KR20180022102A - 폐열 회수용 절탄기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐열 회수용 절탄기에 관한 것으로서, 폐열 회수 대상이 되는 가스로부터 폐열을 회수하기 위한 절탄기로서, 상기 가스와 냉매 사이에 열교환이 이루어지는 본체; 상기 본체에 상기 가스를 유입시키기 위한 유입관: 상기 본체로부터 나오는 상기 가스를 외부로 유출시키기 위한 제1 유출관; 상기 본체로부터 나오는 상기 가스를 외부로 유출시키기 위한 제2 유출관; 상기 제2 유출관을 통하여 외부로 유출되는 상기 가스의 유량을 조절하기 위한 댐퍼;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 선박 엔진의 저부하 운전시에도 절탄기의 내부를 유동하는 연소 가스의 평균 속도가 감소하지 않아, 그을음 침착에 의한 수트 파이어 현상이 발생하지 않고, 셀프 크리닝에 의하여 절탄기의 성능 및 수명이 현격히 증가하는 효과가 있다.

Description

폐열 회수용 절탄기 {A Economizer for Waste Heat Recovery}

본 발명은 폐열 회수용 절탄기에 관한 것으로서, 특히 그을음 침착에 의한 수트 파이어 현상이 발생하지 않고, 셀프 크리닝에 의하여 절탄기의 성능 및 수명이 현격히 증가하는 폐열 회수용 절탄기에 관한 것이다.

일반적으로 선박의 항해를 위한 엔진 연료(예를 들면, 디젤유)는 그 에너지 중 대부분을 메인 엔진에서 소비하고, 메인 엔진의 구동 시 소모되는 연료의 25% 정도의 에너지는 고열의 배기가스인 폐기가스로 대기 중에 그대로 버려지는 실정에 있다.

이에 따라, 선박의 엔진에서 외부로 배출되는 고열의 배기가스로부터 폐열을 회수하려는 여러 시스템이 적용되고 있으며, 절탄기(economizer)가 그 중 하나이다.

상기 절탄기는, 주기관에서 배출되는 연소가스의 남은 열을 이용하여 보일러에서 공급되는 급수를 예열하여 폐열회수 보일러 시스템 등의 효율을 상승시킬 수 있는 수단으로서, 현재 상용화되고 있는 절탄기는 튜브의 내부를 흐르는 유체의 종류에 따라 수관식과 연관식으로 구분된다.

최근에는, 선박의 연료 소모량을 줄이기 위한 목적으로, 저부하(low load) 운전이 많이 시행되고 있는데, 이러한 저부하 운전의 경우 선박 엔진으로부터 발생하는 배기가스의 양이 줄어들게 되며, 종래의 선박용 절탄기는 그 구조상 절탄기를 통과하는 배기가스의 속도도 덩달아 감소하게 되며, 이러한 배기가스의 속도 감소는 불완전 연소로 인한 고형물(Soot)이 절탄기 내부에 침착되는 현상을 가속화시키는 문제점이 있다.

또한 절탄기의 내부에 이렇게 그을음이 누적되면, 황성분을 포함하고 있는 그을음이 수분과 만나게 되면서 절탄기의 부식이 가속화되며, 그을음(soot)이 절탄기의 내에 다량 모여져 있다가 이것이 갑자기 재연소해 버리는 수트 파이어(soot fire) 현상이 발생하는 문제점도 있다.

