KR101832420B1 - Frictional heating device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제 1 마찰가열체 내부에 마찰간극이 형성되도록 제 2 마찰가열체를 배치시키되, 마찰간극 측으로만 유체를 유동시키면서 제 1 및 제 2 마찰가열체를 반대방향으로 회전시켜 유체를 가열하는 마찰 가열장치에 관한 것으로, 마찰 가열장치는 유체 유입관 및 유체 유출관을 가지는 열교환 탱크; 열교환 탱크 내부에 회전 가능하게 배치되는 제 1 마찰가열체; 제 1 마찰가열체와 반대방향으로 회전 가능하게 제 1 마찰가열체 내부에 배치되어 제 1 마찰가열체와의 사이로 유동되는 유체를 제 1 마찰가열체와 함께 마찰 가열시키는 제 2 마찰가열체; 및 열교환 탱크와 제 1 마찰가열체 사이에 개재되어 제 1 마찰가열체를 회전가능하게 지지하되, 유체를 제 1 마찰가열체와 제 2 마찰가열체 사이로 유동시키는 메커니컬 씰;을 포함한다. According to the present invention, a second friction heating body is disposed so that a friction gap is formed inside the first friction heating body, and the first and second friction heating bodies are rotated in opposite directions while fluid is flowing only to the friction gap side, A friction heating apparatus comprising: a heat exchange tank having a fluid inlet pipe and a fluid outlet pipe; A first friction heating body rotatably disposed in the heat exchange tank; A second frictional heating body for frictional heating a fluid, which is disposed inside the first frictional heating body so as to be rotatable in a direction opposite to the first frictional heating body, and which flows between the first frictional heating body and the first frictional heating body together with the first frictional heating body; And a mechanical seal interposed between the heat exchange tank and the first frictional heating body to rotatably support the first frictional heating body and to flow the fluid between the first frictional heating body and the second frictional heating body.
Description
본 발명은 마찰 가열장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마찰을 이용해 유체를 가열하여 난방, 온수 및 스팀 등으로 이용할 수 있게 하는 마찰 가열장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a friction heating apparatus, and more particularly, to a friction heating apparatus that uses a friction to heat a fluid to be used for heating, hot water, steam, or the like.
일반적으로 가정이나 산업시설 또는 농업시설에 난방, 온수 및 스팀 등을 공급하는 장치로 보일러(boiler)가 널리 사용되고 있다. Generally, a boiler is widely used as a device for supplying heating, hot water, and steam to a home, industrial facility, or agricultural facility.
그런데, 전술한 보일러는 설비가 복잡할 뿐만 아니라 특히 보일러 가동 과정에서 유해물질을 배출하는 등 여러 문제점이 있는 것으로 알려지고 있다. However, it is known that the above-described boiler is not only complicated in equipment, but also has various problems such as discharging harmful substances particularly during boiler operation.
이러한 문제점을 개선하고자 새로운 개념의 열 발생장치가 개발되고 있으며, 그 대표적인 예로는 본 출원인의 '대한민국 특허등록 제 10-1306165 호' 등을 들 수 있다. In order to solve such a problem, a new concept of a heat generating device has been developed, and a typical example thereof is the Korean Patent Registration No. 10-1306165 of the present applicant.
'대한민국 특허등록 제 10-1306165 호'에는 회전체와 고정체 사이의 미세 간극을 통과하는 유체를 가열하는 마찰가열시스템이 개시되어 있다. Korean Patent Registration No. 10-1306165 discloses a friction heating system for heating a fluid passing through a minute gap between a rotating body and a fixed body.
그러나 전술한 바와 같이 구성된 마찰가열시스템은 회전체의 회전만으로 미세 간극을 통과하는 유체를 가열시키기 때문에 유체의 마찰을 극대화할 수 없는 문제점이 있었으며, 이러한 문제로 인해 마찰가열시스템의 열 발생효율이 낮은 또 다른 문제점이 있었다. However, the friction heating system configured as described above has a problem that the friction of the fluid can not be maximized because the fluid passing through the micro gap is heated only by the rotation of the rotating body. Thus, the heat generation efficiency of the friction heating system is low There was another problem.
본 발명은 제 1 마찰가열체 내부에 마찰간극이 형성되도록 제 2 마찰가열체를 배치시키되, 마찰간극 측으로만 유체를 유동시키면서 제 1 및 제 2 마찰가열체를 반대방향으로 회전시켜 유체를 가열하는 마찰 가열장치를 제공하기 위한 것이다. According to the present invention, a second friction heating body is disposed so that a friction gap is formed inside the first friction heating body, and the first and second friction heating bodies are rotated in opposite directions while fluid is flowing only to the friction gap side, And to provide a friction heating device.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 마찰 가열장치는, 유체 유입관 및 유체 유출관을 가지는 열교환 탱크; 열교환 탱크 내부에 회전 가능하게 배치되는 제 1 마찰가열체; 제 1 마찰가열체와 반대방향으로 회전 가능하게 제 1 마찰가열체 내부에 배치되어 제 1 마찰가열체와의 사이로 유동되는 유체를 제 1 마찰가열체와 함께 마찰 가열시키는 제 2 마찰가열체; 및 열교환 탱크와 제 1 마찰가열체 사이에 개재되어 제 1 마찰가열체를 회전가능하게 지지하되, 유체를 제 1 마찰가열체와 제 2 마찰가열체 사이로 유동시키는 메커니컬 씰;을 포함할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a friction heating apparatus including: a heat exchange tank having a fluid inlet pipe and a fluid outlet pipe; A first friction heating body rotatably disposed in the heat exchange tank; A second frictional heating body for frictional heating a fluid, which is disposed inside the first frictional heating body so as to be rotatable in a direction opposite to the first frictional heating body, and which flows between the first frictional heating body and the first frictional heating body together with the first frictional heating body; And a mechanical seal interposed between the heat exchange tank and the first frictional heating body to rotatably support the first frictional heating body and to flow the fluid between the first frictional heating body and the second frictional heating body.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마찰 가열장치는, 유체 유입관 및 유체 유출관을 가지는 열교환 탱크; 열교환 탱크 내부에 고정 배치되는 제 1 마찰가열체; 회전 가능하게 제 1 마찰가열체 내부에 배치되어 제 1 마찰가열체와의 사이로 유동되는 유체를 제 1 마찰가열체와 함께 마찰 가열시키는 제 2 마찰가열체; 및 열교환 탱크와 제 1 마찰가열체 사이에 개재되되, 유체를 제 1 마찰가열체와 제 2 마찰가열체 사이로 유동시키는 메커니컬 씰;을 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a friction heating apparatus including: a heat exchange tank having a fluid inlet pipe and a fluid outlet pipe; A first frictional heating element fixedly disposed inside the heat exchange tank; A second frictional heating member rotatably disposed in the first frictional heating member and frictionally heating the fluid flowing between the first frictional heating member and the first frictional heating member together with the first frictional heating member; And a mechanical seal interposed between the heat exchange tank and the first frictional heating body, the fluid flowing between the first frictional heating body and the second frictional heating body.
구체적으로, 열교환 탱크는 내부가 중공되고 상단 및 하단이 열린 함체 형상을 가지며, 열린 상단 및 하단은 각각 제 1 및 제 2 커버에 의해 마감되고, 제 1 커버에 인접한 열교환 탱크의 외주면 상에는 유체 유출관이 장착되며, 제 2 커버에 인접한 열교환 탱크의 외주면 상에는 유체 유입관이 장착될 수 있다. Specifically, the heat exchange tank has a hollow shape inside and has open top and bottom openings. Open upper and lower ends are closed by first and second covers, respectively. On the outer circumferential surface of the heat exchange tank adjacent to the first cover, And a fluid inflow pipe may be mounted on the outer circumferential surface of the heat exchange tank adjacent to the second cover.
그리고 메커니컬 씰은 유체 유출관과 유체 유입관 사이에 배치되어 유체 유입관을 통해 유입된 유체의 수위 상승을 막으면서 유체를 제 1 마찰가열체와 제 2 마찰가열체 사이로 유동되게 할 수 있다. The mechanical seal may be disposed between the fluid outlet pipe and the fluid inlet pipe to allow the fluid to flow between the first and second frictional heating elements while preventing the rise of the fluid flowing through the fluid inlet pipe.
구체적으로 제 1 마찰가열체는, 외주면과 내주면을 가지는 수평한 환형의 플랜지와, 플랜지의 내주면과 이어지는 외주면 및 내주면을 가지는 제 1 마찰디스크를 가지되, 플랜지들이 상하로 맞대어지게 적층되는 다수의 제 1 가열부재; 및 최상단에 적층되는 제 1 가열부재의 상단면을 마감하는 마감플레이트;를 포함하며, 적층된 제 1 가열부재들의 내부에는 제 1 마찰디스크의 내주면들에 의해 형성되는 하나의 유체 안내공과 제 1 마찰디스크들 사이에 형성되는 다수의 마찰공간부을 형성할 수 있다. Specifically, the first frictional heating element has a horizontal annular flange having an outer circumferential surface and an inner circumferential surface, a first friction disc having an outer circumferential surface and an inner circumferential surface which are continuous with the inner circumferential surface of the flange, 1 heating element; And a finishing plate for finishing a top surface of the first heating member to be stacked on the top, wherein one fluid guide hole formed by the inner circumferential surfaces of the first friction disk and a first friction member A plurality of friction space portions formed between the disks can be formed.
그리고 마감플레이트는 최하단 제 1 가열부재에서부터 마감플레이트를 관통하는 다수의 체결볼트 및 마감플레이트를 관통한 체결볼트에 체결되는 체결너트에 의해 적층된 제 1 가열부재에 고정 장착되며, 마감플레이트에는 유체 안내공을 따라 유동되면서 제 1 마찰가열체 및 제 2 마찰가열체에 의해 가열된 유체를 열교환 탱크에 내장된 메커니컬 씰 상부 측으로 토출시키는 유체 토출공이 형성될 수 있다. And the finishing plate is fixedly mounted to the first heating member stacked by a plurality of fastening bolts passing through the finishing plate from the lowermost first heating member and fastening nuts fastened to the fastening bolts passing through the finishing plate, A fluid discharge hole for discharging the fluid heated by the first and second friction heating bodies to the upper side of the mechanical seal built in the heat exchange tank while flowing along the hole can be formed.
구체적으로, 제 1 마찰가열체는 제 1 구동모터;를 더 포함하며, 제 1 구동모터는 열교환 탱크의 열린 상단을 마감하는 제 1 커버의 상단면에 고정 장착되고, 제 1 구동모터에서 연장되는 제 1 구동축은 제 1 커버를 관통해 제 1 마찰가열체의 마감플레이트 상단면에 연결될 수 있다. Specifically, the first frictional heating body further includes a first driving motor, wherein the first driving motor is fixedly mounted on the upper surface of the first cover closing the open top of the heat exchange tank, The first drive shaft may be connected to the upper end surface of the finishing plate of the first friction heating body through the first cover.
구체적으로 제 2 마찰가열체는, 유체 안내공을 따라 연장되는 가열회전축; 및 각각의 마찰공간부에 대응하게 가열회전축에 고정 장착되는 다수의 제 2 가열부재;를 포함하되, 제 2 가열부재는, 가열회전축에 끼워져 고정 장착되는 보스와, 보스의 외주면 상에서 보스의 방사상 외측으로 연장되는 제 2 마찰디스크를 가지는 마찰가열 휠;을 가지며, 제 2 마찰디스크는 인접한 마찰공간부 내부로 삽입되어 마찰공간부를 형성하는 제 1 마찰디스크들과의 사이에 유체가 압축 및 마찰되는 마찰간극을 형성하고, 보스의 외주면과 제 1 마찰디스크의 내주면은 마찰공간부 내로 유체가 유입되도록 이격될 수 있다. Specifically, the second friction heating body includes: a heating rotation shaft extending along the fluid guide hole; And a plurality of second heating members fixedly mounted on the heating rotation shaft corresponding to the respective friction space portions, wherein the second heating member includes a boss fixedly mounted on the heating rotation shaft, and a radially outer side of the boss on the outer peripheral surface of the boss Wherein the second friction disc has a frictional friction between the first frictional discs and the first frictional discs inserted into the adjacent frictional space portion to form the frictional space portion, And the outer circumferential surface of the boss and the inner circumferential surface of the first friction disc can be spaced apart to allow fluid to flow into the friction space portion.
