KR200313001Y1 - 노즐분사형 냉각탑 - Google Patents

Abstract

본 고안은 냉각탑 케이스의 형태와 내부 구조를 개량하여 냉각 효율을 극대화시키고, 설치에 따른 공간 및 장소를 최소화함으로써 보다 컴팩트한 형태를 유지할 수 있음은 물론 팬 및 팬의 구동에 필요한 동력이 필요치 않으며, 진동 및 소음이 현저하게 감소됨은 물론 고장의 염려가 없음으로 반영구적으로 사용할 수 있는 노즐분사형 냉각탑에 관한 것으로서, 다각형 단면의 각기둥체로서, 각 측면부는 모서리 부분에 외형틀이 구비되고, 각 측면에는 개구형상의 개방구를 갖는 케이스와; 상기 케이스 내부의 각 개방구측에 소정간격 이격되어 설치되는 박판상의 다수개의 공기정류판과; 상기 다수개의 공기정류판 내측에 설치되고, 외주면상에 노즐을 구비하며, 상기 케이스의 단면형상과 대응되고, 각각이 서로 연통되는 다수개의 다각형 노즐관과; 상기 노즐관의 내측에 설치되고, 상기 케이스의 단면형상과 대응되는 형상으로 형성되고, 각 측면부가 망체로 이루어지는 차폐망과; 상기 케이스의 상부 내측에 상기 케이스의 단면형상과 대응되는 형상으로 설치되는 수분제거기와; 상기 수분제거기의 상부에 장착되고, 상기 케이스의 단면형상과 대응되고, 상면이 망체로 이루어진 덮개로 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

노즐분사형 냉각탑{Spray cooling tower}

본 고안은 냉동기의 냉각용으로 가열된 냉각수를 외부에서 유입된 공기와 열교환시킴으로써, 냉각수의 증발 잠열을 이용하여 냉각효과를 얻을 수 있는 노즐분사형 냉각탑에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각탑 케이스의 형태와 내부 구조를 개량하여 냉각 효율을 극대화시키고, 설치에 따른 공간 및 장소를 최소화함으로써 보다 컴팩트한 형태를 유지할 수 있음은 물론 팬 및 팬의 구동에 필요한 동력이 필요치 않으며, 진동 및 소음이 현저하게 감소됨은 물론 고장의 염려가 없음으로 반영구적으로 사용할 수 있는 노즐분사형 냉각탑에 관한 것이다.

일반적으로 냉각탑은 소정온도로 가열된 냉각수를 가능한 작은 빗줄기 모양으로 분사 및 하강시키고, 송풍기의 강제 송풍에 의하여 유입되는 외기와의 접촉을 통하여 그 일부를 기화시킴으로써 수온을 떨어뜨리는 냉각용 탑을 말한다. 이러한 냉각탑은 병원, 고층빌딩 등에서 냉방을 위한 냉각시스템으로 사용되어진다.

도 3는 종래기술에 의한 냉각탑을 나타내는 사시도로서, 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 열교환기에서 온도가 높아진 냉각수는 펌프의 펌핑력에 의하여 배수관(71)을 통하여 케이스(10)의 일측에 장착되는 공급관(73)으로 공급되며, 상기 공급관(73)으로 공급되어진 냉각수는 상기 케이스(10) 내부에 관통되어 형성되는 노즐관(30)의 노즐(31)을 통하여 상기 케이스(10)의 후방에서 전방으로 분사되어 수막이 형성된다.

그리고, 이렇게 노즐(31)을 통하여 분사되는 냉각수는 상기 케이스(10)의 외부에서 내부로 유입되는 공기와 혼합되면서 증발 냉각이 이루어지며, 이렇게 포화 상태가 이루어진 냉각수와 공기는 상기 케이스(10)의 전방부에 위치하는 공기정류판(20)에 부딛치면서 냉각수는 하방으로 낙하되어 케이스(10) 하부의 수조(77)로집수되어 급수관(79)으로 이동되고, 냉각된 공기는 케이스(10)의 전방부를 통하여 외부로 배출된다.

