KR20190005608A - 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치에 관한 것으로, 급수탱크의 상부로 배출되는 증기를 회수하여 수용할 수 있도록, 내부에 수용공간이 형성된 통 형태로 이루어지고 상기 증기가 상승되는 방향으로 길이를 가지는 챔버; 상기 챔버의 수용공간에 회수된 증기를 외부로 분사할 수 있도록, 상기 챔버의 외측에 길이 방향을 따라 이격되게 복수로 마련되어 상기 수용공간과 챔버 외부를 서로 소통시키는 분사노즐; 및 상기 분사노즐로 증기가 분사될 때 제트기류를 발생시킬 수 있도록, 상기 챔버의 외측으로부터 상기 분사노즐을 향해 하측으로 경사지게 연장 형성되어 상기 분사노즐과 대향하는 위치에 하향 경사로를 형성하는 기류형성리브;를 포함하여 이루어진다.

Description

제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치{Steam recovery device capable of jet injection}

본 발명은 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄소섬유 발열체를 이용한 전기저항 가열식 또는 전기 발열식과 같은 급열 방식에 의해 발생된 증기를, 에너지 발생장치나 농축산용 가습장치 등에서 효과적으로 재활용할 수 있도록, 구조가 개선된 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 증기 보일러 시스템은 작동유체인 물을 가열하여 얻은 고온고압의 증기를 이용하여 동력을 얻도록 하는 열동력 시스템, 전력을 생산하도록 하는 화력 발전 시스템 또는 원자력 발전 시스템, 난방이나 냉방을 수행하도록 하는 냉난방 시스템 등을 말한다.

이러한, 증기 보일러 시스템은 물을 공급하는 급수탱크와, 그 급수탱크에서 공급된 물을 가열시키는 증기보일러와, 그 증기보일러에서 생산된 증기를 건물의 난방 등에 사용하는 증기사용부 및, 증기사용부에서 사용한 증기를 배출하는 배출부로 이루어진다.

이와 같은 증기 보일러 시스템은 고온고압의 증기를 회수하기 위해 증기 외수 장치를 추가로 구비하게 된다. 종래의 증기 회수 장치는 회수된 증기를 이송관으로 분사 시 낮은 분사력으로 인해 그 증기의 활용률을 감소시키고, 회수된 증기의 재사용에 따른 온도제어, 동력발생 또는 전력 생산 시 연료소비량을 상승시키는 문제점을 가진다.

종래기술로는 한국등록특허 제10-1458325호 「증기보일러용 증기재생기」가 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 회수된 증기의 재사용을 위한 분사 시 제트기류의 형성이 가능하고 높은 분사력을 갖도록 하여 그 증기의 활용률을 높일 수 있고, 그 증기의 재사용에 따른 온도제어, 동력발생 또는 전력 생산 시 연료소비량을 감소시킬 수 있도록 하는 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치는, 급수탱크의 상부로 배출되는 증기를 회수하여 수용할 수 있도록, 내부에 수용공간이 형성된 통 형태로 이루어지고 상기 증기가 상승되는 방향으로 길이를 가지는 챔버; 상기 챔버의 수용공간에 회수된 증기를 외부로 분사할 수 있도록, 상기 챔버의 외측에 길이 방향을 따라 이격되게 복수로 마련되어 상기 수용공간과 챔버 외부를 서로 소통시키는 분사노즐; 및 상기 분사노즐로 증기가 분사될 때 제트기류를 발생시킬 수 있도록, 상기 챔버의 외측으로부터 상기 분사노즐을 향해 하측으로 경사지게 연장 형성되어 상기 분사노즐과 대향하는 위치에 하향 경사로를 형성하는 기류형성리브;를 포함하여 이루어진다.

상기 챔버는, 상기 증기가 상승되는 방향으로, 상기 기류형성리브가 형성된 지점에서 상기 분사노즐이 형성된 지점까지를 단위챔버로 구성하며, 상기 단위챔버들을 다층 구조로 구비되는 것이 바람직하다.

상기 단위 챔버는, 상기 증기의 상승 속도가 점진적으로 증가할 수 있도록, 각각의 직경크기가 순차적으로 작게 형성될 수 있다.

