JP2002130962A - 密閉式直交流型冷却塔 - Google Patents

密閉式直交流型冷却塔

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JP2002130962A
JP2002130962A JP2000322372A JP2000322372A JP2002130962A JP 2002130962 A JP2002130962 A JP 2002130962A JP 2000322372 A JP2000322372 A JP 2000322372A JP 2000322372 A JP2000322372 A JP 2000322372A JP 2002130962 A JP2002130962 A JP 2002130962A
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cooling tower
water
air
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water tank
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JP2000322372A
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Toshifumi Nakanishi
利文 中西
Kazuyoshi Hayashinaka
和義 林中
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Hitachi Appliances Inc
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Hitachi Air Conditioning Systems Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成が簡単で、外気温が低下した場合に冷却
塔から排出される空気中の湿気が白煙状態となることを
防止することができる密閉式直交流型冷却塔を提供する
こと。 【解決手段】 負荷側から戻るプロセス水を熱交換器7
に導入して、散布水と送風機9により導入した空気とに
より冷却し、かつ散布水を充填物6内で空気と直接接触
させることにより冷却するようにした密閉式直交流型冷
却塔において、上部水槽3を複数に分割し、分岐した散
布水配管14をそれぞれ接続するとともに、分岐部23
と上部水槽3を接続する少なくとも1本の散布水配管1
4aに、弁16を介して下部水槽11に接続したバイパ
ス配管15を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、密閉式直交流型冷
却塔に関し、特に、構成が簡単で、外気温が低下しても
冷却塔から排出される空気中の湿気が白煙状態となるこ
とを防止することができる密閉式直交流型冷却塔に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、冷却塔は、プロセス水の冷却用と
して、空調設備や工業設備等に幅広く用いられている。
【0003】このうち、年間を通して運転される工業設
備等に使用される冷却塔では、冬季等において外気温が
低下すると、冷却塔からの排出空気が白煙状態となって
排出される。すなわち、冷却塔から排出される空気は高
温多湿であり、外気温が低いときには、冷却塔からの排
出空気が白煙状態となって排出されることから、交通の
障害となったり、また、夜間においては、光が当たると
火災と見間違うおそれがある。
【0004】従来、この白煙の発生を防止するための技
術としては、充填物や熱交換器にプレートフィン式の乾
式熱交換器を併設した冷却塔や、冷却塔内を2段に分
け、各段に散水槽、散水器、充填物及びベアチューブ式
の熱交換器を設け、散布水を上段又は下段に切り換える
ように配設した冷却塔がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の密閉式直交流型冷却塔においては、乾式熱交換器を
配設した冷却塔では、乾式熱交換器を組み込むためのス
ペースが必要になるとともに、空気の圧力損失も大きく
なって、送風機の動力アップが必要となり、さらに、乾
