KR20080077543A

KR20080077543A - 기계 통풍형 직통식 및 우회식 냉각탑

Info

Publication number: KR20080077543A
Application number: KR1020070111123A
Authority: KR
Inventors: 티모시 피. 파시우스; 안드레 헬센
Original assignee: 벌티모어 에어코일 컴파니 인코포레이티드
Priority date: 2007-02-20
Filing date: 2007-11-01
Publication date: 2008-08-25
Also published as: US7802774B2; MX2007013617A; DE602008001002D1; EP1962045A1; EP1962045B1; ES2340641T3; BRPI0704220A; US20080197515A1; MY147980A; CN101251340A

Abstract

본 발명은 기계 통풍형 직통식 및 우회식 냉각탑에 관한 것으로서, 복수의 충진 시트를 갖는 적어도 하나의 직통 섹션으로서, 유체는 상기 충진 시트 위에 분배되는, 상기 적어도 하나의 직통 섹션; 상기 충진 시트를 가로질러 상기 냉각탑 내에 공기를 인입시켜서 상기 충진 시트 위로 흐르는 상기 유체를 냉각시키는 팬;을 포함하며, 상기 충진 시트 위에 분배된 상기 유체는 상기 충진 시트로부터 수집 섬프(collection sump) 내로 낙하하고, 상기 수집 섬프는 2개의 평행한 단부 벽을 갖는 대체로 장방형의 구조체, 2개의 평행한 측벽, 적어도 2개의 상이한 슬로프를 갖는 경사진 바닥부, 및 드레인을 가지며, 상기 경사진 바닥부는 적어도 하나의 단부 벽에서 복합 슬로프를 가지며 복합 경사진 바닥부의 중요부가 작동하는 섬프 수위 위에 위치된 제 1 부분을 구비하도록 상기 측벽과 접촉하며, 상기 제 1 부분 내의 상기 경사진 바닥부는 먼지 및 잔해가 정착하는 것을 방지하도록 경사진 것을 특징으로 한다.

Description

기계 통풍형 직통식 및 우회식 냉각탑{COOLING TOWER AIR INLET AND DRAIN PAN}

본 발명은 일반적으로 냉각탑에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 증발성 유체의 냉각을 위해 사용되는 직교류 증발형 열 및 물질 교환기에 관한 것이다.

직교류형 장치는 단일측 또는 이중측 엔트리 장치(entry apparatus)일 수 있다. 또한, 냉각탑은 낙하하는 액체가 통과하는 충진부 위로 공기를 통과시켜서 액체를 냉각시키는 직통 유체 냉각 장치와, 유체가 코일을 통과하고 코일을 가로질러 하측으로 낙하하는 액체(보통, 물)에 의해 냉각되어서 코일을 통과하는 액체 또는 기체를 우회적으로 냉각시키는 우회식 유체 냉각 섹션을 포함할 수 있다.

유도 통풍식 단일 대향류 또는 이중 대향류 냉각탑에 있어서, 팬은 냉각탑의 지붕 출구 위에 장착된다. 팬은 냉각탑의 측벽 또는 대향 측벽을 통해 냉각탑 내측으로 공기 흐름을 인입 또는 유도한다. 냉각될 물 또는 다른 증발성 액체는 냉각탑 구조체의 상부로 펌핑하여 일련의 분사 노즐을 통해 분배된다. 이들 분사 노 즐은 적절하게 선택된 충진 매체의 상부를 가로질러 확산된 분무수를 배출시킨다. 이러한 충진물 대부분은 하나의 번들의 대체로 이격된 평행한 플라스틱 시트로 이루어지며, 이 플라스틱 시트를 가로질러 분무수가 분산되어 중력에 의해 하측으로 통과된다. 이러한 시트 상에 물이 분산되는 큰 표면 영역은 이러한 시트 위로 유도된 공기 흐름에 의해 양호하게 냉각된다. 냉각수는 드레인 팬(drain pan) 또는 섬프(sump) 내에 집수되어 소정의 냉각 시스템으로 통과되며, 이 냉각수가 가열된 후에 냉각탑으로 다시 펌핑된다.

