KR20020038875A - 폐열 회수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접착 테이프 등을 생산하는 과정에서 폭발성 토로엔이 다량 함유되어 버려지는 폐열을 순수한 열만 회수 반복사용하는 장치로서, 건조 시스템의 배기라인 상에 소정의 열교환수단을 구비하고, 이것을 통해 제품의 건조에 쓰여진 후 버려지는 폐열과 열풍 공급을 위해 흡입되는 공기 사이에 열교환이 이루어지도록 하여 흡입공기를 예열할 수 있도록 함으로써, 폐열의 이용에 따른 약 40% 정도의 연료 절감효과를 도모할 수 있으며, 이에 따라 에너지 절약측면에 크게 기여할 수 있도록 한 폐열 회수기를 제공하고자 한 것이다.

Description

폐열 회수기{Waste heat reclaimer}

본 발명은 인화성이 높은 토로엔이 함유되어 버려지는 폐열을 회수하여 사용하는 폐열 회수기에 관한 것으로서, 특히 드라이 챔버를 경유한 후 버려지는 폐열 중에서 순수한 열만을 회수하여 반복 이용하는 방식으로서, 폐열의 이용에 따른 상당한 연료 절감효과를 기대할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 스티커 원단, 절연 테이프, 시트지, 보호 테이프, 벽지, 방음 스폰지, 포장용 테이프, 썬팅지, 양면 테이프 등과 같은 제품 생산과정에서 고열을 한번 사용 후 버리는 시스템으로 건조시키는 방법이 보편화되어 있다.

첨부한 도 1에서는 이러한 건조 시스템을 개략적으로 보여주고 있다.

열풍 공급을 위한 버너 등을 포함하는 간접 열풍기(40)가 구비되고, 이곳에서 열풍 덕트(10)가 연장되어 제품이 생산되는 드라이 챔버(20)측으로 연결되며, 상기 드라이 챔버(20) 내에서 제품 건조에 사용된 폐열의 배출을 위한 배기 덕트(30)가 드라이 챔버(20)로부터 외부로 연결되는 구조로 이루어져 있다.

여기서, 드라이 챔버(20)에서 필요로 하는 열풍 온도는 제품에 따라서 달라지지만 대략 100∼180℃ 정도이고, 배출되는 폐열의 온도 또한 이에 근접한 온도인 100∼180℃ 정도이므로, 이렇게 고온의 열이 효율적으로 이용되지 못하고 그대로 버려지기 때문에 에너지 절약측면에서 낭비적인 요소가 많이 있었다.

예를 들면, 드라이 챔버(20)의 용량과 제품의 성질에 따라 연료 소비량이 경유 또는 난방유의 경우 시간당 최저 30ℓ에서 최고 150ℓ까지로 비교적 높은 편이다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 건조 시스템의 배기라인 상에 소정의 열교환수단을 구비하고, 이것을 통해 제품의 건조에 쓰여진 후 버려지는 폐열과 열풍 공급을 위해 흡입되는 공기 사이에 열교환이 이루어지도록 하여 흡입공기를 예열할 수 있도록 함으로써, 폐열의 이용에 따른 약 40% 정도의 연료 절감효과를 도모할 수 있으며, 이에 따라 에너지 절약측면에 크게 기여할 수 있도록 한 폐열 회수기를 제공하는데 그 안출의 목적이 있는 것이다.

도 1은 일반적인 간접 열풍기를 사용하는 건조 시스템을 보여주는 개략도

도 2는 본 발명에 따른 폐열 회수기를 적용한 건조 시스템을 보여주는 개략도

도 3은 본 발명에 따른 폐열 회수기의 구조를 보여주는 사시도

도 4는 도 3의 A-A 선 단면도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 열풍 덕트 20 : 드라이 챔버

