KR20110047623A - 열교환용 충진재 및 이를 이용한 백연방지 냉각탑 - Google Patents

열교환용 충진재 및 이를 이용한 백연방지 냉각탑 Download PDF

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KR20110047623A
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Abstract

본 발명은 냉각수와 열교환된 후 외부로 배출되는 공기의 백연 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 열교환용 충진재 및 이를 이용한 백연방지 냉각탑에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 냉각수가 하향으로 흐르는 동시에 외부공기가 상부로 이동되는 제1 열교환 유로, 상기 제1 열교환 유로와 이웃하여 설치되며 상기 외부공기만 상향이동되는 제2 열교환 유로, 그리고 상기 제2 열교환 유로의 상측에 구비되어 상기 제2 열교환유로의 상부로 떨어지는 상기 냉각수를 상기 제1 열교환 유로 측으로 안내하는 가이드부재를 포함하는 열교환용 충진재 및 이를 이용한 백연방지 냉각탑을 제공한다.
충진재, 냉각탑, 습도, 백연, 향류식

Description

열교환용 충진재 및 이를 이용한 백연방지 냉각탑{Filler for heat exchange and cooling tower for preventing plume using the same}
본 발명은 충진재 및 이를 이용한 백연방지 냉각탑에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉각수와 열교환된 후 외부로 배출되는 공기의 백연 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 열교환용 충진재 및 이를 이용한 백연방지 냉각탑에 관한 것이다.
일반적으로 냉동기와 같은 열교환기나 공기조화설비에는 열교환을 마친 고온의 콘덴서로부터 보내진 고온의 냉각수를 냉각하여 저온의 냉각수를 만들어 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.
이와 같이 공기를 이용하여 냉각하는 방식으로는, 주로 고온의 냉각수를 열교환용 충진재에 분무하거나 물방울 지어 떨어지게 하면서 상기 열교환용 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 대별된다.
여기서, 직교류형은 고온의 냉각수와 외부로부터 유입된 공기의 흐름이 서로 교차하도록 하여 열교환되도록 함으로써 냉각수가 냉각되도록 하고, 향류형은 고온의 냉각수와 외부로부터 유입된 공기의 흐름이 대향되도록 함으로써 냉각수가 냉각되도록 하며, 하이브리드형은 직교류형과 향류형을 복합시킨 형태로 구성된다.
그러나, 종래의 냉각탑은 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 열교환용 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, 열교환용 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 발명은 냉각수와 열교환된 후 외부로 배출되는 공기의 백연 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 열교환용 충진재 및 이를 이용한 백연방지 냉각탑을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 냉각수가 하향으로 흐르는 동시에 외부공기가 상부로 이동되는 제1 열교환 유로, 상기 제1 열교환 유로와 이웃하여 설치되며 상기 외부공기만 상향이동되는 제2 열교환 유로, 그리고 상기 제2 열교환 유로의 상측에 구비되어 상기 제2 열교환유로의 상부로 떨어지는 상기 냉각수를 상기 제1 열교환 유로 측으로 안내하는 가이드부재를 포함하는 열교환용 충진재를 제공한다.
상기 가이드부재는 상기 제2 열교환 유로 측으로 냉각수가 유입되는 것을 차단하기 위하여, 상기 제2 열교환 유로 일측 상단 또는 양측 상단으로부터 상기 제2 열교환 유로 중심을 향하여 상향 경사지게 형성됨이 바람직하다.
