KR102969552B1 - 자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하수관로의 내측에서 하수의 흐름 방향을 따라 배치되며, 그 하수를 이용한 열교환을 가능하게 하는 것으로, 상기 하수관로의 바닥면에 길이방향을 따라 연속하여 설치되고, 각각 내부에 열교환을 위한 냉매관이 설치되는 복수의 본체유닛들; 및, 인접하게 배치된 한 쌍의 냉매관들을 접속시켜 줄 수 있도록, 한 쌍의 본체유닛들 사이에 배치되고, 양단부가 각 냉매관에 연결되는 것에 의하여 상기 본체유닛들 간의 1차적인 연결을 가능하게 하는 피팅부재들;을 포함하여 이루어진다.

Description

자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기{Prefabricated wastewater heat exchanger coupled with self-cleaning velocity}

본 발명은 자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하수관로를 따라 흐르는 하수의 유속 저하를 방지하여 통수능 확보를 가능하게 하고, 설치작업의 편리성을 높일 수 있으며, 설치를 위한 굴착 작업과 하수관 내부 진입 작업을 필요로 하지 않도록, 구조가 개선된 자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기에 관한 것이다.

그리고, 본 발명은 2022.10. ~ 23023.01. (4개월) 기간동안 정부(교육부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 '하수열을 이용한 에너지 재이용 시스템 설계기술 개발'(과제고유번호 1345356201, 과제번호 LINC3.0-2022-23)임을 밝혀 둔다.

-과제 세부 정보

[부처명] 교육부

[연구관리 전문기관] 한국연구재단

[연구사업명] 산학연협력 선도대학 육성사업(LINC3.0) 수요맞춤성장형

[연구기간] 2022.10. ~ 23023.01. (4개월)

[과제명] 하수열을 이용한 에너지 재이용 시스템 설계기술 개발

[과제번호] LINC3.0-2022-23

최근 들어, 화석 에너지의 고갈 및 환경오염 등의 사회 이슈에 따라, 태양열, 풍력, 조력 등과 같은 청정 에너지에 대한 관심 및 연구가 증대되고 있다. 이러한 경향에 맞추어, 하수에서 열을 얻거나 또는 열을 배출하는 열교환기도 주목받고 있다. 하수의 경우, 다른 청정 에너지(특히, 태양열)과 달리, 여름에는 대기의 온도보다 낮아 히트 싱크의 역할을 충실히 수행할 수 있고, 겨울에는 대기의 온도보다 높아 열원으로서의 기능도 충실히 수행할 수 있는 장점이 있다. 또한, 하수의 경우, 연간 수온 변동이 적어 연중 높은 잠재열량이 일정하게 나타나는 강점도 가지고 있다. 이에 따라, 하수도에 열교환기를 장착하는 설비 등이 주목받고 있다.

공공하수처리장의 경우 지역 난방시설과 연계하여 히트펌프를 활용해 지역 냉난방 시스템에 활용 중이나, 열 수송에 수반되는 건설비 및 효율성 등 경제성 문제에 대한 의문점이 존재한다. 현재 공동주택인 국내 아파트 단지에서 발생하는 하수가 수집되는 오수 초기관의 경우, 공공하수도에 비해 5℃이상 온도가 높은 생활하수로 구성되어 열에너지 밀도가 상대적으로 매우 높으며, 발생원과 수요처가 매우 가까운 경제적·지리적 장점이 존재하여, 상기에 기술된 경제성 문제를 해결책으로 활용될 수 있다.

그러나, 오수 초기관의 경우 정비사업 등 관련 정책을 통해 하수관로의 신설을 기대하기 어려운 상황이며, 열교환기의 설치를 위해서는 관내 직경의 변화 및 내부에서의 작업 여건을 모두 고려해야 하는 문제가 있다. 또한 종래의 하수열 교환기는 주택과 인접한 지역에 설치되어야 하므로, 설치 작업 시 편리성이 낮고 설치를 위한 굴착 작업 등으로 인해 작업 중 소음 및 진동 등을 발생시키며, 하수관로에 설치되기 때문에 하수의 유속을 저하시켜 통수능 확보를 어렵게 하는 문제점을 가진다.

