KR100701577B1 - 응축형 열교환기 - Google Patents

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Abstract

배기되는 가스로부터 폐열을 회수하여 공급수를 가열함으로써, 열교환 성능 및 효율을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 제작이 용이하고 응축형 열교환기가 개시되어 있다. 본 발명에 따른 열교환기 배가스가 투입되고 내부를 순환하여 다시 배출됨과 아울러 내측 하부에 제 1 충진수가 충진되는 외장케이스를 갖으며, 외장케이스는 내부가 빈 함체 형상을 가지면서 내측 하부에는 제 1 충진수가 충진되며, 외장케이스의 일측면 상에 제 1 충진수가 외장케이스 내측 하부에서 넘쳐 흐리지 않을 높이에 배가스투입구가 형성되고, 외장케이스의 일측면 상부에는 배가스배출구가 형성되며, 외장케이스의 타측면 상에는 배가스투입구와 마주보도록 제 1 충진수급수파이프가 일체로 형성되며, 배가스투입구의 하부에는 제 1 충진수배출파이프가 형성되는 본체부; 외장케이스에 충진된 제 1 충진수를 상기 외장케이스의 내측 상부로 순환시키는 순환파이프부; 외장케이스 내에 배치되면서 투입되는 배가스와 접촉되고 내측 하부에는 접촉된 배가스에 의해서 가열되는 제 2 충진수가 충진되는 열교환탱크를 갖는 열교환부; 및 본체부의 외부에서부터 연장되어 열교환부 내부를 지나 다시 본체부의 외부로 배출되는 전열파이프를 갖는 전열배관부를 구비한다.

Description

응축형 열교환기{HEAT EXCHANGER SYSTEM}
도 1은 본 발명의 응축형 열교환기를 개략적으로 나타낸 도면이며, 그리고
도 2는 도 1에 도시된 필터링플레이트의 다른 실시예를 보인 도면이다.
<도면의주요부분에대한부호의설명>
100 : 응축형 열교환기 110 : 본체부
112 : 외장케이스 114 : 배가스투입구
116 : 배가스배출구 118 : 제 1 충진수급수파이프
120 : 제 1 충진수배출파이프 130 : 순환파이프부
132 : 제 1 순환파이프 134 : 제 2 순환파이프
136 : 제 3 순환파이프 138 : 순환모터
140 : 조절밸브 142 : 분사공
150 : 열교환부 152 : 열교환탱크
154 : 연결플레이트 156 : 안내파이프
160 : 필터링플레이트 162 : 필터링공
170 : 전열배관부 172 : 전열파이프
본 발명은 응축형 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 농수산물 건조기에서 배기되는 습열 및 폐열을 회수하여 공급수를 가열함으로써, 열교환 성능 및 효율을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 제작이 용이하고 응축형 열교환기에 관한 것이다.
일반적으로, 농수산물 건조기는 기름이나 가스 등의 연료를 사용하여 버너의 연소열로 열교환기를 가열하여 1차 열교환에 의해 난방수가 얻어지도록 하고, 또 선택적으로 외부의 직수와 2차 열교환 하는 것에 의해 온수를 얻는 것이다.
이러한 보일러에 사용되고 있는 대부분의 열교환기에서는, 주로 난방수는 버너의 직접 열에 의해 가열토록 하고, 또 온수는 난방수에 의해 간접적으로 가열되는 방식이 주로 적용되고 있는 실정이며, 이러한 열교환기는 다양한 산업분야에 맞추어 다양한 구조를 가지면서 널리 사용되고 있다.