상기한 바와 같은 종래의 냉각탑(1)은 있어서, 상기 냉각탑(1) 케이스(10)는 전, 후방이 개방되는 장방체로 형성되어 외부의 공기가 개방된 일측으로만 유입되고, 타측으로 토출되는 구조로 구성되어 있으며, 상기 노즐관(30)과 그 전방부에 설치되는 공기정류판(20)은 상기 노즐관(30)의 노즐(31)을 통하여 분사되는 냉각수의 분사거리를 위하여 일정간격 이격되어 설치되었다.

그러나, 이러한 종래의 구성에 있어서, 냉각탑(1) 케이스(10) 후방부를 통하여 유입되는 외부 공기의 양이 한정되어 있으므로, 외부에서 유입되는 공기는 노즐(31)을 통하여 분사되는 냉각수와 충분히 접촉되지 않음으로써 열교환 효율이 저조했다. 한편, 외부에서 유입되는 공기의 양을 증가시키기 위해서는 상기 냉각탑(1) 케이스(10) 후방부의 공기가 유입되는 측에 형성되는 개방된 부분의 면적을 넓게하여야 하므로, 이로 인해 냉각탑을 부피가 커지는 문제점이 있었다.

또한, 상기 노즐관(30)의 노즐(31)을 통하여 분사되는 냉각수의 분사거리를 유지하기 위하여 상기 노즐관(30)과 그 전방에 위치하는 공기정류판(20)의 거리는 일정 간격 이격되어 설치되어야 하기 때문에 냉각탑(1)이 대형화되고, 설치 공간의 점유율이 높으며, 설치에 따른 제작공사비가 증가하는 등의 문제점이 발생하였다.

본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 냉각탑 케이스의 형태와 내부 구조를 개량하여 냉각 효율을 극대화시키고, 설치에 따른공간 및 장소를 최소화함으로써 보다 컴팩트한 형태를 유지할 수 있음은 물론 팬 및 팬의 구동에 필요한 동력이 필요치 않으며, 진동 및 소음이 현저하게 감소됨은 물론 고장의 염려가 없음으로 반영구적으로 사용할 수 있는 노즐분사형 냉각탑을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 고안에 의한 노즐분사형 냉각탑을 개략적으로 나타내는 사시도,

도 2는 본 고안에 의한 노즐분사형 냉각탑의 케이스를 나타내는 분해사시도,

도 3은 종래기술에 의한 냉각탑을 나타내는 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1...냉각탑, 10...케이스,

11...개방구, 20...공기정류판,

30...노즐관, 31...노즐,

33...지지관, 40...차폐망,

50...수분제거기, 60...덮개,

71...배수관, 73...공급관,

75...지관, 77...수조,

79...급수관.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 다각형 단면의 각기둥체로서, 각 측면부는 모서리 부분에 외형틀이 구비되고, 각 측면에는 개구형상의 개방구를 갖는 케이스와; 상기 케이스 내부의 각 개방구측에 소정간격 이격되어 설치되는 박판상의 다수개의 공기정류판과; 상기 다수개의 공기정류판 내측에 설치되고, 외주면상에 노즐을 구비하며, 상기 케이스의 단면형상과 대응되고, 각각이 서로 연통되는 다수개의 다각형 노즐관과; 상기 노즐관의 내측에 설치되고, 상기 케이스의 단면형상과 대응되는 형상으로 형성되고, 각 측면부가 망체로 이루어지는 차폐망과; 상기 케이스의 상부 내측에 상기 케이스의 단면형상과 대응되는 형상으로 설치되는 수분제거기와; 상기 수분제거기의 상부에 장착되고, 상기 케이스의 단면형상과 대응되고, 상면이 망체로 이루어진 덮개로 구성되는 것을 특징으로 하는 노즐분사형 냉각탑이다.

이하, 본 고안에 의한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 의한 노즐분사형 냉각탑을 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 고안에 의한 노즐분사형 냉각탑의 케이스를 나타내는 분해사시도이다.

도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 고안에 의한 냉각탑(1)의 케이스(10)는 다각형 단면의 각기둥체로 형성되며, 외부의 공기가 내부로 유입되기 위하여 개구형상의 개방구(11)를 각각의 측면부에 구비한다. 즉, 각 측면부의 모서리 부분에는 외형틀이 구비되어 구조를 이루게 되며, 그 외형틀의 내측부는 개구형상으로서 전후를 관통하게 된다.

