KR200444163Y1

KR200444163Y1 - Steam injection heater

Info

Publication number: KR200444163Y1
Application number: KR2020080002515U
Authority: KR
Inventors: 최두열
Original assignee: (주)에프티이
Priority date: 2008-02-26
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2009-04-17

Abstract

본 고안은, 증기를 저온수에 분사시켜 고온수를 얻기 위한 증기 분사 가열기에 있어서 : 저온수가 공급되는 유로가 형성된 저온수 공급관 ; 증기가 유입되는 증기 유입관 ; 상기 증기 유입관과 연통되는 증기 챔버 ; 상기 증기 챔버 내부를 지나도록 마련되며, 상기 저온수 공급관의 유로와 연결되는 증기 분사관 유로가 형성되는 증기 분사관 ; 상기 증기 분사관의 유로의 후단에 상기 증기 분사관 유로와 연통되게 연결되며, 유체흐름상 하류측을 향할수록 유로단면적이 넓어지도록 유로가 형성된 디퓨져부 ; 를 포함하여 이루어지며, 상기 증기 분사관 유로는 상기 저온수 공급관의 유로단면적보다 작은 유로단면적이 형성되며 ; 상기 증기 챔버에 유입된 증기가 상기 증기 분사관 유로로 분사되도록 상기 증기 분사관의 유로 관체에 복수의 증기분사노즐이 형성되며 ; 상기 증기분사노즐의 증기 분사방향이 상기 증기 분사관 유로의 하류측을 향하여 분사되도록 상기 증기 분사관 유로의 유로 방향에 대하여 경사진 제1경사각을 가지며, 상기 저온수의 회전 유동을 유발하기 위하여 상기 증기 분사관의 횡단면상 상기 증기분사노즐 및 상기 증기 분사관 유로의 중심을 지나는 가상의 선에 대하여 경사진 제2의 회전 경사각을 가지도록 이루어지는 것 ; 을 특징으로 하며, 이에 의하여 증기와 저온수의 혼합을 최대로 활성화시켜 국부적으로 발생되는 온도편차를 최소화시키고, 증기의 응축으로 인하여 체적이 급격하게 감소하는 과정에서 발생하는 진동과 고온의 증기와 저온수가 직접 접촉함으로써 발생하는 소음이 적은 증기 분사 가열기를 제공하고자 한다.The present invention is a steam injection heater for injecting steam into low temperature water to obtain high temperature water, comprising: a low temperature water supply pipe having a flow path through which low temperature water is supplied; A steam inlet pipe into which steam is introduced; A vapor chamber in communication with the vapor inlet pipe; A steam injection pipe provided to pass through the steam chamber and having a steam injection pipe flow path connected to a flow path of the low temperature water supply pipe; A diffuser part connected to a rear end of the flow path of the steam injection pipe in communication with the steam injection pipe flow path, the flow path being formed so that the flow path cross-sectional area becomes wider toward the downstream in the fluid flow; It comprises a, wherein the steam injection pipe flow path is formed with a flow path cross-sectional area smaller than the flow path cross-sectional area of the cold water supply pipe; A plurality of steam injection nozzles are formed in a flow path tube of the steam injection pipe so that steam introduced into the steam chamber is injected into the steam injection pipe flow path; It has a first inclination angle inclined with respect to the flow direction of the steam injection pipe flow path so that the steam injection direction of the steam injection nozzle toward the downstream side of the steam injection pipe flow path, to induce a rotational flow of the cold water A second rotational inclination angle inclined with respect to an imaginary line passing through the center of the steam injection nozzle and the steam injection pipe passage on a cross section of the steam injection pipe; By activating the mixing of steam and cold water to the maximum, thereby minimizing locally generated temperature deviation, and the vibration and hot steam and low temperature generated in the process of rapidly decreasing the volume due to the condensation of steam It is an object of the present invention to provide a steam injection heater with low noise generated by direct contact with water.

Description

Steam Injection Burner {STEAM INJECTION HEATER}

본 고안은 증기를 저온수에 분사시켜 고온수를 얻기 위한 증기 분사 가열기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 증기를 다수의 증기분사노즐을 통하여 고속으로 저온수에 직접 분사시켜 증기가 갖고 있는 증기의 응축 잠열에 의하여 고온수를 얻는 과정에서 고온의 증기와 저온수의 온도차이에 의하여 발생하는 소음과 증기가 응축되면서 비체적이 급격하게 감소하면서 발생하는 체적 불균형에 의한 진동을 최소화하며, 고온의 증기를 작은 증기 분류로 분사시켜 저온수와의 접촉면적을 최대한 증가시키고 증기와 저온수의 혼합을 최대로 활성화시킬 수 있는 물리적 구조를 갖춘 증기 분사 가열기에 관한 것이다.The present invention relates to a steam injection heater for obtaining high temperature water by injecting steam into the low temperature water, and more particularly, to directly condensate the steam by injecting the steam directly to the low temperature water through a plurality of steam injection nozzles In the process of obtaining hot water by latent heat, noise generated by the temperature difference between hot steam and cold water is condensed and the vibration caused by the volume imbalance caused by the rapid decrease in specific volume is minimized. The present invention relates to a steam injection heater having a physical structure that can be injected by steam fractionation to maximize the contact area with cold water and maximize the mixing of steam and cold water.