열교환기 중에는 배기되는 가스의 폐열을 회수하여 공급수를 가열하는 방식의 열교환기가 다수 개시되어 있으나, 이러한 열교환기는 열교환 성능 및 열교환 효율을 극대화하기 위해서 내부 구성이 복잡하여 제작이 용이하지 못한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 농수산물 건조기에서 배기되는 습열 및 폐열을 회수하여 공급수를 가열함으로써, 열교환 성능 및 효율을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 제작이 용이 하고 응축형 열교환기를 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서 본 발명은,
배가스가 투입되고 내부를 순환하여 다시 배출됨과 아울러 내측 하부에 제 1 충진수가 충진되는 외장케이스를 갖으며, 외장케이스는 내부가 빈 함체 형상을 가지면서 내측 하부에는 제 1 충진수가 충진되며, 외장케이스의 일측면 상에 제 1 충진수가 외장케이스 내측 하부에서 넘쳐 흐리지 않을 높이에 배가스투입구가 형성되고, 외장케이스의 일측면 상부에는 배가스배출구가 형성되며, 외장케이스의 타측면 상에는 배가스투입구와 마주보도록 제 1 충진수급수파이프가 일체로 형성되며, 배가스투입구의 하부에는 제 1 충진수배출파이프가 형성되는 본체부;
외장케이스에 충진된 제 1 충진수를 상기 외장케이스의 내측 상부로 순환시키는 순환파이프부;
외장케이스 내에 배치되면서 투입되는 배가스와 접촉되고 내측 하부에는 접촉된 배가스에 의해서 가열되는 제 2 충진수가 충진되는 열교환탱크를 갖는 열교환부; 및
본체부의 외부에서부터 연장되어 열교환부 내부를 지나 다시 본체부의 외부로 배출되는 전열파이프를 갖는 전열배관부를 구비하는 응축형 열교환기를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 농수산물 건조기에서 배기되는 습열 및 폐열을 회수하여 공급수를 가열함으로써, 열교환 성능 및 효율을 극대 화할 수 있을 뿐만 아니라 제작이 용이하다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 응축형 열교환기에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 응축형 열교환기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 응축형 열교환기(100)는 배가스가 투입되고 내부를 순환하여 다시 배출됨과 아울러 내측 하부에 제 1 충진수(W1)가 충진되는 본체부(110)와, 제 1 충진수(W1)를 본체부(110)의 내측 상부로 순환시키는 순환파이프부(130)와, 본체부(110) 내에 배치되면서 투입되는 배가스가 접촉되는 열교환부(150)와, 본체부(110)의 외부에서부터 연장되어 열교환부(150) 내부를 지나 다시 본체부(110)의 외부로 배출되는 전열배관부(170)를 구비한다. 누구나 알 수 있듯이 전열배관부(170)에는 외부에서부터 안내되는 공급수가 지나게 된다.
먼저, 본체부(110)는 내부가 빈 함체 형상을 가지면서 내측 하부에는 제 1 충진수(W1)가 충진되는 외장케이스(112)를 구비한다.
외장케이스(112)의 일측면 상에 배가스투입구(114) 및 배가스배출구(116)가 일체로 형성되는데, 배가스투입구(114)는 제 1 충진수(W1)가 외장케이스(112) 내측 하부에서 배가스투입구(114) 측으로 넘쳐흐르지 않도록 일측면 하부보다 높은 위치에 형성되고, 배가스배출구(116)는 외장케이스(112)의 일측면 상부에 인접한 위치에 형성된다. 외장케이스(112)의 타측면 상에는 배가스투입구(114)와 마주보도록 제 1 충진수급수파이프(118)가 일체로 형성되며, 배가스투입구(114)의 하부에는 외장케이스(112) 내측에 충진된 제 1 충진수(W1)를 선택적으로 배출할 수 있게 제 1 충진수배출파이프(120)가 형성된다. 이와 같이 형성된 본체부(110)에는 순환파이프부(130), 열교환부(150) 및 전열배관부(170)가 장착된다.
순환파이프부(130)는 외장케이스(112)의 외부에서 외장케이스(112)의 타측면 하부를 관통하는 제 1 순환파이프(132)와, 제 1 순환파이프(132)의 연장단부에 일체로 수직하게 장착되는 제 2 순환파이프(134)와, 제 2 순환파이프(134)의 연장단부에 일체로 수평하게 장착되어 외장케이스(112)의 내측으로 연장되는 제 3 순환파이프(136)를 구비하는데, 제 2 순환파이프(134)에는 제 1 충진수(W1)를 펌핑할 수 있도록 순환모터(138)가 일체로 장착되며, 제 3 순환파이프(136)에는 제 1 충진수(W1)의 투입량을 조절할 수 있는 조절밸브(140)가 장착된다. 이때, 외장케이스(112)의 내측으로 연장된 제 3 순환파이프(136)에는 안내된 제 1 충진수(W1)가 외장케이스(112)의 내측으로 분사될 수 있도록 다수의 분사공(142)이 형성된다.
열교환부(150)는 외장케이스(112)의 내측에 배치되고 내부가 빈 함체 형상을 가지면서 내측 하부에는 제 2 충전수(W2)가 충진되는 열교환탱크(152)를 구비하는데, 열교환탱크(152)는 상부 및 상부와 연결되는 일측면 일부가 개방된 형상을 가지면서 외장케이스(112)의 일측면 내측에서부터 열교환탱크(152)의 일측면 연장단부와 연결되는 수평한 연결플레이트(154)에 의해서 외장케이스(112)의 내측, 즉 제 3 순환파이프(136) 및 제 1 충전수(W1) 사이에 고정 배치되는데, 이러한 연결플레이트(154)에는 열교환탱크(152)에서 넘쳐흐르는 제 2 충전수(W2)를 외장케이스(112)의 내측 하부로 안내하는 안내파이프(156)가 일체로 형성된다. 또한 열교환탱크(152)의 하부에는 열교환탱크(152)의 내측에 충진된 제 2 충진수(W2)를 선택적 으로 배출할 수 있게 제 2 충진수배출파이프(158)가 형성되는 제 2 충진수배출파이프(158)의 연장단부는 제 1 충진수배출파이프(120)와 연결된다.
