KR101256031B1 - 관류 보일러의 기수분리구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관류 보일러의 기수분리구조에 관한 것이며, 상세하게는 수직수관형 다관식 관류 증기 보일러의 기수분리구조에 관한 것으로서, 구조를 단순화하고, 원가를 절감하며, 기수분리를 양호하게 함과 아울러 증기의 냉각을 방지하여 건도를 양호하게 유지할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 증기 보일러 본체(10)의 상하부에 증기실(11)과 수실(12)을 형성하여 상기 증기실(11)과 수실(12) 사이에 수직수관을 상호 일정간격을 두고 동심원상으로 연결하여 1 개의 수관벽(13)을 형성하고, 상기 수관벽(13)의 내부에 연소실을 형성한 수직수관형 관류 증기 보일러에 있어서, 상기 증기실(11)의 내부에 적어도 2개 이상의 기수분리판(41, 43)을 상하 일정간격을 두고 그 양측면을 상기 증기실(11)의 내벽에 밀착되게 설치함과 아울러 상기 각 기수분리판(41, 44)의 외주면에 각각 유동홈(42a, 42b, 44)을 상호 어긋나게 형성한 것을 특징으로 한 것이다.

Description

관류 보일러의 기수분리구조 {STEAM SEPARATION MEANS OF ONE THROUGH BOILER}

본 발명은 관류 보일러의 기수분리구조에 관한 것이며, 상세하게는 수직수관형 다관식 관류 증기 보일러의 기수분리구조에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 증기 보일러는 관체 또는 수관 등에 채워진 관수(보일러 수)를 열원에 의하여 가열하면 비등에 의하여 발생된 기포가 수면위로 빠져 나와 소멸할때 수적(水滴)을 위로 튀기거나, 불순물 때문에 포말(泡沫, 거품)을 발생함으로써 증기는 수적을 포함함으로 증기 보일러에서 생성된 증기는 수분을 함유하는 습증기가 되는 것이다.

한편 상기와 같이 생성된 습증기(포화증기)를 이용기기에 사용하여 팽창되면 수분함유량이 증가되는바, 이때 수분함유량이 허용한도를 넘으면 필요한 용도에 사용할 때 증기 소비량이 증가하고 열효율이 낮게 되기 때문에 따라서 증기의 건도는 90% 이상을 유지하고 있다.

따라서 증기 보일러에는 생성된 습증기의 건도를 양호하게 하기 위하여 기수분리기를 설치하고 있다.

종래 수직수관형 다관식 관류 증기 보일러 기수분리구조는 도 10 에 도시하고 도 5 에서 참조되는 바와 같이, 케이싱(C)에 설치되는 증기 보일러 본체(10)는 상부에 증기실(기수드럼)(11)을, 하부에 수실(수드럼)(12)을 형성하고, 상기 증기실(11)과 수실(12)에 수직수관을 상호 일정 간격을 두고 설치하여 동심원상의 수관벽(13)을 형성함과 아울러 상기 수관벽(13)의 수직수관 사이의 하부에 바(14)를 설치하여 상부에 개구부(15)를 형성하면서 내부에 연소실(16)을 형성하며, 상기 연소실(16)의 하부에 연도(17)를 형성함과 아울러 증기실(11)의 중앙에 연소장치(미도시)를 설치하고, 상기 연소실(16)의 하부에 내화재로 된 격벽(19)을 설치하여 연소장치에서 연소된 화염이 격벽(19)에 부딪혀 상승한 후 상기 수관벽(13)의 상부에 형성한 개구부(15)를 경유하여 연도로 배출되는 수직수관형 다관식 관류 증기 보일러를 형성하는 것이다.

그리고 상기 증기실(11)의 상면 일측에 주공급관(18)을 연결하여 상기 증기 보일러 본체(10)의 외부에 노출되게 기수분리통(21)을 설치하고, 상기 기수분리통(21)의 상부에는 증기도관(22)을 연결하며, 상기 기수분리통(21)의 저면과 수실(12) 사이에 온수복귀관(23)을 연결한 것이다.

상기한 수직수관형 다관식 관류 증기 보일러의 기수분리는 증기실(11)에 모인 습증기를 주공급관(18)을 경유하여 기수분리통(21)에 모아서 기수분리한 후 건도가 증가된 습증기는 증기도관(22)으로 필요한 이용기기에 공급되고, 증기와 분리된 온수는 온수복귀관(23)을 경유하여 수실(12)에 공급되어 재가열되는 것이다.

상기한 기수분리구조는 상기한 수직수관형 다관식 관류 증기 보일러 이외에 후술하는 도 6 의 것 또는 그외의 것에도 실시할 수 있음은 물론이다.

