KR101126022B1

KR101126022B1 - 백연제거장치

Info

Publication number: KR101126022B1
Application number: KR1020090133375A
Authority: KR
Inventors: 남여광; 김인호; 이후근; 양근영
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2009-12-29
Filing date: 2009-12-29
Publication date: 2012-03-19
Also published as: KR20110076626A

Abstract

수증기를 함유한 유체의 토출시 발생되는 백연 현상을 감소시킬 수 있으며, 수증기로부터 상변환되어 포집되는 응축수를 재활용할 수 있는 백연제거장치가 개시된다.

상기한 백연제거장치는 수증기를 함유하는 유체를 공급하는 공급부와, 상기 공급부에 연결되며 유입되는 유체에 함유된 수증기를 상변환시켜 응축시키기 위한 물을 분사하는 분사유닛을 구비하는 장치본체, 및 상기 장치본체에 연결되며, 상기 장치본체 내부에서 응축된 응축수와 흡입된 외기와의 열교환후 외기를 상기 장치본체로부터 토출되는 유체와 혼합되도록 상기 장치본체로 공급하는 열교환유닛을 포함한다.

이러한 백연제거장치에 의하면, 열교환유닛을 통해 유체에 함유된 수증기로부터 응축된 응축수와 외기를 열교환시킨 후 열교환된 외기를 장치본체로부터 토출되는 유체에 혼합되도록 함으로써 백연 현상을 감소시킬 수 있고, 또한 열교환유닛에서 냉각된 응축수를 분사유닛으로 재공급할 수 있다.

백연, 응축수, 열교환

Description

백연제거장치{APPARATUS FOR ELIMINATING WHITE-SMOKE}

본 발명은 백연제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수증기에 다량 함유되어 있는 수분을 회수하여 배기되는 수증기가 하얀 연기처럼 보이는 현상을 제거하기 위한 백연제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소의 연속주조공정에서는 직접냉각장치를 통해 중간소재나 설비를 냉각시킨다. 즉, 직접냉각장치에서 물을 냉각수로 이용하여 슬래브, 블룸, 빌렛 등의 중간소재나 이러한 중간소재를 생산하기 위한 설비를 냉각시킨다.

그런데, 물을 냉각수로 이용하여 냉각하는 경우, 일반적으로 수증기가 발생되고, 이러한 수증기는 조업에 방해가 되지 않도록 외부로 배출된다.

이와 같이 굴뚝을 통해 외부로 배출되는 수증기는 다량의 수분을 함유하고 있어 굴뚝으로 토출시 하얀 연기(백연)처럼 보이는 현상이 발생된다. 이러한 백연현상은 가열된 습공기가 대기의 찬 공기와 희석되는 과정에서 이슬점 이하로 냉각될 때 형성되는 것으로 습공기선도의 100% 포화곡선 상부측의 조건으로 냉각되는 환경에서 발생된다.

특히, 백연 현상은 따뜻한 토출 공기가 찬 대기의 공기와 혼합되는 경우 발 생된다.

즉, 직접냉각장치에서 배출되는 수증기는 고온 다습한 공기로 배출되는 순간 외부공기(외기)와 혼합되면서 급격하게 온도가 떨어지게 된다. 이때 습도는 이론적으로 100% 이상으로 존재할 수 없기 때문에 온도 저하와 함께 과포화된 수증기는 물방울로 만들어지게 되고, 이렇게 생성된 물방울들이 하얀 연기처럼 보이는 백연 현상이 발생된다.

이러한 백연은 오염물질은 아니지만 외부에서 바라볼 때 시각적으로 부담을 주는 가시오염처럼 보이기도 하고, 또한 물방울이 과도하게 형성되면서 굴뚝 주변으로 낙하하여 불쾌감을 주거나 도로에 떨어져 동절기에 얼어붙는 빙판현상 등이 발생되는 문제가 있다.

또한, 냉각수가 상변화를 통해 수증기로 변환되어 외부로 배출됨으로써 수증기로 변환된 냉각수가 소모되는 문제가 있다. 즉 냉각수의 증발소모에 따라 냉각수를 보충해야 하므로, 냉각수 보충비용이 증가하는 문제가 있다.

본 발명은 수증기를 함유한 유체의 토출시 발생되는 백연 현상을 감소시킬 수 있는 백연제거장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 수증기로부터 상변환되어 포집되는 응축수를 재활용할 수 있는 백연제거장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 백연제거장치는 수증기를 함유하는 유체를 공급하는 공급부와, 상기 공급부에 연결되며 유입되는 유체에 함유된 수증기를 상변환시켜 응축시키기 위한 물을 분사하는 분사유닛을 구비하는 장치본체, 및 상기 장치본체에 연결되며, 상기 장치본체 내부에서 응축된 응축수와 흡입된 외기와의 열교환후 외기를 상기 장치본체로부터 토출되는 유체와 혼합되도록 상기 장치본체로 공급하는 열교환유닛을 포함한다.

