KR101020006B1 - 기계제어식 유체자동 분사시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부의 온도에 의해 작동하는 기계제어식 유체자동 분사시스템에 관한 것이다. 본 발명은, 유체를 펌핑하는 펌프(110); 상기 펌프(110)에서 펌핑되는 유체를 안내하여 분사하는 노즐(122)을 갖는 분기관(120); 상기 분기관(120)에 관류되는 유체의 압력에 의해 분기관(120)을 개폐하면서 유체를 단속하는 단속밸브(130); 상기 단속밸브(130)에 관류되는 유체의 일부를 바이패스시키는 바이패스유로(BP)를 갖는 밸브시트(VS) 및; 상기 밸브시트(VS)를 개폐하여 상기 단속밸브(130)의 작동을 제어하고, 외부에서 전이되는 열에너지에 의해 작동하는 열감응식밸브(140);를 포함한다. 본 발명은, 열감응식밸브(140)에 의해 온도에 따라 작동하므로 설치비 및 전력사용비를 대폭적으로 절감할 수 있다.

열, 감응, 밸브, 개폐, 냉각

Description

기계제어식 유체자동 분사시스템 { AUTOMATIC FLUID SPRAY SYSTEM OF MACHANICL CONTROL TYPE }

본 발명은 유체의 분사를 자동으로 제어하는 비전기식 유체자동 분사시스템에 관한 것으로서, 외부에서 전이되는 열에너지에 의해 기계적으로 작동하는 기계제어식 유체자동 분사시스템에 관한 것이다.

일반적으로 건물은 태양열이 가장 많이 조사되는 지붕과 외벽에 의해 가열된다. 이러한 건물은 그림자가 거의 발생하지 않는 지붕이 태양광에 의해 가장 오랫동안 가열된다. 따라서, 지붕은 건물의 온도를 결정하는 가장 중요한 요소이다.

하지만, 이러한 지붕은 여름의 경우 건물의 온도를 과도하게 상승시키는 요인으로 작용한다. 특히, 공장의 경우 건물의 온도가 상승함에 따라 한여름에는 에어컨을 매우 과도하게 작동시켜야 하는 문제가 있다. 따라서, 공장의 경우 여름에는 과도한 전기료가 발생된다.

한편, 최근에는 냉각수(예: 수돗물이나 지하수 등)와 같은 유체를 자동으로 분사하는 시스템이 개발되어 사용되고 있다. 이러한 유체자동 분사시스템은 주로 기계가공장치나 잔디밭 등에 사용되고 있다. 그리고, 유체자동 분사시스템은 전술 한 바와 같은 건물의 지붕에 설치되어 지붕을 냉각시키는 장치(이하 '지붕냉각시스템'이라 함)로도 이용되고 있다. 즉, 유체자동 분사시스템은 지붕냉각시스템으로 사용된다.

이러한 일반적인 유체자동 분사시스템에 의한 지붕냉각시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 펌프(P)에서 펌핑되는 냉각수가 펌핑관(PA)에서 분기된 분기관(S)의 노즐(N)을 통해 지붕에 분사된다. 이때, 분기관(S)은 콘트롤러(CT)에 의해 작동하는 솔레노이드밸브(SV)에 의해 개폐되면서 지붕에 냉각수를 분사한다.

여기서, 전술한 콘트롤러(CT)는 감열센서(HS)에서 감지된 온도에 따라 솔레노이드밸브(SV)를 작동시킨다. 즉, 콘트롤러(CT)는 감열센서(HS)에서 감지되는 온도가 고온일 경우 솔레노이드밸브(SV)를 작동시키고, 저온일 경우 솔레노이드밸브(SV)의 작동을 중단한다.

전술한 감열센서(HS)는 도시된 바와 같이 노즐(N)들 사이에 설치되어 태양광에 의해 가열되는 지붕의 열기에 의해 콘트롤러(CT)에 고온신호를 인가한다. 그리고, 감열센서(HS)는 노즐(N)들에서 분사되는 냉각수에 의해 냉각되면서 콘트롤러(CT)에 저온신호를 인가한다. 이러한 감열센서(HS)는 여러개의 노즐(N)들 중에서 적어도 어느 하나의 노즐(N)에서 분사되는 냉각수에 의해 냉각되도록, 도시된 바와 같이 실질적으로 삼각형 형태를 이루는 3개의 노즐(N)들 사이에 설치된다.

그러나, 이러한 일반적인 지붕냉각시스템은, 즉 일반적인 유체자동 분사시스템은 펌핑관(Pa)과 연결된 분기관(S)과, 솔레노이드밸브(SV)에 전원을 인가하는 전원선이 내장된 전선배관(WP), 그리고 감온센서(HS)와 이 감온센서(HS)에 연결되는 연결선이 내장된 연결선배관(CP) 및, 콘트롤러(CT)를 모두 구비하여야 하므로, 제조비용 및 설치시간(공사기간)이 매우 과도하게 소요되는 문제가 있다.

또, 솔레노이드밸브(SV)의 전원선 및 감온센서(HS)의 연결선이 단선될 경우 작동이 불가능하다는 문제도 있다.

또한, 바람과 같은 외부요인에 의해 노즐(N)의 냉각수가 감온센서(HS)에 분사되지 않을 경우, 콘트롤러(CT)가 지붕을 계속적인 고온상태로 판단하여 계속해서 냉각수분사 모드로 작동되는 문제도 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 창출된 것으로서, 외부의 열기에 의한 열에너지에 의해 작동하는 매커니즘이 마련되어 전원이 필요없이 외부의 온도에 따라 기계적으로 작동하는 새로운 개념의 기계제어식 유체자동 분사시스템을 제공하기 위함이 그 목적이다.

특히, 밸브가 외부의 열에너지에 의해 작동되도록 구성된 기계제어식 유체자동 분사시스템을 제공하기 위함이 그 목적이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 기계제어식 유체자동 분사시스템은, 유체의 분사를 자동으로 제어하는 유체분사 시스템에 있어서, 유체를 펌핑하는 펌프; 상기 펌프에서 펌핑되는 유체를 안내하여 분사하는 노즐을 갖는 분기관; 상기 분기관에 설치되어 분기관의 유체가 관류되고, 관류되는 유체의 압력에 의해 분기관을 개폐하면서 분기관의 유체를 단속하는 단속밸브; 상기 단속밸브에 관류되는 유체의 일부를 바이패스시키는 바이패스유로를 갖는 밸브시트 및; 상기 밸브시트를 개폐하여 상기 단속밸브에 관류되는 유체의 압력을 조절함으로써, 유체의 압력을 통해 단속밸브의 작동을 제어하고, 외부에서 전이되는 열에너지에 의해 작동하는 열감응식밸브;를 포함한다.

상기 단속밸브는, 상기 분기관에 연결되어 분기관으로부터 유체를 공급받고, 유체의 흐름을 차단하는 차단벽을 가지며, 이 차단벽의 단부에 유체가 우회하는 우 회공을 갖는 연결관; 상기 연결관의 우회공을 유체의 압력에 의해 개폐하고, 유체가 소통되는 소통공을 갖는 다이어프램; 상기 다이어프램을 탄력적으로 가압하는 가압체 및; 상기 가압체가 내장되는 동시에 상기 바이패스유로와 연통되어 유체가 충전되는 챔버를 가지며, 상기 밸브시트를 갖는 케이스;를 포함한다.

상기 가압체는, 상기 다이어프램상에 배치되는 코일스프링 및; 상기 다이어프램에 고정되어 상기 코일스프링의 단부를 지지하는 지지판;을 포함하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.

상기 열감응식밸브는, 중공형의 케이스; 외부에서 전이되는 열에너지를 이용하여 구동력을 제공하는 구동부재; 상기 케이스에 내장되어 상기 구동부재의 구동력에 의해 가압되는 로드; 상기 로드가 상기 구동부재에 의해 가압되면서 이동되는 것을 방지하는 이동방지부재; 상기 이동방지부재에 의해 상기 로드의 이동이 방지되면서 발생되는 반력에 의해 로드를 따라 슬라이딩하는 슬라이더; 상기 슬라이더에 의해 이동되면서 상기 밸브시트를 개폐하는 개폐기 및; 상기 개폐기를 탄력적으로 지지하는 탄성체;를 포함한다.

상기 구동부재는, 상기 로드에 연결되는 하우징 및; 상기 하우징에 내장되어 외부에서 전이되는 열기에 의해 신축하면서 상기 로드를 가압하는 팽창물질;을 포함한다.

상기 팽창물질은, 상기 하우징에 내장되어 전이되는 열기의 온도에 따라 고상에서 액상으로 상변환하면서 팽창되는 왁스;인 것을 특징으로 한다.

