KR20110038925A

KR20110038925A - 수동 조절식 정유량 제어장치

Info

Publication number: KR20110038925A
Application number: KR1020090096123A
Authority: KR
Inventors: 양창칠; 김영균
Original assignee: 주식회사 삼양발부종합메이커
Priority date: 2009-10-09
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2011-04-15
Also published as: KR101134314B1

Abstract

난방이 수행되지 않는 방이 생기면 그 방을 흐르는 최적유량만큼 전체 정유량도 감소되도록 한 수동 조절식 정유량제어장치가 소개된다.

상기의 정유량제어장치는 각 세대로 온수가 공급되는 공급관(2); 상기 공급관(2)에 연통되어 각 방별로 분기되고 상기 온수의 잠열이 해당 방과 열교환되도록 하는 온수관로(4); 상기 온수관로(4)와 각각 연통되어 열교환이 끝난 온수가 환수되는 환수파이프(5); 상기 환수파이프(5)들의 유량이 한곳으로 모여 세대 외부로 배출되는 환수관(7); 상기 환수파이프(5)의 통로를 개폐할 수 있도록 상기 환수파이프(5)에 각각 개별 설치되어 수동으로 조작되는 개폐밸브(110); 상기 각 방을 나타내는 방선택부(121)가 구비되어 있고 해당 방의 최적 유량값이 각각 저장되어 있어서, 어느 하나 이상의 방선택부(121)를 선택하면 해당 방의 최적 유량값에 대응하는 전기적 신호를 송출하는 제어부(120); 상기 공급관(2) 또는 환수관(7)에 설치되어 상기 제어부(120)의 전기적 신호에 의해 그 공급관 또는 환수관의 유량을 변경하는 가변유량밸브(200);를 포함하는 것으로, 상기 제어부(120)는 상기 방선택부(121)가 하나 이상 선택되면 해당 방의 최적 유량값만큼 상기 가변유량밸브(200)의 전체 유량값에서 감소시키는 것을 특징으로 한다.

Description

수동 조절식 정유량 제어장치{APPARATUS FOR CONTROL CONSTANT FLOW HAVING MANUAL ADJUSTING VALVE}

본 발명은 난방이 수동으로 조절되는 방식에서 각 방의 난방 유무에 맞추어 세대별 전체 정유량값이 비례적으로 제어되도록 함으로써 난방이 수행되지 않는 방이 생기면 그 방을 흐르는 최적유량만큼 전체 정유량도 감소되도록 한 수동 조절식 정유량제어장치에 관한 것이다.

공동주택이나 대형건물에 사용되는 난방시스템은, 각 세대에 독립적으로 설치된 보일러와 같은 열원에 의해 유체를 가열한 후 이를 이용하여 난방을 실시하는 개별난방과, 세대 외부에 설치된 외부 열원에 의해 유체를 가열한 후 가열된 유체를 각 세대별로 공급받아 난방을 실시하는 집단난방으로 구별되며, 다시 집단난방은 공동주택 단지 또는 대형건물 내의 중앙 보일러와 같은 열원을 사용하는 중앙난방과, 공동주택 단지 외부의 지역 발전소와 같은 열원을 사용하는 지역난방으로 구별된다.

이러한 난방 시스템은 가열 유체로서 물을 사용하는 것이 일반적이며, 특히 집단난방은 열원으로부터 가열된 온수가 공급되는 중앙공급관으로부터 각 세대별로 분기되는 공급관이 온수공급헤더와, 다수의 온수관로와, 온수환수헤더 및 환수관을 포함하는 세대별 온수분배기 장치를 통해 각 세대별 난방을 실시하고 이후 각 세대별 환수관들이 다시 중앙환수관으로 집중된 후 열원으로 환수되는 순환시스템을 갖는다.

도1은 종래 수동 개폐밸브가 구비된 온수분배기를 나타낸 개략도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 온수분배기는 중앙공급관(미도시)에서 분기된 공급관(2)과 연결된 온수공급헤더(3)와, 상기 온수공급헤더(3)에서 각 방으로 분기되어 열을 공급하는 다수의 온수관로(4)들과, 상기 온수관로(4)들과 각각 연통되는 환수파이프(5)와, 상기 환수파이프(5)들이 한 곳으로 연결되는 온수환수헤더(6)와, 상기 온수환수헤더(6)와 연결되는 환수관(7)과, 상기 세대별 환수관(7)이 다시 한 곳으로 연결되는 중앙환수관(미도시)으로 이루어진다.

종래의 온수분배기는 온수환수헤더(6)와 연결된 환수관(7)에 정유량밸브(10)가 설치되어 세대별로 전체 정유량값을 제한하고 있으며, 그 세대별 전체 정유량값은 각 방을 흐르는 환수파이프(5)에서의 유량값의 합이 된다.

