KR100867410B1 - 소음저감형 대향류식 냉각탑 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하부에 외기 흡입구(111)가 형성되고 상부에 토출구(113)가 형성된 몸체(103)와, 상기 몸체(103)에 설치되어 흡입구(111)를 통하여 몸체(103) 내로 외기를 흡인하여 토출구(113)로 배출시키는 팬(105)과, 냉각수를 분사하는 분사노즐(107)과, 상기 분사노즐(107)의 상부로 설치되어 순환공기와 함께 냉각수가 외부로 비산하는 것을 방지하는 엘리미네이터(117)와, 상기 분사노즐(107) 하부에 설치되는 충전재(109)와, 상기 충전재(109)를 통과하여 낙하한 냉각수가 집수되는 집수조(119)를 포함하고, 충전재(109)와 집수조(119) 사이에는 공간부(108)가 형성되는 대향류식 냉각탑(100)에 있어서, 상기 충전재(109)와 집수조(119) 사이에 형성되는 공간부(108)에는 복수의 가이드부재(130, 140 또는 150)로 이루어지는 소음발생억제부(120)를 더 포함하여 구성되는 소음저감형 대향류식 냉각탑(100)에 관한 것으로; 충전재(109)로부터 하향 유출되는 냉각수가 집수조(119)로 자유 낙하하지 않고 소음발생억제부(120)의 몸체부 표면을 타고 하향으로 흐르게 되므로 냉각수의 자유 낙하에 의하여 발생하는 소음을 원천적으로 방지하여 소음이 대폭 감소(약 70%)하며, 외부 공기에 의한 냉각수의 비산을 방지할 수 있으며, 외기에 포함되어 외기와 함께 외부로 유출되는 냉각수량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

냉각탑, 대향류식, 소음발생억제부

Description

소음저감형 대향류식 냉각탑{Counter Flow Type of Cooling Tower Generating Low Grade of Noise}

도 1은 종래의 일반적인 대향류식 냉각탑을 도시한 반단면이다.

도 2는 도 1의 냉각탑을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 소음저감형 대향류식 냉각탑을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따르는 소음저감형 대향류식 냉각탑에 구비되는 소음발생억제부를 도시한 개략적인 사시도이다.

도 5는 도 4에 도시한 소음발생억제부의 평면도이다.

도 6 내지 도 8은 소음발생억제부를 이루는 가이드부재를 도시한 개략적인 사시도이다.

도 9 내지 도 12는 가이드부재 상부에 구비되는 망체의 확대 사진들이다.

도 13은 소음발생억제부를 이루는 다른 형태의 가이드부재를 도시한 개략적인 사시도이다.

도 14는 본 발명에 따르는 소음저감형 대향류식 냉각탑에 구비되는 다른 형태의 소음발생억제부를 도시한 개략적인 사시도이다.

도 15는 도 14에 도시한 소음발생억제부의 측면도이다.

도 16은 도 14의 A-A선에 따르는 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 냉각탑 103 : 몸체

105 : 팬 107 : 분사노즐

109 : 충전재 111 : 흡입구

113 : 토출구 115 : 분배관

117 : 엘리미네이터 119 : 집수조

120, 220 : 소음발생억제부 130, 140, 150, 240 : 가이드부재

160 : 가로지지부 230 : 수용부

233 : 오목부 250 : 고정부재

본 발명은 대향류식 냉각탑에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대향류식 냉각탑에 있어서 충전재로부터 하향 유출되는 냉각수가 소음발생억제부 가이드부재의 표면을 타고 하향으로 흘러 집수조로 유입되도록 함으로써 냉각수의 자유 낙하에 의한 소음발생을 방지하고, 자유 낙하 중 냉각수가 비산하는 것을 방지할 수 있으며, 외기에 포함되어 외부로 유출되는 냉각수량을 감소시킬 수 있는 소음저감형 대 향류식 냉각탑에 관한 것이다.

일반적으로 냉각탑이란 중앙 집중식 냉방시스템의 실내기 즉, 실내 에어컨에서 냉방에 사용되고 고온화된 냉각수의 온도를 낮추는 장치로서, 크게 냉각수와 외기의 접촉 시 발생하는 열전달에 의해 냉각수의 온도를 낮추는 개방형과 폐회로 상의 냉각수에 뿌려지는 증발수의 증발잠열을 이용해 냉각수의 온도를 낮추는 폐쇄형 두 가지가 있다.

이중에서 개방형 냉각탑은 다시 대향류식(Counter Flow Type) 냉각탑, 직교류식(Cross Flow Type) 냉각탑, 무동력 냉각탑 등으로 나누어지며, 특히 대향류식 냉각탑은 측벽 하단에 개방된 흡입구를 통해 유입되어 충전재를 상향 통과하는 외부 공기와 충전재 위쪽에 배치된 분사노즐에서 분사되어 중력에 의해 충전재를 통해 낙하하는 냉각수를 서로 대향시킴으로써 상대적으로 저온인 외기와 상대적으로 고온인 냉각수의 접촉 시 발생하는 열전달에 의해 냉각수를 냉각시키는 원리를 이용한 것이다.

