KR101726268B1 - 폐열 회수 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 폐열 회수 장치는 발열 장치에 의해 생성된 배기가스를 통과시키는 가스 통로부; 외부로부터 유입된 급수를 통과시키는 급수 통로부; 가스 통로부와 급수 통로부 사이에 위치하여 배기가스의 열을 급수로 전달하는 복수개의 열 교환부; 및 복수개의 열 교환부의 사이를 통과하는 배기가스를 열 교환부에 유도하도록 가스 통로부 내에 횡방향으로 배치되는 복수개의 열전달촉진부재를 포함한다. 이때, 열전달촉진부재는 판 형상으로 형성되되, 복수개의 산부와 복수개의 골부를 이루도록 절곡되게 형성된다.

Description

폐열 회수 장치{APPARATUS FOR RECOVERING WASTE HEAT}
본 발명은 폐열 회수 장치에 관한 것이다.
폐열 회수 장치는 보일러 등에서 배출되는 가스의 폐열을 이용하고자 배기 가스가 배출되는 방향에 장착되어 배기 가스의 폐열을 흡수함으로써 저온의 급수를 고온의 급수로 바꾸는 장치이다.
종래의 폐열 회수 장치는 고온의 배기 가스가 통과하는 가스 통로와 저온의 급수가 통과하는 급수 통로를 포함하며, 열 교환기, 예를 들어 히트파이프가 가스 통로와 급수 통로에 모두 위치하도록 배치되었다. 따라서, 열 교환기를 통하여 고온의 배기 가스에 포함된 열 에너지를 저온의 급수로 전달되었다.
이러한 폐열 회수 장치에서의 열 에너지의 전달이 충분히 수행되기 위해서, 열 교환기는 가스에 포함된 열 에너지를 되도록 많이 흡수해야 하고, 흡수한 열 에너지를 급수로 최대한 많이 배출해야 한다.
즉, 배기 가스가 자신의 열 에너지를 최대한 많이 열 교환기로 전달하고, 급수가 열 교환기에 의해 전달된 열 에너지를 최대한 많이 전달 받을 때, 폐열 회수 장치가 바람직한 열 회수 효율을 갖는다.
도 1은 종래의 폐열 회수 장치의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 선행기술인 한국등록특허 제10-0862946호(발명의 명칭: 폐열 회수 장치)는 배기가스를 통과시키는 가스 통로부(134), 제1온도의 급수를 유입하여 제1온도 보다 높은 제2온동의 급수를 유출하는 급수 통로부(135), 가스 통로부(134)와 급수 통로부(135) 사이에 위치하는 적어도 하나의 열 교환부(133)를 포함하며, 증기 보일러에서 배출되는 가스에 포함된 열 에너지를 회수하는 장치에 대해 개시하고 있다.
그러나, 종래의 폐열 회수 장치는 가스 통로부(134)로 유입된 많은 양의 배기가스가 열 교환부(133)의 사이의 공간으로 통과함에 따라 열 교환부(133)에 접촉하는 시간이 짧다는 문제점이 있었다. 이로 인해, 기존의 폐열 회수 장치는 배기가스의 현열 및 잠열의 회수율이 낮아 열 전달이 효율적으로 수행되지 않는 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배기가스의 열을 열 교환부에 전달하도록 가스 통로부 내에 횡방향으로 배치되는 열전달촉진부재를 이용하여 열 교환을 효율적으로 수행할 수 있는 폐열 회수 장치를 제공하고자 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치는 발열 장치에 의해 생성된 배기가스를 통과시키는 가스 통로부; 외부로부터 유입된 급수를 통과시키는 급수 통로부; 가스 통로부와 급수 통로부 사이에 위치하여 배기가스의 열을 급수로 전달하는 복수개의 열 교환부; 및 복수개의 열 교환부의 사이를 통과하는 배기가스를 열 교환부에 유도하도록 가스 통로부 내에 횡방향으로 배치되는 복수개의 열전달촉진부재를 포함한다. 이때, 열전달촉진부재는 판 형상으로 형성되되, 복수개의 산부와 복수개의 골부를 이루도록 절곡되게 형성된다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 열전달촉진부재에 접촉한 배기가스의 열을 열 교환부로 간접적으로 전달할 수 있어 종래의 열 교환부 사이의 공간으로 새어나가던 배기가스의 열까지도 효과적으로 회수할 수 있다.
