KR200449716Y1

KR200449716Y1 - 직접 열원 발전장치

Info

Publication number: KR200449716Y1
Application number: KR2020080017232U
Authority: KR
Inventors: 조중휴
Original assignee: 조중휴; 주식회사 엑티브에너지
Priority date: 2008-12-29
Filing date: 2008-12-29
Publication date: 2010-08-03
Also published as: KR20100006885U

Abstract

본 고안은 직접 열원 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스크류팽창기에서 배출된 작동유를 1차 응축한 후, 응축된 작동유를 응축기에 공급하여 응축효율을 증대시킴은 물론 작동유 펌프에서 배출된 작동유를 열교환해서 예열하고 예열된 작동유를 증발기에 공급하므로써 증발효율을 증가시켜 직접 열원 발전장치의 효율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위하여 본 고안은 스크류팽창기와 응축기 사이에 열교환기를 형성한 후, 상기 열교환기를 통하여 스크류팽창기를 통과한 작동유가 응축기로 투입되기 전에 1차 응축하여 응축된 작동유를 응축기로 공급되게 하고, 작동유 펌프에서 배출된 작동유는 열교환해서 예열되고 예열된 작동유는 증발기에 공급토록 하는 것에 그 특징이 있다.

열교환기, 스크류팽창기, 응축기, 작동유 펌프

Description

직접 열원 발전장치{A heat source generator device}

본 고안은 직접 열원 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스크류팽창기에서 배출된 작동유를 1차 응축한 후, 응축된 작동유를 응축기에 공급하여 응축효율을 증대시킴은 물론 작동유 펌프에서 배출된 작동유를 열교환해서 예열하고 예열된 작동유를 증발기에 공급하므로써 증발효율을 증가시켜 직접 열원 발전장치의 효율을 향상시킬 수 있도록 한 직접 열원 발전장치에 관한 것이다.

근래에 들어 산업발전이 급속도로 발전하면서 전력 소비량이 급증하고, 처리장이나, 산업현장에서 200℃ 이상의 폐열이 발생되고 있다.

따라서 종래에는 폐열을 이용하여 증기를 생산하고 그 증기로 작동유를 기화시켜 발전하는 발전장치가 안출된 바 있다. 이러한 종래 발전장치도 폐열을 이용하여 발전할 수 있다는 이점은 있으나, 종래 증기를 이용하여 전력을 생산하는 일련의 단계가 많이 필요하므로 설비가격이 높은 단점이 있었으며, 특히 발열량이 낮은 소화가스를 직접 활용하는 장치는 없었다.

본 고안의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 스크류팽창기에서 배출된 작동유를 1차 응축한 후, 응축된 작동유를 응축기에 공급하여 응축효율을 증대시킬 수 있도록 한 직접 열원 발전장치를 제공하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은 작동유 펌프에서 배출된 작동유를 열교환해서 예열하고 예열된 작동유를 증발기에 공급하므로써 증발효율을 증가시켜 직접 열원 발전장치의 효율을 향상시킬 수 있도록 한 직접 열원 발전장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 고안은 스크류팽창기와 응축기 사이에 열교환기를 형성한 후, 상기 열교환기를 통하여 스크류팽창기를 통과한 작동유가 응축기로 투입되기 전에 1차 응축하여 응축된 작동유를 응축기로 공급되게 하고, 작동유 펌프에서 배출된 작동유는 열교환해서 예열되고 예열된 작동유는 증발기에 공급토록 하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 의하면, 스크류팽창기에서 배출된 작동유를 1차 응축기에서 1차 응축하고 응축된 작동유를 응축기에 공급하기 때문에 응축효율을 증대시킬 수 있는 것이다.

또한, 작동유 펌프에서 배출된 작동유가 증발기에 공급되기 전에 작동유 예열기를 통하여 열교환되고, 열교환되면서 예열된 작동유가 증발기에 공급되기 때문 에 증발효율이 증가되어 직접 열원 발전장치의 효율을 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있는 것이다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 고안에 따른 직접 열원 발전장치의 구성도이다.

