KR101376727B1 - 스팀트랩 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스팀트랩을 개신한다. 개시된 스팀트랩은 스팀배관과 연결되는 본체와, 이 본체로 포집되는 응축수를 배출하도록 본체와 응축수배출관을 연결하는 응축수 배출유닛과, 이 응축수 배출유닛에 결합되어 응축수 배출유닛의 응축수 유속을 증가시켜 배출시키는 보조 오리피스유닛을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

스팀트랩{STEAM TRAP}

본 발명은 스팀트랩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 증기사용기기나 스팀배관에서 발생하는 응축수를 자동으로 배출할 뿐만 아니라, 가공 및 설치를 용이하게 할 수 있도록 하는 스팀트랩에 관한 것이다.

통상 증기를 사용하는 생산설비, 열교환기 등의 증기(스팀)이송배관에는 고온, 고압의 증기에 의해 이송배관의 내외부 온도차이로 인하여 이송배관 내에 응축(凝縮)수가 생성된다.

이러한, 응축수는 스팀이송 중 증기이송배관을 타격하는 워터해머(Water Hammer)의 원인이 되기 때문에 증기이송배관에서 많은 소음이 발생할 뿐만 아니라, 열 효율을 저하시킨다. 이에 따라, 증기이송배관에는 응축수의 제거을 위하여 스팀트랩(Steam Trap)이 설치된다.

스팀트랩은 증기이송배관에서 응축수만을 자동적으로 배출하는 것으로, 다양한 방식으로 제공되고 있으며, 특히 볼후로트식, 디스크식, 바이메탈식, 버킷식, 오리피스식 등이 많이 사용된다.

볼후로트식 스팀트랩은 증기와 응축수의 밀도차를 이용하여 응축수를 배출하는 것으로, 압력과 유량의 급격한 변동에 큰 영향을 받지 않으나, 빙결에 의한 손상이 발생할 수 있다.

디스크식 스팀트랩은 응축수가 스팀트랩 내에 고이면 트랩 내의 온도가 낮아져서 변압실 내의 압력이 저하되기 때문에 디스크가 들어 올려져 응축수가 배출된다.

바이메탈식 스팀트랩은 응축수가 스팀트랩 내에 고이면 트랩 내의 온도가 저하하여 바이메탈의 작용에 의해서 볼 밸브(Ball Valve)가 열려서 응축수가 배출된다. 또한, 바이메탈식 스팀트랩의 바이메탈은 열 팽창율이 다른 2종의 금속을 붙인 것이며, 온도 변화에 의해서 휘어지는 작용을 하게 된다.

버킷식 스팀트랩은 버킷이 부상해서 배수 밸브에 의해 밸브 자리를 닫고 있지만, 입구에서 드레인이 흘러 들어가 버킷 내에 고이면 드레인이 고여서 버킷은 가라앉아 버킷에 직결되어 있는 배수밸브가 열려서 증기 압력에 의해 버킷 내의 드레인이 배출된다.

오리피스식 스팀트랩은 배출되는 응축수가 오리피스 홀을 점유한 상태를 유지하며 스팀의 누출을 막는 원리이다.

이와 같은 스팀트랩 중 오리피스 스팀트랩은 스팀 누출이 극소화 되고, 작동구가 필요 없으며, 발열면적이 적고, 가열체에 대하여 열전달율이 향상되는 등의 이점으로 인해 경제적 이득이 크다.

그런데, 상기와 같은 종래의 오리피스 스팀트랩은 직경이 작은 오리피스구멍을 가공하기가 매우 어려워 생산성이 저하될 뿐만 아니라, 오리피스구멍의 크기를 변경하기 위해서는 오리피스 스팀트랩 전체를 교체하여야 하므로, 유지보수비용이 상승하는 문제점이 있다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

한국 등록특허 제10-1189706호(등록일:2012.10.04, 명칭:오리피스 스팀트랩) 한국 등록특허 제10-0244999호(등록일:1999.11.25, 명칭:스팀트랩 장치)