더불어, 열 교환부의 표면에서 발생한 응축수를 하부에 위치한 열 교환부에 떨어지는 것을 방지하며 배출할 수 있어, 열 회수 효율의 저하를 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 폐열 회수 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치의 횡단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치의 종단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본발명의 일 실시예에 따른 열 교환부의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달촉진부재의 전개도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달촉진부재의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달촉진부재의 측면도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치의 횡단면을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치의 종단면을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본발명의 일 실시예에 따른 열 교환부의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달촉진부재의 전개도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달촉진부재의 정면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달촉진부재의 측면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 폐열 회수 장치는 발열 장치에 의해 생성된 배기가스를 통과시키는 가스 통로부(10), 외부로부터 유입된 급수를 통과시키는 급수 통로부(20), 가스 통로부(10)와 급수 통로부(20) 사이에 위치하여 배기가스의 열을 급수로 전달하는 복수개의 열 교환부(30) 및 복수개의 열 교환부(30)의 사이를 통과하는 배기가스를 열 교환부(30)로 유도하도록 가스 통로부(10) 내에 횡방향으로 배치되는 복수개의 열전달촉진부재(40)를 포함한다.
즉, 본 발명의 폐열 회수 장치는 열전달촉진부재(40)를 통하여 열 교환부(30)의 사이로 빠져 나가던 배기가스를 열 교환부(30)로 유도하는 바, 폐열 회수율을 증가시킬 수 있다.
열전달촉진부재(40)에 대한 설명은 도 5 내지 도 7을 참조하여 이후에 자세히 설명하도록 한다.
도2 및 도 3을 참조하면, 가스 통로부(10)는 내부 유닛(101), 가스 유입부(102), 가스 배출부(103), 응축수 배출구(11), 배기가스 가이드부(12) 및 댐퍼(13)를 포함한다.
내부 유닛(101)은 가스 통로부(10)를 형성하도록 사각형으로 형성될 수 있으며, 가스 유입부(102)를 통해 유입된 배기가스를 통과시킬 수 있다. 이때, 내부 유닛(101)은 스테인레스 등의 부식되지 않는 재질로 이루어질 수 있다.
가스 유입부(102)는 외부의 발열 장치, 예를 들어 보일러에 의해 생성된 배기가스를 유입하고, 가스 배출부(103)는 가스 통로부(10)를 통과한 배기가스를 배출한다. 또한, 가스 배출부(103)의 면적은 가스 유입부(102)의 면적보다 작으며, 이로 인해 보다 더 많은 양의 배기가스의 열 에너지가 열 교환부(30)에 의해 흡수될 수 있다. 즉, 배기가스가 가스 유입부(102)로부터 가스 배출부(103)로 이동할 때 가스 배출부(103) 부근에서 병목 현상이 발생하고, 이러한 병목 현상에 의해 배기가스가 폐열 회수 장치에 보다 더 장시간 머무르게 되면서 열 교환부(30)는 배기가스의 열 에너지를 보다 더 많이 흡수할 수 있다.
응축수 배출구(11)는 내부 유닛(101)의 하단에 위치하여 배기가스의 잠열 회수에 따라 액체 상태가 된 응축수를 배출시킬 수 있다. 배기가스에 의해 열 교환부(30)의 표면에서 발생하는 응축수에 대한 설명은 후술하기로 한다.
배기가스 가이드부(12)는 내부 유닛(101)의 하단의 가스 유입부(102)에 위치하여 배기가스가 가스 통로부(10)의 둘레 영역으로 유입되도록 할 수 있다. 또한, 배기가스 가이드부(10)는 가스 통로부(10)의 중심에서 둘레를 향하여 경사를 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 배기가스 가이드부(12)는 가스 통로부(10)로 유입되는 배기가스를 가스 통로부(10)의 둘레 영역으로 분산시킬 수 있다. 이로 인해, 배기가스는 다양한 방향으로 가스 배출부(103)를 향해 이동될 수 있으며, 가스 배출부(103)로 직진하여 이동하는 경우보다 더 오랜 시간 동안 가스 통로부(10)에 체류할 수 있다.
