KR101665975B1 - 냉각탑과 그것의 공기배출구동장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉각탑에서 배출부의 배출통로 상에 노출되어 회전하는 블레이드를 제거하여 구성함으로써 유지관리를 보다 용이하게 할 수 있는 구조의 냉각탑에 관한 것이다. 본 발명에 따른 냉각탑은, 흡입부를 통해 유입된 공기를 배출부를 통해 강제 배출시키는 공기배출구동부를 포함하되, 상기 공기배출구동부는 환형을 이루어 상기 배출통로를 둘러싸는 압축공기유동공간이 설치되고, 상기 압축공기유동공간을 형성시키도록 압축공기유동공간을 둘러싸는 외벽 중, 상기 배출통로와 접하는 외면은 배출통로를 둘러싸는 환형을 이루면서 배출통로의 공기배출방향을 따라 외측으로 갈수록 배출통로의 직경이 증가하도록 하는 유선형 곡면으로 형성되며, 상기 배출통로를 둘러싸는 환형을 이루고, 공기배출방향을 기준으로 상류측에서 하류측을 향해 압축공기유동공간에서부터 배출통로로 압축공기를 토출시키되, 압축공기가 유선형 곡면을 타고 이동하도록 유선형 곡면에 접하는 방향으로 공기를 토출시키는 공기토출구가 설치된다.
Description
본 발명은 냉각탑과 그것의 공기배출구동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배출구에 대형 블레이드의 설치없이 외부공기의 유입 및 배출을 위한 공기유동이 가능하도록 구성한 냉각탑과 그것의 공기배출구동장치에 관한 것이다.
건물의 공기조화설비 또는 기계나 산업공정에서 발생하는 열을 냉매를 이용하여 제거하는 냉각기기가 현재 많이 사용되고 있다.
상기 기기들은 열을 흡수하여 고온으로 된 냉매를 냉각시키기 위해 냉각수를 흔히 이용하고 있으며, 상기 냉각수를 재순환시켜 사용하기 위해 고온의 냉각수를 냉각시키는 냉각탑이 보통 설치되어 사용된다.
도 1은 등록특허공보 제10-0956357호에 기재된 것으로서, 그와 같은 냉각탑의 구조를 도시하는 것이다.
도 1을 참고하면, 하부에 흡입구(6)가 형성되고 상부에는 배출구(7)가 형성된 몸체(1)와, 상기 몸체(1) 내에 설치되어 외부 공기가 흡입구(6)로 유입되어 배출구(7)를 통하여 외부로 배출되도록 작동하는 팬(5)과, 몸체(1) 내에 설치되어 냉방시스템(9)로부터 유입된 냉각수를 분사하는 분사노즐(3)과, 상기 분사노즐(3)의 하측에 설치되는 필러(충전재)(2)와, 상기 분사노즐(3)의 상측에 설치되어 공기와 함께 물이 외부로 비산하는 것을 방지하는 엘리미네이터(4)와, 상기 필러(2)를 통과하여 낙하하는 냉각수가 집수되는 집수조(8)로 이루어진다.
이에 따라, 분무된 냉각수와 하단에서 유입된 공기가 필러(2) 내에서 교차유동되면서 서로간의 접촉 및 증발잠열에 의한 냉각으로 냉각수가 차게 식어 하부의 집수조(8)로 떨어지며, 다시 배관을 통하여 냉방시스템(9)으로 공급되도록 하고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 냉각탑에서는 공기의 유동을 위해 배출구(7)에 팬(5)이 설치되고, 배출구(7) 내에서 회전하는 다수의 블레이드(5a)에 의해 외부공기의 흡입 및 배출이 발생하고 있다.
그러한 다수의 블레이드(Blade)(5a)를 구비하는 구조는, 냉각탑이 지속적으로 가동됨에 따라 피로누적, 외부충격에 의해 블레이드(5a)의 파손이 빈번히 발생한다.
냉각탑에서 발생하는 블레이드(5a)의 파손시, 소정높이의 냉각탑의 상단에서 상당한 크기의 블레이드(5a)에 대한 작업이 이루어지는 관계로 그 작업에 상당한 어려움이 있을 뿐 아니라 교체 및 복구작업에 장시간이 소요되며, 유지관리를 위한 비용을 상승시키는 주요원인이 되고 있다.
상기 기기들은 열을 흡수하여 고온으로 된 냉매를 냉각시키기 위해 냉각수를 흔히 이용하고 있으며, 상기 냉각수를 재순환시켜 사용하기 위해 고온의 냉각수를 냉각시키는 냉각탑이 보통 설치되어 사용된다.
도 1은 등록특허공보 제10-0956357호에 기재된 것으로서, 그와 같은 냉각탑의 구조를 도시하는 것이다.
도 1을 참고하면, 하부에 흡입구(6)가 형성되고 상부에는 배출구(7)가 형성된 몸체(1)와, 상기 몸체(1) 내에 설치되어 외부 공기가 흡입구(6)로 유입되어 배출구(7)를 통하여 외부로 배출되도록 작동하는 팬(5)과, 몸체(1) 내에 설치되어 냉방시스템(9)로부터 유입된 냉각수를 분사하는 분사노즐(3)과, 상기 분사노즐(3)의 하측에 설치되는 필러(충전재)(2)와, 상기 분사노즐(3)의 상측에 설치되어 공기와 함께 물이 외부로 비산하는 것을 방지하는 엘리미네이터(4)와, 상기 필러(2)를 통과하여 낙하하는 냉각수가 집수되는 집수조(8)로 이루어진다.
이에 따라, 분무된 냉각수와 하단에서 유입된 공기가 필러(2) 내에서 교차유동되면서 서로간의 접촉 및 증발잠열에 의한 냉각으로 냉각수가 차게 식어 하부의 집수조(8)로 떨어지며, 다시 배관을 통하여 냉방시스템(9)으로 공급되도록 하고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 냉각탑에서는 공기의 유동을 위해 배출구(7)에 팬(5)이 설치되고, 배출구(7) 내에서 회전하는 다수의 블레이드(5a)에 의해 외부공기의 흡입 및 배출이 발생하고 있다.
그러한 다수의 블레이드(Blade)(5a)를 구비하는 구조는, 냉각탑이 지속적으로 가동됨에 따라 피로누적, 외부충격에 의해 블레이드(5a)의 파손이 빈번히 발생한다.