이때, 상기 가이드부재는 상기 제2 열교환 유로 일측 상단으로부터 상기 제2 열교환 유로 중심을 향하여 상향 경사지게 형성되는 제1 경사부와, 상기 제1 경사부 상단으로부터 수평방향으로 소정의 길이 연장형성된 연장부와, 그리고 상기 제2 열교환 유로 타측 상단으로부터 상기 제2 열교환 유로 중심을 향하여 상향 경사지게 형성되는 제2 경사부를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 냉각수가 상기 제2 열교환 유로 측으로 유입되는 것을 안정적으로 차단할 수 있도록, 상기 제2 경사부의 상단은 상기 연장부의 끝단과 수직선상에서 오버랩되도록 상기 제1 경사부 측으로 연장되어 위치하도록 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시형태에 의하면, 본 발명은 몸체를 형성하는 본체; 상기 본체의 내부 상측에 구비되어 고온의 냉각수를 배출하는 냉각수분배장치; 그리고 상기 냉각수분배장치로부터 배출된 고온의 냉각수가 하향 이동하도록 안내하고, 외부공기를 상향 이동하도록 안내하는 열교환용 충진재를 포함하며, 상기 열교환용 충진재는 상기 냉각수가 하향으로 흐르는 동시에 상기 외부공기가 상부로 이동되는 제1 열교환 유로와, 상기 제1 열교환 유로와 이웃하여 설치되며 상기 외부공기만 상향이동되는 제2 열교환 유로와, 상기 제2 열교환 유로의 상측에 구비되어 상기 냉각수분배장치로부터 배출되는 냉각수를 상기 제1 열교환 유로 측으로 안내하는 가이드부재를 포함하는 백연방지 냉각탑을 제공한다.
또한, 상기 백연방지 냉각탑은 상기 열교환용 충진재에서 배출된 냉각수가 하향 이동하도록 안내하고, 상기 본체의 하단부에 개방형성되는 제1공기유입부로부터 유입되는 외부공기를 상향 이동하도록 안내하는 하부 충진재를 포함한다.
또한, 상기 백연방지 냉각탑은 주름지게 형성되는 제1플레이트와, 상기 제1플레이트에 일측면이 결합되는 분리판과, 주름지게 형성되어 상기 분리판의 타측면에 결합되는 제2플레이트가 반복적으로 결합되어 이루어지고, 상기 하부 충진재의 상측에 구비되어 외부공기가 상기 냉각수분배장치로부터 배출되는 고온의 냉각수와 접촉되지 않고 독립적으로 이동하면서 데워져 배출되도록 하는 건조공기발생유닛을 더 포함한다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 백연방지 냉각탑의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 열교환용 충진재의 유로가 냉각수와 접촉하여 가습공기를 상측으로 안내하는 제1 열교환유로와 냉각수가 하향 흘러내리는 것을 방지하여 외부 건조공기만을 상측으로 안내하는 제2 열교환유로를 구비함으로써 가습공기와 건조공기가 열교환용 충진재 상부에서 교류되어 본체 내측의 습도를 효과적으로 낮출 수 있으며, 아울러 백연 현상을 방지할 수 있다.
둘째, 제1 열교환유로와 제2 열교환유로가 구비됨과 동시에, 건조공기발생유닛이 구비됨으로써 본체 내측 열교환용 충진재 상부의 습도를 현저히 낮출 수 있으며, 이에 따라 송풍팬을 통하여 외부로 배출되는 공기의 습도가 낮아지게 되어 백연 현상을 안정적으로 방지할 수 있다.
셋째, 냉각수와 공기가 이동하는 유로가 서로 독립적으로 구획되는 건조공기발생유닛이 구비되므로, 냉각수와 직접 접하지 않도록 하면서 공기를 데워 본체 내측으로 공급할 수 있으며, 이를 통해, 본체 내측의 습도가 효과적으로 낮아질 수 있어 백연 현상이 방지될 수 있다.
넷째, 주름진 형상의 제1플레이트와 제2플레이트의 사이에 분리판이 위치되도록 함으로써 공기와 냉각수가 서로 직접 접촉하지 않도록 하면서 이동할 수 있는 건조공기발생유닛의 제작이 용이하다.
다섯째, 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트의 주름 형상을 다양하게 변경할 수 있어 최적의 열교환 효율을 얻을 수 있는 형상으로 적용이 가능하며, 적절한 크기로 건조공기발생유닛을 제작할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 백연방지 냉각탑의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 백연방지 냉각탑의 구성을 나타낸 예시도이며, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백연방지 냉각탑의 요부인 열교환용 충진재 상부 가이드 부재를 통하여 가습공기와 건조공기의 흐름을 나타낸 요부 단면도이다.