예컨대, 제1방을 흐를 수 있는 유량값이 "50", 제2방의 유량값이 "40", 제3방의 유량값이 "30", 제n방의 유량값이 "20"이라고 가정한다면, 해당 세대로 공급되어 상기 정유량밸브(10)를 통과하는 전체 정유량값은 50+40+30+20 = "140"이 된다.

이때, 상기 각각의 환수파이프(5)에는 사용자가 각 방의 난방 유무를 선택할 수 있도록 수동으로 조작할 수 있는 개폐밸브(1)가 개별적으로 설치되어 있는바, 사용자가 상기 개폐밸브(1)를 개방하면 해당 환수파이프(5)의 통로가 개방되어 해당 방은 난방이 되고, 사용자가 상기 개폐밸브(1)를 닫으면 해당 환수파이프(5)의 통로가 폐쇄되어 온수가 공급되지 못하므로 해당 방은 난방되지 않는다. 현재 대부분의 주택은 사용자가 온수분배기 옆에 달려 있는 개폐밸브(1)를 수동으로 조작하여 각 방의 난방유무를 선택하는 방식으로 되어 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 온수분배기에서 환수관(7)에 설치되어 세대의 전체 정유량값을 제한하는 정유량밸브(10)는 다음과 같은 치명적인 문제점이 있다.

즉, 시공할 때 종래 정유량밸브(10)는 전체 정유량값이 한번 설정되면 바꿀 수 없도록 셋팅되어 있어서 그 정유량밸브에는 항상 설정된 값에 해당하는 정유량이 흐르게 되어 있고, 이 때문에 난방이 필요 없는 방이 개폐밸브(1)에 의해 수동으로 폐쇄되어도 난방 중인 다른 방의 환수파이프를 통해 원래 흐르도록 설정된 최적유량보다 더 많은 유량이 더 빠른 유속으로 흐르게 된다[유량(Q) = 단면적×유속(AV) 참고].

위의 경우를 예로 들면, 제1방의 난방을 중지해도 전체 정유량값은 변하지 않고 그대로 "140"이 유지되기 때문에 난방 중인 제2방, 제3방, 제n방으로 원래 설정된 최적유량보다 더 많은 유량이 흐르게 되는 것이다.

결국, 이것은 난방 중인 방의 환수파이프만 놓고 보면 유량은 최적유량보다 비록 커졌지만 상대적으로 유속이 빨라져서 방과 유체 간에 열교환이 충분히 일어나지 않아 난방 중인 방수가 줄었음에도 불구하고 오히려 난방비 절감이 되지 않는 문제점이 있어 난방효율의 저하를 초래한다.

특히, 어느 하나 이상의 방이 난방 중지되면 난방 중인 환수파이프에서 유속이 빨라짐에 따라 캐비테이션(공동현상)이 발생되어 유체가 흐를 때 유체가 파이프 내부를 치는 수격현상을 초래하여 소음발생의 원인이 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 세대별 전체 정유량값이 각 방의 난방 유무에 맞추어 비례적으로 제어되도록 하여 난방이 수행되지 않는 방이 생기면 그 방을 흐르는 최적유량만큼 전체 정유량도 감소되도록 함으로써 궁극적으로 난방효율을 높여 난방비를 절감하고 난방 중인 환수파이프에서의 과유량을 방지하여 캐비테이션에 의한 소음 문제를 해결함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명은,

각 세대로 온수가 공급되는 공급관; 상기 공급관에 연통되어 각 방별로 분기되고 상기 온수의 잠열이 해당 방과 열교환되도록 하는 온수관로; 상기 온수관로와 각각 연통되어 열교환이 끝난 온수가 환수되는 환수파이프; 상기 환수파이프들의 유량이 한곳으로 모여 세대 외부로 배출되는 환수관; 상기 환수파이프의 통로를 개폐할 수 있도록 상기 환수파이프에 각각 개별 설치되어 수동으로 조작되는 개폐밸브; 상기 각 방을 나타내는 방선택부가 구비되어 있고 해당 방의 최적 유량값이 각각 저장되어 있어서, 어느 하나 이상의 방선택부를 선택하면 해당 방의 최적 유량값에 대응하는 전기적 신호를 송출하는 제어부; 상기 공급관 또는 환수관에 설치되어 상기 제어부의 전기적 신호에 의해 그 공급관 또는 환수관의 유량을 변경하는 가변유량밸브;를 포함하는 것으로, 상기 제어부는 상기 방선택부가 하나 이상 선택 되면 해당 방의 최적 유량값만큼 상기 가변유량밸브의 전체 유량값에서 감소시키는 것을 특징으로 하는 수동 조절식 정유량제어장치를 제공한다.

여기서 상기 제어부에는 상기 가변유량밸브의 유량값을 일정비율로 수동 조절할 수 있는 수동조절부가 구비된 것을 특징으로 한다.

