KR101292305B1 - 스팀 보일러 시스템 - Google Patents

Abstract

스팀 생성 효율을 향상시키도록 마련된 스팀 보일러 시스템에 관한 것으로, 물공급유닛과, 상기 물공급유닛을 통해 전달받은 물을 전기를 통해 가열하여 스팀을 형성하는 스팀발생유닛과, 상기 스팀발생유닛을 통해 형성된 스팀을 이용하여 열교환작용을 수행하도록 마련된 열교환유닛을 구비하며, 상기 스팀발생유닛은 양단 사이에 나선형태 감겨진 나선부를 구비하여 상기 물공급유닛으로부터 전달받은 물이 내부를 통과하도록 마련된 유체안내관과, 전기히터와, 상기 전기히터와 적어도 상기 유체안내관의 나선부가 금속재질의 열전달매체가 채워진 내부공간에 함께 매립되도록 마련된 본체를 구비하고, 상기 나선부는 상기 본체의 내부공간에 상기 본체의 상하 길이방향을 따라 배치되도록 마련되며, 상기 유체안내관은 상기 물공급유닛으로부터 전달받은 물이 상기 나선부 하부를 통해 상기 나선부 내부로 유입되도록 마련된 구조가 개시된다.

Description

스팀 보일러 시스템{STEAM BOILER SYSTEM}

본 발명은 스팀 보일러 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스팀생성 효율을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있도록 마련된 스팀 보일러 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 스팀 보일러 시스템 중에는 전기식 히터로 물을 가열하여 형성된 스팀으로 온수를 생성하거나 방열작용을 수행하도록 마련된 것이 있다.

이와 같은 전기식 스팀 보일러 시스템은 유류를 연소시키는 방식의 기름식에 비해 경제적이기 때문에, 농가의 식물재배공간이나 공장과 같이 넓은 지역의 난방에 이용되기에 적합하다.

전기식으로 마련되는 스팀 보일러 시스템은 통상 물공급유닛과, 물공급유닛을 통해 전달받은 물을 전기를 통해 가열하여 스팀을 형성하는 스팀발생유닛과, 상기 스팀발생유닛을 통해 형성된 스팀을 이용하여 열교환작용을 수행하도록 마련된 열교환유닛을 구비한다.

이중 상기 스팀발생유닛은 상기 물공급유닛으로부터 전달받은 물을 저부에 수용하도록 마련된 본체와, 상기 본체의 물을 가열하도록 본체 저부 내측에 설치되는 전기히터를 포함하여 구성된다.

따라서 이러한 종래 스팀 보일러 시스템은 물공급유닛으로부터 스팀발생유닛의 본체 저부로 공급된 물을 전기히터를 이용하여 가열하게 되고, 이때 물이 기화되며 형성된 고온의 스팀은 본체의 상부를 통해 열교환유닛으로 전달되어 다른 유체로 열을 전달하는 열교환작용을 수행하게 된다.

그러나 일반 금속에 비해 열전도율이 낮은 물을 전기히터로 가열하여 스팀이 발생되도록 한 종래 스팀 보일러 시스템은 스팀을 생성하는데 따른 전력소모량이 크고, 스팀 생성 속도가 느려 스팀 생성 효율을 향상시키는데 한계가 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 스팀생성 효율을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있도록 마련된 스팀 보일러 시스템을 제공하는 것이다.

이를 해결하기 위해 본 발명에 따른 스팀 보일러 시스템은 물공급유닛과, 상기 물공급유닛을 통해 전달받은 물을 전기를 통해 가열하여 스팀을 형성하는 스팀발생유닛과, 상기 스팀발생유닛을 통해 형성된 스팀을 이용하여 열교환작용을 수행하도록 마련된 열교환유닛을 구비하며, 상기 스팀발생유닛은 양단 사이에 나선형태 감겨진 나선부를 구비하여 상기 물공급유닛으로부터 전달받은 물이 내부를 통과하도록 마련된 유체안내관과, 전기히터와, 상기 전기히터와 적어도 상기 유체안내관의 나선부가 금속재질의 열전달매체가 채워진 내부공간에 함께 매립되도록 마련된 본체를 구비하고, 상기 나선부는 상기 본체의 내부공간에 상기 본체의 상하 길이방향을 따라 배치되도록 마련되며, 상기 유체안내관은 상기 물공급유닛으로부터 전달받은 물이 상기 나선부 하부를 통해 상기 나선부 내부로 유입되도록 마련된 것을 특징으로 한다.