도 1 및 2에서 보는 바와 같이, 상기 백연방지 냉각탑은 본체(110), 냉각수분배장치(115), 열교환용 충진재(160) 및 하부 충진재(150)를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.
여기서, 상기 본체(110)는 상기 백연방지 냉각탑의 몸체를 형성하고, 상기 냉각수분배장치(115)는 상기 본체(110)의 내부 상측에 구비되어 고온의 냉각수를 배출한다.
그리고, 상기 냉각수분배장치(115)의 하측에는 상기 열교환용 충진재(160)가 구비되어 배출된 고온의 냉각수가 유입되어 아래로 흐르게 된다. 또한, 상기 열교환용 충진재의 하측에는 하부 충진재(150)가 구비된다.
상기 본체(110)의 하부에 형성된 제1 공기유입부(117)를 통해 유입되는 외부 공기가 상기 하부 충진재(150)를 통과하게 되면서 냉각수와 열교환을 하게 되어 냉각수는 아래로 배출되고, 가습된 외부공기는 상기 열교환용 충진재(160)로 유입된다.
상세히, 상기 열교환용 충진재(160)는 상기 냉각수분배장치(115)의 하측에 배치되되, 수평방향으로 복수 개의 열교환유로가 형성되며, 상기 열교환 유로는 제1 열교환유로(161) 및 제2 열교환유로(165)로 이루어진다.
여기서, 상기 제1 열교환유로(161)는 상기 냉각수분배장치(115)로부터 배출된 고온의 냉각수를 하측으로 안내함과 동시에, 외부공기를 상측방향으로 안내한다.
따라서, 상기 열교환용 충진재(160)의 제1 열교환유로(161)는 고온의 냉각수와 접하여 열교환된 고온의 냉각수는 냉각되어 아래로 배출되고, 외부공기는 가습되어 상향배출시킨다.
이때, 상기 제2 열교환유로(165)는 상기 제1 열교환유로(161)와 이웃하여 구비되며, 외부공기만 상향이동시키게 된다. 상기 제2 열교환유로(165)의 상측에는 고온의 냉각수가 상기 제2 열교환유로(165)로 유입되지 않도록 하는 가이드부재(169)가 형성된다.
상기 가이드부재(169)는 상기 제2 열교환유로(165) 내측으로 냉각수가 유입되는 것을 차단하기 위하여, 상기 제2 열교환유로(165) 일측 상단 또는 양측 상단으로부터 택일적으로 상기 제2 열교환유로(165) 중심을 향하여 상향 경사지게 형성 됨이 바람직하다.
여기서, 상기 제2 열교환유로(165) 양측 상단으로부터 상향 경사지게 형성되는 경우를 보면, 상기 가이드부재(169)는 제1 경사부(166), 연장부(167) 및 제2 경사부(168)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 제1 경사부(166)는 상기 제2 열교환유로 일측 상단으로부터 상기 제2 열교환유로 중심을 향하여 상향 경사지게 형성되며, 상기 연장부(167)는 상기 제1 경사부(166) 상단으로부터 수평방향으로 소정의 길이 연장형성됨이 바람직하다.
또한, 상기 제2 경사부(168)는 상기 제2 열교환유로(165) 타측 상단으로부터 상기 제2 열교환유로(165) 중심을 향하여 상향 경사지게 형성되며 외부공기만 상기 제2 열교환유로(165)를 통하여 상기 본체(110) 상부 측으로 안내될 수 있도록 상단부가 상기 연장부(167)와 일정거리만큼 이격 형성된다.
더욱이, 상기 제2 경사부(168)의 상단은 상기 제1 경사부(166)로부터 연장형성된 상기 연장부(167)의 끝단과 수직선상에서 동일선상에 위치하거나 또는 오버랩되도록 동일선상에서 상기 제1 경사부(166) 측으로 일정길이 연장된 선상에 위치하도록 형성됨이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 상기 가이드부재(169)가 제1 경사부(166), 연장부(167) 및 제2 경사부(168)를 포함하여 구성됨으로써 상기 냉각수분배장치(115)로부터 배출된 고온의 냉각수가 상기 제2 열교환유로(165) 측으로 유입되는 것을 안정적으로 차단할 수 있게 된다.