따라서, 배기가스가 기존의 배기가스 통로의 중심에서 빠르게 흐르고, 둘레에서 느리게 흐르던 문제를 해결하며 배기가스를 가스 통로부(10)의 전체로 균등하게 분포시킬 수 있어, 열 교환부(30)로 전달되는 배기가스의 열 에너지를 증가시킬 수 있다.
댐퍼(13)는 내부 유닛(101)의 상단의 가스 배출부(103)에 위치하여 가스 통로부(10)의 내압을 조절할 수 있다. 댐퍼(13)는 가스 통로부(10)의 내압이 기설정된 값을 초과할 경우, 배기가스를 배출함으로써 내압을 조절할 수 있다.
구체적으로, 급수 통로부(20)는 외부 유닛(201), 급수 유입부(21) 및 급수 배출부(22)를 포함한다.
외부 유닛(201)은 급수 통로부(20)를 형성하도록 사각형으로 형성될 수 있으며, 내부 유닛(101)의 면적보다 더 넓은 면적을 가지며, 내부 유닛(101)을 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다.
급수 유입부(21)는 외부 유닛(201)의 상부 모서리 각각에 복수개 위치하며 외부로부터 저온의 급수를 유입할 수 있다. 또한, 급수 배출부(22)는 외부 유닛(201)의 하부 모서리 각각에 복수개 위치하며 유입된 급수를 통과시킬 수 있다. 또한, 폐열 회수 장치가 작동될 경우, 급수 통로부(20)는 유입한 급수보다 높은 온도를 갖는 급수를 외부로 배출할 수 있다. 즉, 급수 유입부(21)로부터 유입된 급수는 급수 통로부(20)를 통과하면서 열 교환부(30)로부터 열을 흡수하여 급수 배출부(22)로 배출될 수 있다.
일 예로, 도 2에 도시된 바와 같이, 급수 유입부(21)는 각 모서리에 배치되도록 바람직하게, 4개가 구비될 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 급수 유입부(21)의 하단에는 직각으로 절곡된 형태의 토출구(211)가 형성될 수 있다. 이때, 토출구(211)는 노즐 형태로 형성될 수 있다. 또한, 각 모서리에 배치된 각각의 급수 유입부(21)의 토출구(211)는 시계 방향 또는 반 시계 방향을 향하도록 배치될 수 있다. 따라서, 토출구(211)에 의해 와류가 발생하여 유입된 급수가 열 교환부(30)에 균일하게 접촉하며 접촉력이 증가될 수 있다.
본 발명의 폐열 회수 장치는 내부 유닛(101) 및 외부 유닛(201)을 연결하여 가스 통로부(10) 및 급수 통로부(20)에 작용하는 압력에 대응하는 기계적인 힘을 인가하는 복수개의 보강대(50)를 더 포함한다.
이러한 보강대(50)는 내부 유닛(101)과 외부 유닛(201) 사이에 배치되어 폐열 회수 장치를 지지할 수 있으며, 가스 통로부(10)및 급수 통로부(20)가 압력에 의해 변형되는 것을 방지한다. 즉, 보강대(50)는 가스 또는 급수에 의해 가스 통로부(10) 또는 급수 통로부(20)에 가해지는 압력에 대응하는 기계적인 힘을 인가하여 폐열 회수 장치의 변형을 방지할 수 있다.
일 예로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 보강대(50)는 폐열 회수 장치를 횡단면 상에서 바라볼 경우, 각 면에 바람직하게, 각각 2개씩 배치되어, 총 8개 배치될 수 있으며, 폐열 회수 장치를 종단면 상에 바라볼 경우, 상부 및 하부에 각각 8개씩 배치되어 바람직하게, 총 16개 배치될 수 있다.
도 4를 참조하면, 열 교환부(30)는 외부 용기(301), 열 흡수부(310), 열 배출부(320), 열전달매체 이동부(330) 및 열전달매체(340)를 포함한다.
열 교환부(30)는 외부 용기(301) 안쪽 면의 일부분에 열전달매체 이동부(330)를 주입하고, 열전달매체(340)를 삽입하고 감압 봉입하여 형성될 수 있다. 이때, 열전달매체 이동부(330)는 윅(wick) 및 심지의 형상일 수 있으며, 응축된 열전달매체(340)를 모세관현상에 의해 신속하게 열 흡수부(310)로 반송시킬 수 있다.
