KR100760856B1 - 폐수열 회수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가열된 폐수가 위에서 아래로 지그재그로 흐르고 차거운 청수는 아래서 위로 지그재그로 흐르면서 서로 열교환하도록 한 폐수열 회수기에 관한 것으로서, 사각파이프를 횡으로 용접하여 상하로 일정간격 적층하는 열교환판(2)의 저면에 공기배출공(10)과 같은 공기배출수단을 형성하여 열교환판(2) 저면에 공기층이 형성되지 않도록 하므로서 열교환율이 높도록하고, 열교환판(2)의 저면에 보강프레임(14)을 일정간격 용접하여 열교환판(2)의 쳐짐현상을 방지하므로서 생산성과 내구성이 향상되게 하고, 본체 측벽(18)에 개폐판(16)을 형성하여 내부상태 점검이 쉽고 본체를 분해하지 않고도 찌꺼기의 완전청소가 가능하도록 하고 본체의 지붕(12)과 측벽(18)에 철제보강재(17)(19)와 보온재(20)를 구성하여 폐수열 손실방지와 폐수열 회수기의 내구성이 높도록 한 것이다.

폐수열 회수기, 열교환판, 격판, 연결부재

Description

폐수열 회수기{APPARATUS FOR CELLECTING THE WASTE-WATER HEAT}

도 1 : 본 발명의 내부구성도

도 2 : 본 발명 폐수와 청수의 흐름을 표시한 단면도

도 3 : 본 발명 일측격판과 연결부재를 분해한 사시도

도 4 : 도 3의 반대측 격판과 연결부재를 분해한 사시도

도 5 : 본 발명 열교환판에 격판과 연결부재를 결합한 단면구성도

도 6 : 본 발명 열교환판의 저면사시도

도 7 : 본 발명 다른 실시예의 내부구성도

도 8 : 본 발명 개폐판을 분해한 상태의 사시도

도 9 : 본 발명 보온재를 시공한 상태의 사시도

도 10 : 본 발명의 사시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(2) -- 열교환판 (2a) -- 사각파이프

(2b) -- 단관 (3)(3') -- 격판

(3a)(3a') -- 관통공 (4) -- 연결부재

(5) -- 폐수낙하공 (10) -- 공기배출공

(12) -- 지붕 (14) -- 보강프레임

(16) -- 개폐판 (17)(19) -- 철제보강재

(18) -- 측벽 (20) - 보온재

본 발명은 가열된 폐수와 차거운 청수가 서로 열교환되도록 하는 폐수열 회수기에 관한 것이다.

사각관체를 여러개 횡으로 용접하여서 된 열교환판을 일정간격 상하로 적층하여 가열된 폐수가 열교환판 사이를 위에서 아래로 지그재그로 흐르게 하고 열교환판의 사각관체 속으로는 차거운 청수가 아래서 위로 지그재그로 흐르게 하면서 서로 열교환되도록 하는 폐수열 교환기는 이건 출원인의 실용신안등록 제256619호 등에 의하여 알려져 있다.

상기와 같은 종래의 폐수열 회수기는 폐수와 청수의 접촉면적을 동일체적 내에서 최대한 넓게 하여 폐수열 회수율이 매우 높은 등의 장점이 있는 것이나 사용에 의하여 점차 폐수열 회수율이 낮아지고 생산성도 떨어지며 내부청소가 쉽지 않고 내구성에 있어서도 만족하지 못하는 등의 문제가 있는 것이었다.

일반적으로 폐수 속에는 많은 기포가 있고 폐수가 열교환판 사이를 흐르면서 폐수속의 기포가 위로 떠올라 모이게 되나 이를 적절히 배출해주는 구성이 없어 폐 수속으로부터 떠오른 기포들이 점차 열교환판의 저면에 쌓이면서 열교환판 저면과 폐수사이에 공기층을 형성하게 되고 이와 같이 열교환판 저면과 그 아래를 흐르는 폐수 사이에 기포에 의한 공기층이 형성되면 열교환판 속으로 흐르는 청수와 열교환판 저면아래로 흐르는 폐수의 열교환을 공기층이 방해하여 열교환효율이 많이(최대 40%까지) 떨어지게 되는 것이다.

그러나 공기배출은 신중하게 하지 아니하면 폐수열의 손실을 초래하게 된다.