상기 케이스(10)의 내측으로는 상기 케이스(10)의 측면부에 대응하는 박판상의 공기정류판(20) 다수개가 각각의 측면부 내측으로 상기 케이스(10)와 소정간격 이격되어 부설된다. 상기 공기정류판(20)는 좌우편으로 그 표면에 연속된 다수개의 요철부를 가져 골과 산을 갖도록 구성한 평판상체로서, 상기 케이스(10)상에 구비되는 각 개방구(11)를 통하여 내부로 유입되는 외부의 공기를 여과시키는 역할을 담당한다. 또한, 상기 공기정류판(20)는 다수개가 일체화로 결합되어 상기 케이스(10)의 단면형상에 대응되는 단면형상을 갖는 각기둥체로 구성되는 것도 바람직하다. 상기 공기정류판(20)는 상기 케이스(10)상에 구비되는 각 개방구(11)를 통하여 유입되는 외부의 공기를 여과해주는 역할을 담당한다.

상기 공기정류판(20)의 내측으로는 상기 케이스(10)의 단면형상과 대응하는 다수개의 다각형 노즐관(30)이 상하방향으로 일정간격 이격되어 구비된다. 이때, 상기 노즐관(30)은 상기 케이스(10)의 내부에 설치되기 위하여 상기 케이스(10)의 단면형상보다 작게 형성되며, 상기 각각의 노즐관(30)은 상, 하방향을 잇는 지지관(33)을 통하여 상호 연통되도록 형성된다. 이로써 상기 지지관(33)은 각각의 노즐관(30)의 내부적 연결 기능과 함께 상기 공기정류판(20) 내에서의 설치시 지지역할을 담당한다.

또한, 상기 각각의 노즐관(30) 외주면상에는 다수개의 노즐(31)이 수평방향으로 일정간격 이격되어 배열된다. 이렇게 상기 노즐관(30)상에 설치되는 노즐(31)은 상기 케이스(10)의 중심방향을 향하여 상향착설되도록 설치되며, 상기 각각의 노즐관(30)은 냉각수가 공급되는 지관(55)과 연통된다.

이러한 노즐관(30) 및 지관(55)의 연통구조는 도 1에 도시된 형태에만 한정되지 아니하고, 그 외의 다양한 형태로의 설계변경이 가능하다.

상기 노즐관(30)의 내측에는 상기 케이스(10)의 단면형상과 대응되고, 각각의 측면부가 망체형상으로 이루어지는 차폐망(40)이 일정간격 이격되어 구비되며, 상기 차폐망(40)은 노즐관(30)의 내부측에 설치되기 위하여 상기 노즐관(30)의 단면형상 크기보다 작게 형성된다. 상기 차폐망(40)은 다수개의 판상체로 이루어져 상기 노즐관(30)의 내측에 각각 구비되는 것도 바람직하다.

한편, 상기 차폐망(40)은 포화상태가 이루어진 냉각된 공기는 통과하고, 냉각이 이루어진 냉각수는 상기 차폐망(40)의 외부면에 부딪히면서 낙하될 정도의 입도로 이루어진 망체형상으로 형성된다.

본 고안에서는 상기 차폐망(40)은 상기 케이스(10)의 단면형상과 대응되는 형상으로 이루어져 있으나, 상기한 역할을 수행할 수 있다면 원형 등의 기타 다른 형상으로 이루어지는 것도 바람직하다.

상기 케이스(10)의 상부에는 상기 케이스(10)에 대응되는 형상의 수분제거기(50)가 구비되며, 상기 수분제거기(50)는 단면이 지그재그형상으로 형성되는 다수개의 여과재가 수평방향으로 적층되어 이루어진다.

상기와 같이 이루어진 수분제거기(50)에 의하여 상기 케이스(10)의 상측부상에 존재하는 먼지 등의 이물질이 상기 케이스(10)의 상부를 통하여 그 내부로 유입되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 상기 케이스(10) 내부의 냉각된 공기가 상기 케이스(10)의 상부를 통하여 외부로 배출될 때에 이 냉각된 공기를 재여과처리 해주는 역할까지 수행한다. 한편, 상기 수분제거기(50)는 냉각된 공기와 냉각수가 혼합될 때 대기 중으로 방출되는 비산을 방지하기 위한 수분제거의 기능을 갖는다.

