KR101153646B1 - Evaporation Water Recovery Type Cooling Tower - Google Patents
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Abstract
고온 공급수를 냉각하되 증발수를 최대한 회수 가능하게 한 증발수 회수형 냉각탑이 제공된다.An evaporated water recovery cooling tower is provided, which cools the hot water supply but recovers the evaporated water as much as possible.
상기 증발수 회수형 냉각탑은, 고온 공급수가 내부에서 비산되면서 흡입공기와 접촉하여 냉각되고 냉각된 냉각수가 저장되는 하우징;과, 상기 하우징의 상측에 배치되고 하우징을 통과한 습공기를 흡입 압축하여 증발수를 회수하거나 압축공기를 열교환기에 공급하는 압축기를 포함하는 공기 압축유닛; 및, 상기 하우징의 상측에 배치되면서 상기 공기 압축유닛의 압축기와 압축공기 공급관으로 연결되고 상기 하우징을 통과한 습공기가 통과되면서 냉각되어 증발수를 회수토록 구성된 열교환기를 포함하여 구성되어 있다.The evaporated water recovery type cooling tower may include: a housing in which hot water is scattered and contacted with suction air, and the cooled and cooled water is stored therein; and suction air compressed in the upper side of the housing and passed through the housing is evaporated water. An air compression unit including a compressor to recover the gas or supply the compressed air to the heat exchanger; And a heat exchanger disposed at an upper side of the housing and connected to a compressor and a compressed air supply pipe of the air compression unit, and cooled while passing wet air passing through the housing to recover evaporated water.
이와 같은 본 발명에 의하면, 냉각탑에서 대기로 방출되는 습공기를 다중으로 압축, 냉각하여 증발수(냉각수) 회수율을 향상시키어 냉각수 손실을 최소화하는 한편, 특히 최종적으로는 건조한 공기를 외부 방출하게 하여 냉각탑에서 발생되는 백연의 외부 비산을 최대한 억제하는 것을 가능하게 한 개선된 효과를 얻는다.According to the present invention, by compressing and cooling the wet air discharged to the air from the cooling tower in multiple times to improve the recovery rate of the evaporated water (cooling water) to minimize the loss of cooling water, in particular to finally discharge the dry air to the outside in the cooling tower An improved effect is obtained which makes it possible to maximally suppress the external scattering of the white smoke produced.
냉각탑, 냉각수, 증발수, 증발수 회수, 볼텍스 튜브, 열교환기 Cooling Tower, Cooling Water, Evaporated Water, Evaporated Water Recovery, Vortex Tube, Heat Exchanger
Description
본 발명은 대상물체를 냉각하면서 발생된 고온 공급수를 냉각하되 증발수를 최대한 회수 가능하게 한 냉각탑에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 냉각탑에서 대기로 방출되는 습공기를 다중으로 압축, 냉각하여 증발수(냉각수) 회수율을 향상시키어 냉각수 손실을 최소화하는 한편, 특히 최종적으로는 건조한 공기를 외부 방출하게 하여 냉각탑에서 발생되는 백연(하얀색의 습공기)의 외부 비산을 최대한 억제하는 것을 가능하게 한 증발수 회수형 냉각탑에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling tower that cools a high-temperature supply water generated while cooling an object and recovers evaporated water as much as possible, and more specifically, compresses and cools a plurality of wet air discharged to the atmosphere from a cooling tower. Evaporative water recovery type cooling tower which improves recovery rate and minimizes the loss of cooling water, and in particular, finally releases dry air to the outside to minimize the external scattering of white smoke (white wet air) generated in the cooling tower. It is about.
일반적으로 냉각탑은 냉각하고자 하는 대상물체의 냉각시 발생된 고온의 공급수를 대기중에서 분사시키어 공기로의 열전달로 냉각시키는 것으로서, 통상 공급되는 고온의 공급수를 분사하는 노즐과, 고온 공급수를 고르게 분산시켜 낙하시키는 필러(filler)와, 이들이 내부에 구비되고 냉각수를 저장하는 수조로 이루어 진다.In general, the cooling tower sprays high-temperature supply water generated during the cooling of an object to be cooled in the air and cools it by heat transfer to air. The cooling tower evenly sprays the hot water supply nozzle and the high-temperature supply water evenly. It is composed of a filler (piller) to be dispersed and dropped, and a water tank provided therein and storing the cooling water.
