KR102399970B1 - 폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템에 관한 것으로서, 폐플라스틱을 열 분해하여 열분해유를 생성하고 생성된 열분해유를 이용하여 발전하여 전력을 생산할 수 있는 폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템에 관한 것이다.
본 발명의 폐합성수지를 이용한 발전시스템은 폐합성수지를 이용하여 열분해유를 생성할 수 있으며, 생성된 열분해유가 연소되면서 발생되는 증기나 열분해유가 공급되면서 구동되는 엔진 동력을 이용하여 발전하여 전력을 생산할 수 있는 이점이 있어 폐합성수지 및 열분해유 활용 효율이 향상될 수 있다.

Description

폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템{Power generation system using waste plastics pyrolyzing oil}
본 발명은 폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템에 관한 것으로서, 폐플라스틱을 열 분해하여 열분해유를 생성하고 생성된 열분해유를 이용하여 발전하여 전력을 생산할 수 있는 폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템에 관한 것이다.
최근, 환경오염이나 온난화 현상이 심각한 문제로 대두되고 있어, 일반폐기물이나 산업폐기물을 어떻게 재활용할지가 중요한 과제로 떠오르고 있다. 일반폐기물 및 산업폐기물 중 전기제품, 가정용품, 자동차 및 PET 병과 같은 대부분의 공업제품에 사용되고 있는 폐플라스틱은 재활용 용도가 낮고 대부분 쓰레기로 처분되는데, 자연상태에서 분해되는데 장구한 시간이 소요되므로 토양을 오염시키고 심각한환경오염을 유발하고 있는 실정이다.
이에 따라 폐플라스틱의 처리와 자원으로 활용하기 위한 기술이 활발히 연구되고 있다. 폐플라스틱을 재활용하기 위하여 폐플라스틱으로부터 원료로 이용할 수있는 유기가스 및 오일을 얻어 보일러나 연소장치에 사용되는 재생연료를 제조하는방법이나 재생연료를 사용하는 연소장치가 고안되고 있다.
폐플라스틱의 원료는 석유이고 연료유 및 휘발유, 디젤유, 액화가스도 석유로부터 추출된다. 폐플라스틱은 분자량이 큰 고분자이며 그 조성은 탄소와 수소로이루어져 있다. 이에 비하여 휘발유나 디젤유, 연료유는 분자량이 적다. 폐플라스틱은 분자량이 큰 고체석유로 볼 수 있으므로 이를 액화하여 크래킹하면 액체와 기체상태인 석유로 전환시킬 수 있다.
이러한 방법을 적용한 유화장치는 반응로의 원료투입구를 통하여 폐플라스틱을 선별하여 투입한 후, 버너 등의 가열수단에 의하여 반응로에 열에너지를 가하여폐플라스틱을 열분해하여 오일가스(Oil gas)를 얻는다. 반응로의 온도는 폐플라스틱의 종류, 반응 조건 등에 의하여 차이나 있으나, 일반적으로 300∼600℃ 정도로유지하고 있다. 폐플라스틱의 열분해를 통한 전처리공정에서 생성되는 오일가스(열분해가스)는 액화, 분리 등 일련의 유화처리공정을 통하여 오일(열분해유)로 생성하고 있다. 그리고 폐플라스틱은 열분해에 유리하도록 미리 가용융시켜 반응로에 투입하기도 한다.
이렇게 폐플라스틱으로부터 얻은 열분해유는 물과 혼합되어 재활용연료(에멀전연료)의 제조에 이용된다. 열분해유와 물은 서로 용해되지 않지만, 미량의 촉매와 함께 열분해유와 물을 일정비율로 혼합하여 교반하면, 물이 미세한 수적 상태로열분해유에 분산되어 재생연료가 된다. 미량의 촉매는 미리 액체연료에 넣을 수 있고, 물에 넣을 수도 있다. 재생연료(에멀전연료)는 연소시 완전연소하기 때문에 에멀전화 되지 않은 액체연료에 비해 연소 시 배출되는 유해배출가스가 현저히 적어친환경으로 난방유나 보일러유에 이용된다.
한편, 최근에는 폐합성수지를 이용해 생성된 열분해유로 엔진을 가동하여 전기를 생산함과 동시에 엔진을 운전하면서 발생하는 열을 에너지로 사용하는 장치와 기술로 폐기물을 에너지 활용을 극대화하여 경제적 가치를 가지므로 폐기물 폐플라스틱으로 발생하는 환경오염을 최소화하고, 폐기물 신재생에너지의 활용을 극대화기 위한 기술이 개발되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2096290호 : 신재생 에너지를 이용한 발전시스템의 열회수 장치
본 발명은 폐합성수지를 열분해하여 열분해유를 생성할 수 있으며, 생성된 열분해유를 통해 발전하여 전력을 생산할 수 있는 폐합성수지를 이용한 발전시스템을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 열분해유 연소시 발생되는 증기를 이용하여 발전할수 있으며, 열분해유를 개질하여 디젤엔진에 공급하여 발전할 수 있는 폐합성수지를 이용한 발전시스템을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폐합성수지를 이용한 발전시스템은 폐합성수지를 열분해하여 발생되는 가스를 응축시켜 열분해유를 생성하며, 상기 열분해유를 저장하는 제1열분해유 저장탱크를 포함하는 열분해유 생성부와; 상기 제1열분해유 저장탱크에 저장된 열분해유를 개질 처리한 후, 연소시켜 발전하는 디젤엔진발전부와; 상기 제1열분해유 저장탱크에서 공급된 열분해유를 연소하여 발생되는 증기를 통해 발전하는 증기터빈발전부와; 상기 증기터빈발전부와 상기 디젤엔진발전부가 발전되면서 생산된 전력을 저장할 수 있는 에너지 저장 시스템과; 상기 증기터빈발전부와 상기 디젤엔진발전부의 발전을 제어하며, 생산된 전력을 상기 에너지 저장시스템에 저장시키거나 전력계통으로 공급하는 전력공급제어부;를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 증기터빈발전부는 내부에 연소실이 마련된 보일러본체와, 상기 연소실을 향하도록 상기 보일러본체에 삽입장착되며 열분해유를 포함한 연료를 연소하는 버너유닛과, 상기 보일러의 연도에서 연장된 증기배출관과 연결되어 상기 보일러에서 발생된 증기가 유입되어 발전하는 증기발전장치와; 상기 증기발전장치로 유입된 증기를 상기 버너유닛 측으로 공급하는 증기회수관;을 구비하고, 상기 버너유닛은 상기 연소실을 향하도록 길이연장되며 상기 연소실 방향으로 개방된 연소공간이 형성된 연소관과, 상기 연소관의 타단측에 장착되며 일측에 형성된 증기유입구로부터 유입된 증기와 열분해유 유입구를 통해 유입된 열분해유를 혼화하여 토출구를 통해 상기 연소공간 측으로 토출하는 노즐을 포함하는 버너본체와; 상기 열분해유 유입구로 상기 제1열분해유 저장탱크에 저장된 열분해유를 공급하는 열분해유 공급부와; 물저장탱크에 저장된 물이 상기 연소관 내에서 가열되어 증기가 될 수 있도록 상기 연소관 내로 연장되었다가 상기 증기유입구로 연결되며 상기 연소관과 상기 증기유입구 사이에서 상기 증기회수관과 연결되는 물 공급관을 포함하는 물 공급부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 디젤엔진발전부는 상기 제1열분해유저장탱크에 저장된 열분해유가 임시적으로 저장되는 제1보조연료탱크와; 상기 제1보조연료탱크로부터 이송되는 열분해유를 공급되게 하여 불순물이 여과되도록 하는 교대여과부와; 상기 교대여과부로부터 이송되는 열분해유를 모터 동력으로 회전되는 한쌍의 기어회전체에 의해 불순물이 분쇄되게 하면서 열분해유를 펌핑되게 하는 펌프겸용 분쇄부와; 상기 펌프겸용 분쇄부에서 이송되는 열분해유의 불순물이 파쇄되고 열분해유에 함유된 수분이 분리되어 일측에 집적되게 하는 파쇄분리부와; 상기 파쇄분리부에서 이송되는 열분해유가 제1기립탱크 내에서 다수의 제1 내지 제4침전판부재에 의해 흐름속도가 저지되게 하여 불순물이 침전되도록 하는 흐름저지침전부와; 상기 흐름저지침전부에서 이송되는 열분해유를 제2기립탱크 내에서 가온시켜 점도가 낮아진 열분해유로부터 불순물이 분리되어 침전되도록 하는 가열침전부와; 상기 가열침전부에서 이송된 열분해유를 제3기립탱크 내에서 금속필터망체에 여과되게 하여 불순물이 하측으로 침전되게 하고 여과된 열분해유는 상승되게 이동되어 열분해유 하강 배출관을 통해 역류되게 배출되게 하는 필터침전부와; 상기 필터침전부에서 이송된 열분해유가 저장되는 제2열분해유 저장탱크와; 상기 제2열분해유 저장탱크에 저장된 열분해유를 공급받아 발전하는 디젤엔진발전장치;를 구비하고, 상기 필터침전부는 상기 금속필터망체를 지지하되 상기 금속필터망체가 폐색되는 것을 방지되게 상기 제3기립탱크에 대해 상기 금속필터망체이 유동가능하게 지지하는 망체지지유닛;을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 폐합성수지를 이용한 발전시스템은 폐합성수지를 이용하여 열분해유를 생성할 수 있으며, 생성된 열분해유가 연소되면서 발생되는 증기나 열분해유가 공급되면서 구동되는 엔진 동력을 이용하여 발전하여 전력을 생산할 수 있는 이점이 있어 폐합성수지 및 열분해유 활용 효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 폐합성수지를 이용한 발전시스템은 열분해유를 이용해 발전 시 발생되는 열을 양식장이나 농작물 재배하우스와 같은 열수요처에 공급할 수 있어, 열분해유 연소열 활용효율이 향상될 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템은 보일러에서 배출되는 증기를 이용하여 발전할 수 있어 폐합성수지 처리 및 열분해유 활용 효율을 높일수 있으며, 발전에 이용된 증기가 보일러 측으로 재 유입되어 열분해유 연소를 위해 공급되는 물의 가열효율이 향상 되며 나아가서는 연소효율 및 발전효율이 향상 될 수 있다.
