KR100814606B1

KR100814606B1 - 가스버너를 이용한 폐열 회수용 열풍기

Info

Publication number: KR100814606B1
Application number: KR1020070053875A
Authority: KR
Inventors: 김현성
Original assignee: 김현성
Priority date: 2007-06-01
Filing date: 2007-06-01
Publication date: 2008-03-18

Abstract

본 발명은 비닐하우스 등과 같은 농업용 시설에 주로 사용하는 가스버너를 이용한 폐열 회수용 열풍기에 관한 것으로, 가스버너에 의해 연소되어 공기와 열 교환한 다음 배출되는 폐열을 연통으로 배출시키지 않고 회수하여 데워진 공기와 함께 실내로 배출되도록 한 것이다.

이를 위해, 몸체(21)의 내부에 가스버너(22)의 구동에 따라 공기와 열 교환이 이루어지도록 하는 열 교환기(23)를 설치하고 상기 열 교환기의 상부에는 공기를 흡입하는 송풍기(26)를 설치하며 몸체(21)의 하부에는 고온의 공기가 실내 측으로 배출되는 배출구(27)가 형성된 열풍기에 있어서, 상기 배출구(27)상에 가열된 공기의 온도와 일산화탄소의 양을 측정하는 온도감지센서(28) 및 일산화탄소 감지센서(29)를 각각 설치하고 열 교환기(23)의 토출 측과 송풍기(26)의 일 측에는 폐열을 회수하는 폐열 회수관(34)을 설치함과 동시에 상기 폐열 회수관 상에는 백금 촉매 망 및 탄소필터(35)를 설치하며 상기 송풍기(26)의 상부에는 실내 및 실외를 구획하는 닥트(24)를 설치하되, 상기 닥트의 내부에는 실외공기 유입공(30a) 및 실내공기 유입공(30b)이 형성된 삿갓형태의 격벽(30)을 설치함과 함께 상기 격벽의 중간부위에 온도감지센서(28) 또는 일산화탄소 감지센서(29)의 감지에 의해 자동 개폐장치(32)가 작동함에 따라 회동하는 개폐판(33)을 설치하여서 된 것이다.

열풍기, 가스버너, 열 교환기, 폐열 회수관, 자동 개폐장치

Description

가스버너를 이용한 폐열 회수용 열풍기{omitted}

도 1은 종래 열풍기의 일 실시예를 나타낸 종단면도

도 2는 종래 열풍기의 다른 실시예를 나타낸 종단면도

도 3은 본 발명의 열풍기를 일부 단면으로 나타낸 사시도

도 4는 도 3의 A - A선 단면도

도 5는 도 3의 B - B선 단면도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

21 : 몸체 22 : 가스버너

23 : 열 교환기 24 : 닥트

26 : 송풍기 27 : 배출구

28 : 온도감지센서 29 : 일산화탄소 감지센서

30 : 격벽 32 : 자동 개폐장치

33 : 개폐판 34 : 폐열 회수관

35 : 백금 촉매 망 및 탄소필터 36 : 조절댐퍼

본 발명은 비닐하우스 등과 같은 농업용 시설에 주로 사용하는 열풍기에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 가스버너에 의해 연소되어 공기와 열 교환한 다음 배출되는 폐열을 연통으로 배출시키지 않고 회수하여 데워진 공기와 함께 실내로 배출되도록 하는 가스버너를 이용한 폐열 회수용 열풍기에 관한 것이다.

일반적으로 채소, 과일, 버섯 등을 재배하는 비닐하우스 또는 소, 돼지, 닭, 오리 등을 기르는 축사는 계절에 따라 실내의 온도를 적정 온도로 유지시켜야만 농작물 또는 가축의 생육을 촉진시킬 수 있게 되는데, 이 때 사용하는 난방기가 열풍기이다.

상기 열풍기는 크게 두 가지로 구분되는데, 그 중 하나는 버너나 전기히터와 같은 발열체가 직접적으로 공기를 가열시켜 송풍기로 배출시키는 타입이고, 다른 하나는 상기 발열체가 물이나 열 매체를 가열시켜 순환되는 과정에서 방열 라디에이터를 통해 방열되도록 하여 공기를 간접적으로 가열시키는 타입이다.

이와 같이 공기를 직접적으로 가열시키는 타입은 도 1에 나타낸 바와 같이, 상·하부에 각각 흡입구(2)와 토출구(3)를 갖춘 몸체(1)의 내부에 송풍기(4)와 열 교환로(5)가 설치되어 있는데, 상기 열 교환로(5)의 일 측으로는 배기 연통(6)이 설치되어 있고, 다른 일 측에는 버너(7)가 설치된 구조로 이루어져 있다.

