KR200179515Y1 - 액체 고속 고압분사 열발생장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 액체를 고속 고압으로 분사하여 액체가 발열관을 통과하면서 액체의 분자끼리 서로 충돌시켜 발생하는 마찰력과 저항력에 의해 액체가 가열되도록 하여 그 액체를 난방이나 온수로 사용할 수 있도록 하고자 하는 액체 고속 고압분사 열발생장치에 관한 것이다.

원수가 공급되는 공급관에 액체순환펌프를 연결하여 토출구측에 발열관을 연결하되, 상기 발열관을 2이상 연속 반복되게 구성하면서 발열관내에 조밀하게 돌기를 형성하여서 된 구성이다.

따라서 이상과 같이 본 고안의 장치에 의해 전기적으로 액체를 이용하는 방법으로 난방시설을 갖추거나 온수를 사용할 수 있어 에너지원인 기름, 가스 등을 사용하지 않고서도 고온의 효율을 얻을 수 있어 난방의 효과 뿐 아니라 여러 방면에서도 활용될 수 있는 특징이 있다.

Description

액체 고속 고압분사 열발생장치{A DEVICE TO GENERATE HEAT BY SPRAYING LIQUID AT HIGH SPEED AND HIGH PRESSURE}

본 고안은 액체 고속 고압분사 열발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액체를 고속 고압으로 분사하여 액체가 발열관을 통과하면서 액체의 분자끼리 서로 충돌시켜 발생하는 마찰력과 저항력에 의해 액체가 가열되도록 하여 그 액체를 난방이나 온수로 사용할 수 있도록 하고자 하는 액체 고속 고압분사 열발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 난방을 하거나 온수를 얻고자 할 때에는 열원으로 사용되는 에너지인 전기, 기름, 가스 등을 사용하여 그 열원에 의하여 난방효과를 얻고, 열원 또는 난방열에 의해 온수를 얻고 있는 실정이다.

이와 같이 열원으로 사용되고 있는 기름이나 가스는 소화로 인하여 열원을 얻기 때문에 대기, 수질 등 모든 면에서 환경을 파괴하는 주된 요인이 되고 있으며, 또한 전기에너지만을 이용하여 열원을 얻기에는 너무나 많은 전기를 과소비하여야 하기 때문에 특히 여름철에는 수요에 따른 공급을 할 수 가 없을 정도로 고갈되고 있는 실정이며, 또한 그 전기에너지의 근원은 기름이나 가스 등의 에너지를 사용하여야 하기 때문에 그 만큼 소화성 인화물질의 사용이 불어남에 따라 상기와 같은 문제를 현시점에서는 불가피한 상태에 놓여져 있어 심각한 문제점으로 대두되고 있다.

본 고안은 상기 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 돌기를 가진 발열관에 액체를 고속 고압으로 분사하여 액체가 돌기에 부딪히면서 액체가 가지고 있는 분자끼리 서로 충돌하면서 마찰력과 저항력에 의하여 발생되는 열원이 통과하는 액체를 가열하도록 함으로서 그 액체를 난방으로 이용하던가 아니면 온수 또는 그 밖에 열원이 사용되는 모든 곳에 적용할 수 있는 효과를 얻고자 하는데 그 고안의 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 액체순환펌프의 유입구에 원수가 공급되는 관을 연결하고, 토출구에는 연속 반복되는 발열관을 연결하되, 상기 발열관 내경의내주벽에 조밀하게 돌기를 형성하여서 액체가 고속 고압으로 토출하면서 액체가 지니고 있는 분자끼리 서로 충돌시켜 마찰력과 저항력이 발생하도록 유도하여 액체를 고온으로 상승시키는 장치를 제공하고자 하는 것이다.

