KR101453388B1 - 증기보일러의 증기온도 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 증기보일러의 증기온도 조절장치에 관한 것이며, 상세하게는 보일러 본체에서 생성한 포화증기를 과열증기화함과 아울러 그 온도를 조절하는 장치에 관한 것으로서, 보일러 본체에서 생성한 포화증기와, 상기 포화증기의 일부를 과열증기화한 후 양자를 혼합하여 과열증기화함과 아울러 그 온도를 신속·용이하고 양호하게 조절할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 보일러 본체(10)에 연결된 증기공급관(11)과; 상기 증기공급관(11)에 바이패스 공급관(21)의 양단을 일정간격을 두고 연결하고, 상기 바이패스 공급관(21)에 전열히터(22)를 설치한 과열증기 생성수단(20)과; 상기 증기공급관(11)의 바이패스 공급관(21)의 입구측 연결부 후방과, 상기 바이패스 공급관(21)의 전열히터(22) 설치 전방에 각각 설치한 전자식 밸브(30a)(30b)와; 상기 증기공급관(11)의 바이패스 공급관(21) 출구 후방에 설치한 온도검출기인 온도센서(31); 를 포함하고, 상기 온도센서(31)에 의하여 상기 전자식 밸브(30a)(30b)를 상호반대로 개폐하고 전열히터(22)를 제어하여서, 보일러 본체(10)에서 생성된 포화증기를 과열증기화 하면서 증기공급관(11)으로 유동되는 과열증기의 온도를 조절하는 것을 특징으로 한 것이다.

Description

증기보일러의 증기온도 조절장치{VAPOR TEMPERATURE CONTROL DEVICE OF STEAM BOILER}

본 발명은 증기보일러의 증기온도 조절장치에 관한 것이며, 상세하게는 보일러 본체에서 생성한 포화증기를 과열증기화함과 아울러 그 온도를 조절하는 장치에 관한 것이다.

통상적인 증기보일러 예를 들어 원통보일러, 노통 또는 노통 연관보일러, 경사수직형 또는 수직수관형 보일러 등은 전열면을 열원에 의하여 가열하면 포화증기가 생성되는바, 상기한 포화증기는 이용설비 등의 사용목적에 따라 보일러 본체에서 생성된 포화증기를 그대로 사용하거나 그 포화증기를 과열증기화 한 후 사용하고 있다.

그리고 이용설비 등에서 증기를 사용할 때, 그 온도를 사용목적에 따라 가변 즉 온도를 높이거나 낮게 할 경우가 많은바, 예를 들어 의류 등의 세탁 시스템의 다림질 공정에서 다림질 대상물(예 옷, 침대보 등)의 원자재 즉, 합성수지섬유, 면섬유, 인견섬유 등에 따라 그 다림질 온도를 다르게 하고, 또한 다림질 대상물의 두께에 따라 그 온도도 다르게 하여 다림질을 하거나, 취사 시스템에서 음식물의 종류 및 조리방법에 따라 그 온도를 다르게 하여 조리할 경우 등이 있게 되는 것이므로 과열증기의 온도조절이 필요한 것이다.

종래 스팀보일러에서 생성한 스팀이 공급관을 경유하여 이용설비(스팀기기 본체라 기재됨)에 공급될 때 스팀의 온도저하를 방지하기 위한 스팀유지장치가 특허문헌 1에 개시되어 있는바, 상기 특허문헌 1의 스팀유지장치는 스팀보일러에서 이용설비에 스팀이 공급되는 공급관에 전열히터를 구비한 스팀가열기를 설치하여서, 스팀이 스팀가열기를 흐를 때 가열함으로써 스팀의 온도저하를 방지하고, 또한 상기 스팀가열기에 서모스타트를 연결하여 스팀가열기를 흐르는 스팀의 온도를 자동 조절토록 한 것이다.

