KR960004227B1 - 직교류 냉각 시스템 - Google Patents

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KR960004227B1
KR960004227B1 KR1019920013838A KR920013838A KR960004227B1 KR 960004227 B1 KR960004227 B1 KR 960004227B1 KR 1019920013838 A KR1019920013838 A KR 1019920013838A KR 920013838 A KR920013838 A KR 920013838A KR 960004227 B1 KR960004227 B1 KR 960004227B1
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cooling system
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이. 케이트 로버트
에이취. 스미스 윌리엄
엔. 신너 에드워드
케이. 프램 케트린
카프란 브라디미르
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벌티모어 에어코일 캄파니
토마스 씨. 베르그
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Abstract

내용 없음.

Description

직교류 냉각 시스템
제 1 도는 종래의 직교류식, 이중 상부-저수판(basin pan) 냉각탑구조를 예시한 개략도.
제 2 도는 냉각탑용 온수 저수판의 확대도.
제 3 도는 냉각탑 저수판의 유체 흐름 조절밸브를 나타낸 개략도.
제 4 도는 직교류 냉각탑내의 스트레이너 탱크의 내부 사시도.
제 5 도는 제 4 도의 냉각탑조립체의 단면도.
제 6 도는 제 4 도의 스트레이터 탱크의 측단면도.
제 7 도는 스트레이너 탱크 스크린과 압력조절 배플의 사시도
제 8 도는 제 7 도의 배플과 분리판의 사시도.
제 9 도는 스트레이너 탱크용 끝단 덮개의 단면도.
제 10 도는 제 7 도의 10-10선 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 냉각탑조립체
12 : 제 1 냉각탑(first cooling tower-half)
14 : 제 2 냉각탑(second cooling tower-half) 18 : 팬(fan)
21 : 냉각탑 상단부 22 : 저수판(basin pan)
54 : 스트레이너 탱크(strainer tank)
70 : 스크린 72 : 챔버
74 : 유입부 76 : 배출부
86 : 관통공 99 : 분리판
본 발명은 직교류 냉각 시스템에 관한 것이며, 보다 상세히는 스트레이너 탱크 및 스크린을 갖는 냉각탑을 구비한 직교류 냉각 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 직교류 냉각 시스템은 하나 혹은 복수의 공기 주입 통로 및/열전달매체용 챔버를 갖고 중력-낙하 유체가 횡으로 유동하는 공기에 의해 냉각된다.
본 발명의 장치는 펌프를 포함하는 유체 시스템 및 회로를 갖춤으로서 냉각탑의 상단에서 유체에 일정압력을 제공한다.
일정압력이 걸린 유체는 정압 및 동압 성분 모두를 가지며, 저수조(basin)내에 더운 유체를 주입하기 위하여 펌프로부터 냉각탑 상단까지 직접 뻗은 도관 연결로 인해 동압이 상승되고, 정압이 비교적 작게 된다.
동적 성분이 큰 유체의 이동은 난류와 관련되며, 이들 유체는 저수판(basin pans)과 유체 전달매체까지 유체가 배분되는 동안 조절하기가 보다 어려운 것이다.
유체 전달 매체까지 유체유동이 불규칙하게 됨으로써, 유체 전달매체를 통한 유동이 불규칙하게 되고 유체 냉각이 비효율적으로 되는 것이다.
정압(static pressure)와 동압(dynamic pressure) 혹은 속도수두(압력)에 관한 것이 G.V.Shaw 및 A.W.Loomis의 Cameron Hydraulic Data, 12판, Ingersoll-Rand Company, New York, Ny(pp9-13)에 기술되어 있다.
난류를 조절하고, 유체 전달매체내에서 냉각을 위하여 상승된 온도에서 유체 전달을 보다 원활하게 하도록, 유체 회로내에 유동제어 밸브를 설치하여 동압에서 데워진 유체를 받음으로서 난류를 감소시키고 유체 냉각매체로의 전달을 위해 저수판까지 데워진 유체를 보다 원활하고 균일하게 배분하도록 하고 있다.
유동제어 밸브는 Scrivnor에 부여된 미국특허 4,592,878에 예시되어 있는바, 이 유동제어 밸브는 회전 유동제어 밸브 및 분배판과 협력하는 예비분배판을 사용하고 있다.
그러나 대부분의 냉각탑조립체에서와 같이 작동조립체가 원격 혹은 비교적 접근하기 힘든 위치에 있기 때문에 이 조립체를 관찰, 수리 혹은 교체하기 위하여 구조물, 사다리, 통로 및 기타 이에 관련된 구조물을 필요로 하게 되는 것이다.
유동제어 밸브와 구조물 조립체는 원가 상승을 유발하며, 이러한 부품들은 냉각탑 상단에서 유체 압력의 비교적 큰 동압 성분 및 이에 관련된 난류와 불규칙한 유체분배에 관련된 분배문제의 결과로서 필요한 것이다.
유동제어 밸브의 필요성은 2 이상의 분배 저수판에 대하여 유체를 평형시키는 것이 필요할 때 특히 명확한 것이다.
상기 Scrivnor에 부여된 미국특허 4,592,878 및 L.T.Mart에 부여된 미국특허 2,732,190에 예시된 직교류 냉각탑은 수직하향하는 유체를 갖는 냉각탑 매체를 가로질러 수평으로 공기를 흐르게 함으로써 유체(물)의 온도를 낮추는데 사용된다.