상기 나선부와 상기 전기히터는 직접 접촉된 것을 특징으로 한다.

상기 전기히터는 상기 내부공간에 수직으로 설치된 봉 타입으로 마련되어 상기 나선부의 나선 사이를 연결하는 형태로 나선부와 접촉된 것을 특징으로 한다.

상기 전기히터는 상기 나선부의 내경 또는 외경 둘레를 따라 이격 배치된 복수개로 마련된 것을 특징으로 한다.

상기 유체안내관은 상기 물공급수단과 열교환유닛 사이에 병렬로 연결된 한 쌍으로 마련되어 제1나선부를 구비하는 제1유체안내관과, 제2나선부를 구비하는 제2유체안내관으로 구분되고, 상기 열교환유닛은 상기 제1유체안내관으로부터 스팀을 공급받도록 마련된 제1열교환유닛과, 상기 제2유체안내관으로부터 스팀을 공급받도록 마련된 제2열교환유닛을 포함하되, 상기 제1나선부는 상기 내부공간의 내측면에 인접하도록 마련되고, 상기 제2나선부는 상기 제1나선부 안쪽에 마련되며, 상기 전기히터는 상기 제1나선부 내경 둘레에 배치되는 복수개의 제1그룹과, 상기 제2나선부의 외경 둘레에 배치되는 복수개의 제2그룹과, 상기 제2나선부의 내경 둘레에 배치되는 복수개의 제3그룹을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 내지 제3그룹의 전기히터 중 인접한 그룹 간의 전기히터는 상호 엇갈리도록 배치된 것을 특징으로 한다.

상기 유체안내관은 상기 물공급수단과 열교환유닛 사이에 병렬로 연결된 한 쌍으로 마련되어 제1나선부를 구비하는 제1유체안내관과, 제2나선부를 구비하는 제2유체안내관으로 구분되고, 상기 열교환유닛은 상기 제1유체안내관으로부터 스팀을 공급받도록 마련된 제1열교환유닛과, 상기 제2유체안내관으로부터 스팀을 공급받도록 마련된 제2열교환유닛을 포함하되, 상기 제1나선부는 상기 내부공간의 내측면에 인접하도록 마련되고, 상기 제2나선부는 상기 제1나선부 안쪽에 마련되며, 상기 전기히터는 상기 제1나선부의 내경과 제2나선부의 외경 사이에 원주방향을 따라 상호 이격 배치된 된 복수개로 마련되고, 상기 각 전기히터는 상기 제1 및 제2나선부에 동시에 접촉되도록 마련된 것을 특징으로 한다.

상기 유체안내관은 상기 물공급수단과 열교환유닛 사이에 병렬로 연결된 한 쌍으로 마련되어 상기 제1나선부를 구비하는 제1유체안내관과, 제2나선부를 구비하는 제2유체안내관으로 구분되며, 상기 열교환유닛은 상기 제1유체안내관으로부터 스팀을 공급받도록 마련된 제1열교환유닛과, 상기 제2유체안내관으로부터 스팀을 공급받도록 마련된 제2열교환유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 및 제2열교환유닛 중 어느 하나는 온수기이고, 상기 제1 및 제2열교환유닛 중 나머지 다른 하는 라디에이터인 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 스팀 보일러 장치는 상기 제1 및 제2열교환유닛을 거친 스팀이 응축되어 형성된 응축수가 상기 물공급유닛으로 회수되도록 하는 응축수회수관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 따른 스팀 보일러 장치는 상기 스팀발생유닛으로 공급되기 전 상태의 물을 예비가열하기 위해 상기 물공급유닛에 마련된 예비가열장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 나선부 중도에는 내경이 확장된 확관부가 마련된 것을 특징으로 한다.

