KR101754029B1

KR101754029B1 - 메인보일러와 가스보일러의 배관 연결구조

Info

Publication number: KR101754029B1
Application number: KR1020160056140A
Authority: KR
Inventors: 이재혁
Original assignee: 이재혁
Priority date: 2016-05-09
Filing date: 2016-05-09
Publication date: 2017-07-06

Abstract

본 발명은 메인보일러와 가스보일러의 배관 연결구조에 관한 것으로, 구체적으로는 메인으로 에너지를 연소하는 메인보일러에서 발생되는 온수가 송수관을 통해 각 방 배관 등을 거쳐 서브보일러인 가스보일러를 순환하면서 열교환을 한 뒤 메인보일러의 송수관으로 유입되도록 하되, 가스보일러에서 온수 사용 시 메인보일러에서 가열된 온수가 순환되도록 하여 연료가 과도하게 연소되어 보일러의 과열을 방지할 수 있는 메인보일러와 가스보일러의 배관 연결구조에 관한 것이다.

Description

메인보일러와 가스보일러의 배관 연결구조{Connecting structure of pipe main boiler and gas boiler}

일반적으로 보일러(Boiler)는, 석유나 석탄 및 가스 등을 연료로 사용하여 이를 연소시키거나 히터에 전기를 공급시켜 발생되는 연소열 및 전열을 이용하여 물을 가열하여 각종 난방시설 등에 더운물을 공급하기 위하여 물을 끓이는 시설을 말하며, 주택용 보일러의 경우에는 실내의 바닥 등에 설치된 배관에 더운물을 공급하여 난방을 하거나, 급수관을 통해 온수의 공급 등에 사용되어 지고 있다.

병렬 보일러는 가정용의 소형 보일러를 다 수개 병렬로 연결하여 대형 보일러의 용량을 갖도록 한 것으로, 가정용 보일러를 기반으로 구성한 것인데, 이와 같은 병렬 보일러는 대형 보일러와 달리 별도의 보일러 관리 인력이 필요하지 않고 누구나 관리가 가능한 이점이 있다.

또한, 가정용 소형 보일러를 사용함으로써 협소한 공간에 설치가 가능하고 유지보수 및 관리가 간편함은 물론 적은 열량부터 일부의 보일러가 가동되면서 필요한 열량만큼 보일러가 가동됨으로써 대형 보일러보다 유지비가 적게 드는 장점을 갖고 있다.

이와 같은 병렬 보일러들은 통상 온수는 공동으로 연결되고, 난방배관은 각방별 난방배관에 대해 보일러들이 1:1 방식으로 연결된 경우와, 모든 난방과 수개의 보일러들이 공동으로 연결되어 난방에 필요한 열량에 따라 보일러의 작동 개수를 달리하는 경우가 있다.

그런데, 종래의 병렬 보일러 중 각방별 난방배관에 대해 보일러들이 공동으로 연결된 병렬 보일러에서는 사용자의 난방운전요청이 있을 시, 난방부하량에 따른 필요열량을 산출한 후 그 열량에 부응하여 보일러들을 정해진 순서에 맞춰 순차적으로 난방 작동시키는 제어방법을 채택하고 있다.

이와 같이, 난방배관에 대해 상호 공동 연결된 수개의 병렬 보일러들을 정해진 순서에 맞춰 순차적인 난방운전 시키는 방법은, 일부 보일러에만 잦은 난방이 일어나게 되어 해당 보일러의 부하에 악영향을 미칠 뿐만 아니라 최적의 난방운전이 이루어지지 않게 되고, 또한 상호 병렬 연결된 전체 보일러들이 각각 균등 난방운전이 되지 않으므로 일부 보일러는 수명이 매우 짧아지게 됨은 물론 전체 보일러의 수명을 균등하게 관리할 수 없는 문제점이 있다.

1. 대한민국 공개특허 10-2007-97987호 2. 대한민국 등록특허 10-0736214호

특허문헌 1에는 가스난방전용보일러와 가스난방겸용 온수보일러, 가스온수기, 그리고 온수탱크 등의 가스난방/온수기기를 필요한 수만큼 병렬 배관 시공하는 것에 의해 건축물의 사용요건에 따른 현장별 최적의 소비자 맞춤 온수공급, 소비자 맞춤 난방공급을 할 수 있도록 하는 가스난방/온수기기 배관 병렬접속시스템에 대한 기술이 개시되어 있다.

그러나 특허문헌 1의 경우 가스난방전용보일러, 가스난방겸용온수보일러, 가스온수기, 온수탱크의 가스난방/온수기기를 적어도 2대 이상 접속 사용하되, 각 가스난방 온수기기의 가스배관, 직수배관, 난방배관, 온수배관을 병렬 접속한 것으로서, 건축물이 새로 시공될 시에만 적용되어 기존과 같이 보일러가 설치된 곳에서는 이용이 어렵다는 문제점이 있었다.

또한, 각각의 보일러들을 구동시키기 위해서는 차가운 물을 데우는데 걸리는 시간이 오래 소요되며, 이로 인해 에너지 소모가 많이 되는 문제점이 있었다.

한편, 특허문헌 2에는 기름보일러의 기존시설 교체 없이 기존의 기름보일러에 연탄보일러를 간단하게 연결 설치하여 연탄보일러 및 기름보일러의 각 개별성을 유지하면서, 연탄보일러에 의한 온수의 자연순환 및 강제순환을 이용하여 효율적인 난방 및 급탕을 제공할 수 있고, 또한 연탄보일러 사용으로 인한 과열의 문제점을 해소할 수 있는 연탄 및 기름 겸용 보일러에 대한 기술이 개시되어 있다.

그러나 특허문헌 2의 경우 연탄보일러 각 배관들 사이에 밸브들이 개재되어 있어 원활한 난방수의 순환이 되지 않을 뿐만 아니라, 특히, 각 보일러(기름 및 연탄보일러) 간을 이동하는 난방수에는 공기가 함유되어 있을 수 있기 때문에, 이 경우 상기한 밸브들에 의해 공기는 순환되지 못하고 배관 내에 계속 모이게 되어 순환펌프들이 공회전되며, 이로 인해 난방수가 원활한 순환이 이루어지지 못한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 메인으로 에너지를 연소하는 메인보일러에서 발생되는 온수가 송수관을 통해 각 방 배관 등을 거쳐 서브 보일러인 가스보일러를 순환하면서 열교환을 한 뒤 메인보일러의 송수관으로 유입되도록 하되, 가스보일러에서 온수 사용 시 메인보일러의 연료가 과도하게 연소되어 보일러의 과열을 방지할 수 있는 메인보일러와 가스보일러의 배관 연결구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 가열된 물이 난방 출구와 연결되는 제1 송수관으로 배출되어 각 방의 난방배관, 욕실 및 싱크대의 온수배관으로 분배하도록 송수분배기 및 제1 환수관을 거쳐 유입되도록 구성되는 메인보일러; 및 상기 제1 환수관의 중간부와 연결되는 제2 환수관과, 상기 제1 환수관에서 유입된 온수가 제2 환수관을 거쳐 제2 송수관을 통하여 메인 보일러의 난방입구로 유입되도록 구성되는 가스보일러;로 구성되되, 상기 가스보일러에서 온수배관을 개방하여 가스보일러의 내측에 구비되는 삼방변에 의해 제2 송수관이 차단될 시 메인보일러의 내측에 가열된 물이 제1 송수관으로 배출되어 송수분배관, 난방배관을 거쳐 제1 환수관을 통하여 계속 순환되도록 하고, 그 중 일부는 제2 환수관을 통하여 가스보일러로 공급되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 송수관은, 제1 송수관과 연결되되, 상기 난방 출구의 상부에 연결되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 제2 송수관은, 제1 송수관과 연결되되, 상기 난방 출구의 하부에 연결되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 메인보일러의 내측에 가열된 물이 제1 송수관으로 배출되어 송수분배관, 난방배관을 거쳐 제1 환수관을 통하여 계속 순환될 시 순환을 원활하게 유지하기 위하여 제1 송수관의 중간에 구비되는 펌프를 더 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 메인보일러의 내측에 가열된 물이 제1 송수관으로 배출되어 송수분배관, 난방배관을 거쳐 제1 환수관을 통하여 계속 순환될 시 상기 메인보일러에서 가열된 물에 함유된 에어 및 증기를 배출하기 위한 에어 배출구를 더 포함한다.

본 발명의 메인보일러와 가스보일러의 배관 연결구조에 의하면, 보일러 구동 시 메인보일러에서 배출된 온수가 소정의 경로를 거쳐 가스보일러로 유입되도록 구성되되, 가스보일러의 온수배관을 개방할 시 메인보일러에서 배출되는 물이 난방배관을 계속 순환하게 함으로써 메인보일러의 가열에 의해 보일러 내부가 증기로 가득하거나 폭발되는 위험이 없어지는 효과가 있다.

또한, 메인보일러의 난방수가 서브보일러인 가스보일러로 유입되면서 예열을 하게 되고, 이로 인해 메인보일러의 작동이 멈추더라도 가스보일러를 작동시키기 위한 에너지의 소모를 현저하게 줄일 수 있어 에너지 소비를 절감할 수 있게 되는 것이다.

또한, 비교적 면적이 넓은 주택 또는 복층의 주택에서 복수의 보일러를 사용할 경우 가스보일러와 연결된 난방 배관으로 난방수를 보낼 시 이미 가열된 난방수가 가스보일러로 유입되기 때문에 가스보일러의 가동시간을 현저하게 줄일 수 있어 에너지를 절약할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 메인보일러와 가스보일러의 배관 연결구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 도 1의 변형예이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 메인보일러와 가스보일러의 배관 연결구조를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 메인보일러와 가스보일러의 배관 연결구조를 개략적으로 나타낸 모식도이고, 도 2는 도 1의 변형예이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 메인보일러와 가스보일러의 배관 연결구조는, 가열된 물이 난방 출구와 연결되는 제1 송수관(110)으로 배출되어 각 방의 난방배관(111), 욕실 및 싱크대의 온수배관으로 분배하도록 송수분배기(130) 및 제1 환수관(120)을 거쳐 유입되도록 구성되는 메인보일러(100)가 구비된다. 상기 메인 보일러(100)는 예를 들어 연탄, 화목보일러 등이 적용될 수 있다.

한편, 상기 제1 환수관(120)의 중간부와 연결되는 제2 환수관(220)과, 상기 제1 환수관(120)에서 유입된 온수가 제2 환수관(220)을 거쳐 제2 송수관(210)을 통하여 메인 보일러(100)의 난방입구로 유입되도록 구성되는 가스보일러(200)가 구비된다. 상기 가스보일러(200)는, 도면에 구체적으로 도시되진 않았지만, 하우징의 내측에 구비되는 물탱크로부터 공급되는 물을 펌프에 의해 순환시켜 주열교환기에서 가열버너로 가열하고, 이 가열된 물은 삼방변의 제어작동으로 온수열교환기 또는 실내 난방배관으로 선택으로 공급하여 온수공급 및 난방을 행하게 된다.

구체적으로 온수열교환기에 연결된 온수공급구와 실내난방배관에 연결된 난방수공급구가 밸브몸체 상에 180°간격으로 대향되게 형성되어 마이컴에 의한 사용자의 제어작동으로 개폐볼이 180°씩 회전 이동하여 온수공급구를 차단하게 되면 실내난방배관으로 가열된 물이 공급되고, 다시 개폐볼이 180°씩 회전 이동하여 난방수공급구를 차단하게 되면 온수열교환기로 가열된 물이 공급되도록 구성된다.

한편, 상기 가스보일러(200)에서 온수배관(240)을 개방하여 가스보일러(200)의 내측에 구비되는 삼방변에 의해 제2 송수관(210)이 차단될 시 메인보일러(100)의 내측에 가열된 물이 제1 송수관(110)으로 배출되어 송수분배관(130), 난방배관(111)을 거쳐 제1 환수관(120)을 통하여 계속 순환되도록 하고, 그 중 일부는 제2 환수관(220)을 통하여 가스보일러(200)로 공급되도록 구성된다.

즉, 상기 가스보일러(200)에서 온수배관(240)을 개방하게 되면 가스보일러(200)의 제2 송수관(210)은 내측에 구비되는 삼방변에 의해 자동으로 차단된다. 이때 메인보일러(100)가 기름 내지 가스보일러일 경우에는 내부의 온도가 설정온도 이상으로 상승하게 되면 자동으로 연소를 차단하게 되지만, 메인보일러가 연탄 내지 화목보일러의 경우에는 연소를 자동으로 차단하기가 어려우므로 메인보일러의 내측에는 온수가 과도하게 과열되어 메인보일러가 소손될 수 있게 된다. 따라서 상기와 같이 가스보일러(200)는 제1 환수관(120)의 중간부와 연결되는 제2 환수관(220)과, 상기 제1 환수관(120)에서 유입된 온수가 제2 환수관(220)을 거쳐 제2 송수관(210)을 통하여 메인 보일러(100)의 난방입구로 유입되도록 구성하게 되는 것이다. 즉, 가스보일러(200)의 온수배관(240)을 개방하게 되면, 메인보일러(100)에서 과열된 물이 순환되도록 하여 메인보일러(100)의 과열을 방지하게 되는 것이다.

한편, 상기 제2 송수관(210)은, 제1 송수관(110)과 연결되되, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 난방 출구의 상부 또는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 난방 출구의 하부와 연결되도록 구성할 수 있다. 여기서 상기 도 1의 실시예의 경우 상향식 가스보일러를, 도 2의 실시예의 경우 하향식 가스보일러의 구성을 개략적으로 나타낸 것으로, 상기한 상향식 및 하향식 가스보일러는 이미 널리 알려진 가스보일러들이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

한편, 상기 메인보일러(100)의 내측에 가열된 물이 제1 송수관(110)으로 배출되어 송수분배관(130), 난방배관(111)을 거쳐 제1 환수관(120)을 통하여 계속 순환될 시 순환을 원활하게 유지하기 위하여 제1 송수관(110)의 중간에 구비되는 펌프(300)가 더 구비된다. 따라서 상기 펌프(300)에 의해 온수가 원활하게 순환하도록 되는 것이다.

한편, 상기 메인보일러(100)의 내측에 가열된 물이 제1 송수관(110)으로 배출되어 송수분배관(130), 난방배관(111)을 거쳐 제1 환수관(120)을 통하여 계속 순환될 시 상기 메인보일러(100)에서 가열된 물에 함유된 에어 및 증기를 배출하기 위한 에어 배출구(112)가 더 구비될 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 메인보일러와 가스보일러의 배관 연결구조의 작동상태에 대하여 살펴보기로 한다.

우선 설명하기에 앞서 본 발명의 실시예에서 메인보일러는 연탄보일러로 예를 들어 설명하기로 한다.

우선 메인보일러(100)를 구동하게 되면 송수분배기(130)를 거쳐 온수의 일부는 욕실, 싱크대에서 사용되고, 또 다른 일부는 난방배관(111)을 거쳐 난방을 한 고온의 온수가 제2 환수관(220)을 통하여 가스보일러(200)로 유입된다. 이때 가스보일러(200)는 상기 난방배관(111)을 거치면서 손실된 열량 만큼만을 가열하여 온수의 온도를 설정온도로 맞추게 되며, 또한, 부족한 온수만큼의 새로운 물이 유입되어 이를 가열하게 된다. 그리고 남은 온수는 다시 메인보일러(100)로 유입된다.

한편, 가스보일러(200)와 연결된 욕실 또는 싱크대에서 온수가 필요하여 온수를 사용하도록 온수배관(240)을 개방되면, 삼방변은 상기 제2 송수관(210)으로 온수가 배출되지 못하도록 차단하게 된다. 이때 상기 메인보일러(100) 내측에 가열된 물이 제1 송수관(110)으로 배출되어 송수분배관(130), 난방배관(111)을 거쳐 제1 환수관(120)을 통하여 계속 순환(도면의 일점쇄선 참조)되도록 하게 된다. 따라서 메인보일러(100)는 가열되어 증기로 가득하거나 폭발의 위험이 없어지게 되는 것이다.

