KR20200028831A - 유체 제어장치 - Google Patents

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KR20200028831A
KR20200028831A KR1020190096038A KR20190096038A KR20200028831A KR 20200028831 A KR20200028831 A KR 20200028831A KR 1020190096038 A KR1020190096038 A KR 1020190096038A KR 20190096038 A KR20190096038 A KR 20190096038A KR 20200028831 A KR20200028831 A KR 20200028831A
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KR1020190096038A
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네기시 이사오
마루야마 젠타
카와시마 타쿠마
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니뽄 서모스탯 가부시키가이샤
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Abstract

냉온수 조정밸브의 제조 비용의 저렴화를 도모하는 것이 가능한 유체 제어장치를 제공한다.
유체 제어장치(1)는, 온수와 냉수의 비율을 자유로이 조정하는 냉온수 조정밸브(2)에 온수를 도입하는 온수로3와, 냉온수 조정밸브2에 냉수를 도입하는 냉수로(4)와, 온수로(3)를 통한 상기 냉온수 조정밸브(2)로의 온수의 공급을 자유로이 저지하는 온수측 개폐밸브(5)와, 냉수로(4)를 통한 냉온수 조정밸브(2)로의 냉수의 공급을 자유로이 저지하는 냉수측 개폐밸브(6)를 구비한다. 또한, 유체 제어장치(1)는 온수로(3)와 냉수로(4)를 접속하는 접속부(7)와, 접속부(7)에서 자유로이 습동 가능하게 설치된 피스톤(8)을 구비하며, 냉수측 개폐밸브(6)는 피스톤(8)에 접속되어 있어, 온수측 개폐밸브(5)를 개방시키면, 온수로(3) 내의 온수 압력에 의해 접속부(7) 내에서 피스톤(8)이 냉수로(4) 측으로 이동하여, 피스톤(8)에 접속된 냉수측 개폐밸브(6)가 개방되며, 온수측 개폐밸브(5)를 닫으면, 냉수로(4) 내의 냉수의 압력에 의해 접속부(7) 내에서 피스톤(8)이 온수로(3) 측으로 이동하여, 피스톤(8)에 접속된 냉수측 개폐밸브(6)가 닫히도록 구성된다.

Description

유체 제어장치{FLUID CONTROL DEVICE}
본 발명은 온수와 냉수의 혼합비를 자유로이 조정하는 냉온수 조정밸브에 온수를 도입하는 온수로와, 냉온수 조정밸브에 냉수를 도입하는 냉수로를 구비하는 유체 제어장치에 관한 것이다.
종래, 욕실 등에 구비되어, 온수와 냉수의 혼합비를 자유로이 조정하는 냉온수 조정밸브와, 냉온수 조정밸브의 하류에 설치된 수전(水栓)과, 수도꼭지를 구비한 유체 제어장치가 알려져 있다. (예를 들면, 일본 특허공개 2010-96296호 공보 참조)
종래의 유체 제어장치에서는, 수전이 냉온수 조정밸브의 하류에 배치되어 있기 때문에, 수전을 닫고 있는 때에도 냉온수 조정밸브에 수압이 가해진다. 이 때문에, 냉온수 조정밸브는 수압에 견딜 수 있을 만큼의 강도를 갖출 필요가 있어, 냉온수 조정밸브 제조 비용의 저렴화에 방해가 되고 있다.
