KR101839457B1 - 냉각탑 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각수를 기체와 직접적으로 접촉시켜 열교환하는 습식 열교환부; 상기 냉각수를 상기 기체와 간접적으로 접촉시켜 열교환하는 건식 열교환부; 및 상기 건식 열교환부에서 열교환된 건기체 및 상기 습식 열교환부에서 열교환된 습기체를 혼합하는 기체 혼합부를 포함하고, 상기 기체 혼합부는: 상기 건기체가 유입되는 적어도 하나의 제1 유입구와, 유입된 상기 건기체를 배출하는 적어도 하나의 제1 배출구를 포함하는 제1 기체 혼합 부재; 및 상기 습기체가 유입되는 적어도 하나의 제2 유입구와, 유입된 상기 습기체를 배출하는 적어도 하나의 제2 배출구를 포함하는 제2 기체 혼합 부재를 포함하는 냉각탑에 관한 것이다.

Description

냉각탑{Cooling tower}

본 발명은 냉각탑에 관한 것이다.

일반적으로 대기 오염 물질을 배출하는 소각로, 금속 용해로, 습식 탈황시설, 기타 장치 산업을 수행하는 공장은 설비 운전시 발생되는 배출 공기의 처리를 위한 공기 조화 설비를 포함한다. 반도체 및 평판 디스플레이 제조 공장(Fab: Fabrication)에는 공장 운전시 발생되는 배출공기의 처리를 위한 복수의 대용량 냉각탑(cooling tower)들이 설치된다.

냉각탑은 냉각기의 냉매를 냉각시키는 냉각수를 냉각하여 백연(plume)을 감소키는 장치이다. 백연은 냉각탑에서 배출되는 배출공기가 낮은 온도의 대기와 접촉할 때, 배출공기 내의 수증기가 이슬점(dew point) 이하로 내려감으로써, 배출공기가 미세한 액적 상태로 되어 흰연기로 보이는 현상이다. 이러한 백연은 일반적으로 인체에 유해한 성분을 포함하고 있지는 않으나, 미관상 유해한 성분을 포함하고 있는 것으로 보일 수 있고, 주변 시계에 방해가 되므로 백연의 효과적인 제거가 요구된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 백연을 효과적으로 감소시키는 냉각탑을제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 냉각탑은, 냉각수를 기체와 직접적으로 접촉시켜 열교환하는 습식 열교환부; 상기 냉각수를 상기 기체와 간접적으로 접촉시켜 열교환하는 건식 열교환부; 및 상기 건식 열교환부에서 열교환된 건기체 및 상기 습식 열교환부에서 열교환된 습기체를 혼합하는 기체 혼합부를 포함하고, 상기 기체 혼합부는: 상기 건기체가 유입되는 적어도 하나의 제1 유입구와, 유입된 상기 건기체를 배출하는 적어도 하나의 제1 배출구를 포함하는 제1 기체 혼합 부재; 및 상기 습기체가 유입되는 적어도 하나의 제2 유입구와, 유입된 상기 습기체를 배출하는 적어도 하나의 제2 배출구를 포함하는 제2 기체 혼합 부재를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 제1 기체 혼합 부재는 서로 이격 배치된 복수의 제1 배출구들은 포함하고, 상기 제2 기체 혼합 부재는 서로 이격 배치된 복수의 제2 배출구들을 포함하며, 상기 제2 배출구들의 각각은 서로 인접한 제1 배출구들 사이와 대향되게 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 배출구는 상기 제1 유입구의 면적보다 작은 면적을 갖고, 상기 제2 배출구는 상기 제2 유입구의 면적보다 작은 면적을 가질 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 기체 혼합 부재는 상기 제1 유입구와 상기 제1 배출구를 연결하는 제1 연결 유로를 포함하고, 상기 제2 기체 혼합 부재는 상기 제2 유입구와 상기 제2 배출구를 연결하는 제2 연결 유로를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 유입구는 상기 제1 연결 유로의 일단에 배치되고, 상기 제1 배출구는 상기 제1 연결 유로의 타단에 배치되고, 상기 제2 유입구는 상기 제2 연결 유로의 일단에 배치되고, 상기 제2 배출구는 상기 제2 연결 유로의 타단에 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 연결 유로는 상기 건기체의 유동 방향과 수직한 단면적이 상기 제1 유입구에서 상기 제1 배출구를 향해 갈수록 감소하고, 상기 제2 연결 유로는 상기 습기체의 유동 방향과 수직한 단면적이 상기 제2 유입구에서 상기 제2 배출구를 향해 갈수록 감소할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 습식 열교환부, 상기 건식 열교환부 및 상기 기체 혼합부를 수용하는 케이스; 및 상기 기체 혼합부에 의해 혼합된 기체를 상기 케이스의 외부로 배출시키는 송풍기를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 습식 열교환부는: 상기 제1 기체 혼합 부재의 상기 제1 유입구 측에 배치되는 제1 습식 열교환부; 및 상기 제2 기체 혼합 부재의 상기 제2 유입구 측에 배치되는 제2 습식 열교환부를 포함하고, 상기 제1 습식 열교환부는 상기 건식 열교환부와 상기 제1 기체 혼합 부재 사이에 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 습식 열교환부와 상기 제2 습식 열교환부는 서로 대향되게 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 건식 열교환부에 상기 냉각수를 공급하는 제1 공급 유로 및 상기 제1 습식 열교환부로 상기 냉각수를 공급하는 제2 공급 유로를 개폐하는 밸브 부재를 더 포함할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 냉각탑에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

건식 열교환부에서 열교환된 기체와 습식 열교환부에서 열교환된 기체를 혼합하여 냉각탑 외부로 배출함으로써, 냉각탑에서 발생되는 백연 현상을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 시스템을 개략적으로 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑을 나타낸 개략도이다.
도 3은 도 2의 건식 열교환부가 기체와 열교환하는 모습을 나타낸 개략도이다.
도 4는 도 2의 습식 열교환부가 기체와 열교환하는 모습을 나타낸 개략도이다.
도 5는 도 4의 A 부분을 나타낸 확대도이다.
도 6은 도 2의 기체 혼합부를 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 6의 I-I' 선에 따른 단면도이다.
도 8은 도 7의 기체 혼합부에서 건기체와 습기체가 혼합되는 모습을 나타낸 개략도이다.
도 9는 도 2의 냉각탑이 건기체와 습기체를 혼합하여 외부로 배출하는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑을 나타낸 개략도이다.
도 11은 도 10의 기체 혼합부를 나타낸 사시도이다.
도 12는 도 11의 II-II'선에 따른 단면도이다.
도 13은 도 10의 냉각탑이 건기체와 습기체를 혼합하여 외부로 배출하는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑을 나타낸 개략도이다.
도 15는 도 14의 기체 혼합부를 나타낸 사시도이다.
도 16은 도 15의 III-III'선에 따른 단면도이다.
도 17은 도 14의 기체 혼합부가 건기체와 습기체를 혼합하는 모습을 나타낸 개략도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑의 일부 구성을 나타낸 개략도이다.
도 19는 도 18의 냉각탑이 건기체와 습기체를 혼합하는 모습을 나타낸 개략도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 냉각탑을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 시스템을 개략적으로 나타낸 개략도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각 시스템(1)은 냉각기(40), 냉각탑(10), 공급 유로(30), 배출 유로(35) 및 순환 펌프(20, 25)를 포함할 수 있다.

냉각기(40)는 산업 장비(미도시)에서 발생한 열을 흡수하여 산업 장비를 냉각시킬 수 있다. 예를 들면, 냉각기(40)는 냉매를 산업 장비로 순환시켜 산업 장비애서 발생한 열을 흡수할 수 있다. 또한, 냉각기(40)는 배출 유로(35)를 통해 공급된 냉각수와 냉매를 열교환할 수 있다.