상기한 백연제거장치는 상기 장치본체의 하단부에 구비되며 유체에 함유된 수증기가 상변환되어 응축된 응축수가 저장되며, 저장된 응축수가 상기 열교환유닛으로 공급되도록 상기 열교환유닛과 연결된 저장부를 더 포함한다.

상기 열교환유닛은 흡입된 외기를 상기 장치본체로부터 공급되는 응축수와 열교환시키는 열교환기와, 상기 열교환기에 연결되어 외기를 유입시키는 외기유입팬, 및 응축수와 열교환을 한 외기를 상기 장치본체로부터 토출되는 유체에 공급토록 상기 열교환기와 상기 장치본체를 연결하는 연결관을 구비할 수 있다.

상기 열교환유닛은 외기와 열교환을 한 응축수가 상기 분사유닛으로 재공급되도록 상기 분사유닛에 연결되는 보충수 공급관을 더 구비할 수 있다.

상기 분사유닛은 유체로 분사되는 물이 공급되는 제1 공급관과 제1 공급관에 설치되어 물을 유체로 분사하는 다수개의 제1 분사노즐을 구비하는 제1 분사유닛, 및 유체로 분사되는 물이 공급되는 제2 공급관과 제2 공급관에 설치되어 물을 유체로 분사하는 다수개의 제2 분사노즐을 구비하며 유체의 유동경로 상에서 상기 제1 분사유닛의 후단에 이격 배치되는 제2 분사유닛을 구비할 수 있다.

상기한 백연제거장치는 유체의 유동경로 상에서 상기 분사유닛의 전단에 배치되도록 상기 장체본체에 구비되는 분산부재를 더 포함할 수 있다.

상기 분산부재는 덕트부재의 상부에 구비되어 유동하는 유체를 분산시키는 제1 분산부재, 및 상기 제1 분산부재의 상부에 배치되며 상기 분사유닛에 구비되는 제1 분사유닛을 통과한 유체가 분산되어 유동하도록 유체를 분산시키는 제2 분산부재를 구비할 수 있다.

상기 장치본체는 유체의 유동경로 상에서 상기 분사유닛의 후단에 배치되며 유체에 함유된 수증기로부터 생성된 액적을 성장시키는 액적성장부를 구비할 수 있다.

상기한 백연제거장치는 상기 제1,2 분사유닛의 사이에 배치되도록 상기 장치본체에 구비되며, 외기를 공급하여 유체에 함유된 수증기를 응축시키는 외기공급유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 외기공급유닛은 외기를 흡입하여 상기 장치본체의 내부로 유입시키는 송풍팬과, 상기 송풍팬과 상기 장치본체를 연결하는 외기공급관을 구비할 수 있다.

상기한 백연제거장치는 상기 장치본체의 상단부에 구비되며, 토출되는 유체에 함유된 수증기를 흡착시키는 흡착유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 흡착유닛은 유체에 함유되어 성장된 액적을 흡착하는 제1 흡착부재와, 유동하는 유체의 유동 경로상에서 상기 제1 흡착부재의 후단에 배치되어 유체에 잔존하는 액적을 흡착하는 제2 흡착부재를 구비할 수 있다.

상기 공급부는 수증기가 내부로 흐르는 유로관과, 상기 유로관에 연결되어 수증기를 상기 장치본체로 유입시키는 흡입팬을 구비할 수 있다.

본 발명에 따르면, 열교환유닛을 통해 유체에 함유된 수증기로부터 응축된 응축수와 외기를 열교환시킨 후 열교환된 외기를 장치본체로부터 토출되는 유체에 혼합되도록 함으로써 백연 현상을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 열교환유닛을 통해 외기와 장치본체에서 응축된 응축수를 열교환시켜 응축수를 냉각시킬 수 있으므로, 온도가 낮아진 응축수를 분사유닛으로 재공급할 수 있는 효과가 있다.

더하여, 복수개의 분사유닛을 통해 유체에 함유된 수증기로부터 생성되는 액적의 크기를 증대시킴에 따라 수증기로부터 포집되는 응축수의 양을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 복수개의 분산부재를 통해 유동하는 수증기의 편향류를 완화시켜 수증기가 분산되어 유동할 수 있도록 하는 한편, 수증기의 유동 속 도를 감소시킬 수 있으므로, 수증기로부터 포집되는 응축수의 양을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

더하여, 본 발명에 따르면, 액적성장부를 통해 유체에 함유되는 수증기로부터 생성되는 액적이 성장하는데 필요한 시간을 충분히 제공함으로써, 수증기로부터 포집되는 응축수의 양을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 백연제거장치를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 백연제거장치를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 백연제거장치에 구비되는 장치본체의 내부 구성을 나타내는 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 백연제거장치(100)는 일예로서, 공급부(110), 장치본체(120), 분사유닛(130), 분산부재(160), 액적성장부(170), 흡착유닛(180), 외기공급유닛(190), 저장부(200), 및 열교환유닛(210)을 포함한다.

