KR20120025150A

KR20120025150A - 과열증기 발생기

Info

Publication number: KR20120025150A
Application number: KR1020100087354A
Authority: KR
Inventors: 김상록; 한명희
Original assignee: 김상록; 한명희
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2012-03-15

Abstract

본 발명은 과열증기의 발생효율이 높고 고장수리나 관리가 용이한 과열증기 발생기에 관한 것이다. 제시한 과열증기 발생기는 개방된 양단에 플랜지부가 각각 마련되고 외면 양측에 내부의 가열실과 연통된 유입구와 배출구가 각각 형성된 원통형 하우징과; 하우징 양측의 플랜지부에 각각 체결되어 하우징 양단을 폐쇄하는 제1커버부재 및 제2커버부재와; 제1커버부재를 관통하여 하우징의 가열실 내부로 진입하도록 설치된 복수의 전기히터와; 하우징의 외측에 마련되며 복수의 전기히터와 연결되는 전기단자판 및 이 전기단자판을 수용하여 보호하는 전기단자케이스와; 하우징의 외면을 덮는 보온층 및 이 보온층의 외면을 덮는 보온층커버를 포함한다.

Description

과열증기 발생기{SUPERHEATED STEAM GENERATOR}

본 발명은 과열증기 발생기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 과열증기의 발생효율을 높일 수 있고 고장수리나 관리가 용이한 과열증기 발생기에 관한 것이다.

과열증기 발생기는 보일러 등에서 공급되는 포화증기를 가열하여 짧은 시간에 과열증기로 만들어 주는 장치이다. 이러한 과열증기 발생기에서 생성된 과열증기는 음식물을 익히거나, 난방용으로 사용하거나, 슬러지 등을 건조하는 용도로 사용하는 등 그 사용범위가 매우 넓다.

종래 과열증기 발생기로는 기름이나 가스를 연료로 하는 버너를 점화시켜 포화증기가 흐르는 관이나 챔버를 직접 가열하는 방식이 알려져 있다.

그러나 위와 같이 버너로 가열하는 방식은 에너지 효율이 낮을 뿐 아니라 그을음 등으로 인해 자주 청소를 해야 하기 때문에 기기의 관리가 어려운 문제가 있었다. 또 고장수리가 번거로운 문제도 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 과열증기의 발생효율을 높일 수 있고 고장수리나 관리가 용이하도록 하는 과열증기 발생기를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 과열증기 발생기는 개방된 양단에 플랜지부가 각각 마련되고 외면 양측에 내부의 가열실과 연통된 유입구와 배출구가 각각 형성된 원통형 하우징과; 상기 하우징 양측의 플랜지부에 각각 체결되어 상기 하우징 양단을 폐쇄하는 제1커버부재 및 제2커버부재와; 상기 제1커버부재를 관통하여 상기 하우징의 내부로 진입하도록 설치된 복수의 전기히터와; 상기 하우징의 외측에 마련되며 상기 복수의 전기히터와 연결되는 전기단자판 및 이 전기단자판을 수용하여 보호하는 전기단자케이스와; 상기 하우징의 외면을 덮는 보온층 및 이 보온층의 외면을 덮는 보온층커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징은 그 내부의 증기가 선회유동을 하도록 하기 위해 상기 복수의 전기히터 외측의 상기 하우징 내면 쪽에 설치되며 상기 유입구 쪽으로부터 상기 배출구 쪽으로 나선형으로 연장된 나선안내판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징 내에는 상기 가열실을 상기 전기히터가 설치된 내측영역과 상기 나선안내판이 설치된 외측영역을 구획하는 히터케이스가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 하우징은 응축수의 배출을 위해 그 하부에 마련된 배수구 및 이 배수구를 개폐하는 배수밸브와, 상기 하우징 내부의 응축수가 상기 나선안내판을 넘어 배수구 쪽으로 흐를 수 있도록 상기 나선안내판 하측에 마련된 배수홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 전기단자케이스는 전원선이 진입하는 진입구를 구비하는 원통형의 몸체와, 상기 몸체의 일면을 개폐하며 공기의 유통을 위한 통기공을 갖춘 덮개를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 과열증기 발생기는 하우징 내부로 유입되는 포화증기를 복수의 전기히터로 가열할 뿐 아니라 하우징의 가열실 내부를 흐르는 증기가 유입구로부터 배출구로 선회유동을 하면서 이동하여 원활한 가열이 이루어지기 때문에 에너지효율 및 과열증기의 발생효율이 높은 이점이 있다.

