(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排出ガス投入管と、
前記排出ガス投入管と連結され、一側に形成される排出ガス投入口、下部一側に位置する円筒形の用水回収パイプ、を備える用水回収部と、
前記用水回収部の上部に備えられ、複数の波形状に形成された波板を各々波形が対称となるように結合して前記波板の間を排出ガスが通過する排気管路が形成される波形熱交換口、前記波形熱交換口の外周面に設けられ一側に貫通形成されるエアー流入口及び前記エアー流入口に対して他側に貫通形成されるエアー排出口を有する側面板、を備える現潜熱交換器と、
前記現潜熱交換器の上部に備えられ、複数の波形状に形成された前記波板を各々波形が対称となるように結合して前記波板の間を排出ガスが通過する第１排気管路が形成される第１波形熱交換口、前記第１波形熱交換口の上部と下部に位置し前記第１排気管路に対応するように通孔が形成される平板状の第１熱交換口カバー、前記第１波形熱交換口の外周面に設けられる第１側面板、を備え、
前記第１波形熱交換口、前記第１熱交換口カバー、前記第１側面板は、１組として積層され、積層された上部一側にウォーター流入口が設けられ、下部一側にウォーター排出口が設けられ、積層された内部には、積層される段毎に上部から下部にウォーターがジグザグに通過するように一側上部と他側下部が対称となるウォーター循環孔が貫通形成される、第１潜熱交換器と、
前記第１潜熱交換器の上部に備えられ、複数の波形状に形成された前記波板を各々波形が対称となるように結合して前記波板の間を排出ガスが通過する第２排気管路が形成される第２波形熱交換口、前記第２波形熱交換口４３の外周面に設けられ一側に貫通形成される外気排出口及び外気排出口に対して他側に貫通形成される外気流入口を有する第２側面板、を備える第２潜熱交換器と、
前記第２潜熱交換器の上部に備えられ、各々離隔して設けられ板状で形成される複数の気水分離口、前記気水分離口それぞれの上部先端に下側に向けて折曲形成される遮断口、を備える気水分離機、
前記気水分離機の上部に備えられ、上部及び下部が開放形成され外周面が上側方向に狭くなり一側には貫通した流入孔が形成される排出口側面板、を備える排出部と、
前記現潜熱交換器の前記エアー流入口及び前記第２潜熱交換器の前記外気排出口と連結される循環ダクトと、
前記現潜熱交換器の前記エアー排出口及び前記排出部の前記流入孔と連結される混合ダクトと、
を含んで構成されることを特徴とする、白煙制御装置。
【請求項２】
前記用水回収部は、上部に内側に貫通した用水回収孔が形成される平板状の用水回収部上部板、を備え、
前記現潜熱交換器は、前記用水回収部上部板の上部に結合して設けられ前記用水回収部上部板と対応するように内側に貫通した空間を有する下部板、前記波形熱交換口の上部と下部に設けられ前記排気管路に対応するように通孔が形成される平板状の熱交換口カバー、前記側面板の上部に設けられ前記下部板と対応するように内側に貫通した空間が形成される上部板、を備え、
前記排気管路は、前記下部板と垂直に波形状に形成された複数の前記波板を各々波形が対称となるように結合して形成され、
前記第１潜熱交換器は、前記上部板と対応するように内側に貫通した空間を有する第１下部板、前記第１側面板の上部に設けられ前記第１下部板と対応するように内側に貫通した空間が形成される第１上部板、を備え、
前記第１排気管路は、前記第１下部板と垂直に波形状に形成された複数の前記波板を各々波形が対称となるように結合して形成され、
前記第１側面板は、前記第１下部板に対し垂直に設けられ、
前記第２潜熱交換器は、前記第１上部板の上部に結合して設けられ前記第１上部板と対応するように内側に貫通した空間を有する第２下部板、前記第２波形熱交換口の上部と下部に設けられ前記第２排気管路に対応するように通孔が形成された平板状の第２熱交換口カバー、前記第２側面板の上部に設けられ前記第２下部板と対応するように内側に貫通した空間が形成される第２上部板、を備え、
前記第２排気管路は、前記第２下部板と垂直に波形状に形成された複数の前記波板を各々波形が対称となるように結合して形成され、
前記気水分離機は、前記第２上部板の上部に結合して設けられ前記第２上部板と対応するように内側に貫通した空間を有する気水分離機下部板、前記気水分離口及び前記遮断口の外周面に設けられる気水分離機側面板、前記気水分離機側面板の上部に設けられ前記気水分離機下部板と対応するように内側に貫通した空間が形成される気水分離機上部板、を備え、
前記排出部は、前記気水分離機上部板の上部に結合して設けられ前記気水分離機上部板と対応するように内側に貫通した空間を有する排出口下部板、を備え、
前記排出口側面板は、前記排出口下部板の上部に設けられる、請求項１の白煙制御装置。
【請求項３】
前記第２潜熱交換器は、前記外気流入口に設けられ複数の貫通孔が形成される平板状の上部分散板を備える、請求項２の白煙制御装置。
【請求項４】
前記気水分離口は、上側方向にジグザグ形態を有する、請求項３の白煙制御装置。
【請求項５】
前記波板は、１〜４ｍｍの厚さである、請求項２〜４のいずれか１項に記載の白煙制御装置。
【請求項６】
前記循環ダクトは、内部に貫通孔が形成される平板状の送風機固定板、送風機、を備え、
前記送風機は、前記送風機固定板の貫通孔に設けられる、請求項２〜５のいずれか１項に記載の白煙制御装置。
【請求項７】
前記用水回収孔は、複数の貫通孔が形成される平板状の下部分散板を備え、
前記流入孔には、複数の貫通孔が形成される平板状の排出口分散板を備える、請求項２〜６のいずれか１項に記載の白煙制御装置。
