KR101870944B1 - 클린 스팀보일러 - Google Patents

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KR101870944B1
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Abstract

본 발명은 급수펌프로부터 공급되는 물이 저장되는 보일러탱크가 구비되며 보일러탱크의 내측에는 연소부가 설치되어 있어 연소부로부터의 연소열로 보일러탱크의 물을 가열하여 1차스팀을 발생시키고 1차스팀공급관을 통해 공업용이나 난방용으로 공급하는 1차스팀공급부와, 내식성 금속재질로 형성되며 상기 급수펌프로부터 공급되는 물이 저장되는 하부저수통이 구비되고 하부저수통의 상부에는 보일러탱크의 상부와 1차스팀유입관을 통해 연결된 열교환통이 설치되며 열교환통의 상부에는 2차스팀저장통이 설치되어 있되 상기 열교환통의 내측에는 하부저수통과 2차스팀저장통 사이를 상하로 연결하는 복수개의 수관이 설치되어 있고 열교환통의 외측면 하부에는 보일러탱크와 연결된 응축수회수관이 설치되어 있어 열교환통으로 유입되는 1차스팀에 의해 복수개의 수관에 채워진 물이 열교환식으로 가열되면서 2차스팀을 발생시키고 2차스팀저장통에 설치된 2차스팀공급관을 통해 식품가공용이나 의료용품의 소독용으로 공급되는 2차스팀공급부로 구성된 것을 특징으로 하는 클린 스팀보일러에 관한 것이다.

Description

클린 스팀보일러{A clean steam boiler}
본 발명은 공업용이나 난방용으로 사용되는 1차스팀과 함께 식품가공용이나 의료용품의 소독용으로 사용되는 클린(clean) 상태의 2차스팀을 공급하는 스팀보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 급수펌프로부터 공급되는 물이 저장되는 보일러탱크가 구비되며 보일러탱크의 내측에는 연소부가 설치되어 있어 연소부로부터의 연소열로 보일러탱크의 물을 가열하여 1차스팀을 발생시키고 1차스팀공급관을 통해 공업용이나 난방용으로 공급하는 1차스팀공급부와, 내식성 금속재질로 형성되며 상기 급수펌프로부터 공급되는 물이 저장되는 하부저수통이 구비되고 하부저수통의 상부에는 보일러탱크의 상부와 1차스팀유입관을 통해 연결된 열교환통이 설치되며 열교환통의 상부에는 2차스팀저장통이 설치되어 있되 상기 열교환통의 내측에는 하부저수통과 2차스팀저장통 사이를 상하로 연결하는 복수개의 수관이 설치되어 있고 열교환통의 외측면 하부에는 보일러탱크와 연결된 응축수회수관이 설치되어 있어 열교환통으로 유입되는 1차스팀에 의해 복수개의 수관에 채워진 물이 열교환식으로 가열되면서 2차스팀을 발생시키고 2차스팀저장통에 설치된 2차스팀공급관을 통해 식품가공용이나 의료용품의 소독용으로 공급되는 2차스팀공급부로 구성된 것을 특징으로 하는 클린 스팀보일러에 관한 것이다.
일반적으로 스팀보일러(steam boiler, 증기보일러)는 각종 화목, 석탄, 석유 등의 연소열 또는 전기에 의한 전열로 탱크 내부에 저장된 물을 가열하여 대기압을 초과하는 스팀을 발생시키고 이로부터 발생되는 스팀을 공업용이나 난방용 등으로 공급하여 사용하도록 하는 장치로서, 상기 스팀보일러는 밀폐된 탱크 내부에 물(스팀수)을 용적의 2/3 ~ 4/5 정도 저장하고 이를 가열하여 대기압을 초과하는 압력의 스팀을 발생시켜 공급하게 된다.
이러한 종래의 스팀보일러는 전체적인 재질이 일반 강재(鋼材)나 아연 등을 도금처리한 강재로 형성되면서 보일러탱크 내부의 스팀수를 가열하여 스팀을 발생시키는 과정에서 일반 강재로 된 보일러 내부의 기관 부식을 방지하기 위하여 청관제(boiler compound) 등을 첨가하여 스팀수가 일정농도의 알칼리성을 나타내도록 하였는데, 이와 같은 청관제 등의 사용에 따라 스팀보일러로부터 공급되는 스팀은 클린(clean) 상태로 공급되지 않아 스팀을 직접적으로 가하여 떡이나 쌀 등을 익히기 위한 식품의 가공작업용 또는 각종 의료용품의 소독용 등으로는 사용이 불가한 문제점이 있었다.
한편, 종래의 스팀보일러에서 청관제 등을 사용하지 않기 위해 스테인레스강 등의 내식성(耐蝕性) 금속재질로 스팀보일러 전체를 제작하는 경우에는 내부에 연소부가 포함되고 대량의 스팀이 저장되는 공간부 등이 필요한 스팀보일러의 특성상 전체 재질을 높은 단가를 지닌 내식성(耐蝕性) 금속재질로 제작하기가 현실적으로 어려울 뿐 아니라 연소부로부터 가해지는 고온의 열에 대한 내식성 금속재질의 열응력이 크게 떨어져 스팀보일러의 잦은 고장 및 수명단축 등의 문제점을 발생시키게 된다.
