KR960001234B1 - 냉·온수 혼합장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

냉·온수 혼합장치

제1도는 종래의 바이패스 혼합식 급탕기의 설명도.

제2도는 본 발명의 실시예의 설명도.

제3도는 통형체(40)의 설명도.

제4도는 물방출 밸브의 상세도.

제5도는 실시예 2의 설명도.

제6도는 역류방지밸브(7)의 열린상태의 설명도.

제7도는 다른 예의 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 고온수회로 13 : 출탕관

14 : 금탕관 31 : 급수관

7 : 역류방지밸브 8 : 환형벽

본 발명은 냉·온수 혼합장치, 특히, 급수관으로부터의 냉수와 급탕관으로부터의 고온수를 배관내에서 혼합상태로 하기 위한 혼합부의 구조에 관한 것이다.

급탕기에는 제1도에 나타낸 바와 같이, 열교환기(12)를 통하고 또한 이 부분에의해 가열되어 온도가 상승되는 고온수회로(11)와, 이 고온수회로의 상류측으로 이어지는 급수회로(1)의 분배기(2)로부터 갈라져서 상기 열교환기(12)를 우회하는 바이패스회로(3)와, 이 바이패스회로(3)와 상기 고온수회로(11)를 합류시켜 상기 고온수와냉수를 혼합시킨후, 출탕관(13)으로부터 소정 온도의 온수를 방출하도록 한 것이 있다.

이러한 것에서는, 급수회로(1)의 온도를 온도센서(S₁)에 의해 검지하고, 이 검지온도와 설정온도에 의해 분배기(2)의 분배비율을 조절함으로써 고온수회로(11)의 출구온도가 설정온도 여하에 관계없이, 미리 정해진 소정온도로 되도록 되어 있다. 이에 의해, 설정온도를 변화시키더라도 출탕관(13)의 혼합탕의 온도에 과도상태가 없이, 혼합탕의 온도를 바로 설정온도가 되도록 할 수 있다.

또한, 출탕관(13)의 혼합탕의 온도를 온도센서(S₂)에 의해 검지하고, 이 검지온도와 상기 급수회로(1)의 온도 및 상기 분배비율로부터 고온수회로(11)의 온도를 산출하고, 이같이 하여 산출된 온도와 예정한 상기 소정온도에 기하여 상기 분배비율을 보정함으로서 단속 사용시에 있어서의 출탕관(13)으로부터의 출탕온도의 변동을 방지하고 있다,

더욱이, 급탕정지시에 고온수회로(11)와 바이패스회스(3)의 각각의 사이에서의 물의 이동이나 열이동이 생기는 것을 방지하기 위하여 상기 각 회로에 역류방지밸브(7)(7)를 구비한 구성으로 되어 있다.

그런데, 이와 같은 형식의 급탕기에서는, 역류방지밸브와 각 회로와의 관계에 의해 합류부의 유량비율이 변화하거나, 급탕개시시의 역류방지밸브의 개방동작시에 시간적인 어긋남이 생겨서 급탕동작개시시의 출탕온도 조절성능이 저하한다고 하는 결점이있다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 된 것이고,〈고온수회로(11)의 하류단의 급탕관(14)과 수(水)회로의 하류단의 급수관(31)을 합류시켜 출탕관(13)을 합류시켜 출탕관(13)에 안내하고, 상기 고온수회로(11)와 수회로에 역류방지밸브를 삽입한 냉·온수혼합장치〉에 있어서, 수회로로부터의 냉수와 고온수회로(11)로부터의 고온수가, 출탕개시시에 있어서도 확실하고도 정확히 혼합될 수 있도록 하여, 출탕온도조절성능을 향상시키는 것을 그 과제로 한다.

청구범위 제1항에 있어서는, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기술적수단은 〈급탕관(14)과 급수관(31)의 출구를 같은 방향으로 향하여 병설하고, 상기 2개의 출구를 동시에 개폐하는 역류방지밸브(7)를 마련한〉 것이다.

상기 기술적 수단은 다음과 같이 작용한다.

급탕관(14)과 급수관(31)의 출구가 공히 같은 방향으로 향하여 병설되고, 이들두개의 출구를 동시에 개폐하는 역류방지밸브(7)가 배치된다. 따라서 출탕관(13)의 하류측의 꼭지를 개방하는 등하여, 급탕관(14)과 급수관(31)의 출구에 토출압력이 생기면, 상기 역류방지밸브(7)가 동시에 개방하여, 같은 방향으로 향해 배치된 상기 2개의 출구에서 냉·온수가 합류하고, 한쪽의 압력이 다른 쪽에 양향을 주기 어렵다.

