KR20150021334A - 수압작동식 삼방밸브 유니트 및 이를 이용한 난방 온수 시스템 - Google Patents

수압작동식 삼방밸브 유니트 및 이를 이용한 난방 온수 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 난방 온수 시스템용 수압작동식 삼방밸브 유니트를 개시한다. 개시된 난방 온수 시스템용 수압작동식 삼방밸브 유니트는, 보일러에서 가열된 보일러온수가 유입되는 보일러온수유입구와, 상기 보일러온수를 난방배관으로 유출시키는 난방유출구와, 상기 보일러온수가 열교환기로 유출되는 온수유출구와, 외부로부터 공급되는 냉수가 유입되는 냉수유입구와, 상기 냉수가 상기 열교환기로 유출되는 냉수유출구와, 상기 보일러온수유입구를 상기 난방유출구와 상기 온수유출구로 연결하는 밸브체수용부를 갖는 밸브본체와; 상기 밸브체수용부 내에 수용되어 통상시 상기 온수유출구를 차단하고 상기 난방유출구를 개방하며, 상기 냉수유입구를 통해 냉수가 유입되면 상기 냉수에 의해 슬라이딩이동하여 상기 난방유출구를 차단하고 상기 온수유출구를 개방하는 밸브체와; 상기 냉수의 힘에 대해 저항하는 방향으로 상기 밸브체를 탄성적으로 미는 밸브스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 제조비용이 저렴하고 유지비용이 발생하지 않으며, 고장이 적은 효과를 제공한다.

Description

수압작동식 삼방밸브 유니트 및 이를 이용한 난방 온수 시스템{THREE-WAY VALVE UNIT FOR WATER-PRESS AND HEATING SYSTEM USING THEREOF}
본 발명은 수압작동식 삼방밸브 유니트 및 이를 이용한 난방 온수 시스템에 관한 것이다.
통상의 난방시스템에서는 보일러에 공급되는 온수가 삼방밸브에 의해 난방배관과 온수발생용 열교환기에 선택적으로 공급된다. 삼방밸브는 통상의 경우 보일러 온수를 난방배관으로 연결하고, 사용자가 샤워 등을 위해 온수를 필요로 할 경우에는 난방배관으로의 온수 공급을 차단하고 보일러에서 발생한 온수를 온수발생용 열교환기로 절환하여 외부에 공급한다.
이러한 삼방밸브의 절환 동작은 사용자의 온수 밸브 동작에 연동하여 솔레노이드 혹은 모터 등에 의해 전기적으로 수행된다.
그래서 삼방밸브는 전기적 작동 부품 때문에 비교적 제조비용이 높고 구조가 복잡하며 고장 발생의 가능성이 높다는 등의 문제가 있다.
따라서 본 발명의 목적은 전기 부품을 채용하지 않고 기계적으로 동작가능한 수압작동식 삼방밸브 유니트 및 이를 이용한 난방 온수 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 수압작동식 난방 온수 시스템용 삼방밸브 유니트에 있어서, 보일러에서 가열된 보일러온수가 유입되는 보일러온수유입구와, 상기 보일러온수를 난방배관으로 유출시키는 난방유출구와, 상기 보일러온수가 열교환기로 유출되는 온수유출구와, 외부로부터 공급되는 냉수가 유입되는 냉수유입구와, 상기 냉수가 상기 열교환기로 유출되는 냉수유출구와, 상기 보일러온수유입구를 상기 난방유출구와 상기 온수유출구로 연결하는 밸브체수용부를 갖는 밸브본체와; 상기 밸브체수용부 내에 수용되어 통상시 상기 온수유출구를 차단하고 상기 난방유출구를 개방하며, 상기 냉수유입구를 통해 냉수가 유입되면 상기 냉수에 의해 슬라이딩이동하여 상기 난방유출구를 차단하고 상기 온수유출구를 개방하는 밸브체와; 상기 냉수의 힘에 대해 저항하는 방향으로 상기 밸브체를 탄성적으로 미는 밸브스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 수압작동식 난방 온수 시스템용 삼방밸브 유니트에 의해 달성된다.
