KR101648196B1 - 폐열을 이용한 제설용액 히팅장치 - Google Patents

폐열을 이용한 제설용액 히팅장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐열을 이용한 제설용액 히팅장치에 관한 것으로, 제설용액이 저장된 탱크와, 탱크와 연결되고, 제설용액을 외부로 유도하는 살포회로와, 제설용액의 살포를 제어하도록 살포회로 일측에 형성된 유압라인과, 유압라인에 라인압을 형성하도록 유압라인 일측에 구비된 엔진을 포함하며, 엔진은, 엔진에서 발생된 열을 제설용액으로 전달하는 엔진부 열교환기를 포함하며, 제설용액을 살포하기 위한 동력원으로부터 열을 회수해 제설용액의 온도를 상승시키게 되므로, 에너지 효율이 증대되는 효과가 있는, 폐열을 이용한 제설용액 히팅장치를 제공한다.

Description

폐열을 이용한 제설용액 히팅장치{SNOW SOLUTION HEATING APPARATUS USING WASTE HEAT}
본 발명은 폐열을 이용한 제설용액 히팅장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 제설용액을 살포하기 위한 동력원으로부터 열을 회수해 제설용액의 온도를 상승시키는, 폐열을 이용한 제설용액 히팅장치에 관한 것이다.
동절기에 도로나 인도에 쌓인 눈을 제설하기 위해서 도로에 소금이나 염화칼슘 등의 제설제를 살포하고 있다.
일반적으로 고체 상태의 제설제는 눈에 녹아 액체 상태로 전환된 후에야 제설 효과가 발생한다. 이에 따라, 대한민국 등록특허 제10-0265976호 '도로제설용 염화칼슘용액의 제조장치'와 같은 액체 상태의 제설제를 살포하는 장치가 개발되었다.
대한민국 등록특허공보 제10-0265976호(2000.06.19.) 대한민국 등록특허공보 제10-1245297호(2013.03.13.)
본 발명의 목적은, 제설재를 살포하기 위한 동력원의 폐열을 이용하여 제설용액을 가온함으로써 에너지 효율이 증대된, 폐열을 이용한 제설용액 히팅장치를 제공하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예의 폐열을 이용한 제설용액 히팅장치는, 제설용액이 저장된 탱크와, 탱크와 연결되고, 제설용액을 외부로 유도하는 살포회로와, 제설용액의 살포를 제어하도록 살포회로 일측에 형성된 유압라인과, 유압라인에 라인압을 형성하도록 유압라인 일측에 구비된 엔진을 포함하며, 엔진은, 엔진에서 발생된 열을 제설용액으로 전달하는 엔진부 열교환기를 포함한다.
또한, 살포회로는, 탱크의 입구와 연결되고, 단부가 외부로 개구된 제1 유로와, 탱크의 순환라인 입구와 연결되고, 단부가 외부로 개구된 제2 유로와, 양단이 제1 유로 및 제2 유로와 분기점을 형성하도록 연결된 제3 유로를 포함하며, 엔진부 열교환기가 제3 유로 상에 형성될 수 있다.
또한, 제1 유로는, 제3 유로로 분기되는 분기점과 탱크의 입구 사이에 구비된 온오프밸브를 포함하고, 제2 유로는, 제3 유로로 분기되는 분기점 전단과 후단에 각각 구비된 온오프밸브를 포함하고, 제3 유로는, 제설용액을 탱크로부터 엔진부 열교환기로 순환시키는 펌프와, 제1 유로로부터 분기되는 분기점과 펌프 사이에 구비된 스트레이너를 포함할 수 있다.
또한, 유압라인은, 유압라인의 열을 제설용액으로 전달하는 유압부 열교환기를 포함하며, 유압부 열교환기는, 엔진부 연교환기와 연통되도록 제3 유로 상에 형성될 수 있다.
