KR20170022466A - 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 에어갭 형성수단을 갖는 보일러의 보충수 공급밸브는 작동노브를 회전시키는 간단한 조작으로 난방수배관으로의 보충수의 공급이 이루어지고, 보충수의 공급이 완료되면 자동적으로 보충수 공급밸브에 에어갭이 형성되도록 한 것으로서, 보충수 공급밸브에 형성된 에어갭에 의해 난방수배관과 직수배관이 완전히 분리된 상태를 유지하기 때문에 혹시 난방수배관으로부터 난방수가 누설되어 역류하는 경우에도 역류된 난방수가 직수배관으로 유입되는 것을 근본적으로 차단할 수 있다.

Description

에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브{water filling valve for boiler with air gap making means}

본 발명은 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브에 관한 것으로서 난방수를 채우거나 보충할 때에 사용되는 보충수 공급밸브를 통해 역류된 난방수가 직수배관으로 유입되는 것을 차단하기 위하여 보충수 공급밸브에 에어갭을 형성할 수 있도록 한 것이다.

도 11은 종래의 일반적인 난방용 보일러의 회로구성도이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 통상적인 난방용 보일러(5)는 버너와 열교환기를 사용하여 난방수를 가열하고 가열된 난방수를 순환시켜 난방을 하는 것을 주목적으로 한다.

또한 보일러(5)에는 급탕을 사용하기 난방수배관(1)과는 별도로 직수배관(2)이 구비되어 있다.

보일러(5)를 오랜시간 사용하면 보일러(5)의 난방수배관(1)에 채워져 있던 난방수가 증발 등으로 줄어들기 때문에 난방수를 보충해 줄 필요가 있다.

이를 위해서, 도 11에 도시된 바와 같이, 직수배관(2)과 난방수배관(1)을 연결하는 보충수 배관(점선영역)이 형성되는데 보충수배관은 난방수를 보충할 때에만 사용되고 그 이외의 경우에는 차단됨으로써 난방수가 직수배관으로 유입되는 것을 방지해야 한다.

이를 위해 종래에는 보충수배관을 온오프밸브와 체크밸브를 통해 잠그어서 난방수의 역류를 차단하는 방식이 널리 사용되고 있으나, 난방수의 역류를 완전히 차단하기 위해서는 난방수 보충의 시기를 제외하고는 난방수배관과 직수배관을 완전히 분리시키는 것이 가장 바람직하다.

그러나 종래의 난방수배관과 직수배관을 분리시킬 수 있는 보충수 배관은 구성이 복잡하여 가격이 높거나 사용이 불편한 문제가 있다.

보충수 배관장치에 관한 종래기술로는 한국공개특허 제10-1992-0020155호(발명의 명칭: 밀폐식 팽창탱크를 구비한 강제 온수순환식 보일러의 난방수 자동 보충장치)가 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 보충수를 공급할 경우에는 간단한 조작으로 난방수배관과 직수배관을 연결하여 보충수를 공급할 수 있고 보충수의 공급이 완료되면 자동적으로 내부에 에어갭을 형성함으로써 난방수배관과 직수배관의 완전한 분리가 이루어지도록 하는 보일러의 보충수 공급밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 본 발명의 과제는 직수유입구와 보충수공급구가 형성되고 내부에 상기 직수유입구와 상기 보충수공급구를 연결하는 유로상의 일지점에 개폐구가 형성되고 일측에 외부대기로 연결되는 배출공이 형성된 본체와, 상기 본체의 내부에 설치되어 상기 개폐구를 선택적으로 개폐하는 유로개폐밸브와, 상기 유로개폐밸브에 결합되며 내부에 소통유로가 형성되고 상기 본체의 상기 배출공을 선택적으로 개폐하는 에어갭 형성부와, 상기 본체의 상기 직수유입구와 상기 보충수유입구의 사이의 상기 유로상에 설치되는 체크밸브 및 상기 유로개폐밸브를 전진 또는 후퇴시키기 위하여 상기 유로개폐밸브에 결합되는 작동노브를 포함하며, 상기 유로개폐밸브가 상기 개폐구를 개방한 경우에는 상기 에어갭 형성부가 상기 본체의 상기 배출공을 차단하고, 상기 유로개폐밸브가 상기 개폐구를 폐쇄한 경우에는 상기 에어갭 형성부가 상기 본체의 상기 배출공을 열어주는 것을 특징으로 하는 보일러의 보충수 공급밸브에 의해 형성된다.

상기 보일러의 보충수 공급밸브에서, 상기 유로개폐밸브는 상기 개폐구를 물이 유입되는 방향에서 막는 것이 바람직하다.