상기 밸브체에 연결바아를 통해 연결되어 일체로 슬라이딩하는 플런저를 더 포함하며, 상기 냉수유출구는 상기 플런저의 슬라이딩 방향에 가로로 형성되어 상기 냉수유입구를 통해 유입된 냉수가 가로방향으로 유출되며, 상기 밸브체스프링은 압축스프링인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 수압작동식 삼방밸브 유니트를 이용한 난방 온수 시스템에 있어서, 보일러와; 상기 보일러에서 공급되는 보일러온수가 유입되는 상기에 따른 삼방밸브 유니트와; 상기 삼방밸브 유니트에서 유출되는 급수가 유입되어 상기 급수를 가열시키는 열교환기와; 상기 보일러온수와 가열된 상기 급수를 상기 보일러로 재순환시키는 순환펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 수압작동식 삼방밸브 유니트를 이용한 난방 온수 시스템에 의해 달성된다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 전기 부품을 채용하지 않아 비교적 제조비용이 낮고 전기료를 절감할 수 있으며, 기계적인 부품을 사용하여 전기적인 부품보다 고장 발생의 가능성이 낮은 효과를 제공한다.
도 1은 난방 온수 시스템을 나타낸 개략도이고,
도 2 내지 도 3은 수압작동식 삼방밸브 유니트의 동작을 나타내는 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 난방 온수 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 수압작동식 삼방밸브 유니트(100), 보일러(200), 열교환기(300) 및 순환펌프(400)로 이루어져 있다.
보일러(200) 내에서 가열되어 제공되는 보일러온수는 공급버너온수배관(210)을 타고 삼방밸브 유니트(100) 내로 유입된다. 난방에 사용되는 통상시에 보일러온수는 삼방밸브 유니트(100)에서 난방배관(220)으로 유출되어 난방배관(220)을 따라 난방 시스템을 순환하게 된다. 순환된 보일러온수는 순환펌프(400)를 거쳐 후방순환배관(230)을 지나 보일러(200)로 다시 유입된다. 보일러(220)로 유입된 보일러온수는 가열되어 다시 삼방밸브 유니트(100)를 지나 난방배관(220)을 재순환하게 된다.
여기서 샤워 등을 위해 사용자가 온수 밸브를 틀 경우 외부에서 냉수가 전방냉수배관(240)을 따라 삼방밸브 유니트(100)로 유입된 후 후방냉수배관(250)을 지나 열교환기(300)로 이동된다. 삼방밸브로 유입된 보일러온수 또한 난방배관(220)이 아닌 복귀보일러온수배관(260)을 지나 열교환기(300)내로 유입되어 열교환기(300)에 의해 보일러온수와 냉수는 상호 열교환 된다. 냉수는 열교환에 의해 가열된 온수가 되어 온수배관(270)으로 배출되며, 냉수에 열을 전달해준 보일러온수는 전방순환배관(280), 순환펌프(400) 및 후방순환배관(230)을 지나 보일러(200)로 유입되어 보일러(200) 내에서 재가열된다.
난방 온수 시스템용 삼방밸브 유니트(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 밸브본체(110)와, 밸브본체(110) 내에 형성된 밸브체(120)와, 밸브체(120)를 탄성적으로 슬라이딩시키는 밸브스프링(130)으로 이루어져 있다.
밸브본체(110)에는 보일러에서 가열된 보일러온수가 밸브본체(110) 내로 유입되도록 보일러온수유입구(111) 및 난방유출구(112)를 포함하고 있다. 밸브본체(110)에서 보일러온수유입구(111)와 난방유출구(112)를 제외하고는 통상시에는 밸브체(120)에 의해 차단되어 있어 보일러온수유입구(111)로 들어온 보일러온수 전량은 난방유출구(112)를 지나 난방배관(220)으로 유출된다.
