KR20150050921A - 폐열 회수용 연관식 보일러 - Google Patents

폐열 회수용 연관식 보일러 Download PDF

Info

Publication number
KR20150050921A
KR20150050921A KR1020130132168A KR20130132168A KR20150050921A KR 20150050921 A KR20150050921 A KR 20150050921A KR 1020130132168 A KR1020130132168 A KR 1020130132168A KR 20130132168 A KR20130132168 A KR 20130132168A KR 20150050921 A KR20150050921 A KR 20150050921A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exhaust gas
damper
rotor
heat exchange
housing
Prior art date
Application number
KR1020130132168A
Other languages
English (en)
Inventor
김진구
Original Assignee
현대중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대중공업 주식회사 filed Critical 현대중공업 주식회사
Priority to KR1020130132168A priority Critical patent/KR20150050921A/ko
Publication of KR20150050921A publication Critical patent/KR20150050921A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1807—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/30—Technologies for a more efficient combustion or heat usage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Abstract

본 발명은 폐열 회수용 연관식 보일러에 관한 것으로서, 엔진에서 배출되는 고온의 배기가스를 유입하기 위한 배기가스 송출관과, 상기 배기가스 송출관으로부터 유입된 배기가스가 통과하는 복수의 열교환튜브가 구비된 열교환실과, 상기 열교환실을 통과한 배기가스를 배출하기 위한 배기가스 배출관과, 상기 배기가스 송출관으로부터 유입된 배기가스를 상기 배기가스 배출관으로 배출하도록 상기 열교환실 내에 배치된 바이패스관과, 상기 배기가스 송출관과 상기 열교환실 사이에 배치되어 상기 복수의 열교환튜브로 공급되는 배기가스의 양을 조절하는 바이패스댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 설치공간을 최소화 할 수 있고 구조를 단순화 할 수 있는 폐열 회수용 연관식 보일러를 제공할 수 있다.

Description

폐열 회수용 연관식 보일러{SMOKE YUBE TYPE BOILER FOR WASTE HEAT}
본 발명은 폐열 회수용 연관식 보일러에 관한 것으로서, 엔진에서 배출된 배기가스를 바이패스 시키는 바이패스 배관의 구조를 개선한 폐열 회수용 연관식 보일러에 관한 것이다.
일반적으로, 선박 등에는 엔진에서 연소 후 버려지는 배기가스를 모아 다른 기관의 에너지원으로 사용할 수 있도록 하는 폐열 회수 시스템이 구현되고 있다. 특히 디젤엔진발전설비(Diesel Power Plant)에는 엔진으로 공급되는 주 연료인 중유(HFO : Heavy Fuel Oil)의 점도를 낮춰 적정의 유동성을 가질 수 있게 하는 가열장치가 필요한데, 이러한 가열장치로써, 폐열 회수용 보일러에서 생산된 고온의 증기를 활용하는 경우가 있다.
즉, 이러한 폐열 회수용 보일러는 상기 폐열 회수 시스템을 적용하여 디젤엔진으로부터 버려지는 배기가스와 물을 열 교환하여 고온의 증기를 생산하도록 구현하고 있다.
도 1은 이러한 종래 디젤엔진발전용 폐열 회수 시스템의 일예를 보이는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 디젤엔진발전용 폐열 회수 시스템은, 연료 가열장치(4)의 구동에 필요한 증기를 생산하기 위하여, 엔진(2)에서 발생된 고온의 배기가스를 배기가스 송출관(11)을 통해 보일러(3)에 제공하게 된다. 보일러(3)는 엔진(2)에서 발생된 배기가스와 급수탱크(6)로부터 급수관(36)을 통해 물을 공급받게 되며, 공급된 고온의 배기가스와 물은 보일러(3) 내에서 열교환되어 고온의 증기를 생산하게 된다. 이렇게 생산된 고온의 증기는 증기 배출관(37)을 통해 연료 가열장치(4)로 공급된다. 연료 가열장치(4)는 연료탱크(1)로부터 엔진(2)으로 공급되는 연료를 소정 온도로 가열하여 적정 점도(유동성)를 만족할 수 있게 한다. 그리고 연료 가열장치(4)에서 사용된 저온의 증기는 응축기(5)를 통하여 응축되어 다시 급수탱크(6)로 공급되는 구조를 이루고 있다. 여기서, 엔진(2)으로부터 발생되는 배기가스는, 엔진의 운전 조건에 따라 그 용량이 편차가 심한 반면, 보일러(3)에서는 항상 일정한 배기가스의 용량을 필요로 하게 된다. 만약, 불필요하게 많은 용량의 배기가스가 보일러(3)로 공급되는 경우에는 보일러(3)내 과부하가 발생하는 등 보일러의 내구성을 떨어뜨리게 된다.