상기 확관부는 상기 나선부의 저부에 마련된 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스팀 보일러 시스템은 전기히터로부터 스팀을 형성하기 위한 물로 전달되는 열의 전도 효율이 향상됨은 물론 스팀 생성을 위해 공급되는 물의 흐름이 생성된 스팀의 압력에 간섭받지 않고 원활하게 공급되도록 마련되어 스팀 생성 효율을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스팀 보일러 시스템의 전체적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스팀 보일러 시스템에 있어서 스팀발생유닛의 구조를 도시한 측단면도이다.
도 3은 도 2를 절취한 A-A를 따라 절취한 후 화살표 방향에서 본 상태를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스팀 보일러 시스템에 있어서 스팀발생유닛에 마련된 제 1 및 제2유체안내관의 구조를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기히터의 배치구조를 도 3의 방식으로 도시한 단면도이다.

다음은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 스팀 보일러 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 스팀 보일러 시스템은 물공급을 위한 물공급유닛(100)과, 물공급유닛(100)을 통해 전달받은 물을 전기를 통해 가열하여 스팀을 형성하는 스팀발생유닛(200)과, 스팀발생유닛(200)을 통해 형성된 스팀을 이용하여 열교환작용을 수행하도록 마련된 열교환유닛(300,400)과, 상기 물공급유닛(100)과 스팀발생유닛(200)과 열교환유닛(300,400)의 전반적인 동작을 제어하도록 마련된 도시되지 않은 제어부를 포함하여 구성된다.

물공급유닛(100)은 정량의 물을 정압으로 공급하기 위한 것으로, 본체(111) 내부에 펌프 등을 구비하도록 마련된 물공급장치(110)와, 정량의 공기를 정압으로 공급하도록 본체(121) 내부에 통상의 공기압축기를 구비하도록 마련된 공기공급장치(120)와, 물공급장치(110)를 통해 배출되는 정량의 물과 공기공급장치(120)를 통해 배출되는 공기를 일정비율로 혼합하여 스팀발생유닛(200) 쪽으로 공급하기 위한 혼합기(130)를 구비한다. 따라서 물공급유닛(100)의 물은 혼합기(130)를 통해 일정비율의 공기가 혼합된 상태에서 스팀발생유닛(200) 쪽으로 분사되며, 이러한 물공급 동작은 상기 제어부(미도시)의 제어에 의해 이루어진다.

여기서 물공급유닛(100)이 일정비율의 공기가 혼합된 상태의 물을 스팀발생유닛(200) 쪽으로 분사하도록 구성한 것은 스팀발생유닛(200)에서 물의 기화속도를 높이기 위한 것이며, 스팀발생유닛(200)에서 보다 균일한 량의 스팀을 안정적으로 생성시킬 수 있도록 혼합기(130)에는 유량제어밸브가 채용될 수 있다.

참고로 미설명 부호 112은 물공급장치(110)로 외부 급수원의 물을 안내하기 위한 물공급관이고, 미설명 부호 122은 외부 공기를 공기공급장치(120)로 안내하기 위한 공기공급관을 가리킨다. 그리고 또 다른 미설명 부호 113 및 123은 물공급장치(100)를 통해 배출되는 물과 공기공급장치(120)를 통해 배출되는 공기를 각각 혼합기(130)로 안내하기 위한 물안내관 및 공기안내관을 가리킨다.

그리고 혼합기(130)를 통해 공기와 함께 분사되는 물은 스팀발생유닛(200)과 연결된 연결관(140)을 통해 스팀발생유닛(200)으로 공급된다.

도 2 내지 도 4를 더 참고하면, 스팀발생유닛(200)은 양단 사이에 나선형태 감겨진 나선부(211,221)를 구비하여 물공급유닛(100)으로부터 전달받은 물이 내부를 통과하도록 마련된 유체안내관(210,220)과, 전열선이 내장되어 상기 제어부의 제어에 따라 구동되는 전기히터(230), 그리고 전기히터(230)와 유체안내관(210,220)의 나선부(211,221)가 금속재질의 열전달매체(240)가 채워진 내부공간(251)에 함께 매립되도록 마련된 본체(250)를 구비한다.

