KR950011459B1 - 온수조절 밸브의 로드 구동장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

온수조절 밸브의 로드 구동장치

제1도는 종래의 로드 구동 장치를 보인 온수조절 밸브의 내부 구조도.

제2도는 본 발명의 로드 구동 장치를 보인 온수조절 밸브의 내부 구조도.

제3도는 본 발명 장치에 적용되는 제1용수철의 온도 변위에 대한 변위 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 온도센서 20 : 전원공급부

30 : 발열체 40, 50 : 제1 및 제2용수철

본 발명은 로드가 수직적으로 입설되어 관내의 유체를 개폐하는 온수조절 밸브에 관한 것으로, 특히 외부 온도 변화의 온도 감지에 의해, 열적변형을 갖게 하여 로드의 이동량을 제어하도록한 온수조절 밸브의 로드 구동장치에 관한 것이다.

종래의 온수조절 밸브의 로드 구동장치는 제1도에 나타낸 바와같이 밸브 하우징(1)의 내부에서 수직적으로 입설된 로드(4)의 상부로 액체 또는 기체의 열팽창 물질(2)이 내장된 벨로우즈관(3)을 설치하되, 이 벨로우즈 관(3)의 열팽창 물질(2)에는 외부온도 변화에 대한 열에너지가 전달되도록 열전달 매체(6)와 연결하여 구성된 것이다. 이의 동작관계를 살펴보면, 열전달 매체(6)를 통해 외부 온도 변화에 대한 열에너지가 벨로우즈관(3)에 전달되면 열에너지의 열량에 따라 벨로우즈관(3)에 내장된 열팽창물질(2)을 가열 또는 냉각시키게 한다.

