KR20120066697A

KR20120066697A - 마찰가열 시스템

Info

Publication number: KR20120066697A
Application number: KR1020100093176A
Authority: KR
Inventors: 구동회
Original assignee: 구동회
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2012-06-25

Abstract

마찰열을 활용하는 발명으로서 상온의 유체가 고속회전모터의 회전체와 고정체사이에 유입하여 고정체 내에서 회전체가 고속으로 회전할 때 고속회전체와 고정체의 사이에 회전하므로 회전력에 의한 발열 현상에 관한 발열시스템으로서 두 물체가 대면하고 한 쪽면은 유체를 포함하고 정지되어 있고 한쪽은 요철을 구비하고 고속 회전하여 마찰할 수 있는 동기를 제공하여 마찰운동으로 발열하려할 때 그 운동방향성의 반대 방향으로 저항이 발생하여 열을 발생하는데 이러한 마찰열 발생현상을 인위적으로 유발하여 고온 의 열을 생산하는 시스템을 마찰열이라 하고, 이때의 마찰 저항력을 마찰력이라 한다.

Description

마찰가열 시스템{rubbing heating system.}

본 발명은 상기와 같은 고속회전을 인위적으로 발생시키므로 유체가 고속회전에 의하여 유동함으로 마찰하여 발열하게 하여 발열 효율을 효과적으로 이끌어 냄으로 에너지의 세이빙 효과가 뛰어나고 사용에너지를 자급하여 사용할 수 있게 하고 제작가격이 저렴한 고속회전가열 장치를 제조하는 기술을 발명하는데 있다.

본 발명의 특징은 고속 회전하는 회전자의 회전력으로 유체를 유동시키고 고정자와의 사이에서 마찰열을 발생할 수 있도록 유도해 줌으로 고온 고압으로 발열할 수 있도록 유도해 별도의 가열장치가 필요 없어도 유체가 고속회전에 의하여 상호마찰력 만으로 고열을 발산할 수 있는 구조를 조성하는데 있다.

또한 가열 및 발열기의 주요소로 마찰요소를 효과적으로 발생하여 마찰할 수 있는 유체 의 활동성을 증가시켜 회전자의 구조를 종래의 단조로운 구조의 회전자보다는 달리하여 회전체의 구조를 유체가 고속회전에 의해 마찰력이 최대로 증폭될 수 있도록 유체를 최 대로 유동할 수 있는 구조를 구성하는데 있다.

유체의 유동이 최대로 일러날 수 있도록 회전체구조를 구비하고 feed solid of revolut 와 유입 유체의 마찰을 증폭하여 유체를 빠른 시간에 발열시키려는 발명으로 발열유체를 회전자와 고정자사이에 위치하게 하고 회전체가 고속회전하면서 고정 체의 갈라진 홀에 서 유동하면서도 상호 대치하도록 하여 회전체가 회전하면서 유발하는 각종 발생요인들 의 마찰열 발생 원인으로 하여 열을 발생하는 것으로 속도가 빠른 유체와 빠르지 않은 유체가 대면하여 마찰함으로 마찰열을 발생시키도록 하였다.

파이프 내를 연속적으로 흐르는 유체를 가열하여 수요하는 온도로 배출하는 방식의 열원 으로서 가스가열 또는 전기가열 방식이 일반적이다.

가스방식은 하우징 내부에 가스버너를 구비하고, 가열하는 방식과 열 교환용 파이프를 하 우징 내에서 경로를 비교적 길게 설정할 수 있도록, 나선형으로 배치하고, 이 파이프를 외부로부터 가스버너, 또는 전열기로 가열함으로써 가열을 실시하는 방법이 있다.

하지만, 파이프 내부가 가열되어 유체가 뜨거운 유체가 될 때까지 시간을 요하기 때문에, 열효율관점에서 반드시 좋은 방식은 아니다. 또, 연소 공정을 동반하여 탄소를 발생하기 때문에 공기 오염요소가 있어 바람직한 방법이 아니다, 또한 가열 온도를 올리기 위해 가 열파이프 경로를 길게 할 필요성 때문에, 장치 자체도 소형화가 어려운 등의 문제가 있었 다. 한편, 전기방식은 가스방식과 달리 공기오염이나 가스중독 환기 등의 문제는 없지만, 유체를 가열 하기위해 사용하는 히터는 온도상승에 시간을 요하고 가열코스트가 높아짐 과 동시에, 온수사용 중 에 온수온도가 내려가는 등의 기술적 문제가 있었다.

이러한 가스나 전기가 갖는 문제를 타개하고 탄소배출을 줄이기 위해 가열방식을 인위적 가열방식을 벗어나 고속모터를 회전하여 유체의 유동성을 활성화하여 와류를 거세게 일 어나게하여 와류의 유동으로 마찰열을 발생하도록 유도하여 유체를 순간적으로 가열하는 마찰 가열법이 이용하여 가열하려는 발명이다.

마찰특성 Download View

∴ 마찰열과 접촉표면온도.

무 윤활(dry contacts) 상태의 미끄럼 운동시 두 가지의 근본적인 작용을 들 수 있다. 첫째, 접촉 경계면의 접합 그리고 둘째로 접촉부위의 소성변형이다. 기계적 마찰에너지가 변환되어 생성된 마찰열은 접촉면을 중심으로 하여 아주 얇은 표면 접촉부위에 집중된다. 따라서 접촉 표면용접 기타특수용접. 그림과 같이 arc열이 아닌 wire(solid or flux-cored electrode)와 용제(熔劑; flux) 사이에 그림과 같이 tip과 anvil 사이의 접합하고자 하는 소재면에 정하중을 가하면서10 ~ 75kHz 이상의 초음파진동을 1 ~ 7sec 동안 주어 진동마찰열을 발생시켜 압접하는 방법이다.

1. MECHANICAL SEAL 이란?

SEALING에 있어서 GLAND PACKING (이하 G/PACKING로 표기)을 기계공학적으로

바꾸어 놓은 것임, 즉 SHAFT와 G/PACKING의 마찰열을 M/SEAL의 ROTARY PART 와

STATIONARY PART로 나누어서 두 PART의 마찰로써 SEALING을 함.

2. MECHANICAL SEAL 의 기본 원리

면 접촉식 밀봉장치로 회전축(Shaft)에 수직된 2개의 섭동면(고정자, 회전자)으로 구성되어 한 면이 회전축과 함께 회전하며 스프링의 장력 혹은 유체의 압력으로 회전부의 밀봉을 행하는 장치이다. Mechanical seal 은 회전축의 누설방지에 절대적으로 필요한 장치이며 Seal face의 윤활은 자체적으로 형성되는 유체막(0.025μ-0.25μ)에 의해 이루어진다.

3. MECHANICAL SEAL 의 장점

(1) 눈에 보이는 정도의 누설이 방지되고

(2) Shaft의 마모가 없으며

(3) 모든 마모현상은 섭동면에서만 발생하며

(4) 장착 되어있는 스프링의 장력에 의해 마모되는 부분만큼 자동보상이 이루어져 밀봉이 지속된다.

