KR20230141843A - 테크클린 직접 열 교환 충진재 - Google Patents
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Abstract
충진 시트 및 냉각탑에서 냉각 매체를 냉각시키기 위한 복수의 충진 시트로 제조된 충진 팩이 개시되며, 각각의 충진 시트는 충진 시트의 위에서 아래로 대각선으로 연장되는 복수의 플루트를 갖고, 플루트의 대각선 배향은 복수의 교번하는 더 긴 대각선 플루트 세그먼트와 더 짧은 수직 플루트 세그먼트를 형성하고, 복수의 플루트 각각은 상기 플루트의 평평한 리지 에지와 평평한 밸리 에지 사이에서 연장되는 복수의 교번하는 둥근 마운드와 둥근 오목부를 포함하는 미세구조를 갖는다.
Description
본 발명은 직접 열 교환 충진재 및 충진 팩에 관한 것이다.
직접 열 교환 충진재(fill) 및 충진 팩(fill pack)의 예는 미국 특허 제8,985,559호에 기술되어 있으며, 이의 개시 내용이 본원에 참조로 포함된다.
열 교환기는 업계에 잘 알려져 있으며, 하나의 매체에서 다른 매체로 열을 효율적으로 전달하도록 설계된다. 다양한 종류와 크기의 열 교환기가 있으며, 일반적으로 냉동, 공조, 화학 공장, 석유 정제소 및 발전소와 같은 용도에 따라 특정 유형의 열 교환기가 선택된다.
발전소의 경우, 폐열을 대기로 전달하기 위해 물 냉각탑이 사용된다. 이러한 냉각탑은 물의 증발을 유발하여 폐열을 제거하고 물을 습구(wet-bulb) 온도에 가깝게 냉각시킨다. 발전소에 사용되는 냉각탑의 한 가지 유형은 도 1에 도시된 현장 설치형 쌍곡면 냉각탑(hyperboloid cooling tower, 10)이다. 가열된 물(12h)은 종래의 충진 팩 조립체(fill pack assembly; 14)를 통해 쌍곡면 냉각탑(10)에 분배된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 주변 공기(AA)는 쌍곡면 냉각탑(10)의 하부에서 유입되고, 충진 팩 조립체(14)를 통해 상승하며 가열된 공기(HA)로서 쌍곡면 냉각탑(10)에서 배출되는 반면, 가열된 물(12h)은 충진 팩 조립체(14)를 통해 아래쪽으로, 즉 물방울이나 빗물 형태로 흐르며 냉각된 물(12c)로서 충진 팩 조립체(14)에서 배출된다. 이러한 방식은 일반적으로 업계에서 "역류(counterflow)"로 알려져 있다.
종래의 충진 팩 조립체(14)는 복수의 종래의 충진 팩(fill pack, 13)으로 구성된다. 충진 팩(13)은 쌍곡면 냉각탑(10) 내부에서 서로 나란히 배치된다. 각각의 충진 팩(13)은 도 2 및 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이 복수의 열 교환기 시트를 포함한다. 충진 팩(13)은 캔자스주 에드워즈빌에 위치한 EvapTech의 상표인 VertiClean™ Film Fill을 지칭한다. 각각의 열 교환기 시트(16)는, 수직 연장 주름(15) 사이에 형성된 수직 연장 플루트(flute, 17)를 형성하는 반복적인 일련의 수직 연장 주름(15)으로 구성된, 폴리염화비닐(PVC) 재료의 주름형 시트(corrugated sheet)이다. 이들 열 교환기 시트(16)는 진공 상태에서 PVC 시트의 열성형에 의해 제작된다.
도 4에서, 부분 상부 평면도로 도시된 세 개의 열 교환기 시트(16)는 면-대향하는(facially-opposing) 접착점(20) 사이에 배치된 접착제(18)에 의해 서로 부착된다. 주목할 점은 접착점(20)이 주름(15)의 각각의 능선(ridgeline, RL)과 같은 높이에 있다는 것이다. 충진 팩(13)을 구성하는 모든 열 교환기 시트(16)는 서로 동일하다. 본 기술 분야에 공지된 바와 같이, 동일한 열 교환기 시트(16) 사이에 공기-물 유로(19)를 생성하기 위해, 두 개의 면-대향하는 열 교환기 시트(16) 중 하나가 중심 종축에 대해 180° 회전되는데, 이에 따라 두 개의 면-대향하는 열 교환기 시트(16)의 전면들이 서로에 대해 부착되고, 두 개의 면-대향하는 열 교환기 시트(16)의 후면들이 서로에 대해 부착된다. 이는 각각의 충진 팩(13)을 제작하는 기술 분야에서 잘 알려진 제작 기술이다.