이때, 공급되는 고온의 공급수는 대략 50℃ 내지 80℃ 정도이다.At this time, the high temperature supply water supplied is about 50 degreeC-about 80 degreeC.
즉, 냉각탑의 하우징 내부에서 분사되는 고온의 공급수를 필러를 거치면서 퍼지는 상태로 낙하하고, 이때 하우징 상부의 송풍기는 하우징의 개구부분을 통하 여 외부 공기를 흡입 통과시키어, 분사된 고온 공급수의 냉각이 구현된다.In other words, the hot water supplied from the inside of the housing of the cooling tower falls through the filler to spread, and at this time, the blower in the upper part of the housing passes the outside air through the opening of the housing to suck in the hot water. Cooling is implemented.
이때, 유입된 공기는 비산되는 고온의 공급수를 통과하면서 다량의 수분을 함유하는 기체 상태의 습공기 상태로 하우징 외부로 배출되고, 고온 공급수가 냉각되어 생성된 냉각수는 하우징의 하부에 마련된 집수로 모이지만, 비중이 작은 수분(증발수)는 하우징 상부를 통하여 외부 배출되게 된다.At this time, the introduced air is discharged to the outside of the housing in the form of a gaseous wet air containing a large amount of water while passing through the hot water to be scattered, the cooling water generated by cooling the hot water is collected into the sump provided in the lower portion of the housing However, moisture (evaporative water) having a low specific gravity is discharged to the outside through the upper part of the housing.
그러나, 이와 같이 알려진 대부분의 냉각탑의 경우에는, 하우징 상부로 비산되는 습공기가 상당한 수분(증발수)을 함유한 상태이지만 증발수를 회수하지 못한 상태에서 그대로 외부 배출되는 문제가 있는 것이다.However, in the case of most known cooling towers, there is a problem in that the wet air scattered to the upper part of the housing contains a considerable amount of water (evaporated water) but is discharged to the outside as it is not recovered.
예컨대, 이와 같은 습공기가 하우징의 외부로 그대로 비산되는 경우, 상당한 수분을 함유한 상태이므로 백연(하얀색 습공기)이 형성되면서 비산되고, 이와 같은 백연은 실제로는 환경오염을 발생시키지 않음에도 불구하여 대기오염가스로 오해되는 실정이다.For example, when such wet air is scattered to the outside of the housing as it is, it contains a considerable amount of moisture, and thus white lead (white wet air) is formed and scattered, and such white lead does not actually cause environmental pollution. It is misunderstood as a gas.
즉, 냉각탑에서 발생되는 백연은 순수한 수증기로 대기 공해물질은 아니나, 냉각탑의 설치 위치에 따라 문제를 발생시킬 수 있는데, 예를 들어 주거지역에 냉각탑이 배치된 경우 주민들이 산업공해물질로 오인하여 환경적인 문제를 야기할 수도 있고, 특히 차량도로에 인접해 있을 경우, 동절기에 백연이 응축되면서 도로에 결빙구간을 발생시켜 차량 안전사고의 요인이 될 수 있는 등의 문제를 발생시킬 수 있는 것이다.In other words, the white smoke generated from the cooling tower is not pure air vapor, but may cause problems depending on the location of the cooling tower. For example, if a cooling tower is installed in a residential area, residents may mistake the environment for environmental pollution. It may cause a problem, especially when adjacent to the vehicle road, white smoke is condensed in winter, causing freezing zones on the road can cause problems such as vehicle safety accidents.
그러나, 지금까지 알려진 냉각탑은 이와 같은 습공기의 재처리(냉각)을 통한 증발수(냉각수) 회수 효율이 미비한 실정이고, 이를 통하여 가능한 건조한 공기를 대기로 방출하여 백연 발생을 억제하는 것도 미비한 실정이었다.However, the cooling towers known to date have been inefficient in recovering evaporated water (cooling water) through reprocessing (cooling) of such humid air, and thus suppressing the generation of white smoke by releasing dry air to the atmosphere.
예를 들어, 냉각탑의 냉각시 약 10 ℃ 정도로 고온 공급수를 냉각시키는 경우, 사용된 냉각수의 약 1.6% 이상이 외부로 증발하게 되어 냉각수 증발에 의한 손실이 실질적으로 상당한 문제가 있다.For example, when cooling the hot feed water at about 10 ° C. during cooling of the cooling tower, at least about 1.6% of the used cooling water evaporates to the outside, so that the loss due to cooling water evaporation is substantially substantial.
