KR200454227Y1 - Heat Exchanger Using Heat Recovery - Google Patents

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KR200454227Y1
KR200454227Y1 KR2020090001079U KR20090001079U KR200454227Y1 KR 200454227 Y1 KR200454227 Y1 KR 200454227Y1 KR 2020090001079 U KR2020090001079 U KR 2020090001079U KR 20090001079 U KR20090001079 U KR 20090001079U KR 200454227 Y1 KR200454227 Y1 KR 200454227Y1
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Abstract

본 고안은 폐수와 가열대상 유체가 나선형 전열판을 따라 서로 반대방향으로 흐르면서 열교환을 하도록 한 폐열회수형 열교환기에 관한 것으로서, 나선형 전열판(11)을 구비한 열교환부(10); 상부플랜지(15); 상부전열헤드(20); 하부플랜지(16); 하부전열헤드(30);를 포함하는 폐열회수형 열교환기에 있어서, 상기 나선형 전열판(11)은 물결 모양의 굴곡이 폭방향으로 굴곡진 판을 길이 방향을 따라 이중 나선형으로 감아서 성형하고, 가열대상 유체 및 폐수는 상기 나선형 전열판(11)의 굴곡면을 따라 유동하도록 하며, 상기 열교환부(10)는, 상기 나선형 전열판(11)이 다단 구조로 적층됨과 아울러 상기 나선형 전열판(11) 사이에는 격판(12)이 각각 설치된 구조로 이루어지고, 상기 격판(12)은 상하측의 나선형 전열판(11)을 따라 유동되는 폐수와 가열대상 유체가 통과하는 관통공(13)이 가장자리에 형성된 것(12a)과 관통공(13)이 중앙에 형성된 것(12b)이 교대로 배치되며, 상기 상부전열헤드(20) 및 하부전열헤드(30)는, 중앙에 수직하게 설치되어 폐수와 가열대상 유체의 혼합을 차단하는 격벽판(21)(31)을 각각 구비하고, 상기 격벽판(21)(31)은 물결 모양으로 굴곡된 판으로 형성되며, 상기 상부전열헤드(20) 및 하부전열헤드(30)는, 상부 개구 또는 하부 개구를 덮어주는 덮개판(25)(35)을 각각 구비하고, 상기 덮개판(25)(35)은 내측면에 가열대상 유체 또는 폐수의 흐름을 유도하는 요입부(26)(36)가 형성됨과 아울러 상기 요입부(26)(36)에 복수의 돌기(27)(37)가 형성된 것을 특징으로 한다. 이와 같이, 고온의 폐수와 가열대상 유체를 구획하는 나선형 전열판이 평판이 아닌 물결모양으로 굴곡된 형상으로 형성됨에 따라 전열면적이 증가하여 열교환 효율이 향상됨은 물론 나선형 전열판의 강도가 향상되어 나선형 전열판의 구조를 유지하기 위한 별도의 작업이 필요없게 된다.The present invention relates to a waste heat recovery type heat exchanger in which waste water and a fluid to be heated are heat exchanged while flowing in opposite directions along a spiral heat exchanger plate, including: a heat exchanger (10) having a spiral heat transfer plate (11); Upper flange 15; Upper heat transfer head 20; Lower flange 16; In the waste heat recovery type heat exchanger including a lower heat transfer head 30, the spiral heat transfer plate 11 is formed by winding a spiral curved plate in a spiral direction in a double direction along a longitudinal direction to form a heating object. Fluid and waste water flow along the curved surface of the spiral heat exchanger plate 11, and the heat exchange part 10 includes a spiral plate 11 between the spiral heat transfer plate 11 and a partition plate between the spiral heat transfer plate 11. 12 is provided, respectively, the partition 12 is formed with a through hole 13 through which the waste water flowing along the upper and lower spiral heat transfer plate 11 and the heating target fluid (12a) and 12b of through holes 13 formed in the center are alternately arranged, and the upper heat transfer head 20 and the lower heat transfer head 30 are vertically installed at the center to block mixing of the wastewater and the fluid to be heated. Partition plate (21) (31) The partition plate 21 and 31 may be formed in a plate curved in a wavy shape, and the upper heat transfer head 20 and the lower heat transfer head 30 may cover a top opening or a lower opening. 25 and 35, respectively, and the cover plates 25 and 35 are formed on the inner side thereof with recesses 26 and 36 which guide the flow of the fluid or wastewater to be heated. A plurality of protrusions 27, 37 is formed in the (36). As such, as the spiral heating plate partitioning the hot wastewater and the fluid to be heated is formed into a wavy shape rather than a flat plate, the heat transfer area is increased to increase heat exchange efficiency and the strength of the spiral heating plate is improved. No extra work is needed to maintain the structure.

폐열회수, 열교환기, 나선구조, 전열판, 열교환효율, 폐수, 물결모양, 굴곡, 덮개판, 요입부, 돌기, 격판, 격벽판 Waste heat recovery, heat exchanger, spiral structure, heating plate, heat exchange efficiency, wastewater, wave shape, bending, cover plate, recessed part, protrusion, diaphragm, partition plate

Description

폐열회수형 열교환기{Heat Exchanger Using Heat Recovery}Heat Exchanger Using Heat Recovery

본 고안은 폐수와 가열대상 유체가 나선형 전열판을 따라 서로 반대방향으로 흐르면서 열교환을 하도록 한 폐열회수형 열교환기에 관한 것으로서, 특히 나선형 전열판을 평판이 아닌 물결 형상으로 굴곡지게 형성함으로써 전열면적을 증대시켜 열교환효율이 향상되도록 한 폐열회수형 열교환기에 관한 것이다.The present invention relates to a waste heat recovery type heat exchanger in which waste water and a heating target fluid flow in opposite directions along a spiral heat exchanger plate, and in particular, the heat transfer area is increased by increasing the heat transfer area by forming the spiral heat transfer plate to bend in a wave shape instead of a flat plate. It relates to a waste heat recovery type heat exchanger to improve the efficiency.

