KR20050114846A

KR20050114846A - 나선형 유로를 갖는 폐수 열교환기

Info

Publication number: KR20050114846A
Application number: KR1020040039914A
Authority: KR
Inventors: 공태웅; 주상석
Original assignee: 공태웅; 주상석
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2005-12-07
Also published as: KR100717608B1

Abstract

본 발명은 나선형 유로를 갖는 폐수 열교환기에 관한 것으로, 그 내측으로 유입된 시수 또는 폐수의 흐름을 원할하게 유도하는 한편 유로 내의 유속 편차를 줄여 부유물질 등이 침전되는 것을 방지할 수 있도록 나선형 유로가 형성되고 나선형 유로의 양단에 개방통공 및 폐쇄통공이 각각 형성된 유로판과; 유로판을 정역방향으로 다단 적층시 유로판을 각각 구획하고, 시수 및 폐수가 다단 적층된 유로판을 격층구조로 흐르도록 개방통공 및 폐쇄통공과 대응하여 선택적으로 천공된 연통공이 형성된 전열판 및; 다단 적층된 유로판 및 전열판을 그 내측에 위치시킨 채 적층상태를 견고히 유지시킬 수 있도록 그 외주면상에 조립공이 천공된 상판 및 하판, 그리고 상판과 하판 조립공 상에 나사결합되는 체결부재;가 구비된 것을 특징으로 한다. 상기의 구성에 따르면, 나선형 유로에 의해 유체의 흐름이 원할하게 유도됨으로써 유로 상에 부유물질 등이 침전되는 것을 방지할 수 있고, 폐수와 시수가 상호 분리된 상태에서 폐열교환기 내의 유로판을 격층 구조로 통과함으로써 폐수와 시수간의 열교환율을 높일 수 있으며, 유로판 내에 나선형 유로를 형성하기 위한 격벽이 형성됨으로써 다층 적재시에도 유로판의 처짐현상을 방지할 수 있다.

Description

나선형 유로를 갖는 폐수 열교환기{HEAT EXCHANGER HAVING SPIRAL WAY}

본 발명은 나선형 유로를 갖는 폐수 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유로를 나선형으로 형성함으로써 유체의 흐름이 원활(圓滑)하고 전열(傳熱)효과가 우수하며 증설 및 유지보수가 극히 용이한 나선형 유로를 갖는 폐수 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 축양장, 양반장(장어 양식장), 목욕탕 등 온수를 필요로 하는 산업시설의 경우 폐수로부터 열을 회수하기 위한 폐수 열교환기가 구비된다.

일례로, 종래 폐수 열교환기는 폐수 또는 시수의 유입이 가능하도록 양단에 유입관 및 유출관이 형성된 복수개의 유동판과, 폐수 및 시수의 유로를 구획할 수 있도록 유동판 사이에 설치되고 그 양단에 유입관 또는 유출관과 연통된 통공이 형성된 전열판이 구비된다.

상기의 구성에 의하면, 폐수 및 시수가 전열판에 의해 구획된 각각의 유동판을 흐르고, 이때 폐수의 열이 전열판을 통해 열전도됨으로써 폐열을 회수할 수 있게된다.

그러나 종래 폐수 열교환기는 다음과 같은 문제점이 있었다.

먼저, 폐수와 시수와의 열교환율을 높이기 위해서는 다층으로 제작함이 바람직하나 종래 유동판은 그 내측이 빈 공간으로 유동판에 의해 전열판의 외주면만이 지지되는 구조이므로 전열판에 처짐현상이 발생하고, 그에 따라 유체의 흐름이 원할하지 못했다.

또한, 종래 유동판은 사각 형상의 판상으로 제작되고 양단에 유입구 및 유출구가 형성된 구조이므로 유입관을 통해 유동판 내로 유입된 폐수는 일시 확장된 채 흐르고 다시 좁은 유출관을 통해 빠져나감으로써 유동판 내에 병목현상이 발생하여 유동판 내측 모서리 상에 폐수의 부유물질이 쌓이게 된다.

