KR100655145B1

KR100655145B1 - 스팀보일러

Info

Publication number: KR100655145B1
Application number: KR1020050120863A
Authority: KR
Inventors: 조차환; 강영주
Original assignee: 조차환; 강영주
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2006-12-13

Abstract

본 발명은 스팀보일러에 관한 것으로서, 물이 충전되는 소정공간이 형성되는 제1가열탱크부와, 소정 높이에서 상기 제1가열탱크부에 연통되도록 설치되고 상기 제1가열탱크부로부터 유입된 물을 가열하는 가열히터가 마련된 제2가열탱크부를 포함하는 가열탱크와; 상기 제1가열탱크의 상부에 높이방향으로 이격 배치된 복수개의 분리판을 갖는 스팀선별부를 포함하는 구성으로, 적은 량의 물을 가지고도 짧은 시간안에 많은 양의 스팀을 발생시킬 수 있는 특징이 있다.

가열탱크, 수위센서, 가열히터

Description

스팀보일러{STEAM BOILER}

도 1은 종래기술에 따른 스팀보일러를 도시한 측단면도.

도 2는 본 발명에 따른 스팀보일러를 도시한 절개 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 스팀보일러를 도시한 측단면도.

도 4a는 본 발명에 따른 스팀보일러의 수위조절유닛을 도시한 결합 구성도.

도 4b는 본 발명에 따른 스팀보일러의 수위조절유닛이 스팀보일러에 설치되는 설치 상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>

100 : 가열탱크 110 : 제1가열탱크부

120 : 제2가열탱크부 130 : 가열히터

140 : 물유입구 150 : 보조히터

160 : 스팀배출구 170 : 탱크물유입구

200 : 스팀선별부 210 : 분리판

300 : 수위조절부 310 : 수위조절유닛

320 : 센서튜브 330 : 수위센서

본 발명은 스팀보일러에 관한 것으로서, 가열탱크 내측으로 이격 배치된 복수개의 분리판을 통해 스팀으로부터 응축수를 신속하게 분리함으로써 고온의 스팀을 발생시키는 스팀보일러에 관한 것이다.

일반적으로 유입된 물로부터 스팀을 생성하는 스팀보일러는 유입되는 물을 수용하는 탱크와, 유입된 물을 가열하여 물을 스팀으로 상변화 시키는 가열부와, 상기 탱크내에 수용된 물을 적정 수위로 유지하기 위해 수위를 측정하는 수위센서를 포함하는 구성으로 이루어진다.

예를 들어, 대한민국 등록실용신안등록공보(20-0247503)에 의해 개시된 종래의 스팀보일러를 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 스팀보일러는 개방되는 직사각 통체의 하이징(20)이 탱크(10)의 벽면에 고정 설치되고, 상기 하우징(20)의 일측에는 하우징(20) 내로 물을 보충하기 위한 급수구멍(50)이 형성된다. 또한, 상기 탱크(10) 내부의 상,하부에는 가열히터(40)와 상기 가열히터(40)에 나란한 수평방향으로 히터파이프(30)가 각각 설치된다.

그러나, 이와 같은 종래의 스팀보일러는 히터에 의해 가열되는 순환수의 양이 적고, 가열되는 시간도 오래 걸려 열효율이 저하되는 문제가 있었다.

또한, 종래의 스팀보일러에 마련되는 수위센서는 스팀을 발생시키는 탱크 내부에 설치됨에 따라, 물과의 직접적인 접촉에 의한 전기 에러 현상이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 전술된 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 짧은 시간에 많은 양의 스팀 제조가 가능하여 에너지가 절감되는 스팀보일러를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 내측에 수용된 물을 가열하여 스팀을 생성하는 스팀보일러에 있어서, 물이 충전되는 소정공간이 형성되는 제1가열탱크부와, 소정 높이에서 상기 제1가열탱크부에 연통되도록 설치되고 상기 제1가열탱크부로부터 유입된 물을 가열하는 가열히터가 마련된 제2가열탱크부를 포함하는 가열탱크와; 상기 제1가열탱크의 상부에 높이방향으로 이격 배치된 복수개의 분리판을 갖는 스팀선별부를 포함한다.