상기와 같은 스팀보일러에 관한 종래기술로서 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0417405호에서는 본체 내측 하부에 버너가 설치된 연소실을 갖는 스팀보일러에 있어서; 수개의 연통관에 의해 상기 연소실과 연통되며, 일측에 연도가 연통 구성되며, 본체 내측벽면에 설치된 가열재킷과, 상기 연소실 외측에 가열재킷에 의해 내외부 워터챔버로 각각 2중으로 구획 구성된 워터챔버와, 상기 가열재킷의 정해진 높이에 내부 워터챔버와 외부 워터챔버의 용수가 상호 넘나들도록 수개 구성된 관통수로와, 상기 워터챔버 상부의 가열재킷 내부로 형성되며, 스팀보일러 외측으로 돌출 배관한 증기배출구가 상향으로 관통 형성된 열교환실과, 상기 연소실의 상부에 형성되며, 워터챔버의 용수가 넘나드는 수로공이 수개 형성된 반구형의 서브 워터챔버와, 상기 서브 워터챔버의 상측으로 연통 설치되며, 상단은 밀폐되며 상단 아래측에 방사상으로 수개의 분출공이 형성된 증기분출관과, 상기 열교환실을 상하로 구획토록 본체 내측 상부의 가열재킷 내면과 증기분출관 외벽 상간에 형성되며, 가장자리에 수개의 증기상승공이 형성된 온수차단판을 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀보일러가 개시되었다.
그러나, 상기 종래기술은 열교환실에 저장되는 스팀을 증기배출구를 통해 난방용으로만 공급하여 사용하도록 되어 있어 난방용으로 공급되는 스팀 배관의 부식방지 등을 위해 종래와 같이 워터챔버에 청관제 등이 첨가될 수 밖에 없어 워터챔버로부터 발생되는 스팀이 클린(clean) 상태로 공급되지 않아 스팀을 직접적으로 가하여 떡이나 쌀 등을 익히기 위한 식품의 가공작업용 또는 각종 의료용품의 소독용 등으로는 사용이 불가한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위한 것으로 보일러탱크에 저장되는 물을 내부에 설치된 연소부를 통해 가열하여 대량의 1차스팀을 발생시키는 대형크기의 1차스팀공급부를 구비하고 상기 1차스팀을 1차스팀공급관을 통해 공업용이나 난방용으로 공급하면서 별도의 1차스팀유입관을 통해 2차스팀공급부의 열교환통으로 공급하며, 상기 2차스팀공급부에는 하부저수통과 복수개의 수관과 2차스팀저장통을 상하로 연통설치하여 복수개의 수관에 채워진 물이 열교환통으로 유입되는 1차스팀공급부로부터의 1차스팀에 의해 열교환식으로 가열되면서 2차스팀을 발생시키되, 상기 2차스팀공급부는 소형크기로 내식성 금속재질로 형성하여 하부저수통으로 공급되는 물에 청관제 등이 첨가되지 않아 클린(clean) 상태의 2차스팀이 발생되면서 2차스팀저장통의 2차스팀공급관을 통해 떡이나 쌀 등을 익히기 위한 식품의 가공작업용 또는 각종 의료용품의 소독용 등으로 공급하는 것에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 급수펌프로부터 공급되는 물이 저장되는 보일러탱크가 구비되며 보일러탱크의 내측에는 연소부가 설치되어 있어 연소부로부터의 연소열로 보일러탱크의 물을 가열하여 1차스팀을 발생시키고 1차스팀공급관을 통해 공업용이나 난방용으로 공급하는 1차스팀공급부와, 내식성 금속재질로 형성되며 상기 급수펌프로부터 공급되는 물이 저장되는 하부저수통이 구비되고 하부저수통의 상부에는 보일러탱크의 상부와 1차스팀유입관을 통해 연결된 열교환통이 설치되며 열교환통의 상부에는 2차스팀저장통이 설치되어 있되 상기 열교환통의 내측에는 하부저수통과 2차스팀저장통 사이를 상하로 연결하는 복수개의 수관이 설치되어 있고 열교환통의 외측면 하부에는 보일러탱크와 연결된 응축수회수관이 설치되어 있어 열교환통으로 유입되는 1차스팀에 의해 복수개의 수관에 채워진 물이 열교환식으로 가열되면서 2차스팀을 발생시키고 2차스팀저장통에 설치된 2차스팀공급관을 통해 식품가공용이나 의료용품의 소독용으로 공급되는 2차스팀공급부로 구성된 것에 본 발명의 특징이 있다.