상기 구동부재는, 상기 하우징의 내부에서 상기 팽창물질 및 로드 사이를 차 폐하고, 팽창물질의 신축력에 의해 팽창변형되면서 로드를 가압하는 다이어프램 및; 상기 다이어프램 및 로드 사이에 충전되어 다이어프램의 가압력에 의해 압축되면서 로드를 가압하는 가압오일;을 더 포함한다.

상기 이동방지부재는, 상기 로드와 일체를 이루면서 로드의 외측으로 돌출되고, 로드의 이동이 억제되도록 일부분이 상기 케이스에 걸려서 지지되는 지지돌기 및; 상기 지지돌기가 상기 슬라이더에 의해 이동하는 상기 개폐기와 접촉되는 것을 방지하는 접촉방지수단;을 포함한다.

상기 접촉방지수단은, 상기 지지돌기와 대응하는 상기 개폐기의 일부분에 지지돌기의 수용이 가능한 수용홈을 개폐기의 이동경로를 따라 절개형성하여, 상기 개폐기가 상기 수용홈에 상기 지지돌기를 수용한 상태로 이동하도록 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 슬라이더는, 상기 로드에 슬라이딩 가능하게 끼워지고, 일측 및 타측이 상기 구동부재 및 개폐기에 제각기 연결되는 실린더; 상기 실린더의 일측을 상기 구동부재에 일체적으로 연결하는 일측연결부재 및; 상기 일측연결부재의 반대편에서 상기 실린더의 타측을 상기 개폐기에 일체적으로 하는 타측연결부재;를 포함한다.

상기 일측연결부재는, 상기 실린더의 단부에 형성되는 플랜지 및; 상기 구동부재에 형성되어 상기 플랜지에 절곡상태로 고정되면서 플랜지를 구동부재에 구속시키는 코깅날개;를 포함한다.

상기 타측연결부재는, 상기 실린더에 일단부가 체결된 상태로 타단부가 실린 더의 외측으로 돌출되는 돌출핀 및; 상기 돌출핀의 돌출된 타단부를 상기 개폐기의 일부분에 관통시키는 구멍형태의 관통수단;을 포함한다.

상기 개폐기는, 상기 돌출핀을 관통시키는 상기 관통수단의 지름에 의해 개폐시간이 결정되는 것을 특징으로 한다.

상기 개폐기는, 상기 슬라이더에 일단부가 연결되어 상기 케이스에 내장된 상기 로드의 외주면을 따라 슬라이더와 함께 이동하고, 상기 밸브시트와 대향하는 차폐된 타단부를 갖는 차폐슬리브 및; 상기 차폐슬리브의 타단부에 결합되어, 차폐슬리브의 이동에 의해 상기 밸브시트를 개폐하는 밸브부재;를 포함한다.

상기 밸브부재는, 상기 차폐슬리브의 타단부에 돌출상태로 고정되는 신축성의 고정구 및; 상기 고정구의 외주면에 플랜지형태로 형성되고, 테두리가 상기 케이스에 고정되어 고정구의 외주면을 실링하는 신축성의 실링막;을 포함한다.

상기 개폐기는, 상기 슬라이더에 일단부가 연결되어 상기 케이스에 내장된 상기 로드의 외주면을 따라 슬라이더와 함께 이동하고, 상기 탄성체에 탄력적으로 지지되는 양단이 관통된 관통슬리브; 상기 관통슬리브에 내장되어 관통슬리브의 내주면 일측에 돌출되는 돌기형태의 스토퍼; 상기 스토퍼와 이격된 상태로 상기 관통슬리브의 내주면 타측에 내장되어 관통슬리브와 함께 이동되는 블록; 상기 블록을 탄력적으로 지지하는 보조탄성체; 상기 보조탄성체에 지지되는 상기 블록을 상기 관통슬리브의 내주면에 분리가능하게 고정시키는 고정부재 및; 상기 고정부재에 의해 상기 관통슬리브의 내주면에 고정된 상기 블록에 결합되어, 블록의 이동에 의해 상기 밸브시트를 개폐하는 밸브부재;를 포함한다.

상기 개폐기는, 상기 스토퍼 및 블록의 이격거리에 의해 개폐시간이 결정되는 것을 특징으로 한다.

상기 고정부재는, 상기 블록에 내장되어 탄성력을 제공하는 인너스프링; 상기 인너스프링의 양단부에 탄력적으로 지지된 상태로, 상기 블록의 양측으로 돌출되는 복수개의 구면체 및; 상기 관통슬리브의 내주면 타측에 형성되어 상기 블록의 양측으로 돌출된 상기 구면체가 수용되는 홈형태의 수용수단;을 포함한다.

상기 밸브부재는, 상기 블록에 돌출상태로 고정되는 신축성의 고정구 및; 상기 고정구의 외주면에 플랜지형태로 형성되고, 테두리가 상기 케이스에 고정되어 고정구의 외주면을 실링하는 신축성의 실링막;을 포함한다.

본 발명은, 상기 열감응식밸브에 일체적으로 연결되고, 외부의 열기를 집열하여 열감응식밸브에 제공하는 집열판;을 더 포함한다.

또, 본 발명은, 상기 집열판의 집열성능의 향상을 위해 집열판의 면적을 확장시키는 면적확장수단;을 더 포함한다.

상기 면적확장수단은, 상기 집열판에 굴곡을 형성하여, 굴곡에 의해 집열판의 단면적이 확장되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 상기 열감응식밸브에 상기 분기관의 유체를 공급하여 열감응식밸브를 냉각시키는 밸브냉각부재;를 더 포함한다.

상기 밸브냉각부재는, 상기 분기관에서 공급되는 유체를 상기 열감응식밸브로 바이패스시키는 바이패스튜브 및; 상기 바이패스튜브의 단부에서 상기 열감응식밸브로 유체를 분사하는 노즐;을 포함한다.

본 발명은, 상기 바이패스튜브 및 상기 열감응식밸브를 설정된 거리로 유지시키는 거리유지구;를 더 포함한다.

상기 거리유지구는, 상기 노즐이 체결된 상기 바이패스튜브의 일단부에 일측이 와인딩되고, 타측이 상기 열감응식밸브에 와인딩되는 와인딩스프링;인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 의한 기계제어식 유체자동 분사시스템은, 열감응식밸브가 구동부재에 충전된 왁스의 팽창력에 의해 설정된 온도에서 구동되므로, 전원이 필요없이 외부의 온도에 따라 자동으로 작동되면서 분기관의 유체를 단속하는 효과가 있다. 즉, 열감응식밸브가 비전기식으로 작동되므로 무전원 상태로 작동할 수 있는 효과가 있다. 물론, 전원이 필요없으므로 전선배관 및 배관시공시간을 단축할 수 있으며, 더 나아가 밸브를 제어하는 콘트롤러도 생략할 수 있는 효과가 있다.

또, 외부의 온도에 따라 자동으로 냉각수를 지붕에 분사할 수 있으므로 전기료를 대폭적으로 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 태양에너지를 효율적으로 이용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 밸브냉각부재를 마련할 경우 열감응식밸브를 보다 정확하게 냉각시킬 수 있으므로, 종래와 같이 밸브가 미냉각되어 미작동함에 따라 지붕이 부분적으로 과열되는 것을 방지할 수 있는 효과도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 기계제어식 유체자동 분사시스템을 설명하면 다음과 같으며, 첨부된 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 기계제어식 유체자동 분사시스템의 구성을 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 3은 도 2에 도시된 밸브장치를 확대도시한 종단면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 밸브장치의 작동상태를 도시한 종단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 기계제어식 유체자동 분사시스템은 도시된 바와 같이 펌핑관(112)을 갖는 펌프(110); 노즐(122)을 갖는 분기관(120) 및; 단속밸브(130)와 열감응식밸브(140)를 갖는 밸브장치(VA);를 포함한다. 이러한 기계제어식 유체자동 분사시스템은 도시된 바와 같이 건물의 지붕에 설치되어 사용될 수 있다. 따라서, 이하의 설명에 있어서 전술한 기계제어식 유체자동 분사시스템은 건물의 지붕에 적용된 것을 그 예로 설명한다. 그리고, 설명되는 유체는 수돗물이나 지하수 등과 같은 냉각수를 그 예로 설명한다.

기계제어식 유체자동 분사시스템은 펌프(110)에서 펌핑되는 냉각수가 펌핑관(112)을 통해 분기관(120)으로 분기되어 노즐(122)을 통해 지붕에 분사된다. 이때, 분기관(120)은 밸브장치(VA)에 의해 개폐된다. 즉, 분기관(120)은 밸브장치(VA)가 개방작동할 경우 냉각수를 분사하고, 밸브장치(VA)가 폐쇄작동할 경우 냉각수의 분사를 중단한다.