도 2는 폐열 회수용 보일러 및 그 주변의 배기가스 배관의 구성을 보이는 개념도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진(2)과 연결된 배기가스 송출관(11) 상에 방향전환밸브(110)를 배치하고, 방향전환밸브(110)를 사이게 두고 배기가스 유입관(112)과 바이패스(by-pass)관(113)을 배치하고 있다. 즉, 엔진(2)에서 발생된 배기가스는 배기가스 송출관(11)을 통하여 전달된 후 방향전환밸브(110)를 지나면서 일부는 보일러(3)를 향하는 배기가스 유입관(112)을 따라 보일러(3)의 유입실(31)로 유입되고, 복수개의 열교환튜브(34)가 형성된 열교환실(33)을 통과한 후 유출실(32)을 통해 배출관(14)으로 배출된다. 한편, 보일러(3)에서 필요로 하는 배기가스의 용량을 초과한 잉여의 배기가스는 방향전환밸브(110)를 지나 바이패스관(113)을 통하여 보일러(3)를 거치지 않고 바이패스 되고 직접 배기가스 배출관(14)으로 연결되어 배출된다.
그러나, 이러한 종래 엔진발전용 폐열 회수 시스템은 배기가스의 바이패스관이 보일러와 별개로 형성되어 설치공간을 많이 차지하는 문제점이 있을 뿐만 아니라 보일러로 배기가스를 유입하기 위한 배기가스 유입관과 바이패스관 사이에 방향전환밸브 등을 추가로 설치하여야 하므로 구조가 복잡한 문제점 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 설치공간을 최소화 할 수 있고 구조를 단순화 할 수 있는 폐열 회수용 연관식 보일러를 제공하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기와 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 폐열 회수용 연관식 보일러는 엔진에서 배출되는 고온의 배기가스를 유입하기 위한 배기가스 송출관과, 상기 배기가스 송출관으로부터 유입된 배기가스가 통과하는 복수의 열교환튜브가 구비된 열교환실과, 상기 열교환실을 통과한 배기가스를 배출하기 위한 배기가스 배출관과, 상기 배기가스 송출관으로부터 유입된 배기가스를 상기 배기가스 배출관으로 배출하도록 상기 열교환실 내에 배치된 바이패스관과, 상기 배기가스 송출관과 상기 열교환실 사이에 배치되어 상기 복수의 열교환튜브로 공급되는 배기가스의 양을 조절하는 바이패스댐퍼를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 폐열 회수용 연관식 보일러의 상기 바이패스댐퍼는, 상기 복수의 열교환튜브와 연통된 제1배출부와, 상기 바이패스관과 연통된 제2배출부를 갖는 댐퍼하우징; 상기 댐퍼하우징 내에 회동가능하게 삽입되며, 상기 배기가스 송출관과 연통된 배기가스 유입부와, 상기 댐퍼하우징의 제1배출부에 대응하여 개구된 제1개구부와, 상기 제1개구부가 상기 댐퍼하우징의 제2배출부와 연통하지 않을 경우 상기 댐퍼하우징의 제2배출부와 연통하도록 상기 댐퍼하우징의 제2배출부에 대응하여 개구된 제2개구부를 갖는 댐퍼로터; 및 상기 댐퍼로터의 제1개구부가 상기 댐퍼하우징의 제1배출부과 연통하는 각도와 상기 댐퍼로터의 제2개구부가 상기 댐퍼하우징의 제2배출부과 연통하는 각도 사이를 상기 댐퍼로터가 회동하도록 상기 댐퍼로터를 회동시키는 로터 구동유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 폐열 회수용 연관식 보일러의 상기 댐퍼하우징은 상기 제1배출부가 형성되며 원통 형상으로 마련된 하우징 본체부와, 상기 제2배출부가 형성되며 상기 바이패스관에 삽입되도록 상기 하우징 본체부의 일측에 콘 형상으로 마련된 하우징 콘형상부를 포함하며, 본 발명의 실시예에 따른 폐열 회수용 연관식 보일러의 상기 댐퍼로터는 상기 제1개구부가 형성되며 원통 형상으로 마련된 로터 본체부와, 상기 제2개구부가 형성되며 상기 바이패스관에 삽입되도록 콘 형상으로 마련된 로터 콘형상부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 폐열 회수용 연관식 보일러는 상기 댐퍼하우징의 제1배출부 및 제2배출부는 각각 3개로 형성되어 등간격으로 배치되며, 상기 댐퍼로터의 제1개구부 및 제2개구부는 각각 3개로 형성되어 등간격으로 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 폐열 회수용 연관식 보일러는 상기 댐퍼하우징의 제2배출부 및 상기 댐퍼로터의 제2개구부가 사다리꼴 형상으로 마련되며 각각의 모서리부분은 라운드지게 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 폐열 회수용 연관식 보일러의 상기 로터 구동유닛은 상기 댐퍼로터의 중앙에 배치되어 상기 댐퍼로터와 일체로 상기 댐퍼하우징에 대해 회전하는 로터 회전축과, 상기 복수의 열교환튜브로 공급되는 배기가스의 양을 조절하도록 상기 로터 회전축을 회동시키는 로터 구동부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 설치공간을 최소화 할 수 있고 구조를 단순화 할 수 있는 폐열 회수용 연관식 보일러를 제공할 수 있다.
