KR20070060219A - 부분가열 스팀발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀폐된 탱크의 내부 수중에 설치된 히터와; 상기 히터의 외측부를 감싸도록 하여 탱크(100)내에 별도의 공간부를 형성하되 물이 순환 대류될 수 있도록 상부구멍(121)과 하부구멍(122)이 각각 천공된 부분차단부재(120)를 포함하는 것으로, 상기 부분차단부재는 소량의 물에 히터의 열량을 총력적으로 공급하여 순간적인 가열이 가능하도록 함으로써 탱크내의 물이 일정온도 이상으로 가열된 상태에서는 매우 강력하게 수증기를 생성하여 주도록 함으로써 양질의 수증기를 얻을 수 있으며, 특히 물과 히터의 열교환이 완전하게 이루어짐으로써 열효율을 향상시킨 것임.

히터, 탱크, 스팀, 부분차단부재

Description

부분가열 스팀발생장치{A Steam Generator by Partial Heating}

도 1은 본 발명의 일실시예 구성을 보인 절개 사시도.

도 2는 본 발명의 요부 구성을 보인 부분절개 사시도.

도 3은 본 발명의 작동상태를 보인 단면도.

도 4는 종래의 스팀발생장치의 내부구성을 보인 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 탱크 110: 히터

120: 부분차단부재

121: 상부구멍 122: 하부구멍

130: 급수관 140: 펌프

150 : 수위감지관 160: 압력계

170: 안전밸브 180: 스팀배출관

본 발명은 스팀발생장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 탱크 내에 설치 되어 물속에 잠겨 발열하는 히터의 외측부에 별도의 공간부를 형성하여 상기 히터로 부터 열이 전달되어 수증기로 상태 변화되는 물과의 사이에 열 교환이 골고루 충실하게 이루어질 수 있도록 한 부분가열 스팀발생장치에 관한 것이다.

스팀발생장치는 산업상 다양한 분야에 적용되고 있는 장치로서 이러한 스팀발생장치는 세탁소의 다림질용 스팀발생장치가 있으며, 또한 곡물을 가공하는 것으로 떡방아간에서 떡시루에 고온의 수증기를 공급하여 떡을 신속하게 익히는 데에도 사용되고 있다.

이와 같은 수증기를 사용하는 장치들은 스팀발생장치에 의하여 발생되는 수증기가 충분한 열량을 포함하는 고온 고압의 수증기가 공급되어야만 소기의 목적을 충분하게 발휘하게 된다.

스팀발생장치는 대부분 천연 화석연료를 연소시켜 발생되는 열을 이용하여 물을 가열시키도록 하는 연소열 가열방식과 전기 저항 발열장치에 의해 물을 가열하는 전열 가열방식의 스팀발생장치가 주로 사용되고 있다.

그런데 이러한 종래의 전열 가열방식 스팀발생장치는 대부분 발열체인 히터와 물이 직접 접촉하여 열교환이 이루어지도록 하는 것으로 구조적으로 열교환면적이 부족하여 양질의 수증기를 발생시키지 못하는 문제점이 있었다.

즉 종래의 전열히터에 의한 스팀발생장치의 경우 첨부도면 도 4에 도시된 바와 같이 물(2)이 담긴 탱크(1)의 내부에 설치된 히터(3)가 직접 물과 접촉하게 되므로 물과 접촉되는 히터(3)의 주위에서는 급격한 열교환이 이루어지면서 순간적으로 형성되는 기체층(수증기와 물에 용해되어 있던 용존기체의 발생으로 생성됨)이 발생되게 된다.

따라서 히터(3)의 발열부 표면 부위에는 순간적으로 발생된 기체층에 의하여 물과의 사이에 갭이 형성되며, 상기 기체층을 이루는 기포(4)는 많은 열량을 함유한 채로 즉시 수면위로 상승하게 된다.

이와 같이 기체층에 의한 갭에 의하여 다른 주변의 물과는 충분한 열 교환이 이루어질 사이도 없이 수면 위로 상승하게 되므로 히터에서 발생된 열량의 대부분을 물에 전달하지 못하는 문제점이 있었다.

