KR102643167B1 - 증기보일러의 응축수공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물을 가열하여 고압의 증기를 발생시켜 열 교환기로 공급하는 스팀보일러에 관한 것으로, 열 교환기에서 발생된 응축수를 빠른 시간 내에 많이 회수하여 안정적으로 보일러에 공급할 수 있도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 다이(90)의 상면에 침수관(110)을 수직방향으로 설치하여 상기 침수관(110)에 캡(130)을 기밀이 유지되게 설치함과 함께 상기 캡(130)을 통해 모터(120)의 구동으로 응축수를 펌핑하는 침수형 펌프(100)의 임펠러(101)를 침수관(110)에 내장되게 설치하고, 상기 다이(90)의 일측에는 기수분리관(150)을 침수관(110)과 나란히 수직으로 설치하여 침수관(110)과 인입파이프(160) 및 가압파이프(161)로 상, 하부가 연통되도록 연결하고 상기 기수분리관(150)의 내부에는 가압파이프(161)와 연결되게 응축수 분출관(170)을 설치하며, 상기 응축수 분출관(170)에는 응축수 회수관(173)이 연결되는 이젝터(171) 및 디퓨져(172)를 차례로 설치하여 펌핑된 응축수가 이젝터(171)를 빠른 속도로 통과하면서 압력을 떨어뜨림에 따라 열 교환기에서 생성된 고온의 응축수 및 증기가 응축수 회수관(173)을 통해 기수분리관(150)으로 회수되어 응축수 토출관(180)을 통해 보일러로 공급되도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

증기보일러의 응축수공급장치{The condensated water feeder of the steam boiler}

본 발명은 물을 가열하여 고압의 증기를 발생시켜 열 교환기로 공급하는 스팀보일러에 관한 것으로써, 좀 더 구체적으로는 열 교환기에서 발생된 응축수를 빠른 시간 내에 많이 회수하여 안정적으로 보일러에 공급하는 스팀보일러의 응축수공급장치에 관한 것이다.

일반적으로, 물을 가열함에 따라 얻어지는 고압의 증기는 실내의 난방, 세탁소, 봉제공장, 취사장 등 여러 분야에서 널리 사용되고 있는데, 이러한 증기는 통상 증기보일러에 의해 얻어진다.

도 1은 종래의 장치인 특허 제613397호의 요부를 나타낸 종단면도로써, 보일러(1)의 상부에 증기 공급관(3)이 설치되어 있고 상기 증기 공급관(3)의 끝단에는 열 교환기(4)가 연결되어 있으며 상기 열 교환기의 타단에는 증기(22)가 열 교환기에서 열 교환을 이루고 남에 따라 발생되는 응축수를 회수하는 응축수 회수관(5)이 연결되어 있는데, 이때 응축수 회수관 상에는 트랩(6)이 설치되어 있다.

그리고 응축수 회수관(5)의 끝단에 플로트 스위치(7)가 구비된 응축수 모음탱크(8)가 연결되어 있고 상기 응축수 모음탱크의 일 측에 연결된 연결관(9)상에는 응축수 모음탱크(8) 내의 수위가 설정 수위 이상임을 플로트 스위치(7)가 감지함에 따라 모터(10)의 구동으로 동작하여 응축수 모음탱크(8) 내의 응축수를 보충수 탱크(11) 측으로 압송하는 응축수 회수펌프(12)가 설치되어 있는데, 상기 연결관(9) 상에는 응축수 모음탱크(11) 내의 응축수(13)가 응축수 모음탱크(8) 측으로 역류되는 현상을 방지하는 체크밸브(14)가 설치되어 있다.

또한, 보일러(1)의 일 측에는 연결관(9)을 통해 회수된 응축수(13)를 보일러(1)의 내부로 공급하는 보충수 탱크(11)가 보일러(1)의 일 측에 수두차이 없이 나란히 설치되어 있고 보일러(1)의 일 측에는 보일러의 내부에 위치하는 응축수(13)의 수위를 감지하는 자동수위 감지센서(15)가 설치되어 있다.

