KR20010073820A

KR20010073820A - 보일러의 난방/급탕수제어장치

Info

Publication number: KR20010073820A
Application number: KR1020000002691A
Authority: KR
Inventors: 성 봉 최
Original assignee: 최성봉; (주)알코
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2001-08-03
Also published as: KR100342131B1

Abstract

개시된 내용은 난방/급탕수제어구조를 단순화하고, 조립성을 개선하는 동시에 난방수의 흐름을 감지하는 안전장치가 보강된 보일러의 난방/급탕수제어장치에 관한 것이다. 본 발명은 급탕수를 배출하는 열교환기(210); 난방수와 급탕수를 제어하는 수개의 밸브체(220)(230); 유입된 난방수를 상기 난방수공급관 또는 상기 열교환기측으로 전환공급하는 삼방밸브(250); 상기 난방수관에 설치되어 난방수 흐름을 검출하여 작동정지신호 및 외부경고신호를 내보내는 난방유수감지기(280); 및 상기 급탕냉수공급관에 설치되어 냉수가 공급되면 상기 삼방밸브에 상기 열교환기측의 유로를 개방하게 하는 전환신호를 내보내는 급탕유수감지기(260)을 포함하여 이루어진다. 이러한 본 발명은 궁극적으로 제작 및 조립이 손쉽고 유지보수가 간편하며, 내구성 및 안정성을 갖추며, 가스보일러 구조 및 기능을 더욱 개선하였다.

Description

보일러의 난방/급탕수제어장치{An apparatus for controling a heating water and a hot sanitary water in the boiler}

본 발명은 난방수와 더불어 주방 및 화장실등에 공급되는 급탕용 온수(이하, 급탕수라 함)를 안정되게 가열공급하는 보일러의 난방/급탕수제어구조를 단순화하고, 조립성을 개선하는 동시에 난방수 흐름을 감지하는 안전장치가 보강된 보일러의 난방/ 급탕수제어장치에 관한 것이다.

첨부 도면중 도 1은 종래의 난방 및 온수제어장치의 개략도이다. 이 도면은 일반화된 종래 보일러 난방 및 온수설비의 일예를 나타낸다. 이 난방 및 온수설비는 보일러의 난방수 가열장치에서 급수되는 난방수를 삼방밸브(150)로서 난방수와 온수로 전환하게 된다. 이 설비는 난방시에 난방용으로 배관된 파이프에 난방수가 순환되고, 온수사용시에는 난방수가 전환되어 열교환부(110)를 통하여 상수(냉수상태의 온수임)를 소정온도로 가열시킨 뒤 주방 및 욕실등에 급탕하게 된다.

이러한 보일러 온수설비는 대체로 연도(101)를 갖춘 연소실(102)내에 연료를태우는 버너(103)와, 이 버너(103)에 의하여 채워진 물이 가열되는 수관(104)들과, 얻어진 가열된 난방수를 순환시키는 순환펌프(120)와, 상기한 온수 공급측의 유입구에 설치되어 온수의 흐름을 검출하는 급탕흐름스위치(140)와, 상기 수관(104)의 입/출구에 설비되는 파이프들(160-165)과, 가스·석유 등의 연료공급통로(180), 연료조절밸브(170), 바이패스용 파이프통로(191) 및 바이패스 밸브(190)등으로 구성되어진다.

이와 같은 난방 및 온수설비는 삼방밸브(150)를 통하여 난방이 선택되면 상기 메인열교환기(100)를 통하여 얻어진 고온의 난방수가 이에 연결된 난방관(160)을 통하여 난방용 배관 혹은 라디에이터등의 배관을 타고 순환함으로써 난방이 이루어지게 된다.

급탕용 온수의 공급은 냉수상태의 상수유입관(163)을 통하여 공급된 상수가 급탕흐름스위치(140)를 지나 열교환부(110)에서 열교환된 후 온수 공급관(162)을 통하여 주방, 욕실, 세면대 등에 사용온수로 공급된다.

이때의 온수 공급구조는 상기한 삼방밸브(150)에 의하여 급탕이 선택되면 열교환부(110)를 통하여 상기 난방수와 열교환이 이루어져 소정 온도로 가열된 상수가 공급된다. 그리고, 난방 순환 후 차가워진 난방수는 환수구(165)를 통하여 메인 열교환기(100)에 공급되어 재가열되고, 열교환부(110)를 통하여 온도가 떨어진 난방수 역시 상기 환수구(165)를 통하여 메인열교환기(100)로 재순환된다.