상기와 같은 문제점들을 개선하기 위한 것으로 보일러탱크에 저장되는 물을 내부에 설치된 연소부를 통해 가열하여 대량의 1차스팀을 발생시키는 대형크기의 1차스팀공급부가 구비되고 상기 1차스팀이 1차스팀공급관을 통해 공업용이나 난방용으로 공급되면서 별도의 1차스팀유입관을 통해 2차스팀공급부의 열교환통으로 공급되며, 상기 2차스팀공급부에는 하부저수통과 복수개의 수관과 2차스팀저장통이 상하로 연통설치되어 있어 복수개의 수관에 채워진 물이 열교환통으로 유입되는 1차스팀공급부로부터의 1차스팀에 의해 열교환식으로 가열되면서 2차스팀을 발생시키되, 상기 2차스팀공급부는 내부에 별도의 연소부 등이 없어 소형크기로 형성되면서 내식성 금속재질로 형성되어 있어 하부저수통으로 공급되는 물에 청관제 등이 첨가되지 않아 클린(clean) 상태의 2차스팀이 발생되면서 2차스팀저장통의 2차스팀공급관을 통해 떡이나 쌀 등을 익히기 위한 식품의 가공작업용 또는 각종 의료용품의 소독용 등으로 공급할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 클린 스팀보일러의 단면개략도
도 2는 본 발명에 따른 클린 스팀보일러에서 2차스팀의 사용량 증가시 작동상태를 나타낸 단면개략도
도 3은 본 발명에 따른 클린 스팀보일러에서 2차스팀의 사용량 감소시 작동상태를 나타낸 단면개략도
도 4는 본 발명에 따른 클린 스팀보일러의 다른 실시예에서 2차스팀의 사용량 증가시 작동상태를 나타낸 단면개략도
도 5는 본 발명에 따른 클린 스팀보일러의 다른 실시예에서 2차스팀의 사용량 감소시 작동상태를 나타낸 단면개략도
도 6은 본 발명에 따른 클린 스팀보일러의 또 다른 실시예를 나타낸 단면개략도
도 7은 본 발명에 따른 클린 스팀보일러의 보일러탱크와 열교환통이 하나의 스팀공급겸응축수회수관을 통해 연결된 상태의 단면개략도
이하 본 발명에 따른 바람직한 구성을 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 클린 스팀보일러(1)는 도 1 내지 7에 도시된 바와 같이 공업용이나 난방용으로 사용되는 1차스팀과 함께 식품가공용이나 의료용품의 소독용으로 사용되는 클린(clean) 상태의 2차스팀을 공급하는 스팀보일러로서, 급수펌프(6)로부터 공급되는 물이 저장되는 보일러탱크(3)가 구비되며 보일러탱크(3)의 내측에는 연소부(4)가 설치되어 있어 연소부(4)로부터의 연소열로 보일러탱크(3)의 물을 가열하여 1차스팀을 발생시키고 1차스팀공급관(5)을 통해 공업용이나 난방용으로 공급하는 1차스팀공급부(2)와, 내식성 금속재질로 형성되며 상기 급수펌프(6)로부터 공급되는 물이 저장되는 하부저수통(13)이 구비되고 하부저수통(13)의 상부에는 보일러탱크(3)의 상부와 1차스팀유입관(14)을 통해 연결된 열교환통(15)이 설치되며 열교환통(15)의 상부에는 2차스팀저장통(16)이 설치되어 있되 상기 열교환통(15)의 내측에는 하부저수통(13)과 2차스팀저장통(16) 사이를 상하로 연결하는 복수개의 수관(17)이 설치되어 있고 열교환통(15)의 외측면 하부에는 보일러탱크(3)와 연결된 응축수회수관(18)이 설치되어 있어 열교환통(15)으로 유입되는 1차스팀에 의해 복수개의 수관(17)에 채워진 물이 열교환식으로 가열되면서 2차스팀을 발생시키고 2차스팀저장통(16)에 설치된 2차스팀공급관(19)을 통해 식품가공용이나 의료용품의 소독용으로 공급되는 2차스팀공급부(12)로 구성된다.
상기 1차스팀공급부(2)는 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 대량의 1차스팀을 발생시켜 각종 발전플랜트나 화공플랜트 등의 공업용이나 난방용 등으로 공급하면서 2차스팀을 발생시키기 위한 부분으로, 급수펌프(6)로부터 공급되는 물이 저장되는 보일러탱크(3)가 구비되며 보일러탱크(3)의 내측에는 연소부(4)가 설치되어 있어 연소부(4)로부터의 연소열로 보일러탱크(3)의 물을 가열하여 1차스팀을 발생시켜 보일러탱크(3)의 상부에 저장하고 보일러탱크(3)의 상부에 저장된 1차스팀은 1차스팀공급관(5)을 통해 공업용이나 난방용 등으로 공급하도록 되어 있되, 상기 보일러탱크(3)는 대형크기로 제작되면서 높은 열응력을 보유하기 위하여 일반 강재(鋼材)나 아연 등을 도금처리한 강재로 형성되고 내부에 일정량의 물이 저장되면서 내측에 설치된 연소부(4)로부터의 연소열에 의해 저장된 물이 가열되어 1차스팀을 발생시키는 과정에서 일반 강재 등으로 된 보일러탱크(3) 내부의 부식을 방지하기 위하여 물과 함께 일정량의 청관제(boiler compound) 등을 첨가함에 따라 스팀수가 일정농도의 알칼리성을 나타내도록 되어 있으며 이에 따라 1차스팀은 클린(clean) 상태로 공급되지 않아 스팀을 직접적으로 가하여 떡이나 쌀 등을 익히기 위한 식품의 가공작업용 또는 각종 의료용품의 소독용 등으로는 사용이 부적합하고 공업용이나 난방용 등으로만 사용된다.
