KR20060083500A

KR20060083500A - 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑

Info

Publication number: KR20060083500A
Application number: KR1020050004219A
Authority: KR
Inventors: 서종대
Original assignee: 서종대
Priority date: 2005-01-17
Filing date: 2005-01-17
Publication date: 2006-07-21
Also published as: KR100645228B1

Abstract

본 발명은, 냉각수를 냉각하거나 또는 냉매를 응축하는 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑에 관한 것으로서, 내부에 열교환 영역을 형성하는 케이싱과; 케이싱 상부에 결합되어 살수영역을 형성하며 저면이 개구된 통형상의 살수챔버와; 살수챔버내에 수용 배치되며 분배관과 살수노즐로 구성되는 살수부와; 분배관을 향해 고온의 냉각수를 유입시키는 냉각수유입관과; 케이싱 상부에 구성되며 흡출구를 형성하는 팬데크와, 흡출구와 연통하게 형성되는 팬실린더와 다수의 팬날개로 구성되는 통풍팬과, 구동부로 구성되는 팬부와; 살수영역 하부에 구성되는 열교환부와; 열교환부의 급기측에 마련되는 루버와; 열교환부의 배기측에 마련되는 엘리미네이터와; 열교환부 하부에 배치되며, 일영역에 냉각수유출구가 형성되는 배출집수통이 마련되는 집수조를 포함하는 것을 특징으로 하는 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑을 제공한다. 이에 의하여, 살수영역을 통하는 우회유동 공기와 냉각수를 차단할 수 있으며, 고온 배기의 재순환 감소와 열교환부의 상부영역과 하부영역 사이에 공기유동 편차를 감소시키어 열교환 효율을 향상시킬 수 있고, 냉각탑의 상부구조 강화와 보다 안전한 작업로를 제공할 수 있으며, 수질오염과 냉각수 손실을 감소시킬 수 있고, 미관을 향상과 유지보수비용을 저감할 수 있다.

냉각탑, 살수노즐, 필러, 엘리미네이터

Description

돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑{Cross flow cooling tower with protrusion type spray chamber}

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑의 개략적인 파단 사시도,

도 2는 도 1의 개략적인 측단면도,

도 3은 도 1의 개략적인 파단 평면도,

도 4는 도 1과 종래 직교류 냉각탑의 개략적인 비교도,

도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑의 개략적인 측단면도

도 6은 도 4의 개략적인 파단 평면도,

도 7은 종래 직교류 냉각탑의 개략적인 측단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 >

1a, 1b : 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑

10a, 10b : 살수챔버 11 : 상판

12 : 전판 13: 후판

14 : 냉각수안내부 15, 28d : 케이싱결합부

16, 28c : 결합플랜지 17, 28e : 분배관관통구

18 : 연통구 19 : 가이드베인

20a, 20b,120 : 팬부 21a, 21b : 통풍팬

21a, 21b : 팬실린더 23 : 팬날개

26a, 24b : 구동부 25 :구동모터

27a, 27b : 벨트드라이버 27a, 27b, 27c : 구동부지지부재

28a, 28b, 112 : 팬데크 29a, 29b, 129 : 흡출구

30, 130 : 살수부 31, 131 : 제1분배관

32 : 제2분배관 33, 133 : 살수노즐

34 : 연결관 35 : 신축관

37, 137 : 살수영역 38 : 점검구

40a, 40b, 140 : 냉각수유입관 41a, 41b, 141 : 냉각수유입구

42 : 하부기둥관 43 : 상부기둥관

44 : 수평지지관 45 : 분기관

46 : 지지브래킷 47 : 기초결합판

50, 151 : 케이싱 60a, 60b, 160 : 열교환부

61 : 냉각코일 62 : 냉각유체유입구

63 : 냉각유체유출구 65, 165 : 루버

66, 166 : 엘리미네이터 70, 170 : 집수조

71, 171 : 배출집수통 72, 172 : 냉각수유출구

80 : 순환펌프 90, 190 : 지지가대

100 : 직교류 냉각탑 113 : 바람막이판

136 : 살수수조 139 : 배출디퓨셔

200 : 상부노출영역

본 발명은, 냉각수를 냉각하거나 또는 냉매를 응축하는 직교류냉각탑에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화설비 및 냉동. 냉장장치 등에서 운전되는 냉동기나 산업용 열교환기기는 제거되어야 하는 폐열을 수반하며, 이 폐열을 제거하기 위해서는 냉각매체를 이용하여 폐열을 대기로 방출하여야 한다. 냉각탑의 냉각방식은 피냉각 유체보다 온도가 낮은 대기상의 공기를 강제 대류시키어 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.

도 7은 종래 직교류 냉각탑의 개략적인 종단면도이다. 도시된바와 같이,

종래의 직교류 냉각탑(100)은, 공기 유입안내와 외부로 이탈되는 물방울을 냉각탑내로 회수하는 한쌍의 루버(165)와, 루버(165)상부에 구성되는 케이싱(151)과 양측부에 구성되는 케이싱(미도시)으로 열교환 영역을 형성하고 있다.

그리고 상부가 개구되는 통형상의 살수수조(136)와 살수수조(136) 저부를 관통하여 마련되며 수두의 중력을 이용하여 냉각수를 살수하는 다수의 살수노즐(133)로 구성되는 살수부(130)가 루버측 케이싱(151)상부와 팬데크(112) 하부를 지지부로하여 상호 대향하게 배치되어 있다.

또한 살수수조(136)의 측판면에는 살수영역(137)을 통하여 팬부(120)로 공기가 우회 유동되는 것을 막고 살수영역(137)을 형성하는 바람막이판(113)이 장착되어 있다.

그리고 고온의 냉각수를 유입하는 냉각수유입구(141) 및 냉각수유입관(140)과, 냉각수유입관(140)으로부터 분기되어 살수수조(136)로 냉각수를 안내하는 제1분배관(131)과, 제1분배관(131) 하단과 살수수조(136) 상부사이에 마련되며 냉각수를 살수수조(136)내로 균등하게 배출하는 배출디퓨저(139)가 살수수조(136)의 상부에 설치되어 있다.

또한 팬부(120)의 하부에 형성되는 팬테크(112)는 상호 대향하는 한쌍의 살수수조(136)의 상단부에 형성된 결합턱(미도시)을 결합부로 하여 결합되어 있다.

그리고 한쌍의 살수수조(136) 저부에 형성된 살수영역(137) 하부에는 필러로 구성되는 열교환부(160)가 배치되어 있다.

또한 한쌍의 열교환부(160) 외측에는 공기유입을 안내하고 외부로 이탈되는 냉각수를 회수하는 루버(165)가 마련되어 있고, 내측에는 열교환부(160)를 거쳐 팬부(120)를 향해 비산되는 물방울을 회수하는 엘리미네이터(166)가 마련되어 있다.

그리고 열교환부(160) 하부에는 열교환부(160)를 통해 열교환된 냉각수를 수집하며, 일영역에 일체하여 배출집수통(171)과 냉각수 유출구(172)를 형성하는 집수조(170)가 배치되어 있고, 집수조(170) 하부에는 냉각탑을 지지하는 지지가대 (190)가 마련되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 냉각수 유입구(141)로 유입된 고온의 냉각수는 냉각수유입관(140)과 제1분배관(131) 및 배출디퓨저(139)를 통하여 살수수조(136)에 유입되어 소정의 깊이로 저수하게 된다.

그리고 살수수조(136)에 저수된 고온의 냉각수는 다수의 살수노즐(133)을 통해 열교환부(160) 상부에 살수되고 살수된 고온의 냉각수는 열교환부(160)내를 수직 하향으로 유동하면서 공기와 접촉에 의하여 열교환되고 냉각된 냉각수는 집수조

(170)에 집수 된다.

한편 루버(165)를 통해 유입된 공기는 거의 수평방향으로 열교환부(160)를 유동하면서 냉각수와 열교환을 마친후 엘리미네이터(166)를 거쳐 팬부(120)를 통해 외부로 배기된다.