즉 종래의 선박용 절탄기는, 저부하(low load) 운전과 같은 특정한 선박 엔진의 운전 상황에서, 절탄기의 성능 및 수명이 현격히 감소하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 그을음 침착에 의한 수트 파이어 현상이 발생하지 않고, 셀프 크리닝에 의하여 절탄기의 성능 및 수명이 현격히 증가하도록 구조가 개선된 폐열 회수용 절탄기를 제공하기 위함이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 폐열 회수용 절탄기는, 폐열 회수 대상이 되는 가스로부터 폐열을 회수하기 위한 절탄기로서, 상기 가스와 냉매 사이에 열교환이 이루어지는 본체; 상기 본체에 상기 가스를 유입시키기 위한 유입관: 상기 본체로부터 나오는 상기 가스를 외부로 유출시키기 위한 제1 유출관; 상기 본체로부터 나오는 상기 가스를 외부로 유출시키기 위한 제2 유출관; 상기 제2 유출관을 통하여 외부로 유출되는 상기 가스의 유량을 조절하기 위한 댐퍼;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 유입관을 통하여 상기 본체로 유입되는 상기 가스의 유량이 증가하면, 상기 제2 유출관을 통하여 유출되는 상기 가스의 유량이 증가하도록 상기 댐퍼를 작동시키고, 상기 유입관을 통하여 상기 본체로 유입되는 상기 가스의 유량이 감소하면, 상기 제2 유출관을 통하여 유출되는 상기 가스의 유량이 감소하도록 상기 댐퍼를 작동시키는 제어부를 구비하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 댐퍼는, 상기 가스가 유동할 수 있는 중공을 구비한 고리 형상의 하우징; 상기 하우징의 중공에 배치되며, 상기 중공을 개방하는 개방 위치와 상기 중공을 폐쇄하는 폐쇄 위치 사이에서 회전 가능한 유량 조절판; 상기 유량 조절판을 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 작동기;를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 유량 조절판은 원판 형상으로 형성되며, 상기 유량 조절판의 양단부에는 상기 하우징의 중공에 회전 가능하게 장착되는 회전축이 마련되어 있는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 본체는, 상기 유입관과 연통되어 있는 유입 공간부; 상기 제1 유출관 및 제2 유출관과 연통되어 있는 유출 공간부; 상기 냉매가 수용되는 부분으로서, 상기 유입 공간부와 상기 유출 공간부 사이에 마련되는 냉매 수용부; 상기 유입 공간부와 상기 유출 공간부를 연통시킴으로써 상기 가스가 유동할 수 있는 관으로서, 미리 정한 간격만큼 이격된 상태로 상기 냉매 수용부의 내부에 다수 개가 배열되어 있는 튜브;를 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 유출 공간부는, 상기 제1 유출관과 연통되어 있는 제1 공간과 상기 제2 유출관과 연통되어 있는 제2 공간을 서로 격리시키는 구분벽을 구비하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 본체는, 상기 유입관과 연통되어 있는 유입 공간부; 상기 제1 유출관 및 제2 유출관과 연통되어 있는 유출 공간부; 상기 유입 공간부와 상기 유출 공간부를 연통시키며, 상기 가스가 수용되는 가스 수용부; 상기 냉매가 유동할 수 있는 관으로서, 미리 정한 간격만큼 이격된 상태로 상기 가스 수용부의 내부에 다수 개가 배열되어 있는 튜브;를 포함하는 것일 수도 있다.

본 발명에 따르면, 가스와 냉매 사이에 열교환이 이루어지는 본체; 상기 본체에 상기 가스를 유입시키기 위한 유입관: 상기 본체로부터 나오는 상기 가스를 외부로 유출시키기 위한 제1 유출관; 상기 본체로부터 나오는 상기 가스를 외부로 유출시키기 위한 제2 유출관; 상기 제2 유출관을 통하여 외부로 유출되는 상기 가스의 유량을 조절하기 위한 댐퍼;를 포함하므로, 선박 엔진의 저부하 운전시에도 절탄기의 내부를 유동하는 연소 가스의 평균 속도가 감소하지 않아, 그을음 침착에 의한 수트 파이어 현상이 발생하지 않고, 셀프 크리닝에 의하여 절탄기의 성능 및 수명이 현격히 증가하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 폐열 회수용 절탄기의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 폐열 회수용 절탄기의 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 폐열 회수용 절탄기의 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 댐퍼의 평면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 댐퍼의 좌측면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 폐열 회수용 절탄기를 사용하는 상태를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 폐열 회수용 절탄기의 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 폐열 회수용 절탄기의 정면도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절탄기(100)는, 폐열 회수 대상이 되는 가스, 예컨대 선박 엔진(E) 등에서 배출되는 연소 가스(G)로부터 폐열을 회수하기 위한 선박용 절탄기(100)로서, 본체(10)와, 유입관(20)과, 제1 유출관(30)과, 제2 유출관(40)과, 댐퍼(50), 제어부(60)를 포함하여 구성된다.

