KR100328739B1 - 루버 내장형 냉각탑 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 냉각탑에 있어서, 케이싱과, 상기 케이싱의 하부에 소정의 공기유입공간을 두고 설치면으로부터 이격되게 배치되어 상기 케이싱을 지지하는 지지부재와, 상기 케이싱 내부의 상부영역에 설치되어 고온의 냉각수를 하향 살수하는 살수부와, 상기 살수부의 하부에 배치되어 냉각수의 하향유동 및 공기의 상향유동을 안내하여 열교환시키는 필러와, 상기 케이싱 내부의 하부영역에 상기 필러와 소정의 공기유동공간을 두고 배치되어 상기 필러를 통과한 냉각수를 수령하는 집수조와, 상기 집수조를 통과하여 상기 공기유입공간과 상기 공기유동공간을 연통시키는 공기유입로와, 상기 공기유동공간 내에 설치되어 상기 공기유입로를 통과한 공기를 분산시키는 적어도 하나의 내장형 루버를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 동절기의 루버 빙결 손상과 대기의 부유 이물질 침입을 최소화하고 낙수 소음을 감소시키며, 집수조의 경량화와 효율적인 공기 유동을 도모하고 냉각탑의 외장을 개선시킬 수 있다.

Description

루버 내장형 냉각탑{Internal louver type cooling tower}

본 발명은, 루버 내장형 냉각탑에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 냉각탑 하부에 공기유입로를 설치하며, 공기유입로를 통과한 공기를 분산시키는 루버를 냉각탑 내부에 설치하는 루버 내장형 냉각탑에 관한 것이다.

냉각탑은 공기와 물이 직접 접촉하여 필러에 냉각막을 형성하며 이 과정에서 발생되는 증발 잠열로 물을 냉각시키고 배출공기와 함께 폐열을 대기로 방출시키는 장치로서, 냉각된 냉각수는 다시 열교환 장치에 재순환하면서 폐열회수와 냉각작용을 연속적으로 하게 된다. 냉각작용의 에너지원인 공기를 유입시키는 공기유입부는 필수적으로 구성되는데, 공기가 원활히 유입될 수 있도록 하고 냉각탑의 외관도 고려하여 적절히 설치될 필요가 있다.

도 4는 종래 각형 냉각탑의 부분 파단 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이, 냉각탑은 케이싱(101)과, 케이싱(101)을 지지하는 외곽 지지기둥(111)과, 냉각수가 하향 유동하면서 유동 공기와 열교환 작용을 하는 열교환 필러(115)와, 필러(115)로 고온의 냉각수를 하향 유동시키는 분배 주관(134)과 분배 분기관(135) 및 살수노즐(136)로 구성된 살수부(137)와, 필러(115)의 하부에는 저온 냉각수를 집수하는 집수조(116)와, 통풍에 의해 비산되는 미세한 물방울의 외부 방출을 막고 탑내로 회수하는 비산방지판(139)과, 케이싱 상부의 공기배출구(105) 및 통풍 팬(108)과, 케이싱(101) 하부 측벽에는 공기유입구(123)와 루버(126)를 갖는다. 외부 공기는 케이싱(101) 하부 측벽에 형성된 공기유입구(123)와 루버(126)를 통하여 지면과 수평방향으로 유입되고 통풍 팬(108)에 의하여 수직 상향 유동하며 살수부(137)에 의하여 하향 유동하는 냉각수와 접촉하여 열교환 작용을 하고 공기배출구(105)로 배출된다.