4. MECHANICAL SEAL 의 구성 요소

4-1. 구성요소

(1) Floating ring packing (고정자 패킹)

(2) Floating ring (Mating ring/고정자)

(3) Primary seal ring (Rotary seal ring/회전자 섭동면)

(4) Secondary seal ring (Rotary packing/회전자 패킹)

(5) Spring

(6) Bellows (Rubber, Teflon, Metal)

(7) 회전력 전달장치: Set screw, Key, Collar, Stopper, Spring holder

4-2. 섭동면(Seal face)의 재질

가동중에 자연적인 유체막의 형성이 불가능한 경우에는 인위적인 유체의 막을 형성시켜 주어야 한다. 섭동면에 의한 누설량은 섭동면의 재질, 유체의 점도, 비중, 압력차, 축의 크기, 회전속도 등에 따라 달라지나 통상 섭동면의 평면도가 3 Band(0.087μm)이하를 유지하면 시각적인 누설은 방지된다.

4-3. Packing

(1) 오링, 각링의 형상으로 고무, 테프론류의 재질이 사용되며 고정자가 장착되는Gland, Cashing, Housing등에서 고정자의 직각도를 보상해줄 수 있을 정도의 Flexibility(유연성)가 있는 상태이다.

(2) 회전자의 패킹은 섭동면 다음의 중요한 위치로 Secondary seal ring으로 지칭되며 Shaft의 기울기를 일부 보상 할 수 있도록 유연성(Flexibility)이 있는 재질과 형상으로 구성되어 고정자와 직각도가 유지된 평면접촉을 하도록 한다.

* 내식성(화학성), 내열성(고온)에 강한 소재의 발달로 딱딱한 테프론 재질이 아닌 유연성을 가진 고무소재와 엔지니어링 플라스틱소재로 전환 되고있다.

5. MECHANICAL SEAL 의 재질 구성

5-1. 대분류 : 양산용, 산업용

(1) 양산용 : 금형(Molds)을 이용한 사출과 압출공법을 이용하여 대량생산을 하는 제품. 수중펌프용(FK), 냉동기 콤프례사용(ND), 고속엔진 양수기용(EP),

고속 분무기용(EP,C2) 선박엔진용(ND-S, F10), 농업용 급수펌프(B2, A4, F10),

내산(Acid)용, 알칼리(Alkali).

(2) 산업용 : CNC 선반 및 밀링 등의 공작기계를 이용한 가공품을 산업용으로 분류하며 산(Acid), 알칼리(Alkali), Gas등의 유체에 사용.

* 내식성(내화학성)소재의 개발과 발달로 많은 부분의 산업용 제품이 양산용 제품으로 대체되고 있으며 표준화된 대량생산으로 고품질의 제품이 저가로 생산되고 있다.

* 산(Acid) 종류에 적용되는 메카니칼 시일은 섭동재 및 패킹을 내식성이 강한소재로 선정하고 맹독, 인체에 유해한 유체일 경우에는 Double seal을 사용하여 유체가 외부로 누출되는 것을 막고 누설된 유체를 희석시킬 수 있는 방법을 채택한다.

* 유독성, 부식성이 강한 유체는 비산되지 않도록 Gland cover flange에 Bushing이나 Packing 설치하고 누설액의 결정분이 섭동면의 주위에 남아있지 않도록 Clean water quenching을 한다.

5-2. 인사이드, 아웃사이드(Inside, Outside)

(1) 인사이드: 유체의 누설압력이 Seal의 외부(Outside)에서 내부(Inside)로 작용되는 형상으로 유체의 압력이 섭동면을 닫히게하는 방향으로 작용하는 구조.

(2) 아웃사이드: 유체의 누설압력이 Seal의 내부(Inside)에서 외부(Outside)로 작용하고 유체의 압력이 섭동면을 열리게 하는 방향으로 작용하는 구조로 인체에 유해한 화학성 유체나 보수의 편의성에 의해 사용되며,

저압에서 사용.

* Outside seal은 Inside seal에 비해 안정성이 떨어지며 Seal face가 열리면 원상 복귀가

어려운 구조로 부식성이 강한 유체나 유독성 유체에 사용되었으나 내식성이 강한 소재(Titanium, Hastelloy C)의 개발로 대부분 Inside seal로 사용.

5-3. 언밸런스, 밸런스(Unbalance, Balance)

(1) 언밸런스 : 축의 외경이 평탄하며 Stuffing box내 압력이 10 bar 이하일 때

적용하며 섭동면의 접촉압력이 유체의 압력보다 크거나 같은 구조로 작용하는 형상

(2) 밸런스

가. 축(Shaft)이 단이져 구조가 복잡하고 슬리브(Sleeve)를 사용하여야 한다.

나. Radial방향 면적배치에 의하여 섭동면쪽으로 작용하는 유체의 압력이 상쇄되는 설계로 효과적인 누설방비를 할 수 있는 최저면압이 선택되는 형상.

다. 최고 80 bar까지 사용이 가능하다.

라. API 610규정에 의하면 Process용은 Balance type을 권장하고 있다.

5-4. 싱글 시일, 더블 시일(Single seal, Double seal)

(1) Single seal: 한 쌍의 Seal face을 지니고 섭동면에 윤활성 유체를 부여해 줄수 있는 환경에서 Stuffing box내의 유체를 Cooling, Flushing 할 수 있는 경우에 사용한다.

(2) Double seal: 두 쌍의 Seal face을 지니고

가. 섭동면에 적절한 윤활성 유체를 부여해 줄 수 없는 환경에서 인위적인

조치를 해주거나

나. 서로 다른 두 종류의 유체를 동시에 누설 방지케 해주거나

나. 마모성유체에서 안정성과 Life cycle을 증대시킬 필요가 있을 때 사용.

1) Back to back

사용 유체가 결정화 되거나 대기와 접촉하여 급격히 산화될 때,

유체내부에 마모성 Slurry가 많아 안전성의 증가를 필요로 할 때, 사용유체와 구분되는 별개의 Sealant를 1 bar이상 높게하여 두 섭동면 사이에 Circulation 시키는 형상.

2) Tandom seal

고압의 유체를 sealing 할 때 압력강하를 목적으로 설치하는 형상.

Balance seal type을 사용한다.

5-5. 회전형, 정지형(Rotary seal, Stopping seal)

(1) 회전형 씰 : 회전자(Frimary seal ring)에 스프링이 장착되는 형상으로 대부분의 Mechanical

- seal이 여기에 속하며 통상 3,600rpm 이하에서 사용한다.

(2) 고정형 씰 : 고정자(Floating ring)에 스프링이 장착되는 형상으로 Impeller의 회전체에 직접 장착되는 형상으로 고속회전에 사용되며 고정자 회전자 모두 Shaft의 간섭을 받지 않는 구조로 고속엔진 분무기(12,000rpm 이상), 엔진 양수기(4,600rpm 이상), 자동차(트랙터)쿨링워터 펌프 등에 사용된다.

5-6. 스프링의 형상에 따른 분류 및 장단점 비교.

(1) 싱글 스프링(Single spring, one coil spring, mono spring)

(2) 멀티 스프링(Multi spring)

(3) 웨이브 스프링(Wave spring)

(4) 벨로즈 (Bellows)

* 내식성 소재(Titanium, Hastelloy C 등)의 발달로 부식성 유체(강산, 알칼리 등)에서 Multi spring, Wave spring, Bellows의 선경이나 두께에 상관없이 사용가능하다.

* Bellows는 Rubber(고무), PTFE(테프론), Metal(금속)이 있으며 Metal bellows를 제외하고는 자체 장력이 부족해 섭동면의 마모분에 대한 자동보상이 불가하여 별도의 스프링 장력이 보조되어야 한다.

* 내식성 소재(Titanium, Hastelloy C 등)의 발달로 부식성 유체(강산, 알칼리 등)에서 Multi spring, Wave spring, Bellows의 선경이나 두께에 상관없이 사용 가능하다.