또 다른 종래의 충진 팩 조립체(24)는 상기한 충진 팩 조립체(14)와 유사하지만, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 충진 팩 조립체(24)는 다르게 구성된 열 교환기 시트(26)로 제작된 복수의 충진 팩(23)을 포함한다. 충진 팩(23)은 캔자스주 에드워즈빌에 위치한 EvapTech의 상표인 TechClean™ Film Fill을 지칭한다. 열 교환기 시트(26)는 두 개의 반복적인 일련의 축소되고 오프셋된 수직 연장 주름(25a 및 25b)으로 구성된 PVC 재료의 주름형 시트이다.
열 교환기 시트(26)는 상단 에지(28)와, 상단 에지(28)로부터 떨어져 있고 이와 평행하게 연장되는 하단 에지(30) 및 한 쌍의 측면 에지(32)를 포함한다. 측면 에지(32)는 서로 떨어져서 평행하게 연장되며, 한 쌍의 측면 에지(32)는 상단 에지(28)와 하단 에지(30) 사이에서 연결되어 도 7에 가장 잘 도시된 바와 같이 대체로 직사각형 구성을 형성한다. 하나의 반복적인 일련의 축소된 수직 연장 상부 주름(25a)은 상단 에지(28) 근처에서 시작하여 이로부터 도 7의 열 교환기 시트(26)의 적어도 대략 수평 중간선(HMPL)까지 아래쪽으로 연장된다. 나머지 반복적인 일련의 축소된 수직 연장 하부 주름(25b)은 하단 에지(30) 근처에서 시작하여 이로부터 열 교환기 시트(26)의 적어도 대략 수평 중간선(HMPL)까지 위쪽으로 연장된다. 주목할 점은 상부 주름(25a)과 하부 주름(25b)이 도 7에 가장 잘 도시된 바와 같이 서로로부터 폭 방향으로 수평으로 오프셋된다는 것이다. 도 8은 위에서 아래로 연결된 두 개의 선행 기술의 충진 시트(fill sheet)의 예인데, 여기서 플루트는 이의 상단과 하단에 짧은 대각선 세그먼트를 갖고 그 위에는 미세구조를 포함한다.
본 발명은, 더 긴 플루트에 의해 시트의 수가 감소되고 시트 사이의 간격이 증가되지만, 추가 연결 지점에 의해 충진 팩의 강도와 강성이 유지되고, 새로운 표면 형상으로 인해 열 전달은 향상되지만 비용은 크게 절감되는, 상기한 충진재 구조 및 디자인을 개선하기 위한 것이다(그러나 이의 기본 구조, 제조 및 조립을 포함한다).
