KR20200001089U - 자동 온도 조절 밸브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동 온도 조절 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전을 통해 포트에 구비된 출수구의 개도 범위를 조절하는 회전 밸브와, 승하강을 통해 포트에 구비된 입수구의 개도 범위를 조절하는 축 밸브를 포함하되, 포트 내부에 배열되고 개폐시트가 결합되는 시트 결합부와 회전 밸브 외부로 노출되는 누름부가 일체로 연결된 일체형 축 밸브를 구비하여, 축 밸브를 구성하는 부품 수의 감소에 따른 구조 간소화로 조립성을 향상시키고, 축 밸브의 가공 정밀도를 높여 제작을 용이하게 하며, 마모에 따른 유체의 누수 발생을 방지할 수 있도록 수밀성을 향상시킬 수 있는 자동 온도 조절 밸브에 관한 것이다.

Description

자동 온도 조절 밸브{THERMOSTATIC VALVE}

본 고안은 자동 온도 조절 밸브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전을 통해 포트에 구비된 출수구의 개도 범위를 조절하는 회전 밸브와, 승하강을 통해 포트에 구비된 입수구의 개도 범위를 조절하는 축 밸브를 포함하되, 포트 내부에 배열되고 개폐시트가 결합되는 시트 결합부와 회전 밸브 외부로 노출되는 누름부가 일체로 연결된 일체형 축 밸브를 구비하여, 축 밸브를 구성하는 부품 수의 감소에 따른 구조 간소화로 조립성을 향상시키고, 축 밸브의 가공 정밀도를 높여 제작을 용이하게 하며, 마모에 따른 유체의 누수 발생을 방지할 수 있도록 수밀성을 향상시킬 수 있는 자동 온도 조절 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 지역-중앙난방을 하는 아파트 등의 경우 실내의 난방용 온수 공급 관로에는 관로의 유로를 개폐하기 위한 밸브가 설치되어 있고, 이러한 밸브에는 밸브 구동기가 장착되어 있다.

상기 밸브 구동기는 온도조절기에 전기적으로 연결되어 구동하며, 온도조절기를 필요한 설정온도로 맞춤에 따라 밸브 구동기가 작동하여 밸브의 개폐를 제어한다.

이러한 자동 온도 조절 밸브는 통상적으로 밸브가 완전하게 닫혀 있을 경우(온수를 사용하지 않을 때)가 열려 있을 경우(온수를 사용하는 경우)보다 많은 시간을 보내게 된다. 즉 온수를 사용하지 않는 비 난방 시간이 온수를 사용하는 난방 시간보다 더 길다.

이와 같은 자동 온도 조절 밸브에서, 전기적 온(on)/오프(off) 작동 시 밸브의 개폐 동작을 정확하게 인지 제어할 수 있도록 함과 동시에, 밸브를 개장 동작시킬 때만 전기가 투입되어 전기를 절약하고, 수명을 연장할 수 있도록 하는 다양한 기술이 제시되어 있다.

종래의 자동 온도 조절 밸브는 저 유량 또는 대 유량 유체를 볼 밸브의 개념으로 개폐 제어하는 방식인데, 이러한 볼 밸브 방식은 내부에서 흐르는 유량의 정확한 제어가 불가능하여 사용자가 원하는 실내 온도에 근접하는 정확한 제어가 어려운 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래기술로써, 등록특허 제10-0815086호가 있다.

상기 종래기술은 온도조절기의 온/오프 구동신호에 따라 밸브를 개폐하는 밸브 구동기를 구비한 자동 온도조절 밸브에 관한 것으로,

일측에 유입구가 형성되고 타측에는 배출구가 형성되며, 그 사이에 밸브 포트가 형성되어 작동 유체가 내부에서 흐르는 몸체부;

상기 몸체부의 내부에 배치되고, 상기 밸브 구동기의 구동에 따라서 하단에 연결된 밸브 시트가 상기 밸브 포트를 개폐하여 작동 유체의 흐름을 개폐하는 밸브 축;

상기 몸체부와 밸브 축의 사이에 배치되어 회전 가능한 구조를 갖추고, 그 하단에는 호형 벽의 일측에 개방 출구를 형성한 유량 조절부; 및

상기 유량 조절부의 외측에서 상기 몸체부에 나사 결합으로 고정되고, 상기 유량 조절부를 내부에서 회전 가능하도록 지지하는 고정 너트부;를 포함하고,

상기 몸체부에 대한 상기 유량 조절부의 회전을 통하여 상기 배출구에 대한 개방 출구의 개도 조정을 이루고, 상기 몸체부의 내부에서 흐르는 작동 유체의 유량을 미세 조절할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이러한 자동 온도 조절 밸브는 상기 밸브 축의 승하강 및 상기 유량 조절부의 회전을 통해 밸브 포트에 형성된 유로의 개도 범위를 2단계로 조절하여 유량을 보다 정확하게 제어할 수 있게 한다.

