KR101406481B1

KR101406481B1 - 진공 순환식 스팀 보일러

Info

Publication number: KR101406481B1
Application number: KR1020130009124A
Authority: KR
Inventors: 장동현; 김정수
Original assignee: 뉴젠에너지 주식회사
Priority date: 2013-01-28
Filing date: 2013-01-28
Publication date: 2014-06-13

Abstract

본 발명은 진공 순환식 스팀 보일러에 관한 것으로서, 고온.고압의 스팀에 의한 신속한 순환이 이루어지게 됨으로 보다 빠른 시간에 실내 난방이 구현되어질 수 있도록 하기 위한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 내부에 난방수(W)가 일정 수위로 저장되어지며, 하부에는 난방수(W)의 가열을 위한 가열수단(11)이 구성된 스팀보일러(10)와; 상기 스팀보일러(10)와 연결된 출수관(P1)을 통하여 출수된 스팀을 분배관(P2)을 통해 다수의 사용처(100)로 분배하기 위한 분배구(20)와; 상기 분배구(20)로 부터 분배되어 각 사용 사용처(100)에서 난방을 실시한 스팀이 회수되어지는 회수구(30)와; 상기 회수구(30)의 상부에 일체로 구성되며, 진공압력이 유지되도록 일정크기의 내부공간을 형성하는 제1진공하우징(40)과; 상기 회수구(30)에 모여진 스팀의 회수가 이루어지는 회수관(P3)을 통해 연결되어져 있으며, 진공압력 유지를 위한 일정크기의 내부공간을 형성하는 제2진공하우징(50)과; 상기 제2진공하우징(50)과 스팀보일러(10) 사이에 연결되어져 유로의 진공압을 발생시키 진공펌프(60)와; 상기 진공펌프(60)와 스팀보일러(10) 사이에 구성되며, 진공압력 조절을 위해 상부에 공기유입 밸브(71)와 공기배출 밸브(72)가 각각 구성되어져 있는 압력유지부(70)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

진공 순환식 스팀 보일러{VACUUM CYCLE TYPE STEAM BOILER}

본 발명은 스팀 보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 축산농가 등에서 사용이 가능하며 진공압에 의한 스팀 순환이 효과적으로 이루어질 수 있는 산업용 진공 보일러에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 난방설비는 실내에서 손실되는 열량을 보일러를 통해 열을 보충해줌으로써 실내 거주자에게 쾌적한 환경을 제공하는 것으로, 이러한 난방설비는 스팀으로 실내를 난방하는 스팀난방과, 온수를 사용하여 실내를 난방하는 온수 난방과, 복사열로 난방을 하는 복사난방으로 크게 분류된다.

상술한 난방설비 가운데에서 스팀난방 및 온수난방이 가장 널리 사용되는데, 스팀난방은 온수난방에 비해 예열시간이 짧고 스팀의 순환이 빠르며 설비비와 유지비가 저렴한 장점이 있는 반면에, 고압이 사용되기 때문에 연면적이 대략 1000㎡ 이상의 건물에 적합하고 보일러의 취급이 어려우며 난방의 쾌감도가 낮은 문제점이 있었다.

한편, 본 출원인은 관련 선행 기술로서 실용신안등록 제421079호(스팀보일러를 이용한 진공환수식 온수난방)을 개발한 바 있다.

