KR101331593B1 - 직교류형 이원 냉각탑 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직교류형 냉각탑의 냉각방식을 두가지 형태를 병합한 타입으로 구성한 이원 냉각탑에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 좁은 공간에서 2가지 방식의 냉각이 이루어질 수 있도록 함으로 해서 설치 효율성 향상, 장비 구입에 따른 비용 절감, 유지보수의 편리성을 두루 제공할 수 있는 이원 냉각탑을 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 열교환 영역을 형성하는 케이싱과, 공기가 유입되도록 케이싱의 측면에 마련한 공기유입부와, 케이싱의 좌우측에 위치하는 필러를 포함하는 제1,2냉각부와, 제1,2냉각부의 상측에 설치되며 용수를 공급받아 분사하는 제1,2살수부와, 제1,2냉각부 사이의 토출부 상측의 케이싱 상에 설치한 모터에 의해 구동되는 팬 블레이드와, 제1,2냉각부의 하측에 설치되어 열교환된 용수를 집수하는 제1,2집수조를 포함하는 냉각탑을 구성함에 있어서; 상기 제1냉각부에는 고온수에 견딜 수 있는 우드필러를 충진하고, 제2냉각부에는 온수에 견딜 수 있는 합성수지 필러를 충진하며; 제1살수부에는 외부로부터 고온수를 공급하는 제1유입구를 연결하며, 제2살수부에는 제1집수조에 일단이 결합되며 리턴펌프가 중도에 설치된 리턴관과 연결되어 온수를 공급하는 제2유입구를 연결하며, 제2집수조에는 냉각수를 외부로 배출하는 배출관을 연결 구성토록 하였다.

Description

직교류형 이원 냉각탑{Cross-flow type duality cooling tower}

본 발명은 직교류형 냉각탑의 냉각방식을 두가지 형태를 병합한 타입으로 구성한 직교류형 이원 냉각탑에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 좁은 공간에서 2가지 방식의 냉각이 이루어질 수 있도록 함으로 해서 설치 효율성 향상, 장비 구입에 따른 비용 절감, 유지보수의 편리성을 두루 제공할 수 있는 이원 냉각탑을 제공코자 하는 것이다.

일반적으로 공기조화설비 및 냉동. 냉장장치 등에서 운전되는 냉동기나 산업용 열교환기기는 제거되어야 하는 폐열을 수반하며, 폐열을 제거하기 위해서는 냉각매체를 이용하여 폐열을 대기로 방출시킨다. 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 냉각탑은, 공기는 수직상향으로 유동되고 냉각수는 수직하향으로 유동되는 대향류형(counter flow type)냉각탑과, 공기는 거의 수평으로 유동되고 냉각수는 수직하향으로 유동되는 직교류형(cross flow type) 냉각탑으로 구분되며, 냉각수의 유동 방식은, 냉각수와 공기가 개방된 충진재를 유동하면서 증발 열교환하는 개방식과, 냉각유체(냉각수 또는 냉매)가 관내로 유동하는 밀폐된 냉각코일의 외표면 상에 냉각수와 공기를 접촉시키면서 증발 열교환하는 밀폐식으로 나누어진다.

직교류형 냉각탑의 대표적인 예로는 대한민국 등록특허공보(B1)10-0645228호(2006.11.10.)의 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류 냉각탑, 10-0645227호(2006.11.10.)의 공기유동 통재부재를 갖는 직교류 냉각탑 등이 제공되고 있다.

상기한 종래 냉각탑의 경우 유입되는 용수의 온도에 따라 냉각부 충진재로 우드필러를 사용하거나 합성수지필러를 사용하고 있다.

즉, 70도 이상의 고온수인 경우 열 변형이 없는 우드필러를 사용하며, 그 이하 온수인 경우 합성수지필러를 사용하게 된다.

특히 고온수를 냉각시키는 경우 우드필러를 이용한 한 번의 냉각으로 충분한 온도 저하가 어려워, 1차 냉각된 온수를 합성수지필러 구성의 냉각탑에 한번 더 통과시켜 냉각되게 하고 있다.

그러나 상기한 냉각을 위해서는 2대의 냉각탑이 필요로 함으로 설치공간을 많이 차지하게 되고, 냉각탑 구입에 따른 비용이 증가하며, 유지보수에도 많은 비용과 인력을 필요로 하게 되는 등의 문제점이 있었다.

KR 100645228 B1 2006.11.10. KR 100645227 B1 2006.11.10.