더욱이 유동판 내에서의 유속 차이로 인하여 폐수와 전열판, 전열판과 시수간의 열전도율이 떨어지게 된다.

그 결과, 전체적으로 유체의 흐름이 원활하지 못해 열효율 및 처리용량이 떨어지고, 유동판 내의 이물질을 제거하거나 전열판의 처짐 현상을 개선하기 위한 보수작업을 실시하여야 하는 등 그 유지관리에 많은 어려움이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 원형의 유로판에 나선형상의 유로를 형성시켜 유체의 흐름을 원할하게 유도하는 한편 유로판 내의 유속 편차를 없애 폐수와 전열판, 전열판과 시수 간의 열전도율을 높여 열효율 및 처리용량을 보다 극대화시킬 수 있도록 한 나선형 유로를 갖는 폐수 열교환기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 원형의 유로판에 나선형상의 유로를 형성시켜 유체의 흐름을 원할하게 유도함으로써 유로판 내에 부유물질이 쌓이는 것을 방지하고, 나선형상의 유로 격벽에 의해 전열판의 처짐현상을 방지함으로써 유지보수가 극히 용이한 나선형 유로를 갖는 폐수 열교환기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 유체 흐름이 시계방향과 반시계방향으로 흐르도록 유로판을 적층함으로써 폐수와 시수간의 열전도율을 보다 향상시킬 수 있도록 한 나선형 유로를 갖는 폐수 열교환기를 제공하는데 있다.

본 발명은 전술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 구획된 유로를 따라 시수와 폐수가 격층구조로 흐르도록 하여 열교환이 이루어지는 폐수 열교환기에 있어서, 그 내측으로 유입된 시수 또는 폐수의 흐름을 원할하게 유도하는 한편 유로 내의 유속 편차를 줄여 부유물질 등이 침전되는 것을 방지할 수 있도록 나선형 유로가 형성되고 나선형 유로의 양단에 개방통공 및 폐쇄통공이 각각 형성된 유로판과, 유로판을 정역방향으로 다단 적층시 유로판을 각각 구획하고, 시수 및 폐수가 다단 적층된 유로판을 격층구조로 흐르도록 개방통공 및 폐쇄통공과 대응하여 선택적으로 천공된 연통공이 형성된 전열판 및, 다단 적층된 유로판 및 전열판을 그 내측에 위치시킨 채 적층상태를 견고히 유지시킬 수 있도록 그 외주면상에 조립공이 천공된 상판 및 하판, 그리고 상판과 하판 조립공 상에 나사결합되는 체결부재가 구비된 것을 특징으로 한다.

또, 유로판은 대략 원형판으로 격벽에 의해 그 중심부로 수렴되는 나선형 유로가 형성되고, 전열판과의 적층시 기밀성을 유지하기 위해 격벽 상에 고무패킹이 끼워지는 패킹홈이 형성되며, 정역방향으로 적층시 상호 체결상태를 유지하도록 격벽 일측면과 타측면상에 결합돌기 및 결합홈이 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 유로판은 그 외주면상에 플랜지가 형성되고, 플랜지 상에 상판 및 하판에 천공된 조립공과 대응하는 체결공이 형성되어, 체결부재에 의해 상판 및 하판과 일체로 조립되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 나선형 유로를 갖는 폐수 열교환기의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 나선형 유로를 갖는 폐수 열교환기의 사시도, 도 2는 본 발명에 적용된 한 층의 구조를 보인 상세도, 도 3은 본 발명에 따른 나선형 유로를 갖는 폐수 열교환기의 하단 조립도, 도 4는 본 발명에 따른 나선형 유로를 갖는 폐수 열교환기의 중단 조립도, 도 5는 본 발명에 따른 나선형 유로를 갖는 폐수 열교환기의 상단 조립도이다.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 나선형 유로를 갖는 폐수 열교환기는 상판(10)과 하판(20)이 구비되고, 상판(10)과 하판(20) 사이에 다수의 유로판(30)과 전열판(50)이 적층된다.