공급부(110)는 수증기를 함유하는 유체를 공급한다. 즉, 일예로서 제철소의 연주공정으로부터 배출되는 수증기를 함유하는 유체는 공급부(110)를 통해 장치본체(120)의 내부로 유입된다. 이를 위해 공급부(110)는 수증기가 내부로 흐르는 유로관(112)과, 유로관(112)에 연결되어 수증기를 장치본체(120)로 유입시키는 흡입팬(114)을 구비할 수 있다.

유로관(112)은 일예로서, 수증기를 함유한 유체가 외기로 토출되도록 구비되 는 굴뚝(10)에 연결될 수 있으며, 굴뚝(10)을 통해 배출되는 수증기를 함유한 유체는 흡입팬(114)에 의해 유로관(112)으로 유입되어 장치본체(120)의 내부로 공급된다.

한편, 본 실시예에서는 유로관(112)이 굴뚝(10)에 연결된 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 연주공정에 구비되는 수증기 포집장치에 유로관(112)이 연결될 수 있을 것이다.

장치본체(120)는 공급부(110)로부터 공급되는 유체에 함유된 수증기를 상변화시켜 응축시키기 위해 물을 분사하는 분사유닛(130)을 구비한다.

한편, 장치본체(120)는 수증기를 함유한 유체가 흐르는 유동 경로를 제공하는 역할을 수행하며, 이를 위해 장치본체(120)는 중공의 박스 형상 또는 원통 형상을 가지는 덕트 배관의 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 장치본체(120)의 상부측은 수증기가 회수된 유체가 토출되도록 개구부(미도시)를 구비할 수 있다. 즉, 수증기를 함유한 유체로부터 일부의 수증기가 제거된 유체가 개구부를 통해 장치본체(120)로부터 토출된다.

한편, 장치본체(120)에는 내부의 유지,보수시 개방되는 개폐부재(122)를 구비할 수 있다. 즉, 장치본체(120)의 일측면에는 작업자가 장치본체(120)의 내부로 입출할 수 있는 통로를 제공하는 개페부재(122)가 구비되어 내부에 설치되는 분사유닛(130), 흡착유닛(180) 등의 유지, 보수가 가능하도록 한다.

분사유닛(130)은 유입된 유체에 물을 분사하도록 장치본체(120)에 구비되며, 복수개가 서로 이격되어 배치되도록 구성될 수 있다.

분사유닛(130)은 일예로서, 제1 분사유닛(140)과, 제2 분사유닛(150)을 구비하며, 제1,2 분사유닛(140,150)을 통과하는 유체에는 제1,2 분사유닛(140,150)을 통해 물이 분사된다.

제1 분사유닛(140)은 유체로 분사되는 물이 공급되는 제1 공급관(142)과 제1 공급관(142)에 설치되어 물을 분사하는 다수개의 제1 분사노즐(144)을 구비한다.

제1 공급관(142)은 장치본체(120)의 내부에 다수개의 열을 이루도록 배치될 수 있으며, 제1 공급관(142)으로 공급되는 물은 다수개의 열을 이루도록 배치되는 제1 공급관(142) 각각에 설치되는 다수개의 제1 분사노즐(144)을 통해 분사된다.

이에 따라, 제1 분사유닛(140)을 통과하는 유체는 물과 접촉되어 유체에 함유된 수증기의 액적은 응축효과 및 기액 접촉에 의해서 사이즈가 성장한다.

제2 분사유닛(150)은 유체의 유동경로 상에서 제1 분사유닛(140)의 후단에 이격 배치된다. 즉, 제2 분사유닛(150)은 제1 분사유닛(140)의 상부에 배치되도록 장치본체(120)에 설치되어 유동하는 유체에 물을 분사한다.

이를 위해 제2 분사유닛(150)도 유체로 분사되는 물이 공급되는 제2 공급관(152)과 제2 공급관(152)에 설치되어 물을 유체로 분사하는 다수개의 제2 분사노즐(154)을 구비한다.

즉, 제2 공급관(152)도 장치본체(120)의 내부에 다수개의 열을 이루도록 배치될 수 있으며, 제2 공급관(152)으로 공급되는 물은 다수개의 열을 이루도록 배치되는 제2 공급관(152) 각각에 설치되는 다수개의 제2 분사노즐(154)을 통해 분사된다.

이에 따라, 제2 분사유닛(150)을 통과하는 유체는 물과 접촉되어 유체에 함유된 수증기의 액적은 응축효과 및 기액 접촉에 의해서 사이즈가 더욱 성장하게 된다.

