KR102220379B1 - Heat-rising apparatus of superheated steam - Google Patents
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Abstract
본 발명은 과열증기 승온장치에 관한 것이다.
본 발명은 과열증기가 유입되는 유입부, 외부 열원에 의해 가열되어 상기 유입부를 통해 유입된 과열증기를 승온하는 몸체부, 상기 몸체부의 내부에 구비되어 있으며 상기 몸체부에 의해 승온된 과열증기를 외부로 배출하는 배출부를 포함하고, 상기 몸체부의 측벽 내면에는 상기 과열증기를 나선형으로 회전시키면서 가열하는 내부 돌출부가 형성되어 있다.
본 발명에 따르면, 폐기물 연소장치 등에서 발생하는 폐열에 의한 과열증기를 추가로 가열하여 승온하는 과정에서 과열증기의 흐름을 강화하는 동시에 과열증기가 열원과 접촉하는 면적을 증가시켜 승온 효율을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a superheated steam raising device.
The present invention provides an inlet portion into which superheated steam flows into, a body portion heated by an external heat source to raise the temperature of the superheated steam introduced through the inlet portion, and the superheated steam raised by the body portion is externally provided. And a discharge part for discharging to the body part, and an inner protrusion for heating the superheated steam while rotating it in a spiral shape is formed on an inner surface of the side wall of the body part.
According to the present invention, it is possible to enhance the flow of superheated steam in the process of additionally heating the superheated steam caused by waste heat generated from the waste combustion device to increase the temperature, and at the same time increase the area in which the superheated steam contacts the heat source, thereby improving the heating efficiency have.
Description
본 발명은 과열증기 승온장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 폐기물 연소장치 등에서 발생하는 폐열에 의한 과열증기를 추가로 가열하여 승온하는 장치로서, 수소발생장치 등과 같은 고온을 요구하는 장치에 고온의 과열증기를 경제적이고 효율적으로 제공할 수 있도록 하는 과열증기 승온장치에 관한 것이다.The present invention relates to a superheated steam raising device. More specifically, the present invention is a device that additionally heats superheated steam caused by waste heat generated from a waste combustion device to increase the temperature, and provides economical and efficient high temperature superheated steam to devices that require high temperature such as hydrogen generators. It relates to a superheated steam raising device that enables it.
수소는 석유탈황, 암모니아 제조 등 화학공업 부문에서 널리 사용되고 있으며, 우주항공산업의 연료, 반도체산업의 분위기 가스, 연료전지의 원료로도 사용되고 있다. 현재 주된 에너지원으로 사용 중인 화석 연료는 가격 상승 및 고갈에 따른 문제와 사용 후 발생하는 NOX, SOX, 각종 분진 등과 같은 대기오염물의 배출과 이산화탄소에 의한 지구온난화에 등에 따른 각종 환경 규제가 엄격해짐에 따른 대안으로 환경 친화적인 에너지원으로써 수소의 생산 및 제조 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Hydrogen is widely used in the chemical industry such as petroleum desulfurization and ammonia production, and is also used as a fuel for the aerospace industry, atmospheric gas in the semiconductor industry, and a raw material for fuel cells. Fossil fuels currently being used as main energy sources are subject to stricter environmental regulations due to problems due to rising prices and depletion, emission of air pollutants such as NOX, SOX, and various dusts generated after use, and global warming due to carbon dioxide. As an alternative, research on the production and manufacturing technology of hydrogen as an environmentally friendly energy source is being actively conducted.
이러한 수소는 오일이나 천연가스를 사용하여 수증기 개질법(steam reforming)이나 부분산화법(partial oxidation) 등으로 제조되고 있으며, 이들 방법에 의해 제조된 수소는 재생에너지시스템에는 사용할 수 없다는 단점이 있다. 하지만 물을 전기화학 셀을 이용하여 전기분해하는 방법은 영구적인 재생에너지시스템으로 이용되고 있는데 저온에서의 물 분해는 많은 에너지를 필요로 한다.Such hydrogen is produced by steam reforming or partial oxidation using oil or natural gas, and there is a disadvantage that hydrogen produced by these methods cannot be used in a renewable energy system. However, the method of electrolyzing water using an electrochemical cell is used as a permanent renewable energy system, and water decomposition at low temperatures requires a lot of energy.
반면, 고온의 수증기는 액체상태의 물을 직접 전기 분해하는 것보다 에너지적 측면에서 효율을 제공한다. 고온에서의 수소제조는 물분해에 필요한 에너지의 약 1/3을 열에너지로 대체하고 빠른 전극반응을 이용하여 제조 단가를 낮출 수 있는 장점이 있어 중요성이 점차 증대되고 있다.On the other hand, high temperature water vapor provides more energy efficiency than direct electrolysis of liquid water. Hydrogen production at a high temperature has the advantage of replacing about 1/3 of the energy required for water decomposition with thermal energy and reducing the manufacturing cost by using a rapid electrode reaction, and thus its importance is gradually increasing.
그 중에서 고체 산화물 수전해 셀은 600℃ 내지 800℃의 수증기를 전기 분해하여 수소 가스를 생성할 수 있다. 이러한 고체 산화물 수전해 셀은 현재 800℃ 이상의 고온의 열을 이용하는 전기분해법에 비해 에너지가 적게 소모되므로 전기소모 문제는 해결되나, 여전히 고온의 에너지 공급이 문제되고 있다.Among them, the solid oxide electrolysis cell may generate hydrogen gas by electrolyzing water vapor at 600°C to 800°C. Since the solid oxide electrolysis cell consumes less energy than the electrolysis method using heat at a high temperature of 800° C. or higher, the electricity consumption problem is solved, but the supply of energy at a high temperature is still a problem.
한편, 대한민국 등록특허공보 제10-0442560호에는 산화칼슘과 염화알루미늄 무수물 및 가성소다, 알루미늄 금속분말 및 염화칼슘 수용액을 포함하며, 수화반응 및 중화반응에서 발생하는 반응열을 이용하는 발열체가 공지되었으나, 이 발열체는 수소 이외의 다른 불순물이 다량 발생할 수 있다는 문제가 있어서 수소발생용 조성물 또는 수소발생기로 사용하기에는 한계가 있다.Meanwhile, Korean Patent Publication No. 10-0442560 discloses a heating element that includes calcium oxide, aluminum chloride anhydride, caustic soda, aluminum metal powder, and aqueous calcium chloride solution, and uses the reaction heat generated in the hydration reaction and neutralization reaction, but this heating element Since there is a problem that a large amount of impurities other than hydrogen may be generated, there is a limit to use as a composition for generating hydrogen or a hydrogen generator.
또한, 대한민국 공개특허공보 제10-1994-0025939호에는 알루미늄 분말과 산화칼슘 등을 이용한 수소발생기의 제조방법이 공지되어 있으나, 실질적으로 사용하기에 충분한 양의 수소를 효율적으로 발생시킬 수 없다는 문제가 있다.In addition, Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-1994-0025939 discloses a method of manufacturing a hydrogen generator using aluminum powder and calcium oxide, but there is a problem that a sufficient amount of hydrogen cannot be efficiently generated for practical use. have.
