KR200428649Y1 - 굴곡전열유로를 구비한 환기장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 환기장치의 내부에 설치되며 유입 및 유출되는 공기간에 열을 전달하는 전열필터에 관한 것으로서, 사각평면인 베이스면과 굴곡단면인 요철면을 구비하여 상기 베이스면과 요철면의 접착으로 형성되는 다수의 유로가 평면상에서 인접하여 규칙적으로 굴곡진 유로를 형성하는 전열필터가 상기 열교환기 내에 연속적으로 적층되어 있는 굴곡전열유로를 구비하고, 상기 요철면 및/또는 베이스면에 엠보싱을 형성함으로써, 열전달 효율을 향상시키고 그에 따라 에너지 절감을 이룰 수 있다.

환기장치, 열교환기, 필터구조

Description

굴곡전열유로를 구비한 환기장치{ventilation equipment with heat transfer passages of non-straight line}

도 1은 일반적인 환기장치를 개략적으로 도시한 사시도,

도 2는 도 1의 환기장치가 작동될 때 장치 내의 공기의 유동상태를 나타내는 저면도,

도 3은 도 1의 환기장치가 작동될 때 장치 내의 공기의 유동상태를 나타내는 측단면도,

도 4는 환기장치 내에 삽입/탈거 가능하게 설치되는 열교환기(20)와 헤파필터(18)를 분리하여 도시한 사시도,

도 5는 종래의 열교환기 내에 적층된 전열필터의 구조를 설명하기 위하여 그 일부를 상세히 도시한 일부사시도,

도 6은 도 4의 적층된 전열필터로부터 두 개의 층만을 분리하여 도시한 사시도,

도 7은 본 고안의 일실시예에 의한 굴곡전열유로를 구비한 환기장치에 설치되는 곡선형상의 유로를 가진 전열필터를 도시한 평면도,

도 8은 본 고안의 일실시예에 의한 굴곡전열유로를 구비한 환기장치에 설치 되는 톱니형상의 유로를 가진 전열필터를 도시한 평면도,

도 9는 본 고안의 일실시예에 의한 굴곡전열유로를 구비한 환기장치에 설치되는 전열필터의 표면에 엠보싱이 형성된 것을 도시한 일부분 사시도 이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

10: 케이스 11: 외기흡입구

12: 외기급기구 13: 내기흡입구

14: 내기배출구 15: 급기송풍기

16: 배기송풍기 18: 헤파(HEPA)필터

20: 열교환기 21: 프레임

22: 핸들 30: 전열필터

31: 베이스면 32: 요철면

33: 유로 40: 엠보싱

본 고안은 환기장치의 내부에 설치되며 유입 및 유출되는 공기간에 열교환을 이루는 전열필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실내로부터 배출되는 공기와 외부로부터 유입되는 공기 사이에 개재되는 전열필터의 구조를 변경함으로써 열교환시의 효율을 향상시킨 굴곡전열유로를 구비한 환기장치에 관한 것이다.

일반적으로 외부와 공기순환이 원활히 일어나지 않는 공간에서는 일반적으로 실내공기를 배출하고 신선한 실외공기를 실내로 유입하는 환기장치가 설치되며, 상기 환기장치에는 에너지 절약을 위하여 실내공기의 유출통로와 실외공기의 유입통로 사이에 열교환기가 설치된다.

첨부된 도 1 내지 도 4에 도시된 바에 의하여 환기장치의 개략적인 구성을 설명하면, 케이스(10)의 실내측에는 외부공기를 실내로 공급하는 급기구(12)와 실내공기를 흡입하는 흡기구(13)가 설치되어 있고, 실외측에는 신선한 외부공기가 유입되는 흡입구(11)와 오염된 실내공기를 외부로 배출시키는 배출구(14)가 설치되어 있으며, 상기 케이스의 중앙에는 가로방향으로 설치된 열교환기(20)가 구비되어 있다. 또한, 급기구(12)와 배출구(14)에는 각각 급기송풍기(15)와 배기송풍기(16)가 설치되어 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 열교환기(20)는 상기 케이스(10)의 중 앙에 형성된 홀에 핸들(22)에 의해 삽입 또는 이탈시킬 수 있는 부재로서, 다수의 전열필터(30)가 프레임(21) 내에 적층되어 있고, 상기 열교환기(20)의 양측에는 유입되는 공기를 정화시키기 위한 헤파필터(HEPA filter)(18)가 설치되어 있다.

도 5는 열교환기 내에 적층되는 종래의 전열필터의 구조를 설명하기 위하여 그 일부를 상세히 도시한 일부사시도이고, 도 6은 도 5의 적층된 전열필터로부터 두 개의 층만을 분리하여 도시한 사시도인데, 도 5와 도 6을 참조하여 종래의 구조에 대해 설명하면 다음과 같다.