상기 본체(10)는, 상기 연소 가스(G)와 냉매(W)로 사용되는 물 사이에 열교환이 이루어지는 곳으로서, 제1 중심축(C1)을 따라 길게 연장된 원통 형상으로 마련된다.

상기 본체(10)는, 유입 공간부(11)와, 유출 공간부(12)와, 냉매 수용부(13)와, 튜브(14)와, 구분벽(15)을 포함한다.

상기 유입 공간부(11)는, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 냉매 수용부(13)와 상기 유입관(20) 사이에 배치되는 공간으로서, 연소 가스(G)가 상기 유입관(20)으로부터 유입되어 잠시 수용될 수 있는 공간이다.

상기 유입 공간부(11)의 하단부는 상기 유입관(20)과 연통되어 있으며, 상기 유입 공간부(11)의 상단부는 상기 튜브(14)와 연통되어 있다.

상기 유출 공간부(12)는, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 냉매 수용부(13)와 상기 유출관(30, 40) 사이에 배치되는 공간으로서, 연소 가스(G)가 상기 튜브(14)로부터 유입되어 잠시 수용될 수 있는 공간이다.

상기 유출 공간부(12)는, 상기 제1 유출관(30)과 연통되어 있는 제1 공간(12 a)과, 상기 제2 유출관(40)과 연통되어 있는 제2 공간(12b)를 포함한다.

상기 제1 공간(12a) 및 제2 공간(12b)은, 상기 제1 중심축(C1)을 따라 미리 정한 길이만큼 연장된 상기 구분벽(15)에 의하여 기밀 가능하게 서로 격리되어 있다.

본 실시예에서 상기 제1 공간(12a) 및 제2 공간(12b)은, 각각 반원형 평면 형상을 가진 공간으로 마련된다.

상기 냉매 수용부(13)는, 냉매(W)인 물이 수용되는 부분으로서, 상기 유입 공간부(11)와 상기 유출 공간부(12) 사이에 마련되어 있다.

상기 튜브(14)는, 상기 유입 공간부(11) 및 상기 유출 공간부(12)를 서로 연통시키는 원형 관으로서, 상기 제1 중심축(C1)을 따라 길게 연장되어 있다.

상기 튜브(14)는, 다수 개가 마련되어, 미리 정한 간격만큼 이격된 상태로 상기 냉매 수용부(13)의 내부에 촘촘하게 배열되어 있다.

상기 튜브(14)의 내부로는 연소 가스(G)가 흐를 수 있으며, 냉매(W)인 물은 침투할 수 없도록 형성된다.

따라서, 상기 튜브(14)를 통하여 연소 가스(G)는 상기 유입 공간부(11)로부터 상기 유출 공간부(12)로 흘러갈 수 있으며, 냉매(W)인 물은 상기 튜브(14) 사이 사이의 공간에 수용된다.

상기 튜브(14)의 내부로 고온의 연소 가스(G)가 흐르면, 연소 가스(G)가 가진 폐열이 상기 튜브(14)를 통하여 전도된 후 냉매(W)인 물로 전달된다.

상기 유입관(20)은, 원형의 관으로서, 상기 연소 가스(G)를 상기 유입 공간부(11)로 유입시키기 위한 관이다.

