(57)【要約】本発明の温水供給装置は、冷水が流入する冷水流入管と、バーナーの燃焼熱によって前記冷水流入管を介して流入した冷水を加熱する熱交換器と、前記熱交換器で加熱された温水を出水するための温水供給管と、前記冷水流入管と温水供給管との間を連結し、前記冷水流入管を介して流入した冷水の一部が前記温水供給管を介して出水される温水に混合されるように連結されたバイパス管と、前記バイパス管上に備えられ、温水供給時に前記バイパス管の内部を通過する水を減圧して前記温水供給管に供給する減圧弁からなる。【選択図】図２
2018503048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷水が流入する冷水流入管と、
バーナーの燃焼熱によって前記冷水流入管を介して流入した冷水を加熱する熱交換器と、
前記熱交換器で加熱された温水を出水するための温水供給管と、
前記冷水流入管と温水供給管との間を連結し、前記冷水流入管を介して流入した冷水の一部が前記温水供給管を介して出水される温水に混合されるように連結されたバイパス管と、
前記バイパス管上に備えられ、温水供給時に前記バイパス管の内部を通過する水を減圧して前記温水供給管に供給する減圧弁からなる、
減圧弁が備えられた温水供給装置。
【請求項２】
前記減圧弁は、前記冷水流入管に流入する冷水の流量が増加するにつれて、その内部を通過する水の流量が設定された流量まで増加した後、一定の流量で流れる、請求項１に記載の減圧弁が備えられた温水供給装置。
【請求項３】
前記減圧弁は、その内部に前記水が通過する冷水流路が形成され、前記冷水流路に供給される冷水の供給圧に応じて一定の形状に変形されることにより、前記冷水流路を通過する流量を制限するとともに、一定の流量で維持させる弾性部材が備えられる、請求項２に記載の減圧弁が備えられた温水供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減圧弁が備えられた温水供給装置に関する。より詳しくは、温水使用中に温水の温度偏差を最小化できる減圧弁が備えられた温水供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、温水供給装置は、冷水を短時間で所定の温度に加熱して使用者が便利に温水を使用できるように構成された装置である。
【０００３】
図１は、従来の温水供給装置の構成を示す概略図である。
【０００４】
従来の温水供給装置の構成を見ると、冷水流入管５を介して流入した冷水の流量を測定するための流量センサー１が備えられ、熱交換器８に流入した冷水は、送風機６から供給された空気とガスがバーナー７によって燃焼されて発生する燃焼熱との熱交換によって加熱されて温水供給管９を介して排出され、温水供給管９上には、温水の流量を調節するための流量調節弁４が備えられる。
【０００５】
そして、冷水流入管５と温水供給管９との間には、流入した冷水を熱交換器８を経由せず、直接温水供給管９側に移送するバイパス管２が連結されており、熱交換器８を経て加熱された温水と冷水が混合されることにより、温水の温度を調節できるように構成される。
【０００６】
そして、前記バイパス管２上には、ミキシングバルブ３が備えられて前記バイパス管２を介して移送される冷水の流量を調節することになる。
【０００７】
このような構成からなる温水供給装置１０を用いて温水を使用する途中に使用者が温水の使用流量を増加させると、冷水流入管５を介して流入する冷水の流量は、直ちに増加するのに対し、熱交換器８を経て温水供給管９に供給される温水の温度上昇は、相対的に遅くなって、使用者が設定した温度の温水を供給するまでに時間がかかる問題点がある。
【０００８】
逆に、使用者が温水を使用する途中に温水の使用流量を減少させると、冷水流入管５を介して流入する冷水の流量は、直ちに減少するのに対し、熱交換器８を経て温水供給管９に供給される温水の温度下落は、相対的に遅くなって、使用者が設定した温度の温水を供給するまでに時間がかかる問題点がある。
【０００９】