공급 유로(30)는 냉각기(40)와 냉각탑(10)을 연결하며, 냉각기(40)의 냉매와 열교환된 냉각수를 냉각탑(10)으로 유도할 수 있다.

냉각탑(10)은 냉각기(40)의 냉매를 냉각시키는 냉각수를 냉각할 수 있다. 냉각탑(10)에서 냉각된 냉각수는 배출 유로(35)를 통해 배출될 수 있다. 냉각탑(10)에 대한 자세한 사항은 후술한다.

배출 유로(35)는 냉각탑(10)과 냉각기(40)를 연결하며, 냉각탑(10)에서 냉각된 냉각수를 냉각기(40)로 유도할 수 있다.

순환 펌프(20, 25)는 공급 유로(30) 및 배출 유로(35) 내의 냉각수를 강제 유동시킬 수 있다. 순환 펌프(20, 25)는 공급 유로(30) 상에 배치되는 제1 순환 펌프(20)를 포함할 수 있다. 제1 순환 펌프(20)는 공급 유로(30) 내의 냉각수를 냉각기(40)에서 냉각탑(10)을 향해 유동시킬 수 있다.

순환 펌프(20, 25)는 배출 유로(35) 상에 배치되는 제2 순환 펌프(25)를 더 포함할 수 있다. 제2 순환 펌프(25)는 배출 유로(35) 내의 냉각수를 냉각탑(10)에서 냉각기(40)를 향해 유동시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑을 나타낸 개략도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑(10)은 습식 열교환부(200a, 200b), 건식 열교환부(100) 및 기체 혼합부(300)를 포함한다. 냉각탑(10)은 케이스(700), 엘리미네이터(eliminator, 510~540), 저수 탱크(400), 송풍기(600) 및 밸브 부재(800)를 포함할 수 있다.

습식 열교환부(200a, 200b)는 냉각수를 기체와 직접적으로 접촉시켜 열교환할 수 있다. 습식 열교환부(200a, 200b)에서 기체와 냉각수가 직접 접촉함으로써, 습식 열교환부(200a, 200b)는 건식 열교환부(100)의 열교환률보다 큰 열교환률을 가질 수 있다.

예를 들면, 13 도의 온도를 갖는 냉각수가 건식 열교환부(100)와 습식 열교환부(200a, 200b)에 각각 공급될 수 있다. 건식 열교환부(100)에서 기체와 열교환된 냉각수의 온도는 11도가 될 수 있다. 습식 열교환부(200a, 200b)에서 기체와 열교환된 냉각수의 온도는 9도가 될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 기체는 외부 공기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

습식 열교환부(200a, 200b)는 분사 노즐부(210a, 210b)와 필러부(220a, 220b)를 포함할 수 있다. 분사 노즐부(210a, 210b)과 필러부(220a, 220b)에 대한 자세한 사항은 도 4에서 후술한다.

습식 열교환부(200a, 200b)는 제1 습식 열교환부(200a)와 제2 습식 열교환부(200b)를 포함할 수 있다. 제1 습식 열교환부(200a)와 제2 습식 열교환부(200b)는 서로 대향되게 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 습식 열교환부(200a)는 후술할 제1 기체 혼합 부재(310)의 제1 유입구(311, 도 6 참고)의 일측에 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 제1 습식 열교환부(200a)는 건식 열교환부(100)와 제1 기체 혼합 부재(310) 사이에 배치될 수 있다.

제2 습식 열교환부(200b)는 후술할 제2 기체 혼합 부재(320)의 제2 유입구(321, 도 6 참고)의 일측에 배치될 수 있다.

제1 습식 열교환부(200a)는 제1 분사 노즐부(210a)와 제1 필러부(220a)를 포함할 수 있다. 제2 습식 열교환부(200b)는 제2 분사 노즐부(210b)와 제2 필러부(220b)를 포함할 수 있다. 제1 분사노즐부(210a), 제1 필러부(220a), 제2 분사 노즐부(210b) 및 제2 필러부(220b)에 대한 자세한 사항은 도 4에서 후술한다.

건식 열교환부(100)는 냉각수를 기체와 간접적으로 접촉시켜 열교환할 수 있다. 건식 열교환부(100)는 제1 습식 열교환부(200a)의 일측에 배치될 수 있다. 이에 따라, 건식 열교환부(100)를 통과한 기체는 제1 습식 열교환부(200a)로 통과한 후, 기체 혼합부(300)로 유입될 수 있다(도 9 참조). 이와 달리, 다른 실시예에서 건식 열교환부(100)는 제1 습식 열교환부(200a)와 제1 기체 혼합 부재(310) 사이에 배치될 수도 있다. 건식 열교환부(100)에 대한 자세한 사항은 도 3에서 후술한다.

기체 혼합부(300)는 건식 열교환부(100)에서 열교환된 건기체 및 습식 열교환부(200a, 200b)에서 열교환된 습기체를 혼합할 수 있다. 건기체 및 습기체가 기체 혼합부(300)에서 혼합된 후, 냉각탑(10) 외부로 배출됨으로써, 냉각탑(10)의 백연 발생이 억제되거나 방지될 수 있다.

예를 들면, 기체 혼합부(300)에 의해 혼합된 대부분의 기체는 냉각탑(10)에서 배출될 때, 포화수증기량보다 적은 량의 수증기를 포함할 수 있다. 이에 따라, 냉각탑(10)에서 발생되는 백연 현생이 억제되거나 방지될 수 있다.

기체 혼합부(300)는 제1 기체 혼합 부재(310)와 제2 기체 혼합 부재(320)를 포함할 수 있다. 제1 기체 혼합 부재(310)와 제2 기체 혼합 부재(320)는 서로 대향되게 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 기체 혼합부(300)에 대한 자세한 사항은 도 6 내지 도 8에서 후술한다.

엘리미네이터(510~540)는 기체 내의 물방울을 제거할 수 있다. 엘리미네이터(510~540)는 습식 열교환부(200a, 200b)의 적어도 일측에 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 엘리미네이터(510~540)는 제1 및 제2 습식 열교환부(200b) 각각의 일측과 타측에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제2 및 제4 엘리미네이터들(520, 540)은 제1 및 제2 습식 열교환부(200a, 200b)들로 유입되는 기체 내의 물방울을 제거할 수 있다. 또한, 제1 및 제3 엘리미네이터들(510, 530)은 제1 및 제2 습식 열교환부(200a, 200b)들에서 배출되는 기체 내의 물방울을 제거할 수 있다. 이러한, 엘리미네이터(510~540)는 기체 내의 수분을 제거하여 백연 발생을 억제할 수 있다.

이와 달리, 다른 실시예에서 엘리미네이터는 후술할 케이스(700)의 토출구(730)와 인접하게 배치될 수 있다. 그러므로, 엘리미네이터는 기체 혼합부(300)에서 혼합된 기체 내의 수분을 제거할 수 있다. 엘리미네이터(510~540)에 대한 자세한 사항은 도 5에서 후술한다.

케이스(700)는 내부에 습식 열교환부(200a, 200b), 건식 열교환부(100), 엘리미네이터(510~540), 기체 혼합부(300), 저수 탱크(400) 및 송풍기(600)를 수용할 수 있다. 즉, 케이스(700)는 습식 열교환부(200), 건식 열교환부(100), 엘리미네이터(510~540), 기체 혼합부(300), 저수 탱크(400) 및 송풍기(600)를 감싸는 통 형상일 수 있다.