따라서 상기 버너부(7)의 작동으로 열 교환로(5)에 고온의 열이 공급되는 과정에서 송풍기(4)가 작동하면 흡입구(2)를 통해 차가운 외부 공기가 열 교환로(5)에 흡입된 다음 가열되어 토출구(3)를 통해 뜨거워진 공기를 배출하므로써, 고온의 공기가 비닐하우스의 내부를 순환하면서 농작물의 생육을 촉진시키고, 배기가스는 연통(6)을 통해 외부로 배출된다.

또한, 상기 방열 라디에이터를 통해 방열이 이루어지도록 하여 공기를 간접적으로 가열시키는 열풍기는 도 2에 표현된 바와 같이, 내부에 격벽(8)이 설치된 몸체(1)의 일 측으로 연통(6)이 설치되어 있고 몸체(1)의 내부에는 버너부(7)를 갖춘 가열탱크(9)가 설치되어 있으며 다른 일 측에는 송풍기(4)가 설치되어 있고 그 상부에는 흡입구(2)가 형성되어 있다.

그리고 고온의 공기가 배출되는 토출구(3)가 몸체(1)의 측면에 형성되어 있고 가열탱크(9)와 연결된 순환파이프(12)에는 순환모터(10)와 발열부(11)가 설치되어 있다.

따라서 버너부(7)의 점화로 가열탱크(9)에 담겨져 있던 물 또는 열 매체를 가열하면 순환모터(10)의 작동으로 가열된 물 또는 열 매체가 발열부(11)에 공급되는데, 이러한 과정에서 발열부(11)의 상부에 설치된 송풍기(4)가 작동하여 흡입구(2)를 통해 차가운 외기가 흡입되면 발열부(11)를 지나는 과정에서 차가운 공기가 고온의 발열부(11)와 열 교환하여 뜨거워진 다음 몸체(1)의 측면에 형성된 토출구(3)를 통해 실내로 배출되므로 고온의 공기가 비닐하우스의 내부를 순환하면서 농작물의 생육을 촉진시키고, 배기가스는 연통(6)을 통해 외부로 배출된다.

그러나 이러한 종래의 열풍기는 공히 버너부(7)에서 발생된 고온의 열이 열 교환로(5) 또는 가열탱크(9)를 지나면서 흡입 공기와 열 교환한 다음 연통(6)을 통해 실외(대기 중)로 배출됨으로서 열효율이 떨어져 비닐하우스의 내부를 적정 온도 로 유지시키기 위해서는 열풍기의 가동시간을 늘릴 수밖에 없게 되고, 이에 따라 실내의 난방에 따른 비용이 과다하게 소비되는 문제점이 있었다.

또한, 흡입구(2)가 항상 개방되어 있어 송풍기(4)가 구동하는 동안 지속적으로 차가운 외부 공기가 유입되므로 열풍기의 가동시간이 늘어나는 결과를 초래하게 되었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 구조 개선으로 외부 공기와 열 교환하고 난 고온의 연소가스(폐열)를 연통으로 배출시키지 않고 폐열 회수라인 상에 백금 촉매 망 및 탄소필터를 설치하여 폐열에 포함된 미세 분진 또는 일산화탄소 등을 제거한 다음 몸체의 내부로 유입시켜 열 교환으로 뜨거워진 공기와 함께 실내 측으로 토출되도록 하여 난방이 이루어지도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 통상의 상태에서는 송풍기의 구동으로 실내의 공기를 몸체의 내부로 유입시키고 과열 또는 일산화탄소의 양이 증대될 경우에만 외부의 차가운 공기가 몸체의 내부로 유입되도록 자동 개폐장치를 구비하여 항상 안정된 연소상태를 유지시킬 수 있도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 몸체의 내부에 가스버너의 구동에 따라 공기와 열 교환이 이루어지도록 하는 열 교환기를 설치하고 상기 열 교환기의 상부에는 공기를 흡입하는 송풍기를 설치하며 몸체의 하부에는 고온의 공기가 실내 측으로 배출되는 배출구가 형성된 열풍기에 있어서, 상기 배출구상에 가열된 공기의 온도와 일산화탄소의 양을 측정하는 온도감지센서 및 일산화탄소 감 지센서를 각각 설치하고 열 교환기의 토출 측과 송풍기의 일 측에는 폐열을 회수하는 폐열 회수관을 설치함과 동시에 상기 폐열 회수관 상에는 백금 촉매 망 및 탄소필터를 설치하며 상기 송풍기의 상부에는 실내 및 실외를 구획하는 닥트를 설치하되, 상기 닥트의 내부에는 실외공기 유입공 및 실내공기 유입공이 형성된 삿갓형태의 격벽을 설치함과 함께 상기 격벽의 중간부위에 온도감지센서 또는 일산화탄소 감지센서의 감지에 의해 자동 개폐장치가 작동함에 따라 회동하는 개폐판을 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 가스버너를 이용한 폐열 회수용 열풍기가 제공된다.