또한, 제3 유로는, 유압부 열교환기 전단으로부터 분기되고, 엔진부 열교환기 전단으로 연장 형성된 우회로와, 우회로 상에 구비된 제1 우회밸브와, 유압부 열교환기 전단에서 우회로로 분기되는 분기지점과 유압부 열교환기 사이에 구비된 제2 우회밸브 및, 유압부 열교환기 후단과 엔진부 열교환기 전단 사이에서 우회로로 분기되는 분기지점과 유압부 열교환기 후단 사이에 구비된 제3 우회밸브를 더 포함할 수 있다.
또한, 유압라인은, 유압라인에 유동하는 유체가 주입되는 유체입구 및 주입된 유체를 유압라인으로 재순환시키는 유체출구가 형성된 유압탱크와, 유압라인의 열을 제설용액으로 전달하는 유압부 열교환기를 포함하며, 유압부 열교환기는, 양단이 유압탱크 외측에 돌출되도록 유압탱크에 수용된 열교환파이프를 포함하며, 열교환파이프의 양단이 살포회로와 연결될 수 있다.
또한, 엔진은, 엔진에서 생성된 배기가스를 배출하도록 엔진과 연결된 배출관을 포함하며, 엔진부 열교환기는, 배출관을 감싸며, 제설용액이 주입되는 주입구 및 주입된 제설용액이 배출되는 배출구가 형성된 열교환드럼을 포함하며, 주입구 및 배출구가 살포회로와 연결될 수 있다.
위와 같은 본 발명에 따르면, 제설용액을 살포하기 위한 동력원으로부터 열을 회수해 제설용액의 온도를 상승시키게 되므로, 에너지 효율이 증대되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 폐열을 이용한 제설용액 히팅장치의 개요도,
도 2는 본 발명의 일실시예의 폐열을 이용한 제설용액 히팅장치의 요부 예시도,
도 3은 본 발명의 일실시예의 폐열을 이용한 제설용액 히팅장치의 요부 예시도,
도 4는 본 발명의 일실시예의 폐열을 이용한 제설용액 히팅장치에 구비된 유압부 열교환기의 예시도,
도 5는 본 발명의 일실시예의 폐열을 이용한 제설용액 히팅장치에 구비된 엔진부 열교환기의 예시도이다.
이하 첨부된 도면을 참고로, 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다.
본 발명의 폐열을 이용한 제설용액 히팅장치는, 제설용액을 내부적으로 순환시켜 제설용액의 온도를 상승시킬 수 있으며, 밸브 작동에 따라 제설용액을 노면에 살포할 수 있도록 구성된다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 폐열을 이용한 제설용액 히팅장치는, 제설용액이 저장된 탱크(100)와, 탱크(100)와 연결되고, 제설용액을 외부로 유도하는 살포회로(200)와, 제설용액의 살포를 제어하도록 살포회로(200) 일측에 형성된 유압라인(300)과, 유압라인(300)에 라인압을 형성하도록 유압라인(300) 일측에 구비된 엔진(400)을 포함하며, 엔진(400)은, 엔진(400)에서 발생된 열을 제설용액으로 전달하는 엔진부 열교환기(410)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에서 유압라인(300)은, 유압라인(300)의 열을 제설용액으로 전달하는 유압부 열교환기(310)를 포함한다.
살포회로(200)에는, 제설용액을 가압하는 유압모터, 살포노즐의 위치를 변경하는 유압장치, 탱크(100)에 저장된 제설용액을 지속적으로 교반하는 회전판 등의 다수개의 장치가 구비되며, 살포회로(200)에 구비된 다수개의 장치는 유압라인(300)에 구비된 구동부(340)를 통해 작동된다.
살포회로(200)는, 탱크(100)의 입구(110)와 연결되고, 단부가 외부로 개구된 제1 유로(210)와, 탱크(100)의 순환라인 입구(120)와 연결되고, 단부가 외부로 개구된 제2 유로(220)와, 양단이 제1 유로(210) 및 제2 유로(220)와 분기점을 형성하도록 연결되고, 유압부 열교환기(310) 및 엔진부 열교환기(410)와 연통된 제3 유로(230)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에서 탱크(100)는, 다수개의 수조가 직렬로 연결됨으로써 형성된다. 제1 유로(210)에서 다수개의 연결관(212)이 분기되 각각의 수조에 형성된 입구와 연결된다.