상기 보일러의 보충수 공급밸브에서, 상기 유로개폐밸브는 둘레면에 서로 간격을 두고 한 쌍의 오링들이 형성되고, 상기 유로개폐밸브의 상기 오링들이 상기 본체의 상기 배출공을 개방 또는 패쇄하는 것이 바람직하다.

또한 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 유로개폐밸브가 상기 개폐구를 폐쇄하도록 상기 유로개폐밸브를 가압하는 스프링이 더 구비되며, 상기 작동노브의 회전 후 상기 작동노브로부터 외력을 제거하면 상기 유로개폐밸브를 가압하는 상기 스프링에 의해 상기 작동노브는 원위치로 복귀하는 것이 바람직하다.

또한 상기 유로개폐밸브는 상기 개폐구를 물이 유입되는 방향과 반대되는 방향에서 막도록 형성될 수도 있다.

본 발명에 따른 보일러의 보충수 공급밸브에 의하면 작동노브를 회전시키는 간단한 조작으로 난방수배관으로의 보충수의 공급이 이루어지고, 보충수의 공급이 완료되면 자동적으로 보충수 공급밸브에 에어갭이 형성되도록 하였다. 이에 따라 평소에는 난방수배관과 직수배관이 완전히 분리된 상태를 유지하기 때문에 혹시 난방수배관으로부터 난방수가 누설되어 역류하는 경우에도 역류된 난방수가 직수배관으로 유입되는 것을 근본적으로 차단할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 외관을 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 개폐구가 열린 상태를 도시한 단면도이고,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 개폐구가 닫힌 상태를 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 유로개폐밸브 및 에어갭 셔터를 도시한 사시도이고,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 작동노브와 지지체의 결합상태를 분해하여 도시한 사시도이고,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 개폐구가 열린 상태를 도시한 단면도이고,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 본체와 작동노브의 결합관계를 개념적으로 도시한 도면이고,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 개폐구가 닫힌 상태를 도시한 단면도이고,
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 개폐구가 열린 상태를 도시한 단면도이고,
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 개폐구가 닫힌 상태를 도시한 단면도이고,
도 11은 종래의 일반적인 난방용 보일러의 회로구성도이다.
도 12는 본 발명의 제4실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 외관을 도시한 사시도이고,
도 13은 본 발명의 제4실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 단면을 도시한 단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 구성에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 외관을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 개폐구가 열린 상태를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 개폐구가 닫힌 상태를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 유로개폐밸브 및 에어갭 셔터를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 작동노브와 지지체의 결합상태를 분해하여 도시한 사시도이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 보일러의 보충수 공급밸브는 직수유입구(11)와 배출구(13) 및 보충수공급구(12)가 형성된 본체(10)와 본체(10)의 내부에 설치되어 개폐구(16)를 선택적으로 개폐하는 유로개폐밸브(30)와 에어갭을 형성하는 에어갭셔터와 제1체크밸브(60) 및 제2체크밸브(65)와 유로개폐밸브(30)를 작동하는 작동노브(40)를 포함하여 구성된다.

본체(10)는 내부에 빈 공간이 형성된 관구조이며 일측에는 직수배관(미도시)에 연결되는 직수유입구(11)가 형성되고 타측으로 난방수배관(미도시)에 연결되는 보충수공급구(12)가 형성되며 직수유입구(11)와 보충수공급구(12)의 사이에는 보충수를 외부로 배출하기 위한 배출구(13)가 형성된다. 배출구(13)의 일측에는 대기로 열려진 대기노출공(14)이 형성되고 배출구(13)의 위쪽으로는 배출구(13)와 본체(10)의 내부공간을 연결하는 배출공(15)이 형성된다. 본체(10)의 내부에는 직수의 공급을 선택적으로 허용/차단하기 위하여 후술할 유로개폐밸브(30)에 의해 열리거나 닫히는 개폐구(16)가 형성된다. 본체(10)의 내부 일측에는 보충수가 소통되도록 하면서 체크밸브가 장착되는 디스크지지부(17)가 형성되며, 디스크지지부(17)는 디스크의 연장축이 슬라이드 되기 위한 삽입공(18)과 물이 소통하기 위한 소통공(19)을 구비한다.

본체(10)의 좌측단부에는 본체(10)의 기밀을 유지하면서 유로개폐밸브(30)를 지지하는 지지체(20)가 결합된다. 지지체(20)는 중앙이 관통된 구조이며 관통된 내측으로 유로개폐밸브(30)가 설치되고 지지체(20)의 외측에는 기밀을 유지하기 위한 오링(22)이 형성된다. 지지체(20)의 좌측단부에는 원주상을 따라 점진적으로 높이가 증가하는 경사진 구조의 미끄럼부(25)가 형성된다.

