KR101553058B1 - 냉각탑용 충전재 - Google Patents

Abstract

냉각탑용 충전재가 개시된다. 본 발명의 일측면에 따른 냉각탑용 충전재는 냉각수가 표면을 따라 흐를 수 있도록 하여 냉각수의 전열면적이 커지도록 냉각수의 낙하 경로상에 배치되는 몸체부, 몸체부에 누적되는 이물질을 제거할 수 있는 약액이 몸체부를 따라 흐를 수 있도록 몸체부에 형성되는 유로부, 유로부로 흐르는 약액이 분사되도록 유로부에 형성되는 분사부를 포함한다.

Description

냉각탑용 충전재{FILLER FOR COOLING TOWER}

본 발명은 냉각탑용 충전재에 관한 것이다.

냉각탑에서는 냉각수의 냉각 효율을 높이기 위해, 냉각수와 공기의 접촉면적을 증가시키는 표면적이 넓은 충전재를 냉각탑 내부에 설치하여, 냉각수가 충전재의 표면을 따라 흐르면서 냉각될 수 있도록 하는 것이 일반적이다.

그러나, 냉각탑을 사용함에 따라 냉각수에 함유되어 있는 오염물질로 인하여 충전재의 표면에 이물질이 누적되어, 냉각탑의 냉각 능력이 저하되고 나아가 최악의 경우에는 충전재가 붕괴되어 냉각탑의 운행이 정지되는 문제점을 일으킨다.

종래에는 이러한 문제점을 방지하기 위하여, 충전재를 새것으로 교체하거나 냉각탑으로부터 충전재를 분리하여 수작업으로 이물질을 제거하여 다시 조립하는 방식을 쓰고 있었다.

하지만, 이러한 방법에는 새로운 충전재 구매에 따른 비용 증가와 세정 작업에 투입되는 인력에 따른 비용 증가의 문제점이 발생한다.

또한, 이물질이 누적된 것을 사람이 감지하여 이물질을 제거하는 것이어서 제때에 이를 인식하지 못하면 여전히 냉각탑이 붕괴될 우려가 있었다.

따라서, 충전재에 누적된 이물질을 적절한 시기에 제거할 수 있는 기술의 개발이 필요한 실정이다.

일본공개특허 제2003-262494호 (2003. 09. 19. 공개)

본 발명은 충전재에 누적되는 이물질을 효과적으로 제거할 수 있는 냉각탑용 충전재를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 냉각수가 표면을 따라 흐르도록 하여 냉각수의 전열면적이 커지도록 냉각수의 낙하 경로상에 배치되는 몸체부, 몸체부에 누적되는 이물질을 제거할 수 있는 약액이 몸체부를 따라 흐를 수 있도록 몸체부에 형성되는 유로부, 유로부로 흐르는 약액이 분사되도록 유로부에 형성되는 분사부를 포함하는 냉각탑용 충전재가 제공된다.

여기서, 유로부는 몸체부의 내부에 형성될 수 있고, 분사부는 유로부로부터 몸체부의 외부로 연결될 수 있다.

그리고 분사부는 약액이 몸체부의 상부로 분사될 수 있도록 형성될 수 있다.

또한, 몸체부는 복수의 적층 구조체로 이루어지고, 분사부는 약액이 인접한 하층의 몸체부로 분사될 수 있도록 형성될 수 있다.

냉각탑용 충전재는, 몸체부의 하부에 결합되어 몸체부에 누적되는 이물질의 중량에 따라 신축 가능한 탄성부를 더 포함할 수 있다.

냉각탑용 충전재는, 탄성부의 양단에 서로 이격되게 설치되어 탄성부의 압축 시 서로 연결되어 신호를 발생시키는 한 쌍의 센서부를 더 포함할 수 있다.

냉각탑용 충전재는, 센서부에서 신호가 발생 시 약액이 유로부로 유입되도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 냉각탑용 충전재에 누적되는 이물질을 효과적으로 제거할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑용 충전재를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑용 충전재를 나타내는 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑용 충전재를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑용 충전재에서 약액이 분사되는 상태를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각탑용 충전재에서 약액이 분사되는 상태를 나타내는 도면.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

이하, 본 발명에 따른 냉각탑용 충전재의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑용 충전재를 나타낸 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑용 충전재를 나타내는 평면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑용 충전재를 나타내는 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑용 충전재에 약액이 분사되는 상태를 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑용 충전재(1000)는 몸체부(100), 유로부(200) 및 분사부(300)를 포함하고, 탄성부(400), 센서부(500) 및 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

