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KR20180104254A - 백연 발생 저감 쿨링 타워 - Google Patents

백연 발생 저감 쿨링 타워 Download PDF

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Publication number
KR20180104254A
KR20180104254A KR1020170030802A KR20170030802A KR20180104254A KR 20180104254 A KR20180104254 A KR 20180104254A KR 1020170030802 A KR1020170030802 A KR 1020170030802A KR 20170030802 A KR20170030802 A KR 20170030802A KR 20180104254 A KR20180104254 A KR 20180104254A
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KR
South Korea
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air
filter
unit
filter module
housing
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Application number
KR1020170030802A
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Inventor
주상현
이수형
Original Assignee
경기대학교 산학협력단
(주)와이엠테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경기대학교 산학협력단, (주)와이엠테크 filed Critical 경기대학교 산학협력단
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Publication of KR20180104254A publication Critical patent/KR20180104254A/ko
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Abstract

본 발명은 내부가 중공인 통 형상으로 형성되며, 외부 공기가 유입되는 공기 유입구와 배출 공기가 배출되는 공기 배출구를 구비하는 하우징과, 상기 하우징의 내부에서 상기 공기 유입구의 상부에 위치되며, 사용된 냉각수를 상기 하우징의 내부로 분사하는 노즐 유닛과, 상기 하우징의 공기 배출구에 결합되는 배출관을 포함하며, 상기 하우징 내부의 공기를 상기 하우징의 상부로 배출하는 배출 유닛 및 상기 하우징의 상부에서 상기 배출관의 상부와 측부를 감싸도록 위치하며, 상기 배출 유닛으로부터 배출되는 포화 공기에 포함되어 있는 수증기 미스트를 포집하는 단위 필터 모듈을 적어도 1 개를 포함하는 수증기 필터 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

백연 발생 저감 쿨링 타워{Cooling Tower Reducing Generation of White Plume}
본 발명은 백연 발생 저감 쿨링 타워에 관한 것이다.
기존의 쿨링 타워는 개방형으로 형성되며, 개방된 하우징의 내부로 사용된 냉각수를 분사하고 외부 공기를 유입시켜 냉각수를 냉각시키는 방식을 사용하고 있다. 보다 구체적으로는 쿨링 타워는 사용된 냉각수를 하우징의 내부 공간으로 분사하고 외부 공기를 유입시켜 냉각수와 접촉시켜 냉각수를 냉각시키며, 수증기를 포함하는 배출 공기를 다시 외부로 배출한다. 따라서, 상기 쿨링 타워는 수증기를 포함하는 포화 공기를 가열하여 외부로 배출하게 되므로, 배출되는 배출 공기가 상대적으로 낮은 온도의 차가운 외부 공기와 만나면서 수증기가 응결되어 백연을 발생시킨다. 상기 백연은 수증기외에 유해 물질을 포함하고 있지 않으나, 외관상으로는 유해한 것으로 인식될 수 있어 주위 환경 및 주거지 환경에 영향을 미치게 된다. 최근에는 백연을 제거하기 위하여 배출 공기를 냉각시켜 외부로 배출 시키는 방법등이 검토하고 있으나, 효과적이지 못한 것으로 평가되고 있다. 따라서, 상기 백연을 제거하기 위한 기술 개발이 필요한 실정이다.
최근에, 쿨링 타워의 외부로 배출되는 배출 공기의 온도를 더 높이기 위한 가열 수단이나 배출 공기에 포함되어 있는 수증기를 포집하기 위한 필터링 수단을 쿨링 타워의 내부에 설치하여 백연을 감소시키고자 하는 시도가 진행되고 있다. 그러나, 상기 쿨링 타워의 내부에 가열 수단이나 필터링 수단을 설치하는 경우에 수증기를 포함하는 공기가 원활하게 배출되지 못하는 측면이 있다. 특히, 쿨링 타워 내부에 차압이 발생하므로 냉각 팬의 용량을 증가시키거나 내부 용적을 증가시켜야 하는 측면이 있다.
본 발명의 목적은 쿨링 타워의 내부에 차압이 유발되지 않도록 백연 발생의 원인이 되는 수증기 미스트를 효과적으로 포집할 수 있는 백연 발생 저감 쿨링 타워를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 백연 발생 저감 쿨링 타워는 내부가 중공인 통 형상으로 형성되며, 외부 공기가 유입되는 공기 유입구와 배출 공기가 배출되는 공기 배출구를 구비하는 하우징과, 상기 하우징의 내부에서 상기 공기 유입구의 상부에 위치되며, 사용된 냉각수를 상기 하우징의 내부로 분사하는 노즐 유닛과, 상기 하우징의 공기 배출구에 결합되는 배출관을 포함하며, 상기 하우징 내부의 공기를 상기 하우징의 상부로 배출하는 배출 유닛 및 상기 하우징의 상부에서 상기 배출관의 상부와 측부를 감싸도록 위치하며, 상기 배출 유닛으로부터 배출되는 포화 공기에 포함되어 있는 수증기 미스트를 포집하는 단위 필터 모듈을 적어도 1 개를 포함하는 수증기 필터 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 단위 필터 모듈은 서로 이격되는 수증기 필터 및 상기 수증기 필터 사이에 위치하여 일측의 상기 수증기 필터를 통과하는 포화 공기를 냉각 또는 가열하는 온도 조절 수단을 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 온도 조절 수단은 내부가 중공인 금속관이 서로 이격되면서 지그재그 형상으로 연장되어 판상 형상을 이루도록 형성되며, 내부에 냉각수, 냉매, 냉각된 공기, 온수 또는 가열된 공기가 흐르는 에바 및 상기 에바의 외측을 감싸도록 지지하는 지지 프레임을 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 온도 조절 수단은 링 형상으로 형성되며, 서로 인접하는 수증기 필터 사이에 위치하여 상기 수증기 필터 사이에 공기 분사 공간을 형성하는 온도 조절 프레임 및 상기 온도 조절 프레임의 일측변에서 상기 공기 분사 공간으로 관통되어 상기 공기 분사 공간으로 공기를 분사하는 공기 분사관을 포함하여 형성될 수 있다. 이때, 상기 공기 분사관은 하나의 관으로 형성되는 메인 공급관 및 복수 개로 형성되고 일측이 모두 메인 공급관에 연결되며, 타측이 상기 온도 조절 프레임의 일측변에 서로 이격되어 연결되는 분기관을 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 공기 분사관은 하나의 관으로 형성되는 메인 공급관 및 일측이 메인 공급관에 연결되며, 일측에서 타측으로 갈수록 폭이 증가되어 타측이 상기 온도 조절 프레임의 일측변을 관통하여 상기 공기 분사 공간에 연결될 수 있다.
또한, 상기 수증기 필터 유닛은 적어도 1 개의 상기 단위 필터 모듈을 포함하고, 상기 배출관의 상부에 이격되어 상부 필터 모듈 및 적어도 1 개의 상기 단위 필터 모듈을 포함하고, 상기 배출과의 측부에 이격되어 위치하는 측부 필터 모듈을 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부 필터 모듈은 전체 면적이 상기 배출관의 상단부 면적보다 큰 면적이 되도록 복수 개의 상기 단위 필터 모듈이 판상으로 조립되어 형성되며, 상기 측부 필터 모듈은 상기 배출관을 형성하는 측벽의 개수에 대응되는 개수로 형성되며, 각각 상기 배출관의 측벽의 면적보다 큰 면적이 되도록 복수 개의 상기 단위 필터 모듈이 판상으로 조립되어 상기 배출관의 각 측벽과 평행하도록 수직 방향으로 위치하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부 필터 모듈은 상기 단위 필터 모듈이 수직 방향으로 이격되면서 적어도 2 층으로 적층되어 형성되며, 상기 측부 필터 모듈은 상기 단위 필터 모듈이 수평 방향으로 이격되면서 적어도 2 층으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부 필터 모듈의 상부에 위치하여 상기 상부 필터 모듈의 상부로 바람을 공급하는 적어도 1개의 송풍 수단을 구비하는 상부 송풍 모듈 및 상기 기 측부 필터 모듈의 외측에 위치하여 바람을 공급하는 적어도 1 개의 상기 송풍 수단을 구비하는 측부 송풍 모듈을 더 포함하여 형성될 수 있다. 이때, 상기 송풍 수단은 송풍 팬 또는 에어 노즐로 형성될 수 있다.
또한, 상기 수증기 필터는 외면에서 내부로 연결되는 다수의 기공을 포함하는 기본 구조체 및 상기 기본 구조체의 표면에 코팅되는 표면층을 구비하며, 상기 표면층은 CF(탄화불소)기 또는 CH(탄화수소)기를 포함하는 하기의 구조식(1)으로 표시되는 실란계 화합물을 포함할 수 있다.
구조식(1)
Figure pat00001
또는
Figure pat00002
(여기서, n은 4 ~ 25이다.)
