JP2003240491A - 冷却塔用配水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱交換部における循環水と空気との接触を促
進して熱交換効率を大幅に向上させると共に、循環水の
各部への衝突による衝撃を緩和して騒音の発生を抑えら
れる冷却塔用配水装置を提供する。 【解決手段】 熱交換部１１の上流側に気泡混合部６を
配設し、循環水を気泡の混入する泡沫水として熱交換部
１１に流入させることから、熱交換部１１を循環水が気
泡流となって流下していく中で、この循環水中の気泡の
崩壊に伴って、熱交換部１１を通過する外部空気と循環
水との接触面積が循環水のみ流下する場合と比べて大幅
に増加することとなり、熱交換部１１における循環水と
外部空気との接触機会を増加させて循環水と外部空気と
の熱交換効率を向上させられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却塔において熱
交換部への循環水の配水を行う冷却塔用配水装置に関
し、特に熱交換部での熱交換効率を向上させられると共
に低騒音で配水が行える冷却塔用配水装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、工場や空気調和設備などで循環
使用する水の冷却を目的として屋外に設置される冷却塔
には、冷却塔内部の熱交換部分で空気と水を直接接触さ
せ、水と空気の温度差を利用する熱伝達すなわち顕熱に
よる冷却作用、及び、水自体の蒸発すなわち潜熱（蒸発
熱）による冷却作用を合せ持つ開放式冷却塔と、熱交換
器を有して空気と循環水が直接接触しない密閉式冷却塔
とがある。

【０００３】このうち、開放式冷却塔では、循環水を熱
交換部分に通して所定温度に十分冷却するため、従来
は、循環水を熱交換部分上方へ圧送し、配水装置により
熱交換部分に所定の流量で滴下させる方法が一般的に使
用されていた。このような配水装置として、従来、図３
及び図４に示すものがある。この図３は従来の冷却塔用
配水装置の冷却塔配設状態斜視図、図４は従来の冷却塔
用配水装置を使用した冷却塔の縦断面図を示す。

【０００４】前記各図において従来の冷却塔用配水装置
１００は、冷却塔１０に送込まれる循環水を熱交換部１
１の上側に導くよう配設され、熱交換部１１の上側で循
環水を上向きに噴き出す吐出口１０１ａを有する配管１
０１と、この配管１０１の吐出口１０１ａ上方に配設さ
れ、吐出口１０１ａから噴き出した循環水の勢いを弱め
て下側に流下させる下側が開口した略矩形箱状の配水箱
１０２と、底部に多数の小孔を有する浅い箱状体で形成
され、前記配水箱１０２の直下に配設され、配水箱１０
２から流下した循環水を受けて熱交換部１１に滴下させ
る上部水槽１０３と、前記配水箱１０２内部に配設さ
れ、吐出口１０１ａとの間隔を変えて吐出口１０１ａか
らの循環水の流量を調整する平板状の調整弁１０４とを
備える構成である。上記した従来の冷却塔用配水装置１
００は、所定量の循環水を調整弁１０４により流量調整
自在に熱交換部分に滴下でき、また、構造が簡単でコス
ト的に有利であるという特長を有する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の冷却塔用配水装
置は以上のように構成されており、熱交換部１１をなす
充填材間の隙間を通過する外部空気と充填材表面に沿っ
て流下する循環水とを最大限に接触させるために、充填
材が液膜の広がりを与えつつ循環水を緩慢に流下させる
複雑な凹凸形状パターンを有する構造となっていたが、
こうした充填材の最適形状の追求も限界に近付いてお
り、熱交換効率のさらなる向上は望みにくく、また、充
填材の形状が複雑なために製造コストを低く抑えること
が困難であるという課題を有していた。

【０００６】また、配管１０１の吐出口１０１ａから噴
き出す循環水が調整弁１０４や配水箱１０２各面に勢い
よく衝突したり、上部水槽１０３から滴下した循環水が
熱交換部１１をなす充填材上に落下したりしており、こ
れら衝突による衝撃や衝突で生じた飛沫の周囲への飛散
に伴って継続的に騒音が発生し、冷却塔１０全体の静粛
性を低下させてしまうという課題を有していた。