또한, 일본 공개특허공보 제2004-231466호에는 알루미늄 분말과 산화칼슘 분말 및 추가로 보수(保水)제를 포함하는 물과 반응하는 수소발생 재료가 개시되어 있으나, 수소발생의 속도와 효율 면에서 미흡한 문제가 있다.In addition, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2004-231466 discloses a hydrogen-generating material that reacts with water including aluminum powder, calcium oxide powder, and additional water-retaining agent, but it is insufficient in terms of the rate and efficiency of hydrogen generation. there is a problem.
또한, 일본 공개특허공보 제1997-192026호에는 생석회 85~90 중량%와 무수 연화마그네슘 15~10 중량%로 이루어진 혼합물에 산화알루미늄이 약 1중량% 첨가된 투수성의 봉투에 수납되는 발열체가 공지되어 있으나, 이는 생석회와 무수염화마그네슘을 합친 양이 100 중량%이고, 여기에 산화알루미늄을 단지 1 중량%로 함유하는 것으로 이 역시 수소발생 속도나 효율 면에서 미흡한 문제점이 있다.In addition, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1997-192026 discloses a heating element housed in a water-permeable bag in which about 1% by weight of aluminum oxide is added to a mixture consisting of 85 to 90% by weight of quicklime and 15 to 10% by weight of anhydrous softened magnesium. However, this is 100% by weight of the combined amount of quicklime and anhydrous magnesium chloride, and it contains only 1% by weight of aluminum oxide, which is also insufficient in terms of hydrogen generation rate and efficiency.
본 발명은 폐기물 연소장치 등에서 발생하는 폐열에 의한 과열증기를 추가로 가열하여 승온하는 과정에서 과열증기의 흐름을 강화하는 동시에 과열증기가 열원과 접촉하는 면적을 증가시켜 승온 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 과열증기 승온장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.The present invention enhances the flow of superheated steam in the process of heating and raising the temperature by additional heating of superheated steam generated from waste combustion devices, and at the same time, increasing the area in which the superheated steam contacts the heat source, thereby improving the heating efficiency. It is a technical task to provide a superheated steam heating device.
또한, 본 발명은 폐기물 연소장치 등의 폐열을 이용하여 고온을 필요로 하는 장치, 예를 들어, 수소발생장치에 전달되는 열원을 고열로 승온시켜 수소발생장치에 전달함으로써, 수소발생시 필요한 고열이 수소발생장치에 일정하게 공급되어 양질의 수소를 원활하게 생산할 수 있고, 폐열을 이용하여 고열을 손쉽게 얻을 수 있어 경제적으로 뛰어난 과열증기 승온장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.In addition, the present invention uses waste heat, such as a waste combustion device, to a device that requires a high temperature, for example, a heat source transmitted to a hydrogen generator to be heated to a high heat and transfer it to a hydrogen generator. It is a technical task to provide an economically superior superheated steam heating device because it is constantly supplied to the generator so that high-quality hydrogen can be produced smoothly, and high heat can be easily obtained using waste heat.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 일 과열증기 승온장치는 과열증기가 유입되는 유입부, 외부 열원에 의해 가열되어 상기 유입부를 통해 유입된 과열증기를 승온하는 몸체부, 상기 몸체부의 내부에 구비되어 있으며 상기 몸체부에 의해 승온된 과열증기를 외부로 배출하는 배출부를 포함하고, 상기 몸체부의 측벽 내면에는 상기 과열증기를 나선형으로 회전시키면서 가열하는 내부 돌출부가 형성되어 있다.One superheated steam heating device according to the present invention for solving this technical problem includes an inlet through which superheated steam is introduced, a body part heated by an external heat source to raise the temperature of the superheated steam introduced through the inlet, and the inside of the body part. And a discharge unit for discharging the superheated steam raised by the body part to the outside, and an inner protrusion for heating the superheated steam while rotating in a spiral shape is formed on an inner surface of the side wall of the body part.
본 발명에 따른 일 과열증기 승온장치에 있어서, 상기 내부 돌출부는 상기 몸체부의 측벽 내면으로부터 돌출되며 상기 몸체부의 바닥 내면을 향하여 경사지게 연장된 나선형의 돌기 형상을 갖고, 상기 배출부의 하단부는 상기 몸체부의 바닥 내면과 이격된 상태로 상기 몸체부의 바닥 내면을 향하여 벌어진 개구 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.In one superheated steam heating apparatus according to the present invention, the inner protrusion has a spiral protrusion shape protruding from the inner side of the side wall of the body and extending obliquely toward the bottom inner surface of the body, and the lower end of the discharge part is at the bottom of the body. It is characterized in that it has an opening shape that is spaced apart from the inner surface toward the bottom inner surface of the body part.
본 발명에 따른 일 과열증기 승온장치에 있어서, 상기 유입부를 통해 유입된 과열증기는, 상기 내부 돌출부에 의해 나선형으로 회전하면서 제1 소용돌이(swirl)로 유도됨으로써 1차적으로 상기 과열증기의 흐름이 강화되는 동시에 상기 외부 열원에 의해 가열되는 내부 돌출부와의 접촉 면적의 증가에 의해 가열 효율이 증대되는 것을 특징으로 한다.In one superheated steam heating apparatus according to the present invention, the superheated steam introduced through the inlet is inducted into a first swirl while rotating in a spiral by the inner protrusion, thereby primarily enhancing the flow of the superheated steam. At the same time, the heating efficiency is increased by increasing the contact area with the inner protrusion heated by the external heat source.
본 발명에 따른 일 과열증기 승온장치에 있어서, 상기 내부 돌출부에 의해 상기 몸체부의 바닥 내면으로 유도된 과열증기는, 상기 몸체부의 바닥 내면을 향하여 벌어진 개구 형상을 갖는 배출부의 하단부로 유입되어 외부로 배출됨으로써 열배출 효율이 증대되는 것을 특징으로 한다.In one superheated steam raising device according to the present invention, the superheated steam guided to the bottom inner surface of the body portion by the inner protrusion is introduced into the lower end portion of the discharge portion having an opening shape that opens toward the bottom inner surface of the body portion and discharged to the outside. As a result, the heat dissipation efficiency is increased.
본 발명에 따른 일 과열증기 승온장치에 있어서, 상기 내부 돌출부의 돌출 높이는 상기 유입부의 직경보다 큰 것을 특징으로 한다.In one superheated steam heating apparatus according to the present invention, the height of the protrusion of the inner protrusion is larger than the diameter of the inlet.
본 발명에 따른 일 과열증기 승온장치에 있어서, 상기 내부 돌출부의 단부는 상기 몸체부의 측벽 내면에 나란한 상방으로 굽어진 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.In one superheated steam heating apparatus according to the present invention, an end portion of the inner protrusion is characterized in that it has an upwardly bent shape parallel to the inner surface of the side wall of the body.