또한 증기발생장치(공급챔버라 기재됨)에서 발생된 증기를 과열증기화한 간접가열장치를 이용한 과열증기 발생시스템이 특허문헌 2에 개시되어 있는바, 상기 특허문헌 2의 간접가열장치를 이용한 과열증기 발생시스템은 유체를 일정온도로 가열하여 증기를 발생시키는 공급챔버와; 상기 공급챔버에서 가열된 증기가 도관(이동수단)에 의하여 유동되어 집결하는 메인챔버와; 상기 메인챔버와 밸브를 부설한 도관으로 연결하여 상기 메인챔버내의 증기를 공급챔버에서 발생된 증기의 온도보다 상승시켜 순환가열하는 간접가열장치(유도가열장치)와; 상기 간접가열장치 및 메인챔버와 전기적으로 연결하여 상기 간접가열장치의 작동 및 메인챔버 내의 압력과 온도를 조절하는 제어부; 를 포함하여 구성하여서, 공급챔버에서 발생된 증기를 간접가열장치에서 가열하여 일정온도까지 상승시키고, 상기 도관에 설치한 밸브로서 메인챔버내의 증기를 순환하는 증기의 양을 조절하며, 제어부에 의하여 밸브쳄버내의 온도와 압력을 조절할 수 있도록 한 것이다.

KR 1990-0006939 Y1 KR 10-0811064 B1

그러나 상기한 특허문헌 1의 스팀유지장치는 스팀보일러에서 생성된 스팀이 이용설비 등에 공급될 때 온도저하(냉각)를 방지하고, 서모스타트에 의하여 스팀의 온도를 자동조절할 수 있는 장점은 있느나, 스팀의 온도조절범위가 협소하고, 또한 그 온도조절은 전열히터의 전류 공급량만을 조절하는 것이므로 온도조절의 신속성이 취약하게 되는 것이다.

또한 특허문헌 2의 간접가열장치를 이용한 과열증기 발생시스템은 메인챔버내의 증기를 순환시키면서 그 순환되는 증기를 간접가열장치에 의하여 가열하여 일정 온도까지 상승시켜 과열증기화 함과 아울러 그 상승온도를 제어하는 것이므로 증기의 과열도를 높이고, 메인챔버내의 균일온도를 유지하는 장점은 있으나 그 온도조절은 상승만 가능하고 하강은 불가능하며, 또한 밸브로서 순환되는 증기의 양을 조절하고 제어기에 의하여 간접가열장치에 공급되는 전류의 양을 조절하고 있지만 이용설비 등에 공급되는 증기의 온도는 항상 일정하기 때문에 이용설비 등의 온도조절은 불가능한 문제점이 있게 되는 것이다.

본 발명은 상기한 문제점을 시정하여 보일러 본체에서 생성한 포화증기와, 상기 포화증기의 일부를 과열증기화한 후 양자를 혼합하여 과열증기화함과 아울러 그 온도를 신속하고 양호하게 조절할 수 있도록 한 증기보일러의 증기온도 조절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 보일러 본체에 연결된 증기공급관과; 상기 증기공급관에 바이패스 공급관의 양단을 일정간격을 두고 연결하고, 상기 바이패스 공급관에 전열히터를 설치한 과열증기 생성수단과; 상기 증기공급관의 바이패스 공급관의 입구측 연결부 후방과, 상기 바이패스 공급관의 전열히터 설치 전방에 각각 설치한 밸브와; 상기 증기공급관의 바이패스 공급관 출구 후방에 설치한 온도검출기; 를 포함하고, 상기 온도검출기에 의하여 상기 밸브를 상호반대로 개폐하고 전열히터를 제어하여서, 보일러 본체에서 생성된 포화증기를 과열증기화 하면서 증기공급관으로 유동되는 과열증기의 온도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명은 보일러 본체에서 생성한 포화증기를 증기공급관을 통하여 이용설비 등에 공급할 때 밸브를 개폐하여 그 포화증기의 일부를 과열증기 생성수단에서 과열증기화하여 그 과열증기를 증기공급관으로 유동하는 포화증기에 일정량 혼합하여 보일러 본체에서 생성된 포화증기를 상기 증기공급관의 바이패스 공급관 연결부 후방에서 과열증기화한 후 이용설비 등에 공급함으로써 과열증기 생성구조가 간단하고, 또한 그 온도조절 즉 과열도 조절이 신속하고 용이함과 아울러 양호하며, 이용설비 등의 생산성 향상을 이룩할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 구성도
도 2는 본 발명의 제 1 실시예의 제어블록도
도 3은 본 발명의 제 2 실시예의 구성도