여기서, 전술한 밸브장치(VA)는 열감응식밸브(140)에 의해 단속밸브(130)가 분기관(120)을 개폐함에 따라, 필요시 분기관(120)을 관류하는 냉각수를 단속한다. 이때, 열감응식밸브(140)는 지붕의 열기에 의해 자동으로 작동되면서 단속밸 브(130)의 작동을 제어한다. 즉, 열감응식밸브(140)는 단속밸브(130)의 작동을 제어하는 요소이다.

한편, 단속밸브(130)는 후술되는 바이패스유로(BP)를 갖는 밸브시트(VS)가 동일체로 마련될 수 있다. 이러한 바이패스유로(BP)를 갖는 밸브시트(VS)에 대해서는 후술한다.

이와 같은 본 발명의 실시예에 의한 기계제어식 유체자동 분사시스템(지붕냉각시스템)은, 열감응식밸브(140)에 의해 외부의 온도에 따라, 특히 지붕의 온도에 따라 기계적으로 작동하면서 냉각수를 지붕에 분사하므로, 고온으로 가열된 지붕을 적시에 저온으로 냉각시킨다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의한 기계제어식 유체자동 분사시스템은 지붕을 항상 일정한 온도(설정된 온도)로 유지시킬 수 있다.

도 3을 참조하면, 전술한 단속밸브(130) 및 열감응식밸브(140)는 일체적으로 결합되면서 밸브장치(VA)를 구성한다. 이때, 단속밸브(130)는 도시된 바와 같이 분기관(120)에 일체적으로 연결되어 실질적으로 분기관(120)의 일부를 구성한다. 여기서, 전술한 바와 같은 단속밸브(130) 및 열감응식밸브(140)의 구성을 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.

단속밸브(130)는 도시된 바와 같이 파이프형태로 형성되어 분기관(120)에 설치된다. 이러한 단속밸브(130)는 후술되는 연결관(132)이 파이프와 같이 형성됨에 따라 분기관(120)의 냉각수를 관류시킬 수 있다. 이와 같은 단속밸브(130)는 후술되는 바와 같이 분기관(120)에서 공급되는 냉각수의 수압에 의해 분기관(120)을 개폐한다. 따라서, 단속밸브(130)는 분기관(120)의 냉각수를 단속한다.

여기서, 전술한 단속밸브(130)는 예컨대, 도시된 바와 같이 연결관(132); 다이어프램(134); 가압체(136) 및; 케이스(138);을 포함하여 구성할 수 있다.

연결관(132)은 도시된 바와 같이 분기관(120)에 연결되어 분기관(120)으로부터 냉각수를 공급받는다. 이러한 연결관(132)은 도시된 바와 같이 냉각수의 흐름을 차단하는 차단벽(132a)이 내주면에 수직으로 형성된다. 또, 연결관(132)은 후술되는 다이어프램(134)에 의해 차폐되는 차단벽(132a)의 단부에 냉각수가 우회하는 우회공(132b)을 갖는다.

다이어프램(134)은 도시된 바와 같이 전술한 바와 같이 우회공(132b)을 차폐한다. 이러한 다이어프램(134)은 도시된 바와 같이 냉각수가 소통되는 소통공(134a)을 갖는다. 다이어프램(134)은 후술되는 바와 같이 소통공(134a)으로 유입되어 후술되는 케이스(138)의 챔버(138a)에 충전되는 냉각수의 수압에 의해 승강하면서 우회공(132b)을 개폐한다. 즉, 다이어프램(134)은 냉각수의 수압에 의해 우회공(132b)을 개폐한다.

가압체(136)는 다이어프램(134)을 탄력적으로 가압하여 다이어프램(134)의 승강을 억제한다. 이러한 가압체(136)는 예컨대, 도시된 바와 같이 다이어프램(134)상에 배치되는 코일스프링(136a) 및; 다이어프램(134)에 고정되어 코일스프링(136a)의 단부를 지지하는 지지판(136b);을 포함하여 구성할 수 있다. 즉, 가압체(136)는 코일스프링(136a) 및 지지판(136b)을 포함하여 구성할 수 있다. 여기서, 지지판(136b)은 코일스프링(136a)의 단부를 견고하게 지지할 뿐만 아니라 다이어프램(134)에 직접적으로 접촉하는 것을 방지하여, 다이어프램(134)이 코일스프 링(136a)에 의해 파손되는 것을 방지한다.

케이스(138)는 도시된 바와 같이 가압체(136)가 내장되는 동시에 냉각수가 충전되는 챔버(138a)를 갖는다. 이러한 케이스(138)는 도시된 바와 같이 챔버(138a)와 연통되는 바이패스유로(BP)를 갖는 밸브시트(VS)가 일체로 마련될 수 있다. 물론, 바이패스유로(BP)를 갖는 밸브시트(VS)는 도시된 바와 달리 케이스(138)와 별개를 이루도록 구성할 수도 있다. 이와 같은 케이스(138)는 도시된 바와 같이 우회공(132b)를 차폐하면서 다이어프램(134)를 보호한다.

한편, 열감응식밸브(140)는 외부의 열기에 의해 작동하면서 전술한 바와 같은 밸브시트(VS)를 개폐한다. 이러한 열감응식밸브(140)는 밸브시트(VS)를 개폐하여 단속밸브(130)에 관류되는 냉각수의 수압을 조절한다. 따라서, 열감응식밸브(140)는 냉각수의 수압을 통해 단속밸브(130)의 작동을 제어한다.

여기서, 전술한 바와 같은 열감응식밸브(140)는 예컨대, 도시된 바와 같이 케이스(10); 구동부재(20); 로드(R); 이동방지부재(30); 슬라이더(40); 개폐기(50) 및; 탄성체(SP);를 포함하여 구성할 수 있다. 이러한 열감응식밸브(140)의 구성요소를 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.

케이스(10)는 도시된 바와 같이 중공형태를 이룬다. 이러한 케이스(10)는 예컨대, 도면상의 확대도 “가”에 도시된 바와 같이 로드(R)와 후술되는 슬라이더(40)의 실린더(42) 및 탄성체(SP)가 내장되는 본체케이스(12) 및; 이 본체케이스(12)에 연결되고, 후술되는 개폐기(50)의 차폐슬리브(52)가 내장되는 베이스케이스(14);를 포함하여 구성할 수 있다. 즉, 케이스(10)는 복수개로 분할하여 구성할 수 있다. 하지만, 케이스(10)는 내장되는 부품들의 특성에 따라 단일체의 원통관으로 구성할 수도 있다.

케이스(10)는 확대도 “가”에 도시된 바와 같이 일단부가 개방되어 일단부에 구동부재(20)가 관통되는 케이스 관통공(10a)을 갖는다. 즉, 케이스(10)는 구동부재(20)와 일체적으로 결합되지 않는다.

구동부재(20)는 외부에서 전이되는 열에너지를 이용하여 구동력을 제공한다. 즉, 구동부재(20)는 지붕의 온도에 따라 구동력을 발생한다. 이러한 구동부재(20)는 예컨대, 도시된 바와 같이 로드(R)에 연결되는 하우징(22) 및; 이 하우징(22)에 내장되어 외부에서 전이되는 열기에 의해 신축하면서 로드(R)를 가압하는 팽창물질;을 포함하여 구성할 수 있다. 즉, 구동부재(20)는 하우징(22) 및 팽창물질;을 포함하여 구성할 수 있다.

여기서, 전술한 팽창물질은 예컨대, 하우징(22)에 내장되어 외부에서 전이되는 열기의 온도에 따라 고상에서 액상으로 상변환하면서 팽창되는 왁스(24);로 구성할 수 있다. 이러한 왁스(24)는 본 발명의 실시예에 의한 열감응식밸브(140)가 지붕냉각시스템에 적용될 경우, 복사열에 의해 건물이 고온으로 가열될 수 있는 약 30℃ 내지 95℃의 온도에서 팽창하는 특성을 갖는 왁스 중에서 선택하여 구성하는 것이 바람직하다.

