KR101646069B1 - 백연제거가 가능한 배기덕트 - Google Patents

백연제거가 가능한 배기덕트 Download PDF

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한국에너지기술연구원
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Abstract

본 발명은 유체의 유입방향과 배출방향을 분리막의 배치방향과 평행하게 하여 중공사막에 걸리는 차압을 균등하게 분배하고, 유체가 유입되는 단면적에 맞추어 확장될 수 있는 적층이 가능한 분리막모듈에 관한 것으로, 분리막이 내장되고, 일단은 폐쇄되고, 양단부에 유체가 이동가능한 관통홀이 각각 형성되며, 타단은 분리유체공급관과 연결되는 분리막케이싱; 상기 분리막케이싱의 일단부에 외주면의 주위로 설치되고, 상기 분리막케이싱의 길이방향으로 개방되는 제1개방홀이 형성되며, 상기 제1개방홀과 상기 관통홀이 연통되도록 제1연통공간을 가지는 제1연통케이싱; 및 상기 분리막케이싱의 타단부에 외주면의 주위로 설치되고, 상기 분리막케이싱의 길이방향으로 개방되는 제2개방홀이 형성되며, 상기 제2개방홀과 상기 관통홀이 연통되도록 제2연통공간을 가지고, 상기 분리유체공급관이 관통되도록 배치되는 제1연통케이싱을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

백연제거가 가능한 배기덕트{vent duct with plume abatement}
본 발명은 백연제거가 가능한 배기덕트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중공사막을 이용하여 백연의 수분을 효과적으로 제거하여 백연의 배출을 방지할 수 있는 배기덕트에 관한 것이다.
산업현장에서 배기가스를 배출시키는데 사용되는 굴뚝은 지면에서 일정 높이로 건설되어 배기가스가 가급적 인체에 영향을 미치기 않는 높이에서 대기와 섞이게 하는데 사용된다. 이와 같은 굴뚝에서 배출되는 배기가스는 습도가 높은 날이나 기온이 낮은 날에는 대기의 상대습도가 높아져서 백연(白煙)의 형태로 배출된다. 특히, 오늘날 화력발전소의 경우, 운전중 생성되어 배기가스에 포함되어 있는 오염물질들은 굴뚝에서 배출되기전 대부분 처리장치에 의해 제거되지만 다량의 수분이 포함되어 굴뚝으로 배출되므로 백연이 발생되는 빈도가 높은 것이 현실이다.
이와 같이 백연이 발생되면 발전소의 배기가스에 대한 상기와 같은 지식이 없는 일반인들은 상기 백연을 단순한 오염물질로 혼동할 수 있다. 이로 인해 일반인들은 상기 습도가 다량 함유된 배출가스를 배출하는 발전소와 같은 산업현장에 대해 환경을 훼손하는 업체라고 오인할 수 있다. 따라서 백연이 발생되는 날에는 민원인으로부터의 항의와 고발이 빈번하게 발생하고 있는 것이 현실이다.
백연 문제는 냉각탑에서도 발생되는데, 공기조화설비 및 냉동, 냉장장치 등에서 운전되는 냉동기나, 발전기 등의 산업용 열교환기에서는 제거되어야 하는 폐열이 수반되며, 이 폐열을 제거하기 위해 냉각매체를 이용하여 폐열을 대기로 방출하여야 하는 냉각탑에서도 백연이 발생된다. 냉각탑의 냉각방식은 피냉각 유체보다 온도가 낮은 대기상의 공기를 강제 대류시켜 현열냉각을 하는 공랭식 냉각과, 냉각수와 공기의 접촉에 의한 증발 잠열을 이용하여 냉각하는 증발식 냉각으로 구분되며, 증발냉각 방식의 냉각탑은 어떤 다른 냉각장치보다 냉각효과가 크고 경제적이기 때문에 널리 사용되고 있다.
