KR200299997Y1 - 분사 노즐 및 이를 이용한 냉각탑 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 분사 노즐 및 이를 이용한 냉각탑에 관한 것으로서, 분사 노즐은, 노즐본체와; 노즐본체의 일측에 관통 형성되어 유체가 유입되는 하나의 유체유입구와; 노즐본체의 타측에 소정의 간격을 두고 이격 배치되며, 유체유입구로부터 유입된 유체를 외부로 분사하는 한쌍의 분사구와; 유체유입구와 각 분사구를 상호 연통시키며 유체유입구의 일단부로부터 각각 분기되어, 유체유입구로부터 유입된 유체를 각 분사구로 안내하는 한쌍의 유체 안내유로를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 유체분사의 사각영역을 감소시키고, 유체의 분사영역을 증대시키며, 유체공급 배관의 감소와 분사효율을 향상시킬 수 있는 분사 노즐 및 이를 이용한 냉각탑이 제공된다.

Description

분사 노즐 및 이를 이용한 냉각탑{SPRAYING NOZZLE AND COOLING TOWER USING THE SAME}

본 고안은, 분사 노즐 및 이를 이용한 냉각탑에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양방향으로 유체를 분사하는 분사 노즐과 이를 이용한 냉각탑에 관한 것이다.

일반적으로 분사 노즐은 유체 분사수용영역을 향해 분사하기 위하여 유체가 유동하는 유체공급관 등에 설치된다.

종래의 분사 노즐이 도 8 및 도 9에 도시되어 있다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 종래의 분사 노즐(110)은, 노즐본체(111)와, 노즐본체(111)의 일측에 관통 형성되어 유체가 유입되는 하나의 유체유입구(113)와, 노즐본체(111)의 타측에 마련되어 유체유입구(113)로부터 유입된 유체를 외부로 분사하는 하나의 분사구(115)와, 유체유입구(113)로부터 유입된 유체를 분사구(115)로 안내하는 유체 안내유로(117)를 가진다.

노즐본체(111)는 원통 형상을 가지며, 노즐본체(111)의 일측에는 유체유입구(113)가 관통 형성되어 있다. 유체유입구(113)의 외주면에는 노즐본체(111)를 유체공급관(118) 등에 장착시키는 결합부(111a)로서 나사가 형성되어 있다.

노즐본체(111)의 타측에는 하나의 분사구(115)가 마련되어 있으며, 분사구(115)와 유체유입구(113)는 유체 안내유로(117)에 의해 상호 연통되어 있다. 분사구(115)는 노즐본체(111)의 둘레로부터 상향 경사를 이루며 소정의 분사각도로 절취되어 있다.

이로써, 유체유입구(113)로부터 유입되는 유체는 유체 안내관로(117)를 거쳐 분사구(115)로 유동하여 외부에 일방향으로 분사하게 된다.

그런데, 이러한 종래의 분사 노즐은 분사구가 일방향으로만 형성되어 있어, 분사 노즐로부터 분사되는 유체의 분사영역이 제한적이며, 유체 분사시 유체가 분사되지 않는 사각영역을 해결하기 위해서는 유체공급관과 분사노즐을 증설시켜야 하는 문제점이 있다.

또한, 이러한 종래 분사 노즐의 일실시예로서 냉각탑의 필러에 고온의 냉각수를 공급하는 냉각수 공급관으로부터 유입된 고온의 냉각수는 필러의 상측 분사영역에서 일방향으로만 분사됨으로 냉각수의 분사영역의 감소와 분사사각영역 발생되며, 이 경우 분사된 냉각수와 공기의 접촉 면적이 감소되어 냉각탑의 열교환 효율이 저하되므로 이를 방지하기 위해서는 냉각수 공급관과 분사 노즐의 배치영역이 증대되어야 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 고안의 목적은, 유체분사의 사각영역을 감소시키고, 유체의 분사영역을 증대시키며, 유체공급 배관의 감소와 분사효율을 향상시킬 수 있는 분사 노즐 및 이를 이용한 냉각탑을 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안의 제1실시예에 따른 분사 노즐의 요부 파단 정면도,

