WO2020059915A1 - 스케일 제거장치 - Google Patents

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WO2020059915A1
WO2020059915A1 PCT/KR2018/011191 KR2018011191W WO2020059915A1 WO 2020059915 A1 WO2020059915 A1 WO 2020059915A1 KR 2018011191 W KR2018011191 W KR 2018011191W WO 2020059915 A1 WO2020059915 A1 WO 2020059915A1
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tank
reaction tank
electrode plate
water
capacity
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PCT/KR2018/011191
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Inventor
김성규
Original Assignee
김성규
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents

Definitions

  • the present invention relates to a scale removing device for a circulating water system, and more specifically, it is not limited to the capacity of a standardized reactor, and an appropriate treatment capacity can be produced at a low cost, and a state inside the reactor can be provided through a terminal. It relates to a scale removing device.
  • Cooling water whose water temperature is increased by heat exchange is radiated by contact with air in a cooling tower, and forms a cooling water system that is repeatedly circulated back to the heat exchanger while the water temperature is lowered due to evaporation heat of water.
  • industrial water or ground water is used for the circulating cooling water system in consideration of economic aspects because the cooling water is scattered with some evaporation from the cooling tower and is discharged out of the cooling water system.
  • industrial water groundwater
  • a part of the concentrated water from the water tank of the cooling tower is called a blow down and flowed out of the water system. From the standpoint of energy saving and resource saving, it is desirable to reduce the amount of blow, but the smaller the amount of blow, the more concentrated the melted hardness component, and the corrosion of the heat transfer surface is promoted at the same time. Some malfunctions can cause serious errors in the operation of heat exchangers or boilers.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a main part of a conventional scale removing device
  • FIG. 2 is a plan cross-sectional view showing the interior of the reaction tank of FIG.
  • the reaction tank 20 of the conventional descaling device is formed by forming a cylinder with a conical bottom at the bottom like a liquid centrifuge, and symmetrically fixing two or more electrode plates 30 therein.
  • the reaction tank 20 includes a water inlet pipe 21 connected in a tangential direction to the outer circumferential surface, and a water outlet pipe 22 connected in a vertical direction to the center of the upper surface.
  • a flow of circulating water is induced in the reaction tank 20, so that the reaction for removing the hardness component is promoted. Since the hardness component is relatively small at the center of the reaction tank 20, the water outlet pipe 22 is connected to the circulating water from which the hardness component is removed.
  • the electrode plate 30 is installed in the longitudinal direction to maintain a predetermined distance from the inner wall through the insulating band 35 at the inner wall of the reaction tank 20.
  • the electrode plate 30 is usually selected in a range of 3 to 10 cm, regardless of whether two, four, or six types are selected.
  • the electrode plate 30 is formed as a simple flat plate or bent at both ends of the flat plate. Of course, the electrode plate 30 may have a slightly curved surface (circular arc shape) so as to smoothly flow between the inner wall of the reaction vessel 20 and the electrode plate 30.
  • the material of the electrode plate 30 is not particularly limited as long as it is a conductive object, and different materials may be used. Examples include copper, nickel, iron, aluminum, molybdenum, chromium, titanium, carbon steel and stainless steel.
  • the size or shape of the electrode plate 30 is appropriately selected according to the size or shape of the reaction tank 20. For example, it is a plate-shaped, mesh-shaped, or lattice-type selected from a range of 4 to 16 cm wide and 30 to 100 cm long and 2 to 10 mm thick, and its surface may be smooth or porous.
  • the controller 40 is connected.
  • the DC voltage to be applied is not particularly limited, but it is preferable to consider the safety of the human body to be 40 V or less, and it is usually 3 to 30 V, preferably 6 to 24 V.
  • the current value to be set corresponds to the removal rate of the target hardness component and is set such that the electrical conductivity of the treated water is the target value, but is usually selected in the range of 2 to 100A, preferably 3 to 20A.
  • the drain pipe 23 is connected to the lower end of the reaction tank 20 via a Venturi pipe 36 and includes a solenoid valve 45 that is turned on and off by the controller 40.
  • the venturi pipe 36 is installed on a pipeline bypassed from the water outlet pipe 22 to the drain pipe 23, and connects the neck of the venturi pipe 36 to the lower end of the reaction vessel 20.
  • a solenoid valve (45) is installed downstream of the venturi tube (36), and the solenoid valve (45) is connected to the output port of the controller (40). Accordingly, when the solenoid valve 45 opens the flow path, the suction force of the sediment of the reaction tank 20 in the venturi pipe 36 is increased by the water bypassed from the outlet pipe 22 to the drain pipe 23.
