KR20190002644U - 폐수 열회수장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 폐열 회수장치에 관한 것으로, 육면체로 형성되는 하우징(1), 상기 하우징의 정면의 하측에 제공된 청수를 공급하도록 중앙에 제공된 청수 유입구(2)와, 상측에 형성된 청수 배출구(3), 상면에 제공된 폐수 유입구(4)와, 하우징의 정면에서 직각의 일측면 하측에 형성되는 폐수 배출구(5) 및 상기 하우징내에 다단으로 청수유로와 폐수유로가 교대로 형성된 열교환부(6)를 구비하는 폐열 회수장치에 있어서, 상기 청수 유입구(2)가 형성된 커버(21)의 내측에는 청수 유로부(62)를 형성하는 각파이프(61)들과의 사이에 수압 조정판(10)이 제공되며, 상기 수압 조정판(10)은 청수 유입구(2)에 인접한 각파이프들에 대향된 부분 보다 멀리 떨어진 위치에, 상대적으로 단면적이 큰 면적의 개구부(11)가 형성되고, 그 사이에는 상대적으로 단면적이 작은 다수의 홀(12)들이 형성되어 구성된 것을 특징으로 하여 구성됨으로써, 청수 유입구측과 배출구측들중 적어도 어느 한곳에 수압 조정판을 설치하여 유입구에 인접한 각파이프들로 된 유로부분과 그로 부터 이격된 양측에 배치된 각파이프들로 된 유로부분에서의 유량이 일정하도록 함으로써 배출되는 청수의 온도가 균일하게 이루어지며, 열회수 효율이 향상되는 효과가 있으며, 기존에 설치된 열회수장치에도 간편하게 적용할 수 있어 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

폐수 열회수장치{An apparatus for recovering the heat from the waste water}

본 고안은 폐수 열회수장치에 관한 것으로, 특히 복수의 각파이프로 이루어진 청수 유로부와, 상기 청수 유로부들 사이에 폐수 유로부가 형성된 직교류 방식의 열교환기에서 열교환 효율이 향상되고 배출되는 청수의 온도가 상승되도록 개선된 구조의 폐수 열회수장치에 관한 것이다

일반적으로 온수 사용량이 많은 사우나시설과 같은 경우 보일러로 약 53도의 온수를 공급하여 실제 사우나 사용온도를 38도로 되게 하고 있으며, 이러한 사우나 시설에서 배출되는 폐수는 약 34도에 이르고 있다. 이와같이 배출되는 폐수로 부터 열에너지를 회수하게 되면 보일러로 온수를 생성하기 위하여 사용하는 석유, 가스등의 에너지를 절약할 수 있고 그 만큼 사우나 시설 운영에 따른 에너지 비용을 절감할 수 있게 되며, 고유가 시대에 석유와 가스를 전량 수입에 의존하는 국내 에너지 수급여건상으로 보아도 에너지 절약은 국가적으로 적극 요구되고 있다.

이에 따라, 열교환기를 사용하여 배출되는 폐수로 부터 열에너지를 회수토록 하고 있으며, 예를들어 한국 특허제10-0417538호(2004년02월05일 등록)에 개시된 폐수 열교환기는 폐수 유로와 원수 유로를 교대로 다단으로 형성하여 원수가 인접하여 유동하는 폐수와 열교환에 의해 온도가 상승된 원수를 온수탱크로 공급함으로써 보일러로 온수탱크의 온수를 가열하는데 소요되는 에너지 사용을 절감토록 하하고 있다.

그러나, 청수가 공급되어 유동하는 청수 유로를 각파이프들로 배열하고, 이러한 청수 유로를 다단으로 형성하며, 그 사이의 공간을 폐수가 상측에서 하방으로 유동하도록 형성하는 경우에, 주로 중앙에 청수 유입구와 배출구가 형성된 경우에 배출구에서 배출되는 회수열에 의해 가열된 청수는 기대보다 온도가 높지 않은 반면, 양측 주변의 각파이프들로 부터 배출되는 청수는 배출구가 형성된 중앙에서 보다 상대적으로 더욱 온도가 높게 되어 현상을 보였다.