이러한 종래의 냉각탑에 있어서, 공기유입구와 루버는 케이싱 하부와 집수조외각 상부 사이의 케이싱 측면에 설치되므로, 동절기에는 냉각탑 내에서 유출되는 물방울들이 빙결되어 루버에 집적되기 때문에 얼음의 하중으로 루버가 파손될 수 있으며, 과도하게 집적된 얼음은 루버의 통풍 면적을 잠식해 공기 유동에 지장을 초래하여 냉각탑의 성능을 저하시키고, 개방된 루버 공간을 통해 대기 상의 부유 이물질이 냉각탑 내로 침입하여 냉각수의 오염과 냉각수계의 관로를 막히게 하며, 유입 공기가 루버를 통해 수평으로 들어와 수직 방향으로 급선회함으로써 공기의 저항이 커져 수직 방향의 공기 유동이 원활하지 못한 문제점이 있다. 그리고 통상적으로 케이싱 측면의 루버는 냉각탑 내부를 외부에서 관측할 수 있는 구조로서, 냉각탑 내의 연니 등의 오염된 상태가 일반인의 시야에 노출되어 냉각탑이 비위생적이라는 오해와 혐오감을 일으키게 하며, 종래의 측면 루버는 냉각탑의 외장 개선을 가장 어렵게 하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 동절기의 루버 빙결 손상과 대기의 부유 이물질 침입을 최소화하고 낙수소음을 감소시키며, 집수조의 경량화와 효율적인 공기 유동을 도모하고 외장이 개선된 루버 내장형 냉각탑을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 각형 냉각탑의 부분 파단 사시도,

도 2는 도1의 종단면도,

도 3은 본 발명에 따른 또 다른 실시 예를 보인 원형 냉각탑의 부분 파단 사시도,

도 4는 종래의 각형 냉각탑의 부분 파단 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 케이싱 11 : 외곽 지지기둥

15 : 필러 16 : 집수조

21 : 공기유입부 22 : 공기유입공간

23 : 공기유입로 24 : 공기유동공간

26 : 내장형 루버 37 : 살수부

상기 목적은, 본 발명에 따라, 냉각탑에 있어서, 케이싱과, 상기 케이싱의 하부에 소정의 공기유입공간을 두고 설치면으로부터 이격되게 배치되어 상기 케이싱을 지지하는 지지부재와, 상기 케이싱 내부의 상부영역에 설치되어 고온의 냉각수를 하향 살수하는 살수부와, 상기 살수부의 하부에 배치되어 냉각수의 하향유동 및 공기의 상향유동을 안내하여 열교환시키는 필러와, 상기 케이싱 내부의 하부영역에 상기 필러와 소정의 공기유동공간을 두고 배치되어 상기 필러를 통과한 냉각수를 수령하는 집수조와, 상기 집수조를 통과하여 상기 공기유입공간과 상기 공기유동공간을 연통시키는 공기유입로와, 상기 공기유동공간 내에 설치되어 상기 공기유입로를 통과한 공기를 분산시키는 적어도 하나의 내장형 루버를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각탑에 의해 달성된다.

여기서, 상기 공기유입로는 상기 집수조의 중앙영역에 마련되며, 상기 내장형 루버는 한쌍이 상호 대향하도록 사다리꼴 형상으로 배치되며, 하단부가 상기 집수조를 향한 하향 경사각을 가지고 상단에 수직방향의 물막이 벽을 가진 다수의 루버 블레이드를 갖는 것이 바람직하다. 이 때 루버 블레이드는 계단형상으로 배치된다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 각형 냉각탑의 부분 파단 사시도이고, 도 2는 도 1의 종단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 루버 내장형 냉각탑은, 냉각탑의 열교환 공간을 형성하는 케이싱(1) 및 천정부(9)와, 천정부(9) 하부에 설치되어 미세한 물방울의 비산을 방지하여 냉각탑 내로 회수하는 비산방지판(39)과, 케이싱(1)을 지지하는 지지부재인 외곽 지지기둥(11)과, 케이싱(1) 내부의 상부 영역에 설치되어 고온의 냉각수를 하향 살수하는 살수부(37)와, 살수부(37)의 하부에 배치되어 열교환 작용이 발생하는 필러(15)와, 냉각수를 수령하며 저온 냉각수의 배출구를 갖는 집수조(16)와, 외부 공기가 유입되는 공기유입부(21)를 갖는다.

