KR101354082B1 - 냉각탑 발전장치 - Google Patents

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배승운
문선
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주식회사 한국피이엠
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Abstract

본 발명에 의한 냉각탑 발전장치는, 실외 공기가 자유롭게 출입할 수 있는 내부 공간을 갖는 하우징과 냉각수를 하우징의 내부 공간으로 유입된 실외 공기 중으로 살포하는 냉각수 살수관과 냉각수 살수관을 통해 살포된 냉각수를 집수하는 집수조와 집수조에 집수된 냉각수를 배출하기 위해 집수조에 연결되는 냉각수 배출관을 갖는 냉각탑과, 냉각수 배출관에서 배출되는 냉각수의 낙차에 의해 회전할 수 있도록 냉각수 배출관의 배출구 하부에 설치되는 수차와, 수차의 회전력을 제공받아 작동함으로써 전기를 생산하는 발전기와, 냉각수 배출관에서 수차 쪽으로 분출된 후 수차에 부딪쳐 비산되는 냉각수를 막아 수차로 돌려보내기 위해 수차의 둘레에 수차와 비접촉되도록 설치되는 비산방지 커버를 포함한다. 본 발명에 의한 냉각탑 발전장치는 종래 냉각탑에서 수차와 발전기 등 간단한 구성 요소를 추가함으로써 냉각탑의 미활용 소수력 자원을 활용하여 효율적으로 전기를 생산할 수 있다.

Description

냉각탑 발전장치{Power generating apparatus using cooling tower}
본 발명은 냉각탑 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉각수를 냉각시키는 냉각탑에서 떨어지는 냉각수의 배출 낙차를 이용하여 발전기를 작동시킴으로써 전기를 생산할 수 있는 냉각탑 발전장치에 관한 것이다.
최근 화석 연료의 사용량 증가에 따른 지구 온난화 등 환경 문제가 범세계적인 문제로 대두되면서 청정 에너지를 개발하기 위한 다양한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 여러 가지 청정 에너지 중에서 소수력(small hydropower) 자원은 다른 청정 에너지원에 비하여 에너지 밀도가 매우 크기 때문에 개발할 가치가 큰 부존자원으로 평가받고 있다.
소수력 발전은 전세계적으로 매우 광범위하게 이루어지고 있다. 특히 구미 선진국과 중국 등지에서는 일찍부터 소수력 개발의 사회·경제적 중요성을 인식하고 수문학적 자료를 비롯한 기초 통계 자료의 확보와 기술 개발 및 보급에 힘을 기울이고 있으며, 소수력 발전이 에너지원으로서 뿐 아니라 주요 산업으로 자리를 잡아가고 있다. 풍부한 수력에너지를 보유하고 있는 일본의 경우 전체 수력발전에서 소수력 발전이 차지하고 있는 비중은 10%에 달하며, 농업용수로, 하천내 취수구, 사방시설, 상수도를 이용한 소수력 발전에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 국내에서는 소수력 자원의 최대활용과 소수력 발전소의 개발을 촉진하기 위하여 소수력 개발방안이 제정되어 민간자본에 의해 소수력 발전소를 개발할 수 있도록 하고 있다.
소수력 발전은 설비 용량이 15,000㎾ 미만의 소규모 수력 발전을 의미하나 국내에서는 보통 3,000㎾ 미만을 소수력 발전으로 부르고 있다. 소수력 발전은 일반적인 대규모 수력 발전과 원리면에서는 차이가 없으나, 국지적인 지역 조건과 조화를 이루는 규모가 작고 기술적으로 단순한 수력 발전이라고 할 수 있다. 소수력 발전소는 발전 방식에 따라 수로에 의해 낙차를 얻는 수로식 소수력 발전소, 댐에 의해 낙차를 얻는 댐식 소수력 발전소, 수로식과 댐식의 혼합 방식인 터널형 소수력 발전소 등이 있다.
소수력 발전은 화력이나 원자력 등 화석 에너지를 이용하는 발전 기술에 비해 단순성, 신뢰성, 경제성 등이 탁월하고, 공해가 거의 없다는 장점이 있다. 또한 단기간(1년 또는 2년) 내에 계획 수립 및 플랜트 설비가 가능하고, 농업용 저수지, 하수종말처리장, 수도관로, 기력발전소 방류수, 중·소규모의 댐 등 기존의 다양한 수자원의 이용이 가능하다. 또한 수용에 따라 즉각적인 시동과 정지가 가능하여 작동의 신뢰도 및 유연성이 우수하고, 초기의 투자에 비하여 유지 관리비가 아주 낮다.
소수력 자원의 적극적인 개발은 에너지원의 개발 차원뿐 아니라 경제·사회적으로 전력 수요 급증시의 부하 평준화 효과, 석유 수입 대체 효과, 환경 친화적인 에너지원의 개발을 통한 지역 개발의 촉진과 이로 인한 경제적 파급 효과, 관련 기술의 수출 등의 부수적인 효과를 거둘 수 있다.
이러한 소수력 자원을 이용하여 전기를 생산하는 기술은 대한민국 공개특허공보 제2009-0110283호(2009. 10. 21 공개), 대한민국 등록특허공보 제0950533호(2010. 03. 24 등록) 등에 개시되어 있다. 대한민국 공개특허공보 제2009-0110283호에 개시된 기술은 다층 건물의 옥상에 설치된 수조에 빗물 등을 모아 저장하고, 수조로부터 물을 토출시켜 다단으로 차례로 설치된 수차를 차례로 돌려 전기를 생산하는 것이다. 대한민국 등록특허공보 제0950533호에 개시된 기술은 고층건물의 옥상에서 빗물을 받아 저장하는 빗물 탱크를 설치하고, 빗물 탱크에서 유출되는 빗물을 낙하시켜 지상에 설치된 수차를 회전시켜 전기를 생산하는 것이다.
