KR0129661B1

KR0129661B1 - 물 냉각탑용 필름 충진팩 및 그 조립체

Info

Publication number: KR0129661B1
Application number: KR1019880011447A
Authority: KR
Inventors: 올러엘.킨네이쥬니어; 제임스알.훅스쥬니어
Original assignee: .; 마를 레이 쿨링타워 컴패니
Priority date: 1987-07-02
Filing date: 1988-09-05
Publication date: 1998-04-07
Also published as: KR900004394A; AU2160588A; DE3876989D1; US4801410A; AU602788B2; DE3876989T2; EP0355184A1; EP0355184B1

Abstract

내용 없음.

Description

물 냉각탑용 필름 충진팩 및 그 조립체

제1도는 두 개의 병행한 다수 시이트 충진팩(Pack)들로 구성되고, 각 팩의 시이트 한 부위를 절개하여 인접 시이트를 노출시키고 있는 본 발명에 의한 충진팩 조립체의 측면도.

제2도는 벌집형의 수직연장 구조체 및 파형의 수평연장 구조체를 보여주는, 제1도의 외측 충진팩의 3시이트들에 대한 구석부위에 확대부분 사시도.

제3도는 벌집형 구조체를 통하여 충진팩의 외부 부위쪽을 따른, 제1도의 외측 충진팩의 3시이트들에 대한 내부 상단구석 부위를 보여주는 확대부분 단면도.

제4도는 제3도에 도시한 충진팩의 구석부위를 보여주는, 확대부분평면도.

제5도는 제1도에 도시한 외측 충진팩의 한 부위에 있어서의 냉각부의 세브론형 및 벌집형 구조체에 따른 확대부분 수평 단면도.

본 발명은 냉각탑에 관한 것이며, 특히 증발식 냉각탑에 사용되는 개선된 필름충진팩과 그 조립체에 관한 것이다.

특히 본 발명은 수직방향으로 나란히 배열된 시이트의 팩으로 구성된 필름 충진팩과 조립체에 관한 것이다.

개별 시이트들은 각각 세브론(chevron)형의 중앙공기와 물 접촉부위를 형성할 뿐만 아니라, 파형의 상부 가장자리 물 분산부를 형성하며, 이 가장자리 물 분산부들은 인접시이트의 같은 부위와 서로 협력하여 충진조립체의 수평부위 전체에 걸쳐 온수를 균일하게 분배할 수 있게 한다. 또한 각 시이트들은 부분 벌집형의 측면 가장자리 부위를 구비하며, 이 가장자리 부위들은 조립된 충진팩 내에서 서로 협력가능하여 통로들을 형성하며 이 통로들은 수평정렬된 팩들 사이에 냉각용 공기 또는 기류가 유입 또는 유출하는 경로를 제공한다. 필요할 경우, 온수가 각 충진 시이트의 주 공기와 물접촉부위 위로 하향 유동할 때, 온수의 재분배를 실현하기 위하여, 각 시이트의 상부 및 하부 가장자리들 사이에 수평 연장된 파형부위를 구비시킬 수 있다.

이 필름 충진시이트의 특유한 모양으로 인하여 종래의 진공식 성형 기법에 의해 이 개별시이트들을 성형하는 것이 가능하며 뿐만 아니라 성형해야 할 상이한 형의 시이트수를 극소화시키는 것이 가능하고, 상기 성형해야할 시이트들이란, 즉 후에 조립했으때, 공기 압력강하를 일으키는 폐단이 없이 소정의 열기능 특성을 보유하는 팩을 구성하는 것을 의미한다.

물 냉각탑의 충진 조립체들은 과거 수년간 일반적으로 일련의 수평 평판형 스플래시 바아(splash bars)로 구성되어 있었으며, 이 바아들은 그 배치 에 있어서 수평 및 수직으로 간격진 관계로 위치하되, 중력에 의해 충진구조 체를 통하여 강하하는 온수는 상기 바아들을 강타한후 부서져서 물방울이 되어 온수의 표면적을 증가시키며, 이에따라 냉각효율을 높이게 된다.

최근에 와서, 수직위치성,수평간격성 합성수지 시이트들로 구성된 필름 충진팩들이 종래의 스플래시 바아를 대치하게 되었는데, 그 이유는 상기 재료가 연소저지성을 구비하며, 전체 침투구조체 규격이 감소하여 펌프질하는 높이가 낮아지며, 이에 따라 이 필름 충진장치를 사용하는 냉각탑의 전체 규모가 극소화되기 때문이다.

필름 충진구조체의 설계 요소로서는 충진 시이트들의 표면상에 물을 얇은 막의 형태로 펼쳐서 최대 표면적을 형성하는 요건, 온수를 냉각용 공기에 최대한 노출시키는 것을 보장할 수 있는 정도로, 중력에 의한 물의 흐름을 저지하는 요건, 및 과도한 공기 압력 강하를 수반함이 없이 소용돌이형 기류를 제공하는 요건 등이 고려되어야 한다.

이러한 목적을 위하여, 다수 시이트 충진 조립체를 형성하는 시이트형 충진 부재들의 각 표면은 지그재그식 세브론 형으로 구성되며, 이러한 형태는 충진구조체의 이용가능한 표면적을 효가적으로 증가시키며,강하하는 수막의 유동속도를 감소시킨다. 이 세부론 형태는 또한 과거 오랫동안 플라스틱 공업에 사용해온 종래의 진공식 성형기법에 의해 생산하는 것이 가능하다. 진공식 성형과정에서 처음에 평판형인 합성수지 시이트들의 선별적 부위들은 결손의 압력을 받게되어, 그 부위들이 성형용 금형의 동공내로 끌려 들어가게 되며, 이에따라 시이트의 한쪽 표면에 소기의 요철형태를 형성하게 되며, 이 요철로 인하여 시이트의 반대쪽 표면에도 각각 요철이 형성된다.