공기유입부(21)는 케이싱(1)의 하부에 형성된 공기유입공간(22)과,집수조(16) 중앙 영역에 적절히 마련된 공기유입로(23)와, 공기유입로(23)를 통과한 공기를 분산시키는 내장형 루버(26)를 가진다. 공기유입공간(22)은 공기가 냉각탑 하부에서 원활히 유입될 수 있도록 외곽 지지기둥(11)이 설치면으로부터 이격되어 케이싱(1)을 지지하도록 함으로써 케이싱(1)의 하부에 형성되고, 공기유입로(23)는 공기유입공간(22)을 통과한 공기가 냉각탑 내의 필러(15)와 집수조(16) 사이의 공기유동공간(24)으로 유입될 수 있도록 집수조(16) 중앙 영역에 적절히 마련되며, 공기유동공간(24) 내의 열교환 필러(15) 하부와 집수조(16) 상부 사이에는 내장형 루버(26)가 설치되어 공기유입로(23)를 통과한 공기를 분산시킨다.

내장형 루버(26)는 한 쌍이 상호 대향하는 사다리꼴 형태로서 루버 블레이드(28)는 계단식으로 배치되고 하단부가 집수조(16)로 이어지는 구조로서, 상단에는 낙수 누출을 막고 루버를 지지하는 루버 지붕판(32)과, 내측 단부에 물막이 벽(25)이 형성되고 집수조(16)로 낙수를 유도할 수 있도록 외측을 향한 하향 경사각을 가진 루버 블레이드(28)와, 루버 블레이드(28)를 지지하는 루버 프레임(27)을 가진다. 루버 프레임(27)의 측부의 양단에는 루버 프레임(27) 밖으로 낙수의 누출을 막는 물막이 판(30)이 형성되며, 상호 대향하는 루버의 양 측부에는 공기가 유입되는 개구부(29)가 형성되고 개구부(29) 하부에는 양측의 루버 프레임(27)을 고정하는 지지 비임(19)이 설치되고 있고, 복수의 루버 지지기둥(31)은 기초 체결판(47)에 고정되어 루버 지붕판(32)을 지지하고 있다. 또한, 루버 지붕판(32) 위의 양단에도 물막이 판(33)이 설치되어 개구부(29)로의 낙수 누출을 막고 있으며, 내장형 루버(26)는 보수 시 편리하게 착탈할 수 있는 조립식 구조로서 내부식성에 강한 합성수지 또는 융용 아연도 철판 또는 스테인레스 재료로 제조할 수 있다.

집수조(16)는 공기가 냉각탑 하부에서 유입될 수 있도록 집수조(16) 중앙에 적절한 공기유입로(23)를 형성하면서 외각으로 배치되어 있고, 냉각수 출구(17)와 소제구(18)를 가진다. 또한 집수조(16)는 냉각탑 케이싱(1) 외곽보다 크게 제작되고 케이싱(1) 하단은 집수조(16) 상단까지만 설치되어, 케이싱(1) 하단과 집수조(16) 내의 수면 사이에 형성된 상부 공기유입구(10)를 통해서 일부의 외부 공기가 유입되며, 또한 케이싱(1) 외곽보다 크게 제작된 집수조(16)에 의해 케이싱(1)을 타고 흐르는 냉각수의 외부 누출이 차단된다.

외곽 지지기둥(11)은 집수조(16)를 사이에 두고 외곽 상부 지지기둥(12)과 외곽 하부 지지기둥(13)으로 나뉘어지며, 외곽 상부 지지기둥(12) 하부 끝단과 외곽 하부 지지기둥(13) 상부 끝단에는 볼트 체결판이 취부되어 가스켓(20)과 집수조(16) 바닥을 사이에 두고 외곽 상부 지지기둥(12)과 외곽 하부 지지기둥(13)이 일직선으로 볼트 체결 결합되어 지지 하중이 기초 바닥으로 전달될 수 있도록 하고 있다.

