KR101676853B1

KR101676853B1 - 로터리식 열교환기

Info

Publication number: KR101676853B1
Application number: KR1020150117493A
Authority: KR
Inventors: 남철
Original assignee: 영진이엔티 주식회사
Priority date: 2015-08-20
Filing date: 2015-08-20
Publication date: 2016-11-18

Abstract

본 발명은 로터리식 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오염된 실내공기가 로터리식 전열교환소자를 통과하는 과정에서 외기가 공급되는 급기부로 누설되는 것을 효과적으로 차단하여 열교환 성능 저하를 방지한 로터리식 열교환기에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명의 로터리식 열교환기는 사각틀 형상의 하우징; 하우징에 내설되어 회전하면서 흡입되는 외기와 배출되는 내기를 열교환시키는 로터; 하우징과 로터 사이의 틈새를 차단하여 내기 또는 외기가 누설되는 것을 방지하는 틈새누설방지수단; 포함하되, 상기 틈새누설방지수단은 하우징 내측에 체결편에 고정되는 차단판과, 상기 차단판의 선단부에 결합되어 로터의 외주면에 밀착되는 차단부재로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

로터리식 열교환기{Rotary Heat Exchanger}

본 발명은 오염된 실내공기가 로터리식 열교환기를 통과하는 과정에서 외기가 공급되는 급기부로 누설되는 것을 효과적으로 차단하여 열교환 성능 저하를 방지한 로터리식 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 열회수형 환기장치는 냉난방 환기 시 외부로 빼앗기는 열에너지를 다시 회수하여 실내에 공급하는 전열 교환(air to air)방식의 열회수 환기 시스템(배기와 급기 간의 현열교환 및 잠열교환을 통해 실내의 급격한 온도변화를 방지하면서 실내의 습도를 일정범위 내로 유지함)으로 최근 각종 건축물에 대한 환기와 에너지 절약의 증대로 인해 아파트, 빌라 등과 같은 공동주택이나 다중이용시설인 병원, 도서관, 지하상가 등에 사용된다.

이러한 열회수형 환기장치는 열교환기의 설치 방법에 따라 판형과 회전형(이하, 로터리식 열교환기라 함)으로 구분한다.

상기 로터리식 열교환기는 배기와 급기의 대향 흐름에 의하여 열전소자가 설치된 로터가 프레임 내에서 회전하는 형태로 뛰어난 열교환 성능으로 인해 에너지 회수 측면에서 유리하여 그 활용도가 확대 되고 있는실정이다.

도 1은 종래의 로터리식 열교환기를 나타낸 것으로, 사각틀 형상의 프레임(1) 내부공간에 배출되는 내기와 흡입되는 외기를 열교환 시키기 위한 열전소자(이하, “로터”로 명칭함)가 회전 가능하게 장착된다. 프레임(1)에는 로터(3)의 양측만이 외부에 노출되도록 그 주위를 차폐시키는 커버(2)가 착탈 가능하게 설치되고, 이 커버(2)의 양측 개구에는 내기와 외기의 흐름을 구획하여 양자가 상대편으로 유입되는 것을 방지하는 분리대(4)가 대향되게 설치되며, 프레임(1)의 일측에는 모터(5)가 설치되어 로터(3)와 벨트(6) 등에 의해 전동 가능하게 연결 구성된다.

그러나 종래와 같은 로터리식 열교환기는 프레임과 로터 사이의 틈새를 통하여 급기팬 및 배기팬의 작동시 내기 및 외기가 완전히 차단되지 못하고 프레임과 로터 사이의 틈새로 누설되는 문제와, 배출되는 내기 일부가 로터를 통과하는 과정에서 외기팬의 간섭에 의해 누설되어 급기되는 외기를 오염시켜 열교환 성능을 저하시키는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해 대한민국 등록특허공보 제10-0686546호에는 ㄴ형태이며 양측단 중앙을 따라 길이방향으로 삽입홈이 절개되는 밀폐고무 가이드의 일측 삽입홈에 상기 밀폐고무가 장착된 상태로 로터에 접촉되고, 상기 밀폐고무 가이드의 타측 삽입홈에는 커버의 일측단이 장착된 전열교환기의 로터 밀폐고무 설치구조를 개시한 바 있으나, 이와 같이 단순히 밀폐고무를 로터의 양단부에 각각 접촉시키는 구조만으로는 프레임과 로터 사이 틈새를 완전히 차단하기가 불가능하며, 내기가 로터를 통과 과정에서 외기팬의 간섭에 의해 누설되어 외기를 오염시키는 문제는 전혀 해소하지 못해 환기능력이 저하되는 문제점이 있다.