これらの問題点を解決するために、バイパス管２にミキシングバルブ３を備え、冷水流入管１を介して流入する冷水の流量が変更されたことを流量センサー１で感知するようになると、制御部（図示せず）でミキシングバルブ３の開度を制御してバイパス管２を介して温水供給管９に混合される冷水の流量を調節することにより、使用者が設定した温度の温水を供給することになる。
【００１０】
しかし、ミキシングバルブ３は、その開度を調節するための構成が必要なためバルブの構造が複雑で、価格が高い問題点があり、ミキシングバルブ３を制御するためのシステム構成の費用が増加するという問題点があり、流量センサー１で流量を感知した後、ミキシングバルブ３の開度を調節するまでに時間がかかる問題点がある。
【００１１】
前記のような従来技術の一例として、大韓民国登録特許第１０−１１７９８１２号「温水器の配管連結構造」が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、前述した様々の問題点を解決するために案出されたものであって、温水の使用流量が変更された場合にも、使用者に供給される温水の温度偏差を最小化できる減圧弁が備えられた温水供給装置を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の目的を果たすための本発明の減圧弁が備えられた温水供給装置は、冷水が流入する冷水流入管と、バーナーの燃焼熱によって前記冷水流入管を介して流入した冷水を加熱する熱交換器と、前記熱交換器で加熱された温水を出水するための温水供給管と、前記冷水流入管と温水供給管との間を連結し、前記冷水流入管を介して流入した冷水の一部が前記温水供給管を介して出水される温水に混合されるように連結されたバイパス管と、前記バイパス管上に備えられ、温水供給時に前記バイパス管の内部を通過する水を減圧して前記温水供給管に供給する減圧弁からなる。
【００１４】
前記減圧弁は、前記冷水流入管に流入する冷水の流量が増加するにつれて、その内部を通過する水の流量が設定された流量まで増加した後、一定の流量で流れるように構成され得る。
【００１５】
前記減圧弁は、その内部に前記水が通過する冷水流路が形成され、前記冷水流路に供給される冷水の供給圧に応じて一定の形状に変形されることにより、前記冷水流路を通過する流量を制限するとともに、一定の流量で維持させる弾性部材が備えられ得る。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の減圧弁が備えられた温水供給装置によると、バイパス管に減圧弁を備えることにより、別の制御装置を備えていなくても、簡単な構成で使用者の温水の使用流量の変更に対応し得、ミキシング率の変化が迅速に行われて温水の使用流量の変化に対応した応答性が速くなるため、温水の温度偏差を最小化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の温水供給装置の構成を示す概略図。
【図２】本発明の第１実施例による温水供給装置の構成を示す概略図。
【図３】本発明の一実施例による減圧弁の内部構造を示す断面図。
【図４】図３の減圧弁において、冷水の供給圧の変化に応じて弾性部材が変形された状態を示す断面図。
【図５】本発明の温水供給装置において、冷水の供給圧に応じた流量の変化を示すグラフ。
【図６】本発明の温水供給装置において、流量の変化に応じた温水の温度変化を示すグラフ。
【図７】本発明の第２実施例による温水供給装置の構成を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付された図面を参照しつつ、本発明による好ましい実施例を詳しく説明する。
【実施例１】
【００１９】
図２は、本発明の第１実施例による温水供給装置の構成を示す概略図である。
【００２０】