도 2는 도 1의 평면도,

도 3은 도 1의 분사 노즐의 설치 및 작동상태도,

도 4는 본 고안의 제2실시예에 따른 분사 노즐의 요부 파단 정면도,

도 5는 도 4의 평면도,

도 6은 도 1의 분사 노즐을 이용한 일실시예로서 냉각탑의 개략적인 요부 측단면도,

도 7은 도 1의 분사 노즐을 이용한 다른 실시예로서 냉각탑의 개략적인 요부 측단면도,

도 8은 종래의 분사 노즐의 정면도,

도 9는 도 8의 분사 노즐의 설치 및 작동상태도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10,10' : 분사 노즐 11 : 노즐본체

11a : 결합부 13 : 유체유입구

15 : 분사구 16 : 소켓

17 : 유체 안내유로 18 : 유체공급관

20,20' : 냉각탑 21 : 케이싱

22 : 루버 23 : 급기구

25 : 배기구 27 : 송풍팬

29 : 필러 31 : 냉각수 공급관

32 : 냉각수 출구 33 : 엘리미네이터

35 : 집수조 41 : 밀폐냉각코일

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은, 분사 노즐에 있어서, 노즐본체와; 상기 노즐본체의 일측에 관통 형성되어 유체가 유입되는 하나의 유체유입구와; 상기 노즐본체의 타측에 소정의 간격을 두고 이격 배치되며, 상기 유체유입구로부터 유입된 유체를 외부로 분사하는 한쌍의 분사구와; 상기 유체유입구와 상기 각 분사구를 상호 연통시키며 상기 유체유입구의 일단부로부터 각각 분기되어, 상기 유체유입구로부터 유입된 유체를 상기 각 분사구로 안내하는 한쌍의 유체 안내유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 분사 노즐을 제공한다.

여기서, 상기 한쌍의 분사구는 상기 유체유입구의 축선에 대해 상호 대향 배치되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 유체유입구의 외주면에는 상기 노즐본체를 유체를 공급하는 외부장치의 장착부에 장착시키는 결합부가 마련될 수 있다.

본 고안의 목적은, 또한, 냉각탑에 있어서, 공기가 유입 및 배출되는 급기구 및 배기구를 가지며, 내부에 열교환 영역을 형성하는 케이싱과; 상기 급기구를 통해 유입된 공기를 상기 배기구로 배출시키는 송풍팬과; 상기 급기구로부터 유입된 공기가 통과하며 냉각수가 하향 유동하는 필러와; 상기 필러의 상부에 배치되어 고온의 냉각수가 유입되는 냉각수 공급관과; 상기 냉각수 공급관에 설치되어 상기 필러를 향해 고온의 냉각수를 양방향으로 분사하는 다수의 분사노즐과; 상기 배기구로 비산되는 물방울을 냉각탑 내로 회수하는 엘리미네이터와; 상기 필러를 거쳐 냉각된 냉각수를 집수하여 배출하는 집수조를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각탑에 의해서도 달성된다.

여기서, 상기 냉각수를 냉각하는 밀폐냉각코일을 더 포함할 수도 있다.