  • FIG. 3 is a system process system diagram to which a conventional scale removing device is applied.
  • the reaction tank 20 is installed independently of the pipes 11 and 12 communicating the heat exchanger 15 and the cooling tower 10.
  • the cooling water whose temperature has risen in the heat exchanger 15 is sent to the cooling tower 10 through the pipe 11 to be cooled by contact with air, and again to the circulation water system sent to the heat exchanger 15 through the pipe 12.
  • the replenishment water for replenishing the water evaporated from the cooling tower 10 and scattered water enters the reaction tank 20 through the replenishment water pipe 14 and after the hardness component concentration is reduced, the cooling tower through the water discharge pipe 22 As it is supplied as (10), the concentration of hardness components in the circulating water system is maintained within the target range.
  • the reaction tank 20 separates and precipitates the hardness component in the makeup water by reversing the polarity of the DC voltage applied between the electrode plate 30 and the inner wall of the reaction tank 20.
  • the sediment is discharged to another pipe 13 through the drain pipe 23.
  • the conventional scale removing device configured as described above has a problem that the equipment is expensive.
  • the capacity of the reactor is standardized in the above device.
  • the conventional scale removing device has a problem in that it is necessary to perform a maintenance operation only after the reaction tank is separated and visually confirmed in order to know what the internal state is.
  • the scale removing device according to the present invention is not limited to the capacity of a standardized reactor, and provides a scale removing device capable of manufacturing an appropriate processing capacity at a low cost.
  • Another object of the present invention is to provide a scale removing device capable of receiving a state inside the reaction tank through a terminal.
  • a scale removing device of a heat exchange system using a circulating water system equipped with a cooling tower and a heat exchanger comprising: a reaction tank in which at least one electrode plate is provided inside and a water supply pipe is formed on one side; A discharge tank located below the reaction tank; At least one expansion tank coupled between the reaction tank and the discharge tank to increase a treatment capacity; And a controller that applies a voltage to the electrode plate.
  • the increasing tank is provided with at least one electrode plate for increasing.
  • the voltage is applied to the electrode plate for increase, or to have a separate increase controller.
  • a lower portion of the reaction tank and an upper portion of the expansion tank are provided with a flange, and a lower portion of the expansion tank and an upper portion of the discharge tank are preferably provided with a flange to combine the expansion tank and the discharge tank.
  • the capacity of the expansion tank is smaller than the capacity of the reaction tank.
  • a sensor for detecting the amount of scale capture inside the reaction tank or inside the expansion tank And a terminal receiving the detection result by the sensor.
  • the present invention is not limited to the capacity of the standardized reactor, and has the effect of producing an appropriate treatment capacity at a low cost.
  • the inside of the reaction tank can be provided through the terminal, and accordingly, the facility can be maintained at an appropriate time, so that the thermal conductivity of the cooling tower and the heat exchanger is always high, so that the facility operation state can be maintained in an optimal state. .
  • 1 to 3 relates to a conventional scale removing device.
  • Figure 4 shows an embodiment of a scale removing device according to the present invention.
  • 5 to 8 specifically show main parts of the embodiment shown in FIG. 4.
  • FIGS. 5 to 8 show details of each main part of the embodiment according to the present invention.
  • the discharge tank 120, the increase tank 140, the reaction tank 110, and the cap 130 are sequentially stacked from the bottom. It is composed.
  • a scale of cooling water is attached to the inner wall of the reaction tank by electrochemical reaction by applying a voltage to the electrode plate 150 in a state in which circulating water system receives the treated water containing a large amount of calcium or magnesium, and then caps
  • the circulating water discharged through the water outlet pipe 132 formed in 130 loses components such as calcium or magnesium and becomes chemically unstable, thereby acquiring calcium and magnesium components inside the piping and heat exchanger.
  • the scale in the piping and heat exchanger is removed and the circulating water is chemically stable, but the scale removal device is continuously processed through repeated processes in which the scaled components such as calcium and magnesium components are lost again.
  • the scale is captured.
  • the reaction tank 110 is formed with a water supply pipe 113 through which water to be treated is supplied to one side, and a water outlet pipe 132 is formed at an upper portion of the cap 130.
  • a flange 114 connected to the cap 130 is formed, and a flange 115 for connecting with the extension tank 140 is formed at the bottom.
  • a sight glass for observing the inside is formed at the center, so that the operator observes the inside with the naked eye to check the state of the reaction tank 110 and perform appropriate maintenance work accordingly.
