KR980010233A - 보일러의 보충수 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보충수 공급수조에서의 기포발생과 보일러의 끓음시 발생하는 월류수의 처리를 효과적으로 수행하도록 함으로서 보일러의 수명과 성능을 향상시킬 목적으로 안출된 것이다.

본 발명은 수조에 채워지는 보충수의 최저수위보다 낮은 위치에 수도관에 연결되는 입수구를 형성하고, 상기 입수구에는 수도관으로부터의 수압에 의해 입수구를 닫도록 된 밸브와 내부에 부력조절수가 채워져 보충수에 잠긴 상태에서 보충수의 수위에 따라 승강하는 부구 및 부구에 작용하는 부력의 상호작용에 의해 입수구를 개폐하도록 된 입수구개폐수단을 설치하는 구성과, 수조의 측면에 월류수 저류실을 설치하는 구성의 보일러의 보충수 공급장치를 제시한다.

본 발명은 보충수내에서의 기포발생을 방지하여 보일러내부로 유입되지 못하도록 함으로서 보일러의 성능향상과 수명을 연장시킬 수 있고, 보일러의 끓음시 발생하는 월류수가 수조로 넘치지 않토록 함으로서 보일러의 동체부식이나 전기계통의 손상을 방지할 수 있게 된다.

Description

보일러의 보충수 공급장치

본 발명은 보일러의 보충수 공급장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 보일러의 난방순환수 내부로 기포가 유입되는 것을 방지하는 수단과 기포상승에 따른 오버플로우를 방지하는 수단을 구비하는 보일러 보충수 공급장치에 관한 것이다.

일반적인 보일러에 있어서 보충수 공급장치는 수조내의 수위에 따라 승강하는 부구의 동작에 연계된 벨브에 의해 수도관에 연결된 입수구를 개폐시키는 입수구개폐장치와, 수도관으로부터 유입된 물을 일시 저장하는 개방형주조와, 수조내의 물을 난방수 순환관으로 공급하기 위하여 수조와 난방순환관을 연결하는 보충수공급관으로 구성되며, 수조내의 물이 난방순환수로 보충되어 수조의수위가 낮아질 경우 벨브가 개방되어 수도관으로부터 물을 공급받고, 수도관으로부터 유입된 물에 의해 수위가 일정한 높이 이상 상승하면 벨브가 잠겨져 물의 유입을 차단하는 작용을 수행하게 된다.

따라서 수조내의 보충수와 난방순환수는 상호 연결되어 있음으로 난방순환관 내의 난방수와 수조내의 보충수는 상호 영향을 받아 각각의 특성을 약간의 시차를 두고 상대방에게 반영하게 된다.

이와 같은 영향중 가장 중요한 사항은 수조내에 기포가 형성될 경우 이들 기포가 보충수와 함께 난방순환관으로 유입되게 되며, 유입된 기포는 가열디면서 더욱 커져 보일러의 수명 및 성능에 치명적인 영향을 미치는 보일러의 끓음 현상을 유발하게 된다.

즉, 난방순환수에 기포가 유입되면 가열되는 과정에서 팽창하여 보일러를 끓게 만들고, 순환펌프의 순환효율 및 난방효율을 저하시키며, 난방수의 순환계통에 충격을 주고 기포중의 산소에 의해 산화 부식을 촉진시켜 보일러의 수명을 극단적으로 단축시키는 문제점을 야기하게 된다.

또한, 난방순환수 내의 기포에 의해 보일러가 끓을 경우에는 내부의 기포가 수조를 통하여 배출되는 과정에서 난방순환수가 수조로 역류하여 수조를 넘치게 하고 수조로 넘치는 물은 보일러의 전기장치(보일러 동체, 순환펌프등)에 흘러들어가 누전과 내부회로의 단선 및 동체의 부식요인이 되어 보일러의 수명을 더욱 단축시키게 된다.

끓음이 자주 발생하는 보일러는 3∼4년 이상 수명을 유지하지 못하고, 보일러의 교체시에 배관 및 이음부의 전면적인 교체를 필요로 하며, 보일러의 수명이전에 순환펌프의 수명이 다하는등 보일러의 내구년한이 매우 짧은 반면에 끓음이 없는 보일러는 7-8년의 내구년한을 갖는다는 것으로 알려지고 있다.

