KR101713596B1 - Power generation device using waste heat - Google Patents
Power generation device using waste heat Download PDFInfo
- Publication number
- KR101713596B1 KR101713596B1 KR1020100136917A KR20100136917A KR101713596B1 KR 101713596 B1 KR101713596 B1 KR 101713596B1 KR 1020100136917 A KR1020100136917 A KR 1020100136917A KR 20100136917 A KR20100136917 A KR 20100136917A KR 101713596 B1 KR101713596 B1 KR 101713596B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- waste heat
- heat
- wall portion
- inner space
- supply unit
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G6/00—Devices for producing mechanical power from solar energy
- F03G6/06—Devices for producing mechanical power from solar energy with solar energy concentrating means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—Rotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/007—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations the wind motor being combined with means for converting solar radiation into useful energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
- F03G7/04—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using pressure differences or thermal differences occurring in nature
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/46—Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 발전 장치는 외부의 공기가 유입 및 유출되도록 외부와 연결되는 내부공간을 제공하는 벽부; 상기 벽부의 하부에 배치되어 상기 내부공간에 열을 공급하는 폐열 공급부; 및 상기 내부공간에 배치되며, 상기 폐열 공급부에 의해 제공된 열에 의해 발생되는 상기 내부공간과 상기 외부와의 밀도 차이로 인하여 상기 외부의 공기가 상기 내부공간을 통과하고, 상기 공기의 유동에 의해 임펠러에 회전력을 제공하여 전기를 발생시키는 발전기;를 포함할 수 있다.A waste heat generator according to an embodiment of the present invention includes: a wall part providing an internal space connected to the outside so that external air can flow in and out; A waste heat supply unit disposed at a lower portion of the wall unit to supply heat to the internal space; And the outer air generated by the heat provided by the waste heat supply unit passes through the inner space due to the difference in density between the inner space and the outer space, And a generator for generating electricity by providing a rotational force.
Description
본 발명은 폐열 발전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐열을 전기로 회수하는데 있어서 고효율 및 경제성을 향상시키도록 하는 폐열 발전 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a waste heat generator, and more particularly, to a waste heat generator for improving efficiency and economy in recovering waste heat.
일반적으로 폐열을 이용한 발전 방식은 150℃~170℃인 폐열을 열교환을 통하여 130℃의 온수로 만들고, 이 온수를 이용하여 유기랭킨 사이클 시스템의 열원으로 공급하게 된다. Generally, in the power generation system using waste heat, the waste heat of 150 ° C to 170 ° C is converted into hot water of 130 ° C through heat exchange and supplied to the heat source of the organic Rankine cycle system by using the hot water.
유기랭킨사이클 시스템은 작동유체를 프레온계열의 R-123을 사용하고 있으며, 상기 작동유체는 예열기와 증발기를 통하면서 중저온의 물과 열교환에 의해 증발되게 된다.The organic Rankine cycle system uses Freon-based R-123 as a working fluid, which is evaporated by heat exchange with water of middle and low temperature through the preheater and the evaporator.
이때, 상기 작동유체는 고온,고압의 증기상태로 터빈을 통과하게 되고 통과되는 과정에서 전력을 생산하고 상기 작동유체는 저온,저압의 증기 상태가 된 후 응축기를 지나면서 액상으로 바뀌게 된다. At this time, the working fluid passes through the turbine in a high-temperature and high-pressure steam state and produces electric power in the process of passing through the turbine. After the working fluid becomes a low-temperature and low-pressure steam state, the working fluid is changed into a liquid state through the condenser.
상기와 같이 폐열을 이용하여 전력을 생산하기 위해서는 끓는점이 낮은 작동유체를 사용하며 아직까지는 프레온 계열을 대부분 사용하는 추세이다. As described above, a low-boiling working fluid is used to produce electric power by using waste heat, and up to now, the Freon system has been mostly used.
그러나, 프레온 계열은 최근 환경문제로 인해 사용을 제한하고 있는 실정이며, 상술한 폐열 발전 시스템은 그 효율이 낮아 초기 투자비 대비 회수기간이 약 9년 정도로 실질적인 적용이 매우 어려운 실정이다. However, the Freon series has recently been restricted due to environmental problems, and the waste heat generation system described above has a low efficiency, so it is very difficult to actually apply the recovery system to the initial investment cost of about 9 years.
따라서 각종 산업체설비에서 배출되고 있는 폐열을 효율적이고 경제적으로 이용할 수 있도록 하는 연구가 시급한 실정이다. Therefore, there is an urgent need to study the waste heat from various industrial facilities efficiently and economically.
