KR20180090486A

KR20180090486A - Apparatus for Heating Fluid

Info

Publication number: KR20180090486A
Application number: KR1020170015397A
Authority: KR
Inventors: 나충남
Original assignee: 나충남
Priority date: 2017-02-03
Filing date: 2017-02-03
Publication date: 2018-08-13

Abstract

The present invention relates to a fluid heating apparatus, comprising: a heater; an inner hollow cylindrical body receiving the heater therein and heated by the heater; an outer hollow cylindrical body formed in a hollow cylindrical shape to receive the inner cylindrical body with an interval from the outer circumferential surface of the inner cylindrical body, having a heated fluid inlet formed on one longitudinal side end part, and having a heated fluid outlet formed on the other side end part; and a plurality of partitions disposed in a space between the inner and outer cylindrical bodies in the longitudinal direction of the inner cylindrical body to divide the space therebetween into a plurality of spaces. A through-hole to pass a heated fluid is formed on each partition, such that a flow path to discharge the heated fluid flowing from the inlet to an outlet through the through-hole via the spaces. Accordingly, the fluid heating apparatus is formed with a simple work of separately manufacturing the heater, an inner vessel unit, and an outer vessel unit, and assembling the same, and complex work, such as welding, is not required in assembly, thereby facilitating manufacturing, providing adaptability in accordance with a required capacity, and facilitating a descaling operation.

Description

[0001] Apparatus for Heating Fluid [0002]

본 발명은 수증기나 공기 등의 유체를 가열하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for heating a fluid such as water vapor or air.

공기나 물, 나아가서 포화 수증기를 가열하는 유체 가열 장치가 많이 쓰이고 있다. 특히, 포화 수증기를 가열하여 생성되는 과열 증기는 무색 투명의 기체로서, 대류 이외에 복사나 응축에 의해서도 전열(에너지 전달)이 이루어짐으로써 열효율이 높아 음식물의 조리나 물체의 건조 등에 효과적으로 이용된다. 특히, 과열 증기는 공기와 달리 산소를 거의 포함하고 있지 않기 때문에, 음식물 등 대상물의 가열시 대상물의 산화가 발생하지 않고, 화재가 발생할 위험도 현저하게 낮아, 그 활용이 갈수록 증가하고 있다.A fluid heating apparatus for heating air, water and, moreover, saturated steam is widely used. In particular, the superheated steam generated by heating the saturated steam is a colorless transparent gas, and the heat transfer efficiency (energy transfer) is achieved by radiation or condensation in addition to convection, so that it is effectively used for cooking food or drying objects. In particular, since superheated steam contains little oxygen, unlike air, oxidation of the object does not occur during heating of the object such as food, and the risk of fire is also remarkably low, and its utilization is increasing.

과열 증기는, 통상, 보일러에 의해 물을 가열하여 생성된 포화 수증기를 받아 압력의 변화 없이 가열함으로써 생성하는데, 포화 수증기를 가열하는 구체적인 방식으로는 가스 버너나 전기 히터(열선)에 의한 직접 또는 간접 가열, 유도 가열 등이 있다. The superheated steam is usually generated by heating the water by a boiler to receive saturated water vapor and heating it without changing the pressure. In a specific method for heating the saturated steam, a direct or indirect heating by a gas burner or an electric heater Heating, and induction heating.

예를 들어, 특허문헌 1(미국특허공보 제8119954호)에는 기체를 가열하는 장치로서, 길고 가느다란 관체(하우징) 안에 이중 나선형으로 감은(coil-in-coil) 열선을 배치하고, 가열하고자 하는 기체(공기)를 이 관체 안으로 공급하여 통과시킴으로써 기체를 가열하는 장치가 개시되어 있다. For example, Patent Document 1 (U.S. Patent No. 8119954) discloses a device for heating a gas, in which a coil-in-coil heating wire is disposed in a long and slender tube (housing) An apparatus for heating a gas by feeding a gas (air) into the tube and passing the gas through the tube is disclosed.

그러나, 특허문헌 1에 개시된 가열 장치는 좁은 관체 안에 이중 나선형 열선을 배치하여야 하므로 제작이 쉽지 않고, 피가열 유체가 열선에 직접 접촉하기 때문에 도전성의 유체(불순물이 포함된 수증기나 물 등)나 가연성의 유체에는 적용하기 곤란할 뿐만 아니라, 열선을 포함한 히터 구성부품의 열화가 빨리 진행된다. However, the heating device disclosed in Patent Document 1 is difficult to manufacture because a double helical heating wire must be disposed in a narrow tube body, and a conductive fluid (water vapor or water containing impurities) and flammable It is not only difficult to apply to the fluid of the heater, but also the deterioration of the heater component including the heat wire progresses quickly.

또한, 특허문헌 1은 대용량의 가열 기체를 공급하기 위해 복수 개의 관체를 병렬로 배치하고 조립한 예(특허문헌 1의 도 9)를 제시하고 있기는 하지만, 제작이 복잡하고 용량에 따라 하우징의 크기 등을 다르게 제작하여야 하는 등 현장의 필요에 따른 적응성이 떨어진다. Patent Document 1 discloses an example in which a plurality of tubes are arranged and assembled in parallel to supply a heating gas of a large capacity (FIG. 9 of Patent Document 1). However, since the fabrication is complicated and the size It is necessary to produce different kinds of equipment, etc.