따라서 이와 같은 스팀발생유닛(200)의 구조에서는 전기히터(230)의 열이 물보다 열전도율이 높은 금속재질의 열전달매체(240)로 직접 전도되고, 계속해서 열전달매체(240)의 열은 금속재질로 마련된 유체안내관(210,220)으로 직접 전도되면서 전기히터(230)로부터 유체안내관(210,220) 내부의 물로 전달되는 열전도 효율이 향상되고, 이에 따라 유체안내관(210,220)으로 유입되는 물이 유체안내관(210,220)을 통과하는 과정에서 바로 기화될 수 있게 되면서 스팀 생성 효율도 효과적으로 향상될 수 있게 되는 것이다. 상기 열전달매체(240)의 경우 주물로 마련되고, 전기히터(230)와 유체안내관(210,220)은 스테인리스 재질로 마련되는 것이 바람직하다.

한편, 유체안내관(210,220)을 통과하는 과정에서 물이 바로 기화되어 스팀이 형성되는 구조에서는 유체안내관(210,220) 내부 스팀의 압력에 의해 유체안내관(210,220)으로 물을 공급하기가 다소 어렵게 될 우려가 있다.

따라서 이를 해결하기 위해 상기 나선부(211,221)는 본체(150)의 내부공간(251)에 본체(150)의 상하 길이방향을 따라 배치되도록 마련되고, 상기 유체안내관(210,220)은 물공급유닛(100)으로부터 전달받은 물이 나선부(211,221) 하부를 통해 상기 나선부(211,221) 내부로 유입되도록 마련된다.

즉 유체안내관(210,220)은 물공급유닛(100)으로부터 전달받은 물이 나선부(211,221)로 유입되도록 나선부(211,221) 하단에 연결된 물유입부(212,222)와, 유체안내관(210,220)으로부터 생성되어 토출되는 스팀을 상기 본체(250) 외부로 안내하도록 나선부(211,221) 상단에 연결된 스팀배출부(213,223)를 더 구비하게 되는데, 물공급유닛(100)으로부터 전달받은 물이 나선부(211,221) 하부를 통해 상기 나선부(211,221) 내부로 유입되도록 상기 연결관(140)은 유체안내관(210,220)의 물유입부(212,222)에 연결된다는 것이다. 후술하겠으나, 유체안내관(210,220)이 한 쌍으로 마련되는 관계로 연결관(140) 끝단은 양측으로 분기되어 각 유체안내관(210,220)에 연결된다.

이와 같이 스팀발생유닛(200)으로 공급된 물이 나선부(211,221) 저부를 통해 나선부(211,221)로 유입되면, 기화된 상태에서 상부 쪽으로 상승하게 되는 나선부(211,221) 내부 스팀의 흐름이 유체안내관(210,220)으로 공급되려는 물의 흐름에 간섭을 덜 일으키게 되어 물공급유닛(100)의 물을 유체안내관(210,220)으로 보다 원활하게 공급할 수 있게 된다.

또한 전기히터(230)로부터 나선부(211,221)로 전달되는 열전도 효율을 보다 향상시킬 수 있도록 본 실시예에서 상기 나선부(211,221)와 전기히터(230)는 직접 접촉되도록 마련된다.

상기 전기히터(230)의 경우 상기 본체(250) 내부공간(251)에 수직으로 설치된 봉 타입으로 마련되어 나선부(211,221)의 나선 사이를 연결하는 형태로 나선부(211,221)와 직접 접촉되는데, 이러한 전기히터(230)는 나선부(211,221)의 내경 또는 외경 둘레를 따라 이격 배치된 복수개로 구성되어 나선부(211,221) 전체에 고르게 접촉될 수 있도록 마련된다.

또 이처럼 스팀 생성효율이 향상되도록 마련된 스팀 보일러 시스템은 상기 열교환유닛(300,400)을 복수개 구비하여 보다 경제적으로 이용하기에 적합하게 된다.

보다 상세히 설명하자면, 먼저 본 실시예에서 상기 유체안내관(210,220)은 제1나선부(211)와 제1물유입부(212)와 제1스팀배출부(213)를 구비하는 제1유체안내관(210)과, 제2나선부(221)와 제2물유입부(222)와 제2스팀배출부(223)를 구비하는 제2유체안내관(220)으로 구분되며, 제1 및 제2유체안내관(210,220)은 물공급수단(100)과 열교환유닛(300,400) 사이에 병렬로 연결된다.