상기 유입관(20)의 일단부는 선박 엔진(E)의 배기구와 연통되며, 상기 유입관(20)의 타단부는 상기 유입 공간부(11)와 연통된다.

상기 제1 유출관(30)은, 원형의 관으로서, 상기 유출 공간부(12)로부터 나오는 상기 연소 가스(G)를 외부로 유출시키기 위한 관이다.

상기 제1 유출관(30)의 일단부는 상기 유출 공간부(12)의 제1 공간(12a)과 연통되며, 상기 제1 유출관(30)의 타단부는 외부 대기와 연통된다.

상기 제2 유출관(40)은, 원형의 관으로서, 상기 유출 공간부(12)로부터 나오는 상기 연소 가스(G)를 외부로 유출시키기 위한 관이다.

상기 제2 유출관(40)의 일단부는 상기 유출 공간부(12)의 제2 공간(12b)과 연통되며, 상기 제2 유출관(40)의 타단부는 외부 대기와 연통된다.

본 실시예에서 상기 제2 유출관(40)의 타단부는, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1 유출관(30)의 타단부와 결합되어 연통되어 있다.

상기 댐퍼(50)는, 상기 제2 유출관(40)을 통하여 외부로 유출되는 상기 연소 가스(G)의 유량을 조절하기 위한 댐퍼(damper)이다.

상기 댐퍼(50)는, 루우버 댐퍼(louver damper), 단익 댐퍼(simple blade damper), 나비형 댐퍼(butterfly damper) 등이 사용될 수 있으나, 본 실시예에서는 회전식 단익 댐퍼가 사용되고 있다.

상기 댐퍼(50)는, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제2 유출관(40)의 하단부에 장착되어 있다. 이 댐퍼(50)는, 하우징(51)과, 유량 조절판(52)과, 작동기(53)와, 회전축(54)을 포함한다.

상기 하우징(51)은, 상기 연소 가스(G)가 유동할 수 있는 중공(511)을 구비한 원형 고리 형상의 금속 부재이다. 여기서, 상기 중공(511)의 직경은 상기 제2 유출관(40)의 직경에 대응하는 크기를 가진다.

상기 유량 조절판(52)은, 원판 형상의 부재로서 상기 하우징(51)의 중공(511) 내부에 배치된다.

상기 유량 조절판(52)은, 상기 중공(511)을 개방하는 개방 위치와 상기 중공(511)을 폐쇄하는 폐쇄 위치 사이에서 제2 중심축(C2)을 중심으로 회전 가능하게, 상기 하우징(51)의 중공(511)에 장착되어 있다. 여기서 상기 제2 중심축(C2)은 상기 제1 중심축(C1)과 수직하게 교차한다.

상기 유량 조절판(52)은, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 개방 위치와 상기 폐쇄 위치 사이의 임의의 회전 지점에서 위치가 고정될 수 있도록 마련된다.

한편, 도 3에서는 상기 유량 조절판(52)이 개념적으로만 도시되어 있으므로, 도 3과 도 5에서 약간의 도면 불일치가 발생한다. 그러나 이는 의도된 불일치일 뿐 본 발명의 이해에 방해가 되지 않음을 밝혀둔다.

상기 유량 조절판(52)은, 상기 중공(511)의 유효 단면적을 증가시키거나 감소시키는 기능을 한다.

상기 유량 조절판(52)가 상기 폐쇄 위치에 있게 되면, 상기 제2 공간(12b)과 연통되어 있는 일부의 튜브(14)들을 통해서는 연소 가스(G)가 유동하지 못하게 된다. 즉 상기 제1 공간(12a)과 연통되어 있는 나머지의 튜브(14)들을 통해서만 연소 가스(G)가 유동하게 된다.

상기 작동기(53)는, 상기 유량 조절판(52)을 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 작동기(actuator)로서, 인력에 의하여 수동으로 작동되거나 전기 모터에 의하여 자동으로 작동된다. 본 실시예에서 상기 작동기(53)는 전기 모터에 의하여 자동으로 작동된다.