【０００７】本発明は前記課題を解消するためになされ
たもので、熱交換部における循環水と空気との接触を促
進して熱交換効率を大幅に向上させると共に、循環水の
各部への衝突による衝撃を緩和して騒音の発生を抑えら
れる冷却塔用配水装置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】本発明に係る冷却塔用配
水装置は、冷却塔に送込まれた循環水を熱交換部の上部
側に導き、熱交換部上方から循環水を熱交換部各部へ分
配滴下させる配水部を少なくとも備える冷却塔用配水装
置において、少なくとも前記熱交換部より上流側に配設
され、循環水に気泡を含ませる一又は複数の気泡混合部
を備え、前記循環水が、少なくとも前記熱交換部への到
達時点に所定割合で気泡を含む状態とされるものであ
る。

【０００９】このように本発明においては、熱交換部の
上流側に気泡混合部を配設し、循環水を気泡の混入する
泡沫水として熱交換部に流入させることにより、熱交換
部を循環水が気泡流となって流下していく中で、この循
環水中の気泡の崩壊に伴って、熱交換部を通過する外部
空気と循環水との接触面積が循環水のみ流下する場合と
比べて大幅に増加することとなり、熱交換部における循
環水と外部空気との接触機会を増加させて循環水と外部
空気との熱交換効率を向上させられる。加えて、循環水
と外部空気との接触面積が増加する分、熱交換性能が同
じなら熱交換部をなす充填材の形状を従来型に対してよ
り単純化することができ、コストダウンも図れる。ま
た、熱交換部に滴下される循環水中に気泡が存在するこ
とで、循環水が熱交換部の充填材に衝突する際に一部の
気泡の崩壊・消失と共に衝突に伴う衝撃を吸収すること
ができ、循環水の熱交換部に対する衝撃を緩和して衝突
により発生する騒音を低下させられる。

【００１０】また、本発明に係る冷却塔用配水装置は必
要に応じて、前記配水部が、前記熱交換部の上方で循環
水を上向きに噴き出す吐出口を有する配管と、前記配管
の吐出口周りに覆い被さって吐出口から噴き出す循環水
を受止めて流下させる略箱状の配水箱と、前記熱交換部
上側で且つ前記配水箱の下側に配設されて配水箱から流
下した循環水を溜めて熱交換部各部へ向けて所定の水量
で滴下させる略箱状の上部水槽とを備えるものである。

【００１１】このように本発明においては、配水部とし
て配管、配水箱、及び上部水槽を配設し、循環水を配水
箱及び上部水槽でそれぞれ一旦受止め、循環水を所定の
流量制御状態で熱交換部各部へ滴下させられることによ
り、循環水を熱交換部各部へ適切に分配できると共に、
気泡混合部による気泡混入もより容易に行え、確実に気
泡を含んだ循環水を熱交換部に到達させられる。

【００１２】また、本発明に係る冷却塔用配水装置は必
要に応じて、前記気泡混合部が、前記配管の吐出口より
上流側に配設されるものである。このように本発明にお
いては、気泡混合部を配管の途中に配設し、循環水に気
泡を混入させて泡沫水として吐出口から噴き出させるこ
とにより、循環水が配水箱壁面へ衝突する際に一部の気
泡の崩壊・消失と共に衝突に伴う衝撃を吸収できること
に加え、循環水が衝突した後に飛沫が飛散しにくくなる
こととなり、配水箱から発生する騒音をより一層低下さ
せられる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態に係
る冷却塔用配水装置を図１及び図２に基づいて説明す
る。図１は本実施の形態に係る冷却塔用配水装置の概略
構成図、図２は本実施の形態に係る冷却塔用配水装置を
使用した冷却塔の熱交換部における循環水流下状態説明
図である。前記各図に示すように、本実施の形態に係る
冷却塔用配水装置１は、前記従来同様に、配管２と、配
水箱３と、上部水槽４と、調整弁５とを備えると共に、
これらに加えて、前記配管２の吐出口２ａより上流側に
配設され、循環水に気泡を含ませる気泡混合部６を有す
るものである。

