KR100566007B1 - 증발식 냉각탑 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환장치를 순환하면서 가열된 냉각수를 외부에 노출시키지 않고 냉각시킬 수 있도록 하는 증발식 냉각탑에 관한 것으로,

물을 모아주는 하부와, 공기가 유입되는 통풍구와, 공기를 외부로 배출시키는 배출구가 형성된 상부와, 공기를 유입시키기 위한 송풍팬 및 상기한 상부 내측에서 물을 뿌려주는 살수장치가 구비되어 있으며, 상기 살수장치에서 뿌려지는 물방울의 증발잠열을 이용하여 냉각수를 냉각시켜서 열교환장치로 순환시킬 수 있도록 구성되는 냉각탑에 있어서,

상기 냉각탑 일측에 설치되며, 그 하부에 저장된 물을 상부의 살수장치로 강제 이송시켜주기 위한 펌프가 장설되어 있는 물펌핑관과;

상기 냉각탑 내부에 입설되는 지지틀과, 그 지지틀에 종횡방향으로 다수열 배치되는 판형 냉각판과, 상,하측으로 이웃한 판형 냉각판들 각각을 이어주는 연결관과, 상측에 횡방향으로 배치되어 있는 판형 냉각판들 각각에 냉각수의 유입을 분배하여주는 냉각수 분배관과, 하측에 횡방향으로 배치되어 있는 판형 냉각판들 각각에서 유출되는 냉각수를 모아주는 냉각수 집수관이 구비되어 있는 냉각수 냉각유닛과;

상기 냉각수 냉각유닛의 냉각수 분배관과 열교환장치의 냉각수 유출구를 연결시켜주는 냉각수 회수순환라인과;

상기 냉각수 냉각유닛의 냉각수 집수관과 열교환장치의 냉각수 유입구를 연 결시켜주는 냉각수 공급회수라인;

을 포함하여 상기 냉각탑에 저장된 물은 물펌핑관을 통해 냉각수 냉각유닛의 상방에서 사방으로 뿌려지면서 증발하여 각 판형 냉각판으로부터 열을 빼앗는 작용만을 수행하도록 하며, 냉각수는 냉각수 냉각유닛의 각 판형 냉각판을 순환하는 과정에서 냉각된 후 열교환장치로 순환되어 열교환 작용을 한 다음 다시 냉각수 냉각유닛으로 순환하는 작용을 반복적으로 수행하도록 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 발명이다.

냉각탑, 열교환장치, 냉각수 냉각유닛, 판형 냉각판

Description

증발식 냉각탑{Evaporating type cooling device}

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 냉각탑과 열교환장치의 연결상태도.

도 2 및 도 3은 본 발명을 설명하기 위한 냉각탑 내부의 냉각수 냉각유닛의 정면 설치상태도 및 측면 설치상태도.

도 4는 도 2의 A-A선 단면도.

도 5는 본 발명의 냉각수 냉각유닛의 판형 냉각판 종단면도.

도 6은 본 발명의 판형 냉각판의 다른 실시예를 나타낸 종단면도.

도 7은 본 발명의 냉각탑의 다른 실시예.

도 8은 종래 기술

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 냉각탑 2 : 냉각수 냉각유닛

3 : 열교환장치 4a : 냉각수 회수순환라인

4b : 냉각수 공급순환라인 11 : 상부

12 : 하부 13 : 통풍구

14 : 물펌핑관 15 : 펌프

16 : 살수장치 17 : 물분배관

18 : 배출구 19 : 송풍팬

21 : 지지틀 22 : 판형 냉각판

23 : 연결관 24 : 냉각수 분배관

25 : 냉각수 집수관 222 : 순환통로

31 : 냉각수 유출구 32 : 냉각수 유입구

본 발명은 병원이나 빌딩 등의 공기조화기 또는 공장의 제품 생산라인에 설치되는 냉동 및 냉각장치 등의 열교환장치를 순환한 후 냉각탑 내부로 회수되는 가열된 냉각수를 외부에 노출시키지 않고도 냉각탑 내부에서 냉각시킬 수 있도록 하는 증발식 냉각탑에 관한 것이다.

