KR100964992B1 - 폐열 회수 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐열 회수 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열 교환부의 일부분에만 열 매체 전달부를 사용하여 열 전달의 방향성 및 방열의 효율을 향상시키는 폐열 회수 장치에 관한 것이다.
폐열 회수 장치는 발열 장치에 의해 생성된 배기 가스를 통과시키는 가스 통로부, 외부로부터 유입한 급수의 온도를 초과하는 온도를 갖는 급수를 유출하는 급수 통로부 및 상기 가스 통로부와 상기 급수 통로부 사이에 위치하여 상기 배기 가스의 열을 상기 급수로 전달하는 적어도 하나의 열 교환부를 포함하고, 상기 열 교환부는 일부분에만 열 매체 전달부를 포함할 수 있다.
폐열 회수

Description

폐열 회수 장치{APPARATUS FOR RECOVERING WASTE HEAT}
본 발명은 폐열 회수 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열 교환부의 일부분에만 열 매체 전달부를 사용하여 열 전달의 방향성 및 방열의 효율을 향상시키는 폐열 회수 장치에 관한 것이다.
폐열 회수 장치는 보일러 등에서 배출되는 가스의 폐열을 이용하고자 배기 가스가 배출되는 방향의 내부 공간에 장착되어 배기 가스의 폐열을 흡수함으로써 저온의 급수를 고온의 급수로 바꾸는 시스템을 말한다.
종래 기술에 따른 폐열 회수 장치의 구성요소 중 열 교환기는 배기 가스와 급수 사이의 열 교환을 수행하는 장치이다.
열 교환기는 진공상태의 금속관 내에 비점이 낮고 증발 잠열이 큰 작동 유체를 주입하여 제작한 것으로 저압의 조건에서 작동 유체가 쉽게 액체에서 증기로 상 변화한다는 특징을 이용하여 상 변화시의 잠열로써 열을 전달하는 장치이다.
이러한 열 교환기는 작용온도범위가 -70℃ 에서 300℃ 의 범위에 속하는 것 으로 일반 공조 및 냉난방, 전자기기의 냉각, 중온범위의 폐열 회수, 태양열의 집열 등에 효율적인 열 전달 요소로 사용될 수 있다.
종래의 열 교환기는 밀봉된 진공상태의 파이프 내에 작동 유체 및 작동 유체의 이동성을 위한 윅(wick)을 포함한다.
종래의 열 교환기에서, 열을 포함한 작동 유체가 방열부에서 방열하고 응축되어 윅의 모세관 현상에 의해 흡열부로 귀환하고, 귀환한 작동 유체가 다시 열원의 열을 흡열하여 증발을 하고, 증발한 작동 유체가 다시 방열부로 이동하여 방열하는 과정을 반복하여 열 전달이 수행된다.
이러한 종래의 열 교환기를 이용한 폐열 회수 장치에서 배기 가스로부터 흡수한 열이 급수로 방열되는 경우, 열 교환기의 내측면을 둘러싸고 있는 윅(wick)으로 인하여 방열의 효율이 저하되었다.
이러한 종래의 열 교환기의 방열의 비효율성으로 인하여, 종래의 폐열 회수 장치에서 배기 가스로부터 흡수된 열이 급수로 전달될 때 열 전달의 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명은 열 교환부의 일부에만 열 매체 전달부를 사용하여 효율적인 열 전달을 위한 폐열 회수 장치를 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 측면은 폐열 회수 장치에 있어서, 발열 장치에 의해 생성된 배기 가스를 통과시키는 가스 통로부, 외부로부터 유입한 급수의 온도를 초과하는 온도를 갖는 급수를 유출하는 급수 통로부 및 상기 가스 통로부와 상기 급수 통로부 사이에 위치하여 상기 배기 가스의 열을 상기 급수로 전달하는 적어도 하나의 열 교환부를 포함하고, 상기 열 교환부는 일부분에만 열 매체 전달부를 포함하는 폐열 회수 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 제 2 측면은 열 매체, 상기 열 매체가 열을 흡수하여 기체 상태가 되는 증발부, 상기 열 매체가 열을 방출하여 액체 상태가 되는 응축부 및 상기 액체 상태의 열 매체를 이동시키는 열 매체 전달부를 포함하고, 상기 증발부는 상기 열 매체 전달부를 포함하고, 상기 응축부는 상기 열 매체 전달부를 포함하지 않으며, 상기 액체 상태의 열 매체는 상기 열 매체 전달부를 통해 상기 증발부의 전체부분에 전달되는 열 교환기를 제공할 수 있다.