일반적으로 열교환기는 온도가 높은 유체로부터 전열벽을 통해 온도가 낮은 유체로 열을 전달하는 장치를 의미하며, 온도가 높은 유체와 온도가 낮은 유체의 흐름 방향에 따라 병류형(竝流型)과 역류형(逆流型) 및 직교류형(直交流型)으로 구분되고 있다. 여기서, 병류형 열교환기는 두 유체가 같은 방향으로 흐르면서 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기이고, 역류형 열교환기는 두 유체가 반대 방향으로 흐르면서 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기이며, 직교류형 열교환기는 두 유체의 흐름 방향이 직각 방향인 열교환기를 의미한다.In general, a heat exchanger is a device that transfers heat from a high temperature fluid to a low temperature fluid through a heat transfer wall, and is a cocurrent type and a counterflow depending on the flow direction of a high temperature fluid and a low temperature fluid. It is divided into a die and a cross flow type. Here, the co-flow heat exchanger is a heat exchanger for heat exchange while two fluids flow in the same direction, and the counter-flow heat exchanger is a heat exchanger for heat exchange with two fluids flowing in opposite directions, and a cross-flow heat exchanger is a flow of two fluids. It means a heat exchanger in the direction perpendicular to the direction.

열교환기의 형식에서 주로 사용되는 것은 금속관을 전열벽으로 하는 것으로, 이 형식에는 주수식(注水式), 이중관식, 핀붙이 다관식, 투관형식(透管型式) 등이 있다. 이중관식 열교환기는 내관(內管)과 외관(外管)으로 되어 있으며, 내관 내부 의 유체와 관과 관 사이에 있는 고리 모양 부분의 유체 사이에서 열교환이 이루어지도록 하고 있다. 이러한 이중관식 열교환기는 구조가 간단한 장점이 있으나, 처리하는 양이 적은 단점이 있다. 이에 따라 대용량 열교환기에서는 커다란 외관(外管)에 여러 개의 작은 관을 넣은 투관형식을 사용하고 있다.The most commonly used heat exchanger type is metal pipes with heat transfer walls, which include cast water type, double tube type, multi-pin type tube type and tube type type. The double tube heat exchanger is composed of an inner tube and an outer tube, and allows heat exchange between the fluid inside the inner tube and the fluid in the annular portion between the tube and the tube. Such a double tube heat exchanger has a simple structure, but has a disadvantage in that the amount of processing is small. Accordingly, large-capacity heat exchangers use a bushing type in which several small pipes are placed in a large external pipe.

한편, 목욕탕 등에서 사용된 목욕폐수는 대략 33℃ 정도의 고온으로서, 그대로 배수할 경우 활성오니 미생물의 생존에 영향을 미치게 되므로, 쿨링 타워나 풍수기를 통해 고온의 목욕폐수를 냉각시킨 후 배수하고 있다. 이에 따라 고온의 목욕폐수에 포함된 열에너지는 물론 쿨링 타워 및 풍수기의 작동을 위해 소모되는 에너지로 인하여 에너지 낭비가 커지게 된다. 고온의 목욕폐수에 포함된 열에너지를 회수하여 재활용할 수 있도록 하는 폐열회수형 열교환기가 개발되었다. 이러한 폐열회수형 열교환기는 폐열을 회수하여 재활용함은 물론 목욕폐수의 온도를 낮추어 활성오니 미생물이 원활하게 번식하도록 하여 목욕폐수의 정화 처리를 용이하게 한다.On the other hand, the bath waste water used in the bath, etc. is about 33 ℃ high temperature, if it is drained as it will affect the survival of the active sludge microorganisms, so that the high temperature bath waste water is cooled and drained through a cooling tower or feng shui. Accordingly, energy waste is increased due to the energy consumed for the operation of the cooling tower and the water heater as well as the heat energy contained in the hot bath wastewater. A waste heat recovery type heat exchanger has been developed to recover and recycle thermal energy contained in hot bath wastewater. The waste heat recovery type heat exchanger not only recovers and recycles waste heat, but also lowers the temperature of the bath waste water, thereby facilitating the microbial growth of the activated sludge, thereby facilitating the purification of the bath waste water.

그런데, 통상의 금속관형 열교환기는 유체가 금속관을 통과하도록 되어 있어, 오물이나 찌꺼기가 포함된 목욕폐수가 금속관의 내부에 침적되어 막히는 경우가 많다. 이에 따라 목욕폐수에 포함된 이물질 등을 걸러낸 후 금속관형 열교환기로 공급하도록 하고 있으나, 이물질 제거과정에서 열에너지의 소모가 커서 열교환효율이 저하되는 단점이 있다.By the way, in the conventional metal tubular heat exchanger, fluid flows through a metal tube, and the bath wastewater containing dirt and waste is accumulated in a metal tube, and is often blocked. Accordingly, the foreign matter contained in the bath waste water is filtered and then supplied to the metal tube heat exchanger. However, the heat exchange efficiency is deteriorated due to the large consumption of thermal energy in the process of removing the foreign matter.

이에 따라 본 출원인은 금속관 대신 이중 나선 형상으로 감겨진 전열판을 이용하여 고온의 폐수와 가열대상 유체 사이의 열교환이 이루어지도록 한 폐열회수형 열교환기를 실용신안등록출원하여 공개번호 20-1989-0007355호 및 20-1994-0013205호로 공개된 바 있다.Accordingly, the present applicant has filed a utility model registration application for a waste heat recovery type heat exchanger in which heat exchange between hot wastewater and a heating target fluid is performed by using a heat transfer plate wound in a double spiral shape instead of a metal tube. 20-1994-0013205.

