KR20080018014A - 이동식 액상 유체 가열장치 - Google Patents

이동식 액상 유체 가열장치 Download PDF

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KR20080018014A
KR20080018014A KR1020060080037A KR20060080037A KR20080018014A KR 20080018014 A KR20080018014 A KR 20080018014A KR 1020060080037 A KR1020060080037 A KR 1020060080037A KR 20060080037 A KR20060080037 A KR 20060080037A KR 20080018014 A KR20080018014 A KR 20080018014A
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조수연
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Abstract

본원발명은 액상 유체를 마찰시켜 가온하도록 하며, 에너지 효율이 높고, 휴대가 용이하여 이동성을 가지는 이동식 액상 유체 가열장치를 제공하는 것을 그 목적으로 하며,
상기 목적을 달성하기 위한 본원발명의 이동식 액상 유체 가열장치는 회전력을 제공하는 구동부가 일측에 형성되며, 구동부의 구동축에는 회전임펠러가 회전 가능하게 부착되며 유체의 유입구를 가지는 고정임펠러가 구비되어 회전임펠러의 회전에 의해 회전임펠러와 고정임펠러 사이의 유체가 마찰에 의해 가열되고, 회전임펠러의 회전에 의해 가압되어 순환 가능한 액상 유체를 발생시키는 가열부가 부착 구성되어,
난방 또는 공업용 고온 유체의 생성을 위한 액상 유체의 가열을 위한 유류 비용을 절감할 수 있으며, 이동이 용이하여 장소에 제약됨이 없이 사용할 수 있고, 화석연료 등의 사용을 줄이는 것에 의해 공해발생을 억제하는 환경 친화성을 향상시키는 효과를 제공한다.
액상 유체 가열 장치, 회전임펠러, 고정임펠러, 마찰, 가열, 가압

Description

이동식 액상 유체 가열장치{MOBILE HEATING GENERTATOR}
도 1은 본원발명의 일 실시 예에 따르는 액상 유체 가열장치의 부분 단면도이고,
도 2는 도 1의 가열부(2)의 회전임펠러(41)와 고정임펠러(46)의 구조를 나타내는 분해사시도이며,
도 3은 모터 구동형 액상 유체 가열장치의 사시도이고,
도 4는 엔진 구동형 액상 유체 가열장치의 사시도이다.
* 도면의 주요 부호에 대한 살명 *
1: 구동부 1a: 모터
1b: 엔진 2: 가열부
20: 냉각부 21: 공기챔버
22: 공기배출구
41: 회전임펠러 42: 제 1 외측날개
43: 제 1 날개 44: 가열유체배출공
45: 제 1 외측원형리브
46: 고정임펠러
47: 유입구 48: 내측원형리브
49: 제 2 외측날개 50: 제 2 날개
51: 단차부 52: 제 2 외측원형리브
3: 케이스 3a: 배수공
5: 패킹 7: T조인트
7a: 공기배출밸브 8 : 배수구
10: 온도검출기 11: 가열 유체 배출관
12: 액상 유체 공급관 14: 구동축
본원발명은 액상 유체 가열장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 회전되는 임펠러의 마찰에 의해 유체를 가열시키고 임펠러의 회전에 의해 발생되는 내부 압력에 의해 가열된 유체를 순환시킬 수 있도록 하며, 휴대에 의한 이동성을 가지는 이동식 액상 유체 가열장치에 관한 것이다.
일반적으로 농촌의 비닐하우스, 공장, 온천 또는 대중목용탕 등에서 난방 및 가열된 액상 유체 공급을 위한 보일러 등이 사용되고, 공업분야에서는 뜨거운 유체를 생성하기 위한 열매체유 가열장치 등이 널리 사용되고 있다.
상술한 보일러 및 가열장치는 내부의 액상 유체를 가열하는 액상 유체 가열 장치로서, 이들 액상 유체 가열장치는 석탄이나 경유 등의 화석연료, 화목 또는 전기를 이용하여 내부의 액상 유체를 가열하는 것에 의해 원하는 난방, 가열된 액상 유체 공급, 고온의 액체 유체 생성 등의 원하는 가열 효과를 발생시키게 된다.