이것은 청수가 공급되는 청수 유입구에 근접한 각파이프들의 청수 유로부분에서의 수압이 주변 양측의 각파이프로 유입되는 청수의 수압 보다 상대적으로 더 커서 유속이 더 빠르고 양측에서는 유속이 느리게 되어 열효관 시간이 양측의 유로부분에서 길게 되는 반면 중앙의 유로 부분에서는 짧게 되어서 배출구에 인접한 중앙의 각파이프들로 부터 배출되는 청수의 온도 보다 주변 각파이프들로 부터 배출되는 청수 온도가 상대적으로 훨씬 더 높은 현상이 나타나게 되는 결과로 판단된다.

한국 특허제10-0417538호(2004년02월05일 등록)

본 고안의 목적은 상기한 종래 폐수 열회수장치에서 유입구와 배출구에 인접한 유로 부분들과 주변의 유로 부분들에서의 온도 편차를 최소화하고 열교환 효율을 향상시키도록 개선된 폐수 열회수장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 의한 폐수 열회수장치는, 육면체로 형성되는 하우징, 상기 하우징의 정면의 하측에 제공된 청수를 공급하도록 중앙에 제공된 청수 유입구와, 상측에서 중앙 형성된 청수 배출구, 상면에 제공된 폐수 유입구와, 하우징의 정면에서 직각의 일측면 하측에 형성되는 폐수 배출구 및 상기 하우징내에 다단으로 청수유로와 폐수유로가 교대로 형성된 열교환부를 구비하는 폐열 회수장치에 있어서,

상기 청수 유입구가 형성된 커버의 내측에는 청수 유로부(62)를 형성하는 각파이프들과의 사이에 수압 조정판이 제공되며,

상기 수압 조정판은 청수 유입구에 인접한 각파이프들에 대향된 부분 보다 멀리 떨어진 위치에, 청수 유입구에 인접한 각파이프들에 대향된 부분에서 보다 상대적으로 단면적이 큰 면적의 개구부가 형성되고, 그 사이에는 상대적으로 단면적이 작은 다수의 홀들이 형성되어 구성된다.

상기 수압 조정판은 청수 유입구가 중앙에 형성될 때, 양측에 상대적으로 큰 면적의 개구부가 형성되고 그 사이에 상대적으로 작은 면적의 홀들이 형성된 판상의 부재로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 상하의 청수 유로부들은 단부에 제공되는 유로관부재들에 의해 다단의 청수 유로부들이 서로 지그재그식으로 연통되는 방식으로 형성되는 한편, 상하의 폐수 유로부들 판형태로 각파이프들이 용접되어 이루어지는 청수 유로부들 사이의 상하측 공간들을 연통시키도록 유로관부재가 측부에 제공되어 형성된다.

상기 수압 조정판은 청수 배출구 내측과, 최상측과 최하측의 폐수 유로관부재들의 내측 중에서 적어도 한 곳에 더 제공될 수 있다.

본 고안에 의한 폐수 열회수장치에서 청수 유입구측과 배출구측들중 적어도 어느 한곳에 수압 조정판을 설치하여 유입구에 인접한 각파이프들로 된 유로부분과 그로 부터 이격된 양측에 배치된 각파이프들로 된 유로부분에서의 유량이 일정하도록 함으로써 배출되는 청수의 온도가 균일하게 이루어지며, 열회수 효율이 향상되는 효과가 있으며, 기존에 설치된 열회수장치에도 간편하게 적용할 수 있어 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 고안의 폐수 열회수장치의 개략적인 사시도.
도 2는 도 1에서 하우징을 제거하여 다단의 각파이프들로 이루어진 내부의 열회수장치의 사시도.
도 3은 도 1에서 본 고안에 의한 수압 조정판이 청수 유입측에 장착된 것을 보여주는 개략적인 사시도.
도 4는 도 1에서 폐수 유입측에 본 고안에 의한 유압 조정판이 장착된 것을 보여주는 개략적인 사시도.

이하에서는 본 고안의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참고하여 본 고안을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1과 2에 있어서, 본 고안에 의한 페열 회수장치는 육면체로 형성되는 하우징(1), 상기 하우징의 정면의 하측에 제공된 예를들어 수도물과 같은 청수를 공급하기 위한 청수 유입구(2)와, 상측에 형성된 청수 배출구(3), 상면에 제공된 폐수 유입구(4)와, 하우징의 정면에서 직각의 일측면 하측에 형성되는 폐수 배출구(5) 및 상기 하우징내에 하우징내에 다단으로 청수유로와 폐수유로가 교대로 형성된 열교환부(6)를 포함한다.