따라서, 본 발명에 따르면, 증발식 냉각탑에서 냉각 매체를 냉각시키기 위한 충진 팩으로 조립하기 위한 충진 시트가 제공되며, 충진 시트는: 제 1 단부; 제 1 단부에 실질적으로 평행하게 그리고 (공기 및 물 이동에 대한) 종축에 대해 대체로 수직으로 연장하는 제 2 단부로서, 제 1 및 제 2 단부는 충진 시트의 횡축에 실질적으로 평행하게 연장되는, 제 2 단부; 17도보다 큰 제 1 플루트 각도(flute angle)로 대체로 제 2 단부를 향해 연장되는 복수의 플루트(flute); 및 복수의 플루트 상에 형성된 미세구조를 포함하고, 복수의 플루트는, 복수의 교번하는, 대각선 플루트 세그먼트 길이를 갖는 대각선 플루트 세그먼트 및 수직 플루트 세그먼트 길이를 갖는 수직 플루트 세그먼트를 포함하고, 상기 대각선 플루트 세그먼트는 상기 제 1 플루트 각도에 평행하게 정렬된 대각선 플루트 세그먼트 길이를 갖고 상기 수직 플루트 세그먼트는 상기 종축에 평행하게 정렬되는 반면, 상기 대각선 플루트 세그먼트 길이는 상기 수직 플루트 세그먼트 길이의 6.1배이고; 미세구조는 플루트의 평평한 리지 에지(ridge edge)와 평평한 밸리 에지(valley edge) 사이에서 연장되는 복수의 교번하는 둥근 마운드(rounded mound)와 둥근 오목부(rounded depression)를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 미세구조는 횡축에 실질적으로 평행하게 연장되고, 및/또는 제 1 플루트 각도는 대략 12 내지 22 도이고, 및/또는 복수의 플루트는 플루트 높이를 한정하고, 및/또는 플루트 높이는 대략 1.44 인치이고, 및/또는 둥근 마운드 미세구조는 0.05 인치의 높이 및 상기 플루트를 따라 0.11 내지 0.12 인치의 간격을 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 실질적으로 반대 방향으로 팩을 통해 흐르는 가스로 팩을 통해 흐르는 유체를 냉각시키기 위한 교차 주름형(cross corrugated) 충진 팩 조립체가 제공되며, 충진 팩 조립체는 위에서 기술되고 아래에서 더 상세히 기술되는 복수의 동일한 충진 시트를 포함하고, 여기서 복수의 충진 시트는, 인접한 시트가 서로에 대해 180도 배향되고, 인접한 충진 시트의 플루트 리지 상에 위치하는 대응하는 부착 노치(attachment notch)에서 서로 부착되도록 배열된다.
도 1은 내부에 종래의 충진 팩 조립체가 배치된 선행 기술의 쌍곡면 물 냉각탑을 부분적으로 파단한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 한 가지 유형의 선행 기술의 충진 팩 조립체의 부분 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 선행 기술의 충진 팩 조립체의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 선행 기술의 충진 팩 조립체의 부분 상부 평면도이다.
도 5는 또 다른 유형의 선행 기술의 충진 팩 조립체의 부분 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 선행 기술의 충진 팩 조립체의 분해 사시도이다.
도 7은 도 5 및 도 6에 도시된 종래의 충진 팩 조립체의 정면도이다.
도 8은 플루트가 주로 수직으로 배향되고 짧은 대각선 섹션 및 미세구조를 갖는, 위에서 아래로 연결된 두 개의 선행 기술의 주름형 충진 시트의 정면도이다.
도 9는 본 발명의 실시형태에 따른 높이 2' x 폭 1'의 충진 시트의 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 충진 시트 세트로부터 조립된 높이 2' x 너비 1' x 깊이 1의' 충진 팩의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시형태에 따른 충진 시트 플루트의 횡단면도를 도시한 도면이다.
도 12는 플루트 형상의 세부사항을 더 명확하게 도시하기 위해 미세구조가 제거된, 본 발명의 실시형태에 따른 충진 시트 플루트의 12" 길이의 종단면도를 도시한 도면이다.
도 13은 플루트 형상의 세부사항을 더 명확하게 나타내기 위해 미세구조가 도시되지 않은, 본 발명의 실시형태에 따른 충진 시트 플루트의 12" 길이의 3차원 표현이다.
도 14는 본 발명의 실시형태에 따른 특정 미세구조의 상대적인 위치 및 크기를 도시한 충진 시트의 단일 플루트의 부분 표현이다.
도 15는 본 발명의 실시형태에 따른 리브형(ribbed) 미세구조를 갖는 충진 시트 플루트의 3차원 표현이다.
도 16은 본 발명의 실시형태에 따른 리브형 미세구조를 갖는 충진 시트의 상부 상부 사시 사진이다.
도 17은 본 발명의 실시형태에 따른 다이아몬드형 미세구조를 갖는 충진 시트의 상부 사시 사진이다.
도 18은 본 발명의 실시형태에 따른 다이아몬드형 미세구조를 갖는 충진 시트에 부착된 리브형 미세구조를 갖는 충진 시트의 상부 상부 사시 사진이다.