또한, 열전달매체(340)는 상호 친화력이 있고, 서로 균일하게 섞일 수 있는 2 이상의 매체로서, 바람직하게, 물, 에탄올, 메탄올, 아세톤, 암모니아, 프레온 중에서 적어도 2 이상의 매체를 포함한다. 이러한 2 이상의 매체를 이용하여 보다 더 넓은 범위의 온도에 대하여 기화 및 액화에 따른 열 전달을 수행할 수 있다.
열 흡수부(310)는 가스 통로부(10)에 위치하여 배기가스로부터 열을 흡수할 수 있고, 열 배출부(320)는 급수 통로부(20)에 위치하여 급수로 열을 배출할 수 있다.
열전달매체 이동부(330)는 열 흡수부(310)의 전체에 배치될 수 있다. 즉, 열 흡수부(310)에 위치하는 외부 용기(301)의 안쪽 면 전체를 열전달매체 이동부(330)로 배치할 수 있다. 이로 인해 열 흡수부(310)는 증발 면적이 증가하기 때문에 효과적으로 배기가스의 열을 열전달매체(340)의 증발열로 흡수할 수 있다.
열전달매체 이동부(330)는 열 배출부(320)의 하부에만 배치될 수 있다. 즉, 열 배출부(320)의 상부의 안쪽 면에는 열전달매체 이동부(330)가 배치되지 않고, 하부의 안쪽 면에만 열전달매체 이동부(330)가 배치될 수 있다. 예시적으로, 열전달매체 이동부(330)는 열 배출부의 안쪽 면의 전체 면적의 20~30%를 차지하도록 열 배출부(320)의 하부에 형성하는 것이 바람직하다. 이로 인해 열 흡수부(310)를 통하여 흡수된 증기는 열 배출부(320)의 상부에 위치한 외부 용기(301)에 직접 접촉하기 때문에 효율적으로 방열될 수 있다. 또한, 하부에 배치된 열전달매체 이동부(330)에 의해, 응축된 열전달매체(340)는 효과적으로 열 흡수부(310)로 환류될 수 있다.
열 전달 과정에 대하여 보다 상세하게 설명하면, 열 교환부(30)의 열 흡수부(310)에서 열전달매체(340)는 배기가스로부터 열을 흡수하여 기체 상태로 변화할 수 있다. 이때, 열전달매체(340)의 기화로 인하여 열 흡수부(310)와 열 배출부(320) 사이에 압력 차이가 발생하고, 이로 인해 기체 상태의 열전달매체(340)는 열 배출부(320) 측 방향으로 이동할 수 있다. 열 배출부(320)에서 기체 상태의 열전달매체(340)는 급수로 열을 방출하여 액체 상태로 변화할 수 있다. 또한, 액체 상태의 열전달매체(340)는 모세관현상 등에 의해 열전달매체 이동부(330)를 통해 열 흡수부(310) 측 방향으로 이동할 수 있다.
예를 들어, 열 교환부(30)는 열 전달 매체로서 물 및 에탄올을 포함할 수 있다. 이 경우 물의 비등점(boiling point)는 100℃ 이고, 에탄올의 비등점은 78℃ 이다. 따라서, 물은 100℃를 기준으로 기화 및 액화가 발생하며, 에탄올은 78℃를 기준으로 기화 및 액화가 발생할 수 있다.
따라서, 가스 통로부의 온도가 92℃인 경우, 열 흡수부(310)에 위치한 물은 기화하지 않으나 에탄올은 기화되어 열 배출부(320)로 이동할 수 있다. 또한, 급수 통로부의 온도가 85℃인 경우, 열 배출부(320)에 위치한 에탄올은 액화하지 않으나 물은 액화되어 열 전달 매체 이동부(330)를 통해 열 흡수부(310)로 이동할 수 있다.
이처럼 열 교환부(30)는 다양한 비등점을 갖는 2 이상의 열 전달 매체를 포함함으로써 다양한 환경에서도 효율적인 열 회수를 수행할 수 있다. 또한, 열 교환부(30)에 포함되는 2 이상의 열 전달 매체는 열 전달의 효율적인 수행을 위하여 전체 열 전달 매체에 대하여 일정한 비율, 바람직하게는 10 퍼센트(%) 이상을 차지하여야 한다.