유로개폐밸브(30)는 본체의 개폐구(16)를 열고 닫기 위한 것으로서 지지체(20)의 내측에 슬라이드 가능하게 설치되며 후단은 작동노브(40)에 결합되어 있다. 유로개폐밸브(30)에는 지지체(20)와의 기밀유지를 위해 외측둘레에 오링(31)이 구비된다. 유로개폐밸브(30)는 전단에 직경이 증대된 확장부(33)가 형성되고 확장부(33)의 전면은 테이퍼진 원추형상의 차단면(34)이 형성되어 있다. 차단면(34)은 오링(35)이 설치되어 있어서 개폐구(16)와 밀착한 경우에 기밀을 유지할 수 있다. 유로개폐밸브(30)의 확장부(33)와 지지체(20)의 사이에는 스프링(39)이 구비되어 있어서 유로개폐밸브(30)는 항상 개폐구(16)를 향하여 가압되는 상태에 있다.

작동노브(40)는 고정피스(42)를 통해 유로개폐밸브(30)의 일단에 결합되어 있으며 내측면에는 원주상으로 경사진 구조의 미끄럼부(45)가 형성되어 있다. 작동노브(40)의 미끄럼부(45)는 지지체(20)의 미끄럼부(25)와 미끄럼작동을 하여 작동노브(40)에 작용한 회전력을 직선운동으로 변환시키는 역할을 한다. 외력이 없는 상태에서는 작동노브(40)는 스프링(39)의 힘에 의해 작동노브(40)의 미끄럼부(45)가 지지체(20)의 미끄럼부(25)를 타고 내려오면서 본체(10)에 밀착되고 유로개폐밸브(30)는 개폐구(16)를 닫게되며, 외력을 가하여 작동노브(40)를 회전시키면 작동노브(40)의 미끄럼부(45)가 지지체(20)의 미끄럼부(25)를 타고 올라가면서 작동노브(40)는 본체(10)로부터 멀어지고 유로개폐밸브(30)는 개폐구(16)를 열게 된다.

에어갭 셔터(50)는 본체(10)의 배출공(15)을 선택적으로 개폐하여 에어갭을 형성하기 위한 것으로서 유로개폐밸브(30)의 확장부(33)와 셔터 연결부(37)를 통해 일체로 연결되어 있다. 에어갭 셔터(50)는 원통구조로서 본체(10)의 내부공간의 형상에 부합하는 둘레면을 가지며, 둘레면보다 내측으로 보충수의 공급을 위한 소통유로(55)가 형성된다. 에어갭 셔터(50)의 외측 둘레면에는 서로 소정의 간격을 둔 한 쌍의 오링들(52, 53)이 본체(10)의 내측면에 밀착하도록 설치되어 있다. 따라서 본체(10)로 유입된 보충수는 에어갭 셔터(50)의 둘레면쪽으로 이동할 수는 없고 에어갭 셔터(50)의 소통유로(55)를 통해서만 에어갭 셔터(50)를 통과하여 반대쪽으로 이동할 수 있다. 에어갭 셔터(50)의 한 쌍의 오링들(52, 53)은 유로개폐밸브(30)가 개폐구(16)를 열어주었을 때에 오링들(52, 53)이 본체(10)의 배출공(15)의 양측을 차단하는데 적절한 간격을 가지도록 형성된다.

에어갭 셔터(50)의 우측으로는 제1체크밸브(60)와 제2체크밸브(65)가 형성된다. 제1체크밸브(60)는 제1시트(61)와 제1시트(61)에 밀착하여 유로를 차단하는 제1디스크(62)와 제1디스크(62)를 탄성지지하는 스프링(63)으로 구성된다. 제2체크밸브(65)는 제2시트(66)와 제2시트(66)에 밀착하여 유로를 차단하는 제2디스크(67)와 제2디스크(67)를 제2시트(66)로 가압하는 스프링(68)으로 구성된다. 제2체크밸브(65)의 제2디스크(67)와 스프링(68)은 디스크지지부(17)의 삽입공(18)에 지지된다.

이하에서는 본 발명의 제1실시예에 따른 보충수 공급밸브의 작동에 대하여 설명한다.

먼저 보충수를 공급하는 경우를 설명한다. 작동노브(40)를 회전시키면 작동노브(40)의 미끄럼부(25)가 지지체(20)의 미끄럼부(25)를 타고 올라가서 작동노브(40)가 도 2의 좌측으로 밀려난다. 이 때 작동노브(40)에 연결된 유로개폐밸브(30)가 좌측으로 당겨지면서 개폐구(16)가 열리고 유로개폐밸브(30)의 우측 단부에 셔터 연결부(37)를 통해 연결된 에어갭 셔터(50)가 유로개폐밸브(30)와 함께 좌측으로 이동하여 에어갭 셔터(50)의 한 쌍의 오링들(52, 53)이 각각 본체(10)의 배출공(15)의 양쪽에 위치하여 배출공(15)을 본체(10)의 내부공간으로부터 차단한다.