그리고 이와 같이, 상기 열교환용 충진재(160)의 제1 열교환유로(161)에서 배출되는 습한 공기와 상기 제1 열교환유로(161)와 이웃하는 제2 열교환유로(165)에서 배출되는 외부의 건조공기가 섞이게 되면서 전체적으로 습도가 낮아지게 되어 백연현상이 방지될 수 있게 된다.
상세히, 상기 본체(110)의 하부에 형성된 제1 공기유입부(117)를 통하여 유입된 외부공기는 상기 하부 충진재(150)를 경유한 후, 상기 제2 열교환유로(165)의 하부를 통하여 유입되어 안내되면서, 상기 제2 열교환유로(165)와 이웃하는 상기 제1 열교환유로(161)의 내부를 타고 흐르는 고온의 냉각수에 의해 데워져 건조한 공기로 형성되어 상기 제2 열교환유로(165) 상부에 형성된 가이드부재(169)를 통하여 배출된다.
한편, 몸체를 형성하는 본체(110)의 상부에는 실린더(111)가 개방형성된다.
그리고, 상기 실린더(111) 내측에는 송풍팬(112)이 구비되며, 상기 송풍팬(112)이 회전함에 따라 상기 본체(110) 내측의 공기는 상기 실린더(111)를 통해 밖으로 배출되게 된다.
상기 송풍팬(112)은 모터(112a)에 의하여 발생된 회전력에 의하여 회전되며, 상기 모터(112a)에 의하여 발생된 회전력은 동력전달장치(112b), 예를 들면 V-벨트와 풀리를 통하여 상기 송풍팬(112)으로 전달된다.
그리고, 상기 본체(110)의 내부 상측으로 상기 송풍팬(112)의 하측에는 냉각수분배장치(115)가 구비되며, 상기 냉각수분배장치(115)는 고온의 냉각수를 배출하게 된다. 상기 냉각수분배장치(115)는 냉각수를 분배하는 노즐(115a)을 포함한다.
상기 본체(110)의 측면에는 외부에서 상기 냉각수분배장치(115)로 고온의 냉각수를 공급하기 위한 플랜지(115b)가 형성되어 있다
또한, 상기 냉각수분배장치(115)의 하측에는 열교환용 충진재(160)가 구비되게 된다. 여기서, 상기 열교환용 충진재(160)는 상하방향으로 소정의 높이를 가지도록 형성되고, 상기 본체(110)의 내측 전체에 걸쳐 수평방향으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 열교환용 충진재(160)에는 상하방향으로 유로가 형성되며, 이에 따라, 상기 냉각수분배장치(115)에서 배출되는 냉각수는 상기 열교환용 충진재(160)의 제1 열교환유로(161) 상부로 유입되어 넓게 퍼져 하향 이동한 후 상기 열교환용 충진재(160)의 하부로 배출되게 된다.
이때, 상기 제1 열교환유로(161)와 이웃하는 제2 열교환유로(165)는 상부에 구비된 가이드부재(169)에 의해 냉각수가 유입되는 것이 방지되며, 상기 제1 열교환유로(161) 측으로 냉각수가 안내되어 유입된다.
그리고, 상기 본체(110)의 하단부에는 제1공기유입부(117)가 형성된다.
여기서, 상기 제1공기유입부(117)는 상기 열교환용 충진재(160)보다 하측에 형성되는데, 상기 제1공기유입부(117)는 상기 본체(110) 하단부 전체에 개방형성될 수 있다.
이때, 상기 제1공기유입부(117)에는 상기 하부 충진재(150)에서 배출되는 냉각수가 상기 본체(110) 외측으로 배출되는 것을 방지하고, 외부의 공기가 상기 본체(110)의 내측으로 원활하게 유입될 수 있도록 공기의 흐름을 안내하기 위한 루버(113)가 더 구비될 수 있다.
