KR101277853B1 - 스트레이너와 센서포켓이 일체로 형성된 온수분배기용 헤드밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러로부터 난방수를 공급하거나 환수하기 위하여 온수분배기에 장착되는 온수분배기용 헤드밸브에 관한 것으로, 온수분배기의 공급측 또는 회수측에 장착되는 헤드밸브에 이물질의 여과를 위한 스트레이너와 난방수의 온도측정을 위한 센서포켓을 일체로 형성하여 스트레이너와 센서포켓을 배관 상에 별도로 설치할 필요없이 누수요소를 줄이면서도 배관의 설치경로를 단순화하여 간단하게 시공할 수 있고, 또한 이러한 스트레이너와 센서포켓의 분리가 일체로 이루어져 이물질의 제거 및 부품의 교체와 점검 등 유지보수가 용이토록 한 것이다.

Description

스트레이너와 센서포켓이 일체로 형성된 온수분배기용 헤드밸브{A valve apparatus of hot-water distributor}

본 발명은 보일러로부터 난방수를 공급하거나 환수하기 위하여 온수분배기에 장착되는 온수분배기용 헤드밸브에 관한 것으로, 헤드밸브에 스트레이너와 센서포켓을 일체로 구비하여 바닥난방을 위한 온수분배기 및 배관의 설치 및 시공이 간단하면서도 보일러를 설치한 이후 이물질의 제거 및 유지보수가 용이토록 한 것이다.

일반적으로 보일러를 통한 난방시스템은 온수를 순환시켜 난방을 하는 것으로, 급수되어진 물을 보일러에서 연료를 연소시켜 가열한 후 보일러에 연결된 난방공급관과 연결되는 온수분배기의 공급측 헤드밸브를 통하여 각 방의 공급라인으로 분배시키면 그 분배되어진 난방수가 각 방의 난방배관을 타고 흐르면서 열교환되어 바닥난방을 하게 되는 것이고, 이와 같이 열교환에 의하여 바닥난방을 하게 되면서 열을 빼앗긴 물은 다시 각 방의 환수라인으로 환수되어 환수측 헤드밸브를 통하여 다시 보일러로 유입되어 재가열되는 구조로 이루어지며, 이와 동시에 보일러에 연결된 또 다른 급수관과 급탕관을 사용하여 온수 또는 냉수를 사용할 수 있도록 되는 것이다.

그리고 각 방이나 거실에 대한 난방의 조절은 온수분배기에 설치된 각 방의 밸브(공급라인 또는 환수라인에 선택적으로 설치됨)를 종래에는 수동조작으로 잠그거나 열어서 유량 조절을 하였으나 이러한 수동조작은 사용상 불편하며 정확한 온도조절이 불가능한 문제가 있는 것이다.

따라서 최근에는 전자장비에 의한 버튼의 조작, 즉 전자장비의 제어부의 동작명령에 의하여 작동하는 구동기를 각 방의 밸브(공급라인 또는 환수라인에 선택적으로 설치됨)에 달고 물의 공급라인 상에 온도측정을 위한 감지봉이 내장된 센서포켓을 달아서 구동기의 작동에 의하여 각 방의 밸브의 개폐가 자동으로 이루어질 수 있도록 하는 자동 온도조절 시스템이 도입되고 있는 것이다.

한편, 보일러를 통하여 가열된 물은 바닥에 깔린 난방배관을 타고 난방을 하고, 그 난방수가 보일러로 다시 유입된 후 다시 난방수로 공급되는 일련의 순환 과정을 거치게 되는데, 이 과정에서 물에 물때가 끼거나 또는 배관의 장기간 사용에 따른 부식이 발생할 경우 순환하는 물에 불순물이 함유되는 경우가 발생하고, 이러한 것이 보일러의 효율을 떨어뜨려 에너지 낭비의 요인이 될 뿐만 아니라 보일러 및 배관의 수명을 단축시키는 요인이 되는 것이다.