이와 같은 보일러의 성능이나 내구성에 절대적으로 영향을 미치는 보일러의 끓음은 난방순환수내에 존재하는 기포에 기인하며, 폐쇄관로(閉鎖管路)인 난방순환수 내부로의 기포유입은 보충수와 함께 공급된다.

즉, 종래의 보충수 공급장치의 경우 수도관에 연결되는 입수구가 수조에 채워지는 보충수의 최대수위상부에 위치하여 수도관으로 부터의 유입수가 공기중에 노출된 상태로 낙하되고, 밸브를 개폐되도록 작동시키는 부구(浮具)도 수면에 떠있는 상태에서 부력의 영향으로 밸브를 개폐시키도록 구성됨으로서 보충수의 유입이 급속하게 진행되어 수조내의 보충수와 부딪히면서 폭기(爆氣)됨으로서 보충수내에 다량의 기포를 생성시키며, 이들 기포가 보충수 공급관을 통하여 난방수 순환관으로 유입되면서 보일러의 끓음과 수조로의 기포 역류, 수도관으로부터 물의 유입이 반복적으로 발생하며, 보일러의 가동을 일시적으로 중단하기 전까지 끓음현상이 지속됨으로서 보일러의 수명과 성능을 약화시키는 문제점을 갖게 된 것이다.

본 발명은 보충수 공급수조에서의 기포발생을 방지하는 수단을 제공함으로서 난방순환수로의 기포유입을 차단하여 보일러의 성능향상을 기하고 보일러의 수명을 연장시키며, 보일러의 끓음시 발생하는 월류수 배출수단을 제공함으로서 보일러의 전기장치를 보호하고 보일러 동체의 산화부식을 방지할 목적으로 안출된 것이다.

제1도는 본 발명의 기본 구성도.

제2도는 밸브와 부구 결합부의 확대 단면도.

제3도는 제1도의 a-a부 단면도.

제4도는 제1도의 b-b부 단면도.

제5도는 보충수의 공급-유입 동작상태도.

제6도는 수압 작용에 의한 밸브 닫힘 동작상태도.

제7도 및 제8도는 본 발명의 다른 실시예도.

제9도는 보일러 끓음시 동작상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 수조 1a : 개구부

1b : 출수구 1c : 입수구

1d : 밸브실 1e : 유로

2 : 보충수공급관 3 : 수도관

4 : 보충수 5 : 부구

6 : 부력조절수 7 : 밸브

7a : 수직돌조 7b : 패킹

7c : 유로 8 : 부표실

8a : 부표실격벽 8b : 통수구

9 : 축 10 : 암

11 : 마찰돌기 12 : 월류수저류실

13 : 배출관 14 : 배출구

15 : 월류수 통로 16 : 축

17 : 레버

본 발명은 수도관으로 부터의 유입수를 개방형수조에서 일시 저장하여 보일러의 난방순환수에 보충수를 지속적으로 공급하도록 된 보일러의 보충수 공급장치를 구성함에 있어서, 수조에 채워지는 보충수의 최저수위보다 낮은 위치에 수도관에 연결되는 입수구를 형성하고, 상기 입수구에는 수도관으로부터의 수압에의해 입수구를 닫도록 된 밸브와 내부에 부력조절수가 채워져 보충수에 잠긴 상태에서 보충수의 수위에 따라 승강하는 부구 및 부구에 작용하는 부력의 상호 작용에 의해 입수구를 개폐하도록 된 입수구 개폐수단을 설치하여 보충수의 수위하강시 수도관으로부터의 유입수가 보충수 내부로부터 완만하게 유입되도록 함으로서 보충수내의 기포생성을 방지하도록 한 구성을 갖는다.

제1도 내지 제4도는 본 발명에 기본 실시예를 도시한 것으로, 수조(1)는 사우에 개구부(1a)를 갖고, 하부의 일측에는 보충수 공급관(2)에 접속되는 출수고(1b)가 형성되며, 수조하부의 다른 일측에는 수도관(3)에 연결되는 입수구(1c)가 형성되는 구조로 되어 입수구로 부터의 유입된 보충수(4)를 일시적으로 저류하는 기능을 갖는다.