대향류식 냉각탑에서 공기는 수직 상방향으로 유동하고 냉각수는 수직 하방향으로 유동하면서 공기와 냉각수가 접촉하여 열교환이 이루어지고, 직교류식 냉각탑에서는 공기는 거의 수평으로 유동하고 냉각수는 수직 하향으로 유동한다.

도 1은 종래 기술에 의한 대향류식 냉각탑을 도시한 반 단면도이며, 도 2는 도 1에 도시한 대향류식 냉각탑을 도시한 단면도이다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 종래 기술에 의한 대향류식 냉각탑(1)은 외부 골격을 이루며 외부로부터 공기가 유입되는 흡입구(11)가 측면에 형성되고, 유입된 공기가 외부로 유출되는 토출구(13)가 상부에 형성된 몸체(3)와, 상기 몸체(3) 상부에 설치되어 외부의 공기를 몸체(3) 내부로 유입시켜 외부로 토출되도록 하는 팬(5)과, 공기조화설비(도시하지 않음)로부터 분사관(15)으로 순환되는 냉각수를 분사하는 분사노즐(7)과, 상기 분사노즐(7)의 하부로 설치되어 분사된 냉각수를 흡수하는 충전재(9, 필러(filler))와, 충전재(9)를 통과하여 낙하하는 물방울이 저장되는 집수조(19)로 이루어지며, 상기 분사노즐(7) 상부로는 토출되는 외기에 의하여 냉각수가 외부로 비산하는 것을 방지하는 엘리미네이터(17)가 설치된다.

상기 몸체(3)는 원통형 또는 직육면체형의 케이스로서 측면 하단에 외기가 내부로 흡입되는 흡입구(11)가 형성되어 있고, 흡입된 외기가 외부로 토출되는 외기 토출구(13)가 상부에 형성되어 있다.

상기 팬(5)은 몸체(3) 상단의 토출구(13)에 설치되어 흡입구(11)를 통해 화살표 방향으로 외기를 흡인하여 토출구(13)를 통해 외부로 배출시키는 역할을 한다. 상기 분사노즐(7)은 충전재(9)와 엘리미네이터(17) 사이에 배치된 분사관(15)에 복수 개가 설치되어 중앙냉방 시스템의 실내 에어컨(10)에서 분사관(15)을 통해 유입되는 냉각수를 충전재(9) 위에 분사하도록 되어 있다. 여기에서, 엘리미네이터(17)는 일종의 메시 필터로 충전재에서 떨어져 나온 분진이나 입자가 큰 수포를 잡아 걸러 주는 역할을 한다. 끝으로, 충전재(9)는 분사노즐(7)과 외기 흡입구(11) 사이에 배치되어 분사노즐(7)에서 분사된 냉각수를 분산시켜 낙하를 방해하거나, 수직 필름면에 접하여 수막을 넓게 형성하도록 함으로써 외기와의 접촉면을 최대로 늘려 고온의 냉각수가 용이하게 열을 방출할 수 있도록 해준다.

팬(5)이 작동하면 흡입구(11)를 통하여 외부 공기가 유입되고, 상승하면서 충전재(9)를 통과하고 토출구(13)를 통하여 외부로 토출된다. 그리고 고온 상태의 냉각수는 분사관(15)을 통하여 유입되어 분사관(15)에 구비되는 하나 이상의 분사노즐(7)을 통하여 분사되어 공기와 접촉하여 냉각하면서 충전재(19)를 통과하고 자유 낙하하여 집수조(19)로 집수된다.

대향류식 냉각탑에서는 공기와 냉각수의 유동 방향은 반대로서 서로 접촉하면서 열교환이 이루어져 냉각수가 냉각되며, 공기가 원활하게 흡입되어 충전재를 통과하도록 하기 위하여 집수조(19)와 충전재(9) 사이에는 공간부(18)를 마련한다. 즉, 충전재(9)는 집수조(19)로부터 이격되어 집수조(19) 상부에 설치된다.