한편 본 발명은 각 세대로 온수가 공급되는 공급관; 상기 공급관에 연통되어 상기 온수의 잠열이 방과 열교환되도록 하는 온수관로; 상기 온수관로와 연통되어 열교환이 끝난 온수가 환수되는 환수파이프; 상기 환수파이프와 연통되어 환수되는 온수가 세대 외부로 배출되는 환수관; 상기 환수파이프의 통로를 개폐할 수 있도록 상기 환수파이프에 설치되어 수동으로 조작되는 개폐밸브; 상기 공급관 또는 환수관에 설치되어 전기적 신호에 의해 그 공급관 또는 환수관의 유량값을 변경하는 가변유량밸브; 상기 가변유량밸브에 전기적 신호를 보내 그 유량값을 조절하는 것으로, 수동으로 조절되는 수동조절부가 구비된 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 수동조절부의 수동조절에 따라 상기 가변유량밸브의 유량값을 일정비율로 조정하는 것을 특징으로 하는 수동 조절식 정유량 제어장치를 함께 제공한다.

상기 가변유량밸브는,

입구와 출구가 연통되는 유로가 내부에 마련되고 그 입구와 출구 사이에 시트가 형성된 바디; 상기 바디의 내부 일측에 상기 입구측 유압과 상기 시트측 유압 이 각각 작용하도록 유압통로가 형성된 챔버; 상기 챔버가 구획분리되도록 설치되어 그 양측으로 상기 입구측 유압과 상기 시트측 유압이 각각 작용되며, 그 압력차에 의해 변형되는 다이아프램; 상기 다이아프램 일측에 결합되어 상기 챔버에서의 압력차에 의해 상기 시트에서 출구 쪽으로 통하는 단면적을 조절하도록 탄성 설치된 이동체; 상기 바디의 타측에서, 전기적 신호에 의해 상기 입구에서 시트 쪽으로 통하는 단면적을 조절하는 액츄에이터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 이동체는,

상기 다이아프램에 결합되는 헤드부; 상기 헤드부로부터 상기 시트쪽으로 연장되어 상기 다이아프램의 변형에 따라 상기 시트에서 출구 쪽으로 통하는 단면적을 조절하는 스템부; 상기 다이아프램을 기준으로 양측 압력이 동일할 때 상기 이동체가 복원되도록 상기 이동체와 챔버 사이에 설치된 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 액츄에이터는,

상기 제어부와 전기적으로 연결되어 제어부의 전기신호를 운동력으로 변환하는 구동본체; 상기 구동본체로부터 연장되어 상기 바디 내부에 삽입되는 것으로, 상기 입구 쪽에서 상기 시트 쪽으로 통하는 단면적을 조절하기 위해 이동되는 이동로드;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 난방이 중지되는 방이 생기면 그 방에 해당하는 최적유량만큼 세대의 전체 정유량값이 비례적으로 감소되고 난방 수행중인 다른 방으로 정해진 유량보다 많은 과유량이 흐르는 것이 방지되는바, 결국 난방비가 절감되는 것은 물론 캐비테이션에 의한 소음이 사라지게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도2a는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 제어구조 및 구성을 나타낸 설명도이고, 도2b는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 제어구조 및 구성을 나타낸 설명도이며, 도3은 본 발명의 바람직한 실시예에 사용된 가변유량밸브의 구조를 나타낸 단면도이며, 도4는 본 발명에 사용되는 구동본체의 구조를 나타낸 단면도이다.

먼저, 도2a에 도시된 바와 같이 본 발명은 크게 공급관(2), 온수관로(4), 환수파이프(5), 환수관(7), 개폐밸브(110), 제어부(120), 가변유량밸브(200)를 포함하여 이루어진다.

각 세대는 도2a에 도시된 바와 같이 그 크기가 서로 다른 여러 개의 방(제1방, 제2방, 제3항, ... 제n방)으로 이루어질 수 있는데, 편의상 제1방이 가장 크고 제n방으로 갈수록 작아진다고 가정하면 그 각각의 방을 최적상태로 난방하는데 필요한 요구열량(이하, "필요요구열량"이라 한다)은 여러 가지 인자와 제반 열손실 등(난방부하)을 종합적으로 따져 산출되는데, 이렇게 산출된 필요요구열량과 해당 방의 최적 유량값은 아래의 식과 같은 비례관계를 갖는다.

Q = G × C × △T

Q : 필요요구열량[kcal/h] G : 유량[lph]

C : 비열[kcal/kg℃] △T : 온도변화 (실내공급온도 - 실내환수온도)

여기서 상기 비열은 상수값(온수가 사용되므로 비열은 1)이 되고, 온도변화값도 "지역난방 설계기준"을 충족하려면 항상 15℃로 유지해야 하기 때문에 상수값이 된다.

결과적으로, 열량과 유량은 비례관계에 놓이게 되므로 필요요구열량을 높이기 위해서는 유량을 증가시키면 되는바, 각 방별 필요요구열량이 결정되면 그것을 충족하기 위한 최적의 유량도 설정될 수 있기 때문에, 각 방마다의 최적유량값을 산출할 수 있게 된다.

