KR102469040B1 - 응축수의 다단 배출이 가능한 스팀트랩 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 응축수의 다단 배출이 가능한 스팀트랩은 본 발명의 다단 배출이 가능한 스팀트랩은 스팀과 응축수의 배출을 위한 배출관연결부와 스팀과 응축수의 유입을 위한 유입관연결부와 상기 유입관연결부와 연결되는 연결관으로부터 유입되는 응축수로부터 이물질을 제거하기 위한 필터장착부를 구비한 트랩본체와,
상기 트랩본체에 형성되어 필터장착부에 의해 필터링 된 응축수를 배출하기 위한 것으로, 상기 트랩본체에 나사결합 된 캡에 의해 구획되는 배출공간부가 형성되고, 상기 배출공간부의 하면에 인입된 결합부에 원주방향을 따라 다른 직경의 응축수배출공들이 형성된 노즐부재가 결합부재에 의해 설치되며, 상기 필터장착부에 의해 필터링 된 응축수를 상기 배출공간부로 배출하기 위해 선택된 응축수배출공과 연통되는 응축수유입유로가 형성되고, 상기 응축수배출공을 통하여 유입된 응축수가 상기 배출관연결부와 연결된 배출관로 배출하기 위한 응축수배출유로가 형성되어 이루어진 제 1배출부와,
상기 응축수배출공를 통하여 유입되어 상기 제 1배출부를 통하여 배출되지 못한 응축수를 배출하기 위해 트랩본체에 마련된 제2배출부를 구비한다.

Description

응축수의 다단 배출이 가능한 스팀트랩{Steam trap capable of discharging condensate in multiple stages}

본 발명은 스팀트랩에 관한 것으로, 더 상세하게는 응축수의 배출량의 증가시 배출압을 이용하여 응축수를 다단 배출할 수 있는 스팀트랩에 관한 것이다.

일반적으로 열원을 스팀으로 하는 난방용 방열기, 반응기, 제지용 건조기, 석유화학업종의 트레이싱 배관, 병원의 살균기, 열병 발전기의 배관망 등의 스팀파이프 내에는 고온고압의 스팀이 이송되고, 이러한 스팀파이프 내에는 필연적으로 스팀의 일부가 응결(凝結)됨으로써 응축수가 발생되어 스팀이 이송되는 스팀파이프 내에 고이게 된다.

스팀파이프 내의 응축수는 시스템의 성능을 크게 저하 시키게 되므로 시스템 성능의 저하를 방지하기 위해서는 스팀파이프 내에 발생 된 응축수의 배출이 필요하다. 따라서 스팀 파이프 또는 열교환기 등에는 응축수를 배출시킨 위한 스팀트랩(Steam trap)이 설치된다.

이러한 스팀트랩은 볼후로트 방식, 디스크방식, 바이메탈 방식, 버킷 방식, 오리피스 방식 등 다양한 방식이 있다.

상기 볼후로트 방식의 스팀 트랩은 증기와 응축수의 밀도차를 이용하여 응축수를 증기 이송배관 외부에 자동 배출하는 방식으로 상기 볼후로트 방식은 압력과 유량의 급격한 변동에 큰 영향을 받지 않는다.

상기 디스크방식의 스팀 트랩은 응축수가 해당 스팀 트랩 내에 고이면 해당 스팀 트랩의 내부 온도가 낮아져서 변압실 내의 압력이 저하되므로 디스크가 들어 올려지면서 응축수가 외부로 자동 배출되는 방식이다.

상기 바이메탈 방식의 스팀트랩은 열 팽창율이 다른 2종의 금속을 붙인 바이메탈을 이용한 것으로, 온도 변화에 의해서 휘어지는 작용을 이용하여 버킷을 부상시켜 배수밸브를 개폐시킴으로써 응축수가 드레인을 통하여 외부로 배출되는 방식이다.

