KR20190050303A

KR20190050303A - 응축수 트랩장치

Info

Publication number: KR20190050303A
Application number: KR1020180133874A
Authority: KR
Inventors: 박준규; 조성철; 안성준
Original assignee: 주식회사 경동나비엔
Priority date: 2017-11-02
Filing date: 2018-11-02
Publication date: 2019-05-10
Also published as: CN111373211B; KR102170514B1; EP3705806A4; CA3081587A1; CA3081587C; EP3705806A1; CN111373211A; EP3705806B1; US20200346955A1; US11691900B2

Abstract

본 발명에 따른 응축수 트랩장치는, 응축수가 유입되는 유입구와, 상기 유입된 응축수를 중화시키는 중화제를 수용하기 위한 내부 공간과, 상기 중화제에 의해 상기 내부 공간에서 중화된 응축수가 유출되는 응축수 통로를 구비하는 중화부; 및 상기 응축수 통로를 통해 직접 또는 간접적으로 유입된 응축수를 저장하기 위한 저장 공간과, 원형으로 개방되어 상기 저장된 응축수가 배출될 수 있는 유출구와, 상기 유출구에 안착됨으로써 상기 유출구를 차폐할 수 있는 구형의 볼을 포함하는 배출부;를 포함하되, 상기 볼은, 상기 저장 공간에 상기 응축수가 임계 수위 이상으로 수용되면, 상기 응축수가 작용하는 부력에 의해 상기 유출구로부터 이격됨으로써, 상기 유출구를 통해 상기 응축수가 배출될 수 있도록 함으로써, 배기가스 유출 없이 응축수만을 배출함과 동시에 응축수의 중화가 이루어질 수 있다.

Description

응축수 트랩장치 {CONDENSATE TRAP APPARATUS}

본 발명은 보일러에 사용되는 응축수 트랩장치에 관한 것이다.

보일러의 난방수를 데우기 위해, 열원인 버너는 공기를 데워 난방수와 열교환시킨다. 그 결과물로 만들어진 배기가스는 온도가 낮아짐에 따라 응결하여 응축수의 형태로 상변이를 할 수 있다.

이러한 응축수는 배기가스의 성분 때문에 일반적으로 산성을 띄고 있으며, 보일러 내부에 계속 보관될 경우 보일러 부품의 부식을 촉진한다. 따라서 적절한 방법으로 배출하는 것이 필요한데, 산성의 폐수를 아무런 조치 없이 배출하는 것은 심각한 환경오염을 초래한다. 따라서 중화제를 수용하고 있는 중화장치에 응축수를 통과시켜, 중화된 폐수를 외부로 배출한다.

한편 이러한 방식으로 응축수가 배출되는 와중에, 응결하지 않고 기체상으로 남아있는 배기가스도 응축수와 함께 배출될 수 있다. 그러나 중화장치에서 배기가스를 중화시키는 것은 매우 어려우며, 폐수와 달리 배기가스는 배출과 함께 공기 중으로 확산되므로, 심각한 환경오염을 초래하게 된다.

따라서 응축수는 배출하되 배기가스는 배출하지 않도록 하기 위하여 다양한 트랩 장치가 보일러 분야에서 사용되었다.

한편 이러한 중화장치와 트랩 장치는 별도로 구성되어, 보일러의 크기를 키우는 주 원인이 되었다.

본 발명은 이와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 응축수는 배출시키고 배기가스는 배출시키지 않으며 중화장치를 내장한 트랩장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 응축수 트랩장치는, 응축수가 유입되는 유입구와, 상기 유입된 응축수를 중화시키는 중화제를 수용하기 위한 내부 공간과, 상기 중화제에 의해 상기 내부 공간에서 중화된 응축수가 유출되는 응축수 통로를 구비하는 중화부; 및 상기 응축수 통로를 통해 직접 또는 간접적으로 유입된 응축수를 저장하기 위한 저장 공간과, 원형으로 개방되어 상기 저장된 응축수가 배출될 수 있는 유출구와, 상기 유출구에 안착됨으로써 상기 유출구를 차폐할 수 있는 구형의 볼을 포함하는 배출부;를 포함하되, 상기 볼은, 상기 저장 공간에 상기 응축수가 임계 수위 이상으로 수용되면, 상기 응축수가 작용하는 부력에 의해 상기 유출구로부터 이격됨으로써, 상기 유출구를 통해 상기 응축수가 배출될 수 있도록 한다.

이에 따라, 응축수의 중화가 일어남과 동시에, 트랩이 작용하여 배기가스는 차단하고 응축수만을 배출할 수 있다.

또한, 중화장치와 트랩이 일원화되어 보일러가 차지하는 공간을 줄일 수 있다.

또한, 중화제가 수용되는 공간이 추가적인 트랩 역할을 하여, 볼 타입 트랩이 배기가스압에 의해 불안정하게 작동하는 것을 막을 수 있고, 배기가스의 배출을 이중으로 차단하는 트랩 구조를 형성할 수 있다.