전체적으로 종래의 난방을 통한 온수설비는 메인열교환기의 난방수유출관과, 난방용 배관과, 상기 열교환부들의 유입구를 3방향에서 파이프상태로 연결하고, 또열교환부에는 다시 열교환 후의 난방수를 유출하기 위한 파이프와, 상기 급탕용온수 파이프와, 열교환된 급탕수유출용 파이프등을 다수 설비해야 되어 파이프의 연결구조 때문에 보일러 조립에 시간 및 비용이 과다하게 소요되었을뿐아니라 누수등의 문제도 많았다.

도 2는 본 발명 난방/급탕수제어장치가 실시된 간결한 보일러 설비의 전체 개략도를 보여준다.

본 출원인은 이와 같은 요구에 부응하기 위하여 "난방수 및 온수제어장치"를 기출원한 바 있으며, 이 장치에서는 난방수중 일부를 사용하여 온수공급을 하는 경우 초기 온수가 유출전 충분히 예열이 이루어지도록 함으로써 온수 공급 초기 차가운 물의 유출을 방지한 구조를 이루었다.

이 장치에서는 특히 보일러의 온수예열설비를 다수의 배관용 파이프로 시공하는 구조를 탈피하여 열교환부, 난방 및 급탕 전환용 스위치수단, 바이패스수단등이 하나의 모듈내에 집합구성되어 구조를 간략화시켰다.

하지만, 이 장치는 삼방밸브의 밸브축을 통한 누수로 인해 전원부가 침수되어 전환볼밸브(이하 전환구라함)의 오작동, 고장 등의 문제점이 있었으며, 난방수순환 안전장치로 압력스위치를 사용함으로써 순환펌프 고장이나 밸브 및 배관의 막힘 등에 대비할 수 없었던 문제점등이 있었다. 또한 석회분을 다량 함유하고있는 상수를 사용할 경우 온수의 예열동안 열교환기내의 급탕수순환층이 막힐 수도 있는 문제점이 있었다.

따라서 상기한 제반 문제점들을 해소하여 보일러 난방/급탕수 제어구조의 모듈화를 보다 합리적으로 이룩하여 열효율개선, 제어시스템의 운용작동의 자동화,

시스템에서의 배치형태등이 개선된 보일러 난방수/급탕수제어장치가 필요로 되어왔다.

본 발명의 목적은 상술한 제결점들을 해소하기 위해서 안출한 것으로, 삼방밸브의 침수방지구조를 채택하며, 난방수와 급탕수 연결구의 조립성을 향상시키며, 순환 펌프 고장이나 난방배관이 막히는 상태에 대비할 수 있는 난방수 유수감지기를 채택하며, 하나의 시스템 적용을 위한 모든 부품의 배치구조가 합리적으로 설계되는 보일러 난방수/급탕수제어시스템을 구현함에 주된 목적이 있다.

아울러 난방수공급라인과 급탕수공급라인을 단순, 모듈화하여 장치를 소형경량화하고, 부품수를 줄여 조립성을 개선하여 제작비를 절감할 수 있는 보일러의 난방/급탕수제어장치를 제공함에도 그 목적을 둔다.

또한 본 발명은 난방수와 급탕수와의 사이에 난방수를 급탕수에서 보충가능하도록 한 난방수 보충구조를 제공하고, 난방수 및 급탕수의 온도를 제어하는데 필요한 온도 및 압력 센서의 부착공을 다수 제공하며, 상기 목적에 의하여 달성되는 난방 및 급탕수제어장치가 중앙난방시스템과 지역난방시스템은 물론 가정용 보일러등에도 범용적으로 적용이 가능하도록 하며, 특히 종래의 지역, 중앙 난방의 파이프라인구조 중 온수공급라인을 생략하여 각 가정에 연결되는 파이프라인을 줄일 수 있게 된 보일러의 난방/급탕수제어장치를 제공하는데에도 그 목적을 둔다.

도 1은 종래 보일러에 적용된 난방/급탕수제어장치의 일예를 나타낸 개략도,

도 2는 본 발명 난방/급탕수제어장치가 실시된 보일러 설비 전체개략도,

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 보일러의 난방/급탕수제어장치를 나타낸 조립사시도 및 정면도,

도 4는 본 발명에 따른 보일러의 난방/급탕수제어장치의 분해사시도,

도 5는 도 3a을 A-A방향에서 보아 나타낸 단면도,

도 6a 및 도 6b는 삼방밸브의 사용례를 보여주는 도 3a의 B-B선에 따른 단면도,

도 7은 도 6a의 C-C 선 단면도,

도 8은 도 3a을 D-D방향에서 보아 나타낸 단면도,

도 9는 도 3b의 E-E선 단면도,

도 10a 및 도 10b는 유수감지기의 동작을 보여주는 단면도,

도 11은 도3a의 F-F선 단면으로 바이패스관의 설치상태를 나타낸 도면,

도 12는 도 11에서 바이패스관의 연결구조를 보여주는 단면도.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

