KR200327884Y1 - 히트파이프를 이용한 온수공급장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 히트파이프를 이용한 온수공급장치에 관한 것이다.

본 고안의 히트파이프를 이용한 온수공급장치는, 상면이 개방되어 있고, 상부에 폐열이 공급되는 폐열공급구가 형성되어 있으며, 하부에 폐열이 배출되는 폐열배출구가 형성되어 있고, 내부에 폐열공급구로 공급된 폐열을 폐열배출구로 가이드하는 칸막이가 설치되어 있는 하부케이스와; 하부케이스의 상면에 설치되어 있고, 다수개의 홀이 천공되어 있는 다공판과; 하부가 하부케이스의 상부에 고정 또는 분리 가능하도록 결합되고, 하부에 냉수공급구가 형성되어 있으며, 상부에 온수배출구가 형성되어 있는 상부케이스와; 하부케이스의 하측에 하단이 삽입되어 있고, 다공판의 홀에 일측이 삽입된 후 상부케이스의 상측에 상단삽입 되어 있는 다수 개의 히트파이프와; 히트파이프와 다공판의 홀 사이를 밀폐시켜 상부케이스의 물이 하부케이스 내부로 스며들지 못하게 막는 패킹;으로 구성된다.

본 고안에 의해 온수공급장치의 열전달 효율이 좋아지고, 내부 청소가 용이해지며, 상부케이스 내부에 별도의 칸막이를 설치할 필요가 없게 된다.

Description

히트파이프를 이용한 온수공급장치{THE HOT-WATER SUPPLY FEEDER WITH HEAT PIPES}

본 고안은 히트파이프를 이용한 온수공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 폐열을 이용한 온수공급장치는 목욕탕 또는 공장 등에서 사용된 폐온수나 폐가스로부터 배출되는 폐열을 고온실에 공급하여 파이프를 가열하고, 가열된 파이프의 열전도특성을 이용하여 저온실에 공급되는 저온수를 고온수로 변환시켜 온수를 공급하도록 되어 있었다.

이러한 온수공급장치의 파이프를 초열전도특성을 갖는 히트파이프를 사용함으로써 온수 변환 효율을 높인 '히트파이프의 초열전도특성을 이용한 온수보급장치'(한국 실용신안 제20-0200963호)가 안출되었다.

그런데, 상기의 도 1과 같은 장치는 고온실(80)을 분리하거나 개폐시킬 수 없어 고온실(80)에 공급되는 폐온수나 폐가스의 불순물이 고온실(80) 내부에 잔류하게 될 경우 고온실(80) 내부를 청소할 수 없게 되어 있었다.

또, 저온실(70) 역시 분리 및 개폐가 불가능해 장시간 사용으로 인해 발생되는 침전물 등을 청소하기 어려운 문제점도 있었다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 열전달 수단으로 히트파이프를 사용함으로써 열전달 효율을 높이려는 목적이 있다.

또, 하부케이스와 상부케이스를 분리 가능하도록 형성하여 하부케이스와 상부케이스 내부에 발생하는 침전물 등을 쉽게 청소하고, 상부케이스를 분리하지 않은 상태에서도 하부케이스 내부를 쉽게 청소할 수 있도록 하려는 목적도 있다.

또한, 상부케이스의 하부에 냉수공급구가, 상부에 온수배출구가 형성되어 있어 히트파이프에 의해 가열된 온수가 자동으로 배출되도록 함으로써 내부에 별도의 온수를 가이드하는 칸막이 등을 설치하지 않도록 하려는 목적도 있다.

도 1은 종래 고안의 히트파이프를 이용한 온수공급장치의 한 예를 나타낸 사시도.

도 2는 본 고안의 히트파이프를 이용한 온수공급장치의 부분 절단 사시도.

도 3은 본 고안의 히트파이프를 이용한 온수공급장치의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 하부케이스 11 : 폐열공급구

12 : 폐열배출구 13 : 칸막이

14 : 배수구 14a : 배수밸브

15 : 청소구 15a : 청소도어

16 : 고정턱 17 : 플랜지

20 : 다공판 30 : 상부케이스

31 : 냉수공급구 32 : 온수배출구

33 : 공기배출구 33a : 공기배출밸브

34 : 플랜지 40 : 히트파이프

50 : 패킹 60 : 볼트

70 : 저온실 80 : 고온실

본 고안은 히트파이프를 이용한 온수공급장치에 관한 것이다.