따라서, 외부 공기는 상기 제1공기유입부(117)를 통해 상기 본체(110)의 내측으로 유입되게 되고, 이후 상기 하부 충진재(150)를 경유한 후 상기 열교환용 충진재(160)의 제1 열교환유로(161) 및 제2 열교환유로(165) 하부로 유입되어 상향 이동하게 된다.
그리고, 상기 열교환용 충진재(160)의 제1 열교환유로(161)에서 상향이동하는 외부공기는 상기 열교환용 충진재(160)의 제1 열교환유로(161)에서 하향이동하는 냉각수가 직접 접촉하게 되면서 서로 열교환이 이루어지게 된다.
이에 따라, 고온의 냉각수는 열을 빼앗겨 냉각되는 반면에 외부공기는 데워지게 되는데, 냉각수와 직접 접촉하면서 열교환이 이루어짐에 따라 데워진 외부공기는 증기를 함유하여 다습한 상태를 이루게 된다.
또한, 상기 열교환용 충진재(160)의 제2 열교환유로(165)에서 상향이동하는 외부공기는 가이드부재(169)에 의해 냉각수의 유입이 차단되므로, 상기 열교환용 충진재(160)의 제2 열교환유로(165)에서는 순수 외부공기만 상향이동하게 된다.
그리고 이와 같이, 상기 제1 열교환유로(161)를 통하여 데워진 다습한 상태의 공기는 상기 열교환용 충진재(160)의 상부영역에 상기 제2 열교환유로(165)를 통하여 상부로 배출되는 건조한 공기와 상호 간에 섞이게 되는 제1 교류부(130)가 형성된다.
이때, 상기 제1 교류부(130)에서 제1 열교환유로(161)를 통하여 배출되는 가습된 공기와, 상기 제2 열교환유로(165)를 통하여 배출되는 건조한 공기가 직접 부딪혀 교차하게 되므로, 상기 본체(110) 내측 공기의 전체적인 습도 평형이 신속하 고 효과적으로 이루어질 수 있게 된다.
그리고, 전체적으로 습도가 낮아진 공기가 상기 실린더(111)로 배출될 수 있게 되어 백연 현상의 효과적인 방지가 가능해지게 된다.
더욱이, 백연 현상의 효과적인 방지를 위하여 상기 냉각수분배장치(115)의 상측에는 공기의 흐름을 안내하고 상기 본체(110) 내측의 냉각수가 비산하여 상기 실린더(111)를 통해 밖으로 배출되는 것이 방지되도록 하는 일리미네이터(118)가 더 구비됨이 바람직하다.
한편, 상기 본체(110)의 하부에는 경사각을 가진 하부수조(110a)와 상기 하부수조의 물이 모이는 집수조(110b)가 구비된다. 결과적으로, 상기 하부 충진재(150)로부터 낙하되는 냉각수는 일차적으로 상기 하부수조(110a)에 닿게 되고, 상기 하부수조(110a)로 떨어진 냉각수는 상기 하부수조(110a)의 중앙에 위치하는 상기 집수조(110b)로 모여지게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 열교환용 충진재의 제2 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 열교환용 충진재(1600)는 제1 열교환 유로(1610), 제2 열교환 유로(1650), 상기 제2 열교환 유로(1650)의 상부에 구비되는 가이드 부재를 포함한다.
상기 가이드 부재는 제1 경사부(1660), 연장부(1670) 및 제2 경사부(1680)를 포함하여 구성된다. 상기 제1 경사부(1660), 상기 연장부(1670) 및 상기 제2 경사부(1680)에 대한 내용은 상술한 열교환용 충진재의 제1 실시예와 실질적으로 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에서는 상기 제1 열교환 유로(1610)와 상기 제2 열교환 유로(1650)가 서로 교대로 형성되어 있는 것이 아니라, 상기 제1 열교환 유로(1610)가 두개 씩 형성되고, 상기 제2 열교환 유로(1650)가 하나씩 형성되어 교대로 배치되도록 구성된다.