형 상	장 점	단 점
Single spring	선경이 굵어 부식성 유체에 강하다. 고압에 사용가능 하다. Slurry 함유 유체에 강하다.	장착길이가 길다. 고속회전시 뒤틀림 현상이 발생한다. 면압이 불균일하다.
Multi spring	장착길이가 짧다. 면압이 일정하여 고속회전에 사용.	선경이 가늘어 부식성 유체에 사용이 어렵다. 피치의 간격이 짧아 Slurry 함유 유체에 사용 불가. 고응력으로 스프링의 파손위험이 많다.
Wave spring	장차길이가 아주 짧다. 초고속회전에서 사용이 가능하다. Slurry가 시일 내부에 침투되지 않는다.	고압에서 사용이 불가하다. 압력이 불균일 하다. 두께에 따라 부식성이 다르나 부식성 유체에 사용 불가.
Metal Bellows	Seal 내부에 Slurry가 침투되지 않는다.	박판사용으로 부식성 유체에 사용불가. 고응력으로 파손의 위험이 크다. 고압에서 사용 불가. 고속회전시 뒤틀림 현상이 발생 한다.

2. MECHANICAL SEAL 의 재질 구성

6-1. Hard face

Ceramic(Solid, Plate), Silicon carbide(Solid, Plate) 등의 내마모성 소재가 주로 사용되고

Tungsten carbide coated, ceramic coated 소재는 사용범위가 축소되고 있으며 마찰계수가 크고 내마모성이 약한 Satellite 코팅(Coating)소재는 사용이 중단되거나 도태되고 있다.

6-2. Soft face

자체 윤활성과 열전도성 그리고 가공성이 탁월한 Carbon, graphite 소재가 주로 사용되며 고형의 찌꺼기(Slurry)를 함유한 유체나 탁월한 내구성이 필요한 환경에서는 실리콘 카바이드 소재를 주로 사용한다.

6-3. Packing의 재질

Sealing되는 유체의 내식성(화학적 성질, 부식성), 사용온도 등의 조건에 따라 선정된다.

패킹의 구성 재질		사용 온도 범위(℃)
종 류	적용범위	최저 온도	한계 온도
NBR	내유성, 청수, 온수	-30	120
EP (EPR, EPM, EPDM)	알카리성 유체	-50	150
FPM (Fluoroelastomer)	신성 유체	-30	205
PTFE	산성, 고온 유체	-100	260
Kalrez	산성, 고온 유체	-100
Pure Graphite material	모든 유체 적용 가능	-200

3. 섭동면의 재질 선정

섭동재에 Insert(열박음))재질을 사용한 경우 유체의 온도가 80℃를 넘어서는 안된다.

섭동재와 Insert 재질의 열팽창 계수와 수축계수가 다르므로 습동부의 이탈현상이 발생 한다.

(1) Mechanical seal의 무게는 최대한 가볍게 하고 Shaft의 치수(DIA)가 크면 중량이 무겁기 때문에 섭동면의 표면에 Ceramic coating 혹은 T/C Coating을 한다.

(2)고정자, 회전자 사이에 형성되는 유체의 윤활막을 유지하기 위하여는 섭동면 주변의 온도를 유체의 기포발생 온도 이하로 유지시켜야 한다.

(3)섭동면에서의 발열량은 Seal face 접촉과 압력에 비례하며 발열량은 섭동면 Seal ring 유체로 Seal ring 유체로 전도된다.

4. LEAKING 유발 과정

Sealing의 실패는 Seal face의 유체막이 유체본래의 성분을 상실할 때 발생한다.

8-1. Leaking 진행경로

(1) Seal face에서 수초마다 기포(Vaporizing)가 발생되어 터지는 현상이 발생하고 액체막에서 부분적인 Boiling현상이 발생된다.

(2)기포발생과 Boiling현상은 Seal face를 순간적으로 열었다가 Stuffing box내 유체의 압력으로 Seal face를 급격하게 닫히게 한다.

6-3. Packing의 재질

3. 섭동면의 재질 선정

4. LEAKING 유발 과정

8-1. Leaking 진행경로

(3) Seal face의 여닫이 현상은 일시적인 냉각효과를 주면서 유체가 Seal face내로 침투하게 되고 점차 유입되는 유체의 양이 증가시키게 된다.

(4) Seal face로 침투한 유체가 증가하고, 섭동면에서 발생하는 마찰열로 인해 또다시 기포발생을 유발 하게되어 (1)에서 (3)의 과정을 반복하게 된다.

(5)섭동면의 급격한 여닫이 현상은 Seal face의 모서리를 파손시키게되고 유체의 누설량을

증대시키며 섭동재질의 표면에 침투해 있던 유체가 갑작스럽게 기포를 발생시키며 터질 때 섭동재의 조각이 혜성의 꼬리형상을 남기며 다시 부스러진다.

(6)대량 누설이 발생하여 Dry running의 시초가 되며 Seal face의 표면 위에 레코드판처럼 동심원의 홈이 깊게 파여진다.

8-2. 섭동면의 마모

Mechanical seal의 설계수명은 Seal face를 구성하는 재질의 조합에 대한 마모율에 의하여 결정되며 온도, 압력의 한계 내에서 Mechanical seal의 설계 수명을 충족시킨다.

8-3. Cooling, Flushing, Quenching

Mechanical seal의 섭동면 마찰열은 어떠한 형태로던 제거되어야 하며 냉매의 방향이 열 전달이 가장 좋은 지점으로 설정되어야 한다. 최적의 냉매방향설정은 Self flushing (Pumping액의 Recirculation)에 의하여 행해지는가,

Quenching (섭동면에 직접 닿지 않는 독립적인 외부냉매 사용)에 의하여 행해지는가를 결정하게 된다.

8-4. 누설(Leaking)

Mechanical seal은 섭동면 사이에 윤활막이 형성되도록 설계되기 때문에 미세한 누설 가능성은 항상 존재한다. 모든 Mechanical seal은 누설의 양이 적어 증발(Evaporate), 기화(Vaporize)하여 액체(유체)의 누설로는 명백하지 않으나 아주 가끔의 방울로서 관측되어지며 눈에 띄는 다량의 누설은 Bearing, Wearing 등이 마모되었음을 알려준다.

8-5. Leaking(누설)을 유발시키는 요인중 무시하기 쉬운 부분

(1) 유체의 특성

(2) Stuffing box내 Mechanical seal의 정확한 조립 및 설치.

(3) Secondary seal ring (패킹): 꼬임, 파손, 마모, 경화

(4) Cooling의 적합성

(5) Running환경에 적합한 정확한 Seal face의 소재선정

(6) Equipment의 진동성 및 안정성

5. MECHANICAL SEAL 의 장착 및 교체시 필수 점검요인

9-1. Mechanical seal 장착전 점검사항

(1) 각 부품에 이물질이 묻어있지 않는지를 확인하고 이물질이 묻어있는 경우에는 흐르는 물에 깨끗이 세척하거나 알코올에 세척한 후 섭동면은 손이 접촉되지 않게 한다.

(2) Seal face에서 Collar(Set screw)까지의 장착길이를 선정하고 Shaft 상태 점검

(3) Mechanical seal이 장착되는 축이나 Sleeve의 면취 확인(30°, 2mm)

(4) O-Ring, Packing의 표면에 Silicon oil 혹은 묽은 기계류를 도포하며 점성 있는 Grease oil(구리스)을 바르거나 묻지 않도록 주의한다.

(5) 장착 후 캬플링을 손으로 천천히 돌린 다음 이상소음 여부를 체크한다.