각 방별로 산출된 최적 유량값은 후술하게 될 제어부(120)에 저장되어 가변유량밸브(200)의 유량을 제어할 때 사용되는바 이것에 대해서는 뒤에서 다시 설명한다.

한편 상기 공급관(2)은 각 세대별로 온수를 공급하기 위한 구성이며, 상기 온수관로(4)는 상기 공급관(2)에 연통되어 각 방별로 분기되고 상기 온수의 잠열이 해당 방과 열교환되도록 하는 구성이다.

상기 온수관로(4)는 상기 공급관(2)에 직접 연통되어도 무방하지만 일반적으로 상기 공급관(2)은 온수공급헤더(3)와 연결되고, 상기 온수공급헤더(3)에서 상기 온수관로(4)가 각 방별로 분기되어 온수가 흐르면서 각 방을 개별 난방하게 된다.

방들과 열교환이 끝난 온수는 각각의 온수관로(4)에 연통된 환수파이프(5)를 통해 환수되고, 환수된 온수는 온수환수헤더(6)에 다시 모인 후 상기 온수환수헤더(6)에 연결된 환수관(7)을 통해 환수파이프(5)들의 유량이 한 곳으로 모여 도시되지 않는 세대 외부의 중앙환수관으로 환수된다.

또한, 상기 개폐밸브(110)는 상기 환수파이프(5)의 통로를 개폐할 수 있도록 상기 환수파이프(5)에 각각 개별 설치되어서 사용자에 의해 수동으로 조작되는 구성으로, 아직까지 대부분의 주택들이 개폐밸브(110)의 조작에 의하여 난방 유무가 결정된다.

따라서, 사용자가 상기 개폐밸브(110)를 개방 조작하면 상기 환수파이프(5)의 통로가 개방되어 해당 방으로 온수가 공급되므로 그 방은 난방이 되고, 상기 개폐밸브(110)를 폐쇄 조작하면 상기 환수파이프(5)의 통로가 막히므로 해당 방으로 온수가 공급되지 못하여 난방이 중지된다.

또한, 도2a에 도시된 바와 같이 상기 제어부(120)에는 각 방의 최적 유량값을 제어할 수 있는 방선택부(121)가 각각 구비되어 있는데, 상기 방선택부(121)는 어느 방의 난방이 중지되면 그 방에 해당하는 최적 유량값만큼 가변유량밸브(200)의 전체 정유량값에서 감소시킬 수 있도록 난방 중지된 방을 선택할 수 있도록 하는 구성이다.

따라서, 사용자는 난방이 중지된 방이 있으면 그 방에 해당하는 방선택부(121)를 선택하여 전체 정유량값에서 난방 중지된 방에 해당하는 최적 유량값만큼 유량이 감소되도록 하는데, 이를 위하여 상기 제어부(120)에는 해당 방의 최적 유량값이 각각 저장되어 있다.

상기 방선택부(121)는 사용자가 선택할 수 있는 구조이면 어떠한 형태이어도 무방한데, 본 발명에서는 손으로 누를 수 있는 버튼 형태로 구현된다.

사용자가 제1방의 난방을 중지하고 싶다면 먼저 제1방에 해당하는 개폐밸브(110)를 폐쇄하고 상기 제어부(120)에서 제1방에 해당하는 방선택부(121) 1번을 선택하면, 상기 제어부(120)는 제1방의 최적유량값(앞의 경우를 예로 들면 "50")에 해당하는 전기적 신호를 가변유량밸브(200)에 송출하게 되고, 상기 가변유량밸브(200)는 제어부(120)의 전기적 신호에 따라 전체 정유량값(앞의 경우를 예로 들면 "140")에서 상기 제1방의 최적유량값("50")에 해당하는 만큼 감소시키는데, 결과적으로 "90"의 정유량값이 가변유량밸브(200)를 통과하게 된다.

여기서, 상기 제어부(120)에는 상기 가변유량밸브(200)의 유량값을 일정비율로 수동 조절할 수 있는 수동조절부(122)가 구비될 수 있는데, 상기 수동조절부(122)의 형태에는 여러 가지가 있을 수 있으나 본 발명에서는 도2a에 도시된 바와 같이 사용자가 손으로 조절할 수 있는 죠그셔틀스위치 형태로 구현되는바, 상기 수동조절부(122)의 형태가 반드시 여기에 국한될 필요는 없다.

상기 수동조절부(122)는 최소 0%에서 최대 100%까지 일정한 비율로 상기 가변유량밸브(200)의 유량값을 조절할 수 있도록 구현되어 있는바, 예를 들어 상기 수동조절부(122)를 50%로 맞추어 놓으면 앞의 경우와 같이 제1방의 난방이 중지되어 전체 정유량값이 "90"인 가변유량밸브(200)의 정유량값은 "45"가 되고, 이 "45"의 정유량이 난방 중인 각방으로 분배된다.