증기 분사 가열기는 저온수에 증기를 직접 분사시켜 저온수에 의하여 증기가 응축되면서 발생하는 응축 잠열에 의하여 고온수를 얻게 되는 장치로서, 주로 산업설비에서 고온수를 얻기 위한 장치, 식품용기의 세척용 고온수를 얻기 위한 장치, 선박이나 각종 산업설비의 보일러에 공급되는 보충수의 온도를 상승시키기 위한 장치, 선박용 조수기에서 필요로 하는 고온수를 얻고자 사용된다. Steam injection heater is a device that obtains high temperature water by latent heat of condensation generated by condensing steam by low temperature water by directly injecting steam into low temperature water. It is used to obtain the hot water required by the device for obtaining hot water, the device for raising the temperature of the replenishment water supplied to the boiler of the ship or various industrial equipments, and the water tanker for ships.

이러한 증기 분사 가열기는 고온의 증기와 저온수가 직접 접촉하여 순간적으로 열교환이 이루어지므로 열전달 효과가 뛰어나지만, 한 개의 증기분사노즐을 통하여 증기를 분사하는 경우나 고온의 증기와 저온수가 활발하게 혼합될 수 있는 구조를 가지고 있지 않는 경우에는 유체의 일부분에만 증기가 집중되어 분사되어 고온의 증기와 저온수와의 혼합이 효과적이지 못하여 부분적으로 온도편차가 발생되고, 고온부분에서는 재증발과 재응축을 발생시켜 소음과 진동을 동반하는 문제점이 있어 왔다.The steam injection heater has excellent heat transfer effect because heat exchange is instantaneously made by direct contact with hot steam and low temperature water, but it is possible to actively mix hot steam and low temperature water when spraying steam through a single steam injection nozzle. If it does not have a structure in which the steam is concentrated on only a part of the fluid, the hot steam and the cold water mixing is not effective, causing partial temperature deviation, and in the hot part, it causes re-evaporation and recondensation. There has been a problem with noise and vibration.

이를 개선하기 위한 종래의 기술로서 대한민국 실용신안등록번호 제20-0048397호 (공개번호 실1988-0019338, 공개일자 1988년 11월 28일) "액체가열 혼합기" 가 제안된 바 있다. As a conventional technique for improving this, Korean Utility Model Registration No. 20-0048397 (Publication No. 1988-0019338, published November 28, 1988) has been proposed a "liquid heating mixer".

상기 종래의 기술은 다수의 경사공에 적당한 간격으로 작은 관을 노즐의 중심부에 근접되도록 박아 주어 그 작은 관을 통하여 유체의 중심부에 스팀이 공급되도록 하여 작은 관들에 의하여 유체와 스팀의 혼합을 더욱 원활히 이루기 위한 것이다.The conventional technology drives a small pipe close to the center of the nozzle at appropriate intervals for a plurality of inclined holes so that steam is supplied to the center of the fluid through the small pipe, so that the mixing of the fluid and the steam is more smoothly by the small pipes. It is to achieve.

하지만, 상기 액체가열 혼합기는 저온수와 스팀의 혼합을 활성화시키기 위하여 노즐에 작은 관을 별도로 설치하여야 하므로, 전체적인 구조가 복잡하여 제품 가격 상승의 요인이 되며, 증기 공급관 부분에서는 저온수 유로에 증기를 공급하기 위한 작은관들이 설치됨으로 인하여 저온수가 유동하는 유로가 감소되어 압력손실이 증가하는 문제와 점성이 높고 응고 또는 응집성 갖는 유체의 경우에는 유로가 막히는 문제가 있다(예, 고무 생산 공장의 Latex 가열 공정).However, since the liquid heating mixer needs to separately install a small pipe in the nozzle in order to activate the mixing of the low temperature water and steam, the overall structure is complicated, which increases the price of the product. Due to the installation of small tubes for supply, the flow path of the cold water is reduced and the pressure loss is increased. In the case of highly viscous, solidified or cohesive fluids, the flow path is blocked (e.g. latex heating in a rubber production plant). fair).

