KR101148465B1 - 지역난방 축열조에서 동심원 다중 원통형 격실 구조를 갖는 부유식 오리피스 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명지역 난방 시스템 축열조의 상부 오리피스유닛은, 상기 축열조(10)의 천장 중심부분에 수직되게 직립된 상태로 체결된 가이드관(60); 상기 가이드관(60)을 타고 승하강 할 수 있도록 중심부에 형성되며, 상하 개방된 관통공(46)을 가진 슬라이더관(47); 상기 슬라이더관(47)의 외곽으로 동심원을 그리며 다중으로 설치하되, 내부가 비어있고 상?하부를 폐쇄하여 부력을 통해서 물 위에 떠 있을 수 있도록 형성된 다중의 플로트부(30); 상기 플로트부(30)의 하단에 설치된 원형의 센터플레이트(32); 동심원 방향으로 방사상의 수직한 다수의 간격격판(34)을 통해서 상기 센터플레이트(32)와 일정한 간격을 두고 체결된 지지플레이트(31); 상기 지지플레이트(31)의 하단 중심부분에 체결되어 상기 관통공(46)과 연통되게 결합되는 연결관(35); 및, 상기 지지플레이트(31)와 상기 센터플레이트(32) 사이에 설치된 고온수유입부(40);를 포함하며, 상기 가이드관(60)을 타고 수위에 따라 상하로 연동하며, 유입/방출공간(33)을 가진 고온수유입부(40)를 통해 고온수를 유입 또는 유출시키는 것을 특징으로 한다.

Description

지역난방 축열조에서 동심원 다중 원통형 격실 구조를 갖는 부유식 오리피스 유닛{Concentric Circled and Isolated Floating Orifice Unit for District Heat Storage Tank}

본 발명은 지역난방 시 설비되는 축열조에서 상단의 축열된 고온수를 흡입하여 각 지역, 각 가정에 공급하기 위한 축열조 상부에 떠있는 오리피스유닛에 관한 것이다. 특히, 상부 오리피스유닛은 고온수의 상부에 항상 떠 있으면서 고온수의 수위에 따라 상하 방향으로 연동할 수 있도록 하고, 이를 위해서 상, 하로 플로트부와 고온수유입부를 형성하되, 상기 플로트부를 동심원 다중 원통형으로 구조화함으로 오랜 사용에 의해서 외측의 원통형 플로트가 파손이나 누설이 있더라도 이미 이같은 상황에 대비한 충분한 부력을 확보하고 있어 플로트가 물속에 잠기는 일이 없으며, 또한 플로트의 구조상 부력이 충분하여 오리피스가 상하 유동중 외부장치에 걸려 오리피스가 상승하지 못하고 물속에 잠기는 사례가 없는, 수위에 따른 상하 연동에 지장이 없는 지역난방 축열조의 동심원 다중 원통형 격실 구조를 갖는 부유식 오리피스 유닛 관한 것이다.

축열조는 지역난방 열공급 회사에서 수용가 측 집단난방 열교환기에 고온수를 공급하고 식어진 저온수(Return Water)는 축열조로 회수되는 밀폐회로(Closed Loop) 내에 설치되어 열저장/열공급/난방수 회수의 기능을 담당한다.

오리피스는 축열조에 물을 공급하고 방출하는 노즐로서 축열조 중앙 바닥에 1개, 축열조 중앙 상부(축열조 중앙 수면위)에 1개가 각각 설치되며 물의 분사 및 흡입시 외력이 수직 방향으로 서로 작용하지 않도록 축열조 중심에서 원주 방향으로 수평배출 또는 수평 흡입하여 상.하의 물이 서로 상.하방향으로 와류하지 않도록 한다.

이러한 축열조는 물의 비중차를 이용하여 고온수와 저온수가 서로 섞이지 않도록 축열조에 저장되는데, 온도차에 따른 물의 비중차로 축열조 아래에는 상대적으로 무거운 저온수(Return Water)가 저장되고, 위에는 상대적으로 가벼운 고온수가(난방공급수)가 저장되며, 고.저온수의 사이에 약 1.5m 높이의 고.저온수가 섞인 경계층이 형성된다. 하나의 탱크(축열조) 내에서 고.저온수의 분리저장은 물의 온도차에 따른 비중차를 이용하여 저온수 위에 고온수를 조용히 올려놓아 저장을 하는 기술이므로 상부 오리피스 유닛이 물속으로 가라앉거나, 축열(열의 저장)이나 방열(열의 배출)과정 중 축열조에 저장된 상.하의 고.저온수간 상하 와류가 발생하면 고.저온수가 서로 섞여 축열조의 기능이 상실된다.