상기 종래의 대향류식 냉각탑(1)에서는 충전재(9)가 집수조(19)로부터 상부로 이격되어 설치되어 있으므로 공간부(18)로 낙하하는 동안 냉각수가 외부로 비산하는 문제점이 있었으며, 특히 공간부(18)를 낙하하는 냉각수 물방울에 의하여 소음이 커지는 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 대향류형 냉각탑이 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 충전재와 집수조 사이에 소음발생억제부를 구비함으로써 충전재를 통과하는 냉각수가 소음발생억제부를 타고 흘러 내리도록 하여 자유 낙하하는 것을 방지하여 자유 낙하에 의하여 발생하는 소음을 원천적으로 차단하며, 자유 낙하 도중에 냉각수가 외부로 비산하는 것을 방지할 수 있는 소음저감형 대향류 식 냉각탑을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 소음저감형 대향류식 냉각탑은 하부에 외기 흡입구가 형성되고 상부에 토출구가 형성된 몸체와, 상기 몸체에 설치되어 흡입구를 통하여 몸체 내로 외부 공기를 흡인하고 토출구를 통하여 외부로 공기를 토출시키는 팬과, 냉각수를 분사하는 분사노즐과, 상기 분사노즐의 상부로 설치되어 공기와 함께 냉각수가 외부로 비산하는 것을 방지하는 엘리미네이터와, 상기 분사노즐 하부에 설치되는 충전재와, 상기 충전재를 통과하여 낙하하는 냉각수가 집수되는 집수조를 포함하고, 충전재와 집수조 사이에는 공간부가 형성되며, 상기 충전재와 집수조 사이에 형성되는 공간부에는 복수의 가이드부재로 이루어지는 소음발생억제부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 소음발생억제부는 복수의 가이드부재와, 상기 가이드부재를 서로 연결하는 복수의 가로지지부로 이루어지는 것을 특징으로 하며,

상기 가이드부재는 충전재로부터 하향 유출되는 냉각수가 접촉하는 상면과, 상기 상면으로부터 하향으로 연장되며 하향으로 갈수록 단면적이 감소하는 제1 경사부와, 상기 제1 경사부로부터 하향 연장되는 몸체부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드부재는 망체로 이루어지는 집수부와, 상기 집수부와 결합하여 집수부로부터 하향 연장되는 몸체부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,

상기 가이드부재는 몸체부와, 상기 몸체부 상부에 몸체부의 중심선과 이루는 각이 90°보다 작은 각도를 가지도록 부채살 모양으로 구비되는 복수의 집수가지를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 집수부는 깔때기 모양으로 형성되며, 낙하하는 냉각수가 접촉하면서 흡습되어 망체를 타고 하향하도록 망체는 적층된 격자부와, 격자부에 의하여 형성되는 통공으로 이루어지는 것을 특징으로 하며,

상기 깔때기 모양으로 형성되는 집수부 측면에는 하나 이상의 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하며,

상기 집수부를 이루는 망체의 격자부 표면은 돌출부와 오목부가 반복되어 형성되는 엠보싱 형태인 것을 특징으로 한다.

한편 본 발명에 따르는 소음저감형 대향류식 냉각탑 하부에 외기 흡입구가 형성되고 상부에 토출구가 형성된 몸체와, 상기 몸체에 설치되어 흡입구를 통하여 몸체 내로 외부 공기를 흡인하여 토출구로 배출시키는 팬과, 냉각수를 분사하는 분사노즐과, 상기 분사노즐의 상부로 설치되어 공기와 함께 물이 외부로 비산하는 것을 방지하는 엘리미네이터와, 상기 분사노즐 하부에 설치되는 충전재와, 상기 충전재를 통과하여 낙하하는 냉각수가 집수되는 집수조를 포함하고, 충전재와 집수조 사이에는 공간부가 형성되며; 상기 충전재와 집수조 사이에 형성되는 공간부에는 복수의 배수공이 형성되며 오목한 형태를 가지는 하나 이상의 수용부와, 상기 수용부의 배수공에 틈새를 가지도록 설치되는 가이드부재로 이루어지는 소음발생억제부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 가이드부재는 수용부 내에 위치하며 설치공이 형성된 머리부를 가지며, 상기 설치공에는 설치부재가 삽입되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따르는 소음저감형 대향류식 냉각탑의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조로 설명한다. 본 발명의 설명에 있어서 종래 기술의 구성과 동등한 구성에 대해서는 동일한 명칭을 사용하며, 반복적인 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 소음저감형 대향류식 냉각탑을 도시한 개략적인 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따르는 소음저감형 대향류식 냉각탑에 구비되는 소음발생억제부를 도시한 개략적인 사시도이며, 도 5는 도 4에 도시한 소음발생억제부의 평면도이며, 도 6은 소음발생억제부에 구비되는 가이드부재를 도시한 개략적인 사시도이며, 도 7은 가이드부재의 변형 예를 도시한 개략적인 사시도이며, 도 8은 가이드부재의 다른 변형 예를 도시한 개략적인 사시도이며, 도 9 내지 도 12는 도 7 및 도 8에 도시한 가이드부재의 상부에 구비되는 망체를 촬영한 사진이며, 도 13은 가이드부재의 또 다른 변형 예를 도시한 개략적인 사시도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 소음저감형 대향류식 냉각탑은 도 3에 도시한 바와 같이 하부에 흡입구(111)가 형성되고 상부에는 토출구(113)가 형성된 몸체(103)과, 상기 몸체(103) 내에 설치되어 외부 공기가 흡입구(111)로 유입되어 토출구(113)를 통하여 외부로 토출되도록 작동하는 팬(105)과, 몸체(103) 내에 설치되어 분배관(115)을 통하여 유동하여 온 냉각수를 분사하는 하나 이상의 분사노즐(107)과, 상기 분사노즐(107) 하부로 설치되는 충전재(109)와, 상기 분사노즐(107)의 상부로 설치되어 공기와 함께 물이 외부로 비산하는 것을 방지하는 엘리미네이터(117)와, 상기 충전재(109)를 통과하여 낙하하는 냉각수가 집수되는 집수조(119)로 이루어지며, 상기 충전재(109)와 집수조(119) 사이에는 공간부(108)가 형성된다. 따라서 상기 충전재(109)는 집수조(119)로부터 이격하여 집수조(119) 상부에 설치된다.