그리고 스팀 트랩 중 오리피스 방식은 스팀의 누출을 극소화하고, 발열 면적이 작으며, 가열체에 대한 열전달율이 향상되는 이점이 있다.

대한민국 등록특허 제 10-2271839호에는 온도에 따라 응축수 배출량이 변동되는 오리피스형 스팀트랩이 게시되어 있다. 게시된 스팁트랩은 본체의 내부공간에 장착되며, 유입되는 스팀 온도에 따라 길이가 변형되는 열변형소자의 동작으로 차단벽에 형성된 제1배출공을 개폐 단속하는 온도감지밸브를 구비한다.

그리고 대한민국 등록특허 제 10-2208162호에는 스팀트랩이 게시되어 있다. 게시된 스팀트랩은 노즐 중앙에 형성된 나사체결홈에 일치되어 고정나사로 체결되는 고정공이 형성되고, 상기 고정공을 중심으로 원주상으로 응축수배출공과 일치되는 제1토출공이 배열되며, 제1토출공에는 제1토출공보다 작은 직경의 제2토출공이 연장되어 관통 형성되고, 상기 노즐의 외측둘레에는, 노즐의 위치 및 노즐의 회전을 위한 각부가 다수개 형성되며, 상기 응축수배출공이 형성된 일측에는 응축수배출공이 형성된 위치를 표시하기 위한 위치표시부가 형성되고, 노즐의 노즐통공 사이 중 어느 사이에는 안내홈으로부터 노즐을 회전시키기 위한 음각홈이 형성된다.

상기와 같은 종래 스팀트랩은 상대적으로 응축수의 발생량이 많아 배출용량을 초과하는 경우, 응축수가 원활하게 배출되지 못하는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제 10-1910552호에는 오리피스형 디스크 스팀트랩이 게시되어 있다. 게시된 스팀트랩은 응축수 및 증기가 유입되는 입구와 출구 사이에 통로가 수직으로 형성되고 상기 통로에는 응축수 및 증기의 이물질을 걸러주는 이물질 제거부재가 설치된 몸체와, 상기 통로를 개폐하도록 된 디스크와, 상기 디스크가 상하로 이동이 가능하도록 된 변압실을 구비한다.

상술한 바와 같은 디스크 스팀트랩은 오리피스를 통해 응축수의 배출량을 제어할 수 없으며, 응축수 발생량의 가변에 능동적으로 대처할 수 없다.

대한민국 등록특허 제 10-2271839호 대한민국 등록특허 제 10-2208162호 대한민국 등록특허 제 10-1910552호

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 응축수 배출양의 변동에 따라 능동적며, 효율적으로 응축수를 배출하여 응축수의 배출불량을 근본적으로 해결 할 수 있고, 유지보수가 용이한 응축수의 다단배출이 가능한 스팁트랩을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다단 배출이 가능한 스팀트랩은 스팀과 응축수의 배출을 위한 배출관연결부와 스팀과 응축수의 유입을 위한 유입관연결부와 상기 유입관연결부와 연결되는 연결관으로부터 유입되는 응축수로부터 이물질을 제거하기 위한 필터장착부를 구비한 트랩본체와,
상기 트랩본체에 형성되어 필터장착부에 의해 필터링 된 응축수를 배출하기 위한 것으로, 상기 트랩본체에 나사결합 된 캡에 의해 구획되는 배출공간부가 형성되고, 상기 배출공간부의 하면에 인입된 결합부에 원주방향을 따라 다른 직경의 응축수배출공들이 형성된 노즐부재가 결합부재에 의해 설치되며, 상기 필터장착부에 의해 필터링 된 응축수를 상기 배출공간부로 배출하기 위해 선택된 응축수배출공과 연통되는 응축수유입유로가 형성되고, 상기 응축수배출공을 통하여 유입된 응축수가 상기 배출관연결부와 연결된 배출관로 배출하기 위한 응축수배출유로가 형성되어 이루어진 제 1배출부와,
상기 응축수배출공를 통하여 유입되어 상기 제 1배출부를 통하여 배출되지 못한 응축수를 배출하기 위해 트랩본체에 마련된 제2배출부를 구비한 것을 특징으로 한다.