본 발명의 제 3 측면은 연소 반응을 통해 배기 가스를 생성하는 발열 장치, 상기 배기 가스에 포함된 열 에너지를 급수로 전달하여, 상기 급수의 온도를 높이는 폐열 회수 장치 및 상기 폐열 회수 장치를 통과하는 배기 가스에 의해 생성되는 액체를 중화하는 중화 장치를 포함하고, 상기 폐열 회수 장치는 발열 장치에 의해 생성된 배기 가스를 통과시키는 가스 통로부, 외부로부터 유입한 급수의 온도를 초과하는 온도를 갖는 급수를 유출하는 급수 통로부 및 상기 가스 통로부와 상기 급수 통로부 사이에 위치하여 상기 배기 가스의 열을 상기 급수로 전달하는 적어도 하나의 열 교환부를 포함하고, 상기 열 교환부는 일부분에만 열 매체 전달부를 포함하는 폐열 회수 시스템을 제공할 수 있다.
상기와 같은 수단에 의하여 제조된 폐열 회수 장치는 열 교환기에서 열 에너지 흡수되는 부분에만 열 매체 전달부를 사용하여 열 배출부에서 열 배출의 효율을 향상시키면서도 열 교환기에서 열의 이동성을 유지할 수 있다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확 한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시란 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐열 회수 장치를 도시한 종단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치(1)는 가스 통로부(11), 급수 통로부(12) 및 열교환부(13)를 포함한다.
가스 통로부(11)는 가스 유입부(111) 및 가스 배출부(112)를 포함한다. 가스 유입부(111)는 외부의 발열 장치에 의해 생성된 배기 가스를 유입하고, 가스 배출부(112)는 가스 통로부(11)를 통과한 배기 가스를 배출한다.
가스 통로부(11)를 통과하는 가스는 열 에너지를 포함하며, 가스가 포함하는 열 에너지는 열 교환부(13)에 의해 흡수된다.
가스 배출부(112)의 직경은 가스 유입부(111)의 직경보다 작으며, 이로 인해 보다 더 많은 양의 배기 가스의 열 에너지가 열 교환부(13)에 의해 흡수될 수 있다.
즉, 가스 배출부(112)의 작은 직경으로 인하여 배기 가스가 가스 유입부(111)로부터 가스 배출부(112)로 이동할 때 가스 배출부(112) 부근에서 병목 현상이 발생하고, 이러한 병목 현상에 의해 배기 가스가 폐열 회수 장치(1)에 보다 더 장시간 머무르게 되면서 열 교환부(13)는 배기 가스의 열 에너지를 보다 더 많이 흡수할 수 있다.
급수 통로부(12)는 급수 유입부(121) 및 급수 배출부(122)를 포함한다. 급수 유입부(121)는 외부로부터 저온의 급수를 유입하고, 급수 배출부(122)는 유입한 급수보다 높은 온도를 갖는 급수를 외부로 배출한다.
즉, 급수 유입부(121)로부터 유입된 급수는 급수 통로부(12)를 통과하면서 열 교환부(13)로부터 열을 흡수하여 급수 배출부(122)로 배출된다.
열 교환부(13)는 열 흡수부(13a) 및 열 배출부(13b)를 포함하며, 가스 통로부(11)와 급수 통로부(12) 사이에 위치하여 가스 통로부(11)의 열을 급수 통로부(12)로 전달한다.
즉, 열 흡수부(13a)는 가스 통로부(11)에 위치하여 배기 가스로부터 열을 흡수하며, 열 배출부(13b)는 급수 통로부(12)에 위치하여 급수로 열을 배출한다.