또한, 상기 연소부(4)는 보일러탱크(3)의 내부에 설치된 상태로 가스나 기름 등을 연료로 사용하여 연소열을 발생시키면서 연소부(4)의 연소열로 보일러탱크(3) 내부의 물이 대기압을 초과하는 높은 압력을 지니도록 가열되어 100℃ 이상의 온도를 지닌 1차스팀을 발생시키도록 되어 있으며 상기 연소부(4)에 구비된 연통(7)은 보일러탱크(3)의 내측을 상방으로 관통하여 외측으로 돌출되게 설치되어 있어 연소부(4)의 연소과정에서 발생되는 배기가스를 연통(7)을 통해 외부로 배출시키도록 되어 있다.
또한, 상기 보일러탱크(3)는 외측면 하부에 외부 상수도 등과 연결된 급수펌프(6)로부터의 급수라인(8a)이 연결설치되어 있고 외측면 일정높이에는 통상의 수면계(9a)가 설치되어 있어 수면계(9a)에 구비된 수위감지센서에 의해 보일러탱크(3) 내부에 저장되는 물이 일정 수위를 유지하도록 되어 있되, 상기 수면계(9a)의 수위감지센서는 제어부(도시하지 않음)를 통해 급수펌프(6) 및 급수라인(8a)의 자동밸브(10a)와 전기적으로 회로연결되게 설치되어 있어 1차스팀을 발생시키기 위해 보일러탱크(3)의 물이 사용되면서 수면계(9a)의 수위감지센서에 의해 보일러탱크(3)의 물이 일정수위 이하로 내려가면 급수펌프(6)의 가동과 함께 전자식 솔레노이드밸브 등으로 된 자동밸브(10a)를 개방하여 급수펌프(6)로부터의 물이 보일러탱크(3)로 공급되도록 하고 수면계(9a)의 수위감지센서에 의해 보일러탱크(3)의 물이 일정수위를 초과하면 급수펌프(6)를 정지시키면서 자동밸브(10a)를 닫아 보일러탱크(3)로의 급수를 차단하게 된다.
한편, 상기 보일러탱크(3)는 상부에 압력계(11a)가 설치되어 있어 보일러탱크(3)의 상부에 저장된 1차스팀의 압력을 확인가능하도록 되어 있으며 상부 일측에는 1차스팀공급관(5)이 설치되어 있어 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 보일러탱크(3)의 상부에 저장되는 1차스팀을 1차스팀공급관(5)을 통해 공업용이나 난방용으로 공급하도록 되어 있고, 상기 보일러탱크(3)의 상부 타측에는 2차스팀공급부(12)의 열교환통(15)과 연통되게 1차스팀유입관(14)이 설치되어 있어 보일러탱크(3)의 1차스팀이 1차스팀유입관(14)을 통해 열교환통(15)으로 공급되도록 되어 있다.
상기 2차스팀공급부(12)는 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이 1차스팀공급부(2)로부터의 1차스팀에 의해 열교환식으로 가열되면서 청관제 등이 첨가되지 않은 클린 상태의 2차스팀을 발생시켜 식품가공용이나 의료용품의 소독용으로 공급하는 부분으로, 전체적으로 내식성 금속재질로 형성되며 상기 급수펌프(6)로부터 공급되는 물이 저장되는 하부저수통(13)이 구비되고 하부저수통(13)의 상부에는 보일러탱크(3)의 상부와 1차스팀유입관(14)을 통해 연결된 열교환통(15)이 설치되며 열교환통(15)의 상부에는 2차스팀저장통(16)이 설치되어 있되, 상기 열교환통(15)의 내측에는 하부저수통(13)과 2차스팀저장통(16) 사이를 상하로 연결하는 복수개의 수관(17)이 설치되어 있고 열교환통(15)의 외측면 하부에는 보일러탱크(3)와 연결된 응축수회수관(18)이 설치되어 있어 열교환통(15)으로 유입되는 1차스팀에 의해 복수개의 수관(17)에 채워진 물이 열교환식으로 가열되면서 2차스팀을 발생시키고 2차스팀저장통(16)에 설치된 2차스팀공급관(19)을 통해 식품가공용이나 의료용품의 소독용으로 공급되도록 되어 있다.