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본 발명에 있어서, 상기 제 2배출부는 노즐부재가 결합된 트랩본체의 결합부의 주위에 인입된 보조응축수배출공간부가 형성되고, 이 보조응축수배출공간부로 유입된 응축수를 상기 배출관연결부와 결합된 배출관으로 배출할 수 있도록 제1보조응축수배출유로가 형성되며, 상기 결합부와 연통되는 배출관부가 중앙에 형성되며, 상기 배출관부를 통하여 배출된 응축수를 상기 보조응축수배출공간부로 배출할 수 있도록 상면측으로부터 상기 보조응축수배출공간부 측으로 제2보조응축수배출유로가 형성된 시트부재가 상기 배출공간부에 장착되고, 시트부재에 의해 형성된 상기 배출관부의 단부와 자중에 의해 밀착되어 응축수의 배출압력에 의해 상기 배출관부를 개폐하는 디스크가 설치 된다.

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상기 시트부재에 형성된 배출관부의 주위에 배출관부를 통하여 넘치는 배출수가 상기 보조응축수배출유로의 유입구로 원활하게 배출될 수 있도록 상기 배출관부의 높이와 동일한 높이의 환형의 돌기부가 형성된다.

본 발명에 따른 응축수의 다단 배출이 가능한 스팀트랩은 온도변화에 따라 응축수 발생량의 변동에 따른 응축수의 배출이 원활하게 이루어질 수 있도록 함으로써 응축수 발생 장치나 설비의 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 특히 본 발명의 스팀트랩은 오버된 응축수를 배출하는 제 2배출부와 노즐부재와 별도로 형성되어 있으므로 응축수의 배출에 따른 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 응축수의 다단 배출이 가능한 스팀트랩의 분리 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 응축수의 다단배출이 가능한 스팀트랩의 A -A' 선단면도.
도 3은 도 1에 도시된 응축수의 다단배출이 가능한 스팀트랩의 B-B'선 단면도,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 응축수의 다단배출이 가능한 스팀트랩의 작동상태를 나타내 보인 확대 단면도,

본 발명은 응축수의 다단배출이 가능한 스팀트랩에 관한 것으로, 일 실시예를 도 1 내지 도 3에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 응축수의 다단배출이 가능한 스팀트랩(10)은 트랩본체(20)의 상부측에 캡(21)에 의해 결합되어 밀폐되는 배출공간부(22)가 형성되고, 양측에는 응축수의 배출을 위한 배출관연결부(23)와 스팀과 응축수가 유입을 위한 유입관연결부(24)가 형성된다. 상기 스팀본체(20)의 하부측에는 상기 유입관연결부(24)와 연결되며, 유입되는 응축수로부터 이물질을 제거하기 위한 필터장착부(27)가 형성된다.

그리고 상기 스팀본체(20)에는 유입관연결부(24)와 연결된 연결관(11)을 통하여 유입되어 상기 필터장착부(27)에 의해 필터링된 응축수를 배출관연결부(23)와 연결된 배출관(12)을 통하여 배출될 수 있도록 하는 제 1배출부(40)와, 응축수 유입량의 변동으로 상기 배출공간부(22)으로 유입되어 1배출부(40)에 의해 배출되지 못한 응축수를 배출관연결부(23)와 연결된 배출관(12)를 통하여 배출하는 제 2배출부(60)를 구비한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 응축수의 다단배출이 가능한 스팀트랩을 구성요소별로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 응축수의 다단배출이 가능한 스팀트랩(10)의 트랩본체(20)는 이 상부측에 형성된 배출공간부(22)의 바닥면 측의 중앙부에는 단차지게 인입된 원형의 결합부(25)가 형성된다. 그리고 배출공간부(22) 내주면의 스팀본체에는 상기 캡(21)과 나사결합될 수 있도록 나사가 형성된다.
상기 스팀본체(20)의 하부측에는 일측에 형성된 유입관연결부(24)와 연통되는 관로가 형성된 스팀배출관부(26)가 형성되고, 이 스팀배출관부(26)의 내부에는 필터(27a)가 장착되는 필터장착부(27)가 형성된다. 그리고 상기 스팀본체(20)의 스팀배출관부(26)의 단부측에는 밸브(28)가 설치된다.

