KR101259028B1 - 선박용 폐열회수 시스템 - Google Patents

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Abstract

선박용 폐열회수 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 폐열회수 시스템은 선박에 구비되고, 엔진에서 배출된 폐열이 공급되는 증발기와; 상기 증발기를 경유하여 기체 상태로 상 변화된 작동 유체(Working Fluid)를 공급받아 작동이 이루어지는 터빈부; 및 상기 선박의 선미 위치의 해수면 아래에 배치되고, 상기 터빈부를 경유한 작동 유체가 냉각(Cooling)되도록 구비된 응축기(Condenser)를 포함한다.

Description

선박용 폐열회수 시스템{Waste Heat Recycling System for ship}
본 발명은 선박에 구비된 엔진에서 배출되는 폐열을 재사용하기 위한 선박용 폐열회수 시스템에 관한 것이다.
최근에는 환경, 에너지 관련하여 전 세계적으로 모든 나라에서 이슈가 되고 있으며, 환경 에너지 산업은 21세기에 가장 각광받는 유망산업으로 기대되고 있는 추세이다.
예를 들면, 랭킨 사이클을 이용한 발전시스템의 경우에는 작동 유체(Working Fluid)로 물을 사용하여 고온의 열원에 대해서는 효율적인 작동 유체이나, 열원 온도가 중저온(70~400℃)일 경우에는 시스템의 효율이 저하되면서 경제성이 떨어지는 문제점이 있으며, 특히 선박의 경우에 엔진에서 발생된 폐열을 재사용하기 위한 다양한 노력이 시도되고 있다.
종래의 선박에서 폐열을 재사용하기 위한 폐열회수 시스템에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 1을 참조하면, 엔진(2)에서 발생된 폐열은 점선으로 도시된 바와 같이, 증발기(10)로 공급되고, 굵은 실선으로 도시된 작동 유체는 터빈(20)을 경유하여 응축기(30)로 이동되며, 별도로 구비된 해수공급펌프(40)로부터 공급된 해수에 의해 상기 응축기(30)의 방열이 이루어진다.
상기 작동 유체는 응축기(30)에서 응축된 후에 순환펌프(42)에 의해 펌핑되어 상기 증발기(10)로 재공급되고, 상기 증발기(10)에서 기체 상태로 상 변화되어 상기 터빈(20)으로 공급된다.
이와 같이 사용되는 종래 선박에서의 폐열회수 시스템은 상기 응축기(30)에 다량의 해수를 공급하여 상기 응축기(30)의 방열을 도모해야하므로, 해수공급펌프(40)의 소모 동력이 커지는 문제점이 발생되었고, 이로 인해 엔진(2)에서 발생된 폐열을 회수하기 위해 사용되는 불필요한 에너지(Energy)의 소모를 유발하였다.
따라서, 상기 선박에서 엔진에서 발생된 폐열을 회수하고, 응축기(30)의 방열을 도모하기 위한 기술적 대응 방안을 필요로 하였다.
본 발명의 실시예들은 응축기를 해수면에 잠긴 상태로 배치시켜 방열을 실시하여, 별도의 해수공급펌프를 구비하지 않고서도 상기 응축기의 방열을 도모하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 선박에 구비되고, 엔진에서 배출된 폐열이 공급되는 증발기와; 상기 증발기를 경유하여 기체 상태로 상 변화된 작동 유체(Working Fluid)를 공급받아 작동이 이루어지는 터빈부; 및 상기 선박의 선미 위치의 해수면 아래에 배치되고, 상기 터빈부를 경유한 작동 유체가 냉각(Cooling)되도록 구비된 응축기(Condenser)를 포함한다.
상기 응축기는, 선미의 중앙에 배치되거나, 선미의 좌측 및 우측 중 어느 한 곳 이상에 배치될 수 있다.
상기 응축기는, 선미를 기준으로 횡으로 배치될 수 있다.
상기 응축기는, 쉘 앤드 튜브(Shell and Tube)형이 사용되고, 상기 쉘(Shell)에는 작동 유체가 공급되고, 상기 튜브(Tube)에는 해수가 공급된다.
