KR102130788B1

KR102130788B1 - 온수 분배기

Info

Publication number: KR102130788B1
Application number: KR1020190081938A
Authority: KR
Inventors: 한혜숙
Original assignee: 한혜숙
Priority date: 2019-07-08
Filing date: 2019-07-08
Publication date: 2020-07-06

Abstract

본 발명은 온수의 순환을 원활히 하고 환수되는 낮은 온도의 온수를 가열하여 열효율을 제고시킬 수 있는 온수 분배기에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 보일러에서 가열된 온수를 공급하는 급수관, 상기 급수관에서 공급된 온수를 각각의 난방배관으로 분배하는 급수헤더, 상기 난방배관으로 유입된 저온의 온수를 집수하는 환수헤더, 상기 환수헤더로 집수된 저온의 온수를 상기 보일러로 환수하는 환수관, 환수측 난방배관으로 환수되는 저온의 온수를 상기 급수헤더의 온수로 가열하는 가열부재를 포함한다.
따라서, 본 발명은 보일러에서 공급된 온수가 급수관의 제1 와류홈을 통해 유속이 증가되고 환수헤더로 집수된 온수가 환수관의 제2 와류홈을 통해 유속이 증가되어 보일러로 다시 환수되는 과정을 거치므로 온수의 순환을 원활히 유지할 수 있는 효과와, 가열부재가 환수측 난방배관을 흐르는 저온의 온수를 가열부재로 가열하고 이와 같이 가열된 온수가 환수헤더 및 환수관을 통해 보일러로 환수되므로 온수의 재가열에 소요되는 에너지의 소비를 절감하여 열효율을 제고시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

온수 분배기{HOT WATER DISTRIBUTOR}

본 발명은 온수 분배기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 온수의 순환을 원활히 하고 환수되는 낮은 온도의 온수를 가열하여 열효율을 제고시킬 수 있는 온수 분배기에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 온수 분배기는 보일러에서 가열된 온수를 각각의 난방배관으로 분배하는 급수헤더와, 난방배관에서 사용된 온수를 보일러로 환수하는 환수헤더를 포함한다.

온수 분배기에 관련된 종래기술로서, 대한민국 공개특허 제10-2018-0026847호(공개일자 2018년03월14일) ‘보일러 온수 분배기’, 대한민국 등록실용신안 제0406982호(등록일자 2006년01월17일) ‘보일러용 온수분배기’, 대한민국 등록실용신안 제0333458호(등록일자 2003년11월06일) ‘온수분배기의 분배관 체결구조’ 등이 개시되어 있다.

그러나, 상술한 종래기술은 보일러에서 가열된 온수를 각각의 난방배관으로 분배하고, 난방배관에서 사용된 저온의 온수를 보일러로 다시 환수하는 과정을 순환하므로, 보일러는 환수된 저온의 온수를 다시 가열한 후 난방배관으로 재 분배해야함에 따라, 재가열에 대한 에너지 소모로 인하여 경제적인 측면에서 비용 상승으로 이어지는 문제점이 있었다.

또한, 상술한 종래기술은 난방배관에서 사용된 온수를 원활히 순환시키기 위해 순환펌프를 연결하는데, 순환펌프의 작동만으로는 온수에 포함된 에어로 인하여 온수의 원활한 순환을 도모하기 어려운 문제점이 있었다.

(0001) 대한민국 공개특허 제10-2018-0026847호(공개일자 2018년03월14일) (0002) 대한민국 등록실용신안 제0406982호(등록일자 2006년01월17일) (0003) 대한민국 등록실용신안 제0333458호(등록일자 2003년11월06일)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 환수되는 낮은 온도의 온수를 가열하여 열효율을 제고시키고 온수의 순환을 원활히 도모할 수 있는 온수 분배기를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 보일러에서 가열된 온수를 공급하는 급수관, 상기 급수관에서 공급된 온수를 각각의 난방배관으로 분배하는 급수헤더, 상기 난방배관으로 유입된 저온의 온수를 집수하는 환수헤더, 상기 환수헤더로 집수된 저온의 온수를 상기 보일러로 환수하는 환수관, 환수측 난방배관으로 환수되는 저온의 온수를 상기 급수헤더의 온수로 가열하는 가열부재를 포함하되, 상기 가열부재는, 상기 환수측 난방배관을 수용하도록 가열실을 갖는 가열챔버, 상기 가열챔버의 가열실로 상기 급수헤더의 온수를 가열수로 공급하도록 연결된 가열수공급관, 상기 환수측 난방배관을 가열한 가열수를 급수헤더로 회수하도록 연결된 가열수회수관을 포함하고, 상기 급수관에는 상기 급수헤더 방향으로 피치가 점진적으로 감소하는 나선형의 제1 와류홈이 형성되어 온수의 유속을 증가시키며, 상기 환수관에는 상기 보일러 방향으로 피치가 점진적으로 감소하는 나선형의 제2 와류홈이 형성되어 온수의 유속을 증가시키는 것을 기술사상으로 한다.

본 발명에서, 상기 급수헤더에 일단부가 연결된 상기 가열수공급관의 타단부는 상기 가열챔버의 상면 좌측의 전면 모서리에 인접되는 위치에 연결되고, 상기 급수헤더에 일단부가 연결된 상기 가열수회수관의 타단부는 상기 가열챔버의 후면 일측에 연결되며, 상기 가열실에는 상기 가열수공급관과 상기 가열수회수관을 구획하도록 구획판이 구비되고, 상기 가열수공급관에서 공급된 가열수를 지속시키기 위한 유로를 가열실에 형성하기 위해 수직의 배플플레이트를 전후로 교호 배치하되, 상기 배플플레이트는 복수의 환수측 난방배관 사이에 전후로 교호 배치된다.

본 발명에서, 상기 가열실의 상면 및 하면에는 구획판 및 배플플레이트의 상단 및 하단이 끼움결합되도록 슬릿이 형성될 수 있다.

상술한 해결 수단으로 구현된 본 발명에 따르면, 보일러에서 공급된 온수가 급수관의 제1 와류홈을 통해 유속이 증가되고, 환수헤더로 집수된 온수가 환수관의 제2 와류홈을 통해 유속이 증가되어 보일러로 다시 환수되는 과정을 거치므로, 온수의 순환을 원활히 유지할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.

그리고 상술한 해결 수단으로 구현된 본 발명에 따르면, 가열부재가 환수측 난방배관을 흐르는 저온의 온수를 가열부재로 가열하고, 이와 같이 가열된 온수가 환수헤더 및 환수관을 통해 보일러로 환수되므로, 온수의 재가열에 소요되는 에너지의 소비를 절감하여 열효율을 제고시킬 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전체적인 형태를 나타낸 정면도.
도 2는 도 1의 ‘A’부분을 확대하여 종 방향 단면을 나타낸 확대 단면도.
도 3은 도 2의 C-C선 단면을 확대하여 나타낸 확대 단면도.
도 4는 도 1의 B-B선 단면을 확대하여 나타낸 확대 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 급수관의 종 방향 단면을 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 환수관의 종 방향 단면을 나타낸 단면도.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

따라서, 도면에서 표현한 구성요소의 형상 등은 더욱 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 관한 상세한 설명은 생략된다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 온수 분배기는, 보일러에서 가열된 온수를 공급하는 급수관(100), 급수관(100)에서 공급된 온수를 각각의 난방배관(300)으로 분배하는 급수헤더(200), 난방배관(300)으로 유입된 저온의 온수를 집수하는 환수헤더(400), 환수헤더(400)로 집수된 저온의 온수를 보일러로 환수하는 환수관(500), 환수측 난방배관(320)으로 환수되는 저온의 온수를 급수헤더(200)의 온수로 가열하는 가열부재(600)를 포함한다.

급수관(100)은 보일러에서 가열된 온수를 나선형으로 공급하는 나선형의 관으로서, 이러한 급수관(100)은 보일러와 급수헤더(200)를 연결한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전체적인 형태를 나타낸 정면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 급수관(100)의 종 방향 단면을 나타낸 단면도이다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 급수관(100)에는 급수헤더(200) 방향으로 피치(p1)가 점진적으로 감소하는 나선형의 제1 와류홈(110)이 형성되어 온수의 와류를 유도하므로 유속을 증가시키게 된다. 그리고 급수관(100)의 제1 와류홈(110)은 온수에 포함된 에어가 부딪쳐서 작은 입자 형태로 분리되므로 급수헤더(200)와 난방배관(300) 및 환수헤더(400)에 에어가 차게 되는 현상을 현저히 감소시킬 수 있다.

급수헤더(200)는 급수관(100)에서 공급된 온수를 각각의 난방배관(300)으로 분배하는 관으로서, 이러한 급수헤더(200)에는 복수의 난방배관(300) 및 가열수공급관(620)이 연결된다.

여기서, 난방배관(300)은 급수측 난방배관(310) 및 환수측 난방배관(320)을 포함하는데, 급수측 난방배관(310)은 급수헤더(200)에 연결되는 난방배관(300)의 선단부를 의미하고, 환수측 난방배관(320)은 환수헤더(400)에 연결되는 난방배관(300)의 말단부를 의미한다.

도 1을 참조하면, 급수헤더(200)의 양측 단부는 좌우 양측에 배치되는 프레임(700)에 지지되고, 우측 단부는 상술한 급수관(100)에 엘보우(elbow, E)로 연결된다. 급수헤더(200)의 하부에는 복수의 급수측 난방배관(300)이 소정 간격으로 연결되고, 전면 일측에는 후술하는 가열수공급관(620)이 연결되며, 상부 일측에는 제1 에어벤트밸브(220)가 구비되어 급수헤더(200) 내의 에어를 배기한다.

그리고 급수헤더(200)에 연결된 급수측 난방배관(310)에는 제1 체크밸브(210)가 구비되어 온수의 흐름을 단속하게 된다.

환수헤더(400)는 난방배관(300)에서 환수된 저온의 온수를 환수하는 관으로서, 이러한 환수헤더(400)에는 복수의 난방배관(300)이 연결된다.

도 1을 참조하면, 환수헤더(400)의 양측 단부는 프레임(700)에 지지되고, 좌측 단부는 환수관(500)에 엘보우로 연결된다. 환수헤더(400)의 하부에는 복수의 환수측 난방배관(300)이 소정 간격으로 연결되고, 상부 일측에는 제2 에어벤트밸브(420)가 구비되어 급수헤더(200) 내의 에어를 배기한다.

그리고 환수헤더(400)에 연결된 환수측 난방배관(320)에는 제2 체크밸브(410)가 구비되어 온수의 흐름을 단속하게 된다.

환수관(500)은 환수헤더(400)로 환수된 저온의 온수를 보일러로 나선형으로 환수하는 관으로서, 이러한 환수관(500)은 환수헤더(400)와 보일러를 연결한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 의한 환수관(500)의 종 방향 단면을 나타낸 단면도이다.

도 1 및 도 6을 참조하면, 환수관(500)에는 보일러 방향으로 피치(p2)가 점진적으로 감소하는 나선형의 제2 와류홈(510)이 형성되어 온수의 와류를 유도하므로 유속을 증가시키게 된다. 그리고 환수관(500)의 나선형의 홈은 온수에 포함된 에어가 부딪쳐서 작은 입자 형태로 분리되므로 급수헤더(200)와 난방배관(300) 및 환수헤더(400)에 에어가 차게 되는 현상을 현저히 감소시킬 수 있다.

가열부재(600)는 환수측 난방배관(320)으로 환수되는 저온의 온수를 급수헤더(200)의 온수로 가열하는 구성으로서, 이러한 가열부재(600)는 환수측 난방배관(320)을 수용하도록 가열실(611)을 갖는 가열챔버(610), 가열챔버(610)의 가열실(611)로 급수헤더(200)의 온수를 가열수로 공급하도록 연결된 가열수공급관(620), 환수측 난방배관(320)을 가열한 가열수를 급수헤더(200)로 회수하는 가열수회수관(630)을 포함한다.

도 2는 도 1의 ‘A’부분을 확대하여 종 방향 단면을 나타낸 확대 단면도이고, 도 3은 도 2의 C-C선 단면을 확대하여 나타낸 확대 단면도이며, 도 4는 도 1의 B-B선 단면을 확대하여 나타낸 확대 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 가열챔버(610)에는 양측 프레임(700) 사이에 개재되도록 직육면체 형상으로 형성되는데, 이러한 가열챔버(610)의 상부 및 하부에는 상하로 연이어져 통하도록 보스(614)를 갖는 관통공(615)이 형성되어 환수측 난방배관(320)이 관통되며, 그 내부에는 가열실(611)이 형성되어 환수측 난방배관(320)을 수용하게 된다. 가열실(611)에는 가열수를 오래 머물게 하여 가열 시간을 지속시키기 위한 유로를 형성하도록 수직의 배플플레이트(612)가 복수의 환수측 난방배관(320) 사이에 전후로 교호 배치된다.

특히, 도 3을 참조하면, 배플플레이트(612)는 가열수공급관(620)과 가열수회수관(630)을 구획하도록 가열챔버(610) 내에 구비된 구획판(613)과 가열실(611) 사이에 배치된다. 이에 따라, 가열수공급관(620)에서 가열챔버(610)로 공급된 가열수는 교호로 배치된 배플플레이트(612)에 의해 형성된 유로를 지그재그(zigzag) 형상으로 지나 구획판(613)과 가열실(611) 사이의 유로를 통과하여 가열수회수관(630)으로 회수된다.

그리고 가열실(611)의 상면 및 하면에는 배플플레이트(612)의 상단 및 하단이 끼움결합되도록 배플슬릿(616)이 형성된다. 또한, 가열실(611)의 상면 및 하면에는 구획판(613)의 상단 및 하단이 끼움결합되도록 구획슬릿(617)이 형성된다.

가열수공급관(100)의 일단부는 급수헤더(200)의 전면 일측에 연결되고 타단부는 가열챔버(610)의 상면 좌측의 전면 모서리에 인접되는 위치에 연결된다. 가열수공급관(100)은 급수헤더(200)의 온수를 가열수로 이용하도록 가열챔버(610)의 가열실(611)로 공급하게 된다. 가열수공급관(100)의 일단부에는 제1 솔레노이드 밸브(640)가 설치되어 가열수의 흐름을 전기적으로 단속하게 된다.

가열수회수관(630)의 일단부는 급수헤더(200)의 후면 일측에 연결되고 타단부는 가열챔버(610)의 후면 일측에 연결된다. 가열수회수관(630)은 환수측 난방배관(320)을 가열한 가열수를 급수헤더(200)로 회수하게 된다. 가열수회수관(630)의 일단부 및/또는 타단부에는 제2 솔레노이드 밸브(650)가 설치되어 회수하는 가열수의 흐름을 전기적으로 단속하게 된다.

이하에서는 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 전체적인 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 보일러에서 가열된 온수는 나선형의 급수관(100)을 통해 와류로 유도되어 유속이 증가된 형태로 급수헤더(200)로 공급된다.

이어서, 급수헤더(200)로 공급된 온수는 각각의 난방배관(300)으로 분배되고, 난방배관(300)을 지나 환수헤더(400)로 환수되는데, 이러한 환수헤더(400)로 환수되는 온수는 난방으로 인하여 열교환되어 저온을 이루게 된다.

이때, 제1 솔레노이드 밸브의 구동으로 가열수공급관(620)의 일단부를 개방하면, 급수헤더(200)의 온수가 가열수공급관(620)을 통해 가열실(611)로 공급된다.

계속해서, 가열실(611)로 공급된 가열수는 도 3에 도시된 바와 같이 유로를 지나면서 환수측 난방배관(320)을 가열하여 난방배관(300)을 흐르는 저온의 온수를 고온으로 형성하게 된다.