본 발명에 따른 일 과열증기 승온장치에 있어서, 상기 유입부를 통해 유입되어 상기 내부 돌출부에 의해 상기 제1 소용돌이(swirl)로 유도된 과열증기는 상기 내부 돌출부의 단부에 의해 제2 소용돌이로 유도됨으로써 2차적으로 상기 과열증기의 흐름이 강화되는 동시에 상기 외부 열원에 의해 가열되는 내부 돌출부와의 접촉 면적의 증가에 의해 가열 효율이 증대되는 것을 특징으로 한다.In one superheated steam raising apparatus according to the present invention, the superheated steam introduced through the inlet and guided into the first swirl by the inner protrusion is guided to the second vortex by the end of the inner protrusion. Secondly, the flow of the superheated steam is strengthened, and the heating efficiency is increased by increasing the contact area with the internal protrusion heated by the external heat source.
본 발명에 따른 일 과열증기 승온장치에 있어서, 상기 몸체부의 측벽 외면에는 상기 외부 열원에 노출되는 면적을 증가시켜 가열 효율을 증대시키는 외부 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In one superheated steam heating apparatus according to the present invention, an external protrusion for increasing heating efficiency by increasing an area exposed to the external heat source is formed on an outer surface of a side wall of the body portion.
본 발명에 따른 일 과열증기 승온장치에 있어서, 상기 외부 돌출부는 상기 몸체부의 측벽 외면으로부터 돌출되며 상기 몸체부의 하방으로 경사진 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.In one superheated steam heating apparatus according to the present invention, the external protrusion protrudes from the outer surface of the side wall of the body portion and has a shape inclined downward of the body portion.
본 발명에 따른 일 과열증기 승온장치에 있어서, 상기 몸체부의 바닥 내면에는 상기 과열증기를 상승시켜 상기 배출부로 유도하는 바닥 돌출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In one superheated steam heating apparatus according to the present invention, a bottom protrusion is formed on an inner surface of a bottom of the body portion to increase the superheated steam and guide it to the discharge portion.
본 발명에 따른 일 과열증기 승온장치에 있어서, 상기 몸체부의 바닥 내면은 상기 배출부의 하단부를 기준으로 반전된 콘(cone) 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.In one superheated steam heating apparatus according to the present invention, the inner surface of the bottom of the body portion is characterized in that it has a cone shape inverted with respect to the lower end of the discharge portion.
본 발명에 따른 일 과열증기 승온장치에 있어서, 상기 과열증기는 상기 콘 형상을 갖는 몸체부의 바닥 내면의 꼭지점 영역으로 집중된 후 상승하여 상기 배출부로 유입되어 외부로 배출됨으로써 열배출 효율이 증대되는 것을 특징으로 한다.In one superheated steam raising device according to the present invention, the superheated steam is concentrated to the vertex area of the bottom inner surface of the cone-shaped body part, and then rises and flows into the discharge part to be discharged to the outside, thereby increasing heat discharging efficiency. To do.
본 발명에 따른 일 과열증기 승온장치에 있어서, 상기 배출부는 물을 전기화학 셀을 이용하여 전기분해하는 수소발생장치와 연결되면서 상기 수소발생장치로 승온된 상기 과열증기가 공급되는 것을 특징으로 한다.In one superheated steam raising device according to the present invention, the discharge unit is connected to a hydrogen generator that electrolyzes water using an electrochemical cell, and the superheated steam heated to the hydrogen generator is supplied.
본 발명에 따른 일 과열증기 승온장치에 있어서, 상기 몸체부는 중력방향에 수직되는 단면이 원형이 되는 원통형 구조를 가지고, 상기 내부 돌출부는 상기 원통형 구조의 접선에 수직된 방향으로 돌출되는 것을 특징으로 한다.In one superheated steam heating device according to the present invention, the body portion has a cylindrical structure in which a cross section perpendicular to the direction of gravity becomes circular, and the inner protrusion protrudes in a direction perpendicular to a tangent line of the cylindrical structure. .
본 발명에 따른 일 과열증기 승온장치에 있어서, 상기 내부 돌출부와 상기 측벽 내면과의 연결 부분은 상기 과열증기와의 접촉면이 오목한 형태를 가지는 것을 특징으로 한다.In one superheated steam heating apparatus according to the present invention, the connection portion between the inner protrusion and the inner surface of the side wall has a concave contact surface with the superheated steam.
본 발명에 따른 다른 과열증기 승온장치는 과열증기가 유입되는 유입부, 외부 열원에 의해 가열되어 상기 유입부를 통해 유입된 과열증기를 승온하는 몸체부, 상기 몸체부의 내부에 구비되어 있으며 상기 몸체부에 의해 승온된 과열증기를 외부로 배출하는 배출부를 포함하고, 상기 몸체부의 측벽 내면에는 상기 과열증기를 상기 측벽 내면을 따라 회전시키면서 가열하는 내부 돌출부가 형성되어 있고, 상기 내부 돌출부의 단부는 상기 몸체부의 측벽 내면에 나란한 상방으로 굽어진 형상을 갖는다.Another superheated steam heating device according to the present invention includes an inlet through which superheated steam is introduced, a body heated by an external heat source to increase temperature of the superheated steam introduced through the inlet, and is provided inside the body. A discharge unit for discharging the superheated steam raised by the body to the outside, and an inner protrusion for heating the superheated steam while rotating along the inner surface of the side wall is formed on an inner surface of the side wall of the body, and an end of the inner protrusion is It has a shape that is curved upward parallel to the inner surface of the side wall.
본 발명에 따른 다른 과열증기 승온장치에 있어서, 상기 유입부를 통해 유입되어 상기 내부 돌출부에 의해 제1 소용돌이(swirl)로 유도된 과열증기는 상기 내부 돌출부의 단부에 의해 제2 소용돌이로 유도됨으로써 2차적으로 상기 과열증기의 흐름이 강화되는 동시에 상기 외부 열원에 의해 가열되는 내부 돌출부와의 접촉 면적의 증가에 의해 가열 효율이 증대되는 것을 특징으로 한다.In another superheated steam increasing device according to the present invention, the superheated steam introduced through the inlet and guided into the first swirl by the inner protrusion is secondarily induced by the end of the inner protrusion into the second swirl. As a result, the flow of the superheated steam is strengthened and the heating efficiency is increased by increasing a contact area with the inner protrusion heated by the external heat source.
본 발명에 따른 또 다른 과열증기 승온장치는 과열증기가 유입되는 유입부, 외부 열원에 의해 가열되어 상기 유입부를 통해 유입된 과열증기를 승온하는 몸체부, 상기 몸체부의 내부에 구비되어 있으며 상기 몸체부에 의해 승온된 과열증기를 외부로 배출하는 배출부를 포함하고, 상기 몸체부의 측벽 내면에는 상기 과열증기를 상기 측벽 내면을 따라 회전시키면서 가열하는 내부 돌출부가 형성되어 있고, 상기 몸체부의 측벽 외면에는 상기 외부 열원에 노출되는 면적을 증가시켜 가열 효율을 증대시키는 외부 돌출부가 형성되어 있다.Another superheated steam heating device according to the present invention includes an inlet through which superheated steam is introduced, a body heated by an external heat source to raise the temperature of the superheated steam introduced through the inlet, and provided inside the body. And a discharge unit for discharging the superheated steam raised by the body to the outside, and an inner protrusion for heating the superheated steam while rotating it along the side wall inner surface of the body part is formed, and the outer surface of the side wall of the body External protrusions are formed to increase the heating efficiency by increasing the area exposed to the heat source.
