KR100310222B1 - 흡입식 원심 송풍팬을 채용한 냉각탑 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지하에 설치하여도 지상에 설치한 것과 같은 동일한 냉각성능 및 효율을 갖는 냉각탑(Cooling Tower)에 관한 것으로서, 특히 직교류형 냉각탑(60)내에 흡입식 원심 송풍팬(30)을 설치하여 본 발명의 냉각탑을 구성하는데 있어서, 루버(11,21)와 냉각판(12,22) 및 엘리미네이터(13,23)를 구성요소로 하여 동일한 구조를 갖는 한쌍의 제1 충진재 유닛(10)과 제2 충진재 유닛(20) 사이의 중앙위치에 상기한 흡입식 원심 송풍팬(30)을 설치하되, 흡입식 원심 송풍팬의 좌우 양측 흡기구(31a)가 각각 상기 엘리미네이터와 대향하도록 위치시킨다. 이때 흡입식 원심 송풍팬의 흡기구(31a) 중심은 제1 및 제2 충진재 유닛의 중심선(X-X)상에 놓이도록 한다. 상기한 구성의 냉각탑을 실내 또는 지하에 설치하였을 때, 지상보다 공기의 유동이 적은 지하에서의 고압하에서도 상기한 흡입식 원심 송풍팬의 구동에 의한 공기의 흡입 및 배기능력이 향상된다. 이에 의하여 본 발명의 냉각탑을 지하에 설치하여도 냉각탑의 냉각성능 및 냉각효율의 저하는 방지된다.
Description
본 발명은 냉각수 순환 냉각처리장치인 냉각탑에 관한 것으로, 특히 직교류형 냉각탑을 실내 또는 지하에 설치할 수 있도록 구성한 것이다.
공기조화시스템이나 산업용 열교환기 등에서 발생하는 열은 실내의 냉방이나 기기의 냉각을 위하여 적정온도의 냉각으로서 반드시 제거하여야 한다. 이러한 열을 제거하기 위하여 냉각효율이 높은 매체로서 냉각수를 순환시켜 사용하는데, 이 냉각수를 주위의 대기와 직접 접촉시켜 냉각효과를 얻는다. 이러한 작용을 하는 냉각탑은 크게 직교류형(Cross Flow Type)과 향류형(Counter Flow Type)으로 구분하는데, 직교류형은 냉각탑 상부의 배기구에 설치한 축류팬(Axial-Flow Fan)에 의하여 냉각탑내의 충진재 유닛(Fill Unit), 즉 루버측에 형성된 외부 공기유입구로부터 공기를 흡입하여 냉각판과 엘리미네이터측으로 공기를 통과시키는 동시에 충진재 유닛의 상부에 위치한 상부수조의 오리피스 노즐을 통하여 피냉각수를 분산시키면서 열교환을 실시하는 구조를 갖는다. 특히, 직교류형 냉각탑은 열교환 작용을 행한 후의 공기가 냉각탑의 내부에서 배기구를 통하여 배출될 때 공기 토출속도가 빨라 바람에 의한 재순환 영향이 적으며, 운전중에 노즐의 점검과 청소가 용이한 장점을 가지고 있다.
향류형은 충진재 유닛의 하부에 설치한 하부수조에, 하부에서의 외부공기를 도입하기 위한 공기유입구를 설치하고, 공기유입구의 상부 공간에 충진재 유닛의 사이에는 물받이를 설치하여 공기유입구에서 냉각탑내로 도입된 공기가 공기유입구의 상부 공간에서 물받이 주위를 경유하여 충진재 유닛의 중앙을 통과하는 구조를 갖는다.
이러한 직교류형 냉각탑이나 향류형 냉각탑은 동일하게 주위의 대기와 냉각수를 직접 접촉시켜 냉각효과를 얻을 수 있음에 따라 보편적으로 건물의 옥상 또는 지상의 적정위치에 설치한다.