상기 회전축(54)은, 상기 유량 조절판(52)의 양단부에 돌출되도록 마련되는 한 쌍의 원형 봉이다.

상기 회전축(54)의 일단부는 상기 유량 조절판(52)에 용접되어 있으며, 상기 회전축(54)의 타단부는 상기 하우징(51)의 중공(511)에 회전 가능하게 장착되어 있다.

상기 회전축(54)의 타단부는 각종 베어링, 오링(oring) 등의 윤활 수단에 의하여 상기 중공(511)에 장착되어 있다.

상기 한 쌍의 회전축(54) 중 하나는, 회전력을 전달받기 위하여 상기 작동기(53)에 결합되어 있다.

상기 한 쌍의 회전축(54) 중 하나는 임의의 회전 지점에서 위치가 고정될 수 있으며, 그로 인하여 상기 유량 조절판(52)의 회전 위치도 고정된다.

상기 제어부(60)는, 도 6에 도시된 바와 같이 선박 엔진(E)과 상기 작동기(53)를 전기적으로 연결하여 전자적으로 자동 제어하기 위한 장치이다.

상기 제어부(60)는, 마이크로 프로세서, 기억 소자, 각종 입출력 장치를 포함할 수 있다.

이하에서는, 상술한 구성의 절탄기(100)를 사용하는 방법의 일례를 설명하기로 한다.

선박이 고속으로 항해하는 고부하(high load) 운전시에는, 선박 엔진(E)으로부터 상기 유입관(20)으로 유동하는 연소 가스(G)의 유량이 증가하게 되는데, 이때 상기 제어부(60)가 선박 엔진(E)의 부하량을 감지하게 된다.

이어서 상기 제어부(60)가 고부하(high load) 운전임을 감지하면, 상기 제어부(60)는 상기 유량 조절판(52)이 상기 개방 위치로 회전할 수 있도록 상기 작동기(53)에 제어 신호(S)를 보내게 되며, 상기 작동기(53)에 의하여 상기 유량 조절판(52)이 상기 개방 위치 방향으로 필요한 각도만큼 회전하게 된다. 이때 상기 유량 조절판(52)의 개방 정도는 선박 엔진(E)의 부하량에 비례하여 증가한다.

이렇게 상기 유량 조절판(52)이 개방되면 상기 제2 유출관(40)을 통하여 연소 가스(G)가 외부로 배출될 수 있으므로, 결과적으로 상기 유출관(30, 40) 모두를 통하여 연소 가스(G)가 외부로 배출될 수 있으므로, 선박 엔진(E)에서 불완전 연소가 발생되지 않는다. 이때, 상기 절탄기(100)의 내부를 유동하는 연소 가스(G)의 평균 속도는 절탄기(100)의 내부에 그을음이 침착되지 않을 정도의 최소값을 유지한다.

반대로, 선박이 저속으로 항해하는 저부하(low load) 운전시에는, 선박 엔진(E)으로부터 상기 유입관(20)으로 유동하는 연소 가스(G)의 유량이 상대적으로 감소하게 되며, 이때 상기 제어부(60)가 선박 엔진(E)의 부하량을 감지하게 된다.

이어서 상기 제어부(60)가 저부하(low load) 운전임을 감지하면, 상기 제어부(60)는 상기 유량 조절판(52)이 상기 폐쇄 위치로 회전할 수 있도록 상기 작동기(53)에 제어 신호(S)를 보내게 되며, 상기 작동기(53)에 의하여 상기 유량 조절판(52)이 상기 폐쇄 위치 방향으로 필요한 각도만큼 회전하게 된다. 이때 상기 유량 조절판(52)의 폐쇄 정도는, 절탄기(100)의 내부에 그을음이 침착되지 않고 동시에 선박 엔진(E)에서 불완전 연소가 발생하지 않는 범위에서 폐쇄하는 것이 바람직하다.