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 스팀배관의 크기와 사용처에 따라 오리피스홀의 크기를 용이하게 조절하여 설치할 수 있고, 오리피스홀의 가공을 용이하게 할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 스팀트랩을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀트랩은: 스팀배관과 연결되는 본체; 상기 본체로 포집되는 응축수를 배출하도록 상기 본체와 응축수배출관을 연결하는 응축수 배출유닛; 및 상기 응축수 배출유닛에 결합되어 상기 응축수 배출유닛의 응축수 유속을 증가시켜 배출시키는 보조 오리피스유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보조 오리피스유닛은 상기 응축수 배출유닛에서 응축수를 배출하는 방향으로 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보조 오리피스유닛은, 상기 응축수 배출유닛의 제1 오리피스홀의 내면에 압입되는 결합부; 및 상기 제1 오리피스홀의 유입구측에 지지되는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합부는, 상기 제1 오리피스홀의 내경과 동일한 직경 또는 상기 제1 오리피스홀의 내경보다 큰 직경을 가지는 압입면; 및 상기 제1 오리피스홀의 내경보다 작은 직경을 가지도록 상기 압입면에서 연장 형성되는 가이드면을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합부는, 상기 압입면과 상기 가이드면 사이에 상기 제1 오리피스홀의 살밀림에 의해 발생하는 칩이 유입되는 칩유입부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합부는, 그 길이가 상기 제1 오리피스홀의 길이보다 길게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보조 오리피스유닛은, 제2 오리피스홀이 형성되고, 상기 제2 오리피스홀로 유입되는 응축수의 압력을 감압하는 제2 감압부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보조 오리피스유닛은, 제2 오리피스홀이 형성되고, 상기 제2 오리피스홀에서 배출되는 응축수의 압력을 증가시키는 제2 증압부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 스팀트랩은 종래 기술과 달리 보조 오리피스유닛을 응축수 배출유닛의 제1 오리피스홀에 선택적으로 결합하여 사용할 수 있으므로, 스팀배관의 크기나 사용처에 따라 제1 오리피스홀의 크기를 용이하게 조절할 수 있다.

또한, 본 발명은 보조 오리피스유닛에 직경이 작은 제2 오리피스홀을 형성하므로, 작은 직경의 오리피스홀을 용이하게 가공할 수 있으므로, 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀트랩을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀트랩을 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 배출유닛 및 보조 오리피스유닛을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 배출유닛에 보조 오리피스유닛이 결합된 상태를 나타낸 요부확대 사시도이다.
도 6은 도 4의 결합단면도이다.
도 7은 도 6의 "A"부 확대도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 스팀트랩의 바람직한 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀트랩을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀트랩을 나타낸 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 배출유닛 및 보조 오리피스유닛을 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4의 결합단면도이고, 도 6은 도 5의 요부확대도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 스팀트랩(100)은 스팀이 이송되는 스팀배관(101)에 연결되어 스팀배관(101)에서 발생하는 응축수를 포집하고, 포집된 응축수를 응축수배출관(103)으로 배출시킨다.

이러한, 스팀트랩(100)은 스팀배관(101)과 연결되는 본체(110)와, 이 본체(110)와 응축수배출관(103)을 연결하는 응축수 배출유닛(120)과, 이 응축수 배출유닛(120)에 결합되는 보조 오리피스유닛(130)을 포함한다.

이때, 본 실시예에 따른 스팀트랩(100)은 응축수를 감압하여 배출시키는 오리피스홀의 직경을 스팀이송배관의 크기나 압력 등에 따라 용이하게 조절할 수 있도록 응축수 배출유닛(120) 및 보조 오리피스유닛(130)의 오리피스홀 크기 예컨대 상기 오리피스홀의 직경이 다른 크기를 가지도록 형성된다.

본체(110)는 유입구가 스팀배관(101)과 연결되고 배출구에 응축수 배출유닛(120)이 연결되며, 이상압력 발생시 내부에 포집되는 응축수를 제거하거나 내부 압력을 배출시키기 위한 분기구(111)를 구비한다. 이때, 분기구(111)에는 블로다운밸브(도시생략)를 연결할 수 있다.

