KR101444157B1 - 선박용 폐열회수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진의 구동에 따라 발생하는 열을 회수하는 열흡수부 및 엔진의 구동에 따라 발생하는 열을 냉각시키는 냉각부를 포함하는 열흡수유닛, 열흡수부에서 열교환된 열매체가 유동하는 제1공급라인, 상기 제1공급라인과 연통되고, 상기 열매체가 회수한 열을 흡수하는 제1열교환기을 포함하는 폐열회수유닛, 상기 제1열교환기에서 열교환된 열매체를 상기 열흡수부로 전달하는 제2공급라인, 양단이 상기 제1공급라인 및 상기 제2공급라인에 각각에 연결되어 선택적으로 상기 열매체를 우회시키는 우회라인, 상기 우회라인으로 유동하는 상기 열매체가 상기 열흡수부에서 흡수한 열을 회수하는 냉각기를 포함하는 선박용 폐열회수장치가 개시된다.

Description

선박용 폐열회수장치{Heat Recovery Apparatus for Ship}

본 발명은, 선박용 폐열회수장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 선박의 엔진에서 배출되는 배기가스의 열을 회수하는 선박용 폐열회수장치에 관한 것이다.

최근에는 고유가 시대가 도래함에 따라 선박의 에너지 효율을 향상시켜 연료비를 감소시키고, 선박 운항의 친환경성을 확보하고자 하는 노력이 많이 진행되고 있다.

일반적으로 선박을 운항하는데 있어 에너지는 추진용 주 엔진에서 대부분의 에너지를 소비하고 있으며, 주 엔진의 작동을 위해 소요되는 연료의 약 25%는 배기가스로 대기 중에 버려지고 있는 것이 현실이다. 따라서, 이러한 배기가스를 이용해 열의 일부를 회수하는 여러 장치가 활발하게 도입되고 있다.

종래 기술에 따른 선박용 폐열회수장치를 살펴보면 선박의 엔진에서 배기가스가 배출되는 배기관에 열회수기(보일러)를 설치한 후 배기가스의 열을 회수(등압가열)하여 고온의 스팀을 생성하여 다양한 에너지원으로 사용하였다.

하지만, 종래의 폐열회수장치는 열회수기가 동작하지 않는 경우, 엔진에서 발생되는 열을 처리하지 못하는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2010-0035196호

본 발명은 선박용 폐열회수장치에 관한 것으로서, 엔진의 구동에 따라 발생되는 열을 흡수하여 전달하는 열매체의 이동경로상에 별도의 우회라인을 구비하여 열매체를 지속적으로 냉각시킴으로써, 폐열회수유닛의 동작유무에 영향을 받지 않고 열매체가 지속적으로 열을 흡수할 수 있는 선박용 폐열회수장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 선박용 폐열회수장치는, 엔진의 구동에 따라 발생하는 열을 회수하는 열흡수부 및 엔진의 구동에 따라 발생하는 열을 냉각시키는 냉각부를 포함하는 열흡수유닛, 열흡수부에서 열교환된 열매체가 유동하는 제1공급라인, 상기 제1공급라인과 연통되고, 상기 열매체가 회수한 열을 흡수하는 제1열교환기을 포함하는 폐열회수유닛, 상기 제1열교환기에서 열교환된 열매체를 상기 열흡수부로 전달하는 제2공급라인, 양단이 상기 제1공급라인 및 상기 제2공급라인에 각각에 연결되어 선택적으로 상기 열매체를 우회시키는 우회라인, 상기 우회라인으로 유동하는 상기 열매체가 상기 열흡수부에서 흡수한 열을 회수하는 냉각기를 포함한다.

또한, 선박에 구비된 청수가 상기 냉각부 및 상기 냉각기를 순차적으로 유동하는 청수라인을 더 포함한다.

또한, 상기 냉각기는 상기 우회라인상에 배치되며, 상기 우회라인을 따라 이동하는 상기 열매체를 선박에 구비된 청수와 열교환을 하여 냉각시킬 수 있다.

