KR102160802B1 - 수조 일체형 전기 스팀 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 수조 일체형 전기스팀 보일러는 물을 가열할 수 있는 본체부와, 상기 본체부와 일체로 형성되어 상기 본체부에 물을 공급하는 물공급탱크부와, 상기 본체부의 물을 가열하여 스팀을 발생시키기 위한 물가열부와, 상기 물 가열부로부터 생성된 스팀을 가열하여 과열스팀을 생성하기 위한 스팀가열부를 구비한다.

Description

수조 일체형 전기 스팀 보일러{Electronic steam boiler intergrated with water tank}

본 발명은 스팀보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물을 가열하여 스팀을 생성하고 상기 스팀을 재가열하여 과열스팀을 생성하는 수조 일체형 진기 스팀 보일러에 관한 것이다.

스팀보일러는 산업상 필요한 스팀은 물을 가열하여 스팀을 생성하는 장치로 원통형 보일러와 수관식 보일러가 있다. 원통형 보일러는 물이 들어있는 큰 원통과, 물과 접촉하도록 설치되는 발열체와 상기 발열체를 전열 또는 연소열로 가열할 수 있는 버너 또는 전열기구를 구비한다.

이와 같은 구성으로 전열 혹은 연소열을 이용하여 발열체를 가열하고, 상기 발열체는 물로 열전달 함으로써 물 전체를 데워 스팀을 발생시킬 수 있다.

상기와 같은 종래의 원통형 스팀보일러는 구조가 비교적 간단하여 저렴하고 유지보수가 쉬우나 물 전체를 가열하여 스팀을 생성하기 때문에 스팀의 발생까지 오랜 시간이 걸리는 단점이 있다.

이와 같은 문제점을 개선한 스팀보일러가 등록특허 제10-2007-0060219호, 등록실용 제20-0364836호 그리고 등록실용 제20-0326835호로 게시되어 있다.

상기 스팀보일러는 물과 접촉하는 발열체의 가열효율을 상승시켜 스팀의 빠른 생성을 가능케 하는 장점을 가지고 있다. 그러나 상기의 스팀보일러는 스팀을 산업상 유용한 열량과 압력까지 도달시키기 어려우며 보일러에 물을 보충할 때 급격한 온도의 하락이 발생하여 안정적인 스팀공급이 어렵다는 단점이 있다.

등록특허 제10-2007-0060219호 부분가열 스팀발생장치 등록실용 제20-0364836호 스팀발생장치 등록실용 제20-0326835호 전기 스팀보일러

본 발명은 상기 문제점을 고려하여 스팀을 직접가열하는 스팀가열부를 더 구비함을 통해 고온 고압의 스팀을 빠르게 생성시킬 수 있고, 물이 공급되기에 예열함을 통해 안정적으로 스팀을 생성할 수 있는 수조 일체형 전기스팀 보일러를 제공하는 것에 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수조 일체형 전기스팀 보일러는

내부에 물을 가열할 수 있는 가열탱크부와, 상기 가열탱크부에서 생성된 스팀을 유출할 수 있는 유출관을 구비한 본체부와, 상기 본체의 일측에 형성되어 물을 저장할수 있는 물공급탱크부와, 상기 물공급탱크부에 저장된 물을 상기 가열탱크부에 공급하기 위한 유입관을 구비하는 물 공급부와 상기 가열탱크부의 내부에 설치되어 상기 물공급탱크부로부터 공급된 물을 가열하여 스팀을 발생시킬 수 있는 물 가열부와, 상기 가열탱크부의 내부에 설치되어 스팀을 가열시킬 수 있는 스팀 가열부를 구비하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 본체부는 상기 가열탱크부의 내부에서 생성된 스팀을 상기 스팀가열부로 유도하기 위해 상기 가열탱크부의 외주면에 형성되는 유도깃을 더 구비할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 본체부는 스팀을 재가열하여 더 높은 온도와 압력의 스팀을 생산하기 위해 상기 유출관에 형성되는 보조가열부을 더 구비할 수 있다.

