KR930007266B1 - 증기직접가열형 소음기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

증기직접가열형 소음기

제1도는 작용상태를 나타낸 일실시예에 의한 종단면도.

제2도는 동 측면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 외통 2 : 순환유도파이프

3 : 분할에젝터 4 : 분할디퓨셔

6 : 증기유입구 7 : 1차 유입공

8 : 2차 유입공 9 : 3차 유입공

10 : 테이퍼관

본 발명은 대용량의 물탱크내에서 무소음으로 증기와 물을 직접 혼합할 수 있는 소형의 증기직접가열형 소음기에 관한 것이다.

종래에는 고온수를 얻기 위해 에젝터와 디퓨셔의 원리를 이용한 가열기(열교환기)를 탱크에 결합하거나 유체관상에 연결 설치하여 사용하여 왔다. 이와같은 종래의 작동원리를 살펴보면 협소하게 좁아졌다가 다시 확장되는 노즐을 가진 디퓨셔 측방에서 냉수가 유입될 수 있는 조건을 조성하고, 협소하게 좁아졌다가 다시 확장되는 노즐을 가진 에젝터를 상기 디퓨셔 전방에 설치하여 에젝터를 통하여 디퓨셔측으로 증기를 압송하면 디퓨셔 측방의 냉수가 디퓨셔의 노즐로 유입되면서 상기 증기와 혼합하여 온수화 하는 것이었다.

그러나, 상기의 것은 공업용으로 대용량의 온수를 필요로 할 경우에는 문제가 있었는 바, 즉, 증기의 양이 많아 에젝터의 내경이 커지게 되면 디퓨셔의 내경도 변하게 되고 상대적으로 에젝터의 길이와 디퓨셔의 길이도 연동하게 되는 바 그 내경과 길이가 커 엄청난 설비비가 필요할 뿐만 아니라 증기와 물(유체)의 혼합시에 열교환의 불균형으로 일어나는 소음(steam hammering과 water hammering)과 진동이 매우 커 구조물의 파괴현상이 야기되는 등 이에 대처할 수 없는 문제가 있었다. 상기의 햄머링은 엔트로피를 갖는 저밀도 고압력의 증기가 물(유체)과 혼합되는 과정에서 생겨나는 것이다.

본 발명은 종래의 이와같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 온수의 순환유도방식을 택하고 작은 에젝터와 디퓨셔를 동축상으로 설치하여 용량은 극대화하면서 전체 크기는 매우 작게 형성함과 동시에 아직 미혼합상태의 증기와 유체를 증기압을 이용하여 소위 박막판(thin film) 현상으로 유도하므로써 무소음화하는데 그 목적이 있는 것이다.

이와같은 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 제1도 및 제2도에서 보는 바와 같이 외통(1)과 순환유도 파이프(2)간에 다수의 분할에젝터(3)와 분할디퓨셔(4)를 동축상으로 환설하고 상기 외통(1) 일측에 플랜지(5)를 갖는 증기유입구(6)를 형성하며 유체유입을 위한 1차 유입공(7)과 2차 유입공(8) 및 3차 유입공(9)을 상기 외통(1)과 순환유도파이프(2)상에 상기 분할에젝터(3)와 분할디퓨셔(4)에 맞추어 다수개 형성하고 상기 순환유도파이프(2) 단부에 소음(消音)을 위한 테이퍼관(10)을 형성시킨 것이다.

본 발명의 일실시예를 나타내는 제1도에서 분할에젝터(3)와 분할디퓨셔(4)는 에젝터고정대(11)와 디류셔고정대(12)에 의하여 순환유도파이프(2)와 내통(13)사이에 고정되어 있고, 상기 내통(13)과 3차 유입공(9)쪽의 외통(1)간에는 차단벽(14)에 의하여 차단되어 있으며 일측의 외통(1)과 순환유도파이프(2) 단부간에도 증기의 유입로를 확보하기 위한 앤드카바(15)로 차단되어 있다.

상기한 분할에젝터(3)와 분할디퓨셔(4)는 그 사이로 유체가 빨려들어갈 수 있도록 이격되어 있고 상기 이격된 공간으로 유체를 유입시킬수 있는 1차 유입공(7)이 상기 분할에젝터(3)와 분할디퓨셔(4)사이에 해당하는 순환유도파이프(2)상에 다수개 환설되어 있다. 상기 분할디퓨셔(4)의 단부쪽에 해당하는 순환유도파이프(2)상에는 1차 혼합된 혼합유체에 새로운 유체를 보충 혼합하기 위한 2차 유입공(8)이 다수개 환설되어 있고, 차단벽(14) 일측의 외통(1)상에도 상기 2차 혼합된 혼합유체에 새로운 유체를 보충 혼합하기 위한 3차 유입공(9)이 다수개 환설되어 있다.

