KR102489227B1

KR102489227B1 - 바이오매스 반탄화 장치

Info

Publication number: KR102489227B1
Application number: KR1020200142146A
Authority: KR
Inventors: 김대현; 박선용; 김석준; 오광철; 조라훈
Original assignee: 강원대학교산학협력단
Priority date: 2020-10-29
Filing date: 2020-10-29
Publication date: 2023-01-16
Also published as: KR20220057173A

Abstract

본 발명은, 바이오매스 반탄화 장치에 관한 것으로서, 태양광을 집광하는 집광기; 및 상기 태양광으로부터 태양열을 집열하는 집열부와, 상기 집열부로부터 전달된 태양열을 이용해 바이오매스를 반탄화하는 반탄화부를 구비하는 반탄화기를 포함한다.

Description

바이오매스 반탄화 장치{Torrefaction device for biomass}

본 발명은 바이오매스 반탄화 장치에 관한 것이다.

최근 탈원전, 탈석탄 등의 정책과 지구온난화 등의 환경문제, 화석연료 잠재량의 한계 등으로 인한 경제적, 환경적 문제가 끊임없이 논의되고 있다. 이러한 경제적, 환경적 문제를 해결하기 위하여, 신재생에너지에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

특히, 신재생에너지 중 현재의 석탄 발전소에서 큰 구조 변경없이 연료로서 사용 가능한 목재 펠릿이 각광을 받고 있다. 그러나, 목재 펠릿의 생산량이 수요량을 따라 가지 못하고 있는 실정이다. 이를 해결하기 위하여, 농업 부산물 및 임업 부산물을 목재를 대체하기 위한 연료로서 이용하려는 연구가 진행되고 있다.

그런데, 농업 부산물은, 함수율이 높은데 반해 발열량이 낮고, 큰 부피로 인해 넓은 저장 공간이 필요하고 많은 운송비가 소요되는 바, 펠릿화하여 연료로서 이용하기 어려운 실정이다. 또한, 임업 부산물은, 농업 부산물과 마찬가지로, 큰 부피로 인해 넓은 저장 공간이 필요하고 많은 운송비가 소요되는 바, 펠릿화하여 연료로서 이용하기 어려운 실정이다.

본 발명은, 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 바이오매스를 연료로서 이용할 수 있도록 반탄화하기 위한 바이오매스 반탄화 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 바이오매스 반탄화 장치는, 태양광을 집광하는 집광기; 및 상기 태양광으로부터 태양열을 집열하는 집열부와, 상기 집열부로부터 전달된 태양열을 이용해 바이오매스를 반탄화하는 반탄화부를 구비하는 반탄화기를 포함한다.

바람직하게, 상기 집광기는, 상기 태양광을 집광하는 적어도 하나의 집광 렌즈들을 구비한다.

바람직하게, 상기 집광기는, 상기 태양광을 상기 집광 렌즈를 향해 반사하도록 설치되는 원추형 반사체를 더 구비한다.

바람직하게, 상기 원추형 반사체는, 상기 태양광이 진입되는 제1 개구와, 원추 형상을 갖고 상기 제1 개구를 통해 진입된 상기 태양광을 상기 원추형 반사체의 중심부를 향해 반사하도록 마련되는 내주면을 갖고, 상기 집광 렌즈는, 상기 원추형 반사체의 내주면에 의해 반사된 상기 태양광이 입사되도록 상기 중심부에 배치된다.

바람직하게, 상기 원추형 반사체는, 상기 집광 렌즈에 의해 집광된 상기 태양광이 방출되는 제2 개구를 더 갖는다.

바람직하게, 상기 집광 렌즈들 적어도 하나는, 미리 정해진 초점을 갖는 프레넬 렌즈이다.

바람직하게, 상기 집열부는, 상기 프레넬 렌즈에 의해 집광된 상기 태양광이 조사되도록 상기 초점에 배치되는 집열판을 갖고, 상기 반탄화부는, 상기 집열판에 집열된 상기 태양열이 전달되도록 상기 집열판과 결합되며, 상기 바이오매스가 수용되는 반탄화 챔버를 갖는다.

