KR20100001341A - 직교류형 냉각탑 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소음이 감소된 직교류형 냉각탑에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 직교류형 냉각탑은 에어 챔버, 송풍팬, 실린더 그리고 흡음장치를 포함하여 이루어진다. 여기서, 에어 챔버는 상면 전체가 평평하게 형성된다. 송풍팬은 에어 챔버의 내측 공간상에 설치된다. 실린더는 상단부가 에어 챔버의 상면에 형성된 개구부와 결합되고, 하단부는 에어 챔버의 내측 공간으로 연장 형성되어 송풍팬의 외측 둘레에 설치된다. 그리고 흡음장치는 개구부를 통해서 배출되는 소음을 줄이기 위하여 에어 챔버의 상면에 설치된다.

냉각탑, 직교류형, 소음, 방음, 흡음, 흡음재

Description

직교류형 냉각탑{cross flow type cooling tower}

본 발명은 직교류형 냉각탑에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소음이 감소된 직교류형 냉각탑에 관한 것이다.

일반적으로, 냉동기와 같은 열교환기나 공기조화설비에는 열교환을 마친 고온의 콘덴서로부터 보내진 온수의 열을 냉각하여 저온의 냉각수를 지속적으로 재순환 공급하기 위한 냉각탑이 제공된다.

그리고, 이러한 냉각탑은 고온이 된 냉각수로부터 열을 제거하기 위하여 다양한 형태의 구조와 방법 등이 적용되고 있는데, 공기를 이용하여 냉각하는 방식이 광범위하게 사용되고 있다.

이와 같이 공기를 이용하는 방식으로는, 주로, 고온의 냉각수를 대기 속에 분무하거나 물방울 지어 떨어지게 하고, 이때 공기의 자연 통풍이나 송풍기 등에 의한 강제통풍으로 냉각수를 냉각시키는 방법이 사용되고 있다.

이러한 냉각탑은 열교환 방식에 따라 향류형(counter flow type)과 직교류형(cross flow type)으로 대별되는데, 상기 향류형 냉각탑은 흘러내리는 고온의 냉각수와 외부로부터 흡입된 공기가 서로 역방향으로 마주치면서 고온의 냉각수가 냉 각되도록 하는 방식이다.

그리고, 상기 직교류형 냉각탑은 흘러내리는 고온의 냉각수와 외부로부터 흡입된 공기가 직교하도록 교차하면서 고온의 냉각수가 냉각되도록 하는 방식이다.

도 1은 종래의 직교류형 냉각탑을 나타낸 부분절개 사시도이고, 도 2는 종래의 직교류형 냉각탑을 나타낸 단면도이다.

도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 종래의 직교류형 냉각탑은 몸체를 형성하는 에어 챔버(110)와, 상기 에어 챔버(110)의 상면에 돌출 설치되는 실린더(140)와, 상기 실린더(140)의 내부에 설치되는 송풍팬(130) 그리고 상기 에어 챔버(110)의 내측에 구비되는 충진재(120)로 구성된다.

여기서, 상기 송풍팬(130)은 상기 실린더(140)의 내측에 설치되어 회전하면서 상기 에어 챔버(110)의 내측으로 흡입력을 발생시키게 되는데, 이에 따라, 상기 에어 챔버(110) 외부의 공기는 공기유입부(119)를 통해 유입되어 상기 충진재(120)를 거쳐 이동하게 된다.

한편, 상기 에어 챔버(110)의 양측에는 고온이 된 냉각수가 모이는 상부 수조부(180)가 구비되고, 상기 상부 수조부(180)에 구비된 노즐(185)을 통해 분사되는 고온의 냉각수는 상기 노즐(185)의 하측에 위치되는 충진재(120)를 통해 하측으로 흐르게 된다.

따라서, 상기 충진재(120)를 통과하는 공기와 상기 냉각수 사이에 열교환이 이루어지면서 고온의 냉각수는 냉각되어 지게 된다.

그리고, 이와 같이 상기 충진재(120)를 통과하여 열교환이 이루어진 공기는 상기 에어 챔버(110)의 내측 공간으로 유입된 후, 상기 실린더(140)를 통해 상기 에어 챔버(110)의 외부로 배출되게 된다.

한편, 이와 같이 작동되는 상기 직교류형 냉각탑에서는 소음이 발생되어 지는데, 이러한 소음의 대부분은 상기 공기유입부(119)로 공기가 유입되고 상기 충진재(120)를 통해 이동하는 과정과, 상기 송풍팬(130)이 작동하는 과정 및 상기 실린더(140)를 통해 공기가 배출되는 과정에서 발생되어 진다.