이와 관련한 대표적인 세브론형 필름충진 시이트들은 미국특허제3,733,063호, 제4,320,073호 및 제4,548,766호에 설명되어 있으며, 이 특허들은 모두 본 출원의 양수인에게 양도되었다.

또한 충진 조립체의 인접 시이트들의 세부론형 냉각부들 사이에 필요한 공간적 관계를 유지하여, 무리하게 한 부분으로 공기 압력 강하가 발생하는 것을 피하는 것이 매우 중요한데, 상기 공기압 강하가 발생하면 필름 충진체 의 열성능을 상당히 감소시킨다. 냉각탑의 가동중 다음과 같은 사실이 발견되었다. 즉 충진체로 조립한 얇은 합성수지 시이트들에 온수를 적재하면, 시이트들은 흔히 비틀리거나, 굴곡하거나 굽어지는 경향이 있어서, 이에따라 공기통로에 노출되는 인접공간들의 단면적을 감소시키게 된다. 또한 이 비교적 얇은 시이트들은 염화폴리비닐과 같은 열가소성 수지로 보통 형성시키기 때문에, 이 시이트들은 냉각탑의 보통 가동 조건하에서도 구부러지거나 비틀어지는 경향이 매우 높다.

충진팩의 상단에 있어서, 시이트들의 여백 상단 가장자리 부위들은 무작위 식으로 서로를 향해 휘이는 경향이 있으며, 이에따라 필름충진 조립체의 전체 수평 부위에 걸쳐 온수가 균일하게 분배되지 못하게 하며, 또 충진팩의 각 시이트의 양쪽 표면에 걸쳐 물이 중력작용에 의해 균일하게 강하하는 것을 방해한다.

과거에는 팩전체에 걸쳐 시이트들의 간격을 균일하게 유지하기 위하여 필름충진 시이트들내에 흔히 완전한 개별 스페이서들을 형성시켰었다. 이러한 스페이서들중 한가지 실예가 상기 미국(美國)특허제4,320,073호에 나타나 있는데, 여기서 외측 분할 장치들이 시이트 부재의 세브론형 냉각부위 전체에 걸쳐 간격을 두고 배치되어 있어서, 인접 시이트에 위치하는 각 오목하게 파인 벽들과 결합할 수 있게 되어 있다. 세브론형 냉각부위내의 여러 부위에 있어서 인접 시이트들 사이에 소기의 간격을 유지하기 위하여 상기 구성요소의 분할장치들을 충분한 수로 구비시키면, 만족스러운 결과를 보여주었으나. 냉각부위의 간격을 둔 완전한 분할장치들은 각 시이트의 상단 여백 가장자리부위가 휘이는 것을 완전히 방지할 수 있는 신빙성을 갖추지는 못하였다. 또한 충분한 수의 스페이서들을 구비시켜 침투시이트가 비뚤어지지 못하게끔 보장하면, 이 스페이서들은 공기유통에 방해가 되어 충진 팩의 열성능을 변경시키는 것이었다.

대부분의 경우, 소형의 패케지(package)형 물냉각탑에 있어서는, 필름충진 조립체를 사용하여 왔다. 그러나 최근에 와서는, 더 규모가 큰 산업용 물냉각탑에 이러한 필름충진 조립체를 사용할 수 있게 하는 것에 관하여 점점 더 강조되기에 이르렀다. 그러나 실제적 용도에 있어서는 종래의 진공식 성형 기계의 특성과 구조로 인하여 이러한 장비에 형성시킬 수 있는 각 시이트의 폭이 제한되는 것이다. 대표적인 경우 이 폭의 규격은 약 4피트 정도에 불과하다. 그 결과 흔히 침투부재의 팩 두 개를 공기의 흐름방향으로 나란히 배열함으로서, 공기입구와 공기출구 사이에 충분한 규격을 갖춘 충진조립체를 제공하는 것이다. 외측 충진 팩 시이트들의 가장 바깥쪽 가장자리부위는 일련의 직립성 공기입구 정탑(頂搭)을 구비하게끔 형성되며, 한편 내측 충진팩의 가장 안쪽 여백 가장자리부위는 표류믈 제거장치 구조를 구비하게끔 형성되어 충진조립체 내부를 흐르는 기류에 의한 갇힌 물방울을 분리할 수 있게 되어 있다.

공기입구 및 공기출구 통로를 형성하는 상기 경사진 공기입구 정탑 및 표류물 제거장치는 회선형의 형태로 되어 있어서, 정상온수온도 조건하에서는, 충진시이트의 직립성 가장 바같쪽 가장자리 부위가 휘이거나 비뜰어지는 것을 대부분의 경우 방지할 수 있으나, 그러나, 직접 접촉하여 인접한 관계에 있는 충진팩의 직립성 가장자리에 있어서는 그렇지가 못하였다. 상기 접촉 관계에 있는 충진팩의 가장자리 부위도 비뜰어지거나 휘이지 않게 해야할 상당한 필요성이 있는 것인데. 왜냐하면 최대 열성능 효율을 달성하기 위해서는, 위측 충진팩으로부터 내측 충진팩으로 공기가 균일하게 이전되는 것이 근본적으로 필요하기 때문이다.

마지막으로, 충진체의 전체평면 부위에 걸쳐 물을 균일하게 적재하는 것을 보장하기 위하여, 온수분배 데크나 분배장치 아래에 그리고 필름 충진팩의 상표면위에 직접 위치하도록 하나의 데크조립체나 또는 다른 물분배 구조체를 구비시키는 것이 흔히 필요하였었다. 필름 충진팩 위에 위치하는 분배구조체를 구비시켜서, 그곳에 수반하는 여분의 비용을 지출하고도, 이러한 추가적 장비를 구비시키는 것이 흔히 문제를 해결하지 못하였는데, 왜냐하면 필름 충진 시이트의 상부 가장자리가 휘이고 비뜰려서, 필름 충진팩의 상단에 있는 개방부위의 실제 범위에 따라 어떤 통로내로 물이 흘러들어가는 것일 뿐 인접 충진 시이트 사이의 모든 공간내로 대체로 균등한 양으로 물이 흐르는 것이기 때문이다.