상기 열교환부(6)는 다수개의 각파이프(61)들을 수평으로 배치하여 용접하여 형성되어 청수가 유동하도록 되고 다단으로 일정 간격 이격되어 형성된 청수 유로부(62)들과, 상기 각파이프이프(61)들로 된 다단의 청수 유로부(62)들 사이에 형성되는 폐수 유로부(65)를 포함한다.

상기 상하의 청수 유로부(62)들은 단부에 제공되는 유로관부재(7)들에 의해 다단의 청수 유로부들이 서로 지그재그식으로 연통되는 방식으로 형성되는 한편, 상하의 폐수 유로부(65)들 또한 판형태로 각파이프들이 용접되어 이루어지는 청수 유로부(62)들 사이의 상하측 공간들을 연통시키도록 유로관부재(8)가 측부에 제공된다.

이로써, 하우징의 정면 하측에서 청수 유입구(2)로 부터 공급되는 청수는 지그재그 식으로 청수 유로부(62)들을 통해 상향되는 한편, 하우징(1) 상면의 폐수 유입구(4)로 부터 공급되는 폐수는 폐수 유로부(65)들과 유로관부재(8)를 통해 따라 하방으로 지그재그 식으로 유동하여, 폐수와 청수가 직교로 방식으로 유동하여 열교환된다.

상기 청수 유입구(2)가 형성된 커버(21) 내측에는 청수 유로부를 형성하는 각파이프(61)들과의 사이에 본 발명에 따라 수압 조정판(10)이 제공되며, 상기 수압 조정판(10)은 판형상의 부재 양측에 상대적으로 단면적이 큰 면적의 개구부(11)가 형성되고, 그 사이에는 상대적으로 단면적이 작은 다수의 개구부 또는 홀(12)들이 형성되어 구성된다.

상기 청수 유입구(2)에 인접한 각파이프(61)들로 유입되는 물의 수압은, 상대적으로 거리가 멀고 직선형의 급수 방향에서 경사진 위치에 있는 양측의 각파이프들로 유입되는 물의 수압보다 상대적으로 더 크게 되므로, 청수 유입구(2)에 인접한 각파이프들로 유입되는 물의 유속이 양측에서 보다 빠르게 되어 고온의 폐수와의 열교환 시간이 상대적으로 더 짧게 되므로, 양측의 각파이프를 통해 공급되는 물과 청수 유입구에 인접한 각파이프를 통해 공급되는 물의 온도 편차가 크게 되는 문제가 있다.

본 발명에 따라 수압 조정판(10)을 청수 유로의 각파이프들의 앞쪽에 설치하고, 수압 조정판(10)의 양측에 상대적으로 더 큰 면적의 개구부를 형성함으로써, 청수 유입구가 설치되는 중앙에 인접한 각파이프들로 유입되는 것보다 양측의 각파이프들로 유입되는 청수의 유량이 더 많고 유속이 빠르게 될 것이다.

그러나, 그 위에 각파이프들이 접합되어 이루어지는 복수단의 청수유로들을 연결하는 유로관부재(7)들을 통과하면서 서로 혼합되어 중앙의 각파이프들과 양측의 각파이프들에서의 청수의 유속의 편차가 점차 감소되므로, 폐수와의 열교환되는 청수가 청수유로부의 중앙부와 양측 부분들에서의 온도 편차 또한 감소된다.

또한, 본 발명에 의한 수압 조정판(10)은 청수 배출구(3)에 인접하여 설치될 수도 있다. 그 이유는 청수 유입구를 통해 공급된 청수가 다단의 청수 유로부(62)들을 지나면서 폐수와의 열교환으로 가열된 물이 통상 중앙에 설치되는 청수 배출구(3)에 인접한 각파이프(61)들의 앞쪽에도 동일한 구조의 수압 조정판(10)을 설치하여 청수 유로(62)를 형성하는 각파이프(61)들로 부터 배출되는 청수가 수압 조정판(10)과 각파이프(61)들 사이의 공간에서 정체되게 함으로써, 청수 배출구(3)에 인접한 중앙의 각파이프(61)들을 통해 배출되는 물의 흐름이 양측의 각파이프(61)들을 통해 배출되는 물의 흐름 보다 더 빠르게 됨에 따라 온도 편차가 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.