유체는 유체 공급원으로부터 냉각탑 상부의 저수용기(basin)로 가서 유체 냉각매체를 지나 아래로 흐르며, 상기에서 유체 냉각매체는 수평판, 성형된 패널(molded panel)이나 기타 매체일 수 있다.
직교류 공기 및 공기 연행 유체(air-entrained fluid)는 표류 제거부(drifteliminator section)을 통해 흐르며, 이 표류 제거부는 냉각탑으로부터 공기 배출전에 대부분의 연행 물입자를 포획한다.
도관연결체로부터 받은 더운 유체는 부숴진 측벽 녹조각이나 기타 입자물을 포함할 수 있다.
이 포함된 입자물은 저수용기내의 관통공을 막히게 하기 때문에 원할한 유체 전달을 위해 이들 물질을 제거하도록 냉각탑 상부의 저수판을 유지관리하는 것이 필요한 것이다.
이와 같이 유체가 저수판으로 전달되기 전에 냉각탑으로 이송된 유체로부터 포함된 입자들을 제거하는 것이 요망된다.
또한 종래의 유동제어 밸브를 사용하지 않으면 조립체의 크기를 줄이고 냉각탑 상부의 밸브를 유지관리할 필요가 없을 뿐만 아니라 사다리 통로 및 기타 지지구조물 등을 사용할 필요가 없는 것이다.
유동-제어 밸브는 일반적으로 직교류 냉각탑 시스텝의 각 저수판 위에 설치되는 것이 필요하고, 냉각탑 상부의 이러한 지점에서는 밸브를 관리, 유지하는 것이 어려운 것이다.
따라서 이같은 밸브를 사용하지 않게 되면 장치의 단가가 낮게 될뿐만 아니라, 이를 유지 관리하는데 필요한 비용도 절감되며, 유체 배분이 잘못되는 동안의 냉각능의 시간지연도 방지할 수 있는 것이다.
본 발명에 의하면 역류 혹은 직교류 냉각탑용 유체 유입 스트레이너 탱크(strainer tank)가 제공된다.
이 스트레이너 탱크는 냉각탑 저부에서 유입하는 따뜻한 유체를 받아서 스크린을 통해 냉각탑으로 전달하도록 조작된다.
유체는 냉각탑 상단으로 펌프에 의해 보내져서 유체 전달매체를 통해 중력 낙하하게 되어 있으나, 이는 비교적 적은 동적의 난류 성분과, 비교적 큰 정적의 층류 성분을 갖는 압력하에 있으며, 이에 따라 저수판에서 제어 밸브없이도 평형을 이룬 유체 제어가 가능하다.
또한, 스트레이너 탱크내에 있는 스크린이 유입 유체내에 존재하는 아주 미세한 혹은 먼지 정도 크기의 입자를 제외한 보다 큰 크기의 연행 물질을 포획하여 분리한다.
이 연행된 입자는 도관의 부식, 큰 녹입자 및 파편 등에 의해 생길 수가 있다.
스트레이너 탱크를 제거하지 않고도 스트레이너 탱크 및 스크린을 주기적으로 유지, 관리하기 위하여 배수용 마개 혹은 소제장치가 제공된다.
다른 실시예에서는 상기 스트레이너 탱크 스크린에는 스트레이너 탱크내의 과부하 혹은 차단상태를 경감시키고, 스트레이너 탱크, 스키린, 상류(上流)배관이나 냉각탑조립체가 기계적으로 손상받는 것을 막기 위해 안전밸브(relief valve)와 같은 장치가 제공된다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도면에 따라 상세히 설명한다.
제 1 도에 도시된 직교류 냉각탑조립체(10)는 알려져 있으며 여러 가지 열교환 및 냉각 조작을 위하여 공기를 데우거나 더운물을 냉각 시키는데 사용되나, 이들은 대부분 폐열을 대기속으로 배출시키는데 주로 사용된다.
제 1 도에 있어서, 냉각탑조립체(10)는 제 1 냉각탑(12)와 제 2 냉각탑(14)을 가지고 있으나, 이들 제 1 냉각탑(12)과 제 2 냉각탑(14)은 구조적으로나 작동상태가 비슷하기 때문에 이하에서는 제 1 냉각탑(12)에 대하여 기술하나, 이는 제 2 냉각탑(14) 혹은 예시된 이중-유동(dual-flow) 냉각탑조립체(10)뿐만 아니라 기타 복합-흐름 냉각탑에도 동일하게 적용된다.
냉각탑조립체(10)은 팬(18)을 갖는 팬데크(deck) 및 카울(cowl)(16)을 가지며, 이는 제 1 및 제 2 냉각탑(12) 및 (14)내의 공간 및 유체 이송매체를 통항 공기흐름을 촉진시킨다.
제 1 도에 도시된 바와 같은 이들 종래 기술의 구조에서는, 주위 대기온도보다 높은 온도에서 따뜻한 냉각 유체(일반적으로 물)가 온수 주입구(20)로 도입된다.
온수 주입구(20)는 제 2 도에서 냉각탑 상단의 저수판(basin pan)(22)상에 위치하며 예를 들어 제 3 도에 도시되고, 미국특허 4,592,878에 개시된 바와 같은 조절밸브조립체(24)를 가질 수 있다.