몸체부(100)는 냉각수가 표면을 따라 흐르도록 하여 냉각수의 전열면적이 커지도록, 냉각수의 낙하 경로상에 배치되는 부재이다. 냉각수는 냉각탑 내에서 공기와 접촉하여 냉각수 중의 일부가 증발하면서 냉각되는데, 몸체부(100)가 냉각탑 내부에 설치되면 냉각수가 몸체부(100)의 표면을 따라 흐를 수 있게 되어 냉각수의 이동 경로가 증가한다. 따라서, 냉각수의 전열면적 및 전열시간이 증가하여 냉각수의 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

이 경우, 냉각수를 냉각시키기 위한 공기를 공급하는 것은, 열교환된 냉각탑 내부의 더운 공기를 냉각탑 외부로 배출함으로써 간접적으로 냉각탑 내로 유입되는 압송식 냉각탑 방식과, 직적접으로 외부의 차가운 공기를 냉각탑 내로 유입시키는 흡입식 냉각탑 방식이 될 수 있다.

한편, 도 1 및 도 2에는 사각형의 중공(110)을 가지는 몸체부(100)를 도시하였으나 이는 예시적인 것으로서, 냉각수의 이동 경로를 증가시킬 수 있는 모든 형태가 가능하다. 즉, 몸체부(100)는 원형 또는 다각형의 중공(110)을 가지는 적층구조체, 중공(110)을 가지지 않으나 표면을 복잡하게 형성하여 표면적을 증가시킨 구조체, 롤형태의 구조체, 허니컴구조체 등 다양한 형태로 구성될 수 있다.

유로부(200)는 몸체부(100)에 누적되는 이물질(10)을 제거할 수 있는 약액(20)이 몸체부(100)를 따라 흐를 수 있도록 몸체부(100)에 형성될 수 있는 부재이다. 약액(20)이 저장되어 있는 외부의 약액저장통(미도시)과 유로부(200)가 연결관(30)으로 연결되어 있어, 약액(20)이 냉각탑 내부로 도입되게 된다. 이 경우, 약액(20)은 외부의 펌프(미도시)를 통하여 유로부(200)로 도입되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.

유로부(200)는 별도의 관을 이용하여 형성될 수도 있고, 몸체부(100)에 유로부(200)를 매몰하는 경우에는 몸체부(100)를 내부에 기다란 홀 형태로 깎아내어 형성될 수도 있다. 또한, 유로부(200)는 밀폐형으로 이루어져 약액(20)이 분사부(300)에서 고압으로 살포되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.

이물질(10)은 냉각수가 몸체부(100)의 표면을 흐름에 따라 몸체부(100)에 누적되는 오염물질로서 스케일(Scale) 및 슬러지(Sludge) 등이 있다. 이는 냉각수 또는 공기에 포함되어 있는 물질로 인해 발생한다. 이물질(10)이 몸체부(100)에 누적되면 열전달이 제대로 이루어지지 않아 냉각수의 냉각효율이 저하되고, 최악의 경우 냉각탑용 충전재(1000)가 이물질(10)의 중량을 견디지 못해 붕괴되어 냉각탑의 운행이 중지될 수도 있다.

약액(20)은 냉각탑에서 이물질(10)을 제거하기 위하여 통상적으로 사용하는 스케일 제거액이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것이 아니다. 즉, 밀폐된 유로부(200)를 형성한 경우에는 물을 고압 분사하여 이물질(10)을 제거할 수도 있으므로 이 경우에는 물도 약액(20)으로 사용 가능하다.

분사부(300)는 유로부(200)로 흐르는 약액(20)이 분사되도록 유로부(200)에 형성될 수 있다. 약액(20)이 분사부(300)를 통하여 유로부(200) 외부로 살포됨으로써, 몸체부(100)에 누적된 이물질(10)을 제거할 수 있게 된다.

이 경우, 분사부(300)는 노즐로 형성되어 약액이(20) 몸체부(100) 대부분의 면적에 넓게 살포될 수 있는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니고 단순히 유로부(200)에 홀을 가공하여 형성할 수도 있다.

또한, 도 1 내지 도 4에는 몸체부(100)에서 돌출된 원통형의 분사부(300)를 도시하였으나 이는 예시적인 것으로서, 몸체부(100)에서 돌출되지 아니한 형태도 가능하며 원통형이 아닌 다른 다양한 형태도 가능하다. 마찬가지로 도 1 내지 도 4에는 7개의 분사부(300)를 도시하였으나 이는 예시적인 것으로서, 분사부(300)의 개수가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 냉각탑용 충전재(1000)는 냉각탑에서 분리되지 않고도 몸체부(100)에 형성되는 이물질(10)을 효과적으로 제거할 수 있다. 따라서, 충전재를 교체 또는 분리 세척하는데 필요한 비용 및 시간을 절감할 수 있다.

본 실시예에 따른 냉각탑용 충전재(1000)에서, 유로부(200)는 몸체부(100)의 내부에 형성될 수 있고, 분사부(300)는 유로부(200)로부터 몸체부(100)의 외부로 연결될 수 있다.