상기한 입수구의 개폐수단은 내부에 부력조절수(6)를 채울 수 있도록 된 부구(5)와 부구의 갑섭에 따라 입수구를 개폐시키는 밸브(7)로 구성된다.

부구(5)는 수조의 일측벽에 형성한 부구실(8)에 설치되고, 부구실은 부구실 격벽(8a)에 형성한 통수구(8b)에 의해 부구실내의 수위가 보충수 수위와 동일한 수위를 유지할 수 있도록 한다.

밸브(7)는 수직돌조(7a)와 패킹(7b)으로 구성되어 입수구(1c) 내부에 형성한 밸브실(1b)에 설치되며, 수조(1)내의 보충수(4) 수위의 승강에 따라 부구(5)가 승강할 때 부구(5)의 하단부(5a)가 상기 밸브의 수직돌조(6a)에 접하여 부구의 하향력과 수도관으로 부터의 상승수압이 상호 대치되도록 함으로서 보충수의 수위에 따라 밸브의 개폐가 이루어 지도록 구성된다.

제4도 및 제5도는 밸브(6)와 부구의 동작상태를 도시한 것으로, 보충수가 최고 수위에 도달할 경우에는 부구도 상승하며, 부구와 밸브가 떨어진 상태가 되어 밸브에는 부구로 부터의 하향력이 제거되고 수도관으로 부터의 수압작용에 의한 상향력만 작용하게 된다.

따라서 밸브의 패킹부(7b)가 밸브실(1b)의 상부벽면에 밀착되어 수도관이 차단됨으로서 수조로의 보충수 유입이 끓기게 된다.

보일러 난방수 순환 및 열교환과정에서 증발되는 부족분 만큼 보충하기 위해 유출구(1b)를 통하여 빠져나가는 량 만큼 보충수 수위가 내려가면 부구실의 수위도 함께 내려가 부구가 하강하게 되며, 부구가 하강하면서 부구내에 채워진 부력조절수의 무게에 의해 부구 하단부가 밸브의 수직돌조부를 압박하면서 수도관으로 부터의 수압과 부구의 무게가 대치상태가 되며, 수위가 더욱 내려가 부구에 가해지는 부력의 영향이 감소됨에 따라 밸브에 작용하는 하향력이 상향력보다 커지게 되어 밸브실내에서 밸브가 하강하며, 입수구와 밸브사이에 유격이 생기고 그사이로 수도관으로부터의 보충수가 유입된다.

수조내의 보충수가 전혀 없을 경우에는 부구의 전 중량이 하향력으로 작용하나 보충수가 있을 경우에는 부력의 영향을 받게 되어 부구의 중량과 부력조절수의 합력인 하향력이 감소되며, 부구의 하단부가 밸브의 수직돌조에 접하는 상태에서 부력은 수위에 따라 증감되는 특성을 갖는다.

이와 같은 특성을 고려하여 수도관의 수압이 센 지역에서는 부구내의 부력조절수를 늘려주고, 수압이 약한 경우에는 부력조절수를 줄여주는 방법으로 수도관의 수압에 대응하는 부구의 중량을 합리적으로 도출시킬 수 있다.

밸브의 하강시 보충수의 원할한 유입과 밸브의 원할한 승강을 위하여 제2도에 표현된 바와 같이 수직 돌조상에 유로(7c)를 형성하고, 밸브실(1d)의 바닥부에도 유로(1e)를 형성한다.

상기 구성에 의한 보충수 공급장치는 수도관으로부터 공급되는 유입수가 공급될 때 수조내의 보충수 수위 아래에서 공급됨으로서 공기와 접촉하지 않은 상태로에서 수조 내부로 분출되며, 부구에 작용하는 부력과 부력조절수를 포함하는 부구자체의 중량 및 밸브에 작용하는 수도관의 수압이 상호 관련되어 일정한 방향으로 균형을 이룬 상태에서 수조내의 보충수 수위에 따라 매우 완만하게 개폐됨으로서 유입수 공급에 따른 수조내의 변화가 완만하고 안정됨으로서 수조내에서의 기포발생이 원천적으로 방지되는 효과를 발휘한다.