그러나 지상의 공간을 사용할 수 없는 지하철 등의 용도로 사용하고자 할 때에는 부득이 하게 실내 또는 지하에 설치하게 되는데, 직교류형 냉각탑은 축류팬의 채용으로 지상보다 공기의 유량이 적은 지하의 고압하에서는 그 역할을 다 하지 못하므로 냉각탑의 냉각성능 및 효율의 저하를 가져오는 문제점이 있다.
향류형 냉각탑은 압송식 원심 송풍팬을 사용하지만 낙하하는 냉각수와 공급하는 공기의 대항에 의한 저항이 커지므로 압송식 원심 송풍팬의 동력이 커져야 하는 문제점이 있고, 이로 인한 압송식 원심 송풍팬의 설계 및 제작이 어려운 문제점이 있으며, 또한 분사노즐이 케이싱의 내부에 위치하므로 냉각탑의 운전중에 노즐의 점검이나 청소 등이 어려운 문제점이 있다.
이에 따라 본 발명자는 지하에 설치하여도 냉각탑의 냉각성능 및 효율저하가 없으며, 또한 노즐 등의 점검이 용이한 냉각탑을 설계하기 위하여 직교류형 냉각탑을 사용하고, 이 냉각탑의 내부에는 축류팬 대신 향류형 냉각탑에만 채용되고 있던 원심 송풍팬을 흡입식으로 설치하였다. 이에 의하여 축류팬의 채용으로 인한 상기한 문제점과 노즐 등의 점검이 어려운 문제점을 해결하였으며, 원심 송풍팬의 단점인 압력손실에 따른 팬 동력의 크기를 상당히 줄일 수 있도록 하였다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 지하에 설치하여도 지상에 설치한 것과 같은 동일한 냉각성능 및 효율을 갖는 냉각탑을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 원심 송풍팬의 설계와 제작 및 설치에 따른 문제점을 제거하고, 이에 따른 비용을 절감할 수 있는 냉각탑을 제공하는 것이다.
제 1 도는 본 발명의 흡입식 원심 송풍팬을 채용한 냉각탑의 전체 정단면도.
제 2 도는 직교류형 냉각탑 및 직교류형 냉각탑의 내부에 설치하는 흡입식 원심 송풍팬의 사시도.
제 3 도는 흡입식 원심 송풍팬의 분해 사시도.
제 4 도는 흡입식 원심 송풍팬의 결합 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 제1 충진재 유닛 11,21 : 루버
12,22 : 냉각판 13,23 : 엘리미네이터
20 : 제2 충진재 유닛 30 : 흡입식 원심 송풍팬
31 : 케이싱 32 : 임펠러
50 : 덕트 60 : 직교류형 냉각탑
실내 및 지하에 설치하여도 지상에 설치한 것과 같은 동일한 냉각성능 및 효율을 갖고, 또한 설치 및 시공이 용이한 본 발명의 냉각탑은 직교류형 냉각탑으로 구성하는데, 상기 직교류형 냉각탑에 축류팬 대신 흡입식 원심 송풍팬을 설치하여 구성한다.
상기한 흡입식 원심 송풍팬(30)은 도 3에 도시한 바와 같이 흡기구(31a)와 배기구(31b)를 갖는 케이싱(31)과, 케이싱의 상기 흡기구내에 설치되는 임펠러(32)로 구성하고, 임펠러는 좌우측의 림(32a,32b)과, 좌우측의 림 사이에 설치되는 센터플레이트(32c)로 구성하되, 좌우측의 림과 센터플레이트는 이후에 설명하는 바와 같이 블레이드에 의하여 일체로 형성하며, 각각 동일한 내경을 갖는다. 상기한 좌측의 림(32a)과 센터플레이트 사이에는 서로 동일한 방향으로 만곡된 형상을 갖는 다수의 블레이드(32d)를 고정시키고, 또한 센터플레이트와 우측의 림(32b) 사이에는 상기한 블레이드(32d)와 동일한 형상을 갖는 블레이드(32e)를 고정시킨다.
상기한 구성의 흡입식 원심 송풍팬의 결합을 도 3 및 도 4를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.