구동부재(20)는 도시된 바와 같이, 하우징(22)의 내부에서 팽창물질인 왁스(24) 및 로드(R) 사이를 차폐하고, 왁스(24)의 신축력에 의해 팽창변형되면서 로드(R)를 가압하는 다이어프램(26) 및; 이 다이어프램(26) 및 로드(R) 사이에 충전 되어 다이어프램(26)의 가압력에 의해 압축되면서 로드(R)를 가압하는 가압오일(28);을 더 포함하여 구성할 수도 있다. 이때, 다이어프램(26)은 왁스(24) 및 가압오일(28)을 분리하는 역할을 하면서 왁스(24)의 팽창력을 가압오일(28)에 전달하는 역할을 한다. 여기서, 전술한 바와 같이 가압오일(28)을 더 포함하여 구성하는 이유는, 오일이 왁스(24) 보다 유동성이 우수하므로 왁스(24)의 팽창력을 보다 신속하게 로드(R)에 전달할 수 있기 때문이다.

구동부재(20)는 확대도 “가”에 도시된 바와 같이 케이스 관통공(10a)에 삽입되어 하우징(22)이 케이스(10)와 간극으로 이격된다. 따라서, 구동부재(20)는 필요시 케이스 관통공(10a)에 삽입된 상태로 이동될 수 있다.

로드(R)는 도시된 바와 같이 케이스(10)에 내장된다. 이러한 로드(R)는 후술되는 실린더(42)에 끼워진 상태로 케이스(10)에 내장된다. 로드(R)는 구동부재(20)의 구동력에 의해 가압된다. 즉, 로드(R)는 왁스(24)의 팽창력에 의해 가압된다.

이동방지부재(30)는 로드(R)가 구동부재(20)에 의해 가압되면서 이동되는 것을 방지한다. 즉, 로드(R)는 구동부재(20)에 의해 가압되어도 이동방지부재(30)로 인하여 이동하지 못한다.

이러한 이동방지부재(30)는 예컨대, 확대도 “가”에 도시된 바와 같이 로드(R)와 일체를 이루면서 로드(R)의 외측으로 돌출되고, 로드(R)의 이동이 억제되도록 일부분이 케이스(10)에 걸려서 지지되는 지지돌기(32) 및; 이 지지돌기(32)가 슬라이더(40)에 의해 이동하는 개폐기(50)와 접촉되는 것을 방지하는 접촉방지수단;을 포함하여 구성할 수 있다. 즉, 이동방지부재(30)는 지지돌기(32) 및 접촉방 지수단을 포함하여 구성할 수 있다.

여기서, 지지돌기(32)는 확대도 “나”에 도시된 바와 같이 로드(R)의 단부에 로드(R)와 직각을 이루면서 횡방향으로 설치되어, 확대도 “가”에 도시된 바와 같이 케이스(10)의 단턱(14a)에 지지되는 막대형태의 금속판으로 구성하는 것이 바람직하다. 즉, 지지돌기(32)는 로드(R)의 단부에 설치되어 케이스(10)의 단턱(14a)에 안착된다.

그리고, 접촉방지수단은 예컨대, 확대도 “나”에 도시된 바와 같이 막대형태의 지지돌기(32)와 대응하는 개폐기(50)의 일부분에 지지돌기(32)의 수용이 가능한 수용홈(34)을 개폐기(50)의 이동경로를 따라 절개형성하여, 개폐기(50)가 수용홈(34)에 지지돌기(32)를 수용한 상태로 이동하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이때, 수용홈(34)은 확대 도시된 바와 같이 후술되는 개폐기(50)의 차폐슬리브(52)에 형성하는것이 바람직하다.

슬라이더(40)는 이동방지부재(30)에 의해 로드(R)의 이동이 방지되면서 발생되는 반력에 의해 로드(R)를 따라 슬라이딩하는 부재이다. 이러한 슬라이더(40)는 예컨대, 도시된 바와 같이 로드(R)에 슬라이딩 가능하게 끼워지고, 일측 및 타측이 구동부재(20) 및 개폐기(50)에 제각기 연결되는 실린더(42); 이 실린더(42)의 일측을 구동부재(20)에 일체적으로 연결하는 일측연결부재(44) 및; 전술한 실린더(42)의 타측을 개폐기(50)에 일체적으로 하는 타측연결부재(46);를 포함하여 구성할 수 있다. 즉, 슬라이더(40)는 실린더(42); 일측연결부재(44) 및; 타측연결부재(46);를 포함하여 구성할 수 있다. 여기서, 전술한 바와 같은 슬라이더(40)의 구성요소를 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.

실린더(42)는 도시된 바와 같이 구동부재(20)의 하우징(22)에 일측이 연결된다. 그리고, 실린더(42)는 도시된 바와 같이 후술되는 개폐기(50)의 차폐슬리브(52)에 타측이 연결된다. 이러한 실린더(42)는 구동부재(20)의 가압력이 전달되는 로드(R)가 이동방지부재(30)에 의해 이동되지 않을 경우 로드(R)를 따라서 슬라이딩하면 이동한다. 즉, 실린더(42)는 로드(R)에 의해 발생되는 반력에 의해 승강한다.

일측연결부재(44)는 예컨대, 확대도 "가"에 도시된 바와 같이 실린더(42)의 단부에 형성되는 플랜지(44a) 및; 전술한 구동부재(20)에 형성되어 플랜지(44a)에 절곡상태로 고정되면서 플랜지(44a)를 구동부재(20)에 구속시키는 코깅날개(44b);를 포함하여 구성할 수 있다. 즉, 일측연결부재(44)는 단부의 플랜지(44a)가 코깅날개(44b)에 코깅됨에 따라 일측이 구동부재(20)의 하우징(22)에 일체적으로 연결된다. 여기서, 실린더(42)는 도시된 바와 같이 플랜지(44a)가 형성되는 단부가 오목하게 형성되어, 단부에 전술한 가압오일(28)을 저장할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

타측연결부재(46)는 예컨대, 확대도 "나"에 도시된 바와 같이 실린더(42)에 일단부가 체결된 상태로 타단부가 실린더(42)의 외측으로 돌출되는 돌출핀(46a) 및; 이 돌출핀(46a)의 돌출된 타단부를 개폐기(50)의 일부분에 관통시키는 구멍형태의 관통수단(46b);을 포함하여 구성할 수 있다. 돌출핀(46a)은 확대도 “나”에 도시된 바와 같이 개폐기(50)의 차폐슬리브(52)에 형성된 관통수단(46b)를 관통하여 실린더(42)에 형성된 체결공(42a)에 체결된다. 즉, 돌출핀(46a)은 실린더(42)에 일단부가 체결되고, 차폐슬리브(52)의 관통수단(46b)에 돌출된 타단부가 위치한다.

돌출핀(46a)은 도시된 바와 같이 실린더(42)가 승강할 경우 관통수단(46b)에 걸린상태로 차폐슬리브(52)를 견인한다. 따라서, 차폐슬리브(52)는 실린더(42)와 함께 이동한다.

한편, 전술한 개폐기(50)는 슬라이더(40)에 의해 이동되면서 밸브시트(VS)를 개폐한다. 이러한 개폐기(50)는 예컨대, 도시된 바와 같이 슬라이더(40)에 일단부가 연결되어 케이스(10)에 내장된 로드(R)의 외주면을 따라 슬라이더(40)와 함께 이동하고, 밸브시트(VS)와 대향하는 차폐된 타단부를 갖는 차폐슬리브(52) 및; 이 차폐슬리브(52)의 타단부에 결합되어, 차폐슬리브(52)의 이동에 의해 밸브시트(VS)를 개폐하는 밸브부재(54);를 포함하여 구성할 수 있다. 즉, 개폐기(50)는 전술한 바와 같이 단부에 밸브부재(54)가 결합되어 슬라이더(40)의 돌출핀(46a)에 의해 실린더(42)와 함께 이동하는 차폐슬리브(52)로 구성할 수 있다.

여기서, 전술한 차폐슬리브(52)는 확대도 “나”에 도시된 바와 같이 전술한 이동방지부재(30)의 지지돌기(32)를 수용하는 수용홈(34)을 갖는다. 이러한 차폐슬리브(52)는 타단부가 차폐됨에 따라 타단에 바닥면을 갖는다. 즉, 차폐슬리브(52)는 개방된 일단부 및 차폐된 타단부를 갖는다.

그리고, 전술한 밸브부재(54)는 도시된 바와 같이 차폐슬리브(52)의 타단부에 돌출상태로 고정되는 신축성의 고정구(54a) 및; 이 고정구(54a)의 외주면에 플랜지형태로 형성되고, 테두리가 케이스(10)에 고정되어 고정구(54a)의 외주면을 실링하는 신축성의 실링막(54b);을 포함하여 구성할 수 있다. 이러한 밸브부재(54)는 방수성이 우수한 동시에 신축성을 갖는 고무나 우레탄으로 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 탄성체(SP)는 도시된 바와 같이 개폐기(50)를 탄력적으로 지지한다. 이러한 탄성체(SP)는 도시된 바와 같이 케이스(10)에 내장된 상태로 개폐기(50)를 지지한다. 따라서, 개폐기(50)는 전술한 슬라이더(40)에 의해 이동한 후, 외부의 온도가 하강하여 전술한 구동부재(20)의 구동이 중단될 경우 탄성체(SP)의 탄성력에 의해 원위치로 복귀한다.