전술한 요인들을 고려하여 다수 시이트 필름 충진 조립체의 시이트 가장자리들 사이 특히 필름 충진팩에 공급되는 온수를 직접 받아들이는 부위 및 냉각탑 내에서 기류의 방향과 직렬로 위치하는 팩의 인접 접촉부위 등에 있어서 균등한 규격의 통로들을 신빙성 있게 유지하기 위한 구조체를 제공하는 것이 본 발명의 일차적인 목적이다. 각 시이트의 상단 여백 가장자리 부위를 따라, 그리고 그 중간부위를 따라 수평으로 연장하는 간격형성 및 물분산 구조체를 본 발명은 제공한다. 간격형성 및 공기방향 설정용 구조체를 충진시이트내에 구비시키고 있으며, 상기 구조체는 인접 팩들의 시이트의 대향측면 가장자리 부위를 따라 직립형 방향으로 연장된다.

더 구체적으로 설명하면, 간격형성 및 물분산 구조체에는 파형의 물분배 및 간격형성부가 구비되며, 이것은 각 시이트의 중간부위의 전체폭을 가로건너, 각 시이트의 상단 가장자리를 따라 일체로 형성되어 있다. 파형은 각각 저마다의 종축을 가지고 있는 일련의 돌출부와 절곡홈으로 이루어지며, 상기 종축들은 인접시이트들의 대향하는 돌출부와 절곡홈의 종축에 대해 대체로 반대되는 방향으로 경사져 있다. 가급적 파형의 돌출부들은 두 간격진 위치 또는 교차지점에서 인접 시이트의 돌출부와 접촉할 수 있는 길이를 구비시켜서 충진 조립체의 기대수명 기간중 개개 시이트들이 과도한 뒤틀림을 피할 수 있도록 충분한 안전성을 확립하는 것이 좋다.

각 충진팩의 상단에서, 파형의 간격형성 및 믈분산 구조체는 위에 있는 노즐 또는 구멍으로 부터 충진팩의 상단으로 향하는 물을 받아들이는 기능을 가지며, 또 상기 물을 여러개의 흐름으로 분할하여, 아래에 위치하는 세브론형 냉각부의 관련장소에 물을 비교적 균일하게 적재시키는 역할을 한다. 간격형성 구조체의 파형은 위에 있는 온수 분배 수조로 부터 강하하는 물을 차단할 수 있게 되어 있으며, 분리된 물줄기나 물방울들을 수막으로 확실히 전환시켜, 이 수막이 충진시이트의 대향표면들을 가로건너 아래로 흐르게 한다. 이와같은 방식으로, 인접 시이트들 사이의 공간들 중 어떤 것에 물이 모여서 흐르는 것을 방지함으로서, 냉각탑 효율을 상당히 개선하게 된다.

필름 충진 시이트들의 중간부위에도 수평연장성 파형의 스페이서 및 물분산부를 구비시킨 경우에는, 이러한 파형의 부위는 충진 시이트의 내부에 발생하는 응력을 해제하는 역할을 하여, 상기 시이트 부위의 뒤틀림과 휘임을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 인접 시이트의 냉각부위들 사이에 소기의 내부시이트 간격을 유지할 수 있게 한다. 중간 간격형셩 물분산 구조체의 파형부위는 강하하는 수막을 재분배하는 일을 하며, 각 충진팩의 하부위에 물을 균일하게 적재할 수 있게끔 보장한다. 본 발명의 선택된 실시예에 있어서, 각 시이트 두 개마다 한 개씩의 돌출부의 종축은 수평 방향으로부터 30

내외의 각도로 기울어져 있으며, 한편 나머지 시이트들의 돌출부의 종축은 상기 경사방향과는 반대방향으로 수평방향에 대해 30

내외의 각도로 기울어져 있다. 각 파형체의 수직 돌출한계는 다음과 같이 결정한다. 즉 각 돌출부가 두 개의 간격진 지점 또는 교차지점에서 인접시이트의 두 돌출부와 접촉하게 함으로서 각 충진시이트의 세브론형 주 냉각 부위의 전체 한계를 무리하게 감소시키지 않고, 파형체가 충분한 안정성을 팩에 부여하게끔 한다. 간격형성용 불분배용 파형체의 경사각도는 가급적 30

이상 되지않게 함으로서, 충진팩 내로 흐르는 공기의 압력이 무리하게 강하하는 것을 피할 수 있게한다.

직렬형태로 위치하는 인접 충진팩들의 직접 대향성 인접부위를 따라, 수직 연장하는 간격형성 공기방향 설정구조체는 수직 단면으로 볼때, 벌집형 형태를 취하며, 각 시이트의 직립성 벽부위들은 인접시이트의 벽부위들과 접촉한 상태에 있다. 시이트들은 세브론형 냉각부와 벌집형 구조체 사이에 원활한 전이(傳移)가 가능하게끔 형성되어 있기 때문에, 외측 충진팩에서 나오는 공기는 수평방향으로 인도되어 인접팩의 공기 입구면의 벌집형 구조체내로 들어갈 수 있게 되어있다. 이러한 벌집형 구조체 및 전이표면들은 팩들 사이에 흐르는 공기의 소용돌이를 감소시키며, 또 예를들어 외측 충진팩의 시이트가 내측 충진팩의 직접 인접 시이트와 공통 평면상에 놓여 있지 않을 경우에 발생할 수 있는 바와같은 각 팩의 시이트들의 정렬불량 효과를 극소화시킨다.