그러나, 종래의 직교류형 냉각탑에 설치되는 대부분의 송풍팬(130)은 상기 에어 챔버(110)의 상측 평면보다 위쪽으로 돌출되어 설치됨으로써 무게 중심이 위쪽에 있어 진동이 발생될 뿐만 아니라, 이러한 진동시 발생하는 소음과 상기 송풍팬(130)의 작동시 발생하는 작동소음이 더해져서 외부로 쉽게 전달되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 송풍팬(130)에 동력을 제공하는 모터(160)는 대부분이 상기 실린더(140)의 상면 또는 측면으로 설치되어 외부로 노출되므로, 상기 모터(160)가 작동시 발생하는 고주파의 소음이 외부에 직접적으로 전달되는 문제점이 있었다.

따라서, 상기 에어 챔버(110)의 내부로 공기가 유입되거나 외부로 공기가 배출되는 과정에서의 소음과, 상기 송풍팬(130)과 모터(160)의 작동시에서의 소음이 발생하는 것을 방지하거나 또는 발생되는 소음을 효과적으로 차단하기 위한 흡음장치가 요구된다.

한편, 종래의 직교류형 냉각탑에서는 송풍팬(130)이 상기 에어 챔버(110)보다 상측에 위치함에 따라 상기 충진재(120) 보다도 상부에 설치됨으로써, 상기 송 풍팬(130)에 의해 발생되는 송풍력이 상기 충진재(120)의 하측에까지 충분하게 미치지 못하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 상기 충진재(120)의 하부에서는 공기의 유입이 원활하게 이루어지지 못하여 상기 충진재(120)에서 흐르는 냉각수와 열교환이 이루어지지 않는 사각영역(A), 즉 데드 에어리어(Dead Area)가 형성되고, 이로 인하여, 냉각수의 냉각이 효율적으로 이루어지지 못하게 되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 소음이 감소된 직교류형 냉각탑을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 상면 전체가 평평하게 형성되는 에어 챔버; 상기 에어 챔버의 내측 공간상에 설치되는 송풍팬; 상단부는 상기 에어 챔버의 상면에 형성된 개구부와 결합되고, 하단부는 상기 에어 챔버의 내측 공간으로 연장 형성되어 상기 송풍팬의 외측 둘레에 설치되는 실린더; 그리고 상기 개구부를 통해서 배출되는 소음을 줄이기 위하여 상기 에어 챔버의 상면에 설치되는 흡음장치를 포함하여 이루어지는 직교류형 냉각탑을 제공한다.

여기서, 상기 에어 챔버의 제1측벽에는 상기 에어 챔버 내부로 유입되는 공기를 안내하되, 측면 흡음재가 구비되는 측면 공기가이드가 더 설치됨이 바람직하다.

그리고, 상기 흡음장치는 테두리를 형성하는 안내부와, 상기 안내부의 내측에 설치되는 격벽과, 상기 안내부의 내측 표면과 상기 격벽의 양측 표면에 구비되는 흡음재를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

또한, 상기 송풍팬은 상기 에어 챔버의 내측에 설치되는 충진재의 상단면 보다 낮게 설치됨이 바람직하다.

그리고, 상기 격벽은 상기 안내부의 내측에 일방향으로 다수개가 일정한 간 격으로 구비되는 제1격벽과, 상기 안내부의 내측에 다른 방향으로 다수개가 일정한 간격으로 구비되되, 상기 제1격벽과 교차되도록 결합되는 제2격벽을 더 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

본 발명에 따른 직교류형 냉각탑의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 에어 챔버의 상면에 형성되어 공기가 배출되는 개구부를 덮도록 흡음장치가 설치되되, 상기 흡음장치는 격벽과 흡음재를 포함하여 이루어짐으로써 상기 격벽을 통하여 공기의 유동이 자연스럽게 이루어지도록 안내하고, 상기 흡음재를 통하여 소음의 흡수가 이루어져 상기 개구부를 통하여 전달되는 소음이 효과적으로 감소될 수 있다.

둘째, 에어 챔버의 측면에 측면 공기가이드가 더 설치되되, 상기 측면 공기가이드에는 측면 흡음재가 구비됨으로써 상기 에어 챔버의 내측으로 공기가 유입될 시에 발생하는 소음도 효과적으로 감소될 수 있다.

셋째, 송풍팬이 에어 챔버의 내측에 구비되되, 충진재의 상단면 보다 낮게 설치됨으로써 무게 중심이 낮아지게 되어 진동이 감소될 수 있고, 송풍팬 작동시 발생되는 소음이 상기 에어 챔버의 외부로 전달되는 것도 감소될 수 있다.

넷째, 송풍팬과 충진재 사이의 거리가 가까워지므로, 상기 충진재에 적용되는 송풍력이 증가하게 되어 상기 충진재를 통과하는 공기의 유속이 증가하게 되어 냉각수와 공기 간의 열교환효율이 증가될 수 있다.

다섯째, 송풍팬이 충진재의 상단면 보다 낮게 설치됨으로써 상기 충진재의 하측에까지 충분한 송풍력이 적용될 수 있어 상기 충진재의 하측으로도 공기의 유입이 원활하게 이루어지게 되며, 이를 통해 상기 충진재를 통과하는 공기의 전체 유량이 증가되므로, 열교환효율이 더욱 증가될 수 있다.

