KR200365405Y1 - 가열탱크와 이를 이용한 증류장치 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따르면, 가열탱크는 내부에 밀폐된 소정의 공간부를 가지는 탱크본체와, 상기 본체 외주면의 일부에 소정의 간격으로 압접되며 가장자리가 상기 탱크 본체에 접합되어 열교환 매체 통로를 형성하는 외부플레이트와, 상기 열교환매체통로와 연통되도록 상기 탱크본체 또는 외부플레이트에 설치되는 공급관 및 배출관을 구비하여 한다.

Description

가열탱크와 이를 이용한 증류장치{heating thank and distillatory apparatus utilizing the same}

본 고안은 가열탱크에 관한 것으로, 더 상세하게는 열교환 매체를 탱크의 외주면과 직접적으로 접촉시켜 탱크의 내부에 담긴 유체를 가열할 수 있는 가열탱크와 이를 이용한 증류장치에 관한 것이다.

통상적으로 각종 주류 의 증류, 제약 및 화학생산공정의 증류, 오폐수를 포함하여 축산 폐기물인 가축의 분뇨액 발효를 위한 건조, 해수를 담수화 하는 장치에 사용되는 가열탱크들은 직접적인 열원에 의해 가열되거나 외주면에 전열히터 또는 열교환매체가 흐르는 관로를 설치하여 가열하는 방식이다.

대한민국 실용신안 등록 20-0191771호에는 한약재 농축 분말 제조기가 개시되어 있는데, 개시된 제조기에는 탱크의 외주면에 열교환 파이프가 감기어 탱크의 내부에 담긴 한약재 농축액을 가열하는 가열수단이 개시되어 있다.

그리고 대한민국특허 등록 0311321호에는 증발탱크를 가열하기 위한 예열 코일이 설치된 기술적 구성이 개시되어 있다.

상술한 바와 같은 탱크의 내부에 감긴 액체를 가열하기 위해 탱크의 외주면에 열교환 파이프를 설치하는 것은 제조에 따른 많은 작업공수가 소요될 뿐만아니라 파이프와 탱크 사이의 접촉면적이 상대적으로 좁아 열전달이 부분적으로 이루어지게 되므로 열전달 효율을 극대화시킬 수 없다. 또한 상기 열전달을 위한 파이프나 히터는 탱크의 외주면으로부터 돌출된 구조를 가지고 있으므로 단열이 용이하지 않고 외관상 좋지 않은 문제점이 있다.

본 고안은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 열교환매체와 탱크 외주면과의 접촉면적을 넓혀 열교환 효율을 극대화 시킬 수 있으며 탱크의 제작에 따른 작업공수를 대폭 줄일 수 있는 가열탱크와 이를 이용한 증류장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은, 탱크의 가열을 위한 수단의 설치에 따른 탱크의 부피를 최소화 할 수 있는 가열탱크와 이를 이용한 증류장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 가열탱크의 단면도,

도 2는 본 고안에 따른 가열탱크를 발췌하여 도시한 사시도,

도 3은 도 2에 도시된 탱크와 외부 튜브가 장착된 사시도,

도 4는 가열유체의 흐름을 나타내 보인 사시도,

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10; 증류장치

20; 가열탱크

30; 가열수단

40; 증축수단

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 가열탱크는,

내부에 밀폐된 소정의 공간부를 가지는 탱크본체와, 상기 본체 외주면의 일부에 소정의 간격으로 압접되며 가장자리가 상기 탱크본체에 접합되어 열교환 매체 통로를 형성하는 외부플레이트와, 상기 열교환매체통로와 연통되도록 상기 탱크본체 또는 외부플레이트에 설치되는 공급관 및 배출관을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 고안에 있어서, 상기 탱크본체와 외부플레이트에 의해 구획된 열교환매체 통로는 교호적으로 용접된 비드들에 의해 사행형상을 이룬다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 가열탱크를 이용한 증류장치는