상기 2차스팀공급부(12)는 내부에 별도의 연소부가 설치되지 않아 보일러탱크(3)의 1/5 ~ 1/15 정도의 소형화된 크기로 스테인레스강 등의 내식성 금속재질로 형성되며 하부저수통으로 공급되는 물에 청관제 등이 첨가되지 않아 클린(clean) 상태의 2차스팀이 발생되도록 되어 있다.
또한, 상기 2차스팀공급부(12)는 하부저수통(13)과 열교환통(15)과 2차스팀저장통(16)이 하부에서 상부로 차례로 연결설치되어 있으며 열교환통(15)의 내부에는 하부저수통(13)의 상부와 2차스팀저장통(16)의 하부가 연결되도록 복수개의 수관(17)이 상하 연통설치되어 있되, 상기 하부저수통(13)은 하부에 급수펌프(6)로부터의 급수라인(8b)이 연결설치되어 있고 하부저수통(13)과 2차스팀저장통(16)의 외측면에는 통상의 수면계(9b)가 상하로 연결 설치되어 있어 수면계(9b)에 구비된 수위감지센서에 의해 하부저수통(13)과 2차스팀저장통(16) 사이에 설치된 복수개의 수관(17)에 채워지는 물이 일정 수위를 유지하도록 되어 있고, 상기 수면계(9b)의 수위감지센서는 제어부(도시하지 않음)를 통해 급수펌프(6) 및 급수라인(8b)의 자동밸브(10b)와 전기적으로 회로연결되게 설치되어 있어 수관(17)의 수위에 따라 급수펌프(6)의 작동과 자동밸브(10b)의 개폐를 조절하도록 되어 있되, 2차스팀을 발생시키기 위해 수관(17)의 물이 사용되면서 수관(17)의 물이 일정수위 이하로 내려가면 수면계(9b)의 수위감지센서에 의해 급수펌프(6)의 가동과 함께 전자식 솔레노이드밸브 등으로 된 자동밸브(10b)를 개방하여 급수펌프(6)로부터의 물이 하부저수통(13)을 거쳐 복수개의 수관(17)으로 공급되도록 하고 수관(17)의 물이 일정수위를 초과하면 수면계(9b)의 수위감지센서에 의해 급수펌프(6)를 정지시키면서 자동밸브(10b)를 닫아 하부저수통(13)으로의 급수를 차단하도록 되어 있다.
한편, 상기 2차스팀저장통(16)은 상부에 압력계(11b)가 설치되어 있어 2차스팀저장통(16) 내부의 압력을 확인가능하도록 되어 있으며 상부 일측에는 2차스팀저장통(16) 내부의 압력을 감지하는 통상의 기체압력을 검출하는 압력센서(20)가 설치되어 있고 상기 열교환통(15)의 외측면 하부에 보일러탱크(3)와 연통되게 설치된 응축수회수관(18)에는 전자식 솔레노이드밸브 등으로 된 응축수개폐밸브(21)가 설치되어 있으며 상기 압력센서(20)는 제어부(도시하지 않음)를 통해 응축수개폐밸브(21)와 전기적으로 회로연결되어 있어 2차스팀의 사용량 증가에 따라 상기 압력센서(20)에 의해 감지되는 2차스팀저장통(16)의 내부압력이 제어부에 설정된 압력보다 낮아지면 도 2에 도시된 바와 같이 응축수개폐밸브(21)를 개방하여 1차스팀의 열교환에 따라 발생되는 응축수가 응축수회수관(18)을 통해 계속적으로 배출되면서 보일러탱크(3)로부터의 1차스팀이 계속적으로 열교환통(15)으로 유입되도록 하여 복수개의 수관(17)과 1차스팀의 열교환으로 2차스팀을 발생시키도록 한다.
또한, 2차스팀의 사용량 감소에 따라 상기 압력센서(20)에 의해 감지되는 2차스팀저장통(16)의 내부압력이 제어부에 설정된 압력보다 높아지면 도 3에 도시된 바와 같이 응축수개폐밸브(21)를 닫아 1차스팀의 열교환에 따라 발생된 응축수가 열교환통(15)의 내측 하부에 고이면서 응축수회수관(18)을 통해 배출되지 않도록 하여 보일러탱크(3)로부터의 1차스팀이 열교환통(15)으로 더이상 유입되지 않고 이에 따라 1차스팀에 의한 복수개의 수관(17)과의 열교환이 이루어지지 않아 수관(17) 내부의 물이 2차스팀으로 전환되지 않게 된다.