바람직하게, 상기 반탄부는, 상기 집열판에 집열된 태양열을 상기 반탄화 챔버에 전달하는 열전달 부재를 더 구비한다.

바람직하게, 상기 열전단 부재는, 일단이 상기 집열판에 결합되고 상기 일단과 반대되는 타단이 상기 반탄화 챔버의 내부로 연장되는 열전달핀을 갖는다.

바람직하게, 상기 태양열을 보조하기 위한 보조열을 상기 반탄화부에 선택적으로 공급하는 보조 열원을 더 구비한다.

바람직하게, 상기 바이오매스는, 농업 부산물과 임업 부산물 중 적어도 하나를 포함한다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 이동식 반탄화 플랜트는 상술한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 바이오매스 반탄화 장치; 및 상기 바이오매스 반탄화 장치를 이송하는 운송 장치를 포함한다.

본 발명은, 바이오매스 반탄화 장치에 관한 것으로서, 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 본 발명은, 미이용된 채 버려지는 바이오매스인 농업 수산물 및 임업 부산물을 반탄화 처리할 수 있다. 이러한 본 발명에 의하면, 반탄화된 바이오매스를 목재 펠릿을 대체하기 위한 연료로서 사용할 수 있고, 바이오매스의 겉보기 밀도를 낮춰, 저장 또는 운송에 필요한 공간 및 비용을 줄일 수 있다.

둘째, 본 발명은, 친환경 에너지인 태양열을 주열원으로서 이용해 바이오매스를 반탄화 처리할 수 있는 바, 화석 연료를 이용해 바이오매스를 반탄화시킴으로 인해 환경 오염이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 바이오매스 반탄화 장치의 개략적인 구성을 나타내는 개념도.
도 2는 도 1에 도시된 프레넬 렌즈의 평면도.
도 3은 도 2에 도시된 프레넬 렌즈에 의해 태양광이 집광되는 양상을 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 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 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 바이오매스 반탄화 장치의 개략적인 구성을 나타내는 개념도이고, 도 2는 도 1에 도시된 프레넬 렌즈의 평면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 프레넬 렌즈에 의해 태양광이 집광되는 양상을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 바이오매스 반탄화 장치(1)는, 태양광(S)을 집광하는 집광기(10)와, 집광기(10)에 의해 집광된 태양광(S)의 태양열을 열원으로서 이용해 바이오매스(B)를 반탄화시키는 반탄화기(20)와, 태양열을 보조하기 위한 보조열을 반탄화기(20)에 선택적으로 공급하는 보조 열원(30) 등을 포함할 수 있다.

바이오매스 반탄화 장치(1)는, 생산지에서 수집된 농업 부산물 및 임업 부산물을 생산지 현지에서 실시간으로 가공하여 반탄화 펠릿을 제조하기 위한 이동식 반탄화 플랜트를 구성할 수 있도록, 트럭, 기타 운송 장치에 설치되는 것이 바람직하다.

농업부산물	이론 잠재량(TOE year-1)	비율 (%)
볏짚	2,244,395	55.8
왕겨	405,235	10.1
고춧대	303,029	7.5
사과 전정 가지	276,189	6.9
포도 전정 가지	174,337	4.3
고구마 줄기	113,145	2.8
들?? 줄기	111,426	2.8
배 전정 가지	85,573	2.1
콩 줄기	56,835	1.4
감 전정 가지	48,692	1.2
감자줄기	43,656	1.1
옥수수줄기	40,046	1
복숭아 전정가지	32,776	0.8
참깻대	28,750	0.7
콩깍지	23,061	0.6
보리짚	19,622	0.5
쌀보리짚	12,004	0.3
합 계	4,018,771	100

표 1은, 연간 농산 바이오매스 이론 잠재량 중 주요 농업 부산물들이 차지하는 비율을 나타내는 표이다. 연간 농산 바이오매스 이론 잠재량 중 대다수인 65%를 차지하는 볏집과 왕겨는, 주로 가축 사료, 퇴비 등으로 사용된다. 볏집과 왕겨를 제외한 나머지 종류의 농업 부산물들은, 특별한 사용처가 없는 바, 미이용된 채 버려지고 있다.

