KR20100037901A - 상·하향식 겸용 가스보일러의 물보충 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스보일러의 물보충 시스템에 관한 것으로, 특히 상·하향식 보일러 모두에 적용 가능하면서 물보충이 자동으로 이루어지는 상·하향식 겸용 가스 보일러의 물보충 시스템에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 버너(1)의 가스 연소열에 의하여 난방부하(2)와 온수부하(6)로 보내는 물을 덥히는 열교환기(3)를 갖추고, 이 열교환기(3)의 난방수 공급 및 회수배관(4,5)이 온수 열교환기(6)에 연결되며, 상기 온수 열교환기(6)의 배관(7)과 난방수 공급배관(4)이 공급수 수도배관(9)의 개폐밸브(10)에 연결되어 이루어진 가스보일러의 물보충 시스템에 있어서, 상기 수도배관(9)의 개폐밸브(10)는 개방식 팽창탱크(11) 내에 설치된 플로트(12)에 연결되어 이 플로트(12)에 의해 개폐가 조절되고, 플로트(12)에 의한 물보충은 개방식 팽창탱크 내부가 아닌 보일러(17) 내에 난방수 라인으로 물을 직접 보충 및 공급함으로 직수 공급관(15)으로 이루어지고, 상기 개방식 팽창탱크(11)의 상부쪽에는 열교환기(3)의 난방수 공급배관(4)과 순환펌프(13)에 연결된 팽창수축 자동밸브(14)의 흡·배기관(16) 연결 설치되어 이루어진 구조로 되어 있다.

Description

상·하향식 겸용 가스보일러의 물보충 시스템{Water supplement system of gas boiler}

본 발명은 가스보일러의 물보충 시스템에 관한 것으로, 특히 상·하향식 보일러 모두에 적용 가능하면서 보일러보다 높은 위치에 있는 배관에 난방수 공급 뿐만 아니라 보일러보다 낮은 위치에 있는 배관에 난방수 물보충이 자동으로 이루어지는 상·하향식 겸용 가스 보일러의 물보충 시스템에 관한 것이다.

가스보일러는 버너를 통하여 가스가 연소실에서 연소할 때 발생하는 높은 열로 보일러의 열교환기에 있는 물의 온도를 상승시키고 배관 내로 물을 순환시키어 난방에 필요한 난방열을 얻음과 동시에, 필요할 때마다 온수를 사용할 수 있도록 되어 있다.

이러한 가스보일러는 크게 상향식과 하향식 가스보일러로 구분되는바, 여기서 전자인 상향식 가스보일러는 부하 난방배관 위치가 보일러보다 상부쪽에 위치할 때 사용하는 보일러이며, 후자인 하향식 가스보일러는 부하 난방배관 위치가 보일러의 하부쪽에 위치할 때 사용하는 보일러이다.

종래 가스보일러에서 난방배관을 순환하는 난방수 물을 보충할 때 하향식은 개방식 팽창탱크에 부착되거나 열교환기 상부에 부착된 저수위 센서의 감지에 의해 보충되며 물보충이 요구될 시 물보충 램프가 점등되면 현장 조건에 따라 사용자가 수동밸브를 개방시켜 물을 보충시키는데, 이때 보충되는 물은 저수위 센서봉 및 플로트 밸브에 이 일정 위치까지 물보충을 시키며, 이에 반하여 상향식 보일러의 물보충은 보일러 난방수 배관 내에 연결 설치된 압력계가 일정압력(1.2 ~ 1.5kgf/㎡)이 될 때까지 압력계를 유관으로 보면서 일정압력으로 수동밸브를 열어 물을 보충시키도록 되어 있었다.