도 1은 종래 폐열 회수 시스템의 개략적인 블록도,
도 2는 도 1의 종래 폐열 회수 시스템의 폐열 회수용 보일러의 부분 확대도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 폐열 회수 시스템의 개략적인 블록도,
도 4는 도 3의 폐열 회수 시스템의 폐열 회수용 보일러의 부분 확대도,
도 5 및 도 6은 도 4의 폐열 회수용 보일러의 바이패스댐퍼의 사시도 및 분해 사시도,
도 7은 도 4의 폐열 회수용 보일러의 바이패스댐퍼의 하우징 콘형상부의 저면도이다.
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 배관용 단열유닛의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 폐열 회수 시스템의 개략적인 블록도이고, 도 4는 도 3의 폐열 회수 시스템의 폐열 회수용 보일러의 부분 확대도이며, 도 5 및 도 6은 도 4의 폐열 회수용 보일러의 바이패스댐퍼의 사시도 및 분해 사시도이고, 도 7은 도 4의 폐열 회수용 보일러의 바이패스댐퍼의 하우징 콘형상부의 저면도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 폐열 회수 시스템은, 엔진(2)에서 발생된 고온의 배기가스를 배기가스 송출관(11)을 통해 폐열 회수용 연관식 보일러(10)에 제공하게 된다. 연관식 보일러(10)는 엔진(2)에서 발생된 배기가스와 급수탱크(6)로부터 급수관(36)을 통해 물을 공급받게 되며, 공급된 고온의 배기가스와 물은 보일러(10)의 열교환실(33)에서 열교환되어 고온의 증기를 생산하게 된다. 그리고, 연관식 보일러(10)를 통과한 배기가스는 배기가스 배출관(14)을 통해 배출된다. 이렇게 생산된 고온의 증기는 증기 배출관(37)을 통해 연료 가열장치(4)로 공급된다. 연료 가열장치(4)는 연료탱크(1)로부터 엔진(2)으로 공급되는 중유(HFO : Heavy Fuel Oil)와 같은 연료를 소정 온도로 가열하여 적정 점도(유동성)를 만족할 수 있게 한다. 그리고 연료 가열장치(4)에서 사용된 저온의 증기는 응축기(5)를 통하여 응축되어 다시 급수탱크(6)로 공급되는 구조를 이루고 있다. 그러나, 본 발명에 따른 폐열 회수용 연관식 보일러(10)는 보일러(10)에서 발생된 고온의 증기를 증기 배출관(37)을 통해 연료 가열장치(4)로 공급되는 것에 한정되지 않고 고온의 증기가 필요로 하는 다양한 곳에 공급될 수 있다.
여기서, 엔진(2)으로부터 발생되는 배기가스는, 엔진의 운전 조건에 따라 그 용량이 편차가 심한 반면, 보일러(10)에서는 거의 일정한 배기가스의 용량을 필요로 하게 된다. 만약, 불필요하게 많은 용량의 배기가스가 보일러(10)로 공급되는 경우에는 보일러(10)내 과부하가 발생하는 등 보일러(10)의 내구성을 떨어뜨릴 수 있다. 따라서, 엔진(2)으로부터 발생되는 배기가스가 보일러(10)의 열교환실(33)로 공급될 때, 공급되는 배기가스의 양을 조절하는 것이 필요하다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 폐열 회수용 연관식 보일러(10)는 엔진(2)에서 배출되는 고온의 배기가스를 유입하기 위한 배기가스 송출관(11)과, 배기가스 송출관(11)으로부터 유입된 배기가스가 통과하는 복수의 열교환튜브(34)가 구비된 열교환실(33)과, 열교환실(33)을 통과한 배기가스를 배출하기 위한 배기가스 배출관(14)과, 배기가스 송출관(11)으로부터 유입된 배기가스를 배기가스 배출관(14)으로 배출하도록 열교환실(33) 내에 배치된 바이패스관(41)과, 배기가스 송출관(11)과 열교환실(33) 사이에 배치되어 복수의 열교환튜브(34)로 공급되는 배기가스의 양을 조절하는 바이패스댐퍼(50)를 포함한다.
