KR910004282B1 - 초기 조건 설정기구가 부착된 온도 감지식 유량 조절기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

초기 조건 설정기구가 부착된 온도 감지식 유량 조절기

제 1a 도는 본 발명의 제1실시예를 도시한 단면도.

제 1b 도는 제 1a 도의 좌측면도.

제 1c 도는 제 1a 도의 우측면도.

제 2 도는 밸브의 사시도.

제 3 도는 바이메탈 지지통의 사시도.

제 4 도는 바이메탈의 사시도.

제 5 도는 열림구멍부의 겹친 정도와 그 면적을 도시한 그래프.

제 6 도는 온도와 유량 특성의 관계를 도시한 그래프.

제 7a 도는 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 주요부 단면도.

제 7b 도는 제 7a 도의 A-A선 단면도.

제 8a 도는 본 발명의 제 3 실시예를 도시한 단면도.

제 8b 도는 제 8a 도의 좌측면도.

제 9a 도는 본 발명의 제 4 실시예를 도시한 단면도.

제 9 도 b는 제 9 도 a의 B-B선 단면도.

제 9c 도는 제 9a 도의 좌측면도.

본 발명은 초기 조건 설정기구가 부착된 온도 감지식 유량 조절기에 관한 것으로써, 상세하게는 유량의 초기조건을 간단하게 설정할 수 있음과 동시에 내장한 감열소자에 의해서 유체의 온도에 따라서 유량을 자동 조절할 수 있도록 한 것으로써, 예를들면 엔진의 냉각수로에 있어서 엔진의 냉각수 온도에 따라서 유량의 자동 조절을 행하는 경우등에 적합하게 사용할 수 있다.

종래, 이 종류의 유체의 온도에 의해 유량을 조절하는 경우는 온도 센서에 의해 전기 신호로 콘트롤 밸브를 제어해서 유량을 조절하던가, 또는 특수한 액체를 봉입한 감온통에서 그 팽창 또는 수축력을 밸브에 전해서 유량을 조절하는 방법이 일반적으로 사용되고 있다.

그러나, 상기한 방법에 의하면 배관 지름이 비교적 작은 미소 유량의 라인에 사용하도록 하면 배관 지름과 일치되지 않은 크기로 되어 부착 장소 및 비용면에서 불리하였다.

또, 초기 유량의 설정을 간단하게 행하는 것과 동시에 그 설정한 초기 조건에 따라서 유량 특성을 유체 온도에 따라서 평행 이동시킬 수 있도록 한 것은 구조가 복잡하고 비용이 상승하는 것 등의 여러가지 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제를 해소시킨 것으로 초기 조건을 간단하게 설정할 수 있음과 동시에 그 초기 조건의 설정에서 온도-유량 특성을 평행 이동시킬 수가 있고, 또한 간단한 구조로 소형화 및 비용의 저렴화를 도모할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여 밸브와 그 밸브의 바깥둘레에 유동이 가능하게 끼우는 바이메탈 지지통과의 사이에 바이메탈을 감고, 그 바이메탈의 한쪽끝을 밸브에, 다른쪽끝을 바이메탈 지지통에 고정하고, 밸브내부 또는 밸브와 바이메탈 지지통의 사이를 유체 유로로하는 한편, 밸브의 출구측끝에 유체유통용의 열림구멍부를 마련한 폐쇄면을 형성함과 동시에, 그 폐쇄면과 맞닿게해서 열림구멍부를 마련한 밸브 시이트를 고정 설치하고, 유체 온도에 따라 바이메탈을 변형하는 것에 의해 밸브를 회전시켜서 밸브와 밸브 시이트의 열림구멍부의 상대 위치관계를 변화시켜 유량의 자동 조절을 행하도록 하는 한편, 상기 바이메탈 지지통을 외부에서 용이하게 회전할 수 있는 초기 조건 설정기구를 마련하고, 바이메탈 지지통을 회전시키는 것에 의해 바이메탈을 거쳐서 밸브를 회전하고, 따라서 밸브와 밸브 시이트의 열림구멍부와의 겹침을 조절하여 초기 유량을 용이하게 설정할 수 있도록 하고, 또한 상기 조작에 의한 초기 조건의 설정에 따라서 온도와 유량 특성의 관계를 평행 이동할 수 있도록 한 초기 설정기구가 부착된 온도 감지식 유량 조절기를 제공하는 것이다.