상술한 바와 같이, 일련의 사형 구조(surpentine)의 열교환 도관의 형태인 우회식 냉각 섹션은 충진 시트 위 또는 아래에 추가될 수 있다. 냉각 또는 응축될 고온 유체 또는 기체는 도관의 일 단부에서 입구 헤더(inlet header)를 통해 열교환 도관에 도입되며, 냉각 유체는 도관의 타단부에 연결된 헤더를 통해 도관에서 배출된다.

이러한 대향류 냉각탑에서의 관심사는 드레인 팬 내에 조류(algae) 또는 다른 생물학적 오염물의 축적에 있다. 이러한 축적은 통상적으로 드레인 팬을 통한 불완전한 물의 흐름에 기인한다. 이와 같은 조류 및 다른 생물학적 오염물은 일광에 노출하면 증가된다. 섬프 또는 드레인 팬이 냉각 섹션으로부터 흐르는 모든 물을 포획해야 하기 때문에, 이러한 섬프의 설계는 섬프로부터 드레인 출구로의 모든 수집된 물의 흐름을 보장하도록 수집 및 배수 필요성을 다루어야 한다. 물 처리 화학 물질은 이러한 생물학적 오염물의 축적을 감소시키도록 냉각탑 섬프 내에 사용되지만, 냉각탑 섬프 및 공기 입구의 설계는 냉각탑에서의 이러한 생물학적 오염 물 형성이 저지되는 것을 개선할 수 있다. 대향류 냉각탑의 공기 입구측(들)에서의 전형적인 정탑 구조체(louver arrangement)를 통과하는 공중 부유 잔해는 생물학적 오염물의 성장 원인이 될 수 있다. 따라서, 이러한 공중 부유 잔해의 흐름을 제거하기 위한 공기 입구의 개선된 설계가 본 발명의 일부이다.

본 발명의 목적은 개선된 드레인 섬프 설계를 갖는 대향류 공기 흐름 관계를 이용하는 개선된 냉각탑을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 냉각탑에 도입되는 공중 부유 잔해에 대한 가능성을 감소시키는 개선된 공기 입구 장치를 갖는 대향류 공기 구조체를 이용하는 냉각탑을 제공하는 것이다.

공기 입구 통로 위에 단일 팬 플레넘 챔버(single fan plenum chamber)를 갖는 단일 공기 유입측 또는 2개의 공기 유입측을 이용하는 유도 통풍식 대향류 타입의 기계 통풍식 냉각탑에 있어서, 충진 번들(fill bundle) 아래쪽으로의 분무수는 충진 시트에 살포되어 그 아래로 떨어진다. 물은 충진 시트 자체를 가로질러 공기 흐름에 의해 냉각된다.

이러한 냉각탑에 있어서, 본 발명에 따르면, 복수의 코일 조립체를 포함하는 관형의 코일 열교환기가 각각의 충진 번들의 위 또는 아래에 제공되는 우회식 냉각 섹션을 제공할 수도 있다. 직통식 및 간접식 냉각 섹션으로부터 낙하하는 물은 드레인 섬프 내에 수집된다. 이러한 섬프를 통해 수집된 물의 완전한 흐름을 보장하기 위해, 섬프의 단부는 이러한 물이 섬프의 정체 영역 내에 수집되지 않도록 경사져 있다. 이러한 섬프 각각은 보통 장방형으로서, 2개의 단부와 2개의 대체로 긴 측부를 갖는다. 급격하게 경사진 내벽 단부는 정체를 회피하게 위해 섬프 내의 물 흐름을 보장하는데 도움을 준다. 이와 같이 급격하게 경사진 측부는 충진부를 가 로질러 입구를 통해 공기의 유입을 감소시키지만, 임의의 가능한 정체 영역 내에서 수집하지 않고 드레인 팬에 도입되는 물을 완전히 흐르게 한다.