케이스(700)는 냉각수와 열교환된 기체가 외부로 배출되는 토출구(730)를 포함할 수 있다. 토출구(730)는 케이스(700)의 상측에 배치될 수 있다. 토출구(730)는 원형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

케이스(700)는 토출구(730)를 덮는 그릴(750)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 토출구(730)를 통해 케이스(700) 내로 소정의 크기를 가진 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

케이스(700)는 외부의 기체가 유입되는 복수의 유동 홀(710, 720)들을 포함할 수 있다. 유동 홀(710, 720)들은 케이스(700)의 적어도 일측에 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 케이스(700)는 일측 및 타측에 유동 홀(710, 720)들이 각각 배치될 수 있다.

저수 탱크(400)는 습식 열교환부(200a, 200b)의 하측에 배치될 수 있다. 저수 탱크(400)는 습식 열교환부(200a, 200b)의 필러부(220a, 220b)에서 열교환된 냉각수가 저장될 수 있다. 또한, 저수 탱크(400)는 건식 열교환부(100)에서 열교환된 냉각수가 저장될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 저수 탱크(400)는 케이스(700) 내부에 배치될 수 있다. 저수 탱크(400)는 일측에 배출 유로(35)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 저수 탱크(400)에 저장된 냉각수는 배출 유로(35)를 통해 냉각기(40, 도 1참조)로 유동될 수 있다.

송풍기(600)는 케이스(700) 내의 기체를 케이스(700) 외부로 강제 유동시킬 수 있다. 이에 따라, 케이스(700) 내의 기체는 토출구(730)를 통해 케이스(700) 외부로 토출될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 송풍기(600)는 송풍팬(610) 및 모터(620)를 포함할 수 있다. 모터(620)는 송풍팬(610)을 회전시킬 수 있다. 송풍팬(610)은 모터(620)에 의해 회전됨에 따라 케이스(700) 내의 기체를 외부로 강제 유동시킬 수 있다. 송풍팬(610)은 축류팬을 포함할 수 있다.

밸브 부재(800)는 건식 열교환부(100)에 냉각수를 공급하는 제1 공급 유로(31) 및 제1 습식 열교환부(200a)로 냉각수를 공급하는 제2 공급 유로(32)를 개폐할 수 있다. 예를 들면, 밸브 부재(800)는 제1 공급 유로(31) 상에 배치되는 제1 밸브(810)와, 제2 공급 유로(32) 상에 배치되는 제2 밸브(820)를 포함할 수 있다. 제1 밸브(810)는 제1 공급 유로(31)를 개폐할 수 있다. 제2 밸브(820)는 제2 공급 유로(32)를 개폐할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 밸브 부재(800)는 제2 습식 열교환부(200b)로 냉각수를 공급하는 제3 공급 유로(33) 상에 배치되지 않으나, 본 발명의 다른 실시예에서 밸브 부재(800)는 제3 공급 유로(33) 상에 배치될 수 있다.

제1 공급 유로(31)와 제2 공급 유로(32)는 제1 밸브(810)와 제2 밸브(820)에 의해 선택적으로 개방할 수 있다. 예를 들면, 제2 공급 유로(32)는 제1 공급 유로(31)가 개방될 때 폐쇄될 수 있다. 제1 공급 유로(31)는 제2 공급 유로(32)가 개방될 때 폐쇄될 수 있다. 이에 따라, 냉각수는 건식 열교환부(100)와 제1 습식 열교환부(200a)에 선택적으로 공급될 수 있다. 밸브 부재(800)는 제1 공급 유로(31)와 제2 공급 유로(32)를 동시에 개폐할 수 있다.

도 3은 도 2의 건식 열교환부가 기체와 열교환하는 모습을 나타낸 개략도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건식 열교환부(100)는 유동 배관(110) 및 히팅 코일(120)을 포함할 수 있다. 유동 배관(110)은 상하 방향으로 길쭉한 배관일 수 있다

유동 배관(110)은 제1 공급 유로(31, 도 2 참고)와 연결되는 유입부(110a)와 기체와 열교환된 기체가 배출되는 배출부(110b)를 포함할 수 있다. 유입부(110a)는 유동 배관(110)의 일단에 배치되고, 배출부(110b)는 유동 배관(110)의 타단에 배치될 수 있다. 배출부(110b)는 저수 탱크(400, 도 2 참조)와 연결될 수 있다.

히팅 코일(120)은 유동 배관(110)의 표면을 감쌀 수 있다. 히팅 코일(120)은 열 전도율이 좋은 구리, 은, 금 등을 포함할 수 있다. 히팅 코일(120)은 유동 배관(110) 내에서 유동하는 고온의 냉각수의 열을 흡수할 수 있다. 히팅 코일(120)은 냉각수로부터 흡수된 열을 기체로 전달할 수 있다. 이에 따라, 건식 열교환부(100)를 통과하는 기체는 가열될 수 있다. 기체가 가열됨에 따라, 기체 내에 포함된 수분은 증발될 수 있다.

도 4는 도 2의 습식 열교환부가 기체와 열교환하는 모습을 나타낸 개략도이다. 도 4는 도 2의 제2 습식 열교환부를 나타낸 개략도이며, 제1 습식 열교환부는 도시되지 않았으나, 제2 습식 열교환부와 동일한 구조를 가질 수 있다.

도 4를 참조하면, 제2 습식 열교환부(200b)는 제2 분사 노즐부(210b)와 제2 필러부(220b)를 포함할 수 있다. 제2 습식 열교환부(200b)는 제3 공급 유로(33)를 통해 냉각수를 공급받을 수 있다.

제2 분사 노즐부(210b)는 제2 필러부(220b)로 냉각수를 공급할 수 있다. 제2 분사 노즐부(210b)는 제2 필러부(220b)의 상측에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제3 공급 유로(33)와 연결된 제2 분사 노즐부(210b)는 수압이나 중력에 의해 냉각수를 제2 필러부(220b)로 하향 분사할 수 있다.

제2 분사 노즐부(210b)는 내부에 냉각수가 저장되는 저장 공간(미도시)과, 저장 공간에 저장된 냉각수가 분사되는 적어도 하나의 분사구(211b)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 제2 분사 노즐부(210b)의 저장 공간에 저장된 냉각수는 분사구(211b)를 통해 제2 필러부(220b)로 균일하게 공급될 수 있다.

제2 필러부(220b)는 제2 습식 열교환부(200b)에서 실질적으로 열교환이 이루어지는 부분이다. 제2 필러부(220b)는 제2 분사 노즐부(210b)의 하측에 배치될 수 있다. 제2 필러부(220b)는 필름 형태의 시트가 여러 장 겹쳐진 필름 패키지를 포함할 수 있다. 제2 필러부(220b)는 다수의 필름 패키지를 연결한 타입일 수 있다.

제2 습식 열교환부(200b)는 기체와 냉각수의 이동 방향이 직교하는 직교형 습식 열교환 타입일 수 있다. 이에 따라, 제2 습식 열교환부(200b)는 냉각수와 기체의 이동 방향이 직교할 수 있다. 예를 들면, 냉각수는 제2 필러부(220b) 내에서 하향 유동하고, 기체는 제2 필러부(220b) 내에서 좌향 유동 또는 우향 유동하면서 냉각수와 접촉할 수 있다. 이에 따라, 기체와 냉각수는 직접적으로 접촉하여 상호 열교환할 수 있다.

이와 달리, 다른 실시예에서 제2 습식 열교환부(200b)는 냉각수가 제2 필러부(220b) 내에서 하향 유동하고, 기체는 상향 유동하면서 냉각수와 직접적으로 접촉할 수 있다. 이에 따라, 기체는 제2 필러부(220b) 내에서 수직으로 올라가고, 냉각수는 수직으로 떨어짐으로써, 제2 습식 열교환부(200b)는 대향류형 습식 열교환 타입일 수 있다.

냉각수와 직접적으로 접촉하여 열교환된 기체는 수분을 많이 포함할 수 있다. 이에 따라, 제2 습식 열교환부(200b)에서 열교환된 습기체는 백연 발생의 원인이 될 수 있다.