여섯째, 송풍팬과 동력발생부가 에어 챔버의 내측에 구비되어 설치위치가 낮아지므로, 상기 송풍팬와 동력발생부 등에 대한 정비가 용이하게 이루어질 수 있다.

상기의 기술적 과제를 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 직교류형 냉각탑을 나타낸 부분절개 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 직교류형 냉각탑을 나타낸 단면도이다.

도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 직교류형 냉각탑은 에어 챔버(10), 송풍팬(30), 실린더(40) 그리고 흡음장치(50)를 포함하여 이루어짐이 바람직하다. 여기서, 몸체를 이루는 상기 에어 챔버(10)는 상면 전체가 평평하게 형성됨이 바람직하다. 그리고, 상기 송풍팬(30)은 상기 에어 챔버(10)의 내측 공간상에 설치됨이 바람직하며, 상기 송풍팬(30)의 외측 둘레에는 실린더(40)가 설치됨이 바람직하다. 또한, 상기 에어 챔버(10)의 상면(11)에는 상기 흡음장치(50)가 설치됨이 바람직한데, 이때, 상기 흡음장치(50)는 테두리를 형성하는 안내부(51)와, 상기 안내부(51)의 내측에 설치되어 공기의 흐름을 안내하는 격벽(55)과, 상기 안내부(51)와 상기 격벽(55)의 표면에 구비되는 흡음재(97)를 포함하여 이루어짐이 바람직하다. 이를 통해, 상기 에어 챔버(10)의 상면에 형성되는 개구부(12)에서 배출되는 공기에 의한 소음과, 상기 송풍팬(30) 등의 작동에 의한 소음이 효과적으로 감소될 수 있게 된다. 그리고, 상기 에어 챔버(10)의 제1측벽(15)에는 상기 에어 챔버(10)의 내부로 공기가 유입되도록 안내하는 측면 공기가이드(90)가 더 설치됨이 바람직한데, 이때, 상기 측면 공기가이드(90)에는 측면 흡음재가 구비됨이 바람직하다. 이를 통해, 공기가 상기 에어 챔버(10)의 내부로 유입되는 과정에서 발생하는 소음도 감소될 수 있어, 상기 직교류형 냉각탑에서 발생되어지는 전체 소음량이 효과적으로 감소될 수 있다.

상세히, 상기 직교류형 냉각탑의 몸체를 형성하는 에어 챔버(10)는 내측으로 공간이 형성되도록 형성되는데, 이때, 상기 에어 챔버(10)의 상면(11)은 전체가 평평하게 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 에어 챔버(10)의 내측 공간의 중앙부에는 지지부재(70)가 수평하게 설치됨이 바람직하다.

이를 위해, 상기 지지부재(70)의 단부는 상기 에어 챔버(10)의 제2측벽(16)에 연결될 수 있는데, 이때, 상기 지지부재(70)가 상기 에어 챔버(10)에 더욱 견고하게 결합될 수 있도록, 상기 지지부재(70)는 양단부가 상기 에어 챔버(10)의 양쪽 제2측벽(16)에 각각 연결되는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 제2측벽(16)과의 결합력이 증가될 수 있도록, 상기 지지부재(70)의 단부는 다양한 방법으로 상기 제2측벽(16)에 결합될 수 있는데, 예를 들면, 상기 지지부재(70)의 단부가 상기 제2측벽(16)에 용접 결합되거나, 상기 지지부 재(70)의 단부에 플랜지와 같은 결합부재가 결합되고, 상기 플랜지가 볼트와 같은 체결부재 등에 의해 상기 제2측벽(16)에 고정됨으로써 결합될 수도 있다.

그리고 이와 같이 구비되는 상기 지지부재(70)의 일측에는 동력발생부(60)가 설치됨이 바람직한데, 상기 동력발생부(60)와 상기 지지부재(70)를 연결할 수 있도록 상기 지지부재(70)와 상기 동력발생부(60)의 사이에는 결합부(72)가 구비될 수 있다.

여기서, 상기 동력발생부(60)는 전원을 공급받아 회전체가 회전함에 따라 회전동력을 발생하는 통상의 전동기일 수 있다.

그리고, 상기 동력발생부(60)에 구비되어 회전하는 구동축(61)에는 구동풀리(62)가 결합됨이 바람직하며, 상기 구동풀리(62)에는 벨트(65)가 결합될 수 있다.

또한, 상기 지지부재(70)의 다른 일측에는 연결부(74)가 결합됨이 바람직하며, 상기 연결부(74)에는 적어도 하나 이상의 회전축 고정부(76)가 구비됨이 바람직하다.