상기 응축기는, 선미 위치에 고정되도록 고정부재에 의해 지지 고정될 수 있다.
상기 선박은, 상기 선미의 내측으로 요입된 홈부가 구비되고, 상기 응축기는 홈부에 삽입 배치된다.
상기 응축기는, 해수가 유입되는 유입구와, 해수가 유출되는 유출구에 상기 해수에 포함된 이물질을 필터링 하기 위한 필터가 설치된다.
상기 필터는, 상기 유입구와 유출구에 설치되는 아웃터 필터와; 상기 아웃터 필터와 이격되어, 상기 응축기의 내측에 배치된 인너필터를 포함하고, 상기 아웃터 필터와 인너필터는 서로 다른 매쉬(Mesh)로 이루어진다.
상기 필터는 스테인리스로 이루어진다.
본 발명의 실시예들은 선박에 구비된 랭킨 사이클 또는 유기 냉매를 작동 유체로 하는 유기 랭킨 사이클을 이용하는 선박에서 발생되는 엔진의 폐열을 안정적으로 회수하고, 선박에 필요한 발전도 동시에 도모할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 응축기를 냉각시키기 위한 해수유입펌프를 사용하지 않고서도, 상기 응축기의 효율적인 방열을 도모할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 선박의 선미에 응축기가 배치된 상태에서도, 선박이 운항되면서 별도의 유체 저항이 발생되지 않고 운항이 이루어질 수 있다.
도 1은 종래의 선박에서의 폐열회수 시스템을 간략히 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 폐열회수 시스템을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 응축기가 선박의 선미에 설치된 상태를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 응축기가 선미에 설치된 상태를 도시한 부분 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 응축기의 배치 상태를 도시한 배치 상태도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 응축기의 단면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터가 응축기에 설치된 상태를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터의 구성을 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 응축기가 홈부에 삽입 설치된 상태를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 선박용 폐열회수 시스템의 작동 상태도.
본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 폐열회수 시스템의 주요 구성에 대해 첨부된 도 2를 참조하여 설명한다.
선박용 폐열회수 시스템은 엔진(2)에서 배출된 폐열이 공급되는 증발기(100)가 구비되고, 상기 증발기(100)를 경유하여 기체 상태로 상 변화된 작동 유체(Working Fluid)를 공급받아 작동이 이루어지는 터빈부(200)가 구비된다.
또한, 상기 터빈부(200)를 경유한 작동 유체가 냉각(Cooling)되도록 구비된 응축기(Condenser)(300)는 상기 선박의 선미 위치의 해수면 아래에 배치된다.
상기 작동 유체는 유기 냉매가 사용될 수 있으며, 상기 유기 냉매는 유기혼합물(organic compound)이 사용될 수 있다.
상기 작동 유체는 비등점이 낮아 저온에서도 기화가 안정적으로 이루어져야 하고, 터빈부(200) 내부에서 증기 상태로 블레이드를 회전 작동시킬 수 있다.
상기 작동 유체는 주로 프레온(freon) 계열의 냉매와, 프로판(propane) 등의 탄화수소계(hydro carbon series) 물질이 사용될 수 있다.
상기 응축기(300)는 해수면에 잠긴 상태로 배치되기 때문에, 상기 응축기(300)는 내부로 유입되는 해수(Sea Water)와, 상기 응축기(300)의 외주면을 통해서도 해수와 열전달이 동시에 발생되면서, 상기 응축기(300)의 효율이 극대화될 수 있다. 그러므로, 상기 응축기(300)의 사이즈를 최소화하면서도, 효율은 극대화 시킬 수 있다.
상기 응축기(300)와 증발기(100) 사이에는 상기 응축기(300)에서 응축된 액체 상태의 작동 유체를 증발기(100)로 펌핑(Pumping)하기 위한 순환펌프(500)가 마련된다.
상기 응축기(300)는 열교환을 위한 해수를 별도로 공급할 필요가 없으며, 상기 순환펌프(500)와 배관을 매개로 연결 설치된다.