상기 집수조(119)와 충전재(109) 사이에 형성되는 공간부(108)에는 충전재(109)를 통과하여 낙하하는 냉각수에 의하여 발생하는 소음을 방지(억제)하기 위한 소음발생억제부(120)가 설치된다.

상기 소음발생억제부(120)는 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 세로 방향으로 설치되는 복수의 가이드부재(130, 140 또는 150)와, 상기 복수의 가이드부재를 서로 연결하는 가로지지부(160)로 이루진다. 도 4 및 도 5에는 원형으로 배열되는 가이드부재(130, 140 또는 150)를 도시하고 있으나, 원형에만 한정되는 것은 아니며, 몸체(103)의 단면 형상에 따라서 원형뿐만 아니라 사각형 등의 배열로 하는 것이 가능하다. 상기 가이드부재(130, 140 또는 150)는 봉형상으로 형성되며, 단면은 원형뿐만 아니라 사각형, 5각형 등으로 형성할 수 있다. 그리고 가이드부재(130, 140 또는 150)의 배열에 있어서 도 5에 도시한 바와 같이 외부열(① 또는 ②)의 가이드부재에 의하여 내부열(② 또는 ③)의 가이드부재가 흡입구(111)를 통하여 유입되는 공기로부터 차단되지 않도록 배열하는 것이 바람직하다. 도 5에서 화살표는 흡입구(111)를 통하여 유입되는 공기를 도시한 것이다.

실험 예

충전재(109)의 크기를 가로 300㎜, 세로 300㎜, 두께 120㎜로 하고, 공간부(108)의 높이를 30㎝로 하며, 충전재(109)의 상부로 10LPM(Liter per minute)의 냉각수를 공급하여 충전재(109)를 통과시키면서, 집수조(119)의 일측으로부터 20㎝ 떨어진 지점에서 소음과 냉각수의 온도를 측정하여, 소음발생억제부(120)를 구비하여 소음발생억제부(120)의 가이드부재를 따라 가이드부재의 표면으로 냉각수를 흘러내리도록 하는 본 발명에 따르는 냉각탑과, 충전재(109)를 통과한 냉각수가 집수조(119)로 자유 낙하하는 종래의 냉각탑을 비교하였다.

상기 실험을 실시한 소음발생억제부(120)의 가이드부재는 지름이 15㎜인 봉이었으며, 가이드부재 사이의 간격은 150㎜이었다. 따라서 충전재(109)를 통과한 냉각수 중 일부는 가이드부재의 표면을 따라 흘러내려 집수조(119)로 집수되었으며, 일부는 자유 낙하하여 집수조(119)로 집수되었다.

실험을 한 주위(Environment)의 기준 소음은 63.5∼64㏈이었으며, 종래 기술에 의한 냉각탑의 측정 소음은 70∼71㏈로 측정되었고, 본 발명에 따르는 냉각탑의 측정 소음은 65∼66㏈로 측정되었다. 따라서 소음 증가는 종래 기술의 냉각탑에서는 약7㏈이고, 본 발명에 따르는 냉각탑에서는 2㏈임을 알 수 있으며, 상기와 같은 모델에서 소음은 70% 감소함을 알 수 있다.

그리고 냉각수의 냉각 효과를 나타내는 충전재(109) 하부에서 측정되는 온도와 집수조(119) 상부에서 측정되는 온도의 차는 모두 2∼3℃로서 차이가 없었으나, 외부로 비산하는 냉각수는 감소하였다. 따라서 본 발명에 따르는 소음발생억제부(120)를 설치하는 경우에도 냉각 효과가 저하되지 않았고, 외부로 비산하는 냉각수량은 감소하였으며, 특히 소음에 있어서는 70% 감소하였다.