이에 따라서, 본 발명의 출원인은 냉각탑에서 발생되는 증발수의 회수를 가능하게 하고, 백연의 외부 비산도 최대한 억제하도록 한 본 발명을 제안하게 되었다.Accordingly, the applicant of the present invention has proposed the present invention to enable the recovery of the evaporated water generated in the cooling tower and to suppress the external scattering of the white smoke as much as possible.
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 냉각탑에서 대기로 방출되는 습공기를 다중으로 압축, 냉각하여 증발수(냉각수) 회수율을 향상시키어 냉각수 손실을 최소화하는 한편, 특히 최종적으로는 건조한 공기를 외부 방출하게 하여 냉각탑에서 발생되는 백연의 외부 비산을 최대한 억제하는 것을 가능하게 한 증발수 회수형 냉각탑을 제공하는 데에 있다.The present invention has been proposed in order to solve the conventional problems as described above, the object of the aspect is to improve the recovery rate of the evaporated water (cooling water) by minimizing the cooling water loss by compressing and cooling the wet air discharged from the cooling tower to the atmosphere in multiple times, In particular, the present invention is to provide an evaporated water recovery type cooling tower which makes it possible to discharge dry air to the outside and to suppress the external scattering of the white smoke generated in the cooling tower to the maximum.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 고온 공급수가 내부에서 비산되면서 흡입공기와 접촉하여 냉각되고 냉각된 냉각수가 저장되는 하우징;과. 상기 하우징의 상측에 배치되고 하우징을 통과한 습공기를 흡입 압축하여 증발수를 회수하거나 압축공기를 열교환기에 공급하는 압축기를 포함하는 공기 압축유닛; 및, 상기 하우징의 상측에 배치되면서 상기 공기 압축유닛의 압축기와 압축공기 공급관으로 연결되고 상기 하우징을 통과한 습공기가 통과되면서 냉각되어 증발수를 회수토록 구성된 열교환기;를 포함하여 구성되되.
상기 열교환기는, 상기 공기 압축유닛에서 공급되는 압축공기가 공급되고 냉각공기를 배출하는 하나 이상의 볼텍스 튜브를 포함하고, 상기 압축공기 공급관은 상기 공기 압축유닛의 압축기와 열교환기의 볼텍스 튜브 사이에 연결되어 서로 연계되면서 볼텍스 튜브에서 배출되는 냉각공기를 통하여 습공기를 냉각토록 구성된 증발수 회수형 냉각탑을 제공한다.As a technical aspect for achieving the above object, the present invention is a housing that is stored in contact with the intake air and the cooled cooling water is stored while the hot water is scattered therein; and. An air compression unit disposed on an upper side of the housing and including a compressor for sucking and compressing wet air passing through the housing to recover evaporated water or supply compressed air to a heat exchanger; And a heat exchanger disposed at an upper side of the housing and connected to a compressor and a compressed air supply pipe of the air compression unit, and cooled while passing the wet air passing through the housing to recover the evaporated water.
The heat exchanger includes at least one vortex tube for supplying compressed air supplied from the air compression unit and for discharging cooling air, wherein the compressed air supply pipe is connected between the compressor of the air compression unit and the vortex tube of the heat exchanger. In conjunction with each other provides an evaporated water recovery type cooling tower configured to cool the wet air through the cooling air discharged from the vortex tube.
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바람직하게는, 상기 하우징은, 하부에 냉각수가 저장되는 집수조와 고온 공급수를 냉각시키기 위한 외부공기가 유입되는 공기 유입구를 포함하고, 상기 하우징의 내측에는 고온 공급수를 분사하는 고온 공급수 분사관과 분사된 고온 공급수 를 분산시키는 필러가 구비되어 있다.Preferably, the housing includes a water collecting tank in which cooling water is stored at a lower portion thereof, and an air inlet through which external air for cooling the high temperature supply water flows, and a high temperature supply water injection pipe injecting high temperature supply water into the housing. And a filler for dispersing the injected hot water.
더 바람직하게는, 상기 하우징의 상측에 배치되고 분사된 고온 공급수를 통과한 습공기를 흡입 유통시키도록 제공된 습공기 흡입유닛을 더 포함하고, 상기 습공기 흡입유닛은 하우징의 상측에 설치되는 송풍팬을 포함한다.More preferably, further comprising a wet air suction unit disposed on the upper side of the housing and provided to suction and distribute the wet air passed through the injected hot feed water, the wet air suction unit includes a blowing fan installed on the upper side of the housing do.