210 : 열교환기 211 : 난방수유로

212 : 급탕수유로 213 : 난방수유입공

214 : 난방수유출공 215 : 급탕수유입공

216 : 급탕수유출공 220 : 제 1밸브체

221 : 난방수공급구 222 : 급탕수유입구

223 : 제 1고정판부 224 : 난방수유출구

225 : 난방수공급관 226 : 바이패스포트

227 : 급탕수공급관 228 : 유로전환공간부

230 : 제 2밸브체 231 : 난방수환수관

232 : 급탕수냉수유입구 233 : 난방수환수구

234 : 제 2고정판부 235 : 급탕냉수공급관

236 : 파이프 체결체환수연결구 237 : 바이패스연결포트

240 : 바이패스관 250 : 삼방밸브

251 : 전환구 252 : 제 1모터받침판

253 : 모터커버부재 254 : 밸브축

255 : 제 2 모터받침판 260 : 급탕유수감지기

261 : 마그네틱패들 263 : 리드스위치

270∼272 : 온도 또는 압력 센서 부착공

280 : 난방유수감지기 281 : 마그네틱패들

282 : 리드스위치 290 : 보충수관

291 : 보충수밸브 310∼340 : 파이프체결체

311∼341 : 체결나선부 350∼353 : 클립

360 : 소켓 361 : 지지판

370 : 클립 380 : 바이패스디스크

381 : 지지축 382 : 걸림후크

383 : 스프링 390 : O링

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 보일러의 난방/급탕수제어장치는 메인열교환기로부터 가열된 난방수를 공급받아 실내 난방과 온수사용을 위한 난방/급탕수제어장치에 있어서, 내부에 난방수가 유동하는 난방수유로와,

급탕냉수가 유동하는 급탕수유로를 교호로 형성하여 상기 난방수유로를 유동하는 난방수의 열로 상기 급탕냉수를 열교환하여 급탕수를 배출하는 열교환기; 난방수가 유입되는 유입구와, 유입구로부터 유입된 난방수를 난방장소로 공급하는 난방수공급관과, 상기 유입구로부터 상기 난방수공급관과 함께 분지되어 상기 열교환기로 난방수를 공급하는 난방수공급구와, 상기 열교환기에서 급탕된 급탕수를 온수가 필요한 곳으로 공급하는 급탕수공급관과, 상기 열교환기 및 난방사용후의 난방수를 환수하여 상기 메인열교환기로 공급하는 난방수환수관을 구비한 밸브체; 상기 밸브체내에 위치하는 전환구를 구비하고, 상기 분지는 상기 난방수공급관측의 유로와 상기 열교환기측으로의 유로를 절환개폐하여 상기 유입구를 통해 유입된 난방수를 상기 난방수공급관 또는 상기 열교환기측으로 전환공급하는 삼방밸브; 상기 난방수환수관에 설치되어 환수되는 난방수량을 검출하여 작동정지신호 및 외부경고신호를 내보내는 난방유수감지기; 및 상기 급탕냉수공급관에 설치되어 냉수가 공급되면 상기 삼방밸브에 상기 열교환기측의 유로를 개방하게 하는 전환신호를 내보내는 급탕유수감지기를 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 보일러의 난방/급탕수제어장치를 나타낸조립사시도 및 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 보일러의 난방/급탕수제어장치의 분해사시도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명은 난방수가 유입되어 유동하는 난방수유로(221)의사이사이에 급탕수유로(212)를 형성하고, 유입된 급탕용냉수가 내부의 급탕수 유로(212)를 유동하여 급탕수로 배출하는 열교환기(210)를 구비하고 있다. 이 열교환기(210)는 난방수와 급탕용냉수 사이에 열교환이 이루어지도록 난방수유로(211)와 급탕수유로(212)가 교호로 다층 형성되어 있다. 이를 위해 열교교환기(210)의 일측면부(도면에서 저면부)에는 좌우 한 쌍씩의 출입구가 형성되어 있다. 이 출입구는 대각선으로 마주보는 난방수유입공(213)과 난방수유출공(214) 그리고, 급탕수유입공(215)과 급탕수유출공(216)으로 형성된다. 따라서, 이 유입구 및 유출구들은 대략 사각형을 이루며 위치되어 있다.