이 예에 있어서는 냉각탑 상단부(21)에 있는 온수 주입구(20) 및 조절 밸브 조립체(24)로 온수가 제공되며 이는 저수판으로 가서 제 3 도 및 5 도의 유체 전달매체(26)로 분배된다.
유체 전달매체(26)는 널판지, 주름진 패널 혹은 기타 냉각을 위해 공기를 수평으로 유동시키면서 유체를 수직으로 이동시키거나 혹은 임의로 역류 냉각탑에서 기류를 상향으로 수직으로 흐르게 할 수도 있는 이 분야에서 알려진 매체일 수 있다.
냉각탑 저부(32)에 있는 수조(sump)(30)는 제 1 냉각탑(12)으로부터 냉각된 유체를 받아 저장하며, 냉각탑 시스템을 통한 재순환을 위하여 도시되지 않은 펌프 및 도관 조립체를 통해 유체를 대기 혹은 결교환장치로 보내는 배출구(34)를 갖는다.
제 1 도의 종래 기술 구조에서는 온수 주입구(20)에서 전체 유체 압력의 동압(動壓) 성분으로부터의 난류를 최소화하고 더운 유체를 저수판(22)으로 보다 균일하게 분배하여 유체 전달매체(26)로의 보다 균일한 흐름을 위해 각각의 제 1 및 제 2 냉각탑(12), (14)은 각각의 온수 주입구(20) 및 조절밸브 조립체(24)를 필요로 하는 것이다.
제 1 도에 도시된 바와 같이, 냉각탑조립체(10)는 냉각탑 구조물외에 광범위한 구조물을 필요로 하는바, 이 구조물은 사다리(40), 난간(42) 및 통로 등으로써 보수, 유지 및 부품교환시에 사용된다.
제 4 도 및 제 5 도에 있어서, 직교류 냉각탑조립체(50)는 냉각탑 상단부921)에 고온 유체 저수판(22)을 갖고, 냉각탑저부(32)에 배출구(34)와 수조(30)를 갖는 제 1 냉각탑(12)과, 제 2 냉각탑(14)을 갖는다. 유체 전달매체(26)은 루버(louvers)(33) 및 안개 제거기(98)을 갖추고 있으나 사다리(40), 난간(42)이나, 기타 구조물이 필요치 않다.
이 실시예에서는 도관, 펌프 및 열교환 혹은 냉각장치(도시되지 않음)로부터 나온 고온유체가 수조(30)위의 냉각탑 저부(32)에 있는 하나의 온수 주입구(52)와 연결된다.
제 5 도에서, 온수 유입구(52)는 통상 냉각탑 저부(32)에서 냉각탑조립체(50)의 공간내에 설치된 스트레이너 탱크(Strainer tank)(54)에 연결되며, 스트레이너 탱크(54)는 도관(60)와 (62)를 통해 각각 제 1 및 제 2 냉각탑(12)와 (14)의 상단면에 있는 저수판(22)까지 연장된 제 1 출구(56) 및 제 2 출구(58)를 갖는다.
이와 같이하여 고온 유체는 유체 통로내에 유체 조절밸브없이 냉각탑조립체(50)의 저수판(22)에 직접 연결된다.
제 5 도에서, 간극 또는 노즐(27)은 고온 유체를 저수판(22)로부터 제 1 및 제 2 냉각탑(12)와 (14)내의 유체 전달매체(26)로 가게 한다.
냉각탑조립체(50)내의 저수판(22)는 저수판(22)를 전체적으로 덮는 덮개(23)를 가지며, 이 덮개는 공기에 실려온 먼지 입자가 유체에 오염되는 것을 막고 유체가 저수판(22)으로부터 증발되는 것을 방지한다.
스트레이너 탱크(54)는 냉각을 위해 고온유체를 받도록 작동되는 다기능 장치로써, 이 탱크(54)는 소형 저수조 및 분배 매니폴드로써의 기능을 한다.
스트레이너 탱크(54)는 매니폴드와 같은 방법으로 유체를 제 1 및 제 2 냉각탑(12)와 (14)으로 분배할 뿐만아니라 제 6 도의 단면에서 도시된 바와 같이 고온유체를 스키린(70)을 통해 여과시킨다.
제 6 도에는, 스트레이너 탱크(54)의 원형 단면이 도시되어 있다.
상기 탱크(54)는 세로축(78)을 따라 전체적으로 신장되고, 내벽(80)을 경계로 하는 챔버(72)를 가지며, 이 챔버(72)는 전면부 혹은 유입부(74) 스테이너 스크린(70) 및 후면부 혹은 배출부(76)를 갖는다.
온수 유입구(52)는 스트레이너 탱크벽(82)를 통해 신장되어 챔버(72), 특히 유입부(74)로 고온유체를 전달한다.
스크린(70)은 챔버(72)내에서 세로축(78)에 전체적으로 평행하게 설치되고 챔버를 유입부(74)와 배출부(76)로 분리시킨다.
제 6 도의 실시예에서, 밸브(156)는 배출 트랩(140)에 연결되어 유체를 트랩(140) 및 유입부(74)로부터 도관 및 오물 출구(158)로 보낸다.
솔레노이드 작동자(150)은 선(154)에 의해 센서(152)에 연결되고, 아암(157)에 의해 밸브(156)에 연결되어 있다.
센서(152)는 솔레노이드 작동자(150)를 동작시키고 밸브(156)를 개방하기 위한 신호를 제공하게 되어 있다.