다른 한편, 전술한 열감응식밸브(140)는 도시된 바와 같이 구동부재(20)에 일체적으로 연결되고, 외부의 열기를 집열하여 구동부재(20)에 제공하는 집열판(60);을 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다. 즉, 집열판(60)은 외부의 열기를 구동부재(20)에 제공하여 구동부재(20)를 원활하게 구동하는 요소이다.

집열판(60)은 도시된 바와 같이 갓모양으로 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 집열판(60)은 도시된 바와 같이 볼팅에 의해 구동부재(20)에 고정될 수 있다. 이때, 집열판(60)은 도시된 바와 같이 구동부재(20)의 하우징(22)에 억지끼움이나 용접으로 고정된 부쉬에 볼팅으로 고정될 수 있다.

이와 달리, 집열판(60)은 확대도 "다"에 도시된 바와 같이 돌기(62a)를 갖는 부쉬를 볼팅이나 용접으로 고정하고, 구동부재(20)의 하우징(22)에 돌기홈(22a)을 형성하여 돌기(62a) 및 돌기홈(22a)의 결합에 의해 구동부재(20)에 일체적으로 결합될 수 있다.

이와 또 달리, 집열판(60)은 내주면에 암나사가 형성(미도시)된 부쉬를 볼팅 이나 용접으로 고정하고, 구동부재(20)의 하우징(22) 외주면에 수나사를 형성(미도시)하여, 암나사 및 수나사의 나사결합에 의해 구동부재(20)에 일체적으로 결합될 수도 있다.

이러한 집열판(60)은 태양광을 효율적으로 집광하도록 표면에 흑색도료가 페인팅될 수 있다. 또한, 집열판(60)은 전열성이 우수하도록 구리와 같은 금속재로 구성될 수 있다.

한편, 전술한 바와 같은 열감응식밸브(140)는 도시된 바와 같이 분기관(120)의 냉각수를 바이패스하여 공급하는 밸브냉각부재(150);에 의해 냉각되도록 구성될 수 있다. 즉, 밸브냉각부재(150)는 열감응식밸브(140)를 용이하게 냉각시키는 부재이다.

이러한 밸브냉각부재(150)는 예컨대, 도시된 바와 같이 분기관(120)에서 공급되는 냉각수를 열감응식밸브(140)로 바이패스시키는 바이패스튜브(152) 및; 이 바이패스튜브(152)의 단부에서 열감응식밸브(140)로 냉각수를 분사하는 노즐(154);을 포함하여 구성할 수 있다. 물론, 바이패스튜브(152)는 도시된 바와 같이 전술한 단속밸브(130)의 연결관(132)에 연통되어, 연결관(132)을 통해 분기관(120)을 관류하는 냉각수를 공급받으며, 노즐(154)이 결합된 단부가 구동부재(20)의 하우징(22)에 인접함에 따라 하우징(22)에 냉각수를 분사한다.

이와 같은 밸브냉각부재(150)는 도시된 바와 같이 바이패스튜브(152)를 열감응식밸브(140)와 설정된 거리를 유지시키는 거리유지구;를 더 포함하여 구성할 필요가 있다. 이러한 거리유지구는 노즐(154)이 설치된 바이패스튜브(152)의 단부를 구동부재(20)의 하우징(22)과 항상 인접한 거리(설정된 거리)로 유지시키는 요소이다.

거리유지구는 예컨대, 도시된 바와 같이 노즐(154)이 체결된 바이패스튜브(152)의 일단부에 일측이 와인딩되고, 타측이 열감응식밸브(140)에 와인딩되는 와인딩스프링(156);으로 구성할 수 있다. 이러한 와인딩스프링(156)은 일측에 탄성력이 확보되되록, 도시된 바와 같이 일측이 바이패스튜브(152)의 일단부에 여러번 와인딩되며, 타측이 확대도 "라"에 도시된 바와 같이 구동부재(20)의 하우징(22)에 감겨서 고정된다. 이때, 하우징(22)은 와인딩스프링(156)의 타측이 견고하게 고정되도록, 확대 도시된 바와 같이 와인딩스프링(156)의 타측이 원형으로 삽입되는 삽입홈(22b)이 원주방향을 따라 형성되는 것이 바람직하다.

도 4를 참조하면, 전술한 열감응식밸브(140)는 외부의 온도가 상승하여, 즉 지붕의 온도가 상승하여 구동부재(20)의 왁스(24)가 팽창할 경우, 도시된 바와 같이 슬라이더(40)가 로드(R)를 따라서 이동(상승)한다. 물론, 슬라이더(40)는 도면상의 확대도 "마"에 도시된 바와 같이 왁스(24)의 팽창에 의해 다이어프램(26)이 팽창변형되면서 가압오일(28)이 로드(R)를 가압함에 따라 발생되는 반력에 의해 실린더(42)가 상승한다. 이때, 실린더(42)는 도시된 바와 같이 구동부재(20)와 함께 상승한다. 물론, 구동부재(20)는 도시된 바와 같이 케이스(10)의 상단으로 상승한다.

슬라이더(40)는 상승하면서 확대도 "바"에 도시된 바와 같이 개폐기(50)를 견인하여 상승시킨다. 즉, 실린더(42)는 상승하면서 개폐기(50)의 차폐슬리브(52) 를 상승시킨다. 이때, 실린더(42)는 돌출핀(46a)이 차폐슬리브(52)의 관통수단(46b)에 걸림에 따라 차폐슬리브(52)를 견인하여 상승시킨다. 즉, 돌출핀(46a)은 관통수단(46b)에 걸리면서 차폐슬리브(52)를 상승시킨다.

한편, 밸브부재(54)는 확대도 "바"에 도시된 바와 같이 차폐슬리브(52)와 함게 상승된다. 물론, 밸브부재(54)는 확대 도시된 바와 같이 밸브시트(VS)와 이격(G2)되면서 밸브시트(VS)를 개방한다. 따라서, 밸브부재(54)는 확대 도시된 바와 같이 굴절된 형태의 바이패스유로(BP)를 연통시켜서 개방한다.

이렇게, 바이패스유로(BP)가 개방될 경우, 확대도 "사"에 도시된 바와 같이 단속밸브(130)의 차단벽(132a)을 중심으로 도면상 우측, 즉 연결관(132)의 바이패스유로(BP)측에 내재된 냉각수는 다이어프램(134)의 소통공(134a)을 통해 바이패스유로(BP)로 공급된다. 또한, 케이스(138)의 챔버(138a)에 충전된 냉각수도 바이패스유로(BP)를 통해 배출된다. 이때, 연결관(132)의 바이패스유로(BP)측 및 챔버(138a)는 냉각수가 바이패스유로(BP)를 통해 배출됨에 따라 수압이 강하된다. 따라서, 연결관(132)의 차단벽(132a)를 중심으로 도면상 좌측에 충전된 냉각수는 수압에 의해 도시된 바와 같이 다이어프램(134)을 상승시키면서 차단벽(132a)을 월류하여 연결관(132)를 통해 분기관(120)으로 공급된다. 물론, 챔버(138a)에 내장된 코일스프링(136a)은 압축된다.

여기서, 전술한 로드(R)는 구동부재(20)에 의해 가압될 경우 확대도 "마"에 도시된 바와 같이 지지돌기(32)가 케이스(10)의 단턱에 지지됨에 따라 하강되지 않는다. 즉, 로드(R)는 지지돌기(32)에 의해 이동이 방지된다. 이러한 지지돌기(32) 는 개폐기(50)가 슬라이더(40)에 의해 상승할 경우, 개폐기(50)의 차폐슬리브(52)에 형성된 수용홈(34)에 수용된 상태를 이룬다. 즉, 지지돌기(32)는 수용홈(34)에 수용됨에 따라 차폐슬리브(52)와의 접촉이 방지된다. 따라서, 지지돌기(32)는 차폐슬리브(52)의 이동을 방해하지 못한다.

한편, 구동부재(20)는 전술한 분기관(120)의 노즐(122)에서 분사되는 냉각수에 의해 냉각될 경우 내부의 왁스(24)가 수축됨에 따라 로드(R)의 가압이 중단된다. 따라서, 슬라이더(40)의 실린더(42)는 개폐기(50)를 가압하는 탄성체(SP)의 탄성력에 의해 전술한 도 3에 도시된 바와 같이 개폐기(50)와 함께 원위치로 복귀한다.