종래기술로는, 등록특허공보 제10-1926158호가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은, 하수관로를 따라 흐르는 하수의 유속 저하를 방지하여 통수능 확보를 가능하게 하고, 설치작업의 편리성을 높일 수 있도록 하며, 설치를 위한 굴착 작업과 하수관 내부 진입 작업을 필요로 하지 않게 하는, 자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기는, 하수관로의 내측에서 하수의 흐름 방향을 따라 배치되며, 그 하수를 이용한 열교환을 가능하게 하는 것으로, 상기 하수관로의 바닥면에 길이방향을 따라 연속하여 설치되고, 각각 내부에 열교환을 위한 냉매관이 설치되는 복수의 본체유닛들; 및, 인접하게 배치된 한 쌍의 냉매관들을 접속시켜 줄 수 있도록, 한 쌍의 본체유닛들 사이에 배치되고, 양단부가 각 냉매관에 연결되는 것에 의하여 상기 본체유닛들 간의 1차적인 연결을 가능하게 하는 피팅부재들;을 포함하여 이루어진다.

상기 본체유닛은, 상기 하수관로의 바닥면에 안착되고 내측에 냉매관이 설치되는 안착부; 상기 안착부의 양측에 각각 연결되고 하수관로의 벽면을 따라 상부면을 향해 연장 형성되어서 상기 하수관로의 내측 단면 형태를 난형 형태로 형성되게 하는 날개부; 및, 상기 안착부 및 날개부 상에 마련되어서 하수의 온도를 상기 냉매관으로 전달되게 하는 것으로, 상기 하수와 접촉되면서 그 하수의 흐름을 가이드하고, 서로 인접하게 배치된 한 쌍의 안착부 및 날개부 중 어느 한편의 안착부 및 날개부에 일측이 배치되며, 다른 한편의 안착부 및 날개부에 타측이 배치되어서 상기 피팅부재를 커버하며 그 피팅부재 측으로 하수의 유입을 방지할 수 있게 하는 상판부;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 본체유닛들 간의 2차적인 연결이 가능할 수 있도록 체결수단;을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 체결수단은, 상기 상판부의 타측에 마련되는 것으로, 상기 하수의 흐름 방향과 반대되는 방향으로 경사지게 형성된 삽입리브와, 상기 삽입리브의 단부에 연결되고 상기 하수의 흐름 방향과 반대 방향을 향해 연장 형성된 연결리브를 구비한 체결리브부; 및, 상기 안착부에 홈 구조로 이루어지고, 상기 체결리브부가 삽입되는 리브삽입부;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 피팅부재들은, 하수열 수요처 측 맨홀들 중 상류측 맨홀과 인접하게 배치된 본체유닛의 안착부에 마련되는 것으로, 상기 상류측 맨홀을 통해 지하로 인입된 냉매관과 상기 안착부에 설치된 냉매관을 연결시켜주는 적어도 하나의 제1피팅부재; 하류측 맨홀과 인접하게 배치되는 본체유닛의 안착부에 마련되는 것으로, 상기 하류측 맨홀로 인출되는 냉매관과 상기 안착부에 설치된 냉매관을 연결시켜주는 적어도 하나의 제2피팅부재; 및, 상기 하수관로의 내측에 연속하여 설치된 본체유닛들에 설치된 냉매관들 사이에 마련되고, 각 냉매관들을 접속시키는 적어도 하나의 연결피팅부재;로 이루어질 수 있다.

상기 피팅부재들은, 각 냉매관들 사이에 마련되고, 내부에 소통유로를 형성하며, 직선형 관 구조 또는 절곡형 관 구조 중 어느 하나의 구조로 이루어지는 관체; 상기 관체의 각 단부에 마련되는 것으로, 각 냉매관의 단부에 접속되어서 상기 관체와 냉매관을 연결시키고, 냉매 이동을 위한 상기 냉매관의 이동유로와 상기 소통유로를 소통되게 하는 관형 밀착부재; 및, 상기 관체와 관형 밀착부재 사이에 구비되고, 그 관체와 관형 밀착부재 사이의 틈새를 폐쇄시키는 실링부재;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기는, 각각의 본체유닛들이 조립식 블록 형태로 이루어져 맨홀을 통해 하수관로 측으로 진입되고 그 하수관로 내측의 바닥면에서 길이방향을 따라 연속하여 설치되며 내부에 열교환을 위한 냉매관을 각각 구비하며, 상기 피팅부재들이 서로 인접하게 배치된 본체유닛들 사이에 배치되며 양단부가 각 냉매관에 연결되는 것에 의하여 본체유닛들 간의 1차적인 연결을 가능하게 하면서 본체유닛들과 함께 냉매관이 하수의 흐름 방향을 따라 배치될 수 있게 함으로써, 하수관로를 따라 흐르는 하수의 유속 저하를 방지하여 통수능 확보를 가능하게 하고, 설치작업의 편리성을 높이며, 설치를 위한 굴착 작업과 하수관 내부 진입 작업을 필요로 하지 않게 하는 효과를 가진다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기가 설치된 상태를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기를 설명하기 위한 사시도.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ단면도.
도 4는 본 발명 일실시예에 채용된 본체유닛들 및 냉매관을 설명하기 위한 도면.
도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ단면도로서, 본 발명 일실시예에 채용된 체결수단을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명 일실시예에 채용된 경사 연장로를 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명 일실시예에 채용된 피팅부재들을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명 일실시예에 의한 자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기의 시공방법을 설명하기 위한 도면.