그리고 집수조 (170)에 집수된 냉각수는 배출집수통(171)과 냉각수유출구 (172)를 통해 냉각부하설비(미도시)로 공급되고 냉각부하설비(미도시)를 통해 열을 흡수한 고온의 냉각수는 냉각을 위하여 냉각수 유입구(141)로 다시 유입되며 이러한 순환 과정은 반복 된다.

이러한 종래의 직교류냉각탑(100)은, 대향류냉각탑에 비해 낙수소음이 낮고 냉각탑 내부에 점검 및 보수가 용이한 장점을 가지고 있는 반면에, 상부가 개구된 살수수조(136)를 통해 냉각수가 범람하는 빈도가 높으므로 냉각수의 손실을 초래시키며, 대기에 노출된 살수수조(136)에는 광함성 작용으로 미생물이 서식하고 외부 이물질이 냉각수계로 유입되어 살수장애와 수질오염을 촉진시킴으로 냉각부하설비의 열교환효율 저하와 유지보수비용을 증가시키는 문제점이 있다.

그리고 살수수조(136)의 측판면에 바람막이판(113)을 덧대어 살수영역(135)을 형성함으로 기밀이 약하여 일부의 공기와 냉각수가 열교환부(160)를 통하지 않고 우회 유동되는 문제점이 있다.

또한 종래의 직교류냉각탑(100)의 구조 특성상 팬부(120)의 흡출구(129)와 인접하여 보다 강한 흡입력이 작용되는 열교환부(160)의 상부영역에는 공기유동 전면적의 평균 설계 공기유동량보다 증가된 공기가 유동되고, 이에 편승하여 통풍팬을 통하여 외부로 배출된 일부의 고온 배기가 재순환되며, 특히 저기압 또는 편풍의 영향으로 배기 재순환이 극심할 경우에는 냉각탑 성능을 심각할 정도로 저하시킬 수있다.

그리고 흡출구(129)에서 열교환부(160)의 수직 거리가 멀어질 수록 흡입력의 둔화됨에 따라 열교환부(160)의 하부영역으로 갈수록 공기유동량이 감소됨으로서 하부영역에는 공기유동이 희박하거나 유동되지 않는 열교환 사각영역(dead area)이 발생될 수 있고, 열교환부(160)의 상부영역과 하부영역사이에 공기유동 편차로 열교환 접촉에 불균형이 발생되어 열교환 효율을 저하시키는 문제가 발생된다.

또한 소정이 깊이로 냉각수를 저수하는 중량의 살수수조(136)로 인해 더 많은 지지부재의 소요와 기초공사비를 증가시키며, 냉각탑(100)의 상부에서 점검 또는 보수작업시 살수수조(136)면을 작업로로 이용함으로 불편하고 불안전하며, 살수수조(136) 상부에 구성되는 팬부(120)와 냉각수유입관(140) 및 제1분배관(131)으로 인해 상부 노출영역(200)이 높아져 미관을 손상시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 살수영역을 통하는 우회유동 공기와 냉각수를 차단할 수 있으며, 고온 배기의 재순환 감소와 열교환부의 상부영역과 하부영역 사이에 공기유동 편차를 감소시키어 열교환 효율을 향상시킬 수 있고, 냉각탑의 상부구조 강화와 보다 안전한 작업로를 제공할 수 있으며, 수질오염과 냉각수 손실을 감소시킬 수 있고, 미관을 향상과 유지보수비용을 저감할 수 있는 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 냉각수를 냉각하거나 또는 냉매를 응축하는 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑에 있어서, 내부에 열교환 영역을 형성하는 케이싱(casing)과; 상기 케이싱 상부에 결합되어 살수영역(spray plenum)을 형성하며 저면이 개구된 통형상의 살수챔버(spray chamber)와; 상기 살수챔버내에 수용 배치되며 분배관과 살수노즐(spray nozzles)로 구성되는 살수부(distribution part)와; 상기 분배관을 향해 고온의 냉각수를 유입시키는 냉각수유입관과; 상기 케이싱 상부에 구성되며 흡출구를 형성하는 팬데크(fan deck)와, 상기 흡출구와 연통하게 형성되는 팬실린더(fan cylinder)와 다수의 팬날개(fan blades)로 구성되는 통풍팬과, 구동부(driving part)로 구성되는 팬부(fan part)와; 상기 살수영역 하부에 구성되는 열교환부(heat exchanger)와; 상기 열교환부의 급기측에 마련되는 루버(louver)와; 상기 열교환부의 배기측에 마련되는 엘리미네이터(eliminator)와; 상기 열교환부 하부에 배치되며 일영역에 냉각수유출구가 형성되는 배출집수통(sump)이 마련되는 집수조(basin)를 포함하는 것을 특징으로 하는 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑을 제공한다.

여기서, 상기 케이싱은, 상호 대향하여 배치되는 루버의 양측단부에 밀착하여 구성되며, 케이싱의 상부에는 살수챔버의 양측판 하단부 및 케이싱방향의 팬데크 양단부에 형성되는 케이싱결합부와 결합을 위하여 다수의 볼트공을 더 포함하여 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 케이싱의 소정의 위치에는 작업자가 냉각탑내부를 출입하는 점검문을 더 포함하여 구성할 수도 이다.

다음으로 상기 살수챔버는, 냉각탑의 팬데크면에서 하부로 매립하여 구성되는 종래 직교류냉각탑의 살수수조와는 달리, 냉각탑 높이와 노출영역을 감소시키기 위하여 팬데크면에서 상향으로 돌출되게 구성되는 것이 바람직하다.

여기서 상기 살수챔버는, 케이싱의 상단부에 결합되어 구획된 살수영역(살수챔버의 내부공간)을 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 살수 챔버는, 우회 유동 공기와 냉각수를 차단하고 외부 이물질의 침입을 방지하기 위하여 열교환부의 상부면과 대응하는 저면은 개구되고 상판과 전판(루버 방향의 벽), 후판(팬데크 방향의 벽) 및 양측판으로 구성 되는 통형상의 챔버하우징을 갖는 것이 바람직하다.

또한 상기 살수챔버의 전판 하단부와 일체하여 내측 벽면으로 이탈되는 살수냉각수가 외부로 이탈되지 않도록 열교환부 상부면으로 안내하는 안내경사면을 갖는 냉각수안내부를 더 포함하여 형성하는 것이 바람직하다.

상기 살수챔버의 양측판 하단부에는 케이싱의 상부를 결합하는 케이싱결합부를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 살수챔버는, 후판 하단부와 일체하여 후술할 팬데크를 구성하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 살수챔버는, 후판 하단부와 일체하여 별개의 팬데크를 결합하는 결합플랜지를 더 포함하여 형성할 수도 있다.

또한 상기 살수챔버는, 후판 소정위치에 살수부를 향하는 제1분배관이 관통하는 분배관관통구를 더 포함하여 형성하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 살수챔버는, 전판과 후판의 소정 위치에 냉각수유입관 및 제1분배관, 연결관에 구성되는 플랜지가 결합되는 다수의 플랜지 볼트공과 냉각수를 유동시키는 연통구를 더 포함하여 형성할 수도 있다.

상기 살수챔버의 상판에는 살수부를 점검 및 보수할 수 있는 점검구가 설치되는 개구부를 더 포함하여 형성하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 개구부는, 살수챔버 상판을 보강하기 위하여 개구부와 일체하여 개구 단면을 따라 내향 굴곡된 보강 테(rib)를 더 포함하여 형성할 수도 있다.

그리고 상기 점검구는, 살수챔버 상판에 형성된 개구부의 상부면을 덮고 고정볼트로 고정되는 것이 바람직하나, 개구부와 점검구의 일측을 복수의 힌지(hinge)로 연결하여 개폐가 가능하도록 하고 타측에는 점검구의 개폐를 단속하는 고정수단(걸쇠 또는 빗장)을 더 포함하여 구성할 수도 있다.