이때, 상기 분리판은 상기 제1가열탱크부의 상단에 설치되고 스팀이 유통되는 복수개의 관통공이 형성되는 제1분리판과, 상기 제2가열탱크부 상부에 소정 거리 이격 설치되는 제2분리판과, 상기 제1 및 제2가열탱크부의 상부에 이격 설치되어 복수개의 관통공이 형성되 제3분리판을 포함한다.

또한, 상기 제2가열탱크부에는 상기 제1가열탱크부로부터 유입된 물이 제2가열탱크부 내측으로 유입되도록 상기 제1가열탱크부와 상기 제2가열탱크부가 연통되는 복수개의 탱크물유입구가 상기 제1가열탱크부의 가열히터 상부측에 형성된다.

상기 가열탱크의 일측에는 다수개의 수위조절유닛이 일정 높이차를 갖는 수위조절부를 포함하고, 상기 각각의 수위조절유닛은 하부만이 개방된 센서튜브와, 하단부가 상기 센서튜브의 하부에 노출되도록 센서튜브내에 설치된 수위센서를 포함한다.

상기 수위조절유닛은 가열탱크에 충전된 물에 의해 그 내측에 밀폐공간이 형성되도록 상기 가열탱크에 기울어져 삽입 설치되고, 상기 가열탱크에는 해당 하측부와 상단부에 물이 유입되는 물유입구와 물의 가열에 의해 생성된 스팀이 배출되는 스팀배출구가 각각 형성되고, 상기 스팀배출구에 인접하게 보조히터가 더 설치될 수 있다.

첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 스팀보일러를 도시한 절개 사시도 및 측단면도를 나타낸 도면이고, 도 4a는 스팀보일러의 수위조절유닛을 도시한 결합 구성도이고, 도 4b는 수위조절유닛이 스팀보일러에 설치된 설치 상태도를 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명은 가열탱크(100)의 하부 내측에는 가열히터(130)가 마련되는 제2가열탱크부(120)와 이를 감싸며 연통되는 제1가 열탱크부(110)가 각각 마련되고, 상기 가열탱크(100)의 상부 내측에 복수개의 분리판(210)이 마련되는 스팀선별부(200)가 설치된다.

구체적으로 상기 가열탱크(100)에는 하부 일측에 형성된 물유입구(140)를 통해 유입된 물이 고온의 스팀으로 상변화되도록 상기 물유입구(140)에 연통되어 일정량의 물이 충전되는 제1가열탱크부(110)와, 상기 제1가열탱크부(110)를 통해 유입된 물을 직접 가열하는 가열히터(130)가 구비된 제2가열탱크부(120)가 설치된다. 이때, 물이 유입되는 상기 물유입구(140)에는 유입되는 물의 역류 방지를 위한 역류체크밸브가 설치될 수 있고, 가열탱크(100)내에 물을 배수할 수 있는 배수밸브가 마련될 수 있다.

또한, 상기 제1가열탱크부(110)의 내벽과 상기 제2가열탱크부(120)의 외벽 사이에는 상기 물유입구(140)를 통해 유입된 물이 수용되는 소정공간이 형성되어 상기 소정공간에 수용된 물이 제2가열탱크부(120)로부터 발생되는 열에 의해 가열하되어 제2가열탱크부(120)에 공급되도록 한다.

이때, 상기 제2가열탱크부(120)는 제1가열탱크부(110)의 중심부를 관통하는 원통 형상으로 형성되고, 상기 가열히터(130)가 설치된 상부에는 상기 제1가열탱크부(110)로부터 유입된 물이 제2가열탱크부(120) 내측으로 유입되도록 복수개의 탱크물유입구(140)가 상기 가열히터(130)의 상부측에 형성된다. 상기 복수개의 탱크물유입구(140)는 상기 제2가열탱크부(120)에 의해 간접 가열되어 상부로 이동한 물을 제1가열탱크부(110) 내측으로 유입시키기 위한 것으로, 상기 제1가열탱크부(110) 내측으로 높은 온도의 가열된 물이 유입됨에 따라 증기 발생 효율이 향상시 킬 수 있다. 즉, 상기 제1가열탱크부(110)에 수용된 물은 제2가열탱크부(120)의 외벽에서 발생되는 열에 의해 1차 가열되고, 상기 제1가열탱크부(110)에서 소정 온도 가열된 물이 상부로 이동되어상기 탱크물유입구(140)를 통해 상기 제2가열탱크부(120) 내측으로 유입되어 가열히터(130)에 의해 2차 가열됨으로써, 짧은 시간내에 다량의 물을 가열할 수 있다.