본 발명의 목적은 각종 산업체 설비에서 배출되는 열을 이용하여 효율적으로 전기를 생산하도록 하는 폐열 이용 장치에 관한 것이다.
An object of the present invention is to provide an apparatus for using waste heat to efficiently generate electricity using heat discharged from various industrial facilities.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 발전 장치는 외부의 공기가 유입 및 유출되도록 외부와 연결되는 내부공간을 제공하는 벽부; 상기 벽부의 하부에 배치되어 상기 내부공간에 열을 공급하는 폐열 공급부; 및 상기 내부공간에 배치되며, 상기 폐열 공급부에 의해 제공된 열에 의해 발생되는 상기 내부공간과 상기 외부와의 밀도 차이로 인하여 상기 외부의 공기가 상기 내부공간을 통과하고, 상기 공기의 유동에 의해 임펠러에 회전력을 제공하여 전기를 발생시키는 발전기;를 포함할 수 있다.A waste heat generator according to an embodiment of the present invention includes: a wall part providing an internal space connected to the outside so that external air can flow in and out; A waste heat supply unit disposed at a lower portion of the wall unit to supply heat to the internal space; And the outer air generated by the heat provided by the waste heat supply unit passes through the inner space due to the difference in density between the inner space and the outer space, And a generator for generating electricity by providing a rotational force.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 발전 장치는 상기 내부공간과 상기 폐열 공급부 사이에 배치되어 상기 폐열 공급부가 제공하는 열을 저장하고 상기 내부공간으로 전달하는 열교환부;를 더 포함할 수 있다.The waste heat generator according to an embodiment of the present invention may further include a heat exchange unit disposed between the internal space and the waste heat supply unit to store and deliver the heat provided by the waste heat supply unit to the internal space.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 발전 장치의 상기 열교환기는 내부에 물 또는 상변화물질을 구비할 수 있다.The heat exchanger of the waste heat generator according to an embodiment of the present invention may include water or a phase change material therein.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 발전 장치의 상기 벽부는 상기 내부공간으로 유입된 상기 외부의 공기를 외부로 유출되도록 하고 상측으로 연장되어 형성되는 제1 벽부 및 상기 제1 벽부의 단부로부터 반경방향 외측으로 연장형성되고 주변으로부터 외부의 공기가 유입되도록 하는 제2 벽부로 이루어질 수 있다.The wall portion of the waste heat generator according to an embodiment of the present invention includes a first wall portion formed to extend outward from the external air introduced into the internal space and extending upwardly and a second wall portion extending from the end portion of the first wall portion in a radial direction And a second wall portion extending outwardly and allowing outside air to flow from the periphery.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 발전 장치의 상기 제2 벽부는 태양복사열에 의해 상기 내부공간에 열을 제공하도록 상기 태양복사열이 투과되는 투명유리로 이루어질 수 있다.The second wall portion of the waste heat generator according to an embodiment of the present invention may be made of a transparent glass through which the solar radiation heat is transmitted to provide heat to the inner space by solar radiation heat.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 발전 장치는 상기 내부공간과 상기 폐열 공급부 사이에 배치되어 상기 태양복사열을 집열하도록 하여 상기 임펠러에 회전력을 부가하는 집열부;을 더 포함할 수 있다.
The waste heat generator according to an embodiment of the present invention may further include a collecting unit disposed between the inner space and the waste heat supply unit to collect the solar radiation heat to apply rotational force to the impeller.
본 발명에 따른 폐열 발전 장치는 폐열을 이용하여 고효율의 전기를 생산할 수 있으며, 구성이 간단하고 유지비용을 최소화할 수 있다.The waste heat generator according to the present invention can produce high efficiency electricity using waste heat, can be simple in construction, and can minimize maintenance cost.
또한, 부식에 의한 손상을 방지할 수 있으며 내구성을 극대화할 수 있다.
In addition, damage caused by corrosion can be prevented and durability can be maximized.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 발전 장치를 도시한 개략 단면도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 발전 장치의 작동 순서를 도시한 개략 단면도.1 is a schematic sectional view showing a waste heat generator according to an embodiment of the present invention;
2 and 3 are schematic cross-sectional views illustrating an operation sequence of a waste heat generator according to an embodiment of the present invention;
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventive concept. Other embodiments falling within the scope of the inventive concept may readily be suggested, but are also considered to be within the scope of the present invention.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
The same reference numerals are used to designate the same components in the same reference numerals in the drawings of the embodiments.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 발전 장치를 도시한 개략 단면도이다.