대안으로 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수조 일체형 전기스팀 보일러는

내부에 물을 가열할 수 있는 가열탱크부와, 상기 가열탱크부에서 생성된 스팀을 유출할 수 있는 유출관을 구비한 본체부를 구비하고, 상기 본체의 일측에 형성되어 물을 저장할수 있는 물공급탱크부와, 상기 물공급탱크부에 저장된 물을 상기 가열탱크부에 공급하기 위한 유입관을 구비하는 물 공급부, 상기 유출관과 연결되어 상기 유출관을 통해 스팀이 유입되는 보조탱크부와, 상기 보조탱크부에 유입된 스팀을 가열하는 보조스팀가열부를 적어도 각각 하나 구비하는 보조가열부와, 상기 가열탱크부의 내부에 설치되어 상기 물탱크부로부터 공급된 물을 가열하여 스팀을 발생시킬 수 있는 물 가열부 적어도 하나 구비하는 가열유닛을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 수조 일체형 전기스팀 보일러는 스팀가열부를 통해 고온 고압의 스팀을 빠르게 생성할 수 있고, 본체부와 일체로 형성되어 예열되는 물공급탱크부를 통해 안정적으로 스팀의 생성이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 수조 일체형 전기스팀 보일러의 제 1실시예를 도시한 일부절제 사시도,
도 2는 가열탱크부에 유도깃이 설치된 상태를 나타내 보인 입단면도,
도 3은 유출관에 보조가열부가 설치된 상태를 나타내 보인 일부절제 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 수조 일체형 전기스팀 보일러의 다른 실시예를 나타내 보인 일부절제 사시도,
도 5는 유출관에 제2 보조가열부가 설치된 상태를 나타내 보인 일부절제 사시도,
도 6는 도 1에 따른 본 발명의 작동원리를 설명해 보인 입단면도,
도 7는 본 발명에 복수개의 가열유닛을 구비한 상태의 작동원리를 설명해 보인 입단면도,
도 8는 도 3에 따른 본 발명의 작동원리를 설명해 보인 입단면도,
도 9는 도 4에 따른 본 발명의 작동원리를 설명해 보인 입단면도,
도 10은 본 발명에 제2 보조가열부가 직렬로 설치된 상태의 작동원리를 나타내 보인 입단면도,
도 11은 본 발명에 제2 보조가열부가 병렬로 설치된 상태의 작동원리를 나타내 보인 입단면도.

도 1에는 본 발명에 따른 수조 일체형 전기스팀 보일러(1)의 제1실시예가 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 수조 일체형 전기스팀 보일러의 본체부(10)는 내부에 물을 가열할 수 있는 가열탱크부(11)와, 가열탱크부(11)의 생성된 스팀을 유출할 수 있는 유출관(12)을 구비한다.

상기 본체부(10)는 설치장소에 충분히 고정될 수 있도록 본체부(10)를 지지하는 지지대(13)를 구비하는 것이 바람직하다.

물공급부(20)는 상기 본체부(10)의 일측에 형성되어 물을 저장할 수 있는 물공급탱크부(21)와, 상기 물공급탱크부(21)에 저장된 물을 가열탱크부(11)에 공급하기 위한 유입관(22)을 구비한다. 상기 물공급탱크부(21)는 상기 본체부(10)의 내부공간이 격벽(23)에 의해 구획 되어 형성된다.

상기 유입관(22)은 상기 물공급탱크부(22)로부터 상기 가열탱크부(11)를 연통하여, 물을 공급하기 위한 경로를 형성도록 상기 격벽(23)에 설치된다. 상기 유입관(22)은 상기 가열탱크부(11)의 설계수위보다 높은 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 물공급부(20)는 물공급탱크부(21)와 연결되는 물공급관(24)과, 물공급관(24)에 설치되어 물공급탱크부(21)에 물을 공급하는 펌프(25)와, 물공급관(24)에 적어도 하나 이상 설치되어 유로를 개폐하는 밸브(26)를 포함한다. 상기 물공급관(24)은 펌프(25)가 고장 시 교체 또는 보수 작업을 위해 펌프(25)를 경유하지 않는 유로를 형성하도록 바이패스관(27)을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 가열유닛(30)은 가열탱크부(11)의 내부에 설치되어 상기 물공급탱크부(21)로부터 공급된 물을 가열하여 스팀을 발생시킬 수 있는 물 가열부(32)와, 가열탱크부(11)의 내부에 설치되어 스팀을 가열시킬 수 있는 스팀 가열부(31)를 적어도 각각 하나 구비한다. 상기 가열유닛(30)은 전기 에너지를 열 에너지로 변화시키는 전열 발열체 혹은 연소가스를 통과시키는 연소열 발열체를 구비할 수 있다.