이때, 상기 회전축 고정부(76)는 상기 에어 챔버(10)의 상면 중앙부에 형성될 수 있는 개구부(12)의 중심에 대응되는 위치에 상하방향으로 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 회전축 고정부(76)에는 회전축(31)이 회전가능하도록 결합됨이 바람직한데, 이를 위해, 상기 회전축 고정부(76)에는 베어링이 삽입될 수 있다.

또한, 상기 회전축(31)의 하단부에는 종동풀리(32)가 결합됨이 바람직하며, 상기 종동풀리(32)에는 상기 벨트(65)가 연결됨이 바람직하다.

여기서, 상기 벨트(65)는 동력을 전달하기 위한 통상의 동력 전달용 벨트일 수 있으며, 상기 벨트(65)의 종류는 상기 구동풀리(62)와 종동풀리(32)의 원주면의 형상에 대응되어 적절하게 선택(예를 들면, 평 벨트나 브이(V) 벨트 등)될 수 있다.

그리고, 상기 회전축(31)의 상단부에는 송풍팬(30)이 결합됨이 바람직하다.

여기서, 상기 송풍팬(30)은 상기 개구부(12)의 하측으로, 상기 에어 챔버(10)의 내측 공간 상에 설치됨이 바람직하며, 상기 에어 챔버(10)의 내측에 수평하게 설치될 수 있다.

또한, 상기 송풍팬(30)은 축류식 송풍팬(axial-flow fan)으로 이루어짐이 바람직한데, 상기 축류식 송풍팬은 다양한 형상을 가질 수 있으나, 바람직하게는 프로펠러(propeller) 형상으로 형성될 수 있다.

따라서, 상기 동력발생부(60)에서 발생되는 동력에 의해 상기 구동축(61)이 회전함에 따라 상기 구동풀리(62)가 연동하여 회전하게 되고, 상기 구동풀리(62)에 연결된 상기 벨트(65)가 회동함에 따라 상기 종동풀리(32)가 회전하게 되면서 상기 회전축(31)을 회전시키게 되어 상기 송풍팬(30)이 회전할 수 있게 된다.

그리고, 상기 송풍팬(30)이 회전함에 따라 상기 에어 챔버(10) 내부의 공기는 상기 개구부(12)를 통해 상기 에어 챔버(10)의 외측으로 송풍되게 된다.

이와 같이, 상기 송풍팬(30)과 동력발생부(60)가 상기 에어 챔버(10)의 내측에 설치됨으로써 무게중심이 낮아져 진동이 감소될 수 있다.

그리고, 상기 송풍팬(30)과 동력발생부(60)가 상기 에어 챔버(10)의 내측에 설치됨으로써 설치위치가 낮아지게 되어, 상기 송풍팬(30)과 동력발생부(60)의 정비나 교체시에 작업자가 사다리와 같은 장비가 없이도 작업이 가능하여 정비성이 향상될 수 있다.

한편, 상기 에어 챔버(10)의 내측에는 충진재(20)가 설치되는데, 상기 충진재(20)는 상기 에어 챔버(10)의 제1측벽(15) 측에 설치될 수 있다.

여기서, 상기 충진재(20)는 소정의 간격을 이루며 구비되는 다수개의 충진판(21)으로 이루어질 수 있으며, 상기 충진판(21)은 수직 방향으로 설치되거나 상하 방향으로 약간 비스듬하게 설치될 수 있다.

또한, 상기 충진판(21)은 목재, 합성수지, 금속 박판(薄板) 또는 석면판 등과 같이 다양한 재질로 이루어질 수 있으며 특정한 재질로 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 제1측벽(15)에는 상기 충진재(20)로 공기가 유입될 수 있도록 공기유입부(19)가 형성됨이 바람직하며, 이를 통해, 상기 에어 챔버(10) 외부의 공기는 상기 공기유입부(19)를 통해 유입되어 상기 충진재(20)를 통과할 수 있게 된다.

또한, 상기 충진재(20)의 상측에는 열교환을 통해 고온으로 된 냉각수가 유입되어 저장되는 상부 수조부(80)가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 상부 수조부(80)의 바닥면에는 다수개의 노즐(85)이 설치될 수 있으며, 상기 상부 수조부(80)에 저장된 냉각수는 상기 노즐(85)을 통해서 하측으로 분사될 수 있다.

따라서, 상기 노즐(85)을 통해 분사된 고온의 냉각수는 상기 충진판(21)의 표면을 타고 하측으로 흘러내리게 된다.

그리고, 상기 냉각수는 상기 송풍팬(30)이 회전함에 따라 발생되는 송풍력(흡입력)에 의해 상기 에어 챔버(10)의 외부에서 상기 공기유입부(19)를 통해 유입되어 상기 충진재(20)를 통과하는 공기와 열교환되게 된다.

한편, 상기 제1측벽(15)에는 외부의 공기가 상기 공기유입부(19)로 유입되도록 안내하기 위한 측면 공기가이드(90)가 더 설치됨이 바람직하다.