1 is a schematic sectional view showing a waste heat generator according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 발전 장치(100)는 소정의 내부공간(115)을 제공하는 벽부(110), 폐열 공급부(120) 및 전기를 생산하는 발전기(130)를 포함할 수 있다.1, a
우선, 방향에 대한 용어를 정의하면, 축방향은 도 1에서 볼때, 폐열 공급부(120)를 기준으로 상하 방향을 의미하며, 반경방향 외측 또는 내측 방향은 상기 폐열 공급부(120)의 외측단 또는 중심방향을 의미할 수 있다.
1, the axial direction refers to the vertical direction with respect to the waste
벽부(100)는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 발전 장치(100)의 외관을 제공할 수 있으며, 상측 및 하측은 외부의 공기가 유출입할 수 있도록 상기 외부와 연결될 수 있다.The
여기서, 상기 벽부(100)는 굴뚝 형상으로, 상기 내부공간(115)으로 유입된 상기 외부의 공기를 다시 상기 외부로 유출되도록 축방향 상측으로 연장되어 형성되는 제1 벽부(110a) 및 상기 제1 벽부(110a)의 단부로부터 반경방향 외측으로 연장형성되는 제2 벽부(110b)로 이루어질 수 있다.The
상기 제1 벽부(110a)는 상기 제2 벽부(110b)보다 상대적으로 작은 내경을 구비한 채 높이 H를 가지며 높게 형성될 수 있으며, 이는 공기의 유동을 위한 압력을 발생시키기 위함으로 도 2 및 도 3을 참조로 자세히 후술하기로 한다.The
상기 제2 벽부(110b)는 외측으로부터 외부의 공기가 유입될 수 있으며, 보다 많은 양의 공기 유입을 위해 넓게 형성될 수 있다.The
여기서, 상기 제2 벽부(110b)는 태양복사열(160)에 의해 상기 내부공간(115)에 열을 제공하도록 상기 태양복사열(160, 도 2 참조)이 투과되는 투명유리로 이루어질 수 있으며, 적외선 파장대에 대한 투과율이 높은 재질일 수 있다.Here, the
따라서, 상기 태양복사열(160)은 후술할 폐열 공급부(120)와 더불어 외부 공기의 유동을 일으키는 근원이 될 수 있다.
Therefore, the
폐열 공급부(120)는 상기 벽부(110)에 의해 형성되는 소정의 내부공간(110)에 열을 제공하는 구성요소로, 각종 산업체 설비에서 배출되는 폐열일 수 있다.The waste
상기 폐열 공급부(120)에 의해 공급되는 폐열(125, 도2 참조)은 일반적으로 200℃~300℃의 범위일 수 있으며, 상기 폐열(125)은 반경 R인 열교환부(150)에 저장된 후 상기 내부공간(115)으로 전달될 수 있다.The
상기 열교환부(150)는 앞서 언급한 바와 같이 상기 내부공간(115)으로 폐열(125)을 전달하는 구성요소로 상기 내부공간(115)과 상기 중저온 폐열 공급부(120) 사이에 배치될 수 있다.The
상기 열교환부(150)의 내부에는 물 또는 상변화물질을 구비할 수 있으며, 상기 물 또는 상변화물질은 열을 저장하여 시간에 구애없이 안정적인 열원을 상기 내부공간(115)으로 제공하도록 할 수 있다.The water or the phase change material may store heat and may provide a stable heat source to the
여기서, 상기 열교환부(150)의 상측에는 반경이 동일한 반경 R의 집열부(140)가 구비될 수 있으며, 상기 집열부(140)는 앞서 언급한 투명한 유리로 이루어진 제2 벽부(110b)를 통과하는 태양복사열(160)을 집열하여 상기 내부공간(115) 내의 공기를 가열시킬 수 있다.A
상기 태양복사열(160)은 중저온 폐열 공급부(120)에 의해 공급되는 열의 양을 보충해줄 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 중저온 폐열 발전 장치(100)의 효율을 최대화할 수 있다.The
다만, 앞서 언급한 열교환부(150) 및 집열부(140)는 반경 R을 구비하는 원형의 판형상일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 설계자의 의도에 따라 다양하게 변경가능할 수 있다.