예를 들어, 유체에 함유된 수증기의 액적은 100㎛ 이상으로 성장되고, 중력에 의한 회수 및 흡착유닛(180)에 의한 회수가 용이하게 된다.

결국, 유체로부터 수증기의 회수효율이 향상된다.

분산부재(160)는 유체의 유동경로 상에서 분사유닛(130)의 전단에 배치되도록 장치본체(120)에 구비된다. 즉, 분산부재(160)는 제1,2 분사유닛(140,150) 각각의 하부에 배치되도록 장치본체(120)의 설치되며, 유동하는 유체를 분산시킨다. 또한 분산부재(160)는 일예로서 제1 분산부재(162)와 제2 분산부재(164)를 구비할 수 있다.

제1 분산부재(162)는 제1 분사유닛(140)의 하부에 배치되도록 장치본체(120)에 설치되며, 공급부(110)에 의해 장치본체(120)로 유입되어 저장부(200)에 저장된 응축수에 의해 1차적으로 분산된 유체가 보다 더 균일하게 상부측으로 유동하도록 한다.

또한, 제1 분산부재(162)는 플레이트 형상을 가지도록 형성될 수 있으며, 다수개의 관통홀(162a)을 구비하여 유동하는 유체를 분산시킨다.

한편, 제2 분산부재(164)는 제1 분사유닛(140)과 제2 분사유닛(150)의 사이에 배치되도록 장치본체(120)에 설치되며, 제1 분사유닛(140)을 통과한 유체가 분산되어 제2 분사유닛(150)을 통과하도록 유체를 분산시킨다.

또한, 제2 분산부재(164)도 플레이트 형상을 가지도록 형성될 수 있으며, 다수개의 관통홀(164a)을 구비하여 유동하는 유체를 분산시킨다.

이와 같이, 분산부재(160)에 의해 유동하는 유체는 분산되어 유동될 수 있다. 즉, 공급부(110)를 통해 장치본체(120)의 내부로 유입된 유체는 저장부(200)에 저장되는 응축수에 의해 1차적으로 분산되어 상부측으로 유동하고, 이후 제1,2 분산부재(162,164)를 통해 분산되어 상부측으로 유동될 수 있다.

다시 말해, 분산부재(160)에 의해 유동하는 유체의 편향류가 보다 더 감소되어 균일한 기류분포를 가질 수 있어 수증기로부터 응축되는 응축수를 증대시킬 수 있다.

액적성장부(170)는 유체의 유동경로 상에서 분사유닛(130)의 후단에 배치되며, 유체에 함유된 수증기로부터 생성된 액적을 성장시킨다. 즉, 액적성장부(170)는 제2 분사유닛(150)과 흡착유닛(180)의 사이에 배치되도록 장치본체(120)에 구비되며, 유체에 함유된 수증기가 제1,2 분사유닛(140,150)으로부터 분사된 물에 반응하면서 액적이 커지는 시간이 확보될 수 있다.

즉, 액적성장부(170)를 통과하면서 유체에 함유된 수증기의 액적이 성장된다. 더하여, 유동하는 유체는 액정성장부(170)를 통과하면서 유동분포가 보다 균일하게 되고, 따라서 흡착유닛(180)으로부터 회수되는 응축수의 양이 보다 증대될 수 있다.

한편, 흡착유닛(180)은 장치본체(120)의 상단부에 구비되며, 토출되는 유체에 함유된 수증기를 흡착한다. 이를 위해 흡착유닛(180)은 유체에 함유되어 성장된 액정을 흡착하는 제1 흡착부재(182)와, 유동하는 유체의 유동 경로상에서 제1 흡착부재(182)의 후단에 배치되어 유체에 잔존하는 액적을 흡착하는 제2 흡착부재(184)를 구비할 수 있다.

제1 흡착부재(182)는 유동하는 유체가 통과할 수 있도록 다공성의 필터로 이루어질 수 있으며, 액적성장부(170)의 상부에 배치되도록 장치본체(120)에 구비될 수 있다. 한편, 제1 흡착부재(182)는 유동하는 유체와의 접촉면적을 증가시키기 위해 지그재그로 경사지게 배치될 수 있다.

이와 같이, 다공성의 필터로 이루어진 제1 흡착부재(182)를 통과하는 유체에 함유된 액적은 제1 흡착부재(182)에 흡착되어 유체로부터 제거될 수 있다.

제2 흡착부재(184)는 제1 흡착부재(182)의 상부에 배치되도록 장치본체(120)에 구비되며, 제1 흡착부재(182)보다 세밀한 다공성 필터로 이루어질 수 있다. 즉, 제1 흡착부재(182)로부터 제거되지 못한 액적은 제2 흡착부재(184)에 의해 유동하는 유체로부터 제거될 수 있다.

상기한 바와 같이, 장치본체(120)로부터 토출되는 유체는 제1,2 흡착부재(182,184)를 통과하면서 함유하고 있는 수증기가 감소된 상태로 토출될 수 잇다.