구체적으로 제 2 마찰가열체는, 유체 안내공을 따라 연장되는 가열회전축; 및 각각의 마찰공간부에 대응하게 상기 가열회전축에 고정 장착되는 다수의 제 2 가열부재;를 포함하되, 제 2 가열부재는, 가열회전축에 끼워져 고정 장착되는 고정보스와, 고정보스의 외주면에서 고정보스의 방사상 외측으로 연장되는 환형의 제 2 마찰디스크를 가지는 고정 마찰가열 휠; 및 가열회전축에 회전 가능하게 끼워지는 자전보스와, 자전보스의 외주면에서 자전보스의 방사상 외측으로 연장되는 환형의 제 3 마찰디스크를 가지는 자전 마찰가열 휠;를 포함하며, 제 2 마찰디스크와 제 3 마찰디스크는 인접한 마찰공간부 내부로 삽입되어 마찰공간부를 형성하는 제 1 마찰디스크들과의 사이에 유체가 압축 및 마찰되는 마찰간극을 형성하고, 고정보스의 외주면과 제 1 마찰디스크의 내주면은 마찰공간부 내로 유체가 유입되도록 이격될 수 있다. Specifically, the second friction heating body includes: a heating rotation shaft extending along the fluid guide hole; And a plurality of second heating members fixedly mounted on the heating rotation shaft corresponding to the respective friction space portions, wherein the second heating member includes: a fixed boss fixedly mounted on the heating rotation shaft; A fixed friction heating wheel having an annular second friction disc extending radially outward of the boss; And a rotational friction heating wheel having an annular third friction disk extending radially outward of the rotation boss on the outer circumferential surface of the rotation boss, The friction disc is inserted into the adjacent friction space portion to form a friction gap in which the fluid is compressed and rubbed between the first friction discs forming the friction space portion and the outer circumferential surface of the fixed boss and the inner circumferential surface of the first friction disc are friction- And may be spaced apart to allow fluid to flow into the space.
여기서, 자전보스는 가열회전축에 고정 장착된 고정보스의 상단면에 회전 가능하게 하단면이 지지되며, 제 2 마찰디스크와 제 3 마찰디스크 사이에는 또 다른 마찰간극이 형성되도록 자전보스는 또 다른 마찰간극 만큼 제 3 마찰디스크의 하단면 외측으로 돌출되게 형성되거나, 또는 고정보스는 또 다른 마찰간극 만큼 제 2 마찰디스크의 상단면 외측으로 돌출되어 형성될 수 있다. Here, the rotating boss is rotatably supported at its lower end face on the upper end face of the fixing boss fixedly mounted on the heating rotary shaft, and the rotating boss is moved to another friction gap so that another friction gap is formed between the second friction disk and the third friction disk Or the fixing boss may be formed protruding outward from the upper end surface of the second friction disk by another friction gap.
그리고 제 2 마찰디스크의 외주면 상에는 제 3 마찰디스크의 외주면을 감싸는 마찰턱이 형성되되, 마찰턱에는 다수의 유체 흡입공이 마찰턱의 상단에서 하단 측으로 침강되게 형성되고, 제 3 마찰디스크의 외주면 상에는 유체 흡입공 측으로 유입된 유체에 압력에 의해 제 3 마찰디스크가 회전할 수 있도록 제 3 마찰디스크의 외주면 따라 다수의 골이 회전중심부 측으로 오목하게 형성될 수 있다. A plurality of fluid suction holes are formed on the outer circumferential surface of the third friction disk so that a plurality of fluid suction holes are formed on the outer circumferential surface of the third friction disk. A plurality of troughs may be concavely formed toward the rotation center side along the outer circumferential surface of the third friction disc so that the third friction disc may be rotated by pressure on the fluid introduced into the suction hole.
구체적으로 제 2 마찰가열체는, 유체 안내공을 따라 연장되는 가열회전축; 및 각각의 마찰공간부에 대응하게 상기 가열회전축에 고정 장착되는 다수의 제 2 가열부재;를 포함하고, 제 2 가열부재는, 가열회전축에 끼워져 고정되는 제 1 고정보스와, 제 1 고정보스의 외주면에서 제 1 고정보스의 방사상 외측으로 연장되는 환형의 제 2 마찰디스크를 가지는 제 1 고정 마찰가열 휠; 가열회전축에 끼워져 고정되는 제 2 고정보스와, 제 2 고정보스의 외주면에서 제 2 고정보스의 방사상 외측으로 연장되는 환형의 제 3 마찰디스크를 가지는 제 2 고정 마찰가열 휠; 및 가열회전축에 회전 가능하게 끼워지되, 제 1 고정보스와 제 2 고정보스 사이에 배치되는 자전보스와, 자전보스의 외주면에서 자전보스의 방사상 외측으로 연장되면서 제 2 마찰디스크 및 제 3 마찰디스크에 감싸지 환형의 제 4 마찰디스크를 가지는 자전 마찰가열 휠;을 포함하되, 제 4 마찰디스크를 감싸는 제 2 마찰디스크 및 제 3 마찰디스크는 인접한 마찰공간부 내부로 삽입되어 마찰공간부를 형성하는 제 1 마찰디스크들과의 사이에 유체가 압축 및 마찰되는 마찰간극을 형성하고, 제 1 고정보스 및 제 2 고정보스의 외주면과 제 1 마찰디스크의 내주면은 마찰공간부 내로 유체가 유입되도록 이격될 수 있다. Specifically, the second friction heating body includes: a heating rotation shaft extending along the fluid guide hole; And a plurality of second heating members fixedly mounted on the heating rotation shaft corresponding to the respective friction space portions, wherein the second heating member includes a first fixing boss fixed to the heating rotation shaft and fixed to the first rotation boss, A first fixed friction heating wheel having an annular second friction disc extending radially outward of the first fixing boss on the outer circumferential surface; A second fixed friction bob having a second fixed boss fitted and fixed to the heating rotary shaft and a third fixed friction boss having an annular third friction disc extending radially outward from the outer peripheral surface of the second fixed boss; And a rotating boss rotatably fitted to the heating rotation shaft, the rotating boss being disposed between the first fixing boss and the second fixing boss, and a second boss extending from the outer peripheral surface of the rotating boss radially outwardly of the rotating boss, A second frictional disk surrounding the fourth frictional disk and a third frictional disk having a first frictional disk inserted into the adjacent frictional space portion to form a frictional space portion; The outer peripheral surface of the first fixing boss and the second fixing boss and the inner peripheral surface of the first friction disk can be spaced apart to allow fluid to flow into the friction space portion.
여기서, 제 2 마찰디스크 및 제 3 마찰디스크에는 제 4 마찰디스크를 감쌀 수 있도록 제 2 마찰디스크 및 제 3 마찰디스크의 외주면을 따라 형성되면서 서로 간섭되지 않게 마주하는 측으로 연장되는 제 1 마찰턱 및 제 2 마찰턱이 형성될 수 있다. Here, the second friction disc and the third friction disc are provided with a first friction chuck and a second friction chuck, which are formed along the outer peripheral surfaces of the second friction disc and the third friction disc so as to cover the fourth friction disc, 2 friction jaws may be formed.
그리고 자진보스는 제 2 마찰디스크 및 제 3 마찰디스크와 제 4 마찰디스크 사이에는 또 다른 마찰간극이 형성되도록 또 다른 마찰간극 만큼 제 4 마찰디스크의 상단면 및 하단면 외측으로 돌출되거나, 또는 제 1 고정보스 및 제 2 고정보스가 또 다른 마찰간극 만큼 상기 제 2 마찰디스크 및 상기 제 3 마찰디스크의 하단면 및 상단면 외측으로 돌출될 수 있다. And the self-centering boss is protruded outward from the upper face and the lower face of the fourth friction disk by another friction gap so that another friction gap is formed between the second friction disk and the third friction disk and the fourth friction disk, The fixing boss and the second fixing boss may protrude outwardly from the lower end surface and the upper end surface of the second friction disc and the third friction disc by another friction gap.
구체적으로 제 2 마찰가열체는, 유체 안내공을 따라 연장되는 가열회전축; 및 각각의 마찰공간부에 대응하게 가열회전축에 고정 장착되는 다수의 제 2 가열부재;를 포함하고, 제 2 가열부재는, 가열회전축에 끼워져 고정되는 제 1 고정보스와, 제 1 고정보스의 외주면에서 제 1 고정보스의 방사상 외측으로 연장되는 환형의 제 2 마찰디스크를 가지는 제 1 고정 마찰가열 휠; 가열회전축에 끼워져 고정되는 제 2 고정보스와, 제 2 고정보스의 외주면에서 제 2 고정보스의 방사상 외측으로 연장되는 환형의 제 3 마찰디스크를 가지는 제 2 고정 마찰가열 휠; 및 가열회전축에 회전 가능하게 끼워지되, 제 1 고정보스와 제 2 고정보스 사이에 배치되는 자전보스와, 자전보스의 외주면에서 자전보스의 방사상 외측으로 연장되는 환형의 제 4 마찰디스크를 가지는 자전 마찰가열 휠;을 포함하되, 제 2 마찰디스크, 제 3 마찰디스크 및 제 4 마찰디스크는 인접한 마찰공간부 내부로 삽입되어 마찰공간부를 형성하는 제 1 마찰디스크들과의 사이에 유체가 압축 및 마찰되는 마찰간극을 형성하고, 제 1 고정보스 및 제 2 고정보스의 외주면과 제 1 마찰디스크의 내주면은 마찰공간부 내로 유체가 유입되도록 이격될 수 있다. Specifically, the second friction heating body includes: a heating rotation shaft extending along the fluid guide hole; And a plurality of second heating members fixedly mounted on the heating rotation shaft corresponding to the respective friction space portions, wherein the second heating member includes: a first fixing boss which is fitted and fixed to the heating rotation shaft; A first fixed friction heating wheel having an annular second friction disk extending radially outward of the first fixing boss in the first fixed boss; A second fixed friction bob having a second fixed boss fitted and fixed to the heating rotary shaft and a third fixed friction boss having an annular third friction disc extending radially outward from the outer peripheral surface of the second fixed boss; A rotating boss rotatably fitted to the heating rotation shaft, the rotating boss being disposed between the first fixing boss and the second fixing boss, and a fourth friction disc having an annular shape extending radially outward from the outer peripheral surface of the rotating boss Wherein the second friction disc, the third friction disc and the fourth friction disc are pressed against the first friction discs inserted into the adjacent friction space portion to form the friction space portion The outer circumferential surface of the first fixing boss and the second fixing boss and the inner circumferential surface of the first friction disc may be spaced apart to allow fluid to flow into the friction space portion.
여기서, 자전 마찰가열 휠의 하단 측에 배치된 제 1 고정 마찰가열 휠에는 제 2 마찰디스크의 외주면을 따라 등간격으로 형성되면서 제 2 마찰디스크의 외주면과 맞닿는 제 2 마찰디스크의 상단면에서부터 제 1 고정보스 측으로 점층적으로 낮아지게 연장되는 제 1 발열홈들과, 제 1 고정보스의 상단면 상에서부터 제 1 고정보스의 하단면 측으로 연장되되, 제 1 발열홈들과 연결되는 환형의 제 2 발열홈이 형성되고, 자전 마찰가열 휠의 상단 측에 배치된 제 2 고정 마찰가열 휠에는 제 3 마찰디스크의 외주면을 따라 등간격으로 형성되면서 제 3 마찰디스크의 외주면과 맞닿는 제 3 마찰디스크의 하단면에서부터 제 2 고정보스 측으로 점층적으로 높아지게 연장되는 제 3 발열홈들과, 제 2 고정보스의 하단면 상에서부터 제 2 고정보스의 상단면 측으로 연장되되, 제 3 발열홈들과 연결되는 환형의 제 4 발열홈이 형성될 수 있다. Here, the first fixed friction heating wheel disposed at the lower end side of the rotational friction heating wheel is provided with a first friction disk, which is formed at equal intervals along the outer circumferential surface of the second friction disk, And an annular second heat generating portion extending from the upper end surface of the first fixing boss to a lower end surface side of the first fixing boss and connected to the first heat generating grooves, And the second fixed friction heating wheel disposed on the upper side of the rotational friction heating wheel is formed with grooves on the lower end face of the third friction disc which is formed at regular intervals along the outer circumferential face of the third friction disc and contacts the outer circumferential face of the third friction disc, Extending from the lower end surface of the second fixing boss toward the upper surface side of the second fixing boss, And the third has a fourth annular groove of the heat connected with the heat generating grooves may be formed.