외부로 비산하는 냉각수 량이 감소하는 것은 냉각수가 가이드부재의 표면을 따라 흘러내리므로 유입되는 공기의 유동에 대한 흐름 저항성이 증가하여, 외부 공기에 의하여 날리게 되는 냉각수량이 현저하게 감소하기 때문이다.

도 6은 가이드부재의 변형 예를 도시한 것으로, 가이드부재는 도 6에 도시한 바와 같이 상부에 충전재(109)로부터 낙하하는 냉각수가 접촉하는 상면(131)을 형성하고, 상기 상면(131)로부터 하부로 갈수록 단면적이 감소하는 제1 경사부(133)를 구비하며, 상기 제1 경사부(133) 하단으로부터 연장 형성되는 몸체부(149)로 이루어진다. 상기 상면(131)의 면적을 몸체부(149)의 단면적보다 크게 형성함으로써 가이드부재(130)의 설치 개수를 감소시키면서도 충전재(109)로부터 낙하하는 냉각수 중 더 많은 냉각수가 가이드부재(130)를 타고 흘러내릴 수 있게 하고, 가이드부재(130) 표면을 타고 흘러내리는 냉각수와 공기와 접촉 가능성을 향상시켜, 소음은 더욱 감소시키면서 냉각 효과는 증가시킬 수 있는 효과가 있다. 상기에서 상면(131)은 평면으로 형성할 수도 있고 중심부가 상방향으로 돌출되어 낙하하는 냉각수가 가장자리로 용이하게 흐르도록 형성할 수도 있다.

도 7은 가이드부재의 다른 변형 예를 도시한 것으로, 가이드부재는 도 7에 도시한 바와 같이 망체로 이루어지는 집수부(141)와, 상기 집수부(141)와 결합하여 집수부(141)로부터 하향 연장하는 몸체부(149)를 포함하여 구성된다. 상기 집수부(141)는 깔때기 모양으로 형성하는 것이 바람직하다. 냉각탑(100)이 작동하여 충전재(109)로부터 낙하하는 냉각수는 집수부(141)에 접촉하면서 집수부(141)에 흡 습되어 집수부(141)를 따라 몸체부(149)가 결합되는 부분까지 하향 유동하고 계속해서 몸체부(149)에 이르게 되면 몸체부(149)의 표면을 따라서 흘러 집수조(119)로 집수된다. 상기 망체는 후술하는 바와 같이 격자부로 이루어지며, 상기 격자부 사이에는 통공이 형성된다. 흡입구(111)를 통하여 유입된 외부 공기는 상승하면서 몸체부(149) 표면을 따라서 흘러내리는 냉각수와 접촉하고, 계속 상승하여 집수부(141)로 되는 망체에 형성되는 통공을 통과하여 충전재(109)의 하부에 이르게 되고, 계속해서 충전재(109)를 통과하여 상승하게 된다.

도 8은 가이드부재의 또 다른 변형 예를 도시한 것으로, 가이드부재는 도 8에 도시한 바와 같이 망체로 이루어지는 집수부(141)와, 상기 집수부(141)와 결합하여 하향 연장하는 몸체부(149)를 포함하여 구성된다. 상기 집수부(141)는 깔때기 모양으로 형성하며, 상기 깔때기 모양으로 형성되는 집수부(141)의 측면에는 하나 이상의 관통공(144)을 형성하고, 상기 관통공(144)의 상부로는 상기 관통공(144)의 투영면적과 같거나 큰 투영면적을 가지는 덮개부(142)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 관통공(144)으로는 흡입구(111)를 통하여 유입된 공기가 통과하여 충전재(109)로 상승하고, 충전재(109)로부터 낙하하는 냉각수는 덮개부(142)에 의하여 관통공(144)을 통하여 낙하하지 않으므로, 공기의 유입 저항은 감소시키면서, 더 많은 냉각수가 몸체부(149)의 표면을 따라서 흘러내리도록 할 수 있게 된다.

도 9 내지 도 12는 도 7 및 도 8에 도시한 가이드부재의 집수부(141)로 되는 망체를 확대한 사진이다. 도 9에서 좌측 상부의 기준자는 1㎜로서 50배로 확대 촬영한 SEM사진이며, 도 10은 도 9의 A부를 확대 촬영한 250배 SEM 사진이며, 도 11 은 도 10의 격자부(143)를 2000배 확대 촬영한 SEM 사진이며, 도 12는 도 10의 격자부(143)를 5000배 확대 촬영한 SEM 사진이다.

