KR101976745B1 - 열풍 오븐의 고효율 폐열회수 장치 - Google Patents

열풍 오븐의 고효율 폐열회수 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐가스와 외부 공기가 빠르고 효율적으로 열교환될 수 있으면서도 폐가스에 포함된 오염물질이 내부에 점착되더라도 쉽게 제거할 수 있는 열풍 오븐의 고효율 폐열회수 장치에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 열풍 오븐의 고효율 폐열회수 장치는, 내부로 폐가스가 유입되도록 하부 일측에 형성되는 폐가스 유입구와, 내부로 외기가 유입되도록 하부 타측에 형성되는 외기 유입구와, 상기 외기 유입구를 통해 내부로 유입된 외기가 배출되도록 상부 일측에 형성되는 외기 배출구 및 상기 폐가스 유입구를 통해 내부로 유입된 폐가스가 배출되도록 상부 타측에 형성되는 폐가스 배출구를 포함하는 본체; 상기 본체의 내부에 대각선 방향으로 구획하도록 설치되면서 상기 외기 유입구와 외기 배출구를 따라 소정 크기의 구획된 공간이 형성되도록 서로 소정 간격 이격되어 설치되는 상, 하부격판; 및 상기 상, 하부격판 사이의 이격된 공간에 서로 엇갈리도록 복수 열로 설치되면서 상기 폐가스 유입구를 통해 상기 본체 내부로 유입된 폐가스가 내부를 통과하여 상기 폐가스 배출구를 통해 외부로 배출되도록 복수 개의 독립된 유로를 형성시키는 복수 개의 핀튜브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

열풍 오븐의 고효율 폐열회수 장치{High Efficiency Waste Heat Recovery Device of Hot Air Oven}
본 발명은 열풍 오븐의 고효율 폐열회수 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오븐에 의해 LCD 글라스 기판을 가열(베이킹)하는 데에 사용된 열풍(이하 '폐가스'라 한다)의 잔열을 회수하여 오븐으로 유입되는 상온의 공기를 예열하는 데에 사용되는 열풍 오븐의 고효율 폐열회수 장치에 관한 것이다.
일반적으로 LCD를 생산 라인 중 LCD 글라스 베이킹 공정과 경화 공정에는 LCD 글라스 기판을 가열하기 위한 고온의 열풍이 사용되게 된다.
이때 LCD 글라스 베이킹 공정으로 공급되는 열풍에는 LCD 글라스 기판을 가열하는 과정에서 LCD 글라스 기판의 표면에 코팅된 물질이 증발되어 섞이게 되고, 경화 공정으로 공급되는 열풍에는 포토레지스트 또는 폴리머 복합체의 주성분인 레진류와 희석제 등이 휘발되어 섞이게 된다.
따라서 LCD 글라스 베이킹과 경화 공정에 사용된 고온의 열풍에는 오염물질이 섞인 상태가 되어 오븐과 유로 내측에 오염물질을 점착시키게 되고, 이러한 점착물에 의해 생산 공정의 불량과 오븐의 고장을 일으키게 된다.
이에 의해 LCD 글라스 베이킹 공정과 경화 공정에서 사용된 고온의 열풍(폐가스)은 재사용되지 못하고 외부로 배출되고 있고, 이에 의해 열풍의 많은 열에너지가 그대로 손실되게 되며, 또한 오븐은 열풍을 생성하기 위해 상온의 외기를 재가열하여야 하므로 많은 양의 전기에너지가 소비되게 되는 문제가 있다.
따라서 최근에는 오븐에서 배출되는 폐가스와 상온의 유입공기를 서로 열교환시켜 유입공기를 예열하는 폐열회수 장치의 개발이 이루어지고 있다.
상기와 같은 목적의 종래기술로는 등록특허공보 제1574626호의 폐열회수 장치와 열풍 오븐 시스템 및 방법(이하 '특허문헌'이라 한다)이 개시되어 있다.
