JP2008309413A - 密閉型冷却塔およびその排水方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 冷却水の排水作業を容易とする密閉型冷却塔と、その配す方法を提供する。
【解決手段】 密閉型熱交換器２４ａ、２４ｂを備え、これに上部水槽２１から前記密閉型熱交換器２４ａ、２４ｂへ散布水により前記密閉型熱交換器内を流れる循環冷却水を間接的に冷却する密閉型冷却塔１において、前記循環冷却水の流入管路４０及び流出管路４２に流入電動駆動弁ＭＶ１及び流出電動駆動弁ＭＶ２を配置し、前記密閉型熱交換器と前記流入電動駆動弁ＭＶ１、又は前記密閉型熱交換器と前記流出電動駆動弁ＭＶ２との間の管路から分岐された圧縮空気導入口と、前記圧縮空気導入口から前記密閉型熱交換器を経由した側に分岐されて設けた排水用電動駆動弁ＭＶ３と、前記流入電動駆動弁から前記密閉型熱交換器を経由し前記流出電動駆動弁に至る管路に設けた圧力センサＰ１を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、排水機能を有した密閉型冷却塔、およびその排水方法に関する。

一般に空調設備や機械設備等に冷却水を送水する設備として、外気の砂塵や粉塵を冷却水内に混入することを防止した密閉型冷却塔が広く利用されている。この密閉型冷却塔は例えば、開放型熱交換器（充填材）の下方部分に銅管などのチューブを配管し、充填材の上部から散水し、気化熱作用により冷却された散水を充填材の下方に配置された該チューブの外部に散水し、気化熱作用を利用してチューブ内の冷却水を冷却するものである。
しかし、このような密閉型冷却塔では、残存した冷却水が冬期に凍結しチューブが破損するといった虞があるために、配設されるチューブは冷却塔の停止時にチューブ内に残存する冷却水を完全に水抜きする必要がある。

通常、このような水抜き作業は、チューブ下方の排水弁を開放し、チューブ上方から圧縮空気を注入して、圧縮空気の圧力で冷却水を押出すように行われる。例えば、特許文献１には、熱交換器の給水管と排水管に各々バルブと共に洗浄液タンクへの分岐パイプを接続して該洗浄液タンクより熱交換器１内に洗浄液を循環させ、さらに、該熱交換器の給水口に高圧エアー注入口を設けて圧縮空気を熱交換器内に注入するようにした熱交換器の洗浄装置が記載されている。

あるいは特許文献２には、管内に炭酸ガスを間欠的にまたは連続的に打ち込んで、管内の水中に溶存した炭酸ガスの発泡作用により管の内部を洗浄する管の洗浄方法や、管内に、圧縮空気を間欠的にまたは連続的に打ち込むと同時に、高圧水を噴射して管の内部を洗浄する管の洗浄方法が記載されている。

実開平５−５２５９３号公報 特許第３５０１７９５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、密閉型冷却塔のように、熱交換器であるチューブの延長長さが長い場合には、相当な圧力を注入しないとその効果が十分ではない。チューブがつづら折状であったり、排水弁に向かって勾配がついていなかったりするような場合には、更に水抜き作業が困難であった。
また、特許文献２に記載の技術においても、高圧の圧縮空気や高圧水を必要としたり、炭酸ガスを必要としたりするために、高圧水や炭酸ガスを供給する設備を必要とするとともに、冬期の屋外作業としては実用的ではなかった。

従って本発明の目的は、従来の密閉型冷却塔の問題点を解決し、確実に冷却水の排水ができるとともに、冬期の屋外作業を不要とする密閉型冷却塔と、その排水方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の密閉型冷却塔は、密閉型熱交換器を備え、これに上部水槽から前記密閉型熱交換器へ散布水により前記密閉型熱交換器内を流れる循環冷却水を間接的に冷却する密閉型冷却塔において、前記循環冷却水の流入管路及び流出管路に流入電動駆動弁及び流出電動駆動弁を配置し、前記密閉型熱交換器と前記流入電動駆動弁、又は前記密閉型熱交換器と前記流出電動駆動弁との間の管路から分岐された圧縮空気導入口と、前記圧縮空気導入口から前記密閉型熱交換器を経由した側に分岐されて設けた排水用電動駆動弁と、前記流入電動駆動弁から前記密閉型熱交換器を経由し前記流出電動駆動弁に至る管路に設けた圧力センサを備えることを特徴とするものである。

また本発明は、上記の密閉型冷却塔において、前記流入電動駆動弁、前記流出電動駆動弁及び前記排水用電動駆動弁を閉弁し、前記圧縮空気導入口から圧縮空気を導入する工程と、前記圧力センサで検知した圧力値を所定の圧力値と比較する工程と、前記圧力センサで検知した圧力値が、所定の圧力値と同じ又は上回ったときに前記排水用電動駆動弁を開弁する工程とからなる密閉型冷却塔の排水方法である。