이하의 설명에서 본 발명에 대한 이해를 명확히 하기 위하여, 본 발명의 특징에 대한 공지의 기술에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이하의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아님은 당연할 것이다. 따라서, 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 균등한 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.

그리고, 이하의 설명에서 동일한 식별 기호는 동일한 구성을 의미하며, 불필요한 중복적인 설명 및 공지 기술에 대한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 상기 발명의 배경이 되는 기술에 대한 기재 내용과 중복되는 이하의 본 발명의 각 실시예에 관한 설명 역시 생략하기로 한다.

이하에서는 본 발명의 일실시예(제1실시예)에 의한 자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기가 설치된 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기를 설명하기 위한 사시도이며, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ단면도이며, 도 4는 본 발명 일실시예에 채용된 본체유닛들 및 냉매관을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 도 4의 Ⅴ-Ⅴ단면도로서, 본 발명 일실시예에 채용된 체결수단을 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 본 발명 일실시예에 채용된 경사 연장로를 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 본 발명 일실시예에 채용된 피팅부재들을 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기는, 맨홀(10)을 통해서 지하에 매설된 하수관로(20) 측으로 진입되고 그 하수관로(20)의 내측에서 하수의 흐름 방향을 따라 설치되며 그 하수를 이용한 열교환을 가능하게 하는 것으로 복수의 본체유닛들(100) 및 피팅부재들을 포함하여 이루어진다.

상기 본체유닛들(100)은 맨홀(10) 공간을 통해 지하에 매설된 하수관로(20)에 진입되어서 그 하수관로의 내측에 설치될 수 있도록, 복수로 이루어지고 조립식 블록 형태로 제작되어서 상기 하수관로(20)의 길이방향을 따라 연속하여 설치된다. 상기 본체유닛들(100)은 하수관로(20)의 내측에 순차적으로 진입되어서 양측이 서로 인접하게 배치되고, 상기 피팅부재들(150, 160, 170)에 의해 일차적으로 연결될 수 있다.

상기 본체유닛들(100)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 하수관로(20) 내측의 바닥면에 안정적으로 안착될 수 있도록, 그 바닥면의 곡률과 대응되게 라운드진 형태로 이루어지고 각각의 내부에 열교환을 위한 냉매의 이동을 위한 냉매관(200)이 설치된다. 각각의 본체유닛들(100)은 피팅부재들에 의해 냉매관(200)이 연결됨으로써, 서로 연결되고 상기 하수의 흐름 방향을 따라 냉매관들이 연결된 상태로 배치될 수 있게 한다.

상기 피팅부재들(150, 160, 170)은 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 하수관로(20)의 내측에 연속하여 배치되는 본체유닛들 중 인접하게 배치된 한 쌍의 냉매관들(200)을 접속시켜 줄 수 있도록, 한 쌍의 본체유닛들(100) 사이에 배치되고, 양단부가 각 냉매관에 연결되는 것에 의하여 상기 본체유닛들(100) 간의 1차적인 연결을 가능하게 한다. 상기 피팅부재들은 각 냉매관(200)들을 서로 연결시켜줌으로써, 열교환을 위해 상기 냉매관(200) 내부의 이동유로를 통과하는 냉매의 외부 유출을 방지하고, 안정적인 열교환을 가능하게 한다.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 일실시예에 의한 자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기는, 각각의 본체유닛들(100)이 조립식 블록 형태로 이루어져 맨홀(10)을 통해 하수관로 측으로 진입되고 그 하수관로(20) 내측의 바닥면에서 길이방향을 따라 연속하여 설치되며 내부에 열교환을 위한 냉매관(200)을 각각 구비하며, 상기 피팅부재들(150, 160, 170)이 서로 인접하게 배치된 본체유닛들(100) 사이에 배치되며 양단부가 각 냉매관(200)에 연결되는 것에 의하여 본체유닛들 간의 1차적인 연결을 가능하게 하면서 본체유닛들과 함께 냉매관(200)이 하수의 흐름 방향을 따라 배치될 수 있게 함으로써, 하수관로를 따라 흐르는 하수의 유속 저하를 방지하여 통수능 확보를 가능하게 하고, 설치작업의 편리성을 높이며, 설치를 위한 굴착 작업과 하수관 내부 진입 작업을 필요로 하지 않게 하는 효과를 가진다.

