KR20090015385A - 파이프 히터를 둘러싸는 도관 장치 - Google Patents

파이프 히터를 둘러싸는 도관 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파이프 히터를 둘러싸는 도관 장치에 관한 것으로, 높은 저항을 갖는 필라멘트(112)로 감겨진 가열 요소(111)가 제공되고 중공 석영 내부 관(113)이 상기 가열 요소(111)의 외부에 삽입되어 파이프 히터(11)를 구성하고, 상기 가열 요소(111)의 양쪽 단부는 전극 핀(114)과 각각 연결된다. 중공 석영 외부 관(123)은 파이프 히터(11)의 외부에 삽입되고, 관 벽상에 입구(121)와 출구(122)를 갖는다. 이렇게 해서, 열 전달 공간(A)이 상기 내부 석영 관(113)과 상기 외부 석영 관(123) 사이에 형성되고, 절연 부재(124)가 양쪽 관의 각각의 개방된 단부와 결합된다. 상기 내부 석영관(113) 및 외부 석영관(123)의 구성에 의해서, 상기 가열 요소(111) 및 상기 중공 내부 석영 관(113)에 의해 형성된 상기 파이프 히터(11)에 의해서 발생된 열 에너지는 상기 입구(121)로부터 도입되고 상기 출구(122)로 배출되는 매체에 전달될 수 있다. 이렇게 해서, 상기 매체는 상기 가열 요소(111) 자체에 의해 발생된 열 에너지에 의해서 열 전도 및 열 복사 작용 모두에 의하여 가열될 수 있다.
파이프 히터, 필라멘트, 도관

Description

파이프 히터를 둘러싸는 도관 장치{Conduit device encircling pipe heater}
본 발명은 열에너지가 중공 내부 석영 관 및 중공 외부 석영 관 사이의 공간을 통하여 열 전도 및 복사 작용 모두에 의해 열 에너지가 전달될 수 있는 파이프 히터를 둘러싸는 도관 장치에 관한 것이다.
도 10에 보여진 바와 같이, 종래의 파이프 히터(3)는 일반적으로 가열 요소(32)가 제공된 중공 금속 파이프(31)를 갖고, 외부 전원과의 연결을 위한 전극 핀(33)들이 가열 요소(32)의 양쪽 단부에 연결된다. 절연 목적으로 고령토(34)가 중공 금속 파이프(31) 내에 채워진다. 그 다음, 채워진 고령토가 보다 치밀해지도록 중공 금속 파이프(31)가 굴려진다. 중공 금속 파이프(31)의 양쪽 단부는, 중공 금속 파이프(31)의 내부가 밀봉 상태에 있도록 수지 접착체(35)에 의해 밀봉된다. 한편, 파이프 히터(3)는 물을 유지하는데 이용되는 단열재를 갖는 통 내에 놓여진다. 물과 장 기간 접촉된 중공 금속 파이프(31)는 점진적인 부식에 이르게 되는 산화를 쉽게 야기 한다. 심각한 부식은 대개 중공 금속 파이프(31)의 파열에 이르게 되어, 차례로 누전(current leakage) 문제를 일으킨다. 게다가, 물속에 함유된 다량의 광물질은 파이프상에 불순물 또는 관석 형성(scale formation)의 원인이 된다. 파이프상의 관석 형성은 파이프 히터(3)로부터 발생된 열의 전달에 대한 저항, 즉, 열 전달 효율의 저하를 초래한다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 파이프 히터를 둘러싸는 도관 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 파이프 히터를 둘러싸는 도관 장치에 관한 것으로서, 높은 저항을 갖는 필라멘트로 감겨진 가열 요소가 제공되고 중공 석영 내부 관이 상기 가열 요소의 외부에 삽입되어 파이프 히터를 형성하고, 가열 요소의 양쪽 단부가 전극 핀에 각각 연결된다. 중공 석영 외부 관이 파이프 히터의 외부에 삽입되며, 중공 석영 외부 관은 관벽상에 입구 및 출구를 갖는다. 이렇게 해서, 내부 석영 관과 외부 석영 관 사이에 열 전달 공간이 형성되고 절연 부재들이 양쪽 관의 각각의 개방된 단부와 결합된다. 이러한 구성에 의해서, 중공 내부 석영 관 내의 가열 요소에 의해 형성된 파이프 히터에 의해 발생된 열 에너지는 입구로부터 도입되어 출구로 배출되는 매체로 전달될 수 있다. 이렇게 해서, 매체는 가열 요소 자체에 의해 발생된 열 에너지에 의해서 열 전도와 복사 작용 모두에 의하여 가열될 수 있다.