펌프(160)는 유체를 스트레이너 탱크(54)를 통해 도관(60)과 (62) 그리고 냉각탑 상단부로 보내도록 가압하여 유체를 온수 유입구(52)로 제공한다.
센서(152)는 선(162)에 의해 펌프(160)에 연결되어 펌프 차단을 나타내는 신호를 검출한다.
바람직한 실시예에서는 펌프(160)가 차단되면 센서(152)에 동작신호를 제공하여 솔레노이드 작동자(150)를 동작시켜 밸브(156)을 개방함으로써 입자들을 배출 트랩(140)으로부터 출구(158)로 씻어내리게 하는 것이 좋다. 또한, 도관(60)과 (62)내의 유체 정압수두는 스크린(70)상의 입자물을 역세척하여 이들 입자들을 배출트랩(140)의 개구부에서 출구로 씻어내리는 역할을 한다.
배출(draining)과 세척(flushing)의 주기는 변화시킬 수 있으며 이는 설계상의 문제이며, 타이머, 수동 혹은 기타 이 분야에서 알려진 방법으로 제공될 수 있다.
제 7 도에서 스크린(70)은 복수의 관통공(86)을 갖고 제 10 도에 나타난 바와 같이 두께가 "X"인 얇은 벽을 갖는 방방형으로 도시되어 있다.
스크린(70)은 저지구(94)와 (96) 사이의 하부요홈(90)과 저지구(98)(100) 사이의 상부요홈(92)내에 설치되고, 저지구(94)(96)(98)(100)은 내벽(80)상에 설치된다.
제 6 도에 도시된 바와 같이, 가로축(79)을 갖는 스크린(70)은 챔버내에서 세로축으로부터 각 'A'와 같이 각회전하여 각각 유입부와 배출부(74) 및 (76)을 분리한다.
이 위치에서, 온수 주입구(52)에서 도입된 주입액과 포함된 입자들은 제 5 도에 도시된 바와 같이 챔버의 유입부(74) 및 배출부(76) 부위를 통해 제 1 출구(56)와 제 2 출구(58) 및 도관(60)(62)으로 각각 통과해야 한다.
유체관 혹은 배관 조립체, 밸브 및 펌프를 통과하는 온수 혹은 냉각유체는 도관벽으로부터 나오는 녹, 기포 혹은 부스러기 등과 같은 큰 입자에 접촉되어 이를 포함할 수 있다.
이들 물질은 제 1 및 제 2 냉각탑(12),(14), 노즐(27) 저수판(22) 혹은 연결관내를 흐르는 유체의 흐름을 막거나 방해할 우려가 있는 것이다.
따라서 이를 포함한 물질이 제 1 및 제 2 냉각탑(12),(14) 및 저수판(22)에 도달하기 전에 유체로부터 이들 물질을 포착하여 제거하는 것이 좋은 것이다.
제 4 도에 있어서, 스트레이너 탱크(54)는 그 양끝단(112) 및 (114)을 덛고 있는 평면끝판(110)을 가지며, 이 끝판(110)은 스크린(70)의 제 1 및 제 2 끝단(116), (118)(제 7 도 참조)에 근접되게 위치하여 상기 제 1 및 제 2 끝단(116), (118)과 끝판(110)을 덮고 있는 내벽면 사이로 유체가 흐르지 않게 되어 있다.
끝판(110)을 스크린(70)에 직접 고정시키는 것과 같은 다른 구성도 가능하다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 스트레이너 탱크(54)와 스크린(70)은 제 7 도에 도시된 바와 같은 압력 조절 시스템을 포함할 수 있다.
제 9 도의 예시에 있어서, 탱크 끝판(110)은 내벽면(120)에 곡을 반경 'R'인 호형(弧形) 내면(122)을 갖는다.
응력을 효율적으로 분산시키기 위하여는 끝판이 호형인 것이 가장 좋으나 사각형형 탱크에서는 끝판과 배플(baffles)이 사각형일 수 있으며, 기타 다른 형태도 사용될 수 있다.
스크린(70)의 두께 'X'와 거의 같은 두께를 갖는 호형면(弧形面)(132)과, 현모서리(chordal edge)(133)을 갖는 배플(130)은 폭이 'W'인 분리판(99)에 의해 스크린 끝단(116), (118)에 체결되며, 상기 분리판(99)는 유리섬유 강화 폴리에스테르(FRP), 아크릴 혹은 기타 약한 플라스틱으로 되어 있으며 볼트(101)로써 배플(130)과 스크린(70)에 고정된다.(제 7 도 및 8 도 참조)
배플(130)은 관통공(86)이 직경 'd'와 같거나 적은 거리인 's'만큼 스크린 끝단(116), (118)에서 떨어져 있어 정상 동작 및 유체 흐름 동안 외부 유체 및 포획된 입자가 이를 통해 흐르지 못하게 되어 있다.
배플(130)은 끝판 호형면(132)와 맞추기 위하여 곡율반경이 약 'R'인 반달형상을 갖고 있다.
유입부(74)내의 스크린(70)에 포획된 물질이 과도하던지 하여 챔버(72)내에 유압이 상승하면, 배플(130)이 분리판(99)에서 굽어지거나, 편향되거나, 파쇄되어 유체가 스크린의 제 1 및 제 2 끝단(116)이나 (118)을 지날 수 있게 되어 스트레이너 탱크(54)내에서 유입부(74)와 배출부(76) 사이에 유체 전달이 되게 한다.
