KR200360162Y1 - 건조로 폐열회수용 열교환기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 건조로 폐열회수용 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 150℃이하의 배기가스가 일방향으로 통과하도록 복수의 유로가 형성된 합성수지재의 제1열전달판과, 상기 배기가스와 소정의 온도차가 있는 공기가 상기 제1열전달판의 유로와 교차방향으로 통과하도록 복수의 유로가 형성된 합성수지재의 제2열전달판이 교호적층되어 있고, 상기 적층된 제1열전달판 및 제2열전달판을 고정지지하는 지지바를 포함하는 건조로 폐열회수용 열교환기에 관한 것으로, 본 고안의 건조로 폐열회수용 열교환기를 이용하는 경우, 배터리 건조시 발생하는 가스로 인한 부식의 염려가 없고, 폐열의 회수가 가능하고, 열교환 효율이 높으며, 저렴한 제조비용으로 제작할 수 있는 장점이 있다.

Description

건조로 폐열회수용 열교환기{HIGH EFFICIENCY HEAT EXCHANGER FOR EXHAUSTED HEAT RECOVERY OF DRYER}

본 고안은 150℃이하의 배기가스가 일방향으로 통과하도록 복수의 유로가 형성된 합성수지재의 제1열전달판과, 상기 배기가스와 소정의 온도차가 있는 공기가 상기 제1열전달판의 유로와 교차방향으로 통과하도록 복수의 유로가 형성된 합성수지재의 제2열전달판이 교호적층되어 있고, 상기 적층된 제1열전달판 및 제2열전달판을 고정지지하는 지지바를 포함하는 건조로 폐열회수용 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 배터리는 활물질, 도전재 및 활물질과 도전재를 집전체에 부착시켜주는 바인더, 기타의 첨가제(산화방지제, 난연제 등)를 적절한 용매에 첨가한 후, 균일하게 혼합한 후에 전류 집전체(예를 들면, 알루미늄 금속박)의 한면 또는 양면에 균일하게 도포, 건조 및 압착한 후 일정한 크기로 절단하여 양극판을 얻게되는 과정을 거쳐 제조된다.

특히, 상기 건조과정은 소정의 온도에서 별도의 건조로에서 수행되는 것이 일반적인데, 이 과정에서 일반적으로 100 내지 150℃의 열풍을 사용하게 된다. 상기 열풍은 통상 열교환기를 거쳐 배기되는데, 이는 배기되는 가스의 온도를 떨어뜨리고 흡기되는 공기의 온도를 미리 어느 정도 상승시켜 에너지 비용을 절감하고 열효율을 높이기 위함인데, 종래에는 상기 열교환기로 열전도도가 높고 열교환 효율이 우수한 것으로 알려진 알루미늄 등의 금속재의 것을 이용하였다. 그러나, 상기 금속재의 열교환기는 배기가스에 포함된 부식성의 가스성분으로 인해 그 내구성이 현저히 떨어져 장기간 사용하지 못하는 문제점이 있다.

따라서, 본 고안자는 상기 문제를 해결하기 위해 연구를 거듭하던 중 본 고안을 안출하였다. 종래에도 종이 또는 일부에 플라스틱 재질을 사용하여 제조한 열교환기는 공지된 바가 있기는 하나, 대부분 비용절감을 위해 한정된 분야에 사용되었을 뿐이다. 등록실용신안 제343566호의 등록공보에는 박판의 제1열전달판과, 일방향으로 연장된 다수의 요철이 형성된 제2열전달판이 한 조로 분리 가능하게 체결되어 요철이 연장된 방향으로 공기의 통로를 형성하는 열교환 유니트를 구성하고, 복수의 열교환 유니트를 공기의 통로방향이 교차하도록 분리 가능하게 적개하여 구성된 배기열 회수용 열교환기가 개시되어 있다. 그러나, 상기 열교환기는 부분적으로 플라스틱으로 제조된 예를 개시하고 있을 뿐만 아니라, 플라스틱 열교환기의 낮은 열전도율과 유지비용이 높다고 소개하고 있을 뿐 아니라, 상기 건조로 폐열회수용으로의 사용에 관한 개시는 없다.