그런데 상기 종래기술은 상기 밸브 축이 압력 핀과 몸통부의 2피스(piece) 구조로 상하 연결되어 구성되어 있으며, 이에 따라 압력 핀이 끼워지는 캡부와 몸통부가 끼워지는 유량 조절부가 나사 결합되어 밸브 축의 승하강을 위한 축홀을 형성하게 된다.

이러한 밸브 축은 압력 핀과 몸통부가 정확하게 상하 수직으로 연결되어야 정확한 작동이 가능한데, 압력 핀과 몸통부는 각각 캡부와 몸통부에 끼워지므로 캡부와 몸통부에 구비된 축홀의 내경 직진도가 정확하게 일치해야 압력 핀과 몸통부의 정확한 수직 연결이 가능해진다.

그런데 캡부와 몸통부는 금속 가공을 통해 제작되는 바, 축홀 내경의 직진도를 정확하게 일치시키기 매우 어려워, 종래의 자동 온도 조절 밸브는 조립 시 압력 핀과 몸통부의 축선이 틀어져 잦은 오작동과 고장을 유발할 뿐만 아니라, 틀어진 축선으로 발생한 미세 틈새로 유체가 역류하여 누설되고, 압력 핀과 몸통부의 접촉부에 마모가 발생하는 등의 문제점이 있다.

또한 상기 종래기술과 같이 밸브 축이 2피스 구조로 연결됨에 따라 이들의 조립에 필요한 캡부와 몸통부 역시 2피스 구조로 이루어져, 사용되는 부품 수의 증가로 인해 조립성이 떨어질 뿐만 아니라, 캡부와 몸통부의 금속 가공 및 생산성 저하로 인해 제조 단가가 증대되어 가격 경쟁력이 떨어지는 문제점이 있다.

이에 본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

개폐시트를 승하강시켜 유량 제어부의 입수구를 개폐하는 축 밸브가 조립된 부품의 직진도에 상관없이 축 밸브의 축선이 틀어지지 않아 유체의 누설을 방지할 수 있도록, 축 밸브를 종래의 2피스 구조가 아닌, 시트 결합부와 누름부가 하나로 연결된 일체형으로 형성하고,

일체형 축 밸브를 통해 부품 수를 감소시켜 내부 구조를 간소화함으로써 조립성의 향상 및 제조 단가의 절감이 가능하게 하는 자동 온도 조절 밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 자동 온도 조절 밸브는,

일측 유입부와 타측 배출부를 갖는 유로, 상기 유로와 직교되는 방향으로 연결된 장착부, 상기 장착부의 내측단에서 원통형으로 돌출되어 연결되되 바닥부에 상기 유입부와 연통된 입수구를 갖고 측벽부에 상기 배출부와 연통된 출수구를 갖는 포트를 구비한 밸브 바디;

상기 장착부에 결합되어 고정되고, 길이방향으로 관통하여 형성된 중공부를 구비한 고정부재;

상기 중공부에 끼워져 회전 가능하게 결합되고, 길이방향으로 관통하여 형성된 축공, 상기 포트의 측벽부에 내접하는 벽체부, 상기 벽체부의 일부가 개구되어 형성된 출수부를 구비하여, 상기 출수구를 개폐하는 회전 밸브;

상기 축공에 끼워져 승하강 가능하게 결합되고, 상기 포트 내부에 배열되는 시트 결합부와 상기 회전 밸브의 상부로 노출되는 누름부가 일체로 연결되며, 상기 시트 결합부에 결합되어 상기 벽체부에 내접하는 개폐시트를 구비하여, 상기 입수구를 개폐하는 일체형 축 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 고안에 따른 자동 온도 조절 밸브에서,

상기 회전 밸브는,

상기 벽체부를 갖고, 하부 축공의 상부로 연결되되 하부 축공보다 큰 내경을 갖는 제1 기밀 공간부를 구비한 제1 회전체,

상기 제1 회전체에 외삽되면서 암수 결합되고, 상부 축공의 하부로 연결되되 상부 축공보다 큰 내경을 갖는 스프링 장착홀을 구비한 제2 회전체,

상기 스프링 장착홀에 내장되고, 상기 개폐시트가 상기 입수구를 개방하도록 상기 축 밸브를 상측으로 탄성 지지하는 압축 스프링을 포함하고,

상기 축 밸브는 상하로 하나 이상 중첩되면서 끼워져 상기 제1 기밀 공간부에 내장되는 오링과 와셔를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 고안에 따른 자동 온도 조절 밸브에서,