열교환실(33)은 본 발명의 일예로 원통형 내부에 배기가스가 통과하는 복수의 열교환튜브(34)가 균일하게 배치되어 있다. 그러나, 열교환실(33)은 원통형에 한정되지 않고 사각형상의 단면 혹은 삼각형상의 단면 등 다양한 형상으로 마련될 수도 있다. 복수의 열교환튜브(34)는 본 발명의 일예로 수직방향을 배치될 수 있다. 이에, 배기가스가 열교환튜브(34)의 상측에서 유입되어 열교환튜브(34)를 통과한 후 하측으로 배출될 수 있다. 그러나, 복수의 열교환튜브(34)는 이에 한정되지 않고 수평방향으로 배치될 수 있으며, 수평방향에서 경사지게 배치되는 등 다양하게 배치될 수도 있다. 열교환실(33)의 내부에는 급수탱크(6)로부터 공급된 물이 채워지며, 이렇게 공급된 물과 열교환튜브(34) 사이에 열교환이 발생하여 물이 증기로 변하게 된다.
바이패스관(41)은 본 발명의 일예로 열교환실(33)의 중앙에 배치될 수 있다. 그러나, 바이패스관(41)은 이에 한정되지 않고 열교환실(33) 내의 중앙 영역이 아닌 가장자리 영역에 배치될 수도 있음은 물론이다. 이에, 열교환튜브(34)를 통과 하지 않는 배기가스는 바이패스관(41)을 통해 바로 배기가스 배출관(14)으로 배출함으로서 열교환실(33) 내에 과도한 증기가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 바이패스댐퍼(50)는 본 발명의 일예로 원통 형상으로 마련된 댐퍼하우징(51)과, 댐퍼하우징(51)의 내부에 회동가능하게 삽입된 댐퍼로터(61)와, 댐퍼로터(61)를 회동하는 로터 구동유닛(71)을 포함할 수 있다.
댐퍼하우징(51)은 복수의 열교환튜브(34)와 연통된 제1배출부(57)와, 바이패스관(41)과 연통된 제2배출부(58)를 포함 할 수 있다. 즉, 댐퍼하우징(51)은 본 발명의 일예로 제1배출부(57)가 형성되며 원통 형상으로 마련된 하우징 본체부(53)와, 제2배출부(58)가 형성되며 바이패스관(41)에 삽입되도록 하우징 본체부(53)의 일측에 콘 형상으로 마련된 하우징 콘형상부(55)를 포함할 수 있다. 그러나, 하우징 콘형상부(55)는 이에 한정되지 바이패스관(41)에 삽입가능하도록 사다리꼴 단면 형상 등 다양한 형상으로 마련될 수 도 있다.
댐퍼로터(61)는 본 발명의 일예로 댐퍼하우징(51) 내에 회동가능하게 삽입되며, 배기가스 송출관(11)과 연통된 배기가스 유입부(69)와, 댐퍼하우징(51)의 제1배출부(57)에 대응하여 개구된 제1개구부(67)와, 제1개구부(67)가 댐퍼하우징(51)의 제2배출부(58)와 연통하지 않을 경우 댐퍼하우징(51)의 제2배출부(58)와 연통하도록 댐퍼하우징(51)의 제2배출부(58)에 대응하여 개구된 제2개구부(68)를 포함 할 수 있다. 즉, 댐퍼로터(61)는 제1개구부(67)가 형성되며 원통 형상으로 마련된 로터 본체부(63)와, 제2개구부(68)가 형성되며 바이패스관(41)에 삽입되도록 콘 형상으로 마련된 로터 콘형상부(65)를 포함 할 수 있다. 그러나, 로터 콘형상부(65)는 이에 한정되지 하우징 콘형상부(55)와 같이 바이패스관(41)에 삽입가능하도록 사다리꼴 단면 형상 등 다양한 형상으로 마련될 수 도 있다.
댐퍼하우징(51)의 제1배출부(57) 및 제2배출부(58)는 본 발명의 일예로 각각 3개로 형성되어 등간격으로 배치될 수 있다. 즉, 본 발명의 일예로 댐퍼하우징(51)의 제1배출부(57) 및 제2배출부(58)는 각각 3개로 마련되어 120도의 각도로 배치될 수 있다. 그러나, 댐퍼하우징의 제1배출부(57) 및 제2배출부(58)는 이에 한정되지 않고 각각이 1개 또는 2개로 마련될 수도 있으며, 4개 이상으로 마련될 수도 있다.
