KR200457850Y1 - 설치조립성을 개선한 냉각탑용 폴리그리드충진재 - Google Patents

Abstract

본 고안은 설치조립성을 개선한 냉각탑용 폴리그리드충진재에 관한 것이다.

일반적으로 냉각탑은 도 1에 도시하듯이 실내의 열교환기를 거쳐 나온 가열된 물을 실외의 냉각탑으로 이송하도록 하는 도관, 도관에 의하여 이송된 물을 스프레이노즐에 의하여 냉각탑의 베플을 향하여 분무토록 하는 스프레이노즐부, 분무된 물을 대기와 접촉하면서 서서히 하강토록 하는 베플, 외부의 공기를 흡입하여 베플로 이송토록하는 공기순환수단, 그리고 베플을 통과하여 냉각된 물을 수거토록 하여 필터를 통하여 다시 실내로 인입가능한 도관으로 연결토록 하면서 일정한 수위를 유지토록 하는 수저장부로 구성된다.

냉각탑에 있어서, 냉각수가 도관을 통하여 스프레이노즐부를 거쳐 분무되어지며, 분무된 냉각수는 다양한 형태로 구성된 충전물을 거치면서 공기와 접하여 잠열을 배출하도록 한다. 이러한 충전물의 역활을 극대화하기 위하여 여러 가지 형태의 수단이 강구되고 있다.

본 고안은 종래 현가식으로 설치하던 폴리그리드형 충진재를 하부에서 부터 적층하도록 하였다. 그리고 이 폴리그리드 사이에는 별도의 스페이서를 설치하여 폴리그리드간 공간을 확보하였다. 그리고 폴리그리드는 소분할부를 가로세로비임으로 구분하도록 하면서, 이 가로세로비임은 상측으로 갈수록 첨예한 구조로 하였다.

이러한 구조에 의하여 종래 현가식으로 설치하는 것보다 작업이 신속하면서도 안전하다. 또한 설치후에도 일부의 파손이나 손상에 대한 보수유지도 간편하며, 가로세로비임의 구조에 의하여 냉각수의 분산효과도 극대화하였다.

냉각탑, 필러

Description

설치조립성을 개선한 냉각탑용 폴리그리드충진재 {Filler structure of cooling tower system developed more effectively installing }

본 고안은 냉각수의 공기의 접촉을 효과적으로 유도하는 적층구조물인 충전구조물의 설치와 조립 혹은 유지보수가 용이한 냉각탑용 폴리그리드충진재에 관한 것이다.

본 고안은 열교환이 효율적으로 이루어지도록 하는 충전구조물을 갖춘 냉각탑용 폴리그리드충진재에 관한 것이다.

본 고안은 냉각수와 냉각을 위한 공기의 흐름이 직교류하는 냉각탑에 적층되어, 낙하하는 냉각수가 최적의 열교환이 이루어질 수 있는 충진재의 설치조립성을 개선한 냉각탑용 폴리그리드충진재에 관한 것이다.

본 고안자는 도 1에 도시하듯이 냉각탑의 상향식 분무장치를 실용등록 제 357335호를 개발하였다. 이 등록고안은 콘크리트 베이슨(10)의 상부에 루버(50)가 양측면에 형성된 케이싱 월(12)에 의하여 대형구조물을 형성한 다음, 최상면에 팬데크(20)가 설치되어진다. 팬데크에는 구동모터와 연동된 송풍팬(32)이 제공된 복수 개의 팬스택(30)이 설치되어지며, 케이싱 월(12)의 상측부에 위치된 디스트리뷰션 베이슨(번호 없음)에는 제어 밸브(번호 없음)가 부설된 디스트리뷰션 박스(40)가 제공되어 있으며, 디스트리뷰션 박스(40)는 디스트리뷰션 헤더(36)와 제어 밸브에 의해 선택적으로 연통되어 있다. 여기서, 디스트리뷰션 헤더(36)의 단부는 팬 데크(20)의 하측부에 위치된다.팬 스택(30)은 구동 모터(34)와 연동된 송풍팬(32)으로 구성되며, 팬 데크(20)에 냉각 용량에 따라 복수 개 설치되어있다. 그리고, 루버(50)의 내측부에는 하니콤 또는 격자 형상의 충전재(60)가 중심 부분에 제외하고 각기 마주보도록 제공되어 있다. 여기서, 충전재(60)의 재질은 합성 수지가 바람직하다. 또한, 비산을 방지하기 위한 엘리미네이터(70)가 충전재(60)의 마주보는 측면에 각기 제공되어 있다. 또한, 디스트리뷰션 헤더(36)의 일단부에는 복수 개의 상향식 분무 노즐 (80)이 설치되어 있으며, 분무 노즐(80)은 충전재(60)의 상측부에 위치되는 것이 바람직하다.