축열조는 열 저장/배출/회수 외에 팽창탱크의 기능도 담당한다. 축열조와 배관은 밀폐된 회로(Closed Loop)로 구성되어 있고, 축열조와 배관에는 난방수가 가득 채워져 있으며, 이 난방수는 축열 시 최대로 팽창하고, 방열시 체적은 최대로 수축한다. 따라서 축열조는 난방수의 체적 팽창을 수용할 수 있는 팽창탱크(Expansion Tank)의 기능을 수행할 수 있도록 축열조의 수위변동 4m를 기준하여 설계한다. 축열조의 상.하부 오리피스는 항시 물속에 잠겨있어야 하며 4m 수위 변동으로 오리피스가 수면 위로 노출되면 축열조 운전이 불가능하다. 만일 상부 오리피스를 고정식으로 설계한다면, 상부 오리피스는 축열조 동체 상단 아래 4m 아래 수중(Shell Top에서 4m 아래의 수중)에 고정하여야 하며, 이 4m 높이는 팽창탱크의 기능은 담당할 수 있으나 유효 열용량으로 사용이 불가능한 높이(Dead Volume)가 된다(무효높이가 되는 이유: 축열조 열공급(방열운전) 시 상부 오리피스를 통해 고온수를 방출하는데 상부에서 공급하는 고온수 만큼 저온수(Return Water)가 축열조 하부로 계속 회수되어 저온수가 고온수를 받쳐주며 올라와야 상부 오리피스에서 고온수 공급이 가능하며, 지속적으로 하부에서 회수된 저온수의 경계층이 상부 오리피스 수위에 이르면, 더 이상 지속하면 저온수가 상부오리피스를 통해 배출되므로, 방열은 중단하여야 하고, 상부 오리피스 위쪽에 4m 높이로 채워져 있는 고온수는 사용이 불가능하다).

따라서 축열조 상단의 4m 높이를 팽창탱크의 기능으로 이용하는 동시에 유효 열용량으로 이용하기 위하여 상부 오리피스를 고온수 위에 항시 떠있는 부유식으로 설계하면 고정식 오리피스에서 사용이 불가능한 4m를 모두 축.방열에 유효하게 이용할 수 있어 축열조 이용 열효율을 충분히 향상시킨다.

따라서, 본 발명이나 종래 발명의 축열조는 모두 전술된 것처럼 상부오리피스유닛(100)이 물 위에 떠 수위변화에 따라 승하강이 가능하도록 부유식으로 설계하는 것은 자연현상(물리적 현상)을 이용하기 위한 당연한 선택이다.

그럼 이러한 종래의 기술적 아래에서 특허 등록 제 139073호를 통해 실시예를 살펴본다. 도시된 도 1에서처럼, 종래의 발명은 축압기(=축열기)는 온수와 냉수가 중간층(6)에 의해 분리된 2개의 분리층(4, 5)의 각각에 저장되는 뚜껑을 가진 탱크(1)와, 온수를 도입시켜 탭핑-오프시키는 상부 확산기(=상부오리피스; 7)와, 온수가 탭핑-오프될 때 동시에 공급되는 냉수를 또는 그 반대로 냉수가 탭핑-오프될 때 동시에 공급되는 온수를 도입시켜 탭핑-오프시키는 하나 이상의 하부 확산기(하부오리피스; 8)에, 플로우트(18)에 의해 이동되고온수층이 표면 바로 밑으로부터 온수를 흡입에 의해 추출시키도록 작용하는 튜브(19)와, 온수층과 탱크 뚜껑 사이에 장착된 물밀봉투를 포함하며, 상기 상부 확산기는 플로우트(9)를 갖는 것을 제외하고는 하부 확산기와 동일하며, 상, 하부 확산기(7, 8)는 거의 수직이고 원추형인 확산기 채널(10)과 2개의 단부벽 플레이트 사이에서 수평하게 형성되고 가장 큰 단면을 그 단부에서 갖고 있는 확산기 채널에 연결된 방사형 확산기(c)를 포함하며, 상부 확산기의 확산기 채널은 방사형 확산기 아래에 위치되지만 하부 확산기에서는 방사형 확산기 위에 위치된다.