도 19는 도 18에 도시된 실시형태의 확대도를 도시한 도면이다.
도 20은 도 17에 도시된 실시형태의 단부 상부 사시 사진이다.
도 21은 도 18 내지 도 20의 실시형태의 더 얕은 확대도이다.
도 22는 도 16의 사시 확대도의 실시형태의 확대 사시도이다.
도 23은 도 9의 실시형태의 상면도이다.
도 24는 도 9의 실시형태의 좌측면도이다.
도 25는 도 9의 실시형태의 우측면도이다.
도 26은 도 9의 실시형태의 정면도이다.
도 27은 도 9의 실시형태의 배면도이다.
도 28은 도 10의 실시형태의 상면도이다.
도 29는 도 10의 실시형태의 저면도이다.
도 30은 도 10의 실시형태의 정면도 및 배면도를 도시한다.
도 31은 도 10의 실시형태의 좌측면도 및 우측면도를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 한 가지 유형의 선행 기술의 충진 팩 조립체의 부분 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 선행 기술의 충진 팩 조립체의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 선행 기술의 충진 팩 조립체의 부분 상부 평면도이다.
도 5는 또 다른 유형의 선행 기술의 충진 팩 조립체의 부분 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 선행 기술의 충진 팩 조립체의 분해 사시도이다.
도 7은 도 5 및 도 6에 도시된 종래의 충진 팩 조립체의 정면도이다.
도 8은 플루트가 주로 수직으로 배향되고 짧은 대각선 섹션 및 미세구조를 갖는, 위에서 아래로 연결된 두 개의 선행 기술의 주름형 충진 시트의 정면도이다.
도 9는 본 발명의 실시형태에 따른 높이 2' x 폭 1'의 충진 시트의 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 충진 시트 세트로부터 조립된 높이 2' x 너비 1' x 깊이 1의' 충진 팩의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시형태에 따른 충진 시트 플루트의 횡단면도를 도시한 도면이다.
도 12는 플루트 형상의 세부사항을 더 명확하게 도시하기 위해 미세구조가 제거된, 본 발명의 실시형태에 따른 충진 시트 플루트의 12" 길이의 종단면도를 도시한 도면이다.
도 13은 플루트 형상의 세부사항을 더 명확하게 나타내기 위해 미세구조가 도시되지 않은, 본 발명의 실시형태에 따른 충진 시트 플루트의 12" 길이의 3차원 표현이다.
도 14는 본 발명의 실시형태에 따른 특정 미세구조의 상대적인 위치 및 크기를 도시한 충진 시트의 단일 플루트의 부분 표현이다.
도 15는 본 발명의 실시형태에 따른 리브형(ribbed) 미세구조를 갖는 충진 시트 플루트의 3차원 표현이다.
도 16은 본 발명의 실시형태에 따른 리브형 미세구조를 갖는 충진 시트의 상부 상부 사시 사진이다.
도 17은 본 발명의 실시형태에 따른 다이아몬드형 미세구조를 갖는 충진 시트의 상부 사시 사진이다.
도 18은 본 발명의 실시형태에 따른 다이아몬드형 미세구조를 갖는 충진 시트에 부착된 리브형 미세구조를 갖는 충진 시트의 상부 상부 사시 사진이다.
도 19는 도 18에 도시된 실시형태의 확대도를 도시한 도면이다.
도 20은 도 17에 도시된 실시형태의 단부 상부 사시 사진이다.
도 21은 도 18 내지 도 20의 실시형태의 더 얕은 확대도이다.
도 22는 도 16의 사시 확대도의 실시형태의 확대 사시도이다.
도 23은 도 9의 실시형태의 상면도이다.
도 24는 도 9의 실시형태의 좌측면도이다.
도 25는 도 9의 실시형태의 우측면도이다.
도 26은 도 9의 실시형태의 정면도이다.
도 27은 도 9의 실시형태의 배면도이다.
도 28은 도 10의 실시형태의 상면도이다.
도 29는 도 10의 실시형태의 저면도이다.
도 30은 도 10의 실시형태의 정면도 및 배면도를 도시한다.
도 31은 도 10의 실시형태의 좌측면도 및 우측면도를 도시한다.