KR 10-0686546 B1 (2007. 02. 26)

이에 본 발명에서는 상기한 종래 기술의 제반 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서, 로터리식 열교환기를 구성하는 하우징과 로터 사이 틈새를 차단하여 내기 또는 외기가 누설되는 것을 방지하고, 내기가 로터를 통과하는 과정에서 외기팬의 흡입력에 의해 급기부로 누설되는 내기를 흡입하여 배기부로 배출되도록 구성함으로써 환기능력 및 열교환 성능이 향상된 로터리식 열교환기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 사각틀 형상의 하우징; 하우징에 내설되어 회전하면서 흡입되는 외기와 배출되는 내기를 열교환시키는 로터; 하우징과 로터 사이의 틈새를 차단하여 내기 또는 외기가 누설되는 것을 방지하는 틈새누설방지수단; 포함하되, 상기 틈새누설방지수단은 하우징 내측에 체결편에 고정되는 차단판과, 상기 차단판의 선단부에 결합되어 로터의 외주면에 밀착되는 차단부재로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 틈새누설방지수단은 로터에 차단부재가 긴밀히 삽입되는 형태로 차단구조를 형성토록 차단홈이 형성된 외주캡이 구비되어 로터의 외주면에 장착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 외기가 공급되는 로터의 급기부로 오염된 내기가 누설되는 것을 방지하기 위한 내기누설흡입유닛을 더 포함하되, 상기 내기누설흡입유닛은 외기가 통과되는 로터의 전단부에 돌출 형성되어 누설되는 내기를 흡입하는 수직흡입관과, 상기 수직흡입관의 상/하단 어느 한쪽에 하우징 내측으로 내입 연결되는 배출관과, 상기 배출관에 연결되되 로터의 후단부 배기부측에 위치되도록 연결되는 배출구와, 상기 배출구를 개폐시키는 개폐댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면, 하우징과 로터 사이 틈새를 틈새누설방지수단에 의해 차단 시키고, 급기부로 누설되는 내기를 흡입하여 배기부로 정상 배출시키는 내기누설흡입유닛을 구성하여 로터리식 열교환기의 누설에 의한 단점을 완전히 해소하여 외기를 신선한 공기로 실내에 공급하는 공기청정능력 및 실내의 오염된 공기를 실외로 배출시키는 환기 능력이 향상된다.

따라서 로터리식 열교환기의 열교환 성능을 한층 향상시켜 품질을 높히는 효과를 제공한다.

도 1은 종래의 로터리식 열교환기를 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터리식 열교환기를 보인 분리사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터리식 열교환기의 전단부를 보인 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터리식 열교환기의 후단부를 보인 사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터리식 열교환기의 장착상태를 보인 사시도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터리식 열교환기의 작용을 보인 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이러한 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐,이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 통상의 기술자에게는 당연할 것이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터리식 열교환기를 보인 분리사시도를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터리식 열교환기의 전단부를 보인 사시도를 나타낸 것이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터리식 열교환기의 후단부를 보인 사시도를 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 로터리식 열교환기(100)는 사각틀 형상의 하우징(10); 하우징(10)에 내설되어 회전하면서 흡입되는 외기와 배출되는 내기를 열교환시키는 로터(20); 하우징(10)과 로터(20) 사이의 틈새를 차단하여 내기 또는 외기가 누설되는 것을 방지하는 틈새누설방지수단(30); 급기부로 오염된 내기가 누설되는 것을 방지하기 위한 내기누설흡입유닛(40)으로 구성된다.

하우징(10)은 사각틀 형상의 프레임(11)이 구비되고, 전/후단부에 내기 및 외기의 유동 경로를 위한 중공부(12)가 관통되며, 프레임(11)의 전/후단부 중앙에 내기와 외기의 흐름을 구획하면서 로터(20)가 회전 가능하도록 장착을 위한 구획지지대(13)가 형성된다.