상기 작동 유체는, 증발기(100)로부터 응축기(300)의 전단에 이르는 구간에는 기체 상태로 유동되고, 상기 응축기(300)의 출구에서부터 증발기(100)의 입구에 이르는 구간에서는 액체 상태로 유동된다.
첨부된 도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 증발기(100)와, 터빈부(200) 및 순환펌프(500)는 선박의 기관실(1a) 데크에 설치될 수 있으며, 보다 상세하게는 스티어링 기어룸에 배치될 수 있다.
상기 응축기(300)는 터빈부(200)를 경유한 작동 유체를 공급받기 위한 공급관이 구비되고, 상기 응축기(300)에서 응축된 작동 유체가 순환 펌프(500)로 이동되기 위한 배출관이 연결 설치된다.
상기 응축기(300)는 A.P 탱크(After Peak Tank)(1b)의 외주면에 돌출된 상태로 설치되고, 상기 응축기(300)의 고정을 위해 고정부재(400)가 구비된다. 상기 고정부재(400)는 응축기(300)의 외측에 밀착되어 상기 A.P 탱크(1b)에 양단이 고정 설치된다.
상기 응축기(300)가 설치되는 정확한 깊이에 대해 특별히 한정하지는 않으며, 해수면의 아래에 상기 응축기(300)가 충분히 잠긴 상태로 설치되는 것이 안정적인 방열을 도모하는데 유리할 수 있다.
상기 응축기(300)는 하측에 선박의 이동 방향을 조절하기 위한 러더(Rudder)가 구비된다.
상기 고정부재(400)는 응축기(300)의 높이 방향으로 각각 이격 배치되며, 상기 응축기(300)가 해수에 의해 고정부재(400)에서 이탈되지 않도록, 상기 응축기(300)의 외주면과 별도의 브라켓(미도시)에 의해 추가 고정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 응축기의 배치 상태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 5의 (a)를 참조하면, 상기 응축기(300)가 선박의 측면에 배치되지 않고, 선미에 배치되는 이유는, 상기 응축기(300)로 인한 선박(1)의 유체저항을 최소화하여 상기 선박(1)의 연료 절감을 도모하기 위해서이며, 일 예로 상기 응축기(300)는 선미의 중앙에 배치될 수 있다.
상기 응축기(300)가 중앙에 배치될 경우에는, 상기 선박(1)의 선미 방향을 따라 화살표 방향으로 이동되는 해수가 선미로 이동되는 경우에도, 상기 응축기(300)로 인한 직접적인 유체저항이 발생되지 않고 운항될 수 있다.
첨부된 도 5의 (b)를 참조하면, 본 발명에 의한 응축기(300)는 선미의 좌측 또는 우측 중의 어느 한 곳에 배치되거나, 양쪽 모두 배치될 수 있다.
상기 응축기(300)가 선미의 측면에 위치되는 이유는, 상기 선박(1)이 소정의 속도로 운항이 이루어지면, 상기 선미의 측면에서는 선박(1)의 이동 속도에 비례하여 소정의 속도를 가지는 해수의 흐름이 자연적으로 발생되고, 상기 해수가 선미의 측면에 위치된 응축기(300)를 향해 이동되면서 상기 응축기(300)에 지속적으로 해수를 공급시킬 수 있기 때문이다.
이로 인해 응축기(300)는 열교환 성능이 향상되어, 소형화가 가능하게 된다.
상기 응축기(300)는, 선미를 기준으로 횡으로 복수 개 배치될 수 있으며, 해수가 자유롭게 유입 또는 유출될 수 있게 배치된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 응축기에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 6을 참조하면, 응축기(300)는 쉘 앤드 튜브(Shell and Tube)형이 사용되고, 상기 쉘(Shell)(302)에는 작동 유체가 공급되고, 상기 튜브(Tube)(304)에는 해수가 공급된다.
상기 응축기(300)는 원통 형상으로 이루어진 쉘(302) 내부에 다수개의 튜브(304)가 상기 쉘(302)의 중앙을 기준으로 동심원 형태로 삽입 배치될 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 또한, 상기 쉘(302)은 해수가 유입 및 유출되기 위해 소정의 직경을 가질 수 있으나, 특별히 한정하지는 않는다.