또한, 본체(110)는 유입되는 스팀 및 응축수에 포함되는 이물질이 응축수 배출유닛(120)으로 유입되는 것을 방지하도록 분기구(111)를 통해 이물질제거부재(113)가 삽입되어 설치된다.

분기구(111)에는 이물질제거부재(113)의 고정 및 상기 블로다운밸브의 연결을 위하여 연결구(115)가 결합된다.

이물질제거부재(113)는 일단이 본체(110)의 내부에 밀착되고, 타단이 연결구(115)에 의해 지지된다.

이러한, 이물질제거부재(113)는 이물질 제거를 위한 원통 형상의 거름망(113a)과, 이 거름망(113a)의 변형을 방지하면서 본체(110)에 안정되게 고정시키기 위한 링부재(113b)를 구비한다. 링부재(113b)는 거름망(113a)의 양단부에 용접방식을 통해 각각 접합되며, 그 단부가 라운드 형상을 가진다.

이처럼, 링부재(113b)에 라운드 형상의 가이드부를 형성하는 것은 분기구(111)에 이물질제거부재(113)를 삽입한 상태에서 연결구(115)를 체결하여 이물질제거부재(113)를 고정할 때, 이물질제거부재(113)의 변형을 방지하면서 본체(110) 및 연결구(115)의 결합위치 까지 원활하게 삽입되어 고정되도록 하기 위함이다.

본 실시예에 따른 응축수 배출유닛(120) 및 보조 오리피스유닛(130)을 도 4 내지 도 7을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 배출유닛 및 보조 오리피스유닛을 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 응축수 배출유닛에 보조 오리피스유닛이 결합된 상태를 나타낸 요부확대 사시도이고, 도 6은 도 4의 결합단면도이고, 도 7은 도 6의 "A"부 확대도이다.

도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 응축수 배출유닛(120)은 본체(110)의 배출구에 체결되도록 일단부 외면에 수나사부가 형성되고, 타단부 내면에 응축수배출관(103)이 체결되는 암나사부가 형성된다.

이러한, 응축수 배출유닛(120)은 본체(110)에 포집되는 응축수를 원활하게 배출시킬 수 있도록 중심부에 제1 오리피스홀(121)이 형성되고, 제1 오리피스홀(121)의 양단에 제1 감압부(123) 및 제1 증압부(125)가 각각 형성된다.

또한, 응축수 배출유닛(120)은 스팀이송배관의 크기나 스팀압력에 따라 제1 오리피스홀(121)의 크기가 조절되도록 제1 오리피스홀(121)에 보조 오리피스유닛(130)이 압입으로 결합된다.

또한, 응축수 배출유닛(120)의 제1 감압부(123)는 그 가공을 용이하게 함은 물론 응축수의 감압이 점진적으로 이루어지도록 그 직경이 단계적으로 작아지는 다단홀 형태를 가진다.

그리고 응축수 배출유닛(120)의 제1 증압부(125)는 제1 오리피스홀(121)에서 배출되는 응축수의 압력이 점진적으로 증가하도록 그 직경이 단계적으로 넓어지는 다단홀 형태를 가진다.

본 실시예에서는 응축수 배출유닛(120)의 제1 감압부(123)가 3단홀 형태로 형성되고, 제1 증압부(125)가 2단홀 형태로 형성되는 것이 도시되어 있지만, 사용자의 필요에 따라 제1 감압부(123)를 2단 또는 4단 이상으로, 제1 증압부(125)를 3단 이상으로 형성할 수도 있다.

제1 오리피스홀(121)의 크기 즉 직경을 조절하기 위하여 응축수 배출유닛(120)에 결합되는 보조 오리피스유닛(130)은 제1 오리피스홀(121)의 직경을 감소시켜 응축수의 유속을 보다 증가시킨다.

본 실시예에 따른 보조 오리피스유닛(130)은 스팀배관(101)의 크기나 사용처, 스팀배관(101)의 스팀 압력에 따라 사용자가 응축수 배출유닛(120)의 제1 오리피스홀(121)의 크기를 용이하게 조절할 수 있도록 제1 오리피스홀(121)에 탈착된다.