통상의 증발 냉각식 냉각탑은, 가장 저렴한 비용으로 폐열을 제거함과, 용수의 재사용을 통한 수자원의 보존 등의 유용성을 갖고 있는 반면에, 냉각탑의 배기구를 통해 배출되는 비산(Drift) 및 백연(Plume)과, 소음 및 진동과, 레지오넬라 세균의 서식지 제공 등의 환경적 문제를 유발시킨다. 이러한 이유로 주거지역, 공항 및 고속도로 주변에 열병합발전, 폐열회수 및 독립발전소의 건립에 있어서 백연저감에 대한 높은 관심을 불러 일으키고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 굴뚝(또는 냉각탑)에서 배출되는 배기가스가 백연화되는 것을 방지하기 위한 기술이 개발되고 있다. 예를 들어 배기가스가 습공기선도 상에서 결로현상이 일어나지 않는 영역까지 온도를 상승시켜 배기가스가 배출되는 과정에서 수분응결이 발생되지 않게 하거나, 굴뚝의 내측에서 배기가스를 향해 마이크로파를 조사시켜 배기가스 내부의 물분자를 분산시키는 방법 등이 있다. 가열방식이 설비의 구조가 복잡하고 설비를 가동시키기 위한 예열시간이 길 뿐만 아니라 백연이 발생되었을 때 즉각적으로 대응할 수 없고, 또한 에너지 낭비가 심하다는 단점이 있다.
이러한 가열방식의 문제점을 보완하기 위해 마이크로파를 조사시켜 백연이 발생되는 것을 차단하는 방법이 제안되었고, 이러한 예로는 대한민국 등록특허 제775948호 '자기공진발진기를 이용한 백연발생 저감장치'가 있다. 상기 특허는 굴뚝의 측면에 다수의 자기공진발진기에 의해 마이크로파를 발생하여 물분자만을 가열하므로 에너지 소비량을 줄일 수 있고, 백연 발생시 예열시간 없이 즉시 가동이 가능하다는 장점이 있다. 그러나 상기의 발명은 굴뚝의 내부에 자기공진발진기를 다수 설치해야 되므로 시공비가 많이 드는 문제가 있다. 또한, 설비를 가동하면서 자기공진발진기의 전면에 이물질이 묻어 마이크로파의 조사율이 떨어지거나 수리가 필요한 경우 굴뚝으로부터 각각의 자기공진발지기를 분리시키면서 청소 또는 수리작업을 진행해야 한다. 따라서 설비를 유지 및 보수하는데 따른 작업소요시간이 많이 소모된다는 문제가 있고, 이로 인해 유지보수에 투입되는 시간 및 비용이 높다는 문제가 있다. 그리고, 수분량 자체를 줄이는 것은 아니므로, 대기온도와 배기가스의 온도차이가 클 경우에는 백연제거 효과가 미미하다는 문제점이 있다.
대한민국 특허 제10-0880920호
상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 분리막을 이용하여 백연의 수분을 효과적으로 제거하여 백연의 배출을 방지할 수 있는 배기덕트를 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 덕트전단과 덕트후단의 사이에 유체가 통과하도록 수분제거부가 설치되고, 상기 수분제거부는, 복수의 분리막모듈과, 상기 복수의 분리막모듈에 연결되는 부압장치를 포함하며, 상기 분리막모듈은, 분리막이 내장되고, 일단은 폐쇄되고, 양단부 외주면의 주위에 유체가 이동가능한 관통홀이 각각 형성되며, 타단은 분리된 유체를 공급하는 분리유체공급관과 연결되는 분리막케이싱; 상기 분리막케이싱의 일단부에 외주면의 주위로 설치되고, 상기 분리막케이싱의 길이방향으로 개방되는 제1개방홀이 형성되며, 상기 제1개방홀과 상기 관통홀이 연통되도록 제1연통공간을 가지는 제1연통케이싱; 및 상기 분리막케이싱의 타단부에 외주면의 주위로 설치되고, 상기 분리막케이싱의 길이방향으로 개방되는 제2개방홀이 형성되며, 상기 제2개방홀과 상기 관통홀이 연통되도록 제2연통공간을 가지고, 상기 분리유체공급관이 관통되도록 배치되는 제2연통케이싱을 포함하고, 상기 복수의 분리막모듈은 인접하는 제1연통케이싱이 서로 연결되고, 인접하는 제2연통케이싱이 서로 연결돼서 상기 분리막케이싱이 서로 평행하게 배치되며, 상기 분리막케이싱의 사이에는 공극이 형성되는 것을 특징으로 하는 배기덕트이다.