상기 특허문헌의 폐열회수장치는 폐가스와 신규공급 공기가 인입되는 저장 용기와, 상기 저장 용기 내의 상기 폐가스에 함유된 열을 회수하여 상기 신규공급 공기로 상기 회수된 열을 제공하는 핀 튜브 히트파이프와, 상기 저장 용기 내의 상기 핀 튜브 히트파이프의 중간 지점에 위치하여 상기 저장 용기 내로 인입된 상기 폐가스와 신규공급 공기가 섞이지 않도록 분리시키는 분리판을 포함하며, 상기 분리판은, 상기 핀 튜브 히트파이프의 개수에 대응되는 구멍이 형성되고, 각각의 구멍에서 상기 구멍을 관통하는 핀 튜브 히트파이프와의 체결을 위한 체결수단이 형성되며, 상기 체결수단으로 상기 구멍에 평행 또는 경사형 나사홈을 가지고, 상기 핀 튜브 히트파이프는, 상기 분리판의 각 구멍에 형성되는 상기 체결수단에 체결될 수 있는 대응 체결수단으로 상기 분리판에 연결되기 위한 평행 또는 경사형 나사홈을 가지며, 상기 구멍은, 상기 핀 튜브 히트 파이프에 형성되는 수평 돌출 날개의 지름보다 큰 지름으로 형성되는 것으로 구성된다.
그러나 상기 특허문헌에 개시된 폐열회수 장치는 폐가스가 핀 튜브 히트파이프(이하 '핀튜브'라 한다)를 가열하면 핀튜브 내부의 열매체가 가열되게 되면서 대류에 의해 상대적으로 온도가 낮은 핀튜브의 반대쪽으로 이동하게 되고, 그 결과 열매체가 반대쪽의 핀튜브를 가열하게 되면서 해당 위치를 통과하는 외부 공기가 가열되는 구조이나, 이러한 다단 열전달 방식은 열교환 속도가 느릴 뿐만 아니라 열교환 과정에서 열손실이 발생하고, 따라서 열풍의 열을 효율적으로 회수하는 데에 한계가 있다.
또한, 장기간 사용시 폐가스에 포함되어 있는 오염물질이 복잡한 구조의 핀튜브 외측면에 점착 및 고착되어 열교환 성능이 크게 떨어지게 되고, 따라서 주기적으로 핀튜브에 고착된 오염물질을 제거해야 하며, 이때 작업자가 핀과 핀 사이에 고착된 오염물질을 제거하기가 쉽지 않아 핀튜브를 유지 보수하는 데에 많은 어려움이 있다.
따라서 폐가스와 외부 공기가 빠르고 효율적으로 열교환될 수 있으면서도 폐가스에 포함된 오염물질이 핀튜브에 점착되더라도 쉽게 제거할 수 있도록 구조가 개선된 열풍 오븐의 고효율 폐열회수 장치의 개발이 요구된다.
KR 10-1574626 B1 (2015. 11. 30.) KR 10-1597503 B1 (2016. 02. 19.) KR 20-0284927 Y1 (2002. 07. 27.) KR 20-0275766 Y1 (2002. 05. 06.)