그리고, 본 발명의 폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템은 열분해유가 개질되어 디젤엔진발전장치로 공급되며, 열분해유의 불순물을 제거하는 금속필터망체가 폐색되는 것이 방지되므로 발전효율이 더욱 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐합성수지를 이용한 발전시스템에 대한 블록도이고,
도 2는 도 1의 폐합성수지를 이용한 발전시스템의 열분해유생성부와 증기터빈발전부에 대한 도면이고,
도 3은 도 1의 폐합성수지를 이용한 발전시스템의 디젤 엔진 발전부에 대한 도면이고,
도 4는 도 1의 열분해유생성부에 대한 일부 단면도이고,
도 5는 도 1의 증기터빈발전부의 버너유닛에 대한 단면도이고,
도 6은 도 5의 버너유닛의 노즐에 대한 단면도이고,
도 7은 도 2의 디젤엔진발전부의 흐름저지침전유도부에 대한 단면도이고,
도 8은 도 2의 디젤엔진발전부의 가열침전유도부와 필터침전유도부에 대한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 8에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템이 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템(1)은 폐합성수지로부터 열분해유를 생성하고, 생성된 열분해유를 가열된 물과 혼화하여 연소하면서 발생되는 증기를 이용하여 발전하거나, 생성된 열분해유를 개질처리하여 엔진에 연소시켜 발전할 수 있는 구조를 갖는다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템(1)은 폐합성수지로부터 열분해유를 생성하는 열분해유 생성부(10)와, 열분해유를 증기와 혼화하여 발생되는 증기를 통해 발전하는 증기터빈발전부(110)와, 열분해유에 포함된 불순물을 제거한 후 연소시켜 발전하는 디젤엔진발전부(310)와, 증기터빈발전부(110)과 디젤엔진발전부(310)에서 발전된 에너지가 저장되는 에너지저장시스템(510)과, 증기터빈발전부(110)과 디젤엔진발전부(310)의 발전량을 제어하거나 에너지저장시스템(510)으로 에너지를 저장하거나 전력계통(610)으로 전력공급을 제어하는 전력공급제어부(410)를 구비한다.
열분해유 생성부(10)는 밀폐된 분위기 내에서 가열시켜 열분해시키는 열분해장치(11)와, 열분해장치(11) 내부와 연통 연결되어 열분해에 의해 생성된 오일가스를 분리하는 분리장치(31)와, 분리된 오일가스를 액화시키는 냉각장치(41)와, 액화된 오일을 저장하는 제1열분해유 저장탱크(51)로 이루어진다.
열분해장치(11)는 일정량의 폐합성수지를 수용하는 원통 형상으로 형성되며 일단 부위에 분쇄된 폐합성수지의 투입이 이루어지는 투입구(14)가 마련되며 타단에는 내부에서 열분해된 오일가스가 배출되는 배출관(16)과 연동되는 배출구(미도시) 마련된 열분해조(12)와; 열분해조(12)의 내벽에 장착되는 용융히터부(18)와; 폐합성수지가 열분해조(12) 내부에서 덩어리로 유지되지 않도록 하고, 용융히터부(18)의 표면에 대한 비표면적을 높이도록 함과 동시에 계속적인 유동이 있도록 스크류 형태로 연장된 커터(17)와; 베이스프레임(23) 상에 장착되는 브라켓(20a)과 브라켓(20a)에 회전가능하게 장착되어 열분해조(12)의 외주면을 회전 가능하게 지지하는 다수의 지지유닛(20)과; 열분해조(12)의 외주면에 원주방향을 따라 형성된 제1기어(26)와, 구동축(28)에 장착된 제2기어(29)가 제1기어(18)와 치합되게 베이스부(23)에 고정설치되는 모터(27)를 포함하여 열분해조(12)를 회전시키는 회전구동유닛(25);을 구비한다.
용융히터부(18)는 내주면에 커터(17)가 장착되는 원통형상으로 형성되며, 가열가능한 금속소재로 형성된다. 또는, 용융히터부(18)는 도시된 바와 다르게, 내부에 열선이 배치되고 그 외부로 열분해조(12)의 길이방향으로 연장된 페이스트(paste) 형태의 세라믹 촉매가 매립되며 세라믹촉매의 외곽으로 보호관이 원주방향으로 일정간격으로 배치된 구조로 이루어질 수 있다.
커터(17)는 용융히터부(18)의 표면과 더불어 열 전도율을 더욱 확장시키도록 하는 것으로서, 용융히터부(18)의 내측면에 대하여 복수 개수가 간격을 두고 배치되며, 이들 커터(44) 사이의 간격 부위는 열분해조(38)의 길이 방향을 따라 일열로 배열된다.
분리장치(31)는 기수분리탱크(32)와, 기수분리탱크(32) 내에 장착되는 제1열교환기(미도시)로 구성된다. 열분해조(12)에서 배출된 고온의 가스가 열교환기를 통과하는 가정에서 가스에 포함된 수분이 응측되어 기수분리탱크(32)에 저장되며, 가스는 냉각장치(41)로 공급된다.
냉각장치(41)는 기액분리탱크(42)와. 기액분리탱크(42) 내에 장착되는 제2열교환기(미도시)로 구성된다. 분리장치(31)에서 배출되는 가스가 2차 열교환기를 통과하게 됨으로써, 가스에 포함된 유류성분이 응축되어 기액분리탱크(42)에서 액체 성분의 오일과 응축되지않은 가스로 분리되어, 오일은 열분해유 저장탱크(51)로 공급되고 가스는 제1열분해유 저장탱크(51) 외부로 배출된다.
열분해유 생성부(10)는 폐합성수지를 열분해한 후 응축시켜 열분해유를 생성시킬 수 있는 구조이면, 도시된 구조에 한정되지 않으며, 대한민국 등록특허공보 제10-1980415호에 개시된 폐플라스틱 열분해 유화장치 구조나, 대한민국 등록특허공보 제10-2166530호에 개시된 구조가 적용될 수도 있다.
