KR20100110655A

KR20100110655A - 냉각탑

Info

Publication number: KR20100110655A
Application number: KR1020090029096A
Authority: KR
Inventors: 구제병
Original assignee: 주식회사 경인기계
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2010-10-13
Also published as: KR101093812B1

Abstract

본 발명은 충진재에서 열교환되어 배출되는 공기의 백연 발생을 효과적으로 방지하는 냉각탑에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 냉각탑은 본체, 충진재, 팬 조립체 그리고 열교환유닛을 포함하여 이루어진다. 여기서, 본체는 외형을 형성한다. 충진재는 본체의 내측에 구비되어 본체의 외측에서 유입되는 공기와 냉각수가 열교환 되도록 한다. 팬 조립체는 본체의 상부에 구비되어 충진재를 거치면서 열교환된 공기가 본체의 외측으로 배출되도록 한다. 그리고, 열교환유닛은 충진재와 팬 조립체의 사이에 구비되어 충진재로부터의 냉각수 비산을 방지하고, 충진재로부터 배출되는 다습한 공기의 흐름을 안내하면서 공기를 가열하여 팬 조립체로 배출되는 공기의 백연 발생이 억제되도록 한다.

열교환유닛, 일리미네이터, 냉각탑, 백연, 수증기, 제거

Description

냉각탑{cooling tower}

본 발명은 냉각탑에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각수와 열교환된 후 외부로 배출되는 공기의 백연 발생을 효과적으로 방지하는 냉각탑에 관한 것이다.

일반적으로, 냉동기와 같은 열교환기나 공기조화설비에는 열교환을 마친 고온의 콘덴서로부터 보내진 온수의 열을 냉각하여 저온의 냉각수를 지속적으로 재순환 공급하기 위하여 냉각탑이 사용된다.

이러한 냉각탑은 고온이 된 냉각수로부터 열을 제거하기 위하여 다양한 형태의 구조와 방법 등이 적용되고 있는데, 공기를 이용하여 냉각하는 방식이 많이 사용되고 있다.

그리고, 공기를 이용하는 방식으로는, 주로, 고온의 냉각수를 충진재에 분무하거나 물방울 지어 떨어지게 하고, 상기 충진재에 자연통풍이나 송풍기 등에 의하여 강제로 공기를 송풍시켜 냉각수를 냉각시키는 방법이 사용되고 있다.

이러한 냉각탑은 열교환 방식에 따라 직교류형(cross flow type), 향류형(counter flow type) 그리고 하이브리드형(hybrid type)으로 대별되는데, 직교류형은 고온의 냉각수와 외부로부터 유입된 공기를 직교로 교차시켜 냉각수가 냉각되 도록 하며, 향류형은 고온의 냉각수와 외부로부터 유입된 공기가 서로 역방향으로 마주치면서 냉각수가 냉각되도록 한다. 그리고, 하이브리드형은 직교류형과 향류형을 복합시킨 형태로 이루어져 냉각수가 냉각되도록 한다.

그러나, 종래의 냉각탑은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 충진재에서 냉각수를 냉각시킨 공기에는 다량의 수증기가 포함되게 되는데, 이러한 상태의 공기가 외부로 배출됨에 따라 백연(plume) 현상 발생하여 외부에서 보았을 때 마치 유해 물질이 배출되는 것으로 오해할 수 있는 소지가 있다.

둘째, 충진재에서 냉각수를 냉각시킨 공기가 다량의 수증기를 포함함에 따라, 공기가 이동하면서 많이 접하게 되는 송풍팬이나 송풍팬 구동부 등이 동절기에 동결되어 장치 성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 열교환 후에 배출되는 공기에 포함된 수증기를 효과적으로 제거할 뿐만 아니라, 수증기를 제거하기 위한 장치의 구현이 더욱 경제적으로 이루어질 수 있는 냉각탑이 요구된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 냉각수와 열교환된 후 외부로 배출되는 공기의 백연 발생을 효과적으로 방지하는 냉각탑을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 외형을 형성하는 본체; 상기 본체의 내측에 구비되어 상기 본체의 외측에서 유입되는 공기와 냉각수가 열교환 되도록 하는 충진재; 상기 본체의 상부에 구비되어 상기 충진재를 거치면서 열교환된 공기가 상기 본체의 외측으로 배출되도록 하는 팬 조립체; 그리고 상기 충진재와 상기 팬 조립체의 사이에 구비되어 상기 충진재로부터의 냉각수 비산을 방지하고, 상기 충진재로부터 배출되는 다습한 공기의 흐름을 안내하면서 상기 공기를 가열하여 상기 팬 조립체로 배출되는 공기의 백연 발생이 억제되도록 하는 열교환유닛을 포함하여 이루어지는 냉각탑을 제공한다.