9-2. 교체시점 점검

(1) 섭동면의 높이: 고밀도 내마모성 재질이 개발됨에 따라 점차로 낮아지는 추세이며 Carbon 소재의 경우 2.5∼3.0mm, TC 혹은 SiC(Silicon carbide)의 경우 1.5∼2.0mm/ 0.5mm이상 마모되면 교체를 하는 것이 좋다.

(2) Coating(Ceramic, TC)의 경우 약 0.3-0.4mm의 두께로 제작 Seal face 표면에 열경화 현상, 크랙이, 표면마모가 발생하는 시점에서 교체해야 한다.

(3) Packing의 경우 장착되는 시점부터 경화되기 시작하여 물성변화가 이루어지므로 Pump의 수리 Seal점검 시에는 반드시 교체해 주어야 한다.

6. MECHANICAL SEAL 의 TROUBLE의 유형별 원인과 처방

10-1. Seal face에서의 문제 발생.

문제발생내용	원 인 분 석	대책과 사후 조치
전반적인 부식	부적합한 재질 선정	구성재질의 검토 및 재선정
부식(Stress corrosion) 열분해(Cracking)	부적합한 재질 선정	용접, 열처리 공정개선
용해(Leaching corrosion)	부적합한 재질 선정	응력제거, 작업공정 개선
Seal face의 변형 함몰(Concavity) 요철(Convexity) 물결모양(Waviness) 불균일 접촉	부적합한 재질 선정	구성재질의 검토 및 재선정
	Seal에 미치는 과다한 유체 압력	유체의 압력을 낮춘다. 재질의 상향조정 설계 상향조정
	Laping 불량	표면 재가공
	불균일한 Clamping, bolting	재조립
	과다한 내부응력	응력제거 및 재가공
	마무리 작업 불량	재 마무리
	과다한 PV 값	PV 값을 낮추거나 재질 상향 조정
	불충분한 윤활	운전조건 개선, 냉각 및 유체 속도 조정, 설계변경
	Spring의 과대하중	Spring 설계치 변경

10-2. Secondary seals / Rotary packing

모서리 파손	Seal에 미치는 과다한 유체압력	유체압력 하향조정, 재질 상향 조정
	Shaft run out 과다	설계변경, 재질 상향조정
	Shaft defection (과다 처짐)	Shaft의 변형을 줄인다.
	Excessive shaft whip (급발진)	운전조건의 검토, Seal 디자인 교체
	Seal face의 수직도 어긋남	축에 직각이 되도록 재조립
	seal face의 진동	유체의 온도를 유체의 Boiling point 보다 28℃ 이하로 낮춘다.
Seal face의 이상 마모	PV 값이 너무 높다	PV 값을 낮춘다.
	용해된 고형물질의 퇴적	유체의 온도를 Boiling point보다 28℃ 이하로 낮춘다.
	부적합한 억지조립	분해 후 재조립
	마모성 물질이 Seal face 에 도포	유체에서 마모성 물질 제거
	축방향으로 고정이 안됨	Set screw, collar로 조정
	Shaft end의 과다	End play 재조정
	윤활 및 냉각 불량	운전조건 검토 및 설계의 상향조정
Seal face의 파손 (Fracture)	부적절한 취급	취급주의
	부적절한 조립 (억지조립)	수정 후 재조립
	Stress-corrosion cracking	제작공정 및 재질개선 (응력제거)
	과다한 열응력	운전조건 개선, 설계나 재질의 상향 조정
	과다한 PV 치	PV치를 낮춘다.
	Seal에 미치는 과다한 유체압력	유체압력을 낮추거나 재질상향 조정
	Secondary seal의 과다 부풀음	재질을 재선정, 온도를 낮춘다.
	Dry running	냉각 및 유체속도 조정
	섭동면에 이물질 침투	이물질 제거
문제발생 내용	원인분석	대 책
문제발생 내용	부적절한 소재의 구성	적합한 재질 선정
열분해(Cracking)	과도한 온도	효과적인 colling, 재질개선
	화학적 변형	적합한 재질 선정
	Ozon attack	오존의 농도를 낮춘다.
패킹의 절단, 마모, 분할	취급 부주의	정확한 취급, 정확한 장착
패킹의 절단, 마모, 분할	Metal overstressed	구성재질의 상향

11. PUMP의 점검 포인트

11-1. Mechanical seal이 장착되어있는 펌프의 점검 포인트는 다음과 같다.

(1) Shaft, Sleeve의 진동 및 헐거움은 없는가?

(2) Shaft와 Stuffing box의 동심도, 직각도는 정확한가?

(3) Shaft의 Thrus방향 이동 량은 적절한가?

(4) 축, 슬리브의 면취부 가공 및 사상 상태는 양호한가?

1) 축 또는 슬리브의 패킹(Packing)의 삽입부분

2) Flange의 고정부 삽입부분

(5) Start bolt의 길이는 Flange의 두께에 대해서 적당한가.

11-2. Pump 가동전 유의사항

(1) Flushing, cooling, quenching등의 배관접속은 정상적인가?

(2) 계기류는 정상적으로 작동 되는가?

(3) 축을 손으로 돌려보아 Torque가 지나치지 않는가?

이상소음 및 마찰음은 없는가?

(4) 구동부의 점검에서는 회전방향, Centering을 점검.

(5) Pump내부의 가스를 제거 한다. 특히 액화 Gas일 경우에는 신중을 기한다.

11-3. Pump 가동시 유의사항

(1) Dry running(공회전)이 되지 않도록 펌프 내 유체는 충분한가?

(2) 운전개시 후 약간의 초기누설이 있는 경우 그대로 계속 가동을 하고, Seal face가 완전히 자리를 잡은 후 재점검 한다.

(3) 가동 중 펌프의 이상소음, 이상발열이 없는 가 점검 한다.

11-4. Pump 정지시 유의사항

(1) 유체가 상온에서 고착화되는 경우에는 Pump내부에서 유체를 빼낸다.

(2) 장시간 정지를 시킬 필요가 있는 경우에 유체를 빼고, 겨울철 동결방지가 필요한 경우에는 Cooling 유체도 제거 한다.

배관 내를 흐르는 유체를 고속 회전하여 마찰하므로 마찰열 발생요인을 발생하여서 마찰열을 효율적으로 이끌어 내는 것은 고체보다 유체마찰이 복잡한 마찰요인을 더하므로 유체마찰이 고체마찰보다 마찰요인을 발생하는 요인이 더 복잡하게 성립될 수 있으므로 유체의 마찰 특히 고속으로 회전하는 회전체와 고정체 사이에서 발생하는 마찰요인들은 이론으로 설명하기 힘든 퍼지이론의 대입이라고나 할까 복잡성을 가지고 마찰하여 열을 발산하는 구조의 구성에서 어떤 구조를 형성하느냐에 따라 효율성의 차이는 매우 클 것이다.

마찰열 이용은 기원전 원시시대부터 불을 처음 발견했을 당시부터 마찰하여 불을 만들어 사용했으며 마찰열은 인류의 역사가 시작했을 당시부터 사용하기 시작한 오랜 역사를 가지고 있다. 마찰열은 과학이 발전한 오늘날에도 발전한 문명의 이기를 사용하여 마찰열을 만들어 사용할 수 있는 많은 소재들이 탄생하여 발전되고 있다.

21세기의 마찰열 사용은 탄소의 발생을 줄이고 에너지효율을 증대하기 위하여 수요되는 첨단문명의 도구로 발전되어 가고 있다.