이에 본 발명자는 상기한 종래 냉각탑이 갖는 제반 문제점을 일소코자 본 발명을 연구 개발한 것으로서, 본 발명에서는 냉각탑에 서로 고온을 1차 냉각한 후 이를 재차 2차 냉각할 수 있도록 다른 필러층을 갖는 두가지 타입의 냉각부를 설치토록 한 것으로, 설치 효율성 향상과 장비 구입에 따른 비용 절감 및 유지보수의 편리성을 함께 제공할 수 있는 직교류형 이원 냉각탑을 제공함에 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

과제 해결수단으로 본 발명에서는 열교환 영역을 형성하는 케이싱과, 공기가 유입되도록 케이싱의 측면에 마련한 공기유입부와, 케이싱의 좌우측에 위치하는 필러를 포함하는 제1,2냉각부와, 제1,2냉각부의 상측에 설치되며 용수를 공급받아 분사하는 제1,2살수부와, 제1,2냉각부 사이의 토출부 상측의 케이싱 상에 설치한 모터에 의해 구동되는 팬 블레이드와, 제1,2냉각부의 하측에 설치되어 열교환된 용수를 집수하는 제1,2집수조를 포함하는 냉각탑을 구성함에 있어서;

상기 제1냉각부에는 고온수에 견딜 수 있는 우드필러를 충진하고, 제2냉각부에는 온수에 견딜 수 있는 합성수지 필러를 충진하며;

제1살수부에는 외부로부터 고온수를 공급하는 제1유입구를 연결하고, 제2살수부에는 제1집수조에 일단이 결합되며 리턴펌프가 중도에 설치된 리턴관과 연결되어 온수를 공급하는 제2유입구를 연결하며, 제2집수조에는 냉각수를 외부로 배출하는 배출관을 연결 구성토록 하였다.

본 발명에서 제공하는 직교류형 이원 냉각탑을 사용할 경우 하나의 냉각탑 내에서 우드필러를 이용하여 70도 이상의 고온수를 1차 냉각하고, 1차 냉각된 온수를 합성수지 필러를 이용하여 재차 냉각시키도록 한 것으로, 하나의 냉각탑으로 종래 2개의 냉각탑 기능을 수행할 수 있는 것으로, 냉각탑 설치에 따른 공간 확보가 용이하다.

또한 냉각탑 구매 비용을 줄일 수 있으며, 유지보수에 따른 비용 절감도 기대할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 직교류형 이원 냉각탑의 일부 파절상태 정면도
도 2는 도 1의 평면도
도 3은 본 발명에서 제공하는 직교류형 이원 냉각탑에서의 개략적인 용수 흐름도

이하 본 발명에서 제공하는 직교류형 이원 냉각탑의 실시례를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 직교류형 이원 냉각탑의 일부 파절상태 정면도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 평면도, 도 3은 본 발명에서 제공하는 직교류형 이원 냉각탑에서의 개략적인 용수 흐름도를 도시한 것이다.

본 발명에서 제공하는 직교류형 이원 냉각탑(1)은 직사각통 형상으로 구성되어 내부에 열교환 영역(2)이 형성될 수 있도록 케이싱(3)을 구성한다. 상기 케이싱(3)은 평면에서 볼 때 횡방향이 길고 종방향이 좁다.

케이싱(3)의 좌우 측벽에는 공기유입부(4)가 구비되며, 공기유입부(4)는 복수의 루버(4a)에 의해 구성되며, 루버(4a)는 도 1에서 보는 바와 같이 하향 경사지게 설치되어 있다. 이는 후술할 제1,2냉각부(5)(6)에서 낙하하는 용수가 외부로 비산되는 것을 방지하면서 외부 공기가 제1,2냉각부(5)(6) 쪽으로 자연스럽게 이동되도록 하는 기능성을 제공하게 된다.

케이싱(3)의 내부에는 중앙의 토출부(7) 양측으로 제1냉각부(5)와 제2냉각부(6)를 설치한다. 상기 제1,2냉각부(5)(6)는 필러가 충진된 구성으로 이루어진 일반적인 구성으로 이루어지며, 제1냉각부(5)는 70도 이상의 고온수에도 지장 없이 사용할 수 있는 우드필러(5a)가 충진되어 있으며, 제2냉각부(6)는 60도 이하의 온수에 사용할 수 있는 합성수지필러(6a)가 충진되어 있다.

상기 제1,2냉각부(5)(6)는 일측으로 공기유입부(4)가 배치되고, 반대측으로 토출부(7)가 위치되는 구성으로 공기유입부(4)로 공급되는 공기가 필러층을 지나 토출부(7)로 이동하게 된다.

토출부(7)의 상측으로는 제1,2냉각부(5)(6)를 통과한 공기를 상부로 배출할 수 있도록 모터(8)에 의해 구동되는 팬 블레이드(9)를 설치한다.

상기 제1,2냉각부(5)(6)의 상측에는 각각 제1,2살수부(10)(11)를 설치한다.

상기 제1,2살수부(10)(11)는 분배수조(10a)(11a)에 수개의 노즐(10b)(11b)을 설치하고, 케이싱(3)쪽에 설치된 제1,2유입구(10c)(11c)를 통해 용수를 공급받을 수 있게 구성하여 제1,2냉각부(5)(6)로 용수를 공급할 수 있게 한다.