물론, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 상기 제1 열교환 유로의 개수와 제2 열교환 유로의 개수는 다양하게 바뀌어 교대로 배치될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 백연방지 냉각탑에 대한 제2 실시예를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4의 I-I 단면에 대한 단면도를 개략적으로 나타낸 도면이다. 또한, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 백연방지 냉각탑의 건조공기발생유닛을 나타낸 분해사시도이며, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 백연방지 냉각탑의 건조공기발생유닛의 제1플레이트와 제2플레이트의 형상을 나타낸 평면예시도이다.
본 실시예에 따른 백연방지 냉각탑은 본체(210), 냉각수분배장치(215), 열교환용 충진재(260), 하부 충진재(250) 및 건조공기발생유닛(220)을 포함하여 이루어짐이 바람직하다. 여기서, 상기 본체(210)에 구비되는 실린더(211), 송풍팬(212), 엘리미네이터(218)는 도 1 및 2를 참조하여 앞서 설명한 제1 실시예에 따른 백연방지 냉각탑에 구비된 구성과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 본체(210)의 하단부에는 제1공기유입부(217)가 형성되며, 상기 제1공기유입부(217)는 상기 하부 충진재(250)보다 하측에 형성되는데, 상기 제1공기유입부(217)는 상기 본체(210) 하단부 전체에 개방형성될 수 있다.
이때, 상기 제1공기유입부(217)에는 상기 하부 충진재(250)에서 배출되는 냉 각수가 상기 본체(210) 외측으로 배출되는 것을 방지하고, 외부의 공기가 상기 본체(210)의 내측으로 원활하게 유입될 수 있도록 공기의 흐름을 안내하기 위한 댐퍼(213)가 더 구비될 수 있다. 또한, 상기 댐퍼(213)는 겨울철과 같은 동절기에는 상기 제1공기유입부(217)가 닫히도록 작동될 수 있다.
또한, 상기 본체(210)의 양측에는 제2공기유입부(219)가 형성될 수 있으며, 상기 제2공기유입부(219)는 상기 건조공기발생유닛(220)와 연결됨이 바람직하다.
이를 통해, 상기 제2공기유입부(219)를 통해 유입되는 외부공기는 상기 건조공기발생유닛(220)을 경유하여 상기 본체(210)의 내측으로 유입될 수 있게 된다. 이때, 상기 제2공기유입부(219)에도 댐퍼가 구비될 수 있다.
상기 건조공기발생유닛(220)은 제1플레이트(221), 제2플레이트(223) 그리고 분리판(224)을 포함하여 이루어짐이 바람직하다.
여기서, 상기 제1플레이트(221)와 상기 제2플레이트(223)는 주름지게 형성된 판형으로 형성될 수 있으며, 상기 분리판(224)은 평판으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1플레이트(221)와 상기 제2플레이트(223)의 주름 모양은 어떤 특정한 형상에 한정되는 것은 아니며, 도 7에서 보는 바와 같이, 직각사각형의 형상(a)이나, 사다리꼴 형상(b) 또는 물결모양의 형상(c) 등과 같이 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 건조공기발생유닛(220)의 크기 및 형상을 최적의 열교환 효율을 얻을 수 있도록 적절하고 다양하게 제작하는 것이 가능해진다.
그리고, 상기 제1플레이트(221)는 상기 분리판(224)의 일측면에 결합되고, 상기 분리판(224)의 타측면에는 상기 제2플레이트(223)가 결합될 수 있으며, 상기 제1플레이트(221), 상기 분리판(224) 그리고 상기 제2플레이트(223)는 반복적으로 결합됨이 바람직하다.
이때, 상기 제1플레이트(221)와 상기 제2플레이트(223)는 각각의 주름이 서로 90°의 방향을 이루도록 결합됨이 바람직하다.
그리고, 상기 각 플레이트(221,223)와 상기 분리판(224)은 접착이나 솔더링(soldering)과 같은 용접에 의해 결합될 수 있다.
또한, 상기 각 플레이트(221,223)와 상기 분리판(224)은 스틸재질로 이루어질 수 있으나 반드시 스틸재질로 한정되는 것은 아니며, 알루미늄이나 구리재질과 같은 다양한 재질 중에 선택되어 사용될 수 있다.