본 발명은, 이상의 점을 감안하여, 냉온수 조정밸브의 제조 비용의 저렴화를 도모하는 것이 가능한 유체 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 유체 제어장치 (예를 들면, 실시형태의 유체 제어장치(1). 이하 동일)은,
온수와 냉수의 비율을 자유로이 조정하는 냉온수 조정밸브 (예를 들면, 실시형태의 냉온수 조정밸브(2). 이하 동일)에 상기 온수를 도입하는 온수로 (예를 들면, 실시형태의 온수로(3). 이하 동일)와,
상기 냉온수 조정밸브에 상기 냉수를 도입하는 냉수로 (예를 들면, 실시형태의 냉수로(4). 이하 동일)와,
상기 온수로를 통한 상기 냉온수 조정밸브로의 상기 온수의 공급을 자유로이 저지하는 온수측 개폐밸브 (예를 들면, 실시형태의 온수측 개폐밸브(5). 이하 동일)와,
상기 냉수로를 통한 상기 냉온수 조정밸브로의 상기 냉수의 공급을 자유로이 저지하는 냉수측 개폐밸브 (예를 들면, 실시형태의 냉수측 개폐밸브(6). 이하 동일)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 온수측 개폐밸브와 냉수측 개폐밸브가 냉온수 조정밸브의 상류측에 구비되어 있기 때문에, 온수측 개폐밸브와 냉수측 개폐밸브를 닫았을 때, 냉온수 조정밸브에는 냉온수의 압력이 가해지지 않는다. 이 때문에, 종래와 같이, 냉온수의 압력의 영향하에서 비교적 오랜 시간 노출되어 있던 것과 비교하여, 냉온수 조정밸브에 요구되는 내구성이 낮아, 냉온수 조정밸브의 제조 비용을 억제하는 것이 가능한 유체 제어장치를 제공하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 있어서는, 상기 온수로와 상기 냉수로를 상기 냉온수 조정밸브의 상류측에서 접속하는 접속부 (예를 들면, 실시형태의 접속부(7). 이하 동일)와,
상기 접속부에 있어서, 상기 온수와 상기 냉수가 섞이는 것을 방지하도록 상기 접속부에서 자유로이 습동 가능하며, 액체 밀폐 형식으로 설치되는 피스톤 (예를 들면, 실시형태의 피스톤(8). 이하 동일)을 구비하며,
상기 냉수측 개폐밸브는 상기 피스톤에 접속되어 있으며,
상기 온수측 개폐밸브를 개방시켜 상기 온수로로부터 상기 냉온수 조정밸브에 상기 온수를 공급한 경우, 상기 온수로 내의 상기 온수의 압력에 의해 상기 접속부 내에서 상기 피스톤이 냉수로측으로 이동하여, 상기 피스톤에 접속된 상기 냉수측 개폐밸브가 개방되며,
상기 온수측 개폐밸브를 닫아 상기 온수로로부터 상기 냉온수 조정밸브로의 온수의 공급을 저지한 경우, 상기 냉수로 내의 상기 냉수의 압력에 의해 상기 접속부 내에서 상기 피스톤이 온수로 측으로 이동하여, 상기 피스톤에 접속된 상기 냉수측 개폐밸브가 닫히도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 온수측 개폐밸브를 개폐시킴으로써, 이에 연동시켜 냉수측 개폐밸브를 개폐하는 것이 가능하다. 이에 따라, 이용자는, 온수측 개폐밸브와 냉수측 개폐밸브의 2개의 밸브를 개폐할 필요 없이, 하나의 밸브의 조작으로 2개의 개폐밸브를 조작하는 것이 가능하여, 개폐 조작이 용이해 진다.
또한, 본 발명에 있어서는, 상기 접속부 중 적어도 상기 피스톤이 습동하는 부분의 직경을 제1 직경(ΦA), 상기 냉수로 중 상기 냉수측 개폐밸브로 닫히는 부분의 직경을 제2 직경(ΦB), 상기 온수로의 상기 온수의 압력을 Ph1, 상기 냉수로 중 상기 냉수측 개폐밸브보다도 상류측의 상기 냉수의 압력을 Pc1, 상기 냉수로 중 상기 냉수측 개폐밸브보다도 하류측의 냉수의 압력을 Pc2로 하여, 통수 시에 있어서, 다음 식(1)이 성립하도록, 상기 제1 직경(ΦA)과 상기 제2 직경(ΦB)이 설정되어 있는 것이 바람직하다.
Ph1×ΦA=Pc1(ΦA-ΦB)+Pc2×ΦB..... (1)
또한, 본 발명의 유체 제어장치에 있어서, 상기 온수로 및 상기 냉수로의 하류에 상기 냉온수 조정밸브가 접속되어 있다. 본 발명에 따르면, 종래와 같이, 냉온수의 압력의 영향하에서 비교적 오랜 시간 노출되어 있던 것과 비교하여, 냉온수 조정밸브에 요구되는 내구성이 낮아도 되서, 냉온수 조정밸브의 제조 비용을 억제하는 것이 가능한 유체 제어장치를 제공하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 유체 제어장치의 제1 실시형태를 나타내는 설명도이다.
도 2는 제1 실시형태의 유체 제어장치에 있어서, 온수측 개폐밸브가 닫힌 상태를 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 유체 제어장치의 제2 실시형태를 나타내는 설명도이다.
도 4는 종래의 유체 제어장치를 나타내는 설명도이다.