본 발명은 종래 기술과 비교할 때 다음과 같은 다수의 장점을 갖는다:
1. 본 발명의 파이프 히터를 둘러싸는 도관 장치는 파이프 히터로부터 소산되는 열에 의해 매체를 가열하는 작용을 가져 매체가 미리 결정된 높은 온도로 가열될 수 있다.
2. 본 발명의 파이프 히터를 둘러싸는 도관 장치는 탁월한 열 전도성 및 광 이행성을 이용하여 가열 요소에 의해 소산된 열이 중공 내부 석영 관 및 중공 외부 석영 관 사이의 열 전달 공간으로 열 전도 및 열 복사 작용 모두에 의하여 효과적으로 전달될 수 있다. 이러한 방식으로, 매체는 급속히 고온으로 가열되거나 증기 상태로 증발된다.
3. 본 발명의 파이프 히터를 둘러싸는 도관 장치는 외부 석영 관과 파이프 히터 사이의 열 전달 공간 또는 외부 실드와 외부 석영 관 사이의 열 대류 공간을 통하여 파이프 히터로부터 전도되고 복사된 열 에너지에 의해 매체를 급속히 가열할 수 있다. 따라서, 매체는 즉시 고온으로 가열될 수 있다.
4. 본 발명의 파이프 히터를 둘러싸는 도관 장치는 보다 높은 온도의 매체와 보다 낮은 온도의 매체 사이의 열 대류를 이용하여, 급속한 열 대류 효과에 의해 고온의 혼합 매체가 얻어진다.
5. 본 발명의 파이프 히터를 둘러싸는 도관 장치는, 관 내부의 고온에 의해 형성되는 증기, 고온의 매체 및 압력 편차에 의한 열 전달 효과를 이용하여, 와류에 의해 순환되는 열 대류가 유도되어 급속한 열 전달을 달성하게 된다.
6. 본 발명의 파이프 히터를 둘러싸는 도관 장치에 의하여, 중공 외부 석영 관의 복수의 입구 및 복수의 출구에서 각각 형성되는 유입 유체 및 유출 유체의 와류에 의해 순환되는 열 전달이 가열 요소의 가열과 외부 실드로부터 매체의 도입의 협동 작용에 의해 유도되어, 도입 매체가 열 에너지를 갖는 기존의 매체와 융합된다. 차례로, 혼합된 매체가 다시 파이프 히터 자체의 가열 요소로부터 발생된 열의 전도 및 복사 작용 모두를 받게된다. 궁극적으로, 고온 또는 증기 상태의 혼합 매체가 얻어진다.
본 발명의 기술적 내용은 첨부 도면과 함께 바람직한 실시예의 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 도관 장치(1)는:
높은 저항을 갖는 필라멘트(112)로 감겨진 가열 요소(111) 및 상기 가열 요소(111)의 외부에 삽입된 중공 석영 내부 관(113)에 의해 형성되고, 상기 가열 요소(111)의 양쪽 단부가 전극 핀(114)에 각각 연결되어 있는 파이프 히터(11);및
상기 파이프 히터(11)의 외부에 삽입된 중공 석영 외부 관(123)을 갖고, 상기 석영 외부 관(123)은 관 벽상에 입구(121) 및 출구(122)를 가지며, 열 전달 공간(A)이 상기 내부 석영 관(113)과 상기 외부 석영 관(123) 사이에 형성되고, 절연 부재들(124)이 양쪽 관의 각각의 개방된 단부와 결합되며, 상기 파이프 히터(11)의 각 전극 핀(114)의 단부는 전원과의 연결을 위해 상기 절연 부재(124)의 외부로 연장되는 외부 관 유닛(12)을 포함한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 파이프 히터(11) 내의 상기 가열 요소(111)의 외부는 높은 저항을 갖는 필라멘트(112)로 감겨지고, 상기 가열 요소(111)의 양쪽 단부는 전극 핀(114)과 연결된다. 높은 저항을 갖는 필라멘트(112)로 감겨지고 전극 핀(114)과 양 단부에서 연결되는 가열 요소(111)는 그의 수가 발생되는 열 에너지의 필요에 따라 결정될 수 있으며, 예를 들면 그 수는 하나 이상이 될 수 있다. 그 다음, 중공 내부 석영 관(113)이 파이프 히터(11)를 형성하도록 가열 요소(111)의 외부에 삽입된다. 차례로, 전극 핀(114)이 중공 외부 석영 관(123)의 단부로부터 외부로 연장되도록 파이프 히터(11)가 중공 외부 석영 관(123)속으로 삽입된다. 중공 외부 석영 관(123)의 양쪽 단부는 예를 들면 세라믹 물질로 이루어진 절연 부재(124)와 결합되고, 양쪽 전극 핀(114)은 외부 전원과 연결되어 켜지게 된다. 그래서, 이러한 방식으로, 열 전달 공간(A)이 중공 외부 석영 관(123)과 파이프 히터(11)의 중공 내부 석영 관(113) 사이에 형성된다.