이러한 수동식 물보충 방법은 난방 배관에 물이 용전산소 분해, 누수 등에 의해 빠져나갈 때마다 사용자는 일일이 물보충을 수동으로 보충시켜야 하는 번거로움이 있으며, 보일러가 가동, 정지시에 따라 변하는 난방수 팽창, 수축제어, 또한 하향식 보일러 구조에서는 난방부하 위치가 보다 낮게 위치하여 사용됨으로 보일러 가동과 정지 시에 난방수 물 온도가 높고 낮아짐에 따라 팽창 수축되는 물(약 4%)을 개방식 팽창탱크에서 조절하여 난방을 이룰 수 있는 반면에, 상향식 가스보일러는 보일러 보다 사용하는 난방배관 위치가 상부에 위치함으로 보일러의 가동과 정지 시에 팽창 수축되는 물의 부피를 질소가 내장된 밀폐식 팽창탱크를 별도로 부착시켜 팽창탱크 원리를 이용한 수축 팽창조절을 하고 있으며, 밀폐식 팽창탱크 내 질소가 일정압력 이상에서 수축되는 만큼 물을 저장 배출 조절하도록 하고, 일정압력 이상에서 물을 토출 시키는 안전밸브 사용과, 보일러 내에 에어를 배출시키기 위한 에어 제거밸브, 일정압력을 확인하여 물을 보충하기 위한 압력계, 물을 보충시키기 위한 보충수 밸브 등을 구성하여 사용함으로 결과적으로 보일러 부피, 무게 증가 등 상향식, 하향식 등을 구분하여 생산 및 설치 현장조건에 따라 사용해야 하는 단점을 가지고 있으며, 더욱이 많은 부품들에 의해 제조원가가 상승되고 품목관리가 복잡한 단점을 지니고 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 상·하향식 가스보일러 모두에 공용으로 적용 가능하면서 보일러 배관 내의 물보충이 자동으로 이루어짐에 따라 사용자의 편의성을 극대화시키면서 구조의 단순화로 제조단가를 낮출 수 있는 상·하향식 겸용 보일러 물보충 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 버너의 가스 연소열에 의하여 난방부하로 보내는 물을 덥히는 열교환기를 갖추고, 이 열교환기의 난방수 회수배관이 온수 열교환기에 연결되며, 이 열교환기의 난방수 공급배관과 온수 열교환기의 배관이 3방 밸브를 매개로 수도배관의 개폐밸브에 연결되어 이루어진 가스보일러의 물보충 시스템에 있어서, 상기 수도배관의 개폐밸브와 일체화되어 개방식 팽창탱크 내에 설치된 플로트에 연결되어 이 플로트에 의해 개폐가 조절되고, 상기 개방식 팽창탱크의 상부쪽에는 열교환기의 난방배관과 순환펌프에 연결된 팽창수축 자동밸브가 연결 설치되어 이루어진 구조로 되어 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 상·하향식 겸용 가스보일러의 물보충 시스템은 다음과 같은 장점을 지닌다.

1) 질소 팽창탱크/ 압력계/ 안전밸브/ 보충수 밸브/ 자동에어 제거밸브 같은 부품들의 불사용으로 제조단가를 낮추면서 보일러의 중량이 감소되고 구조가 단순화되며,

2) 하향식 가스보일러 뿐만 아니라, 상향식 가스보일러에도 공용으로 적용 가능하고,

3) 개방식 저장탱크를 합성수지로 제작함에 따라 보일러의 무게 절감과 제조단가를 낮추며,

4) 질소 팽창탱크와 같은 부품의 미적용으로 일정기간 사용 후 팽창탱크 내 질소가스가 빠지고 안전밸브 역할 둔화로 인하여 고장 및 보일러가 압력에 의해 파열되는 등에 보일러의 하자를 저감시킬 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 상·하향식 겸용 가스보일러의 물보충 시스템을 나타낸 배관 구성도이고, 도 2는 본 고안에 적용되는 팽창수축 자동밸브의 단면 구성도이다.

