JP2009236370A - 空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来より小型で安価な手段により、空冷式凝縮器の吸込空気を冷却する空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置を提供する。
【解決手段】空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置８００は、空冷式凝縮器の吸込空気経路上に配置され、吸込空気方向に所定の厚さを有する充填材９００を含む。充填材９００に水を流し、充填材９００の下部から流れ出る水は、水回収容器８０４で回収する。水回収容器８０４に回収された水は、ストレーナキャップ２７０を介してポンプ２８０によって充填材９００の上方まで汲み上げる。汲み上げられた水は、水供給容器８１０Ｂが備える複数の排出口を通って、充填材９００の上方から内部に一様に流される。このように水を循環させ、空冷式凝縮器の吸気によって水を蒸発させることにより、気化熱の作用で、吸気冷却を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、空冷式凝縮器の吸込空気を冷却する空冷式凝縮器の吸込空気冷却装置に関するものである。

空調・冷凍・冷蔵装置等の冷凍サイクルに用いられる凝縮器は、熱交換方式により水冷式と空冷式がある。水冷式は熱交換効率が高く、夏場の高温時にも安定した庫内・室内温度が保てるが、装置構造が複雑となり高価である。
一方、空冷式は、装置構造が簡便なため安価であるが、夏場の高温時等に庫内・室内の冷却効率が落ちるという欠点がある。この欠点を補うため空冷式凝縮器の補助冷却装置が提案されていて、この装置は、放熱フィンに直接水を散布し、冷却効率を向上させる（特許文献１）。

図１６に示すように特許文献１の補助冷却装置は、空調室外機の凝縮器２の放熱フィンに、細かい粒状または霧状の水をほぼ均一に散布する１基以上のスプレーノズル部４と、このノズル部４を作動・停止させる制御部５とを備えている。そして、例えば、圧縮機が運転されている時に外気温度が３５℃前後の高温になった際に、昇温した放熱フィンに対し、各スプレーノズル部４から余分にドレン水が出ないように水量を調整して水を散布し、この散布した水の蒸発潜熱によって冷媒管７に設けられた放熱フィンを冷却するようになっている。なお、スプレーノズル部４は、保護枠６に支持されると共に給水配管８によって冷却水が供給される。また、符号３は凝縮器２から空気を吸引する冷却ファンである。

この欠点を補う空冷式凝縮器の補助冷却装置としては、凝縮器の近傍にクーリングマットを配置させ、クーリングマットに冷却水を流下させて凝縮器の吸込空気を冷却させる補助冷却装置（特許文献２）が知られている。

特許文献２の補助冷却装置は、図１７に示され、凝縮器２の放熱フィンの近傍にクーリングマット２１を放熱フィンから一定距離離して設置させ、クーリングマット２１に冷却水を流下させて凝縮器２の吸込空気を冷却させる。クーリングマット２１の上部に散水桶２２、下部には貯水槽２５、また冷却水を循環させるためのポンプ２６が設けられている。

しかしながら、特許文献１の放熱フィンへの直接散水方式の補助冷却装置は、夏場などの高温時に凝縮器の放熱フィンにノズルにより直接水道水等を散水し、冷却効率を向上させ、他の時期は従来の空冷装置として運転するものであり、運転を長期にわたって続ける間に放熱フィン表面に水垢・スケール等が付着するため、空冷運転時の熱交換効率の低下や放熱フィンの腐食などが発生する等の不具合があった。

一方、特許文献２の補助冷却装置は、特許文献１の上記の欠点を解消できる可能性がある。しかしながら、上記従来技術である、クーリングマットに冷却水を流下させて凝縮器の吸込空気を冷却させる補助冷却装置は、繊維状のクーリングマットを用いていることもあり、構造上冷却効率が低く、さらに目詰まりによる圧力損失が増大していく等の不具合があった。
特開平１０−２１３３６１号公報 特開２００４−３８０６

