KR101204014B1 - 전열관 교체가 용이한 폐열 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전열관 교체가 용이한 폐열 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전열관이 수평상 나선형으로 형성되어 다수개가 수직으로 상호 이격되고, 상기 다수개의 전열관을 지지대 위에 올려놓고 밀착시켜 단단히 고정함으로써, 기존의 열교환기보다 용접부위가 현격히 감소하므로 기존의 열교환기에서 발생되는 누설부위가 줄어들고, 지지대와 전열관의 밀착설치로 기포에 의한 진동 마모도 없으므로 열교환기의 수명이 늘어나며, 열교환기의 교체도 파손된 부분의 전열관만 교체할 수 있고 탱크 내부에서 작업이 가능하므로 유지보수 측면에서도 상당히 유리한 특징이 있다.

Description

전열관 교체가 용이한 폐열 열교환기{Waste heat heat exchanger simple change of Heat pipe}

본 발명은 전열관 교체가 용이한 폐열 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전열관이 수평상 나선형으로 형성되어 다수개가 수직으로 상호 이격되고, 상기 다수개의 전열관을 지지대 위에 올려놓고 밀착시켜 단단히 고정함으로써, 기존의 열교환기보다 용접부위가 현격히 감소하므로 기존의 열교환기에서 발생되는 누설부위가 줄어들고, 지지대와 전열관의 밀착설치로 기포에 의한 진동 마모도 없으므로 열교환기의 수명이 늘어나며, 열교환기의 교체도 파손된 부분의 전열관만 교체할 수 있고 탱크 내부에서 작업이 가능하므로 유지보수 측면에서도 상당히 유리한 전열관 교체가 용이한 폐열 열교환기에 관한 것이다.

수열원 히트펌프 시스템에 있어서 물에서 열을 회수하는 열교환기가 반드시 필요하다.

현재 사용되는 열회수용 열교환기는 크게 Shell&Tube Type과 Plate Type, 이중관식으로 구분할 수 있고 물에 이물질이 많은 경우 탱크침전식 코일 열교환기를 사용한다.

열을 회수하고자하는 물의 종류에 따라 상당한양의 이물질이 존재할 수 있다.

예를 들면 지하수의 경우 흙과 모래, 폐수의 경우 슬러지, 해수의 경우 뻘 및 모래 등이 순환수와 같이 열교환기로 유입되어 Shell&Tube Type열교환기, Plate Type열교환기, 이중관식 열교환기 등 내부 순환공간이 좁은 열교환기의 경우 이물질이 순환계통을 막아 물의 순환을 방해하여 열교환기의 역할을 상실하게 된다.

이런 경우 열교환기 세관이나 세척이 어려워 열교환기를 통째로 교환하여야하며 교체작업이 쉽지 않아 큰 비용이 발생하게 된다.

이런 이유로 물속에 이물질이 많은 경우에는 별도의 집수 탱크를 두고 탱크 내부에 침전식 코일 열교환기를 설치한다.

현재 설치되어있는 대부분의 침전식 코일 열교환기의 구조는 다수의 직관을 설치하여 직관과 직관을 U-밴드로 연결하여 용접한 구조로 되어있고 직관의 간격을 유지하기위해 양쪽 측면과 중간에 관 판을 설치하여 고정시킨 구조이다.

그러나, 이 구조는 직관과 직관을 U-밴드로 연결하여 용접하므로 용접부위가 상당히 많아지고 폐수와 같이 부식성 가스가 발생되는 물에서는 용접부위의 부식이 심하기 때문에 그만큼 누설부위가 많아지는 결과를 가져오게 되며 탱크 내부에 있는 물의 위아래 온도편차를 줄이고 전열관에 붙어있는 이물질을 제거하기 위하여 탱크 하부에 브로아를 이용하여 공기를 주입 내부에 공기 기포를 발생시켜 물을 교반시키는 역할을 해주게 되는데 이때 발생되는 공기 기포에 의하여 동관에 진동이 발생 심하게 떨게 된다. 이때 전열관의 간격을 유지시키기 위한 관 판과 동관 사이의 유격으로 인하여 동관과 관 판 사이에 마찰이 일어나 동관이 마모되어 동관이 파손되는 문제점이 있다.

