KR20050047663A - 전열교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전열교환기에 관한 것으로, 특히 열교환작용에 따른 열손실을 최소화하고 신선한 외부공기를 계속하여 공급할 수 있도록 함과 동시에, 장치의 부피를 최소화하여 설치에 따른 용이성과 유지 및 보수에 따른 편리성을 제공하고 장치의 사용수명을 연장시켜 줄 수 있는 전열교환기에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 판형의 열교환유니트(40)가 구비된 본체(10)의 일측면에는 실외공기유입구(12)와 실내공기유입구(14)가 각각 형성되고, 각 유입구(12),(14)를 통해 유입된 내·외부공기가 내측의 열교환유니트(40)를 통과하여 실내측 또는 실외측으로 공급 및 배출될 수 있도록 토출구(13)와 배출구(15)가 각각 대향되게 형성된 전열교환기(1)에 있어서,

상기 본체(10)의 내부에는 일측의 구동수단(30)과 연결되는 열교환용 드럼(20)이 구비되고, 상기 열교환용 드럼(20)은 내측의 열교환유니트(40)를 감싸는 형태로 배치되어 상기 구동수단(30)에 의해 회전 가능하게 설치된 것을 특징으로 한다.

Description

전열교환기{HEAT EXCHANGER}

본 발명은 냉·난방시 실내공기의 환기 및 열교환을 위한 전열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열교환작용에 따른 열손실을 최소화하고 신선한 외부공기를 계속하여 공급할 수 있도록 함과 동시에, 장치의 부피를 최소화하여 설치에 따른 용이성과 유지 및 보수에 따른 편리성은 물론 장치의 사용수명을 연장시켜 줄 수 있는 전열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 아파트나 주택 등과 같은 건축물의 경우에는 실내의 내부공기를 환기시켜 주기 위한 환기장치가 별도로 시공되어 있지 않기 때문에, 실내의 냉·난방에 따른 내부공기를 환기시켜 주기 위해서는 대부분 거실등의 창문을 이용하게 된다.

그러나, 이와 같이 창문 등의 개방을 통해서 실내를 환기시키는 경우에는 외부공기가 실내로 급속하게 유입되면서 실내의 냉·난방된 공기가 쉽게 손실되거나 내부공기가 급격하게 변화되는 단점이 있었다.

한편, 상기한 단점을 해소하기 위한 방안으로 일부 가정에서는 별도의 공기청정기나 송풍기능을 갖는 에어컨 또는 온풍기 등을 구입하여 실내의 냉·난방기능은 물론 내부공기를 환기시켜줄 수 있도록 하고 있다.

그러나, 이러한 냉·난방장치들은 대부분이 고가품으로 제공되고 있기 때문에, 소비자들에게 제품 구입에 따른 경제적인 부담감을 가중시키게 될 뿐만 아니라, 여름철이나 겨울철 실내의 냉·난방된 내부공기를 송풍기 또는 창문을 통해서 그대로 배출시키게 됨에 따라, 열효율이 크게 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 최근에는 이러한 단점들을 보완하고자 여러가지 형태의 전열교환기가 다수 고안되어 실용화되고 있는 바, 이러한 전열교환기들은 비교적 가격이 저렴하다는 잇점과 함께 바람직한 환기를 수행하고 공기조화를 유지할 수 있는 잇점을 제공할 수 있게 되었다.

그러나, 이와 같이 종래에 제공되고 있는 전열교환기들은 충분한 전열면적을 확보하기 위해서 열교환기의 전체적인 면적과 부피가 크게 제작되기 때문에, 취급이 용이하지 못하게 됨은 물론 설치공간을 확보하기가 어렵고, 열교환작용시 많은 시간과 열손실이 발생하게 되어 만족할 만한 열효율을 제공할 수 없는 단점이 있었다.