따라서 이를 방지하기 위하여 종래에는 보일러와 온수분배기를 연결하는 배관 상에 스트레이너를 설치하여 설치하여 수평으로 이루어진 관을 통하여 물이 공급되어질 때 경사진 스트레이너 관에 의하여 이물질이 걸러지도록 한 것이 제안되었다.

하지만, 이러한 것의 문제가 자동 온도조절 시스템에 이물질 제거를 위한 스트레이너를 장착하고자 할 경우, 도 5와 같이 스트레이너와 센서포켓을 별도로 설치하여야 함으로 별도의 부품사용은 물론 이러한 것들을 연결하기 위한 배관의 절단 작업 등의 부수적인 작업이 요구됨으로 시공에 있어서 작업성이 떨어지고 비경제적이고 비생산적인 문제가 있는 것이다.

따라서 최근에는 본 출원인에 의하여 도 6과 같이 센서포켓와 스트레이너가 일체로 형성된 연결관이 제안되었으나, 이러한 방식도 연결관을 배관의 중간에 삽입하는 방식이기 때문에 배관의 절단작업과 같이 부수적인 작업이 여전히 필요하며, 이러한 배관의 길이를 정확한 사이즈로 조절하기가 어려워서 보일러의 설치시 작업성이 떨어지는 문제가 여전한 것이다.

특히, 이러한 보일러와 온수분배기는 대부분의 가정에서 매우 협소한 공간에 설치되는데, 연결구의 설치위치에 따라 배관을 정확한 길이로 절단하여 연결하는 작업이 어려워서 숙련자가 아닌 경우에는 작업시간이 지체되는 등의 설치상의 문제가 있는 것이며, 또한 이러한 센서포켓은 상술한 바와 같이 일반 온수분배기에서 사용되지 않고 자동온수 밸브가 장착된 것에만 센서포켓을 설치하게 되는데, 이러한 자동온수 밸브는 구동기와 같이 자동제어를 위한 구조를 더욱 포함하고 있으므로 온수분배기의 설치공간이 더욱 협소해지며, 이에 따라 설치에 더욱 어려움이 있고, 이러한 연결부품이 많아짐에 따라 누수 요소가 많아지게 되는 문제가 있는 것이다.

또한, 이러한 스트레이너의 여과기능을 높이기 위해서는 도 5 및 도 6과 같이 수평으로 이루어진 배관에 스트레이너가 형성된 연결구를 설치하여 난방수가 수평으로 흐르는 중에 경사지게 형성된 스트레이너에 이물질이 모여지도록 설치되는데, 협소한 보일러실 내부에서 이러한 배관의 수평공간을 창출시키기가 설계상 어려울 뿐만 아니라, 또한 어렵게 설치하였다 하더라도 스트레이너에 함침되어 있는 이물질 제거를 위해서 캡을 개방해야 하는데, 캡 자체를 개방하기가 어려워서 사용이 매우 불편한 것이다.

또한, 이러한 수평상으로 이루어진 유로에 일측으로 기울어짐으로써 이물질이 침전되도록 되는 스트레이너의 구조는 수평상에서 각도를 단순 부가한 구조이므로 난방수가 빠르게 흐르게 될 때 연결관의 분기되어진 부분에서 와류현상이 발생하게 되고, 이에 따라 이물질이 침전된 상태를 유지하지 못하고 유속의 흐름속에서 떠 있는 상태를 유지하게 되며, 침전된 이물질을 주기적으로 제거해주지 않을 경우 부유되어 있는 이물질에 의하여 오히려 유속의 흐름을 방해하면서 보일러의 효율을 떨어뜨리게 되는 문제가 있는 것이다.

그리고 수동으로 조작되는 온수분배기가 이미 설치된 경우, 그 보일러 시스템을 자동 온수제어 시스템으로 전환하고자 하면, 온수분배기와 배관이 이미 설치되어 있는 협소한 공간상에는 스트레이너와 센서포켓을 부가적으로 설치할 수 없고, 이를 설치하기 위해서는 스트레이너와 센서포켓이 장착된 연결구의 설치위치를 감안하여 전체 배관의 연결 상태를 다시 설계하여야 하므로 온수분배기 뿐만 아니라, 전체 배관을 철거한 후 재설치를 하여야 하는 등의 경제적인 손실이 따르는 것이다.