  • the inner wall of the reaction tank 110 is provided with two to four fixing parts 112 at equal intervals.
  • the fixing part 112 is a component for fixing the electrode plate 150, and the fixing part 151 is fixed using screws, and the electrode plate 150 is positioned on the front surface of the mounting part 151.
  • the electrode plate 150 is fixed by using the fixing pin 152 (see FIG. 6). Therefore, 2 to 4 electrode plates 150 are provided at equal intervals in a state spaced a predetermined distance from the inner wall of the reaction tank 110.
  • the electrode plate 150 is configured as a pair to face each other.
  • the extension tank 140 is connected to the flanges 115 and 141 at the bottom of the reaction tank 110. That is, the increase tank 140 is a component for increasing the processing capacity of the reaction tank 110, the increase tank 140 is the performance of the cooling tower is deteriorated due to long-term use or additional cooling water amount due to the circumstances of the business site If it occurs, install the increase tanks (140A, 140B), increase the area of the anode (+) electrode plate as the amount of water to be treated increases, and increase the supply electric capacity of the controller 160. In order to be able to respond to the required amount of cooling water (see FIGS. 4 and 8).
  • the extension tank 140 may be a cylindrical water tank for simply receiving the water to be treated (FIG. 8), or a plurality of electrode plates may be provided as in the reaction tank.
  • the electrode plate (not shown) for the extension provided in the extension tank 140 should also be electrically connected to be controlled by the controller 160.
  • the expansion tank 140 is preferably smaller in volume (capacity) than the reaction tank 110. In this embodiment, if the reaction tank 110 is 500CRT, the expansion tank 140 is composed of 250CRT.
  • the discharge tank 120 is connected to the lower portion of the extension tank 140 by flanges 142 and 121.
  • the discharge tank 120 periodically discharges the concentrated circulating water that has been used for a long time through the discharge pipe 122.
  • the discharge tank 120 is formed in a cone shape with a smaller diameter as it goes downward, and a support 123 is provided to stably install on the ground or the bottom surface.
  • a sensor S for measuring the amount of scale attached to the reaction tank 110 or the discharge tank 120 is provided, and the measurement value is provided to the terminal M.
  • a wireless communication module (not shown) such as a Bluetooth module is further provided.
  • a known pressure sensor may be used as the sensor S, and there is a method of detecting the amount of capture from pressing the pressure sensor when the amount of the scale to be attached is increased or more than a certain amount.
  • the processing capacity of the reaction tank 110 according to the present invention is 500 CRT, and when the required capacity of the installation site is 800 CRT, the processing tank 110 is produced after the production tank 150 having a processing capacity of 150 CRT is produced. ) And the discharge tank 120, it can be seen that the two increase tanks 140A and 140B were stacked up and down.
  • FIG. 10 is a system process system diagram to which the scale removing apparatus 100 according to the present invention is applied.
  • the scale removing device 100 is installed to be connected to the heat exchanger 15 and the cooling tower 10.
  • the cooling water whose temperature has risen in the heat exchanger 15 is sent to the cooling tower 10 through the piping to be cooled by contact with air, and again to form a circulating water system sent to the heat exchanger 15 through the piping.
  • the replenishment water for replenishing the evaporated water and scattered water from the cooling tower 10 flows into the reaction tank 110 through the replenishment water pipe 14 and after the hardness component concentration is reduced, the cooling tower through the water discharge pipe 132 As it is supplied as (10), the concentration of hardness components in the circulating water system is maintained within the target range.
  • reaction tank 110 is electrochemically reacted to the inner wall of the reaction tank with the hardness component in the supplemented water by the polarity of the DC voltage applied between the electrode plate 150 and the inner wall of the reaction tank 110 to collect and collect the scale. Clean the scale periodically.
  • this embodiment has two increase tanks 140A and 140B vertically between the reaction tank 110 and the discharge tank 120 to increase the treatment capacity.
  • the reaction tank 110 and the discharge tank 120 two expansion tanks (140A, 140B) are connected and mounted, it is necessary to increase the number of electrode plates 150 as the processing capacity increases.
  • four fixing parts 112 are provided inside the reaction tank 110.
  • the electrode plate 150 is used by combining only two of the four fixing parts 112 facing each other.
  • the electrode plate 150 is fixed to three of the four fixing parts 112 to be used.
  • two 140A, 140B) are installed, four electrode plates are fixed to each of the four fixing portions 112, and four electrode plates are provided to increase electricity supply capacity by the controller. .