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 열풍 오븐의 폐열회수 장치가 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 폐가스와 외부 공기가 빠르고 효율적으로 열교환될 수 있으면서도 폐가스에 포함된 오염물질이 내부에 점착되더라도 쉽게 제거할 수 있는 열풍 오븐의 고효율 폐열회수 장치를 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 열풍 오븐의 고효율 폐열회수 장치는, 내부로 폐가스가 유입되도록 하부 일측에 형성되는 폐가스 유입구와, 내부로 외기가 유입되도록 하부 타측에 형성되는 외기 유입구와, 상기 외기 유입구를 통해 내부로 유입된 외기가 배출되도록 상부 일측에 형성되는 외기 배출구 및 상기 폐가스 유입구를 통해 내부로 유입된 폐가스가 배출되도록 상부 타측에 형성되는 폐가스 배출구를 포함하는 본체; 상기 본체의 내부에 대각선 방향으로 구획하도록 설치되면서 상기 외기 유입구와 외기 배출구를 따라 소정 크기의 구획된 공간이 형성되도록 서로 소정 간격 이격되어 설치되는 상, 하부격판; 및 상기 상, 하부격판 사이의 이격된 공간에 서로 엇갈리도록 복수 열로 설치되면서 상기 폐가스 유입구를 통해 상기 본체 내부로 유입된 폐가스가 내부를 통과하여 상기 폐가스 배출구를 통해 외부로 배출되도록 복수 개의 독립된 유로를 형성시키는 복수 개의 핀튜브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명은 상기 핀튜브가 구리 재질로 이루어지면서 외측면은 니켈 도금 처리된 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 상, 하부 격판에 상기 복수 개의 핀튜브의 내부로 폐가스가 유입 및 배출되도록 관통 형성되는 복수 개의 관통공; 및 상기 복수 개의 관통공에 각각 형성되는 소정 깊이의 공기유도홈이 형성되어, 상기 공기유도홈에 의해 상기 폐가스 유입구를 통해 유입되는 폐가스의 유입 방향이 안내되고, 상기 핀튜브에서 배출되는 폐가스의 배출 방향이 상기 폐가스 배출구 쪽으로 안내되도록 구성된 것을 또 다른 특징으로 한다.
이에 더해 본 발명은 상기 공기유도홈이 소정 각도를 가지는 부채꼴 모양으로 형성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
그리고 본 발명은 상기 외기 유입구에 외기를 열풍 오븐 쪽으로 공급하는 송풍기가 설치되는 또 다른 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 폐가스가 핀튜브의 내측을 통과하도록 유로가 형성되고, 외기가 핀튜브의 외측을 통과하도록 유로가 형성되므로 폐가스와 외기가 서로 빠르고 효과적으로 열교환될 수 있다.
그리고 폐가스에 포함된 이물질이 단순한 구조의 핀튜브 내측에만 점착(또는 고착)되게 되므로 복수 개의 열전달판이 형성된 외측면에 이물질이 점착되는 것에 비해 상대적으로 핀튜브의 세척 등의 유지 관리가 용이한 장점이 있다.
또한, 상, 하부격판의 관통공에는 폐가스 유입구와 폐가스 배출구 쪽으로 소정 깊이의 공기유도홈이 형성되고, 이러한 공기유도홈에 의해 폐가스가 관통공 쪽으로 유입되도록 안내되면서 폐가스가 핀튜브의 내측으로 쉽게 유입될 수 있고, 그 결과 본체의 수용공간으로 공급된 폐가스가 정체되지 않으면서 빠르게 핀튜브를 통과하여 배출될 수 있음과 동시에 핀튜브를 가열하는 성능이 향상되게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 열풍 오븐의 고효율 폐열회수 장치의 예를 보인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 열풍 오븐의 고효율 폐열회수 장치의 예를 보인 사시도.
도 3은 도 2의 분리 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 본체의 예를 보인 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 본체의 내부에 상부격판이 설치된 예를 보인 도면.
도 6(a, b)은 본 발명에 따른 상, 하부격판의 예를 보인 도면.
도 7(a, b)은 본 발명에 따른 상, 하부격판의 예를 보인 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 핀튜브의 예를 보인 도면.
도 9는 본 발명에 따른 핀튜브의 다른 실시예를 보인 도면.
도 10은 본 발명에 따른 상, 하부격판 사이에 핀튜브가 설치된 예를 보인 도면.
도 11은 본 발명에 따른 상, 하부격판에 실링부재가 설치된 예를 보인 도면.
도 12는 본 발명에 따른 열풍 오븐의 고효율 폐열회수 장치의 사용 예를 보인 도면.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.
본 발명은 폐가스와 외부 공기가 빠르고 효율적으로 열교환될 수 있으면서도 폐가스에 포함된 오염물질이 내부에 점착되더라도 쉽게 제거할 수 있는 열풍 오븐의 고효율 폐열회수 장치를 제공하고자 하는 것으로, 이러한 본 발명은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본체(10), 상부격판(30A), 하부격판(30B) 및 핀튜브(40)를 포함한다.
