KR20190040433A - 열전자발전소자를 이용한 소각로 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온도차를 이용한 열 전하를 이송하여 발전을 하는 열전자발전소자를 이용한 소각로 발전시스템에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 폐기물을 소각하는 소각로의 배기 열은 몇 백도에서 몇 십도의 온도로 대기로 버려지고 있는 열을 열전자발전소자를 이용하여 전기에너지로 변환하는 소각로에서의 발전장치에 관한 것이다.
그러나 , 펠티에 효과를 이용하는 열전소자방식은 그 실질효율이 5%정도이고, p형 소자와 n형 소자를 설치하는 방식이 수동 용접에 의하여 만들어 지는 구조이며, 비스무트와 텔루루의 회토류가 주성분이어서 고가이어서 실용적으로 소각로에 설치하여 사용하기에는 난점이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 열전자발전소자를 이용하여 소각로의 폐열을 이용한 고효율의 발전장치를 제공하는데 있다.
따라서 , 반드시 필요한 발명이라 할 수 있다.

Description

열전자발전소자를 이용한 소각로 발전장치{A Incinerator Power Generation System Using Thermoelectric Generator}

본 발명은 온도차를 이용한 열 전하를 이송하여 발전을 하는 열전자 발전 소자를 이용한 소각로 발전장치에 관한 것이다.

일례로 폐기물을 소각한 소각로의 연도에 부착하여 배기 열과 대기 또는 냉각수의 온도차를 이용한 발전장치에 관한 것이다.

보다 상세하게는, 폐기물을 소각하는 소각로의 배기 열은 몇 백도에서 몇 십도의 온도로 대기로 버려지고 있는 열을 열전자발전소자를 이용하여 전기에너지로 변환하는 소각로에서의 발전장치에 관한 것이다.

열을 전달을 통하여 발전하는 장치는 다양한 방식이 있는데, 그 대표적인 것이 p형과 n형의 소자를 직렬 연결하여, 수열판과 방열판 사이에 온도차를 이용하는 즉, 펠티에 효과를 이용하는 열전소자가 있으며,

수열판과 방열판의 틈새를 만들어 열전자를 방출하게 하여 상기 수열판과 방열판의 온도차이로 전기를 생산하는 열전자 방식이 있다.

그러나 , 펠티에 효과를 이용하는 열전소자방식은 그 실질효율이 5~7% 정도이고, p형 소자와 n형 소자를 설치하는 방식이 수동 용접에 의하여 만들어 지는 구조이며, 비스무트와 텔루루의 회토류가 주성분이어서 고가이어서 실용적으로 소각로에 설치하여 사용하기에는 난점이 있다.

또한, 버려지는 열에서 발전되는 효율이 낮아 펠티에 효과를 이용하여 발전하는 장치가 경제성이 없으므로 그 효과가 미비할 수밖에 없고, 따라서 그 장치를 이용하여 발전하는 것은 특정한 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 고효율의 발전장치가 필요하다.

또한, 높은 온도의 배기가스와 낮은 온도의 배기가스에서 사용 할 수 있는 폭넓은 발전장치가 필요하다.

또한, 간단한 장치로 교환과 수리가 가능한 발전장치가 필요하다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 열전자발전소자를 이용하여 소각로의 폐열을 이용한 고효율의 발전장치를 제공하는데 있다.

상세하게는, 냉각수와 판 스크류 회전 장치를 이용하여 배기가스의 흐름을 볼텍스 흐름으로 유도하여 배기가스를 열 전달판과 접촉시켜 배기가스의 배출을 지연시키지 않고 고효율로 발전하는 장치를 제공하는데 있다.

상기에서 기술한 바와 같이 열전자발전소자를 이용한 소각로 발전장치는 다음과 같은 효과를 발생시킨다.

1. 같은 폐기물소각을 하더라도 고효율의 에너지를 얻을 수 있다.

2. 열전자발전소자는 마그네슘 등으로 대량생산이 가능함으로 저렴한 가격으로 고효율의 전기를 생산할 수 있다.

3. 소각로 연도에 부착 설치하여 사용함으로 폐열을 에너지로 재생 할 수 있어 친환경적 장치이다.

4. 설치, 수리구조가 간단하여 기존의 장치에 설치가용이하고, 유지비가 적게 든다.