도1은 본 고안의 일실시례에 의한 장치의 기본 개요도

도2의 (가)(나)는 본 고안에 사용되는 발열관의 여러 가지 형태도

도3은 본 고안의 사용상태를 일실시례로 도시한 흐름도

*도면의 주요 부분에 대한 부호설명*

10. 액체순환펌프 11. 공급관

12. 발열관 12a. 돌기

13. 토출관

이하, 첨부된 도면에 의하여 일실시례에 의한 본 고안의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 고안에 의한 기본적인 구성의 흐름도를 도시한 것으로, 원수가 공급되는 공급관(11)을 액체순환펌프(10)의 입구측에 설치하고, 상기 액체순환펌프(10)의 토출구측에 발열관(12)을 구성한 기본적인 예시도이며, 도2 및 도3은 상기 발열관을 실시례별로 구성되는 것을 단면으로 확대한 단면도로, 발열관(12)내에 돌기(12a)를 형성한다는 것을 보여주기 위한 것으로 그 형태는 여러 가지로 변화될 수 있음을 보여주고 있고, 도4는 본 고안이 일반 가정이나 아파트 등지에 난방용으로 사용될 경우를 예시한 것이다.

도시된 바와 같이 본 고안을 구성함에 있어서 원수가 공급되는 공급관(11)에 액체순환펌프(10)를 연결하여 토출구측에 발열관(12)을 연결하되, 상기 발열관(12)을 2이상 연속 반복되게 구성하면서 발열관(12)내에 조밀하게 돌기(12a)를 형성하여서 된 구성이다.

상기 발열관(12)은 액체가 지니고 있는 분자끼리 서로 충돌을 유도하여 그 충돌에 의해 열을 발생하도록 하기 위한 수단이므로 연속 반복되는 발열관(12)에 전체 또는 격주로 돌기(12a)를 형성하여 유체의 진행속도를 증가시키면서 액체의분자를 충돌시킬 수도 있으며, 또한 발열관(12)내에 이 보다 관경이 작은 관을 내설하여 그 관의 내외주면에 돌기(12a)를 형성하여 액체의 분자 충돌을 보다 더 증가시킬 수 있으므로, 결국 액체의 분자 충돌량에 의한 온도 상승에 따른 효율 문제이므로 어떠한 형태의 발열관(12)이 제공되더라도 발열관(12)내에 돌기(12a)를 구성하고 있으면 족하므로 어떠한 형태든간에 발열관(12)내에 돌기(12a)를 구성한 것이면 본 고안의 범주에 있다 할 것이다.

또한 상기 발열관(12)의 관경과 길이는 액체순환펌프(10)의 용량에 의해 변화된다는 점을 감안하면 그 발열관(12)의 관경이나 길이는 특정지울 수 있는 것이 아닌 만큼 사용 용도에 따라 사용자가 액체순환펌프(10)의 선택한 뒤 그 펌프의 용량에 따라 적절한 관경과 길이를 계산하여 선정하면 되는 것이다.

이상과 같이 구성된 본 고안을 난방용으로 사용하고자 할 경우를 일실시례로 들어 설명하면 다음과 같다.

도4에 도시한 바와 같이 원수가 공급되는 공급관(11)을 액체순환펌프(10)의 입구측에 연결하고, 상기 액체순환펌프(10)의 토출구측에는 보온커버(21)를 씌운 발열관(12)을 연결하여 순환펌프(22)와 순환밸브(23)를 각각 설치하고, 그 밸브(23)의 후방의 토출관(13)에 에어토출구와 에어토출구의 직전에 경유관(24)을 배열하여 공급관(11)에 연결하는 과정에 배출구와 배출밸브(25)를 가진 배출관(24)을 임의 위치에 연결한다.

이와 같이 구성된 난방용 시설은 공급관(11)을 통하여 원수가 공급되면 액체순환펌프(10)를 거치면서 액체는 고속 고압으로 변하여 발열관(12)으로 토출하는바, 토출되는 액체는 발열관(12)내의 돌기(12a)에 부딪히면서 액체가 지니고 있던 분자끼리 서로 충돌하면서 마찰력과 저항력이 발생되고, 이로 인하여 액체의 온도가 상승됨에 따라 평온보다 높은 열을 발생하게 되고, 그 열은 보온커버(21)에 의해 방열되지 않고 고온을 유지시켜 주게 된다.

평온보다 높은 고온의 액체는 순환펌프(22)를 거쳐 순환밸브(23)의 방향에 따라 뜨거운 공기 또는 고온의 액체가 토출하게 된다.