도 5는 도 4의 A 부분을 나타낸 확대도이다. 도 5는 도 2의 제2 습식 열교환부(200b)의 일측에 배치된 제1 엘리미네이터(510)에서 기체 내의 수분을 제거하는 모습을 나타낸다. 다른 엘리미네이터들(520~540)은 도시되지 않았으나, 제2 습식 열교환부(220b)의 일측에 배치된 제1 엘리미네이터(510)와 동일한 구조를 가질 수 있다.

도 5는 참조하면, 제1 엘리미네이터(510)는 통상 판면을 굴곡지게 하여 지그재그로 접힌 복수의 박판들(511)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 박판(511)들은 S자 형상일 수 있다. 박판(511)들의 각각은 적어도 하나의 요철면(511a, 511b)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시에에서 박판(511)들의 각각은 복수의 요철면(511a, 511b)들을 포함할 수 있다.

복수의 박판(511)들은 서로 일정한 간격을 유지하면서 배치될 수 있다. 박판(511)들은 합성 수지 재질을 포함할 수 있다.

제1 엘리미네이터(510)를 통과하는 기체는 복수의 요철면(511a, 511b)들에 부딪칠 때, 기체 내의 물방울이 비산될 수 있다. 이에 따라, 기체 내의 물방울이 제거되어 수분이 감소될 수 있다.

도 6은 도 2의 기체 혼합부를 나타낸 사시도이다. 도 7은 도 6의 I-I' 선에 따른 단면도이다. 도 8은 도 7의 기체 혼합부에서 건기체와 습기체가 혼합되는 모습을 나타낸 개략도이다.

도 2 및 도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기체 혼합부(300)는 제1 기체 혼합 부재(310)와 제2 기체 혼합 부재(320)를 포함할 수 있다.

제1 기체 혼합 부재(310)와 제2 기체 혼합 부재(320)는 서로 이격 배치될 수 있다. 제1 기체 혼합 부재(310)와 제2 기체 혼합 부재(320)는 서로 대향되게 배치될 수 있다.

제1 기체 혼합 부재(310)는 건식 열교환부(100)의 일측에 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 제1 습식 열교환부(200a)는 제1 혼합 부재(310) 및 건식 열교환부(100) 사이에 배치될 수 있다.

제2 기체 혼합 부재(320)는 제2 습식 열교환부(200b)의 일측에 배치될 수 있다.

제1 기체 혼합 부재(310)는 제1 유입구(311), 제1 배출구(312) 및 제1 연결 유로(313)를 포함할 수 있다.

제1 기체 혼합 부재(310)는 적어도 하나의 제1 유입구(311)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 제1 기체 혼합 부재(310)는 복수의 제1 유입구(311)들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 기체 혼합 부재(310)는 6개의 제1 유입구(311)들을 포함할 수 있다. 건식 열교환부(100)에서 열교환된 건기체는 제1 유입구(311)를 통해 유입될 수 있다. 제1 유입구(311)는 제1 연결 유로(313)의 일단에 배치될 수 있다.

제1 유입구(311)의 폭(W11)은 제1 배출구의 폭(W12)보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 유입구(311)는 제1 배출구(312)의 면적보다 큰 면적을 가질 수 있다. 여기서, 제1 유입구(311)및 제1 배출구(312)의 면적은 기체가 유동할 수 있는 면적을 의미할 수 있다.

제1 기체 혼합 부재(310)는 적어도 하나의 제1 배출구(312)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 제1 기체 혼합 부재(310)는 복수의 제1 배출구들(312)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 기체 혼합 부재(310)는 6개의 제1 배출구(312)들을 포함할 수 있다. 복수의 제1 배출구들(312)은 서로 이격 배치될 수 있다.

제1 유입구(311)를 통해 유입된 건기체는 제1 배출구(312)를 통해 배출될 수 있다. 제1 배출구(312)는 제1 연결 유로(313)의 타단에 배치될 수 있다.

제1 배출구(312)의 폭(W12)은 제1 유입구(311)의 폭(W11)보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 배출구(312)는 제1 유입구(311)의 면적보다 작은 면적을 가질 수 있다.

제1 배출구(312)가 제1 유입구(311)의 면적보다 작은 면적을 가짐으로써, 제1 배출구(312)를 통과하는 건기체의 유속은 제1 유입구(311)를 통과하는 건기체의 유속보다 빠를 수 있다. 그리고, 제1 배출구(312)의 압력이 제1 유입구(311)의 압력보다 낮을 수 있다. 이에 따라, 제1 유입구(311)를 통해 유입된 건기체는 제1 배출구(312)를 통해 빠르게 배출될 수 있다.

제1 연결 유로(313)는 제1 유입구(311)와 제1 배출구(312)를 연결할 수 있다. 이에 따라, 제1 유입구(311)를 통해 유입된 건기체는 제1 연결 유로(313)에 의해 제1 배출구(312)로 유동할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서 제1 연결 유로(313)는 일 방향으로 길쭉하게 형성될 수 있다. 제1 연결 유로(313)는 건기체의 유동 방향(D1)과 수직한 단면이 제1 유입구(311)에서 제1 배출구(312)를 향해 갈수록 감소할 수 있다. 이에 따라, 제1 유입구(311)를 통해 유입된 건기체는 제1 배출구(312)를 향해 갈수록 유속이 빨라질 수 있다. 제1 연결 유로(313)는 제1 유입구(311)와 제1 배출구(312)를 연결하는 적어도 하나의 경사면을 포함할 수 있다

제1 기체 혼합 부재(310)는 적어도 하나의 제1 연결 유로(313)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 제1 기체 혼합 부재(310)는 복수의 제1 연결 유로들(313)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 기체 혼합 부재(310)는 6개의 제1 연결 유로들(313)을 포함할 수 있다. 각각의 제1 연결 유로들(313)은 서로 분리되어 있다. 제1 연결 유로(313)의 일단에 제1 유입구(311)가 배치되고, 타단에 제1 배출구(312)가 배치될 수 있다. 그러므로, 제1 연결 유로(313)는 서로 대응하는 하나의 제1 유입구(311)와 하나의 제1 배출구(312)를 연결할 수 있다.

제2 기체 혼합 부재(320)는 제2 유입구(321), 제2 배출구(322) 및 제2 연결 유로(323)를 포함할 수 있다.

제2 기체 혼합 부재(320)는 적어도 하나의 제2 유입구(321)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 제2 기체 혼합 부재(320)는 복수의 제2 유입구들(321)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 기체 혼합 부재(320)는 5개의 제2 유입구들(321)을 포함할 수 있다.

제2 습식 열교환부(200b)에서 열교환된 습기체는 제2 유입구(321)를 통해 유입될 수 있다. 제2 유입구(321)는 제2 연결 유로(323)의 일단에 배치될 수 있다.

제2 유입구(321)의 폭(W21)은 제2 배출구(322)의 (W22)보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 유입구(321)는 제2 배출구(322)의 면적보다 큰 면적을 가질 수 있다. 여기서, 제2 유입구(321) 및 제2 배출구(322)의 면적은 기체가 유동할 수 있는 면적을 의미할 수 있다.

제2 기체 혼합 부재(320)는 적어도 하나의 제2 배출구(322)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 제2 기체 혼합 부재(320)는 복수의 제2 배출구들(322)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 기체 혼합 부재(320)는 5개의 제2 배출구들(322)을 포함할 수 있다. 제2 유입구(321)를 통해 유입된 습기체는 제2 배출구(322)를 통해 배출될 수 있다. 제2 배출구(322)는 제2 연결 유로(323)의 타단에 배치될 수 있다.