반대로, 상기 토출압력이 소실되어 역류방지밸브(7)의 작동시에도, 급탕관(14)과 급수관(31)의 출구를 동시에 개방하므로, 개방 타이밍에 시간차가 있는 경우에서와 같은 급탕관(14)과 급수관(31) 상호간의 열이동이나 물이 이동이 생기지 않는다.

급탕관(14)으로부터의 고온수와 급수관(31)으로부터의 냉수와의 합류부에 있어서 서로 유출압력이 영향을 받지 않으므로, 상기 2경로의 유량비율이 안정되고, 냉·온수 혼합정확도가 한층 향상된다. 결국, 출탕온도 조절성능이 향상된다.

역류방지밸브에 급탕관(14)과 급수관(31)상호간의 열이동이나 물의 이동이 생기지 않으므로, 또한 하나의 역류방지밸브의 개방에 의해 상기 2경로가 동시에 유출상태가 되므로 급탕개시시의 냉·온수 혼합비율의 오차, 결국 출탕온도의 오차가 해소될 수있다.

더욱이, 하나의 역류방지밸브로 상기 2경로가 개폐될 수 있으므로, 그 만큼 구조가 간소화될 수 있다.

청구범위 제2항에 있어서, 본 발명은 상기 청구범위 제1항의 발명에 있어서, 역류방지밸브(7)가 개방방향으로 밀리는 경우에, 출탕량이 적게 좁혀진 조건하라도 냉·온수 혼합비율을, 급탕관(14)과 급수관(31)에 있어서 미리 설정한 값으로 안정화 되도록 하는 것을 그 과제로 하는 것이다.

이를 위해 특정되는 기술적수단은 〈역류방지밸브(7)를 평상시 닫는 미는 힘이 작용하는 형식으로 하고, 급탕관(14)과 급수관(31)의 출구부를 함께 포위하는 환형벽(8)을 형성하고, 이 환형벽(8)안에 미소한 외주간격을 갖도록 역류방지밸브(7)를 수용한〉 것이다.

역류방지밸브(7)는 평상시 밸브를 닫는 미는 힘이 작용하는 형식으로 되어 있으므로, 출탕이 개시되기까지의 상태에서는 출탕관(14)과 급수관(31)의 출구가 폐쇄되어 있다.

이 상태로부터, 출탕이 개시되면 역류방지밸브는 출탕량에 대응한 개도(開度)로 된다. 환형벽(8)이 없는 경우네는 상기 개도는, 급탕관(14)과 급수관(31)의 출구와 역류방지밸브(7)와의 간격(리프트)에 일치하고, 이것이 상기 2경로로부터의 유량에 상당하는 것이 되고, 유량이 적은 경우에는, 이 리프트량은 근소한 값이 된다 따라서, 최저출탕량 또는 이에 근접한 유량조건에서는, 급탕관(14)과 급수관(31)으 상대위치나 상호압력의 영향을 받아 유량비율이 미리 설정된 값으로부터 변화한다.

그런데, 상기 수단에서는 환형벽(8) 안에 약간으 간격을 갖는 모양으로 역류방지밸브(7)가 수용되어 있으므로, 이 환형벽(8)의 개방단으로부터 역류방지밸브(7)가 떨어진 상태가 출탕량에 대응하는 개도가 된다. 따라서 출탕량이 적은 경우라도 상기 역류방지밸브의 급탕관(14)과 급수관(31)의 출구의 사이에 충분한 거리가 있고, 이 공간에 이들 2경로로부터 유출된 후, 하류측의 출탕관(13)으로 흐르므로, 미리 설정된 유량 비율이 상기 조건에 있어서도 변동하는 일이 없다. 또한, 역류방지밸브(7)에 의한 급탕관(14)과 급수관(31)의 출구의 개폐 타이밍에 약간의 어긋남[급탕관914)과 급수관(31)의 출구의 위치 상호의 치수오차에 의한 어긋남]이 생겼다 하더라도, 이것의 영향은 발생하기 어렵다.

따라서, 소위바이패스 혼합식의 급탕기에 상기 냉·온수 혼합장치를 조립한 경우에, 바이패스회로(3)로의 분배비율을 조절함으로써 출탕온도를 설정하는 경우, 출탕관(13)에 있어서 출탕온도의 검지 정확도가 향상되므로, 출탕온도의 설정 정확도가 향상된다.