또한, 보조 오리피스유닛(130)은 제1 오리피스홀(121)에 압입되는 결합부(131)와, 응축수 배출유닛(120)에 지지되는 지지부(133)를 구비한다. 이때, 보조 오리피스유닛(130)은 결합부(131)보다 지지부(133)가 더 큰 직경으로 형성된다.

이러한, 보조 오리피스유닛(130)은 지지부(133)가 제1 감압부(123)의 바닥면에 접촉하여 지지되도록 제1 오리피스홀(121)의 유입구측에서 응축수가 배출되는 방향으로 결합된다. 이로 인하여, 응수축의 배출압력에 의해 보조 오리피스유닛(130)이 제1 오리피스홀(121)에서 이탈되거나 유동하는 것이 방지된다.

더하여, 보조 오리피스유닛(130)은 결합부(131)의 길이가 제1 오리피스홀(121)의 길이보다 길게 형성되어 제1 오리피스홀(121)에 결합되면 결합부(131)의 단부가 제1 오리피스홀(121)의 배출구측으로 노출하게 된다. 이로 인하여, 응축수 배출유닛(120)에서 보조 오리피스유닛(130)을 분리할 때 제1 증압부(125)측에서 결합부(131)를 타격하여 용이하게 분리할 수 있다.

결합부(131)는 제1 오리피스홀(121)의 내경과 동일 또는 제1 오리피스홀(121)의 내경보다 큰 직경을 가지는 압입면(131a)과, 제1 오리피스홀(121)의 내경보다 작은 직경을 가지도록 압입면(131a)에서 연장 형성되는 가이드면(131b)으로 이루어진다. 이때, 가이드면(131b)은 그 직경이 감소하도록 하향 경사지게 형성된다.

이러한, 결합부(131)는 가이드면(131b)에 의해 제1 오리피스홀(121)에 용이하게 삽입하면서 압입면(131a)이 제1 오리피스홀(121)에 견고하게 압입된다.

또한, 결합부(131)는 제1 오리피스홀(121)에 보다 용이하고 완전하게 결합되도록 제1 오리피스홀(121)에 결합되는 과정에서 발생하는 칩이 유입되는 칩유입부(131c)를 더 구비한다.

칩유입부(131c)는 압입면(131a)과 가이드면(131b) 사이에 홈 형태로 형성되며, 압입면(131a)이 제1 오리피스홀(121)에 압입되면서 제1 오리피스홀(121)의 살밀림 현상으로 인하여 방생하는 칩이 유입된다. 이를 통해, 결합부(131)가 제1 오리피스홀(121)에 완전하게 압입될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 보조 오리피스유닛(130)은 제2 오리피스홀(135)과, 이 제2 오리피스홀(135)의 유입구측 및 배출구측에 각각 형성되는 제2 감압부(137) 및 제2 증압부(139)를 더 포함한다.

제2 감압부(137)는 제1 감압부(123)를 통해 유입되는 응축수의 압력을 점진적으로 감압할 수 있도록 그 직경이 점진적으로 감소하는 테이퍼로 형성되고, 제2 증압부(139) 또한 제1 증압부(125)로 배출되는 응축수를 점진적으로 증압하여 배출시킬 수 있도록 그 직경이 점진적으로 증가하는 테이퍼로 형성된다.

본 실시예에서는 제2 감압부(137) 및 제2 증압부(139)를 테이퍼지게 형성하는 것을 예를 들어 설명하고 있지만, 2단 이상의 단차를 가지도록 다단홀 형태로 형성할 수도 있다.

이와 같은, 본 실시예에 따른 보조 오리피스유닛(130)은 직경이 작은 제2 오리피스홀(135), 제2 감압부(137) 및 제2 증압부(139)를 용이하게 가공할 수 있으므로, 생산성을 향상시킬 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 스팀트랩에 대한 작동 및 작용을 설명한다.

먼저, 스팀배관(101)의 크기 및 스팀압력에 맞게 제2 오리피스홀(135)가 가공된 보조 오리피스유닛(130)을 응축수 배출유닛(120)의 제1 오리피스홀(121)에 결합한다. 이때, 보조 오리피스유닛(130)이 응축수의 배출압력에 의해 제1 오리피스홀(121)에서 이탈하는 것이 방지되도록 보조 오리피스유닛(130)을 제1 오리피스홀(121)의 유입구측에서 응축수가 배출되는 방향으로 삽입하여 결합한다.