제1도 : 본 발명의 열전자 발전 소자를 이용한 소각로발전장치 단면도.
제2도 : 본 발명의 부분 단면 위치표시도.
제3도 : 본 발명의 "대"- "대"선의 단면도.
제4도 : 본 발명의 "한"- "한"선의 단면도.
제5도 : 본 발명의 "국"- "국"선의 단면도.
제6도 : 본 발명의 부품 사시도
* 도면의 주요한 부호에 대한 설명
11) 열전자발전소자 13) 방열판 15) 열전달 판
17) 물탱크 19) 베어링하우징 21) 소각로연도
23) 트러스트베어링 25) 스크류 판 27) 원형 봉
29) 볼베어링 31) 원형 판 33) 테이퍼 통
35) 모터 37) 고정판 39) 회전축
55) 냉각수 99) 자외선 등
표시 없는 사각은 공간과 상용부품임.

본 발명의 구성 상태를 제1도에서 제6도까지 제시한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

통내부에 서로 엇갈리게 하여 열전달 판(15)이 다수개가 복수로 설치되고, 상, 하가 개방되어 있는 다각형의 통의 외면에 열전자발전소자(11)가 설치되고; 상기 열전자발전소자(11)의 다른 면에 방열판(13)이 설치되며; 상기 방열판(13)의 다른 면에 밀착되어 또 하나의 다각형 통이 설치되고; 상기 또 하나의 다각형의 의부에 상면만 개방된 물탱크(17)가 설치된다.

이때, 물탱크(17)의 내부 통은 다각형 열전달 판으로의 역할을 하며, 면과 면의 밀착이음으로 내부의 열이 물탱크(17)의 내부에 냉각수(55)에 의해 냉각이 잘되어야 한다.

또한, 열전자발전소자(11)의 설명은 본인이 특허 출원한 반열발전체나 열전자발전장치에 의거 참조하기 바란다.

이어서, 기 설치된 물탱크(17)의 열전달 판(15)이 설치된 원형 공간 내부로 스크류 판(25)이 설치 된 회전축(39)을 끼우고, 물탱크(17)가 개방된 반대쪽에 설치된 베어링하우징(19)의 트러스트베어링(23)공에 회전축(39)을 끼워 설치한다.

한편, 기 설치된 물탱크(17)의 내부 다각형 판과 고정판(37) 사이에 원형 봉(27)으로 볼트이음에 의하여 고정 설치하고; 회전축(39)의 다른 쪽에 볼 베어링(29)을 끼우고; 상기 볼베어링(29)을 고정판(37)에 끼우며, 원형판(31)으로 볼베어링(29) 고정하고 모터(35)축과 고정 설치한 후, 모터의 다른 쪽과 테이퍼 통(33)을, 고정판(37)과 테이퍼 통(33)을 볼트와 나사결합을 통하여 연결설치하한 후; 밀리컨영역의 자외선 등(99)을 설치하며; 상기 베어링하우징(19)과 소각로 연도(21)에 고정 설치하면 본 발명의 구성이 완료된다.

이어서, 본 발명의 작용 상태를 제1도에서 제6도까지 제시된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

소각로 연도(21)를 통하여 소각로의 배기 열이 내부로 유입되면, 모터(35)의 회전에 의해 스크류 판(25)이 회전되면서 배기가스를 열전달 판(15) 밑으로 보내면서 열전달 판(15)에 골고루 접촉시켜 전달효율을 높인다.

이어서, 열전달 판(15)에 전달된 열은 열전자발전소자(11)를 통과하여 방열판(13), 냉각수(55)까지 전달되는 과정에서 열전자발전소자(11)에 의해 발전된다.

이때, 열전자발전소자(11)는 저온의 차이에서도 발전효과가 높고 최대 40%의 발전효율을 갖고 있는 고효율의 소자이며, 통상의 열전발전소자의 이론발전효율은 8~10%이내의 효율로 사용되고 있는 실정이다.

또한, 장치에 사용되고 있는 재질을 마그네슘으로 설치를 하면 가볍고 열전달이 우수하며, 강도가 철의강도보다 강하므로 최대한의 발전효율장치로 사용할 수가 있다.