나아가, 가열 장치를 장기간 사용하게 되면 피가열 유체가 접촉하는 유로 및 열선에 스케일이 끼어 가열 효율이 떨어지고 유로가 폐색하는 등의 문제가 있다. 따라서, 가열 장치는 정기적 또는 부정기적으로 분해하여 스케일을 제거하는 디스케일링 작업을 할 필요가 있는데, 특허문헌 1에 개시된 가열 장치는 디스케일링 작업이 용이하지 않다. 이런 경우, 가열 장치를 분해하지 않고 유체 유로에 산성의 세정액을 통과시켜 디스케일링을 할 수 있는데, 그러면 열선을 포함한 히터의 열화는 한층 더 촉진된다.Further, when the heating apparatus is used for a long period of time, there is a problem that the heating efficiency is lowered and the flow path is blocked due to scaling in the flow path and the heating line in contact with the fluid to be heated. Therefore, it is necessary to perform a descaling operation for removing the scale by decomposing the heating apparatus regularly or irregularly. The heating apparatus disclosed in Patent Document 1 is not easy to descale. In such a case, it is possible to perform descaling by passing an acidic cleaning liquid through the fluid channel without disassembling the heating device, so that deterioration of the heater including the heat line is further promoted.

특허문헌 1: 미국특허공보 제8119954호Patent Document 1: U.S. Patent No. 8119954

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 제작이 용이하고, 필요로 하는 용량에 따른 적응성이 뛰어나며, 디스케일링 작업이 용이한 유체 가열 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a fluid heating apparatus that is easy to manufacture, has excellent adaptability to required capacity, and is easy to descale.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시형태에 따른 유체 가열 장치는, 히터; 내부에 상기 히터를 수용하여 상기 히터에 의해 가열되는 중공 원통형의 내통체; 상기 내통체의 외주면과 간격을 두고 상기 내통체를 수용하도록 중공 원통형으로 이루어지고, 길이방향의 일측 단부에 피가열 유체의 입구가 형성되고, 타측 단부에 피가열 유체의 출구가 형성된 외통체; 및 상기 내통체와 외통체의 사이 공간에 상기 내통체의 길이방향을 따라 배치되어 상기 사이 공간을 복수의 공간으로 구획하는 복수의 격판;을 포함하고, 상기 복수의 격판 각각에는 피가열 유체가 통과할 수 있는 통공이 형성되어 있어, 상기 입구로 유입된 피가열 유체가 상기 통공을 통해 상기 복수의 공간을 거쳐 상기 출구로 유출되는 유로가 형성된다.In order to achieve the above object, a fluid heating apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a heater; A hollow cylindrical inner cylinder which houses the heater therein and is heated by the heater; An outer cylinder having a hollow cylindrical shape to receive the inner cylinder at an interval from the outer circumferential face of the inner cylinder and having an inlet for the fluid to be heated at one end in the longitudinal direction and an outlet for fluid to be heated at the other end; And a plurality of diaphragms disposed along the longitudinal direction of the inner cylinder in a space between the inner cylinder and the outer cylinder and partitioning the interspace into a plurality of spaces, And a flow path through which the fluid to be heated flowing into the inlet flows out through the plurality of spaces through the through hole to the outlet is formed.

여기서, 상기 통공은 상기 격판의 일측에 치우쳐 형성되어 있고, 상기 복수의 격판은, 상기 통공이 상기 내통체의 길이방향에서 보았을 때 교대로 반대쪽에 위치하도록, 배치되어 있는 것이 바람직하다.It is preferable that the through holes are biased to one side of the diaphragm, and the plurality of diaphragms are arranged so that the through holes are alternately positioned on opposite sides when viewed in the longitudinal direction of the inner cylinder.

실시형태에 따르면, 상기 복수의 격판은 상기 내통체의 외주면에 용접 또는 압입에 의해 결합될 수 있다.According to the embodiment, the plurality of partition plates can be joined to the outer peripheral surface of the inner cylinder by welding or press fitting.

또는, 상기 복수의 격판은 상기 내통체와 함께 일체로 성형될 수 있다.Alternatively, the plurality of diaphragms may be integrally formed with the inner cylinder.

또한, 상기 내통체의 일측 단부는 플랜지부를 가지며 개방되어 있고, 상기 내통체의 타측 단부는 폐쇄되어 있고, 상기 외통체의 일측 단부는 상기 내통체의 플랜지부와 대응하는 플랜지부를 가지며 개방되어 있고, 상기 외통체의 타측 단부는 폐쇄되어 있어, 개방된 상기 내통체의 일측 단부로부터 상기 히터를 상기 내통체의 중공에 삽입하여 수용하고, 상기 히터를 수용한 상기 내통체를 개방된 상기 외통체의 일측 단부로부터 상기 외통체의 중공에 삽입하여 수용한 후, 상기 내통체의 플랜지부와 상기 외통체의 플랜지부를 결합함으로써 조립가능하도록 구성될 수 있다.One end of the inner cylinder is open with a flange portion, the other end of the inner cylinder is closed, and one end of the outer cylinder has a flange portion corresponding to the flange portion of the inner cylinder and is opened And the other end of the outer cylinder is closed so that the heater is inserted from one end of the opened inner cylinder into the hollow of the inner cylinder to receive the inner cylinder, The flange portion of the inner cylinder and the flange portion of the outer cylinder can be assembled by being inserted into the hollow of the outer cylinder from one end of the inner cylinder and accommodated.

실시형태에 따르면, 상기 히터는, 히터 프레임과, 상기 히터 프레임에 고정되는 열선을 포함하는 전기 히터이다.According to the embodiment, the heater is an electric heater including a heater frame and a heat line fixed to the heater frame.

이 경우, 상기 히터 프레임은, 상기 내통체의 중공에 수용되는 길이를 가지는 지지봉과, 상기 지지봉의 길이방향을 따라 서로 이격하여 평행하게 배치되는 복수의 스페이서를 포함하고, 상기 복수의 스페이서 각각에는 상기 열선이 통과할 수 있는 구멍 또는 절결부가 형성되어 있을 수 있다.In this case, the heater frame includes: a support rod having a length to be received in the hollow of the inner cylinder; and a plurality of spacers arranged parallel and spaced apart from each other along the longitudinal direction of the support rod, There may be formed holes or cutouts through which heat rays can pass.