그리고, 상기 측면 공기가이드(90)는 상기 에어 챔버(10)의 상하 방향으로 소정의 간격을 이루면서 다수개가 설치될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 직교류형 냉각탑의 측면 공기가이드를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5의 B-B선 단면도인데, 도 5 및 도 6을 참고하여 함께 설명한다.

도 5 및 도 6에서도 보는 바와 같이, 상기 측면 공기가이드(90)는 소정의 폭과 높이를 가지도록 형성되는데, 여기서, 상기 측면 공기가이드(90)의 폭은 상기 제1측벽(15)의 폭에 대응되도록 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 측면 공기가이드(90)의 높이는 상기 제1측벽(15)의 전체 높이와, 상기 제1측벽(15)에 설치되어질 상기 측면 공기가이드(90)의 개수 등에 따라 적절하게 형성될 수 있다.

또한, 상기 측면 공기가이드(90)의 하측은 상기 에어 챔버(10) 외부의 공기가 유입될 수 있도록 개방형성되는데, 이때, 상기 측면 공기가이드(90)의 하측을 통해 유입된 공기가 자연스럽게 이동할 수 있도록, 상기 측면 공기가이드(90)의 안내면(91)은 유선형으로 형성됨이 바람직하다.

그리고, 공기의 이동을 안내하는 상기 안내면(91)의 내측면에는 상기 안내면(91)에 대응되도록 측면 흡음재(95)가 구비됨이 바람직하다.

또한, 상기 측면 공기가이드(90)의 양 측면(93)에도 상기 측면 흡음재(95)가 더 구비됨이 바람직하다.

즉, 상기 측면 공기가이드(90)에서 공기가 이동할 때 접하게 되는 모든 부분에는 상기 측면 흡음재(95)가 부착됨이 바람직하다.

이를 통해, 외부의 공기가 상기 측면 공기가이드(90)를 통해 이동될 때 상기 측면 흡음재(95)에 접하면서 이동하게 되어 공기의 이동시에 발생하게 되는 소음이 효과적으로 감소될 수 있게 된다.

한편, 도 4에서 보는 바와 같이, 상대적으로 하측에 설치되는 측면 공기가이드(90)는, 그 상단부가, 바로 상측에 설치되는 다른 측면 공기가이드(90)의 하단부의 위치(H)에 대응되거나 그 이상이 되도록 설치됨이 바람직하다.

이에 따라, 상기 공기유입부(19)로 공기가 유입되어 이동될 때, 보다 많은 양의 공기가 상기 측면 흡음재(95)에 접할 수 있게 있어 소음의 방지가 보다 효과적으로 이루어질 수 있다.

이때, 각각의 상기 측면 공기가이드(90)의 설치 간격을 너무 좁게 하거나, 설치 개수를 너무 많이 하는 경우, 오히려 공기의 흐름 저항이 증가될 수 있으므로, 상기 측면 공기가이드(90)의 설치 간격 및 개수는 상기 에어 챔버(10)의 형상 및 크기 등에 따라 적절히 적용되어야 함은 물론이다.

그리고, 상기 측면 공기가이드(90)의 안내면(91)은 도 4에 도시된 바와 같이 하측으로 경사지도록 설치되는 것으로 한정되는 것은 아니며, 상기 안내면이 상측으로 경사지도록 설치될 수도 있다.

또한, 상기 측면 공기가이드(90)는 모두가 동일한 형상과 크기를 가지는 것으로 설치되거나, 상기 제1측벽(15)의 상방향 또는 하방향을 따라 각각 크기가 커지거나 작아지도록 설치되는 등 다양한 변형이 가능하다.

그리고, 상기 측면 흡음재(95)는 흡음(吸音) 또는 차음(遮音) 등의 기능을 가지는 통상의 흡음재일 수 있다.

또한, 상기 측면 흡음재(95)는 패드(pad)나 보드(board) 또는 시트(sheet) 등과 같은 형태로 이루어져 상기 안내면(91)에 접착제 등에 의해 부착되거나, 스프레이 형식으로 분사되어 코팅되거나, 페인트와 같이 칠해져서 도포되는 등 다양한 종류로 이루질 수 있다.

그리고, 상기 측면 흡음재(95)는 멜라민 수지(melamine resin)를 합성, 발포하거나 폴리우레탄, glass-wool, 폴리에스터(polyester) 섬유, 양모 등 다양한 재질로 이루어질 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 송풍팬(30)은 상기 에어 챔버(10)의 내측에 설치되되, 상기 충진재(20)의 상단면(25) 보다 낮은 위치에 설치됨이 바람직하다.

즉, 상기 송풍팬(30)의 상측이 상기 충진재(20)의 상단면(25)보다 낮게 설치됨이 바람직하다.

이를 통해, 상기 송풍팬(30)과 상기 충진재(20) 사이의 거리가 더욱 가까워질 수 있어 상기 송풍팬(30)에서 제공되는 송풍력이 상기 충진재(20)에 더욱 크게 간접적으로 적용될 수 있게 된다.