그런데 대한민국 공개특허공보 제2009-0110283호에 개시된 기술은 구조가 복잡하고 설치 비용에 비해 큰 효과를 보기 어려워 실제 적용하기에는 어려움이 있다. 그리고 대한민국 등록특허공보 제0950533호에 개시된 기술은 수차의 구동이 오직 빗물에 의해 이루어지기 때문에 수량 확보에 어려움이 있고 효율이 매우 낮다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 각종 공정 설비를 냉각시키기 위해 냉각탑을 통과하여 순환하는 냉각수를 소수력 자원으로 활용함으로써 수차를 회전시키기 위한 수량 확보에 유리하고 설치가 간단하여 각종 공장이나 건물에 적용이 용이한 냉각탑 발전장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 냉각탑 발전장치는, 실외 공기가 자유롭게 출입할 수 있는 내부 공간을 갖는 하우징과 냉각수를 상기 하우징의 내부 공간으로 유입된 실외 공기 중으로 살포하는 냉각수 살수관과 상기 냉각수 살수관을 통해 살포된 냉각수를 집수하는 집수조와 상기 집수조에 집수된 냉각수를 배출하기 위해 상기 집수조에 연결되는 냉각수 배출관을 갖는 냉각탑과, 상기 냉각수 배출관에서 배출되는 냉각수의 낙차에 의해 회전할 수 있도록 상기 냉각수 배출관의 배출구 하부에 설치되는 수차와, 상기 수차의 회전력을 제공받아 작동함으로써 전기를 생산하는 발전기와, 상기 냉각수 배출관에서 상기 수차 쪽으로 분출된 후 상기 수차에 부딪쳐 비산되는 냉각수를 막아 상기 수차로 돌려보내기 위해 상기 수차의 둘레에 상기 수차와 비접촉되도록 설치되는 비산방지 커버를 포함한다.
상기 수차는 상기 냉각수 배출관에서 배출되는 냉각수를 집수하기 위한 냉각수조의 상부에 설치될 수 있다.
상기 냉각수 배출관은 상기 집수조에 집수된 냉각수가 유입될 수 있도록 상기 집수조의 하부에 배치되는 제 1 배출부와, 상기 배출구를 구비하고 상기 수차 및 상기 제 1 배출부보다 상부에 배치되는 제 2 배출부와, 상기 제 1 배출부와 상기 제 2 배출부를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.
상기 배출구의 최상부 높이는 상기 집수조에 집수되는 냉각수의 최대 수위와 같은 것이 바람직하다.
상기 비산방지 커버는 상기 수차 둘레의 상기 냉각수 배출관의 끝단이 위치하는 부분부터 상기 수차에 담긴 냉각수가 수차로부터 떨어지기 시작하는 부분 사이의 이내 범위를 부분적으로 덮는 것이 바람직하다.
상기 비산방지 커버는, 상기 수차에 부딪쳐 상기 수차의 외주면 둘레 쪽으로 비산되는 냉각수를 막기 위한 것으로 단면이 호(弧) 형상으로 이루어지고 상부 끝단에서 하부 끝단으로 가면서 상기 수차의 외주면에 점진적으로 가까워지도록 배치되어 상기 수차의 외주면 둘레를 덮는 상부 덮개부와, 상기 수차에 부딪쳐 상기 수차의 측면 쪽으로 비산되는 냉각수를 막기 위한 것으로 상기 상부 덮개부의 양쪽 측면에 결합되는 한 쌍의 측면 덮개부를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 냉각탑 발전장치는 탄성 변형 가능한 소재로 이루어지고, 상기 수차의 외주면에 접하여 상기 수차의 외주면 일부를 덮을 수 있도록 상기 비산방지 커버의 하부 끝단에 결합되는 보조 커버를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 냉각탑 발전장치는, 상기 비산방지 커버를 상기 수차 위에 놓이도록 지지하기 위해 상기 수차 위에 배치되는 상부 지지대를 갖는 지지 프레임과, 상기 상부 지지대 및 상기 비산방지 커버에 결합되고, 상기 비산방지 커버를 상기 수차의 외주면으로부터의 이격 거리가 조절될 수 있도록 상기 지지 프레임에 결합시키는 커버 결합기구를 더 포함할 수 있다.
상기 커버 결합기구는, 일단은 상기 비산방지 커버에 힌지 결합되고 타단은 상기 상부 지지대에 마련된 결합구멍에 끼움 결합되고 수나사산이 형성된 지지바와, 상기 결합구멍을 통해 상기 상부 지지대의 상부로 돌출된 상기 지지바의 타단에 나사 결합되는 조절 너트를 포함할 수 있다.
상기 비산방지 커버에는 관통구멍이 형성된 힌지 브라켓이 구비되고, 상기 지지바의 타단에는 상기 힌지 브라켓의 관통구멍에 대응하는 관통구멍이 형성된 헤드가 구비되며, 고정 볼트가 상기 힌지 브라켓의 관통구멍 및 상기 헤드의 관통구멍에 동시에 삽입된 후 상기 고정 볼트에 고정 너트가 나사 결합됨으로써 상기 지지바가 상기 힌지 브라켓에 고정될 수 있다.
상기 수차는, 중앙에 회전축이 결합된 드럼과, 상기 드럼의 외주면에 결합되는 복수의 날개와, 상기 날개와 날개 사이의 측면을 덮어 상기 날개와 날개 사이에 냉각수를 담을 수 있는 수용실을 형성하는 측판과, 상기 수용실에 담기는 냉각수의 수면 위로 떠오를 수 있도록 상기 날개에 힌지 결합되는 복수의 받침판을 포함할 수 있다. 상기 받침판은 상기 수용실에서 냉각수가 배출될 때 상기 수용실에서 배출되는 냉각수에 의해 그 끝단이 상기 날개의 끝단보다 외측에 위치하도록 상기 날개의 외측으로 펴질 수 있다.
상기 받침판에는 냉각수가 통과할 수 있는 개구가 마련될 수 있다.
상기 받침판의 끝단에는 상기 받침판을 따라 흘러가는 냉각수의 진로를 방해할 수 있도록 절곡된 배리어부가 구비될 수 있다.
상기 받침판의 끝단에는 상기 받침판의 부력을 높여주는 플로트부가 구비될 수 있다.
본 발명에 의한 냉각탑 발전장치는 종래 냉각탑에서 수차와 발전기 등 간단한 구성 요소를 추가함으로써 냉각탑의 미활용 소수력 자원을 활용하여 전기를 생산할 수 있다.
또한 본 발명에 의한 냉각탑 발전장치는 종래 냉각탑을 이용함으로써, 저렴한 초기 투자로 유지 관리비가 거의 없고, 경제적이며, 공해 발생이 없이 전기를 생산할 수 있다.