본 발명에 따른 유체 가열 장치는, 히터, 내통 유닛 및 외통 유닛을 각각 제작한 후 이를 조립하는 간단한 작업으로 구성이 가능하며, 조립시에 용접 등과 같은 복잡한 작업이 필요 없어 제작이 용이하다.The fluid heating apparatus according to the present invention can be configured as a simple work of manufacturing the heater, the inner tube unit, and the outer tube unit, respectively, and assembling them, and it is easy to manufacture because complicated work such as welding is not required at the time of assembly.

또한, 본 발명에 따른 유체 가열 장치는 자체로 모듈화되고, 필요로 하는 용량에 따라 본 발명에 따른 유체 가열 장치를, 단순히 복수 개를 직렬 또는 병렬로 연결하여 사용하면 되므로, 필요로 하는 용량에 따른 적응성이 뛰어나다.In addition, since the fluid heating apparatus according to the present invention is itself modularized and a plurality of fluid heating apparatuses according to the present invention may be connected in series or in parallel depending on the required capacity, Excellent adaptability.

또한, 본 발명에 따른 유체 가열 장치에 의하면, 피가열 유체가 히터(특히, 전기 히터)와 직접 접촉하지 않으므로, 수증기 등 도전성의 피가열 유체나 가연성의 유체에도 안전하게 적용할 수 있다.Further, according to the fluid heating apparatus of the present invention, since the fluid to be heated does not come into direct contact with the heater (in particular, the electric heater), it can be safely applied to a conductive fluid such as water vapor or a flammable fluid.

또한, 본 발명에 따른 유체 가열 장치는 내통 유닛과 외통 유닛을 분해함으로써 피가열 유체의 유로가 노출되어 디스케일링 작업이 용이하다.Further, in the fluid heating apparatus according to the present invention, the flow path of the fluid to be heated is exposed by disassembling the inner cylinder unit and the outer cylinder unit, thereby facilitating descaling work.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 유체 가열 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 유체 가열 장치의 개략 종단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 유체 가열 장치의 분해 사시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention. And should not be construed as limiting.
1 is a perspective view of a fluid heating apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a schematic longitudinal sectional view of the fluid heating apparatus shown in Fig. 1. Fig.
3 is an exploded perspective view of the fluid heating apparatus shown in Fig.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 유체 가열 장치를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. Hereinafter, a fluid heating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 유체 가열 장치의 사시도이고, 도 2는 개략 종단면도이며, 도 3은 분해 사시도이다. 다만, 설명의 편의상, 어느 도면에 있는 구성이 다른 도면에서는 생략되어 있으며, 특히 도 2에서 히터(30)는 세부적 구성의 도시를 생략하였다. 또한, 도면의 도시와 이하의 설명에서 상,하,좌,우,전,후 등의 방향과 이를 나타내는 용어는 설명의 편의상 도시하고 사용한 것으로, 실제 실시할 때에는 방향이 바뀔 수도 있음은 물론이다.Fig. 1 is a perspective view of a fluid heating apparatus according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a schematic vertical sectional view, and Fig. 3 is an exploded perspective view. However, for the sake of convenience of explanation, the constitution in any drawing is omitted from the other drawings, and in particular, the heater 30 in Fig. 2 omits the illustration of the detailed constitution. In the drawings and the following description, directions of up, down, left, right, front, rear, and the like and the terms used therein are shown and used for convenience of explanation.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시형태에 따른 유체 가열 장치(100)는, 내통 유닛(10), 외통 유닛(20) 및 히터(30)를 구비한다. 1 to 3, the fluid heating apparatus 100 according to the present embodiment includes an inner cylinder unit 10, an outer cylinder unit 20, and a heater 30. [

내통 유닛(10)은, 크게 내통체(11)와 복수의 격판(15)을 포함한다.The inner cylinder unit (10) largely includes an inner cylinder (11) and a plurality of diaphragms (15).

내통체(11)는 상하로 긴 중공 원통형으로 이루어지고, 내부에 히터(30)를 수용하여 히터(30)에 의해 직접 가열되는 부재이다. 내통체(11)는 열전달 효율이 좋은 금속 또는 합금, 예컨대 구리나 알루미늄 또는 그 합금으로 이루어지거나, 높은 내열성과 강도를 필요로 하는 경우에는 스테인리스강과 같은 강재로 이루어질 수 있다.The inner cylinder 11 is a vertically long hollow cylinder and is a member which receives the heater 30 therein and is directly heated by the heater 30. [ The inner cylinder 11 may be made of a metal or an alloy having a high heat transfer efficiency, for example, copper or aluminum or an alloy thereof, or may be made of a steel material such as stainless steel when high heat resistance and strength are required.

복수의 격판(15)은 내통체(11)의 외주면에 상하로 배치되어, 내통 유닛(10)과 외통 유닛(20)이 결합되었을 때 내통체(11)의 외주면과 외통체(21)의 내주면 사이에 형성되는 공간을 복수의 공간으로 구획한다.The plurality of diaphragms 15 are vertically arranged on the outer circumferential surface of the inner cylinder 11 so that the outer circumferential surface of the inner cylinder 11 and the inner circumferential surface of the outer cylinder 21 when the inner cylinder unit 10 and the outer cylinder unit 20 are engaged, A space formed between the first and second substrates is divided into a plurality of spaces.