도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 사용중에 있을 때, 가열 요소(111)의 전극 핀(114)에 전력이 공급되어 파이프 히터(11)는 가열을 위한 열을 발생시키기 시작한다. 가열 요소(111)로부터 발생된 열 에너지 및 빛은 중공 내부 석영 관(113)의 벽을 통하여 밖으로 전달된다. 이 때, 적당한 유동성 매체가 중공 외부 석영 관(123)의 입구(121)로부터 중공 외부 석영 관(123)과 파이프 히터(11)의 중공 내부 석영 관(113) 사이의 열 전달 공간(A)속으로 도입된다. 열 전달 공간(A) 안의 매체가 가열 요소(111)로부터 발생된 열의 복사 및 전도 작용에 의해 가열되어 매체는 급속히 고온에 도달하거나 심지어는 증기상태로 증발된다. 이렇게해서 만들어진 증기는 중공 외부 석영 관(123)의 출구(122)로부터 열 에너지가 필요한 장소로 전해진다. 매체(유체)가 느린 속도로 중공 외부 석영 관(123)의 입구(121)로부터 열 전달 공간(A)속으로 도입될 수 있다.
도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 도관 장치(1)의 중공 외부 석영 관(123)상에 배열된 입구(121) 및 출구(122)의 수는 사용자가 필요로 하는 열 에너지에 따 라 하나의 세트보다 많게 각각 제공될 수 있다. 열 에너지 및 빛이 파이프 히터(11)의 가열 요소(111)로부터 발생된 열의 복사 및 전도 작용 모두에 의하여 중공 외부 석영 관(123)과 중공 내부 석영 관(113) 사이의 열 전달 공간(A)으로 효과적으로 전달될 수 있어, 매체는 고온에 도달하거나 증기 상태로 증발한다. 이렇게, 중공 내부 석영 관(113)에 의해 형성된 파이프 히터(11)에 의해서 발생된 열 에너지는 중공 외부 석영 관(123)의 입구(121) 및 출구(122)를 통하여 전달 및 전도될 수 있다.
도 6 내지 9에 나타낸 바 같이, 본 발명의 또 다른 실시예의 도관 장치(1)는:
높은 저항을 갖는 필라멘트(112)로 감겨진 가열 요소(111)에 의해 형성되고, 중공 석영 내부 관(113)이 상기 가열요소(111)의 외부에 삽입되며, 상기 가열 요소(111)는 각각의 전극 핀(114)에 연결되는 파이프 히터(11);
파이프 히터(11)의 외부에 삽입되는 중공 석영 외부 관(123)을 갖고, 상기 중공 석영 외부 관(123)은 관 벽상에 입구(121) 및 출구(122)를 가지며, 이렇게 해서 내부 석영 관(113)과 외부 석영 관(123)사이에 열 전달 공간(A)이 형성되고, 절연 부재(124)가 양쪽 관의 각각의 개방된 단부와 결합되며, 파이프 히터(11)의 각각의 전극 핀(114)의 단부가 전원과의 연결을 위해 절연 부재(124)의 외부로 연장되는 외부 관 유닛(12);및
외부 관 유닛(12)의 중공 외부 석영 관(123)의 외부를 둘러싸고, 이렇게 해서 열 대류 공간(B)이 중공 외부 석영 관(123)과 외부 실드(13) 사이에 형성되며, 외부 실드(13)의 양쪽 단부는 각각 절연 부재(124)와 결합되며, 입구(131) 및 출구(132)는 외부 실드 벽상에 각각 제공되는 외부 실드(13)을 포함한다.