本発明による空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置は、上述の課題を解決するために、空冷式凝縮器の吸込空気経路上に配置され、吸込空気方向に所定の厚さを有する充填材と、充填材の上方から内部に水を継続的に流す水供給手段とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、空冷式凝縮器の吸込空気によって、充填材の表面を流れる水が蒸発するため、気化熱（蒸発熱）の作用により、吸込空気が冷却される。しかも、低廉に吸込空気の冷却が実現可能である。

上述の充填材は、吸気方向に平行に立設配置された複数の波板の集合体としてもよい。かかる形状の充填材を用いた場合は、吸込空気の圧力損失を減少させることができ、また、このような充填材は軽量で扱いやすく、加工も簡便に行うことができる。

上述の充填材は、吸気方向に平行に立設配置された複数の波板および平板の集合体としてもよい。

上述の水供給手段は、充填材の下部から流れ出る水を回収する水回収容器と、水回収容器から水を充填材の上方まで汲み上げるポンプと、汲み上げられた水を貯え、充填材の上方から内部に一様に流す複数の排出口を備えた水供給容器とを含み、これによって空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置は、水を循環させるとよい。水を節約するためである。

また、上述のポンプは単位時間当たり一定の量の水を水回収容器から汲み上げ、水供給手段はさらに、水回収容器の液面が所定の高さ以下となると水回収容器に水を補給するフロート弁を有する液面制御手段を含むとよい。これにより、蒸発した水が補給される。

上述の複数の波板の条溝の方向は、吸気方向に対して、互い違いに異なる２つの方向に傾斜していて、傾斜の角度は、２０°〜４０°の範囲であるとよい。

このように波板を配置するのは、隣接する波板の最も隆起する部位同士を点接触させ、波板間の空隙を確保しつつ、互い違いに傾斜した条溝によって空気の乱流を促進し、吸気冷却性能を向上させるためである。吸気冷却性能がとりわけ向上するのは傾斜角度を２０°以上としたときである。一方、傾斜角度を４０°以下とするのは、これより傾斜角度を大きくすると吸気が遮断される傾向が強まって圧力損失が増大するからである。

上述の波板状の充填材は、ポリエチレンテレフタレートと、ポリエチレンと、ガラス繊維とで構成されているとよい。

ゼロ・エミッションに貢献する観点から材料を有機物であるポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンに限ることが望ましいが、それらだけでは耐久性が得られない。そこで無機物であるガラス繊維によって強度を向上させている。

上述の複数の波板の上にはさらに、波板と同一材質の平板が載置されていて、水供給手段は、この平板に水を滴下するとよい。上記の材質の平板状の充填材に滴下された水は、充填材の高い吸水性によって、充填材を一様に湿潤化し、その下に立設配置されている複数の波板状の充填材に一様に供給可能となるからである。

上述の波板の起伏の幅は３ｍｍ〜５ｍｍであるとよい。３ｍｍより小さいと圧力損失が大きくなりすぎ、５ｍｍを超えると蒸発が促進されず、同じ飽和効率を得るためには充填材の吸気方向の厚さが大きくなりすぎるからである。

上述の充填材を用いた加湿の飽和効率は８０％以上であるとよい。飽和効率の値が大きいほど加湿性能が高く、冷却効果が高まるからである。また、水の供給量も少なくてすむため、水を循環させるためのポンプも小型化できる利点がある。

上述の水供給手段はさらに、吸気の温度を検出する温度センサと、吸気の湿度を検出する湿度センサと、検出された温度および湿度に応じた水供給量を予め定めたテーブルを記録する記録手段と、単位時間当たり、テーブルで定められた水供給量の水をポンプが水回収容器から汲み上げるよう、ポンプを制御するポンプ制御手段とを含むとよい。

上記の構成によれば、温度や湿度の変化に対応して、常に適切な量の水を供給することが可能となるからである。

本発明によれば、空冷式凝縮器に大規模な設備を追加することなく、従来より小型の手段により、空冷式凝縮器の吸込空気を冷却可能である。また、本発明で用いられる充填材は、土木分野で用いられる排水用部材や、冷却塔や化学蒸留塔などの充填材としても用いられているため、入手が容易であり、安価である。