즉, 어느 하나의 열 전달 매체가 전체 열 전달 매체에 대하여 일정 이하의 비율, 예를 들어 10 퍼센트 이하의 비율을 차지하는 경우, 해당 열 전달 매체는 열 교환부(30)에 포함된 양이 너무 적고, 이로 인해 해당 열 전달 매체의 기화 및 액화를 통해 전달되는 열의 양이 적어, 해당 열 전달 매체에 따른 열 교환은 폐열 회수 장치에서 요구하는 열 교환을 수행하기에 충분하지 않게 된다.
따라서, 열 교환부(30)에 포함되는 2 이상의 열 전달 매체는 각각 전체 열 전달 매체에 대하여 일정한 비율, 적어도 10 퍼센트(%) 이상을 차지하는 것이 바람직하다.
다시, 도 2 및 도 3을 참조하면, 열전달촉진부재(40)는 복수개의 열 교환부(30)의 사이를 통과하는 배기가스를 열 교환부(30)로 유도하도록 가스 통로부(10) 내에 횡방향으로 복수개 배치될 수 있다. 여기서, 열전달촉진부재(40)는 동판 및 알루미늄 등의 열전도율이 높은 소재로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 이러한 열전달촉진부재(40)는 판 형상으로 형성되되, 복수개의 산부(41)와 복수개의 골부(42)를 이루도록 절곡되게 형성될 수 있다.
또한, 열전달촉진부재(40)는 복수개의 삽입홀(44) 및 복수개의 배기가스 통과홀(45, 46, 47)을 포함한다. 삽입홀(44)은 산부(41)와 골부(42) 사이의 경사면에 위치하며 열 교환부(30)를 관통시킬 수 있다. 이때, 산부(41)는 골부(42) 보다 더 작은 각도로 형성될 수 있다.
일 예로, 산부(41) 및 골부(42)의 각도는 45 ˚ 내지 60 ˚일 수 있으며, 바람직하게, 산부(41)의 각도(A)는 45 ˚이고, 골부(42)의 각도(B)는 60 ˚일 수 있다. 즉, 상부에 위치한 산부(41)의 각도(A)에 비해 하부에 위치한 골부(42)의 각도(B)가 크게 형성된 열전달촉진부재(40)에 의해, 열 교환부(30)에 발생되는 응축수가 신속하게 배출될 수 있다.
또한, 배기가스 통과홀(45, 46, 47)은 삽입홀(44)에 주변을 둘러싸도록 배치되어 배기가스를 통과시킬 수 있다. 구체적으로, 배기가스 통과홀(45, 46, 47)은 산부(41)에 위치하는 제 1 배기가스 통과홀(45), 골부(42)에 위치하는 제 2 배기가스 통과홀(46) 및 제 1 배기가스 통과홀(45) 및 제 2 배기가스 통과홀(46)의 사이에 위치하는 한 쌍의 제 3 배기가스 통과홀(47)을 포함한다. 이때, 제 1 배기가스 통과홀(45)은 제 2 배기가스 통과홀(46) 보다 면적이 작게 형성될 수 있다.
일 예로, 제 1 배기가스 통과홀(45)과 제 2 배기가스 통과홀(46)의 면적비는 4:6 또는 3:7로 이루어질 수 있다. 즉, 열전달촉진부재(40)의 상부에 위치한 제 1 배기가스 통과홀(45)의 면적이 열전달촉진부재(40)의 하부에 위치한 제 2 배기가스 통과홀(46)의 면적 보다 작게 형성되는 바, 배기가스의 빠른 흐름을 방지할 수 있다. 따라서, 열전달촉진부재(40)는 배기가스를 지연시키면서 열 교환부(30)로 유도할 수 있다. 또한, 제 1 내지 제 3 배기가스 통과홀(45, 46, 47)은 배기가스의 흐름을 균일하게 해준다.
더불어, 도 5를 참조하면, 삽입홀(44) 및 제 1 내지 제 3 배기가스 통과홀(45, 46, 47)을 제외한 열전달촉진부재(40)의 a 부분에 접촉된 배기가스가 열전달촉진부재(40)를 가열할 수 있다. 이때, 가열된 열전달촉진부재(40)는 삽입홀(44)을 밀착하도록 관통하는 열 교환부(30)에 간접적으로 열 에너지를 전달할 수 있다. 또한, 열전달촉진부재(40)의 b 부분은 배기가스의 흐름을 지연시키면서 배기가스를 열 교환부(30)로 유도할 수 있다. 더불어, 열전달촉진부재(40)의 c 부분은 열 교환부(30)에서 발생하는 응축수를 하부에 배치된 열 교환부(30)에는 영향을 주지 않으면서 하부에 배치된 열전달촉진부재(40)로 전달할 수 있다.