그리고 이에 따라, 외부로부터 유입되어 상기 충진재(20)를 통과하는 공기의 유속이 증가하게 되어 상기 충진재(20)에서 흘러내리는 냉각수로부터 열이 더욱 효과적으로 제거될 수 있다.

또한, 상기 충진재(20)를 통과하는 공기의 유속이 빨라짐으로써, 상기 충진재(20)를 통과하는 공기의 유량도 증가하게 되는데, 이를 통해, 단위시간당 상기 냉각수에 접하는 공기의 양이 증가되어 냉각수로부터 열의 제거가 보다 신속하게 일어날 수 있다.

더욱이, 상기 송풍팬(30)이 상기 충진재(20)의 상단면(25) 보다 낮게 설치될 뿐만 아니라, 상기 송풍팬(30)에 의해 발생되는 송풍력(흡입력)이 상기 에어 챔버(10)의 바닥면에 수직한 방향으로 적용됨으로써, 상기 송풍팬(30)에서 제공되는 송풍력은 상기 에어 챔버(10) 바닥부의 구석구석에까지 미칠 수 있게 된다.

그리고 이를 통해, 상기 송풍팬(30)로부터 가장 먼 상기 충진재(20)의 하부 구석에까지 상기 송풍팬(30)에 의해 발생되는 흡입력이 미칠 수 있게 된다.

따라서, 상기 충진재(20)의 상측과 중간부 그리고 하측에서와 같이 상기 충진재(20)의 모든 부분을 통해 외부의 공기가 유입될 수 있게 되므로, 상기 충진재(20)의 하부에는 유입된 공기와 상기 충진판(21)의 표면을 따라 흘러내리는 냉각수와 열교환이 이루어지지 않는 사각영역, 즉 데드 에어리어(Dead Area)가 형성되 지 않게 될 수 있다.

이처럼, 상기 송풍팬(30)이 상기 에어 챔버(10)의 내부에 구비될 뿐만 아니라 상기 충진재(20)의 상단면(25) 보다 낮게 설치됨으로써 상기 충진재(20)의 모든 부분을 통하여 공기가 이동할 수 있게 되어 냉각수에 대한 열교환효율은 더욱 증가될 수 있다.

또한, 상기 송풍팬(30)과 상기 동력발생부(60)가 상기 에어 챔버(10)의 내측에 설치됨으로써, 상기 송풍팬(30)과 상기 동력발생부(60)의 작동시에 발생되는 소음이 상기 에어 챔버(10)의 외부로 전달되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 이를 통해, 상기 에어 챔버(10)의 외측에서 측정되는 소음이 상당수준(약 3~5db 정도) 감소될 수 있다.

한편, 상기 개구부(12)에는 실린더(40)가 설치됨이 바람직한데, 이때, 상기 실린더(40)는, 상단부가 상기 개구부(12)와 결합되고, 하단부는 상기 에어 챔버(10)의 내측 공간으로 연장 형성되어 상기 송풍팬(30)의 외측 둘레에 설치됨이 바람직하다.

그리고, 상기 실린더(40)의 하단부는 상기 에어 챔버(10)의 바닥면을 향하여 개방 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 실린더(40)의 하단부는 상기 실린더의 상단부보다 유량 단면적이 커지도록 형성됨이 바람직하며, 이를 위해, 상기 실린더(40)의 하단부에는 확관된 형상의 확관부(45)가 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 확관부(45)는 외측으로 라운드 형성된 나팔관 형상으로 형성될 수 있다.

이를 통해, 상기 충진재(20)를 통과한 후 상기 에어 챔버(10)의 내측 공간에 존재하는 공기는 상기 실린더(40)로의 유입이 자연스럽게 이루어지는 것이 가능해진다.

여기서, 상기 확관부(45)의 단부는 상기 충진재(20)의 상측을 통과한 공기도 상기 확관부(45)에 의해 안내되어 자연스러운 흐름을 유지하면서 상기 실린더(40)로 유입되는 것이 가능해지도록 적절한 위치로 형성됨이 바람직하다.

한편, 상기 에어 챔버(10)의 상면에는 흡음장치(50)가 구비됨이 바람직한데, 상기 개구부(12)에서 배출되는 공기의 소음을 줄이기 위하여 상기 흡음장치(50)는 상기 개구부(12)가 덮이도록 설치됨이 바람직하다.

여기서, 상기 흡음장치(50)는 상기 에어 챔버(10)의 상면(11)에 용접결합되거나, 볼트와 같은 체결부재에 의해 탈착이 가능하도록 결합될 수도 있다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 직교류형 냉각탑의 흡음장치를 나타낸 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 직교류형 냉각탑의 흡음장치를 나타낸 분해 사시도인데, 도 7 및 도 8을 함께 참고하여 설명한다.