이와 같이 상기 가변유량밸브(200)의 정유량값이 50%로 감소되면 난방 수행중인 각방에 유입되는 정유량값도 해당 방의 최적유량값에 대하여 50%로 감소된다. 참고로, 각 방에는 도시되지 않았지만 미세유량 조절밸브가 구비되어 있어서 각 방마다 등 비율로 유량을 나누어주게 된다.

상기 수동조절부(122)는 사용자가 상기 가변유량밸브(200)의 유량값을 필요에 따라 임의로 조정하여 난방이 좀 적게 되더라도 난방비를 절약하고자 할 때 매우 유용하다.

한편, 지금까지는 방이 여러 개 있는 경우를 예로 들었기 때문에 상술한 바와 같이 방선택부(121)가 필요하지만, 도2b에 나타낸 바와 같이 방이 하나인 원룸형 구조에서는 상기 방선택부(121)가 필요없다.

따라서, 상기 제어부(120)에는 가변유량밸브(200)에 전기적 신호를 보내 가변유량밸브(200)의 유량값을 조절하는 수동조절부(122)가 구비되는데, 상기 수동조절부(122)는 앞에서 설명한 바와 같이 사용자가 수동으로 직접 조절할 수 있는 것 으로, 기능은 전술한 바와 같다.

이와 같이 상기 제어부(120)에 상기 수동조절부(122)만 구비되면, 최소 0%에서 최대 100%까지 일정한 비율로 상기 가변유량밸브(200)의 유량값을 조절하여 난방이 좀 적게 되더라도 난방비를 절약하고자 할 때 유용하다.

따라서, 상기 제어부(120)는 상기 수동조절부(122)의 수동조절에 따라 상기 가변유량밸브(200)의 유량값을 일정비율, 즉 전체 정유량값에 대한 수동조절부(122)의 표시 비율로 조절하게 되는바, 예를 들어 상기 수동조절부(122)를 50%에 맞추면 상기 가변유량밸브(200)는 전체 정유량값에 대한 절반의 정유량값으로 유량을 감소시키게 된다.

또한, 상기 가변유량밸브(200)는 상기 공급관(2) 또는 환수관(7)에 설치되어 상기 제어부(120)의 전기적 신호에 의해 그 공급관(2) 또는 환수관(7)의 유량을 변경하는 것으로, 상기 가변유량밸브(200)에서 세대의 전체 정유량이 제한된다.

상기 가변유량밸브(200)에 전기적 신호가 가해지면 상기 공급관(2) 또는 환수관(7)(편의상 이하에서는 도시된 것처럼 가변유량밸브(200)가 환수관(7)에 설치된 것을 가정하여 설명한다)의 유량 단면적을 조절하여 그 환수관(7)을 지나는 유량값이 변경되도록 하는데, 상기 가변유량밸브(200)의 구조는 도3에 자세하게 도시된다.

도3에 도시된 바와 같이, 상기 가변유량밸브(200)는 크게 바디(210)와, 챔버(220)와, 다이아프램(230)과, 이동체(240)와, 액츄에이터(250)를 포함하여 이루 어진다.

상기 바디(210)의 내부 일측에는 환수되는 유체가 들어오는 입구(211)가 형성되고 타측에는 그 유체가 나가는 출구(212)가 형성되는바, 이와 같이 상기 바디(210)에는 상기 입구(211)와 출구(212)가 연통되는 유로가 내부에 마련된다.

또한, 상기 바디(210)에는 상기 입구(211)와 출구(212) 사이에 유로의 단면적이 감소되는 시트(213)가 형성되어 상기 입구(211)를 통해 바디(210) 내부로 들어온 유체는 상기 시트(213)를 통과하여 상기 출구(212)를 통해 외부로 배출된다.

상기 챔버(220)는 상기 바디(210)의 내부 일측에 형성되는 소정의 공간으로서, 상기 챔버(220)에는 상기 입구(211)측 유압과 상기 시트(213)측 유압이 각각 작용하도록 유압통로(221,222)가 형성된다.

도3에서 보면, 상기 챔버(220)에는 상기 입구(211)측 유압이 작용하도록 상기 입구(211)측과 연통된 제1유압통로(221)가 형성되고 상기 시트(213)측 유압이 작용하도록 상기 시트(213)측과 연통된 제2유압통로(222)가 형성된다.

따라서, 상기 챔버(220)는 상기 제1유압통로(221)와 연통되는 제1유압실(223)과 상기 제2유압통로(222)와 연통되는 제2유압실(224)이 다이아프램(230)에 의해 구획 분리된다.

상기 다이아프램(230)은 제1유압실(223)과 제2유압실(224)이 구획분리되도록 상기 챔버(220)에 설치되며, 상기 다이아프램(230)의 양측으로 상기 입구(211)측 유압과 시트(213)측 유압이 각각 작용할 때 그 압력차에 의해 변형된다.