그러나 상술한 바와 같은 종래 기술의 액상 유체 가열장치는 석탄의 생산이 감소되는 것에 의해 석탄연료를 구하는 것이 어려우며, 경유 등을 사용하는 경우에는 고유가로 인해 가열된 액상 유체 발생 및 난방 또는 공업용 열매체유의 가열을 위한 에너지 비용이 과도하게 발생하는 문제점을 가진다.
그리고 화목을 이용하는 것은 열효율이 저하 및 산림훼손 등의 문제점을 가진다.
또한, 상술한 바와 같은 화목 또는 화석연료는 공해물질을 방출하게 되는 문제점도 가진다.
그리고 상술한 바와 같은 전기히터 방식의 경우에는 전기가 열로 전환되는 경우 에너지 전환 효율이 낮아 에너지 효율이 낮아지는 문제점을 가진다.
따라서, 본원발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 액상 유체를 고속회전시키는 것에 의해 마찰시켜 가온하도록 하며, 에너지 효율이 높고, 휴대가 용이하여 이동성을 가지는 이동식 액상 유체 가열장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본원 발명의 이동식 액상 유체 가열장치(이하 '액상 유체 가열장치'라함)는, 회전력을 제공하는 구동부와; 일측이 개방되고 타측은 밀봉되며 상기 구동부의 구동축이 관통되어 결합되고 측면에는 가열 유체 배출관이 결합되는 케이스와, 상기 케이스 내측에서 상기 구동축의 단부에 결합되고 구동축의 결합된 반대면에는 방사상으로 적어도 하나 이상의 제 1 날개가 형성되며, 상기 제 1 날개이 사이 영역에 방사상으로 가열유체배출공이 형성되어 회전되는 회전임펠러와, 상기 회전임펠러와 대향하는 면에 방사상으로 적어도 하나 이상의 제 2 날개가 형성되고 유체의 유입구가 형성되어 상기 케이스의 개방면을 밀봉하도록 고정되는 고정임펠러를 구비한 가열부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 구동부는 구동축을 구비한 모터 또는 엔진 중 어느 하나로 구성될 수 있다. 상기 구동부는 또한 상기 구동축에 구동 풀리 또는 체인 기어가 결합되어 동력발생부의 회전 동력을 벨트 또는 체인에 의해 제공받도록 하는 벨트방식, 체인방식 등의 구동부로 구성될 수 있다.
상기 가열부는 상기 구동부와 대향하는 면상에 결합되며, 상기 구동축이 관통하고 내측에 냉각용 공기챔버가 형성되며, 측면을 따라 방사상으로 공기배출구가 형성되는 냉각부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 케이스는 온도검출기와 압력계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 회전임펠러는 상기 구동축이 원판의 일측면의 중심에서 결합되고, 상기 구동축이 결합된 면의 반대면의 외주면을 따라 원통형으로 돌출되는 제 1 외측원형리브가 형성되고 상기 제 1 외측원형리브의 내측면에서 등각을 이루며 중심방향으로 방사상으로 돌출되는 적어도 하나 이상의 제 1 날개가 형성되고, 제 1 날개와 제 1 날개의 사이에는 상기 제 1 날개의 길이보다 작은 길이를 가지도록 상기 외측원형리브로부터 돌출형성되는 적어도 하나 이상의 제 1 외측날개가 형성된 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 날개는 중심방향에서 높이가 낮아지는 단차부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 고정임펠러는 중심에 유입구가 형성되며, 상기 회전임펠러의 제 1 날개가 형성된 면과 대향되는 면의 외주면을 따라 원통형으로 돌출되는 제 2 외측원형리브가 형성되고, 상기 제 2 외측원형리브 내측에는 방사상으로 등각을 이루며 적어도 하나 이상의 제 2 날개가 형성되며, 상기 제 2 날개와 제 2 날개의 사이에는 상기 제 2 날개의 길이보다 작은 길이를 가지도록 상기 제 2 외측원형리브로부터 내측으로 돌출형성되는 적어도 하나 이상의 제 2 외측날개를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본원발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본원발명의 일 실시 예에 따르는 액상 유체 가열장치의 부분 단면도이고, 도 2는 도 1의 가열부(2)의 회전임펠러(41)와 고정임펠러(46)의 구조를 나타내는 분해사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본원발명의 일 실시 예에 따르는 액상 유체 가열장치는, 회전력을 제공하는 구동축을 구비한 구동부(1)와; 구동부(1)의 구동축에 회전임펠러(41)가 회전 가능하게 부착되며 유체의 유입구를 가지는 고정임펠러(46)가 구비되며 구동축(1)에 전달되는 열을 냉각시키기 위한 냉각부(20)를 개재하여 상기 구동부(1)에 부착된 후 회전임펠러(41)의 회전에 의해 회전임펠러(41)와 고정임펠러(46) 사이의 물 또는 열매체유 등의 액상 유체가 마찰에 의해 가열되고 또한 회전임펠러의 회전에 의해 가압되어 순환가능한 가열된 액상 유체를 발생시키는 가열부(2)를 포함하여 구성된다.