式熱交換器の接続配管、エリミネーター、切換え用弁等
が必要となることから、特別な構造としなければなら
ず、冷却塔の構造が複雑になるという問題があった。
【0006】また、冷却塔内を2段に分け、各段に散水
槽、散水器、充填物及び熱交換器を設けた冷却塔では、
上段と下段の充填物の間に散水槽を設けるため、塔体が
大きくなるとともに、散布水配管も2系統必要となって
冷却塔の構造が複雑となり、さらに、上段から下段への
散布水の切換時期が冷却能力確保のために遅くなること
から、水が過冷却となり白煙が発生しやすい状態になる
等の問題があった。
【0007】本発明は、上記従来の密閉式冷却塔が有す
る問題点に鑑み、構成が簡単で、外気温が低下した場合
に冷却塔から排出される空気中の湿気が白煙状態となる
ことを防止することができる密閉式直交流型冷却塔を提
供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の密閉式直交流型冷却塔の白煙防止装置は、
上部水槽の下方に充填物と熱交換器とを配設するととも
に、下部に下部水槽と散布水ポンプとを配設し、負荷側
から戻るプロセス水を熱交換器に導入して、散布水と送
風機により導入した空気とにより冷却し、かつ散布水を
充填物内で空気と直接接触させることにより冷却するよ
うにした密閉式直交流型冷却塔において、上部水槽を複
数に分割し、分岐した散布水配管をそれぞれ接続すると
ともに、分岐部と上部水槽を接続する少なくとも1本の
散布水配管に、弁を介して下部水槽に接続したバイパス
配管を設けたことを特徴とする。
【0009】この密閉式直交流型冷却塔は、分割した上
部水槽に分岐した散布水配管をそれぞれ接続するととも
に、分岐部と上部水槽を接続する少なくとも1本の散布
水配管に、弁を介して下部水槽に接続したバイパス配管
を設けたことから、外気温度が低下しプロセス水水温が
低くなると、バイパス配管側の上部水槽への散布水をバ
イパスして送水量を調節することにより、バイパス配管
側の充填物及び熱交換器を通過する空気を中温低湿とな
し、この中温低湿の空気を非バイパス配管側の高温高湿
の空気と混合して中温中湿の空気にすることにより、外
気温が低下した場合に冷却塔から排出される空気中の湿
気が白煙状態となることを防止することができる。
【0010】この場合において、前記弁にワックス式温
調弁を用い、ワックス式温調弁の感温部をプロセス水の
出口管に配設し、プロセス水の水温を検知して弁が作動
するようにすることができる。
【0011】これにより、プロセス水の出口温度が低く
なると弁の感温部が感知し、バイパス配管を自動的に開
にして、散布水を下部水槽へ直接バイパスさせることが
できる。
【0012】また、分岐部と上部水槽を接続するすべて
の散布水配管に、バイパス配管を設け、バイパス配管の
弁を所定の時間で交互に動作させるように構成すること
ができる。
【0013】これにより、散布水の蒸発を促進し、バイ
パス運転時のプロセス水の除熱を効率的に行うことがで
きる。
【0014】また、送風機の直下、充填物出口部分又は
熱交換器出口部分に、断面V字形状の単数又は複数個の
混合板を設けることができる。
【0015】これにより、簡単な構造で、充填物や熱交
換器を通過した空気を確実に混合することができる。
【0016】また、送風機の直下、充填物出口部分又は
熱交換器出口部分に、断面逆V字形状の単数又は複数個
の混合板を設けるとともに、該混合板の逆V字形状に対
向する部分を交互に切欠することができる。
【0017】これにより、切欠部から空気が交互に出入
りするようにし、簡単な構造で、充填物や熱交換器を通
過した空気を確実に混合することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の密閉式直交流型冷
却塔の実施の形態を説明する。
【0019】本発明の密閉式直交流型冷却塔において
は、負荷からのプロセス水は、塔内各段の左右に分割さ
れた熱交換器7の管内を通過し、散布水及び空気により
冷却された後、再び負荷に送水される。
【0020】一方、散布水は、散布水ポンプ13により
下部水槽11から吸い上げられ、散布水配管14中を上
昇して、分岐部23より左右の上部水槽3a、3bに設
けた各分流槽4に送水される。分岐部23より分流槽4
間にバイパス配管15が設けてある散布水配管14a