그리고, 상기 공기 압축유닛의 압축기는, 상기 하우징 상부에 배치된 습공기 흡입유닛의 송풍팬을 통과한 습공기를 흡입 압축하여 증발수를 회수하면서 압축공기를 상기 열교환기에 공급하도록 구성되고, 상기 공기 압축유닛은, 상기 압축기와 연결되고 증발수를 회수하는 제습기와, 상기 제습기와 연결되어 이물을 제거하는 필터 중 어느 하나 또는 이들 모두를 더 포함하고, 상기 압축공기 공급관은 상기 제습기 또는 필터와 상기 열 교환기사이에 연결될 수 있다.The compressor of the air compression unit is configured to supply compressed air to the heat exchanger while recovering evaporated water by suction compressing the wet air passing through the blower fan of the wet air suction unit disposed above the housing, wherein the air compression unit The dehumidifier may further include any one or both of a dehumidifier connected to the compressor and recovering evaporated water and a filter connected to the dehumidifier to remove foreign substances. The compressed air supply pipe may include the dehumidifier or the filter and the heat exchanger. It can be connected to this.
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바람직하게는, 상기 볼텍스 튜브의 냉각공기 배출측에는, 상기 열교환기에 구비되고 냉각공기를 유통시키어 열교환기를 통과하는 습공기의 냉각효율을 높이도 록 제공된 냉각튜브가 더 연결되는 것이다.Preferably, the cooling air discharge side of the vortex tube is further connected to a cooling tube provided to the heat exchanger to distribute cooling air and increase cooling efficiency of wet air passing through the heat exchanger.
더 바람직하게는, 상기 열교환기는 습공기가 통과하는 본체와 상기 볼텍스 튜브와 냉각튜브에서 배출되는 고온공기를 분리 유통시키는 격벽을 포함하고, 상기 냉각튜브에는 냉각핀이 더 구비될 수 있다.More preferably, the heat exchanger includes a main body through which the wet air passes and a partition wall separating and distributing hot air discharged from the vortex tube and the cooling tube, and the cooling tube may further include a cooling fin.
바람직하게는, 상기 하우징의 상측에 제공되고, 습공기를 공기 압축유닛과 열교환기로 유도하는 스택과, 상기 스택과 하우징과 연계되고 열교환기가 경로상에 배치되어 습공기의 열교환기 통과와 건조공기의 외부 배출을 유도토록 제공되는 덕트를 더 포함할 수 있다.Preferably, a stack provided on the upper side of the housing and directing the wet air to the air compression unit and the heat exchanger, associated with the stack and the housing, and the heat exchanger is disposed in the path, passes through the heat exchanger of the wet air and discharges the outside of the dry air. It may further include a duct provided to guide.
더 바람직하게는, 상기 공기 압축유닛에 구비된 압축기와 제습기 및, 상기 열교환기에는 습공기의 냉각으로 발생된 증발수를 하우징의 집수조에 회수토록 제공되는 증발수 회수관이 연결되는 것이다.More preferably, the compressor and the dehumidifier provided in the air compression unit, and the heat exchanger is connected to the evaporated water recovery pipe provided to recover the evaporated water generated by the cooling of the wet air to the water collecting tank of the housing.
이와 같은 본 발명의 증발수 회수형 냉각탑은, 냉각탑에서 대기로 방출되는 습공기 일부를 단열 압축하여 1차 냉각수로 증발수를 회수하고, 압축공기를 이용한 볼텍스 튜브(Vortex Tube)를 포함하는 열교환기를 통하여 습공기를 2차 냉각수로 환원하여 증발수로 회수하여 증발수(냉각수) 회수율을 최대화하는 것을 가능하게 한다.Such an evaporated water recovery type cooling tower of the present invention, by adiabatic compression of a part of the wet air discharged from the cooling tower to recover the evaporated water as the primary cooling water, through a heat exchanger comprising a vortex tube (Vortex Tube) using the compressed air It is possible to maximize the recovery rate of the evaporated water (cooling water) by reducing the wet air to the secondary cooling water and recovering the evaporated water.
특히, 습공기의 냉각 효율이 우수하여 증발수 회수율이 높고, 최대한 수분을 함유하지 않은 건조 공기만을 외부 배출하기 때문에, 냉각탑에서 발생되는 백연 즉, 하얀색 습공기의 외부 비산도 최대한 억제하는 등의 여러 우수한 효과를 제공하는 것이다.In particular, since the cooling efficiency of wet air is high, the recovery rate of evaporated water is high, and only the dry air that does not contain moisture is discharged to the outside. To provide.
