KR200468279Y1

KR200468279Y1 - 폐열 회수기

Info

Publication number: KR200468279Y1
Application number: KR2020120010555U
Authority: KR
Inventors: 최성호
Original assignee: 최성호
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2013-08-09

Abstract

본 고안은 내부에는 격판을 사이에 두고 상, 하부공간이 구획 형성된 외부관체와, 상기 외부관체의 일측에 관통 형성되며 상기 상부공간과 연통한 상태에서 외부공기를 상기 상부공간으로 유입시키는 외부공기유입구멍과, 상기 외부관체의 상부공간에 설치되며 그 하단은 개방시킨 상태에서 상기 격판을 관통하여 상기 하부공간으로 노출되도록 구성한 내부관체와, 상기 내부관체의 둘레면에 적어도 하나 이상이 관통 형성되며 상기 상부공간으로 유입된 외부공기를 상기 내부관체의 내부 공간으로 통과시키는 적어도 하나 이상의 통과구멍과, 상기 내부관체의 둘레면에 나선형으로 감겨지며 상기 온수보일러에서 발생한 폐열을 순환시켜 상기 내부관체의 내부 공간으로 유입된 외부공기를 가열공기로 열 교환시키는 폐열순환관과, 상기 외부관체의 일측에 관통 형성되며 상기 하부공간과 연통한 상태에서 상기 내부관체를 거쳐 상기 하부공간으로 유입된 가열공기를 배출하는 가열공기배출구멍 및 상기 가열공기배출구멍에 연결 설치되며 상기 가열공기배출구멍을 통해 배출되는 가열공기를 비닐하우스로 강제 배출시키는 송풍기로 구성한 폐열회수기를 제공한다.

Description

폐열 회수기{WASTE HEAT RECOVERY SYSTEM}

본 고안은 폐열 회수기에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 온수보일러에서 발생한 폐열을 이용하여 비닐하우스나 온실 난방에 사용되는 공기를 데워주도록 한 폐열 회수기에 관한 것이다.

일반적으로 계절이나 기후의 조건에 관계없이 사시사철 각종 채소나 원예작물등의 재배를 가능하게 하는 비닐하우스나 온실에는 내부온도를 작물의 생육에 적합한 온도로 조절하거나 유지할 수 있도록 난방설비인 보일러가 설치되어 진다.

상기 보일러는 사용되는 원료의 종류에 따라 기름보일러와 연탄보일러로 나뉘어진다.

상기 기름보일러는 다른 원료에 비해 높은 연소효율을 가지는 장점이 있는 반면 고유가로 인한 유지비 상승과 이에 따른 재배원가의 상승을 가져온다는 문제점으로 인하여 점차 사용이 줄어들고 있다.

상기 연탄보일러는 기름보일러에 비해 유지비가 적게 든다는 장점으로 인하여 대부분의 농가에서 사용되고 있는 난방설비중의 하나임에는 분명하나, 상기 연탄보일러는 기름보일러에 비해 발열량이 낮아 넓은 면적을 가지는 비닐하우스나 온실의 내부온도를 효율적으로 유지시킬 수 없다는 문제점이 있으며, 특히 연소과정에서 오염물질이 일산화탄소가 다량 발생하게 되며, 만일 상기한 일산화탄소가 비닐하우스나 온실내로 유입될 경우에는 농작물에 막대한 피해를 가져올 수 있는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 선행기술로는 본 출원인이 2010년 12월 01일에 대한민국특허청에 출원하여 2012년 06월 11일에 공개된 농업용 온수 보일러(공개번호 제 10-2012-0059829 호)(이하, 선행기술이라 칭함)가 있다.