각각의 격판(15)의 일측에는 피가열 유체가 통과할 수 있는 통공(15a, 15b)이 형성되어 있다. 한편, 도면에서 통공(15a, 15b)은 격판(15)의 외주부에서 중심을 향해 절결된 노치 형태로 도시되었지만, 격판(15)의 상하방향으로 천공된 완전한 구멍 형태로 형성할 수도 있음은 물론이다. 또한, 통공(15a, 15b)은 하나의 격판(15)에 하나가 형성된 것으로 도시되었지만 복수의 통공을 형성할 수도 있다. 다만, 피가열 유체가 히터(30)에 의해 가열된 내통체(11)의 외주면을 되도록 골고루 돌아 흐르고 층류의 흐름이 형성되지 않도록 하기 위해서, 통공(15a, 15b)은 격판(15)의 일측에 치우쳐 형성되어 있고, 복수의 격판(15)은, 위에서 보았을 때 통공(15a, 15b)이 교대로 반대쪽에 위치하도록, 배치되어 있는 것이 바람직하다.On one side of each of the diaphragms 15, there are formed through holes 15a and 15b through which a fluid to be heated can pass. Although the through holes 15a and 15b are shown in the form of notches cut out from the outer peripheral portion of the partition plate 15 toward the center in the drawing, it is needless to say that the through holes 15a and 15b may be formed in the form of a complete hole perforated in the vertical direction of the partition plate 15 . Although the through holes 15a and 15b are shown as being formed in one partition 15, a plurality of through holes may be formed. The through holes 15a and 15b are formed on one side of the diaphragm 15 so that the fluid to be heated flows uniformly around the outer circumferential surface of the inner cylinder 11 heated by the heater 30 and a flow of laminar flow is not formed. And it is preferable that the plurality of diaphragms 15 are arranged such that the through holes 15a and 15b are alternately positioned on opposite sides when viewed from above.

격판(15)은 내통체(11)와 동일한 또는 다른 금속 또는 합금으로 이루어질 수 있고, 각각의 격판(15)은 평판 링 형태로 이루어진다. 이 경우, 각각의 격판(15)의 내경은 내통체(11)의 외경과 거의 일치하여 내통체(11)의 외주면에 용접 또는 압입에 의해 결합됨으로써, 내통체(11)와 함께 내통 유닛(10)을 이루게 된다.The diaphragm 15 may be made of the same or different metal or alloy as the inner cylinder 11, and each diaphragm 15 is in the form of a flat ring. In this case, the inner diameters of the respective diaphragms 15 are welded or press-fitted to the outer peripheral surface of the inner cylinder 11 so as to substantially coincide with the outer diameter of the inner cylinder 11, ).

또는, 복수의 격판(15)은 내통체(11)와 함께 일체로 성형될 수도 있다. 즉, 구리나 알루미늄과 같은 금속 또는 합금을 용융시켜 회전 다이캐스팅과 같은 방법으로 내통체(11)와 복수의 격판(15)을 동시에 성형함으로써 내통 유닛(10)을 제조할 수 있다. Alternatively, the plurality of diaphragms 15 may be integrally molded together with the inner cylinder 11. [ That is, the inner cylinder unit 10 can be manufactured by melting a metal or an alloy such as copper or aluminum and simultaneously molding the inner cylinder 11 and the plurality of diaphragms 15 by a method such as rotary die casting.

이와 같이 제조되는 복수의 격판(15)은 전열 면적을 넓히는 방열핀과 같은 기능을 하여 열전달 효율을 더욱 높일 수 있다.The plurality of diaphragms 15 manufactured in this way function as heat radiating fins for widening the heat transfer area, thereby further increasing the heat transfer efficiency.

또한, 복수의 격판(15)의 외경은 외통체(21)의 내경보다는 작지만 거의 일치하게 하여, 내통 유닛(10)과 외통 유닛(20)이 결합되었을 때, 도 2에서 보듯이, 격판(15)의 외주부는 외통체(21)의 내주면에 접하게 된다. 따라서, 복수의 격판(15)은, 통공(15a, 15b)이 형성된 부분을 제외하고, 내통체(11)와 외통체(21)의 사이 공간(17)을 상하로 복수의 작은 공간들로 구획할 수 있게 된다. 이때 복수의 격판(15)의 외주부는 외통체(21)의 내주면에 용접 등의 방법으로 접합할 수도 있지만, 내통 유닛(10)에 대해 외통 유닛(20)이 고정되기만 한다면, 굳이 그렇게 할 필요는 없고, 디스케일링 작업을 위해서는 접합하지 않는 것이 더 바람직하다.2, when the inner cylinder unit 10 and the outer cylinder unit 20 are coupled to each other, the outer diameter of the diaphragm 15 is smaller than the inner diameter of the outer cylinder 21, Is brought into contact with the inner peripheral surface of the outer cylinder (21). Therefore, the plurality of partition plates 15 partition the space 17 between the inner cylinder 11 and the outer cylinder 21 up and down into a plurality of small spaces, except for the portion where the through holes 15a and 15b are formed. . At this time, the outer circumferential portions of the plurality of diaphragms 15 may be joined to the inner circumferential surface of the outer cylinder 21 by welding or the like. However, if the outer cylinder unit 20 is fixed to the inner cylinder unit 10, , And it is more preferable not to bond for descaling work.

한편, 내통체(11)의 하측 단부는, 직경이 외통체(21)의 외경보다 큰 플랜지부(13)를 가지며 개방되어 있을 수 있다. 이 경우, 내통체(11)의 상측 단부는 폐쇄되어 있을 수 있다. 한편, 내통체(11)의 하측 단부를 이루는 플랜지부(13)에는 볼트 체결공(13a, 13b)이 형성되어, 후술하는 바와 같이, 내통체의 플랜지부(13)와 대응하는 외통체(21)의 플랜지부(23)와 결합할 수 있으며, 후술하는 히터 덮개(37)를 내통체의 플랜지부(13)에 결합할 수 있게 되어 있다.On the other hand, the lower end of the inner cylinder 11 may be open with a flange portion 13 whose diameter is larger than the outer diameter of the outer cylinder 21. In this case, the upper end of the inner cylinder 11 may be closed. On the other hand, bolt fastening holes 13a and 13b are formed in the flange portion 13 constituting the lower end portion of the inner cylinder 11 so that the outer cylinder 21 (corresponding to the flange portion 13 of the inner cylinder) And the heater cover 37 to be described later can be coupled to the flange portion 13 of the inner cylinder.