또, 상판(10)에는 폐수가 유입되는 폐수유입관(12)과 시수가 유출되는 시수유출관(11)이 구비되고, 하판(20)에는 시수가 유입되는 시수유입관(미도시)과 폐수가 유출되는 폐수유출관(미도시)이 구비된다.

또한, 상판(10)과 하판(20)에는 그 사이에 적층된 다수의 유로판(30)과 전열판(50)을 결속시킬 수 있도록 그 외주면을 따라 관통된 다수개의 조립공(13,23)이 형성되고, 유로판(30)에는 상기 조립공(13,23)과 대응되며 그 외주면인 테두리로부터 돌출 형성된 다수개의 플랜지(41) 상에 체결공(미도시)이 형성된다.

이에 따라, 상판(10)과 하판(20), 그리고 그 사이에 위치되는 유로판(30) 및 전열판(50)은 체결부재(14;일례로 볼트(14a)와 너트(14b))에 의해 견고히 조립된다.

그리고 상판(10)과 하판(20)에는 그 사이에 적층된 다수의 유로판(30)과 전열판(50)의 기밀성을 높이기 위해 그 내측에 복수개의 내측조립공(15)이 형성되고, 유로판(30) 및 전열판(40)에는 상기 내측조립공(15)과 대응하여 내측체결공(미도시) 및 내측조립홀(미도시)이 형성된다.

이에 따라, 상판(10)과 하판(20), 그리고 그 사이에 위치되는 유로판(30) 및 전열판(50)은 내측체결부재(16; 일례로 볼트(16a)와 너트(16b))에 의해 견고히 조립된다.

도 2는 본 발명에 적용된 한 층의 구조를 도시한 것으로, 동도에 도시한 바와 같이 유로판(30)은 원형의 판상으로 그 내측에 나선형 유로(35)가 형성된다.

나선형 유로(35)의 양단에는 유체의 유입 및 유출이 가능하도록 개방유로인 제1통공(31)과 제3통공(33), 폐쇄유로인 제2통공(32)과 제4통공(34)이 형성되고, 나선형 유로(35)를 형성하는 격벽(38) 상에는 다단 적층시 전열판(50)과 타 유로판과의 결합이 용이하도록 다수의 결합돌기(36) 및 결합홈(37)이 형성된다.

또한, 적층시 유로판(30)과 전열판(50) 사이의 기밀성을 유지하기 위해 격벽(38)의 상면과 하면, 즉 접합면 상에는 고무패킹(60)이 끼워지는 패킹홈(39)이 형성되고, 상판(10)과 하판(20) 내측에 형성된 복수개의 내측 조립공(15)과 대응하여 제1통공(31)과 제2통공(32), 제3통공(33)과 제4통공(34) 사이의 격벽(38a,38b) 상에 복수개의 내측체결공(43)이 형성된다.

그리고 다단 적층시 유로판(30)을 정역방향으로 적층하더라도 용이하게 조립되도록 다수의 결합돌기(36) 및 결합홈(37)은 동일 패턴으로 형성된다.

상기의 구성에서 제1통공(31)과 제2통공(32)은 나선형 유로(35)의 일측단에 형성되고, 제3통공(33)과 제4통공(34)은 나선형 유로(35)의 타측단에 형성된다.

제1통공(31)과 제2통공(32)은 하나의 원을 형성하나 격벽(38a)에 의해 반원 형상으로 구획되고, 제1통공(31)은 나선형 유로(35)와 연통된 반면 제2통공(32)은 격벽(38a)에 의해 둘러쌓여 상하 방향으로만 유체의 흐름이 허용된다.

마찬가지로 제3통공(33)과 제4통공(34)은 하나의 원을 형성하나 격벽(38b)에 의해 반원 형상으로 구획되고, 제3통공(33)은 나선형 유로(35)와 연통된 반면 제4통공(34)은 격벽(38b)에 의해 둘러쌓여 상하 방향으로만 유체의 흐름이 허용된다.

한편, 전열판(50)은 각 유로판(30)을 구획하여 폐수와 시수가 상호 분리된 상태에서 해당 유로판 내를 흐르도록 하고, 이때 폐수측 열이 시수측으로 전달되도록 매개체 역할을 한다.