또한 상기 점검구는, 판재로 구성되는 것이 바람직하나, 점검구 저부와 일체하여 개구부에 삽입되는 삽입부를 더 포함하여 형성할 수도 있다.

다음으로 상기 살수부는, 살수영역으로 냉각수를 유입시키는 제1분배관과 살수영역내에서 제1분배관으로부터 분기되어 소정의 간격으로 배치되는 제2분배관과 제2분배관에 결합되는 다수의 살수노즐로 구성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 살수챔버내에 수용 배치되는 제1분배관과 제2분배관의 말단부에는 살수챔버의 벽에 고정하는 볼트공이 형성된 막음판을 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

또한 상기 제1분배관은, 살수영역내에서 후판에 형성된 분배관관통구에 용이하게 삽입 및 분리할 수 있는 길이를 갖는 것이 바람직하다.

상기 제1분배관의 입구와 냉각수유입관으로 부터 분기된 분기관의 출구에는 설치 및 분리를 용이하게 하기 위하여 신축관을 더 포함하여 구성하는 것이 바람직 하다.

그리고 상기 신축관은, 신축성을 갖는 고무관, 메탈호스 등으로 적용되며 나사 결합식 및 클램프 결합식 등으로 결합할 수 있다.

여기서 상기 신축관을 클램프 결합식 고무관으로 적용할 경우에는 제1분배관의 입구와 분기관의 출구 단부에는 고무관이 수밀 결합되도록 수밀홈(watertight groove)을 더 포함하여 형성할 수도 있다.

또한 상기 살수챔버내에 수용되며 양측 단부에 플랜지가 구성되는 제1분배관은 연통구와 다수의 플랜지 볼트공이 형성된 살수챔버의 전판과 후판을 사이에 두고 냉각수유입관과 연결관에 형성된 플랜지와 결합할 수도 있다. 이 경우 플랜지가 결합되는 전판과 후판에 형성된 연통구 면에는 수밀을 유지하기 위하여 가스켓(gaskets)을 삽입하여 각각의 플랜지를 볼트체결로 결합한다.

다음으로 냉각탑의 미관 향상과 지지부재의 감소를 위하여, 상기 냉각수유입관은, 냉각수유입 및 구성부를 지지하며, 배출집수통 바닥을 연통하여 하부기둥관과 상부기둥관으로 조립되어 냉각탑 중앙에 기립 배치되는 내장형 냉각수유입관으로 구성되는 것이 바람직하나, 살수챔버 내에 구성된 제1분배관의 플랜지에 직접 결합되며 냉각탑의 외부에 구성되는 외장형 냉각수유입관으로도 적용할 수 있다.

여기서 상기 내장형 냉각수유입관은, 하부기둥관에는 상단부에 형성되는 플랜지와, 하단부에 마련되는 기초체결판과, 하부기둥관에서 분기하여 형성되는 냉각수유입구로 구성되고, 상부기둥관에는 상단부에 구성되는 지지브래킷과, 하단부에 형성되는 플랜지와, 지지브래킷 하부에서 분기하여 형성되며 일측 케이싱과 상부기 둥관을 지지하는 수평지지관과, 수평지지관으로부터 양측으로 분기되어 제1분배관으로 향하는 분기관을 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 상부기둥관과 하부기둥관의 조립은, 플랜지 볼트공과 냉각수 유동 연통구가 형성된 배출집수통 바닥을 사이에 두고 가스켓을 삽입하여 각 기둥관의 플랜지를 볼트체결함으로서 완성된다.

다음으로 케이싱 상부에 구성되며 흡출구를 형성하는 팬데크와, 흡출구와 연통하게 구성되는 팬실린더와 다수의 팬날개로 구성되는 통풍팬과, 구동부와, 구동부를 지지하는 구동부지지부재를 더 포함하여 구성하는 팬부에 있어서,

상기 팬데크는, 상호 대향하는 한쌍의 살수챔버 사이의 개구면을 폐쇄하는 지붕과 같은 부재로서, 일측은 살수챔버의 후판과 양측판 하단부와 일체하고 타측 단부에 형성되는 결합플랜지를 중심 경계로하여 반원의 흡출구가 형성되는 한쌍의 팬데크로 구성되는 것이 바람직하나, 팬실린더의 직경과 동일한 하나의 흡출구가 형성되고 루버 방향의 양측 단부에는 살수챔버의 후판 하단부에 마련된 결합플랜지와 결합하는 다수의 볼트공이 형성된 팬데크로도 적용할 수 있다.

여기서 상기 팬데크는 케이싱방향의 양측단부와 일체하여 수직으로 형성되며 케이싱과 결합하는 케이싱결합부를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 팬데크는, 흡출구와 연통하여 팬실린더를 일체하게 구성할 수도 있다.

또한 상기 팬데크는, 흡출구와 인접하게 형성되며 팬실린더의 결합플랜지를 체결하는 다수의 볼트공을 더 포함하여 형성하는 것이 바람직하다.

상기 흡출구와 연통하게 구성되는 팬실린더는, 팬데크의 상부에 구성(노출형)되는 것이 바람직하나, 배기의 재순환을 감소시키고 열교환부의 상부영역과 하부영역의 공기유동 편차를 감소시키는 수단으로서 팬실린더를 팬데크의 하부에 구성(매립형)할 수도 있다.

그리고 상기 매립형 팬실린더는, 열교환부의 상부영역과 하부영역의 공기유동 편차를 감소시키기 위하여 높이와 형상이 변동될 수 있다.

여기서 팬데크 하부에 구성되는 매립형 팬실린더는, 열교환부의 상부영역을 통해 유입되어 열교환을 마치고 엘리미네이터를 통해 수평방향으로 유동되는 배기를 팬실린더의 외측면을 따라 하향기류로 전환시키어 흡입영역으로 유동시킴으로 열교환부 상부영역을 통하여 유동되는 공기 기류에 유동 저항이 발생됨에 따라 통풍팬의 흡입력을 열교환부의 하부 영역으로 확대시킬 수 있다.

또한 상기 팬실린더는, 하단부 또는 상단부와 일체하여 팬데크와 결합하는 결합플랜지를 더 포함하여 형성하는 것이 바람직하나, 팬실린더의 직경과 동일한 하나의 흡출구를 형성하는 팬데크와 일체하게 구성할 수도 있다.

상기 팬실린더의 상부 개구에는 회전체로부터 안전을 위하여 안전망을 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 살수챔버에 수용된 제1분배관과 인접한 팬데크의 소정 위치에는 제1분배관과 연결되는 신축관이 관통하는 분배관관통구을 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

또한 상기 구동부는, 구동모터와, 브래킷이 형성된 베어링블럭에 수용된 구 동축(driving shaft)의 일단부에는 팬플리(fan pulley)가 구성되고 타단부는 다수의 팬날개를 결합하는 허브(hub)가 수용 결합되는 벨트드라이버(belt-driver)로 구성되는 것이 바람직하다.

여기서 상기 구동부는, 구동모터와, 감속기와, 구동축으로 구성할 수도 있고, 통풍팬과 직결되는 감속모터(geared motor) 또는 저속모터(low speed motor) 만으로도 구성할 수도 있다.

상기 구동모터(23) 축에 결합된 모터플리와 벨트드라이버에 구성된 팬플리에는 구동벨트가 걸리는 것이 바람직하다.

여기서 상기 구동벨트의 회전영역에는 안전유지와 습기유입을 감소하는 벨트커버를 더 포함하여 구성할 수도 있다.

그리고 상기 구동모터에는, 벨트의 장력을 조절할 수 있는 조절수단(조절볼트, 이동 후판 등)과 장공의 볼트공이 형성되는 구동부지지부재를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 구동모터를 지지하는 구동부지지부재는, 냉각수유입관의 상부기둥관에 형성된 지지브래킷을 지지부로하는 것이 바람직하나, 한쌍의 살수챔버를 수평으로 가로지르는 연결관과, 살수챔버의 후판 또는 팬실린더 등 다른 구조부에 구동부지지부부재를 고정할 수도 있다.