댐퍼로터(61)의 제1개구부(67) 및 제2개구부(68)는 각각 3개로 형성되어 등간격으로 배치될 수 있다. 즉, 본 발명의 일예로 댐퍼로터(61)의 제1배출부(57) 및 제2배출부(58)는 각각 3개로 마련되어 120도의 각도로 배치될 수 있다. 그러나, 댐퍼로터(61)의 제1배출부(57) 및 제2배출부(58)는 이에 한정되지 않고 각각이 1개 또는 2개로 마련될 수도 있으며, 4개 이상으로 마련될 수도 있다.
댐퍼로터(61)의 제1개구부(67) 및 제2개구부(68)는 본 발명의 일예로 댐퍼하우징(51)의 제1배출부(57) 및 제2배출부(58)와 같은 크기로 마련될 수 있다. 그리고, 본 발명의 일예로 댐퍼로터(61)의 제1개구부(67)가 댐퍼하우징(51)의 제1배출부(57)와 완전히 일치하여 서로 연통하게 되면, 댐퍼로터(61)의 제2개구부(68)는 댐퍼하우징(51)의 제2배출부(58)와 서로 연통하지 않도록 배치될 수 있다. 그리고, 로터 구동유닛(71)에 의해 댐퍼로터(61)가 회동하게 되어, 댐퍼로터(61)의 제1개구부(67)가 댐퍼하우징(51)의 제1배출부(57)와 반 정도 연통하게 되면, 댐퍼로터(61)의 제2개구부(68)도 댐퍼하우징(51)의 제2배출부(58)와 반 정도 연동하도록 배치될 수 있다. 또한, 로터 구동유닛(71)에 의해 댐퍼로터(61)가 더 회동하게 되어, 댐퍼로터(61)의 제1개구부(67)가 댐퍼하우징(51)의 제1배출부(57)와 완전히 연통하지 않게 되면, 댐퍼로터(61)의 제2개구부(68)는 댐퍼하우징(51)의 제2배출부(58)와 완전히 일치하여 서로 연동하도록 배치될 수 있다.
배기가스 유입부(69)는 댐퍼로터(61)의 상측에 관통 형성되어 배기가스 송출관(11)로부터 배기가스를 공급받을 수 있다. 배기가스 유입부(69)는 본 발명의 일예로 3개의 관통 형상으로 마련되며, 각 관통 형상은 등간격으로 배치되고, 각 관통 형상은 사다리꼴 형상으로 마련되며 각각의 모서리부분은 라운드지게 형성되어 배기가스에 포함된 오염물질이 모서리부분에 쌓이는 것을 방지할 수 있다.
댐퍼하우징(51)의 제2배출부(58) 및 댐퍼로터(61)의 제2개구부(68)는 각각 하우징 콘형상부(55) 및 로터 콘형상부(65)에 사다리꼴 형상으로 마련되며, 각각의 모서리부분은 라운드지게 형성될 수 있다. 이에, 콘형상부에 개구부의 형상을 사다리꼴로 마련함으로서 배기가스의 유량을 최대로 할 수 있으며, 모서리부분을 라운드지게 함으로서 배기가스에 포함된 오염물질이 모서리부분에 쌓이는 것을 방지할 수 있다.
열교환실(33)의 입구영역에는 댐퍼하우징(51)의 제1배출부(57)를 통해 유입되는 배기가스를 열교환실(33)의 복수의 열교환튜브(34)로 안내하도록 유입실(31)이 마련될 수 있다. 그리고, 열교환실(33)의 출구영역에는 복수의 열교환튜브(34) 및 바이패스관(41)을 통해 배출되는 배기가스를 배기가스 배출관(14)으로 안내하도록 유출실(32)이 마련될 수 있다.
로터 구동유닛(71)은 댐퍼로터(61)의 중앙에 배치되어 댐퍼로터(61)와 일체로 댐퍼하우징(51)에 대해 회전하는 로터 회전축(73)과, 복수의 열교환튜브(34)로 공급되는 배기가스의 양을 조절하도록 로터 회전축(73)을 회동시키는 로터 구동부(75)를 포함할 수 있다.
로터 회전축(73)은 본 발명의 일예로 댐퍼로터(61)의 상측에서 하측으로 관통가능하게 형성된다. 로터 회전축(73)의 상측은 배기가스 유입부(69)의 상측으로 돌출되어 로터 구동부(75)에 의해 회동가능하게 결합된다. 그리고, 로터 회전축(73)의 하측은 댐퍼하우징(51)에 회전가능하게 결합되어 지지된다. 이에, 댐퍼로터(61)는 로터 회전축(73)과 일체로 결합된 로터 회전축(73)과 함께 회동하게 된다.