보일러의 끓음을 유발하고, 난방수 순환계통의 부식원인이 되는 기포의유입이 원천적으로 차단됨으로서 보일러의 성능이 향상되고 내구년한을 증진시키는 효과를 발휘하는 것이다.

본 발명은 부력조절수를 채워 보충수에 잠긴상태의 부구에 작용하는 하향력과 수조에 채워진 보충수의 부력 및 밸브에 작용하는 수도관으로부터 수압에 의한 상호 작용에 의해 보충수가 보충수 내부로부터 유입되도록 함으로서 기포발생을 방지하도록 하는 기본 사상을 달성하기 위한 것으로 입수구의 위치 및 밸브와 부구의 결합구성을 다양한 방식으로 구성할 수 있다.

제7도는 입수구의 일측부를 돌출되게하여 축(9)을 형성하고, 부력조절수(6)를 채운 구형 부구(5)에는 암(10)을 형성하여 암의 단부가 상기 축(9)에 결합되게 하고, 밸브의 수직돌조(7a)에 접하는 암(9) 부위에 마찰돌기(11)를 형성한 구성을 보인 것으로 부구가 보충수에 거의 잠긴 상태에서 보충수의 수위감소에 따라 축(9)을 중심으로 하강하면서 마찰돌기(11)가 밸브를 압박함으로서 입수구를 개방하도록 구성된 것이다.

제8도는 밸브가 설치되는 입수구(1c)를 보충수 최저수위 이하의 수조의 측면상에 설치하고, 입수구의 상면을 돌출되게 하여 축(16)을 형성하고 상기 축에는 일단부가 밸브의 수직돌조(7a)에 걸리고 타단부는 부구(5)의 하단부에 걸리도록 된 레버(17)를 결합한 구성으로 하여 부구실(8) 내에서 보충수의 수위 하강에 따라 하강되는 부구가 레버의 일단에 걸리면 축을 중심으로 한 지렛대 작용에 의해 레버의 타단부가 밸브를 압박하여 통수되도록 한 구조를 보인 것으로 부력조절수를 채운 부구에 작용하는 하향력과 수조에 채워진 보충수의 부력 및 밸브에 작용하는 수도관으로부터 수압에 의한 상호 작용에 의해 보충수가 보충수 내부로부터 유입되도록 함으로서 기포발생을 방지하도록 하는 동일한 작용효과를 달성할 수 있는 것이다.

본 발명은 상기한 기본 구성이외에 보일러로부터 발생된 기포의 영향에 의한 보충수의 월류에 효과적인 처리수단을 아울러 제시한다.

즉, 난방순환수의 열교환 과정에서 순환수 속에 미세하게 녹아있는 산소가 열에 노출되는 과정에서 성장하여 기포를 형성한 후 상기 기포가 과도히 커질 경우에 보일러의 끓음이 발생하며, 이들 기포가 난방수 공급관을 통하여 수조로 빠져나오게 되는데 이 광정에서 수조내의 보충수를 급작스럽게 상승시켜 넘치게 되는데 넘치는 물을 방치할 경우 사방으로 흘러내려 보일러의 동체를 녹슬게하게 전기계통의 손상, 특히 순환모터의 손상을 초래하게 됨으로 기포로 인한 보충수 월류의 효과적 처리수단이 필요하게 된다.

본 발명은 이와 같은 수단으로 각 도에 도시된 바와 같이 수조의 일측부를 감싸는 형태로 월류수 저류실(12)를 형성하고, 그 하부에는 배출관(13)에 연결되는 배출구(14)를 형성하며, 월류수 저류실(12)에 접하는 수조의 측벽에 월류수 통로(15)를 형성한 구성을 제시한다.

상기 구성에 있어서 월류수 통로(15)의 형성 깊이는 보충수의 최고 수위보다 약간 높은 위치가 되도록 형성한다.