  • the present invention is not limited to the capacity of the standardized reactor, and has the effect of producing an appropriate treatment capacity at a low cost.

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Abstract

본 발명은 순환수계통의 스케일 제거장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 규격화된 반응조의 용량에 국한되지 않고 적정 처리용량을 저렴한 비용으로 제작할 수 있고 또한 단말기를 통해 반응조 내부의 상태를 제공받을 수 있는 스케일 제거장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 냉각탑과 열교환기가 구비된 순환수계를 이용하는 열교환시스템의 스케일 제거장치에 있어서, 내부에 적어도 1 이상의 전극판이 구비되고 일측에 급수관이 형성되는 반응조; 상기 반응조의 하부에 위치되는 배출조; 상기 반응조와 배출조 사이에 결합되어 처리용량을 증량시키는 적어도 1 이상의 증량조; 및 상기 전극판에 전압을 인가하는 콘트롤러;를 포함한다.

Description

스케일 제거장치
본 발명은 순환수계통의 스케일 제거장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 규격화된 반응조의 용량에 국한되지 않고 적정 처리용량을 저렴한 비용으로 제작할 수 있고 또한 단말기를 통해 반응조 내부의 상태를 제공받을 수 있는 스케일 제거장치에 관한 것이다.
각종 공장이나 대형 건물 등의 다방면의 분야에 기계장치 등의 피열교환체를 냉각하기 위한 열교환 설비가 설치된다. 열교환에 의해 수온이 상승한 냉각수는 냉각탑에서 공기와 접촉하여 방열하며, 물의 증발열로 수온이 하강된 상태로 다시 열교환기로 반복 순환되는 냉각수계통을 이룬다.
이때의 냉각수가 냉각탑에서 일부 증발과 함께 비산되어 냉각수계통 밖으로 방출되기 때문에 경제적인 측면을 고려하여 순환 냉각수계에는 공업용수 또는 지하수 등을 활용한다. 그러나 공업용수(지하수)는 칼슘이온 및 마그네슘이온의 함유량이 비교적 많은 경수(硬水)이므로 보충수 중의 경도성분이 순환 냉각수계에 축적되어 경도성분의 농도가 점차 높아지게 되고 냉각탑 열교환기의 전열면 또는 배관내에 스케일 장해를 유발한다.
이를 방지하기 위해 냉각탑의 수조로부터 농축된 물의 일부를 이른바 블로우다운(Blow Down)하여 수계통 밖으로 흘러 보낸다. 에너지 절약 및 자원 절약의 입장에서 볼 때 블로우(Blow) 수량을 적게 하는 것이 바람직하지만 블로우 수량이 적을수록 용해된 경도성분이 농축되어 전열면의 부식이 촉진되는 동시에 배관상의 계측기나 센서(Sensor)의 일부가 오작동하여 열교환기나 보일러의 운전에 중대한 에러를 초래할 수 있다.
다른 방법으로서는 냉각수에 여러 가지 스케일 방지제를 첨가하는 방법이 있으나, 약품에 의존하는 수처리 방법은 블로우되는 물에 유해한 약제가 포함되므로 이의 재처리가 필요하게 된다. 그래서 스케일 방지제를 사용하지 않는 방법으로서 물속에 침적한 하나의 전극에 직류 전압을 인가하여 물속에 함유된 경도성분을 전극의 표면에 고체 상태로 부착시키고 그 다음에 전극의 극성을 반전시켜 부착물을 박리시켜 침전조 또는 여과기로서 회수 제거하는 방법이 제안되었다.
도 1은 종래 스케일 제거장치의 주요부를 나타내는 구성도이고, 도 2는 도 1의 반응조의 내부를 나타내는 평단면도이다.
종래의 스케일 제거장치의 반응조(20)는 액체 원심분리기(Cyclone)처럼 하부를 원추형으로 하는 원통으로 형성하고, 그 내부에 2개 혹은 다수개의 전극판(30)을 대칭적으로 고정하여 구성된다.
상기 반응조(20)는 외주면에 접선 방향으로 연결되는 입수관(21)과, 상면의 중심에 수직 방향으로 연결되는 출수관(22)을 구비한다. 입수관(21)이 접선방향으로 연결되면 반응조(20) 내에서 순환수의 흐름이 유발되므로 경도성분을 제거하는 반응이 촉진된다. 반응조(20)의 중심에는 상대적으로 경도성분이 적으므로 여기에 출수관(22)을 연결하여 경도성분이 제거된 순환수를 내보낸다.