본 발명은, 상기 수용공간과 챔버 외부를 소통시키는 개방부가 상기 챔버의 최상단에 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명은 판 형태로 이루어져 상기 개방부와 간격을 형성하며 대향되게 배치되고, 양측이 하향되게 절곡됨으로써 상기 개방부를 통과하는 증기에 대해 하향 경사지게 제트기류를 발생시키는 제트캡;을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명은, 상기 분사노즐을 통해 분사되는 증기의 분사력을 증가시킬 수 있도록, 상기 기류형성리브의 단부와 상기 챔버의 외측을 연결하여 증기 이동공간을 형성하는 연결판과, 상기 연결판에 형성되어 상기 분사노즐과 소통되는 분사구를 구비하는 제트플레이트를 더 포함하여 이루질 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치는, 챔버가 내부에 수용공간을 형성하며 증기를 회수하여 수용하고, 분사노즐이 챔버의 외측에 길이방향을 따라 이격되게 마련되어 증기를 외부로 분사하고, 기류형성리브가 챔버의 외측으로부터 분사노즐을 향해 경사지게 연장형성되어 분사노즐과 대향하는 위치에 하향 경사로를 형성하여 분사노즐로 증기가 분사될 때 제트기류를 발생시킴으로써, 회수된 증기의 재사용을 위한 분사 시 분사력을 증대시켜 그 증기의 활용률을 높이고, 그 증기의 재사용에 따른 온도제어, 동력발생 또는 전력 생산 시 연료소비량을 감소시키는 효과를 가진다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치를 설명하기 위한 사시도.
도 2는 본 발명 일실시예의 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치를 설명하기 위한 단면도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치를 설명하기 위한 단면도.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 본 발명 일실시예의 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치는 챔버(100), 분사노즐(200) 및 기류형성리브(300)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 챔버(100)는 내부에 수용공간이 형성된 통 형태로 이루어지고 증기가 상승되는 방향으로 길이를 가짐으로써, 급수탱크(T)의 상부로 배출되는 증기를 회수하여 수용한다. 상기 챔버(100)는 급수탱크(T)와 서로 소통되게 연결되며 수용공간에 수용된 증기를 챔버 외부로 분사함으로써, 그 증기를 회전형 발전기용 에너지 발생 장치 또는 농축산용 가습 장치나 온도제어장치에서 재사용 할 수 있도록 한다.

상기 챔버(100)는 농축산용 작업장에 설치되어, 고온의 증기를 수용하며 분사 가능하게 하여, 그 작업장의 온도나 습도를 조절할 수 있다. 한편, 상기 챔버(100)는 미세관 또는 외부 이송관에 고온 및 고압의 증기를 공급할 수 있도록 한다. 상기 챔버(100)는 알루미늄이나 스테인레스 스틸과 같은 금속소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 분사노즐(200)은, 상기 챔버(100)의 외측에 길이 방향을 따라 이격되게 복수로 마련되어 그 챔버(100)의 수용공간과 챔버 외부를 서로 소통시킨다. 상기 분사노즐(200)은 상기 챔버(100)의 둘레를 따라 복수로 구비되고, 그 챔버(100)에 다단으로 배치되는 것이 바람직하다.

상기 분사노즐(200)은 챔버(100)의 수용공간에 수용된 증기를 챔버 외부로 분사시키고, 그 증기의 이동 속도를 높여준다. 상기 분사노즐(200)은 구멍 형태나 슬릿 형태로 이루어질 수 있다. 아울러, 상기 분사노즐(200)은 상기 기류형성리브(300)와 함께 증기 분사 시 제트 기류를 형성시킨다.

상기 기류형성리브(300)는, 상기 챔버(100)의 외측으로부터 분사노즐(200)을 향해 하측으로 경사지게 연장 형성됨에 따라 그 분사노즐(200)과 대향하는 위치에 하향 경사로(301)를 형성한다. 따라서 상기 기류형성리브(300)는, 분사노즐(200)을 경유해 챔버 외부로 분사되는 증기에 대해 제트기류를 형성시킨다.