냉각탑에서 발생하는 블레이드(5a)의 파손시, 소정높이의 냉각탑의 상단에서 상당한 크기의 블레이드(5a)에 대한 작업이 이루어지는 관계로 그 작업에 상당한 어려움이 있을 뿐 아니라 교체 및 복구작업에 장시간이 소요되며, 유지관리를 위한 비용을 상승시키는 주요원인이 되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 관점에서 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 냉각탑에서 배출부의 배출통로 상에 노출되어 회전하는 블레이드를 제거하여 블레이드의 파손에 따른 문제점을 해소할 수 있고, 몸체부 내로 공기를 흡입하고 배출하는 공기유동이 원활히 이루어지도록 함으로써, 유지관리를 보다 용이하게 할 수 있는 구조의 냉각탑과 그것의 공기배출구동장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 냉각탑은, 냉각수의 증발에 의한 냉각작용이 발생하는 내부공간이 내부에 형성된 몸체부와, 상기 몸체부의 하부에 설치되어 상기 내부공간으로 외부의 공기를 흡입하기 위한 흡입부와, 상기 내부공간에서 상기 흡입부의 상측에 설치되는 필러부와, 상기 내부공간에서 상기 필러부의 상측에 설치되어 상기 필러부로 냉각수를 분사하여 낙하시키는 분사노즐부과, 상기 분사노즐부의 상측에 설치되어 상기 내부공간과 연통된 배출통로를 통해 상기 내부공간의 공기를 배출시키기 위한 배출부와, 상기 배출부에 설치되어 상기 흡입부를 통해 상기 내부공간으로 유입된 공기를 상기 배출부를 통해 강제 배출시키는 공기배출구동부를 포함하되, 상기 공기배출구동부는 환형을 이루어 상기 배출통로를 둘러싸는 압축공기유동공간이 설치되고, 상기 압축공기유동공간을 형성시키도록 상기 압축공기유동공간을 둘러싸는 외벽 중, 상기 배출통로와 접하는 외면은 상기 배출통로를 둘러싸는 환형을 이루면서 상기 배출통로의 공기배출방향을 따라 외측으로 갈수록 상기 배출통로의 직경이 증가하도록 하는 유선형 곡면으로 형성되며, 상기 배출통로를 둘러싸는 환형을 이루고, 상기 공기배출방향을 기준으로 상류측에서 하류측을 향해 상기 압축공기유동공간에서부터 상기 배출통로로 압축공기를 토출시키되, 상기 압축공기가 상기 유선형 곡면을 타고 이동하도록 상기 유선형 곡면에 접하는 방향으로 공기를 토출시키는 공기토출구가 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 배출부는 상기 몸체부의 상단에 설치되고 상기 배출통로는 하측의 상기 내부공간과 상측의 외부를 연통시키는 원형의 통로이며, 상기 공기토출구는 상측을 향해 공기를 토출시키도록 설치되고, 상기 공기토출구의 하측에서 상기 외벽에는 상기 공기토출구를 통해 유입되는 우수를 상기 압축공기유동공간으로부터 그 외부로 배출하기 위한 우수배출수단이 설치된 것을 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 우수배출수단은 상기 외벽의 바닥에서 하측을 향해 관통되어 우수가 배출되는 배출공과, 상기 배출공을 개폐하도록 설치되는 개폐판과, 상기 배출공의 일측에 설치되고 상기 개폐판의 일측 모서리와 상기 외벽을 결합시켜 상기 배출공이 개폐되도록 상기 개폐판을 선회가능하도록 하며, 힌지스프링이 내장되어 그 탄성력에 의해 상기 개폐판이 상기 배출공을 개방시키도록 작용하는 탄성힌지축을 포함하되, 상기 개폐판을 기준으로 상기 탄성힌지축이 상기 공기토출구의 반대측에 설치되어 상기 개폐판이 상기 공기토출구를 향하는 측에서 열리도록 개방되고, 상기 힌지스프링의 상기 탄성력은 상기 압축공기유동공간에서 상기 공기토출구로 유동하는 공기압이 상기 개폐판에 작용시, 상기 개폐판이 상기 배출공을 페쇄할 수 있는 크기로 설정된 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 압축공기유동공간으로 압축공기를 공급하는 송풍장치가 설치되되, 상기 송풍장치는 상기 배출통로의 중심부에 설치되는 것으로서 하측을 향하는 공기유입구와 상기 압축공기유동공간과 연통된 공기유출구를 가진 케이싱과, 상기 케이싱 내에 설치되어 상측이 상기 케이싱에 의해 커버되고 상기 공기유입구로부터 공기를 유입시켜 상기 공기유출구로 압축공기를 배출시키는 구동팬을 구비함으로써, 상기 필러부를 통과하여 상승하는 공기의 일부가 상기 케이싱의 공기유입구로 흡입되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
한편, 다른 관점에서 본 발명은, 냉각탑의 내부공간과 연통된 배출통로에 설치되어 상기 내부공간으로 유입된 공기를 강제 배출시키는 냉각탑의 공기배출구동장치에 있어서, 환형을 이루어 상기 배출통로를 둘러싸는 압축공기유동공간이 설치되고, 상기 압축공기유동공간을 형성시키도록 상기 압축공기유동공간을 둘러싸는 외벽 중, 상기 배출통로와 접하는 외면은 상기 배출통로를 둘러싸는 환형을 이루면서 상기 배출통로의 공기배출방향을 따라 외측으로 갈수록 상기 배출통로의 직경이 증가하도록 하는 유선형 곡면으로 형성되며, 상기 배출통로를 둘러싸는 환형을 이루고, 상기 공기배출방향을 기준으로 상류측에서 하류측을 향해 상기 압축공기유동공간에서부터 상기 배출통로로 압축공기를 토출시키되, 상기 압축공기가 상기 유선형 곡면을 타고 이동하도록 상기 유선형 곡면에 접하는 방향으로 공기를 토출시키는 공기토출구가 설치되고, 상기 공기토출구를 통해 유입되는 우수가 상기 압축공기유동공간으로부터 그 외부로 흘러 낙하할 수 있도록 상기 외벽을 관통시킨 관통공을 포함하는 우수배출수단이 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 배출부는 상기 몸체부의 상단에 설치되고 상기 배출통로는 하측의 상기 내부공간과 상측의 외부를 연통시키는 원형의 통로이며, 상기 공기토출구는 상측을 향해 공기를 토출시키도록 설치되고, 상기 공기토출구의 하측에서 상기 외벽에는 상기 공기토출구를 통해 유입되는 우수를 상기 압축공기유동공간으로부터 그 외부로 배출하기 위한 우수배출수단이 설치된 것을 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 우수배출수단은 상기 외벽의 바닥에서 하측을 향해 관통되어 우수가 배출되는 배출공과, 상기 배출공을 개폐하도록 설치되는 개폐판과, 상기 배출공의 일측에 설치되고 상기 개폐판의 일측 모서리와 상기 외벽을 결합시켜 상기 배출공이 개폐되도록 상기 개폐판을 선회가능하도록 하며, 힌지스프링이 내장되어 그 탄성력에 의해 상기 개폐판이 상기 배출공을 개방시키도록 작용하는 탄성힌지축을 포함하되, 상기 개폐판을 기준으로 상기 탄성힌지축이 상기 공기토출구의 반대측에 설치되어 상기 개폐판이 상기 공기토출구를 향하는 측에서 열리도록 개방되고, 상기 힌지스프링의 상기 탄성력은 상기 압축공기유동공간에서 상기 공기토출구로 유동하는 공기압이 상기 개폐판에 작용시, 상기 개폐판이 상기 배출공을 페쇄할 수 있는 크기로 설정된 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 압축공기유동공간으로 압축공기를 공급하는 송풍장치가 설치되되, 상기 송풍장치는 상기 배출통로의 중심부에 설치되는 것으로서 하측을 향하는 공기유입구와 상기 압축공기유동공간과 연통된 공기유출구를 가진 케이싱과, 상기 케이싱 내에 설치되어 상측이 상기 케이싱에 의해 커버되고 상기 공기유입구로부터 공기를 유입시켜 상기 공기유출구로 압축공기를 배출시키는 구동팬을 구비함으로써, 상기 필러부를 통과하여 상승하는 공기의 일부가 상기 케이싱의 공기유입구로 흡입되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
한편, 다른 관점에서 본 발명은, 냉각탑의 내부공간과 연통된 배출통로에 설치되어 상기 내부공간으로 유입된 공기를 강제 배출시키는 냉각탑의 공기배출구동장치에 있어서, 환형을 이루어 상기 배출통로를 둘러싸는 압축공기유동공간이 설치되고, 상기 압축공기유동공간을 형성시키도록 상기 압축공기유동공간을 둘러싸는 외벽 중, 상기 배출통로와 접하는 외면은 상기 배출통로를 둘러싸는 환형을 이루면서 상기 배출통로의 공기배출방향을 따라 외측으로 갈수록 상기 배출통로의 직경이 증가하도록 하는 유선형 곡면으로 형성되며, 상기 배출통로를 둘러싸는 환형을 이루고, 상기 공기배출방향을 기준으로 상류측에서 하류측을 향해 상기 압축공기유동공간에서부터 상기 배출통로로 압축공기를 토출시키되, 상기 압축공기가 상기 유선형 곡면을 타고 이동하도록 상기 유선형 곡면에 접하는 방향으로 공기를 토출시키는 공기토출구가 설치되고, 상기 공기토출구를 통해 유입되는 우수가 상기 압축공기유동공간으로부터 그 외부로 흘러 낙하할 수 있도록 상기 외벽을 관통시킨 관통공을 포함하는 우수배출수단이 설치된 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에 따른 본 발명은 냉각탑에서 배출부의 배출통로 상에 노출되어 회전하는 블레이드를 제거하고 압축공기에 의해 몸체부 내로 공기를 흡입하고 배출하는 공기유동이 가능하도록 공기배출구동부를 설치하고 있다.
이에 따라, 본 발명은 배출부에 노출되어 있는 큰 크기의 블레이드가 피로누적이나 외력에 의해 파손됨으로써 발생하는 복구작업의 어려움, 유지관리비용의 증가 등의 문제점을 해소할 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 배출부에 노출되어 있는 큰 크기의 블레이드가 피로누적이나 외력에 의해 파손됨으로써 발생하는 복구작업의 어려움, 유지관리비용의 증가 등의 문제점을 해소할 수 있다.