상기한 실용신안등록출원의 폐열회수형 열교환기는, 가열대상 유체와 폐수가 서로 반대 방향으로 흐르면서 서로 열교환을 하도록 하는 이중 나선구조의 나선형 전열판(11)을 하나 이상 구비한 열교환부(10)와; 상기 열교환부(10)의 상단을 밀폐하고 폐수유입공(15a) 및 유체배출공(15b)이 형성되며 가장자리를 따라 복수의 볼트구멍(18)이 형성된 상부플랜지(15)와; 상기 상부플랜지(15)에 설치되며 상기 폐수유입공(15a)과 폐수 공급관(41)을 연통시키고 상기 유체배출공(15b)과 유체배출관(51)을 연통시키는 상부전열헤드(20)와; 상기 열교환부(10)의 하단을 밀폐하고 폐수배출공(16a) 및 유체유입공(16b)이 형성되며 가장자리를 따라 복수의 볼트구멍(18)이 형성된 하부플랜지(16)와; 상기 하부플랜지(16)의 설치되며 상기 폐수배출공(16a)과 폐수배출관(42)을 연통시키고 상기 유체유입공(16b)과 유체공급관(52)을 연통시키는 하부전열헤드(30)와; 상기 열교환부(10)의 외측에 일정 간격으로 설치되어 상기 열교환부(10)를 보호하고 상기 상부플랜지(15) 및 하부플랜지(16)의 볼트구멍(18)에 대응되는 복수의 볼트구멍(18)이 형성된 보강판(17)과; 상기 상부플랜지(15)와 하부플랜지(16) 및 보강판(17)의 볼트구멍(18)에 삽입되어 상기 열교환부(10)를 고정하는 복수의 고정바(19);를 포함하여 이루어져 있다.The waste heat recovery type heat exchanger of the utility model registration application includes: a heat exchange part 10 having at least one spiral heating plate 11 having a double spiral structure for exchanging heat with a fluid to be heated and waste water in opposite directions; An upper flange 15 which seals an upper end of the heat exchange part 10 and includes a wastewater inlet hole 15a and a fluid discharge hole 15b and a plurality of bolt holes 18 formed along an edge thereof; An upper heat transfer head 20 installed at the upper flange 15 to communicate the wastewater inlet hole 15a and the wastewater supply pipe 41 and to communicate the fluid discharge hole 15b and the fluid discharge tube 51; A lower flange 16 which seals the lower end of the heat exchange part 10 and has a wastewater discharge hole 16a and a fluid inlet hole 16b and a plurality of bolt holes 18 formed along an edge thereof; A lower heat transfer head 30 installed at the lower flange 16 to communicate the wastewater discharge hole 16a and the wastewater discharge pipe 42 and communicate the fluid inlet hole 16b and the fluid supply pipe 52; A plurality of bolt holes 18 are installed on the outside of the heat exchange part 10 at regular intervals to protect the heat exchange part 10 and correspond to the bolt holes 18 of the upper flange 15 and the lower flange 16. A reinforcing plate (17) formed; And a plurality of fixing bars 19 inserted into the bolt holes 18 of the upper flange 15 and the lower flange 16 and the reinforcing plate 17 to fix the heat exchange part 10.

상기한 종래의 폐열회수형 열교환기는 폐수와 가열대상 유체가 서로 반대 방향으로 유동하면서 열교환을 통해 가열대상 유체의 온도를 상승시킴과 아울러 폐수의 온도를 낮추도록 하고 있다.The conventional waste heat recovery type heat exchanger is configured to increase the temperature of the heating target fluid through heat exchange while lowering the temperature of the waste water while the wastewater and the heating target fluid flow in opposite directions.

폐수 공급관(41)을 통해 상부전열헤드(20)로 유입된 고온의 폐수는 열교환부(10)를 거치면서 가열대상 유체와 열교환을 한 후, 하부전열헤드(30)에 연결된 폐수배출관(42)을 통해 배출된다. 그리고, 유체공급관(52)을 통해 상기 하부전열헤드(30)로 유입된 가열대상 유체는 상기 열교환부(10)를 거치면서 폐수와 열교환을 통해 가열된 후, 상기 상부전열헤드(20)에 연결된 유체배출관(51)을 통해 배출된다.The high temperature wastewater introduced into the upper heat transfer head 20 through the wastewater supply pipe 41 undergoes heat exchange with the heating target fluid while passing through the heat exchanger 10, and then the wastewater discharge pipe 42 connected to the lower heat transfer head 30. Is discharged through. Then, the heating target fluid introduced into the lower heat transfer head 30 through the fluid supply pipe 52 is heated through heat exchange with waste water while passing through the heat exchange unit 10, and then connected to the upper heat transfer head 20. It is discharged through the fluid discharge pipe 51.

폐수와 가열대상 유체의 열교환은 상기 열교환부(10)뿐만 아니라 상기 상부전열헤드(20) 및 하부전열헤드(30)에서도 열교환이 이루어지며, 폐수와 가열대상 유체가 서로 반대 방향으로 유동하게 되어 열교환 효율이 높아진다. 이때, 상기 하부전열헤드(30)에서는 상기 유체공급관(52)을 통해 갓 유입된 가열대상 유체와 상기 열교환부(10)에서 열교환을 마친 폐수 사이에서 열교환이 이루어지게 되므로, 폐수에 포함된 열에너지를 최대한 활용할 수 있음은 물론 배출되는 폐수의 온도를 적절한 온도까지 하강시킬 수 있다. 또한, 상기 상부전열헤드(20)에서는 상기 열교환부(10)에서 가열된 가열대상 유체와 상기 상부전열헤드(20)로 갓 유입된 고온의 폐수 사이에서 열교환이 이루어지므로, 상기 유체배출관(51)을 통해 배출되는 가열대상 유체를 상기 폐수 공급관(41)을 통해 공급되는 폐수와 거의 동일한 온도까지 가열할 수 있다.Heat exchange between the wastewater and the fluid to be heated is performed not only in the heat exchanger 10 but also in the upper heat transfer head 20 and the lower heat transfer head 30, and the waste water and the fluid to be heated flow in opposite directions. The efficiency is increased. At this time, in the lower heat transfer head 30, heat exchange is performed between the heating target fluid freshly introduced through the fluid supply pipe 52 and the wastewater which has completed heat exchange in the heat exchanger 10, and thus, heat energy included in the wastewater is transferred. In addition to being able to make the best use of it, the temperature of the discharged waste water can be lowered to an appropriate temperature. In addition, in the upper heat transfer head 20, since the heat exchange is performed between the heating target fluid heated in the heat exchange part 10 and the high temperature wastewater freshly introduced into the upper heat transfer head 20, the fluid discharge pipe 51 The heating target fluid discharged through the wastewater may be heated to a temperature substantially equal to that of the wastewater supplied through the wastewater supply pipe 41.

