KR100454279B1 - 가스보일러용 기수분리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스보일러용 기수분리장치에 관한 것으로, 본 발명은 난방수관 내로 유입되는 난방수와 그 내부에 존재하는 공기(기포)를 분리 제거하여 원활한 난방순환 및 난방효율을 향상시키도록 하는 기수분리장치에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명에 따른 가스보일러용 기수분리장치(A)는, 난방수와 그 내부에 존재하는 공기(기포)를 각각 분리하여 배출하는 가스보일러용 기수분리장치에 있어서, 순환펌프 하우징(1)의 입구 전단에 연결부(5)를 통해 연결 조립되어 난방수유입구(2a)를 통해 유입된 난방수가 가이드에 의해 회전력을 얻어 가이드 사이에 형성된 공간에서 원심력에 의해 난방수에 섞여 있는 공기(기포)를 분리할 수 있는 기수분리공간(S)으로 제공되는 복수의 가이드(3a,3b)가 형성된 가이드형성체(3)와; 상기 가이드형성체(3)의 배면을 커버하면서 가이드형성체(3)의 기수분리공간(S)에서 공기(기포)가 분리된 난방수를 배출하는 난방수배출구(4a)가 형성된 중간막(4)과; 상기 가이드형성체(3)의 전면을 커버하면서 난방수배관(6)과 공기배출관(7)이 연결되는 난방수유입구(2a)와 공기배출구(2b)가 각각 형성된 외장케이스(2)로 구성된 것이다.

Description

가스보일러용 기수분리장치{A Moisture Trap for Gas Boiler}

본 발명은 가스보일러용 기수분리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가스보일러의 순환펌프 하우징 전단에 가이드가 구비된 기수분리장치를 일체로 설치함으로써, 난방수 유입구로부터 유입된 난방수가 상기 가이드에 의해 회전력을 얻어 가이드 사이에 형성된 공간에서 원심력에 의해 난방수에 섞여있는 공기는 배출구로 분리되고, 공기가 분리된 난방수는 중력의 영향으로 가이드를 따라 유동하며 순환펌프로 유입됨에 따라 관내로 유입되는 난방수 내의 공기(기포)를 소거시켜 난방효과를 최대로 향상시킬 수 있도록 한 가스보일러용 기수분리장치에 관한 것이다.

일반적으로 가스보일러는 가스를 연소실에서 연소시켜 발생되는 열을 이용하여 열교환기에서 난방수를 가열한 후에 실내에 설치된 난방배관을 통하여 난방수를 순환시켜 난방을 수행하며, 난방수와의 열교환을 통해 직수를 온수로 사용하는 구조로 이루어져 있다.

이러한 가스보일러는 난방 및 급탕 기능을 갖추고 사용자의 선택에 의해 수행하도록 되어 있는 바, 상기 가스보일러에서 난방운전 시에는 가스보일러의 순환펌프가 구동됨에 따라 난방회로상의 난방수는 주버너에 의해 가열되는 주열교환기를 통과하면서 열 교환이 이루어지고, 이 가열된 난방수는 삼방변→온수열교환기→난방수공급관→난방배관을 반복적으로 거치면서 통상적인 난방운전을 수행하고 다시 순환펌프에 의해 주열교환기로 환수되면서 재 가열되어 난방회로를 구성하게 된다.

그리고, 이처럼 난방 및 급탕 기능을 동시에 갖춘 가스를 연료로 사용하는 가정용 가스보일러의 열교환기에 연결된 난방환수관에는 기수분리장치를 설치하여 난방수내에 섞여있는 공기가 제거된 상태로 순환되도록 하고 있다.

여기서, 종래 가스보일러용 기수분리장치 중 일 실시예가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 종래의 기수분리장치는 일측부에 난방수유입구멍(12)이 형성되고 중앙 상부에는 난방수로부터 분리된 공기가 외부로 배출되는 배출구멍(21)이 형성된 덮개(20)와, 상기 덮개(20)의 난방수유입구멍(12)을 통해 몸체(10)의 내부로 유입된 난방수를 난방환수관(도시되지 않음)으로 배출하는 난방수배출구멍(11)이 일측부에 형성되고 내부에는 난방수에 포함되어 있는 기포를 분리하는 가이드돌기(30)가 형성된 몸체(10)로 구성되어 있다.