본 발명은 버너(1)의 가스 연소열에 의하여 난방부하(2)로 보내는 물을 덥히는 열교환기(3)를 갖추고, 이 열교환기(3)의 난방수 공급 및 회수배관(4,5)이 온수 열교환기(6)에 연결되며, 상기 온수 열교환기(6)의 배관(7)과 난방수 공급배관(4)이 3방 밸브(8)를 매개로 수도배관(9)의 개폐밸브(10)에 연결되어 이루어진 가스보일러의 물보충 시스템에 있어서, 상기 수도배관(9)의 플로트(12)와 일체화된 개폐밸브(10)는 개방식 팽창탱크(11) 내에 설치된 플로트(12)에 연결되어 이 플로 트(12)에 의해 개폐가 조절되고, 보일러(17) 내부에 난방수 라인 일정부분으로 물을 보충시키는 직수 공급관(15)이 수도배관(9)의 개폐밸브(10)에 직접 연결되며, 상기 개방식 팽창탱크(11)의 상부쪽에는 열교환기(3)의 난방수 공급배관(4)과 순환펌프(13)에 연결된 팽창수축 자동밸브(14)의 흡·배기관(16)이 연결 설치되어 있다.

여기서 팽창수축 자동밸브(14)는 본 출원인에 의해 특허된 국내특허등록 제838,745호에서 설명되어 있기에 본 발명에서는 그 자세한 설명을 생략한다.

본 발명에 있어서 난방순환은 버너(1)를 통하여 열교환기(3)에서 가열된 난방수가 순환펌프(13)의 작동으로 난방수 공급배관(4)와 3방 밸브(8)를 거쳐 난방부하(2)에 공급되고, 이 난방부하(2)에 공급된 난방수는 난방수 회수배관(5)을 통하여 열교환기(3)로 재유입된다.

그리고 온수는 상기 3방 밸브(8)에서 분지된 온수 공급관인 배관(7)을 통하여 온수 열교환기(6)로 공급되어 온수를 사용할 수 있도록 되어 있다.

한편, 배관시스템에 플로트(12) 위치에 의해 물보충이 필요한 경우 수도배관(9)이 개폐밸브(10)과 직수 공급관(15)을 통하여 보충수가 보일러(17)의 공급 및 회수배관(4,5)으로 직접 공급되는바 즉, 수도배관(9)의 개폐밸브(10)가 개방식 팽창탱크(11) 내에 설치된 플로트(12)에 의한 물보충을 개방식 팽창탱크(11) 내로 물을 보충하지 않고 보일러(17) 내에 일정압력을 가지고 있는 난방수 라인으로 직접 공급하여 물보충이 이루어지며, 일정압력 이상의 물이 팽창 수축 자동밸브(14)의 흡·배기관(16)으로 넘어오면 개방식 팽창탱크 내에 플로트(12)가 들려 올려지게 되고 개폐밸브(10)가 물보충을 중지시켜 보일러보다 높은 위치에 있는 난방부하(2)로 자동으로 물을 보충할 수 있게 되며, 반복적으로 상기와 같이 개방식 팽창탱크(11) 내의 수위가 낮아지면 플로트(12)가 점선과 같이 작동하여 수도배관(9)의 개폐밸브(10)를 개방하여 보일러(17)와 난방 부하측(2)으로 물을 보충하게 된다.

그러면 상기 수도배관(9)에서 공급되는 직수는 직수 공급관(15)을 통하여 난방부하(2)와 열교환기(3) 보일러 난방수 배관 내로 직접 공급되는데, 이때 직수 압력으로 보일러보다 높게 위치한 난방부하 배관뿐만 아니라 보일러 내에 난방수를 공급하여 회수배관(5)과 열교환기(3) 등 모든 난방배관에 풀(Full) 상태로 차게되는데, 이때 상기 팽창수축 자동밸브(14)의 설정된 압력 약 1.5 ~ 3.5 kgf/㎡[보일러 설치보다 15m(5층) ~ 35m(10층)까지 밀어 올리 수 있는 압력] 사이로 세팅하여 놓게 되면, 물보충이 완료되고 그 이상 압력에 물은 팽창수축 자동밸브(14)의 팽창 흡·배기관(16)을 통하여 개방식 팽창탱크(11) 내로 유입됨에 따라 이 개방식 팽창탱크(11) 내에 있는 플로트(12)는 점선상태에서 실선상태로 회동하여 수도배관(9)과 연결되어 있는 개폐밸브(10)를 폐쇄시킨다.

