

그리고, 제1스프링(15)은 밸브하우징(10)에 내장되면서 그 하부가 베이스하우징(17)에 고정된 상태에서 그 상부측이 유량조절카트리지(30)의 하부에 삽입 장착되어 유량조절카트리지(30)의 하부를 탄성적으로 지지하도록 구비되어 있고, 제2스프링(16)은 벨브하우징과 안내하우징(20)에 내장되면서 그 상부측이 승강나사블록(41)내에 삽입고, 그 하부측이 유량조절카트리지의 상부측에 끼워진 상태로 설치되어 유량조절카트리지(30)의 상부를 탄성적으로 지지하도록 구비되어 있다.

특히, 제1,2스프링(15,16)은 유량조절핸들(40)을 이용하여 상하이동시키는 승강나사블록(41)에 의해 그 탄성력이 조절되는데, 승강나사블록이 상승되면 그 탄성력이 감소되면서 유량조절카트리지(30)에 대한 탄성지지력이 저하되어 유량조절카트리지의 상승과 함께 오리피스유로홈(31)을 통한 유량의 증가를 유도하게 되고, 승강나사블록이 하강되면 그 탄성력이 증가하면서 유량조절카트리지에 대한 탄성지지력이 상승하여 유량조절카트리지의 하강과 함께 오리피스유로홈을 통한 유량의 감소를 조절하게 된다.

한편, 유량조절카트리지(30)는 제1,2스프링(15,16)에 의해 상하 탄성지지되면서 그 하부측에서 작용하는 온수회수압력 P1과, 그 상부측에 작용하는 온수공급압력 P2의 차압에 의해 밸브시트(14)를 따라 상하 탄성이동을 하도록 구성되는데, 도4에 도시한 바와 같이 그 내주면 중앙측에 격판(32)을 설치하여 유체의 흐름을 차단하는 동시에 제1,2스프링(15,16)의 지지판 작용을 하게 되고, 그 외주면상에 오리피스유로홈(31)이 구비되어 있다.

이때, 오리피스유로홈(31)은 위쪽으로 올라갈수록 그 폭이 서서히 작아지는 대략 삼각형상을 이루면서 밸브시트(14)에 의해 그 입수측과 출수측의 경계가 정해지게 되는데, 즉 밸브시트의 하부측에 위치하는 부위를 통해 제1유로(11)의 온수가 유입되고, 밸브시트의 상부측에 위치하는 부위를 통해 유출되어 제3유로(13)로 배출되도록 구성되어 있다.

따라서, 오리피스유로홈(31)은 유량조절카트리지(30)가 상승되면서 밸브시트(14)의 상부측에 위치하는 부위가 증가할수록 출수량이 늘어나게 되지만 유량조절카트리지가 하강되면서 밸브시트(14)의 상부측에 위치하는 부위가 감소할수록 출수량이 줄어 들도록 구성되어 있다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 작용을 설명하면, 도2에서 예컨대 온수공급배관(61)을 흐르는 유량이 3L/min이고, 제1,2,3분기배관(65,66,67)에 각각 1L/min의 유량이 흐르고 있는 상태에서 제2,3전동밸브(66-1,67-1)를 제어하여 제2,3분기배관를 닫게 되면 온수공급배관을 통해 공급되는 3L/min의 유량은 자연히 제1분기배관으로만 흐르게 된다.

이때, 제1분기배관(65)에는 자연히 적정 유량인 1L/min 보다 많은 유량이 통과하게 되고, 온수공급배관(61)에는 유량이 정체되면서 유체의 압력이 증가하게 되며, 이에 따라 차압감지배관(63)을 거쳐 제2유로(12)를 통해 작용되는 온수공급압력 P2가 커지게 된다.

또한, 제1분기배관(65)을 통해 회수되는 유량이 기존의 유량인 3L/min보다 적게 됨에 따라 온수회수배관(62)을 거쳐 제1유로(11)를 통해 작용되는 온수회수압력 P1이 감소하게 된다.

따라서, 온수공급압력 P2이 커지는 반면에 온수회수압력 P1이 감소됨에 따라 유량조절카트리지(30)는 하강하게 되고, 오리피스유로홈(31)중 밸브시트(14)의 상부측에 위치하는 부위가 적어지면서 밸브시트의 하부측에 위치하는 부위가 커짐에 따라 오리피스유로홈을 통해 제3유로(13)로 배출되는 유량이 적어지게 되며, 결국 온수공급설정압력 P3가 낮아지게 된다.