또한, 상기 표면층은 CF(탄화불소)기 또는 CH(탄화수소)기를 포함하는 하기의 구조식(2)으로 표시되는 인산계 화합물을 포함하여 형성될 수 있다.
구조식(2)
Figure pat00003
혹은
Figure pat00004
또한, 상기 표면층은 HDF-S, OD-PA 또는 HDF-PA로 형성될 수 있다.
또한, 상기 기본 구조체는 니켈, 알루미늄, 스테인레스 스틸, 모넬, 인코넬, 텅스텐, 은 티타늄, 몰리브덴, 듀플렉스, 구리, 철, 폴리에스테르, 나일론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 화이버 글라스로 형성될 수 있다.
또한, 상기 기본 구조체는 5㎛ ~ 1000㎛의 기공 크기를 가지도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 기본 구조체는 2차원 메쉬 형상 또는 2차원 그물망 형상, 상기 2차원 메쉬 형상이 적층되어 형성되는 3차원 메쉬 형상, 3차원 다공성 폼 형상, 3차원 망상 구조 또는 3차원 네트워크 구조로 형성되는 3차원 구조체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 수증기 필터는 상기 기본 구조체와 상기 표면층의 사이에 형성되는 계면층을 더 포함하여 형성될 수 있다. 이때, 상기 계면층은 그래핀, 그래핀옥사이드, 금속 산화물 또는 이들의 혼합물로 형성될 수 있다. 또한, 상기 계면층은 플라즈마 처리 또는 UVO 처리를 통하여 수산화기(-OH) 또는 카르복시기(-COOH)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 계면층은 금속 산화물 또는 이들의 혼합물로 형성되며, 상기 계면층은 표면에 금속기(-M)가 형성되어 상기 표면층과 자기결합될 수 있다. 또한, 상기 금속 산화물은 TixOy, FexOy , AlxOy, SixOy, SnxOy, ZnxOy, InxOy, CexOy 및 ZrxOy로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 금속산화물일 수 있다.
또한, 상기 수증기 필터는 외면에서 내부로 연결되는 다수의 기공을 포함하는 기본 구조체를 포함하며, 상기 기본 구조체는 소수성 물질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 수증기 필터는 외면에서 내부로 연결되는 다수의 기공을 포함하는 기본 구조체 및 상기 기본 구조체의 표면에 코팅되는 표면층을 구비하며, 상기 표면층은 소수성 물질로 형성될 수 있다. 이때, 상기 소수성 물질은 그래핀 또는 실리콘을 포함하는 반도체 물질, 테프론과 폴리에스터 및 폴리스티렌을 포함하는 유기 물질, 실리카를 포함하는 금속 산화물을 포함하는 세라믹에서 선택되는 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 백연 발생 저감 쿨링 타워는 외부로 배출되는 배출 공기에 포함되어 있는 수증기 미스트를 효과적으로 포집하여 대기중으로 배출되는 배출 공기에 의하여 백연이 발생되는 것을 감소시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 백연 발생 저감 쿨링 타워는 외부로 배출되는 배출 공기에 추가로 바람을 공급하여 백연을 분산시킴으로써 멀리 떨어진 거리에서 백연이 관찰되지 않도록 하는 효과가 있다.
본 발명의 백연 발생 저감 쿨링 타워는 대기중으로 배출되는 배출 공기에 포함되어 수증기 미스트를 회수하여 재사용하도록 함으로써 쿨링 타워의 물 소비량 또는 보충량을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 백연 발생 저감 쿨링 타워의 개략적인 수직단면도이다.
도 1b는 도 1a의 A-A에 대한 수평 단면도이다.
도 1c는 도 1a의 B-B에 대한 수평 단면도이다.
도 1d는 도 1a의 C-C에 대한 수평 단면도이다.
도 1e는 도 1a의 단위 필터 모듈의 수평 단면도이다.
도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 수증기 필터의 표면에 대한 확대 사진이다.
도 1g는 도 1f의 수증기 필터의 부분적인 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 필터 모듈에 대한 수평 단면도이다.
도 2b는 도 2a의 D-D에 대한 수직 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단위 필터 모듈에 대한 수직 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단위 필터 모듈에 대한 수직 단면도이다.
이하에서 실시예와 첨부된 도면을 통하여 본 발명의 백연 발생 저감 쿨링 타워에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 백연 발생 저감 쿨링 타워에 대하여 설명한다.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 백연 발생 저감 쿨링 타워의 개략적인 수직단면도이다. 도 1b는 도 1a의 A-A에 대한 수평 단면도이다. 도 1c는 도 1a의 B-B에 대한 수평 단면도이다. 도 1d는 도 1a의 C-C에 대한 수평 단면도이다. 도 1e는 도 1a의 단위 필터 모듈의 수평 단면도이다. 도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 수증기 필터의 표면에 대한 확대 사진이다. 도 1g는 도 1f의 수증기 필터의 부분적인 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 백연 발생 저감 쿨링 타워(100)는, 도 1a 내지 도 1f를 참조하면, 하우징(110)과 노즐 유닛(120)과 배출 유닛(140) 및 수증기 필터 유닛(150)을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 쿨링 타워(100)는 충진재층(130) 및 송풍 유닛(160)을 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 쿨링 타워(100)는 배출 유닛(140)이 작동되면서 상대적으로 온도가 낮은 외부 공기가 하우징(110)의 하부로부터 내부로 유입되어 상부로 흐른다. 상기 노즐 유닛(120)은 공정에서 사용되어 냉각이 필요한 냉각수를 하부로 분사하며, 냉각수는 하부로 낙하하면서 유입된 외부 공기와 접촉하면서 냉각된다. 상기 외부 공기는 낙하되는 냉각수와 접촉되면서 수증기 미스트를 포함하는 포화 공기로 변화되며, 배출 유닛(140)에 의하여 하우징(110)의 외부로 배출된다. 상기 수증기 필터 유닛(150)은 하우징(110)의 외부로 배출되는 포화 공기에 포함되어 있는 수증기 미스트를 포집하며 물 방울 상태로 하부로 낙하시킨다. 상기 포화 공기는 수증기 필터 유닛(150)을 통과하면서 수증기 미스트가 감소 또는 제거되어 배출 공기로 되며, 수증기 필터 유닛(150)의 외부인 대기중으로 배출된다. 상기 배출 공기는 수증기 미스트의 양이 감소되거나 제거되어 습도가 낮아지므로 상대적으로 온도가 낮은 외부 공기와 접촉하는 경우에도 백연 발생의 감소된다. 또한, 상기 포화 공기에 포함되어 있는 수증기 미스트가 물 방울로 포집되어 하부로 떨어져 집수되므로, 증발되는 냉각수의 양을 감소시켜 냉각수의 소비량 또는 보충량을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 송풍 유닛(160)은 수증기 필터 유닛(150)을 통과하여 외부로 배출되는 배출 공기에 추가로 바람을 공급하여 백연을 분산시킴으로써 멀리 떨어진 거리에서 백연이 관찰되지 않도록 한다.
이하에서, 상기 포화 공기는 하우징(110)에서 배출되어 수증기 필터 유닛(150)을 통하여 외부로 배출되기 전의 공기를 의미하며, 사용된 냉각수에 외부 공기가 접촉되어 생긴 습도가 높은 공기이며, 수증기 미스트의 양이 상대적으로 높은 공기를 의미한다. 또한, 상기 포화 공기는 습도가 100% 미만인 공기도 포함한다. 또한, 상기 수증기 미스트는 사용된 냉각수가 하우징(110)의 내부에서 외부의 찬 공기와 접촉하면서 생성되어 공기에 포함되는 미세한 물 입자를 의미한다. 또한, 상기 배출 공기는 수증기 필터 유닛(150)을 통과하여 수증기 미스트가 제거 또는 감소되어 외부의 대기로 배출되는 공기를 의미한다.
상기 하우징(110)은 내부가 중공인 원통 형상, 사각통 형상 또는 육각통 형상과 같은 다각통 형상으로 형성될 수 있다. 상기 하우징(110)은 하부에 외부 공기가 유입되는 공기 유입구(111)가 형성되며, 상부에 배출 유닛(140)이 장착되고 공기가 배출되는 공기 배출구(112)가 형성된다. 상기 하우징(110)은 내부에 노즐 유닛(120) 및 충진재층(130)을 수용하며, 외부에서 배출 유닛(140)의 상부에 결합되는 수증기 필터 유닛(150)을 지지한다. 상기 하우징(110)은 하부에 노즐 유닛(120)에서 분사되는 냉각수가 집수되는 집수조(113)가 형성될 수 있다. 상기 하우징(110)은 일반적인 쿨링 타워의 하우징으로 형성될 수 있다.