また、本発明の方式では、充填材の上で水が蒸発するため、水中の不純物が充填材に取り残され、空気流中に持ち越されない。このため、凝縮器の汚れによる効率低下や、エロージョンといった問題を回避できる。このほか、不純物が充填材上に堆積しても蒸発性能が低下しないため通常の冷却塔のような厳重な水質管理が不要で節水が可能である。

次に添付図面を参照して本発明による空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置の実施形態を詳細に説明する。図中、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。また、同様の要素は同一の参照符号によって表示する。

図１および図２は、本発明の実施形態が適用される空冷式凝縮器の一例を示し、図１は側面図、図２は正面図である。吸込空気は空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置８００を通過し、図１に示す矢印の方向に流れ、空冷式凝縮器に供給される。

後述の、本発明の実施形態である空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置は、空冷式凝縮器の吸込空気経路上に配置され、空冷式凝縮器の上流側に隣接して設置される。

図２は吸込空気の上流側から見た部分断面図であり、図１は図２を側方から見た側面図である。空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置は、充填材９００を含み、これは、吸気を可能にしつつ、空気に与える圧力損失を可能な限り低減して空冷式凝縮器の冷却効率を向上させる。

充填材９００として、吸込方向に平行に立設配置された複数の波板の集合体を用いるとよい。図３は、上述のような充填材の例を示す図である。典型的には、冷却塔に一般的に用いられている充填材を利用してよい。図３に示すように、吸気は、立設配置された複数の波板３２０の間を気流が通過するように、矢印３３０で示す方向に行われる。矢印３４０で示すように、波板３２０に対向する方向から吸気を行うと、圧力損失が大きく、気流が良好に通過できないからである。

図１および図２に示すように、本実施形態では、充填材９００は、上下方向に連続して配列されている。これは、空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置を、それが設置される空冷式凝縮器の大きさや設置場所に応じて自在に組み立て、所望の大きさの吸込空気冷却装置８００を構成するためである。

空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置は、充填材９００の上方から内部に水を継続的に流す水供給手段を含む。水供給手段は、充填材９００の下部から流れ出る水を回収する水回収容器８０４と、水回収容器８０４からストレーナキャップを介して、水を充填材９００の上方まで水供給管２９０を通して汲み上げるポンプ２８０と、汲み上げられた水を水供給口から受け取って貯え、充填材９００の上方から内部に一様に流す、千鳥状に配列した複数の排出口を備えた水供給容器８１０Ｂとを含み、これによって空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置は、水を循環させ、水を節約している。

なお排出口の大きさおよび配列方法は任意に定めてよいが、充填材９００の内部に一様に水を流すために、なるべく径の小さい穴を多数設けるとよい。

ポンプ２８０は単位時間当たり一定の量の水を水回収容器８０４から汲み上げる。一方、吸込空気冷却装置８００にはさらに、水回収容器８０４の液面が所定の高さ以下となると水回収容器８０４に水を補給する液面制御手段を含んでいて、これは、フロート弁２５０を有する構成としてよい。フロート弁２５０は、液面に浮かぶフロート２６０が液面の高さに応じて上下方向に推移することにより開閉する弁であり、水回収容器３１０の液面が所定の高さ以下となると開かれて補給水供給管２４０から水が供給され、液面が所定の高さ以上になると閉じられる。

このような液面制御手段によれば、水回収容器８０４から単位時間当たり一定の量の水が汲み上げられて水が循環しているにも拘らず、蒸発によって水が減少して水回収容器８０４の液面が所定の高さ以下となると、水が補給され、常に適切な量の水が吸気冷却装置８００を循環することとなる。

図２に示すように、充填材９００は吸込空気方向（傾斜した上流面から傾斜していない下流面に向かう方向）に所定の十分な厚さ（数十ｃｍ）を有し、この厚さにわたって、空冷式凝縮器の吸込空気によって、充填材９００を流れる水が蒸発する。このため、気化熱（蒸発熱）の作用により、吸入空気が冷却される。かかる装置８００によれば、建設費のかさむ構成部品を使用せずに、低廉に吸込空気の冷却が実現可能である。

