KR101725034B1 - 건조 증기 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 건조 증기 공급장치는 내부의 물을 가열하여 증기를 생성시켜 배출하는 증기생성부, 상기 배출되는 증기에 포함된 수분을 제거하여 건조된 증기를 외부로 배출하는 수분제거부, 및 상기 증기생성부에서 배출되는 증기가 수분제거부로 공급되도록 상기 증기생성부와 수분제거부를 연결하는 연결배관을 포함하되, 상기 수분제거부의 내부에는 연결배관을 통해 공급되는 증기를 충돌시켜 상기 증기에 포함된 수분을 제거하는 증기 충돌판이 설치된 것을 특징으로 한다.

Description

건조 증기 공급장치{Appatatus for Supplying Dry Steam}

본 발명은 물을 가열하여 증기를 생성시켜 공급하는 건조 증기 공급장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 상기 생성된 증기를 증기충돌판에 충돌시켜 증기에 포함된 수분을 제거함으로써 생성된 증기에 추가적인 열에너지를 공급하지 않더라도 외부로 공급되는 증기의 건조도를 증가시킬 수 있는 건조 증기 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 증기 공급장치는 염색, 피혁, 제지, 섬유, 제강 등 다양한 산업분야에 적용되고 있는데, 이러한 증기 공급장치는 보일러 장치에서 물을 가열하여 증기를 생성시킨 후 이를 필요한 공정에 공급하도록 구성되어 있다.

이때, 상기 공급되는 증기에 수분이 포함될 경우에는 수분에 의한 부식, 산화, 오염, 변형 등 여러 가지 문제점이 발생될 수 있기 때문에 각종 산업현장에 공급되는 증기는 건조도가 높은 건조 증기일 것이 요구된다.

이를 위하여, 근래에는 상기 생성된 증기에 추가적인 열에너지를 공급하여 상기 증기를 과열증기 상태로 공급하는 장치가 개발되었는데, 이러한 과열 증기 공급장치에 관한 구체적인 내용은 하기 [문헌 1] 등에 상세히 개시되어 있다.

그러나, 상기 과열 증기 공급장치의 경우 비용이 상대적으로 고가일 뿐만 아니라 과열 증기 생성을 위하여 에너지 소비량이 과도한 문제점이 있었으며, 나아가 증기의 과열로 인한 여러 가지 안전사고가 발생될 위험성도 있었다.

따라서, 생성된 증기에 추가적인 열에너지를 공급하지 않고 저비용으로 간단하게 증기에 포함된 수분을 제거함으로써 공급되는 증기의 건조도를 증가시킬 수 있는 증기 공급장치의 개발이 절실히 요구되는 실정이다.

[문헌 1] 한국등록실용신안 제143109호(1999. 1. 20. 공고)