도 1는 종래 냉각탑의 구조를 도시하는 단면구성도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각탑의 구성을 설명하는 구성설명도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각탑에서 유선형 곡면 주위의 공기유동을 설명하는 작용설명도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉각탑에서 우수배출수단의 구성을 도시하는 사시도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉각탑에서 우수배출수단의 작용을 설명하는 작용설명도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 냉각탑에서 우수배출수단의 작용을 설명하는 사시설명도
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각탑의 종단면 구성을 설명하는 구성설명도
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각탑의 횡단면 구성을 설명하는 구성설명도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각탑의 구성을 설명하는 구성설명도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각탑에서 유선형 곡면 주위의 공기유동을 설명하는 작용설명도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉각탑에서 우수배출수단의 구성을 도시하는 사시도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉각탑에서 우수배출수단의 작용을 설명하는 작용설명도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 냉각탑에서 우수배출수단의 작용을 설명하는 사시설명도
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각탑의 종단면 구성을 설명하는 구성설명도
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각탑의 횡단면 구성을 설명하는 구성설명도
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉각탑은, 냉각수의 증발에 의한 냉각작용이 발생하는 내부공간(13)이 내부에 형성된 몸체부(10)와, 상기 몸체부(10)의 하부에 설치되어 상기 내부공간(13)으로 외부의 공기를 흡입하기 위한 흡입부(20)와, 상기 내부공간(13)에서 흡입부(20)의 상측에 설치되는 필러부(30)와, 상기 내부공간(13)에서 필러부(30)의 상측에 설치되어 필러부(30)로 냉각수를 분사하여 낙하시키는 분사노즐부(40)과, 상기 분사노즐부(40)의 상측에 설치되어 공기 배출을 위한 배출통로(61)를 구비한 배출부(60)와, 상기 배출부(60)에 설치되어 흡입부(20)를 통해 내부공간(13)으로 유입된 공기를 배출부(60)를 통해 배출하도록 강제 유동시키는 공기배출구동부(70)를 포함한다.
상기 몸체부(10)는 냉각탑의 하우징을 형성하는 부분으로서, 내부에 형성된 내부공간(13)에서 냉각수와 공기의 접촉 및 증발잠열에 의한 냉각작용이 발생한다.
상기 흡입부(20)는 몸체부(10)의 하부에 설치되어 외부 공기를 흡입하는 부분으로서, 몸체부(10)의 측방에 설치되고, 흡입부(20)로 유입되는 외부 공기는 상승하면서 필러부(30)를 통과한다.
상기 필러부(30)는 내부공간(13)에서 흡입부(20)의 상측에 층을 이루어 설치됨으로써 흡입부(20)에서 유입된 공기가 통과하면서 낙하하는 냉각수와 열교환이 이루어진다. 필러(Filler)는 플레이트형 또는 필름형, 볼형상 등 다양한 형상의 충진재를 의미하며, 분사노즐부(40)에서 분사된 냉각수가 낙하되면서 필러부(30)에서 공기와의 접촉으로 열교환이 이루어진다. 즉, 냉각수가 필러의 표면으로 흘러내리면서 공기와의 열교환을 통해 증발이 이루어지므로, 필러는 냉각수와의 접촉면적을 최대한 증가시킬 수 있는 구조가 바람직하다.
상기 분사노즐부(40)는 내부공간(13)에서 필러부(30)의 상측에 설치되는 것으로서, 외부의 냉동시스템으로부터 냉각수유입관을 통해 냉각수가 유입되고, 하측을 향해 다수의 분사노즐이 냉각수를 분사한다. 분사된 냉각수는 필러부(30)를 타고 흘러내리면서 증발 및 공기와의 열교환이 이루어지는 것이다.
상기 분사노즐부(40)의 상측에는 엘리미네이터(50)가 층을 이루어 설치되고, 엘리미네이터(50)는 필러부(30)를 통과한 공기에 포함된 수분이 외부로 비산되는 것을 방지하기 위해 설치되는 것이다.
상기 배출부(60)는 몸체부(10)의 상단에 설치되는 것으로서, 내부공간(13)과 연통된 배출통로(61)를 통해 내부공간(13)의 공기를 배출시킨다. 배출통로(61)는 내부공간(13)의 공기가 외부로 진출하는 개방통로로서, 배출부(60)가 원통형상으로 이루어지고 배출통로(61)는 원형단면을 이루도록 형성되며, 상측을 향해 공기가 배출되도록 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 배출부(60)는 상기 몸체부(10)의 상단에 설치되고 배출통로(61)는 하측의 내부공간(13)과 상측의 외부를 연통시키는 원형의 통로이다.
한편, 상기 배출부(60)에는 흡입부(20)를 통해 내부공간(13)으로 유입된 공기를 상승유동시켜 배출부(60)를 통해 강제 배출시키는 공기배출구동부(70)가 설치된다.
상기 공기배출구동부(70)는 환형을 이루어 상기 배출통로(61)를 둘러싸는 압축공기유동공간(71)이 설치되고, 그 압축공기유동공간(71)은 그것을 둘러싸는 외벽(73)에 의해 형성된 공간이다. 상기 외벽(73)은 배출부(60)을 형성하는 원통형의 배출부측벽(62)의 내주면에 결합되어 지지되고 있다.
압축공기유동공간(71)으로는 몸체부(10)의 외부 또는 내부에 별도 설치되는 송풍장치(76)에 의해 공기가 계속 공급되고, 후술하는 공기토출구(75)가 좁은 토출통로이므로 압축공기유동공간(71) 내로 공급되는 공기가 압축되면서 송풍장치(76)는 압축되는 상태의 공기를 계속 공급하게 된다.
압축공기유동공간(71)을 둘러싸는 외벽(73)은 판체로서, 배출통로(61)를 둘러싸는 환형을 이루도록 설치되고 이에 따라 압축공기유동공간(71)도 배출통로(61)를 둘러싸는 환형을 이루는 공간이 된다.
상기 외벽(73)은 도 2에서 도시하는 바와 같이, 그 단면형상이 항공기의 날개와 같은 유선형을 이루고, 상기 압축공기유동공간(71)을 둘러싸는 외벽(73) 중, 상기 배출통로(61)와 접하는 외면이 상기 배출통로(61)를 둘러싸는 환형을 이루면서 배출통로(61)의 공기배출방향을 따라 외측으로 갈수록 배출통로(61)의 직경이 증가하도록 하는 유선형 곡면(74)을 이루고 있다.
즉, 도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 배출통로(61)와 접하는 외면은 항공기 날개의 상면이 배출통로(61)를 향하도록 세워진 상태와 같은 유선형 곡면(74)을 이루는 것으로서, 그 외면에 상측방향으로 향하는 공기유동이 발생하면, 항공기 날개의 상면에 양력을 일으키는 압력차가 발생하듯이 유선형 곡면의 주변에 압력이 낮아짐으로써, 몸체부(10)의 내부공간(13)에 있는 공기를 끌어올릴 수 있다.
그러한 작용을 위해 상기 유선형의 외면을 타고 상승하는 공기유동이 강제적으로 형성되도록 상기 배출통로(61)와 접하는 외면의 하부에 공기토출구(75)가 설치된다.
즉, 상기 공기토출구(75)는 배출통로(61)를 둘러싸는 환형을 이루고, 공기배출방향을 기준으로 상류측에서 하류측을 향해 압축공기유동공간(71)에서부터 배출통로(61)로 압축공기를 토출시키고 있다. 본 실시예에서는 배출통로(61)에서 상류측에서 하류측으로 향하는 방향은 하측에서 상측을 향하는 방향이다.
또한, 공기토출구(75)가 토출하는 압축공기가 상기 유선형 곡면(74)을 타고 이동하도록 유선형 곡면(74)에 접하는 방향으로 상류측에서 하류측을 향해 공기를 토출시킨다. 즉, 공기토출구(75)가 공기를 토출시키는 방향은 상측을 향하는 방향이다. 다만, 여기서 상측방향은 수직상방만을 의미하는 것이 아니며, 약간 경사진 상측방향을 포함하는 의미이다.
한편, 도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 공기토출구(75)의 하측에서 상기 외벽(73)에는 공기토출구(75)를 통해 유입되는 우수(빗물)를 압축공기유동공간(71)으로부터 그 외부로 배출하기 위한 우수배출수단(80)이 설치된다.