다음에, 상기한 본 발명의 실시예를 도면에 따라 상세히 설명한다.

이 실시예의 냉·온수 혼합장치가 채용되는 급탕기는, 열교환기(12)를 통하는 고온수회로(11)와 상기 열교환기(12)로의 입구측의 급수회로(1)로부터 분배기(2)를 통하여 갈라지고 또한 열교환기(12)를 우회하도록 배치된 바이패스회로(3)와, 급수회로(1)의 수온을 검지하는 온도센서(S₁)와, 출탕관(13)의 온수온도를 검지하는 온도센서(S₂)와, 그외 제어장치(C)(도시안됨) 등을 구비하는 구성의 바이패스 혼합식의 급탕기이고, 고온수회로(11)와 바이패스회로(3)의 합류부에 다음 실시예의 냉·온수 혼합장치가 채용되고, 제2도에 나타낸 바와 같이, 냉·온수 혼합장치의 케이싱(5)에 고온수 회로(11)의 하류단(11), 바이패스회로(3) 하류단 및 출탕관(13)이 상류단을 접속하도록 되어 있다.

[실시예 1]

상기 케이싱(5)의 통형 본체부(51)의 상류단은, 급수관(31)을 구비하고 또한 바이패스회로(3)의 접속부를 구비시킨 밀폐체(30)에 의해 밀폐되고, 이 하류측에는 동체부에 유입구(15)를 구비시킨 통형의 급탕관(14)을 삽입시키고, 이하류측에 날개판(41)(41)을 구비시킨 통형체(40)가 삽입되어 있다.

상기 통형체(40)의 하류단은, 통형 본체부(51)의 하류단에 마련된 단부(52)에 접촉하고 있고, 이와 같이 수용된 통형체(40)에 접촉하도록 급탕관(14)을 삽입하고 그 후에 밀폐체(30)에 의해 통형 본체부(51)의 상류단 개방부를 밀폐하면, 상기 각부가 소정의 상태로 조립된다.

이 조립상태에서는 , 통형 본체부(51)의 동체부로부터 돌출시킨 접속 통형부(53)와 유입구(15)가 일치시켜, 접속 통형부(53)에 고온수회로(11)의 하류단을 접속하면, 급탕관(14)안과 고온수회로(11)가 연통한다. 더욱이, 이 급탕관(14)의 하류부는 내측으로 돌출하는 플랜지부로 되어 있고, 이 플랜지부에 의해 둘러싸지는 출구(16)의 하류단 주변 연부는 밸브받침(17)으로 되어 있다.

상기 플랜지부와 밀폐체(30)사이에 형성되는 공간(50)에는 밀폐체(30)의 하류측 단면에 구비시킨 급수관(31)이 출구(16)와 동축이 되도록 하류측으로 돌출하고, 상기 급수관(31)의 선단은 밸브받침(17)과 일치되어 있다.

통형체(40)는 제3도와 같이, 하류부 내주로부터 동방향으로 경사진 다수의 날개판(41)(41)을 반경방향으로 돌출시키고, 그 내주단 서로를 통형부(42)에 의해 일체적으로 결합한 구성으로 되어 있고, 이 통형부(42)는 급수관(31)에 대하여 동축상에서 대향한다. 따라서, 출탕상태에서는 , 이 날개판(41)(41)에 의해 선회류가 가능하게 되므로, 이 선회류에 의해 하류측이 교반된다.

또한, 바이패스회로(3) 및 고온수회로(11)로의 역류를 방지하기 위하여, 역류방지밸브(7)가 마련되고, 이 역류방지밸브는 급수관(31)의 하류단 및 밸브받침(7)에 공히 대면 접촉하는 크기로 마련되고, 그 밸브축(71)은 통형부(42)에 의해 진퇴가 자유롭게 지지되어 있다. 또한, 밸브 받침(17)과 급수관(31)의 하류단은 같은 위치에 설정되어 있으므로, 역류가 생긴 경우에는 역류방지밸브(7)의 안착면이 각 밸브 받침에 동시에 대면 접촉하게 된다.

이 실시예의 경우에서는, 급수관(31)을 통하여 케이싱(5)안에 유입하는 냉수와, 고온수회로(11)로부터 유입구(15) 및 공간(50)을 통하여 출구(16)로부터 유입하는 고온수가 동축이 되고, 양자의 흐름방향이 확실히 같은 방향으로 된 상태에서, 날개판(41)(41)과 급탕관(14)사이의 공간에서 합류한다. 그리고 그 하류측에서는, 합류한 고온수와 냉수가 날개판(41)(41)을 통과하는 사이에 교반되어 하류측의 출탕관(13)에 유입되게 된다.