그러나, 상기한 종래 기술에서는 스팀이 순환펌프에 의해 순환되어짐으로 전체 난방이 이루어짐에 있어 많은 시간이 소요되며, 일정한 진공상태가 유지를 위해서는 순환펌프의 가동과 중단을 반복해야 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 고온의 스팀에 의한 실내 난방이 보다 단시간에 이루어짐과 함께 일정한 진공압이 안정적으로 유지되어질 수 있도록 하여 보일러의 가동 안정성을 극대화 하는데 목적이 있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 스팀보일러는, 내부에 난방수가 일정 수위로 저장되어지며, 하부에는 난방수의 가열을 위한 가열수단이 구성된 스팀보일러와; 상기 스팀보일러와 연결된 출수관을 통하여 출수된 스팀을 다수의 사용처로 분배하기 위한 분배구와; 상기 분배구로 부터 분배되어 각 사용 사용처에서 난방을 실시한 스팀이 회수되어지는 회수구와; 상기 회수구의 상부에 일체로 구성되며, 진공압력이 유지되도록 일정크기의 내부공간을 형성하는 제1진공하우징과; 상기 회수구에 모여진 스팀의 회수가 이루어지는 회수관을 통해 연결되어져 있으며, 진공압력 유지를 위한 일정크기의 내부공간을 형성하는 제2진공하우징과; 상기 제2진공하우징과 스팀보일러 사이에 연결되어져 있는 진공펌프와; 상기 진공펌프와 스팀보일러 사이에 구성되며, 진공압력 조절을 위해 상부에 공기유입 밸브와 공기유출 밸브가 각각 구성되어져 있는 압력유지부와; 상기 압력유지부와 스팀보일러 사이에 구비되어 스팀보일러 내에 저장된 난방수가 회수관으로 역류되는 것을 차단하는 역지밸브를 포함하는 구성을 이루는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명은, 고온.고압의 스팀에 의한 신속한 순환이 이루어지게 됨으로 보다 빠른 시간에 실내 난방이 구현되어질 수 있게 되며, 일정한 진공압력이 안정적으로 작용하게 됨으로서 기기의 안전성을 극대화하는 효과를 나타낸다.

특히, 순환 유로상에 복수의 진공하우징을 설치하여 진공 유지공간을 최대한 확보함으로서 보다 안정적인 진공압력이 유지되어질 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 보일러 시스템 개략 구조도.
도 2는 본 발명 보일러의 분배구 상세 구조도.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 냉방 겸용 보일러 시스템 구조도.
도 4는 도 3의 A부 상세도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 가스 보일러 시스템 개략 구조도.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 진공 순환식 스팀 보일러의 전체적인 구성을 도 1 및 도 2를 통해 살펴보면, 내부에 난방수(W)가 일정 수위로 저장되어지며, 하부에는 난방수의 가열을 위한 가열수단(11)이 구성된 스팀보일러(10)와, 스팀보일러(10)와 연결된 출수관(P1)을 통하여 출수된 스팀을 분배관(P2)을 통해 다수의 사용처(100)로 분배하기 위한 분배구(20)와, 분배구(20)로 부터 분배되어 각 사용 사용처(100)에서 난방을 실시한 스팀이 회수되어지는 회수구(30)와, 회수구(30)의 상부에 일체로 구성되며, 진공압력이 유지되도록 일정크기의 내부공간을 형성하는 제1진공하우징(40)과, 상기 회수구(30)에 모여진 스팀의 회수가 이루어지는 회수관(P3)을 통해 연결되어져 있으며, 진공압력 유지를 위한 일정크기의 내부공간을 형성하는 제2진공하우징(50)과, 제2진공하우징(50)과 스팀보일러(10) 사이에 연결되어져 유로의 진공압을 발생시키 진공펌프(60)와, 진공펌프(60)와 스팀보일러(10) 사이에 구성되며, 진공압력 조절을 위해 상부에 공기유입 밸브(71)와 공기배출 밸브(72)가 각각 구성되어져 있는 압력유지부(70)와, 압력유지부(70)와 스팀보일러(10) 사이에 구비되어 스팀보일러(10) 내에 저장된 난방수(W)가 회수관(P3)으로 역류되는 것을 차단하는 역지밸브(80)로 구성된다.

특히, 분배구(20)는 원판형상으로 이루어지며, 상부 중앙에는 출수관(P1)이 연결되어지고, 저면에는 다수의 분배관(P2)이 연결되어지는 연결공(21)이 방사형태로 형성됨이 바람직하다.

또한, 압력유지부(70)에는 회수관(P3)을 통해 회수되는 수증기의 수분이 공기 배출밸브(72)측으로 상승되는 것을 차단하기 위한 수분 차단막(73)이 구성되되, 상기 수분 차단막(73)은 공기의 유동이 원활하게 이루어질 수 있도록 만곡된 곡면형상을 이루는 것을 확인할 수 있다.

그리고, 상기에서 공기유입 밸브(71) 및 공기배출 밸브(72)는 일방향으로만 공기의 유통이 가능한 체크밸브로 구비되었다.

본 실시 예에서의 가열수단(11)으로 스팀보일러(10) 하부에는 전기히터가 설치되었다.