이러한 열 교환부(13)는 일부분에만 열 매체 전달부(도시 생략), 예를 들어 윅(wick)을 포함할 수 있으며, 예를 들어 열 흡수부(13a)에만 열 매체 전달부를 포함할 수 있다. 이에 대하여 도 3에서 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치를 도시한 횡단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치는 원통형으로 형성될 수 있다.
가스 통로부(11)는 폐열 회수 장치의 중심 영역에 위치하고, 급수 통로부(12)는 폐열 회수 장치의 외주 영역에 위치한다. 따라서, 급수 통로부(12)는 가스 통로부(11)를 둘러싸도록 형성된다.
열 교환부(13)는, 전술한 바와 같이, 가스 통로부(11)와 급수 통로부(12)에 걸쳐 위치한다. 열 교환부(13)의 열 흡수 유닛(13a)은 가스 통로부(11) 측에 위치 하고, 열 교환부(13)의 열 배출 유닛(13b)은 급수 통로부(12) 측에 위치한다.
열 흡수 유닛(133a) 은 가스 통로부(11)의 중심까지 연장되어 위치하여 가스 통로부(11)를 통과하는 모든 배기 가스로부터 열 에너지를 흡수할 수 있다.
즉, 열 흡수 유닛(133a)은, 가스 통로부(11)를 통과하는 모든 배기 가스와 접촉할 수 있도록, 가스 통로부(11)의 외주 영역 및 중심 영역에 위치 할 수 있다. 이러한 경우, 열 흡수 유닛(133a)은 모든 배기 가스로부터 열 에너지를 흡수하여 열 흡수의 효율을 높일 수 있다.
열 배출 유닛(133b)도 또한 급수 통로부(12)의 최외곽까지 연장되어 위치하여 급수 통로부를 통과하는 모든 저온의 급수로 열 에너지를 전달할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 교환부를 도시한 단면도이며, 도 4의 (a) 및 (b)는 각각 도 3의 B-B’ 선 및 C-C’에 따른 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열 교환부(13)는 몸체(131), 열 매체 전달부(132), 증발부(133a), 응축부(133b) 및 열 매체를 포함한다.
열 매체는 열 교환부(13) 내부의 열에 따라 증발 또는 응축되어 열 교환부(13) 내부를 이동한다.
몸체(131)는 외부의 열, 즉 배기 가스의 열을 흡수하여 열 매체로 전달하거나, 열 매체의 열을 흡수하여 외부, 즉 급수로 전달한다.
열 매체 전달부(132)는 응축부(133b)에서 열을 방열하고 응축되어 액체 상태로 된 열 매체를 모세관 현상에 의해 증발부(133a)로 전달한다.
열 매체 전달부(132)는 증발부(133a)의 내측면에 위치하며 금속망이나 섬유 등의 직물 조직 등으로 이루어질 수 있으며, 길이 방향으로 중공이 형성되는 와이어 튜브 조직으로 이루어질 수도 있다.
이러한 구성에 의해 열 매체 전달부(132)는 열 매체의 순환 흐름 및 품질 특성을 현저히 향상시킬 수 있으며, 특히 열 매체 전달부(132)의 표면을 도금처리 할 경우 산화가 방지되어 수명이 극대화시킬 수 있다.
증발부(133a) 및 응축부(133b)는 각각 열 흡수부(13a) 및 열 배출부(13b)에 포함되며, 증발부(133a)에서 열 매체가 열을 흡수하여 기체 상태가 되어 응축부(133b)로 이동하고, 응축부(133b)로 이동한 기체 상태의 열 매체는 열을 방출하여 액체 상태가 된다.
다시 말해 본 발명의 일 실시예에 따른 열 교환부(13)에서 열 에너지가 전달되는 원리는 아래와 같다.
열 전달부(13)는 양단이 막힌 진공 상태의 몸체(131)의 내부에 증발매체인 열 매체를 소량 봉입하여 이루어진다.