또한 본 발명에 의한 냉각탑 발전장치는 수차의 둘레에 비산방지 커버를 설치하여 수차에 부딪쳐 비산되는 냉각수를 막아 수차로 돌려 보냄으로써, 수차에서 비산되는 냉각수가 수차의 주변을 적시거나, 발전기나 동력전달기구으로 튀어 이들 구성 부품의 기능과 수명이 저감되는 문제를 방지할 수 있고, 냉각수에 의한 수차의 작동 효율을 높일 수 있다.
또한 본 발명에 의한 냉각탑 발전장치는 수차의 날개에 힌지 결합된 받침판이 수차의 수용실에서 냉각수가 배출될 때 날개의 외측으로 펴져 수용실로부터의 냉각수 배출을 지연시킴으로써, 수용실로 유입되는 냉각수에 의한 수차의 회전 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 냉각탑 발전장치의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 냉각탑 발전장치의 수차 및 그 주변의 일부 구성을 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 냉각탑 발전장치의 수차 및 그 주변의 일부 구성을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 냉각탑 발전장치의 작용을 설명하기 위한 것이다.
도 5는 본 발명에 의한 냉각탑 발전장치에 구비되는 수차의 다른 실시예를 나타낸 것이다.
도 6은 도 5에 도시된 수차의 일부 구성을 나타낸 사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 냉각탑 발전장치에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 냉각탑 발전장치의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 냉각탑 발전장치의 수차 및 그 주변의 일부 구성을 나타낸 측면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 냉각탑 발전장치의 수차 및 그 주변의 일부 구성을 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 냉각탑 발전장치(100)는 각종 공정 설비에서 사용된 냉각수를 실외 공기와 접촉시켜 냉각시키는 냉각탑(110)과, 냉각탑(110)에서 배출되는 냉각수의 낙차에 의해 회전하는 수차(130)와, 수차(130)의 회전력을 제공받아 작동함으로써 전기를 생산하는 발전기(140)와, 수차(130)에 부딪쳐 비산되는 냉각수를 막아 수차(130)로 돌려보내기 위한 비산방지 커버(160)를 포함한다. 냉각탑(110)에서 배출되어 수차(130)를 회전시키는 냉각수는 냉각수조(155)로 유입되어 저장되었다가 다시 공정 설비로 공급된다.
냉각탑(110)은 각종 공정 설비에서 사용된 냉각수를 실외 공기와 접촉시켜 냉각시키고 냉각된 냉각수를 냉각수조(155) 쪽으로 배출한다. 냉각탑(110)은 냉각수조(155) 위에 설치되며, 하우징(111)과, 하우징(111) 내에 설치되어 냉각수를 살포하는 냉각수 살수관(115)과, 하우징(111) 하부에 배치되어 냉각수 살수관(115)에서 살포되는 냉각수를 집수하는 집수조(120)와, 집수조(120)에 집수된 냉각수를 외부로 배출하는 냉각수 배출관(123)을 포함한다.
하우징(111)은 상부가 개방되고 집수조(120)에 결합된 복수의 기둥(113)에 의해 집수조(120) 위에 집수조(120)로부터 이격되도록 배치된다. 하우징(111)과 집수조(120)의 사이에는 거름망(114)이 배치된다. 거름망(114)은 하우징(111) 내부로 유입되는 실외 공기 중에 함유된 이물질을 걸러내는 역할을 한다. 하우징(111)의 내부에는 실외 공기가 자유롭게 출입할 수 있는 내부 공간(112)이 마련되고, 내부 공간(112)에는 냉각수 살수관(115)과, 필러(filler, 117) 및 팬(118)이 설치된다.
냉각수 살수관(115)은 공정 설비에서 사용되어 온도가 상승한 냉각수를 하우징(111)의 내부 공간(112) 중으로 살포한다. 냉각수 살수관(115)은 각종 공정 설비에서 배출되는 냉각수를 안내하는 냉각수 안내관(116)에 결합된다. 냉각수 안내관(116)은 집수조(120) 하부에 배치된 냉각수 안내부재(121)에 결합되어 하우징(111)의 내부 공간(112) 중간에 기립 상태로 배치된다. 각종 공정 설비에서 배출되는 냉각수는 펌프에 의해 냉각수 안내부재(121)의 냉각수 유입유로(122) 쪽으로 펌핑되고, 냉각수 유입유로(122)를 통해 유입되는 냉각수는 냉각수 안내관(116)을 따라 냉각수 살수관(115)으로 유동하여 냉각수 살수관(115)에서 하우징(111)의 내부 공간(112) 중으로 살포된다.
냉각수 살수관(115)에서 살포되는 냉각수는 필러(117)를 통과하면서 실외 공기와 접촉하면서 냉각된다. 잘 알려진 것과 같이 필러(117)는 냉각수와 공기가 통과할 수 있도록 상하 방향으로 배치된 다수의 통로를 갖는다. 냉각수 살수관(115)에서 살포되는 냉각수는 필러(117)의 통로를 따라 하강하면서 실외 공기와 접촉하여 냉각된다. 냉각수를 냉각시키기 위해 하우징(111)의 내부 공간(112)으로 유입되는 실외 공기는 냉각수와 반대 방향으로 유동하여 필러(117)의 통로를 통과한다.
팬(118)은 하우징(111)의 상부에 배치되며 모터(119)에 의해 회전하면서 냉각수를 냉각시키기 위한 실외 공기를 하우징(111) 내부로 유입시킨다. 팬(118)이 모터(119)에 의해 회전하면 하우징(111) 외부의 공기가 하우징(111)과 집수조(120) 사이의 거름망(114)을 통과하여 하우징(111) 내부로 유입된다. 그리고 하우징(111) 내부로 유입된 공기는 하부에서 상부 방향으로 필러(117)의 통로를 통과하여 하우징(111) 상부에 마련된 개방부를 통해 외부로 방출된다.