이와 같이하여 높아진 유압이 경감됨으로써 스트레이너 탱크(54)가 파괴도던지 혹은 냉각탑조립체(10)나 기타 성분들에 대한 피해를 입지 않게 할 수 있는 것이다.
배플(130)을 파쇄하거나 개방하여 챔버(72)내에 축적된 압력을 경감시키나, 파쇄된 배플(130)의 보수는 끝판(110)을 제거한 후 배플(130)과 분리판을 끝판 호형면(132)에 맞도록 하여 스크린(70)을 교체하면 된다.
스트레이너 탱크(54)내의 과도한 유압을 방지하기 위해 압력 조절 배플(130)을 사용하나, 간단한 역세척 기술로써 배수 및 분진 트랩(140)에 연결된 분진 출구를 통해 포획된 입자를 제거하도록 제 7 도에서의 배출출구를 이용하여 스크린(70)을 깨끗이 할 수 있다.
이와 같이 스트레이너 탱크(54)를 분해하지 않고 유압부(74)와 스크린(70)을 규칙적으로 유지 및 세척하는 것이 바람직하다.
실제 작동에 있어서, 스트레이너 탱크(54)는 온수 유입구(52)을 통해 냉각될 고온유체를 냉각탑조립체(50)내에 받는다.
이 유체는 챔버(72)의 유압부(74)로 가서 필터 스크린(70)을 통해 여과된 후 챔버 배출부(76)로 이송된다.
유체관내에서 펌프로부터의 유체 압력은 고온 유체를 도관(60), (62) 및 챔버 배출부로 열린 출구를 통해 냉각탑 상단부(21)로 이송시키는 전체 유체 압력을 형성한다.
냉각탑 저부(32)의 스트레이너 탱크(54)와 냉각탑 상단부(21) 상이의 높이차이는 전체 유체 압력에 큰 정압 성분을 제공하고, 도관(60)과 (62)에 대한 분배는 이들이 동일한 제한값을 갖고 도관(60)과 (62)에서의 전체 압력이 같으므로 대등하게 된다.
따라서, 저수판(22)에서의 난류 및 일정하지 않는 유체 분배는 무시하여도 되며, 이 때문에 저수판(22)과 노즐(27)에 대한 유체 분배를 조절하기 위하여 조절밸브 조립체(24)와 같은 유체 조절밸브를 필요로 하지 않는 것이다.
스트레이너 탱크 및 이에 관련한 작은 동압 수두에 비하여 큰 정압 수두 성분을 갖춤으로서 저수판(22)내의 유체흐름이 비교적 원활하기 때문에 노즐(27) 및 유체 전달매체(26)로 유체가 원활하게 흐르도록 하기 위하여 저수판(22)내의 유체 분배를 조절하는 유체 조절밸브 조립체(24)가 필요없는 것이다.
이와 같이 고온유체를 냉각시키는 유체 전달매체(26)의 효율이 제어밸브를 설치하지 않아도 유지될 뿐만 아니라 이같은 밸브를 유지 보수할 필요도 없는 것이다.
또한, 쉽게 접근하여 유지, 보수할 수 있는 위치인 냉각탑 저부에 스트레이너 탱크(54)와 같은 작동 및 제어장치를 설치함으로써 사다리, 난간 및 통로와 같은 부수 설비가 필요없게 되는 것이다.
스크린(70)은 스크린 관통공의 크기 'd'보다 큰 물질을 포착하는데 사용된다.
이들 포착된 연행(漣行)물질로는 강관측벽에서 떨어져 나온 녹입자나 파편 등을 들 수 있다.
스트레이너 탱크(54)내에서 이들을 포착함으로써 이들 물질이 저수판(22) 및/혹은 노즐(27)내에 침착될 우려를 예방하고, 이로부터 저수판(22)이나 유체 전달매체(26)내에서 유체가 균일하게 배분되게 할 수 있는 것이다.
챔버 유입부(74)내에서 포착된 입자물질은 손으로 혹은 역세척(backflushing)하여, 스트레이너 탱크 벽(82)의 저부에 위치한 배출트랩(140)을 통해 배출시켜 제거할 수가 있다.
압력조절 혹은 배플 구성을 이용한 다른 실시예에서는, 배플(130)은 유입부(74)내의 압력이 높아지면 분리판(99) 주위를 회전하도록 하게 할 수 있다.
양단내면(122)과 배플(130)의 곡율반경은 'R'로 거의 같으며, 이 2개의 굴곡면은 서로서로 정상 작동조건하에서 유체흐름에 대한 장벽을 제공한다.
그러나 스크린 관통공(86)의 칫수와 같거나 적은 거리 'S'만큼 면(133)과 스크린 제 1 및 제 2 모서리(116), (118)을 분리하는 분리판(99)는 두께 및 폭이 'W'로 설계되어 정해진 압력에서 파쇄되게 되어 있다.
그리하여 배플(130)이 분리판(99) 주위를 회전하여 유체가 스크린의 제 1 및 제 2 모서리(116)(118)로 흐를 수 있게 되어 압력을 감소시킨다.