밸브체(120)는 보일러온수유입구(111)를 난방유출구(112)와 온수유출구(114)로 연결하는 벨브체수용부(116) 내에 수용되어 있다. 밸브체(120)는 중앙에 봉 형상의 연결바아(121)와, 연결바아(121)를 통해 연결되어 일체로 슬라이딩하는 제1플런저(122a) 및 제2플런저(122b)가 연결바아(121)의 양단부에 형성되어 있다. 연결바아(121)의 일단부에 형성된 제1플런저(122a)는 보일러온수가 난방유출구(112)가 아닌 다른 곳으로 유출되지 않도록 밸브본체(110)의 직경은 적절히 선택 가능하며, 연결바아(121)의 타단부에 형성된 제2플런저(122b)의 직경 역시 밸브본체(110)의 직경에 맞게 적절히 선택 가능하다. 여기서 밸브체(120)는 유입되는 온수 및 냉수에 의해 놀이 슬지 않는 재료로 제작된다. 밸브본체(110) 및 밸브체(120)는 원형 단면을 가지도록 제작되지만 경우에 따라서 밸브본체(110) 및 밸브체(120)는 단면이 원형이 아닌 사각형으로 제작될 수도 있다.
밸브본체(110)에는 냉수유입구(113)로 유입되는 냉수가 수압에 의해 보일러온수유입구(111), 난방유출구(112) 및 온수유출구(114)로 유입되어 보일러온수와 혼합되지 않도록 차단하는 냉수차단부(123)가 형성되어 있다. 냉수가 밸브체(120)를 지나 밸브본체(110)의 상부로 유입될 경우 냉수의 수압에 의해 난방배관(220)이 터질 수 있다. 이를 방지하기 위해 냉수차단부(123)는 냉수가 밸브본체(110) 상부로 유입되지 않도록 제조되며, 냉수의 수압에 견딜 수 있는 견고한 소재로 형성된다.
밸브스프링(130)은 보일러온수나 냉수에 의해 녹슬지 않도록 보일러온수나 냉수와 접촉하지 않는 냉수차단부(123)의 하부에 결합된다. 밸브스프링(130)은 슬라이딩된 밸브체(120)가 탄성적으로 제 위치로 돌아갈 수 있도록 한다. 밸브체(120)와 마찬가지로 냉수에 의해 녹슬지 않도록 비금속으로 제작되는 스프링을 사용하며, 여기서 비금속 스프링은 고무스프링이나 합성수지스프링을 사용할 수 있다. 또한 밸브체스프링(130)은 용수철 형상의 압축스프링을 사용할 수 있다. 경우에 따라서 밸브체스프링(130)은 난방유출구(112) 내에서 작동 가능하도록 제1플런저(122a)에 결합될 수도 있다.
외부에서 냉수가 전방냉수배관(240)을 지나 냉수유입구(113)를 통해 밸브본체(110) 내로 유입되며, 냉수의 수압을 이용하여 밸브체(120)를 냉수의 유입과 동일한 방향으로 슬라이딩 이동시킨다.
도 3에 도시된 바와 같이 외부에서 온수밸브를 이용하여 온수를 틀 경우 외부에서 유입되는 냉수의 수압이 냉수유입구(113)를 막고있던 제2플런저(122b)를 밀어 밸브체(120)가 슬라이딩되면 냉수유입구(113)에서 냉수유출구(115)로 냉수가 흐르게 된다. 또한 밸브체(120)가 슬라이딩 되면서 보일러온수유입구(111)를 막고있던 제1플런저(122a)가 난방유출구(112)를 차단하게 되고, 보일러온수유입구(111)에서 난방유출구(112)로 흐르던 보일러온수는 온수유출구(114)로 흐르게 된다.
밸브체(120)를 슬라이딩시킨 냉수는 냉수유출구(115)와 연결된 후방냉수배관(250)을 지나 열교환기(300)로 유출된다. 또한 밸브체(120)에 의해 난방유출구(112)가 차단되고 온수유출구(114)가 개방되었기 때문에 보일러온수는 난방유출구(112)가 아닌 온수유출구(114)와 연결된 후방보일러온수배관(260)을 지나 냉수와 마찬가지로 열교환기(300) 내로 유입되어 보일러온수와 냉수는 서로 열교환된다.
사용자가 온수 밸브를 끄면 냉수유입구(113)로 냉수의 유입이 중단된다. 냉수 유입이 중단되면 냉수유입구(113)와 냉수유출구(115) 영역은 서로 동일한 압력을 이루게 된다. 따라서 냉수의 수압으로 인해 난방유출구(112)를 차단하고 있던 밸브체(120)는 밸브스프링(130)에 의해 냉수의 힘에 대해 저항하는 방향으로 탄성적으로 슬라이딩되어 도 1에 도시된 바와 같이 제자리로 되돌아간다.
