KR101433612B1 - 스크러버가 구성된 에코노마이저 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 스크러버가 구성된 에코노마이저(100)는, 배기관에 연결되는 배관(110)과, 상기 배관(110)을 관통하는 수관을 포함하는 에코노마이저에 있어서,
상기 배관(110)의 후방에 장착된 스크러버(120)를 포함하여 구성된다.
따라서, 에코노마이저를 구성하는 배관(110)의 후방에 장착되므로 에코노마이저 내부에서 열교환되는 배기가스의 열량을 감소시키는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 분사노즐(V)을 통해서 분사되는 물에 의해서 수용된 이산화탄소, 질소산화물 등의 공해물질은 배수구(W)를 통해서 배출되는데, 상기 수량조절부(130)를 통해서 배기가스의 배출량에 따라 물의 양을 절약할 수 있는 효과가 있다.

Description

스크러버가 구성된 에코노마이저 {Economizer having scrubber}

본 발명은 스크러버가 구성된 에코노마이저에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 배기가스가 열교환된 후 정화하도록 구성하므로 열효율을 저하시키지 않으면서 대기오염을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 스크러버가 구성된 에코노마이저에 관한 것이다.

이하, 첨부되는 도면과 관련하여 배경기술을 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 배경기술에 의한 에코노마이저를 도시한 단면도로서 함께 설명한다.

일반적으로 보일러의 배기관에는 배기가스의 열을 흡수하여 재활용할 수 있도록 에코노마이저(1)가 장착되어 구성된다.

상기 에코노마이저(1)는 배기관에 연결된 배관과 배관 내부를 관통하는 수관(20)과 배관을 관통하여 장착된 분사노즐(30)이 구성된다. 또한, 상기 분사노즐(30)에 물이 유입되는 호스가 연결되어 구성된다. 그리고, 상기 배관에는 배수구가 형성되어 분사노즐(30)을 통해서 분사된 물이 배출될 수 있도록 구성된다.

상기 배관의 후방으로 배기관이 연결되어 구성됨은 물론이다.

따라서, 상기 배관을 통해서 배기가스가 통과하게 되면 수관(20) 내부를 이동하는 물이 배기가스의 열을 흡열한 후, 배출되어 배기가스의 열을 재활용할 수 있도록 사용된다.

또한, 상기 분사노즐(30)를 통해서 물을 분사하므로 이산화탄소, 질소산화물 등의 공해물질을 수용시켜서 배수구로 배출된다.

한국 특허등록 제10-1040213호 (2011년 06월 02일)

상기 배경기술은 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 에코노마이저를 구성하는 배관에 분사노즐이 구성되므로 배기가스의 열을 떨어뜨리게 되어 회수되는 열량이 감소하게 되어 열효율이 저하되는 문제점이 있었다.

둘째, 분사노즐을 통해서 시간당 분사되는 물의 양이 동일하므로 물을 낭비하는 문제점이 있었다. 즉, 보일러의 부하에 따라 배기가스의 배출량이 상이하므로 배기가스의 양이 많을 때에는 물의 분사량을 증가시키고 적을 때에는 감소시켜야 하지만, 이러한 조절 기능이 결여되어 있으므로 물을 절약할 수 없는 문제점이 있었다.

셋째, 분사노즐을 통해서 분사되는 물이 배기가스와 함께 배출되어 공해물질의 소거율이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명에 의한 스크러버가 구성된 에코노마이저는, 배기관에 연결되는 배관과, 상기 배관을 관통하는 수관을 포함하는 에코노마이저에 있어서, 상기 배관의 후방에 장착된 스크러버를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 스크러버는, 상기 배관의 후방에 연결되는 배관과, 상기 배관을 관통하는 삽입관과, 상기 삽입관에 장착된 분사노즐을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 삽입관의 탈착이 가능하도록, 상기 배관에 연결되어 구성되고 단부에 플랜지가 형성된 장착관과, 상기 플랜지에 결합되도록 상기 삽입관의 측면에 형성된 플랜지와, 상기 플랜지를 관통하여 결합시키는 볼트를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 삽입관의 하단부가 삽입되도록 상기 배관의 바닥면에 형성된 지지관을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 배관의 내측면에 부착되어 배기가스가 통과하도록 구성된 스크린을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 삽입관에 연결된 밸브와, 상기 밸브에 연결된 펌프와, 상기 밸브에 연계되어 개폐량을 조정하는 제어부와, 상기 제어부에 보일러의 부하 데이터를 전송하는 센서를 포함하고, 상기 제어부는 상기 센서를 통해서 부하 데이터를 전송받은 후, 보일러의 부하에 따라 상기 밸브의 개폐량을 조정하도록 프로그램된 것이다.

