KR200148228Y1 - 벤츄리형 수분무식 과열저감기 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 초안이 속한 기술분야

본 고안은 산업용 보일러의 고압의 과열증기에 분무수를 직접 접촉시커 효과적으로 최종 과열증기 온도를 저감 조절하기 위한 장치이다.

2. 고안이 해결하려고 하는 기술적 과제

분무된 물과 증기의 혼합효과를 제고하고 저온수와 가열증기의 혼합부에 대한 열충격 피로를 완화하는 것

3. 고안의 해결방법의 요지

모관 내부에 밴튜리관을 장착하여 증기유속을 상승시키고 1차 및 2차격 막을 구실하여 열충격 피로를 최소화 함

4. 고안의 중요한 용도

본 고안은 산업용이나 사업용의 증기보관에 설치하여 내구성을 제고하여 안전운전을 도모하면서도 효과적으로 과열증기 온도를 저감시킬 수 있다.

Description

벤츄리형 수분무식 과열저감기

본 고안은 산업용이나 사업용 보일러의 과열중기의 적정온도를 유지시키 위한 장치로서 고압의 분무수를 과열증기에 직접 접촉시켜 효과적으로 최종 과열중기 온도를 저감 조절하는 수분무식 과열저감기에 관한 것이다. 통상적으로 보일러의 과일증기 온도 조전 방법에는 수분무 조절방식, 응 축기 조절방식, 및 댐퍼 조절방식 등이 있으나 수분무식의 경우 온도조절 응 답성이 좋으며 온도 조절범위 설정이 용이한 특징을 가지고 있으므로 가장 많이 사용되고 있다. 이러한 보일러의 과열증기 온도 조걸 시스템을 보면 제1도에서 보는 바 와 같이 저온의 물은 과열중기관에 장착된 분무노즐을 통해 미세 분부되어 과열중기와 혼합, 증기온도를 저감시키면 최종 과열기 후단의 설정 온도 제어 신호를 받아 유량밸브의 개도 조절에 의해 분무량을 결정하여 자동적으로 최종 설정 증기 온도를 조절하게 된다. 여기서 급수는 일반적으로 절탄기 입구측이나 보일러 급수펌프 후단에서 취출하여 유랑 조절밸브를 거쳐 분무 노즐로 공급된다.

이와 같은 과일증기 온도조절 시스템에 있어서 종래의 수분무식 과일 저감기는 제2도에서 보는 바와 같이 과열 증지모관(3)내부에 분무용 일자형 튜브(15)만 장착하여 분무 노즐을 통해 저온수를 분무시켜 증기와 혼합하는 방식으로 내부 유체의 유속이나 흐름의 변화 없이 분무혼합시키는 단순 구조 이다. 따라서 이러한 구조에서는 저온의 분무수와 고온의 과열 증기의 혼합 이 효과적이지 못한 단점을 가지고 있다. 따라서 이와 같이 분무수와 과열증기와의 혼합이 불완전할 경우 고열 저감기 후부측에서 정확한 유체온도 감지가 어려워지며, 기화 지연에 따라 액 적에 의한 부분적인 마모나 쇽크 등을 가져올 수 있다. 또한 제4도는 종래의 과열증기 모관(3)에 취부되는 수관 노즐(1)의 단면 도로서 a부에서와 같이 수관 노즐(1) 내부에 수분무 노즐(2)을 취부한 단순 1차 격막 구조로 되어 있어 잦은 저온수 분사에 의해 수관 노즐 용접부가 열충격피로에 상당히 노출되어 있다. 따라서 수관 노즐 용접부의 열충격피로가 가중되어 내구성이 떨어지게 되어 파열 및 안전사고의 위험마저 갖게 된다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 수분무식 과열 저감기가 갖고 있는 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 특히 분무된 물과 증기의 효과적인 혼합과 저온수와 과열증기의 혼합부에 대한 열충격 피로를 완화시킬 수 있 는 수분무식 과열 저감기의 제공을 그 목적으로 한다.

이와 같은 목적은 모관 내부에 밴튜리형 내부 장치를 장착시켜 증기 유속을 상숭시킴으로써 분무수를 미립화하여 증발을 가속화 시킴과 동시에 고온 중기와의 혼합을 좋게 하고, 수분무 노즐과 수관 노즐사이에 1차 격막을 주고 수관 노즐 자체에도 2차 격막을 두며 증기순환 구멍을 갖는 본 고안의 구성에 의하여 달성될 수 있는 바, 침부도면을 참조로 하여 이하에 상세히 설명한다.

제1도는 과열 증기 온도 조절 시스템을 보여주는 도면.

제2도는 종래의 수분무식 과열 저감기 단면도.

제3도는 본 고안의 단면도.

제4도는 종래의 수관 노즐부 단면도.

제5도(a)는 본 고안의 수관 노즐부 단면도.