도 5를 참조하여, 열전달촉진부재(40)의 형상을 자세히 설명하면, 하나의 열전달촉진부재(40)는 삽입홀(44), 제 1 배기가스 통과홀(45), 제 2 배기가스 통과홀(46), 제 3 배기가스 통과홀(47)이 복수개 형성될 수 있다. 이때, 열전달촉진부재(40)에 의해 폐열 회수 장치의 내압이 상승되지 않고, 최적값으로 유지되도록 제 1 내지 제3 배기가스 통과홀(45, 46, 47)의 타공율이 설정될 수 있다.
또한, 열전달촉진부재(40)에는 산부 절곡 선(411)을 중심으로 복수개의 제 1 배기가스 통과홀(45)이 일직선 상에 형성되고, 골부 절곡 선(421)을 중심으로 복수개의 제 2 배기가스 통과홀(46)이 일직선 상에 형성되며, 산부 절곡 선(411) 및 골부 절곡 선(421) 사이에 복수개의 삽입홀(44)이 일직선 상에 형성될 수 있다.
즉, 열전달촉진부재(40)를 측면에서 바라볼 경우, 복수개의 삽입홀(44)은 산부(41)와 골부(42) 사이의 경사면의 일직선 상에 위치하며, 이때 도 7에 도시된 바와 같이, 일직선 상에 위치한 복수개의 삽입홀(44)에 하나의 열 교환부(30)가 관통될 수 있다. 이어서, 열전달촉진부재(40)를 정면에서 바라볼 경우, 하나의 일직선 상에 위치한 복수개의 삽입홀(44)에 관통된 하나의 열 교환부(30)가 수평방향으로 복수개 배치될 수 있다.
도 3 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 열전달촉진부재(40)는 골부(42)를 형성하는 열전달촉진부재(40)의 양측 외곽에 위치한 경사면의 일단 및 타단에서 급수 통로부(20)를 향하여 수평하게 형성된 판날개(43)를 더 포함한다. 이때, 판날개(43)는 급수 통로부(20)의 측벽에 배기가스의 열을 전달할 수 있다.
즉, 열전달촉진부재(40)의 산부(41), 골부(42) 및 판날개(43)는 열전달촉진부재(40)에 표시된 산부 절곡 선(411), 골부 절곡 선(421) 및 판날개 절곡 선(431)을 따라 절곡함으로써 형성될 수 있다.
예시적으로, 하나의 열전달촉진부재(40)를 관통하는 복수개의 열 교환부(30)는 폐열 회수 장치의 길이 방향을 따라 병렬 배치되되, 앞뒤 좌우 방향에서 번갈아 가며 교차되도록 배치될 수 있다. 이때, 복수개의 열 교환부(30)는 가스 통로부(10) 및 급수 통로부(20) 사이에 평행하도록 배치될 수 있다. 즉, 기울기를 갖도록 배치된 기존의 폐열 회수 장치의 열 교환부에 비해 가스 통로부의 공간을 효율적으로 활용할 수 있다.
