KR20110018190A

KR20110018190A - 폐열회수 전열기

Info

Publication number: KR20110018190A
Application number: KR1020090075856A
Authority: KR
Inventors: 정양전
Original assignee: 정양전
Priority date: 2009-08-17
Filing date: 2009-08-17
Publication date: 2011-02-23
Also published as: KR101038186B1

Abstract

본 발명은 폐열회수 전열기에서 클리너(30)는 내부프레임에 대차구조로 결합되어 좌우 왕복 운동하도록 결합된 브러시틀(31)과 상기 브러시틀을 왕복이송시키는 구동장치(32)로 이루어지고; 상기 브러시틀(31)은, 전후에 형성된 수직부재(311)와 전후 수직부재(311) 사이 각 층 열교환관(20) 사이사이에 결합된 브러시고정대(312)에 의해 틀체를 이루고, 상기 브러시고정대(312)에 브러시모(313a)가 상하 방향으로 위치하도록 브러시(313)가 부착되며, 상기 수직부재(311)에 바퀴(314)가 결합되어 내부프레임(40)의 가로 부재(41)에 형성된 레일(42)에 장착되며; 상기 구동장치(32)는, 브러시틀(31)의 상하 및 전후에서 연결점(315)을 이루어 좌우로 왕복 이송하도록 내부프레임(40)의 상하 및 전후에 결합되는 체인(321)과, 상기한 각 체인(321)의 구동축(321a)(321b)이 동일 속도와 이송방향으로 연동하여 회전하도록 상부 구동축(321a)에 체인(322)에 의해 연결되는 구동모터(323)가 결합되고, 상부 구동축(321a)은 다시 하부 구동축(321b)에 체인(325)에 연결된 것을 특징으로 하는 폐열회수 전열기를 제시한다.

전열기, 폐수열, 폐수열 회수, 히트펌프, 폐열, 산업폐수, 냉각, 증발기

Description

폐열회수 전열기{ WASTE WATER HEAT RECOVERY SYSTEM }

본 발명은 증발기, 폐수열 회수기, 냉각기 등으로 사용하여 공중 목욕탕이나 산업 폐수에 포함된 폐수열을 회수하여 보일러시스템 또는 히트펌프 시스템에 재활용하기 위한 폐열회수 전열기에 관한 것이다.

산업시설에서 생산활동 시 발생하는 고온, 저온 폐수나 공중 목욕탕 등에서 발생하는 저온폐수를 회수하여 히트펌프 등의 승온기술을 사용하여 재활용하는 기술로서 에너지절감효과가 우수하여 냉난방 및 급탕 공급에 폭넓게 활용되고 있다.

폐수열 회수기 또는 전열기는 고온 또는 저온의 폐수에 포함된 열을 회수하여 난방 또는 냉방 히트펌프 시스템에 적용하기 위한 것으로 일정한 규격의 탱크 내에 폐수가 유입되어 배출되는 흐름경로를 구성하고, 폐수의 흐름경로 상에 열교환기를 배치하여 폐수와 열교환기 내의 시수 또는 냉매를 교차 통행시킴으로써 폐수의 열이 시수 또는 냉매에 흡수되는 열교환이 이루어지도록 구성하고, 시수 또는 냉매에 흡수된 열은 축열조 등으로 보내 냉 난방 시스템에서 이용할 수 있도록 한 장치이다.

기존 폐수열 회수기 또는 전열기는 내부를 개방하여 필요시 청소나 수리 등을 할 수 있게 조립구조의 박스형 또는 원통형으로 이루어진 탱크와; 탱크 상 하부에 폐수투입구와 폐수배출구가 형성되고, 탱크 내부에 폐수의 흐름을 안내하기 위해 폐수투입구와 폐수출구 사이에 일정한 구배로 형성된 폐수유수로를 포함한 폐수흐름경로와; 탱크 상하부에 시수입수구와 시수출수구통로가 형성되고, 상기 폐수유수로를 통하여 흐르는 폐수와 접하도록 폐수유수로를 따라 형성되는 열교환기;를 기본 구성으로 하여 탱크 상부에 위치한 폐수투입구를 통하여 탱크 내부로 폐수를 흘러보내면 중력에 의해 탱크 내부의 폐수유수로를 타고 흐르면서 탱크 하부에 위치한 폐수배출구를 통하여 탱크 외부로 배출되고, 시수는 탱크 하부의 시수 입수구를 통하여 입수되어 열교환관을 거슬러 흐르면서 폐수에 포함된 열을 흡수하여 점차 승온되면서 탱크 상부의 시수출수구를 통하여 배출되어 축열조 등에 저장되는 시스템을 구성한다.