일반적으로 냉각탑은 병원,이나 빌딩 등에서 냉방을 위한 냉각시스템에 사용되고 있을 뿐 아니라 공장 등에서 공조기에 필수적으로 사용되는 냉각수 공급장치로서, 냉각탑은 건물의 옥상 등에 외부로 노출시킨 상태로 설치되어 열교환장치에서 가열된 냉각수를 다수의 노즐이 형성된 살수관 또는 스프링클러를 이용하여 가는 빗줄기 모양으로 살수하여 공기와의 접촉이 활발하게 이루어지도록 하여 냉각수의 일부를 증발시키므로써 수온을 떨어뜨리는 작용을 하는 것이며, 이렇게 냉각탑에서 냉각된 냉각수는 그 자체로 열교환장치에 공급되어진다.

도 8의 도시는 종래 기술의 냉각탑의 일례를 보여주는 것으로, 종래의 냉각탑(100)은 냉각수를 냉각시키기 위한 상부케이스(101)와 냉각수를 모아주는 하부케 이스(102)로 구성되어 있으며, 상기한 상,하부 케이스(101)(102) 사이에는 공기유입통로(103)가 형성되어 있다. 상기의 공기유입통로(103)는 상,하부 케이스들이 이격된 공간으로 형성되어 있거나 또는 다수의 통풍공 구조로 형성된다.

상기 상부케이스(101) 상부의 공기배출구(104) 내부에는 상부케이스(101) 내부의 공기를 강제로 배출시키기 위한 송풍팬(200)이 설치되어 있으며, 또 상부케이스 내부에는 냉각수를 공기에 활발하게 접촉시키기 위한 충진물(300)이 설치되어 있다.

상기 상,하부 케이스(101)(102)의 중심에는 냉각수 파이프(400)가 설치되어 있는데, 상기 냉각수 파이프(400)의 상단에는 충진물(300) 위에서 냉각수를 사방으로 살수하는 살수장치(401)가 설치되어 있고, 냉각수 파이프(400)의 하단은 하부케이스(102)의 저부로 노출되어 있다.

상기 하부케이스(102)의 저부 일측에는 냉각수를 이용하여 냉방작동 또는 냉각작동을 하는 열교환장치(500)로 순환시키는 냉각수 배출관(105)이 연결되어 있으며, 또한 하부케이스(102)의 저부 중심을 관통하여 노출된 냉각수 파이프(400) 하단에는 열교환장치(500)에서 열교환작용으로 가열된 냉각수를 회수하기 위한 냉각수 회수관(106)이 연결되어 있다. 그리고 상기한 냉각수 배출관(105) 또는 냉각수 회수관(106)에는 냉각수를 강제순환시키기 위한 펌프(도시 없음)가 장설되어 있다.

한편, 상기 열교환장치(500)에는 냉각수를 순환시키기 위한 열교환 파이프(501)가 장착되어 있는데, 상기한 열교환 파이프(501)의 유입단은 냉각수 배출관(105)에 연결되게 하고, 유출단은 냉각수 회수관(106)에 연결시키고 있다.

상기와 같은 구조로 구성된 종래의 냉각탑은 다음과 같은 문제점이 있다.

냉각탑(100) 자체가 외부에 노출되어 있기 때문에 공기 중에 부유하는 먼지나 미세한 이물질이 공기유입통로(103)를 통해 하부케이스(102)에 저장된 냉각수에 유입될 뿐 아니라 상부케이스(101)에 충진되어 있는 충진물(300)에도 부착될 수 있으며, 또한 근래에 문제시 되고 있는 산성비가 노출된 하부케이스(102)로 유입될 수 있는데, 이렇게 냉각수를 오염시킨 먼지, 이물질 및 산성비는 냉각수 순환계통 예를 들면, 냉각수 파이프(400), 냉각수 배출관(105), 냉각수 회수관(106) 그리고 열교환장치(500)의 열교환 파이프(501) 내부에 스케일을 형성시키게 되는 요인이 되며, 스케일이 점점 확대됨에 따라 냉각수는 원활하게 흐르지 못하게 되어 열교환장치(500)의 열교환효율을 현저히 떨어뜨리는 문제점이 발생된다.