그리고 상기 열교환유닛(300,400)은 상기 제1유체안내관(210)으로부터 스팀을 공급받도록 마련된 제1열교환유닛(300)과, 상기 제2유체안내관(220)으로부터 스팀을 공급받도록 마련된 제2열교환유닛(400)을 포함하여 한 쌍으로 마련된다.

이중 제1열교환유닛(300)은 온수기로 마련되고, 상기 제2열교환유닛(400)은 라디에이터로 마련되는데, 이와 같이 하나의 스팀 보일러 시스템을 이용하여 온수기와 라디에이터를 동시에 사용할 수 있게 되면, 큰 설치비 부담이 없이도 2개의 열교환유닛(300,400)을 효과적으로 이용할 수 있게 된다.

온수기를 형성하는 제1열교환유닛(300)의 경우 스팀이 통과되도록 본체(310) 내부에 마련된 제1열교환관(320)과, 본체 일측과 타측에 각각 연결되는 냉수유입관(330)과 온수배출관(340)이 연결된다.

제1열교환관(320)의 입구단에는 상기 제1스팀배출부(213)가 제1스팀연결관(261)을 통해 연결되고, 제1열교환관(320)의 출구단에는 제1응축수배출관(262)이 연결되며, 본체(310) 내부의 제1열교환관(320)은 열교환 면적 증대를 위해 다수회 밴딩되도록 마련된다.

이러한 구조에서 상기 냉수유입관(330)으로 냉수를 공급하게 되면, 제1스팀연결관(261)을 통해 본체(310) 내부로 유입된 스팀은 본체(310) 내부를 경유하는 과정에서 본체(310) 내부로 유입된 냉수에 열을 빼앗기고 응축되어 응축수를 형성하게 되며, 상기 제1응축수배출관(262)을 통해서는 본체(310) 내부를 경유하는 과정에서 응축된 응축수가 본체(310) 외부로 안내된다. 또 상기 냉수유입관(330)으로 유입된 냉수는 본체(310) 내부를 경유하는 과정에서 상기 스팀으로부터 열을 전도 받아 온수가 되며, 이러한 온수는 상기 온수배출관(340)을 통해 본체(310) 외부로 배출되는 것이다. 이러한 온수기를 이용하여 생성되는 온수의 경우 난방용 배관 등으로 이용될 수 있게 된다.

그리고 상기 라디에이터를 형성하는 제2열교환유닛(400)의 경우 스팀이 통과되도록 마련된 제2열교환관(410)과, 제2열교환관의 열교환 면적을 증대시키도록 제2열교환관(410) 둘레에 설치된 열교환핀(420)을 구비한다.

상기 제1열교환관(410)의 입구단에는 상기 제2스팀배출부(223)가 제2스팀연결관(263)을 통해 연결되고, 제2열교환관(410)의 출구단에는 제2응축수배출관(264)이 연결된다.

따라서 제2스팀연결관(263)을 통해 제1열교환관(410)으로 유입된 스팀은 제2열교환관(410)을 통과하는 과정에서 제2열교환유닛(400) 주변의 공기에 열을 빼앗기고 응축되어 응축수를 형성하고, 이러한 응축수는 상기 제2응축수배출관(264)을 통해 제2열교환유닛(400) 외부로 배출된다. 또 제2열교환유닛(400)은 인근에 설치된 송풍팬(430)을 더 포함하도록 구성되고, 송풍팬(430)은 제2열교환관(410)을 통과하는 스팀으로부터 열을 전도 받아 가열된 제2열교환유닛(400) 주변의 온기를 특정 방향으로 송풍시키게 된다. 이와 같이 송풍팬(430)을 구비하는 라디에이터의 경우 특정 공간으로 온기를 공급하는 방열기로써 이용될 수 있게 된다. 참고로 미설명 부호 600과 700은 각각 스팀의 압력과 온도를 측정하기 위한 압력게이지와 온도게이지를 가리킨다.

한편, 열교환유닛(300,400)과 물공급유닛(100) 사이에는 상기 제1 및 제2열교환유닛(300,400)을 거친 스팀이 응축되어 형성된 응축수가 물공급장치(110) 쪽으로 회수되도록 하는 응축수회수관(500)이 연결된다. 응축수회수관(500)은 상기 제2응축수배출관(264)과 물공급장치(110) 사이를 연결하도록 마련되고, 상기 제1응축수배출관(262)은 응축수회수관(500)의 중도에 합류된다.