또한 상기 벨트드라이버에 구성된 브래킷은 냉각수유입관의 상부기둥관에 형성된 지지브래킷을 지지부로하는 것이 바람직하나, 한쌍의 살수챔버를 수평으로 가로지르는 냉각수유입관, 살수챔버의 후판 또는 팬실린더 중 어느 한 곳에 구동부지 지부재를 구성할 수도 있다.

다음으로 상기 열교환부는, 개방식 열교환부에서는 물과 공기를 접촉시키며 열교환시키는 필러(fillers)로 구성하는 것이 바람직하고, 밀폐식 열교환부에서는 관내로 냉각유체(냉각수, 냉매 등)가 유동되고 관외표면 상에는 냉각수와 공기가 접촉하며 열교환하는 밀폐식 냉각코일을 구성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 필러는, 급기 방향의 외측 단부와 일체하여 루버가 형성되고 배기 방향의 내측 단부에는 엘리미네이터를 일체하여 형성하는 것이 바람직하나, 별개의 루버와 엘리미네이터를 구성할 수도 있다.

또한 상기 냉각코일은, 냉각유체유입구가 형성된 헤더(header)와 냉각유체유출구가 형성된 헤더와 각 헤더에 결합되는 냉각코일로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 밀폐식 열교환부는, 열교환 효율을 향상시키기 위하여 밀폐형 냉각코일 하부 또는 상부, 복수로 설치되는 중간부에는 살수되는 냉각수를 냉각하는 필러로 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 밀폐식 열교환부는, 집수조내에 냉각수를 살수부로 유동시키어 살수노즐을 통해 냉각코일의 표면상으로 살수하여 열교환시키고 필러를 통하여 냉각되어 집수된 냉각수를 다시 살수부로 순환시키는 냉각수 순환펌프를 더 포함하여 구성할 수도 있다.

다음으로 엘리미네이터의 출구와 인접한 팬데크 저부에는, 열교환부의 상부영역을 통하는 공기를 거의 하향으로 안내하고 흡출구에서 하향으로 이격된 흡입영역을 형성하는 가이드베인(guide vane)을 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 가이드베인은, 흡출구와 인접하여 보다 강한 흡입력이 작용되는 열교환부의 상부영역으로 과도하게 유동되는 공기량을 감소시키고, 이에 비례하여 통풍팬의 흡입력을 열교환부의 하부영역으로 확대하여 열교환부의 상부영역과 하부영역사이에 공기유동량 편차를 감소시키는 것이 바람직하다.

또한 상기 가이드베인은, 열교환부의 상부영역과 하부영역의 공기유동 편차를 감소시키기 위하여 보다 강한 흡입력이 작용되는 열교환부의 상부영역을 구획하여 과도한 공기량이 유동되지 않도록 공기유동 기류를 하향으로 전환시키어 유동저항을 주고, 흡출구에서 하향으로 이격된 흡입영역으로 공기를 안내하는 구조를 갖는 것이 바람직하다.

여기서 상기 열교환부의 상부영역은 열교환부의 상단부에서 하부 방향으로 대략 열교환부 높이의 1/3 내로 범위를 두는 것이 바람직하나, 구성에 따라 상부영역의 높이는 증감될 수도 있다.

상기 가이드베인은, 상단부에 형성되며 팬데크 저부와 결합되는 플랜지와, 양측 단부에 형성되며 케이싱과 결합하는 볼트공이 형성된 브래킷과, 하향으로 갈수록 내향 굴곡된 공기유동 안내굴곡부로 구성하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 가이드베인은, 열교환부의 상부영역과 하부영역의 공기유동 편차를 감소시키기 위하여 높이와 내향 굴곡도를 변동할 수 있다.

그리고 상기 가이드베인은, 살수챔버와 팬데크 및 케이싱을 상호 지지하는 수단으로도 적용될 수 있는 구조를 갖는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 배출집수통의 바닥에는 냉각수유입관의 상부기둥과 하부기동 에 구성되는 플랜지를 결합하는 다수의 볼트공과 냉각수가 유동되는 연통구를 더 포함하여 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 집수조 저부에는 냉각탑을 지지하는 지지가대를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대한 바람직한 여러 실시예를 설명하기로 한다.

설명에 앞서, 첨부도면에는 부호기입의 편의상 한쌍으로 구성되는 구성요소에 대하여 어느 한 구성요소에서만 부호기입을 하였으나 부호가 기입되지 않은 구성요소도 후술할 상세한 설명과 같이 부호를 기입한 구성요소와 동일하다는 것을 전제에 두며, 여러 실시 예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 적용하여 대표적으로 일실시 예에서 만 설명하고, 그 외의 실시 예에서는 일실시 예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑의 개략적인 파단 사시도이고, 도 2는 도 1의 개략적인 측단면도이며, 도 3은 도 1의 개략적인 파단 평면도이고, 도 4는 도 1과 종래 직교류 냉각탑의 개략적인 비교도이다. 이들 도면에서 도시된 바와 같이, 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑(1a)은, 내부에 열교환 영역을 형성하는 케이싱(50)과; 케이싱(50) 상부에 결합되어 살수영역(37)을 형성하며 저면이 개구된 통형상의 살수챔버(10a)와; 살수챔버내에 수용 배치되며 제1분배관(31), 제2분배관(32) 및 살수노즐(33)로 구성되는 살수부(30)와; 제1분배관을 향해 고온의 냉각수를 유입시키는 냉각수유입관(40a)과; 케이 싱(50) 상부에 구성되며 흡출구(29a)를 형성하는 팬데크(28a)와, 흡출구(29a)와 연통하게 형성되는 팬실린더(21a)와 다수의 팬날개(23)로 구성되는 통풍팬(21a)과, 구동부(25a)로 구성되는 팬부(20a)와; 살수영역(37) 하부에 구성되는 열교환부(60a)와; 열교환부(60a)의 급기측에 마련되는 루버(65)와; 열교환부(60a)의 배기측에 마련되는 엘리미네이터(66)와; 열교환부(60a) 하부에 배치되며 일영역에 냉각수유출구(72)가 형성되는 배출집수통(71)이 마련되는 집수조(70)를 포함한다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑(1a)은, 열교환 영역을 형성하며, 상호 대향하여 배치되는 루버(65)의 양측단부에 밀착되는 한쌍의 케이싱(50) 하단부는 집수조(70) 상부에 고정되고, 상부는 살수챔버(10a)의 양측판(미도시) 하단부 형성되는 케이싱결합부(15)와 팬데크(28a)의 양측 단부에 형성되는 케이싱결합부(28d)에 결합되어 있다.

그리고 상기 케이싱의 일영역에는 작업자가 냉각탑내부를 출입하는 점검문(미도시)이 마련되어있다.

다음으로 상기 케이싱(50)의 상단부에 결합되어 살수영역(37)을 형성하며, 열교환부(60a)의 상부면과 대응하는 저면은 개구되고 상판(11)과, 전판(12)과, 후판(13)과, 양측판(미도시)으로 구성되는 통형상의 챔버하우징을 갖는 살수챔버(10a)는, 전판(12)의 하단부와 일체하여 내측 벽면으로 이탈되는 살수냉각수를 열교환부(60a) 상부면으로 안내하는 안내경사면(미도시)을 갖는 냉각수안내부(14)를 더 포함하여 마련하고 있다.

그리고 상기 살수챔버(10a)는, 양측판(미도시) 하단부와 일체하여 케이싱 (50)의 상단부를 결합하는 케이싱결합부(15)를 더 포함하여 마련하고 있다.

또한 살수챔버(10a)의 후판(13) 소정 위치에는 제1분배관(31)이 관통되는 분배관관통구(17)을 더 포함하여 마련하고 있다.