전술한 바와 같이, 제2 기체 혼합 부재(320)는 제1 기체 혼합 부재(310)와 대향되게 배치된다. 제2 기체 혼합 부재(320)가 제1 기체 혼합 부재(310)가 서로 이격 배치됨으로써, 제2 배출구(322)는 제1 배출구(312)와 이격 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 배출구(312)와 제2 배출구(322) 사이에 공간이 형성될 수 있다. 제1 배출구(312)와 제2 배출구(322) 사이에 형성된 공간에는 제1 배출구(312)와 제2 배출구(322)에서 배출된 기체들이 혼합될 수 있다.

도 7을 참조하면, 제2 배출구들(322)의 각각은 서로 인접한 제1 배출구들(312) 사이와 대향되게 배치될 수 있다. 제1 배출구들(312)의 일부는 서로 인접한 제2 배출구들(322) 사이와 대향되게 배치될 수 있다. 그러므로, 제1 배출구(312)와 제2 배출구(322)는 지그재그 형태로 배치될 수 있다.

도 8을 참조하면, 제2 배출구들(322)의 각각이 서로 인접한 제1 배출구들(312) 사이와 대향되게 배치됨으로써, 제2 배출구들(322)의 각각에서 배출된 습기체는 서로 인접한 제1 배출구들(312) 사이로 배출될 수 있다. 제1 배출구들(312) 중 일부가 서로 인접한 제2 배출구들(322) 사이와 대향되게 배치됨으로써, 제1 배출구들(312)의 각각에서 배출된 건기체의 일부는 서로 인접한 제2 배출구들(322) 사이로 배출될 수 있다. 이에 따라, 제1 배출구(312)와 제2 배출구(322) 사이에 형성된 공간에서 와류(V)가 발생할 수 있다.

제1 배출구(312)와 제2 배출구(322) 사이에 형성된 공간에서 와류(V)가 발생함으로써, 제1 배출구(312)를 통해 배출된 건기체 및 제2 배출구(322)를 통해 배출된 습기체는 혼합될 수 있다. 습기체가 건기체와 혼합되어 냉각탑(10) 외부로 배출될 경우, 냉각탑(10)에서 발생하는 백연 현상은 억제되거나 방지될 수 있다.

제2 배출구(322)의 폭(W22)은 제2 유입구(321)의 폭(W21)보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 배출구(322)는 제2 유입구(321)의 면적보다 작은 면적을 가질 수 있다. 제2 배출구(322)가 제2 유입구(321)의 면적보다 작은 면적을 가짐으로써, 제2 배출구(322)를 통과하는 습기체의 유속은 제2 유입구(321)를 통과하는 습기체의 유속보다 빠를 수 있다. 그리고, 제2 배출구(322)의 압력이 제2 유입구(321)의 압력보다 낮을 수 있다. 이에 따라, 제2 유입구(321)를 통해 유입된 습기체는 제2 배출구(322)를 통해 빠르게 배출될 수 있다.

제2 연결 유로(323)는 제2 유입구(321)와 제2 배출구(322)를 연결할 수 있다. 이에 따라, 제2 유입구(321)를 통해 유입된 습기체는 제2 연결 유로(323)에 의해 제2 배출구(322)로 유동할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서 제2 연결 유로(323)는 길쭉하게 형성될 수 있다. 또한, 제2 연결 유로(323)는 습기체의 유동 방향(D2)과 수직한 단면이 제2 유입구(321)에서 제2 배출구(322)를 향해 갈수록 감소할 수 있다.. 이에 따라, 제2 유입구(321)를 통해 유입된 습기체는 제2 배출구(322)를 향해 갈수록 유속이 빨라질 수 있다. 제2 연결 유로(323)는 제2 유입구(321)와 제2 배출구(322)를 연결하는 적어도 하나의 경사면을 포함할 수 있다

제2 기체 혼합 부재(320)는 적어도 하나의 제2 연결 유로(323)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 제2 기체 혼합 부재(320)는 복수의 제2 연결 유로들(323)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 기체 혼합 부재(320)는 5개의 제2 연결 유로들(323)을 포함할 수 있다. 각각의 제2 연결 유로들(323)은 서로 분리되어 있다. 제2 연결 유로(323)의 일단에 제2 유입구(321)가 배치되고, 타단에 제2 배출구(322)가 배치될 수 있다. 그러므로, 제2 연결 유로(323)는 서로 대응하는 하나의 제2 유입구(321)와 하나의 제2 배출구(322)를 연결할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 제2 연결 유로들(323)의 각각은 서로 인접한 제1 연결 유로들(313) 사이와 대향되게 배치될 수 있다. 제1 연결 유로들(313)의 일부는 서로 인접한 제2 연결 유로들(323) 사이와 대향되게 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 연결 유로들(313)과 제2 연결 유로들(323)은 지그재그 형태로 배치될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑(10)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 9는 도 2의 냉각탑이 건기체와 습기체를 혼합하여 외부로 배출하는 과정을 나타낸 개략도이다.

도 9를 참조하면, 케이스(700) 내의 기체는 냉각탑(10)의 송풍기(600)가 작동할 때 케이스(700)의 토출구(730)를 통해 외부로 강제 유동될 수 있다. 케이스(700) 내의 기체가 송풍기(600)를 통해 외부로 강제 유동됨으로써, 케이스(700) 내의 압력은 감소할 수 있다.

케이스(700) 내의 압력이 감소함으로써, 외부 공기는 케이스(700)의 유동 홀(710, 720)을 통해 케이스(700)의 내부로 유동할 수 있다.

외부 공기의 일부는 건식 열교환부(100)에서 냉각수와 간접적으로 열교환될 수 있다. 외부 공기가 건식 열교환부(100)에서 열교환됨으로써, 외부 공기 내의 수분이 증발될 수 있다. 이에 따라, 외부 공기는 건공기가 될 수 있다.

건공기는 제1 습식 열교환부(200a)를 통과한 후 제1 기체 혼합 부재(310)의 제1 유입구(311)로 유입될 수 있다. 또한, 건공기는 제1 습식 열교환부(200a)를 통과할 때, 제1 습식 열교환부(200a)의 양측에 각각 배치된 제3 및 제4 엘리미네이터들(530, 540)을 통과할 수 있다. 제3 및 제4 엘리미네이터들(530, 540)은 건공기에 포함된 물방울을 제거할 수 있다. 이에 따라, 건공기의 수분은 감소될 수 있다.

제1 유입구(311)로 유입된 건공기는 제1 배출구(312)를 통해 제1 기체 혼합 부재(310)와 제2 기체 혼합 부재(320) 사이의 공간으로 배출될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 제1 밸브(810)는 제1 공급 유로(31)를 개방할 수 있다. 이에 따라, 외부 공기는 건식 열교환부(100)에서 냉각수와 열교환될 수 있다. 또한, 제2 밸브(820)는 제2 공급 유로(32)를 폐쇄할 수 있다. 이에 따라, 건식 열교환부(100)에서 열교환된 건공기는 제1 습식 열교환부(200a)에서 열교환되지 않을 수 있다.

이와 달리, 다른 실시예에서 제2 밸브(820)는 제2 공급 유로(32)를 개방할 수 있다. 이에 따라, 건식 열교환부(100)에서 열교환된 건공기는 제1 습식 열교환부(200a)에서 열교환될 수 있다. 제2 밸브(820)가 제2 공급 유로(32)를 개방함으로써, 냉각수는 제1 습식 열교환부(200a)에서도 기체와 열교환될 수 있다. 그러므로, 냉각수는 빠르게 냉각될 수 있다.

외부 공기의 일부는 제2 습식 열교환부(200b)에서 냉각수와 직접적으로 열교환될 수 있다. 외부 공기가 제2 습식 열교환부(200b)에서 열교환됨으로써, 외부 공기는 습공기가 될 수 있다. 또한, 외부 공기가 제2 습식 열교환부(200b)를 통과할 때, 제2 습식 열교환부(200b)의 양측에 각각 배치된 제1 및 제2 엘리미네이터들(510, 520)을 통과할 수 있다. 이에 따라, 제2 습식 열교환부(200b)로 유입 및 배출되는 공기의 수분은 감소될 수 있다.