그러나 상기한 수직수관형 다관식 관류 증기 보일러의 기수분리구조는 증기실(11)의 상면 일측에 주공급관(18)을 연결하여 증기 보일러 본체(10)의 외부에 노출되게 기수분리통(21)을 연결하고, 상기 기수분리통(21)의 저면과 수실(12) 사이에 온수복귀관(23)을 연결한 것임으로 구조가 복잡하고, 구조가 복잡함으로 생산성의 향상에 장애요소가 되어 원가가 비싸지고 설치면적을 많이 차지하며, 또한 증기실(11)에서 발생된 습증기가 대기에 노출되게 설치된 기수분리통(21)에 유입됨으로 냉각되고, 기수분리통(21)에서 냉각된 온수가 수실(12)에 공급되기 때문에 열손실을 초래함과 아울러 증기도관(22)에서 이용기기에 공급되는 증기의 건도가 저하됨으로써 증기 소비량이 증가하고 열효율이 낮아지는 문제점이 있는 것이다.

그리고 특히 상기 수직수관형 관류 증기 보일러는 수직수관을 증기실(11)의 저면에 연결한 것임으로 열원에 의하여 관수가 수직수관에서 가열되어 비등될때 발생된 기포가 증기실에 모인 수분함유 습증기를 상부로 튀기기 때문에 수적의 함유량이 많은 습증기가 발생되며, 상기 수적의 함유량이 많은 습증기가 기수분리통에서 기수분리될 때 냉각됨으로 적정 건도의 유지가 양호하지 못한 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 시정하여, 구조를 단순화하고, 원가를 절감하며, 기수분리를 양호하게 함과 아울러 증기의 냉각을 방지하여 건도를 양호하게 유지할 수 있도록 한 관류 보일러의 기수분리구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 증기 보일러 본체의 상하부에 증기실과 수실을 형성하여 상기 증기실과 수실 사이에 수직수관을 상호 일정간격을 두고 동심원상으로 연결하여 1 개의 수관벽을 형성하고, 상기 수관벽의 내부에 연소실을 형성한 수직수관형 관류 증기 보일러에 있어서, 상기 증기실의 내부에 적어도 2개 이상의 기수분리판을 상하 일정간격을 두고 그 양측면을 상기 증기실의 내벽에 밀착되게 설치함과 아울러 상기 각 기수분리판의 외주면에 각각 유동홈을 상호 어긋나게 형성한 것을 특징으로 한 것이다.

또한 본 발명은 증기 보일러 본체의 상하부에 증기실과 수실을 형성하여 상기 증기실과 수실 사이에 수직수관을 동심원상으로 연결하여 내·외측 수관벽을 형성하고, 상기 내측 수관벽의 내부에 연소실을 형성한 수직수관형 관류 증기 보일러에 있어서, 상기 증기실의 내부에 적어도 2 개 이상의 기수분리판을 상하 일정간격을 두고 그 양측면을 상기 증기실의 내벽에 밀착되게 설치함과 아울러 상기 각 기수분리판에 각각 다수개의 유통공을 상호 어긋나게 형성한 것을 특징으로 한 것이다.

이상과 같이 본 발명은 증기실의 내부에 기수분리판을 상하 일정간격을 두고 설치함과 아울러 상기 각 기수분리판의 외주에 형성한 유동홈 또는 다수개의 통공을 상호 어긋나게 형성하였기 때문에 수직수관에서 비등되어 증기실에 상승되는 수적의 함유량이 많은 습증기가 기수분리판에 부딪쳐 비수가 방지(위로 튀지않고)되면서 기수분리되고, 또한 기수분리된 증기가 상기 유동홈 또는 통공을 지그재그로 통과하면서 재차 기수분리됨으로써 기수분리가 양호하게 됨으로써 증기의 건도를 양호하게 유지할 수 있는 것이다.

또한 본 발명은 기수분리판을 증기실의 내부에 설치하여 기수분리되는 습증기의 냉각을 방지함으로써 열손실을 방지하고, 종래 기수분리통을 증기 보일러 본체의 외부에 설치하던 것에 비하여 이 또한 증기의 적정 건도를 양호하게 유지할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 종단면도.
도 2는 도 1 의 A-A 선 단면도.
도 3은 도 2 의 B-B 선 단면도.
도 4a, 도 4b는 본 발명의 제 1 실시예의 기수분리판의 평면도.
도 5는 도 1 의 C-C 선 단면도.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예의 종단면도.
도 7은 도 6의 D-D 선 단면도.
도 8은 도 7의 E-E 선 단면도.
도 9는 도 6의 F-F 선 단면도.
도 10은 종래의 것의 단면도.