한편, 냉각수(55)의 공급은 통상의 펌프를 사용하여 순환시킬 수 있다.

소각로의 배기가스가 스크류 판(25)을 통과하여 테이퍼 통(33)의외부로 배출되면 저온으로 냉각된 상태로 배출되며, 이때, 밀리컨 영역의 자외선 등(99)의 자외선 조사에 의하여 질소산화물과 황산화물 등의 유해가스가 분해되어 산소와 질소로 청정가스가 배출되어 지며, 밀리컨 영역의 자외선이 유해가스의 분해기능은 선행기술을 통하여 확인 할 수 있다.

본 발명의 열전자발전소자를 이용한 소각로 발전장치 효과를 살펴보면 다음과 같다.

1. 고효율 발전성능의 장치이다.

2. 청정가스를 배출한다.

3. 폐열로부터 발전장치이므로 재생에너지이며 반드시 필요한 발명이다.

이상에서 설명한 것은 열전자발전소자를 이용한 소각로 발전장치를 실시하기위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로 본 발명은 상기한 실시 예에 한정하지 않고 이하의 특허 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능할 것이다.

Claims (4)

1. 열전달 판(15)을 통내부에 서로 엇갈리게 하여 다수개가 복수로 설치하고, 상, 하가 개방되어 있는 통의 외면에 열전자발전소자(11)가 설치되고; 상기 열전자발전소자(11)의 다른 면에 방열판(13)이 설치되며; 상기 방열판(13)의 다른 면에 밀착되어 또 하나의 다각형 통이 설치되고; 상기 또 하나의 다각형의 외부에 상면만 개방된 물탱크(17)가 설치되는 열전자발전 몸체 부 설치수단과,
   물탱크(17)의 열전달 판(15)이 설치된 원형 공간 내부로 스크류 판(25)이 설치 된 회전축(39)을 끼우고, 물탱크(17)가 개방된 반대쪽에 설치된 베어링하우징(19)의 트러스트베어링(23)공에 회전축(39)을 끼워 설치하고,
   물탱크(17)의 내부 다각형 판과 고정판(37)사이에 원형 봉(27)으로 볼트 이음에 의하여 고정 설치하고; 회전축(39)의 다른 쪽에 볼 베어링(29)을 끼우고; 상기 볼베어링(29)을 고정판(37)에 끼우며, 원형 판(31)으로 볼베어링(29) 고정하고; 상기 회전축(39)과 모터(35)축을 고정 설치한 후, 모터(35)의 다른 쪽과 테이퍼 통(33)을, 고정판(37)과 테이퍼 통(33)을 볼트와 나사결합을 통하여 연결 설치한 후; 밀리컨영역의 자외선 등(99)을 설치하며; 상기 베어링하우징(19)과소각로 연도(21)에 고정 설치하는 특징이 있는 열전자 발전소자를 이용한 소각로 발전장치.
2. 제1항에 있어서, 물탱크(17)의 내부 다각형 판과 고정판(37)사이에 원형 봉(27)으로 볼트이음에 의하여 고정 설치하는 원형 봉(27)을 밀리컨 영역의 자외선 조사에 의한 촉매 봉으로 대체하여 설치하는 것이 특징인 열전자발전소자를 이용한 소각로 발전장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 회전축(39)과 모터(35)축을 고정 설치한 후, 모터(35)의 다른 쪽과 테이퍼 통(33)을, 고정 설치하는 모터(35)의 회전기능을 풍력로터로 대치하여 설치하는 것이 특징인 열전자발전소자를 이용한 소각로 발전장치.
4. 제1항에 있어서, 열전달 판(15)을 통내부에 서로 엇갈리게 하여 다수개가 복수로 설치하고, 상, 하가 개방되어 있는 통의 외면에 열전자발전소자(11)가 설치되고; 상기 열전자발전소자(11)의 다른 면에 방열판(13)이 설치되며; 상기 방열판(13)의 다른 면에 밀착되어 또 하나의 다각형 통이 설치되고; 상기 또 하나의 다각형의 외부에 상면만 개방된 물탱크(17)가 설치되는 열전자 발전 몸체 부 전체의 재질을 마그네슘으로 제작설치 하는 것이 특징인 열전자발전소자를 이용한 소각로 발전장치.

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