또한, 상기 제2공급라인상에 분기되어 선택적으로 상기 열매체가 우회하도록 구성되며, 상기 냉각기가 구비되어 상기 열매체를 선박에 구비된 청수와 열교환을 하여 냉각하도록 하는 냉각라인을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2공급라인에 상기 열매체의 온도를 측정하는 온도센서가 구비되고, 상기 제1공급라인과 상기 우회라인 사이에는 상기 온도센서의 측정값에 따라 상기 열매체의 유동을 선택적으로 유량조절밸브를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 폐열회수유닛은 상기 제1열교환기에서 열을 흡수한 순환유체를 냉각시키는 제2열교환기를 포함하고, 상기 청수라인은 상기 청수의 이동경로에서 분기되어 상기 청수의 일부를 상기 제2열교환기로 공급하여 상기 순환유체를 냉각시킬 수 있다.

또한, 상기 폐열회수유닛은 상기 제1열교환기에서 열을 흡수한 순환유체를 냉각시키는 제2열교환기를 포함하고 상기 청수라인은 상기 제2열교환기에 연결되어 상기 냉각기를 경유한 상기 청수가 연속적으로 이동하여 상기 제2열교환기에서 상기 순환유체를 냉각시킬 수 있다.

본 발명에 따른 선박용 폐열회수장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 엔진의 구동에 따라 발생하는 열을 흡수하여 폐열회수유닛으로 전달하는 열매체를 선택적으로 우회시켜 냉각함으로써 폐열회수유닛의 동작유무에 영향을 받지 않고 엔진으로부터 발생되는 열을 흡수할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 우회라인상에 별도의 유량조절밸브를 구비하여 유동하는 열매체가 폐열회수유닛 또는 냉각기를 경유하는 유량을 조절함으로써, 엔진에서 요구되는 온도조건에 알맞은 온도로 열매체를 열흡수부로 재공급 할 수 있는 장점이 있다.

셋째, 기존의 선박에 구비된 배관을 이용하여 청수를 순환시킴으로써 간단한 구성으로 청수라인을 형성할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 폐열회수장치의 개략적인 구성에 대해서 나타낸 도면;
도 2는 도 1의 폐열회수장치에서 폐열회수유닛의 구성을 개략적으로 나타낸 도면;
도 3은 도 1의 폐열회수장치에서 소기공기의 열을 흡수한 열매체가 우회라인을 따라서 이동하는 상태를 나타낸 도면;
도 4는 도 1의 폐열회수장치에서 열흡수부가 배기가스의 열을 흡수하는 구성을 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 폐열회수장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면;
도 6은 도 5의 폐열회수장치에서 열흡수부에서 열을 흡수한 열매체가 우회라인을 따라서 이동하는 상태를 나타낸 도면;
도 7은 본 발명의 제 3실시예에 따른 폐열회수장치의 구성을 나타낸 도면;
도 8은 도 7의 폐열회수장치에서, 열매체가 우회라인 및 냉각라인을 따라서 이동하는 상태를 나타낸 도면.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

제1실시예

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 폐열회수장치의 개략적인 구성에 대해서 나타낸 도면, 도 2는 도 1의 폐열회수장치에서 폐열회수유닛의 구성을 개략적으로 나타낸 도면, 도 3은 도 1의 폐열회수장치에서 소기공기의 열을 흡수한 열매체가 우회라인을 따라서 이동하는 상태를 나타낸 도면 및 도 4는 도 1의 폐열회수장치에서 열흡수부가 배기가스의 열을 흡수하는 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 폐열회수장치는 선박에 구비된 엔진(E)으로부터 발생하는 열을 가습, 제습, 선박의 특정부분의 온도를 유지하는 등 선박의 다양한 열수요처에 공급한다. 그리고 도시된 바와 같이, 본 실시예의 폐열회수장치는 선박에 구비된 엔진(E)의 구동에 의해서 발생되는 열을 이용하여 별도의 사이클을 동작시킴으로써, 발생된 열을 이용하여 새로운 동력을 생산하도록 구성된다.