또한, 냉각수가 순환하는 파이프에 스케일이 끼이기 때문에 주기적으로 스케일을 제거하는 작업을 수행하는데 많은 시간과 인력이 소요될 뿐 아니라 비용도 많이 들게 되며, 또 스케일 제거작업을 행하는 동안에는 열교환장치(500)의 열교환작동을 정지시켜야 하기 때문에 그 시간동안 병원이나 빌딩 등에서는 공기조화기 등을 가동할 수 없게 되는 불편이 초래될 것이고, 또 공장 등에서는 공기조화기 및 냉동 및 냉각장치를 가동시킬 수 없어 제품생산에 차질이 생기게 되는 등 여러가지의 문제점이 발생될 수도 있다.

상기와 같은 종래 기술의 냉각탑에서 나타나는 제반 문제점들은 냉각탑(100)의 상부케이스(101) 상부에서 뿌려주면서 공기와의 접촉으로 기화되는 증발잠열에 의해 냉각된 냉각수 자체를 순환시켜서 열교환장치(500)의 열교환작동이 이루어지 게 하는 구조로 구성되어 있기 때문이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 제반 문제점을 해결하고자 제안한 것으로, 냉각탑에 저장된 물은 냉각탑 내부에서만 순환하면서 공기와의 접촉으로 증발하여 판형 냉각판을 냉각시키는 작용을 하는 한편, 냉각탑 내부에 설치된 냉각수 냉각유닛의 각 판형 냉각판들을 순환하는 냉각수는 외부로 노출되지 않은 상태에서 열교환장치를 순환케 하는 수단으로 냉각수가 먼지나 이물질 및 산성비에 오염되지 않도록 하므로서 냉각수가 순환하는 냉각수 냉각유닛의 각 판형 냉각판을 비롯하여 열교환장치의 열교환 파이프에 먼지, 이물질 및 산성비에 의한 스케일이 생성되지 않도록 하여 열교환장치의 열교환 효율을 높일 수 있도록 하는데 목적을 두고 발명한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수단은,

물을 모아주는 하부와, 공기가 유입되는 통풍구와, 공기를 외부로 배출시키는 배출구가 형성된 상부와, 공기를 유입시키기 위한 송풍팬 및 상기한 상부 내측에서 물을 뿌려주는 살수장치가 구비되어 있으며, 상기 살수장치에서 뿌려지는 물방울의 증발잠열을 이용하여 냉각수를 냉각시켜서 열교환장치로 순환시킬 수 있도록 구성되는 냉각탑에 있어서,

상기 냉각탑 일측에 설치되며, 그 하부에 저장된 물을 상부의 살수장치로 강제 이송시켜주기 위한 펌프가 장설되어 있는 물펌핑관과;

상기 냉각탑 내부에 입설되는 지지틀과, 그 지지틀에 종횡방향으로 다수열 배치되는 판형 냉각판과, 상,하측으로 이웃한 판형 냉각판들 각각을 이어주는 연결관과, 상측에 횡방향으로 배치되어 있는 판형 냉각판들 각각에 냉각수의 유입을 분배하여주는 냉각수 분배관과, 하측에 횡방향으로 배치되어 있는 판형 냉각판들 각각에서 유출되는 냉각수를 모아주는 냉각수 집수관이 구비되어 있는 냉각수 냉각유닛과;

상기 냉각수 냉각유닛의 냉각수 분배관과 열교환장치의 냉각수 유출구를 연결시켜주는 냉각수 회수순환라인과;

상기 냉각수 냉각유닛의 냉각수 집수관과 열교환장치의 냉각수 유입구를 연결시켜주는 냉각수 공급회수라인;

을 포함하여 상기 냉각탑에 저장된 물은 물펌핑관을 통해 냉각수 냉각유닛의 상방에서 사방으로 뿌려지면서 증발하여 각 판형 냉각판으로부터 열을 빼앗는 작용만을 수행하도록 하며, 냉각수는 냉각수 냉각유닛의 각 판형 냉각판을 순환하는 과정에서 냉각된 후 열교환장치로 순환되어 열교환 작용을 한 다음 다시 냉각수 냉각유닛으로 순환하는 작용을 반복적으로 수행하도록 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 것이다.