本発明の第１実施例による温水供給装置１００は、温水器に減圧弁１３０が備えられたものであって、冷水が流入する冷水流入管１１１ａ、１１１ｂと、バーナー１５０の燃焼熱によって前記冷水流入管１１１ａ、１１１ｂを介して流入した冷水を加熱する熱交換器１４０と、前記熱交換器１４０で加熱された温水を出水するための温水供給管１１２ａ、１１２ｂと、前記冷水流入管１１１ａ、１１１ｂと温水供給管１１２ａ、１１２ｂとの間を連結して前記冷水流入管１１１ａを介して流入した冷水の一部が前記温水供給管１１２ｂを介して出水される温水に混合されるように連結されたバイパス管１１３と、前記バイパス管１１３上に備えられて温水供給時、前記バイパス管１１３の内部を通過する水を減圧して前記温水供給管１１２ｂに供給する減圧弁１３０と、を含んでなる。
【００２１】
前記冷水流入管１１１ａ上には、冷水の温度を測定するための冷水温度センサー１２１と、冷水の流量を測定するための流量センサー１２２が備えられる。
【００２２】
前記温水供給管１１２ａ、１１２ｂ上には、熱交換器１４０で熱交換が行われて加熱された温水の温度を測定するための熱交換器温度センサー１２３と、バイパス管１１３を介して供給された冷水と温水が混合されて使用者に供給される温水の温度を測定するための温水温度センサー１２４が備えられる。
【００２３】
前記バイパス管１１３は、温水供給管１１２ｂを介して供給される温水の温度を調節するために、冷水流入管１１１ａを介して流入した冷水の一部が温水供給管１１２ｂに供給されるように連結される。
【００２４】
前記減圧弁１３０は、前記バイパス管１１３を介して供給される冷水の流量を調節するためのもので、前記冷水流入管１１１ａから供給された冷水を減圧させて一定の流量の冷水が温水供給管１１２ｂに供給されるようにする。
【００２５】
使用者の温水の使用流量が変更された場合、一定の範囲までは温水の使用流量が増加するにつれて、減圧弁１３０の内部を通過する冷水の流量が増加するようになっているが、温水の使用流量が一定の範囲を超過する場合には、温水の使用流量が増加しても減圧弁１３０の内部を通過する冷水の流量が一定に維持される。
【００２６】
このように減圧弁１３０を通過する冷水の流量は、所定の流量だけ増加した後に一定の流量を維持するのに対し、前記減圧弁１３０を通過する流量を除いた残りの流量は、熱交換器１４０に供給される。このため、温水の使用流量が変更されると、それに応じて前記熱交換器１４０に供給される流量は、温水の使用流量の変更とともに変更されて、前記熱交換器１４０で加熱されて温水供給管１１２ａに供給される温水と前記減圧弁１３０を通過する冷水の流量の割合であるミキシング率は、温水の使用流量が変更されるのに応じて一緒に変更されることにより、温水の温度偏差が最小化される。
【００２７】
このような減圧弁１３０は、その構造が非常に簡単で、冷水の供給圧に応じて自動的にミキシング率を変化させるため、システム全体の構成を非常に簡単に具現し得る。
【００２８】
未説明符号１５０、１６０は、バーナーと送風機をそれぞれ意味する。
【００２９】
図３は、本発明の一実施例による減圧弁の内部構造を示す断面図であり、図４は、図３の減圧弁で冷水の供給圧の変化に応じて弾性部材が変形された状態を示す断面図であって、以下図３ないし図４を参照して本発明の一実施例による減圧弁の構成及び作用について説明する。
【００３０】
減圧弁１３０は、射出成形によって一体に形成されたバルブボディ１３１と、前記バルブボディ１３１の内側に挟まれて冷水の供給圧に応じて変形されることにより、冷水の流路を制限する弾性部材１３４で構成される。
【００３１】
前記バルブボディ１３１は、冷水の流路が内部に形成された円筒部材１３２と、前記円筒部材１３２の内側中央部に備えられる中央柱部材１３３からなる。
【００３２】
前記弾性部材１３４は、円筒部材１３２の内側面と中央柱部材１３３の外側面との間に挿入され、冷水の流入時に前記弾性部材１３４は、圧縮されて図４のように左右方向に膨張することにより、冷水が通過する流路の断面積を変化させる。
【００３３】
冷水の流れを誘導するための構成として、前記円筒部材１３２の内側面には、円周方向に沿って一定の間隔で突出したガイドリブ１３２ａが形成され、隣接するガイドリブ１３２ａどうしの間にはガイド溝１３２ｂが形成される。
【００３４】