제2 습식 열교환부(200b)에서 열교환된 습공기는 제2 기체 혼합 부재(320)의 제2 유입구(321)로 유입될 수 있다. 제2 유입구(321)로 유입된 습공기는 제2 배출구(322)를 통해 제1 기체 혼합 부재(310)와 제2 기체 혼합 부재(320) 사이의 공간으로 배출될 수 있다.

전술한 바와 같이, 제1 배출구(312)에서 배출된 건공기 및 제2 배출구(322)에서 배출된 습공기는 서로 부딪쳐 와류 또는 난류를 형성할 수 있다. 이에 따라, 건공기와 습공기는 혼합될 수 있다. 건공기와 습공기가 혼합된 혼합 공기는 송풍기(600)에 의해 냉각탑(10) 외부로 토출될 수 있다.

혼합 공기는 포화수증기량보다 적은 량의 수증기를 포함할 수 있다. 이에 따라, 냉각탑(10)에서 발생되는 백연 현생이 억제되거나 방지될 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑을 나타낸 개략도이다. 도 11은 도 10의 기체 혼합부를 나타낸 사시도이다. 도 12는 도 11의 II-II'선에 따른 단면도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 2 내지 도 9를 참조하여 설명한 예와 실질적으로 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략한다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑(11)은 도 2의 냉각탑(10)과 비교하여 건식 열교환부(100)와 제1 기체 혼합 부재(310) 사이에 습식 열교환부가 배치되지 않을 수 있다. 이에 따라, 냉각탑(11)의 크기는 컴팩트(compact)해 질 수 있다.

도 10 내지 도 12을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기체 혼합부(300a)는 제1 기체 혼합 부재(310a) 및 제1 기체 혼합 부재(310a)와 이격 배치되는 제2 기체 혼합 부재(320a)를 포함할 수 있다. 제1 기체 혼합 부재(310a)와 제2 기체 혼합 부재(320a)는 서로 대향되게 배치될 수 있다.

제1 기체 혼합 부재(310a)는 하나의 제1 유입구(311a) 및 복수의 제1 배출구들(312a)을 포함할 수 있다. 제1 기체 혼합 부재(310a)는 제1 유입구(311a)와 복수의 제1 배출구들(312a)을 연결하는 하나의 제1 연결 유로(313a)를 포함할 수 있다.

제1 유입구(311a)는 제1 연결 유로(313a)의 일단에 배치될 수 있다. 복수의 제1 배출구들(312a)은 제1 연결 유로(313a)의 타단에 배치될 수 있다. 제1 기체 혼합 부재(310a)는 일측이 개구된 사각통의 타측에 복수의 홀들이 형성되는 구조일 수 있다. 제1 유입구(311a)의 폭(W11a)은 제1 배출구(312a)의 폭(W12a)보다 크게 형성될 수 있다.

제1 연결 유로(313a)는 건기체의 유동 방향(D1)과 수직한 단면적이 일정하게 유지될 수 있다. 이와 달리, 다른 실시예에서, 제1 연결 유로(313a)는 건기체의 유동 방향과 수직한 단면적이 제1 유입구(311a)에서 제1 배출구(312a)를 향해 갈수록 감소할 수 있다.

도 12를 참고하면, 제2 기체 혼합 부재(320a)는 하나의 제2 유입구(321a) 및 복수의 제2 배출구들(322a)을 포함할 수 있다. 제2 기체 혼합 부재(320a)는 제2 유입구(321a)와 복수의 제2 배출구들(322a)을 연결하는 하나의 제1 연결 유로(313a)를 포함할 수 있다. 제2 유입구(321a)는 제2 연결 유로(323a)의 일단에 배치될 수 있다. 복수의 제2 배출구들(322a)은 제2 연결 유로(323a)의 타단에 배치될 수 있다. 제2 기체 혼합 부재(320a)는 일측이 개구된 사각통의 타측에 복수의 홀들이 형성되는 구조일 수 있다. 제2 유입구(321a)의 폭(W21a)은 제2 배출구(322a)의 폭(W22a)보다 크게 형성될 수 있다.

제2 연결 유로(323a)는 습기체의 유동 방향과 수직한 단면적이 일정하게 유지될 수 있다. 이와 달리, 다른 실시예에서 제2 연결 유로(323a)는 습기체의 유동 방향과 수직한 단면적이 제2 유입구(321a)에서 제2 배출구(322a)를 향해 갈수록 감소할 수 있다.

도 13은 도 10의 냉각탑이 건기체와 습기체를 혼합하여 외부로 배출하는 과정을 나타낸 개략도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 2 내지 도 9를 참조하여 설명한 예와 실질적으로 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략한다.

도 13을 참조하면, 외부 공기의 일부는 건식 열교환부(100)에서 냉각수와 간접적으로 열교환될 수 있다. 건식 열교환부(100)에서 열교환된 외부 공기는 건공기가 될 수 있다.

건공기는 건식 열교환부(100)와 제1 기체 혼합 부재(310a) 사이에 배치된 제3 엘리미네이터(530)를 통과할 수 있다. 제3 엘리미네이터(530)를 통과한 건공기는 제1 기체 혼합 부재(310a)의 제1 유입구(311a, 도 12 참고)로 유입될 수 있다. 제1 유입구(311a)로 유입된 건공기는 제1 배출구(312a, 도 12 참고)를 통해 제1 기체 혼합 부재(310a)와 제2 기체 혼합 부재(320a) 사이의 공간으로 배출될 수 있다.

외부 공기의 일부는 습식 열교환부(200)에서 냉각수와 직접적으로 열교환될 수 있다. 외부 공기가 습식 열교환부(200)에서 열교환됨으로써, 외부 공기는 습공기가 될 수 있다.

습식 열교환부(200)에서 열교환된 습공기는 제2 기체 혼합 부재(320a)의 제2 유입구(321a, 도 12 참고)로 유입될 수 있다. 제2 유입구(321a)로 유입된 습공기는 제2 배출구(322a, 도 12 참고)를 통해 제1 기체 혼합 부재(310a)와 제2 기체 혼합 부재(320a) 사이의 공간으로 배출될 수 있다.

제1 배출구(312a)에서 배출된 건공기 및 제2 배출구(322a)에서 배출된 습공기는 서로 부딪쳐 와류 또는 난류를 형성할 수 있다. 이에 따라, 건공기와 습공기는 혼합될 수 있다. 건공기와 습공기가 혼합된 혼합 공기는 송풍기(600)에 의해 냉각탑(11) 외부로 토출될 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑을 나타낸 개략도이다. 도 15는 도 14의 기체 혼합부를 나타낸 사시도이다. 도 16은 도 15의 III-III'선에 따른 단면도이다. 도 17은 도 14의 기체 혼합부가 건기체와 습기체를 혼합하는 모습을 나타낸 개략도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 2 내지 도 9를 참조하여 설명한 예와 실질적으로 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략한다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑(12)의 건식 열교환부(100a, 100b)는 제1 건식 열교환부(100a)와 제2 건식 열교환부(100b)를 포함할 수 있다.

밸브 부재(800)는 제1 건식 열교환부(100a)에 냉각수를 공급하는 제1 공급 유로(31), 제1 습식 열교환부(200a)에 냉각수를 공급하는 제2 공급 유로(32), 제2 습식 열교환부(200b)에 냉각수를 공급하는 제3 공급유로 및 제2 건식 열교환부(100b)에 냉각수를 공급하는 제4 공급 유로(34)를 개폐할 수 있다.