However, the
발전기(130)는 상기 내부공간(115)에 배치되어 상기 폐열 공급부(120)에 의해 제공된 폐열(125)을 전기로 변환하는 구성요소로 임펠러(135)를 포함할 수 있다.The
임펠러(135)는 상기 내부공간(115) 내에서 유동하는 공기에 의해 회전하는 수단으로 상기 임펠러(135)의 회전력에 의해 발전기(130)를 구동시켜 전기를 생산할 수 있다.
The
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 발전 장치의 작동 순서를 도시한 개략 단면도이다.
2 and 3 are schematic cross-sectional views illustrating an operation sequence of a waste heat generator according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 폐열 공급부(120)는 벽부(110) 내부의 내부공간(115)으로 폐열(125)을 공급할 수 있다.Referring to FIG. 2, the waste
여기서, 상기 폐열(125)은 집열부(140)의 하부와 접촉 형성되는 열교환부(150)를 가열시키게 된다.The
즉, 폐열(125)은 상기 열교환부(150) 내부에 구비되는 물 또는 상변화물질에 열을 인가하고 상기 물 또는 상변화물질은 상기 열을 저장하게 된다.That is, the
상기 열교환부(150)에 저장된 열은 상기 내부공간(115)으로 열을 공급하기 위해 집열부(140)로 계속적으로 열을 공급하고, 상기 집열부(140)의 열에 의하여 외부와 상기 내부공간(115)의 밀도차를 형성하게 된다.The heat stored in the
또한, 상기 집열부(140)는 제2 벽부(110b)를 투과하는 태양복사열(160)을 집열할 수 있으며, 상기 태양복사열(160)과 상기 폐열(125)은 상기 내부공간(115)을 가열시킬 수 있다.The
여기서, 상기 내부공간(115)에서의 공기의 흐름을 설명하면 다음과 같다.The flow of air in the
폐열(125) 및 태양복사열(160) 중 적어도 하나에 의해 내부공간(115)이 가열되면 외부의 공기와 내부공간(115)의 가열된 공기는 밀도차가 형성되게 된다.When the
즉, 외부 입구측인 P1지점과 내부공간(115)의 P2지점 사이에 순간적으로 압력차가 발생되게 된다.That is, a pressure difference is instantaneously generated between the point P 1 on the outer inlet side and the point P 2 on the
따라서, 외부 입구측인 P1지점에서 상기 내부공간(115)으로 외부 공기가 유입되고 제1 벽부(110a)의 높이 H에 의해 밀도차에 의한 부력이 발생되어 제1 벽부(110a)의 상부로 공기의 유동이 일어난다.Accordingly, external air flows into the
이를 수식으로 표현하면 다음의 식 (1) 및 (2)와 같다.
This can be expressed by the following equations (1) and (2).
P1에서의 압력=ρ0*g*h (1)Pressure at P1 = ρ 0 * g * h (1)
P2에서의 압력=ρ*g*h (2)
Pressure at P2 = ρ * g * h (2)
여기서, 상기 기호문자는 내부공간(115)에서의 공기 유동에 의한 점성손실을 무시하고, 정상상태의 유동이라는 가정하에 g는 중력가속도이고, ρ0는 외부인 P2지점의 공기의 밀도(비중)이며, ρ는 내부공간(115)의 P2지점에서의 가열된 공기의 밀도이고, H는 벽부(110)의 높이이다. Here, the symbol character ignores the viscous loss due to the air flow in the
따라서, P1지점과 P2지점사이에는 (ρ0-ρ)*g*h에 대응되는 압력차()가 발생될 수 있으며, 이는 공기의 운동에너지를 유발시켜 상기 벽부(110)를 통과하는 공기의 유동이 일어날 수 있다.
Therefore, a pressure difference (? 0 - ?) Corresponding to (? 0 - ?) * G * h Which may induce kinetic energy of the air, thereby causing air to flow through the
도 3을 참조하면, P1지점과 P2지점사이에는 (ρ0-ρ)*g*h에 대응되는 압력차에 의해 발생되는 공기의 유동(170)은 내부공간(115)에 형성되는 임펠러(135)에 회전력을 가해지게 되고, 상기 임펠러(135)의 회전에 의해 발전기(130)는 구동되어 전기를 생산할 수 있다.3, a
이론적으로 최대 출력(Pmax)는 일 수 있다.Theoretically, the maximum output (P max ) Lt; / RTI >
여기서, 는 공기의 질량유속 (kg/s)이고, ρ0와 ρ 각각 P1지점 및 P2지점의 공기밀도 (kg/m3)이며, 는 압력차 (Pa)이고, 는 공기의 비열이며 (J/KgK), 는 투입열유속 (W/m2)이다.
here, Is the mass flow rate of the air (kg / s), and ρ 0 and (kg / m < 3 >) at points P1 and P2, respectively, Is the pressure difference Pa, Is the specific heat of the air (J / KgK), Is the input heat flux (W / m 2 ).