여기서, 상기 열교환유닛은 열을 발생하는 열선; 그리고 내측에는 상기 열선이 구비되고, 소정의 간격으로 다수개가 구비되어 공기의 흐름을 안내하는 공기흐름로를 형성하는 구조체를 포함하여 구성되어 상기 열선의 열에 의해 상기 공기흐름로를 통과하는 공기가 가열되도록 하는 일리미네이터를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

또는, 상기 열교환유닛은 내측에는 열교환수가 이송되는 열교환수 이동로가 형성되고, 소정의 간격으로 다수개가 구비되어 공기의 흐름을 안내하는 공기흐름로를 형성하는 구조체를 포함하여 구성되어 열교환수와 공기 간에 열교환이 이루어지도록 하는 일리미네이터; 상기 일리미네이터의 일측에 구비되어 상기 열교환수 이동로로 열교환수가 공급되도록 하는 제1수조; 그리고 상기 일리미네이터의 타측에 구비되어 상기 공기흐름로를 거친 열교환수가 모이도록 하는 제2수조를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

이때, 상기 열교환수 이동로는 상기 열교환수 이동로의 길이방향으로 형성되는 하나 이상의 격벽에 의해 다수 개로 구획됨이 바람직하며, 상기 충진재로 공급되는 냉각수는 상기 열교환수 이동로를 거친 열교환수임이 바람직하다.

그리고, 상기 구조체의 외부에는 상기 공기흐름로로 돌출형성되되, 상기 공기흐름로를 통해 이송되는 공기 흐름의 반대방향으로 벤딩 형성되어 상기 공기흐름로를 통해 이동하는 공기에 포함된 습증기가 걸러지도록 하는 포집부가 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 냉각탑의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 열교환유닛이 가열된 일리미네이터를 포함하여 이루어져 충진재에서 배출되는 고온 다습한 공기가 상기 일리미네이터를 통과하면서 가열되어 기화되도록 하고, 상기 일리미네이터에는 공기 중의 습증기를 걸러내는 포집부가 더 형성되어 공기 중의 습증기를 제거함으로써 냉각탑의 외측으로 배출되는 공기에서 백연 현상이 발생되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.

둘째, 일리미네이터의 가열이 순환되는 고온의 냉각수(열교환수)에 의해 이루어는 경우에는 상기 일리미네이터를 가열하기 위한 별도의 장치가 불필요하게 되므로 경제성이 향상될 수 있다.

상기의 기술적 과제를 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각탑의 구성을 개략적으로 나타낸 정면예시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각탑의 열교환유닛을 나타낸 분해사시도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각탑의 열교환유닛을 나타낸 평단면도이다. 본 실시예에 따른 냉각탑은 직교류형 냉각탑을 예로 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 3a에서 보는 바와 같이, 상기 냉각탑은 본체(10), 충진재(20), 팬 조립체(30) 그리고 열교환유닛(40)을 포함하여 이루어짐이 바람직하다. 여기서, 상기 본체(10)의 내측에 구비되는 상기 충진재(20)에서는 상기 본체(10)의 외측에서 유입되는 공기와 냉각수가 열교환 되어지고, 열교환된 공기는 상기 팬 조립체(30)를 통해 상기 본체(10)의 외측으로 배출되게 된다. 한편, 상기 충진재(20)와 상기 팬 조립체(30)의 사이에는 상기 열교환유닛(40)이 구비됨이 바람직하다. 그리고, 상기 열교환유닛(40)은 열선(47)과 일리미네이터(41)를 포함하여 이루어짐이 바람직하다. 여기서, 상기 일리미네이터(41)는 소정의 간격으로 다수 개가 구비되어 상기 충진재(20)로부터 배출되는 공기의 흐름을 안내할 수 있으며, 상기 충진 재(20)로부터 냉각수가 비산되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 일리미네이터(41)의 내측에는 상기 열선(47)이 구비되어 열을 발생함이 바람직한데, 이에 따라, 상기 일리미네이터(41)를 통과하는 공기가 가열되면서 공기 중의 습증기가 제거될 수 있고, 이를 통해, 상기 본체(10)로 배출되는 공기의 백연(白煙) 현상이 발생하는 것이 억제될 수 있게 된다.