결국, 본 발명은 백연 배출이 억제되어 환경오염물체로의 오해를 제거하고, 백연에 의한 동절기 결빙사고 등도 방지시키는 매우 실용적인 냉각탑을 제공하는 것이다.As a result, the present invention is to provide a very practical cooling tower that suppresses the emission of white smoke to remove the misunderstanding to the environmental pollutants, and also prevent the winter freezing accidents caused by white smoke.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1에서는 본 발명에 따른 증발수 회수형 냉각탑(1)의 전체 구성을 도시하고 있다.First, Figure 1 shows the overall configuration of the evaporated water recovery
즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 증발수 회수형 냉각탑(1)은, 먼저 고온 공급수(W1)가 내부에서 비산되면서 외부로 부터 냉각탑으로 유입되는 외부 흡입공기(A1)와 접촉하여 냉각되고 냉각된 냉각수(W2)가 저장되는 하우징(10)을 포함한다.That is, as shown in Figure 1, the evaporated water recovery
이때, 상기 하우징(10)은 통상 (합성수지 성형물의) 원통체 구조물로서, 이와 같은 냉각탑의 하우징(10)은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 하부에 냉각수가 저장되는 집수조(12)와 고온 공급수(도 1의 W1)를 냉각시키기 위한 외부공기가 유입되는 공기 유입구(14)를 포함한다.At this time, the
그리고, 상기 하우징(10)의 내측 상부에는 냉각수의 외부 비산을 막아주는 엘리미네이터(20)가 설치되고, 상기 엘리미네이터(20)의 하측으로 하우징의 내측에는 고온 공급수를 분사하는 고온 공급수 분사관(16)과 분사된 고온 공급수를 분산시키는 필러(18)가 설치되어 있다.In addition, the inner upper portion of the
이때, 별도의 부호로 도시하지 않았지만, 상기 고온 공급수 분사관(16)에는 공급수를 고르게 분포 분사하는 노즐이나 노즐 구멍이 설치됨은 물론이다.At this time, although not shown with a separate sign, the hot
따라서, 고온 공급수 분사관(16)에서 분사되는, 냉각용으로 사용되어 온도가 올라간 고온 공급수(W1)는 필러(18)를 거치면서 고르게 분산되는 상태로 하우징 내부에서 낙하되고, 이때 유입된 흡입공기(A1)가 통과하면서 고온 공급수는 냉각되고, 냉각된 냉각수(W2)는 도 1과 같이 하우징 하부의 집수조(12)에 저장된다.Therefore, the hot feed water (W1) used for cooling, which is sprayed from the hot feed water injection pipe (16), and the temperature thereof rises falls inside the housing in a state where it is evenly dispersed while passing through the filler (18). As the intake air A1 passes, the hot supply water is cooled, and the cooled cooling water W2 is stored in the
다음, 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 냉각탑(1)은, 상기 하우징(10)의 상측 개구부분(실제로는 원통체 하우징의 상부가 관통된 개구부분으로 이 부분의 직경이 감소한다)에 배치되어, 외부 흡입공기(A1)를 강제로 흡입하여 분사된 고온 공급수(W1)를 통과하는 습공기(A2)를 흡입 유통시키는 습공기 흡입유닛(70)을 더 포함한다.Next, as shown in FIG. 1, the
이와 같은 상기 습공기 흡입유닛(70)은, 하우징(10)의 상측 개구부분(미부호)에 설치되는 모터(72)로서 가동되는 송풍팬(74)을 포함한다.The wet
따라서, 상기 흡입유닛(70)의 모터(72)가 가동되면, 별도의 부호로 나타내지 않는 기어박스를 매개로 수직 상태로 배치된 송풍팬(74)이 가동하여, 외부 흡입공기(A1)는 도 1과 같이 하우징 유입구를 통하여 유입되고 분산되는 고온 공급수를 통과하여 수분과 온도가 높아진 상태의 습공기(A2)를 흡입하여 하우징 개구부분에 서 배출한다.Therefore, when the
다음, 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 냉각탑(1)은, 습공기에 포함된 증발수(W3)를 냉각탑으로 회수시키는 한편, 습공기 냉각을 통하여 백연이 형성되지 않고 건조한 공기(A3)를 최종적으로 배출 가능하게 하는 공기 압축유닛(30)과 열교환기(50)를 포함하는 것에 그 실시예적 특징이 있다.Next, as shown in Figure 1 and 2, the
