KR20000007135A - 폐열회수용 열교환장치를 갖는 건조기 - Google Patents

Abstract

이 발명은 잎담배, 고추, 벼 등의 농산물을 건조시키는 건조기에 관한 것으로서, 연소로의 연소가스가 배출되는 연통의 중간부에 폐열회수실을 형성하여 대기중으로 배출되는 폐열을 회수하여, 열풍발생실로 유입되는 공기를 예열시켜 열교환효율을 높이고, 연료를 절약하도록 하기 위한 것이다.

즉, 연소로에 연결된 연통의 중간부에 폐열회수실을 형성하고, 외기유입구측에는 공기예열실을 형성하여, 열매체가 봉입된 히이트파이프의 가열부를 폐열회수실에 위치시키고, 히이트파이프의 응축부를 공기예열실에 위치시켜, 열매체의 증발과 응축작용을 통하여 열교환작용이 이루어지도록 구성하므로서, 건조실내로 송풍되는 공기를 단시간내에 가열하여 열교환효율이 향상되도록 한 것이다.

Description

폐열회수용 열교환장치를 갖는 건조기{Drier with Heat-exchanger for heat-recovery}

이 발명은 잎담배, 고추 등의 농산물을 가열된 열풍에 의하여 건조시키도록 하는 건조기에 있어서, 건조기의 건조실측면부에 설치하는 열풍발생실을 기열시키기 위한 연소로(燃燒瀘)의 배연로(排煙路)부분에 폐열회수실을 형성하고, 이 폐열회수실내에 설치한 히이트파이프(heat-pipe)를 열풍발생실로 통하는 공기유입구측으로 연장인출하여 외부공기가 열풍발생실로 유입되기전에 히이트파이프와의 열교환작용으로 예열(豫熱)되게 함으로서, 열풍발생실로 유입되는 외부공기가 열풍발생실내에서 신속히 가열되도록하여 열교환 효율을 향상시키고, 버어너의 연소시간을 단축시켜 연료절감을 기함과 동시에 건조실내의 온도조절을 용이하게하여 건조되는 농산물의 품질이 향상되도록 하기위한 폐열회수용 열교환장치를 갖는 건조기에 관한 것이다.

또한 이 발명은 폐열회수실내에 설치하는 히이트파이프를 열전도율이 높은 동 또는 알미늄제의 진공관체로 구성시키고, 이 진공관체로 된 히이트파이프 내부에는 물, 패닐에텔(phenyl-ether), 알콜, 또는 이들의 혼합물인 열매체(heating-medium)를 봉입(封入)하여 열교환반응속도를 촉진시킴으로써 폐열의 회수효율을 높임과 동시에 제작과 운반설치가 용이하도록 하기 위한 것이다.

종래의 농산물 건조기에 있어서는 일반적으로 외부의 차거운 공기를 직접 열풍발생실내로 유입시키거나, 태양열 수집실을 이용하여 열풍발생실로 유입되는 공기를 예열시키도록 된 것이 사용되고 있었으나, 외부공기가 직접유입되도록 한 것은 열풍발생실로 유입된 공기의 가열시간이 길어지게 되어 많은 연료를 소비하게 되는 것이었고, 태양열을 이용하여 공기를 예열시키도록 한 것은 기후조건에 따라 소기의 효능을 발휘하지 못하게 되는 등의 불편함이 있는 것이었다.

즉, 겨울철 흐린 날씨에는 태양열 이용이 불가한 것이므로 열풍발생실로 유입된 공기를 건조실내로 송풍하기에 적합한 온도로 가열시키기 위하여는 태양열로 예열된 공기를 가열하는 것보다 약 20∼30%정도의 연료를 더 소비하게 되는 것이고, 가열시간이 길어지게 되어 연료소비가 많은 것이었고, 건조실내의 적정온도 유지와 습도조절 등이 어렵게 되어 농산물의 품질을 저하시키게 되는 등의 원인이 되었던 것이다.

이 발명은 상기한 바와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 열풍발생실로 유입되는 공기를 예열시켜 공급하므로서 열효율을 향상시키도록 한 것인바, 예열장치로서는 연소로에서 배출되는 폐열을 회수하여 열풍발생실로 유입되는 공기를 가열시켜 공급하도록 함으로서 열교환효율의 향상과 연료절감을 기하도록 한 것이다.

특히, 폐열회수장치로서는 동, 알미늄과 같은 열전도율이 높은 금속제의 진공파이프를 이용하여, 이 파이프내에는 물, 패닐에텔, 알콜 또는 이들의 혼합물로된 열매체(heating-medium)를 소량봉입한 히이트파이프를 사용하여 폐열회수효율을 높이도록 한 것이다.