이를 위하여 전열판(50)은 열전도율이 좋은 금속재로 제작함이 바람직하고, 유로판(30)의 제1통공(31) 내지 제4통공(34)들과 대응되는 위치에 해당 통공만을 연통시키기 위한 연통공(51,52,53,54)들이 선택적으로 형성(도 2에서는 설명의 편의를 위해 모두 도시한 것임)되며, 유로판(30)과의 조립이 용이하도록 결합돌기(36) 및 결합홈(37)에 대응되는 결합홀(56)과 내측 조립공(15)과 대응되는 내측조립홀(55)이 형성된다.

도 3은 본 발명에 따른 나선형 유로를 갖는 폐열교환기의 하단 조립도로, 동도에 도시한 바와 같이 하판(20)상에 다수의 유로판(30)이 정역방향으로 적층되고, 유로판(30) 사이에 전열판(50)이 설치되며, 유로판(30)과 절열판(50) 사이의 접합면 상에 고무패킹(미도시)이 끼워진다.

하판(20)은 전술한 바와 같이 상판(10)과의 체결을 위해 그 외주면 상에 다수개의 조립공(23)이 형성되고, 시수가 유입되는 시수유입관(21)과 폐수가 유출되는 폐수유출관(22)이 구비된다.

하판(20)에 형성된 시수유입관(21)과 폐수유출관(22)은 그 위에 적층된 유로판(30) 내를 폐수가 흐르는지 시수가 흐르는지에 따라 그 위치가 바뀌며, 본 발명에 따른 실시예에서는 제1유로판(301) 내에 시수가 흐르는 것으로 도시하였다.

미설명 부호 300 및 500은 최초 시수 유입과 최종 폐수 유출을 유도하기 위한 것으로, 제작의 편의를 위해 유로판(30) 및 전열판(50)과 동일형상으로 제작하였고, 전술한 유로판(30)과 달리 제1통공(31) 내지 제4통공(34)이 각각 구획된다.

유로판(30)은 정역방향으로 적층되며, 동도에서는 설명의 편의를 위해 하판(20)에 인접한 3개의 유로판(301,302,303)만을 도시하였다.

제1유로판(301)은 그 제2통공(321)이 폐수유출관(22)과 연통되고 그 제3통공(331)이 시수유입관(21)과 연통된다.

제2유로판(302)은 제1유로판(301)과 동일한 형상이나 역방향으로 적층되며, 그 제2통공(322)이 제1유로판(301)의 제1통공(311)과 연통되고, 그 제1통공(312)이 제1유로판(301)의 제2통공(321)과 연통된다.

제3유로판(303)은 제2유로판(302)과 달리 정방향으로 적층되며, 그 제4통공(343)이 제2유로판(302)의 제3통공(332)과 연통되고, 그 제1통공(313)이 제2유로판(302)의 제2통공(322)과 연통된다.

그리고 제1유로판(301)과 제2유로판(302) 사이에 제1전열판(501)이 설치되고, 제2유로판(302)과 제3유로판(303) 사이에 제2전열판(502)이 설치된다.

전열판(50)은 전술한 바와 같이 각 유로판(30)을 구획하여 폐수와 시수가 상호 분리된 상태에서 해당 유로판 내를 흐르도록 하고, 이때 폐수측 열이 시수측으로 전달되도록 매개체 역할을 한다.

이를 위하여 제1전열판(501)은 제1유로판(301)의 제1통공(311)과 제2유로판(302)의 제2통공(322) 사이에, 제1유로판(301)의 제2통공(321)과 제2유로판(302)의 제1통공(312) 사이에 연통공 511, 521가 각각 형성된다.

또한, 제2전열판(502)은 제2유로판(302)의 제3통공(332)과 제3유로판(303)의 제4통공(343) 사이에, 제2유로판(302)의 제2통공(322)과 제3유로판(303)의 제1통공(313) 사이에 연통공 542, 512가 각각 형성된다.