그리고, 상기 냉각수 냉각유닛을 형성하는 각 판형 냉각판들은 그 내부에 냉각수를 지그재그상으로 순환시키는 다수의 순환통로가 형성되어 있으며, 또한 각 판형 냉각판들의 양측면은 전열면적을 증대시키기 위해 각 순환통로들의 양측면을 외측으로 볼록하게 돌출되는 곡면으로 구성한 것임을 특징으로 하는 것이며,

또한 상기 판형 냉각판들의 양측 외면 전체와 그 내부의 각 순환통로들 각각 의 내면에는 전열면적을 더 증대시키기 위하여 다수의 돌부를 포함하여 구성한 것임을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 냉각탑과 열교환장치의 연결상태도이며, 도 2 및 도 3은 본 발명을 설명하기 위한 냉각탑 내부의 냉각수 냉각유닛의 정면 설치상태도 및 측면 설치상태도이고, 도 4는 도 2의 A-A선 단면도이며, 도 5는 본 발명의 냉각수 냉각유닛의 판형 냉각판 종단면도이고, 도 6은 본 발명의 판형 냉각판의 다른 실시예를 나타낸 종단면도이며, 도 7은 본 발명의 냉각탑의 다른 실시예를 도시한 것이다.

도면부호 1은 냉각탑을 나타내는 것으로, 상기 냉각탑(1)은 병원, 빌딩 등 고층건물의 옥상이나 공장건물의 외부에 노출된 상태로 설치된다.

상기 냉각탑(1)은 냉각수 냉각유닛(2)이 설치되는 상부(11)와 물을 저장하여주는 하부(12) 그리고 상부와 하부 사이에 외부공기를 유입시키기 위한 통풍구(13)를 구비하고 있는 구성으로 되어 있다.

상기 냉각탑(1)의 일측에는 하부(12)에 저장된 물을 상부(11)로 이송시키기 위한 물펌핑관(14)이 설치되어 있으며, 상기한 물펌핑관(14)에는 물을 펌핑하는 펌프(15)가 장설되어 있다.

상기 물펌핑관(15)의 상단은 상부(11)를 관통하여 그 내측 상방에 설치되는 살수장치(16)에 연결되는데, 상기한 살수장치(16)는 물을 가는 물줄기로 사방으로 뿌려주는 스프링클러가 사용될 수 있으나, 본 발명에서는 물펌핑관(15)의 상단이 연결된 물분배관(17)에 일정간격을 두고 다수열 평행하게 연결된 살수관(파이프)으로 구성한 것을 실시예로 하고 있으며, 상기한 각 살수관들 각각에는 물을 가는 빗줄기 모양으로 뿌려주는 노즐공이 다수 형성되어 있다.

그리고 상기 냉각탑(1)의 상부(12)에는 공기를 배출시키는 배출구(18)가 형성되어 있으며, 상기의 배출구(18)에는 공기를 강제로 배출시켜주기 위한 송풍팬(19)과 살수장치(16)에서 물을 살수할 때 비산되는 물방울은 외부로 배출되지 않게 하면서 공기만 배출시킬 수 있는 엘리미네이터(18a)가 설치되어 있다.

본 발명의 특징은, 상기 냉각탑(1)의 하부(12)에 저장된 물은 물펌핑관(14)에 장설된 펌프(15)에 의해 펌핑되어 살수장치(16)를 통해서 냉각수 냉각유닛(2)으로 고르게 뿌려지면서 공기와의 접촉으로 증발하면서 주위 열을 빼앗는 작용만을 반복하도록 하는 한편, 상기 냉각수 냉각유닛(2)을 순환하는 냉각수는 외부에 노출되지 않는 상태에서 열교환장치(3)를 순환하도록 하므로서 냉각수가 먼지, 산성비 등에 오염되지 않도록 하므로서 냉각탑(1)의 냉각수 냉각효율의 향상과 함께 열교환장치(3)의 열교환효율을 향상시킬 수 있도록 한 것에 있다.