탄성을 가지는 팩킹이 볼과 접촉하는 특정한 구조를 가져, 이물질이 쌓임으로써 일어나는 볼과 팩킹 사이의 기밀성능 저하가 최소화될 수 있다.

이물질 제거부가 볼 타입 트랩과 중화부 사이에 위치하여, 응축수가 포함하는 이물질이 배출구로 배출되는 양을 감소시킬 수 있다.

볼을 둘러싼 이탈방지벽을 형성하여, 볼 트랩에서 볼이 이탈하여 트랩의 역할을 수행하지 못하는 상황을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 트랩장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 트랩장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 트랩장치의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 트랩장치의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 트랩장치의 A 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 트랩장치의 커버를 나타낸 사시도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 트랩장치(1)의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 트랩장치(1)의 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 트랩장치(1)의 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 트랩장치(1)의 정면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 트랩장치(1)는, 응축수를 전달받아 중화하는 중화부(20)와, 중화된 응축수를 외부로 배출하는 배출부(30)를 구비한다. 중화부(20)와 배출부(30)는 일체의 케이스(10) 내에 함께 마련될 수 있다. 중화부(20)와 배출부(30)는 일체의 케이스(10) 내에 연직 방향과 수직한 일 방향을 따라 이웃하여 배치될 수 있다. 케이스(10)는 케이스 본체(11)와 케이스(10)의 상면을 이루는 커버(12)로 구성될 수 있다.

중화부(20)와 배출부(30)에 대비되는 종래의 중화장치와 트랩장치는, 각각 배출되는 응축수의 중화와 배기가스의 배출 차단이라는 상이한 목적을 가지고 있어서, 별도의 장치로 구비되어 각각 응축수를 저장하는 용기와 응축수를 외부로 배출하는 배출단에 사용되는 것이 일반적이었다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 트랩장치(1)에서는, 이러한 중화부(20)와 배출부(30)가 하나의 장치에 의해 일체의 케이스(10) 내에서 구현됨으로써, 보일러 내 공간을 절약할 수 있고, 중화된 응축수를 이용한 추가적인 트랩 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 케이스(10)가 대략적으로 직육면체와 같은 입체적 형상을 가지는 것으로 표현하였으나, 그 형태는 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 트랩장치(1)가 이러한 구조를 가짐으로써, 유입된 응축수가 중화됨과 동시에 볼 트랩에 놓여 외부로의 배출이 조절될 수 있다. 본 응축수 트랩장치(1)에 수용된 응축수가 배출되는 중에는, 수용된 배기가스는 배출되지 않는다.

본 명세서에서 연직 방향이라 함은 도면에서 나타나는 케이스(10)의 높이 방향을 의미하며, 케이스(10)의 단방향이라 함은 도면에서 나타나는 중화부 격벽(25) 또는 배출 격벽(24)이 연직 방향을 제외하고 연장된 다른 한 방향을 의미하며, 케이스(10)의 장방향이라 함은 연직 방향과 케이스(10)의 단방향에 모두 수직한 방향을 의미한다.

중화부(20)

중화부(20)는 보일러의 배기가스가 응결되어 발생한 응축수가 유입되는 용기로, 응축수를 수용하면서 중화하고, 중화된 응축수를 후술할 배출부(30)로 배출하는 역할을 한다. 따라서 중화부(20)와 배출부(30)의 작용으로 인해, 트랩과 중화 장치가 일원화되어 공간을 절약할 수 있다. 이러한 역할을 하기 위해, 중화부(20)는 유입 배관(13)과 연통되어 응축수가 유입되는 유입구(21)와, 응축수가 수용되는 내부 공간(22)과, 중화된 응축수가 배출부(30)로 이동하는 통로인 응축수 통로(23)를 구비한다.

유입구(21)는 응축수가 유입되는 개구로, 유입 배관(13)과 중화부(20)의 내부 공간(22)을 연통한다. 유입 배관(13)은 내부에서 보일러의 배기가스가 응결되어 형성된 응축수가 유동하도록 하고, 응축수가 유입구(21)를 통해 내부 공간(22)에 전달된다. 본 발명의 일 실시예에서는 유입구(21)가 중화부(20)의 일 측벽을 관통하여 형성되는 것으로 도시하였으나, 유입구(21)의 위치는 이에 제한되지 않고 다른 방향을 바라보고 있는 측벽을 관통하여 형성될 수도 있다.

내부 공간(22)은 중화부(20)의 측벽과 상면, 하면으로 둘러싸인 공간으로, 응축수가 수용된다. 또한 내부 공간(22)에는 중화제가 수용될 수 있어서, 수용된 응축수에 대해 중화를 실시할 수 있다. 배기가스가 응축함으로써 생성되는 응축수는 일반적으로 산성을 띈다. 산성의 용액이 그대로 배출되어서는 안되고, 산성의 용액을 그대로 저장하고 있기에도 부품 부식 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 산성의 응축수를 중화시킴으로써 pH도를 올릴 수 있는 알칼리성의 중화제가 내부 공간(22)에 수용되어, 유입된 응축수와 반응함으로써 응축수를 중화시키는 것이다. 중화제로는 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘 등이 사용될 수 있으나, 그 구성물질은 이에 제한되지 않는다.