고속모터를 고속 회전하므로 마찰열 발생요인을 발생하고 고속모터의 회전력으로 마찰할 수 있는 마찰요인을 발생하여 유체를 유입하고 유입한 유체에 고속회전하는 회전력에서 발생하는 마찰요인들과 마찰하게 하므로 마찰열이 빠르게 발생하여 가열되어지는 것으로 회전체와 고정체를 구비하고 고정체 사이에 유체를 유입하여 흐르게 하고 회전체가 고정체 구조사이에서 고속 회전하므로 마찰열 발생요인이 발생하고 회전체가 고정체 홀 사이를 고속으로 빗글리면서 고속회전 하므로 회전체가 회전하면서 형성한 동공 띠 현상을 발생하고 동공상태의 띠 내부는 진공과 동공을 반복하며 마찰하고 띠 안으로 유입하려는 유체를 회전체의 돌출부가 띠 벽을 때리면서 버블을 발생하여 뒤에 있는 유체를 강하게 때리면서 마찰열이 발생하는 것이다.

탄소의 과량 발생으로 지구는 갖가지 기상이변에 고통당하고 있다.

탄소를 더 이상 배출한다면 지구는 지금보다 더 심한 고통과 이변이 발생할지도 모을 일 이다. 상기발명은 최근 지구의 이러한 양상을 감안하여 더 이상 탄소를 발생하지 않고 에너지를 사용할 수 있는 방안을 발명하여 에너지과다 사용으로 기상이변이 발생하는 폐단을 미연에 방지해 보려는 발명이다.

상기 발명은 신재생에너지인 태양광과 풍력발전으로 에너지를 생산하고 생산한 신재생 에너지 전기를 사용하여 고속모터를 구동하고 고속 모터회전축에 회전체를 연결하여 회 전시키고 회전체 주변으로 고정자를 구비하여 회전체가 고속으로 회전할 때 강력한 와류 를 발생하고 띠를 형성하고 충격파와 버블을 발생하여 유체에 마찰함으로 마찰열을 발생 하는 것으로 고속모터의 회전체를 회전하여 마찰력을 생성시키고 회전자와 고정자를 구 비하여 고정체 내에서 고속 회전하므로 회전체는 고속모터의 회전축에 연결되어 고정체 의 中心에서 고속으로 회전하므로 유체 띠를 형성하며 유체와류를 형성하고 회전체의 회 전으로 와류 띠가 형성되어 회전체 주변을 감싸고 회전하고 회전체 주변은 회전체의 고 속회전으로 진공과 동공을 번갈아 유지하며 동공층 가까이는 빠르게 회전하는 유체 띠가 회전하고 고정체 홀 내에는 홀에 걸려 느리게 흐르는 유체가 띠를 형성하며 빠르게 회전 하는 유체와 교차하며 찢겨지는 유체의 마찰이 형성되어 열을 발생하고 회전체가 고속회 전하면서 회전체의 돌기가 빠르게 회전하는 유체 띠에 충격을 주어 충격파와 버블이 발 생하여 저속으로 흐르는 고정체 사이의 홀 내을 흐르는 유체에 충격을 주므로 유체는 전자렌지의 전자파가 수없이 연속적으로 때리는 전자파와의 접촉마찰 열로 인하여 가열 되는 것처럼 버블과 충격파와 접촉하여 가열되게 되므로 가열되는 속도가 전자렌지의 전자파 가열속도 보다 빠르고 강력하게 가열되는 것이다.

고정체는 모터의 고정자처럼 구성되어 고정체 사이사이에 유체유동 홀을 구성하여 회전 체주변에 고루 구비하므로 회전체가 회전하여 회전 띠를 형성하여 마찰할 수 있는 마찰 면을 구성하고 고속으로 회전하는 회전체 주변 가까이에 배치하여 회전체가 고속 회전하 는 대치면에 고정자를 배치하고 고정자에 형성되어 있는 홀에 유체를 유입시켜 고정자에 형성되어 있는 유체 홀 사이에 유입하여 흐르게 하고 회전체가 고속으로 회전할 때 유체 는 회전체와 고정자사이의 공간과 고정체에 구비된 유체흐름 홀 내에서 유동하여 회전체 의 회전력에 의해 회전체 주변의 빠른 와류가 형성되고 회전체의 회전속도에 빨려 와류 층을 형성함과 동시에 회전에 의한 진공층도 나오게 되고 진공층 뒤로 빠른 와류 층이 형성되며 와류층 뒤로 홀 사이에는 저속으로 흐르는 유체가 구비되어 고속회전으로 발생 하게 되는 각종마찰 요인들로부터 마찰을 흡수받게 된다.

동공상태를 형성하고 회전체가 계속적으로 안쪽 회전체방향으로 진입하려 밀려들면 회전체 돌기는 밀려드는 유체의 일면을 계속적으로 쳐서 동공상태를 유지하며 유체를 계속 때리게 되므로 유체는 버블과 충격파를 발생하게 되며 느리게 유동하는 유체에 파장을 쏘게 되는 것으로 마찰 열은 회전자가 계속적으로 유체를 쳐서 밀어내는 과정 에서 유체가 회전체의 돌기에 맞아 쳐내지면서 버블과 충격파가 발생하여 뒤에 위치해 있는 유체를 때리고 버블이 이동하면서 유체를 가르며 부딪히는 와류와 충돌하는 열이 수없이 반복되어 일어나 열이 발생하는 것으로 고정체에 형성되어 있는 홀 때문에 유체 는 회전을 저지 당하면서 회전체가 회전하면서 연속적으로 와류의 벽을 쳐내서 진동파와 버블파를 계속하여 고속으로 발생하여 때리고 맞아서 마찰열은 빠르게 발생하고 고속으 로 회전하는 회전체의 운동에너지는 퍼지법칙처럼 불규칙하면서도 규칙적인 운동으로 유체를 고속으로 충격하고 가르고 버블이 발생하여 때리고 맞으면서 마찰열을 발생하게 되는 것이다.

회전체가 고속 회전함으로써 하우징 내부의 공간에 캐비테이션이 발생하고 이때 유체분자들은 서로 충돌하게 됨으로써 유체분자의 마찰이 발생하게 된다. 이러한 일련의 작용을 수차에 걸쳐 고속 실시함으로써 공급유체를 고열의 유체로 빠르게 변화시킬 수 있는 것이다.

이때 각 공간부에서 토출되는 유체는 전 공간부의 유체의 유입량에 대비하며 유체의 유입량정도에 따라 온도상승을 기대할 수 있으며 유입유체 량을 조절하므로서 스팀 열을 생산할 수 있는 것으로 마찰열의 온도 조절은 유체의 유입량을 조절해 줌으로 가열량을조절이 가능하여 가열 속도와 온도를 조절하는 것은 유체의 유입속도와 밀접하게 관계하므로 최초에 유체 유입구를 통해 유입되는 유체량을 조절할 수 있게 함으로 온도조절이 가능하고 상기한 고정체와 회전체사이의 공간과 유체 홀을 차례로 거치면서 배출부위에 이르럿을 때 유체의 유입량에 따라 최대 온도까지 상승될 수 있어 일반상온의 유체가 유입되어 고온의 기체로 변환되어 고온수로 토출될 수 있는 것이다.

한편, 상술한 바와 같이, 본 발명의 마찰가열 발열시스템은 얼마나 효율적으로 유체분자들의 충돌(캐비테이션) 율을 유발시킬 수 있냐가 가열력의 변수로서 고온의 유체를 생산하는 주요 요체로서 유입 유체량을 조절함으로 발열속도와 온도를 조절할 수 있다.