따라서 본 발명은 물의 순환라인 상에 스트레이너와 온도측정 기능을 부가함에도 불구하고 배관의 연결부위를 최소화하여 누수요소를 줄이면서도 배관의 설치경로를 단순화하여 간단하게 시공할 수 있도록 한 것이다.

또한, 이물질의 여과구조가 안정적으로 침전되어 유속 흐름을 방해하지 않는 구조로 이루어져 보일러의 효율저하를 방지하고, 스트레이너의 장착위치가 캡을 간편하게 개폐할 수 있는 위치에 장착되도록 하여 이물질의 제거가 용이함은 물론 부속품의 점검 및 교체를 쉽게 하여 유지보수가 용이토록 한 것이다.

또한, 수동 조작으로 온도를 조절하는 온수분배기를 자동 온도조절 시스템의 온수분배기로 교체할 경우에도 배관의 재설치가 필요없이 경제적으로 전환 설치할 수 있도록 한 것이다.

이를 위하여 온수분배기의 난방수 공급 및 회수되어지는 부분에 설치되어지는 헤드밸브에 물이 공급되는 유체공급로와 이물질을 여과시키기 위한 수직경유로를 수직으로 직립되게 병렬로 형성하고, 상기 유체공급로와 수직경유로가 수평으로 이루어진 연결로로 연결토록 되면서 수직경유로의 타단부에는 연결로보다 하측으로 낙차가 형성된 유체배출로를 형성하며, 상기 수직경유로에는 스트레이너를 장착하여 유체공급로를 통하여 유입된 난방수가 연결로와 수직경유로와 유체배출로를 통하여 배출되는 과정에서 낙차에 의하여 하측으로 유도되어 걸러진 이물질이 스트레이너에 안정적으로 침전되도록 한 것이다.

또한, 수직경유로의 상단부에는 스트레이너의 배출을 위한 캡을 형성하고, 캡의 중앙부에 감지봉이 형성된 센서포켓을 일체로 형성하여 캡을 상측으로 개방하여 스트레이너의 이물질을 제거할 수 있으면서도 스트레이너와 센서포켓을 일체로 분리할 수 있도록 하여 점검 및 부속품의 교체가 용이하고 유지보수가 용이토록 한 것이다.

따라서 본 발명은 온수분배기에 반드시 설치되어지는 헤드밸브에 스트레이너와 센서포켓을 일체로 내장함으로써 별도의 부속품의 설치가 필요없이 협소한 공간에도 간단하게 시공할 수 있고, 이에 따라 작업성을 향상시켜 보일러 시공시간 단축 및 부품의 절감으로 원가절감 효과가 발생되는 것이다.

또한, 배관 내부의 이물질이 안정적으로 침전되도록 하면서 포집한 이물질의 제거가 용이하여 난방수의 유속의 흐름을 방해하지 않음으로 난방수의 순환시 열효율을 높여주어 에너지 절감 효과가 있을 뿐만 아니라, 보일러 및 온수분배기, 배관 등의 유지관리비용 절감과 수명 연장 등의 경제적인 효과가 있는 것이다.

또한, 배관의 설치상태가 수동 온도조절 시스템과 다름없어 수동 온도조절 시스템을 자동 온도조절 시스템으로 전환설치시 배관의 재설치가 필요 없어 헤드밸브의 간단한 교체와 구동기의 부가설치만으로 자동 온도조절 시스템으로 전환할 수 있으므로 경제적인 설치가 가능한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 헤드밸브의 구조를 나타낸 단면도
도 2는 본 발명의 헤드밸브의 사시도
도 3은 본 발명의 스트레이너와 센서포켓를 분리한 상태의 사시도
도 4는 본 발명의 헤드밸브가 온수분배기에 장착된 상태의 설치상태도
도 5 및 도 6은 종래의 스트레이너와 센서포켓의 설치구조를 나타낸 개략도