이와 같은 폐수열 회수기 또는 전열기는 탱크 내부에서 폐수와 열교환기 사이의 열교환에 의해 폐수에 포함된 열을 회수하여 이용하는 구조이기 때문에 정해진 탱크의 용적 범위 내에서 열교환 접촉면적과 접촉시간에 따라 열 회수율이 증감될 수 있고, 열교환은 접촉 매체 간에 열전도율에 따라 열 회수 효율이 증감되기 때문에 열접촉면의 오염상태에 따라 열 회수 효율에서 큰 차이가 발생한다.

기존의 폐수열 회수기 또는 전열기에서 열교환기는 열전도율이 높고 내식성이 강한 황동관이나 스텐레스관 등을 코일 형태로 구성하거나, 박스판 상으로 구성하거나, 또는 유출입구에 연결된 분배관 사이에 열교환관을 촘촘하게 배치연결하여 열교환접촉면을 증대시킨 구조로 이루어지고, 폐수흐름경로는 폐수유수로에서 상기 열교환기와 지속적으로 접촉상태를 유지할 수 있도록 흐름을 지체시키거나 분산시키는 구조를 갖는다.

기존 폐수열 회수기 또는 전열기에서 폐수흐름경로를 박스 형상으로 구성한 청수(또는 시수)유도관을 수직 및 수평방향으로 적층하여 그 사이에 지그재그 형태로 폐수의 흐름이 이루어지도록 폐수유수로(폐수통로)를 형성한 구조가 대한민국 특허 10-0417638호, 10-760856호, 10-507766호 등에 제시되고 있으며, 이것들은 제한된 공간 내에 열교환이 이루어지는 열접촉면적을 극대화하고 다단에 의한 열교환 접촉시간을 증대시켜 폐수열의 회수율을 높일 수 있는 장점을 제공하고 있다.

그러나 상기한 구조는 폐수 유수로를 형성하면서 시수(청수)가 흐르는 청수유도관이 사각 박스구조로서 상부 표면을 흐르는 폐수의 무게와 내부를 흐르는 청수의 무게에 의한 처짐을 방지하기 위한 강성을 확보하기 위해 파이프 굵기가 크고 단면 두께가 큰 고가의 스텐레스 또는 황동파이프를 다량으로 사용하여야 함으로 제조비용이 많이 들고, 폐수와 청수유도관이 상부 표면에서만 접촉이 이루어져 실제 열교환이 이루어지는 접촉면의 양을 일정 이상 증대시키는데 한계가 있다.

또한, 상기한 구조는 폐수에 포함된 유기 성분이나 이물질 등이 탱크 내부 관벽에 생물막이나 플러그를 형성하여 열전도율을 급속히 감소시킴으로 야기되는 열회수효율의 감소를 방지하기 위해 주기적으로 청소가 요구된다. 통상 청소는 장치를 멈춘 상태에서 탱크를 개방하여 인력에 의해 열교환표면을 닦아내는 방법을 사용하거나, 고압수를 열교환표면에 분사시켜 세척하거나, 또는 약품을 사용하여 생물막 등을 녹여내는 방법이 사용되며, 고압수를 이용하는 세척방식의 경우에는 가압펌프와 탱크 내부에 설치되는 노즐 등의 구성이 함께 설치되어야 한다.