상기 노즐 유닛(120)은 노즐 배관(121) 및 분사 노즐(122)을 포함하여 형성된다. 상기 노즐 유닛(120)은 하우징(110)의 중간 높이의 위치에서 평면을 이루도록 배치된다. 상기 노즐 유닛(120)은 하우징(110)의 공기 유입구(111)의 상부에 위치하도록 설치된다. 한편, 상기 노즐 유닛(120)은 일반적인 쿨링 타워에서 사용되는 노즐 유닛으로 형성될 수 있다. 상기 노즐 유닛(120)은 외부로부터 노즐 배관(121)으로 공급되는 냉각수를 분사 노즐(122)을 통하여 하우징(110)의 내부로 분사한다. 상기 노즐 유닛(120)은 설비에서 사용되어 상대적으로 온도가 높아 냉각이 필요한 사용된 냉각수를 분사한다. 상기 노즐 유닛(120)은 충진재층(130)이 형성되는 경우에 충진재층(130)의 상부로 냉각수를 분사할 수 있다.
상기 노즐 배관(121)은 내부가 중공인 복수 개의 관으로 형성된다. 또한, 상기 노즐 배관(121)은 복수 개의 관이 하우징(110)의 내부에서 소정 간격으로 이격되면서 내부가 전체적으로 연결되도록 형성된다. 또한, 상기 노즐 배관(121)은 하우징(110)의 내부에서 방사 형태 또는 격자 형태로 형성될 수 있다. 상기 노즐 배관(121)의 일 단부는 외부의 냉각수 유입 배관(미도시)과 연결되며, 냉각수 유입 배관을 통하여 냉각수를 공급받는다.
상기 분사 노즐(122)은 단부의 면적이 상대적으로 작게 형성되는 관 형태로 형성되며, 노즐 배관(121)의 하부에 일정 간격으로 결합된다. 상기 분사 노즐(122)은 노즐 배관(121)으로부터 공급되는 냉각수를 하부로 분사한다. 상기 분사 노즐(122)은 일반적인 쿨링 타워에 사용되는 분사 노즐로 형성될 수 있다. 한편, 상기 분사 노즐(122)은 별도의 노즐 없이 노즐 배관(121) 자체에 형성되는 홀로 이루어질 수 있다.
상기 충진재층(130)은 내부에 다수의 기공을 구비하는 충진재(미도시)가 충진되어 형성된다. 상기 충진재는 일반적인 쿨링 타워에서 사용되는 충진재로 이루어진다. 상기 충진재층(130)은 하우징(110)의 내부에서 노즐 유닛(120)과 공기 유입구(111) 사이에 설치된다. 상기 충진재층(130)은 하우징(110)의 수평 단면적에 대응되는 수평 면적을 가지도록 형성된다. 상기 충진재층(130)은 공기 유입구(111)로부터 유입되는 외부 공기가 통과하여 상부로 흐르도록 형성된다. 또한, 상기 충진재층(130)은 노즐 유닛(120)에서 분사되는 냉각수가 일시적으로 충진재의 표면에 머문 후에 하부로 낙하되도록 함으로써 냉각수가 낙하되는 시간을 증가시키게 된다. 따라서, 상기 충진재층(130)은 냉각수가 외부 공기와 접촉하는 시간 및 접촉하는 면적을 증가시켜 냉각수가 효과적으로 냉각되도록 할 수 있다.
상기 배출 유닛(140)은 모터(141)와 배출팬(142) 및 배출관(143)을 포함하여 형성된다. 상기 배출 유닛(140)은 하우징(110)의 상부에서 공기 배출구(112)에 결합되어 분사 노즐(122)을 통과한 포화 공기를 하우징(110)의 외부로 배출한다. 상기 배출 유닛(140)은 일반적인 쿨링 타워에 사용되는 배출 유닛으로 형성될 수 있다.
상기 모터(141)는 일반적인 쿨링 타워에 사용되는 모터로 사용되며, 별도의 지지 부재에 의하여 공기 배출구(112)에 결합된다. 한편, 상기 모터(141)는 하우징(110)의 외부에 위치하며, 벨트와 같은 동력 전달 수단(미도시)에 의하여 배출팬(142)을 회전시키도록 형성될 수 있다.
상기 배출팬(142)은 회전축에 의하여 모터(141)에 연결되며, 모터(141)에 의하여 회전된다. 상기 배출팬(142)은 배출 공기를 하우징(110)의 외부로 배출한다.
상기 배출관(143)은 상부와 하부가 개방된 통 형상으로 형성되며, 하우징(110)의 공기 배출구(112)에 결합된다. 이때, 상기 배출관(143)은 하우징(110)의 상부로 돌출되도록 결합된다. 상기 배출관(143)은 내부에 설치되는 모터(141)와 배출팬(142)을 지지한다.
상기 수증기 필터 유닛(150)은 상부 필터 모듈(151) 및 측부 필터 모듈(153)을 포함하여 형성된다. 상기 수증기 필터 유닛(150)은 상부 필터 모듈(151)과 측부 필터 모듈(153)을 고정하는 메인 필터 프레임(155)을 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 수증기 필터 유닛(150)은 배출관(143)의 상부 및 외측벽과 이격되어 배출관(143)의 상부와 외측벽을 감싸는 형태로 형성된다. 보다 구체적으로는 상기 수증기 필터 유닛(150)은 상부 필터 모듈(151)이 배출관(143)의 상부 공간을 차폐하고, 측부 필터 모듈(153)이 배출관(143)의 외측부 공간을 차폐한다. 상기 배출관(143)을 통하여 배출되는 포화 공기는 상부로 배출되어 상부 필터 모듈(151)에 부딪히면서 일부가 상부 필터 모듈(151)을 통과하고 일부가 측부 필터 모듈(153) 방향으로 흐르게 된다. 상기 수증기 필터 유닛(150)은 배출관(143)의 상부로 배출되는 포화 공기를 상부 필터 모듈(151)과 측부 필터 모듈(153)로 통과시켜 배출 공기에 포함되어 있는 수증기 미스트를 포집한다.
상기 상부 필터 모듈(151)과 측부 필터 모듈(153)은 모두 이하에서 설명하는 단위 필터 모듈(10)을 포함하며, 적어도 1개의 단위 필터 모듈(10)이 조립되어 형성된다. 이하에서 먼저 단위 필터 모듈(10)에 대하여 설명한다.
상기 단위 필터 모듈(10)은 수증기 필터(11) 및 온도 조절 수단(13)을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 단위 필터 모듈(10)은 수증기 필터(11)를 지지하는 필터 프레임(12)을 더 포함하여 형성될 수 있다. 상기 단위 필터 모듈(10)은 수증기 필터(11)가 서로 이격되고 그 사이에 온도 조절 수단(13)이 위치하여 형성된다. 상기 단위 필터 모듈(10)은 포화 공기에 포함되어 있는 수증기 미스트를 포집하며, 수증기 필터(11) 사이를 통과하는 포화 공기를 온도 조절 수단(13)으로 냉각 또는 가열시켜 수증기 미스트의 포집 효율을 증가시킨다.
상기 수증기 필터(11)는, 도 1f 및 도 1g를 참조하면, 기본 구조체(11a) 및 표면층(11c)을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 수증기 필터(11)는 계면층(11b)을 더 포함하여 형성될 수 있다.
상기 수증기 필터(11)는 기본 구조체(11a)의 형상에 의하여 전체 형상이 결정된다. 상기 수증기 필터(11)는 사각형의 판상으로 형성되며, 원형, 오각형 또는 팔각형과 같은 다각형의 형상으로 형성될 수 있다.
상기 수증기 필터(11)는 기본 구조체(11a)의 기공을 통과하는 포화 공기에 포함되어 있는 수증기 미스트를 표면층(11c)이 발수하여 포집된 수증기 미스트가 하부로 흘러내려 제거되도록 한다. 여기서, 상기 수증기 필터(11)가 수증기 미스트를 포집하는 특성은 표면층(11c)이 표면에 부딪치는 수증기 미스트를 발수하여 표면에 일정 크기 이상의 물 방울을 생성하고, 생성된 물 방울이 하부로 미끄러지게 하는 특성을 의미한다. 즉, 상기 수증기 필터(11)는 소수성의 특성을 가진다. 또한, 상기 수증기 필터(11)는 포집되는 수증기 미스트에 의한 물방울이 표면층(11c)에 의하여 빠르게 제거되므로, 기공이 막히지 않고 포화 공기가 지속적으로 통과되도록 한다. 따라서, 상기 수증기 필터(11)는 포화 공기가 통과할 때, 포화 공기내에 포함되어 있는 수증기 미스트를 포집하여 차단함으로써 배출 공기가 외부 공기와 접촉할 때 백연이 발생되는 것을 방지한다. 또한, 상기 수증기 필터(11)는 수증기 필터(11)를 관통하는 공기뿐만 아니라 수증기 필터(11)와 접촉하면서 흐르는 공기에 포함되어 있는 수증기 미스트도 포집한다.