그리고, 상기 분사 노즐은, 노즐본체와; 상기 노즐본체의 일측에 관통 형성되어 유체가 유입되는 하나의 유체유입구와; 상기 노즐본체의 타측에 소정의 간격을 두고 이격 배치되며, 상기 유체유입구로부터 유입된 유체를 외부로 분사하는 한쌍의 분사구와; 상기 유체유입구와 상기 각 분사구를 상호 연통시키며 상기 유체유입구의 일단부로부터 각각 분기되어, 상기 유체유입구로부터 유입된 유체를 상기 각 분사구로 안내하는 한쌍의 유체 안내유로를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 한쌍의 분사구는 상기 유체유입구의 축선에 대해 상호 대향 배치되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 유체유입구의 외주면에는 상기 노즐본체를 상기 냉각수 공급관에 장착시키는 결합부가 마련될 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 고안에 대한 여러 실시 예를 설명하기로 한다.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일 부호를 사용하여 대표적으로 일실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 일실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 제1실시예에 따른 분사 노즐의 요부 파단 정면도이고, 도 2는 도 1의 평면도이며, 도 3은 도 1의 분사 노즐의 설치 및 작동상태도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 분사 노즐(10)은, 노즐본체(11)와, 노즐본체(11)의 일측에 관통 형성되어 유체가 유입되는 하나의 유체유입구(13)와, 노즐본체(11)의 타측에 마련되어 유체유입구(13)로부터 유입된 유체를 외부로 분사하는 한쌍의 분사구(15)와, 유체유입구(13)로부터 유입된 유체를 각 분사구(15)로 안내하는 한쌍의 유체 안내유로(17)를 가진다.

노즐본체(11)는 타원통 형상을 가지며, 노즐본체(11)의 일측에는 유체유입구(13)가 관통 형성되어 있다. 유체유입구(13)의 외주면에는 노즐본체(11)를 외부장치의 장착부, 일예로 유체공급관(18, 도 3참조)에 구성된 소켓(16) 등에 장착시키는 결합부(11a)로서 나사가 형성되어 있다. 여기서, 소켓(16)과 결합부(11a)는 고무 그루브(GROOVE)로서 나사 대신에 압착 결합을 할 수 있고, 또한 소켓(16)과 결합부(11a)는 본드 접착식으로 구성하여 접착결합을 할 수 있으며, 유체공급관(18)과 노즐본체(11)의 외주면에 플랜지 등을 마련하여 볼트체결로도 결합할 수도 있다.

노즐본체(11)의 타측에는 한쌍의 분사구(15)가 마련되어 있으며, 각 분사구(15)는 소정의 간격을 두고 유체유입구(13)의 축선에 대해 상호 대향 배치되어 있다. 각 분사구(15)는 노즐본체(11)의 둘레로부터 상향 경사를 이루며 소정의 분사각도로 절취되어 있다.

노즐본체(11) 내에는 유체유입구(13)의 일단부로부터 각각 분기되어, 유체유입구(13)와 각 분사구(15)를 상호 연통하는 한쌍의 유체 안내유로(17)가 형성되어 있다. 각 유체 안내유로(17)는 유체유입구(13)로부터 유입된 유체를 각 분사구(15)로 안내하는 역할을 한다.

이로써, 유체유입구(13)로부터 유입되는 유체는 각 유체 안내관로(17)를 거쳐 각 분사구(15)로 유동하여 양방향으로 분사하게 되어, 유체 분사의 사각영역이 감소되며 유체의 분사영역을 증대시킬 수 있고, 이에 동일 유량을 분사하는 데 있어서 기존의 일방향 분사 노즐의 소요 수량 보다 적은 수량의 분사 노즐(10)만으로도 유체를 분사할 수 있게 된다.

한편, 도 3 및 도 4는 본 고안의 제2실시예에 따른 분사 노즐의 요부 파단 정면도 및 평면도이다. 본 고안의 제2실시예에 따른 분사 노즐(10')은, 전술한 제1실시예와는 달리, 노즐본체(11)의 타측에는 유체유입구(13)의 축선에 대해 가로로 노즐본체(11)의 외주면으로부터 연장 형성된 한쌍의 노즐부(19)가 마련되어 있다.

각 노즐부(19)에는 한쌍의 분사구(15)가 마련되어 있으며, 각 분사구(15)는 노즐본체(11) 내에 형성된 유체 안내유로(17)에 의해 유체유입구(11)와 상호 연통되어 있다. 각 분사구(15)는 반원호의 단면형상을 가지며, 각 노즐부(19)의 하단부에 소정의 분사각도로 절취되어 있다.