도 9에 도시한 바와 같이 가이드부재의 집수부(141)로 되는 망체는 하나 이상의 층으로 형성되는 격자부(143)로 이루어지며, 상기 격자부(143)에 의하여 통공(145)이 형성된다. 그리고 상기 망체의 격자부(143) 표면은 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이 돌출부(147)와 오목부(148)가 반복되어 형성되는 엠보싱 형태를 이룬다. 도 11 및 도 12에 있어서, 흰색으로 표시된 불규칙적으로 갈라진 세선(細線) 부분이 돌출부(147)이며, 상기 돌출부(147)에 의하여 둘러싸인 어두운 색 부분이 오목부(148)이다. 상기와 같이 격자부(143) 표면을 미세한 엠보싱 형태로 형성함으로써 망체에 접촉하는 냉각수가 망체 내부로 용이하게 흡습되고 빠르게 망체를 통과하면서 하향 유동하여 몸체부(149)의 표면에 이르게 된다. 도 11 및 도 12에서 미설명 부호 146은 망체의 생성 과정에서 용융 냉각되면서 형성되는 경계를 나타낸다.

냉각수가 망체 내부로 흡습되지 않고 망체의 표면을 따라 흘러내리는 경우에는 도 7 및 도 8에 도시한 깔때기 모양의 집수부(141) 내부에 고이게 되고, 망체를 통과하지 못하게 되므로 집수부(141) 외부로 넘쳐 흘러 집수부(141)의 끝단으로부터 자유 낙하할 염려가 있다.

도 13은 가이드부재의 또 다른 변형 예를 도시한 것으로, 가이드부재는 도 13에 도시한 바와 같이 몸체부(159)와, 몸체부(159)의 상부로 몸체부(159)의 중심선과 이루는 각이 90°보다 작은 각도를 가지도록 부채살 모양으로 구비되는 복수의 집수가지(151)를 포함하여 구성되며, 상기 집수가지(151)는 복수의 집수분지(153)을 포함하는 것이 바람직하다. 상기에서 집수가지(151)는 더 많은 양의 냉각수와 접촉하도록 몸체부(159)의 중심선과 평행하지 않도록 하는 것이 바람직하 며, 접촉한 냉각수가 집수가지(151)를 타고 몸체부(159)로 흐르도록 90°보다 작은 각도를 가지도록 하는 것이 바람직하며, 상기 집수가지(151)와 몸체부(159)의 중심선이 이루는 각은 5°보다는 크게 형성하는 것이 바람직하다.

충전재(109)를 통과하여 낙하하는 냉각수는 집수분지(153)와 접하면서 집수분지(153)를 따라 하향 유동하고 다시 집수가지(151)를 따라 하향 유동하고, 몸체부(159)에 이르게 되어 몸체부(159) 표면을 따라 아래로 흘러 집수조(119)에 이르게 된다.

상기에서와 같이 본 발명에 따르는 소음발생억제부(120)는 다양한 변형 예의 가이드부재(130, 140 또는 150)로 이루어지는 것이 가능하며, 소음발생억제부(120)를 냉각탑(100)에 설치하는 경우 가이드부재(130, 140 또는 150)의 상부를 충전재(109)의 하부와 접촉하도록 설치하는 것도 가능하며, 충전재(109)의 하부로부터 이격하여 설치하는 것도 가능하다. 그리고 가이드부재(130, 140 또는 150)의 하부는 집수조(119)에 집수된 냉각수에 일부가 잠기도록 설치하는 것이 바람직하다.

도 14 내지 도 16은 본 발명에 따르는 소음저감형 대향류식 냉각탑(100)에 구비되는 다른 형태의 소음발생억제부(220)를 도시한 개략적인 사시도, 측면도 및 부분 단면도이다. 도 14에 도시한 바와 같이 다른 형태의 소음발생억제부(220)는 도 3에 도시한 소음저감형 대향류식 냉각탑(100)의 충전재(109)와 집수조(119) 사이에 형성되는 공간부(108)에 설치된다.

상기 소음발생억제부(220)는 오목하게 형성되어 충전재(109)를 통과하여 낙하하는 냉각수를 임시로 수용하는 복수의 수용부(230)를 포함하여 구성된다. 상기 수용부(230)에는 수용부(230)에 수용된 냉각수를 배수하기 위한 복수의 배수공(231)이 형성된다. 상기 배수공(231)에는 틈새(231a)를 가지도록 가이드부재(240)가 설치된다. 따라서 수용부(230)에 임시 수용된 냉각수는 틈새(231a)를 통하여 가이드부재(240) 표면을 따라 낙하한다.

상기 가이드부재(240)는 수용부(230) 내측으로 그 상단에 설치공(241a)이 형성된 머리부(241)가 구비된다. 그리고 상기 설치공(241a)에 설치부재(260)가 삽입되며, 상기 설치부재(260)는 수용부(230)에 고정된다. 상기 배수공(231)은 상부는 넓게 하부는 좁게 형성하는 것이 바람직하다.