따라서, 기존의 폐수열 회수기 또는 전열기는 열접촉면의 청소를 위해 빈번하게 운전을 정지함으로써 장치의 가동율이 낮은 문제점이 있고, 고압수를 이용하는 경우에는 가압펌프 등을 별도로 구비하여야 함으로 시설 및 유지관리를 위한 비용이 증대된다. 또한, 제한된 크기의 탱크 내부 공간에 노즐 등의 구성이 함께 포함됨으로 열회수율 증대에 필요한 열접촉면적을 늘리는데 제한이 있고, 무엇보다도 열접촉면의 청소가 깨끗하게 이루어지지 못하여 사용할수록 열회수율이 감소되는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 내부를 개방하여 필요 시 청소나 수리 등을 할 수 있도록 점검구가 형성되는 박스형 탱크와; 탱크의 양 측부에 고정된 격벽을 관통하여 층상 구조로 결합된 복수의 열교환유닛과, 상기 격벽 외 측에서 상하 인접 열교환유닛을 연결하여 각층의 열교환유닛 내부 관로가 S 형으로 연속되도록 결합하는 커넥터와, 상기 최하층 열교환유닛에 연결되는 시수입수구와, 상기 최상층 열교환유닛에 연결되는 시수출수구로 이루어지는 열교환기와; 상기 열교환기를 구성하는 층상 열교환유닛의 한쪽 측부와 탱크 내벽 사이를 교대로 이격시켜 공간을 형성하여 상기 공간과 상하 열교환유닛 사이의 공간에 의해 형성되는 지그재그 형태의 폐수유수로와, 최상층 폐수유수로에 폐수를 투입하기 위해 탱크 상부에 형성되는 폐수투입구와, 최하층 폐수유수로에 모아진 폐수를 탱크 외부로 방출하기 위해 탱크 하부에 형성되는 폐수배출구로 이루어지는 폐수흐름경로;를 포함하는 폐수열 회수기를 제시하고, 아울러 상기 상 하부 열교환유닛 사이에 그 모가 열교환유닛표면에 접촉하는 브러시를 결합하고, 상기 브러시는 와이어가 각층 상하 열교환유닛 중심을 지나도록 격벽 외 측에 설치된 롤러에 S 구조가 되도록 연속하여 걸고, 상기 롤러 중 하나에는 정 역회전 가능한 구동모터를 연결하며, 열교환유닛 중심을 지나는 와이어에 브러시의 틀체를 결합하되, 열교환유닛의 표면에 접촉하도록 각층 사이에 결합된 브러시는 각 층 와이어의 왕복행정 시점부에 결합하고, 양 격판 사이의 행정거리 양단에 구동모터의 정역회전 구동신호를 제공하는 센서를 설치하여 모터의 정회전에 의해 브러시가 양 격벽 사이를 왕복하면서 청소가 이루어지도록 한 왕복이동수단에 의해 양 격벽 사이를 이동하면서 열교환유닛의 표면을 청소하는 구조의 클리너가 포함되는 구성을 제시한바 있다.

상기 구조는 복수의 열교환관을 부착하여 열교환유닛을 구성하고, 열교환유닛에 폐수가 직접 접촉되는 구조로 이루어짐으로써 제한된 폐수열 회수기 탱크 공간 내에서 폐수와 열교환기의 접촉밀도가 극대화되어 열회수율이 높은 장점이 있고, 소구경의 열교환관을 이어붙여 판상의 열교환유닛으로 구성함으로써 열 접촉면이 증대되고 열교환유닛을 폐수유수로로 구성함으로써 폐수유수로 형성을 위한 구성을 생략할 수 있어 경제적으로 제작이 가능하며, 내부구성이 간단하여 제작 및 유지관리 비용을 절감할 수 있었다.

또한, 상기 구조는 열교환기의 접촉표면 오염상태에 따라 왕복 구동되는 브러시에 의하여 열 접촉면을 깨끗하게 유지할 수 있어 열 회수효율이 높고, 고압수 에 의한 세척방식에 비하여 경제적이고, 공간활용 효과가 우수하며, 약품 사용에 의한 2차적인 수질오염을 예방할 수 있고, 상기 브러시에 의한 청소는 장치의 가동 중에도 가능하여 365일 지속적인 운전이 가능한 장점을 제공하였다.

그러나 상기한 폐수열회수기 또는 전열기는 폐수의 단계적 이동 과정에서 열교환에 의한 폐수열 회수가 이루어지도록 구성되었기 때문에 공동 목욕탕과 같이 폐수가 연속적으로 발생하는 경우에 적합하고, 간헐적으로 발생하는 경우에는 투입량을 일정하게 조절하기 위한 조정조가 요구되고, 각 층별 브러시를 각각의 체인을 연결하여 왕복 이송시키는 구조이기 때문에 복잡하고 그에 따라 제조 원가가 높았다.

또한, 상기 구조는 대형으로 구성할 경우 체인의 길이가 늘어나 기계적 성능이 감소됨으로 대용량으로 구성하는데 한계가 있었다.

본 발명은 기존 클리너의 구조를 개선하고, 열교환 구조를 개선하여 대용량으로 전열기를 구성하더라도 효율적인 열교환과 클리너에 의한 세척기능을 간단한 구조에 의하여 유지할 수 있는 전열기를 제시하여 증발기, 폐수열 회수기, 냉각기 등에 활용할 수 있도록 할 목적을 갖는다.