서로 연통하는 케이싱(31)의 흡기구(31a) 일측을 통하여 임펠러(32)를 삽입 설치하고, 상기 케이싱의 외부로 돌출하는 상기 임펠러의 중심축(32f)을 통하여 흡기구의 내경보다 큰 외경을 갖는 리브(33)를 관통시켜 결합하며, 이어서 임펠러의 상기 중심축을 통하여 풀리(34)를 관통시켜 결합한 후 임펠러의 중심축 말단에 형성된 나사산에는 너트(35)를 체결하여 풀리를 단단히 고정한다. 상기 풀리(34)는 케이싱에 장착된 모우터(40)의 축에 연결된 풀리(41)와 벨트(42)로써 연결하여 흡입식 원심 송풍팬의 결합을 완성한다.
상기한 바와 같이 결합이 완료된 흡입식 원심 송풍팬은 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 직교류형 냉각탑에 설치하여 본 발명의 냉각탑을 구성하는데, 그 설치관계를 설명하면 다음과 같다.
루버(11,21)와 냉각판(12,22) 및 엘리미네이터(13,23)를 구성요소로하여 동일한 구조를 갖는 한쌍의 제1 충진재 유닛(10)과 제2 충진재 유닛(20) 사이의 중앙위치에 상기한 흡입식 원심 송풍팬(30)을 설치하되, 흡입식 원심 송풍팬의 좌우 양측 흡기구(31a)가 제1 충진재 유닛의 구성요소인 엘리미네이터(13)와 제2 충진재 유닛의 구성요소인 엘리미네이터(23)측에 각각 대향하도록(마주보도록) 위치시킨다. 이때 흡입식 원심 송풍팬의 상기 흡기구(31a) 중심은 제1 및 제2 충진재 유닛의 중심선(X-X)상에 놓이도록 한다.
냉각탑의 운전시, 모우터축의 회전력은 벨트(42)를 통하여 풀리(34)에 전달되고, 풀리의 회전에 의하여 임펠러(32)가 회전하게 된다. 또한 임펠러의 회전시 임펠러를 구성하는 다수의 만곡된 블레이드(32d,32e)가 함께 회전함에 따라 공기가 냉각탑의 좌우측에 설치된 제1 및 제2 충진재 유닛을 통하여 케이싱 양측의 흡입구로 흡입되며, 흡입된 공기는 케이싱 상부의 배기구(31b) 및 이 배기구와 연결된 덕트(50)를 통하여 지상으로 배출된다.
상기한 바와 같이 직교류형 냉각탑의 내부에 흡입식 원심 송풍팬을 설치하여 본 발명의 냉각탑을 구성한 후 이 냉각탑을 실내 또는 지하에 설치하였을 때, 지상보다 공기의 유량이 적은 지하에서의 고압하에서도 흡입식 원심 송풍팬의 구동에 의한 공기의 흡입 및 배기능력이 향상된다. 따라서 본 발명의 냉각탑을 지하에 설치하여도 냉각탑의 냉각성능 및 효율저하는 방지되고, 또한 흡입식 원심 송풍팬의 설계와 제작 및 설치가 용이해져 이에 따른 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
Claims (2)
- 루버, 냉각판 및 엘리미네이터로 구성된 제1 충진재 유닛과, 상기의 제1 충진재 유닛과 동일한 구성요소로 이루어진 제2 충진재 유닛을 구비한 직교류형 냉각탑에 있어서, 상기 제1 충진재 유닛과 제2 충진재 유닛 사이의 중앙위치에 흡입식 원심 송풍팬을 설치하되, 흡입식 원심 송풍팬의 좌우 양측 흡기구를 상기 제1 충진재 유닛의 구성요소인 엘리미네이터와 제2 충진재 유닛의 구성요소인 엘리미네이터측에 각각 대향시킨 것을 특징으로 하는 냉각탑.
- 제1 항에 있어서, 흡입식 원심 송풍팬의 흡기구 중심이 상기 제1 및 제2 충진재 유닛의 중심선과 일치하도록 흡입식 원심 송풍팬을 설치한 것을 특징으로 하는 냉각탑.
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