한편, 상기 2차스팀공급부(12)는 보일러탱크(3)의 외측면 상부에 수평으로 설치된 받침설치대(22) 위에 올려진 상태로 고정 설치되어 1차스팀이 유입되어 응축수가 발생되는 열교환통(15)의 수위가 보일러탱크(3)의 수위보다 높게 설치되면서 열교환통(15)의 응축수가 응축수회수관(18)을 통해 보일러탱크(3)로 자연스럽게 보내지도록 되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 다른 실시예로서, 도 4 및 5에 도시된 바와 같이 상기 2차스팀공급부(12)는 응축수회수관(18)에 응축수개폐밸브(21)가 설치되지 않고 2차스팀저장통(16)에 설치되는 압력센서(20)는 제어부(도시하지 않음)를 통해 급수펌프(6) 및 급수라인(8b)의 자동밸브(10b)와 전기적으로 회로연결되도록 되어 있어 도 4에 도시된 바와 같이 상기 압력센서(20)에 의해 감지되는 2차스팀저장통(16)의 내부압력이 제어부에 설정된 압력보다 낮아지면(2차스팀의 사용량이 증가되는 경우) 자동밸브(10b)를 개방하고 급수펌프(6)를 작동시켜 급수라인(8b)을 통해 복수개의 수관(17) 내부에 일정높이로 물이 채워지도록 하여 1차스팀에 의한 열교환으로 2차스팀의 발생량을 증가시키고, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 압력센서(20)에 의해 감지되는 2차스팀저장통(16)의 내부압력이 제어부에 설정된 압력보다 높아지면(2차스팀의 사용량이 감소되는 경우) 자동밸브(10b)를 닫고 급수펌프(6)를 정지작동시켜 수관(17) 내부에 물이 채워지지 않도록 하여 2차스팀의 발생량을 감소시키도록 되어 있다.
한편, 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 1차스팀공급부(2)의 보일러탱크(3)에 1차스팀공급관(5)을 설치하지 않고 1차스팀유입관(14)을 통해 1차스팀이 2차스팀공급부(12)로만 공급되도록 하여 2차스팀의 발생량을 극대화시킬 수 있다.
필요에 따라서, 상기 급수펌프(6)는 도 6에 도시된 바와 같이 1차스팀공급부(2)에 연결된 급수라인(8a)과 2차스팀공급부(12)에 연결된 급수라인(8b)에 각각의 급수펌프(6)가 연결되게 설치되어 각 급수펌프(6)로부터 1차스팀공급부(2)와 2차스팀공급부(12)에 개별적으로 급수가 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 도 7에 도시된 바와 같이 보일러탱크(3)와 열교환통(15) 사이를 1차스팀유입관(14)과 응축수회수관(18)으로 연결하는 대신 하나의 스팀공급겸응축수회수관(23)을 통해 보일러탱크(3)로부터의 1차스팀이 열교환통(15)으로 공급되면서 열교환통(15)의 응축수가 보일러탱크(3)로 회수되도록 할 수 있는데, 이 경우에는 급수펌프(6)로부터 공급되는 물이 저장되는 보일러탱크(3)가 구비되며 보일러탱크(3)의 내측에는 연소부(4)가 설치되어 있어 연소부(4)로부터의 연소열로 보일러탱크(3)의 물을 가열하여 1차스팀을 발생시키고 1차스팀공급관(5)을 통해 공업용이나 난방용으로 공급하는 1차스팀공급부(2)와, 내식성 금속재질로 형성되며 상기 급수펌프(6)로부터 공급되는 물이 저장되는 하부저수통(13)이 구비되고 하부저수통(13)의 상부에는 열교환통(15)이 설치되며 열교환통(15)의 상부에는 2차스팀저장통(16)이 설치되어 있되 상기 열교환통(15)의 내측에는 하부저수통(13)과 2차스팀저장통(16) 사이를 상하로 연결하는 복수개의 수관(17)이 설치되어 있고 열교환통(15)과 보일러탱크(3)는 스팀공급겸응축수회수관(23)으로 연결되어 있어 스팀공급겸응축수회수관(23)을 통해 열교환통(15)으로 유입되는 1차스팀에 의해 복수개의 수관(17)에 채워진 물이 열교환식으로 가열되면서 2차스팀을 발생시키고 2차스팀저장통(16)에 설치된 2차스팀공급관(19)을 통해 식품가공용이나 의료용품의 소독용으로 공급되는 2차스팀공급부(12)로 구성되어 있다.
상기 스팀공급겸응축수회수관(23)은 상부끝단이 열교환통(15)의 외측면 하부에 연통되게 설치되고 하부끝단은 보일러탱크(3)의 외측면 상부에 연통되게 설치되면서 보일러탱크(3)의 수위보다 높게 위치되어 보일러탱크(3)의 내측 상부에 모이는 1차스팀이 스팀공급겸응축수회수관(23)을 통해 열교환통(15)으로 유입되고 이와 함께 복수개의 수관(17)과 열교환되면서 열교환통(15)의 하부에 모이는 응축수는 스팀공급겸응축수회수관(23)을 통해 보일러탱크(3)로 유입되도록 되어 있다.
이하 본 발명의 작용은 다음과 같다.