압축공기유동공간(71)의 내부에 우수가 유입되어 잔류하는 경우, 압축공기의 토출시 우수가 함께 토출되고 냉각탑 주변의 기기들에 낙하하여 부식을 유발할 수 있다. 이는 압축공기유동공간(71)의 내부에 우수가 잔류하여 일정기간 방치되면, 냉각수에 포함된 화학약품의 기체가 녹아들거나 냉각수에서 비산된 액적이 섞임으로써 압축공기유동공간(71) 내에 잔류한 우수에 화학약품이 포함될 수 있고, 또는 냉각탑의 시동시 상승하는 냉각수 액적과 합쳐져 주변으로 튀어나갈 수 있기 때문이다.
상기 우수배출수단(80)은 상기 외벽(73)의 바닥에서 하측을 향해 관통되어 우수가 배출되는 배출공(83)과, 상기 배출공(83)을 개폐하도록 설치되는 개폐판(81)과, 배출공(83)의 일측에 설치되고 개폐판(81)의 일측 모서리와 외벽(73)을 결합시켜 배출공(83)이 개폐되도록 개폐판(81)을 선회가능하도록 하며, 힌지스프링이 내장되어 그 탄성력에 의해 개폐판(81)이 배출공(83)을 개방시키도록 작용하는 탄성힌지축(82)을 포함한다.
상기 배출공(83)은 압축공기유동공간(71)을 둘러싸는 외벽(73) 중 가장 하측에 형성되는 것으로서, 상기 외벽(73)의 바닥에서 하측을 향해 관통형성된다.
또한, 상기 개폐판(81)은 탄성힌지축(82)에 의해 배출공(83)에 설치되어 배출공(83)을 개폐하되, 개방시에는 우수가 배출공(83)을 통과하여 낙하함으로써 압축공기유동공간(71)에 우수가 잔류하지 않도록 하고, 개폐판(81)이 배출공(83)을 폐쇄한 상태에서는 개방된 배출공(83)으로 인해 공기토출구(75)로 토출되는 공기압이 강하하는 문제를 해소한다.
상기 탄성힌지축(82)은 배출공(83)의 일측에 설치되고 개폐판(81)의 일측 모서리와 외벽(73)을 결합시킴으로써, 개폐판(81)의 개폐를 위한 선회작용이 가능하도록 한다.
또한, 탄성힌지축(82)에는 내부에 힌지스프링이 내장되어 그 탄성력에 의해 상기 개폐판(81)이 평상시 배출공(83)을 개방시키도록 탄성력이 작용함으로써, 외력이 없으면 개폐판(81)은 공기토출구(75)를 향해 항상 열린 상태가 된다.
공기토출구(75)를 향해 유동하는 압축공기가 개폐판(81)에 압력을 가하는 경우에만 그 압력에 의해 개폐판(81)이 밀려 도 6과 같이, 배출공(83)을 폐쇄시킨다. 이를 위해, 탄성힌지축(82)의 탄성력이 조절될 필요가 있고, 압축공기의 압력이 그 탄성력을 이길 수 있도록 설정된다. 즉, 힌지스프링의 탄성력은 압축공기유동공간(71)에서 공기토출구(75)로 유동하는 공기압이 개폐판(81)에 작용시, 개폐판(81)이 배출공(83)을 페쇄할 수 있는 크기로 설정된 것이다.
개폐판(81)에 그와 같은 압축공기의 압력이 작용하기 위해서는 개폐판(81)을 기준으로 탄성힌지축(82)이 공기토출구(75)의 반대측에 설치될 필요가 있다. 이는 상기 개폐판(81)이 공기토출구(75)를 향하는 측에서 열리도록 개방되는 구조이기도 하다.
한편, 개폐판(81)의 선단에는 단턱(82a)이 설치되고, 배출공(83)에서 상기 탄성힌지축(82)이 설치된 측의 반대측 모서리에도 개폐판(81)의 단턱(82a)에 대응하는 단턱(83a)이 설치된다. 개폐판(81)이 닫혀 개폐판(81)의 단턱(82a)이 배출공(83)의 단턱(83a)에 물린 상태에서 개폐판(81)이 더 이상 하측으로 선회하지 않는 스토퍼의 작용이 있고, 개폐판(81)의 상면은 압축공기유동간의 바닥면을 형성하면서 그 바닥면이 연속된 면이 되도록 한다.
또한, 배출공(83)의 단턱(83a)에 접하여 떨림방지자석(84)이 설치되고, 상기 개폐판(81)은 강재로 형성한다. 상기 떨림방지자석(84)의 자력은 상기 탄성힌지축(82)의 탄성력을 이기지 못하도록 설정됨으로써, 압축공기의 압력이 작용하지 않는 상태에서는 개폐판(81)을 자석이 붙잡을 수 없도록 한다.
이러한, 떨림방지자석(84)은 압력공기의 토출시, 압력에 의해 개폐판(81)이 배출공(83)을 폐쇄시, 개폐판(81)을 소정의 힘으로 파지함으로써, 압력공기의 유동에 의해 개폐판(81)의 떨림이 발생하는 것을 방지한다.
배출공(83)의 하측에는 우수수집판(86)이 경사지게 설치되어 배출공(83)에서 낙하하는 우수를 모아 우수배출공(87)를 통해 외부로 배수하도록 구성된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 냉각탑의 작용을 보다 상세히 설명한다.
먼저, 도 2 및 도 3을 참고하면, 공기배출구동부(70)의 공기토출구(75)에서 압축공기가 배출되면, 압축공기는 공기배출구동부(70)의 외벽(73)의 유선형 곡면(74)을 타고 강제 이동하면서, 유선형 곡면(74)의 주위에 압력강하를 발생시킨다. 이에 따라, 몸체부(10)의 내부공간(13)으로부터 압력차에 의해 공기를 배출부(60)로 상승시키고 배출통로(61)를 통해 상측 외부로 배출시킬 수 있다.
분사노즐부(40)에서는 외부의 냉방시스템으로부터 공급되는 냉각수를 분무하게 되고, 낙하하는 냉각수는 필러부(30)에서 상승하는 외부 공기와 열교환된다. 이때, 냉각수의 증발이 발생하므로, 그 증발잠열에 의해 냉각수가 냉각될 수 있다.
필러부(30)에서 낙하하는 냉각수는 집수부(15)에 집수되어 다시 냉방시스템으로 재공급되어 냉방시스템의 냉매와 열교환이 이루어진다.
이러한 구성에 의해 냉각탑의 배출통로(61)에서 회전하는 소정크기의 블레이드가 설치되지 않더라도 냉각수의 냉각을 위한 공기유동이 원활히 발생할 수 있으므로, 블레이드의 파손으로 인한 작업의 곤란성, 유지관리비용의 증가 등의 문제점이 해소될 수 있다.
한편, 도 5를 참고하면, 냉각탑이 작동하지 않는 동안, 우천으로 인해 우수가 공기토출구(75)에 유입될 수 있다.
그러한 경우, 공기토출구(75)의 하측에 우수배출수단(80)이 설치되어 있으므로, 우수는 압축공기유동공간(71)의 저부에 잔류하지 않고 배출될 수 있다.
즉, 냉각탑이 작동하지 않는 동안은 압축공기의 압력이 개폐판(81)에 작용하지 않아, 힌지스프링의 탄성력에 의해 개페판이 공기토출구(75)를 향해 열려 있는 상태이다.
이에 따라, 공기토출구(75)를 통해 유입되는 우수는 우수배출수단(80)의 배출공(83)으로 흘러내려 그곳을 통해 하측으로 낙하하게 된다. 낙하된 우수는 우수수집판(86)을 통해 외부로 배수될 수 있다.
따라서, 우천 후에 압축공기유동공간(71)의 내부에 우수가 잔류하지 않게 되므로, 냉각탑의 재가동시 우수가 압축공기와 함께 토출되어 냉각탑 주변의 기기들에 낙하하여 부식을 유발하는 문제를 방지할 수 있다.
즉, 압축공기유동공간(71)의 내부에 우수가 잔류하여 냉각수에 포함된 화학약품의 기체가 녹아들거나, 화학약품이 포함된 냉각수에서 비산된 액적이 섞인 상태에서, 냉각탑의 시동시 주변으로 튀어나가 부식을 유발하는 문제를 방지하는 것이다.