본 고안의 온수공급장치는 케이스가 분리 결합되도록 되어 있어 케이스 내부에 발생하는 침전물 등을 쉽게 청소할 수 있게 된다.

또, 하부케이스에는 청소구가 설치되어 있어 케이스를 분리하지 않은 상태에서도 침전물이 많이 발생하는 하부케이스 내부를 쉽게 청소할 수도 있다.

이를 위하여 본 고안의 히트파이프를 이용한 온수공급장치는, 상면이 개방되어 있고, 상부에 폐열이 공급되는 폐열공급구가 형성되어 있으며, 하부에 폐열이 배출되는 폐열배출구가 형성되어 있고, 내부에 폐열공급구로 공급된 폐열을 폐열배출구로 가이드하는 칸막이가 설치되어 있는 하부케이스와; 하부케이스의 상면에 설치되어 있고, 다수개의 홀이 천공되어 있는 다공판과; 하부가 하부케이스의 상부에 고정 또는 분리 가능하도록 결합되고, 하부에 냉수공급구가 형성되어 있으며, 상부에 온수배출구가 형성되어 있는 상부케이스와; 하부케이스의 하측에 하단이 삽입되어 있고, 다공판의 홀에 일측이 삽입된 후 상부케이스의 상측에 상단이 삽입되어 있는 다수 개의 히트파이프와; 히트파이프와 다공판의 홀 사이를 밀폐시켜 상부케이스의 물이 하부케이스 내부로 스며들지 못하게 막는 패킹;으로 구성된다.

본 고안의 기술적 사상을 첨부된 도면에 의하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

그러나 첨부된 도면은 본 고안의 기술적 사상을 보다 구체적으로 설명하기 위한 하나의 예를 도시한 것에 불과하므로 본 고안의 기술적 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

본 고안의 하부케이스(10)는 목욕탕의 폐온수나 공장의 폐가스가 내부로 들어와 순환한 후 배출되도록 되어 있는 것으로 상부가 개방되어 있는 형태를 갖는다.

이를 위하여 상부 일측에 폐열공급구(11)가 형성되어 있고, 하부 일측에 폐열배출구(12)가 형성되어 있다.

즉, 폐열공급구(11)로 들어온 폐열이 하부케이스(10) 내부를 순환한 후 식으면 하부의 폐열배출구(12)를 통해 외부로 나가게 되는 것이다.

이때, 뜨거운 폐열이 하부케이스(10) 내부를 골고루 순환하도록 하기 위해 하부케이스(10) 내부에 일측이 트인 칸막이(13)를 설치하여 폐열의 순환경로를 연장하는 것이 바람직하다.

이러한 칸막이(13)는 하부케이스(10)의 용량과 폐열공급구(11)로 들어오는 폐열의 온도를 감안하여 하부케이스(10) 내부에서 충분히 폐열이 교환될 수 있도록 칸막이(13)의 수를 조정하여 설치하는 것이 좋다.

이때, 칸막이(13)는 수평 또는 수직 방향으로 모두 설치가 가능한데, 수평방향일 경우는 폐열공급구(11)로 공급된 폐열이 식으면서 대류현상에 의해 자연적으로 폐열배출구(12)로 배출되는 장점이 있다.

또, 수직방향으로 설치할 경우에는 차후 청소할 때 내부를 구석구석 청소할 수 있는 장점이 있다.

하부케이스(10)의 재질은 고온의 폐열이 공급된 후 배출되기 때문에 내열성을 갖는 재료로 사용하되 내식성이 강한 재료로 사용하는 것이 바람직하다.

또, 폐열의 순환에 의해 가열된 하부케이스(10) 내부의 열이 하부케이스(10)의 외벽을 통해 손실되지 않도록 하기 위해 단열성이 강한 재료로 사용하거나 내부에 단열재가 충진된 이중구조로 형성할 수도 있다.

이때, 폐열로써 폐온수를 이용할 경우 폐열배출구(12)를 통해 배출되지 못하고 바닥에 폐수가 남아있게 될 수도 있다.

이러한 폐수를 배출시키기 위해 하부케이스(10) 하부에 배수구(14)를 형성하고, 배수구(14)에 배수밸브(14a)를 설치하여 바닥에 폐수 등이 고이지 않게 하는 것이 바람직하다.

또, 일측에 청소구(15)를 형성한 후 청소구(15)에 청소도어(15a)를 설치해 찌꺼기 등이 누적되어 오염되기 쉬운 하부케이스(10) 내부를 손쉽게 청소할 수도 있다.