또한, 본 발명은 냉각탑의 공기 입구 공간에 개선된 정탑 설계를 제공하는 것이다. 이와 같이 개선된 정탑은 냉각탑을 가로질러 낙하하는 물을 도입시켜서 수집 섬프에 도입하도록 공기 부유 입자 또는 잔해를 줄이는 대체로 벌집 구조체를 갖는다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 열교환 장치(10)로서 폐쇄 회로 냉각탑을 도시하고 있다. 일반적으로, 장치(10)는 멀티 회로 우회식 증발성 유체 냉각 섹션(50), 직통 증발식 열교환 섹션(90), 최하측 증발성 유체 수집 섬프(30) 및 장치(10)를 통해 하측으로 증발성 유체를 분무하는 최상측 분배 수단(36)을 포함하는 봉입 구조체; 및 자연 통풍이 공기를 이동시키기 위한 확실한 수단이지만, 열교환 섹션(50, 90) 각각으로부터 공기 흐름을 이동시키는 팬 수단(24)을 구비한다. 팬(24)은 유도 또는 강제 통풍식 원심 팬 혹은 통상적인 프로펠러 타입의 팬일 수 있으며, 이러한 팬의 선택은 이들을 구동하기 위한 팬 모터(25)를 필요로 한다. 도 1을 다시 참조하면, 모터(25)는 적절하게 습윤한 상태의 모터 케이싱 또는 보호 커버를 사용하거나, 또는 바람직하게 구조체의 외부 상에 장착될 수 있다면 봉입 통로(15) 내에 장착될 수 있다. 여기서는, 방습 박스(200) 내의 공기 흐름으로 도시되어 있다.

장치(10)는 열교환 분야에서 많이 적용되며, 이들 요소의 작동이 적용 타입에 따라 약간 다를 수 있지만, 각각의 적용에 있어서 상술된 모든 요소들을 사용할 것이다. 예를 들면, 장치(10)는 외측 공급형 폐쇄 회로 시스템 내로 흐르는 물 등의 단일상 유체(single phase, sensible fluid)를 냉각하는데 이용될 수 있거나, 또는 외부 폐쇄 회로 시스템으로부터 공급되는 냉매 가스 등의 다상 잠재성 유체(multi-phase, sensible and latent fluid)를 비과열 및 응축할 수 있다.

도 1에 도시한 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 장치(10)를 포함하는 봉입 구조체는 상부 천장면(12), 기부(18), 전방벽(14), 후방벽(16), 제 1 측벽(20) 및 제 2 측벽(22)을 구비하는 대체로 장방형의 형상을 갖는다. 측벽(20, 22) 및 후방벽(16)은 시트 금속, 섬유 유리, 플라스틱 등의 재료로 제조된 연속적인 중실형 패널 부재이며, 이들 벽은 전방벽(14) 및 천장면(12)과 같이 내부식성을 갖는다.

도 1의 장방형 봉입 구조체는 직통 증발식 열교환 섹션(90) 위에 중첩된 우회식 열교환 섹션(50)[단일 코일 조립체(52)로 이루어짐]을 포함한다. 우회식 열교환 섹션(50)은 전형적으로 장치 내측부(51), 장치 외측부(52), 상측부(53) 및 하측부(55)를 갖는 장방형 형상을 갖는다. 우회식 열교환 섹션 코일 조립체(52)는 장치 주변 프로세스로부터 냉각될 고온 유체를 수용하고, 우회식 민감한 열교환 및 직통 증발식 열교환의 조립체 의해 이러한 섹션 내에서 냉각된다. 통상적으로 냉각수인 증발성 유체는 분배 수단(36)에 의해 우회식 섹션 상의 하측으로 분무되어서 냉각될 유체와 우회식 민감 열을 교환하는 한편, 주요 공기 입구(100)에 도입되는 주위 공기의 흐름은 2가지 매체가 코일 시스템(52)을 통해 하측으로 이동함에 따라 물을 증발식으로 냉각한다. 이러한 특정 실시예에 있어서, 이후 교차형 공기 흐름 패턴에 대하여 설명하는 바와 같이 공기 흐름 패턴이 임의의 특정 흐름 패턴에 제한되지 않지만, 도입되는 공기 흐름은 냉각수의 방향과 평행 또는 일치하는 방향으로 흐른다. 공기 및 물을 냉각하는 매체가 일단 우회식 섹션(50)의 하측부(55)에 도달하기만 하면, 공기 시스템이 팬(24)에 의해 플레넘(105) 및 그 후의 통로(15) 내로 끌어 당겨지는 경우 그 매체가 분기되는 한편, 물은 직통 열교환 섹션(90) 내로 중력식으로 하강한다. 그 후, 공기는 팬 실린더(26)를 통해 장치(10)로부터 배출되는 한편, 물은 후술하는 바와 같이 직통 열교환 섹션 내에서 냉각된다. 또한, 공기 흐름을 도입하는 입구(100)는 상기 섹션을 통한 실제의 공기 흐름 패턴에 관계없이, 우회식 열교환 섹션 내에서 냉각용으로만 사용될 공기를 공급한다.