이 경우, 유로부(200)는 몸체부(100) 내부에 별도의 관을 도입하여 형성될 수도 있고, 몸체부(100) 내부에 기다란 구멍 형태로 깎아내어 형성될 수도 있다.

또한, 도 1 내지 도 4에는 몸체부(100) 내부를 표현함에 있어 유로부(200)가 몸체부(100)에 매몰되어 있는 것을 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하다. 몸체부(100)가 가지는 중공(110)에 유로부(200)가 형성되는 것도 이에 포함될 수 있으며, 몸체부(100)가 롤형태인 경우에는 롤의 중심에 유로부(200)가 형성되는 것도 이에 포함될 수 있다.

이처럼, 유로부(200)가 몸체부(100)의 내부에 형성됨에 따라 유로부(200)가 이물질(10)에 노출되는 것을 최소화 할 수 있어서, 유로부(200)를 별도로 유지 및 관리할 필요성이 적어진다.

본 실시예에 따른 냉각탑용 충전재(1000)에서, 분사부(300)는 약액(20)이 몸체부(100)의 상부로 분사되도록 형성될 수 있다.

냉각수는 냉각탑의 상부에서 하부쪽으로 분사되므로, 이물질(10)은 주로 몸체부(100) 상부에 형성되는데, 약액(20)을 몸체부(100)의 상부로 분사할 수 있게 됨에 따라 이물질(10)을 보다 효과적으로 제거할 수 있게 된다. 또한, 적층 형태가 아닌 단층 형태로 설치되는 충전재에 형성되는 이물질(10)도 별도의 장비 없이 제거할 수 있는 효과가 있다.

한편, 이 경우 분사부(300)의 분사공(310)이 이물질(10)로 인해 막혀버려 약액(20)이 분사되지 못하는 것을 방지하기 위하여, 후술할 제어부(미도시)에 의해 분사공(310)의 개폐를 제어하는 밸브를 분사부(300)에 결합할 수 있다.

또한, 도 1 내지 도 4에는 분사부(300)가 몸체부(100)의 상면에 노출되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로 몸체부(100)의 상부로 분사될 수 있기만 한다면 분사부(300)의 형성 위치는 아무런 제한이 될 수 없다.

본 실시예에 따른 냉각탑용 충전재(1000)는, 몸체부(100)의 하부에 결합되어 몸체부(100)에 누적되는 이물질(10)의 중량에 따라 신축 가능한 탄성부(400)를 더 포함할 수 있다.

탄성부(400)는 몸체부(100)의 하부에 결합되어 몸체부(100)를 지탱하게 되고, 탄성부(400)의 하부는 냉각탑 또는 밑층의 몸체부(100)에 의해 지탱된다. 따라서, 몸체부(100)에 이물질(10)이 누적됨에 따라 압축되고, 이물질(10)이 제거됨에 따라 신장할 수 있다. 결국 몸체부(100)는 하부에 결합된 탄성부(400)를 통해 상하로 움직일 수 있다.

이 경우, 이물질(10)이 누적되기 전에 미리 표시하여둔 표준선과 몸체부(100)의 현재 위치를 비교하는 등의 방법으로 몸체부(100)에 누적된 이물질(10)의 양을 용이하게 알 수 있다. 따라서, 이물질(10)이 몸체부(100)에 과도하게 누적되어 충전재가 붕괴되고 냉각탑의 운행이 정지되는 것을 사전에 방지할 수 있다.

한편, 도 1 내지 도 4에는 탄성부(400)로서 스프링을 도시하고 있으나 이는 예시적인 것에 불과하고, 몸체부(100)에 생성되는 이물질(10)의 중량이 변화함에 따라 신축할 수 있는 모든 부재가 이에 포함될 수 있다.

본 실시예에 따른 냉각탑용 충전재(1000)는, 탄성부(400)의 양단에 서로 이격되게 설치되고 탄성부(400)의 압축 시 서로 연결되어 신호를 발생시키는 한 쌍의 센서부(500)를 더 포함할 수 있다.

센서부(500)는 몸체부(100)에 이물질(10)이 누적됨에 따라 탄성부(400)가 일정이상 압축되면 서로 연결되어 신호를 발생시킬 수 있다. 여기서, 신호는 후술할 제어부(미도시)에 전달될 수 있는 전기신호뿐 만 아니라, 소리 신호등도 포함하다. 즉, 한 쌍의 센서부(500)가 서로 연결되면 소리를 발생시켜 냉각탑 외부의 작업자가 이를 인지하여 약액(20)을 유로부(200)에 주입할 수도 있다.