본 발명의 폐열회수장치는 열흡수유닛(100), 제1공급라인(200), 폐열회수유닛(300), 제2공급라인(400), 우회라인(500), 냉각기(600) 및 청수라인(700)을 포함하여 구성된다.

열흡수유닛(100)은 엔진(E)에서 발생하는 열을 회수 또는 냉각하기 위한 구성이고, 구체적으로 엔진(E) 자체, 엔진(E))에서 배출되는 배기가스(G), 엔진(E)으로 공급되는 소기가스(A) 및 엔진(E) 내부에 구비된 오일의 열을 회수 또는 냉각한다. 그리고 열흡수유닛(100)은 열흡수부(110)와 냉각부(120)를 포함한다.

열흡수부(110)는 엔진(E)에서 발생되는 배기가스(G)의 배출경로 또는 엔진(E)으로 공급되는 소기공기(A)의 이동경로상에 배치되어 배기가스(G) 및 소기공기(A)의 열을 흡수한다. 뿐만 아니라 열흡수부(110)는 엔진(E) 자체 및 엔진오일의 열을 흡수할 수도 있다. 그리고 열흡수부(110)는 일반적인 열교환기와 유사한 구성을 가지고, 열을 흡수하기 위한 열매체(L1)가 유동한다.

본 실시예에서의 열흡수부(110)는, 터보차저(T)를 통과한 후, 엔진(E)으로 공급되는 소기공기(A)의 열을 열매체(L1)을 통하여 흡수한다.

냉각부(120)는 상기 열흡수부(110)에서 열교환된 소기공기를 엔진(E)으로 공급하기 위한 제한온도로 냉각한다.

즉 본 발명에서는 엔진(E)으로 유입되는 소기공기(A)의 이동경로상에 열흡수부(110) 및 냉각부(120)를 구비하여, 소기공기(A)를 다단 냉각한다.

제1공급라인(200)은 내부에 열매체(L1)가 유동하며 열흡수부(110)와 후술하는 폐열회수유닛(300)의 제1열교환기(310)을 연결한다. 따라서 열흡수부(110)에서 소기공기(A)와 열교환을 통하여 열을 흡수한 열매체는 제1공급라인(200)을 따라 제1열교환기(310)으로 유동한다.

폐열회수유닛(300)은 열매체(L1)에 의해서 전달된 열을 흡수하여 다양한 곳에 이용할 수 있는 장치이며, 본 실시예에서는 별도의 터빈(330)를 구동시킴으로써 동력을 발생시키도록 구성된다.

그리고 폐열회수유닛(300)은 다양한 형태의 열교환사이클에 따라 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 일반적인 ORC(Organic Rankine Cycle: 유기 랭킨 사이클)로 구비된다.

폐열회수유닛(300)은 순환루프(350), 터빈(330), 제1열교환기(310)펌프(340) 및 제2열교환기(320)로 구성된다. 그리고 순환루프(350)는 내부에 순환유체(L2)가 순환하여 제1열교환기(310), 터빈(330), 제2열교환기(320) 및 펌프(340) 순으로 순환하면서 열을 회수 및 공급한다.

제1열교환기(310)는 제1공급라인(200)의 경로상에서 배치되어 열흡수부(110)로부터 열을 흡수한 열매체(L1)와 순환유체(L2)가 열교환을 하도록 한다.

순환유체(L2)는 순환루프(350)를 따라서 제1열교환기(310)를 경유하여 열매체(L1)와 열교환을 통해서 기화되고, 기화된 순환유체(L2)는 터빈(330)를 구동시키게 된다. 터빈(330)를 경유한 순환유체(L2)는 다시 제2열교환기(320)를 경유하며 냉각되어 액화된다. 그리고 액화된 순환유체(L2)는 펌프(340)를 통하여 제1열교환기(310)로 제공된다.