【００１４】前記気泡混合部６は、配管２の吐出口２ａ
より上流側における所定位置で配管２内部に空気導入用
の管部６ａを挿入させて配設され、配管内を流れる循環
水に外部から空気を導入して気泡を混入させ、吐出口２
ａから循環水を泡沫水として吐出させられる仕組みであ
る。気泡の混入については、公知の泡沫水栓と同様に循
環水の動圧によって循環水中に外部から空気を導入する
構成としているが、この他、外部から圧力を加えて空気
を配管２内の循環水に吹込むようにすることもできる。

【００１５】次に、前記構成に基づく冷却塔用配水装置
における配水状態について説明する。まず、循環水を冷
却塔１０内に送込むと、配管２途中の気泡混合部６にお
いて循環水の動圧によって配管２内に外部から空気が導
入され、循環水に気泡が含まれた状態となる。気泡を含
む循環水は配管２先端の吐出口２ａから泡沫水として勢
いよく噴き出す。吐出口２ａから噴き出した循環水は、
まず調整弁５の弁体５ａに当り、この弁体５からそのま
ま下側の上部水槽４へ進むか、あるいは当った衝撃で飛
沫となって配水箱３内面に向う。配水箱３内面に達した
循環水の飛沫は、配水箱３内面で勢いを弱められ、配水
箱３に沿って流れて上部水槽４へ流下する。吐出口２ａ
から噴出する循環水は気泡を含んでおり、配水箱３及び
調整弁５に衝突する際に一部の気泡の崩壊・消失と共に
衝突に伴う衝撃を吸収することができ、衝突後の循環水
の勢いを弱められ、騒音も小さくなる。

【００１６】上部水槽４に流下した循環水は、上部水槽
４の底部で再度衝撃を吸収されながら水槽内に溜り、所
定時間で底部の小孔を通過して、気泡を含んだまま下方
の熱交換部１１へ滴下される。滴下された循環水は上部
水槽４下側の熱交換部１１における各充填材１２間の全
ての隙間に達する。充填材１２に沿って循環水が流下す
る隙間では、充填材１２に対し横方向に通風される外部
空気が循環水と接触する。循環水が気泡を含んで流下し
ていく中で、この循環水中の気泡の崩壊に伴って、循環
水と外部空気との接触面積が著しく大となり、循環水の
外部空気中への蒸発に伴う蒸発潜熱による冷却と、循環
水と接触する外部空気への直接の熱伝達による冷却とが
効率よく進行し、循環水の温度が適正な温度まで低下す
る。循環水は外部空気との熱交換により冷却された後、
充填材１２から下部水槽（図示を省略）に達して回収さ
れる。循環水中の気泡は充填材１２から下部水槽に達す
る時点で消失し、冷却塔以降の循環水系統への悪影響は
ない。

【００１７】このように、本実施の形態に係る冷却塔用
配水装置では、熱交換部１１の上流側に気泡混合部６を
配設し、循環水を気泡の混入する泡沫水として熱交換部
１１に流入させることから、熱交換部１１を循環水が気
泡流となって流下していく中で、この循環水中の気泡の
崩壊に伴って、熱交換部１１を通過する外部空気と循環
水との接触面積が循環水のみ流下する場合と比べて大幅
に増加することとなり、熱交換部１１における循環水と
外部空気との接触機会を増加させて循環水と外部空気と
の熱交換効率を向上させられる。また、気泡混合部を配
管の途中に配設し、循環水に気泡を混入させて泡沫水と
して吐出口から噴き出させることから、循環水が装置各
部に衝突する際に一部の気泡の崩壊・消失と共に衝突に
伴う衝撃を吸収することができ、衝突により発生する騒
音を低下させられる。

【００１８】なお、前記実施の形態に係る冷却塔用配水
装置においては、配管２の吐出口２ａ上流側に気泡混合
部６を配設して循環水に気泡を混入させる構成としてい
るが、これに限らず、循環水が吐出口２ａから吹出して
配水箱３に衝突する際に気泡が含まれるようにする構成
や、循環水が上部水槽４から熱交換部１１へ滴下される
際に気泡を混入させる構成とすることもできる。