바람직하게는 제 1 발열홈들 및 제 3 발열홈들은 제 1 고정 마찰가열 휠 및 제 2 고정 마찰가열 휠의 회전방향 측으로 만곡되게 형성됨과 동시에 제 1 고정보스 및 제 2 고정보스 측에 형성된 개구부가 제 2 마찰디스크 및 제 3 마찰디스크의 외주면 측에 형성된 개구부보다 좁게 형성될 수 있다. Preferably, the first heating grooves and the third heating grooves are curved toward the rotation direction side of the first fixed friction heating wheel and the second fixed friction heating wheel, and an opening formed in the first fixing boss and the second fixing boss side The second friction disc and the third friction disc may be narrower than the opening formed on the outer circumferential surface side.
그리고 자전 마찰가열 휠에는 제 4 마찰디스크의 외주면을 따라 등간격으로 형성되면서 제 4 마찰디스크의 외주면에서부터 자전보스 측으로 그 직경이 점층적으로 넓어지게 연장되는 제 1 발열공들과, 자전보스의 상단면에서 자전보스의 하단면을 관통하면서 제 1 발열공들과 연결되는 제 2 발열공이 형성되되, 제 2 발열공은 제 2 발열홈 및 제 4 발열홈과 연결될 수 있다. The first friction pads are formed on the rotating friction heating wheel at regular intervals along the outer circumferential surface of the fourth friction disk and extend from the outer circumferential surface of the fourth friction disk to the rotating boss side so as to have a diameter gradually widened. A second heating hole is formed in the upper surface of the rotating boss so as to be connected to the first heating holes while passing through the lower end surface of the rotating boss, and the second heating hole can be connected to the second heating groove and the fourth heating groove.
바람직하게는 제 1 발열공들은 자전 마찰가열 휠의 회전방향 측으로 만곡되게 형성될 수 있다. Preferably, the first exothermic apertures may be curved toward the rotational direction side of the rotational friction heating wheel.
그리고 제 1 고정 마찰가열 휠에는 제 1 발열홈들에 간섭되지 않게 제 2 마찰디스크의 외주면을 따라 등간격으로 형성되면서 제 2 마찰디스크의 상단면과 맞닿는 제 2 마찰디스크의 외주면에서부터 제 1 고정보스 측으로 점층적으로 낮아지게 연장되는 제 5 발열홈들이 형성되며, 제 2 고정 마찰가열 휠에는 제 3 발열홈들에 간섭되지 않게 제 3 마찰디스크의 외주면을 따라 등간격으로 형성되면서 제 3 마찰디스크의 하단면과 맞닿는 제 3 마찰디스크의 외주면에서부터 제 2 고정보스 측으로 점층적으로 높아지게 연장되는 제 6 발열홈들이 형성될 수 있다. The first fixed friction bending wheel is formed at equal intervals along the outer circumferential surface of the second friction disc so as not to interfere with the first heat generating grooves, and extends from the outer circumferential surface of the second friction disc contacting the upper surface of the second friction disc, And the second fixed friction heating wheel is formed at equal intervals along the outer circumferential surface of the third friction disc so as not to interfere with the third heat generating grooves, The sixth heating grooves extending from the outer circumferential surface of the third friction disk in contact with the lower end face to the second fixing boss side may be formed.
바람직하게는 제 5 발열홈 및 제 6 발열홈은 제 1 고정 마찰가열 휠 및 제 2 고정 마찰가열 휠의 회전방향 측으로 만곡되게 형성됨과 동시에 제 1 고정보스 및 제 2 고정보스 측에 형성된 개구부가 제 2 마찰디스크 및 제 3 마찰디스크의 외주면 측에 형성된 개구부보다 좁게 형성될 수 있다. Preferably, the fifth heating groove and the sixth heating groove are formed to be curved toward the rotation direction side of the first fixed friction heating wheel and the second fixed friction heating wheel, and an opening formed on the first fixing boss and the second fixing boss side 2 friction disc and the third frictional disc.
한편, 제 2 마찰가열체는 제 2 구동모터;를 더 포함하며, 제 2 구동모터는 제 2 커버의 하단면에 고정 장착되고, 제 2 구동모터에서 연장되는 제 2 구동축은 제 2 커버를 관통해 가열회전축과 연결될 수 있다. The second friction motor includes a second drive motor fixedly mounted on a lower end surface of the second cover and a second drive shaft extending from the second drive motor passes through the second cover, And can be connected to a heating rotary shaft.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 제 1 마찰가열체 내부에 마찰간극이 형성되도록 제 2 마찰가열체를 배치시키되, 마찰간극 측으로만 유체를 유동시키면서 제 1 및 제 2 마찰가열체를 반대방향으로 회전시켜 유체를 가열시키기 때문에 유체의 마찰을 극대화시킬 수 있을 뿐만 아니라 마찰면적 및 마찰시간의 증대로 열 발생효율을 높을 수 있게 하는 이점이 있다. As described above, according to the present invention, a second friction heating body is disposed so that a friction gap is formed in the first friction heating body, and the first and second friction heating bodies are rotated in the opposite direction So as to maximize the friction of the fluid and to increase the heat generation efficiency by increasing the friction area and the friction time.
도 1은 본 발명에 따른 마찰 가열장치를 개략적으로 나타낸 단면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 제 1 가열부재를 확대하여 나타낸 사시도이며,
도 3은 도 1에 도시된 제 2 가열부재를 확대하여 나타낸 사시도이고,
도 4a 및 도 4b는 도 1 및 도 3에 도시된 제 2 가열부재의 다른 실시예를 나타낸 도면이며,
도 5는 도 1 및 도 3에 도시된 제 2 가열부재의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이고,
도 6은 도 1 및 도 3에 도시된 제 2 가열부재의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이며, 그리고
도 7은 발명에 따른 마찰 가열장치의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 1 is a cross-sectional view schematically showing a friction heating apparatus according to the present invention,
Fig. 2 is an enlarged perspective view of the first heating member shown in Fig. 1,
Fig. 3 is an enlarged perspective view of the second heating member shown in Fig. 1,
Figs. 4A and 4B are views showing another embodiment of the second heating member shown in Figs. 1 and 3,
5 is a view showing another embodiment of the second heating member shown in Figs. 1 and 3, and Fig.
6 is a view showing another embodiment of the second heating member shown in Figs. 1 and 3, and Fig.
7 is a cross-sectional view schematically showing another embodiment of the friction-heating apparatus according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols whenever possible. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 1은 본 발명에 따른 마찰 가열장치를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 본 발명에 따른 마찰 가열장치(100)는 열교환 탱크(110)와, 열교환 탱크(110) 내부에 회전 가능하게 배치되는 제 1 마찰가열체(120), 및 제 1 마찰가열체(120)와 반대방향으로 회전 가능하게 제 1 마찰가열체(120) 내부에 배치되어 제 1 마찰가열체(120)와의 사이로 유동되는 유체를 마찰 가열시키는 제 2 마찰가열체(140)를 포함한다. 1 is a schematic view of a friction heating apparatus according to the present invention. The
또한, 본 발명에 따른 마찰 가열장치(100)는 열교환 탱크(110)와 제 1 마찰가열체(120) 사이에 개재되어 제 1 마찰가열체(120)를 회전가능하게 지지하되, 유체를 제 1 마찰가열체(120)와 제 2 마찰가열체(140) 사이로 유동시키는 메커니컬 씰(116)을 더 포함한다. The
먼저, 열교환 탱크(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 내부가 중공되고 상단 및 하단이 열린 함체 형상을 가지며, 열린 상단 및 하단은 각각 제 1 및 제 2 커버(112a, 112b)에 의해 마감된다. First, as shown in FIG. 1, the
제 1 및 제 2 커버(112a, 112b)는 열교환 탱크(110) 내부에 메커니컬 씰(116)과 제 1 및 제 2 마찰가열체(120, 140)를 수용시킴과 더불어 유지보수를 위해 열교환 탱크(110)에 분리 가능하게 장착된다. 또한 제 1 및 제 2 커버(112a, 112b)는 열교환 탱크(110)에 장착 시 열교환 탱크(110) 내부의 유체가 누수(漏水)되지 않게 열교환 탱크(110)에 장착된다. The first and
본 발명에서는 열교환 탱크(110)와 제 1 및 제 2 커버(112a, 112b)의 연결 관계를 특별히 한정하지는 않는다. 다만 전술한 바와 같이 제 1 및 제 2 커버(112a, 112b)가 열교환 탱크(110)에 분리 가능하게 장착되면서 연결부위로 유체가 누수(漏水)되지 않는다면 열교환 탱크(110)와 제 1 및 제 2 커버(112a, 112b)는 어떠한 연결 관계를 가지더라도 무방할 것이다.In the present invention, the connection relationship between the
한편, 제 1 커버(112a)에 인접한 열교환 탱크(110)의 외주면 상에는 유체 유출관(114a)이 장착되며, 제 2 커버(112b)에 인접한 열교환 탱크(110)의 외주면 상에는 유체 유입관(114b)이 장착된다.On the other hand, a
여기서 유체 유출관(114a) 및 유체 유입관(114b)에는 유체의 배출 및 유입을 단속하는 통상의 밸브(valve; 도시되지 않음) 등을 장착하는 것이 바람직하다. 그리고 열교환 탱크(110)는 방진재(防振材)를 가지는 서브 프레임(F) 등에 의해 지면(地面)에서 이격되게 설치하는 것이 바람직하다. Here, it is preferable to mount a conventional valve (not shown) for interrupting the discharge and inflow of the fluid to the