예를 들어, 도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명은 복수의 동일한 적층되어 결합된 충진 시트(202)로 구성된 교차 주름형 매체, 충진 팩 또는 조립체(200)에 관한 것이다. 가장 바람직한 실시형태에서, 1 피트(F)의 폭을 갖는 교차 주름형 매체 또는 충진 팩(200)은 10 개의 적층되어 결합된 충진 시트를 포함하는데, 여기서 충진 팩(200)의 폭은 충진 팩의 최전방 충진 시트로부터 최후방 충진 시트까지 측정되는 폭이다. 교차 주름형 매체 또는 충진재(200) 및 각각의 시트(202)는 대체로 수직(공기 이동 방향)으로 연장되는 종축(204) 및 충진재 시트(202)에 대해 일반적으로 측면으로 연장되는 횡축(206)을 한정한다. 충진 팩(200)을 통한 공기와 물의 흐름은 대체로 시트(202)의 제 1 및 제 2 단부(208a 및 208b) 사이의 종축(204)을 따라 진행된다. 충진 시트(202)의 제 1 및 제 2 단부(208a 및 208b)는 제 1 및 제 2 측면(208c, 208d)에 의해 결합된다. 제 1 단부(208a)는 제 2 단부(208b)에 실질적으로 평행하게 그리고 종축(204)에 대해 대체로 수직으로 연장된다. 제 1 및 제 2 단부(208a 및 208b)는 횡축(206)에 실질적으로 평행하게 연장된다. 각각의 충진 시트는 바람직하게 폴리염화비닐(PVC)로 제조되며, 바람직하게 0.010 내지 0.025 인치(10 밀리미터 내지 20 밀리미터), 보다 바람직하게는 0.015 내지 0.020 인치(15 밀리미터 내지 20 밀리미터)의 두께를 갖는다.
팩(200)의 각각의 연속적인 시트(202)는 인접한 시트(202)에 대해 180도(180°) 회전되어 팩(200)의 교차 주름을 형성한다. 따라서 바람직한 충진 팩(200)은 제 1 및 제 2 충진 팩(200)의 교차 주름을 형성하도록 두께를 통해 교번하는 제 1 및 제 2 단부(208a 및 208b)를 포함한다.
각각의 충진 시트(202)는, 종축(204)에 대해 대체로 대각선 방향으로 제 1 단부(208a)로부터 연장되고 시트를 가로질러 공기와 물의 흐름을 안내하는 한 무리의 주름 또는 "플루트"(210)를 특징으로 한다. 도 11에 도시된 각각의 플루트(210)의 단면 형상은 대체로 상부에 평평한 리지(212) 및 경사진 측면(214)을 갖는 사다리꼴이다. 평평한 밸리(216)는 인접한 플루트(210)를 분리한다. 각각의 충진 시트(202)의 대향면은 서로에 대한 거울상이며, 충진 시트(202)의 일면의 평평한 리지(212)는 충진 시트의 대향면의 평평한 밸리(216)를 구성하고 그 반대도 마찬가지이다.
충진 시트(202)의 각각의 플루트(210)의 플루트 높이(Hf)는 바람직하게 약 1.44 인치이지만, 대략 1.72 내지 1.15 인치의 범위일 수 있다. 바람직한 플루트 폭(평평한 밸리에서 평평한 밸리까지, 또한 평평한 리지에서 인접 평평한 리지까지) 2.0 인치이지만 2.4 내지 1.6 인치의 범위일 수 있다. 각각의 평평한 리지(212)(및 해당 밸리)의 폭은 바람직하게 0.19 인치이지만 0.23 내지 0.15 인치의 범위일 수 있다. 종축(204)에 대한 플루트(210)의 각도(플루트 각도(Af))는 바람직하게 대략 17도이지만, 12 내지 22도의 범위일 수 있다. 플루트(210)의 대각선 배향으로 인해, 더 중앙에 위치한 플루트만이 충진 시트(202)의 전체 길이에 걸쳐 연장된다. 충진 시트(202)의 외부를 향해 위치한 플루트(210)는 측면(208c 또는 208d)에서 시작하거나 종료될 수 있으며, 이에 대한 예는 도 9 및 도 10을 참조한다.