【請求項８】
排出ガス投入管を介して排気ガスを用水回収部に供給する第１ステップ(Ｓ１)、
前記用水回収部に供給される排気ガスを、前記用水回収部の上部に形成される用水回収部上部板の内側に貫通した用水回収孔を介して前記用水回収孔の上部にある現潜熱交換器の内部に形成される波形熱交換口の排気管路の内側に供給し、前記排気管路の内側に供給される排気ガスは、循環ダクト及び前記現潜熱交換器の一側に形成されるエアー流入口を介して前記排気管路の外側に供給される外部空気によって熱交換され、前記排気管路の外側を通る外部空気を、前記現潜熱交換器の他側に形成されるエアー排出口を介して排出する第２ステップ(Ｓ２)、
前記現潜熱交換器の前記排気管路を通過した排気ガスを、前記排気管路の上部に積層される第１潜熱交換器の内部に形成される第１波形熱交換口の第１排気管路の内側に供給し、前記第１排気管路の内側に供給された排気ガスは、積層された上部一側に設けられるウォーター流入口を介して供給され、積層される前記第１潜熱交換器の内部に積層される段毎に上部から下部にジグザグに通過するように一側上部と他側下部が対称となるよう貫通形成されたウォーター循環孔を通過して、前記第１潜熱交換器の下部一側に設けられるウォーター排出口を介して前記第１排気管路の外側に排出されるウォーターによって熱交換される第３ステップ(Ｓ３)、
前記第１潜熱交換器の前記第１排気管路を通過した排気ガスを、前記第１排気管路の上部に備えられる第２潜熱交換器の内部に形成される第２波形熱交換口の第２排気管路の内側に供給し、前記第２排気管路の内側に供給された排気ガスは、前記第２潜熱交換器の他側に貫通形成される外気流入口を介して前記第２排気管路の外側に流入する外部空気によって熱交換され、排気ガスと熱交換された外部空気を、前記第２潜熱交換器の一側に貫通形成される外気排出口を介して前記循環ダクトに供給する第４ステップ(Ｓ４)、
前記第２潜熱交換器の前記第２排気管路を通過した排気ガスを、前記第２排気管路の上部に備えられる気水分離機の内部に板状で形成され上側方向にジグザグ形態を有する複数の気水分離口及び前記気水分離口の各々の上部先端に下側に向けて折曲形成された遮断口に供給し、前記気水分離口及び前記遮断口に供給された排気ガスを、排気ガス内に含まれる水分を分離して排出する第５ステップ(Ｓ５)、
前記気水分離機の前記気水分離口及び前記遮断口を通過して排気ガス内に含まれる水分が分離された排気ガスを、前記気水分離機の上部に備えられた排出部６０に供給し、前記排出部に供給された排気ガスを、前記排出部の一側に貫通形成された流入孔及び前記現潜熱交換器の前記エアー排出口と連結された混合ダクトを介して供給される外部空気と混合して外部に排出する第６ステップ(Ｓ６)、からなることを特徴とする白煙制御装置を利用した排熱及び用水の回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白煙制御装置白煙制御装置及び白煙制御装置を利用した廃熱及び用水回収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、製鉄所、ボイラー、焼却炉及び乾燥機等の産業用設備を使う場所においては設備の利用中に水蒸気が生じる。製鉄所では素材を冷却する過程において水を用いるため水蒸気が発生し、ボイラー及び焼却炉では高温の燃焼後の排気空気の粉塵除去のために直接冷却装置を用いる過程において水蒸気が発生し、乾燥機では製品の乾燥過程において水蒸気が発生する。
【０００３】
一方、前述のように生じる水蒸気は、産業用設備の損傷を防ぐが、労働者の操業に邪魔にならないように煙突等を介して外部に排出される。煙突等を介して外部に排出される排気ガスは、多量の水分及び溶質を含有しているため、煙突等から排出される時に白い煙に見える白煙現象が生じる。
【０００４】
この時、前記白煙現象は、加熱された湿気のある空気が大気中の冷たい空気と混合され露点以下に冷却されて発生する現象であり、湿り空気線図の１００％飽和曲線上部側の条件で冷却される環境で発生し、大気中の空気温度が低い冬期にはこのような白煙現象がさらにひどく現れる。
【０００５】
また、前記白煙は、溶質を含まない場合でも、汚染物質でないにもかかわらず、外部から見ると視覚的に汚染されたものと認識される可視汚染と見えるだけでなく、煙突等を介して白煙状に排出される高温多湿な排気ガスが大気中の冷たい空気と接触して露点以下で冷却されて発生する水滴が煙突周辺に落下し、水滴に当たった人に不快感を与えたり、冬期には水滴が周辺の道路等に落ちて凍り通行人が滑ってケガをしたりする等の問題があった。
【０００６】
一方、前記問題を解決するために、冷媒を高温高圧で圧縮するための冷媒圧縮機と、前記冷媒圧縮機から排出される冷媒が内部で循環しながら外部の排出空気に熱を放出して、常温高圧の液体になるよう形成される加熱部と、膨張管を含んで形成され前記加熱部から排出される冷媒が流入する冷媒管と、前記加熱部の下部に設置されて、前記冷媒管を通って低温低圧の液化状態になった冷媒が内部で循環しながら気化して外部の排出空気を冷却させ、排出空気中の水蒸気を凝縮させる冷却部を含んで構成される技術が韓国登録特許公報第１０-１１９７２８３号に公示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国登録特許公報第１０−１１９７２８３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、前記技術は、白煙現象を防止するのみであって、廃熱を回収して再利用したり、排気ガス内に多量に含まれた水分を回収して利用できず、また、構成が複雑であって、装置を製作する費用が高く、装置を運用するのにも追加で多くの費用がかかり、維持及び保守のための行為を頻繁に行わなければならないという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、簡単な構造で、煙突等を介して産業用設備から排出される高温多湿な排気ガスを大気中にそのまま放出することなく、排気ガスに含まれた廃熱を回収し暖房等の熱源としてエネルギーを再使用することによって、浪費されるエネルギーを減らし、また、高温多湿な排気ガスに多量に含まれている水分を熱交換によって凝縮し用水として回収して用いることによって、冷却水として用いられる水及び溶質の消費を減らし、冬期において排気ガスが外部に排出される際に白煙が発生することを防止することが可能な、新規かつ改良された白煙制御装置及び白煙制御装置を利用した排熱及び用水回収方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、排出ガス投入管と、前記排出ガス投入管と連結され、一側に形成される排出ガス投入口、下部一側に位置する円筒形の用水回収パイプ、を備える用水回収部と、前記用水回収部の上部に備えられ、複数の波形状に形成された波板を各々波形が対称となるように結合して前記波板の間を排出ガスが通過する排気管路が形成される波形熱交換口、前記波形熱交換口の外周面に設けられ一側に貫通形成されるエアー流入口及び前記エアー流入口に対して他側に貫通形成されるエアー排出口を有する側面板、を備える現潜熱交換器と、前記現潜熱交換器の上部に備えられ、複数の波形状に形成された前記波板を各々波形が対称となるように結合して前記波板の間を排出ガスが通過する第１排気管路が形成される第１波形熱交換口、前記第１波形熱交換口の上部と下部に位置し前記第１排気管路に対応するように通孔が形成される平板状の第１熱交換口カバー、前記第１波形熱交換口の外周面に設けられる第１側面板、を備え、前記第１波形熱交換口、前記第１熱交換口カバー、前記第１側面板は、１組として積層され、積層された上部一側にウォーター流入口が設けられ、下部一側にウォーター排出口が設けられ、積層された内部には、積層される段毎に上部から下部にウォーターがジグザグに通過するように一側上部と他側下部が対称となるウォーター循環孔が貫通形成される、第１潜熱交換器と、前記第１潜熱交換器の上部に備えられ、複数の波形状に形成された前記波板を各々波形が対称となるように結合して前記波板の間を排出ガスが通過する第２排気管路が形成される第２波形熱交換口、前記第２波形熱交換口４３の外周面に設けられ一側に貫通形成される外気排出口及び外気排出口に対して他側に貫通形成される外気流入口を有する第２側面板、を備える第２潜熱交換器と、前記第２潜熱交換器の上部に備えられ、各々離隔して設けられ板状で形成される複数の気水分離口、前記気水分離口それぞれの上部先端に下側に向けて折曲形成される遮断口、を備える気水分離機、前記気水分離機の上部に備えられ、上部及び下部が開放形成され外周面が上側方向に狭くなり一側には貫通した流入孔が形成される排出口側面板、を備える排出部と、前記現潜熱交換器の前記エアー流入口及び前記第２潜熱交換器の前記外気排出口と連結される循環ダクトと、前記現潜熱交換器の前記エアー排出口及び前記排出部の前記流入孔と連結される混合ダクトと、を含んで構成されることを特徴とする、白煙制御装置が提供される。
【００１１】
また、前記用水回収部は、上部に内側に貫通した用水回収孔が形成される平板状の用水回収部上部板、を備え、前記現潜熱交換器は、前記用水回収部上部板の上部に結合して設けられ前記用水回収部上部板と対応するように内側に貫通した空間を有する下部板、前記波形熱交換口の上部と下部に設けられ前記排気管路に対応するように通孔が形成される平板状の熱交換口カバー、前記側面板の上部に設けられ前記下部板と対応するように内側に貫通した空間が形成される上部板、を備え、前記排気管路は、前記下部板と垂直に波形状に形成された複数の前記波板を各々波形が対称となるように結合して形成され、前記第１潜熱交換器は、前記上部板と対応するように内側に貫通した空間を有する第１下部板、前記第１側面板の上部に設けられ前記第１下部板と対応するように内側に貫通した空間が形成される第１上部板、を備え、前記第１排気管路は、前記第１下部板と垂直に波形状に形成された複数の前記波板を各々波形が対称となるように結合して形成され、前記第１側面板は、前記第１下部板に対し垂直に設けられ、前記第２潜熱交換器は、前記第１上部板の上部に結合して設けられ前記第１上部板と対応するように内側に貫通した空間を有する第２下部板、前記第２波形熱交換口の上部と下部に設けられ前記第２排気管路に対応するように通孔が形成された平板状の第２熱交換口カバー、前記第２側面板の上部に設けられ前記第２下部板と対応するように内側に貫通した空間が形成される第２上部板、を備え、前記第２排気管路は、前記第２下部板と垂直に波形状に形成された複数の前記波板を各々波形が対称となるように結合して形成され、前記気水分離機は、前記第２上部板の上部に結合して設けられ前記第２上部板と対応するように内側に貫通した空間を有する気水分離機下部板、前記気水分離口及び前記遮断口の外周面に設けられる気水分離機側面板、前記気水分離機側面板の上部に設けられ前記気水分離機下部板と対応するように内側に貫通した空間が形成される気水分離機上部板、を備え、前記排出部は、前記気水分離機上部板の上部に結合して設けられ前記気水分離機上部板と対応するように内側に貫通した空間を有する排出口下部板、を備え、前記排出口側面板は、前記排出口下部板の上部に設けられてもよい。