한편, 열교환 탱크(110)의 내부에는 열교환 탱크(110)의 내주면과 후술하는 제 1 마찰가열체(120) 사이에 개재되는 통상의 메커니컬 씰(116)이 내장되는데, 메커니컬 씰(116)은 제 1 마찰가열체(120)를 회전 가능하게 지지하되 유체 유입관(114b)을 통해 유입된 유체의 수위 상승을 막으면서 유체를 열교환 탱크(110) 내부에 배치되는 제 1 및 제 2 마찰가열체(120, 140) 사이로 유동시킨다. A conventional
여기서, 메커니컬 씰(116)은 유체 유출관(114a)과 유체 유입관(114b) 사이에 배치된다.Here, the
이와 같이 형성된 열교환 탱크(110)에는 제 1 마찰가열체(120) 및 제 2 마찰가열체(140)가 배치된다. The first
제 1 마찰가열체(120)은 도 1에 도시된 바와 같이 열교환 탱크(110) 내부에 배치되되, 열교환 탱크(110)의 길이방향을 따라 연장되면서 상단 및 하단이 제 1 및 제 2 커버(112a, 112b)와 이격되게 메커니컬 씰(116)에 회전 가능하게 지지된다.1, the first
이러한 제 1 마찰가열체(120)는 수직방향으로 적층되는 다수의 제 1 가열부재(122)들과, 최상단에 적층되는 제 1 가열부재(122)의 상단면을 마감하는 마감플레이트(132)로 이루어진다. 제 1 가열부재(122)들은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 외주면과 내주면을 가지는 수평한 환형의 플랜지(124)와, 플랜지(124)의 내주면 상에 일체로 형성되는 제 1 마찰디스크(126)를 포함한다. The first
여기서, 제 1 마찰디스크(126)는 플랜지(124)의 내주면과 이어지는 외주면 및 내주면을 가지되, 제 1 마찰디스크(126)의 단면 두께(t)는 플랜지(124)의 단면 두께(T) 보다 얇게 형성된다. Wherein the
따라서 제 1 가열부재(122)는 대략 "┌ ┐"자, 또는 "├ ┤"자 또는 "└ ┘"자 단면 형상을 가지도록 형성될 수 있으며, 도 1 및 도 2에는 대략 "└ ┘"자 단면 형상을 가지는 제 1 가열부재(122)가 도시되어 있다. Accordingly, the
이렇게 형성된 제 1 가열부재(122)들은 플랜지(124)들이 상하로 맞대어지게 적층되는데, 적층된 제 1 가열부재(122)들의 내부에는 하나의 유체 안내공(128)과 함께 다수의 마찰공간부(130)들이 다단으로 형성된다. The
여기서, 유체 안내공(128)은 적층된 제 1 가열부재(122)들의 제 1 마찰디스크(126)의 내주면들에 의해 형성되며, 마찰공간부(130)들은 적층된 제 1 가열부재(122)들의 제 1 마찰디스크(126)들 사이에 형성되되, 마찰공간부(130)들은 유체 안내공(128)과 연결되게 형성된다. Here, the
한편, 도 1에 도시된 바와 같이 적층된 제 1 가열부재(122) 중 최상단에 적층된 제 1 가열부재(122)의 상단면을 덮는 마감플레이트(132)는 수평한 원판형상으로 제공된다. 이러한 마감플레이트(132)는 마찰공간부(130)에 간섭되지 않게 최하단 제 1 가열부재(122)에서부터 마감플레이트(132)를 관통하는 다수의 체결볼트(B) 및 마감플레이트(132)를 관통한 체결볼트(B)에 체결되는 체결너트(N)에 의해 적층된 제 1 가열부재(122)에 고정 장착된다. Meanwhile, as shown in FIG. 1, the finishing
이때, 마감플레이트(132)에는 유체 안내공(128)을 따라 유동되면서 제 1 마찰가열체(120) 및 제 2 마찰가열체(140)에 의해 가열된 유체를 열교환 탱크(110) 내부 측으로 토출시키는 유체 토출공(134)이 형성되며, 유체 토출공(134)은 유체 안내공(128)과 연결되게 마감플레이트(132)의 하단면에서부터 마감플레이트(132)의 외주면을 관통하여 형성된다.The fluid heated by the first
즉, 유체 안내공(128) 및 마찰공간부(130) 측으로 유동되는 유체는 서로 반대방향으로 회전하는 제 1 마찰가열체(120) 및 후술하는 제 2 마찰가열수단(140)에 의해 마찰 가열되고, 가열된 유체는 유체 안내공(128)의 상단 측으로 유동되어 유체 토출공(134)을 통해 열교환 탱크(110) 내부, 다시 말해 열교환 탱크(110)에 내장된 메커니컬 씰(116) 상부 측으로 채워지면서 유체 유출관(114a)을 통해 열교환 탱크(110) 외부로 배출된다.That is, the fluid flowing toward the
한편, 제 1 마찰가열체(120)는 열교환 탱크(110) 외측에 배치되는 제 1 구동모터(136)를 더 포함한다. On the other hand, the first
제 1 구동모터(136)는 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 커버(112a)의 상단면 상에 고정 장착된다. 그리고 제 1 구동모터(136)에서 연장되는 제 1 구동축(138)은 제 1 커버(112a)를 관통해 마감플레이트(132)의 상단면에 연결된다. The
즉, 제 1 구동모터(136)가 제 1 구동축(138)을 회전시키면 제 1 구동축(138)과 연결된 제 1 마찰가열체(120)는 제 1 구동축(138)을 따라 일측으로 회전된다. That is, when the
여기서, 제 1 구동축(138)과 마감플레이트(132)는 통상의 커플링(coupling; 도시되지 않음)을 매개로 연결되거나, 또는 용접 등을 통해 연결될 수 있다. 그리고 제 1 커버(112a)와 제 1 커버(112a)를 관통한 제 1 구동축(138) 사이는 통상의 방법에 의해 유체가 누수(漏水)되지 않게 밀봉 처리되는 것이 바람직하며, 일례로는 제 1 커버(112a)와 제 1 구동축(138) 사이에는 통상의 메커니컬 씰을 개재해 제 1 커버(112a)와 제 1 구동축(138) 사이를 밀봉 처리할 수 있다. Here, the
제 2 마찰가열체(140)는 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 마찰가열체(120) 내부에 배치되되, 제 1 마찰가열체(120)의 길이방향을 따라 연장되면서 제 1 마찰가열체(120)와 반대방향으로 회전 가능하게 배치된다. 1, the second
이러한 제 2 마찰가열체(140)는 제 1 마찰가열체(120) 내부에 형성된 유체 안내공(128)을 따라 연장되는 가열회전축(142)과, 각각의 마찰공간부(130)에 대응하게 가열회전축(142)에 고정 장착되는 다수의 제 2 가열부재(144)들로 이루어진다. 제 2 가열부재(144)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 하나의 마찰가열 휠(145)로 구성되는데, 마찰가열 휠(145)은 가열회전축(142)에 끼워져 고정 장착되는 보스(146)와, 보스(146)의 외주면 상에서 보스(146)의 방사상 외측으로 연장되는 제 2 마찰디스크(148)를 포함한다. The second
이때, 마찰가열 휠(145)의 보스(146)들은 통상의 멈춤나사(set screw; 도시되지 않음) 등에 의해 가열회전축(142)에 고정 장착되며, 마찰가열 휠(145)의 제 2 마찰디스크(148)는 인접한 마찰공간부(130) 내부로 삽입되어 마찰공간부(130)를 형성하는 제 1 마찰디스크(126)들과의 사이에 마찰간극(S)을 형성시킨다. 그리고 보스(146)의 외주면과 제 1 마찰디스크(126)의 내주면은 각각의 마찰공간부(130) 내로 유체가 유입되도록 이격된다. The
즉, 유체 유입관(114b)을 통해 열교환 탱크(110) 내부로 유입된 유체는 유체 안내공(128)을 통해 다단으로 형성된 마찰공간부(130)에 순차적으로 유동되는데, 이렇게 마찰공간부(130) 측으로 유동된 유체는 마찰간극(S)을 유동할 때 서로 반대방향으로 회전하는 제 1 및 제 2 마찰가열체(120, 140)의 제 1 및 제 2 마찰디스크(126, 148)에 의해 압축 및 마찰되면서 가열되고, 최상단에 배치된 마찰공간부(130)를 통과한 가열된 유체는 유체 안내공(128)의 상단 측으로 유동되어 유체 토출공(134)을 통해 열교환 탱크(110) 내부, 다시 말해 열교환 탱크(110)에 내장된 메커니컬 씰(116) 상부 측으로 채워지면서 유체 유출관(114a)을 통해 열교환 탱크(110) 외부로 배출된다.That is, the fluid introduced into the
한편, 제 2 마찰가열체(140)는 열교환 탱크(110)의 외측에 배치되는 제 2 구동모터(150)를 더 포함한다. The second
제 2 구동모터(150)는 도 1에 도시된 바와 같이 제 2 커버(112b)의 하단면 상에 고정 장착된다. 그리고 제 2 구동모터(150)에서 연장되는 제 2 구동축(152)은 제 2 커버(114b)를 관통해 가열회전축(142) 측으로 연장되는데, 이때 제 2 구동축(152)과 가열회전축(142)은 통상의 커플링(coupling; 도시되지 않음) 등에 의해 연결된다. The
즉, 제 2 구동모터(150)가 제 2 구동축(152)을 회전시키면 제 2 구동축(152)과 연결된 가열회전축(142)은 제 2 구동축(152)을 따라 타측으로 회전되는데, 이렇게 가열회전축(142)이 타측으로 회전함에 따라 가열회전축(142)에 고정 장착된 제 2 가열부재(144)들도 제 1 마찰가열체(120)의 제 1 가열부재(122)와 반대방향으로 회전하게 된다. That is, when the
여기서, 멈춤나사(set screw)를 이용한 보스(146)와 가열회전축(142) 간의 연결, 및 통상의 커플링(coupling)을 이용한 가열회전축(142)과 제 2 구동축(152)의 연결은 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다. 그리고 제 2 커버(112b)를 관통하는 제 2 구동축(152) 사이는 통상의 방법에 의해 유체가 누수(漏水)되지 않게 밀봉 처리되는 것이 바람직하며, 일례로는 제 2 커버(112b)와 제 2 구동축(152) 사이에는 통상의 메커니컬 씰을 개재해 제 2 커버(112b)와 제 2 구동축(152) 사이를 밀봉 처리할 수 있다. Here, the connection between the
바람직하게는 제 1 및 제 2 마찰디스크(126, 148)에는 도시되지 않았지만 마찰효율을 높일 수 있도록 마찰홈들이 다양한 패턴(pattern)으로 형성될 수 있음을 누구나 알 수 있을 것이다.Although it is not shown in the first and
한편, 도 4a 내지 도 6에는 제 2 가열부재의 다른 실시예들이 도시되어 있다. On the other hand, Figs. 4A to 6 show another embodiment of the second heating member.
도 4a 및 도 4b는 제 2 가열부재의 다른 실시예를 나타낸 도면으로, 제 2 가열부재(244)는 도 1에 도시된 제 2 가열부재(144)와 마찬가지로 각각의 마찰공간부(130; 도 1 참조)에 대응되게 가열회전축(142; 도 1 참조)에 배치된다. 4A and 4B are views showing another embodiment of the second heating member. The
이러한 제 2 가열부재(244)들은 하나의 고정 마찰가열 휠(246)과, 하나의 자전 마찰가열 휠(256)로 구성된다.These
고정 마찰가열 휠(246)은 도 4a에 도시된 바와 같이 멈춤나사(set screw; 도시되지 않음) 등에 의해 가열회전축(142)에 끼워져 고정 장착되는 고정보스(248)와, 고정보스(248)의 외주면 상에서 고정보스(248)의 방사상 외측으로 연장되는 환형의 제 2 마찰디스크(250)를 포함한다. 또한 자전 마찰가열 휠(256)은 가열회전축(142)에 회전 가능하게 끼워지는 자전보스(258)와, 자전보스(258)의 외주면 상에서 자전보스(258)의 방사상 외측으로 연장되는 환형의 제 3 마찰디스크(260)를 포함한다.The fixed
여기서, 자전보스(258)는 가열회전축(142)에 고정 장착된 고정보스(248)의 상단면에 회전 가능하게 하단면이 지지되며, 제 2 마찰디스크(250)와 제 3 마찰디스크(260) 사이에는 마찰간극(S)이 형성되는데, 이는 자전보스(258)가 마찰간극(S) 만큼 제 3 마찰디스크(260)의 하단면 외측으로 돌출되어 형성되거나, 또는 고정보스(248)가 마찰간극(S) 만큼 제 2 마찰디스크(250)의 상단면 외측으로 돌출되어 형성된다. The
그리고 제 2 마찰디스크(250)의 외주면 상에는 제 3 마찰디스크(260)의 외주면을 감싸는 마찰턱(252)이 형성되되, 마찰턱(252)에는 다수의 유체 흡입공(254)이 마찰턱(252)의 상단에서 하단 측으로 침강되게 형성되고, 제 3 마찰디스크(260)에는 유체 흡입공(254) 측으로 유입된 유체에 압력에 의해 제 3 마찰디스크(260)가 회전할 수 있도록 제 3 마찰디스크(260)의 외주면 상에는 제 3 마찰디스크(260)의 외주면을 따라 등간격으로 다수의 골(262)이 제 3 마찰디스크(260)의 외주면 상에서 제 3 마찰디스크(360)의 회전 중심부 측으로 오목하게 형성된다. A
한편, 전술한 바와 같이 형성된 제 2 가열부재(244)의 제 2 및 제 3 마찰디스크(250, 260)는 인접한 마찰공간부(130) 내부로 삽입되어 마찰공간부(130)를 형성하는 제 1 마찰디스크(126)들과의 사이에 마찰간극(S)을 형성시키는데, 여기서 고정보스(248)의 외주면과 제 1 마찰디스크(126)의 내주면은 각각의 마찰공간부(130) 내로 유체가 유입되도록 이격된다. The second and
즉, 유체 유입관(114b; 도 1 참조)을 통해 열교환 탱크(110; 도 1 참조) 내부로 유입된 유체는 유체 안내공(128)을 통해 다단으로 형성된 마찰공간부(130)에 순차적으로 유동되는데, 마찰공간부(130) 측으로 유동된 유체는 제 2 및 제 3 마찰디스크(250, 260)와 제 1 마찰디스크(126)들이 형성하는 마찰간극(S)을 유동할 때 서로 반대방향으로 회전하는 제 1 가열부재(122; 도 1 참조) 및 제 2 가열부재(244)에 의해 압축 및 마찰되면서 가열된다. 1) through the
