KR100390064B1 - 송풍기 겸용 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 별도의 열교환기가 필요없이 송풍기의 임펠러와 히트파이프에 의해 열전달이 이루어지는 새로운 구조의 송풍기 겸용 열교환기에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 건조로나 소각로, 오븐 등의 열기구(1)에서 발생한 고온의 배기가스가 배출되는 제1 덕트(5)와, 이 제1 덕트(5)의 중간에 설치되어 배기가스를 배출하는 제1 임펠러(10)를 포함하는 폐열회수시스템에 있어서, 찬공기가 유입되는 제2 덕트(6)와, 이 제2 덕트(6) 상에 설치된 제2 임펠러(14)와, 상기 제1 덕트(5)와 제2 덕트(6)를 통과하도록 연장 설치되며 제1 임펠러(10)와 제2 임펠러(14)가 장착되는 회전축(12) 및 이 회전축(12)을 구동하는 구동모터(16)와, 상기 회전축(12) 둘레의 제1 덕트(5)와 제2 덕트(6) 상에 제1 덕트(5)와 제2 덕트(6)가 서로 연통되도록 형성된 개구부(9)와, 이 개구부(9)를 통해 상기 제1 임펠러(10)와 제2 임펠러(14) 사이에 연결설치되며 내부에 열매체가 충전된 히트파이프(20)를 포함하며, 상기 제1 덕트(5)에서 상기 제1 임펠러(10)를 통해 회수된 열이 상기 히트파이프(20)를 거쳐서 제2 임펠러(14)로 전달됨으로써 열교환이 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 송풍기 겸용 열교환기가 제공된다.

Description

송풍기 겸용 열교환기 {Heat exchanger combined blower}

본 발명은 송풍기 겸용 열교환기에 관한 것으로서, 좀 더 상세히는 별도의 열교환기가 필요없이 송풍기의 임펠러와 히트파이프에 의해 열전달이 이루어지는 새로운 구조의 송풍기 겸용 열교환기에 관한 것이다.

건조로나 소각로 기타 열을 사용하는 열기구에서 발생한 더운 배기가스를 외부로 배출하는 경우에, 송풍기를 사용하여 배출하고, 그 후단에는 폐열을 회수하기 위한 열교환기가 설치된다. 도 1은 종래의 이러한 폐열회수 시스템을 보여주는데, 도시된 바와 같이, 건조로나 소각로, 오븐 등의 열기구(1)에서 발생한 고온의 배기가스는 송풍기(2)에 의해 배기덕트(5) 또는 배기관을 통해 배출되어 열교환기(3)를 통해 열교환되고 냉각된 배기가스가 외부로 배출되고, 외부의 찬공기는 또 다른 덕트(6)에 의해 열교환기(3)를 거치면서 가열되어 열기구(1)로 복귀되거나 실내의 난방, 기타의 용도로 사용된다.

이와같이, 종래의 폐열회수 시스템에는 별도의 열교환기를 필요로 하므로 장치의 코스트가 높으며, 열교환기의 성능을 높이기 위해 기체의 유속을 빠르게 함으로써 열교환기에서의 통풍저항이 높아지고 그만큼 송풍기는 큰 동력을 요하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 폐열회수시스템의 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 별도의 열교환기가 필요없이, 송풍기의 임펠러와 히트파이프를 통해 열교환이 이루어짐으로써 장치의 코스트를 절감하고 열효율 및 에너지절감을 도모할 수 있는 새로운 구조의 송풍기 겸용 열교환기를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 종래의 폐열회수시스템의 구성도

도 2는 본 발명의 개략구성도

도 3은 본 발명의 실시예의 열교환기의 구성도

도 4와 도 5는 본 발명의 변형된 실시예들의 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 열기구 5 : 제1 덕트