본체(10)는 LCD 글라스 베이킹 및 경화 공정에서 사용되고 회수되는 열풍과 열풍 오븐(도시하지 않음)으로 유입되는 외기가 내부에서 서로 열교환되도록 유입구와 배출구가 형성되는 구성이다.
이러한 본체(10)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 내부에 소정 크기의 수용공간(10A)이 형성되는 사각 박스 또는 원통 모양으로 형성된다.
이러한 본체(10)에는 도 4에 도시된 바와 같이 수용공간(10A)으로 폐가스가 유입되도록 하부 일측에 형성되는 폐가스 유입구(11)와, 상기 수용공간(10A)으로 외기가 유입되도록 하부 타측에 형성되는 외기 유입구(12)와, 상기 외기 유입구(12)를 통해 내부로 유입된 외기가 배출되도록 상부 일측에 형성되는 외기 배출구(13) 및 상기 폐가스 유입구(11)를 통해 내부로 유입된 폐가스가 배출되도록 상부 타측에 형성되는 폐가스 배출구(14)를 포함하고, 이에 의해 폐가스와 외기가 수용공간(10A)의 내부에서 자연스럽게 "X"자 모양으로 교차되어 흐르도록 입, 출구가 형성되게 된다.
이때 본체(10)의 외측면에는 소정 두께의 단열재가 부착되거나 또는 단열처리되어 본체(10)의 수용공간(10A)의 열이 외부로 쉽게 방출되지 못하도록 하고, 이에 의해 본체(10)의 외측면을 통한 열 손실이 감소되어 열교환 효율이 더욱 향상되게 된다.
그리고 외기 유입구(12)의 내부에는 송풍기(F)가 설치되고, 이에 의해 외기가 송풍기(F)를 통해 본체(10) 내부로 빠르게 공급되어 폐가스와 열교환되게 된다.
한편, 본체(10)는 후술되는 상, 하부격판(30A, 30B)과 핀튜브(40)의 유지보수가 용이하도록 상면이 개방되도록 구성되고, 이러한 본체(10)의 개방된 상면에는 별도의 뚜껑(20)이 조립되어 수용공간(10A)이 밀폐되도록 구성될 수 있다.
이때 뚜껑(20)은 본체(10)와 복수 개의 볼트와 너트 등의 체결부재를 이용하여 강건하게 조립되고, 이러한 뚜껑(20)과 본체(10) 사이에는 본체(10) 내부로 유입된 폐가스가 외부로 누출되지 않도록 기밀을 유지하기 위한 실링부재(21)가 설치된다.
위에서는 본체(10)의 상부가 개방되어 뚜껑(20)이 조립되는 것으로 설명되었으나, 이와 달리 본체(10)의 상, 하부가 개방되어 상, 하부에 각각 뚜껑(20)이 조립되는 것으로 변경될 수 있다.
상, 하부격판(30A, 30B)은 본체(10)의 내측 수용공간(10A)을 대각선 방향으로 구획하도록 설치되어 폐가스와 외기가 서로 섞이지 않도록 함과 동시에 후술되는 복수 개의 핀튜브(40)를 고정시키는 구성이다.
이러한 상, 하부격판(30A, 30B)은 도 5 및 도 6(a, b)에 도시된 바와 같이 본체(10)의 수용공간(10A)에 밀착되도록 소정 폭과 길이를 가지는 금속판으로 이루어진다.
그리고 상, 하부격판(30A, 30B)에는 소정 지름을 가지는 복수 개의 관통공(31)이 소정 간격을 두고 엇갈리도록 복수 열로 형성되고, 이러한 관통공(31)의 위치에 맞추어 후술되는 핀튜브(40)의 플랜지부(42)가 위치되어 용접되거나 또는 체결부재로 결합되게 된다.
이때 관통공(31)에는 도 7(a, b)에 도시된 바와 같이 상, 하부격판(30A, 30B)이 본체(10)의 내부에 대각선 방향으로 내부 공간을 구획하도록 설치된 상태에서 폐가스 유입구(11) 또는 폐가스 배출구(14)와 평행하도록 소정 깊이의 공기유도홈(32)이 형성된다.