그리고 제 2 및 제 3 마찰디스크(250, 260)와 제 1 마찰디스크(126)들이 형성하는 마찰간극(S)을 유동하면서 가열되는 유체의 일부는 회전하는 제 2 마찰디스크(250)의 유체 흡입공(254)을 통해 제 3 마찰디스크(260) 측으로 안내하는데, 이렇게 유체 흡입공(254)을 통해 안내되는 유체의 추진력에 의해 제 3 마찰디스크(260)는 제 2 마찰디스크(250)의 반대방향으로 회전하게 되고, 제 2 및 제 3 마찰디스크(250, 260)들이 형성하는 마찰간극(S)을 유동하는 유체는 서로 반대방향으로 회전하는 제 2 및 제 3 마찰디스크(250, 260)에 의해 압축 및 마찰되면서 가열된다. And a portion of the fluid that is heated while flowing through the friction gap S formed by the second and
여기서, 제 2 및 제 3 마찰디스크(250, 260)에는 도시되지 않았지만 마찰효율을 높일 수 있도록 마찰홈들이 다양한 패턴(pattern)으로 형성될 수 있음을 누구나 알 수 있을 것이다.Here, although it is not shown in the second and
도 5는 제 2 가열부재의 또 다른 실시예를 나타낸 도면으로, 제 2 가열부재(344)는 도 1에 도시된 제 2 가열부재(144)와 마찬가지로 각각의 마찰공간부(130; 도 1 참조)에 대응되게 가열회전축(142; 도 1 참조)에 배치된다. 5 is a view showing another embodiment of the second heating member. The
이러한 제 2 가열부재(344)들은 제 1 및 제 2 고정 마찰가열 휠(346a, 346b)과, 제 1 및 제 2 고정 마찰가열 휠(346a, 346b) 사이에 배치되는 하나의 자전 마찰가열 휠(356)로 구성된다.These
제 1 및 제 2 고정 마찰가열 휠(346a, 346b)은 도 5에 도시된 바와 같이 멈춤나사(set screw; 도시되지 않음) 등에 의해 가열회전축(142)에 끼워져 고정 장착되는 제 1 및 제 2 고정보스(348a, 348b)와, 제 1 및 제 2 고정보스(348a, 348b)의 외주면 상에서 제 1 및 제 2 고정보스(348a, 348b)의 방사상 외측으로 연장되는 환형의 제 2 및 제 3 마찰디스크(350a, 350b)을 포함한다. 또한 자전 마찰가열 휠(356)은 가열회전축(142)에 회전 가능하게 끼워지는 자전보스(358)와, 자전보스(358)의 외주면 상에서 자전보스(358)의 방사상 외측으로 연장되는 환형의 제 4 마찰디스크(360)를 포함한다.The first and second fixed
여기서, 자전보스(358)는 가열회전축(142)에 고정 장착된 제 1 및 제 2 고정보스(348a, 348b) 사이에 회전 가능하게 지지되며, 제 2 및 제 3 마찰디스크(350a, 350b)와 제 4 마찰디스크(360) 사이에는 마찰간극(S)이 형성되는데, 이는 자전보스(358)가 마찰간극(S) 만큼 제 4 마찰디스크(260)의 상단면 및 하단면 외측으로 돌출되어 형성되거나, 또는 제 1 및 제 2 고정보스(348a, 348b)가 마찰간극(S) 만큼 제 2 및 제 3 마찰디스크(350a, 350b) 하단면 및 상단면 외측으로 돌출되어 형성된다. Here, the
그리고 제 2 및 제 3 마찰디스크(350a, 350b)의 외주면 상에는 제 1 및 제 2 마찰턱(352a, 352b)가 형성되되, 제 4 마찰디스크(360)를 감쌀 수 있도록 제 2 및 제 3 마찰디스크(350a, 350b)에서 외주면 상에서 서로 간섭되지 않게 마주보는 측을 연장된다. The first and
한편, 전술한 바와 같이 형성된 제 2 가열부재(344)의 제 4 마찰디스크(360)를 감싸는 제 2 및 제 3 마찰디스크(350a, 350b)는 인접한 마찰공간부(130) 내부로 삽입되어 마찰공간부(130)를 형성하는 제 1 마찰디스크(126; 도 1 참조)들과의 사이에 마찰간극(S)을 형성시키는데, 여기서 고정보스(348a, 348b)의 외주면과 제 1 마찰디스크(126)의 내주면은 각각의 마찰공간부(130) 내로 유체가 유입될 수 있게 이격된다. The second and
즉, 유체 유입관(114b; 도 1 참조)을 통해 열교환 탱크(110; 도 1 참조) 내부로 유입된 유체는 유체 안내공(128)을 통해 다단으로 형성된 마찰공간부(130)에 순차적으로 유동되는데, 마찰공간부(130) 측으로 유동된 유체는 제 2 및 제 3 마찰디스크(350a, 350b)와 제 1 마찰디스크(126)들이 형성하는 마찰간극(S)을 유동할 때 서로 반대방향으로 회전하는 제 1 가열부재(122; 도 1 참조) 및 제 2 가열부재(344)에 의해 압축 및 마찰되면서 가열된다. 1) through the
그리고 제 2 및 제 3 마찰디스크(350a, 350b)와 제 1 마찰디스크(126)들이 형성하는 마찰간극(S)을 유동하면서 가열되는 유체의 일부는 제 1 및 제 2 마찰턱(352a, 352b)이 형성하는 마찰간극(S)을 통해 제 4 마찰디스크(360) 측으로 유입되는데, 제 4 마찰디스크(360) 측으로 유입된 유체는 제 2 및 제 3 마찰디스크(350a, 350b)와 제 4 마찰디스크(360)가 형성하는 마찰간극(S)을 유동하면서 마찰 가열되되, 제 2 및 제 3 마찰디스크(350a, 350b) 내부에 정체되어 제 2 및 제 3 마찰디스크(350a, 350b)를 가열시킨다. And a part of the fluid heated while flowing through the friction gap S formed by the second and
따라서 제 2 및 제 3 마찰디스크(350a, 350b)와 제 1 마찰디스크(126)들이 형성하는 마찰간극(S)을 유동하는 유체는 서로 반대방향으로 회전하는 제 1 가열부재(122) 및 제 2 가열부재(344)에 의해 압축 및 마찰되면서 가열될 뿐만 아니라 가열된 제 2 및 제 3 마찰디스크(350a, 350b)의 열이 전도되어 유체의 가열효율을 높일 수 있게 한다. The fluid flowing in the friction gap S formed by the second and
여기서, 제 2, 제 3 및 제 4 마찰디스크(350a, 350b, 360)에는 도시되지 않았지만 마찰효율을 높일 수 있도록 마찰홈들이 다양한 패턴(pattern)으로 형성될 수 있음을 누구나 알 수 있을 것이다.Here, although it is not shown in the second, third, and
도 6은 제 2 가열부재의 또 다른 실시예를 나타낸 도면으로, 제 2 가열부재(444)는 도 1에 도시된 제 2 가열부재(144)와 마찬가지로 각각의 마찰공간부(130; 도 1 참조)에 대응되게 가열회전축(142; 도 1 참조)에 고정 장착된다. 6 is a view showing another embodiment of the second heating member 442. The
이러한 제 2 가열부재(344)들은 제 1 및 제 2 고정 마찰가열 휠(446a, 446b)과, 제 1 및 제 2 고정 마찰가열 휠(446a, 446b) 사이에 배치되는 하나의 자전 마찰가열 휠(456)로 구성된다.These
제 1 및 제 2 고정 마찰가열 휠(446a, 446b)은 도 6에 도시된 바와 같이 멈춤나사(set screw; 도시되지 않음) 등에 의해 가열회전축(142)에 끼워져 고정 장착되는 제 1 및 제 2 고정보스(448a, 448b)와, 제 1 및 제 2 고정보스(448a, 448b)의 외주면 상에서 제 1 및 제 2 고정보스(448a, 448b)의 방사상 외측으로 연장되는 환형의 제 2 및 제 3 마찰디스크(450a, 450b)을 포함한다. 또한 자전 마찰가열 휠(456)은 가열회전축(142)에 회전 가능하게 끼워지는 자전보스(458)와, 자전보스(458)의 외주면 상에서 자전보스(458)의 방사상 외측으로 연장되는 환형의 제 4 마찰디스크(460)를 포함한다.The first and second fixed
여기서, 자전보스(458)는 가열회전축(142)에 고정 장착된 제 1 및 제 2 고정보스(448a, 448b) 사이에 회전 가능하게 지지되며, 제 2 및 제 3 마찰디스크(450a, 450b)와 제 4 마찰디스크(460) 사이에는 마찰간극(S)이 형성되는데, 이는 자전보스(458)가 마찰간극(S) 만큼 제 4 마찰디스크(460)의 상단면 및 하단면 외측으로 돌출되어 형성되거나, 또는 제 1 및 제 2 고정보스(448a, 448b)가 마찰간극(S) 만큼 제 2 및 제 3 마찰디스크(450a, 450b) 하단면 및 상단면 외측으로 돌출되어 형성된다. Here, the
한편, 전술한 바와 같이 형성된 제 2 가열부재(444)의 제 2 및 제 3 마찰디스크(450a, 450b)는 인접한 마찰공간부(130) 내부로 삽입되어 마찰공간부(130)를 형성하는 제 1 마찰디스크(126; 도 1 참조)들과의 사이에 또 다른 마찰간극(S)을 형성시킨다. 여기서 제 1 및 제 2 고정보스(448a, 448b)의 외주면과 제 1 마찰디스크(126)의 내주면은 각각의 마찰공간부(130) 내로 유체가 유입되도록 이격된다. The second and
이때, 자전 마찰가열 휠(456)의 하단 측에 배치된 제 1 고정 마찰가열 휠(446a)에는 제 2 마찰디스크(450a)의 외주면을 따라 등간격으로 형성되면서 제 2 마찰디스크(450a)의 외주면과 맞닿는 제 2 마찰디스크(450a)의 상단면에서부터 제 1 고정보스(448a) 측으로 점층적으로 낮아지게 연장되는 제 1 발열홈(470)들과, 제 1 고정보스(448a)의 상단면 상에서부터 제 1 고정보스(448a)의 하단면 측으로 연장되되, 제 1 발열홈(470)들과 연결되는 환형의 제 2 발열홈(472)이 형성된다. At this time, the first fixed
또한 자전 마찰가열 휠(456)의 상단 측에 배치된 제 2 고정 마찰가열 휠(446b)에는 제 3 마찰디스크(450b)의 외주면을 따라 등간격으로 형성되면서 제 3 마찰디스크(450b)의 외주면과 맞닿는 제 3 마찰디스크(450b)의 하단면에서부터 제 2 고정보스(448b) 측으로 점층적으로 높아지게 연장되는 제 3 발열홈(474)들과, 제 2 고정보스(448b)의 하단면 상에서부터 제 2 고정보스(448b)의 상단면 측으로 연장되되, 제 3 발열홈(474)들과 연결되는 환형의 제 4 발열홈(476)이 형성된다. The second fixed
여기서 제 1 발열홈(470) 및 제 3 발열홈(474)은 제 1 및 제 2 고정 마찰가열 휠(446a, 446b)의 회전방향 측으로 소정의 곡률을 가지며 만곡되게 형성됨과 동시에 제 1 및 제 2 고정보스(448a, 448b) 측에 형성된 개구부가 제 2 및 제 3 마찰디스크(450a, 450b)의 외주면 측에 형성된 개구부보다 좁게 형성된다. Here, the
그리고 자전 마찰가열 휠(456)에는 제 4 마찰디스크(460)의 외주면을 따라 등간격으로 형성되면서 제 4 마찰디스크(460)의 외주면에서부터 자전보스(458) 측으로 그 직경이 점층적으로 넓어지게 연장되는 제 1 발열공(478)들과, 자전보스(458)의 상단면에서 자전보스(458)의 하단면을 관통하면서 제 1 발열공(478)들과 연결되는 제 2 발열공(480)이 형성된다. The rotation
여기서 제 1 발열공(478)은 자전 마찰가열 휠(456)의 회전방향 측으로 소정의 곡률을 가지며 만곡되게 형성된다. Here, the
그리고 제 1 고정 마찰가열 휠(446a)에는 제 1 발열홈(470)들에 간섭되지 않게 제 2 마찰디스크(450a)의 외주면을 따라 등간격으로 형성되면서 제 2 마찰디스크(450a)의 상단면과 맞닿는 제 2 마찰디스크(450a)의 외주면에서부터 제 1 고정보스(448a) 측으로 점층적으로 낮아지게 연장되는 제 5 발열홈(482)들이 형성되며, 제 2 고정 마찰가열 휠(446b)에는 제 3 발열홈(474)들에 간섭되지 않게 제 3 마찰디스크(450b)의 외주면을 따라 등간격으로 형성되면서 제 3 마찰디스크(450b)의 하단면과 맞닿는 제 3 마찰디스크(450a)의 외주면에서부터 제 2 고정보스(448b) 측으로 점층적으로 높아지게 연장되는 제 6 발열홈(484)들이 형성된다. The first
마찬가지로 제 5 발열홈(482) 및 제 6 발열홈(484)은 제 1 및 제 2 고정 마찰가열 휠(446a, 446b)의 회전방향 측으로 소정의 곡률을 가지며 만곡되게 형성됨과 동시에 제 1 및 제 2 고정보스(448a, 448b) 측에 형성된 개구부가 제 2 및 제 3 마찰디스크(450a, 450b)의 외주면 측에 형성된 개구부보다 좁게 형성된다. Likewise, the
즉, 유체 유입관(114b; 도 1 참조)을 통해 열교환 탱크(110) 내부로 유입된 유체는 유체 안내공(128)을 통해 다단으로 형성된 마찰공간부(130)에 순차적으로 유동되는데, 마찰공간부(130) 측으로 유동된 유체는 제 2 및 제 3 마찰디스크(450a, 450b)와 제 1 마찰디스크(126)들이 형성하는 마찰간극(S)을 유동할 때 서로 반대방향으로 회전하는 제 1 가열부재(122; 도 1 참조) 및 제 2 가열부재(444)에 의해 압축 및 마찰되면서 가열된다. That is, the fluid introduced into the
이때, 제 2 마찰디스크(450a)의 하단면에 형성된 제 5 발열홈(482)들은 제 2 마찰디스크(450a)을 따라 회전하면서 마찰공간부(130) 측으로 유입된 유체를 제 2 마찰디스크(450a)와 제 4 마찰디스크(460)가 형성하는 마찰간극(S) 측으로 유동시키며, 제 3 마찰디스크(450b)의 상단면에 형성된 제 6 발열홈(484)들은 마찰공간부(130)를 제 3 마찰디스크(450b)을 따라 회전하면서 마찰공간부(130)를 빠져나가는 유체의 일부를 다시 제 3 마찰디스크(450b)와 제 4 마찰디스크(460)가 형성하는 마찰간극(S) 측으로 유동시킨다. 또한 제 2 마찰디스크(450a)와 제 4 마찰디스크(460)가 형성하는 마찰간극(S) 측으로 유동된 유체 및 제 3 마찰디스크(450b)와 제 4 마찰디스크(460)가 형성하는 마찰간극(S) 측으로 유동된 유체는 각각 제 2 마찰디스크(450a)에 형성된 제 1 발열홈(470) 및 제 2 발열홈(472)과, 제 3 마찰디스크(450b)에 형성된 제 3 발열홈(474) 및 제 4 발열홈(476)을 따라 자전 마찰가열 휠(456)에 형성된 제 2 발열공(480) 측으로 안내되는데, 제 2 발열공(480) 측으로 안내된 유체는 제 1 발열공(478)들을 통해 다시 마찰공간부(130) 측으로 토출된다. The