도면에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 전열필터(30)는 평면인 베이스면(31)과 단면이 굴곡진 요철면(32)을 적층한 전열필터(30)를 하나의 기본단위로 하여, 다수의 전열필터(30)가 상기 요철면(32)의 유로(33)가 서로 직교하도록 적층되어 있다.

따라서, 위와 같이 다수의 전열필터(30)가 적층된 열교환기(20)는 일측면과 타측면에 서로 직교하는 유로(33)가 형성되므로, 일측면의 유로(33)를 실내공기가 통과하고 타측면의 유로(33)를 실외공기가 통과할 경우, 상기 열교환기(20)는 밀폐형 열교환장치를 형성하여 양자 간에 전열을 이루게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 전열필터(30)는 베이스면(31)와 요철면(32) 사이에 형성된 유로(33)들이 골판지와 같이 직선형태를 이루고 있어서 각 유로(33)를 통과하는 공기에 대한 유동저항이 적으므로, 공기가 유로(33) 내를 빠르게 통과하고 그에 따라 열교환기 내에 머무는 시간이 짧아지게 되어 양자 간에 효율적인 열교환이 이루어지지 않는다는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 기술적 과제는 환기장치 내에 설치되는 열교환기에 있어서 실내로부터 배출되는 공기와 외부로부터 유입되는 공기 사이에 개재되어 양자 간에 열을 교환시키기 위한 전열필터의 구조를 개선함으로써 열교환 효율을 향상시켜 에너지 절감을 이룰 수 있는 굴곡전열유로를 구비한 환기장치를 제공하는 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 고안은,

실내측에 내기흡입구와 외기급기구를 구비하고 실외측에 내기배출구와 외기흡입구를 구비한 케이스와, 상기 외기급기구로 외부공기를 송출하도록 상기 케이스 내에 설치된 급기송풍기와, 상기 내기배출구로 내부공기를 송출하도록 상기 케이스 내에 설치된 배기송풍기와, 유입 및 유출되는 내기와 외기가 다수의 적층된 전열필터에 의해 형성되는 서로 다른 방향의 유로를 통과하면서 열을 전달시킬 수 있도록 상기 케이스의 중앙에 설치된 열교환기와, 유입되는 외부공기에서 오염물질을 거르도록 상기 열교환기의 양측에 설치된 헤파(HEPA) 필터를 포함하는 환기장치에 있어서,

사각평면인 베이스면과 굴곡단면인 요철면을 구비하여 상기 베이스면과 요철면의 접착으로 형성되는 다수의 유로가 평면상에서 인접하여 규칙적으로 굴곡진 유 로를 형성하는 전열필터가 상기 열교환기 내에 연속적으로 적층되어 있는 굴곡전열유로를 구비한 환기장치를 제공한다.

상기 유로는 평면상에서 다수의 인접한 곡선형상으로 굴곡질 수 있으며, 또는 다수의 인접한 톱니형상으로 굴곡질 수 있다.

또한, 상기 요철면과 베이스면에는 엠보싱이 형성되어 있을 수 있으며, 또는 상기 요철면과 베이스면 중 어느 하나에만 엠보싱이 형성되어 있을 수 있다.

또한, 상기 유로는 단면이 포물선 형상, 사각형상, 사다리꼴 형상, 톱니형상을 이루도록 형성될 수 있다.

(실시예)

이하, 첨부된 예시도면에 의거하여 본 고안의 일실시예에 의한 굴곡전열유로를 구비한 환기장치를 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 환기장치의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2와 도 3은 도 1의 환기장치가 작동될 때 장치 내의 공기의 유동상태를 나타내는 저면도와 측단면도이며, 도 4는 도 1의 환기장치 내에 삽입/탈거가능하게 설치되는 열교환기(20)와 헤파필터(18)를 분리하여 도시한 사시도이다.

또한, 도 7은 본 고안의 일실시예에 의한 굴곡전열유로를 구비한 환기장치에 설치되는 곡선형상의 유로를 가진 전열필터를 도시한 평면도이고, 도 8은 본 고안의 일실시예에 의한 굴곡전열유로를 구비한 환기장치에 설치되는 톱니형상의 유로를 가진 전열필터를 도시한 평면도이다.

도 1 내지 도 4, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 고안의 일실시예에 의한 굴곡전열유로를 구비한 환기장치를 설명하면 다음과 같다.