한편 상기 본체유닛(100)들은 도 3에 도시된 바와 같이, 하수열 수요처(30)와 인접한 맨홀들 중 상류측 맨홀(11)을 통해 하수관로 측으로 진입되어서 그 하수관로 내측의 바닥면에 안정되게 안착되고 열교환을 가능하게 할 수 있도록 안착부(110), 날개부(120) 및 상판부(130)로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 본체유닛(100)의 안착부(110)는 하수관로 내측의 바닥면 곡률과 대응되는 곡률을 가지며 라운드지게 형성되고 그 바닥면에서 연속하여 설치되며, 내부에 관통 설치구(101)를 구비하고 그 관통 설치구에 냉매관이 설치될 수 있게 한다. 상기 안착부(100)의 양측에는 날개부(120)가 연결되고, 상측이 상판부(130)와 연결된다.

상기 본체유닛(100)의 날개부(120)는 하수관로의 바닥면에 안착된 안착부(110)의 양측에 각각 연결되고, 그 하수관로(20)의 벽면을 따라 상부면을 향해 각각 연장 형성되어서, 상기 하수관로(20)의 내측(하수의 흐름을 위한 하수유로) 단면 형태를 난형(egg-shaped) 형태로 형성되게 함으로써, 그 하수관로의 하수유로에 하수열 교환기가 설치된 상태에서도 하수의 평균 유속을 증가시키고 그 하수에 대한 통수능이 확보될 수 있게 한다. 여기서 난형 형태는 달걀과 같이 타원형태로 이루어진 구조를 의미하는 것으로 하부측의 폭이 상부측의 폭보다 좁거나 크게 형성된 형태를 말한다.

상기 본체유닛(100)의 상판부(130)는 안착부 및 날개부의 상면에 마련되어서 하수의 온도를 상기 냉매관(200)으로 전달되게 하는 것으로, 상기 하수와 접촉되면서 그 하수의 흐름을 가이드하고, 서로 인접하게 배치된 한 쌍의 안착부 및 날개부 중 어느 한편의 안착부 및 날개부에 일측이 배치되며 다른 한편의 안착부 및 날개부에 타측이 배치되어서, 상기 본체유닛들 사이의 피팅부재를 커버하며 그 피팅부재 측으로 하수의 유입을 최소화할 수 있게 한다.

상기 본체유닛(100)의 상판부(130)는 안착부(110) 및 날개부(120)에 일체형 또는 착탈 가능한 분리형으로 이루어질 수 있고, 후술할 체결수단(300)을 통해 상기 각 본체유닛들의 2차적인 연결이 가능할 수 있게 한다.

예를 들어, 상기 본체유닛(100)들은 상류측 맨홀(11)을 통해 하수관로(20) 측으로 진입되고, 그 맨홀을 통해 지하로 내려온 작업자에 의해 그 하수관로의 내측에 인입되어서 상기 바닥면에 배치된다. 이후 상기 본체유닛들은 연속하여 하수관로의 내측에 배치되고, 상기 피팅부재들에 의해 냉매관이 연결됨으로써 1차적으로 연결되고, 상판부에 마련되는 상기 체결수단(300)에 의해 그 상판부의 타측과 본체유닛이 체결됨에 따라 2차적으로 연결된다. 이와 같이 상기 본체유닛들은 열교환기의 설치를 위한 굴착작업이나 하수관로 진입작업을 불필요하게 하고, 설치작업의 편리성을 높일 수 있게 한다.

상기 날개부(120)는 하수관로를 상부와 하부로 이등분할 경우에, 각각의 단부가 하수관로 내측의 벽면을 따라 상부로 연장형성되고, 끝단이 상기 하수관로 내측의 벽면을 향해 경사진 구조로 이루어짐으로써, 상기 하수관로(20)의 내측 단면 형태를 난형 형태로 이루어지게 하고 하수의 유속을 상대적으로 증가시켜 자가세척을 위한 최소유속(minimum velocity)을 확보할 수 있게 한다.

