KR200357335Y1 - 냉각탑의 상향식 분무장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 냉각탑의 상향식 분무장치에 관한 것으로, 콘크리트 베이슨과, 상기 베이슨의 상부 양측면에 루버가 형성된 케이싱 월과, 상기 사이드 월의 상측에 형성된 팬 데크에 구동 모터와 연동된 송풍팬이 제공된 복수 개의 팬 스택과, 상기 사이드 월과 상기 송풍팬 하부에 마주보도록 이격 설치된 충전재와, 각기 마주보는 상기 충전재의 일면에 각기 제공된 엘리미네이터와, 제어 밸브에 의해 개폐되어 디스트리뷰션 베이슨과 선택적으로 연통되어 있으며 상기 송풍팬 하부에 설치된 디스트리뷰션 헤더를 구비한 냉각탑에 있어서, 물을 상향으로 분무하여 자유 낙하에 의해 상기 충전재의 틈새를 경유하여 상기 콘크리트 베이슨에 저장되도록 상기 디스트리뷰션 헤더의 상측부에 복수 개가 설치된 분무 노즐로 구성됨으로써, 분무수와 공기 간의 접촉 시간이 지연되어 냉각 효율이 우수하고, 설치 및 유지 보수가 용이함은 물론, 상향 분무된 분무수가 자유 낙하에 의해 충전재와 충돌되어 충전재의 파손을 원천적으로 방지할 수 효과가 있다.

Description

냉각탑의 상향식 분무장치 {Upward typed spray apparatus of cooling tower}

본 고안은 냉각탑의 상향식 분무장치에 관한 것이다.

특히, 본 고안은 분무 노즐을 상향식으로 설치하여 분무된 물과 공기 상호간의 접촉 시간을 지연시켜 냉각 효율을 개선하고, 충전물의 파손을 최소화할 수 있는 냉각탑의 상향식 분무장치에 관한 것이다.

현대 산업사회로 급격히 발달함에 따라 용수의 수요는 늘어나고 이에 따른 부족한 수자원을 보호하고 재활용하는 방법들이 모색되었다.

특히 기계가 효율적으로 작동되기 위해서는 발생되는 열을 지속적으로 없애야만 했다. 이를 위해 처음에는 시내, 강, 호수 등의 물을 열 교환기를 통해서 사용하였는데, 자연적인 증발과정으로 때때로 불어오는 바람에 의존하고 있기 때문에 비효율적이며 특정한 장소에서 밖에 사용할 수 없었다. 그래서 강제로 물을 증발시키므로써 효율적으로 열전달을 하도록 한 것이 냉각탑이다.

냉각탑에서 물을 냉각시키는 일 방안은 증발을 최대한으로 이용하여야 하기 때문에 공기의 흐름에 최대한의 물 표면을, 그리고 가장 긴 시간 동안 노출시키도록 해야 한다.

그래서 분사 노즐을 통해 물을 미세한 물방울로 분무하며, 그 물방울들을 기계적으로 유도하여 상승하는 공기의 흐름을 뚫고 떨어지도록 한다.

냉각 효과는 냉각탑의 높이가 높아짐에 따라 좋아지는 것은 확실하다. 이는 냉각탑의 높이가 증가함에 따라 물이 떨어지는 높이가 증가하고, 물과 공기의 접촉시간이 최대화되기 때문이다. 그러나 이러한 방법을 사용함에 있어서는 곧 구조적, 경제적 한계에 도달하게 된다.

접촉시간을 증가시키는 좋은 방법은 물의 낙하를 방해하기 위해 냉각탑 내에 충전물(充塡物, FILLER)을 설치하는 것이다. 다양한 종류의 충전물은 물의 낙하 속도를 감소시키며 공기에 접촉할 수 있는 표면적을 증가시킴으로 증발을 촉진시키게 된다.