도 7 및 도 8에서도 보는 바와 같이, 상기 흡음장치(50)는 안내부(51), 격벽(55) 그리고 흡음재(97)를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

여기서, 상기 안내부(51)는 상기 흡음장치(50)의 테두리를 형성하며, 상기 에어 챔버(10)의 상면(11)에 놓여지는 제1안내부(52)와, 상기 제1안내부(52)의 상측에 연결되는 제2안내부(53)를 포함하여 이루어질 수 있다.

먼저, 상기 제1안내부(52)는 상측으로 갈수록 단면적이 작아지게 형성됨이 바람직하며, 상기 제2안내부(53)는 수직 방향으로 동일한 단면적을 가지도록 형성됨이 바람직하다.

이때, 상기 제1안내부(52)의 하단부는 상기 에어 챔버(10)의 상면(11)에 밀착하도록 평평하게 형성됨이 바람직하다.

이를 통해, 상기 개구부(12)를 통하여 배출되는 공기는 상기 제1안내부(52)를 통해 상기 제2안내부(53)로 효과적으로 유입될 수 있게 된다.

특히, 상기 제1안내부(52)가 하단부가 확대되어 형성됨으로써 상기 제2안내부(53)의 하단부에 적용되는 공기 압력이 감소될 수 있으며, 이를 통해, 개구부(12)에서 배출되는 공기는 상기 제2안내부(53)로 보다 원활하게 이동할 수 있게 된다.

그리고, 상기 제2안내부(53)는 공기가 수직 상방으로 이동하도록 안내함으로써, 상기 제2안내부(53)를 통해 배출되는 공기가 중력 및 외기의 조건 등에 따라 퍼져서 상기 공기유입부(19)로 재유입되는 것이 방지될 수 있다.

이때, 수직방향에 대한 상기 제2안내부(53)의 단면적의 형상은 다각형 또는 원형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 사각형 형상으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제2안내부(53)의 내측에는 상기 격벽(55)이 구비됨이 바람직한데, 이를 통해, 상기 제2안내부(53)를 통과하여 이동하는 공기는 보다 균일한 흐름 분포를 형성할 수 있게 된다.

여기서, 상기 격벽(55)은 상기 제2안내부(53)의 내측에 일방향으로 구비되되, 적어도 하나 이상이 일정한 간격으로 구비되는 제1격벽(56) 만으로 이루어질 수 있으며, 상기 제1격벽(56)과 함께, 상기 제2안내부(53)의 내측에 다른 방향으로 다수개가 일정한 간격으로 구비되되, 상기 제1격벽(56)과 교차되도록 결합되는 제2격벽(57)을 더 포함하여 이루어질 수도 있다.

이때, 상기 제1격벽(56)과 상기 제2격벽(57)은 소정의 두께를 가지는 판형상으로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제1격벽(56)과 상기 제2격벽(57)은 상기 제2안내부(53)의 내측을 가로질러 서로 직교하게 설치됨이 바람직하며, 이때, 상기 각 격벽(56,57)은 각각 일정한 간격으로 설치됨이 바람직하다.

여기서, 상기 제1격벽(56)과 상기 제2격벽(57)이 결합되는 방법은 다양하게 적용될 수 있다.

예를 들면, 상기 제1격벽(56)과 제2격벽(57)에는 각각 제1결합홈(58)과 제2결합홈(59)이 형성되어 서로 결합됨으로써 격자형태로 결합될 수 있다. 그리고, 상기 각 결합홈(58,59)에는 용접이 이루어져 결합이 고정되도록 할 수 있다.

물론, 상기 제1격벽과 상기 제2격벽에는 상술한 결합홈(58,59)이 형성됨이 없이 다수개의 상기 제1격벽의 사이 사이에 제2격벽이 용접됨으로써 결합될 수도 있다.

그리고, 상기 제1격벽(56)과 상기 제2격벽(57)은 서로 직각으로 교차되도록 결합됨이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

즉, 상기 각 격벽(56,57)은 예각 또는 둔각을 이루도록 결합되어 마름모 형상으로 결합될 수도 있다.

또한, 상기 제1격벽과 상기 제2격벽 외에 별도의 제3격벽(미도시)이 추가로 적용되어 다양한 형태로 결합될 수도 있음은 물론이다.

이를 통해, 수직방향에 대한 상기 제2안내부(53) 내측의 단면적은 상기 격벽(55)이 가지는 두께만큼이 줄어들게 됨으로써, 전체적으로는 상기 제2안내부(53)의 유량 단면적이 감소할 수 있게 된다.

따라서, 상기 제1안내부(52)로 유입된 공기가 상기 제2안내부(53)를 통과할 때에는 유속이 증가하게 됨으로써, 공기가 수직 상방으로 이동하는 운동에너지가 증가할 수 있어 더욱 원활한 공기의 흐름이 이루어질 수 있다.

그리고 이에 따라, 상기 제2안내부(53)에서 배출되는 공기가 중력 및 외기의 조건 등에 따라 퍼져서 상기 공기유입부(19)로 재유입되는 것도 방지될 수 있다.