본 발명에 의한 스크러버가 구성된 에코노마이저는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 에코노마이저를 구성하는 배관의 후방에 스크러버가 장착되므로 배기가스의 열을 떨어뜨리게 되어 열량이 감소하는 현상을 방지하므로 열효율의 향상이 가능한 효과가 있다.

둘째, 배기가스의 배출량에 따라 물의 분사량을 조절하므로 물을 절약할 수 있는 효과가 있다. 즉, 배기가스의 배출량이 많을 때에는 물의 분사량을 증가시키고, 배출량이 적을 때에는 분사량을 감소시키므로 물을 절약할 수 있었다.

셋째, 분사노즐을 통해 분사되는 물이 스크린에 부딪친 후 하방으로 흘러내리게 되고 배기가스는 스크린을 통과하면서 스크린에 묻은 물에 의해서 수용되어 하방으로 흘러내리게 되므로, 용이하게 배기가스에 포함된 공해물질을 제거할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 배경기술에 의한 에코노마이저를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 스크러버가 구성된 에코노마이저를 도시한 단면도.
도 3은 도 2의 상방에서 본 것을 도시한 평면도.
도 4는 본 발명에 의한 스크러버가 구성된 에코노마이저에 장착된 삽입관이 지지관에 삽입된 상태를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 스크러버가 구성된 에코노마이저의 다른 실시예를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 스크러버가 구성된 에코노마이저에 구성된 분사조절부를 도시한 블록도.

이하, 첨부되는 도면과 관련하여 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시구성과 작동례를 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 스크러버가 구성된 에코노마이저를 도시한 단면도, 도 3은 도 2의 상방에서 본 것을 도시한 평면도, 도 4는 본 발명에 의한 스크러버가 구성된 에코노마이저에 장착된 삽입관이 지지관에 삽입된 상태를 도시한 단면도, 도 5는 본 발명에 의한 스크러버가 구성된 에코노마이저의 다른 실시예를 도시한 단면도, 도 6은 본 발명에 의한 스크러버가 구성된 에코노마이저에 구성된 분사조절부를 도시한 블록도로서 함께 설명한다.

본 발명은 에코노마이저의 열 효율을 저하시키지 않으면서 배기가스의 정화가 가능하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이를 위하여 본 발명은 다음과 같이 구성한다.

보일러에 연결된 배기관에 연결되는 배관(110)이 구성되고, 상기 배관(110)을 관통하는 수관을 포함하는 에코노마이저에 있어서,

상기 배관(110)의 후방에 장착된 스크러버(120)를 포함하여 구성된다.

상기 스크러버(120)는, 상기 배관(110)의 후방에 연결되는 배관(121)이 구성되고, 상기 배관(121)을 관통하여 물이 유입되는 삽입관(123)이 구성된다. 또한, 상기 삽입관(123)에 연결되어 유입된 물을 분사하는 분사노즐(124)을 포함하여 구성된다. 또한, 상기 배관(121)의 하부에 관통되어 물이 배수되는 배수구(W)가 구성된다.

또한, 상기 삽입관(123)의 탈착이 가능하도록, 상기 배관(121)에 연결되어 구성되고 단부에 플랜지(T)가 형성된 장착관(S)이 구성되고, 상기 플랜지(T)에 결합되도록 상기 삽입관(123)의 측면에 형성된 플랜지(126)가 구성된다. 즉, 상기 삽입관(123)은 장착관(S)에 끼워진 후, 플랜지(T, 126)의 결합에 의해 장착이 가능하도록 구성된다.

또한, 상기 플랜지(T, 126)를 관통하여 결합시키는 볼트(B)를 포함하여 구성된다. 상기 플랜지(T, 126)에는 볼트홀이 형성되므로 볼트(B)를 관통시켜서 너트를 체결하므로 플랜지(T, 126)의 조합이 가능하다. 또는, 상기 장착관(S)의 플랜지(T)에는 탭홀을 형성하고, 상기 삽입관(123)의 플랜지(126)에는 볼트홀을 형성하므로 볼트(B)가 상기 볼트홀을 통과하여 상기 탭홀에 체결하므로 너트 없이도 플랜지(T)의 조합이 가능하도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 삽입관(123)이 배기가스의 유속에 의해서 휘어지거나 진동하면서 소음이 발생하는 현상을 방지하기 위해서 상기 삽입관(123)의 하단부가 삽입되어 지지되도록 상기 배관(121)의 바닥면에 형성된 지지관(L)을 포함하여 구성된다.

상기 삽입관(123)은 일례로서 도 2 및 도 3에서처럼, 분사되는 배기가스의 흐름에 대해서 양 측방에서 상호 대향하도록 장착되고, 각 삽입관(123)의 분사노즐(V)도 상호 대향하도록 구성하므로 분사각도가 서로 겹치도록 구성한다.