상기 기본 구조체(11a)는 외면에서 내부로 연결되는 다수의 기공을 포함하는 3차원의 다공성 폼으로 형성된다, 즉, 상기 기본 구조체(11a)는 소정 두께와 면적을 갖는 판상 또는 블록 형상으로 형성되며, 표면에서 내부로 연결되는 다수의 기공을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 기본 구조체(11a)는 내부에 존재하는 기공이 서로 연결되며, 표면에 존재하는 기공이 개방되도록 형성된다. 따라서, 상기 기본 구조체(11a)는 외부 및 내부 기공에 의하여 일측 외면에서 타측 외면으로 연결되는 통로가 형성된다.
또한, 상기 기본 구조체(11a)는 와이어가 판상의 메쉬 형태로 직조되어 형성되는 다수의 기공(또는 관통홀)이 형성되는 메쉬망에 의하여 2차원 메쉬 또는 2차원 그물망 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 기본 구조체(11a)는 평판에 격자 형상으로 다수의 기공(또는 관통홀)이 형성되는 구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 기본 구조체(11a)는 판상으로 형성되는 메쉬망이 두 장 또는 그 이상이 서로 접촉하거나 이격되면서 적층되어 3차원 메쉬 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 기본 구조체(11a)는 내부에서 외부로 관통되며 서로 연결되는 다수의 기공이 형성된 3차원 망상 구조 또는 3차원 네트워크 구조와 같은 3차원 구조체로 형성될 수 있다.
상기 기본 구조체(11a)는 금속, 플라스틱 또는 세라믹과 같은 재질로 형성될 수 있다. 상기 기본 구조체(11a)는 내부식성이 우수한 니켈, 알루미늄, 스테인레스 스틸, 모넬, 인코넬, 텅스텐, 은, 티타늄, 몰리브덴, 듀플렉스 구리, 철과 같은 금속으로 형성되며, 바람직하게는 내부식성과 성형성이 좋은 니켈 금속으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 기본 구조체(11a)는 폴리에스테르, 나일론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 화이버 글라스로 형성될 수 있다.
또한, 상기 기본 구조체(11a)는 소수성을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 상기 기본 구조체(11a)는 그래핀 또는 실리콘을 포함하는 반도체 물질, 테프론과 폴리에스터 및 폴리스티렌을 포함하는 유기 물질, 실리카를 포함하는 금속 산화물을 포함하는 세라믹에서 선택되는 어느 하나의 물질을 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 기본 구조체(11a)가 소수성 물질로 형성되는 경우에 수증기 미스트를 포집하는 작용을 하므로 표면에 별도의 소수성을 갖는 표면층 또는 이하에서 설명하는 표면층이 형성되지 않을 수 있다.
또한, 상기 기본 구조체(11a)는 표면에 미세한 돌기 또는 엠보싱이 형성되는 경우에 소수성을 가지게 되므로 수증기 미스트를 포집하는 작용을 한다. 따라서, 상기 기본 구조체(11a)는 표면에 별도의 소수성을 갖는 표면층 또는 이하에서 설명하는 표면층이 형성되지 않을 수 있다.
한편, 상기 기본 구조체(11a)는 금속으로 형성되는 경우에 어닐링 처리되어 형성될 수 있다. 상기 기본 구조체(11a)가 어닐링 처리되는 경우에, 표면층(11c)이 기본 구조체(11a)의 표면에 형성되는 산화 금속과 결합하게 되므로 결합력이 증가될 수 있다, 이때, 상기 기본 구조체(11a)의 금속은 재질에 따른 통상의 어닐링 처리 조건에 따라 어닐링될 수 있다.
상기 기본 구조체(11a)는 바람직하게는 5㎛ ~ 1,000㎛의 기공 크기를 가지도록 형성된다. 상기 기본 구조체(11a)의 기공 크기가 너무 작으면 수증기 미스트가 포집된 후에 물방울이 원활하게 제거되지 않아 기공이 막히게 되며 포화 공기가 원활하게 통과하지 못하게 된다. 또한, 상기 기본 구조체(11a)의 기공 크기가 너무 작으면 포화 공기를 배출하는 냉각 팬의 압력 손실을 초래하여 포화 공기가 원활하게 배출되지 않을 수 있다. 또한, 상기 기공의 크기가 너무 크게 되면, 수증기 미스트를 효과적으로 포집하여 차단하지 못하게 된다.
상기 계면층(11b)은 금속 산화물, 그래핀 또는 그래핀옥사이드로 형성된다. 상기 금속 산화물은 TixOy, FexOy, 또는 AlxOy일 수 있다. 또한, 상기 금속 산화물은 SixOy, SnxOy, ZnxOy, InxOy, CexOy, 또는 ZrxOy로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 금속산화물 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 또한, 상기 계면층(11b)은 기본 구조체(11a)가 금속으로 형성되는 경우에 금속 기본 구조체(11a)의 표면이 산화되어 형성되는 금속 산화물로 형성될 수 있다. 이 경우에, 상기 계면층(11b)은 기본 구조체(11a)의 표면에 강하게 결합될 수 있다. 또한, 상기 계면층(11b)은 금속 입자가 기본 구조체(11a)의 표면에 코팅된 후에 산화되어 형성될 수 있다. 상기 계면층(11b)은 기본 구조체(11a)의 표면에 코팅되어 형성된다. 여기서, 상기 기본 구조체(11a)의 표면은 외부의 공기가 접촉되는 표면을 의미하며, 내부에 형성되는 기공의 내면과 기본 구조체(11a)의 외면을 포함하는 의미한다.
상기 계면층(11b)은 금속 산화물로 형성되는 경우에 금속 산화물의 나노 입자가 포함된 코팅액이 디핑 코팅, 스핀 코팅 또는 스프레이 코팅에 의하여 코팅되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 계면층(11b)은 금속 산화물의 금속 성분을 포함하는 금속염 용액(metal salt solution)이 스핀(spin) 코팅 또는 디핑(dipping) 코팅 방식에 의하여 기본 구조체(11a)의 표면에 코팅되고, 금속염이 산화되면서 형성될 수 있다. 또한, 상기 계면층(11b)은 산화물로 형성되는 경우에 스퍼터링, 상압 플라즈마, 원자막 증착(Atomic Layer Deposition), 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition), 전자 빔 증착(E-beam Deposition)에 의하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 계면층(11b)은 금속으로 형성되는 기본 구조체(11a)의 표면이 산화되어 형성될 수 있다.
상기 계면층(11b)은 표면에 다수의 수산화기(-OH) 또는 카르복시기(-COOH)가 형성될 수 있다. 상기 계면층(11b)은 O2플라즈마와 같은 플라즈마를 이용한 플라즈마 처리, UVO(Ultra Violet Ozone) 처리와 같은 표면 처리에 의하여 수산화기(-OH) 또는 카르복시기(-COOH)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 계면층(11b)은 수산화기(-OH) 또는 카르복시기(-COOH)를 포함하는 화학 물질을 계면층(11b)의 상면에 분사 또는 도포하는 화학적 처리 방법에 의하여 수산화기(-OH) 또는 카르복시기(-COOH)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 계면층(11b)이 실리카 나노박막층으로 형성되는 경우에, 실리콘 산화물의 표면에 도포되는 헥사클로로실록산(hexachlorosiloxane)에 의하여 표면에 다수의 수산화기(-OH)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 계면층(11b)은 금속 산화물로 형성되는 경우에 표면에 다수의 금속기(M-) 또는 산소 이온기(-O)가 형성될 수 있다. 이때, 상기 계면층(11b)은 표면에 금속기를 형성하기 위하여 플라즈마 처리될 수 있다. 한편, 상기 계면층(11b)은 금속 또는 금속 산화물로 형성되는 경우에 별도의 처리를 진행하지 않아도 표면에 금속기(M-) 또는 산소 이온기(-O)가 자연적으로 존재할 수 있다.
상기 계면층(11b)은 기본 구조체(11a)의 표면과 표면층(11c)의 결합력을 증가시키며, 표면층(11c)이 기본 구조체(11a)로부터 부분적으로 분리되는 것을 감소시켜 수증기 필터(11)의 수명을 연장시킨다. 따라서, 상기 표면층(11c)과 기본 구조체(11a)의 결합력이 충분한 경우에 계면층(11b)은 생략될 수 있다. 또한, 상기 기본 구조체(11a)가 금속으로 형성되면서 어닐링 처리되는 경우에 표면층(11c)과의 결합력이 증가되므로 계면층(11b)이 생략될 수 있다.