일반적으로 발전기(130)의 임펠러(135)의 회전에 의해 생산되는 발전량은 태양복사열(160)에만 의하는 경우에 주, 야간 그리고 계절별 태양열 복사에너지의 차이에 의한 발전량이 작고 일정하지 않아 효율이 떨어질 수 있다.Generally, the amount of power generated by the rotation of the
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐열 발전 장치(100)에 의하면, 태양복사열(160)과 함께 산업현장의 중저온의 폐열(125)을 동시에 이용할 수 있으므로 분균일한 태양복사에너지량을 보완할 수 있다.However, according to the
또한, 이 경우 집열량 증대를 위하여 투과율이 높은 투명 유리인 제2 벽부(110b)의 크기를 대폭 줄일 수 있는 효과가 있다.
Also, in this case, the size of the
이상의 실시예를 통해, 폐열을 이용하여 발전하는데 있어서 공기의 밀도차를 이용하여 전기를 생산할 수 있으므로 발전 장치의 구성이 간단하며, 유지비용을 최소화할 수 있다.According to the above embodiments, electricity can be produced using the density difference of air in the power generation using the waste heat, so that the configuration of the power generation device is simple and the maintenance cost can be minimized.
또한, 폐열(125)과 함께 태양복사열(160)을 이용하여 공기의 밀도차를 형성하므로 고효율의 전기를 생산할 수 있다.
In addition, since the
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be apparent to those skilled in the art that changes or modifications may fall within the scope of the appended claims.
100: 폐열 발전 장치 110: 벽부
110a: 제1 벽부 110b: 제2 벽부
120: 폐열 공급부 125: 폐열
130: 발전기 135: 임펠러
140: 집열부 150: 열교환부
160: 태양복사열 170: 공기의 유동100: waste heat generator 110: wall part
110a:
120: waste heat supply part 125: waste heat
130: generator 135: impeller
140: collecting part 150: heat exchanging part
160: solar radiation 170: air flow
Claims (6)
외부에 상기 벽부의 하부와 일정 거리 이격되서 배치되어 상기 내부공간에 열을 공급하는 폐열 공급부;
상기 내부공간에 배치되며, 상기 폐열 공급부에 의해 제공된 열에 의해 발생되는 상기 내부공간과 상기 외부와의 밀도 차이로 인하여 상기 외부의 공기가 상기 내부공간을 통과하고, 상기 공기의 유동에 의해 임펠러에 회전력을 제공하여 전기를 발생시키는 발전기; 및
상기 내부공간과 상기 폐열 공급부 사이에 배치되고 내부에 물 또는 상변화물질을 구비하여 상기 폐열 공급부가 제공하는 열을 저장하고 상기 내부공간으로 전달하는 열교환부
를 포함하는 폐열 발전 장치.
A wall portion providing an inner space connected to the outside so that outside air can flow in and out;
A waste heat supply unit arranged at a predetermined distance from the lower part of the wall part to supply heat to the inner space;
The outside air is passed through the internal space due to the difference in density between the inside space and the outside generated by the heat provided by the waste heat supply unit and the impeller is rotated by the flow of the air, A generator for generating electricity; And
A heat exchange unit disposed between the inner space and the waste heat supply unit and having water or a phase change material therein to store and deliver the heat provided by the waste heat supply unit to the inner space;
And a waste heat source.
상기 벽부는 상기 내부공간으로 유입된 상기 외부의 공기를 외부로 유출되도록 하고 상측으로 연장되어 형성되는 제1 벽부 및 상기 제1 벽부의 단부로부터 반경방향 외측으로 연장형성되고 주변으로부터 외부의 공기가 유입되도록 하는 제2 벽부로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐열 발전 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the wall portion includes a first wall portion extending upward from the external air introduced into the internal space and a second wall portion extending radially outward from the end portion of the first wall portion, And a second wall portion for allowing the first wall portion and the second wall portion to communicate with each other.
상기 제2 벽부는 태양복사열에 의해 상기 내부공간에 열을 제공하도록 상기 태양복사열이 투과되는 투명유리로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐열 발전 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the second wall portion is made of transparent glass through which the solar radiation heat is transmitted to provide heat to the inner space by solar radiation heat.