상기 분사노즐(V)은 일례로서 둘레면에 수나사가 형성된 것이고 삽입관(123)에는 탭홀이 형성되므로, 상기 수나사가 상기 탭홀에 체결되어 구성될 수도 있다. 또는, 상기 삽입관(123)에 분사노즐(V)이 삽입되는 홀을 천공하고, 상기 홀에 분사노즐(V)을 삽입한 후 용접에 의해서 고정할 수도 있다. 또는, 상기 분사노즐(V)을 구성하지 않고, 삽입관(123)의 측방에 홀을 천공한 후 분사되도록 구성할 수도 있다.

또한, 본 발명은 배기가스가 흐르는 방향에 대해서 양 측방에서 물을 분사하도록 구성하므로 배기가스의 흐름에 방해되지 않고 물을 분사할 수 있도록 한다. 즉, 양 측방에서 물을 분사한다는 것은, 배기가스의 흐름에 대해서 역방향으로 분사할 경우 배기가스의 흐름에 방해가 될 수 있으므로 이를 방지할 수 있다는 의미이다. 그리고, 배기가스의 흐름과 동일한 방향으로 물을 분사하게 되면 물은 배기가스와 함께 외부로 배출되므로 이러한 현상을 방지할 수 있다는 의미이다.

또한, 양측 삽입관(123)에 장착된 분사노즐(V)의 분사각도가 서로 겹치도록 구성하므로 물 분사를 피해서 배출되는 배기가스가 없도록 구성한다.

또한, 상기 삽입관(123)이 다수 개로 구비된 경우, 삽입관(123)의 상단부는 연결관(125)으로 서로 연결되고 상기 연결관(125)에는 물이 유입되는 유입관(127)이 연결되어 구성된다.

또한, 상기 구성에 있어서 도 5에서처럼, 상기 스크러버(120)를 구성하는 배관(121)의 내측면에 부착되어 배기가스가 통과하도록 구성된 스크린(140)이 더 구성될 수 있다. 상기 스크린(140)은 배관(121)의 내부를 가로막도록 구성된 것으로서 자체 형성된 구멍으로 인해서 배기가스가 통과하게 된다.

상기 스크린(140)은 단일 개 또는 다수 개로 구성할 수 있는데 다수 개로 구성할 때에는 상기 삽입관(123)이 전후방으로 배치된 상태에서 분사노즐(124)이 상호 대향하도록 구성한다. 그리고, 삽입관(123)의 사이에 한 개의 스크린(140)이 배치되고 다른 한 개는 후방의 삽입관(123)의 후방에 배치되도록 구성한다.

상기 설명에서 전방과 후방은 배기가스가 불어오는 쪽이 전방이고 나가는 쪽을 후방으로 정의한다.

상기 배관(121)의 하부에 관통되어 물이 배수되는 배수구(W)로 물이 용이하게 배출될 수 있도록 배관(121)의 바닥면은 배수구(W)를 향하여 하향경사지게 형성된다.

또한, 배기가스의 양에 따라 물의 양을 조절하는 수량 조절부(130)가 더 구성될 수 있다. 즉, 배기가스의 양이 많을수록 다량의 물을 분사하도록 구성된 것이다.

상기 수량 조절부(130)는 상기 삽입관(123)에 물을 공급하도록 유입관(127)에 연결되어 개폐 기능을 하는 밸브(F)가 구성되고, 상기 밸브(F)에 연결되어 물을 공급하는 펌프(P)가 구성된다. 또한, 상기 밸브(F)에 연계되어 개폐량을 조정하는 제어부(C)가 구성되며, 상기 제어부(C)에 보일러의 부하 데이터를 전송하는 센서(S)가 구성된다.

상기 밸브(F)는 솔레노이드 밸브 등 전기적인 신호에 의해서 개폐량의 조정이 가능한 것으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 센서(S)는 보일러의 온도나 배기가스의 압력을 감지하는 것으로 구성할 수 있으며, 온도나 배기가스의 압이 높을수록 배기가스의 양이 많은 것으로 판단할 수 있으므로 상기 제어부(C)는 상기 센서(S)를 통해서 온도나 배기가스의 압력에 대한 데이터를 전송받아서 상기 밸브(F)의 개폐량을 조정하도록 구성된다. 즉, 배기가스의 양이 많으면 개폐량을 증가시키고 그렇지 않을 때에는 줄이도록 구성된다.

상기 구성에 의한 본 발명의 작동례를 살펴보면 다음과 같다.

보일러의 연소에 의해서 배기가스가 발생하면 상기 배관(110)을 통과하면서 수관에 열교환되어 배관(110)의 후방에 연결된 스크러버(120)를 지나서 외부로 배기된다.