이러한 종래 가스보일러용 기수분리장치는 난방수유입구멍(12)을 통해 몸체(10)의 내부로 난방수가 유입되면, 상기 몸체(10)의 내부에서 물이 흐르면서 가이드돌기(30)에 부딪치면서 난방수에 섞여있는 공기가 분리되고, 상기 공기가 분리된난방수는 몸체(10)에 형성된 난방수배출구멍(11)을 통해 난방환수관으로 배출됨과 동시에, 상기 난방수와 분리된 공기는 배출구멍을 통해 덮개(20)의 외부로 배출이 이루어지고 있다.

그러나, 이러한 종래 가스보일러용 기수분리장치는 덮개(20)의 일측부에 형성된 난방수유입구멍(12)으로 유입된 난방수가 몸체(10)에 형성된 난방수배출구멍(11)으로 흐르게 하여 물의 흐름이 중력방향에 대하여 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르게 되어 난방수 속의 기포가 상승하는데 방해가 되는 흐름이었다.

따라서, 상기와 같은 종래의 기수분리장치는 난방수에 섞여있는 공기가 제대로 분리되지 않은 상태에서 난방수배출구멍(11)을 통해 난방환수관으로 배출이 이루어지게 되어 상기 난방환수관에 기포가 잘 배출되지 않는 것에 의해 열전달이 제대로 이루어지지 않아 가스보일러의 난방효율이 저하되게 되는 문제점이 있었다.

한편, 종래 기수분리장치의 다른 실시예가 도 3에 도시되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 다른 실시예로서, 기수분리장치(100)의 구성은 상부 외부 일측면에 돌출 형성되어 난방수가 유입되는 난방수 유입구(50)와, 상기 난방수유입구(50)로 유입된 난방수가 원심력에 의해 회전되면서 난방수와 공기로 각각 분리될 수 있도록 모터(미도시)와 같은 구동수단에 의해 회전하는 본체부(40)와, 상기 본체부(40) 내부 하단에 분리된 난방수의 배출시 이물질을 제거하며, 그 자체의 난방수 유입을 방지하기 위해 밀폐부재(43)가 결합되어 형성된 난방수 필터부(41)와, 상기 난방수 필터부(41)를 거친 난방수가 배출될 수 있도록 하부 외부 일측면에 돌출 형성된 난방수 배출구(60)로 이루어진다.

이때, 상기 필터부(41)의 저면으로 단차부(44)가 형성된 고정부(42)는 상기 본체부(40) 내부의 동일한 지름을 갖으며, 억지 끼움 형태로 고정되고, 상기 고정부(42)로의 난방수 유입을 방지하기 위하여 고정부(42)에 형성된 단차부(44)에 밀폐부재(43) 즉, O-링이 결합된다.

상기한 바와 같이 구성된 종래의 기수분리장치(100)는 상기 본체부(40)가 구동수단에 의해 회전됨에 따라 원심력이 작용되어 유입된 난방수가 난방수와 그 내부에 존재하는 공기가 분리되며, 각각 분리된 난방수는 상기 본체부(40) 하부의 외부 타단면에 형성된 난방수 배출구(60)로 배출되고, 분리된 공기는 기수분리장치(100)의 상부면에 형성된 중공부로 배출되게 된다.

이처럼 종래의 기수분리장치(100)에서는 난방수 유입구(50)로 유입되는 난방수와 그 내부에 존재하는 공기가 원심력에 의해 각각 분리된 상태에서 분리된 공기는 기수분리장치(100)의 상부면에 형성된 중공부로 배출되고, 난방수는 난방수 배출구(60)로 흐르게 된다.

그러나, 난방수의 유량(6ℓ/min 이상)이 많을 때에는 공기의 일부가 난방수 배출구(60)로 같이 빠져나가므로 공기가 제대로 분리되지 않아 난방순환이 제대로 되지 이루어지지 않고, 이로 인한 난방효율이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 기수분리장치(100)의 형상 자체가 복잡하여 제작이 어렵고, 가공비 상승으로 인한 원가 상승 요인이 크다는 문제점이 있었다.