즉, 상기 공기 압축유닛(30)은, 상기 하우징(10)의 상측으로 상기 습공기 흡입유닛의 상측에 배치되고, 이를 통과하는 습공기(A2)를 흡입 압축하여 1차적으로 습공기에 포함된 증발수(W3)를 회수하거나, 특히 다음에 설명하는 열교환기에 포함된 볼텍스 튜브(vortex tube)(도 2,3의 54)에 (고온의) 압축공기를 공급토록 제공되는 것이다.That is, the
그리고, 상기 열교환기(50)는, 도 1,2 에서 도시한 바와 같이, 상기 하우징(10)의 습공기 흡입유닛(70)의 상측에 배치되면서 상기 공기 압축유닛(30)의 타측에 배치되고 고온 공급수를 통과하면서 수분을 함유하고 온도가 높아진 습공기(A2)가 통과하면서 냉각되어 증발수를 회수토록 제공되고, 상기 공기 압축유닛에서 공급된 압축공기(AC)를 냉각매체(다음에 설명하는 볼텍스 튜브(54)에 연결되고 열교환기 내부에 길게 신장되어 내장된 다수의 냉각튜브(56)로 공급되는 냉각공기(AC2))로 이용토록 구성될 수 있다.In addition, the
한편, 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 냉각탑 하우징(10)의 상측 개구부분과 연이어 연결되어 습공기(A2)를 상기 공기 압축유닛(30)과 열교환기(50)로 원활하게 유도하는 스택(22)과, 상기 열교환기가 경로상에 배치되고 수분이 제거된 최종 건조공기(A3)를 외부 배출토록 유도하는 덕트(24)가 설치되어 있다.On the other hand, as shown in Figure 1, the stack is connected in series with the upper opening portion of the
이와 같은 스택(22)과 덕트(24)는, 실제로는 하우징(10)과 같은 재질의 합성수지 성형물로 제공될 수 있고, 조립 구성될 수 있다.Such a
따라서, 상기 공기 압축유닛(30)과 열교환기(50)에 대하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Therefore, the
먼저, 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 공기 압축유닛(30)은, 앞에서 설명한 습공기 흡입유닛(70)의 송풍팬(74)을 통과한 습공기(A2)를 흡입 압축하여 도 3과 같이 증발수를 회수하면서 압축공기(AC)를 열교환기(50)에 포함된 볼텍스 튜브(54)에 공급하는 압축기(32)와, 상기 압축기(32)와 연결되고 증발수를 2차적으로 더 회수하는 제습기(34) 및, 상기 제습기(34)와 연결되어 공기에 포함된 이물을 제거하는 필터(36)로 구성될 수 있다.First, as shown in FIGS. 1 and 2, the
물론, 본 발명의 공기 압축유닛(30)은 실제로는 상기 압축기(32)를 구비하여도 냉각탑 가동에는 문제가 없고, 따라서 적어도 압축기를 포함하는 압축유닛이 제공되는 것이 바람직하다.Of course, even if the
따라서, 도 1과 같이 송풍팬(74)을 통과한 분사된 고온 공급수를 통과하여 수분이 다량 함유되고 온도가 올라간 습공기(A2)의 일부는 압축기(32)에서 1차적으로 압축되면서 공기에 포함된 증발수(W3)가 하우징 집수조(12)에 연계된 증발수 회수관(92)을 통하여 회수된다.Therefore, as shown in FIG. 1, a part of the wet air A2 containing a large amount of water and the temperature of the water passes through the injected hot water supplied through the
그리고, 제습기(34)를 다시 통과하면서 습공기(A2)에 포함된 증발수는 마찬가지로 상기 제습기와 연계된 회수관(92)을 통하여 하우징의 집수조(12)로 회수된 다.Then, the evaporated water contained in the humid air (A2) while again passing through the
그리고, 필터(36)를 거치면서 증발수가 회수된 건조하지만 압축되면서 온도가 높아진 고온의 압축공기(AC)는 도 2 및 도 3과 같이, 열교환기(50)에 구비된 볼텍스 튜브(54)로 공급된다.Then, the compressed air having a high temperature while being dried but compressed while the evaporated water is recovered while passing through the
이때, 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 열교환기(50)에 포함된 하나 이상의 볼텍스 튜브(vortex tube)(54)와 상기 압축기, 제습기 또는 필터사이에는 압축공기(AC)를 공급하는 압축공기 공급관(52)이 연결되어 있다.2 and 3, compressed air (AC) is supplied between at least one