열 매체가 봉입된 상태에서 열 흡수부(13a)에 열을 가해지면, 열 매체는 증발하여 기체 상태가 되어 열 배출부(13b)로 전달된다. 열을 방출하면서 열 배출부(13b)부에 도달한 열 매체는 다시 응축되어 다시 액체 상태가 되고 이러한 순환이 반복된다.
즉, 증발부(133a)에서 열 매체가 증발되면서 증발부(133a)와 응축부(133b) 사이에 압력 차이가 발생하고, 발생한 압력 차이에 의해 기체 상태의 열 매체가 고속으로 응축부(133b)로 이동하여 응축부(133b)에서 액화되어 액체 상태가 되어 응 축 잠열을 방출한다.
응축부(133b)에서 응축되어 액체 상태가 된 열 매체는 표면 장력에 의해 열 매체 전달부(132)에 달라붙고, 열 매체 전달부(132)에서의 모세관 압력에 의해 상기 증발부(133a)로 전달된다.
이러한 작용으로 열 교환부(13) 전체에 걸쳐서 열이 같은 온도로 신속히 전도되는 초열전도 특성이 일어난다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 열 교환부(13)는, 열 이동 방향성과 흡열의 장점이 있으나 방열의 효율을 감소시키는 단점을 갖는 열 매체 전달부(132)를 열 흡수부(13a)에만 적용하여 열 흡수부(13a)에서의 흡열을 촉진하고, 열 흡수부(13a)로부터 열 배출부(13b)로 열 전달을 용이하게 할 수 있다.
즉, 배기 가스의 열 에너지를 흡수하는 열 흡수부(13a)만이 열 전달 매체(132)를 포함하므로, 열 흡수부(13a)에서 열 매체의 열 흡수 및 열 흡수에 따른 증발이 원활하게 수행될 수 있으며, 열 배출부(13b)에서 액체 상태가 된 열 매체가 열 배출부(13b)로부터 열 흡수부(13a)로 모세관 현상에 의해 효율적으로 전달될 수 있다.
또한, 열 에너지를 급수로 전달하는 열 배출부(13b)는 열 매체 전달부를 포함하지 않으므로, 열 매체 전달부(132)에 의해 방열의 효율, 즉 열 전달의 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
이를 통해, 보일러와 같은 발열 수단에서 배출되는 가스로부터 흡수되어 급수로 전달되는 열 에너지를 증가시킴으로써 배기 가스로부터 열 에너지를 효율적으 로 회수할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치에 사용되는 열 교환부의 장착된 상태를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열 교환부는, 전술한 바와 같이, 열 흡수부(13a) 및 열 배출부(13b)를 포함한다. 또한, 전술한 바와 같이 열 흡수부(13a)는 가스 통로부(11)에 위치하고, 열 배출부(13b)에 급수 통로부(12)에 위치한다.
따라서, 가스 통로부(11)를 통과하는 배기 가스에 노출되는 열 흡수부(13a)의 면적, 즉 열 흡수부(13a)의 길이가 길수록 배기 가스로부터 열 흡수부(13a)로 전달되는 열 에너지의 양이 커진다.
마찬가지로 급수 통로부(11)를 통과하는 급수에 노출되는 열 배출부(13b)의 면적, 즉 열 배출부(13b)의 길이가 길수록 열 배출부(13b)로부터 급수로 전달되는 열 에너지의 양이 커진다.
다만, 열 교환부의 길이는 제한되어 있으므로 열 흡수부(13a)와 열 배출부(13b)의 길이는 무한정으로 증가할 수 없다. 따라서, 제한된 열 교환부의 길이에서 열 흡수부(13a)와 열 배출부(13b)의 길이의 비율이 조절되어 열 회수율이 조절될 수 있다.
즉, 열 에너지를 배기 가스로부터 흡수하는 부분과 열 에너지를 급수로 배출하는 부분을 길이의 비율을 조절하여, 열 에너지가 배기 가스로부터 흡수되어 급수로 전달되는 효율인 열 회수율이 증가될 수 있다.