상기 응축기(300)는 튜브(304) 내부로 해수가 유입되는 유입구(310)가 도면대비 우측에 배치되고, 상기 튜브(304)를 통해 이동된 해수가 유출되는 유출구(320)가 도면대비 좌측에 배치된다.
상기 응축기(300)는 배관이 연결되기 위한 플랜지(306)가 마련될 수 있다.
상기 응축기(300)는 해수에 포함된 염분에 의한 부식을 방지하기 위해 스테인리스로 제작되거나, 부식을 방지하기 위한 별도의 코팅층(미도시)이 형성될 수 있다.
본 발명의 응축기에 설치된 필터에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 7을 참조하면, 필터(330)는 앞서 설명한 유입구(310)와 유출구(320)에 각각 설치된다. 상기 필터(330)의 용도는 바닷물에 포함된 이물질을 필터링하여, 상기 튜브(304) 내부에 적층되거나 막히는 문제점을 예방하기 위해 설치된다.
상기 필터(330) 또한 부식을 방지하기 위해 스테인리스로 이루어지는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정하지는 않는다.
첨부된 도 8을 참조하면, 필터(330)는 이물질의 효율적인 필터링과, 해수의 용이한 유입을 위해 아웃터 필터(332)와, 인너필터(334)로 이루어진 이중 필터로 구성된다.
상기 아웃터 필터(332)와 인너필터(334)는 서로 다른 매쉬(Mesh)로 이루어질 수 있으며, 특별히 특정 매쉬로 한정하지는 않으나, 바람직하게는 상기 아웃터 필터(332)의 매쉬가 인너필터(334)의 매쉬보다 상대적으로 매쉬 간격이 넓게 이루어진다.
왜냐하면, 상기 해수에 포함된 이물질은 서로 다른 크기를 가지고, 형태 또한 불균일하므로, 동일한 매쉬를 사용하는 것보다는, 서로 다른 매쉬를 사용하여 다양한 크기와 형상으로 이루어진 이물질을 필터링하기 위해서이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 응축기의 배치 상태에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 9를 참조하면, 응축기(300)는 A.P 탱크(After Peak Tank)(1b)의 외주면 내측으로 요입된 홈부(1d)에 삽입 설치된다. 상기 응축기(300)를 선미의 외측으로 돌출시키지 않고, 상기 홈부(1d)에 삽입시키는 이유는 상기 응축기(300)에 의해 발생될 수 있는 선박(1)의 저항을 최소화하기 위해서이다.
상기 홈부(1d)는 응축기(300) 단독으로 삽입 배치되기 위해 홈이 형성되지 않고, 상기 응축기(300)로 해수가 원활하게 유입되기 위해 좌, 우측으로 소정의 길이를 가지며 연장된 길이를 가지도록 형성됨으로써, 해수의 용이한 유입을 도모하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 홈부(1d)는 응축기(300)의 외주면 곡률과 유사한 곡률을 가지며 라운드지게 이루어짐으로써, 상기 응축기(300)의 안정적인 안착을 도모할 수 있다.
상기 응축기(300)는 상기 홈부(1d)에 용접 또는 별도의 고정 부재를 통해 설치 및 고정될 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 의한 선박용 폐열회수 시스템의 작동 상태를 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 3을 참조하면, 선박이 운항 되면서 엔진(2)(도 2 참조)이 작동되고, 상기 엔진(2)에서 배출되는 페열의 일부가 증발기(100)로 공급된다. 상기 증발기(100)에서는 수백도의 온도 상태인 폐열이 보유한 열 에너지를 공급받아, 상기 증발기(100)로 공급되는 작동 유체와 열교환이 이루어지면서, 상기 작동 유체가 기체 상태로 상변화되어 터빈부(200)로 공급된다.
상기 터빈부(200)에서는 기체 상태의 작동 유체를 공급받아, 내부에서 팽창되고, 블레이드의 손상을 방지하면서, 상기 터빈(200)의 안정적인 전력 생산을 도모하게 된다.