이에 따라 열팽창 물질(2)은 팽창 또는 수축작용하게 되고, 이 작용의 체적 변위량 만큼에 대하여 로드(4)를 수직적으로 왕복 운동시켜 관속에 흐르는 유체를 조절 내지는 개폐하도록 한다. 그러나, 이와 같은 종래의 온수조절기의 로드 구동장치는 벨로우즈관 외부의 열에너지 변화가 있다 하여도 변화된 열 에너지가 벨로우즈 관을 통하여 열팽창 물질을 가열 또는 냉각하여 변위를 발생시키는 시간 즉, 외부온도 변호에 대한 유체 개폐 작동으로서의 응답시간이 길게 걸리므로 인해 유량의 조절을 즉각적으로 대체하지 못하게 되어 유량조절의 정밀도가 뒤떨어지는 등 제기능을 다하지 못하는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 열에너지 변화에 대응하게 유체조절의 응답조절을 높이고, 원거리에 의해서도 제어가 가능한 새로운 온수조절 밸브의 로드 구동장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은 외부 온도 변화를 검출하여 전원 공급 및 차단하는 온도 센서와, 상기 온도센서의 설정온도의 도달여부에 따라 발열체의 구동원을 제공하는 전원 공급부와, 상기 전원 공급부의 구동원으로 발열되어 제1용수철의 온도변화를 유도하는 발열체와, 상기 발열체에서 전도되는 내부온도차에 따라 신축작용되어 로드를 상향이동시키는 제1 용수철과, 상기 제1용수철의 신축작용과는 역으로 압축 및 신장되어 로드를 하향 이동시키는 제2용수철을 구비하여서 달성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상술하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명의 로드 구동장치를 보인 온수조절 밸브의 내부구조 단면도를 나타낸 것이다. 여기서, 온수조절 밸브의 기본구조는 제2도에서와 같이 유입구(7)와 유출구(8)가 수평상태로 도시되어 있다 하더라고 제1도의 유입구(7)와 유출구(8)가 격자된 기준의 온수조절 밸브 구조와 다를바 없이 적용되는데 이는 수직적으로 입설된 로드(4)를 장착하는 주변기능들에 따라 적합한 고정수단으로 대체하면 된다. 이에 따라 온수 조절 밸브의 외부적으로 치부되는 주변기능들의 상세 설명은 생략하기로 한다. 먼저, 외부온도 변화를 검출하는 온도센서(10)는 원하는 장소에 설치하고, 그 접점간에 상시적으로 공급하는 전원공급부(20)를 연결하여 온도센서(10) 온수 전원 공급부(20)의 전원이 전원선(L)을 통해 발열체(30)에 인가되도록 연결 구성한다. 그리고, 상기 발열체(30)는 유입구(7)와 유출구(8)사이에 설치된 격벽(9)의 유체 통과구(H)를 개폐하는 밸브 가드(5)와 일체로 결합되어 있는 로드(4)에 관착하되, 고정판(60)의 내측벽에서 움직이지 않도록 고정하고 그 하부의 로드 지지판(61) 사이에 상기 발열체(30)에 의해 신장 또는 압축 작용하는 제1용수철(40)을 관착하되, 유출관의 내부에 수납되는 밸브 가드(5) 사이의 로드(4)에는 상기 제1용수철(40) 작용과 대항하는 제2용수철(50)을 관착시켜서 구성된 것이다. 여기서, 상기한 발열체(30)는 전류에 의하여 자체 발열하는 세라믹 히터로 구성되며, 또한 상기 발열체(30)의 열증감에 따라 신축작용하는 제1 용수철(40)은 니켈-티탄계 형상기억 합금재로 된 것을 특징으로 한다. 이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 그에 따른 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 온도센서(10)가 설치된 장소의 온도를 항상 25℃로 유지하고자 할때 온도센서(10)는 25℃ 이하의 온도에서는 온접점되어 전원 공급부(20)의 전류를 공급하고, 그 설정온도(25℃) 이상에서는 오프 접점되어 전원공급부(20)의 전류는 차단되도록 한다. 이와같은 상태에서 온도센서(10)가 설치된 장소의 온도가 25℃ 이하가 되면 이를 감지한 온도센서(10)는 전원공급부(20)를 통해 일정한 전류를 고정관(60)내에 고정된 발열체(30)에 인가된다. 이와 동시에 발열체(30)는 발열개시와 동시 열을 제1용수철(40)이 위치한 곳으로 전도시키며, 이 전도열에 의한 제1용수철(40)은 제2도에 도시된 바와같은 상태로 신장되어 로드 지지판(61)을 상측으로 밀어낸다. 이에 따라 로드(4) 전체가 위로 올라가게 되면서 하부의 밸브 가드(5)를 통해 격벽(9)의 유체통과구(H)를 개방시킨다. 이때, 제1용수철(40)이 신장될시 제2용수철(50)은 압축된 상태로 있게 되고, 이 제2용수철(50)의 압축력은 제1용수철(40)의 온도변위가 감소하여 인장력이 상실되는 조건에서 로드(4) 및 밸브 가드(5)를 하향시켜 유체통과구(H)를 폐방시키는데 충분한 정도의 복원력을 갖게 한다.

