KR940003747Y1 - 열저장기의 중기액화탱크 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

열저장기의 중기액화탱크

제1도는 본 고안을 적용시킨 열저장기의 개략구성도.

제2a, b, c도는 본 고안에 따른 열저장기의 증기액화탱크 구성도.

제3도 및 제4도는 본 고안에 따른 열저장기의 증기액화탱크에 대한 또다른 구성예.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 열저장기 3 : 파이프

4 : 단열재 5,6 : 순환펌프

8 : 파이프 10 : 인입구

11 : 배출구 12 : 공기배출변

13,13′ : 분사파이프 18 : 증기액화탱크

19 : 냉수밸브 20 : 제어장치

23 : 분사노즐 30 : 급탕탱크

본 고안은 보일러등의 열저장기에 적용가능한 증기액화탱크에 관한 것이다.

예를 들면, 종래에는 심야전력을 이용한 열저장기의 수단으로서 물탱크를 사용하여 필요에 따라 물탱크내에 저장된 축열된 고온의 물을 이용해 왔으나 이는 적정량의 에너지를 저장하기 위하여는 시설비가 많이 들고 설치공간이 비대해지는 단점이 있었다.

따라서 이에 최근 개발된 열저장기로서 제1도에 나타낸 구성예와 같은 열저장기 구조가 나오게 되었다. 제1도의 구성은 열저장기(1)내에 전열선(2)이 형성되고 전열선(2)을 포함하는 열저장기(1) 내부를 파이프(3)가 관통하고, 열저장기(1)의 외주면으론 단열재(4)가 형성된다. 그 상하로써 모스타트(24)(33)가 형성되어 제어장치(20)와 연결되고, 제어장치(20)엔 타이머(36)가 설치되어 전체적으로 열저장시스템(14)을 형성한다. 그리고 보조열저장탱크(7)를 함께 갖춘 이와 같은 기존의 장치에서, 본 고안은 증기 액화탱크(18)를 연결구성하였으며, 또한 급탕탱크(30)와 방열기(16)도 함께 연결동작되도록 구성하였다.

이하 본 고안의 구성을 상세히 설명한다.

열저장기(1)를 거쳐나오는 파이프(3)는 연결구(17′)에 의해 본 고안에 의한 증기액화탱크(18)와 연결되고 증기액화탱크(18)를 거쳐나온 파이프(3)의 일부는 보조열저장탱크(7)로 들어가고 일부는 곧바로 나가며, 재차 그 일부는 급수구(34), 배수구(35) 및 팬(9)을 갖춘 급탕탱크(30)로 들어가고 일부는 직진하여 방열기(16)를 거쳐, 팽창실(25), 순환펌프(5)(6) 및 연결구(37)(38)(17)를 경유하여 열저장기(1)로 순환된다. 한편 급탕탱크(30)와 증기액화탱크(18) 사이에는 써모스타트(33)와 냉수밸브(19)가 설치되도록 하여 증기액화탱크(18)로의 물공급이 제어되도록 한다.

이와 같이 연결구성된 증기액화탱크(18)는 배출구(11)의 높이를 인입구(10)의 높이보다 낮게 형성하고, 상기 증기액화탱크(18) 내부에 설치되는 분사파이프(13)의 외주면으로는 연속되게 다수의 분사노즐(23)을 천공하고 길이방향으로는 끝이 뾰족하도록 형성하여서 구성한 것이다.

그리고 전체적인 시스템의 순환작동을 위해 제어장치(20)와 연결구(37, 38)가 연결되어 그 후방에의 펌프(5, 6)에 의해 물의 순환이 이루어지도록 하였으며, 또한 순환펌프(6)는 보조열저장탱크(7)와도 연결되어 함께 작동하도록 되어 있다.

상기한 바와 같은 본 고안의 구성예에 의한 열저장시스템의 동작을 설명하면, 먼저 심야의 시각에 전원이 제어장치(20)를 거쳐 열저장기(1)내의 전열선(2)을 가열시켜 열저장기내의 열저장 물질을 고온으로 만든다. 여기서 열저장기는 600℃∼850℃까지 가열되며 이 가열된 온도는 열저장기(1)에 보온되어 있다가 필요시엔 열저장기(1) 내의 파이프(3)에 유통되는 물이 순환펌프(5)(6)의 작동에 의해 순환되면서 열저장기(1) 내에 있는 축적된 열을 증기액화탱크(18)를 거쳐 급탕탱크(30)나 방열기(16)에 전달하게 된다.

따라서 보통 차가운 수도물로 채워진 급탕탱크(30)에는 급수구(34)로 차가운 수도물이 들어와서 팬(9)의 회전으로 뜨거운 파이프(3)의 온도를 받아 뜨거워진 다음 배수구(35)를 거쳐 부엌이나 목욕탕등 필요한 여러곳에 더운 물을 공급하게 된다.