이러한 공기유도홈(32)에 의해 폐가스 유입구(11)를 통해 본체(10)의 수용공간(10A)으로 유입되는 폐가스가 상대적으로 폐가스의 유입이 어려운 위치(예를 들면, 하부격판(30B) 중 폐가스 유입구(11)와 인접하여 위치되는 관통공(31))로도 폐가스의 유입이 용이하게 되면서 복수 개의 핀튜브(40)로 폐가스가 고르게 통과하게 된다.
이때 공기유도홈(32)은 도 6(a, b)에 도시된 바와 같이 상, 하부격판(30A, 30B)의 평면상에서 관통공(31)을 중심으로 소정 각도(A)를 가지는 부채꼴 모양으로 형성되고, 이에 의해 폐가스 유입구(11) 쪽에서 유입되는 많은 양의 폐가스가 하부격판(30B)의 면 쪽(관통공(31)이 형성되지 않은 부분)으로 흐르더라도 대각선으로 설치된 하부격판(30B)의 면을 따라 흐르는 과정에서 자연스럽게 폭넓은 공기유도홈(32)의 선단 쪽을 통해 관통공(31) 쪽으로 안내되게 되며, 그 결과 본체(10)의 수용공간(10A)으로 많은 양의 폐가스가 공급되더라도 본체(10)의 수용공간(10A)과 하부격판(30B) 사이의 공간에서 폐가스가 정체되어 열이 손실되는 것이 방지된다.
또한, 폐가스가 핀튜브(40)의 내부로 빠르게 유입되게 되면서 상대적으로 핀튜브(40)가 빠르게 가열될 수 있고, 그 결과 외기를 빠르게 예열하여 오븐으로 공급할 수 있게 된다.
한편, 핀튜브(40)를 통과하여 배출되는 폐가스는 상부격판(30A)에 형성된 공기유도홈(32)을 통해 폐가스 배출구(14) 쪽으로 쉽게 배출될 수 있도록 안내되게 되는데, 이때 상부격판(30A)에는 공기유도홈(32)이 형성되는 대신, 30 ~ 120°와 같이 폐가스 배출구(14)와 가까울수록 일직선에 가깝고, 폐가스 배출구(14)와 멀어질수록 120°에 가까운 서로 다른 각도의 복수 개의 관 연결구(도시하지 않음)가 설치될 수 있다.
이러한 관 연결구에 의해 상부격판(30A)의 관통공(31)을 통해 배출되는 폐가스가 자연스럽게 폐가스 배출구(14)를 쪽으로 배출되게 되면서 폐가스가 더욱 빠르고 원활하게 배출되게 된다.
핀튜브(40)는 본체(10) 내부로 유입되는 폐가스와 외기가 서로 간접 열교환되도록 본체(10)의 내부에서 복수 개의 독립된 유로를 형성하는 구성이다.
이러한 핀튜브(40)는 도 8에 도시된 바와 같이 상하로 길이를 가지는 원통 모양의 관체(41)와, 상기 관체(41)의 상, 하부에 각각 구비되는 소정 지름의 플랜지부(42) 및 상기 플랜지부(42) 사이에 소정 간격을 두고 형성되는 복수 개의 원판형 열전달판(43)을 포함한다.
이때 플랜지부(42)에는 복수 개의 결합공(도시하지 않음)이 형성되고, 이러한 결합공에 의해 볼트와 너트 등의 체결부재를 이용하여 상, 하부격판(30A, 30B) 사이에 핀튜브(40)가 강건하게 조립되도록 구성될 수 있다.
이와 같이 상, 하부격판(30A, 30B)과 플랜지부(42)가 서로 체결부재를 이용하여 조립되는 경우 상, 하부격판(30A, 30B)과 플랜지부(42) 사이에 별도의 실링부재가 설치되어 기밀이 담보되도록 구성되고, 이에 의해 사용자가 필요에 따라 핀튜브(40)를 개별 교체할 수 있게 된다.