더불어, 폐열 회수 장치의 길이방향을 따라 병렬 배치되는 열전달촉진부재(40)는 가스 통로부(10)의 상부에 배치된 열 교환부(30)에서 발생된 응축수가 하부에 배치된 열 교환부(30)로 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상부에서 떨어진 응축수로 인해 열 교환부(30)에 수막이 형성되어 열 교환부(30)의 열전달 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 가스 통로부 101: 내부 유닛
102: 가스 유입부 103: 가스 배출부
11: 응축수 배출구 12: 배기가스 가이드부
13: 댐퍼 20: 급수 통로부
201: 외부 유닛 21: 급수 유입부
211: 토출구 22: 급수 배출부
30: 열 교환부 301: 외부 용기
310: 열 흡수부 320: 열 배출부
330: 열전달매체 이동부 340: 열전달매체
40: 열전달촉진부재 41: 산부
411: 산부 절곡 선 42: 골부
421: 골부 절곡선 43: 판날개
431: 판날개 절곡 선 44: 삽입홀
45: 제 1 배기가스 통과홀 46: 제 2 배기가스 통과홀
47: 제 3 배기가스 통과홀 50: 보강대

Claims (10)

  1. 폐열 회수 장치에 있어서,
    발열 장치에 의해 생성된 배기가스를 통과시키는 가스 통로부;
    외부로부터 유입된 급수를 통과시키는 급수 통로부;
    상기 가스 통로부와 상기 급수 통로부 사이에 위치하여 상기 배기가스의 열을 상기 급수로 전달하는 복수개의 열 교환부; 및
    상기 복수개의 열 교환부의 사이를 통과하는 배기가스를 상기 열 교환부로 유도하도록 상기 가스 통로부 내에 횡방향으로 배치되는 복수개의 열전달촉진부재를 포함하되,
    상기 열전달촉진부재는 판 형상으로 형성되되, 복수개의 산부와 복수개의 골부를 이루도록 절곡되게 형성되되,
    상기 산부와 골부 사이의 경사면에 위치하며, 상기 열 교환부를 관통시키는 복수개의 삽입홀; 및
    상기 삽입홀에 주위에 배치된 복수개의 배기가스 통과홀을 포함하는 것인 폐열 회수 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 배기가스 통과홀은
    상기 산부에 위치하는 제 1 배기가스 통과홀;
    상기 골부에 위치하는 제 2 배기가스 통과홀; 및
    상기 제 1 배기가스 통과홀과 상기 제2 배기가스 통과홀의 사이에 위치하는 한 쌍의 제 3 배기가스 통과홀을 포함하는 것인 폐열 회수 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 배기가스 통과홀은 상기 제 2 배기가스 통과홀 보다 면적이 작은 것인 폐열 회수 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전달촉진부재는
    양측 외곽에 위치한 상기 경사면에서 상기 급수 통로부를 향하여 수평하게 형성된 판날개를 포함하되,
    상기 산부는 상기 골부 보다 더 작은 각도로 형성되는 것인 폐열 회수 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 교환부는
    상기 가스 통로부에 위치하여 상기 배기가스로부터 열을 흡수하는 열 흡수부;
    상기 급수 통로부에 위치하여 상기 급수로 열을 배출하는 열 배출부; 및
    상기 열 교환부 안쪽 면의 일부분에 배치되는 열전달매체 이동부를 포함하되,
    상기 열전달매체 이동부는 상기 열 흡수부의 전체에 배치되고, 상기 열 배출부의 하부에 배치되는 것인 폐열 회수 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 열 교환부는
    물, 에탄올, 메탄올, 아세톤, 암모니아, 프레온 중에서 적어도 2 이상을 포함하는 액체 상태의 열전달매체를 더 포함하는 것인 폐열 회수 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 통로부를 형성하는 사각형의 내부 유닛;
    상기 급수 통로부를 형성하는 사각형의 외부 유닛; 및
    상기 내부 유닛 및 외부 유닛을 연결하여 상기 가스 통로부 및 상기 급수 통로부에 작용하는 압력에 대응하는 기계적인 힘을 인가하는 보강대를 더 포함하는 것인 폐열 회수 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 내부 유닛은
    하단에 위치하여 상기 배기가스가 상기 가스 통로부의 둘레 영역으로 유입되도록 하는 배기가스 가이드부;
    상단에 위치하여 상기 가스 통로부의 내압을 조절하는 댐퍼; 및
    하단에 위치하여 상기 배기가스의 잠열 회수에 따라 액체 상태가 된 응축수를 배출하는 응축수 배출구를 포함하는 것인 폐열 회수 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 외부 유닛은
    상부 모서리 각각에 위치하여 외부로부터 저온의 급수를 유입하는 복수개의 급수 유입부; 및
    하부 모서리 각각에 위치하여 상기 유입한 급수보다 높은 온도를 갖는 급수를 외부로 배출하는 복수개의 급수 배출부를 포함하는 것인 폐열 회수 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09310992A (ja) * 1996-05-24 1997-12-02 Calsonic Corp オイルクーラおよびその製造方法
KR100862946B1 (ko) * 2007-08-01 2008-10-14 경기도(경기도교육감) 폐열 회수 장치

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