図５および図６は図２の充填材９００の詳細な構成を示す図である。図５は、充填材９００を構成する複数の波板９００Ａ〜９００Ｃの配置を明確化するため、各波板をずらして側方から見た図である。３枚の波板９００Ａ〜９００Ｃは代表して示すものであり、波板の数が通常はこれより多いことは言うまでもない。

波板９００Ａ〜９００Ｃの条溝の方向は、吸気方向に対して、互い違いに異なる２つの方向に傾斜している。すなわち、波板９００Ａの条溝は吸気方向より下降する方向であり、波板９００Ｂの条溝は吸気方向より上昇する方向であり、波板９００Ｃの条溝は再び吸気方向より下降する方向となっている。

本実施形態では、製造の容易性等の観点から、吸気方向と条溝方向との傾斜角度は一様（３０°）であるが、必ずしも一様な２方向にしなくてもよい。

このように波板９００Ａ〜９００Ｃを配置するのは、隣接する波板の最も隆起する部位同士を点接触させ、波板間の空隙を確保しつつ、互い違いに傾斜した条溝によって空気の乱流を促進し、吸気冷却性能を向上させるためである。吸気冷却性能がとりわけ向上するのは傾斜角度を２０°以上としたときである。一方、傾斜角度を４０°以下とするのは、これより傾斜角度を大きくすると吸気が遮断される傾向が強まって圧力損失が増大するからである。

このように、傾斜の角度は、２０°〜４０°の範囲であるとよく、両者の冷却性能と圧力損失とのバランスに鑑みれば、本実施形態のように、３０°とするのが望ましい。

複数の波板で構成される充填材９００は、ポリエチレンテレフタレートと、ポリエチレンと、ガラス繊維とで構成されている。

ゼロ・エミッションに貢献する観点から材料を有機物であるポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンに限ることが望ましいが、それらだけでは耐久性が得られない。そこで無機物であるガラス繊維によって強度を向上させている。

図７は図２の充填材９００の成分の一例を示す一覧表である。充填材９００の主成分は既に述べた通りポリエチレンテレフタレートと、ポリエチレンと、ガラス繊維とであるが、このほか、珪酸粉、水酸化アルミニウム、カーボンブラック、抗菌剤、塩化ビニリデン系ラテックス等を混入してよい。これら、主成分以外の成分は必須のものではなく、一例にすぎない。

かかる素材で構成されている充填材９００の吸水率は２００％である。すなわち充填材１ｇで２ｇの水を吸うことが可能である。このように吸水率が高いことから、部分的に水を滴下するだけで充填材全体を容易に湿潤化可能である。したがって、散水ライン８１０Ｂの孔径は２〜３ｍｍという小さいものでよいし、ラインに一列、等間隔に設けるだけでよい。

図８は図２の充填材９００のより詳細な構造を示す図である。図８に示すように、複数の波板の上には、さらに、波板と同一材質の平板９００Ｄが載置されている。散水ライン８１０Ａ、８１０Ｂからは、この平板９００Ｄに水を滴下する。

平板状の充填材９００Ｄに滴下された水は、充填材９００Ｄの高い吸水性によって、充填材９００Ｄを一様に湿潤化し、その下に立設配置されている複数の波板状９００Ａ〜９００Ｃの充填材に一様に供給可能となる。

図９は図２に示す充填材を構成する１枚の波板を示す図である。波板９００Ａの起伏の幅は３ｍｍ〜５ｍｍであるとよい。３ｍｍより小さいと圧力損失が大きくなりすぎ、５ｍｍを超えると蒸発が促進されず、同じ飽和効率を得るためには充填材の吸気方向の厚さが大きくなりすぎるからである。

図２に示すように、空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置も、充填材９００の上方から内部に水を継続的に流す水供給手段を含む。水供給手段は、充填材９００の下部から流れ出る水を回収する水回収容器８０２Ｂと、水回収容器８０４から水を充填材９００の上方まで水供給管８０６を通して汲み上げるポンプ２８０と、水供給管８０６から流れ込む水を充填材９００に滴下する散水ライン８１０Ｂとを含む。散水ライン８１０Ｂにはそれぞれ、滴下用の孔が設けられている。これによって空冷式凝縮器も水を循環させている。