또한 열교환판은 금속파이프를 횡으로 용접하여서된 구성이고 내부에는 고압의 청수가 흐르고 있어 사용에 의하여 중앙부가 점차 아래로 쳐져 휘어지게 되고 열교환판의 중앙부가 아래로 쳐져 휘어지면 열교환판 사이를 흐르는 폐수의 흐름을 방해하여 생산성이 떨어지게 될 뿐 아니라 열교환판의 쳐짐현상은 열교환판을 구성하는 사각파이프의 용접부위(부분용접한다)가 파손되게 하여 폐수열 교환기의 사용수명을 단축하게 되는 원인이 된다.

일반적으로 폐수에는 많은 찌꺼기들이 섞여 있으므로 폐수가 흐르는 폐수열 회수기는 수시로 내부청소를 해주어야 하며 내부청소방법으로서는 폐수열 회수기의 가동을 중지하고 청수를 폐수유입구에 투입하여 폐수가 흐르는 공간에 청수가 흐르게하는 방법으로 청소를 하게 되나 이러한 방법으로 하는 청소는 내부에 쌓인 찌꺼기들을 완전히 배출할 수가 없어 폐수열 회수기 내에 늘 다소의 찌꺼기들이 쌓여 있게되어 폐수의 원활한 흐름을 방해하므로서 생산성이 저하되고 점차 찌꺼기들이 많이 쌓이게 되면 부득이 폐수열 회수기를 분해청소하여야 한다.

그러나 폐수열 회수기는 내부압때문에 대부분의 내외부 구성들이 용접, 리벳 등의 방법으로 견고하게 결합되어 있어 쉽게 분해할 수 있는 구성이 아니므로 분해청소가 매우 어렵고 내부에 찌꺼기가 어느 정도 쌓여있는지도 분해를 하기 전에는 알 수가 없는 문제가 있는 것이었다.

폐수열 회수기 내부에는 청수와 폐수에 의하여 상당한 고압(7~10kg/cm2)이 형성되기 때문에 이러한 고압에 대한 내압효과와 외관상의 미감을 위하여 종래의 폐수열 회수기의 지붕은 철판으로 제작하되 평면형상이 아니고 둥근 원호형상으로 되어 있다.

그러나 지붕이 둥근형상이라 해도 내부의 고압 때문에 용접부위가 파손되거나 철판자체가 융기되면서 찢어지는 경우가 있어 폐수열 회수기의 사용수명을 단축하는 원인이 되고 있다.

본 발명은 이러한 제반문제를 해결하기 위한 것으로서 열교환판을 구성하는 여러개의 사각파이프 중 폐수 낙하공 형성을 위하여 짧게 구성한 사각파이프 저면에 공기배출공과 같은 공기배출수단을 형성하여 폐수 내의 기포가 지그재그로 상승하여 외부로 배출되게 하므로서 폐수열의 손실을 최소화하면서 열교환판과 폐수사이에 공기층이 형성되지 않도록하여 열교환율이 현저히 높아지도록 하였다.

열교환판의 저면에 횡으로 보강프레임을 용접하여 열교환판의 쳐짐현상을 방지하므로서 사용에 의하여 점차생산성이 저하되는 것을 방지하고 내구성도 높도록 하였다. 이때 보강프레임이 열교환판 저면 아래로 다소 돌출하게 되나 보강프레임의 돌출정도가 작고 또 폐수의 흐름을 방해하는 찌꺼기들은 대부분 위로 뜨지 않고 가라앉아 흐르기 때문에 보강프레임의 돌출에 따른 생산성 저하 정도는 매우 적다. 그러나 보강프레임의 돌출문제는 열교환판 간의 간격을 약간씩 더 높게 형성해주므로서 해결할 수 있다.

폐수열 회수기의 본체 일측에 개폐판을 형성하고 개폐판을 쉽게 분리할 수 있도록 볼트 등으로 체결하므로서 개폐판을 분리하여 자주 내부상태를 점검할 수 있도록 하고 청수로 내부청소를 할 때는 청수 청소 후 개폐판을 분리하고 개폐판에 의하여형성된 개구부로 청소도구를 넣어 청수에 의하여 제거되지 않고 잔류하는 찌꺼기들을 완전히 청소할 수 있도록 하였다.