더욱 상세하게는 상기 바이메탈 지지통을 입구측 커버와 출구측 커버사이에 끼우고 입구측 커버에 바이메탈 지지통 회전용의 조절 볼트를 부착하여 그 조절 볼트에 기어를 고정함과 동시에, 바이메탈 지지통에 상기 기어와 맞물림하는 기어를 고정한 것, 또는 바이메탈 지지통에 회전수단을 거는 홈을 마련하고, 상기 홈에 회전 수단을 걸고 바이메탈 지지통을 회전 가능한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 초기 조건 설정기구가 부착된 온도 감지식 유량 조절기를 제공하는 것이다.

[실시예]

이하 본 발명을 도면을 참조하면서 실시예에 따라 상세하게 설명하다.

제 1 도에 도시한 제 1 실시예에 있어서, (1)은 유로에 설치하는 본 조절기의 출구측 커버, (2)는 입구측 커버, (3)은 출구측 커버(1)과 입구측 커버(2)의 사이에 고정하는 케이싱, (4)는 케이싱(3)내에 설치하는 밸브, (5)는 밸브(4)의 바깥둘레에 유동이 가능하게 끼움과 동시에 케이싱(3)의 안쪽둘레면에 빈틈이 없게 끼우는 바이메탈 지지통, (6)은 그 바이메탈 지지통과 상기 밸브(4)의 사이로 수납하는 바이메탈, (7)은 밸브(4) 출구면에 맞닿게 설치하는 밸브 시이트, (8)은 기어에 의한 초기 조건 설정기구이다.

상기 출구측 커버(1)의 축 중심부에는 유체 유통용의 단면 원형의 열림구멍(1a)를 관통해서 뚫어 설치하고 있음과 동시에, 안쪽면측에는 밸브 시이트 끼워 넣기용 오목부(1b)를 형성하고 있으며, 그 출구측 커버(1)을 먼저 유로에 고정하고 있다. 그 출구측 커버(1)에 대해서 밸브 시이트(7)을 상기 오목부(1b)에 끼워 넣고, 나사(9)로 조여서 고정하고 있다. 그 밸브 시이트(7)에는 상기 열림구멍(1a)와 동심 동일지름이지만 반원형의 유체 유통용의 열림구멍(7a)를 뚫어 설치하고 있으며, 따라서 출구측 커버(1)의 열림구멍부(1a)는 밸브 시이트(7)에 의해 반원부가 폐쇄된 상태로 되어 있다.

상기 밸브(4)는 제 2 도에 도시하는 바와 같이 원통부(4a)의 한쪽끝에 폐쇄면(4b)를 형성한 형상이고, 그 폐쇄면(4b)는 밸브 시이트(7)의 안쪽면에 맞닿게 한 것으로 반원형의 유체 유통용의 열림구멍부(4c)를 형성하고 있으며, 그 열림구멍부(4c)를 통해서 밸브 시이트(7) 및 출구축 커버(1)의 열림구멍부(7a),(1a)에 유체를 유출하도록 하고 있다. 또, 그 밸브(4)의 원통부(4a)에는 폐쇄면 근방에 유체 순환 구멍(4d)를 뚫어 설치하고 있음과 동시에, 다른쪽끝에서 바이메탈 걸림홈(4e)를 축방향으로 잘라내어 형성하고 있다.