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 생성된 증기를 증기충돌판에 충돌시키는 간단한 구조에 의하여 증기에 포함된 수분을 제거함으로써 생성된 증기에 추가적인 열에너지를 공급하지 않더라도 외부로 공급되는 증기의 건조도를 현저히 증가시킬 수 있는 건조 증기 공급장치를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 건조 증기 공급장치는 내부의 물을 가열하여 증기를 생성시켜 배출하는 증기생성부, 상기 배출되는 증기에 포함된 수분을 제거하여 건조된 증기를 외부로 배출하는 수분제거부, 및 상기 증기생성부에서 배출되는 증기가 수분제거부로 공급되도록 상기 증기생성부와 수분제거부를 연결하는 연결배관을 포함하되, 상기 수분제거부의 내부에는 연결배관을 통해 공급되는 증기를 충돌시켜 상기 증기에 포함된 수분을 제거하는 증기 충돌판이 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결배관의 내부 중도에는 상기 증기 충돌판에 충돌하는 증기의 충격력을 증가시켜 수분 제거 효과를 향상시키기 위하여 상기 증기생성부에서 수분제거부로 공급되는 증기의 유속을 증가시키는 증기 가속장치가 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 증기 가속장치는 노즐 장치이거나 상기 증기생성부 내부의 압력에 따라 개폐되는 안전 밸브인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 증기 충돌판은 연결배관측에 설치되어 증기생성부로부터 공급되는 증기가 충돌하는 망 형상의 제1 증기 충돌판과, 상기 제1 증기 충돌판의 후방에 설치되어 제1 증기 충돌판을 통과한 증기가 추가적으로 충돌하는 판 형상의 제2 증기 충돌판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 증기 충돌판은 증기의 충돌 횟수와 충돌 면적을 증가시키기 위하여 증기가 충돌하는 면이 돌기 형상으로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 건조 증기 공급장치는 증기생성부에서 생성된 증기를 수분제거부에서 증기충돌판에 충돌시킴으로써 증기에 포함된 수분을 제거하는 방식으로 구성되기 때문에 구조가 매우 간단할 뿐만 아니라 생성된 증기에 추가적인 열에너지를 공급하지 않더라도 저비용으로 외부로 공급되는 증기의 건조도를 현저히 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 건조 증기 공급장치는 증기생성부와 수분제거부를 연결하는 연결배관의 내부 중도에 증기의 유속을 증가시키는 증기 가속장치를 설치하여 상기 증기 충돌판에 충돌하는 증기의 충격력을 증가시키도록 구성되기 때문에 상기 증기에 포함된 수분의 제거 효과를 더욱 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 건조 스팀 공급장치의 구성을 나타낸 단면도, 및
도2는 본 발명의 제2실시예에 따른 건조 스팀 공급장치의 구성을 나타낸 단면도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 이용하여 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 건조 증기 공급장치의 구성을 나타낸 단면도이다.

본 실시예에 따른 건조 증기 공급장치는 내부의 물을 가열하여 증기를 생성시켜 배출하는 증기생성부(10), 상기 배출되는 증기에 포함된 수분을 제거하여 건조된 증기를 외부로 배출하는 수분제거부(20), 및 상기 증기생성부(10)에서 배출되는 증기가 수분제거부(20)로 공급되도록 상기 증기생성부(10)와 수분제거부(20)를 연결하는 연결배관(30)을 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 증기생성부(10)는 내부에 물이 저장되는 통 또는 탱크 형상의 제1 하우징(11)과, 상기 제1 하우징(11)의 내부 하측에 설치되어 상기 저장된 물을 가열하는 히터(12)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 제1 하우징(11)의 상부면에는 후술하는 연결배관(30)과 연통되는 관통공이 형성되어 있다.

또한, 상기 제1 하우징(11)의 일측에는 내부에 저장된 물의 수위를 센싱하기 위한 수위센서(18)가 설치될 수 있으며, 상기 제1 하우징(11)의 타측에는 상기 수위센서(18)의 센싱 결과에 따라 물 공급밸브(14)를 작동시켜 제1 하우징(11)의 내부에 물을 공급하거나 차단하는 급수관(13)이 연결되어 있다.

이때, 상기 제1 하우징(11)은 증기 생성에 따른 내부의 온도 및/또는 압력을 견딜 수 있는 금속 또는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있으며, 열에너지 손실 및 안전사고 방지를 위하여 외부면이 단열재 등으로 싸여 있는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 수분제거부(20)는 내부에 상기 증기생성부(10)로부터 공급되는 증기가 저장되는 통 또는 탱크 형상의 제2 하우징(21)과, 상기 제2 하우징(21)의 내부에 설치되어 상기 공급되는 증기를 충돌시켜 증기에 포함된 수분을 제거하는 증기 충돌판(25,26)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 제2 하우징(21)의 일측에는 내부에 저장된 증기의 압력을 센싱하기 위한 압력센서(28)가 설치될 수 있으며, 상기 제2 하우징(21)의 타측(본 실시예의 경우 일예로서 상부측)에는 상기 압력센서(28)의 센싱 결과 또는 작업 공정상의 필요에 따라 증기 공급밸브(24)를 작동시켜 외부로 증기를 공급하거나 차단하는 증기공급관(23)이 연결되어 있다.