또한 파이프(3)는 방열기(16)에 연결되어 거실이나 방을 따뜻하게 사용할 수도 있다.

순환펌프(5)(6)는 저온수를 열저장기(1)에 공급하며, 온도감지에 따른 순환펌프(5)(6)의 속도조절을 해주는 제어장치(20)는 심야전력의 공급조절까지 한다. 여기서 열저장기(1)의 측열한도를 넘는 경우 그 나머지 열은 보조탱크(7)에 축열시킨다. 열저장기(1)에 삽입되어 있는 파이프(3)는 전열선(2)의 가열에 의해 파이프(3) 내부의 물이 수증기상태로 되어 펌프(5)(6)의 작동으로 가압되어 열저장기(1)에서 증기액화탱크(18)로 전달되며, 이때 고온의 증기는 액화탱크(18)의 인입구(10)로 들어와서 분사파이프(13)의 외주면으로 천공된 분사노즐(23)에서 분사되는 물과 접촉하여 급속히 냉각되면서 고온수를 만들어내는데 있어, 통상의 방법으로는 긴 시간이 소요되므로 본 고안은 이것을 해결하고자 제2a, b, c도에 도시된 바와 같은 구성의 증기액화탱크(18)를 구체적으로 안출한 것이다.

본 고안에 따른 증기액화탱크(18)는 열저장기(1)의 파이프(3)에 연결된 증기액화탱크(18)의 중앙보다 약간 높은 위치에 고온의 증기가 들어오는 인입구(10)(제2도)를 형성하고, 그 반대편의 아랫쪽 바닥면 가까운 위치로 배출구(11)를 형성하며, 상부엔 최초작동시에 공기를 빼주기 위한 공기배출변(12)을 형성하고, 또한 순환펌프(5)에서는 분로를 형성하여 여러 구멍이 형성되어 분사하는 분사파이프(13)를 인입구(10) 바로 앞쪽에 설치하고, 또다른 분사파이프(13′)를 증기액화탱크(18)의 상부에 설치한다. 이때 분사파이프(13)(13′)를 증기액화탱크(18)의 상부에 설치한다. 이때 분사파이프(13)(13′)는 길이방향으로 끝이 뾰족하게 형성하고 그 외주면으로는 연속으로 분사노즐(23)을 천공하여 분사노즐(23)로 저온저압의 냉수를 뿌려준다.

따라서 고온의 증기는 상기 저온저압의 냉수와 혼합되어 급속히 고온저압의 온수가 되어 증기액화탱크(18)의 하부에 형성된 배출구(11)를 거쳐 신속히 방열기(16)와 급탕탱크(30)로 보내지게 된다.

즉, 분사파이프(13)의 끝이 뾰족하기 때문에 급수되는 물의 유속을 보다 빠르게 다수의 분사노즐(23)로 신속히 분사됨으로 많은 양의 물이 빨리 이동하면서 고온고압의 수증기와 보다 많이 접촉할 수 있으므로 고온의 온수를 보다 많이 얻을 수 있는 것이다.

본 고안의 증기액화탱크(18)를 제2a, b, c도는 실시예에 따라 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 제2a도에 있어서, 증기액화탱크(18)는 파이프(3)와 연결되는 인입구(10)가 형성되고, 인입구(10)보다 낮은 반대쪽에는 배출구(11)가 형성된다. 상부엔 공기배출변(12)이 형성되며, 증기액화탱크(18) 내부엔 두개의 분사파이프(13)(13′)가 설치된다. 분사파이프(13)(13′)엔 다수의 분사노즐(23)이 형성되어 있으며 길이방향으로는 끝이 송곳처럼 뾰족하게 형성되어 있다. 이 분사파이프(13)(13′)는 냉수밸브(19)와 연결된다.

이와 같은 구성에 의해 순환펌프(5)가 저온저압의 냉수를 열저장기(1)에 공급하면 열저장기(1) 내부에서 증기화된 수증기가 파이프(3)를 거쳐 인입구(10)측으로 유입하여 스팀으로 분사하게 된다. 이때 제어장치(20)에서는 신호를 순환펌프(5)에 보내어 냉수밸브(19)를 개방시켜 길이방향으로 끝이 뾰족한 분사파이프(13)(13′)에 형성된 분사노즐(23)로 저온저압의 냉수를 증기액화탱크(18)에 분사하게 한다.

