KR101634593B1 - 벌집형 열교환기에 의한 다단계 실시간 굴뚝의 백연방지장치 - Google Patents

벌집형 열교환기에 의한 다단계 실시간 굴뚝의 백연방지장치 Download PDF

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KR101634593B1
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손성욱
조영호
전인표
김상재
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이은지
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주식회사 길산업
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Abstract

본 발명은 백연방지장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 굴뚝내부에 2개의 유로가 각각 독립적으로 형성된 백연방지용 벌집형열교환기를 장착하되; 상기 열교환기의 유로는 라운딩된 벌집형상으로 형성되어, 배기유로는 벌집형상의 중앙내부를 형성하고, 열교환유로는 배기유로의 테두리를 형성하는 파형형상으로 이루어지며, 상기 배기유로와 간접열교환되는 열교환유로가 상호 교번으로 다수개로 형성되어, 배기가스 및 열교환매체의 열전달면적증가 및 열전달이 촉진을 되도록 하며, 상기 굴뚝의 배출구 외부 상부에 설치된 백연확산갓의 내측에 다수개의 외부 원심형공기팬을 설치하여, 수직배출되는 백연을 수평방향으로 변경하여 외부로 배출되도록 하고, 외부의 공기를 흡입하는 덕트를 부착하여, 배출된 백연과 외부공기를 상호 혼합되는 외부공기 혼합장치를 형성하고; 상기 벌잡형 열교환기후단의 배기가스의 온도 및 습도가 측정되는 후단센서로부터 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 외부공기팬의 작동여부를 판단하는 제어부를 포함하도록; 이루어진 것을 특징으로 하는 벌집형 열교환기에 의한 실시간 다단계 굴뚝의 백연방지장치를 제공하는 것이다.
이는 굴뚝내부에 배기가스의 온도 및 습도를 실시간으로 측정하여, 백연이 발생되지 않는 공기상태를 제어부로부터 실시간으로 계산하여, 이를 이용하여 열교환매체를 공급시킬수 있는 벌집형 열교환기를 설치하여 열교환능력을 증가시키며, 실시간으로 백연발생상태를 확인하여, 외부공기와 배기가스를 상호 혼합시켜서, 배출된 백연상태를 희석시켜서, 2차적으로 백연발생을 제거시키고, 3차적으로 상기 열교환매체는 외부의 히트펌프장치와 연계하여, 백연발생을 완전히 제거하는 폐순환회로를 형성하여, 다단계의 안정적인 장치를 제공하는 효과를 포함하고 있다.
이는 실시간으로 백연발생상태를 확인하여, 필요시에 백연저감장치 및 방법을 제공하여, 불필요한 장치의 작동을 방지하여, 불필요한 유지비용을 제거하여, 장치의 수면연장 및 최소한의 유지비용을 제공하고자 하는 데 있다.

Description

벌집형 열교환기에 의한 다단계 실시간 굴뚝의 백연방지장치{Apparatus for preventing generation of white plume for multi-step real time by using honeycomb-type heat exchanger}
본 발명은 벌집형 열교환기에 의한 다단계 실시간 굴뚝의 백연방지장치에 관한 것이다. 구체적으로는, 실시간으로 굴뚝 내부의 온도 및 습도를 측정하여, 이의 공기상태값을 기준으로 공기선도의 노점온도 이하가 되도록, 1차적으로 벌집형 열교환기에 열매체를 공급하고, 2차적으로 외부공기와 혼합하고, 3차적으로 외부의 히트펌프장치를 작동하여, 열매체를 공급하여, 백연현상을 완전히 제거하는 벌집형 열교환기에 의한 실시간 굴뚝의 백연방지장치를 제공하고자 하는 것이다.