한편, 순환루프(350) 내부를 유동하는 순환유체(L2)는 제1열교환기(310)에서 제공되는 열매체(L1)의 온도에 따라서 선정되며 일반적으로는 물보다 끓는점이 낮은 유체가 사용될 수 있다.

제2공급라인(400)은 내부에 열매체(L1)가 유동하며, 폐열회수유닛(300)의 제1열교환기(310)와 열흡수부(110)를 연결한다. 따라서 제1열교환기(310)에서 순환유체(L2)로 열을 방출한 열매체(L1)는 제2공급라인(400)을 따라 열흡수부(110)로 유동한다.

우회라인(500)은 양단이 제1공급라인(200) 및 제2공급라인(400)에 각각 연결되어 선택적으로 열매체(L1)를 우회시키도록 구성된다. 구체적으로 제1공급라인(200)에서 분기되도록 구성되어 제1공급라인(200)을 따라 이동하는 열매체(L1)를 선택적으로 우회시킴으로써, 열매체(L1)가 제2열교환기(320)를 경유하지 않고 제2공급라인(400)으로 이동하여 다시 열흡수부(110)로 제공하도록 구성된다.

그리고 제1공급라인(200)과 우회라인(500)이 연결된 지점에 별도의 유량조절밸브(510)를 구비하여 제1공급라인(200)을 따라 이동하는 열매체(L1)의 이동 경로 및 유량을 선택적으로 조절할 수 있도록 구성된다.

냉각기(600)는 우회라인(500)으로 유동하는 열매체(L1)가 열흡수부(110)에서 흡수한 열을 회수하도록 구성되며, 본 실시예에서의 냉각기(600)는 우회라인(500)상에 배치되며, 우회라인(500)을 따라 이동하는 열매체(L1)를 청수(W)와 열교환을 하여 냉각시키도록 구성된다.

이와 같이 본 발명에 따른 폐열회수장치는 우회라인(500)과 냉각기(600)가 구비됨으로써 종래와 달리 열매체(L1)가 폐열회수유닛(300)을 경유하지 않더라도 열매체(L1)가 흡수한 열을 배출시켜 열흡수부(110)로 다시 재공급이 가능하도록 구성된다.

청수라인(700)은 내부에서 선박에 구비된 청수(W)가 유동하며, 냉각부(120), 냉각기(600) 및 제2열교환기(320)로 청수(W)를 공급한다. 구체적으로 본 실시예에서는 청수공급원에서 공급된 청수(W)의 일부는 냉각부(120) 및 냉각기(600)를 순차적으로 순환한다. 그리고 청수(W)의 나머지는 제2열교환기(320)를 순환한다.

그러나 본 실시예에 한정되지 않고, 청수라인(700)은 냉각부(120), 냉각기(600) 및 제2열교환기(320)와 직, 병렬로 다양하게 연결되어 냉각을 시킬 수 있을 것이다.

한편, 청수라인(700)이 냉각부(120), 냉각기(600) 및 제2열교환기(320)를 경유하도록 구성됨으로써, 선박에 구비된 청수(W)를 이용하여 각각의 위치에서 소기공기(A), 열매체(L1) 및 순환유체(L2)를 냉각시켜 배관의 구성을 보다 편리하게 할 수 있으며, 각각에 별도의 밸브(미도시)를 구비하여 청수라인(700)을 따라 이동하는 청수(W)의 경유 경로를 조절 가능하도록 구성할 수도 있다.

이상과 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 폐열회수장치는 열흡수부(110)에서 엔진(E)으로부터 발생되는 열을 열매체(L1)를 통해 흡수하여 제1공급라인(200)을 따라 제1열교환기(310)로 전달하며, 제1열교환기(310)는 전달받은 열을 순환유체(L2)로 제공하여 터빈(330)를 구동시킨다.

