KR20000018645A - 보일러의 순간수압평형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러의 순간수압평형장치에 관한 것으로서, 온수동코일로 물을 공급하는 급수라인과 온수동코일의 출수구를 통해 온수를 배출하는 온수라인을 연결파이프로 연결하고, 상기 연결파이프의 중앙에는 급수라인과 온수라인의 압력차에 의해 개폐되는 차압개폐기를 설치하여, 온수라인에 설치된 온수밸브인 원터치 수도밸브를 닫음으로써 온수라인을 흐르던 물의 압력이 순간적으로 상승하여 워터해머현상이 발생하게 되면, 상기 상승된 압력이 연결파이프로 전달되면서 차압개폐기를 개방시켜 급수라인을 흐르는 물의 압력과 온수라인을 흐르는 물의 압력이 평형상태를 이루도록 함으로써 온수동코일로 전달되는 충격을 흡수함과 동시에 보일러의 수명저하를 방지하는 효과를 갖는다.

Description

보일러의 순간수압평형장치

본 발명은 보일러의 순간수압 평형장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 온수밸브를 순간적으로 닫는 경우에 입수구와 출수구의 압력차에 의해 발생되는 워터해머 현상을 억제함으로써 보일러의 열교환기에 설치된 온수동코일에 충격이 가해지는 것을 제거하여 온수동코일의 파손을 방지할 수 있는 보일러의 순간수압평형장치에 관한 것이다.

일반적으로 보일러의 내부에는 비철금속으로 된 온수동코일이 설치되며, 상기 온수동코일의 입수구에는 물을 공급하기 위한 급수라인이 연결되고, 상기 온수동코일의 출수구에는 더워진 온수를 배출하기 위한 온수라인이 연결되며, 상기 온수라인의 끝단에는 사용자가 여닫을 수 있는 수도밸브가 설치된다.

사용자가 상기 수도밸브를 열게 되면, 급수라인으로 유입되는 물이 온수동코일을 지나면서 데워진 뒤에 온수라인을 지나 수도밸브를 통하여 외부로 배출됨으로써 사용자가 온수를 사용할 수 있게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 보일러 장치는, 사용자가 수도밸브를 갑자기 닫게 되면 온수라인을 흐르는 물의 압력이 순간적으로 상승하게 되면서 라인의 내부를 왕복하면서 격심한 충격을 발생시키는 워터해머 현상이 발생하게 되는 문제점이 있다. 근래에 원터치 수도밸브가 보편화되면서 이러한 워터해머 현상은 보일러의 수명에 있어서 더욱 중요한 영향요소로서 부각되고 있는 추세이다. 상기한 바와 같이 수도밸브 조작에 의한 워터해머현상, 즉 유체가 수송되고 있는 도중에 사용자가 수도밸브를 조작하게 됨으로써 배관내에서 이상 진동이 발생되는 현상이 일어나게 되면, 수격작용에 의해서 온수동코일에 떨림이 발생하게 됨으로써 소음이 발생됨과 동시에 상기 온수동코일이 쉽게 파손되는 문제점이 있다. 일반적으로 원터치 밸브를 열고 닫을 때 발생하는 수격작용은 수류를 m/sec로 표시할 때 유속의 약 14배 정도가 된다.

종래에는 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 배관의 관경을 확대시키고, 원터치밸브 가까이에 벨로우즈타입이나 에어백타입 및 완충수격방지기구를 설치하여 공기실을 형성하며, 에어챔버나 워터헤머방지기 및 층압탱크 등의 수격방지기구를 설치하여 동코일이 파손되거나 워터햄머현상에 의한 소음, 배관이음새 파손 및 누유 수도밸브 패킹 마모등의 문제점을 해결하고 있으나, 이와 같이 수격방지기구를 설치하는 경우에 보일러의 제작단가가 상승하게 됨은 물론 수명이 짧아 자주 교체하여야 하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 온수동코일로 물을 공급하는 급수라인과 온수동코일의 출수구를 통해 온수를 배출하는 온수라인을 연결파이프로 연결하고, 상기 연결파이프의 중앙에는 급수라인과 온수라인의 압력차에 의해 개폐되는 차압개폐기를 설치하여, 온수라인에 설치된 온수밸브인 원터치 수도밸브를 닫음으로써 온수라인을 흐르던 물의 압력이 순간적으로 상승하여 워터해머현상이 발생하게 되면, 상기 상승된 압력이 연결파이프로 전달되면서 차압개폐기를 개방시켜 급수라인을 흐르는 물의 압력과 온수라인을 흐르는 물의 압력이 평형상태를 이루도록 함으로써 온수동코일로 전달되는 충격을 흡수함과 동시에 보일러의 수명이 길어질 뿐 아니라 제작단가가 저렴하며 유체의 흐름만을 자동적으로 개폐시키는 역할을 하기 때문에 반영구적으로 사용할 수 있는 보일러의 순간수압평형장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보일러의 순간수압평형장치의 구성을 보인 개략도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차압개폐기의 구조를 보인 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차압개폐기의 구조를 보인 반단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 온수동코일 11 : 급수라인