일반적으로 백연 현상(white plume phenomenon)이란 수분을 함유하고 있는 배기가스가 굴뚝에서 배출되어 대기와 혼합, 확산될 때 온도가 내려가 배기가스 중의 수증기가 노점 이하로 되면, 결로하여 미세한 액적 상태로 되어 흰 연기와 같이 보이는 현상이다.
습식백연탈황설비나 배기가스처리설비로 웨트 스크류버(wet scrubber), 워터 Z퀀처(water quencher) 등을 사용하는 쓰레기 소각설비, 발전설비 등에서는 배기가스 중에 수분이 다량으로 포함되어 있기 때문에, 상기와 같은 백연 현상이 빈번하게 나타나게 되며, 일반 보일러의 경우는 습도가 낮아 그 심각도는 적으나, 백연 현상은 동일하다.
백연 현상에 대해서 법적 규제는 없으나, 일반적으로 백연 현상을 제거하려는 것은 배기가스 내의 수분과 산화물이 반응하여 굴뚝 내부를 부식시키는 것을 방지하고, 배기가스 온도를 높여 배기가스의 통풍력을 향상시켜 배기가스의 대기 확산을 용이하게 하고, 비행장 근처에서 항공기 이착륙시 시계를 확보하고, 도시, 관광지에서의 미관을 해치는 것을 방지하고, 웨트 스크류버에서 배출되는 백연의 경우 완전히 기화되지 못한 산성물질 및 중화반응 부산물인 액적 상태의 수증기가 확산되지 못하고 굴뚝 아래로 낙하하여 주위의 차량, 건물, 인체 등에 접촉하여 약영향을 미치게 하는 것을 방지하기 위한 것들 때문이다.
일반적으로 백연 방지를 위하여 시도되고 있는 방안으로서, 습 포화상태의 배기가스를 백연이 없어질 때까지 가열시켜 상대습도를 100% 이하까지 저감토록 하여야 하기 때문에 이에 소요되는 연료 사용량이 많음에 따른 시설 유지비가 높고, 외부의 공기를 혼합시켜 배기가스를 희석시킴으로서 배기가스의 상대습도를 저감시키는 방식 또한 상대습도를 저감토록 하기 위하여 필요한 희석공기가 다량 필요하기 때문에 커다란 용량의 희석장치를 비롯한 설치비용이 매우 높은 문제점이 있는 것이다
현재, 백연방지를 위해 시도되는 방안들은 배기가스를 가열하는 방식, 외부공기와 배기가스를 혼합하는 방식, 외부에 응축기를 설치하는 방식 등이 알려져 있다. 하지만, 이와 같은 방식들 중에서, 배기가스를 가열하는 방식은 연료비와 시
설유지비 측면에서 경제성이 없으며, 외부공기와 배기가스를 혼합하는 방식은 다량의 공기가 필요함에 따라 이 방식 또한 경제성이 떨어지며, 또한, 설치가 복잡하고 설치공간도 많이 필요하여서 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.
또한, 배기가스의 열역학적인 상태는 외부공기의 온도 및 습도와 밀접한 관계가 있으며, 이는 매시간마다 배기가스에 의한 백연발생상태가 예측할 수 없을 정도로 변하고 있으나, 종래의 백연저감장치는 백연 발생상태여부와 관계없이 작동되어, 작동비용 및 유지비용이 불필요하거나, 과도하게 발생되는 문제점이 있다.