상기 보일러(1)와 수두차이 없이 보일러(1)의 일 측에 설치된 보충수 탱크(11)의 상부에 압축공기 공급관(16)이 연결되어 있고 상기 압축공기 공급관의 다른 일단에는 보충수 탱크(11)에 설치된 자동압력 조절스위치(17)가 설정 압력 이하임을 감지에 따라 구동하여 압축공기(18)를 발생시키는 콤프레셔(19)가 설치되어 있다.

또한, 보충수 탱크(11) 내의 응축수(13)를 보일러(1)의 내부로 공급하는 응축수 공급관(20)상에 보충수 탱크(11) 내의 응축수를 또 다른 보일러(도시는 생략함) 측으로 공급되도록 분기하기 위한 예비밸브(21)가 더 구비되어 있다.

따라서 보일러(1)의 가동으로 증기(22)가 발생되면 발생된 증기(22)는 증기 공급관(3)을 따라 열 교환기(4)로 공급되어 난방을 실시함과 함께 일부의 증기는 별도의 증기관을 통해 공급된다.

이러한 과정에서 열 교환으로 증기가 응축수(13)로 변하면 응축수 회수관(5)을 통해 응축수 모음탱크(8) 측으로 회수되는 과정에서 트랩(6)에서 습증기가 제거된다.

상기 응축수(13)가 응축수 모음탱크(8) 내에 채워져 플로트 스위치(7)가 설정된 수위 이상임을 감지하면 모터(10)에 전원이 자동으로 인가되어 응축수 회수용 펌프(12)가 가동되므로 응축수 모음탱크 내의 응축수(13)가 연결관(9)을 통해 보충수 탱크(11) 측으로 회수된다.

이와 같이 응축수(13)가 보충수 탱크(11)로 회수되고 나면 보충수 탱크(11)의 상부에는 콤프레셔(19)의 구동으로 생성된 고압의 압축공기(보일러 내의 증기압력보다 높은)가 압축공기 공급관(16)을 통해 작용되고 있는데, 상기 콤프레셔(19)의 구동은 보충수 탱크(11)의 상부에 설치된 자동압력 조절스위치(17)가 감지하여 보충수 탱크(11) 내의 압력이 보일러(1) 내의 증기압력보다 높으면 콤프레셔(19)의 구동을 일시적으로 중단시켰다가 응축수의 공급으로 보충수 탱크(11) 내의 압력이 보일러(1) 내의 증기압력보다 낮아지면 자동압력 조절스위치(17)가 보충수 탱크(11) 내의 압력이 보일러(1) 내의 증기압력보다 높음을 감지할 때까지 콤프레셔(19)를 재구동하게 되므로 보충수 탱크(11) 내의 압력은 항상 보일러(1) 내의 증기압력보다 높은 상태를 유지하게 된다.

이러한 상태에서 보일러(1)의 계속되는 가동으로 보일러에 있던 응축수(13)의 수위가 설정된 수위보다 낮아짐을 자동수위 감지센서(15)가 감지하면 응축수 공급관(20) 상에 설치된 전자밸브(23)가 개방되므로 보충수 탱크(11) 내의 응축수가 보일러(1)의 내부로 충수되는데, 이때 보충수 탱크(11)의 수위가 일 측에 위치된 보일러(1)의 수위보다 낮은 상태를 유지하더라도 보충수 탱크(11)의 상부에는 보일러(1) 내의 증기압력보다 높은 압축공기의 압력이 작용되고 있으므로 보충수 탱크(11) 내의 응축수가 응축수 공급관(20)을 통해 보일러(1) 내에 충수된다.

대한민국 등록특허공보 10-613397호(2006.08.09.등록) 대한민국 등록특허공보 10-1141438호(2012.04.23.등록)

그러나 이러한 종래의 장치는 다음과 같은 여러 가지 문제점이 있었다.