그리고, 상기 열교환부(10)가 나선형 전열판(11)으로 이루어짐에 따라 폐수 또는 가열대상 유체에 이물질이 포함되어 있더라도 유동에 큰 지장을 주지 않아 이물질이 포함된 목욕폐수는 물론 고온의 슬러지에 포함된 열에너지까지도 회수할 수 있게 된다.As the heat exchanger 10 is formed of a spiral heat transfer plate 11, even if foreign matter is contained in the waste water or the heating target fluid, the heat exchanger 10 is not included in the bath wastewater containing foreign matter as well as the hot sludge. Even heat energy can be recovered.

그러나, 상기한 종래의 폐열회수형 열교환기는 폐수와 가열대상 유체를 구획하는 나선열 전열판이 평판으로 형성되어 전열면적이 나선형 전열판의 폭으로 제한되어 있으므로, 폐수와 가열대상 유체 사이의 열교환효율이 높지 않은 문제점이 있다.However, in the conventional waste heat recovery type heat exchanger, since the heat transfer plate partitioning the waste water and the fluid to be heated is formed into a flat plate and the heat transfer area is limited to the width of the spiral heat transfer plate, the heat exchange efficiency between the waste water and the fluid to be heated is not high. There is a problem.

또한, 상기한 종래의 폐열회수형 열교환기는 나선형 전열판이 평판으로 형성되어 강도가 약하기 때문에 나선 구조를 유지하기 위하여 나선형 전열판의 사이에 간격유지 부재를 설치하거나 나선형 전열판의 상단 또는 하단을 플랜지 등에 고정해야 하는 다른 문제점이 있다.In addition, in the conventional waste heat recovery type heat exchanger, since the spiral heat exchanger plate is formed of a flat plate and has low strength, a spacing member must be installed between the spiral heat exchanger plates or the top or bottom of the spiral heat transfer plate must be fixed to a flange or the like to maintain the spiral structure. There is another problem.

이와 같이 나선형 전열판의 사이에 간격유지 부재를 설치할 경우 간격유지 부재가 폐수 또는 가열대상 유체의 흐름을 방해하여 열교환 효율을 저하시킴은 물론 폐수의 이물질이 누적되는 원인이 될 수 있다. 그리고, 나선형 전열판의 상단 또는 하단을 고정하는 경우 나선형 전열판을 고정하는 작업으로 인해 생산 비용이 증가하게 된다.As such, when the spacing member is installed between the spiral heat transfer plates, the spacing member prevents the flow of the waste water or the fluid to be heated, thereby lowering the heat exchange efficiency and may cause the accumulation of foreign matter in the waste water. In addition, when fixing the top or bottom of the spiral heating plate, the production cost is increased due to the operation of fixing the spiral heating plate.

본 고안은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 평판으로 형성된 나선형 전열판의 구조를 물결 모양으로 성형하여 가열대상 유체와 폐수 사이의 전열 면적을 증대시킴으로써 열교환 효율이 향상되도록 하며, 나선형 전열판을 물결 모양으로 성형하여 강도를 향상시킴에 따라 나선형 전열판의 구조를 유지하기 위한 간격유지 부재를 설치하거나 나선형 전열판을 고정할 필요가 없어져 유체 흐름이 원활해지고 생산 비용의 증가를 방지할 수 있는 폐열회수형 열교환기를 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, by forming the structure of the spiral heating plate formed of a plate in a wavy shape to increase the heat transfer area between the heating target fluid and waste water to improve the heat exchange efficiency, the spiral heating plate By improving the strength by forming the wave shape, there is no need to install the space keeping member to maintain the structure of the spiral heating plate or fix the spiral heating plate, so that the waste heat recovery type can smooth the fluid flow and prevent the increase of the production cost. The purpose is to provide a heat exchanger.

