KR890000432B1 - 온도 조절기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

온도 조절기

제1도는 본 발명의 요부를 보인 분리사시도.

제2a도는 본 발명의 작동원리를 보인 설명도, 제2b도는 본 발명의 작동원리를 보인 도표.

제3a, 3b도는 온도변화에 따른 개폐동작을 설명하기 위한 설명도.

제4도는 본 발명의 실시예를 보인 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 통공 2 : 기판

5 : 통공 6 : 회동판

9 : 바이어스스프링 10 : 형상기억스프링

11 : 편심축

본 발명은 산업용이나 가정용 온수 또는 스팀공급장치의 온도 조절기에 관한것으로 신속한 동작을 할 수 있게 함과 동시에 제작비 또한 저렴하게 한 것이다.

종래에 사용되던 온수나 스팀 공급장치의 온도조절기를 보면 왁스가 바이어스스프링에 의해서 수축하여 온수쪽을 크게 열어주어 일정한 온도가 유지되는 방법으로 온수가 공급되게 하였으나, 이는 왁스의 열 전도가 매우 낮아서 공급되는 냉수나 열수의 온도변화에 민감하게 동작할 수 없으므로 일정한 온도의 용수를 얻기 어려울 뿐만 아니라, 그 구조가 복잡하여 왁스가 외부와 완전 차단되도록 밀봉하여야 하고 밸브의 스템 상부에 왁스가 일정 압력으로 채워져야 하는 등 제조공정이 매우 어렵고 제작비가 많이 드는 문제점이 있었다.

본 발명은 이상과 같은 종래의 온도조절기가 안고 있는 문제점을 해결하기 위한 것으로 이를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

통공(1)을 갖는 기판(2)과 통공(5)을 갖는 회동판(6) 중심에 각각 체결부 (3), (7)를 형성하여 체결함으로서 회동판(6)이 회전될 수 있게 유설하고, 바이어스(bias) 스프링(9)과 형상기억 스프링(10)의 일단은 상당한 거리를 두고 기판(2)의 주연부(2')에 각각 고정하며 각각의 타단은 기판(2)과 회동판(6)의 중심과 상이한 회동판(6)의 편심축(11)에 고정하여서 된 것으로 미설명부호 12는 바이어스스프링의 장력조절용 손잡이이고, 13은 본 발명에 의한 상기의 온도조절기를 부착한 열수배관이며, 14는 냉수배관, 15는 일정온도의 용수가 배출되는 출수관이고, 제5도에서는 굴곡판 스프링(16)을 사용한 다른 실시예를 보인다.

이상과 같이 된 본 발명에서는 형상기억합금스프링(10)의 온도 변화에 따른 수직선상의 장력변화를 회동판(6)의 회전운동으로 변환시키기 위하여 바이어스스프링(9)과 함께 편심축(11)에 그 단부를 고정시켰으며, 제2a도에서는 본 발명의 기본적인 원리를 설명하고 있는 것인바, 스프링의 수축력인 F₁및 F₁'과 중심으로 작용하는 힘 F₂및 F₂'의 방향이 달라서 회전운동을 위한 힘이 작용하는 것이며, 형상기억스프링(10)에 의한 회전운동 힘 F₃는 F₁tanθ의 값이되고 바이어스스프링 (9)에 의한 회전운동 힘 F₃'는 F₁' tanθ가 되는데 이들의 힘은 그 방향이 서로 반대이므로 용수의 온도가 낮은 경우에는 온수를 그대로 통과시키는 제3a도에 보인 바와 같은 상태가 되어 있다.