예를 들면, 밸브 부재(800)는 제1 공급 유로(31) 상에 배치되는 제1 밸브(810)와, 제2 공급 유로(32) 상에 배치되는 제2 밸브(820)와, 제3 공급 유로(33) 상에 배치되는 제3 밸브(830)와, 제4 공급 유로(34)상에 배치되는 제4 밸브(840)를 포함할 수 있다.

제1 밸브(810)는 제1 공급 유로(31)를 개폐할 수 있다. 제2 밸브(820)는 제2 공급 유로(32)를 개폐할 수 있다. 제3 밸브(830)는 제3 공급 유로(33)를 개폐할 수 있다. 제4 밸브(840)는 제4 공급 유로(34)를 개폐할 수 있다.

제1 공급 유로(31)와 제2 공급 유로(32)는 제1 밸브(810)와 제2 밸브(820)에 의해 선택적으로 개방할 수 있다. 제3 공급 유로(33)와 제4 공급 유로(34)는 제3 밸브(830)와 제4 밸브(840)에 의해 선택적으로 개방될 수 있다.

도 15 내지 도 17을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기체 혼합부(300b)는 제1 기체 혼합 부재(310b) 및 제1 기체 혼합 부재(310b)와 이격 배치되는 제2 기체 혼합 부재(320b)를 포함할 수 있다.

제1 기체 혼합 부재(310b)는 복수의 제1 유입구들(311b) 및 복수의 제1 배출구들(312b)을 포함할 수 있다. 제1 기체 혼합 부재(310b)는 하나의 제1 유입구(311b)와 복수의 제1 배출구들(312b)을 연결하는 제1 연결 유로(313b)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 제1 기체 혼합 부재(310b)는 길쭉하게 형성된 복수의 제1 연결 유로들(313b)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 기체 혼합 부재(310b)는 3개의 제1 연결 유로들(313b)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 연결 유로들(313b)은 서로 이격 배치될 수 있다. 서로 인접한 제1 연결 유로들(313b) 사이에는 대략 U자형의 공간이 형성될 수 있다. 서로 인접한 제1 연결 유로(313b)들 사이에는 적어도 하나의 제2 연결 유로(323b)가 배치될 수 있다.

제1 유입구(311b)는 제1 연결 유로(313b)의 일단에 배치될 수 있다. 복수의 제1 배출구들(312b)은 제1 연결 유로(313b)의 길이 방향을 따라 배치될 수 있다. 복수의 제1 배출구들(312b)은 일정 간격으로 이격 배치될 수 있다. 즉, 복수의 제1 배출구들(312b)은 제1 연결 유로(313b)의 일단으로부터 타단을 향해 일정 간격으로 배열될 수 있다.

제2 기체 혼합 부재(320b)는 복수의 제2 유입구들(321b) 및 복수의 제2 배출구들(322b)을 포함할 수 있다. 제2 기체 혼합 부재(320b)는 하나의 제2 유입구(321b)와 복수의 제2 배출구들(322b)을 연결하는 제2 연결 유로(323b)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서 제2 기체 혼합 부재(320b)는 길쭉하게 형성된 복수의 제2 연결 유로들(323b)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 기체 혼합 부재(320b)는 2개의 제2 연결 유로들(323b)을 포함할 수 있다.

복수의 제2 연결 유로(323b)는 서로 이격 배치될 수 있다. 서로 인접한 제2 연결 유로(323b)들 사이에는 대략 U자형의 공간이 형성될 수 있다. 서로 인접한 제2 연결 유로(323b)들 사이에는 적어도 하나의 제1 연결 유로(313b)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 연결 유로들(313b)과 제2 연결 유로들(323b)은 서로 맞물리는 형태로 배치될 수 있다.

제2 유입구(321b)는 제2 연결 유로(323b)의 일단에 배치될 수 있다. 복수의 제2 배출구들(322b)은 제2 연결 유로(323b)의 길이 방향을 따라 배치될 수 있다. 복수의 제2 배출구들(322b)은 일정 간격으로 이격 배치될 수 있다. 즉, 복수의 제2 배출구들(322b)은 제2 연결 유로(323b)의 일단으로부터 타단을 향해 일정 간격으로 배열될 수 있다. 적어도 하나의 제2 배출구(322b)는 서로 인접한 제1 배출구들(312b) 사이와 대향되게 배치될 수 있다.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑의 일부 구성을 나타낸 개략도이다. 도 19는 도 18의 냉각탑이 건기체와 습기체를 혼합하는 과정을 나타낸 개략도이다. 설명의 간결함을 위해, 도 2 내지 도 9를 참조하여 설명한 예와 실질적으로 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략한다.

일반적으로 냉각탑의 습식 열교환부(200)와 건식 열교환부(100)는 서로 대향되게 배치될 수 있다. 습식 열교환부(200)와 건식 열교환부(100)를 서로 대향되게 배치됨으로써, 습식 열교환부(200)는 건식 열교환부(100)를 향해 습기체를 배출하고, 건식 열교환부(100)는 습식 열교환부(200)를 향해 건기체를 배출할 수 있다. 이에 따라, 건기체와 습기체의 혼합이 용이해질 수 있다.

하지만, 습식 열교환부(200)와 건식 열교환부(100)는 냉각탑의 설치 환경에 의해 서로 대향되게 배치되는 것이 어려울 수 있다.

도 18을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각탑(13)은 건식 열교환부(100), 습식 열교환부(200), 기체 혼합부(300c)를 포함할 수 있다. 건식 열교환부(100) 및 제1 기제 혼합 부재(310c)는 제1 방향(D11)을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 습식 열교환부(200) 및 제2 기체 혼합 부재(320c)는 제1 방향(D11)과 평행한 제2 방향(D21)을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 이에 따라, 건식 열교환부(100)와 습식 열교환부(200)에서 배출되는 건기체 및 습기체는 서로 평행하게 배출되어, 건기체와 습기체가 거의 혼합되지 않을 수 있다.

기체 혼합부(300c)는 건식 열교환부(100) 및 습식 열교환부(200)에서 배출되는 건기체 및 습기체의 유동 방향을 변경할 수 있다. 기체 혼합부(300c)는 제1 기체 혼합 부재(310c)와 제2 기체 혼합 부재(320c)를 포함할 수 있다.

제1 기체 혼합 부재(310c)는 제1 유입구(311c), 제1 배출구(312c) 및 제1 연결 유로(313c)를 포함할 수 있다. 제1 기체 혼합 부재(310c)는 건식 열교환부(100)에서 배출된 건기체를 제1 유입구(311c)로 유도하는 제1 가이드 유로(314c)를 포함할 수 있다. 제1 가이드 유로(314c)는 건식 열교환부(100)에서 배출된 건기체의 유동 방향을 변경할 수 있다. 예를 들면, 제1 가이드 유로(314c)는 제1 방향(D11)으로 유동하는 건기체의 유동 방향을 제1 방향(D11)과 대략 수직한 제3 방향(D31)으로 변경할 수 있다. 이에 따라, 제1 방향(D11)으로 배출된 건기체는 제2 기체 혼합 부재(320c)를 향해 유동될 수 있다.

제1 연결 유로(313c)는 제1 가이드 유로(314c)로부터 제2 기체 혼합 부재(320c)를 향해 연장되도록 연결될 수 있다. 제1 연결 유로(313c)는 일단에 하나의 제1 유입구(311c)가 배치되고, 타단에 하나의 제1 배출구(312c)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 기체 혼합 부재(310c)는 건기체를 건기체 유입 방향과 대략 수직한 방향으로 배출할 수 있다.

제1 기체 혼합 부재(310c)는 서로 이격 배치된 복수의 제1 연결 유로들(313c)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 기체 혼합 부재(310c)는 서로 이격 배치된 복수의 제1 배출구들(312c)를 포함할 수 있다. 복수의 제1 연결 유로들(313c)은 제1 가이드 유로(314c)로부터 제2 기체 혼합 부재(320c)를 향해 연장될 수 있다.