한편, 제1열분해유 저장탱크(51)에서 배출된 가스는 본 출원인이 출원한 수소생산시스템(대한민국 등록특허공보 제10-1872990호)으로 공급되게 연결될 수도 있도록, 가스외부배출관(52)이 제1열분해유 저장탱크(51)에 연결될 수 있다.
증기터빈발전부(110)는 보일러(111)와; 보일러(111)의 연도에서 연장된 증기배출관(250)과; 증기배출관(250)과 연결되어 보일러(111)에서 발생된 증기가 유입되어 발전하는 증기발전장치(260)와; 증기발전장치로 유입된 증기를 보일러(111)의 버너유닛(120) 측으로 공급하는 증기회수관(210)을 구비한다.
보일러(111)는 내부에 연소실(113)이 마련되며 일측에 증기 배출을 위한 연도(114)가 마련된 보일러 본체(112)와, 연소실(113)을 향하도록 보일러 본체(112)에 삽입장착되며 열분해유를 포함한 연료를 연소하는 버너유닛(120)을 구비한다.
도 3에 도시된 보일러본체(112)는 수관식 보일러를 예로 든 것으로서, 버너유닛(120)이 장착될 수 있고, 연소실(113) 및 연도(114)가 마련되어 있으면 도시된 구조에 한정되지 않는다.
버너유닛(120)은 보일러본체(112)에 삽입장착되는 버너본체(121)와, 제1열분해유저장탱크(51)에서 버너본체(121)로 연장되어 열분해유를 공급하는 제1열분해유 공급관(162)을 포함하는 제1열분해유 공급부(161)와, 버너본체(121)로 물을 공급하는 물 공급부(171), 송풍기(186)를 구비한다.
버너본체(121)는 연소실(113)을 향하도록 길이연장되며 연소실(113) 방향으로개방된 연소공간(124)이 형성된 연소관(123)과, 연소관(123)의 타단 중심측에 장착되는 노즐(127)과, 연소관(123)의 타단 측에 장착되어 노즐(127)의 타측을 감싸며 연소공간(124)과 연통되는 보조공간(152)을 형성하는 보조챔버(151)와, 점화장치(156)를 구비한다.
노즐(127)은 연소관(123)의 타단 중심측에 장착되며, 일측에 형성된 증기유입구(142)로부터 유입된 증기와 열분해유 유입구(130)를 통해 유입된 열분해유를 혼화하여 토출구(141)를 통해 연소공간(124) 측으로 토출한다.
노즐(127)은 하우징(128)과, 혼화부재(138)을 구비한다.
하우징(128)은 연소실(114)을 향하는 길이방향 양측으로 개방된 내부 수용공간(29)을 갖는 원통 형상으로, 외주면 일측에 열분해유 유입구(130)가 형성된다.
혼화부재(138)는 혼화메인바디(139)와, 결속소켓(146)을 구비한다.
혼화메인바디(139)는 연소실(113)에 멀어지는 방향의 하우징(128)의 일측를 통해 내부 수용공간(129) 내에 수용되게 장착되어 하우징(128)의 양측을 폐쇄시키되, 열분해유 유입구(130)를 통해 유입된 연료가 유동하는 열분해유중계로(133)가 형성되도록, 길이방향 양단 사이의 외주면과 하우징(128)의 내주면 사이가 상호 이격되게 형성된다. 그리고, 혼화메인바디(139)는 연소실(113)을 향한 타단 중심측에 토출구(141)가 형성되고 일단에는 증기유입구(142)가 형성되게 내측에 길이방향을 따라 관통되어 메인혼화유로(140)가 형성된다.
또한, 혼화메인바디(139)는 길이방향 타단에 일단 방향으로 갈수록 내경이 좁아지게 인입형성되며 인인된 단부에 토출구(141)가 연통되는 혼화 가이드홈(143)과, 열분해유중계로(133)를 형성하는 외주면으로부터 메인혼화유로(140)까지 관통되되 메인혼화유로(140)에 인접할수록 토출구(141)에 인접하게 관통 연장된 다수의 제1열분해유공급공(144)와, 제1열분해유공급공(144)과 토출구(141) 사이의 외주면에서 혼화가이드홈(143) 측으로 관통되되 메인혼화유로(140)의 연장선상(a)을 향하도록 관통되며 토출구(141)를 중심으로 원주방향으로 상호 이격된 다수의 제2열분해유공급공(145)이 형성된다.
메인혼화유로(140)는 증기유입구(142)로부터 연소실(113) 방향으로 일정한 직경으로 연장되며 제1연장부(140a)와, 토출구(141)에서 제1연장부(140a) 방향으로 제1연장부(140a)보다 작은 직경으로 연장되며 제1열분해유공급공(44)와 연통되는 제2연장부(140b)와, 제1연장부(140a)와 제2연장부(140b)를 연결하며 제2연장부(140b)로 갈수록 내경이 좁아지는 제3연장부(140c)로 구분된다.
메인 혼화 유로(140)를 통과하는 증기가 제2연장부(140b)를 통과할 때, 제1 및 제3연장부(140a,140c)에 비해 상대적으로 좁아진 내경에 의해 속도가 증가되고 그에 따라 압력이 낮아지면서 열분해유중계로(133)로 유입된 연료가 제1열분해유공급공(144)를 통해 제2연장부(140b)로 자동으로 공급된다.
제1연장부(140a)와 제3연장부(140c)는 동일한 길이로 연장되는 것이 바람직하다.
결속소켓(146)은 혼화메인바디(139)의 타단에 나사결합되며, 메인혼화유로(140)와 연통되게 중심측이 관통형성되며, 후술되는 물공급관(173)과 연결된다.
보조챔버(151)는 보조공간(152)이 혼화메인바디(139)에 대해 돌출된 제1결속소켓(146)과, 제1결속소켓(146)과 연결된 물공급관(173)을 수용할 수 있도록 형성되며, 제1결속소켓(146)을 지지할 수 있도록 내주면에서 원주방향을 따라 돌출형성되어 중심측이 관통된 소켓지지턱(153)이 형성된다.
점화장치(156)는 노즐(127)의 토출구(141)를 통해 분사되는 연료를 초기에 점화할 수 있게 혼화 노즐(127)에 인접되게 장착되어 있다. 점화장치(156)는 전력공급제어부와 전기적으로 제어되어 점화 구동될 수 있다.
한편, 노즐(127)은 하우징(128) 내에 수용되되, 혼화 가이드홈(143)이 형성된 혼화메인바디(139)의 일단부와 연소실(113)을 향하는 하우징(128)의 단부 사이에 위치되는 혼화유도유닛(147)을 더 구비할 수 있다.
이 경우, 혼화메인바디(139)는 혼화 가이드홈(143)이 형성된 단부가 연소실(113)을 향하는 하우징(128)의 단부와 이격되게 형성되고, 하우징(128)은 연소실(113)을 향하는 단부 내주면에 돌출되되 원주방향으로 연장된 링 형상의 지지턱(128a)이 형성되는 것이 바람직하다.
혼화유도유닛(147)은 하우징(128)의 내부수용공간(129)에 하우징(128)의 길이방향으로 이동가능하게 수용되고 상호 이격되게 배치되며 혼화가이드홈(143)의 최대 직경보다 작은 내경으로 중심측이 관통된 링 형상의 복수의 와류형성유도판(148)과, 복수의 와류형성유도판(148)들 사이에 설치되며 중심측이 관통되게 나선연장되어 와류형성유도판(148)들을 지지하는 복수의 판 지지부재(149)를 구비한다.
와류형성유도판(148)과 판 지지부재(149)는 금속소재로 형성되는데, 판 지지부재(149)는 와류형성유도판(148)들을 탄성지지하되 고열에서 견딜수 있도록 텅스텐 소재를 포함하는 고강도 스프링이 적용될 수 있다.
와류형성유도판(148)은 혼화가이드홈(143)의 최대 직경보다 작은 직경으로 관통된 제1와류 형성공(148a)과, 제1와류 형성공(148a)의 둘레에서 원주방향으로 상호 이격되게 관통되며 혼화가이드홈(143)과 연통되는 다수의 제2와류 형성공(148b)를 구비한다.