또한, 도 2 및 도 3과 같이, 본 발명의 냉각탑 열교환기에는, 상기 볼텍스 튜브(54)의 냉각공기 배출측에 연결되어 열교환기를 통과하는 습공기(A2)의 냉각효율을 높이는 냉각튜브(56)가 더 제공될 수 있다.2 and 3, the cooling tower heat exchanger of the present invention is connected to the cooling air discharge side of the
한편, 상기 볼텍스 튜브(54)는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 유입된 고온 압축공기(AC)의 볼텍스를 형성하는 스크류부(54a) 즉, 공기 회전실이 구비된 바디의 일측에는 고온공기(AC1)를 조절 배출하는 밸브(54b)가 배치되고, 타측에는 냉각된 공기(AC1)가 배출되는 배출부(54c)가 형성되는 구조이다.On the other hand, the
이와 같은 볼텍스 튜브(54)는, 앞에서 설명한 압축기(32)에서 압축(3 ~ 10kg/㎠)된 고온의 압축공기(AC)를 전기나 다른 매체(약품)를 사용하지 않고 냉, 온 두기류의 공기를 분리 배출하는 것이다.The
즉, 도 2 및 도 3과 같이, 압축공기(AC)가 공급관(52)을 통하여 본 발명과 같이 열교환기(50)에 포함된 볼텍스 튜브(54)에 공급되면 스크류부(회전실)(54a)를 거치면서 대략 1,000,000 RPM의 초고속으로 회전 투입되고, 회전공기 즉, 1차 볼텍 스는 그 회전 방향이 조정되어 있어 조절밸브(54b)측으로 유동되어 일부는 대략 30-90 ℃의 고온공기(AC1)로 배출되고, 조절밸브로 인하여 배출되지 못하는 나머지 초고속 회전공기는 회송되어 2차 볼텍스를 형성하면서 냉기출구쪽으로 배출되는데, 이때 2차 볼텍스의 흐름은 1차 볼텍스 흐름의 안쪽에 있는 보다 낮은 압력의 지역을 통과하면서 열량을 잃고 냉각공기 즉, -40℃ 정도의 냉각공기(AC2)가 배출되는 것이다.That is, as shown in FIGS. 2 and 3, when the compressed air (AC) is supplied to the
따라서, 본 발명에서 공기 압축유닛(30)의 압축기는 공기를 압축하여 유입되는 습공기에 포함된 증발수를 응축 회수시키는 역할을 하는 동시에, 볼텍스 튜브를 통한 냉각공기의 냉각튜브(56)로의 공급을 가능하도록, 볼텍스 튜브(54)에 고압의 공기를 공급하는 공급체 역할도 하는 것이다.Therefore, in the present invention, the compressor of the
이때, 본 발명의 상기 열교환기(50)는 습공기(A2)가 스택(22)과 덕트(24)로 유도되면서 통과하는 본체(50a)와 상기 볼텍스 튜브(54)와 냉각튜브(56)에서 배출되는 고온공기(AC1)(AH)를 분리 유통시키는 격벽(50b)을 포함한다.At this time, the
따라서, 도 1 및 도 2와 같이, 송풍팬(74)으로 흡입된 비산되는 고온 공급수를 통과한 습공기(A2)는 상기 열교환기(50)를 통과하고, 압축유닛을 통하여 공급된 고온의 압축공기(AC)는 볼텍스 튜브(54)를 거쳐, 도 3과 같이, 냉각공기(AC2)가 열교환기(50)의 본체 내부에 길게 신장된 냉각튜브(56)에 공급되고, 따라서 볼텍스 튜브를 통과한 냉각공기는 열교환기의 냉각매체로 사용되는 것이다.Thus, as shown in FIGS. 1 and 2, the wet air A2 that has passed through the hot water supply scattered into the
결국, 상기 냉각튜브(56)를 통과하는 습공기는 다수의 냉각튜브를 통과하면서 열이 전달되어 냉각되고, 이과정에서 응축되는 증발수(W3)는 도 1과 같이, 열교 환기(50)의 본체(50a)와 연계된 증발수 회수관(94)을 통하여 하우징 집수조(12)로 회수된다.As a result, the wet air passing through the cooling
따라서, 본 발명의 냉각탑은 앞에서 설명한 바와 같이, 압축유닛(30)의 압축기(32)와 제습기(34) 및 열교환기(50)를 통과하는 모든 습공기(A2)에서 증발수를 회수하기 때문에, 냉각수 낭비를 최소화하고, 특히 열교환기(50)는 볼텍스 튜브(54)에서 배출되는 냉각공기가 유통되는 냉각튜브(56)를 구비하기 때문에, 습공기 냉각효율이 상당히 높은 것이다. 즉, 본 발명의 냉각탑은 습공기 냉각성이 우수하여 그 만큼 증발수(냉각수) 회수율이 높은 것이다.Therefore, since the cooling tower of the present invention recovers evaporated water from all the humid air A2 passing through the