제2 기체 혼합 부재(320c)는 제2 유입구(321c), 제2 배출구(322c) 및 제2 연결 유로(323c)를 포함할 수 있다. 제2 기체 혼합 부재(320c)는 습식 열교환부(200)에서 배출된 습기체를 제2 유입구(321c)로 유도하는 제2 가이드 유로(324c)를 포함할 수 있다. 제2 가이드 유로(324c)는 습식 열교환부(200)에서 배출된 습기체의 유동 방향을 변경할 수 있다. 예를 들면, 제2 가이드 유로(324c)는 제2 방향(D21)으로 유동하는 습기체의 유동 방향을 제2 방향(D21)과 대략 수직한 제4 방향(D41)으로 변경할 수 있다. 이에 따라, 제2 방향으로 배출된 습기체는 제1 기체 혼합 부재(320c)를 향해 유동될 수 있다.

제2 연결 유로(323c)는 제2 가이드 유로(324c)로부터 제1 기체 혼합 부재(310c)를 향해 연장되도록 연결될 수 있다. 제2 연결 유로(323c)는 일단에 하나의 제2 유입구(321c)가 배치되고, 타단에 하나의 제2 배출구(322c)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 제2 기체 혼합 부재(320c)는 습기체를 습기체 유입 방향과 대략 수직한 방향으로 배출할 수 있다.

제2 기체 혼합 부재(320c)는 서로 이격 배치된 복수의 제2 연결 유로들(323c)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 제2 기체 혼합 부재(320c)는 서로 이격 배치된 복수의 제2 배출구들(322c)를 포함할 수 있다. 복수의 제2 연결 유로들(323c)은 제2 가이드 유로(324c)로부터 제1 기체 혼합 부재(310c)를 향해 연장될 수 있다.

제2 연결 유로(323c)들 각각은 서로 인접한 제1 연결 유로(313c)들 사이와 대향되게 배치될 수 있다. 제1 연결 유로(313c) 중 일부는 서로 인접한 제2 연결 유로들(323c) 사이와 대향되게 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 연결 유로(313c)들과 제2 연결 유로(323c)들은 서로 지그재그 형태로 배치될 수 있다.

제2 연결 유로들(323c)의 각각이 서로 인접한 제1 연결 유로(313c)들 사이와 대향되게 배치됨으로써, 제2 배출구들(322c)의 각각은 서로 인접한 제1 배출구들(312c) 사이와 대향되게 배치될 수 있다. 즉, 제1 배출구들(312c)과 제2 배출구들(322c)은 서로 지그재그 형태로 배치될 수 있다. 이에 따라, 건기체와 습기체는 서로 반대되는 방향으로 배출되어 혼합될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

1: 냉각 시스템 10, 11, 12, 13: 냉각탑
20: 제1 순환 펌프 25: 제2 순환 펌프
30: 공급 유로 35: 배출 유로
40: 냉각기 100: 건식 열교환부
110: 유동 배관 120: 히팅 코일
200: 습식 열교환부 200a: 제1 습식 열교환부
200b: 제2 습식 열교환부 210, 210a, 210b: 분사 노즐부
220, 220a, 220b: 필러부 300, 300a~c: 기체 혼합부
310, 310a~c: 제1 기체 혼합 부재 311, 311a~c: 제1 유입구
312, 312a~c: 제1 배출구 313, 313a~c: 제1 연결 유로
314c: 제1 가이드 유로 320, 320a~c: 제2 기체 혼합 부재
321, 321a~c: 제2 유입구 322, 322a~c: 제2 배출구
323, 323a~c: 제2 연결 유로 324c: 제2 가이드 유로
400: 저수 탱크 510, 520, 530, 540: 엘리미네이터
600: 송풍기 610: 송풍팬
620: 모터 700: 케이스
710, 720: 유동 홀 730: 토출구
750: 그릴 800: 밸브 부재
810: 제1 밸브 820: 제2 밸브
830: 제3 밸브 840: 제4 밸브

Claims (10)

1. 냉각수를 기체와 직접적으로 접촉시켜 열교환하는 습식 열교환부;
   상기 냉각수를 상기 기체와 간접적으로 접촉시켜 열교환하는 건식 열교환부; 및
   상기 건식 열교환부에서 열교환된 건기체 및 상기 습식 열교환부에서 열교환된 습기체를 혼합하는 기체 혼합부를 포함하고,
   상기 기체 혼합부는:
   상기 건기체가 유입되는 적어도 하나의 제1 유입구와, 유입된 상기 건기체를 배출하는 복수의 제1 배출구들을 포함하는 제1 기체 혼합 부재; 및
   상기 습기체가 유입되는 적어도 하나의 제2 유입구와, 유입된 상기 습기체를 배출하는 복수의 제2 배출구들을 포함하는 제2 기체 혼합 부재를 포함하고,
   상기 제1 배출구들은 상기 제2 배출구들 사이로 상기 건기체를 배출하도록 상기 제2 배출구들 사이와 대향되게 배치되고,
   상기 제2 배출구들은 상기 제1 배출구들 사이로 상기 습기체를 배출하도록 상기 제1 배출구들 사이와 대향되게 배치되고,
   상기 제1 배출구 및 상기 제2 배출구 사이에 상기 건기체 및 상기 습기체가 혼합되는 공간이 배치되는 냉각탑.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 배출구들은 상기 제1 유입구의 면적보다 작은 면적을 갖고,
   상기 제2 배출구들은 상기 제2 유입구의 면적보다 작은 면적을 갖는 냉각탑.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 기체 혼합 부재는 상기 제1 유입구와 상기 제1 배출구들을 연결하는 제1 연결 유로를 포함하고,
   상기 제2 기체 혼합 부재는 상기 제2 유입구와 상기 제2 배출구들을 연결하는 제2 연결 유로를 포함하는 냉각탑.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 유입구는 상기 제1 연결 유로의 일단에 배치되고,
   상기 제1 배출구들은 상기 제1 연결 유로의 타단에 배치되고,
   상기 제2 유입구는 상기 제2 연결 유로의 일단에 배치되고,
   상기 제2 배출구들은 상기 제2 연결 유로의 타단에 배치되는 냉각탑.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 연결 유로는 상기 건기체의 유동 방향과 수직한 단면적이 상기 제1 유입구에서 상기 제1 배출구들을 향해 갈수록 감소하고,
   상기 제2 연결 유로는 상기 습기체의 유동 방향과 수직한 단면적이 상기 제2 유입구에서 상기 제2 배출구들을 향해 갈수록 감소하는 냉각탑.
7. 제1항에 있어서,
   상기 습식 열교환부, 상기 건식 열교환부 및 상기 기체 혼합부를 수용하는 케이스; 및
   상기 기체 혼합부에 의해 혼합된 기체를 상기 케이스의 외부로 배출시키는 송풍기를 더 포함하는 냉각탑.
8. 제1항에 있어서,
   상기 습식 열교환부는:
   상기 제1 기체 혼합 부재의 상기 제1 유입구 측에 배치되는 제1 습식 열교환부; 및
   상기 제2 기체 혼합 부재의 상기 제2 유입구 측에 배치되는 제2 습식 열교환부를 포함하고,
   상기 제1 습식 열교환부는 상기 건식 열교환부와 상기 제1 기체 혼합 부재 사이에 배치되는 냉각탑.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1 습식 열교환부와 상기 제2 습식 열교환부는 서로 대향되게 배치되는 냉각탑.
10. 제8항에 있어서,
    상기 건식 열교환부에 상기 냉각수를 공급하는 제1 공급 유로 및 상기 제1 습식 열교환부로 상기 냉각수를 공급하는 제2 공급 유로를 개폐하는 밸브 부재를 더 포함하는 냉각탑.

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