상기 케이스(10)의 상단부에는 상부면이 격자형상으로 관통형성되는 덮개(60)가 구비되며, 상기 덮개(60)는 상기 케이스(10)와 결합되기 위하여 상기 케이스(10)와 대응되는 형상으로 형성된다. 이렇게 격자형상으로 이루어진 상기 덮개(60)를 통하여 상기 케이스(10)내에서 포화되어 냉각된 공기가 외부로 배출된다.

한편, 본 실시예에서는 상기 냉각탑(1) 케이스가 5각형상체로 이루어진 것으로 도시되고 설명되었지만, 본 고안은 이에 한정하지 아니하고 다양한 형태의 다각형상체로 이루어지는 것도 바람직하다.

이하, 상기한 구성의 본 고안의 작동 관계 및 작용 효과를 설명한다. 전술한 구성에 의한 상기 노즐분사형 냉각탑은 다음과 같이 작동된다.

상기 냉각탑(1)은 열교환기에서 소정온도로 가열되어 온도가 높아진 냉각수가 펌프에 의하여 배수관(71)을 통하여 케이스(10)의 일측에 장착된 공급관(73)으로 공급되고, 상기 공급관(73)으로 공급된 냉각수는 분사관(72)을 통하여 지관(75)으로 이송되며, 상기 지관(75)으로 공급되는 냉각수는 상기 케이스(10) 내부에 설치되는 다수개의 노즐관(30)으로 이송된다.

이렇게 상기 노즐관(30)으로 이송된 냉각수는 상기 노즐관(30)의 외주면상에 수평방향으로 설치되는 다수개의 노즐(31)을 통하여 상기 케이스(10)의 내부 중심에 방사상으로 분사된다. 즉, 상기 노즐관(30)의 외주면상에 상향착설되는 다수개의 노즐(31)을 통하여 분사되는 냉각수는 상기 케이스(10)의 중심방향을 향하여 상향 분사되며, 이렇게 방사상으로 상향 분사되는 냉각수는 상기 케이스(10)의 각 측면상에 형성되는 개방구(11)를 통하여 방사상으로 유입되는 외부의 공기와 혼합되면서 잘게 부서져 미세한 수막을 형성한다.

이때, 외부에서 유입되는 공기는 상기 케이스(10)의 내측 소정위치에 설치되는 공기정류판(20)를 통과하면서 여과되고, 상기 공기정류판(20)의 내부로 유입된 공기는 노즐관(30)에 상향착설된 노즐(31)을 통하여 배출되는 냉각수와 교차 및 혼합되어 열교환이 발생되면서 증발 냉각이 이루어진다.

이렇게 혼합되어 포화상태가 이루어진 냉각된 공기는 상기 케이스(10)의 상부로 이동되어 외부로 배출되고, 상기 냉각수는 상기 노즐관(30)의 내측에 구비되는 차폐망(40)에 부딪히면서 낙하하여 상기 케이스(10)의 하부에 설치되는 수조(77)에 집조된다.

그리고, 포화상태가 이루어진 냉각된 공기는 상기 케이스(10)의 상부로 이동되어 상기 케이스(10)의 상측부에 설치되는 수분제거기(50)를 통과하여 재여과처리되면서 상기 케이스(10) 상측의 덮개(60)를 통하여 외부로 배출된다.

한편, 상기 케이스(10)의 각 측면의 개방구(11)를 통하여 유입되는 외부의공기와 접촉한 후 하부로 낙하되어 수조상으로 집조되는 냉각수는 다시 급수관(79)을 통하여 열교환기로 유입되어 재가열되며, 이렇게 재가열된 냉각수는 다시 노즐관(30)의 노즐(31)을 통하여 상기 케이스(10)의 중심방향으로 상향 분사되면서 재사용된다.

이러한 일련의 과정을 반복하여 수행함으로써 상기 냉각탑의 목적을 달성한다.

상술한 바와 같이 본 고안은 냉각탑(1) 케이스(10)의 각각의 측면에 형성되는 개방구(11)를 통하여 다량으로 유입된 외부 공기와 냉각수가 충분히 혼합 및 포화되어 대량의 냉각된 공기를 발생시키며, 이렇게 발생된 냉각된 공기는 상기 케이스(10)의 상부를 통하여 외부로 배출된다.