한편, 상기 계면층(11b)은 기본 구조체(11a)의 표면에 부분적으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 계면층(11b)은 기본 구조체(11a)의 표면이 부분적으로 노출되도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 계면층(11b)은 금속 또는 금속 산화물의 나노 입자가 기본 구조체(11a)의 표면에 부분적으로 코팅되어 형성되거나, 기본 구조체(11a)의 표면이 부분적으로 산화되어 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 상기 계면층(11b)은 표면층(11c)과 혼재되는 상태로 형성될 수 있다.
상기 표면층(11c)은 기본 구조체(11a)의 표면에 코팅되어 형성된다. 상기 표면층(11c)은 계면층(11b)이 형성되는 경우에 계면층(11b)의 상면에 코팅되어 형성된다. 상기 표면층(11c)는 소수성 특성을 가지도록 형성될 수 있다. 상기 표면층(11c)은 수증기 미스트를 포집하여 물 방울로 형성하며, 물 방울이 신속하게 흘러 제거되도록 한다. 상기 표면층(11c)은 그래핀 또는 실리콘을 포함하는 반도체 물질, 테프론과 폴리에스터 및 폴리스티렌을 포함하는 유기 물질, 실리카를 포함하는 금속 산화물을 포함하는 세라믹에서 선택되는 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다.
또한, 상기 표면층(11c)은 CF(탄화불소) 또는 CH(탄화수소)를 포함하는 인산계 화합물을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 인산계 화합물은 하기 구조식(1)로 표시되는 인산계 화합물로 형성될 수 있다. 상기 표면층(11c)은 포스폰산 자기결합 단분자막(phosphonic acid SAMs)으로 형성될 수 있다. 상기 포스폰산 자기결합 단분자막은 (1H,1H,2H,2H-heptadecafluorodec-1-yl) phosphonic acid (HDF-PA) 또는 Octadecylphosphonic acid (OD-PA)일 수 있다.
구조식(1)
Figure pat00005
또는
Figure pat00006
(여기서, n은 4 ~ 25이다.)
상기 표면층(11c)은 인산계 화합물이 에탄올과 같은 알코올 용매에 용해되어 기본 구조체(11a)의 표면층(11c) 또는 계면층(11b) 상면에 코팅되어 형성된다. 이때, 상기 인산계 화합물은 0.1 ~ 10mM의 농도로 용매에 용해되며, 바람직하게는 1 ~ 3mM의 농도로 용매에 용해된다. 상기 인산계 화합물의 농도가 너무 낮으면 충분한 두께의 표면층(11c)이 형성되지 않을 수 있다. 또한, 상기 인산계 화합물의 농도가 너무 높으면 자기 결합(self-assembly)이 포화(saturation)되므로 농도가 높은 것이 의미가 없게 되며, 재료 소모만 증가될 수 있다.
상기 표면층(11c)은 계면층(11b)에 코팅되는 경우에 인산계 화합물의 인산기가 계면층(11b)의 금속기(-M) 또는 산소 이온기(-O)와 자기결합을 통하여 배위 결합되는 자기결합 단분자막(self-assembled monolayer)으로 형성될 수 있다. 상기 인산계 화합물의 인산기는 대기중에서 안정한 상태를 유지하므로 대기중에서 코팅 공정이 진행될 수 있다.
상기 표면층(11c)이 구조식 (1)에 따른 인산계 화합물로 형성되는 경우에, 계면층(11b)은 바람직하게는 금속 산화물로 형성된다. 상기 표면층(11c)은 인산계 화합물로 형성되는 경우에 인산기가 금속 산화물의 금속기와 결합되어 결합력이 증가될 수 있다. 상기 금속 산화물은 TixOy, FexOy , 또는 AlxOy일 수 있다. 또한, 상기 금속 산화물은 SixOy, SnxOy, ZnxOy, InxOy, CexOy및ZrxOy로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 금속 산화물 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
또한, 상기 표면층(11c)은 CF(탄화불소)기 또는 CH(탄화수소)기를 포함하는 실란계 화합물이 코팅되어 형성된다. 상기 실란계 화합물은 하기 구조식(2)으로 표시되는 화합물로 형성될 수 있다. 상기 표면층(11c)은 삼염화 실란 자기결합 단분자막(trichlorosilane SAM)으로 형성될 수 있다. 상기 삼염화 실란 자기결합 단분자막은 (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) trichlorosilane (HDF-S)일 수 있다.
구조식(2)
Figure pat00007
또는
Figure pat00008
(여기서, n은 4 ~25이다.)
상기 표면층(11c)은 실란계 화합물이 무수톨루엔과 같은 용매에 용해되어 기본 구조체(11a)의 표면 또는 계면층(11b)의 상면에 코팅되어 형성될 수 있다. 이때, 상기 실란계 화합물은 0.1 ∼ 10mM의 농도로 용매에 용해되며, 바람직하게는 1 ~ 3mM의 농도로 용매에 용해된다. 상기 실란계 화합물의 농도가 너무 낮으면 충분한 두께의 표면층(11c)이 형성되지 않을 수 있다. 또한, 상기 실란계 화합물의 농도가 너무 높으면 표면층(11c)의 두께가 불필요하게 두꺼워지거나 두께 조절이 어려울 수 있다.
상기 표면층(11c)은 계면층(11b)에 코팅되는 경우에 실란계 화합물의 실란기가 계면층(11b)의 수산화기(-OH) 또는 카르복시기(-COOH)와 탈수 반응에 의하여 공유 결합하는 자기조립(self-assembly)반응에 의해 자기결합 단분자막으로 형성될 수 있다. 한편, 상기 실란계 화합물의 실란기는 대기중에서 반응이 빠르게 진행되므로, 바람직하게는 반응 속도를 제어하기 위하여 질소분위기에서 진행될 수 있다. 상기 표면층(11c)은 계면층(11b)과 공유 결합으로 결합되므로, 결합력이 양호하게 된다. 또한, 상기 표면층(11c)은 계면층(11b)에 수산화기 또는 카르복시기가 존재하지 않더라도, 계면층(11b)의 표면에 존재할 있는 금속기 또는 산소이온기와 결합되어 형성될 수 있다.
상기 표면층(11c)은 인산계 화합물 또는 실란계 화합물을 포함하는 상기와 같은 물질을 포함하는 코팅액에 디핑 코팅, 스핀 코팅 또는 스프레이 코팅에 의하여 코팅되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 표면층(11c)는 인산계 화합물 또는 실란계 화합물이 표면에 코팅된 나노 입자가 기본 구조체(11a) 또는 계면층(11b)의 표면에 코팅되어 형성될 수 있다.
상기 필터 프레임(12)은 수증기 필터(11)의 외측면을 감싸는 형상으로 형성된다. 예를 들면, 상기 수증기 필터(11)가 사각 판상으로 형성되는 경우에, 필터 프레임(12)은 사각형의 프레임 형상으로 형성될 수 있다. 상기 필터 프레임(12)은 내측면을 따라 수증기 필터(11)가 안착되는 필터 결합 홈(12a)이 형성될 수 있다. 한편, 상기 필터 프레임(12)은 수증기 필터(11)만으로도 온도 조절 수단(13)과 결합 및 지지가 가능한 경우에 생략될 수 있다.
상기 온도 조절 수단(13)은 에바(13a) 및 지지 프레임(13c)을 포함하여 형성된다. 상기 온도 조절 수단(13)은 서로 이격되는 수증기 필터(11) 사이의 공간에 위치하며, 일측의 수증기 필터(11)를 통과하는 포화 공기를 냉각 또는 가열시켜 타측의 수증기 필터(11)로 공급한다. 상기 온도 조절 수단(13)은 수증기 필터(11)를 통과하는 포화 공기의 온도를 낮추거나 가열시켜 백연 발생을 저감시킨다.
상기 에바(13a)는 일반적인 냉각 장치 또는 가열 장치에 사용되는 에바와 동일 또는 유사한 구조로 형성된다. 예를 들면, 상기 에바(13a)는 내부가 중공인 금속관이 서로 이격되면서 지그재그 형상으로 연장되어 판상 형상을 이루도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 에바(13a)는 수증기 필터(11)와 평행한 방향으로 2층을 이루도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 에바(13a)는 금속관의 외주면에 추가로 냉각판(미도시)이 결합되어 포화 공기의 온도 조절 효과를 증가시킬 수 있다. 상기 에바(13a)는 금속관이 구리 또는 스테인레스스틸과 같은 내부식성 금속 재질로 형성될 수 있다. 상기 에바(13a)는 에바 연결관(13b)이 양 단부에 연결되며, 에바 연결관(13b)이 지지 프레임(13c)을 관통하여 외측으로 연장되도록 형성될 수 있다. 상기 에바(13a)의 금속관과 에바 연결관(13b)은 일체로 형성될 수 있다. 상기 에바(13a)는 에바 연결관(13b)를 통하여 외부에서 공급되는 냉각수, 냉매 또는 냉각된 공기에 의하여 냉각되면서 수증기 필터(11) 사이로 공급되는 포화 공기를 냉각한다. 또한, 상기 에바(13a)는 에바 연결관(13b)를 통하여 외부에서 공급되는 온수 또는 가열된 공기에 의하여 가열되면서 수증기 필터(11) 사이로 공급되는 포화 공기를 가열할 수 있다.