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상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 가열대상 유체와 폐수가 서로 반대 방향으로 흐르면서 서로 열교환을 하도록 하는 이중 나선구조의 나선형 전열판(11)을 하나 이상 구비한 열교환부(10)와; 상기 열교환부(10)의 상단을 밀폐하고 폐수유입공(15a) 및 유체배출공(15b)이 형성된 상부플랜지(15)와; 상기 상부플랜지(15)에 설치되며 상기 폐수유입공(15a)과 폐수 공급관(41)을 연통시키고 상기 유체배출공(15b)과 유체배출관(51)을 연통시키는 상부전열헤드(20)와; 상기 열교환부(10)의 하단을 밀폐하고 폐수배출공(16a) 및 유체유입공(16b)이 형성된 하부플랜지(16)와; 상기 하부플랜지(16)에 설치되며 상기 폐수배출공(16a)과 폐수배출관(42)을 연통시키고 상기 유체유입공(16b)과 유체공급관(52)을 연통시키는 하부전열헤드(30);를 포함하는 폐열회수형 열교환기에 있어서, 상기 나선형 전열판(11)은 물결 모양의 굴곡이 폭방향으로 굴곡진 판을 길이 방향을 따라 이중 나선형으로 감아서 성형하고, 가열대상 유체 및 폐수는 상기 나선형 전열판(11)의 굴곡면을 따라 유동하도록 하며, 상기 열교환부(10)는, 상기 나선형 전열판(11)이 다단 구조로 적층됨과 아울러 상기 나선형 전열판(11) 사이에는 격판(12)이 각각 설치된 구조로 이루어지고, 상기 격판(12)은 상하측의 나선형 전열판(11)을 따라 유동되는 폐수와 가열대상 유체가 통과하는 관통공(13)이 가장자리에 형성된 것(12a)과 관통공(13)이 중앙에 형성된 것(12b)이 교대로 배치되며, 상기 상부전열헤드(20) 및 하부전열헤드(30)는, 중앙에 수직하게 설치되어 폐수와 가열대상 유체의 혼합을 차단하는 격벽판(21)(31)을 각각 구비하고, 상기 격벽판(21)(31)은 물결 모양으로 굴곡된 판으로 형성되며, 상기 상부전열헤드(20) 및 하부전열헤드(30)는, 상부 개구 또는 하부 개구를 덮어주는 덮개판(25)(35)을 각각 구비하고, 상기 덮개판(25)(35)은 내측면에 가열대상 유체 또는 폐수의 흐름을 유도하는 요입부(26)(36)가 형성됨과 아울러 상기 요입부(26)(36)에 복수의 돌기(27)(37)가 형성된 것을 특징으로 하는 폐열회수형 열교환기에 관계한다.The present invention for achieving the above object, and the heat exchanger 10 having at least one spiral heating plate 11 of the double spiral structure to heat exchange with each other while the heating target fluid and waste water flow in opposite directions; An upper flange 15 which seals an upper end of the heat exchange part 10 and includes a wastewater inlet hole 15a and a fluid discharge hole 15b; An upper heat transfer head 20 installed at the upper flange 15 to communicate the wastewater inlet hole 15a and the wastewater supply pipe 41 and to communicate the fluid discharge hole 15b and the fluid discharge tube 51; A lower flange 16 which seals the lower end of the heat exchange part 10 and has a wastewater discharge hole 16a and a fluid inlet hole 16b formed therein; A lower heat transfer head 30 installed in the lower flange 16 to communicate the wastewater discharge hole 16a and the wastewater discharge pipe 42 and communicate the fluid inlet hole 16b and the fluid supply pipe 52. In the waste heat recovery type heat exchanger, the spiral heat exchanger plate 11 is formed by winding a spirally curved plate in a width direction in a double spiral along a longitudinal direction, and a heating target fluid and waste water are formed in the spiral heat transfer plate 11. In order to flow along the curved surface of the), the heat exchange unit 10, the spiral heat transfer plate 11 is laminated in a multi-stage structure, and the plate 12 is formed between the spiral plate 11 between the The diaphragm 12 has a through hole 13 formed at the edge of the waste water flowing along the upper and lower spiral heat transfer plates 11 and a fluid to be heated, and a through hole 13 formed at the center thereof. Things 12b are alternately placed In addition, the upper heat transfer head 20 and the lower heat transfer head 30 are installed in the center perpendicular to the partition plate 21, 31 for blocking the mixing of the waste water and the heating target fluid, respectively, the partition plate ( 21 and 31 are formed in a plate that is curved in a wavy shape, and the upper heat transfer head 20 and the lower heat transfer head 30 respectively cover cover plates 25 and 35 that cover the upper opening or the lower opening. In addition, the cover plates 25, 35 are formed on the inner surface of the inlet portion 26, 36 for inducing the flow of the fluid or waste water to be heated, and a plurality of the inlet portion 26, 36 It relates to a waste heat recovery type heat exchanger, characterized in that the projections 27 and 37 are formed.

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상기한 본 고안의 폐열회수형 열교환기는, 고온의 폐수와 가열대상 유체를 구획하는 나선형 전열판이 평판이 아닌 폭방향의 물결모양으로 굴곡된 형상으로 형성됨에 따라 전열면적이 증가하여 열교환 효율이 향상됨은 물론 나선형 전열판의 강도가 향상되어 나선형 전열판의 구조를 유지하기 위한 별도의 작업이 필요없는 효과가 있다.The waste heat recovery type heat exchanger of the present invention has a heat transfer area which is increased by increasing the heat transfer area as the spiral heat transfer plate partitioning the hot wastewater and the fluid to be heated is formed into a wavy shape in the width direction instead of a flat plate. Of course, the strength of the spiral heating plate is improved, so there is no need for a separate operation to maintain the structure of the spiral heating plate.

또, 본 고안의 폐열회수형 열교환기에 따르면, 나선형 전열판이 다단으로 적층되어 열교환부를 형성하게 되므로 전열면적이 증가하여 열교환 효율이 향상되는 효과가 있다.In addition, according to the waste heat recovery type heat exchanger of the present invention, since the spiral heat transfer plate is stacked in multiple stages to form a heat exchanger, the heat transfer area is increased, thereby improving heat exchange efficiency.

또한, 본 고안의 폐열회수형 열교환기에 따르면, 폐수 공급관을 통해 유입된 고온의 폐수와 열교환부에서 열교환을 마친 열교환 유체가 물결모양으로 굴곡된 형상으로 된 격벽을 사이에 두고 열교환을 하게 되므로, 전열면적의 증가에 따라 열교환효율이 향상되는 효과가 있다.In addition, according to the waste heat recovery type heat exchanger of the present invention, since the heat exchanged between the high temperature wastewater introduced through the wastewater supply pipe and the heat exchange fluid that has completed the heat exchange in the heat exchanger is interposed between the partition walls having a wavy shape, heat transfer As the area is increased, heat exchange efficiency is improved.

또, 본 고안의 폐열회수형 열교환기에 따르면, 덮개판에 형성된 요홈 및 돌기에 의해 폐수 또는 가열대상 유체에 와류가 형성되어 폐수 또는 가열대상 유체의 온도를 균일하게 함과 아울러 열교환효율이 향상되도록 하는 효과가 있다.In addition, according to the waste heat recovery type heat exchanger of the present invention, the vortex is formed in the waste water or the heating target fluid by grooves and protrusions formed on the cover plate to uniform the temperature of the waste water or the heating target fluid and to improve the heat exchange efficiency. It works.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 의한 폐열회수형 열교환기를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a waste heat recovery type heat exchanger according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 고안에 의한 폐열회수형 열교환기의 외관 사시도이고, 도 4는 본 고안에 의한 폐열회수형 열교환기의 유체 흐름이 도시된 참고도이며, 도 5는 본 고안의 요부 구성인 열교환부의 내부도이다. 그리고, 도 6은 본 고안의 요부 구성인 상부전열헤드가 도시된 단면도이고, 도 7은 본 고안의 요부 구성인 격벽판 일부가 도시된 측면도이다.3 is an external perspective view of the waste heat recovery type heat exchanger according to the present invention, and FIG. 4 is a reference view showing the fluid flow of the waste heat recovery type heat exchanger according to the present invention, and FIG. It is an internal view. 6 is a cross-sectional view showing an upper heat transfer head that is a main component of the present invention, and FIG.