상기 바이메탈 지지통(5)는 제 3 도에 도시한 바와 같이 한쪽끝부에서 축방향으로 바이메탈 걸림홈(5a)를 잘라낸 원통형으로 다른쪽끝부에 중심구멍(5b)를 마련한 폐쇄면(5c)를 형성하고 있다. 상기 바이메탈 지지통(5)와 상기 밸브(4)의 사이에 부착되는 바이메탈(6)은 제 4 도에 도시한 바와 같이 양끝을 구부려서 걸림부(6a),(6b)를 마련하고 있으며, 한편 걸림부(6a)를 밸브(4)의 바이메탈 걸림홈(4e)에 넣어 고정해서 바이메탈(6)을 밸브(4)의 바깥 둘레에 따라서 감기 시작하여 밸브(4)의 입구측 끝부에 스페이서(10)를 끼워 넣은 상태에서 다른쪽끝의 걸림부(6b)를 바이메탈 지지통(5)의 바이메탈 걸림홈(5a)에 넣어 고정하고 있다. 또한, 상기 바이메탈(6)의 감는 회수는 약 10회로 하고 있다(단, 바이메탈의 20~30mm). 상기 스페이서(10)의 중심구멍(10a)와 바이메탈 지지통(5)의 입구측 폐쇄면(5c)에 마련한 중심구멍(5b)는 동심 동일지름으로 연통하고 있으며, 이들 중심구멍(10a),(5b)와 연통한 중심구멍(11a)를 갖는 기어(11)을 바이메탈 지지통(5)의 폐쇄면(5c)의 바깥면에 접착하여 고정하고 있다.

상기와 같이 밸브(4)와 바이메탈 지지통(5)의 사이에 바이메탈(6)을 부착함과 동시에 스페이서(10), 기어(11)을 세트한 상태에서 바이메탈 지지통(5)을 케이싱(3)의 안쪽둘레면에 따라서 삽입하고, 그 케이싱(3)의 한쪽끝을 패킹(13)을 거쳐서 출구측 커버(1)의 걸림홈(1c)에 끼워 맞추어 고정하고 있다.

한편, 입구측 커버(2)에는 축중심부에 유체 유통용의 열림구멍부(2a)를 마련하고 있는 것과 동시에, 그 한쪽부에 조절 볼트 부착 구멍(2b)를 뚫어 설치하고, 다른쪽부에 출구측 커버의 조임 볼트 부착 구멍(2c)를 뚫어 설치하고 있다 .그 입구측 커버(2)의 조절 볼트 부착구멍(2b)에는 안쪽에서 패킹(14)를 거쳐서 조절 볼트(15)를 삽입하고, 그 조절 볼트(15)에 기어(16)을 접착 고정하고 있다. 이와 같이 조절 볼트(15) 및 기어(16)를 세트한 상태에서 입구측 커버(2)에 패킹(17)을 거쳐서 케이싱(3)의 끝부분을 끼워 맞추어 고정하고, 그 케이싱(3)내의 기어(11)에 기어(16)을 맞물리게 하고 있으며, 조임 볼트(18)로 입구측 커버(2)를 출구측 커버(1)에 조여서 고정하고 있다.

상기한 구성으로 되는 조절기에 있어서, 밸브(4)가 회전하여 그 폐쇄면이 열림구멍부(4c)와 밸브 시이트(7)의 열림구멍부(7a)의 상대 위치 관계(겹친 정도)에 의해서 열림구멍부(7a)의 열림구멍 면적이 변화하여 유량을 조절하는 것이며, 초기는 조절 볼트(15)에 의해 유량을 설정하고 유체 유통후는 유체의 온도에 따라서 감열 소자인 바이메탈(6)의 작용에 의해밸브(4)를 회전해서 유량을 조절하는 것이다. 즉, 초기에 있어서 조절 볼트(15)를 회전하면 기어(16)이 회전하고, 그 기어(16)과 맞물림하는 기어(11)이 회전하여 그 기어(11)에 고정한 바이메탈 지지통(5)를 회전시키고, 그것에 의해서 밸브(4)를 회전시킬 수가 있다. 그 밸브(4)의 회전으로 열림구멍부(4c)가 이동하는 것에 의해 맞닿는 밸브 시이트(7)의 열림구멍부(7a)의 위치 관계가 변화하여 열림구멍부(7a)의 열림구멍 면적을 소정의 값으로 설정할 수 있다. 또한 상기 조절 볼트(15)를 회전시킬때에 조절 볼트(15)의 앞끝면이 바이메탈 지지통(5)에 접촉하고 있기 때문에 그 접촉부가 브레이크의 작용을 한다.