도 1에 도시된 것과 같이, 집수조(120)는 하우징(111)의 하부에 배치되어 필러(117)를 통과하면서 냉각된 냉각수를 임시 저장한다. 집수조(120)의 하부에는 각종 공정 설비에서 펌핑된 냉각수를 냉각수 안내관(116)으로 안내하고 집수조(120)에 집수된 냉각수를 냉각수 배출관(123)으로 안내하는 냉각수 안내부재(121)가 구비된다. 냉각수 안내부재(121)에는 각종 공정 설비에서 펌핑되는 냉각수를 냉각수 안내관(116)으로 유입시키는 냉각수 유입유로(122) 및 집수조(120)에 임시 저장된 냉각수를 냉각수 배출관(123)으로 유입시키는 냉각수 배출유로(미도시)가 마련된다. 집수조(120)의 냉각수는 냉각수 안내부재(121)의 냉각수 배출유로를 통해 냉각수 배출관(123)으로 유동하여 외부로 배출된다.
도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 냉각수 배출관(123)은 집수조(120)의 냉각수를 냉각수조(155) 쪽으로 배출하기 위해 냉각수 안내부재(121)에 결합된다. 냉각수 배출관(123)은 냉각수 안내부재(121)에 결합되는 제 1 배출부(124)와, 제 1 배출부(124) 보다 높게 배치되는 제 2 배출부(125)와, 제 1 배출부(124)와 제 2 배출부(125)를 연결하는 연결부(126)를 포함한다. 제 2 배출부(125)의 끝단에는 냉각수가 배출되는 배출구(127)가 구비된다.
냉각수를 수차(130) 쪽으로 배출하는 배출구(127)의 최대 높이는 집수조(120)에 집수되는 냉각수의 최대 수위와 같다. 이것은 수차(130)를 회전시키기 위한 냉각수의 최대 유효 수두를 확보하고 수차(130)의 설치 공간을 확보하기 위한 것이다. 수차(130)의 회전력은 발전기(140)의 발전량과 직결되고, 수차(130)의 회전력을 높이기 위해서는 냉각수의 유효 수두를 높일 필요가 있다. 배출구(127)의 최대 높이를 집수조(120)에 집수되는 냉각수의 최대 수위와 같게 하면, 냉각수를 배출구(127)를 통해 최대 유량으로 최고 높이에서 수차(130) 쪽으로 떨어뜨릴 수 있어 주어진 조건에서 수차(130)의 최대 회전력을 얻을 수 있다.
또한 배출구(127) 및 제 2 배출부(125)의 높이를 가능한 높게 하면 냉각수조(155) 위에서 수차(130) 설치를 위한 공간 확보에 유리하고, 가능한 큰 직경의 수차(130)를 설치하여 이용할 수 있다. 수차(130)의 크기 또한 발전기(140)의 발전량에 영향을 주는 중요한 설계 요소이므로, 제 2 배출부(125)의 높이를 높여 수차(130)의 크기를 가능한 크게 하는 것도 주어진 조건에서 발전량을 높일 수 있는 방법이다.
도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 수차(130)는 냉각수조(155) 상부의 개방된 입구(156)를 가로지르도록 설치된 받침대(136)에 회전 가능하게 설치된다. 수차(130)는 중앙에 회전축(131)이 결합된 드럼(132)과, 드럼(132)의 외주면에 결합되는 복수의 날개(133)와, 날개들(133)의 양쪽 측면을 덮도록 드럼(132)의 양쪽 측면에 배치되는 한 쌍의 측판(134)을 포함한다. 한 쌍의 측판(134)은 날개(133)와 날개(133) 사이의 측면을 덮어 날개(133)와 날개(133) 사이에 냉각수를 담을 수 있는 수용실(135)을 형성한다. 회전축(131)은 받침대(136)에 결합된 한 쌍의 회전 지지부재(137)에 회전 가능하게 결합된다. 수차(130)의 회전력은 동력전달기구(150)를 통해 발전기(140)에 전달된다.
발전기(140)는 동력전달기구(150)를 통해 수차(130)의 회전력을 제공받아 회전하는 회전축(141)을 구비한다. 발전기(140)의 회전축(141)이 회전하면 발전기(140) 내부의 발전부가 작동하여 전기를 생산한다. 발전기(140)에서 생산되는 전기는 외부로 송전되어 다양한 용도로 사용될 수 있다. 발전기(140)는 받침대(136)에 결합된 고정대(145) 위에 고정된다.
동력전달기구(150)는 수차(130)의 회전축(131)과 발전기(140)의 회전축(141)을 연결하여 수차(130)의 회전력을 발전기(140)에 전달한다. 동력전달기구(150)는 수차(130)의 회전축(131)에 결합되는 구동풀리(151)와, 발전기(140)의 회전축(141)에 결합되는 종동풀리(152)와, 구동풀리(151)와 종동풀리(152)를 연결하는 벨트(153)를 포함한다. 물론 동력전달기구(150)의 구조는 이러한 것으로 한정되는 것은 아니며, 수차(130)의 회전력을 발전기(140)에 전달할 수 있는 다양한 구조로 변경될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 것과 같이, 비산방지 커버(160)는 수차(130)의 둘레에 수차(130)와 비접촉되도록 설치되어 냉각수 배출관(123)에서 분출된 후 수차(130)에 부딪쳐 비산되는 냉각수를 막아 수차(130)로 돌려보내는 역할을 한다. 비산방지 커버(160)는 수차(130)의 외주면 둘레를 덮는 상부 덮개부(161)와 상부 덮개부(161)의 양쪽 측면에 결합되는 한 쌍의 측면 덮개부(162)를 포함한다. 상부 덮개부(161)는 단면이 호(弧) 형상으로 이루어지고 상부 끝단에서 하부 끝단으로 가면서 수차(130)의 외주면에 점진적으로 가까워지도록 배치된다. 이러한 상부 덮개부(161)는 수차(130)의 외주면 둘레를 덮음으로써, 수차(130)에 부딪쳐 수차(130)의 외주면 둘레 쪽으로 비산되는 냉각수를 막는다. 한 쌍의 측면 덮개부(162)는 수차(130)의 양쪽 측면 외측에서 수차(130)의 양쪽 측면 일부를 덮음으로써 수차(130)의 측면 쪽으로 비산되는 냉각수를 막는다.