챔버(72)내의 압력을 감소시킴으로써 스트레이너 탱크(54)의 파쇄를 비롯하여 유체 회로내의 어떠한 부품도 결정적인 손상을 입지 않으며, 상기 스트레이너 탱크(54)는 고밀도 폴리에틸렌, 폴리비닐 클로라이드 혹은 이들의 결합이나 기타 열가소성 혹은 열경화성 중합체 일 수 있다.
과부하 조건후의 스크린(70)의 수리는 통상 플렌지(111)에 볼트로 결합된 끝판(110)을 제거함으로써 쉽게 수행된다.
이와 같이하여 배플(130)을 갖는 스크린(70)을 교체하고 이어서 끝판(110)을 설치하는 것은 불안정한 위치에서 수리하지 않아도 쉽게 수행될 수 있는 것이다.
이는 또한 냉각 시스템의 많은 부품들을 교체하는데 사용되는 비용을 절감할 수 있는 것이다.
또한, 대부분의 정기 점검, 즉 스크린(70)과 스트레이너 탱크(54)의 세척은 냉각탑 저부(32)에서 수행되기 때문에 높은 위치에서 할 필요가 없으며, 이에 따른 위험성도 없을 뿐아니라 작동 및 관리비의 절감도 도모할 수 있는 것이다.
스트레이너 탱크(54)내의 스크린(70)의 배열은 침적된 물질을 떼어내기 위한 스크린(70)의 자동 역세척(automatic back-flushing)을 가능하게 한다.
펌프가 가동되지 않을 때, 냉각제 유체의 압력이 낮아져서 도관(60)과 (62)내의 흐름을 거꾸로 하게 함으로서 스크린(70)상의 입자들이 응력에 의해 배출구와 이에 연결된 트랩(140)으로 떨어지게 한다.
이 분야에서 알려진 것과 같은 장치는 매일, 매시간 혹은 정해진 시간에 따라, 각 펌프가 작동되지 않을 때 시간-지연 밸브가 열려 자동적으로 배출 트랩(140)을 세척함으로써, 배출 트랩(140)내에 입자가 쌓이는 것을 방지한다.
상기한 바와 따라, 이 분야에서 숙련된 자는 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 그 변형이 가능한 것이다.

Claims (23)

  1. 유체의 온도를 제 1 온도에서 보다 저온의 제 2 온도로 낮추고, 유체 수조(sump)(30) 최소하나의 공기 유입통로, 열 및 물질전달 매체를 위한 최소 하나의 챔버(chamber)(72)를 갖추며, 상기 챔버(72)는 유체이송 수단을 갖고, 상단부(21), 저부(32)와, 상기 상단부(21)에 있는 유체 저수판(32) 및, 상기 유체수조(30)에 있는 배출구(34)를 갖는, 직교류 냉각 시스템에 있어서, 통상적으로 상기 저부(32)에 위치하고 제 1 온도의 상기 유체를 받는 온수 유입구(52) ; 세로축(78)을 갖고 포위체(enclosure)를 이루는 탱크벽(82), 유입구(52) 및 최소 하나의 출구(56)(58)를 갖추며, 상기 유입구(52)는 상기 제 1 온도의 유체를 상기 포위체로 전달하는 스트레이너 탱크(54) : 제 1 온도의 유체를 상기 포위체로부터 상기 유체저수판(232)으로 보내기 위하여 상기 스트레이너 탱크(54)의 출구(56)(58)와, 상기 유체저수판(22)에 연결된 도관수단(60)(62) ; 상기 스트레이너 탱크(54)내에 있는 일정크기이상의 연행(蓮行)입자를 상기 유체로부터 걸러내기 위하여 온수 유입구(52)와 제 1 및 제 2 출구(56)(58) 사이에 상기 세로축(78)에 전체적으로 평행하게 상기 포위체내에 설치되어, 제 1 및 제 2 냉각탑(12)(14)저부에서 가동되며, 냉각탑 저부에서의 전체 유압에 비하여 큰 정적성분을 제공하고, 모든 출구(56)(58)에 대하여 유체 흐름을 동일하게 하며, 전체 압력중 동적 성분을 감소시키고, 또한, 평형 밸브와는 별도로 상기 포위체에서 상기 동적 성분과 관련된 난류를 감소시키는, 복수의 관통공(86)을 갖는 스트레이너 스크린(70) ;을 포함함을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스트레이너 탱크(54)는 상기 유입구(52)가 상기 세로축(78)에 거의 수직방향으로 교차하는 원통형임을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 스트레이너 스크린(70)은 상기 스트레이너 탱크(54)의 세로축(78)에 대체적으로 평행하며, 스트레이너 탱크(54)에 결합하여 유체 유입부(74)와 유체 배출부(76)를 형성함을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
  4. 제 1 항에 있서서, 상기 스트레이너 탱크(55)는 고밀도 폴리에틸렌임을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 스트레이너 탱크(54)는 유입부(74)에 배출트랩(Trap)(140) 및, 오물출구(158)를 갖고, 상기 트랩(140) 및 오물출구(158)는 상기 스크린(70)에 의해 포획된 연행입자들을 배출하기 위해 상기 유입부(74)에 개방되게 작동됨을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 열 몇 유체 전달매체(26)를 위해 공간을 갖는 제 1 냉각탑(12)과, 열 및 유체 전달 매체(26)를 위해 공간을 갖는 제 2 냉각탑(14), 상기 제 1 및 제 2 냉각탑(12)(14) 각각에 대한 제 1 상부 유체 저수판(22) 및 제 2 상부 유체 저수판(22)을 포함하며, 상기 스트레이너 탱크(54)는 제 1 출구(56)와 제 2 출구 (58), 상기 제 1 출구(56)와 제 2 출구(58) 