상기 에바(13a)는 수증기 필터(11) 또는 필터 프레임(12)의 형상과 면적에 대응되는 형상과 면적을 갖도록 형성된다. 따라서, 상기 에바(13a)는 수증기 필터(11)를 통과하여 유입되는 포화 공기가 원활하게 흐르도록 한다. 또한, 상기 에바(13a)는 포화 공기를 균일하게 냉각시킨다.
상기 지지 프레임(13c)은 링 형상으로 형성되며, 에바(13a)의 외측을 감싸는 형상으로 형성된다. 예를 들면, 상기 에바(13a)가 사각 판상으로 형성되는 경우에, 지지 프레임(13c)은 사각형 링 형상으로 프레임으로 형성될 수 있다. 상기 지지 프레임(13c)은 에바(13a)의 외측을 감싸며 지지한다. 상기 지지 프레임(13c)은 내측의 면적이 필터 프레임(12)의 내측의 면적과 동일하게 형성될 수 있다.
상기 상부 필터 모듈(151)은 적어도 1개의 단위 필터 모듈(10)을 포함하여 형성된다. 상기 상부 필터 모듈(151)은 배출관(143)의 상부에 수평하게 위치한다. 상기 상부 필터 모듈(151)은 별도의 상부 모듈 지지 프레임(152)에 의하여 배출관(143)의 상부에 고정된다. 상기 상부 모듈 지지 프레임(152)은 상부 필터 모듈(151)의 외측 형상에 대응되는 관 형상으로 형성된다. 상기 상부 필터 모듈(151)은 상부 모듈 지지 프레임(152)의 내측에 결합되어 고정될 수 있다.
상기 상부 필터 모듈(151)은 전체 면적이 배출관(143)의 상단부 면적보다 큰 면적이 되도록 판상으로 형성된다. 상기 상부 필터 모듈(151)은 배출관(143)을 통하여 배출되는 포화 공기의 양에 따라, 포화 공기를 원활하게 배출할 수 있는 적정한 면적으로 형성된다. 상기 상부 필터 모듈(151)은 전체 면적에 따라 적정한 개수의 단위 필터 모듈(10)이 판상으로 조립되어 형성된다. 예를 들면, 상기 상부 필터 모듈(151)은 도 1d와 도 1e에서 보는 바와 같이 4개의 단위 필터 모듈(10)이 수평 방향으로 배열되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부 필터 모듈(151)은 단위 필터 모듈(10)이 수직 방향으로 이격되면서 적어도 2 층으로 적층되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 상부 필터 모듈(151)은 1 층에 4 개씩 모두 8 개로 형성될 수 있다. 이때, 상기 상부 필터 모듈(151)의 단위 필터 모듈(10)은 상하로 서로 이격되어 위치할 수 있다.
상기 상부 필터 모듈(151)은 배출관(143)을 통하여 상부로 배출되는 포화 공기를 통과시키면서 포화 공기에 포함되어 있는 수증기 미스트를 포집한다. 또한, 상기 상부 필터 모듈(151)은 단위 필터 모듈(10)의 온도 조절 수단(13)으로 포화 공기의 온도를 높이거나 낮추어 백연 발생을 더욱 저감시킨다.
상기 측부 필터 모듈(153)은 적어도 1개의 단위 필터 모듈(10)을 포함하여 형성된다. 상기 측부 필터 모듈(153)은 배출관(143)의 각 측벽과 이격되어 배치된다. 따라서, 상기 측부 필터 모듈(153)은 배출관(143)을 형성하는 측벽의 개수에 대응되는 개수로 형성된다. 예를 들면, 상기 배출관(143)이 사각 통 형상으로 형성되는 경우에 상기 측부 필터 모듈(153)은 4 개로 형성된다. 상기 측부 필터 모듈(153)은 각각이 복수 개의 단위 필터 모듈(10)이 판상으로 조립되어 형성된다. 상기 측부 필터 모듈(153)은 배출관(143)의 각 측벽과 평행하도록 수직 방향으로 위치하면서 배출관(143)의 측부 방향을 차폐한다. 상기 측부 필터 모듈(153)은 별도의 측부 모듈 지지 프레임(154)에 의하여 고정될 수 있다. 상기 측부 모듈 지지 프레임(154)은 측부 필터 모듈(153)의 외측 형상에 대응되는 관 형상으로 형성된다. 상기 측부 필터 모듈(153)은 측부 모듈 지지 프레임(154)의 내측에 결합되어 고정될 수 있다.
상기 측부 필터 모듈(153)은 배출관(143)의 높이보다 높은 높이로 형성된다. 상기 측부 필터 모듈(153)은 배출관(143)을 통하여 배출되는 포화 공기의 양에 따라, 상부 필터 모듈(151)과 함께 포화 공기를 원활하게 배출할 수 있는 적정한 면적으로 형성된다. 상기 측부 필터 모듈(153)은 전체 면적에 따라 적정한 개수의 단위 필터 모듈(10)이 조립되어 형성된다. 예를 들면, 상기 측부 필터 모듈(153)은 상부 필터 모듈(151)과 같이 4개의 단위 필터 모듈(10)이 수직 방향으로 배열되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 측부 필터 모듈(153)은 단위 필터 모듈(10)이 수평 방향으로 이격되면서 적어도 2 층으로 적층되어 형성될 수 있다. 즉, 상기 측부 필터 모듈(153)은 1 층에 1 개씩 모두 2 개로 형성될 수 있다. 이때, 상기 측부 필터 모듈(153)의 단위 필터 모듈(10)은 수평 방향으로 서로 이격되어 위치할 수 있다.
상기 측부 필터 모듈(153)은 배출관(143)을 통하여 배출되는 배출 공기를 통과시키면서 배출 공기에 포함되어 있는 수증기 미스트를 포집한다. 또한, 상기 측부 필터 모듈(153)은 단위 필터 모듈(10)의 온도 조절 수단(13)으로 배출 공기의 온도를 높이거나 낮추어 백연 발생을 더욱 저감시킨다.
상기 메인 필터 프레임(155)은 메인 베이스(156) 및 메인 측벽(157)을 포함하여 형성된다. 상기 메인 필터 프레임(155)은 상부 필터 모듈(151)과 측부 필터 모듈(153)을 배출관(143)의 상부와 측부에 고정하면서 배출관(143)에서 배출되는 포화 공기가 상부 필터 모듈(151)과 측부 필터 모듈(153)로 흘러가도록 가이드한다. 한편, 상기 메인 필터 프레임(155)은 상기와 같은 작용을 할 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다.
상기 메인 베이스(156)는 소정 두께를 갖는 판상으로 형성되며, 내측에 배출관(143)이 삽입되는 베이스 홀(156a)이 형성된다. 상기 베이스 홀(156a)은 메인 베이스(156)의 상면에서 하면으로 관통되는 홀로 형성된다. 상기 베이스 홀(156a)은 배출관(143)의 수평 단면의 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 베이스 홀(156a)은 배출관(143)의 수평 단면적보다 큰 면적으로 형성된다. 상기 메인 베이스(156)는 하우징(110)의 상부에 안착되며, 배출관(143)이 베이스 홀(156a)의 상부로 돌출되도록 결합된다.
상기 메인 베이스(156)의 상면에는 측부 필터 모듈(153)의 하부가 안착되어 고정된다. 상기 메인 베이스(156)의 상면에서 측부 필터 모듈(153)의 외측에는 송풍 유닛(160)이 안착되어 고정된다.
상기 메인 측벽(157)은 상하로 개방되는 관 형상으로 형성되며, 내측에서 외측으로 관통되는 측벽 홀(157a)이 형성된다. 상기 메인 측벽(157)은 수평 단면이 베이스 홀(156a)에 대응되는 형상으로 형성된다. 상기 메인 측벽(157)은 메인 베이스(156)의 상면에서 베이스 홀(156a)에 결합된다. 상기 메인 측벽(157)은 외주면이 측부 필터 모듈(153)과 이격되도록 배치된다.
상기 메인 측벽(157)의 상부에는 상부 필터 모듈(151)이 안착된다. 이때, 상기 상부 필터 모듈(151)은 상부 모듈 지지 프레임(152)에 고정된 상태에서 상부 모듈 지지 프레임(152)이 메인 측벽(157)의 상부에 결합될 수 있다.
상기 메인 측벽(157)의 외측에는 각각 측부 필터 모듈(153)이 결합된다. 이때, 상기 측부 필터 모듈(153)은 메인 측벽(157)의 외측에서 이격된 상태에서 하부가 메인 베이스(156)의 상면에 안착된다. 또한, 상기 측부 필터 모듈(153)은 상부가 측부 필터 지지 프레임(154)에 고정된 상태에서 측부 모듈 지지 프레임(154)이 메인 측벽(157)에 결합될 수 있다.