응축수 통로(23)는 응축수가 중화부(20)의 내부 공간(22)으로부터 배출되는 통로로, 응축수와 배출부(30)의 경계에 위치한다. 응축수 통로(23)가 배치되기 위해서, 중화부(20)와 배출부(30)를 구분하는 배출 격벽(24)이 더 배치될 수 있다. 응축수 트랩장치(1)의 케이스(10) 내에 중화부(20)와 배출부(30)가 연직 방향과 수직한 방향을 따라 이웃하여 배치될 수 있으므로, 배출 격벽(24)이 중화부(20)와 배출부(30) 사이에 배치되고, 배출 격벽(24)의 일 개소에 응축수 통로(23)가 배출 격벽(24)을 관통하여 형성될 수 있다. 배출 격벽(24)은 연직 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 응축수 통로(23)는 중화부(20)와 배출부(30)를 연통한다. 따라서 응축수 통로(23)는 응축수 통로(23)의 위치보다 높게 상기 내부 공간(22)에 응축수가 수용되는 경우, 중화부(20)에 위치한 응축수 중 초과 분량만큼을 배출부(30)로 전달하는 역할을 한다.

응축수 통로(23)는 중화부(20)의 유입구(21)의 위치보다 높은, 배출 격벽(24)의 일 개소에 배치될 수 있다. 즉, 케이스(10)의 바닥면으로부터 응축수 통로(23)까지의 거리는, 케이스(10)의 바닥면으로부터 유입구(21)까지의 거리보다 클 수 있다. 도 3에서 확인할 수 있듯이 응축수 통로(23)와 유입구(21)의 높이차(D)로부터 비롯된 수두압이 생기고, 유입구(21)의 위치보다 높은 위치까지 응축수의 수위가 도달해야만 응축수 통로(23)를 통해 배출구로 응축수가 넘어갈 수 있게 된다. 따라서 유입구(21)의 위치보다 높은 위치까지 응축수의 수위가 도달해 있는 상태에서는 배기가스가 유입구(21)를 통해 응축수 트랩장치(1) 내부로 유입되지 못하고, 자연스럽게 응축수 트랩장치(1)의 배기가스로부터의 기밀이 유지되는 트랩장치로서의 작용이 일어난다.

이러한 중화부(20)의 유입구(21)와 응축수 통로(23) 또는 후술할 중간 통로(26)의 위치관계에 의해 1차적으로 배기가스가 본 발명의 응축수 트랩장치(1)로 유입되는 것이 차단된다. 유입구(21)가 응축수 통로(23) 또는 중간 통로(26)보다 연직방향에서 보다 하측에 위치하므로, 내부 공간(22)에 수용된 응축수의 수위는 유입구(21)의 높이보다 높을 수 있다. 따라서 내부 공간(22)에 수용된 응축수의 수위가 유입구(21)의 높이보다 높을 때, 응축수의 수위와 유입구(21)의 높이의 차이에 의해 수두압이 발생하여, 배기가스가 유입구(21)를 통해 유입되지 못하고, 응축수 통로(23) 또는 중간 통로(26)에 전달되지 못하는 것이다.

배기가스가 상술한 위치관계에도 불구하고 응축수 트랩장치(1)의 내부로 미량 유입될 수 있다. 응축수 트랩장치(1)가 연결되거나 내장되는 물 가열기의 배기구가 폐쇄되거나 연도가 막히는 등의 문제가 발생하는 경우, 연소실의 압력이 높아져 배기가스가 가지는 압력이 수두압 이상이 될 수 있다. 이러한 경우, 응축수가 유입구(21)를 막고 있다 하더라도, 높은 압력의 배기가스가 응축수를 밀어내서 배출부(30)로 이동시킬 수 있고, 저장 공간(35)의 수위가 임계 수위를 넘어 외부로 응축수가 배출될 수 있다. 계속 고압의 배기가스가 응축수를 밀어내, 내부 공간(22)의 응축수 수위가 유입구(21)의 높이보다 낮아지면, 유입구(21)를 통해 응축수 트랩장치(1) 내부로 배기가스가 유입될 수 있다.

그렇다 하더라도, 후술할 배출부(30)의 볼 타입 트랩 구조에 의해서, 중화부(20)의 내부 공간(22)과 응축수 통로(23)를 거쳐 배출부(30)에 도달한 배기가스가, 유출구(32)를 통해 외부로 배출되는 것이 차단된다. 만일 임계 수위보다 낮은 수위의 응축수가 저장 공간(35)에 위치한다면, 볼(31)이 유출구(32)를 덮고 있으므로, 배기가스가 유출구(32)를 통해 외부로 배출되는 것을 볼(31)이 차단한다. 만일 저장 공간(35)에 수용된 응축수의 수위가 임계 수위 이상일 경우, 응축수에 의해서 유출구(32)가 가로막히므로, 유출구(32)를 통해 외부로 배기가스가 배출되는 것이 응축수에 의해 차단된다. 따라서 중화부(20)와 배출부(30)를 같이 배치함으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 트랩장치(1)가, 배기가스의 배출을 차단하는 전체적인 이중 트랩 구조를 형성할 수 있다.