또한, 본 발명은 전열기를 구성함에 있어서 제작 시간을 단축할 수 있고, 구성요소 감소에 의하여 원가를 절감하고, 체인에 의한 구동이 정확하게 이루어지며, 쉽고 간편하게 열교환 관벽을 청소하여 열흡수효율이 향상된 전열기를 제시할 목적을 갖는다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 시수입수구를 통하여 투입된 시수가 S자 구조로 연속된 다단계 열교환관을 타고 흘러 시수출수구를 통하여 배출되는 과정에서 박스형 탱크에 채워진 냉 또는 온 폐수와 열교환이 이루어지고 열교환 효율을 높이기 위한 관벽 세척수단으로 왕복 이송 브러시에 의한 클리너가 설치되는 폐열회수 전열기에 있어서, 상기 열교환관은 양 격벽을 상하 전후에서 지지하여 고정하는 격자형 틀체 구조의 내부프레임에 의해 보호되고; 상기 클리너는 내부프레임에 대차구조로 결합되어 좌우 왕복 운동하도록 결합된 브러시틀과 상기 브러시틀을 왕복이송시키는 구동장치로 이루어지고; 상기 브러시틀은, 전후에 형성된 수직 부재와 전후 수직부재 사이 각 층 열교환관 사이사이에 결합되는 브러시고정대에 의해 틀체가 형성되고, 상기 브러시고정대에 브러시모가 상하 방향으로 위치하도록 브러시체가 부착되며, 상기 수직부재에 바퀴가 결합되어 내부프레임의 가로 부재에 형성된 레일에 장착되며; 상기 구동장치는, 브러시틀의 상하 및 전후에서 연결점을 이루어 좌우로 왕복 이송하도록 내부프레임의 상하 및 전후에 결합되는 체인과, 상기한 각 체인의 구동축이 동일 속도와 동일이송방향으로 연동하여 회전하도록 각 기 체인으로 연결된 일 구동축에 구동모터가 연결된 폐열 회수 전열기를 제시한다.

또한, 본 발명은 상기 브러시대에 고압호스와 연결된 노즐이 형성되어 브러시 세척시 고압수에 의한 살수 세척이 이루어지는 한 폐열 회수 전열기를 제시한다.

또한, 본 발명은 브러시모의 대기 위치에 있는 원형 열교환관이 가늘게 형성된 구성이 추가되어 브러시모가 대기상태에 있을 때 바르게 펴진 상태로 대기할 수 있게 구성됨으로써 브러시모의 변형을 방지하는 구조를 제시한다.

또한, 본 발명은 브러시고정대에 대하여 브러시모가 형성된 브러시체가 브러시고정대를 따라 움직일 수 있도록 결합되어 열교환관에 접촉된 브러시모의 마모시 브러시모의 접촉 위치를 변경함으로써 브러시모의 이용율을 높일 수 있도록 한 구조를 제시한다.

또한, 본 발명은 브러시틀의 왕복 이송 범위 동안 구동축에 연결된 체인스프로킷에 접촉하지 않은 체인부분은 와이어가 연결되어 체인과 와이어 이중으로 구성되고, 체인의 하부는 브러시틀이 연결되고 상부는 텐셔너에 접촉되어 장력이 일정 하게 유지되고 동작이 정확하게 유지됨으로써 대형 전열기를 안정적으로 구성할 수 있는 구조를 제시한다.

본 발명은 클리너의 구동장치를 구성하는 체인의 길이가 짧고 연결이 간단하며, 전후 수직부재와 부러시고정대가 강결구조로 안정된 틀체를 이룬 상태에서 브러시틀이 전후 상하 4연결점에서 체인에 고정되고, 레일에 지지되는 구조를 가져 브러시틀의 좌우 왕복 운동이 오차 없이 정확하게 이루어져 소형 전열기뿐만 아니라 대형 전열기로 구성할 수 있는 장점이 있다.

또한, 브러시의 왕복 이송이 체인과 와이어 이중구조와, 구동축에 연결된 구동모터 등 간단한 구조에 의해 이루어짐으로 제작이 간편하고, 구성요소 감소에 의하여 제작 비용을 낮출 수 있는 장점이 있고, 브러시와 열교환관을 동시에 제작하여야 하는 종래 기술에 비하여 본 발명은 열교환관을 포함하여 내부 구성요소를 제작한 상태에서 브러시틀이 최종 조립단계에서 장착됨으로 열교환관 제작과 브러시틀의 제작을 각기 다른 공정으로 진행할 수 있어 제작이 용이하고 제작 시간이 크게 단축될 수 있으며, 브러시틀을 구성하는 수직부재와 부러시고정대가 각기 볼트에 의해 체결 고정되는 구조로 이루어져 분해에 의한 보수 관리가 매우 용이한 장점이 있다.