전술된 것처럼 종래 특허 축열기(=축압기)의 경우도 일반적인 축열기의 구조와 같이 단순하게 프로팅될 수 있는 탱크를 형성하고, 고온수를 유입이나 유출시킬 수 있는 튜브를 형성하는 방법으로 부유식으로 사용하고 있다.

이러한 종래의 상부오리피스(=상부 확산기)는 다음과 같은 문제점을 드러낸다. 탱크가 하나로 이루어지기에 부식이 발생되어 탱크의 내부에 고온수가 스며들게 되면, 하향하여 가라앉게 된다는 것이다. 플로트의 내부가 물로 침수되면 그 무게에 의해서 자연스럽게 가라앉아 제 기능을 발휘하지 못한다. 이러한 문제는 축열조를 전체적으로 활용하지 못하게 하는 결과가 된다.

또한, 단일 플로트는 구조상 충분한 부력 확보에 한계가 있어 수위 상승시 약간의 외부 걸림(저항)에도 떠오르지 못하고 물속에 잠기는 현상이 수차 있었고, 시운전 중 물속에 잠길 경우는 조기 발견되어 잠수부를 동원 떠 오르도록 할 수 있었으나 뜨거운 물이 저장된 후 물속에 잠긴 경우에는 잠수부의 진입이 불가능하여 장기간 물속에 잠겨있어야 하며, 이경우 플로트의 부식의 원인이 아니어도 플로트에 마감 용접된 압력시험용 닛플을 통해 물이 플로트에 스며들어 부유식 오리피스의 기능을 상실할 수 있다.

본 발명은 지역난방 시 설비되는 축열조에서 상단의 축열된 고온수를 흡입하여 각 지역, 각 가정에 공급하기 위한 축열조 상부에 떠있는 오리피스유닛를 제공하고자 한다.

특히, 상부 오리피스유닛은 고온수의 상부에 항상 떠 있으면서 고온수의 수위에 따라 상하 방향으로 연동할 수 있도록 하고, 이를 위해서 상, 하로 플로트부과 고온수유입부를 형성하되, 상기 플로트부를 동심원 다중 원통형으로 구조화함으로 오랜 사용에 의해서 외측의 원통형 플로트가 파손되더라도 나머지 플로트의 충분한 부력으로 안전하고, 또한 충분한 부력으로 처음부터 물속에 잠기지 않는, 따라서 어느 경우에도 플로트가 물속에 가라앉지 않고, 부력을 통해서 수위에 따라 상하 연동을 하는데 지장을 초래하지 않을 지역난방 시스템 축열조의 상부 오리피스유닛을 제공하고자 한다.

본 발명에 따른 지역난방 축열조에서 동심원 다중 원통형 격실 구조를 갖는 부유식 오리피스 유닛은, 축열조(10)에 설치되는 상부 오리피스유닛(100)에 있어서, 가이드관(60)을 타고 승하강 할 수 있도록 중심부에 형성되는 상하 개방된 관통공(46)을 가진 슬라이더관(47); 상기 슬라이더관(47)의 외곽으로 동심원을 그리며 다중으로 설치하되, 내부가 비어있고 상?하부를 폐쇄하여 부력을 통해서 물 위에 떠 있을 수 있도록 형성된 다중의 플로트부(30); 상기 플로트부(30)의 하단으로 원형의 센터플레이트(32)를 통해 구획되며, 동심원 방향으로 방사상의 수직한 다수의 간격격판(34)을 통해서 센터플레이트(32)와 일정한 간격을 두고 체결된 지지플레이트(31); 및, 상기 지지플레이트(31)의 하단 중심부분에 체결되어 상기 관통공(46)과 연통되게 결합되는 연결관(35)으로 이루어진 고온수유입부(40);를 포함한다.

상기 다중의 플로트부(30)는, 상기 슬라이더관(47)의 관통은 허용하지만 상, 하부가 폐쇄되게 장착된 원통형의 제1플로트(41); 상기 제1플로트(41)의 외곽으로 상부가 폐쇄되고, 하부도 센터플레이트(32)를 통해 폐쇄된 원통형의 제2플로트(42); 및, 상기 제2플로트(42)의 외곽으로 상부가 폐쇄되고, 하부도 상기 센터플레이트(32)를 통해서 폐쇄된 원통형의 제3플로트(43);를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제3플로트(43)의 내측으로 그 내주면에서 일정한 간격을 두고, 원통형의 보강플로트판(44)을 체결하여, 상기 플로트부(30)는 상기 축열조의 축, 방열량에 따라 3 또는 4중관 구조를 갖을 수 있다.