도 2처럼 전극판(30)은 반응조(20)의 내벽에서 절연대(35)를 개재하여 내벽과 소정의 간격을 유지하도록 종 방향으로 설치된다. 도시에는 명확하지 않으나 절연대(35)를 장착하는 위치는 하부보다 상부가 좋다. 전극판(30)은 2개, 4개, 또는 6개의 어느 형태를 선택하더라도 간격은 통상 3~10cm의 범위에서 선정한다. 전극판(30)은 단순한 평판으로 하거나 평판의 양단을 절곡한 형태로 한다. 물론 반응조(20)의 내벽과 전극판(30) 사이에서 흐름이 원활하도록 전극판(30)을 약간의 곡면(원호형)으로 할 수도 있다.
전극판(30)의 재질은 도전성의 물체라면 특별한 제한은 없고, 서로 다른 재료를 사용할 수도 있다. 이를테면 동, 니켈, 철, 알루미늄, 몰리브덴, 크롬, 티타늄, 탄소강, 스텐레스강 등을 들 수 있다. 전극판(30)의 크기나 형상은 반응조(20)의 크기나 형상에 따라 적절하게 선정한다. 예를 들면 폭 4~16cm 길이 30~100cm 두께 2~10mm의 범위에서 선정된 판형, 망형, 격자형의 것으로 그 표면은 평활한 것이나 다공질이나 무방하다.
이러한 반응조(20)의 내벽 및 전극판(30)에 각각 양극(+)의 직류 전압 또는 음극(-)의 직류전압을 인가하기 위하여 제어기(40)가 접속된다. 인가하는 직류 전압은 특별히 제한은 없으나 인체에 대하여 안전성을 고려하여 40V 이하로 하는 것이 바람직하며 통상 3~30V 바람직한 것으로서는 6~24V의 범위에서 결정한다.
설정하는 전류치는 목표 경도성분의 제거속도에 대응하는 것으로서 처리수의 전기전도도가 목표치가 되도록 설정하지만 통상 2~100A, 바람직하기는 3~20A의 범위에서 선정한다.
또한 배수관(23)은 상기 반응조(20)의 하단에 벤추리관(36)을 개재하여 연결되고, 제어기(40)로 온오프되는 전자밸브(45)를 구비한다. 벤추리관(36)은 출수관(22)에서 배수관(23)으로 바이패스되는 관로상에 설치하고, 벤추리관(36)의 목부를 반응조(20)의 하단에 연결한다. 벤추리관(36)의 하류에는 전자밸브(45)를 설치하고, 제어기(40)의 출력포트에 전자밸브(45)를 연결한다. 이에 따라 전자밸브(45)가 유로를 개방하면 출수관(22)에서 배수관(23)으로 바이패스되는 물에 의해 벤추리관(36)에서 반응조(20)의 침강물에 대한 흡인력이 증대된다.
도 3은 종래 스케일 제거장치가 적용된 시스템 공정계통도이다.
도 3에서, 반응조(20)는 열교환기(15)와 냉각탑(10)을 연통하는 배관(11)(12)과 독립적으로 설치된다. 열교환기(15)에서 온도가 상승한 냉각수는 배관(11)을 통하여 냉각탑(10)에 보내져서 공기와의 접촉에 의해 냉각되고 다시 배관(12)을 통하여 열교환기(15)에 보내지는 순환수계를 형성한다.
이때, 냉각탑(10)에서 증발한 물과 비산한 물을 보충하기 위한 보충수는 보충수관(14)을 통해 반응조(20)에 유입되고 경도 성분 농도가 저감된 후 출수관(22)을 통하여 냉각탑(10)으로 공급되므로 순환수계의 경도성분 농도가 목표 범위 내에서 유지된다.
반응조(20)는 도 1에서 설명한 바와 같이 전극판(30)과 반응조(20)의 내벽간에 인가하는 직류 전압의 극성을 반전시키는 것에 의하여 보충수 중의 경도성분을 분리 침강한다. 침강물은 배수관(23)을 거쳐 다른 배관(13)으로 배출된다.
이와 같이 구성된 종래의 스케일 제거장치는 설비가 고가라는 문제가 있다. 특히, 위 장치는 반응조의 용량이 규격화 되어 있다. 예를 들어 반응조의 용량이 500CRT(Cooling Refrigerating Ton, 1CRT = 3900kcal/h)인데, 필요한 용량이 700CRT인 경우, 종래에는 1대를 설치할 경우, 용량이 부족하여 스케일 방지 기능이 제대로 작동되지 못하게 되고, 2대를 설치하게 되면 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라 오버스펙이 되어 합리적이지 못하다.