폐수열 회수기의 지붕을 둥글게 하지않고 평면형상으로 하여 철제보강재의 시공이 용이하도록 하였고 시공이 용이한 평면지붕 위에 여러개의 철제보강재를 종횡으로 용접하여 지붕을 보강하고 측벽의 외면에도 일정간격으로 철제보강재를 수직으로만 용접보강하므로서 본체가 내부의 고압에도 오래 견딜 수 있도록 하였고, 철제보강재가 폐수열 회수기의 외면에 돌출하므로서 본체가 보강될 뿐 아니라 보온재시공이 용이하므로 폐수열 회수기의 지붕과 측벽에 보온재를 접착시공하므로서 폐수열이 외부로 손실되는 것을 최소화한 것이다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1에서와 같이 폐수열 회수기(1)내에 사각파이프(2a)를 여러개 횡으로 용접하여서된 열교환판(2)을 상하 일정간격으로 적층하고 한 개의 열교환판(2)에는 중앙과 좌우에 다른 사각파이프(2a)보다 짧은 단관(2b)을 용접하므로서 단관(2b)의 일측 단부와 격판(3) 사이에 폐수낙하공(5)이 형성되게 하였다.

도 2에서와 같이 열교환판(2)의 양측 입구는 좌우격판(3)(3')과 연결부재(4)(4')에 의하여 서로 연결된다.

좌우격판(3)(3')에는 도 3과 도 4에서와 같이 여러개의 관통공(3a)(3a')이 형성되어 있고 관통공(3a)(3a')에는 도 2 및 도 5에서와 같이 각각 열교환판(2)의 사각파이프(2a)의 입구가 삽입된다.

도 1에서와 같이 열교환판(2)을 구성하는 사각파이프(2a) 중 길이가 짧은 단관(2b)은 한 쪽이 다른 사각파이프(2a)보다 짧도록 구성되어 있고 이러한 구성은 각 층의 열교환판(2)마다 반대로 구성되어 있어 단관(2b)의 짧은 쪽과 격판(3)(3') 사이에 형성되는 폐수 낙하공(5)이 각층마다 서로 반대쪽에 형성되므로 폐수가 열교환판(2)사이를 위에서 아래로 지그재그로 흐르게 된다.

도 3 및 도 4에서와 같이 열교환판(2)의 단관(2b)의 양측단부 중 폐수낙하공(5)이 형성되는 쪽의 단부(2b-1)는 격판(3)(3')과 사이에 폐수낙하공(5)의 크기만큼 간격을 두고 위치한다. 그 반대쪽 단부(2b-2)는 다른 사각파이프(2a)의 단부보다 격판(3)(3')의 두께만큼 짧게 형성하므로서 다른 사각파이프(2a)의 단부가 격판(3)(3')의 관통공(3a)(3a')을 관통하면 단관(2b)의 단부(2b-2)는 격판(3)(3')의 내면, 관통공(3a)(3a')이 없는 부분에 접하게 된다.

사각파이프(2a)의 단부는 관통공(3a)(3a')을 관통하여 격판(3)(3')과 용접되므로 사각파이프(2a)에는 청수만 유입된다.

단관(2b)의 단부(2b-2)는 관통공(3a)(3a') 사이의 격판(3)(3') 내면에 용접되므로 폐수가 흘러나오거나 청수가 흘러들어가지 않는다.

도 2 및 도 5에서와 같이 격판(3)(3')에는 청수의 흐름을 안내하는 연결부재(4)(4')가 용접된다. 연결부재(4)(4')는 도 3 및 도 4에서와 같이 단면이 원호형상이고, 도 2와 도 5에서와 같이 한개가 상하로 2개층의 열교환판(2) 입구를 서로 연결되게하는 구성이다.

다만, 청수유입구(6)와 청수배출구(7)가 형성된 맨아래와 맨위의 연결부재(4)(4')는 각 한개씩의 열교환판(2)과 연결된다.

폐수는 단관(2b)에 의하여 형성되는 폐수 낙하공(5)이 각층마다 서로 반대방향에 형성되어있어 폐수가 유입구(8)로 흘러들어 온 다음에는 반대방향에 형성된 각층의 폐수 낙하공(5)을 따라 흐르게 되므로 그 흐름은 도 2에서 폐수흐름방향을 도시한 화살표(A)와 같이 지그재그로 흘러내린 후 폐수배출구(9)로 배출된다.