상기 가열유닛(30)은 상기 가열탱크부(11)의 내부에 설치되어 상기 물공급탱크부(21)로부터 공급된 물을 가열하여 스팀을 발생시킬 수 있는 물 가열부(32)와, 가열탱크부(11)의 내부에 설치되어 상기 물 가열부(32)에 의해 발생한 스팀을 가열시킬 수 있는 스팀 가열부(31)를 적어도 각각 하나 구비한다. 상기 물 가열부(32)는 물과 충분히 접촉하여 가열효율을 극대화 시키기 위해 물에 완전히 잠기도록 상기 가열탱크부(11)의 설계수위보다 낮은 높이로 설치되는 것이 바람직하다. 스팀 가열부(31)는 스팀과 충분히 접촉하여 가열효율을 극대화시키기 위해 설계수위보다 높은 높이로 설치되는 것이 바람직하다.

도 2를 참조하면, 본체부(10)는 가열탱크부(11)의 내부에서 생성된 스팀을 상기 스팀가열부(22)로 유도하기 위해 상기 가열탱크부(11)의 외주면에 형성되는 유도깃(14)을 더 구비할 수 있다. 상기 유도깃은(14)은 가열탱크부(11)의 좌우측 외주면에 평행하도록 한쌍이 설치되어 스팀이 스팀가열부(22)에 가까히 접근토록 유도될 수 있는 경로를 형성한다.

상기 가열탱크부(11)는 상기 가열탱크부(11)의 내부의 수위를 측정할 수 있는 수위측정센서(61)가 설치되고, 상기 수위측정센서(61)로부터 유,무선 통신수단으로 연결되어 측정데이터의 수신이 가능하고 펌프(25)의 가동을 제어할 수 있도록 연결된 수위제어부(62)를 더 구비한다.

상기 가열탱크부(11)는 가열탱크부(11)의 내부의 온도를 측정할 수 있는 온도측정센서(63) 및 압력을 측정할 수 있는 압력측정센서(64)가 설치되고, 온도측정센서(63) 및 압력측정센서(64)와 유,무선 통신수단으로 연결되어 신호 송수신체계가 형성되어 정보수신이 가능하고 가열유닛(30)의 가동을 제어할 수 있도록 연결된 가열유닛제어부(65)를 더 구비한다.

도 3을 참조하면, 유출관(12)은 스팀가열부(32)에서 가열된 스팀을 재가열하기 위한 보조가열부(40)를 더 구비할 수 있다.

상기 보조가열부(40)는 상기 유출관(12)과 연결된 보조탱크부(41)와, 보조탱크부(41)에 설치되어 유출관(12)을 통해 보조탱크부(41)로 유입된 스팀을 재가열하는 보조가열유닛(42)을 포함한다. 보조탱크부(41)는 유출관(12)으로부터 유입된 스팀을 가열할 수 있도록 내부에 밀폐된 공간을 형성한다. 상기 보조가열부(50)는 보조탱크부(41)를 충분히 지지할 수 있는 보조지지대(43)를 구비하는 것이 바람직하다.

도 4에는 본 발명에 따른 수조일체형 전기 스팀보일러의 다른 실시예가 도시되어 있다.

가열유닛(30)와 보조가열부(40)을 제외한 다른 요소는 제 1실시예와 동일함에 구체적인 설명은 생략한다.

도 4를 참조하면 본 발명에 따른 수조 일체형 전기스팀 보일러의 가열유닛(30)은 상기 가열탱크부(11)의 내부에 설치되어 상기 물공급탱크부(21)로부터 공급된 물을 가열하여 스팀을 발생시킬 수 있는 물 가열부(32)를 적어도 하나 구비한다.

보조가열부(40)는 유출관(12)과 연결되어 상기 유출관을 통해 스팀이 유입되는 적어도 하나의 보조탱크부(41)와, 상기 유출관(12)에서 유입된 스팀을 재가열하기 위한 적어도 하나의 보조가열유닛(42)을 구비한다.

상기 보조가열부(40)로부터 가열된 스팀을 재가열하기 위해 직렬 혹은 병렬로 연결된 제2 보조가열부(50)을 적어도 하나 더 구비할 수 있다.

이하에서는 이와 같이 구성된 본 실시예의 작용 및 효과에 대해 설명한다.