외통 유닛(20)은 외통체(21)를 포함한다. 외통체(21)는, 내통체(11)와 마찬가지로, 상하로 긴 중공 원통형으로 이루어지고, 내부에 내통체(11)를 감싸며 수용할 수 있도록 구성된다. 이때, 외통체(21)의 내경은 내통체(11)의 외경보다 크게 하여, 내통 유닛(10)과 외통 유닛(20)을 결합하였을 때 내통체(11)의 외주면과 외통체(21)의 내주면 사이에는 공간이 형성되고, 이 공간에 전술한 격판들(15)이 수용되게 된다. 보다 바람직하게는, 외통체(21)의 내경은 격판(15)의 외경과 거의 일치하게 하여 내통 유닛(10)과 외통 유닛(20)을 결합하였을 때 격판(15)의 외주부가 외통체(21)의 내주면에 접하는 것이 좋다.The outer cylinder unit (20) includes an outer cylinder (21). Like the inner cylinder 11, the outer cylinder 21 is formed as a vertically long hollow cylinder, and is configured to be able to accommodate the inner cylinder 11 while enclosing the inner cylinder 11 therein. At this time, the inner diameter of the outer cylinder 21 is made larger than the outer diameter of the inner cylinder 11 so that the outer circumferential surface of the inner cylinder 11 and the outer circumferential surface of the outer cylinder 21 A space is formed between the inner circumferential surfaces, and the above-described diaphragms 15 are accommodated in this space. More preferably, when the inner cylinder unit 10 and the outer cylinder unit 20 are coupled with each other with the inner diameter of the outer cylinder 21 substantially coinciding with the outer diameter of the diaphragm 15, the outer periphery of the diaphragm 15 is connected to the outer cylinder 21 Of the inner circumferential surface

외통체(21)는 내통체(11)와 동일한 또는 다른 금속 또는 합금으로 이루어질 수 있다. 다만, 외통체(21)는 외부 충격 등으로부터 유체 가열 장치(100)를 보호한다는 관점에서, 열전달 효율보다는 충분한 강성을 가지는, 예컨대 스테인리스강과 같은 강재로 이루어지는 것이 바람직하다.The outer cylinder 21 may be made of the same or different metal or alloy as the inner cylinder 11. However, from the viewpoint of protecting the fluid heating apparatus 100 from an external impact or the like, the outer cylinder 21 is preferably made of a steel material such as stainless steel having sufficient rigidity rather than heat transfer efficiency.

한편, 외통체(21)의 길이방향의 일측 단부, 예컨대 하측 단부에는 피가열 유체의 입구(27a)가 형성되고, 타측 단부인 상측 단부에는 피가열 유체의 출구(27b)가 형성되어, 피가열 유체는 내통 유닛(10)과 외통 유닛(20)을 결합하였을 때 형성되는 내통체(11)의 외주면과 외통체(21)의 내주면 사이에 형성되는 공간(유로)(17)을 거쳐 통과하는 과정에서 가열된다.On the other hand, an inlet 27a for the fluid to be heated is formed at one end in the longitudinal direction of the outer cylinder 21, for example, the lower end, and an outlet 27b for the fluid to be heated is formed at the upper end, The fluid passes through a space (flow path) 17 formed between the outer peripheral surface of the inner cylinder 11 formed when the inner cylinder unit 10 and the outer cylinder unit 20 are coupled with the inner peripheral surface of the outer cylinder 21 Lt; / RTI >

또한, 외통체(21)의 일측 단부인 하측 단부는, 전술한 내통체(11)의 플랜지부(13)와 대응하는 플랜지부(23)를 이루며 개방되어 있고, 플랜지부(23)의 가장자리에는 볼트 체결공(23a)이 형성되어 있다. The lower end which is one end of the outer cylinder 21 is opened to form a flange portion 23 corresponding to the flange portion 13 of the inner cylinder 11 described above and is provided at the edge of the flange portion 23 And a bolt fastening hole 23a is formed.

따라서, 전술한 내통체(11)의 개방된 하측 단부를 통하여 히터(30)를 내통체(11)의 중공으로 삽입하여 수용하고, 히터(30)를 수용한 내통 유닛(10)을 개방된 외통체(21)의 하측 단부로부터 외통체(21)의 중공에 삽입하여 수용한 후, 내통체(11)의 플랜지부(13)와 외통체(21)의 플랜지부(23)를 볼트/너트와 같은 결합수단(29)에 의해 결합할 수 있다. 이때, 도시하지는 않았지만, 내통체(11)의 플랜지부(13)와 외통체(21)의 플랜지부(23) 사이에는 기밀을 유지하도록 가스켓을 개재할 수 있다.Therefore, the heater 30 is inserted into the hollow of the inner cylinder 11 through the opened lower end of the inner cylinder 11 described above, and the inner cylinder unit 10 containing the heater 30 is inserted into the opened outer cylinder The flange portion 13 of the inner cylinder 11 and the flange portion 23 of the outer cylinder 21 are inserted into the hollow of the outer cylinder 21 from the lower end of the outer cylinder 21, Can be coupled by the same coupling means (29). At this time, although not shown, a gasket can be interposed between the flange portion 13 of the inner cylinder 11 and the flange portion 23 of the outer cylinder 21 so as to maintain airtightness.