청수는 펌프(도시안됨)의 펌핑압에 의하여 맨 아래의 청수유입구(6)로 들어가 위로 흐르며 도 2에서와 같이 서로 반대방향에서 엇갈리게 2개층씩 열교환판(2) 을 연결하는 연결부재(4)(4')의 안내에 따라 청수흐름방향을 도시한 화살표(B)와 같이 열교환판(2) 내부를 상향 지그재그로 흐른 다음 청수배출구(7)로 배출된다.

열교환판(2)의 구성은 폐수열 회수기 내에서 폐수와 청수가 서로 다른 방향으로 지그재그로 흐르게 하면 되므로 반드시 본 발명에서 예시한 것으로 한정하지 아니한다.

공기배출공(10)은 도 1 및 도 6에서와 같이 각층마다 열교환판(2)의 단관(2b) 중 어느 것 하나의 저면에 여러개 뚫어 열교환판(2)의 저면에 기포에 의한 공기층이 형성되지 않도록 한다.

공기배출공(10)은 한개의 단관(2b)에만 뚫는 것이 좋으나 필요한 경우 2개 또는 3개 모두에 뚫어도 된다.

공기배출공(10)을 뚫는 단관(2b)의 입구는 공기배출을 위하여 개방하므로 폐수가 유입되며 공기는 폐수속을 역류하여 배출된다. 공기배출공(10)을 뚫지 아니하는 단관(2b)의 입구는 폐쇄하거나 또는 구태어 폐쇄하지 않아도 된다.

이와 같이 구성하므로서 폐수속의 기포는 공기배출공(10)을 통하여 단관(2b)속으로 들어가서 폐수낙하공(5)쪽으로 이동하고 폐수 낙하공(5)을 거슬러 올라간 후 윗층의 열교환판(2)의 단관(2b)속으로 공기배출공(10)을 통하여 들어가 반대측 폐수 낙하공(5)으로 이동하고 다시 거슬러 올라가는 방법으로 폐수의 흐름을 역류하면서 상향 지그재그로 이동하고 폐수열 회수기(1)의 지붕(12)에 설치된 공기배출기(13)로 배출된다.

단관(2b)의 저면에 공기구멍(10)을 뚫는 대신 도 8에서와 같이 요홈(11)을 길게 형성하여도 된다.

열교환판(2)의 단관(2b) 저면에 요홈(11)을 형성할 경우에는 공기가 요홈(11)을 따라 상향 지그재그로 이동한다.

요홈(11) 역시 한개 또는 그 이상의 단관(2b)에 형성해도 된다.

도 6에서와 같이 각 층의 열교환판(2) 저면에는 철제의 보강프레임(14)을 일정간격 용접하여 열교환판(2)의 중앙부가 사용에 의하여 아래로 쳐지는 현상을 방지하였다.

도 7에서와 같이 폐수열 회수기(1)의 측벽에 일정 크기의 개구부(15)를 형성하고 개구부(15)에 개폐판(16)을 덮고 분리가 용이 하도록 여러개의 볼트로 체결하므로서 쉽게 내부상태를 확인할 수 있고 본체를 분해하지 않고도 청소도구를 사용하여 잔류 찌꺼기를 완전히 청소할 수 있도록 하였다.

개구부(15)와 개폐판(16) 사이에는 고무패킹(도시안됨)을 사용하여 밀폐가 잘되도록 하였다.

개폐판(16)은 한개 또는 그 이상을 형성할 수 있다.

도 7에서와 같이 폐수열 회수기(1)의 지붕(12)을 평면으로 하고 H빔 또는 I빔과 같은 철재보강재(17)를 종횡으로 용접하고 전후의 측벽(18)에도 같은 철제보강재(19)를 종으로만 용접하여 본체의 견고성을 강화하므로서 폐수열 회수기(1)의 내부압에도 본체가 오래 견딜수 있도록 하였다.

도 9에서와 같이 폐수열 회수기(1)의 지붕(12)과 측벽(18)에 돌출 형성된 철제보강재(17)(19)사이에 보온재(20)를 접착하고 좌우 연결부재(4)(4') 외면에도 보온재(20)를 접착하여 폐수열의 손실을 방지하였다.

개폐판(16)에는 보온재(20)를 접착하지 아니한다.