대한민국 특허 10-1200330 대한민국 특허 20-0290638 대한민국 등록실용신안 20-0210607
따라서, 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 백연이 발생되는 배기가스를 배출하는 굴뚝의 내부에 벌집형타입의 백연방지 열교환기를 설치하고, 효율적인 벌집형 열교환기를 백연저감장치에 제공하여, 열전달효율을 증가시키고, 상기 열교환기에 배기가스가 통과는 배기유로를 형성하고, 상기 배기유로와 상호 간접열교환하는 열교환매체의 유로를 형성하여, 1차적으로 백연방지저감 기능을 부가하여, 백연을 저감시키고, 상기 파형열교환기 후단으로 유출된 배기가스의 온도 및 습도를 측정하여, 배기가스의 백연발생상태를 측정하여, 설정된 백연발생영역 범위내에 있는 경우에는, 2차적으로 굴뚝 유출구의 외부에 외부공기를 혼합한 2차 백연저감장치를 작동시켜, 굴뚝의 외부로 유출되는 배기가스의 백연현상을 제저하고, 3차적으로 열교환매체와 히트펌프장치를 상호 간접적으로 연결하여, 백연현상을 완전히 제거하는 벌집형 열교환기에 의한 다단계 실시간 굴뚝의 백연방지장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 , 본 발명은 굴뚝내부에 2개의 유로가 각각 독립적으로 형성된 백연방지용 벌집형열교환기를 장착하되; 상기 열교환기의 유로는 라운딩된 벌집형상으로 형성되어, 배기유로는 벌집형상의 중앙내부를 형성하고, 열교환유로는 배기유로의 테두리를 형성하는 파형형상으로 이루어지며, 상기 배기유로와 간접열교환되는 열교환유로가 상호 교번으로 다수개로 형성되어, 배기가스 및 열교환매체의 열전달면적증가 및 열전달이 촉진을 되도록 하며, 상기 굴뚝의 배출구 외부 상부에 설치된 백연확산갓의 내측에 다수개의 외부 원심형공기팬을 설치하여, 수직배출되는 백연을 수평방향으로 변경하여 외부로 배출되도록 하고, 외부의 공기를 흡입하는 덕트를 부착하여, 배출된 백연과 외부공기를 상호 혼합되는 외부공기 혼합장치를 형성하고; 상기 벌잡형 열교환기후단의 배기가스의 온도 및 습도가 측정되는 후단센서로부터 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 외부공기팬의 작동여부를 판단하는 제어부를 포함하도록; 이루어진 것을 특징으로 하는 벌집형 열교환기에 의한 실시간 다단계 굴뚝의 백연방지장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 벌집형 열교환기에 의한 다단계 실시간 굴뚝의 백연방지장치는 굴뚝내부에 배기가스의 온도 및 습도를 실시간으로 측정하여, 백연이 발생되지 않는 공기상태를 제어부로부터 실시간으로 계산하여, 이를 이용하여 열교환매체를 공급시킬수 있는 벌집형 열교환기를 설치하여 열교환능력을 증가시키며, 실시간으로 백연발생상태를 확인하여, 외부공기와 배기가스를 상호 혼합시켜서, 배출된 백연상태를 희석시켜서, 2차적으로 백연발생을 제거시키고, 3차적으로 상기 열교환매체는 외부의 히트펌프장치와 연계하여, 백연발생을 완전히 제거하는 폐순환회로를 형성하여, 다단계의 안정적인 장치를 제공하는 효과를 포함하고 있다.
이는 실시간으로 백연발생상태를 확인하여, 필요시에 백연저감장치를 제공하여, 불필요한 장치의 작동을 방지하여, 불필요한 유지비용을 제거하여, 장치의 수면연장 및 최소한의 유지비용을 제공하고자 하는 데 있다.