수평 연장하는 파형의 간격형성 물분산 구조체, 및 두 인접 충진팩들의 시이트의 인접 가장자리를 따라 연장하는 벌집형 공기방향 설정구조체와의 사이의 협력효과로 인하여, 냉각탑내로 흐르는 기류에 대해 최소한의 저항이 발생하는 상태에서, 각 냉각부위 경계를 유지할 뿐만 아니라, 시이트들의 주변부 둘레에 걸쳐 시이트 간격을 적절히 유지할 수 있게 한다.

이하 본 발명의 선택된 실시예를 설명함으로서 본 발명의 상기 목적과 기타 목적이 더 분명해 질 것이다.

먼저 제1도를 참조하면, 물 냉각탑의 필름 충진 조립체는 10번으로 표시되어 있으며, 여기에 외측 충진팩(12) 및 인접 내측 충진팩(14)을 구비한다. 도시되어 있지는 않으나 이해하여야 할 점은 냉각시킬 온수를 필름충진 조립체(10)의 수평부위에 걸쳐 공급하기 위한 일련의 노즐, 개구 또는 기타 수단의 형태로 된 온수분배 수단을 구비한 교차 유동식 기계식, 통풍식 냉각탑에 상기 외측 및 내측 충진팩(12, 14)이 사용된다는 사실이다. 냉수수집베이슨은 종래식으로 외측 및 내측충진팩(12, 14)의 아래에 위치하는 관계로 구비된다.

종래에 있어서, 냉각탑의 팬은 중력에 의해 강하하는 물의 흐름에 대해, 이흐름을 대체로 가로지르는 방향으로 외측 및 내측충진팩(12, 14)을 통하여 공기를 흡인한다.

외측 및 내측 충진팩(12, 14)들은 각각 일련의 간격진 대향성, 직립성, 대면성, 교번식 시이트(16, 18, 20, 22) 충진부재로서 구성되어 있다. 각 시이트(16, 18, 20, 22) 충진부재로서 구성되어 있다. 각 시이트(16, 18, 20, 22)들은 일체로 되어 있으며, 또 가급적 염화폴리비닐과 같은 적절한 합성수지 물질을 사용하여 진공식 성형방법으로 성형방법으로 성형시키는 것이 좋다.

외측 충진팩(12)의 시이트 16, 18 들의 최외측에는 일련의 공기입구 정탑(24)들을 구비하고 있는데, 이 정탑들은 필름충진 조립체(10)의 전체높이를 따라 연장되어 있다. 또한, 내측충진팩(14)의 시이트 20, 22 들의 최외측에는 필름 충진 조립체(10)의 상단에서 하단까지 연장하는 일련의 성형제작한 표류물제거기(26)를 구비한다.

이 분야에 숙달된 사람들이 분명히 알 수 있는 바와 같은 이유로 인하여 정탑(24) 및 표류물 제거기(26)는 그 각 종축들이 수평방향으로부터 경사져 있다.

냉각부(28)는 각 시이트(16, 18, 20, 22)들의 양면의 주된 연장부에 걸쳐 있다. 제1도에 도시한 바와 같이, 시이트 16, 18, 20 에는 각각 두 개의 냉각부(28)를 구비시키고 있으나 예를들어 더 큰 냉각탑에서 외측 및 내측 충진팩(12, 14)의 평행 4변형 시이트(16, 18, 20, 22)의 길이가 이용가능 공간에 맞게끔 연장하는 경우에는 더 많은 수의 냉각부(28)를 구비시키는 것이 바람직 할 것이다.

이하 제1도 내지 제3도 및 제5도를 참조하여 더욱 상세히 설명하면 냉각부(28)는 진공식으로 성형한 파형의 반복성 형태로 되어 있으며, 이 형태는 시이트(16, 18, 20, 22)의 양면에 간격진 철부(

部)(30)들을 형성하는 일련의 지그재그형 세브론 형태를 이루고 있으며, 상기 시이트(16, 18, 20, 22)들은 철부(30)의 각 인접쌍들 사이에서 각각 보완식 형태를 가진 지그재그형 요부(

部)(32)들을 형성하고 있다. 상기 냉각부(28)의 철부(30)와 요부(32)는 상기 미국특허제4,548,766호에서 설명된 냉각부의 지그재그형 요철부와 구조상 동일한 것일수도 있으며, 상기 미국특허제4,548,766호는 본 발명의 참고자료임을 분명히 한다.

이하 제1도, 제2도 및 제4도를 참조하면, 각 시이트(16, 18, 20, 22)들은 상단시이트 간격 형성용 물 분산부(34) 및 중간시이트 간격형성용 중간파형부(36)를 구비하며, 또 예를들어, 각 충진시이트의 수직방향 길이가 도면에 표시한 것보다 더 긴 경우에는 임의선택적으로 간격형성부를 구비시킬 수 있다. 물분산부(34) 및 중간파형부(36)는 각 시이트(16, 18, 20, 22)의 전체폭에 대해 횡방향으로 뻗어있다.

시이트 간격 형성용 물분산부(34) 및 중간 파형부(36)는 각 시이트(16, 18, 20, 22)와 일체로 된 파형의 모양을 취하며 시이트의 각 표면상에 간격진 일련의 길죽한 돌출부(38)들을 형성하고 있다. 돌출부(38)들은 간격진 일련의 절곡홈(40)들에 의해 상호연결되어 있으며, 각 시이트(16, 18, 20, 22)의 한쪽 표면에 있는 돌출부들은 그 반대표면에서는 절곡홈(40)들을 형성하며, 절곡홈들은 또 그 반대 표면에 돌출부(38)들을 형성한다.