이에 반해, 상기 복수개의 탱크물유입구(140)이 상기 제2가열탱크부(120)의 하부측에 형성될 경우에는, 상기 제1가열탱크부(110)와 제2가열탱크부(120)간의 물 온도가 상당한 차이를 나타내어 증기 발생 효율이 저하될 수 있다.

이와 같이, 상기 제2가열탱크부(120)는 상기 가열히터(130)에 의해 발생되는 열을 이용하여 상기 제1가열탱크부(110)에 수용된 물의 온도를 미리 상승시킨 후, 상기 가열히터(130)를 통해 직접 가열함으로서, 종래 가열탱크(100) 내측으로 유입되는 전량의 물을 한번에 가열하고 식히는 과정과 비교하여 효율적인 스팀 생산이 가능하다.

상기 가열탱크(100)의 일측에는 충전된 물의 수위 측정을 위한 수위조절부(300)가 경사지게 설치되는데, 상기 수위조절부(300)는 유입된 물이 저수위를 나타내면 전원을 차단함으로서 상기 가열탱크(100) 내의 물의 수위를 일정하게 유지한다.

즉, 상기 수위조절부(300)는 상기 가열탱크(100)의 동일 수직선상에 일정 높이차를 갖도록 설치되는 복수개의 수위조절유닛(310)으로 구성되고, 상기 복수개의 수위조절유닛(310)은 하부만이 개방된 원통형의 센서튜브(320)와, 상기 센서튜브 (320)의 상단부에 삽입 고정되되 상기 센서튜브(320)의 하부에 일부가 노출되도록 설치되는 수위센서(330)를 포함한다.

이와 같은 구성의 상기 수위조절유닛(310)은 상기 가열탱크(100)에 경사지게 삽입 설치시, 삽입된 수위조절유닛(310)의 센서튜브(320) 내측에는 상기 가열탱크(100) 내에 충전된 물에 의한 밀폐공간이 형성되어 센서튜브(320) 내측으로 물접촉에 의해 발생되는 전기 에러 현상을 방지할 수 있다.

한편, 상기 가열탱크(100)의 상부 내측에는 높이방향으로 이격 배치된 복수개의 분리판(210)을 갖는 스팀선별부(200)가 설치된다. 상기 스팀선별부(200)는 스팀에 포함되어 있는 응축수를 분리하기 위한 것으로, 상기 스팀선별부(200)의 분리판(210)은 상기 제1가열탱크부(110)의 상단부에 설치되는 제1분리판(210a)과, 상기 제2가열탱크부(120) 상부에 소정 거리 이격 설치되는 제2분리판(210b)과, 상기 제1 및 제2가열탱크부(120)의 상방향으로 이격 설치되는 제3분리판(210c)로 구성된다.

예컨대, 상기 제1분리판(210a)에는 스팀의 유통이 가능한 복수개의 관통공(220)이 형성되어 상기 제1가열탱크부(110)에서 생산된 스팀을 이동시키며 스팀의 온도차에 의한 응축수 발생을 줄인다. 상기 제2분리판(210b)은 상기 제2가열탱크부(120)의 상단부로부터 소정거리 이격되는 대향 위치에 설치되어 상기 제2가열탱크부(120)로부터 발생되는 스팀과의 충돌을 통한 응축수와 스팀 간의 신속한 분리가 이루어지도록 한다. 상기 제3분리판(210c)은 상기 제1 및 제2가열탱크부(120)의 상부에 이격 설치되어 스팀으로부터의 응축수를 분리한다.

이와 같이 상기 스팀선별부(200)를 통과한 스팀은 상기 가열탱크(100)의 상 부에 형성된 스팀배출구(160)로 이동하는바, 상기 스팀배출구(160)의 인접 위치에는 이동하는 스팀을 일층 가열할 수 있는 보조히터(150)가 더 설치될 수 있다. 이를 통해 고온의 스팀 생산이 가능하다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 가열탱크(100)의 하부 일측에 형성되는 물유입구(140)를 통해 상기 제1가열탱크부(110) 내측으로 물이 유입되면, 유입된 물은 인접한 제2가열탱크부(120)에 의해 소정 온도 상승하게 된다. 또한, 상기 가열탱크(100) 일측에 마련된 수위조절부(300)에서는 가열탱크(100) 내로 유입되는 물의 높이를 측정하여 물의 높이가 일정 높이 이하의 저수위로 판단되면 전원을 차단하여 상기 가열히터(130)에 의한 과열을 방지한다.