상기 선행기술은 하우징과, 상기 하우징의 내부에 형성되며 볏집저장탱크에서 공급되는 볏집을 연소시켜 가열공기를 발생시키는 연소실과, 상기 연소실의 위쪽에 상부칸막이로 구획되며 상기 연소실에서 발생한 가열공기로 온수를 가열하는 온수가열실과, 상기 연소실의 아래쪽에 하?칸막이로 구획되며 상기 연소실에서 연소된 볏집의 재를 수거하는 재수거실과, 상기 하우징의 연소실 양측에 공간을 각각 구획 형성하며 전면에는 다수개의 구멍들이 천공된 수직격벽과, 상기 하우징의 후방에 설치되며 상기 수직격벽으로 구획된 연소실의 공간으로 외부 공기를 강제 공급시켜 공기를 데운 상태에서 상기 수직격벽의 구멍을 통해 연소실로 배출토록 하는 외부공기공급수단과, 상기 상부칸막이에 관통 설치되며 상기 연소실에서 발생한 가열공기에 포함된 분진을 원심력으로 걸러낸 상태로 통과시키는 싸이클론과, 상기 온수가열실을 관통한 상태로 설치되며 상기 싸이클론을 통과한 가열공기를 순환시켜 상기 온수가열실 내부에 채워지는 냉수를 온수로 가열시키는 적어도 하나 이상의 열교환파이프들과, 상기 열교환파이프를 순환한 가열공기를 배출관을 통해 공급받아 상기 가열공기에 포함되어 있는 분진을 제거하는 제 1여과장치와, 상기 제 1여과장치와 연결관으로 연결 구성되며 내부에 구비된 스프레이 노즐에서 분사되는 물로 상기 제 1여과장치를 통과한 가열공기에 포함되어 있는 분진을 재차 제거하는 제 2여과장치 및 상기 제 2여과장치에서 여과된 가열공기를 사용처로 강제 송풍시키는 블로워를 포함하여 구성한 것을 기술적 요지로 하고 있다.

상기 선행기술은 혼합연료를 태워 발생한 열원인 가열공기로 온수를 일차 가열토록 하고, 온수 가열에 사용되고난 가열공기는 대기로 방출하는 것이 아니라, 제 1, 2여과장를 통해 오염물질을 게거한 다음, 비닐하우스나 온실 내부로 공급시켜 비닐하우스나 온실 내부 온도를 데워주는 열원으로 재차 사용토록 함으로서 보일러에서 발생한 열원을 보다 효율적으로 사용할 수 있도록 하고 있다.

그러나 위 선행기술은 비록 폐열에 포함되어 있는 오염물질을 제거했다고는 하나 오염물질을 완벽하게는 제거하지 못한 상태이며, 따라서 이러한 폐열을 직접 비닐하우스나 온실 내부로 공급할 경우에는 작물을 오염시킬 수 있는 문제점을 가져오게 된다.

선행기술 문헌

문헌 1: 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 제 10-2012-0059829 호

문헌 2: 대한민국특허청 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0249944 호

문헌 3: 대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 제 10-2003-0011051 호

문헌 4: 대한민국특허청 등록실용신안공보 등록번호 제 20-0286431 호

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은 폐열을 직접 비닐하우스나 온실로 공급하지 않고, 상기 비닐하우스나 온실로 공급되는 외부공기를 데워주는 에너지로 사용토록 하여 폐열에 포함되어 있는 오염물질로 인해 작물을 오염시킬 수 있는 문제를 해결토록 한 폐열 회수기를 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 고안은 온수보일러에서 발생한 폐열을 이용하여 비닐하우스로 공급되는 외부공기를 데워주는 폐열 회수기에 있어서, 내부에는 격판을 사이에 두고 상, 하부공간이 구획 형성된 외부관체와, 상기 외부관체의 일측에 관통 형성되며 상기 상부공간과 연통한 상태에서 외부공기를 상기 상부공간으로 유입시키는 외부공기유입구멍과, 상기 외부관체의 상부공간에 설치되며 그 하단은 개방시킨 상태에서 상기 격판을 관통하여 상기 하부공간으로 노출되도록 구성한 내부관체와, 상기 내부관체의 둘레면에 적어도 하나 이상이 관통 형성되며 상기 상부공간으로 유입된 외부공기를 상기 내부관체의 내부 공간으로 통과시키는 적어도 하나 이상의 통과구멍과, 상기 내부관체의 둘레면에 나선형으로 감겨지며 상기 온수보일러에서 발생한 폐열을 순환시켜 상기 내부관체의 내부 공간으로 유입된 외부공기를 가열공기로 열 교환시키는 폐열순환관과, 상기 외부관체의 일측에 관통 형성되며 상기 하부공간과 연통한 상태에서 상기 내부관체를 거쳐 상기 하부공간으로 유입된 가열공기를 배출하는 가열공기배출구멍 및 상기 가열공기배출구멍에 연결 설치되며 상기 가열공기배출구멍을 통해 배출되는 가열공기를 비닐하우스로 강제 배출시키는 송풍기를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

본 고안은 온수보일러에서 발생한 폐열을 직접 비닐하우스나 온실로 공급하지 않고, 상기 비닐하우스나 온실로 공급되는 외부공기를 데워주는 에너지로 사용토록 함으로서 폐열에 포함되어 있는 오염물질로 인해 작물이 오염될 수 있는 등의 문제점을 해소할 수 있는 효과를 가진다.