냉각수의 비산은 수차(130) 전체에서 발생하는 것이 아니라 냉각수 배출관(123)에서 분출되는 냉각수가 수차(130)에 부딪치는 부분에서 발생하므로, 비산방지 커버(160)로 수차(130) 전체를 덮을 필요는 없다. 비산방지 커버(160)의 크기를 작게 하는 것이 설치 비용 측면에서 유리하므로, 비산방지 커버(160)를 수차(130)에 냉각수가 부딪쳐 냉각수가 외측으로 튀는 부분만 덮을 수 있는 크기로 만들어 이를 수차(130) 둘레의 적절한 위치에 설치하는 것이 바람직하다.
이러한 이유로 비산방지 커버(160)로 수차(130) 둘레의 냉각수 배출관(123)의 끝단이 위치하는 부분부터 수차(130)에 담긴 냉각수가 수차(130)로부터 떨어지기 시작하는 부분 사이의 이내 범위만을 커버하는 것이 비용적인 측면에서 유리하다. 구체적으로, 비산방지 커버(160)의 상단을 냉각수 배출관(123)의 끝단과 같은 위치 또는 냉각수 배출관(123)의 끝단을 다소 덮는 위치에 위치시키고, 비산방지 커버(160)의 하단을 냉각수가 수차(130)로부터 떨어지기 시작하는 부분보다 다소 위쪽에 위치시킴으로써 비산방지 커버(160)의 효율적인 배치가 가능하다.
비산방지 커버(160)의 상부 덮개부(161) 하부 끝단에는 보조 커버(163)가 결합된다. 보조 커버(163)는 고무나 실리콘 등 탄성 변형 가능한 소재로 이루어지고, 수차(130)의 외주면에 접하여 수차(130)의 외주면 일부를 덮는다. 비산방지 커버(160)는 수차(130)에 접할 경우 수차(130)의 회전을 방해하고 수차(130)의 마모를 유발할 수 있어 수차(130)로부터 이격 설치되며, 이로 인해 비산방지 커버(160)와 수차(130) 사이에는 틈새가 생기게 된다. 탄성 변형 가능한 소재로 이루어지는 보조 커버(163)는 수차(130)의 회전을 방해하지 않으면서 수차(130)에 접하여 비산방지 커버(160)와 수차(130) 사이의 틈새를 덮음으로써 비산방지 커버(160)와 수차(130) 사이의 틈새로 냉각수가 비산되는 것을 막을 수 있다.
비산방지 커버(160)는 지지 프레임(165)에 지지되어 수차(130) 위에 배치된다. 지지 프레임(165)은 수차(130) 위에 배치되는 상부 지지대(166)와 상부 지지대(166)의 양쪽 끝단에 결합되어 받침대(136)에 고정되는 한 쌍의 측면 지지대(167)를 포함한다. 상부 지지대(166)에는 복수의 커버 결합기구(180)(188)가 결합되며, 커버 결합기구(180)(188)는 비산방지 커버(160)를 수차(130)의 외주면으로부터의 이격 거리가 조절될 수 있도록 지지 프레임(165)에 결합시킨다.
한 쌍의 제 1 커버 결합기구(180)는 상부 지지대(166)에 수직으로 결합되어 비산방지 커버(160)를 지지하고, 제 2 커버 결합기구(188)는 상부 지지대(166)에 일정 각도 기울어지게 결합되어 비산방지 커버(160)를 지지한다. 제 1 커버 결합기구(180)는 일단은 비산방지 커버(160)에 힌지 결합되고 타단은 상부 지지대(166)에 마련된 결합구멍(168)에 끼움 결합되는 지지바(181)와 지지바(181)의 타단에 나사 결합되는 조절 너트(183)를 포함한다. 지지바(181)의 일단에는 관통구멍이 형성된 헤드(182)가 구비되고, 지지바(181)의 타단에는 조절 너트(183)와의 나사 결합을 위한 수나사산이 구비된다.
지지바(181)의 헤드(182)는 비산방지 커버(160)의 상부 덮개부(161)에 구비된 힌지 브라켓(184)에 힌지 결합된다. 힌지 브라켓(184)에는 헤드(182)의 관통구멍에 대응하는 관통구멍이 형성된다. 헤드(182)가 힌지 브라켓(184)에 결합된 후 고정 볼트(185)가 힌지 브라켓(184)의 관통구멍 및 헤드(182)의 관통구멍에 끼움 결합됨으로써 지지바(181)는 힌지 브라켓(184)에 힌지 결합될 수 있다. 지지바(181)를 힌지 브라켓(184)에 힌지 결합시킨 고정 볼트(185)의 끝단에는 고정 너트(186)가 나사 결합되고, 고정 너트(186)가 고정 볼트(185)에 나사 결합됨으로써 지지바(181)가 힌지 브라켓(184)에 고정될 수 있다.
조절 너트(183)는 상부 지지대(166)의 결합구멍(168)을 통해 상부 지지대(166)의 상부로 돌출된 지지바(181)의 타단에 나사 결합된다. 사용자는 조절 너트(183)를 풀거나 조임으로써 상부 지지대(166)와 비산방지 커버(160)의 상부 덮개부(161) 사이의 거리를 조절할 수 있고, 이러한 방법으로 수차(130)의 외주면으로부터의 비산방지 커버(160)의 이격 거리를 조절할 수 있다.
제 2 커버 결합기구(188)는 일단은 비산방지 커버(160)의 상부 덮개부(161)에 힌지 결합되고 타단은 지지 프레임(165)에 힌지 결합되는 지지바(189)를 포함한다. 지지바(189)의 일단에 마련된 헤드(190)는 고정 볼트(185)에 의해 상부 덮개부(161)에 마련된 힌지 브라켓(184)에 힌지 결합되고, 지지바(189)의 타단에 마련된 헤드(191)는 또다른 고정 볼트(185)에 의해 상부 지지대(166)에 마련된 힌지 브라켓(192)에 힌지 결합된다. 지지바(189)의 일단에 구비된 헤드(190)는 이에 고정 볼트(185)가 결합된 후 그 고정 볼트(185)에 고정 너트(186)가 나사 결합됨으로써 상부 덮개부(161)의 힌지 브라켓(184)에 고정될 수 있다. 그리고 지지바(189)의 타단에 구비된 헤드(191)는 이에 고정 볼트(185)가 결합된 후 그 고정 볼트(185)에 고정 너트(186)가 나사 결합됨으로써 상부 지지대(166)의 힌지 브라켓(192)에 고정될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 냉각탑 발전장치(100)의 작용에 대하여 설명한다.