본 발명에 따른 또 다른 과열증기 승온장치에 있어서, 상기 외부 돌출부는 상기 몸체부의 측벽 외면으로부터 돌출되며 상기 몸체부의 하방으로 경사진 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.In another superheated steam heating apparatus according to the present invention, the external protrusion protrudes from an outer surface of the side wall of the body portion and has a shape inclined downward of the body portion.
본 발명에 따른 또 다른 과열증기 승온장치는 과열증기가 유입되는 유입부, 외부 열원에 의해 가열되어 상기 유입부를 통해 유입된 과열증기를 승온하는 몸체부, 상기 몸체부의 내부에 구비되어 있으며 상기 몸체부에 의해 승온된 과열증기를 외부로 배출하는 배출부 및 상기 과열증기가 유동하는 유로를 형성하며 상기 유입부와 연결되는 증기관을 포함하며, 상기 증기관은 상기 몸체부의 외면에 형성되어 있다.Another superheated steam heating device according to the present invention includes an inlet through which superheated steam is introduced, a body heated by an external heat source to raise the temperature of the superheated steam introduced through the inlet, and provided inside the body. And a discharge part for discharging the superheated steam raised by the above and a steam pipe forming a flow path through which the superheated steam flows and connected to the inlet part, and the steam pipe is formed on an outer surface of the body part.
본 발명에 따른 또 다른 과열증기 승온장치에 있어서, 상기 증기관은, 상기 몸체부의 외면을 감싸도록 코일 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In another superheated steam raising apparatus according to the present invention, the steam pipe is formed in a coil shape so as to surround the outer surface of the body portion.
본 발명에 따른 또 다른 과열증기 승온장치에 있어서, 상기 증기관은, 상기 몸체부의 외주면에 대하여 수평 또는 수직 방향으로 상기 몸체부를 감싸는 것을 특징으로 한다.In another superheated steam heating apparatus according to the present invention, the steam pipe is characterized in that the body surrounds the body in a horizontal or vertical direction with respect to the outer peripheral surface of the body.
본 발명에 따른 또 다른 과열증기 승온장치에 있어서, 상기 증기관은, 상기 몸체부 외주면에 대하여 상하 수직 방향으로 나선 형상의 유로를 형성하며 상기 몸체부의 외주면을 감싸는 제1 증기관을 포함하는 것을 특징으로 한다.In another superheated steam increasing device according to the present invention, the steam pipe is characterized in that it comprises a first steam pipe that forms a spiral flow path in a vertical direction with respect to the outer peripheral surface of the body and surrounds the outer peripheral surface of the body. .
본 발명에 따른 또 다른 과열증기 승온장치에 있어서, 상기 증기관은, 상기 몸체부의 외주면에 대하여 수평 방향을 따라 사행(蛇行) 형상으로 상기 과열증기가 유동하는 유로를 형성하며 상기 몸체부의 외주면을 감싸는 제2 증기관을 포함하는 것을 특징으로 한다.In another superheated steam raising apparatus according to the present invention, the steam pipe forms a flow path through which the superheated steam flows in a meandering shape along a horizontal direction with respect to the outer peripheral surface of the body part, and the material surrounds the outer peripheral surface of the body part. It characterized in that it comprises a 2 steam pipe.
본 발명에 따른 또 다른 과열증기 승온장치에 있어서, 상기 제2 증기관은, 상기 몸체부의 외주면에 대하여 하부에서 상부측으로 상기 과열증기가 유동하는 상승관부와, 상기 몸체부의 외주면에 대하여 상부에서 하부측으로 상기 과열증기가 유동하는 하강관부와, 상기 상승관부의 상단부와 상기 하강관부의 상단부를 상호 연결하거나, 상기 상승관부의 하단부와 상기 하강관부의 하단부를 상호 연결하는 연결관부를 포함하며, 상기 상승관부와 상기 연결관부와 상기 하강관부 및 상기 연결관부가 상기 몸체부의 외주면에 대하여 반복 배치됨으로써 상기 제2 증기관이 형성되는 것을 특징으로 한다.In another superheated steam raising apparatus according to the present invention, the second steam pipe includes a rising pipe portion through which the superheated steam flows from a lower side to an upper side with respect to an outer circumferential surface of the body portion, and the upper to a lower side with respect to the outer peripheral surface of the body portion. A descending pipe through which superheated steam flows, and a connection pipe part interconnecting an upper end of the rising pipe part and an upper end of the descending pipe part, or interconnecting a lower end of the riser pipe part and a lower end of the descending pipe part, and the rising pipe part and The second steam pipe is formed by repeatedly disposing the connecting pipe part, the descending pipe part, and the connection pipe part with respect to the outer peripheral surface of the body part.
본 발명에 따르면, 폐기물 연소장치 등에서 발생하는 폐열에 의한 과열증기를 추가로 가열하여 승온하는 과정에서 과열증기의 흐름을 강화하는 동시에 과열증기가 열원과 접촉하는 면적을 증가시켜 승온 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 과열증기 승온장치가 제공되는 효과가 있다. According to the present invention, it is possible to enhance the flow of superheated steam in the process of additionally heating the superheated steam caused by waste heat generated from the waste combustion device to increase the temperature, and at the same time increase the area in which the superheated steam contacts the heat source, thereby improving the heating efficiency. There is an effect that a superheated steam raising device is provided.