상기 제1연통케이싱 및 상기 제2연통케이싱의 단면은 다각형인 것을 특징으로 한다.
또, 상기 수분제거부의 주위에는 외기를 상기 분리막케이싱을 향해 공급하는 블로워가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 수분제거부의 주위를 열교환케이싱으로 포위하고, 상기 열교환케이싱에는 배기포트를 형성해서, 블로워에 의해 공급되는 공기가 유동되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 분리막은 복수의 중공사막 또는 평막을 이용할 수 있다.
평막을 사용하는 경우에는, 한쌍의 평막이 양측에 배치되는 평막스페이서와 내부에 유체가 이동하는 공급스페이서가 상기 분리막케이싱의 내부에서 분리공이 형성된 중심관의 주위로 감겨지고, 상기 중심관은 상기 평막스페이서에만 연통되는 평막어셈블리의 형태로 사용될 수 있다.
본 발명은 분리막을 이용하여 강제로 기체 및 액체상태의 수분을 제거하는 것과 동시에 대기 등에 의한 열교환으로 수분을 냉각시켜 응결을 촉진하는 것에 의해 수분을 응결시키므로, 수분제거부를 통과하는 동안 배기가스 중에 포함된 수분을 외기온도의 포화수증기량 이하로 낮출 수 있다. 이 결과 백연을 제거할 수 있으며, 동시에 배기가스에 포함된 수분을 제거하는 것에 의해 수분 내에 용해된 NOx, SOx 등의 유해물질을 함께 제거할 수 있다. 또한, 제거된 수분은 간단한 처리를 통해 다시 재활용이 가능하다.
또, 본 발명의 수분제거부는 유체가 유입되는 덕트의 단면적에 맞추어 확장할 수 있으며, 배관을 단순화시킬 수 있기 때문에 실제 산업현장의 냉각탑 또는 굴뚝에 적용이 매우 용이하다. 특히, 유체가 유입되는 공간의 단면적을 그대로 유지하면서 설치가 가능하므로, 시공성이 우수하다.
도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 백연제거가 가능한 굴뚝의 개략도이다.
도 2은 도 1의 수분제거부에 사용되는 분리막모듈의 부분절개사시도이다.
도 3은 도 1의 분리막모듈의 분해사시도이다.
도 4는 도 1의 분리막케이싱의 단면도이다.
도 5는 분리막모듈을 적층한 모습이다.
도 6은 도 1의 수분제거부를 하측에서 바라본 모습의 저면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예2에 따른 백연제거가 가능한 냉각탑의 개략도이다.
도 8은 또 다른 형태의 분리막모듈의 부분절개사시도이다.
도 9는 도 8의 분리막모듈의 분해사시도이다.
도 10은 도 8의 분리막케이싱의 단면도이다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에서 배기덕트는 수분을 포함하는 유체를 배출하는 굴뚝, 냉각탑 등을 포함하는 개념이다.
도 1에서 도면부호 200은 본 발명의 실시예1에 따른 굴뚝인 배기덕트를 지시한다. 상기 배기덕트(200)는 덕트전단(202)과 덕트후단(204)의 사이에 수분제거부가 설치된다. 그리고, 상기 덕트전단(202)에는 배가스 등의 유체가 유입되는 유입부(206)가 연결된다. 그리고, 상기 배기덕트(200)의 하부에 수집된 액체를 배출할 수 있는 드레인부(208)를 가진다. 그리고, 상기 덕트후단(204)에는 배기를 위한 배기팬(210)이 추가로 설치될 수 있다.