상기 냉각부(20)는 내부에 구동축(14)이 관통하고 내측에 냉각용 공기챔버(21)가 형성되며, 측면을 따라 방사상으로 공기배출구(22)가 형성되도록 구성될 수 있다. 이와 달리, 상기 냉각부(20)는 유체 냉각액을 가지며, 외측면에 냉각액이 순환하는 유로를 형성시켜 냉각시키는 수냉식으로 구성될 수도 있다.
상술한 바와 같은 회전임펠러(41)의 회전에 의해 유입된 액상 유체를 가열하고 가압하여 순환 가능한 가열된 액상 유체를 발생시키는 가열부(2)는, 도 2에 도 시된 바와 같이, 일측면은 개방되고 타측면에는 구동부(1)의 구동축(14)이 관통되는 케이스(3)와, 케이스(3)의 내측에서 구동축(14)의 단부에 부착되는 회전임펠러(41)와, 회전임펠러(41)와 연동하도록 다수의 날개가 형성되어 상기 케이스의 개방된 일측면에서 커버의 역할을 수행하도록 부착되는 고정임펠러(46)를 포함하여 구성된다.
상기 케이스(3)는 원통형으로 일측이 개방되고 타측은 밀봉되며 상기 구동부(2)의 구동축(14)이 관통되어 패킹(5)을 개재하여 결합되고, 원통형의 측면에는 배수공(3a)에 결합되는 T조인트(7)를 통해 압력계(6)와 가열 유체 배출관(11)이 결합되고, 원통형의 일측면에는 온도검출기(10)가 부착된다. 이때 T조인트(7)와 압력계(6)의 사이에는 공기배출밸브(7a)가 구비된다. 그리고 원통형의 개방면의 단부에는 고정임펠러(46)가 부착 고정될 수 있도록 외주방향으로 플랜지가 형성된다.
그리고 상기 회전임펠러(41)는 상기 케이스(3) 내측에서 구동축(14)에 의해 회전될 수 있도록 구동축(14)의 단부에 부착되며, 구동축(14)이 결합된 면의 반대면의 외주면을 따라 원통형으로 돌출되어 원통의 외측면을 이루는 제 1 외측원형리브(45)가 형성된다. 제 1 외측원형리브(45)의 내측면에는 등각을 이루며 중심방향으로 방사상으로 돌출되는 적어도 하나 이상의 제 1 날개(43)가 형성된다. 제 1 날개(43)에는 유체의 마찰 증강을 위하여 중심방향에서 높이가 낮아지는 단차부(44)가 형성된다. 그리고 제 1 날개(43)와 제 1 날개(43)의 사이에는 제 1 날개(43)의 길이보다 작은 길이를 가지도록 제 1 외측원형리브(46)로부터 돌출 형성되는 적어도 하나 이상의 제 1 외측날개(42)가 형성되며, 회전임펠러(41)의 구동축(14) 부착 면에는 방사상으로 가열유체배출공(44)이 형성된다. 이 때 가열유체배출공(44)은 제 1 외측날개(42)의 연장선상에서 제 1 외측날개(42)와 인접된 위치에 형성하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 고정임펠러(46)는 중심에 유입구(47)가 형성되며, 회전임펠러(41)의 제 1 날개(43)가 형성된 면과 대향되는 면의 외주면을 따라 원통형으로 돌출되는 제 2 외측원형리브(52)가 형성되고, 제 2 외측원형리브(52) 내측에는 방사상으로 등각을 이루며 돌출되는 적어도 하나 이상의 제 2 날개(50)가 형성되며, 각각의 제 2 날개(50)와 제 2 날개(50)의 사이에는 제 2 날개(50)의 길이보다 작은 길이를 가지도록 제 2 외측원형리브(52)로부터 내측으로 돌출형성되는 적어도 하나 이상의 제 2 외측날개(49)가 형성된다. 그리고 제 2 외측원형리브(52)의 테두리에는 케이스(3)에 형성되는 플랜지에 결합되는 플랜지가 형성된다.