상기 이동체(240)는 상기 다이아프램(230) 일측에 결합되어 상기 챔버(220)에서의 압력차에 의해 상기 시트(213)에서 상기 출구(212) 쪽으로 통하는 단면적으로 조절하도록 탄성 설치되는 구성으로, 상기 다이아프램(230)이 챔버(220)의 압력차로 인해 변형될 때 그 변형력을 제공받아 상기 시트(213) 쪽으로 접근하게 된다.

여기서, 상기 이동체(240)는 헤드부(241)와, 스템부(242)와, 탄성부재(243)를 포함하여 이루어지는데, 상기 헤드부(241)는 상기 다이아프램(230)에 결합되는 부위이다.

또한, 상기 스템부(242)는 상기 헤드부(241)로부터 상기 시트(213)쪽으로 연장되어 상기 다이아프램(230)의 변형에 따라 상기 시트(213)에서 출구(212) 쪽으로 통하는 단면적을 조절하는 부위이다.

따라서, 상기 다이아프램(230)의 변형에 따라 상기 스템부(242)가 이동되면서 상기 시트(213)에서 출구(212) 쪽으로 통하는 단면적을 증가시키거나 감소시켜 상기 시트(213)측에서의 유압을 낮추거나 높이게 된다.

그리고, 상기 제2유압실(224)과 연통되는 상기 제2유압통로(222)는 상기 시트(213)측과 통하도록 상기 바디(210)에 형성되어도 무방하지만, 본 발명에서는 상기 제2유압통로(222)가 상기 스템부(242) 내부에 형성되도록 실시된다.

따라서, 상기 스템부(242) 내부에 형성된 상기 제2유압통로(222)를 통해 상기 제2유압실(224)이 상기 시트(213)측과 연통된다.

또한, 상기 제1유압실(223)과 제2유압실(224)이 서로 동일한 압력 상태에 있을 때에는 상기 이동체(240)가 도3에 나타낸 바와 같은 초기 위치로 복원되어야 하 는바, 상기 탄성부재(243)가 상기 이동체(240)와 챔버(220) 사이에 설치된다.

상기 바디(210)에 일정 유압의 유체가 들어오다가 어느 순간 이보다 높은 고압의 유체가 들어오면 상기 입구(211) 측의 유압은 상기 시트(213)의 유압보다 높게 되고, 이에 따라 상기 입구(211)와 연통된 상기 제1유압실(223) 압력이 상기 시트(213)와 연통된 제2유압실(224) 압력보다 높게 되는바 이러한 압력차이로 인해 상기 제1유압실(223)의 압력이 상기 제2유압실(224) 쪽으로 작용해 상기 다이아프램(230)이 상기 제2유압실(224) 쪽으로 구부러지는 변형이 일어나며, 이러한 다이아프램(230)의 변형에 의해 상기 이동체(240)가 상기 시트(213) 쪽으로 밀려서 상기 이동체(240)의 끝단이 시트(213)에서 출구(212) 쪽으로 통하는 단면적을 축소하게 된다.

상기 시트(213)에서 출구(212) 쪽으로 통하는 단면적이 축소되면 상기 시트(213)에서의 유압이 점차 상승하여 마침내 입구(211)측 유압과 동일해지는 상태에 이르게 되고, 이처럼 입구(211)측과 시트(213)측의 유압이 동일해지면 상기 제1유압실(223)과 제2유압실(224)의 압력이 평형상태에 이르러 상기 이동체(240)는 탄성력에 의해 다시 원위치로 복원된다.

이와 같이 상기 챔버(220)와, 다이아프램(230)과, 이동체(240)는 상기 입구(211)측과 상기 시트(213)측의 유압이 항상 동일하게 유지될 수 있도록 하는 구성으로, 이렇게 압력을 동일하게 유지시키는 이유는 입구(211)측과 시트(213)측의 압력이 동일해야 그 입구(211)측에서 시트(213)측으로 통하는 유량의 단면적을 조 절하여 원하는 유량으로 정확하게 제어할 수 있기 때문이다.

한편, 위와 같은 구성에 의하여 입구(211)측과 시트(213)측의 유압이 동일한 상태로 유지되면 상기 액츄에이터(250)에 의하여 상기 시트(213)를 지나는 유량이 조절된다.

상기 액츄에이터(250)는 상기 바디(210)의 타측에 설치되어, 전기적 신호에 의해 상기 입구(211)에서 시트(213) 쪽으로 통하는 단면적을 조절함으로써 실질적인 유량을 조절하는 구성인데, 상기 액츄에이터(250)가 상기 입구(211)측에서 시트(213)측으로 통하는 단면적을 실질적으로 조절함으로써 유량 제어가 가능해진다.

상기 액츄에이터(250)는 크게 구동본체(251)와 이동로드(252)를 포함하여 이루어지는데, 상기 구동본체(251)는 후술할 제어부(120)와 전기적으로 연결되어 상기 제어부(120)로부터 전기신호를 받으면 이것을 운동력으로 변환하게 된다.