상기 작동 유체는 터빈부(200)를 경유하여 배관과 플랜지(306)를 통해 해수면에 위치한 응축기(300)로 이동된다.
상기 선박은 소정의 속도로 운항이 이루어지면서, 선박의 외주면을 따라 해수의 빠른 이동이 이루어지고, 선미에 위치한 응축기(300)를 향해 이동된다.
첨부된 도 7을 참조하면, 응축기(300)에서는 해수가 아웃터 필터(332)와 인너필터(334)를 경유하면서, 상기 해수에 포함된 이물질(조개 껍데기 또는 각종 해조류)이 필터링된 상태로 튜브(304)로 공급된다.
상기 튜브(304)는 다수개가 응축기(300)의 길이 방향을 따라 배치되어 있으며, 상기 튜브(304)에는 이미 해수가 유입된 상태이므로, 유속의 흐름이 발생되지 않는 상태에서도 작동 유체의 방열은 이루어지고 있는 상태이며, 상기 선박이 운항되면서 발생되는 해수의 흐름에 의해 상기 튜브(304)의 내부를 따라 해수의 이동이 발생된다.
첨부된 도 3및 도 6을 참조하여 응축기(300)에서의 열전달 상태를 살펴보면, 상기 응축기(300)는 전체가 해수와 접촉된 상태로 항시 유지되므로, 상기 해수의 온도와 유사 내지 동일한 상태가 유지된다.
상기 해수의 온도는 지역에 따라 서로 다른 온도로 측정되나, 대기의 온도 보다는 상대적으로 낮은 온도가 유지되며, 수심에 비례하여 해수의 온도 또한 저온으로 측정된다.
그러므로, 응축기(300)가 설치된 위치에서 측정된 해수의 온도는 대기 온도보다는 상대적으로 낮은 저온으로 측정될 수 있으며, 선박의 크기에 따라서 상기 응축기(300)가 설치되는 위치가 하측으로 위치될 수 있기 때문에, 응축기(300)는 항시 저온의 상태로 유지된다.
그리고, 선박이 정지상태일 경우에는 특별히 해수의 유속이 빠른 지역 또는 위치를 제외한 곳에서는 소정의 유속으로 튜브(304)를 따라 해수의 이동 흐름이 발생되고, 상기 선박이 운항되면서 특정 속도로 장시간 이동될 경우에는, 상기 튜브(304)를 따라 해수가 소정의 유속으로 이동이 발생된다.
따라서, 상기 응축기(300)와, 튜브(304)를 통해 해수가 이동되면서 작동 유체가 가지고 있는 고온의 열(Heat)이 전달되고, 별도의 해수순환펌프를 사용하지 않고서도 작동 유체의 응축을 효과적으로 실시할 수 있다.
상기 열교환된 작동 유체는 액체 상태로 상변화되어 응축기(300)를 경유하여 순환펌프(500)로 이동되고, 상기 펌프(500)의 펌핑에 의해 증발기(100)로 공급된다.
상기 응축기(300)를 경유한 해수는 작동 유체와 열교환되어 약간의 온도상승만 발생된 상태에서, 유출구(320) 및 필터(330)를 통해 선미 주변으로 배출된다.
또한, 상기 응축기(300)로 유입된 해수가 오염되거나, 상기 응축기(300)의 작동 유체가 누수 되지 않으므로, 해양 생태계를 위협하는 오염 물질이 전혀 발생되지 않는 상태로 사용된다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 선박용 폐열회수 시스템의 다른 실시예에 의한 작동 상태를 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 10을 참조하면, 응축기(300)는 홈부(1d)에 안착된 상태로 설치되며, 선박(1)이 소정의 속도로 운항이 이루어지는 상태에서도, 선미로 공급된 해수에 의한 응축기(300)와의 저항이 최소화되면서 상기 선박(1)의 운항이 이루어질 수 있다.