즉, 종래의 기술에 있어서는 표면온도가 비교적 높은 히터의 가열면이 비교적 온도가 낮은 물과 직접 접촉되게 되므로 히터와 물과의 접촉면에는 폭발적으로 기포층이 형성되게 되며, 기포층에 포함된 열에너지는 빠른 속도로 기포와 함께 수면 위로 상승하여 수조내의 물과는 충분한 열교환이 이루어지지 못하여 소비전력량에 비하여 수증기의 발생량이 충분하지 못하고, 아울러 열손실이 큰 편으로서 에너지 효율이 저하되는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 본 발명은 탱크의 내부에 설치된 히터의 발열 열량이 물에 충분하게 전달되어 열 교환이 충실하게 이루어지도록 별도의 부분차단부재를 구비한 것으로 상기 부분차단부재의 내부에서 상기 히터의 열량이 물에 충분히 전달되어 완전한 열교환이 이루어질 수 있도록 하여 열효율을 향상시킨 부분가열 스팀발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에서는 밀폐된 탱크의 내부에 구비된 히터에 전원을 공급하여 저항 발열에 의해 발생되는 열로 물을 가열하여 스팀을 발생시키는 스팀발생장치에 있어서, 상기 밀폐된 탱크의 내부 수중에 설치된 히터와; 상기 히터의 외측부를 감싸도록 하여 탱크내에 별도의 공간부를 형성하되 물이 순환 대류될 수 있도록 상부구멍과 하부구멍이 각각 천공된 부분차단부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서 상기 히터는 부분차단부재의 내부 중심부에 위치하도록 하되 상기 부분차단부재에 접촉되지 않고 소정간격 이격되게 설치됨을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서 상기 부분차단부재는 하부구멍이 하측 가운데에 1개 천공되고, 상부구멍은 양단부의 상측에 2개 천공됨을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예 구성을 보인 절개사시도로서 밀폐된 탱크(100)의 내부에 구비된 히터(110)에 전원을 공급하여 저항 발열에 의해 발생되는 열로 물을 가열하여 스팀을 발생시키는 스팀발생장치를 도시한 것이다.

상기 탱크(100)의 일측부에는 급수관(130)과 상기 급수관(130)의 물을 탱크(100)로 압송하는 펌프(140)가 구비되어 있으며, 상기 급수관(130)의 상측으로는 투명한 상태로서 내부의 물의 량을 외부에서 확인할 수 있도록 하는 수위감지관 (150)이 설치되어 있다.

또한 탱크(100)의 상단부에는 탱크(100)내의 압력을 확인할 수 있도록 하는 압력계(160)와 압력이 과도하게 높을 경우 스팀을 자동으로 배출하여 압력을 조절하도록 하는 안전밸브(170)가 설치되어 있으며, 일 측에는 상기 탱크(100)에서 발생된 수증기를 배출하도록 하는 스팀배출관(180)이 구비되어 있다.

상기 스팀배출관(180)을 통하여 배출되는 고온 고압의 수증기를 외부 떡시루 등의 장치에 연결 공급하여 고온의 수증기에 의해 떡과 같은 곡물이 익힐 수 있도록 하는 것이다.

상기 밀폐된 탱크(100)의 내부 물속에 잠기는 수중에는 부분차단부재(120)가 설치되어 탱크(100) 내부의 공간과 구분되도록 하며, 상기 부분차단부재(120)의 내부에는 히터(110)가 설치되어 있다.

도 2는 본 발명의 요부인 부분차단부재(120)의 구성을 보인 부분절개사시도이다.

즉, 상기 부분차단부재(120)은 상기 히터(110)의 외측부를 감싸도록 하여 탱크(100)내에 별도의 공간부를 형성하되 물이 순환 대류될 수 있도록 상부구멍(121)과 하부구멍(122)이 각각 천공되어 있으며, 미설명부호 (123)은 상기 히터(110)가 내부에 설치되어 있는 상기 부분차단부재(120)를 스팀발생장치의 탱크(100)에 기밀성있고 견고하게 결합시켜 주도록 하는 나사부이다.