또한, 상, 하부격판(30A, 30B)과 플랜지부(42)가 서로 용접되어 일체로 형성될 수 있는데, 이 경우 상, 하부격판(30A, 30B)과 복수 개의 핀튜브(40) 사이에 기밀이 담보되어 폐가스와 외기가 서로 섞이는 것이 구조적으로 방지되게 된다.
그리고 원판형 열전달판(43)은 플랜지부(42)와 동일하거나 또는 상대적으로 큰 지름을 가지는 원판 모양으로 형성됨과 동시에 상, 하부격판(30A, 30B)에 의해 대각선 방향으로 형성되는 유로의 방향에 맞추어 소정 각도로 경사지게 형성된다.
이러한 원판형 열전달판(43)은 외기가 접촉되는 면적을 넓혀 주게 됨으로써 원통 모양의 관체(41)를 통해 폐가스와 외기가 열교환되는 것에 비해 상대적으로 열교환 효율이 더욱 향상되게 된다.
또한, 핀튜브(40)는 외측면에 원판형 열전달판(43)이 형성되는 대신에 도 9에 도시된 바와 같이 관체(41)의 외측면을 따라 나선 모양으로 소정 폭 돌출 형성되는 나선형 열전달판(44)이 형성될 수 있는데, 이러한 나선형 열전달판(44)은 외기가 관체(41)의 외측면을 따라 흐를 때 자연스럽게 아래쪽에서 위쪽으로 외기를 이동시키기 때문에 외기가 관체(41)의 외측면과 나선형 열전달판(44)을 따라 고르게 면 접촉되면서 열교환될 수 있고, 그 결과 열교환 효율이 더욱 향상되게 된다.
그리고 원판형 열전달판(43) 또는 나선형 열전달판(44)에는 도 8에 도시된 바와 같이 소정 간격을 두고 복수 개의 돌기(B) 또는 홈(도시하지 않음)이 형성되고, 이러한 돌기(B) 또는 홈에 의해 외기가 원판형 열전달판(43) 또는 나선형 열전달판(44)을 따라 흐르면서 자연스럽게 무수한 와류가 형성되도록 구성될 수 있다.
이에 더해 핀튜브(40)는 전체적으로 구리 재질로 이루어지면서 그 외측면은 니켈(Ni) 도금된 것이 사용되는데, 이는 일반적으로 구리는 열전도율이 높아 열교환기 등에 사용되기 적합하나, 고온의 공기와 접촉되면 표면이 산화되어 파티클이 발생하는 문제가 있고, 따라서 핀튜브(40)의 외측면과 접촉되어 흐르는 외기가 핀튜브(40)의 구리 표면과 접촉되지 않도록 니켈 도금하여 열전도율은 높으면서도 열풍 오븐으로 공급되는 외기 중에 파티클이 포함되지 않도록 하기 위함이다.
또한, 본체(10)의 폐가스 유입구(11)의 면적 대비 핀튜브(40)의 내부 단면적의 합이 1.5배 이상이 되도록 핀튜브(40)의 수량이 결정되는데, 이는 폐가스 유입구(11)를 통해 유입되는 폐가스의 양에 비해 상대적으로 핀튜브(40)를 통해 배출되는 폐가스의 양이 적으면 유속이 저하되면서 본체(10) 내부에서 폐가스가 정체될 수 있고, 이 경우 열교환 성능이 저하될 수 있으므로 폐가스 유입구(11)를 통해 본체(10)의 수용공간(10A)으로 유입된 폐가스가 상대적으로 단면적이 넓은 복수 개의 핀튜브(40)를 원활하게 흐르도록 하기 위함이다.
한편, 도 10에 도시된 바와 같이 상, 하부격판(30A, 30B)과 복수 개의 핀튜브(40)가 조립된 상태에서 본체(10)의 수용공간(10A)에 삽입될 때, 상, 하부격판(30A, 30B)의 외측면과 수용공간(10A)의 내측면이 서로 밀착되도록 설치되어 폐가스가 상, 하부격판(30A, 30B) 사이에 형성되는 외기 유로 쪽으로 유입되지 않도록 기밀이 담보될 필요가 있고, 이를 위해 도 11에 도시된 바와 같이 상, 하부격판(30A, 30B)의 둘레를 따라 "ㄷ"자 단면 모양을 가지는 링 모양의 실링부재(33)가 끼움 설치되어 본체(10)의 수용공간(10A)에 삽입 설치하는 것만으로 자연스럽게 기밀이 유지되도록 구성된다.