이로써, 유체의 분사시 전술한 제1실시예의 분사 노즐과 같이 유체 분사의 사각영역이 줄어들게 되어, 유체의 분사영역을 더욱 증대할 수 있게 된다.

이하에서는 본 고안에 따른 분사 노즐을 이용한 대표적인 일실시예로서 냉각탑에 대해 설명하기로 한다.

도 6은 도 1의 분사 노즐을 이용한 일실시예로서 냉각탑의 개략적인 요부 측단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 고안의 일실시예에 따른 냉각탑(20)은, 공기가 유입 및 배출되는 급기구(23) 및 배기구(25)를 가지며 내부에 열교환 영역을 형성하는 케이싱(21)과, 급기구(23)를 통해 유입된 공기를 배기구(25)로 배출시키는 송풍팬(27)과, 급기구(23)로부터 유입된 공기가 통과하며 냉각수가 하향 유동하는 필러(29)와, 필러(29)의 상부에 배치되어 고온의 냉각수가 유입되는 냉각수 공급관(31)과, 냉각수 공급관(31)에 설치되어 필러(29)를 향해 고온의 냉각수를 양방향으로 분사하는 다수의 분사노즐(10)과, 배기구(25)로 비산되는 물방울을 냉각탑(20) 내로 회수하는 엘리미네이터(33)와, 필러(29)를 거쳐 냉각된 냉각수를 집수하여 배출하는 집수조(35)를 포함한다.

케이싱(21)은 열교환 영역을 수용하는 통형상을 가진다. 케이싱(21)의 하단영역의 일 측벽에는 공기가 케이싱(21) 내로 급기되는 급기구(23)가 마련되어 있으며, 케이싱(21)의 상부에는 냉각된 공기가 외부로 배출되는 배기구(25)가 마련되어 있다.

배기구(25)에는 급기구(23)를 통해 유입된 공기를 배기구(25)로 배출시키는 송풍팬(27)이 수용되어 있다.

필러(29)는 케이싱(21) 내의 상단영역에 마련되어 있다. 필러(29)에는 급기구(23)로부터 유입된 공기가 수직 상향 유동함과 동시에, 분사 노즐(10)로부터 분사된 고온의 냉각수가 수직 하향 유동하여, 이에 고온의 냉각수와 공기가 상호 교차하면서 열교환하여 냉각수는 냉각된다.

필러(29)의 상부에는 고온의 냉각수가 유입되어 필러(29)를 향해 고온의 냉각수를 분배 공급하는 냉각수 공급관(31)이 마련되어 있다.

한편, 필러(29)에 대향하는 냉각수 공급관(31)의 외주면에는 전술한 본 고안의 제1실시예에 따른 분사 노즐(10)들이 설치되어 있다. 분사 노즐(10)은, 전술한 도 1에 도시된 바와 같이, 노즐본체(11)와, 노즐본체(11)의 일측에 관통 형성되어 유체가 유입되는 하나의 유체유입구(13)와, 노즐본체(11)의 타측에 마련되어 유체유입구(13)로부터 유입된 유체를 외부로 분사하는 한쌍의 분사구(15)와, 유체유입구(13)와 각 분사구(15)를 상호 연통시키며 유체유입구(13)로부터 유입된 유체를 각 분사구(15)로 안내하는 한쌍의 유체 안내유로(17)를 가진다. 이로써, 냉각수 공급관(31)으로 유입되는 고온의 냉각수는 필러(29)의 상측의 분사영역에 양방향으로 분사되어, 냉각수 분사의 사각영역이 줄어들게 되고 냉각수의 분사영역이 확대되며, 이에 분사된 냉각수와 공기와의 접촉면적이 증대되어, 냉각탑(20)의 열교환 효율이 증대하게 된다.