상기 본체유닛(100)의 상판부(130)는 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 나노 딤플 표면 처리된 스테인레스 재질을 사용하여 표면의 조도계수를 증가시킴으로써, 하수와 접촉하는 표면에 난류의 형성을 가능하게 하고 그 하수에 포함된 이물질에 의한 퇴적물이 그 표면에 쌓이는 것을 방지하며, 하수의 흐름이 저하되는 것을 방지할 뿐만 아니라 열교환 효율이 저하되지 않게 하며 열교환기의 용이한 유지관리를 가능하게 하는 장점을 도출한다

본 실시예는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본체유닛들 간의 2차적인 연결이 가능할 수 있도록 체결수단(300)을 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 체결수단(300)은 앞서 설명한 바와 같이 피팅부재들(150, 160, 170)에 의해 1차적으로 연결된 상기 본체유닛들(100)을 2차적으로 연결시키는 것으로, 체결리브부(310) 및 리브삽입부(320)로 이루어질 수 있다.

상기 체결수단(300)의 체결리브부(310)는, 앞서 설명한 바와 같이 서로 인접하게 배치된 한 쌍의 안착부 및 날개부 중 다른 한편의 안착부 및 날개부(어느 한편의 안착부 및 날개부와 마주하는 안착부 및 날개부)에 배치되는 타측에 구비되는 것으로 삽입리브(311)와 연결리브(312)로 이루어진다.

상기 체결리브부(310)의 삽입리브(311)는, 상기 상판부 타측에 연결되는 것으로, 상기 안착부(110) 측으로 연장형성되고, 상기 하수의 흐름 방향과 반대되는 방향으로 경사지게 형성된다. 또한 상기 체결리브부(310)의 연결리브(312)는 상기 삽입리브(311)의 끝단부에 연결되고 상기 하수의 흐름 방향과 반대되는 방향을 향해 연장 형성됨으로써, 상기 체결리브부(310)가 상판부(130)에 연결된 상태에서 후크 구조를 가지게 한다.

상기 체결수단(300)의 리브삽입부(320)는, 서로 인접하게 배치된 한 쌍의 안착부 및 날개부 중 상기 다른 한편의 안착부 및 날개부 측에 마련되는 것으로 상기 체결리브부와 마주하는 부분에 홈구조로 이루어지고, 상기 체결리브부(310)가 삽입되게 함으로써, 상기 어느 한편의 안착부 및 날개부가 다른 한편의 안착부 및 날개부와 연결될 수 있게 하고 상기 본체유닛들(100)이 2차적으로 연결될 수 있게 하며, 하수열 교환기의 시공 시 별도의 고정장치 없이 자체구조에 기인하여 하수관로에서 본체유닛(100)을 당겨가면서(하수의 흐름방향으로 당겨가면서) 그 하수열 교환기를 연속해서 설치할 수 있게 한다.

본 실시예는 본체유닛들을 안정적으로 설치하기 위해 시공수단(140)을 더 포함할 수 있다. 상기 시공수단(140)은 본 실시예에 의한 하수열 교환기의 시공 시 본체유닛들을 하수관로(20)의 내측으로 틀어짐 없이 진입되게 하는 것으로 시공 가이드부(141) 및 가이드 삽입부(142)로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 시공수단(140)의 시공 가이드부(141)는 복수로 이루어져서 상류측 맨홀(11)을 통해 하수관로 측으로 진입된 후, 그 하수관로의 내측에 순차진입되면서 각각의 단부가 나사결합 등의 방식에 의해 서로 결합되어 하수의 흐름 방향으로 길게 배치된다. 상기 시공 가이드부(141)는 하수관로 내측의 바닥면과의 사이에 본체유닛들(100)이 배치되게 하고, 그 본체유닛(100)에 형성된 가이드 삽입부(142)에 삽입된다.

상기 시공수단의 가이드 삽입부(142)는 시공 가이드부(141)와 하수관로(20) 바닥면 사이에 배치된 본체유닛(100)의 안착부에 홈 구조로 이루어지고, 상기 시공 가이드부(141)가 삽입되게 하며, 그 본체유닛들이 하수관로에 연속에서 진입될 때 그 본체유닛들이 시공 가이드부를 따라 하수의 흐름 방향으로 이동될 수 있게 함으로써, 설치 작업의 편의성을 높여주는 장점을 도출한다. 한다. 여기서 상기 본체유닛의 상판부는 가이드 삽입부(142)를 제외한 안착부 및 날개부의 상면에 마련된다.

상기 시공수단의 시공 가이드부(141)는 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 하수열 교환기의 시공이 완료된 경우, 맨홀 공간 측에 위치한 작업자에 의해 당겨져서 상기 가이드 삽입부(142)에서 빠져나오게 되고 상기 본체유닛들과 분리된다. 이후 상기 시공 가이드부(141)는 서로 분리되어서 맨홀을 통해 외부로 인출될 수 있다.