【００１２】
また、前記第２潜熱交換器は、前記外気流入口に設けられ複数の貫通孔が形成される平板状の上部分散板を備えてもよい。
【００１３】
また、前記気水分離口は、上側方向にジグザグ形態を有してもよい。
【００１４】
また、前記波板は、１〜４ｍｍの厚さであってもよい。
【００１５】
また、前記循環ダクトは、内部に貫通孔が形成される平板状の送風機固定板、送風機、を備え、前記送風機は、前記送風機固定板の貫通孔に設けられてもよい。
【００１６】
また、前記用水回収孔は、複数の貫通孔が形成される平板状の下部分散板を備え、前記流入孔には、複数の貫通孔が形成される平板状の排出口分散板を備えてもよい。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、排出ガス投入管を介して排気ガスを用水回収部に供給する第１ステップ(Ｓ１)、前記用水回収部に供給される排気ガスを、前記用水回収部の上部に形成される用水回収部上部板の内側に貫通した用水回収孔を介して前記用水回収孔の上部にある現潜熱交換器の内部に形成される波形熱交換口の排気管路の内側に供給し、前記排気管路の内側に供給される排気ガスは、循環ダクト及び前記現潜熱交換器の一側に形成されるエアー流入口を介して前記排気管路の外側に供給される外部空気によって熱交換され、前記排気管路の外側を通る外部空気を、前記現潜熱交換器の他側に形成されるエアー排出口を介して排出する第２ステップ(Ｓ２)、前記現潜熱交換器の前記排気管路を通過した排気ガスを、前記排気管路の上部に積層される第１潜熱交換器の内部に形成される第１波形熱交換口の第１排気管路の内側に供給し、前記第１排気管路の内側に供給された排気ガスは、積層された上部一側に設けられるウォーター流入口を介して供給され、積層される前記第１潜熱交換器の内部に積層される段毎に上部から下部にジグザグに通過するように一側上部と他側下部が対称となるよう貫通形成されたウォーター循環孔を通過して、前記第１潜熱交換器の下部一側に設けられるウォーター排出口を介して前記第１排気管路の外側に排出されるウォーターによって熱交換される第３ステップ(Ｓ３)、前記第１潜熱交換器の前記第１排気管路を通過した排気ガスを、前記第１排気管路の上部に備えられる第２潜熱交換器の内部に形成される第２波形熱交換口の第２排気管路の内側に供給し、前記第２排気管路の内側に供給された排気ガスは、前記第２潜熱交換器の他側に貫通形成される外気流入口を介して前記第２排気管路の外側に流入する外部空気によって熱交換され、排気ガスと熱交換された外部空気を、前記第２潜熱交換器の一側に貫通形成される外気排出口を介して前記循環ダクトに供給する第４ステップ(Ｓ４)、前記第２潜熱交換器の前記第２排気管路を通過した排気ガスを、前記第２排気管路の上部に備えられる気水分離機の内部に板状で形成され上側方向にジグザグ形態を有する複数の気水分離口及び前記気水分離口の各々の上部先端に下側に向けて折曲形成された遮断口に供給し、前記気水分離口及び前記遮断口に供給された排気ガスを、排気ガス内に含まれる水分を分離して排出する第５ステップ(Ｓ５)、前記気水分離機の前記気水分離口及び前記遮断口を通過して排気ガス内に含まれる水分が分離された排気ガスを、前記気水分離機の上部に備えられた排出部６０に供給し、前記排出部に供給された排気ガスを、前記排出部の一側に貫通形成された流入孔及び前記現潜熱交換器の前記エアー排出口と連結された混合ダクトを介して供給される外部空気と混合して外部に排出する第６ステップ(Ｓ６)、からなることを特徴とする白煙制御装置を利用した排熱及び用水の回収方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明によれば、簡単な構造で、煙突等を介して産業用設備から排出される高温多湿な排気ガスを大気中にそのまま放出することなく、排気ガスに含まれた廃熱を回収し暖房等の熱源としてエネルギーを再使用することによって、浪費されるエネルギーを減らし、また、高温多湿な排気ガスに多量に含まれている水分を熱交換によって凝縮し用水として回収して用いることによって、冷却水として用いられる水及び溶質の消費を減らし、冬期において排気ガスが外部に排出される際に白煙が発生することを防止することが可能な白煙制御装置及び白煙制御装置を利用した排熱及び用水回収方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る白煙制御装置の斜視図である。
【図２】本発明に係る白煙制御装置の断面を示した斜視図である。
【図３】本発明に係る白煙制御装置の気体及び流体の流れを示した正断面図である。
【図４】本発明に係る白煙制御装置の分解斜視図である。
【図５】本発明に係る用水回収部の斜視図である。
【図６】本発明に係る用水回収部の分解斜視図である。
【図７】本発明に係る現潜熱交換器の斜視図である。
【図８】本発明に係る現潜熱交換器の分解斜視図である。
【図９】本発明に係る現潜熱交換器の断面を示した斜視図である。
【図１０】本発明に係る積層された第１潜熱交換器を示した斜視図である。
【図１１】本発明に係る第１潜熱交換器の分解斜視図である。
【図１２】本発明に係る積層された第１潜熱交換器の断面斜視図である。
【図１３】本発明に係る第１潜熱交換器の分解斜視図である。
【図１４】本発明に係る第２潜熱交換器の斜視図である。
【図１５】本発明に係る第２潜熱交換器の分解斜視図である。