각종 공장의 공정 설비나 건물의 각종 설비를 냉각시킨 후 온도가 상승한 냉각수는 냉각수 안내부재(121)의 냉각수 유입유로(122) 쪽으로 펌핑된다. 냉각수 유입유로(122)로 유입되는 냉각수는 냉각수 안내관(116)을 통해 냉각수 살수관(115)으로 유동한 후, 냉각수 살수관(115)에서 하우징(111)의 내부 공간(112)으로 살포된다. 냉각수 살수관(115)에서 살포되는 냉각수는 필러(114)를 통과하여 하강하면서 팬(118)에 의해 하우징(111) 내부로 유입되는 실외 공기와 접촉하여 냉각된다. 필러(114)를 통과하면서 냉각된 냉각수는 집수조(120)로 떨어져 모인 후, 냉각수 안내부재(121)를 통해 집수조(120)에서 배출된다. 냉각수 안내부재(121)에서 배출되는 냉각수는 냉각수 배출관(123)의 제 1 배출부(124), 연결부(126) 및 제 2 배출부(125)를 통과하여 배출구(127)를 통해 수차(130) 쪽으로 배출된다.
냉각수 배출관(123)에서 배출되는 냉각수가 수차(130)로 떨어지면 수차(130)가 회전하고, 수차(130)의 회전력은 동력전달기구(150)를 통해 발전기(140)의 회전축(141)에 전달된다. 발전기(140)의 회전축(141)이 회전하면 발전기(140) 내부의 발전부가 작동하여 전기를 생산하고, 생산된 전기는 외부로 송전되어 다양한 용도로 사용될 수 있다.
냉각수 배출관(123)에서 냉각수가 배출되어 수차(130)로 떨어질 때 수차(130)의 둘레에 설치된 비산방지 커버(160) 및 보조 커버(163)가 수차(130)에 부딪쳐 비산되는 냉각수를 막아 수차 주변으로 튀지 못하게 한다. 따라서, 수차(130)에서 비산되는 냉각수가 수차(130)의 주변을 적시거나, 발전기(140)나 동력전달기구(150)으로 튀어 이들 구성 부품의 기능과 수명을 저감시키는 문제를 방지할 수 있다. 또한, 수차(130)에서 비산되는 냉각수는 비산방지 커버(160) 및 보조 커버(163)에 막혀 다시 수차(130)로 유입되어 수차(130)를 회전시키는 구동원으로 작용하게 됨으로써, 수차(130)의 작동 효율을 높일 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 의한 냉각탑 발전장치(100)는 종래 냉각탑에서 수차(130)와 발전기(140) 등 간단한 구성 요소를 추가함으로써 냉각탑의 미활용 소수력 자원을 더욱 효율적으로 활용하여 전기를 생산할 수 있다.
본 발명에 있어서, 냉각탑(110)의 구조, 수차(130)의 구조나 수차(130)와 발전기(140)의 연결 구조 등 구체적인 구성은 다양하게 변경될 수 있다. 그리고 지지 프레임(165) 및 비산방지 커버(160)에 결합되어 비산방지 커버(160)를 수차(130)의 외주면으로부터의 이격 거리가 조절될 수 있도록 지지 프레임(165)에 결합시키는 커버 결합기구(180)(188)의 구조는 도시된 것으로 한정되지 않고, 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명에 의한 냉각탑 발전장치에 구비되는 수차의 다른 실시예를 나타낸 것이고, 도 6은 도 5에 도시된 수차의 일부 구성을 나타낸 사시도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 수차(200)는 중앙에 회전축(131)이 결합된 드럼(132)과, 드럼(132)의 외주면에 결합되는 복수의 날개(133)와, 날개들(133)의 양쪽 측면을 덮도록 드럼(132)의 양쪽 측면에 배치되는 한 쌍의 측판(134)과, 복수의 날개(133) 각각에 접힘 가능하게 결합되는 복수의 받침판(210)을 포함한다. 이러한 수차(200)는 상술한 수차(200)와 비교하여 복수의 받침판(210)을 더 포함하는 것으로, 나머지 구성은 상술한 수차(130)와 같다.
받침판(210)은 날개(133)와 날개(133) 사이에 마련되는 수용실(135)에 담긴 냉각수가 수용실(135)로부터 배출될 때 날개(133)의 외측으로 펴짐으로써 수용실(135)에서 냉각수가 더디게 배출되도록 하는 역할을 한다. 수차(200)의 회전 시 상부에서 하부 방향으로 이동하는 수용실(135)에서 냉각수를 가능한 천천히 배출시키는 것이 수차(200)의 회전력을 높이는데 유리하다.
받침판(210)은 그 한쪽 끝단이 힌지 핀(211)에 의해 날개(133)에 고정된 힌지 브라켓(212)에 힌지 결합되어 날개(133)의 안쪽으로 접히거나 날개(133)의 외측으로 펴질 수 있다. 받침판(210)은 물 위로 떠오를 수 있는 부상체(213)와 부상체(213)의 표면을 덮는 외피(214)를 포함하여 수용실(135)에 냉각수가 채워질 때 냉각수 위로 떠오를 수 있다. 부상체(213)는 발포 플라스틱 등 물 위로 부상할 수 있는 다양한 소재로 이루어질 수 있고, 외피(214)는 부상체(213)를 감싸 부상체(213)를 보호할 수 있는 다양한 소재로 이루어질 수 있다.
받침판(210)의 외측 끝단에는 받침판(210)을 따라 흘러가는 냉각수의 진로를 방해할 수 있도록 절곡된 배리어부(215)가 구비되고, 배리어부(215)의 끝단에는 부력을 높여주기 위한 플로트부(216)가 구비된다. 플로트부(216)는 도시된 것과 같이 받침판(210)의 일부가 확장된 형태로 받침판(210)과 일체로 이루어질 수도 있고, 받침판(210)과 별도로 물 위로 떠오를 수 있는 소재로 만들어진 후 받침판(210)에 결합될 수도 있다. 또한 받침판(210)에는 냉각수가 통과할 수 있는 복수의 개구(217)가 구비된다. 개구(217)의 형상이나 배치 구조 등은 도시된 것으로 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.