다음은 상기의 구성에 따른 시수와 폐수의 흐름을 설명한다.

먼저, 시수의 경우 하판(20)의 시수유입관(21)을 통하여 폐수열교환기 측으로 유입되고, 이어서 제1유로판(301)까지 유도하기 위한 유도부재 300과 500의 통공을 지나 제3통공(331)을 통해 제1유로판(301) 내로 유입된다.

제1유로판(301)으로 유입된 시수는 상기 제3통공(331)이 나선형 유로(351)와 연통된 상태이므로 제1유로판(301)의 나선형 유로(351)을 따라 내측에서 외측 반시계방향으로 흘러 제1통공(311)에 다다르고, 제1통공(311)과 연통되되 상하 방향으로만 유체의 흐름이 허용된 제1전열판(501)의 제1연통공(511) - 제2유로판(302)의 제2통공(322) - 제2전열판(502)의 제1연통공(512)을 지나 제3유로판(303)의 제1통공(313)을 통해 제3유로판(303) 내로 유입된다.

제3유로판(303)으로 유입된 시수는 상기 제1통공(313)이 나선형 유로(353)와 연통된 상태이므로 제3유로판(303)의 나선형 유로(353)을 따라 외측에서 내측 시계방향으로 흘러 제3통공(333)에 다다르고, 이후 제4유로판(304) 측으로 흐른다.

폐수는 시수와 달리 상방에서 하방으로 흐르는데, 제3유로판(303)에 다다른 폐수는 상하 방향으로만 유체의 흐름이 허용된 제3유로판(303)의 제4통공(343) - 제2전열판(502)의 제4연통공(542)을 지나 제2유로판(302)의 제3통공(332)를 통해 제2유로판(302) 내로 유입된다.

제2유로판(302) 내로 유입된 폐수는 상기 제3통공(332)이 나선형 유로(352)와 연통된 상태이므로 제2유로판(302)의 나선형 유로(352)를 따라 내측에서 외측 시계방향으로 흘러 제1통공(312)에 다다르고, 제1통공(312)과 연통되되 상하 방향으로만 유체의 흐름이 허용된 제1전열판(501)의 제2연통공(521)과 제1유로판(301)의 제2통공(321), 그리고 하판(20)까지 유도하기 위한 유도부재 300과 500의 통공을 지나 하판(20)의 폐수유출관(22)을 통해 외측으로 흐르게된다.

이처럼, 폐수와 시수가 각 유로판(30) 별로 상호 분리된 채 층층이 흐르고 내측에서 외측으로 돌아 흐르거나 내측에서 외측으로 돌아 흐름으로써 전열판(50)과의 열교환율을 높일 수 있고, 일정 폭의 나선형 유로(35)를 따라 흐름으로써 유속이 일정하고 유체의 흐름이 원할하여 유로판(30) 내에 부유물질 등이 쌓이는 것을 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 나선형 유로를 갖는 폐열교환기의 중단 조립도로, 설명의 편의를 위해 도 3과 연속된 구조로 설명한다.

제4유로판(304)은 제3유로판(303)과 동일한 형상이나 역방향으로 적층되며, 그 제3통공(334)이 제3유로판(303)의 제4통공(343)과 연통되고, 그 제4통공(344)이 제3유로판(303)의 제3통공(333)과 연통된다.

제5유로판(305)은 제4유로판(304)과 달리 정방향으로 적층되며, 그 제3통공(335)이 제4유로판(304)의 제4통공(344)과 연통되고, 그 제2통공(325)이 제4유로판(304)의 제1통공(314)과 연통된다.

제6유로판(306)은 제5유로판(305)과 역방향으로 적층되며, 그 제1통공(316)이 제5유로판(305)의 제2통공(325)과 연통되고, 그 제2통공(326)이 제5유로판(305)의 제1통공(315)과 연통된다.

그리고 제3유로판(303)과 제4유로판(304) 사이에 제3전열판(503)이 설치되고, 제4유로판(304)과 제5유로판(305) 사이에 제4전열판(504)이 설치되며, 제5유로판(305)과 제6유로판(306) 사이에 제5전열판(505)이 설치된다.