그러면, 보조 오리피스유닛(130)이 경사지게 형성된 가이드면(131b)에 의해 제1 오리피스홀(121)로 용이하게 가이드되어 삽입되면서 압입면(131a)이 제1 오리피스홀(121)에 압입으로 결합된다.

이때, 압입면(131a)과 가이드면(131b) 사이에 칩유입부(131c)가 형성되어 있어 압입면(131a)의 압입에 의한 살밀림으로 인하여 발생하는 칩이 칩유입부(131c)로 유입되므로, 보조 오리피스유닛(130)을 제1 오리피스홀(121)에 더욱 완전하고 견고하게 결합할 수 있다.

이와 같이, 보조 오리피스유닛(130)을 통해 응축수 배출유닛(120)의 제1 오리피스홀(121)의 크기를 다양하고, 용이하게 변경할 수 있으므로, 스팀배관(101)의 크기나 사용처, 스팀압력에 따라 응축수 배출유닛(120)의 제1 오리피스홀(121)의 크기를 용이하게 조절할 수 있음은 물론, 응축수 배출유닛(120) 전체를 교체하지 않고 제1 오리피스홀(121)의 크기를 조절할 수 있어 생산원가를 현저하게 절감시킬 수 있다.

특히, 부피가 큰 응축수 배출유닛(120)의 중심부에 작은 직경의 오리피스홀을 형성하는 것보다 응축수 배출유닛(120)과 비교하여 그 부피가 매우 작은 보조 오리피스유닛(130)에 작은 직경의 오리피스홀을 가공하는 것이 가공에 있어 더 용이하고 간편하므로, 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100 : 스팀트랩 101 : 스팀배관
103 : 응축수배출관 110 : 본체
111 : 분기구 113 : 이물질제거부재
115 : 연결구 120 : 응축수 배출유닛
121 : 제1 오리피스홀 123 : 제1 감압부
125 : 제1 증압부 130 : 보조 오리피스유닛
131 : 결합부 133 : 지지부
135 : 제2 오리피스홀 137 : 제2 감압부
139 : 제2 증압부

Claims (8)

1. 스팀배관과 연결되는 본체; 상기 본체로 포집되는 응축수를 배출하도록 상기 본체와 응축수배출관을 연결하는 응축수 배출유닛; 및 상기 응축수 배출유닛에 결합되어 상기 응축수 배출유닛의 응축수 유속을 증가시켜 배출시키는 보조 오리피스유닛을 포함하며, 상기 보조 오리피스유닛은, 상기 응축수 배출유닛의 제1 오리피스홀의 내면에 압입되는 결합부; 및 상기 제1 오리피스홀의 유입구측에 지지되는 지지부를 포함하고,
   상기 결합부는, 상기 제1 오리피스홀의 내경과 동일한 직경 또는 상기 제1 오리피스홀의 내경보다 큰 직경을 가지는 압입면; 및 상기 제1 오리피스홀의 내경보다 작은 직경을 가지도록 상기 압입면에서 연장 형성되는 가이드면을 포함하고, 상기 압입면과 상기 가이드면 사이에 상기 제1 오리피스홀의 살밀림에 의해 발생하는 칩이 유입되는 칩유입부가 형성되는 것을 특징으로 하는 스팀트랩.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 보조 오리피스유닛은 상기 응축수 배출유닛에서 응축수를 배출하는 방향으로 결합되는 것을 특징으로 하는 스팀트랩.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 결합부는, 그 길이가 상기 제1 오리피스홀의 길이보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 스팀트랩.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 보조 오리피스유닛은, 제2 오리피스홀이 형성되고, 상기 제2 오리피스홀로 유입되는 응축수의 압력을 감압하는 제2 감압부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀트랩.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 보조 오리피스유닛은, 제2 오리피스홀이 형성되고, 상기 제2 오리피스홀에서 배출되는 응축수의 압력을 증가시키는 제2 증압부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스팀트랩.

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