따라서, 본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상기 기존 열교환기의 문제점을 해결하여 배터리 건조시 발생하는 가스로 인한 부식의 염려가 없고, 열교환 효율이 높으며, 저렴한 제조비용으로 제작할 수 있는 건조로 폐열회수용 열교환기를 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 건조로 폐열회수용 열교환기의 일실시예의 사시도

도 2는 본 고안에 따른 건조로 폐열회수용 열교환기의 일실시예의 작동을 도시한 설명도

도 3은 본 고안에 따른 건조로 폐열회수용 열교환기 복수개가 직렬로 연결된 열교환시스템을 도시한 설명도

〈주요 도면부호에 대한 간단한 설명〉

10 제1열전달판 11 유로

20 제2열전달판 21 유로

30 지지바 100 열교환기

100′열교환기 200 열교환시스템

201 배기가스 인입구 202 흡기구

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 고안은, 150℃이하의 배기가스가 일방향으로 통과하도록 복수의 유로가 형성된 합성수지재의 제1열전달판과, 상기 배기가스와 소정의 온도차가 있는 공기가 상기 제1열전달판의 유로와 교차방향으로 통과하도록 복수의 유로가 형성된 합성수지재의 제2열전달판이 교호적층되어 있고, 상기 적층된 제1열전달판 및 제2열전달판을 고정지지하는 지지바를 포함하는 건조로 폐열회수용 열교환기를 제공한다.

또한, 본 고안은 상기 제1열전달판 및 제2열전달판의 두께가 0.1 내지 3mm 범위인 것을 특징으로 하는 건조로 폐열회수용 열교환기를 제공한다.

또한, 본 고안은 상기 합성수지의 유리전이온도(Tg)가 80℃ 이상인 것을 특징으로 하는 건조로 폐열회수용 열교환기를 제공한다.

또한, 본 고안은 상기 열교환기 복수개를 직렬로 연결한 열교환시스템을 제공한다.

이하에서는 본 고안의 바람직한 태양인 실시예를 통해 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 대해 보다 자세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 건조로 폐열회수용 열교환기의 일실시예의 사시도이다. 도 1에서 보듯, 본 고안의 건조로 폐열회수용 열교환기(100)의 일실시예는 150℃이하의 배기가스가 일방향으로 통과하도록 복수의 유로(11)가 형성된 합성수지재의 제1열전달판(10)과, 상기 배기가스와 소정의 온도차가 있는 공기가 상기 제1열전달판(10)의 유로(11)와 교차방향으로 통과하도록 복수의 유로(21)가 형성된 합성수지재의 제2열전달판(20)이 교호적층되어 있고, 상기 적층된 제1열전달판(10) 및 제2열전달판(20)을 고정지지하는 지지바(supporting bar, 30)를 포함한다.

본 고안의 건조로 폐열회수용 열교환기(100)를 통과하는 배기가스의 온도는 150℃이하인 것이 바람직하다. 상기 본 고안의 건조로 폐열회수용 열교환기(100)의 열전달판(10, 20)의 재질이 합성수지이기 때문에 상기 온도를 초과하게 되면 범용재질로 제조하기 힘들기 때문이다. 상기 제1열전달판(10) 및 제2열전달판(20)의 재질은 합성수지인 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 본 고안의 열교환기(100)는 배터리의 제조과정에서 발생하는 부식성 가스의 영향으로 금속재의 것이 부적절하기 때문이다. 상기 합성수지는 특별히 제한되는 것은 아니나, 유리전이온도(Tg)가 80℃이상인 것이 바람직하다. 상기 합성수지의 유리전이온도가 80℃ 미만인 경우에는 배기가스의 열기로 인해 열교환기(100)의 형태에 변형이 발생할 수 있기 때문이다. 상기 열전달판(10, 20)은 별도로 제조가능하기도 하고 합성수지재의 이사용 포장박스 등을 절단하여 제조하여도 무방하다. 상기 열전달판(10, 20)의 두께는 0.1 내지 3mm 범위인 것이 바람직한데, 상기 열전달판(10, 20)의 두께가 0.1mm 미만인 경우에는 강도가 약해져 파손의 염려가 있고 두께가 3mm을 초과하는 경우에는 열교환의 효율이 떨어지기 때문이다.