한편, 냉각탑이 재가동되어 공기토출구(75)를 향해 유동하는 압축공기가 개폐판(81)에 압력을 가하게 되면, 압축공기유동공간(71)에서 공기토출구(75)로 유동하는 공기압이 개폐판(81)에 작용하여 힌지스프링의 탄성력을 이기고 개폐판(81)이 배출공(83)을 폐쇄한다. 즉, 설정된 공기압으로 공기토출구(75)를 향해 유동하면, 개폐판(81)에 가해지는 압축공기의 압력이 힌지스프링의 탄성력을 이기도록 압축공기의 압력과 탄성력이 설정되어 있는 바, 그 압력에 의해 개폐판(81)이 밀려 배출공(83)을 폐쇄시킨다.
이에 따라, 도 6과 같이, 배출공(83)이 닫히게 되어 압축공기유동공간(71)이나 공기토출구(75)의 공기압이 강하하지 않고 설정된 공기압으로 유지될 수 있다.
또한, 배출공(83)의 단턱(83a)에 접하여 외벽(73)에 떨림방지자석(84)이 매입되어 있으므로, 공기토출구(75)를 통해 토출되는 공기의 유동으로 개폐판(81)이 떨리지 않도록 개폐판(81)을 파지할 수 있다.
압축공기의 압력이 작용하지 않는 상태에서는 개폐판(81)을 떨림방지자석(84)이 붙잡을 수 없는 크기의 자력으로 설치되어 있으므로, 압축공기가 토출되지 않을 때는 탄성힌지축(82)에 의해 개폐판(81)은 열린상태가 된다.
한편, 도 7 및 도 8을 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각탑의 구성을 도시하고 있다.
본 실시예에서는 배출부(60)에 압축공기유동공간(71)으로 압축공기를 공급하는 송풍장치(90)가 설치된다.
그 송풍장치(90)는 배출통로(61)의 중심부에 설치되는 것으로서 하측을 향하는 공기유입구(92)와 상기 압축공기유동공간(71)과 연통된 공기유출구(94)를 가진 케이싱(91)과, 상기 케이싱(91) 내에 설치되어 상측이 그 케이싱(91)에 의해 커버되고 상기 공기유입구(92)로부터 공기를 유입시켜 공기유출구(94)로 압축공기를 배출시키는 구동팬(93)이 설치된다.
상기 케이싱(91)의 공기유입구(92)는 하측방향으로 설치되고, 공기배출구동부(70)보다 더 하측에 설치됨으로써 몸체부(10)의 내부공간(13)으로부터 공기를 흡입하고 있다. 이에 따라, 몸체부(10) 내부공간(13)의 공기의 상승유동을 보다 촉진시킬 수 있다.
케이싱(91)에 설치되는 공기유출구(94)는 공기배출구동부(70)의 압축공기유동공간(71)으로 공기를 유출시켜 압축공기를 공급하도록 한다. 후술하는 외측의 압축공기유동공간(71)과 공기유출구(94)는 내측의 압축공기유동공간(77) 및 연결관체(79)를 매개로 연통된다.
본 실시예에서는 도 7에서 도시하는 바와 같이, 원통형의 케이싱(91)의 둘레에 유선형 곡면(74)을 가지는 내측의 압축공기유동공간(77)이 더 설치되어 전술한 실시예에서 설명한 외측의 압축공기유동공간(71)과 유선형 곡면(74,78)이 서로 마주보도록 설치된다.
도 7의 단면구조에서와 같이, 내측의 압축공기유동공간(77)과 외측의 압축공기유동공간(71) 사이의 중간선을 기준으로 할 때, 그들의 유선형 곡면(74,78)과 공기토출구(75)는 서로 대칭이 되도록 설치되며, 내측의 압축공기유동공간(77)과 외측의 압축공기유동공간(71)은 도 8에도 도시하는 바와 같이, 상기 케이싱(91)을 중심으로 동심원의 구조를 가진다.
또한, 송풍장치(90)에서 공급되는 압축공기를 외측의 압축공기유동공간(71)에 공급할 수 있도록 연결관체(79)가 내측의 압축공기유동공간(77)과 외측의 압축공기유동공간(71)의 상부를 연결하도록 설치되고, 내측의 압축공기유동공간(77)에는 케이싱(91)의 공기유출구(94)를 통해 압축공기가 직접 공급되고 있다.
상기 연결관체(79)는 내측의 압축공기유동공간(77) 및 송풍장치(90)를 고정시키는 고정체의 역할도 하고 있다.
이러한 구성의 냉각탑에서는 배출통로(61)가 상대적으로 좁아지고 서로 마주보는 유선형 곡면(74)에서 압력강하가 마주보는 외측과 내측의 양측에서 발생하게 되므로, 보다 빠른 속도의 공기유동을 유도하여 냉각효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 송풍장치(90)의 케이싱(91)의 하측에서 몸체부(10) 내부공간(13)의 공기를 흡입하고 있어, 내부공간(13)의 공기의 상승을 보다 촉진시켜 냉각효율의 향상에 기여할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 상기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있는 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉각탑은, 냉각수의 증발에 의한 냉각작용이 발생하는 내부공간(13)이 내부에 형성된 몸체부(10)와, 상기 몸체부(10)의 하부에 설치되어 상기 내부공간(13)으로 외부의 공기를 흡입하기 위한 흡입부(20)와, 상기 내부공간(13)에서 흡입부(20)의 상측에 설치되는 필러부(30)와, 상기 내부공간(13)에서 필러부(30)의 상측에 설치되어 필러부(30)로 냉각수를 분사하여 낙하시키는 분사노즐부(40)과, 상기 분사노즐부(40)의 상측에 설치되어 공기 배출을 위한 배출통로(61)를 구비한 배출부(60)와, 상기 배출부(60)에 설치되어 흡입부(20)를 통해 내부공간(13)으로 유입된 공기를 배출부(60)를 통해 배출하도록 강제 유동시키는 공기배출구동부(70)를 포함한다.
상기 몸체부(10)는 냉각탑의 하우징을 형성하는 부분으로서, 내부에 형성된 내부공간(13)에서 냉각수와 공기의 접촉 및 증발잠열에 의한 냉각작용이 발생한다.
상기 흡입부(20)는 몸체부(10)의 하부에 설치되어 외부 공기를 흡입하는 부분으로서, 몸체부(10)의 측방에 설치되고, 흡입부(20)로 유입되는 외부 공기는 상승하면서 필러부(30)를 통과한다.
상기 필러부(30)는 내부공간(13)에서 흡입부(20)의 상측에 층을 이루어 설치됨으로써 흡입부(20)에서 유입된 공기가 통과하면서 낙하하는 냉각수와 열교환이 이루어진다. 필러(Filler)는 플레이트형 또는 필름형, 볼형상 등 다양한 형상의 충진재를 의미하며, 분사노즐부(40)에서 분사된 냉각수가 낙하되면서 필러부(30)에서 공기와의 접촉으로 열교환이 이루어진다. 즉, 냉각수가 필러의 표면으로 흘러내리면서 공기와의 열교환을 통해 증발이 이루어지므로, 필러는 냉각수와의 접촉면적을 최대한 증가시킬 수 있는 구조가 바람직하다.
상기 분사노즐부(40)는 내부공간(13)에서 필러부(30)의 상측에 설치되는 것으로서, 외부의 냉동시스템으로부터 냉각수유입관을 통해 냉각수가 유입되고, 하측을 향해 다수의 분사노즐이 냉각수를 분사한다. 분사된 냉각수는 필러부(30)를 타고 흘러내리면서 증발 및 공기와의 열교환이 이루어지는 것이다.
상기 분사노즐부(40)의 상측에는 엘리미네이터(50)가 층을 이루어 설치되고, 엘리미네이터(50)는 필러부(30)를 통과한 공기에 포함된 수분이 외부로 비산되는 것을 방지하기 위해 설치되는 것이다.
상기 배출부(60)는 몸체부(10)의 상단에 설치되는 것으로서, 내부공간(13)과 연통된 배출통로(61)를 통해 내부공간(13)의 공기를 배출시킨다. 배출통로(61)는 내부공간(13)의 공기가 외부로 진출하는 개방통로로서, 배출부(60)가 원통형상으로 이루어지고 배출통로(61)는 원형단면을 이루도록 형성되며, 상측을 향해 공기가 배출되도록 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 배출부(60)는 상기 몸체부(10)의 상단에 설치되고 배출통로(61)는 하측의 내부공간(13)과 상측의 외부를 연통시키는 원형의 통로이다.
한편, 상기 배출부(60)에는 흡입부(20)를 통해 내부공간(13)으로 유입된 공기를 상승유동시켜 배출부(60)를 통해 강제 배출시키는 공기배출구동부(70)가 설치된다.