폐수열 회수기(1)의 지붕(12)과 측벽(18)을 철판으로 둘러싸므로 보온재(20)가 노출되지 않고 도 10에서와 같이 외관이 깨끗하게 된다.

미 설명부호 (21)는 내부청소시 공기를 주입하는 공기주입용 체크밸브이고 (22)는 루프연결관이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 열교환판(2)의 저면에 공기층이 형성되지않아 열교환율이 현저히 높아지게 되고 공기가 지그재그로 이동하여 배출되므로 폐수열 손실이 매우 적다.

보강프레임(14)에 의하여 열교환판(2)의 중앙부쳐짐이 방지되어 생산성이 향상되고 내구성이 높으며 개폐판(16)을 이용하여 내부 상태를 쉽게 점검할 수 있고 본체를 분해하지 않고도 잔류 찌꺼기를 완전히 청소할 수 있어 폐수열 회수기(1)의 생산성이 현저히 향상되고 관리가 매우 편리하다.

철제보강재(17)(19)와 보온재(20)를 부가구성하므로서 폐수열 회수기(1)의 사용수명이 길고 폐수열 손실이 방지되는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims (6)

1. 사각 파이프(2a)와 단관(2b)을 횡으로 용접하여서된 열교환판(2)을 일정 간격 상하로 적층하고 열교환판(2) 양측에 격판(3)(3')과 연결부재(4)(4')를 결합하되 단관(2b)과 격판(3)(3') 사이에 형성되는 폐수열낙하공(5)이 층마다 서로 반대측에 형성되게 하여 열교환판(2)사이를 흐르는 폐수가 하향 지그재그로 흐르게 하고, 연결부재(4)(4')가 열교환판(2)의 양단부를 2개층씩 서로 어긋나게 연결되게 하므로서 열교환판(2)속을 흐르는 청수가 상향 지그재그로 흐르면서 폐수와 열교환하도록 한 폐수열 회수기(1)에 있어서,

   열교환판(2)의 단관(2b) 저면에 공기배출수단으로서 여러개의 공기배출공(10)을 형성하여서된 폐수열 회수기.
2. 사각 파이프(2a)와 단관(2b)을 횡으로 용접하여서된 열교환판(2)을 일정 간격 상하로 적층하고 열교환판(2) 양측에 격판(3)(3')과 연결부재(4)(4')를 결합하되 단관(2b)과 격판(3)(3') 사이에 형성되는 폐수열낙하공(5)이 층마다 서로 반대측에 형성되게 하여 열교환판(2)사이를 흐르는 폐수가 하향 지그재그로 흐르게 하고, 연결부재(4)(4')가 열교환판(2)의 양단부를 2개층씩 서로 어긋나게 연결되게 하므로서 열교환판(2)속을 흐르는 청수가 상향 지그재그로 흐르면서 폐수와 열교환하도록 한 폐수열 회수기(1)에 있어서,

   열교환판(2)의 단관(2b)저면에 공기배출수단으로서 요홈(11)을 형성하여서 된 폐수열 회수기.
3. 삭제
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 열교환판(2)저면에 보강프레임(14)을 형성함을 특징으로 하는 폐수열 회수기.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 폐수열 회수기(1)의 지붕(12)과 측벽(18)에 철제보강재(17)(19)와 보온재(20)를 구성함을 특징으로 하는 폐수열 회수기.
6. 사각 파이프(2a)와 단관(2b)을 횡으로 용접하여서된 열교환판(2)을 일정 간격 상하로 적층하고 열교환판(2) 양측에 격판(3)(3')과 연결부재(4)(4')를 결합하되 단관(2b)과 격판(3)(3') 사이에 형성되는 폐수열낙하공(5)이 층마다 서로 반대측에 형성되게 하여 열교환판(2)사이를 흐르는 폐수가 하향 지그재그로 흐르게 하고, 연결부재(4)(4')가 열교환판(2)의 양단부를 2개층씩 서로 어긋나게 연결되게 하므로서 열교환판(2)속을 흐르는 청수가 상향 지그재그로 흐르면서 폐수와 열교환하도록 한 폐수열 회수기(1)에 있어서,

   열교환판(2)의 단관(2b) 저면에 공기배출수단으로서 여러개의 공기배출공(10)을 형성하고 측벽에 개폐판(16)을 형성하여서 된 폐수열 회수기.

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