혼화가이드홈(143)으로 토출된 증기와 열분해유가 혼화가이드홈(143)에 대해 내측으로 돌출된 와류형성유도판(148)에 일부가 부딪히면서, 판 지지부재(149)에 탄성지지되는 와류형성유도판(148)이 하우징(128)의 길이방향으로 진퇴이동되어 혼화가이드홈(143)으로 토출된 증기와 열분해유의 혼화효율이 향상될 수 있다.
열분해유 공급부(161)는 제1열분해유 저장탱크(52)에서 노즐(127)의 하우징(128)에 형성된 열분해유 유입구(130)로 연장된 제1열분해유 공급관(162)과, 제1열분해유 공급관(162)을 개폐하는 제1개폐밸브(164)와, 제1열분해유 공급관(162) 일측에 설치되어 열분해유 유입구(130) 측으로 열분해유를 펌핑하는 제1열분해유 공급펌프(165)를 구비한다.
물공급부(171)는 물이 저장되는 물 저장탱크(172)와, 물 저장탱크(172)에서 메인혼화유로(140)와 연통되게 혼화부재(138)에 결속소켓(146)으로 연장된 물 공급관(173)과, 물 공급관(173)을 개폐하는 제2개폐밸브(181)와, 물 공급관(173) 일측에 설치되어 증기 유입구(142) 측으로 물을 펌핑하는 물 공급펌프(182)를 구비한다.
물공급관(173)은 물 저장탱크(172)에서 보조챔버(151) 내로 연장된 메인공급관(174)과; 메인공급관(174)을 통해 공급된 물이 하우징(128) 내에서 가열되어 증기가 될 수 있도록 하우징(128) 내로 연장되었다가 증기유입구(142)로 연결되게 연장된 가열관(175)을 구비한다.
가열관(175)은 메인공급관(174)과 연결되며 하우징(128) 길이방향을 따라 직선상으로 하우징(128) 내로 연장된 물 유입부(175a)와, 하우징(128) 내로 연장된 제1직선연장부(175a)의 단부에서 노즐(127)의 둘레에 위치되게 하우징(128) 길이방향을 따라 나선형으로 권선연장된 가열본체부(175b)와, 연소실(113)을 향하는 가열본체부(175b)의 단부에서 보조챔버(151)측으로 직선연장되었다가 타측이 증기유입구(142)와 연통되도록 결속소켓(146)과 연결되게 절곡연장된 노즐연결부(175c)를 구비한다.
송풍기(186)는 보조챔버(151)의 일측에 보조공간(152)과 연통되게 마련된 송풍관(159)에 결합되어 연소공간(124)으로 공기를 송풍한다.
한편, 증기배출관(250) 일측에는 연도(114)에서 배출된 증기를 증기발전장치(260)측으로 압송하기 위한 압송팬(251)이 설치되거나, 도시되지는 않았으나, 과급기가 설치될 수 있다.
증기발전장치(260)는 일반적인 증기 터빈 발전장치로서, 보일러(111)에서 생성되어 증기배출관(260)을 통해 공급된 증기로 터빈(161)을 회전시켜 전기를 생성한다.
증기발전장치(260)는 증기에 의해 회전되는 터빈(261)의 회전축(262)과 발전요소(264)가 결합되어 있고, 발전요소(264)는 터빈(261)의 회전축(262)의 회전에 의해 전기를 생성하는 통상의 구조로 되어 있고, 이러한 구조는 공지되어 있어 더욱 상세한 설명은 생략한다. 증기발전장치(260)에서 생성된 전기는 에너지저장시스템(510)에 저장되거나 전력계통(610)으로 공급된다.
증기회수관(210)은 노즐연결부(175c) 측에 연결되어, 가열관(175)의 가열본체부(175b)에서 1차 가열된 증기나 물이 증기회수관(210)을 통해 유입된 증기와 혼합되어 메인혼화유로(140)로 공급된다.
증기회수관(210)은 도시된 바와 다르게, 물 유입부(175a) 측에서 메인공급관(174)에서 공급된 물이 증기와 혼합되면서 1차 예열되고 가열관(175)의 가열본체부(175b)에서 가열되어 메인혼화유로(140)로 공급되도록, 물 유입부(175a) 측에 연결될 수 도 있다.
증기회수관(210)은 도 2를 참고하면, 증기발전장치(260)에서 연장된 제1연장관(210a)과, 제1회수관(210a)에서 제1열분해유 저장탱크(51) 내로 관통 연장되었다가 다시 제1열분해유 저장탱크(51) 외부로 연장되어 제3열교환기(270)로 연장되는 제2연장관(210b)과, 제3열교환기(270)에서 가열관(175)으로 연장된 제3연장관(210c)으로 구분될 수 있다.
제3열교환기(270)는 증기회수관(210)으로 유입된 증기를 액상화 하는 것으로서, 증기발전장치(260)를 거친 증기를 유입 받아 열교환관(271)을 통해 응축시키며, 생성된 응축수를 보일러(111)로 순환되게 공급하도록 증기회수관(210) 일측에 설치된다.
그리고, 증기회수관(210) 일측에는 증기회수관(210)을 개폐하는 제3개폐밸브(212)와, 증기발전장치(260)에서 배출된 증기를 물공급관(173) 측으로 펌핑하는 제1증기공급펌프(214)가 장착된다. 또한, 제3연장관(210c) 일측에는 제3연장관(210c)을 개폐하는 제4개폐밸브(216)와, 제3열교환기(270)에서 배출된 증기를 물공급관(173) 측으로 펌핑하는 제2증기공급펌프(218)가 장착된다.
또한, 증기회수관(210) 일측에는 구체적으로 도시되지는 않았으나, 온수가 필요한 양식장이나 온풍공급이 필요한 농작물 재배하우스를 포함하는 열수요처(220)로 연장된 온열공급관(219)이 장착될 수 있다. 이 경우, 제3개폐밸브(212)는 제1연장관(210a)과 제2연장관(210b) 사이에 위치되며, 도 2에 도시된 바와 같이, 3방향 밸브가 적용되는 것이 바람직하다.
한편, 디젤엔진발전부(310)는 제1열분해유저장탱크(51)에 저장된 열분해유가 임시적으로 저장되며 열분해유 예열을 위한 제1전기히터(314)가 설치되는 제1보조연료탱크(313)와; 제1열분해유저장탱크(51)에서 제1보조연료탱크(313)로 연장된 제2열분해유 공급관(316)과, 제2열분해유 공급관(316) 일측에 설치되어 제1열분해유저장탱크(51)의 열분해유를 펌핑하는 제1이송펌프(317)를 포함하는 제2열분해유 공급부(315)와; 제1보조연료탱크(313)로부터 이송되는 열분해유를 전환조작부(329)에 의해 한쌍의 필터부(미도시)중에 선택적으로 어느 하나의 필터부로만 공급되게 하여 불순물이 여과되도록 하는 교대여과부(320)와; 제1보조연료탱크(313)와 교대여과부(320)를 연결하는 연결관(318)과; 교대여과부(320)로부터 이송되는 열분해유를 모터(334) 동력으로 회전되는 한쌍의 기어회전체(미도시)에 의해 불순물이 분쇄되게 하면서 열분해유를 펌핑되게 하는 펌프겸용 분쇄부(330)와; 펌프겸용 분쇄부(30)에서 이송되는 열분해유의 불순물이 외통체(342) 내부에서 고정금속필터망(미도시)과 고속모터(44) 동력으로 회전되는 회전금속필터망(미도시) 사이에서 파쇄되고 열분해유에 함유된 수분이 분리되어 수분집적실(346)에 집적되게 하는 파쇄분리부(340)와; 파쇄분리부(340)에서 이송되는 열분해유가 제1기립탱크(361) 내에서 다수의 침전판부재(366,367,368,369)에 의해 흐름속도가 저지되게 하여 불순물이 침전되도록 하는 흐름저지침전부(360)와; 상기 흐름저지침전부(360)에서 이송되는 열분해유를 제2기립탱크(376) 내에서 제2전기히터(379)에 의해 가온시켜 점도가 낮아진 열분해유로부터 불순물이 분리되어 침전되도록 하는 가열침전부(375)와; 상기 가열침전부(375)에서 이송된 열분해유를 제3기립탱크(383) 내에서 금속필터망체(386)에 여과되게 하여 불순물이 하측으로 침전되게 하고 여과된 중유는 상승되게 이동되어 열분해유 하강배출관(387)을 통해 역류되게 배출되게 하고 금속필터망체(386)는 인출하여 소제 가능하도록 하는 필터침전부(382)와; 필터침전부(382)에서 이송된 중유가 초음파하우징(401) 내에서 초음파발진부(402)와 초음파진동부(403)에 의해 발생되는 초음파에 의해 분쇄 및 유화가 되도록 하는 초음파유화부(400)와; 초음파유화부(400)에서 처리된 열분해유가 저장되는 제2열분해유 저장탱크(406)와; 제2열분해유 저장탱크(406)에서 공급된 열분해유를 연료로하여 발전하는 디젤엔진발전장치(408)를 구비한다.