상기 조절기를 유체가 유통할때, 밸브(4)의 원통부(4a)내에 유입한 유체는 입구측에 마련되어 있는 바이메탈 걸림홈(4e)에서 바깥둘레부의 바이메탈(6)이 부착되어 있는 측으로 유입하고, 출구측의 유체 순환 구멍(4d)에서 원통부(4a)내로 환류하여 열림구멍부(4c)에서 밸브 시이트(7)의 열림구멍부(7a), 출구측 커버(1)의 열림구멍부(1a)를 통해서 유출한다. 이와 같이 유체가 바이메탈(6)내를 유통하기 때문에 바이메탈(6)은 유체의 온도에 따라서 변형하고, 그 바이메탈(6)의 변형에 의해 밸브(4)가 회전한다. 이때, 유체 온도가 높으면 밸브(4)의 열림구멍부(4c)와 밸브 시이트(7)의 열림구멍부(7a)의 위치 관계에서 열림구멍부(7a)의 열림구멍 면적을 크게 해서 유량을 증가하고, 한편 유체 온도가 낮으면 열림구멍 면적을 작게해서 유량을 감소하도록 설정하고 있으며, 또한 바이메탈(6)의 감기끝단을 조절하는 것에 의해 온도에 의한 상기 열림구멍 면적(유량)의 조절을 행할 수 있다.

상기 조절기에서는 밸브(4)와 밸브 시이트(7)의 열림구멍부는 각각 단면 반원형으로 되어 있지만, 이들의 열림구멍부를 각각 10ψ의 원형 구멍으로 한 경우, 2개의 구멍의 겹친 정도와 겹친 면적(유통용 열림구멍 면적)의 관계는 제 5 도에 도시한 것과 같으며, 겹친 정도의 증가에 따라서 열림구멍 면적이 증가하여 유량을 증가시키고 있다 .그 열림구멍 면적(유량)과 온도의 관계는 제 6 도에 도시한 것과 같으며, 도시한 바와 같이 초기 조건의 설정으로 온도-유량 특성의 곡선을 평행 이동시킬 수 있다.

제 7 도는 기어에 의한 초기 조건 설정기구의 변형예를 도시한 제 2 실시예이며, 상기 제 1 실시예에 있어서 바이메탈 지지통(5)의 축중심부에 부착한 기어(11)로 바꾸어서 바이메탈 지지통(5)의 입구축 끝부분에 원호형의 돌출부(5d)를 마련하는 한편, 그 돌출부(5d)의 안쪽둘레면에 기어(19a)를 형성한 원호형의 기어(19)를 고정하고, 그 기어(19)를 조절 볼트(15)로 고정한 기어(16)과 맞물리게 하고 있다. 따라서 조절 볼트(15)를 회전하면 기어(16)과 (19)를 거쳐서 바이메탈 지지통(5)가 회전하고, 바이메탈 지지통(5)의 회전에 의해 밸브(4)가 회전하여 유체 유통용 열림구멍 면적을 설정할 수 있다.

제 8 도는 초기 조건 설정기구를 간략화한 제 3 실시예를 도시한 것이며, 바이메탈 지지통(5')의 입구측 폐쇄면(5c')의 중심구멍(5b')는 도시한 바와 같이 90도의 간격을 두고 외부 회전 수단(도시하지 않음)을 거는 걸림홈(5d')를 오목하게 마련하고 있다. 제 3 실시예에서는 밸브(4)와 바이메탈 지지통(5')의 사이에 바이메탈(6)을 부착하고, 밸브(4)의 안쪽에 스페이서(10)을 끼워넣은 상태에서 바이메탈 지지통(5')를 케이싱(3)내에 삽입하여, 그 케이싱(3)의 양끝에 패킹을 끼우고 출구측 커버(1) 및 입구측 커버(2)를 고정하고, 이들 커버(1)과 (2)를 조임볼트(18)로 조여 연결하고 있다. 이와 같이 세트한 후에 입구측 커버(2)에 고정 볼트(22)를 조여 넣고 그 볼트 머리 부분에 접촉하는 바이메탈 지지통(5')를 출구측 커버(1)측으로 눌러 고정한다. 계속해서 패킹(20)을 삽입하고 너트(21)에서 돌아가지 않도록 고정 볼트(22)로 고정하고 있다.