및 상기 제 1 및 제 2 냉각판(12)(14)의 저수판(22)의 사이에 각각 연결된 제 1 도관(60) 및 제 2 도관(62)을 가짐으로써, 상기 제 1 온도의 유체를 상기 스트레이너 탱크(54)로부터 상기 상부 유체 저수판(22)으로 보냄을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 스트레이너 탱크(54)는 세로축(78), 유입구(52), 최소하나의 출구(56)(58), 제 1 끝단(112) 및 제 2 끝단(114)으로 포위체(enclosure)를 이루고, 상기 제 1 및 제 2 끝단(112)(114)이 개방된 탱크벽(82) ; 상기 포위체를 밀폐시키기 위해 상기 탱크벽(82) 개방 끝단(112)(114)에 재치 가능하고, 상기 최소하나의 개방하우징 끝단(112)(114)에 있는 최소 하나의 끝판(110) ; 및 복수의 관통공(86)과 을 갖고, 상기 유입구(52)와 출구(56)(58) 사이에서 상기 포위체내에 설치가능하고, 상기 탱크벽(82)과 협력하여 상기 포위체내에 유체 유입부(74)와 유체 배출부(76)를 이루며, 상기 챔버(72)와 상기 관통공(86)을 통과하는 유체내에 연행하는 입자들을 포획하는 스테리에너 스크린(70) ; 을 포함함을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 탱크벽(82)은 원통형임을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 탱크벽(82)은 내벽(80), 및 상기 내벽(80)상에 설치되고 상기 포위체내에 요홈(90)(92)을 제공하는 수단을 갖고, 상기 스트레이너 스크린(70)은 상기 유입구(52)와 배출구(56)(58) 사이에서 상기 요홈(90)(92)내에 위치하여 지지되며, 상기 포위체를 통과하는 유체내의 연행 입자를 포획함을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 나아가 상기 스트레이너 탱그(54)내에 정해진 크기 이상의 유체 압력을 감소시키는 수단을 포함함을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 압력감소수단은 상기 포위체와 통하는 내면(122)을 갖고, 내면(112)의 최소하나가 제 1 곡율반경을 갖고 상기 포위체로부터 외측으로 곡면을 이루는 상기 각각의 끝판(110) ; 제 1면, 제 2 면, 제 1 모서리(18) 및 제 2 모서리(118)을 갖고, 상기 제 1 및 제 2 모서리(116)(118)는 상기 탱크벽(82)의 끝단(112)(114)과 상기 최소 하나의 끝판(110)의 내면(122)에 근접하고 있는 상기 스트레이너 스트린(70) ; 곡선을 이룬 호형면(132)와 현모서리(133)를 갖고, 상기 호형면(132)이 상기 제 1 곡율반경과 동심인 제 2 곡율반경을 갖는 최소하나의 반-타원형 분리배풀(breakaway baffle)(130) ; 및 상기 현모서리(133)에서 상기 배플(130)을 상기 인접한 스크린(70)의 제 1 및 제 2 모서리(116)(118)중 하나에 연결시키고, 상기 스크린(70)의 제 1 면 및 제 2 면상에서 정해진 유체 압력이 걸릴 때 파쇄되게 작동함으로써, 상기 끝판(110)의 상기 배플(130)이 회전되어 유체가 상기 스크린(70)을 통과하게 됨으로서 상기 유체 압력을 감소시키는 체결수단 ; 을 포함함을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 스트레이너 스크린(70)은 간격폭과 함께 정해진 개구크기를 갖는 복수의 관통공(86)을 이루며 ; 상기 배플(130)의 현모서리(133)는 상기 관통공(86)의 개구크기 직경(d)과 같거나 적은 거리(s)만큼 상기 스크린(70)의 제 1 혹은 제 2 모서리(116)(118)로부터 떨어져 있으며 ; 또한 상기 배플(130)의 호형면(132)은 상기 직경(d)과 같거나 적은 거리만큼 상기 끝판(110)의 외향으로 굴곡진 내면(122)으로부터 떨어져 있음을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 체결수단은 상기 스크린(70)의 제 1 및 제 2 모서리(116)(118)와, 상기 배플(130)의 현모서리(133) 사이에서 신장하는 최소하나의 분리판(99)이며, 상기 분리판(99)은 상기 스트레이너-탱크(54)의 유체 유입부(74)내의 정해진 유체 압력에서 파쇄작동함을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 스트레이너 탱크(54)는 유체 포위체, 상기 유체 포위체를 위한 최소하나의 제거가능한 끝판(110)을 갖고, 상기 끝판(110)은 제 1 곡율반경을 갖는 호형내면(122)을 갖추며, 상기 스트레이너 탱크(54)는 제 2 곡율반경을 갖는 호형면(132)와 현모서리(133)를 갖고, 상기 제 2 곡율반경이 상기 제 1 곡율반경과 거의 동일하여 상기 호형면(132)이 상기 끝판(110)의 내면(122)에 근접하게 배플(baffle)(130) ; 최소하나의 모서리(116)(118)를 갖는 스크린(70) ; 상기 현모서리(133)와 상기 스크린(70)의 모서리(116)(118) 사이에서 신장하는 체결수단 ; 을 갖는 압력감소 기구를 포함하고, 상기 스크린(70)은 복수의 관통공(86)을 갖고 상기 스트레이너 