상기의 전열판들은 전술한 바와 같이, 각 유로판(30)을 구획하여 폐수와 시수가 상호 분리된 상태에서 해당 유로판 내를 흐르도록 하고, 이때 폐수측 열이 시수측으로 전달되도록 매개체 역할을 한다.

이에 따라, 제3전열판(503)은 제4유로판(304)의 제4통공(344)과 제3유로판(303)의 제3통공(333) 사이에, 제4유로판(304)의 제3통공(334)과 제3유로판(303)의 제4통공(343) 사이에 연통공 533, 543가 각각 형성된다.

먼저, 시수의 경우 제3유로판(303)의 나선형 유로(353)를 따라 흐른 시수는 제3통공(333)과 연통되되 상하 방향으로만 유체의 흐름이 허용된 제3전열판(503)의 제3연통공(533) - 제4유로판(304)의 제4통공(344) - 제4전열판(504)의 제3연통공(534)을 지나 제5유로판(305)의 제3통공(335)을 통해 제5유로판(305) 내로 유입된다.

제5유로판(305)으로 유입된 시수는 상기 제3통공(335)이 나선형 유로(355)와 연통된 상태이므로 제5유로판(305)의 나선형 유로(355)를 따라 내측에서 외측 반시계방향으로 흘러 제1통공(315)에 다다르고, 이후 제1통공(315)과 연통되되 상하 방향으로만 유체의 흐름이 허용된 제5전열판(505)의 제1연통공(515) - 제6유로판(306)의 제2통공(326)을 거쳐 상방향으로 흐른다.

폐수는 제3통공(336)을 통해 제6유로판(306) 내로 유입되고, 상기 제3통공(336)이 그 내측 나선형 유로(356)와 연통된 상태이므로 나선형 유로(356)를 따라 내측에서 외측 시계방향으로 흘러 제1통공(316)에 다다르고, 이어서 상기 제1통공(316)과 연통되되 상하 방향으로만 유체의 흐름이 허용된 제5전열판(505)의 제2연통공(525) - 제5유로판(305)의 제2통공(325) - 제4전열판(504)의 제2연통공(524)을 지나 제4유로판(304)의 제1통공(314)을 통해 제4유로판(304) 내로 유입된다.

제4유로판(304)으로 유입된 폐수는 상기 제1통공(314)이 그 내측 나선형 유로(354)와 연통된 상태이므로 나선형 유로(354)를 따라 외측에서 내측 반시계방향으로 흘러 제3통공(334)에 다다르고, 이후 상기 제3통공(334)과 연통되되 상하 방향으로만 유체의 흐름이 허용된 제3전열판(503)의 제4연통공(543)을 통해 하방향으로 흐른다.

상기의 구성에 따르면, 폐수와 시수는 그 흐름에 있어 표1과 같은 특징이 있다.

유로판	폐수	시수
제1유로판(301)	통과	내측에서 외측 반시계방향으로 흐름
제2유로판(302)	내측에서 외측 시계방향으로 흐름	통과
제3유로판(303)	통과	외측에서 내측 시계방향으로 흐름
제4유로판(304)	외측에서 내측 반시계방향으로 흐름	통과
제5유로판(305)	통과	내측에서 외측 반시계방향으로 흐름
제6유로판(306)	내측에서 외측으로 시계방향으로 흐름	통과

즉, 표 1에 개시한 바와 같이 시수는 홀수층 유로판 내를 흐르고, 폐수는 짝수층 유로판 내를 흐르며, 층을 달리하여 흐르는 방향이 바뀐다.

따라서, 적층된 각 유로판(30) 내를 상호 교차하거나 격층구조로 흐름으로써 열교환시 최대의 효과를 얻을 수 있게된다.

물론, 상기 표는 예시로 제1유로판(301) 내에 시수가 흐르느냐 또는 폐수가 흐르느냐, 그리고 유로판(30)의 적층 방향에 따라 시수와 폐수의 흐름은 달라질 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 나선형 유로를 갖는 폐열교환기의 상단 조립도로, 설명의 편의를 위해 도 4와 연속된 구조로 설명한다.