본 고안의 다공판(20)은 상부가 개방되어 있는 하부케이스(10)의 상면을 덮는 것으로 다수 개의 홀이 천공되어 있는 형태를 갖는다.

이러한 다공판(20)을 하부케이스(10) 상부에 설치하기 위해 하부케이스(10)의 측벽 내측으로 고정턱(16)을 형성하여 다공판(20)이 고정턱(16) 위에 얹히도록 하는 것이 좋다.

이때, 다공판(20) 둘레를 따라 고무패킹 등을 끼워넣어 다공판(20) 둘레와 하부케이스(10) 측벽 사이로 공기 등이 새지 않도록 하는 것이 바람직하다.

또, 다공판(20) 역시 하부케이스(10)와 마찬가지로 내열, 내식성을 갖는 재료로 사용하여 부식 및 마모되지 않도록 한다.

본 고안의 상부케이스(30)는 하부의 냉수공급구(31)로 냉수가 들어와 가열된 후 상부의 온수배출구(32)로 배출되도록 되어 있다.

이러한 상부케이스(30)는 하부케이스(10)의 상부와 결합되도록 되어 있다.

이를 위해, 상부케이스(30)의 하부 둘레에는 다수 개의 볼트구멍이 천공된 플랜지(34)가 형성되어 있고, 하부케이스(10)의 상부 둘레에 상부케이스(30)의 볼트구멍에 대응되도록 다수 개의 볼트구멍이 천공된 플랜지(17)가 형성되어 있다.

즉, 상부케이스(30)의 플랜지(34) 볼트구멍과 하부케이스(10)의 플랜지(17) 볼트구멍을 통해 볼트결합되는 것이다.

이러한 상부케이스(30)는 하부케이스(10)와 마찬가지로 내열, 내식성을 갖는 재료로 형성되는 것이 좋다.

또, 상부케이스(30)의 상부에는 공기배출구(33)를 형성하고, 공기배출구(33)에 공기배출밸브(33a)를 설치하여 상부케이스(30) 내부에 냉수 공급이 용이하도록 하는 것이 좋다.

본 고안의 구성요소인 히트파이프(40)는 하부케이스(10)의 하부에 하단이 고정되고, 다공판(20)의 홀에 중간 부분이 삽입된 후 상부케이스(30)의 상단에 고정 또는 분리 가능하도록 결합된 것이다.

이러한 히트파이프(40)는 열에너지를 하부케이스(10)에서 상부케이스(30)로 전달하는 장치로 작은 표면적을 통해 많은 양의 열을 전달시킬 수 있도록 되어 있는 것이다.

즉, 하부케이스(10) 내부로 고온의 폐열이 들어오면 히트파이프(40) 내의 작동액이 증발하여 증기상태로 상부케이스(30)로 전달되어 상부케이스(30) 내에서 열을 방출하게 됨으로써 상부케이스(30) 내부의 물이 가열되는 것이다.

따라서, 히트파이를 다수 개 설치할수록 열전달 효율이 높아지게 된다.

이때, 히트파이프(40) 하단은 하부케이스(10) 저면에 고정되는 것이 바람직하고, 상단은 상부케이스(30) 상부에 분리 가능하도록 고정되는 것이 좋다.

이를 위해 하부케이스(10) 저면에 다수 개의 홀이 천공되어 있는 판을 형성하고, 홀에 히트파이프(40) 하단을 삽입시킨다.

또, 상부케이스(30)의 상부에도 하부케이스(10)와 마찬가지로 다수 개의 홀이 천공되어 있는 판을 형성한 후 홀에 히트파이프(40) 상단을 삽입시킨다.

본 고안의 패킹(50)은 상부케이스(30)와 하부케이스(10) 사이에 설치되어 있는 다공판(20)의 홀을 히트파이프(40)가 관통할 때 틈이 형성되어 틈 사이로 상부케이스(30) 내부의 온수가 하부케이스(10)로 들어가는 것을 방지하기 위해 다공판(20)의 상부에 설치한다.

이러한 패킹(50)은 고온의 히트파이프(40)와 직접 접촉하게 되므로 내열성이 강하고, 방수성이 우수한 재료를 사용하는 것이 바람직하다.

그런데, 상부케이스(30)와 하부케이스(10)를 분리한 후 다공판(20)을 분리할 때 패킹(50)을 직접 분리하기 어려운 문제점이 발생할 수 있다.

이에, 패킹(50)의 일측을 덮는 뚜껑을 형성하여 뚜껑을 손으로 잡고 돌림으로써 패킹(50)을 쉽게 분리하도록 할 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

냉수를 온수로 가열하는 과정은 다음과 같다.