본 고안은 구조가 간단하며 유지비가 저렴하면서도 고온의 증기와 저온수의 온도차이에 의하여 발생하는 소음과 증기가 응축되면서 비체적이 급격하게 감소하면서 순간적으로 발생하는 체적불균형에 의한 진동을 최소화하며, 고온의 증기를 작은 증기 분류로 분사시켜 저온수와의 접촉면적을 최대한 증가시켜 우수한 열전달 효과를 가지며, 증기와 저온수의 혼합을 최대한 활성화시켜 국부적으로 발생하는 온도편차를 감소시켜 국부적인 온도차이에 의한 고온부의 재증발과 재응축의 발생을 억제시켜 증기가 저온수와 직접 접촉되어 응축되는 과정에서 발생하는 진동과 소음을 최소화할 수 있는 증기 분사 가열기를 제공하고자 한다.The present invention is simple in structure, low in maintenance cost, and minimizes vibration due to volume imbalance which occurs instantaneously as specific volume decreases rapidly due to condensation of noise and steam generated by temperature difference between high temperature steam and low temperature water. Steam is injected into small vapor fractionation to increase the contact area with low temperature water as much as possible, and have excellent heat transfer effect.It activates the mixing of steam and low temperature water as much as possible to reduce the local temperature deviation that is caused by local temperature difference. The present invention aims to provide a steam injection heater that can minimize the re-evaporation and recondensation of the hot part to minimize the vibration and noise generated when the steam is in direct contact with the cold water to condense.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 고안은, 증기를 저온수에 분사시켜 고온수를 얻기 위한 증기 분사 가열기에 있어서 : 저온수가 공급되는 유로가 형성된 저온수 공급관 ; 증기가 유입되는 증기 유입관 ; 상기 증기 유입관과 연통되는 증기 챔버 ; 상기 증기 챔버 내부를 지나도록 마련되며, 상기 저온수 공급관의 유로와 연결되는 증기 분사관 유로가 형성되는 증기 분사관 ; 상기 증기 분사관의 유로의 후단에 상기 증기 분사관 유로와 연통되게 연결되며, 유체흐름상 하류측을 향할수록 유로단면적이 넓어지도록 유로가 형성된 디퓨져부 ; 를 포함하여 이루어지며, 상기 증기 분사관 유로는 상기 저온수 공급관의 유로단면적보다 작은 유로단면적이 형성되며 ; 상기 증기 챔버에 유입된 증기가 상기 증기 분사관 유로로 분사되도록 상기 증기 분사관의 유로 관체에 복수의 증기분사노즐이 형성되며 ; 상기 증기분사노즐의 증기 분사방향이 상기 증기 분사관 유로의 하류측을 향하여 분사되도록 상기 증기 분사관 유로의 유로 방향에 대하여 경사진 제1경사각을 가지며, 상기 저온수의 회전 유동을 유발하기 위하여 상기 증기 분사관의 횡단면상 상기 증기분사노즐 및 상기 증기 분사관 유로의 중심을 지나는 가상의 선에 대하여 경사진 제2의 회전 경사각을 가지도록 이루어지는 것 ; 을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention is a steam injection heater for injecting steam into low temperature water to obtain high temperature water: a low temperature water supply pipe formed with a flow path for supplying low temperature water; A steam inlet pipe into which steam is introduced; A vapor chamber in communication with the vapor inlet pipe; A steam injection pipe provided to pass through the steam chamber and having a steam injection pipe flow path connected to a flow path of the low temperature water supply pipe; A diffuser part connected to a rear end of the flow path of the steam injection pipe in communication with the steam injection pipe flow path, the flow path being formed so that the flow path cross-sectional area becomes wider toward the downstream in the fluid flow; It comprises a, wherein the steam injection pipe flow path is formed with a flow path cross-sectional area smaller than the flow path cross-sectional area of the cold water supply pipe; A plurality of steam injection nozzles are formed in a flow path tube of the steam injection pipe so that steam introduced into the steam chamber is injected into the steam injection pipe flow path; It has a first inclination angle inclined with respect to the flow direction of the steam injection pipe flow path so that the steam injection direction of the steam injection nozzle toward the downstream side of the steam injection pipe flow path, to induce a rotational flow of the cold water A second rotational inclination angle inclined with respect to an imaginary line passing through the center of the steam injection nozzle and the steam injection pipe passage on a cross section of the steam injection pipe; It is characterized by.

상기에 있어서, 상기 제1경사각은 상기 증기 분사관 유로의 유로 방향에 대하여 45°~60°의 경사각을 가지며, 상기 제2의 회전 경사각은 상기 증기분사노즐 및 상기 증기 분사관 유로의 중심을 지나는 가상의 선에 대하여 25°~35°의 회전 경사각을 가지는 것이 바람직하다.In the above, the first inclination angle has an inclination angle of 45 ° ~ 60 ° with respect to the flow direction of the flow path of the steam injection pipe, the second rotation angle of inclination passes through the center of the steam injection nozzle and the steam injection pipe flow path It is preferable to have the rotation inclination angle of 25 degrees-35 degrees with respect to an imaginary line.

상기에 있어서, 상기 증기분사노즐은 유로의 유로 방향에 대하여 수직한 가상의 평면에 대하여 복수의 증기분사노즐이 서로 이격되어 위치하여 단위 증기분사노즐부를 이루며, 상기 단위 증기분사노즐부는 상기 증기분사관의 길이방향을 따라 서로 이격되어 복수로 형성되며, 상기 증기분사관의 횡단면에 대한 상기 단위 증기분사노즐부의 증기분사노즐의 위치는 이웃하는 단위 증기분사노즐부의 증기분사노즐의 위치와 상이한 것이 바람직하다.The steam injection nozzle is a plurality of steam injection nozzles are spaced apart from each other in a virtual plane perpendicular to the flow path direction of the flow path to form a unit steam injection nozzle unit, the unit steam injection nozzle unit is the steam injection pipe A plurality of spaced apart from each other along the longitudinal direction of the steam injection nozzle portion with respect to the cross section of the steam injection pipe is preferably different from the position of the steam injection nozzle of the adjacent unit steam injection nozzle portion. .

상기한 바와 같은 본 고안에 의하여, 구조가 간단하며 유지비가 저렴하면서 도 증기와 저온수와의 혼합을 최대로 활성화시켜 우수한 열전달 효과를 가지며, 증기가 저온수와 직접 접촉되어 응축되는 과정에서 발생하는 진동과 소음을 최소화할 수 있으며 특히 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention as described above, the structure is simple and the maintenance cost is low, but the mixture of steam and low temperature water is activated to the maximum to have an excellent heat transfer effect. Vibration and noise can be minimized. Especially, the following effects are achieved.

1. 벤추리 형상의 증기 분사관은 저온수의 유속이 가속되면 저온수의 압력이 낮아져 증기 압력이 낮은 경우에도 저온수가 증기 챔버에 역류하는 것을 최소화시켜준다.1. Venturi-type steam injection tube minimizes the flow back of the low temperature water to the steam chamber even when the pressure is low because the pressure of the low temperature water accelerates as the flow rate of the low temperature water accelerates.