한편, 외통체(21)의 상측 단부를 폐쇄하는 덮개(25)에는 온도 센서, 압력 센서, 유량계 등과 같은 필요한 센서를 내통체(11)와 외통체(21)의 사이 공간(17)에 설치하기 위한 센서 설치공(25a, 25b)을 형성하여 필요한 센서를 설치할 수 있다. 여기서 센서 설치공(25a, 25b)은 각각 관체로서 도시되었지만, 단순히 덮개(25)에 뚫린 구멍 형태로 형성될 수도 있다. 또한, 센서 설치공의 개수도 필요에 따라 증감할 수 있다.A necessary sensor such as a temperature sensor, a pressure sensor, a flow meter or the like is installed in the space 17 between the inner cylinder 11 and the outer cylinder 21 on the cover 25 closing the upper end of the outer cylinder 21 The sensor mounting holes 25a and 25b may be formed to provide a necessary sensor. Here, although the sensor mounting holes 25a and 25b are shown as a tube, they may be formed simply as holes in the lid 25. [ Also, the number of sensor installation holes can be increased or decreased as needed.

한편, 본 실시형태에서 복수의 격판(15)이 내통체(11)의 외주면에 결합되어 내통 유닛(10)을 형성하는 것으로 설명되었지만, 복수의 격판(15)은 내통체(11)의 외주면이 아니라 외통체(21)의 내주면에 결합되어 외통 유닛(20)의 일부를 이루도록 할 수도 있다. 다만, 이 경우에는 외통체(21)의 내주면에 복수의 격판(15)을 용접하는 등의 작업이 불편하고, 열전달 효율의 관점에서 덜 바람직하다.Although the plurality of partition plates 15 are described as being joined to the outer peripheral surface of the inner cylinder 11 to form the inner cylinder unit 10 in the present embodiment, But may be coupled to the inner circumferential surface of the outer cylinder 21 to form a part of the outer cylinder unit 20. In this case, however, the work such as welding a plurality of diaphragms 15 to the inner peripheral surface of the outer cylinder 21 is inconvenient, and is less preferable from the viewpoint of heat transfer efficiency.

본 실시형태에서 히터(30)는, 히터 프레임과, 이 히터 프레임에 고정되는 열선(35)을 포함하는 전기 히터이다.In the present embodiment, the heater 30 is an electric heater including a heater frame and a heat ray 35 fixed to the heater frame.

히터 프레임은 지르코니아나 알루미나 등의 내열성 세라믹으로 이루어질 수 있으며, 내통체(11)의 중공에 수용되는 길이를 가지는 지지봉(31)과, 이 지지봉(31)의 길이방향을 따라 서로 이격하여 평행하게 배치되는 복수의 스페이서(33)를 포함한다. 또한, 복수의 스페이서(33) 각각에는 열선(35)이 통과할 수 있는 구멍이 형성되어 있어, 이 스페이서(33)에 형성된 구멍을 열선(35)이 상하로 관통하고, 최하단(또는 아래에서 두번째 단) 및 최상단의 스페이서(33)에서 방향을 바꾸어 인접하는 구멍을 통과함으로써, 열선(35)은 고르면서도 밀집되게 배열되게 된다.The heater frame may be made of heat-resistant ceramics such as zirconia or alumina. The heater frame may include a support bar 31 having a length to be received in the hollow of the inner cylinder 11, And a plurality of spacers (33). Each of the plurality of spacers 33 is formed with a hole through which the heat ray 35 can pass so that the hole formed in the spacer 33 penetrates the heat ray 35 up and down, By passing through the adjacent holes by changing the direction at the uppermost spacer 33, the heat ray 35 becomes evenly and densely arranged.

여기서, 지지봉(31)의 길이는 내통체(11)의 길이와 대략 일치하는 것이 바람직하다. 그러면, 도 2에 도시된 바와 같이, 내통 유닛(10)과 외통 유닛(20)을 결합하였을 때, 지지봉(31)의 상하 단부는 각각 내통체(11)의 상단부 저면과 내통체(11)의 플랜지부(13) 저면에 결합되는 히터 덮개(37)에 의해 끼워진 상태가 되고, 히터(30)는 상하방향으로 움직이지 않고 안정적으로 고정된다.Here, it is preferable that the length of the support bar 31 substantially coincides with the length of the inner cylinder 11. 2, the upper and lower ends of the support rod 31 are connected to the bottom of the upper end of the inner cylinder 11 and the outer periphery of the inner cylinder 11, respectively, when the inner cylinder unit 10 and the outer cylinder unit 20 are coupled to each other. The heater 30 is fitted by the heater cover 37 coupled to the bottom surface of the flange portion 13, and the heater 30 is stably fixed without moving in the vertical direction.

또한, 스페이서(33)의 직경은 내통체(11)의 내경에 비해 약간 작지만 거의 일치하는 것이 바람직하다. 그러면, 도 2에 도시된 바와 같이, 내통 유닛(10)과 외통 유닛(20)을 결합하였을 때, 스페이서(33)의 외주부가 내통체(11)의 내주면과 접하는 상태가 되고, 히터(30)는 좌우방향으로 움직이지 않고 안정적으로 고정된다.It is preferable that the diameter of the spacer 33 is slightly smaller than the inner diameter of the inner cylinder 11, but almost the same. 2, when the inner cylinder unit 10 and the outer cylinder unit 20 are coupled to each other, the outer periphery of the spacer 33 comes into contact with the inner peripheral surface of the inner cylinder 11, Is stably fixed without moving in the lateral direction.

열선(35)은 예컨대 Fe-Cr-Al 합금으로 이루어지는 저항 발열체이다. 이 Fe-Cr-Al 합금으로 이루어진 열선(35)은 전극 리드(35a)를 통해 공급되는 전류에 의해 최고 1200℃ 정도까지 발열하여 내통체(11)를 가열한다.The heat ray 35 is a resistance heating body made of, for example, an Fe-Cr-Al alloy. The heating wire 35 made of the Fe-Cr-Al alloy heats up to about 1200 ° C by the current supplied through the electrode lead 35a to heat the inner cylinder 11.