개폐구(16)가 열려진 상태에서, 직수유입구(11)를 통해 본체(10)로 유입된 직수는 개폐구(16)를 통과한 후 에어갭 셔터(50)의 소통유로(55)를 지나서 제1체크밸브(60)와 제2체크밸브(65)를 거쳐 보충수공급구(12)를 통해 난방수배관(미도시)으로 공급된다.

난방수배관으로의 보충수의 공급이 완료되어 작동노브(40)로부터 외력을 제거하면, 스프링(39)의 힘에 의해 유로개폐밸브(30)는 우측으로 이동하여 개폐구(16)를 닫고 유로개폐밸브(30)에 결합된 작동노브(40)도 회전하면서 우측으로 이동한다. 유로개폐밸브(30)와 함께 에어갭 셔터(50)도 우측으로 이동하면서 한 쌍의 오링들(52, 53)이 배출공(15)을 벗어나고 배출공(15)은 본체(10)의 내부공간과 연결된다. 유로개폐밸브(30)에 의해 개폐구(16)가 차단되어 물이 이동하지 않으므로 제1체크밸브(60)와 제2체크밸브(65)도 닫힌 상태가 된다. 이 때 본체(10)의 제1체크밸브(60)와 개폐구(16)의 사이의 내부공간은 배출공(15)과 대기노출공(14)을 통해 외부대기와 연결되어 있으므로 제1체크밸브(60)와 개폐구(16)의 사이에 에어갭(air gap)이 형성된다. 즉 사용자가 작동노브(40)로부터 손을 떼면 스프링(39)의 힘에 의해 자동적으로 작동노브(40)가 원위치로 리턴되면서 개폐구(16)가 닫히고 보충수 공급밸브의 내부에 에어갭이 형성되는 것이다.

만약 난방수배관으로부터 난방수가 역류하는 일이 발생하면, 1차적으로는 제1체크밸브(60)와 제2체크밸브(65)에서 난방수의 역류를 차단하고, 혹여 제1체크밸브(60)와 제2체크밸브(65)가 손상되거나 기능을 다하지 못하는 상황이 발생하여 제1체크밸브(60)와 제2체크밸브(65)를 지나서 난방수가 역류하는 경우에는 유로개폐밸브(30)가 개폐구(16)를 막고 있는 것과 함께 개폐구(16)의 우측에 에어갭이 형성되어 있기 때문에 제1체크밸브(60)마저도 통과하여 역류한 난방수는 배출공(15)을 외부로 배출되게 된다. 따라서 난방수가 개폐구(16)를 통과하여 직수유입구(11)로 유입되는 일은 발생하지 않는다.

에어갭 셔터(50)의 오링들(52, 53)이 각각 배출공(15)의 양쪽을 차단하고 있는 상태에서는 보충수 공급밸브의 내부에 에어갭이 형성되지 않은 상태이며, 에어갭 셔터(50)의 오링들(52, 53)이 배출공(15)을 벗어나서 배출공(15)이 본체(10)의 내부공간과 연결되는 상태를 에어갭이 형성된 상태라고 한다.

본 실시예에 따른 보충수 공급밸브는 직수배관의 밸브(미도시)가 열려져 있어서 직수의 수압이 강한 경우에도 본체(10)의 내부에서 유로개폐밸브(30)의 차단면(34)이 도 3의 오른쪽으로 개폐구(16)를 밀고 있으므로 수압이 아무리 세더라도 개폐구(16)가 열리는 일은 발생하지 않는다. 따라서 직수밸브가 실수로 열려져 있는 경우에도 본체의 내부로 유입된 직수가 배출공(15)을 통해 외부로 누설되는 일이 발생하지 않는다.

이하에서는 본 발명의 제2실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 구성에 대하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 개폐구가 열린 상태를 도시한 단면도이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 본체와 작동노브의 결합관계를 개념적으로 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 개폐구가 닫힌 상태를 도시한 단면도이다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 보충수 공급밸브는 직수유입구(111)와 보충수 공급구가 형성된 본체(110)와 본체(110)의 내부에 설치되는 유로개폐밸브(130)와 에어갭 셔터(150) 및 체크밸브(160)를 포함하여 구성된다.