필러(29)와 송풍팬(27) 사이에는 엘리미네이터(33)가 마련되어 있으며, 이에 배기구(25)로 비산되는 물방울을 냉각탑(20) 내로 회수하게 된다.

필러(29)의 하부에는 필러(29)를 거쳐 냉각된 냉각수를 집수하는 집수조(35)가 마련되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 송풍팬(27)을 작동시키고, 고온의 냉각수를 분사 노즐(10)들을 통해 필러(29)로 분사시키면, 급기구(23)로 유입된 공기는 필러(29)에서 고온의 냉각수와 직접 접촉하여 냉각수를 냉각시킨 후, 송풍팬(27) 및 배기구(25)를 거쳐 외부로 배출된다.

한편, 고온의 냉각수가 분사 노즐(10)들을 통해 분사될 때, 냉각수 공급관(31)으로부터 유입된 고온의 냉각수는 분사 노즐(10)들을 통해 필러(29)의 상측에서 양방향으로 분사되어, 필러(29)의 냉각수 분사 사각영역이 줄어들게 되어 냉각수의 분사영역이 확대되며, 이에 냉각수 공급관(31)과 분사 노즐(10)의 배치영역을 감소시킬 수 있고, 또한 양방향으로 분사된 냉각수와 공기와의 접촉면적이 증대되어, 냉각탑(20)의 열교환 효율이 증대하게 된다.

도 7은 도 1의 분사 노즐을 이용한 다른 실시예로서 냉각탑의 개략적인 요부 측단면도이며, 전술한 냉각탑과는 달리 냉각수 공급관(31)과 필러(29) 사이에 마련되어 냉각수를 냉각하는 밀폐냉각코일(41)을 더 포함하는 구성을 가진다.

밀폐냉각코일(41)은 케이싱(21) 내의 필러(29)의 상부측에 마련되며, 밀폐냉각코일(41)은 피냉각 유체가 유입 및 유출되는 유입구(43) 및 유출구(45)를 가진다. 밀폐냉각코일(41)의 유입구(43)는 케이싱(21)의 상부 영역에 배치되고, 유출구(45)는 필러의 상부측에 배치되며, 이에 밀폐냉각코일(41)은 전체적으로 필러(29)의 상부측에 지그재그형상으로 배치되어 있다.

또한, 냉각수 공급관(31)과 냉각수 배출구(32) 사이에는 집수조(35) 내에 냉각수를 밀폐냉각코일(41) 표면에 분사시키기 위한 냉각수 살수배관(미도시)과 순환펌프(미도시)가 설치되어 있다.

냉각수 공급관(31)으로 유입된 고온의 냉각수는 본 고안에 따른 분사 노즐(10)에 의해 밀폐냉각코일(41)의 상측에서 양방향으로 분사되어, 분사 노즐(10)을 통해 분사된 고온의 냉각수는 급기구(23)로부터 유입된 공기와 함께 밀폐냉각코일(41) 내를 유동하는 피냉각 유체와 증발 열교환하여 냉각한 후, 필러(29)로 하향 유동하는 냉각수와 급기구(23)로부터 유입된 공기와 열교환하여 살수되는 냉각수를 냉각하게 된다. 이에, 본 고안에 따른 분사 노즐(10)에 의해 양방향으로 분사된 냉각수는 피냉각 유체가 유동하는 밀폐냉각코일(41) 및 공기와의 접촉면적이 더욱 증대되어, 냉각탑(20')의 열교환 효율 또한 더욱 증대하게 된다.

이와 같이, 하나의 유체유입구로 유입되는 유체를 소정의 간격을 두고 이격 배치되는 한쌍의 분사구를 통해 양방향으로 분사시키는 분사 노즐을 마련함으로써, 유체분사의 사각영역을 감소시키고, 유체의 분사영역을 증대시키며, 유체공급 배관의 감소와 열교환 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 본 고안의 각 실시예들에 따른 분사 노즐은 대표적으로 냉각탑에 적용되는 것으로 설명하고 있지만, 본 고안의 사상에 따른 분사 노즐은 냉각탑 이외에 에어 와셔 등과 같이 기타 유체를 분사하는 장치 등에 적용될 수 있다.