한편, 도 2와 같이, 바람직하게는 상기 볼텍스 튜브(54)와 연결되고 열교환기 내부에 신장되어 배치된 여러개의 냉각튜브(56)(이와 같은 냉각튜브는 만곡되는 것도 가능하고, 지그 제그의 여러 적당한 형태로 배치되는 것이 가능함은 물론임)에는 열전달 효율을 높이어 습공기 냉각효율을 증대시키는 냉각핀(56a)들을 더 설치하는 것이다.On the other hand, as shown in Figure 2, preferably connected to the
따라서, 본 발명의 열교환기(50)를 통과하는 습공기(A2)에 포함된 수분(증발수)는 최대한 냉각 응축되면서 회수되어 최종적으로는 수분이 거의 함유되지 않아 백연을 형성하지 않는 건조공기(A3)만이 덕트(24)를 통하여 외부 배출된다.Therefore, the moisture (evaporated water) contained in the wet air (A2) passing through the heat exchanger (50) of the present invention is recovered while cooling and condensing as much as possible, and finally, dry air (A3) containing little moisture because no moisture is contained. ) Is discharged externally through the
이때, 도 2와 같이, 본 발명의 열교환기(50)에 설치된 본체(50a)와 격벽(50b)사이의 공간에서는 냉각튜브(56)에 냉각 상태로 공급되나 고온 습공기(A2)가 접촉되면서 열 전달로 온도가 높아진 고온공기(AH)와 볼텍스 튜브(54)에서 배출되는 고온공기(AC1)이 모아지고, 이와 같은 고온공기는 수분이 거의 함유되지 않은 건조한 상태로 건조공기(A3)와 함께 외부 배출된다.At this time, as shown in Figure 2, in the space between the
이에 따라서, 지금까지 설명한 본 발명의 증발수 회수형 냉각탑(1)은 1차적으로 습공기에 함유된 증발수를 상당량 회수하여 냉각수 낭비를 제거하고, 특히 최종적으로 건조한 공기만을 외부 배출하기 때문에, 백연을 형성시키지 않아 백연으로 인한 종래 문제를 완전하게 해소시키는 매우 실용적인 것이다.Accordingly, the evaporated water recovery
본 발명은 지금까지 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한 도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다. While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments so far, it will be appreciated that the invention can be varied and modified without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that those skilled in the art can easily know.
도 1은 본 발명에 따른 증발수 회수형 냉각탑을 도시한 전체 구성도1 is an overall configuration diagram showing an evaporated water recovery type cooling tower according to the present invention.
도 2는 본 발명에서 습공기의 증발수 회수 및 냉각을 위한 공기 압축유닛과 열교환기를 도시한 도 1의 상세도Figure 2 is a detailed view of Figure 1 showing an air compression unit and a heat exchanger for the recovery and cooling of the evaporated water of the wet air in the present invention
도 3은 본 발명의 열교환기에 포함되는 볼텍스 튜브를 도시한 구조도Figure 3 is a structural diagram showing a vortex tube included in the heat exchanger of the present invention
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1.... 증발수 회수형 냉각탑 10.... 하우징1 .... evaporated water
12.... 집수조 14.... 공기 유입구12 ....
16.... 고온 공급수 분사관 18.... 필러16 .... hot
22.... 스택 24.... 덕트22 ....
30.... 공기 압축유닛 32.... 압축기30 ....
34.... 제습기 36.... 필터34 ....
50.... 열교환기 52.... 압축공기 공급관50 ....
54.... 볼텍스 튜브(vortex tube) 56.... 냉각튜브54 ....
70.... 습공기 흡입유닛 74.... 송풍팬70 .... humid
92,94.... 증발수 회수관 92,94 .... evaporated water recovery pipe
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