また本発明の密閉型冷却塔の排水方法は、密閉型冷却塔の排水方法を所定の時間の間隔をおいて複数回繰り返すことを特徴とするものである。

本発明によれば、密閉型熱交換器の管路内に圧縮空気を導入し、所定の圧力に昇圧した後に排水用電動駆動弁を開弁して排出するので、管路内の圧縮空気の膨張作用と排気速度の作用により、確実に冷却水の排水ができるとともに、冬期の屋外作業を不要とする密閉型冷却塔とすることができる。

以下本発明の詳細を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係わる密閉型冷却塔の概略断面図、図２は排水方法を示すフローチャートを示している。

図１に示すように、密閉型冷却塔１は、上から順に、上から順に、モータ２０ａにより駆動される冷却ファン（送風機）２０ｂと、底面に散水孔２１aを有する上部散水槽２１と、外気を外周面から内周面に向かって通過可能とし散水が下方に向かって通過する充填材３０と、内周側が入口ヘッダー２２に接続され外周側が出口ヘッダー２３に接続された密閉熱交換器２４ａ、２４ｂと、充填材３０および密閉型熱交換器２４ａ、２４ｂに散水される冷却水を補給する補給用水栓２７とストレーナ２６ａを有する受水槽２６を備えている。受水槽２６と散水槽２１とを接続する連結管２８の途中には散水ポンプ２９が設けられている。また密閉型冷却塔１の側部には外気を取り込むために通風孔（ルーバー）１１が、充填材３０と密閉型熱交換器２４ａ、２４ｂの内周面には散水を捕獲するエリミネータ１２が設けられている。

空調設備や機械設備等の熱負荷から戻ってきた被冷却水は、入口電動弁ＭＶ１、圧力センサＰ１を備えた流入管４０を経て入口ヘッダー２２へ導入される。出口ヘッダー２３から流出する被冷却水は出口電動弁ＭＶ２を備えた流出管４２を経て、熱負荷側へ送り返される。また、密閉型冷却塔１の最下段には、排水管４４が設けられ、この排水管４４には、流入管４０から分岐された排水用電動弁ＭＶ３と、受水槽２６の最深部に設けられた散水排水弁３２と、受水槽２６に設けられたオーバーフロー管３４とが接続されている。また、流出管４２には、圧縮空気用電動弁ＭＶ４が接続され、流出管４２に圧縮空気が導入可能にされている。

密閉型熱交換器２４ａ、２４ｂは、銅管或いは蛇腹管を渦巻状に巻回して構成されている。そして、充填材３０の上部から散水され、外部から取り込まれた外気との気化熱作用により冷却された散水を充填材の下方に配置された密閉型熱交換器２４ａ、２４ｂに散水し、気化熱作用を利用して密閉型熱交換器２４ａ、２４ｂ内の被冷却水を冷却する。

一方、入口電動弁ＭＶ１、出口電動弁ＭＶ２、排水用電動弁ＭＶ３、圧縮空気用電動弁ＭＶ４は、シーケンサ等の（図示しない）制御手段からの指示信号を受け動作するように構成され、特に制御手段には、圧力センサＰ１の圧力検知値と比較する所定の圧力と、排水用電動弁ＭＶ３の動作回数と比較する所定動作回数とを記憶する記憶手段とを備え、圧力センサＰ１の圧力検知値が所定の圧力以上になると排水用電動弁ＭＶ３が開弁するように構成されている。

続いて、年末年始等の冬期などに密閉型冷却塔１を停止させ、密閉型熱交換器２４ａ、２４ｂから排水する工程を図２に従って説明する。

排水にあたっては、まず排水用電動弁ＭＶ４を開弁し、自然排水される被冷却水を排出させる。
排水モードを開始すると、入口電動弁ＭＶ１及び出口電動弁ＭＶ２を閉弁し（Ｓ１）、圧縮空気電動弁ＭＶ３を開弁する（Ｓ２）。然るに、流出管４２に圧縮空気が導入され、流出管４２に連通している流入管４０側の圧力が上昇し始める。この上昇始めた圧力は圧力センサＰ１で検知している。更に圧縮空気が流入し、圧力センサＰ１の検知値が、制御手段に記憶された所定圧力Ｐ０（例えば、０．３ＭＰａ）以上に達することを比較判定する（Ｓ３）。所定圧力Ｐ０未満であれば、この状態を維持して圧縮空気を流入させる。そして、圧縮空気電動弁ＭＶ３を開弁したＳ２からの時間（タイマＴ１）と所定時間Ｔ０（例えば、１分間）とを比較する。（Ｓ４）