변형예로서, 본 발명에 의한 수압 조정판(10)은 또한 폐수 유입구(4)가 중앙에 설치될 수 있으며, 이로써 폐수 유로(65)를 형성하는 상단의 각파이프(61)들 상면으로 폐수가 유입되어 하단으로 유동하여 최하단의 각파이프(62) 층의 중앙에 인접하여 폐수 배출구(5)를 통해 폐수가 배출되는 과정에서, 각파이프(82) 층들 사이의 폐수 유로(65)의 중앙 부분에서의 폐수 흐름이 양측 부분들에서 보다 상대적으로 더 크게 됨에 따른 열교환 효과의 차이가 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.

즉, 수압 조정판(10)의 양측의 상대적으로 면적이 큰 개구부(11)를 통해 폐수가 중앙부의 홀(12)을 통해 유동하는 량 보다 더 크게 하고, 하단의 각파이프(62) 층들 사이의 폐수 유로(65)들로 유동하면서 유로관부재(8)에 의해 형성되는 공간에서 중앙과 양측 부분들의 폐수들이 혼합되는 과정을 여러번 거치게 됨으로써 폐수의 흐름 속도가 전체적으로 큰 편차가 없게 하여 청수와의 열교환 편차가 발생되지 않게 함으로써. 배출되는 열교환된 청수의 온도를 종래 수압조정판이 없는 폐수 열회수장치에서 보다 상대적으로 더 높일 수 있어서, 열교환 효율이 향상된다.

상기한 수압 조정판(10)은 청수 배출구(3)에 제공된 것과 같이 폐수 배출구(5) 측에도 제공될 수도 있다.

이와 같이 본 발명에 따라 청수 유입구와 배출구, 폐수 유입구와 배출구측에 인접하여 제공됨으로써, 유입구와 배출구에 인접한 유로에서의 물의 흐름이 양측 유로 부분에서 보다 속도가 더 크게 되는 것을 방지하여 온도 편차를 최소화할 수 있게 된다.

본 발명은 다단으로 유로가 형성되는 폐수 열회수장치에서 유속 편차에 의한 온도 편차를 최소화하도록 이용될 수 있다.

1 : 하우징 2 : 청수 유입구
3 : 청수 배출구 4 : 폐수 유입구
5 : 폐수 배출구 6 : 열교환부
10 : 수압 조정판 11 : 개구부
12 : 홀 21 : 커버
61 ; 각파이프 62 : 청수 유로부
65 : 폐수 유로부

Claims (4)

1. 육면체로 형성되는 하우징(1), 상기 하우징의 정면의 하측에 제공된 청수를 공급하도록 중앙에 제공된 청수 유입구(2)와, 상측에 형성된 청수 배출구(3), 상면에 제공된 폐수 유입구(4)와, 하우징의 정면에서 직각의 일측면 하측에 형성되는 폐수 배출구(5) 및 상기 하우징내에 다단으로 청수유로와 폐수유로가 교대로 형성된 열교환부(6)를 구비하는 폐열 회수장치에 있어서,
   상기 청수 유입구(2)가 형성된 커버(21)의 내측에는 청수 유로부(62)를 형성하는 각파이프(61)들과의 사이에 수압 조정판(10)이 제공되며,
   상기 수압 조정판(10)은 청수 유입구(2)에 인접한 각파이프들에 대향된 부분 보다 멀리 떨어진 위치에, 상대적으로 단면적이 큰 면적의 개구부(11)가 형성되고, 그 사이에는 상대적으로 단면적이 작은 다수의 홀(12)들이 형성되어 구성된 것을 특징으로 하는 폐열 회수장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 청수 유입구(2)가 중앙에 위치할 때, 수압 조정판(10)은 양측에 상대적으로 큰 면적의 개구부(11)가 형성되고 그 사이에 상대적으로 작은 면적의 홀(12)들이 형성된 판상의 부재로 형성된 것을 특징으로 하는 폐열 회수장치.
   
3. 제 1항 또는 2항에 있어서,
   상기 상하의 청수 유로부(62)들은 단부에 제공되는 유로관부재(7)들에 의해 다단의 청수 유로부들이 서로 지그재그식으로 연통되는 방식으로 형성되는 한편, 상하의 폐수 유로부(65)들 판형태로 각파이프들이 용접되어 이루어지는 청수 유로부(62)들 사이의 상하측 공간들을 연통시키도록 유로관부재(8)가 측부에 제공되어 형성된 것을 특징으로 하는 폐열 회수장치.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 수압 조정판(10)은 청수 배출구(3) 내측과, 최상측과 최하측의 폐수 유로관부재(8)들 내측 중에서 적어도 한 곳에 더 제공되는 것을 특징으로 하는 폐열 회수장치.

Images