대체로 대각선 방향을 따른 각각의 플루트(210)의 전체 길이는 특히 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 짧은 수직 플루트 세그먼트(220)를 사이에 두고 배치된 일련의 긴 대각선 플루트 세그먼트(218)에 의해 정의된다. 시트 측면(208c 또는 208d)에 의해 중단되지 않는 경우, 더 긴 대각선 플루트 세그먼트(218)는 바람직하게 3.42 인치의 길이를 갖고, 더 짧은 수직 플루트 세그먼트(220)는 0.56 인치의 길이를 가지며, 더 짧은 수직 플루트 세그먼트에 대한 더 긴 대각선 플루트 세그먼트의 바람직한 비율은 6.1이다.
단일 충진 시트(202) 상의 각각의 플루트의 평평한 리지(212)는 평평한 리지(212)를 따라 규칙적으로 이격된 간격으로 연결 홈(connection notch, 222)을 가지며, 여기서 각각의 시트는 인접한 시트에 결합된다. 가장 바람직한 실시형태에 따르면, 각각의 플루트의 평평한 리지(212)는 시트(202) 상단(208a)에 연결 홈(222), 하단(208b)에 연결 홈(222), 상단(208a)과 하단(208b) 사이의 중간 지점에 두 개의 연결 홈(222), 및 시트(202) 상단(208a)과 하단(208b) 사이의 리지(212)를 따라 네 개의 추가적인 등 간격으로 이격된 연결 홈(222)을 가지며, 이로써 각각의 평평한 리지(212) 상에 총 여덟 개의 (도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 2'에 걸쳐 있는) 연결 홈(222)이 있다. 상기한 바와 같이, 충진 시트(202)의 대향면은 서로에 대한 거울상이고; 따라서, 충진 시트(202)의 일면의 평평한 리지(212) 상의 각각의 연결 홈(222)은 충진 시트의 타면의 평평한 밸리(216)에 있는 동일한 형상의 돌출 평탄부(raised plateau, 224)와 일치한다. 따라서, 각각의 평평한 리지(212)가 일련의 연결 홈(222)을 가짐에 따라, 각각의 평평한 밸리(216)는 일련의 평탄부(224)를 갖는다. 충진 시트(202)의 각각의 플루트(210) 상의 연결 홈(222)과 평탄부(224)는 바람직하게 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 측면(208c 및 208d) 사이에서 충진 시트(202)를 가로질러 여러 행(row, 226)으로 정렬되는데, 하나의 행(226a)은 제 1 단부(208a)에 있고, 하나의 행(226b)은 제 2 단부(208b)에 있고, 두 개의 인접한 행(226e 및 226f)(함께 병합됨)은 제 1 단부(208a)와 제 2 단부(208b) 사이의 중간 지점에 있고, 네 개의 추가 행(226c 및 226d)은 제 1 및 제 2 단부(208a 및 208b) 사이에서 균등하게 이격되며, 따라서 충진 시트(202)를 가로지르는 총 여덟 개의 행(226)이 있다.
연결 홈(222)은 인접 시트(202) 상의 대응하는 홈과 정렬되고 이에 삽입되며, 압착 잠금(crush locking), 체결(fastening), 클램핑(clamping), 접착 결합(adhesive bonding) 또는 다른 연결 기구 또는 방식에 의해 시트(202)를 충진 팩(200)에 연결하도록 설계되고 구성된다.