또한, 상기 냉각수가 노즐관(30)에 상향착설된 노즐(31)을 통하여 외부로 배출될때 상기 케이스(10)의 일측방향으로만 분사되는 것이 아니라, 상기 케이스(10)의 중심방향을 향하여 방사상으로 상향 분사되기 때문에 외부에서 방사상으로 유입되는 공기와 냉각수가 충분하게 접촉되어 공냉효과를 극대화시킬 수 있어 냉각 효율이 우수하다.

그리고, 종래의 냉각탑(1)은 냉각수의 분사를 위하여 공기정류판(20)와 노즐관(30) 사이의 거리를 일정간격 유지시켜야 하지만 본 고안의 냉각탑(1) 케이스(10)는 그 내부의 냉각된 공기가 상기 케이스(10)의 상부를 통하여 외부로 유출되는 구조로 이루어져 있고, 상기 노즐관(30)의 노즐(31)을 통하여 분사되는 냉각수가 상기 케이스(10)의 중심방향을 향하여 분사되도록 구성되는 다각형상체의각형구조로 이루어져 있어 노즐(31)을 통하여 분사되는 냉각수의 분사거리를 충분히 유지시켜주기 때문에 상기 공기정류판(20)와 노즐관(30) 및 노즐관(30)과 차폐망(40)의 간격이 종래의 냉각탑(1)보다 조밀하게 구성되어 상기 케이스(10)의 크기를 최소화할 수 있다.

이로 인하여 냉각탑(1)의 설치공간 및 면적을 최소화하여 그 여유 공간을 보다 효율적으로 활용할 수 있으며, 제작 및 설치비가 절감되는 효과를 가져온다.

그리고, 상기 냉각탑(1)에 사용되는 공기정류판(20), 노즐관(30), 차폐망(40)을 비롯한 수분제거기(50)는 장, 탈착이 간단하여 청소작업 및 교체작업이 매우 용이하다.

본 고안의 케이스는 다각형에만 한정하는 것이 다양한 형상으로 이루어질 수 있는 것이다.

이상에서는, 본 고안을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 고안은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 실용신안등록청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 고안은 냉각 효율 및 공냉 효과를 극대화시키고, 컴팩트한 형태로 구성되어 설치에 따른 공간점유율을 최소화하므로써, 여분의 공간을 활용하기가 용이하며, 이로 인한 시설공사비를 대폭 절감 절감할 수있는 등의 효과를 거둘 수 있다.

또한, 본 고안은 팬이 필요치 않음으로 팬의 구동에 필요한 동력이 필요치 않으며, 진동 및 소음이 현저하게 감소됨은 물론 고장의 염려가 없음으로 반영구적으로 사용할 수 있는 효과를 갖는 것이다.

Claims (4)

1. 다각형 단면의 각기둥체로서, 각 측면부는 모서리 부분에 외형틀이 구비되고, 각 측면에는 개구형상의 개방구를 갖는 케이스와;

   상기 케이스 내부의 각 개방구측에 소정간격 이격되어 설치되는 박판상의 다수개의 공기정류판과;

   상기 다수개의 공기정류판 내측에 설치되고, 외주면상에 노즐을 구비하며, 상기 케이스의 단면형상과 대응되고, 각각이 서로 연통되는 다수개의 다각형 노즐관과;

   상기 노즐관의 내측에 설치되고, 상기 케이스의 단면형상과 대응되는 형상으로 형성되고, 각 측면부가 망체로 이루어지는 차폐망과;

   상기 케이스의 상부 내측에 상기 케이스의 단면형상과 대응되는 형상으로 설치되는 수분제거기와;

   상기 수분제거기의 상부에 장착되고, 상기 케이스의 단면형상과 대응되고, 상면이 망체로 이루어진 덮개로 구성되는 것을 특징으로 하는 노즐분사형 냉각탑.
2. 제1항에 있어서,

   상기 노즐관의 외주면상에는 수평방향으로 다수개의 노즐이 일정간격 이격되어 구비되며, 상기 노즐은 상기 케이스의 중심방향을 향하여 상향착설되는 것을 특징으로 하는 노즐분사형 냉각탑.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 케이스가 5각형 단면의 각기둥체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 노즐분사형 냉각탑.
4. 제1항에 있어서,

   상기 수분제거기는 단면이 지그재그형상으로 형성되는 다수개의 여과재가 수평방향으로 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 노즐분사형 냉각탑.