상기 제2 회전체는 상기 상부 축공과 스프링 장착홀 사이에 상부 축공보다 큰 내경을 가지면서 스프링 장착홀보다 작은 내경을 갖는 제2 기밀 공간부를 포함하고,

상기 축 밸브는 외주면에 끼워져 상기 제2 기밀 공간부에 내장되는 오링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

나아가 본 고안에 따른 자동 온도 조절 밸브에서,

상기 고정부재와 제1 회전체 및 제2 회전체는 모두, 외주면을 따라 오목하게 형성된 장착홈을 갖고,

각 장착홈에는 오링이 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 자동 온도 조절 밸브는,

종래의 자동 온도 조절 밸브에 있어, 압력 핀과 몸통부의 2피스 구조로 개별 제작되어 조립되는 축 밸브를, 누름부와 시트 결합부가 하나로 연결된 일체형으로 함으로써, 축 밸브가 조립되는 부품의 직진도에 상관없이 축 밸브의 축선이 틀어지지 않도록 하여 축 밸브가 결합된 틈새로 유체가 역류하여 누설되는 것을 방지할 수 있고,

일체형 축 밸브의 사용으로, 종래의 자동 온도 조절 밸브에 비해 사용되는 부품의 수를 감소시켜 내부 구조를 간소화함으로써, 조립성을 향상시킬 수 있음은 물론, 직진도를 맞추기 위한 정밀 가공을 필요로 하지 않아 회전 밸브의 사출 성형이 가능해져 생산성의 향상 및 제조 단가의 절감이 가능해지고,

일체형 축 밸브 구조에 맞춘 다중 기밀 구조를 통해 수밀성을 강화하여, 유체의 누설을 완전하게 차단할 수 있으며,

회전 밸브의 출수부를 서로 다른 크기의 2중 구조로 형성하여, 필요에 맞게 빠르고 정확한 유량의 제어를 가능하게 하는 효과가 있다.

도 1은 본 고안에 따른 자동 온도 조절 밸브의 결합 사시도.
도 2는 본 고안에 따른 자동 온도 조절 밸브의 종단면도.
도 3은 본 고안에 따른 자동 온도 조절 밸브의 1차 분해 사시도.
도 4는 본 고안에 따른 자동 온도 조절 밸브의 1차 분해 상태를 단면으로 표시한 도면.

본 고안은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 고안을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 고안의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 고안의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 고안을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 고안의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 고안에 따른 자동 온도 조절 밸브를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 1 및 도 2를 참고하여 특정하면, 중력이 작용하는 방향을 하측으로 하여 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, 다른 도면과 관련된 고안의 상세한 설명 및 청구범위에서도 다른 특별한 언급이 없는 한 이 기준에 따라 방향을 특정하여 기술한다.

이하에서는 본 고안에 따른 자동 온도 조절 밸브를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

본 고안에 따른 자동 온도 조절 밸브는,

일측 유입부(11)와 타측 배출부(12)를 갖는 유로, 상기 유로와 직교되는 방향으로 연결된 장착부(13), 상기 장착부(13)의 내측단에서 원통형으로 돌출되어 연결되되 바닥부(14A)에 상기 유입부(11)와 연통된 입수구(14a)를 갖고 측벽부(14B)에 상기 배출부(12)와 연통된 출수구(14b)를 갖는 포트(14)를 구비한 밸브 바디(10);

상기 장착부(13)에 결합되어 고정되고, 길이방향으로 관통하여 형성된 중공부(21)를 구비한 고정부재(20);

상기 중공부(21)에 끼워져 회전 가능하게 결합되고, 길이방향으로 관통하여 형성된 축공(31)(41), 상기 포트(14)의 측벽부(14B)에 내접하는 벽체부(32), 상기 벽체부(32)의 일부가 개구되어 형성된 출수부(33)를 구비하여, 상기 출수구(14b)를 개폐하는 회전 밸브(TV);

상기 축공(31)(41)에 끼워져 승하강 가능하게 결합되고, 상기 포트(14) 내부에 배열되는 시트 결합부(61)와 상기 회전 밸브(TV)의 상부로 노출되는 누름부(62)가 일체로 연결되며, 상기 시트 결합부(61)에 결합되어 상기 벽체부(32)에 내접하는 개폐시트(63)를 구비하여, 상기 입수구(14a)를 개폐하는 일체형 축 밸브(60);를 포함한다.