상기 조절기에 있어서, 초기 조건을 설정할때는 고정 볼트(22)를 되돌려서 입구측 커버(2)측에서 회전 수단을 바이메탈 지지통(5')의 걸림홈(5d')에 걸고, 그 회전 수단을 회전해서 밸브(4)와 밸브 시이트(7)의 위치 관계를 보면서 바이메탈 지지통(5')를 회전시켜 적절한 위치에서 정지시키고, 그후 고정 볼트(22)를 조여서 바이메탈 지지통(5')를 고정한다. 또한 다른 구성 및 작용은 상기 제1실시예와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.

제 9 도는 본 발명의 제 4 실시예를 도시한 것으로 본 조절기내에 있어서 유로를 상기한 각 실시예와는 달리 밸브 내부가 아니라 밸브와 바이메탈 지지통의 사이로 하고 있다. 즉 밸브(4')를 지름이 작은 원주형 중심 막대로 하고, 그 중심 막대(4a')의 출구측끝면에 유로 폐쇄면(4b')를 로 폐쇄면(4b')를 구성하는 원판형 콜러(collar)부를 돌출 설치하고, 그 폐쇄면(4b')에 열림구멍부(4c')를 마련하고 있다. 한편, 바이메탈 지지통(5'')의 입구측 폐쇄면(5c)에는 도시한 바와 같이 유로용의 구멍(5d")를 90도 간격으로 마련하고 있으며, 입구측 커버(2)에서 유입한 유체의 전부가 구멍(5d")에서 밸브(4')와 바이메탈 지지통(5")의 사이를 유통하도록 하고 있다 .이와 같이 밸브(4')와 바이메탈 지지통(5")의 사이의 바이메탈(6)의 설치부에 유체를 전부 유통시키기 때문에 바이메탈(6)은 유체의 온도로 신속하게 반응해서 유량을 제어할 수 있다. 또, 본 실시예의 초기 조건 설정기구는 제 1 실시예와 마찬가지이며, 상기 바이메탈 지지통(5")의 폐쇄면 중앙부에 기어(11)를 볼트(25)로 고정해서 설치하고, 그 기어(11)를 조절 볼트(15)로 고정한 기어(16)과 맞물리게 하고 있으며, 조절 볼트(15)에 의해 기어(16)→기어(11)→바이메탈 지지통(5")→바이메탈(6)을 거쳐서 밸브(4')를 회전하도록 하고 있다. 상기 기어(11)를 바이메탈 지지통(5")에 고정하는 볼트(25)에 대해서 밸브(4')의 중심막대(4a')를 회전이 자유롭게 끼워맞추어서 그 볼트(25)를 중심으로 해서 밸브(4')가 회전하도록 하고 있다. 본 실시예의 다른 구성 및 작용은 상기 실시예와 동일하기 때문에 설명을 생략한다.

또, 본 조절기에 있어서는 유체 유통용의 열림구멍부를 대향해서 설치하는 2개의 밸브를 마련하고, 각 밸브에 각각 부착한 바이메탈에 의해 온도에 따라서 밸브를 회전시킴과 동시에, 초기 조건은 각각 바이메탈 지지통을 회전시켜서 설정되는 구성으로 하고, 또한 2개의 밸브의 회전방향을 반대방향으로 하여도 좋다.

이 경우, 유체의 온도 변화 또는 바이메탈 지지통의 회전에 대해서 밸브의 열림구멍부의 열림 정도를 2배로 하여 유량 변화를 크게 취할 수가 있다. 따라서, 밸브의 바깥지름을 보다 작게 설정할 수 있어 본 조절기를 극히 소형으로 구성할 수가 있다.

또, 본 조절기에 있어서는 밸브 시이트를 바꾸어서 다른 열림구멍부의 형상을 갖는 밸브 시이트르 사용하는 것에 의해 온도-유량 특성을 간단하게 변화시킬 수 있는 것은 물론이다.