또한 종래의 스케일 제거장치는 내부의 상태가 어떤지를 알기 위해서는 반응조를 분리해서 육안으로 확인한 후에야 유지보수를 위한 작업을 진행해야 하는 문제가 있었다.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 스케일 제거장치는 규격화된 반응조의 용량에 국한되지 않고 적정 처리용량을 저렴한 비용으로 제작할 수 있는 스케일 제거장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 단말기를 통해 반응조 내부의 상태를 제공받을 수 있는 스케일 제거장치를 제공함에 있다.
위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 냉각탑과 열교환기가 구비된 순환수계를 이용하는 열교환시스템의 스케일 제거장치에 있어서, 내부에 적어도 1 이상의 전극판이 구비되고 일측에 급수관이 형성되는 반응조; 상기 반응조의 하부에 위치되는 배출조; 상기 반응조와 배출조 사이에 결합되어 처리용량을 증량시키는 적어도 1 이상의 증량조(增量槽); 및 상기 전극판에 전압을 인가하는 콘트롤러;를 포함한다.
또한 상기 증량조는 증량용 전극판이 적어도 1 이상 구비되는 것이 바람직하다.
또한 상기 증량용 전극판은 상기 콘트롤러에 의해 전압이 인가되거나 별도의 증량용 콘트롤러를 구비하는 것이 바람직하다.
또한 상기 반응조와 증량조를 결합하기 위하여 상기 반응조의 하부와 상기 증량조의 상부는 플랜지가 구비되고, 상기 증량조와 배출조를 결합하기 위하여 상기 증량조의 하부와 상기 배출조의 상부는 플랜지가 구비되는 것이 바람직하다.
또한 상기 증량조의 용량은 상기 반응조의 용량보다 작은 것이 바람직하다.
또한 상기 반응조 내부 또는 상기 증량조의 내부의 스케일 포집량을 검출하는 센서; 및 상기 센서에 의한 검출결과를 제공받는 단말기;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 규격화된 반응조의 용량에 국한되지 않고 적정 처리용량을 저렴한 비용으로 제작할 수 있는 효과가 있다.
또한 단말기를 통해 반응조 내부의 상태를 제공받을 수 있고, 이에 따라 적정시기에 설비의 유지보수를 할 수 있어 냉각탑 및 열교환기의 열전도율을 항상 높게 유지할 수 있어 설비가동상태를 최적의 상태로 유지할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 종래 스케일 제거장치에 관한 것이다.
도 4는 본 발명에 의한 스케일 제거장치의 실시예를 도시한 것이다.
도 5 내지 도 8은 도 4에 도시된 실시예의 요부를 구체적으로 도시한 것이다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 의한 사용상태를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 스케일 제거장치의 실시예(100)의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명에 의한 실시예(100)의 전체적인 구성을 도시한 것이고, 도 5 내지 도 8은 본 발명에 의한 실시예의 각 요부를 상세하게 도시한 것이다.
도 4를 참조하면 본 발명에 의한 실시예(100)는 하부부터 배출조(120)와, 증량조(增量槽, 140)와, 반응조(110)와, 캡(130)이 순차적으로 적층되어 구성된다.
상기 반응조(110)는 순환수계에서 칼슘이나 마그네슘 등이 다량 함유된 피처리수를 수용한 상태에서 전극판(150)에 전압을 인가하여 전기화학적 반응으로 냉각수의 스케일이 반응조 내벽에 부착되고 이후 캡(130)에 형성된 출수관(132)를 통해 출수되는 순환수는 칼슘이나 마그네슘 등이 성분을 잃게 되어 화학적으로 불안전한 상태가 되어 배관 및 열교환기내부의 칼슘 및 마그네슘 성분을 취득하게 된다.
이로 인해 배관 및 열교환기 내부에 있던 스케일은 제거되고 순환수는 화학적으로 안정되지만, 스케일 제거장치에서 다시 칼슘 및 마그네슘 성분 등의 스케일화되는 성분을 잃게 되는 반복적인 과정을 통해 스케일 제거장치는 지속적으로 스케일을 포집하게 된다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 반응조(110)는 일측에 피처리수가 공급되는 급수관(113)이 형성되어 있고, 캡(130)의 상부에는 출수관(132)가 형성되어 있다.
또한 캡(130)과 연결되는 플랜지(114)가 형성되고, 하부에는 증량조(140)와 연결하기 위한 플랜지(115)가 형성되어 있다.