도 1은 본 발명의 벌집형 열교환기에 의한 다단계 실시간 굴뚝의 백연방지장치를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 벌집형 열교환기를 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 외부공기혼합장치의 평면도를 나타낸 개략도.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 실시예를 살펴보면,
굴뚝(100)내부에 2개의 유로가 각각 독립적으로 형성된 백연방지용 벌집형열교환기(20)를 장착하되;
상기 열교환기(20)의 유로는 라운딩된 벌집형상으로 형성되어, 배기유로(21)는 벌집형상의 중앙내부를 형성하고, 열교환유로(22)는 배기유로(21)의 테두리를 형성하는 파형형상으로 이루어지며, 상기 배기유로(21)와 간접열교환되는 열교환유로(22)가 상호 교번으로 다수개로 형성되어, 배기가스 및 열교환매체의 열전달면적증가 및 열전달이 촉진을 되도록 하며,
상기 굴뚝(100)의 배출구 외부 상부에 설치된 백연확산갓(50)의 내측에 다수개의 외부 원심형공기팬(60)을 설치하여, 수직배출되는 백연을 수평방향으로 변경하여 외부로 배출되도록 하고, 외부의 공기를 흡입하는 덕트(51)를 부착하여, 배출된 백연과 외부공기를 상호 혼합되는 외부공기 혼합장치를 형성하고,
상기 벌집형 열교환기(20) 후단의 배기가스의 온도 및 습도가 측정되는 후단센서(80)로부터 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 외부공기팬(30)의 작동여부를 판단하는 제어부(40)를 포함하도록; 이루어진 벌집형 열교환기에 의한 다단계 실시간 굴뚝의 백연방지장치에 관한 것이다.
또한, 상기 벌집형 열교환기(20) 후단의 배기가스의 온도 및 습도가 측정되는 후단센서(80)로부터 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 상기 굴뚝(100)의 내부 공기팬(70)과, 외부의 공기를 흡입하는 덕트(71)를 부가하여, 상기 굴뚝(100)의 내부 백연과 외부공기를 상호 혼합하도록; 이루어진 것이다.
또한, 전단센서(30)를 부가하여 상기 열교환기(20)의 전단의 배기유로(21)로부터 유입되는 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 백연방지에 필요한 배기가스의 온도 및 절대습도가 되도록 열교환유로(22)와 간접열교환방식으로 연계된 히트펌프(10)의 증발기의 증발온도를 조절하도록 제어부(40)를 포함하도록; 이루어진 것이다.
또한, 백연방지방법에 있어서,
굴뚝(100)내부에 배기유로(21)와 열교환유로(22)가 각각 독립적으로 상호 교번으로 다수개 형성된 백연방지용 벌집형 열교환기(20)를 장착하는 단계(S100)와;
굴뚝(100)의 배출구 외부 상부에 설치된 백연확산갓(50)의 내측에 다수개의 외부 원심형공기팬(60)을 설치하여, 수직배출되는 백연을 수평방향으로 변경하여 외부로 배출되도록 하고, 외부의 공기를 흡입하는 덕트(51)를 부착하는 단계(S200)와;
상기 파형 열교환기(20) 후단의 배기가스의 온도 및 습도가 측정되는 후단센서(80)로부터 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 제어부(40)로부터 외부공기팬(30)을 작동하는 단계(S300);를 포함하되,
상기 S100단계에서,
상기 열교환기(20)의 열교환유로(22)에 열매체를 공급하기 위하여
전단센서(30)를 부가하여 상기 열교환기(20)의 전단의 배기유로(21)로부터 유입되는 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 백연방지에 필요한 배기가스의 온도 및 절대습도가 되도록 열교환유로(22)와 간접열교환방식으로 연계된 히트펌프(10)의 증발기의 증발온도를 조절하도록 제어부(40)를 작동하는 단계(S110)가 선택적으로 포함하도록; 이루어진 벌집형 열교환기에 의한 다단계 실시간 굴뚝의 백연방지방법에 관한 것이다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 벌집형 열교환기에 의한 다단계 실시간 굴뚝의 백연방지장치를 상세히 설명하도록 한다.
이를 상세히 설명하면, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이,
1차적으로 백연발생을 저감시키기 위하여,
굴뚝(100)내부에 2개의 유로가 각각 독립적으로 형성된 백연방지용 벌집형열교환기(20)를 장착하며, 상기 열교환기(20)를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 열교환기는 2개의 독립된 유로를 형성하되, 내부는 라운딩된 벌집형상으로 형성되어서, 굴뚝(100)의 배기가스가 유입되는 배기유로(21)는 벌집형상의 중앙내부를 형성하고, 열교환유로(22)는 배기유로(21)의 테두리를 형성하는 파형형상으로 이루어지는 벌집형상의 열교환기를 특징으로 하는 것이다.