상기 기류형성리브(300)는, 챔버(100)의 둘레를 따라 방사형으로 마련되는 것이 바람직하고 용접 결합 방식 등의 다양한 결합방식으로 그 챔버(100)의 외측에 일체형으로 결합되는 것이 바람직하다. 아울러, 상기 분사노즐(200)은 그 기류형성리브(300)의 하향 경사로(301)를 따라 하향 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일실시예에 따른 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치는, 상기 챔버(100)가 내부에 수용공간을 형성하여 증기를 회수하며 수용하고, 상기 분사노즐(200)이 챔버(100)의 외측에 길이방향을 따라 이격되게 마련되어 증기를 외부로 분사하고, 상기 기류형성리브(300)가 챔버의 외측으로부터 분사노즐을 향해 경사지게 연장형성되어 분사노즐과 대향하는 위치에 하향 경사로를 형성하여 분사노즐로 증기가 분사될 때 제트기류를 발생시킴으로써, 회수된 증기의 재사용을 위한 분사 시 분사력을 증대시켜 그 증기의 활용률을 높이고, 그 증기의 재사용에 따른 온도제어, 동력발생 또는 전력 생산 시 연료소비량을 감소시키는 효과를 가진다.

상기 기류형성리브(300)는, 상기 분사노즐(200)을 통과하는 증기를 미세입자로 변환시키고, 그 증기가 미세관 또는 외부 이송관(미도시)으로 이동 시, 그 미세관 또는 외부 이송관(미도시)에서 제트기류를 발생시켜, 증기의 효과적인 이송이 가능하도록 한다.

한편, 본 실시예에 채용된 상기 챔버(100)는 증기가 상승되는 방향을 따라, 기류형성리브(300)가 형성된 지점에서 분사노즐이 형성된 지점까지를 단위챔버(101, 102)로 이루어진다. 아울러, 상기 챔버(100)는 그 단위챔버들을 다층구조로 구비함으로써, 분사노즐(200) 및 기류형성리브(300)가 다층구조로 이루어질 수 있도록 한다.

여기서, 상기 단위챔버들은 각각의 직경크기가 순차적으로 작게 형성됨으로써, 챔버(100)를 따라 상승하는 증기의 상승 속도를 점진적 증가시킨다. 즉 상기 단위챔버들은 일 단위챔버(101)와 타 단위챔버(102)로 이루어진다. 상기 타 단위챔버(102)의 직경 크기(b)는 일 단위챔버(101)의 직경 크기(a)보다 작게 형성된다.

이와 같이, 챔버(100)는 내부의 직경 크기가 상측으로 갈수록 점차 작게 형성됨으로써, 증기의 상승 속도를 증대시키고 하측 분사노즐(200)에서 분사되는 증기의 분사속도와 상측 분사노즐에서 분사되는 증기의 분사속도를 균일하게 조절하는 효과를 도출한다.

상기 챔버(100)의 최상단 측은 개방되어 개방부를 형성할 수 있고, 제트캡(400)이 그 개방부와 대향되게 배치된다. 상기 챔버(100)의 최상단에는 상기 제트캡(400)이 배치됨으로써, 상승된 증기를 챔버 외측으로 분사 시 제트기류를 생성할 수 있다.

본 발명에 따른 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치는, 제트캡(400)을 더 포함할 수 있다. 상기 제트캡(400)은, 판 형태로 이루어져 상기 개방부와 간격을 형성하며 대향되게 배치되고, 양측이 하향되게 절곡됨으로써 상기 개방부를 통과하는 증기에 대해 하향 경사지게 제트기류를 발생시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 일실시예에 따른 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치를 설명하였다. 이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치를 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치를 설명하기 위한 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 앞에서 설명한 실시예와 대부분의 구성이 유사하나, 제트플레이트(500)를 더 포함한다는 점에서 차이점이 있다.

즉, 상기 제트플레이트(500)는 연결판(501)과 분사구(502)를 포함하여 이루어진다. 상기 제트플레이트(500)의 연결판(501)은 상기 챔버(100)의 둘레를 따라 방사형으로 마련되어 기류형성리브(300)의 단부와 챔버(100)의 외측을 서로 연결한다.

상기 연결판(501)은, 상기 기류형성리브(300)와 챔버(100)의 외측에 증기가 이동할 수 있는 이동공간을 형성하고 그 증기 이동공간을 경유한 증기가 상기 분사구(502)를 통해 챔버 외부로 분사될 수 있도록 한다.

상기 제트플레이트(500)의 분사구(502)는 연결판(501)에 형성되어 상기 분사노즐(200)과 소통됨으로써, 증기 이동공간의 증기를 빠른 속도로 챔버 외부로 분사시킨다. 상기 분사구(502)는 단수 또는 복수로 이루어지는 것이 바람직하며 슬릿 형태로 형성될 수 있다.