특히, 상기 기수분리장치(100) 자체가 순환펌프와는 별도의 부품으로 이루어져 있음으로 공간 분배 문제가 발생함과 아울러 크기에 제약을 많이 받음으로 원심력의 크기가 작고, 이로 인해 전체 배관 내 공기를 분리하는 데 시간이 오래 걸린다는 문제점을 가지고 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기수분리장치의 문제점을 감안하여 안출된것으로서, 본 발명의 목적은 가스보일러의 순환펌프 하우징의 입구 전단에 가이드가 구비된 기수분리장치를 일체로 설치함으로써, 난방수 유입구로부터 유입된 난방수가 상기 가이드에 의해 회전력을 얻어 가이드 사이에 형성된 공간에서 원심력에 의해 난방수에 섞여있는 공기는 배출구로 분리되고, 공기가 분리된 난방수는 중력의 영향으로 가이드를 따라 유동하며 순환펌프로 유입됨에 따라 관내로 유입되는 난방수 내의 공기(기포)를 소거시켜 난방효과를 최대로 향상시킬 수 있도록 한 가스보일러용 기수분리장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명은 난방수에 포함된 공기(기포)를 분리함에 있어서, 종래의 기수분리장치에 비해 그 형상을 단순화시키고, 순환펌프 하우징과 공용 사용으로 인해 생산비용을 절감시킬 수 있도록 하는 가스보일러용 기수분리장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기수분리장치의 일 실시예를 도시한 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 종래 기수분리장치의 부분 단면도,

도 3은 종래 기수분리장치의 다른 실시예를 보여주는 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 기수분리장치의 구성 상태를 보여주는 분해 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 기수분리장치가 순환펌프 하우징에 결합된 상태를 보여주는 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 기수분리장치에서 난방수와 공기가 분리되어 배출되는 원리를 보여주는 사용예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 순환펌프 하우징 2 : 외장케이스

2a : 난방수유입구 2b : 공기배출구

3 : 가이드형성체 3a : 제1가이드

3b : 제2가이드 4 : 중간막

4a : 난방수배출구 5 : 연결부

6 : 난방수배관 7 : 공기배출관

A : 기수분리장치 G : 곡면부

S : 기수분리공간

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 난방수와 그 내부에 존재하는 공기(기포)를 각각 분리하여 배출하는 가스보일러용 기수분리장치에 있어서, 순환펌프 하우징의 입구 전단에 연결부를 통해 연결 조립되어 난방수유입구를 통해 유입된 난방수가 가이드에 의해 회전력을 얻어 가이드 사이에 형성된 공간에서 원심력에 의해 난방수에 섞여 있는 공기(기포)를 분리할 수 있는 기수분리공간으로 제공되는 복수의 가이드가 형성된 가이드형성체와, 상기 가이드형성체의 배면을 커버하면서 가이드형성체의 기수분리공간에서 공기(기포)가 분리된 난방수를 배출하는 난방수배출구가 형성된 중간막과, 상기 가이드형성체의 전면을 커버하면서 난방수배관과 공기배출관이 연결되는 난방수유입구와 공기배출구가 각각 형성된 외장케이스로 구성된 것을 특징으로 하는 가스보일러용 기수분리장치를 제공함으로써 달성된다.

이때, 상기 복수의 가이드는, 상기 난방수유입구와 공기배출구 사이를 구획하면서 난방수유입구에 근접하게 설치되어 난방수유입구로 유입된 난방수가 곡면을 따라 이동하여 회전력을 얻을 수 있도록 곡면부가 마련된 제1가이드와; 상기 제1가이드와 소정 간격을 두고 가이드형성체를 구획하여 제1가이드의 곡면부를 따라 유입된 난방수가 원심력을 얻어 공기(기포)를 분리할 수 있도록 기수분리공간을 제공함과 동시에, 이 기수분리공간과 난방수배출구 사이를 구획하여 기수분리공간에서 분리된 공기(기포)는 기수분리공간 내에 위치한 공기배출구로 빠져나가고, 난방수는 난방수배출구로 빠져나가도록 공기 차단 및 난방수를 안내하는 제2가이드;로 이루어진다.

이하 본 발명에 따른 기수분리장치의 바람직한 실시예에 대해서 참조도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 기수분리장치의 구성 상태를 보여주는 분해 사시도 이고, 도 5는 본 발명에 따른 기수분리장치가 순환펌프 하우징에 결합된 상태를 보여주는 사시도 이며, 도 6은 본 발명에 따른 기수분리장치에서 난방수와 공기가 분리되어 배출되는 원리를 보여주는 사용예시도 이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가스보일러용 기수분리장치(A)는, 순환펌프 하우징(1)의 입구 전단에 연결부(5)를 통해 연결 조립되어 난방수유입구(2a)를 통해 유입된 난방수가 가이드에 의해 회전력을 얻어 원심력에 의해 난방수에 섞여 있는 공기(기포)를 분리할 수 있는 기수분리공간(S)으로 제공되는 복수의 가이드(3a,3b)가 형성된 가이드형성체(3)와, 상기 가이드형성체(3)의 배면을 커버하면서 가이드형성체(3)의 기수분리공간(S)에서 공기(기포)가 분리된 난방수를 배출하는 난방수배출구(4a)가 형성된 중간막(4)과, 상기 가이드형성체(3)의 전면을 커버하며 난방수배관(6)과 공기배출관(7)이 연결되는 난방수유입구(2a)와 공기배출구(2b)가 각각 형성된 외장케이스(2)로 구성되어 있다.