또한, 본 발명은 열교환관의 표면 오염상태에 따라 왕복 구동되는 브러시에 의하여 열 접촉면을 깨끗하게 청소할 수 있어 열 회수효율이 높고, 세척시 고압수 를 살수하면서 세척가능하여 깨끗하고 능률적으로 전열기 내부관리가 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명은 브러시모가 대기상태에 있을 때 바르게 펴진 상태로 대기할 수 있게 구성됨으로써 브러시모의 변형이 방지되고, 열교환관에 접촉된 브러시모의 마모시 브러시모의 접촉 위치를 변경함으로써 브러시모의 이용효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

이하 첨부된 도면에 의해 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 구성을 도시하기 구성 사시도이고, 도 3은 브러시틀이 우측으로 최대로 진행된 상태의 내부 구조를 도시한 것이고, 도 4는 브러시대와 전 수직부재의 결합 상태를 상세 구조로 도시한 것이며, 도 5는 브러시의 대기상태와 브러시틀에 노즐을 형성한 상태의 내부구조를 도시한 것이다.

이에 의하면, 본 발명은 시수입수구(21)를 통하여 투입된 시수(또는 냉매, 이하 시수에는 냉매가 포함된 개념으로 사용함)가 박스형 탱크(10) 내부에서 S자 구조로 연속된 다단계 열교환관(20)을 타고 흘러 시수출수구(22)를 통하여 배출되는 과정에서 탱크(10)에 채워진 폐수와 열교환이 이루어져 흡열되고 열교환 효율을 높이기 위한 관벽 세척수단으로 왕복 이송 브러시에 의한 클리너(30)가 설치되는 폐열회수 전열기에 적용되는 구조로서 상기 열교환관(20)은 양 격벽을 상하 전후에서 지지하여 고정하는 격자형 틀체구조의 내부프레임(40)에 의해 보호되고; 상기 클리너(30)는 내부프레임에 대차구조로 결합되어 좌우 왕복 운동하도록 결합된 브러시틀(31)과 상기 브러시틀을 왕복이송시키는 구동장치(32)로 이루어지고; 상기 브러시틀(31)은, 전후에 형성된 수직부재(311)와 전후 수직부재(311) 사이 각 층 열교환관(20) 사이사이에 결합된 브러시고정대(312)에 의해 틀체를 이루고, 상기 브러시고정대(312)에 브러시모(313a)가 상하 방향으로 위치하도록 브러시(313)가 부착되며, 상기 수직부재(311)에 바퀴(314)가 결합되어 내부프레임(40)의 가로 부재(41)에 형성된 레일(42)에 장착되며; 상기 구동장치(32)는, 브러시틀(31)의 상하 및 전후에서 연결점(315)을 이루어 좌우로 왕복 이송하도록 내부프레임(40)의 상하 및 전후에 결합되는 체인(321)과, 상기한 각 체인(321)의 구동축(321a)(321b)이 동일 속도와 이송방향으로 연동하여 회전하도록 상부 구동축(321a)에 체인(322)에 의해 연결되는 구동모터(323)가 결합되고, 상부 구동축(321a)은 다시 하부 구동축(321b)에 체인(325)에 연결되는 구조로 이루어진다.

상기에서 탱크(10)는 박스 형상으로 구성되고, 상 하부면을 포함하여 각 벽체가 볼트에 의해 체결 조립되거나 용접에 의해 용착되며, 필요에 따라 개방 후 내부 시설의 개보수와 청소가 가능하도록 점검구가 구비된다.

또한, 상기 탱크는 적절한 보온 단열수단이 포함될 수 있고, 탱크 내부상태를 파악할 수 있도록 투시창이 포함될 수 있으며, 상부에 폐냉수나 폐온수의 투입을 위한 투입구(11)와 열교환 후 배출하기 위한 배출구(12)가 형성된다.

탱크 내부에 설치되는 열교환관(20)은 황동 등 내화학 및 내식성이 강한 소재로 이루어진 관을 상층에서 하층까지 S자 형상의 층상구조로 배열 설치한 것으로 x-y-z 3차원 좌표구조를 적용할 때 x-y 평면상 열교환관과 열교환관 사이가 약간 이격되도록 나란히 비치되어 한 개 층의 열교환관을 구성하고, z 축 상 상하로 브러시 삽입 공간 정도의 이격거리를 갖도록 상하 층이 연속형성되면서 상하층이 좌측단 및 우측단에서 ⊂ 또는 ⊃ 형 조인트(23)에 의해 연결되어 전체적으로 시수입수구부터 시수 출수구까지 연속된 관로를 형성한 구조로 설치된다.

상기 열교환관(20)은 격자형 틀체 구조의 내부프레임(40)의 양측에 형성된 격벽(43)에 각층의 열교환관이 지지되는데 양 격벽사이는 직선부로 이루어져 왕복 이송하는 브러시에 의해 표면 세척이 용이하게 이루어지도록 구성된다.

각 열교환관(20)은 시점 및 종점에서 커넥터(24)에 의해 수렴되어 각기 시수입수구와 시수출수구에 연결됨으로써 시수입수구(21)로 투입된 시수(또는 냉매)가 커넥터에서 각각의 열교환관으로 분배되고, 시수출수구(22)에 연결된 커넥터에서 다시 합쳐져 시수출수구로 배출된다.