は、プロセス水の出口温度が低くなると二方弁16の感
温部20が感知し、バイパス配管15を開にして散布水
を下部水槽11へ直接バイパスさせ、これにより、上部
水槽3aの分流槽4へ流れる散布水を減少させる。そし
て、プロセス水の出口温度がさらに低くなると、片方の
散布水全量をバイパスさせる。
【0021】すなわち、本発明の密閉式直交流型冷却塔
では、通常は左右の分流槽4から各上部水槽3a、3b
に散布水が流れ、充填物6及び熱交換器7では散布水と
空気による冷却が行われ、これにより、熱交換器7内の
プロセス水が冷却され、空気は高温多湿の状態になる。
【0022】一方、外気温が低下すると、プロセス水の
水温も低下し、バイパス配管15側の散布水は徐々にバ
イパスされ、二方弁16の設定温度以下では、全量バイ
パスされ上部水槽3a(分流槽)へは送水されなくなる。
このため、バイパス配管15側の充填物6内は、送風機9
によって吸い込まれた空気のみが通過して熱交換は行わ
れず、また、熱交換器7では空気のみが通過する際に、
空気とプロセス水との間で顕熱交換が行われ、プロセス
水は空気により冷却される。これにより、空気は中温低
湿の状態となる。
【0023】そして、非バイパス配管側の高温多湿の空
気は、充填物6や熱交換器7の出口側に設けられた混合
板17によって、このバイパス配管15側の中温低湿の
空気と混合され、中温中湿の空気となることから、送風
機9により低温の外気に排出されても白煙を生じること
がない。また、通常の冷却塔は外気温低下とともに冷却
能力は増加するが、本発明の密閉式直交流型冷却塔で
は、冷却能力は一定に保持されるため過冷却を生じるこ
とがない。
【0024】
【実施例】さらに、図1〜図5に基づいて、本発明の密
閉式直交流型冷却塔の実施例を説明する。図1におい
て、1は密閉式直交流型の冷却塔であり、塔本体2の相
対する両面は空気吸込口3となっており、塔本体2上部
の上部水槽3は、左右に分割して形成されるとともに、
各上部水槽3a、3bの内部には分流槽4がそれぞれ組
み込まれている。
【0025】左右の上部水槽3の直下には散水器8がそ
れぞれ配設されており、各散水器8の下方には充填物6
とベアチューブ方式の熱交換器7とが各々2段に設けら
れている。充填物6と熱交換器7の下方には、下部水槽
11が設けられており、また、塔本体2の上部には、送
風機9と駆動用電動機10が設けられている。
【0026】一方、負荷側から戻るプロセス水は、プロ
セス水配管によって冷却塔1を循環するが、このプロセ
ス水配管は、プロセス水入口管座18から下部水槽11
をくぐって熱交換器7を通過し、プロセス水出口管座1
9より負荷側に戻される。
【0027】次に、散布水は、下部水槽11よりストレ
ーナ12を通って散布水ポンプ13で汲み上げられ、散
布水配管14の立上り管を上昇し、分岐部23と各上部
水槽3a、3bとを接続する散布水配管14a、14b
を通って左右各々の分流槽4に送水される。
【0028】バイパス配管15は、分岐部23と一方の
上部水槽3aとを接続する散布水配管14aに設けられ
ており、バイパス配管15の先端は下部水槽11の水面
下まで配管されている。そして、バイパス配管15の途
中には、図5に示すように、二方弁16のバイパス弁2
1が組み込まれている。そして、本実施例においては、
この二方弁16にワックス式温調弁を用いるようにして
いる。さらに、この二方弁16の感温部20は、プロセ
ス水出口管22に組み込まれている。
【0029】左右各々の分流槽4に流れた散布水は上部
水槽3に流れ、上部水槽3の散水穴から散水器8上に流
れた散布水は、充填物6と熱交換器7に散布され、この
散布により熱交換した散布水は下部水槽11に流下す
る。
【0030】また、塔内の充填物6と熱交換器7の出口
側には、送風機により導入した空気を混合する混合板1
7が配設されている。この混合板17は、図2に示すよ
うに断面がV字型形状をなし、2組が配設されている。
さらに、混合板17は、図3〜図4に示す変形実施例の
ように、断面逆V字形状のものを配設することも可能で
あり、この場合は、図4に示すように、混合板の逆V字
形状に対向する部分を交互に切欠し、切欠部24から空
気が交互に出入りするようにする。これにより、簡単な
構造で、充填物や熱交換器を通過した空気を確実に混合
することができる。なお、これらの混合板17は、送風