【図１６】本発明に係る第２潜熱交換器の断面斜視図である。
【図１７】本発明に係る気水分離機の斜視図である。
【図１８】本発明に係る気水分離機の分解斜視図である。
【図１９】本発明に係る気水分離機の正断面図である。
【図２０】本発明に係る循環ダクトの内部の部分断面斜視図である。
【図２１】本発明の他の一実施形態に係る分散板を示した斜視図である。
【図２２】本発明の他の一実施形態に係る用水排出部を示した断面図である。
【図２３】本発明の他の一実施形態に係る用水排出部の斜視図である。
【図２４】本発明の他の一実施形態に係る用水排出部の分解斜視図である。
【図２５】本発明に係る白煙制御装置を利用した廃熱及び用水回収方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２１】
図１〜図２４を参照すると、本発明に係る白煙制御装置は、水蒸気を含む高温多湿な排気ガスを供給する排出ガス投入管４と、前記排出ガス投入管４と連結されて、排出ガスが供給される用水回収部１０と、前記用水回収部１０の上部に備えられる現潜熱交換器２０と、前記現潜熱交換器２０の上部に備えられる第１潜熱交換器３０と、前記第１潜熱交換器３０の上部に備えられる第２潜熱交換器４０と、前記第２潜熱交換器４０の上部に備えられる気水分離機５０と、前記気水分離機５０の上部に備えられる排出部６０と、前記現潜熱交換器２０のエアー流入口２５及び第２潜熱交換器４０の外気排出口４５と連結して備えられる循環ダクト７０と、前記現潜熱交換器２０のエアー排出口２６及び排出部６０の流入孔６３に連結して備えられる混合ダクト８０からなる。
【００２２】
前記排出ガス投入管４には、ボイラー、焼却炉及び乾燥機等の産業用設備から排出される７０〜８０℃程度の高温多湿な排気ガスが供給されるが、常温に比べて高温に排出される排気ガスであればどのような温度でも構わない。
【００２３】
前記排出ガス投入管４と連結されて、一側に形成される排出ガス投入口１１を介して排出ガスが供給され、上部には内側に貫通した用水回収孔１２が形成される平板状の用水回収部上部板１３を有する用水回収部１０が備えられる。
【００２４】
また、前記用水回収部１０には、下部一側に上部から流入した用水が排出される用水回収パイプ１５が備えられ、用水回収孔１２には、複数の貫通孔が形成され排気ガスを分散供給する平板状の下部分散板１４が備えられる。
【００２５】
この時、前記用水回収パイプ１５を介して排出される用水は、排出ガス投入管４を介して供給された高温多湿な排気ガスが、下部分散板１４の貫通孔を介して上部に上昇しながら後述する現潜熱交換器２０、第１潜熱交換器３０及び第２潜熱交換器４０の内部を通過する時に熱交換される過程、及び気水分離機５０において排気ガスが凝縮される過程で発生した用水が下部に流れて、用水回収部１０に集まった用水であり、捨てずに集めてリサイクルする。
【００２６】
一方、前記下部分散板１４は、排出ガス投入管４を介して供給された排出ガスが、上部に均一に分散されて上昇するように備えられるものであり、下部分散板１４の形態は、図２１における分散板９１のように平板を凹凸型で形成し、凹凸型の上部には複数の貫通孔を形成して、排出ガスが上部に均一に分散されて上昇するようにし、凹凸型の下部には上部から流入した用水が集められて、凹凸により開放された両側を介して、下部に形成された用水回収部１０に用水が集まるように形成してもよい。
【００２７】
また、前記分散板９１は、図２２〜図２４のように第１潜熱交換器３０及び気水分離機５０の下部に備えられ、内側が上下部に開放されて貫通形成される四角形の管体で形成され、一側面には分散板９１の凹凸型下部に集まった用水が排出されるように分散板９１の凹凸型下部に対応する複数の貫通孔が形成される用水排出部９０の内側にも安着されてもよい。また、用水排出部９０には、貫通孔の外側に一側が貫通孔に連結されて、貫通孔を介して排出される用水が集められて流入し、他側が用水回収パイプ１５と連結されて、一側を介して流入した用水が他側に連結された用水回収パイプ１５から排出されるように管型で形成された用水排出管９２が備えられる。
【００２８】
この時、前記用水排出部９０は、内側に安着された分散板９１により下部から供給された排気ガスが上部に均一に分散して上昇するようにするものであり、第１潜熱交換器３０、第２潜熱交換器４０及び気水分離機５０で排気ガスの熱交換によって排気ガスが凝縮されて発生する用水を用水排出管９２と連結された用水回収パイプ１５に排出することによって、排気ガスの熱交換によって用水が過度に発生して、用水回収部１０で収容できる用水の量以上になり、用水が排出ガス投入管４に逆流する現象を防止する役割を果たすものであり、第１潜熱交換器３０及び気水分離機５０の下部に備えられるのが好ましいが、さらには用水回収部１０が用水を回収できる容量に応じて備えるのが好ましい。
【００２９】
前記用水回収部１０の上部に備えられ、用水回収部上部板１３の上部には、用水回収部上部板１３と対応するように内側に貫通した空間を有する平板状の下部板２１が結合して備えられ、下部板２１の上部には、１〜４ｍｍの厚さで下部板２１と垂直に波形状に形成された複数の波板６を各々波形が対称となるように結合して、波板６の間に排気ガスが通過する排気管路２２が形成された波形熱交換口２３が備えられ、波形熱交換口２３の上部と下部には、排気ガスが通過するように排気管路２２に対応するよう通孔が形成された平板状の熱交換口カバー２４が備えられ、波形熱交換口２３の外周面には、両側にエアー流入口２５及びエアー排出口２６が貫通形成された側面板２７が備えられ、側面板２７の上部には下部板２１と対応するように内側に貫通した空間が形成された上部板２８を有する現潜熱交換器２０が備えられる。