여기서, 상기 냉각수는 고온의 콘덴서에 의해 고온의 온수로 되었다가 충진재에서 공기와의 열교환을 통해 저온으로 되어 재순환되는 물을 의미한다.

상세히, 상기 냉각탑의 외형을 형성하는 본체(10)의 상부에는 팬 조립체(30)가 구비되는데, 여기서, 상기 팬 조립체(30)는 상기 본체(10)의 상부에 연결되는 실린더(31)와, 상기 실린더(31)의 내측에 구비되는 송풍팬(33)을 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 본체(10)의 양측면에는 외측의 공기가 상기 본체(10)의 내측으로 유입될 수 있도록 공기유입부(11)가 관통 형성되는데, 상기 송풍팬(33)이 회전함에 따라 상기 공기유입부(11)를 통해서 상기 본체(10) 내측으로 공기가 유입되게 된다.

그리고, 상기 본체(10)의 내측에는 충진재(20)가 구비되는데, 이때, 상기 충진재(20)는 상기 공기유입부(11)와 연결되도록 상기 본체(10)의 양측에 구비될 수 있다.

여기서, 상기 충진재(20)에는 상기 공기유입부(11)를 통해 유입되는 공기가 지나갈 수 있는 유로가 형성되는데, 이를 위해 상기 충진재(20)는 소정의 간격을 이루며 구비되는 다수 개의 충진판으로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 충진재(20)의 상측에는 열교환을 통해 고온으로 된 냉각수가 유입되는 상부수조(13)가 구비된다. 이때, 상기 상부수조(13)로 유입되는 냉각수는 냉각수 공급관(15)을 통해 공급될 수 있다.

상기 상부수조(13)는 상기 충진재(20)의 상면 형상에 대응되도록 형성되며, 유입된 물이 배출될 있도록 바닥면에는 다수개의 분해홀이 형성될 수 있다.

이를 통해, 상기 상부수조(13)에 유입된 고온의 냉각수는 상기 충진재(20)의 상부 전체에 균일하게 낙하할 수 있게 되는데, 낙하되는 냉각수는 상기 충진재(20)를 따라 아래로 흘러내리면서 상기 공기유입부(11)를 통해 유입되어 이동하는 공기와 접하여 열교환 된다.

따라서, 상기 충진재(20)를 거친 냉각수는 냉각되게 되고, 공기는 고온 다습한 상태가 되게 된다.

한편, 공기가 배출되는 상기 충진재(20)의 일측에는 열교환유닛(40)이 구비됨이 바람직한데, 상기 열교환유닛(40)은 일리미네이터(41)와 열선(47)을 포함하여 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 일리미네이터(41)는 다수개의 구조체(42)로 구성될 수 있는데, 상기 구조체(42)가 상기 충진재(20)의 폭방향을 따라 소정의 간격으로 구비됨으로써 상기 충진재(20)의 공기 배출면 전체에 대응되도록 설치될 수 있게 된다.

여기서, 상기 구조체(42)는 상기 충진재(20)의 높이에 대응되는 높이로 형성됨이 바람직하며, 상기 충진재(20)로부터 배출되는 공기의 흐름 방향으로 지그재그 의 형상을 가지도록 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 충진재(20)의 폭방향을 따라 소정의 간격으로 구비되는 상기 각 구조체(42)의 사이사이에는 상기 충진재(20)로부터 배출되는 공기의 흐름을 안내하는 공기흐름로(44)가 형성되게 된다.

이때, 상기 공기흐름로(44)는 상기 구조체(42)의 형상에 의해 지그재그의 형상을 가지게 되므로, 상기 충진재(20)에서 하향 이동하던 냉각수가 상기 충진재(20)의 외측으로 비산되더라도 상기 구조체(42)에 부딪혀 상기 공기흐름로(44)를 통과하기가 어려워지게 된다.

따라서, 상기 충진재(20)로부터 냉각수가 비산되더라도 상기 공기흐름로(44)를 지나 배출되는 것이 방지되어 상기 충진재(20)를 통과한 후 집수되는 냉각수의 회수율이 양호하게 유지될 수 있게 된다.

그리고, 상기 구조체(42)는 내측에 공간(43)이 형성됨이 바람직하며, 상기 공간(43)에는 상기 열선(47)이 구비됨이 바람직하다.