디젤엔진발전부(310)는 공개된 대한민국 등록특허공보 제10-0987037호에 개시된 구조를 이용하여 열분해유를 개질시킨 후, 디젤엔진발전장치(408)에 연소시킴으로서 발전하는 것으로서, 흐름저지침전부(360)와 필터침전부(382)를 제외하고 상세한 설명은 생략한다.
파쇄분리부(340)를 거친 열분해유는 미립자나 불순물이 더 작은 미립자로 파쇄되는 동시에 산소가 융해되어 있고 수분이 분리된 상태로 처리되어, 흐름저지침전부(360)와 가열침전부(375) 및 필터침전부(380)로 이송되어 불순물이 침전된다.
도 7에 도시된 흐름저지침전부(360)는 길다란 제1침전실(362)을 가지며 상부에 제1열분해유 배출구(363)와 하측에 제1드레인밸브(364)를 갖는 제1기립탱크(361)를 구비한다.
또한, 제1침전실(362)에 열분해유를 공급하기 위한 제1유입관(365)를 구비하는데 열분해유가 제1침전실(362) 하측으로 공급된 후 상승되게 하기 위해 제1침전실(362) 하측에 제1 열분해유 토출구(365a)가 위치되도록 제1유입관(365)이 설치된다.
그리고 제1침전실(362)에서 상부 방향으로 상승되는 열분해유가 부딪쳐서 불순물(k)이 하측으로 가라앉도록 저지하기위해 다수 개의 미세공(365a,377a,367a)을 가진 다수의 제 1, 제2 및 제4침전침전판부재(366,367,368,369)가 종방향으로 등간격으로 고정되어 있다.
따라서, 제1유입관(365)의 제1열분해유 토출구(365a)로 토출된 열분해유는 상부쪽으로 상승되게 되는데 이때 제1 내지 제4침전판부재(366,367,368,369)의 미세공(365a,377a,367a)을 통해서 상승되게 되어 제1열분해유 배출구(363)로 배출되게 된다.
따라서, 제1침전실(362) 상부쪽으로 상승되게 이동되는 열분해유는 제1 내지 제4침전판부재(366,367,368,369)에 의해 부딪쳐서 흐름이 저지되는 상태가 되고, 그로 인해 열분해유는 서서히 상승되는 흐름을 가지게 된다.
그러므로 열분해유가 서서히 상승되게 이동되는 상태를 가지면서 열분해유에 함유되어 있는 불순물(k)들이 제1 내지 제4침전판부재(366,367,368,369)에 부딪치게 됨으로써 불순물(k)들이 열분해유와 함께 휩쓸리지 않게 됨에 따라 열분해유보다 비중이 높은 불순물(k)이 밑으로 가라 앉게 되어 제1기립탱크(361)의 제1침전실(362) 하측에 집적되게 되는 것이고, 집적된 불순물(k)은 제1드레인밸브(364)를 통해 정기적으로 배출시키게 된다.
제1 내지 제4침전판부재(366,367,368,369)는 상하로 일정간격 이격되며 제1미세공(366a)이 엇갈리게 형성된 다수의 제1침전판부재(366)와, 제1침전판 부재(366) 들 사이에 배치되어 상호 일정간격 이격되며 제1미세공(366a)와 상하방향으로 어긋나게 관통형성되는 제2미세공(367a)이 각각 형성된 다수의 제2침전판부재(367)와, 다수의 제1 및 제2침전판부재(367) 보다 하방에 위치되며 제1유입관의 외주면과 침전실의 내주면에 회전가능하게 지지되며 제3미세공(368a)이 형성된 제3침전판부재(368)와, 다수의 제1 및 제2침전판부재(367) 보다 상방에 위치되며 제1유입관의 외주면과 침전실의 내주면에 회전가능하게 지지되며 제4미세공(369a)이 형성된 제4침전판부재(369)로 구분된다.
그리고, 흐름저지침전부(360)는 제3 및 제4침전판부재(368,369)를 제1유입관(365)과 제1침전실(362)에 대해 회전시키기 위한 회전구동수단(370)을 더 구비한다.
회전구동수단(370)은 제3 또는 제4침전판부재(368,369)의 일면의 가장자리 측에 상방 또는 하방으로 돌출되되 원주방향으로 연장되며 외주면을 따라 다수의 톱니가 형성된 제3회전구동기어(371)와, 제1침전실(362)의 내주면 상부 또는 하부 측에 장착되며 구동축(373)에 회동구동기어(371)와 치합되는 회동피동기어(374)가 장착되는 수중모터(372)를 구비한다.
링 형상의 제3회전구동기어(371)는 제3 또는 제4침전판부재(368,369)와 동심을 이루도록 장착되되, 제3 또는 제4침전판부재(368,369)의 가장자리가 제1침전실(362)의 내주면 측에 지지될 수 있게 제3 또는 제4침전판부재(368,369)의 직경보다 작은 직경으로 형성된다.
흐름저지침전부(360)를 통과한 열분해유는 가열침전부(370)에서 다시 불순물(k)이 제거된 후에 필터침전부(380)에서 또다시 불순물(k)이 제거되게 처리된다.
흐름저지침전부(360)에서 제3 및 제4침전판부재(368,369)이 회전됨에 따라, 상승 흐름 저지 효율이 향상되고 불순물(k) 하강효율이 향상될 수 있다.
도 8은 가열침전부(375) 및 필터침전부(382)를 나타낸 것이다.
가열침전부(375)는 길다란 제2기립탱크(376)의 하측에 있는 제2유입구(378)를 통해 제2 침전실(377)로 유입된 열분해유가 제2침전실(377)에 길게 내장된 제2전기히터(379)에 의해 가열되도록 되어 있다.
동절기에 점도가 높아진 열분해유를 제2전기히터(379)에 의해서 가열되게 함으로써 열분해유의 점도가 낮아지게 한다.
그러므로 점도가 낮아진 열분해유가 제2침전실(377) 하측에서 제2열분해유배출구(380)로 상승되게 이동되는 과정에 열분해유보다 비중이 높은 불순물(k)이 하측으로 가라앉게 되는 것이고 그로 인해 하측에 집적된 불순물(k)은 제2드레인밸브(381)를 통해 배출되도록 하는 것이다.
가열침전부(375)는 온도가 떨어져서 점도가 높아지고 유동성이 낮아진 열분해유를 가열시켜서 유동성이 좋아지게 하여 이송이 원활히 이루어지도록 하는 동시에 열분해유의 점도가 낮아지게 하여 불순물(k)이 밑으로 양호하게 가라 앉도록 하여 분리되게 하고 제2드레인밸브(381)를 통해 제거되도록 하는 것이다.
한편, 필터침전부(382)는 도 7에 보인 바와 같이 길다란 제3기립탱크(383)의 하측에 있는 유입구(384)를 통해 제3침전실(385)로 열분해유가 유입되도록 되어 있다.
제3침전실(385)로 유입된 열분해유는 상부로 상승되면서 350-400메쉬의 금속필터망체(386)를 통과하면서 불순물(k)이 여과되도록 되어 있다.