상기 수분제거부는 복수의 분리막모듈(100)과, 상기 복수의 분리막모듈(100)에 연결되는 부압장치(214)를 포함하여 이루어진다.
상기 분리막모듈(100)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 중심부에 배치되고 복수의 중공사막(120)이 내장되는 분리막케이싱(102)과, 상기 분리막케이싱(102)의 양단부에 설치되는 제1연통케이싱(104) 및 제2연통케이싱(122)를 포함하여 이루어진다.
상기 중공사막(120)은 공지의 기술에 따른 중공사막을 사용할 수 있으며, 여기서는 자세한 설명은 생략한다.
상기 분리막케이싱(102)은 일단은 폐쇄되고, 타단에는 분리유체공급관(128)이 연결된다. 상기 분리막케이싱(102)의 일단은 커버(106)에 의해 폐쇄되거나, 상기 분리막케이싱(102)이 일단이 폐쇄되고 타단이 개방된 관 형태로 구성되는 것도 가능하다. 그리고, 상기 분리막케이싱(102)의 양단부 외주면의 주위에는 유체가 이동가능한 관통홀(114,118)이 각각 형성된다. 상기 관통홀(114,118)이 형성된 영역인 제1설치면(112)과 제2설치면(116)에 상기 제1연통케이싱(104) 및 상기 제2연통케이싱(122)이 각각 설치된다.
상기 관통홀(114,118)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 분리막케이싱(102)의 원주면을 따라 방사상을 이루는 것과 동시에 상기 분리막케이싱(102)의 길이방향을 따라 복수개가 배치되어, 유체의 유입이 균일하게 이루지도록 하는것이 바람직하다.
상기 제1연통케이싱(104)은 상기 분리막케이싱(102)의 일단부에서 상기 제1설치면(112)의 주위로 설치되고, 상기 분리막케이싱(102)의 길이방향으로 개방되는 제1개방홀(107)이 형성된다. 이 결과, 상기 제1개방홀(107)과 상기 관통홀(114)을 연통시키는 제1연통공간(108)이 형성된다.
상기 제1연통케이싱(104)의 일측에는 상기 분리막케이싱(102)이 삽입되고, 상기 분리막케이싱(102)의 외주면에 고정되는 제1삽입홀(110)이 형성된다.
상기 커버(106)는 상기 분리막케이싱(102)에 형성된 나사부(113)에 나사결합되거나, 끼움결합, 또는 용접 등의 다양한 방법으로 결합될 수 있다. 또는, 상기 제1연통케이싱(104)에 일체로 고정된 상태로 상기 분리막케이싱(102)의 일단에 결합되는 것도 가능하다.
상기 제2연통케이싱(122)은 상기 분리막케이싱(102)의 타단부에서 상기 제2설치면(116)의 주위로 설치되고, 상기 분리막케이싱(102)의 길이방향으로 개방되는 제2개방홀(125)이 형성된다. 이 결과, 상기 제2개방홀(125)과 상기 제1관통홀(114)을 연통시키는 제2연통공간(126)이 형성된다.
상기 제2연통케이싱(122)의 일측에는 상기 분리막케이싱(102)이 삽입되고, 상기 분리막케이싱(102)의 외주면에 고정되는 제2삽입홀(124)이 형성된다. 그리고, 상기 제2연통케이싱(122)의 상기 제2개방홀(125)을 통해 상기 분리유체공급관(128)이 돌출되어 연장되도록 배치된다.
상기분리유체공급관(128)은 상기 분리막케이싱(102)에 형성된 나사부(115)에 나사결합되거나, 끼움결합, 또는 용접 등의 다양한 방법으로 결합될 수 있다.