직통 증발식 열교환 섹션(90)은 가열되어 우회식 열교환 섹션(50)으로부터 하강하는 물을 냉각하는 기능을 한다. 직통 증발식 열교환 섹션(90)은 충진 번들(92)을 형성하는 견고하게 이격되고 평행한 플라스틱 시트(93)의 어레이로 구성된다. 우회식 섹션(50)으로부터 충진 번들(92)에 의해 수용된 고온수는 제 2 공기 입구(102)에 도입되는 외부 공기원이 시트로 내려오는 고온수를 증발식으로 냉각하도록 충진 시트(93) 각각을 가로질러 분배된다. 여기서, 주위 공기 흐름은 후술하는 바와 같이 다른 공기 흐름 설계를 이용할 수 있지만, 충진 번들(92)을 통해 배수되는 고온수에 대향류 방식으로 직통 섹션(92)에 도입되는 것으로 도시되어 있다. 플라스틱 충진 시트(93)는 보통 측벽(20, 22)에 연결되고 이들을 횡단하는 비 임(96)에 연결된다. 각각의 시트(93)는 박막 내에 고온수를 퍼지게 하는데 조력하도록 시트의 전체 길이에 형성된 대체로 연속적인 파형 패턴의 홈을 가지므로, 공기 흐름을 위한 보다 큰 노출 표면적을 상호작용하고 증발식으로 냉각하는데 제공한다. 충진 시트(93)는 다른 타입의 플라스틱이 사용될 수 있지만, PVC로 제조되는 것이 바람직하다. 제 2 주위 공기 입구(102)는 직통 열교환 섹션만을 증발 냉각할 목적으로 주위 공기를 제공한다.

또한, 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 제 2 입구 통로(102)는 벌집형 구조체(28)로 덮인다. 이와 같은 벌집형 구조체(28)는 전형적인 정탑 구조체에 대한 개선책이다. 이러한 벌집형 구조체는 공기 흐름을 쉽게 허용하지만 우회식 냉각탑(90) 및 충진 번들(92)에 공중 부유 잔해가 유입하는 것을 유지하는 개구를 구비한다. 이 벌집형 설계는 도 5 및 도 6에서 더 기술한다. 벌집 구조체(28)를 통해 유입되는 주위 공기는 초기에, 플라스틱 충진 시트(93)를 통해 중력식으로 하측으로 고온수에 십자형 또는 대향류 방식으로 충진 번들(92)을 도입하기 전에 제 2 공기 플레넘(103)을 가로질러 흐른다. 기술한 바와 같이, 고온수의 필름 위로 통하는 냉각 공기의 흐름은 물로부터 열이 증발식으로 제거되어, 잘 공지된 증발 효과에 의해 고온수를 냉각한다. 그 다음, 증발식 냉각 섹션(90)에 존재하는 가열된 공기는 통로(15)에 도입되기 전에 제 2 드리프트 엘리미네이터(drift eliminator)(49)를 통과하며, 팬 실린더(26)를 통해 대기로 배출하기 위해 방향을 상방으로 변경하도록 팬(24)에 의해 강제된다. 직통 물 증발식 냉각 섹션(90)에서 나오는 공기가 냉각수로부터 흡수된 습기에 담기기 때문에, 제 2 드리프트 엘리미 네이터(49)는 공기 흐름 내에 갇힌 물방울의 제거를 용이하게 하도록 충진 번들(92)과 통로(15) 사이에 개재된다. 드리프트 엘리미네이터(49)는 전형적으로 공기 흐름을 허용하지만 공기 내의 작은 물방울을 수집하는 근접하게 이격된 금속, 플라스틱 또는 목재 슬레이트 또는 정탑으로 구성된다. 그 다음, 수집된 물은 엘리미네이터(49) 아래로 가라앉아서 재순환을 위해 아래에 놓인 수집 섬프(30) 내에 들어간다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 장치(10)의 전체 기부(18)는, 직통식 및 우회식 섹션이 나란히 있는 장치(10)의 구조체 내의 구성요소에 대한 배치 방법에 따라 다르지만, 실질적으로 직통 증발식 열교환 섹션(90) 아래에만 일반적으로 배치되는 물 수집 섬프(30)로 구성된다. 나란하거나 또는 직통식 겸 우회식 구조체는, 직통 증발식 열교환 섹션(90)으로부터 하강하는 가열된 냉각수가 우회식 열교환 섹션(50) 내에 다시 사용되기 위해 펌핑되기 전에 균일한 온도를 이룰 수 있도록 섬프(30) 내에 혼합될 수 있다는 점에서 본 발명의 가장 중요한 특성을 단지 강조한다. 도시된 바와 같이, 수집방향으로 연장된 재순환 배관(34)은 펌프(32) 및 섬프(30)를 갖는 냉각수 분배 수단(36)을 작동식으로 연결한다. 펌프(32)는 쉽게 이용될 수 있도록 전방벽(14)의 코어부 근방의 섬프(30) 외부에 배치된다.