또한, 본 실시형태의 히터(30)는, 히터(30)를 내통체(11)의 중공에 삽입하고 고정할 수 있도록 히터 덮개(37)를 더 포함할 수 있다. 히터 덮개(37)는 절연성의 재료(예컨대, 스페이서(33)와 동일한 세라믹 재료)로 이루어지며, 히터 덮개(37)에는 히터 덮개(37)를 내통체의 플랜지부(13)에 결합하기 위한 볼트 체결공(37a)과 열선(35)의 전극 리드(35a)가 관통할 수 있는 리드 출입구(37b)가 형성되어 있다.The heater 30 of the present embodiment may further include a heater cover 37 so that the heater 30 can be inserted and fixed in the hollow of the inner cylinder 11. [ The heater cover 37 is made of an insulating material such as a ceramic material the same as the spacer 33. The heater cover 37 is fixed to the flange portion 13 of the inner cylinder with bolts A lead entrance 37b through which the fastening hole 37a and the electrode lead 35a of the heat ray 35 can penetrate is formed.

한편, 본 실시형태에서 스페이서(33)의 가장자리에는 열선(35)이 통과하는 구멍이 형성되는 것으로 설명되었지만, 이 구멍 대신에 스페이서(33) 외주부로부터 중심을 향해 움푹 들어간 노치 형태의 절결부를 형성할 수도 있다.In the present embodiment, a hole through which the heat ray 35 passes is formed at the edge of the spacer 33. However, instead of this hole, a notch-shaped notched portion which is recessed toward the center from the outer peripheral portion of the spacer 33 is formed You may.

또한, 열선(35)은 히터 프레임(스페이서(33))의 구멍을 상하로 관통하여 상하로 길게 좌우로 평행하게 배열되는 것으로 도시되고 설명되었지만, 나선형으로 권회하는 등 열선(35)의 배열 방식은 얼마든지 바꿀 수 있다.Although the heat ray 35 has been shown and described as being arranged vertically long and horizontally parallel to the top and bottom of the hole of the heater frame (spacer 33), the arrangement of the heat ray 35, such as spirally winding, You can change it any number of times.

나아가, 본 실시형태에서 히터(30)는 전기 히터로 설명되었지만, 가스 버너 등 다른 방식의 히터일 수도 있다. 이 경우, 전술한 리드 출입구(37b)는 연소/배기 가스의 출입구가 된다.Further, although the heater 30 is described as an electric heater in the present embodiment, it may be a heater of another type such as a gas burner. In this case, the above-described lead entrance / exit port 37b serves as an entrance / exit of the combustion / exhaust gas.

이와 같이 구성되는 본 실시형태에 따른 유체 가열 장치(100)는, 히터(30), 격판(15)을 포함한 내통 유닛(10), 및 외통 유닛(20)을 각각 제작한 후, 도 3에 도시된 바와 같이, 개방된 내통체(11)의 하측 단부로부터 히터(30)를 내통체(11)의 중공에 삽입하고, 내통체(11)의 플랜지부(13) 저면에 히터 덮개(37)를 볼트/너트 등의 결합수단(39)에 의해 결합한 후, 외통 유닛(20)을 히터(30)가 수용된 내통 유닛(10)의 상부로부터 덮어씌우고, 내통체(11)의 플랜지부(13)와 외통체(21)의 플랜지부(23)를 볼트/너트 등의 결합수단(29)에 의해 결합함으로써, 별도의 용접 등의 작업을 하지 않고 간단히 조립할 수 있다.The fluid heating apparatus 100 according to the present embodiment having such a structure as described above is manufactured by manufacturing the heater 30, the inner cylinder unit 10 including the diaphragm 15, and the outer cylinder unit 20, The heater 30 is inserted into the hollow of the inner cylinder 11 from the lower end of the opened inner cylinder 11 and the heater cover 37 is attached to the bottom surface of the flange 13 of the inner cylinder 11 The outer cylinder unit 20 is covered from the upper portion of the inner cylinder unit 10 housing the heater 30 and the flange portion 13 of the inner cylinder 11 It is possible to easily assemble the flange portion 23 of the outer cylinder body 21 without joining the flange portion 23 by means of coupling means 29 such as a bolt / nut.

또한, 본 실시형태에 따른 유체 가열 장치(100)는, 상기의 조립과 역순으로 간단히 분해할 수 있다. 따라서, 내통 유닛(10)의 플랜지부(13)와 외통 유닛(20)의 플랜지부(23)의 결합을 해제하여 노출되는 내통체(11)의 외주면 및 격판(15) 표면과 외통체(21)의 내주면을 직접 세척하는 등 디스케일링 작업을 손쉽고 효과적으로 할 수 있다.Further, the fluid heating apparatus 100 according to the present embodiment can be easily disassembled in the reverse order of the above-described assembly. The flange portion 13 of the inner cylinder unit 10 is disengaged from the flange portion 23 of the outer cylinder unit 20 so that the outer circumferential surface of the inner cylinder 11 and the outer surface of the outer cylinder 21 ) Can be easily and effectively performed.

또한, 본 실시형태에 따른 유체 가열 장치(100)는, 피가열 유체가 열선에 직접 접촉하지 않기 때문에, 도전성의 피가열 유체의 가열에도 적용할 수 있고, 열선 등 히터 부품의 열화가 방지되어 가열 장치의 수명도 길게 된다.Further, the fluid heating apparatus 100 according to the present embodiment can be applied to the heating of a conductive fluid to be heated because the fluid to be heated does not come into direct contact with the heating line, and the deterioration of the heating element, The lifetime of the device also becomes longer.