상술한 바와 같이 구성되는 분리막모듈(100)의 유체의 이동경로를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 상기 제1연통케이싱(104)을 통하여 유체가 상기 제1연통공간(108)을 경유하여 상기 제1관통홀(114)로 유입된다. 그리고, 상기 분리막케이싱(102)의 내부로 유입된 유체는, 도 4에 도시된 바와 같이, 중공사막(120) 주위의 공극을 지나면서 중공사막(120)에 의해 목적하는 유체가 분리되고, 타측의 제2관통홀(118)을 통해 상기 제2연통케이싱(122)의 제2연통공간(108)을 경유하여 외측으로 배출된다. 분리된 유체는 상기 분리유체공급관(128)을 통해 배출된다.
이 결과, 유체가 상기 분리막모듈(100)의 길이방향으로 유입되어, 상기 분리막모듈(100)의 길이방향으로 배출되므로 유체의 흐름방향이 유입전후가 동일한 방향성을 가지는 특징이 있다. 또, 상기 제2연통케이싱(122)으로 유체가 유입되어 상기 제1연통케이싱(104)으로 배출되는 것도 가능하다. 설치방향은 설계자가 필요에 따라 임의로 배치할 수 있다.
도 5는 상기 분리막케이싱(102)을 적층하여 유체분리장치(200)를 구성한 모습이며, 분리유체공급관(128) 이후의 구성요소에 대해서는 생략하였다. 따라서, 상기 제1연통케이싱(104)과 상기 제2연통케이싱(122)은 적층이 용이하도록 단면이 다각형, 더욱 바람직하게는 직사각형 또는 정사각형으로 형성될 수 있다. 이 결과, 상기 수분제거기의 전후단에는 덕트전단(202)과 덕트후단(204)를 연결하여, 유체의 유동에 대한 큰 저항없이 유체 중에서 수분을 포함한 특정 성분만을 분리하는 것이 가능하다.
상기 분리막모듈(100)의 분리유체공급관에 연결되는 상기 분리유체수집관(212)에는 부압을 제공하는 부압장치(214)가 설치된다. 상기 부압장치(214)의 배출측에는 수집한 수분 등을 포집하는 수집탱크 등이 추가로 설치될 수 있다.
그리고, 인접하는 분리막모듈(100)의 분리막케이싱(102)의 사이에는 도 5에 도시된 바와 같이 공극이 형성되며, 이 공간은 열전달을 위하여 열매체가 이동하는 공간이 된다. 이러한 열매체로써 공기를 사용할 수 있다.
그리고, 상기 수분제거부의 주위에는 외기를 상기 분리막케이싱(102)을 향해 공급하는 블로워(216,218)가 추가적으로 설치될 수 있다.
또, 상기 수분제거부의 주위를 도 6에 도시된 바와 같이 열교환케이싱(215)으로 포위하고, 상기 열교환케이싱(215)에는 배기포트(217,219)를 형성해서, 블로워(216,218)에 의해 공급되는 공기가 상기 분리막케이싱(102)을 냉각시킨 후 배출시킬 수 있다.
따라서, 상기 덕트전단(202)으로 유입된 배가스는 상기 분리막모듈(100)를 통과하여 상기 덕트후단(204)으로 배출되며, 이 때, 상기 분리막모듈(100)을 통하여 배가스 중에 포함된 수증기와 수증기에 녹을 수 있는 NOx, SOx 등이 함께 배출될 수 있다. 또한, 상기 부압장치(214)의 부압을 크게 하면, 상기 중공사막(120)에 부착된 응결된 액적상태의 수분도 함께 제거하는 것이 가능하다.
특히, 이러한 수분제거과정 중에 열교환에 의한 냉각이 동시에 일어나므로, 배가스 내의 수증기는 응결되어 상기 분리막모듈을 통해 제거되므로, 배가스 중의 절대수증기압이 현저하게 줄어들게 되므로, 상기 덕트후단(204)을 통과해서 외기의 온도차가 발생하여도 백연이 발생할 수 없을 정도로 이슬점이 하강하게 된다. 즉, 상기 분리막모듈(100)의 개수, 상기 중공사막(120)의 전체표면적과 선택적 수분투과능력, 상기 부압장치(214)의 부압크기 등을 고려하여, 수분제거능력이 충분하도록 설계된다면 백연의 발생을 실질적으로 억제할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예2에 따른 배기덕트(200)의 개략도이다. 실시예1과 달리 냉각탑 등에 적용되는 배기덕트(200)라는 것을 제외하면 다른 구성요소는 동일하다.