또 본 발명은 전기히터방식이어서 그을음 등이 생기지 않기 때문에 자주 청소를 해야 하는 불편이 없어 관리가 편한 이점이 있다.

또 본 발명은 하우징 양측의 제1커버부재와 제2커버부재를 분리할 경우 다수의 전기히터를 하우징으로부터 쉽게 분리할 수 있기 때문에 내부의 청소나 고장수리를 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 과열증기 발생기의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 과열증기 발생기의 나선안내판을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 과열증기 발생기의 나선안내판을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 과열증기 발생기의 단면도로 다른 실시 예이다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 과열증기 발생기는 도 1에 도시한 바와 같이, 개방된 양단에 플랜지부(11,12)가 각각 마련된 원통형의 하우징(10), 하우징(10) 양측의 플랜지부(11,12)에 각각 체결되어 하우징(10)의 양단부를 폐쇄하는 제1커버부재(13) 및 제2커버부재(14), 그리고 제1커버부재(13)를 관통하여 하우징(10)의 가열실(15) 내부로 진입하도록 설치되어 하우징(10)의 가열실(15)을 가열하는 복수의 전기히터(30)를 구비한다.

하우징(10)은 그 외면 양측의 상호 이격된 위치에 각각 가열실(15) 내부와 연통하도록 형성된 유입구(16)와 배출구(17)를 구비한다. 유입구(16)를 통하여 하우징(10) 내부로 유입되는 포화증기가 하우징(10) 내부의 가열실(15)에서 전기히터(30)에 의해 가열되어 과열증기가 된 후 배출구(17)를 통해 배출될 수 있도록 한 것이다. 유입구(16)와 배출구(17)에는 각각 개폐밸브(18a,19a)를 갖춘 유입관(18)과 배출관(19)이 연결된다.

제1커버부재(13)와 제2커버부재(14)는 원판형으로 마련되며 복수의 고정볼트(20) 체결에 의해 하우징(10) 양단의 플랜지부(11,12)에 각각 결합됨으로써 하우징(10) 내부의 가열실(15) 양단을 밀폐시킨다. 제1 및 제2커버부재(13,14)는 금속재질 또는 단열과 절연이 가능한 소재에 의해 마련되거나, 열손실을 줄일 수 있도록 금속판재들 사이에 단열재가 개재되는 형태로 마련될 수 있다. 바람직하게는 하우징(10)과 제1 및 제2커버부재(13,14)가 부식성 및 내열성이 좋은 스테인리스스틸로 이루어지는 것이 좋다.

복수의 전기히터(30)는 그 중심부에 절연이 가능한 상태로 열선(미도시)이 내장되고 외면이 스테인리스스틸이나 세라믹소재에 의해 코팅된 환봉 형태로 마련된다. 각 전기히터(30)는 일단이 전원의 연결을 위해 제1커버부재(13)의 외측에 위치하고, 나머지가 제1커버부재(13)를 관통하여 하우징(10)의 내부로 진입하며, 제2커버부재(14)에 근접하는 위치까지 가열실(15)의 반대편으로 길게 연장된다.

하우징(10) 내에는 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 내부의 가열실(15)을 전기히터(30)가 설치된 내측영역(15a)과 증기가 통과하면서 가열되는 외측영역(15b)으로 구획하도록 전기히터(30)의 외측을 감싸는 원통형태로 마련된 히터케이스(35)가 설치된다. 히터케이스(35)는 그 양단이 제1커버부재(13)와 제2커버부재(14)의 내면에 접하여 지지됨으로써 가열실(15)을 내측영역(15a)과 외측영역(15b)으로 구획한다.