위의 열교환기(210)의 하부에는 제 1밸브체(220)와 제 2밸브체(230)가 장착고정되는데, 제 1밸브체(220)의 상부에는 열교환기(210)의 난방수유입공(213)과 급탕수유출공(216)과 연결되는 난방수공급구(221)와 급탕수공급구(222)가 형성되어 있다. 난방수공급구(221)와 급탕수공급구(222)는 제 1고정판부(223)에 형성되어 있으며, 특히 난방수공급구(221)는 그 측방으로 메인열교환기(미도시)에서 가열된 난방수가 유입되는 유입구(224)와 연통되는 한편, 그 하방부로는 난방수공급관(225)과 연통되어 있다. 제 1밸브체(220)는 난방수 공급측과 환수측의 차압이 높을 경우 이 차압을 낮추기 위한 바이패스포트(226)를 구비하고 있다. 이 바이패스포트(226)에는 바이패스밸브(미도시)가 내장된 바이패스관(240)이 연결되어 후술할 제 2밸브체(230)의 난방수환수관(231)과 연결된다. 제 1밸브체(220)에 형성된 급탕수공급구(222)는 제 1고정판부(223)로부터 수평으로 형성되다가 수직하게 절곡되는 급탕수공급관(227)과 연통하고 있다.

위의 제 1밸브체(220)의 제 1고정판부(223)에는 측면으로 삼방밸브(250)가 부착고정되고, 삼방밸브(250)의 전환구(251)가 내부로 진입되어 유입구(224)로 유입된 난방수를 난방수공급구(221)로 보내거나 난방수공급관(225)으로 보내도록 유로를 전환하는 기능을 한다. 이때, 삼방밸브(250)는 급탕수를 사용하게 되면 급탕수유지감지기(260)로부터 감지신호를 받아 구동되게 된다. 즉, 급탕수유지감지기(260)로부터 신호가 오면 작동하여 열교환기(210)로 난방수를 공급하게 된다. 이 삼방밸브(250)의 작동에 대한 상세한 설명은 도 5 및 도 6을 참조하여 후술하기로 한다. 특히, 제 1밸브체(220)의 난방수공급관(225)과 급탕수공급관(227)에는 그로부터 출수되는 물의 온도를 감지하는 난방수온도센서(270)와 급탕수온도센서(271)가 각각 부착되어 있다.

진술한 제 2밸브체(230)는 열교환기(210)의 급탕수유입공(215)과 난방수유출공(214)에 각각 연결되는 급탕냉수공급구(232)와 난방수환수구(233)가 형성된 제 2고정판부(234)가 구비되어 열교환기(210)의 저면부에 밀착고정된다. 제 2고정판부(234)의 하방으로는 급탕냉수공급구(232)로 급탕냉수를 공급하는 급탕냉수공급관(235)이 수직하게 형성되어 있으며, 난방수환수구(233)로부터 급탕수를 가열한 후 환수(233)되는 난방수 및 파이프체결체로부터 난방한 후 환수되는 난방수를 메인열교환기로 보내는 난방수환수관(231)을 구비하고 있다.

제 2밸브체(230)의 급탕냉수공급관(235)에는 급탕유수감지기(260)가 설치되어 있으며, 난방수환수관(231)에는 난방유수감지기(280)가 설치되어 있다. 이에 따라서, 급탕냉수공급관(235)으로 급탕냉수가 공급되면 그에 설치된 급탕유수감지기(260)는 삼방밸브(250)에 신호를 보내 열교환기(210)쪽으로 난방수가 공급되게 하여 급탕냉수를 열교환되도록 한다. 또한, 난방유수감지기(280)는 난방수환수관(231)을 유동하여 메인열교환기로 환수되는 난방수를 감지하여 일정량이 되지 않으면 시스템을 정지시키게 한다. 특히, 난방수환수관(231)에는 난방환수온도감지(272)가 구비되어 메인열교환기로 유입된 난방환수가 설정된 온도가 되면 자동으로 메인 열교환기의 작동을 정지시켜 난방수의 가열을 멈추게 한다. 더욱이, 제 2밸브체(230)에는 바이패스관(240)과 연결되는 바이패스연결포트(237)가 형성되어 바이패스관(240)을 통해 유입된 난방수를 난방수환수관(231)으로 유동시킨다. 이 난방수의 바이패스구조에 대해서는 도 11 및 도 12를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

위의 급탕냉수공급관(235)과 난방수환수관(231)은 보충수관(290)으로 연결되며, 그에 보충수밸브(291)를 구비하여 단속하고 있다. 따라서, 난방수환수관(231)에 구비된 난방유수감지기(280)로부터 감지되어 환수되는 난방수가 부족할 경우에는 외부에서 LED등의 표시수단을 통해 사용자에게 알리게 하고, 이를 통해 안 사용자는 보충수관(290)에 구비된 보충수밸브(291)를 열어 급탕냉수공급관(235)을 통해 유입되는 냉수로 메인열교환기로 유입되는 부족한 난방수를 보충하게 된다.