상기 배기덕트(200)는 발전소 등에서 생산되는 열매체를 냉각시키기 위하여, 열교환기(234)를 지나는 냉각수열교환관(238)이 상기 배기덕트(200)의 덕트전단(222)에서 냉각수배출관(240)에 설치되는 노즐과 같은 분사부(242)를 통해 상기 덕트전단(222)의 공간으로 방출된다.
이렇게 방출된 냉각수는 기화하면서 냉각되고, 또한, 상기 덕트전단(222)으로 유입되는 외기와 접촉하면서 온도가 떨어지게 된다. 이러한 외기의 유입을 위해 상기 덕트전단(222)의 하부에는 흡기팬(226,228)이 설치될 수 있다. 따라서, 냉각수 중에 응결된 것은 낙하하지만, 많은 수증기가 상승하게 되고 상기 수분제거부를 거치면서 상술한 과정을 통해 수분이 제거된 상태로 덕트후단(224)을 통해 배출된다. 마찬가지로 덕트후단(224)에는 배기팬(232)이 설치될 수 있다.
상기 덕트전단(222)에는 냉각수공급관(244)이 설치되어 상기 냉각수열교환관(238)과 연결되며, 이러한 냉각수의 이동은 상기 냉각수공급관(244)에 설치되는 냉각수펌프(236)에 의한다. 또, 부족해진 냉각수를 보충하기 위한 냉각수보충부(230)가 상기 덕트전단(222)에 설치될 수 있다. 상기 냉각수는 상기 수분제거부를 통해 얻어진 수분을 여과 처리하여 재공급할 수 있다.
다음으로, 도 8 내지 도 10을 참조하여 변형예에 따른 분리막모듈(101)을 설명한다. 상기 분리막모듈(101)은 도 2 및 도 3의 분리막모듈(100)과 달리 평막(188,190)을 이용한다.
상기 분리막모듈(101)은 중심부에 배치되고 평막어셈블리(160)가 내장되는 분리막케이싱(142)과, 상기 분리막케이싱(142)의 양단부에 설치되는 제1연통케이싱(144) 및 제2연통케이싱(162)를 포함하여 이루어진다.
상기 평막어셈블리(160)는 한쌍의 평막(188,190)이 양측에 배치되는 평막스페이서(184)와 내부에 유체가 이동하는 공급스페이서(190)가 상기 분리막케이싱(142)의 내부에서 분리공(182)이 형성된 중심관(180)의 주위로 감겨져 이루어진다. 이 때, 상기 중심관(180)은 상기 평막스페이서(184)에만 연통된다.
상기 평막(188,190)은 공지의 기술에 따른 평막을 사용할 수 있으며, 여기서는 자세한 설명은 생략한다. 또한, 상기 공급스페이서(190)와 상기 평막스페이서(184)도 공지의 스페이서를 사용할 수 있다.
상기 분리막케이싱(142)은 일단은 폐쇄되고, 타단에는 분리유체공급관(168)이 연결된다. 상기 분리막케이싱(142)의 일단은 밀폐커버(146)에 의해 폐쇄되거나, 상기 분리막케이싱(142)이 일단이 폐쇄되고 타단이 개방된 관 형태로 구성되는 것도 가능하다. 그리고, 상기 분리막케이싱(142)의 일단부 외주면의 주위에는 유체가 이동가능한 제1관통홀(154)이 형성되고, 타단부에는 제2관통홀(158)을 가지는 관통커버(156)가 연결된다. 상기 제2관통홀(158)은 상기 중심관(180)에 근접하여 배치되고, 상기 관통커버(156)의 중심부는 상기 중심관(180)과 연통되도록 분리유체공급관(168)이 배치된다. 상기 분리막케이싱(142)의 양단부에는 상기 제1연통케이싱(144) 및 상기 제2연통케이싱(162)이 각각 설치된다.