또한, 폐기물 연소장치 등의 폐열을 이용하여 고온을 필요로 하는 장치, 예를 들어, 수소발생장치에 전달되는 열원을 고열로 승온시켜 수소발생장치에 전달함으로써, 수소발생시 필요한 고열이 수소발생장치에 일정하게 공급되어 양질의 수소를 원활하게 생산할 수 있고, 폐열을 이용하여 고열을 손쉽게 얻을 수 있어 경제적으로 뛰어난 과열증기 승온장치가 제공되는 효과가 있다.In addition, by using waste heat such as a waste combustion device, a device requiring high temperature, for example, a heat source transferred to a hydrogen generator is heated to high heat and transferred to a hydrogen generator, so that high heat required for hydrogen generation is transferred to the hydrogen generator. Since it is supplied constantly, high-quality hydrogen can be produced smoothly, and high heat can be easily obtained using waste heat, thereby providing an economically superior superheated steam heating device.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 과열장치 승온장치의 개념적인 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 과열장치 승온장치의 개념적인 투시도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 내부 돌출부의 하나의 예시적인 구성을 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 내부 돌출부의 다른 예시적인 구성을 나타낸 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 외부 돌출부의 예시적인 구성을 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 바닥 돌출부의 예시적인 구성을 나타낸 도면이고,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 몸체부의 예시적인 구성을 나타낸 도면이고,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 유입부의 예시적인 구성을 나타낸 도면이고,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 증기관의 하나의 예시적인 구성을 나타낸 도면이고,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 증기관의 다른 예시적인 구성을 나타낸 도면이다.1 is a conceptual cross-sectional view of an overheating device heating device according to an embodiment of the present invention,
2 is a conceptual perspective view of an overheating device heating device according to an embodiment of the present invention,
3 is a diagram showing an exemplary configuration of an inner protrusion in an embodiment of the present invention,
4 is a view showing another exemplary configuration of an inner protrusion in an embodiment of the present invention,
5 is a diagram showing an exemplary configuration of an external protrusion in an embodiment of the present invention,
6 is a view showing an exemplary configuration of a bottom protrusion in an embodiment of the present invention,
7 is a view showing an exemplary configuration of a body portion in an embodiment of the present invention,
8 is a view showing an exemplary configuration of an inlet in an embodiment of the present invention,
9 is a view showing an exemplary configuration of a steam pipe in an embodiment of the present invention,
10 is a view showing another exemplary configuration of a steam pipe according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in the present specification are merely illustrative for the purpose of describing the embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention are All
양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.It may be implemented in various forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Since the embodiments according to the concept of the present invention can apply various changes and have various forms, embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the present specification. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosed forms, and includes all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are only for the purpose of distinguishing one component from other components, for example, without departing from the scope of the rights according to the concept of the present invention, the first component may be named as the second component and similarly the second component. The component may also be referred to as a first component.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃 하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it is directly connected to or may be connected to the other component, but other components may exist in the middle. Should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle. Other expressions describing the relationship between components, such as "between" and "just between" or "adjacent to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the present specification are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described herein, but one or more other features. It is to be understood that the possibility of addition or presence of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof is not preliminarily excluded.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this specification. Does not.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 과열장치 승온장치의 개념적인 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 과열장치 승온장치의 개념적인 투시도이다.1 is a conceptual cross-sectional view of an overheating device temperature raising device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a conceptual perspective view of an overheating device temperature raising device according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 과열장치 승온장치는 유입부(10), 몸체부(20) 및 배출부(30)를 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2, the superheater heating apparatus according to an embodiment of the present invention includes an
유입부(10)는 과열증기가 유입되는 유로의 기능을 수행한다.The
예를 들어, 유입부(10)는 몸체부(20)의 바닥 영역의 반대 영역인 상측 영역에 구비될 수 있으며, 과열증기는 고압으로 가압된 상태로 유입부(10)를 통해 몸체부(20)의 내부로 유입될 수 있다.For example, the
예를 들어, 과열증기는 폐기물 연소장치 등에서 발생하는 폐열에 의해 가열된 증기일 수 있으나, 과열증기가 이에 한정되지는 않는다.For example, the superheated steam may be steam heated by waste heat generated from a waste combustion apparatus, but the superheated steam is not limited thereto.
유입부(10)의 내측 유로가 연장된 선은 몸체부(20)의 측벽 내면의 접선과 같을 수 있다. 이러한 구조를 통해 유입부(10)에서 몸체부(20)로 투입되는 과열증기는 몸체부(20)의 측벽 내면의 접선방향으로 투입될 수 있다. 이렇게 몸체부(20)의 측벽 내면의 접선 방향으로 투입된 과열증기는 몸체부(20)의 측벽 내면을 따라 흐를 수 있다.The line in which the inner flow path of the
몸체부(20)는 외부 열원에 의해 가열되며, 유입부(10)를 통해 유입된 과열증기를 승온하는 기능을 수행한다. 즉, 몸체부(20)는 외부 열원에 의해 자신이 가열되는 구성요소로서, 열전도성 및 내구성이 우수한 임의 물질로 구성될 수 있으며, 그 외관이 실질적으로 원통형 형상을 가질 수 있으나, 몸체부(20)의 형상이 이에 한정되지는 않는다.The
배출부(30)는 몸체부(20)에서 승온된 과열증기를 외부로 배출하는 부분이다. 배출부(30)는 몸체부(20)의 가운데에서 상하방향으로 유로를 형성하면서 배치될 수 있다. 유입부(10)에서 투입된 과열증기는 몸체부(20)에서 가열되면서 몸체부(20)의 아래 방향(중력 방향)으로 흘러내려가게 되는데, 이러한 가열에 의해 승온된 과열증기는 몸체부(20)의 하측에서 배출부(30)의 유로를 따라 상측으로 배출될 수 있다.The
배출부(30)는 수소발생장치와 연결될 수 있다. 여기서, 수소발생장치는 물을 전기화학 셀을 이용하여 전기분해하는 장치로서, 수소발생장치는 몸체부(20)에서 승온된 과열증기를 공급받음으로써 보다 효율적으로 수소를 생산할 수 있다.The
한편, 도 2를 참조하면, 열원은 몸체부(20)의 측벽과 바닥으로 가해질 수 있다. 과열증기는 이러한 외부의 열원으로부터 보다 많은 열을 공급받기 위해 몸체부(20)의 상측에서부터 몸체부(20)의 측벽 내면을 따라 흐르면서 하측으로 이동된 후 몸체부(20)의 가운데에 있는 배출부(30)를 통해 배출될 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 2, the heat source may be applied to the sidewall and the bottom of the
과열증기를 입자 혹은 덩어리로 보면 과열증기는 유동 경로의 길이에 따라 공급받는 열의 양이 달라지게 된다. 과열증기는 유동 경로의 길이가 길어지면 공급받는 열의 양이 증가하고, 유동 경로의 길이가 짧아지면 공급받는 열의 양이 작아지게 된다.Considering superheated steam as particles or lumps, the amount of heat supplied to superheated steam varies depending on the length of the flow path. As for the superheated steam, when the length of the flow path increases, the amount of heat supplied increases, and when the length of the flow path decreases, the amount of heat supplied decreases.
