JP2003028581A - 厳冬期における冷却塔の充填材への散水方法とこの散水方法を利用する冷却塔の運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 散水装置の改良により、冷却塔の外気取り入
れ口や充填材間での氷結の促進を抑制可能とする。 【解決手段】散水孔１４ａの数は、冷却塔Ａの外気取り
入れ部１１側では多く、混合室１３側寄りでは少ないた
め、散水孔１４ａからの散水量が、外気取り入れ部１１
側が混合室側よりも多くなる流量で循環冷却水を散布す
る。これにより、充填板Ｂ全域での循環冷却水の温度を
ほぼ一定とし、好ましくは、外気取入れ部１１側を混合
室１３側より若干高めとし外気取り入れ部１１側で循環
冷却水が過冷却になるのを未然に防止し、厳冬期におい
て外気と接触する外気取入れ部１１であるルーバー及び
この側での充填板Ｂ間での氷結が発生するのを阻止し、
完全氷結に至るのを未然に防止して循環冷却水を所定温
度として前記冷却塔Ａを連続運転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、厳冬期における
冷却塔の充填材への散水方法とこの散水方法を利用する
冷却塔の運転方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来においては、四季を通して外気取入
れ部から外部への水滴の飛散を防止すると共に、熱交換
機能を上げ所定出口温度を得るために、充填材への散水
量を、全域で一定とし、外気取入れ部側の水温を低く
し、排気口部の下方に配置された混合室側での水温を高
くしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のような
散水の仕方は、厳冬期においては、冷却塔の外気湿球温
度は氷点下近傍まで下がり、外気と接触する前記外気取
入れ部では、水温が低いため過冷却となり氷結が発生す
る危険が多くなり、最悪の場合、充填材全体が完全氷結
し、運転不能となるおそれがあり、要求性能を満足でき
なくなる。また、一度充填材、外気取入れ部のルーバー
に附着してしまった氷は、除去し難い。そこで厳冬期に
おいても前記完全氷結を伴わずに運転可能な冷却塔の必
要性が望まれている。この発明は、散水装置の改良によ
り、冷却塔の外気取り入れ口や充填材間での氷結の進行
を抑制可能とする厳冬期における冷却塔の充填材への散
水方法及びそのの冷却塔の運転方法を提供することを目
的とする。この発明の他の目的は、厳冬期において所期
の出口温度の冷却水を得られる冷却塔の充填材への散水
方法及びその冷却塔の運転方法を市場に提供することで
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、特定発明は、外気取り入れ部から排気口部の下方の
混合室にかけて外気湿球温度の低い外気流を流し、散水
装置から充填材上に散布される散布水または循環冷却水
と接触させ、蒸発に伴う潜熱作用で散布水または循環冷
却水を冷却する冷却塔の厳寒期における前記充填材への
散水方法において、この散水装置底部に配置された複数
の散水部からの散水量を、前記外気取り入れ部側が前記
混合室側よりも多くなる流量で散布することを特徴とす
る厳冬期における冷却塔の充填材への散水方法とする。

【０００５】前記課題を解決するために、前記散水装置
である上部水槽の底部を上下に貫通する同一寸法の内径
を有する散水孔の数を、前記冷却塔の外気取り入れ部側
では多くして、散水量を、前記外気取り入れ部側が前記
混合室側よりも多くなる流量で散布することが好まし
い。

【０００６】前記課題を解決するために、前記散水装置
である上部水槽の底部を上下に貫通する複数個の散水孔
の孔径を前記冷却塔の外気取り入れ部側では大径とし、
前記混合室側寄りにある散水孔の孔径を小径として、散
水量を前記外気取り入れ部側が前記混合室側よりも多く
なる流量で散布することもある。

【０００７】前記課題を解決するために、前記散水装置
である上部水槽の底部を上下に貫通する同一内径の散水
孔の縁の高さ少なくとも高低２種類とし、これら散水孔
の縁を構成する短管の内、外気取り入れ部側のものを前
記混合室側寄りのものより背の低い短管乃至短管を設け
ないで低くし、上部水槽の水位を調整し、散水量を前記
外気取り入れ部側が前記混合室側よりも多くなる流量で
散布する場合もある。

【０００８】前記課題を解決するために、前記散水孔の
縁の高さの種類を高低２種類とし、外気取り入れ部側の
縁を、背の低い短管乃至散水孔のまゝとし、前記混合室
側の短管を、背の高い短管と背の低い短管乃至散水孔の
まゝのものとを混在して配置して、上部水槽の水位を調
整して、散水量を前記外気取り入れ部側が前記混合室側
よりも多くなる流量で散布することもある。