前記ガイドリブ１３２ａの上端部には、前記中央柱部材１３３の中心軸に向かって一定の長さで突出した突出片１３２ｃが形成され、前記ガイド溝１３２ｂの上端部にも、前記中央柱部材１３３に向かって一定の長さで突出した突出片１３２ｄが形成される。
前記ガイドリブ１３２ａから延長された突出片１３２ｃと隣接する前記ガイド溝１３２ｂから延長された突出片１３２ｄとの間には、上下方向に段差が交差するように形成されて冷水が通過する流路である冷水通過ホール１３５を形成することになる。
【００３５】
冷水の供給圧が一定の圧力以下の低圧状態では、図３に示すように弾性部材１３４は、その断面が円形に近い形状を維持することになるため、冷水が流れる流路は、弾性部材１３４と中央柱部材１３３の外側面の間の空間及び弾性部材１３４と円筒部材１３２の内側面の間の空間に広く形成されて、流入する冷水はそのまま通過することになる。
【００３６】
これに反して、冷水の圧力が高くなると、図４に示すように冷水の供給圧に応じて、弾性部材１３４は、その形状が平たい楕円形状に変形されて、冷水が流れる流路は、弾性部材１３４と中央柱部材１３３の外側面の間の空間に制限されて流路が狭く形成されるため、流入する冷水の通過流量が一定量の以下に制限される。
【００３７】
この場合、弾性部材１３４は、一定の範囲まで変形され、冷水の供給圧力がそれ以上高くなっても、断面形状の変化は起こらないため、冷水の通過流量が一定に維持される。
【００３８】
図５は、本発明の温水供給装置で冷水の供給圧に応じた流量の変化を示すグラフであり、図６は、本発明の温水供給装置で流量の変化に応じた温水の温度変化を示すグラフであり、下記の表１は、各配管を通過する流量とミキシング率を示す表であり、下記の表２は、流量と温度及びミキシング率の関係を示す表である。
【００３９】
【表１】
2018503048.tif 000003
【００４０】
【表２】
2018503048.tif 000004
【００４１】
図５と表１において、ミキシング流量とは、冷水流入管１１１ａを介して流入した冷水中でバイパス管１１３を経て温水供給管１１２ａ、１１２ｂに供給されて温水供給管１１２ａを流動する温水と混合される冷水の流量を意味し、熱交換器流量とは、熱交換器１４０で加熱された後、温水供給管１１２ａに供給される温水の流量を意味し、全体流量とは、ミキシング流量と熱交換器流量を合わせた流量であって冷水流入管１１１ａを介して流入する冷水の流量と同じであり、ミキシング率とは、全体流量中でミキシング流量が占める割合を意味する。
【００４２】
図６と表２において、熱交換器温度は、熱交換器温度センサー１２３で測定された温水の温度を意味し、温水温度は、温水温度センサー１２４で測定された温水の温度を意味し、冷水温度は、冷水温度センサー１２１で測定された冷水の温度を意味する。
【００４３】
全体流量が３から１４まで変化する場合、３から４に変わる区間では、ミキシング流量が全体流量の増加とともに増加するが、４から１４まで変わる区間では、減圧弁１３０の弾性部材１３４が図４のように圧縮された後、それ以上変わらないため、全体流量が増加してもミキシング流量は、一定に維持される。
【００４４】
これに反して、熱交換器流量は、全体流量が増加するにつれて、一緒に増加することになるため、ミキシング率は、全体流量が増加するにつれて、減少することになる。
【００４５】
この場合、冷水温度は、２０度で一定する一方、熱交換器温度は、熱交換器１４０に供給される冷水の流量が増加するにつれて、６１．５度から４８度に下落することになる。
【００４６】
したがって、使用者が温水の使用流量を増加させて、全体流量が３から１４に増加してもミキシング率が０．４から０．１１に減少するため、温水供給管１１２ｂを介して使用者に供給される温水温度は、４５度で一定に維持し得る。
【００４７】
逆に、使用者が温水の使用流量を減少させて、全体流量が１４から３に減少してもミキシング率が０．１１から０．４に増加するため、温水温度は、４５度で一定に維持し得る。
【００４８】