다시 말해, 도 6에 도시된 제 2 가열부재(444)는 마찰공간부(130) 내부에서 유체의 반복적으로 순환시키면서 유체를 마찰 가열시킨다. In other words, the
한편, 도 1 내지 도 6에는 수평하게 형성된 마찰디스크(126, 148, 250, 260, 350a, 350b, 360, 450a, 450b, 460)이 도시되어 있으나, 마찰디스크(126, 148, 250, 260, 350a, 350b, 360, 450a, 450b, 460)들을 수평한 형상으로 한정하는 것이 아님은 누구나 알 수 있을 것이다. 1 to 6 show the
일례로, 도 1 내지 도 6에 도시된 마찰디스크(126, 148, 250, 260, 350a, 350b, 360, 450a, 450b, 460)들은 원통형상으로 연장되되, 상단측에서 하단 측으로 그 외주면 및 내주면의 직경이 점층적으로 좁아지게 연장된 원뿔형상으로 형성될 수 있으며, 이로 인해 마찰공간부(130)도 원뿔형상으로 형성될 수 있다. For example, the
또한, 본 발명에서는 열교환 탱크(110) 내부로 유입된 유체 가열 시 제 1 구동모터(136)의 작동에 의해 회전되는 제 1 마찰가열체(120)에 대해 설명하였지만, 제 1 마찰가열체(120)는 전술한 바와 같이 열교환 탱크(110)와의 사이에 메커니컬 씰(116)을 개재시킨 상태에서 열교환 탱크(110)의 내주면 상에서 연장되어 제 1 마찰가열체(120)의 하단면을 지지하는 받침바(U; 도 7 참조)에 의해 열교환 탱크(110) 내부에 고정 장착될 수 있다.In the present invention, the
그리고 전술한 유체는 가정이나 산업시설 또는 농업시설 등에 난방, 온수 및 스팀 등으로 사용되는 것 일 수 있다. The fluid may be used for heating, hot water, steam, etc. in a home, industrial facility, or agricultural facility.
상기와 같은 마찰 가열장치(100)는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다. The
100 : 마찰 가열장치 110 : 열교환 탱크
116 : 메커니컬 씰 120 : 제 1 마찰가열체
122 : 제 1 가열부재 130 : 마찰공간부
140 : 제 2 마찰가열체 144, 244, 344, 444 : 제 2 가열부재100: Friction heating apparatus 110: Heat exchange tank
116: Mechanical seal 120: First friction heater
122: first heating member 130: friction space part
140: second
Claims (22)
상기 열교환 탱크 내부에 회전 가능하게 배치되는 제 1 마찰가열체;
상기 제 1 마찰가열체와 반대방향으로 회전 가능하게 상기 제 1 마찰가열체 내부에 배치되어 상기 제 1 마찰가열체와의 사이로 유동되는 유체를 상기 제 1 마찰가열체와 함께 마찰 가열시키는 제 2 마찰가열체; 및
상기 열교환 탱크와 상기 제 1 마찰가열체 사이에 개재되어 상기 제 1 마찰가열체를 회전가능하게 지지하되, 유체를 상기 제 1 마찰가열체와 상기 제 2 마찰가열체 사이로 유동시키는 메커니컬 씰;을 포함하며,
상기 제 1 마찰가열체는,
외주면과 내주면을 가지는 수평한 환형의 플랜지와, 상기 플랜지의 내주면과 이어지는 외주면 및 내주면을 가지는 제 1 마찰디스크를 가지는 다수의 제 1 가열부재;를 포함하되,
각각의 상기 제 1 가열부재들은 각각의 상기 플랜지가 상하로 맞대어져 적층되며, 최상단에 적층되는 상기 제 1 가열부재의 상단면은 마감플레이트에 의해 마감하고, 적층된 상기 제 1 가열부재들의 내부에는 상기 제 1 마찰디스크의 내주면들에 의해 하나의 유체 안내공이 형성되며, 상기 제 1 마찰디스크들 사이에는 마찰공간부들이 형성되고,
상기 마감플레이트는 최하단 상기 제 1 가열부재에서부터 상기 마감플레이트를 관통하는 다수의 체결볼트 및 상기 마감플레이트를 관통한 상기 체결볼트에 체결되는 체결너트에 의해 적층된 상기 제 1 가열부재들에 고정 장착되며, 상기 마감플레이트에는 유체 안내공을 따라 유동되면서 상기 제 1 마찰가열체 및 상기 제 2 마찰가열체에 의해 가열된 유체를 상기 열교환 탱크에 내장된 상기 메커니컬 씰 상부 측으로 토출시키는 유체 토출공이 형성되는 마찰 가열장치. A heat exchange tank having a fluid inlet pipe and a fluid outlet pipe;
A first friction heating body rotatably disposed in the heat exchange tank;
And a second frictional heating member disposed inside the first frictional heating member so as to be rotatable in a direction opposite to the first frictional heating member and frictionally heating a fluid flowing between the first frictional heating member and the first frictional heating member together with the first frictional heating member A heating body; And
And a mechanical seal interposed between the heat exchange tank and the first frictional heating body for rotatably supporting the first frictional heating body and flowing the fluid between the first frictional heating body and the second frictional heating body In addition,
Wherein the first friction heating body comprises:
A plurality of first heating members having a horizontal annular flange having an outer circumferential surface and an inner circumferential surface, and a first friction disc having an outer circumferential surface and an inner circumferential surface which are continuous with the inner circumferential surface of the flange,
Each of the first heating members is stacked with the flanges thereof being vertically abutted to each other, and the upper surface of the first heating member, which is stacked on the uppermost stage, is closed by the finishing plate, One fluid guide hole is formed by the inner circumferential surfaces of the first friction disk, friction space portions are formed between the first friction disks,
The finishing plate is fixedly mounted on the first heating members stacked by the lowermost first heating member, a plurality of fastening bolts passing through the finishing plate, and a fastening nut fastened to the fastening bolts passing through the finishing plate And a fluid discharge hole for discharging the fluid heated by the first frictional heating element and the second frictional heating element to the upper side of the mechanical seal built in the heat exchange tank while flowing along the fluid guide hole to the finishing plate Heating device.
상기 열교환 탱크 내부에 고정 배치되는 제 1 마찰가열체;
회전 가능하게 상기 제 1 마찰가열체 내부에 배치되어 상기 제 1 마찰가열체와의 사이로 유동되는 유체를 상기 제 1 마찰가열체와 함께 마찰 가열시키는 제 2 마찰가열체; 및
상기 열교환 탱크와 상기 제 1 마찰가열체 사이에 개재되되, 유체를 상기 제 1 마찰가열체와 상기 제 2 마찰가열체 사이로 유동시키는 메커니컬 씰;을 포함하며,
상기 제 1 마찰가열체는,
외주면과 내주면을 가지는 수평한 환형의 플랜지와, 상기 플랜지의 내주면과 이어지는 외주면 및 내주면을 가지는 제 1 마찰디스크를 가지는 다수의 제 1 가열부재;를 포함하되,
각각의 상기 제 1 가열부재들은 각각의 상기 플랜지가 상하로 맞대어져 적층되며, 최상단에 적층되는 상기 제 1 가열부재의 상단면은 마감플레이트에 의해 마감하고, 적층된 상기 제 1 가열부재들의 내부에는 상기 제 1 마찰디스크의 내주면들에 의해 하나의 유체 안내공이 형성되며, 상기 제 1 마찰디스크들 사이에는 마찰공간부들이 형성되고,
상기 마감플레이트는 최하단 상기 제 1 가열부재에서부터 상기 마감플레이트를 관통하는 다수의 체결볼트 및 상기 마감플레이트를 관통한 상기 체결볼트에 체결되는 체결너트에 의해 적층된 상기 제 1 가열부재들에 고정 장착되며, 상기 마감플레이트에는 유체 안내공을 따라 유동되면서 상기 제 1 마찰가열체 및 상기 제 2 마찰가열체에 의해 가열된 유체를 상기 열교환 탱크에 내장된 상기 메커니컬 씰 상부 측으로 토출시키는 유체 토출공이 형성되는 마찰 가열장치.A heat exchange tank having a fluid inlet pipe and a fluid outlet pipe;
A first friction heating member fixedly disposed inside the heat exchange tank;
A second frictional heating member rotatably disposed in the first frictional heating member and frictionally heating a fluid flowing between the first frictional heating member and the first frictional heating member together with the first frictional heating member; And
And a mechanical seal interposed between the heat exchange tank and the first frictional heating body for flowing a fluid between the first frictional heating body and the second frictional heating body,
Wherein the first friction heating body comprises:
A plurality of first heating members having a horizontal annular flange having an outer circumferential surface and an inner circumferential surface, and a first friction disc having an outer circumferential surface and an inner circumferential surface which are continuous with the inner circumferential surface of the flange,
Each of the first heating members is stacked with the flanges thereof being vertically abutted to each other, and the upper surface of the first heating member, which is stacked on the uppermost stage, is closed by the finishing plate, One fluid guide hole is formed by the inner circumferential surfaces of the first friction disk, friction space portions are formed between the first friction disks,
The finishing plate is fixedly mounted on the first heating members stacked by the lowermost first heating member, a plurality of fastening bolts passing through the finishing plate, and a fastening nut fastened to the fastening bolts passing through the finishing plate And a fluid discharge hole for discharging the fluid heated by the first frictional heating element and the second frictional heating element to the upper side of the mechanical seal built in the heat exchange tank while flowing along the fluid guide hole to the finishing plate Heating device.