또한, 상기 제2 하우징(21)의 하부면에는 후술하는 연결배관(30)과 연통되어 증기생성부(10)에서 생성된 증기가 공급되는 관통공이 형성되어 있다.

한편, 증기가 물체면에 충돌될 경우 상대적으로 질량이 매우 작은 증기의 속도 에너지는 거의 감소되지 않는 반면에 상대적으로 질량이 큰 수분 입자의 속도 에너지는 크게 감소하게 되는데, 상기 증기 충돌판(25,26)은 상술한 바와 같이 충돌시 발생되는 증기와 수분의 속도 감소 차이를 이용하여 증기에 포함된 수분을 제거하는 효과를 얻기 위한 것이다.

이를 위하여, 본 실시예의 경우 상기 증기 충돌판(25,26)은 후술하는 연결배관(30)측에 설치되어 증기생성부(10)로부터 공급되는 증기가 충돌하는 망 형상의 제1 증기 충돌판(25)과, 상기 제1 증기 충돌판(25)의 후방(본 실시예의 경우 제1 증기 충돌판의 상부측)에 설치되어 제1 증기 충돌판(25)을 통과한 증기가 추가적으로 충돌하는 판 형상의 제2 증기 충돌판(26)을 포함하여 구성된다.

이 경우 상기 제2 증기 충돌판(26)은 증기와 충돌하는 면이 평탄한 면으로 구성될 수도 있으나, 본 실시예에서는 증기의 충돌 횟수와 충돌 면적을 증가시키기 위하여 증기가 충돌하는 면을 원형돌기 또는 삼각돌기 등의 돌기 형상(또는 엠보싱 형상)으로 구성하였다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 건조 증기 공급장치는 증기생성부(10)에서 생성된 증기를 수분제거부(20)에서 증기 충돌판(25,26)에 다단으로 충돌시킴으로써 증기에 포함된 수분을 제거하는 방식으로 구성되기 때문에 구조가 매우 간단할 뿐만 아니라 생성된 증기에 추가적인 열에너지를 공급하지 않더라도 저비용으로 외부로 공급되는 증기의 건조도를 현저히 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

한편, 상기 연결배관(30)은 전술한 바와 같이 증기생성부(10)와 상부면과 수분제거부(20)의 하부면을 연통시켜 내부에 증기가 이송되는 유로를 형성하는 파이프 형상으로 구성된다.

또한, 상기 연결배관(30)의 내부 중도에는 상기 증기 충돌판(25,26)에 충돌하는 증기의 충격력을 증가시켜 수분 제거 효과를 더욱 향상시키기 위하여 상기 증기생성부(10)에서 수분제거부(20)로 공급되는 증기의 유속을 증가시키는 증기 가속장치(31)가 설치되어 있는데, 본 실시예의 경우 상기 증기 가속장치(31)는 연결배관(30) 중도의 내부 유로(31a) 일부를 단면적이 좁게 형성한 노즐 장치 형상으로 구성하였다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 건조 증기 공급장치는 증기생성부(10)로부터 수분제거부(20)로 공급되는 증기의 유속이 증가되어 상기 증기 충돌판(25,26)에 충돌하는 증기의 충격력을 증가되도록 구성되기 때문에 상기 증기에 포함된 수분의 제거 효과를 더욱 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도2는 본 발명의 제2실시예에 따른 건조 증기 공급장치의 구성을 나타낸 단면도이다.

본 실시예에 따른 건조 증기 공급장치는 연결배관(30)의 내부에 설치된 증기 가속장치의 구성에 있어서만 전술한 제1실시예와 차이가 있기 때문에 이하에서는 동일한 구성요소에 대하여 동일한 도면부호를 부여하고 중복된 설명은 생략하기로 한다.