본 발명의 제 1 실시예는 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 증기 보일러 본체(10)는 케이싱(C)에 내장 설치되며 상부에 증기실(11)을, 하부에 수실(12)을 형성하고, 상기 증기실(11)과 수실(12)에 수직수관을 상호 일정간격을 두고 설치하여 동심원상의 수관벽(13)을 형성함과 아울러 상기 수관벽(13)의 수직수관 사이의 하부에 바(14)를 설치하여 상부에 개구부(15)를 형성하면서 내부에 연소실(16)을 형성하며, 상기 연소실(16)의 하부에 연도(17)를 형성함과 아울러 증기실(11)의 상면 일측에 주공급관(18)을 연결함과 아울러 중앙에 연소장치(미도시)를 설치하고, 상기 연소실(16)의 하부에 내화재로 된 격벽(19)을 설치하여 연소장치에서 연소된 화염이 격벽(19)에 부딪혀 상승한 후 상기 수관벽(13)의 상부에 형성한 개구부(15)를 경유하여 연도(17)로 배출되는 수직수관형 다관식 관류 증기 보일러를 전제로 하는 것이다.

본 발명의 제 1 실시예는 상기 증기실(11)의 내부에 적어도 2 개 이상의 기수분리판(41)(43)을 상하 일정간격을 두고 그 양측면을 상기 증기실(11)의 내벽에 밀착되게 설치함과 아울러 상기 각 기수분리판(41)(43)의 외주면에 각각 유동홈(42a)(42b),(44)을 상호 어긋나게 형성한 것이다.

상기 최상부에 위치하는 기수분리판(43)의 유동홈(43)은 주공급관(18)의 설치위치에서 떨어진 위치에 설치하는 것이 바람직하며, 상기 유동홈(43)을 주공급관(18)에서 떨어진 위치에 설치하면 최상부의 기수분리판(43)의 상부에서 기수분리가 양호하게 된 후 주공급관(18)으로 건도가 양호한 증기가 배출되는 것이다.

그리고 상기 유동홈(42a)(42b),(44)은 기수분리판(41)(43)의 외주면에 형성한 것을 도시하였으나 내주면에 형성하여도 좋고, 또한 상기 제 1 실시예에서는 양측면에 유동홈(42a)(42b)이 형성된 기수분리판(41)을 증기실(11)의 하부에 배치하고, 유동홈(44)만이 형성된 기수분리판(43)을 증기실(11)의 상부에 배치하였으나 기수분리판(41)과 기수분리판(43)의 위치를 바꿔서 설치하여도 좋다.

이상과 같은 본 발명의 제 1 실시예는 연소장치를 통하여 연소실(16)에 연료를 공급하면 그 화염은 연소실(16)의 하부에 설치한 격벽(19)에 부딪혀 반전하여 상승한후 개구부(15)를 경유하여 수관벽(13)의 외면을 따라 하강하여 연도(17)로 배출될때 수관벽(13)을 가열함으로써 관수가 비등하여 수분을 함유한 습증기가 증기실(11)의 기수분리판(41) 하부에 모이는 것이다.

상기와 같이 기수분리판(41)의 하부에 모인 수분을 함유한 습증기는 기수분리판(41)의 저면에 부딪침으로 수적 또는 포말의 비산 방지가 됨과 아울러 기수분리판(41)의 양측면에 형성한 유동홈(42a)(42b)을 경유하여 기수분리판(41)과 기수분리판(43) 사이로 상승함과 아울러 기수분리판(43)의 주공급관(18)과 떨어진 위치에 형성한 유동홈(44)을 경유하여 증기실(11)의 상부로 상승한 후 주공급관(18)을 통하여 필요한 용도에 공급되는 것이다.

상기와 같이 수관벽(13)에서 비등한 수분이 함유된 습증기를 증기실(11)내에 설치한 기수분리판(41)(43)에 의하여 지그재그로 유동시킴으로써 수적 등의 비산 방지에 의하여 건도가 양호한 증기를 얻을 수 있는 것이며, 기수분리판(41)(43)을 증기실(11)에 내장 설치함으로써 설치면적을 줄일수 있고 구조가 간단하게 되는 것이다.

본 발명의 제 2 실시예는 도 6 내지 도 9에 도시한 바와 같이, 증기 보일러 본체(100)는 케이싱(C)에 내장설치되며 상부에 증기실(101)을, 하부에 수실(102)을 형성하고, 상기 증기실(101)과 수실(102)에 수직수관을 동심원상으로 연결하여 일정간격의 환상의 연소가스 통로(104b)를 두고 내ㆍ외측 수관벽(103a)(103b)을 형성하며, 상기 내측 수관벽(103a)의 내부에 연소가스 통로(104a)를 두고 환상의 열전달 촉진판(106)을 설치하여 연소실(105)을 형성함과 아울러 상기 열전달 촉진판(106) 및 내ㆍ외측 수관벽(103a)(103b)에 개구부(107a)(107b)(107c)를 케이싱(C)의 측면에 설치하는 연도(108)에 연통되게 형성하며, 상기 증기실(101)의 상면 일측에 주공급관(109)을 연결한 수직수관형 다관식 관류 증기 보일러를 전제로 하는 것이다.