본체(110)는 직수배관과 연결되어 직수를 공급받는 직수유입구(111)와 보충수를 난방수배관으로 공급하기 위한 보충수공급구(112)를 가지며 내부에는 유입된 직수의 이동을 선택적으로 차단하기 위한 개폐구(116)가 형성되고 직수유입구(111)로부터 보충수공급구(112)까지 내부공간이 연결되어 있다. 개폐구(116)는 우측으로 경사진 면이 형성되어 있다. 본체(110)의 일지점에는 필요시 보충수를 외부로 배출하기 위한 배출구(113)가 형성된다. 배출구(113)의 일측으로는 대기로 열려진 대기소통공(114)이 형성되고 배출구(113)의 위쪽으로는 배출구(113)의 내부의 공간과 본체(110)의 내부공간을 연결하는 배출공(115)이 형성된다. 배출구(113)는 필요시 마개로 막아놓을 수도 있다. 본체(110)의 내부 일측에는 체크밸브(160)를 설치하기 위한 것인 동시에 물이 소통할 수 있도록 하는 디스크지지부(117)가 형성되며 디스크지지부(117)는 디스크(162)가 진퇴할 수 있도록 하는 삽입공(118)과 물이 소통하기 위한 소통공(119)을 구비한다. 본체(110)의 좌측 단부의 외측 둘레면에는 후술할 작동노브(140)의 진퇴작동을 위한 걸림돌기(109)가 형성된다.

유로개폐밸브(130)는 본체(110)의 일단에 설치되며 우측으로 본체(110)의 개폐구(116)를 열고 닫기 위한 차단면(134)을 구비한 확장부(133)가 형성되고 유로개폐밸브(130)의 좌측 단부는 후술할 작동노브(140)에 결합되어 있으며 확장부(133)의 우측은 본체(110)의 배출공(115)을 선택적으로 개폐하기 위한 에어갭 셔터(150)와 연결된다. 본체(110)의 개폐구(116)를 기준으로 차단면(134)과 에어갭 셔터(150)는 개폐구(116)의 우측에 위치한다.

에어갭 셔터(150)는 앞서 제1실시예의 것과 마찬가지로 둘레면에 한 쌍의 오링(152, 123)이 서로 간격을 두고 설치되며 둘레면의 내측으로 소통유로(155)가 형성되어 있다. 에어갭 셔터(150)의 우측에는 스프링(139)이 설치되어 있고 스프링(139)의 우측단부는 체크밸브(160)의 시트부(161)에 밀착하고 있으며 스프링(139)의 좌측 단부는 에어갭 셔터(150)에 밀착하고 있어서 스프링(139)에 의해 에어갭 셔터(150) 및 유로개폐밸브(130)는 좌측으로 가압되는 상태에 있다.

작동노브(140)는 유로개폐밸브(130)에 고정되게 결합되며 내측면에 전술한 본체(110)의 걸림돌기(109)에 걸려서 걸림돌기(109)를 타고 올라가는 나선돌기(142)가 형성된다. 작동노브(140)는 본체(110) 외측의 걸림돌기(109)를 외측에서 둘러싸고 작동노브(140)의 나선돌기(142)가 걸림돌기(109)에 걸려서 작동노브(140)가 본체(110)로부터 이탈하지 않는 구조를 갖는다.

체크밸브(160)는 시트부(161)와 디스크(162) 및 디스크(162)를 탄성지지하는 스프링(163)으로 구성되며 디스크(162)의 연장축이 본체(110)의 내부의 디스크지지부(117)의 삽입공(118)에 삽입되도록 위치하면서 스프링(163)으로 지지되며 디스크(162)의 좌측으로 시트부(161)가 고정되게 설치된다.

이하에서는 본 발명의 제2실시예에 따른 보충수 공급밸브의 작동을 설명한다.

사용자가 스프링(139)의 힘을 이기면서 작동노브(140)를 회전시키면, 작동노브(140)가 회전하면서 나선돌기(143)가 걸림돌기(109)를 타고 올라가면서 작동노브(140)가 우측으로 이동하고 작동노브(140)에 연결된 유로개폐밸브(130)가 우측으로 이동하면서 확장부(133)의 차단면(134)이 개폐구(116)에서 떨어지면서 개폐구(116)가 열리게 된다.

유로개폐밸브(130)가 우측으로 이동할 때에 유로개폐밸브(130)에 결합된 에어갭 셔터(150)도 우측으로 이동하여 한 쌍의 오링들(152, 153)이 본체(110)의 배출공(115)을 양측에서 밀폐시킨다. 따라서 에어갭 셔터(150)의 둘레면과 오링들(152, 153)에 의해 배출공(115)은 본체(110)의 내부공간과는 완전히 차단된 상태가 된다.

개폐구(116)가 열린 상태이므로 직수유입구(111)에서 유입된 직수는 개폐구(116)를 지나서 에어갭 셔터(150)의 소통유로(155)를 통과한 후 체크밸브(160)의 디스크(162)를 우측으로 밀어내면서 이동하여 디스크지지부(117)의 소통공(119)을 통과한 후 보충수공급구(112)로 공급되며 최종적으로 난방수배관으로 공급된다.