이렇게 상기 유량 조절판(52)이 적절히 폐쇄되면, 상기 제2 유출관(40)을 통하여 흐르는 연소 가스(G)의 유량이 감소하게 되며, 결과적으로 상기 유출관(30, 40)을 통하여 유출되는 연소 가스(G)의 전체 유량도 감소한다.

그러나 저부하(low load) 운전임에도 불구하고, 상기 절탄기(100)의 내부를 유동하는 연소 가스(G)의 평균 속도는 감소하지 않는다. 왜냐하면 상기 유입관(20)으로 유입되는 연소 가스(G)의 유량이 감소한 만큼 상기 제2 유출관(40)의 유효 단면적을 감소시켰기 때문이다.

상술한 구성의 절탄기(100)는, 상기 가스(G)와 냉매(W) 사이에 열교환이 이루어지는 본체(10); 상기 본체(10)에 상기 가스(G)를 유입시키기 위한 유입관(20): 상기 본체(10)로부터 나오는 상기 가스(G)를 외부로 유출시키기 위한 제1 유출관(30); 상기 본체(10)로부터 나오는 상기 가스(G)를 외부로 유출시키기 위한 제2 유출관(40); 상기 제2 유출관(40)을 통하여 외부로 유출되는 상기 가스(G)의 유량을 조절하기 위한 댐퍼(50);를 포함하므로, 선박 엔진(E)의 저부하(low load) 운전시에도 상기 절탄기(100)의 내부를 유동하는 연소 가스(G)의 평균 속도가 감소하지 않아, 그을음 침착에 의한 수트 파이어(soot fire) 현상이 발생하지 않고 셀프 크리닝(Self Cleaning)에 의하여 절탄기의 성능 및 수명이 현격히 증가하는 장점이 있다.

그리고 상기 절탄기(100)는, 상기 유입관(20)을 통하여 상기 본체(10)로 유입되는 상기 가스(G)의 유량이 증가하면, 상기 제2 유출관(40)을 통하여 유출되는 상기 가스(G)의 유량이 증가하도록 상기 댐퍼(50)를 작동시키고, 상기 유입관(20)을 통하여 상기 본체(10)로 유입되는 상기 가스(G)의 유량이 감소하면, 상기 제2 유출관(40)을 통하여 유출되는 상기 가스(G)의 유량이 감소하도록 상기 댐퍼(50)를 작동시키는 제어부(60)를 구비하므로, 인력에 의하지 않고 자동적으로 댐퍼(50)를 작동시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 상기 절탄기(100)는, 상기 댐퍼(50)가, 상기 가스(G)가 유동할 수 있는 중공(511)을 구비한 고리 형상의 하우징(51); 상기 하우징(51)의 중공(511)에 배치되며, 상기 중공(511)을 개방하는 개방 위치와 상기 중공(511)을 폐쇄하는 폐쇄 위치 사이에서 회전 가능한 유량 조절판(52); 상기 유량 조절판(52)을 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 작동기(53);를 포함하므로, 비교적 적은 비용으로 상기 댐퍼(50)를 구현할 수 있는 장점이 있다.

그리고 상기 절탄기(100)는, 상기 유량 조절판(52)이 원판 형상으로 형성되며, 상기 유량 조절판(52)의 양단부에는 상기 하우징(51)의 중공(511)에 회전 가능하게 장착되는 회전축(53)이 마련되어 있으므로, 상기 제2 유출관(40)이 원형 관인 경우에 상기 댐퍼(50)를 용이하게 장착할 수 있는 장점이 있다.