30 : 배기 덕트 40 : 간접 열풍기

41 : 외부측 흡입 덕트 42 : 열풍기측 공급 덕트

43 : 열교환기 본체 44 : 배기 파이프

45 : 모터 46 : 팬

47 : 배기 혼합 공간 48 : 1차 열교환부

49 : 2차 열교환부 50 : 연결 덕트

51 : 플레이트

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 필름류 건조 시스템에 사용되는 열풍기에 있어서, 외부측 모터 및 팬이 설치되는 흡입 덕트 및 열풍기측으로 연결되는 공급 덕트를 가지면서 배기 덕트 상에 설치되는 열교환기 본체와, 상기 열교환기 본체의 길이방향을 따라 나란하게 배치되며 배출되는 폐열의 통로가 되는 다수의 배기 파이프와, 상기 열교환기 본체의 일측에 설치되며 열교환기 본체의 내부로 공기의 흡입을 위한 동력원의 역할을 하는 모터 및 팬을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 열교환기 본체는 앞뒤로 격리 배치되는 1차 열교환부 및 2차 열교환부와, 상기 1차 열교환부 및 2차 열교환부를 연결하는 연결 덕트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다수의 배기 파이프는 각 열교환부의 전체 단면적에 걸쳐 고르게 분포되는 형태로 설치되고, 열교환기 본체와 배기 덕트를 차단하는 플레이트에 의해 양단이 관통 지지되어 열교환기 본체의 내부에서 격리가 가능한 구조로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 1차 열교환부 및 2차 열교환부 사이에는 배기 덕트 및 배기 파이프와 통하는 일정한 용적의 배기 혼합 공간이 조성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배기 파이프는 공기가 흡입되는 방향을 따라 각 열이 교대로 엇배열되는 구조로 설치되는 것을 특징으로 한다.

이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 폐열 회수기에서 채용하고 있는 열교환수단을 보여주고 있다.

상기 열교환수단은 공기와 폐열의 열교환 작용이 진행되는 부분인 열교환기 본체(43)와, 폐열이 이동되는 부분인 배기 파이프(44)와, 공기를 강제 송풍하는 동력원으로서의 역할을 하는 부분인 모터(45) 및 팬(46)으로 이루어져 있다.

상기 열교환기 본체(43)는 소정의 용적을 갖는 2개의 박스를 조합한 형태로 되어 있으며, 각각의 박스는 1차 열교환부(48)와 2차 열교환부(49)로 각각 사용된다.

이때의 상기 박스는 폐열의 배출통로가 되는 배기 덕트(30) 상에 연결되는관계로 배기 덕트(30)가 갖는 단면형태와 동일한 단면형태를 갖도록 하는 것이 폐열의 진행측면이나 이용효율을 높이는 측면에서 바람직하다.

상기 1차 열교환부(48)와 2차 열교환부(49)를 전후 조합하면, 도 4에 도시한 바와 같이 그 사이에 소정의 공간이 조성되는데, 이때의 공간은 배기 혼합 공간(47)로서의 역할을 하며 이곳에서 2차 열교환부(49)에 있는 배기 파이프(44)를 경유한 폐열이 1차 열교환부(48)에 있는 배기 파이프(44)로 진행되기 전에 잠시 합쳐지면서 머물 수 있게 된다.

상기 1차 열교환부(48)의 전면과 2차 열교환부(49)의 전면에는 모터(45) 및 팬(46)이 설치되는 외부측 흡입 덕트(41)와 간접 열풍기(40)측으로 통하는 열풍기측 공급 덕트(42)가 각각 연결되고, 각 열교환부의 후면은 연결 덕트(50)로 연결되므로서, 외부의 공기가 각 열교환부를 거쳐 간접 열풍기(40)로 공급될 수 있는 경로가 확보된다.

상기 배기 파이프(44)는 드라이 챔버(20)로부터 배기 덕트(30)를 통해 배출되는 폐열의 이동통로이며, 열교환기 본체(43)의 1차 열교환부(48)와 2차 열교환부(49) 내에 길이방향으로 나란하게 다수개가 설치된다.

이때의 배기 파이프(44)는 1차 열교환부(48)와 2차 열교환부(49)의 길이 양쪽을 차단하면서 설치되는 플레이트(51)를 이용하여 양단이 관통 지지되는 구조로 설치되며, 1차 열교환부(48)와 2차 열교환부(49)를 구성하는 2개의 박스가 조합되는 동시에 이것이 배기 덕트(30)의 중간에 삽입 설치되면, 배기 덕트(30)를 통해 배출되는 폐열은 배기 파이프(44)를 통해 진행되므로, 열교환기 본체(43)의 내부로유입되어 열풍기(40)측으로 보내지는 공기와 폐열 중의 인화성 토로엔이 직접적으로 접촉하는 일은 없게 된다.

이러한 배기 파이프(44)는 1차 열교환부(48)와 2차 열교환부(49)를 구성하는 박스의 전체 단면적에 걸쳐서 균일하게 배열되는데, 공기의 진행방향에서 볼 때 각각의 열은 서로 1열씩 엇배열되는 구조로 배치됨에 따라 공기와의 접촉면적을 극대화시킬 수 있게 된다.