또한, 이러한 전열교환기들은 내부의 구성부품들이 매우 복잡하게 구성되어 있기 때문에, 제조원가를 상승시키게 되고, 조립생산에 따른 작업성과 생산성을 저하시키게 되는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술이 갖는 제반 문제점들을 해소하기 위하여 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 전열교환기를 구성함에 있어, 판형의 열교환유니트와 열교환용 드럼을 동시에 채택하여 열교환작용시 열에너지의 손실을 최소화하고 열효율을 높여줄 수 있는 전열교환기를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 본체를 통해서 깨끗하고 신선한 외부공기를 계속하여 공급할 수 있도록 함과 동시에, 장치의 부피를 최소화하여 설치 및 유지 보수에 따른 용이성과 편리성을 제공하고 사용수명을 연장시켜 줄 수 있는 전열교환기를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 판형의 열교환유니트가 구비된 본체의 일측면에 외부공기가 유입되는 실외공기유입구가 형성되고, 유입된 외부공기가 상기 열교환유니트를 통과하여 실내로 공급될 수 있도록 토출구가 대향 형성되며, 상기 본체의 타측면에는 내부공기가 유입되는 실내공기유입구가 형성되고, 유입된 내부공기가 상기 열교환유니트를 통과하여 실외로 배기될 수 있도록 배출구가 대향형성되도록 하되, 상기 본체의 내부에는 일측의 구동수단과 연결되어 회전가능하게 설치되는 열교환용 드럼이 내측의 열교환유니트를 감싸는 형태로 설치되도록 함으로써, 상기한 목적을 달성할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 전열교환기의 평단면도를 나타내는 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 전열교환기의 측단면도를 나타내는 것이며, 도 3은 본 발명의 "A"부분에 대한 확대단면도, 도 4는 본 발명에 따른 전열수단을 보여주는 부분 절개사시도를 각각 나타내는 것이다.

한편, 도 5는 본 발명에 따른 열교환구조를 보여주는 개략적인 구성도를 나타내는 것이다.

먼저, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 드럼형 전열교환기(1)는 판형의 열교환유니트(40)와 열교환용 드럼(20)이 장착되는 본체(10)와, 상기 드럼(20)의 회전작동을 위한 구동수단(30)을 포함한다.

상기 본체(10)의 일측면에는 외부공기가 유입되는 실외공기유입구(12)가 형성되고, 유입된 외부공기가 상기 열교환유니트(40)와 열교환용 드럼(20)을 통과하여 실내로 공급될 수 있도록 토출구(13)가 대향되게 형성된다.

또한, 상기 실외공기유입구(12)와 인접된 본체(10)의 타측면에는 내부공기가 유입되는 실내공기유입구(14)가 형성되고, 유입된 내부공기가 상기 열교환유니트(40)와 열교환용 드럼(20)을 통과하여 실외로 배기될 수 있도록 배출구(15)가 대향되게 형성된다.

이에 따라, 상기 토출구(13)와 배출구(15)를 통해 급·배기되는 내·외부공기는 본체(10) 내부에 장착된 열교환용 드럼(20)과 열교환유니트(40)를 순차적으로 통과하게 되면서 열교환작용이 이루어지게 된다.

즉, 실외공기는 본체(10)의 일측면에 형성된 실외공기유입구(12)를 통해 내부로 유입된 후, 상기 열교환유니트(40)와 열교환용 드럼(20)을 통과하여 대향 형성된 토출구(13)를 통해서 실내로 공급되고, 이와 반대로 실내공기는 본체(10)의 타측면에 형성된 실내공기유입구(14)를 통해 내부로 유입된 후, 상기와 같이 열교환유니트(40)와 열교환용 드럼(20)을 통과하여 대향 형성된 배출구(15)를 통해서 외부로 배기되는 것이다.

이때, 상기 실외공기유입구(12)와 실내공기유입구(14)를 통해 급·배기되는 내·외부공기는 각 유입구(12),(14)에 장착된 필터(12a),(14a)를 통해서 공기중에 포함된 먼지나 세균성 이물질들을 걸러주게 되어, 항상 깨끗하고 신선한 공기를 공급할 수 있게 된다.

또한, 각 필터(12a),(14a)를 통해서 걸러진 내·외부공기는 본체(10) 내부에 장착된 전열매체(23)를 오염시키지 않게 될 뿐만 아니라, 이 전열매체(23)를 통해서 2차적인 필터링 효과를 제공할 수 있게 되므로, 더욱 깨끗하고 청정한 공기를 계속하여 공급할 수 있게 된다.

이러한 전열매체(23)를 갖는 열교환용 드럼(20)은 다공망 형태의 원통형 구조를 이루는 회전드럼(22)이 본체(10) 내부에서 내측의 열교환유니트(40)를 감싸는 형태로 배치되고, 상기 회전드럼(22)의 상단과 하단에는 각각 환형의 회전유니트(24)가 나사(24b)로 결합되어 고정된다.

이때, 상기 회전유니트(24)는 첨부도면 도 3에서 보여지는 바와 같이 내측이 하향으로 경사지게 형성되고, 상기 경사면을 이루는 내측 단부에는 걸림환턱(24a)이 일체로 형성된다.

또한, 상기 전열매체(23)가 부착된 회전드럼(22)의 외주면 상부측에는 구동수단(30)과 연결되는 회전풀리(25)가 고정설치된다.