상기 공기배출구동부(70)는 환형을 이루어 상기 배출통로(61)를 둘러싸는 압축공기유동공간(71)이 설치되고, 그 압축공기유동공간(71)은 그것을 둘러싸는 외벽(73)에 의해 형성된 공간이다. 상기 외벽(73)은 배출부(60)을 형성하는 원통형의 배출부측벽(62)의 내주면에 결합되어 지지되고 있다.
압축공기유동공간(71)으로는 몸체부(10)의 외부 또는 내부에 별도 설치되는 송풍장치(76)에 의해 공기가 계속 공급되고, 후술하는 공기토출구(75)가 좁은 토출통로이므로 압축공기유동공간(71) 내로 공급되는 공기가 압축되면서 송풍장치(76)는 압축되는 상태의 공기를 계속 공급하게 된다.
압축공기유동공간(71)을 둘러싸는 외벽(73)은 판체로서, 배출통로(61)를 둘러싸는 환형을 이루도록 설치되고 이에 따라 압축공기유동공간(71)도 배출통로(61)를 둘러싸는 환형을 이루는 공간이 된다.
상기 외벽(73)은 도 2에서 도시하는 바와 같이, 그 단면형상이 항공기의 날개와 같은 유선형을 이루고, 상기 압축공기유동공간(71)을 둘러싸는 외벽(73) 중, 상기 배출통로(61)와 접하는 외면이 상기 배출통로(61)를 둘러싸는 환형을 이루면서 배출통로(61)의 공기배출방향을 따라 외측으로 갈수록 배출통로(61)의 직경이 증가하도록 하는 유선형 곡면(74)을 이루고 있다.
즉, 도 2 및 도 3을 참고하면, 상기 배출통로(61)와 접하는 외면은 항공기 날개의 상면이 배출통로(61)를 향하도록 세워진 상태와 같은 유선형 곡면(74)을 이루는 것으로서, 그 외면에 상측방향으로 향하는 공기유동이 발생하면, 항공기 날개의 상면에 양력을 일으키는 압력차가 발생하듯이 유선형 곡면의 주변에 압력이 낮아짐으로써, 몸체부(10)의 내부공간(13)에 있는 공기를 끌어올릴 수 있다.
그러한 작용을 위해 상기 유선형의 외면을 타고 상승하는 공기유동이 강제적으로 형성되도록 상기 배출통로(61)와 접하는 외면의 하부에 공기토출구(75)가 설치된다.
즉, 상기 공기토출구(75)는 배출통로(61)를 둘러싸는 환형을 이루고, 공기배출방향을 기준으로 상류측에서 하류측을 향해 압축공기유동공간(71)에서부터 배출통로(61)로 압축공기를 토출시키고 있다. 본 실시예에서는 배출통로(61)에서 상류측에서 하류측으로 향하는 방향은 하측에서 상측을 향하는 방향이다.
또한, 공기토출구(75)가 토출하는 압축공기가 상기 유선형 곡면(74)을 타고 이동하도록 유선형 곡면(74)에 접하는 방향으로 상류측에서 하류측을 향해 공기를 토출시킨다. 즉, 공기토출구(75)가 공기를 토출시키는 방향은 상측을 향하는 방향이다. 다만, 여기서 상측방향은 수직상방만을 의미하는 것이 아니며, 약간 경사진 상측방향을 포함하는 의미이다.
한편, 도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 공기토출구(75)의 하측에서 상기 외벽(73)에는 공기토출구(75)를 통해 유입되는 우수(빗물)를 압축공기유동공간(71)으로부터 그 외부로 배출하기 위한 우수배출수단(80)이 설치된다.
압축공기유동공간(71)의 내부에 우수가 유입되어 잔류하는 경우, 압축공기의 토출시 우수가 함께 토출되고 냉각탑 주변의 기기들에 낙하하여 부식을 유발할 수 있다. 이는 압축공기유동공간(71)의 내부에 우수가 잔류하여 일정기간 방치되면, 냉각수에 포함된 화학약품의 기체가 녹아들거나 냉각수에서 비산된 액적이 섞임으로써 압축공기유동공간(71) 내에 잔류한 우수에 화학약품이 포함될 수 있고, 또는 냉각탑의 시동시 상승하는 냉각수 액적과 합쳐져 주변으로 튀어나갈 수 있기 때문이다.
상기 우수배출수단(80)은 상기 외벽(73)의 바닥에서 하측을 향해 관통되어 우수가 배출되는 배출공(83)과, 상기 배출공(83)을 개폐하도록 설치되는 개폐판(81)과, 배출공(83)의 일측에 설치되고 개폐판(81)의 일측 모서리와 외벽(73)을 결합시켜 배출공(83)이 개폐되도록 개폐판(81)을 선회가능하도록 하며, 힌지스프링이 내장되어 그 탄성력에 의해 개폐판(81)이 배출공(83)을 개방시키도록 작용하는 탄성힌지축(82)을 포함한다.
상기 배출공(83)은 압축공기유동공간(71)을 둘러싸는 외벽(73) 중 가장 하측에 형성되는 것으로서, 상기 외벽(73)의 바닥에서 하측을 향해 관통형성된다.
또한, 상기 개폐판(81)은 탄성힌지축(82)에 의해 배출공(83)에 설치되어 배출공(83)을 개폐하되, 개방시에는 우수가 배출공(83)을 통과하여 낙하함으로써 압축공기유동공간(71)에 우수가 잔류하지 않도록 하고, 개폐판(81)이 배출공(83)을 폐쇄한 상태에서는 개방된 배출공(83)으로 인해 공기토출구(75)로 토출되는 공기압이 강하하는 문제를 해소한다.
상기 탄성힌지축(82)은 배출공(83)의 일측에 설치되고 개폐판(81)의 일측 모서리와 외벽(73)을 결합시킴으로써, 개폐판(81)의 개폐를 위한 선회작용이 가능하도록 한다.
또한, 탄성힌지축(82)에는 내부에 힌지스프링이 내장되어 그 탄성력에 의해 상기 개폐판(81)이 평상시 배출공(83)을 개방시키도록 탄성력이 작용함으로써, 외력이 없으면 개폐판(81)은 공기토출구(75)를 향해 항상 열린 상태가 된다.
공기토출구(75)를 향해 유동하는 압축공기가 개폐판(81)에 압력을 가하는 경우에만 그 압력에 의해 개폐판(81)이 밀려 도 6과 같이, 배출공(83)을 폐쇄시킨다. 이를 위해, 탄성힌지축(82)의 탄성력이 조절될 필요가 있고, 압축공기의 압력이 그 탄성력을 이길 수 있도록 설정된다. 즉, 힌지스프링의 탄성력은 압축공기유동공간(71)에서 공기토출구(75)로 유동하는 공기압이 개폐판(81)에 작용시, 개폐판(81)이 배출공(83)을 페쇄할 수 있는 크기로 설정된 것이다.
개폐판(81)에 그와 같은 압축공기의 압력이 작용하기 위해서는 개폐판(81)을 기준으로 탄성힌지축(82)이 공기토출구(75)의 반대측에 설치될 필요가 있다. 이는 상기 개폐판(81)이 공기토출구(75)를 향하는 측에서 열리도록 개방되는 구조이기도 하다.
한편, 개폐판(81)의 선단에는 단턱(82a)이 설치되고, 배출공(83)에서 상기 탄성힌지축(82)이 설치된 측의 반대측 모서리에도 개폐판(81)의 단턱(82a)에 대응하는 단턱(83a)이 설치된다. 개폐판(81)이 닫혀 개폐판(81)의 단턱(82a)이 배출공(83)의 단턱(83a)에 물린 상태에서 개폐판(81)이 더 이상 하측으로 선회하지 않는 스토퍼의 작용이 있고, 개폐판(81)의 상면은 압축공기유동간의 바닥면을 형성하면서 그 바닥면이 연속된 면이 되도록 한다.
또한, 배출공(83)의 단턱(83a)에 접하여 떨림방지자석(84)이 설치되고, 상기 개폐판(81)은 강재로 형성한다. 상기 떨림방지자석(84)의 자력은 상기 탄성힌지축(82)의 탄성력을 이기지 못하도록 설정됨으로써, 압축공기의 압력이 작용하지 않는 상태에서는 개폐판(81)을 자석이 붙잡을 수 없도록 한다.