이 경우 파손된 동관을 교체하기 위해서는 열교환기의 구조상 1개의 동관을 교체하려면 U-밴드로 연결된 위아래 전열관을 포함하여 3개의 전열관을 교체하여야 하고 열교환기를 탱크 밖으로 통째로 꺼내야만 하므로 작업이 상당히 불편하고 시간이 오래 걸리는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,

전열관이 수평상 나선형으로 형성되어 다수개가 수직으로 상호 이격되고, 상기 다수개의 전열관을 지지대 위에 올려놓고 밀착시켜 단단히 고정함으로써, 기존의 열교환기보다 용접부위가 현격히 감소하므로 기존의 열교환기에서 발생되는 누설부위가 줄어들고, 지지대와 전열관의 밀착설치로 기포에 의한 진동 마모도 없으므로 열교환기의 수명이 늘어나며, 열교환기의 교체도 파손된 부분의 전열관만 교체할 수 있고 탱크 내부에서 작업이 가능하므로 유지보수 측면에서도 상당히 유리한 전열관 교체가 용이한 폐열 열교환기를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 폐수가 유입되어 냉매와 열교환되는 열교환기에 있어서,

다수개가 수직으로 상호 이격되어 적층 형성되고, 평면상 나선형 형태로 형성되어 양끝단부에 냉매가 유입/배출되도록 유입구와 배출구가 형성되는 전열관과;

상기 각각의 전열관의 하단부를 지지하는 지지대와;

상기 다수개의 지지대가 수직으로 상호 이격되어 간격이 유지되도록 지지대의 끝단부를 고정하는 고정대;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전열관 교체가 용이한 폐열 열교환기에 관한 것이다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 전열관 교체가 용이한 폐열 열교환기는 전열관이 수평상 나선형으로 형성되어 다수개가 수직으로 상호 이격되고, 상기 다수개의 전열관을 지지대 위에 올려놓고 밀착시켜 단단히 고정함으로써, 기존의 열교환기보다 용접부위가 현격히 감소하므로 기존의 열교환기에서 발생되는 누설부위가 줄어들고, 지지대와 전열관의 밀착설치로 기포에 의한 진동 마모도 없으므로 열교환기의 수명이 늘어나며, 열교환기의 교체도 파손된 부분의 전열관만 교체할 수 있고 탱크 내부에서 작업이 가능하므로 유지보수 측면에서도 상당히 유리한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폐열 열교환기를 나타낸 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 폐열 열교환기를 나타낸 평면도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 폐열 열교환기를 나타낸 정면도이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.

본 발명은 폐수가 유입되어 냉매와 열교환되는 열교환기에 있어서,

다수개가 수직으로 상호 이격되어 적층 형성되고, 평면상 나선형 형태로 형성되어 양끝단부에 냉매가 유입/배출되도록 유입구와 배출구가 형성되는 전열관과;

상기 각각의 전열관의 하단부를 지지하는 지지대와;

상기 다수개의 지지대가 수직으로 상호 이격되어 간격이 유지되도록 지지대의 끝단부를 고정하는 고정대;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폐열 열교환기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 폐열 열교환기를 나타낸 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 폐열 열교환기를 나타낸 정면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 전열관 교체가 용이한 폐열 열교환기(40)는 폐수가 유입/유출되는 폐수 저장탱크(1) 내에 설치되어 폐수와 냉매가 열교환되도록 전열관(10)과, 지지대(20)와, 고정대(30)로 구성된다.

상기 전열관(10)은 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 평면상 나선형 형태 즉, 달팽이관 형태로 형성되고, 상기 전열관(10)의 양끝단부는 냉매가 유입/배출되도록 유입구(11)와 배출구(12)로 형성된다.

여기서, 상기 전열관(10)은 도 3에서처럼, 다수개로 형성되는데, 수직방향으로 적층되도록 형성되고, 상기 전열관(10) 사이가 상호 소정간격으로 이격되어 형성된다. 즉, 상기 전열관(10)은 하나의 독립형으로 형성되어 수직방향으로 상호 이격되어 적층되도록 다수개가 형성된다.

그리고, 상기 전열관(10)의 유입구(11)는 도 1에서처럼, 전열관(10)에 맞춰 형성됨으로써, 다수개가 형성되는데, 상기 다수개의 유입구(11)에 각각 냉매를 유입시킬 수도 있지만, 하나의 분배구(13)와 다수개의 유입구(11)를 연결함으로써, 하나의 분배구(13)에 냉매를 주입시키면 분배구(13)를 통해 냉매가 각각의 유입구(11)에 전달된다.