본 고안의 폐열회수형 열교환기는, 가열대상 유체와 폐수가 서로 반대 방향으로 흐르면서 서로 열교환을 하도록 하는 이중 나선구조의 나선형 전열판(11)을 하나 이상 구비한 열교환부(10)와; 상기 열교환부(10)의 상단을 밀폐하고 폐수유입공(15a) 및 유체배출공(15b)이 형성되며 가장자리를 따라 복수의 볼트구멍(18)이 형성된 상부플랜지(15)와; 상기 상부플랜지(15)에 설치되며 상기 폐수유입공(15a)과 폐수 공급관(41)을 연통시키고 상기 유체배출공(15b)과 유체배출관(51)을 연통시키는 상부전열헤드(20)와; 상기 열교환부(10)의 하단을 밀폐하고 폐수배출공(16a) 및 유체유입공(16b)이 형성되며 가장자리를 따라 복수의 볼트구멍(18)이 형성된 하부플랜지(16)와; 상기 하부플랜지(16)에 설치되며 상기 폐수배출공(16a)과 폐수배출관(42)을 연통시키고 상기 유체유입공(16b)과 유체공급관(52)을 연통시키는 하부전열헤드(30)와; 상기 열교환부(10)의 외측에 일정 간격으로 설치되어 상기 열교환부(10)를 보호하고 상기 상부플랜지(15) 및 하부플랜지(16)의 볼트구멍(18)에 대응되는 복수의 볼트구멍(18)이 형성된 보강판(17)과; 상기 상부플랜지(15)와 하부플랜지(16) 및 보강판(17)의 볼트구멍(18)에 삽입되어 상기 열교환부(10)를 고정하는 복수의 고정바(19);를 포함하여 이루어진다.The waste heat recovery type heat exchanger of the present invention includes: a heat exchanger (10) having at least one spiral heat exchanger plate (11) having a double spiral structure to exchange heat with each other while the fluid to be heated and the waste water flow in opposite directions; An upper flange 15 which seals an upper end of the heat exchange part 10 and includes a wastewater inlet hole 15a and a fluid discharge hole 15b and a plurality of bolt holes 18 formed along an edge thereof; An upper heat transfer head 20 installed at the upper flange 15 to communicate the wastewater inlet hole 15a and the wastewater supply pipe 41 and to communicate the fluid discharge hole 15b and the fluid discharge tube 51; A lower flange 16 which seals the lower end of the heat exchange part 10 and has a wastewater discharge hole 16a and a fluid inlet hole 16b and a plurality of bolt holes 18 formed along an edge thereof; A lower heat transfer head (30) installed in the lower flange (16) to communicate the wastewater discharge hole (16a) and the wastewater discharge pipe (42) and to communicate the fluid inlet hole (16b) and the fluid supply pipe (52); A plurality of bolt holes 18 are installed on the outside of the heat exchange part 10 at regular intervals to protect the heat exchange part 10 and correspond to the bolt holes 18 of the upper flange 15 and the lower flange 16. A reinforcing plate (17) formed; And a plurality of fixing bars 19 inserted into the bolt holes 18 of the upper flange 15, the lower flange 16, and the reinforcing plate 17 to fix the heat exchange part 10.

여기서, 상기 나선형 전열판(11)은 도 4에 도시된 바와 같이 물결 모양의 굴곡이 폭방향으로 굴곡진 판을 이중 나선형으로 감아서 형성한다. 이때, 상기 나선형 전열판(11)은 길이 방향을 따라 감아서 성형하여, 가열대상 유체 및 폐수가 상기 나선형 전열판(11)의 굴곡면을 따라 유동하도록 한다.In this case, the spiral heat transfer plate 11 is formed by winding a spiral curved plate in a double direction in a spiral direction as shown in FIG. 4. At this time, the spiral heat transfer plate 11 is wound and molded along the length direction, such that the heating target fluid and waste water flow along the curved surface of the spiral heat transfer plate 11.

그리고, 상기 열교환부(10)는, 상기 나선형 전열판(11)이 다단 구조로 적층됨과 아울러 상기 나선형 전열판(11) 사이에는 격판(12)이 각각 설치된 구조로 이루어진다. 이때, 상기 격판(12)은 상하측의 나선형 전열판(11)을 따라 유동되는 폐수와 가열대상 유체가 통과하는 관통공(13)이 가장자리에 형성된 것(12a)과 관통공(13)이 중앙에 형성된 것(12b)이 교대로 배치되어야 한다. 그리고, 가열대상 유체 및 폐수가 상기 상부전열헤드(20) 및 하부전열헤드(30)를 통해 유입 또는 유출될 수 있도록 하기 위해서는 상기 격판(12)의 수는 홀수가 되어야 한다.The heat exchange part 10 has a structure in which the spiral heat transfer plates 11 are stacked in a multi-stage structure, and the diaphragms 12 are provided between the spiral heat transfer plates 11, respectively. At this time, the diaphragm 12 has a through hole 13 through which the wastewater flowing along the upper and lower spiral heat transfer plates 11 and a heating target fluid pass through the edge 12a and the through hole 13 are formed at the center thereof. Formed 12b should be arranged alternately. In addition, in order to allow the fluid to be heated and the waste water to flow in or out through the upper heat transfer head 20 and the lower heat transfer head 30, the number of the diaphragms 12 should be odd.

한편, 상기 상부전열헤드(20) 및 하부전열헤드(30)는, 중앙에 수직하게 설치되어 폐수와 가열대상 유체가 혼합되지 않도록 분리하는 격벽판(21)(31)을 구비하며, 상기 격벽판(25)(35) 역시 물결 모양으로 굴곡된 판으로 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 상부전열헤드(20)의 상부 개구와 상기 하부전열헤드(30)의 하부 개구를 각각 덮어주는 덮개판(25)(35)은, 그 내측면에 가열대상 유체 또는 폐수의 흐름을 유도하는 요입부(26)(36)가 형성되며, 상기 요입부(26)(36)에 복수의 돌기(27)(37)가 형성되는 것이 바람직하다.On the other hand, the upper heat transfer head 20 and the lower heat transfer head 30 is installed vertically in the center having a partition plate (21) (31) for separating the waste water and the fluid to be heated, the partition plate (25) (35) It is also preferable to form a wave-shaped plate. The cover plates 25 and 35 respectively covering the upper openings of the upper heat transfer head 20 and the lower openings of the lower heat transfer head 30 induce a flow of a heating target fluid or wastewater on the inner surface thereof. Concave indentations 26 and 36 are formed, and a plurality of protrusions 27 and 37 are preferably formed in the concave inlets 26 and 36.