상기 플로트부(30), 상기 지지플레이트(31), 상기 센터플레이트(32) 및 상기 연결관(35)은 다수의 간격격판(34)을 통해서 서로 일체로 결합되도록 구성할 수 있다.

상기 연결관(35)의 끝 양단에 걸이판(16)을 형성하고, 상기 걸이판(16)에 와이어(15)를 걸어 상기 축열조(10)의 천장에 상기 와이어(15)가 연결될 수 있다.

본 발명에 따라 고온수의 유입과 유출 시에 방사형으로 형성되는 유입공간을 통해서 수평방향으로 고온수를 유입 및 유출시키기에 상하방향의 와류가 최소화되어 고온수와 저온수의 밀도에 따른 고, 저온수의 구분이 명확해진다는 장점이 있다.

본 발명에 따라 종래 하나의 탱크로 이루어진 상단오리피스의 탱크(=플로트)에서 발생되던 오랜 사용으로 인하여 플로팅을 유지할 수 없는 문제점과 단일 플로트의 구조 때문에 부력의 여유가 없어 부유 시 물속에 걸려 올라오지 못하는 문제점을 해결하고, 오랜 내구성을 갖추고 있다는 장점이 있다.

본 발명에 따라 동심원 구조로 이루어진 다중 구조의 상단오리피스에 따라 비록 최외곽의 탱크가 삭거나 구멍이 발생되어 내부에 고온수가 차더라도 나머지 플로트만으로 부유가 가능하며, 다중의 원통형 구조로 충분한 부력의 확보가 가능하므로 물속에 가라앉는 현상이나 외곽 플로트가 훼손되는 경우에도 지역난방에 열공급에 차질을 주지 않는다는 장점이 있다.

도 1은 종래의 축열조 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 축열조를 일측에서 단면하여 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 축열조를 타측에서 단면하여 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 상부 오리피스의 단면과 일부절개 평면도를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 상부 오리피스에 연결관이 결합되는 모습을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 가이드관과 고온수관을 연결하는 유입관을 단면하여 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 고온수 유입수단을 도시한 도면이다.

본 발명은 지역난방 시스템 축열조의 상부 오리피스유닛에 관한 것이다.

따라서 본 발명의 구성과 그 작동의 설명을 도시된 도 2 내지 도 7을 통해서 상세히 살펴본다.

도시된 것처럼, 본 발명은 축열조(10)를 형성하는 상, 하부 오리피스유닛(100, 20) 중 상부 오리피스유닛(100)에 있어서, 가이드관(60)을 타고 승하강 할 수 있도록 중심부에 형성되는 상하 개방된 관통공(46)을 가진 슬라이더관(47)이 있다. 또한 상기 슬라이더관(47)의 외곽으로 동심원을 그리며 다중으로 설치하되, 내부가 비어 있고 상?하부를 폐쇄하여 부력을 통해서 물 위에 떠 있을 수 있도록 형성된 다중의 플로트부(30)와, 상기 플로트부(30)의 하단으로 원형의 센터플레이트(32)를 통해 구획되며, 동심원 방향으로 방사상의 수직한 다수의 간격격판(34)을 통해서 센터플레이트(32)와 일정한 간격을 두고 체결된 지지플레이트(31), 상기 지지플레이트(31)의 하단 중심부분에 체결되어 상기 관통공(46)과 연통되게 결합되는 연결관(35)으로 이루어진 고온수유입부(40)로 이루어진 상부 오리피스(50)를 포함하여 결합된다. 상기 상부 오리피스란 플로트부와 고온수유입부가 센터플레이트를 통해서 2단으로 구분된 상태로 제작된다.

결국 본 발명은 상기 플로트부(30)를 통해서 축열조(10)의 고온수 일정위치에 떠 있으면서 가이드관(60)과 고온수관(11)으로 이루어진 수직관부 중 가이드관(60)을 타고 수위에 따라 상하로 연동하며, 유입/방출공간(33)을 가진 고온수유입부(40)를 통해 고온수를 유입 또는 유출시키는 것이다.