로터 구동부(75)는 로터 회전축(73)을 회동시키도록 전기나 유압 혹은 공압 등을 이용한 액추에이터가 사용될 수 있다. 즉, 로터 구동부(75)는 본 발명의 일예로 로터 회전축(73)을 회동시키도록 유압이나 공압을 이용한 실린더 장치가 이용될 수 있다. 그러나, 로터 구동부(75)는 이에 한정되지 않고 로터 회전축(73)을 회동시키도록 구동모터나 솔레노이드방식 등 다양한 방식으로 마련될 수도 있다. 로터 구동부(75)에는 본 발명의 일예로 일측이 로터 구동부(75)와 결합된 구동축(77)과, 일측이 구동축(77)과 회동가능하게 결합되고 타측이 로터 회전축(73)에 결합된 구동아암(79)이 장착될 수 있다. 구동축(77)은 본 발명의 일예로 하우징 본체부(53)에 형성된 구동축 관통부(59)를 통과하여 로터 구동부(75)와 구동아암(79)을 연결할 수 있다. 구동축 관통부(59)는 본 발명의 일예로 구동축(77)과의 사이에 배기가스가 누설되는 것을 차단할 수 있도록 실링부재 등이 장착될 수 있다. 이에, 로터 구동부(75)의 작동에 의해 구동축(77)이 소정의 구간을 왕복 직선 운동하게 되며, 이러한 구동축(77)의 왕복 직선 운동에 의해 구동아암(79)을 소정의 각도 왕복 회동시키게 되며, 이러한 구동아암(79)의 회동에 의해 로터 회전축(73)이 소정 각도 왕복 회동하게 된다. 본 발명의 일예로 댐퍼하우징(51)의 제1배출부(57) 및 댐퍼로터(61)의 제1개구부(67)가 각각 3개씩 120도의 각도로 배치되는 경우에는 구동아암(79) 및 로터 구동축(77)은 대략 60도 정도의 각도를 왕복 회동하게 될 것이다.
이러한 구성에 의해 본 발명의 실시예에 따른 폐열 회수용 연관식 보일러(10)의 작용과정을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 엔진(2)으로부터 배기가스 송출관(11)을 통해 고온의 배기가스가 바이패스댐퍼(50)로 공급되면, 공급되는 배기가스 량이 보일러(10)에서 필요로 하는 배기가스 량을 초과하는지를 검토하게 된다. 이와 같이 배기가스 량을 검토하는 것은 엔진(2)의 출력이나 배기가스 송출관(11)에서 배기가스의 유속 등을 검출하여 판단할 수 있다.
만약, 공급되는 배기가스 량이 보일러(10)에서 필요로 하는 배기가스 량을 초과하지 않는다면, 공급되는 배기가스 전부가 열교환실(33)의 열교환튜브(34)를 통과하여 열교환이 이루어질 수 있도록 댐퍼로터(61)의 제1개구부(67)가 댐퍼하우징(51)의 제1배출부(57)와 완전히 연통되고 댐퍼로터(61)의 제2개구부(68)가 댐퍼하우징(51)의 제2배출부(58)와 연통되지 않도록 로터 구동부(75)를 제어하게 된다. 이 경우 도 4에 도시된 실선 화살표와 같이, 배기가스 송출관(11)을 통해 공급된 배기가스 전부는 댐퍼하우징(51)의 하우징 본체부(53)에 형성된 제1배출부(57)를 통해 유입실(31)로 공급되며, 유입실(31)에서 열교환튜브(34)를 통해 유출실(32)로 공급되어 배기가스 배출관(14)을 통해 배출된다.
그리고, 공급되는 배기가스 량이 보일러(10)에서 필요로 하는 배기가스 량을 초과한다면, 공급되는 배기가스 일부만 열교환실(33)의 열교환튜브(34)를 통과하여 열교환이 이루어질 수 있도록 댐퍼로터(61)의 제1개구부(67)가 댐퍼하우징(51)의 제1배출부(57)에 일부만 연통되고 나머지 배기가스는 댐퍼로터(61)의 제2개구부(68)가 댐퍼하우징(51)의 제2배출부(58)와 일부 연통되어 바이패스관(41)을 통해 배출되도록 로터 구동부(75)를 제어할 수 있다. 이때, 로터 구동부(75)는 로터 회전축(73)을 예를 들어 30도 정도 일정 각도 회동시킬 수 있다. 이 경우 도 4에 도시된 실선 및 점선 화살표와 같이, 배기가스 송출관(11)을 통해 공급된 배기가스는 댐퍼하우징(51)의 하우징 본체부(53)에 형성된 제1배출부(57)를 통해 열교환튜브(34)로 공급됨과 동시에, 하우징 콘형상부(55)에 형성된 제2배출부(58)를 통해 바이패스관(41)로 공급되어, 유출실(32)을 통해 배기가스 배출관(14)로 배출된다.