상기 수용부(230)는 도 15에 도시한 바와 같이 서로 높이를 달리하여 그 측부 일부가 겹치도록 설치하는 것이 바람직하다. 도 15와 같이 설치되는 경우 낙하하는 냉각수는 모두 수용부(230)로 낙하하여 가이드부재(240) 표면을 타고 흘러 낙하하며, 공기는 상기 수용부(230) 사이로 형성되는 공간을 통하여 상승할 수 있게 된다. 상기 수용부(230)에는 공기가 원활하게 상승하도록 하기 위하여 하나 이상의 오목부(233)를 형성하는 것이 바람직하다.

도 14 및 도 15에서 미설명 부호 250은 고정부재를 도시한 것으로 상기 가이드부재(240)의 하부를 고정시키는 작용을 하는 판이다. 물론 상기 가이드부재(240)는 집수조(119)에 직접 고정하는 것도 가능하다.

상기의 소음발생억제부(120, 220)가 설치된 본 발명에 따르는 소음저감형 대향류식 냉각탑(100)의 작동에 대하여 설명한다.

분사노즐(107)에 의하여 냉각수가 분사되어 하향하고, 팬(105)이 작동하여 외부 공기가 흡입구(111)를 통하여 유입되고 상승하며 충전재(109)를 통과하고 계속해서 분사되어 하향하는 냉각수 접촉하고 토출구(113)를 통하여 외부로 토출된다. 상기 냉각수는 충전재(109)를 통과하여 충전재(109) 하부로 유출되며, 유출되는 냉각수는 소음발생억제부(120, 220)의 가이드부재(130, 140, 150 또는 240)의 표면을 따라 흘러내려 집수조(119)로 집수된다. 냉각수가 충전재(109)로부터 자유 낙하하지 않고 가이드부재의 표면을 따라 냉각수가 흘러내리므로, 자유 낙하에 의한 소음 발생이 원천적으로 차단되어 상기에서와 같이 70％ 정도로 소음이 감소하며, 외부 공기에 의하여 냉각수가 비산하는 것을 방지할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 실시 예를 도면을 참조하여 설명하였지만 본 발명의 보호 범위는 이에 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예로부터 당업자가 용이하게 실시할 수 있는 범위까지 본 발명의 보호 범위로 인정하여야 할 것이다.

이상, 설명한 바와 같이 본 발명의 소음저감형 대향류식 냉각탑(100)에 의하면, 충전재(109)로부터 하향 유출되는 냉각수가 집수조(119)로 자유 낙하하지 않고 소음발생억제부(120, 220)의 가이드부재(130, 140, 150 또는 240)의 표면을 타고 흐르게 되므로 자유 낙하에 의하여 발생하는 소음이 대폭 감소(약 70%)하였으며, 몸체부 표면을 타고 흐르게 되므로 냉각수가 팬(105)에 의하여 몸체(103) 내부로 유입되는 공기에 의하여 비산하는 것을 방지할 수 있으며, 공기와 함께 외부로 유 실되는 냉각 수량을 감소시킬 수 있으며, 냉각 효과를 나타내는 몸체부 상부와 하부의 온도 차도 자유 낙하하는 경우에 비하여 작지 않았으며, 몸체부(103) 상부로 상면(131)과 제1 경사부(133)를 구비하여 충전재(109)로부터 하향 유출되는 냉각수 중 자유 낙하하는 수량을 감소시켜 소음이 더욱더 감소하였으며, 몸체부(149)의 상부로 깔때기 모양의 망체 집수부(141)를 구비하고 망체의 격자부(143) 표면에 엠보싱을 형성함으로써 하향 유출되는 냉각수가 일단 집수부(141)에 흡습되고 집수부(141)를 타고 하향 유동하며 계속해서 몸체부(149) 표면을 타고 하향하므로 자유 낙하하는 냉각 수량을 대폭 감소할 수 있으면서도 정숙하게 몸체부(149)의 표면을 타고 흘러 소음을 대폭 감소시킬 수 있으며, 몸체부(159) 상부에 집수분지(153)를 구비하는 집수가지(151)를 설치함으로써 넓은 영역에 걸쳐 햐향 유출되는 냉각수를 몸체부(159)로 유도할 수 있어, 자유 낙하에 의한 소음 발생을 원천적으로 방지할 수 있다.

Claims (10)