살수부(37)는, 고온 냉각수를 필러(15)로 고르게 살수하기 위하여 분배 주관(34)이 냉각탑 상부 일측을 통하여 냉각탑 반대측 상부로 수평 배열하고, 분배 분기관(35)이 필러(8) 상단에서 분배 주관(34)과 연결되며, 분배 분기관(35)에는 다수의 살수노즐(36)이 설치되는 구조로 되어 있다.

필러(15)는 살수부(37)의 하부에 배치되어 냉각수의 하향 유동 및 공기의 상향 유동을 안내하는데, 필러(15)를 지지하기 위하여 케이싱(1)의 벽면을 따라 수평으로 배치되는 제1 수평 지지비임(40)과 필러 지지비임(41)이 설치된다. 제1 수평 지지비임(40)과 필러 지지비임(41) 사이에는 복수의 지지봉(42)이 배치되며, 지지봉(42)은 양단부에 하향 절곡된 장착절곡부를 가지며, 필러 지지비임(41)과 제1 수평 지지비임(40)은 장착절곡부가 삽입되는 장착공을 갖고 있다.

천정부(9)는 지붕판(3)과 공기배출구(5), 그리고 공기배출구(5)를 형성하는 팬 실린더(7)를 가진다. 공기배출구(5)에는 필러(15)를 통과하여 더워진 공기를 외부로 방출시키는 통풍 팬(8)이 설치되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 고온의 냉각수는 살수부(37)로 유입되어 필러(15)로 살수되고, 필러(15)로 살수된 냉각수는 필러(15)를 통과하면서 공기와 열교환 작용을 통해 냉각되고, 냉각된 저온의 냉각수는 필러(15) 하부의 집수조(16)에 집수된 후, 냉각수 출구(35)를 통하여 열교환 장치에 공급되고 더워진 냉각수는 냉각탑으로 재순환된다. 필러(15)을 통과한 냉각수가 수직으로 낙수하여 집수조(16)의 냉수 표면과 부딪치면서 발생되는 수적음을 감소시키기 위하여 내장형 루버(26)에는 필러(15)를 통과한 냉각수를 집수조(16)로 유도할 수 있도록 외측을 향한 하향 경사각을 가지고 내측 단부에 물막이 벽(25)이 형성된 다수의 루버 블레이드(28)가 설치되고 있다.

한편, 냉각수와 직접 접촉을 통하여 증발 잠열로서 냉각수를 냉각시키는 외부 공기는, 냉각탑 상부에 설치되어 있는 통풍팬(8)의 통풍 작용에 의해 케이싱(1) 하부의 공기유입공간(22)으로 들어와 집수조(16)의 중앙영역에 마련되어 있는 공기유입로(23)를 통과하고, 공기유입로(23)를 통과한 공기는 필러(15) 하부의 공기유동공간(24) 내에 설치되어 있는 내장형 루버(26)와 루버의 양 측부의 개구부(29)로 주로 유입되고 케이싱(1) 하단과 집수조(16) 내의 수면 사이에 형성된 상부 공기유입구(10)를 통해서도 일부의 외부 공기가 유입되어 필러(15)로 상향 유동하면서 살수부(37)에 의해 하향 유동하는 냉각수와 접촉하며 열교환 작용을 한 뒤 냉각탑 외부로 배출된다. 이 때 통풍 공기를 통해 미세한 물방울들이 비산되는 것을 방지하기 위하여 냉각탑의 통풍팬(8) 하부에는 비산방지판(39)이 설치되는데, 비산방지판(39) 내에 비산 방지 굴곡 돌출부를 통해 미세한 물방울의 비산을 방지하여 냉각탑 내로 회수하는 작용을 한다. 비산방지판 지지 방식은 필러 지지 방식과 동일하여 제2 수평 지지비임(44)과 비산방지판 지지비임(45) 사이에 복수의 지지봉(42)이 배치된다.