[제1 실시형태]
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시형태의 유체 제어장치(1)를 설명한다. 제1 실시형태의 유체 제어장치(1)는, 냉온수 조정밸브(2)와, 급탕기(도시 생략) 등으로부터 공급되는 온수를 냉온수 조정밸브(2)로 도입하는 온수로(3)와, 수도관(도시 생략) 등으로부터 냉수를 냉온수 조정밸브(2)로 도입하는 냉수로(4)와, 온수로(3)를 통한 냉온수 조정밸브(2)로의 온수의 공급을 자유로이 저지하는 온수측 개폐밸브(5)와, 냉수로(4)를 통한 냉온수 조정밸브(2)로의 냉수의 공급을 자유로이 저지하는 냉수측 개폐밸브(6)를 구비한다.
냉온수 조정밸브(2)는, 내부를 흐르는 냉온수의 혼합수의 온도 변화에 따라 탄성력이 변화하는 감온 액츄에이터(도시 생략)을 이용하여 밸브체(도시 생략)을 이동시킴으로써, 온수 유입구(도시 생략)와 냉수 유입구(도시 생략)의 개구면적의 비율을 변화시켜, 혼합수의 온도를 소정의 온도로 유지시킨다.
온수로(3)와 냉수로(4)에는, 냉온수 조정밸브(2)의 상류측에서 온수로(3)와 냉수로(4)를 접속하는 관상의 접속부(7)가 설치되어 있다. 접속부(7)에는, 접속부(7)에서의 냉온수의 교환을 저지할 피스톤(8)이 접속부(7) 내에서 자유로이 습동할 수 있도록, 아울러 액밀(液密)방식으로 설치되어 있다. 냉수측 개폐밸브(6)와 피스톤(8)은 연결봉(9)으로 접속되어 있다.
여기서, 접속부(7) 중 적어도 피스톤(8)이 습동하는 부분의 직경을 제1 직경(ΦA), 냉수로(4) 중 냉수측 개폐밸브(6)로 닫히는 부분의 직경을 제2 직경(ΦB), 온수로(3)의 온수의 압력을 Ph1, 냉수로(4) 중 냉수측 개폐밸브(6)보다도 상류측의 냉수의 압력을 Pc1, 냉수로(4) 중 상기 냉수측 개폐밸브(6)보다도 하류측의 냉수의 압력을 Pc2로 정의 한다.
제1 직경(ΦA)과 제2 직경(ΦB)은, 통수 시(온수와 냉수가 냉온 조정밸브(2)로 공급되는 때)에 있어, 아래 식(1)이 성립하도록 설정되어 있다.
Ph1×ΦA=Pc1(ΦA-ΦB)+Pc2×ΦB..... (1)
구체적인 제1 직경(ΦA)과 제2 직경(ΦB)은, 단독이나 아파트 등에 따라 온수로(3)의 온수 압력 Ph1, 냉수로(4)의 냉수의 압력 Pc1의 값이 바뀌기 때문에, Ph1, Pc1에 따라 적절히 설정된다. 또한, 냉수측 개폐밸브(6) 자체는 제2 직경(ΦB)보다도 크나, 제2 직경(ΦB)보다도 직경 방향 외측 부분은, 도 1에 있어서의 상하 방향으로부터 Pc2의 압력이 가해져 상쇄되기 때문에, 냉수측 개폐밸브(6)의 크기는 식(1)에 영향을 주지 않는다. 또한, 도면 중, 검은색 화살표는 온수의 흐름을 나타내고, 흰색 화살표는 냉수의 흐름을 나타내며, 해칭된 화살표는 온수와 냉수의 혼합수의 흐름을 나타내고 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 온수측 개폐밸브(5)를 개방시켜서 온수로(3)로부터 냉온수 조정밸브(2)로 온수를 공급하면, 온수로(3)의 온수의 압력 Ph1에 의해 접속부(7) 내에서 피스톤(8)이 냉수로(4) 측으로 습동하여 이동하고, 피스톤(8)에 연결봉(9)을 통해 접속된 냉수측 개폐밸브(6)가 개방된다.