이상의 설명에서 명확한 바와 같이 본 발명에 의하면, 조절 볼트를 회전하는 것 만으로 극히 간단한 조작에서 초기의 유량을 설정할 수 있음과 동시에, 내장한 바이메탈로 되는 감열 소자로 유체 온도에 따라서 자동적으로 유량의 제어를 할 수 있고, 또 초기 조건의 설정에 따라서 온도-유량 특성을 평행 이동시키는 것도 할 수 있다. 더우기 밸브 및 밸브 시이트의 유체 유통용 열림구멍의 형상을 변화시키는 것에 의해 온도 변화에 대한 유량의 관계를 자유롭게 선택할 수 있고, 광범위하게 이용할 수 있다.

또, 본 조절기는 구조가 극히 간단하고, 또한 바깥지름 치수를 매우 작게하는 것이 가능하기 때문에 종래의 이 종류의 유량 조절기와 비교해서 대폭적인 소형화를 도모할 수가 있다. 따라서 배관 지름이 비교적 작은 것에 적합하게 부착할 수 있는 것과 동시에, 저렴한 값으로 제공할 수 있는 등 여러가지의 이점을 갖는다.

Claims (5)

1. 밸브(4,4')와 그 밸브의 바깥둘레에 유동이 가능하게 끼워지는 바이메탈 지지통(5, 5', 5")의 사이에 바이메탈(6)을 감고, 상기 바이메탈의 한쪽끝을 밸브에, 다른쪽끝을 바이메탈 지지통에 고정하고, 밸브 내부 또는 밸브와 바이메탈 지지통과의 사이를 유체 유로로 하고, 밸브의 출구측끝에 유체 유통용의 열림구멍부를 마련한 폐쇄면을 형성함과 동시에 상기 폐쇄면과 맞닿게하여 열림구멍부를 마련한 밸브 시이트(7)를 고정 설치하고, 유체 온도에 의해 바이메탈이 변형하는 것에 의해 밸브가 회전하여 밸브와 밸브 시이트의 열림구멍부의 상대 위치 관계가 변화하여 유량을 자동 조절하도록 하고, 상기 바이메탈 지지통을 외부에서 회전시키는 수단을 마련하고, 초기에 바이메탈 지지통 및 바이메탈을 거쳐서 밸브를 회전하여 초기 유량을 설정할 수 있는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 초기 조건 설정기구가 부착된 온도 감지식 유량 조절기.
2. 특허청구의 범위 제 1 항에 있어서, 상기 밸브와 바이메탈 지지통을 입구측 커버(2)와 출구측커버(1)의 사이에 끼우고, 입구측 커버에 바이메탈 지지통 회전용의 조절 볼트(15)를 부착하고, 상기 조절 볼트로 기어(11, 16)을 고정함과 동시에 바이메탈 지지통에 상기 기어와 맞물림하는 기어(19)를 고정한 것을 특징으로 하는 초기 조건 설정기구가 부착된 온도 감지식 유량 조절기.
3. 특허청구의 범위 제 1 항에 있어서, 상기 바이메탈 지지통에 회전 수단 걸림용의 홈을 마련하고, 상기 홈에 외부에서 회전수단을 걸어서 바이메탈 지지통을 회전 가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 초기 조건 설정기구가 부착된 온도 감지식 유량 조절기.
4. 특허청구의 범위 제 1 항에 있어서, 상기 밸브는 원통형으로 하고, 밸브 내부에 유체를 유통시킴과 동시에 상기 밸브에 유체 순환 구멍(4d)을 뚫어 설치하여 유체의 위치부가 밸브와 바이메탈 지지통 사이의 바이메탈 설치부를 유통하도록 하고, 또한 밸브의 원통형 출구측의 폐쇄면(4b)에 열림구멍(4c)를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 초기 조건 설정기구가 부착된 온도 감지식 유량 조절기.
5. 특허청구의 범위 제 1 항에 있어서, 상기 밸브를 지름이 작은 원주형 중심막대(4a')로 형성하여 상기 밸브와 바이메탈 지지통과의 사이에 유체 유로로 함과 동시에, 상기 밸브의 출구측에 폐쇄면(4b')를 돌출 설치하여 상기 폐쇄면에 열림구멍부(4c')를 형성한 것을 특징으로 하는 초기 조건 설정기구가 부착된 온도 감지식 유량 조절기.

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