이러한 벌집형상으로 이루어진 상기 배기유로(21)와 간접열교환되는 열교환유로(22)가 상호 교번으로 다수개로 형성되어, 배기가스 및 열교환매체의 열전달면적증가 및 열전달이 촉진을 되도록 하는 것이다.
이는 굴뚝의 고온다습의 배기가스가 배출되면서 발생될 수 있는 불필요한 백연현상을 방지하기 위하여, 배기가스의 온도 및 습도를 저감시키도록, 배기가스와 간접적으로 열교환되는 열교환매체를 제공하여, 1차적으로 백연을 발생시키는 백연방지 열교환기(20)를 굴뚝의 내부에 장착시키는 벌집형 열교환기 구조를 제공하고자 하는 것이다.
이는 열교환효율을 증가시키고, 보다 신뢰성과 안정성이 보장된 간접열교환방식을 채택하는 것이며, 상기 2개의 유로는 상호 교번으로 다수개로 이루어 지는 벌집형구조를 특징으로 하는 것이다.
상기 배기가스와 간접열교환하는 열교환매체의 공급온도는 시간이 경과함에 따라서, 점점 증가하게 되며, 어느 시간이 지나면, 더 이상 배기가스의 온도 및 습도를 저감할 수 있는 온도범위를 벗어나게 되어서, 백연방지의 효과를 기대할 수 없게 되는 것이다.
그러므로, 본 발명의 다른 실시예로서, 2차적인 백연발생저감장치를 제공하는 것이며, 이는 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 다음과 같다.
상기 굴뚝(100)의 배출구 외부 상부에 백연확산갓(50)을 부착하는 것이다.
이는 수직으로 상향배출되는 배기가스를 수평으로 방향을 전환시키므로 백연을 확산시키며, 희석시키는 효과를 제공하는 것이다.
이러한 백연확산갓(50)의 내측에 다수개의 외부 원심형공기팬(60)을 설치하여, 수직배출되는 백연을 수평방향으로 변경하여 외부로 배출되도록 하고, 외부의 공기를 흡입하는 덕트(51)를 부착하여, 배출된 백연과 외부공기를 상호 혼합되는 외부공기 혼합장치를 형성하는 것을 특징으로 하는 것이다.
1차적인 저감장치로서도, 배기가스내에 아직 잔재하는 백연배기가스에 외부공기를 강제유도하여, 상호 혼합시켜서 백연현상을 완전히 저감시키는 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 특징은 상기의 외부공기 혼합장치의 작동여부를 실시간으로 판단하여 제공하는 것에 있는 것으로서, 이를 위하여, 상기 벌집형 열교환기(20) 후단의 후단센서(80)를 부착하여, 이를 통하여 열교환기(20)로부터 유출되는 배기가스온도 및 절대습도를 측정하여, 이를 제어부(40)가 수신하여, 측정된 센서값과 이에 따른 백연발생여부를 판단하는 것이다.
이는 측정된 배기가스의 온도 및 습도가 공기선도의 포화상태이상의 영역에 포함되는 경우에는 수증기가 발생되어, 백연이 발생된다고 판단하며, 이러한 공기선도의 열역학적 생태값은 제어부(40)이 사전에 저장되어 있으므로, 측정된 온도 및 습도값을 사전에 저장된 공기상태선도에 의하여, 배기가스의 공기상태값을 판단하는 것이다.
만약에 배기가스의 공기상태가 백연 발생상태인 경우에 제어부(40)로부터 외부공기팬(30)의 작동을 지시하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 외부공기의 혼합장치의 다른 실시예로서, 백연 발생상태인 경우에 상기 굴뚝(100)의 내부 공기팬(70)과, 외부의 공기를 흡입하는 덕트(71)를 부가하여, 상기 굴뚝(100)의 내부 백연과 외부공기를 상호 혼합하도록; 이루어진 것이다.