이러한, 떨림방지자석(84)은 압력공기의 토출시, 압력에 의해 개폐판(81)이 배출공(83)을 폐쇄시, 개폐판(81)을 소정의 힘으로 파지함으로써, 압력공기의 유동에 의해 개폐판(81)의 떨림이 발생하는 것을 방지한다.
배출공(83)의 하측에는 우수수집판(86)이 경사지게 설치되어 배출공(83)에서 낙하하는 우수를 모아 우수배출공(87)를 통해 외부로 배수하도록 구성된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 냉각탑의 작용을 보다 상세히 설명한다.
먼저, 도 2 및 도 3을 참고하면, 공기배출구동부(70)의 공기토출구(75)에서 압축공기가 배출되면, 압축공기는 공기배출구동부(70)의 외벽(73)의 유선형 곡면(74)을 타고 강제 이동하면서, 유선형 곡면(74)의 주위에 압력강하를 발생시킨다. 이에 따라, 몸체부(10)의 내부공간(13)으로부터 압력차에 의해 공기를 배출부(60)로 상승시키고 배출통로(61)를 통해 상측 외부로 배출시킬 수 있다.
분사노즐부(40)에서는 외부의 냉방시스템으로부터 공급되는 냉각수를 분무하게 되고, 낙하하는 냉각수는 필러부(30)에서 상승하는 외부 공기와 열교환된다. 이때, 냉각수의 증발이 발생하므로, 그 증발잠열에 의해 냉각수가 냉각될 수 있다.
필러부(30)에서 낙하하는 냉각수는 집수부(15)에 집수되어 다시 냉방시스템으로 재공급되어 냉방시스템의 냉매와 열교환이 이루어진다.
이러한 구성에 의해 냉각탑의 배출통로(61)에서 회전하는 소정크기의 블레이드가 설치되지 않더라도 냉각수의 냉각을 위한 공기유동이 원활히 발생할 수 있으므로, 블레이드의 파손으로 인한 작업의 곤란성, 유지관리비용의 증가 등의 문제점이 해소될 수 있다.
한편, 도 5를 참고하면, 냉각탑이 작동하지 않는 동안, 우천으로 인해 우수가 공기토출구(75)에 유입될 수 있다.
그러한 경우, 공기토출구(75)의 하측에 우수배출수단(80)이 설치되어 있으므로, 우수는 압축공기유동공간(71)의 저부에 잔류하지 않고 배출될 수 있다.
즉, 냉각탑이 작동하지 않는 동안은 압축공기의 압력이 개폐판(81)에 작용하지 않아, 힌지스프링의 탄성력에 의해 개페판이 공기토출구(75)를 향해 열려 있는 상태이다.
이에 따라, 공기토출구(75)를 통해 유입되는 우수는 우수배출수단(80)의 배출공(83)으로 흘러내려 그곳을 통해 하측으로 낙하하게 된다. 낙하된 우수는 우수수집판(86)을 통해 외부로 배수될 수 있다.
따라서, 우천 후에 압축공기유동공간(71)의 내부에 우수가 잔류하지 않게 되므로, 냉각탑의 재가동시 우수가 압축공기와 함께 토출되어 냉각탑 주변의 기기들에 낙하하여 부식을 유발하는 문제를 방지할 수 있다.
즉, 압축공기유동공간(71)의 내부에 우수가 잔류하여 냉각수에 포함된 화학약품의 기체가 녹아들거나, 화학약품이 포함된 냉각수에서 비산된 액적이 섞인 상태에서, 냉각탑의 시동시 주변으로 튀어나가 부식을 유발하는 문제를 방지하는 것이다.
한편, 냉각탑이 재가동되어 공기토출구(75)를 향해 유동하는 압축공기가 개폐판(81)에 압력을 가하게 되면, 압축공기유동공간(71)에서 공기토출구(75)로 유동하는 공기압이 개폐판(81)에 작용하여 힌지스프링의 탄성력을 이기고 개폐판(81)이 배출공(83)을 폐쇄한다. 즉, 설정된 공기압으로 공기토출구(75)를 향해 유동하면, 개폐판(81)에 가해지는 압축공기의 압력이 힌지스프링의 탄성력을 이기도록 압축공기의 압력과 탄성력이 설정되어 있는 바, 그 압력에 의해 개폐판(81)이 밀려 배출공(83)을 폐쇄시킨다.
이에 따라, 도 6과 같이, 배출공(83)이 닫히게 되어 압축공기유동공간(71)이나 공기토출구(75)의 공기압이 강하하지 않고 설정된 공기압으로 유지될 수 있다.
또한, 배출공(83)의 단턱(83a)에 접하여 외벽(73)에 떨림방지자석(84)이 매입되어 있으므로, 공기토출구(75)를 통해 토출되는 공기의 유동으로 개폐판(81)이 떨리지 않도록 개폐판(81)을 파지할 수 있다.
압축공기의 압력이 작용하지 않는 상태에서는 개폐판(81)을 떨림방지자석(84)이 붙잡을 수 없는 크기의 자력으로 설치되어 있으므로, 압축공기가 토출되지 않을 때는 탄성힌지축(82)에 의해 개폐판(81)은 열린상태가 된다.
한편, 도 7 및 도 8을 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각탑의 구성을 도시하고 있다.
본 실시예에서는 배출부(60)에 압축공기유동공간(71)으로 압축공기를 공급하는 송풍장치(90)가 설치된다.
그 송풍장치(90)는 배출통로(61)의 중심부에 설치되는 것으로서 하측을 향하는 공기유입구(92)와 상기 압축공기유동공간(71)과 연통된 공기유출구(94)를 가진 케이싱(91)과, 상기 케이싱(91) 내에 설치되어 상측이 그 케이싱(91)에 의해 커버되고 상기 공기유입구(92)로부터 공기를 유입시켜 공기유출구(94)로 압축공기를 배출시키는 구동팬(93)이 설치된다.
상기 케이싱(91)의 공기유입구(92)는 하측방향으로 설치되고, 공기배출구동부(70)보다 더 하측에 설치됨으로써 몸체부(10)의 내부공간(13)으로부터 공기를 흡입하고 있다. 이에 따라, 몸체부(10) 내부공간(13)의 공기의 상승유동을 보다 촉진시킬 수 있다.
케이싱(91)에 설치되는 공기유출구(94)는 공기배출구동부(70)의 압축공기유동공간(71)으로 공기를 유출시켜 압축공기를 공급하도록 한다. 후술하는 외측의 압축공기유동공간(71)과 공기유출구(94)는 내측의 압축공기유동공간(77) 및 연결관체(79)를 매개로 연통된다.
본 실시예에서는 도 7에서 도시하는 바와 같이, 원통형의 케이싱(91)의 둘레에 유선형 곡면(74)을 가지는 내측의 압축공기유동공간(77)이 더 설치되어 전술한 실시예에서 설명한 외측의 압축공기유동공간(71)과 유선형 곡면(74,78)이 서로 마주보도록 설치된다.
도 7의 단면구조에서와 같이, 내측의 압축공기유동공간(77)과 외측의 압축공기유동공간(71) 사이의 중간선을 기준으로 할 때, 그들의 유선형 곡면(74,78)과 공기토출구(75)는 서로 대칭이 되도록 설치되며, 내측의 압축공기유동공간(77)과 외측의 압축공기유동공간(71)은 도 8에도 도시하는 바와 같이, 상기 케이싱(91)을 중심으로 동심원의 구조를 가진다.
또한, 송풍장치(90)에서 공급되는 압축공기를 외측의 압축공기유동공간(71)에 공급할 수 있도록 연결관체(79)가 내측의 압축공기유동공간(77)과 외측의 압축공기유동공간(71)의 상부를 연결하도록 설치되고, 내측의 압축공기유동공간(77)에는 케이싱(91)의 공기유출구(94)를 통해 압축공기가 직접 공급되고 있다.
상기 연결관체(79)는 내측의 압축공기유동공간(77) 및 송풍장치(90)를 고정시키는 고정체의 역할도 하고 있다.
이러한 구성의 냉각탑에서는 배출통로(61)가 상대적으로 좁아지고 서로 마주보는 유선형 곡면(74)에서 압력강하가 마주보는 외측과 내측의 양측에서 발생하게 되므로, 보다 빠른 속도의 공기유동을 유도하여 냉각효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 송풍장치(90)의 케이싱(91)의 하측에서 몸체부(10) 내부공간(13)의 공기를 흡입하고 있어, 내부공간(13)의 공기의 상승을 보다 촉진시켜 냉각효율의 향상에 기여할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 상기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있는 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.