2. 저온수의 유속이 증가하여 증기와의 혼합효과를 상승시켜 준다.2. The flow rate of cold water is increased to increase the mixing effect with steam.

3. 다수의 증기 분사노즐은 공급되는 증기 분류의 직경을 작게 형성시키므로 응축과정에서 발생하는 체적 공동화 현상을 감소시켜 준다.3. Many of the steam injection nozzles make the diameter of the supplied steam fraction small, which reduces the volume cavitation occurring during the condensation process.

4. 작은 증기 분류는 고온의 증기와 저온수의 접촉면적을 증가시켜 열전달 효과를 상승시킨다. 4. Small steam fractionation increases the contact area between hot steam and cold water, increasing the heat transfer effect.

5. 증기 분사관에 설치된 노즐방향이 저온수 흐름방향에 대하여 하류측을 향하고 있어 저온수가 증기 챔버로 역류하는 것을 방지하고, 혼합 고온수의 배출을 용이하게 한다.5. The nozzle direction installed in the steam injection pipe is directed downstream to the low temperature water flow direction to prevent the low temperature water from flowing back into the steam chamber and facilitate the discharge of the mixed hot water.

6. 증기 분사관에 설치된 증기분사 노즐이 제2의 회전 경사각을 가지고 있으므로 저온수를 회전시켜 고온의 증기와 저온수의 혼합을 가속시키고 고온수의 혼합을 균일하게 형성시켜 고온수의 온도편차를 감소시킨다.6. Since the steam injection nozzle installed in the steam injection pipe has the second rotation inclination angle, the low temperature water is rotated to accelerate the mixing of the high temperature steam and the low temperature water, and the high temperature water is uniformly formed to reduce the temperature deviation of the high temperature water. Decrease.

7. 출구부의 디퓨져부는 출구측으로 갈수록 유로면적이 증가하도록 되어있으며, 이는 베르누이 방정식에 의하여 고온수의 유속을 감소시키고 압력은 증가시킨다. 고온수의 유동 압력이 상승하면 고온수의 포화온도도 상승하며, 증기와 저온 수의 혼합유체에서 발생할 수 있는 온도 불균일에 의한 고온부의 재증발과 재응축을 적극방지함으로써 증기 분사 가열기 후단에서 발생하는 소음과 진동을 최소화 시킨다. 7. The diffuser part of the outlet part is designed to increase the flow area as it goes to the outlet side, which reduces the flow rate of the hot water and increases the pressure by the Bernoulli equation. As the flow pressure of the hot water rises, the saturation temperature of the hot water also increases, and it prevents the re-condensation and re-condensation of the hot part caused by the temperature nonuniformity that may occur in the mixed fluid of steam and cold water. Minimize noise and vibration.

이하에서 본 실시례에 따른 증기 분사 가열기의 구조와 그 작용에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the structure and operation of the steam injection heater according to the present embodiment will be described in detail.

도 1은 본 실시례에 따른 증기 분사 가열기의 사시도이며, 도 2는 도 1의 사시 단면도이며, 도 3은 도 2의 정면도이며, 도 4는 본 실시례에 따른 증기 분사관의 종단면도이며, 도 5는 본 실시례에 따른 증기 분사관의 횡단면도(도 4의 A-A 및 B-B의 단면도)이다.1 is a perspective view of a steam injection heater according to the present embodiment, FIG. 2 is a perspective cross-sectional view of FIG. 1, FIG. 3 is a front view of FIG. 2, and FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the steam injection tube according to the present embodiment. 5 is a cross-sectional view (sectional views of AA and BB of FIG. 4) of the steam injection pipe according to the present embodiment.

본 실시례에 따른 증기 분사 가열기는 도 3에 도시한 바와 같이 크게 저온수 공급관(100), 증기 분사관(200), 디퓨져(diffuser)부(300), 증기 챔버(400), 증기 유입관(500)으로 이루어진다.As shown in FIG. 3, the steam injection heater according to the present embodiment has a large temperature of the low temperature water supply pipe 100, the steam injection pipe 200, the diffuser unit 300, the steam chamber 400, and the steam inlet pipe ( 500).

저온수는 상기 저온수 공급관(100)을 통하여 공급되며, 상기 증기분사관(200)에서 증기와 혼합되어 고온수로 바뀌게 되며, 고온수는 상기 디퓨져부(300)를 통하여 배출된다.The low temperature water is supplied through the low temperature water supply pipe 100, mixed with steam in the steam injection pipe 200, and converted into high temperature water, and the high temperature water is discharged through the diffuser 300.

저온수 공급관(100)은 저온수가 공급되기 위하여 마련된다.The low temperature water supply pipe 100 is provided to supply low temperature water.

상기 저온수 공급관(100)의 일단에 마련된 플랜지부(120)에는 증기분사관(200)의 플랜지부(220)가 플랜지 결합된다.The flange portion 220 of the steam injection pipe 200 is flanged to the flange portion 120 provided at one end of the cold water supply pipe 100.

증기분사관(200)에는 상기 저온수 공급관(100)의 유로(110)의 유로단면적보다 작은 유로단면적을 가지는 증기 분사관 유로(210)가 형성된다.The steam injection pipe 200 has a steam injection pipe flow path 210 having a flow path cross-sectional area smaller than the flow path cross-sectional area of the flow path 110 of the low temperature water supply pipe 100.