분배 수단(36)은 일반적으로 주요 주위 공기 입구(100)와 위치적 관계에 있는 우회식 증발형 냉각 섹션(50)의 단일 코일 조립체(52) 위에 배치된다. 분배 수단(36)은 동일한 냉각수 분배 레그(38, 40)로 이루어지며, 각각은 서로로부터 그리고 전방벽(14)으로부터 이격된 평행한 관계에 있는 냉각탑(10)의 폭을 측방향으로 횡단한다. 각각의 분배 레그(38, 40)는 파이프로 구성되며, 우회식 증발형 열교환 섹션(50)의 상측부(53)를 가로질러 그리고 일반적으로 주요 공기 입구(100)를 가로질러 균등하게 분배하기 위해 배관의 바닥부를 따라 부착된 일련의 등간격으로 이격된 분무 노즐(46)을 갖는다. 장치(10)에서 요구되는 열교환 능력에 따라서, 물 분배 레그의 개수는 우회식증발형 코일 섹션(52) 당 1 내지 5개의 레그로 변경될 수 있으며, 레그 각각의 길이는 3-4피트 사이에서 변경된다. 전형적으로, 우회식 섹션(50)의 코일 조립체(52) 당 노즐(46)의 개수는 냉각탑 능력에 따라 9-180개의 노즐로 변경될 것이다. 마찬가지로, 펌프(32)는 분무 노즐(46)로 펌핑되는 냉각수의 연속적인 공급이 주요 공기 입구(100)의 전체 길이를 가로질러 그리고 단일 코일 조립체(52)를 가로질러 정교한 분무수를 생성하도록 냉각탑 능력에 따라 크기설정된다. 마찬가지로, 상부의 드리프트 엘리미네이터(48)는 주요 공기 흐름에 의해 갇힌 물방울을 제거하는 한편, 우회식 열교환 섹션(50)을 통해 하강하는 물을 증발식으로 냉각하도록 측면 출구(106), 플레넘(105) 및 통로(15) 사이에 개재된다. 팬(47)은 미스트 엘리미네이터(48)로부터 물을 수집하여 충전 시트 번들(92) 위에 중력식으로 배분하기 위해 상부의 드리프트 엘레미네이터(48) 아래에 배치된다. 주요 주위 공기 입구(100)를 형성하는 개구는 입구의 위치가 어디이든 우회식 증발형 냉각 섹션(50)과 동일한 치수의 길이 및 폭을 갖는다. 도 1에서, 도입되는 공기 흐름은 초기에, 분배 수단(36)으로부터 하측으로 분무되는 물과 실질적으로 동시에 우회식 열교환 섹션(50)의 상측부(53)에 대체로 수직인 입구 통로(100)에 도달한다.