보충수의 공급이 완료되어 사용자가 작동노브(140)에서 손은 놓으면, 에어갭 셔터(150)를 가압하고 있던 스프링(139)의 힘에 의해 작동노브(140)가 회전하면서 에어갭 셔터(150)와 유로개폐밸브(130) 및 작동노브(140)가 모두 좌측으로 이동한다. 이 때 유로개폐밸브(130)의 오링(135)이 설치된 차단면(134)이 개폐구(116)의 경사진 면을 막으면서 보충수가 이동하는 유로가 차단된다. 유로개폐밸브(130)가 좌측으로 이동할 때에 에어갭 셔터(150)도 함께 좌측으로 이동하면서 한 쌍의 오링들(152, 153)도 모두 배출공(115)의 좌측으로 이동하여 배출공(115)은 본체(110)의 개폐구(116)의 우측의 내부공간과 연결된다. 배출공(115)이 개폐구(116)의 우측의 본체(110)의 내부공간과 연결되면서 개폐구(116)의 우측으로 에어갭이 형성된다. 따라서 난방수배관으로부터 난방수가 역류하여 체크밸브(160)를 통과하는 경우가 발생하더라도 체크밸브(160)를 넘어온 난방수는 배출공(115)을 통해 외부로 빠져나가게 되므로 개폐구(116)를 통과하지 못하고 직수배관으로 유입되지 못한다.

이하에서는 본 발명의 제3실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 구성에 대하여 설명한다.

도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 개폐구가 열린 상태를 도시한 단면도이고, 도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 개폐구가 닫힌 상태를 도시한 단면도이다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 보충수 공급밸브는 직수유입구(211)와 보충수 공급구가 형성된 본체(210)와 본체(210)의 내부에 설치되는 유로개폐밸브(230)와 에어갭 셔터(250) 및 체크밸브(260)를 포함하여 구성된다.

본체(210)는 직수배관과 연결되어 직수를 공급받는 직수유입구(211)와 보충수를 난방수배관으로 공급하기 위한 보충수공급구(212)를 가지며 내부에는 유입된 직수의 이동을 선택적으로 차단하기 위한 개폐구(216)가 형성되고 직수유입구(211)로부터 보충수공급구(212)까지 내부공간이 연결되어 있다. 개폐구(216)는 우측으로 경사진 면이 형성되어 있다. 본체(210)의 일지점에는 필요시 보충수를 외부로 배출하기 위한 배출구(213)가 형성된다. 배출구(213)의 일측으로는 대기로 열려진 대기소통공(214)이 형성되고 배출구(213)의 위쪽으로는 배출구(213)의 내부의 공간과 본체(210)의 내부공간을 연결하는 배출공(215)이 형성된다. 본체(210)의 내부 일측에는 체크밸브(260)를 설치하기 위한 것인 동시에 물이 소통할 수 있도록 하는 디스크지지부(217)가 형성되며 디스크지지부(217)는 디스크(262)가 진퇴할 수 있도록 하는 삽입공(218)과 물이 소통하기 위한 소통공(219)을 구비한다.

본체(210)의 일단에는 유로개폐밸브(230)를 지지하는 기능을 하는 동시에 본체(210)의 일단의 기밀을 유지하는 지지체(220)가 결합되어 있다. 지지체(220)는 내부가 관통된 구조를 가지며 관통된 내측으로 유로개폐밸브(230)가 슬라이드 이동이 가능하게 설치되어 있다. 지지체(220)의 좌측 단부의 외측 둘레에는 후술할 작동노브(240)의 진퇴작동을 위한 걸림돌기(225)가 형성된다.

유로개폐밸브(230)는 본체(210)의 지지체(220)에 설치되며 우측 단부에 본체(210)의 개폐구(216)를 열고 닫기 위한 차단면(234)을 구비한 확장부(233)가 형성되고 차단면(234)에는 오링(235)이 설치되며 유로개폐밸브(230)의 좌측 단부는 후술할 작동노브(240)에 결합되어 있으며 확장부(233)의 좌측으로는 본체(210)의 배출공(215)을 선택적으로 개폐하기 위한 에어갭 셔터(250)가 결합된다. 본체(210)의 개폐구(216)를 기준으로 차단면(234)은 개폐구(216)의 우측에 위치하며 에어갭 셔터(250)는 개폐구(216)의 좌측에 위치한다.