이때, 상기 열선(47)은 상기 구조체(42) 내측의 공간(43)에 균일한 간격으로 넓게 분포되도록 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 열선(47)은 전원을 공급받아 발열하는 열선일 수 있으며, 상기 열선(47)에는 전원을 공급하기 위한 전원부(미도시)가 연결될 수 있다.

이에 따라, 상기 열선(47)에서 발생되는 열에 의해 상기 구조체(42)는 가열되게 되는데, 상기 열선(47)에서 발생되는 열에 의해 효율적인 가열이 이루어질 수 있도록 상기 구조체(42)의 재질은 열전달이 우수한 재질로 이루어짐이 바람직하다.

또한, 상기 열선(47)에서 제공되는 열에 의해 형상이 변형되거나 파손이 발생하지 않도록, 상기 구조체(42)는 내열성이 우수한 재질로 이루어짐이 바람직하다.

따라서, 상기 충진재(20)를 통과한 고온 다습한 공기는 상기 공기흐름로(44)를 통과하면서 상기 구조체(42)의 열에 의해 더욱 가열되면서 기화될 수 있게 되는데, 이를 통해, 공기 중의 습증기가 효과적으로 제거될 수 있게 된다.

그리고 이와 같이 습증기가 제거된 공기가 상기 팬 조립체(30)를 거쳐 상기 본체(10)의 외측으로 배출됨에 따라, 배출되는 공기의 백연 현상이 방지될 수 있게 된다.

한편, 상기 구조체(42)의 외부에는 다수 개의 포집부(45)가 더 돌출 형성됨이 바람직한데, 이때, 상기 포집부(45)의 일단부는 상기 공기흐름로(44)를 통해 이동하는 공기 흐름의 반대방향으로 벤딩 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 포집부(45)는 상기 구조체(42)의 높이방향을 따라 길게 연장 형성됨이 바람직한데, 이에 따라, 상기 포집부(45)는 상기 구조체(42)의 전 길이에 걸쳐 상기 공기흐름로(44)에 돌출 형성되게 된다.

이를 통해, 상기 충진재(20)로부터 배출되는 고온 다습한 공기가 상기 공기흐름로(44)를 통해 이동하게 되면, 공기 중의 습증기가 상기 포집부(45)에 포집되어 걸러지게 되면서 공기 중의 습증기가 더욱 효과적으로 제거될 수 있게 된다.

그리고, 도 3b에서 보는 바와 같이, 구조체(42a)와 포집부(45a)는 상기 충진재(20)로부터 배출된 공기의 흐름 저항이 감소될 수 있도록, 완만한 형상의 유선형 으로 형성될 수 있으며, 도면에 도시된 바에 한정됨이 없이 다양한 형상이 적용될 수 있음은 물론이다.

한편, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각탑의 구성을 개략적으로 나타낸 정면예시도인데, 본 실시예에서는 상기 냉각탑이 향류형 냉각탑인 경우로 설명하며, 본 실시예에 따른 열교환유닛의 기본적인 구성은 전술한 제1실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.

도 4에서 보는 바와 같이, 상기 냉각탑의 외형을 형성하는 본체(110)의 상부에는 팬 조립체(130)가 구비된다.

또한, 상기 본체(110)의 하부 양측에는 외측의 공기가 상기 본체(110)의 내측으로 유입될 수 있도록 공기유입부(111)가 관통 형성된다.

그리고, 상기 본체(110)의 내측에는 충진재(120)가 구비되는데, 이때, 상기 충진재(120)는 상기 공기유입부(111)보다 상측에 구비됨이 바람직하다.

또한, 상기 충진재(120)의 상측에는 열교환을 통해 고온으로 된 냉각수가 냉각수 공급관(115)을 통해 공급되고 분배노즐(116)을 통해 분사되어 상기 충진재(120)의 상부 전체에 균일하게 낙하할 수 있게 되는데, 낙하되는 냉각수는 상기 충진재(120)를 따라 아래로 흘러내리면서 상기 공기유입부(111)를 통해 유입된 후 상향 이동하는 공기와 접하여 열교환되며, 이를 통해, 냉각수는 냉각되게 되고, 공기는 고온 다습한 상태가 되게 된다.

한편, 상기 냉각수 공급관(115)의 상측에는 일리미네이터(141)와 열선(147)을 포함하여 이루어지는 열교환유닛(140)이 구비됨이 바람직하며, 여기서, 상기 열 교환유닛(140)은 상기 충진재(120)를 통과한 공기가 모두 상기 열교환유닛(140)을 거칠 수 있도록 상기 본체(110)의 수평방향 단면에 대응되도록 형성됨이 바람직하다.