상기 환기장치는, 실내측에 내기흡입구(13)와 외기급기구(12)를 구비하고 실외측에 내기배출구(14)와 외기흡입구(11)를 구비한 케이스(10)와, 상기 외기급기구(12)로 외부공기를 송출하도록 상기 케이스(10) 내에 설치된 급기송풍기(15)와, 상기 내기배출구(14)로 내부공기를 송출하도록 상기 케이스(10) 내에 설치된 배기송풍기(16)와, 유입 및 유출되는 내기와 외기가 다수의 적층된 전열필터(30)에 의해 형성되는 서로 다른 방향의 유로를 통과하면서 열을 전달시킬 수 있도록 상기 케이스(10)의 중앙에 설치된 열교환기(20)와, 유입되는 외부공기에서 오염물질을 거르도록 상기 열교환기의 양측에 설치된 헤파(HEPA) 필터(18)를 포함하고 있다.

이와 같이 구성된 환기장치는 도 2와 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 오염된 실내공기를 흡기구(13)로 흡입하여 중앙의 열교환기(20)를 거쳐 배출구(14)를 통하여 실외로 배출된다. 이때의 공기의 유동은 배기송풍기(16)에 의하여 강제된다. 또한, 신선한 외부공기는 흡입구(11)로 유입되어 상기 열교환기(20)를 거쳐 급기구(12)를 통하여 실내로 공급된다. 이때에도 상기와 같이 공기의 유동은 급기송풍기(16)에 의하여 강제된다.

여기서, 흡기와 배기는 케이스(10)의 중앙에 설치되어 있는 밀폐식 열교환장치인 열교환기(20)를 거치면서 상호 열교환을 한다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 열교환기(20)는 상기 케이스(10)의 중앙에 형성된 홀에 삽입 또는 이탈시킬 수 있는 부재로서, 사각면을 이루는 다수의 전열필터(30)가 프레임(21) 내에 적층되어 있고, 상기 열교환기(20)의 일측에는 케이스(10)로부터 삽입 또는 이탈시킬 수 있도록 핸들(22)이 부착되어 있으며, 상기 열교환기(20)의 양측에는 유입되는 공기를 정화시키기 위한 헤파필터(18)가 설치되어 있다. 상기 헤파필터(HEPA filter : high efficiency particulate air filter)(18)는 미세한 유해물질과 오염먼지를 걸러주는 공지된 여과지로서, 공기에 함유되어 있는 집먼지, 진드기, 바이러스, 곰팡이 등과 같은 유해물질뿐만 아니라 인체에 가장 해로운 미립자(약 0.3마이크론 정도의 크기)인 미세먼지를 흡착시켜 제거한다.

또한, 상기 열교환기(20)는 베이스면(31)과 요철면(32)으로 이루어진 전열필터(30)를 프레임(21) 내에 연속적으로 적층하여 형성되며, 상기 베이스면(31)은 사각형상을 이루고 있고, 상기 요철면(32)은 단면형상이 굴곡을 이루고 있어서, 상기 베이스면(31)과 요철면(32)을 접착시키면, 요철면(32)의 굴곡이 유로(33)를 형성하게 된다. 즉, 상기와 같이 베이스면(31)과 요철면(32)을 접착한 것이 하나의 전열필터(30)를 형성하며, 이러한 전열필터(30)를 연속적으로 적층시킨 것이 상기 열교환기(20) 내에 설치되는 것이다.

또한, 상기 열교환기(20) 내에 적층되는 전열필터(30)는 적층된 층간에 상기 요철면(32)의 유로가 서로 직교하도록 적층시켜 접착한다.

따라서, 위와 같이 다수의 전열필터(30)가 적층된 열교환기(20)는 일측면과 타측면에 서로 직교하는 유로(33)가 형성되므로, 일측면의 유로(33)를 실내공기가 통과하고 타측면의 유로(33)를 실외공기가 통과할 경우, 상기 열교환기(20)는 밀폐 형 열교환장치를 형성하여 양자 간에 전열을 이루게 된다.

즉, 상기 각 유로(33)에는 온도 및 습도가 다른 상태에 있는 실내공기와 실외공기가 통과함으로써 베이스면(31)을 매개로 하여 양 유체 사이에서 현열 및 잠열의 교환이 행하여짐으로써 열교환이 이루어진다. 상기 베이스면(31)와 요철면(32)의 재질은 제지용 섬유, 난연지, 폴리프로필렌 필름 등의 합성수지, 세라믹섬유질 기재, 비철금속 등을 이용한다.

상기 유로(33)는 포물선 형상의 단면뿐만 아니라, 사각형상, 사다리꼴 형상, 톱니형상 등의 단면을 이루도록 형성할 수도 있다.