상기 제1배출부(40)는 유입연결관부(24)와 연결된 연결관(11)을 통하여 유입되어 상기 필터장착부(27)에 장착된 필터(27a)에 의해 필터링 된 응축수를 배출하기 위한 것으로, 상기 결합부(25)의 중앙부에는 결합부재(41)에 의해 노즐부재(43)가 설치된다.

상기 노즐부재(43)에는 디스크상의 몸체에 응축수의 배출량이 조정될 수 있도록 원주방향을 따라 점차적으로 직경이 커지는 응축수배출공(44)들이 형성된다.

그리고 적어도 하나의 응축수배출공(44)을 통하여 배출공간부(22)로 유입된 응축수를 배출관연결부(23)와 연결된 배출관(12)으로 배출할 수 있도록 배출공간부(22)와 배출관(12)를 연결하는 응축수배출유로(45)가 스팀본체(20)에 형성된다. 상기 응축수배출유로(45)의 입구측은 상기 노즐부재(43)의 주위의 바닥면에 형성된다.

상기 필터장착부(27)의 필터(27a)에 의해 이물이 제거된 응축수가 노즐부재(43)의 외주면과 인접되는 결합부(25)로 공급될 수 있도로 필터장착부(27)와 결합부(25)의 내부공간을 연결하는 응축수유입유로(46)가 형성된다. 상기 응축수유입유로(46)의 배출구 측은 상기 노즐부재(43)의 선택된 응축수배출공(44)의 하면과 대응되는 위치에 형성된다.

상기 제1배출부(40)의 구조에 있어서, 상기 결합부(25)의 깊이는 디스크상의 노즐부재(43)의 몸체 두께보다 깊게 형성되고, 상기 결합부(25)에 나사결합되어 노즐부재(43)를 고정하는 결합부재(41)의 헤드부는 상기 노즐부재(43)의 상부로 돌출되지 않도록 함이 바람직하다.

상기 제 2배출부(60)는 응축수 발생량의 변동으로 제1배출부(40)에 의해 배출되지 못한 응축수를 배출하기 위한 것으로, 배출공간부(22)의 바닥면에 형성된 결합부(25)의 주위에 인입된 보조응축수배출공간부(61)가 형성된다. 상기 보조응축수배출공간부(61)는 결합부(25)의 주위를 따라 환형으로 형성함이 바람직하다. 상기 보조응축수배출공간부(61)는 응축수가 상기 배출관(12)을 통하여 배출될 수 있도록 상기 응축수배출유로(45) 또는 배출관연결부(23)과 연결된 배출관(12)과 연결되는 제1보조응축수배출유로(62)가 트랩본체(20)에 형성된다.