상기 구동본체(251)의 운동력은 상기 이동로드(252)로 전달되어 상기 이동로드(252)의 이동에 따른 길이변화에 의해 상기 입구(211) 측에서 상기 시트(213) 쪽으로 통하는 단면적이 조절된다.

여기서, 상기 구동본체(251)는 도4에 나타낸 바와 같은 구조를 이루고 있는데, 상기 제어부(120)는 구동본체(251)의 구동모터(253)와 전기적으로 연결되어 상기 구동모터(253)를 작동시키는데, 상기 구동모터(253)는 감속기어(254)를 통해 구동기어(255)에 회전력을 가한다.

상기 구동기어(255)는 도4에 도시되지는 않았지만 상기 이동로드(252)에 동 력전달 가능하도록 연결되어 상기 이동로드(252)가 직선운동을 하도록 외력을 제공한다.

이때, 상기 직선운동하는 이동로드(252)의 위치에 대한 정보를 상기 제어부(120)가 입력받아야 상기 입구(211) 측에서 시트(213) 측으로 통과하는 유량을 제어부(120)가 알 수 있기 때문에, 상기 구동기어(255)는 연결기어(253)를 통해 센서기어(257)와 동력 연결된다.

따라서, 상기 구동기어(255)가 회전되면 상기 센서기어(257)가 연동하여 회전되는데, 상기 센서기어(257)에는 일반적으로 알려져 있는 가변저항기(258)가 내장되어 있고, 상기 가변저항기(258)의 출력값은 상기 제어부(120)로 입력되기 때문에, 상기 제어부(120)는 상기 가변저항기(258)의 출력값을 실시간으로 입력받아 상기 구동기어(255)의 회전량, 즉 상기 이동로드(252)의 위치를 알 수 있게 된다.

상기 구동기어(255)는 1회 이상 회전될 수 있지만, 상기 센서기어(257)는 가변저항기(258)와 접촉된 상태로 회전되어야 하기 때문에 회전수가 1회 미만으로 제한되는바, 이러한 원리를 고려하여 상기 구동기어(255)와 상기 센서기어(257)간에 적정한 기어비가 설정되는 것이 바람직하다. 참고로, 본 발명에서는 상기 센서기어(257)의 회전각이 270도 이하로 제한되며 그 회전각도 범위내에 가변저항기(258)가 설치되며, 상기 제어부(120)에는 상기 이동로드(252)의 이동거리와 시트(213)의 직경 등, 각종 파라미터가 입력되어 있어서 상기 이동로드(252)의 이동거리를 알면 유량의 추정이 가능하다.

이와 같이, 상기 이동로드(252)는 상기 구동본체(251)로부터 연장되어 상기 바디(210) 내부에 삽입된 상태에서 상기 구동본체(251)로부터 힘을 제공받아 상기 시트(213) 쪽으로 들어가는 단면적을 조절하게 되는데, 상기 이동로드(252)가 상기 시트(213)의 단면적을 조절함에 따라 유량이 제어된다.

이때, 상기 이동로드(252)의 외경은 상기 시트(213)의 내경에 대응되는 크기로 설정되는 것이 바람직한바, 상기 이동로드(252)가 상기 시트(213)에 완전히 끼워지면 유체가 전혀 흐를 수 없게 되어 통과유량이 "0"이 된다.

상기 제어부(120)가 상기 가변유량밸브(200)에 보내는 제어신호는 가변유량밸브(200)의 액츄에이터(250) 중에서도 구동본체(251)로 보내져, 상기 이동로드(252)의 이동거리를 조정하는데, 상기 제어부(120)에는 상기 이동로드(252)의 이동거리와 시트(213)의 직경 등, 각종 파라미터가 입력되어 있어서 상기 이동로드(252)의 이동거리에 따른 유량을 추정할 수 있게 된다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변형이 가능한바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.

도1은 종래 수동 개폐밸브가 구비된 온수분배기를 나타낸 개략도,

도2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어구조 및 구성을 나타낸 설명도,

도2b는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 제어구조 및 구성을 나타낸 설명도,

도3은 본 발명의 바람직한 실시예에 사용된 가변유량밸브의 구조를 나타낸 단면도,

도4는 본 발명에 사용되는 구동본체의 구조를 나타낸 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2 : 공급관 4 : 온수관로

5 : 환수파이프 7 : 환수관

110 : 개폐밸브 120 : 제어부

121 : 방선택부 200 : 가변유량밸브

210 : 바디 211 : 입구

212 : 출구 213 : 시트

220 : 챔버 221 : 제1유압통로

222 : 제2유압통로 223 : 제1유압실

224 : 제2유압실 230 : 다이아프램

240 : 이동체 241 : 헤드부

242 : 스템부 243 : 탄성부재

250 : 액츄에이터 251 : 구동본체

252 : 이동로드

Claims

각 세대로 온수가 공급되는 공급관(2);