이와 같은 구성을 이루는 본 발명 진공 순환식 스팀 보일러의 동작에 따른 작용효과를 살펴보기로 한다.

먼저, 스팀보일러(10) 내에 저장된 난방수(W)는 가열수단(11)에 의해 고온으로 가열이 이루어짐으로서 수증기가 발생되고, 이와 함께 진공펌프(60)가 구동되어짐으로서 전체 유로를 통해 진공압이 작용되어짐으로서 고온 수증기의 싸이클 순환이 이루어지게 된다.

즉, 이때 스팀보일러(10) 내에서 난방수(W)가 서서히 가열되어짐과 함께 진공펌프(60)에 의해 제2진공하우징(50)과 제1진공하우징(40)에 순차적으로 진공압이 형성되고, 이러한 진공압은 분배관(P2)과 출수관(P1)을 통해 스팀보일러(10)에 전달됨으로서 고온의 수증기가 분배구(20)로 부터 축산농가, 가정 등 다양한 사용처(100)로 전달되어 실내 난방을 실시하게 된다.

특히, 본 발명에서의 분배구(20)는 도 2에서 나타내어지는 바와 같이 원판형상으로 이루어지며, 상부 중앙에는 출수관(P1)이 연결되어지고, 저면에는 다수의 분배관(P2)이 연결되어지는 연결공(21)이 방사형태로 형성되어져 있기 때문에 보다 많은 분배관(P2)의 연결 사용이 가능하게 되는 이점을 나타낸다.

한편, 사용처(100)에서 열교환이 이루어져 난방을 실시한 수증기는 회수구(30)로 회수되어진 후 회수관(P3)을 통해 스팀보일러(10)로 환수되어 재 가열이 이루어지게 되는 것이다.

이때, 본 발명의 회수구(30) 상부에는 제1진공하우징(40)이 일체로 구성되어져 있기 때문에 보다 신속한 고온증기의 순환이 이루어질 수 있게 되어 난방 개시 시간을 단축시킬 수 있게 된다.

또한, 환수 유로상에는 제2진공하우징(50)이 추가로 구성되어져 있기 때문에 유로 전체 배관을 통해 보다 안정적인 진공압력이 유지되는 이점을 나타내게 된다. 즉, 제1진공하우징(40)과 제2진공하우징(50)에 고압력이 인가됨으로 보다 강한 힘으로 증기를 당기는 힘이 작용하게 되어 신속한 사용처(100) 난방이 이루어질 수 있게 됨을 알 수 있다.

그리고, 진공펌프(60)와 역지밸브(80) 사이에 구성된 압력유지부(70)에서는 내부 압력을 적정하게 유지하는 기능을 수행하게 되는데, 증기의 높은 압력은 공기배출밸브(72)를 통해 배출이 이루어짐으로서 압력 조절이 이루어지게 되어 스팀보일러(10) 측으로 고압력의 수분 유입이 방지되어질 수 있게 된다.

또한, 회수관(P3)에 많은 수분이 존재하는 경우에는 공기 유입밸브(71)를 통해 공기 유입이 이루어짐으로서 수분이 공기배출밸브(72)를 통해 손실되는 것이 방지될 수 있게 된다.

특히, 압력유지부(70) 하단부에 수분 차단막(73)이 구성됨으로서 수분이 내부로 역류되는 것이 방지되어지게 되며, 수분 차단막(73)은 곡면형상을 이룸으로서 공기의 이동에 방해가 되는 것이 최소화되어질 수 있게 됨을 알 수 있다.

한편, 도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 냉방 겸용 보일러 시스템 구조를 나타낸 것으로서, 스팀보일러(10) 내부에는 난방수(W)와의 열교환을 위한 열교환 파이프(91)가 감겨져 있으며, 상기 열교환 파이프(91)에 냉각수를 공급하여 순환시키기 위한 냉각펌프(90)가 스팀보일러(10) 일측에 별도로 구성되었다.

또한, 도 4에서와 같이 수분 차단막 저면(73)에는 공기와의 마찰을 저감시킴과 함께 물방울 맺힘을 방지하기 위한 윤활성의 테프론 코팅막(74)이 코팅 형성된 것을 확인할 수 있다.