상기 측벽 홀(157a)은 측부 필터 모듈(153)의 위치에 대응되는 위치에 형성된다. 상기 측벽 홀(157a)은 측부 필터 모듈(153)을 구성하는 단위 필터 모듈(10)의 면적에 대응되는 면적으로 형성된다. 상기 측벽 홀(157a)은 측부 필터 모듈(153)을 구성하는 단위 필터 모듈(10)의 수에 대응되는 수로 형성된다. 한편, 상기 측벽 홀(157a)은 측부 필터 모듈(153)의 전체 면적에 대응되는 면적을 갖는 1 개로 형성될 수 있다. 상기 측벽 홀(157a)은 배출관(143)으로부터 배출되는 배출 공기가 측부 필터 모듈(153)로 흐르는 경로를 제공한다.
상기 송풍 유닛(160)은 상부 송풍 모듈(161) 및 측부 송풍 모듈(162)을 포함하여 형성된다.
상기 송풍 유닛(160)은 수증기 필터 유닛(150)의 상부 또는 외측에 위치하여 수증기 필터 유닛(150)을 통과하는 배출 공기에 바람을 공급하여 배출 공기로부터 발생되는 백연을 분산시킨다. 이때, 상기 송풍 유닛(160)은 배출 공기의 배출 방향에 수직한 방향으로 바람을 공급하여 백연을 효과적으로 분산시킨다.
상기 상부 송풍 모듈(161)은 적어도 1개의 송풍 수단(161a)을 구비하여 형성된다. 상기 송풍 수단(161a)은 송풍 팬 또는 에어 노즐로 형성될 수 있다. 상기 송풍 수단(161a)은 상부 필터 모듈(151)의 외측변에서 서로 대향하는 외측변에 적어도 1개씩 배치된다. 또한, 상기 송풍 수단(161a)은 각각의 단위 필터 모듈(10)에 적어도 1개씩 배치될 수 있다. 상기 송풍 수단(161a)은 서로 대향하는 송풍 수단(161a)과 서로 맞바람이 치지 않도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 송풍 수단(161a)은 서로 대향하는 외측변에서 대향하지 않고 서로 비켜서 엇갈리게 배치된다. 이러한 경우에 일측의 외측변에 위치하는 송풍 수단(161a)에서 분사되는 공기는 정면을 향하여 공급되면서 타측의 외측변에 위치하는 송풍 수단(161a)에서 분사되는 공기와 서로 엇갈리게 된다. 따라서, 상기 송풍 수단(161a)은 백연을 보다 효율적으로 분산시킬 수 있다.
상기 송풍 팬은 바람직하게는 회전 속도가 조절되는 팬으로 형성될 수 있다. 상기 송풍 팬은 백연의 발생량이 많은 경우에 상대적으로 빠른 속도로 회전하도록 제어되며, 백연의 발생량이 적은 경우에 상대적으로 늦은 속도로 회전하도록 제어될 수 있다. 또한, 상기 에어 노즐은 분사되는 공기의 양과 속도가 조절될 수 있도록 형성된다. 상기 에어 노즐은 백연의 발생량이 많은 경우에 상대적으로 많은 양 또는 빠른 속도로 공기를 분사하며, 백연의 발생량이 적은 경우에 상대적으로 적은 양 또는 늦은 속도로 공기를 분사할 수 있다.
상기 측부 송풍 모듈(162)은 적어도 1개의 송풍 수단(161a)을 구비하여 형성된다. 상기 송풍 수단(161a)은 송풍 팬 또는 에어 노즐로 형성된다. 상기 측부 송풍 모듈(162)은 각각 측부 필터 모듈(153)의 개수에 대응되는 개수로 형성된다. 예를 들면, 상기 측부 송풍 모듈(162)은 4개로 형성될 수 있다. 상기 측부 송풍 모듈(162)은 송풍 수단(161a)이 측부 필터 모듈(153)의 외측변에서 서로 대향하는 외측변에 적어도 1개씩 배치된다. 또한, 상기 송풍 수단(161a)은 각각의 단위 필터 모듈(10)에 적어도 1개씩 배치될 수 있다. 상기 송풍 수단(161a)은 서로 대향하는 송풍 수단(161a)과 서로 맞바람이 치지 않도록 형성된다. 예를 들면, 상기 송풍 수단(161a)은 서로 대향하는 외측변에서 대향하지 않고 서로 비켜서 배치된다. 이러한 경우에 일측의 외측변에 위치하는 송풍 수단(161a)에서 분사되는 공기는 정면을 향하여 공급되면서 타측의 외측변에 위치하는 송풍 수단(161a)에서 분사되는 공기와 서로 엇갈리게 된다. 따라서, 상기 송풍 수단(161a)은 보다 효율적으로 백연을 분산시킬 수 있다.
다음은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 필터 모듈에 대하여 설명한다.
도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 필터 모듈에 대한 수평 단면도이다. 도 2b는 도 2a의 D-D에 대한 수직 단면도이다. 도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단위 필터 모듈에 대한 수직 단면도이다. 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단위 필터 모듈에 대한 수직 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 필터 모듈(20)은, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 수증기 필터(11) 및 온도 조절 수단(23)을 포함하여 형성된다. 상기 단위 필터 모듈(20)은 온도 조절 수단(23)만 도 1a 내지 도 1g의 실시예와 다르게 형성된다. 따라서, 이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 필터 모듈(20)에서 온도 조절 수단(23)을 중심으로 설명한다. 또한, 상기 단위 필터 모듈(20)은 도 1a 내지 도 1g에 따른 단위 필터 모듈(10)과 동일한 구성에 대하여 동일한 도면부호를 사용하며 구체적인 설명을 생략한다.
상기 온도 조절 수단(23)은 온도 조절 프레임(23a) 및 공기 분사관(23b)을 포함하여 형성된다. 상기 온도 조절 수단(23)은 온도 조절 프레임(23a)이 서로 이격되는 수증기 필터(11) 사이에 위치하여 내측에 공기 분사 공간(23c)을 형성하며, 공기 분사관(23b)이 공기 분사 공간(23c)으로 공기를 분사한다. 상기 온도 조절 수단(23)은 수증기 필터(11) 사이에 냉각 또는 가열된 공기를 분사하여 일측의 수증기 필터(11)를 통과하는 포화 공기를 냉각 또는 가열시켜 타측의 수증기 필터(11)로 흐르게 한다. 상기 냉각 수단은 수증기 필터(11)를 통과하는 포화 공기의 온도를 낮추거나 올려서 미스트 포집 효율을 증가시키면서 백연 발생을 저감시킨다.
상기 온도 조절 프레임(23a)은 링 형상으로 형성되며, 서로 인접하는 수증기 필터(11) 사이에 위치하여 수증기 필터(11) 사이에 공기 분사 공간(23c)을 형성한다. 상기 공기 분사 공간(23c)은 온도 조절 프레임(23a)의 일측에서 타측으로 관통되는 홀 형상으로 형성된다. 상기 온도 조절 프레임(23a)은 공기 분사 공간(23c)이 수증기 필터(11)의 평면 형상과 면적에 대응되도록 형성된다. 상기 온도 조절 프레임(23a)은 사각형 형상으로 형성되는 수증기 필터(11)에 대응하여 공기 분사 공간(23c)이 사각 형상을 이루도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 온도 조절 프레임(23a)은 사각 링 형상으로 형성될 수 있다. 상기 온도 조절 프레임(23a)은 일측의 수증기 필터(11)를 통과한 포화 공기가 공기 분사 공간(23c)을 통하여 타측의 수증기 필터(11)로 흘러가는 경로를 제공한다. 또한, 상기 온도 조절 프레임(23b)은 포화 공기와 외부에서 공급되는 공기가 혼합되는 공간을 제공한다.
상기 공기 분사관(23b)은 관 형상으로 형성되며, 온도 조절 프레임(23a)의 일측변에서 공기 분사 공간(23c)으로 관통되어 연결된다. 상기 공기 분사관(23b)은 일측이 별도의 공기 공급 장치(미도시)와 연결되며 공기를 공급받는다. 상기 공기 분사관(23b)은 공기 분사 공간(23c)으로 냉각 또는 가열된 공기를 분사한다. 상기 공기 분사관(23b)은 온도 조절 프레임(23a)의 어느 하나의 변 또는 모든 변에 결합될 수 있다.