이를 통해, 상기 충진재(120)를 거친 고온 다습한 공기는 상기 열교환유닛(140)의 공기흐름로(144)를 통과하면서 상기 열교환유닛(140)의 구조체(142)에 의해 더욱 가열되면서 기화될 수 있게 되고, 공기 중의 습증기는 효과적으로 제거될 수 있게 된다.

그리고 이와 같이 습증기가 제거된 공기가 상기 팬 조립체(130)를 거쳐 상기 본체(110)의 외측으로 배출됨에 따라, 배출되는 공기의 백연 현상이 방지될 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각탑의 구성을 개략적으로 나타낸 정면예시도이고, 도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각탑의 열교환유닛을 나타낸 분해사시도이고, 도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각탑의 일리미네이터를 나타낸 평면예시도이다. 본 실시예에 따른 냉각탑은 직교류형 냉각탑을 예로 설명하며, 상기 직교류형 냉각탑의 본체, 팬 조립체, 충진재 및 상부수조의 구성은 전술한 제1실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.

도 5 내지 도 7에서 보는 바와 같이, 상기 냉각탑의 외형을 형성하는 본체(10)의 상부에는 팬 조립체(30)가 구비되며, 상기 본체(10)의 양측면에는 공기유입부(11)가 형성된다.

그리고, 상기 본체(10)의 내측에는 충진재(20)가 구비되어 상기 공기유입 부(11)를 통해 유입되는 공기가 지나갈 수 있는 유로를 형성한다.

또한, 상기 충진재(20)의 상측에는 열교환을 통해 고온으로 된 냉각수가 유입되는 상부수조(13)가 구비되어 상기 충진재(20)로 냉각수가 공급되게 된다.

한편, 공기가 배출되는 상기 충진재(20)의 일측에는 열교환유닛(240)이 구비됨이 바람직하며, 상기 열교환유닛(240)은 일리미네이터(241), 제1수조(250) 그리고 제2수조(255)를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 일리미네이터(241)는 상기 충진재(20)의 폭방향을 따라 소정의 간격으로 구비되어 전체적으로는 상기 충진재(20)의 공기 배출면에 모두 구비될 수 있도록 다수 개의 구조체(242)로 이루어질 수 있다.

따라서, 상기 구조체(242)는 상기 충진재(20)의 높이에 대응되는 높이로 형성됨이 바람직하며, 상기 충진재(20)로부터 배출되는 공기의 흐름방향으로 지그재그의 형상을 가지도록 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 충진재(20)의 폭방향을 따라 소정의 간격으로 구비되는 상기 각 구조체(242)의 사이사이에는 상기 충진재(20)로부터 배출되는 공기의 흐름을 안내하는 공기흐름로(244)가 형성되게 된다.

이때, 상기 공기흐름로(244)는 상기 구조체(242)의 형상에 의해 지그재그의 형상을 가지게 되므로, 상기 충진재(20)에서 하향 이동하던 냉각수가 상기 충진재(20)의 외측으로 비산되더라도 상기 구조체(242)에 부딪혀 상기 공기흐름로(244)를 통과하기가 어려워지게 되어 냉각수의 이탈을 방지할 수 있게 된다.

그리고, 상기 구조체(242)는 내측에 열교환수 이동로(243)가 형성됨이 바람 직하며, 상기 구조체(242)의 양단부가 개방되어 상기 열교환수 이동로(243)는 외부와 연결됨이 바람직하다.

또한, 상기 일리미네이터(241)의 일측(바람직하게는 하측)에는 상기 제1수조(250)가 구비되고, 상기 일리미네이터(241)의 타측(바람직하게는 상측)에는 상기 제2수조(255)가 구비됨이 바람직한데, 이때, 상기 제1수조(250)와 상기 제2수조(255)에는 상기 구조체(242) 양단부가 각각 연결됨이 바람직하다.

이를 위해, 상기 제1·제2수조(250,255)에는 상기 각 구조체(242)의 단부가 삽입 또는 결합이 될 수 있도록 상기 각 구조체(242)의 형상에 대응되는 형상의 결합부(251)가 형성될 수 있으며, 상기 결합부(251)에 결합된 상기 구조체(242)의 단부는 용접 등의 방법에 의해 고정될 수 있다.

이에 따라, 상기 제1수조(250)와 각각의 구조체(242) 및 상기 제2수조(255)의 내측은 서로 통할 수 있게 된다.