装置停止時には充填材９００に滴下された水が水回収容器８０４に還流し、同容器８０４からあふれる可能性がある。そこで、水回収容器８０４のすり鉢状の底面からは、オーバフロー管８０５が設けられている。オーバフロー管８０５の先端は、容器８０４内の水面８０９より高くなっていて、余剰の水を排出できるようになっている。

オーバフロー管８０５は、容器８０４内に堆積するゴミや析出不純物を自動的に排出できるよう、水回収容器８０４の下側から取り出し、水面８０９を一定に保つ、図２に示すようなＪ字型のものであることが好ましい。

ポンプ２８０はインバータ８１２によって制御されるインバータポンプであり、インバータ８１２はコンピュータ８１４によって制御される。

図４は図２の空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置の性能を把握するための試験装置の側面図であり、図２の矢印Ｂ−Ｂで示す方向から見た部分側面図に相当する。

コンピュータ８１４にはセンサ８１６Ａと８１６Ｂが接続されていて、これらセンサ８１６Ａと８１６Ｂは配置された場所の相対湿度（ＲＨ）および温度を測定し、コンピュータ８１４に送信可能である。空冷式凝縮器の下流にはオリフィス流量計８１８およびブロワ８２０が設けられ、吸気速度（吸気量）を調節可能である。

充填材９００の高さは、図４に示すようにおよそ０．６ｍであり、厚みは０．２〜０．３ｍである。厚みを０．２〜０．３ｍとするのは、この厚みが大きくなるほど圧力損失が大きくなって不利であるが、飽和効率は向上するため、バランスをとった値としたものである。厚みは上述のように充填材９００の圧力損失や飽和効率に関係するため増減する際には注意を要するが、その他の寸法は、設置される場所に応じて自由に変更してよい。

本実施形態で用いる散水ライン８１０Ｂには、穴を一列に等間隔で開ける程度でよい。他の実施形態のように多くの排出口を設けた水供給容器を用いてもよいが、充填材９００の吸水性は著しく高いため、平板状の充填材９００の一部に水を滴下すれば容易に充填材９００全体を一様に湿潤化できるからである。

図１０は気化式加湿エレメントにおける加湿の過程を空気線図上で表現したものである。本実施形態は等エンタルピで加湿されるという気化式加湿エレメントの特徴を有している。図１０の温度Ｔ１、絶対湿度Ｘ１の空気を気化式加湿器で加湿すると、等エンタルピ線９０２上を飽和曲線（相対湿度１００％）に向かって移動しながら加湿してゆく。加湿された空気の温度をＴ２、絶対湿度をＸ２とし、飽和曲線との交点（露点）の温度をＴ３、絶対湿度をＸ３とすると、Ｘ１がＸ３（またはＴ１がＴ３）まで移動する量を１００％とし、Ｘ１がＸ２（またはＴ１がＴ２）まで移動した量が何％に相当するかを表した値を飽和効率と呼ぶ。計算方法は式（１）または（２）で表される。この飽和効率によって加湿性能を表すことができる。
飽和効率（％）＝（Ｘ２−Ｘ１）／（Ｘ３−Ｘ１）×１００ （１）

＝（Ｔ２−Ｔ１）／（Ｔ３−Ｔ１）×１００ （２）
上述の充填材を用いた加湿の飽和効率は８０％以上とする。飽和効率の値が大きいほど加湿性能が高く、冷却効果が高まるからである。また、水の供給量も少なくてすむため、水を循環させるためのポンプ２８０も小型化できる利点がある。

上述の水供給手段はさらに、吸気の温度を検出する温度センサと、吸気の湿度を検出する湿度センサとを含む。これらセンサは、温度・湿度センサ８１６Ａによって便宜的に示している。センサ８１６Ａは装置８００の入口の吸気の相対湿度（ＲＨ）および温度を検出してコンピュータ８１４に送る。