또한 본 고안은 폐열순환관을 온수보일러의 부족한 전열면적을 열 전도율이 높은 알미늄 재질을 이용하여 주름지게 형성함으로서 폐열을 최대한 활용할 수 있는 효과를 가진다.

또한 본 고안은 폐열회수기에서 회수된 열풍중에서 일부를 온수보일러의 연소실로 재 공급함으로서 연소실의 온도를 상승시켜 연소율을 높일 수 있는 작용효과를 구현한다.

도 1은 본 고안에 따른 온수보일러와 폐열회수기 그리고 비닐하우스를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1에서 도시하고 있는 폐열회수기의 상세 구성을 입체적으로 도시한 도면.
도 3은 도 2에서 도시하고 있는 폐열회수기의 단면을 도시한 도면.

이하 본 고안의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 고안에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 고안으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 고안의 구성에서 설명으로 대체한다.

첨부된 도 1은 온수보일러와 폐열회수기 그리고 비닐하우스를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에서 도시하고 있는 바와 같이, 온수보일러에서 발생한 폐열은 본 고안의 폐열 회수기로 공급되어 외부 공기를 데워주는 에너지원으로 사용되고, 상기 폐열 회수기에서 데워진 외부 공기는 비닐하우스 난방에 사용되는 에너지원으로 사용되어 진다.

즉, 본 고안은 온수보일러를 사용하는 과정에서 발생한 폐열을 버리지 않고 재활용하는 것에 더불어 폐열을 비닐하우스로 곧바로 공급하는 것이 아니라 폐열을 에너지원으로 하여 외부공기를 열교환시켜 상기 폐열로 데워진 외부공기를 비닐하우스로 공급토록 함으로서 폐열에 포함되어 있는 오염물질로 인해 작물을 오염시킬 수 있는 문제를 해결할 수 있도록 한 것이다.

첨부된 도 2는 본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 폐열 회수기의 구성을 입체적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 단면을 도시한 도면이다.

도 2와 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 고안의 폐열 회수기(100)는 외부관체(10)와, 내부관체(30) 그리고 폐열순환관(40)을 포함하여 구성한다.

상기 외부관체(10)는 본 고안에 따른 폐열 회수기(100)의 외형을 구성하는 것으로서, 원통체 형태로 상, 하단은 폐쇄시켜 구성하고 내부에는 격판(12)을 사이에 두고 상, 하부공간(14, 16)이 각각 구획 형성된 구조를 가진다.

상기 외부관체(10)의 일측에는 외부공기유입구멍(18) 및 가열공기배출구멍(20)이 각각 위, 아래로 관통 형성된다.

상기 외부공기유입구멍(18)은 외부관체(10)의 상부공간(14)과 연결하여 통한 상태에서 외부공기를 상기 외부관체(10)의 상부공간(14)으로 유입시키게 된다.

상기 가열공기배출구멍(20)은 외부관체(10)의 하부공간(16)과 연결하여 통한 상태에서 상기 하부공간(16)으로 유입된 가열공기를 외부로 배출시키게 된다.

상기 가열공기배출구멍(20)에는 송풍기(50)가 연결 설치되며, 상기 송풍기(50)는 상기 가열공기배출구멍(20)으로 배출되는 가열공기를 비닐하우스(300)로 강제 배출시키게 된다.

상기 내부관체(30)는 상기 외부관체(10)의 상부공간(14)에 설치되는 것으로서, 원통체 형태로 내부에는 공간(32)이 형성되고, 상, 하단은 개방시켜 구성하되, 상기 내부관체(30)의 하단(30a)은 상기 외부관체(10)의 격판(12)을 관통하여 외부관체(10)의 하부공간(16)과 연결하여 통하도록 한다.

상기 내부관체(30)의 둘레면에는 적어도 하나 이상의 통과구멍(34)이 관통 형성된다. 상기 통과구멍(34)은 상기 외부공기유입구멍(18)을 통해 상기 외부관체(10)의 상부공간(14)으로 유입된 외부공기를 상기 내부관체(30)의 내부 공간(32)으로 통과시키게 된다.

상기 폐열순환관(40)은 온수보일러(200)에서 공급된 폐열을 순환시키는 관으로서 굽힘이 자유로운 주름관을 이용하여 상기 내부관체(30)의 둘레면을 따라 나선형태로 감겨지도록 구성한다. 상기 폐열순환관(40)의 선단은 상기 외부관체(10) 상단 외부로 노출시킨 상태에서 온수보일러(200)와 연결관(42)으로 연결 구성하고, 그 끝단은 상기 외부관체(10)의 일측을 관통한 상태에서 외부로 노출되도록 구성한다.