이에 따라서, 상기 제1플레이트(221)와 상기 분리판(224)의 일측면에 의해서는 제1유로부(225)가 다수개 형성되게 되며, 상기 제2플레이트(223)와 상기 분리판(224)의 타측면에 의해서는 제2유로부(227)가 다수개가 형성되게 된다.
예를 들어, 제1 유로부(225)를 형성하는 복수개의 제1 개별유로들(A1, A2, A3,,..An)을 통해서는 고온의 냉각수가 하부방향으로 흐르게 되고, 제2 유로부(227)를 형성하는 복수개의 제2 개별유로들(B1, B2, B3,....Bm)에는 외부공기가 수평방향으로 흐르게 된다.
결과적으로, 상기 제1 개별유로들(A1, A2, A3,,..An) 사이에 상기 제2 개별유로들(B1, B2, B3,....Bn)이 배치되어 상기 고온의 냉각수가 상기 외부공기와 열교환을 하게 되어, 상기 외부공기가 가열되게 된다.
그리고 이와 같이 형성되는 상기 건조공기발생유닛(220)은 상기 제2유로부(227)가 수평방향으로 구비되도록 설치됨이 바람직하다.
한편, 상기 건조공기발생유닛(220)은 상기 하부 충진재(250)의 상부에 설치되고, 상기 본체(210)의 양측에 설치된다. 이때, 상기 본체의 중앙부분에는 상기 열교환용 충진재(260)가 설치된다.
즉, 상기 하부 충진재(250)의 상부에 상기 열교환용 충진재(260)와 상기 건조공기발생유닛(220)이 설치되되, 상기 열교환용 충진재(260)의 양측으로 상기 건조공기발생유닛(220)이 설치된다.
결과적으로, 상기 본체(210)의 하부에 형성된 제 1공기 유입부(217)를 통하여 유입된 외부공기는 상기 하부 충진재(250)를 경유하여, 상기 열교환용 충진재(260) 및 상기 건조공기발생유닛(220)을 경유하게 된다.
상기 냉각수 분배장치(215)로부터 배출되는 냉각수는 상기 건조공기발생유닛(220)의 제1 유로부(225)와 상기 열교환용 충진재(260)의 제1 열교환유로(261)로 흘러내리고, 이후 상기 냉각수는 상기 하부 충진재(250)로 유입되어 상기 본체(210)의 하부로 흐르게 된다. 이때, 가이드 부재(269)는 상기 제2 열교환 유로(265)의 상부로 떨어지는 냉각수를 상기 제1 열교환 유로(261)로 안내하게 된다.
따라서, 상기 하부 충진재(250)에서는 상기 제1 공기유입부(217)로 유입된 외부공기와 상기 냉각수가 직접 접촉함으로써 열교환이 일어나게 된다. 상기 외부공기는 가열되면서 습기를 머금게 되고, 상기 냉각수는 냉각된다.
또한, 상기 건조공기발생유닛(220)에서는 상기 제2 공기유입부(219)로 유입 된 외부공기와 상기 고온의 냉각수가 간접적으로 열효환을 하게 된다. 이때, 상기 외부공기는 가열되어 건조하게 되고, 상기 냉각수는 냉각된다.
또한, 상기 열교환용 충진재(260)에서는 상기 하부 충진재(250)를 경유한 외부공기와 상기 건조공기발생유닛(220)을 경유한 외부공기가 만나 상기 제1 열교환 유로(261) 및 상기 제2 열교환 유로(265)로 유입되고, 상기 제2 열교환 유로(265)를 지나는 공기는 상기 제1 열교환 유로(261)를 지나는 냉각수와 다시 열교환을 하게 된다.
결과적으로, 상기 하부 충진재(250)를 경유한 습한 공기는 상기 건조공기발생유닛(220)을 경유한 건조한 공기를 만나면서 공기의 전체 습도가 낮아지게 됨과 동시에 상기 열교환용 충진재(260)를 경유하면서 가열된다.