한편, 임업 부산물의 경우에, 수집의 어려움과, 낮은 이용가치 등으로 인해 미이용된 채 버려지는 양이 총 임목재적 중 54 % 로서 큰 비중을 차지하고 있다.

구분	단계 무게당 발열량[kcal/kg]
볏짚	3,755-4199
왕겨	4,057-4,066
보릿짚	3,784-4,208
쌀보릿짚	3,780-3,810
밀짚	3,823-4,275
감자 줄기	4,107
고구마 줄기	4,109-4,161
옥수수 줄기	3,950-4,234
조 줄기	4,076
메밀 줄기	4,566-4,586
대두 줄기	4,171-4,291
대두 껍질	3,961-3,982
팥 줄기	4,183-4,363
팥 껍질	4,239-4,355
녹두 줄기	4,219
녹두 껍질	4,179
고추 줄기	4,111-4,278
참깨 줄기	3,848-4,268
들깨 줄기	3,969-4,315
땅콩 줄기	3,972-4,168
유채 줄기	4,209
임업폐목재	4,120
임업부산물	4,120
아역청탄	4,600~6,400
목재펠릿	4,500

표 2는, 농업 부산물, 임업 부산물, 석탄, 목재 펠릿 등의 발열량을 나타내는 표이다. 농업 부산물 및 임업 부산물은, 목재 펠릿을 대체하기 위한 연료로서 바로 사용하기엔 단위 무게 당 발열량(kcal/kg)이 상대적으로 낮다.

이러한 표 1 및 표 2에 따르면, 바이오매스 반탄화 장치(1)는, 볏집과 왕겨를 제외한 나머지 종류의 미이용 농업 부산물과, 미이용 임업 부산물 중 적어도 하나를 포함하는 바이오매스(B)를 반탄화하기 위해 사용되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이하에서는, 도면을 참조하여, 바이오매스 반탄화 장치(1)의 구성에 대해 설명한다.

먼저, 집광기(10)는, 태양열을 바이오매스(B)를 반탄화하기 위한 열원으로서 사용할 수 있도록 태양광(S)을 집광하기 위한 장치이다.

집광기(10)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 집광기(10)는, 내부로 입사된 태양광(S)을 중심부를 향해 반사하도록 마련되는 원추형 반사체(12)와, 원추형 반사체(12)에 의해 반사된 태양광(S)을 집광하는 적어도 하나의 집광 렌즈들(14)을 구비할 수 있다.

원추형 반사체(12)는 일정 두께를 갖고 내주면(12a)이 원추형으로 이루어진다. 원추형 반사체(12)는 원추의 밑면에 해당하는 부분에 제1 개구(12b)가 형성되고, 원추의 꼭지점에 해당하는 부분에 제2 개구(12c)가 형성된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 원추형 반사체(12)는 제2 개구(12c)에 비해 단면적이 넓은 제1 개구(12b)를 통해 태양광(S)이 내부로 진입되도록 설치된다. 제1 개구(12b)를 통해 원추형 반사체(12)의 내부로 진입된 태양광(S)은 원추형 반사체(12)의 내주면(12a)에 의해 원추형 반사체(12)의 중심부를 향해 반사되며, 이를 통해 원추형 반사체(12)는 태양광(S)을 1차적으로 집광한다.

집광 렌즈(14)는 원추형 반사체(12)에 의해 1차적으로 집광된 태양광(S)을 2차적으로 집광할 수 있도록 마련된다.

집광 렌즈(14)로서 사용 가능한 렌즈의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 집광 렌즈들(14) 중 적어도 하나는, 미리 정해진 초점(F)을 갖는 프레넬 렌즈(16)(Fresnel lens)일 수 있다.

프레넬 렌즈(16)는, 집광 렌즈의 하나로서 볼록 렌즈처럼 빛을 모아주는 역할을 하면서도 두께를 얇게 줄일 수 있도록 마련된 렌즈이다. 여기서, 프레넬 렌즈(16)의 두께를 얇게 줄여도 볼록 렌즈와 같은 역할을 할 수 있는 이유는, 프레넬 렌즈(16)의 입사면(16a)을 몇 개의 띠 모양으로 나눔과 함께, 각 띠에 프리즘 작용을 갖게 함으로써, 렌즈의 수차를 작게 했기 때문이다. 한편, 빛을 렌즈의 초점 한 곳에 집광시키기 위해서는, 렌즈의 영역별 굴절률의 차이를 줄여야 한다. 이를 위하여, 프레넬 렌즈(16)는, 동심을 갖는 수많은 고리 형태의 홈들이 입사면(16a)에 마련되며, 이러한 홈들에 의해 영역별 굴절률이 균등하게 조절된다.