첫째, 응축수에 포함되어 있던 습증기를 제거하지 않으면 응축수 회수관(5) 내의 압력이 높아 응축수 모음탱크(8) 측으로 응축수(13)가 중력에 의해 회수되지 않으므로 각 응축수 배관(5) 상에 응축수(13)에 포함되어 있던 습증기를 제거하는 고가의 트랩(24)을 설치하고 있으나, 고가의 트랩을 설치하더라도 고온, 고압의 응축수 또는 응축수에 포함된 불순물에 의해 트랩을 구성하는 부품이 부식되어 고온, 고압의 응축수 및 증기가 외부로 빠져나가게 되므로 고가의 트랩을 자주 교체하여야만 되는 사용상의 문제점이 대두되었다.

둘째, 트랩을 사용하지 않는 노 트랩(No trap) 타입에서는 고온, 고압의 증기를 대기 중으로 배출하여 응축수 모음탱크 내의 압력을 떨어뜨려 열 교환기에서 발생된 응축수를 응축수 모음탱크 측으로 회수하고 있는데, 이러한 시스템은 응축수 모음탱크의 압력을 강제로 떨어뜨림에 따라 열 교환기에서 발생된 응축수가 응축수 모음탱크 측으로 원활히 회수되지만, 증기 공급관 또는 응축수 배관의 결함으로 이들 내부의 압력이 떨어지면 응축수 모음탱크 내부 압력도 함께 떨어지게 되므로 정상적인 압력에서는 응축수가 응축수 모음탱크에서 응축수로 존재하지만, 응축수 모음탱크의 압력이 설정 압력 이하로 떨어지면 응축수 모음탱크의 내부에 있던 응축수가 기화되기 시작하여 수위가 급격히 줄어들게 된다. 즉, 응축수가 물로서 존재하는 온도까지 기화되어 줄어들게 된다.

이와 같이 응축수 모음탱크 내의 압력이 설정된 압력 이하로 떨어져 응축수 수위가 줄어든 상태에서 펌프가 구동하여 응축수를 펌핑하면 펌프에 캐비테이션 손상(cavitation damage)이 발생되어 펌프의 모터가 소손되는 치명적인 결과를 초래하게 되었다.

따라서 응축수 모음탱크의 저수위를 펌프에 캐비테이션 손상이 발생되지 않도록 필요 이상으로 높게 설정하여야 되므로 응축수 모음탱크를 필요 이상으로 높게 설계하고 있는 실정이다.

셋째, 응축수를 회수하는 응축수 모음탱크를 압력용기로 제작하여야만 되었으므로 허가 등에 많은 어려움이 있었다.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 그 구조를 획기적으로 개선하여 저렴한 가격으로 기기를 제작 보급할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 침수형 펌프를 침수관의 내부에 설치하여 침수형 펌프의 구동에 따라 응축수가 누수되는 현상을 근본적으로 해소할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 1대의 펌프를 구동하여 여러 대의 열 교환기에서 생성된 응축수를 동시에 회수하여 보일러에 공급할 수 있도록 하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 다이의 상면에 침수관을 수직방향으로 설치하여 상기 침수관에 캡을 기밀이 유지되게 설치함과 함께 상기 캡을 통해 모터의 구동으로 응축수를 펌핑하는 침수형 펌프의 임펠러를 침수관에 내장되게 설치하고, 상기 다이의 일측에는 기수분리관을 침수관과 나란히 수직으로 설치하여 침수관과 인입파이프 및 가압파이프로 상, 하부가 연통되도록 연결하고 상기 기수분리관의 내부에는 가압파이프와 연결되게 응축수 분출관을 설치하며, 상기 응축수 분출관()에는 응축수 회수관이 연결되는 이젝터 및 디퓨져를 차례로 설치하여 펌핑된 응축수가 이젝터를 빠른 속도로 통과하면서 압력을 떨어뜨림에 따라 열 교환기에서 생성된 고온의 응축수 및 증기가 응축수 회수관을 통해 기수분리관으로 회수되어 응축수 토출관을 통해 보일러로 공급되도록 하며, 상기 캡과 모터의 설치부위에 씰이 내장되는 씰링 룸을 구비하고 상기 캡과 침수형 펌프의 축 사이에는 통로를 형성하며 상기 씰링 룸과 기수분리관은 모세관으로 연결되게 설치한 것을 특징으로 하는 증기보일러의 응축수공급장치가 제공된다.