한편, 백연제거장치(100)는 복수개의 분사유닛(130)의 사이에 배치되도록 장치본체(120)에 구비되며, 외기를 공급하여 유체에 함유된 수증기를 응축시키는 외기공급유닛(190)을 포함할 수 있다.

외기공급유닛(190)은 외기를 흡입하여 장치본체(120)의 내부로 유입시키는 송풍팬(192)과, 송풍팬(192)과 장치본체(120)를 연결하는 외기공급관(194)를 구비 할 수 있다.

보다 자세하게 살펴보면, 외기공급유닛(190)은 제1 분사유닛(140)과 제2 분사유닛(150)의 사이에 배치되도록 장치본체(120)에 구비될 수 있다. 그리고, 외기공급유닛(190)은 외기를 장치본체(120)의 내부로 공급하기 위하여 송풍팬(192)과 외기공급관(194)으로 구성된다.

즉, 제1 분사유닛(140)을 통과한 유체에 외기공급유닛(190)에 의해 외기가 공급되어 외기와 수증기를 함유한 유체가 접촉하여 수증기의 액적이 성장하게 된다.

즉, 수증기가 함유된 유체에 외기를 공급하므로써 유체의 온도가 하강하고 이에 따라 유체의 이슬점 온도가 하강하게 된다. 결국 유체에 함유된 수증기로부터 응축되는 물의 양이 증가되어 액적이 성장될 수 있는 것이다.

이와 같이, 외기공급유닛(190)에 의해 유체에 함유된 수증기의 액적을 증가시킬 수 있으므로, 수증기로부터 응축되는 응축수의 양을 보다 증가시킬 수 있다.

한편, 저장부(200)는 장치본체(120)의 하단부에 구비되어 응축된 응축수를 저장하는 역할을 수행한다. 즉, 유체에 함유된 수증기로부터 응축된 액적은 자중에 의하여 하부로 낙하되고, 더하여 흡착유닛(180)에 흡착된 응축수는 장치본체(120)의 내부면을 따라 흘러 저장부(200)로 유입될 수 있다.

이와 같이 저장부(200)로 유입된 응축수는 이후 재사용을 위해 이송될 수 있다.

열교환유닛(210)은 장치본체(120)에 연결되며, 장치본체(120) 내부에서 응축 된 응축수와 흡입된 외기와의 열교환후 외기를 장치본체(120)로부터 토출되는 유체와 혼합되도록 장치본체(120)로 공급한다.

이를 위해 열교환유닛(210)은 일예로서, 열교환기(212), 외기유입팬(214), 연결관(216), 및 보충수 공급관(218)을 구비할 수 있다.

열교환기(212)는 흡입된 외기를 장치본체(120)로부터 공급되는 응축수와 열교환시킨다. 보다 자세하게 살펴보면, 열교환기(212)는 장치본체(120)에 구비되는 저장부(200)로부터 공급되는 응축수가 흐르는 열교환용 배관(212a)을 구비할 수 있다.

한편, 저장부(200)에 저장된 응축수는 열교환기(212)와 저장부(200)를 연결하는 응축수관(220)를 통해 열교환기(212)의 열교환용 배관(212a)으로 유입된다. 그리고, 응축수관(220)에는 펌프(222)가 설치되어 저장부(200)에 저장된 응축수가 열교환기(212)의 열교환용 배관(212a)으로 유입되도록 한다.

또한, 열교환용 배관(212a)에는 열전달 효율을 향상시키기 위해 외부면에 냉각핀(미도시)을 구비할 수 있다.

그리고, 열교환기(212)에는 외기유입팬(214)에 의해 외기가 내부로 유입되어 열교환용 배관(212a)을 따라 흐르는 응축수와 열교환을 한다.

이에 따라, 열교환기(212)를 통과하는 외기의 온도는 상승되고, 응축수의 온도는 하강한다.

외기유입팬(214)은 외기를 열교환기(212)로 유입시키는 동시에 열교환기(212)에서 열교환에 의해 온도가 상승된 고온의 외기가 장치본체(120)의 토출구 측으로 유입될 수 있도록 한다.

연결관(216)은 응축수와 열교환을 한 외기를 장치본체(120)로부터 토출되는 유체에 공급토록 열교환기(212)와 장치본체(120)를 연결한다. 즉, 응축수와의 열교환에 의해 온도가 상승된 외기는 연결관(216)을 통해 장치본체(120)의 상부측에 공급된다.

이에 따라, 장치본체(120)로부터 토출되는 고온다습한 상태의 유체는 온도가 상승된 외기와 혼합되면서 상대적으로 고온저습한 상태의 유체가 된다. 이후 장치본체(120)로부터 토출되는 유체와 온도가 상승된 외기와 혼합되어 고온저습한 상태가 된 유체는 장치본체(120)로부터 토출되고, 이러한 상태의 유체는 외기와 접촉하더라도 백연 현상이 감소될 수 있다.