한편, 이상의 난방수공급관(225), 급탕수공급관(227), 급탕냉수공급관(235)및 난방수환수관(231)의 하단에는 파이프들을 체결하기 위한 체결나선부(311,321,331,341)가 형성된 파이프체결구(310,320,330,340)를 클립(350,351,352,353)으로 결합시켜 마련하고 있다. 물론, 기설명한 제 1, 제 2밸브체(220,230)는 난방수와 급탕수가 유입/유출되는 구조만 동일하다면 일체형으로 구성해도 무방하며, 이에 의해 본 기술적사상이 제한받지는 않는다.

도 5는 도 3a를 A-A방향에서 보아 나타낸 단면도이고, 도 6a 및 도 6b는 삼방밸브의 사용례를 보여주는 도 3a의 B-B선에 따른 단면도이다.

보는 바와 같이, 제 1밸브체(220)에는 유입구(224)로부터 유입된 난방수가 상방의 열교환기(210)로 올라가는 부분과 아래로 내려가는 부분의 분지부에 유로절환공간부(228)가 마련되어 있다. 이 유로절환공간부(228)에는 전환구(251)가 위치하여 열교환기(210)쪽으로 가는 유로를 폐쇄하여 난방수를 공급하거나, 점선과 같이 난방수공급관(225)의 유로를 폐쇄하여 온수를 사용할 수 있게 한다. 이에 대해 좀 더 상세히 설명하면, 난방모드일 경우에는 도 6a에 도시한 바와 같이 삼방밸브(250)가 전환구(251)를 유로절환공간부(228)에서 상승시켜 열교환기(210)쪽으로 가는 유로를 페쇄하게 된다. 이에 따라 유입구(224)로 유입된 난방수는 아래의 난방수공급관(225)으로 유동하여 난방을 하게 된다. 반면에, 급탕모드를 설정하면 도6b와 같이 절환구(251)가 아래의 난방수공급관(225)으로 가는 유로를 폐쇄하여 난방수의 공급을 차단하고 열교환기(210)쪽으로 난방수를 공급하여 냉수와 열교환하여 급탕수를 공급할 수 있게 된다.

이렇게 하여 열교환기(210)에서 열교환되는 급탕수는 열교환기(210)의 급탕수유출공(216)을 통해 급탕수공급관(227)의 급탕수공급구(222)로 유입되어 욕실이나 주방으로 보내져 온수를 사용할 수 있게 해준다.

도 7은 도 6a의 C-C선 단면도로, 위에서 설명한 바와 같이 열교환기(210)의 급탕수유출공을 통해 나와 급탕수공급구로 유입된 급탕수는 급탕수공급관(227)을 통해 온수를 사용하고자 하는 곳으로 보내지게 된다. 이를 위해 급탕수공급관(227)의 하단에는 온수파이프(미도시)가 체결되는 체결나선부(321)가 형성된 온수파이프체결구(320)를 클립(351)으로 결합시켜 마련하고 있다. 이곳에 온수파이프를 배선하여 온수가 필요한 곳으로 공급하게 된다.

도 8은 도 3a를 D-D방향에서 보아 나타낸 단면도이고, 도 9는 도 3b의 E-E선 단면도이다.

도 8에 나타낸 바와 같이 급탕하기 위한 급탕냉수는 급탕냉수공급관(235)을 통해 열교환기(210)로 공급하게 된다. 이렇게 공급된 급탕냉수는 열교환기(210)에서 난방수유로(211)의 사이사이에 형성된 급탕수유로(212)를 유동하며 난방수로부터 열을 빼앗으며 급탕되게 된다. 특히, 급탕냉수공급관(235)에는 급탕유수감지기(260)가 설치되어 있어 급탕냉수가 공급될 때 급탕냉수의 흐름을 감지하여 삼방밸브에 신호를 보내 급탕모드로 전환되게 한다.

급탕냉수를 급탕하며 급탕냉수에 열을 빼앗긴 난방수는 열교환기(210)의 난방수유출공(214)을 통해 난방수환수관(231)의 난방수환수구(233)로 유입되어 도 9와 같이 난방수환수관(231)을 따라 유동하여 메인열교환기로 환수되게 된다. 이때, 난 방수환수관(231)에도 상부에 난방유수감지기(280)가 설치되어 메인열교환기로환수되는 난방수를 감지하여 난방수량이 부족하면 시스템을 정지시키고 LED등의 외부 표시수단을 통해 난방수의 부족을 사용자에게 알리게 된다.