그리고 상기 배출공간부(22)의 바닥면에는 시트부재(65)가 결합되는데, 이 시트부재(65)는 중앙부에 상기 결합부(25)와 연통되는 배출관부(66)가 소정의 높이로 형성된다. 그리고 상기 배출관부(66)의 주위의 시트부재(65)에는 상기 배출관부(66)의 외주면과 소정간격 이격되며 실질적으로 상기 배출관부(66)과 같은 높이의 돌기부(67)가 형성된다. 따라서 상기 배출관부(66)의 외주면과 돌기부(67)의 내주면 사이에는 응축수배출유도부(68)가 형성된다. 상기 시트부재(65)에는 보조배출공간부(61)와 응출수배출유도부(68)를 연결하는 복수개의 제2 보조응축수배출유로(69)가 형성된다. 이 제2보조응축수배출유로(69)들의 각 입구측은 상기 응축수배출유도부(68)의 바닥면에 형성되고, 출구측은 상기 보조응축수배출공간부(61)의 상부측에 위치된다. 상기 보조응축수배출공간부(61)와 대응되는 시트부재(65)의 하면에는 상기 보조응축수배출공관부(61)와 대응되는 그루브(71)가 형성된다. 상기 시트부재(65)의 배출관부(66)과 돌기부(67)에는 원판상의 디스크(75)가 자중에 의해 밀착된다. 이 디스크(75)는 트랩본채(20)와 나사결합되어 배출공간부(22)를 밀폐하는 캡(21)의 하면측에 형성된 실린더부(21a)에 의해 가이드 된다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 응축수의 다단 배출이 가능한 스팀트랩의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 응축수의 다단 배출이 가능한 스팀트랩(10)은 난방용 방열기, 반응기, 제지용 건조기, 석유화학업종의 트레이싱 배관 등에 장착되는 응축수을 배출하게 된다. 상기 스팀트랩(10)을 이용하여 응축수를 배출하기 위해서는 유입관연결부(24)에 스팀과 응축수과 응축수가 흐르는 연결관(11)를 연결하고, 스팀트랩(10)의 배출관연결부(23)에 배출관(12)을 연결한다.

이 상태에서 트랩본체(20)와 캡(21)과 디스크(70)를 분리한 상태에서 상기 결합부재(41)를 풀어 노즐부재(43)를 응축수의 배출량에 부합되는 응출수배출공(44)이 상기 응축수유입유로(46)의 출구와 대응되도록 조정한다. 그리고 분리된 디스크(75)를 배출관부(66)과 돌기부(67)의 상면에 올려놓고, 트랩본체(20)와 캡(21)을 결합한다.

이와 같이 스팀트랩(10)이 설치된 상태에서 상기 연결관(11)을 통하여 유입된 응축수는 도 4에 도시된 바와 같이 필터장착부(27)로 유입되고, 이 필터장착부(27)에 설치된 필터(27a)에 의해 필터링 된 후 제 1배출부(40)를 통하여 배출된다. 즉, 필터링된 응축수는 스팀본체(20)에 형성된 응축수유입유로(46)와, 노즐부재(43)의 응출수배출공(44)를 통하여 배출공간부(22)의 내부공간으로 유입되고, 유입된 응축수는 응축수배출유로(45)를 통하여 배출관(12)으로 배출된다.

상술한 바와 같이 응축수의 배출이 이루어지는 과정에서 응축수의 배출양이 많아 배출공간부(22)에 유입되어 응축수배출유로(45)를 통하여 배출되지 못하는 응축수가 발생되는 경우, 이 응축수는 도 5에 도시된 바와 같이 제 2배출부(60)를 통하여 배출된다.

상기 응출수유입유로(46)를 통하여 유입되는 응축수가 배출되지 못하고, 유입되는 응축수가 많아지는 경우, 결합부(25)와 연결되는 시트부재(65)의 배출관부(66)를 통하여 응축수배출유도부(68)로 배출된다. 이러한 과정에서 상기 배출관부(66)를 통하여 배출되는 응축수는 배출압력에 의해 디스크(75)를 부상시키면서 배출되게 된다.

상기 응축수배출유도부(68)로 유입된 응축수는 제 2응축수배출유로(69)를 통하여 보조응축수배출공간부(61)로 배출된 후, 제1보조응축수배출유로(62)를 통하여 배출관(12)로 배출된다.