상기 내부공간과 상기 폐열 공급부 사이에 배치되어 상기 태양복사열을 집열하도록 하여 상기 임펠러에 회전력을 부가하는 집열부;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열 발전 장치.6. The method of claim 5,
And a collecting unit disposed between the inner space and the waste heat supply unit to collect the solar radiation heat to apply rotational force to the impeller.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100136917A KR101713596B1 (en) | 2010-12-28 | 2010-12-28 | Power generation device using waste heat |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100136917A KR101713596B1 (en) | 2010-12-28 | 2010-12-28 | Power generation device using waste heat |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20120074926A KR20120074926A (en) | 2012-07-06 |
KR101713596B1 true KR101713596B1 (en) | 2017-03-09 |
Family
ID=46708985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020100136917A KR101713596B1 (en) | 2010-12-28 | 2010-12-28 | Power generation device using waste heat |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101713596B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102000695B1 (en) * | 2018-08-30 | 2019-07-16 | 김종훈 | Vertical Air Purifier Using Solar Heat |
CN115077281A (en) * | 2021-12-16 | 2022-09-20 | 程子剑 | Industrial waste heat power generation system and method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6647717B2 (en) | 1996-06-14 | 2003-11-18 | Sharav Sluices, Ltd. | Renewable resource hydro/aero-power generation plant and method of generating hydro/aero-power |
US7757490B2 (en) | 2003-07-21 | 2010-07-20 | Morph Pty Limited | Power generation from solar and waste heat |
US20100219637A1 (en) * | 2009-11-16 | 2010-09-02 | Henry Hovakimian | Compost Updraft Tower |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20100086373A (en) * | 2009-01-22 | 2010-07-30 | 엘지전자 주식회사 | Atmospheric vortex generator and wind power generator using the same |
-
2010
- 2010-12-28 KR KR1020100136917A patent/KR101713596B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6647717B2 (en) | 1996-06-14 | 2003-11-18 | Sharav Sluices, Ltd. | Renewable resource hydro/aero-power generation plant and method of generating hydro/aero-power |
US7757490B2 (en) | 2003-07-21 | 2010-07-20 | Morph Pty Limited | Power generation from solar and waste heat |
US20100219637A1 (en) * | 2009-11-16 | 2010-09-02 | Henry Hovakimian | Compost Updraft Tower |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20120074926A (en) | 2012-07-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Pei et al. | Construction and dynamic test of a small-scale organic rankine cycle | |
AU2010326107B2 (en) | Utilizing steam and/or hot water generated using solar energy | |
Yang et al. | Construction and preliminary test of a geothermal ORC system using geothermal resource from abandoned oil wells in the Huabei oilfield of China | |
WO2012003021A1 (en) | Power generator using a wind turbine, a hydrodynamic retarder, and an organic rankine cycle drive | |
EP2322796A2 (en) | Systems and apparatus relating to solar-thermal power generation | |
CN103119266A (en) | Solar tower with integrated gas turbine | |
CN105317485A (en) | Novel energy conversion system | |
Cioccolanti et al. | Performance assessment of a solar trigeneration system for residential applications by means of a modelling study | |
WO2011007366A1 (en) | An improved turbine and method thereof | |
CN203476624U (en) | Low-temperature organic Rankine cycle solar heat power generation system | |
KR101713596B1 (en) | Power generation device using waste heat | |
CN202832996U (en) | Medium and low temperature focus type solar thermal power generation system | |
Franco et al. | Geothermal developments in Pico Alto, Terceira Island, Portugal | |
RU174569U1 (en) | Device for converting geothermal energy of oil production wells into electrical | |
CN103414385B (en) | Magnetic-heating device | |
CA2744404A1 (en) | Air power system | |
CN107255066B (en) | Temperature difference power engine heated by heat pump | |
CN202851278U (en) | Single-cycle low-temperature TR geothermal power generation device | |
KR101488656B1 (en) | Power generation system for waste heat recovery | |
KR101418818B1 (en) | Cogeneration Assisted Hydro Power System | |
JP2013224648A (en) | Buoyant rotating device | |
Oreijah et al. | Expander modelling in binary cycle utilizing geothermal resources for generating green energy in Victoria, Australia | |
CN209431693U (en) | A kind of Dish solar thermal power system | |
KR20130119162A (en) | Direct organic rankine cycle power generation system using solar power | |
KR101239777B1 (en) | Geothermal power generation system using heat exchange of exhaust gas and molten salt |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |