KR200434158Y1 - 스팀 발생시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 하부 일측면에 외부에서 공급되는 냉수의 유입구가 형성되고, 상부 일측면에는 상기 냉수가 일정한 온도로 가열된 온수의 배출구가 형성된 가열탱크와, 상기 가열탱크의 상부에 위치하고 중심부에 형성된 하나 이상의 관통홀을 갖는 격벽에 의해 분리되며 상부 일정 부위에는 스팀 배출구가 형성된 스팀 탱크로 구성되는 스팀발생장치를 구비한 스팀발생시스템에 관한 것으로, 상기 스팀발생장치는, 상기 가열탱크에 내장된 메인히터와, 상기 스팀 탱크에 내장된 스팀 히터와, 상기 스팀히터의 외주변에 형성된 열교환부재를 포함한다. 이때 상기 열교환부재는, 몸체를 관통하는 스팀통로가 다수 형성되고 상기 몸체의 하향으로 다수의 돌기가 형성된 열교환 핀(fin)이나 주름진 형상의 플레이트가 겹쳐서 형성된 열교환 플레이트 부재인 것이 바람직하다. 본 고안의 상기와 같은 구성에 따라, 외부에서 공급되는 공급수를 스팀으로 발생시키는 스팀용 히터주변에 열교환부재 및 다공질 재료를 장착시킴으로써 발생하는 스팀의 양이 신속하고 지속적으로 일정하게 유지시킬 수 있어 기능성 및 에너지 효율성을 증대시킬 수 있는 효과가 발생한다.

스팀, 히터, 온수, 열교환 핀(fin), 다공질

Description

스팀 발생시스템{system for generating steam}

도 1 은 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 스팀발생시스템의 개략적인 구성도.

도 2 는 도 1 에 따른 스팀발생장치의 개략적인 횡단면도.

도 3 과 도 4 는 도 2 에 따른 열교환부재의 다른 실시예들을 나타낸 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 스팀 발생장치, 12 : 스팀 탱크,

14 : 관통 홀, 16 : 유입구,

18 : 첵 밸브, 20 : 가열탱크,

22 : 메인 히터, 24 : 열교환부재,

26 : 온수 출구, 28 : 스팀 히터,

30 : 스팀 출구, 32 : 열교환 핀(fin),

38 : 열교환 플레이트 부재, 50 : 물탱크,

60 : 펌프, 70 : 제어기,

100 : 스팀 발생 시스템

본 고안은 스팀발생 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부에서 공급되는 공급수를 스팀으로 발생시키는 스팀용 히터주변에 열교환부재 및 다공질 재료를 장착시킴으로써 발생하는 스팀의 양이 신속하고 지속적으로 일정하게 유지시킬 수 있어 기능성 및 에너지 효율성을 증대시킬 수 있는 스팀발생장치를 구비한 스팀발생시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 스팀발생시스템(또는 스팀보일러)은 사우나나 세탁소 등에 이용되는 대형의 스팀 발생시스템과, 커피 추출장치나 스팀 청소기 등에 이용되는 소형의 스팀 발생장치가 이용되고 있다.

특히 상기한 소형의 스팀발생장치는 탱크내부에 메인히터가 내장되고 이 탱크에서 가열된 온수가 상부에 형성된 스팀탱크로 유입되고 상기 스팀탱크에서 재 가열되어 기화된 스팀이 외부로 배출되는 구성으로 이루어진다.

그러나 상기한 구성에 따른 스팀발생장치는 스팀 발생시 완전히 기화된 스팀이 발생하지 않고 스팀 및 수분이 동시에 배출함과 동시에 비등현상이 발생하므로 안전성이 감소할 뿐만 아니라 그 효능이 저하하는 문제점을 내포하고 있었다.

따라서, 본 고안은 상술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 고안의 목적은 외부에서 공급되는 공급수를 스팀으로 발생시키는 스팀용 히터주변에 열교환부재 및 다공질 재료를 장착시킴으로써 발생하는 스팀의 양이 신속하고 지속적으로 일정하게 유지시킬 수 있어 기능성 및 에너지 효율성을 증대 시킬 수 있는 스팀발생장치를 구비한 스팀발생시스템을 제공하는 데 있다.