먼저, 하부케이스(10)의 폐열공급구(11)를 통해 공장의 폐가스나 목욕탕의 폐온수가 하부케이스(10) 내부로 들어온다.

내부에 들어온 폐열은 칸막이(13)를 따라 하부케이스(10) 내부를 순환한 후 폐열배출구(12)를 통해 외부로 나가게 된다.

이때, 하부케이스(10) 내부에 일측이 삽입되어 있는 다수 개의 히트파이프(40)는 폐열에 의해 내부의 열매체가 가열되어 상부케이스(30) 쪽으로 열을 전달하게 된다.

동시에 상부케이스(30)의 하부에는 냉수공급관을 통해 냉수가 공급되어 히트파이프(40)에 의해 전송된 열을 받아 가열되고, 대류 현상에 의해 고온의 물이 위쪽에 위치하여 상부의 온수배출구(32)를 통해 배출되는 것이다.

온수배출구(32)를 통해 배출되는 온수는 난방용 배관, 또는 온수 가열을 위한 보일러의 물탱크 등에 연결되게 된다.

청소를 위해 분해하는 과정은 다음과 같다.

먼저 상부케이스(30)와 하부케이스(10)의 공급구와 배출구를 차단한 다음 상부케이스(30)의 플랜지(34)와 하부케이스(10)의 플랜지(17)의 홀을 통해 볼트결합되어 있는 볼트(60)를 푼다.

그런 다음 상부케이스(30)를 들어올린 후 상부케이스(30)를 손질해주고, 패킹(50)을 풀어 다공판(20)을 히트파이프(40) 위로 들어올려 꺼낸다.

다공판(20)을 들어올림으로써 노출된 하부케이스(10)의 내부를 손질한다.

청소 후 결합하는 과정은 분해의 역순으로 진행하면 된다.

본 고안에 의해, 열전달 수단으로 히트파이프가 사용되어 열전달 효율이 높아지게 된다.

또, 상부케이스를 하부케이스로부터 분리할 수 있어 내부를 쉽게 청소할 수 있게 되고, 상부케이스를 분리하지 않은 상태에서도 하부케이스 내부를 청소할 수도 있게 된다.

또한, 상부케이스의 하부에 냉수공급구가, 상부에 온수배출구가 형성되어 있어 히트파이프에 의해 가열된 온수가 자동으로 배출되도록 함으로써 내부에 별도의 온수를 가이드하는 칸막이 등을 설치하지 않아도 된다.

Claims (3)

1. 온수공급장치에 있어서,

   상면이 개방되어 있고, 상부에 폐열이 공급되는 폐열공급구(11)가 형성되어 있으며, 하부에 폐열이 배출되는 폐열배출구(12)가 형성되어 있고, 내부에 폐열공급구(11)로 공급된 폐열을 폐열배출구(12)로 가이드하는 칸막이(13)가 설치되어 있는 하부케이스(10)와;

   상기 하부케이스(10)의 상면에 설치되어 있고, 다수개의 홀이 천공되어 있는 다공판(20)과;

   하부가 상기 하부케이스(10)의 상부에 고정 또는 분리 가능하도록 결합되고, 하부에 냉수공급구(31)가 형성되어 있으며, 상에 온수배출구(32)가 형성되어 있는 상부케이스(30)와;

   상기 하부케이스(10)의 하측에 하단이 삽입되어 있고, 다공판(20)의 홀에 일측이 삽입된 후 상기케이스의 상측에 상단이 삽입되어 있는 다수 개의 히트파이프(40)와;

   상기 히트파이프(40)와 다공판(20)의 홀 사이를 밀폐시켜 상부케이스(30)의 물이 하부케이스(10) 내부로 스며들지 못하게 막는 패킹(50);을 포함하여 구성된,

   히트파이프를 이용한 온수공급장치.
2. 제 1항에 있어서,

   하부케이스(10)의 상부 둘레와 상부케이스(30)의 하부 둘레에 다수개의 홀이 천공되어 있는 플레지가 형성되어 있어 하부케이스(10)와 상부케이스(30)는 플레지의 홀을 통해 볼트결합됨으로써 고정 또는 분리되는 것을 특징으로 하는,

   히트파이프를 이용한 온수공급장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   하부케이스(10)의 측면에는 청소구(15)가 형성되어 있고, 이 청소구(15)를 개폐시키는 청소도어(15a)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는,

   히트파이프를 이용한 온수공급장치.