도시된 도 2와 도 3을 통해서 본 발명의 개략적인 작동상황을 설명하면, 축열조(10)의 내부 중 중심부에 본 발명의 상부오리피스유닛(100)과 하부오리피스유닛(20)이 설치된다. 하부오리피스유닛(20)은 축열조(10)의 바닥에 고정된 상태로 설치되며, 하부오리피스유닛(20)의 상부로 저온수관(=리싸이클관; 12)이 연결된다. 이에 반하여 상부오리피스유닛(100)은 상하 방향으로 가이드관(60)을 타고 연동가능한 상태로 위치하고, 상기 가이드관(60)은 그 끝단에 고온수관(11)이 연결되어 크로스 루프(CLOSED LOOP)로서 사실상 저온수관(12)과 연통된 상태이다. 상기 상부오리피스유닛(100)을 통해서 고온수가 흡입되어 고온수관(11)을 타고 지역난방의 배관망으로 고온수가 공급되면 그만큼의 저온수도 배관망을 타고 돌아 회수되어 저온수관(12)을 통해서 하부오리피스유닛(20)으로 들어온다.

물론 축열조(10) 내부에 고온수를 채우게 될 때에도 외부에서 가온된 고온수가 고온수관(11)을 타고 상부오리피스유닛(100)으로 공급되면, 하부오리피스유닛(20)에서는 그 만큼의 저온수가 유출되어 배관망으로 나가게 되는 리싸이클 구조로 일정한 온도와 압력을 유지시키게 된다. 도시된 도 2와 3에서 보이는 투웨이밸브(200)는 이 축열조(10) 내부에서 발생되는 압력을 조절하고, 제어한다.

이때 본 발명의 상부오리피스유닛(100)의 특징은 첫째, 동심원을 가진 다중관 구조의 플로트부(30)를 갖추고 있다. 둘째, 고온수 내부에서 부유를 위해서는 상기 플로트부(30)가 필요하지만 고온수를 흡입하고 배출하기 위해서는 고온수유입부(40)가 별도로 구비되는데, 상기 플로트부(30)와 고온수유입부(40)가 센터플레이트(32)를 통해서 상하로 구획되는 2단 구조이다. 결국 부유층인 플로트부(30)가 고온수의 상단 일정한 부분에 떠 있는 상태에서 고온수에 잠긴 상기 고온수유입부(40)는 그 흡입력에 따라 고온수를 흡입하고 배출시키는 것이다.

좀 더 작동의 설명을 하면, 본 발명의 축열조(10)는 천장의 중심부분에 도시된 것처럼 가이드관(60)이 수직되게 직립된 상태로 체결되고, 그 하단으로 고온수관(11)이 장착된다. 물론 상기 가이드관(60)과 고온수관(11)을 별도의 연결구(≒연결수단)를 통해서 연결하기도 하는데, 그 상세한 구성과 작용을 후술한다. 아무튼 상기 가이드관(60)의 외주면을 둘레로 본 발명 상부오리피스(50)의 슬라이더관(47)이 끼워진다. 가이드관(60)이 슬라이더관(47)의 관통공(46)을 관통한 상태로 설치되는 것이다. 이때 상기 슬라이더관(47)의 하단 즉, 센터플레이트(32)를 기준으로 슬라이더관(47)의 하단은 고온수유입부(40)가 되는데, 그 지지플레이트(31)의 하단으로 연결관(35)이 체결되어 상기 슬라이더관(47)과 연통된 상태를 유지한다. 더군다나 상기 지지플레이트(31)와 센터플레이트(32)는 일정한 간격을 가진 상태로 체결되는데, 상기 슬라이더관(47)의 중심을 향하여 방사형으로 설치되는 다수의 간격격판(34)을 통해서 체결된다. 따라서 상기 슬라이더관(47)을 향하여 모두 방사형의 각도로 공간이 형성되는데, 이 공간부를 본 발명에서는 유입/방출공간(33)이라 칭한다.

결국 이 유입/방출공간(33)을 향하여 고온수는 유입되고 유출되게 되는 것이다. 만일 이 상부오리피스유닛(100)의 고온수관(11)을 타고 고온수가 유입되게 되면, 상기 고온수관(11)의 상단에 부유된 상태로 위치한 상부오리피스유닛(100)의 고온수유입부(40)로 진입하게 된다. 유입된 고온수는 방사형으로 설치된 간격격판(34) 사이의 방사형 유로인 유입/방출공간(33)을 타고 내부로 유입될 때, 수평방향으로 고르게 고온수를 흡입하는 것이다. 이러한 고온수의 유입은 상하방향의 와류를 최소화하여 고온수와 저온수가 유동하는 현상을 방지한다.