이 밖에도 응축수 통로(23)는 일 방향으로 연장된 기둥과 개구가 번갈아가면서 배치되어 상대적으로 큰 사이즈의 이물질을 응축수로부터 여과할 수 있다. 또한 응축수 통로(23)에는 다공성의 메시(mesh)가 배치됨으로써, 응축수 통로(23)를 통과하는 응축수의 상대적으로 작은 사이즈의 이물질을 여과할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 트랩장치(1)의 커버(12)를 나타낸 사시도인 도 6을 참조하면, 응축수 트랩장치(1)의 케이스(10)의 상면을 형성하는 커버(12) 중 응축수 통로(23)에 해당하는 위치에서 하방으로 돌출된 메시부(121)가 배치된다. 커버(12)를 케이스 본체(11)에 덮을 경우 메시부(121)가 응축수 통로(23)에 덧씌워져, 응축수 통로(23)를 통과하는 응축수를 여과할 수 있다. 다만 응축수 통로(23) 자체에 일체화된 메시 구조가 배치될 수도 있으며, 그 구조는 커버(12)에 형성되는 것으로 제한되지 않는다.

중화부(20)는 복수의 공간으로 구분될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 내부 공간(22)에 배치되는 중화부 격벽(25)에 의해, 중화부(20)가 제1 중화부(201)와 제2 중화부(202)로 구분된 경우를 설명한다.

중화부 격벽(25)은 연직 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 중화부 격벽(25)은 제1 중화부(201)와 제2 중화부(202)를 구분함과 동시에, 제1 중화부(201)와 제2 중화부(202)를 연통하는 중간 통로(26)를 구비하여, 응축수가 유동할 수 있도록 할 수 있다. 제1 중화부 내부 공간(221)에 저장된 응축수의 수위가 중간 통로(26)의 높이를 초과하게 되는 경우, 그 초과 분량의 응축수가 중간 통로(26)를 통해 제2 중화부 내부 공간(222)으로 넘어가는 것이다. 따라서 내부 공간(22)도 제1 중화부 내부 공간(221)과 제2 중화부 내부 공간(222)으로 구분된다.

중간 통로(26)도 유입구(21)의 위치보다 높은, 중화부 격벽(25)의 일 개소에 배치됨으로써, 응축수 통로(23)와 유사하게 제1 중화부(201)가 트랩으로서의 역할을 수행하도록 할 수 있다. 중간 통로(26)도 응축수 통로(23)와 같이 메시 구조를 가져, 응축수를 여과할 수 있다.

제1 중화부(201)는 유입구(21)를 구비하여 응축수를 처음 전달받는 공간이다. 따라서 케이스(10)의 측벽, 상면과 하면 및 중화부 격벽(25)으로 정의되는 공간이다. 제1 중화부 내부 공간(221)에도 중화제가 수용되어, 유입된 응축수를 중화할 수 있다. 중화된 응축수는 중화부 격벽(25)에 위치한 중간 통로(26)를 통해 제2 중화부(202)로 전달된다.

제2 중화부(202)는 제1 중화부(201)와 배출부(30) 사이에 위치한 공간으로, 케이스(10)의 측벽, 상면과 하면, 중화부 격벽(25) 및 배출 격벽(24)으로 정의되는 공간이다. 제2 중화부(202)는 제1 중화부(201)로부터 전달받은 응축수를 수용할 수 있다. 제2 중화부 내부 공간(222)에도 중화제가 수용되어, 유입된 응축수를 다시 중화할 수 있다. 중화된 응축수는 제2 중화부(202)가 구비하는 배출 격벽(24)에 위치한 응축수 통로(23)를 통해 배출부(30)로 유출될 수 있다.

중화부 격벽(25)에 위치하는 중간 통로(26)는, 응축수 통로(23)와 지그재그로 배치되어, 응축수가 유동하는 유로가 중화부(20)의 모든 영역을 최대한 거쳐가도록 할 수 있다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 응축수 통로(23)가 개방된 방향을 따라 형성된 직선과, 중간 통로(26)가 개방된 방향을 따라 형성된 직선은, 케이스(10)의 장방향으로 서로 나란하되 일치하지 않는다. 또한 중간 통로(26)와 응축수 통로(23)가, 케이스(10)의 단방향을 따라 서로 반대편에 위치해 있다. 따라서 응축수는 제2 중화부(202)를 통과할 때, 중간 통로(26)에서 바로 응축수 통로(23)로 향하지 않고, 제2 중화부(202)를 가로질러 유동하게 된다. 따라서 작은 입자로 구성되는 중화제와 이물질이 쉽게 넘어가지 않도록 하고, 중화제와 응축수가 넓은 영역에 걸쳐서 만나도록 한다.