각각의 충진 시트(202)의 각각의 플루트(210)는 충진 팩(200)을 통한 물의 개선된 분배 및 완전한 혼합을 위해 사용 동안 시트(202)의 폭을 가로질러 또는 횡축(206)을 가로질러 강제로 물이 퍼지도록 하는 미세구조를 포함한다. 제 1 "리브형" 미세구조 실시형태에 따르면, 일련의 규칙적으로 이격되고 연장된 둥근 마운드(228)와 오목부(230)가 각각의 플루트(210)의 측면(214)을 가로지르며, 변형되지 않거나 평평한 밸리 측면부(232)에 의해 분리된다. 각각의 플루트(210)에 대한 그리고 서로에 대한 미세구조의 위치 및 간격을 도시하고 있는 표현에 대해서는 도 14를 참조하고, 두 개의 플루트 측면(214) 상의 바람직한 미세구조를 나타내는 하나의 (반전된) 플루트의 3차원 표현에 대해서는 도 15를 참조한다. 각각의 길고 둥근 마운드(228)의 가장 바람직한 높이(및 각각의 길고 둥근 오목부(230)의 깊이)는 0.05 인치이다. 인접한 마운드와 오목부 사이의 가장 바람직한 간격(수정되지 않은/평평한 플루트 측면부(232))은 0.11 내지 0.12 인치의 범위이다. 각각의 길고 둥근 마운드(228)와 오목부(230)에 대한 가장 바람직한 곡률 반경은 0.12 인치이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 길고 둥근 마운드와 오목부는 인접한 평평한 밸리(216)와 평평한 리지(212)의 인접 에지 사이에서 전체적으로 연장되지만, 연결 홈(222) 또는 평탄부(224)가 있는 경우, 둥근 마운드와 오목부는 인접한 연결 홈과 평탄부 사이에 존재하지만, 이들 사이의 전체 길이에 걸쳐 연장되지는 않는다. 길고 둥근 마운드(228)와 오목부(230)는 충진 시트(202)의 모든 플루트(210)에 존재하고, 예를 들어 도 9, 도 10 및 도 22에 도시된 바와 같이 각각의 플루트(210)의 전체 길이를 덮는다. 도 16은 리브형 미세구조 실시형태를 갖는 충진 시트의 상부 사시 사진이다.
도 17은 플루트(210)의 측면에 양각된 다이아몬드형 평탄부(234)와 오목부(236)를 갖는 제 2 미세구조를 도시하고 있다. 리브형 미세구조 실시형태에서와 같이, 다이아몬드 미세구조 실시형태는 플루트(210)의 평평한 리지(212) 또는 평평한 밸리(216) 상에 존재하지 않는다
도 18은 충진 시트(202)의 절반에 리브형 미세구조 실시형태를 갖고, 충진 시트(202)의 다른 절반에 다이아몬드 미세구조 실시형태를 갖는 본 발명에 따른 충진 시트를 도시하고 있다. 도 19는 도 18에 도시된 실시형태의 확대도를 도시한 도면이다.
도 20 및 도 21은 함께 연결된 도 18에 도시된 유형의 두 개의 충진 시트(202)를 도시하고 있는데, 여기서 제 1 충진 시트의 평평한 리지(212) 상의 연결 홈(222)은 제 2 충진 시트(202)의 평평한 리지(212) 상의 연결 홈(222)과 결합하고 그 안에 안착한다.
개시된 미세구조 실시형태와 결합된 개시된 플루트 구성(짧은 수직 세그먼트에 의해 분리된 더 긴 대각선 세그먼트에 의해 달성되는 전체 대각선 배향)을 갖는 충진재 1 입방 피트당 10 개의 충진 시트 및 8 행의 연결 홈/평탄부를 갖는 본 발명의 가장 바람직한 충진 팩은 예기치 않게 선행 기술의 충진 팩에 비해 성능 대 비용 비율을 향상시켰다.
이러한 이유로, 바람직한 교차 주름형 매체 또는 충진 시트(202) 및 조립된 충진 팩(200)의 설계는 시장에서 제공되는 기존 상품에 비해 새롭고, 창의적이며 상당한 상업적 가치를 갖는다.
본 발명의 개념을 벗어나지 않고 상기한 바람직한 실시형태에 대해 변경이 이루어질 수 있음을 본 기술 분야의 숙련자는 인식할 것이다. 따라서, 본 발명은 개시된 특정 실시형태에 제한되지 않으며, 본 개시에 기술되고, 본 명세서를 감안하여 이해되는 다음의 청구항의 가장 넓은 합리적인 해석에 따라 정의되는 본 발명의 사상 및 범위 내에서의 수정을 포함하는 것으로 이해해야 한다.
첨부된 도면의 특징부에는 다음 참조 번호로 번호가 매겨져 있다.