표 1은 본 발명의 일 실시예에서, 가스 통로부로 유입되는 배기 가스의 양 및 온도와 급수의 유속이 일정할 때, 열 배출부(13b)의 길이(x)와 열 흡수부(13a)의 길이(y)의 비율(x/y)의 변화에 따른 급수 통로부(12)로 유입되는 급수와 급수 통로부(12)로부터 배출되는 급수의 온도의 차이를 나타낸다.
Figure 112009071354463-pat00001
<표 1 >
표 1에 나타난 바와 같이, 열 배출부(13b)의 길이(x)가 점차 길어지고, 이에 반비례하여 열 흡수부(13a)의 길이(y)가 줄어들 때, 열 배출부(13b)의 길이(x)와 열 흡수부(13a)의 길이(y)의 비율(x/y)이 2/8에서 3/7로 변화할 때 배출 급수 온도와 유입 급수 온도의 차이가 급격히 증가하며, 비율(x/y)가 4/6에서 5/5로 변화할 때 배출 급수 온도와 유입 급수 온도의 차이가 급격히 감소한다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 열 교환부를 사용한 폐열 회수 장치에서, 열 배출부(13a)와 열 흡수부(13b)의 길이의 비율이 실질적으로 3/7 내지 4/6 일 때 배기 가스로부터 급수로의 열 회수율이 가장 우수하다는 것을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치를 이용한 폐열 회수 시스템의 개요를 나타내는 도면이다.
발열 장치(300), 예를 들어 보일러는 연소열을 발생시키고, 연소 후 발생한 배기 가스를 폐열 회수 장치(1)와 연결된 통로로 배출시킨다. 발열 장치(300)로부터 배출되는 배기 가스는 연소로 인해 고온 상태로 높은 열 에너지를 포함한다.
폐열 회수 장치(1)는 외부로부터 저온의 급수를 유입하고, 발열 장치(300)로부터 유입한 고온의 배기 가스의 열 에너지를 흡수하여 저온의 급수로 전달하여 고온이 급수로 변화시킨다.
즉, 폐열 회수 장치(1)는 폐열 회수 장치(1)의 가스 통로부(도시 생략)를 통과하는 배기 가스의 열 에너지를 급수 통로부(도시 생략)을 통과하는 급수로 전달한다.
이처럼 폐열 회수 장치(1)는 발열 장치(300)에 의해 필연적으로 배출되어 버려지는 배기 가스의 열 에너지를 이용하여 저온의 급수를 고온의 급수로 변화시킴으로써 폐기되는 열 에너지를 재활용할 수 있다.
중화 장치(400)는 폐열 회수 장치(1)의 하단 측에 위치하여 폐열 회수 장치(1)로부터 배기 가스의 잠열을 회수하는 과정에서 발생하는 강산 등의 유해 물질을 포함하는 오염수를 중화한다.
폐열 회수 장치(1)를 통해 배기 가스가 통과하여 열 에너지가 급수로 전달되는 과정에서, 가스 통로부(도시 생략)와 급수 통로부(도시 생략) 사이에 위치하여 가스 통로부와 급수 통로부의 경계가 되고 열 교환부가 장착되는 열 교환부 장착판에 결로가 발생할 수 있다.
즉, 가스 통로부와 급수 통로부의 온도 차이로 인하여 가스 통로부의 표면에 결로가 발생할 수 있다. 결로로 인하여 가스 통로부에 발생한 물방울은 가스 통로 부를 통과하는 배기 가스를 흡수할 수 있다. 이처럼 배기 가스를 흡수한 물방울은 일산화탄소, 황산화물, 황화수소, 질소산화물 등의 유해한 물질을 포함하여 강산이 될 수 있다.
따라서, 중화 장치(400)는 폐열 회수 장치(1)로부터 발생하여 흘러나오는 강산 등의 오염수를 중화하여 환경 오염을 방지한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 시스템에 적용되는 중화 장치를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 중화 장치(400)는 중화 물질(410), 오염수 유입구(420), 오염수 배출구(430), 보호용 덮개(440) 및 제어 밸브(450)를 포함한다.
오염수는 오염수 유입구(420)로부터 유입되어 도면에 도시된 화살표 방향으로 흘러 중화 물질을 거쳐 오염수 배출구(430)로 배출된다. 이러한 과정에서, 오염수는 중화 물질에 의해 중화될 수 있다.