6 : 제2 덕트 10 : 제1 임펠러

12 : 회전축 14 : 제2 임펠러

20 : 히트파이프

본 발명에 따르면, 건조로나 소각로, 오븐 등의 열기구(1)에서 발생한 고온의 배기가스가 배출되는 제1 덕트(5)와, 이 제1 덕트(5)의 중간에 설치되어 배기가스를 배출하는 제1 임펠러(10)를 포함하는 폐열회수시스템에 있어서, 찬공기가 유입되는 제2 덕트(6)와, 이 제2 덕트(6) 상에 설치된 제2 임펠러(14)와, 상기 제1 덕트(5)와 제2 덕트(6)를 통과하도록 연장 설치되며 제1 임펠러(10)와 제2 임펠러(14)가 장착되는 회전축(12) 및 이 회전축(12)을 구동하는 구동모터(16)와, 상기 회전축(12) 둘레의 제1 덕트(5)와 제2 덕트(6) 상에 제1 덕트(5)와 제2 덕트(6)가 서로 연통되도록 형성된 개구부(9)와, 이 개구부(9)를 통해 상기 제1 임펠러(10)와 제2 임펠러(14) 사이에 연결설치되며 내부에 열매체가 충전된 히트파이프(20)를 포함하며, 상기 제1 덕트(5)에서 상기 제1 임펠러(10)를 통해 회수된 열이 상기 히트파이프(20)를 거쳐서 제2 임펠러(14)로 전달됨으로써 열교환이 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 송풍기 겸용 열교환기가 제공된다.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하다. 도 2는 본 발명이 적용된 폐열회수시스템을 보여주고, 도 3은 본 발명의 실시예의 구성도이며, 도 4내지 도 5는 변형된 실시예를 보여준다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 송풍기 겸용 열교환기(100)는 건조로 등의 열기구(1)에서 나온 더운 배기가스를 배출하는 제1 덕트(5) 상에 설치되고, 다시 이 송풍기 겸용 열교환기(100)에는 외부의 찬공기를 도입하여 열교환하여 가열된 공기를 소요의 장소로 보내는 제2 덕트(6)가 접속된다.

이 송풍기 겸용 열교환기(100)는 제1 덕트(5)의 유체이송로 상에 설치된 제1 임펠러(10)가 설치된다. 이때, 이 임펠러(10)의 회전축(12)은 제1 덕트(5)의 외부로 연장되어 인접배치된 제2 덕트(6) 속으로 관통되며, 이 제2 덕트(6)의 회전축(12)에는 제2 덕트(6)로 외부의 찬공기를 유입시켜 열교환 후 배출할 수 있도록 된 제2 임펠러(14)가 설치된다. 이때, 상기 제1 임펠러(10)는 고온의 배기가스를 축(12)방향으로 유입하여 방사방향으로 배출시키도록 구성되며, 상기 제2 임펠러(14)는 외부의 찬공기를 축(12)의 방사방향에서 유입하여 축(12)방향으로 배출시키도록 구성된다.따라서, 회전축(12)의 일단에 접속된 구동모터(16)가 회전함으로써, 상기 제1 임펠러(10)와 제2 임펠러(14)가 함께 회전된다. 한편, 제1 임펠러(10)와 제2 임펠러(14)는 열전달특성이 우수한 금속소재로 제작하는 것이 바람직하다.그리고, 상기 제1 임펠러(10)와 제2 임펠러(14)에는 제1 덕트(5)와 제2 덕트(6) 사이의 격벽을 관통하도록 히트파이프(20)의 단부가 각각 용접되어 접속된다. 이 히트파이프(20)는 바람직하게는 제1 임펠러(10) 및 제2 임펠러(14)에 반경방향을 따라 다수개 접속시켜 열교환 효율을 높이도록 구성된다. 이때, 상기 히트파이프(20)가 관통되는 부분의 제1 덕트(5)와 제2 덕트(6) 사이의 격벽에는 회전축(12)을 중심으로 개구부(9)가 형성되며, 이 개구부(9)에는 상기 임펠러(10,14) 및 이 임펠러(10,14)에 연결접속된 히트파이프(20)가 회전축(12)을 중심으로 회전할 수 있도록 회전디스크(8)로 구성된다.한편, 상기 히트파이프(20)는 내부에 열매체가 충전되어 제1 임펠러(10) 및 히트파이프(20)를 통해 유입된 열이 히트파이프(20)를 통해 제2 임펠러(14) 쪽으로 신속하게 전달된다.따라서, 제1 임펠러(10)는 더운 배기가스를 제1 덕트(5)를 통해 배출시키고, 제2 임펠러(14)는 외부의 찬공기를 유입시켜서 열교환시킨 후에 실내의 난방이나 기타의 용도로 필요로 하는 장소로 보낸다.