제9도는 상기한 월류수 처리수단의 작용을 설명하기 위한 것으로, 보일러 내부에 발생된 기포가 보충수 공급관을 통하여 상승하면 보충수가 급작스럽게 끓어 넘치게 되며, 상승된 수위가 월류수 통로(15)에 이르면 통로를 통하여 월류수 저류실로 유출되며, 월류수 저류실로 채워진 물은 배출관(13)을 통하여 서서히 배출되게 된다.

기포발생으로 인한 월류수의 발생은 순간적으로 발생하고 그 반작용으로 급속히 수위가 낮아지고 한참후에 다시 끓어 넘치는 과정을 반복하기 때문에 다시 끓어 넘칠때는 월류수 저류실에 채워진 물이 배출구를 통하여 이미 배출된 상태가 된다.

이와 같은 작용에 보일러가 끓어 보충수의 수위가 급속히 상승하더라도 수조상부로 넘치지 않고 월류수 저류실에서 이를 일시 수용하여 하수구 등으로 배출시킴으로서 보충수가 넘칠 때 발생하는 보일러 동체의 부식이나 전기계통의 손상을 미연에 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 부구에 부력조절수를 채워 부구가 보충수에 거의 잠기도록 한 상태에서 부구의 승하강이 이루어 지도록 구성됨으로서 보일러의 끓음시 종래의 수위조절장치에 비해 급속한 수위증가를 어느정도 방지할 수 있게 된다.

즉, 종래의 수위조절장치는 부구가 보충수 표면에 떠 있는 상태에서 부력 만의 힘에 의해 밸브를 개폐시키도록 되고, 일정이상의 수위에서는 더 이상 부구가 상승하지 않도록 구성됨으로서 보일러가 끓어 수위가 상승하면 부구가 보충수의 수면아래로 잠기게 되며, 그에 따라 부구가 잠긴만큼 수조용량이 줄어들게 됨으로 수위의 상승이 매우 급하게 이루어 지고 쉽게 넘쳐 흐르게 되나, 본 발명의 경우에는 부구가 이미 보충수 수면아래에 잠겨져 있어 그 체적이 보충수의 수위에 반영된 상태이며, 그에 따라 보일러의 끓음시 발생하는 수위상승이 보다 완만해 지고, 전술한 바와 같은 월류수 저류실에서 상승분을 수용함으로서 보일러의 끓음시 발생하는 제반 문제점을 해소할 수 있게 되는 것이다.

제9도는 본 발명의 설치상태를 도시한 것으로 보충수 공급관은 난방수 순환관에 연결되며, 도면중 미설명 부호 20은 보일러, 21은 난방수순환관, 22는 온수관, 23은 부력조절수 주입구, 24는 월류수, 25는 보일러의 끓음시 발생하는 기포를 표시한 것이며, 화살표시는 흐름이나 운동방향을 표시한 것이다.

본 발명은 부력조절수를 채운 부구에 적용하는 하향력과 수조에 채워진 보충수의 부력 및 밸브에 작용하는 수도관으로부터 수압에 의한 상호 작용에 의해 보충수가 보충수 내부로부터 유입되도록 함으로서 보충수의 급속한 유입이나 공기중에 노출된 상태로 낙하시 발생하는 기포가 발생되지 않고, 부구가 수조에 잠긴 상태에서 수위에 따라 승강하도록 구성됨으로서 보일러의 끓음시에 급속한 수위상승을 방지할 수 있고, 수조의 측면에 별도의 월류수 저류실을 형성함으로서 보일러가 끓어 넘치더라도 월류수 저류실에서 이를 수용함으로서 월류수 발생에 따른 문제점을 해결할 수 있게 된다.

보충수에서 기포발생이 방지됨으로서 난방순환수에 기포가 유입될 때 발생하는 보일러의 끓음 현상을 방지하여 순환펌프의 순환효율 및 난방효율을 증대시키고, 난방수의 순환계통에 충격을 감소시킬 뿐 아니라 기포중의 산소에 의한 난방순환계통의 산화 부식을 방지하여 보일러의 수명을 증대시키는 효과를 발휘한다.