200: 충진 팩 208d: 제 2 측면
202: 충진 시트 210: 플루트
204: 종축 212: 평평한 리지
206: 횡축 214: 평평한 측면
208a: 제 1 단부 216: 평평한 밸리
208b: 제 2 단부 218: 더 긴 대각선 플루트 세그먼트
208c: 제 1 측면 220: 더 짧은 수직 플루트 세그먼트
222: 연결 홈 230: 둥근 오목부 미세구조
224: 돌출 평탄부 232: 평평한 플루트 측면부
226: 연결 지점 행 234: 다이아몬드형 평탄부 미세구조
228: 둥근 마운드 미세구조 236: 다이아몬드형 오목부 미세구조
200: 충진 팩 208d: 제 2 측면
202: 충진 시트 210: 플루트
204: 종축 212: 평평한 리지
206: 횡축 214: 평평한 측면
208a: 제 1 단부 216: 평평한 밸리
208b: 제 2 단부 218: 더 긴 대각선 플루트 세그먼트
208c: 제 1 측면 220: 더 짧은 수직 플루트 세그먼트
222: 연결 홈 230: 둥근 오목부 미세구조
224: 돌출 평탄부 232: 평평한 플루트 측면부
226: 연결 지점 행 234: 다이아몬드형 평탄부 미세구조
228: 둥근 마운드 미세구조 236: 다이아몬드형 오목부 미세구조
Claims (6)
- 증발식 냉각탑에서 냉각 매체를 냉각시키기 위한 충진 팩으로 조립하기 위한 충진 시트(fill sheet)로서, 충진 시트는:
제 1 단부;
제 1 단부에 실질적으로 평행하게 그리고 (공기 및 물 이동에 대한) 종축에 대해 대체로 수직으로 연장하는 제 2 단부로서, 제 1 및 제 2 단부는 충진 시트의 횡축에 실질적으로 평행하게 연장되는, 제 2 단부;
17도보다 큰 제 1 플루트 각도(flute angle)로 대체로 제 2 단부를 향해 연장되는 복수의 플루트(flute); 및
복수의 플루트 상에 형성된 미세구조를 포함하고,
상기 복수의 플루트는, 복수의 교번하는, 대각선 플루트 세그먼트 길이를 갖는 대각선 플루트 세그먼트 및 수직 플루트 세그먼트 길이를 갖는 수직 플루트 세그먼트를 포함하고, 상기 대각선 플루트 세그먼트는 상기 제 1 플루트 각도에 평행하게 정렬된 대각선 플루트 세그먼트 길이를 갖고 상기 수직 플루트 세그먼트는 상기 종축에 평행하게 정렬되고, 상기 대각선 플루트 세그먼트 길이는 상기 수직 플루트 세그먼트 길이의 6.1배이고;
미세구조는 상기 플루트의 평평한 리지 에지(ridge edge) 및 평평한 밸리 에지(valley edge) 사이에서 연장되는 복수의 교번하는 둥근 마운드(rounded mound) 및 둥근 오목부(rounded depression)를 포함하는, 충진 시트. - 제 1 항에 있어서,
미세구조는 횡축에 실질적으로 평행하게 연장되는, 충진 시트. - 제 1 항에 있어서,
제 1 플루트 각도는 대략 12 내지 22 도인, 충진 시트. - 제 1 항에 있어서,
복수의 플루트는 플루트 높이를 한정하고, 플루트 높이는 대략 1.44 인치인, 충진 시트. - 제 1 항에 있어서,
상기 둥근 마운드 미세구조는 0.05 인치의 높이 및 상기 플루트를 따라 0.11 내지 0.12 인치의 간격을 갖는, 충진 시트. - 실질적으로 반대 방향으로 팩(pack)을 통해 흐르는 가스로 팩을 통해 흐르는 유체를 냉각시키기 위한 교차 주름형 충진 팩 조립체(fill pack assembly)로서, 충진 팩 조립체는 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 복수의 동일한 충진 시트를 포함하고, 상기 복수의 충진 시트는, 인접한 시트가 서로에 대해 180도 배향되고, 인접한 충진 시트의 플루트 리지 상에 위치하는 대응하는 부착 노치(attachment notche)에서 서로 부착되도록 배열되는, 교차 주름형 충진 팩 조립체.
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