이는 굴뚝(100)을 건축설계시에, 내부에 공기팬(70)을 장착시키는 구성을 부가하는 것에 특징이 있는 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예로서의 3차적인 백연발생저감장치를 설명하면, 다음과 같다.
열교환가(20)의 유입구에 전단센서(30)를 부가하여 상기 열교환기(20)의 전단의 배기유로(21)로부터 유입되는 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연발생상태여부를 판단하는 것이다.
판단기준은 상기에 기재한 바와 같이, 측정된 배기가스의 온도 및 습도가 공기선도의 포화상태이상의 영역에 포함되는 경우에는 수증기가 발생되어, 백연이 발생된다고 판단하며, 이러한 공기선도의 열역학적 생태값은 제어부(40)이 사전에 저장되어 있으므로, 측정된 온도 및 습도값을 사전에 저장된 공기상태선도에 의하여, 배기가스의 공기상태값을 판단하는 것이다.
백연 발생상태인 경우에는, 제어부(40)로부터, 백연방지에 필요한 배기가스의 온도 및 절대습도가 되도록 열교환유로(22)와 간접열교환방식으로 연계된 히트펌프(10)의 증발기의 증발온도를 조절하도록 하는 것이다.
배기가스와 열교환하는 열교환매체의 온도는 시간이 경과하면서, 점점 증가하기 때문에, 열교환능력이 현저히 감소하는 것이다.
이러한 열교환매체의 온도를 일정하게 유지하기 위한 장치로서, 외부의 히트펌프(10)와 연계하여, 히트펌프(10)을 형성하는 증발기의 온도를 조절하여, 증발기와 간접적으로 열교환하는 열교환유로(22)에 일정한 열교환매체을 실시간으로 공급하는 장치를 특징으로 하는 것이다.
상기 열교환유로(22)의 열교환매체는 상기 배기가스와의 열교환과정에서 배기가스의 온도를 냉각제습시켜서, 고온다습의 배기가스의 온도 및 습도를 조절하여 백연이 발생하지 않도록 하는 역할을 하는 것이다.
냉각제습에 의한 배기가스의 응축수발생으로 인한 응축수 배출이 예상되나, 이러한 응축수배출에 의한 응축수 배출구성은 본 발명의 특징과는 다른 기술적 특징을 포함하고 있으므로, 이는 본 발명에서는 생략하기로 한다.
이를 위하여, 상기 열교환기(20)로 유입 또는 유출되는 배기가스의 온습도센서(30)로부터 온도 및 습도를 측정하여 제어부(40)로 측정값을 보내고, 이를 기준으로 노점온도가 되는 온도범위를 계산하고, 이를 판단기준으로 실시간으로 제어부(40)로부터 외부 공기팬 또는 히트펌프의 증발기의 증발온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.
예를 들면, 히트펌프(10)의 증발기의 제어장치를 설명하면, 백연이 상기 열교환기(20)로 유입되는 온도 및 습도를 측정하고, 습도는 평균 상대 습도로 하고, 이에 따른 노점온도를 계산하고, 열교환기(20)의 열교환매체의 온도와 상호 설정된 온도구배(대략 온도차 5도정도)가 되도록 상기 히트펌프장치(10)를 조절하는 것이다.
상기 히트펌프장치(10)의 조절방식은 팽창밸브를 조절하여, 증발온도를 조절거나, 압축기를 가변하여, 조절할 수 있는 것이다.
상기와 같이, 열교환기(20)의 열교환유로(22)의 열교환매체의 온도는 상기 히트펌프(10)의 조절에 의하여, 백연의 노점온도이하가 되도록 상기 히트펌프(10)를 구성하는 증발기의 증발온도를 조절하는 것이다.