이때, 상기 연결관(125)을 통해서 물이 주입되면 스크러버(120)의 배관(110)에 장착된 삽입관(123)으로 공급된 후, 분사노즐(124)을 통해서 배출된다. 상기 분사노즐(124)을 통해서 분사되는 물은 배기가스의 측방에서 분사되기 때문에 배기가스의 흐름을 방해하지 않게 되고 상기 흐름과 동일한 방향으로 분사되지 않기 때문에 분사된 물 입자가 배기가스와 함께 배출되는 현상을 방지할 수 있다.

이 경우, 스크러버(120)가 에코노마이저를 구성하는 배관(110)의 후방에 장착되므로 에코노마이저 내부에서 열교환되는 배기가스의 열량을 감소시키는 현상을 방지할 수 있다. 즉, 열교환된 배기가스에 물을 분사하여 공해물질을 제거하게 되므로 배기가스의 열이 소실되는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 상기 밸브(F)를 통해서 분사되는 물에 의해서 이산화탄소, 질소산화물 등의 공해물질은 물에 수용된 상태로 배수구(W)로 배출되는데, 이때, 상기 수량조절부(130)를 통해서 배기가스의 배출량에 따라 물의 분사량을 조절할 수 있기 때문에 물을 절약할 수 있다.

또한, 상기 스크린(140)이 더 구성된 경우, 분사노즐(124)을 통해 분사되는 물이 스크린(140) 및 배관(121)의 내측면에 부딪친 후 하방으로 흘러내리게 되고 배기가스는 상기 내측면에 묻은 물에 의해서 수용되어 하방으로 흘러내리고, 스크린(140)을 통과하면서 스크린(140)에 묻은 물에 의해서 수용되어 하방으로 흘러내린 후, 배수구(W)로 배출된다. 이로 인해서 분사되는 물이 배기가스와 함께 배출되는 정도를 감소시킬 수 있다.

100; 스크러버가 구성된 에코노마이저 110: 배관
120: 스크러버 S: 장착관
T: 플랜지 121: 배관
123: 삽입관 125: 연결관
127: 유입관 130: 수량 제어부
140: 스크린 P: 펌프 F: 밸브 C: 제어부
S: 센서

Claims (6)

1. 삭제
2. 배기관에 연결되는 배관(110)과,
   상기 배관(110)을 관통하는 수관을 포함하는 에코노마이저에 있어서,
   상기 배관(110)의 후방에 장착된 스크러버(120)를 포함하고,
   상기 스크러버(120)는, 상기 배관(110)의 후방에 연결되는 배관(121)과,
   상기 배관(121)을 관통하는 삽입관(123)과,
   상기 삽입관(123)에 장착된 분사노즐(124)을 포함하고,
   상기 삽입관(123)의 하단부가 삽입되도록 상기 배관(121)의 바닥면에 형성된 지지관(L)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스크러버가 구성된 에코노마이저.
3. 배기관에 연결되는 배관(110)과,
   상기 배관(110)을 관통하는 수관을 포함하는 에코노마이저에 있어서,
   상기 배관(110)의 후방에 장착된 스크러버(120)를 포함하고,
   상기 스크러버(120)는, 상기 배관(110)의 후방에 연결되는 배관(121)과,
   상기 배관(121)을 관통하는 삽입관(123)과,
   상기 삽입관(123)에 장착된 분사노즐(124)을 포함하고,
   상기 삽입관(123)의 탈착이 가능하도록, 상기 배관(121)에 연결되어 구성되고 단부에 플랜지(T)가 형성된 장착관(S)과,
   상기 플랜지(T)에 결합되도록 상기 삽입관(123)의 측면에 형성된 플랜지(126)와,
   상기 플랜지(T, 126)를 관통하여 결합시키는 볼트(B)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스크러버가 구성된 에코노마이저.
4. 제3항에 있어서,
   상기 삽입관(123)의 하단부가 삽입되도록 상기 배관(121)의 바닥면에 형성된 지지관(L)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스크러버가 구성된 에코노마이저.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 배관(121)의 내측면에 부착되어 배기가스가 통과하도록 구성된 스크린(140)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스크러버가 구성된 에코노마이저.
6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 삽입관(123)에 연결된 밸브(F)와,
   상기 밸브(F)에 연결된 펌프(P)와,
   상기 밸브(F)에 연계되어 개폐량을 조정하는 제어부(C)와,
   상기 제어부(C)에 보일러의 부하 데이터를 전송하는 센서(S)를 포함하고,
   상기 제어부(C)는 상기 센서(S)를 통해서 부하 데이터를 전송받은 후, 보일러의 부하에 따라 상기 밸브(F)의 개폐량을 조정하도록 프로그램된 것을 특징으로 하는 스크러버가 구성된 에코노마이저.

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