위에서 설명한 급탕유수감지기(260) 및 난방유수감지기(280)는 각각 급탕냉수 공급관(235)과 난방수환수관(231)내에 마그네틱패들(Magnetic Paddle)(281)을 설치하여 유량을 검출하는 것으로, 그들의 구조와 동작이 동일하므로, 대표로 급탕유지감지기를 예로들어 통합적으로 유지감지기로 지칭하며 그 구조 및 동작원리에 대해서 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 10a 및 도 10b는 유수감지기의 작동방법을 보여주는 단면도로, 유수감지기(260,280)는 관(231,235)내부에 위치되는 마그네틱패들(261,281)과, 이 마그네틱패들(261,281)의 위치를 읽어들여 유량을 감지하는 리드스위치(262,282)로 구성되어 있다. 마그네틱패들(261,281)은 유량의 양에 따라 관(231,235)내벽에 고정된 힌지를 정점으로 선회하게 되며, 이 선회된 위치를 리드스위치(262,282)가 감지하여 관내부를 흐르는 유량을 검출하게 된다.

도 11은 도 3a의 F-F선 단면으로 바이패스관의 설치상태를 타나낸 도면이고, 도 12는 도 11에서 바이패스관의 연결구조를 보여주는 단면도이다.

제 1밸브체(220)의 유입구(224)로부터 일정간격 이격하여 바이패스포트(226)가 형성되어 있다. 이 바이패스포트(226)에 스켓(360)을 클립(370)을 사용하여 장착하고, 이렇게 장착된 스켓(360)에 바이패스관(240)이 연결되어 있다.

이 바이패스관(240)의 연결구조에 대해 보다 상세하게 설명하면, 도 12에서 보는 바와 같이 제 1밸브체(220)에 형성된 바이패스포트(226)내에는 난방수가 유출되는 출수공(229)이 형성되어 있으며, 이 출수공(229)에 외부로 개방될 수 있는 바이패스디스크(380)가 장착된다. 그런다음, 바이패스포트(226)에 소켓(360)이 클립(370)으로 장착된다. 이때, 소켓(360)과 바이패스포트(226)사이에는 기밀을 유지하기 위하여 O링(3900이 개재된다.

특히, 전술한 바이패스디스크(380)는 지지축(381)으로 지지판(361)에 고정되는데, 이를 위해 지지축(381)의 하단부에는 걸림후크(382)가 형성되어 있어 지지판(361)에 걸착고정하게 된다. 이렇게 지지축(381)이 지지판(361)에 걸착고정될 때 지지축(381)외주에 스프링(383)을 장착하고 고정된다. 이 스프링(383)은 난방수가 일정압력이 되면서 출수공(229)을 폐쇄하고 있는 바이패스디스크(380)를 밀어 개방시켰을 때 압력이 줄어들면 다시 원상태로 복귀하여 출수공(229)을 폐쇄하도록 복원력을 제공하게 된다. 이를 위해 스프링(383)은 일단은 바이패스디스크(380)를 탄지하고, 타단은 소켓(360)의 내부에 장착된 지지판(361)에 지지고정된다. 물론, 지지판(361)에는 물이 통과할 수 있는 구조를 갖는다. 이상의 바이패스관(240)과 바이패스포트(226)를 연결하여 난방수가 일정압력 이상이면 바이패스시키는 위와 같은 구성들은 바이패스밸브를 이룬다.

한편, 본 발명은 첨부하는 도 6a와 도 6b에서 도시하는 바와같은 침수방지 삼방밸브(250)로 이루어진다. 상기 삼방밸브(250)는 3방향의 유체 통로를 형성하며 그 중심부에 전환구(251)를 가지며, 이 전환구(251)는 상기 구동부측으로 밸브축(254)을 연장한다. 구동부측은 상기 삼방밸브(250)의 개방단에 결합되는 제 2모터받침판(255)과, 이로부터 소정의 간격을 두고 결합되는 제 1모터받침판(252)과,이들 모터받침판(255)(252)외측에 설치되는 구동모터와, 이들을 상기 모터받침판(255)(252)에서부터 커버하는 커버(253)로 이루어져 소정의 배수공간(a)을 형성한다.

따라서 본 발명은 제 1모타받침판(255)와 제 2모타받침판(252) 사이에 형성된 배수공간(a)을 통하여 상기 밸브축(254)과 제 1모타받침판(255)의 관공사이를 타고 흐르는 누수를 배수시켜 상기 제 2모타받침판(252)에 설치된 전원 접속단자의 침수로부터 완전하게 격리되게 된다.

이제, 상술한 전도면들을 참조하며 본 발명의 동작에 대해 상세히 설명한다.