또한, 본 실시형태에서는, 예를 들면, 온수로(3)를 흐르는 온수의 압력 Ph1이 커지면, 피스톤(8)이 보다 강하게 눌리기 때문에, 냉수측 개폐밸브(6)도 보다 크게 열린다. 이 때문에, 온수의 압력 Ph1이 커지면, 냉수로(4) 중 냉수측 개폐밸브(6)보다도 하류측의 냉수의 압력 Pc2도 커지게 된다. 즉, 본 실시형태의 유체 제어장치(1)는, 냉온수 조정밸브(2)에 공급되는 온수의 압력 Ph1과 냉수의 압력 Pc2의 밸런스를 조정하는 냉온수 압력 균형기능도 겸하고 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 온수측 개폐밸브(5)를 닫아 온수로(3)로부터 냉온수 조정밸브(2)로의 온수의 공급을 저지하면, 냉수로(4) 내의 냉수의 압력 Pc1에 의해 접속부(7) 내에서 피스톤(8)이 온수로(3) 측으로 이동하여, 피스톤(8)에 접속된 냉수측 개폐밸브(6)가 (ΦA-ΦB)×Pc1의 힘으로 닫힌다.
본 실시형태의 유체 제어장치(1)에 따르면, 온수측 개폐밸브(5)와 냉수측 개폐밸브(6)가 냉온수 조정밸브(2)의 상류측에 설치되어 있기 때문에, 온수측 개폐밸브(5)와 냉수측 개폐밸브(6)가 닫힌 때, 냉온수 조정밸브(2)에는 냉온수의 압력이 가해지지 않는다. 이 때문에, 종래와 같이, 냉온수의 압력의 영향하에서 비교적 오랜 시간 노출되어 있었던 것과 비교하여, 냉온수 조정밸브(2)에 요구되는 내구성이 낮아도 되, 냉온수 조정밸브(2)의 제조 비용을 억제하는 것이 가능한 유체 제어장치(1)를 제공하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 온수측 개폐밸브(5)를 개방시키면, 이에 연동하여 냉수측 개폐밸브(6)도 개방되고, 온수측 개폐밸브(5)를 폐쇄시키면, 이에 연동하여 냉수측 개폐밸브(6)도 폐쇄된다. 이에 따라, 이용자는, 온수측 개폐밸브(5)와 냉수측 개폐밸브(6)의 2개의 밸브를 개폐할 필요없이, 하나의 밸브의 조작으로 2개의 개폐밸브(5, 6)을 조작하는 것이 가능해져, 개폐 조작이 용이해 진다.
또한, 일반적으로, 냉수의 압력과 온수의 압력에서는 냉수의 압력이 커서, 종래와 같이 냉온수 조정밸브(2)의 하류에 수전을 설치한 경우에는, 온수로(3)로 냉수가 역류하는 것을 방지할 역류방지 밸브를 설치했었다. 그러나, 본 실시형태의 유체 제어장치(1)에 따르면, 냉온수 조정밸브(2)의 하류에 수전이 설치되어 있지 않고 항상 개방되어 있기 때문에, 온수로(3)로 냉수가 역류하는 일이 없어, 종래와 같이 역류방지 밸브를 설치할 필요가 없기 때문에 구성의 간략화를 도모할 수 있다.
[제2 실시형태]
도 3은, 본 발명의 제2 실시형태의 유체 제어장치(1)를 내타내고 있다. 제2 실시형태의 유체 제어장치(1)는, 제1 실시형태의 접속부(7), 피스톤(8), 연결봉(9)이 구비되어 있지 않으며, 냉수측 개폐밸브(6)는, 온수측 개폐밸브(5)와 연동되지 않아, 단독으로 개폐 조작할 필요가 있다는 점을 제외하고, 제1 실시형태의 것과 동일하게 구성되어 있으며, 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 붙여 설명을 생략한다.
본 실시형태의 유체 제어장치(1)에 따르면, 온수측 개폐밸브(5)와 냉수측 개폐밸브(6)가 냉온수 조정밸브(2)의 상류측에 설치되어 있기 때문에, 온수측 개폐밸브(5)와 냉수측 개폐밸브(6)가 닫힌 때, 도 3에 내압 범위로서 표시한 바와 같이, 제1 실시형태의 유체 제어장치(1)와 마찬가지로, 개폐밸브(5, 6)가 닫힌 상태에서는, 냉온수의 압력은, 온수측 개폐밸브(5), 냉수측 개폐밸브(6)까지만 미치며, 냉온수 조정밸브(2)에는 냉온수의 압력이 가해지지 않는다. 이 때문에, 종래와 같이 냉온수의 압력의 영향하에서 비교적 오랜 시간 노출되어 있던 것과 비교하여, 냉온수 조정밸브(2)에 요구되는 내구성이 낮아, 냉온수 조정밸브(2)의 제조 비용을 억제하는 것이 가능한 유체 제어장치(1)를 제공하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시형태의 유체 제어장치(1)에 따르면, 온수로(3)에 온수측 개폐밸브(5)가 설치되어 있기 때문에, 온수로(3)에 냉수가 역류하는 일이 없어, 종래와 같이 역류방지 밸브를 설치할 필요가 없어 구성의 간략화를 도모할 수 있다.