이러한, 제어장치에 의하여, 백연의 증발잠열에 의한 습기는 제거되고 상기 열교환기(20)의 유출되는 배기가스 절대습도는 외기의 노점온도 이하이기 때문에 백연이 방지되는 것이다.
히트펌프장치(10)의 구성인 열교환기는 다른 열교환기(11)와 상호 열교환되며, 상기 열교환매체(22)는 상기 열교환기(11)와 상호 간접열교환으로 온도가 조절될수 있으며(도 1에 도시), 또한, 상기 열교환매체는 히트펌프장치(10)의 구성인 열교환기와 상호 열교환할 수도 있는 것이다(도면 미도시)
백연발생이 시작되는 배기가스의 온도 및 습도값이 미리 제어부(40)에 저장되어 있으며, 상기 온도 및 습도값의 영역이 되지 않을 배기가스의 온도 및 습도가 되도록 열교환매체의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하며, 이를 위하여, 제어부(40)로부터 외부공기팬을 작동시키거나, 또는 히트펌프장치의 작동조건을 조절하여, 열교환매체의 온도는 조절되도록 하는 장치를 제공하는 것이다.
백연이 발생되지 않을 상기 히트펌프(10)의 작동조건에 대한 구체적이고, 세부적인 제어방법은 본 발명의 목적과는 다른 기술적 특징을 있으므로, 본 발명에서는 생략하기도 한다.
또한, 본 발명의 백연방지방법을 설명하면, 다음과 같다.
1차적인 백연 발생저감 방법으로서,
굴뚝(100)내부에 배기유로(21)와 열교환유로(22)가 각각 독립적으로 상호 교번으로 다수개 형성된 백연방지용 벌집형 열교환기(20)를 장착하는 단계(S100)와;
2차적인 백연 발생저감 방법으로서,
굴뚝(100)의 배출구 외부 상부에 설치된 백연확산갓(50)의 내측에 다수개의 외부 원심형공기팬(60)을 설치하여, 수직배출되는 백연을 수평방향으로 변경하여 외부로 배출되도록 하고, 외부의 공기를 흡입하는 덕트(51)를 부착하는 단계(S200)와;
실시간적인 백연발생저감방법으로서,
상기 벌집형 열교환기(20) 후단의 배기가스의 온도 및 습도가 측정되는 후단센서(80)로부터 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 제어부(40)로부터 외부공기팬(30)을 작동하는 단계(S300);를 포함하는 것이다.
또한, 선택적으로, 3차적인 백연 발생저감 방법으로서
상기 S100단계에 있어서,
상기 열교환기(20)의 열교환유로(22)에 열매체를 공급하기 위하여
전단센서(30)를 부가하여 상기 열교환기(20)의 전단의 배기유로(21)로부터 유입되는 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 백연방지에 필요한 배기가스의 온도 및 절대습도가 되도록 열교환유로(22)와 간접열교환방식으로 연계된 히트펌프(10)의 증발기의 증발온도를 조절하도록 제어부(40)를 작동하는 단계(S110)를 포 함하도록; 이루어진 것을 특징으로 하는 것이다.