<난방모드>

난방모드일 경우에는 삼방밸브(250)가 작동하여 전환구(251)를 상승시켜 열교환기(210)로의 유로를 폐쇄하게 된다. 그로 인하여, 난방수공급관(225)으로의 유로는 개방되게 되며, 따라서 메인열교환기로부터 가열된 난방수는 유입구(224)를 통해 유입된 후, 난방수공급관(225)을 통해 난방이 필요한 곳으로 공급되어 난방을 하게 된다. 이렇게 난방을 하고난 난방수는 다시 난방수환수관(231)의 파이프체결구(236)로 환수되어 메인열교환기로 보내져 가열되게 된다. 난방수환수관(231)에서는 항상 난방유수감지기(280)가 환수되는 난방수량을 검출하여 난방수가 부족하면 시스템을 정지시키게 되고, LED등의 표시수단을 통해 사용자에게 알리게 된다. 표시수단을 통해 난방수가 부족하다는 것을 안 사용자는 곧바로 급탕냉수공급관(235)과 연결된 보충수관(290)의 보충수밸브(291)를 개방시켜 난방수환수관(231)으로 부족한 물을 보충하게 된다. 이러한 시스템을 갖춤에 의해 본 장치는 난방수의 부족으로 인한 과열을 방지하고 시스템의 안정성을 배가할 수 있게 된다.

<급탕모드>

급탕모드를 설정하면 급탕냉수공급관(235)으로 급탕냉수가 유입되고, 급탕냉수공급관(235)에 설치된 급탕유수감지기(260)는 이를 감지하여 삼방밸브(250)로 신호를 보내면 삼방밸브(250)는 전환구(251)를 하방으로 이동시켜 난방수공급관(225)으로 난방수가 흐르는 유로를 폐쇄하고, 열교환기(210)와 연결되는 유로는 개방하게 된다. 그로인해, 유입구(224)로 들어온 난방수는 곧바로 열교환기(210)로 유입되어 열교환기(210)내의 난방수유로(211)를 유동하며, 그 사이사이에 형성된 급탕수예열유로(212)를 흐르는 급탕냉수를 예열하여 급탕하게 된다. 이렇게 급탕된 급탕수는 열교환기(210)의 급탕수유출공(216)을 통해 제 1밸브체(220)의 급탕수공급구(216)로 유입되어 급탕수공급관(227)으로 공급되게 된다. 급탕수공급관(227)으로 공급된 급탕수는 급탕수공급관(227)에 연결된 온수파이프를 통해 온수가 필요한 욕실이나 주방으로 공급되게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명 난방수/급탕수제어장치는 난방수의 흐름을 감지하는 안전장치가 제공되어 순환펌프가 동작하지 않거나 난방배관이 막힌 경우 발생될 수 있는 보일러의 위험한 작동을 사전에 막아주며, 삼방밸브의 밸브축을 통한 누수로 인하여 모터의 전원부가 침수되어 전환구의 전기적 오작동, 고장 및 누전등의 문제점을 제거하는 등 고장율을 줄이며, 난방수입구, 난방수출구, 급탕수입구, 급탕수출구등의 연결구에서의 연결구조 또한 단순 나사맞춤구조를 탈피하여 조립성을 향상시키며, 상기한 모든 시스템 적용을 위한 유수감지수단, 바이패스밸브, 삼방밸브등의 배치구조를 합리적으로 배치설계하여 외관적으로 소형,경량화를 달성함으로써 부품수 감소에 따른 장점, 조립성 개선에 따른 제작비 절감의 잇점도 얻어 궁극적으로 제작 및 조립이 손쉽고 유지보수가 간편하며 난방수순환중 발생되는 유량부족이나 과다한 압력손실로 인한 문제로부터 보호되는 안전성, 내구성 등이 보장된 보일러 난방수/급탕수제어장치를 제공하게되는 효과를 가져온다.

Claims

메인열교환기로부터 가열된 난방수를 공급받아 실내 난방과 온수사용을 제어하기 위한 보일러의 난방/급탕수제어장치에 있어서,

내부에 난방수가 유동하는 난방수유로와, 급탕냉수가 유동하는 급탕수유로를 교호로 형성하여 상기 난방수유로를 유동하는 난방수의 열로 상기 급탕냉수를 열교환하여 급탕수를 배출하는 열교환기;

난방수가 유입되는 유입구와, 유입구로부터 유입된 난방수를 난방장소로 공급하는 난방수공급관과, 상기 유입구로부터 상기 난방수공급관과 함께 분지되어 상기 열교환기로 난방수를 공급하는 난방수공급구와, 상기 열교환기에서 급탕된 급탕수를 온수가 필요한 곳으로 공급하는 급탕온수공급관과, 상기 급탕수공급관측에 상수를 공급하기 위하여 상기 급탕수공급라인에 연통구성된 급탕냉수공급관과, 상기 열교환기 및 난방사용후의 난방수를 환수하여 상기 메인열교환기로 공급하는 난방수환수관을 구비한 밸브체;