또한, 상기 공기 분사관(33b)은, 도 3을 참조하면, 메인 공급관(33c) 및 분기관(33d)을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 메인 공급관(33c)은 하나의 관으로 형성되며, 일측이 별도의 공기 공급 장치와 연결된다. 상기 분기관(33d)은 복수 개로 형성되고 일측이 모두 메인 공급관(33c)에 연결되며, 타측이 온도 조절 프레임(23a)의 일측 변에 서로 이격되어 연결된다. 상기 분기관(33d)은 온도 조절 프레임(23a)의 일측변의 길이와 이격되는 거리에 따라 적정한 개수로 형성된다. 상기 공기 분사관(33b)은 온도 조절 프레임(23a)의 일측변에서 전체적으로 균일하게 공기 분사 공간(23c)으로 공기를 분사한다.
또한, 상기 공기 분사관(43b)은, 도 4를 참조하면, 메인 공급관(33c) 및 확장관(43d)을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 메인 공급관(33c)은 하나의 관으로 형성되며, 일측이 별도의 공기 공급 장치와 연결된다. 상기 확장관(43d)은 일측이 메인 공급관(33c)과 동일한 형상으로 형성되어 메인 공급관(33c)에 연결된다. 상기 확장관(43d)은 일측에서 타측으로 갈수록 폭이 증가되어 타측이 온도 조절 프레임(23a)의 일측변의 길이와 동일한 폭을 가지도록 형성된다. 상기 확장관(43d)은 타측이 온도 조절 프레임(23a)의 일측변을 관통하여 공기 분사 공간(23c)에 연결된다. 상기 공기 분사관(43b)은 온도 조절 프레임(23a)의 일측변에서 전체적으로 균일하게 공기 분사 공간(23c)으로 공기를 분사한다.
100, 백연 발생 저감 쿨링 타워
110: 하우징 120: 노즐 유닛
130: 충진재층 140: 배출 유닛
150: 수증기 필터 유닛 160: 송풍 유닛

Claims (25)

  1. 내부가 중공인 통 형상으로 형성되며, 외부 공기가 유입되는 공기 유입구와 배출 공기가 배출되는 공기 배출구를 구비하는 하우징과,
    상기 하우징의 내부에서 상기 공기 유입구의 상부에 위치되며, 사용된 냉각수를 상기 하우징의 내부로 분사하는 노즐 유닛과,
    상기 하우징의 공기 배출구에 결합되는 배출관을 포함하며, 상기 하우징 내부의 공기를 상기 하우징의 상부로 배출하는 배출 유닛 및
    상기 하우징의 상부에서 상기 배출관의 상부와 측부를 감싸도록 위치하며, 상기 배출 유닛으로부터 배출되는 포화 공기에 포함되어 있는 수증기 미스트를 포집하는 단위 필터 모듈을 적어도 1 개를 포함하는 수증기 필터 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단위 필터 모듈은 서로 이격되는 수증기 필터 및 상기 수증기 필터 사이에 위치하여 일측의 상기 수증기 필터를 통과하는 포화 공기를 냉각 또는 가열하는 온도 조절 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 온도 조절 수단은
    내부가 중공인 금속관이 서로 이격되면서 지그재그 형상으로 연장되어 판상 형상을 이루도록 형성되며, 내부에 냉각수, 냉매, 냉각된 공기, 온수 또는 가열된 공기가 흐르는 에바 및 상기 에바의 외측을 감싸도록 지지하는 지지 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 온도 조절 수단은
    링 형상으로 형성되며, 서로 인접하는 수증기 필터 사이에 위치하여 상기 수증기 필터 사이에 공기 분사 공간을 형성하는 온도 조절 프레임 및 상기 온도 조절 프레임의 일측변에서 상기 공기 분사 공간으로 관통되어 상기 공기 분사 공간으로 공기를 분사하는 공기 분사관을 포함하는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 공기 분사관은
    하나의 관으로 형성되는 메인 공급관 및 복수 개로 형성되고 일측이 모두 메인 공급관에 연결되며, 타측이 상기 온도 조절 프레임의 일측변에 서로 이격되어 연결되는 분기관을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 공기 분사관은
    하나의 관으로 형성되는 메인 공급관 및
    일측이 메인 공급관에 연결되며, 일측에서 타측으로 갈수록 폭이 증가되어 타측이 상기 온도 조절 프레임의 일측변을 관통하여 상기 공기 분사 공간에 연결되는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 수증기 필터 유닛은
    적어도 1 개의 상기 단위 필터 모듈을 포함하고, 상기 배출관의 상부에 이격되어 상부 필터 모듈 및
    적어도 1 개의 상기 단위 필터 모듈을 포함하고, 상기 배출과의 측부에 이격되어 위치하는 측부 필터 모듈을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 상부 필터 모듈은 전체 면적이 상기 배출관의 상단부 면적보다 큰 면적이 되도록 복수 개의 상기 단위 필터 모듈이 판상으로 조립되어 형성되며,
    상기 측부 필터 모듈은 상기 배출관을 형성하는 측벽의 개수에 대응되는 개수로 형성되며, 각각 상기 배출관의 측벽의 면적보다 큰 면적이 되도록 복수 개의 상기 단위 필터 모듈이 판상으로 조립되어 상기 배출관의 각 측벽과 평행하도록 수직 방향으로 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 상부 필터 모듈은 상기 단위 필터 모듈이 수직 방향으로 이격되면서 적어도 2 층으로 적층되어 형성되며,
    상기 측부 필터 모듈은 상기 단위 필터 모듈이 수평 방향으로 이격되면서 적어도 2 층으로 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 상부 필터 모듈의 상부에 위치하여 상기 상부 필터 모듈의 상부로 바람을 공급하는 적어도 1개의 송풍 수단을 구비하는 상부 송풍 모듈 및
    상기 기 측부 필터 모듈의 외측에 위치하여 바람을 공급하는 적어도 1 개의 상기 송풍 수단을 구비하는 측부 송풍 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 송풍 수단은 송풍 팬 또는 에어 노즐로 형성되는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 수증기 필터는 외면에서 내부로 연결되는 다수의 기공을 포함하는 기본 구조체 및 상기 기본 구조체의 표면에 코팅되는 표면층을 구비하며,
    상기 표면층은 CF(탄화불소)기 또는 CH(탄화수소)기를 포함하는 하기의 구조식(1)으로 표시되는 실란계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
    구조식(1)
    Figure pat00009
    또는
    Figure pat00010

    (여기서, n은 4 ~ 25이다.)
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 표면층은 CF(탄화불소)기 또는 CH(탄화수소)기를 포함하는 하기의 구조식(2)으로 표시되는 인산계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
    구조식(2)
    Figure pat00011
    혹은
    Figure pat00012

    (여기서, n은 4 ~ 25이다.)
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 표면층은 HDF-S, OD-PA 또는 HDF-PA로 형성되는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 기본 구조체는 니켈, 알루미늄, 스테인레스 스틸, 모넬, 인코넬, 텅스텐, 은 티타늄, 몰리브덴, 듀플렉스, 구리, 철, 폴리에스테르, 나일론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 화이버 글라스로 형성되는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 기본 구조체는 5㎛ ~ 1000㎛의 기공 크기를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 기본 구조체는 2차원 메쉬 형상 또는 2차원 그물망 형상, 상기 2차원 메쉬 형상이 적층되어 형성되는 3차원 메쉬 형상, 3차원 다공성 폼 형상, 3차원 망상 구조 또는 3차원 네트워크 구조로 형성되는 3차원 구조체로 형성되는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 수증기 필터는 상기 기본 구조체와 상기 표면층의 사이에 형성되는 계면층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워를 포함하는 쿨링 타워.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 계면층은 그래핀, 그래핀옥사이드, 금속 산화물 또는 이들의 혼합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 계면층은 플라즈마 처리 또는 UVO 처리를 통하여 수산화기(-OH) 또는 카르복시기(-COOH)가 형성되는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
  21. 제 18 항에 있어서
    상기 계면층은 금속 산화물 또는 이들의 혼합물로 형성되며,
    상기 계면층은 표면에 금속기(-M)가 형성되어 상기 표면층과 자기결합되는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 금속 산화물은 TixOy, FexOy , AlxOy, SixOy, SnxOy, ZnxOy, InxOy, CexOy 및 ZrxOy로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 금속산화물인 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
  23. 제 12 항에 있어서,
    상기 수증기 필터는 외면에서 내부로 연결되는 다수의 기공을 포함하는 기본 구조체를 포함하며,
    상기 기본 구조체는 소수성 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
  24. 제 12 항에 있어서,
    상기 수증기 필터는 외면에서 내부로 연결되는 다수의 기공을 포함하는 기본 구조체 및 상기 기본 구조체의 표면에 코팅되는 표면층을 구비하며,
    상기 표면층은 소수성 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
  25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
    상기 소수성 물질은 그래핀 또는 실리콘을 포함하는 반도체 물질, 테프론과 폴리에스터 및 폴리스티렌을 포함하는 유기 물질, 실리카를 포함하는 금속 산화물을 포함하는 세라믹에서 선택되는 어느 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 백연 발생 저감 쿨링 타워.
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