배출부(30)

배출부(30)는 중화된 응축수를 외부로 배출하는 구성요소로, 응축수를 저장하는 저장 공간(35)과, 응축수가 외부로 배출되는 유출구(32)와, 유출구(32)를 차폐할 수 있는 구형의 볼(31)을 포함한다.

저장 공간(35)은 중화된 응축수를 응축수 통로(23)를 통해 중화부(20)로부터 직접적 또는 간접적으로 전달받아 저장하는 공간이다. 따라서 응축수가 저장 공간(35)에 수용됨에 따라, 저장 공간(35) 내의 응축수 수위가 점차 올라갈 수 있다.

유출구(32)는 저장 공간(35)에 형성된 개구로, 저장 공간(35)에 저장된 응축수가 배출 배관(14)을 통해 외부로 배출되도록 외부와 저장 공간(35)을 연통한다. 유출구(32)는 원형으로 개방되며, 응축수가 중력에 의해서 배출될 수 있도록 연직 하방을 향해 개방될 수 있다.

유출구(32)에는 구형의 볼(31)이 안착되어 응축수의 배출을 차단한다. 볼(31)은 유출구(32)에 안착되어야 하므로 유출구(32)의 직경보다 큰 직경을 가진다. 저장 공간(35)에 응축수가 임계 수위 이상으로 수용될 경우, 응축수에 의해 볼(31)이 부력을 받아 떠올라 유출구(32)로부터 이격되고, 응축수가 볼(31)과 유출구(32)의 사이 공간을 통해 유출구(32)로 배출된다. 유출구(32)로 응축수가 배출됨에 따라 저장 공간(35)의 응축수 수위가 낮아지고, 볼(31)에 작용하는 부력이 약해져 볼(31)이 다시 유출구(32)에 안착됨으로써 응축수의 배출을 차단한다. 이러한 볼(31)을 이용한 트랩에 의해 응축수가 배출될 때, 볼(31)이 응축수의 수위보다 높은 위치까지 떠올라 유출구(32)에서 이격되는 경우는 존재하지 않으므로, 응축수 트랩 내에 존재하는 배기가스가 유출구(32)를 통해서 배출되지 않는다.

상술한 중화제가 수용되는 중화부(20)가 추가적인 트랩 역할을 하여, 볼(31)에 의해 형성되는 볼 타입 트랩이 배기가스압에 의해 불안정하게 작동하는 것을 막을 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 트랩장치(1)의 A 영역을 확대하여 나타낸 도면이다. 배출부(30)는 유출구(32)에 환형의 팩킹(34)을 더 포함할 수 있다. 팩킹(34)은 탄성을 가지는 소재로 형성되어 유출구(32)와 볼(31) 사이의 기밀을 보다 잘 유지하도록 하는 구성요소이다. 팩킹(34)은 유출구(32)를 둘러싸는 팩킹 기저부(341)를 구비하고, 유출구(32)의 테두리에서 유출구(32)의 반경 방향 중심과 연직 상방을 향해 경사지게 연장되어 돌기와 같이 형성되는 돌기부(342)를 구비할 수 있다. 따라서 볼(31)이 유출구(32)에 안착될 때, 볼(31)의 외주면이 팩킹(34)의 돌출된 돌기부(342)에 닿을 수 있다.

팩킹 기저부(341)는 유출구(32)와 결합되는 구성요소이므로, 원환체와 같이 형성될 수 있다. 따라서 팩킹 중공(343)이 유출구(32)와 나란하게 개방되어, 응축수가 배출되는 유로를 형성할 수 있다. 유출구(32)와 인접한 영역에, 연직 상방으로 돌출된 원환형의 팩킹 안착부(321)가 더 형성되어, 팩킹(34)이 팩킹 안착부(321)의 내주면에 안착되도록 할 수 있다. 돌기부(342)는 원환형의 팩킹 기저부(341)로부터 돌출된 구성요소이므로, 돌기부(342) 역시 원환형으로 형성될 수 있다.

팩킹(34)은 탄성을 가지는 소재로 형성되므로, 볼(31)이 팩킹(34)에 안착될 때 돌기부(342)는 볼(31)의 자중에 의해 연직 하방으로 더 경사지도록 만곡되어 변형될 수 있다. 따라서 볼(31)이 팩킹(34)에 작용하는 힘과 무관하게 팩킹(34)의 돌기부(342)가 볼(31)의 외주면에 대해 접촉을 유지할 수 있어, 볼(31)과 팩킹(34) 사이의 기밀이 잘 유지될 수 있다. 또한 팩킹(34)의 형상이 정확히 볼(31)의 외주면에 대응되는 원환형의 형상이 아니라 하더라도, 돌기부(342)는 탄성에 의해 변형될 수 있어서 볼(31)의 외주면에 대한 접촉을 전체에 걸쳐 유지할 수 있다. 따라서 기존의 경우에 비해 볼(31)의 외주면에 대해 팩킹(34)의 접촉면적이 증대되어, 배기가스가 배출되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