하지만, 이와 같은 구성에서 폐열회수유닛(300)의 파손이나 오작동이 발생하는 경우, 폐열회수유닛(300)의 동작이 불가능하기 때문에 별도로 우회라인(500)을 구비함으로써, 열매체(L1)가 제2열교환기(320)를 경유하지 않고 우회라인(500)을 따라서 냉각기(600)를 경유하도록 구성하여 소기공기(A)를 지속적으로 냉각시킴과 동시에 폐열회수유닛(300)의 수리가 가능하도록 한다.

특히, 폐열회수유닛(300)이 동작하지 않는 경우, 청수(W)는 제2열교환기(320)를 경유할 필요가 없기 때문에 상기 밸브를 조절함으로써 청수(W)가 냉각부(120) 및 냉각기(600)만 경유하도록 할 수도 있다.

또한, 청수(W)의 이동경로를 조절하여 냉각기(600) 및 제2열교환기(320)를 경유하는 청수(W)의 유량을 조절함으로써, 냉각기(600) 및 제2열교환기(320)에서의 열교환을 위한 온도조건에 알맞도록 청수(W)의 온도를 조절할 수도 있다.

한편, 본 발명의 제1실시예에 따른 폐열회수장치에 있어서, 제2공급라인(400)에 열매체(L1)의 온도를 측정하는 온도센서(800)가 더 구비될 수 있다.

온도센서(800)는 제2공급라인(400)상에서 폐열회수유닛(300)을 경유한 열매체(L1)의 온도를 측정하도록 구성되어 측정된 열매체(L1)의 온도에 따라 유량조절밸브(510)를 조절함으로써, 폐열회수유닛(300) 및 냉각기(600)를 경유하는 열매체(L1)의 유량을 조절할 수 있다. 이에 따라, 열매체(L1)가 냉각기(600) 및 폐열회수유닛(300)을 경유하는 유량을 조절하여 열흡수부(110)로 공급되는 열매체(L1)의 온도를 능동적으로 조절한다.

보다 구체적으로 열매체(L1) 및 청수(W)가 이동하는 상태에 대해서 도 1 및 도 3을 참조하여 살펴보면, 도 1은 폐열회수유닛(300)이 정상적으로 작동하는 상태로써, 열매체(L1)가 열흡수부(110)를 경유한 후 제1공급라인(200)을 따라 폐열회수유닛(300)으로 전달된다. 폐열회수유닛(300)으로 이동된 열매체(L1)는 제1열교환기(310)에서 순환유체(L2)와 열교환을 하여 온도가 낮아진 후 다시 열흡수부(110)로 전달된다.

그리고 청수라인(700)을 따라서 유동하는 청수(W)는 냉각부(120) 및 냉각기(600)를 경유하여 소기공기(A)를 냉각시키고 이와 별도로 분기되어 제2열교환기(320)를 경유하여 순환유체(L2)를 냉각시킨다.

이와 같이, 청수라인(700)은 지속적으로 소기공기(A)를 냉각시킴과 동시에 폐열회수유닛(300)이 동작하는 경우 제2열교환기(320)로 공급되어 순환유체(L2)를 냉각시킨다.

여기서, 열매체(L1)는 제1공급라인(200)을 따라 폐열회수유닛(300)으로 이동할 때, 유량조절밸브(510)의 조절을 통해서 열매체(L1)의 일부가 우회라인(500)을 따라 우회하여 다시 열흡수부(110)로 공급되도록 할 수 있다.

즉 폐열회수유닛(300)으로 공급되는 열매체(L1)의 유량을 조절할 수 있다. 따라서 상기 설명한 온도센서(800)로 폐열회수유닛(300)에서 열교환된 후 배출되는 열매체(L1)의 온도를 모니터링하여, 가장 효과적인 양의 열매체(L1)이 폐열회수유닛(300)으로 유동하도록 조절할 수 있게 된다.

나아가, 우회라인(500)을 경유하는 열매체(L1)의 일부는 냉각기(600)로 냉각을 한다. 따라서 일부 열매체(L1)가 열공급유닛(300)을 통과하지 않더라도 충분한 냉각을 할 수 있다.

