KR920007311Y1 - 폐수열을 이용한 열 교환기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

폐수열을 이용한 열 교환기

제1도 내지 제4도는 본 고안의 실시상태를 예시한 것으로,

제1도는 본 고안이 열교환기 전체 사시도.

제2도는 본 고안의 종단면도.

제3도는 제2도의 A-A'선 단면도.

제4도는 본 고안의 일부 확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 막힘판 2 : 분리판

3 : 폐수통로 4 : 정수통로

20 : 열차단부

본 고안은 폐수를 이용한 열교환기에 관한 것으로, 특히 그 열효율을 효과적으로 얻을 수 있도록 고안된 것이다.

열교환기는 산업체에서 사용되고 버리는 폐수중에서 고온의 폐수를 이용하여, 정수와 열교한토록 상호 교차시키는 방법으로 온수를 얻어지게 하는 기기이다.

이러한 열교환기들은 일반적으로 그 내부로 부터 나선형으로 감겨진 분리판들의 양측에서 각각 분리되게 역방향으로 통과시키며 열교환토록 하는 것이다.

이 분리판들은 높은 온도를 보유하고 있는 폐열과, 차거운 정수가 접하는 거리를 길게하여 그 열교환되는 시간을 지연하고, 보다 적은 부피내에서 순환이 이루어지도록 하는 것을 감안하여 이 분리판들은 대개 나선형으로 제작되고, 또 나선형에 의한 분리판 구조를 다단으로 반복되게 성형하여 보다 완전한 열교환이 이루어진 후 온수를 얻어지게 하는 것이다.

즉, 플렌지들의 사이로 나선형의 형태를 갖는 분리판들을 각각 기밀이 유지토록 한 상태로 다단 설치하여 가장 상단과 하단에 입구와 출구들이 4개의 배관으로 각각 설치하는데, 그 이유는 제2도에서 보는 바와같이 일측(도면에서는 상부)으로는 외부로 부터 뜨거운 폐수가 유입되게 하는 입구와, 열교환이 이루어 배출되는 정수 출구가 형성되고, 또 타측(도면에서는 하부)으로는 차거운 정수가 유입되는 입구와, 유입된 폐수가 배출토록 하는 출구가 각각 형성되어, 폐수통로와 정수통로가 상호 분리된 상태에서 정상적인 순환이 이루어지기 때문이다.

그리고, 입구를 통해 유입된 뜨거운 폐수 및 정수는 상호 반대측으로 열교환기 본체내로 순환되며 열교환작용을 하게 되는 데, 플렌지로 구분된 각 열교환실에서 나선 형태의 분리판 양측을 교차하며 열교환을 마친 폐수 및 정수는 다음의 열교환실로 공급하기 위해 뚫어진 통로를 통해 이동되는 과정을 반복하며 전체적으로 긴 순환로를 거치게 되는 것이다.

따라서, 폐수 입구측에는 가장 높은 온도로 유입되고, 이의 타단에서 유입되는 정수는 가장 차거운 온도로 유입되어 상호 교차되며 정수의 출구측에 근접된 위치에서 이 정수가 폐수와 근접된 온도로 상승되어 온수를 얻을 수 있도록 하는 것이며, 또 폐수의 출구측에서는 이와 같은 차거운 정수의 열교환에 의해 상대적으로 온도를 빼았겨 낮어진 온도에 의해 유입되는 정수와 근접된 차거운 온도로 배출되는 것을 반복하는 것에 의해 폐수를 이용한 온수사용이 가능케 하는 바, 이는 통상적이다.

이와 같은 구성과 작용효과를 갖는 종래 열교환기의 가장 큰 단점은 상기 나선형으로 각 열교환실에 권회되는 형태로 설치되는 분리판을 경계로 일측에는 폐수, 즉 온수가 나선형을 따라 순환되고, 그 일측에는 정수가 역방향으로 순환하게 되는 데, 이 순환로의 가장 외측을 제외한 중간부위의 통로에는 온수와 이 온수로 부터 열을 전달받기 위한 정수가 각각 교호로 순환되므로, 결과적으로 이 정수의 양측에는 비교적 폐수의 유입구측에서 부터 접된 순환 거리로 높은 열을 보유한 온수와, 또 이 위치를 지나쳐 원주길이 만큼 정수와 접하며 계속된 열교환으로 차거운 정수에 열을 이미 빼앗겨 그 온도가 비교적 낮은 온수가 각각 순환되므로, 이 중앙을 통과하며 온도 상승을 필요로 하는 정수는 폐수로 부터 비교적 높은 쪽의 온도와, 낮은 쪽의 온도를 함께 전달받는 것이다.