이 날개판(41)(41)의 하류측에 온도센서(S₂)가 배치되어 있으므로, 상기와 같이 충분히 교반된 혼합탕의 온도가 이 온도센서(S₂)에 의해 검지되고, 이 검지결과에 기하여 제어기(C)의 출력에 의해 분배기(2)가 제어되어, 출탕온도가 설정온도로 유지된다.

더욱이, 이 실시예의 것에서는 제4도에 나타낸 바와 같이, 바이패스회로(3)측의 회로와 고온수회로(11)측의 회로가 동시에 물방출하는 물방출밸브(6)를 구비하고 있다.

이 때문에, 급수관(31)의 상류부에는, 이것을 반경방향 하방으로 관통하는 제 1 물방출구부(32)가 마련되고, 그 하부는 확대직경부(33)로 되어 있다. 한편, 통형본체부(51)에 있어서, 이 확대직경부(33)에 대향하는 부분에는 제 2 물방출구부(54)가 관통형성되고, 이 제 2 물방출구부(54)의 외주부로부터 보유통(55)이 하방으로 돌출한다. 그리고, 이 보유통(55)안에 물방출밸브(6)가 수용되어 있다.

이 물방출밸브(6)는 선단의 작은 직경부(61)와, 그 하방의 중간축부(62)와, 이 하방의 큰 직경부(63)와, 게다가 그 하방으로 이어지고 또한 보유통(55)의 하단 개방부 근방의 나사부에 나사결합하는 나사축부(64)로 구성된다. 그리고, 상기 중간축부(62)의 직경을 보유통(55)의 직경보다도 작고 제 2 물방출구부(54)의 직경보다도 크게 설정하고 있고 , 작은 직경부(61)의 선단부에 확대직경부(33)와의 결합부의 기밀을 확보하기 위한 O링을, 중간축부(62)와 작은 직경부(61)의 경계부에 제 2 물방출구부(54)의 하면의 밸브받침에 대면 접촉하여 제 2 물방출구부(54)를 밀폐하는 0링을 , 보유통(55)의 내주부와 큰 직경부(63)사이의 기밀을 확보하는 0링을 각각 소정의 장소에 장착하고 있다

또한, 상류단이 중간축부(62)의 동체부에 개방되고 또한 하류단이 나사축부(64)의 하단으로 개방하는 역L자형의 물방출 통로(60)가 이 물방출밸브(6)에 관통형성되어 있다.

이 물방출밸브(6)는, 제4도와 같이 나사 결합하면 작은 직경부(61)의 선단부가 확대직경부(33)안에 삽입됨과 동시에, 이때에, 작은 직경부(61)와 중간축부(62)의 사이에 끼워진 0링이 제 2 물방출구부(54)의 외주하면의 밸브받침에 대면 접촉하여, 제 1 물방출구부(32) 및 제 2 물방출구부(54)가 동시에 밀폐된 상태로 되고, 냉·온수 혼합장치의 통상의 사용상태로 된다.

이 상태로부터, 물방출밸브(6)를 느슨하게 하면 제 2 물방출구부(54)가 개방됨과 동시에, 작은 직경부(61)에 장착된 0링이 확대직경부(33)로부터 하방으로 탈출하여, 급수관(31)안은, 제 1 물방출구부(32), 확대직경부(33), 공간(50) 및 제 2 물방출구부(54)를 통하여 보유통(55)안과 연통한다. 또한, 제 2 물방출구부(54)의 개방에 의해 공간(50)이 급탕관(14)의 하측동체부에 형성된 개구(18)를 통하여 보유통(55)안과 연통한다. 중간축부(62)의 직경은 보유통(55)의 내경보다도 작게 설정되어 있으므로, 물방출통로(60)를 통하여 물방출밸브(6)의 내외가 연통하게 되고, 제 2 물방출구부(54)를 통하여 제 2 물방출구부(54)로부터 유출된 급수관(31)에 연통하는 회로[예컨대 바이패스회로(3) 등] 및 공간(50)에 연통하는 회로[예컨대 고온수회로(11)등]의 양쪽의 잔류슈가 물방출밸브(6)의 물방출통로(60)로부터 배출될 수 있게 된다. 이 경우, 역류방지밸브(7)가 상기 양쪽의 회로를 닫고 있더라도 물방출이 장해가 되지 않는다.