프레넬 렌즈(16)는, 원추형 반사체(12)에 의해 1차적으로 집광된 태양광(S)이 프레넬 렌즈(16)의 입사면(16a)에 입사되되 프레넬 렌즈(16)에 의해 2차적으로 집광된 태양광(S)이 원추형 반사체(12)의 제2 개구(12c)를 통해 원추형 반사체(12)의 외부로 방출되도록, 원추형 반사체(12)의 중심부에 배치된다.

프레넬 렌즈(16)의 사이즈는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 집광기(10)는, 후술하는 반탄화 챔버(24a)에 수용된 바이오매스(B)를 200℃ 내지 300℃의 분위기 온도 하에서 반탄화시킬 수 있도록, 바이오매스(B)의 형상, 무게, 함수량 및 성분, 기타 환경 조건에 대응하는 크기를 갖는 프레넬 렌즈(16)를 구비할 수 있다.

한편, 집광기(10)는, 원추형 반사체(12) 및 프레넬 렌즈(16)의 배치 위치 및 배치 각도를 조절 가능하도록 원추형 반사체(12) 및 프레넬 렌즈(16)를 이송하는 렌즈 이송기(미도시)를 더 구비할 수 있다. 이러한 렌즈 이송기는, 프레넬 렌즈(16)의 입사면(16a)에 입사되는 태양광(S)의 입사 각도가 수직이 되도록, 태양 고도 및 태양각의 변화 양상에 맞춰 원추형 반사체(12) 및 프레넬 렌즈(16)를 점진적으로 이송할 수 있다.

도 3을 참조하면, 위와 같이 집광기(10)가 마련됨에 따라, 집광기(10)는 원추형 반사체(12) 및 프레넬 렌즈(16)를 이용해 태양광(S)을 프레넬 렌즈의 초점(F) 한 곳에 집중적으로 집광시킬 수 있다. 이를 통해, 바이오매스 반탄화 장치(1)는, 바이오메스를 반탄화하기 위한 충분한 수준의 열량을 갖는 태양열을 원활하게 확보할 수 있다.

다음으로, 반탄화기(20)는 집광기(10)에 의해 집광된 태양광(S)의 태양열을 열원으로서 이용해 바이오매스(B)를 반탄화시키기 위한 장치이다.

반탄화기(20)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 반탄화기(20)는, 태양광(S)으로부터 태양열을 집열하는 집열부(22)와, 집열부(22)로부터 전달된 태양열을 이용해 바이오매스(B)를 반탄화하는 반탄화부(24) 등을 구비할 수 있다.

집열부(22)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 집열부(22)는, 프레넬 렌즈(16)에 의해 집광된 태양광(S)이 조사되도록 프레넬 렌즈(16)의 초점(F)에 배치되는 집열판(22a)을 가질 수 있다.

또한, 집열판(22a)을 구성하는 소재는 특별히 한정되지 않으며, 집열판(22a)은 열전도율이 높은 금속, 기타 소재로 구성될 수 있다.

이러한 집열판(22a)을 마련하면, 집열판(22a)의 전체 영역 중 프레넬 렌즈(16)의 초점(F)이 위치하는 특정 영역에는, 태양광(S)의 태양열이 집중적으로 집열될 수 있다.

반탄화부(24)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 집열판(22a)에 집열된 태양열이 전달되도록 집열판(22a)과 결합되는 반탄화 챔버(24a)와, 집열판(22a)에 집열된 태양열을 반탄화 챔버(24a)에 전달하는 열전달 부재(24b) 등을 가질 수 있다.

반탄화 챔버(24a)는 반탄화 챔버(24a)의 개구부가 집열판(22a)에 의해 커버되도록 집열판(22a)과 결합될 수 있다. 이 경우에, 집열판(22a)과 반탄화 챔버(24a)는 사이의 계면은 반탄화 챔버(24a) 내부의 열이 외부로 누출되지 않도록 밀봉되는 것이 바람직하다.