このように、バイパス管１１３に減圧弁１３０を設置すると、使用者の温水の使用流量が変更されても減圧弁１３０の流量が自然に一定に制限されることにより、ミキシング率が変化するようになるため使用者に供給される温水の温度は、均一に維持し得る。
したがって、従来のようにミキシングバルブの開度を調節するような制御を必要としないため、装置の構成が簡単になり、使用者の温水の使用流量の変化と同時に減圧弁１３０の流量が制限されるため、迅速な応答性によって温水の温度偏差を最小化できる。
【実施例２】
【００４９】
図７は、本発明の第２実施例による温水供給装置の構成を示す概略図である。
【００５０】
第１実施例は、減圧弁１３０が温水器に適用された場合を示す一方、第２実施例による温水供給装置２００は、ボイラーに減圧弁２３０が適用された場合を示す。
【００５１】
温水供給装置２００は、主熱交換器２４１、暖房水を供給する暖房供給管２１４、暖房供給管２１４上に備えられた暖房水供給温度センサー２７１と三方弁２７２、暖房還水が流動する暖房還水管２１５、暖房還水管２１５上に備えられた循環ポンプ２７０、暖房供給管２１４と暖房還水管２１５との間を連結して暖房水を給湯熱交換器２４０に供給するために三方弁２７２に連結された給湯用暖房水供給管２１６を含み、暖房と温水供給が可能なボイラーの構成と同じである。
【００５２】
温水を供給するための構成であって、冷水流入管２１１、冷水温度センサー２２１、流量センサー２２２、熱交換器温度センサー２２３、温水供給管２１２、温水温度センサー２２４、バイパス管２１３、減圧弁２３０は、第１実施例と同一の構成からなる。
【００５３】
[変形実施例]
前述の実施例では、減圧弁１３０、２３０の内部に弾性部材が備えられて冷水の供給圧に応じて断面形状が変形されることにより減圧させる構造について例示したが、これに限定されず、多様な構造に変形実施が可能である。
【００５４】
例えば、冷水が通過する流路を遮断するバルブ部がスプリングによって弾性支持され、冷水の圧力に応じてスプリングの弾性力を調節し、バルブ部の開放の程度が変わるようにすることで減圧弁の機能を具現し得る。
【００５５】
この場合、冷水の供給圧を考慮してスプリングが圧縮される圧縮量が一定量に制限されるように弾性係数を調節したり、バルブ部の移動距離を制限するストッパを備えるもので構成し得る。
【００５６】
以上の説明のように、本発明は、前述した実施例に限定されず、請求範囲で請求される本発明の技術的思想から逸脱せずに、当該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって自明の変形実施が可能であり、これらの変形実施は、本発明の範囲に属する。
【符号の説明】
【００５７】
１００、２００  温水供給装置
１１１、２１１  冷水流入管
１１２、２１２  温水供給管
１１３、２１３  バイパス管
１２１、２２１  冷水温度センサー
１２２、２２２  流量センサー
１２３、２２３  熱交換器温度センサー
１２４、２２４  温水温度センサー
１３０、２３０  減圧弁
１３１  バルブボディ
１３２  円筒部材
１３２ａ  ガイドリブ
１３２ｂ  ガイド溝
１３２ｃ、１３２ｄ  突出片
１３３  中央柱部材
１３４  弾性部材
１３５  冷水通過ホール
１４０、２４０、２４１  熱交換器
１５０、２５０  バーナー
１６０、２６０  送風機
２１４  暖房供給管
２１５  暖房還水管
２１６  給湯用暖房水供給管
２７０  循環ポンプ
２７１  暖房水供給温度センサー
２７２  三方弁
【図１】
2018503048.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2018503048.tif 000009
【図６】
2018503048.tif 000010
【図７】
2018503048.tif 000011
【国際調査報告】
2018503048.tif 000012
2018503048.tif 000013
2018503048.tif 000014
2018503048.tif 000015