도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예의 제어블록도로서, 10은 보일러 본체로서, 상기 보일러 본체(10)는 주지된 원통보일러, 노통보일러, 노통연관보일러, 경사수관형 보일러 또는 수직수관형 보일러 등 제한이 없고, 또한 그 열원도 화석연료, 전열 등 제한이 없는 것이다. 그리고 상기 보일러 본체(10)에는 증기공급관(11)이 연결되는 것이다.

20은 과열증기 생성수단으로서, 상기 과열증기 생성수단(20)은 상기 증기공급관(11)에 바이패스 공급관(21)의 양단을 일정간격을 두고 연결하고, 상기 바이패스 공급관(21)에 전열히터(22)를 설치한 것이다. 상기 전열히터(22)는 저항가열방식, 유도가열방식, 아크가열방식 등 주지된 것이 사용되고 그 전열히터(22)의 구조 및 배치도 주지된 방식의 것을 이용하는 것이다.

또한 본 발명의 제 1 실시예는 증기공급관(11)의 바이패스 공급관(21)의 입구측 연결부 후방과, 상기 바이패스 공급관(11)의 전열히터(22) 설치 전방 (바이패스 공급관(21)의 입구)에 전자식 밸브(30a)(30b)를 각각 설치하고, 상기 증기공급관(11)의 바이패스 공급관(21)의 출구 후방에 온도 검출기로서 온도센서(31)를 설치하여서, 상기 온도센서(31)의 검출치를 제어기(32)에 입력하여 설정치와 비교하여 상기 전자식 밸브(30a)(30b)를 상호 반대방향으로 개폐하고 전열히터(22)를 제어하는 것이다. 그리고 상기 제어기(32)에는 온도조절기(미도시)를 설치하는 것이다.

이상과 같은 본 발명의 제 1 실시예는 보일러 본체(10)에서 생성한 포화증기에, 과열증기 생성수단(20)에서 생성한 과열증기를 혼합하여 포화증기를 과열증기화하여서 이용설비 등에 공급할 때 그 온도를 조절하기 위하여서는 전자식 밸브(30a)(30b)를 개방한 상태로 두고, 전열히터(22)에 전원을 공급하면서 보일러 본체(10)를 가동하여 포화증기를 생성하면 그 포화증기의 일부는 바이패스 공급도관(21)으로 유동하면서 전열히터(22)에 의하여 가열되어 과열증기화 되고 나머지 포화증기의 일부는 증기 공급관(11)을 유동하면서 증기공급관(11)의 바이패스 공급관(21)의 출구 이후에서 과열증기와 혼합되어 이용설비 등에 공급되는 것이다.

상기와 같이 과열증기가 이용설비 등에 공급될 때 온도센서(31)에 의하여 그 온도가 검출되고 그 검출온도가 제어기(32)에 입력되어 설정치(온도조절기 세팅온도)와 비교됨과 아울러 전열히터(22)의 전류도 설정치에 부합되게 제어되는바, 상기 온도센서(31)의 검출온도가 설정치보다 낮으면 제어기(32)는 밸브(30a)(30b)에 출력하여 전자식 밸브(30a)의 개방도는 줄이고 전자식 밸브(30b)의 개방도를 크게함과 아울러 전열히터(22)의 공급전류도 설정치에 부합되게 제어함으로써 포화증기의 양은 줄이고 과열증기의 양을 증대하여 이용설비 등에 공급되는 과열증기의 온도를 높이는 것이고, 상기와 반대로 온도센서(31)의 검출온도가 설정치보다 높으면 제어기(32)는 전자식 밸브(30a)의 개방도는 크게하고 전자식 밸브(30b)의 개방도는 줄임과 아울러 전열히터(22)의 공급전류가 설정치에 부합되게 제어되어 즉 포화증기의 양은 증대하고 과열증기의 양은 줄여서 이용설비 등에 공급되는 과열증기의 온도를 낮추는 것이다.