이러한 반탄화 챔버(24a)의 내부에는 반탄화를 진행하고자 하는 바이오매스(B)가 수용될 수 있다. 이 경우에, 바이오매스(B)는 펠릿 성형기(미도시)에 의해 펠릿화된 상태로 반탄화 챔버(24a)의 내부에 수용되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

열전달 부재(24b)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 열전달 부재(24b)는, 일단이 집열판(22a)의 내측면에 결합되고 상기 일단과 반대되는 타단이 반탄화 챔버(24a)의 내부로 연장되는 적어도 하나의 열전달핀(24c)을 가질 수 있다.

열전달핀(24c)의 결합 위치는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 열전달핀(24c)은, 집열판(22a)의 전체 영역 중 프레넬 렌즈(16)에 의해 집광된 태양점이 입사되는 영역 즉, 프레넬 렌즈(16)의 초점(F)이 위치하는 영역과 일단이 연결되도록, 집열판(22a)의 내측면에 결합될 수 있다. 그러면, 집열판(22a)에 집열된 태양열이 열전달핀(24c)에 집중적으로 인가됨으로써, 반탄화 챔버(24a)로 전달되지 못한 채 외부로 소실되는 태양열을 최소화시킬 수 있다.

또한, 열전달핀(24c)을 구성하는 소재는 특별히 한정되지 않으며, 열전달핀(24c)은 열전도율이 높은 금속, 기타 소재로 구성될 수 있다.

이러한 열전달핀(24c)에 의하면, 반탄화 챔버(24a)의 내부는 열전달핀(24c) 또는 집열판(22a)으로부터 전달된 태양열에 의해 가열되고, 이로 인해 반탄화 챔버(24a)의 내부에는 고온 분위기가 형성된다. 그러면, 반탄화 챔버(24a)의 내부에 수용된 바이오매스(B)는 고온 분위기 하에서 열처리되어 반탄화(semi-carbonization, tyorrefaction)될 수 있다.

바이오매스(B)의 반탄화 시간은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 반탄화 챔버(24a)의 분위기 온도가 200℃ 내지 300℃인 경우에, 반탄화 시간은 약 1시간일 수 있다.

다음으로, 보조 열원(30)은 태양열을 보조하기 위한 보조열을 반탄화 챔버(24a)에 공급하기 위한 장치이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 보조 열원(30)은, 보조 열원(30)에서 생성된 보조열을 반탄화 챔버(24a)의 내부에 공급할 수 있도록, 반탄화 챔버(24a)의 일측에 결합된다.

보조열의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 보조 열원(30)은, 전기 히터에서 생성된 열, 외부의 장치에서 회수된 폐열 등을 보조열로서 반탄화 챔버(24a)의 내부에 공급하게 마련될 수 있다.

이러한 보조 열원(30)은, 프레넬 렌즈(16) 및 집열판(22a)을 이용해 집열한 태양열이 바이오매스(B)를 반탄화하기에 부족한 경우에, 보조열을 반탄화 챔버(24a)의 내부에 선택적으로 공급할 수 있다. 그러면, 바이오매스(B)는 태양열 및 보조열에 의해 형성된 고온 분위기 하에서 원활하게 반탄화될 수 있다.

위와 같이, 바이오매스 반탄화 장치(1)는, 미이용된 채 버려지는 바이오매스(B)인 농업 수산물 및 임업 부산물을 반탄화 처리할 수 있다. 이처럼 반탄화된 바이오매스(B)는, 목재 펠릿과 유사한 수준의 단위 무게 당 발열량(kcal/kg)을 가질 수 있는 바, 목재 펠릿을 대체하기 위한 신재생에너지 즉, 연료로서 사용될 수 있다. 또한, 반탄화된 바이오매스(B)는, 함수율 및 부피가 감소됨으로써 반탄화 이전보다 상대적으로 낮은 겉보기 밀도를 갖는바, 저장 또는 운송에 필요한 공간 및 비용을 줄일 수 있다.