이때, 밸브부재(54)는 도 3에 도시된 바와 같이 밸브시트(VS)를 차폐하여 바이패스유로(BP)를 폐쇄한다. 이에 따라, 차단벽(132a)을 월류하여 다이어프램(134)의 소통공(134a)을 통해 케이스(138)의 챔버(138a)에 충전되는 냉각수는, 바이패스유로(BP)로 배출되지 못하고 챔버(138a)에 충전되면서 코일스프링(136a)과 함께 다이어프램(134)을 하방으로 가압한다. 따라서, 다이어프램(134)은 도 3에 도시된 바와 같이 차단벽(132a)의 상부에 위치한 우회공(132b)를 다시 수밀상태로 차폐한다.

한편, 전술한 개폐기(50)는 전술한 바와 같이 관통수단(46b)에 타단부가 걸리는 돌출핀(46a)의 견인에 의해 차폐슬리브(52)가 승강하므로, 확대도 "바"에 도시된 바와 같이 관통수단(46b)의 지름(D)에 의해 개폐시간이 결정된다. 즉, 개폐기(50)는 관통수단(46b)의 지름(D)이 크게 형성될 경우, 슬라이더(40)의 돌출핀(46a)이 상승한 후 일정시간이 경과되어야 돌출핀(46a)에 의해 견인되면서 상승 된다. 이와 반대로, 개폐기(50)는 관통수단(46b)의 지름(D)이 작게 형성될 경우, 돌출핀(46a)이 관통수단(46b)의 상단에 곧바로 걸림에 따라 슬라이더(40)와 거의 동시에 상승할 수 있다. 따라서, 개폐기(50)는 관통수단(46b)의 지름(D)에 의해 개폐시간이 결정된다.

여기서, 전술한 개폐시간은 구동부재(20)에 충전된 왁스(24)의 팽창온도를 의미하기도 한다. 즉, 왁스(24)는 관통수단(46b)의 지름(D)이 크게 형성될 경우 개폐기(50)가 늦게 상승하므로 보다 고온이 될 때까지 가열된다. 왜냐하면, 개폐기(50)가 늦게 상승함에 따라 전술한 분기관(120)의 노즐(122)이 냉각수를 늦게 분사하기 때문에 왁스(24)는 보다 높은 온도로 가열된다. 하지만, 왁스(24)는 관통수단(46b)의 지름이 작게 형성될 경우 개폐기(50)가 빨리 상승하여, 노즐(122)이 보다 빠르게 냉각수를 분사하므로 보다 낮은 온도로 가열된 후 다시 냉각된다. 따라서, 관통수단(46b)의 지름은 왁스(24)의 가열온도를 조절하는데 사용될 수 있다.

한편, 왁스(24)는 도시된 바와 같이 밸브냉각부재(150)가 마련될 경우, 밸브냉각부재(150)의 바이패스튜브(152)에서 분사되는 냉각수에 의해 용이하게 냉각될 수 있다. 이러한 밸브냉각부재(150)는 도시된 바와 같이 거리유지구의 와인딩스프링(156)이 마련될 경우, 바람과 같은 외부요인과 상관 없이 항상 구동부재(20)에 냉각수를 분사한다.

다른 한편, 전술한 집열판(60)은 집열성능의 향상을 위해 면적을 확장시키는 면적확장수단;을 더 포함할 필요가 있다. 즉, 집열판(60)은 면적이 확장될 경우 집열성능이 향상된다. 이러한 면적확장수단은 예컨대, 도시된 바와 같이 집열판(60) 에 굴곡(62)을 형성하여, 굴곡(62)에 의해 집열판(60)의 단면적이 확장되도록 구성할 수 있다. 이때, 전술한 굴곡(62)은 도시된 바와 같이 집열판(60)에 엠보싱을 형성하여 구성하는 것이 바람직하다.

다른 한편, 첨부된 도 5는 도 2에 도시된 밸브장치의 열감응식밸브의 다른 실시예를 도시한 종단면도이고, 도 6은 도 5에 도시된 열감응식밸브의 개방작동을 도시한 종단면도이며, 도 7은 도 5에 도시된 열감응식밸브의 폐쇄작동을 도시한 종단면도이다. 이러한 다른 실시예에 의한 열감응식밸브는 전술한 개폐기(50)가 도시된 바와 같이 구성된 것이 전술한 열감응식밸브와의 차이점이다. 따라서, 첨부된 도면을 참조하여 이러한 차이점만을 설명하면 다음과 같다.

도 5를 참조하면, 다른 실시예에 의한 열감응식밸브는 도시된 바와 같이, 개폐기(50)가 예컨대, 양단이 관통된 관통슬리브(55); 스토퍼(56); 블록(57); 보조탄성체(SP2); 고정부재(58) 및; 밸브부재(54);를 포함하여 구성된다. 이러한 개폐기(50)의 구성요소를 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.

관통슬리브(55)는 도시된 바와 같이 슬라이더(40)의 실린더(42)에 돌출핀(46a)으로 일단부가 연결된다. 이러한 관통슬리브(55)는 실린더(42)의 상승시, 케이스(10)에 내장된 로드(R)의 외주면을 따라 슬라이더(40)와 함께 이동한다. 관통슬리브(55)는 도시된 바와 같이 케이스(10)에 내장된 탄성체(SP)에 탄력적으로 지지된다.

스토퍼(56)는 도시된 바와 같이 원통형의 돌기형태로 형성된다. 스토퍼(56) 는 도시된 바와 같이 관통슬리브(55)의 내주면 일측에 내장되어 관통슬리브(55)의 내주면 타측을 향해 돌출된 상태로 고정된다. 이러한 스토퍼(56)는 도시된 바와 같이 일단부가 관통슬리브(55)에 내장된 링의 내주면에 끼워져서 관통슬리브(55)의 내측에 고정될 수 있다.

블록(57)은 도시된 바와 같이 관통슬리브(55)의 내주면 타측에 내장되어 스토퍼(56)와 이격된 상태를 이룬다. 이러한 블록(57)은 후술되는 고정부재(58)에 의해 관통슬리브(55)의 내주면에 분리가능하게 고정된다. 따라서, 블록(57)은 관통슬리브(55)의 이동시 관통슬리브(55)와 함께 이동된다.

보조탄성체(SP2)는 도시된 바와 같이 관통슬리브(55)에 내장되어 블록(57)을 탄력적으로 지지한다. 이러한 보조탄성체(SP2)는 도시된 바와 같이 양단부가 스토퍼(56) 및 블록(57)의 일부분에 제각기 끼워져서 고정되도록 구성하는 것이 바람직하다.

고정부재(58)는 전술한 바와 같이 관통슬리브(55)의 내주면에 블록(57)을 분리가능하게 고정시킨다. 물론, 고정부재(58)는 블록(57)을 관통슬리브(55) 내측의 설정된 위치에 분리가능하게 고정시킨다. 즉, 블록(57)은 고정부재(58)에 의해 관통슬리브(55)의 설정된 위치에 고정되거나, 설정된 위치에서 분리된다.

고정부재(58)는 예컨대, 도시된 바와 같이 블록(57)에 내장되어 탄성력을 제공하는 인너스프링(58a); 이 인너스프링(58a)의 양단부에 탄력적으로 지지된 상태로, 블록(57)의 양측으로 돌출되는 복수개의 구면체(58b) 및; 전술한 관통슬리브(55)의 내주면 타측에 형성되어 블록(57)의 양측으로 돌출된 구면체(58b)가 수용되는 홈형태의 수용수단(58c);을 포함하여 구성할 수 있다. 즉, 고정부재(58)는 인너스프링(58a); 구면체(58b) 및; 수용수단(58c);을 포함하여 구성할 수 있다.

여기서, 전술한 구면체(58b)는 도시된 바와 같은 완전한 구형태의 볼일 수 있으며, 이와 달리 외측만이 구형태로 형성된 반구형태의 볼일 수도 있다. 그리고, 전술한 수용수단(58c)은 관통슬리브(55)의 내주면에 원주방향을 따라 형성된다. 이러한 수용수단(58c)은 구면체(58b)가 하단으로 용이하게 이탈되도록, 확대 도시된 바와 같이 하단을 경사면(58c')으로 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 전술한 밸브부재(54)는 도시된 바와 같이 블록(57)의 하단에 결합되어 블록(57)의 이동에 의해 밸브시트(VS)를 개폐한다. 이러한 밸브부재(54)는 도시된 바와 같이 앞서 설명된 도 3 및 도 4의 밸브부재(54)와 동일하게 구성된다. 즉, 밸브부재(54)는 고정구(54a) 및 실링막(54b)으로 구성된다.