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 3 내지 도 5를 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 열풍기를 일부 단면으로 나타낸 사시도이고 도 4는 도 3의 A - A선 단면도이며 도 5는 도 3의 B - B선 단면도로서, 본 발명은 몸체(21)의 내부에 가스버너(22)의 구동으로 고온의 열기가 통과함에 따라 공기와 열 교환이 이루어지도록 하는 열 교환기(23)가 설치되어 있고 상기 열 교환기의 상부에는 외부의 차가운 공기 또는 실내의 공기가 통과하는 닥트(24)가 설치되어 몸체(21) 및 닥트(24)가 원통형의 하우징(25)으로 연결되어 있으며 상기 하우징(25)의 내부에는 공기를 흡입하는 송풍기(26)가 설치되어 있다.

이 때, 닥트(24)에 형성된 외부공기 유입부(24a)는 실외 측에 위치되어 있고 실내공기 유입부(24b)는 실내 측에 위치되어 있다.

그리고 상기 몸체(21)의 하부에 고온의 공기가 실내 측으로 배출되는 배출구 (27)가 형성되어 있고 상기 배출구(27)상에는 가열된 공기의 온도와 일산화탄소의 양을 측정하는 온도감지센서(28) 및 일산화탄소 감지센서(29)를 각각 설치되어 있다.

또한, 상기 닥트(24)의 내부에 삿갓형태의 격벽(30)이 설치되어 있고 상기 격벽(30) 상에는 외부공기 유입구(30a) 및 실내공기 유입구(30b)가 형성되어 있으며 상기 격벽(30)의 중간부위에는 배출구(27)상에 설치된 온도감지센서(28) 및 일산화탄소 감지센서(29)가 가열된 공기의 온도와 일산화탄소의 양을 각각 측정하여 설정치 이상일 때 제어부(31)의 제어에 의해 자동 개폐장치(32)가 작동함에 따라 회동하는 개폐판(33)을 설치하여 외부공기 유입구(30a) 및 실내공기 유입구(30b)를 선택적으로 개폐하거나, 외부공기 유입구(30a) 및 실내공기 유입구(30b)의 개폐량을 조절하도록 되어 있다.

상기 열 교환기(23)의 토출 측과 송풍기(26)가 위치된 하우징(25)의 사이에는 폐열을 회수하는 폐열 회수관(34)이 연결되어 있고 상기 폐열 회수관 상에는 백금 촉매 망 및 탄소필터(35)가 설치되어 있는데, 이는 상기 백금 촉매 망 및 탄소필터(35)에 의해 연소가스(폐열)에 포함된 미세 분진 또는 일산화탄소를 제거하여 청정한 고온의 폐열만이 몸체(21)의 내부로 유입되도록 하기 위한 것이다.

이 때, 상기 폐열 회수관(34) 상에 설치된 백금 촉매 망 및 탄소필터(35)의 상부에는 조절댐퍼(36)가 슬라이딩 가능하게 설치되어 있는데, 이는 열 교환기(23)에서 배출되는 연소가스가 몸체(21)의 내부로 유입되는 양을 적절히 조절하여 항상 안정된 연소상태를 유지시킬 수 있도록 하기 위함이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 초기 상태에서는 도 4에 실선으로 나타낸 바와 같이 개폐판(33)이 외부공기 유입구(30a)를 폐쇄하고 있다.

이러한 상태에서 가스버너(22)가 점화되어 열 교환기(23)의 내부에서 연소가 이루어지면 고온의 연소가스가 열 교환기(23)를 통과하게 되는데, 이 때 하우징(25)의 내부에 설치된 송풍기(26)가 구동하여 흡입력을 발생시키게 되므로 실내(비닐하우스)에 있던 공기가 닥트(24)의 실내공기 유입부(24b) 및 격벽(30)의 실내공기 유입구(30b)를 통해 몸체(21)의 내부로 유입된다.

이에 따라, 송풍기(26)의 구동으로 몸체(21)의 내부로 유입된 공기가 화살표 방향을 따라 이동하는 과정에서 고온의 열 교환기(23)와 열 교환하여 고온의 공기로 변환된 다음 몸체(21)의 하부에 형성된 배출구(27)를 통해 실내로 배출되므로 실내의 난방이 이루어지게 된다.