이러한 마찰 가열 요인을 감안하여 다음과 같은 다양한 마찰열 가열의 변형 예를 들을 수 있는 것으로 회전체가 고속회전하면서 회전체 마찰면이 고정체의 마찰면과 3mm ~ 5mm거리에서 계속 스치고 마찰하면서 부딪히고 부비면서 마찰하고 평행으로 진행하고 회전한다. 회전체가 고정체와 평행으로 진행 회전하다가 약간 위로 튕겨지면서 또 평행으로 회전하고 고정체와 회전체가 계속 스치고 튕겨지면서 마찰전류가 형성되어 정전기를 고정체에 발산하고 회전체가 빠르게 회전하다보니 회전체 주변에 진공상태가 형성되면서 진공상황에서 정전기를 발산하고 정전기 띠를 형성하여 고정체에 전자파와 진동 파장과 버블을 발생하여 버블을 연속적으로 발생하여 고정체의 골을 저속으로 흐르고 있는 유체와 충돌 하여 마찰열을 발생하는 모양새를 반복적으로 발생하여 전자파와 진동파와 버블이 유체 내에서 발생하여 발열요인을 생산한다.

유체가 나누어지고 찢어져 부서지는 파열음 등 여러 요소들이 마찰열 발생 요인으로 유체를 가열하여 고정체 사이를 흐르는 유체를 가격하므로 유체는 여러 충격파에 맞아서 열을 빠르게 가열하게 된다.

한편 유체 유입구로 유입된 유체는 유입 예열 홀을 흐르면서 고정체벽을 뚫고 나오는 전자파와 반사열에 맞아 예열되는데 예열 홀에서 예열된 유체는 고정체 틈 사이의 유체 통로와 홀로 유입된다.

유체 유입 홀로 유입된 유체는 고속회전체가 발생하는 마찰 케비테이션에 충돌하여 빠르 게 가열하여 급탕 또는 스팀생산을 하는데 유체의 유입량을 조절함으로서 발열 유체의 온도조절이 가능하여 급탕 및 스팀생산이 가능하다.

한편 상온에서 유입한 유체는 회전체의 강력한 회전으로 진공 띠와 버블을 일으키며 진공 층을 형성하며 진공층 띠을 이루고 들쑥날쑥 회전하며 회전체의 돌기부에 맞아 버블과 케비테이션을 일으켜 고정체 틈 사이를 흐르고 있는 유체를 계속 반복하여 치므로 버블은 계속 발생하여 저속의 유체에 부딪고 회전체는 회전하여 고정체와 교차하며 교차 극 사이에서 정전기를 일으켜 전자파를 일으켜 회전에 의하여 전자파를 원심력에 의하여 발사하는데 고정체의 홀 사이를 흐르는 유체는 회전체가 쏘아대는 충격파와 여러 마찰파에 맞아 열을 발산하며 유체는 가열되어 배출하게 한다.

상기발명에서 배출되어진 유체는 마찰가열발생기 상부에 위치한 가열유체저장탱크에 85℃~100℃온도로 저장될수 있도록 조절되며 난방 및 급탕으로 사용되기 위하여 적정온도로 열교환이 이루어 질수 있으며 열 희석되는데 저장탱크의 하측 또는 앞측 또는 뒤쪽에 멀티조절 위치하여 저장유체의 온도를 조절하는 조절장치가 구비되어 센서로서 자동 조절이 가능하고 원격조절이 가능한 한편 급탕 열 저장탱크 바로 하면에 위치하여 판형 열교환기가 구비되어 저장중인 고온의 유체 열을 적정 온도로 낮추어 수요에 대응하며 스팀 열 발생장치가 구비되어 유체 유입구쪽에 솔레노이드밸브가 구비되어 전자원격조절로서 급탕수와 스팀의 온도를 조절하는 솔레노이드밸브로서 IC칩과 연결되어 온도를 조절하며 급탕과 스팀 그리고 냉열을 원격조절로 생산하여 배출관으로 배출하여 저장탱크에 저장 또는 축 열하여 공급하는 것과 스팀 열을 생산을 생산하여 수요에 대응한다.

솔레노이드밸브를 IC칩과 연결로 자동 조절하므로 유입유체의 유입량을 자동 조절되어 스팀이 발생할 수 있게 하며 배출관를 통과하는 유체량을 조절함으로 스팀을 생산하는 것으로 솔레노이드밸브의 개패를 조절함으로 발생스팀의 온도를 조절하여 스팀배출 밸브을 조작하므로 스팀 열이 조절 배출되게 된다.

상기 발명에서 유체가 여러 경로로 서로 부딪혀 발생하는 가열법칙 알고리즘의 마찰열 이론은 마치 퍼지이론과 같이 무질서 하지만 질서 있게 신속한 열 발생을 하는 원리는 한마디로 설명할 수 없는 무질서속의 규칙적 마찰로 열을 발생하는 법칙이라고 할 수 있다.

상기 발명은 옥상을 에너지 생산의 산실로 하기 위한 한 가지 발열 기관으로 발명특허출원 10-2009-0040030의 일부 발멸기관으로서 마찰가열시스템은 마찰로 인하여 가열 열을 발생하는 시스템으로 유체가 고속회전을 함으로 마찰열 발생원을 발생하여 마찰함으로 마찰가열 열을 발생할 수 있는 동기를 유발시켜 줌으로 고속회전체와 고정 체 사이에서 마찰하여 열을 발생 하는 것은 한마디로 설명할 수 없는 퍼지운동법 칙이 적용되는 복잡한 운동의 법칙을 규칙적으로 발생하여 상호 유체끼리 부딪히고 마찰하여 빚어내는 마찰열은 고속회전에 의하여 유체가 마찰하고 열을 낼 수 있는 효과를 제공함 으로 유체가 회전에 의하여 퍼지 법칙으로 복잡하게 교류하며 엉켜서 마찰운동 함으로 발생하는 운동에너지로서 여러 경 로의 마찰경로를 발생시킴으로 열을 발생하여 가열됨 으로 탄소를 발생하지 않고 신재생에너지 생산기기의 어느 효율에도 뒤지지 않는 열에너 지 효율로서 탄소를 발생하지 않고 발열할 수 있는 특성이 있고 탄소를 발생하지 않도록 태양광 전기와 풍력발전전기를 써서 모터를 구동하고 회전체를 구동하므로 매우 청정한 에너지를 써서 열에너지를 발생하는 것이다.

마찰열을 더욱더 효율적으로 사용하기 위해 태양광발전시스템 또는 팬 풍력발전 시스템 에 연결하여 전기에너지를 공급받아 모터를 구동하고 마찰열을 발생하여 열을 사용함으 로 에너지생산에 더욱 효율적이다.

상기 발명은 복합에너지생산시스템의 보충 열원으로 활용하기 위한 발명으로 양방향계량기를 사용하여 에너지를 수급 한다.