10 ; 몸체부 13 ; 내부공간
20 ; 흡입부 30 ; 필러부
40 ; 분사노즐부 50 ; 엘리미네이터
60 ; 배출부 61 ; 배출통로
62 ; 배출부측벽 70 ; 공기배추루구동부
71 ; 압축공기유동공간 73 ; 외벽
74 ; 곡면 75 ; 공기토출구
76 ; 송풍장치 77 ; 압축공기유동공간
79 ; 연결관체 80 ; 우수배출수단
81 ; 개폐판 82 ; 탄성힌지축
82a ; 단턱 83 ; 배출공
83a ; 단턱 84 ; 떨림방지자석
86 ; 우수수집판 87 ; 우수배출공
90 ; 송풍장치 91 ; 케이싱
92 ; 공기유입구 93 ; 구동팬
94 ; 공기유출구
20 ; 흡입부 30 ; 필러부
40 ; 분사노즐부 50 ; 엘리미네이터
60 ; 배출부 61 ; 배출통로
62 ; 배출부측벽 70 ; 공기배추루구동부
71 ; 압축공기유동공간 73 ; 외벽
74 ; 곡면 75 ; 공기토출구
76 ; 송풍장치 77 ; 압축공기유동공간
79 ; 연결관체 80 ; 우수배출수단
81 ; 개폐판 82 ; 탄성힌지축
82a ; 단턱 83 ; 배출공
83a ; 단턱 84 ; 떨림방지자석
86 ; 우수수집판 87 ; 우수배출공
90 ; 송풍장치 91 ; 케이싱
92 ; 공기유입구 93 ; 구동팬
94 ; 공기유출구
Claims (5)
- 냉각수의 증발에 의한 냉각작용이 발생하는 내부공간(13)이 내부에 형성된 몸체부(10)와,
상기 몸체부(10)의 하부에 설치되어 상기 내부공간(13)으로 외부의 공기를 흡입하기 위한 흡입부(20)와,
상기 내부공간(13)에서 상기 흡입부(20)의 상측에 설치되는 필러부(30)와,
상기 내부공간(13)에서 상기 필러부(30)의 상측에 설치되어 상기 필러부(30)로 냉각수를 분사하여 낙하시키는 분사노즐부(40)과,
상기 분사노즐부(40)의 상측에 설치되고 상기 내부공간(13)과 연통된 배출통로(61)를 구비한 배출부(60)와,
상기 배출부(60)에 설치되어 상기 흡입부(20)를 통해 상기 내부공간(13)으로 유입된 공기가 상기 배출부(60)를 통해 배출되도록 강제 유동시키는 공기배출구동부(70)를 포함하되,
상기 공기배출구동부(70)는
환형을 이루어 상기 배출통로(61)를 둘러싸는 압축공기유동공간(71)이 설치되고,
상기 압축공기유동공간(71)을 형성시키도록 상기 압축공기유동공간(71)을 둘러싸는 외벽(73) 중, 상기 배출통로(61)와 접하는 외면은 상기 배출통로(61)를 둘러싸는 환형을 이루면서 상기 배출통로(61)의 공기배출방향을 따라 외측으로 갈수록 상기 배출통로(61)의 직경이 증가하도록 하는 유선형 곡면(74)으로 형성되며,
상기 배출통로(61)를 둘러싸는 환형을 이루고, 상기 공기배출방향을 기준으로 상류측에서 하류측을 향해 상기 압축공기유동공간(71)에서부터 상기 배출통로(61)로 압축공기를 토출시키되, 상기 압축공기가 상기 유선형 곡면(74)을 타고 이동하도록 상기 유선형 곡면(74)에 접하는 방향으로 공기를 토출시키는 공기토출구(75)가 설치되고,
상기 배출부(60)는 상기 몸체부(10)의 상단에 설치되고 상기 배출통로(61)는 하측의 상기 내부공간(13)과 상측의 외부를 연통시키는 원형의 통로이며,
상기 공기토출구(75)는 상측을 향해 공기를 토출시키도록 설치되고,
상기 공기토출구(75)의 하측에서 상기 외벽(73)에는 상기 공기토출구(75)를 통해 유입되는 우수를 상기 압축공기유동공간(71)으로부터 그 외부로 배출하기 위한 우수배출수단(80)이 설치되며,
상기 우수배출수단(80)은
상기 외벽(73)의 바닥에서 하측을 향해 관통되어 우수가 배출되는 배출공(83)과,
상기 배출공(83)을 개폐하도록 설치되는 개폐판(81)과,
상기 배출공(83)의 일측에 설치되고 상기 개폐판(81)의 일측 모서리와 상기 외벽(73)을 결합시켜 상기 배출공(83)이 개폐되도록 상기 개폐판(81)을 선회가능하도록 하며, 힌지스프링이 내장되어 그 탄성력에 의해 상기 개폐판(81)이 상기 배출공(83)을 개방시키도록 작용하는 탄성힌지축(82)을 포함하되,
상기 개폐판(81)을 기준으로 상기 탄성힌지축(82)이 상기 공기토출구(75)의 반대측에 설치되어 상기 개폐판(81)이 상기 공기토출구(75)를 향하는 측에서 열리도록 개방되고,
상기 압축공기유동공간(71)에서 상기 공기토출구(75)로 유동하는 공기압이 상기 개폐판(81)에 작용시, 상기 개폐판(81)이 상기 배출공(83)을 폐쇄할 수 있도록 상기 탄성력의 크기가 설정된 것을 특징으로 하는 냉각탑 - 냉각탑의 내부공간(13)과 연통된 배출통로(61)에 설치되어 상기 내부공간(13)으로 유입된 공기를 강제 배출시키는 냉각탑의 공기배출구동장치에 있어서,
환형을 이루어 상기 배출통로(61)를 둘러싸는 압축공기유동공간(71)이 설치되고,
상기 압축공기유동공간(71)을 형성시키도록 상기 압축공기유동공간(71)을 둘러싸는 외벽(73) 중, 상기 배출통로(61)와 접하는 외면은 상기 배출통로(61)를 둘러싸는 환형을 이루면서 상기 배출통로(61)의 공기배출방향을 따라 외측으로 갈수록 상기 배출통로(61)의 직경이 증가하도록 하는 유선형 곡면(74)으로 형성되며,
상기 배출통로(61)를 둘러싸는 환형을 이루고, 상기 공기배출방향을 기준으로 상류측에서 하류측을 향해 상기 압축공기유동공간(71)에서부터 상기 배출통로(61)로 압축공기를 토출시키되, 상기 압축공기가 상기 유선형 곡면(74)을 타고 이동하도록 상기 유선형 곡면(74)에 접하는 방향으로 공기를 토출시키는 공기토출구(75)가 설치되고,
상기 공기토출구(75)를 통해 유입되는 우수가 상기 압축공기유동공간(71)으로부터 그 외부로 흘러 낙하할 수 있도록 상기 외벽(73)을 관통시킨 관통공을 포함하는 우수배출수단(80)이 설치되되,
상기 우수배출수단(80)은
상기 외벽(73)의 바닥에서 하측을 향해 관통되어 우수가 배출되는 배출공(83)과,
상기 배출공(83)을 개폐하도록 설치되는 개폐판(81)과,
상기 배출공(83)의 일측에 설치되고 상기 개폐판(81)의 일측 모서리와 상기 외벽(73)을 결합시켜 상기 배출공(83)이 개폐되도록 상기 개폐판(81)을 선회가능하도록 하며, 힌지스프링이 내장되어 그 탄성력에 의해 상기 개폐판(81)이 상기 배출공(83)을 개방시키도록 작용하는 탄성힌지축(82)을 포함하며,
상기 개폐판(81)을 기준으로 상기 탄성힌지축(82)이 상기 공기토출구(75)의 반대측에 설치되어 상기 개폐판(81)이 상기 공기토출구(75)를 향하는 측에서 열리도록 개방되고,
상기 압축공기유동공간(71)에서 상기 공기토출구(75)로 유동하는 공기압이 상기 개폐판(81)에 작용시, 상기 개폐판(81)이 상기 배출공(83)을 폐쇄할 수 있도록 상기 탄성력의 크기가 설정된 것을 특징으로 하는 냉각탑의 공기배출구동장치 - 삭제
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