상기 홈부(1d)는 응축기(300)가 설치된 상태에서, 유입구(310)와 유출구(320)를 통해 해수가 이동 가능하게 개구되어 있어서, 앞서 설명한 해수에 의한 응축기(300)의 안정적인 방열이 이루어질 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
1 : 선박
100 : 증발기
200 : 터빈부
300 : 응축기
302 : 쉘
304 : 튜브
310 : 유입구
320 : 유출구
330 : 필터
332 : 아웃터 필터
334 : 인너 필터
400 : 고정부재

Claims (9)

  1. 선박에 구비되고, 엔진에서 배출된 폐열이 공급되는 증발기;
    상기 증발기를 경유하여 기체 상태로 상 변화된 작동 유체(Working Fluid)를 공급받아 작동이 이루어지는 터빈부; 및
    상기 선박의 선미의 해수면 아래 중앙에 배치되거나, 선미의 해수면 아래 좌측 및 우측 중 어느 한 곳 이상에 배치되고, 상기 터빈부를 경유한 작동 유체가 냉각(Cooling)되도록 구비된 응축기(Condenser)를 포함하는 선박용 폐열회수 시스템.
  2. 삭제
  3. 선박에 구비되고, 엔진에서 배출된 폐열이 공급되는 증발기;
    상기 증발기를 경유하여 기체 상태로 상 변화된 작동 유체(Working Fluid)를 공급받아 작동이 이루어지는 터빈부; 및
    상기 선박의 선미 위치의 해수면 아래에서 상기 선미를 기준으로 횡으로 배치되고, 상기 터빈부를 경유한 작동 유체가 냉각되도록 구비된 응축기를 포함하는 선박용 폐열회수 시스템.
  4. 제1 항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 응축기는,
    쉘 앤드 튜브(Shell and Tube)형이 사용되고, 상기 쉘(Shell)에는 작동 유체가 공급되고, 상기 튜브(Tube)에는 해수가 공급되는 선박용 폐열회수 시스템.
  5. 선박에 구비되고, 엔진에서 배출된 폐열이 공급되는 증발기;
    상기 증발기를 경유하여 기체 상태로 상 변화된 작동 유체(Working Fluid)를 공급받아 작동이 이루어지는 터빈부; 및
    상기 선박의 선미 위치의 해수면 아래에 배치되고, 상기 터빈부를 경유한 작동 유체가 냉각되도록 구비된 응축기를 포함하되,
    상기 응축기는 선미 위치에 고정되도록 고정부재에 의해 지지 고정되는 선박용 폐열회수 시스템.
  6. 선박에 구비되고, 엔진에서 배출된 폐열이 공급되는 증발기;
    상기 증발기를 경유하여 기체 상태로 상 변화된 작동 유체(Working Fluid)를 공급받아 작동이 이루어지는 터빈부; 및,
    상기 선박의 선미 위치의 해수면 아래에 배치되고, 상기 터빈부를 경유한 작동 유체가 냉각되도록 구비된 응축기를 포함하되,
    상기 선박은 상기 선미의 내측으로 요입된 홈부가 구비되고, 상기 응축기는 홈부에 삽입 배치되는 선박용 폐열회수 시스템.
  7. 제1 항, 제 3항, 제 5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 응축기는,
    해수가 유입되는 유입구와, 해수가 유출되는 유출구에 상기 해수에 포함된 이물질을 필터링 하기 위한 필터가 설치된 선박용 폐열회수 시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 필터는,
    상기 유입구와 유출구에 설치되는 아웃터 필터;
    상기 아웃터 필터와 이격되어, 상기 응축기의 내측에 배치된 인너필터를 포함하고,
    상기 아웃터 필터와 인너필터는 서로 다른 매쉬(Mesh)로 이루어진 선박용 폐열회수 시스템.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 필터는,
    스테인리스로 이루어진 것을 특징으로 하는 선박용 폐열회수 시스템.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003287298A (ja) * 2002-03-27 2003-10-10 Nhk Spring Co Ltd 空気サイクル式冷却装置
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003287298A (ja) * 2002-03-27 2003-10-10 Nhk Spring Co Ltd 空気サイクル式冷却装置
KR20070086244A (ko) * 2004-11-30 2007-08-27 캐리어 코포레이션 폐열을 이용한 전력 생산 방법 및 장치

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