상기한 냉각탑의 충전재(60)는 도 2의 실물 조립 사진에 나타나고 있다. 종래의 본 고안자가 설치사용하는 충전재(Splash Filler = Poly Grid 폴리그리드로 통일한다.)는 충진재 고정용 행거(목재 또는 금속재 찬넬)를 상부에 설치하고 나서, 이 행거에 충진재 행거(Filler Hanger)를 도2에 도시한 견인와이어와 클립을 이용하여 매달아주는 구조이다. 그리고 각각의 폴리그리드 사이에는 스페이서를 설치하여 그리드간 간격을 조정하고 있다. 여기서 스페이서는 내부에 중공을 이루고 있어 이곳에 견인와이어가 관통하도록 하였다. 또 하부의 마감으로는 도 3의 실물 사진에 나오듯이 와셔를 하부에 봉인처리하고, 이 와셔와 상기한 견인와이어와 용접하여 주어 고정하였다. 혹은 렌치볼트를 사용하여 마감하였다.

이러한 설치는 규모가 도 1에 도시하듯이 적층될 충진재의 층이 몇 m에 이르고 폭도 수m 내지 수십m에 이를 경우 이곳에 작업원이 진입하여 와이어 견인, 고정, 용접 이런 작업에 엄청난 시간과 노력이 필요하게 되었다. 또한 고정용 행거에 매달게 되면서 작업원이 실수에 의하여 적층구조가 붕괴하는 경우도 종종 발생하여 작업지연, 안전사고의 위험이 항상 도사리고 있고, 실제로 빈번한 사고가 발생하고 있다.

본 고안은 냉각탑에 냉각수의 열교환을 효과적으로 이루게 하는 충진재를 고정용행거에 의하여 견인하는 구조에 의하여 발생되는 작업소요시간의 장기화로 인한 인건비와 설치비용의 상승문제를 해결하고자 한다.

본 고안은 또한 다층구조의 충진재를 설치함에 있어 작업원이 내부에 수m 내지 수십m 에 이르는 충진재의 적층시 발생되는 적층물의 붕괴에 의한 안전사고의 발생위험이 적은 충진재를 제공하고자 한다.

본 고안은 또한 냉각탑의 설치 현장의 필요용량에 따라 현장에서 충진재의 설치 부피와 효율을 임의로 조절하면서 설치가능한 충진 구조물을 제공하고자 한다.

본 고안은 냉각탑에 설치되는 충진재를 고정용행거에 의한 견인식이 아닌 하부에서 부터 순차적으로 적층가능하도록 충진재구조를 개선하였다.

본 고안은 충진층을 구성하는 충진구조물을 가로세로비임을 교차하도록 하여 격자무늬를 갖는 폴리그리드를 형성한 단일층을 구성하고, 이 단일층의 폴리그리드를 별도의 끼어맞춤식의 스페이서로 순차적으로 적층가능하게 하였다.

본 고안은 또한 폴리그리드의 형성으로 소분할된 것과 대분할 구조물을 반복되게 설치하였고, 스페이서가 체결되는 체결공을 상하가 다르게 구성하였다.

본 고안은 또한 가로세로비임의 높낮이를 차이를 두며, 가로세로비임의 상단부를 첨예하게 구성하여 낙하하는 냉각수가 효과적으로 분산되도록 하였다.

본 고안의 폴리그리드구조는 종래의 스프래시필러(Splash Filler)와 같이 필러행거를 상부에 설치하지 않고 PVC필름재질의 충전재를 하부의 필러지지대(B)를 이용하여 설치한다. 따라서 기존의 와이어를 이용하여 지지하는 경우에 발견되는 용접부위의 소홀함에 의하여 충진물의 붕괴현상이 발생할 수 있는 단점을 근본적으로 제거 하였다.

또한 스프래시필러의 적층 높이가 대체로 높기 때문에 설치시에 발판 및 이동시 필러가 파손되거나 필러행거에 설치된 충진물이 빠지는 현상이 없어졌다. 즉, 하부에서 부터 상부로 향하여 안정적으로 설치할 수 있어, 상부에 와이어 견인하면서 발생하는 단점을 없애 주었다. 또한 스페이서가 폴리그리드 상하부에 동시에 고정이 되어진다. 따라서 폴리그리드를 상부에서 압박하여도 종래의 견인형과 달리 분리되지 않고 안정된 상태를 유지한다.