【０００９】前記課題を解決するために、前記散水装置
を散水パイプとし、前記散水パイプに少なくとも２系列
で散水ノズルを配置し、これら散水ノズルの噴出量を調
整して、散水量を前記外気取り入れ部側が前記混合室側
よりも多くなる流量で散布することもある。

【００１０】前記課題を解決するために、前記充填材を
開放式熱交換器とし、前記冷却塔を開放型として、循環
冷却水を開放式熱交換器上に散布し、外気流と直接接触
させる際に、前記散水装置底部に配置された複数の散水
部からの循環冷却水の散水量を前記外気取り入れ部側が
前記混合室側よりも多くなる流量で散布する場合もあ
る。

【００１１】前記課題を解決するために、前記充填材を
密閉式熱交換器とし、前記冷却塔を密閉型として、循環
冷却水を前記密閉式熱交換器内で循環し、前記密閉式熱
交換器の外側に散布水を散布し、外気流と循環冷却水と
を間接接触させる際に、前記散水装置底部に配置された
複数の散水部からの散布水の散水量を、前記外気取り入
れ部側が前記混合室側よりも多くなる流量で散布するこ
ともある。

【００１２】前記課題を解決するために、関連発明は、
請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載の
厳冬期における冷却塔に使用される散水方法を利用する
冷却塔の運転方法としてある。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施の形態１ この形態は、請求項１、２、７、９記載の発明を実施す
る冷却塔用の散水装置の代表的な実施の形態である。 図１において、１０は散水装置であり、この散水装置１
０は、外気取り入れ部１１から排気口部１２の下方の混
合室１３にかけて外気湿球温度の低い外気流を流し、こ
の散水装置１０から充填材の1種である開放式熱交換器
を構成する凹凸形状の合成樹脂製充填板Ｂ上に散布され
る循環冷却水と接触させ、蒸発に伴う潜熱作用で循環冷
却水を冷却する厳寒期専用の直交流式で開放型の冷却塔
Ａに使用されるものとする。この散水装置１０底部に
は、散水部１４が多数分布して配置され、これら散水部
１４からの散水量は前記冷却塔Ａの外気取り入れ部１１
側が排気口部１２下方の前記混合室１３側よりも多くな
るように前記散水部１４は区画配列されている。

【００１４】前記散水装置１０は上部水槽１０ａからな
り、前記散水部１４は、前記上部水槽１０ａの底部を上
下に貫通する同一寸法の内径を有する散水孔１４ａから
なり、これら散水孔１４ａの数は、前記冷却塔Ａの外気
取り入れ部１１側では多く、前記混合室１３側寄りでは
少なくなるように前記散水孔１４ａは前記上部水槽１０
ａの底部に穿設されている。前記散水装置１０の使用方
法を、請求項１、２、７記載の発明の代表的な実施の形
態及び請求項９記載の発明の代表的な実施の形態として
説明する。 厳冬期において、外気取り入れ部１１から排気口部１２
の下方の混合室１３にかけて外気湿球温度の低い外気流
を流し、前記上部水槽１０aから充填板B上に散布される
循環冷却水と接触させ、蒸発に伴う潜熱作用で循環冷却
水を冷却する。この際、前記散水孔１４ａの数は、前記冷
却塔Ａの外気取り入れ部１１側では多く、前記混合室１
３側寄りでは少ないため、前記散水孔１４ａからの散水
量が、前記外気取り入れ部１１側が前記混合室側よりも
多くなる流量で循環冷却水を散布する。これにより、充
填板Ｂ全域での循環冷却水の温度をほぼ一定とし、好ま
しくは、外気取入れ部１１側を混合室１３側より若干高
めとし、外気取り入れ部１１側で循環冷却水が過冷却に
なるのを未然に防止し、厳冬期において外気と接触する
外気取入れ部１１であるルーバー及びこの側での充填板
Ｂ間での氷結が発生するのを阻止し、完全氷結に至るの
を未然に防止して循環冷却水を所定温度として前記冷却
塔Ａを連続運転する。