본 실시예는 제트플레이트(500)의 연결판(501)이, 증기가 상승되는 방향을 따라 다층 구조로 이루어진 기류형성리브(300)와 챔버의 외측을 연결하여 증기 이동공간을 형성하고, 그 연결판(501)에 분사노즐과 소통되는 분사구(502)를 구비함으로써, 챔버 외부로 분사되는 증기의 분사력을 증대시키며 그 증기가 외부 이송로 측으로 이동 시 제트기류를 형성시킬 수 있도록 하는 장점을 가진다.

이상, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치를 설명하였다. 이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치를 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치를 설명하기 위한 단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 앞에서 설명한 실시예들과 대부분의 구성이 유사하나, 챔버(100)의 구조에 있어서 차이점이 있다.

즉, 본 실시예에 채용된 상기 챔버(100)는, 증기가 상승되는 방향을 따라 길게 형성되며 내부에 수용공간을 구비한다. 상기 챔버(100)는 원통형 구조로 이루어지며, 상기 기류형성리브(300)가 형성된 지점에서 분사노즐(200)이 형성된 지점까지 단위챔버들로 이루어진다.

상기 단위챔버들은 다단 구조의 분사노즐(200)과 기류형성리브(300)를 마련하고, 일 단위챔버(101)와 타 단위챔버(102)의 내부 직경 크기가 동일하게 이루어짐으로써, 상기 챔버(100)의 내부공간에서 증기가 원활하게 이동할 수 있도록 한다.

아울러, 본 실시예들에 채용된 챔버(100)는, 회수판(600)을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 회수판(600)은 급수탱크(T)와 챔버(100)가 연결되는 부분에 구비된다. 즉 회수판(600)의 상기 챔버(100)의 하측 단부에 방사형태로 구비되며, 급수탱크(T)를 향해 하향 경사지게 이루어진다.

따라서, 상기 회수판(600)은 급수탱크(T)에서 발생된 증기를 챔버(100)의 수용공간측으로, 가이드하며 챔버(100)가 그 증기를 효과적으로 회수할 수 있도록 하는 장점을 도출한다.

이상, 본 발명에 대한 바람직한 실시예들을 설명하였으나 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며 본 발명이 속하는 기술분야에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있음은 자명하다.

100: 챔버 101: 일 단위챔버
102: 타 단위챔버 200: 분사노즐
300: 기류형성리브 301: 하향 경사로
400: 제트캡 500: 제트플레이트
501: 연결판 502: 분사구
600: 회수판

Claims (5)

1. 급수탱크의 상부로 배출되는 증기를 회수하여 수용할 수 있도록, 내부에 수용공간이 형성된 통 형태로 이루어지고 상기 증기가 상승되는 방향으로 길이를 가지는 챔버;
   상기 챔버의 수용공간에 회수된 증기를 외부로 분사할 수 있도록, 상기 챔버의 외측에 길이 방향을 따라 이격되게 복수로 마련되어 상기 수용공간과 챔버 외부를 서로 소통시키는 분사노즐; 및
   상기 분사노즐로 증기가 분사될 때 제트기류를 발생시킬 수 있도록, 상기 챔버의 외측으로부터 상기 분사노즐을 향해 하측으로 경사지게 연장 형성되어 상기 분사노즐과 대향하는 위치에 하향 경사로를 형성하는 기류형성리브;를 포함하여 이루어지는 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 챔버는,
   상기 증기가 상승되는 방향으로, 상기 기류형성리브가 형성된 지점에서 상기 분사노즐이 형성된 지점까지를 단위챔버로 구성하며, 상기 단위챔버들을 다층 구조로 구비하는 것을 특징으로 하는 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 단위 챔버는,
   상기 증기의 상승 속도가 점진적으로 증가할 수 있도록, 각각의 직경크기가 순차적으로 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 수용공간과 챔버 외부를 소통시키는 개방부가 상기 챔버의 최상단에 형성되고,
   판 형태로 이루어져 상기 개방부와 간격을 형성하며 대향되게 배치되고, 양측이 하향되게 절곡됨으로써 상기 개방부를 통과하는 증기에 대해 하향 경사지게 제트기류를 발생시키는 제트캡;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 분사노즐을 통해 분사되는 증기의 분사력을 증가시킬 수 있도록, 상기 기류형성리브의 단부와 상기 챔버의 외측을 연결하여 증기 이동공간을 형성하는 연결판과, 상기 연결판에 형성되어 상기 분사노즐과 소통되는 분사구를 구비하는 제트플레이트를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 제트기류 형성이 가능한 증기 회수 장치.

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