이러한 구성에 따르면, 회전축(12)에 접속된 구동모터(16)에 의해 상기 임펠러(10,14) 및 이 임펠러(10,14)에 연결접속된 히트파이프(20)가 회전축(12)을 중심으로 회전되어 더운공기가 지나는 제1 덕트(5)에서 제1 임펠러(10)와 히트파이프(20)를 통해 열이 흡수 전달되어 제2 임펠러(14)가 위치하는 제2 덕트(6)로 유입됨으로써, 외부의 찬공기가 제2 덕트(6)를 통해 유입되면서 가열됨으로써 열교환이 이루어지게 된다.

따라서, 송풍기 자체가 바로 열교환기로 기능하게 됨으로써, 별도의 열교환장치가 필요없게 되며, 종래의 열교환기에서 불가피하게 초래되었던 통풍저항도 거의 없어지므로 송풍장치의 용량이 작더라도 충분히 송풍량을 달성할 수 있다.

도 4는 본 발명의 변형된 실시예로서, 히트파이프(20)가 경사지게 배치됨으로써, 히트파이프(20) 내부의 열매체의 원활한 순환을 도모하고, 제2 임펠러(14)로서 원심팬을 사용하여 외부 찬공기가 축(12)방향으로 유입하여 방사방향으로 배출되는 한 것이고, 도 5는 외부의 찬공기가 축(12) 방향에 직각인 방향으로 유입 및 배출되도록 한 것이다. 이와같이, 본 발명의 청구범위에서 규정되는 기술사상의 범위 내에서 임펠러나 덕트의 레이아웃에 대해 다양한 변형이나 수정이 가능할 것이다.

이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 폐열회수장치 등에 사용되는 송풍장치에 열교환기능을 부여함으로써, 별도의 열교환기가 필요없게 되어 장치를 콤팩트하고 저렴하게 제작할 수 있게 되고, 기체흐름에 대한 통풍저항이 거의 없게 되어 소용량의 송풍장치로서 충분히 감당할 수 있는 효율적인 송풍기 겸용 열교환기를 달성할 수 있다.

Claims (1)

1. 건조로나 소각로, 오븐 등의 열기구(1)에서 발생한 고온의 배기가스가 배출되는 제1 덕트(5)와, 이 제1 덕트(5)의 중간에 설치되어 배기가스를 배출하는 제1 임펠러(10)를 포함하는 폐열회수시스템에 있어서, 찬공기가 유입되는 제2 덕트(6)와, 이 제2 덕트(6) 상에 설치된 제2 임펠러(14)와, 상기 제1 덕트(5)와 제2 덕트(6)를 통과하도록 연장 설치되며 제1 임펠러(10)와 제2 임펠러(14)가 장착되는 회전축(12) 및 이 회전축(12)을 구동하는 구동모터(16)와, 상기 회전축(12) 둘레의 제1 덕트(5)와 제2 덕트(6) 상에 제1 덕트(5)와 제2 덕트(6)가 서로 연통되도록 형성된 개구부(9)와, 이 개구부(9)를 통해 상기 제1 임펠러(10)와 제2 임펠러(14) 사이에 연결설치되며 내부에 열매체가 충전된 히트파이프(20)를 포함하며, 상기 제1 덕트(5)에서 상기 제1 임펠러(10)를 통해 회수된 열이 상기 히트파이프(20)를 거쳐서 제2 임펠러(14)로 전달됨으로써 열교환이 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 송풍기 겸용 열교환기.