상기 밸브 바디(10)는 'ㅗ'자형으로, 양측에 유입부(11)와 배출부(12)가 구비되고, 유입부(11)와 배출부(12) 사이의 상측으로 장착부(13)가 구비되며, 장착부(13)의 하측 내부에 포트(14)가 구비되어, 유입부(11)로 유입된 유체는 입수구(14a)와 출수부(14b)를 지나 배출부(12)로 배출된다.

상기 고정부재(20)는 회전 밸브(TV)와 축 밸브(60)의 조립체를 상기 장착부(13)에 고정시키기 위한 것으로, 장착부(13)에 내삽되어 나사 결합된다.

그리고 상기 고정부재(20)의 외주면에는 오목 하게 형성된 제1 장착홈(22)이 구비되어, 상기 제1 장착홈(22)에 제1 오링(23)이 끼워져, 고정부재(20)가 장착부(13)에 결합될 때 제1 오링(23)이 장착부(13)의 내주면에 밀착되어 수밀성을 보장한다.

또한 상기 고정부재(20)는 나사부의 상부에 나사부보다 외경이 작은 제1 외톱니부(24)가 구비되어, 후술하는 캡부재(50)의 제1 내톱니부(51)가 상기 제1 외톱니부(24)에 치합되어, 하강 상태의 캡부재(50)에 의해 고정부재(20)가 회전하여 장착부(13)에 결합 또는 분리된다.

아울러 상기 고정부재(20)는 중공부(21)의 내주면에 내경이 작아지는 단턱홈을 구비하여, 제2 회전체(40)에 끼워진 제5 오링(47)이 상기 단턱홈에 걸리면서 수밀성을 보장한다.

상기 회전 밸브(TV)는 회전을 통해 상기 출수구(14b)의 개도 범위를 조정하여 유량을 조절한다.

구체적으로 상기 회전 밸브(TV)는,

상기 벽체부(32)를 갖고, 하부 축공(31)의 상부로 연결되되 하부 축공(31)보다 큰 내경을 갖는 제1 기밀 공간부(34)를 구비한 제1 회전체(30),

상기 제1 회전체(30)에 외삽되면서 암수 결합되고, 상부 축공(41)의 하부로 연결되되 상부 축공(41)보다 큰 내경을 갖는 스프링 장착홀(42)을 구비한 제2 회전체(40),

상기 스프링 장착홀(42)에 내장되고, 상기 개폐시트(63)가 상기 입수구(14a)를 개방하도록 상기 축 밸브(60)를 상측으로 탄성 지지하는 압축 스프링(43)을 포함한다.

상기 제1 회전체(30)는 벽체부(32)가 상기 포트(14) 내부로 끼워져 장착되며, 이때 벽체부(32)는 포트(14)의 측벽부(14B) 내주면에 밀착된다.

상기 출수부(33)는 회전 밸브(TV)의 회전 시, 상기 출수구(14b)와 포트(14)의 내부 공간을 선택적으로 연통시키는 것으로,

상기 벽체부(32)의 일측면 일부가 개구되어 형성되되 상기 출수구(14b)를 완전 개방시키는 크기로 개구된 출수공(33A), 상기 벽체부(32)의 타측면 일부가 개구되어 형성되되 상기 출수구(14b)의 일부를 개방시키는 크기를 가지면서 일측으로 갈수록 개구된 크기가 점감되도록 형성된 출수홈(33B)으로 구성된다.

상기 출수공(33A)은 상기 출수구(14b)와 상응하는 모양 및 크기를 가지며, 상기 출수홈(33B)은 상기 출수구(14b)의 높이에 상응하는 길이의 슬릿형상으로 이루어지면서 일측을 향해 개구된 크기가 점감되도록 유선형으로 하향 연결되어 형성된다.

또한 상기 제1 회전체(30)는 상기 제1 기밀 공간부(34)를 형성하는 벽체의 외주면에 수직방향으로 내측으로 오목하게 형성된 제1, 제2 결합홈(35A)(35B)이 구비되어, 제2 회전체(40)의 제1, 제2 결합돌기(45A)(45B)가 제1, 제2 결합홈(35A)(35B)에 각각 삽입되어, 제1, 제2 회전체(30)(40)가 동반 회전하게 한다.