한편, 상기한 제1용수철(40)의 온도 변위에 따라 유체통과구(E)를 개폐하는 로드(4) 및 밸브가드(5)의 수직운동에 대한 응답시간에 있어, 가장 바람직한 실시에는 제3도에 나타낸 제1용수철(40)의 온도변화에 대한 변위 그래프에서와 같이 제1용수철(40)의 작동온도에 대한 변위발생 온도가 65℃로 설정한 경우이다. 이것은 본 발명의 온수조절 밸브를 일반적인 주택난방에 적용할 경우 열 매체인 열수를 배관으로의 유동(이송)을 위한 조건으로 열수의 유동을 제어하는 로드(4)의 이동속도에 대한 신속도를 결정하게 된다. 즉, 주변온도 변화에 대한 로드(4)의 밸브가드(5)에 의하여 유체 통과구(E)의 개폐 시간에 따른 응답속도의 관계에 있어, 만약 니켈-티탄(Ni-Ti)계 형상기억 합금재로 된 제1용수철(40)의 작용온도를 65℃로 하고 외부온도를 상온의 25℃로 가정할 경우 제1 용수철(40)의 작용온도와 외부온도 간에는 40℃의 온도차가 있게 되는데, 이 온도차에 의해 제 1 용수철(40)이 작동된후 이와 대항되는 제2 용수철(50)에 의하여 복원되기 쉬운 상태를 유지하여 밸브가드(5)가 열릴때처럼 닫히는 작동시간을 줄여 주게 된다. 이러한 일련의 동작을 상세히 설명하면, 먼저 형상기억 합금 용수철(40)의 힘은 온도가 60℃일때 F60이라 하고, 50℃ 일때의 힘은 F50이라 가정할 경우, 이에 대항하는 제2 용수철(50)의 힘은 F 제2용수철로 나타난다. 이를 전제로 외부의 온도를 감지한 온도센서(10)에 의해 발열체(30)의 세라믹 히터에서 발열되어 제1 용수철(40)의 온도를 60℃로 가열하면 제1 용수철(40)의 힘은 F60이 되는 데, 이때 F60은 제2 용수철(50)의 힘(F 제2 용수철)보다 큰 상태의 F60>F 제2 용수철 조건으로 설정하고, F50일때에는 F50<F 제2 용수철이 되는 조건으로 설정한다. 이에 따라 F60으로 부터 제1 용수철(40)의 힘이 F50으로 되기 위해서는 상온 25℃와의 온도 차이가 클수록 방열 효과를 증대하게 하므로서, 제1 용수철(40)의 작동 온도가 50℃ 일때 보다도 빨라지게 된다.

또한, 본 발명의 다른 예로서 밸브를 개방하는 시간의 중요성보다 폐방하는 시간을 짧게 하고자 할 경우에는 제1 용수철(40)의 작용 온도를 상기한 설정온도 보다 높은 온도로 가열할 수 있도록 하므로서 달성되며, 이 경우에 있어서는 사용되는 목적에 부합되는 전세가 뒤따른다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 외부온도 변화의 온도감지 수단 및 발열수단을 갖족 발열수단의 전도 열에 의해 열적 변형되는 형상기억 합금 용수철의 변위량에 따라 대항하게 하부 용수철이 시축 작용되어 유체 개폐의 응답속도를 신속하게 할수가 있는 동시 전원 구동 방식에 의해 이루어지는 것이어서 원격적으로 제어가 가능한 효과를 제공한다.

Claims (4)

1. 외부 온도변화에 따라 로드(4) 및 밸브가드(5)가 수직운동되어 관내의 유체를 개폐하는 온수조절밸브에 있어서, 외부 온도 변화를 검축하여 전원 공급 및 차단하는 온도센서(10)와 , 상기 온도센서(10)의 설정온도의 도달여부에 따라 발열체(30)의 구동원을 제공하는 전원 공급부(20)와, 상기 전원 공급부(20)의 구동원으로 발열되어 제1 용수철(40)의 온도변화를 유도하는 발열체(30)와 , 상기 발열체(30)에서 전도되는 내부온도차에 따라 신축작용되어 로드(4)를 상향이동시키는 제1 용수철(40)과, 상기 제1 용수철(40)의 신축작용과는 역으로 압축 및 신장되어 로드(4)를 하향 이동시키는 제2 용수철(50)을 구비하여서 구성됨을 특징으로 하는 온수 조절 밸브의 로드 구동장치.
2. 제1항에 있어서, 제1용수철(40)의 온도변화를 유도하는 발열체(30)는 세라믹 히터로 함을 특징으로 하는 온수조절 밸브의 로드 구동장치.
3. 제1항에 있어서, 제1 용수철(40)은 니켈-티탄(Ni-Ti)계 형상기억 합금으로 이루어짐을 특징으로 하는 온수 조절 밸브의 로드 구동장치.
4. 제1항에 있어서, 로드(4) 및 밸브 가드(5)의 수직운동 조건은 제1 용수철(40)의 온도변위에 따라 대항되는 제2 용수철(50)과의 신축력 차에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 온수 조절 밸브의 로드 구동장치.