또한, 본 고안의 각 실시예들에 따른 분사 노즐은 대표적인 실시예로서 이외라도 분사노즐의 형태와 분사 구조에 있어 부채꼴형 분사노즐(FLAT SPRAY NOZZLE)과 원형 분사노즐(FULL CONE SPRAY NOZZLE)등 다양한 분사형태의 노즐에도 적용됨은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면, 유체분사의 사각영역을 감소시키고, 유체의 분사영역을 증대시키며, 유체공급 배관의 감소와 분사효율을 향상시킬 수 있는 분사 노즐 및 이를 이용한 냉각탑이 제공한다.

Claims (8)

1. 분사 노즐에 있어서,

   노즐본체와;

   상기 노즐본체의 일측에 관통 형성되어 유체가 유입되는 하나의 유체유입구와;

   상기 노즐본체의 타측에 소정의 간격을 두고 이격 배치되며, 상기 유체유입구로부터 유입된 유체를 외부로 분사하는 한쌍의 분사구와;

   상기 유체유입구와 상기 각 분사구를 상호 연통시키며 상기 유체유입구의 일단부로부터 각각 분기되어, 상기 유체유입구로부터 유입된 유체를 상기 각 분사구로 안내하는 한쌍의 유체 안내유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 분사 노즐.
2. 제1항에 있어서,

   상기 한쌍의 분사구는 상기 유체유입구의 축선에 대해 상호 대향 배치되는 것을 특징으로 하는 분사 노즐.
3. 제1항에 있어서,

   상기 유체유입구의 외주면에는 상기 노즐본체를 유체를 공급하는 외부장치의 장착부에 장착시키는 결합부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 분사 노즐.
4. 냉각탑에 있어서,

   공기가 유입 및 배출되는 급기구 및 배기구를 가지며, 내부에 열교환 영역을 형성하는 케이싱과;

   상기 급기구를 통해 유입된 공기를 상기 배기구로 배출시키는 송풍팬과;

   상기 급기구로부터 유입된 공기가 통과하며 냉각수가 하향 유동하는 필러와;

   상기 필러의 상부에 배치되어 고온의 냉각수가 유입되는 냉각수 공급관과;

   상기 냉각수 공급관에 설치되어 상기 필러를 향해 고온의 냉각수를 양방향으로 분사하는 다수의 분사노즐과;

   상기 배기구로 비산되는 물방울을 냉각탑 내로 회수하는 엘리미네이터와;

   상기 필러를 거쳐 냉각된 냉각수를 집수하여 배출하는 집수조를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각탑.
5. 제4항에 있어서,

   상기 냉각수를 냉각하는 밀폐냉각코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각탑.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,

   상기 분사 노즐은,

   노즐본체와;

   상기 노즐본체의 일측에 관통 형성되어 유체가 유입되는 하나의 유체유입구와;

   상기 노즐본체의 타측에 소정의 간격을 두고 이격 배치되며, 상기 유체유입구로부터 유입된 유체를 외부로 분사하는 한쌍의 분사구와;

   상기 유체유입구와 상기 각 분사구를 상호 연통시키며 상기 유체유입구의 일단부로부터 각각 분기되어, 상기 유체유입구로부터 유입된 유체를 상기 각 분사구로 안내하는 한쌍의 유체 안내유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각탑.
7. 제6항에 있어서,

   상기 한쌍의 분사구는 상기 유체유입구의 축선에 대해 상호 대향 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각탑.
8. 제6항에 있어서,

   상기 유체유입구의 외주면에는 상기 노즐본체를 상기 냉각수 공급관에 장착시키는 결합부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 냉각탑.