이러한 열교환용 드럼(20)이 장착되는 본체(10)의 내측 상판(10a)과 하판(10b)에는 다수의 회전로울러(50)가 각각 소정간격 이격되게 내향 설치되고, 상기 각각의 회전로울러(50)들은 상판(10a) 또는 하판(10b)에 고정되는 고정체(52)와 상기 고정체(52)의 축부(53)에 끼워져 회전가능하게 설치되는 회전체(54)로 구성된다.

이때, 상기 회전체(54)는 외주면이 상기 회전유니트(24)의 내측 경사면과 밀착될 수 있도록 대향 경사지게 형성되고, 경사진 외측 단부에는 상기 회전유니트(24)의 단부에 결려 지지될 수 있도록 걸림턱(54a)이 일체로 형성된다.

이에 따라, 상기 구동수단(30)과 연결되는 회전드럼(22)은 상기 회전로울러(50)들에 의해 지지되면서 원활한 회전작동이 이루어지게 된다.

이를 위한 구동수단(30)은 본체(10)의 내부 일측에서 상기 회전드럼(22)의 상부측 회전풀리(25)와 벨트(B)로 연결되는 구동풀리(33)가 구동모터(32)의 작동에 따라 회전 가능하게 설치되고, 그 일측으로 벨트(B)의 장력을 조절할 수 있는 텐션풀리(34)가 구비된다.

또한, 상기 회전드럼(22)이 장착되는 본체(10) 내부에는 열교환시 공기의 유실을 방지하기 위한 공기차단판(16)이 설치된다.

한편, 첨부도면 도 6은 본 발명에 따른 전열교환기의 다른 실시예 구성을 나타내는 것으로, 상기 본체(10)의 토출구(13)와 배출구(15)측에 내·외부공기의 흡·배기를 위한 송풍수단(17)이 각각 장착된 것을 보여주는 것이다.

이와 같이 본체(10)와 일체화된 송풍수단(17)을 갖는 전열교환기(1')는 별도의 고정수단을 이용하여 건물의 베란다 또는 발코니 등의 외벽에 고정 설치하여 사용할 수 있게 된다.

미설명부호 (52a)는 회전로울러를 고정시켜 주기 위한 고정볼트를 나타내는 것이고, (53a)는 회전체의 회전작동을 원활하게 하는 베어링을 각각 나타내는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 전열교환기(1)는 본 발명의 실시예 구성에서와 같이 본체(10)의 토출구(13)와 배출구(15)측에 덕트(미도시됨) 등을 외부로 연결하여 편리한 위치에 배치 사용할 수 있는 것으로, 장치의 가동에 따라서 내·외부공기의 열교환 작용은 물론 더러워진 실내공기를 외부로 용이하게 환기시켜 줄 수 있게 된다.

또한, 이러한 본 발명의 전열교환기(1)는 본체(10)의 상판(10a)을 상부측으로 간편하게 분리시킬 수 있는 구조로 되어 있어, 장치 내부에 대한 청소작업이 매우 간편하고, 상기 열교환유니트(40)와 열교환용 드럼(20)의 유지 및 보수에 따른 관리가 매우 용이하게 됨은 물론 단독으로 설치 및 설계가 가능하도록 하여 열교환기의 전체적인 부피를 최소화시킬 수 있게 된다.

아울러, 상기한 본 발명에서는 판형의 열교환구조와 함께 드럼 형식의 열교환구조를 동시에 채용함으로써, 기존 로터리 형식의 열교환구조를 갖는 열교환장치들에 비해 장치의 크기를 대폭 축소시켜 줄 수 있게 되었고, 드럼 내부에서 혼합될 우려가 있는 실내외공기를 판형의 열교환유니트를 통해서 서로 섞이지 않도록 하여 효과적인 열교환작용을 이룰 수 있게 된다.

상기한 본 발명에서 제공하고 있는 전열교환기(1)의 열교환작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 사용자가 냉·난방된 실내공기를 환기시켜 주기 위해 구동모터(32)에 전원을 인가시켜 주면, 이와 연결된 본체(10)의 열교환용 드럼(20)이 회전되면서 이를 경유하는 내·외부공기의 열교환작용이 이루어지게 된다.

이러한 열교환작용에 따른 열교환구조를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

즉, 첨부도면 도 1과 도 5에서 보여주는 바와 같이 실내공기유입구(14)를 통해서 유입된 따뜻한 내부공기가 상기 전열매체(23)가 부착된 열교환용 드럼(20)의 A부분을 통과하면서 1차적인 열교환작용이 이루어지게 된다.

또한, 이렇게 드럼(20)을 통과하게 되는 따뜻한 내부공기는 전열매체(23)의 A부분을 가열하여 열에너지를 전달하게 됨과 동시에, 상기 드럼(20)의 회전작동에 따라서 가열된 A부분이 실외공기유입구(12)가 형성된 B부분으로 이동하게 된다.

