KR100507995B1 - 가스보일러의 압력도피장치 - Google Patents

가스보일러의 압력도피장치 Download PDF

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Abstract

개시된 발명은 보일러의 압력도피장치에 관한 것으로서, 직수를 유입하는 직수유입관이 주열교환기내에 삽입된 온수열교환기의 일단에 연결되고, 온수를 공급하는 온수공급관이 상기 온수열교환기의 타단에 연결되어 온수를 공급하는 온수 공급시스템을 갖춘 가스보일러에 있어서, 상기 직수유입관 및 상기 온수공급관 중 적어도 하나에 결합됨으로써, 상기 직수유입관 또는 상기 온수공급관 내의 압력의 변화에 따라 체적의 변화를 일으켜 압력을 분배하는 완충기를 구비한다.
따라서, 주열교환기의 잔열에 의한 직수유입관 및/또는 온수공급관 내의 압력의 증가를 효과적으로 도피시킬 수 있어, 압력의 증가로 인한 직수유입관 및/또는 온수공급관의 파열을 방지할 수 있다.

Description

가스보일러의 압력도피장치{Pressure Escape Structure of gas-boiler}
본 발명은 보일러의 압력도피장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 듀얼타입 가스보일러의 주열교환기에 잔존하는 열에 의한 직수유입관 및/또는 온수공급관의 압력의 증가를 도피시킬 수 있는 가스보일러의 압력도피장치에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 일반 가정이나 공공건물 등에 사용되는 보일러는 난방용이나 온수용으로 이용되고 있다. 이러한 보일러의 대부분은 기름 혹은 가스를 연료로 사용하여 버너를 통해 연소시킨 다음, 이 연소과정에서 발생하는 연소열을 이용하여 물을 가열하고, 이 가열된 물(온수)을 실내로 순환시켜 난방을 실시하거나 사용자의 필요에 따라 온수로 제공하게 된다.
이처럼 사용되는 연료에 따라 기름보일러와 가스보일러로 구분되는 보일러에 있어서, 특히, 가스보일러는 그 종류가 매우 다양하고, 설치 형태에 따라 여러 가지 타입으로 구분되고 있다.
즉, 상기 가스보일러는 팽창탱크의 형식에 따라 밀폐식 가스보일러와 개방식 가스보일러로 구분할 수도 있고, 온수열교환기(일명, 급탕열교환기)의 설치형태에 따라 싱글타입 가스보일러와 듀얼타입 가스보일러로 구분할 수도 있다.
여기서, 도 1에 도시된 바와 같이, 듀얼타입 가스보일러란 온수열교환기가 주열교환기 파이프 안에 삽입 설치됨으로써, 주열교환기에서 난방 공급이 이루어지는 과정에서 온수열교환기 내에서 열교환이 이루어져 온수 공급이 가능하도록 된 가스보일러를 말한다.
이처럼 상기 듀얼타입 가스보일러는 온수열교환기가 주열교환기 안으로 삽입설치 됨으로써, 온수열교환기가 주열교환기와 분리 설치되는 싱글타입 열교환기에 비해 관련부품들의 일부 삭제가 가능하여 제품의 컴팩트(compact)화 및 원가 절감 차원에서 많은 비용의 절감을 이룰 수 있다는 장점을 갖는다.
즉, 이러한 종래 듀얼타입 가스보일러의 구성을 살펴보면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 듀얼타입 가스보일러(B)는 연소실(4)내부에서 가스공급관(1)을 통하여 유입된 가스를 연소시켜 연소열을 발생시킬 수 있도록 마련된 가스버너(2)와; 상기 가스버너(2)의 상부에 설치되어 가스버너(2)의 연소열을 받아 난방수를 가열하는 주열교환기(5)와; 사용자가 설정온도를 입력할 수 있음은 물론, 가스보일러(B)의 작동을 조작할 수 있고, 가스보일러(B)의 상태를 표시하는 기능을 갖는 상기 룸콘(30)과, 사용자가 조작하는 룸콘(30)의 입력신호를 받아 일련의 연소과정 및 가스보일러(B)의 작동을 제어하는 메인컨트롤러(20)를 갖추고 있다.
이때, 상기 가스버너(2)의 하부에는 연소를 촉진시키기 위해 공기를 공급하는 송풍기(18)가 마련되어 있고, 상기 가스버너(2)의 일측면에는 가스버너(2)를 점화시키기 위한 점화플러그(3)가 마련되어 있으며, 상기 연소실(4)의 상부에는 일련의 연소과정에서 발생된 연소가스를 배출하기 위해 마련된 배기구(7)가 마련되어 있다. 상기 송풍기(18)의 일측면에는 보일러의 공기비례제어를 위해 송풍기(18)로 유입되는 공기의 압력을 측정하는 풍압센서(21)가 마련되어 있다.