상기 냉각수 냉각유닛(2)은 냉각탑(1) 내부에 입설되는 지지틀(21)과, 이 지지틀에 종횡으로 다수열 설치되는 다수의 판형 냉각판(22)과, 종방향으로 배열되는 각 판형 냉각판(22)들을 연결하여주는 연결관(23)과, 지지틀(21) 최상측에 위치하여 횡방향으로 배치된 판형 냉각판(22)들 각각에 냉각수을 고르게 분배하여 공급하는 냉각수 분배관(24)과, 지지틀(21)의 최하측에 위치하여 횡방향으로 배치된 판형 냉각판(22)들 각각에서 유출되는 냉각수를 모아주는 냉각수 집수관(25)으로 구성되어 있다. 그리고 상기한 냉각수 분배관(24)과 열교환장치(3)의 냉각수 유출구(31)는 냉각수 회수순환라인(4a)으로 연결되며, 상기한 냉각수 집수관(25)과 열교환장치(3)의 냉각수 유입구(32)는 냉각수 공급순환라인(4b)으로 연결되는 구조로 구성되어 있는바, 상기한 각 구성요소들의 설치구조를 설명하면 다음과 같다.

상기한 지지틀(21)은 냉각탑(1)의 내부에 수직으로 입설된 채 서로 마주하게 설치된 복수개의 세로기둥(부호 생략) 각각에는 상,하 일정간격으로 가로지지바(부호 생략)들이 설치되어 있으며, 상기한 가로바들 위에 다수의 판형 냉각판(22)들이 종횡으로 다수열 설치되는 것이며,

상기한 지지틀(21)에 일정간격을 유지한 채 종횡으로 다수열 설치되어 있는 판형 냉각판(22)들 중에서 최상측에 위치하는 판형 냉각판(22)들은 살수장치(16)보다 낮은 위치에 설치되어 있으며, 최하측에 위치하는 판형 냉각판(22)들은 하부(12)에 저장된 물의 수면보다 높은 위치에 설치되어 있으며, 또한 상기 각 판형 냉각판(22)들은 도 4의 도시와 같이 그 내부에는 칸막이(221)들에 의해 구획된 채 냉각수를 지그재그상으로 순환시키는 다수의 순환통로(222)가 형성되어 있다.

상기의 판형 냉각판(22)들은 전열면적을 확대시키기 위하여 순환통로(222)들의 양측면이 외측으로 볼록하게 돌출되는 곡면(223)으로 형성되어 있으며(도 5 참조), 또 판형 냉각판(22)들의 전열면적을 더 확대시키기 위해서는 도 6의 도시와 같이 그 외면 전체와 각 순환통로들의 내면에 다수의 돌부(224)(225)를 연속적으로 형성시킬 수도 있다.

상기한 연결관(23)은 상,하측에 위치하는 판형 냉각판(22)들을 연결시키는데, 연결관(23)의 상단은 상측에 위치한 판형 냉각판(22) 하측의 순환통로에 연결되고 그 하단은 하측에 위치한 판형 냉각판(22) 상측의 순환통로에 연결되는 구조로서, 지지틀(21)의 최상측에 설치된 판형 냉각판(22)에서부터 최하측에 설치된 판형 냉각판(22)에 이르기까지 연속해서 연결시키고 있으며, 또한 상기 연결관(23)은 도 2의 도시와 같이 상,하 종방향으로 배열된 판형 냉각판(22)들끼리 서로 연속적으로 연결된 상태가 되게 하는 것이다.

상기한 냉각수 분배관(24)은 최상측에 설치된 판형 냉각판(22)들의 일측에 수평상으로 설치되어 있으며, 냉각수 분배관(24)의 상부에 일정간격으로 연결되어 있는 다수의 유입관(241)들은 최상측의 판형 냉각판(22)들 각각의 상측 순환통로(222)에 연결되어 있다.

상기한 냉각수 집수관(25)은 최하측에 설치된 판형 냉각판(22)들의 일측에 수평상으로 설치되어 있으며, 냉각수 집수관(25)의 상부에 일정간격으로 연결되어 있는 다수의 유출관(251)들은 최하측의 판형 냉각판(22)들 각각의 하측 순환통로(222)에 연결되어 있다.