상기 살수챔버(10a)는, 후판(13) 하단부와 양측판 , 케이싱결합부(15)와 일체하여 후술할 팬데크(28a)를 결합하고 있다..

그리고 상기 살수챔버(10a)의 상판(11)에는 살수노즐(33)을 점검 및 보수할시 이용되며 삽입부(미도시)가 형성된 점검구(38)가 설치되는 개구부(미도시)를 더 포함하여 형성하고 있다.

또한 상기 점검구(38)는, 살수챔버(10a) 상판(11)에 형성된 개구부(미도시)의 상부면을 덮고 고정볼트(미도시)로 고정되어 있다.

여기서 상기 개구부(미도시)와 점검구(38)의 일측에는 복수의 힌지로 연결하여 개폐가 가능하도록 하고 타측에는 점검구(38)의 개폐를 단속하는 고정수단(걸쇠 또는 빗장)을 더 포함하여 구성할 수도 있다.

그리고 상기 개구부(미도시)에는, 상판(11)을 보강하기 위하여 개구부(미도시)와 일체하여 개구 단면을 따라 내향 굴곡된 보강테(미도시)를 더 포함하여 마련할 수도 있다.

다음으로 냉각수를 유입시키는 제1분배관(31)과 살수영역(37)내에서 제1분배관(31)으로부터 분기되어 소정의 간격으로 배치되는 제2분배관(32)과 제2분배관(32)에 결합되는 다수의 살수노즐(33)로 구성되는 살수부(30)가 살수챔버(1a)내에 수용되어 배치되어 있다.

그리고 상기 제1분배관(31)과 제2분배관(32)의 말단부에는, 볼트공(미도시)이 형성된 막음판(미도시)을 더 포함하여 구성하고, 막음판은 살수챔버(10a) 벽에 고정되어 있다.

또한 상기 분배관관통구(17)를 관통하여 살수챔버(10a) 밖으로 도출된 제1분배관(31)의 입구에는 설치 및 분리를 용이하게 하기 위하여 크램프(미도시)로 결합하는 신축관(35)이 결합되어 있다.

다음으로 하부기둥관(42)과 상부기둥관(43)으로 조립되며, 하부기둥관(42)에는 상단부에 구성되는 플랜지(미도시)와, 하단부에 구성되는 기초체결판(47)과, 하부기둥관(42)에서 분기하여 형성되는 냉각수유입구(41a)가 구성되고, 상부기둥관(43)에는 상단부에 구성되는 구동부 지지브래킷(46)과, 하단부에 형성되는 플랜지(미도시)와, 지지브래킷(46) 하부에서 분기하여 구성되며 일측 케이싱(50)과 상부기둥관(43)을 지지하는 수평지지관(44)과, 수평지지관(44)으로 부터 양측으로 분기되어 제1분배관(31)으로 향하는 분기관(45)으로 구성되는 내장형 냉각수유입관(40a)이 배출집수통(71)의 바닥을 연통하여 냉각탑(1a) 중앙에 기립 배치되있다.

여기서 상기 수평지지관(44)은 상기 제1분배관(31)의 배치 위치에 따라 일측 케이싱(50)과 타측케이싱(50) 중 어느 한곳에 지지될 수 있다.

그리고 상기 하부기둥관(42)과 상부기둥관(43)의 조립은, 플랜지 볼트공(미도시)과 냉각수 유동 연통구(미도시)가 형성된 배출집수통(71) 바닥을 사이에 두고 가스켓(미도시)을 삽입하여 각 기둥관(42, 43)의 플랜지를 맞대고 볼트체결 함으로서 완성된다.

또한 상기 분기관(45)의 출구에는, 팬데크(28a)에 형성된 분배관관통구(28e)를 관통하여 제1분배관(31)의 입구에 일측이 결합되는 신축관(35)의 타측이 결합되어 있다.

다음으로 흡출구(29a)를 형성한 팬데크(28a)와 연통하게 구성되는 팬실린더(22a)와 다수의 팬날개(23)로 구성되는 통풍팬(21a)과, 구동모터(23)와 벨트드라이버(26a)로 구성되는 구동부(25a)와, 구동부지지부재(27a)를 더 포함하여 구성되는 팬부(20a)있어서,

상기 살수챔버(10a)의 후판(13) 하단부와 양측판에 형성된 케이싱결합부(15)와 일체하여 형성되며, 반원의 흡출구(29a)와 팬실린더(22a)의 하단부에 구성된 결합플랜지(미도시)를 체결하는 다수의 볼트공(미도시)이 형성되고 팬실린더(22a)의 중심방향 단부에는 타측 팬데크(10a)와 결합하는 결합플랜지(28c)가 마련되며 케이싱(50) 방향의 양측단부에는 케이싱(50) 상부를 결합하는 케이싱결합부(28d)가 형성된 팬데크(28a)가 마련되어 있다.

여기서 상기 살수챔버(10a)와 일체하는 한쌍의 팬데크(28a)는 팬실린더(22a)의 중심영역에서 결합플랜지(28c)를 통하여 결합된다.

그리고 상기 팬데크(28a)의 소정 위치에는 신축관(35)이 관통되는 분배관관통구(28e)가 마련되어 있다

또한 하단부에 결합플랜지(미도시)를 형성하는 팬실린더(22a)는, 흡출구(29a)와 연통하게 하여 흡출구(29a) 인접하게 형성된 다수의 볼트공(미도시)을 통해 볼트체결로 조립되어 있다.

여기서 상기 팬실린더(22a)는 팬데크(28a)면 상부에 조립된다.

상기 팬실린더(22a)의 상부 개구에는 회전체로부터 안전을 위하여 안전망(미도시)이 마련되어 있다.

그리고 브래킷(미도시)이 형성된 베어링블럭(미도시)에 수용된 구동축(미도시)의 하단부에는 팬플리(미도시)가 구성되고 상단부는 다수의 팬날개(23)를 고정하는 허브(미도시)를 결합하는 벨트드라이버(26a)가 냉각수유입관(40a)의 상단부에 마련된 지지브래킷(46)의 상판(미도시)에 볼트체결로 조립되어 있다.

또한 벨트 장력을 조절할 수 있는 전후이동 조절볼트(미도시)와 장공이 형성된 전후이동 후판(미도시)과 전후이동 후판(미도시)과 구동모터(23)의 베이스 사이에 마련되며 장공이 형성된 지지프레임(미도시)으로 구성되는 구동부지지부재(27a)가 지지브래킷(46)에 측판(미도시)에 볼트체결로 조립되어 있다.

여기서 상기 냉각수유입관(40a) 상단부에 구성되는 지지브래킷(46)의 측판(미도시)은, 엘리미네이터(66) 방향으로 구성하고 있으나 케이싱(50) 방향으로도 구성할 수 있고, 구동부지지부재(27a)의 일측은 지지브래킷(46)의 측판에 고정되고 타측은 케이싱(50)에 고정되도록 구성할 수도 있다.

그리고 모터플리(미도시)를 결합한 구동모터(23)는, 구동부지지부재(27a)에 볼트체결로 조립되어 있다.

상기 구동모터(23) 축에 결합된 모터플리(미도시)와 벨트드라이버(26a)에 구성된 팬플리에는 구동벨트(미도시)가 마련되어 있다.

여기서 상기 팬플리와 모터플리에 걸리는 구동벨트의 회전영역에는 안전유지 와 습기유입을 감소시키는 벨트커버를 더 포함하여 구성할 수 있다.

그리고 상기 구동모터(23)를 지지하는 구동부지지부재(27a)는, 팬실린더(22a)의 상부 또는 외벽 중 어느 한곳에 구동부지지부재(27a)를 설치할 수도 있다.

다음으로 직교류 필러(cross flow type fillers)로 구성되는 열교환부(60a)는, 하단부가 집수조(70)의 수면내로 침지되어 지지부재(미도시) 상에 지지되고 상부면은 살수챔버(10a)의 개구면(미도시)에 밀착되게 설치되어 있다.