본 발명은 종래의 장치에 비하여 다음과 같은 여러 가지 장점을 갖는다.

첫째, 침수형 펌프 및 모터가 침수관에 설치되어 부피가 적으므로 기기의 설치면적을 최소화하게 됨은 물론이고 가격을 현저히 낮출 수 있으므로 기기를 널리 보급할 수 있게 된다.

둘째, 침수형 펌프의 임펠러가 침수관의 내부에 기밀이 유지되게 수용되어 있으므로 누수가 발생되는 현상을 근본적으로 해소할 수 있게 된다.

셋째, 축과 캡의 사이에 통로가 형성되어 있어 모세관현상에 의해 응축수가 씰링 룸으로 빨려들어가므로 침수형 펌프가 가동될 때 씰이 소손되는 현상을 방지하게 된다.

넷째, 침수관 및 침수형 펌프 그리고 모터가 2개로 이루어진 경우에는 침수형 펌프를 교호로 구동하면서 응축수를 펌핑하므로 침수형 펌프의 수명을 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라 어느 하나의 모터 또는 침수형 펌프가 고장나더라도 계속해서 응축수를 펌핑할 수 있게 된다.

다섯째, 기수분리관 내에 각각 응축수 회수관이 연결되는 복수 개의 이젝터가 설치된 경우에는 여러 대의 열 교환기에서 각각 다른 압력의 응축수가 발생되더라도 1개의 침수형 펌프를 구동하여 발생된 응축수를 회수할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 장치인 특허 제2312086호를 나타낸 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 나타낸 종단면도
도 3은 도 2의 평면도
도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸 평면도
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예를 나타낸 종단면도
도 6은 도 5의 평면도

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예를 나타낸 종단면도이고 도 3은 도 2의 평면도로써, 본 발명은 침수형 펌프(100)를 침수관(110)에 내장하여 설치면적을 최소화하면서도 씰(140)의 파손에 따른 누수를 방지할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시 예로 나타낸 도 2 및 도 3은 1개의 모터(120) 및 침수형 펌프(100)를 이용하여 열 교환기(도시는 생략함)에서 생성된 응축수를 열손실 없이 회수하여 보일러 측으로 공급할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 다이(90)의 상면에 침수형 펌프(100)의 임펠러(101)가 내장되는 침수관(110)이 수직방향으로 설치되어 있고 상기 침수관(110)의 상부에는 캡(130)이 기밀을 유지하며 설치되어 있으며 상기 캡(130)의 상부에는 침수형 펌프(100)를 구동하는 모터(120)가 기밀이 유지되게 설치되어 있다.

그리고 상기 캡(130)과 모터(120)의 조립부위에 씰(seal)(140)이 내장되는 씰링 룸(141)이 구비되어 있고 상기 침수형 펌프(100)의 축(102)과 캡(130)의 사이에는 모세관현상에 의해 씰링 룸(141)으로 응축수가 유입되도록 하는 통로(131)가 형성되어 있으며 씰링 룸(141)과 기수분리관(150)은 모세관(142)으로 연결되어 있다.

이는, 침수형 펌프(100)의 구동으로 응축수가 기수분리관(150) 사이를 순환하면서 압축됨에 따라 응축수의 온도가 고온으로 상승하더라도 씰(140)의 수명이 짧아지지 않도록 모세관(142)으로 인한 모세관현상으로 응축수가 통로(131)를 통해 씰링 룸(141) 측으로 서서히 유입되면서 씰(140)을 냉각시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기 다이(90)의 일측에 기수분리관(150)이 침수관(110)과 나란히 수직으로 설치되어 침수관(110)과 인입파이프(160) 및 가압파이프(161)로 상, 하부가 연통되도록 연결되어 있으며 상기 기수분리관(150)의 내부에는 가압파이프(161)와 연결된 응축수 분출관(170)에 이젝터(171) 및 디퓨져(172)가 차례로 설치되어 있고 상기 이젝터(171)에는 응축수 회수관(173)이 설치되어 있다.