상기한 냉각수 회수순환라인(4a)의 일단은 열교환장치(3)의 냉각수 유출구(31)에 연결되고 그 타단은 냉각수 분배관(24)에 연결되는 구조로 설치되어 있으며, 상기한 냉각수 공급순환라인(4b)의 일단은 열교환장치(3)의 냉각수 유입구(32)에 연결되고 그 타단은 냉각수 집수관(25)에 연결되는 구조로 설치되어 있다.

그리고 상기 열교환장치(3)에는 냉각수를 순환시키서 열교환 작동을 수행하는 열교환 파이프(33)가 장설되어 있으며, 냉각수 냉각유닛(2)과 열교환장치(3)를 순환하는 냉각수는 도시하지 않은 순환펌프에 의해 순환하도록 구성되어 있다.

한편, 상기 냉각탑(1)의 하부(12) 일측에는 물을 보충해주기 위한 보충수 공급관(5)이 설치되어 있으며, 상기 하부(12)의 내측으로 돌출된 보충수 공급관의 끝단에 장설된 밸브(51)에 연결 설치된 볼탑(52)은 저장된 물의 수면에 따라 상,하로 움직이면서 밸브(51)를 자동으로 개폐하면서 냉각탑(1)에 저장되는 물이 항시 적정수위를 유지할 수 있도록 조절하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명한다.

상기 냉각탑(1)은 하부(12)에 저장된 물을 펌프(15)로 펌핑하여 상부(11)에 설치된 살수장치(16)로 이송시켜서 물이 살수장치에 의해서 냉각수 냉각유닛(2)의 상방에서 가는 물줄기로 뿌려지도록 하므로서 뿌려진 물방울이 공기와의 접촉으로 증발하면서 냉각수 냉각유닛(2)의 각 판형 냉각판(22)의 열을 빼앗아 각 판형 냉각판(22)을 순환하는 냉각수의 온도를 떨어뜨리는 작용만을 담당하는 것이다.

그리고 냉각수 냉각유닛(2)은 지지틀(21)에 종횡으로 다수열 설치되어 있는 각 판형 냉각판(22)들을 순환하는 냉각수를 외부로 노출시키지 않고 열교환장치(3)에서의 열교환작용으로 가열된 냉각수를 냉각탑(1)에서 냉각시킨 다음 다시 열교환장치(3)로 순환시키는 작용을 담당하는 것이다.

먼저, 상기 냉각탑(1)의 작용을 설명하면, 냉각탑(1)의 냉각작동은 펌프(15)와 송풍팬(19)을 가동시키는 것으로부터 시작된다.

상기 펌프(15)가 가동하게 되면 하부(12)에 저장되어 있는 물은 물펌핑관(14)을 통해 이송되어 상부(11) 내부 일측에 설치된 물분배관(17)을 통해서 살수장치(16)로 분배 공급되며, 상기 살수장치(16)는 물을 가는 빗줄기 모양으로 사방에 뿌려주게 된다.

상기와 같이 뿌려지는 물줄기는 냉각수 냉각유닛(2)에 종횡으로 다수열 설치되어 있는 각 판형 냉각판(22)을 고르게 적셔주게 되며, 이와 동시에 송풍팬(19)의 작동에 의해 외부 공기가 통풍구(13)를 통해 냉각탑(1) 내부로 유입되어 각 판형 냉각판(22)들과 접촉하게 되면서 각 판형 냉각판(22)을 적시고 있는 물방울을 증발시키게 되며, 이와 같이 물방울이 공기와의 접촉에 의해 증발할 때 판형 냉각판(22)을 열을 빼앗게 된다. 따라서 각 판형 냉각판(22)은 물방울의 증발잠열에 의하여 냉각되는 것이며, 증발되지 않은 물방울은 밑으로 떨어져 하부(12)에 모아지면서 다시 펌프(15)에 의해 물펌핑관(14)을 통해 살수장치(16)로 이송되어 사방으로 뿌려지는 순환과정을 반복하게 되는 것이다.

상기와 같이 냉각탑(1)은 하부(12)에 저장된 물을 펌프(15)로 펌핑하여 살수장치(16)로 뿌려주는 작동을 반복하여 그 내부에 장착되어 있는 냉각수 냉각유닛(2)의 각 판형 냉각판(22)을 냉각시키는 작용만을 담당하도록 구성되어 있다.