상기와 같은 간단한 구조로 보일러 본체(10)에서 생성된 포화증기를 과열증기화하고, 제어기(32)에 부설된 온도 조절기의 세팅온도만을 제어하면 이용설비 등에 공급되는 과열증기의 온도조절 즉 과열도의 조절을 신속·용이하고 양호하게 조절할 수 있는 것이다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예의 구성도로서, 상기 제 1 실시예와 차이되는 점은 상기 제 1 실시예의 전자식 밸브(30a)(30b)를 수동식 밸브(130a)(130b)로 대체하고, 온도센서(31)를 온도계(131)로 대체하고, 제어기(32)를 제거한 차이밖에 없는 것이다.

상기한 본 발명의 제 2 실시예에서 보일러 본체(10)에서 생성한 포화증기를 과열증기화함과 아울러 그 과열증기의 과열도 조절을 할 때에는 온도계(131)의 온도를 육안으로 확인하여 수동식 밸브(130a)(130b)를 수동으로 조절하고 전열히터(22)에 공급되는 전류량을 스위치(미도시)로 조절하는 것이다.

상기한 본 발명의 제 2 실시예는 구조가 간단하고 고장의 염려가 없으므로 내구성을 향상할 수 있는 것이다.

10 : 보일러 본체 11 : 증기공급관
20 : 과열증기 생성수단 22 : 전열히터
30a,30b : 전자식 밸브 31 : 온도센서
130a,130b : 수동식 밸브 131 : 온도계

Claims (4)

1. 보일러 본체에 연결된 증기공급관과; 상기 증기공급관에 바이패스 공급관의 양단을 일정간격을 두고 연결하고, 상기 바이패스 공급관에 전열히터를 설치한 과열증기 생성수단과; 상기 증기공급관의 바이패스 공급관의 입구측 연결부 후방과, 상기 바이패스 공급관의 전열히터 설치 전방에 각각 설치한 밸브와; 상기 증기공급관의 바이패스 공급관 출구 후방에 설치한 온도검출기; 를 포함하고, 상기 온도검출기에 의하여 상기 밸브를 상호반대로 개폐하고 전열히터를 제어하여서, 보일러 본체에서 생성된 포화증기를 과열증기화 하면서 증기공급관으로 유동되는 과열증기의 온도를 조절하는 것을 특징으로 한 증기보일러의 증기온도 조절장치
   
2. 제 1항에 있어서, 밸브는 전자식 밸브로 형성하고, 온도 검출기는 온도센서로 형성하여서, 온도센서에서 검출된 과열증기온도를 제어기에 입력하여 제어기에 설정된 설정치와 비교하여 상기 전자식 밸브의 개방도를 조절하고 전열히터를 제어토록한 증기보일러의 증기온도 조절장치
   
3. 제 1항에 있어서, 밸브는 수동식 밸브로 형성하고, 온도 검출기는 온도계로 형성하여서, 온도계를 육안으로 확인하여 수동식 밸브의 개방도 및 제어기의 전류량을 수동조작하여 조절하는 증기보일러의 증기온도 조절장치
   
4. 제 1항에 있어서, 전열히터는 저항가열방식, 유도가열방식 및 아크가열방식 중에서 선택되는 어느 하나의 방식의 것인 증기보일러의 증기온도 조절장치

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