이때, 상기 외장케이스(2), 가이드성형체(3), 중간막(4), 연결부(5)는 순차적으로 체결 조립되어 상기 연결부(5)를 통해 순환펌프 하우징(1)의 입구 전단에 끼움 삽입된 상태에서 외장케이스(2)를 통해 장력볼트로 순환펌프 하우징(1)에 견고하게 고정되게 된다.

그리고, 상기 가이드성형체(3)에 형성되는 상기 복수의 가이드(3a,3b)는, 상기 난방수유입구(2a)와 공기배출구(2b) 사이를 구획하면서 난방수유입구(2a)에 근접하게 설치되어 난방수유입구(2a)로 유입된 난방수가 곡면을 따라 이동하여 회전력을 얻을 수 있도록 곡면부(G)가 마련된 제1가이드(3a)와, 상기 제1가이드(3a)와 소정 간격을 두고 가이드형성체(3)를 구획하여 제1가이드(3a)의 곡면부(G)를 따라 유입된 난방수가 원심력을 얻어 공기(기포)를 분리할 수 있도록 기수분리공간(S)을 제공함과 동시에, 이 기수분리공간(S)과 난방수배출구(4a) 사이를 구획하여 기수분리공간(S)에서 분리된 공기(기포)는 기수분리공간(S) 내에 위치한 공기배출구(2b)로 빠져나가고, 난방수는 난방수배출구(4a)로 빠져나가도록 공기 차단 및 난방수를안내하는 제2가이드(3b)로 이루어져 있다.

여기서, 상기 도 4에는 외장케이스(2), 가이드성형체(3), 중간막(4), 연결부(5)가 각각 분리된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정하지 않고 외장케이스(2), 가이드성형체(3), 중간막(4), 및 연결부(5)를 각각 순차적으로 조합하여 일체로 제작하는데 있어 특별한 기술적 어려움이 없기 때문에 필요에 따라 부분별로 조합하여 일체로 제작할 수도 있음은 물론이다.

그리고, 도 4 및 도 5에 도시된 기수를 분리하는 기수분리공간(S)을 제공하는 가이드성형체(3), 중간막(4), 연결부(5)가 각각 대략 원통형의 외주면을 가지는 것으로 도시되어 있는 바, 이는 순환펌프 하우징(1)의 입구 전단 형상에 대응하도록 하기 위한 것으로, 그 구체적인 형상은 필요에 따라 변형 가능함은 물론이다.

또한, 상기 가이드형성체(3)에 형성된 복수의 제1,2가이드(3a,3b)의 형상은 여러 번의 시행착오를 거친 실질적인 실험을 통해 기수 분리가 원활하게 이루지는 결과를 토대로 완성된 것임으로, 참조도면에 도시된 형상으로 한정되는 것이 아니라 난방수유입구(2a)를 통해 유입되는 난방수에 회전력을 발생시켜 기수분리공간(S)에서 보다 강한 원심력으로 기수가 분리될 수 있는 형상이라면 어떠한 형상이라도 무방하며, 그 실험적인 결과를 바탕으로 얼마든지 변형 가능하다.

이렇게 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 기수분리장치의 작용 및 그 효과를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 기수분리장치(A)가 가스보일러의 순환펌프 하우징(1) 입구단에 조립 체결된 상태에서 난방수배관(6)과 공기배출관(7)이 각각 기수분리장치(A)에 마련된 난방수유입구(2a)와 공기배출구(2b)에 연결하게 되면, 난방수에서 공기를 분리 제거하기 위한 준비작업이 완료된다.

이와 같은 상태에서 도 6에 도시된 바와 같이, 난방수 배관(6)을 따라 난방수유입구(2a)로 유입된 난방수는 제1가이드(3a)의 곡면부(G)를 따라 이동하면서 유입되는 속도와 함께 강한 회전력을 얻게 된다.