상기 프레임(11)은 로터의 장착이 용이하도록 2등분 또는 4등분의 다수프레임(11a,11b,11c,11d)로 분할 형성되어 카세트와 같이 조립하도록 형성되며, 로터(20)를 장착시 중공부(12)를 통해 로터(20)의 전/후단부만 노출 시키고 밀폐구조를 형성하게 된다.

로터(20)는 열전소자로 이루어져 하우징(10) 내측에서 회전 가능하도록 내설되며, 프레임(11)의 전/후단부 구획지지대(13) 사이에 축설되며, 구동모터(M)와 연결되어 회전하면서 유동하는 내기와 외기에 대해 열교환시키게 된다.

틈새누설방지수단(30)은 하우징(10) 내측부와 로터(20) 사이 틈새를 차단하여 내기 또는 외기가 누설되는 것을 방지하기 하게 된다.

이러한 틈새누설방지수단(30)은 하우징(10) 내측에 고정되는 차단판(31)이 형성되고, 상기 차단판(31)의 선단부에 차단부재(32)가 형성된다.

그리고, 하우징(10)에는 차단판(31)이 끼움식으로 결합되어 고정 시키도록 프레임(11) 내측 모서리에 고정홈을 형성하는 체결편(33)이 다수 형성되며,

로터(20)에는 로터(20)의 외주면에 차단부재(32)가 긴밀히 삽입되는 형태로 차단구조를 형성토록 차단홈(34a)이 형성된 외주캡(34)이 구비되어 로터(20)의 외주면에 장착된다.

상기 차단판(31)은 하우징(10) 내측에서 중공부(12)와 로터(20) 사이 틈새로 누설되는 내기와 외기를 효과적으로 차단시키도록 판상체로 형성되되, 일단부에서 내측으로 로터(20)의 원형 형상에 대응하도록 오목부(31a)가 형성되며, 상기 오목부(31a)에는 차단부재(32)가 긴밀이 결합되는 체결홈(31b)이 형성된다.

상기 차단부재(32)는 오목한 반구형상으로 후단부는 차단판(31)의 체결홈(31b)에 결합되며 선단부는 로터(20)의 외주면에 밀착되어 누설되는 내기 또는 외기를 차단시키게 된다.

그리고, 상기 차단부재(32)는 탄성 및 유연성이 부여되어 로터(20)의 회전에 방해가되지 않도록 고무, 실리콘 등의 연질 소재로 이루어진다.

이와 같은 틈새누설방지수단(30)은 체결의 용이성을 위해 한 쌍으로 분할 구성되어 하우징(10) 및 로터(20)의 양측 또는 상하에서 결합하게 된다.

내기누설흡입유닛(40)은 외기가 통과되는 로터(20)의 전단부에 수직흡입관(41)이 돌출 형성되고, 상기 수직흡입관(41)의 상/하단 어느 한측에 배출관(42)이 연결되되 배출구(43)가 로터(20)의 후단부 배기부측에 위치되도록 하우징(10) 내측으로 내입 설치되며, 상기 배출구(43)를 개폐시키는 개폐댐퍼(44)가 설치되되, 자동 개폐가 가능하도록 모터와 연결된다.

상기 수직흡입관(41)은 급기덕트측의 로터(20)의 전단부 구획지지대(13)의 측방에 설치되며, 로터(20)에 밀착되는 접촉면이 개구되어 외기의 유동경로로 누설되는 내기를 용이하게 흡입하게 된다.

이와 같은 내기누설흡입유닛(40)은 개폐댐퍼(44)가 개방된 상태에서 배기팬의 동작유무에 따라 급기부(SA)로 누설되는 내기를 수직흡입관(41)을 통해 흡입되도록 하여 배기부(EA)로 정상적으로 배출하여 오염된 내기가 외기에 포함되어 다시 실내로 급기되는 것을 방지하게 된다.

이와 같은 본 발명의 로터리식 열교환기(100)의 작용에 의하면,

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터리식 열교환기의 장착상태를 보인 사시도를 나타낸 것이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로터리식 열교환기의 작용을 보인 도면을 나타낸 것이다.