이와 같이 구성되는 다른 실시예에 의한 열감응밸브는 후술되는 바와 같이 스토퍼(56) 및 블록(57)의 이격거리에 의해 개폐기(50)의 개폐시간이 결정된다. 이에 대해서는 후술한다.

이러한 다른 실시예에 의한 열감응밸브는 구동부재(20)의 왁스(24)가 설정된 온도로 가열되지 않을 경우, 도시된 바와 같이 개폐기(50)가 하강된 상태를 유지하여 밸브부재(54)를 통해 밸브시트(VS)를 폐쇄한다.

도 6을 참조하면, 다른 실시예에 의한 열감응밸브는 구동부재의 왁스가 가열되어 구동부재에 의해 로드(R)가 가압될 경우, 로드(R)에 의해 발생되는 반력에 의 해 도시된 바와 같이 실린더(42)가 상승한다. 이때, 실린더(42)는 도시된 바와 같이 로드(R)의 단부와 이격(ΔH)된다.

이러한 실린더(42)는 상승하면서 도시된 바와 같이 돌출핀(46a)에 고정된 관통슬리브(55)를 견인하면서 상승한다. 물론, 관통슬리브(55)는 실린더(42)와 함께 상승한다. 이때, 스토퍼(56)는 로드(R)가 이동되지 않음에 따라 원래의 위치에 그대로 고정된다. 하지만, 블록(57)은 도시된 바와 같이 고정부재(58)의 구면체(58b)가 관통슬리브(55)의 수용수단(58c)에 걸려있으므로, 관통슬리브(55)와 함께 상승한다.

블록(57)은 도시된 바와 같이 밸브부재(54)와 함께 상승한다. 따라서, 밸브부재(54)는 도시된 바와 같이 밸브시트(VS)를 개방한다. 따라서, 전술한 단속밸브(130)는 냉각수를 분기관(120)으로 공급한다.(도 3 참조)

블록(57)은 도시된 바와 같이 상단이 스토퍼(56)와 접촉됨에 따라 상승이 중단된다. 이때, 관통슬리브(55)는 실린더(42)에 의해 계속해서 상승한다.

도 7을 참조하면, 고정부재(58)의 구면체(58b)는 관통슬리브(55)가 계속적으로 상승함에 따라, 도시된 바와 같이 인너스프링(58a)을 압축하면서 인너스프링(58a)이 내장된 블록(57)의 내부로 삽입된다. 따라서, 블록(57)은 관통슬리브(55)의 내주면에 고정되었던 상태가 해제된다. 이때, 블록(57)은 보조탄성체(SP2)의 탄성력에 의해 도시된 바와 같이 하강한다. 즉, 블록(57)은 관통슬리브(55)가 상승되는 와중에 하강한다. 물론, 밸브부재(54)는 도시된 바와 같이 밸브시트(VS)를 다시 폐쇄한다.

이러한 블록(57)은 스토퍼(56)와의 이격거리(G3)가 멀 경우 스토퍼(56)와 늦게 접촉된다. 이와 반대로, 블록(57)은 스토퍼(56)와의 이격거리(G3)가 가까울 경우 스토퍼(56)와 빨리 접촉된다. 즉, 블록(57)은 이격거리(G3)가 멀 경우 원위치로 늦게 복귀하고, 이격거리(G3)가 가까울 경우 원위치로 빨리 복귀한다. 따라서, 밸브시트(VS)는 이격거리(G3)가 멀 경우 늦게 폐쇄되고, 이격거리(G3)가 가까울 경우 빨리 폐쇄된다. 결론적으로, 전술한 이격거리(G3)를 통해 밸브시트(VS)의 개폐시간을 조절할 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 실시예에 의한 기계제어식 유체자동 분사시스템은, 열감응식밸브(140)가 구동부재(20)에 충전된 왁스(24)의 팽창력에 의해 설정된 온도에서 구동되므로, 전원이 필요없이 외부의 온도에 따라 자동으로 작동되는 효과가 있다. 물론, 전원이 필요없으므로 전선배관 및 배관시공시간을 단축할 수 있으며, 더 나아가 밸브를 제어하는 콘트롤러도 생략할 수 있는 효과가 있다. 즉, 열감응식밸브가 비전기식으로 작동되므로 무전원 상태로 작동할 수 있는 효과가 있다.

또, 외부의 온도에 따라 자동으로 냉각수를 지붕에 분사할 수 있으므로 전기료를 대폭적으로 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 태양에너지를 효율적으로 이용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 밸브냉각부재(150)를 마련할 경우 열감응식밸브(140)를 정확하게 냉각시킬 수 있으므로, 종래와 같이 밸브가 냉각되지 않아서 미작동함에 따라 지붕이 부분적으로 과열되는 것을 방지할 수 있는 효과도 있다.

상기한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하므로, 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되지 않으며, 동일 사상의 범주내에서 적절한 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있으므로, 이러한 형상 및 구조의 변형은 첨부된 본 발명의 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 일반적인 지붕냉각시스템의 구성을 개략적으로 도시한 개념도;

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 기계제어식 유체자동 분사시스템의 구성을 개략적으로 도시한 개념도;

도 3은 도 2에 도시된 밸브장치를 확대도시한 종단면도;

도 4는 도 2에 도시된 밸브장치의 작동상태를 도시한 종단면도;

도 5는 도 2에 도시된 밸브장치의 열감응식밸브의 다른 실시예를 도시한 종단면도;

도 6은 도 5에 도시된 열감응식밸브의 개방작동을 도시한 종단면도; 및

도 7은 도 5에 도시된 열감응식밸브의 폐쇄작동을 도시한 종단면도.

<도면의 주요부호 설명>

10 : 케이스

20 : 구동부재

24 : 왁스

30 : 이동방지부재

40 : 슬라이더

50 : 개폐기

130 : 단속밸브

140 : 열감응식밸브

Claims (26)

1. 유체의 분사를 자동으로 제어하는 유체분사 시스템에 있어서,

   유체를 펌핑하는 펌프(110);

   상기 펌프(110)에서 펌핑되는 유체를 안내하여 분사하는 노즐(122)을 갖는 분기관(120);

   상기 분기관(120)에 설치되어 분기관(120)의 유체가 관류되고, 관류되는 유체의 압력에 의해 분기관(120)을 개폐하면서 분기관(120)의 유체를 단속하는 단속밸브(130);

   상기 단속밸브(130)에 관류되는 유체의 일부를 바이패스시키는 바이패스유로(BP)를 갖는 밸브시트(VS); 및

   상기 밸브시트(VS)를 개폐하여 상기 단속밸브(130)에 관류되는 유체의 압력을 조절함으로써, 유체의 압력을 통해 단속밸브(130)의 작동을 제어하고, 외부에서 전이되는 열에너지에 의해 작동하는 열감응식밸브(140);를 포함하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 단속밸브(130)는,

   상기 분기관(120)에 연결되어 분기관(120)으로부터 유체를 공급받고, 유체의 흐름을 차단하는 차단벽(132a)을 가지며, 이 차단벽(132a)의 단부에 유체가 우회하는 우회공(132b)을 갖는 연결관(132);

   상기 연결관(132)의 우회공(132b)을 유체의 압력에 의해 개폐하고, 유체가 소통되는 소통공(134a)을 갖는 다이어프램(134);

   상기 다이어프램(134)을 탄력적으로 가압하는 가압체(136); 및

   상기 가압체(136)가 내장되는 동시에 상기 바이패스유로(BP)와 연통되어 유체가 충전되는 챔버(138a)를 가지며, 상기 밸브시트(VS)를 갖는 케이스(138);를 포함하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 가압체(136)는,

   상기 다이어프램(134)상에 배치되는 코일스프링(136a); 및

   상기 다이어프램(134)에 고정되어 상기 코일스프링(136a)의 단부를 지지하는 지지판(136b);을 포함하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 열감응식밸브(140)는,

   중공형의 케이스(10);

   외부에서 전이되는 열에너지를 이용하여 구동력을 제공하는 구동부재(20);

   상기 케이스(10)에 내장되어 상기 구동부재(20)의 구동력에 의해 가압되는 로드(R);

   상기 로드(R)가 상기 구동부재(20)에 의해 가압되면서 이동되는 것을 방지하는 이동방지부재(30);

   상기 이동방지부재(30)에 의해 상기 로드(R)의 이동이 방지되면서 발생되는 반력에 의해 로드(R)를 따라 슬라이딩하는 슬라이더(40);