이와 같이, 냉각탑 본체(210) 내부로부터 전체적으로 습도가 낮아진 공기가 상기 실린더(211)로 배출될 수 있게 되어 백연 현상의 효과적인 방지가 가능하게 된다.
이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 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 제1 실시예에 따른 백연방지 냉각탑의 구성을 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 백연방지 냉각탑의 요부인 열교환용 충진재 상부 가이드 부재를 통하여 가습공기와 건조공기의 흐름을 나타낸 요부 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 열교환용 충진재의 제2 실시예를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 백연방지 냉각탑에 대한 제2 실시예를 나타낸 도면.
도 5는 도 4의 I-I 단면에 대한 단면도를 개략적으로 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 백연방지 냉각탑의 건조공기발생유닛을 나타낸 분해사시도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 백연방지 냉각탑의 건조공기발생유닛의 제1플레이트와 제2플레이트의 형상을 나타낸 평면예시도.
<도면 주요부분에 대한 부호의 설명>
110: 본체 112, 212: 송풍팬
113: 루버 115, 215: 냉각수분배장치
117, 217: 제1 공기유입부 130, 230: 제1 교류부
160, 260: 열교환용 충진재 161, 261: 제1 열교환유로
165, 265: 제2 열교환유로 169, 269: 가이드부재
220: 건조공기발생유닛 219: 제2 공기유입부

Claims (6)

  1. 냉각수가 하향으로 흐르는 동시에 외부공기가 상부로 이동되는 제1 열교환 유로;
    상기 제1 열교환 유로와 이웃하여 설치되며 상기 외부공기만 상향이동되는 제2 열교환 유로; 그리고,
    상기 제2 열교환 유로의 상측에 구비되어 상기 제2 열교환유로의 상부로 떨어지는 상기 냉각수를 상기 제1 열교환 유로 측으로 안내하는 가이드부재를 포함하는 열교환용 충진재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가이드부재는 상기 제2 열교환 유로 측으로 냉각수가 유입되는 것을 차단하기 위하여, 상기 제2 열교환 유로 일측 상단 또는 양측 상단으로부터 상기 제2 열교환 유로 중심을 향하여 상향 경사지게 형성됨을 특징으로 하는 열교환용 충진재.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가이드부재는 상기 제2 열교환 유로 일측 상단으로부터 상기 제2 열교환 유로 중심을 향하여 상향 경사지게 형성되는 제1 경사부와,
    상기 제1 경사부 상단으로부터 수평방향으로 소정의 길이 연장형성된 연장부 와, 그리고
    상기 제2 열교환 유로 타측 상단으로부터 상기 제2 열교환 유로 중심을 향하여 상향 경사지게 형성되는 제2 경사부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 열교환용 충진재.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 냉각수가 상기 제2 열교환 유로 측으로 유입되는 것을 안정적으로 차단할 수 있도록, 상기 제2 경사부의 상단은 상기 연장부의 끝단과 수직선상에서 오버랩되도록 상기 제1 경사부 측으로 연장되어 위치하도록 형성됨을 특징으로 하는 열교환용 충진재.
  5. 몸체를 형성하는 본체;
    상기 본체의 내부 상측에 구비되어 고온의 냉각수를 배출하는 냉각수분배장치;
    상기 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 열교환용 충진재; 그리고,
    상기 열교환용 충진재에서 배출된 냉각수가 하향 이동하도록 안내하고, 상기 본체의 하단부에 개방형성되는 제1공기유입부로부터 유입되는 외부공기를 상향 이동하도록 안내하는 하부 충진재를 포함하는 백연방지 냉각탑
  6. 제5항에 있어서,
    주름지게 형성되는 제1플레이트와, 상기 제1플레이트에 일측면이 결합되는 분리판과, 주름지게 형성되어 상기 분리판의 타측면에 결합되는 제2플레이트가 반복적으로 결합되어 이루어지고, 상기 하부 충진재의 상측에 구비되어 외부공기가 상기 냉각수분배장치로부터 배출되는 고온의 냉각수와 접촉되지 않고 독립적으로 이동하면서 데워져 배출되도록 하는 건조공기발생유닛을 더 포함하는 백연방지 냉각탑.
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