열회수형 환기장치(200)에 설치시, 하우징(10)과 로터(20) 사이 틈새를 틈새누설방지수단(30)이 차단하도록 함으로써 하우징(10)과 로터(20) 사이 틈새를 통해 내기 또는 외기의 누설을 완전히 차단시켜 방지할 수 있게 된다.

즉, 틈새누설방지수단(30)이 로터를 감싸도록 장착된 외주캡(34)의 차단홈(34a)에 차단부재(32)가 긴밀히 삽입되어 밀착되는 구조를 통해 누설을 완전히 차단시키게 된다.

또한 내기누설흡입유닛(40)에 의해 급기팬(P1) 또는 배기팬(P2)의 작동시 오염된 내기가 로터(20)를 통과하는 과정에서 급기팬(P1)의 흡입력에 의해 일부 내기가 급기부(SA)측으로 누설되어 신선한 외기가 오염되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

즉, 배기부(EA)측에 위치되는 배출구(43)의 개폐댐퍼(44)를 개방하게 되면 배기팬(P2)의 흡입력에 의해 수직흡입관(41)으로 누설되는 내기가 흡입됨에 따라 외부로부터 공급되는 외기에 오염된 내기가 포함되어 급기되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

이에 따라 본 발명의 로터리식 열교환기(100)는 내기 또는 외기의 누설을 효과적으로 방지함으로써 환기의 능력은 물론 열교환 성능을 더욱 향상시키게

한편, 본 발명의 로터리식 열교환기(100)를 열회수형 환기장치(200)에 설치시 환기되는 내기의 오염농도를 측정하는 감지센서(50)를 설치하여 감지센서(50)에 의해 감지되는 내기의 오염수치가 일정(PPM)이 되면 개폐댐퍼(44)를 개방할 수 있도록 내기누설흡입유닛(40)이 감지센서(50)에 의해 제어되도록 구성할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이며, 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정해지는 것이 아니라, 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.

200:열회수형 환기장치
100: 로터리식 열교환기
10:하우징
11:프레임 11a,11b,11c,11d:다수프레임 12:중공부 13:구획지지대
20:로터
30:틈새누설방지수단
31:차단판 32:차단부재 33:체결편 34:외주캡
31a:오목부 31b:체결홈
40:내기투설흡입유닛
41:수직흡입관 42:배출관 43:배출구 44: 개폐댐퍼
50:감지센서
P1:급기팬 P2:배기팬

Claims

사각틀 형상의 하우징(10);
하우징(10)에 내설되어 회전하면서 흡입되는 외기와 배출되는 내기를 열교환시키는 로터(20);
하우징(10)과 로터(20) 사이의 틈새를 차단하여 내기 또는 외기가 누설되는 것을 방지하도록 하우징(10) 내측에 체결편(33)에 고정되는 차단판(31)과, 상기 차단판(31)의 선단부에 결합되어 로터(20)의 외주면에 밀착되는 차단부재(32)로 형성된 틈새누설방지수단(30);
외기가 공급되는 로터(20)의 전단에 설치되어 급기부(SA)로 오염된 내기가 누설되는 것을 방지하는 내기누설흡입유닛(40);이 포함되며,
상기 내기누설흡입유닛(40)은 외기가 통과되는 로터(20)의 전단부에 돌출 형성되어 누설되는 내기를 흡입하는 수직흡입관(41)과, 상기 수직흡입관(41)의 상/하단 어느 한쪽에 하우징(10) 내측으로 내입 연결되는 배출관(42)과, 상기 배출관(42)에 연결되되 로터(20)의 후단부 배기부(EA)측에 위치되도록 연결되는 배출구(43)와, 상기 배출구(43)를 개폐시키는 개폐댐퍼(44)로 구성된 것을 특징으로 하는 로터리식 열교환기.
제 1항에 있어서,
상기 틈새누설방지수단(30)은 로터(20)에 차단부재(32)가 긴밀히 삽입되는 형태로 차단구조를 형성토록 차단홈(34a)이 형성된 외주캡(34)이 구비되어 로터(20)의 외주면에 장착되는 것을 특징으로 하는 로터리식 열교환기.
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