이와 같은 구성을 이루게 되면, 겨울철 난방시는 가열수단(11)에 의해 난방수(W)를 고온으로 가열하여 고온 수증기 순환에 따른 난방을 실시하고, 여름철에는 냉각펌프(90) 구동에 의해 열교환 파이프(91)를 따라 순환되는 저온의 냉각수와의 열교환에 의해 냉각이 이루어진 저온의 수증기에 의한 냉방 가동이 이루어질 수 있게 된다.

특히, 압력유지부(70)에 구비된 수분차단막(73)에는 저온 증기로 인한 응축현상 발생을 방지하기 위한 테프론 코팅막(74)이 코팅 형성됨으로서 물방울 맺힘 현상을 최소화 하여 수분 손실 발생을 방지할 수 있게 된다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 스팀보일러 구조가 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.

예를 들면, 상기 실시 예에서는 가열수단(11)으로서 전기를 이용한 전기히터가 도시되었으나, 필요에 따라서는 도 5에서와 같이 가스버너가 사용되어질 수도 있게 된다.

따라서, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.

10 : 스팀보일러 11 : 가열수단
20 : 분배구 21 : 연결공
30 : 회수구 40 : 제1진공하우징
50 : 제2진공하우징 60 : 진공펌프
70 : 압력유지부 71 : 공기유입밸브
72 : 공기배출밸브 73 : 수분차단막
74 : 테프론코팅막 80 : 역지밸브
90 : 냉각펌프 91 : 열교환파이프
P1 : 출수관 P2 : 분배관
P3 : 회수관

Claims

내부에 난방수(W)가 일정 수위로 저장되어지며, 하부에는 난방수(W)의 가열을 위한 가열수단(11)이 구성된 스팀보일러(10)와;
상기 스팀보일러(10)와 연결된 출수관(P1)을 통하여 출수된 스팀을 분배관(P2)을 통해 다수의 사용처(100)로 분배하기 위한 분배구(20)와;
상기 분배구(20)로 부터 분배되어 각 사용 사용처(100)에서 난방을 실시한 스팀이 회수되어지는 회수구(30)와;
상기 회수구(30)의 상부에 일체로 구성되며, 진공압력이 유지되도록 일정크기의 내부공간을 형성하는 제1진공하우징(40)과;
상기 회수구(30)에 모여진 스팀의 회수가 이루어지는 회수관(P3)을 통해 연결되어져 있으며, 진공압력 유지를 위한 일정크기의 내부공간을 형성하는 제2진공하우징(50)과;
상기 제2진공하우징(50)과 스팀보일러(10) 사이에 연결되어져 유로의 진공압을 발생시키 진공펌프(60)와;
상기 진공펌프(60)와 스팀보일러(10) 사이에 구성되며, 진공압력 조절을 위해 상부에 공기유입 밸브(71)와 공기배출 밸브(72)가 각각 구성되어져 있는 압력유지부(70)와;
상기 압력유지부(70)와 스팀보일러(10) 사이에 구비되어 스팀보일러(10) 내에 저장된 난방수(W)가 회수관(P3)으로 역류되는 것을 차단하는 역지밸브(80);
를 포함하는 구성을 이루는 것을 특징으로 하는 진공 순환식 스팀 보일러.
청구항 1에 있어서,
상기 분배구(20)는 원판형상으로 이루어지며, 상부 중앙에는 출수관(P1)이 연결되어지고, 저면에는 다수의 분배관(P2)이 연결되어지는 연결공(21)이 방사형태로 형성된 것을 특징으로 하는 진공 순환식 스팀 보일러.
청구항 1에 있어서,
상기 스팀보일러(10) 내부에는 난방수(W)와의 열교환을 위한 열교환 파이프(91)가 감겨져 있으며, 상기 열교환 파이프(91)에 냉각수를 공급하여 순환시키기 위한 냉각펌프(90)가 스팀보일러(10) 일측에 별도로 구성된 것을 특징으로 하는 진공 순환식 스팀 보일러.
청구항 1에 있어서,
상기 압력유지부(70)에는 회수관(P3)을 통해 회수되는 수증기의 수분이 공기 배출밸브(72)측으로 상승되는 것을 차단하기 위한 수분 차단막(73)이 구성되되, 상기 수분 차단막(73)은 공기의 유동이 원활하게 이루어질 수 있도록 만곡된 곡면형상을 이루는 것을 특징으로 하는 진공 순환식 스팀 보일러.
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