더욱이, 이 실시예에서는, 급수관(31)의 하류단 및 밸브받침(17)을 동시에 닫는 역류방지밸브(7)를 장착시키고 있으므로, 역류조건이 생긴 경우에 급수관(31)측과 급탕관(14)측이 동시에 개폐되게 되고, 구조의 간소화와 함께 양쪽의 회로의 개방시기의 어긋남이 없게 되고, 출탕시의 냉·온수 혼합비율의 변동을 방지할 수 있다.

[실시예 2]

이 실시예의 냉·온수 혼합장치는 청구범위 제 2 항의 발명에 대응하는 것으로서, 제5도와 같이, 밸브받침(17)의 외주에 환형벽(8)을 형성하고 있는 점, 및 역류방지밸브(7)의 밸브축(71)에 밀폐 미는 힘을 부여하기 위한 스프링(73)을 외측에 끼워서 역류방지밸브(7)와 통형부(42)의 사이에 장착한 구성이외는, 상기 실시예 1 과 같은 구성이다.

이 환형벽(8)은 급탕관(14)에 일체로 형성되고, 그 내경은 역류방지밸브(7)의 외경보다도 약간 크게 설정된다. 역류방지밸브(7)의 외경과 환형벽(8)의 내경과의 간격은, 그 간격을 통하여 유량이 출탕관(13)으로부터의 최저 출탕량 보다도 작은 값으로 되는 정도로 설정되고, 통상의 급탕기의 경우 상기 직경차는 0.5mm정도면 좋다. 이와 같이 설정한 것은, 출탕개시시에는 스프링(73)의 밸브폐쇄 미는 힘에 대항하여 역류방지 밸브(7)는 제6도와 같이, 평상시 환형벽(8)의 개방단부의 하류측에 위치함으로써, 역류방지밸브(7)와 급수관(31)의 개방단 및 밸브받침(17)과의 사이에 충분한 공간이 형성되고, 상기 2경로로부터 유출된 온수가 일단 상기 공간내에서 균등화된 후, 역류방지밸브(7)와 환형벽(8)의 단부와의 간격으로부터 출탕관(13)으로 유출하게 된다.

더욱이, 밸브받침(17)로부터 환형벽(8)의 단부까지의 높이는 실용적인 범위에 높을수록 좋지만, 이 환형벽(8)을 마련하지 않은 경우에 있어서의 최저유량 상태에서의 급수관(31)의 개구단 및 밸브받침(17)과 역류방지밸브(7)와의 간격의 2-5배 정도로 충분하고, 밸브받침(7)의 직경이 18mm의 경우, 환형벽(8)의 상기 높이를 3mm 정도로 한 경우, 출탕량이 매분 3리터 정도로 좁혀진 상기 유량조건 하에서의 출탕개시시에 있어서도　급수관(13)과 급탕관(14)으로부터의 유량비율이 변동하지 않았다.

[기타예]

게다가, 상기 각 실시예에서는 , 급탕관(14)안에 급수관(31)이 동심상태로 배열된 구성으로 하였지만 이들의 관계위치를 반대로 설정하여도 좋고, 또한 제7(a)(b)도에 도시한 바와 같이, 상기 2경로를 병설하는 구성으로하여도 좋다. 또한, 이 냉·온수 혼합장치는 제4도에 나타낸 급탕기 내장부품으로서 사용되는 이외에 여러 용도가 있는 것은 말할 나위도 없다.

Claims (2)

1. 고온수회로(11)의 하류단의 급탕관(14)과 수회로의 하류단의 급탕관(31)을 합류시켜 출탕관(13)으로 안내하고, 상기 고온수회로(11)와 수회로에 역류방지밸브를 삽입한 냉·온수 혼합장치에 있어서, 급탕관 (14)과 급수관(31)의 출구를 같은 방향으로 향해 병설하고, 상기 2개의 출구를 동시에 개폐하는 역류방지뱉브(7)를 마련한 냉·온수 혼합장치.
2. 제1항에 있어서, 역류방지밸브(7)를 평상시 밀폐하는 미는 힘이 작용하는 형식으로 하고, 급탕관(14)과 급수관(31)의 출구부를 함께 포위하는 환형벽(8)을 형성하고, 이 환형벽(8)안에 미소한 외주간격을 갖도록 역류방지밸브(7)를 수용한 냉·온수 혼합장치.