또한 중심에는 내부를 관찰하기 위한 사이트글라스(sight glass, 111)가 형성되어 있어 작업자가 내부를 육안으로 관찰하여 반응조(110) 내부 상태를 확인하고 그에 따라 적절한 유지보수 작업을 하는 것이다.
또한 반응조(110)의 내벽에는 등간격으로 2~4개의 고정부(112)가 구비된다.
상기 고정부(112)는 전극판(150)을 고정하기 위한 구성요소로서, 나사를 이용하여 장착부(151)를 고정하고, 상기 장착부(151)의 전면에 전극판(150)을 위치시킨 상태에서 고정핀(152)을 이용하여 전극판(150)을 고정하는 것이다(도 6 참조). 따라서 상기 전극판(150)은 상기 반응조(110)의 내부에 내벽으로부터 소정 거리 이격된 상태로 등간격으로 2~4개가 구비되는 것이다.
본 실시예에서는 고정부(112) 및 전극판(150)을 4개 구비하지만, 이와 달리 처리 용량에 따라 그 숫자를 변경 설치할 수 있는 것은 당연하다. 예를 들어 전극판(150)은 서로 마주보도록 한 쌍으로 구성하는 것이다.
또한 상기 반응조(110)의 하부에는 증량조(140)가 플랜지(115,141)로 연결된다. 즉, 상기 증량조(140)는 상기 반응조(110)의 처리 용량을 증가시키기 위한 구성요소로서, 상기 증량조(140)는 장기간 사용으로 냉각탑의 성능이 저하되거나 사업장 사정에 의해 냉각수량이 추가로 발생할 경우에는 상기 증량조(140A,140B)를 설치하고 피처리수량 증가에 따른 양극(+)전극판의 면적을 크게 하고 콘트롤러(160)의 공급전기용량을 크게 하여 스케일 제거장치의 추가 설치없이 사업장에서 요구되는 냉각수량에 맞게 대응할 수 있게 하는 것이다(도 4 및 도 8 참조).
상기 증량조(140)는 단순히 피처리수를 수용하기 위한 원통형태의 수조일 수도 있고(도 8), 상기 반응조와 마찬가지로 전극판이 복수개 구비되는 것도 가능하다. 이 경우에, 증량조(140)에 구비되는 증량용 전극판(미도시)도 콘트롤러(160)에 의해 제어될 수 있도록 전기적으로 연결되어야 한다. 그러나 경우에 따라서는 반응조의 전극판을 제어하는 콘트롤러와 별도로 증량용 전극판에 의해 제어되도록 하는 구성도 가능하다.
상기 증량조(140)는 상기 반응조(110)보다 부피(용량)가 작은 것이 바람직한데, 본 실시예에서는 상기 반응조(110)는 500CRT라면 증량조(140)는 250CRT로 구성한 것이다.
이와 같이 증량조(140)를 구비함으로써, 규격화된 반응조(110)의 처리 용량을 실질적으로 늘릴 수 있는 것이다.
상기 증량조(140)의 하부에는 배출조(120)가 플랜지(142,121)에 의해 연결된다. 상기 배출조(120)는 장기간 사용되어 농축된 순환수를 주기적으로 토출관(122)를 통해 배출한다. 상기 배출조(120)는 하방으로 갈수록 직경이 작아지는 원추형태로 형성되며 지지대(123)가 구비되어 지면 또는 바닥면에 안정적으로 설치할 수 있다.
또한 상기 반응조(110) 또는 배출조(120)에 부착되는 스케일의 양을 측정하는 센서(S)가 구비되고, 그 측정값을 단말기(M)에 제공한다. 센서(S)에 의한 측정값을 단말기(M)에 제공하기 위하여 블루투스모듈 등 무선통신 모듈(미도시)이 더 구비된다. 상기 센서는 다양한 공지의 수단을 적용할 수 있다. 예를 들어 공지의 압력센서를 센서(S)로서 이용할 수 있고 부착되는 스케일의 포집량이 늘어나면서 일정 이상일 경우에 상기 압력센서를 가압하는 것으로부터 포집량을 검출하는 방식이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예의 사용상태를 설명한다.
도 9는 본 발명에 의한 스케일 제거장치(100)의 사용상태를 도시한 것이다. 이를 참조하면, 예를 들어 본 발명에 의한 반응조(110)의 처리 용량이 500CRT인데, 설치장소의 필요용량이 800CRT인 경우, 처리용량이 150CRT인 증량조(140)를 제작한 다음, 반응조(110)와 배출조(120) 사이에 2개의 증량조(140A,140B)를 상하로 적층하여 제작한 것을 알 수 있다.