상기 저온수 공급관(100)의 유로(110)는 상기 증기분사관(200)의 증기 분사관 유로(210)와 연결되며, 유로단면적이 서로 상이한 유로의 연결을 위하여 본 실시례에서는 상기 저온수 공급관(100)과 결합되는 상기 증기분사관(200)의 플랜지부(220)의 중심부에는 전단의 유로단면적이 상기 저온수 공급관(100)의 유로(110)의 유로단면적과 동일하며, 후단의 유로단면적은 상기 증기분사관(200)의 증기 분사관 유로(210)의 유로단면적과 동일하도록 유체의 흐름상 하류측을 향하여 유로단면적이 작아지는 유로가 형성된다.The flow path 110 of the cold water supply pipe 100 is connected to the steam injection pipe flow path 210 of the steam injection pipe 200, and in this embodiment, the low temperature water supply pipe is connected to connect the flow paths having different flow path cross sections. In the center of the flange portion 220 of the steam injection pipe 200 coupled to the 100, the flow path cross-sectional area of the front end is the same as the flow path cross-sectional area of the flow path 110 of the cold water supply pipe 100, the flow path cross-sectional area of the rear end The flow path is formed so that the flow path cross-sectional area is reduced toward the downstream side of the flow of the fluid to be equal to the flow path cross-sectional area of the steam injection pipe flow path 210 of the steam injection pipe (200).

따라서, 저온수는 상기 플랜지부(220)의 중심부를 통과하면서 유속이 증가하면서 난동도(亂動度)가 높은 유동을 하게 된다.Therefore, the low temperature water flows through the center portion of the flange portion 220 while increasing the flow rate, thereby allowing a high degree of turbulence.

즉, 상기 저온수 공급관(100)의 유로(110)를 유동하는 저온수의 유동속도보다 상기 증기분사관(200)의 증기 분사관 유로(210)를 유동하는 저온수의 유동속도가 더 빠르게 되어 저온수는 상기 플랜지부(220)의 중심부를 통과하면서 난동도(亂動度)가 높은 유동을 하게 된다.That is, the flow rate of the cold water flowing through the steam injection pipe flow path 210 of the steam injection pipe 200 is faster than the flow rate of the cold water flowing through the flow path 110 of the cold water supply pipe 100. The low temperature water has a high degree of turbulence while passing through the center portion of the flange portion 220.

본 실시례에 따른 저온수 공급관(100)은 펌프 등에 의하여 저온수를 저온수 공급관(100)에 유입시키는 관(미도시)이 타단에 연결되도록 양단에 플랜지부(120,130)가 형성되어 있으나, 저온수 공급관(100)에 저온수를 유입시키는 관(미도시)이 상술한 바와 같은 저온수 공급관(100)의 구조 및 그 작용과 동일한 조건을 갖춘다면 저온수 공급관(100)을 매개하지 않고 직접 증기분사관(200)과 플랜지 결 합될 수 있다. 따라서, 상기한 경우는 저온수 공급관(100)이 저온수 공급관(100)에 저온수를 유입시키는 관(미도시)과 동일한 것으로 이해될 수 있다.In the low temperature water supply pipe 100 according to the present embodiment, flanges 120 and 130 are formed at both ends so that a pipe (not shown) for introducing low temperature water into the low temperature water supply pipe 100 by a pump or the like is connected to the other end. If the pipe (not shown) for introducing the low temperature water into the water supply pipe 100 has the same conditions as the structure and operation of the low temperature water supply pipe 100 as described above, the steam is directly heated without intervening the low temperature water supply pipe 100. It may be coupled to the injection pipe 200 and the flange. Therefore, in the above case, it can be understood that the low temperature water supply pipe 100 is the same as the tube (not shown) for introducing the low temperature water into the low temperature water supply pipe 100.

상기 증기분사관(200)의 유로(210)의 후단에는 증기분사관(200)의 유로(210)와 연결되며, 유체의 유체 흐름상 하류측을 향하여 유로단면적이 넓어지는 유로(310)가 형성된 디퓨져부(300)가 마련된다.A rear end of the flow path 210 of the steam injection pipe 200 is connected to the flow path 210 of the steam injection pipe 200, and a flow path 310 is formed in which a flow path cross-sectional area is widened toward a downstream side of the fluid flow of the fluid. The diffuser 300 is provided.

따라서, 상기 저온수 공급관(100)의 유로(110)와 증기 분사관(200)의 증기 분사관 유로(210)와 디퓨져부(300)의 유로(310)의 연결은 벤튜리관의 형태를 이루게 된다.Therefore, the connection between the flow path 110 of the low temperature water supply pipe 100, the steam injection pipe flow path 210 of the steam injection pipe 200, and the flow path 310 of the diffuser 300 forms a venturi pipe. .

상기 증기분사관(200)을 감싸도록 증기 챔버(400)가 마련된다.A steam chamber 400 is provided to surround the steam injection pipe 200.

즉, 상기 증기분사관(200)은 상기 증기 챔버(400)의 내부에 위치하게 된다.That is, the steam injection pipe 200 is located inside the steam chamber 400.

상기 증기 챔버(400)의 일단은 상기 증기분사관(200)에 형성된 플랜지부(220)에 연결되며, 타단은 상기 증기분사관(200)의 후단부의 외주면에 마련되는 연결용 밀폐 부재(420)와 접하게 되어 상기 증기분사관(200)을 감싸게 된다.One end of the steam chamber 400 is connected to the flange portion 220 formed in the steam injection pipe 200, the other end is a connecting sealing member 420 is provided on the outer peripheral surface of the rear end of the steam injection pipe 200 It comes in contact with the steam injection pipe 200 is wrapped.

상기 증기 챔버(400)의 상부에는 증기가 유입되는 증기유입관(500)이 연통되면서 연결된다. The upper portion of the steam chamber 400 is connected while the steam inlet pipe 500 through which the steam flows.

한편, 상기 증기분사관(200)의 유로 관체에는 증기를 분사시키는 증기분사노즐(231)이 복수개 형성된다.On the other hand, a plurality of steam injection nozzles 231 for injecting steam are formed in the flow path tube of the steam injection pipe 200.

따라서, 상기 증기 유입관(500)을 통하여 유입된 증기는 증기 챔버(400)에 의하여 외부로 노출되지 않고 복수의 증기분사노즐(231)를 통하여 증기분사관(200)의 증기 분사관 유로(210)로 분사된다.Therefore, the steam introduced through the steam inlet pipe 500 is not exposed to the outside by the steam chamber 400, but the steam injection pipe flow path 210 of the steam injection pipe 200 through the plurality of steam injection nozzles 231. Sprayed).

이하에서 상기 증기분사노즐(231)의 증기 분사방향에 대하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the steam injection direction of the steam injection nozzle 231 will be described in more detail.

상기 증기분사노즐(231)은 증기 분사방향이 상기 증기 분사관 유로(210)의 하류측을 향하여 분사되도록 상기 증기 분사관 유로(210)의 유로 방향에 대하여 제1경사각을 가지며, 본 실시례에서 제1경사각은 60°이다. (도 4 참조)The steam injection nozzle 231 has a first inclination angle with respect to the direction of the flow path of the steam injection pipe flow path 210 so that the steam injection direction is injected toward the downstream side of the steam injection pipe flow path 210, in this embodiment The first tilt angle is 60 degrees. (See Figure 4)

본 실시례에서는 60°의 경사각을 가지게 형성되어 있으나, 45°~ 70°의 경사각이 바람직하다.In this embodiment, the inclination angle of 60 ° is formed, but the inclination angle of 45 ° to 70 ° is preferable.

제1경사각이 70°이상이 되면, 증기가 증기 유입관(500)으로부터 유입되어 상기 증기 유입관(500)보다 넓은 공간을 가지는 증기 챔버(400)에 도달되며, 증기의 공급 압력이 낮은 경우 저온수가 상기 증기분사노즐(231)을 통하여 증기 챔버(400)로 역류할 위험이 있다.When the first inclination angle is 70 ° or more, steam is introduced from the steam inlet pipe 500 to reach the steam chamber 400 having a larger space than the steam inlet pipe 500, and when the supply pressure of the steam is low, There is a risk that water flows back into the vapor chamber 400 through the steam injection nozzle 231.

또한, 증기분사노즐(231)이 증기 분사관 유로(210)의 유로 방향에 대하여 45°보다 작은 제1경사각을 가지게 되면 증기 분사관(200)의 유로 관체에 증기분사노즐이 너무 기울어지게 형성되어 증기가 증기 분사관(200)의 증기 분사관 유로(210)에 용이하게 분사되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.In addition, when the steam injection nozzle 231 has a first inclination angle smaller than 45 ° with respect to the direction of the flow path of the steam injection pipe 210, the steam injection nozzle is inclined too much on the flow path of the steam injection pipe 200. A problem may occur in which steam is not easily injected into the steam injection pipe passage 210 of the steam injection pipe 200.

따라서 제1경사각을 45°~ 70°범위 이내로 조정함으로써 저온수의 역류 방지는 물론 원활한 증기 분사를 도모할 수 있다.Therefore, by adjusting the first inclination angle within the range of 45 ° to 70 °, it is possible to prevent the backflow of the low temperature water and to facilitate the steam injection.

또한, 상기 증기분사노즐(231)은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 증기분사관(200)의 횡단면상 상기 증기분사노즐(231) 및 상기 증기 분사관 유로(210)의 중심을 지나는 가상의 선에 대하여 경사진 제2의 회전 경사각을 가지며, 본 실시례에 서 제2의 회전 경사각은 30°의 회전 경사각을 가진다.In addition, the steam injection nozzle 231 is a virtual line passing through the center of the steam injection nozzle 231 and the steam injection pipe flow path 210 on the cross section of the steam injection pipe 200 as shown in FIG. It has a second rotational inclination angle inclined with respect to the second rotational inclination angle in this embodiment has a rotational inclination angle of 30 °.

본 실시례에서는 제2의 회전 경사각이 30°의 회전 경사각을 가지게 형성되며, 25°~ 35°의 회전 경사각이 바람직하다.In this embodiment, the second rotational inclination angle is formed to have a rotational inclination angle of 30 °, and the rotational inclination angle of 25 ° to 35 ° is preferable.

이는 상기 증기분사노즐(231)에 의하여 분사되는 증기가 상기 증기 분사관 유로(210)를 유동하는 저온수를 회전 유동(횡단면 기준)시키기 위한 것으로서, 이러한 회전 유동은 상기 증기와 저온수의 혼합을 더욱 활성화시키게 되며, 이에 따라 더욱 신속한 열전달이 이루어지게 된다.This is to rotate the low-temperature water (cross section) based on the steam injected by the steam injection nozzle 231 flows through the steam injection pipe flow path 210, and this rotary flow prevents mixing of the steam and the low temperature water. More active, resulting in faster heat transfer.

제2의 회전 경사각이 25°보다 작은 회전 경사각을 가지도록 형성되면 사실상 분사 방향이 증기 분사관 유로(210)의 중심을 향하게 되어 저온수의 회전 유동을 유발시키기 어려우며, 또한 제2의 회전 경사각이 35°보다 큰 회전 경사각을 가지는 경우에도 분사 방향이 증기 분사관 유로(210)의 외측에 너무 치우쳐서 저온수의 회전 유동을 유발시키기 어렵다.When the second rotational inclination angle is formed to have a rotational inclination angle smaller than 25 °, the injection direction is oriented toward the center of the steam injection tube flow path 210, so that it is difficult to induce rotational flow of the cold water, and also the second rotation inclination angle is Even in the case of having a rotational inclination angle greater than 35 °, the injection direction is so biased to the outside of the steam injection tube flow path 210 that it is difficult to cause the rotational flow of cold water.

본 실시례의 증기분사노즐(231)은 복수의 증기분사노즐(231)이 집합되어 복수의 단위 증기분사노즐부(230-1,230-2,230-3,230-4)를 이루게 된다.(도 4 참조)In the steam spray nozzle 231 of this embodiment, a plurality of steam spray nozzles 231 are assembled to form a plurality of unit steam spray nozzle parts 230-1, 230-2, 230-3, and 230-4 (see FIG. 4).

하나의 단위 증기분사노즐부(230-1)는 증기 분사관 유로(210)의 유로 방향에 대하여 수직한 가상의 평면에 대하여 4개의 증기분사노즐(231)이 서로 이격되어 형성된다.One unit steam injection nozzle unit 230-1 is formed by four steam injection nozzles 231 spaced apart from each other in an imaginary plane perpendicular to the flow path direction of the steam injection pipe flow path 210.

물론 다른 단위 증기분사노즐부(230-2,230-3,230-4) 또한 마찬가지이다.Of course, the other unit steam injection nozzles 230-2, 230-3 and 230-4 are also the same.

단위 증기분사노즐부(230-1, 230-2, 230-3, 230-4)는 증기분사관(200)의 길이방향을 따라 서로 이격되도록 마련된다.The unit steam injection nozzle units 230-1, 230-2, 230-3, and 230-4 are provided to be spaced apart from each other along the longitudinal direction of the steam injection pipe 200.

이와 같이 단위 증기분사노즐부(230-1, 230-2, 230-3, 230-4)가 서로 이격되며, 또한 증기분사노즐(231)이 단위 증기분사노즐부(230-1, 230-2, 230-3, 230-4)내에서 서로 이격되어 마련되도록 하여, 미량의 증기가 넓게 분포된 증기분사노즐(231)을 통하여 분사되므로, 증기가 저온수에 의하여 응축되면서 발생하는 체적 감소로 인한 소음과 진동을 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 증기와 저온수의 혼합이 더욱 활성화된다.As such, the unit steam injection nozzle units 230-1, 230-2, 230-3, and 230-4 are spaced apart from each other, and the steam spray nozzles 231 are unit steam injection nozzle units 230-1 and 230-2. , 230-3, 230-4 are spaced apart from each other, so that a small amount of steam is injected through a widely distributed steam injection nozzle 231, due to the volume reduction caused by the condensation of steam by cold water In addition to minimizing noise and vibration, the mixing of steam and cold water is further activated.

또한, 본 실시례에서는 4개의 단위 증기분사노즐부(230-1,230-2,230-3,230-4)을 통하여 분사되는 증기가 더욱 활발한 저온수의 회전 유동을 유발시키고 증기 분사를 넓게 분포시키기 위하여, 상기 증기분사관(200)의 횡단면에 대한 상기 단위 증기분사노즐부(230-2,230-4)는 이웃하는 단위 증기분사노즐부(230-1,230-3)에 대하여 상기 증기분사관(200)의 증기 분사관 유로(210)의 중심점을 기준으로 45°회전된 형태를 가지도록 형성된다.(도 5 참조) In addition, in the present embodiment, the steam injected through the four unit steam injection nozzle units 230-1, 230-2, 230-3, 230-4 induces a more active rotational flow of cold water and distributes the steam injection widely. The unit steam injection nozzles 230-2 and 230-4 for the cross section of the injection pipe 200 are directed to the steam injection pipe of the steam injection pipe 200 with respect to the neighboring unit steam injection nozzles 230-1 and 230-3. It is formed to have a form rotated by 45 ° with respect to the center point of the flow path (210) (see Figure 5).

즉, 단위 증기분사노즐부(230-1)와 단위 증기분사노즐부(230-3)는 서로 동일한 증기분사노즐 위치를 가지며, 단위 증기분사노즐부(230-2)와 단위 증기분사노즐부(230-4)는 서로 동일한 증기분사노즐 위치를 가지되 상기 단위 증기분사노즐부(230-1) 및 단위 증기분사노즐부(230-3)에 대하여는 증기분사노즐의 위치가 45°만큼 상이하게 위치된다.That is, the unit steam spray nozzle unit 230-1 and the unit steam spray nozzle unit 230-3 have the same steam spray nozzle position, and the unit steam spray nozzle unit 230-2 and the unit steam spray nozzle unit ( 230-4) have the same steam spray nozzle positions, but the positions of the steam spray nozzles are different by 45 ° with respect to the unit steam spray nozzle unit 230-1 and the unit steam spray nozzle unit 230-3. do.

한편, 저온수는 상기 증기분사관(200)의 증기 분사관 유로(210)에서 증기와 혼합되어 고온수로 변화되는 과정에서 증기와 저온수의 혼합유체에서 증기가 갖고 있는 응축 잠열에 의하여 저온수의 온도가 부분적으로 증발온도 이상으로 상승하여 부분적인 증발이 발생되며, 이는 불안정 유동을 유발하며 이에 의하여 진동과 소음이 발생할 수 있다.On the other hand, the low temperature water is the low temperature water by the latent heat of condensation of the steam in the mixed fluid of steam and low temperature water in the process of mixing with the steam in the steam injection pipe flow path 210 of the steam injection pipe 200 is changed to high temperature water The temperature of is partially raised above the evaporation temperature, causing partial evaporation, which causes unstable flow, which can cause vibration and noise.

이러한 불안정 유동은 디퓨져부(300)에 의하여 억제된다. This unstable flow is suppressed by the diffuser 300.

즉, 고속으로 분사된 혼합유체의 속도가 상기 디퓨져부(300)의 유로(310)의 유체 흐름상 하류측을 향하여 유동하면서 속도가 감소되며, 압력은 증가하게 되며, 이와 같이 압력이 증가하게 되면 포화온도도 상승하게 되어 부분적으로 발생하게 되는 증발이 억제됨으로써 불안정 유동이 억제된다.That is, the speed of the mixed fluid injected at a high speed flows toward the downstream side of the fluid flow of the flow passage 310 of the diffuser 300, and the speed decreases, and the pressure increases, and thus the pressure increases. The saturation temperature is also raised to suppress the unstable flow by partially evaporating.

상기의 실시례는 본 고안의 바람직한 실시례일 뿐이며, 본 고안의 기술적 사상은 당업자에 의하여 다양하게 변형 내지 조정되어 실시될 수 있으며, 이러한 변형 내지 조정이 본 고안의 기술적 사상을 이용한다면 이는 본 발명의 범위에 속하는 것이다. The above embodiments are only preferred embodiments of the present invention, and the technical idea of the present invention may be variously modified or adjusted by those skilled in the art. It belongs to the range.

본 고안에 의하여 제조비가 저렴하면서도 열전달 효과가 우수하며, 진동과 소음을 최소화할 수 있는 증기 분사 가열기를 제공하게 된다.According to the present invention, the manufacturing cost is low, but the heat transfer effect is excellent, and it provides a steam injection heater that can minimize vibration and noise.

도 1은 본 실시례에 따른 증기 분사 가열기의 사시도.1 is a perspective view of a steam injection heater according to the present embodiment.

도 2는 도 1의 사시 단면도.2 is a perspective cross-sectional view of FIG. 1.

도 3은 도 2의 정면도.3 is a front view of FIG. 2;

도 4은 본 실시례에 따른 증기 분사관의 종단면도.4 is a longitudinal sectional view of a steam injection pipe according to the present embodiment;

도 5는 본 실시례에 따른 증기 분사관의 횡단면도.(도 4의 A-A 및 B-B의 단면도)5 is a cross-sectional view of a steam injection pipe according to the present embodiment. (Cross-sectional view taken along line A-A and B-B of FIG. 4).

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 > <Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

100 : 저온수 공급관 110 : 저온수 공급관의 유로100: low temperature water supply pipe 110: flow path of the low temperature water supply pipe

200 : 증기 분사관 210 : 증기 분사관 유로200: steam injection pipe 210: steam injection pipe flow path

231 : 증기분사노즐 300 : 디퓨져부231 steam injection nozzle 300 diffuser

310 : 디퓨져부의 유로 400 : 증기 챔버 310: flow path 400 of the diffuser portion: vapor chamber

500 : 증기 유입관500: steam inlet pipe

Claims

In a steam jet heater to inject steam into cold water to obtain hot water:

A low temperature water supply pipe in which a channel for supplying low temperature water is formed;

A steam inlet pipe into which steam is introduced;

A vapor chamber in communication with the vapor inlet pipe;

A steam injection pipe provided to pass through the steam chamber and having a steam injection pipe flow path connected to a flow path of the low temperature water supply pipe;

A diffuser part connected to a rear end of the flow path of the steam injection pipe in communication with the steam injection pipe flow path, the flow path being formed so that the flow path cross-sectional area becomes wider toward the downstream in the fluid flow;

It is made, including

The steam injection pipe flow path has a flow path cross section smaller than the flow path cross section of the cold water supply pipe;

A plurality of steam injection nozzles are formed in a flow path tube of the steam injection pipe so that steam introduced into the steam chamber is injected into the steam injection pipe flow path;

It has a first inclination angle inclined with respect to the flow direction of the steam injection pipe flow path so that the steam injection direction of the steam injection nozzle toward the downstream side of the steam injection pipe flow path, to induce a rotational flow of the cold water A second rotational inclination angle inclined with respect to an imaginary line passing through the center of the steam injection nozzle and the steam injection pipe passage on a cross section of the steam injection pipe;

Steam injection heater characterized in that.

The method of claim 1,

The first inclination angle has an inclination angle of 45 ° to 60 ° with respect to the direction of the flow path of the steam injection pipe flow path, and the second rotation inclination angle is a virtual line passing through the center of the steam injection nozzle and the steam injection pipe flow path. Steam injection heater, characterized in that having a rotational inclination angle of 25 ° to 35 ° with respect.

The method according to claim 1 or 2,

The steam injection nozzle is a plurality of steam injection nozzles are spaced apart from each other in an imaginary plane perpendicular to the flow path direction of the flow path to form a unit steam injection nozzle unit, the unit steam injection nozzle unit is a longitudinal direction of the steam injection pipe And a plurality of spaced apart from each other, wherein the position of the steam injection nozzle of the unit steam injection nozzle unit with respect to the cross section of the steam injection pipe is different from the position of the steam injection nozzle of the neighboring unit steam injection nozzle unit. .