기존의 경우, 볼이 접촉하는 납작한 형상의 접촉면에 이물질이 쌓여, 볼과 접촉면이 일부 영역에서는 접촉하고 다른 일부 영역에서는 접촉하지 않아, 볼과 접촉면 사이의 기밀 성능이 시간이 지날수록 저하될 수 있었다. 볼과 접촉면이 잘 접촉하지 못하면, 응축수와 배기가스가 저항 없이 유출구(32)를 통해 빠져나가게 되고, 트랩이 제 역할을 수행하지 못한다.

그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 팩킹(34)은 탄성을 가짐으로써, 이물질이 쌓인 경우에도 팩킹(34)의 변형에 의해 팩킹(34)과 볼(31)의 외주면이 틈 없이 접촉할 수 있어, 기밀 성능을 저하시키는 것을 막을 수 있다.

또한 팩킹(34)은 이물질이 쌓이기 어려운 날개와 같은 형상의 돌기부(342)를 포함함에 따라, 팩킹(34)에 이물질이 쌓여서 팩킹(34)과 볼(31) 사이의 기밀이 저해되는 상황을 구조적으로도 방지할 수 있다.

배출부(30)는 볼(31)을 둘러싼 볼 이탈방지벽(33)을 더 포함할 수 있다. 볼(31)은 저장 공간(35) 내에 수용되는 응축수의 부력에 의해서 부유할 수 있다. 따라서 볼(31)이 유출구(32)가 아닌 저장 공간(35) 내의 다른 위치에 안착됨으로써 유출구(32)를 막지 못해, 트랩이 제 역할을 하지 못하고 배기가스와 응축수를 전부 배출하는 것을 방지할 필요가 있다. 따라서 볼(31)을 둘러싸고, 볼(31)의 외주면으로부터 이격되어 배치되면서 연직 방향으로 연장된 볼 이탈방지벽(33)이 필요하다. 볼 이탈방지벽(33)을 이용해, 볼(31)이 부유 후 안착되더라도 유출구(32)로부터 멀리 이탈되는 것을 방지해, 유출구(32)에 볼(31)이 잘 안착될 수 있다.

볼 이탈방지벽(33)은, 유출구(32)가 개방된 방향과 수직한 방향을 따라, 볼 이탈방지벽(33)의 내부와 외부가 서로 연통되지 않도록, 볼(31)을 둘러싸고 균일한 높이를 가지도록 형성될 수 있다.

이물질의 제거를 위해서 볼 이탈방지벽(33)에 해당하는 위치에 일부 개방된 옆트임이 배치된 볼 트랩을 생각할 수 있다.이러한 구조로 인해 배기가스가 볼에 힘을 작용해 부유하게 함으로써, 볼과 유출구 사이에 형성되는 틈을 통해 배기가스가 빠져나갈 수 있다는 문제점이 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 메시 구조와 후술할 이물질 제거부(40)가 존재하므로, 응축수의 이물질이 충분히 여과된 상태이다. 따라서 옆트임이 필요하지 않고, 볼(31)의 상측을 제외한 나머지 외측을 전부 차단한 볼 이탈방지벽(33)을 사용할 수 있다. 이로 인해 배기가스가 볼(31)에 영향을 미치지 못하게 되고, 배기가스가 유출구(32)를 통해 배출되는 것을 방지할 수 있다.

볼 이탈방지벽(33)은, 구형의 볼(31)을 둘러싸는, 중심이 개방된 원기둥형으로 형성될 수 있다. 그러나 볼 이탈방지벽(33)은, 도면과 같이 전체적으로 원기둥형으로 형성되되, 볼(31)을 기준으로 케이스(10)의 단방향 양단에 2개가 위치하여, 이물질 제거 격벽(41) 또는 배출 격벽(24)과, 케이스(10)의 내측벽이 함께 볼(31)을 둘러쌀 수 있다. 즉, 볼 이탈방지벽(33)만으로 볼(31)의 측면을 전부 둘러싸는 것이 아니라, 케이스(10)의 내측벽과 이물질 제거 격벽(41) 또는 배출 격벽(24) 역시 볼(31)을 둘러싸서 공간을 형성할 수 있다. 도면을 참조하면, 이러한 볼 이탈방지벽(33)은 상방에서 봤을 때, 서로 반대방향으로 볼록한 한 쌍의 호(arc)를 그리며 형성되고, 2개의 호의 양단을 다른 격벽이 이음으로써 볼(31)이 부유하거나 안착될 수 있는 공간을 형성한다. 볼 이탈방지벽(33)이 연직방향에 수직한 방향으로부터 볼(31)을 둘러싸는 형태로 형성됨에 따라, 볼(31)은 연직방향으로는 응축수의 부력에 의해 승강할 수 있으나, 연직방향과 나란하지 않은 다른 방향으로는 이탈하지 못할 수 있다.