전술한 제1실시예의 경우 상기 증기 가속장치(31)가 노즐 장치 형상으로 구성된 경우를 설명하였으나, 본 실시예의 경우 상기 노즐 형상의 증기 가속장치(31)에 증기의 배출속도를 더욱 증가시키기 위한 안전밸브(32)를 더 설치한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 안전밸브(32)는 증기생성부(10)의 내부 압력에 따라 자동으로 개폐되는 통상의 안전밸브로서, 도2에 도시한 바와 같이 증기생성부(10)의 압력이 높아지면 상부 방향으로 이동하여 증기 가속장치(31)의 유로(31a)를 개방하여 증기가 어느 정도의 속도 에너지를 가지고 배출될 수 있도록 하고 증기 배출로 인하여 증기생성부(10)의 압력이 낮아지면 자중에 의하여 하부 방향으로 이동함으로써 증기 가속장치(31)의 유로(31a)를 폐쇄하게 된다.

또한, 본 실시예의 경우 일예로서 증기의 유속을 증가시키기 위하여 노즐 형상의 증기 가속장치(31)에 안전밸브(32)를 같이 설치한 경우를 설명하였으나, 필요에 따라서는 증기 가속을 위하여 상기 안전밸브(32)만을 사용할 수도 있음은 물론이다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 건조 증기 공급장치는 증기생성부(10)와 수분제거부(20)가 상하로 나란히 설치된 경우에 대하여 일예로서 설명하였으나 이에 한정되지 아니하며, 동일한 기능을 수행하는 범위내에서는 상기 증기생성부(10)와 수분제거부(20)가 좌우로 나란히 설치될 수도 있다.

또한, 상기 증기 가속장치(31)는 노즐 장치 형상으로 구성되거나 안전밸브(32)로 구성된 경우를 일예로서 설명하였으나, 동일한 기능을 수행하는 범위내에서는 압력에 의해 동작되는 압력밸브, 전자밸브 등으로 구성될 수도 있다.

10 : 증기생성부 20 : 수분제거부
25,26 : 제1,2 증기 충돌판 30 : 연결배관
31 : 증기 가속장치 32 : 안전밸브

Claims (5)

1. 내부의 물을 가열하여 증기를 생성시켜 배출하는 증기생성부;
   상기 배출되는 증기에 포함된 수분을 제거하여 건조된 증기를 외부로 배출하는 수분제거부; 및
   상기 증기생성부에서 배출되는 증기가 수분제거부로 공급되도록 상기 증기생성부와 수분제거부를 연결하는 연결배관을 포함하되,
   상기 수분제거부의 내부에는 연결배관을 통해 공급되는 증기를 충돌시켜 상기 증기에 포함된 수분을 제거하는 증기 충돌판이 설치되고,
   상기 연결배관의 내부 중도에는 상기 증기 충돌판에 충돌하는 증기의 충격력을 증가시켜 수분 제거 효과를 향상시키기 위하여 상기 증기생성부에서 수분제거부로 공급되는 증기의 유속을 증가시키는 증기 가속장치가 설치된 것을 특징으로 하는 건조 증기 공급장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 증기 가속장치는 노즐 장치이거나 상기 증기생성부 내부의 압력에 따라 개폐되는 안전 밸브인 것을 특징으로 하는 건조 증기 공급장치.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 증기 충돌판은 연결배관측에 설치되어 증기생성부로부터 공급되는 증기가 충돌하는 망 형상의 제1 증기 충돌판과, 상기 제1 증기 충돌판의 후방에 설치되어 제1 증기 충돌판을 통과한 증기가 추가적으로 충돌하는 판 형상의 제2 증기 충돌판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 건조 증기 공급장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제2 증기 충돌판은 증기의 충돌 횟수와 충돌 면적을 증가시키기 위하여 증기가 충돌하는 면이 돌기 형상으로 구성된 것을 특징으로 하는 건조 증기 공급장치.
   
   

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