이때 온도감지센서(26)로부터 온도가 감지한 상태에서 뜨거운 공기를 에어배출구로 토출하도록 구성하면 난방열이 공급되는 히터로 사용할 수 있고, 그렇지 아니하고 고온의 액체를 경유관(24)을 경유시켜 다시 공급관(11)으로 압송시켜 액체순환펌프(10)와 발열관(12)을 다시 경유하도록 함에 따라 액체의 온도는 경유하기 전의 온도에 비해 상승되는 바, 상기 경유관(24)을 통상과 같이 주택이나 아파트 등지에 난방용으로 시설하면 난방의 효과를 얻을 수 있도록 하였다.

그리고 온수를 사용하고자 할 때에는 경유관(24)의 토출구측에 위치되어 있는 배출관(24)의 밸브(25)를 열어 온수를 공급받아 사용할 수 있도록 하였다.

상기 경유관(24)에서 발하는 온도는 액체순환펌프(10)의 용량과 관경 및 발열관(12)의 길이의 정도에 따라 다르기 때문에 실시례에 의하여 변화하는 온도를 살펴보면 다음과 같다.

대기온도: 22℃

액체순환펌프: 1.5HP(마력)

발열관의 길이와 관경: L10ｍ×4㎜

원수의 공급온도: 16.5℃

으로 구성하여서 변화하는 온도는

순번	경과시간(분)	온 도
1	5분 경과	26.5 ℃
2	10분 경과	33 ℃
3	15분 경과	38 ℃
4	20분 경과	42 ℃
5	25분 경과	46 ℃
6	30분 경과	48.5 ℃
7	35분 경과	50 ℃

표 1에서와 같이 초기에는 온도의 변화가 크게 이루어지다가 시간이 경과할수록 변화의 폭이 좁혀지고 있지만 시간이 경과되면서 온도가 상승한다는 결론을 얻었다.

이와 같이 어느 정도로 온도가 상승하면 서서히 상승하거나 상승하지 않고 머물고 있는 것은 낮은 대기온도에 의해 발생되는 열손실의 증가에 의해 완만한 온도상승을 보이기 때문이다.

상기 실험에서와 같이 순수한 물(H₂O)을 사용한 경우를 예시한 것으로 본 고안에서는 상기와 같이 액체가 물에 국한되는 것이 아니기 때문에 다른 액체를 사용할 경우에는 물을 사용하여 실험한 결과보다 훨씬 높은 온도를 얻을 수 있기 때문에 열원이 사용되는 여러 분야에도 적용될 수 있다.

따라서 이상과 같이 본 고안은 발열관에 의해 액체가 지니고 있는 분자를 서로 충돌시켜 이로 인하여 액체의 온도를 평온보다 높은 고온으로 상승시켜 난방을할 수 있고, 온도가 상승하면서 발생되는 증기를 배출하여 히터로 사용할 수도 있으며, 난방으로 사용하는 과정에 액체를 배출시켜 온수를 사용할 수 있다.

따라서 이상과 같이 본 고안의 장치에 의해 전기적으로 액체를 이용하는 방법으로 난방시설을 갖추거나 온수를 사용할 수 있어 에너지원인 기름, 가스 등을 사용하지 않고서도 고온의 효율을 얻을 수 있어 난방의 효과 뿐 아니라 여러 방면에서도 활용될 수 있는 특징이 있다.

Claims (6)

1. 본 고안을 구성함에 있어서,

   원수가 공급되는 공급관에 액체순환펌프를 연결하여 토출구측에 발열관을 연결하되, 여서 액체의 분자를 서로 충돌시켜 열을 발생하도록 함을 특징으로 하는 액체 고속 고압분사 열발생장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 발열관은 2이상 연속 반복되게 구성하면서 발열관내에 조밀하게 돌기를 형성하여서 됨을 특징으로 하는 액체 고속 고압분사 열발생장치.
3. 제2항에 있어서

   상기 발열관내에 또 다른 관을 내설하여 돌기를 형성하여서 됨을 특징으로 하는 액체 고속 고압분사 열발생장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 토출관측에 순환펌프를 설치하여 증기와 액체가 구분되게 배출하도록 함을 특징으로 하는 액체 고속 고압분사 열발생장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 공급관에 발열관을 통하는 토출관을 연결하여 액체를 순환시켜 열발생의 효율을 상승시켜서 됨을 특징으로 하는 액체 고속 고압분사 열발생장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 토출관을 길게 지그재그로 경유관을 구성하여 건축물의 바닥에 지그재그로 배설되도록 함을 특징으로 하는 액체 고속 고압분사 열발생장치.