시이트(16, 18, 20, 22)들의 각 표면에 있는 돌출부(38)들은 인접 냉각부(28)들의 철부(30)들의 꼭대기를 지나, 수평방향으로 바깥쪽으로 연장한다. 예를들면, 냉각부(28)의 두께(즉 시이트의 한쪽 표면상에 있는 각 철부(30)의 꼭대기로부터 같은 시이트의 반대편 표면상에 있는 인접철부(30)의 꼭대기까지의 수평거리)는 약 0.180인치 내지 0.30인치 정도로 할 수 있으며, 한편 간격형성부의 두께(즉 한쪽 돌출부(38)의 꼭대기로부터 같은 시이트의 반대편 표면에 있는 대향성 인접 돌출부(38)의 꼭대기까지의 수평거리)는 약 0.75인치 정도로 할 수 있으나, 다른 규격도 가능하다.

어느 한 시이트(16, 18, 20, 22)의 각 표면에 있는 돌출부(38) 및 절곡홈(40)의 각 종축들은 인접시이트(16, 18, 20, 22)의 각 표면에 있는 돌출부(38) 및 절곡홈(40)의 각 종축들은 인접시이트(16, 18, 20, 22)의 인접표면의 돌출부(38) 및 절곡홈(40)의 종축에 대해 상대적으로 서로 반대방향으로 경사져 있는데, 이것은 제1도에 도시한 시이트 16, 20의 절개부위를 참조하면 가장 잘 알 수 있다. 각 돌출부(38) 및 절곡홈(40)의 종축들은 수평선으로 부터 20 °내지 30 °의 각도 범위로 경사지게 하는 것이 좋으며, 본 발명의 특히 선택된 실시예에 있어서는 돌출부(38)와 절곡홈(40)들의 종축들은 수평선으로 부터 30 °로 경사져 있다.

제4도를 참조하면, 각 시이트의 각 표면의 돌출부(38)들은 각 인접 시이트의 기부(基部) 표면의 돌출부(38)들과 접합한 상태에 있어서, 규칙적인 수평간격으로 시이트들을 유지할 수 있게 되어 있으며, 이에따라 인접 시이트들의 냉각부(28)들 사이에 소기의 예정된 수평간격을 유지할 수 있게 되어있다. 중요한 것은 돌출부(38)의 평활하게 굴곡된 형상과, 인접 시이트들의 돌출부(38)의 반대 경사 방향으로 인하여, 시이트(16, 18, 20, 22)를 분할시킬 필요없이, 파형의 공간형성용 물 분산부(34) 및 중간파형부(36)를 인접 공간형성부용 물 분산부 및 중간파형부의 연장평면에 평행한 방향으로 결합시킬수 있다.

가급적으로 파형의 공간형성용 물 분산부(34) 및 중간파형부(36)들의 높이는 다음과 같이하는 것이 좋다. 즉, 두 위치 또는 교차점들에서 돌출부(38)들은 인접시이트(16, 18, 20, 22)들의 돌출부(38)들과 접촉하게 하여, 시이트들에 원하는 안정도를 부여하며, 따라서, 외측 및 내측 충진팩(12, 14)에도 원하는 안정도를 부여할 수 있을 정도로 높이를 결정한다. 같은 위치에 의하여 물 분산부(34)와 중간파형부(36)의 파형들의 돌출된 수직연장부는 이접 대향성 돌출부(38)들 사이에 두 접촉 교차점을 제공하기에 충분할 정도로 그 크기를 결정하여, 냉각부(28)에 이용되는 시이트(16, 18, 20, 22)의 부위들이 무리하게 감소되지 않게끔 하는 것이 유리하다. 시이트(16, 18, 20, 22)들의 간격은 돌출부(38) 및 관련 절곡홈(40)들의 형상에 의해 결정되며, 또 발견된바에 의하면, 돌출부(38)의 선택된 30^o경사는 제한된 수직 돌출 범위 내에서, 시이트에 필요한 안정도를 제공하기에 충분한 두 개의 접촉점을 제공한다는 것이다.

또한, 물 분산부(34)와 중간파형부(36)의 파형들은 아래에 위치하는 각 냉각부(28)의 상단에 걸쳐, 물을 고르고 균등하게 분배하는 역할을 한다. 각 시이트(16, 18, 20, 22)의 상단 여백 가장자리 부위를 따라서 상부 물 분산부(34)는 노즐장치, 개구 또는 기타 형태의 분배 구조로부터 분산된 물방울이나 물줄기를 받아들이며, 이 물은 물 분산부(34)의 파형의 각 표면상에서 분산되고 막을 형성하여, 중력에 의해 그곳을 가로 건너 하강하면서 인접 돌출부(38)들의 각 접촉점에서 추가적인 분산을 일으키게 된다. 상부 물 분산부(34)의 하단에 도착하면, 수막은 냉각부(28)의 관련 부위들 쪽으로 계속 하강하며, 예를들면 제2도에 표시한 바와같이 시이트(16, 18, 20, 22)의 표면은 물 분산부(34)와 중간파형부(36)와 그 아래에 있는 냉각부(28) 사이에서 평활하게 접합되어, 수막의 불필요한 집중현상을 피할 수 있게 한다.

제4도를 참조하면, 돌출부(38)의 형상은 위에 있는 살포 장치에서 분산되는 물의 강하를 거의 전부 차단할 수 있을 정도로 되어있다. 이 물은 상부 파형부를 강타하고 시이트(16, 18, 20, 22)의 표면에서 수막으로 바꾸어짐으로서, 이 불이 아래에 있는 냉각탑 수집수조에 도달할때까지 냉각부(28)들 사이에 있는 공간을 통하여 자유 강하하는 것을 방지할 수 있는데 왜냐하면 이 물이 만약 바이패스(by-pass)하여 자유강하 한다면 충진 조립체의 열성능에 불리한 영향을 미칠 것이기 때문이다.

상부 파형 공간형성용 물 분산부(34)는 또한 유리하게도 각 시이트(16, 18, 20, 22)의 상부 가장자리를 대체적인 직선형 수직평면상에 유지함으로, 시이트의 각 상단 자유가장자리가 휘이는 것을 방지할 수 있게 되어있다. 또한 발견된 바에 의하면, 파형의 물 분산부(34)는 시이트 내부에 발생할 수 있는 시이트 응력의 대부분을 해제하는 것이다.