또한 상기 절탄기(100)는, 상기 본체(10)가, 상기 유입관(20)과 연통되어 있는 유입 공간부(11); 상기 제1 유출관(30) 및 제2 유출관(40)과 연통되어 있는 유출 공간부(12); 상기 냉매(W)가 수용되는 부분으로서, 상기 유입 공간부(11)와 상기 유출 공간부(12) 사이에 마련되는 냉매 수용부(13); 상기 유입 공간부(11)와 상기 유출 공간부(12)를 연통시킴으로써 상기 가스(G)가 유동할 수 있는 관으로서, 미리 정한 간격만큼 이격된 상태로 상기 냉매 수용부(13)의 내부에 다수 개가 배열되어 있는 튜브(14);를 포함하므로, 상기 본체(10)를 원통 형상으로 형성하기 용이하다는 장점이 있다.

그리고 상기 절탄기(100)는, 상기 유출 공간부(12)가, 상기 제1 유출관(30)과 연통되어 있는 제1 공간(12a)과 상기 제2 유출관(40)과 연통되어 있는 제2 공간(12b)을 서로 격리시키는 구분벽(15)을 구비하므로, 상기 유량 조절판(52)이 폐쇄 위치에 있을 때 연소 가스(G)가 상기 제2 공간(12b)에 대응하는 튜브(14)들의 내부로 유동하지 않으며, 결과적으로 연소 가스(G)는 비교적 빠른 평균 속도로 상기 유입 공간부(11), 상기 제1 공간(12a)에 대응하는 일부의 튜브(14)들, 상기 제1 공간(12a), 상기 제1 유출관(30)을 차례로 거치는 경로를 따라서만 외부 대기로 배출되므로, 그을음 침착에 의한 수트 파이어(soot fire) 현상이 모든 튜브(14)에서 방지될 수 있는 장점이 있다.

본 실시예에서는, 상기 튜브(14)를 통하여 연소 가스(G)가 유동하고 냉매(W)인 물은 상기 튜브(14) 사이 사이의 공간에 수용되는 "연관식" 절탄기에 대하여 설명하고 있으나, 상기 튜브(14)를 통하여 냉매(W)인 물이 유동하고 상기 튜브(14) 사이 사이의 공간인 가스 수용부(13)를 통하여 연소 가스(G)가 유동하는 "수관식" 절탄기로 구현될 수도 있음은 물론이다. 여기서, 상기 가스 수용부(13)는 상기 유입 공간부(11) 및 상기 유출 공간부(12)와 서로 연통되어 있다.

본 실시예에서는, 상기 절탄기(100)가 제1 중심축(C1)을 따라 길게 연장된 원통 형상으로 형성되어 있으나, 사각통, 육각통 등 다양한 형상으로 형성될 수도 있음은 물론이다.

본 실시예에서는, 상기 제2 유출관(40)의 타단부가 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1 유출관(30)의 타단부와 결합되어 있으나, 상기 제2 유출관(40)의 타단부가 상기 제1 유출관(30)과 별개로 직접 외부 대기와 연통될 수도 있음은 물론이다.

본 실시예에서는, 상기 제1 유출관(30)이 1개 마련되고 상기 제2 유출관(40)이 1개 마련되어 있으나, 상기 제1 유출관(30) 및 제2 유출관(40)이 각각 1개 이상 마련될 수도 있음은 물론이다.

본 실시예에서는, 상기 본체(10)가, 제1 중심축(C1)을 따라 길게 연장된 원통 형상으로 마련되어 있으나, 제1 중심축(C1)을 따라 길게 연장된 사각통 형상 등 다양한 형상으로 마련될 수도 있음은 물론이다.

본 실시예에서는, 상기 유량 조절판(52)이, 원판 형상의 부재로 마련되어 있으나, 사각판 형상의 부재 등 다양한 형상으로 마련될 수도 있음은 물론이다.

이상으로 본 발명을 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것임은 명백하다.