12 : 온수라인 20 : 연결파이프

30 : 차압개폐기 31 : 상부몸체

31a: 냉수공급로 32 : 하부몸체

32a: 온수공급로 33 :스프링

34 : 차폐구 35 : 사각체피스톤

35a: 수납홈 35b: 통로

36 : 오링 37 : 걸름망

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 보일러의 순간수압평형장치는, 도 1에 도시하고 있는 바와 같이, 온수동코일(10)의 입수구로 물을 공급하는 급수라인(11)과 온수동코일(10)의 출수구를 통해 온수를 배출하는 온수라인(12)을 연결파이프(20)로 연결하고, 상기 연결파이프(20)의 중앙에는 급수라인(11)과 온수라인(12)의 압력차에 의해 개폐되는 차압개폐기(30)가 설치됨을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

상기한 차압개폐기(30)는, 도 2에 도시하고 있는 바와 같이, 냉수공급로(31a)가 내부 중앙에 관통되어 형성된 상부몸체(31)와, 온수공급로(32a)가 내부 중앙에 관통되어 형성된 하부몸체(32)가 분해가능하게 형성되고, 상기 온수공급로(32a)는 스프링(33)에 의해 탄지되는 차폐구(34)에 의해 개폐되도록 구성된다.

또한, 상기 차압개폐기(30)는, 상부몸체(31)에 형성된 냉수공급로(31a)는 상부를 향하고, 하부몸체(32)의 온수공급로(32a)는 하부에 위치된 상태로 연결파이프(20)에 수직으로 결합되는 구조로 이루어진다.

한편, 상기 하부몸체(32)의 온수공급로(32a)에는 차폐구(34)과 하부몸체(32)내부에 이물질이 끼는 것이 방지되도록 하는 걸름망(37)을 설치하는 것이 바람직하다.

이와같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 보일러의 순간수압평형장치의 작용은 다음과 같다.

온수밸브(40)가 닫혀있는 상태에서는 온수동코일(10)의 입수구에 연결된 급수라인(11)과 출수구에 연결된 온수라인(12)를 지나는 물의 압력이 동일한 관계로, 하부몸체(32)의 온수공급로(32a)가 스프링(33)에 의해 탄지되는 차폐구(34)에 의해 폐쇄된 상태를 유지하게 된다.

보일러를 사용하는 사용자가 온수를 사용하기 위해 온수밸브(40)를 여는 경우에는, 온수동코일(10)의 입수구에 연결된 급수라인(11)를 지나는 물의 압력과 온수동코일(10)의 출수구에 연결된 온수라인(12)를 지나는 물의 압력이 상기 온수동코일(10)을 지나며 발생되는 압력손실에 의해 일정 압력차가 발생하는 관계로 차압개폐기(30)의 차폐구(34)를 하단으로 밀어 폐쇄된 상태를 유지하게 된다. 이때, 급수라인(11)을 통해서 공급되는 냉수는 온수동코일(10)을 지나면서 열교환이 이루어지게 됨으로써 따뜻하게 데워진 후에 온수라인(12)을 거쳐 온수밸브(40)를 통해 외부로 배출된다.

사용자가 온수밸브(40)를 닫게 되면 온수라인(12)를 지나는 물의 압력이 순간적으로 상승하게 되고, 이에따라 상기 급수라인(11)과 온수라인(12)을 지나는 물에 압력차가 발생하면서 차압개폐기(30)의 차폐구(34)를 상부로 밀어 냉수공급로(31a)와 온수공급로(32a)를 개방시킨 뒤에 동코일의 냉수입구와 온수출구사이에 상호 압력평형상태를 유지함으로써 압력이 상쇄되어 온수동코일(10)로 전달되는 충격을 흡수하게 된다. 도면중 미설명부호 50은 직수밸브이다.

한편, 상기 차압개폐기(30)는, 도 3에 도시하고 있는 바와 같이, 온수공급로(32a)의 상부에 스프링(33)에 의해 탄지되는 사각체피스톤(35)을 설치하고, 상기 사각체피스톤(35)의 저면이 접하는 온수공급로의 선단부에는 기밀이 유지되도록 하는 오링(36)을 설치하여도 무방하다.