【００１５】実施の形態２ この形態は、請求項１、３、７、９記載の発明を実施す
る冷却塔用散水装置の代表的な実施の形態であり、実施
の形態１と異なる構成は、前記散水部１４は、前記上部
水槽１０ａの底部を上下に貫通する散水孔１４ａからな
り、前記冷却塔Ａの外気取り入れ部１１側では前記散水
孔１４ａの孔径が、前記混合室１３側寄りにある散水孔
１４ａの孔径より大径としてある（図３参照）。この使
用方法を請求項１、３、７記載の発明の代表的な実施の
形態及び請求項９記載の発明の代表的な実施の形態とし
て説明する。 実施の形態１と異なる使用方法は次の通りである。 前記冷却塔Ａの外気取り入れ部１１側では前記散水孔１
４ａの孔径が、前記混合室１３側寄りにある散水孔１４
ａの孔径より大径としてあるため、前記散水孔１４ａか
らの散水量が、前記外気取り入れ部１１側が前記混合室
側よりも多くなる流量で循環冷却水を散布する。これに
より、前記外気取入れ部１１側から前記混合室１３側に
かけて前記充填板Bの温度を略一定とし、好ましくは、
外気取入れ部１１側を混合室１３側より若干高めとし好
ましくは、外気取入れ部１１側を混合室１３側より若干
高めとし、厳冬期において外気と接触する外気取り入れ
部１１であるルーバー及びこの側での充填板Ｂ間での氷
結が発生するのを阻止し、完全氷結に至るのを未然に防
止して循環冷却水を所定温度に冷却塔Ａを連続運転す
る。

【００１６】実施の形態３ この形態は、請求項１、４、５、７、９記載の発明を実
施する冷却塔用散水装置の代表的な実施の形態であり、
実施の形態１と異なる構成は、前記散水部１４はこの上
部水槽１０ａの底部を上下に貫通する同一内径を有する
散水孔１４と短管１４ｂからなり、これら短管１４ｂの
種類は２種類とし、これら短管１４ｂの内、外気取り入
れ部１１側の短管１４ｂ１のみとし、前記混合室側寄り
においては、これよりも背の高い短管１４ｂ２と、前記
の短管１４ｂ１とが混合分布させてある。各短管１４ｂ
1及び１４ｂ２の分布は長さに無関係に上部水槽に一様
に分布させてある。（図４参照）。この使用方法を請求
項１、４、５、７記載の発明の代表的な実施の形態及び
請求項９記載の発明の代表的な実施の形態として説明す
る。 実施の形態１と異なる使用方法は次の通りである。 前記上部水槽１０aの水位を背の高い短管１４ｂ２の上
端より低い水位とすると、混合室１３側も散水可能とな
る短管は背の低い短管１４ｂ１のみとなり、混合室側の
散水口が減少する。これにより、前記外気取り入れ部１
１側の散水量を前記混合室１３側の散水量よりも多くし
て循環冷却水を散布する。この結果、前記充填板Ｂの全
域にわたり、循環冷却水の温度を略一定に維持し、好ま
しくは、外気取入れ部１１側を混合室１３側より若干高
めとし、厳冬期において外気と接触する外気取り入れ部
１１であるルーバー及びこの側での充填板Ｂ間での氷結
が発生するのを阻止し、完全氷結に至るのを未然に防止
して循環冷却水を所定温度に冷却塔Ａを連続運転する。
散水量は氷結をするおそれが少ないときは、短管１４ｂ
１よりも更に水位を低くして、使用することも可能であ
る。

【００１７】実施の形態４ この形態は、請求項１、４、７記載の発明を実施する冷
却塔用散水装置の代表的な実施の形態であり、実施の形
態１と異なる構成は、前記散水部１４は、前記外気取り
入れ部１１側寄りで前記上部水槽１０ａの底部に穿設し
た散水孔１４ａと前記混合室１３側寄りで前記上部水槽
１０ａの底部に配管した散水孔１４ａ及び短管１４ｂと
からなる（図４参照）。散水孔１４ａ及び短管１４ｂを
備えた散水孔１４ａは上部水槽１０ａに一様に分布させ
てある。この使用方法を請求項１、４、７記載の発明の
代表的な実施の形態及び請求項９記載の発明の代表的な
実施の形態として説明する。 実施の形態１と異なる使用方法は次の通りである。 前記外気取り入れ部１１側寄りで前記上部水槽１０ａの
底部には散水孔１４ａが穿接してあり、前記混合室１３
側寄りで前記上部水槽１０ａの底部に短管１４ｂが配置
されているため、前上部水槽１０aの水位を短管１４ｂ
の上端より低い水位として、前記外気取り入れ部１１側
の散水量を前記混合室１３側の散水量よりも多くして循
環冷却水を散布する。これにより、充填板Ｂの幅方向、
即ち冷却塔Ａの奥行方向において、循環冷却水の温度を
ほぼ一定とし、好ましくは、外気取入れ部１１側を混合
室１３側より若干高めとし、厳冬期において外気と接触
する外気取り入れ部１１であるルーバー及びこの側での
充填板Ｂ間での氷結が発生するのを阻止し、完全氷結に
至るのを未然に防止して循環冷却水の出口温度を所定温
度として前記冷却塔Ａを連続運転する。