또한, 열매체(L1)의 냉각경로의 다양화에 따라 열흡수부(110)로 공급되는 열매체(L1)의 온도를 조절할 수 있으며, 이는 냉각기(600)를 유동하는 청수(W)의 양을 조절함에 따라서도 가능할 것이다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 폐열회수유닛(300)이 동작하지 않는 경우, 열매체(L1)는 열흡수부(110)를 경유한 후 우회라인(500)을 따라서 제2공급라인(400)으로 이동한다.

여기서, 열매체(L1)는 우회라인(500)상에 배치된 냉각기(600)를 경유하여 냉각된 후 다시 제2공급라인(400)을 따라서 열흡수부(110)로 공급된다.

그리고 청수라인(700)을 따라서 유동하는 청수(W)는 냉각부(120) 및 냉각기(600)를 경유하여 소기공기(A)와 열매체(L1)를 순차적으로 냉각시킨다.

이에 따라 폐열회수유닛(300)이 동작을 하지 않더라도 열매체(L1)가 지속적으로 냉각기(600)를 경유하여 순환하며 엔진(E)으로 공급되는 소기공기(A)를 냉각시킬 수 있다.

한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 열흡수부(110)는 엔진(E)의 용량 등에 따라 복수 개가 구비될 수 있을 것이다.

그리고 상술한 구성과 달리 열흡수부(110)가 소기공기(A)의 이동경로상에 배치되지 않고 엔진(E)에서 배출되는 배기가스(G)의 이동경로에 배치될 수 있다(도 4참조). 이와 같이 열흡수부(110)가 배기가스(G)의 배출경로에 배치됨으로써 배기가스(G)의 열을 열매체(L1)가 흡수하여 폐열회수유닛(300)으로 전달할 수 있다.

제2실시예

도 5및 도 6을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 폐열회수장치의 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 폐열회수장치의 개략적인 구성을 나타낸 것이고, 도 6은 도 5의 폐열회수장치에서 열흡수부(110)에서 열을 흡수한 열매체(L1)가 우회라인(500)을 따라서 이동하는 상태를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이 기본적인 구성은 상술한 제1실시예의 구성과 유사하지만 열흡수부(110)가 변형된 구성이다.

열흡수부(110)는 상술한 제1실시예와 달리 엔진(E)으로 공급되는 소기공기(A)의 열을 흡수할 뿐만 아니라 이와 별도로 엔진(E)에서 배출되는 배기가스(G)의 열도 흡수할 수 있도록 구성된다.

열흡수부(110)는 크게 제1열흡수기(112) 및 제2열흡수기(114)를 포함하여 구성된다.

제1열흡수기(112)는 열매체(L1)가 고압상태로 엔진(E)에 공급되는 소기공기(A)와 열교환하여 발생되는 열을 흡수하도록 한다.

그리고 제2열흡수기(114)는 열매체(L1)가 엔진(E)으로부터 발생되는 배기가스(G)와 열교환하여 발생되는 열을 흡수하도록 한다.

즉, 제1열흡수기(112) 및 제2열흡수기(114)는 각각이 소기공기(A) 및 배기가스(G)의 이동경로상에 배치되어 열매체(L1)와 열교환 시킴으로써 열매체(L1)가 엔진(E)으로부터 발생되는 열을 흡수할 수 있도록 한다.

이에 따라서, 도시된 바와 같이 제1공급라인(200)은 분할되어 제1열흡수기(112) 및 제2열흡수기(114)에 연결되며, 유동하는 열매체(L1)가 분할되어 제1열흡수기(112) 및 제2열흡수기(114)에서 발생된 열을 흡수한다.

그리고 열매체(L1)에 흡수된 열은 도 5에 도시된 바와 같이 제1공급라인(200)을 따라서 폐열회수유닛(300)으로 이동한다. 그리고 폐열회수유닛(300)에서 열매체(L1)는 순환유체(L2)와 열교환하여 흡수한 열을 전달한 후 다시 열흡수부(110)로 전달된다.