또한 보일러의 끓는 현상에 의해 보충수가 넘치더라도 월류수 저류실에서 이를 일시 수용하여 관리 가능한 상태로 배출시킬 수 있음으로 물이 넘쳐서 야기되는 보일러 동체의 부식이나 전기계통의 고장을 사전에 차단할 수 있어 보일러의 내구년한을 증대시키는 효과를 갖는다.

Claims (5)

1. 수도관으로 부터의 유입수를 개방형수조에서 일시 저장하여 보일러의 난방순환수에 보충수를 지속적으로 공급하도록 된 보일러의 보충수 공급장치를 구성함에 있어서, 수조에 채워지는 보충수의 최저수위보다 낮은 위치에 수도관에 연결되는 입수구를 형성하고, 상기 입수구에는 수도관으로부터의 수압에 의해 입수구를 닫도록 된 밸브와 내부에 부력조절수가 채워져 보충수에 잠긴 상태에서 보충수의 수위에 따라 승강하는 부구 및 부구에 작용하는 부력의 상호작용에 의해 입수구를 개폐하도록 된 입수구개폐수단을 설치하여 보충수의 수위하강시 수도관으로부터의 유입수가 보충수 내부로부터 완만하게 유입되도록 함으로서 보충수내의 기포생성을 방지하도록 구성한 것을 특징으로 하는 보일러의 보충수 공급장치.
2. 제1항에 있어서, 수조(1)는 상부에 개구부(1a)를 갖고, 하부의 일측에는 보충수 공급관(2)에 접속되는 출수구(1b)가 형성되며, 수조하부의 다른 일측에는 수도관(3)에 연결되는 입수구(1c)가 형성되는 구조로 하고, 입수구 개폐수단은 수조의 일측벽에 보충수와 통수되는 부구실(8)을 형성하고 여기에 내부에 부력조절수(6)를 채울 수 있도록 된 부구(5)를 설치하고, 입수구(1c) 내부에는 밸브실(1d)을 형성하여 수직돌조(7a)와 패킹(7b)으로 구성되는 밸브(7)을 설치한 구성으로 하여 수조(1)내의 보충수(4) 수위의 승강에 따라 부구(5)가 승강할 때 부구 (5)의 하단부(5a)가 상기 밸브의 수직돌조(6a)에 접하여 부구의 하향력과 수도관으로 부터의 상승수압이 상호 대치되도록 함으로서 입수구를 개폐시키도록 구성한 것.
3. 제1항에 있어서, 입수구 개폐수단은 입수구의 일측부를 돌출되게 하여 축(9)을 형성하고, 부력조절수(6)를 채운 구형 부구(5)에는 암(10)을 형성하여 암의 단부가 상기 축(9)에 결합되게 하고, 밸브의 수직돌조(7a)에 접하는 암(9) 부위에 마찰돌기(11)를 형성한 구성으로 하여 부구가 보충수에 거의 잠긴 상태에서 보충수의 수위감소에 따라 축(9)을 중심으로 하강하면서 마찰돌기(11)가 밸브를 압박하도록 하여 입수구를 개방하도록 구성한 것.
4. 제1항에 있어서, 입수구 개폐수단은 밸브(7)가 설치되는 입수구를 보충수 최저수위 이하의 수조의 측면상에 설치하고, 입수구의 상면을 돌출되게 하여 여기에 축(16)을 형성하고 상기 축에는 일단부가 밸브(7)의 수직돌기(7a)에 걸리고 타단부는 부구의 하단부에 걸리도록 된 레버(17)를 결합한 구성으로 하여 부구실 내에서 보충수의 수위 하강에 따라 부구가 하강하면서 레버의 일단에 걸리면 축을 중심으로 한 지렛대 작용에 의해 레버의 타단부가 밸브를 압박하여 통수되도록 한 구성으로 한 것.
5. 제1항, 제2항, 제3항 또는 제4항에 있어서, 수조의 일측부를 감싸는 형태로 월류수 저류실(12)를 형성하고, 그 하부에는 배출관(13)에 연결되는 배출구(14)를 형성하며, 월류수 저류실(12)에 접하는 수조의 측벽에 월류수 통로(15)를 형성한 구성의 월류수 처리수단을 갖는다.

   ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.