이물질 제거부(40)

본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 트랩장치(1)는, 이물질 제거부(40)를 더 포함할 수 있다. 이물질 제거부(40)는 응축수에 남아있는 이물질을 제거하는 구성요소이다. 이물질 제거부(40)는 중화부(20)와 배출부(30)의 사이에 배치되어, 중화부(20)로부터 응축수를 유입받고, 유입된 응축수를 배출부(30)로 유출한다. 따라서 이물질 제거부(40)는 중화부(20)의 배출 격벽(24)과 케이스(10)의 측벽, 케이스(10)의 하면 및 상면, 배출 격벽(24)으로부터 배출부(30)를 향해 이격되어 배치되는 이물질 제거 격벽(41)에 의해서 정의되는 공간이다. 이물질 제거 격벽(41)은, 연직방향으로 연장되어 형성되고 배출부(30)와 이물질 제거부(40)를 연통하는 이물질 제거 통로(42)를 구비한다.

이물질 제거 통로(42)는 응축수 통로(23)보다 낮은 위치에 배치될 수 있다. 도 3에 도시된 것과 같이, 이물질 제거 통로(42)의 연직방향에서의 높이는 응축수 통로(23)의 높이보다 높을 수 있다. 응축수 통로(23) 및 이물질 제거 통로(42)가 모두 커버(12)와 인접한 케이스 본체(11)의 상단으로부터 연직하방으로 연장되어 형성된 개구일 수 있으므로, 응축수 통로(23)의 하단보다 이물질 제거 통로(42)의 하단이 연직방향에서 더 낮은 위치에 배치될 수 있다. 따라서 이물질 제거 통로(42)를 통해 응축수가 이물질 제거부(40)로부터 배출부(30)로 배출되는 응축수의 수위는, 중화부(2)로부터 응축수 통로(23)를 통해 이물질 제거부(40)로 응축수가 배출되는 수위보다 낮을 수 있다.

배출 격벽(24)에 위치한 응축수 통로(23)를 통해 응축수가 이물질 제거부(40)로 유입된다. 유입되어 이물질 제거 공간(43)에 위치한 응축수가, 이물질 제거 격벽(41)에 위치한 이물질 제거 통로(42)를 통해 배출부(30)로 유출된다. 이물질 제거 공간(43)에 수용된 응축수의 수위가 이물질 제거 통로(42)의 높이에 다다르고, 그보다 더 이물질 제거 공간(43)으로 응축수가 유입될 경우, 초과 분량의 응축수가 이물질 제거 통로(42)를 통해 배출부(30)로 유출된다.

이물질 제거 공간(43)에 응축수가 유입됨으로써, 응축수의 이물질이 이물질 제거 공간의 하면(44)에 가라앉게 된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이물질 제거 공간의 하면(44)은 유출구(32)의 높이보다 낮은 위치에 배치될 수 있다. 또한, 이물질 제거 통로(42)가 응축수 통로(23)의 높이보다 낮은 위치에 배치될 수 있으며, 이물질 제거 통로(42)가 개방된 방향을 따라 형성되는 직선과 응축수 통로(23)가 개방된 방향을 따라 형성되는 직선이 서로 나란하되 일치하지 않을 수 있다.

응축수 트랩장치(1)의 길이방향에서 이물질 제거 공간(43)의 폭은, 제1 중화부 내부 공간(221)의 폭 및 제2 중화부 내부 공간(222)의 폭보다 좁을 수 있다. 따라서 이물질 제거 공간의 하면(44)에 가라앉은 이물질은, 이물질 제거 공간(43)으로부터 배출부(30)로 넘어가는 응축수의 흐름에 의해 비교적 적게 영향을 받으므로, 배출부(30)로 이동하는 이물질의 양이 감소할 수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 응축수 트랩장치 10 : 케이스
11 : 케이스 본체 12 : 커버
13 : 유입 배관 14 : 배출 배관
20 : 중화부 201 : 제1 중화부
202 : 제2 중화부 21 : 유입구
22 : 내부 공간 23 : 응축수 통로
24 : 배출 격벽 25 : 중화부 격벽
26 : 중간 통로 30 : 배출부
31 : 볼 32 : 유출구
33 : 볼 이탈방지벽 34 : 팩킹
35 : 저장 공간 40 : 이물질 제거부
41 : 이물질 제거 격벽 42 : 이물질 제거 통로
43 : 이물질 제거 공간 44 : 이물질 제거 공간의 하면
121 : 메시부 221 : 제1 중화부 내부 공간
222 : 제2 중화부 내부 공간 321 : 팩킹 안착부
341 : 팩킹 기저부 342 : 돌기부
343 : 팩킹 중공 D : 높이차