상기와 같이 구성된 본 고안의 폐열회수형 열교환기는 폐수와 가열대상 유체가 서로 반대 방향으로 유동하면서 열교환을 통해 가열대상 유체의 온도를 상승시킴과 아울러 폐수의 온도를 낮추게 되며, 가열대상 유체 및 폐수의 유동 방향과 열교환 과정은 전술한 종래 기술과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.The waste heat recovery type heat exchanger of the present invention configured as described above increases the temperature of the heating target fluid through heat exchange while the wastewater and the heating target fluid flow in opposite directions, and lowers the temperature of the wastewater. Since the flow direction and the heat exchange process are the same as the above-described prior art, description thereof will be omitted.

한편, 본 고안에서는 열교환부(10)의 나선형 전열판(11)이 물결 모양으로 굴곡지게 성형됨에 따라, 폐수와 가열대상 유체 사이의 전열면적이 증가하게 되어 열교환 효율이 증가하게 됨은 물론 상기 나선형 전열판(11)의 강도가 증가하여 나선 구조를 충분히 유지할 수 있게 되므로 간격유지부재를 설치하는 작업이나 상기 나선형 전열판(10)을 고정하는 작업이 필요하지 않게 된다.On the other hand, in the present invention, as the spiral heat exchanger plate 11 of the heat exchanger 10 is formed to be bent in a wavy shape, the heat transfer area between the wastewater and the heating target fluid is increased to increase heat exchange efficiency, as well as the spiral heat transfer plate ( Since the strength of 11) can be increased enough to maintain the spiral structure, there is no need for installing a space keeping member or fixing the spiral heat transfer plate 10.

그리고, 상기 열교환부(10)에서 상기 나선형 전열판(11)이 다단으로 적층됨에 따라 폐수 및 가열대상 유체의 유동경로가 길어지게 되고, 그 결과 폐수와 가열대상 유체의 열교환 시간이 길어지게 되어 열교환 효율이 높아지게 된다. 이때, 상기 나선형 전열판(11) 사이에 설치된 격판(12)의 관통공(13) 위치에 따라 폐수 또는 가열대상 유체가 중앙에서 가장자리쪽으로 유동하거나 가장자리쪽에서 중앙으로 유동하게 된다. 물론, 하나의 나선형 전열판(11)을 기준으로 할 때 폐수와 가열대상 유체는 서로 반대 방향으로 유동하는 것은 당연하다.In addition, as the spiral heat transfer plate 11 is stacked in multiple stages in the heat exchanger 10, the flow paths of the wastewater and the heating target fluid become long, and as a result, the heat exchange time between the wastewater and the heating target fluid becomes long, thereby exchanging heat exchange efficiency. Will be higher. At this time, according to the position of the through hole 13 of the diaphragm 12 provided between the spiral heat transfer plate 11, the waste water or the heating target fluid flows from the center to the edge or from the edge to the center. Of course, the wastewater and the fluid to be heated flow in opposite directions with respect to one spiral heat transfer plate 11.

또한, 폐수와 가열대상 유체는 상기 열교환부(10)에서 뿐만 아니라 상부전열헤드(20) 및 하부전열헤드(30)에서도 열교환을 하게 된다. 이때, 폐수와 가열대상 유체를 분리하는 격벽판(21)(31)이 물결 모양으로 굴곡지게 형성됨에 따라 폐수와 가열대상 유체 사이의 전열면적이 증가하게 되어 열교환 효율이 향상된다. 그리고, 상기 상부전열헤드(20) 및 하부전열헤드(30)의 개구를 덮어주는 덮개판(25)(35)의 내측면에 가열대상 유체 또는 폐수의 흐름을 유도하는 요입부(26)(36)가 형성됨과 아울러 상기 요입부(26)(36)에 복수의 돌기(27)(37)가 형성됨에 따라, 폐수 또는 가열대상 유체에 와류가 발생되어 열교환 효율을 더욱 향상시키게 된다.In addition, the waste water and the fluid to be heated are heat-exchanged not only in the heat exchange part 10 but also in the upper heat transfer head 20 and the lower heat transfer head 30. In this case, as the partition plates 21 and 31 separating the wastewater and the heating target fluid are formed to be wavy, the heat transfer area between the wastewater and the heating target fluid is increased, thereby improving heat exchange efficiency. In addition, the concave portions 26 and 36 which induce a flow of a heating target fluid or wastewater to the inner surfaces of the cover plates 25 and 35 covering the openings of the upper heat transfer head 20 and the lower heat transfer head 30. As a plurality of protrusions 27 and 37 are formed at the concave inlets 26 and 36, vortices are generated in the waste water or the heating target fluid, thereby further improving heat exchange efficiency.

이상에서는 본 고안의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 고안의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 실용신안등록청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.In the above description of the preferred embodiment of the present invention, the scope of the present invention is not limited only to this specific embodiment, those skilled in the art within the scope of the utility model registration claims of the present invention Changes may be made as appropriate.

도 1은 종래 폐열회수형 열교환기가 도시된 구성도.1 is a block diagram showing a conventional waste heat recovery type heat exchanger.

도 2는 종래 폐열회수형 열교환기의 요부인 나선형 전열판의 사시도.2 is a perspective view of a spiral heat transfer plate which is a main part of a conventional waste heat recovery type heat exchanger;

도 3은 본 고안에 의한 폐열회수형 열교환기의 외관 사시도.Figure 3 is an external perspective view of the waste heat recovery type heat exchanger according to the present invention.

도 4는 본 고안에 의한 폐열회수형 열교환기의 유체 흐름이 도시된 참고도.4 is a reference diagram showing the fluid flow of the waste heat recovery type heat exchanger according to the present invention.