所定圧力Ｐ０以上に達するか、又は所定時間Ｔ０に達すると、排水用電動弁ＭＶ４を開弁する（Ｓ５）。すると、流出管４２から流入管４０内に封入されていた圧縮空気が急激に膨張し、管路内の被冷却水を押出しつつ、圧縮空気が排水用電動弁ＭＶ４に向かって急速に流動するので、被冷却水がその勢いで排水用電動弁ＭＶ４から排出される。

排水用電動弁ＭＶ４を開弁すると、下降する圧力を圧力センサＰ１で検知し、所定の圧力Ｐ０‘（例えば、０．０１ＭＰa）と比較判定する（Ｓ６）。所定圧力Ｐ０’以上であれば排出が完了していないとして、この状態を維持する。そして、排水用電動弁ＭＶ４を開弁したＳ５からの時間（タイマＴ２）と所定時間Ｔ０‘（例えば、２分間）とを比較する（Ｓ７）。

所定圧力Ｐ０‘以下に達するか、又は所定時間Ｔ０’に達すると、排水用電磁弁ＭＶ４を閉弁する（Ｓ８）。そして、排水電動弁ＭＶ４の動作回数に１を加えて（Ｓ９）制御手段に記憶させ、圧縮空気用電動弁ＭＶ３を閉弁する（Ｓ１０）。そして、排水電動弁ＭＶ４の動作回数が、前もって制御手段に記憶させている所定動作回数（例えば１０回）に達しているかどうかを比較する（Ｓ１１）。電動弁ＭＶ４の動作回数が、所定動作回数に達していなければ、Ｓ２に戻って排水工程を繰り返し、所定動作回数に達すると終了する。

所定の回数は、密閉型熱交換器２４ａ、２４ｂの大きさ、構造により前もって設定すればよい。また、一次側の圧縮空気の供給に不都合が生じ、所定圧力Ｐ０、Ｐ０‘に達しない場合でもタイマＴ０、Ｔ０’によって排水工程を繰り返す。この場合、十分な排水がなされていないことが考えられるので、警報を発することができる。
更に、排水工程は完全に圧力を各電動弁の動作タイミングを変更することもでき、また排水工程を繰り返す場合には被冷却水が自然排水される時間だけ遅延時間を設定することもできる。

したがって、密閉型冷却塔１の排水を行うときには、ほぼボタン１つで確実に被冷却水を自動的に排水することができ、冬期における屋外作業を必要としない、という効果を発揮することができる。

本発明の実施の形態に係わる密閉型冷却塔の概略断面図である。 排水方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１：密閉型冷却塔、１１：通風孔、１２：エリミネータ
２０ａ：モータ、２０ｂ冷却ファン、２１：上部散水槽、２１ａ：散水孔、
２２：入口ヘッダー、２３：出口ヘッダー、２４ａ、２４ｂ：密閉型熱交換器、２６：受水槽、２６ａ：ストレーナ、２７：補給用水栓、２８：連結管、２９：散水ポンプ、
３０：充填材、３２：散水排水弁、３４：オーバーフロー管、
４０：流入管、４２：流出管、４４：排水管、
ＭＶ１：入口電動弁、ＭＶ２：出口電動弁、ＭＶ３：排水用電動弁、ＭＶ４：圧縮空気用電動弁、
Ｐ１：圧力センサ

Claims (3)

1. 密閉型熱交換器を備え、これに上部水槽から前記密閉型熱交換器へ散布水により前記密閉型熱交換器内を流れる循環冷却水を間接的に冷却する密閉型冷却塔において、
   前記循環冷却水の流入管路及び流出管路に流入電動駆動弁及び流出電動駆動弁を配置し、
   前記密閉型熱交換器と前記流入電動駆動弁、又は前記密閉型熱交換器と前記流出電動駆動弁との間の管路から分岐された圧縮空気導入口と、
   前記圧縮空気導入口から前記密閉型熱交換器を経由した側に分岐されて設けた排水用電動駆動弁と、
   前記流入電動駆動弁から前記密閉型熱交換器を経由し前記流出電動駆動弁に至る管路に設けた圧力センサを備えることを特徴とする密閉型冷却塔。
2. 請求項１に記載の密閉型冷却塔において、前記流入電動駆動弁、前記流出電動駆動弁及び前記排水用電動駆動弁を閉弁し、前記圧縮空気導入口から圧縮空気を導入する工程と、
   前記圧力センサで検知した圧力値を所定の圧力値と比較する工程と、
   前記圧力センサで検知した圧力値が、所定の圧力値と同じ又は上回ったときに前記排水用電動駆動弁を開弁する工程とからなることを特徴とする密閉型冷却塔の排水方法。
3. 請求項２に記載の密閉型冷却塔の排水方法を所定の時間の間隔をおいて複数回繰り返すことを特徴とする密閉型冷却塔の排水方法。

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