본 발명의 클린 스팀보일러(1)를 이용하여 공업용이나 난방용으로 사용되는 1차스팀과 함께 식품가공용이나 의료용품의 소독용으로 사용되는 클린(clean) 상태의 2차스팀을 함께 공급하고자 하는 경우에는, 먼저 상기 1차스팀공급부(2)의 보일러탱크(3) 내부에 설치된 연소부(4)로부터 발생되는 연소열로 보일러탱크(3) 내부에 일정수위로 채워진 물을 대기압을 초과하는 높은 압력을 지니도록 가열하여 100℃ 이상의 온도를 지닌 1차스팀을 발생시키고, 상기 보일러탱크(3)의 내측 상부에 저장되는 1차스팀을 보일러탱크(3)의 상부 일측에 연통설치된 1차스팀공급관(5)을 통해 공업용이나 난방용으로 공급하면서 이와 함께 보일러탱크(3)의 상부 타측에 연통설치된 1차스팀유입관(14)을 통해 2차스팀공급부(12)의 열교환통(15)으로 공급하게 된다.
다음으로, 상기 2차스팀공급부(12)의 열교환통(15) 내부로 1차스팀이 공급되면서 하부저수통(13)을 통해 복수개의 수관(17)으로 공급되는 물을 열교환식으로 가열하여 청관제 등이 첨가되지 않아 클린(clean) 상태의 2차스팀을 발생시키고 2차스팀은 복수개의 수관(17) 상부에 연통설치된 2차스팀저장통(16)에 저장되어 2차스팀공급관(19)을 통해 떡이나 쌀 등을 익히기 위한 식품의 가공작업용 또는 각종 의료용품의 소독용 등으로 공급하게 되며, 상기와 같이 2차스팀을 발생시키기 위해 복수개의 수관(17) 내부의 물이 사용되면서 수관(17)의 물이 일정수위 이하로 내려가면 수면계(9b)의 수위감지센서에 의해 급수펌프(6)의 가동과 함께 전자식 솔레노이드밸브 등으로 된 자동밸브(10b)를 개방하여 급수펌프(6)로부터의 물이 급수라인(8)을 통해 하부저수통(13)을 거쳐 복수개의 수관(17)으로 공급되고 수관(17)의 물이 일정수위를 초과하면 수면계(9b)의 수위감지센서에 의해 급수펌프(6)가 정지되면서 자동밸브(10b)를 닫아 하부저수통(13)으로의 급수를 차단하여 복수개의 수관(17) 내부에 일정수위를 유지하게 된다.
또한, 2차스팀의 사용량 증가에 따라 상기 압력센서(20)에 의해 감지되는 2차스팀저장통(16)의 내부압력이 제어부에 설정된 압력보다 낮아지면 도 2에 도시된 바와 같이 응축수개폐밸브(21)를 개방하여 1차스팀의 열교환에 따라 발생되는 응축수가 응축수회수관(18)을 통해 계속적으로 배출되면서 보일러탱크(3)로부터의 1차스팀이 계속적으로 열교환통(15)으로 유입되도록 하여 복수개의 수관(17)과 1차스팀의 열교환으로 2차스팀을 발생시키게 되며, 반대로 2차스팀의 사용량 감소에 따라 2차스팀저장통(16)의 상부에 설치된 압력센서(20)에 의해 감지되는 2차스팀저장통(16)의 내부압력이 제어부(도시하지 않음)에 설정된 압력보다 높아지면 도 3에 도시된 바와 같이 응축수개폐밸브(21)를 닫아 1차스팀의 열교환에 따라 발생된 응축수가 열교환통(15)의 내측 하부에 고이면서 응축수회수관(18)을 통해 배출되지 않도록 하여 보일러탱크(3)로부터의 1차스팀이 열교환통(15)으로 더이상 유입되지 않고 이에 따라 1차스팀에 의한 복수개의 수관(17)과의 열교환이 이루어지지 않아 수관(17) 내부의 물이 2차스팀으로 전환되지 않도록 한다.