또한, 연료 가열장치(4) 등에서 더 이상 증기 공급이 필요하지 않거나 보일러(10) 내부 온도가 과열 된 상태인 경우 등과 같이, 열교환실(33)의 열교환튜브(34)에 의해 열교환이 이루어질 필요가 없는 경우에는 배기가스 전부를 바이패스관(41)을 통해 배출되도록 댐퍼로터(61)의 제2개구부(68)가 댐퍼하우징(51)의 제2배출부(58)와 전부 연통되게 로터 구동부(75)를 제어할 수 있다. 이때, 로터 구동부(75)는 로터 회전축(73)을 예를 들어 60도 정도 일정 각도 회동시킬 수 있다. 이 경우 도 4에 도시된 점선 화살표와 같이, 배기가스 송출관(11)을 통해 공급된 배기가스 전부는 하우징 콘형상부(55)에 형성된 제2배출부(58)를 통해 바이패스관(41)로 공급되어, 유출실(32)을 통해 배기가스 배출관(14)로 배출된다.
이에, 본 발명의 실시예에 따른 폐열 회수용 연관식 보일러(10)는 바이패스관(41)을 보일러(10) 내부에 장착하게 되어 설치공간을 최소화 할 수 있을 뿐만 아니라 별도의 방향전환밸브 등이 불필요하게 되어 구조를 단순화 할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10 : 보일러 11 : 배기가스 송출관
14 : 배기가스 배출관 33 : 열교환실
34 : 열교환튜브 41 : 바이패스관
50 : 바이패스댐퍼 51 : 댐퍼하우징
53 : 하우징 본체부 55 : 하우징 콘형상부
57 : 제1배출부 58 : 제2배출부
61 : 댐퍼로터 63 : 로터 본체부
65 : 로터 콘형상부 67 : 제1개구부
68 : 제2개구부 71 : 로터 구동유닛
73 : 로터 회전축 75 : 로터 구동부

Claims (6)

  1. 엔진에서 배출되는 고온의 배기가스를 유입하기 위한 배기가스 송출관;
    상기 배기가스 송출관으로부터 유입된 배기가스가 통과하는 복수의 열교환튜브가 구비된 열교환실;
    상기 열교환실을 통과한 배기가스를 배출하기 위한 배기가스 배출관;
    상기 배기가스 송출관으로부터 유입된 배기가스를 상기 배기가스 배출관으로 배출하도록 상기 열교환실 내에 배치된 바이패스관; 및
    상기 배기가스 송출관과 상기 열교환실 사이에 배치되어 상기 복수의 열교환튜브로 공급되는 배기가스의 양을 조절하는 바이패스댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열 회수용 연관식 보일러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바이패스댐퍼는,
    상기 복수의 열교환튜브와 연통된 제1배출부와, 상기 바이패스관과 연통된 제2배출부를 갖는 댐퍼하우징;
    상기 댐퍼하우징 내에 회동가능하게 삽입되며, 상기 배기가스 송출관과 연통된 배기가스 유입부와, 상기 댐퍼하우징의 제1배출부에 대응하여 개구된 제1개구부와, 상기 제1개구부가 상기 댐퍼하우징의 제2배출부와 연통하지 않을 경우 상기 댐퍼하우징의 제2배출부와 연통하도록 상기 댐퍼하우징의 제2배출부에 대응하여 개구된 제2개구부를 갖는 댐퍼로터; 및
    상기 댐퍼로터의 제1개구부가 상기 댐퍼하우징의 제1배출부과 연통하는 각도와 상기 댐퍼로터의 제2개구부가 상기 댐퍼하우징의 제2배출부과 연통하는 각도 사이를 상기 댐퍼로터가 회동하도록 상기 댐퍼로터를 회동시키는 로터 구동유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열 회수용 연관식 보일러.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 댐퍼하우징은 상기 제1배출부가 형성되며 원통 형상으로 마련된 하우징 본체부와, 상기 제2배출부가 형성되며 상기 바이패스관에 삽입되도록 상기 하우징 본체부의 일측에 콘 형상으로 마련된 하우징 콘형상부를 포함하며,
    상기 댐퍼로터는 상기 제1개구부가 형성되며 원통 형상으로 마련된 로터 본체부와, 상기 제2개구부가 형성되며 상기 바이패스관에 삽입되도록 콘 형상으로 마련된 로터 콘형상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열 회수용 연관식 보일러.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 댐퍼하우징의 제1배출부 및 제2배출부는 각각 3개로 형성되어 등간격으로 배치되며, 상기 댐퍼로터의 제1개구부 및 제2개구부는 각각 3개로 형성되어 등간격으로 배치된 것을 특징으로 하는 폐열 회수용 연관식 보일러.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 댐퍼하우징의 제2배출부 및 상기 댐퍼로터의 제2개구부는 사다리꼴 형상으로 마련되며 각각의 모서리부분은 라운드지게 형성된 것을 특징으로 하는 폐열 회수용 연관식 보일러.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 로터 구동유닛은 상기 댐퍼로터의 중앙에 배치되어 상기 댐퍼로터와 일체로 상기 댐퍼하우징에 대해 회전하는 로터 회전축과, 상기 복수의 열교환튜브로 공급되는 배기가스의 양을 조절하도록 상기 로터 회전축을 회동시키는 로터 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열 회수용 연관식 보일러.