또한, 상기 전열관(10)의 배출구(12)는 도 1에서처럼, 전열관(10)에 맞춰 형성됨으로써, 다수개가 형성되는데, 상기 다수개의 배출구(12)에서 각각 외부에 냉매가 배출될 수도 있지만, 하나의 분배구(13')와 다수개의 배출구(12)를 연결함으로써, 다수개의 배출구(12)에서 하나의 분배구(13')로 냉매가 배출되고, 상기 분배구(13')를 통해 외부에 냉매가 전달된다.

이때, 상기 배출구(12)는 폐수 저장탱크(1)의 내부 또는 외부 중 어느 한 곳에 형성될 수 있다.

상기 지지대(20)는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 각각의 전열관(10)의 하단부를 지지하는 축으로써, 상기 지지대(20) 위에 전열관(10)을 올려놓고 밀착시켜 단단히 고정한다. 이때, 상기 지지대(20)는 도 2에서처럼, 평면상 "+" 형태로 형성되어 전열관(10)을 상부에 올려놓고, 상기 지지대(20)의 평면형태는 하나의 실시예로 다양한 형태로 형성된다.

또한, 상기 지지대(20)에 전열관(10)을 고정하기 위해 용접을 하는데, 본 발명은 지지대(20)와 전열관(10)의 용접부위가 종래보다 현저하게 적으면서도 단단히 고정됨으로써, 기존의 열교환기는 용접부위가 많기에 누설부위가 많이 발생하는 반면, 본 발명은 발생되는 누설부위가 줄어들고, 상기 지지대(20)와 전열관(10)의 밀착설치로 기포에 의한 진동 마모도 없으므로 열교환기(40)의 수명이 늘어나는 장점이 있다.

상기 고정대(30)는 도 1과 도 3에 도시한 바와 같이, 다수개의 지지대(20)가 수직으로 상호 이격되는데, 상기 지지대(20)의 간격이 유지되도록 지지대(20)의 끝단부를 고정한다.

즉, 상기 지지대(20)가 평면상 "+" 형태로 형성됨으로써, 네 방향의 끝단부에 각각 고정대(30)가 수직으로 형성되어 다수개의 지지대(20)를 간격 유지하면서 고정하는 것이다.

또한, 상기 고정대(30)의 하단부에는 도 3에서처럼, 다수개의 고정대(30)를 하나의 받침대(31)에 고정하는데, 즉, 상기 받침대(31)의 상부에 다수개의 고정대(30)가 수직으로 고정 설치되는 것이다.

이렇듯, 상기 지지대(20)와 고정대(30)와 받침대(31)는 폐수 저장탱크(1) 내에 설치된다.

10 : 전열관 11 : 유입구
12 : 배출구 13,13' : 분배구
20 : 지지대 30 : 고정대
31 : 받침대 40 : 폐열 열교환기

Claims (3)

1. 폐수가 유입되어 냉매와 열교환되는 열교환기(40)에 있어서,
   하나의 독립형으로 다수개가 수직으로 상호 이격되어 적층 형성되고, 평면상 나선형 형태로 형성되어 양끝단부에 냉매가 유입/배출되도록 유입구(11)와 배출구(12)가 형성되는 전열관(10)과;
   상기 각각의 전열관(10)의 하단부를 지지하는 지지대(20)와;
   상기 다수개의 지지대(20)가 수직으로 상호 이격되어 간격이 유지되도록 지지대(20)의 끝단부를 고정하는 고정대(30);를 포함하여 구성되고,
   상기 다수개 전열관(10)의 유입구(11)는 하나의 분배구(13)에 연결되어 냉매가 각각 전달되고, 상기 다수개 전열관(10)의 배출구(12)는 하나의 분배구(13')에 연결되어 폐수와 열교환된 냉매가 배출구(12)를 통해 각각 분배구(13')에 이송되고,
   상기 폐열 열교환기(40)는 폐수가 유입/유출되는 폐수 저장탱크(1) 내에 설치되어 폐수와 냉매가 열교환되는 것을 특징으로 하는 전열관 교체가 용이한 폐열 열교환기.
   
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