도 5는 본 고안의 요부 구성인 열교환부의 내부도.5 is an internal view of a heat exchanger that is a main component of the present invention.

도 6은 본 고안의 요부 구성인 상부전열헤드가 도시된 단면도.Figure 6 is a cross-sectional view showing an upper heat transfer head of the main component of the present invention.

도 7은 본 고안의 요부 구성인 격벽판 일부가 도시된 측면도.Figure 7 is a side view showing a part of the partition plate of the main component of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

10: 열교환부 11: 나선형 전열판10: heat exchange part 11: spiral heating plate

12: 격판 13: 관통공12: plate 13: through hole

15: 상부플랜지 16: 하부플랜지15: upper flange 16: lower flange

17: 보강판 19: 고정바17: reinforcement plate 19: fixing bar

20,30: 상,하부전열헤드 21,31: 격벽판20,30: upper and lower heat transfer head 21,31: partition plate

25,35: 덮개판 27,37: 돌기25,35: cover plate 27,37: projection

41: 폐수 공급관 42: 폐수배출관41: wastewater supply pipe 42: wastewater discharge pipe

51: 유체배출관 52: 유체공급관51: fluid discharge pipe 52: fluid supply pipe

Claims (6)

가열대상 유체와 폐수가 서로 반대 방향으로 흐르면서 서로 열교환을 하도록 하는 이중 나선구조의 나선형 전열판(11)을 하나 이상 구비한 열교환부(10)와; 상기 열교환부(10)의 상단을 밀폐하고 폐수유입공(15a) 및 유체배출공(15b)이 형성된 상부플랜지(15)와; 상기 상부플랜지(15)에 설치되며 상기 폐수유입공(15a)과 폐수 공급관(41)을 연통시키고 상기 유체배출공(15b)과 유체배출관(51)을 연통시키는 상부전열헤드(20)와; 상기 열교환부(10)의 하단을 밀폐하고 폐수배출공(16a) 및 유체유입공(16b)이 형성된 하부플랜지(16)와; 상기 하부플랜지(16)에 설치되며 상기 폐수배출공(16a)과 폐수배출관(42)을 연통시키고 상기 유체유입공(16b)과 유체공급관(52)을 연통시키는 하부전열헤드(30);를 포함하는 폐열회수형 열교환기에 있어서,A heat exchanger (10) having at least one spiral heating plate (11) having a double spiral structure for exchanging heat with the fluid to be heated and the waste water in opposite directions; An upper flange 15 which seals an upper end of the heat exchange part 10 and includes a wastewater inlet hole 15a and a fluid discharge hole 15b; An upper heat transfer head 20 installed at the upper flange 15 to communicate the wastewater inlet hole 15a and the wastewater supply pipe 41 and to communicate the fluid discharge hole 15b and the fluid discharge tube 51; A lower flange 16 which seals the lower end of the heat exchange part 10 and has a wastewater discharge hole 16a and a fluid inlet hole 16b formed therein; A lower heat transfer head 30 installed in the lower flange 16 to communicate the wastewater discharge hole 16a and the wastewater discharge pipe 42 and communicate the fluid inlet hole 16b and the fluid supply pipe 52. Waste heat recovery type heat exchanger, 상기 나선형 전열판(11)은 물결 모양의 굴곡이 폭방향으로 굴곡진 판을 길이 방향을 따라 이중 나선형으로 감아서 성형하고, The spiral heat transfer plate 11 is formed by winding a spirally curved plate in a width direction in a double spiral along a longitudinal direction, 가열대상 유체 및 폐수는 상기 나선형 전열판(11)의 굴곡면을 따라 유동하도록 하며, The fluid to be heated and the waste water flow along the curved surface of the spiral heat transfer plate 11, 상기 열교환부(10)는, 상기 나선형 전열판(11)이 다단 구조로 적층됨과 아울러 상기 나선형 전열판(11) 사이에는 격판(12)이 각각 설치된 구조로 이루어지고, The heat exchange part 10, the spiral heat transfer plate 11 is laminated in a multi-stage structure, and the plate 12 is formed between the spiral heat transfer plate 11, respectively, 상기 격판(12)은 상하측의 나선형 전열판(11)을 따라 유동되는 폐수와 가열대상 유체가 통과하는 관통공(13)이 가장자리에 형성된 것(12a)과 관통공(13)이 중앙에 형성된 것(12b)이 교대로 배치되며, The diaphragm 12 has a through hole 13 through which the wastewater flowing along the upper and lower spiral heat transfer plates 11 and a heating target fluid pass through the edge 12a and the through hole 13 are formed at the center thereof. 12b are placed alternately, 상기 상부전열헤드(20) 및 하부전열헤드(30)는, 중앙에 수직하게 설치되어 폐수와 가열대상 유체의 혼합을 차단하는 격벽판(21)(31)을 각각 구비하고,The upper heat transfer head 20 and the lower heat transfer head 30 are respectively provided with a partition plate (21) (31) is installed perpendicular to the center to block the mixing of the waste water and the heating target fluid, 상기 격벽판(21)(31)은 물결 모양으로 굴곡된 판으로 형성되며,The partition plates 21 and 31 are formed in a plate curved in a wavy shape, 상기 상부전열헤드(20) 및 하부전열헤드(30)는, 상부 개구 또는 하부 개구를 덮어주는 덮개판(25)(35)을 각각 구비하고,The upper heat transfer head 20 and the lower heat transfer head 30 are provided with cover plates 25 and 35 respectively covering the upper opening or the lower opening, 상기 덮개판(25)(35)은 내측면에 가열대상 유체 또는 폐수의 흐름을 유도하는 요입부(26)(36)가 형성됨과 아울러 상기 요입부(26)(36)에 복수의 돌기(27)(37)가 형성된 것을 특징으로 하는 폐열회수형 열교환기.The cover plates 25 and 35 have recesses 26 and 36 formed on the inner side thereof to induce a flow of a heating target fluid or wastewater, and a plurality of protrusions 27 on the recesses 26 and 36. Waste heat recovery type heat exchanger, characterized in that (37) is formed. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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