상기 열교환 탱크는 내부가 중공되고 상단 및 하단이 열린 함체 형상을 가지며, 열린 상단 및 하단은 각각 제 1 및 제 2 커버에 의해 마감되고,
상기 제 1 커버에 인접한 상기 열교환 탱크의 외주면 상에는 상기 유체 유출관이 장착되며, 상기 제 2 커버에 인접한 상기 열교환 탱크의 외주면 상에는 상기 유체 유입관이 장착되는 마찰 가열장치. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the heat exchange tank is hollow and has an upper and a lower open housing shape, the open upper and lower ends are closed by first and second covers, respectively,
Wherein the fluid outflow pipe is mounted on an outer circumferential surface of the heat exchange tank adjacent to the first cover and the fluid inflow pipe is mounted on an outer circumferential surface of the heat exchange tank adjacent to the second cover.
상기 메커니컬 씰은 상기 유체 유출관과 상기 유체 유입관 사이에 배치되어 상기 유체 유입관을 통해 유입된 유체의 수위 상승을 막으면서 유체를 상기 제 1 마찰가열체와 상기 제 2 마찰가열체 사이로 유동되게 하는 마찰 가열장치. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the mechanical seal is disposed between the fluid outlet pipe and the fluid inlet pipe so as to prevent the fluid from flowing upward through the fluid inlet pipe so that the fluid flows between the first and second friction heating bodies .
상기 제 1 마찰가열체는 제 1 구동모터;를 더 포함하며,
상기 제 1 구동모터는 상기 열교환 탱크의 열린 상단을 마감하는 제 1 커버의 상단면에 고정 장착되고, 상기 제 1 구동모터에서 연장되는 제 1 구동축은 상기 제 1 커버를 관통해 상기 제 1 마찰가열체의 마감플레이트 상단면에 연결되는 마찰 가열장치.The method according to claim 1,
The first friction heating body further includes a first driving motor,
Wherein the first drive motor is fixedly mounted on an upper surface of a first cover closing an open top of the heat exchange tank, a first drive shaft extending from the first drive motor passes through the first cover, And connected to the top surface of the finishing plate of the sieve.
상기 제 2 마찰가열체는,
상기 유체 안내공을 따라 연장되는 가열회전축; 각각의 상기 마찰공간부에 대응하게 상기 가열회전축에 고정 장착되는 다수의 제 2 가열부재; 및 제 2 구동모터;를 포함하되,
상기 제 2 가열부재는,
상기 가열회전축에 끼워져 고정 장착되는 보스와, 상기 보스의 외주면 상에서 상기 보스의 방사상 외측으로 연장되는 제 2 마찰디스크를 가지는 마찰가열 휠;을 가지며,
상기 제 2 마찰디스크는 인접한 상기 마찰공간부 내부로 삽입되어 상기 마찰공간부를 형성하는 상기 제 1 마찰디스크들과의 사이에 유체가 압축 및 마찰되는 마찰간극을 형성하고,
상기 보스의 외주면과 상기 제 1 마찰디스크의 내주면은 상기 마찰공간부 내로 유체가 유입되도록 이격되며,
상기 제 2 구동모터는 상기 제 2 커버의 하단면에 고정 장착되고, 상기 제 2 구동모터에서 연장되는 제 2 구동축은 상기 제 2 커버를 관통해 상기 가열회전축과 연결되는 마찰 가열장치.The method of claim 3,
The second friction heating body may include:
A heating rotary shaft extending along the fluid guide hole; A plurality of second heating members fixedly mounted on the heating rotation shaft corresponding to the respective friction space portions; And a second drive motor,
Wherein the second heating member comprises:
A boss fixedly mounted on the heating rotation shaft and a second friction disk extending radially outwardly of the boss on an outer circumferential surface of the boss,
The second friction disc is inserted into the adjacent friction space portion to form a friction gap in which the fluid is compressed and rubbed between the first friction discs forming the friction space portion,
Wherein an outer circumferential surface of the boss and an inner circumferential surface of the first friction disc are spaced apart to allow fluid to flow into the friction space portion,
Wherein the second drive motor is fixedly mounted on a lower end surface of the second cover and the second drive shaft extending from the second drive motor is connected to the heating rotation shaft through the second cover.
상기 제 2 마찰가열체는,
상기 유체 안내공을 따라 연장되는 가열회전축; 각각의 상기 마찰공간부에 대응하게 상기 가열회전축에 고정 장착되는 다수의 제 2 가열부재; 및 제 2 구동모터;를 포함하되,
상기 제 2 가열부재는,
상기 가열회전축에 끼워져 고정 장착되는 고정보스와, 상기 고정보스의 외주면에서 상기 고정보스의 방사상 외측으로 연장되는 환형의 제 2 마찰디스크를 가지는 고정 마찰가열 휠; 및
상기 가열회전축에 회전 가능하게 끼워지는 자전보스와, 상기 자전보스의 외주면에서 상기 자전보스의 방사상 외측으로 연장되는 환형의 제 3 마찰디스크를 가지는 자전 마찰가열 휠;를 포함하며,
상기 제 2 마찰디스크와 상기 제 3 마찰디스크는 인접한 상기 마찰공간부 내부로 삽입되어 상기 마찰공간부를 형성하는 상기 제 1 마찰디스크들과의 사이에 유체가 압축 및 마찰되는 마찰간극을 형성하고,
상기 고정보스의 외주면과 상기 제 1 마찰디스크의 내주면은 상기 마찰공간부 내로 유체가 유입되도록 이격되며,
상기 제 2 구동모터는 상기 제 2 커버의 하단면에 고정 장착되고, 상기 제 2 구동모터에서 연장되는 제 2 구동축은 상기 제 2 커버를 관통해 상기 가열회전축과 연결되는 마찰 가열장치.The method of claim 3,
The second friction heating body may include:
A heating rotary shaft extending along the fluid guide hole; A plurality of second heating members fixedly mounted on the heating rotation shaft corresponding to the respective friction space portions; And a second drive motor,
Wherein the second heating member comprises:
A stationary boss fixedly mounted on the heating rotary shaft and a second frictional wheel having an annular shape extending radially outward from the outer circumferential surface of the stationary boss; And
And a rotating friction heating wheel having an annular third friction disc extending radially outward of the rotating boss on the outer circumferential surface of the rotating boss,
The second friction disc and the third friction disc are inserted into the adjacent friction space portion to form a friction gap in which fluid is compressed and rubbed between the first friction discs and the first friction discs forming the friction space portion,
Wherein an outer circumferential surface of the fixed boss and an inner circumferential surface of the first friction disk are spaced apart to allow fluid to flow into the friction space portion,
Wherein the second drive motor is fixedly mounted on a lower end surface of the second cover and the second drive shaft extending from the second drive motor is connected to the heating rotation shaft through the second cover.
상기 자전보스는 상기 가열회전축에 고정 장착된 고정보스의 상단면에 회전 가능하게 하단면이 지지되며,
상기 제 2 마찰디스크와 상기 제 3 마찰디스크 사이에는 또 다른 마찰간극이 형성되도록 상기 자전보스는 또 다른 상기 마찰간극 만큼 상기 제 3 마찰디스크의 하단면 외측으로 돌출되게 형성되거나, 또는 상기 고정보스는 또 다른 상기 마찰간극 만큼 상기 제 2 마찰디스크의 상단면 외측으로 돌출되어 형성되는 마찰 가열장치. The method of claim 9,
Wherein the rotation boss is rotatably supported by a lower end face on an upper face of a fixing boss fixedly mounted on the heating rotation shaft,
The rotation boss is formed to protrude outwardly from the lower end surface of the third friction disc by another friction gap so that another friction gap is formed between the second friction disc and the third friction disc, And is formed protruding outward from the upper end surface of the second friction disk by another friction gap.
상기 제 2 마찰디스크의 외주면 상에는 상기 제 3 마찰디스크의 외주면을 감싸는 마찰턱이 형성되되,
상기 마찰턱에는 다수의 유체 흡입공이 상기 마찰턱의 상단에서 하단 측으로 침강되게 형성되고, 상기 제 3 마찰디스크의 외주면 상에는 상기 유체 흡입공 측으로 유입된 유체에 압력에 의해 상기 제 3 마찰디스크가 회전할 수 있도록 상기 제 3 마찰디스크의 외주면 따라 다수의 골이 회전중심부 측으로 오목하게 형성되는 마찰 가열장치. The method of claim 9,
A friction rim is formed on an outer circumferential surface of the second friction disc to surround the outer circumferential surface of the third friction disc,
Wherein a plurality of fluid suction holes are formed on the outer peripheral surface of the third friction disk so that the third friction disk rotates Wherein a plurality of troughs are formed concavely toward the rotation center side along the outer peripheral surface of the third friction disk.
상기 제 2 마찰가열체는,
상기 유체 안내공을 따라 연장되는 가열회전축; 각각의 상기 마찰공간부에 대응하게 상기 가열회전축에 고정 장착되는 다수의 제 2 가열부재; 및 제 2 구동모터;를 포함하고,
상기 제 2 가열부재는,
상기 가열회전축에 끼워져 고정되는 제 1 고정보스와, 상기 제 1 고정보스의 외주면에서 상기 제 1 고정보스의 방사상 외측으로 연장되는 환형의 제 2 마찰디스크를 가지는 제 1 고정 마찰가열 휠;
상기 가열회전축에 끼워져 고정되는 제 2 고정보스와, 상기 제 2 고정보스의 외주면에서 상기 제 2 고정보스의 방사상 외측으로 연장되는 환형의 제 3 마찰디스크를 가지는 제 2 고정 마찰가열 휠; 및
상기 가열회전축에 회전 가능하게 끼워지되, 상기 제 1 고정보스와 상기 제 2 고정보스 사이에 배치되는 자전보스와, 상기 자전보스의 외주면에서 상기 자전보스의 방사상 외측으로 연장되면서 상기 제 2 마찰디스크 및 상기 제 3 마찰디스크에 감싸지는 환형의 제 4 마찰디스크를 가지는 자전 마찰가열 휠;을 포함하되,
상기 제 4 마찰디스크를 감싸는 상기 제 2 마찰디스크 및 상기 제 3 마찰디스크는 인접한 상기 마찰공간부 내부로 삽입되어 상기 마찰공간부를 형성하는 상기 제 1 마찰디스크들과의 사이에 유체가 압축 및 마찰되는 마찰간극을 형성하고,
상기 제 1 고정보스 및 상기 제 2 고정보스의 외주면과 상기 제 1 마찰디스크의 내주면은 상기 마찰공간부 내로 유체가 유입되도록 이격되며,
상기 제 2 구동모터는 상기 제 2 커버의 하단면에 고정 장착되고, 상기 제 2 구동모터에서 연장되는 제 2 구동축은 상기 제 2 커버를 관통해 상기 가열회전축과 연결되는 마찰 가열장치.The method of claim 3,
The second friction heating body may include:
A heating rotary shaft extending along the fluid guide hole; A plurality of second heating members fixedly mounted on the heating rotation shaft corresponding to the respective friction space portions; And a second drive motor,
Wherein the second heating member comprises:
A first fixed boss fixed to the heating rotation shaft and fixed to the first fixed boss; a first fixed friction heating wheel having an annular second friction disk extending radially outward from the outer peripheral surface of the first fixing boss;
A second fixed friction bob having an annular third friction disc extending radially outwardly of the second fixed boss on the outer circumferential surface of the second fixed boss; And
A rotating boss rotatably fitted to the heating rotation shaft, the rotating boss being disposed between the first fixing boss and the second fixing boss, and a second boss extending from the outer peripheral surface of the rotating boss radially outward of the rotating boss, And a rotating friction heating wheel having an annular fourth friction disc that is wrapped around the third friction disc,
The second friction disk surrounding the fourth friction disk and the third friction disk are inserted into the adjacent friction space portion to compress and rub fluid between the first friction disks and the first friction disks forming the friction space portion Forming a friction gap,
Wherein an outer circumferential surface of the first fixing boss and the second fixing boss and an inner circumferential surface of the first friction disc are spaced apart to allow fluid to flow into the friction space portion,
Wherein the second drive motor is fixedly mounted on a lower end surface of the second cover and the second drive shaft extending from the second drive motor is connected to the heating rotation shaft through the second cover.