그러므로, 열을 필요로 하는 정수의 일측에는 이 정수보다 높은 열을 보유하는 폐수가 열교환을 이루며 순환되고, 또 타측면에는 열교환 시간이 비교적 길게 되어 그 사이에 위치되는 정수의 온도보다는 다소 낮은 폐수, 즉 온수가 통과되어 이 정수는 양측의 열을 함께 전달받게 되는 것이다.

이 결과로 정수는 낮은 쪽 온수의 열전달로 인해 비교적 느린 온도상승을 가지게 되며, 전체적으로 그 효율이 낮아지게 되는 폐단이 있었던 것이다.

본 고안의 목적은 보다 열효율이 높은 상태로 폐수에 근접된 온도의 배출온도를 얻을 수 있는 열교환기를 제공하는 데 있다.

이하 본 고안을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 외주면으로 부터 중심을 향해 나선으로 감겨지는 분리판(2)의 사이로 폐수통로(3)와 정수통로(4)가 구분되게 형성토록 하여, 그 상부면과 하부면을 막혀지게 하는 막힘판(1)들을 플렌지(8)들의 사이로 위치시켜 이에 뚫어지는 통과공(5a)(6a)들로 온수 및 정수가 순환되어 다단으로 열교환실(10)을 반복 성형되는 본체(7)의 상부로는 폐수입구(5)와 정수출구(6')를, 그리고 하부에는 정수입구(6)와 폐수출구(5')를 각각 접속시켜 양측에서 유입되는 높은 열의 온수와 낮은 열의 정수가 상기 분리판(2)들의 양측면에서 교차되며 열교환토록 하는 통상의 것에 있어서, 상기 폐수통로(3)와 정수통로(4)가 권회되는 다음 피치의 사이로 열차단부(20)가 형성됨을 특징으로 한다.

상기 본체(7)는 그 양측에서 높은 열을 보유하는 폐수와 낮은 열의 정수를 교차되게 진입토록 하여, 그 내부에서 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기를 구성하는 몸체이다.

제1도는 본 고안에 의한 열교환기(7)의 전체 형상을 일예로 도시한 전체 사시도로서, 장볼트(23)들을 플렌지(8)들의 사이로 통과하여 너트와 나사결합하는 것에 의해 다단의 플렌지(8)들 사이로 막힘판(1)들과 분리판(2)들이 기밀을 유지한 상태로 형태를 이루도록 한다.

수개의 플렌지(8)들로 다수개 동일구조로 각 막힘판(1)들의 사이로 분리판(2)을 나선으로 설치하여 그 사이로 일측에는 온수가, 타측면에는 정수가 통과되며 열교환이 이루어지도록 하는 열교환실(10)을 복수개로 구비하여 긴 거리에 걸쳐 온수와 정수가 교차되며 완전한 열교환이 이루어지도록 한다.

따라서, 각 열교환실을 이루어지도록 하기 위하여 제4도에서 보는 바와 같이 이 막힘판(1)들에는 플렌지(8)들과 일치되는 위치에 2개의 통과공(5a)(6a)을 상, 하로 각각 형성하여 정수와 온수가 분리되게 각각 상, 하의 열교환실(10)로 통할 수 있토록 한다.

상기 통과공(5a)(6a)들의 설치위치는 그 상, 하로 반복 위치되는 다른 열교환실(10)과 폐수통로(3) 및 정수통로(4)가 일치되어 이 정수 및 폐수가 혼합되지 않도록 항시 일치된 통로로만 흐를 수 있도록 한다.

이 열교환기 본체(7)의 상부면에는 제2도에서 보는 바와 같이 폐수입구(5)와 정수출구(6')를 접속하고, 그 저면에는 정수입구(6)와 폐수출구(5')를 각각 형성하여, 열교환기(7)을 통과하는 폐수와 정수가 인입, 또는 배출되며 상호 열교환토록 한다.

그리고, 그 양을 조절하기 위한 밸브체(21)와 압력을 감지하기 위한 압력게이지(22)들을 각 입구와 출구들 배관에 설치하는 것이 좋다.

상기 플랜지(8)들의 사이로 중앙으로 부터 외부를 향하도록 (또는 외측에서 중앙를 향하도록)나선형으로 감겨지는 분리판(2)들에 의해 폐수통로(3)와 저수통로(4)가 연접되게 형성됨을 제3도에서 볼 수 있다.