사용중 일 때, 가열 요소(111)의 전극(114)들에 전력이 공급되어 파이프 히터(11)는 가열을 위한 열을 발생시키기 시작한다. 가열 요소(111)로부터 발생된 열은 중공 내부 석영 관(113)의 벽을 통하여 밖으로 전달된다. 열 전달 공간(A) 내의 매체는 가열 요소(111)로부터 발생된 열의 복사 및 전도 작용 모두에 의하여 가열되어 매체는 고온에 급속히 도달하거나 증기 상태로 증발된다. 적당한 유동 매체가 외부 실드(13)의 입구(131)로부터 중공 내부 석영 관(113), 중공 외부 석영 관(123) 및 외부 실드(13) 사이의 열 대류 공간(B) 및 열 전달 공간(A)속으로 도입될 때, 외부 실드(13)로 부터 도입되는 매체는 중공 외부 석영 관(123)의 복수의 입구(121) 및 복수의 출구(122)에서 와류에 의해 순환되는 열 전달을 형성하여, 도입되는 매체는 열에너지를 갖는 기존의 매체와 융합될 것이다. 열 에너지는 중공 외부 석영 관(123)과 중공 내부 석영 관(113) 사이의 열 전달 공간(A)으로 파이프 히터(11)의 가열 요소(111)로부터 발생된 열의 복사 및 전도 작용 모두에 의하여 효과적으로 전달될 수 있어, 매체는 고온에 도달하거나 증기 상태로 끓는다. 차례로, 중공 외부 석영 관(123)의 복수의 입구(121) 및 복수의 출구(122)에서 각각 형성되는 유입 유체 및 유출 유체의 와류에 의해 순환되는 열 전달은 가열 요소(111)의 연속적인 가열과 외부 실드(13)로부터의 매체의 연속적인 도입의 협동 작용에 의해 연속적으로 유도되어, 외부 실드(13)로부터 도입되는 매체는 고온 또는 증기 상태의 기존의 매체와 융합되고 연결된다. 궁극적으로 높은 온도를 갖는 혼합 매체 가 얻어진다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 바람직한 실시예로 설명되었지만, 바람직한 실시예 및 도면은 오로지 설명의 편의만을 위한 것이고, 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않았다. 본 발명의 사상으로부터 벗어남이 없이 발휘되는 모든 수정물 및 변화물 또는 동등물들은 여전히 본 발명의 범위내에 있는 것으로 사료된다.
본 발명은 아래의 첨부 도면을 참조한 바람직한 실시예의 상세한 설명에 의하여 보다 잘 이해될 것이다:
도 1은 본 발명의 제1 실시예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 4은 본 발명의 제4 실시예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5은 본 발명의 제5 실시예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예의 작용을 나타내는 개략도이다.
도 8은 본 발명의 제7 실시예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 9은 본 발명의 제7 실시예의 작용을 나타내는 개략도이다.
도 10은 종래 기술을 나타내는 개략 단면도이다.

Claims (2)

  1. 파이프 히터를 둘러싸는 도관 장치(1)로서,
    높은 저항을 갖는 필라멘트(112)로 감겨진 가열 요소(111) 및 상기 가열 요소(111)의 외부에 삽입되는 중공 석영 내부 관(113)에 의해 형성되고, 상기 가열 요소(111)의 양쪽 단부가 전극 핀(114)에 각각 연결되는 파이프 히터(11);및
    상기 파이프 히터(11)의 외부에 삽입되는 중공 석영 외부 관(123)을 갖고, 상기 석영 외부 관(123)은 관 벽상에 하나 이상의 입구(121) 및 출구(122)를 가지며, 상기 내부 석영 관(113)과 상기 외부 석영 관(123) 사이에 열 전달 공간(A)이 형성되고, 절연 부재(124)가 양쪽 관의 각각의 개방된 단부와 결합되며, 상기 파이프 히터(11)의 각 전극 핀(114)의 단부는 전원과의 연결을 위해 상기 절연 부재(124)의 외부로 연장되는 외부 관 유닛(12)을 포함하는 도관 장치.
  2. 파이프 히터를 둘러싸는 도관 장치(1)로서,
    높은 저항을 갖는 필라멘트(112)로 감겨진 가열 요소(111) 및 상기 가열 요소(111)의 외부에 삽입되는 중공 석영 내부 관(113)에 의해 형성되고, 상기 가열 요소(111)의 양쪽 단부가 각각의 전극 핀(114)에 연결되는 파이프 히터(11);
    상기 파이프 히터(11)의 외부에 삽입되는 중공 석영 외부 관(123)을 갖고, 상기 중공 석영 외부 관(123)은 관 벽상에 하나 이상의 입구(121) 및 출구(122)를 가지며, 상기 내부 석영 관(113)과 상기 외부 석영 관(123) 사이에 열 전달 공간(A)이 형성되고, 절연 부재(124)가 양쪽 관의 각각의 개방된 단부와 결합되고, 상기 파이프 히터(11)의 각각의 전극 핀(114)의 단부가 전원과의 연결을 위해 상기 절연 부재(124)의 외부로 연장되는 외부 관 유닛(12);및
    상기 외부 관 유닛(12)의 상기 중공 외부 석영 관(123)의 외부를 둘러싸고, 이렇게 해서 열 대류 공간(B)이 상기 중공 외부 석영 관(123)과 외부 실드(13) 사이에 형성되며, 상기 외부 실드(13)의 양쪽 단부는 상기 절연 부재(124)와 각각 결합되며, 하나 이상의 입구(131) 및 출구(132)가 상기 외부 실드 벽상에 각각 제공되는 외부 실드(13)을 포함하는 도관 장치.
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