그러나, 종래 기술에 의한 냉각탑은 분사 노즐로부터 고압수가 짧은 시간 내에 낙하되기 때문에 고압수와 공기간의 접촉 시간이 짧아 냉각 효과가 양호하지 못하다. 또한, 이러한 일반적인 냉각탑은 고압수가 직접적으로 전술된 충전물을 가격하기 때문에 필이 피로 하중에 의해 파손되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 창안된 본 고안의 목적은 냉각 효율이 양호하고 충전물의 파손을 최소화할 수 있는 냉각탑의 상향식 분무장치를 제공함에 있다.

이러한 본 고안의 목적은, 콘크리트 베이슨과, 상기 베이슨의 상부 양측면에 루버가 형성된 케이싱 월과, 상기 사이드 월의 상측에 형성된 팬 데크에 구동 모터와 연동된 송풍팬이 제공된 복수 개의 팬 스택과, 상기 사이드 월과 상기 송풍팬하부에 마주보도록 이격 설치된 충전재와, 각기 마주보는 상기 충전재의 일면에 각기 제공된 엘리미네이터와, 제어 밸브에 의해 개폐되어 디스트리뷰션 베이슨과 선택적으로 연통되어 있으며 상기 송풍팬 하부에 설치된 디스트리뷰션 헤더를 구비한 냉각탑에 있어서, 물을 상향으로 분무하여 자유 낙하에 의해 상기 충전재의 틈새를 경유하여 상기 콘크리트 베이슨에 저장되도록 상기 디스트리뷰션 헤더의 상측부에 복수 개가 설치된 분무 노즐을 포함하여 구성된 냉각탑의 상향식 분무장치에 의해 달성될 수 있다.

바람직하게는, 본 고안의 상기 충전재는 합성 수지 재질의 하니콤 또는 격자 타입이다.

바람직하게는, 본 고안의 상기 분무 노즐은 상기 충전재의 상측부에 위치된다.

도 1은 본 고안의 실시예에 의한 직교류식 냉각탑의 상향식 분무장치를 나타내는 사시도이다.

도 2는 도 1의 개략 단면도이다.

도 3은 도 2의 요부를 확대하여 나타내는 사용 상태 단면도이다.

<< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >>

10 : 콘크리트 베이슨(concrete basin)

12 : 케이싱 월(casing wall)

20 : 팬 데크(fan deck)

30 : 팬 스택(fan stack)

32 : 송풍팬

34 : 구동 모터

36 : 디스트리뷰션 헤더(distribution header)

40 : 디스트리뷰션 박스(distribution box)

50 : 루버(louver)

60 : 충전재(filler)

70 : 엘리미네이터(eliminator)

80 : 분무 노즐

이하, 도면을 참조하여 본 고안의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 실시예에 의한 직교류식 냉각탑의 상향식 분무장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 개략 단면도이고, 도 3은 도 2의 요부를 확대하여 나타내는 사용 상태 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 고안에 적용된 냉각탑의 직교류식으로 콘크리트 베이슨(10)의 상부에 루버(50)가 양측면에 형성된 케이싱 월(12)이 설치되어 있으며, 케이싱 월(12)의 상측부에는 다수의 팬 스택(30)이 제공된 팬 데크(20)가 형성되어 있다.

그리고, 케이싱 월(12)의 상측부에 위치된 디스트리뷰션 베이슨(번호 없음)에는 제어 밸브(번호 없음)가 부설된 디스트리뷰션 박스(40)가 제공되어 있으며, 디스트리뷰션 박스(40)는 디스트리뷰션 헤더(36)와 제어 밸브에 의해 선택적으로 연통되어 있다.

여기서, 디스트리뷰션 헤더(36)의 단부는 팬 데크(20)의 하측부에 위치된다.

팬 스택(30)은 구동 모터(34)와 연동된 송풍팬(32)으로 구성되며, 팬 데크(20)에 냉각 용량에 따라 복수 개 설치되어 있다.

그리고, 루버(50)의 내측부에는 하니콤 또는 격자 형상의 충전재(60)가 중심 부분에 제외하고 각기 마주보도록 제공되어 있다. 여기서, 충전재(60)의 재질은 합성 수지가 바람직하다. 또한, 비산을 방지하기 위한 엘리미네이터(70)가 충전재(60)의 마주보는 측면에 각기 제공되어 있다.