이때 상기 제1 결합홈(35A)과 제2 결합홈(35B)은 각각의 위치가 서로 비대칭하게 틀어지는 위치에 구비되거나, 또는 각 결합홈(35A)(35B)의 좌우 폭 너비가 서로 다르게 구성되어, 각 결합돌기(45A)(45B)가 대응하는 각 결합홈(35A)(35B)에만 끼워져 결합되게 한다.

이는 회전 밸브(TV)의 회전각에 따라 출수공(33A) 또는 출수홈(33B)의 개도 범위가 달라지므로, 제1, 제2 회전체(30)(40) 및 후술하는 캡부재(50)의 최초 조립 위치를 일직선으로 맞추어 회전 밸브(TV)의 회전각을 정확하게 제어하기 위함이다.

아울러 상기 제1 회전체(30)는 벽체부(32)와 제1 기밀 공간부(34) 사이의 중단부 외주면에 오목하게 형성된 제2 장착홈(36)이 구비되어, 상기 제2 장착홈(36)에 제2 오링(37)이 끼워져 제1 회전체(30)와 고정부재(20) 사이에 수밀성을 보장한다.

그리고 상기 제1 기밀 공간부(34)에는 상기 축 밸브(60)의 외주면에 중첩하여 끼워진 하나 이상의 제3 오링(64)과 제1 와셔(66)가 배열되어, 제1 회전체(30)와 축 밸브(60) 사이의 수밀성을 보장한다.

또한 제1 회전체(30)는 상기 제1 기밀 공간부(34) 상단에 제1 기밀 공간부(34)보다 내경이 크게 형성된 단턱부가 구비되어, 상기 축 밸브(60)의 외주면에 끼워지는 제2 와셔(67)가 상기 단턱부에 걸려 압축 스프링(43)의 하단을 지지한다.

이어서 상기 제2 회전체(40)는 캡부재(50)(보다 엄밀하게는 밸브 구동기(미도시))의 회전 동력을 상기 제1 회전체(30)로 전달하여 회전 밸브(TV)가 회전 개폐 작동을 하게 한다.

상기 제2 회전체(40)는 상기 상부 축공(41)과 스프링 장착홀(42) 사이에, 상부 축공(41)보다 큰 내경을 가지면서 스프링 장착홀(42)보다 작은 내경을 갖는 제2 기밀 공간부(44)를 구비하고.

상기 제2 기밀 공간부(44)에는 상기 축 밸브(60)에 끼워진 제4 오링(65)이 내장되어, 제2 회전체(40)와 축 밸브(60) 사이의 수밀성을 보장한다.

이러한 제2 회전체(40)는 상기 제1, 제2 결합홈(35A)(35B)과 각각 대응하도록 하측으로 돌출된 제1, 제2 결합돌기(45A)(45B)를 구비하여, 각 결합돌기(45A)(45B)가 각 결합홈(35A)(35B)에 끼워지면서 제1 회전체(30)의 상부에 결합된다.

또한 상기 제2 회전체(40)는 외주면을 따라 오목하게 형성된 제3 장착홈(46)이 구비되어, 상기 제3 장착홈(46)에 끼워진 제5 오링(47)이 상기 고정부재(20)의 단턱홈에 걸리면서 밀착되어, 고정부재(20)와 제2 회전체(40) 사이의 수밀성을 보장한다.

아울러 상기 제2 회전체(40)는 상단부 외주면에 오목하게 형성된 걸림홈(48)을 구비하여, 후술하는 원추형 압축 스프링(53)의 상단부가 상기 걸림홈(48)에 걸려서 캡부재(50)가 하강하도록 탄성 지지된다.

나아가 상기 제2 회전체(40)는 상기 걸림홈(48)의 하부에 제2 외톱니부(49)가 구비되어, 후술하는 캡부재(50)의 제2 내톱니부(54)가 상기 제2 외톱니부(49)에 치합되어, 상승 상태의 캡부재(50)에 의해 상기 제2 회전체(40) 및 제1 회전체(30), 즉 회전 밸브(TV)가 함께 회전하여, 출수구(14b)를 개폐한다.

아울러 상기 회전 밸브(TV)는 상기 제2 회전체(40)의 상단에 외삽되어, 승하강에 따라 상기 고정부재(20) 또는 상기 제2 회전체(40)를 회전시키는 캡부재(50)를 더 포함한다.

상기 캡부재(50)는 밸브 구동기와 연결되어 온도 조절기의 조작에 따라 회전 밸브(TV)를 회전 작동시키거나, 또는 작업자가 캡부재(50)를 잡고 고정부재(20) 및 회전 밸브(TV)의 결합 또는 분리하는 작업에 사용된다.