도 3은 본 발명에 따른 또 다른 실시 예를 보인 원형 냉각탑의 종단면도이다. 이에 도시된 바와 같이, 내장형 루버(26)는 내측 단부에 물막이 절곡부(25)가 형성되고 외측 방향으로 하향 경사각을 가진 반지형상의 다수의 루버 블레이드(28)를 가지며, 루버(26) 상부에는 낙수의 누출을 막는 루버 지붕판(32)을 설치하고, 기초 체결판이 취부된 지지 기둥관이 루버 지붕판(32) 중심 하부에 설치되어 내장형 루버(26)를 지지하는 방식으로 내장형 루버가 원형 냉각탑에도 적용된다.

전술 및 실시예들에서는, 중심기둥관이 없는 각형 및 원형 냉각탑에 대하여 상술하였으나 냉각탑 지지 및 급배수 기능을 동시에 할 수 있는 중심기둥관을 설치한 냉각탑에도 적용할 수 있으며, 이 경우 루버를 지지하는 별도의 지지기둥은 배제할 수 있다.

또한, 전술 및 실시예들에서는, 내장형 루버가 한 쌍이 상호 대향하여 사다리꼴 형상으로 배치되는 것에 대하여 상술하였으나, 내장형 루버를 일측에만 설치할 수도 있음은 물론이다.

또한, 전술 및 실시예들에서는, 내장형 루버를 개방형 냉각탑에 적용하는 것에 대하여 상술하였으나, 밀폐형 냉각탑에도 적용할 수 있다.

이상과 같이, 냉각탑 하부에 공기유입로를 설치하며 공기유입로를 통과한 공기를 분산시키는 내장형 루버를 한 쌍이 상호 대향하여 사다리꼴 형상으로 배치되고 하단부가 집수조로 이어지도록 설치하여, 동절기의 루버 빙결 손상과 대기의 부유 이물질 침입을 최소화하고 낙수소음을 감소시키며, 집수조의 경량화와 효율적인 공기 유동을 도모하고 냉각탑의 외장을 개선시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 동절기의 루버 빙결 손상과 대기의 부유 이물질 침입을 최소화하고 낙수소음을 감소시키며, 집수조의 경량화와 효율적인 공기 유동을 도모하고 외장이 개선된 루버 내장형 냉각탑이 제공된다.

Claims (2)

1. 냉각탑에 있어서,

   케이싱과,

   상기 케이싱의 하부에 소정의 공기유입공간을 두고 설치면으로부터 이격되게 배치되어 상기 케이싱을 지지하는 지지부재와,

   상기 케이싱 내부의 상부영역에 설치되어 고온의 냉각수를 하향 살수하는 살수부와,

   상기 살수부의 하부에 배치되어 냉각수의 하향유동 및 공기의 상향유동을 안내하여 열교환시키는 필러와,

   상기 케이싱 내부의 하부영역에 상기 필러와 소정의 공기유동공간을 두고 배치되어 상기 필러를 통과한 냉각수를 수령하는 집수조와,

   상기 집수조를 통과하여 상기 공기유입공간과 상기 공기유동공간을 연통시키는 공기유입로와,

   상기 공기유동공간 내에 설치되어 상기 공기유입로를 통과한 공기를 분산시키는 적어도 하나의 내장형 루버를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각탑.
2. 제1항에 있어서,

   상기 공기유입로는 상기 집수조의 중앙영역에 마련되며, 상기 내장형 루버는 한쌍이 상호 대향하여 사다리꼴 형상으로 배치되고, 하단부가 상기 집수조를 향한 하향 경사각을 가지고 상단에 수직방향의 물막이 벽을 가진 다수의 루버 블레이드를 갖는 것을 특징으로 하는 냉각탑.