또한, 디스트리뷰션 헤더(36)의 일단부에는 복수 개의 상향식 분무 노즐 (80)이 설치되어 있으며, 분무 노즐(80)은 충전재(60)의 상측부에 위치되는 것이 바람직하다.

도 3을 참조하여 본 고안의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저 구동 모터(34)의 가동에 의해 송풍팬(32)이 회전되면, 루버(50)를 통해 외기가 순차적으로 충전재(60) 및 엘리미네이터(70)를 통과한 다음 송풍팬 (32)에 의해 팬 스택(30)의 개구부를 통해 상측 방향으로 배기된다. 이 때, 디스트리뷰션 헤더(36)로부터 공급된 물은 분무 노즐(80)을 통해 상향으로 분무된 다음, 자유 낙하되면서 충전재(60)의 틈새를 경유한 후 수직 하방으로 낙하되면서 콘크리트 베이슨(10)에 저장된다.

여기서, 루버(50)를 통해 유입된 외기와 자유 낙하된 물은 충전재(60) 내부에서 직교되면서 열교환이 수행된다.

하기 표 1은 실제 본 고안의 상향식 분무장치를 설치한 냉각탑의 개선된 냉각 효율을 보여주고 있다. 여기서, 실시예는 본 고안에 의한 상향식 분무장치를 설치한 냉각탑이며 비교예는 일반적인 하향식 분무장치(분무 노즐)를 설치한 냉각탑의 경우이다. 또한, 냉각 효율에 관련된 실험은 2시간 간격으로 온도를 측정한 것이다.

본 고안의 실시예는 종래 기술에 의한 비교예에 비하여 대략 0.7 내지 2.5℃ 정도의 온도 편차가 있는 것으로 확인되어 상향식 분무장치에 의해 냉각 효율이 크게 개선되었음을 확인할 수 있었다.

이상에서 설명된 본 고안은 몇몇 실시예에 한정되어 설명되었지만, 이에 한정되지 않고 본 고안이 속하는 분야의 통상적인 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 정도의 변형은 본 고안의 기술적 사상에 속하는 것임은 자명하다.

이상의 구성을 갖는 본 고안은 다음과 같은 이점(利點)과 효과가 있다.

첫째, 본 고안은 분무수와 공기간의 접촉 시간이 지연되어 냉각 효율이 우수하다.

둘째, 본 고안은 설치 및 유지 보수가 용이하다.

셋째, 본 고안은 상향 분무된 분무수가 자유 낙하에 의해 충전재와 충돌되어 충전재의 파손을 원천적으로 방지할 수 있다.

Claims (3)

1. 콘크리트 베이슨과, 상기 베이슨의 상부 양측면에 루버가 형성된 케이싱 월과, 상기 사이드 월의 상측에 형성된 팬 데크에 구동 모터와 연동된 송풍팬이 제공된 복수 개의 팬 스택과, 상기 사이드 월과 상기 송풍팬 하부에 마주보도록 이격 설치된 충전재와, 각기 마주보는 상기 충전재의 일면에 각기 제공된 엘리미네이터와, 제어 밸브에 의해 개폐되어 디스트리뷰션 베이슨과 선택적으로 연통되어 있으며 상기 송풍팬 하부에 설치된 디스트리뷰션 헤더를 구비한 냉각탑에 있어서,

   물을 상향으로 분무하여 자유 낙하에 의해 상기 충전재의 틈새를 경유하여 상기 콘크리트 베이슨에 저장되도록 상기 디스트리뷰션 헤더의 상측부에 복수 개가 설치된 분무 노즐을 포함하여 구성된 냉각탑의 상향식 분무장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 충전재는 합성 수지 재질의 하니콤 타입인 것을 특징으로 하는 냉각탑의 상향식 분무장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 분무 노즐은 상기 충전재의 상측부에 위치되는 것을 특징으로 하는 냉각탑의 상향식 분무장치.