펌프(25)는 물 공급관(24)을 통해 물공급탱크부(21)에 물을 공급한다. 상기 물공급탱크부(21)에 채워진 물은 가열유닛(30)에서 발생한 열이 격벽(23)을 통해 열전달되어 예열된다. 상기 물공급탱크부(21)의 수위가 유입관(22)의 높이에 도달 시, 상기 유입관(23)을 통해 가열탱크부(11)로 유입된다.

가열탱크부(11) 내의 수위는 수위측정센서(61)로 측정되고, 상기 수위측정센서(61)의 측정값이 수위제어부(62)에 설정된 수위하한에 도달 시, 자동으로 수위제어부(62)에서 신호를 송출하여 수위 상한에 도달할때까지 펌프(25)를 가동함으로써 물공급탱크부(21)에 물을 보충할 수 있다.

도 6에는 가열탱크부(11)로부터 유입된 물로부터 스팀을 생성하는 작동예가 도시되어 있다.

도 6를 참조하면 가열탱크부(11) 내에 유입된 물은 물가열부(31)의 전열 또는 연소열에 의해 가열된 발열체와 접촉하여 가열되고 스팀으로 상변화한다. 생성된 스팀은 가열탱크부(11)의 잔여공간을 채우고 스팀가열부(32)의 발열체와 접촉함으로써 재가열되고 높은 온도와 압력을 갖는 과열스팀으로 변화한다. 과열스팀은 가열탱크부(11)의 높은 압력으로 인해 유출관(12)을 통해 유출되어 공급될 수 있다.

도 5을 참조하면, 유출관(12)은 보조가열부(40)에서 가열된 스팀을 재가열하기 위한 제2 보조가열부(50)를 더 구비할 수 있다.

도 2와 같이 가열탱크부(11)에 유도깃(14)이 설치되어 있는 경우, 유도깃(14)이 형성하는 경로를 따라 스팀가열부(22)에 더 가깝게 유동하도록 유도되어 가열효율을 극대화 시킬 수 있다.

도 7과 같이 복수개의 물 가열부(31)와 스팀 가열부(32)가 설치되어 있는 경우, 운전상황과 스팀생산량을 조절하기 위해 부하량을 조절할 수 있다.

도 8과 같이 유출관(12)에 보조가열부(40)가 설치된 경우, 스팀 가열부(32)에서 발생한 스팀이 보조가열유닛(42)에 의해 재가열 되어 더 높은 온도와 압력을 갖는 과열스팀을 생성할 수 있다.

도 9과 같이 본 발명에 따른 수조일체형 전기 스팀보일러의 다른 실시예의 경우, 물 가열부(31)에서 생성된 스팀은 생성된 유출관을(12)을 통해 보조가열부(40)로 유입되고, 보조스팀가열부(42)의 발열체와 접촉함으로써 재가열되고 높은 온도와 압력을 갖는 과열스팀으로 변화한다.

도 10와 같이 제2 보조가열부(50)가 직렬로 설치된 경우, 보조가열부(50)에서 발생한 스팀이 제2 보조가열유닛(52)에 의해 재가열 되어 더 높은 온도와 압력을 갖는 과열스팀을 생성할 수 있다.

도 11과 같이 제2 보조가열부(50)가 병렬로 설치된 경우, 운전상황과 스팀생산량을 조절하기 위해 부하량을 조절할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 수조 일체형 전기 스팀 보일러는 도면에 도시 된 일 예를 참조하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

1 : 수조 일체형 스팀가열 보일러 10 : 본체부
11 : 가열탱크부 12 : 유출관
20 : 물공급부 21 : 물공급탱크부
22 : 유입관 23 : 격벽
24 : 물 공급관 25 : 펌프
26 : 밸브 27 : 바이패스관
30 : 가열유닛 31 : 스팀가열부
32 : 물가열부 40 : 보조가열부
41 : 보조탱크부 42 : 보조가열유닛
50 : 보조가열부 51 : 제1스팀가열탱크부
52 : 제2스팀가열탱크부 61 : 수위측정센서
62 : 수위제어부 63 : 온도측정센서
64 : 압력측정센서 65 : 가열유닛제어부

Claims (10)