클리너(30)는 폐온수 또는 폐냉수에 포함된 이물질이나 생물막이 열교환관에 부착됨으로써 열교환 효율이 감소되는 것을 방지하기 위해 열교환관 외벽을 청소해주는 장치이다.

본 발명에 의한 클리너는 내부프레임(40)에 좌우 왕복 운동하도록 결합된 브러시틀(31)과 상기 브러시틀을 왕복이송시키는 구동장치(32)로 이루어진다.

상기 브러시틀(31)은 브러시를 지지하여 안정된 상태로 좌우 왕복 운동할 수 있도록 작용하며, 이를 위하여 전후에 형성된 수직부재(311)와 전후 수직부재(311) 사이 각 층 열교환관(20) 사이사이에 브러시고정대(312)가 결합된 구조로 틀체가 형성된 상태에서 상기 수직부재(311)에 바퀴(314)를 결합하여 내부프레임(40)의 가로 부재(41)에 형성된 레일(42)에 장착하는 구조를 갖는다.

내부프레임(40)에 형성된 레일(42)은 내부프레임의 전후 가로부재(41)에 형성되고, 대상이 되는 가로부재(41)를 상부 가로부재로 구성할 경우에는 상기 브러시틀(31)이 수직부재 상부에 형성된 바퀴(314)에 의해 메달린 형태로 결합되며, 대상이 되는 가로부재(41)를 하부 가로부재로 구성할 경우에는 상기 브러시틀(31)이 수직부재 하부에 형성된 바퀴(314)에 의해 레일에 실린 상태로 결합된다.

도 4에 의해 도시된 실시 예는 하부 가로부재에 레일을 형성하여 지지시킨 구조를 도시하였다.

브러시틀(31)의 수직부재(311)에 결합되는 바퀴(314)는 측면으로 돌출되도록 베어링바퀴로 구성함으로써 가로부재(41) 내측에 단을 형성한 레일(42)를 구성할 수 있고, 상기 브러시틀(31)이 하부 가로지지대 안쪽에 위치하여 안정된 상태로 왕복 이송할 수 있게 된다.

바퀴(314)가 형성되는 수직부재의 반대 측 상 하단에는 체인(321)을 연결할 수 있도록 체인연결구(311a)가 돌출 형성되며, 상기 체인연결구(311a)가 연결점(315)을 구성하게 된다.

상기 브러시고정대(312)에 브러시(313)가 상하 방향으로 위치하도록 형성되고, 수직부재(311)에 관통공을 형성한 후 상기 관통공을 이용하여 각각의 브러시고정대(312)를 볼트(312a)로 고정함으로써 조립이 용이하고,브러시의 교환이 용이하며, 열교환관을 미리 형성한 상태에서 브러시틀을 조립설치할 수 있어 제조 공정을 효과적으로 운영할 수 있다.

브러시(313)는 브러시모(313a)와 브러시체(313b)로 구성하고, 상기 브러시고정대(312)에는 상기 브러시체(313b)를 끼워 결합할 수 있는 브러시부착구(313c)를 형성한다.

상기 구조는 브러시를 브러시고정대를 따라 움직이도록 결합하여 열교환관에 접촉된 브러시모의 마모시 브러시모의 접촉 위치를 변경함으로써 브러시모의 이용율을 높일 수 있는 장점을 제공한다.

도시된 실시 예는 "

"으로 브러시부착구(313c)를 형성하여 브러시체(313b)를 끼워 넣는 형태로 브러시를 결합한 구조를 제시한다.

상기 브러시는 브러시모(313a)가 열교환관에 상하로 밀착 접촉되어 열교환관 표면을 닦아낼 수 있게 구성된다.

상기 브러시는 탱크 내에 폐온수 또는 냉수가 채워진 상태 또는 배출하여 비어 있는 상태에서 전 후진 왕복 운동에 의해 열교환관 표면을 닦아 생물 막이나 각종 이물질을 제거함으로써 열 회수효율을 향상하는 기능을 갖는다.

본 발명은 탱크 내부가 비어 있는 상태에서 브러시에 의한 열교환관의 청소를 용이하게 할 수 있도록 상기 브러시고정대(312)에 고압호스(미도시)와 연결된 노즐(331)을 결합하여 외부 고압수를 살수하도록 구성한 세척장치(33)을 설치한 구성을 아울러 제시한다.