동도에 도시한 바와 같이, 상판(10) 아래에 유로판(30)이 정역방향으로 적층되고, 유로판(30) 사이에 전열판(50)이 설치된다.

상판(10)은 전술한 바와 같이 하판(20)과의 체결을 위해 그 외주면 상에 다수개의 조립공(13)이 형성되고, 폐수가 유입되는 폐수유입관(12)과 시수가 유출되는 시수유출관(11)이 구비된다. 미설명부호 15는 내측조립공이다.

상판에 형성된 폐수유입관(12)과 시수유출관(11)은 그 하단에 적층된 유로판(30) 내를 폐수가 흐르는지 시수가 흐르는지에 따라 그 위치가 바뀌며, 본 발명에 따른 실시예에서는 폐수가 흐르는 것으로 도시하였다.

제8유로판(308)은 상판(10)의 하단에 위치된 채 제1통공(318)이 폐수유입관(12)과 연통되고 그 제4통공(348)이 시수유출관(11)과 연통된다.

제7유로판(307)은 제8유로판(308)과 동일한 형상이나 역방향으로 적층되며, 그 제3통공(337)이 제8유로판(308)의 제4통공(348)과 연통되고, 그 제4통공(347)이 제8유로판(308)의 제3통공(338)과 연통된다.

미설명 부호 300 및 500은 최초 폐수 유입과 최종 시수 유출을 유도하기 위한 것으로, 제작의 편의를 위해 유로판(30) 및 전열판(50)과 동일형상으로 제작함이 바람직하고, 전술한 유로판(30)과 달리 제1통공 내지 제4통공들이 각각 구획된다.

먼저, 시수의 경우 제6유로판(306)의 제2통공(326) 및 제6전열판(506)의 제1연통공(516)을 통과한 시수는 제7유로판(307)의 제1통공(317)을 통해 제7유로판(307) 내로 유입된다.

제7유로판(307)으로 유입된 시수는 상기 제1통공(317)이 나선형 유로(357)와 연통된 상태이므로 그 내측 나선형 유로(357)를 따라 외측에서 내측 시계방향으로 흘러 제3통공(337)에 다다르고, 이후 제3통공(337)과 연통되되 상하 방향으로만 유체의 흐름이 허용된 제7전열판(507)의 제3연통공(537) - 제8유로판(308)의 제4통공(348) 및 유도부재 500과 300의 통공을 거쳐 상판(10)의 시수유출관(11)으로 흐르게된다.

폐수는 상판(10)의 폐수유입구(12)을 통하여 폐수열교환기 측으로 유입되고, 이어서 최종단, 일례로 제8유로판(308)까지 유도하기 위한 유도부재 300과 500의 통공을 지나 제1통공(318)을 통해 제8유로판(308) 내로 유입된다.

제8유로판(308)으로 유입된 폐수는 상기 제1통공(318)이 그 내측 나선형 유로(358)와 연통된 상태이므로 제8유로판(308)의 나선형 유로(358)를 따라 외측에서 내측 반시계방향으로 흘러 제3통공(338)에 다다르고, 상기 제3통공(338)과 연통되되 상하 방향으로만 유체의 흐름이 허용된 제7전열판(507)의 제4연통공(547) - 제7유로판(307)의 제4통공(347) - 제6전열판(506)의 제4연통공(546)을 거쳐 제6유로판(306)으로 흐르게된다.

이후, 폐수는 전술한 제6유로판(306) 내지 제1유로판(301)을 거쳐 하판(20) 폐수유출관(22)을 통해 외부로 배수된다.

이에 따라, 폐수와 시수는 상호 분리된 상태에서 폐열교환기 내의 유로판(30)을 격층 구조로 통과하고, 나선형 유로(35)를 따라 외측에서 내측으로 흐르거나 내측에서 외측으로 흐름으로써 열교환율을 보다 배가시킬 수 있게된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 원형의 유로판 상에 나선형 유로를 형성시킴으로써 유체의 흐름을 원할하게 유도하는 한편 유로판 내의 유속 편차를 없애 유로 상에 부유물질 등이 침전되는 것을 방지할 수 있다.