상기 기수분리관(150)의 상부에 응축수 토출관(180)을 갖는 기수분리기(181)가 설치되어 있고 상기 응축수 토출관(180)의 하부에는 기체 및 응축수 통로(182) 및 응축수 역류판(183)이 구비된 응축수 비산방지판(184)이 설치되어 있다.

상기 기수분리관(150)에 도 3과 같이 복수 개의 응축수 분출관(170)을 연통되게 설치하여 상기 각 응축수 분출관(170)에 이젝터(171)를 각각 설치하고 상기 각 이젝터(171)에는 응축수 회수관(173)을 각각 연결하여 구성할 수도 있다.

이는, 침수형 펌프(100)에 의해 펌핑된 응축수가 가압파이프(161)에 연결된 응축수 분출관(170)을 통해 각각의 이젝터(171)를 통과함에 따라 각기 다른 응축수 회수관(173)으로 압력이 다른 응축수 및 증기가 회수되어 각각의 디퓨져(172)를 통해 기수분리관(150)의 내부로 회수되도록 하기 위한 것이다.

이에 따라, 각기 다른 압력(예를 들어, 8.4bar, 9.5bar, 10.2bar 등)의 스팀을 이용하는 열 교환기에서 생성된 고온, 고압의 응축수 및 증기를 1대의 기기를 이용하여 회수하여 보일러 측으로 공급할 수 있는 획기적인 효과를 기대할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸 평면도로써, 침수관(110) 및 침수형 펌프(100) 그리고 침수형 펌프를 구동하는 모터(120)가 나란히 다이(90)에 고정 설치되어 있고 상기 침수관(110)의 일측에는 1개의 기수분리관(150)이 고정 설치되어 있으며 상기 각 침수관(110)과 기수분리관(150)의 하부는 인입파이프(160)로 서로 통하여지게 연결되어 있고 각 침수관(110)과 기수분리관(150)의 상부는 제1, 2 가압파이프(161a)(161b)로 연결되어 있다.

상기 본 발명의 다른 실시 예에서는 2개의 침수관(110)과 침수형 펌프(100) 그리고 모터(120)가 설치되어 있는 반면, 가압파이프(161)와 연결되는 응축수 분출관(170)이 1개로 구성되어 있어 본 발명의 일 실시 예에 비하여 열 교환기에서 생성된 응축수를 회수할 때 침수형 펌프(100)를 교호로 동작시킴에 따라 침수형 펌프(100)의 사용수명을 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라 사용도중에 갑자기 어느 하나의 침수형 펌프(100) 또는 모터(120)가 고장나더라도 응축수를 계속해서 회수할 수 있는 장점을 갖는다.

그러나 또 다른 실시 예로 나타낸 도 5 및 도 6과 같이 기수분리관(150)에 일 실시 예와 같이 복수 개의 응축수 분출관(170)을 연통되게 설치하여 상기 각 응축수 분출관(170)에 이젝터(171)를 각각 설치하고 상기 각 이젝터(171)에는 응축수 회수관(173)을 각각 연결하여 구성할 수도 있다.

이에 따라, 침수형 펌프(100)의 사용수명을 극대화하면서 어느 하나의 침수형 펌프(100) 또는 모터(120)가 고장나더라도 각기 다른 압력(예를 들어, 8.4bar, 9.5bar, 10.2bar 등)의 스팀을 이용하는 열 교환기에서 생성된 고온, 고압의 응축수 및 증기를 1대의 기기를 이용하여 회수하여 보일러 측으로 공급할 수 있는 획기적인 효과를 기대할 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예를 나타낸 종단면도로써, 본 발명을 관류 보일러에 적용한 것이다.

즉, 침수형 펌프(100)에 의해 펌핑된 응축수가 이젝터(171)를 통과함에 따라 낮아진 압력으로 응축수 회수관(173)을 통해 응축수를 회수함에 따라 회수된 응축수를 응축수 모음탱크(190)로 회수되도록 구성한 것이다.

도면 중 미설명부호, (162)는 가압파이프(161)에 설치된 체크밸브, (191)은 응축수 모음탱크(190)에 설치되는 수위감지센서(191), 안전밸브(192), 공기배출밸브(193), 보일러 급수밸브(194), 보충수 전자밸브(195)이다.