그리고, 과열증기는 몸체부(20)의 측벽과의 거리에 따라 공급받는 열의 양이 달라지게 된다. 과열증기가 몸체부(20)의 측벽과 밀착하게 되면 공급받는 열의 양이 증가하게 되고, 측벽과 멀어지게 되면 공급받는 열의 양이 적어지게 된다.In addition, the amount of heat supplied to the superheated steam varies according to the distance from the sidewall of the
이러한 원리를 고려할 때, 과열증기에 공급되는 열의 양이 가장 많아지는 것은 과열증기가 몸체부(20)의 측벽 내면에 밀착하면서 나선형의 유동 경로로 흐르는 것이다.In consideration of this principle, the greatest amount of heat supplied to the superheated steam is that the superheated steam flows in a spiral flow path while being in close contact with the inner surface of the side wall of the
도 2에, 과열증기가 몸체부(20)의 측벽 내면에 밀착하면서 나선형의 유동 경로로 흐르는 것이 도시되어 있는데, 유입부(10)를 통해 투입된 과열증기는 원통형의 몸체부(20)에서 측벽 내면을 따라 나선형으로 유동하면서 몸체부(20)의 하측으로 이동했다가 몸체부(20)의 바닥에서 상승하면서 배출부(30)의 유로를 따라 외부로 배출될 수 있다.In FIG. 2, it is shown that the superheated steam flows in a spiral flow path while being in close contact with the inner surface of the side wall of the
한편, 이러한 몸체부(20)의 측벽 내면에는 과열증기를 나선형으로 회전시키면서 가열하는 내부 돌출부(210)가 형성되어 있다. 내부 돌출부(210)는 일종의 과열증기의 경로에 대한 가이드로서 기능한다.On the other hand, an
하나의 예로, 내부 돌출부(210)의 하나의 예시적인 구성을 나타낸 도 3을 추가로 참조하면, 내부 돌출부(210)는 몸체부(20)의 측벽 내면으로부터 돌출되며 몸체부(20)의 바닥 내면을 향하여 경사지게 연장된 나선형의 돌기 형상을 갖도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 유입부(10)를 통해 유입된 과열증기는, 내부 돌출부(210)에 의해 나선형으로 회전하면서 제1 소용돌이(swirl)로 유도됨으로써, 1차적으로 과열증기의 흐름이 강화되는 동시에 외부 열원에 의해 가열되는 내부 돌출부(210)와의 접촉 면적의 증가에 의해 가열 효율이 증대된다.As an example, referring further to FIG. 3 showing an exemplary configuration of the
여기서, 제1 소용돌이는 중력방향(Y방향)에 수직되는 평면(ZX평면)으로 형성되는 소용돌이로서, 과열증기의 주경로를 형성하게 된다.Here, the first vortex is a vortex formed in a plane (ZX plane) perpendicular to the direction of gravity (Y direction), and forms a main path of the superheated steam.
내부 돌출부(210)는 몸체부(20)의 측벽에 수직되는 방향(X방향)으로 돌출되도록 형성되는데, 이때, 내부 돌출부(210)와 측벽의 내면이 연결되는 부분에서 과열증기와 접촉되는 부분은 오목한 형상을 가질 수 있다. 이러한 오목한 형상은 과열증기의 흐름을 부드럽게 하기 위한 것으로서, 난기류의 발생을 줄여줄 수 있다.The
과열증기는 내부 돌출부(210)에 의해 몸체부(20)의 접선방향(Z방향)으로 유동하면서 중력에 의해 아래방향(Y방향에서 마이너스 방향)으로 유동하게 된다.The superheated steam flows in the tangential direction (Z direction) of the
한편, 내부 돌출부(210)는 몸체부(20)의 접선 방향(Z방향)과 일정한 각도를 가지고 중력방향(Y방향)으로 기울어져 있을 수 있는데, 이러한 각도에 따라 과열증기가 아래방향으로 유동하는 것을 가속화시킬 수 있다.On the other hand, the
유입부(10)의 투입 경로도 이러한 몸체부(20)의 접선 방향(Z방향)과 일정한 각도를 가지고 중력방향(Y방향)으로 기울어져 있을 수 있는데, 이러한 투입 각도에 따라 과열증기가 아래방향으로 유동하는 것을 가속화시킬 수 있다.The input path of the
다른 예로, 내부 돌출부(210)의 다른 예시적인 구성을 나타낸 도 4를 추가로 참조하면, 내부 돌출부(210)는 몸체부(20)의 측벽 내면으로부터 돌출되며 몸체부(20)의 바닥 내면을 향하여 경사지게 연장된 나선형의 돌기 형상을 가지며, 내부 돌출부(210)의 단부는 몸체부(20)의 측벽 내면에 나란한 상방으로 굽어진 형상을 갖도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 유입부(10)를 통해 유입되어 내부 돌출부(210)에 의해 제1 소용돌이(swirl)로 유도된 과열증기는 내부 돌출부(210)의 단부에 의해 제2 소용돌이로 유도됨으로써, 2차적으로 과열증기의 흐름이 강화되는 동시에 외부 열원에 의해 가열되는 내부 돌출부(210)와의 접촉 면적의 증가에 의해 가열 효율이 증대된다.As another example, referring to FIG. 4 showing another exemplary configuration of the
제1 소용돌이가 ZX 평면으로 형성된다면, 제2소용돌이는 XY 평면으로 형성될 수 있다. XY평면은 측벽의 상하방향과 내부 돌출부(210)의 돌출방향(측벽에 수직된 방향)이 이루는 평면으로서, 과열증기는 이러한 XY평면에서의 소용돌이를 통해 전체 과열증기가 고르게 섞일 수 있고, 또한, 몸체부(20)의 측벽 내면과의 접촉 시간이 증가하여 보다 많은 열을 공급받을 수 있다.If the first vortex is formed in the ZX plane, the second vortex may be formed in the XY plane. The XY plane is a plane formed by the vertical direction of the side wall and the protruding direction of the inner protrusion 210 (a direction perpendicular to the side wall), and the superheated steam can evenly mix the entire superheated steam through the vortex in the XY plane. The contact time with the inner surface of the side wall of the
내부 돌출부(210)의 단부는 측벽 내면에 나란한 상방으로 굽어진 후에 측면 내면 방향으로 다시 굽어지면서 측면 내면에서 내부 돌출부(210)의 단부로 향하는 과열증기가 다시 측벽 내면 방향으로 되돌아 올 수 있게 할 수 있다.The end of the
과열증기의 흐름을 증대시키기 위한 구성으로서, 내부 돌출부(210)의 돌출 높이(d2)는 유입부(10)의 직경(d1)보다 크도록 구성될 수 있다.As a configuration for increasing the flow of superheated steam, the protrusion height d2 of the
예를 들어, 외부 돌출부(220)의 예시적인 구성을 나타낸 도 5를 추가로 참조하면, 몸체부(20)의 측벽 외면에는 외부 열원에 노출되는 면적을 증가시켜 가열 효율을 증대시키는 외부 돌출부(220)가 형성되도록 구성될 수 있다.For example, referring to FIG. 5 showing an exemplary configuration of the
예를 들어, 이러한 외부 돌출부(220)는 몸체부(20)의 측벽 외면으로부터 돌출되며 몸체부(20)의 하방으로 경사진 형상을 갖도록 구성될 수 있다. 도 5의 도면부호 θ는 외부 돌출부(220)와 몸체부(20)의 측벽 외면에 수직인 면 간의 각도이다. 이러한 구성에 따르면, 외부 이물질, 예를 들어, 폐기물 연소장치에서 발생하는 재(ash) 등이 외부 돌출부(220)에 쌓이지 않고 하방으로 흘러내려 제거되기 때문에, 과열증기 승온장치의 유지보수가 용이해지고 외부 돌출부(220)에 적층되는 재(ash) 등에 의한 열전달 효율 저하를 사전에 방지할 수 있다.For example, the
예를 들어, 바닥 돌출부(230)의 예시적인 구성을 나타낸 도 6을 추가로 참조하면, 몸체부(20)의 바닥 내면에는 과열증기를 상승시켜 배출부(30)의 하단부로 유도하는 바닥 돌출부(230)가 형성되도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 유입부(10)를 통해 유입된 과열증기가 몸체부(20)의 측벽 내면에 형성된 내부 돌출부(210)에 의해 나선형으로 회전하면서 소용돌이(swirl)의 형태로 몸체부(20)의 바닥 내면에 도달하면, 과열증기가 몸체부(20)의 바닥 내면으로부터 배출부(30)의 하단부를 향하여 돌출되어 있는 바닥 돌출부(230)의 표면을 따라 상승하여 배출부(30)의 하단부로 집중 유도되기 때문에, 열배출 효율이 증대된다.For example, referring to FIG. 6 showing an exemplary configuration of the