그리고 상기 열교환부(60a)의 급기 방향 외측 단부에는 공기유입을 안내하고 냉각탑 외부로 이탈되는 물방울을 회수하는 루버(65)가 구성되고, 배기 방향의 내측 단부에는 비산되는 물방울을 회수하는 엘리미네이터(66)가 마련되어 있다.

다음으로 고온 배기의 재순환 유입을 감소시키고 열교환부(60a)의 상부영역과 하부영역의 공기유동 편차를 감소시키는 수단으로서, 상단부에는 팬데크(28a) 저부에 결합되는 결합플랜지(미도시)가 형성되고, 양측 단부에는 케이싱(50)과 결합되는 볼트공이 형성된 브래킷(미도시)이 마련되며, 하향으로 갈수록 내향 굴곡되는 공기유동 안내굴곡부을 갖는 한쌍의 가이드베인(19)이 엘리미네이터(66)의 배기측과 소정의 간격을 두고 팬데크(28a) 저부와 양측 케이싱(50)을 지지부로 하여 볼트체결로 고정되어 있다.

그리고 상기 가이드베인(19)의 소정 위치에는 신축관(35)이 관통되는 관통구(미도시)가 마련되어 있다.

여기서 상기 가이드베인(19)은 살수챔버(10a)와 팬데크(28a)의 수직하중을 양측 케이싱(50)으로 전달하고 상호지지하는 지지부재로서도 기능을 갖는다.

다음으로 상기 집수조(70)의 일영역에 형성되는 배출집수통(71)의 바닥에는, 냉각수유입관(40a)의 하부기둥관(42)과 상부기둥관(43)에 구성되는 플랜지(미도시)를 결합하는 다수의 볼트공(미도시)과 냉각수를 유동시키는 연통구(미도시)가 마련되어 있다.

다음으로 상기 집수조(70) 저부에는 냉각탑을 지지하는 지지가대(90)를 더 포함하여 배치하고 있다.

이하 에서는, 상기 주요 구성에 대한 작용을 설명하기로 한다.

냉각수유입구(41a)를 통하여 유입된 고온의 냉각수는 살수부(30)에 구성된 살수노즐(33)을 통하여 살수영역(37)내에서 우회 유동없이 열교환부(60a) 상부면에 살수되고 살수챔버(10a)의 전판(12) 내측면으로 이탈되는 일부의 살수냉각수는 냉각수안내부(14)의 안내경사면을 따라 열교환부(60a) 상부면으로 안내된다.

그리고 루버(65)를 통해 유입되어 우회유동 없이 열교환부(60a)를 유동하는 공기는 수직 하향 유동되는 냉각수와 접촉하면서 열교환한 후 통풍팬(21a)에 의하여 엘리미네이터(66)와 팬실린더(22a)를 통해 외부로 배기된다.

한편 통풍팬(21a)과 인접하여 보다 강한 흡입력이 작용되는 열교환부(60a)의 상부영역을 통하여 유입되어 열교환을 마치고 엘리미네이터(66)를 통해 수평방향으로 유동되는 고온 공기는 엘리미네이터(66)와 소정의 간격을 두고 구성된 가이드베인(19)의 안내면을 따라 거의 수직 하향 기류로 전환되어 유동되면서 가이드베인(19)의 안내면을 거친후 통풍팬(21a) 방향으로 상승기류로 전환되어 팬실린더(22a)를 통해 외부로 배기된다.

이때 열교환부(60a)의 상부영역을 통해 열교환을 마치고 엘리미네이터(66)를 거쳐 수평 방향으로 유동되는 고온의 공기는 가이드베인(19)의 안내면을 따라 하향기류로 전환되어 흡입영역으로 유동됨으로 유동저항을 받게 되고, 열교환부(60a)의 상단부에서 하향으로 이격되게 형성된 흡입영역(가이드베인의 하단부)에 의하여 열교환부(60a)의 상부영역에는 흡입력이 약화되는 반면에 열교환부(60a)의 하부영역으로 흡입력이 확대됨으로서 열교환부(60a)의 상부영역과 하부영역의 공기유동 편차를 감소시키게 된다.

그리고 상기 열교환부(60a)를 통해 냉각되어 집수조(70)로 집수되는 냉각수는 배출집수통(71)과 냉각수유출구(72)를 통해 냉각부하설비(미도시)로 유동되고 냉각부하설비에서 열교환한 고온의 냉각수는 냉각탑(1a)으로 유입되어 냉각되고, 냉각된 냉각수는 다시 냉각부하설비로 순환시키는 과정이 반복된다.

이에 따라, 살수챔버(10a)의 개구된 저면에 열교환부(60a)의 상부면을 밀착시키어 살수영역(37)을 형성함으로서 우회 유동 공기와 냉각수를 차단할 수 있고, 통형상의 살수챔버(10a)를 통해 햇빛과 외부 이물질 유입의 차단과, 냉각수의 범람 및 외부 이탈을 방지할 수 있음으로 수질오염과 냉각수 손실을 감소시킬 수 있고, 이에 따라 유비보수비용도 저감할 수 있다.

그리고 살수챔버(10a)의 상판(11)을 작업로로 이용할수 있음으로 종래 직교류 냉각탑(100)에서 살수수조(136) 면을 작업로로 이용하는 불편과 불안전한 문제를 해소할 수 있고, 상판(11)에 구성된 점검구(38)를 통해 살수부(30)의 점검과 보수를 간편하게 할 수 있다.

또한 일체화된 통형상의 살수챔버(10a)를 구성함으로서 냉각탑(1a)의 상층부(지붕영역)의 구조를 강화할 수 있고, 살수챔버(10a)를 팬데크(28a)의 상부면으로 도출되게 구성함으로서, 도 4에서 비교한 바와 같이, 종래 직교류 냉각탑(100)의 살수수조(136) 면에서 상부로 구성되는 팬부(120)와 냉각수유입관(140)의 노출영역(200)에 해당하는 냉각탑의 높이를 감소시킬 수 있고, 살수챔버(10a)에 의하여 팬실린더(21aa)가 은폐됨으로 미관을 향상시킬 수 있다.

그리고 살수챔버(10a)와 팬데크(28a)를 일체하게 구성함으로서 조립부와 조립공수를 감소시킬 수 있다.

또한 제1분배관(31)과 제2분배관(32) 및 다수의 살수노즐(33)로 구성되는 살수부(30)를 살수챔버(10a)내에 고정함으로 살수부(30)와 살수챔버(10a)의 상호지지를 강화할 수 있다.

그리고 가이드베인(19)의 작용으로 열교환부(60a)의 상부를 통해 유입되는 배기의 재순환을 감소시키고, 열교환부(60a)의 하부영역 방향으로 통풍팬(21a)의 흡입력을 확대하여 열교환부(60a)의 상부영역과 하부영역사이에 공기유동 편차를 감소시킴으로서 열교환 효율을 향상할 수 있다.

또한 냉각수의 유입과 냉각탑(1a) 본체 및 구동부(25a)의 지지수단이 되는 내장형 냉각수유입관(40a)을 구성함으로서 냉각탑(1a)의 지지부재 감소와 미관을 향상시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑의 개략적인 측단면도이고, 도 6은 도 5의 개략적인 파단 평면도이다. 이들 도면에서 도시된 바와 같이, 전술한 제1실시 예와는 달리, 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑(1b)은, 케이싱(50)의 상단부에 결합되어 살수영역(37)을 형성하며, 열교환부(60b)의 상부면과 대응하는 저면은 개구되고 상판(11)과, 전판(12)과, 후판(13)과, 양측판(미도시)으로 구성되는 통형상의 챔버하우징을 갖는 살수챔버(10b)는, 전판(12)의 하단부와 일체하여 내측 벽면으로 이탈되는 살수냉각수를 열교환부(60b) 상부면으로 안내하는 안내경사면(미도시)을 갖는 냉각수안내부(14)를 마련하고 있다.