상기 제1관통홀(154)은 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 분리막케이싱(142)의 원주면을 따라 방사상을 이루는 것과 동시에 상기 분리막케이싱(142)의 길이방향을 따라 복수개가 배치되어, 유체의 유입이 균일하게 이루지도록 하는것이 바람직하다. 또, 상기 제2관통홀(158)은 복수개가 상기 중심관(180)의 주위로 근접하여 방사상으로 배치된다. 이 결과, 상기 제1관통홀(154)을 통과한 유체가 상기 공급스페이서(190)를 경유하면서 상기 평막(188,190)에 의해 분리되어 상기 평막스페이서(184)로 이동되는 충분한 체류 시간과 평막(188,190)과의 접촉면적을 제공할 수 있다.
상기 제1연통케이싱(144)은 상기 분리막케이싱(142)의 일단부에서 상기 설치면(152)의 주위로 설치되고, 상기 분리막케이싱(142)의 길이방향으로 개방되는 제1개방홀(147)이 형성된다. 이 결과, 상기 제1개방홀(147)과 상기 관통홀(154)을 연통시키는 제1연통공간(148)이 형성된다.
상기 제1연통케이싱(144)의 일측에는 상기 분리막케이싱(142)이 삽입되고, 상기 분리막케이싱(142)의 외주면에 고정되는 제1삽입홀(115)이 형성된다.
상기 밀폐커버(146)는 상기 분리막케이싱(142)에 형성된 나사부(153)에 나사결합되거나, 끼움결합, 또는 용접 등의 다양한 방법으로 결합될 수 있다. 또는, 상기 제1연통케이싱(144)에 일체로 고정된 상태로 상기 분리막케이싱(142)의 일단에 결합되는 것도 가능하다.
상기 제2연통케이싱(162)은 상기 분리막케이싱(142)의 타단부에서로 설치되고, 상기 분리막케이싱(142)의 길이방향으로 개방되는 제2개방홀(165)이 형성된다. 이 결과, 상기 제2개방홀(165)과 상기 제2관통홀(158)을 연통시키는 제2연통공간(166)이 형성된다.
상기 제2연통케이싱(162)의 일측에는 상기 분리막케이싱(142)이 제2삽입홀(164)을 통해 삽입되어 고정된다. 따라서, 상기 제2연통공간(166)과 상기 분리막케이싱(142)의 상기 제1 및 제2연통케이싱(144,162)에 삽입되지 않고 노출되는 표면은 제1 및 제2연통공간(148,166)과 격리상태가 된다. 그리고, 상기 제2연통케이싱(162)의 상기 제2개방홀(165)을 통해 상기 분리유체공급관(168)이 돌출되어 연장되도록 배치된다.
상기분리유체공급관(168)은 상기 개방커버(156)에 나사결합되거나, 끼움결합, 또는 용접 등의 다양한 방법으로 결합될 수 있다.
상술한 바와 같이 구성되는 분리막모듈(101)의 공기의 이동경로를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 제1연통케이싱(144)을 통하여 유체가 상기 제1연통공간(148)을 경유하여 상기 관통홀(154)로 유입된다. 그리고, 상기 분리막케이싱(142)의 내부로 유입된 유체는, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 분리막어셈블리(160)의 공급스페이서(190)의 외주측으로부터 중심측까지 지나면서 상기 평막(188,190)에 의해 목적하는 유체가 분리되고, 분리된 유체는 분리공(182)을 가지는 중심관(180)을 거쳐서 상기 제2관통홀(158)을 통해 상기 제2연통케이싱(162)의 제2연통공간(166)을 경유하여 외측으로 배출된다. 분리된 유체는 상기 분리유체공급관(168)을 통해 배출된다.