상기 공급관(2)에 연통되어 각 방별로 분기되고 상기 온수의 잠열이 해당 방과 열교환되도록 하는 온수관로(4);

상기 온수관로(4)와 각각 연통되어 열교환이 끝난 온수가 환수되는 환수파이프(5);

상기 환수파이프(5)들의 유량이 한곳으로 모여 세대 외부로 배출되는 환수관(7);

상기 환수파이프(5)의 통로를 개폐할 수 있도록 상기 환수파이프(5)에 각각 개별 설치되어 수동으로 조작되는 개폐밸브(110);

각 방을 나타내는 방선택부(121)가 구비되어 있고 해당 방의 최적 유량값이 각각 저장되어 있어서, 어느 하나 이상의 방선택부(121)를 선택하면 해당 방의 최적 유량값에 대응하는 전기적 신호를 송출하는 제어부(120);

상기 공급관(2) 또는 환수관(7)에 설치되어 상기 제어부(120)의 전기적 신호에 의해 그 공급관 또는 환수관의 유량값을 변경하는 가변유량밸브(200);를 포함하는 것으로,

상기 제어부(120)는 상기 방선택부(121)가 하나 이상 선택되면 해당 방의 최적 유량값만큼 상기 가변유량밸브(200)의 전체 유량값에서 감소시키는 것을 특징으로 하는 수동 조절식 정유량 제어장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제어부(120)에는 상기 가변유량밸브(200)의 유량값을 일정비율로 수동 조절할 수 있는 수동조절부(122)가 구비된 것을 특징으로 하는 수동 조절식 정유량 제어장치.
각 세대로 온수가 공급되는 공급관(2);

상기 공급관(2)에 연통되어 상기 온수의 잠열이 방과 열교환되도록 하는 온수관로(4);

상기 온수관로(4)와 연통되어 열교환이 끝난 온수가 환수되는 환수파이프(5);

상기 환수파이프(5)와 연통되어 환수되는 온수가 세대 외부로 배출되는 환수관(7);

상기 환수파이프(5)의 통로를 개폐할 수 있도록 상기 환수파이프(5)에 설치되어 수동으로 조작되는 개폐밸브(110);

상기 공급관(2) 또는 환수관(7)에 설치되어 전기적 신호에 의해 그 공급관 또는 환수관의 유량값을 변경하는 가변유량밸브(200);

상기 가변유량밸브(200)에 전기적 신호를 보내 그 유량값을 조절하는 것으로, 수동으로 조절되는 수동조절부(122)가 구비된 제어부(120);를 포함하며,

상기 제어부(120)는 상기 수동조절부(122)의 수동조절에 따라 상기 가변유량밸브(200)의 유량값을 일정비율로 조정하는 것을 특징으로 하는 수동 조절식 정유 량 제어장치.
청구항1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 가변유량밸브(200)는,

입구(211)와 출구(212)가 연통되는 유로가 내부에 마련되고 그 입구(211)와 출구(212) 사이에 시트(213)가 형성된 바디(210);

상기 바디(210)의 내부 일측에 상기 입구(211)측 유압과 상기 시트(213)측 유압이 각각 작용하도록 유압통로가 형성된 챔버(220);

상기 챔버(220)가 구획분리되도록 설치되어 그 양측으로 상기 입구(211)측 유압과 상기 시트(213)측 유압이 각각 작용되며, 그 압력차에 의해 변형되는 다이아프램(230);

상기 다이아프램(230) 일측에 결합되어 상기 챔버(220)에서의 압력차에 의해 상기 시트(213)에서 출구(212) 쪽으로 통하는 단면적을 조절하도록 탄성 설치된 이동체(240);

상기 바디(210)의 타측에서, 전기적 신호에 의해 상기 입구(211)에서 시트(213) 쪽으로 통하는 단면적을 조절하는 액츄에이터(250);를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동 조절식 정유량 제어장치.
청구항 4에 있어서, 상기 이동체(240)는,

상기 다이아프램(230)에 결합되는 헤드부(241);

상기 헤드부(241)로부터 상기 시트(213)쪽으로 연장되어 상기 다이아프 램(230)의 변형에 따라 상기 시트(213)에서 출구(212) 쪽으로 통하는 단면적을 조절하는 스템부(242);

상기 다이아프램(230)을 기준으로 양측 압력이 동일할 때 상기 이동체(240)가 복원되도록 상기 이동체(240)와 챔버(220) 사이에 설치된 탄성부재(243);를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동 조절식 정유량 제어장치.
청구항 5에 있어서, 상기 액츄에이터(250)는,

상기 제어부(120)와 전기적으로 연결되어 제어부(120)의 전기신호를 운동력으로 변환하는 구동본체(251);

상기 구동본체(251)로부터 연장되어 상기 바디(210) 내부에 삽입되는 것으로, 상기 입구(211) 쪽에서 상기 시트(213) 쪽으로 통하는 단면적을 조절하기 위해 이동되는 이동로드(252);를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동 조절식 정유량 제어장치.