이러한 상기 목적은 본 고안에 의해 달성되며, 본 고안의 일면에 따라, 스팀발생시스템은, 외부로부터 유입되는 원수를 수위조절가능하게 저장할 수 있는 물탱크와, 이 물탱크에서 배출되는 원수를 일정한 압력으로 배출시키는 펌프와, 하부 일측면에 상기 펌프에 연결되어 상기 펌프에서 공급하는 냉수의 유입구가 형성되고, 상부 일측면에는 일정한 온도로 가열된 온수의 배출구가 형성된 가열탱크와, 상기 가열탱크의 상부에 위치하고 중심부에 형성된 하나 이상의 관통홀을 갖는 격벽에 의해 분리되며 상부 일정 부위에는 스팀 배출구가 형성된 스팀 탱크로 구성되는 스팀발생장치, 및 상기 펌프와 상기 스팀발생장치 사이에 장착되는 첵밸브를 포함한다.

이때 상기 스팀발생장치는, 상기 가열탱크에 내장된 메인히터와, 상기 스팀 탱크에 내장된 스팀 히터와, 상기 스팀히터의 외주변에 형성된 열교환부재를 구비한다.

그리고 상기 열교환부재는, 몸체를 관통하는 스팀통로가 다수 형성되고 상기 몸체의 하향으로 다수의 돌기가 형성된 열교환 핀(fin)이나 주름진 형상의 플레이트가 겹쳐서 형성된 열교환 플레이트 부재인 것이 바람직하다.

본 고안의 다른 일면에 따라, 상기 스팀 히터의 외주변에는 다공질 재료가 장착되는데 이러한 다공질 재료는, 벤토나이트, 제올라이트 및 세라믹에서 선택된 하나의 물질이거나 이들을 혼합한 물질인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상술하며, 도면 전체를 통하여 동일한 부분에는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.

도 1 은 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 스팀발생시스템의 개략적인 구성도이고, 도 2 는 본 고안의 바람직한 일실시예에 따른 스팀발생장치의 개략적인 횡단면도이고, 도 3 과 도 4 는 도 2 에 따른 열교환부재의 다른 실시예들을 나타낸 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이, 도면부호 100 으로 도시한 본 고안에 따른 스팀발생 시스템은 외부로부터 유입되는 원수(냉수, 지하수, 수돗물 등)를 수위조절가능하게 저장할 수 있는 물탱크(50)와 이 물탱크(50)에서 배출되는 원수를 일정한 압력으로 배출시키는 펌프(60), 이 펌프(60)에 연결되는 스팀발생장치(10)를 포함한다.

상기 스팀발생장치(10)는 하부 일측면에 외부에서 공급되는 냉수의 유입구(16)가 형성되고, 상부 일측면에는 상기 냉수가 일정한 온도로 가열된 온수의 배출구(26)가 형성된 가열탱크(20)와, 이 가열탱크(20)의 상부에 위치하고 중심부에 형성된 하나 이상의 관통홀(14)을 갖는 격벽에 의해 분리되며 상부 일정 부위에는 스팀 배출구(30)가 형성된 스팀 탱크(12)로 구성된다.

그리고 상기 가열탱크(20)와 상기 스팀탱크(12)에는 메인히터(22)와 스팀 히터(28)가 각각 내장되는데 특히 상기 스팀히터(28)의 외주변에는 열교환부재(24)를 포함하게 된다.

게다가 상기 가열탱크의 압력이 상기 유입구(16)를 통해 유입되는 냉수의 압 력보다 증가하게 되면 역류현상이 발생하므로 이를 방지하기 위해 상기 유입구(16)의 후방과 상기 펌프(60) 사이에는 첵 밸브(18)를 마련하여 유체의 흐름을 일방향으로 진행하게 한다.

이때 상기 열교환부재는 도 2 에 도시한 것처럼, 몸체를 관통하는 스팀통로(34)가 다수 형성되고 상기 몸체의 하향으로 다수의 돌기(36)가 형성된 열교환 핀(fin)(32)이 바람직하나, 도 3 에 도시한 것처럼, 상기 열교환부재가 주름진 형상의 플레이트가 겹쳐서 형성된 열교환 플레이트 부재(38)도 무방하다.

게다가 상기 스팀 히터의 외주변에는 다공질 재료가 장착되는데 이는 상기 스팀 탱크(12)의 수분량이 적절하여야 만 상기 스팀 출구(30)로 방출되는 스팀의 조건이 양호하게 된다.

만약 상기한 조건이 충분하지 못할 경우에는 분출하는 스팀에는 수분량이 과다하게 되고 이로 인해 분출하는 스팀에 포함된 수분이 비등하게 될 뿐만 아니라 높은 에너지가 요구되어 전력손실이 증대하게 된다.

따라서 상기 스팀출구(30)로 분출하는 스팀에 포함되는 수분량이 적절하게 포함되야하며 이러한 수분의 조절은 상기 스팀탱크(12)에 내장된 다공질 재료가 수행하게 되는 것이다.