1. 하부에 외기 흡입구(111)가 형성되고 상부에 토출구(113)가 형성된 몸체(103)와, 상기 몸체(103)에 설치되어 흡입구(111)를 통하여 몸체(103) 내로 외부 공기를 흡인하여 토출구(113)로 배출시키는 팬(105)과, 냉각수를 분사하는 분사노즐(107)과, 상기 분사노즐(107)의 상부로 설치되어 공기와 함께 물이 외부로 비산하는 것을 방지하는 엘리미네이터(117)와, 상기 분사노즐(107) 하부에 설치되는 충전재(109)와, 상기 충전재(109)를 통과하여 낙하하는 냉각수가 집수되는 집수조(119)를 포함하고, 충전재(109)와 집수조(119) 사이에는 공간부(108)가 형성되는 대향류식 냉각탑(100)에 있어서, 상기 충전재(109)와 집수조(119) 사이에 형성되는 공간부(108)에는 격자부(143) 표면이 돌출부(147)와 오목부(148)가 반복되어 형성되는 엠보싱 형태인 망체로 이루어지는 집수부(141)와, 상기 집수부(141)와 결합하여 집수부(141)로부터 하향 연장되는 몸체부(149)를 포함하는 복수의 가이드부재(130, 140 또는 150)로 이루어지는 소음발생억제부(120)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소음저감형 대향류식 냉각탑(100).
2. 제1 항에 있어서, 소음발생억제부(120)는 복수의 가이드부재(130, 140 또는 150)와, 상기 가이드부재(130, 140 또는 150)를 서로 연결하는 복수의 가로지지부(160)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소음저감형 대향류식 냉각탑(100).
3. 제1 항 또는 제2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드부재는 충전재(109)부터 하향 유출되는 냉각수가 접촉하는 상면(131)과, 상기 상면(131)으로부터 하향으로 연장되며 하향으로 갈수록 단면적이 감소하는 제1 경사부(133)와, 상기 제1 경사부(133)로부터 하향 연장되는 몸체부(149)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소음저감형 대향류식 냉각탑(100).
4. 삭제
5. 하부에 외기 흡입구(111)가 형성되고 상부에 토출구(113)가 형성된 몸체(103)와, 상기 몸체(103)에 설치되어 흡입구(111)를 통하여 몸체(103) 내로 외부 공기를 흡인하여 토출구(113)로 배출시키는 팬(105)과, 냉각수를 분사하는 분사노즐(107)과, 상기 분사노즐(107)의 상부로 설치되어 공기와 함께 물이 외부로 비산하는 것을 방지하는 엘리미네이터(117)와, 상기 분사노즐(107) 하부에 설치되는 충전재(109)와, 상기 충전재(109)를 통과하여 낙하하는 냉각수가 집수되는 집수조(119)를 포함하고, 충전재(109)와 집수조(119) 사이에는 공간부(108)가 형성되는 대향류식 냉각탑(100)에 있어서, 상기 충전재(109)와 집수조(119) 사이에 형성되는 공간부(108)에는 몸체부(159)와, 상기 몸체부(159) 상부에 몸체부(159)의 중심선과 이루는 각이 90°보다 작은 각도를 가지도록 부채살 모양으로 구비되는 복수의 집수가지(151)를 포함하는 복수의 가이드부재(130, 140 또는 150)로 이루어지는 소음발생억제부(120)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소음저감형 대향류식 냉각탑(100).
6. 제1 항에 있어서, 상기 집수부(141)는 깔때기 모양으로 형성되며, 낙하하는 냉각수가 접촉하면서 흡습되어 망체를 타고 하향하도록 망체는 적층된 격자부(143)와, 격자부(143)에 의하여 형성되는 통공(145)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소음저감형 대향류식 냉각탑(100).
7. 제6 항에 있어서, 깔때기 모양으로 형성되는 집수부(141) 측면에는 하나 이 상의 관통공(144)이 형성되는 것을 특징으로 하는 소음저감형 대향류식 냉각탑(100).
8. 삭제
9. 하부에 외기 흡입구(111)가 형성되고 상부에 토출구(113)가 형성된 몸체(103)와, 상기 몸체(103)에 설치되어 흡입구(111)를 통하여 몸체(103) 내로 외부 공기를 흡인하여 토출구(113)로 배출시키는 팬(105)과, 냉각수를 분사하는 분사노즐(107)과, 상기 분사노즐(107)의 상부로 설치되어 공기와 함께 물이 외부로 비산하는 것을 방지하는 엘리미네이터(117)와, 상기 분사노즐(107) 하부에 설치되는 충전재(109)와, 상기 충전재(109)를 통과하여 낙하하는 냉각수가 집수되는 집수조(119)를 포함하고, 충전재(109)와 집수조(119) 사이에는 공간부(108)가 형성되는 대향류식 냉각탑(100)에 있어서; 상기 충전재(109)와 집수조(119) 사이에 형성되는 공간부(108)에는 복수의 배수공(231)이 형성되며 오목한 형태를 가지는 하나 이상의 수용부(230)와, 상기 수용부(230)의 배수공(231)에 틈새(231a)를 가지도록 설치되는 가이드부재(240)로 이루어지는 소음발생억제부(220)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소음저감형 대향류식 냉각탑(100).
10. 제9 항에 있어서, 상기 가이드부재(240)는 수용부(230) 내에 위치하며 설치공(214a)이 형성된 머리부(241)를 가지며, 상기 설치공(214a)에는 설치부재(260)가 삽입되는 것을 특징으로 하는 소음저감형 대향류식 냉각탑(100).

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