그리고, 상기 제1수조(250)에는 제1열교환수 공급관(252)이 연결될 수 있는데, 상기 제1열교환수 공급관(252)으로는 고온의 콘덴서에 의해 고온으로 된 냉각수가 이송됨이 바람직하다.

또한, 상기 제2수조(255)에는 제2열교환수 공급관(256)이 연결됨이 바람직하며, 상기 제2열교환수 공급관(256)은 상기 상부수조(13)로 연결됨이 바람직하다.

이때, 상기 열교환수 이동로(243)를 통해 열교환수가 이동될 수 있도록 펌프(미도시)가 더 구비될 수 있음은 물론이다. 또한, 상기 제1수조(250)와 상기 제2수조(255)의 내측은 결합되는 상기 구조체(242)에 대응되게 여러 칸(미도시)으로 구획될 수 있으며, 상기 각 구조체(242)로 열교환수의 이동이 원활하게 이루어질 수 있도록 상기 각 칸 별로 펌프가 구비될 수도 있다.

이에 따라, 고온의 콘덴서에 의해 고온으로 된 냉각수는 상기 제1열교환수 공급관(252)을 통해 상기 제1수조(250)로 이동하고, 상기 제1수조(250)와 연결된 상기 열교환수 이동로(243)를 통해 상향이동한 후 상기 제2수조(255)로 유입될 수 있게 된다.

따라서, 상기 열교환수 이동로(243)를 통과하는 고온의 열교환수에 의해 상기 각 구조체(242)는 가열되게 된다.

그리고, 상기 제2수조(255)로 유입된 열교환수는 상기 제2열교환수 공급관(256)을 통해 상기 상부수조(13)로 유입된 후 상기 충진재(20)로 낙하하여 흐르면서 공기와 열교환되고, 다시 상기 고온의 콘덴서를 거친 후 상기 제1열교환수 공급관(252)으로 순환하는 과정을 거치게 된다.

한편, 상술한 바에서 알 수 있듯이, 상기 열교환수는 설명의 편의를 위하여 정의된 냉각수의 다른 이름이다. 즉, 냉각수가 상기 열교환유닛(240)과 상기 제1·제2열교환수 공급관(250,255)을 통과할 때는 열교환수로, 상기 충진재(20)를 통과할 때는 냉각수로 칭한다.

이에 따라, 상기 충진재(20)를 통과한 고온 다습한 공기는 상기 공기흐름로(244)를 통과하면서 상기 각 구조체(242)의 열에 의해 더욱 가열되어 기화될 수 있게 되는데, 이를 통해, 공기 중의 습증기가 효과적으로 제거될 수 있게 된다.

이처럼, 상기 충진재(20)를 통과한 고온 다습한 공기를 가열하기 위한 상기 열교환유닛(240)이 순환하는 열교환수(냉각수)에 의해 가열됨으로써 상기 열교환유닛(240)을 가열하기 위한 별도의 장치가 불필요하게 되어 경제성도 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

한편, 상기 구조체(242)의 외부에는 다수 개의 포집부(245)가 더 돌출 형성됨이 바람직한데, 이때, 상기 포집부(245)의 일단부는 상기 공기흐름로(244)를 통해 이동하는 공기 흐름의 반대방향으로 벤딩 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 포집부(245)는 상기 구조체(242)의 높이방향을 따라 길게 연장 형성됨이 바람직한데, 이에 따라, 상기 포집부(245)는 상기 구조체(242)의 전 길이에 걸쳐 상기 공기흐름로(244)에 돌출 형성되게 된다.

이를 통해, 상기 충진재(20)로부터 배출되는 고온 다습한 공기가 상기 공기흐름로(244)를 통해 이동하게 되면, 공기 중의 습증기가 상기 포집부(245)에 포집되어 걸러지게 되면서 공기 중의 습증기가 더욱 효과적으로 제거될 수 있게 된다.

그리고, 상기 열교환수 이동로(243)의 내측에는 상기 열교환수 이동로(243)의 길이방향으로 하나 이상의 격벽(249)이 형성됨이 바람직한데, 이에 따라, 상기 열교환수 이동로(243)가 다수 개로 구획되어 상기 열교환수 이동로(243)를 통하여 열교환수가 더욱 안정적으로 이동하는 것이 가능해진다.

한편, 도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 냉각탑의 열교환유닛의 구성을 개 략적으로 나타낸 정면예시도인데, 본 실시예에서는 상기 냉각탑이 향류형 냉각탑인 경우로 설명한다. 여기서, 본 실시예에 따른 열교환유닛의 기본적인 구성은 전술한 제3실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.