내부에 밀폐된 소정의 공간부를 가지는 탱크본체와, 상기 본체 외주면의 일부에 소정의 간격으로 압접되며 가장자리가 상기 탱크본체에 접합되어 열교환 매체 통로를 형성하는 외부플레이트와, 상기 열교환매체통로와 연통되도록 상기 탱크본체 또는 외부플레이트에 설치되는 공급관 및 배출관을 구비하여 된 가열탱크와;

상기 공급관과 배출관을 통하여 열교환 매체 통로로 열교환 매체를 가열 또는 냉각시켜 순환시키는 순환수단과;

상기 가열탱크의 상부에 토출관과, 상기 토출관을 통하여 배출되는 증기를응축시키기 위한 응축수단을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 고안에 있어서, 상기 응축수단은 토출관이 코러게이트 형상으로 형성되고, 이 토출관을 감싸며 냉각수가 흐르는 하우징을 구비한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 가열탱크와 이를 이용한 증류장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에는 본 고안에 따른 가열탱크를 이용한 증류장치의 일 실시예를 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 증류장치(10)는 가열탱크(20)와, 상기 가열탱크(20)를 가열하기 위한 가열수단(30)과, 상기 가열탱크(20)의 상부에 설치되어 가열된 증기가 배출되는 토출관(25)과, 상기 토출관을 통하여 배출되는 증기를 응축하기 위한 응축수단(40)을 구비한다. 그리고 상기 가열탱크(20)의 외주면은 단열재(100)에 의해 감싸여져 있다.

상술한 바와 같이 구성된 증류장치(10)를 구성요소별로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 가열탱크(20)는 발열 또는 증류를 위한 원재료가 담기는 내부 공간부(21)가 형성된 탱크본체(22)와, 상기 탱크본체(22)에 설치되어 내부 공간부(21)와 연통되는 투입구(23)를 구비한다. 그리고 상기 탱크본체(22) 내부공간부에 담긴 원료의 가열온도를 표시하기 위한 온도계와 내부공간부(21)의 압력을 나타내기 위한 압력계가 더 구비될 수 있다.

상기 가열수단(30)은 상기 탱크본체(22)의 외주면에 설치되어 내부공간부(21)의 내부에 위치되는 원료들을 가열하기 위한 것으로, 상기 탱크본체(22)에 그 가장자리가 용접되어 열교환 매체 통로를 형성하는 외부플레이트(31)와 상기 열교환 매체 통로(35)와 연통되도록 상기 탱크본체 또는 외부플레이트(31)에 설치되는 공급관(33) 및 배출관(32)을 구비한다. 그리고 상기 공급관(33)와 배출관(32)에는 별도의 가열히터 및 냉각수단에 의해 온도가 조절된 열교환 매체를 순환시킬 수 있는 순환수단(미도시)이 더 구비될 수 있다. 상기 냉각수단은 냉동사이클을 이용한 냉동기로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 탱크본체(22)에 부착되어 열교환 매체 통로(35)를 형성하는 외부플레이트(31)는 상기 탱크본체(22)와 소정의 간격으로 점용접(37;압접됨)되어 열교환매체통로(35)를 형성하는 외부플레이트(31)가 탱크본체(22)에 대해 필요 이상으로 부풀어오르는 것을 방지할 수 있다. 또한 상기 탱크본체(22)와 외부플레이트(31)는 양측으로부터 상호 대응되는 방향으로 교호적으로 용접비드가 형성되어 열교환 매체통로(35)를 사행의 형상으로 형성함이 바람직하다. 여기에서 상기 탱크본체(22)와 외부 플레이트(31)에 의한 열교환매체 통로(35)의 형성은 상기 탱크본체(22)의 외주면에 외부플레이트(31)의 가장자리를 용접하고, 이들을 소정의 간격으로 점 용접(37) 한 후 이들의 사이에 비압축성 유체를 이용하여 가압함으로써 부풀림으로써 형성함이 바람직하다. 이와 같이 열교환 매체 통로(35)를 형성하는 경우 상기 탱크본체(22)에 대해 외부플레이트(31)의 압접부위의 주위가 볼록하게 부풀어 오른 구조를 가진다.