(b)는 (a)의 A-A선에 따른 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,1' : 수관 노즐 2,2' : 수분무 노즐

3 : 과열 증기 모관 4 : 벤츄리관

5 : 분무부 슬리브관 6 : 점검 노즐

7 : 내관 고정 볼트 8 : 내관 지지대

10 : 1차격막 11 : 2차격막

13 : 증기순환구멍

본 고안은 제3도에서 보는 바와 같이 과열증기모관(3)내부에 일자형 튜브 대신에 밴츄리관(4)을 장착파고 저온수와 고온증기가 직접 합류되는 수분무노즐(2') 직후단의 밴츄리관(4) 목부 주위에 분무부 슬리브관(5)를 삽입하 였다. 분무부 슬리브된(5)을 지난 벤츄리관의 외주에 내관 지지대(8)를 설치하고 상기 내관 지지대(8)를 고정하는 내관 고정볼트(7)가 과열증기 모관(3)을 관통하여 끼워지게 된다. 또한 점검노즐이 과열증기 모관(3)에 설치된다. 또한 제5도에 보는 바와 같이 과열 증기 모관(3)에 취부되는 수관노즐에 수분무 노즐(2')이 취부되되, a부에서와 같이 수분무 노즐(2)에는 그 자 체에 1차 격막(10)을 형성하고, 수관노즐(1')과 수분무 노즐(2')간의 사이에 2 차 격막(11)을 형성토록 구성되며, 제5도(나)의 단면도에서 보는 바와 같이 1차 격막(10) 저부에 증기 순환 구멍(13)을 형성하고, b부분과 같이 수관 노즐 격막의 상부를 둥글게 라운딩 처리하이 응력 집중을 배제한 구성으로 되어 있다.

본 고안의 1차 격막(10)는 수관 노즐(1') 자체에 형성시킨 것이고 2차 격막(11)은 수관 노즐의 내부에 수분무 노즐(2')을 삽입설치하게 되면 수관 노즐(1')과 수분무 노즐(2')과의 사이에 간격이 형성되어 이루어 지게 된다. 본 고안의 벤츄리관(4)의 목부에서는 직관부 대비 4배 정도로 유속을 증 가시키게 됨으로써 분무수의 미립화 및 증발을 가속화 시켜 증기와의 혼합 을 극대화 한다.

제5도 (나)에서와 같이, 본 고안의 1차 격막(10)의 저부에 형성된 증기순환구멍(13)은 증기 모관(3)내의 증기가 1차 격막(10)내로 유입되어 순환하도록 형성시킨 것으로 온도차에 의한 열충격을 최소화 하기 위한 것이다. 특히 b부분과 같이 수관 노즐 격막 상부를 둥글게 라운딩 처리하여 응력 집중을 배제하고 노즐부 열팽창에 대한 신축성을 부여 열충격에 의한 피로 를 완화하도록 하였다. 또한 제3도의 c부에서와 같이 저온수와 고온증기가 직접 합류되는 수분무 노즐(2') 직후단의 벤츄리관(4) 목부 주위에 슬리브관(5)을 삽입하여 빈번한 저온 분무수에 의한 열충격 피로가 가장 심각한 부분을 보강하여 고온 고압의 모관에 안전성을 부여하게 된다.

본 고안은 상기와 같이 벤츄리관을 설치하여 노즐부 근처에서 내부 유체의 유속을 증가시킴으로써 분무수를 미립화 시키고 저온의 분부수의 증발 을 가속화 시켜 증기와의 혼합을 극대화 함으로써 분무수와 과열 증기와의 불완전한 혼합에 따른 저감기 후부측에서의 정확한 유체온도 감지의 곤란함 과 기화 지연에 따른 액적에 의한 부분적인 마모나 쇽크 등의 문제점을 해 소할 수 있게 되었다. 또한 본 고안은 수관 노즐자체에 형성된 1차 격막(10)과 수관 노즐(1')과 수분무 노즐간에 형성된 2차노즐을 통하여 급격한 열전달 현상을 막고, 또한 1차 격막 내부로는 증기가 순환되도록 하여 온도차에 의한 열충격을 최소화 하었으며, 수관 노즐 격막 상부를 둥글게 라운딩 처리하여 응력 집중을 배제 하고 노즐부 열팽창에 대한 신축성을 부여하여 열충격에 의한 피로즐 완화 하였다. 또한 저온수와 고온증기가 직접 합류되는 수분무 노즐 직후단의 벤츄리 관 목부 주위에 슬리브관을 삽입하여 빈번한 저온 분무수에 의한 열충격 피로가 가장 심각한 부분을 보강하여 고온 고압의 보관에 안전성을 부여한다.

이와 같이 하여 본 고안은 정혼의 수관과 고온의 과열 중기관이 수직으로 연결되는 노즐 용접부와 저온수가 과열 증기와 혼합되는 분무부의 큰 온도차에 의해 반복되는 열충격 피로를 최소화하여 내구성을 제고하고 안전운전에 크게 기여하게 된다

Claims (1)

1. 과열증기모관(3)내부에 벤츄리관(4)을 장착하고 저온수와 고온증기가 직접 합류되는 수분무노즐(2') 직후단의 벤츄리관(4) 목부 주위에 분무부 슬리브관(5)를 삽입하며, 과열 증기 모관(3)에 취부되는 수관노즐에 수분무 노즐(2')이 취부되되, 수분무 노즐(2)에는 그 자체에 1차 격막(10)을 형성하고, 수관노즐(1')과 수분무 노즐(2')간의 사이에 2차 격막(11)을 형성토록 하며, 1차 격막(10) 지부에 증기 순환 구멍(13)을 형성하고, 수관 노즐 격막의 상부를 둥글게 라운딩 처리하여 응력 집중을 배제한 것을 특징으로 하는 벤츄리형 수분무식 과열 저감기