이와 같이 적정한 용량의 증량조(140A,140B)를 반응조(110)와 배출조(120) 사이에 연결, 설치함으로써, 비용을 절감하면서 적정한 용량의 스케일 제거장치(100)를 제작할 수 있는 것이다.
도 10은 본 발명에 의한 스케일 제거장치(100)가 적용된 시스템 공정계통도이다.
도 10에서, 스케일 제거장치(100)는 열교환기(15)와 냉각탑(10)에 연결되어 설치된다. 열교환기(15)에서 온도가 상승한 냉각수는 배관을 통하여 냉각탑(10)에 보내져서 공기와의 접촉에 의해 냉각되고 다시 배관을 통하여 열교환기(15)에 보내지는 순환수계를 형성한다.
이때, 냉각탑(10)에서 증발한 물과 비산한 물을 보충하기 위한 보충수는 보충수관(14)을 통해 반응조(110)에 유입되고 경도 성분 농도가 저감된 후 출수관(132)을 통하여 냉각탑(10)으로 공급되므로 순환수계의 경도성분 농도가 목표 범위 내에서 유지된다.
반응조(110)는 상술한 바와 같이 전극판(150)과 반응조(110)의 내벽간에 인가하는 직류 전압의 극성에 의하여 보충수 중의 경도성분을 반응조 내벽에 전기화학적 반응을 시켜 스케일을 포집하고 포집된 스케일을 주기적으로 청소한다.
특히, 본 실시예는 반응조(110)와 배출조(120) 사이에 상하로 2개의 증량조(140A,140B)가 구비하여 처리용량을 증량한 것을 알 수 있다.
한편, 반응조(110)와 배출조(120) 사이에 2개의 증량조(140A,140B)가 연결, 장착되어 처리용량이 증가함에 따라 전극판(150)의 수도 증가할 필요가 있다. 예를 들어 도 5를 참조하여 설명하면, 반응조(110)의 내부에 4개의 고정부(112)가 마련되어 있다. 증량조(140)가 없이 반응조(110)와 배출조(120)가 직접 결합되는 경우에는 4개의 고정부(112) 중 서로 마주보는 2개에만 전극판(150)을 결합시켜 사용한다. 그러나 반응조(110)와 배출조(120) 사이에 증량조(140) 하나를 연결하여 설치할 경우에는 4개의 고정부(112) 중 3개에 전극판(150)을 고정하여 사용하고, 증량조(140A,140B)가 두개 연결 설치될 경우에는 4개의 고정부(112) 모두에 각각 전극판(150)을 고정하여 사용하여 4개의 전극판을 구비하여 콘트롤러에 의한 전기공급용량을 증가시켜 처리하는 것이다.
본 발명에 따르면, 규격화된 반응조의 용량에 국한되지 않고 적정 처리용량을 저렴한 비용으로 제작할 수 있는 효과가 있다.
공개특허 제2006-0037104호

Claims (6)

  1. 냉각탑과 열교환기가 구비된 순환수계를 이용하는 열교환시스템의 스케일 제거장치에 있어서,
    내부에 적어도 1 이상의 전극판이 구비되고 일측에 급수관이 형성되는 반응조;
    상기 반응조의 하부에 위치되는 배출조;
    상기 반응조와 배출조 사이에 결합되어 처리용량을 증량시키는 적어도 1 이상의 증량조(增量槽); 및
    상기 전극판에 전압을 인가하는 콘트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스케일 제거장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 증량조는 증량용 전극판이 적어도 1 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 스케일 제거장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 증량용 전극판은 상기 콘트롤러에 의해 전압이 인가되거나 별도의 증량용 콘트롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는 스케일 제거장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반응조와 증량조를 결합하기 위하여 상기 반응조의 하부와 상기 증량조의 상부는 플랜지가 구비되고,
    상기 증량조와 배출조를 결합하기 위하여 상기 증량조의 하부와 상기 배출조의 상부는 플랜지가 구비되는 것을 특징으로 하는 스케일 제거장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 증량조의 용량은 상기 반응조의 용량보다 작은 것을 특징으로 하는 스케일 제거장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 반응조 내부 또는 상기 증량조의 내부의 스케일 포집량을 검출하는 센서; 및
    상기 센서에 의한 검출결과를 제공받는 단말기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스케일 제거장치.
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