＊ 도면의 주요부위에 대한 부호의 설명 ＊
100 : 절탄기 10 : 본체
11 : 유입 공간부 12 : 유출 공간부
12a : 제1 공간 12b : 제2 공간
13 : 냉매 수용부 14 : 튜브
15 : 구분벽 20 : 유입관
30 : 제1 유출관 40 : 제2 유출관
50 : 댐퍼 51 : 하우징
52 : 유량 조절판 53 : 작동기
54 : 회전축 511 : 중공
60 : 제어부 C1 : 제1 중심축
C2 : 제2 중심축 E : 선박 엔진
G : 연소 가스 S : 제어 신호
W : 냉매

Claims (7)

1. 폐열 회수 대상이 되는 가스로부터 폐열을 회수하기 위한 절탄기로서,
   상기 가스와 냉매 사이에 열교환이 이루어지는 본체;
   상기 본체에 상기 가스를 유입시키기 위한 유입관:
   상기 본체로부터 나오는 상기 가스를 외부로 유출시키기 위한 제1 유출관;
   상기 본체로부터 나오는 상기 가스를 외부로 유출시키기 위한 제2 유출관;
   상기 제2 유출관을 통하여 외부로 유출되는 상기 가스의 유량을 조절하기 위한 댐퍼;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열 회수용 절탄기
2. 제 1항에 있어서,
   상기 유입관을 통하여 상기 본체로 유입되는 상기 가스의 유량이 증가하면, 상기 제2 유출관을 통하여 유출되는 상기 가스의 유량이 증가하도록 상기 댐퍼를 작동시키고, 상기 유입관을 통하여 상기 본체로 유입되는 상기 가스의 유량이 감소하면, 상기 제2 유출관을 통하여 유출되는 상기 가스의 유량이 감소하도록 상기 댐퍼를 작동시키는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 폐열 회수용 절탄기
3. 제 1항에 있어서,
   상기 댐퍼는,
   상기 가스가 유동할 수 있는 중공을 구비한 고리 형상의 하우징;
   상기 하우징의 중공에 배치되며, 상기 중공을 개방하는 개방 위치와 상기 중공을 폐쇄하는 폐쇄 위치 사이에서 회전 가능한 유량 조절판;
   상기 유량 조절판을 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 작동기;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열 회수용 절탄기
4. 제 3항에 있어서,
   상기 유량 조절판은 원판 형상으로 형성되며,
   상기 유량 조절판의 양단부에는 상기 하우징의 중공에 회전 가능하게 장착되는 회전축이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 폐열 회수용 절탄기
5. 제 1항에 있어서,
   상기 본체는,
   상기 유입관과 연통되어 있는 유입 공간부;
   상기 제1 유출관 및 제2 유출관과 연통되어 있는 유출 공간부;
   상기 냉매가 수용되는 부분으로서, 상기 유입 공간부와 상기 유출 공간부 사이에 마련되는 냉매 수용부;
   상기 유입 공간부와 상기 유출 공간부를 연통시킴으로써 상기 가스가 유동할 수 있는 관으로서, 미리 정한 간격만큼 이격된 상태로 상기 냉매 수용부의 내부에 다수 개가 배열되어 있는 튜브;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열 회수용 절탄기
6. 제 5항에 있어서,
   상기 유출 공간부는, 상기 제1 유출관과 연통되어 있는 제1 공간과 상기 제2 유출관과 연통되어 있는 제2 공간을 서로 격리시키는 구분벽을 구비하는 것을 특징으로 하는 폐열 회수용 절탄기
7. 제 1항에 있어서,
   상기 본체는,
   상기 유입관과 연통되어 있는 유입 공간부;
   상기 제1 유출관 및 제2 유출관과 연통되어 있는 유출 공간부;
   상기 유입 공간부와 상기 유출 공간부를 연통시키며, 상기 가스가 수용되는 가스 수용부;
   상기 냉매가 유동할 수 있는 관으로서, 미리 정한 간격만큼 이격된 상태로 상기 가스 수용부의 내부에 다수 개가 배열되어 있는 튜브;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열 회수용 절탄기

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