또, 폐수와 시수가 상호 분리된 상태에서 폐열교환기 내의 유로판을 격층 구조로 통과하고, 유로판 내의 나선형 유로를 따라 외측에서 내측으로 흐르거나 내측에서 외측으로 흐름으로써 폐수와 시수간의 열교환율을 높일 수 있고, 유로판 내에 나선형 유로를 형성하기 위한 격벽이 형성됨으로써 다층 적재시에도 유로판의 처짐현상을 방지할 수 있다.

그 결과, 폐수와 시수 간의 열교환율을 보다 향상시킬 수 있고, 유로 상에 부유물질이 쌓이거나 유로판의 처짐현상을 방지함으로써 유지관리가 매우 용이하다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 나선형 유로를 갖는 폐수 열교환기의 사시도,

도 2는 본 발명에 적용된 한 층의 구조를 보인 상세도,

도 3은 본 발명에 따른 나선형 유로를 갖는 폐수 열교환기의 하단 조립도,

도 4는 본 발명에 따른 나선형 유로를 갖는 폐수 열교환기의 중단 조립도,

도 5는 본 발명에 따른 나선형 유로를 갖는 폐수 열교환기의 상단 조립도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 상판 11: 시수유출관

12: 폐수유입관 13,23: 조립공

14: 체결부재 15: 내측조립공

16: 내측체결부재 20: 하판

21: 시수유입관 22: 폐수유출관

23: 조립공 30: 유로판

31: 제1통공 32: 제2통공

33: 제3통공 34: 제4통공

35: 유로 36: 결합돌기

37: 결합홈 38: 격벽

39: 패킹홈 41: 프랜지

43: 내측체결공 50: 전열판

60: 고무패킹

Claims

구획된 유로를 따라 시수와 폐수가 격층구조로 흐르게 하여 열교환이 이루어지는 폐수 열교환기에 있어서,

그 내측으로 유입된 시수 또는 폐수의 흐름을 원할하게 유도하는 한편 유로 내의 유속 편차를 줄여 부유물질 등이 침전되는 것을 방지할 수 있도록 나선형 유로가 형성되고 상기 나선형 유로의 양단에 개방통공 및 폐쇄통공이 각각 형성된 유로판과,

상기 유로판을 정역방향으로 다단 적층시 상기 유로판을 각각 구획하고, 상기 시수 및 폐수가 다단 적층된 상기 유로판을 격층구조로 흐르도록 상기 개방통공 및 폐쇄통공과 대응하여 선택적으로 천공된 연통공이 형성된 전열판 및,

다단 적층된 상기 유로판 및 상기 전열판을 그 내측에 위치시킨 채 적층상태를 견고히 유지시킬 수 있도록 그 외주면상에 조립공이 천공된 상판 및 하판, 그리고 상기 상판과 하판 조립공 상에 나사결합되는 체결부재가 구비된 것을 특징으로 하는 나선형 유로를 갖는 폐수 열교환기.
제 1항에 있어서,

상기 유로판은 대략 원형판으로 격벽에 의해 그 중심부로 수렴되는 나선형 유로가 형성되고, 상기 전열판과의 적층시 기밀성을 유지하기 위해 상기 격벽 상에 고무패킹이 끼워지는 패킹홈이 형성되며, 정역방향으로 적층시 상호 체결상태를 유지하도록 상기 격벽 일측면과 타측면상에 결합돌기 및 결합홈이 구비된 것을 특징으로 하는 나선형 유로를 갖는 폐수 열교환기.
제 1항에 있어서,

상기 유로판은 그 외주면상에 플랜지가 형성되고, 상기 플랜지 상에 상기 상판 및 하판에 천공된 조립공과 대응하는 체결공이 형성되어, 상기 체결부재에 의해 상기 상판 및 하판과 일체로 조립되는 것을 특징으로 하는 나선형 유로를 갖는 폐수 열교환기.