에어갭 셔터(250)는 앞서 실시예들의 것과 마찬가지로 둘레면에 한 쌍의 오링들(252, 253)이 서로 간격을 두고 설치되고 내부에 소통유로(255)가 형성되어 있다. 본체(210)의 내부에는 유로개폐밸브(230)의 확장부(233)의 우측으로 스프링(239)이 설치되어 있고 스프링(239)은 우측단부와 좌측단부가 각각 체크밸브(260)의 시트부(261) 및 유로개폐밸브(230)의 확장부(233)에 밀착하고 있어서 유로개폐밸브(230)를 좌측으로 가압하게 된다.

작동노브(240)는 유로개폐밸브(230)에 고정되게 결합되며 내측면에 전술한 지지체(220)의 걸림돌기(225)에 걸려서 걸림돌기(225)를 타고 올라가는 나선돌기(245)가 형성된다. 작동노브(240)는 지지체(220) 외측의 걸림돌기(225)를 외측에서 둘러싸고 작동노브(240)의 나선돌기(245)가 걸림돌기(225)에 걸려서 작동노브(240)가 지지체(220)로부터 이탈하지 않는 구조를 갖는다. 본 실시예의 작동노브(240)의 나선돌기(245)와 지지체(220)의 걸림돌기(225)의 구조는 제2실시예에서의 작동노브(140)의 나선돌기(142)와 본체(110)의 걸림돌기(109)의 구조와 거의 유사하다.

체크밸브(260)는 시트부(261)와 디스크(262) 및 디스크(262)를 탄성지지하는 스프링(263)으로 구성되며 디스크(262)의 가이드축이 본체(210)의 내부의 디스크지지부(217)의 삽입공(218)에 삽입되도록 위치하면서 스프링(263)으로 지지되며 디스크(262)의 좌측으로 시트부(261)가 본체(210)에 고정되게 설치된다.

이하에서는 본 발명의 제3실시예에 따른 보일러의 보충수 공급밸브의 작동을 설명한다.

사용자가 스프링의 힘을 이기면서 작동노브(240)를 회전시키면, 작동노브(240)가 회전하면서 작동노브(240)의 나선돌기(245)가 지지체(220)의 걸림돌기(225)를 타고 올라가서 작동노브(240)가 우측으로 이동하고 작동노브(240)에 연결된 유로개폐밸브(230)가 우측으로 이동하면서 확장부(233)의 차단면(234)이 개폐구(216)에서 떨어지면서 개폐구(216)가 열리게 된다.

유로개폐밸브(230)가 우측으로 이동하면 유로개폐밸브(230)에 결합된 에어갭 셔터(250)도 일체로 우측으로 이동하면서 에어갭 셔터(250)의 한 쌍의 오링들(252, 253)이 본체(210)의 배출공(215)을 양측에서 밀폐시킨다. 따라서 에어갭 셔터(250)의 둘레면과 오링들(252, 253)에 의해 배출공(215)은 본체(210)의 내부의 다른 공간과는 완전히 차단되게 된다.

개폐구(216)가 열린 상태이므로 직수유입구(211)에서 유입된 직수가 에어갭 셔터(250)의 소통유로(255)를 통과하여 개폐구(216)로 이동한 후 개폐구(216)를 지나서 체크밸브(260)의 디스크(262)를 우측으로 밀어내면서 유로를 확보하여 체크밸브(260)를 지나간 후 디스크지지부(217)의 소통공(219)을 통과하여 보충수공급구(212)로 공급되어 최종적으로 난방수배관으로 공급된다.

보충수의 공급이 완료되어 사용자가 작동노브(240)에서 손은 놓으면, 유로개폐밸브(230)를 가압하고 있던 스프링(239)의 힘에 의해 작동노브(240)가 좌측으로 밀려나고 유로개폐밸브(230)도 좌측으로 이동한다. 유로개폐밸브(230)의 오링(235)이 설치된 차단면(234)이 개폐구(216)의 경사진 면을 막으면서 직수가 이동하기 위한 유로가 차단된다. 유로개폐밸브(230)가 좌측으로 이동할 때에 에어갭 셔터(250)도 함께 좌측으로 이동하면서 한 쌍의 오링들(252, 253)도 모두 배출공(215)의 좌측으로 이동하여 배출공(215)은 본체(210)의 개폐구(216)의 좌측의 내부공간과 연결된다. 배출공(215)이 개폐구(216)의 좌측의 내부공간과 연결되면서 개폐구(216)의 좌측에 에어갭(air gap)이 형성된다. 따라서 난방수배관에서 혹시 난방수가 체크밸브(260)와 개폐구(216)의 유로개폐밸브(230)를 통과하여 역류가 발생하더라도 개폐구(216)를 넘어온 난방수는 배출공(215)을 통해 외부로 빠져나가게 되므로 직수배관으로 흘러들어가지 않게 된다.