계속하여, 상기 제1가열탱크부(110)에 유입된 물은 상기 제2가열탱크부(120)에 의해 가열되면 가열된 물은 물의 대류 현상에 의해 상승하게 되고, 상기 제2가열탱크부(120)의 상부에 형성된 탱크물유입구(140)를 통해 가열히터(130)가 마련된 제2가열탱크부(120) 내측으로 이동되는 바, 이를 통해, 상기 제2가열탱크부(120)에는 소정 온도 가열된 물이 유입되어 증기 발생 효율이 증가될 수 있다. 상기 제2가열탱크부(120)의 탱크물유입구(140)에 통해 유입된 물은 상기 가열히터(130)의 가열을 통해 스팀으로의 상변화가 가능하다.

한편, 상기 가열히터(130)의 고온 가열에 의해 생성된 스팀은 가열탱크(100) 내 마련된 스팀선별부(200)를 거쳐 가열탱크(100)의 상부에 형성된 스팀배출구(160)으로 이동하게 된다. 이때, 상기 스팀선별부(200)에서는 스팀에 포함된 응축 수를 분리하고, 상기 스팀배출구(160)에 인접 배치된 보조히터(150)에서는 상기 스팀배출구(160)으로 배출되는 스팀을 일층 가열되어 고온의 스팀이 외부로 배출되도록 한다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 자명할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 가열탱크 내로 삽입되는 수위조절유닛의 내측으로 밀폐공간이 형성되어 수위센서가 물접촉에 의해 전기 에러 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 발생되는 스팀에 포함되어 있는 응축수를 신속하게 분리함으로써, 스팀의 온도를 고온으로 상승시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 다량의 물을 한번에 가열하여 스팀을 발생시키는 종래에 비해, 가열탱크 내로 유입되는 물을 연속적으로 가열하여 짧은 시간 안에 많은 스팀을 발생시킴으로써 에너지를 절감하고 그에 따른 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims

내측에 수용된 물을 가열하여 스팀을 생성하는 스팀보일러에 있어서,

물이 충전되는 소정공간이 형성되는 제1가열탱크부와, 소정 높이에서 상기 제1가열탱크부에 연통되도록 설치되고 상기 제1가열탱크부로부터 유입된 물을 가열하는 가열히터가 마련된 제2가열탱크부를 포함하는 가열탱크와;

상기 제1가열탱크의 상부에 높이방향으로 이격 배치된 복수개의 분리판을 갖는 스팀선별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀보일러.
청구항 1에 있어서,

상기 분리판은,

상기 제1가열탱크부의 상단에 설치되고 스팀이 유통되는 복수개의 관통공이 형성되는 제1분리판과,

상기 제2가열탱크부 상부에 소정 거리 이격 설치되는 제2분리판과,

상기 제1 및 제2가열탱크부의 상부에 이격 설치되어 복수개의 관통공이 형성되 제3분리판을 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀보일러.
청구항 2에 있어서,

상기 제2가열탱크부에는

상기 제1가열탱크부로부터 유입된 물이 제2가열탱크부 내측으로 유입되도록 상기 제1가열탱크부와 상기 제2가열탱크부가 연통되는 복수개의 탱크물유입구가 상기 제1가열탱크부의 가열히터 상부측에 형성되는 것을 특징으로 하는 스팀보일러.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 가열탱크의 일측에는

다수개의 수위조절유닛이 일정 높이차를 갖는 수위조절부를 포함하고,

상기 각각의 수위조절유닛은

하부만이 개방된 센서튜브와,

하단부가 상기 센서튜브의 하부에 노출되도록 센서튜브내에 설치된 수위센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀보일러.
청구항 4에 있어서,

상기 수위조절유닛은

가열탱크에 충전된 물에 의해 그 내측에 밀폐공간이 형성되도록 상기 가열탱크에 기울어져 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 스팀보일러.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 가열탱크에는

해당 하측부와 상단부에 물이 유입되는 물유입구와 물의 가열에 의해 생성된 스팀이 배출되는 스팀배출구가 각각 형성되고,

상기 스팀배출구에 인접하게 보조히터가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 스팀보일러.