본 발명의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 일 실시 예와 같이 1대의 침수형 펌프(100) 및 모터(120)가 침수관(110)에 설치된 상태에서 전원의 인가로 모터(120)가 구동하면 침수형 펌프(100)의 임펠러(101)가 고속으로 회전하게 되므로 기수분리관(150)의 내부에 있던 응축수가 인입파이프(160)를 통해 침수관(110)의 내부로 유입되어 가압파이프(161)를 통해 펌핑된다.

상기 응축수가 가압파이프(161)를 통해 펌핑되면 응축수가 가압파이프(161)와 연결된 응축수 분출관(170)을 통해 이젝터(171)를 빠르게 통과하면서 압력을 떨어뜨리게 되므로 열 교환기에서 생성된 응축수가 응축수 회수관(173)을 통해 회수되어 디퓨져(172)로 분출된다.

이렇게 기수분리관(150)으로 회수된 응축수는 기수분리기(181)의 내부에 설치된 기체 및 응축수 통로(182)와 응축수 역류관(183)에 의해 응축수와 기체로 분리되는 데, 이때 상기 응축수는 비산방지판(184)에 의해 비산되지 않고 인입파이프(160)를 통해 침수관(110)으로 유입되고, 응축수 회수관(173)을 통해 응축수가 회수되어 침수관(110) 및 기수분리관(150)에 가득 차이고 나면 잉여 응축수는 응축수 토출관(180)을 통해 보일러 측으로 공급된다.

상기한 바와 같은 동작으로 열 교환기에서 생성된 응축수를 회수하는 과정에서 응축수의 온도가 상승되더라도 일부 응축수가 모세관(142)에 의한 모세관현상으로 캡(130)과 축(102)의 사이에 형성된 통로(131)를 통해 씰링 룸(141)으로 유입되어 씰(140)의 온도가 과잉 상승하는 현상을 억제하므로 씰(140)의 수명을 최대한 연장시킬 수 있게 된다.

한편, 다이(90)에 2개의 침수관(110) 및 침수형 펌프(100) 그리고 모터(120)가 설치된 도 4 내지 도 6과 같은 경우에 어느 하나의 모터(120) 구동으로 침수형 펌프(100)가 침수관(110)의 내부에 있던 응축수를 펌핑하면 침수형 펌프(100)의 용량에 따라 응축수를 각각 인입파이프(161a)(161b)를 통해 흡입하여 펌핑하게 된다.

상기 침수형 펌프(100)의 구동으로 침수관(110) 내의 응축수가 펌핑되어 가압파이프(161a)(161b) 및 응축수 분출관(170)을 통해 이젝터(171)를 통과하면서 압력이 진공상태로 떨어지면 열 교환기에서 열 교환함에 따라 생성된 고온, 고압의 응축수 및 증기가 응축수 회수관(173)을 통해 회수되어 디퓨져(172)로 토출되므로 고온, 고압의 응축수 및 증기의 회수가 가능해지게 된다.

즉, 본 발명의 다른 실시 예로 나타낸 도 4에서는 각각의 가압파이프(161a)(161b)를 통해 펌핑된 응축수가 이젝터(171)를 통과하면서 진공상태로 압력을 떨어뜨리면 각 열 교환기에서 생성된 고온, 고압의 응축수 및 증기가 응축수 회수관(173)을 통해 회수되어 디퓨져(172)로 토출된다.

또한, 또 다른 실시 예로 나타낸 도 5 및 도 6에서는 가압파이프(161a)(161b)를 통해 펌핑된 응축수가 각각의 응축수 분출관(170)을 통해 서로 독립된 이젝터(171)를 빠른 속도로 통과하면서 진공상태로 압력을 떨어뜨리게 되므로 각 응축수 회수관(173)을 통해 각각의 이젝터(171)로 회수할 수 있게 된다.

이와 같이 기수분리관(150)의 내부로 회수된 고온, 고압의 증기는 기수분리기(181)에서 응축수 및 증기로 변환되므로 회수된 응축수가 응축수 토출관(180)을 통해 보일러 측으로 공급할 수 있게 되는 것이다.