이상과 같이 구성되는 본 발명의 열풍 오븐의 고효율 폐열회수 장치는 도 1 및 도 12에 도시된 바와 같이 폐가스가 본체(10)의 폐가스 유입구(11)를 통해 수용공간(10A)으로 유입되면 하부격판(30B)에 형성된 공기유도홈(32)과 관통공(31)을 통해 복수 개의 핀튜브(40)의 내측으로 유입되게 되고, 이렇게 복수 개의 핀튜브(40)의 내측으로 유입된 폐가스는 상부 쪽으로 흐르면서 상부격판(30A)의 관통공(31)과 폐가스 배출구(14)를 통해 본체(10)의 밖으로 배출되게 된다.
한편, 외기 유입구(12)의 내측에 설치된 송풍기(F)에 전원이 인가되어 동작되면 외기배관(도시하지 않음)을 통해 외기가 본체(10)의 수용공간(10A)으로 유입되게 되고, 이때 외기는 상, 하부격판(30A, 30B) 사이에 형성되는 독립된 공간으로 유입되게 되면서 복수 개의 핀튜브(40) 외측면과 무수히 접촉된 다음 외기 배출구(13)를 통해 열풍 오븐으로 공급되게 된다.
이때 외기는 서로 엇갈리도록 복수 열로 설치된 핀튜브(40)의 외측면과 복수 개의 원판형 열전달판(43) 또는 나선형 열전달판(44)을 따라 무수히 분기되어 흐르게 되면서 열교환이 이루어지게 된다.
또한, 외기 유입구(12)는 상, 하부격판(30A, 30B)에 의해 형성되는 독립된 공간 중 하부에 위치되고, 외기 배출구(13)는 상, 하부격판(30A, 30B)에 의해 형성되는 독립된 공간 중 상부에 위치되는데, 이러한 구조에 의해 외기가 외기 유입구(12)를 통해 상, 하부격판(30A, 30B) 사이의 독립된 공간으로 유입되면 핀튜브(40)의 하부 외측면 쪽으로 더욱 많은 양의 외기가 흐르게 되면서 열교환이 이루어지게 된다.
즉, 외기 유입구(12)의 위치로 인해 자연스럽게 외기가 핀튜브(40)의 하부 쪽으로 더욱 많이 흐를 수 있도록 유도되고, 이에 의해 폐가스에 의해 먼저 가열되어 상대적으로 온도가 높은 핀튜브(40)의 하부 쪽(폐가스가 유입되는 위치)과 더욱 많은 양의 외기가 열교환되게 되면서 열교환 효율이 향상되게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 폐가스가 핀튜브의 내측을 통과하도록 유로가 형성되고, 외기가 핀튜브의 외측을 통과하도록 유로가 형성되므로 폐가스에 포함된 폐열이 외기와 빠르고 효과적으로 열교환되게 되고, 폐가스에 포함된 이물질이 핀튜브의 내측에만 점착(또는 고착)되게 되면서 핀튜브의 세척 등의 유지 관리가 용이하게 된다.
위에서는 설명의 편의를 위해 바람직한 실시예를 도시한 도면과 도면에 나타난 구성에 도면부호와 명칭을 부여하여 설명하였으나, 이는 본 발명에 따른 하나의 실시예로서 도면상에 나타난 형상과 부여된 명칭에 국한되어 그 권리범위가 해석되어서는 안 될 것이며, 발명의 설명으로부터 예측 가능한 다양한 형상으로의 변경과 동일한 작용을 하는 구성으로의 단순 치환은 통상의 기술자가 용이하게 실시하기 위해 변경 가능한 범위 내에 있음은 지극히 자명하다고 볼 것이다.