【００１８】実施の形態５ この形態は、請求項１、６、７記載の発明を実施する冷
却塔用散水装置の代表的な実施の形態であり、実施の形
態１と異なる構成は、前記散水装置１０は散水パイプ１
０ｂからなり、前記散水部１４は、前記散水パイプ１０
ｂに2系列で散水ノズル１４ｃを配置してなり、これら
散水ノズル１４ｃの噴出量は調整可能としてあり、前記
外気取り入れ部１１側の系列の散水ノズル１４ｃが、排
気口部１２下方の前記混合室１３側の系列の散水ノズル
１４ｃよりも多く散水可能としてある（図5参照）。こ
の系列は２系列に限定されず、それ以上の場合もある。
この使用方法を請求項１、６、７記載の発明の代表的な
実施の形態及び請求項９記載の発明の代表的な実施の形
態として説明する。 実施の形態１と異なる使用方法は次の通りである。 前記外気取り入れ部１１側の系列の散水ノズル１４ｃ
が、排気口部１２下方の前記混合室１３側の系列の散水
ノズル１４ｃよりも多く散水するようにその噴出量を調
整し、前記外気取り入れ部１１側の散水量を前記混合室
１３側の散水量よりも多くして循環冷却水を散布する。
これにより、前記外気取り入れ部１１側から前記混合室
１３側にかけて循環冷却水の温度を略一定に維持し、好
ましくは、外気取入れ部１１側を混合室１３側より若干
高めとし、厳冬期において外気と接触する外気取り入れ
部１１であるルーバー及びこの側での充填板Ｂ間での氷
結が発生するのを阻止し、完全氷結に至るのを未然に防
止して循環冷却水を所定温度に冷却塔Ａを連続運転す
る。なお、各実施の形態においては、前記充填材、前記
冷却塔は開放式として説明したが、密閉式とすることも
ある（請求項９記載の発明の代表的な実施の形態であ
る。）。各実施の形態において、外気の取入れ方向に対
し、散布域を２つに区画したが３区画それ以上であって
も良いし、外気取り入れ部側においては、その幅方向即
ち左右に２又は３区画に分け氷結し易い区画に、よりき
め細かく散水量を増加させる方法も、この発明の実施の
範囲に含まれる。

【００１９】

【発明の効果】請求項１乃至６記載の発明は、散水装置
底部に配置された複数の散水部からの散水量を、前記冷
却塔の前記外気取り入れ部側と排気口部下方の前記混合
室側と同一若しくは前記外気取り入れ部側が前記混合室
側よりも多くなる流量で散布することにより、前記充填
材の幅方向、即ち前記冷却塔の奥行方向において、循環
冷却水の温度をほぼ一定とし、好ましくは、外気取入れ
部１１側を混合室１３側より若干高めとし前記外気取り
入れ部側での散布水または循環冷却水の過冷却を防止
し、厳冬期において外気と接触する外気取り入れ部であ
るルーバー及びこの側での充填材間での氷結が発生する
のを阻止し、完全氷結に至るのを未然に防止して、所期
の出口温度の冷却水を得ることができる。請求項７記載
の発明は、前記充填材、前記冷却塔を開放式として、前
記効果を充分に発揮できる。 請求項８記載の発明は、前記充填材、前記冷却塔を密閉
式として、前記効果を充分に発揮できる。 請求項９記載の発明は、請求項１、２、３、４、５、
６、７、８記載の散水方法の効果を発揮し、冷却塔の外
気取り入れ部や充填材間での氷結の促進を抑制でき、厳
冬期において冷却塔を停止することなく連続運転でき、
所期の出口温度の冷却水を安定して得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の概略図である。