또한, 바이오매스 반탄화 장치(1)는, 친환경 에너지인 태양열을 주열원으로서 이용해 바이오매스(B)를 반탄화 처리할 수 있는 바, 화석 연료를 이용해 바이오매스(B)를 반탄화시킴으로 인해 환경 오염이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 바이오매스 반탄화 장치
10 : 집광기
12 : 원추형 반사체
12a : 내주면
12b : 제1 개구
12c : 제2 개구
14 : 집광 렌즈
16 : 프레넬 렌즈
16a : 입사면
20 : 반탄화기
22 : 집열부
22a : 집열판
24 : 반탄화부
24a : 반탄화 챔버
24b : 열전달 부재
24c : 열전달핀
30 : 보조 열원
F : 초점
S : 태양광
B : 바이오매스

Claims

태양광을 집광하는 적어도 하나의 집광 렌즈들과, 상기 태양광을 상기 집광 렌즈를 향해 반사하도록 설치되는 원추형 반사체를 구비하는 집광기; 및
상기 태양광으로부터 태양열을 집열하는 집열부와, 상기 집열부로부터 전달된 태양열을 이용해 바이오매스를 반탄화하는 반탄화부를 구비하는 반탄화기를 포함하며,
상기 원추형 반사체는, 상기 태양광이 진입되는 제1 개구와, 원추 형상을 갖고 상기 제1 개구를 통해 진입된 상기 태양광을 상기 원추형 반사체의 중심부를 향해 반사하도록 마련되는 내주면과, 상기 집광 렌즈에 의해 집광된 상기 태양광이 방출되는 제2 개구를 갖고,
상기 집광 렌즈들은, 상기 원추형 반사체의 내주면에 의해 반사된 상기 태양광이 입사되도록 상기 중심부에 배치되며, 적어도 하나가 미리 정해진 초점을 갖는 프레넬 렌즈이고,
상기 집열부는, 상기 프레넬 렌즈에 의해 집광된 상기 태양광이 조사되도록 상기 초점에 배치되는 집열판을 갖고,
상기 반탄화부는, 상기 집열판에 집열된 상기 태양열이 전달되도록 상기 집열판과 결합되며, 상기 바이오매스가 수용되는 반탄화 챔버와, 상기 집열판에 집열된 태양열을 상기 반탄화 챔버에 전달하는 열전달 부재를 갖고,
상기 열전달 부재는, 일단이 상기 집열판에 결합되고 상기 일단과 반대되는 타단이 상기 반탄화 챔버의 내부로 연장되는 열전달핀을 갖는, 바이오매스 반탄화 장치.
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제1항에 있어서,
상기 태양열을 보조하기 위한 보조열을 상기 반탄화부에 선택적으로 공급하는 보조 열원을 더 구비하는, 바이오매스 반탄화 장치.
제1항에 있어서,
상기 바이오매스는, 농업 부산물과 임업 부산물 중 적어도 하나를 포함하는, 바이오매스 반탄화 장치.
제1항, 제10항 및 제11항 중 어느 하나의 항에 따른 바이오매스 반탄화 장치; 및
상기 바이오매스 반탄화 장치를 이송하는 운송 장치를 포함하는, 이동식 반탄화 플랜트.
미리 정해진 초점을 갖고, 태양광을 상기 초점에 집광하는 집광기; 및
상기 초점에 집광된 태양광으로부터 태양열을 집열하는 집열부와, 상기 집열부로부터 전달된 태양열을 이용해 바이오매스를 반탄화하는 반탄화부를 구비하는 반탄화기를 포함하며,
상기 집열부는, 상기 태양열이 집열되도록 상기 초점에 배치되는 집열판을 갖고,
상기 반탄화부는, 상기 집열판에 집열된 상기 태양열이 전달되도록 상기 집열판과 결합되며, 상기 바이오매스가 수용되는 반탄화 챔버와, 상기 집열판에 집열된 태양열을 상기 반탄화 챔버에 전달하는 열전달 부재를 갖고,
상기 열전달 부재는, 일단이 상기 집열판에 결합되고 상기 일단과 반대되는 타단이 상기 반탄화 챔버의 내부로 연장되는 열전달핀을 갖는, 바이오매스 반탄화 장치.