【００１９】また、前記実施の形態に係る冷却塔用配水
装置においては、配水部として配管２、配水箱３、及び
上部水槽４を配設し、上部水槽４から熱交換部１１へ滴
下される循環水に気泡が含まれている状態にする構成と
しているが、これに限らず、配水部として配水箱３や上
部水槽４を経由させずに直接循環水を下向きの吐出口か
ら気泡混入状態で吐出して熱交換部１１各部へ流下させ
る構成とすることもできる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、熱交換部
の上流側に気泡混合部を配設し、循環水を気泡の混入す
る泡沫水として熱交換部に流入させることにより、熱交
換部を循環水が気泡流となって流下していく中で、この
循環水中の気泡の崩壊に伴って、熱交換部を通過する外
部空気と循環水との接触面積が循環水のみ流下する場合
と比べて大幅に増加することとなり、熱交換部における
循環水と外部空気との接触機会を増加させて循環水と外
部空気との熱交換効率を向上させられるという効果を奏
する。加えて、循環水と外部空気との接触面積が増加す
る分、熱交換性能が同じなら熱交換部をなす充填材の形
状を従来型に対してより単純化することができ、コスト
ダウンも図れるという効果を有する。また、熱交換部に
滴下される循環水中に気泡が存在することで、循環水が
熱交換部の充填材に衝突する際に一部の気泡の崩壊・消
失と共に衝突に伴う衝撃を吸収することができ、循環水
の熱交換部に対する衝撃を緩和して衝突により発生する
騒音を低下させられるという効果を有する。

【００２１】また、本発明によれば、配水部として配
管、配水箱、及び上部水槽を配設し、循環水を配水箱及
び上部水槽でそれぞれ一旦受止め、循環水を所定の流量
制御状態で熱交換部各部へ滴下させられることにより、
循環水を熱交換部各部へ適切に分配できると共に、気泡
混合部による気泡混入もより容易に行え、確実に気泡を
含んだ循環水を熱交換部に到達させられるという効果を
有する。

【００２２】また、本発明によれば、気泡混合部を配管
の途中に配設し、循環水に気泡を混入させて泡沫水とし
て吐出口から噴き出させることにより、循環水が配水箱
壁面へ衝突する際に一部の気泡の崩壊・消失と共に衝突
に伴う衝撃を吸収できることに加え、循環水が衝突した
後に飛沫が飛散しにくくなることとなり、配水箱から発
生する騒音をより一層低下させられるという効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る冷却塔用配水装置
の概略構成図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係る冷却塔用配水装置
を使用した冷却塔の熱交換部における循環水流下状態説
明図である。

【図３】従来の冷却塔用配水装置の冷却塔配設状態斜視
図である。

【図４】従来の冷却塔用配水装置を使用した冷却塔の縦
断面図である。

【符号の説明】

１、１００ 冷却塔用配水装置 ２、１０１ 配管 ２ａ、１０１ａ 吐出口 ３、１０２ 配水箱 ４、１０３ 上部水槽 ５、１０４ 調整弁 ６ 気泡混合部 ６ａ 管部 １０ 冷却塔 １１ 熱交換部 １２ 充填材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却塔に送込まれた循環水を熱交換部の
   上部側に導き、熱交換部上方から循環水を熱交換部各部
   へ分配滴下させる配水部を少なくとも備える冷却塔用配
   水装置において、 少なくとも前記熱交換部より上流側に配設され、循環水
   に気泡を含ませる一又は複数の気泡混合部を備え、 前記循環水が、少なくとも前記熱交換部への到達時点に
   所定割合で気泡を含む状態とされることを特徴とする冷
   却塔用配水装置。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載の冷却塔用配水装置
   において、 前記配水部が、前記熱交換部の上方で循環水を上向きに
   噴き出す吐出口を有する配管と、前記配管の吐出口周り
   に覆い被さって吐出口から噴き出す循環水を受止めて流
   下させる略箱状の配水箱と、前記熱交換部上側で且つ前
   記配水箱の下側に配設されて配水箱から流下した循環水
   を溜めて熱交換部各部へ向けて所定の水量で滴下させる
   略箱状の上部水槽とを備えることを特徴とする冷却塔用
   配水装置。
3. 【請求項３】 前記請求項２に記載の冷却塔用配水装置
   において、 前記気泡混合部が、前記配管の吐出口より上流側に配設
   されることを特徴とする冷却塔用配水装置。