본 발명의 일실시예에서 탱크(100)의 입구(110)는 각각의 수조에 형성된 입구 모두를 지칭한다. 직렬로 연결된 다수개의 수조 중 어느 하나에 순환라인 입구(120)가 형성된다.
또한, 제1 유로(210)에 다수개의 유니온(213)이 장착된다. 유니온(213)으로 인하여, 수조, 제1 유로(210)를 형성하는 배관, 연결관(212)의 재질이 서로 달라서 부식이 발생되는 것이 방지된다.
제1 유로(210)는, 제3 유로(230)로 분기되는 분기점과 탱크(100)의 입구(110) 사이에 구비된 수동 온오프밸브(211)를 포함한다. 제2 유로(220)는, 제3 유로(230)로 분기되는 분기점 전단과 후단에 각각 구비된 자동 온오프밸브(221, 222)를 포함한다.
제3 유로(230)는, 제설용액을 탱크(100)로부터 유압부 열교환기(310) 및 엔진부 열교환기(410)로 순환시키도록 구비된 펌프(231) 및, 제1 유로(210)로부터 분기되는 분기점과 펌프(231) 사이에 구비된 스트레이너(232)를 포함한다.
스트레이너(232)는, 제설용액에 함유된 이물질을 포집한다. 본 발명의 일실시예에서, 제3 유로(230)에 구비된 펌프(231)는, 유압라인(300)에 유동하는 유체를 통해 작동하는 유압모터이다.
유압라인(300)은, 유압라인(300)에 유동하는 유체가 주입되는 유체입구(321) 및 주입된 유체를 유압라인(300)으로 재순환시키는 유체출구(322)가 형성된 유압탱크(320)를 포함한다.
또한, 유압라인(300)은, 엔진(400)으로부터 회전력을 전달받아 유압라인(300)에 유동하는 유체를 가압해 라인압을 형성하는 유압펌프(330)와, 유압라인(300)에 유동하는 유체를 통해 작동하는 구동부(340)를 포함한다.
유압부 열교환기(310)는, 양단이 유압탱크(320) 외측에 돌출되도록 유압탱크(320)에 수용된 열교환파이프(311)를 포함하며, 열교환파이프(311)의 양단이 살포회로(200)에 연결된다. 좀 더 정확히는 열교환파이프(311)가 제3 유로(230) 상에 형성된다.
엔진(400)은, 엔진(400)에서 생성된 배기가스를 배출하도록 엔진(400)과 연결된 배출관(420)을 포함한다.
엔진부 열교환기(410)는, 배출관(420)을 감싸며, 제설용액이 주입되는 주입구(411-1) 및 주입된 제설용액이 배출되는 배출구(411-2)가 형성된 열교환드럼(411)을 포함한다.
주입구(411-1) 및 배출구(411-2)가 살포회로(200)와 연결된다. 좀 더 정확히는 열교환드럼(411)이 제3 유로(230) 상에 형성된다.
위와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예의 폐열을 이용한 제설용액 히팅장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일실시예 가동시, 유압라인(300)에 구비된 각 구동부(340) 예를 들어, 컨베이어, 염수펌프 다시 말해서 유압모터, 회전판 등이 동작하게 된다. 이때, 각 구동부(340)의 동작상태에 따라서 유압라인(300)에 유동하는 유체의 온도가 섭씨 60도 이상으로 상승하게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에서 엔진(400)은, 엔진룸 내부에 위치되며, 일반적으로 19마력 내지 28마력을 발생시키는 디젤엔진이 사용된다. 본 발명의 일실시예 가동시, 엔진(400)에서 발생하는 배기가스의 온도는 섭씨 80도 이상이다.