한편, 도 7과 같은 경우에 모터(120)가 구동하면 침수관(110) 내의 응축수가 침수형 펌프(100)에 의해 펌핑되어 약 15 ~ 20bar의 고압으로 가압파이프(161)의 체크밸브(162)를 거쳐 이젝터(171)를 통과하면서 압력을 떨어뜨리게 되므로 열 교환기에서 생성된 고온의 증기 및 응축수가 응축수 회수관(173)을 통해 회수되어 응축수 모음탱크(190)에 모이게 된다.

상기한 동작을 반복 실시함에 따라 응축수 모음탱크(190) 내의 압력을 1 ~ 2bar 이상으로 높이게 되므로 최소흡입수두(NPSH)를 해소하게 되고, 응축수 회수관(173)을 통해 끊임 없이 응축수를 회수할 수 있게 되므로 종래의 열 교환기보다 약 5 ~ 8℃ 정도 높일 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 보일러의 급수는 보일러 급수밸브(194) 내의 압력을 항상 15 ~ 20bar로 높게 유지하고 있어 관류보일러 내의 응축수 수위가 낮으면 각 보일러의 수위감지센서(191)에 의해 보일러 급수밸브(194)를 개방하게 되므로 응축수 모음탱크(190)의 내부로 급수가 이루어지는 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

90 : 다이 100 : 침수형 펌프
101 : 임펠러 110 : 침수관
120 : 모터 130 : 캡
131 : 통로 140 : 씰
141 : 씰링 룸 142 : 모세관
150 : 기수분리관 160 : 인입파이프
161 : 가압파이프 170 : 응축수 분출관
171 : 이젝터 172 : 디퓨져
173 : 응축수 회수관 180 : 응축수 토출관
181 : 기수분리기

Claims (4)

1. 다이(90)의 상면에 침수관(110)을 수직방향으로 설치하여 상기 침수관(110)에 캡(130)을 기밀이 유지되게 설치함과 함께 상기 캡(130)을 통해 모터(120)의 구동으로 응축수를 펌핑하는 침수형 펌프(100)의 임펠러(101)를 침수관(110)에 내장되게 설치하고, 상기 다이(90)의 일측에는 기수분리관(150)을 침수관(110)과 나란히 수직으로 설치하여 침수관(110)과 인입파이프(160) 및 가압파이프(161)로 상, 하부가 연통되도록 연결하고 상기 기수분리관(150)의 내부에는 가압파이프(161)와 연결되게 응축수 분출관(170)을 설치하며, 상기 응축수 분출관(170)에는 응축수 회수관(173)이 연결되는 이젝터(171) 및 디퓨져(172)를 차례로 설치하여 펌핑된 응축수가 이젝터(171)를 빠른 속도로 통과하면서 압력을 떨어뜨림에 따라 열 교환기에서 생성된 고온의 응축수 및 증기가 응축수 회수관(173)을 통해 기수분리관(150)으로 회수되어 응축수 토출관(180)을 통해 보일러로 공급되도록 하며, 상기 캡(130)과 모터(120)의 설치부위에 씰(140)이 내장되는 씰링 룸(141)을 구비하고 상기 캡(130)과 침수형 펌프(100)의 축(102) 사이에는 통로(131)를 형성하며 상기 씰링 룸(141)과 기수분리관(150)은 모세관(142)으로 연결되게 설치한 것을 특징으로 하는 증기보일러의 응축수공급장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 다이(90)에 2개의 침수관(110)을 설치하여 상기 침수관(110)에 각각 캡(130)과 침수형 펌프(100) 그리고 모터(120)를 설치하고 상기 각 침수관(110)과 기수분리관(150)에는 가압파이프(161a)(161b)가 통하여지게 설치된 것을 특징으로 하는 증기보일러의 응축수공급장치.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 기수분리관(150)에 고정된 응축수 분출관(170)을 복수 개로 하여 상기 각 응축수 분출관(170)에 이젝터(171)를 각각 설치하고 상기 각 이젝터(171)에는 응축수 회수관(173)을 각각 연결하여서 된 것을 특징으로 하는 증기보일러의 응축수공급장치.