상기 세척장치의 노즐(331)은 브러시틀(31)과 함께 왕복 이동하면서 열교환관을 향하여 물을 뿌려 세척효과를 향상시키는 작용을 하며, 브러시고정대의 일측 에만 형성할 수 있고, 도 5에 도시한 바와 같이 브러시대 양쪽에 형성할 수 있다.

도 5는 브러시모(313a)가 대기 위치에 있는 원형 열교환관(20)을 가늘게 형성하여 브러시모대기부(25)를 형성한 구성을 도시한 것으로 상기 브러시모대기부는 원형 열교환관을 상하에서 눌러 편평하게 형성한 구조로서 대기상태에서 브러시모가 구부러지지 않고 펴지도록 함으로써 브러시모의 변형과 스트레스를 방지하여 클리닝 효과를 향상하는 작용을 한다.

클리너(30)의 구동장치(32)는, 브러시틀(31)의 상하 및 전후에서 연결점(315)을 이루어 좌우로 왕복 이송하도록 하는 체인(321)과, 각 체인(321)의 구동축(321a)(321b)이 동일 속도와 동일이송방향으로 연동하여 회전하도록 상부 구동축(321a)에 구동모터(323)가 결합되고, 상부 구동축(321a)에 하부 구동축(321b)이 체인(325)으로 연결되는 구조로 이루어진다.

상기에서 체인(321)은 구동축(321a)(321b)과 종동축(321c)(321d)을 연결하는 폐곡선구조로서 체인의 하부에서 브러시틀(31)을 구성하는 수직부재(311)의 체인연결구(311a)에 결합되고, 체인(322)에 의해 구동모터(323)에 연결됨으로써 브러시틀을 좌우 왕복 운동시킬 수 있다.

상기 체인(321)은 전체가 하나의 체인으로 연결된 구조로 실시될 수 있다. 또한, 체인(321)은 전체가 하나의 체인으로 연결된 브러시틀의 왕복 이송 범위 동안의 길이이고, 구동축에 접촉하지 않은 부분의 길이는 와이어(321f)로 된 2중구조이고, 체인의 하부는 브러시틀(31)이 연결되고 상부는 텐셔너(321g)에 접촉되어 장력이 일정하게 유지되도록 구성한다.

상기 체인 와이어 이중 구조는 체인에 의해 브러시틀의 왕복이송을 정확하게 구현할 수 있고, 연장길이를 길게 하여 대용량 전열기를 구성할 수 있는 장점을 제공한다.

와이어 및 체인 이중으로 구성한 경우에 구동축에는 체인스프로킷이 결합되고, 종동축은 로프 풀리를 결합한 구성으로 이루어지고, 상 하부 구동축(321a)(321b)은 구동모터(323)와 체인(322)으로 연결하여 브러시틀(31)의 4 연결점(325)이 체인(322)에 의해 전체적으로 변형되지 않는 틀체를 이루면서 레일상에 안착되어 안정된 전후 왕복 운동이 이루어진다.

브러시틀(31)이 양격벽(43) 사이를 왕복 운동할 수 있도록 구동모터를 리미트모터로 구성할 수 있고, 병행하여 체인 운동구간에 리미트스위치(326)을 설치하여 정확한 왕복 운동이 수행될 수 있도록 구성된다.

본 발명에 의한 클리너는 폐수의 형태나 오염상태에 따라 타이머에 설정된 시간 간격으로 구동시킬 수 있고, 상기한 폐수 투입구와 배출구에 각기 온도센서(미도시)를 설치하고, 두 측정값 사이의 온도차가 설정 값 이하일 때 클리너가 구동되도록 한 구성함으로써 오염상태에 따라 자동으로 클리너가 가동되도록 구성할 수 있다.

예를 들어 폐수온도가 25~30℃ 정도인 목욕탕 폐수의 경우 시수의 투입온도가 0℃이라 할 때 열교환에 의해 시수의 배출온도가 폐수투입온도보다 1~2℃ 낮은 23~28℃임으로 정상적인 폐수배출온도는 대략 2 ~3℃ 정도가 된다. 따라서, 폐수 투입구 온도와 배출구 온도차가 대략 20℃ 이하가 되면 열교환유닛 표면 의 오염에 의해 열 교환이 정상적으로 이루어지지 않았기 때문이며, 이러한 상태가 일정 시간 지속되면 오염상태로 보고 클리너를 자동으로 구동시키도록 장치를 구성함으로써 폐수열 회수기의 열 회수 효율을 지속적으로 유지할 수 있다.

또한, 상기 클리너는 탱크 내의 폐수를 완전 방류한 상태에서 주로 구동됨으로 폐수투입과 배출 및 시수 투입을 발생 폐수의 양과 발생 주기에 맞게 자동 조절되도록 구성한 경우에 폐수 방출 후 고압 세척수 살수와 함께 자동으로 작동하도록 구성할 수 있다.