일반적으로 열매체가 봉입된 히이트파이프는 난방장치 또는 냉각장치 등에 사용되고 있는 것인바, 증발되는 냉매의 증기에 의한 열전도율은 일반금속재보다 높은 것이고, 열이 균일하게 분포전달되는 것이며, 폐열회수실에 위치한 히이트파이프의 가열부과 공기예열실에 위치한 히이트파이프의 응축부사이의 온도차를 크게 할 수록 열매체의 증발과 응축이 빨리 진행되어 전열효과를 높이게 되는 것이므로 본 발명에서는 히이트파이프의 응축부가 위치하는 공기예열실을 건조기의 본체 밖으로 설치하고, 히이트파이프를 경사지게 설치하므로서 열회수효율울 높이도록 한 것이다.

도1은 이 발명에 따른 건조기의 전체 종단면도.

도2는 이 발명에서의 부분 환대단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 건조실 2 연소로

3 : 열풍발생실 4 : 송풍팬

5 : 저면송풍실 6 : 버어너

7 : 연소실 8 : 열교환부

9 : 연통 10 : 폐열회수실

11 : 공기유입구 12 : 공기유출구

13 : 공기예열실 14 : 히이트파이프

H : 열매체

도 1은 이 발명의 한 실시예에 따른 전체종단면도이고, 도2는 이 발명의 부분확대단면도인바, 도1에서 보는바와 같이 건조실(1)의 측면부에는 연소로(2)가 설치된 열풍발생실(3)이 형성되어 있고, 열풍발생실(3)에서 가열된 공기는 외기를 흡입하는 송풍팬(4)에 의하여 건조실(1)저면에 형성된 저면송풍실(5)로 강제 송풍되고, 건조실(1)내로 송풍되도록 구성되어 있다.

또한 연소로(2)는 버어너(6)에 의하여 연소실(7)에서 연소된 연료의 연소화염이 열교환부(8)를 거쳐 연통(9)을 통하여 외부로 배출되도록 구성되어 있다.

이 발명은 상기한 바와같은 통상의 건조기에 있어서, 열풍발생실(3)의 상측부에 폐열회수실(10)을 형성하여 연소로(2)에서 인출된 연통(9)을 폐열회수실(10)과 연통시키고, 연소로(2)에서 배출되는 연소화염이 폐열회수실(10)내에서 열교환작용을 마친 후 배연홍(9’)을 통하여 외부로 배출되도록 구성하였으며, 폐열회수실(10)의 측면부에는 상부에 공기유입구(!1)가 형성되고, 하부에 열풍발생생실(3)과 통하는 공기유출구(12)가 형성된 공기예열실(13)을 설치하되, 공기예열실(13)은 외기중에 노출되도록 건조실(1)밖으로 설치하도록 구성되어 있다.

상기한 폐열회수실(10)과 공기예열실(!3)내에는 여러개의 히이트파이프(14)가 격벽(15)을 관통하여 설치되어 있는 바, 이 히이트파이프(14)는 폐열회수실(10)내에 위치한 가열부가 낮게 위치하고, 공기예열실(13)내에 위치한 응축부가 높게 위치하도록 경사지게 설치되어 있다.

또한 상기한 히이트파이프(14)는 동, 알미늄과 같은 열전도율이 높은 금속제파이프로 구성되고, 흡열핀(fin)과 방열핀이 형성되어 있으며, 내부는 진공상태로 한것이고, 히이트파이프(14)의 내부에는 소량의 열매체가 봉입되어 있다.

상기한 열매체는(H)는 이건 발명에서의 조작온도(操作溫度)인 30∼200℃범위내에서는 유체(流體)로서 취급될 수 있고, 단위체적당 열용량이 크며, 전열계수가 높은 것이 필요하며, 포화증기가 증발, 응축시에 잠열(潛熱)의 출입을 이용하는 방법이 용이한 물, 패닐에텔, 알콜 및 이들의 혼합물로 되는 열매체를 봉입하여서 된 것이다.

도면 중 부호 16은 순환배기구, 17은 외부배기구, 18은 공기흡입구다.