본 고안은 도1에서와 같이 직접 열원 발전장치에 별도의 열교환기(900)가 포함되는 기본 구성을 갖는다.

상기한 열교환기(900)는 스크류팽창기(400)와 응축기(600) 사이에 형성되는데, 상기 열교환기(900)를 통하여 스크류팽창기(400)를 통과한 작동유가 응축기(600)로 투입되기 전에 1차 응축하여 응축된 작동유를 응축기(600)로 공급되고, 작동유 펌프(800)에서 배출된 작동유는 열교환해서 예열되고 예열된 작동유는 증발기(300)에 공급할 수 있도록 구성된다.

상기와 같은 열교환기(900)가 포함되는 직접 열원 발전장치는 액체 상태의 작동유가 내부로 유입되면 이를 증발 기화시키는 증발기(300)와, 상기 증발기(300)와 일체로 연결되고 일정한 온도로 가열되면서 열원을 직접 생산하는 열원공급수단(200)과, 상기 증발기(300)와 연결되고 외부공기 및 최종배출구(110)에서 배출되는 폐열을 증발기(300) 내부로 공급하여 열원공급수단(200)에서 나온 연소열과 혼합시킴으로써 증발에 필요한 작동유 증발온도를 일정하게 유지시키는 송풍기(100)와, 상기 증발기(300)에 연결된 상태에서 기화된 작동유가 일정한 압력으로 유입되 면 회전운동하는 스크류팽창기(400)와, 상기 스크류팽창기(400)와 직접 연결되고 회전하는 스크류팽창기(400)의 회전운동에 의해 작동되면서 전력을 생산하는 유도발전기(500)와, 상기 스크류팽창기(400)를 통과한 기화된 작동유가 내부로 유입되면 냉각수로 액화시키는 응축기(600)와, 상기 응축기(600)와 연결되고 액화된 작동유를 내부에 일시 저장시키는 탱크(700)와, 일단은 상기 탱크(700)에 연결되고 타단은 증발기(300)에 연결된 상태에서 탱크(700) 내부에 저장된 작동유의 유량을 조절하여 일정량을 증발기(300)측으로 순환시키는 작동유 펌프(800)로 구성된다.

상기 열원공급수단(200)은 버너(210)가 사용되는데, 이러한 버너(210)는 직접 열원을 생산하는 역할을 수행한다. 한편 본 고안은 열원공급수단(200)으로 버너(210)를 사용하는 것으로 기재하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 열원을 증발기(300)에 직접 공급할 수 있다면 폐열을 유도하는 덕트 등을 설치 사용할 수 있음을 밝혀둔다.

상기 열원공급수단(200), 송풍기(100)는 증발기(300)와 일체로 연결되어 열원을 직접 생산하는 역할을 수행하고, 스크류팽창기(400), 유도발전기(500)는 전력을 생산하는 역할을 각각 수행한다.

여기서, 폐열은 발열량이 낮은 소화가스를 연소시켜 발생하는 폐열이나, 각종 산업현장의 공정에서 발생하는 200℃ 이상의 폐열이나, 본 고안에 따른 직접 열원 발전장치에서 최종 배출되는 폐열이 이에 속한다(이하에서는 '폐열'이라 칭함).

작동유는 증발기(300), 스크류팽창기(400), 응축기(600), 탱크(700), 작동유 펌프(800)를 순환하고, 외부공기 및 폐열은 송풍기(100), 증발기(300)를 순환하는 싸이클을 갖는다.

작동유의 유량은 작동유 펌프(800)로 조절이 가능하도록 인버터를 사용하였다.

이와 같이 구성된 본 고안의 직접 열원 발전장치를 작동시키면 열원공급수단(200)은 일정한 온도로 가열되면서 직접 열원을 생산하고, 송풍기(100)는 외부공기 및 폐열을 흡입하여 증발기(300) 내부로 공급한다. 이때 증발기(300) 내부로 공급된 외부공기 및 폐열은 열원공급수단(200)를 통하여 생산된 열원과 혼합되면 증발기(300)는 작동유가 증발에 필요한 적당한 온도를 유지하게 된다.