【００３０】
この時、前記波板６は、エアーが波板６の間を通る際にエアーが留まる時間を増やして、乱流が発生せず伝熱効果が高まるように波形状に形成されるものであり、複数のパイプで円周縁が連結されて、上部及び下部に形成されるパイプの間が埋められる潜熱交換器に比べて、前記複数の波板６からなる波形熱交換口２３は、上部及び下部の空間が小さく形成されるため、エアー及び排気ガスが通過する際に受ける抵抗が少なくなることによって、既存煙突等に設けるファンの容量を追加で増設する必要がない。
【００３１】
一方、前記用水回収部１０に供給された７０〜８０℃の排気ガスは、用水回収部１０の上部に形成された用水回収部上部板１３の内側に貫通した用水回収孔１２の下部分散板１４を介して排気ガスが均一に分散されて、用水回収孔１２の上部にある現潜熱交換器２０内部に形成された波形熱交換口２３の排気管路２２内側に供給される。排気管路２２内側に供給された排気ガスの温度は、後述する循環ダクト７０及び現潜熱交換器２０の一側に形成されたエアー流入口２５を介して排気管路２２外側に供給された１５〜２５℃の外部空気によって熱交換されて、６０〜７０℃に低下する。排気管路２２外側を通る外部空気は、排気管路２２内側の排気ガスとの熱交換によって、温度が３５〜４５℃に上昇して、現潜熱交換器２０の他側に形成されたエアー排出口２６を介して排出される。
【００３２】
前記現潜熱交換器２０の上部には、上部板２８と対応するように内側に貫通した空間を有する第１下部板３１が備えられ、第１下部板３１の上部には、第１下部板３１と垂直に波形状に形成された複数の波板６を各々波形が対称となるように結合して、波板６の間に排気ガスが通過する第１排気管路３２が形成された第１波形熱交換口３３が備えられ、第１波形熱交換口３３の上部と下部には、排気ガスが通過するように第１排気管路３２に対応するよう通孔が形成された平板状の第１熱交換口カバー３４が備えられ、第１波形熱交換口３３の外周面には、第１下部板３１と垂直に第１側面板３５が備えられ、第１側面板３５の上部には、第１下部板３１と対応するように内側に貫通した空間が形成された第１上部板３６が備えられ、これらは各々積層して備えられ、積層された上部一側には、ウォーターが供給されるウォーター流入口３７が備えられ、下部一側には、ウォーターを排出するウォーター排出口３８が備えられ、積層された内部には積層された段毎に上部から下部にウォーターが通過するようにジグザグで一側上部と他側下部に対称となるようにウォーター循環孔３９が貫通形成された第１潜熱交換器３０が備えられる。
【００３３】
この時、前記現潜熱交換器２０の排気管路２２を通り６０〜７０℃の温度になった排気ガスが、排気管路２２の上部に積層された第１潜熱交換器３０の内部に形成された第１波形熱交換口３３の第１排気管路３２内側に供給される。第１排気管路３２内側に供給された排気ガスの温度は、第１潜熱交換器３０に多段に積層された上部一側からウォーター流入口３７を介して供給され、ウォーター循環孔３９に沿って通過し、ウォーター排出口３８から排出され第１排気管路３２の外側に供給されるウォーターによって熱交換されて、４０〜５０℃に低下する。
【００３４】
また、前記第１潜熱交換器３０においては、排気ガス温度が６０〜７０℃から４０〜５０℃に熱交換されて排気ガスの１次凝縮が始まり、排気ガスの凝縮により発生する用水は、第１波形熱交換口３３の第１排気管路３２に沿って下部に流れる。
【００３５】
この時、前記第１潜熱交換器３０において凝縮される排気ガスの露点温度は、５５〜６５℃程度で、排気ガスが第１潜熱交換器３０を通過する間続いて凝縮が生じ、排気ガスが第１潜熱交換器３０を通過する間に、排気ガスの温度が４０〜５０℃となるまで潜熱及び排気ガスの凝縮が発生する。
【００３６】
また、前記第１潜熱交換器３０において排気ガスの凝縮によって発生する用水は、第１排気管路３２に沿って下部に流れながら、まだ凝縮されなかった排気ガスの凝縮をより一層促進させ、これによってさらに用水が回収でき、この過程でフィルタリングされなかった微細粉塵及び悪臭を除去でき、第１排気管路３２を洗浄する役割も果たすものである。
【００３７】
前記第１潜熱交換器３０の上部に備えられ、第１上部板３６の上部には、第１上部板３６と対応するように内側に貫通した空間を有する第２下部板４１が結合して備えられ、第２下部板４１の上部には、第２下部板４１と垂直に波形状に形成された複数の波板６を各々波形が対称となるように結合して、波板６の間に排気ガスが通過する第２排気管路４２が形成された第２波形熱交換口４３が備えられ、第２波形熱交換口４３の上部と下部には、排気ガスが通過するように第２排気管路４２に対応するよう通孔が形成された平板状の第２熱交換口カバー４４が備えられ、第２波形熱交換口４３の外周面には、一側に貫通形成された外気排出口４５及び他側に外部空気が流入する外気流入口４６が貫通形成された第２側面板４７が備えられ、外気流入口４６には、複数の貫通孔が形成されて排気ガスを分散供給する平板状の上部分散板４８が備えられ、第２側面板４７の上部には、第２下部板４１と対応するように内側貫通した空間が形成された第２上部板４９を有する第２潜熱交換器４０が備えられる。
【００３８】