이에 대하여 보다 자세하게 살펴보면, 장치본체(120)로부터 토출되는 유체는 장치본체(120)에서 함유되는 수증기가 상당량 응축된 후 토출되지만, 외기와 비교하면 상대적으로 고온다습한 상태라고 볼 수 있다. 이러한 유체가 토출되어 온도가 상대적으로 낮은 외기와 접촉되면 습공기선도 상의 백연발생구간을 지나가면서 상변화될 수 있다.

하지만, 열교환기(212)에서 승온된 외기와 장치본체(120)로부터 토출되는 유체가 혼합되면, 혼합된 유체는 혼합되지 않고 토출되는 유체와 비교하여 상대적으로 고온저습한 상태가 된다.

이렇게 상대적으로 고온저습한 상태의 유체에 의해 발생되는 백연발생율은 장치본체(120)로부터 직접 토출되는 유체에 의해 발생되는 백연발생율과 비교하여 상대적으로 낮아지게 된다.

즉, 열교환기(212)에서 승온된 외기가 장치본체(120)의 상부측으로 공급됨으로써 백연 현상의 발생이 보다 감소될 수 있다.

한편, 보충수 공급관(218)은 외기와 열교환을 한 응축수가 분사유닛(130)으로 재공급되도록 분사유닛(130)에 연결된다. 즉, 보충수 공급관(218)은 일측이 열교환기(212)의 열교환용 배관(212a)에 연결되고 타측이 분사유닛(130), 즉 제1,2 분사유닛(140,150)에 구비되는 제1,2 공급관(142,152)에 연결된다.

즉, 펌프(222)에 의해 저장부(200)로부터 열교환기(212)에 공급된 응축수는 열교환을 통해 온도가 하강한 후 보충수 공급관(218)을 통해 제1,2 분사유닛(140,150)으로 재공급될 수 있다.

또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 보충수 공급관(218)은 연주공정으로 응축수를 공급하기 위한 배관에 연결될 수 있다. 즉 열교환기(212)에서 열교환을 통해 온도가 낮아진 응축수는 다시 연주공정으로 이송되어 냉각수로 사용되기 위해 연주공정으로 공급될 수 있다.

상기한 바와 같이, 열교환유닛(210)을 통해 유체에 함유된 수증기로부터 응축된 응축수와 외기를 열교환시킨 후 열교환된 외기를 장치본체(120)로부터 토출되는 유체에 혼합되도록 함으로써 백연 현상을 감소시킬 수 있다.

또한, 열교환유닛(210)을 통해 외기와 장치본체(120)에서 응축된 응축수를 열교환시켜 응축수를 냉각시킬 수 있으므로, 온도가 낮아진 응축수를 분사유닛(130)으로 재공급할 수 있다.

이에 따라, 응축수의 재활용이 가능하게 된다.

그리고, 복수개의 분사유닛(130)을 통해 유체에 함유된 수증기로부터 생성되는 액적의 크기를 증대시킴에 따라 수증기로부터 포집되는 응축수의 양을 증대시킬 수 있다.

또한, 복수개의 분산부재(160)를 통해 유동하는 수증기의 편향류를 완화시켜 수증기가 분산되어 유동할 수 있도록 하는 한편, 수증기의 유동 속도를 감소시킬 수 있으므로, 수증기로부터 포집되는 응축수의 양을 증대시킬 수 있다.

더하여, 액적성장부(170)를 통해 유체에 함유되는 수증기로부터 생성되는 액적이 성장하는데 필요한 시간을 충분히 제공함과 동시에 유체의 유동분포를 균일하게 함으로써, 유체에 함유되는 수증기로부터 포집되는 응축수의 양을 증대시킬 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 백연제거장치의 작동을 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 백연제거장치의 작동을 설명하기 위한 작동도이다.

도 3을 참조하면, 먼저 공급부(110)에 의해 수증기를 함유하는 유체가 장치본체(120)의 내부로 유입된다.

유입된 유체는 제1 분산부재(162)를 통과하고, 이에 따라 유입되는 유체의 속도에 의해 편향되어 유동하는 유체는 균일한 유동분포를 가지게 된다. 즉 유입된 유체가 분산되어 장치본체(120)의 내부를 균일한 유동분포를 가지면서 유동한다.

이와 같이 제1 분산부재(162)를 통과한 유체에 제1 분사유닛(140)으로부터 물이 분사된다. 이에 따라, 유체에 함유된 수증기와 물이 접촉되고 액적의 크기가 응축효과 및 기액접촉에 의해 증대된다.

이후, 액적의 크기가 증가한 유체에 외기공급유닛(190)에 의해 외기가 공급된다. 외기와 유체가 접촉되면 유체의 이슬점 온도가 하강하여 유체로부터 응축되는 액적이 증가하는 동시에 액적의 크기도 증가한다.