상술한 구조를 가지는 케이스(3)와 회전임펠러(41) 및 고정임펠러(46)는 케이스(3)의 내측에서 케이스(3)의 내측에 위치되는 구동축(14)의 단부에 회전임펠러(41)가 제 1 외측날개(42) 및 제 1 날개(43)가 형성된 면이 개방부를 향하도록 회전가능하게 부착되고, 고정임펠러(46)는 제 2 외측날개(49)와 제 2 날개(50)가 회전임펠러(41)와 대면하도록 케이스(3)의 개방면에 부착되어 케이스(3)의 내측을 밀봉하도록 결합된다. 다음으로, 가열부(2)의 케이스(3)에 결합된 고정임펠러(46)의 유입구(47)에는 난방수를 공급하는 가열된 액상 유체 공급관이 연결되고, 케이스(3a)의 배수공에 결합된 배관에 형성된 T조인트(7)의 일측에는 가열된 액상 유체배출관(11)이 연결되고 가열 유체 배출관(11)과 가열된 액상 유체 공급관 또한 서 로 연결되어 가열된 액상 유체의 순환 관로를 형성한다. 이때 유입되는 유체의 원활한 보충을 위하여 가열 유체 배출관(11)과 가열된 액상 유체 공급관의 사이에는 저수조가 구비될 수도 있다.
상술한 바와 같이 설치가 완료된 후에 구동부(1)를 구동시키면, 케이스(3)의 내측에 배치된 회전임펠러(41)가 회전하게 되고, 회전임펠러(1)와 고정임펠러(46)에 형성된 각각의 제 1 외측날개(42), 제 1 날개(43) 및 제 2 외측날개(49)와 제 2 날개(50)가 상호작용하는 것에 의해 회전임펠러(41)와 고정임펠러(46)의 사이에 회전 와류를 형성하여 유체를 마찰시킴은 물론 가압시키게 되며, 회전임펠러(41)와 고정임펠러(46)에 의해 가열되고 가압된 가열된 액상 유체는 회전임펠러(41)의 가열유체배출공(44)을 통해 케이스(3)의 내측으로 배출된 후, 케이스(3)에 형성된 배수공(3a)을 통해 배출되어 가열 유체 배출관(11)을 따라 순환한 후 다시 유입구(47)를 통해 유입되는 것에의 의해 자체 순환하게 된다. 상술한 바와 같은 동작과정에서 회전임펠러(41)의 제 1 외측날개(42)와 고정임펠러(46)의 제 2 외측날개(49)는 제 1 날개(43)의 사이 공간과 제 2 날개(50)들의 사이 공간에서 유체의 흐름에 대한 와류를 발생시키는 것에 의해 유체의 마찰력을 극단적으로 향상시키게 되며, 이로 인해 더욱 효율적으로 온도를 상승시킬 수 있도록 한다. 또한, 제 1 날개(43)와 제 2 날개(50)들의 사이 공간에서 유체의 흐름을 제한하는 것에 의하여 유체의 가열을 균일하게 수행할 수 있도록 하며, 이에 의해 회전에 의한 유체의 온도 제어를 정확하게 수행할 수 있도록 한다.
상술한 구성에서 상기 구동부(1)는 전기에 의해 회전동력을 제공하는 모터(M)로 구성되거나 또는 경유 등의 연료에 의해 구동되는 엔진(E)으로 구성될 수 있으며, 이와 달리, 상기 구동축에 구동 풀리 또는 체인 기어가 결합되어 동력발생부의 회전 동력을 벨트 또는 체인에 의해 제공받도록 하는 벨트방식, 체인방식 등의 구동부로 구성될 수 있다. 도 3은 모터 구동형 액상 유체 가열장치의 사시도이고, 도 4는 엔진 구동형 액상 유체 가열장치의 사시도를 나타낸다.
상술한 구성에서 상기 가열부(2)는 98% 이상의 에너지 전환 효율을 발생시킬 수 있으며, 열매체에 따라 200℃이상의 가열수를 생성할 수도 있다.