이러한 상태에서 온도가 올라가면 형상기억스프링(10)의 장력이 증가되므로 바이어스스프링(9)의 탄력을 이기고 형상기억스프링(10)은 수축되고 그러므로 바이어스스프링(9)은 신장되어 회동판(6)은 시계방향으로 회전하게 되며 통공(1)과 통공(5)은 서로 어긋나게 되어 제3b도에 보인 바와 같이 물이나 스팀의 통과량을 차단시킨다. 또한 온도가 내려가면 형상기억스프링(10)의 장력이 감소되어 바이어스스프링(9)이 수축되며 따라서 형상기억스프링(10)이 신장되면서 회동판(6)을 반기계 방향으로 회전시켜 통공(1)과 통공(5)이 서로 일치하게 되므로 제3a도에서 보인 바와 같이 열수나 스팀을 통과시키게 되는 것이고, 바이어스스프링(9)은 형상기억스프링(10)에 의하여 이탈된 초기의 상태가 되어 있는 것이며, 이상에서 설명한 바와 같은 스프링의 장력과 변위와의 관계를 낮은 온도 T₁과 중간온도 T₂그리고 높은 온도 T₃에서의 도표로 나타낸 것이 제2b도이며 여기서 S₁, S₂, S₃,는 각각 온도 T₃,T₂,T₁에서의 형상기억스프링(10)과 바이어스스프링(9)의 신축길이 (a), (b), (c), (a'), (b'), (c')이며, 점 ㄱ, ㄴ, ㄷ은 온도 T₁, T₂, T₃에서의 힘의 평형점이다. 또한 손잡이(12)에 의하여 프리로드(preload)를 높이면 조절온도는 T₃가 되어 높아지고 프리로드를 낮추면 T₁으로 조절온도가 낮아지는 것이며, 그리고 제4도에 보인 바와 같은 온도 조절기에서는 열수의 유입량을 가감하여 냉수와 혼합되어 출수관(15)으로 배출되는 온수의 온도가 일정하게 조절되도록 되어 있는 것인바, 실시예에서는 열수배관(13)에 온도조절기를 부착한 것이고, 냉수와 혼합되는 부위의 온도변화가 직접 형상기억스프링(10)에 가하여지는 것이어서 열전도가 매우 신속하여 민감하게 신축되므로 제3a도 및 b도에서 설명한 바와 같은 작용으로 민첩하게 통공(1)을 개폐하여 출수관(15)에는 항상 일정한 온도를 갖는 온수가 유출되는 것이다.

또 다른 실시예로서 상기에서는 형상기억합금의 코일스프링을 사용하였으나 이 대신에 굴곡된 형상기억합금의 판스프링(16)을 사용할 수 있으며 그리고 온도의 승강에 따라 신장, 수축 또는 수축, 신장하게 할 수도 있다. 이와같이 하여 본 발명은 매우 간결한 구조로 된 것이어서 고장율이 없으며 그 신뢰도가 높고 제작비가 저렴하여 염가로 널리 보급할 수 있는 것이면서도 형상기억합금재 스프링이 갖는 우수한 온도 특성에 의하여 온도의 미세한 변화에도 스프링의 신축변위가 충분히 클뿐만 아니라 직접 형상기억합금재 스프링에 열이 직접 가하여지는 것이므로 매우 정밀하고 신속하게 통공을 개폐할 수 있는 것이어서 항상 일정한 온도의 온수와 스팀을 얻을 수 있게 되는 온도조절기로서의 우수한 성능을 갖는 것이고, 또한 본 발명에서는 형상기억스프링의 직선상의 변위를 효과적으로 평면상의 회전력으로 변환시켜 주는 것이어서 상당한 압력이 가하여지는 온수나 스팀등의 공급장치에도 적용할 수 있으며, 그 용도가 매우 넓은 유용한 것이다.

Claims (2)

1. 통공(1)을 갖는 기판(2)에 유설된 통공(5)을 갖는 회동판(6)이 회전될 수 있게 하되, 형상기억합금재 코일스프링(10)의 단과 기판(2)의 주연부(2')에 고정하고 바이어스스프링(9)의 일단은 기판(2)의 주연부에 형성된 장력조절용 손잡이(12)에 연결하며 형상기억합금재 코일스프링(10)과 바이어스스프링(9)의 타단은 회동판(6)의 편심축(11)에 고정하여서 된 온도조절기.
2. 제1항에 있어서, 형상기억합금재 스프링(10)이 굴곡된 판스프링(16)으로 되어 있으며 온도의 승강에 따라 신장, 수축되거나 수축, 신장되는 것을 특징으로하는 온도조절기.

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