도 8에서 보는 바와 같이, 상기 냉각탑의 외형을 형성하는 본체(110)의 상부에는 팬 조립체(130)가 구비된다.

그리고, 상기 본체(110)의 내측에는 충진재(120)가 구비되는데, 이때, 상기 충진재(120)는 상기 공기유입부(111) 보다 상측에 구비된다.

또한, 상기 충진재(120)의 상측에는 열교환을 통해 고온으로 된 냉각수가 냉각수 공급관(315)을 통해 공급되어 분배노즐(116)을 통해 상기 충진재(120)의 상부 전체에 균일하게 낙하할 수 있게 되는데, 낙하되는 냉각수는 상기 충진재(120)를 따라 아래로 흘러내리면서 상기 공기유입부(111)를 통해 유입되어 상향 이동하는 공기와 접하여 열교환되며, 이를 통해, 냉각수는 냉각되게 되고, 공기는 고온 다습한 상태가 되게 된다.

한편, 상기 냉각수 공급관(315)의 상측에는 일리미네이터(341)와 제1수조(350) 및 제2수조(355)를 포함하여 이루어지는 열교환유닛(340)이 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 일리미네이터(341)는 상기 충진재(120)를 통과한 공기가 모두 상기 열교환유닛(340)을 거칠 수 있도록 상기 본체(110)의 수평방향 단면에 대응되 도록 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 일리미네이터(341)의 일측에는 상기 제1수조(350)가 구비되고, 상기 일리미네이터(341)의 타측에는 상기 제2수조(355)가 구비됨이 바람직하며, 상기 일리미네이터(341)와 상기 제1수조(350) 및 상기 제2수조(355)의 내측은 서로 통하도록 연결됨이 바람직하다.

또한, 상기 제1수조(350)에는 제1열교환수 공급관(352)이 연결될 수 있는데, 상기 제1열교환수 공급관(352)으로는 고온의 콘덴서에 의해 고온으로 된 냉각수가 이송됨이 바람직하다.

또한, 상기 제2수조(355)에는 제2열교환수 공급관(356)이 연결됨이 바람직하며, 상기 제2열교환수 공급관(356)은 상기 냉각수 공급관(315)에 연결됨이 바람직하다.

이에 따라, 고온의 콘덴서에 의해 고온으로 된 냉각수는 상기 제1열교환수 공급관(352)을 통해 상기 제1수조(350)로 이동하고, 상기 제1수조(350)와 연결된 상기 일리미네이터(341)를 통해 이동한 후 상기 제2수조(355)로 유입될 수 있게 된다.

따라서, 상기 일리미네이터(341)는 통과하는 고온의 열교환수에 의해 가열되게 된다.

그리고, 상기 제2수조(355)로 유입된 열교환수는 상기 제2열교환수 공급관(356)을 통해 상기 냉각수 공급관(315)으로 유입된 후 분사되어 상기 충진재(120)로 낙하하여 흐르면서 공기와 열교환되고, 다시 상기 고온의 콘덴서를 거친 후 상기 제1열교환수 공급관(352)으로 순환하는 과정을 거치게 된다.

이를 통해, 상기 충진재(120)를 거친 고온 다습한 공기는 상기 열교환유닛(340)의 공기흐름로를 통과하면서 상기 열교환유닛(340)의 구조체에 의해 더욱 가열되면서 기화될 수 있게 되고, 공기 중의 습증기는 효과적으로 제거될 수 있게 된다.

도 9은 본 발명의 제5실시예에 따른 직교류형 냉각탑의 구성을 개략적으로 나타낸 정면예시도이다. 본 실시예에 따른 직교류형 냉각탑에서는 제3실시예에서 전술한 열교환유닛을 통과하는 열교환수가 별도의 순환사이클을 가질 수 있으며, 다른 구성은 전술한 제3실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.

도 9에서 보는 바와 같이, 충진재(20)의 상측에 구비되는 상부수조(13)에는 고온의 콘덴서에 의해 고온으로 된 냉각수가 냉각수 공급관(15)을 통해 공급될 수 있으며, 상기 충진재(20)를 통과하면서 냉각된 냉각수는 집수되어 순환되면서 다시 상기 콘덴서에 의해 고온으로 되어 전술한 과정을 반복하게 된다.