도 5에 도시된 것과 같이, 복수의 받침판(210)은 힌지 핀(211)을 회전 중심으로 하여 자유롭게 회전할 수 있으므로, 수차(200)의 회전에 따른 위치 변화에 따라 날개(133)의 안쪽으로 접히거나 날개(133)의 외측으로 펴질 수 있다. 받침판(210)은 냉각수의 수면 위로 떠오를 수 있으므로, 수용실(135)에 냉각수가 유입되기 시작할 때는 날개(133)의 안쪽으로 접혀 있더라도 수용실(135)에 냉각수가 채워지면 힌지 핀(211)을 중심으로 회전하면서 냉각수 수면 위로 떠오르면서 펴질 수 있다.
받침판(210)이 부력에 의해 수면 위로 떠오를 때 수용실(135)로 유입되는 냉각수가 받침판(210)에 구비된 복수의 개구(217)를 통과함으로써, 받침판(210)은 수용실(135)로 유입되는 냉각수를 외부로 밀어내지 않고 원활하게 냉각수 수면 위로 떠오를 수 있다. 받침판(210)이 수용실(135)로 유입되는 냉각수를 수용실(135) 외부로 밀어내어 외부로 배출시키면 냉각수에 의한 수차(200)의 회전 효율이 떨어지고, 받침판(210)이 원활하게 냉각수 수면 위로 떠오르지 못하게 되는 문제가 발생할 수 있다.
받침판(210)이 냉각수의 수면 위로 떠오른 상태에서 수용실(135)이 더욱 하강하면 냉각수가 수용실(135)의 외부로 배출되기 시작한다. 이때 받침판(210)은 배출되는 냉각수에 의해 날개(133)의 외측으로 펴져, 그 끝단이 날개(133)의 끝단보다 외측에 배치된다. 따라서, 수용실(135)에서 배출되는 냉각수는 받침판(210)을 따라 유동하여 받침판(210)의 끝단을 통과하여 외부로 떨어진다. 냉각수가 받침판(210)을 따라 유동할 때 일부 냉각수는 받침판(210)의 개구(217)를 통해 외부로 떨어질 수 있다. 그리고 받침판(210)의 끝단 쪽으로 유동하는 냉각수는 받침판(210)의 배리어부(215)에 의해 그 유동이 방해되어 외부로의 배출이 더욱 지연된다.
이와 같이, 본 실시예에 의한 수차(200)는 날개(133)에 힌지 결합된 받침판(210)이 수용실(135)에서 냉각수가 배출될 때 날개(133)의 외측으로 펴져 수용실(135)로부터의 냉각수 배출을 지연시킬 수 있다. 따라서, 수용실(135)로 유입되는 냉각수에 의한 수차(200)의 회전 효율이 향상된다.
본 발명에 있어서, 받침판(210)의 구체적인 구조는 도시된 것으로 한정되지 않고 다른 구조로 변경될 수 있다. 그리고 받침판(210)을 날개(133)에 접힘 가능하게 결합하는 결합 구조도 다양하게 변경될 수 있다.
앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
100 : 냉각탑 발전장치 110 : 냉각탑
111 : 하우징 113 : 기둥
114 : 거름망 115 : 냉각수 살수관
116 : 냉각수 안내관 117 : 필러
118 : 팬 119 : 모터
120 : 집수조 121: 냉각수 안내부재
123 : 냉각수 배출관 124, 125 : 제 1, 2 배출부
126 : 연결부 130, 200 : 수차
131, 141 : 회전축 132 : 드럼
133 : 날개 134 : 측판
135 : 수용실 136 : 받침대
137 : 회전 지지부재 140 : 발전기
145 : 고정대 150 : 동력전달기구
151 : 구동풀리 152 : 종동풀리
153 : 밸트 155 : 냉각수조
160 : 비산방지 커버 161 : 상부 덮개부
162 : 측면 덮개부 163 : 보조 커버
165 : 지지 프레임 180, 188 : 제 1, 2 커버 결합기구
181, 189 : 지지바 182, 190, 191 : 헤드
183 : 조절 너트 184, 192, 212 : 힌지 브라켓
185 : 고정 볼트 186 : 고정 너트
210 : 받침판 211 : 힌지 핀
213 : 부상체 214 : 외피
215 : 배리어부 216 : 플로트부

Claims (14)

  1. 실외 공기가 자유롭게 출입할 수 있는 내부 공간을 갖는 하우징과, 냉각수를 상기 하우징의 내부 공간으로 유입된 실외 공기 중으로 살포하는 냉각수 살수관과, 상기 냉각수 살수관을 통해 살포된 냉각수를 집수하는 집수조와, 상기 집수조에 집수된 냉각수를 배출하기 위해 상기 집수조에 연결되는 냉각수 배출관을 갖는 냉각탑;
    상기 냉각수 배출관에서 배출되는 냉각수의 낙차에 의해 회전할 수 있도록 상기 냉각수 배출관의 배출구 하부에 설치되는 수차;
    상기 수차의 회전력을 제공받아 작동함으로써 전기를 생산하는 발전기;
    상기 냉각수 배출관에서 상기 수차 쪽으로 분출된 후 상기 수차에 부딪쳐 비산되는 냉각수를 막아 상기 수차로 돌려보내기 위해 상기 수차의 둘레에 상기 수차와 비접촉되도록 설치되는 비산방지 커버;
    상기 비산방지 커버를 상기 수차 위에 놓이도록 지지하기 위해 상기 수차 위에 배치되는 상부 지지대를 갖는 지지 프레임; 및
    상기 상부 지지대 및 상기 비산방지 커버에 결합되고, 상기 비산방지 커버를 상기 수차의 외주면으로부터의 이격 거리가 조절될 수 있도록 상기 지지 프레임에 결합시키는 커버 결합기구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각탑 발전장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수차는 상기 냉각수 배출관에서 배출되는 냉각수를 집수하기 위한 냉각수조의 상부에 설치되는 것을 특징으로 하는 냉각탑 발전장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각수 배출관은 상기 집수조에 집수된 냉각수가 유입될 수 있도록 상기 집수조의 하부에 배치되는 제 1 배출부와, 상기 배출구를 구비하고 상기 수차 및 상기 제 1 배출부보다 상부에 배치되는 제 2 배출부와, 상기 제 1 배출부와 상기 제 2 배출부를 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각탑 발전장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 배출구의 최상부 높이는 상기 집수조에 집수되는 냉각수의 최대 수위와 같은 것을 특징으로 하는 냉각탑 발전장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 비산방지 커버는 상기 수차 둘레의 상기 냉각수 배출관의 끝단이 위치하는 부분부터 상기 수차에 담긴 냉각수가 수차로부터 떨어지기 시작하는 부분 사이의 이내 범위를 부분적으로 덮는 것을 특징으로 하는 냉각탑 발전장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 비산방지 커버는,