이러한 특징을 가지는 본원발명의 액상 유체 가열장치는 산업, 가정, 군사, 농수산 분야에서 기름 보일러 또는 가스 보일러, 공업용 열매체유 가열장치를 대체할 수 있어 광범위하게 적용될 수 있으며, 이동성을 제공하는 것에 의해 장소에 제약됨이 없이 사용될 수 있다.어디든 사용할 수 있다.
상술한 본원발명의 액상 유체 가열장치는 가스보일러 또는 기름보일러에 비해 그 구조가 간단하여 제조 비용을 현저히 절감시킬 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
또한, 본원발명의 액상 유체 가열장치는 전기를 이용하여 가열된 액상 유체를 발생시키는 과정에서 가스보일러 또는 기름보일러에 비하여 월등히 향상된 에너 지 효율을 가지므로 연료비를 절감시키는 것에 의한 운전비를 현저히 절감할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
또한, 본원발명의 액상 유체 가열장치는 이동성을 가지는 것에 의해 설치장소에 구애됨이 없이 사용될 수 있고, 에너지 효율이 높아 재난 등의 상황에 용이하게 사용할 수 있는 사용의 편리성을 제공한다.
또한, 본원발명은 액상 유체의 가열을 위한 화석연료의 사용을 줄이도록 하는 것에 의해 공해발생을 억제하여 친환경성을 향상시키는 효과를 제공한다.

Claims (7)

  1. 회전력을 제공하는 구동부와;
    일측이 개방되고 타측은 밀봉되며 상기 구동부의 구동축이 관통되어 결합되고 측면에는 가열 유체 배출관이 결합되는 케이스와, 상기 케이스 내측에서 상기 구동축의 단부에 결합되고 구동축의 결합된 반대면에는 방사상으로 적어도 하나 이상의 제 1 날개가 형성되며, 상기 제 1 날개이 사이 영역에 방사상으로 가열유체배출공이 형성되어 회전되는 회전임펠러와, 상기 회전임펠러와 대향하는 면에 방사상으로 적어도 하나 이상의 제 2 날개가 형성되고 유체의 유입구가 형성되어 상기 케이스의 개방면을 밀봉하도록 고정되는 고정임펠러를 구비한 가열부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이동식 액상 유체 가열장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 케이스는 온도검출기와 압력계 중 적어도 하나 이상을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이동식 액상 유체 가열장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 가열부는 상기 구동부와 대향하는 면상에 결합되며, 상기 구동축이 관통하고 내측에 냉각용 공기챔버가 형성되며, 측면을 따라 방사상으로 공기배출구가 형성되는 냉각부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이동식 액상 유체 가열장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 구동부는 모터, 엔진, 벨트 방식의 구동부, 체인방식의 구동부 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 이동식 액상 유체 가열장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전임펠러는,
    구동축이 원판의 일측면의 중심에서 결합되고 방사상으로 형성되는 가열유체배출공이 형성되며, 상기 구동축이 결합된 면의 반대면의 외주면을 따라 원통형으로 돌출되는 제 1 외측원형리브가 형성되고 상기 제 1 외측원형리브의 내측면에서 등각을 이루며 중심방향으로 방사상으로 돌출되는 적어도 하나 이상의 제 1 날개가 형성되고, 제 1 날개와 제 1 날개의 사이에는 상기 제 1 날개의 길이보다 작은 길이를 가지도록 상기 외측원형리브로부터 돌출형성되는 적어도 하나 이상의 제 1 외측날개가 형성된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 이동식 액상 유체 가열장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제 1 날개는 중심방향에서 높이가 낮아지는 단차부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이동식 액상 유체 가열장치.
  7. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정임펠러는,
    중심에 유입구가 형성되며, 상기 회전임펠러의 제 1 날개가 형성된 면과 대향되는 면의 외주면을 따라 원통형으로 돌출되는 제 2 외측원형리브가 형성되고, 상기 제 2 외측원형리브 내측에는 방사상으로 등각을 이루며 적어도 하나 이상의 제 2 날개가 형성되며, 상기 제 2 날개와 제 2 날개의 사이에는 상기 제 2 날개의 길이보다 작은 길이를 가지도록 상기 제 2 외측원형리브로부터 내측으로 돌출형성되는 적어도 하나 이상의 제 2 외측날개를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이동식 액상 유체 가열장치.
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