또한, 상기 주열교환기(5)로부터 가열된 난방수를 실내 난방을 위해 공급하기 위한 난방수공급관(10)이 주열교환기(5)에 연결되어 있고, 상기 보일러(B)에는 실내를 난방하고 환수되는 물(난방수)을 항상 일정량 유지하는 상태로 일시 저장하는 팽창탱크(16)가 난방환수관(17)상에 설치되어 있으며, 상기 팽창탱크(16)에 저장된 물을 물공급관(6)을 통해 주열교환기(5)로 공급하기 위한 순환펌프(15)가 마련되어 있다.
특히, 상기 가스보일러(B)에는 사용자의 필요에 따라 온수를 공급할 수 있도록 요구되는 온수량의 증가에 따라 직수(냉수)를 공급하는 직수유입관(13)과, 상기 직수유입관(13)에 연결되어 유입되는 유량을 감지하는 감압유량흐름스위치(24)와, 상기 직수유입관(13)을 통해 유입된 물이 주열교환기(5)내에 설치된 온수열교환기(12)로 공급된 후 배출되는 온수공급관(14)이 마련되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 듀얼타입 가스보일러에 있어서, 난방 및 온수사용 후 주열교환기(5)에 있던 잔열에 의해 온수라인의 물, 즉 직수유입관(13) 및 온수공급관(14)의 물이 온도 상승에 의해 열팽창함으로써 발생한 압력이 다른 곳으로 도피하지 못하게 되어 직수유입관(13) 또는 온수공급관(14)이 파열되는 문제가 발생하였다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 고려하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 듀얼타입 가스보일러의 직수유입관 및/또는 온수공급관에 압력도피용 완충기를 마련함으로써, 잔열에 의해 직수유입관 또는 온수출구관의 압력이 증가하는 경우 체적의 변화를 일으켜 압력을 감소시키는 완충기를 구비하는 가스보일러의 압력도피장치를 제공하는 데 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 목적은, 직수를 유입하는 직수유입관이 주열교환기내에 삽입된 온수열교환기의 일단에 연결되고, 온수를 공급하는 온수공급관이 상기 온수열교환기의 타단에 연결되어 온수를 공급하는 온수 공급시스템을 갖춘 보일러에 있어서, 상기 직수유입관 및 상기 온수공급관 중 적어도 하나에 결합됨으로써, 상기 직수유입관 또는 상기 온수공급관 내의 압력의 변화에 따라 체적의 변화를 일으켜 압력을 분배하는 완충기를 구비한 보일러의 압력도피장치에 의해 달성될 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 압력도피장치를 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 압력도피장치가 장착된 상태를 개략적으로 보여주는 단면도이다. 도 2에 보인 바와 같이, 본 발명에 따른 압력도피장치는 종래의 듀얼타입 가스보일러의 구성을 기본적으로 채용한다. 도 2에는 직수유입관(13)에 완충기(31)가 구비된 것을 도시하였지만, 완충기(31)는 온수공급관(14)에 연결되어도 된다.
본 발명은 듀얼타입 열교환기, 즉 가스보일러의 온수열교환기(12)를 주열교환기(5) 파이프 내에 삽입함으로써, 주열교환기(12)에서 난방 및 온수가 이루어지는 열교환기에 있어서, 난방 및 온수 사용 후 주열교환기(5)에 잔존하는 열(이하, 잔열이라 한다) 때문에 직수유입관(13) 및/또는 온수공급관(14) 내의 물이 열팽창함으로써, 직수유입관(13) 및/또는 온수공급관(14)을 파열시키는 문제점을 해결하고자, 도 2에 보인 바와 같이 완충기(31)를 직수유입관(13) 및/또는 온수공급관(14; 미도시)에 연결시키는 것을 특징으로 한다.
완충기(31)는 고압 및 저압가스를 매체로 운영되는 고압가스 제조설비, 석유 화학설비, 보일러등 모든 산업분야에 다양하게 이용되고 있는 것으로서, 설비의 각 구성부분에 이상압력이 발생되었을 경우 장치가 폭발한다던가 또는 균열이 발생될 염려를 사전에 방지하여 설비를 보호할 수 있도록 구성된 안전장치이다.