상기 나사부(123)에 의하여 부분차단부재(120)와 히터(110)를 분리하여 수리나 탱크(100) 내부의 청소 등을 하기 용이하도록 하는 것이다.

상기 히터(110)는 상기 부분차단부재(120)의 내부 중심부에 위치하도록 하되 상기 부분차단부재(120)에 접촉되지 않고 소정간격 이격되게 설치되어야 바람직한 효과를 얻을 수 있다.

상기 부분차단부재(120)는 하부구멍(122)이 하측 가운데에 1개 천공되고, 상부구멍(121)은 양단부 상측에 2개 천공되는 것이 바람직하나 구멍의 수나 크기 등은 스팀발생장치 히터의 용량에 따라 다양하게 대응하여 천공 설치할 수 있다.

도 3은 본 발명의 작동상태를 보인 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이 부분차단부재(120)의 내부에 설치되어 있는 히터(110)가 전원에 의해 발열되면 주위의 물 즉, 부분차단부재(120)의 내부에 있는 물이 우선 가열되어 온도가 상승하면 대류현상에 의해 부분차단부재(120)의 상부구멍(121)을 통하여 배출됨과 동시에 하부에 형성된 하부구멍(122)을 통하여 물이 유입되어 순환을 하게 된다.

점점 가열이 되면서 상기 부분차단부재(120)의 내부에서 격렬하게 물이 끓게 되더라도 발생된 기포는 즉시 상승하지 않고 부분차단부재(120)의 내부에서 물과 충분히 열교환을 하여 물을 가열시킨 다음 상부구멍(121)을 통하여 뜨거운 물과 함께 배출되게 되며, 배출된 뜨거운 물과 뜨거운 기포는 다시 탱크(100) 내의 물과 열교환이 이루어지면서 가열시킨다.

이와 같은 본 발명은 히터(110)에서 발생된 열량이 대부분 탱크(100) 내부에 담겨진 물에 전달하도록 함으로서 열효율을 향상하도록 하는 것이다.

따라서 본 발명에 의해 발생된 수증기는 매우 높은 열량을 포함하여 생성된 고온 고압의 수증기로서 이를 공급받는 장치에 보다 충실하게 열에너지를 공급하여 주도록 하는 것이다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명은 탱크의 내부에 설치된 히터의 발열 열량이 물에 충분하게 전달되어 열 교환이 충실하게 이루어지도록 별도의 부분차단부재를 구비한 것으로 상기 부분차단부재는 소량의 물에 히터의 열량을 총력적으로 공급하여 순간적인 가열이 가능하도록 함으로서 탱크내의 물이 일정온도 이상으로 가열된 상태에서는 매우 강력하게 수증기를 생성하여 주도록 함으로써 양질의 수증기를 얻을 수 있으며, 특히 물과 히터의 열교환이 완전하게 이루어짐으로써 열효율을 향상시킨 것으로 매우 유용한 기술인 것이다.

Claims (3)

1. 밀폐된 탱크의 내부에 구비된 히터에 전원을 공급하여 저항 발열에 의해 발생되는 열로 물을 가열하여 스팀을 발생시키는 스팀발생장치에 있어서,

   상기 밀폐된 탱크(100)의 내부 수중에 설치된 히터(110)와;

   상기 히터(110)의 외측부를 감싸도록 하여 탱크(100)내에 별도의 공간부를 형성하되 물이 순환 대류될 수 있도록 상부구멍(121)과 하부구멍(122)이 각각 천공된 부분차단부재(120)를 포함하는 부분가열 스팀발생장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 히터(110)는 상기 부분차단부재(120)의 내부 중심부에 위치하도록 하되 상기 부분차단부재(120)에 접촉되지 않고 소정간격 이격되게 설치됨을 특징으로 하는 부분가열 스팀발생장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 부분차단부재(120)는 하부구멍(122)이 하측 가운데에 1개 천공되고, 상부구멍(121)은 양단부 상측에 2개 천공됨을 특징으로 하는 부분가열 스팀발생장치.

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