예를 들어, 몸체부(20)의 예시적인 구성을 나타낸 도 7을 추가로 참조하면, 몸체부(20)의 바닥 내면은 배출부(30)의 하단부를 기준으로 반전된 콘(cone) 형상을 갖도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 몸체부(20)의 바닥 내면에 도달한 과열증기는 콘 형상을 갖는 몸체부(20)의 바닥 내면의 꼭지점 영역으로 집중된 후 상승하여 배출부(30)의 하단부로 유입되어 외부로 배출되기 때문에, 열배출 효율이 증대된다.For example, referring to FIG. 7 showing an exemplary configuration of the
배출부(30)는 몸체부(20)의 내부에 구비되어 있으며, 외부 열원에 의해 가열된 몸체부(20)에 의해 승온된 과열증기를 외부로 배출하는 기능을 수행한다.The
예를 들어, 배출부(30)는 몸체부(20)의 중앙 영역에 배치될 수 있으며, 몸체부(20)가 원통형인 경우 배출부(30)는 몸체부(20)보다 작은 직경을 갖는 원통형으로 구비될 수 있다.For example, the
예를 들어, 이러한 배출부(30)의 하단부는 몸체부(20)의 바닥 내면과 이격된 상태로 몸체부(20)의 바닥 내면을 향하여 벌어진 개구 형상을 갖도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 내부 돌출부(210)에 의해 몸체부(20)의 바닥 내면으로 유도된 과열증기는, 몸체부(20)의 바닥 내면을 향하여 벌어진 개구 형상을 갖는 배출부(30)의 하단부로 유입되어 외부로 배출됨으로써 열배출 효율이 증대된다.For example, the lower end of the
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 유입부의 예시적인 구성을 나타낸 도면이다.8 is a diagram showing an exemplary configuration of an inlet according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 유입부(10)에서 과열증기가 흘러가는 유로는 단면의 면적이 점점 줄어드는 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 8, a flow path through which superheated steam flows through the
이러한 형상에 의해, 유입부(10)에서 몸체부(20)로 투입되는 과열증기의 속도가 올라갈 수 있다. 과열증기는 몸체부(20)의 측벽 내면을 따라 흐르게 되는데, 이때, 과열증기의 속도가 올라가게 되면 원심력이 강해지면서 과열증기가 몸체부(20)의 측벽 내면에 밀착되는 시간이 증가하게 된다.Due to this shape, the speed of superheated steam injected from the
또한, 유입부(10)와 몸체부(20)가 연결되는 부분의 유로가 작아지게 되면, 과열증기의 통로가 좁아지면서 과열증기가 투입되는 경로의 단면이 작아지게 된다. 과열증기가 투입되는 경로의 단면이 넓으면 몸체부(20)의 측벽과 접촉되는 과열증기의 양이 적어지기 때문에 열을 더 적게 받게 되는데, 전술한 형상에 의하면, 과열증기가 투입되는 경로의 단면이 작아지면서 측벽과 접촉되는 과열증기의 양이 증가하게 된다.In addition, when the flow path of the portion where the
한편, 도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 증기관의 몇가지 예시적인 구성을 나타낸 도면이다.Meanwhile, FIGS. 9 and 10 are diagrams showing several exemplary configurations of a steam pipe according to an embodiment of the present invention.
도 9 및 도 10을 참조하면, 몸체부(20)의 외면에 과열증기가 유동하는 유로를 형성하며 유입부(10)와 연결되는 증기관을 구비할 수 있다.Referring to FIGS. 9 and 10, a flow path through which superheated steam flows may be formed on the outer surface of the
전술한 증기관은 몸체부(20)에 의하여 증기관의 내부를 유동하는 과열증기를 예열하기 위한 것으로, 원통형인 과열증기 승온장치(50)의 외부, 즉 몸체부(20)를 감싸 외부 열원(이하 미도시)과 열교환을 통하여 과열증기를 예열시킨 후, 유입부(10)를 통하여 예열된 과열증기를 공급하기 위한 것이다.The above-described steam pipe is for preheating the superheated steam flowing through the inside of the steam pipe by the
이러한 증기관은 몸체부(20)의 외면을 감싸도록 코일 형상으로 형성될 수 있으며, 원통 형상인 몸체부(20)의 외주면에 대하여 수평 또는 수직 방향으로 몸체부(20)를 감싸는 구조임을 파악할 수 있다.Such a steam pipe may be formed in a coil shape to surround the outer surface of the
증기관의 구조에 대하여 도 9를 참조하여 더욱 구체적으로 살펴보면, 몸체부(20) 외주면에 대하여 상하 수직 방향으로 나선 형상의 유로를 형성하며 몸체부(20)의 외주면을 감싸는 제1 증기관(110)을 포함할 수 있을 것이다.Looking at the structure of the steam pipe in more detail with reference to FIG. 9, a
아울러, 증기관의 구조에 대하여 도 10을 참조하여 더욱 구체적으로 살펴보면, 몸체부(20)의 외주면에 대하여 수평 방향을 따라 사행(蛇行) 형상으로 과열증기가 유동하는 유로를 형성하며 몸체부(20)의 외주면을 감싸는 제2 증기관(120)을 포함할 수도 있을 것이다.In addition, looking at the structure of the steam pipe in more detail with reference to FIG. 10, a flow path through which superheated steam flows is formed in a meandering shape along the horizontal direction with respect to the outer peripheral surface of the
이러한 제2 증기관(120)은 크게 상승관부(121)와 하강관부(122) 및 연결관부(123)를 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.It can be seen that the
우선, 상승관부(121)는 상기 몸체부의 외주면에 대하여 하부에서 상부측으로 과열증기가 유동하는 유로를 형성하게 된다.First, the rising
그리고, 하강관부(122)는 몸체부(20)의 외주면에 대하여 상부에서 하부측으로 과열증기가 유동하는 유로를 형성하게 된다.In addition, the descending
아울러, 연결관부(123)는 상승관부(121)의 상단부와 하강관부(122)의 상단부를 상호 연결하거나, 상승관부(121)의 하단부와 하강관부(122)의 하단부를 상호 연결하는 유로를 형성하게 된다.In addition, the
따라서, 제2 증기관(120)은 상승관부(121)와 연결관부(123)와 하강관부(122) 및 연결관부(123)가 몸체부(20)의 외주면에 대하여 반복 배치됨으로써 형성되는 것이다.Accordingly, the
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 폐기물 연소 장치 등에서 발생하는 폐열에 의한 과열증기를 추가로 가열하여 승온하는 과정에서 과열증기의 흐름을 강화하는 동시에 과열증기가 열원과 접촉하는 면적을 증가시켜 승온 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 과열증기 승온장치가 제공되는 효과가 있다.As described in detail above, according to the present invention, in the process of additionally heating superheated steam caused by waste heat generated from a waste combustion device and raising the temperature, the flow of superheated steam is strengthened and the area in which the superheated steam contacts the heat source is increased. There is an effect of providing a superheated steam heating device to improve the heating efficiency.