이후, 유체는 제2 분산부재(164)를 통과하고, 이에 따라 유체의 유동분포가 보다 균일하게 된다. 이와 같이 균일한 유동분포를 가지도록 유동하는 유체에 제2 분사유닛(150)을 통해 물이 분사된다. 제2 분사유닛(150)에 의해 분사되는 물과 유체에 함유된 수증기가 접촉되면 액적의 크기는 더욱 증가하게 된다.

한편, 제2 분사유닛(150)에 의해 물과 접촉된 유체는 이후 액적성장부(170)를 통과하고, 이에 따라 유체의 유동분포는 더욱 균일해지며, 더하여 유동하는 유체에는 액적의 성장을 위한 충분한 시간이 제공된다.

즉, 액적성장부(170)를 통과한 유체의 액적은 크기가 증가되는 동시에 유체는 균일한 유동분포를 가지도록 유동된다.

이후, 유체는 흡착유닛(180)을 통과하고 이에 따라 유체에 함유된 수증기로부터 응축수를 회수할 수 있다. 즉 성장된 액적은 제1,2 흡착부재(182,184)를 통과하면서 유체로부터 제거된다.

이와 같이 수증기의 양을 감소된 유체는 장치본체(120)로부터 토출되고, 결국 장치본체(120)로부터 토출되는 유체는 수증기의 양이 감소되므로 토출시 발생되 는 백연 효과를 저감할 수 있다.

또한, 장치본체(120)로부터 응축된 응축수는 자중에 의해 장치본체(120)의 하부에 구비되는 저장부(200)에 회수되어 저장된다.

한편, 저장부(200)에 회수되어 저장되는 응축수는 열교환유닛(210)에 의해 재사용될 수 있는데, 이에 대하여 살펴보면 먼저 응축수관(220)에 설치된 펌프(222)에 의해 저장부(200)에 저장된 응축수는 열교환기(212)로 공급된다.

열교환기(212)로 유입되는 응축수는 열교환용 배관(212a)을 따라 흐르고, 이때 열교환유닛(210)의 외기유입팬(214)에 의해 외기가 열교환기(212)의 내부로 유입된다.

이에 따라 열교환용 배관(212a)을 따라 흐르는 응축수와 외기유입팬(214)에 의해 유입된 외기 사이에는 열교환이 이루어진다. 따라서 응축수의 온도는 하강하고, 외기의 온도는 상승한다.

이후 열교환에 의해 온도가 상승된 외기는 연결관(216)을 따라 흘러 장치본체(120)로부터 토출되는 유체와 혼합된다. 이에 따라 장치본체(120)로부터 토출되는 고온다습한 상태의 유체는 온도가 상승된 외기와 혼합되면서 상대적으로 고온저습한 상태의 유체가 된다.

따라서, 혼합되어 상대적으로 고온저습한 상태의 유체가 장치본체(120)로부터 토출되어 백연 현상의 발생이 감소될 수 있다.

한편, 저장부(200)로부터 열교환기(212)에 공급되어 온도가 하강된 응축수는 보충수 공급관(218)을 통해 분사유닛(130)으로 재공급될 수 있다. 즉, 외기와의 열 교환을 통해 온도가 낮아진 응축수는 제1,2 분사유닛(140,150)의 제1,2 공급관(142,152)로 공급되어 분사된다.

즉, 저장부(200)에 저장된 응축수는 열교환기(212)를 통해 온도가 낮아지고, 온도가 낮아진 응축수가 다시 분사유닛(130)을 통해 분사되어 재사용되는 것이다.

한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 보충수 공급관(218)은 연주공정으로 응축수를 공급하기 위한 배관에 연결될 수 있다. 즉 열교환기(212)에서 열교환을 통해 온도가 낮아진 응축수는 다시 냉각수로 사용되기 위해 연주공정으로 공급될 수 있다.

이와 같이, 저장부(200)에 저장된 응축수를 분사유닛(130) 또는 연주공정에서 재사용할 수 있으므로 냉각수 보충비용을 감소시킬 수 있다.

상기한 바와 같이,

복수개의 분사유닛(130)을 통해 유체에 함유된 수증기로부터 성생되는 액적의 크기를 증대시킴에 따라 수증기로부터 포집되는 응축수의 양을 증대시킬 수 있다.

더하여, 액적성장부(170)를 통해 유체에 함유된 수증기로부터 생성되는 액적이 성장하는데 필요한 시간을 충분히 제공함과 동시에 유체의 유동분포를 균일하게 함으로써, 수증기로부터 포집되는 응축수의 양을 증대시킬 수 있다.