Claims

응축수가 유입되는 유입구와, 상기 유입된 응축수를 중화시키는 중화제를 수용하기 위한 내부 공간과, 상기 중화제에 의해 상기 내부 공간에서 중화된 응축수가 유출되는 응축수 통로를 구비하는 중화부; 및
상기 응축수 통로를 통해 직접 또는 간접적으로 유입된 응축수를 저장하기 위한 저장 공간과, 원형으로 개방되어 상기 저장된 응축수가 배출될 수 있는 유출구와, 상기 유출구에 안착됨으로써 상기 유출구를 차폐할 수 있는 구형의 볼을 포함하는 배출부;를 포함하되,
상기 볼은, 상기 저장 공간에 상기 응축수가 임계 수위 이상으로 수용되면, 상기 응축수가 작용하는 부력에 의해 상기 유출구로부터 이격됨으로써, 상기 유출구를 통해 상기 응축수가 배출될 수 있도록 하는, 응축수 트랩장치.
제1항에 있어서,
상기 중화부와 상기 배출부를 구분하는, 배출 격벽을 더 포함하고,
상기 응축수 통로는, 상기 유입구의 위치보다 높은 상기 배출 격벽의 일 개소에 배치되는, 응축수 트랩장치.
제1항에 있어서,
상기 배출부는, 상기 유출구를 둘러싸고, 상기 유출구의 테두리에서 상기 유출구의 반경 방향 중심과 연직 상방을 향해 경사지게 연장됨으로써, 상기 볼이 상기 유출구에 안착될 때 상기 볼의 외주면이 접촉될 수 있는 환형의 팩킹을 더 포함하는, 응축수 트랩장치.
제3항에 있어서,
상기 팩킹은, 탄성을 가지는 소재로 형성되어, 상기 볼이 안착될 때 상기 볼의 자중에 의해 연직 하방을 향해 만곡되도록 변형될 수 있는, 응축수 트랩장치.
제1항에 있어서,
상기 배출부는, 상기 볼을 둘러싸고, 상기 볼의 외주면으로부터 이격되어 배치되며, 연직 상하방으로 연장됨으로써 상기 볼의 이탈을 방지하는 볼 이탈방지벽을 더 포함하는, 응축수 트랩장치.
제5항에 있어서,
상기 볼 이탈방지벽은, 상기 유출구가 개방된 방향과 수직한 방향을 따라 상기 볼 이탈방지벽의 내부와 외부가 서로 연통되지 않도록, 상기 볼을 둘러싸고 균일한 높이를 가지는, 응축수 트랩장치.
제1항에 있어서,
상기 중화부와 상기 배출부의 사이에 배치됨으로써, 상기 중화부로부터 응축수가 유입되고, 상기 중화부로부터 유입된 응축수가 상기 배출부로 유출되는 이물질 제거부;
상기 이물질 제거부와 상기 중화부를 구분하고, 상기 응축수 통로가 배치되는 배출 격벽; 및
상기 이물질 제거부와 상기 배출부를 구분하고, 상기 이물질 제거부로 유입된 응축수를 상기 배출부로 유출하는 이물질 제거 통로를 구비하는 이물질 제거 격벽을 더 포함하는, 응축수 트랩장치.
제1항에 있어서,
상기 응축수 통로에 다공성의 메시(mesh)가 배치됨으로써, 상기 응축수 통로를 통과하는 응축수의 이물질을 상기 메시가 여과 할 수 있는, 응축수 트랩장치.
제1항에 있어서,
상기 중화부는,
상기 중화부를 제1 중화부와 제2 중화부로 구분하며 상기 내부 공간에 배치되는 중화부 격벽을 더 포함하고,
상기 제1 중화부는, 상기 유입구를 구비하고, 상기 중화부 격벽에 형성된 중간 통로를 통해 상기 제2 중화부로 상기 응축수를 유출하며,
상기 제2 중화부는, 상기 응축수 통로를 구비함으로써, 상기 중간 통로를 통해 유입된 응축수를 상기 배출부로 유출하는, 응축수 트랩장치.
제9항에 있어서,
상기 응축수 통로가 개방된 방향을 따라 형성된 직선과, 상기 중간 통로가 개방된 방향을 따라 형성된 직선은, 서로 나란하되 일치하지 않는, 응축수 트랩장치.
제1항에 있어서,
상기 중화부와 상기 배출부는 하나의 케이스 내에 함께 마련되는, 응축수 트랩장치.
제1항에 있어서,
상기 중화부에 수용된 응축수의 수위와 상기 유입구의 높이 차에 의해 생겨난 수두압에 의해, 배기가스가 상기 유입구를 통해서 상기 내부 공간으로 유입되는 것이 차단되고,
상기 내부 공간에 유입된 배기가스는, 상기 저장 공간에 수용된 응축수의 수위가 상기 임계 수위 미만일 때, 상기 볼에 의해서 상기 유출구를 통해 외부로 배출되는 것이 차단되고, 상기 저장 공간에 수용된 응축수의 수위가 상기 임계 수위 이상일 때, 상기 응축수에 의해서 상기 유출구를 통해 외부로 배출되는 것이 차단되는, 응축수 트랩장치.