이상의 구성에 의한 본 발명은 열 교환 효율의 향상을 기할 수 있고, 증발기, 폐수열 회수기, 냉각기 등으로 사용하여 공중 목욕탕이나 산업 폐수에 포함된 폐수열을 회수하여 보일러시스템 또는 히트펌프 시스템에 재활용에 이용할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 전열기의 내부 구성도

도 2는 본 발명에 의한 클리너의 결합 상태도

도 3은 본 발명에 의한 전열기의 정면 상태 내부 구성도

도 4는 본 발명에 의한 전열기의 측면 상태 내부 상세 구조도

도 5는 브러시틀의 실시 예도

* 주요부호의 설명

10. 탱크 11. 투입구 12. 배출구

20. 열교환관 21.시수입수구 22.시수출수구

23. 조인트 24. 커넥터 25.브러시모대기부

30. 클리너 31. 브러시틀 311.수직부재

311a. 체인연결구 312.브러시고정대 312a. 볼트

313. 브러시 313a.브러시모 313b.브러시체

313c.브러시부착구 314.바퀴 315. 연결점

32. 구동장치 321. 체인 321a.상부 구동축

321b.하부 구동축 321c.상부 종동축 321d.하부 종동축
321f.와이어 321g.텐셔너 322.체인

323. 구동모터 325.체인 326.리미트스위치

33.세척장치 331.노즐

40. 내부프레임 41. 가로부재 42. 레일
43. 격벽

Claims

시수가 탱크(10) 내부에 다단계 열교환관(20)을 타고 흘러 시수출수구(22)를 통하여 배출되는 과정에서 폐수와 열교환이 이루어져 흡열되고 열교환 효율을 높이기 위한 관벽 세척수단으로 이송 브러시에 의한 클리너(30)가 설치되는 폐열회수 전열기에 적용되는 구조로서 상기 열교환관(20)은 양 격벽을 상하 전후에서 지지하여 고정하는 격자형 내부프레임(40)에 의해 보호되고; 상기 클리너(30)는 내부프레임에 대차구조로 좌우 왕복 운동하도록 결합된 브러시틀(31)과 상기 브러시틀을 왕복이송시키는 구동장치(32); 상기 브러시틀(31)은, 전후 수직부재(311)와 각 층의 열교환관(20) 사이사이에 결합된 브러시고정대(312)로 연결한 것을 특징으로 한 폐열회수 전열기.
청구항 1에 있어서,

브러시고정대(312)에 상하 방향으로 브러시모(313a)가 위치한 브러시(313)가 부착되며, 상기 수직부재(311)에 바퀴(314)가 결합되고, 상기 바퀴는 가로 부재(41)에 형성된 레일(42) 위를 구동할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 폐열회수 전열기
청구항 1에 있어서,

구동장치(32)는, 브러시틀(31)의 상하 및 전후에서 연결점(315)을 이루어 좌우로 왕복 이송하도록 하는 체인(321)과, 각 체인(321)의 구동축(321a)(321b)이 동일 속도와 동일이송방향으로 연동하여 회전하도록 상부 구동축(321a)에 구동모터(323)가 결합되고, 상부 구동축(321a)에 하부 구동축(321b)이 체인(325)으로 연결된 것을 특징으로 하는 폐열회수 전열기
청구항 1에 있어서,

브러시(313)는 브러시모(313a)와 브러시체(313b)로 구성되고, 상기 브러시고정대(312)는 상기 브러시체(313b)를 끼워 이동가능한 브러시부착구(313c)가 형성된 것을 특징으로 하는 폐열회수 전열기
청구항 3에 있어서,

브러시모(313a)의 변형과 스트레스를 방지하기 위하여 원형의 열교환관(20)을 가늘게한 브러시모대기부(25)가 형성된 것을 특징으로 하는 폐열회수 전열기
청구항 1에 있어서,

브러시고정대(312)에 고압호스와 연결된 노즐(331)이 형성되어 브러시에 의한 클리닝과 함께 외부 고압수에 의한 세척이 이루어지도록 세척장치(33)가 결합된 것을 특징으로 하는 폐열회수 전열기.
청구항 1에 있어서,

체인(321)은 전체가 하나의 체인으로 연결된 브러시틀의 왕복 이송 범위 동안의 길이이고, 구동축에 접촉하지 않은 부분의 길이는 와이어(321f)로 된 2중구조이고, 체인의 하부는 브러시틀(31)이 연결되고 상부는 텐셔너(321g)에 접촉되어 장력이 일정하게 유지되도록 구성한 것을 특징으로 하는 폐열회수 전열기.