또한, 폐기물 연소장치 등의 폐열을 이용하여 고온을 필요로 하는 장치, 예를 들어, 수소발생장치에 전달되는 열원을 고열로 승온시켜 수소발생장치에 전달함으로써, 수소발생시 필요한 고열이 수소발생장치에 일정하게 공급되어 양질의 수소를 원활하게 생산할 수 있고, 폐열을 이용하여 고열을 손쉽게 얻을 수 있어 경제적으로 뛰어난 과열증기 승온장치가 제공되는 효과가 있다.In addition, by using waste heat such as a waste combustion device, a device requiring high temperature, for example, a heat source transferred to a hydrogen generator is heated to high heat and transferred to a hydrogen generator, so that high heat required for hydrogen generation is transferred to the hydrogen generator. Since it is supplied constantly, high-quality hydrogen can be produced smoothly, and high heat can be easily obtained using waste heat, thereby providing an economically superior superheated steam heating device.
10: 유입부
20: 몸체부
30: 배출부
50: 과열증기 승온장치
110: 제1 증기관
120: 제2 증기관
121: 상승관부
122: 하강관부
123: 연결관부
210: 내부 돌출부
220: 외부 돌출부
230: 바닥 돌출부10: inlet
20: body
30: discharge unit
50: superheated steam heating device
110: first steam pipe
120: second steam pipe
121: rising pipe part
122: descending pipe portion
123: connector part
210: inner protrusion
220: external protrusion
230: bottom protrusion
Claims (21)
외부 열원에 의해 가열되어 상기 유입부를 통해 유입된 과열증기를 승온하는 몸체부;
상기 몸체부의 내부에 구비되어 있으며 상기 몸체부에 의해 승온된 과열증기를 외부로 배출하는 배출부; 및
상기 과열증기가 유동하는 유로를 형성하며 상기 유입부와 연결되는 증기관을 포함하며,
상기 증기관은 상기 몸체부의 외면에 형성되는, 과열증기 승온장치.An inlet through which superheated steam is introduced;
A body portion heated by an external heat source to increase temperature of the superheated steam introduced through the inlet portion;
A discharge part provided inside the body part and discharging the superheated steam raised by the body part to the outside; And
And a steam pipe that forms a flow path through which the superheated steam flows and is connected to the inlet,
The steam pipe is formed on the outer surface of the body portion, superheated steam heating device.
상기 증기관은,
상기 몸체부의 외면을 감싸도록 코일 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 과열증기 승온장치.The method of claim 16,
The steam pipe,
Characterized in that formed in a coil shape to surround the outer surface of the body portion, superheated steam heating device.
상기 증기관은,
상기 몸체부의 외주면에 대하여 수평 또는 수직 방향으로 상기 몸체부를 감싸는 것을 특징으로 하는, 과열증기 승온장치.The method of claim 16,
The steam pipe,
The superheated steam heating device, characterized in that surrounding the body portion in a horizontal or vertical direction with respect to the outer peripheral surface of the body portion.
상기 증기관은,
상기 몸체부 외주면에 대하여 상하 수직 방향으로 나선 형상의 유로를 형성하며 상기 몸체부의 외주면을 감싸는 제1 증기관을 포함하는 것을 특징으로 하는, 과열증기 승온장치.The method of claim 16,
The steam pipe,
And a first steam pipe surrounding the outer circumferential surface of the body and forming a spiral flow path in a vertical direction with respect to the outer circumferential surface of the body.
상기 증기관은,
상기 몸체부의 외주면에 대하여 수평 방향을 따라 사행(蛇行) 형상으로 상기 과열증기가 유동하는 유로를 형성하며 상기 몸체부의 외주면을 감싸는 제2 증기관을 포함하는 것을 특징으로 하는, 과열증기 승온장치.The method of claim 16,
The steam pipe,
And a second steam pipe surrounding the outer circumferential surface of the body and forming a flow path through which the superheated steam flows in a meandering shape along the horizontal direction with respect to the outer circumferential surface of the body.
상기 제2 증기관은,
상기 몸체부의 외주면에 대하여 하부에서 상부측으로 상기 과열증기가 유동하는 상승관부와,
상기 몸체부의 외주면에 대하여 상부에서 하부측으로 상기 과열증기가 유동하는 하강관부와,
상기 상승관부의 상단부와 상기 하강관부의 상단부를 상호 연결하거나, 상기 상승관부의 하단부와 상기 하강관부의 하단부를 상호 연결하는 연결관부를 포함하며,
상기 상승관부와 상기 연결관부와 상기 하강관부 및 상기 연결관부가 상기 몸체부의 외주면에 대하여 반복 배치됨으로써 상기 제2 증기관이 형성되는 것을 특징으로 하는, 과열증기 승온장치.The method of claim 20,
The second steam pipe,
A rising pipe portion through which the superheated steam flows from the lower side to the upper side with respect to the outer peripheral surface of the body portion,
A descending pipe portion through which the superheated steam flows from an upper side to a lower side with respect to the outer peripheral surface of the body portion,
And a connecting pipe part interconnecting the upper end of the rising pipe part and the upper end of the descending pipe part, or interconnecting the lower end of the rising pipe part and the lower end of the descending pipe part,
The second steam pipe is formed by repeating the rising pipe part, the connection pipe part, the descending pipe part, and the connection pipe part with respect to the outer circumferential surface of the body part.
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001198444A (en) * | 2000-01-18 | 2001-07-24 | Sumitomo Chem Co Ltd | Stirring apparatus |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE9400253L (en) * | 1994-01-27 | 1995-07-28 | Siemens Elema Ab | Device intended to reduce the relative humidity of a flowing gas |
| JPH09192026A (en) | 1996-01-24 | 1997-07-29 | Ebaa Corp:Kk | Exothermic body |
| KR100363719B1 (en) * | 2000-04-22 | 2002-12-05 | 박용희 | Spiral Wound Heat Transferring Equipment on the Single Passage for the Super-heater |
| KR100442560B1 (en) | 2001-02-06 | 2004-07-30 | 유웅상 | A heating meterial for heating food packed in a package |
| JP4276854B2 (en) | 2003-01-30 | 2009-06-10 | ウチヤ・サーモスタット株式会社 | Hydrogen generating material, hydrogen generating method and hydrogen generating apparatus |
| KR101617618B1 (en) * | 2014-05-29 | 2016-05-04 | 한국에너지기술연구원 | Hydrogen generating system by solid waste mater H |
-
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001198444A (en) * | 2000-01-18 | 2001-07-24 | Sumitomo Chem Co Ltd | Stirring apparatus |
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