이후에 제2 솔레노이드 밸브의 구동으로 가열수회수관(630)의 양단부를 개방하면, 가열실(611) 내의 가열수가 급수헤더(200)로 회수된다.

한편, 환수헤더(400)에 집수된 온수는 나선형의 환수관(500)을 통해 와류로 유도되어 유속이 증가된 형태로 보일러로 환수된다.

따라서, 본 발명의 온수 분배기는 보일러에서 공급된 온수가 급수관(100)의 제1 와류홈(110)을 통해 유속이 증가되고, 환수헤더(400)로 집수된 온수가 환수관(500)의 제2 와류홈(510)을 통해 유속이 증가되어 보일러로 다시 환수되는 과정을 거치므로, 온수의 순환을 원활히 유지할 수 있다.

또한, 본 발명의 온수 분배기는 가열부재(600)가 환수측 난방배관(320)을 흐르는 저온의 온수를 가열하고, 이와 같이 가열된 온수가 환수헤더(400) 및 환수관(500)을 통해 보일러로 환수되므로, 온수의 재가열에 소요되는 에너지의 소비를 절감하여 열효율을 제고시킬 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시 예는 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 : 급수관 110 : 제1 와류홈
200 : 급수헤더 300 : 난방배관
310 : 급수측 난방배관 320 : 환수측 난방배관
400 : 환수헤더 500 : 환수관
510 : 제2 와류홈 600 : 가열부재
610 : 가열챔버 611 : 가열실
612 : 배플플레이트 613 : 구획판
614 : 보스 615 : 관통공
616 : 배플슬릿 617 : 구획슬릿
620 : 가열수공급관 630 : 가열수회수관
640 : 제1 솔레노이드 밸브 650 : 제2 솔레노이드 밸브
p1, p2 : 피치

Claims

보일러에서 가열된 온수를 공급하는 급수관, 상기 급수관에서 공급된 온수를 각각의 난방배관으로 분배하는 급수헤더, 상기 난방배관으로 유입된 저온의 온수를 집수하는 환수헤더, 상기 환수헤더로 집수된 저온의 온수를 상기 보일러로 환수하는 환수관, 환수측 난방배관으로 환수되는 저온의 온수를 상기 급수헤더의 온수로 가열하는 가열부재를 포함하되,
상기 가열부재는, 상기 환수측 난방배관을 수용하도록 가열실을 갖는 가열챔버, 상기 가열챔버의 가열실로 상기 급수헤더의 온수를 가열수로 공급하도록 연결된 가열수공급관, 상기 환수측 난방배관을 가열한 가열수를 급수헤더로 회수하도록 연결된 가열수회수관을 포함하고,
상기 급수관에는 상기 급수헤더 방향으로 피치가 점진적으로 감소하는 나선형의 제1 와류홈이 형성되어 온수의 유속을 증가시키며,
상기 환수관에는 상기 보일러 방향으로 피치가 점진적으로 감소하는 나선형의 제2 와류홈이 형성되어 온수의 유속을 증가시키되,
상기 급수헤더에 일단부가 연결된 상기 가열수공급관의 타단부는 상기 가열챔버의 상면 좌측의 전면 모서리에 인접되는 위치에 연결되고, 상기 급수헤더에 일단부가 연결된 상기 가열수회수관의 타단부는 상기 가열챔버의 후면 일측에 연결되며,
상기 가열실에는 상기 가열수공급관과 상기 가열수회수관을 구획하도록 구획판이 구비되고, 상기 가열수공급관에서 공급된 가열수를 지속시키기 위한 유로를 가열실에 형성하기 위해 수직의 배플플레이트를 전후로 교호 배치하되,
상기 배플플레이트는 복수의 환수측 난방배관 사이에 전후로 교호 배치되는 것을 특징으로 하는 온수 분배기.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 가열실의 상면 및 하면에는 구획판 및 배플플레이트의 상단 및 하단이 끼움결합되도록 슬릿이 형성된 것을 특징으로 하는 온수 분배기.