비슷한 방식으로 중간으로 중간 파형부(36)는 관련 시이트(16,18,20,22)내에 발생할 수 있는 응력의 대부분을 해제하는 것이다. 또한 중간 파형부(36)는 인접 시이트르들 사이에 간격을 유지하는 역할을 할뿐만 아니라, 위에 있는 냉각부(28)의 관련 부분으로부터 강하하는 수막을 받아들여서 아래에 있는 인접 냉각부(28)의 상단 가장자리의 길이방향을 따라 물을 균일하게 분배하는 일을한다. 제1도를 참조하면 외측충진팩(12)의 인접시이트(16, 18) 들의 가장 내면, 또는 여백 가장자리 부위는 공기 입구 정탑(24)으로 부터 멀리 위치하는 부위가 일체로 형성되어 제1 벌집형 구조체(42)를 구성하는데 이것은 제2도 내지 제5도에 상세하게 표시한 바와같다. 마찬가지로 외측 충진팩(12)의 시이트(20,22) 들의 내면 또는 여백 가장자리 부위들은 제1 벌집형 구조체(42)에 대향하는 제2벌집형 구조체(44)를 형성하게끔 구성되어 있다. 제1 및 제2벌집형 구조체(42,44)는 외측 및 내측 침투 팩(12,14)의 전제 수직연장선을 따라 연장되어 있다.

제2도 및 제3도를 참조하여 더 구체적으로 설명하면, 시이트(16)의 여백 측면 가장자리 부위는 제1직립벽(46), 제1직립벽(46)에서 하강하는 제1경사벽(48), 제1직립벽(46)에서 가로방향으로 간격진 제2직립벽(50) 및 제2경사벽(52) 등으로 구성되며 상기 제2경사벽(52)은 상기 제1경사벽(48)의 경사방향과 반대되는 방향으로 제2직립벽(50)으로 부터 하강한다. 이와는 반대방식으로, 시이트 18의 여백 측면 가장자리부위는 간격을 두고 제3 및 제4직립벽(54, 58)들을 구비하게끔 형성되어 있으며, 이 벽들은 반대방향으로 제3 및 제4 경사벽(56, 60)들에 연결되어 있다.

벽 (46, 48, 50, 52) 들은 시이트 16의 가장자리 부위의 길이방향을 따라 반복성 형태를 계속하고 있으며, 한편 벽 (54, 56, 58, 60)들은 시이트 (18)의 측면 부위의 길이방향을 따라 아래로 반복성 사이클을 계속한다.

파형의 물 분산부(34)와 중간파형부(36)들이 서로 접촉하게끔 외측충진팩(12)을 조립하게 되면, 시이트(16)의 제1직립벽(46)들은 시이트 18의 제3직립벽(54)들과 결합한다. 동시에 시이트(18)의 제4직립벽(58)은 시이트(16)의 제2직립벽(50)들과 접촉한다. 그 결과 벽들은 서로 결합하여, 수직 단면으로 볼 때, 반복성, 정착성, 경사성 6각형 형상을 이루어 벌집형의 외관을 만들어 낸다.

본 발명의 선택된 형태에 있어서, 시이트 (16, 18)들의 제1 및 제4직립벽(46, 58)들은 원추형상을 가진 수평연장성 분할장치(62)를 각각 구비한다. 분할장치(62)들은 제2 및 제3직립벽(50, 54)의 일부로서 일체로 형성된, 요부형성벽(64)들을 상응하는 보완성 배열로서 받아들여진다. 외측 및 내측 충진팩(12, 14)들을 조립하여 팩들의 강성을 증가시키고, 한편 시이트(16, 18, 20, 22)들의 인접부위들을 원하는 위치와 방향에 유지하게 되면, 분할장치(62)는 요부형성벽(64)과 연동된다.

제5 및 제6경사벽(66, 68)과 같은 경사진 벽들에 의해서 벽들은 냉각부(28) 또는 파형의 물분산부(34) 및 중간파형부(36)의 인접부위들 내로 접합해 들어간다. 이렇게 하여, 인접 냉각부(28)의 철부(30)와 요부(32)들의 인접 단말들은 제5 및 제6경사벽(66, 68)들의 각 경사벽과 직접 연결된다.

제1 및 제2벌집형 구조체(42, 44) 및 특히 그 벽들은 필름충진 조립체(10)를 통하여 대체로 수평방향으로 흐르는 기류를 안내하는 역할을 한다. 더 구체적으로 설명하면, 외측충진팩(12)에서 나와서 내측충진팩(14)으로 들어가는 공기를 수평경로를 따라 최소한의 압력손실을 초래하게끔 제1 및 제2 벌집형 구조체(42, 44)가 인도한다. 이와 관련하여, 외측 및 내측 충진팩(12, 14)들은 조립이 용이하도록 약간(0.25 인치 정도) 간격져 있으며, 이로 인하여 충진팩들중 하나에 발생하는 응력이 다른 팩으로 전달되지 않는다.

제1 및 제2 벌집형 구조체(42, 44)들은 공기를 외측충진팩(12)로 부터 내측 충진팩(14)으로 수평방향 안내를 할뿐만 아니라, 또한 다음 사실을 보장한다. 즉 외측 충진팩(12)으로 부터 배출되어 내측 충직팩(14)으로 들어가는 공기의 흐름속도가 필름 충진 조립체(10)의 전체 수직범위에 걸쳐 대체로 균일하게 함으로서, 냉각부(28)의 모든 부위에 공기를 균일하게 공급하는 것을 보장한다. 또한 직립벽(46, 50, 54, 58)둘은 인접 시이트(16, 18, 20, 22)들이 예정된 일정거리 만큼 수평방향으로 서로 간격지게끔 잡아주는 수단을 제공하며, 이에따라 냉각부(28)의 인접부위들 사이의 간격은 예정된 일정규격으로 신빙성 있게 유지된다.