상기 제1열전달판(10) 및 제2열전달판(20)은 배기가스 및 흡기가스가 통과하는 유로(11, 21)가 형성되어 있다. 상기 제1열전달판(10)과 제2열전달판(20)에 각각 형성된 유로(11, 21)는 상호 교차하도록 형성되어 있으며, 그 형태는 특별히 제한되는 것은 아니다. 도 2는 본 고안에 따른 건조로 폐열회수용 열교환기(100)의 일실시예의 작동을 도시한 설명도로서, 배기가스와 냉각공기간의 흐름과 열교환과정을 보여준다. 상기 제1열전달판(10)에 형성된 유로(11)는 150℃이하의 배기가스가 일방향으로 통과하도록 되어있으며, 제2열전달판(20)에 형성된 유로(21)는 상기 배기가스와 소정의 온도차가 있는 공기가 상기 제1열전달판(10)의 유로(11)와 교차방향으로 통과하도록 되어 있다. 상기 제2열전달판(20)에 형성된 유로(21)를 통과하는 공기는 제1열전달판(10)에 형성된 유로(11)를 통과하는 배기가스가 고온인 경우에는 상대적으로 낮은 온도인 것이 바람직하고, 반면 제1열전달판(10)에 형성된유로(11)를 통과하는 배기가스가 저온인 경우에는 상대적으로 높은 온도인 것이 바람직하다. 상기 제2열전달판(20)에 형성된 유로(21)를 통과하는 공기는 상온 정도인 것이 에너지 비용측면에서 바람직하다. 본 고안의 건조로 폐열회수용 열교환기(100)의 일실시예를 보여주는 도 2에는 배기가스의 온도가 흡기가스의 온도보다 높은 경우를 보여주고 있으나 이와 반대상황, 즉 배기가스의 온도가 흡기가스의 온도보다 낮은 경우도 당연히 가능하다.

본 고안의 건조로 폐열회수용 열교환기(100)는 상기 제1열전달판(10)과 제2열전달판(20)을 교호적층한 후 상기, 적층된 제1열전달판(10) 및 제2열전달판(20)을 고정지지하는 지지바(bar, 30)를 포함한다. 상기 열전달판(10, 20)과 지지바(30)와의 결합은 통상의 결합방식인 접착 또는 체결방식으로 이루어 질 수 있다. 도 1에서 보는 바와 같이, 상기 지지바(30)는 상기 제1열전달판(10) 및 제2열전달판(20)의 적층된 구조의 각각의 모서리 부분에 설치되어 상기 열전달판(10, 20)의 적층구조가 고정될 수 있도록 해주는 역할을 수행한다.

본 고안의 또 다른 측면은 건조로 폐열회수용 열교환기 복수개를 직렬로 연결한 것을 특징으로 하는 열교환시스템을 제공한다. 도 3은 본 고안에 따른 건조로 폐열회수용 열교환기 복수개가 직렬로 연결된 열교환시스템(200)을 도시한 설명도이다. 도 3에서 보듯, 각각 배기가스 인입구(201)와 흡기구(202)를 통해 인입된 배기가스와 냉각공기는 첫 번째의 건조로 폐열회수용 열교환기(100)의 제1열전달판(10) 및 제2열전달판(20)의 유로(11, 21)를 각각 따라 흐르면서 열교환을 하게되고, 두번째 열교환기(100′)에서 동일한 과정을 거치며 열교환을 하게 되어 고효율의 열교환이 가능해져 에너지 비용을 절감할 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안의 건조로 폐열회수용 열교환기를 이용하여 배터리 건조공정을 수행하는 경우, 건조시 발생하는 가스로 인한 부식의 염려가 없고, 열교환 효율이 높으며, 저렴한 제조비용으로 제작할 수 있는 장점이 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 고안의 일실시예는 본 고안의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 고안의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 고안의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 고안의 보호범위에 속하게 될 것이다.

Claims (4)

150℃이하의 배기가스가 일방향으로 통과하도록 복수의 유로가 형성된 합성수지재의 제1열전달판과, 상기 배기가스와 소정의 온도차가 있는 공기가 상기 제1열전달판의 유로와 교차방향으로 통과하도록 복수의 유로가 형성된 합성수지재의 제2열전달판이 교호적층되어 있고,

상기 적층된 제1열전달판 및 제2열전달판을 고정지지하는 지지바를 포함하는 건조로 폐열회수용 열교환기.

제1항에 있어서,

상기 제1열전달판 및 제2열전달판의 두께는 0.1 내지 3mm 범위인 것을 특징으로 하는 건조로 폐열회수용 열교환기.

제1항에 있어서,

상기 합성수지는 유리전이온도(Tg)가 80℃ 이상인 것을 특징으로 하는 건조로 폐열회수용 열교환기.

제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 건조로 폐열회수용 열교환기 복수개를 직렬로 연결한 것을 특징으로 하는 열교환시스템.