한편, 상기 제2안내부(53)의 내측면과 상기 격벽(55)의 양측면에는 상기 흡음재(97)가 구비됨이 바람직한데, 이때, 상기 흡음재(97)는 상기 제1안내부(52)에도 더 구비될 수 있다.

여기서, 상기 흡음재(97)는 상기 안내부(51)에 상기 격벽(55)이 결합된 후에 상기 안내부(51)와 상기 격벽(55)에 부착될 수 있다.

이에 따라, 상기 제2안내부(53)를 통과하는 공기는 상기 격벽(55)의 사이 사이를 통과하게 되면서 보다 넓은 면적의 상기 흡음재(97)에 보다 많은 시간동안 접할 수 있게 되어 흡음 효과가 극대화될 수 있다.

한편, 상기 흡음재(97)의 면적을 더욱 증가시켜 흡음효과가 향상될 수 있도록 상기 제2안내부(53)와 상기 격벽(55)의 길이를 길게 할 수도 있으나, 재료의 낭비를 방지하고 상기 직교류형 냉각탑이 설치되는 장소 등의 조건에 따라 상기 제2안내부(53)와 상기 격벽(55)의 길이는 적절하게 조절되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 흡음재(97)는 상기 에어 챔버(10)의 측면과 상면의 내부와 상기 실린더(40)의 표면 등과 같이 공기가 이동하면서 접할 수 있는 부분에 더 적용될 수 있으며, 상기 흡음재(97)는 전술한 측면 흡음재(95)와 같은 흡음재가 적용될 수 있다.

또한, 상기 직교류형 냉각탑은 상술한 바와 같은 재질로 이루어질 수 있는 일반적인 충진재가 구비되는 개방형이나, 충진재에 구리 코일이 구비되고, 상기 구리 코일에 물이 지나가도록 구성되는 밀폐형 그리고 가스가 지나가도록 구성되는 증발콘덴서가 구비되는 충진재를 포함하여 이루어질 수 있는 다양한 종류의 직교류형 냉각탑에 모두 적용될 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

도 1은 종래의 직교류형 냉각탑을 나타낸 부분절개 사시도.

도 2는 종래의 직교류형 냉각탑을 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 직교류형 냉각탑을 나타낸 부분절개 사시도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 직교류형 냉각탑을 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 직교류형 냉각탑의 측면 공기가이드를 나타낸 사시도.

도 6은 도 5의 B-B선 단면도.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 직교류형 냉각탑의 흡음장치를 나타낸 사시도.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 직교류형 냉각탑의 흡음장치를 나타낸 분해 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10,110: 에어 챔버 11,111: (에어 챔버의)상면

12: 개구부 15: 제1측면

20,120: 충진재 25: (충진재의)상단면

30,130: 송풍팬 40,140: 실린더

50: 흡음장치 51: 안내부

52: 제1안내부 53: 제2안내부

55: 격벽 56: 제1격벽

57: 제2격벽 60,160: 동력발생부

70: 지지부재 80,180: 상부 수조부

90: 측면 공기가이드 91: 안내면

95: 측면 흡음재 97: 흡음재

Claims (5)

1. 상면 전체가 평평하게 형성되는 에어 챔버;

   상기 에어 챔버의 내측 공간상에 설치되는 송풍팬;

   상단부는 상기 에어 챔버의 상면에 형성된 개구부와 결합되고, 하단부는 상기 에어 챔버의 내측 공간으로 연장 형성되어 상기 송풍팬의 외측 둘레에 설치되는 실린더; 그리고

   상기 개구부를 통해서 배출되는 소음을 줄이기 위하여 상기 에어 챔버의 상면에 설치되는 흡음장치를 포함하여 이루어지는 직교류형 냉각탑.
2. 제1항에 있어서,

   상기 에어 챔버의 제1측벽에는 상기 에어 챔버 내부로 유입되는 공기를 안내하되, 측면 흡음재가 구비되는 측면 공기가이드가 더 설치됨을 특징으로 하는 직교류형 냉각탑.
3. 제1항에 있어서,

   상기 흡음장치는 테두리를 형성하는 안내부와, 상기 안내부의 내측에 설치되는 격벽과, 상기 안내부의 내측 표면과 상기 격벽의 양측 표면에 구비되는 흡음재를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 직교류형 냉각탑.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 송풍팬은 상기 에어 챔버의 내측에 설치되는 충진재의 상단면 보다 낮게 설치됨을 특징으로 하는 직교류형 냉각탑.
5. 제3항에 있어서,

   상기 격벽은 상기 안내부의 내측에 일방향으로 다수개가 일정한 간격으로 구비되는 제1격벽과, 상기 안내부의 내측에 다른 방향으로 다수개가 일정한 간격으로 구비되되, 상기 제1격벽과 교차되도록 결합되는 제2격벽을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 직교류형 냉각탑.

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