또 가열실의 외측영역(15b)에는 유입구(16)로부터 배출구(17) 쪽으로 유동하는 증기가 그 내부에서 선회유동을 하도록 하기 위해 하우징(10) 내면 또는 히터케이스(35)의 외면에 결합된 나선안내판(40)을 구비한다. 나선안내판(40)은 유입구(16) 쪽으로부터 배출구(17) 쪽으로 나선형으로 연장된다. 이는 도 3에 도시한 바와 같이, 상대적으로 폭이 좁고 두께가 얇은 금속판재가 나선코일의 형태로 마련됨으로써 하우징(10) 내면과 히터케이스(35) 사이의 외측영역(15b)에 길이가 긴 나선형 유로가 형성될 수 있도록 한 것이다.

이는 유입구(16)로부터 배출구(17) 쪽으로 흐르는 증기의 유동거리가 길어지도록 하여 전기히터들(30)에 의한 증기의 가열이 효과적으로 이루어져 과열증기의 생성효율이 높아지도록 한 것이다. 또 나선안내판(40)에 의해 내부의 증기가 선회하면서 유동함으로써 증기와 가열된 히터케이스(35)의 접촉기회가 많아져 증기의 가열이 더욱 원활해지도록 한 것이다.

하우징(10)은 응축수의 배출을 위해 그 하부에 마련된 배수구(50) 및 배수구(50)를 개폐하는 배수밸브(51)를 구비한다. 또 하우징(10)의 내측 하부에 고이는 응축수가 나선안내판(40)을 넘어 배수구(50) 쪽으로 흘러 배수될 수 있도록 나선안내판(40) 하측에 마련된 배수홈(42)을 포함한다.

또 하우징(10)에는 그 외면을 덮는 보온층(60) 및 이 보온층(60)의 외면을 덮어 보호하는 보온층커버(61)를 구비한다. 보온층(60)은 에너지 손실을 줄일 수 있도록 유리섬유와 같은 단열소재로 하우징(10)의 외면을 덮는 형태로 마련하고, 보온층커버(61)는 이러한 보온층(60)을 감싸 보호할 수 있도록 내열성이 좋은 금속판 등을 말아서 만든다.

제1커버부재(13)의 측방에는 전기히터들(30)이 연결되는 전기단자판(70)이 설치되고, 이 전기단자판(70)을 수용하여 보호하는 전기단자케이스(80)가 설치된다. 전기단자판(70)은 외부의 전원선(72)과 연결되어 전원이 각 전기히터(30)로 분산 공급될 수 있도록 한다.

전기단자케이스(80)는 전원선(72)이 진입하는 진입구(83)를 구비하고 양측이 개방된 원통형의 몸체(81)와, 몸체(81) 양측의 두 개방부에 각각 결합되는 두 덮개(83,84)를 포함한다. 두 덮개(83,84)는 고장수리 등을 용이하게 수행할 수 있도록 몸체(81)의 양측 개방부에 다수의 볼트를 체결하여 결합시킨다. 또 한쪽 덮개(83)에는 공기의 유통에 의해 전기단자판(70)의 방열이 이루어질 수 있도록 통기공(83a)이 형성된다.

다음은 이러한 과열증기 발생기는 동작 및 사용법에 관하여 설명한다.

전원이 인가되면 하우징(10) 내부의 복수 전기히터(30)가 발열함으로써 가열실(15) 내부가 가열된다. 이러한 상태에서 보일러에서 생성된 대략 100도 정도의 포화증기가 유입구(16)를 통해 가열실의(15)의 외측영역(15b)으로 유입된다. 이 포화증기는 가열실(15)의 외측영역(15b)을 통하여 배출구(17) 쪽으로 유동하는 가운데 복수의 전기히터(30)에 의해 가열되며, 배출구(17)로 배출될 때 대략 170~180도의 과열증기가 된다.