유입뿐만이 아니고 유출의 경우도 본 발명은 전술된 방사형의 수평한 유입/방출공간(33)을 통해서 수평된 방향으로 고온수를 흡입하기에 상하방향의 와류를 방지하게 된다.

그럼 이러한 본 발명의 보다 상세한 실시예를 설명한다. 본 발명에 따른 도 4와 5의 다중의 플로트부(30)는, 슬라이더관(47)의 외곽으로 슬라이더관(47)의 관통은 허용하지만 상, 하부가 폐쇄되게 장착된 원통형의 제1플로트(41)가 있고, 상기 제1플로트(41)의 외곽으로 상부가 폐쇄되고, 하부도 센터플레이트(32)를 통해 폐쇄된 원통형의 제2플로트(42)가 있으며, 상기 제2플로트(42)의 외곽으로 상부가 폐쇄되고, 하부도 센터플레이트(32)를 통해서 폐쇄된 원통형의 제3플로트(43)를 설치한다. 실질적으로 3중관 구조인 것이다. 같은 동심원을 구성하는 3개의 플로트가 슬라이더관(47)의 외곽부에 3중으로 결합된 것이다. 최 외곽부에 설치된 제3플로트(43)가 간혹 오랜 사용으로 부식이 되어도 그 내부의 플로트인 제2플로트(42)와 제1플로트(41)는 견고한 상태로 부력을 발생시키기에 고온수의 상단에 떠 있을 수 있다. 또한 만일 상기 제2플로트(42)도 오랜 사용을 통해서 부식이 된다면 제1플로트(41)가 남아 고온수의 상단에 떠 있을 수 있는 부력을 제공하는 것이다.

종래 단일플로트 구조는 쉽게 물속에 걸리는 문제와 부식이나 침수로 인한 수명의 한계가 불가피 하다.

그런데 본 발명과 같이 3중관 구조의 플로트부(40)를 사용하게 되면 이러한 내구성은 30년 이상 사용이 가능하다.

이에 부가하여 본 발명은 도시된 도 4와 도 5에서처럼, 제3플로트(43)의 내측으로 그 내주면에서 일정한 간격을 두고, 원통형의 보강플로트판(44)를 체결하여 실질적인 4중관 구조의 플로트부(30)를 형성한다. 최 외곽의 제3플로트(43)의 내측으로 보강플로트판(44)를 체결하는 것이다. 이 보강플로트판(44)도 역시 원통형의 구조로써 제3플로트(43)의 내주면과 일정한 간격만을 유지시킨 상태에서 상부와 하부를 폐쇄시킨 폐쇄공간이기에 만일 제3플로트(43)의 외주면이 부식된다면 그 내부에서 제4플로트로서 활용된다. 결국 본 발명은 상세한 설명과 도시된 도면에서 3중 또는 4중의 플로트부를 설명하였다. 그러나 본 발명은 여기에 더하여 더 많은 격판을 형성하여 플로트부의 내구성을 강화시킬 수 있으므로, 충분한 부력을 확보하도록 플로트가 설계되므로 부력의 부족으로 플로트가 물속에서 작은 걸림에 올라오지 못하고 물속에 잠기는 위급한 사태가 발생하지 않는다.

다음으로 본 발명은 상기 플로트부(30), 지지플레이트(31), 센터플레이트(32) 및 연결관(35)은 다수의 간격격판(34)을 통해서 서로 일체로 결합되는 것이 바람직하다. 서로 견고하게 체결되면서 용접과 접촉면접을 최소화한 상태에서 견고하게 체결하게 된다. 무게를 가볍게 하여 상부오리피스유닛(100)이 플로터로서 용이하게 작동시키기 위해서 수직된 간격격판(34)을 이용하여 다수의 구성요소들을 일체화시킨 것이다.

전술된 것처럼 본 발명의 상부오리피스유닛(100)은 그 고온수의 유출과 유입에 따라 수위가 변동될 때 그 수위에 따라 상하 방향으로 연동을 한다. 도시된 도 2에서는 최저 수위까지 4m 내려간 도면을 도시한 것이고, 도 3은 최고수위까지 4m 상부로 올라온 상태를 도시한 것이다. 실질적으로는 도 2에서처럼 양쪽에 와이어가 걸린 상태이기에 도 3에서는 보이지 않는다. 결국 본 발명에서는 도시된 도 2와 3에서처럼, 상기 연결관(35)의 끝 양단에 걸이판(16)을 형성하고, 상기 걸이판(16)에 와이어(15)를 걸어 축열조(10)의 천장과 와이어(15) 연결하여 고온수 파이프(11)가 좌우로 흔들리지 않고 공증에 매달려 있도록 지붕 중앙 1개소, 지지와이어(11) 2개소에서 각각 고정된다.