그리고 도 6에 도시된 바와 같이 폐열회수유닛(300)이 동작하지 않는 경우, 열매체(L1)는 우회라인(500)을 따라서 냉각기(600)를 경유하며 폐열회수유닛(300)을 경유하지 않기 때문에, 청수(W)는 청수라인(700)을 따라서 냉각부(120) 및 냉각기(600)만 경유하여 소기공기(A) 및 열매체(L1)와 열교환을 하여 냉각시키도록 구성된다.

한편, 도 5 및 도 6에는 제1열흡수기(114) 및 제2열흡수기(115)가 폐열회수유닛(300)을 기준으로 병렬로 배치되지만, 이와 달리 제1열흡수기(114) 및 제2열흡수기(115)가 폐열회수유닛(300)을 기준으로 직렬로 배치되어 폐열회수유닛(300)을 유동한 열매체(L1)이 제1열흡수기(114) 및 제2열흡수기(115)를 순차적으로 유동하는 구성으로 형성될 수도 있을 것이다.

제 3실시예

다음으로, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 제 3실시예에 따른 선박용 열회수장치의 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.

도 7은 본 발명의 제 3실시예에 따른 폐열회수장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고 도 8은 도 7의 폐열회수장치에서 열매체(L1)가 우회라인(500) 및 냉각라인(900)을 따라서 이동하는 상태를 나타낸 도면이다.

도시된 도면을 살펴보면 기본적인 구성은 상술한 제1실시예의 구성과 유사한 구성을 가지지만, 제2공급라인(400)을 따라 유동하는 열매체(L1)가 우회하는 별도의 냉각라인(900)을 더 포함하여 구성되며, 냉각기(600)는 우회라인(500)이 아닌 냉각라인(900)상에 구비된다. 이하 다른 구성은 상기 설명한 실시예와 동일하므로 이하 설명을 생략한다.

도시된 바와 같이 냉각라인(900)은 제2공급라인(400)상에 분기되어 배치되며, 폐열회수유닛(300) 또는 우회라인(500)을 경유한 열매체(L1)가 이동하는 경로상에서 선택적으로 냉각기(600)를 경유하도록 구성된다.

즉, 제2공급라인(400)상에 별도의 보조밸브(910)를 더 구비하여 냉각기(600)를 경유하는 열매체(L1)의 유량을 조절한다.

열회수유로의 정상동작시, 열매체(L1)가 이동하는 경로에 따른 폐열회수장치의 동작에 대해서 살펴보면, 열흡수부(110)를 경유하여 온도가 상승한 열매체(L1)가 제1공급라인(200)을 따라 폐열회수유닛(300)으로 이동한다.

폐열회수유닛(300)으로 이동하여 순환유체(L2)에 의해 냉각된 열매체(L1)는 제2공급라인(400)을 따라 열흡수부(110)로 유동한다.

그리고 도 8에 도시된 바와 같이 폐열회수유닛(300)의 오작동 또는 고장시, 제1공급라인(200)을 따라 이동하는 열매체(L1)는 유량조절밸브(510)의 조절에 의해서 우회라인(500)을 따라 이동하며 폐열회수유닛(300)을 경유하지 않는다.

그리고 우회라인(500)을 따라 이동한 열매체(L1)는 냉각라인(900)을 따라 이동하여 냉각기(600)를 경유하면서 냉각이 된다.

이에 따라, 열매체(L1)는 냉각기(600)를 경유하며 흡수한 열을 배출하게 되고 다시 열흡수부(110)로 공급되어 열을 흡수할 수 있다.