탱크(100)에 저장된 제설용액은 펌프(231) 작동에 의해 유압부 열교환기(310)로 유입되고, 유압부 열교환기(310)를 통해 유압라인(300)에 유동하는 유체로부터 열을 흡수하게 된다.
그리고, 제설용액은 엔진부 열교환기(410)로 유입되고, 엔진부 열교환기(410)를 통해 배기가스로부터 열을 흡수하게 된다.
한편, 제2 유로(220)에 구비된 자동 온오프밸브(221, 222)를 작동시켜, 제설용액을 가열함과 동시에 외부로 살포하거나, 제설용액을 탱크(100), 유압부 열교환기(310), 엔진부 열교환기(410) 순서로 순환시키며 지속적으로 가열할 수도 있다.
좀 더 정확히는, 자동 온오프밸브(221)가 잠기고, 자동 온오프밸브(222)가 개구될 경우, 제1 유로(210), 제2 유로(220), 제3 유로(230)가 폐회로를 구성하게 되고, 제설용액이 탱크(100), 살포유로(200) 유압부 열교환기(310), 엔진부 열교환기(410)를 순환하며 지속적으로 가열될 수 있다.
자동 온오프밸브(221)가 열릴 경우, 외부로 개구된 제2 유로(220)의 일측 단부를 통해 제설용액이 외부로 살포된다.
한편, 본 발명의 일실시예에서 제3 유로(230)에는, 유압부 열교환기(310) 전단으로부터 분기되고, 엔진부 열교환기(410) 전단으로 우회로(233)가 연장 형성된다.
우회로(233)에 제1 우회밸브(234)이 구비된다. 또한, 유압부 열교환기(310) 전단에서 우회로(233)로 분기되는 분기지점(P1)과 유압부 열교환기(310) 사이에 제2 우회밸브(235)가 구비되며, 유압부 열교환기(310) 후단과 엔진부 열교환기(410) 전단 사이에서 우회로(233)로 분기되는 분기지점(P2)과 유압부 열교환기(310) 후단 사이에 제3 우회밸브(236)가 구비된다.
제1 우회밸브(234)가 개구되고, 제2 우회밸브(235) 및 제3 우회밸브(236)이 잠길 경우, 제설용액은, 유압부 열교환기(310)를 우회해, 엔진부 열교환기(410)로 유입되고, 가열된다.
이와 다르게, 제1 우회밸브(234)이 잠기고, 제2 우회밸브(235) 및 제3 우회밸브(236)이 개구될 경우, 제설용액은 유압부 열교환기(310)를 거친 후에, 엔진부 열교환기(410)로 유입되고, 유압부 열교환기(310) 및 엔진부 열교환기(410)기 모두에서 가열된다.
또한, 유압부 열교환기(310) 전단으로부터 분기되고, 엔진부 열교환기(410) 전단으로 연장된 제1 우회유로(미도시) 및, 유압부 열교환기 (310) 후단으로부터 분기되고, 엔진부 열교환기(410) 후단으로 연장된 제2 우회유로를 제3 유로(230)에 추가적으로 형성하고, 제1 우회유로 및 제2 우회유로에 각각 우회밸브(미도시)를 구비할 수도 있다.
이러한 경우, 우회밸브 조작에 따라, 유압부 열교환기(310) 또는 엔진부 열교환기(410)가 개별적으로 가동되거나 동시에 가동될 수 도 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 폐열을 이용한 제설용액 히팅장치를 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.