도 2에서처럼, 수위가 내려가면 참조부호 32번의 중심홀이 60번 하단 링에 안착하여 오리피스유닛의 하강은 멈춘다. 이 위치는 최대 수위에서 오리피스유닛이 4m하강한 최저 위치이고 여기에서 4m를 상승하면 최고 수위가 된다.

그럼 앞에서 그 설명을 미뤄 논 상기 가이드관(60)과 고온수관(11)의 연결을 위한 연결수단(≒연결구)을 살펴본다. 도시된 도 6과 7에 상세히 도시하고 있는데, 상기 가이드관(60)과 고온수관(11)은, 일측은 가이드관(11)과의 연결부위에는 고온수 유입수단(K)을 가지고, 타측은 고온수관(11)에 끼워질 수 있도록 상광하협의 테이퍼관을 가진 유입관(61)을 통해서 서로 결합되는 것이 바람직하다.

도시된 도 2와 3을 참조하여 설명하자면, 상기 상부오리피스유닛(100)의 유입/방출공간(33)을 통해서 고온수는 유입되고 유출된다. 유입을 실례로 설명하자면 상기 유입공간(33)을 통해서 유입된 고온수는 고온수관(11)의 흡입력에 따라 하향하여 연결관(35)의 내부로 들어간다. 연결관(35)의 내부로 들어간 고온수는 연결관(35)의 내부에 슬라이더관(47)과 고온수관(11)을 연결하는 유입관(61)의 고온수 유입수단(K)을 통해서 고온수관(11)으로 유입되는 것이다. 슬라이더관(47)에 비하여 연결관(35)의 지름을 크게 한 이유는 슬라이더관(47)과의 체결을 용이하게 하기 위함이고 보다 빠른 시간에 많은 고온수를 유출하고 유입시킬 수 있도록 하기 위한 배려이다. 결국 상기 고온수 유입수단(K)은 슬라이더관(47)과 유입관(61)을 견고히 체결하는 역할을 하면서도 연통공이나 공간을 제공하여 연결관(35)과 슬라이더관(47) 사이로 유입된 물을 흡입하는 역할을 한다.

이와는 달리 유출의 경우에는 상기 고온수관(11)을 타고 올라온 재 가열된 고온수가 유입관(61)을 거쳐 상단의 고온수 유입수단(K)을 통해 외부로 배출된다. 고온이며 저밀도의 고온수 유입에 따라 연결관(35)의 상부로 상승하여 상부오리피스유닛(100)의 유입/방출공간(33)의 외부로 방출되는 것이다.

그럼 이러한 본 발명의 상기 고온수 유입수단(K)의 보다 상세한 실시예를 설명한다. 도시된 도 6과 7에서처럼, 일측에 가이드관(60)의 끝단 지름을 수용할 수 있는 커팅부(66)를 가지고, 타측에 유입관(61)의 내주면에 끼워져 결합되는 몸체부(67)를 가진 제1리브판(62)이 있고, 상기 제1리브판(62)과 90°간격을 두고 쌍으로 끼워질 수 있도록, 일측에 가이드관(60)의 끝단 반지름을 수용할 수 있는 커팅부(68)를 가지고, 타측에 유입관(61)의 내주면에 결합되는 몸체부(69)를 가진 2개의 제2리브판(63)이 있다. 따라서 상기 리브판드에 의해서 "+"(열십자) 형태로 가이드관(60)과 유입관(61)을 체결시키며 상기 제1리브판(62)과 제2리브판(63)과의 사이 간격인 물유입경로(A)를 통해서 고온수를 유입, 유출시키는 것이다.

도시된 도 7에는 제1리브판(62)과 제2리브판(63)의 부품도가 도시되어 있고, 도 6에는 결합된 상태와 요부 단면도가 도시되어 있다. 도시된 것처럼 제1리브판(62) 1개와 제2리브판(63) 2개가 결합하여 유입관(61)의 상부에서 "+"(열십자) 형태로 가이드관(60)과 유입관(61)을 체결시키며 고정되어 있다. 이 리브판 사이 공간부인 물유입경로(A)를 통해서 고온수를 유입 또는 유출시키는 것이다.