この時、前記第１潜熱交換器３０の第１排気管路３２を通過して４０〜５０℃の温度になった排気ガスが、第１排気管路３２の上部に備えられた第２潜熱交換器４０の内部に形成された第２波形熱交換口４３の第２排気管路４２内側に供給される。第２排気管路４２内側に供給された排気ガスの温度は、第２潜熱交換器４０の他側に貫通形成された外気流入口４６を介して第２排気管路４２外側に流入する０〜１０℃の外部空気によって熱交換されて、３０〜４０℃となる。排気ガスと熱交換された外部空気は温度が１５〜２５℃となって、第２潜熱交換器４０の一側に貫通形成された外気排出口４５を介して循環ダクト７０に供給され、第２潜熱交換器４０を通過した排気ガスは、温度が３０〜４０℃の飽和水蒸気状態になる。
【００３９】
一方、前記循環ダクト７０は、現潜熱交換器２０のエアー流入口２５及び第２潜熱交換器４０の外気排出口４５と連結して備えられ、第２潜熱交換器４０の外部空気を現潜熱交換器２０に供給する役割を果たし、循環ダクト７０の内部には貫通孔が形成される平板状の送風機固定板７１が備えられて、送風機固定板７１の貫通孔に送風機７２が設置されてもよい。
【００４０】
前記第２潜熱交換器４０の上部に備えられ、第２上部板４９の上部には、第２上部板４９と対応するように内側に貫通した空間を有する気水分離機下部板５１が結合して備えられ、気水分離機下部板５１の上部には、板状に形成されて、上側方向にジグザグ形態を有する複数の気水分離口５２が各々離隔して備えられ、気水分離口５２各々の上部先端に下側に向けて折曲形成された遮断口５３が備えられ、気水分離口５２及び遮断口５３の外周面には、気水分離機の側面板５４が備えられ、気水分離機の側面板５４の上部には、気水分離機下部板５１と対応するように内側に貫通した空間が形成された気水分離機上部板５５を有する気水分離機５０が備えられる。
【００４１】
この時、前記第２潜熱交換器４０の第２排気管路４２を通過して飽和水蒸気状態の２０〜３０℃の温度になった排気ガスが、気水分離口５２及び遮断口５３に供給され、排気ガス内に含まれた水分が凝縮分離されて下部に流れ、下部に流れながらまだ凝縮されなかった排気ガスの凝縮をより一層促進させて、さらに排気ガスを凝縮させることになる。
【００４２】
前記気水分離機５０の上部に備えられ、気水分離機上部板５５の上部には、気水分離機上部板５５と対応するように内側に貫通した空間を有する排出口下部板６１が結合して備えられ、排出口下部板６１の上部には、上部及び下部が開放形成され、外周面が上側方向に狭くなる排出口側面板６２が備えられ、排出口側面板６２の一側には、貫通した流入孔６３が形成され、流入孔６３の内側には、複数の貫通孔が内側に形成された平板状の排出口分散板６４を有する排出部６０が備えられる。
【００４３】
前記排出部６０の流入孔６３に一側が連結され、他側は現潜熱交換器２０のエアー排出口２６と連結されて、エアー排出口２６を介して排出される外部空気を流入孔６３に供給する混合ダクト８０が備えられる。
【００４４】
この時、前記排出部６０の排出口分散板６４に形成された複数の貫通孔は、エアー排出口２６及び混合ダクト８０を介して供給された外部空気を排出部６０に均一に分散させて供給する役割を果たす。
【００４５】
一方、前記気水分離機５０の気水分離口５２及び遮断口５３を通過して排気ガス内に含まれた水分が凝縮されて分離した排気ガスが、気水分離機５０の上部に備えられた排出部６０に供給される。排出部６０に供給された３０〜４０℃の排気ガスは、排出部６０の一側に備えられた流入孔６３及び現潜熱交換器２０のエアー排出口２６と連結された混合ダクト８０を介して供給される温度が３５〜４５℃の外部空気と混合されて外部に排出される。
【００４６】
この時、前記排出部６０を介して排出される排気ガスは、湿度が５０％以下に低下し、排気ガスの湿度が低くなって白煙現象が発生しなくなる。
【００４７】
前記のように構成された本発明による白煙制御装置は、簡単な構造で製鉄所、ボイラー、焼却炉及び乾燥機等の産業用設備において使用される高温多湿な排気ガスを大気中にそのまま放出することなく、廃熱を回収して暖房等の熱源としてエネルギーを再利用することで浪費されるエネルギーを減らし、排気ガスに含まれている水分を凝縮し回収して用いることによって、冷却水として用いられる水及び溶質の消費を減らすことができる。
【００４８】
また、冬期の白煙発生に対して、排気ガスに含まれている水分を凝縮し、回収して用いることによって、白煙発生を抑制することができ、排気ガスに含まれた微細粉塵及び悪臭を除去することもできる。
【００４９】
一方、図１〜図２５を参照しながら説明すると、本発明に係る白煙制御装置を利用した廃熱及び用水回収方法は、下記第１ステップから第６ステップで構成される。
【００５０】
排出ガス投入管４を介して産業用設備等から発生される高温多湿な７０〜８０℃の排気ガスを用水回収部１０に供給する第１ステップ(Ｓ１)。
【００５１】
前記用水回収部１０に供給された７０〜８０℃の排気ガスが、用水回収部１０の上部に形成された用水回収部上部板１３の内側に貫通した用水回収孔１２を介して用水回収孔１２の上部にある現潜熱交換器２０の内部に形成された波形熱交換口２３の排気管路２２の内側に供給され、排気管路２２の内側に供給された排気ガスの温度が、循環ダクト７０及び現潜熱交換器２０の一側に形成されたエアー流入口２５を介して排気管路２２の外側に供給された１５〜２５℃の外部空気によって熱交換されて、６０〜７０℃となって、排気管路２２の外側を通る外部空気が、排気管路２２の内側の排気ガスとの熱交換によって温度が３５〜４５℃になって、現潜熱交換器２０の他側に形成されたエアー排出口２６を介して排出される第２ステップ(Ｓ２)。
【００５２】