상기 제 2 마찰디스크 및 상기 제 3 마찰디스크에는 상기 제 4 마찰디스크를 감쌀 수 있도록 상기 제 2 마찰디스크 및 상기 제 3 마찰디스크의 외주면을 따라 형성되면서 서로 간섭되지 않게 마주하는 측으로 연장되는 제 1 마찰턱 및 제 2 마찰턱이 형성되는 마찰 가열장치.The method of claim 12,
The second friction disc and the third friction disc are provided with a first friction disc and a second friction disc which are formed along the outer circumferential surface of the second friction disc and the third friction disc so as to cover the fourth friction disc, And a second frictional chin are formed on the first frictional surface.
상기 자전보스는 상기 제 2 마찰디스크 및 상기 제 3 마찰디스크와 상기 제 4 마찰디스크 사이에는 또 다른 마찰간극이 형성되도록 또 다른 상기 마찰간극 만큼 상기 제 4 마찰디스크의 상단면 및 하단면 외측으로 돌출되거나, 또는 상기 제 1 고정보스 및 상기 제 2 고정보스가 또 다른 상기 마찰간극 만큼 상기 제 2 마찰디스크 및 상기 제 3 마찰디스크의 하단면 및 상단면 외측으로 돌출되는 마찰 가열장치.
The method of claim 12,
The rotation boss is protruded outward from the upper face and the lower face of the fourth friction disk by another friction gap so that another friction gap is formed between the second friction disk and the third friction disk and the fourth friction disk Or the first fixing boss and the second fixing boss protrude to the outside of the lower end surface and the upper end surface of the second friction disc and the third friction disc by another friction gap.
상기 제 2 마찰가열체는,
상기 유체 안내공을 따라 연장되는 가열회전축; 각각의 상기 마찰공간부에 대응하게 상기 가열회전축에 고정 장착되는 다수의 제 2 가열부재; 및 제 2 구동모터;를 포함하고,
상기 제 2 가열부재는,
상기 가열회전축에 끼워져 고정되는 제 1 고정보스와, 상기 제 1 고정보스의 외주면에서 상기 제 1 고정보스의 방사상 외측으로 연장되는 환형의 제 2 마찰디스크를 가지는 제 1 고정 마찰가열 휠;
상기 가열회전축에 끼워져 고정되는 제 2 고정보스와, 상기 제 2 고정보스의 외주면에서 상기 제 2 고정보스의 방사상 외측으로 연장되는 환형의 제 3 마찰디스크를 가지는 제 2 고정 마찰가열 휠; 및
상기 가열회전축에 회전 가능하게 끼워지되, 상기 제 1 고정보스와 상기 제 2 고정보스 사이에 배치되는 자전보스와, 상기 자전보스의 외주면에서 상기 자전보스의 방사상 외측으로 연장되는 환형의 제 4 마찰디스크를 가지는 자전 마찰가열 휠;을 포함하되,
상기 제 2 마찰디스크, 상기 제 3 마찰디스크 및 상기 제 4 마찰디스크는 인접한 상기 마찰공간부 내부로 삽입되어 상기 마찰공간부를 형성하는 상기 제 1 마찰디스크들과의 사이에 유체가 압축 및 마찰되는 마찰간극을 형성하고,
상기 제 1 고정보스 및 상기 제 2 고정보스의 외주면과 상기 제 1 마찰디스크의 내주면은 상기 마찰공간부 내로 유체가 유입되도록 이격되며,
상기 제 2 구동모터는 상기 제 2 커버의 하단면에 고정 장착되고, 상기 제 2 구동모터에서 연장되는 제 2 구동축은 상기 제 2 커버를 관통해 상기 가열회전축과 연결되는 마찰 가열장치. The method of claim 3,
The second friction heating body may include:
A heating rotary shaft extending along the fluid guide hole; A plurality of second heating members fixedly mounted on the heating rotation shaft corresponding to the respective friction space portions; And a second drive motor,
Wherein the second heating member comprises:
A first fixed boss fixed to the heating rotation shaft and fixed to the first fixed boss; a first fixed friction heating wheel having an annular second friction disk extending radially outward from the outer peripheral surface of the first fixing boss;
A second fixed friction bob having an annular third friction disc extending radially outwardly of the second fixed boss on the outer circumferential surface of the second fixed boss; And
A rotary boss rotatably fitted to the heating rotary shaft, the rotary boss being disposed between the first fixing boss and the second fixing boss, and an annular fourth friction disk extending radially outward from the outer peripheral surface of the rotary boss, A rotating friction heating wheel,
Wherein the second friction disc, the third friction disc, and the fourth friction disc are inserted into the adjacent friction space portion to form a frictional friction between the first friction discs forming the friction space portion and the fluid Forming a gap,
Wherein an outer circumferential surface of the first fixing boss and the second fixing boss and an inner circumferential surface of the first friction disc are spaced apart to allow fluid to flow into the friction space portion,
Wherein the second drive motor is fixedly mounted on a lower end surface of the second cover and the second drive shaft extending from the second drive motor is connected to the heating rotation shaft through the second cover.
상기 자전 마찰가열 휠의 하단 측에 배치된 상기 제 1 고정 마찰가열 휠에는 상기 제 2 마찰디스크의 외주면을 따라 등간격으로 형성되면서 상기 제 2 마찰디스크의 외주면과 맞닿는 상기 제 2 마찰디스크의 상단면에서부터 상기 제 1 고정보스 측으로 점층적으로 낮아지게 연장되는 제 1 발열홈들과, 상기 제 1 고정보스의 상단면 상에서부터 상기 제 1 고정보스의 하단면 측으로 연장되되, 상기 제 1 발열홈들과 연결되는 환형의 제 2 발열홈이 형성되고,
상기 자전 마찰가열 휠의 상단 측에 배치된 상기 제 2 고정 마찰가열 휠에는 상기 제 3 마찰디스크의 외주면을 따라 등간격으로 형성되면서 상기 제 3 마찰디스크의 외주면과 맞닿는 상기 제 3 마찰디스크의 하단면에서부터 상기 제 2 고정보스 측으로 점층적으로 높아지게 연장되는 제 3 발열홈들과, 상기 제 2 고정보스의 하단면 상에서부터 상기 제 2 고정보스의 상단면 측으로 연장되되, 상기 제 3 발열홈들과 연결되는 환형의 제 4 발열홈이 형성되는 마찰 가열장치.16. The method of claim 15,
Wherein the first fixed friction heating wheel disposed at the lower end side of the rotational friction heating wheel is formed at an equal interval along the outer circumferential surface of the second friction disc and at an upper surface of the second friction disc abutting the outer circumferential surface of the second friction disc, Wherein the first fixing boss extends from the first fixing boss toward the first fixing boss, and the first fixing boss extends from the first fixing boss toward the first fixing boss, An annular second heating groove to be connected is formed,
Wherein the second fixed friction heating wheel disposed at the upper end side of the rotating friction wheel is formed at a lower end surface of the third friction disc, which is formed at an equal interval along the outer circumferential surface of the third friction disc and contacts the outer circumferential surface of the third friction disc, Wherein the third fixing boss extends from the first fixing boss to the third fixing boss and extends from the second fixing boss toward the second fixing boss toward the top surface of the second fixing boss, And the fourth heat generating groove is formed.
상기 제 1 발열홈들 및 상기 제 3 발열홈들은 상기 제 1 고정 마찰가열 휠 및 상기 제 2 고정 마찰가열 휠의 회전방향 측으로 만곡되게 형성됨과 동시에 상기 제 1 고정보스 및 상기 제 2 고정보스 측에 형성된 개구부가 상기 제 2 마찰디스크 및 상기 제 3 마찰디스크의 외주면 측에 형성된 개구부보다 좁게 형성되는 마찰 가열장치. 18. The method of claim 16,
The first heating grooves and the third heating grooves are formed to be curved toward the rotation direction side of the first fixed friction heating wheel and the second fixed friction heating wheel, and at the same time, the first heating grooves and the third heating grooves are formed on the side of the first fixing boss and the second fixing boss And the formed openings are formed to be narrower than the openings formed on the outer circumferential surface side of the second friction disc and the third friction disc.
상기 자전 마찰가열 휠에는 상기 제 4 마찰디스크의 외주면을 따라 등간격으로 형성되면서 상기 제 4 마찰디스크의 외주면에서부터 상기 자전보스 측으로 그 직경이 점층적으로 넓어지게 연장되는 제 1 발열공들과, 상기 자전보스의 상단면에서 상기 자전보스의 하단면을 관통하면서 상기 제 1 발열공들과 연결되는 제 2 발열공이 형성되되,
상기 제 2 발열공은 상기 제 2 발열홈 및 상기 제 4 발열홈과 연결되는 마찰 가열장치. 18. The method of claim 16,
Wherein the rotary friction heating wheel is provided with first heating elements which are formed at regular intervals along the outer circumferential surface of the fourth friction disk and extend so as to gradually increase in diameter from an outer circumferential surface of the fourth friction disk to the rotation boss side, And a second heating hole penetrating a lower end surface of the rotation boss at an upper end surface of the rotation boss and connected to the first heating holes,
And the second heating hole is connected to the second heating groove and the fourth heating groove.
상기 제 1 발열공들은 상기 자전 마찰가열 휠의 회전방향 측으로 만곡되게 형성되는 마찰 가열장치. 19. The method of claim 18,
Wherein the first heating holes are formed to be curved toward the rotational direction side of the rotating friction wheel.
상기 제 1 고정 마찰가열 휠에는 상기 제 1 발열홈들에 간섭되지 않게 상기 제 2 마찰디스크의 외주면을 따라 등간격으로 형성되면서 상기 제 2 마찰디스크의 상단면과 맞닿는 상기 제 2 마찰디스크의 외주면에서부터 상기 제 1 고정보스 측으로 점층적으로 낮아지게 연장되는 제 5 발열홈들이 형성되며,
상기 제 2 고정 마찰가열 휠에는 상기 제 3 발열홈들에 간섭되지 않게 상기 제 3 마찰디스크의 외주면을 따라 등간격으로 형성되면서 상기 제 3 마찰디스크의 하단면과 맞닿는 상기 제 3 마찰디스크의 외주면에서부터 상기 제 2 고정보스 측으로 점층적으로 높아지게 연장되는 제 6 발열홈들이 형성되는 마찰 가열장치. 18. The method of claim 16,
The first friction heating wheel may be formed at equal intervals along the outer circumferential surface of the second friction disc so as not to interfere with the first heat generating grooves, and may be formed from an outer circumferential surface of the second friction disc abutting the upper surface of the second friction disc And fifth heat generating grooves extending downward toward the first fixing boss side are formed,
The third friction discs are formed at equal intervals along the outer circumferential surface of the third friction disc so as not to interfere with the third heat generating grooves, and the second friction discs are spaced from the outer circumferential surface of the third friction disc, And sixth heat generating grooves extending toward the second fixing boss side in a stepwise manner.
상기 제 5 발열홈 및 상기 제 6 발열홈은 상기 제 1 고정 마찰가열 휠 및 상기 제 2 고정 마찰가열 휠의 회전방향 측으로 만곡되게 형성됨과 동시에 상기 제 1 고정보스 및 상기 제 2 고정보스 측에 형성된 개구부가 상기 제 2 마찰디스크 및 상기 제 3 마찰디스크의 외주면 측에 형성된 개구부보다 좁게 형성되는 마찰 가열장치.The method of claim 20,
The fifth heating groove and the sixth heating groove are formed so as to be curved toward the rotation direction side of the first fixed friction heating wheel and the second fixed friction heating wheel and at the same time formed on the first fixing boss and the second fixing boss side And the opening is formed to be narrower than the opening formed on the outer peripheral surface side of the second friction disk and the third friction disk.
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