한편, 열교환탱크(152)의 타측면 상에는 열기와 수분을 포함한 배가스에서 열기만을 안내할 수 있도록 필터링플레이트(160)가 일체로 장착되는데, 이러한 필터링플레이트(160)는 열교환탱크(152)의 타측면 외측에서 외장케이스(112)의 타측면 내측으로 수평하게 연장됨과 아울러 다수의 필터링공(162)이 형성된다. 필터링공(162)의 필터링플레이트(160)의 하부에서 필터링플레이트(160)의 상부 측으로 좁아지게 테이퍼진 형상을 가진다.
도 2는 도 1에 도시된 필터링플레이트의 다른 실시예를 보인 도면이다.
도 2를 참조하면, 필터링플레이트(160)는 열교환탱크(152)의 타측면 외측에서 외장케이스(112)의 타측면으로 낮아지는 경사로 하나 이상 제공될 수 있다. 또는 필터링플레이트(160)는 외장케이스(112)의 타측면 내측에서 열교환탱크(152)의 타측면 측으로 낮아지는 경사로 하나이상 제공될 수 있다. 이때, 필터링플레이트(160)의 연장단부는 톱니형상을 가진다.
바람직하게는 필터링플레이트(160)는 열교환탱크(152)의 타측면 외측에서 외장케이스(112)의 타측면으로 낮아지는 경사로 제공되는 필터링플레이트(160), 그리고 외장케이스(112)의 타측면 내측에서 열교환탱크(152)의 타측면 측으로 낮아지는 경사로 제공되는 또 다른 필터링플레이트(160)가 서로 지그재그 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 전열배관부(170)는 외장케이스(112)의 외부에서 열교 환탱크(152) 측으로 연장됨과 아울러 다시 외장케이스(112)의 외부로 연장되는 전열파이프(154)를 구비하는데, 열교환탱크(152)를 지나는 전열파이프(154)는 열교환탱크(152)의 상부에서부터 지그재그 형상으로 절곡되면서 연장된다. 이때, 전열파이프(154)의 하부 일부분은 제 2 충전수(W2) 내로 침수된다. 누구나 알 수 있듯이 전열파이프(154)의 내측으로는 열교환될 공급수가 안내된다.
하기에는 전술한 바와 같이 형성된 응축형 열교환기(100)의 사용상태를 간략하게 설명한다.
배가스투입구(114) 측으로 배가스가 외장케이스(112)의 내측으로 투입되면, 투입된 배가스는 열교환탱크(152)의 외측에 접촉하면서 열교환탱크(152) 내의 제 2 충전수(W2)를 가열시킨다. 이러한 열교환탱크(152)와 접촉된 배가스는 외장케이스(112)의 타측면 측으로 안내된 후 필터링플레이트(160)를 지나 외장케이스(112)의 상부로 안내된다. 이때, 제 1 충전수(W1)와 열교환탱크(152)의 사이를 지나는 배가스는 제 1 충전수(W1)의 접촉에 의해서 수분이 함유되는데, 이렇게 함유된 수분은 필터링플레이트(160)에 의해서 필터링 되고, 배가스의 열기만이 외장케이스(112)의 내측 상부로 안내된다.