도 2를 참조하면, 이중 코일형 조립체(52, 52A)는 분할형 냉각수 시스템을 갖는 장치(10)에 내장된다. 이러한 장치는 일반적으로 폐쇄 루프의 이중 코일형 냉각탑으로서 공지되어 있으며 바람직하게는 이중 코일형 실시예를 나타낸다. 냉각탑 단부(6, 8) 각각은, 도 1의 바람직한 실시예의 단일 코일형 구조체 내에 포함되어 있 바와 같이, 각각의 냉각탑 반부 내에 정확하게 동일한 요소를 포함한다. 알 수 있는 바와 같이, 냉각될 고온 유체는 초기에 공급 배관(75W)을 통해 제 1 냉각탑 단부(6)에 공급된다. 고온 유체는 일반적으로 단일 코일형 장치에 대해 전술한 바와 같이 상방으로 도입 및 이동되지만, 우회식 열교환 섹션(50)으로 배출되어 장치 외부 프로세스로 복귀하는 대신에, 유체는 배관(85W)을 통해 우회식 섹션(50)을 나오고 냉각탑 반부(8)의 제 2 우회식 열교환 섹션(50A)의 제 2 우회식 코일 조립체(52a) 상에서 입구 헤더(75a)로 연통된다. 다시 한번 유체는 우회식 열교환 섹션 배관(52a)을 통해 상방으로 이동하고, 냉각 능력은 평행하게 배치된 열교환 섹션을 갖는 동일한 유닛에 비해 10% 만큼 추가적으로 증가된다. 우회식 열교환 섹션 배관(52a) 내에서 냉각되기만 하면, 유체는 그 후에 배출 배관(85C)을 통해 장치 외부 프로세스로 복귀된다. 냉각탑 반부(6, 8) 상의 열교환 섹션 각각의 내부에서 열교환하는 모든 방법은 냉각탑 반부(6, 8) 각각에 대한 냉각수 시스템을 독립적으로 작동하는 점을 제외하고는 단일 코일 작동으로 전술된 바와 정확하게 동일하며, 냉각탑 반부(6, 8) 각각은 그 자체의 섬프(30) 및 그 자체의 냉각수 분배 시스템을 갖는다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예를 사시도로서 도시하고 있다. 본 사시도는 동일 참조부호를 부여하고, 도 2의 특성을 도 3에 개시하며 상세하게는 기술하지 않는다. 우회식 열교환 섹션(50)은 본 발명의 특성이 우회식 열교환 섹션을 구비하지 않는 냉각탑에 적용할 수 있지만, 전체적으로 참조부호(50)로 도시한다. 직통 열교환 섹션(90)은 충전 시트(92)의 일부가 나타내도록 파단된 벌집형 입구(28)의 일부로 도시한 충전 시트 번들(92)을 구비한다. 또한, 수집조는 참조부호(30)로 도시하며 후술한다. 수집조(30)는 측부(154, 156)를 구비한 단부(150, 152)에 의해 대체로 장방형 형상을 갖는다.

도 4를 참조하면, 수집조 또는 섬프(30)는 대체로 장방형의 팬 형상의 구조체를 형성하는 측부(154, 156)를 갖는 단부(150, 152)를 구비한 대체로 장방형 구조로서 도시된다. 보다 구체적으로는, 섬프(30)는 아연도금 강으로 이루어지지만, 알루미늄 또는 스테인리스강으로 이루어질 수 있다. 바닥부(160)는 섬프(30)의 일측부 상의 중앙부(168) 쪽으로 하측으로 경사진 일련의 섹션(162, 164, 166)으로 이루어진다. 유사한 섹션은 섬프(30)의 다른 측부 상에 있다. 드레인은 중앙 섬프 섹션(168)으로부터 배출한다.

섬프(30) 내에 축적되는 한편 직통 냉각탑 섹션(90)으로부터 물 드레인을 유지하는 조류 등의 생물학적 오염물의 가능성을 감소시키기 위해, 경사진 내측 단부벽(170, 172)은 섬프(30)의 내부면 상에 제공된다. 이와 같이 경사진 내측 단부벽(170, 172)은 본 실시예에서 섬프(30)의 전체 폭을 연장시키고, 경사진 단부벽은 섬프(30) 내에 물의 정체 가능성에 대한 제거를 보장하도록 최하측 중앙 섬프 섹션(168)쪽으로 섬프(30)에 도입되는 모든 물의 운동을 보장하는 기능을 한다. 이 는 섬프(33) 내에 유지된 물 내에 조류 등의 생물학적 오염물의 형성 가능성을 크게 감소시킨다.