본 고안은 또한 일단 설치가 종료되어 장시간 사용하면서 발생하는 중간층의 고장에 대한 보수 유지가 극히 용이하다. 즉, 스페이서가 폴리그리드 상부와 하부에 조립된 상태이므로 다층상태로 적층되어져 있고, 중간층에 고장이 발생하였다 하여도, 고장이 발생한 폴리그리드만 분리하여 간단하게 교체가 가능하다.

이러한 구조적 특징은 특히 냉각탑이 현장의 냉각성능이 변경이 필요할 경우에도 폴리그리드의 조립상태, 즉 적층숫자만 변경하게 되면 얼마든지 그 냉각용량도 변형이 가능하여 다양한 현장상황에 맞춘 냉각탑의 운영이 가능하게 되었다.

본 고안은 냉각탑에 설치되어져 냉각수에 대한 공기에 의한 열교환이 효과적으로 이루어지도록 하는 폴리그리드충진재의 설치조립성을 개선한 냉각탑에 관한 것이다.

본 고안에서 대상으로 하는 냉각탑은 직교류식외에도 대향류식(Induced draft counter flow), 무동력( Natural draft parallel flow), 밀폐형 증발식, 백연방지식, 공냉식 밀폐형(Dry cooler)등에 제한없이 적용이 가능하다. 특히 대형의 공장이나 사무실 등에 다층으로 충진재를 고정하여야 하는 것에 특히 적합하다.

본 고안의 대표적 실시예를 첨부한 도면에 의하여 설명한다. 본 고안의 조립상태를 도 4에서 정면으로 도시하며, 도 5 는 본 고안의 조립상태를 설명하는 분해상태 정면도이며, 도 6 은 본 고안의 폴리그리드 평면도이고, 도 7 은 본 고안의 스페이서의 조립상태 정면도이며, 도 8 은 본 고안의 부분절개된 확대사시도이다.

본 고안은 콘크리트 베이슨의 기초부에 루버가 형성된 케이싱 월에 의하여 대형구조물을 형성한 다음 최상면에 팬 데크가 설치되어지며, 팬데크에는 구동 모터와 연동된 송풍팬이 제공된 복수 개의 팬 스택이 설치되어지며, 이 송풍을 위한 다수의 팬블레이드로 구성된 팬스택의 하부에 마주보도록 이격 설치된 충전재와 충전재의 일면에 각기 제공된 엘리미네이터가 설치되어져 송풍팬으로 부터 공급되어진 송풍공기에 의하여 냉각수가 접하여 필요한 열교환이 이루어지도록 구성한 냉각탑에 있어서,

가로비임(11)과 세로비임(12)이 교차결합되어 구성된 소분할부(18)가 연속반복되게 배치된 격자형의 폴리그리드(P),

상기한 폴리그리드와 폴리그리드를 상하로 배치하고, 상하로 배치된 각각의 폴리그리드의 체결공(13)에 상부가 엔드캡(21)에 의하여 체결되며, 하부는 베이스캡(23)에 의하여 체결하여 다층구조로 구성가능하게 하는 봉상구조의 스페이서(S)에 의하여 충진부를 구성하는 것을 특징으로 하는 폴리그리드충진재의 설치조립성을 개선한 냉각탑에 관한 것이다.

본 발명의 폴리그리드는 기본적으로 도 4와 6에 도시하듯이 가로비임과 세로비임이 교차하면서 소분할부(18)들이 형성되며, 이렇게 형성된 소분할부는 내부에는 높이가 낮은 내측가로비임(11a)과 내측세로비임(12a)에 의하여 소공(15)들로 나누어져 구성한다. 이러한 가로세로비임과 내측 가로세로비임이 높이를 달리하면서 다양한 층을 구성하게 된다. 그 결과 이곳에 낙하하는 냉각수는 불규칙하게 난반사가 이루어지면서 보다 세밀하에 분산되어져 열교환이 극대화하도록 한다.

본 고안에서 가로비임과 세로비임에 의하여 전체적으로 소분할부를 나누어 주며, 이 가로비임과 세로비임은 폴리그리드의 외측을 감싸는 프레임(f)과 함께 내측에서 프레임기능을 하기 위한 것이다. 특히 이곳에 설치되는 체결부에 의하여 상하폴리그리드를 지지하는 역활을 하게 되므로, 가로세로비임은 외측 프레임과 같은 두께와 높이를 갖추도록 하였다.