상기한 바와 같이 송풍기(26)의 구동으로 공기가 실내를 반복적으로 순환하면서 난방을 실시하는 과정에서 열 교환기(23)를 통과하면서 공기와 열 교환을 하고 난 고온의 연소가스는 폐열 회수관(34)을 따라 이동할 때 백금 촉매 망 및 탄소필터(35)에 의해 미세 분진 및 일산화탄소가 제거되어 몸체(21)의 내부로 유입되므로 고온의 폐열을 연통으로 배출하던 종래의 열풍기에 비하여 열 효율을 대폭 개선할 수 있게 되는 장점을 갖는다.

이 때, 상기 폐열 회수관(34)의 백금 촉매 망 및 탄소필터(35)의 상부에 설치된 조절댐퍼(35)를 수평 이동시켜 유로의 개폐량을 적절히 조절하므로써, 항상 안정된 연소상태를 유지시킬 수 있게 된다.

전술한 바와 같은 동작으로 실내의 난방을 실시하는 과정에서 배출구(27) 상에 설치된 온도감지센서(28)가 설정된 온도 이상임을 감지하거나, 배출구(27)를 통해 배출되는 고온의 공기에 일산화탄소의 양이 설정치 이상으로 많아짐을 감지하면 제어부(31)가 자동으로 닥트(24)에 설치된 자동 개폐장치(32)를 구동하여 외부공기 유입구(30a)를 폐쇄하고 있던 개폐판(33)을 도 4에 일점쇄선으로 나타낸 바와 같이 회동시켜 일시적으로 실내공기 유입구(30a)를 폐쇄하여 몸체(21)의 내부로 실내공기는 유입되지 않고 외부 공기만이 유입되도록 하거나, 개폐판(33)을 도 4의 점선으로 나타낸 바와 같이 중립에 위치시켜 몸체(21)의 내부로 외부 공기 및 실내 공기가 동시에 유입되도록 조절하게 되므로 일산화탄소가 제거된 청정공기만이 실내를 순환하면서 적정온도로 유지시키게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 몸체(21)로 유입된 공기와 열 교환을 하고 난 연소가스를 연통으로 배출시키지 않고 연소가스 내에 포함된 미세 분진 및 일산화탄소를 완전히 제거한 다음 몸체(21)의 내부로 유입시켜 데워진 공기와 함께 실내 측으로 배출시키게 되므로 열풍기의 열 효율을 극대화하게 되는 효과를 얻게 되고, 이에 따라 실내의 난방에 따른 연료비를 대폭 절감할 수 있게 된다.

또한, 연소상태에 따라 폐열 회수관(34) 내의 백금 촉매 망 및 탄소필터(35)의 상부에 위치된 조절댐퍼(36)의 조작으로 폐열 회수관(34)의 유로의 개폐량을 조절하는 구조로 되어 있어 연소상태를 항상 안정되게 유지할 수 있게 되는 효과도 얻게 된다.

Claims

몸체(21)의 내부에 가스버너(22)의 구동에 따라 공기와 열 교환이 이루어지도록 하는 열 교환기(23)를 설치하고 상기 열 교환기의 상부에는 공기를 흡입하는 송풍기(26)를 설치하며 몸체(21)의 하부에는 고온의 공기가 실내 측으로 배출되는 배출구(27)가 형성된 열풍기에 있어서, 상기 배출구(27)상에 가열된 공기의 온도와 일산화탄소의 양을 측정하는 온도감지센서(28) 및 일산화탄소 감지센서(29)를 각각 설치하고 열 교환기(23)의 토출 측과 송풍기(26)의 일 측에는 폐열을 회수하는 폐열 회수관(34)을 설치함과 동시에 상기 폐열 회수관 상에는 백금 촉매 망 및 탄소필터(35)를 설치하며 상기 송풍기(26)의 상부에는 실내 및 실외를 구획하는 닥트(24)를 설치하되, 상기 닥트의 내부에는 실외공기 유입공(30a) 및 실내공기 유입공(30b)이 형성된 삿갓형태의 격벽(30)을 설치함과 함께 상기 격벽의 중간부위에 온도감지센서(28) 또는 일산화탄소 감지센서(29)의 감지에 의해 자동 개폐장치(32)가 작동함에 따라 회동하는 개폐판(33)을 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 가스버너를 이용한 폐열 회수용 열풍기.
청구항 1에 있어서,

상기 폐열 회수관(34) 상에 설치된 백금 촉매 망 및 탄소필터(35)의 상부에 조절댐퍼(36)를 슬라이드 가능하게 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 가스버너를 이용한 폐열 회수용 열풍기.