도 5를 참조하면, 부분 단면으로 섬프(30)를 도시한다. 섬프(30)는 단부 벽(150)으로 이루어지며, 내측 경사진 벽(172)은 섬프(30)의 실제 수집 섹션의 부분을 형성한다. 충진부(92)는 섬프(30) 내의 하측으로 연장될 수 있다. 또한, 바닥부(162)의 약간의 경사는 인접한 바닥 섬프 섹션(164)으로 연장되어 중앙의 최하측 섬프 섹션(168) 쪽으로 섬프(30)에 도입되는 물에 대한 하측 흐름 및 수집을 보장한다. 또한, 내측 섬프 단부 섹션(172)은 중앙의 최하측 섹션(168) 쪽으로 그리고 섬프(30) 내의 드레인을 통해 외측으로 이동되지 않는 섬프(30) 내의 물의 정체 또는 수집 가능성을 크게 감소시킨다. 내측 섬프 단부 벽(172)의 바람직한 각도는 약 35°이며, 25 내지 60°의 각도일 때 더욱 좋다.

도 5 및 도 6은 벌집형 단부 벽 입구(28)를 도시한다. 대개 섬유 유리로 이루어진 이와 같은 구조체는 우회식 냉각 섹션(90, 92) 내에 충분한 공기 입구를 제공한다. 이러한 벌집형 구조체(28)는 직통 냉각 섹션(90)에 도입되는 공중 부유 잔해의 가능성을 많이 감소시킨다. 벌집형 구조체(28)는 공기를 통과시키지만 공중 부유 잔해의 통로를 차단하는 개구를 갖는 복수의 수직방향으로 정렬된 슬레이트(228)로 구성된다.

도 1은 단일 코일 우회식 증발형 열교환 섹션 및 직통 열교환 섹션을 갖는 본 발명의 냉각탑의 제 1 실시예의 측면도,

도 2는 2개의 우회식 및 직통식 섹션을 갖는 이중 공기 입구 냉각탑을 구비한 본 발명의 제 2 실시예의 측면도,

도 3은 이중 직통식 냉각 섹션을 갖는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 냉각탑의 사시도,

도 4는 본 발명의 개선된 드레인 섬프의 사시도,

도 5는 본 발명의 제 1 실시예의 개선된 경사조(slope basin)와 개선된 공기 입구의 부분 단면도,

도 6은 본 발명의 제 1 실시예의 개선된 공기 입구의 부분 상세도.

Claims

기계 통풍형 직통식 및 우회식 냉각탑(A mechanical draft direct and indirect cooling tower)에 있어서,

복수의 충진 시트를 갖는 적어도 하나의 직통 섹션으로서, 유체는 상기 충진 시트 위에 분배되는, 상기 적어도 하나의 직통 섹션(direct section);

상기 충진 시트를 가로질러 상기 냉각탑 내에 공기를 인입시켜서 상기 충진 시트 위로 흐르는 상기 유체를 냉각시키는 팬;을 포함하며,

상기 충진 시트 위에 분배된 상기 유체는 상기 충진 시트로부터 수집 섬프(collection sump) 내로 낙하하고,

상기 수집 섬프는 2개의 평행한 단부 벽을 갖는 대체로 장방형의 구조체, 2개의 평행한 측벽, 적어도 2개의 상이한 슬로프를 갖는 경사진 바닥부, 및 드레인을 가지며,

상기 경사진 바닥부는 적어도 하나의 단부 벽에서 복합 슬로프를 가지며 복합 경사진 바닥부의 중요부가 작동하는 섬프 수위 위에 위치된 제 1 부분을 구비하도록 상기 측벽과 접촉하며, 상기 제 1 부분 내의 상기 경사진 바닥부는 먼지 및 잔해가 정착하는 것을 방지하도록 경사진 기계 통풍형 직통식 및 우회식 냉각탑.
제1항에 있어서,