그리고, 열교환유닛(440)을 거치게 되는 열교환수는 상기 냉각수 순환사이클과는 다른 별도의 열교환수 순환사이클(400)을 가질 수 있다.

예를 들면, 제1수조(450)와 연결되는 제1열교환수 공급관(452)은 제2수조(455)와 연결되는 제2열교환수 공급관(456)과 연결되어 상기 열교환수 순환사이 클(400)을 형성할 수 있다.

이때, 상기 열교환수 순환사이클(400)에는 열교환수가 이동할 수 있도록 하는 펌프(401)와 열교환수를 가열하기 위한 히터(402)가 더 구비될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각탑의 구성을 개략적으로 나타낸 정면예시도.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각탑의 열교환유닛을 나타낸 분해사시도.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 냉각탑의 열교환유닛을 나타낸 평단면도.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 냉각탑의 구성을 개략적으로 나타낸 정면예시도.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각탑의 구성을 개략적으로 나타낸 정면예시도.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각탑의 열교환유닛을 나타낸 분해사시도.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 냉각탑의 일리미네이터를 나타낸 평면예시도.

도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 냉각탑의 열교환유닛의 구성을 개략적으로 나타낸 정면예시도.

도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 직교류형 냉각탑의 구성을 개략적으로 나타낸 정면예시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10,110: 본체 11,111: 공기유입부

13: 상부수조 15,115,315: 냉각수 공급관

20,120: 충진재 30,130: 팬 조립체

40,140,240,340,440: 열교환유닛

41,41a,141,241,341: 일리미네이터

42,142,242: 구조체 44,244: 공기흐름로

45,45a,245: 포집부 47,147: 열선

243: 열교환수 이동로 249: 격벽

250,350,450: 제1수조 251: 결합부

252,352,452: 제1열교환수 공급관 255,355,455: 제2수조

256,356,456: 제2열교환수 공급관 400: 열교환수 순환사이클

Claims

외형을 형성하는 본체;

상기 본체의 내측에 구비되어 상기 본체의 외측에서 유입되는 공기와 냉각수가 열교환 되도록 하는 충진재;

상기 본체의 상부에 구비되어 상기 충진재를 거치면서 열교환된 공기가 상기 본체의 외측으로 배출되도록 하는 팬 조립체; 그리고

상기 충진재와 상기 팬 조립체의 사이에 구비되어 상기 충진재로부터의 냉각수 비산을 방지하고, 상기 충진재로부터 배출되는 다습한 공기의 흐름을 안내하면서 상기 공기를 가열하여 상기 팬 조립체로 배출되는 공기의 백연 발생이 억제되도록 하는 열교환유닛을 포함하여 이루어지는 냉각탑.
제1항에 있어서,

상기 열교환유닛은

열을 발생하는 열선; 그리고

내측에는 상기 열선이 구비되고, 소정의 간격으로 다수개가 구비되어 공기의 흐름을 안내하는 공기흐름로를 형성하는 구조체를 포함하여 구성되어 상기 열선의 열에 의해 상기 공기흐름로를 통과하는 공기가 가열되도록 하는 일리미네이터를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 냉각탑.
제1항에 있어서,

상기 열교환유닛은

내측에는 열교환수가 이송되는 열교환수 이동로가 형성되고, 소정의 간격으로 다수개가 구비되어 공기의 흐름을 안내하는 공기흐름로를 형성하는 구조체를 포함하여 구성되어 열교환수와 공기 간에 열교환이 이루어지도록 하는 일리미네이터;

상기 일리미네이터의 일측에 구비되어 상기 열교환수 이동로로 열교환수가 공급되도록 하는 제1수조; 그리고

상기 일리미네이터의 타측에 구비되어 상기 공기흐름로를 거친 열교환수가 모이도록 하는 제2수조를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 냉각탑.
제3항에 있어서,

상기 열교환수 이동로는 상기 열교환수 이동로의 길이방향으로 형성되는 하나 이상의 격벽에 의해 다수 개로 구획됨을 특징으로 하는 냉각탑.
제3항에 있어서,

상기 충진재로 공급되는 냉각수는 상기 열교환수 이동로를 거친 열교환수임을 특징으로 하는 냉각탑.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 구조체의 외부에는 상기 공기흐름로로 돌출형성되되, 상기 공기흐름로 를 통해 이송되는 공기 흐름의 반대방향으로 벤딩 형성되어 상기 공기흐름로를 통해 이동하는 공기에 포함된 습증기가 걸러지도록 하는 포집부가 형성됨을 특징으로 하는 냉각탑.