이에 따라 상기 수도배관(9)에서 난방부하(2) 쪽으로 공급되는 직수는 차단되어 보일러의 물보충이 자동으로 이루어진다.

그리고 상기 난방부하(2)와 열교환기(3)의 배관에서 난방수 보충이 필요한 경우, 이 난방부하(2)와 열교환기(3)의 배관에 난방수 수축 팽창이 반복되게 되어 온도가 낮아질 때에는 물이 수축되어 진공상태가 되면, 진공력이 발생하여 상기 팽창수축 자동밸브(14)의 팽창 흡·배기관(16)을 통하여 개방식 팽창탱크(11) 내에 차있는 물을 흡입하여 열교환기(3)와 난방부하(2)의 배관쪽으로 물이 보충되기 때문에 자동 물보충되며 동시에 팽창, 수축되는 난방수가 보관 및 배출 조절된다.

한편, 온수사용은 공지와 같이 온수 열교환기(6)를 통하여 화살표 방향으로 공급되는 온수를 사용할 수 있다.

본 발명은 상향식 가스보일러에 물보충을 자동으로 공급 가능할 뿐만 아니라, 무엇보다도 상향식과 하향식 보일러 분리생산, 분리설치 등 현장에 따른 번거로움을 해소하고 누구나 설치 쉽게 사용할 수 있으며, 특히 상향식 보일러에 에어제거 및 물보충 등을 자동화 할 수 있는 보충시스템을 가능하게 되어 일일이 물을 보충해주는 번거로움이 없게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 상·하향식 겸용 보일러의 물보충 시스템의 전체 배관 구성도,

도 2는 본 발명에 적용되는 팽창수축 자동밸브의 단면 구성도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

1 : 버너, 2 : 난방부하,

3 : 열교환기, 4 : 난방수 공급배관,

5 : 난방수 회수배관, 6 : 온수 열교환기,

7 : 판형 열교환기 배관, 8 : 3방 밸브,

9 : 수도배관, 10 : 개폐밸브,

11 : 개방식 팽창탱크, 12 : 플로트(Float),

13 : 순환펌프, 14 : 팽창수축 자동밸브,

15 : 직수 공급관, 16 : 흡·배기관,

17 : 보일러.

Claims (2)

1. 버너(1)의 가스 연소열에 의하여 난방부하(2)로 보내는 물을 덥히는 열교환기(3)를 갖추고, 이 열교환기(3)의 난방수 공급 및 회수배관(4,5)이 온수 열교환기(6)가 연결되며, 상기 온수 열교환기(6)의 배관(7)과 난방수 공급배관(4)이 개방식 팽창탱크(11)에 위치한 플로트(12)에 연결된 수도배관(9)의 개폐밸브(10)에 연결되어 이루어진 가스보일러의 물보충 시스템에 있어서,

   상기 수도배관(9)의 개폐밸브(10)는 개방식 팽창탱크(11) 내에 설치된 플로트(12)에 연결되어 이 플로트(12)에 의해 개폐가 조절되고, 상기 개방식 팽창탱크(11)의 상부쪽에는 열교환기(3)의 난방수 공급배관(4)과 순환펌프(13)에 연결된 팽창수축 자동밸브(14)의 흡·배기관(16)이 연결 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 상·하향식 가스보일러의 물보충 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 수도배관(9)에 연결된 개폐밸브(10)는 개방식 팽창탱크(11)에 위치 팽창탱크 내에 물을 감지하고 물보충은 플로트(12)와 일체화된 개폐밸브(10)가 장착된 개방식 팽창탱크로 물을 보충하지 않고 보일러(17)와 난방부하(2), 열교환기(3), 난방수 공급 및, 회수배관(4,5) 등 난방수가 위치한 배관부로 연결 보충되는 직수 공급관(15)과 직접 연결되어 난방수를 보충하도록 연결된 것을 특징으로 하는 상·하향식 겸용 가스보일러의 물보충 시스템.

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