이를 위해, 상기 캡부재(50)는 내주면에 상기 제1 외톱니부(24)와 제2 외톱니부(49)에 각각 대응하도록, 서로 다른 내경을 갖는 제1 내톱니부(51)와 제2 내톱니부(54)를 포함한다.

구체적으로 상기 캡부재(50)는 내주면의 하단부에 상기 제1 외톱니부(24)와 대응하는 제1 내톱니부(51)가 구비되고, 상기 제1 내톱니부(51) 상부에는 내주면의 중단부에서 내측으로 걸림단(54)이 돌출되어 상기 걸림단(54)의 내주면에 상기 제2 외톱니부(49)와 대응하는 제2 내톱니부(54)가 구비된다.

아울러 상기 회전 밸브(TV)는 상기 제2 회전체(40)의 상단부와 상기 캡부재(50)의 걸림단(54) 사이에 개재되어 상기 캡부재(50)가 하강하도록 탄성 지지하는 원추형 압축 스프링(53)을 더 포함한다.

상기 원추형 압축 스프링(53)은 상단부에서 하단부로 갈수록 스프링의 직경이 넓어지는 것으로, 상단이 상기 걸림홈(48)에 끼워져 걸리고, 하단이 상기 걸림단(54)의 상면에 지지되어, 외력이 가해지지 않을 때 원추형 압축 스프링(53)의 탄성력이 하측으로 작용함에 따라, 제2 회전체(40)에 대하여 캡부재(50)가 하강 유지되어 상기 제1 내톱니부(51)가 상기 고정부재(20)의 제1 외톱니부(24)에 치합된다.

이 상태에서는 캡부재(50)에 고정부재(20) 및 제2 회전체(40)가 모두 치합되어 있기 때문에, 캡부재(50)를 잡고 회전시키면 고정부재(20) 및 회전 밸브(TV)가 모두 회전하여, 장착부(13)에 고정부재(20)와 회전 밸브(TV)를 동시에 결합하거나 분리할 수 있다.

아울러 밸브 구동기의 작동으로 캡부재(50)가 상승하게 되면, 제1 내톱니부(51)가 제1 외톱니부(24)와 이격되면서, 제2 내톱니부(54)와 제2 외톱니부(49)의 치합만이 유지된다.

이 상태에서는 캡부재(50)에 제2 회전체(40)만이 치합되어 있기 때문에, 밸브 구동기에 의해 캡부재(50)가 회전하면 회전 밸브(TV)만이 회전하여, 상기 포트(14)의 출수부(33)를 개폐한다.

이러한 회전 밸브(TV)에 의한 유량 제어를 설명하면, 먼저 벽체부(32)가 출수구(14b) 전체를 막고 있을 땐 유체가 배출부(12)로 배출되지 않고,

이 상태에서 회전 밸브(TV)가 일방향으로 회전하면 출수공(33A)이 출수구(14b)에 겹치면서 출수구(14b)의 개도 범위가 점차적으로 커져 배출부(12)로 배출되는 유량이 점점 증가된 후, 출수공(33A)과 출수구(14b)가 완전하게 겹치면 출수공(33A)으로 배출되는 유량이 최대치를 이루게 된다.

반대로 출수구(14b)의 폐쇄 상태에서 회전 밸브(TV)가 타방향으로 회전하면 출수홈(33B)의 협폭부가 출수구(14b)에 겹치면서 출수구(14b)의 개도 범위가 점차적으로 커져 배출부(12)로 배출되는 유량이 점점 증가된 후, 출수홈(33B)의 광폭부가 출수구(14b)에 완전하게 겹치면 출수홈(33B)으로 배출되는 유량이 최대치를 이루게 된다.

이때 상기 출수공(33A)과 상기 출수홈(33B)은 그 크기가 서로 다르기 때문에, 출수공(33A)에 의해 개방되는 출수구(14b)의 면적이, 출수홈(33B)에 의해 개방되는 출수구(14b)의 면적보다 크므로, 출수공(33A)은 유량의 조절폭이 클 때 사용하고, 출수홈(33B)은 상기 출수공(33A)보다 유량의 조절폭이 작을 때 사용하여, 배출되는 유량을 더욱 정밀하게 제어하여 조절할 수 있다.

나아가 상기 제1 회전체(30)는 상기 벽체부(32)의 하측단에서 돌출되어 제1 회전체(30)를 상기 바닥부(14A)의 상부로 소정 간격 이격시키는 지지돌기(33a)를 더 포함한다.

상기 지지돌기(33a)는 상기 출수홈(33)의 협폭부와 인접한 위치에 구비되는 것이 바람직하다.