여기서, 제3유로(13)을 통해 조정되는 온수공급설정압력 P3가 낮게 조정됨에 따라 온수공급배관(61)을 통해 공급되는 온수공급압력 P2가 낮아지게 되고, 결국 온수공급배관의 온수유량이 1L/min로 조정되면서 제1분기배관(65)을 흐르는 유량을 적정유량인 1L/min로 조정하게 된다.

그리고, 본 발명의 차압유량조절밸브에서는 온수공급배관(61)에서 공급되는 유량이 감소되면서 온수공급압력 P2가 감소되고, 동시에 온수회수배관(62)의 회수유량이 감소되면서 온수회수압력 P1 또한 감소되어 결국 유량조절카트리지(30)의 위치가 별도의 상하이동없이 그대로 유지되며, 이에 따라 온수공급설정압력 P3가 일정하게 유지된다.

한편, 유량조절핸들(40)을 돌리면 승강나사블록(41)이 안내하우징(20)의 내주면을 따라 나사결합상태로 상하이동하게 되고, 승강나사블록(41)이 상하이동되면서 제2스프링(16)의 탄성력이 조정되는데, 예컨대 승강나사블록이 상승하게 되면 제2스프링의 탄성력이 감소되어 유량조절카트리지(30)의 상승이 용이하게 되면서 오리피스유로홈(31)을 통해 배출되는 유량을 증가시키게 되고, 이로써 온수공급설정압력 P3를 높게 설정할 수 있게 되며, 결국 온수공급배관(61)으로 공급되는 온수 의 유량을 증대시키도록 조절할 수 있게 된다.

반면에, 승강나사블록(41)이 하강하게 되면 제2스프링의 탄성력이 커지게 되어 유량조절카트리지(30)의 하강이 용이하게 되면서 오리피스유로홈(31)을 통해 배출되는 유량을 감소시키게 되고, 이로써 온수공급설정압력 P3를 낮게 설정할 수 있게 되며, 결국 온수공급배관(61)으로 공급되는 온수의 유량이 작아지도록 조절할 수 있게 된다.

요컨대, 본 발명에 따른 차압유량조절밸브는 온수회수압력 P1과 온수공급압력 P2의 차압이 직접 유량조절카트리지(30)에 작용하도록 구성되면서 유량조절카트리지가 차압에 의해 탄성적으로 상하강되는 동시에 오리피스유로홈(31)을 통해 바로 유량을 조절하도록 구성됨으로써 그 밸브구조가 간단하면서도 콤팩트할 뿐만 아니라 신속하고도 정밀한 유량조절이 가능하고, 승강나사블록(41)을 이용하여 유량조절카트리지를 탄성 지지하는 스프링(15,16)의 탄성력을 조정함으로써 차압에 의한 유량조절범위를 확대할 수 있도록 구성하는 데에 그 기술적 특징이 있다할 것이다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 이는 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다.

그러므로, 본 발명의 범위는 상술된 실시예에 의해 한정되어져서는 안되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 청구범위와 균등한 구성에 의해 정해져야 함은 당연하다.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 차압이 직접 유량조절카트리지에 작용되는 동시에 유량조절카트리지가 차압에 의해 탄성적으로 상하강되면서 유량을 조절하도록 구성됨으로써 밸브구조가 간단하면서도 콤팩트할 뿐만 아니라 신속하고도 정밀한 유량조절이 가능하고, 유량조절카트리지를 탄성 지지하는 스프링의 탄성력을 조정함으로써 차압에 의한 유량조절범위를 확대할 수 있는 등의 효과를 제공하게 된다.

Claims

난방온수배관에서 각 분기배관(65,66,67)에 흐르는 유량을 일정하게 유지하도록 조절하는 차압유량조절밸브에 있어서,

온수회수배관(62)과 연결된 제1유로(11)와, 온수공급배관(61)의 차압감지배관(63)과 연결된 제2유로(12)를 통해 온수가 유입되면서 온수회수압력 P1과 온수공급압력 P2의 차압이 유량조절카트리지(30)에 작용되면 상기 유량조절카트리지(30)가 제1,2스프링(15,16)에 의해 탄성적으로 상하이동하고, 밸브시트(14)에 의해 그 입출수부가 가변적으로 분할되는 오리피스유로홈(31)을 통해 상기 제1유로(11)의 온수가 제3유로(13)로 배출하면서 온수공급설정압력 P3가 조정되어 상기 온수공급배관(61)에 공급되는 유량이 조절됨으로써 세팅된 차압을 일정하게 유지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차압유량조절밸브.
청구항 1에 있어서,

유량조절핸들(40)을 이용하여 승강나사블록(41)을 상하이동시켜 상기 제1,2스프링(15,16)의 탄성력을 조절함으로써 상기 유량조절카트리지(30)의 오리피스유로홈(31)을 통한 유량을 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차압유량조절밸브.