상기 밸브체내에 위치하는 전환구를 구비하고, 상기 분지되는 상기 난방수공급관측의 유로와 상기 열교환기측으로의 유로를 전환개폐하여 상기 유입구를 통해 유입된 난방수를 상기 난방수공급관 또는 상기 열교환기측으로 전환공급하는 삼방밸브;

상기 난방수환수관에 설치되어 환수되는 난방수량을 검출하여 작동정지신호 및 외부경고신호를 내보내는 난방유수감지기; 및

상기 급탕냉수공급관에 설치되어 냉수가 공급되면 상기 삼방밸브에 상기 열교환기측의 유로를 개방하게 하는 전환신호를 내보내는 급탕유수감지기를 포함하는

보일러의 난방/급탕수제어장치.
제 1항에 있어서, 상기 밸브체의 유입구와 상기 난방수환수관을 연결하는 바이패스관 및, 상기 밸브체내로 유입된 난방수관과 난방수환수관 사이에 차압이 일정이상 크게되면 바이패스관을 통해 곧바로 상기 난방수환수관을 내보내는 바이패스밸브를 더 포함하는 보일러의 난방/급탕수제어장치.
제 2항에 있어서, 상기바이패스밸브는 상기 밸브체의 유입공과 연통하는 바이패스포트에 장착되어 상기 바이패스관이 고정되는 소켓과, 상기 바이패스포트의 출수공을 외부측에서 개폐하도록 상기 소켓내에 탄지된 바이패스디스크와, 일정압력으로 상기 바이패스디스크를 탄지하는 스프링을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 보일러의 난방/급탕수제어장치.
제 1항에 있어서, 상기 난방유수감지기 및 상기 급탕유수감지기는 관내부에 설치되어 유량에 따라 위치가 변하는 마그네틱패들과, 이 마그네틱패들의 변경된 위치를 판독하는 리드스위치로 구성된 것을 특징으로 하는 보일러의 난방/급탕수제어장치.
제 1항에 있어서, 상기 밸브체는 한쪽에 난방수 유입구가 형성되면 상부에는 열교환기로 연결되는 난방수공급구와 급탕수유입구 및 제 1고정판부를 형성하며 하부에는 난방수 공급관과 ㄱ자 형상을 한 급탕수공급관으로 형성된 제 1밸브체; 및 상부에 열교환기로 급탕냉수를 공급하는 급탕냉수공급구와 열교환기로부터 난방수를 환수하는 난방수환수구를 갖는 제 2고정판부를 구비하고, 상기급탕냉수공급구로부터 하방으로 연장되는 급탕냉수공급관 및 상기 난방수환수구와 연결되는 대략 T자형의 난방수환수관이 형성된 제 2밸브체로 구성된 것을 특징으로 하는 보일러의 난방/급탕수제어장치.
제 5항에 있어서, 제 1밸브체의 난방수공급관에는 공급되는 난방수의 온도를 검출하는 난방수온도감지센서체결공을 구비하는 한편, 상기 제 2밸브체의 난방수환수관에는 환수되는 난방수의 온도를 검출하는 난방환수온도감지센서체결공을 구비하여 난방수의 가열제어를 위한 테이터신호로 이용되는 것을 특징으로 하는 보일러의 난방/급탕수제어장치.
제 5항에 있어서, 상기 제 2밸브체에는 부족한 난방수를 상기 급탕냉수공급관으로부터 상기 난방수환수관으로 냉수를 보충하도록 연결되는 보충수관을 더 구

비하는 것을 특징으로 하는 보일러의 난방/급탕수제어장치.
제 7항에 있어서, 상기 보충수관에는 사용자가 부족한 보충수를 상기 난방냉수공급관으로부터 공급할 수 있는 수동 보충밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 보일러의 난방/급탕수제어장치.
제 1항에 있어서, 상기 삼방밸브는 3방향의 통로를 구비하고, 이 통로의 중점에 설치되어 유체흐름의 방향을 전환하기 위한 전환구 밸브축을 구동모터와 연동시키기 위한 모터받침판을 형성한 밸브바디; 및 상기 모터받침판에 개방단을 설치하여 밸브내측으로부터 누수가 발생할 경우 구동모터의 전원공급 및 제어회로등의 접속단자들에 누수된 물이 침투함을 방지하기 위한 배수부를 구비한 모터받침판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 보일러의 난방/급탕수제어장치.
제 9항에 있어서, 상기 제 1모터받침판은 제 2모터받침판과의 사이에 배수공간(a)을 형성함을 특징으로 하는 보일러의 난방/급탕수제어장치.