コンピュータ８１４には、上述の水供給手段を構成する、ハードディスク等の記録手段（図示は省略する）が備えられていて、ここには、センサ８１６Ａで検出された温度および相対湿度に応じた水供給量を予め定めたテーブルが記録されている。

コンピュータ８１４は、単位時間当たり、テーブルで定められた水供給量の水をインバータポンプ２８０が水回収容器８０４から汲み上げるよう、インバータ８１２を介してポンプを制御するポンプ制御手段としての役割を果たす。

上記のテーブルに定める水供給量は、一般的に、理論蒸発量の１．５倍〜１．８倍程度が好ましい。より好ましくは、予め、吸気温度および湿度と、それに対応する、装置８００に特有の、最適水量（冷却効果が最大になる水量）との関係を調査して、上記のテーブルに登録しておくとよい。これにより、吸気の温度や湿度の変化に対応して、装置８００に常に最適な量の水を供給し、ポンプの消費エネルギも最小限に抑えることが可能となるからである。

図１１は、本実施形態の冷却性能の実験結果を示す表である。充填材９００の厚みは０．３ｍとし、充填材９００を構成する１枚の波板９００Ａの起伏の幅は３ｍｍとした。いずれの試験においても、飽和効率は８０％以上とした。その結果、センサ８１６Ａ、８１６Ｂにて検出した、装置８００の入口・出口の温度差は、いずれも７℃以上に達していて、高い冷却効果が得られたことが分かる。

ただし、本実施形態における充填材９００は、波板の条溝の方向が互い違いに異なる２つの方向に傾斜するという独特の乱流を促進する構造を有する。

上記のような構造の充填材９００は、以下のような利点がある。すなわち、吸気の経路の上流側に向かって下を向くように傾斜している方式の加湿エレメントの場合、空気の出口において最下部に位置する吸気経路は、入口が気流を引込めない低い位置に埋没してしまっているため、エレメント全体の面積を活用できていない。その点、本実施形態における充填材９００は、その全体の面積を活用可能であり、無駄な面積がない。

さらに、本実施形態における充填材９００は、広大な波板を製造し、所定の大きさに切断して、条溝が傾斜するように積み重ねるという簡便な作業にて製造可能である。

図１２および図１３は他の充填材９５０の構成を示す図である。図２に示した空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置８００には、充填材９００に代えて、この異なるタイプの充填材９５０を用いてもよい。

図１４は図１２および図１３に示す充填材のさらに詳細な構成を示す図である。図１４（ａ）に示すように、充填材９５０は、波板・平板構造９５２、９５４、９５６、９５８で構成されていて、これら複数の波板・平板構造は、共通の構造を有する。

図１４（ｂ）では、波板・平板構造９５２を代表としてその構造を説明する。波板・平板構造９５２は、吸気方向に平行に立設配置された波板９５２Ａおよび平板９５２Ｂを含み、これらが隣接配置されている。波板９５２Ａの条溝の方向は、吸気方向に平行である。

複数の波板および平板で構成される充填材９５０も、ポリエチレンテレフタレートと、ポリエチレンと、ガラス繊維とで構成されていて、図７に示した充填材９００の成分と同様としてよい。

図１４（ａ）に示すように、充填材９５０を構成する複数の波板・平板構造９５２、９５４、９５６、９５８の上には、さらに、波板・平板構造と同一材質の平板９５０Ｄが載置されている。散水ライン８１０Ｂからは、この平板９５０Ｄに水を滴下する。

図１４（ｂ）に示すように、波板９５２Ａの起伏の幅は、充填材９００の波板と同様に、３ｍｍ〜５ｍｍであるとよい。また、充填材９５０の空隙率は８０％以上であり、これを用いた加湿の飽和効率は、充填材９００と同様、８０％程度以上が好ましい。