그리고 상기 살수챔버(10b)는, 양측판(미도시) 하단부와 일체하여 케이싱(50)의 상단부를 결합하는 케이싱결합부(15)를 마련하고 있다.

또한 상기 살수챔버(10b)는, 후판(13) 하단부와 양측판과 일체하여 후술할 팬데크(28b)를 결합하는 결합플랜지(16)를 더 포함하여 마련하고 있다.

상기 일측 살수챔버(10b)의 전판(12) 소정 위치에는 제1분배관(31)과 냉각수유입구(41b)에 형성된 플랜지를 결합하는 다수의 플랜지 볼트공과 냉각수 유동 연통구(18)를 더 포함하여 마련하고 있고, 후판(13)의 소정 위치에는 제1분배관(31)과 연결관(34)에 형성된 플랜지를 결합하는 다수의 플랜지 볼트공과 냉각수 유동 연통구(18)를 더 포함하여 마련하고 있다.

그리고 상기 타측 살수챔버(10b)의 후판(13) 소정 위치에는 제1분배관(31)과 연결관(34)에 형성된 플랜지를 결합하는 다수의 플랜지 볼트공과 냉각수 유동 연통구(18)를 더 포함하여 마련하고 있다.

다음으로 상기 살수챔버(10b)의 살수영역(37)내에는, 냉각수를 유입시키는 제1분배관(31)과 살수영역(37)내에서 제1분배관(31)으로부터 분기되어 소정의 간격 으로 배치되는 제2분배관(32)과 제2분배관(32)에 결합되는 다수의 살수노즐(33)로 구성되는 살수부(30)가 수용되어 배치되어 있다.

그리고 일측 살수챔버(10b)의 전판(12)에 형성된 연통구(18)를 사이에 두고 냉각수유입구(41b)와 제1분배관(31)은 각각 구성된 플랜지에 가스켓(미도시)을 삽입하고 볼트체결하여 결합되어 있다.

또한 일측 살수챔버(10b)와 타측 살수챔버(10b)의 후판에 형성된 연통구(18)를 사이에 두고 일측 제1분배관(31)과 타측 제1분배관(31)과 연결관(34)은, 각각 구성된 플랜지에 가스켓(미도시)을 삽입하고 각 플랜지를 볼트체결하여 결합되어 있다.

상기 배출집수통(71) 일영역에 형성된 냉각수유출구(72)와 제1분배관(31)과 결합된 냉각수유입구(41b) 사이에는 냉각탑(1b)의 외부에서 구성되는 외장형 냉각수유입관(40b)이 결합되어 있다.

그리고 냉각수유입관(40b)의 소정위치에는 집수조에서 살수부로 냉각수를 순환시키는 순환펌프(80)가 마련되어 있다.

다음으로 흡출구(29b)를 형성한 팬데크(28b)의 하부에 마련되는 팬실린더(22b)와 다수의 팬날개(23)로 구성되는 통풍팬(21a)과, 구동모터(25)와 벨트드라이버(26b)로 구성되는 구동부(24b)와, 구동부지지부재(27b, 27c)를 더 포함하여 구성되는 팬부(20b)있어서,

상기 팬데크(28b)는, 중앙영역에 흡출구(29b)를 형성하고 있고, 루버(65)방향의 양측 단부에는 살수챔버(10b)에 형성된 결합플랜지(16)와 볼트체결로 결합하 는 다수의 볼트공(미도시)을 형성하고 있으며, 케이싱(50) 방향의 양측 단부에는 수직으로 형성되며 케이싱(50)상부를 결합하는 케이싱결합부(28d)가 마련되어 있다.

그리고 상기 팬데크(28b)는, 상기 한쌍의 살수챔버(10b)의 후판(13) 하단부와 일체하여 형성된 결합플랜지(16)를 결합부로 하여 볼트체결로 결합되어 있다.

또한 상기 흡출구(29b)와 일체하여 팬데크(28b)의 하부에는 매립형 팬실린더(22b)가 마련되어 있다.

여기서 상기 매립형 팬실린더(22b)는, 팬데크(28b)와 분리되는 분리형 구조로도 적용할 수 있다.

상기 매립형 팬실린더(22b)는, 열교환부(60b)의 상부에서 수직 하향으로 이격되는 흡입영역(팬실린더의 입구영역)을 형성하고 있다.

그리고 브래킷(미도시)이 형성된 베어링블럭(미도시)에 수용된 구동축(미도시)의 상단부에는 팬플리(미도시)가 구성되고, 하단부는 다수의 팬날개(23)를 고정하는 허브(미도시)를 결합하는 벨트드라이버(26b)가 한쌍의 살수챔버(10b) 후판(13)을 지지부로 하여 고정된 구동부지지부재(27c)에 볼트체결로 고정되어 있다.

또한 벨트 장력을 조절할 수 있는 전후이동 조절볼트(미도시)와 장공이 형성된 전후이동 후판(미도시)과 전후이동 후판(미도시)과 구동모터(23)의 베이스 사이에 마련되며 장공이 형성된 지지프레임(미도시)으로 구성되는 구동부지지부재(27b)가 한쌍의 제1분배관(31)을 연결하는 연결관(34)을 지지부로 하여 고정되어 있다.

모터플리(미도시)를 결합한 구동모터(23)는, 구동부지지부재(27b)에 볼트체 결로 조립되어 있다.

상기 구동모터(23) 축에 결합된 모터플리(미도시)와 벨트드라이버(26b)에 구성된 팬플리에는 구동벨트(미도시)가 마련되어 있다.

다음으로 냉각코일(61)과, 냉각코일(61)의 상단부를 결합하며 냉각유체유입구(62)를 형성하는 유입헤더(미도시)와, 냉각코일(61)의 하단부를 결합하며 냉각유체유출구(63)를 형성는 유출헤더(미도시)로 구성되는 열교환부(60b)가 살수영역(37) 하부에 배치되어 있다.

그리고 상기 냉각유체유입구((62)와 냉각유체유출구(63)는 케이싱(50)을 관통하여 외부로 도출되어 있다.

또한 상기 열교환부(60b)의 상단은 살수챔버(10b)의 개구면(미도시)에 밀착되게 설치되고, 하부에는 열교환부(60b)를 통과한 냉각수를 냉각하며 하단부가 집수조(70)의 수면내로 침지하여 지지부재(미도시) 상에 지지되는 필러로 구성되는 열교환부(60a)를 더 포함하여 배치하고 있다.

상기 열교환부(60a, 60b)의 급기 방향 외측 단부에는 공기유입을 안내하고 냉각탑 외부로 이탈되는 물방울을 회수하는 루버(65)가 구성되고, 배기 방향의 내측 단부에는 비산되는 물방울을 회수하는 엘리미네이터(66)가 마련되어 있다.

이하 에서는 전술한 제1실시 예와 다른 상기 주요 구성에 대한 작용을 설명하기로 한다.

순환펌프(80)의 작용에 의하여 냉각수유입관(40b)을 통해 유입되는 냉각수는 살수영역(37)내에서 우회 유동없이 살수노즐(33)을 통해 상부에 구성된 열교환부 (60b)와 하부에 구성된 열교환부(60a)를 향하여 살수되고, 살수챔버(10b)의 전판(12) 내측면으로 이탈되는 일부의 살수냉각수는 냉각수안내부(14)의 안내경사면을 따라 열교환부(60b) 상부면으로 안내된다.

그리고 통풍팬(21b)의 작용에 의하여 루버(65)를 통해 유입되어 우회유동 없이 열교환부(60a, 60b)를 유동하는 공기는 수직 하향으로 유동되는 냉각수와 접촉하면서 열교환한 후 엘리미네이터(66)와 팬실린더(22a)를 통해 외부로 배기된다.