탱크(54)내에 위치하며, 상기 체결수단은 상기 탱크(54)내의 정해진 유체 압력에서 이탈되게 작동함으로써 상기 배플(130)이 회전하여 상기 스크린(70)의 모서리(116)(118) 및 끝판(110)의 내면(122)을 통해 유체가 통과하게 되어 상기 정해진 유체 압력을 감소시킴을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 압력감소기구는, 제 1 곡율반경을 각각 갖는 굴곡진 내면(122)을 형성한 제 1 및 제 2 끝판(110) ; 외측 호형면(132) 및 현모서리(133)를 갖추고, 상기 호형면(132)은 제 1 곡율반경과 거의 같은 제 2 곡율반경을 가짐으로써 상기 끝판(110)의 내면(122)에 근접 배치되는 제 1 및 제 2 배플(130) ; 제 1 모서리(116)와 제 2 모서리(118)를 갖고 상기 스트레이너 탱크(54)에서 분리가능하게 작동되는 상기 스트레이너 탱크(54)내의 스크린(70) ; 상기 스크린(70)의 제 1 및 제 2 모서리(116)(118)와 상기 제1 및 제 2 배플(130)의 현모서리(133)를 체결하는 수단을 포함하고, 상기 체결수단은 상기 스트레이너 탱크(54)내의 정해진 유체 압력에서 이탈되게 작동함으로써 상기 배플(130)중 최소 하나가 회전되게 하여 상기 스크린(70)의 모서리(116)(118)중 최소 하나와 끝판(110)의 내면(122)을 통해 유체가 통과할 수 있게 하여 상기 정해진 유체 압력이상인 경우, 상기 포위체내의 유체 압력을 감소시킴을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 스크린(70)의 제 1 및 제 2 모서리(116)(118)와 상기 배플(130)의 홈모서리(133)는 상기 직경(d)과 같거나 적은 거리(s)만큼 떨어져 있음을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 체결수단은 정해진 파쇄강도를 갖는 최소하나의 분리판(99)임을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 분리판(99)은 유리섬유 강화 폴리에스테리(FRT)임을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
  19. 제 1 온도의 유체를 보다 낮은 제 2 온도로 감소시키는 직교류 냉각 시스템에 있어서, 유체수조(30), 최소하나의 공기 유입통로, 최소하나의 열 및 유체 전달매체(26)를 갖는 챔버, 상단부(21), 저부(32), 상기 상단부(21)에 있는 최소 하나의 유체 저수판(22) 및, 매니폴드를 갖는 제 1 및 제 2 냉각탑(12)(14), 스크린 수단(70) 및, 스트레이너 탱크(54)와, 상기 유체 저수판(22)과 스트레이너 탱크(54) 사이에서 상기 유체를 유도하는 도관(60)(62)수단을 갖추며, 상기 스트레이너 탱크(54)는 상기 제 1 및 제 2 냉각탑(12)(14)의 저부(32)에 설치되어 제 1 온도의 유체를 받고, 상기 유체를 통과시키고, 그리고 동압성분보다 큰 정압성분을 갖는 스트레이너 탱크(54)의 유체 압력으로 상기 유체와 같은 체적을 상기 도관(60)(62)수단과 상기 상단부(21)로 보냄으로써 상기 제 1 및 제 2 냉각탑(21)(14)의 상단부(21)에서 유체를 균일하게 배분함을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
  20. 제 5 항에 있어서, 배출관(142) ; 상기 배출트램(140)을 상기 오물 출구(158)에 연결하는 연결수단 ; 및, 상기 배출트랩(140)에 연결되어 상기 포획된 입자들을 배출하도록 상기 오물출구(158)에 대하여 상기 트랩(140)과 유입부(74) 사이를 개방하도록 작동되는 밸브(156)를 포함함을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 밸브(156)에 연결되어 밸브(156)를 가동시키고 상기 트랩(140)과 상기 오물출구(158) 사이를 개방하게 하는 솔레노이드 작동자(150)를 포함을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 유체를 상기 탱크(54)로 보내도록 상기 유입구(52)와 스트레이너 탱크(54)에 연결된 펌프(160) ; 상기 펌프(160)의 차단을 검출하는 검출수단인 센서(152) ; 상기 밸브(156)에 연결된 솔레노이드 작동자(150) ; 및 상기 센서(152)와 솔레노이드 작동자(150)을 연결하는 선(162) ; 을 포함하고, 상기 솔레노이드 작동자(150)는 상기 검출신호에 감응하여 작동되며 밸브(156)를 개방하여 상기 트랩(140) 및 유입부(74)를 상기 오물출구(158)에 연결시켜 상기 입자들을 배출함을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 냉각탑 구조물 상단에서 흐르는 상기 도관(60)(62)내의 유체는 상기 펌프(160) 차단시 상기 스트레이너 탱크(54)내에 압력수두를 제공하고 ; 상기 압력수두는 상기 스크린(70)을 역세척하도록 작동하여 상기 밸브(156) 및 트랩(140) 개방시 상기 스크린(70)에 의해 포획된 입자들을 씻어냄을 특징으로 하는 직교류 냉각 시스템.
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