본 실시예에 채용된 피팅부재들은 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 열교환을 위한 냉매의 순환이 가능하도록 제1피팅부재(150), 제2피팅부재(170) 및 연결피팅부재들(160)을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 피팅부재들의 제1피팅부재(150)는, 하수열 수요처 측 맨홀들 중 상류측 맨홀(11)에 인접하게 배치된 본체유닛(100)의 안착부(110)에 마련되는 것으로, 상기 상류측 맨홀(11)을 통해 지하로 인입된 냉매관(200)과 상기 안착부에 설치된 냉매관(200)을 연결시켜 줌으로써, 냉매가 외부에서 상기 하수관로 측으로 이동될 수 있게 한다. 상기 제1피팅부재(150)는, 냉매의 이동 방향을 외부에서 하수관로 측으로 변경시킬 수 있도록 '┛' 형태로 이루어질 수 있고 그 안착부의 내측에 설치된 냉매관끼리의 연결을 위해 '┳' 형태로 이루어질 수도 있다.

상기 피팅부재들의 제2피팅부재(170)는 맨홀(10)들 중 하류측 맨홀(12)과 인접하게 배치되는 본체유닛(100)의 안착부에 마련되고, 상기 하류측 맨홀(12)로 인출되는 냉매관(200)과 상기 안착부에 마련된 냉매관을 서로 연결시켜 줌으로써, 하수의 흐름 방향으로 이동한 냉매가 외부로 인출될 수 있게 한다. 상기 제2피팅부재(170)는 냉매의 이동 방향을 하수의 흐름 방향에서 외부를 향하는 방향으로 변경시킬 수 있도록 '┗' 형태로 이루어질 수 있고, 그 안착부의 내측에 마련된 냉매관끼리의 소통을 위해 '┻' 형태로 이루어질 수도 있다.

상기 피팅부재들의 연결피팅부재(160)는, 상기 하수관로의 내측에 연속하여 설치된 본체유닛들(100)에 설치된 냉매관(200)들 사이에 마련되고, 양측이 각 냉매관들의 각 단부와 접속되어서 그 냉매관들(20)을 서로 소통시킨다. 상기 연결피팅부재(160)는 본체유닛들 사이에 배치되고 상판부(130)에 의해 덮어져서, 그 하수관로의 하수유로를 이동하는 하수와 직접적으로 접촉되지 않는다. 상기 연결피팅부재(160)는 양측이 각 냉매관의 단부에 연결되어서 그 냉매관을 연장시키고, 그 냉매관에서 냉매의 유출을 방지할 수 있도록, '━'형태로 이루어질 수 있다.

상기 피팅부재들의 구조에 대하여 보다 상세히 설명하면, 상기 피팅부재들은 도 7에 도시된 바와 같이, 관체(1), 관형 밀착부재(2) 및 실링부재(3)로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 관체(1)는 각 냉매관들(200) 사이에 마련되고 내부에 냉매 이동을 위한 소통유로를 형성하며, 직선형 관 구조 또는 절곡형 관 구조 중 어느 하나의 구조로 이루어지고, 상기 관형 밀착부재(2)에 의해 각 냉매관의 단부에 연결되어서 그 냉매관의 이동유로와 소통유로가 연결된다.

상기 관형밀착부재(2)는 상기 관체(1)의 각 단부에 마련되는 것으로, 각 냉매관의 단부에 접속되어서 상기 관체와 냉매관을 연결시키고, 냉매 이동을 위한 상기 이동유로와 소통유로의 연결된 상태를 유지시킬 수 있게 한다. 또한 상기 실링부재(3)는 관체(1)와 관형 밀착부재(2) 사이에 구비되고, 그 관체(1)와 관형 밀착부재(2) 사이의 틈새를 폐쇄시킴으로써, 관체의 소통유로를 통과하는 냉매의 외부 유출을 방지할 수 있게 한다.

상기 관형밀착부재(2)는 걸림턱(2a)을 형성할 수 있다. 상기 걸림턱(2a)은 관형밀착부재(2)에 냉매관이 접속된 상태에서 흔들리거나 위치이동될 때, 상기 관체(1)에 걸림으로써, 관형 밀착부재가 외부로 분리(탈리)되지 않고 냉매관과 피팅부재 간의 결속상태를 유지할 수 있게 한다.