상기 응축수단(40)은 상기 탱크본체(22)의 내부공간부(21)에 담긴 원료를 가열함으로써 토출관(25)을 통하여 배출되는 증기를 응축하는 것으로, 상기토출관(25)이 코러게이트 형상으로 형성되고, 이 토출관(25)을 감싸며 냉각수가 흐르는 하우징(41)를 구비한다. 상기 하우징(41)에는 냉각수가 유입되는 유입관(42)과 유출관(43)이 형성된다.

상술한 바와 같이 구성된 본 고안에 따른 가열탱크와 이를 이용한 증류 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 따른 증류 장치(10)를 이용하여 증류하기 위해서는 상기 투입구(23)를 통하여 증류를 위한 원재료를 공급한 후 밀폐하고, 상기 가열수단(20)을 이용하여 탱크본체(22)를 가열함으로써 원재료를 소정의 온도로 높인다. 즉, 상기 순환수단을 이용하여 가열된 열교환 매체를 상기 공급관(33)를 통하여 열교환 매체 통로(35)로 공급한다. 이와 같이하면, 상기 공급관(33)을 통하여 공급되는 열교환 매체는 비드(36)들에 의해 사행으로 형성된 열교환 매체 통로(35)를 통하여 흐르게 됨으로써 탱크본체(22)를 가열하게 된다. 이 과정에서 상기 열교환 매체통로(35)를 흐르는 열교환 매체는 탱크본체(22)와 직접적으로 접촉하게 되므로 열전달 효율을 높일 수 있다.

상기와 같은 작용으로 탱크본체(22)가 가열되게 되면 내부공간부(21)에 담긴 원재로가 소정의 온도로 가열됨에 따라 증기가 발생되고, 이 발생된 증기는 상기 응축수단을 통과하면서 응축되어 액화된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 가열탱크와 이를 이용한 증류장치는 탱크본체를 가열함에 있어서, 탱크본체와 외부플레이트가 압접되어 열교환매체 통로가 형성되어 있으므로 이를 통과하는 열교환 매체가 상기 탱크본체와 직접적으로 접촉되게 도어 열손실을 최소화 할수 있다. 적은 양의 열교환 매체로서 탱크본체를 균일하게 가열할 수 있으므로 에너지를 전략할 수 있다.

본 고안은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 고안의 진정한 보호 범위는 첨부된 등록청구범위에 의해서 만 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 내부에 밀폐된 소정의 공간부를 가지는 탱크본체와, 상기 본체 외주면의 일부에 소정의 간격으로 압접되며 가장자리가 상기 탱크본체에 접합되어 열교환 매체 통로를 형성하는 외부플레이트와, 상기 열교환매체통로와 연통되도록 상기 탱크본체 또는 외부플레이트에 설치되는 공급관 및 배출관을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 가열탱크.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 탱크본체와 외부플레이트에 의해 구획된 열교환매체 통로는 교호적으로 용접된 비드들에 의해 사행형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 가열탱크.
3. 내부에 밀폐된 소정의 공간부를 가지는 탱크본체와, 상기 본체 외주면의 일부에 소정의 간격으로 압접되며 가장자리가 상기 탱크본체에 접합되어 열교환 매체 통로를 형성하는 외부플레이트와, 상기 열교환매체통로와 연통되도록 상기 탱크본체 또는 외부플레이트에 설치되는 공급관 및 배출관을 구비하여 된 가열탱크와;

   상기 공급관과 배출관을 통하여 열교환 매체 통로로 열교환 매체를 가열 또는 냉각시켜 순환시키는 순환수단과;

   상기 가열탱크의 상부에 토출관과, 상기 배출관을 통하여 배출되는 증기를 응축시키기 위한 응축수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 증류장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 응축수단은 토출관이 코러게이트 형상으로 형성되고, 이 토출관을 감싸며 냉각수가 흐르는 하우징을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 증류장치.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 탱크본체와 외부플레이트에 의해 구획된 열교환매체 통로는 교호적으로 용접된 비드들에 의해 사행형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 증류장치.