    상기 수차에 부딪쳐 상기 수차의 외주면 둘레 쪽으로 비산되는 냉각수를 막기 위한 것으로 단면이 호(弧) 형상으로 이루어지고 상부 끝단에서 하부 끝단으로 가면서 상기 수차의 외주면에 점진적으로 가까워지도록 배치되어 상기 수차의 외주면 둘레를 덮는 상부 덮개부와,
    상기 수차에 부딪쳐 상기 수차의 측면 쪽으로 비산되는 냉각수를 막기 위한 것으로 상기 상부 덮개부의 양쪽 측면에 결합되는 한 쌍의 측면 덮개부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각탑 발전장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    탄성 변형 가능한 소재로 이루어지고, 상기 수차의 외주면에 접하여 상기 수차의 외주면 일부를 덮을 수 있도록 상기 비산방지 커버의 하부 끝단에 결합되는 보조 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각탑 발전장치.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버 결합기구는, 일단은 상기 비산방지 커버에 힌지 결합되고 타단은 상기 상부 지지대에 마련된 결합구멍에 끼움 결합되고 수나사산이 형성된 지지바와, 상기 결합구멍을 통해 상기 상부 지지대의 상부로 돌출된 상기 지지바의 타단에 나사 결합되는 조절 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각탑 발전장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 비산방지 커버에는 관통구멍이 형성된 힌지 브라켓이 구비되고, 상기 지지바의 타단에는 상기 힌지 브라켓의 관통구멍에 대응하는 관통구멍이 형성된 헤드가 구비되며, 고정 볼트가 상기 힌지 브라켓의 관통구멍 및 상기 헤드의 관통구멍에 동시에 삽입된 후 상기 고정 볼트에 고정 너트가 나사 결합됨으로써 상기 지지바가 상기 힌지 브라켓에 고정되는 것을 특징으로 하는 냉각탑 발전장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 수차는,
    중앙에 회전축이 결합된 드럼과,
    상기 드럼의 외주면에 결합되는 복수의 날개와,
    상기 날개와 날개 사이의 측면을 덮어 상기 날개와 날개 사이에 냉각수를 담을 수 있는 수용실을 형성하는 측판과,
    상기 수용실에 담기는 냉각수의 수면 위로 떠오를 수 있도록 상기 날개에 힌지 결합되는 복수의 받침판을 포함하고,
    상기 수용실에서 냉각수가 배출될 때 상기 받침판이 상기 수용실에서 배출되는 냉각수에 의해 그 끝단이 상기 날개의 끝단보다 외측에 위치하도록 상기 날개의 외측으로 펴지는 것을 특징으로 하는 냉각탑 발전장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 받침판에는 냉각수가 통과할 수 있는 개구가 마련되는 것을 특징으로 하는 냉각탑 발전장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 받침판의 끝단에는 상기 받침판을 따라 흘러가는 냉각수의 진로를 방해할 수 있도록 절곡된 배리어부가 구비되는 것을 특징으로 하는 냉각탑 발전장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 받침판의 끝단에는 상기 받침판의 부력을 높여주는 플로트부가 구비되는 것을 특징으로 하는 냉각탑 발전장치.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150141302A (ko) * 2014-06-10 2015-12-18 장민영 순환펌프 입구 측 발전유닛을 갖는 냉각탑 플랜트
KR101605021B1 (ko) 2015-07-30 2016-03-21 (주) 성심엘앤디 친환경 수력 냉각순환 쿨링타워
CN111895804A (zh) * 2020-07-28 2020-11-06 常州大学 一种降噪蓄能发电节能环保冷却塔
CN112833619A (zh) * 2020-12-30 2021-05-25 天津天发总厂机电设备有限公司 一种水轮发电机组尾水余压供水冷却系统
KR102625949B1 (ko) 2022-08-25 2024-01-17 서영환 온수탱크를 이용한 건물의 자가발전장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930004633A (ko) * 1991-08-10 1993-03-22 신재우 수차를 이용한 발전 장치
KR20060083500A (ko) * 2005-01-17 2006-07-21 서종대 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑
KR20100031803A (ko) * 2008-09-16 2010-03-25 김환귀 4각 홈관을 이용 연속 수력발전

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930004633A (ko) * 1991-08-10 1993-03-22 신재우 수차를 이용한 발전 장치
KR20060083500A (ko) * 2005-01-17 2006-07-21 서종대 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑
KR20100031803A (ko) * 2008-09-16 2010-03-25 김환귀 4각 홈관을 이용 연속 수력발전

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150141302A (ko) * 2014-06-10 2015-12-18 장민영 순환펌프 입구 측 발전유닛을 갖는 냉각탑 플랜트
KR101594676B1 (ko) * 2014-06-10 2016-02-16 장민영 순환펌프 입구 측 발전유닛을 갖는 냉각탑 플랜트
KR101605021B1 (ko) 2015-07-30 2016-03-21 (주) 성심엘앤디 친환경 수력 냉각순환 쿨링타워
CN111895804A (zh) * 2020-07-28 2020-11-06 常州大学 一种降噪蓄能发电节能环保冷却塔
CN111895804B (zh) * 2020-07-28 2022-01-25 常州大学 一种降噪蓄能发电节能环保冷却塔
CN112833619A (zh) * 2020-12-30 2021-05-25 天津天发总厂机电设备有限公司 一种水轮发电机组尾水余压供水冷却系统
CN112833619B (zh) * 2020-12-30 2022-07-29 天津天发总厂机电设备有限公司 一种水轮发电机组尾水余压供水冷却系统
KR102625949B1 (ko) 2022-08-25 2024-01-17 서영환 온수탱크를 이용한 건물의 자가발전장치

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