앞서 실시예들의 보충수 공급밸브에서 작동노브와 본체의 사이에는 작동노브를 회전시켜 보충수를 공급하는 과정에서 작동노브의 회전된 상태를 유지할 수 있는 작동노브 고정수단(미도시)이 형성될 수 있다. 작동노브 고정수단은 예를 들면 작동노브와 본체에 핀이 결합되는 구멍들이 형성되고 이 구멍들에 작동노브를 본체에 위치고정시키기 위한 핀이 결합되는 구조 등이 적용될 수 있다.

앞서 실시예들의 보충수 공급밸브에 사용된 본체는 내부 부품들의 설치를 용이하게 하기 위해 2개의 부품이 결합된 구조를 갖는다.

도 12는 본 발명의 제4실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 외관을 도시한 사시도이고, 도 13은 본 발명의 제4실시예에 따른 에어갭 형성수단을 구비한 보일러의 보충수 공급밸브의 단면을 도시한 단면도이다.

도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 보충수 공급밸브는 다른 구성들에 있어서는 제1실시예에 따른 보충수 공급밸브와 기능상 모두 동일하며 다만 드레인 포트가 형성되어 드레인 기능이 추가로 형성된 것이다.

드레인포트는 도 12 및 도 13을 기준으로 보충수 공급구의 좌측으로 아래를 향해 열려진 드레인 포트가 형성되어 있다. 드레인 포트의 우측에는 드레인 작동밸브가 형성되어 있다. 드레인 작동밸브는 보충수 공급밸브의 좌측에 나사결합되어 있어서 손잡이를 일방향으로 회전시키면 패킹으로 된 밀폐부가 전진하면서 보충수 공급구 안쪽의 우측에 형성된 드레인용 유출구에 접근하여 드레인용 유출구를 막아서 밀폐하며 반대방향으로 손잡이를 회전시키면 밀폐부가 후퇴하면서 드레인용 유출구를 열어준다.

드레인 작동밸브를 조작하여 밀폐부를 후퇴시켜 드레인용 유출구를 열면 보충수 공급구와 드레인 포트가 서로 연결되고, 난방수 배관에 채워져 있던 난방수가 보충수 공급구를 통해 유입되어 드레인용 유출구를 거쳐서 드레인 포트로 배출된다.

드레인 작동밸브를 조작하여 드레인용 유출구를 닫으면, 난방수가 드레인용 유출구를 통과하지 못하므로 드레인이 발생하지 않는다.

10 본체
15 배출공
20 지지체
30 유로개폐밸브
39 스프링
40 작동노브
50 에어갭 셔터
52, 53 오링
55 소통유로
60 제1체크밸브
65 제2체크밸브

Claims (3)

1. 직수유입구와 보충수공급구가 형성되고 내부에 상기 직수유입구와 상기 보충수공급구를 연결하는 유로상의 일지점에 개폐구가 형성되고 일측에 외부대기로 연결되는 배출공이 형성된 본체;
   상기 본체의 내부에 설치되어 상기 개폐구를 선택적으로 개폐하는 유로개폐밸브;
   상기 유로개폐밸브에 결합되며 내부에 소통유로가 형성되고 상기 본체의 상기 배출공을 선택적으로 개폐하는 에어갭 형성부;
   상기 본체의 상기 직수유입구와 상기 보충수유입구의 사이의 상기 유로상에 설치되는 체크밸브; 및
   상기 유로개폐밸브를 전진 또는 후퇴시키기 위하여 상기 유로개폐밸브에 결합되는 작동노브를 포함하며,
   상기 유로개폐밸브가 상기 개폐구를 개방한 경우에는 상기 에어갭 형성부가 상기 본체의 상기 배출공을 차단하고, 상기 유로개폐밸브가 상기 개폐구를 폐쇄한 경우에는 상기 에어갭 형성부가 상기 본체의 상기 배출공을 열어주는 것을 특징으로 하는 보일러의 보충수 공급밸브.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유로개폐밸브는 둘레면에 서로 간격을 두고 한 쌍의 오링들이 형성되고,
   상기 유로개폐밸브의 상기 오링들이 상기 본체의 상기 배출공을 개방 또는 패쇄하는 것을 특징으로 하는 보일러의 보충수 공급밸브.
3. 제1항에 있어서,
   상기 유로개폐밸브가 상기 개폐구를 폐쇄하도록 상기 유로개폐밸브를 가압하는 스프링이 더 구비되며,
   상기 작동노브의 회전 후 상기 작동노브로부터 외력을 제거하면 상기 유로개폐밸브를 가압하는 상기 스프링에 의해 상기 작동노브는 원위치로 복귀하는 것을 특징으로 하는 보일러의 보충수 공급밸브.

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