또한 상기 사각체피스톤(35)은 상부에 스프링(33)의 하단부가 삽입되는 수납홈(35a)이 형성되고, 상기 수납홈(35a)을 형성하는 벽면에는 통로(35b)가 형성되는 구조로 이루어진다.

이와같이 구성되는 상기 차압개폐기(30)는, 보일러를 사용하는 사용자가 온수밸브(40)인 원터치 수도밸브를 닫으면 온수라인(12)를 지나는 물의 압력이 순간적으로 상승하고, 급수라인(11)를 지나는 물의 압력과 온수라인(12)을 지나는 물의 압력 사이에 압력차가 발생하면서 차압개폐기(30)의 사각체피스톤(35)이 상승되어 상부가 냉수공급로(31a)와 접하게 된다. 이에따라, 상기 사각체피스톤(35)의 벽면에 형성된 통로(35b)를 통해 수납홈(35a)으로 상승된 압력이 유입되고, 상기 수납홈(35a)으로 유입된 압력은 급수라인(11)으로 전달되면서 상호 압력평형상태를 유지하게 됨으로써 워터해머(Water hammer)현상이 제거된다.

따라서 이러한 본 발명은, 보일러를 사용하는 사용자가 온수밸브(40)인 원터치 수도밸브를 닫는 경우 온수라인(12)를 지나는 물의 압력이 순간적으로 상승하게 되는데, 이때 급수라인(11)를 지나는 물의 압력과 온수라인(12)을 지나는 물에 압력차가 발생하면서 차압개폐기(30)가 냉수공급로(31a)와 온수공급로(32a)를 개방시킴으로써 상호 압력평형상태를 유지하면서 온수동코일(10)로 전달되는 충격을 흡수하게 되어, 워터해머(Water hammer) 현상에 의해 상기 온수동코일(10)이 유동되면서 떨림이 발생하여 파손되는 것이 미연에 방지되도록 함은 물론, 수격방지를 하기위한 기기에 질소 및 에어챔버 가스의 누설 및 에어누출로 인해 발생되는 관리상의 어려움이 해결되고, 저렴한 가격으로 동코일이 수격현상에 의해 파손되는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 온수동코일(10)의 입수구로 물을 공급하는 급수라인(11)과 온수동코일(10)의 출수구를 통해 온수를 배출하는 온수라인(12)을 연결파이프(20)로 연결하고, 상기 연결파이프(20)의 구조 중앙에는 급수라인(11)과 온수라인(12)의 압력차에 의해 개폐되는 차압개폐기(30)가 설치됨을 특징으로 하는 보일러의 순간수압평형장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 차압개폐기(30)는 냉수공급로(31a)가 내부 중앙에 관통되어 형성된 상부몸체(31)와 온수공급로(32a)가 내부 중앙에 관통되어 형성된 하부몸체(32)가 분해가능하게 형성되고, 상기 온수공급로(32a)는 스프링(33)에 의해 탄지되는 차폐구(34)에 의해 개폐되도록 구성됨을 특징으로 하는 보일러의 순간수압평형장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 차압개폐기(30)는 상부몸체(31)에 형성된 냉수공급로(31a)는 상부를 향하고, 하부몸체(32)의 온수공급로(32a)는 하부에 위치된 상태로 연결파이프(20)에 수직으로 결합됨을 특징으로 하는 보일러의 순간수압평형장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 하부몸체(32)의 온수공급로(32a)에는 차폐구(34)와 하부몸체(32)의 내부에 이물질이 끼는 것이 방지되도록 하는 걸름망(37)이 설치됨을 특징으로 하는 보일러의 순간수압평형장치.
5. 제 2항에 있어서, 상기 차압개폐기(30)는 온수공급로(32a)의 상부에 스프링(33)에 의해 탄지되는 사각체피스톤(35)이 설치되고, 상기 사각체피스톤(35)의 저면이 접하는 온수공급로의 선단부에는 기밀이 유지되도록 하는 오링(36)이 설치됨을 특징으로 하는 보일러의 순간수압평형장치.
6. 제 4항에 있어서, 상기 사각체피스톤(35)은 상부에 스프링(33)의 하단부가 삽입되는 수납홈(35a)이 형성되고, 상기 수납홈(35a)을 형성하는 벽면에는 통로(35b)가 형성됨을 특징으로 하는 보일러의 순간수압평형장치.