한편 본 실시예는 도 6에 도시된 바와 같이, 경사 연장로(180)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 경사 연장로(180)는 하류측 맨홀(12)과 인접한 본체유닛(100)에 마련되는 것으로, 그 본체유닛의 안착부(110)에서 하수관로(20)의 바닥면을 향해 하향 경사지게 형성됨으로써, 상기 본체유닛(100)에 의해 좁아진 하수관로(20)의 폭 즉, 하수이동로의 상하폭(상판부에서 하수관로의 상부면까지의 폭)을 점진적으로 확장시키며, 하수관로에서의 하수의 원활한 흐름을 가능하게 하며 통수능을 확보할 수 있게 한다.

이상 본 발명의 일실시예에 대해 설명하였다. 이하에서는 본 발명의 일실시예에 의한 자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기의 시공 방법에 대해 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명 일실시예에 의한 자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기의 시공방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명 일실시예의 시공 방법은 하수관로 세척단계(S100), 견인장치 설치단계(S200), 시공 가이드부 설치단계(S300), 열교환기 조립설치단계(S400), 열교환기 마감부 설치단계(S500) 및 냉매관 연결단계(S600)를 가지는 것이 바람직하다.

상기 하수관로 세척단계(S100)에서는, 자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기의 설치 작업을 위해 하수관로(20)에서 하수 물돌리기 및 세척 작업을 진행하게 된다. 또한 견인장치 설치단계(S200)는, 자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기가 투입되는 맨홀에서 하수관로 측으로 이동 가능한 이동체를 설치하고, 그 이동체를 이용하여 본체유닛(100)의 견인 및 이동을 가능하게 한다. 상기 시공 가이드부 설치단계(S300)는, 자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기의 본체유닛(100) 및 냉매관(200)이 하수관로(10)의 바닥면 중앙에 설치될 수 있도록 상기 시공 가이드부(141)를 그 하수관로의 길이방향으로 설치되게 한다.

상기 열교환기 조립설치단계(S400)는, 맨홀 내부 작업자가 상류측 맨홀의 내부에서 상기 본체유닛들을 조립하고, 하류측 맨홀의 내부 작업자가 이동체의 케이블을 신호에 따라 1m씩 견인하여서 그 본체유닛들이 하수의 흐름 방향으로 설치되게 한다. 이때 본체유닛의 연결 시 그 본체유닛에 마련된 냉매관들도 연결피팅부재(160)에 의해 함께 연결될 수 있다. 상기 열교환기 마감부 설치단계(S500)에서는 상류측 맨홀(11) 및 하류측 맨홀(12) 측에서 상기 본체유닛(100)의 시·종점에 해당하는 본체유닛(100)을 설치할 수 있다.

상기 냉매관 연결단계(S600)는 상류측 맨홀에서 유입되는 냉매관을 제1피팅부재에 연결하고, 하류측 맨홀로 빠져나가며 히트펌프에 연결되는 냉매관을 제2피팅부재에 연결되게 함으로써, 열교환을 위한 냉매의 순환을 가능하게 한다. 상기 냉매관 연결단계(S600)에서는 냉매관들의 연결 이후에 상기 시공 가이드부(141가 가이드 삽입부(142)에서 분리되게 하여서, 하수관 내부에서의 하수 흐름이 원활해질 수 있게 한다. 또한 상기 냉매관 연결단계(S600)에서는 시공 완료 이후에 이동체를 하수관로의 외부로 빼내는 작업을 수행한다.

앞서 설명한 바와 같이 본 발명 일실시예에 의한 자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기의 시공방법은 하수열 교환기의 시공을 위해 설치작업의 편리성을 높이고, 설치를 위한 굴착 작업과 하수관 내부 진입 작업을 필요로 하지 않는다.

이상 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.

10: 맨홀 11: 상류측 맨홀
12: 하류측 맨홀 20: 하수관로
30: 하수열 수요처 100: 본체유닛
101: 관통 설치구 110: 안착부
111: 배출구 120: 날개부
130: 상판부 140: 시공수단
141: 시공 가이드부 142: 가이드 삽입부
150: 제1피팅부재 160: 연결피팅부재
170: 제2피팅부재 1: 관체
2: 관형 밀착부재 2a: 걸림턱
3: 실링부재 180: 경사 연장로
200: 냉매관 300: 체결수단
310: 체결리브부 311: 삽입리브
312: 연결리브 320: 리브삽입부

Claims (5)