중화 물질(410)은 오염수와 접촉하여 화학반응 발생시켜, 오염수를 무해한 물질로 중화시킨다. 중화 물질(410)은 마그네슘괴석(Magnesite)이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 중화 물질(410)로 사용되는 마그네슘 괴석(Magnesite)에 의한 강산과의 반응식은 아래의 표 2와 같다.
Figure 112009071354463-pat00002
<표 2>
마그네슘 괴석(Magnesite)은 고체의 비금속이며, 마그네슘괴석을 이용한 중화 장치는 아래와 같은 장점이 있다.
우선, 중화 작용 과정에서 침전물이 다량 발생하여 2차적인 산업 폐기물을 발생시킬 수 있는 소석회(Ca(OH)2)와 달리 마그네슘괴석(Magnesite)은 중화 과정에서 침전물을 발생시키지 않는다. 따라서, 마그네슘괴석(Magnesite)을 이용한 중화 장치는 수질환경 오염을 방지할 수 있고, 2차 폐기물 처리 비용을 절약할 수 있다.
그 다음으로, 마그네슘괴석(Magnesite)을 이용한 중화 장치는 사용자 위험한 화학물질을 사용하지 않으므로 안전하며 스럿지 발생이 적고, 저가의 마그네슘괴석을 사용하여 비용 절감이 되며 관리 및 취급이 용이한 장점이 있다.
보호용 덮개(440)는 중화 장치(400)의 상측을 커버하여 중화 장치(400)의 내부가 외부 물질에 의해 오염되거나, 중화 장치(400)의 내부의 오염수가 외부로 유출되지 않도록 한다. 보호용 덮개(440)는 용이하게 탈착 가능하며, 이로 인해 중화 장치(400)의 유지 및 보수가 용이하게 수행될 수 있다.
제어 밸브(450)는, 중화 장치(400) 내부의 오염수를 모두 배출시킨다. 즉, 제어 밸브(450)는 중화 장치(400) 내부의 오염수가 외부로 배출되지 않아 표 2의 반응이 과하게 진행되고, 이로 인해 오히려 오염수가 알카리화가 되는 것을 방지할 수 있다.
중화 장치(400) 내부의 오염수가 배출되지 않는 현상은 발열 장치(도시 생략)의 가동 정지 또는 오염수에 의한 유압의 부족 등으로 인해 오염수를 중화 장치(400) 외부로 배출시킬 만큼 충분하지 않기 때문에 발생될 수 있다.
전술한 실시예는 배기 가스를 예시로 하여 설명하였으나, 배기 가스 외에도 발열로 인해 발생하는 수증기 등도 폐열 회수의 대상이 될 수 있음은 당업자에게 용이하게 이해될 것이다.
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 실시예들은 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.
도 1는 본 발명의 실시예에 따른 폐열 회수 장치를 도시한 종단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폐열 회수 장치를 도시한 횡단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열 교환부를 도시한 단면도,
도 4 는 도 3의 A-A’ 선 및 B-B’에 따른 단면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치에 사용되는 열 교환부의 장착된 상태를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 장치를 이용한 폐열 회수 시스템의 개요를 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 회수 시스템에 적용되는 중화 장치를 도시한 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1: 폐열 회수 장치 11: 가스 통로부
12: 급수 통로부 13: 열 교환부
13a: 열 흡수부 13b: 열 배출부
131: 열 교환부 몸체 132: 열 매체 전달부
133a: 증발부 133b: 응축부
300: 보일러

Claims (11)

  1. 폐열 회수 장치에 있어서,
    발열 장치에 의해 생성된 배기 가스를 통과시키는 가스 통로부,
    외부로부터 유입한 급수의 온도를 초과하는 온도를 갖는 급수를 유출하는 급수 통로부 및
    상기 가스 통로부와 상기 급수 통로부 사이에 위치하여 상기 배기 가스의 열을 상기 급수로 전달하는 적어도 하나의 열 교환부
    를 포함하고,
    상기 열 교환부는
    열 매체,