前記現潜熱交換器２０の排気管路２２を通過して６０〜７０℃の温度になった排気ガスが、排気管路２２の上部に積層された第１潜熱交換器３０の内部に形成された第１波形熱交換口３３の第１排気管路３２の内側に供給され、第１排気管路３２の内側に供給された排気ガスの温度が、第１潜熱交換器３０に積層された上部一側からウォーター流入口３７を介して供給され、積層された第１潜熱交換器３０の内部に積層された段毎に上部から下部に通過するようにジグザグに一側上部と他側下部に対称となるように形成されたウォーター循環孔３９に沿って上部から下部に通過し、第１潜熱交換器３０の下部一側に備えられたウォーター排出口３８から排出され第１排気管路３２の外側に供給されるウォーターによって熱交換されて、４０〜５０℃となる第３ステップ(Ｓ３)。
【００５３】
前記第１潜熱交換器３０の第１排気管路３２を通過して４０〜５０℃の温度になった排気ガスが、第１排気管路３２の上部に備えられた第２潜熱交換器４０の内部に形成された第２波形熱交換口の第２排気管路４２の内側に供給されて、第２排気管路４２の内側に供給された排気ガスの温度は、第２潜熱交換器４０の他側に貫通形成された外気流入口４６を介して第２排気管路４２の外側に流入する０〜１０℃の外部空気によって熱交換されて、３０〜４０℃となって、排気ガスと熱交換された外部空気は、温度が１５〜２５℃となって第２潜熱交換器４０の一側に貫通形成された外気排出口４５を介して循環ダクト７０に供給される第４ステップ(Ｓ４)。
【００５４】
前記第２潜熱交換器４０の第２排気管路４２を通過して３０〜４０℃の温度になった排気ガスが、第２排気管路４２の上部に備えられた気水分離機５０の内部に、板状で形成されて、上側方向にジグザグ形態を有する複数の気水分離口５２及び気水分離口５２各々の上部先端に下側に向けて折曲形成された遮断口５３に供給され、排気ガス内に含まれた水分が分離して排出される第５ステップ(Ｓ５)。
【００５５】
前記気水分離機５０の気水分離口５２及び遮断口５３を通過して排気ガス内に含まれた水分が分離された排気ガスが、気水分離機５０の上部に備えられた排出部６０に供給され、排出部６０に供給された３０〜４０℃の排気ガスが、排出部６０の一側に貫通形成された流入孔６３及び現潜熱交換器２０のエアー排出口２６と連結された混合ダクト８０を介して供給される温度が３５〜４５℃の外部空気と混合されて、外部から排出される第６ステップ(Ｓ６)。
【００５６】
前記Ｓ１〜Ｓ６ステップが完了すると、水蒸気を含んだ排出ガスから水蒸気が分離されて排出されることによって、排出ガスが煙突を介して排出される時に白煙が発生することなく、排出ガスから分離された水蒸気は、用水に集められてリサイクル用水として用いられるようになり、排出ガスから水蒸気を分離するために熱交換されて温度が上昇したウォーターは、暖房用や産業用水等で再利用されることによって、廃熱として浪費されるエネルギーを減らし、また排気ガスに含まれた微細粉塵及び悪臭が除去されるというメリットがある。
【００５７】
なお、白煙制御装置の使用及び動作の説明は、前述した通りであるため省略する。
【００５８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５９】
２        白煙制御装置
４        排出ガス投入管
６        波板
１０      用水回収部
１１      排出ガス投入口
１２      用水回収孔
１３      用水回収部上部板
１４      下部分散板
１５      用水回収パイプ
２０      現潜熱交換器
２２      排気管路
２３      波形熱交換口
２５      エアー流入口
２６      エアー排出口
３０      第１潜熱交換器
３２      第１排気管路
３３      第１波形熱交換口
３４      第１熱交換口カバー
３７      ウォーター流入口
３８      ウォーター排出口
３９      ウォーター循環孔
４０      第２潜熱交換器
４２      第２排気管路
４３      第２波形熱交換口
４５      外気排出口
４６      外気流入口
４８      上部分散板
５０      気水分離機
５２      気水分離口
５３      遮断口
６０      排出部
６２      排出口側面版
６３      流入孔
７０      循環ダクト
８０      混合ダクト
【要約】
【課題】白煙制御装置及び白煙制御装置を利用した排熱及び用水回収方法を提供する。
【解決手段】排出ガス投入管と、排出ガス投入口、用水回収パイプを備える用水回収部と、波板で排気管路を形成する波形熱交換口、エアー流入口とエアー排出口を有する側面板を備える現潜熱交換器と、波板で第１排気管路を形成する第１波形熱交換口、第１熱交換口カバー、第１側面板を備え、第１波形熱交換口、第１熱交換口カバー、第１側面板は積層されてウォーター流入口とウォーター排出口、ウォーター循環孔を有する第１潜熱交換器と、波板で第２排気管路を形成する第２波形熱交換口、外気排出口と外気流入口を有する第２側面板を備える第２潜熱交換器と、気水分離口、遮断口を備える気水分離機、流入孔が形成される排出口側面板を備える排出部と、エアー流入口と外気排出口を連結する循環ダクトと、エアー排出口と流入孔を連結する混合ダクトと、を備える白煙制御装置。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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