1: 폐열회수 장치 10: 본체
10A: 수용공간 11: 폐가스 유입구
12: 외기 유입구 13: 외기 배출구
14: 폐가스 배출구 20: 뚜껑
21: 실링부재 30A: 상부격판
30B: 하부격판 31: 관통공
32: 공기유도홈 33: 실링부재
40: 핀튜브 41: 관체
41A: 관통공 42: 플랜지부
43: 원판형 열전달판 44: 나선형 열전달판
A: 각도 B: 돌기

Claims (5)

  1. 배출되는 폐가스의 열을 회수하여 오븐으로 공급되는 외기를 예열하는 열풍 오븐의 폐열회수 장치(1)에 있어서,
    상기 폐열회수 장치(1)는,
    내부로 폐가스가 유입되도록 하부 일측에 형성되는 폐가스 유입구(11)와, 내부로 외기가 유입되도록 하부 타측에 형성되는 외기 유입구(12)와, 상기 외기 유입구(12)를 통해 내부로 유입된 외기가 배출되도록 상부 일측에 형성되는 외기 배출구(13) 및 상기 폐가스 유입구(11)를 통해 내부로 유입된 폐가스가 배출되도록 상부 타측에 형성되는 폐가스 배출구(14)를 포함하는 본체(10);
    상기 본체(10)의 내부에 대각선 방향으로 구획하도록 설치되면서 상기 외기 유입구(12)와 외기 배출구(13)를 따라 소정 크기의 구획된 공간이 형성되도록 서로 소정 간격 이격되어 설치되는 상, 하부격판(30A, 30B); 및
    상기 상, 하부격판(30A, 30B) 사이의 이격된 공간에 서로 엇갈리도록 복수 열로 설치되면서 상기 폐가스 유입구(11)를 통해 상기 본체(10) 내부로 유입된 폐가스가 내부를 통과하여 상기 폐가스 배출구(14)를 통해 외부로 배출되도록 복수 개의 독립된 유로를 형성시키는 복수 개의 핀튜브(40);
    를 포함하고,
    상기 상, 하부격판(30A, 30B)에는,
    상기 복수 개의 핀튜브(40)의 내부로 폐가스가 유입 및 배출되도록 관통 형성되는 복수 개의 관통공(31); 및
    상기 복수 개의 관통공(31)에 소정 깊이의 공기유도홈(32)이 각각 형성되어, 상기 공기유도홈(32)에 의해 상기 폐가스 유입구(11)를 통해 유입되는 폐가스의 유입 방향이 안내되고, 상기 핀튜브(40)에서 배출되는 폐가스의 배출 방향이 상기 폐가스 배출구(14) 쪽으로 안내되도록 구성되며,
    상기 공기유도홈(32)은,
    상기 상, 하부격판(30A, 30B)의 평면상에서 상기 관통공(31)을 중심으로 소정 각도(A)를 가지는 부채꼴 모양으로 형성되어, 상기 하부격판(30B)의 면을 따라 흐르는 폐가스가 자연스럽게 폭넓은 상기 공기유도홈(32)의 선단 쪽을 통해 상기 관통공(31) 쪽으로 안내되고,
    상기 핀튜브(40)에는,
    원판 모양으로 형성됨과 동시에 상기 상, 하부격판(30A, 30B)에 의해 대각선 방향으로 형성되는 유로의 방향에 맞추어 소정 각도로 경사지게 형성되는 원판형 열전달판(43)이 구비되며,
    상기 원판형 열전달판(43)에는,
    소정 간격을 두고 복수 개의 돌기(B) 또는 홈이 형성되어, 상기 원판형 열전달판(43)을 따라 흐르는 외기에 무수한 와류가 형성되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 열풍 오븐의 고효율 폐열회수 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 핀튜브(40)는,
    구리 재질로 이루어지면서 외측면은 니켈 도금 처리된 것을 특징으로 하는 열풍 오븐의 고효율 폐열회수 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 외기 유입구(12)에는,
    외기를 열풍 오븐 쪽으로 공급하는 송풍기(F)가 설치되는 것을 특징으로 하는 열풍 오븐의 고효율 폐열회수 장치.
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