이와 같은 상태가 되면, 상기 실외공기유입구(12)를 통해서 유입된 차가운 외부공기가 가열된 상태의 B부분을 통과하게 되면서 1차적인 열교환작용과 함께 열에너지를 얻을 수 있게 된다.

그리고, 상기 전열매체(23)의 A부분과 B부분을 통과한 내·외부공기는 상기 열교환용 드럼(20)의 내측에 장착된 판형의 열교환유니트(40)를 통과하게 되면서 2차적인 열교환작용이 이루어지게 되고, 상기 열교환유니트(40)를 통과한 내부공기는 드럼(20)의 회전작동에 따라서 이동된 C부분을 통과하면서 남아있는 열에너지를 전달하게 된다.

이와 같이 C부분을 통과한 내부공기는 타측의 배출구(15)을 통해서 외부로 배기된다.

또한, 열교환유니트(40)를 통과한 외부공기는 상기 C부분이 회전 이동된 D부분을 통과하게 되면서, 열효율이 높아진 외부공기를 타측의 토출구(13)을 통해서 실내로 공급할 수 있게 된다.

이때, 실내로 공급되는 차가운 외부공기는 상기와 같이 여러단계의 열교환작용을 거치면서 실내공기와 대등한 온도를 유지하게 되어 열교환에 따른 에너지 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 높은 열효율과 함께 깨끗하고 신선한 외부공기를 계속하여 공급할 수 있도록 함과 동시에 장치의 부피를 최소화하여 줌으로써, 설치에 따른 용이성과 장치의 유지 및 보수작업이 매우 편리하고 사용수명을 연장시켜 줄 수 있는 드럼형 복합 전열교환기를 제공함에 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 판형의 열교환유니트와 함께 열교환용 드럼을 포함하는 전열교환기를 제공함으로써, 실내의 연손실을 최대한 억제하면서열교환에 따른 에너지 효율을 향상시시켜 충분한 전열 면적을 확보할 수 있는 매우 유용한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 장치의 크기와 부피를 최소화하여 설치에 따른 공간확보는 물론 유지 및 보수에 따른 관리가 용이한 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전열교환기의 평단면도.

도 2는 본 발명에 따른 전열교환기의 측단면도.

도 3은 본 발명의 "A"부분에 대한 확대단면도.

도 4는 본 발명에 따른 전열수단을 보여주는 부분 절개사시도.

도 5는 본 발명에 따른 열교환구조를 보여주는 개략적인 구성도.

도 6은 본 발명에 따른 열교환기의 다른 실시예를 보여주는 평단면도.

<도면이 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 전열교환기 10 : 본체

10a: 상판 10b: 하판

12 : 실외공기유입구 13: 토출구

14 : 실내공기유입구 15: 배출구

12a,14a : 필터 16 : 차단판

20 : 열교환용 드럼 22 : 회전드럼

23 : 전열매체 24 : 회전유니트

25 : 회전풀리 30 : 구동수단

32 : 구동모터 33 : 구동풀리

34 : 텐션풀리 40 : 열교환유니트

50 : 회전로울러 52 : 고정체

53: 축부 54 : 회전체

B : 벨트

Claims (3)

1. 판형의 열교환유니트(40)가 구비된 본체(10)의 일측면에는 실내공기유입구(12)와 실외공기유입구(14)가 각각 형성되고, 각 유입구(12),(14)를 통해 유입된 내·외부공기가 내측의 열교환유니트(40)를 통과하여 실내측 또는 실외측으로 공급 및 배출될 수 있도록 토출구(13)와 배출구(15)가 각각 대향되게 형성된 전열교환기(1)에 있어서,

   본체(10) 내부에는 일측의 구동수단(30)과 연결되는 열교환용 드럼(20)이 구비되고, 상기 열교환용 드럼(20)은 내측의 열교환유니트(40)를 감싸는 형태로 배치되어 구동수단(30)에 의해 회전 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 전열교환기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 열교환용 드럼(20)은 다공망 형태의 원통형 구조를 이루는 회전드럼(22)과 이 외주면에 부착되는 전열매체(23)로 구성되고, 상기 회전드럼(22)의 상단과 하단에는 환형의 회전유니트(24)가 나사(24b)로 결합되어 고정 설치되되, 상기 회전유니트(24)는 내측 단면이 각각 하향으로 경사지게 형성되고, 상기 경사면을 이루는 내측 단부에는 걸림환턱(24a)이 일체로 형성된 것을 특징으로하는 전열교환기.
3. 제 1 항에 있어서,

   본체(10)의 토출구(13)와 배출구(15)측에는 내·외부공기의 흡·배기를 위한 송풍수단(17)이 각각 장착된 것을 특징으로 하는 전열교환기.