상기와 같은 상태에서 증발기(300) 내부를 순환하는 작동유는 액체 상태로 유입되는 과정에서 직접 열원을 생산하는 송풍기(100) 및 열원공급수단(200)에 의해 증발 기화되고, 기화된 작동유는 일정한 압력으로 압송되면서 스크류팽창기(400)를 회전시키게 된다.

스크류팽창기(400)가 회전하면 상기한 스크류팽창기(400)와 직접 연결된 유도발전기(500)가 작동하면서 전력을 생산하는 것이며, 이때 생산된 전력을 처리장이나 산업체에서 이용하면된다.

이때 스크류팽창기(400)를 통한 작동유가 응축기(600)에 투입되기 전에 열교환기(900)에서 응축되고, 응축된 작동유는 응축기(600)로 공급되기 때문에 그만큼 응축효율을 기대할 수 있다.

한편, 스크류팽창기(400)를 통과한 작동유는 응축기(600)에서 냉각수와 열교환을 하면서 액화되고, 액화된 작동유는 탱크(700)에 일시 저장되며, 탱크(700)에 저장된 작동유는 작동유 펌프(800)를 통하여 열교환기(900)를 거친다.

열교환기(900)를 거친 작동유는 열교환되고, 열교환되면서 예열된 작동유는 증발기(300) 내부로 공급된다.

상기와 같은 작동유 순환 싸이클을 거칠때 폐열은 최종배출구(110)를 통하여 외부로 배출되고 일부 폐열은 송풍기(100)를 통하여 증발기(300) 내부로 다시 공급되는데, 최종배출구(100)로 배출된 폐열의 일부는 송풍기(100)를 통하여 회수 재사용된다.

도1은 본 고안에 따른 직접 열원 발전장치의 구성도

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

100 ; 송풍기 110 ; 최종배출구

200 ; 열원공급수단 210 ; 버너

300 ; 증발기 400 ; 스크류팽창기

500 ; 유도발전기 600 ; 응축기

700 ; 탱크 800 ; 작동유 펌프

900 ; 열교환기

Claims

액체 상태의 작동유가 내부로 유입되면 이를 증발 기화시키는 증발기(300)와; 상기 증발기(300)와 일체로 연결되고 일정한 온도로 가열되면서 열원을 직접 생산하는 열원공급수단(200)과; 상기 증발기(300)와 연결되고 외부공기 및 최종배출구(110)에서 배출되는 폐열을 증발기(300) 내부로 공급하여 열원공급수단(200)에서 나온 연소열과 혼합시킴으로써 증발에 필요한 작동유 증발온도를 일정하게 유지시키는 송풍기(100)와; 상기 증발기(300)에 연결된 상태에서 기화된 작동유가 일정한 압력으로 유입되면 회전운동하는 스크류팽창기(400)와; 상기 스크류팽창기(400)와 직접 연결되고 회전하는 스크류팽창기(400)의 회전운동에 의해 작동되면서 전력을 생산하는 유도발전기(500)와; 상기 스크류팽창기(400)를 통과한 기화 상태의 작동유가 내부로 유입되면 냉각수로 액화시키는 응축기(600)와; 상기 응축기(600)에 연결되고 액화된 작동유를 내부에 일시 저장시키는 탱크(700)와; 일단은 상기 탱크(700)에 연결되고 타단은 증발기(300)에 연결된 상태에서 탱크(700) 내부에 저장된 작동유의 유량을 조절하여 일정량 증발기(300)측으로 순환시키는 작동유 펌프(800)로 이루어진 직접 열원 발전장치에 있어서,

상기 스크류팽창기(400)와 응축기(600) 사이에 열교환기(900)를 형성한 후, 스크류팽창기(400)를 통과한 작동유가 응축기(600)로 투입되기 전에 1차 응축하여 응축된 작동유를 응축기(600)로 공급되게 하고, 작동유 펌프(800)에서 배출된 작동유는 열교환해서 예열되고 예열된 작동유는 증발기(300)에 공급토록 하는 것을 특 징으로 하는 직접 열원 발전장치.