그리고 본 발명의 제 2 실시예는 상기 증기실(101)의 내부에 적어도 2 개 이상의 기수분리판(141)(143)을 상하 일정간격을 두고 그 양측면을 상기 증기실(101)의 내벽에 밀착되게 설치함과 아울러 상기 각 기수분리판(141)(143)에 각각 다수개의 유통공(142)(144)을 상호 어긋나게 형성한 것이다.

상기 최상부의 기수분리판(143)의 유통공(144)은 주공급관(109)의 설치위치에서 떨어진 위치(가급적 먼 위치)에 설치하는 것이 바람직하며, 상기와 같이 유통공(144)을 주공급관(109)에서 떨어진 위치에 설치하면 기수분리를 양호하게 할수 있는 것이다.

상기한 기수분리판(143)에 유통공(144)을 균등간격으로 설치할 경우에는 주공급관(109) 설치위치 하방은 설치하지 않는 것이다.

이상과 같은 본 발명의 제 2 실시예는 연소실(105)에서 연소된 화염은 개구부(107a), 연소가스 통로(104a), 개구부(107b), 연소가스통로(104b) 및 개구부(107c)를 경유하는 동안 내ㆍ외측 수관벽(103a)(103b)을 가열함으로써, 관수가 비등하여 수분을 함유한 습증기를 발생하고 연도(108)로 배출되며, 수분을 함유한 습증기는 기수분리판(141)의 하부에 모이고 기수분리판(141)에 형성한 유통공(142)을 경유하여 기수분리판(141)과 기수분리판(143) 사이로 상승함과 아울러 기수분리판(143)의 주공급관(109)과 떨어진 위치에 형성한 유통공(144)을 경유하여 증기실(101)의 상부로 상승한 후 주공급관(109)을 통하여 필요한 용도에 공급되는 것이다.

상기와 같이 내ㆍ외측 수관벽(103a)(103b)에서 비등한 수분을 함유한 습증기를 증기실(101)내에 설치한 기수분리판(141)(143)에 의하여 지그재그로 유동시킴으로써 건도가 양호한 증기를 얻을 수 있는 것이다.

상기한 수직수관형 다관식 관류 증기 보일러는 상기한 것에 한하지 않고 기타 다른 구조의 것에도 실시할 수 있음은 물론이다.

11, 101: 증기실 13, 103a, 103b: 수관벽
41, 141, 43, 143: 기수분리판 42a, 42b, 44: 유동홈
142, 144: 유통공

Claims (4)

1. 증기 보일러 본체의 상하부에 증기실과 수실을 형성하여 상기 증기실과 수실 사이에 수직수관을 상호 일정간격을 두고 동심원상으로 연결하여 1 개의 수관벽을 형성하고, 상기 수관벽의 내부에 연소실을 형성한 수직수관형 관류 증기 보일러에 있어서, 상기 증기실의 내부에 적어도 2개 이상의 기수분리판을 상하 일정간격을 두고 그 양측면을 상기 증기실의 내벽에 밀착되게 설치함과 아울러 상기 각 기수분리판의 외주면에 각각 유동홈을 상호 어긋나게 형성한 것을 특징으로 한 관류 보일러의 기수분리구조.
2. 제 1 항에 있어서, 기수분리판중 최상부에 위치되는 기수분리판의 유동홈은 주 공급관의 설치위치에서 떨어진 위치에 설치한 관류 보일러의 기수분리구조.
3. 증기 보일러 본체의 상하부에 증기실과 수실을 형성하여 상기 증기실과 수실 사이에 수직수관을 동심원상으로 연결하여 내ㆍ외측 수관벽을 형성하고, 상기 내측 수관벽의 내부에 연소실을 형성한 수직수관형 관류 증기 보일러에 있어서, 상기 증기실의 내부에 적어도 2 개 이상의 기수분리판을 상하 일정간격을 두고 그 양측면을 상기 증기실의 내벽에 밀착되게 설치함과 아울러 상기 각 기수분리판에 각각 다수개의 유통공을 상호 어긋나게 형성한 것을 특징으로 한 관류 보일러의 기수분리구조.
4. 제 3 항에 있어서, 기수분리판중 최상부의 기수분리판의 유통공은 주공급관의 설치위치에서 떨어진 위치에 설치한 관류 보일러의 기수분리구조.

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