증기 보일러의 관수 순환촉진장치{BOILER WATER CIRCULATION ACCELERATION DEVICE OF STEAM BOILER}
본 발명은 증기 보일러의 관수 순환촉진장치에 관한 것이며, 상세하게는 원통형 증기 보일러의 관수를 자연순환 시킴과 동시에 강제순환 시키는 관수 순환촉진장치에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이, 증기 보일러 중 원통형, 노통형 등은 관체에 채워진 관수(보일러수)를 열원에 의하여 가열하면 전도에 의하여 열전달이될 뿐만 아니라 관수의 각 부분은 가열에 의한 팽창도의 차이에 의하여 밀도차가 생김으로 그 자체의 유동을 갖게 되며, 상기한 자체 유동 즉 자연순환으로 관수가 가열되면서 증기를 발생하는 것이다. 한편 관수를 가열하면 비등에 의하여 기포가 발생되면서 증발되고, 상기한 밀도차에 의한 자연순환에 의하여 증기가 수면 위로 빠져 나올때 수적(水滴)을 포함함으로 포화증기 즉 습증기 상태로 관체의 상부에 모였다가 증기 배출관을 경유하여 필요한 용도에 공급되는 것이다.
그러나 상기한 자연순환형 원통형 증기 보일러 등은 관수를 자연순환 만으로 순환 시킴으로 열전달이 양호하지 못함으로 증발율이 낮고, 또한 수적의 함유랑이 많기 때문에 필요 용도에 사용할 때 증기 소비량이 증가 됨으로써 열효율이 낮은 문제점이 있게 되는 것이다. 본 발명은 상기한 문제점을 시정하여, 관수가 자연순환될 때 강제순환도 함께 실시함으로써 증발율을 향상하고, 수적의 함유량이 적은 증기를 생성할 수 있는 증기 보일러의 관수 순환촉진장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 원통형 관체에 열원을 설치하고, 측벽 하부에 급수관을 연결함과 아울러 저면에 드레인 관을 연결한 증기 보일러에 있어서, 상기 원통형 관체의 측벽 하부에 압축공기 공급관을 설치하고, 상기 압축공기 공급관에 압축기를 연결하여서, 원통형 관체에 채워진 관수가 밀도차에 의하여 자연순환될 때 압축공기를 상기 자연순환되는 관수에 공급하여 강제순환을 함께 실시토록 한 것이다.
이상과 같이 본 발명은 원통형 관체에 채워진 관수를 열원에 의하여 가열하여 자연순환 시킴과 아울러 상기한 자연순환되는 관수에 압축공기를 공급하여 강제순환도 함께 실시하여 열전달을 양호하게 함으로써 관수를 더욱더 신속하게 가열할 수 있고, 관수의 가열이 신속함으로 증발율을 향상시킬 수 있는 것이다. 또한 관수에 압축공기가 공급될 때 관수의 증발시 발생되는 기포를 미립화 시킴으로써 수적의 함유량이 적은 건조된 포화증기를 얻을 수 있음으로 필요한 용도에 사용할 때 증기 소비량이 감소되어 연료 소모량을 절감하여서 운전비용을 절감할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 종단면도이고, 도 2는 도 1의 AA 선 단면도로서, 원통형 관체(10)에 전열 히터(11)를 내장 설치하고, 측벽 하부에 급수 펌프(13)를 부설한 급수관(12)를 연결함과 아울러 상기 원통형 관체(10)의 저면에 드레인 관(14)를 연결하며, 또한 상기 원통형 관체(10)의 측벽 상부에 수면계(15)를 설치함과 아울러 상부에 증기 배출관(16)를 연결하며, 상기 원통형 관체(10)는 대판(18)에 수개의 다리(19)로 설치한 증기 보일러를 기본으로 하며, 상기 증기 보일러는 주지된 것이다. 본 발명은 상기 원통형 관체(10)의 측벽 하부에 압축공기 공급관(20)을 설치하고, 상기 압축공기 공급관(20)에 압축기(컴프레서)(21)를 연결하여서, 전열 히터(11)에 의하여 원통형 관체(10)에 채워진 관수(보일러 수)를 가열하여 밀도차에 의하여 자연순환될 때 압축기(21)에서 생성한 압축공기를 상기 자연순환되는 관수에 공급하여 강제순환을 함께 실시토록 한 것이다. 상기한 제 1 실시예에서 열원을 원통형 관체(10)에 내장된 전열 히터(11)에 대하여 설명하였으나, 가스 기구 등을 외장형으로 즉 원통형 관체(10)의 하부에 설 치할 수도 있고, 또한 원통형 관체(10)는 다른 자연 순환형 관체, 예를 들어 노통으로도 할 수 있는 것은 당업자 간에 자명한 사실이다. 그리고 상기 압축기(21)는 본 발명의 설치 장소에 압축공기 발생설비가 설치되었으면 이를 생략하고 상기 압축공기 발생설비에서 생성된 압축공기를 직접 이용할 수 있는 것이다. 도 3은 본 발명의 제 2 실시예의 제 1 도 AA 선 대응 단면도로서, 상기 제 1 실시예에서 급수관(12)과 압축공기 공급관(20)을 별개로 형성하던 것을 급수관(12)을 압축공기 공급관(20)으로 겸용함으로써 구조를 단순화하며, 이때 압축공기 공급관(20)을 겸용하는 급수관(12)의 입구에 Y 형 연결관(24a)(24b)을 연결하여 압축기(21)와 급수 펌프(13)를 각각 연결하면 급수 또는 압축공기 공급시 압력손실을 저감할 수 있는 것이다. 도 4는 본 발명의 제 3 실시예의 도 1의 AA 선 대응 단면도로서, 상기 제 1 실시예의 압축공기 공급관(20)에, 그 자유단이 원통형 관체(10)의 중심부에 위치되는 압축공기 분배관(26)을 연결하고, 상기 압축공기 분배관(26)의 자유단의 상면에 분출공(27)을 형성하여서, 압축공기가 관수의 중앙에 공급되게 함으로써 관수의 강제순환을 균등하게 한 것이다. 도 5는 본 발명의 제 4 실시예의 도 1의 AA 선 단면도로서, 상기 제 3 실시예의 압축공기 분배관(26)의 입구 위치에 호상의 제 2 압축공기 분배관(28)을 연결하고, 상기 제 2 압축공기 분배관(28)의 상면에 수개의 분출공(29a)(29b)을 형성하여서 관수의 강제순환을 더욱더 양호하게 함과 아울러 균등하게 한 것이다. 이상과 같은 본 발명은 관수를 열원에 의하여 가열하여 밀도차에 의하여 자연순환될 때 압축공기를 상기 자연순환 되는 관수에 공급하여 강제순환을 시켜 열전달을 양호하게 함으로써 관수를 더욱더 신속하게 가열할 수 있고, 관수의 증발시 발생되는 기포를 미립화 시킴으로써 수적의 함유량이 적은 건조된 포화 증기를 얻을 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 종단면도 도 2는 도 1의 AA 선 단면도 도 3은 본 발명의 제 2 실시예의 도 1의 AA 선 대응 단면도 도 4는 본 발명의 제 3 실시예의 도 1의 AA 선 대응 단면도 도 5는 본 발명의 제 4 실시예의 도 1의 AA 선 대응 단면도 <도면 중 주요 부호에 대한 설명> 10: 원통형 관체 12: 급수관 20: 압축공기 공급관 |