이러한 지지돌기(33a)는 제1 회전체(30)와 바닥부(14A) 사이의 마찰 면적으로 감소시켜 회전 밸브(TV)의 원활한 회전 작동을 가능하게 한다.

상기 축 밸브(60)는 승하강을 통해 상기 입수구(14a)의 개도 범위를 조정하여 유량을 조절한다.

구체적으로 상기 축 밸브(60)는 단일 구조의 봉 형상으로 하측단에 개폐시트(63)가 결합되는 시트 결합부(61)를 갖고, 상측단이 제2 회전체(40) 상부로 노출되어 밸브 구동기에 의해 가압되도록 연결되는 누름부(62)를 형성한다.

상기 개폐시트(63)는 상기 벽체부(32)의 내주면에 밀착된 상태로 축 밸브(60)의 승하강에 따라 포트(14)의 내부 공간에서 승하강을 하여 입수구(14a)를 개폐한다.

특히 본 고안은 상기 축 밸브(60)가 2피스 구조가 아닌 단일 구조의 일체형으로 이루어져, 축공(31)(41)들 사이의 직진도가 서로 일치하지 않더라도 축 밸브(60) 전체의 축선이 틀어지지 않아 유체의 누설을 방지할 수 있고,

축공(31)(41)들 각각의 직진도를 정밀 가공할 필요가 없으므로 제1, 제2 회전체(30)(40)를 금속 가공하지 않고 플라스틱류의 합성수지로 사출 성형이 가능해져 제조 단가의 절감이 가능해지고,

일체형 축 밸브(60)의 사용으로 조립 구조가 간소화되어 제작이 편리할 뿐만 아니라 축 밸브(60)의 조립이 쉬워 생산성 향상에 일조할 수 있다.

이러한 축 밸브(60)는 상기 시트 결합부(61)의 상부에서 상하로 하나 이상 중첩되면서 끼워져 상기 제1 기밀 공간부(34)에 내장되는 제3 오링(64)과 제1 와셔(66)를 포함하며, 도면에서는 각각 2개의 제3 오링(64)과 제1 와셔(66)가 서로 교차되어 중첩된 실시예를 확인할 수 있다.

이때 제3 오링(64)과 제1 와셔(66)의 개수에는 제한이 없으나, 제1 와셔(66)가 제1 기밀 공간부(34)의 최상단에 배열된다.

또한 상기 축 밸브(60)는 상기 제1 와셔(66)의 상부에 끼워져 상기 단턱부에 고정되는 제2 와셔(67)를 포함한다.

상기 제2 와셔(67)는 상기 단턱부에 걸리면서 상기 압축 스프링(43)의 하단을 지지한다.

아울러 상기 축 밸브(60)는 상기 누름부(62)의 하부에 끼워져 상기 제2 기밀 공간부(44)에 내장되는 제4 오링(65)을 포함한다.

또한 상기 축 밸브(60)는 상기 제4 오링(65)의 하부에 끼워지는 제3 와셔(68)와, 상기 제3 와셔(68)의 상부에 중첩되면서 끼워져 제3 와셔(68)를 고정시키는 이링(69)을 더 포함한다.

상기 제3 와셔(68)는 상기 이링(69)에 의해 고정되어, 상기 압축 스프링(43)에 의해 상측으로 가압되면서 축 밸브(60)를 상승시켜 상기 개폐시트(63)가 입수구(14a)를 개방하도록 강제한다.

상기 이링(69)은 'C'자형 금속 링으로, 축 밸브(60)의 외주면에 오목 형성된 끼움홈에 장착되어 제3 와셔(68)가 상부로 밀리는 것을 방지한다.

이러한 축 밸브(60)에 의한 유량 제어를 설명하면, 먼저 상기 압축 스프링(43)에 의해 축 밸브(60)가 상승 유지되어 개폐시트(63)가 입수구(14a)에서 이격됨에 따라 입수구(14a)가 완전 개방되며, 이 상태에서는 입수구(14a)로 유입되는 유량이 최대치를 이루게 된다.

그리고 밸브 구동기의 가압 작동에 의해 누름부(62)가 눌리면, 압축 스프링(43)이 압축되면서 축 밸브(60)가 하강하고, 이에 따라 개폐시트(63)와 입수구(14a) 사이의 이격 높이가 좁아지면서 입수구(14a)의 개도 범위가 점차적으로 작아져 입수구(14a)로 유입되는 유량이 점점 감소된 후, 개폐시트(63)가 입수구(14a)를 완전하게 덮어서 폐쇄하면 유체가 배출부(12)로 배출되지 않게 된다.