이 결과, 유체가 상기 분리막모듈(101)의 길이방향으로 유입되어, 상기 분리막모듈(101)의 길이방향으로 배출되므로 유체의 흐름방향이 유입전후가 동일한 방향성을 가지는 특징이 있다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100,101: 분리막모듈 102,142: 분리막케이싱
104,144: 제1연통케이싱 106,146: 밀폐커버
107,147: 제1개방홀 108,148: 제1연통공간
110,150: 제1삽입홀 112: 제1설치면
113,115,153,155: 나사부 114,154: 제1관통홀
116: 제2설치면 118,158: 제2관통홀
120: 중공사막 122,162: 제2연통케이싱
124,164: 제2삽입홀 125,165: 제2개방홀
126,166: 제2연통공간 128,168: 분리유체공급관
152: 설치면 156: 관통커버
160: 평막어셈블리 180: 중심관
182: 분리공 184: 평막스페이서
186,188: 평막 190: 공급스페이서
200,220: 배기덕트 202,222: 덕트전단
204,224: 덕트후단 206: 유입부
208: 드레인부 210,232: 배출팬
212: 분리유체수집관 214: 부압장치
216,218: 블로워 215: 열교환케이싱
217,219: 배기포트 226,228: 흡기팬
230: 냉각수보충부 234: 열교환기
236: 냉각수펌프 238: 냉각수열교환관
240: 냉각수배출관 242: 분사부
244: 냉각수공급관

Claims (7)

  1. 덕트전단과 덕트후단의 사이에 유체가 통과하도록 수분제거부가 설치되고,
    상기 수분제거부는,
    복수의 분리막모듈과,
    상기 복수의 분리막모듈에 연결되는 부압장치를 포함하며,
    상기 분리막모듈은,
    분리막이 내장되고, 일단은 폐쇄되고, 양단부 외주면의 주위에 유체가 이동가능한 관통홀이 각각 형성되며, 타단은 분리된 유체를 공급하는 분리유체공급관과 연결되는 분리막케이싱;
    상기 분리막케이싱의 일단부에 외주면의 주위로 설치되고, 상기 분리막케이싱의 길이방향으로 개방되는 제1개방홀이 형성되며, 상기 제1개방홀과 상기 관통홀이 연통되도록 제1연통공간을 가지는 제1연통케이싱; 및
    상기 분리막케이싱의 타단부에 외주면의 주위로 설치되고, 상기 분리막케이싱의 길이방향으로 개방되는 제2개방홀이 형성되며, 상기 제2개방홀과 상기 관통홀이 연통되도록 제2연통공간을 가지고 있고, 상기 분리유체공급관이 관통되도록 배치되는 제2연통케이싱을 포함하고 있으며,
    상기 복수의 분리막모듈은 인접하는 제1연통케이싱이 서로 연결되고, 인접하는 제2연통케이싱이 서로 연결돼서 상기 분리막케이싱이 서로 평행하게 배치되며,
    상기 분리막케이싱의 사이에는 공극이 형성되는 것을 특징으로 하는 배기덕트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1연통케이싱 및 상기 제2연통케이싱의 단면은 다각형인 것을 특징으로 하는 배기덕트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수분제거부의 주위에는 외기를 상기 분리막케이싱을 향해 공급하는 블로워가 설치되는 것을 특징으로 하는 배기덕트.
  4. 제3항에 있어서, 상기 수분제거부의 주위를 열교환케이싱으로 포위하고, 상기 열교환케이싱에는 배기포트를 형성해서, 블로워에 의해 공급되는 공기가 유동되도록 하는 것을 특징으로 하는 배기덕트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 분리막은 복수의 중공사막인 것을 특징으로 하는 배기덕트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 분리막은 평막인 것을 특징으로 하는 배기덕트.
  7. 제6항에 있어서, 한쌍의 평막이 양측에 배치되는 평막스페이서와 내부에 유체가 이동하는 공급스페이서가 상기 분리막케이싱의 내부에서 분리공이 형성된 중심관의 주위로 감겨지고, 상기 중심관은 상기 평막스페이서에만 연통되는 것을 특징으로 하는 배기덕트.
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