10: 히트펌프 20: 벌집형 열교환기
21: 배기유로 22:열교환유로
30: 전단센서 40:제어부
50: 백연확산갓 51, 61: 덕트
60: 원심형공기팬 70: 내부 공기팬
80: 후단센서
100:굴뚝

Claims (4)

  1. 백연방지장치에 있어서,
    굴뚝(100)내부에 2개의 유로가 각각 독립적으로 형성된 백연방지용 벌집형열교환기(20)를 장착하되;
    상기 열교환기(20)의 유로는 라운딩된 벌집형상으로 형성되어, 배기유로(21)는 벌집형상의 중앙내부를 형성하고, 열교환유로(22)는 배기유로(21)의 테두리를 형성하는 파형형상으로 이루어지며, 상기 배기유로(21)와 간접열교환되는 열교환유로(22)가 상호 교번으로 다수개로 형성되어, 배기가스 및 열교환매체의 열전달면적증가 및 열전달이 촉진을 되도록 하며,
    상기 굴뚝(100)의 배출구 외부 상부에 설치된 백연확산갓(50)의 내측에 다수개의 외부 원심형공기팬(60)을 설치하여, 수직배출되는 백연을 수평방향으로 변경하여 외부로 배출되도록 하고, 외부의 공기를 흡입하는 덕트(51)를 부착하여, 배출된 백연과 외부공기를 상호 혼합되는 외부공기 혼합장치를 형성하고,
    상기 벌집형 열교환기(20) 후단의 배기가스의 온도 및 습도가 측정되는 후단센서(80)로부터 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 외부공기팬(30)의 작동여부를 판단하는 제어부(40)를 포함하도록; 이루어지며,
    전단센서(30)를 부가하여 상기 열교환기(20)의 전단의 배기유로(21)로부터 유입되는 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 백연방지에 필요한 배기가스의 온도 및 절대습도가 되도록 열교환유로(22)와 간접열교환방식으로 연계된 히트펌프(10)의 증발기의 증발온도를 조절하도록 제어부(40)를 포함하도록 하는 것을 특징으로 하는 벌집형 열교환기에 의한 다단계 실시간 굴뚝의 백연방지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 벌집형 열교환기(20) 후단의 배기가스의 온도 및 습도가 측정되는 후단센서(80)로부터 배기가스의 온도 및 절대습도를 측정하여, 백연 발생상태인 경우에 상기 굴뚝(100)의 내부 공기팬(70)과, 외부의 공기를 흡입하는 덕트(71)를 부가하여, 상기 굴뚝(100)의 내부 백연과 외부공기를 상호 혼합하도록; 이루어진 것을 특징으로 하는 벌집형 열교환기에 의한 다단계 실시간 굴뚝의 백연방지장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200130923A (ko) * 2019-05-13 2020-11-23 조영호 고효율 열교환기를 이용한 백연(유해물질포함)제거장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200210607Y1 (ko) 2000-08-29 2001-01-15 이성규 백연 방지시스템
KR200290638Y1 (ko) 2002-06-27 2002-10-04 씨이테크 굴뚝 일체형 백연방지 시스템
JP2012163306A (ja) * 2011-02-09 2012-08-30 Chugai Ro Co Ltd バーナ装置及びそれを備える工業炉
KR101200330B1 (ko) 2010-04-07 2012-11-12 (주)대일아쿠아 응축장치를 사용하여 증발된 수증기를 회수하고 백연을 경감하는 방법 및 그 장치
KR101270783B1 (ko) * 2012-12-26 2013-06-04 조한얼 현열교환기가 구비된 백연발생 저감장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200210607Y1 (ko) 2000-08-29 2001-01-15 이성규 백연 방지시스템
KR200290638Y1 (ko) 2002-06-27 2002-10-04 씨이테크 굴뚝 일체형 백연방지 시스템
KR101200330B1 (ko) 2010-04-07 2012-11-12 (주)대일아쿠아 응축장치를 사용하여 증발된 수증기를 회수하고 백연을 경감하는 방법 및 그 장치
JP2012163306A (ja) * 2011-02-09 2012-08-30 Chugai Ro Co Ltd バーナ装置及びそれを備える工業炉
KR101270783B1 (ko) * 2012-12-26 2013-06-04 조한얼 현열교환기가 구비된 백연발생 저감장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200130923A (ko) * 2019-05-13 2020-11-23 조영호 고효율 열교환기를 이용한 백연(유해물질포함)제거장치
KR102206263B1 (ko) 2019-05-13 2021-01-21 조영호 고효율 열교환기를 이용한 백연(유해물질포함)제거장치

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