한편 통풍팬(21b)의 작용에 의하여 열교환부(60b)의 상부영역을 통하여 유입되어 열교환을 마치고 엘리미네이터(66)를 통해 거의 수평방향으로 유동되는 고온의 공기는, 팬데크(10b) 면에서 하향으로 구성되어 열교환부(60b)의 상부에서 수직 하향으로 이격되는 흡입영역을 형성하는 매립형 팬실린더(22b)의 면을 따라 흡입영역을 향하여 기류가 하향으로 전환되고 흡입영역으로 유동된 공기는 상승기류로 전환되어 팬실린더(21b)를 통해 외부로 배기된다.

이때 열교환부(60b)의 상부영역을 통해 열교환을 마치고 엘리미네이터(66)를 거쳐 거의 수평방향으로 유동되는 고온의 공기는 팬실린더(22b)의 외측면을 따라 하향기류로 전환되어 흡입영역으로 유동됨으로 유동저항을 받게 되고, 흡출구(29a)에서 하향으로 이격되게 형성된 흡입영역에 의하여 열교환부(60a)의 상부영역에는 흡입력이 약화되는 반면에 열교환부(60b)의 하부영역으로 흡입력이 확대됨으로서 열교환부(60b)의 상부영역과 하부영역의 공기유동 편차를 감소시키게 된다.

그리고 열교환부(60b)의 상단에 구성된 냉각유체유입구(62)를 통해 유입된 냉각유체는 냉각코일내(61)내로 유동하면서 냉각(또는 응축)되어 열교환부(60b)의 하단에 구성된 냉각유체유출구(63)를 통해 부하설비(미도시)로 유동되고 부하설비에서 열교환한 고온의 냉각유체는 냉각탑(1b)으로 재 유입되어 냉각(또는 응축)되고 다시 부하설비로 유동시키는 순환 과정이 반복된다.

이에 따라, 열교환부(60b)의 상단부에서 수직 하향으로 이격되는 흡입영역을 형성하는 매립형 팬실린더(22b)의 작용으로 열교환부(60a)의 상부영역을 통해 유입되는 고온 배기의 재순환을 감소시키고, 열교환부(60b)의 하부 방향으로 통풍팬(21b)의 흡입력을 확대하여 열교환부(60b)의 상부영역과 하부영역 사이의 공기유동 편차를 감소시킴으로서 열교환 효율을 향상할 수 있다.

그리고 살수챔버(10b)와 팬데크(28b)를 개별적으로 구성함으로서 중.대형 냉각탑구조에 간편하게 적용할 수 있고, 제작과 운송 및 현장조립을 용이하게 할 수 있다.

또한 한쌍의 제1분배관(31)사이를 연결관(34)으로 결합함으로 살수부(30)와 살수챔버(10b)의 상호지지를 강화할 수 있고, 구동부지지부재(27b)를 고정하는 지지부를 제공할 수 있다.

그리고 한쌍의 살수챔버(10b) 후판에 고정되는 구동부지지부재(27c)를 통해 살수챔버(10b)와 팬데크(28b)의 상호지지를 강화할 수 있다.

또한 밀폐 냉각코일(61)로 구성되는 열교환부(60b)를 적용함으로서 대기가 심하게 오염된 지역에서 대기와 격리하여 냉각유체를 냉각(또는 응축)시킬 수 있는 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류 냉각탑을 제공할 수 있다.

그리고 밀폐 냉각코일로 구성되는 열교환부(60b)하부에 구성되며, 필러로 구 성되는 열교환부(60a)는, 열교환부(60b)를 통해 공기와 열교환하여 온도가 높아진 고온의 냉각수를 냉각하여 순환펌프(80)를 통해 살수부(30)로 순환시킴으로서 열교환부(60b)의 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

또한 냉각수의 냉각은 물론 냉매가스를 응축시키는 직교류냉각탑으로도 용이하게 적용할 수 있다.

전술한 실시 예에서는 공기가 양측에서 유입되는 양흡입 구조의 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑에 대하여 대표적인 예로 상술하였으나, 편흡입 구조의 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑으로도 적용할 수 있다.

그리고 전술한 실시 예에서는 냉각수를 냉각하는 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑에 대하여 바람직한 실시 예로 상술하였으나, 냉매를 응축하는 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑으로도 적용할 수 있음은 물론이다.

또한 전술한 실시 예에서는 살수챔버와 팬데크가 일체하거나, 살수챔버와 팬데크가 개별적으로 구성되는 것에 대해 상술하였으나, 살수챔버와 팬데크와 팬실린더를 일체하게 구성할 수도 있다.

전술한 실시 예에서는 구동모터와 벨트드라이버로 구성되는 구동부에 대하여 대표적인 예로 상술하였으나, 통풍팬과 직결되는 감속모터 및 저속모터 등 다른 구동부로도 적용할 수 있다.

본 발명의 기술적 구성은 냉각탑 및 증발냉각식 응축기 기술분야에 다양하게 적용할 수 있음으로, 상기 기술된 실시예에 한정하지 않으며, 본 발명의 범위는 후술할 특허청구범위에 기재된 청구범위에 의해서만 제한될 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 살수영역을 통하는 우회유동 공기와 냉각수를 차단할 수 있으며, 고온 배기의 재순환 감소와 열교환부의 상부영역과 하부영역 사이에 공기유동 편차를 감소시키어 열교환 효율을 향상시킬 수 있고, 냉각탑의 상부구조 강화와 보다 안전한 작업로를 제공할 수 있으며, 수질오염과 냉각수 손실을 감소시킬 수 있고, 미관을 향상과 유지보수비용을 저감할 수 있는 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑을 제공한다.

Claims

냉각수를 냉각하거나 또는 냉매를 응축하는 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑에 있어서,

내부에 열교환 영역을 형성하는 케이싱과;

상기 케이싱 상부에 결합되어 살수영역을 형성하며 저면이 개구된 통형상의 살수챔버와;

상기 살수챔버내에 수용 배치되며 분배관과 살수노즐로 구성되는 살수부와;

상기 분배관을 향해 고온의 냉각수를 유입시키는 냉각수유입관과;

상기 케이싱 상부에 구성되며 흡출구를 형성하는 팬데크와, 흡출구와 연통하게 형성되는 팬실린더와 다수의 팬날개로 구성되는 통풍팬과, 구동부로 구성되는 팬부와;

상기 살수영역 하부에 구성되는 열교환부와;

상기 열교환부의 급기측에 마련되는 루버와;

상기 열교환부의 배기측에 마련되는 엘리미네이터와;

상기 열교환부 하부에 배치되며, 일영역에 냉각수유출구가 형성되는 배출집수통이 마련되는 집수조를 포함하는 것을 특징으로 하는 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑
제1항에 있어서,

상기 살수챔버는, 양측판 하단부에 형성되는 케이싱결합부와, 전판 하단부에에 형성되는 냉각수안내부를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 살수챔버는, 후판 하단부와 일체하여 팬데크를 결합하는 결합플랜지를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑.
제1항에 있어서,

상기 팬실린더는, 팬데크의 상부에 노출되게 구성되는 팬실린더와, 팬데크의 하부에 매립되게 구성되는 팬실린더 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑.
제1항에 있어서,

상기 열교환부는, 냉각수와 공기가 접촉하면서 열교환하는 필러와, 냉각유체는 관내로 유동하고 냉각수와 공기는 관외 표면에서 접촉에 의해 열교환하는 밀폐 냉각코일 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑.
제1항에 있어서,

상기 엘리미네이터의 출구와 인접한 팬데크 저부에는, 고온 배기의 재순환을 감소시키고 열교환부의 상부영역과 하부영역 사이에 공기유동 편차를 감소시키며, 상단과 양측 단부에는 결합부가 형성되고 하향으로 갈수록 내향 굴곡되는 안내굴곡부를 갖는 가이드베인을 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 돌출형 살수챔버를 갖는 직교류냉각탑.