KR1020130132168A 2013-11-01 2013-11-01 폐열 회수용 연관식 보일러 KR20150050921A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130132168A KR20150050921A (ko) 2013-11-01 2013-11-01 폐열 회수용 연관식 보일러

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130132168A KR20150050921A (ko) 2013-11-01 2013-11-01 폐열 회수용 연관식 보일러

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150050921A true KR20150050921A (ko) 2015-05-11

Family

ID=53388549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130132168A KR20150050921A (ko) 2013-11-01 2013-11-01 폐열 회수용 연관식 보일러

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20150050921A (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005201578A (ja) * 2004-01-19 2005-07-28 Mahle Tennex Corp 内燃機関の排気還流装置
JP2006299942A (ja) * 2005-04-21 2006-11-02 T Rad Co Ltd バイパス切替バルブ付熱交換器
JP2007321741A (ja) * 2006-06-05 2007-12-13 Toyota Motor Corp 排気熱回収装置
KR20110062821A (ko) * 2009-12-04 2011-06-10 현대자동차주식회사 냉각수 및 오일 통합 열교환형 배기열 회수장치
JP2015007091A (ja) * 1999-12-23 2015-01-15 ジェネンテック， インコーポレイテッド Ｉｌ−１７相同的ポリペプチドとその治療上の用途

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015007091A (ja) * 1999-12-23 2015-01-15 ジェネンテック， インコーポレイテッド Ｉｌ−１７相同的ポリペプチドとその治療上の用途
JP2005201578A (ja) * 2004-01-19 2005-07-28 Mahle Tennex Corp 内燃機関の排気還流装置
JP2006299942A (ja) * 2005-04-21 2006-11-02 T Rad Co Ltd バイパス切替バルブ付熱交換器
JP2007321741A (ja) * 2006-06-05 2007-12-13 Toyota Motor Corp 排気熱回収装置
KR20110062821A (ko) * 2009-12-04 2011-06-10 현대자동차주식회사 냉각수 및 오일 통합 열교환형 배기열 회수장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
일본 공개특허공보 특개2005-201578호(2005.07.28.) 1부. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104040261A (zh) 供热装置
CN105782058B (zh) 一种液环式真空泵回水系统及回水方法
KR101755808B1 (ko) 폐열회수시스템
CN102822452A (zh) 废热再生系统
CN105378224A (zh) 轴向活塞机器
CN104728469B (zh) 余热锅炉三通挡板阀
KR20150050921A (ko) 폐열 회수용 연관식 보일러
US20160273854A1 (en) Device for regulating the circulation of a coolant liquid for a heat exchanger, particularly for a motor vehicle engine charge air cooler
JP2008215333A (ja) 内燃機関の排気熱回収装置
CN206803808U (zh) 一种高效u型管换热器
JP5817655B2 (ja) 磁気ヒートポンプシステム
WO2012123934A4 (en) Solar energy system
KR101027494B1 (ko) 열매체 마찰 히팅장치를 이용한 히팅시스템
KR20120084375A (ko) 압축천연가스 엔진 냉각장치
CN202091059U (zh) 用于内燃机的废气冷却模块
KR101823548B1 (ko) 관통형 바이패스관을 갖는 엔진발전용 폐열 회수 보일러
CN202833309U (zh) 可排气发动机水泵
CN205248984U (zh) 一种可空水冷交替冷却的三相异步电机
CN106460570B (zh) 使气体压缩和膨胀的设备及在两压力网中控制压力的方法
CN102944080B (zh) 具有切向冷热切换功能的涡流管以及带有该涡流管的换热系统
US20090282826A1 (en) Thermodynamic machine with continuously circulating refrigerant
CN217875795U (zh) 一种高温高压参数下热电联产系统
GB2490704A (en) Heat exchanger having two chambers in thermal communication through an array of heat pipes
CN107178820A (zh) 一种利用内燃发电机供暖的发电供暖系统
JP5950064B1 (ja) ヒートポンプ式蒸気生成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application