상기한 폐열순환관(40)은 온수보일러(200)를 사용하는 과정에서 발생한 폐열을 연결관(42)을 통해 공급받아 순환시키게 되는 데, 이 과정에서 상기 내부관체(30)의 내부 공간(32)으로 유입된 외부공기는 상기 폐열순환관(40)을 순환하는 폐열이 가진 열원에 의해 가열공기로 열 교환된 후, 외부관체(10)의 하부공간(16)으로 배출된 후, 가열공기배출구멍(20)에 연결 설치되어 있는 송풍기(50)를 통해 비닐하우스(300)로 강제 배출되어 진다.

상기 주름관으로 이루어진 폐열순환관(40)은 다양한 재질로 제작할 수 있으나 본 고안에서는 열 전도율이 높은 알미늄 주름관으로 폐열순환관을 제작함이 가장 바람직할 것이다.

이하, 본 고안에 따른 폐열 회수기의 작용을 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 기술하기로 한다.

본 고안의 폐열 회수기(100)는 온수보일러(200)에서 발생한 폐열을 외부공기와 열 교환시켜 비닐하우스(300) 난방에 사용되는 에너지원인 가열공기를 만들어주는 것으로서 외부관체(10)의 일측에 형성되어 있는 외부공기유입구멍(18)을 통해 외부공기가 외부관체(10)의 상부공간(14)으로 유입되고 나면 외부공기는 상기 외부관체(10)의 상부공간(14)에 설치되어 있는 내부관체(30), 바람직하게는 상기 내부관체(30)의 둘레면에 형성되어 있는 통과구멍(34)을 통해 내부관체(30)의 내부 공간(32)으로 유입되어 진다.

이와 동시에 온수 보일러(200)에서 발생한 폐열은 연결관(42)을 통해 상기 내부관체(30)의 둘레면을 따라 나선형으로 감겨져 있는 폐열순환관(40)으로 유입되어 순환하게 되는 데, 이 과정에서 상기 내부관체(30)의 내부 공간(32)으로 유입된 외부공기는 상기 폐열순환관(40)을 순환하는 폐열이 가진 열원에 의해 가열공기로 열 교환된 후, 외부관체(10)의 하부공간(16)으로 배출되어 지고, 이어서 가열공기배출구멍(20)에 연결 설치되어 있는 송풍기(50)를 통해 비닐하우스(300)로 강제 배출되며 비닐하우스(300)를 난방시키는 에너지원으로 사용된다.

10: 외부관체 12: 격판
14: 상부공간 16: 하부공간
18: 외부공기유입구멍 20: 가열공기배출구멍
30: 내부관체 32: 공간
34: 통과구멍 40: 폐열순환관
50: 송풍기 100: 폐열 회수기
200: 온수보일러 300: 비닐하우스

Claims

온수보일러(200)에서 발생한 폐열을 이용하여 비닐하우스(300)로 공급되는 외부공기를 데워주는 폐열 회수기에 있어서,
내부에는 격판(12)을 사이에 두고 상, 하부공간(14, 16)이 구획 형성된 외부관체(10)와;
상기 외부관체(10)의 일측에 관통 형성되며 상기 상부공간(14)과 연통한 상태에서 외부공기를 상기 상부공간(14)으로 유입시키는 외부공기유입구멍(18)과;
상기 외부관체(10)의 상부공간(14)에 설치되며 내부에는 공간(32)이 형성되고 그 하단(30a)은 개방시킨 상태에서 상기 격판(12)을 관통하여 상기 하부공간(16)으로 노출되도록 구성한 내부관체(30)와;
상기 내부관체(30)의 둘레면에 적어도 하나 이상이 관통 형성되며 상기 상부공간(14)으로 유입된 외부공기를 상기 내부관체(30)의 내부 공간(32)으로 통과시키는 적어도 하나 이상의 통과구멍(34)과;
상기 내부관체(30)의 둘레면에 나선형으로 감겨지며 상기 온수보일러(200)에서 발생한 폐열을 순환시켜 상기 내부관체(30)의 내부 공간으로 유입된 외부공기를 가열공기로 열 교환시키는 폐열순환관(40)과;
상기 외부관체(10)의 일측에 관통 형성되며 상기 하부공간(16)과 연통한 상태에서 상기 내부관체(30)를 거쳐 상기 하부공간(16)으로 유입된 가열공기를 배출하는 가열공기배출구멍(20) 및 ;
상기 가열공기배출구멍(20)에 연결 설치되며 상기 가열공기배출구멍(20)을 통해 배출되는 가열공기를 상기 비닐하우스(300)로 강제 배출시키는 송풍기(50)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 폐열 회수기.