한편, 제1 송수관(110)으로 배출되어 송수분배관(130), 난방배관(111)을 거쳐 제1 환수관(120)을 통하여 순환되는 온수에도 혹 설정온도보다 과열될 경우가 발생하게 되는데 이때 상기 에어 배출구(112)를 통하여 에어 및 증기를 외부로 배출하게 되는 것이다.

한편, 제1 송수관(110)의 중간에 구비되는 펌프(300)에 의해 메인보일러(100)의 내측에 가열된 물이 제1 송수관(110)으로 배출되어 송수분배관(130), 난방배관(111)을 거쳐 제1 환수관(120)을 통하여 계속 순환되도록 하게 된다.

이후, 가스보일러(200)의 온수배관(240)이 차단되면, 메인보일러(100)에서 배출되는 온수의 일부는 사용되면서 남은 일부는 가스보일러(200)를 거쳐 메인보일러(100)로 순환하게 되는 과정(도면의 점선 도시)을 거치게 된다.

이상에서 설명된 본 발명의 메인보일러와 가스보일러의 배관 연결구조의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 메인보일러 110 : 제1 송수관
111 : 난방배관 120 : 제1 환수관
130 : 송수 분배관 200 : 가스보일러
210 : 제2 송수관 220 : 제2 환수관
300 : 펌프

Claims

가열된 물이 난방 출구와 연결되는 제1 송수관(110)으로 배출되어 각 방의 난방배관(111), 욕실 및 싱크대의 온수배관으로 분배하도록 송수분배기(130) 및 제1 환수관(120)을 거쳐 유입되도록 구성되는 메인보일러(100); 및
상기 제1 환수관(120)의 중간부와 연결되는 제2 환수관(220)과, 상기 제1 환수관(120)에서 유입된 온수가 제2 환수관(220)을 거쳐 제2 송수관(210)을 통하여 메인 보일러(100)의 난방입구로 유입되도록 구성되는 가스보일러(200);로 구성되되,
상기 가스보일러(200)에서 온수배관(240)을 개방하여 가스보일러(200)의 내측에 구비되는 삼방변에 의해 제2 송수관(210)이 차단될 시 메인보일러(100)의 내측에 가열된 물이 제1 송수관(110)으로 배출되어 송수분배관(130), 난방배관(111)을 거쳐 제1 환수관(120)을 통하여 계속 순환되도록 하고, 그 중 일부는 제2 환수관(220)을 통하여 가스보일러(200)로 공급되는 것을 특징으로 하는 메인보일러와 가스보일러의 배관 연결구조.
제1 항에 있어서,
상기 제2 송수관(210)은,
제1 송수관(110)과 연결되되, 상기 난방 출구의 상부에 연결되는 것을 특징으로 하는 메인보일러와 가스보일러의 배관 연결구조.
제1 항에 있어서,
상기 제2 송수관(210)은,
제1 송수관(110)과 연결되되, 상기 난방 출구의 하부에 연결되는 것을 특징으로 하는 메인보일러와 가스보일러의 배관 연결구조.
제1 항에 있어서,
상기 메인보일러(100)의 내측에 가열된 물이 제1 송수관(110)으로 배출되어 송수분배관(130), 난방배관(111)을 거쳐 제1 환수관(120)을 통하여 계속 순환될 시 순환을 원활하게 유지하기 위하여 제1 송수관(110)의 중간에 구비되는 펌프(300)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메인보일러와 가스보일러의 배관 연결구조.
제1 항에 있어서,
상기 메인보일러(100)의 내측에 가열된 물이 제1 송수관(110)으로 배출되어 송수분배관(130), 난방배관(111)을 거쳐 제1 환수관(120)을 통하여 계속 순환될 시 상기 메인보일러(100)에서 가열된 물에 함유된 에어 및 증기를 배출하기 위한 에어 배출구(112)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 메인보일러와 가스보일러의 배관 연결구조.