1. 클린 스팀보일러 2. 1차스팀공급부
3. 보일러탱크 4. 연소부
5. 1차스팀공급관 6. 급수펌프
7. 연통 8a, 8b. 급수라인
9a, 9b. 수면계 10a, 10b. 자동밸브
11a, 11b. 압력계 12. 2차스팀공급부
13. 하부저수통 14. 1차스팀유입관
15. 열교환통 16. 2차스팀저장통
17. 수관 18. 응축수회수관
19. 2차스팀공급관 20. 압력센서
21. 응축수개폐밸브 22. 받침설치대
23. 스팀공급겸응축수회수관

Claims (7)

  1. 보일러탱크(3)의 내측에 설치된 연소부(4)의 연소열로 급수펌프(6)로부터 공급되어 저장되는 보일러탱크(3)내의 물을 가열하여 1차스팀을 발생시키고 1차스팀공급관(5)을 통해 공업용이나 난방용으로 공급하는 1차스팀공급부(2)와, 내식성 금속재질로 형성되며 급수펌프(6)로부터 공급되는 물이 저장되는 하부저수통(13)의 상부에는 보일러탱크(3)의 상부와 1차스팀유입관(14)을 통해 연결된 열교환통(15)이 설치되며 열교환통(15)은 상부에 2차스팀저장통(16)이 설치되고 내측에는 하부저수통(13)과 2차스팀저장통(16)을 상하로 연결하는 복수개의 수관(17)이 설치되며 외측면 하부에는 보일러탱크(3)와 연결된 응축수회수관(18)이 설치되어 있어 열교환통(15)으로 유입되는 1차스팀으로 수관(17)에 채워진 물을 가열하여 2차스팀을 발생시키고 2차스팀공급관(19)을 통해 공급하는 2차스팀공급부(12)로 구성된 클린 스팀보일러에 있어서, 상기 2차스팀저장통(16)은 상부에 내부압력을 감지하는 압력센서(20)가 설치되고 응축수회수관(18)에는 전자식 솔레노이드밸브로 된 응축수개폐밸브(21)가 설치되며 압력센서(20)는 제어부를 통해 응축수개폐밸브(21)와 전기적으로 회로연결되어 있어 압력센서(20)에 의해 감지되는 2차스팀저장통(16)의 내부압력이 제어부에 설정된 압력보다 낮아지면 응축수개폐밸브(21)를 개방하여 응축수가 응축수회수관(18)을 통해 배출되면서 보일러탱크(3)로부터의 1차스팀이 열교환통(15)으로 유입되게 하고 압력센서(20)에 의해 감지되는 2차스팀저장통(16)의 내부압력이 제어부에 설정된 압력보다 높아지면 응축수개폐밸브(21)를 닫아 응축수가 배출되지 않게 하여 보일러탱크(3)로부터의 1차스팀이 열교환통(15)으로 유입되지 않게 하는 것을 특징으로 하는 클린 스팀보일러.
  2. 보일러탱크(3)의 내측에 설치된 연소부(4)의 연소열로 급수펌프(6)로부터 공급되어 저장되는 보일러탱크(3)내의 물을 가열하여 1차스팀을 발생시키는 1차스팀공급부(2)와, 내식성 금속재질로 형성되며 급수펌프(6)로부터 공급되는 물이 저장되는 하부저수통(13)의 상부에는 보일러탱크(3)의 상부와 1차스팀유입관(14)을 통해 연결된 열교환통(15)이 설치되며 열교환통(15)은 상부에 2차스팀저장통(16)이 설치되고 내측에는 하부저수통(13)과 2차스팀저장통(16)을 상하로 연결하는 복수개의 수관(17)이 설치되며 외측면 하부에는 보일러탱크(3)와 연결된 응축수회수관(18)이 설치되어 있어 열교환통(15)으로 유입되는 1차스팀으로 수관(17)에 채워진 물을 가열하여 2차스팀을 발생시키고 2차스팀공급관(19)을 통해 공급하는 2차스팀공급부(12)로 구성된 클린 스팀보일러에 있어서, 상기 2차스팀저장통(16)은 상부에 내부압력을 감지하는 압력센서(20)가 설치되고 응축수회수관(18)에는 전자식 솔레노이드밸브로 된 응축수개폐밸브(21)가 설치되며 압력센서(20)는 제어부를 통해 응축수개폐밸브(21)와 전기적으로 회로연결되어 있어 압력센서(20)에 의해 감지되는 2차스팀저장통(16)의 내부압력이 제어부에 설정된 압력보다 낮아지면 응축수개폐밸브(21)를 개방하여 응축수가 응축수회수관(18)을 통해 배출되면서 보일러탱크(3)로부터의 1차스팀이 열교환통(15)으로 유입되게 하고 압력센서(20)에 의해 감지되는 2차스팀저장통(16)의 내부압력이 제어부에 설정된 압력보다 높아지면 응축수개폐밸브(21)를 닫아 응축수가 배출되지 않게 하여 보일러탱크(3)로부터의 1차스팀이 열교환통(15)으로 유입되지 않게 하는 것을 특징으로 하는 클린 스팀보일러.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 하부저수통(13)은 하부에 급수펌프(6)로부터의 급수라인(8b)이 연결설치되고 하부저수통(13)과 2차스팀저장통(16)의 외측면에는 수면계(9b)가 상하로 연결 설치되어 있어 수면계(9b)에 구비된 수위감지센서에 의해 하부저수통(13)과 2차스팀저장통(16) 사이에 설치된 복수개의 수관(17)에 채워지는 물이 일정 수위를 유지하되, 상기 수면계(9b)는 수위감지센서가 제어부를 통해 급수펌프(6) 및 급수라인(8b)의 자동밸브(10b)와 전기적으로 회로연결되게 설치되어 있어 수관(17)의 수위에 따라 급수펌프(6)의 작동과 자동밸브(10b)의 개폐를 조절하는 것을 특징으로 하는 클린 스팀보일러.
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