상기 1차 유입공(7)과 2차 유입공(8) 및 3차 유입공(9)의 형성 개수는 분할에젝터(3)와 분할디퓨셔(4)의 설치 개수와 일치한다. 미설명부호 16은 물탱크이고, 17은 증기배관이다. 본 발명의 작용효과를 설명한다.

먼저, 본체를 물탱크(16) 내벽에 설치하여 물속에 잠겨 있는 상태에서 증기유입구(6)내로 고온의 증기가 고압으로 공급되면 분할에젝터(3) 노즐에서 증기를 분사, 1차 유입공(7)에서 흘러들어오는 유체를 증기와 혼합하여 분할디퓨셔(4)의 목에서 증기와 유체의 강한 압력을 받아 1차로 열교환되어 가다가 2차 유입공(8)에서 들어오는 유체와 2차 혼합되고 다시 3차 유입공(9)에서 들어오는 유체와 3차 혼합되어 밖으로 유출된다.

상기 증기가 계속 유입되는 한 유체는 계속 순환되면서 물탱크(16)내의 수온을 상승시키게 된다.

상기에서 혼합되는 증기와 유체는 증기의 압력에 의하여 테이퍼관(10)에 강하게 부딛혀 박막판 현상을 일으킨다. 일반적으로 에젝터와 디퓨셔를 사용하는 물가열기의 경우와 본 발명에서 테이퍼관(10)을 제거한 상태로 실험하였을 때 디퓨셔를 빠져나오는 유체와 증기의 혼합온도가 60℃ 이하일때에는 소위 햄머링과 진동이 전혀 없는 것으로 나타났으나 상기의 혼합온도가 60℃를 넘어서면서부터 햄머링과 진동이 심해지는 현상이 나타난다. 테이퍼관(10)의 형성은 상기의 혼합온도가 60℃를 넘어도 전혀 햄머링과 진동이 일어나지 않게 하기 위한 것이다. 즉, 고온의 증기와 유체의 미혼합을 증기의 힘으로 테이퍼관(10)면에 표면장력이 작용하여 하나의 압력이 높은 박막의 온수막(Hotwater Film Flow)을 형성하면서 계속해서 부딛혀오는 비교적 저밀도의 분자층인 미혼합의 습포화증기를 흡착시켜 2, 3차 혼합과 더불어 순식간에 완전 혼합으로 유도됨과 동시에 밖으로 유출되는 것이다.

상기 온수막의 두께는 증기의 압력에 따라 조절할 수 있어 미차의 소음까지 제어할 수 있다. 기본적으로 열원은 포화증기 및 과열증기 임계압 220Kg/㎠ ABS 이하와 임계온도 372℃ 이하에서 조작가능하고 엔트로피(Entropy) 상승 (0.024Kcal/Kg°K에서 1Kcal/Kg°K)조작이 가능하다.

이와같은 본 발명은 그 본체자체를 소형으로 구성할 수 있으면서도 그 성능이 매우 뛰어나 소량의 온수생산에서부터 대용량의 공업용 고온수까지 폭넓게 생산 가능하며, 특히 소음을 설치 장소로부터 1m내의 거리에서 10㏈ 이하로 조작할 수 있어 구조물의 파괴현상등을 막을 수 있다.

Claims (1)

1. 외통(1)과 순환유도파이프(2)간에 다수의 분할에젝터(3)와 분할디퓨셔(4)를 동축상으로 환설하고 상기 외통(1) 일측에 플랜지(5)를 갖는 증기유입구(6)를 형성하며 유체유입을 위한 1차 유입공(7)과 2차 유입공(8) 및 3차 유입공(9)을 상기 외통(1)과 순환유도파이프(2)상에 상기 분할에젝터(3)와 분할디퓨셔(4)에 맞추어 다수개 형성하고 상기 순환유도파이프(2) 단부에 소음(消音)을 위한 테이퍼관(10)을 형성시킨 것을 특징으로 하는 증기직접가열형 소음기.

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