이상과 같이 구성된 본 실시형태에 따른 유체 가열 장치(100)는, 보일러에 의해 생성된 수증기(wet steam)를 공급받아 가열함으로써 과열 증기(superheated steam)를 생성하는 장치로 사용할 수 있다. 즉, 보일러(미도시)에 의해 생성된 수증기를 공급하는 배관(미도시)을 외통 유닛(20)의 유체 입구(27a)에 연결하고, 히터(30)에 전원을 공급하면, 유체 입구(27a)로 유입되는 피가열 유체인 수증기는, 서로 반대방향으로 형성된 격판의 통공들(15a, 15b)를 통과하면서 히터(30)에 의해 가열된 내통체(11)의 외주면을 골고루 돌아서 내통체(11)와 외통체(21) 사이의 격판(15)에 의해 구획된 공간들을 거쳐 가열되어, 과열 증기로서 유체 출구(27b)로 유출된다. 유체 출구(27b)는 음식물 조리 장치 등 과열 증기를 사용하는 장치에 연결된다.The fluid heating apparatus 100 according to the present embodiment configured as described above can be used as an apparatus for generating superheated steam by heating and receiving wet steam generated by a boiler. That is, when a pipe (not shown) for supplying steam generated by a boiler (not shown) is connected to the fluid inlet 27a of the outer cylinder unit 20 and power is supplied to the heater 30, the fluid inlet 27a The water vapor is uniformly circulated around the outer circumferential surface of the inner cylinder 11 heated by the heater 30 while passing through the through holes 15a and 15b formed in the mutually opposing directions, ) And the outer cylinder 21, and is discharged as superheated steam to the fluid outlet 27b. The fluid outlet 27b is connected to a device that uses superheated steam, such as a food preparation device.

한편, 필요로 하는 과열 증기의 용량이나 온도에 따라, 본 실시형태에 따른 유체 가열 장치(100)를 병렬 또는 직렬로 연결하여 복수 개 사용할 수 있다. 즉, 본 발명에 의하면, 모듈화한 유체 가열 장치(100)를 이용하여, 일반 가정이나 실험실 등에 필요한 소용량 장치는 물론 공장 등에 필요한 대용량 장치를 손쉽게 구현할 수 있다.On the other hand, a plurality of fluid heating apparatuses 100 according to the present embodiment may be connected in parallel or in series depending on the capacity and temperature of superheated steam required. That is, according to the present invention, it is possible to easily implement a mass-capacity device necessary for a factory or the like, as well as a small-capacity device required for a general household or a laboratory using the modularized fluid heating device 100.

또한, 본 발명에 따른 유체 가열 장치는, 과열 증기의 생성 장치로서뿐만 아니라, 공기나 불활성 가스 등과 같은 다른 기체, 또는 물 등의 액체를 가열하는 장치에도 적용할 수 있음은 물론이다.Further, it goes without saying that the fluid heating apparatus according to the present invention can be applied not only to an apparatus for generating superheated steam, but also to an apparatus for heating liquid such as air or inert gas or liquid such as water.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시형태와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

100: 유체 가열 장치
10: 내통 유닛
11: 내통체
13: 평판
13a: 볼트 체결공
15: 격판
15a, 15b: 통공
20: 외통 유닛
21: 외통체
23: 플랜지부
23a: 볼트 체결공
25: 덮개
25a, 25b: 센서 설치공
27a: 유체 입구
27b: 유체 출구
29: 결합수단(볼트/너트)
30: 히터
31: 지지봉
33: 스페이서
35: 열선
37: 히터 덮개
37a: 볼트 체결공
37b: 리드 출입구
35a: 전극 리드
39: 결합수단(볼트/너트)100: Fluid heating device
10: inner cylinder unit
11: My body
13: Reputation
13a: bolt fastening hole
15: diaphragm
15a and 15b: through holes
20: outer cylinder unit
21: outer cylinder
23: flange portion
23a: Bolt tightening ball
25: Cover
25a, 25b: sensor mounting hole
27a: fluid inlet
27b: fluid outlet
29: Coupling means (bolts / nuts)
30: Heater
31: support rod
33: Spacer
35: Heat line
37: Heater cover
37a: Bolt tightening ball
37b: lead entrance
35a: electrode lead
39: Coupling means (bolts / nuts)

Claims

heater;
A hollow cylindrical inner cylinder which houses the heater therein and is heated by the heater;
An outer cylinder having a hollow cylindrical shape to receive the inner cylinder at an interval from the outer circumferential face of the inner cylinder and having an inlet for the fluid to be heated at one end in the longitudinal direction and an outlet for fluid to be heated at the other end; And
And a plurality of diaphragms disposed in the space between the inner cylinder and the outer cylinder and along the longitudinal direction of the inner cylinder to partition the interspace into a plurality of spaces,
Wherein each of the plurality of diaphragms is formed with a through hole through which a fluid to be heated is allowed to pass so that a fluid to be heated flowing into the inlet flows out through the plurality of spaces through the through hole to the outlet .

The method according to claim 1,
Wherein the through hole is biased to one side of the diaphragm,
Wherein the plurality of partition plates are arranged such that the through holes are alternately positioned on the opposite sides when viewed in the longitudinal direction of the inner cylinder.

The method according to claim 1,
And said plurality of diaphragms are joined to the outer circumferential surface of said inner cylinder by welding or press fitting.

The method according to claim 1,
And the plurality of diaphragms are integrally formed together with the inner cylinder.

5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein one end of the inner cylinder is open with a flange portion, the other end of the inner cylinder is closed,
One end of the outer cylinder is opened with a flange portion corresponding to the flange portion of the inner cylinder and the other end of the outer cylinder is closed,
The heater is inserted into the hollow of the inner cylinder from one end of the opened inner cylinder and inserted into the hollow of the outer cylinder from the one end of the opened outer cylinder to accommodate the heater, Wherein the flange portion of the inner cylinder and the flange portion of the outer cylinder are engaged with each other.

5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the heater is an electric heater including a heater frame and a heat line fixed to the heater frame.

The method according to claim 6,
Wherein the heater frame includes a support rod having a length to be received in the hollow of the inner cylinder and a plurality of spacers arranged parallel and spaced apart from each other along the longitudinal direction of the support rod,
Wherein each of the plurality of spacers is provided with a hole or cutout portion through which the heat ray can pass.