【図２】図１の上部水槽の平面図である。

【図３】実施の形態２の要部平面図である。

【図４】実施の形態３の要部断面図である。

【図５】実施の形態４の要部断面図である。

【図６】実施の形態５の要部断面図である。

【符号の説明】

Ａ 開放型の冷却塔 １０ 散水装置 １０ａ 上部水槽 １０ｂ 散水パイプ １１ 外気取り入れ部 １２ 排気口部 １３ 混合室 １４ 散水部 １４ａ 散水孔 １４ｂ 短管 １４ｃ 散水ノズル

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外気取り入れ部から排気口部の下方の混合
   室にかけて外気湿球温度の低い外気流を流し、散水装置
   から充填材上に散布される散布水または循環冷却水と接
   触させ、蒸発に伴う潜熱作用で散布水または循環冷却水
   を冷却する冷却塔の厳寒期における前記充填材への散水
   方法において、この散水装置底部に配置された複数の散
   水部からの散水量を前記外気取り入れ部側が前記混合室
   側よりも多くなる流量で散布することを特徴とする厳冬
   期における冷却塔の充填材への散水方法。
2. 【請求項２】前記散水装置である上部水槽の底部を上下
   に貫通する同一寸法の内径を有する散水孔の数を、前記
   冷却塔の外気取り入れ部側では多くして、散水量を前記
   外気取り入れ部側が前記混合室側よりも多くなる流量で
   散布することを特徴とする請求項1記載の厳冬期におけ
   る冷却塔の充填材への散水方法。
3. 【請求項３】前記散水装置である上部水槽の底部を上下
   に貫通する複数個の散水孔の孔径を前記冷却塔の外気取
   り入れ部側では大径とし、前記混合室側寄りにある散水
   孔の孔径を小径として、散水量を前記外気取り入れ部側
   が前記混合室側よりも多くなる流量で散布することを特
   徴とする請求項1記載の厳冬期における冷却塔の充填材
   への散水方法。
4. 【請求項４】前記散水装置である上部水槽の底部を上下
   に貫通する同一内径の散水孔の縁の高さを少なくとも高
   低２種類とし、これら散水孔の縁を構成する短管の内、
   外気取り入れ部側のものを前記混合室側寄りのものより
   背の低い短管乃至短管を設けないで低くし、上部水槽の
   水位を調整し、散水量を前記外気取り入れ部側が前記混
   合室側よりも多くなる流量で散布することを特徴とする
   請求項１記載の厳冬期における冷却塔の充填材への散水
   方法。
5. 【請求項５】前記散水孔の縁の高さの種類を高低２種類
   とし、外気取り入れ部側の縁を、背の低い短管乃至散水
   孔のまゝとし、前記混合室側の短管を、背の高い短管と
   背の低い短管乃至散水孔のまゝのものとを混在して配置
   して、上部水槽の水位を調整して、散水量を前記外気取
   り入れ部側が前記混合室側よりも多くなる流量で散布す
   ることを特徴とする請求項４記載の厳冬期における冷却
   塔の充填材への散水方法。
6. 【請求項６】前記散水装置を散水パイプとし、前記散水
   パイプに少なくとも２系列で散水ノズルを配置し、これ
   ら散水ノズルの噴出量を調整して、散水量を前記冷却塔
   の外気取り入れ部側が前記混合室側よりも多くなる流量
   で散布することを特徴とするあることを特徴とする請求
   項1記載の厳冬期における冷却塔の充填材への散水方
   法。
7. 【請求項７】前記充填材を開放式熱交換器とし、前記冷
   却塔を開放型として、循環冷却水を開放式熱交換器上に
   散布し外気流と直接接触させる際に、前記散水装置底部
   に配置された複数の散水部からの循環冷却水の散水量
   を、前記外気取り入れ部側が前記混合室側よりも多くな
   る流量で散布することを特徴とする請求項１、２、３、
   ４、５または６記載の厳冬期における冷却塔の充填材へ
   の散水方法。
8. 【請求項８】前記充填材を密閉式熱交換器とし、前記冷
   却塔を密閉型として、循環冷却水を前記密閉式熱交換器
   内で循環し、前記密閉式熱交換器の外側に散布水を散布
   し、外気流と循環冷却水とを間接接触させる際に、前記
   散水装置底部に配置された複数の散水部からの散布水の
   散水量を、前記外気取り入れ部側が前記混合室側よりも
   多くなる流量で散布することを特徴とする請求項１、
   ２、３、４、５または６記載の厳冬期における冷却塔の
   充填材への散水方法。
9. 【請求項９】請求項１、２、３、４、５、６、７または
   ８記載の冷却塔に使用される散水方法を利用する冷却塔
   の運転方法。