이렇게 배가스가 외장케이스(112)의 상부면 내측으로 안내되면, 순환모터(138)는 작동하여 제 1 충전수(W1)를 외장케이스(112)의 내측 상부로 안내하는데, 이렇게 안내된 제 1 충전수(W1)는 제 3 순환파이프(136)의 분사공(142)을 통해 분사되고, 분사된 제 1 충전수(W1)는 공기중에 수분을 응축시키고, 응축된 수분은 전열파이프(154)와 접촉하여 전열파이프(154)를 지나는 공급수를 가열시킨다. 즉, 전열파이프(154) 내의 공급수는 가열된 제 2 충전수(W2) 및 응축된 수분에 의해서 가열된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 응축형 열교환기(100)는 구성을 종래 열교환기에 비해 간단하여 제작이 용이할 뿐만 아니라 짧은 시간에 대량생산이 가능하고, 열회수율과 경제성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 배가스가 투입되고 내부를 순환하여 다시 배출됨과 아울러 내측 하부에 제 1 충진수가 충진되는 외장케이스를 갖으며, 상기 외장케이스는 내부가 빈 함체 형상을 가지면서 내측 하부에는 상기 제 1 충진수가 충진되며, 상기 외장케이스의 일측면 상에 상기 제 1 충진수가 상기 외장케이스 내측 하부에서 넘쳐흐리지 않을 높이에 배가스투입구가 형성되고, 상기 외장케이스의 일측면 상부에는 배가스배출구가 형성되며, 상기 외장케이스의 타측면 상에는 상기 배가스투입구와 마주보도록 제 1 충진수급수파이프가 일체로 형성되며, 상기 배가스투입구의 하부에는 제 1 충진수배출파이프가 형성되는 본체부;
    상기 외장케이스에 충진된 상기 제 1 충진수를 상기 외장케이스의 내측 상부로 순환시키는 순환파이프부;
    상기 외장케이스 내에 배치되면서 투입되는 배가스와 접촉되고 내측 하부에는 접촉된 배가스에 의해서 가열되는 제 2 충진수가 충진되는 열교환탱크를 갖는 열교환부; 및
    상기 본체부의 외부에서부터 연장되어 상기 열교환부 내부를 지나 다시 상기 본체부의 외부로 배출되는 전열파이프를 갖는 전열배관부를 구비하는 것을 특징으로 하는 응축형 열교환기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 순환파이프부는 상기 외장케이스의 외부에서 상기 외장케이스의 타측면 하부를 관통하는 제 1 순환파이프와, 상기 제 1 순환파이프의 연장단부에 일체로 수직하게 장착되는 제 2 순환파이프와, 상기 제 2 순환파이프의 연장단부에 일체로 수평하게 장착되어 상기 외장케이스의 내측으로 연장되는 제 3 순환파이프를 구비하고, 상기 제 2 순환파이프에는 상기 제 1 충진수를 펌핑할 수 있도록 순환모터가 일체로 장착되며, 상기 제 3 순환파이프에는 상기 제 1 충진수의 투입량을 조절할 수 있는 조절밸브가 장착됨과 아울러 상기 외장케이스의 내측으로 연장된 상기 제 3 순환파이프에는 안내된 상기 제 1 충진수를 분사될 수 있도록 다수의 분사공이 형성된 것을 특징으로 하는 응축형 열교환기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 열교환탱크는 내부가 빈 함체 형상을 가지면서 상부 및 상부와 연결되는 일측면 일부가 개방된 형상을 가지면서 상기 외장케이스의 일측면 내측에서부터 상기 열교환탱크의 일측면 연장단부와 연결되는 수평한 연결플레이트에 의해서 상기 외장케이스고정 배치되며, 상기 연결플레이트에는 상기 열교환탱크에서 넘쳐흐르는 상기 제 2 충전수를 상기 외장케이스의 내측 하부로 안내하는 안내파이프가 일체로 형성되고, 상기 열교환탱크의 하부에는 상기 열교환탱크의 내측에 충진된 상기 제 2 충진수를 선택적으로 배출할 수 있게 제 2 충진수배출파이프가 형성되며, 상기 제 2 충진수배출파이프의 연장단부는 상기 제 1 충진수배출파이프와 연결되는 것을 특징으로 하는 응축형 열교환기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 열교환탱크의 타측면 상에는 열기와 수분을 포함한 배가스에서 열기만을 안내할 수 있도록 필터링플레이트가 일체로 장착되는 것을 특징으로 하는 응축형 열교환기.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 필터링플레이트는 상기 열교환탱크의 타측면 외측에서 상기 외장케이스의 타측면 내측으로 수평하게 연장됨과 아울러 상기 필터링플레이트의 하부에서 상기 필터링플레이트의 상부 측으로 좁아지게 테이퍼진 형상을 가지는 다수의 필터링공이 형성된 것을 특징으로 하는 응축형 열교환기.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 필터링플레이트는 상기 열교환탱크의 타측면 외측에서 상기 외장케이스의 타측면으로 낮아지는 경사로 또는 상기 외장케이스의 타측면 내측에서 상기 열교환탱크의 타측면 측으로 낮아지는 경사로 중 어느 하나로 제공될 수 있는 것을 특징으로 하는 응축형 열교환기.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 필터링플레이트는 상기 열교환탱크의 타측면 외측에서 상기 외장케이스의 타측면으로 낮아지는 경사로 제공되는 상기 필터링플레이트와, 상기 외장케이스의 타측면 내측에서 상기 열교환탱크의 타측면 측으로 낮아지는 경사로 제공되는 또 다른 상기 필터링플레이트는 서로 지그재그 형상으로 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 응축형 열교환기.
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