상기 경사진 바닥부의 제 1 부분은 수평면으로부터 25 내지 70°경사진 것을 특징으로 하는 기계 통풍형 직통식 및 우회식 냉각탑.
제1항에 있어서,

상기 경사진 바닥부의 제 1 부분은 수평면으로부터 40 내지 60°경사진 것을 특징으로 하는 기계 통풍형 직통식 및 우회식 냉각탑.
제1항에 있어서,

드레인 쪽으로 경사져 있지만 상기 복합 슬로프 바닥부의 제 1 부분보다 수평면으로부터 작은 각도로 경사진 상기 복합 슬로프 바닥부의 제 2 부분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기계 통풍형 직통식 및 우회식 냉각탑.
제1항에 있어서,

상기 작동하는 섬프 수위에서, 상기 충진 섹션으로의 공기 입구 전의 3인치 미만의 수평방향 수면은 상기 복합 슬로프 바닥부의 제 1 부분의 표면 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 기계 통풍형 직통식 및 우회식 냉각탑.
제1항에 있어서,

상기 냉각탑 내로 공기를 인입시키는 정탑 구조체(louver arrangement)를 구비하며, 상기 정탑 구조체는 공중 부유 잔해 및 일광이 상기 냉각탑 내로 통과하는 것을 차단하는 정렬된 슬레이트(aligned slats)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계 통풍형 직통식 및 우회식 냉각탑.
기계 통풍형 냉각탑에 있어서,

복수의 충진 시트를 갖는 적어도 하나의 직통 섹션으로서, 유체는 상기 충진 시트 위에 분배되는, 상기 적어도 하나의 직통 섹션;

상기 충진 시트를 가로질러 상기 냉각탑 내에 공기를 공기 입구를 통해 인입시켜서 상기 충진 시트 위로 흐르는 상기 유체를 냉각시키는 팬;을 포함하며,

상기 충진 시트 위에 분배된 상기 유체는 상기 충진 시트로부터 수집 섬프 내로 낙하하고,

상기 수집 섬프는 2개의 평행한 단부 벽을 갖는 대체로 장방형의 구조체, 2개의 평행한 측벽, 적어도 2개의 상이한 슬로프를 갖는 경사진 바닥부, 및 드레인을 가지며,

상기 경사진 바닥부는 적어도 하나의 단부 벽에서 복합 슬로프를 가지며 복합 경사진 바닥부의 중요부가 작동하는 섬프 수위 위에 위치된 상기 공기 입구의 앞에 제 1 부분을 구비하도록 상기 측벽과 접촉하며, 상기 복합 경사진 바닥부의 상기 제 1 부분 내의 상기 경사진 바닥부는 먼지 및 잔해가 정착하는 것을 방지하도록 경사진 기계 통풍형 냉각탑.
제7항에 있어서,

상기 경사진 바닥부의 제 1 부분은 수평면으로부터 25 내지 70°경사진 것을 특징으로 하는 기계 통풍형 냉각탑.
제7항에 있어서,

상기 경사진 바닥부의 제 1 부분은 수평면으로부터 40 내지 60°경사진 것을 특징으로 하는 기계 통풍형 냉각탑.
제7항에 있어서,

드레인 쪽으로 경사져 있지만 상기 복합 슬로프 바닥부의 제 1 부분보다 수평면으로부터 작은 각도로 경사진 상기 복합 슬로프 바닥부의 제 2 부분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기계 통풍형 냉각탑.
제7항에 있어서,

상기 작동하는 섬프 수위에서, 상기 충진 섹션으로의 공기 입구 전의 3인치 미만의 수평방향 수면은 상기 복합 슬로프 바닥부의 제 1 부분의 표면 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 기계 통풍형 냉각탑.
제7항에 있어서,

상기 냉각탑 내로 공기를 인입시키는 정탑 구조체를 구비하며, 상기 정탑 구조체는 공중 부유 잔해 및 일광이 상기 냉각탑 내로 통과하는 것을 차단하는 정렬된 슬레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계 통풍형 냉각탑.