즉 본 실시예에서는 냉각기(600)가 폐열회수유닛(300)의 후단과 열흡수부(110)의 전단에 구비되어, 폐열회수유닛(300)의 오작동시 폐열회수유닛(300)에서 열을 방출하지 못한 열매체(L1)가 열흡수부(110)으로 직접 유입되는 것을 방지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예들은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 열흡수유닛 110: 열흡수부
120: 냉각부 200: 제1공급라인
300: 폐열회수유닛 400: 제2공급부
500: 우회라인 510: 유량조절밸브
600: 냉각기 700: 청수라인
800: 온도센서 900: 냉각라인
910: 보조밸브 G: 배기가스
A: 소기공기 L1: 열매체
L2: 순환유체 W: 청수

Claims (8)

1. 엔진의 구동에 따라 발생하는 열을 회수하는 열흡수부 및 엔진의 구동에 따라 발생하는 열을 냉각시키는 냉각부를 포함하는 열흡수유닛;
   열흡수부에서 열교환된 열매체가 유동하는 제1공급라인;
   상기 제1공급라인과 연통되고, 상기 열매체가 회수한 열을 흡수하는 제1열교환기을 포함하는 폐열회수유닛;
   상기 제1열교환기에서 열교환된 상기 열매체를 상기 열흡수부로 전달하는 제2공급라인;
   양단이 상기 제1공급라인 및 상기 제2공급라인에 각각에 연결되어 선택적으로 상기 열매체를 우회시키는 우회라인;
   상기 우회라인으로 유동하는 상기 열매체가 상기 열흡수부에서 흡수한 열을 회수하는 냉각기; 를 포함하는 선박용 폐열회수장치.
2. 제1항에 있어서,
   선박에 구비된 청수가 상기 냉각부 및 상기 냉각기를 순차적으로 유동하는 청수라인을 더 포함하는 선박용 폐열회수장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 냉각기는,
   상기 우회라인상에 배치되며, 상기 우회라인을 따라 이동하는 상기 열매체를 선박에 구비된 청수와 열교환을 하여 냉각시키는 선박용 폐열회수장치
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 제2공급라인에 상기 열매체의 온도를 측정하는 온도센서가 구비되고,
   상기 제1공급라인과 상기 우회라인 사이에는 상기 온도센서의 측정값에 따라 상기 열매체의 유동을 선택적으로 유량조절밸브를 더 포함하는 선박용 폐열회수장치.
6. 제2항에 있어서,
   상기 폐열회수유닛은 상기 제1열교환기에서 열을 흡수한 순환유체를 냉각시키는 제2열교환기를 포함하고,
   상기 청수라인은 상기 청수의 이동경로에서 분기되어 상기 청수의 일부를 상기 제2열교환기로 공급하여 상기 순환유체를 냉각시키는 선박용 폐열회수장치.
7. 제2항에 있어서,
   상기 폐열회수유닛은 상기 제1열교환기에서 열을 흡수한 순환유체를 냉각시키는 제2열교환기를 포함하고,
   상기 청수라인은 상기 제2열교환기에 연결되어 상기 냉각기를 경유한 상기 청수가 연속적으로 이동하여 상기 제2열교환기에서 상기 순환유체를 냉각시키는 선박용 폐열회수장치.
8. 엔진의 구동에 따라 발생하는 열을 회수하는 열흡수부 및 엔진의 구동에 따라 발생하는 열을 냉각시키는 냉각부를 포함하는 열흡수유닛;
   열흡수부에서 열교환된 열매체가 유동하는 제1공급라인;
   상기 제1공급라인과 연통되고, 상기 열매체가 회수한 열을 흡수하는 제1열교환기을 포함하는 폐열회수유닛;
   상기 제1열교환기에서 열교환된 상기 열매체를 상기 열흡수부로 전달하는 제2공급라인;
   양단이 상기 제1공급라인 및 상기 제2공급라인에 각각에 연결되어 선택적으로 상기 열매체가 상기 폐열회수유닛을 경유하지 않도록 우회시키는 우회라인;
   상기 제2공급라인상에 분기되어 선택적으로 상기 열매체가 우회하도록 구성되는 냉각라인; 및
   상기 냉각라인상에 구비되며, 상기 열흡수부에서 열을 흡수하여 상기 냉각라인으로 유동하는 상기 열매체를 선박에 구비된 청수와 열교환하여 냉각하는 냉각기; 를 포함하는 선박용 폐열회수장치.
   

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