도 1 은 마찰가열 시스템의 마찰열 발생 현상발생 경위 전개도.
도 2 는 마찰가열시스템의 마찰 발생회전체와 고정체 마찰열보일러 구조 단면도.
도 3 는 마찰가열시스템의 마찰열발생의 전체 측면 구조도
도 4 는 마찰가열 발생기기 내부의 유체의 마찰작동구조도.
도 5 는 마찰열 발생기 단면 전개도.
도 6 는 마찰열보일러의 발열부와 저장부 구조 단면도
도 7 는 마찰열 저장부와 열교환부의 구조도
도 8 는 신재생에너지 종류와 에너지시스템을 연결 구조도.
도 9 는 에너지연결과 마찰열발생경로순서와 열이용 용도별시스템변화 전개도
도 10 은 고정체 구조도.
도 11은 회전체 구조도

상기 발명은 탄소의 발생이 없는 에너지 수급을 위하여 신재생에너지 발전시스템을 구비하여 태양광발전(100)과 팬 풍력발전시스템(200)을 구비하고 캐패시터(400)에 전력을 축전하고 일기 등 비상시를 위하여 항상 일정량의 전기에너지를 비축하여 응급상황에 대비하기 위하여 항상 일정량이 축전되고 난후에 양방향계량기에 연결되어 양방향으로 스마트 그리드시스템에 연결되어 전기를 수요량에 따라 사용할 수 있도록 하고 축전(400)된 전력을 사용하여 고속모터(513)를 구동하여 회전자(502)와 고정자505)를 구비하여 대면하여 마찰열을 발생하기 위하여 고속모터(513)를 회전하여 회전력을 생성시키고 회전자(502)와 고정자(505)를 구비하여 회전체(502)를 고속모터(513)의 회전축(501)에 연결하고 고정체(505)는 회전체(502) 주변으로 둥글게 감싸이게 모터의 고정자처럼 구성하여 고속으로 회전하는 회전체(502) 주변에 배치하여 회전체(502)가 고속 회전하는 고정체 홀에 유체를 유입하여 고정자(505)에 형성되어 있는 유체 홀(509)사이에 유입되게 하여 흐르게 하고 회전체(502)가 고속으로 회전할 때 유체는 회전체(502)주변에서 회전체(502)의 회전력에 의해 원을 그리며 동공상태를 나타내고 회전체(502)가 계속적으로 안쪽 회전체 방향으로 진입하려 밀려들면 회전체는 밀려드는 유체의 일면을 계속적으로 쳐내고 충격한다.

마찰열 방생은 흐르는 유체를 회전자(502)가 계속적으로 충격을 줘서 쳐내는 과정에서 스테이션이 발생하여 충격 열이 발생하며 유체가 회전체(502)의 돌기가 빠르게 회전하는 유체 띠를 쳐내면서 버블이 발생하여 뒤에 있는 유체에 충격파를 전달되며 열이 발생 하는 것으로 고정체(505)에 형성되어 있는 홀(509)에 의하여 저지당하므로 저속으로 유 동하는 유체는 회전을 저지당하면서 회전체(502)가 회전하면서 연속적으로 발생하는 스 테이션 진동파와 버블파를 계속 하여 받아내는 유체는 열을 발생하게 되어 유체가 천천 히 흐르면서 받아내는 충격파를 계속적으로 접촉하므로 유체는 수없이 부딪혀대는 충격 파와 버블파와 고속 회전마찰력 때문에 마찰열 열을 받아 유체의 부피가 약간씩 팽창하 게 되고 회전체(502) 돌기가 유체를 계속적으로 강타하여 스테이션을 만들어 내고 고정자(505) 사이에 저속으로 흐르는 유체를 공격하여 열을 만들고 회전체(502)와 같이 동 방향으로 회전하려는 유체를 저지하여 억제하므로 부딪히는 마찰 때문에 열을 받는 일이 고속으로 일어나게 된다.

유체가 동 방향으로 회전하고 싶어도 회전하지 못하여서 받는 스트레스가 마찰열로 바뀌 어 나타나고 같은 방향으로 회전하면서 물살을 이루면 같은 방향성을 이루어 동질성의 운동 때문에 역방향의 저항은 받지 않을 것이나 유체가 같은 방향으로 회전하면서 같이 동행하여 회전도 못하면서 회전체(502)가 회전하면서 계속적으로 충격파를 때리므로 열 을 발생하는 스트레스는 아무리 유체가 유연성이 있다 하여도 고속으로 회전하는 회전체 (502)에 휩쓸려 돌아가려는 유체는 회전체(502)의 속도가 빨라져서 찢기며 발생하는 열 또한 적지 않을 것이다.

속도가 빨라서 강한 유체부분과 속도가 느려서 유연한 부분이 엇갈리며 교차하면서 스쳐 져 받는 마찰력 또한 적지 않을 것으로 회전체(502)가 회전하면서 일으키는 스트레스는 유체가 쪼개지고 부서지는 스트레스를 유체는 고속으로 교차하면서 종합하여 받는 여러 충격과 겹쳐져 마찰현상과 더불어 발생한 버블은 발생하여 튕겨지면서 받고 버블이 터지 면서 또 부딪혀 터지는 순간 열을 받는 것 이다. 유체가 고정체와 회전체가 교차되는 사이에서 스쳐지지는 순간 열 또한 매우 크게 발생하는 마찰열 또한 적지 않을 것으로 스트레스를 열로 풀어내어 유체마찰열은 유체가 흐르면서도 가열되므로 구동모터의 구 동력에 따라 가열력이 달라지며 유입유체의 유입량을 조절함으로 급탕이나 스팀을 조절 하여 가열 할 수 있는 가열기구이다.

마찰열가열시스템은 모터를 고속회전 모터(513)의 회전축(501)에 회전체(502)를 연결 하여 회전체(502)를 고정체(506) 내에서 고속회전 하도록 구비하고 일상의 일기온도의 유체를 유입구(503)에 유입하고 고속회전모터(513)를 회전시키면 고속회전 모터(513)가 회전봉(501)을 회전시켜 회전체(502)를 고속회전하고 고정체(506)의 블록 틈(509) 사이 사이에는 유체(509)가 흐르며 회전체(502)가 고속 회전하면서 유체를 밀어내면서 회전체 (502) 주위에는 고속회전에 의한 진공 현상으로 진공 띠가 형성되고 회전체(502) 주변에 형성되는 유체 띠가 들고나면 서 회전체의 돌출부에 유체의 벽이 부딪혀 스테이션이 발 생하고 버블 띠가 형성 된다.

회전체(502)가 회전하면서 회전체 마찰면(508)이 고정체(506)의 마찰면 (507)과 4mm ~ 6m거리에서 계속 스쳐지면서 마찰하고 평행으로 진행한다.

회전체(502)가 고정체(506)와 평행으로 진행하면서 회전하다가 약간 위로 튕겨지면서 또 평행으로 회전하고 고정체(506)와 회전체(502)가 계속 스치고 튕겨지면서 마찰전류가 형 성되어 정전기를 고정체(506)에 발산하고 회전체(502)가 빠르게 회전하다보니 회전체 (502)에서 정전기를 발산하는 것이 정전기 띠를 형성하여 고정체(506)에 전자파와 진동 파장과 버블을 발산하는 모양새를 이루어 정전기와 진동파와 버블과 유체가 나누어지며 찢어지는 부서지는 파열음 등 여러가지 요소들이 마찰열로 유체를 가열하여 고정체(506) 사이를 흐르는 유체를 공격하므로 유체는 여러 마찰 파에 가격 받아 열을 빠르게 발산 가열하게 된다.

한편 유체 유입구(503)로 유입된 유체는 유입 예열 홀(505)을 흐르면서 고정체 벽(510) 을 뚫고 나오는 전자파와 복사열에 맞아 예열되는데 예열 홀(505)에서 예열된 유체는 고정체(506) 틈(509)사이의 유체통로와 홀(509)로 유입된다.