한편, 도 1 내지 도 4에는 센서부(500)가 연결될 수 있는 구조를, 돌출된 감지돌기가 형성된 구조를 도시하고 있으나 이는 예시적인 것에 불과한 것이다. 즉, 감지돌기가 아니라 센서부(500)의 끝단을 서로 마주보는 방향으로 휘어지게 형성해 탄성부(400)가 압축시 센서부(500)가 연결되는 것도 이에 포함된다.

또한, 센서부(500)는 외부 압력이 가해질 때 전기를 발생시키는 압전체인 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.

본 실시예에 따른 냉각탑용 충전재(1000)는, 센서부(500)에서 신호가 발생 시, 약액(20)이 유로부(200)로 유입되도록 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

몸체부(100)에 이물질(10)이 누적됨에 따라 탄성부(400)가 압축하게 되고, 탄성부(400)가 압축됨에 따라 센서부(500)가 점점 가까워지다가 결국 연결되어 신호를 발생시킨다. 제어부(미도시)는 센서부(500)와 연결된 연결전선(40)을 통해, 신호를 받아들여 약액저장통(미도시)에 있던 약액(20)이 유로부(200)에 흐를 수 있도록 제어할 수 있다.

일정한 조건이 되면 제어부(미도시)가 약액(20)을 유로부(200)로 유입시키므로, 몸체부(100)에 생성되는 이물질(10)을 자동으로 제거할 수 있게 된다. 따라서, 충전재의 교체나 세척에 필요한 비용, 인력 및 시간이 감소하고 충전재가 붕괴되는 것을 방지 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각탑용 충전재(2000)에서 약액이 분사되는 상태를 나타내는 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각탑용 충전재(2000)는, 하부에 탄성부(400)와 센서부(500)가 각각 결합된 몸체부(100)가 복수개 적층되고, 유로부(200)는 몸체부(100)의 내부에 매몰되며 분사부(300)는 유로부(200)의 하부에 형성되어 몸체부(100)의 하부쪽 외부와 연결될 수 있다.

분사부(300)가 몸체부(100)의 하부쪽 외부와 연결되어 있으므로, 약액(20)은 몸체부(100)의 하부로 분사되어, 그 다음층의 몸체부(100)에 누적된 이물질(10)을 제거할 수 있다.

분사부(300)가 몸체부(100)의 하부쪽 외부에 연결되는 경우, 분사부(300)의 분사공(310)이 이물질(10)에 의해 막힐 가능성이 낮다. 따라서, 분사공(310)의 개폐를 조절하는 별도의 밸브를 도입하지 않고서도 자동세척이 가능한 냉각탑용 충전재(2000)를 구현할 수 있다.

이 경우 최상층의 몸체부(100)에 생성되는 이물질(10)은 분사부(300)를 해당 몸체부(100)의 상면 및 하면 모두에 연결시켜서 제거할 수도 있고, 별도의 이물질(10) 제거장치를 도입함으로써 제거할 수도 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각탑용 충전재(2000)에서 개시되는 각 구성 및 그에 따른 효과에 대해서는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑용 충전재(1000)에서 전술하였기 때문에, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10: 이물질
20: 약액
30: 연결관
40: 연결전선
100: 몸체부
110: 중공
200: 유로부
300: 분사부
310: 분사공
400: 탄성부
500: 센서부
1000, 2000: 냉각탑용 충전재

Claims (7)

1. 냉각수가 표면을 따라 흐르도록 하여 상기 냉각수의 전열면적이 커지도록, 상기 냉각수의 낙하 경로상에 배치되는 몸체부;
   상기 몸체부에 누적되는 이물질을 제거할 수 있는 약액이 상기 몸체부를 따라 흐를 수 있도록, 상기 몸체부에 형성되는 유로부;
   상기 유로부로 흐르는 상기 약액이 분사되도록, 상기 유로부에 형성되는 분사부;
   상기 몸체부의 하부에 결합되어, 상기 몸체부에 누적되는 이물질의 중량에 따라 신축 가능한 탄성부; 및
   상기 탄성부의 양단에 서로 이격되게 설치되고, 상기 탄성부의 압축 시 서로 연결되어 신호를 발생시키는 한 쌍의 센서부;
   를 포함하는 냉각탑용 충전재.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 유로부는 상기 몸체부의 내부에 형성되며,
   상기 분사부는 상기 유로부로부터 상기 몸체부의 외부로 연결되는 것을 특징으로 하는 냉각탑용 충전재.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 분사부는 상기 약액이 상기 몸체부의 상부로 분사될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각탑용 충전재.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 몸체부는 복수의 적층 구조체로 이루어지고,
   상기 분사부는 상기 약액이 인접한 하층의 상기 몸체부로 분사될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 냉각탑용 충전재.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 센서부에서 상기 신호가 발생 시, 상기 약액이 상기 유로부로 유입되도록 제어하는 제어부;
   를 더 포함하는 냉각탑용 충전재.

Images