금속필터망체(386)를 통과한 열분해유는 제3침전실(385) 중앙부에 기립된 열분해유하강배출관(387)의 상부에 뚫린 배출공(388)을 통해 하측으로 역류되어 제3열분해유배출구(389)로 배출되도록 되어 있다.
상기와 같이 제3침전실(385) 중간에서 기립된 열분해유 하강배출관(387)을 구비하고 그 상단부에 배출공(388)을 형성시켜 열분해유가 배출되게 한 것은 제3침전실(383)로 유입된 열분해유가 배출되기 위해서는 상부 방향으로 상승되게 이동되게 함으로써 이동되는 동안에 비중이 열분해유 보다 상대적으로 높은 불순물(k)이 밑으로 침전되게 하는 동시에 금속필터망체(386)에 의해서도 불순물(k)이 여과되도록 함으로써 더욱 향샹된 여과능력을 갖도록 하기 위한 것이다.
따라서, 제3침전실(385) 하측에 침전된 불순물(k)은 제3드레인밸브(390)를 통해 배출시켜 제거되도록 한다.
한편, 필터침전부(380)는 금속필터망체(386)를 지지하되 금속필터망체(386)가 폐색되는 것을 방지할 수 있는 망체지지유닛(391)을 구비한다.
즉, 금속필터망체(386)는 연결부재(391)에 의해 제3기립탱크(383)에 연결되어 있는데, 연결부재(391)에 유동가능하게 지지된다.
망체지지유닛(391)은 금속필터망체(386)의 상단을 폐쇄하되 상면 가장자리를 따라 상방으로 돌출된 제1돌출턱(392a)이 형성된 상부덮개(392)와, 금속필터망체(386)의 하단을 열분해유하강배출관(387)에 지지하며 금속필터망체(386)의 하단을 부분적으로 덮는 하부지지부(393)와, 분리 가능한 제3기립탱크(383)의 상단에 상부가 장착되며 상부덮개(392) 방향으로 외경이 확장되게 연장되되 하단에 제1돌출턱(392a)이 이루는 내경보다 작은 직경의 플랜지(396)가 형성되며 상방으로 인입된 홈(395a)이 형성된 거치부재(395)와, 상부덮개(392)의 상부가 수용될 수 있도록 수용홈(398)이 형성되어 측부가 상부덮개(392)와 결합되며 상단 중심측에 수용홈(398)과 연통되게 관통되되 플랜지(396)보다 작은 직경을 가져 거치부재(395)를 구속하되 거치부재(395)가 좌우로 상대 이동가능하게 유동가이드공(399)가 형성된 거치부재 구속틀(397)과, 상부덮개(392)의 상면 중심측에 장착되며 홈(395a) 보다 작은 부피를 가지면 진동을 발생시키는 바이브레이터(394)와, 거치부재(395)의 플랜지(396)의 하면 측에 볼(400a)이 하방을 향하도록 장착되는 다수의 제1볼플랜지(400)와, 상부덮개(392)의 하면에 볼(401a)이 열분해유하강배출관(387)과 접하도록 장착되는 다수의 제2볼플랜지(401)를 구비한다.
열분해유하강배출관(387)의 상단에는 가장자리를 따라 상방으로 돌출되는 제2돌출턱(387a)이 형성되는 것이 바람직하다.
하부지지부(393)는 바 형상으로 형성될 수 있으며, 또는 원형 링형상으로 형성되되 다수의 관통공이 형성될 수 있다.
바이브레이터(394)는 전력공급제어부(410)와 전기적으로 연결되어 전력공급제어부(410)에 구동제어된다. 바이브레이터(394)는 도시되지는 않았으나, 진동을 발생시키기 위해 편심축과, 상기 편심축을 회전시키는 회전모터를 구비할 수 있다.
초음파유화부(402)는 도 3에 나타낸 바와 같이 열분해유가 출입되는 유입구(403a) 및 배출구(403b)를 가진 유화 하우징(403)을 구비하고 유화하우징(403) 내부에는 초음파발진부(404)에 의해 진동되어 초음파를 발생시키는 초음파진동부(405)가 기립되게 구비되어 있다. 상기 초음파진동부(405)는 통상적으로 티타늄혼이 사용된다.
상기 초음파발진부(404)는 가동시에 많은 열이 발생 되므로 그 상부에 냉각팬이 설치되도록 한다. 상기 초음파발진부(404)와 초음파진동부(405)는 이미 알려진 장치이므로 상세한 설명과 도면은 생략한다.
디젤엔진발전부(310)는 제2열분해유 저장탱크(406)에 저장된 열분해유를 디젤엔진발전장치(408)로 공급하는 제3열분해유공급관(407)과, 디젤엔진발전부(310)는
제3열분해유공급관(407)에서 분기된 분기관(409)을 더 구비할 수 있다.
분기관(409)은 제1열분해유 공급관(162)으로 연장되어 제2열분해유 저장탱크에 저장된 열분해유를 보일러(111) 측으로 공급할 수 있다. 또는 분기관(409)은 도시되지는 않았으나, 중유가 저장된 중유저장탱크와 연결되어 제3열분해유공급관(407)으로 중유를 공급하도록 적용될 수도 있다. 이 경우, 제3열분해유공급관(407) 일측에는 제2열분해유 저장탱크에 저장된 열분해유와, 분기관(409)에서 공급된 중유가 혼합되도록 스태틱 믹서(static mixer)가 장착되는 것이 바람직하다.
제3열분해유공급관(407) 일측에는 분기관(409)과 연결되어 분기관(409)을 개폐하는 3방향 밸브가 장착된다.
디젤엔진발전장치(408)는 열분해유를 포함한 연료를 통해 역학적 에너지를 발생시키는 디젤엔진(408a)과, 디젤엔진을 통해 발생된 역학적 에너지를 이용하여 전기적 에너지로 변환시키는 발전요소(408b)로 이루어진 공지된 것으로서, 상세한 설명은 생략한다.
전력공급제어부(410)는 제1열분해유 공급펌프(165)나, 증기터빈발전부(110)에 장착되는 압송팬(251)이나 과급기의 구동을 제어하여 증기의 공급을 제어함으로써 증기터빈발전장치(260)의 구동 및 발전을 제어할 수 있으며, 또는 제2열분해유 공급펌프(315)나, 디젤엔진발전부(310)의 펌프 구동을 제어하여 디젤엔진발전장치(408)의 구동 및 발전을 제어할 수 있다.
전력공급제어부(410)는 전력계통으로 공급되는 전력량이 설정되어 있어, 증기터빈발전부(110)나 디젤엔진발전부(310)에서 발전된 전력량이 설정된 전력량보다 많으면 에너지저장시스템(510)으로 저장될 수 있도록 제어할 수 있다.
에너지 저장시스템(510)은 도시되지는 않았으나, 인덕터(L)와 커패시터(C)로 구성된 L-C 필터인 저역 통과 필터(Low PassFilter)를 포함하며, 증기터빈발전장치(260)와, 디젤엔진발전장치(408)에 각각 마련된 AC 출력단(미도시)을 통해 연결될 수 있으며, 공지된 기술을 통해 증기터빈발전장치(260)와, 디젤엔진발전장치(408)에서 생산된 전기에너지가 베터리(미도시)에 저장될 수 있다. 전력공급제어부(410)는 디젤 발전부(310)에서 에너지 저장시스템(510)으로 전력 공급체계 변경 시에 에너지 저장시스템(510)의 계통연계제어(PQ)에서 독립운전제어(CVCF: Constant Voltage Constant Frequency)로 전환하는 방식이 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 폐합성수지를 이용한 발전시스템(1)은 폐합성수지를 이용하여 열분해유를 생성할 수 있으며, 생성된 열분해유가 연소되면서 발생되는 증기나 열분해유가 공급되어 구동되는 엔진동력을 이용하여 발전하여 전력을 생산할 수 있는 이점이 있어 폐합성수지 및 열분해유 활용효율이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템(1)은 보일러(111)에서 배출되는 증기를 이용하여 발전할 수 있어 폐합성수지 처리 및 열분해유 활용 효율을 높일수 있으며, 발전에 이용된 증기가 보일러 측으로 재 유입되어 열분해유 연소를 위해 공급되는 물의 가열효율이 향상 되며 나아가서는 연소효율 및 발전효율이 향상 될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템(1)은 열분해유가 개질되어 디젤엔진발전장치로 공급되므로 발전효율이 향상될 수 있다.