가열실(15)의 외측영역(15b)을 유동하는 증기는 나선안내판(40)의 안내에 의해 선회유동을 하므로, 유입구(16)로부터 배출구(17) 쪽으로 흐르는 유동거리가 길어져 효과적인 가열이 이루어진다. 또 선회하며 유동하는 증기는 가열된 히테케이스(35)와의 접촉이 많아지므로 가열이 더욱 원활하게 이루어져 과열증기의 생성효율이 높아진다.

이러한 과열증기 발생기를 사용하지 않을 때는 그 내부에 잔존하는 수분이 응축되면서 가열실(15)의 외측영역(15b)에 응축수가 발생할 수 있다. 이 응축수는 하측의 배수홈(42)을 통해 배수구(50) 쪽으로 배출될 수 있다.

이러한 과열증기 발생기는 버너로 가열하는 종래의 방식에 비하여 에너지효율이 높고 그을음 등이 생기지 않기 때문에 자주 청소를 해야 하는 불편이 없어 관리가 편하다. 또 제1커버부재(13)와 제2커버부재(14)를 분리할 경우 다수의 전기히터(30)를 하우징(10)으로부터 쉽게 분리할 수 있기 때문에 내부의 청소나 고장수리가 용이하다.

도 4는 본 발명에 따른 과열증기 발생기의 다른 실시 예이다. 도 4의 예는 히터케이스와 나선안내판이 없는 형태이다. 이는 유입구로 유입된 포화증기가 가열실 내부를 통과하면서 다수의 전기히터와 접하여 직접 가열될 수 있도록 한 것이다. 이 경우 하우징(10)의 내부에는 전기히터들(30)을 지지하여 처짐을 방지하면서 증기의 유통이 가능한 다공판 형태의 지지부재(31)가 설치될 수 있다.

10: 하우징, 11,12: 플랜지부,
13: 제1커버부재, 14: 제2커버부재,
15: 가열실, 16: 유입구,
17: 배출구, 30: 전기히터,
35: 히터케이스, 40: 나선안내판,
42: 배수홈, 50: 배수구,
60: 보온층, 61: 보온층커버,
70: 전기단자판, 80: 전기단자케이스.

Claims

개방된 양단에 플랜지부가 각각 마련되고 외면 양측에 내부의 가열실과 연통된 유입구와 배출구가 각각 형성된 원통형 하우징과;
상기 하우징 양측의 플랜지부에 각각 체결되어 상기 하우징 양단을 폐쇄하는 제1커버부재 및 제2커버부재와;
상기 제1커버부재를 관통하여 상기 하우징의 가열실 내부로 진입하도록 설치된 복수의 전기히터와;
상기 하우징의 외측에 마련되며 상기 복수의 전기히터와 연결되는 전기단자판 및 이 전기단자판을 수용하여 보호하는 전기단자케이스와;
상기 하우징의 외면을 덮는 보온층 및 이 보온층의 외면을 덮는 보온층커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 과열증기 발생기.
제1항에 있어서,
상기 하우징은 그 내부의 증기가 선회유동을 하도록 하기 위해 상기 복수의 전기히터 외측의 상기 하우징 내면 쪽에 설치되며 상기 유입구 쪽으로부터 상기 배출구 쪽으로 나선형으로 연장된 나선안내판을 포함하는 것을 특징으로 하는 과열증기 발생기.
제2항에 있어서,
상기 하우징 내에는 상기 가열실을 상기 전기히터가 설치된 내측영역과 상기 나선안내판이 설치된 외측영역을 구획하는 히터케이스가 설치된 것을 특징으로 하는 과열증기 발생기.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 하우징은 응축수의 배출을 위해 그 하부에 마련된 배수구 및 이 배수구를 개폐하는 배수밸브와, 상기 하우징 내부의 응축수가 상기 나선안내판을 넘어 배수구 쪽으로 흐를 수 있도록 상기 나선안내판 하측에 마련된 배수홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 과열증기 발생기.
제1항에 있어서,
상기 전기단자케이스는 전원선이 진입하는 진입구를 구비하는 원통형의 몸체와, 상기 몸체의 일면을 개폐하며 공기의 유통을 위한 통기공을 갖춘 덮개를 포함하는 것을 특징으로 하는 과열증기 발생기.