機9の直下、充填物出口部分又は熱交換器出口部分に配
設することができるが、特に、本実施例に示すように、
充填物6や熱交換器7の一段目と2段目の間の冷却塔の
1/2位の高さ位置に配設することが好ましい。
【0031】次に、この密閉式直交流型冷却塔1の動作
を説明する。通常は、プロセス水の水温は高く、散布水
はバイパス配管15を流れることなく、全量が左右各々
の上部水槽3a、3bに流入する。したがって、充填物
6内では水と空気の直接接触による熱交換が行われ、散
布水が冷却される一方で、空気は高温多湿となる。ま
た、熱交換器7では、水の蒸発潜熱により管内のプロセ
ス水を冷却し、空気は高温多湿となる。
【0032】一方、外気温や負荷の低下等によりプロセ
ス水の出口水温が低下すると、二方弁16の感温部20
が感知し、二方弁16のバイパス弁21を徐々に開に
し、設定温度以下になるとバイパス弁21は全開にな
り、バイパス配管15側の散布水は全量バイパスされ下
部水槽11に直接流れる。このため、バイパス配管15
側の散布水配管14aでは、充填物6と熱交換器7に散
布水が流れなくなり、充填物6内では空気のみが通過す
ることから、低温低湿の空気状態となり、また、熱交換
器7内では、空気と管内のプロセス水との顕熱交換とな
ることから、空気はプロセス水を冷却する一方で、中温
低湿の状態となる。
【0033】そして、これらバイパス配管側の空気と、
非バイパス配管側の空気は、混合板17を通過中に混合
されることから中温中湿の空気となり、これにより、送
風機9によって低温の外気に排出されても、過飽和空気
とならず白煙を生じることがない。
【0034】このように、密閉式直交流型冷却塔1に、
バイパス配管15と二方弁16、混合板17を組み込む
ことにより容易に白煙の発生を防止することができる。
そして、従来のように、プレートフィン式の乾式熱交換
器を組み込む必要がないため、据付面積が小さくてす
み、乾式熱交換器の配管等が不要で特別な塔体を必要と
しない。また、散布水配管中に散布水温を感知して制御
する三方弁を組み込んだ冷却塔もあるが、外気温や負荷
の変動に対する反応は遅く、動作にずれが発生する。こ
れに対し、本実施例の冷却塔は、プロセス水温を感知し
て制御するため、外気温や負荷の変動に対して速く追随
することができ、また、冷却能力を維持しつつ制御を行
うため、容量制御も可能で、かつプロセス水や散布水の
過冷却を防止することができる。
【0035】以上、本発明の密閉式直交流型冷却塔を、
その実施例に基づいて説明したが、本発明は、上記実施
例に記載した構成に限定されるものではなく、例えば、
バイパス配管を、分岐部と上部水槽を接続するすべての
散布水配管に設け、バイパス配管の弁を所定の時間で交
互に動作させることにより、散布水の蒸発を促進し、バ
イパス運転時のプロセス水の除熱を効率的に行うことが
できるようにする等、その趣旨を逸脱しない範囲におい
て適宜その構成を変更することができるものである。
【0036】
【発明の効果】本発明の密閉式直交流型冷却塔によれ
ば、分割した上部水槽に分岐した散布水配管をそれぞれ
接続するとともに、分岐部と上部水槽を接続する少なく
とも1本の散布水配管に、弁を介して下部水槽に接続し
たバイパス配管を設けたことから、外気温度が低下しプ
ロセス水水温が低くなると、バイパス配管側の上部水槽
への散布水をバイパスして送水量を調節することによ
り、バイパス配管側の充填物及び熱交換器を通過する空
気を中温低湿となし、この中温低湿の空気を非バイパス
配管側の高温高湿の空気と混合して中温中湿の空気にす
ることにより、外気温が低下した場合に冷却塔から排出
される空気中の湿気が白煙状態となることを防止し、白
煙の発生に伴う交通の障害等の問題を解消することがで
きる。
【0037】また、前記弁をワックス式温調弁により構
成し、該ワックス式温調弁の弁をバイパス配管に配設す
るとともに、ワックス式温調弁の感温部をプロセス水の
出口管に配設し、プロセス水の水温を検知して弁が作動
することにより、プロセス水の出口温度が低くなると弁
の感温部が感知し、バイパス配管を自動的に開にして、
散布水を下部水槽へ直接バイパスさせることができる。
【0038】また、分岐部と上部水槽を接続するすべて
の散布水配管に、バイパス配管を設け、バイパス配管の
弁を所定の時間で交互に動作させるように構成すること