따라서 상기와 같은 본 발명의 냉각탑(1)의 구성은 기존의 냉각탑 구성 즉, 냉각탑에 저장된 물을 냉각시키고 그 냉각된 물을 이용하여 열교환작용을 하도록 한 구성과는 다른 특징을 가지고 있다.

다음, 상기 냉각수 냉각유닛(2)의 작용을 설명한다.

상기 냉각수 냉각유닛(2)의 최상측에 수평상으로 배열된 각 판형 냉각판(22)들로는 열교환장치(3)의 냉각수 유출구(31)에 연결된 냉각수 회수순환라인(4a)으로부터 회수되는 가열된 냉각수가 유입되는 것이며, 이와 같이 최상측의 각 판형 냉각판으로 유입된 가열된 냉각수는 그 내부에 다수의 칸막이(221)들에 의해 구획된 다수의 순환통로(22)를 지그재그상으로 순환하는 과정에서 물방울의 증발잠열에 의해 냉각되기 시작하는데, 최상측의 각 판형 냉각판(22) 내부의 순환통로(22)들을 순환작용을 마친 냉각수는 연결관(23)을 통해 바로 밑에 설치된 다음의 판형 냉각판(22)으로 유입되어 다시 다수의 순환통로(222)를 지그재그상으로 순환하면서 냉각되는 것이며, 이와 같은 냉각수의 순환작동 및 냉각작동은 최하단에 설치된 각 판형 냉각판(22)으로 이동하여 순환하는 동안 계속하여 이루어지게 되는 것이다.

따라서 열교환장치(3)의 열교환 파이프(33)를 순환하면서 열교환작용을 수행한 가열된 냉각수는 냉각수 냉각유닛(2)의 최상측에 설치된 각 판형 냉각판(22)으로 유입되어 그들 각각의 밑에 종열로 배치된 각 판형 냉각판을 차례로 순환하여 최하단에 설치된 판형 냉각판(22)을 순환하는 과정에서 적정온도(대략 2∼5℃)로 냉각되는 것이며, 최하단 각 판형 냉각판(22)의 하측 순환통로에 연결된 유출관(251)을 통해 냉각수 집수관(25)으로 모아진 냉각수는 냉각수 공급순환라인(4b)을 통해 열교환장치(3)의 냉각수 유입구(32)로 유입되어 소정의 열교환작동을 수행한 후 다시 냉각수 회수순환라인(4a)을 통해 냉각수 분배관(24)에 의하여 냉각수 냉각유닛(2)의 최상측에 설치된 각 판형 냉각판(22)으로 분배 공 급되어 냉각되는 작동을 반복하게 되는 것이다.

상기와 같은 냉각수 냉각유닛(2)은 열교환장치(3)에서 열교환작동을 수행하는 냉각수를 외부로 노출시키지 않는 상태로 냉각탑(1) 내부에서 가열된 냉각수를 냉각시키는 작용만을 담당하게 되므로서 냉각수는 종래와 같이 먼지, 산성비 등에 오염되는 현상이 발생되지 않게 되어 열교환장치(3)의 열교환효율을 향상시킬 수 있게 될 뿐 아니라 냉각수 냉각유닛(2)의 냉각효율을 증대시킬 수 있는 것이다.

그리고 냉각탑(1)의 내부에 외부 공기를 유입시키기 위한 송풍팬(19)은 도 2 및 도 3의 도시와 같이 냉각탑(1)의 상부(11)에 장착하거나 또는 도 7의 도시와 같이 통풍구(13)의 일측에 장착할 수 있으며, 또 냉각수 냉각유닛(2)에 종횡으로 다수열 설치된 각 판형 냉각판(22)들 각각에서 상,하 종열로 설치된 판형 냉각판들을 연결시켜주는 연결관(23)들을 도 2 내지 도 4의 도시와 같이 일측 방향으로 설치하여 냉각수를 순환시키게 하거나 또는 도면에 도시하지 않았지만 연결관(23)들을 좌,우 양측에 지그재그상으로 설치할 수도 있는 것이며, 또 도면에 도시하지 않았지만 동절기에 냉각탑(1)의 하부(12)에 저장된 물이 얼지 않도록 하는 히타가 설치된다.