상기 모터(45)와 팬(46)은 열교환기 본체(43)의 내부로 공기를 강제 송풍하는 수단으로서 1차 열교환부(48)의 전면에 설치되며, 모터(45) 및 팬(46)의 작동과 함께 공기가 흡입되어 간접 열풍기(40)측으로 공급될 수 있게 된다.

따라서, 이와 같이 구성된 본 발명의 폐열 회수기를 이용한 건조 시스템의 가동상태를 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시한 바와 같이, 드라이 챔버(20)에서 연장되는 배기 덕트(30)의 길이 중간에 열교환기 본체(43)가 설치되고, 상기 열교환기 본체(43)로부터 연장되는 열풍기측 공급 덕트(42)는 간접 열풍기(40)측으로 연결된다.

드라이 챔버(20)의 내부에서는 별도의 컨베이어 수단 등에 의해 건조를 필요로 하는 스티커 원단 등의 제품이 지속적으로 생산되고, 간접 열풍기(40)의 작동과 함께 열풍이 열풍 덕트(10)를 통해 드라이 챔버(20)로 공급되어 제품에 대한 건조작업, 즉 생산이 이루어지게 된다.

드라이 챔버(20)에서 건조작업에 쓰이고 버려지는 토로엔을 함유한 폐열은 배기 덕트(30)를 통해 외부로 배출된다.

한편, 간접 열풍기(40)의 가동과 동시에 열교환기 본체(43)에 있는 모터(45)와 팬(46)이 작동되면서 외부의 공기를 간접 열풍기(40)측으로 공급하게 되는데, 상기 모터(45) 및 팬(46)의 작동에 따라 외부의 공기는 외부측 흡입 덕트(41)를 통해 1차 열교환부(48)의 내부로 유입되고, 이렇게 유입된 공기는 고온의 폐열이 흐르는 다수의 배기 파이프(44)를 거치는 동안 간접적인 열전달에 의한 열교환이 이루어져 온도가 상승하게 되고, 계속해서 연결 덕트(50)를 경유한 후, 좀더 고온의 폐열이 흐르는 2차 열교환기(49) 내에서 한번 더 열교환이 이루어져 온도가 최대로 상승한 고온 상태의 공기가 열풍기측 공급 덕트(42)를 통해 간접 열풍기(40)로 보내지게 되므로, 즉 미리 예열된 고온의 공기가 간접 열풍기(40)측으로 보내지게 되므로, 제품의 건조에 필요한 적정 온도를 유지하기 위한 버너의 가동과 관련하여 연료의 소모량을 현저하게 줄일 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 제품 생산 후 버려지는 폐열을 이용하여 열풍기로 흡입되는 공기를 미리 예열하는 방식의 폐열 회수기를 제공함으로써, 폐열의 이용에 따른 상당한 연료 절감효과를 도모할 수 있는 장점이 있는 것이다.

Claims (5)

1. 필름류 건조 시스템에 사용되는 열풍기에 있어서,

   외부측 모터 및 팬이 설치되는 흡입 덕트 및 열풍기측으로 연결되는 공급 덕트를 가지면서 배기 덕트 상에 설치되는 열교환기 본체와, 상기 열교환기 본체의 길이방향을 따라 나란하게 배치되며 배출되는 폐열의 통로가 되는 다수의 배기 파이프와, 상기 열교환기 본체의 일측에 설치되며 열교환기 본체의 내부로 공기의 흡입을 위한 동력원의 역할을 하는 모터 및 팬을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 간접식 열풍기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 열교환기 본체는 앞뒤로 격리 배치되는 1차 열교환부 및 2차 열교환부와, 상기 1차 열교환부 및 2차 열교환부를 연결하는 연결 덕트를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 간접식 열풍기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 배기 파이프는 각 열교환부의 전체 단면적에 걸쳐 고르게 분포되는 형태로 설치되고, 열교환기 본체와 배기 덕트를 차단하는 플레이트에 의해 양단이 관통 지지되어 열교환기 본체의 내부에서 격리가 가능한 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 간접식 열풍기.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 1차 열교환부 및 2차 열교환부 사이에는 배기 덕트 및 배기 파이프와 통하는 일정한 용적의 배기 혼합 공간이 조성되어 있는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 간접식 열풍기.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 배기 파이프는 공기가 흡입되는 방향을 따라 각 열이 교대로 엇배열되는 구조로 설치되는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 간접식 열풍기.