밸브체(120)가 슬라이딩 이동하여 제자리로 돌아가게 되면 밸브체(120)가 차단하고 있던 난방유출구(112)는 다시 개방되고, 온수유출구(114) 및 냉수유출구(115)는 차단된다. 따라서 보일러온수유입구(111)로 유입되는 보일러온수는 다시 난방유출구(112)를 통해 난방시스템을 순환하게 된다.
이러한 수압작동식 삼방밸브 유니트(100)를 사용할 경우 밸브체(120)가 전기가 아닌 냉수의 수압에 의해 슬라이딩 되기 때문에 전원차단 우려가 없으며, 수격작용을 방지할 수 있다. 또한 전기적인 장치가 아닌 기계적인 장치이기 때문에 고장 발생의 가능성도 낮으며, 전기를 사용하지 않기 때문에 유지비용이 별도로 발생하지 않는다.
100: 수압작동식 삼방밸브 유니트 110: 밸브본체
111: 보일러온수유입구 112: 난방유출구
113: 냉수유입구 114: 온수유출구
115: 냉수유출구 116: 밸브체수용부
120: 밸브체 121: 연결바아
122a: 제1플런저 122b: 제2플런저
123: 냉수차단부 130: 밸브스프링
200: 보일러 210: 공급보일러온수배관
220: 난방배관 230: 후방순환배관
240: 전방냉수배관 250: 후방냉수배관
260: 복귀보일러온수배관 270: 온수배관
280: 전방순환배관 300: 열교환기
400: 순환펌프

Claims (4)

  1. 난방 온수 시스템용 수압작동식 삼방밸브 유니트에 있어서,
    보일러에서 가열된 보일러온수가 유입되는 보일러온수유입구와, 상기 보일러온수를 난방배관으로 유출시키는 난방유출구와, 상기 보일러온수가 열교환기로 유출되는 온수유출구와, 외부로부터 공급되는 냉수가 유입되는 냉수유입구와, 상기 냉수가 상기 열교환기로 유출되는 냉수유출구와, 상기 보일러온수유입구를 상기 난방유출구와 상기 온수유출구로 연결하는 밸브체수용부를 갖는 밸브본체와;
    상기 밸브체수용부 내에 수용되어 통상시 상기 온수유출구를 차단하고 상기 난방유출구를 개방하며, 상기 냉수유입구를 통해 냉수가 유입되면 상기 냉수에 의해 슬라이딩이동하여 상기 난방유출구를 차단하고 상기 온수유출구를 개방하는 밸브체와;
    상기 냉수의 힘에 대해 저항하는 방향으로 상기 밸브체를 탄성적으로 미는 밸브스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 난방 온수 시스템용 수압작동식 삼방밸브 유니트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 밸브체에 연결바아를 통해 연결되어 일체로 슬라이딩하는 플런저를 더 포함하며, 상기 냉수유출구는 상기 플런저의 슬라이딩 방향에 가로로 형성되어 상기 냉수유입구를 통해 유입된 냉수가 가로방향으로 유출되는 것을 특징으로 하는 난방 온수 시스템용 수압작동식 삼방밸브 유니트.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 밸브체스프링은 압축스프링인 것을 특징으로 하는 난방 온수 시스템용 수압작동식 삼방밸브 유니트.
  4. 난방 온수 시스템에 있어서,
    보일러온수를 제공하는 보일러와;
    상기 보일러온수가 유동하는 난방배관과;
    상기 보일러온수와 냉수를 상호 열교환하여 온수를 제공하는 열교환기와;
    상기 보일러온수를 상기 난방배관과 상기 열교환기에 선택적으로 제공하는 제1항 내지 제3항에 따른 수압작동식 삼방밸브 유니트와;
    상기 난방배관과 상기 열교환기 중 어느 하나로부터 상기 보일러온수를 상기 보일러로 재순환시키는 순환펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 난방 온수 시스템.
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