상기와 같은 본 발명에 의하면 냉각탑의 하부에 저장된 물은 냉각수 냉각유닛을 냉각시키는 데에만 사용되고, 열교환장치를 순환하는 냉각수는 외부로 노출되지 않은 상태에서 열교환장치의 열교환 파이프와 냉각수 냉각유닛에 종횡으로 다수열 설치된 판형 냉각판을 순환토록 하므로서 냉각수가 먼지나 산성비 등에 오염되 지 않게 되어 냉각수의 순환계통에 스케일이 끼이게 되는 것을 최대한으로 방지할 수 있는 효과와 함께 냉각탑 및 열교환장치의 유지관리비를 절감할 수 있게 하는 경제적인 효과가 있으며, 또한 스케일이 끼이지 않게 되어 열교환장치의 열교환 효율의 향상과 함께 냉각탑의 냉각효율도 향상시킬 수 있게 하는 효과를 제공하는 것이다.

Claims (3)

1. 물을 모아주는 하부와, 공기가 유입되는 통풍구와, 공기를 외부로 배출시키는 배출구가 형성된 상부와, 상기한 배출구에는 공기를 유입시키기 위하여 설치되는 송풍팬과, 상기한 하부에 저장되는 물을 펌핑하는 물펌핑관에 연결되어 상부 내측에서 물을 뿌려주는 살수장치와, 상기 살수장치의 하측에는 냉각수를 상측에서 하측을 향해 지그재그상으로 순환시키기 위한 냉각수 냉각유닛이 설치되어 있으며, 상기한 살수장치에서 뿌려지는 물방울이 상기한 송풍팬의 작동에 의해 통풍구로 유입되어 배출구로 배출되는 공기와 접촉하여 증발할 때 발생되는 증발잠열을 이용하여 냉각수 냉각유닛을 순환하는 냉각수를 냉각시켜서 열교환장치로 공급 및 회수되는 순환시키는 작동이 반복적으로 이루어지도록 구성되는 냉각탑에 있어서,

   상기 냉각수 냉각유닛은 냉각탑 내부에 고정 상태로 입설되는 지지틀체와, 상기한 지지틀체에 종횡방향으로 다수열 배치되는 판형냉각판과, 상,하측으로 이웃하는 판형냉각판들 각각을 이어주는 연결관과, 상측에 횡방향으로 배치되어 있는 상측 판형냉각판들 각각으로 냉각수를 분배 공급하기 위하여 설치되는 냉각수 분배관과, 하측에 횡방향으로 배치되어 있응 판형냉각판들 각각에서 유출되는 냉각수를 모아주는 냉각수 집수관으로 구성되어 있으며, 상기한 냉각수 분배관은 열교환장치의 냉각수 유출구와 냉각수 회수순환라인으로 연결되어 있고, 상기한 냉각수 집수관은 열교환장치의 냉각수 유입구와 냉각수 공급순환라인으로 연결되는 구성을 포함하여 상기 냉각탑에 저장된 물은 물펌핑관을 통해 상기 냉각수 냉각유닛의 상방에서 사방으로 뿌려지면서 공기와의 접촉으로 증발하여 판형냉각판으로부터 열을 빼앗는 작용을 수행토록 하며, 냉각수는 냉각수 냉각유닛의 판형냉각판을 순환하는 과정에서 냉각되어 열교환장치로 순환된 후 다시 냉각수 냉각유닛으로 순환하는 작용을 반복하도록 구성된 것을 특징으로 하는 증발식 냉각탑.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 냉각수 냉각유닛을 형성하는 각 판형 냉각판들은 그 내부에 냉각수를 지그재그상으로 순환시키는 다수의 순환통로가 형성되어 있으며, 또한 각 판형 냉각판들의 양측면은 전열면적을 증대시키기 위해 각 순환통로들의 양측면을 외측으로 볼록하게 돌출되는 곡면으로 구성한 것임을 특징으로 하는 증발식 냉각탑.
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