1. 내부에 물을 가열할 수 있는 가열탱크부와, 상기 가열탱크부에서 생성된 스팀을 유출할 수 있는 유출관을 구비한 본체부와;
   상기 본체부의 일측에 형성되어 물을 저장할 수 있는 물공급탱크부와, 상기 물공급탱크부에 저장된 물을 상기 가열탱크부에 공급하기 위한 유입관을 구비하는 물 공급부와;
   상기 가열탱크부의 내부에 설치되어 상기 물공급탱크부로부터 공급된 물을 가열하여 스팀을 발생시킬 수 있는 물 가열부와, 상기 가열탱크부의 내부에 설치되어 스팀을 가열시킬 수 있는 스팀 가열부를 적어도 각각 하나 구비하는 가열유닛;을 포함하고,
   상기 물공급탱크부는 상기 본체부가 격벽에 의해 구획 되어 형성되고,
   상기 유입관은 상기 가열탱크부의 설계수위 이상의 상기 격벽을 관통하도록 설치되고,
   상기 본체부는 상기 가열탱크부의 내부에서 생성된 스팀을 상기 스팀가열부에 가까히 접근토록 유도하기 위해 상기 가열탱크부의 좌우측에서 평행하게 형성되는 한쌍의 유도깃을 구비하는 것을 특징으로 하는 수조 일체형 전기스팀 보일러.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1항에 있어서,
   상기 유출관은 상기 스팀가열부에서 가열된 스팀을 재가열하기 위한 보조 가열부를 적어도 하나 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수조 일체형 전기스팀 보일러.
5. 청구항 4항에 있어서,
   상기 보조가열부는 상기 유출관과 연결된 보조탱크부와, 상기 보조탱크부에 설치되어 상기 유출관을 통해 상기 보조탱크부로 유입된 스팀을 재가열하는 보조가열유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 수조 일체형 전기스팀 보일러.
6. 내부에 물을 가열할 수 있는 가열탱크부와, 상기 가열탱크부에서 생성된 스팀을 유출할 수 있는 유출관을 구비한 본체부와;
   상기 본체부의 일측에 형성되어 물을 저장할수 있는 물공급탱크부와, 상기 물공급탱크부에 저장된 물을 상기 가열탱크부에 공급하기 위한 유입관을 구비하는 물 공급부와;
   상기 유출관과 연결되어 상기 유출관을 통해 스팀이 유입되는 보조탱크부와, 상기 보조탱크부에 유입된 스팀을 가열하는 보조스팀가열부를 적어도 각각 하나 구비하는 보조가열부와;
   상기 가열탱크부의 내부에 설치되어 상기 물공급탱크부로부터 공급된 물을 가열하여 스팀을 발생시킬 수 있는 물 가열부 적어도 하나 구비하는 가열유닛;을 포함하고,
   상기 물공급탱크부는 상기 본체부가 격벽에 의해 구획 되어 형성되고,
   상기 유입관은 상기 가열탱크부의 설계수위 이상의 상기 격벽을 관통하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 수조 일체형 전기스팀 보일러
7. 삭제
8. 청구항 1항 또는 6항에 있어서,
   상기 물 공급부는 상기 물공급탱크부와 연결되는 물공급관과, 상기 물공급관에 설치되어 상기 물공급탱크부에 물을 공급하는 펌프와, 상기 물공급관에 적어도 하나 이상 설치되어 유로를 개폐하는 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 수조 일체형 전기스팀 보일러.
9. 청구항 8항에 있어서,
   상기 가열탱크부의 내부의 수위를 측정할 수 있는 수위측정센서와, 상기 수위측정센서에서 수신한 정보를 판단하여 설정된 수위에 도달 시 상기 펌프에 신호를 송출하여 상기 펌프의 가동을 제어함으로써 자동으로 상기 물공급탱크부에 물을 보충할 수 있는 수위제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수조 일체형 전기스팀 보일러.
10. 청구항 1항 또는 6항에 있어서,
    상기 가열탱크부의 내부의 온도를 측정할 수 있는 온도측정센서와, 압력을 측정할 수 있는 압력측정센서와, 상기 온도측정센서 및 상기 압력측정센서에서 수신한 정보를 판단하여 설정된 온도 및 압력에 도달 시 상기 가열유닛의 가동을 제어함으로써 자동으로 상기 가열탱크부의 온도를 조정할 수 있는 가열유닛제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수조 일체형 전기스팀 보일러.
    
    
    
    
    
    

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