따라서, 예로서 상부의 폐수입구(5)가 중앙으로 설치되는 경우에 인입된 뜨거운 온도의 폐수는 나선형의 분리판(2)을 따라 중앙으로 차츰 외측으로 유도되고, 다음의 하부로 형성된 폐수통(3)의 위치에서 상호 통하도록 트여진 출구로 낙하되어, 다시 내측으로 안내되는 방법을 반복하여, 폐수통로(3)를 따라 가장 하부에 위치된 폐수용 통과공(5a)로 배출된다.

그리고, 하부의 정수입구(6)로 부터 인입된 비교적 차거운 온도의 정수는 상기 폐수통로(3)와 분리판(2)을 사이로 두고 연접된 상태로, 교차되는 방향으로 상기 폐수의 이동 순환로와는 역으로 진행되며, 가장 상부면의 플렌지(8)중앙에 형성된 정수출구(6')로 배출되어 열교환된 온수를 사용토록 하는데, 이와 같은 방법으로 진행된 폐수와 정수는 상호 열교환이 진행되는 열전달 순서는 가장 하부의 위치에서 열교환으로 가장 온도가 낮은 폐수출구(5')의 일측으로 유입된 새로운 정수가 차츰 열전달 되어, 최후 배출되는 정수는 폐수의 입구와 연접되므로서, 이와 유사한 온도를 갖도록 하는 것은 종래와 동일하다.

본 고안에서 가장 중요한 구성상의 특징인 제3도에서 보는 바와 같이 분리판(2)에 의해 연접되어 나선형으로 진행되는 폐수통로(3)와 정수통로(4)의 다음피치 사이로 열차단부(20)를 형성하여, 서서히 순차적인 가열효과를 갖도록 하는데 있다.

즉, 상호 열교환이 이루어져야 하는 폐수통로(3)와 정수통로(4)는 그 사이로 분리판(2)을 형성하여 양측에서 열전달이 가능토록 하고, 다음의 위치로 동일한 구성으로 나선형으로 위치되는 폐수통로(3)와 저수통로(4)의 내측에 열차단부(20)를 형성하여, 가장낮은 온도의 열을 전달받는 정수통로(4)가 다음의 위치에 좀더 높은 온도를 유지하는 폐수통로(3)와는 분리되게 하여 순차적인 가열이 이루어지게 한다.

이러한 구성으로 단위 피치사이에 열차단부(20)를 형성하게 되면, 항시 해당순서의 온도만을 점차적으로 전달받으며, 열교환이 이루어지는 결과로 배출되는 정수가 유입되는 가장 높은 온도의 폐열에 의해 높는 온도로 가열되어 사용토록 하는 것이다.

상기 열차단부(20)는 폐수통로(3)와 폐수통로(4)사이로 일정한 거리를 유지토록하는 공간만을 유지토록 하여 직접적인 열전달이 차단토록 하여도 순차적인 열교환효과를 갖게 되는 것인데, 상기 공간에 단열재를 충전시키는 방법이 보다 효과적인 열교환방법이 된다.

상술한 바와 같은 본 고안은 각종 산업체에서 배출되는 뜨거운 폐수를 높은 열효율로 재활용하여, 식수나 기타의 용도로 온수를 사용토록 하는 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims (3)

1. 외주면으로 부터 중심을 향해 나선으로 감겨지는 분리판(2)의 사이로 폐수통로(3)와 정수통로(4)가 구분되게 형성토록 하여, 그 상부면과 하부면을 막혀지게 하는 막힘판(1)들을 플렌지(8)들의 사이로 위치시켜 이에 뚫어지는 통과공(5a)(6a)들로 온수 및 정수가 순환되어 다단으로 열교환실(10)을 반복 성형되는 본체(7)의 상부로는 폐수입구(5)와 정수출구(6')를, 그리고 하부에는 정수입구(6)와 폐수출구(5')를 각각 접속시켜 양측에서 유입되는 높은 열의 온수와 낮은 열의 정수가 상기 분리판(2)들의 양측면에서 교차되며 열교환토록 하는 통상의 것에 있어서, 상기 폐수통로(3)와 정수통로(4)가 권회되는 다음 피치의 사이로 열차단부(20)가 형성됨을 특징으로 하는 폐열을 이용한 열교환기.
2. 제1항에 있어서, 상기 열차단부(20)는 빈 공간이 유지토록 함을 특징으로 하는 폐열을 이용한 열교환기.
3. 제1항에 있어서, 상기 열차단부(20)는 단열재로 채워지게 함을 특징으로 하는 폐열을 이용한 열교환기.