즉 상기 스팀 탱크(12)에 과도한 수분량이 함유될 경우에는 상기 다공질 재료에 수분이 저장하게 되고, 스팀 탱크(12)에 수분이 모자라는 경우에는 상기 다공질재료에 내포된 수분이 외부로 방출하게 되면서 상기 스팀 탱크(12)의 수분량을 조절하게 되는 것이다.

이러한 다공질 재료는 다공질 구조(vesicular structure)를 갖는 화성암이 대표적인데 이는 지하의 얕은 곳 또는 지표의 암석이 굳어질 때 기포의 일탈팽창 때문에 발생한 빈틈을 포함하고 있기 때문이다.

그러나 본 고안에서는 벤토나이트(bentonite), 제올라이트(zeolite), 세라믹 등의 재질을 이용하는 것이 바람직하다.

상기 벤토나이트는 몬모릴로나이트를 주성분으로 하고 석영·크리스로밸라이트·장석·제올라이트 등을 함유한 점토로, 암석의 풍화생성과정에서 생성된 점토광물이며, 결정구조를 갖는 미세한 입자로 수분을 흡착하면 부피가 커지는 팽윤성이 큰 물질이다.

그리고 상기 스팀발생장치(10), 상기 펌프(60) 및 상기 첵 밸브(18)는 일정부위에 장착되는 제어기(70)와 전기적으로 연결되어 이러한 제어기(70)에 의해 제어되게 된다.

즉 상기 제어기(70)는 상기 펌프(60)및 스팀발생장치(10)를 제어하여 상기 스팀발생장치(10)에서 발생하는 스팀량 및 온도를 조절하거나 첵 밸브(18)를 조절하여 온수의 역류를 방지하는 기능을 수행하게 되며 이러한 제어기(70)는 상기 시스템(100)의 일측면에 장착되는 인쇄회로기판(PCB) 등을 이용하여 용이하게 형성시킬 수 있다는 것을 당업자는 용이하게 알 수 있을 것이다.

본 고안은 상기와 같은 구성에 따라, 외부에서 공급되는 공급수를 스팀으로 발생시키는 스팀용 히터주변에 열교환부재 및 다공질 재료를 장착시킴으로써 발생 하는 스팀의 양이 신속하고 지속적으로 일정하게 유지시킬 수 있어 기능성 및 에너지 효율성을 증대시킬 수 있는 효과가 발생한다.

본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 실용신안등록청구의 범위에서 청구하는 바와 같이 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

Claims (8)

1. 외부로부터 유입되는 원수를 수위조절가능하게 저장할 수 있는 물탱크;

   상기 물탱크에서 배출되는 원수를 일정한 압력으로 배출시키는 펌프;

   하부 일측면에 상기 펌프에 연결되어 상기 펌프에서 공급하는 냉수의 유입구가 형성되고, 상부 일측면에는 일정한 온도로 가열된 온수의 배출구가 형성된 가열탱크와, 상기 가열탱크의 상부에 위치하고 중심부에 형성된 하나 이상의 관통홀을 갖는 격벽에 의해 분리되며 상부 일정 부위에는 스팀 배출구가 형성된 스팀 탱크로 구성되는 스팀발생장치; 및

   상기 펌프와 상기 스팀발생장치 사이에 장착되는 첵 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀 발생 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스팀발생장치는, 상기 가열탱크에 내장된 메인히터와, 상기 스팀 탱크에 내장된 스팀 히터와, 상기 스팀히터의 외주변에 형성된 열교환부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀 발생 시스템.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 열교환부재는, 몸체를 관통하는 스팀통로가 다수 형성되고 상기 몸체의 하향으로 다수의 돌기가 형성된 열교환 핀(fin)인 것을 특징으로 하는 스팀 발생시스템.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 열교환부재는, 주름진 형상의 플레이트가 겹쳐서 형성된 열교환 플레이트 부재인 것을 특징으로 하는 스팀 발생시스템.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 스팀 히터의 외주변에는 다공질 재료가 장착되는 것을 특징으로 하는 스팀 발생시스템.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 다공질 재료는, 벤토나이트, 제올라이트 및 세라믹에서 선택된 하나의 물질이거나 이들을 혼합한 물질인 것을 특징으로 하는 스팀 발생 시스템.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 물탱크와 상기 펌프 사이에는 별도의 증기발생장치를 장착시킨 것을 특징으로 하는 스팀 발생시스템.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 스팀발생장치와 상기 펌프는 일정부위에 장착되는 제어기에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 스팀 발생시스템.

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