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 헤드밸브(10)는 도 4에 도시된 바와 같이 온수분배기(100)의 공급측에 설치하거나 또는 환수측에 설치하여 사용할 수 있는 것으로, 헤드밸브(10)의 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 헤드밸브 본체(10)가 난방수가 유입되는 유체공급로(11)와 이물질의 여과를 위한 수직경유로(12)를 형성하고, 상기 유체공급로(11)와 수직경유로(12)는 연결로(13)에 의하여 직교하게 연결되도록 하며, 상기 수직경유로(12)는 연결로(13)의 타측으로 직교하게 유체배출로(14)를 형성하면서 수직경유로(12)의 내부에는 스트레이너(20)와 센서포켓(30)을 내장하여 난방수의 순환중에 헤드밸브(10) 내부에서 이물질의 여과는 물론 온도측정을 할 수 있도록 한 구성이다.

이때, 상기 유체공급로(11)와 수직경유로(12)는 수직으로 직립되게 병렬로 형성하면서 수평으로 이루어진 연결로(13)에 의하여 직교하는 방향으로 연결되도록 함으로써 바닥에서 직상부로 유체공급로(11)를 통하여 헤드밸브 본체(10)로 유입된 물이 유체배출로(14)를 통하여 바로 배출되지 않고 수평의 연결로(13)에서 스트레이너(20)가 내입된 수직경유로(12)를 통하여 유체배출로(14)로 배출됨으로 유로가 꺾인 형태로 배출되는 것이다.

이러한 꺾임은 상기 헤드밸브 본체(10)의 연결로(13)의 선단의 연장선상에 차단벽(15)이 형성하여 그 하단으로 직교하는 방향으로 수직경유로(12)가 형성되어 유체의 흐름이 방향전환되면서 수직경유로(12) 내에 내입된 스트레이너(20)에 의한 이물질의 여과가 이루어진 상태에서 연결로(13)보다 상대적으로 낮은 높이에 형성되어진 유체배출로(14)를 통하여 유체의 흐름이 이루어지는 것이다.

즉, 바닥에서 직상부로 유체공급로(11)를 통하여 유입된 난방수가 수평의 연결로(13)와 수직의 수직경유로(12)와 수평의 유체배출로(14)를 통하여 배출되는 과정에서 연결로(13)와 유체배출로(14)의 낙차에 의하여 수직경유로(12)로 유도되는 것이고, 이 과정에서 수직경유로(12)에 내입된 스트레이너(20)에 이물질이 걸러지면서도 걸러진 이물질이 스트레이너(20)에 안정적으로 침전될 수 있게 한 것이다.

또한, 상기 헤드밸브 본체(10)의 수직경유로(12)에 내장된 스트레이너(20)는 원통형으로 형성하면서 스트레이너(20)의 교환시에는 수직경유로(12)의 상단부에는 캡(40)이 장착될 수 있는 소켓부(16)를 형성하여 소캡부(16)에 탈착가능하게 나사식으로 장착된 캡(40)을 개방하면 캡에 장착된 센서포켓(30)과 스트레이너(20)가 분리되어져 이물질을 제거하거나 또는 센서포켓(30)을 점검할 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 캡(40)은 나선결합구조로 소켓부(16)에 결합되도록 하면서 패킹에 의하여 기밀유지가 되도록 하고, 캡(40)의 분리를 위하여 상단부에 나비너트의 형상으로 손잡이(41)를 형성함으로써 캡(40)을 쉽게 개폐시킬 수 있도록 함이 바람직한 것이다.

또한, 상기 센서포켓(30)은 온도측정을 위한 감지봉(31)을 내장하여 그 감지봉(31)이 캡(40)의 내측, 즉 수직경유로(12)측으로 하향되면서 감지봉(31)의 선단이 연결로(13)에 노출되게 삽입되도록 함으로써 연결로(13)를 흐르는 난방수가 차단벽(15)에 부딪히면서 난방수가 순환하는 동안에 난방수의 온도측정이 이루어지도록 되는것이다.
또한 이때 센서포켓(30)과 캡(40)의 결합구조는 캡(40)의 중앙부에 장착홀(42)을 형성하여 센서포켓(30)이 장착홀(42)에 나선결합구조로 결합되도록 함이 바람직한 것이고, 이렇게 센서포켓(30)이 중앙부에 조립됨으로써 감지봉(31)에 의한 온도측정시에 외부환경의 온도변화에 영향을 최소화할 수 있게 되면서 난방수의 정확한 온도측정이 가능하게 되는 것이다.