図１５は、充填材９５０を用いた場合の本実施形態の冷却性能の実験結果を示す表である。図１５では、充填材９５０は、「不織布」と称されている。充填材９５０の厚みは０．２０ｍとし、充填材９５０を構成する１枚の波板９５０Ａの起伏の幅は３．３ｍｍとした。入口と出口の温度差が大きく、高い冷却効果が得られていることが分かる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、空冷式凝縮器の吸込空気を冷却する空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置に適用可能である。

本発明の実施形態である空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置の側面図である 本発明の実施形態である空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置の正面図である 図１および図２の充填材の例である、吸気方向に平行に立設配置された複数の波板の集合体である充填材を示す図である。 図１および図２の空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置の性能を把握するための試験装置の側面図である。 図１および図２の充填材を構成する複数の波板の配置を示す図である。 図１および図２の充填材の詳細な構成を示す図である。 図１および図２の充填材の成分の一例を示す一覧表である。 図１および図２の充填材のより詳細な構造を示す図である。 図１および図２に示す充填材を構成する１枚の波板を示す図である。 気化式加湿エレメントにおける加湿の過程を空気線図上で表現したものである。 図１および図２の空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置の冷却性能の実験結果を示す表である。 図１および図２の空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置に適用可能な他の充填材の構成を示す図である。 図１２に示す充填材の構成を示す図である。 図１２および図１３に示す充填材のさらに詳細な構成を示す図である。 図１および図２の空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置に図１２の充填材を用いた場合の冷却性能の実験結果を示す表である。 特許文献１の補助冷却装置である 特許文献２の補助冷却装置である

符号の説明

８００ 空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置
８１０Ｂ 水供給容器
８０４ 水回収容器
２５０ フロート弁
２８０ ポンプ
９００ 充填材

Claims (11)

1. 空冷式凝縮器の吸込空気経路上に配置され、吸込空気方向に所定の厚さを有する充填材と、前記充填材の上方から内部に水を継続的に流す水供給手段とを含むことを特徴とする空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置。
2. 前記充填材は、吸込空気方向に平行に立設配置された複数の波板の集合体であることを特徴とする請求項１に記載の空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置。
3. 前記充填材は、吸込空気方向に平行に立設配置された複数の波板および平板の集合体であることを特徴とする請求項１に記載の空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置
4. 前記水供給手段は、
   前記充填材の下部から流れ出る水を回収する水回収容器と、
   前記水回収容器から水を前記充填材の上方まで汲み上げるポンプと、
   前記汲み上げられた水を貯え、前記充填材の上方から内部に一様に流す複数の排出口を備えた水供給容器とを含み、
   これによって水を循環させることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置。
5. 前記ポンプは単位時間当たり一定の量の水を前記水回収容器から汲み上げ、
   前記水供給手段はさらに、
   前記水回収容器の液面が所定の高さ以下になると前記水回収容器に水を補給するフロート弁を有する液面制御手段を含むことを特徴とする請求項４に記載の空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置。
6. 前記複数の波板の条溝の方向は、前記吸気方向に対して、互い違いに異なる２つの方向に傾斜していて、
   前記傾斜の角度は、２０°〜４０°の範囲であることを特徴とする請求項２および３に記載の空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置。
7. 前記充填材は、ポリエチレンテレフタレートと、ポリエチレンと、ガラス繊維とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置。
8. 前記複数の波板または平板の上にはさらに、該波板または平板と同一材質の平板が載置されていて、
   前記水供給手段は、前記平板に水を滴下することを特徴とする請求項２および３に記載の空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置。
9. 前記波板の起伏の幅は３ｍｍ〜５ｍｍであることを特徴とする請求項２および３に記載の空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置。
10. 前記充填材を用いた加湿の飽和効率は８０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置。
11. 前記水供給手段はさらに、
    吸気の温度を検出する温度センサと、
    吸気の湿度を検出する湿度センサと、
    前記検出された温度および湿度に応じた水供給量を予め定めたテーブルを記録する記録手段と、
    単位時間当たり、前記テーブルで定められた水供給量の水を前記ポンプが前記水回収容器から汲み上げるよう、該ポンプを制御するポンプ制御手段とを含むことを特徴とする請求項４に記載の空冷式凝縮器用吸込空気冷却装置。