상기한 소분할부를 구성하는 가로세로비임과 그 내측의 내측가로비임과 내측 세로비임은 모두 상측으로 갈수록 폭이 좁게한 첨예부(16)를 구성한다. 이러한 상측으로 갈수록 첨예한 구조는 이곳으로 낙하하는 냉각수가 첨예부에 의하여 다시 세분하게 산란하도록 하는 것이다. 가로세로비임의 높이와 내측 가로세로비임의 높이에 차이를 두는 동시에 이렇게 첨예하게 구조를 주게 되면서 보다 난반사를 효과적으로 유도할 수 있다.

본 고안에서 폴리그리드는 기본적으로 다층구조이다. 따라서 플리그리드를 스페이서(20)에 의하여 서로 적층조립된다.

본 고안에서 사용하는 스페이서는 내부가 중공부(20a)의 구조이며, 그 상하부를 폴리그리드의 소분할부를 분할연결하는 역활을 하는 동시에 스페이서의 체결역활을 하는 체결공(13)에 의하여 폴리그리드간의 공간구성을 하도록 한다.

본 고안에서 스페이서는 체결부에 체결시 상측에 체결되는 엔드캡(21)이 중공부의 내측으로 억지삽입가능하도록 외벽이 경사부(21a)를 형성하였다. 경사부에 의하여 스페이서의 내부에 억지삽입이 되면 이곳에 낙하하는 냉각수가 스페이스의 중공부로 침투하는 것을 방지하도록 한다. 또한 하부에 체결되는 베이스캡(23)은 스페이서하부의 체결부(20b)를 감싸도록 체결한다. 이러한 구조에 의하여 하부에 올라오는 냉각수의 침투를 방지하도록 한다.

본 고안에서 사용하는 스페이서는 길이를 임의로 조절가능하다. 이러한 길이 조절은 폴리그리드간의 적층공간부를 치밀하게 혹은 넓게 구성하여 줄 수 있다. 이러한 구성의 변경은 현장 설치상황에 따라 맞추어 줄 수 있다. 그이유는 동일한 용량을 갖는 것이라 하여도, 설치 공간이 좁을 경우가 있고 반대로 넓은 경우가 있다. 하나의 냉각탑으로 처리할 용량이 적을 수록 부하가 적게 되지만, 설치공간이 비좁을 경우에는 부득이 폴리그리드의 적층 공간을 최대한 조밀하게 하여 효율을 높이게 하는 것이다.

도 1 은 대형 냉각탑의 설치상태 구조도,

도 2 는 종래 충진재용 폴리그리드의 도면대용 실물사진,

도 3 는 종래 충진재용 폴리그리드의 도면대용 하부 실물 사진,

도 4 는 본 고안의 조립상태 정면도,

도 5 는 본 고안의 조립상태를 설명하는 분해상태 정면도,

도 6 은 본 고안의 폴리그리드 평면도,

도 7 은 본 고안의 스페이서의 조립상태 정면도,

도 8 은 본 고안의 부분절개된 확대사시도임.

Claims (4)

1. 콘크리트 베이슨의 기초부에 루버가 형성된 케이싱 월에 의하여 대형구조물을 형성한 다음 최상면에 팬 데크가 설치되어지며, 팬데크에는 구동 모터와 연동된 송풍팬이 제공된 복수 개의 팬 스택이 설치되어지며, 이 송풍을 위한 다수의 팬블레이드로 구성된 팬스택의 하부에 마주보도록 이격 설치된 충전재와 충전재의 일면에 각기 제공된 엘리미네이터가 설치되어져 송풍팬으로 부터 공급되어진 송풍공기에 의하여 냉각수가 접하여 필요한 열교환이 이루어지도록 구성한 냉각탑에 있어서,

   격자형의 폴리그리드(P)를 봉상구조의 스페이서(S)에 의하여 다층구조로 적층하되,

   상기한 스페이서의 내부가 중공부(20a)의 구조이면서 폴리그리드의 체결공(13)에 스페이서의 상하부가 체결되며,

   상기한 스페이서의 상측에 체결되는 엔드캡(21)이 중공부의 내측으로 억지삽입가능하도록 외벽이 경사부(21a)를 형성하며, 하부에 체결되는 베이스캡(23)은 스페이서하부의 체결부(20b)를 감싸도록 체결하는 것을 특징으로 하는 설치조립성을 개선한 냉각탑용 폴리그리드충진재.

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