열교환유닛(210)을 통해 유체에 함유된 수증기로부터 응축된 응축수와 외기를 열교환시킨 후 열교환된 외기를 장치본체(120)로부터 토출되는 유체에 혼합되도록 함으로써 백연 현상을 감소시킬 수 있다.

이에 따라, 응축수의 재활용이 가능하게 된다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 백연제거장치를 나타내는 구성도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 백연제거장치에 구비되는 장치본체의 내부 구성을 나타내는 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 백연제거장치 110 : 공급부

120 : 장치본체 130 : 분사유닛

140 : 제1 분사유닛 150 : 제2 분사유닛

160 : 분산부재 170 : 액적성장부

180 : 흡착유닛 190 : 외기공급유닛

200 : 저장부 210 : 열교환유닛

Claims

수증기를 함유하는 유체를 공급하는 공급부;

상기 공급부에 연결되며 유입되는 유체에 함유된 수증기를 상변환시켜 응축시키기 위한 물을 분사하는 분사유닛을 구비하는 장치본체; 및

상기 장치본체에 연결되며, 상기 장치본체 내부에서 응축된 응축수와 흡입된 외기와의 열교환후 외기를 상기 장치본체로부터 토출되는 유체와 혼합되도록 상기 장치본체로 공급하는 열교환유닛;을 포함하되,

상기 장치본체는 유체의 유동경로 상에서 상기 분사유닛의 후단에 배치되며 유체에 함유된 수증기로부터 생성된 액적을 성장시키는 액적성장부;를 구비하고,

상기 장치본체의 상단부에 구비되며, 토출되는 유체에 함유된 수증기를 흡착시키는 흡착유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 백연제거장치.
제1항에 있어서,

상기 장치본체의 하단부에 구비되며 유체에 함유된 수증기가 상변환되어 응축된 응축수가 저장되며, 저장된 응축수가 상기 열교환유닛으로 공급되도록 상기 열교환유닛과 연결된 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백연제거장치.
제1항에 있어서, 상기 열교환유닛은

흡입된 외기를 상기 장치본체로부터 공급되는 응축수와 열교환시키는 열교환기;

상기 열교환기에 연결되어 외기를 유입시키는 외기유입팬; 및

응축수와 열교환을 한 외기를 상기 장치본체로부터 토출되는 유체에 공급토 록 상기 열교환기와 상기 장치본체를 연결하는 연결관;

을 구비하는 것을 특징으로 하는 백연제거장치.
제3항에 있어서, 상기 열교환유닛은

외기와 열교환을 한 응축수가 상기 분사유닛으로 재공급되도록 상기 분사유닛에 연결되는 보충수 공급관을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 백연제거장치.
제1항에 있어서, 상기 분사유닛은

유체로 분사되는 물이 공급되는 제1 공급관과, 제1 공급관에 설치되어 물을 유체로 분사하는 다수개의 제1 분사노즐을 구비하는 제1 분사유닛; 및

유체로 분사되는 물이 공급되는 제2 공급관과, 제2 공급관에 설치되어 물을 유체로 분사하는 다수개의 제2 분사노즐을 구비하며, 유체의 유동경로상에서 상기 제1 분사유닛의 후단에 이격 배치되는 제2 분사유닛;

을 구비하는 것을 특징으로 하는 백연제거장치.
제1항에 있어서,

유체의 유동경로 상에서 상기 분사유닛의 전단에 배치되도록 상기 장치본체에 구비되는 분산부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백연제거장치.
제6항에 있어서, 상기 분산부재는

덕트부재의 상부에 구비되어 유동하는 유체를 분산시키는 제1 분산부재; 및

상기 제1 분산부재의 상부에 배치되며 상기 분사유닛에 구비되는 제1 분사유닛을 통과한 유체가 분산되어 유동하도록 유체를 분산시키는 제2 분산부재;

를 구비하는 것을 특징으로 하는 백연제거장치.
삭제
제5항에 있어서,

상기 제1,2 분사유닛의 사이에 배치되도록 상기 장치본체에 구비되며, 외기를 공급하여 유체에 함유된 수증기를 응축시키는 외기공급유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백연제거장치.
제9항에 있어서, 상기 외기공급유닛은

외기를 흡입하여 상기 장치본체의 내부로 유입시키는 송풍팬과, 상기 송풍팬과 상기 장치본체를 연결하는 외기공급관을 구비하는 것을 특징으로 하는 백연제거장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 흡착유닛은

유체에 함유되어 성장된 액적을 흡착하는 제1 흡착부재와, 유동하는 유체의 유동 경로상에서 상기 제1 흡착부재의 후단에 배치되어 유체에 잔존하는 액적을 흡착하는 제2 흡착부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 백연제거장치.
제1항에 있어서, 상기 공급부는

수증기가 내부로 흐르는 유로관과, 상기 유로관에 연결되어 수증기를 상기 장치본체로 유입시키는 흡입팬을 구비하는 것을 특징으로 하는 백연제거장치.