1. 하수관로의 내측에서 하수의 흐름 방향을 따라 배치되며, 그 하수를 이용한 열교환을 가능하게 하는 것으로,
   상기 하수관로의 바닥면에 길이방향을 따라 연속하여 설치되고, 각각 내부에 열교환을 위한 냉매관이 설치되는 복수의 본체유닛들; 및,
   인접하게 배치된 한 쌍의 냉매관들을 접속시켜 줄 수 있도록, 한 쌍의 본체유닛들 사이에 배치되고, 양단부가 각 냉매관에 연결되는 것에 의하여 상기 본체유닛들 간의 1차적인 연결을 가능하게 하는 피팅부재들;을 포함하고,
   상기 피팅부재들은, 각 냉매관들 사이에 마련되고, 내부에 소통유로를 형성하며, 직선형 관 구조 또는 절곡형 관 구조 중 어느 하나의 구조로 이루어지는 관체; 상기 관체의 각 단부에 마련되는 것으로, 각 냉매관의 단부에 접속되어서 상기 관체와 냉매관을 연결시키고, 냉매 이동을 위한 상기 냉매관의 이동유로와 상기 소통유로를 소통되게 하는 관형 밀착부재; 및 상기 관체와 관형 밀착부재 사이에 구비되고, 그 관체와 관형 밀착부재 사이의 틈새를 폐쇄시키는 실링부재;를 포함하여 이루어지며,
   상기 관형 밀착부재는, 상기 관체의 내측에 배치된 실링부재를 향하는 각 단부에 마련되고, 상기 단부에서 관체의 내면을 향해 돌출 형성되며, 냉매관이 상기 관형밀착부재에 접속된 상태에서 외부를 향해 위치 이동될 때 상기 관체의 각 단부에 걸리는 걸림턱을 구비하며,
   상기 본체유닛은, 상기 하수관로의 바닥면에 안착되고 내측에 냉매관이 설치되는 안착부; 상기 안착부의 양측에 각각 연결되고 하수관로의 벽면을 따라 상부면을 향해 연장 형성되어서 상기 하수관로의 내측 단면 형태를 난형 형태로 형성되게 하는 날개부; 및, 상기 안착부 및 날개부 상에 마련되어서 하수의 온도를 상기 냉매관으로 전달되게 하는 것으로, 상기 하수와 접촉되면서 그 하수의 흐름을 가이드하고, 서로 인접하게 배치된 한 쌍의 안착부 및 날개부 중 어느 한편의 안착부 및 날개부에 일측이 배치되며, 다른 한편의 안착부 및 날개부에 타측이 배치되어서 상기 피팅부재를 커버하며 그 피팅부재 측으로 하수의 유입을 방지할 수 있게 하는 상판부;를 포함하여 이루어지며,
   상기 본체유닛들 간의 2차적인 연결이 가능할 수 있도록 체결수단;을 더 포함하여 이루어지고,
   상기 체결수단은, 상기 상판부의 타측에 마련되는 것으로, 상기 하수의 흐름 방향과 반대되는 방향으로 경사지게 형성된 삽입리브와, 상기 삽입리브의 단부에 연결되고 상기 하수의 흐름 방향과 반대 방향을 향해 연장 형성된 연결리브를 구비한 체결리브부; 및, 상기 안착부에 홈 구조로 이루어지고, 상기 체결리브부가 삽입되는 리브삽입부;를 포함하여 이루어지며,
   상기 연결리브는, 삽입리브의 단부에서 상판부와 평행하게 연장 형성되고, 상기 체결리브부가 후크 구조로 형성되게 하고,
   상기 리브삽입부는, 상기 체결리브부와 대응되는 후크 형태의 홈 구조로 이루어지고, 상기 삽입리브가 배치되는 부분의 직경이 그 삽입리브의 두께보다 크게 형성되며, 상기 연결리브가 배치되는 부분의 직경이 그 연결리브의 두께와 대응되게 형성되는,
   자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 피팅부재들은,
   하수열 수요처 측 맨홀들 중 상류측 맨홀과 인접하게 배치된 본체유닛의 안착부에 마련되는 것으로, 상기 상류측 맨홀을 통해 지하로 인입된 냉매관과 상기 안착부에 설치된 냉매관을 연결시켜주는 적어도 하나의 제1피팅부재;
   하류측 맨홀과 인접하게 배치되는 본체유닛의 안착부에 마련되는 것으로, 상기 하류측 맨홀로 인출되는 냉매관과 상기 안착부에 설치된 냉매관을 연결시켜주는 적어도 하나의 제2피팅부재; 및,
   상기 하수관로의 내측에 연속하여 설치된 본체유닛들에 설치된 냉매관들 사이에 마련되고, 각 냉매관들을 접속시키는 적어도 하나의 연결피팅부재;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자가세척 유속 확보가 가능한 조립식 하수열 교환기.
   
5. 삭제