이와 같이 열교환유닛(300,400)으로부터 배출된 응축수가 응축수회수관(500)을 통해 물공급장치(110)로 회수되도록 마련된 스팀 보일러 시스템은 열교환작용을 마친 응축수가 버려지지 않고 스팀 생성에 재이용되도록 함으로써, 시스템 구동에 이용되는 물의 사용량을 보다 경제적으로 줄일 수 있게 된다.

또 제1 및 제2응축수배출관(262.264)을 통해 열교환유닛(300,400)으로부터 바로 배출된 응축수의 경우 미열을 띠고 있는 상태이므로, 이러한 응축수를 물공급유닛(100)으로 회수하여 재활용하게 되면, 스팀발생유닛(200)으로 공급되는 물의 온도를 상승시키는 효과가 발생되어 스팀 생성 효율을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

본 실시예의 경우 상기 물공급장치(110)에는 스팀발생유닛(200)으로 공급되기 전 상태의 물을 예비가열하기 위해 전기히터로 마련되는 예비가열장치(119)가 마련되고, 이에 따라 스팀발생유닛(200)에서는 보다 신속하게 스팀을 형성할 수 있게 되는데, 물공급장치(110)의 물은 미열의 응축수를 포함한 상태가 되므로, 이때는 물공급장치(110)의 물을 예비가열장치(119)를 통해 보다 신속하게 예비 가열될 수 있게 된다. 예비가열장치(119)의 경우 물공급장치(110) 내부의 물을 100℃ 정도로 가열할 수 있도록 제어부(미도시)를 통해 제어될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2열교환유닛(300,400)으로 공급되는 스팀의 생성효율을 더욱 향상시킬 수 있도록 제1나선부(211)는 상기 내부공간(251)의 내측면에 인접하도록 마련되고, 제2나선부(221)는 상기 제1나선부(211) 안쪽에 마련되며, 복수개로 마련되는 상기 전기히터(230)는 제1나선부(211) 내경 둘레에 배치되는 복수개의 제1그룹(231)과, 제2나선부(221)의 외경 둘레에 배치되는 복수개의 제2그룹(232)과, 상기 제2나선부(221)의 내경 둘레에 배치되는 복수개의 제3그룹(233)으로 구분되어 배치된다.

전기히터(230)의 열이 제1나선부(211)와 제2나선부(221)에 전체적으로 보다 고르게 전달 될 수 있도록 제1 내지 제3그룹(231,232,233)의 전기히터(230) 중 인접한 그룹 간의 전기히터(230)는 상호 엇갈리도록 배치되는 것이 바람직하다. 이에 따라 제1그룹(231)의 전기히터(230)는 제2그룹(232)의 전기히터(230)와 상호 엇갈리도록 배치되고, 제2그룹(232)의 전기히터(230)는 제3그룹(233)의 전기히터(230)와 상호 엇갈리도록 배치된다.

또한 유체의 팽창작용을 이용하여 스팀 생성 효율을 더욱 향상시킬 수 있도록 상기 나선부(211,221) 중도에는 내경이 확장된 확관부(211a,221a)가 마련된다. 전술한 바와 같이 예비가열장치(119)를 통해 100℃ 정도로 예비 가열된 물을 스팀발생유닛(200)으로 공급하게 되고, 복수개의 전기히터(230)로 구성된 제 1 내지 제3그룹(231,232,233)이 직접 접촉된 유체안내관(210,220)을 통해 스팀을 형성하도록 마련된 스팀 보일러 시스템의 경우 유체안내관(210,220)으로 유입된 물이 나선부(211,221) 저부 쪽에서 바로 기화될 수 있게 되므로, 상기 확관부(211a,221a)는 나선부(211,221)의 저부에 마련되는 것이 바람직하다.

한편, 도 5에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기히터(230)의 배치구조가 도시된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전기히터(230)는 제1나선부(211)의 내경과 제2나선부(221)의 외경 사이에 원주방향을 따라 상호 이격 배치된 된 복수개로 마련되고, 각각의 전기히터(230)는 제1 및 제2나선부(211,221)에 동시에 접촉되도록 마련될 수 있다.