유체 유입 홀(509)로 유입된 유체는 고속회전체(502)가 쏘는 마찰전자파에 맞아 빠르게 가열하여 급탕(540) 또는 스팀생산(527)을 할 수 있는데 유체의 유입량(503)을 조절함 으로서 발열유체의 온도조절이 가능하여 급탕(532) 및 스팀(527) 생산이 가능하게된다.

한편 일상온도에서 유입한 유체(503)는 회전체(502)의 회전으로 버블을 일으키며 진공층을 형성하며 진공 층을 이루고 들쑥날쑥하며 회전체의 돌기부로 맞아 버블을 일으켜 고정체 틈 사이를 흐르고 있는 유체를 계속해서 반복하여 때리고 전자파로 또 때리므로 버블을 만들고 회전체(502)는 회전하여 고정체(510)와 교차하고 교차 간극사이에서 정전기를 일으켜 전자파를 만들어 회전에 의하여 전자파를 원심력에 의하여 발사하는데 고정체(510)의 홀 사이를 흐르는 유체(509)는 회전체(502)가 만들어대는 충격파와 여러 마찰파와 전자파에 맞아 열을 발산하며 고정체(506)에 맞은 전자파는 계속 반복하여 반사하고 충격파를 수없이 반복하여 만드는데 수없이 만드는 가열 충격파에 맞은 유체는 가열되어 배출하게 한다.

상기발명에서 배출되어진 유체는 마찰열발생보일러(500) 상부에 위치한 유체저장탱크(530)에 80℃~100℃온도로 저장되며 난방 및 급탕 공정열등으로 사용되는데 저장탱크 앞측 또는 뒤쪽 측면에 저장유체의 온도를 조절하는 조절장치(540)가 구비되어 센서로서 자동 조절되며 원격조절이 가능한 한편 급탕 열 저장탱크 바로 하측면에 판형 열교환기가 구비되어 저장중인 급탕열80-100℃ 열을 사용하기 좋은 온도로 낮출 수 있도록 구비되어 수요에 대응하며 스팀 열 발생장치가 구비되어 유체 유입구 쪽에 솔레노이드밸브(503)가 구비되어 전자원격조절로서 급탕수와 스팀(528)의 온도를 조절하는 솔레노이드밸브(503)가 구비되어 IC칩과 연결되어 온도를 조절하며 급탕과 스팀열 그리고 냉열을 원격조절로 생산하여 배출관(504)으로 배출하여 저장 조에 저장 또는 축 열하여 공급하는 것과 스팀 열을 생산을 생산하여 수요에 대응하는데 스팀 열은 급탕수와 분리하여 따로 관리되며 저장탱크 없이 계류탱크의 구비만으로 스팀 열을 관리하게 된다.

솔레노이드밸브를 IC와 연결로 조절하여 여닫으므로 유입유체의 유입량이 조절되어 스팀이 발생할 수 있게 하며 배출관(504)를 통과하여 스팀을 생산하는 것으로 솔레노이드밸브(503)의 개패를 조절함으로 스팀의 온도를 조절하여 공급할 수 있어 스팀배출밸브(528)을 통하여 스팀 열이 배출되게 된다.

마찰열가열시스템은 상기와 같은 시스템 안에서나 또는 단독으로 열을 발생하여 사용할 수 있어 다양한 용도로 이용할 수 있는 것이다.

상기 발명에서 에너지생산효율의 극대화와 안전성을 고려하여 가장 안전하고 편리한 방법으로 에너지를 효율적으로 생산할 수 있으면 선택하여 결합하는 방법을 구하여 시스템을 이루었다.

500 마찰가열시스템, 501 회전축, 502 회전체, 503 유체유입구, 504 가열유체배출구,
505 1차 가열유체통로, 506 고정체, 507 고정체 마찰면, 508 회전체 마찰면,
509 리데나, 510 격벽, 511 외벽, 512 회전체홀, 515 고정체 홀 내 유체, 519 고정체 홀 520 회전유체 띠, 526 유체가격날개, 527 스팀배출밸브, 528 스팀탱크,
530 가열유체저장탱크, 531 가열유체 배출밸브, 532 온도조절유체 배출밸브,
533 고온희석유체 유입구, 540 저장유체 온도 조절 장치, 541 증기배출구,
542 가열수 저장탱크 유입구,

Claims

태양열(광)발전과 팬 풍력발전, 수소발전 등의 신재생에너지발전방식을 이용하여 전기 에너지를 생산하여 축전한 전력 또는 그리드시스템에 연결하여 고속모터를 구동하여 회전체를 회전하여 마찰요인을 발생하여 마찰열을 발생하도록 회전체의 회전력으로 마찰 열을 발생 하는 마찰열가열장치로서 고정체 홀 사이를 유동하는 유체가 고속 유동과 저속유동 유체 사이에서 찢기고 교란되면서 마찰하고 충격파로 마찰을 가함으로 충격파 와 버블이 부딪 히고 마찰하는 충격마찰열을 최대로 발생하게 하는 마찰가열구조를 구비 하여 마찰열을 발생하여 가열하는 신재생에너지이용 마찰가열시스템.
고속모터를 구동하여 회전체를 회전시키고 회전체 주변에 고정체 내에 홀을 구비하고 유체가 홀 내에서 저속유동하면서 고속유동 유체에서 발산 하는 충격파를 저속유체에 가함으로 충격마찰하고 여러 방향에서 진동파와 버블을 발생하여 마찰함으로 퍼지현상 처럼 불규칙하면서도 규칙적으로 마찰열 발생 요소를 발생하여 마찰함으로 열을 생산하는 신재생에너지이용 마찰가열시스템.
마찰열가열시스템의 발열가열부와 발열유체저장부와 열교환부를 각각 분리하여 구비조립 할 수 있게 하고 설치장소의 여건에 따라 일체형 2분리형 또는 3분리형으로 분리하여 설치가 가능 하도록 구비하고 스페이스 여건에 맞는 설치가 가능 하도록 구비한 신재생에너지이용 마찰가열시스템.
마찰가열 시스템을 기능과 용도에 따라 분리형으로 설계하고 각 부분의 외면을 고효율의 단열재료로 단열 방음 처리하므로 가볍고 열 보존 율을 높여 장소에 구애됨 없이 각각 분리하기도 일체형으로도 설치할 수 있게 구비한 신재생에너지이용 마찰가열시스템.
마찰가열시스템의 수요구동전원을 그리드시스템과 태양광전기와 풍력발전 전기를 복합 연결하여 이용할 수 있도록 구비하고 여건변화에 대비를 위하여 캐패시터에 일정량의 전기를 축전하고 유사시에나 우천 시에 적절하게 이용할 수 있도록 구비한 신재생에너지이용 마찰가열시스템.
신재생에너지발전라인과 그리드시스템을 양방향계량기로 연결하고 마찰열을 생산하여 스털링엔진발전시스템과 연계하여 에너지를 생산 조절하는 IC회로를 구비하여 효율적인 에너지관리시스템의 자동회로를 구비하여 운전하는 신재생에너지이용 마찰열가열시스템.
스팀발생과 급탕열 발생시스템을 분리하여 구비하고 스팀열 저장과 스팀 배출시스템을 별도로 구분하여 관리할 수 있도록 하는 종합관리 시스템을 구비하여 급탕시스템관리와 스팀관리시스템을 총합관리시스템회로를 구성하여 구비한 재생에너지이용 마찰가열 시스템.
마찰열을 발생하여 스털링엔진발전기를 구동 발전하여 배출한 열을 재활용하여 흡수식 냉방시스템을 구동하여 축 냉하여 냉/난방을 구동하는 신재생에너지이용 마찰가열시스템