그리고, 본 발명의 폐합성수지를 이용한 발전시스템(1)은 열분해유를 이용해 발전 시 발생되는 열을 양식장이나 농작물 재배하우스와 같은 열수요처(220)에 공급할 수 있어, 열분해유 연소열 활용효율이 향상될 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템(1)은 열분해유가 개질되어 디젤엔진발전장치(408)로 공급되며, 열분해유의 불순물을 제거하는 금속필터망체가 폐색되는 것이 방지되므로 발전효율이 더욱 향상될 수 있다.
이상, 본 발명에 따른 폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 등록 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1 : 폐합성수지를 이용한 발전시스템
10 : 열분해유 생성부 110 : 증기터빈발전부
111 : 보일러 120 : 버너유닛
260 : 증기발전장치 310 : 디젤엔진발전부
408 : 디젤발전장치 410 : 전력공급제어부
510 : 에너지저장시스템 610 : 전력계통

Claims (8)

  1. 폐합성수지를 열분해하여 발생되는 가스를 응축시켜 열분해유를 생성하며, 상기 열분해유를 저장하는 제1열분해유 저장탱크를 포함하는 열분해유 생성부와; 상기 제1열분해유 저장탱크에 저장된 열분해유를 개질 처리한 후, 연소시켜 발전하는 디젤엔진발전부와; 상기 제1열분해유 저장탱크에서 공급된 열분해유를 연소하여 발생되는 증기를 통해 발전하는 증기터빈발전부와; 상기 증기터빈발전부와 상기 디젤엔진발전부가 발전되면서 생산된 전력을 저장할 수 있는 에너지 저장 시스템과; 상기 증기터빈발전부와 상기 디젤엔진발전부의 발전을 제어하며, 생산된 전력을 상기 에너지 저장시스템에 저장시키거나 전력계통으로 공급하는 전력공급제어부;를 구비하고,
    상기 디젤엔진발전부는
    상기 제1열분해유저장탱크에 저장된 열분해유가 임시적으로 저장되는 제1보조연료탱크와;
    상기 제1보조연료탱크로부터 이송되는 열분해유를 공급되게 하여 불순물이 여과되도록 하는 교대여과부와;
    상기 교대여과부로부터 이송되는 열분해유를 모터 동력으로 회전되는 한쌍의 기어회전체에 의해 불순물이 분쇄되게 하면서 열분해유를 펌핑되게 하는 펌프겸용 분쇄부와;
    상기 펌프겸용 분쇄부에서 이송되는 열분해유의 불순물이 파쇄되고 열분해유에 함유된 수분이 분리되어 일측에 집적되게 하는 파쇄분리부와;
    상기 파쇄분리부에서 이송되는 열분해유가 제1기립탱크 내에서 다수의 제1 내지 제4침전판부재에 의해 흐름속도가 저지되게 하여 불순물이 침전되도록 하는 흐름저지침전부와;
    상기 흐름저지침전부에서 이송되는 열분해유를 제2기립탱크 내에서 가온시켜 점도가 낮아진 열분해유로부터 불순물이 분리되어 침전되도록 하는 가열침전부와;
    상기 가열침전부에서 이송된 열분해유를 제3기립탱크 내에서 금속필터망체에 여과되게 하여 불순물이 하측으로 침전되게 하고 여과된 열분해유는 상승되게 이동되어 열분해유 하강 배출관을 통해 역류되게 배출되게 하는 필터침전부와;
    상기 필터침전부에서 이송된 열분해유가 저장되는 제2열분해유 저장탱크와;
    상기 제2열분해유 저장탱크에 저장된 열분해유를 공급받아 발전하는 디젤엔진발전장치;를 구비하고,
    상기 필터침전부는 상기 금속필터망체를 지지하되 상기 금속필터망체가 폐색되는 것을 방지되게 상기 제3기립탱크에 대해 상기 금속필터망체이 유동가능하게 지지하는 망체지지유닛;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 증기터빈발전부는
    내부에 연소실이 마련된 보일러본체와, 상기 연소실을 향하도록 상기 보일러본체에 삽입장착되며 열분해유를 포함한 연료를 연소하는 버너유닛과, 상기 보일러의 연도에서 연장된 증기배출관과 연결되어 상기 보일러에서 발생된 증기가 유입되어 발전하는 증기발전장치와; 상기 증기발전장치로 유입된 증기를 상기 버너유닛 측으로 공급하는 증기회수관;을 구비하고,
    상기 버너유닛은
    상기 연소실을 향하도록 길이연장되며 상기 연소실 방향으로 개방된 연소공간이 형성된 연소관과, 상기 연소관의 타단측에 장착되며 일측에 형성된 증기유입구로부터 유입된 증기와 열분해유 유입구를 통해 유입된 열분해유를 혼화하여 토출구를 통해 상기 연소공간 측으로 토출하는 노즐을 포함하는 버너본체와;
    상기 열분해유 유입구로 상기 제1열분해유 저장탱크에 저장된 열분해유를 공급하는 열분해유 공급부와;
    물저장탱크에 저장된 물이 상기 연소관 내에서 가열되어 증기가 될 수 있도록 상기 연소관 내로 연장되었다가 상기 증기유입구로 연결되며 상기 연소관과 상기 증기유입구 사이에서 상기 증기회수관과 연결되는 물 공급관을 포함하는 물 공급부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 증기회수관은
    상기 제1열분해유 저장탱크 내로 관통 연장되었다가 상기 버너유닛으로 연장되는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 노즐은
    상기 열분해유 유입구가 외주면에 형성되어 있고 상기 연소관 길이방향으로양측이 개방되며 상기 연료 유입구와 연통되는 내부 수용공간을 갖는 하우징과;
    상기 연소실에 멀어지는 방향의 상기 하우징의 일측를 통해 상기 내부 수용공간 내에 수용되게 장착되어 상기 하우징의 양측을 폐쇄시키되 외주면과 상기 하우징의 내주면 사이에 상기 열분해유 유입구에서 유입된 열분해유가 유동하는 열분해유 중계로를 갖게 형성되며 내측에 길이방향을 따라 관통되어 상기 연소실을 향한 타단 중심측에 상기 토출구가 형성되고 일단에는 상기 증기유입구를 형성하는메인혼화유로를 갖는 혼화부재;를 구비하고,
    상기 혼화부재는
    길이방향 타단에 일단방향으로 갈수록 내경이 좁아지게 인입형성되며 인인된단부에 상기 토출구가 연통되는 혼화 가이드홈과, 외주면으로부터 상기 메인혼화유로까지 관통되되 상기 메인혼화유로에 인접할수록 상기 토출구에 인접하게 관통연장된 다수의 제1열분해유 공급공과, 상기 제1열분해유 공급공과 상기 토출구 사이의 외주면에서 상기 혼화 가이드홈 측으로 관통되되 상기 메인혼화유로의 연장선상을 향하도록 관통되며 상기 토출를 중심으로 원주방향으로 상호 이격된 다수의 제2열분해유 공급공이 형성되며,
    상기 노즐은
    상기 하우징 내에 수용되되, 상기 혼화 가이드홈이 형성된 상기 혼화부재의 일단부와 상기 연소실을 향하는 상기 하우징의 단부 사이에서 상기 하우징의 길이방향으로 이동가능하게 수용되는 복수의 와류형성유도판을 포함하는 혼화유도유닛;을 더 구비하고,
    상기 혼화부재는 상기 혼화 가이드홈이 형성된 단부가 상기 연소실을 향하는 상기 하우징의 단부와 이격되게 형성되고,
    상기 하우징은 상기 연소실을 향하는 단부 내주면에 돌출되되 원주방향으로 연장된 링 형상의 지지턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템.