따라서 순환펌프(5)의 냉수밸브(19)를 개방시키는 것과 증기액화탱크(18)로부터 고온의 증기가 들어오는 것은 거의 동시에 이루어지게 되는 것이다. 이때 분사파이프(13)(13′)의 끝이 뾰족하기 때문에 저온저압의 냉수는 신속히 분사노즐(23)로 분사되어 인입구(10)로 들어오는 스팀과 접촉하여 아주 빠르게 고온수를 얻을 수 있게 된다.

이와 같이 하여 얻어진 고온의 물은 증기액화탱크(18)의 배출구(11)를 통해 급탕탱크(30)에 공급되며 공급되는 물의 온도가 90°이상이 되면 써모스타트(33)가 작동하여 고속의 순환펌프(5) 작동은 정지되고 그 대신에 저속의 순환펌프(6)가 작동된다.

고속순환펌프(5)는 처음에 약 30초간만 사용하게 되고 저속순환펌프(6)는 그 이후에 정속도로 온수를 공급하게 된다.

증기액화탱크(18) 상부엔 공기배출변(12)이 설치되어 있어 이를 눌러주면 증기액화탱크(18)내에 발생된 기포를 없애주므로 순환도중에 파이프(3)내의 기포로 인한 순환상의 장애를 제거해준다.

또한 제2b도는 본 고안의 증기액화탱트(18)에 대한 또다른 구성예로서 모든 동작은 상기한 실시예와 동일하나, 인입구(10)의 구성을 긴 파이프상에 다수 형성시키고 이에 따라 분사파이프(13)의 구성 역시 길고 뾰족한 형태로 구성시켰다. 이는 고온수와 스팀과의 접촉을 최대로 많이 가질 수 있도록 하기 위한 실시예이다.

제2c도는 본 고안의 증기액화탱크(18)의 또다른 실시예로써, 제2b도와 유사하나 여기서는 인입구(10)를 분사파이프(13)의 선단과 대향하도록 다수 형성시켜, 수증기가 긴 통로를 통과하면서 신속하게 고온수로 되어 대향하는 하부의 배출구(11)로 빠져나가도록 하였다.

즉, 상기한 실시예들은 저온저압의 냉수를 뿌려주는 증기액화탱크장치의 구성에 대한 것으로, 인입구(10)에 들어오는 증기에 직접 냉수를 분사함과 동시에 상부에 정체된 증기에도 그 상부에 설치된 분사파이프(13′)에 의해 냉수를 분사시키는 것에 의해 고온수를 효율적으로 만들어내도록 한 것이다.

그러나 제3도와 같이 증기액화탱크(18)를 직사각형으로 길게 형성하고 증기액화탱크(18)의 상부에 냉수분사파이프(13′)를 형성시키고 여러개의 분사노즐(23′) 부분이 증기액화탱크(18) 내부에 들어가 있도록 하고, 또한 증기 액화탱크(18)의 하부에도 냉수분사파이프(13)를 설치하여 여기서도 여러갈래의 지관을 형성한 분사노즐(23)이 증기액화탱크(18) 내부에 삽입되도록 형성시킬 수도 있다.

또한 상기와는 달리 제4도의 예와 같이, 증기액화탱크(18)를 길고 좁은 직사각형 형태로 형성하고, 냉수분사파이프(13)를 하나만 길게 중앙의 관통하도록 설치하여 구성할 수도 있다.

이상과 같은 본 고안에 의한 구성예들은 보일러등의 열저장기기에 설치되는 증기액화탱크에만 국한되는 것이 아니라 모든 열전달시스템에서 고온의 수증기를 액화시켜 고온수를 신속히 만드는데 필요한 모든 장치에 적용할 수도 있다.

이상과 같은 본 고안의 증기액화탱크는 내부에 설치된 분사파이프의 외주면에 다수 연속하여 천공된 분사노즐로 저온수가 빠르게 분사되므로 증기액화탱크 내부에서 스팀과 신속히 접촉하면서 적당한 온도의 온수를 신속히 만들어냄으로써 고온가열의 작동시간을 줄이고 열효율성을 높여 열저장기기의 효능을 향상시킬 수 있는 효과가 있어 유용하고 실용적인 것이다.

Claims (1)

1. 증기액화탱크(18)는 열저장시스템(1)과 보조열 저장탱크(7), 급탕탱크(30) 및 방열기(16)의 파이프(3)에 장착하여 온수를 공급하기위해 구성된 열저장기(1)에 있어서, 상기 증기액화탱크(18) 내부에는 다수의 분사노즐(23)을 연속으로 천공하고 길이방향으로 갈수록 끝이 뾰족하게 형성된 분사파이프(13)를 구비하고, 상기 증기액화탱크(18)의 배출구(11)는 대향하는 인입구(10)의 높이보다 낮게 형성하여서 구성된 것을 특징으로 하는 열저장기의 증기액화탱크.