   상기 슬라이더(40)에 의해 이동되면서 상기 밸브시트(VS)를 개폐하는 개폐기(50); 및

   상기 개폐기(50)를 탄력적으로 지지하는 탄성체(SP);를 포함하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 구동부재(20)는,

   상기 로드(R)에 연결되는 하우징(22); 및

   상기 하우징(22)에 내장되어 외부에서 전이되는 열기에 의해 신축하면서 상기 로드(R)를 가압하는 팽창물질;을 포함하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 팽창물질은,

   상기 하우징(22)에 내장되어 전이되는 열기의 온도에 따라 고상에서 액상으로 상변환하면서 팽창되는 왁스(24);인 것을 특징으로 하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 구동부재(20)는,

   상기 하우징(22)의 내부에서 상기 팽창물질 및 로드(R) 사이를 차폐하고, 팽창물질의 신축력에 의해 팽창변형되면서 로드(R)를 가압하는 다이어프램(26); 및

   상기 다이어프램(26) 및 로드(R) 사이에 충전되어 다이어프램(26)의 가압력 에 의해 압축되면서 로드(R)를 가압하는 가압오일(28);을 더 포함하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
8. 제 4 항에 있어서, 상기 이동방지부재(30)는,

   상기 로드(R)와 일체를 이루면서 로드(R)의 외측으로 돌출되고, 로드(R)의 이동이 억제되도록 일부분이 상기 케이스(10)에 걸려서 지지되는 지지돌기(32); 및

   상기 지지돌기(32)가 상기 슬라이더(40)에 의해 이동하는 상기 개폐기(50)와 접촉되는 것을 방지하는 접촉방지수단;을 포함하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 접촉방지수단은,

   상기 지지돌기(32)와 대응하는 상기 개폐기(50)의 일부분에 지지돌기(32)의 수용이 가능한 수용홈(34)을 개폐기(50)의 이동경로를 따라 절개형성하여, 상기 개폐기(50)가 상기 수용홈(34)에 상기 지지돌기(32)를 수용한 상태로 이동하도록 구성한 것을 특징으로 하는 기계제어식 유체자동분사 시스템.
10. 제 4 항에 있어서, 상기 슬라이더(40)는,

    상기 로드(R)에 슬라이딩 가능하게 끼워지고, 일측 및 타측이 상기 구동부재(20) 및 개폐기(50)에 제각기 연결되는 실린더(42);

    상기 실린더(42)의 일측을 상기 구동부재(20)에 일체적으로 연결하는 일측연결부 재(44); 및

    상기 일측연결부재(44)의 반대편에서 상기 실린더(42)의 타측을 상기 개폐기(50)에 일체적으로 하는 타측연결부재(46);를 포함하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 일측연결부재(44)는,

    상기 실린더(42)의 단부에 형성되는 플랜지(44a); 및

    상기 구동부재(20)에 형성되어 상기 플랜지(44a)에 절곡상태로 고정되면서 플랜지(44a)를 구동부재(20)에 구속시키는 코깅날개(44b);를 포함하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 타측연결부재(46)는,

    상기 실린더(42)에 일단부가 체결된 상태로 타단부가 실린더(42)의 외측으로 돌출되는 돌출핀(46a); 및

    상기 돌출핀(46a)의 돌출된 타단부를 상기 개폐기(50)의 일부분에 관통시키는 구멍형태의 관통수단(46b);을 포함하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 개폐기(50)는,

    상기 돌출핀(46a)을 관통시키는 상기 관통수단(46b)의 지름에 의해 개폐시간이 결정되는 것을 특징으로 하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
14. 제 4 항에 있어서, 상기 개폐기(50)는,

    상기 슬라이더(40)에 일단부가 연결되어 상기 케이스(10)에 내장된 상기 로드(R)의 외주면을 따라 슬라이더(40)와 함께 이동하고, 상기 밸브시트(VS)와 대향하는 차폐된 타단부를 갖는 차폐슬리브(52); 및

    상기 차폐슬리브(52)의 타단부에 결합되어, 차폐슬리브(52)의 이동에 의해 상기 밸브시트(VS)를 개폐하는 밸브부재(54);를 포함하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 밸브부재(54)는,

    상기 차폐슬리브(52)의 타단부에 돌출상태로 고정되는 신축성의 고정구(54a); 및

    상기 고정구(54a)의 외주면에 플랜지형태로 형성되고, 테두리가 상기 케이스(10)에 고정되어 고정구(54a)의 외주면을 실링하는 신축성의 실링막(54b);을 포함하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
16. 제 4 항에 있어서, 상기 개폐기(50)는,

    상기 슬라이더(40)에 일단부가 연결되어 상기 케이스(10)에 내장된 상기 로드(R)의 외주면을 따라 슬라이더(40)와 함께 이동하고, 상기 탄성체(SP)에 탄력적으로 지지되는 양단이 관통된 관통슬리브(55);

    상기 관통슬리브(55)에 내장되어 관통슬리브(55)의 내주면 일측에 돌출되는 돌기형태의 스토퍼(56);

    상기 스토퍼(56)와 이격된 상태로 상기 관통슬리브(55)의 내주면 타측에 내장되어 관통슬리브(55)와 함께 이동되는 블록(57);

    상기 블록(57)을 탄력적으로 지지하는 보조탄성체(SP2);

    상기 보조탄성체(SP2)에 지지되는 상기 블록(57)을 상기 관통슬리브(55)의 내주면에 분리가능하게 고정시키는 고정부재(58); 및

    상기 고정부재(58)에 의해 상기 관통슬리브(55)의 내주면에 고정된 상기 블록(57)에 결합되어, 블록(57)의 이동에 의해 상기 밸브시트(VS)를 개폐하는 밸브부재(54);를 포함하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 개폐기(50)는,

    상기 스토퍼(56) 및 블록(57)의 이격거리에 의해 개폐시간이 결정되는 것을 특징으로 하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
18. 제 16 항에 있어서, 상기 고정부재(58)는,

    상기 블록(57)에 내장되어 탄성력을 제공하는 인너스프링(58a);

    상기 인너스프링(58a)의 양단부에 탄력적으로 지지된 상태로, 상기 블록(57)의 양측으로 돌출되는 복수개의 구면체(58b); 및

    상기 관통슬리브(55)의 내주면 타측에 형성되어 상기 블록(57)의 양측으로 돌출된 상기 구면체(58b)가 수용되는 홈형태의 수용수단(58c);을 포함하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
19. 제 16 항에 있어서, 상기 밸브부재(54)는,

    상기 블록(57)에 돌출상태로 고정되는 신축성의 고정구(54a); 및

    상기 고정구(54a)의 외주면에 플랜지형태로 형성되고, 테두리가 상기 케이스(10)에 고정되어 고정구(54a)의 외주면을 실링하는 신축성의 실링막(54b);을 포함하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
20. 제 1 항에 있어서,

    상기 열감응식밸브(140)에 일체적으로 연결되고, 외부의 열기를 집열하여 열감응식밸브(140)에 제공하는 집열판(60);을 더 포함하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
21. 제 20 항에 있어서,

    상기 집열판(60)의 집열성능의 향상을 위해 집열판(60)의 면적을 확장시키는 면적확장수단;을 더 포함하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 면적확장수단은,

    상기 집열판(60)에 굴곡(62)을 형성하여, 굴곡(62)에 의해 집열판(60)의 단 면적이 확장되도록 구성한 것을 특징으로 하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
23. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 열감응식밸브(140)에 상기 분기관(120)의 유체를 공급하여 열감응식밸브(140)를 냉각시키는 밸브냉각부재(150);를 더 포함하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
24. 제 23 항에 있어서, 상기 밸브냉각부재(150)는,

    상기 분기관(120)에서 공급되는 유체를 상기 열감응식밸브(140)로 바이패스시키는 바이패스튜브(152); 및

    상기 바이패스튜브(152)의 단부에서 상기 열감응식밸브(140)로 유체를 분사하는 노즐(154);을 포함하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
25. 제 24 항에 있어서,

    상기 바이패스튜브(152) 및 상기 열감응식밸브(140)를 설정된 거리로 유지시키는 거리유지구;를 더 포함하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.
26. 제 25 항에 있어서, 상기 거리유지구는,

    상기 노즐(154)이 체결된 상기 바이패스튜브(152)의 일단부에 일측이 와인딩되고, 타측이 상기 열감응식밸브(140)에 와인딩되는 와인딩스프링(156);인 것을 특 징으로 하는 기계제어식 유체자동 분사시스템.

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