이때 본 고안은 회전 밸브(TV)의 회전 및 일체형 축 밸브(60)의 승하강이 필요하므로, 마모 방지를 위해 축 밸브(60)의 외경과 각 축공(31)(41)의 내경 사이에는 미세 공차가 있어야 하는데, 상기 제1 기밀 공간부(34)에 내장된 제3 오링(64)과 상기 제2 기밀 공간부(44)에 내장된 제4 오링(65)이 축 밸브(60)와 축공(31)(41)들 사이의 틈새를 메워 유체가 회전 밸브(TV)의 내부 공간으로 역류하여 누설되는 것을 방지한다.

또한 본 고안은 제1, 제2 오링(23)(37)으로 장착부(13)와 [고정부재(20), 제1 회전체(30)] 사이의 틈새를 메워 측벽부(14B)와 벽체부(32) 사이로 누설되는 유체를 차단하고, 제5 오링(47)으로 고정부재(20)와 제2 회전체(40) 사이의 틈새를 메워 제1, 제2 회전체(30)(40) 사이로 누설되는 유체를 차단함으로써,

일체형 축 밸브(60) 및 각 오링을 통해, 종래의 2피스 구조의 밸브 축에 비하여 수밀성을 더욱 완벽하게 보장하여 유입부(11)와 배출부(12)를 제외한 다른 곳으로 유체가 누설되는 것을 완전하게 차단하면서, 조립성 향상 및 제조 단가의 절감 효과 등을 제공할 수 있게 된다.

이상에서 본 고안을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 자동 온도 조절 밸브를 위주로 설명하였으나 본 고안은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 고안의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 밸브 바디 20 : 고정부재
30 : 제1 회전체 40 : 제2 회전체
50 : 캡부재 60 : 축 밸브
TV : 회전 밸브

Claims (4)

1. 일측 유입부와 타측 배출부를 갖는 유로, 상기 유로와 직교되는 방향으로 연결된 장착부, 상기 장착부의 내측단에서 원통형으로 돌출되어 연결되되 바닥부에 상기 유입부와 연통된 입수구를 갖고 측벽부에 상기 배출부와 연통된 출수구를 갖는 포트를 구비한 밸브 바디;
   상기 장착부에 결합되어 고정되고, 길이방향으로 관통하여 형성된 중공부를 구비한 고정부재;
   상기 중공부에 끼워져 회전 가능하게 결합되고, 길이방향으로 관통하여 형성된 축공, 상기 포트의 측벽부에 내접하는 벽체부, 상기 벽체부의 일부가 개구되어 형성된 출수부를 구비하여, 상기 출수구를 개폐하는 회전 밸브;
   상기 축공에 끼워져 승하강 가능하게 결합되고, 상기 포트 내부에 배열되는 시트 결합부와 상기 회전 밸브의 상부로 노출되는 누름부가 일체로 연결되며, 상기 시트 결합부에 결합되어 상기 벽체부에 내접하는 개폐시트를 구비하여, 상기 입수구를 개폐하는 일체형 축 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 온도 조절 밸브.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전 밸브는,
   상기 벽체부를 갖고, 하부 축공의 상부로 연결되되 하부 축공보다 큰 내경을 갖는 제1 기밀 공간부를 구비한 제1 회전체,
   상기 제1 회전체에 외삽되면서 암수 결합되고, 상부 축공의 하부로 연결되되 상부 축공보다 큰 내경을 갖는 스프링 장착홀을 구비한 제2 회전체,
   상기 스프링 장착홀에 내장되고, 상기 개폐시트가 상기 입수구를 개방하도록 상기 축 밸브를 상측으로 탄성 지지하는 압축 스프링을 포함하고,
   상기 축 밸브는 상하로 하나 이상 중첩되면서 끼워져 상기 제1 기밀 공간부에 내장되는 오링과 와셔를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 온도 조절 밸브.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제2 회전체는 상기 상부 축공과 스프링 장착홀 사이에 상부 축공보다 큰 내경을 가지면서 스프링 장착홀보다 작은 내경을 갖는 제2 기밀 공간부를 포함하고,
   상기 축 밸브는 외주면에 끼워져 상기 제2 기밀 공간부에 내장되는 오링을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 온도 조절 밸브.
   
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 고정부재와 제1 회전체 및 제2 회전체는 모두, 외주면을 따라 오목하게 형성된 장착홈을 갖고,
   각 장착홈에는 오링이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 자동 온도 조절 밸브.
   

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