이와같이 구성된 이 발명은 버어너(6)를 점화하여 연료를 연소시키면, 연소화염은 연소로(2)를 고열로 가열시키면서 열교환부(8)를 거쳐 연통(9)으로 배출되고, 공기유입구(11)에서 유입된 공기는 송풍팬(4)에 의하여 열풍발생실(3)내로 강제유입되면서 연소로(2)의 열교환부(8)표면과 접촉하거나 복사열에 의하여 고온으로 가열되며, 저면송풍실(5)을 통하여 건조실(1)내로 송풍되는 것이다.

이 과정에서, 본 발명에서는 연소로(2)에서 배출되는 연소열기가 연통(9)으로 진입하면서 폐열회수실(10)내에서 정체하게 되는 것이고, 이 때 연소열기내에 잔류하는 여열(餘熱)은 히이트파이프(14)를 가열시키게 되고, 이에 따라 히이트파이프(14)내의 저면부에 봉입되어 있는 열매체(H)가 가열되면서 증발하게 되는 것이고, 증발된 열매체(H)의 증기는 경사진 히이트파이프(14)의 상측부로 이동하면서 공기예열실(13)내에 위치하는 히이트파이프(14)를 가열하게 되는 것인바, 가열된 히이트파이프(14)는 공기유입구(11)로부터 유입되는 외부의 찬공기와 접촉되고, 히이트파이프(14)내에 있는 열매체(H)의 가열된 증기가 냉각응축되어 액상(液相)으로 변하면서 방출되는 열량에 의하여 공기예열실(13)내의 공기를 가열하게 되는 것이다.

상기한 열교환과정에서, 히이트파이프(H)의 경사도에 따라 전열효과가 달라지게 되는 것인바, 히이트파이프(H)의 설치 경사도가 클수록, 응축된 열매체의 환류속도가 중력의 영향을 받아 빨라지게 되므로 그만큼 열매체의 이동량이 많아지게 되어 전열효과를 높일 수 있게 되는 것이다.

또한 공기예열실(13)은 건조실밖으로 설치하였는바, 일반적으로 건조실(1)내의 온도는 30∼60℃를 유지하게 되는 것이어서, 공기예열실(13)내의 기온이 50℃정도로 높아지면, 히이트파이프(H)내의 증기응축량이 적어지게 되고, 이에따라 잠열방출량이 줄어들면서 열교환효율을 저하시키게 되는 것이므로, 본 발명에서는 히이트파이프(H)의 가열부와 응축부사이의 온도차를 크게 하기 위하여 공기예열실(13)을 건조실 밖으로 위치되게 설치하여 열교환효율이 향상되게 한 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 연통으로 배출되는 연소여열을 회수하여 열풍발생실로 유입되는 공기를 예열시켜 공급되게 하므로서, 열풍발생실에서의 공기가열시간을 단축하여 연료를 절약할 수 있을 뿐 아니라, 열매체가 봉입된 히이트파이프를 경사지게 설치하므로서 전열량을 증가시키고, 히이트파이프의 가열부와 응축보의 온도차가 크게 형성되도록 구성하므로서 폐열회수효율을 높이게 되는 작용효과를 나타내는 것이다.

Claims (3)

1. 건조실의 측면부에는 연소로가 설치된 열풍발생실이 형성되고, 열풍발생실에서 가열된 공기를 송풍팬에 의하여 건조실내로 강제송풍하게 된 것에 있어서,

   열풍발생실 상측부에 폐열회수실을 형성하여 연소로에서 인출된 연통을 폐열회수실과 연통시키고, 폐열회수실의 측면부에는 외기가 유입되는 공기예열실을 형성하였으며, 상기한 폐열회수실과 공기예열실내에는 열매체가 봉입된 진공상태의 히이트파이프를 설치하여 폐열회수실에서는 히이트파이프가 배기되는 여열을 흡수하고, 공기예열실내에서는 히이트파이프내의 열매체가 방출하는 응축열에 의하여 열풍발생실로 유입되는 공기를 예열하도록 구성한 것을 특징으로 하는 폐열회수용 열교환장치를 갖는 건조기.
2. 제 1 항에 있어서,

   폐열회수실내에 위치하는 히이트파이프의 가열부는 낮게 위치시키고, 공기예열실내에 위치하는 히이트파이프의 응축부는 높게 위치하도록 히이트파이프를 경사지게 설치한 것을 특징으로 하는 폐열회수용 열교환장치를 갖는 건조기.
3. 제 1 항에 있어서,

   히이트파이프의 가열부와 응축부사이의 온도차가 크게 유지되도록 히이트파이프의 응축부가 위치하는 공기예열실을 건조실외부에 설치한 것을 특징으로 하는 폐열회수용 열교환장치를 갖는 건조기.