    상기 열 매체가 열을 흡수하여 기체 상태가 되는 증발부
    상기 열 매체가 열을 방출하여 액체 상태가 되는 응축부 및
    상기 액체 상태의 열 매체를 이동시키는 열 매체 전달부
    를 포함하며,
    상기 증발부는 상기 열 매체 전달부를 포함하고, 상기 응축부는 상기 열 매체 전달부를 포함하지 않으며, 상기 액체 상태의 열 매체는 상기 열 매체 전달부를 통하여 상기 증발부의 전체부분에 전달되는 것인 폐열 회수 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 교환부는
    상기 증발부를 포함하고 상기 가스 통로부에 위치하여 상기 배기가스로부터 열을 흡수하는 열 흡수부 및
    상기 응축부를 포함하고 상기 급수 통로부에 위치하여 상기 급수로 열을 배출하는 열 배출부
    를 포함하는 것인 폐열 회수 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 매체 전달부는 금속망 또는 섬유이고, 상기 증발부의 내측면에 위치하는 것인 폐열 회수 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 통로부는
    상기 배기 가스를 유입하는 가스 유입부 및
    상기 배기 가스를 배출하는 가스 배출부
    를 포함하고,
    상기 가스 배출부의 면적은 상기 가스 통로부의 면적보다 작은 것인 폐열 회수 장치.
  6. 열 교환기에 있어서,
    열 매체,
    상기 열 매체가 열을 흡수하여 기체 상태가 되는 증발부,
    상기 열 매체가 열을 방출하여 액체 상태가 되는 응축부 및
    상기 액체 상태의 열 매체를 이동시키는 열 매체 전달부
    를 포함하고,
    상기 증발부는 상기 열 매체 전달부를 포함하고, 상기 응축부는 상기 열 매체 전달부를 포함하지 않으며, 상기 액체 상태의 열 매체는 상기 열 매체 전달부를 통해 상기 증발부의 전체부분에 전달되는 열 교환기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 열 매체 전달부는 금속망 또는 섬유이고, 상기 증발부의 내측면에 위치하는 것인 열 교환기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 열 매체는 물, 프레온, 나트륨금속, 에틸 알코올 또는 아세톤인 것인 열 교환기.
  9. 폐열 회수 시스템에 있어서,
    연소 반응을 통해 배기 가스를 생성하는 발열 장치,
    상기 배기 가스에 포함된 열 에너지를 급수로 전달하여, 상기 급수의 온도를 높이는 폐열 회수 장치 및
    상기 폐열 회수 장치를 통과하는 배기 가스에 의해 생성되는 액체를 중화하는 중화 장치
    를 포함하고,
    상기 폐열 회수 장치는
    발열 장치에 의해 생성된 배기 가스를 통과시키는 가스 통로부,
    외부로부터 유입한 급수의 온도를 초과하는 온도를 갖는 급수를 유출하는 급수 통로부 및
    상기 가스 통로부와 상기 급수 통로부 사이에 위치하여 상기 배기 가스의 열을 상기 급수로 전달하는 적어도 하나의 열 교환부
    를 포함하고,
    상기 열 교환부는
    열 매체,
    상기 열 매체가 열을 흡수하여 기체 상태가 되는 증발부
    상기 열 매체가 열을 방출하여 액체 상태가 되는 응축부 및
    상기 액체 상태의 열 매체를 이동시키는 열 매체 전달부
    를 포함하며,
    상기 증발부는 상기 열 매체 전달부를 포함하고, 상기 응축부는 상기 열 매체 전달부를 포함하지 않으며, 상기 액체 상태의 열 매체는 상기 열 매체 전달부를 통하여 상기 증발부의 전체부분에 전달되는 것인 폐열 회수 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 중화 장치는
    상기 액체를 유입하는 유입부,
    상기 액체와 화학 반응을 일으켜 상기 액체를 중화하는 중화 물질 및
    상기 중화된 액체를 배출하는 배출부
    를 포함하는 것인 폐열 회수 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 중화 물질은 마그네슘괴석(Magnesite)인 것인 폐열 회수 시스템.
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