결국 상기 고온수 유입수단(K)은, 상부 오리피스(50)가 수위에 따라 승,하강 시에도, 그 연결관(35)을 통해서 외곽을 수용할 수 있도록 연결관(35)의 대응되는 길이를 장형으로 형성한다.

이유는, 상부오리피스(50)가 상승할 때, 최상단으로 올라갈 경우에도 상기 고온수 유입수단(K)을 연결관(35)이 수용(=덮여있는)한 상태를 유지하도록 설계된다.

만일 연결관(35)이 상기 고온수 유입수단(K)의 상부로 올라가고, 고온수가 그 유입수단(K)의 외부로 배출된다면, 고온수는 최고 수위에 미치지 못하는 하단부분에서 수평방향으로 분출되면서 고.저온수가 혼합되어 축열조 기능을 상실하기 때문이다.

상부오리피스(50)가 하강할 경우에는, 온수 유입수단(K)은 연결관(35)에 4m이상 덮혀 있어 문제가 없다.

10; 축열조 11; 고온수관
12; 저온수관 15; 와이어
20; 하부오리피스 20; 하부오리피스유닛
30; 플로트부 31; 지지플레이트
32; 센터플레이트 33; 유입/방출공간
34; 간격격판 35; 연결관
40; 고온수유입부 41; 제1플로트
42; 제2플로트 43; 제3플로트
44; 보강플로트판 50; 상부 오리피스
60; 가이드관 61; 유입관
62; 제1리브판 63; 제2리브판

Claims (5)

1. 축열조(10)에 설치되는 상부 오리피스유닛(100)에 있어서,
   상기 축열조(10)의 천장 중심부분에 수직되게 직립된 상태로 체결된 가이드관(60);
   상기 가이드관(60)을 타고 승하강 할 수 있도록 중심부에 형성되며, 상하 개방된 관통공(46)을 가진 슬라이더관(47);
   상기 슬라이더관(47)의 외곽으로 동심원을 그리며 다중으로 설치하되, 내부가 비어있고 상?하부를 폐쇄하여 부력을 통해서 물 위에 떠 있을 수 있도록 형성된 다중의 플로트부(30);
   상기 플로트부(30)의 하단에 설치된 원형의 센터플레이트(32);
   동심원 방향으로 방사상의 수직한 다수의 간격격판(34)을 통해서 상기 센터플레이트(32)와 일정한 간격을 두고 체결된 지지플레이트(31);
   상기 지지플레이트(31)의 하단 중심부분에 체결되어 상기 관통공(46)과 연통되게 결합되는 연결관(35); 및,
   상기 지지플레이트(31)와 상기 센터플레이트(32) 사이에 설치되고, 고온수를 유입 또는 유출되는 유입/방출공간(33)을 구비한 고온수유입부(40);를 포함하는 것을 특징으로 하는 지역난방 축열조에서 동심원 다중 원통형 격실 구조를 갖는 부유식 오리피스 유닛.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 다중의 플로트부(30)는,
   상기 슬라이더관(47)이 관통되고, 상, 하부가 폐쇄되도록 장착된 원통형의 제1플로트(41);
   상부 및 하부가 폐쇄되고, 상기 제 1 플로트(41)의 외각으로 설치된 원통형의 제2플로트(42); 및,
   상기 제2플로트(42)의 외곽으로 설치되며, 상부 및 하부가 폐쇄된 원통형의 제3플로트(43);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지역난방 축열조에서 동심원 다중 원통형 격실 구조를 갖는 부유식 오리피스 유닛.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제3플로트(43)의 내측으로 그 내주면에서 일정한 간격을 두고, 원통형의 보강플로트판(44)을 체결하여, 상기 플로트부(30)는 상기 축열조의 축, 방열량에 따라 3 또는 4중관 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 지역난방 축열조에서 동심원 다중 원통형 격실 구조를 갖는 부유식 오리피스 유닛.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 플로트부(30), 상기 지지플레이트(31), 상기 센터플레이트(32) 및 상기 연결관(35)은 다수의 간격격판(34)을 통해서 서로 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 지역난방 축열조에서 동심원 다중 원통형 격실 구조를 갖는 부유식 오리피스 유닛.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 연결관(35)의 끝 양단에 걸이판(16)을 형성하고, 상기 걸이판(16)에 와이어(15)를 걸어 상기 축열조(10)의 천장에 상기 와이어(15)가 연결된 것을 특징으로 하는 지역난방 축열조에서 동심원 다중 원통형 격실 구조를 갖는 부유식 오리피스 유닛.

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