[비교예]
도 4는, 비교예로서의 유체 제어장치(1')을 나태내고 있다. 비교예의 유체 제어장치(1')에서는, 냉온수 조정밸브(2)의 하류에 수전(11 (5', 6'))이 설치되어 있다. 따라서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 내압 범위 내에 냉온수 조정밸브(2)가 포함되게 되어, 냉온수 조정밸브(2)가 수압에 견딜 정도의 강도를 가질 필요가 있으며, 냉온수 조정밸브(2)의 저렴화에는 한계가 있다.
또한, 본 비교예와 같이, 냉온수 조정밸브(2')의 하류에 수전(11)을 설치하는 경우에는, 냉수로(4')의 냉수가 온수로(3')로, 또는 온수로(3')의 온수가 냉수로(4')로 역류하는 것을 방지할 역류방지 밸브(12)를 설치할 필요가 있다.
1 유체 제어장치
2 냉온수 조정밸브
3 온수로
4 냉수로
5 온수측 개폐밸브
6 냉수측 개폐밸브
7 접속부
8 피스톤
9 연결봉
11 수전
12 역류방지 밸브

Claims (4)

  1. 온수와 냉수의 비율을 자유로이 조정하는 냉온수 조정밸브에 상기 온수를 도입하는 온수로와,
    상기 냉온수 조정밸브에 상기 냉수를 도입하는 냉수로와,
    상기 온수로를 통한 상기 냉온수 조정밸브로의 상기 온수의 공급을 자유로이 저지하는 온수측 개폐밸브와,
    상기 냉수로를 통한 상기 냉온수 조정밸브로의 상기 냉수의 공급을 자유로이 저지하는 냉수측 개폐밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 유체 제어장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 온수로와 상기 냉수로를 상기 냉온수 조정밸브의 상류측에서 접속하는 접속부와,
    상기 접속부에 있어서, 상기 온수와 상기 냉수가 섞이는 것을 방지하도록 상기 접속부에서 자유로이 습동 가능하며, 액체 밀폐 형식으로 설치되는 피스톤을 구비하며,
    상기 냉수측 개폐밸브는 상기 피스톤에 접속되어 있으며,
    상기 온수측 개폐밸브를 개방시켜 상기 온수로로부터 상기 냉온수 조정밸브에 상기 온수를 공급한 경우, 상기 온수로 내의 상기 온수의 압력에 의해 상기 접속부 내에서 상기 피스톤이 냉수로측으로 이동하여, 상기 피스톤에 접속된 상기 냉수측 개폐밸브가 개방되며,
    상기 온수측 개폐밸브를 닫아 상기 온수로로부터 상기 냉온수 조정밸브로의 온수의 공급을 저지한 경우, 상기 냉수로 내의 상기 냉수의 압력에 의해 상기 접속부 내에서 상기 피스톤이 온수로 측으로 이동하여, 상기 피스톤에 접속된 상기 냉수측 개폐밸브가 닫히는 것을 특징으로 하는 유체 제어장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 접속부 중 적어도 상기 피스톤이 습동하는 부분의 직경을 제1 직경(ΦA), 상기 냉수로 중 상기 냉수측 개폐밸브로 닫히는 부분의 직경을 제2 직경(ΦB), 상기 온수로의 상기 온수의 압력을 Ph1, 상기 냉수로 중 상기 냉수측 개폐밸브보다도 상류측의 상기 냉수의 압력을 Pc1, 상기 냉수로 중 상기 냉수측 개폐밸브보다도 하류측의 냉수의 압력을 Pc2로 하여, 통수 시에 있어서, 다음 식(1)이 성립하도록, 상기 제1 직경(ΦA)과 상기 제2 직경(ΦB)이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 제어장치.
    Ph1×ΦA=Pc1(ΦA-ΦB)+Pc2×ΦB..... (1)
  4. 제1 항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 온수로 및 상기 냉수로의 하류에 접속된 상기 냉온수 조정밸브를 구비한 것을 특징으로 하는 유체 제어장치.
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