또한, 상기 유로(33)는 도 7과 도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 평면상에서 다수개가 인접한 형태의 굴곡을 형성하고 있어서, 상기 유로(33)들을 통과하는 공기는 상기의 굴곡형상을 따라 곡선상으로 유동하게 된다. 다시 말하면, 상기 유로(33)는 도 6에서와 같이 평면상에서 다수의 인접한 곡선형상으로 굴곡이 져 있다.

따라서, 상기 유로(33)는 종래의 직선유로보다 이동거리가 길어질 뿐만 아니라 유로(33) 내의 측벽에 의한 유동저항에 의해 이동속도 또한 늦추어지게 되므로, 열전달의 효율이 훨씬 높아지게 된다.

또한, 상기 유로(33)는 다른 실시예로서 도 8에서와 같이 다수의 인접한 톱니형상으로 굴곡지게 형성할 수도 있으며, 이에 따른 유로 길이와 유동저항의 증가에 의해서도 역시 열전달효율이 증가하게 된다.

그리고 도 9는 본 고안의 일실시예에 의한 굴곡전열유로를 구비한 환기장치 에 설치되는 전열필터의 표면에 엠보싱이 형성된 것을 도시한 일부사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 요철면(32)에만 엠보싱(40)을 형성할 수도 있고, 상기 요철면(32)과 베이스면(31) 모두에 엠보싱(40)을 형성할 수도 있으며, 접착력의 증가 등 필요에 따라 베이스면(31)에만 엠보싱(40)을 형성할 수도 있을 것이다.

이와 같이, 유로(33)의 표면에 엠보싱을 형성하면, 상기에서 설명한 굴곡진 유로(33)와 함께 표면적을 증가시켜 열교환 효율을 훨씬 증가시키게 된다. 이를 구체적으로 설명하면, 종래의 직선유로의 경우 고온의 공기로부터 저온의 공기로 전달되는 열전달 효율이 40 내지 50% 정도이나, 유로(33)를 본 고안의 실시예들과 같이 형성할 경우 열전달 효율이 80% 이상으로 증가된다. 즉, 유로(33) 자체의 형상과 표면의 형상을 변화시킴으로써 종래의 직선유로에 비하여 훨씬 증가한 열전달 효율을 얻을 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같은 본 고안의 굴곡전열유로를 구비한 환기장치에 의하면, 실내로부터 배출되는 공기와 외부로부터 유입되는 공기 사이에 개재되어 양자 간에 열을 교환시키기 위하여 환기장치 내에 설치되는 열교환기의 전열필터구조를 변경함으로써 열교환 효율을 향상시키고 그에 따라 에너지 절감을 이룰 수 있는 효과가 있다.

이상에서는 본 고안을 특정의 바람직한 실시예을 들어 도시하고 설명하였으 나, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 고안의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (6)

1. 실내측에 내기흡입구와 외기급기구를 구비하고 실외측에 내기배출구와 외기흡입구를 구비한 케이스와, 상기 외기급기구로 외부공기를 송출하도록 상기 케이스 내에 설치된 급기송풍기와, 상기 내기배출구로 내부공기를 송출하도록 상기 케이스 내에 설치된 배기송풍기와, 유입 및 유출되는 내기와 외기가 다수의 적층된 전열필터에 의해 형성되는 서로 다른 방향의 유로를 통과하면서 열을 전달시킬 수 있도록 상기 케이스의 중앙에 설치된 열교환기와, 유입되는 외부공기에서 오염물질을 거르도록 상기 열교환기의 양측에 설치된 헤파(HEPA) 필터를 포함하는 환기장치에 있어서,

   사각평면인 베이스면과 굴곡단면인 요철면을 구비하여 상기 베이스면과 요철면의 접착으로 형성되는 다수의 유로가 평면상에서 인접하여 규칙적으로 굴곡진 유로를 형성하는 전열필터가 상기 열교환기 내에 연속적으로 적층되어 있는 굴곡전열유로를 구비한 환기장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 유로는 평면상에서 다수의 인접한 곡선형상으로 굴곡진 것을 특징으로 하는 굴곡전열유로를 구비한 환기장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 유로는 평면상에서 다수의 인접한 톱니형상으로 굴곡진 것을 특징으로 하는 굴곡전열유로를 구비한 환기장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 유로는 단면이 사각형상 내지 사다리꼴 형상중 어느 하나의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 굴곡전열유로를 구비한 환기장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 요철면과 베이스면에는 엠보싱이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 굴곡전열유로를 구비한 환기장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 요철면과 베이스면 중 어느 하나에 엠보싱이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 굴곡전열유로를 구비한 환기장치.

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