그리고, 상기의 회전력을 얻은 난방수는 제1가이드(3a)와 제2가이드(3b) 사이에 마련된 기수분리공간(S)으로 유입되어 회전하게 됨에 따라 강한 원심력이 작용하게 된다.

이처럼 난방수에 강한 원심력이 작용하게 되면, 기수분리공간(S)에서 난방수에 섞여 있는 공기(기포)가 분리되고, 이렇게 분리된 공기(기포)는 자연스럽게 위로 올라가면서 공기배출구(2b) 쪽으로 빠져 공기배출관(7)으로 배출되게 된다.

그리고, 공기(기포)가 분리된 난방수는 중력(비중 차)과 회전력에 의해 자연스럽게 제2가이드(3b)의 뒤쪽에 마련된 난방수배출구(4a)를 통해 순환펌프의 입구로 유입되게 된다.

이와 같이 본 발명은 상기 기수분리장치(A)를 구성함에 있어서, 기수분리장치(A)의 가장 기본적인 목적인 난방수에 포함된 공기를 최대한 분리 제거할 수 있도록 하는데 충실하면서도 그 형상을 최대한 단순화시키면서 순환펌프 하우징(1)의 입구 전단에 공용으로 사용할 수 있도록 함으로써, 그 생산비용을 최대한 절감할 수 있는 구조를 제공함에 그 특징이 있는 것이다.

이상 상기한 바와 같이 본 발명에 따른 가스보일러용 기수분리장치는, 난방수에 포함된 공기(기포)를 원활하게 분리하기 위하여 가이드를 사용하여 난방수의 유동에 회전력을 발생시켜 원심력과 중력(비중차)을 이용하여 기수를 원활하게 분리함으로써, 공기(기포)를 제거한 난방수를 난방수환수관에 공급할 수 있게 되어 열전달이 효과적으로 이루어질 수 있게 됨에 따라 결과적으로 난방효율을 향상시킬 수 있는 가장 기본적인 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 가스보일러의 순환펌프 하우징의 입구 전단에 가이드가 구비된 기수분리장치를 일체로 설치함으로써, 종래의 기수분리장치에 비해 그 형상을 단순화시킬 수 있고, 순환펌프 하우징과 공용 사용으로 인해 생산비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.

Claims (2)

1. 난방수와 그 내부에 존재하는 공기(기포)를 각각 분리하여 배출하는 가스보일러용 기수분리장치에 있어서,

   순환펌프 하우징(1)의 입구 전단에 연결부(5)를 통해 연결 조립되어 난방수유입구(2a)를 통해 유입된 난방수가 가이드에 의해 회전력을 얻어 가이드 사이에 형성된 공간에서 원심력에 의해 난방수에 섞여 있는 공기(기포)를 분리할 수 있는 기수분리공간(S)으로 제공되는 복수의 가이드(3a,3b)가 형성된 가이드형성체(3)와,

   상기 가이드형성체(3)의 배면을 커버하면서 가이드형성체(3)의 기수분리공간(S)에서 공기(기포)가 분리된 난방수를 배출하는 난방수배출구(4a)가 형성된 중간막(4)과;

   상기 가이드형성체(3)의 전면을 커버하면서 난방수배관(6)과 공기배출관(7)이 연결되는 난방수유입구(2a)와 공기배출구(2b)가 각각 형성된 외장케이스(2)로 구성된 것을 특징으로 하는 가스보일러용 기수분리장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 가이드(3a,3b)는,

   상기 난방수유입구(2a)와 공기배출구(2b) 사이를 구획하면서 난방수유입구(2a)에 근접하게 설치되어 난방수유입구(2a)로 유입된 난방수가 곡면을 따라 이동하여 회전력을 얻을 수 있도록 곡면부(G)가 마련된 제1가이드(3a)와;

   상기 제1가이드(3a)와 소정 간격을 두고 가이드형성체(3)를 구획하여 제1가이드(3a)의 곡면부(G)를 따라 유입된 난방수가 원심력을 얻어 공기(기포)를 분리할 수 있도록 기수분리공간(S)을 제공함과 동시에, 이 기수분리공간(S)과 난방수배출구(4a) 사이를 구획하여 기수분리공간(S)에서 분리된 공기(기포)는 기수분리공간(S) 내에 위치한 공기배출구(2b)로 빠져나가고, 난방수는 난방수배출구(4a)로 빠져나가도록 공기 차단 및 난방수를 안내하는 제2가이드(3b);로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스보일러용 기수분리장치.