한편, 상기 스트레이너(20)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 수평의 연결로(13)와 동일선상에 즉 연결로를 구획하는 내입돌출벽(12a)의 상부측에 개구홀(21)이 위치토록 형성하고, 연결로(13)와 직교하게 형성되는 수직경유로(12)와k 구획하게 되는 내입돌출벽(12a)의 하부측으로는 다공성 막(22)이 위치되어지는 것이다.

이때, 상기 스트레이너(20)를 형성하는 다공성 막(22)의 바닥면은 막힘되어져 있어 캡(40)을 열고 스트레이너(20)를 상부로 꺼낼 때 이물질이 침전된 상태로 스트레이너(20)를 빼낼 수 있도록 하는 것이고, 또한 상기 바닥면은 측면의 다공성 막(22)과 같이 이물질이 빠지지 않는 범위 내에서 다공성 막으로도 형성할 수 있는 것이다.

이때, 상기 수직경유로(12)에 삽입되는 스트레이너(20)는 그 외경에 밀착되도록 내입돌출벽(12a)에는 구멍을 형성함으로써 유체배출로(14)로 배출되는 난방수에는 모든 이물질이 걸러지게 되는 것이다.

한편, 상기 유체공급로(11)와 연결로(13)의 연결부분에는 볼밸브 구조로 이루어진 개폐밸브(17)를 형성함으로써 난방수를 공급하거나 또는 차단할 수 있게 되며, 난방수의 유량 또한 조절할 수 있게 되는 것이다.

10: 헤드밸브 본체 11: 유체공급로
12: 수직경유로 12a: 내입돌출벽
13: 연결로 14: 유체배출로
15: 차단벽 16: 소켓부
17: 개폐밸브
20: 스트레이너 21: 개구홀
22: 다공성 막
30: 센서포켓 31: 감지봉
40: 캡 41: 손잡이
42: 장착홀
100: 온수분배기

Claims (5)

1. 온수분배기(100)의 공급측 또는 환수측에 설치하여 바닥에서 직상부로 난방수가 유입되게 유체공급로(11)가 형성되는 헤드밸브에 있어서,
   상기 바닥에서 직상부로 난방수가 유입되게 유체공급로(11)가 형성되는 헤드밸브의 유체공급로(11)와 직교하는 방향으로 수평되게 연결로(13)가 형성되고
   상기 연결로(13)의 선단은 차단벽(15)이 형성되어 그 직상부로 소켓부(16)가 형성되어 손잡이를 갖는 캡(40)에 의하여 센서포켓(30)이 장착되고,
   상기 센서포켓(30)이 장착된 캡의 직하방으로는 연결로(13)를 가로질러 수직으로 수직경유로(12)를 형성하여 스트레이너(20)가 장착되고,
   상기 스트레이너는 개구홀(21)과 그 하부측으로는 다공성 막(22)을 형성하여 개구홀(21)은 연렬로(13)상에 위치되고 다공성막(22)은 연결로(13)에서 내입돌출벽(12a)에 의하여 개구되어진 부분의 하부에 긴밀하게 끼임되어져 위치토록 하고,
   상기 연결로(13)에서 내입돌출벽(12a)에 의하여 개구되어진 부분에 긴밀하게 끼임되어진 스트레이너의 다공성 막(22)만이 내입되어지는 수직경유로(12)와 직교하는 방향으로는 유체배출로(14)가 형성되어 연결로로 흐르는 유체의 흐름이 차단벽(15)에 의하여 변화되면서 센서포켓과 접촉되고 동시에 다공성막을 통하여 원활하면서 이물질을 완전하게 차단토록 하는 스트레이너와 센서포켓이 일체로 형성된 온수분배기용 헤드밸브
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