한편, 제 2배출부(60)를 통하여 배출이 이루어지는 과정에서, 응축수의 유입량이 작아지게 되면, 디스크(70)는 자중에 의해 하강하여 배출관부(66)의 단부에 밀착됨으로써 응축수의 배출이 차단되고, 제 1배출부(40)에 의해 지속적으로 응축수의 배출이 이루어진다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 응축수의 다단배출이 가능한 스팀트랩은 응축수의 발생량의 변화에 대해 능동적으로 배출이가능하며, 나아가서는 응축수의 배출에 따른 신뢰성을 향상시킬 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 스팀과 응축수의 배출을 위한 배출관연결부(23)와 스팀과 응축수의 유입을 위한 유입관연결부(24)와 상기 유입관연결부(24)와 연결되는 연결관(11)으로부터 유입되는 응축수로부터 이물질을 제거하기 위한 필터장착부(27)를 구비한 트랩본체(20)와,
   상기 트랩본체(20)에 형성되어 필터장착부(27)에 의해 필터링 된 응축수를 배출하기 위한 것으로, 상기 트랩본체(20)에 나사결합 된 캡(21)에 의해 구획되는 배출공간부(22)가 형성되고, 상기 배출공간부(22)의 하면에 인입된 결합부(25)에 원주방향을 따라 다른 직경의 응축수배출공(44)들이 형성된 노즐부재(43)가 결합부재(41)에 의해 설치되며, 상기 필터장착부(27)에 의해 필터링 된 응축수를 상기 배출공간부(22)로 배출하기 위해 선택된 응축수배출공(44)과 연통되는 응축수유입유로(46)가 형성되고, 상기 응축수배출공(44)을 통하여 유입된 응축수가 상기 배출관연결부(23)와 연결된 배출관(12)로 배출하기 위한 응축수배출유로(45)가 형성되어 이루어진 제 1배출부(40)와,
   상기 응축수배출공(44)를 통하여 유입되어 상기 제 1배출부(40)를 통하여 배출되지 못한 응축수를 배출하기 위해 트랩본체에 마련된 제2배출부(60)를 구비하며,
   상기 제 2배출부(60)는 노즐부재(44)가 결합된 트랩본체(20)의 결합부(25)의 주위에 인입된 보조응축수배출공간부(61)가 형성되고, 이 보조응축수배출공간부(61)로 유입된 응축수를 상기 배출관연결부(23)와 결합된 배출관(12)으로 배출할 수 있도록 제1보조응축수배출유로(62)가 형성되며, 상기 결합부(25)와 연통되는 배출관부(66)가 중앙에 형성되며, 상기 배출관부(66)를 통하여 배출된 응축수를 상기 보조응축수배출공간부(61)로 배출할 수 있도록 상면측으로부터 상기 보조응축수배출공간부(61) 측으로 제2보조응축수배출유로(69)가 형성된 시트부재(65)가 상기 배출공간부(22)에 장착되고, 시트부재(65)에 의해 형성된 상기 배출관부(66)의 단부와 자중에 의해 밀착되어 응축수의 배출압력에 의해 상기 배출관부(66)를 개폐하는 디스크(75)가 설치 된 것을 특징으로 하는 응축수의 다단 배출이 가능한 스팀트랩.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 시트부재(65)에 형성된 배출관부(66)의 주위에 배출관부(66)를 통하여 넘치는 응축수가 상기 제2보조응축수배출유로(69)의 유입구로 원활하게 배출될 수 있도록 상기 배출관부(66)의 높이와 동일한 높이의 환형의 돌기부(67)가 형성됨으로써 응축수배출유도부(68)가 형성된 것을 특징으로 하는 응축수의 다단 배출이 가능한 스팀트랩.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 캡(21)의 하면에 디스크(75)를 가이드하기 위한 실린더부(21a)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 응축수의 다단배출이 가능한 스팀트랩.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 시트부재(65)의 하면에 상기 보조응축수배출공간부(61)와 대응되는 그루브(71)가 형성된 것을 특징으로 하는 응축수의 다단 배출이 가능한 스팀트랩.
   

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