이와 관련하여, 간격진 직립벽(46, 50, 54, 58)들 사이의 수평거리는 물분산부(34)와 중간파형부(36)의 돌출부(38)와 절곡홈(40) 사이의 수평거리와 대체로 동일하며, 이에따라 제1 및 제2 벌집형 구조체(42, 44)들은 물분산부와 중간파형부들과 협력하여 냉각부(28)의 인접부위들 사이에 간격을 유지한다. 마지막으로, 또 다시 제1도를 참조하면, 시이트(16, 18, 20, 22)들은 냉각부(28) 전체를 통하여 산재하는 스페이서(70)들을 구비한다. 또한 철부(30)와 요부(32)의 구불구불한 형태의 중단부가 되는 원형의 노크아우트(knockout)(72)들을 제기하여 튜브형 지지체를 받아들이게 할 수 있는데, 즉 이 지지체들은 냉각탑 내에 외측 및 내측충진팩(12, 14)을 설치하기 위한 물냉각 케이싱의 양쪽 측벽에 고정된 것을 가리킨다. 상기 원형의 노크아우트(72)와 스페이서(70)들은 상기 미국 특허 제4,548,766호에서 상세하게 설명된 것과 동일한 형태로 할 수 있다.

제1 및 제2 벌집형 구조체(42, 44), 물 분산부(34) 및 중간파형부(36), 스페이서(70), 정탑(24), 및 표류물 제거기(26) 등의 협력효과로 인하여 시이트(16, 18, 20, 22)의 실제규격 내에서 이 시이트들의 전체주변부 둘레로 적절한 간격을 유지할 수 있게 된다. 이러한 방식으로 시이트내의 응력이 감소되고, 시이트4가 뒤틀릴 가능성이 대체적으로 방지된다. 그 결과 필름 충진 조립체(10)내로 흡인된 공기는 외측 및 내측 충진팩(12, 14)의 모든 부위에 걸쳐, 균일한 압력강하를 체험하게 되며, 이에 따라 하강하는 물을 균일하게 냉각시키는 것이 보장되고, 공기와 물의 집중현상을 대체로 제거할 수 있게 된다.