100: 탱크 110: 입구
120: 순환라인 입구 200: 살포회로
210: 제1 유로 211: 온오프밸브
212: 연결관 213: 유니온
220: 제2 유로 221: 온오프밸브
222: 온오프밸브 230: 제3 유로
231: 펌프 232: 스트레이너
233: 우회로 234: 제1 우회밸브
235: 제2 우회밸브 236: 제3 우회밸브
300: 유압라인 310: 유압부 열교환기
311: 열교환파이프 320: 유압탱크
321: 유체입구 322: 유체출구
330: 유압펌프 340: 구동부
400: 엔진 410: 엔진부 열교환기
411: 열교환드럼 411-1: 주입구
411-2: 배출구 420: 배출관

Claims (7)

  1. 제설용액이 저장된 탱크;
    상기 탱크와 연결되고, 상기 제설용액을 외부로 유도하는 살포회로;
    상기 제설용액의 살포를 제어하도록 상기 살포회로 일측에 형성된 유압라인; 및
    상기 유압라인에 라인압을 형성하도록 상기 유압라인 일측에 구비된 엔진을 포함하며,
    상기 엔진은,
    상기 엔진에서 발생된 열을 상기 제설용액으로 전달하는 엔진부 열교환기를 포함하고,
    상기 살포회로는,
    상기 탱크의 입구와 연결되고, 단부가 외부로 개구된 제1 유로;
    상기 탱크의 순환라인 입구와 연결되고, 단부가 외부로 개구된 제2 유로; 및
    양단이 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로와 분기점을 형성하도록 연결된 제3 유로를 포함하며,
    상기 엔진부 열교환기가 상기 제3 유로 상에 형성되고,
    상기 제1 유로는,
    상기 제3 유로로 분기되는 분기점과 상기 탱크의 입구 사이에 구비된 온오프밸브를 포함하며,
    상기 제2 유로는,
    상기 제3 유로로 분기되는 분기점 전단과 후단에 각각 구비된 온오프밸브를 포함하고,
    상기 제3 유로는,
    상기 제설용액을 상기 탱크로부터 상기 엔진부 열교환기로 순환시키는 펌프; 및
    상기 제1 유로로부터 분기되는 분기점과 상기 펌프 사이에 구비된 스트레이너를 포함하며,
    상기 유압라인은,
    상기 유압라인의 열을 상기 제설용액으로 전달하는 유압부 열교환기를 포함하며,
    상기 유압부 열교환기는,
    상기 엔진부 열교환기와 연통되도록 상기 제3 유로 상에 형성된, 폐열을 이용한 제설용액 히팅장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3 유로는,
    상기 유압부 열교환기 전단으로부터 분기되고, 상기 엔진부 열교환기 전단으로 연장 형성된 우회로;
    상기 우회로 상에 구비된 제1 우회밸브;
    상기 유압부 열교환기 전단에서 상기 우회로로 분기되는 분기지점과 상기 유압부 열교환기 사이에 구비된 제2 우회밸브; 및
    상기 유압부 열교환기 후단과 상기 엔진부 열교환기 전단 사이에서 상기 우회로로 분기되는 분기지점과 상기 유압부 열교환기 후단 사이에 구비된 제3 우회밸브를 더 포함하는, 폐열을 이용한 제설용액 히팅장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유압라인은,
    상기 유압라인에 유동하는 유체가 주입되는 유체입구 및 주입된 상기 유체를 상기 유압라인으로 재순환시키는 유체출구가 형성된 유압탱크;
    상기 유압라인의 열을 상기 제설용액으로 전달하는 유압부 열교환기를 포함하며,
    상기 유압부 열교환기는,
    양단이 상기 유압탱크 외측에 돌출되도록 상기 유압탱크에 수용된 열교환파이프를 포함하며,
    상기 열교환파이프의 양단이 상기 살포회로와 연결된, 폐열을 이용한 제설용액 히팅장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 엔진은,
    상기 엔진에서 생성된 배기가스를 배출하도록 상기 엔진과 연결된 배출관을 포함하며,
    상기 엔진부 열교환기는,
    상기 배출관을 감싸며, 상기 제설용액이 주입되는 주입구 및 주입된 제설용액이 배출되는 배출구가 형성된 열교환드럼을 포함하며,
    상기 주입구 및 상기 배출구가 상기 살포회로와 연결된, 폐열을 이용한 제설용액 히팅장치.
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