상기 제1,2냉각부(5)(6)의 하측으로는 제1,2살수부(10)(11)에서 공급되어 제1,2냉각부(5)(6)를 통과하면서 열교환이 이루어진 용수를 집수하는 제1,2집수조(12)(13)를 설치한다.

본 발명은 상기와 같이 냉각탑(1)은, 제1살수부(10)에는 외부로부터 고온수를 공급하는 제1유입구(10c)가 연결되고, 제2살수부(11)에는 제1집수조(12)에 일단이 결합되며 리턴펌프(14)가 중도에 설치된 리턴관(15)과 연결되어 온수를 공급하는 제2유입구(11c)가 연결되며, 제2집수조(13)에는 냉각수를 외부로 배출하는 배출관(16)을 배출펌프(17)와 함께 설치한다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 직교류형 이원 냉각탑(1)을 사용할 경우 종래와 같이 우드필러가 설치되어 고온수를 냉각하는 타입의 냉각탑과 합성수지필러가 설치되어 온수를 냉각하는 타입의 냉각탑을 별도로 설치하는 번거로움을 일소할 수 있는 것으로, 이하에서 본 발명의 작용을 설명한다.

본 발명에 의하면 먼저 고온수를 제1유입구(10c)로 공급하면 제1살수부(10)에 의해 제1냉각부(5)로 고온수가 살수된다.

제1냉각부(5)로 살수되는 고온수(약 90도 내외)는 우드필러(5a)를 따라서 낙하되어 제1집수조(12)에 집수되며, 우드필러(5a)를 통과할 때 공기유입부(4)로 유입되는 공기가 우드필러(5a)를 경유한 상태로 토출부(7)로 배출되는데, 이때 공기층은 고온수와 열교환이 이루어져 토출부(7)를 통해 팬 블레이드(9)의 흡입되어 대기로 배출되는 것이다.

상기와 같이 제1냉각부(5)에 의해 1차 냉각된 온수(약 60도 내외)는 제1집수조(12)에 집수된 후 리턴펌프(14)의 펌핑에 의해 리턴관(15)을 통해서 제2유입구(11c)로 공급되어 제2살수부(11)에 의해 제2냉각부(6)로 온수가 살수된다.

제2냉각부(6)로 살수되는 온수는 합성수지필러(6a)를 따라서 낙하되어 제2집수조(13)에 집수되며, 합성수지필러(6a)를 통과할 때 공기유입부(4)로 유입되는 공기가 합성수지필러(6a)를 경유한 상태로 토출부(7)로 배출되는데, 이때 공기층은 온수와 열교환이 이루어져 토출부(7)를 통해 팬 블레이드(9)의 흡입되어 대기로 배출되는 것이다.

상기와 같이 제1,2냉각부(5)(6)에 의해 냉각된 냉각수는 배출관(16)을 통해 서비스지역으로 공급되는 것이다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시례에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시례에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1:(직교류형 이원) 냉각탑 2:열교환 영역
3:케이싱 4:공기유입부
4a:루버 5,6:제1,2냉각부
5a:우드필러 6a:합성수지필러
7:토출부 8:모터
9:팬 블레이드 10,11:제1,2살수부
10a,11a:분배수조 10b,11b:노즐
10c,11c:제1,2유입구 12,13:제1,2집수조
14:리턴펌프 15:리턴관
16:배출관 17:배출펌프

Claims (1)

1. 열교환 영역(2)을 형성하는 케이싱(3)과, 공기가 유입되도록 케이싱(3)의 측면에 마련한 공기유입부(4)와, 케이싱(3)의 좌우측에 위치하는 필러를 포함하는 제1,2냉각부(5)(6)와, 제1,2냉각부(5)(6)의 상측에 설치되며 용수를 공급받아 분사하는 제1,2살수부(10)(11)와, 제1,2냉각부(5)(6) 사이의 토출부(7) 상측의 케이싱(3) 상에 설치한 모터(8)에 의해 구동되는 팬 블레이드(9)와, 제1,2냉각부(5)(6)의 하측에 설치되어 열교환된 용수를 집수하는 제1,2집수조(12)(13)를 포함하는 냉각탑(1)을 구성함에 있어서;
   상기 제1냉각부(5)에는 고온수에 견딜 수 있는 우드필러(5a)를 충진하고, 제2냉각부(6)에는 온수에 견딜 수 있는 합성수지필러(6a)를 충진하며;
   제1살수부(10)에는 외부로부터 고온수를 공급하는 제1유입구(10c)를 연결하고, 제2살수부(11)에는 제1집수조(12)에 일단이 결합되며, 리턴펌프(14)가 중도에 설치된 리턴관(15)과 연결되어 온수를 공급하는 제2유입구(11c)를 연결하며, 제2집수조(13)에는 냉각수를 외부로 배출하는 배출관(16)을 연결 구성한 것을 특징으로 하는 이원 냉각탑.

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