Claims

물 냉각탑용 필름충진 팩으로서, 각각 두개의 면을 가진 일련의 평행한 직립성 시이트(16, 18, 20, 22)들을 구비하며, 상기 시이트들은 서로 대향하는 관계로 일렬로 배치되어 있으며, 상기 각 시이트들의 각면은 최소한 하나의 냉각부(28)를 구비하여 냉각할 물의 유동막이 그 위로 내려올 때, 그것을 받아들일 수 있게 되어 있으며, 상기 시이트(16, 18, 20, 22)들의 각 면에 있는 상기 냉각부(28)는 인접 시이트의 상기 냉각부(28)에 대해 수평방향으로 인접 위치하며, 간격져 있어서 냉각시킬 물이 아래로 흐를 때 그 물에대해 대체로 가로방향으로 공기가 흐를 수 있게 하며, 상기 시이트들은 각각 수평방향으로 연장되고 파형으로 형성된 최소한 하나의 물 분산부(34)를 구비하며, 상기 시이트(16, 18, 20, 22)들의 각 면에는 일련의 간격진 길죽한 돌출부(38)들을 형성하고 있으며, 상기 돌출부(38)들은 일련의 간격진 절곡홈(40)에 의해 상호 연결되어 있으며, 각 시이트의 한쪽면에 있는 돌출부(38)들은 그 반대편 면에서는 절곡홈(40)들을 형성하며, 절곡홈(40)들은 그 반대면에 돌출부(38)들을 형성하며, 상기 시이트의 각 면에 있는 상기 돌출부(38)들은 각 해당 시이트의 각 면에 있는 상기 냉각부(28)를 지나 수평방향으로 바깥쪽으로 연장하며, 각 면에 있는 상기 돌출부(38)들의 종축은 인접 시이트의 인접면에 있는 돌출부(38)들의 종축에 대해 상대적으로 경사져 있으며, 각 면에 있는 상기 돌출부들은 인접 시이트의 인접면에 있는 돌출부들과 접촉한 상태에 있어서, 인접 시이트들의 냉각부(28)들 사이에 원하는 예정된 수평방향 간격을 유지할 수 있게 하며, 냉각부(28)들중 어떤 것은 그 위와 아래가 물 분산부(34)와 중간파형부(36)에 의해 둘러싸이고, 이 물 분산부(34)와 중간파형부(36)는 각 시이트의 중간부의 거의 전체폭을 가로건너 연장함으로서 각 시이트의 과도한 뒤틀림을 방지할 수 있고, 액체를 재분배할 수 있는 것을 특징으로하는 물 냉각탑용 필름 충진팩.
제1항에 있어서, 상기 최소한 하나의 물 분산부(34)는 각 시이트의 거의 전체폭에 걸쳐 연장하며, 이에따라 시이트의 각 면위에 막의 형태로 강하하는 물을 그 아래에 위치하는 모든 냉각부(28)로 분배할 수 있게 되어 있는 것을 특징으로하는 필름 충진팩.
제2항에 있어서, 상기 물 분산부(34)들 중 어떤 것은 해당 시이트의 상단 여백 가장자리 부위를 따라 연장함으로서 위에 있는 물 분산장치로 부터 냉각할 온수를 받아들일 수 있고, 상기 물을 아래에 있는 각 냉각부(28)로 분배할 수 있는 것을 특징으로하는 필름 충진팩.
제1항에 있어서, 상기 각 돌출부(38)들은 두 개의 간격진 위치에서 인접 시이트의 상기 돌출부(38)들과 접촉할 스 있을 정도로, 일정한 직선형의 연장부로 구성되는 것을 특징으로하는 필름충진팩.
제1항에 있어서, 상기 각 돌출부(38)들의 종축은 수평선에 대해 20내지 30° 의 가도 범위로 경사져 있는 을 특징으로하는 필름 충진팩.
물 냉각탑용 필름 충진 구조 조립체로서, 일렬로 배치된 일련의 직립성, 평행성, 상호 대면성 시이트(16, 18)들을 가진 외측 충진팩(12)을 구비하며, 상기 외측 충진팩의 시이트들의 상기 렬로부터 수평방향으로 간격지고, 그에대해 평행한 선을 따라, 일렬로 배열된 직립성, 평행성, 상호 대면성 시이트(20, 22)들을 가진 내측 충진팩(14)을 구비하며, 상기 외측 충진팩(12) 및 상기 내측 충진팩(14)의 상기 각 시이트(16, 18, 20, 22)들은 직립성 여백 가장자리 부위를 형성하고 있으며, 상기 내측 충진팩(14)의 상기 여백 가장자리 부위는 상기 외측 충진팩(12)에 나란하게 대면하는 관계로, 후자의 상기 여백 가장자리 부위와 직접 인접하게 위치하며, 상기 외측 충진팩과 상기내측 충진팩의 상기 시이트(16, 18, 20, 22)들은 각각 냉각되기 위해 하강 유동하는 수막을 받아들이게 만들어져 있는 최소한 하나의 냉각부(28)를 구비하며, 상기 각 냉각부(28)들은 인접 시이트들의 냉각부로부터 수평으로 간격진 관계로 위치하며, 상기 외측 충진팩(12)은 인접 시이트 (16, 18)들의 냉각부(28)들 사이에 있는 공간으로 공기를 도입하기 위한 공기입구를 형성하고 있는 벽(46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60)들을 구비하여, 하강하는 수막과 열작용을 하게 할 수 있으며, 상기 내측 충진팩(14)은 상기 냉각부(28)들 사이의 공간으로부터 공기를 배출시키기 위한 공기출구를 형성하는 수단을 구비하며, 상기 외측 충진팩(12) 및 상기 내측 충진팩(14)의 상기 여백 가장자리 부위들은 각각 상기 외측 충진팩의 상기 냉각부(28)로 부터 하나의 대체적인 수평경로를 따라 상기 내측충진팩(14)의 각 인접 냉각부(28) 쪽으로 공기를 안내하는 제1 및 제2 벌집형 구조체(42)(44)를 구비하며, 상기 벌집형 구조체는 인접 시이트들과 접촉하는 수단을 구비하여, 인접 시이트들을 서로 수평방향으로 예정된 일정거리만큼 간격지게 함으로서, 상기 외측 충진팩과 상기내측 충진팩의 냉각부들 사이에 공간을 유지하고 있으며, 각 시이트들은 최소한 하나의 물 분산부(34)를 구비하며, 이 물 분산부는 수평방향으로 연장되고 있고, 또 상기 시이트들의 각 면상에서 간격진 일련의 길쭉한 돌출부(38)들을 형성하는 파형의 형태로 이루어져 있으며, 상기 돌출부(38)들은 간격진 일련의 해당 절곡홈(40)들에 의히 상호 연결되어 있으며, 각 시이트의 한쪽면에 있는 돌출부(38)들은 그 시이트의 반대쪽 면에서는 절곡홈(40)들을 형성하고 있으며, 또 한쪽면의 절곡홈(40)들은 반대쪽 면에서는 돌출부(38)들을 형성하고 있으며, 상기 시이트의 각 면에 각 면에 있는 상기 돌출부들은 해당 시이트의 각면의 상기 냉각부(28)를 지나, 수평방향으로 바깥쪽으로 연장하며, 상기 각면에 있는 상기 돌출부(38)들의 종축들은 인접시이트의 인접면에 있는 돌출부들의 종축들에 대해 상대적으로 경사져 있으며 각 면에 있는 상기 돌출부들은 인접시이트의 인접면에 있는 돌출부들과 접촉상태에 있으므로서, 인접 시이트들의 냉각부(28)들 사이에 원하는 수평방향 공간을 유지할 수 있는 것을 특징으로 하는 물 냉각탑용 필름 충진팩.
제6항에 있어서, 상기 제1 및 제2 벌집형 구조체(42)(44)는 각 시이트의 전체 수직연장선에 걸쳐 연장하는 것을 특징으로하는 필름충진팩 조립체.
제6항에 있어서, 상기 제1 및 제2 벌집형 구조체(42)(44)는 그 수직 단면으로 볼때에 각 시이트의 직립벽(46, 50)들은 인접 시이트들의 직립벽(54, 58)들과 접촉하여 벌집형 형상을 나타내는 것을 특징으로하는 필름 충진팩 조립체.
제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 벌집형 구조체(42)(44)와 연관된 복수개의 수평연장된 분할장친(62)를 구비하며, 또 보완성 형상의 요부를 형성하는 복수개의 요부형성벽(64)을 구비하며, 각 벽(50, 54)들은 해당 분할장치(62)를 받아들일 수 있게 만들어져 있는 것을 특징으로하는 필름충진팩 조립체.
제6항에 있어서, 상기 최소한 하나의 물 분산부(34)는 각 시이트의 거의 전체폭에 걸쳐 연장하며, 이에따라 시이트의 각 면위로 하강하는 수막형태의 물을, 그 아래에 위치하는 모든 냉각부(28)로 분배하는 역할를 하는 것을 특징으로 하는 필름충진팩 조립체.
제10항에 있어서, 상기 제1 및 제2 벌집형 구조체(42)(44)는 수직단면으로 볼 때 벌집형 형상을 취하며, 또 각 시이트의 전체 수직연장선에 걸쳐 연장되고, 각 시이트의 상기 제1 및 제2 벌집형 구조체는 인접 시이트의 직립벽(46, 50)들과 접촉하는 직립벽(54, 58)들을 구비하는 것을 특징으로 하는 필름충진팩 조립체.