본 발명에 사용되는 완충기(31)는 도 3a에 보인 바와 같이 공지된 것으로서, 개략적으로 설명하면, 배관 등에 용접 또는 나사결합될 수 있는 케이스(44)와, 케이스(44)의 내경과 동일한 직경을 가진 피스톤(43)과, 피스톤(43)과 케이스(44)의 내벽과의 기밀을 유지하기 위한 복수개의 O-링(45)과, 피스톤(43)에 연결되어 피스톤(43)에 가해지는 압력에 따라 상하로 탄성변형하는 스프링(42) 및 스프링(42)의 탄성력을 조절할 수 있는 조절나사(41) 등으로 이루어진다.
즉, 유체나 기체의 압력이 피스톤(43)에 가해지면, 스프링(42)의 탄성작용에 의해 피스톤(43)이 위쪽으로 이동함으로써, 도 3b에 보인 바와 같이 완충기(31) 내의 체적이 증가하게 되고, 그 결과 유체나 기체가 확장된 완충기(31) 내부로 이동하게 되어 결과적으로 유체나 기체의 압력이 감소된다.
따라서, 주열교환기(5)의 잔열에 의해 직수유입관(13) 내의 물이 기설정된 압력(안전밸브 상의 압력조정나사로 압력을 기설정할 수 있다)보다 높아지는 경우 완충기(31)의 작용에 의해 팽창된 물이 체적이 증가된 완충기(31) 내부로 이동하게 됨으로써, 열팽창에 의해 높아진 압력이 다시 낮아지게 된다.
그 후, 잔열이 감소하여 직수유입관(13) 및/또는 온수공급관(14) 내의 팽창된 물이 다시 수축하여 원래의 부피로 환원되면, 완충기(31) 내의 스프링(42)의 탄성작용에 의해 피스톤(43)이 원위치로 되돌아오게 됨으로써, 직수유입관(13) 및/또는 온수공급관(14) 내의 전체 압력이 일정하게 유지된다.
따라서, 압력의 증가로 인한 직수유입관(13) 및 온수공급관(14)의 파열을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 보일러의 압력도피장치는 당업자의 입장에서 다양한 설계의 변형, 변경이 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 보일러의 압력도피장치는 보일러의 직수유입관 및 온수공급관 중 적어도 하나에 완충기를 연결함으로써, 주열교환기의 잔열에 의한 직수유입관 및/또는 온수공급관 내의 압력을 증가를 효과적으로 도피시킬 수 있다.
따라서, 압력의 증가로 인한 직수유입관 및/또는 온수공급관의 파열을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 듀얼타입 가스보일러를 보여주는 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 가스보일러의 압력도피장치가 장착된 상태를 개략적으로 보여주는 단면도, 및
도 3a는 완충기가 직수유입관에 연결된 상태를 보여주는 단면도이고, 도 3b는 완충기의 체적이 증가한 상태를 보여주는 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 가스공급관 2 : 가스버너
3 : 점화플러그 4 : 연소실
5 : 주열교환기 6 : 물공급관
7 : 배기구 10 : 난방수공급관
12 : 온수열교환기 13 : 직수유입관
14 : 온수공급관 15 : 순환펌프
17 : 난방환수관 18 : 송풍기
20 : 메인 콘트롤러 21 : 풍압센서
24 : 감압유량 흐름스위치 30 : 룸콘
41 : 조절나사 42 : 스프링
43: 피스톤 44 : 케이스
45 : O-링 B : 보일러

Claims (1)

  1. 직수를 유입하는 직수유입관이 주열교환기내에 삽입된 온수열교환기의 일단에 연결되고, 온수를 공급하는 온수공급관이 상기 온수열교환기의 타단에 연결되어 온수를 공급하는 온수 공급시스템을 갖춘 보일러에 있어서,
    상기 직수유입관 및 상기 온수공급관 중 적어도 하나에 결합됨으로써, 상기 직수유입관 또는 상기 온수공급관 내의 압력의 변화에 따라 체적의 변화를 일으켜 압력을 분배하는 완충기를 구비한 가스보일러의 압력도피장치.
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