  5. 폐합성수지를 열분해하여 발생되는 가스를 응축시켜 열분해유를 생성하며, 상기 열분해유를 저장하는 제1열분해유 저장탱크를 포함하는 열분해유 생성부와; 상기 제1열분해유 저장탱크에 저장된 열분해유를 개질 처리한 후, 연소시켜 발전하는 디젤엔진발전부와; 상기 제1열분해유 저장탱크에서 공급된 열분해유를 연소하여 발생되는 증기를 통해 발전하는 증기터빈발전부와; 상기 증기터빈발전부와 상기 디젤엔진발전부가 발전되면서 생산된 전력을 저장할 수 있는 에너지 저장 시스템과; 상기 증기터빈발전부와 상기 디젤엔진발전부의 발전을 제어하며, 생산된 전력을 상기 에너지 저장시스템에 저장시키거나 전력계통으로 공급하는 전력공급제어부;를 구비하고,
    상기 증기터빈발전부는
    내부에 연소실이 마련된 보일러본체와, 상기 연소실을 향하도록 상기 보일러본체에 삽입장착되며 열분해유를 포함한 연료를 연소하는 버너유닛과, 상기 보일러의 연도에서 연장된 증기배출관과 연결되어 상기 보일러에서 발생된 증기가 유입되어 발전하는 증기발전장치와; 상기 증기발전장치로 유입된 증기를 상기 버너유닛 측으로 공급하는 증기회수관;을 구비하고,
    상기 버너유닛은
    상기 연소실을 향하도록 길이연장되며 상기 연소실 방향으로 개방된 연소공간이 형성된 연소관과, 상기 연소관의 타단측에 장착되며 일측에 형성된 증기유입구로부터 유입된 증기와 열분해유 유입구를 통해 유입된 열분해유를 혼화하여 토출구를 통해 상기 연소공간 측으로 토출하는 노즐을 포함하는 버너본체와; 상기 열분해유 유입구로 상기 제1열분해유 저장탱크에 저장된 열분해유를 공급하는 열분해유 공급부와; 물저장탱크에 저장된 물이 상기 연소관 내에서 가열되어 증기가 될 수 있도록 상기 연소관 내로 연장되었다가 상기 증기유입구로 연결되며 상기 연소관과 상기 증기유입구 사이에서 상기 증기회수관과 연결되는 물 공급관을 포함하는 물 공급부;를 구비하고
    상기 노즐은
    상기 열분해유 유입구가 외주면에 형성되어 있고 상기 연소관 길이방향으로양측이 개방되며 상기 연료 유입구와 연통되는 내부 수용공간을 갖는 하우징과; 상기 연소실에 멀어지는 방향의 상기 하우징의 일측를 통해 상기 내부 수용공간 내에 수용되게 장착되어 상기 하우징의 양측을 폐쇄시키되 외주면과 상기 하우징의 내주면 사이에 상기 열분해유 유입구에서 유입된 열분해유가 유동하는 열분해유 중계로를 갖게 형성되며 내측에 길이방향을 따라 관통되어 상기 연소실을 향한 타단 중심측에 상기 토출구가 형성되고 일단에는 상기 증기유입구를 형성하는 메인혼화유로를 갖는 혼화부재;를 구비하고,
    상기 혼화부재는 길이방향 타단에 일단방향으로 갈수록 내경이 좁아지게 인입형성되며 인인된단부에 상기 토출구가 연통되는 혼화 가이드홈과, 외주면으로부터 상기 메인혼화유로까지 관통되되 상기 메인혼화유로에 인접할수록 상기 토출구에 인접하게 관통연장된 다수의 제1열분해유 공급공과, 상기 제1열분해유 공급공과 상기 토출구 사이의 외주면에서 상기 혼화 가이드홈 측으로 관통되되 상기 메인혼화유로의 연장선상을 향하도록 관통되며 상기 토출를 중심으로 원주방향으로 상호 이격된 다수의 제2열분해유 공급공이 형성되며,
    상기 노즐은 상기 하우징 내에 수용되되, 상기 혼화 가이드홈이 형성된 상기 혼화부재의 일단부와 상기 연소실을 향하는 상기 하우징의 단부 사이에서 상기 하우징의 길이방향으로 이동가능하게 수용되는 복수의 와류형성유도판을 포함하는 혼화유도유닛;을 더 구비하고,
    상기 혼화부재는 상기 혼화 가이드홈이 형성된 단부가 상기 연소실을 향하는 상기 하우징의 단부와 이격되게 형성되고,
    상기 하우징은 상기 연소실을 향하는 단부 내주면에 돌출되되 원주방향으로 연장된 링 형상의 지지턱이 형성되며,
    복수의 상기 와류 형성유도판은 상기 하우징의 내부수용공간에 상기 하우징의 길이방향으로 상호 이격되게 배치되며 상기 혼화가이드홈의 최대 직경보다 작은 내경으로 중심측이 관통된 제1와류 형성공과, 상기 제1와류 형성공의 둘레에서 원주방향으로 상호 이격되게 관통되며 상기 혼화가이드홈과 연통되는 다수의 제2와류 형성공이 형성되며,
    상기 혼화유도유닛은 복수의 상기 와류형성유도판들 사이에 설치되며 중심측이 관통되게 나선연장되어 상기 와류형성유도판들을 지지하는 복수의 판 지지부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서, 상기 망체지지유닛은
    상기 금속필터망체의 상단을 폐쇄하되 상면 가장자리를 따라 상방으로 돌출된 제1돌출턱이 형성된 상부덮개와,
    분리 가능한 상기 제3기립탱크의 상단에 상부가 장착되며 상기 상부덮개 방향으로 외경이 확장되게 연장되되 하단에 상기 제1돌출턱이 이루는 내경보다 작은 직경의 플랜지가 형성되며 상방으로 인입된 홈이 형성된 거치부재와,
    상기 상부덮개의 상부가 수용될 수 있도록 수용홈이 형성되어 측부가 상기 상부덮개와 결합되며 상단 중심측에 상기 수용홈과 연통되게 관통되되 상기 플랜지보다 작은 직경을 갖는 유동가이드공이 형성된 거치부재 구속틀과,
    상기 상부덮개의 상면 중심측에 장착되며 상기 홈 보다 작은 부피를 가지면 진동을 발생시키는 바이브레이터와,
    상기 거치부재의 플랜지의 하면 측에 하방을 향하도록 장착되는 다수의 제1볼플랜지와,
    상기 상부덮개의 하면에 열분해유하강배출관의 상단과 접하도록 장착되는 다수의 제2볼플랜지을 구비하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 흐름저지침전부는
    상부에 제1열분해유 배출구와 하측에 제1드레인밸브를 갖는 제1기립탱크와,
    상기 제1기립탱크 내로 열분해유를 공급하기 위해 상기 제1기립탱크의 측부로 관통되어 상하방향으로 절곡되게 연장되며 하단에 제1열분해유 토출구가 형성된 제1유입관과,
    상기 제1기립탱크 내에서 상부 방향으로 상승되는 열분해유가 부딪쳐서 불순물이 하측으로 가라앉도록 저지하기위해 다수 개의 제1 내지 제4미세공을 각각 가지며 중심측으로 제1유입관이 관통되는 다수의 제 1, 제2, 제3 및 제4침전판부재를 구비하고,
    다수의 상기 제1침전판부재는 상하로 일정간격 이격되며 상기 제1미세공이 엇갈리게 형성되며, 다수의 상기 제2침전판부재는 상기 제1침전판부재 들 사이에 배치되어 상호 일정간격 이격되며 상기 제1미세공와 상하방향으로 어긋나게 관통형성되는 제2미세공이 각각 형성되며,
    상기 흐름저지침전부는
    다수의 상기 제1 및 제2침전판부재 보다 하방 또는 상방에 위치되며 상기 제1유입관의 외주면과 상기 제1기립탱크의 내주면에 회전가능하게 지지되며 상기 제3 또는 제4미세공이 형성되는 상기 제3 및 제4침전판부재를 상기 제1유입관과 상기 제1기립탱크에 대해 회전시키기 위한 회전구동수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 열분해유를 이용한 발전시스템.
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