이와 같은 전기히터(230)의 배치구조에서는 제1나선부(211)와 제2나선부(221) 사이에 위치된 전기히터(230)에 의해 제1 및 제2나선부(211,221)를 동시에 직접 접촉 방식으로 가열할 수 있게 되어 전기히터(230)의 효율을 보다 높일 수 있게 된다. 본 실시예의 경우에도 전기히터(230)의 배치구조를 제외한 나머지 구조는 도 3과 동일하므로, 나머지 구성에 대한 상세 설명은 생략하도록 한다.

100: 물공급유닛 110: 물공급장치
119: 예비가열장치 200: 스팀발생유닛
210: 제1유체안내관 211: 제1나선부
220: 제2유체안내관 221: 제2나선부
211a,221a: 확관부 230: 전기히터
240: 열전달매체 300: 제1열교환유닛
400: 제2열교환유닛 500: 응축수회수관

Claims (13)

1. 물공급유닛과, 상기 물공급유닛을 통해 전달받은 물을 전기를 통해 가열하여 스팀을 형성하는 스팀발생유닛과, 상기 스팀발생유닛을 통해 형성된 스팀을 이용하여 열교환작용을 수행하도록 마련된 열교환유닛을 구비하는 스팀 보일러 시스템에 있어서,
   상기 스팀발생유닛은 양단 사이에 나선형태로 감겨진 나선부를 구비하여 상기 물공급유닛으로부터 전달받은 물이 내부를 통과하도록 마련된 유체안내관과, 전기히터와, 상기 전기히터와 상기 유체안내관의 나선부가 금속재질의 열전달매체가 채워진 내부공간에 함께 매립되도록 마련된 본체를 구비하고,
   상기 나선부는 상기 본체의 내부공간에 상기 본체의 상하 길이방향을 따라 배치되도록 마련되며, 상기 유체안내관은 상기 물공급유닛으로부터 전달받은 물이 상기 나선부 하부를 통해 상기 나선부 내부로 유입되도록 마련되며,
   상기 전기히터는 상기 내부공간에 수직으로 설치된 봉 타입으로 마련되어 상기 나선부의 나선 사이를 연결하는 형태로 상기 나선부와 직접 접촉되고,
   상기 유체안내관은 상기 물공급유닛과 열교환유닛 사이에 병렬로 연결된 한 쌍으로 마련되어 제1나선부를 구비하는 제1유체안내관과, 제2나선부를 구비하는 제2유체안내관으로 구분되고,
   상기 열교환유닛은 상기 제1유체안내관으로부터 스팀을 공급받도록 마련된 제1열교환유닛과, 상기 제2유체안내관으로부터 스팀을 공급받도록 마련된 제2열교환유닛을 포함하되,
   상기 제1나선부는 상기 내부공간의 내측면에 인접하도록 마련되고, 상기 제2나선부는 상기 제1나선부 안쪽에 마련되며,
   상기 전기히터는 상기 제1나선부 내경 둘레에 배치되는 복수개의 제1그룹과, 상기 제2나선부의 외경 둘레에 배치되는 복수개의 제2그룹과, 상기 제2나선부의 내경 둘레에 배치되는 복수개의 제3그룹을 포함하하고,
   상기 제1 내지 제3그룹의 전기히터 중 인접한 그룹 간의 전기히터는 상호 엇갈리도록 배치된 것을 특징으로 하는 스팀 보일러 시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2열교환유닛 중 어느 하나는 온수기이고, 상기 제1 및 제2열교환유닛 중 나머지 다른 하는 라디에이터인 것을 특징으로 하는 스팀 보일러 시스템.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2열교환유닛을 거친 스팀이 응축되어 형성된 응축수가 상기 물공급유닛으로 회수되도록 하는 응축수회수관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀 보일러 시스템.
11. 제 10항에 있어서,
    상기 스팀발생유닛으로 공급되기 전 상태의 물을 예비가열하기 위해 상기 물공급유닛에 마련된 예비가열장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀 보일러 시스템.
12. 제 1항에 있어서,
    상기 나선부 중도에는 내경이 확장된 확관부가 마련된 것을 특징으로 하는 스팀 보일러 시스템
13. 제 12항에 있어서,
    상기 확관부는 상기 나선부의 저부에 마련된 것을 특징으로 하는 스팀 보일러 시스템.

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