により、散布水の蒸発を促進し、バイパス運転時のプロ
セス水の除熱を効率的に行うことができる。
【0039】また、送風機の直下、充填物出口部分又は
熱交換器出口部分に、断面V字形状の単数又は複数個の
混合板を設けることにより、簡単な構造で、充填物や熱
交換器を通過した空気を確実に混合することができる。
【0040】また、送風機の直下、充填物出口部分又は
熱交換器出口部分に、断面逆V字形状の単数又は複数個
の混合板を設けるとともに、該混合板の逆V字形状に対
向する部分を交互に切欠することにより、切欠部から空
気が交互に出入りするようにし、簡単な構造で、充填物
や熱交換器を通過した空気を確実に混合することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の密閉式直交流型冷却塔の一実施例を示
す縦断面図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】本発明の密閉式直交流型冷却塔の他の実施例を
示す縦断面図である。
【図4】逆V字型の混合板の一例を示す斜視図である。
【図5】二方弁を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
1 密閉式直交流型冷却塔 2 塔本体 3 上部水槽 4 分流槽 5 空気吸込口 6 充填物 7 熱交換器 8 散水器 9 送風機 10 送風機用電動機 11 下部水槽 12 ストレーナ 13 散布水ポンプ 14、14a、14b 散布水配管 15 バイパス配管 16 二方弁 17 混合板 18 プロセス水入口管座 19 プロセス水出口管座 20 感温部 21 バイパス弁 22 プロセス水配管 23 分岐部 24 切欠部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上部水槽の下方に充填物と熱交換器とを
    配設するとともに、下部に下部水槽と散布水ポンプとを
    配設し、負荷側から戻るプロセス水を熱交換器に導入し
    て、散布水と送風機により導入した空気とにより冷却
    し、かつ散布水を充填物内で空気と直接接触させること
    により冷却するようにした密閉式直交流型冷却塔におい
    て、上部水槽を複数に分割し、分岐した散布水配管をそ
    れぞれ接続するとともに、分岐部と上部水槽を接続する
    少なくとも1本の散布水配管に、弁を介して下部水槽に
    接続したバイパス配管を設けたことを特徴とする密閉式
    直交流型冷却塔。
  2. 【請求項2】 前記弁にワックス式温調弁を用い、ワッ
    クス式温調弁の感温部をプロセス水の出口管に配設し、
    プロセス水の水温を検知して弁が作動するようにしたこ
    とを特徴とする請求項1記載の密閉式直交流型冷却塔。
  3. 【請求項3】 分岐部と上部水槽を接続するすべての散
    布水配管に、バイパス配管を設け、バイパス配管の弁を
    所定の時間で交互に動作させるようにしたことを特徴と
    する請求項1記載の密閉式直交流型冷却塔。
  4. 【請求項4】 送風機の直下、充填物出口部分又は熱交
    換器出口部分に、断面V字形状の単数又は複数個の混合
    板を設けたことを特徴とする請求項1、2又は2記載の
    密閉式直交流型冷却塔。
  5. 【請求項5】 送風機の直下、充填物出口部分又は熱交
    換器出口部分に、断面逆V字形状の単数又は複数個の混
    合板を設けるとともに、該混合板の逆V字形状に対向す
    る部分を交互に切欠したことを特徴とする請求項1、2
    又は3記載の密閉式直交流型冷却塔。
JP2000322372A 2000-10-23 2000-10-23 密閉式直交流型冷却塔 Withdrawn JP2002130962A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102052858A (zh) * 2009-10-30 2011-05-11 京仁机械株式会社 防白烟冷却塔
KR101363005B1 (ko) * 2013-07-10 2014-02-14 주식회사 성지공조기술 냉각탑 수분배 장치

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