JP2020073850A - cooling tower - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空調設備用または工業設備用冷却塔に関する。 The present invention relates to a cooling tower for air conditioning equipment or industrial equipment.
冷却水を使用する空調設備や工業設備などにおいては、水の蒸発潜熱を利用して水を冷却する冷却塔が広く用いられている。この冷却塔は、負荷側からの冷却水を冷却塔内の充填材の表面を流下させながら、送風機により塔内に吸引される外気と直接接触させることにより冷却するものである。このような冷却塔には、充填材の表面を流下する冷却水と外気の流れ方向により、カウンターフロー型（向流型とも称される。たとえば、特許文献１〜３参照）とクロスフロー型（直交流型とも称される。たとえば、特許文献４,５参照）がある。カウンターフロー型は、通常、丸型であり、クロスフロー型は、通常、角型である。 BACKGROUND ART Cooling towers that cool water by utilizing latent heat of vaporization of water are widely used in air conditioning equipment and industrial equipment that use cooling water. This cooling tower cools the cooling water from the load side by direct contact with the outside air sucked into the tower by a blower while flowing down the surface of the filler in the cooling tower. In such a cooling tower, a counterflow type (also referred to as a counterflow type, for example, refer to Patent Documents 1 to 3) and a crossflow type (depending on the flow directions of the cooling water flowing down the surface of the packing material and the outside air). It is also called a cross flow type, for example, see Patent Documents 4 and 5. The counterflow type is usually round and the crossflow type is usually square.
図１５は、従来のカウンターフロー型冷却塔の構成の一例を示す。この冷却塔ＣＴ１は、塔体100の下部外周部に、外気を塔体100内に吸引するための外気取込み口101を有し、塔体100の中には上部に散水アーム102が、その直下には熱交換促進用の充填材103が支持部材104により塔体100内の下部に空間が形成されるように、それぞれ配置されている。また、塔体100の中心部に、負荷側から戻ってくる冷却水を散水アーム102に送る送水管105が設けられ、塔体100内の底部には充填材103により冷却された冷却水を受ける水槽106が、さらに、塔体100の上部に設けられた排気口107内に送風機３１が設置されている。その送風機３１は、通常、プロペラファン等のブレード（羽根車）３１ａと、そのブレードを回転させるモータ３１ｂとから構成されているブレード付き送風機である（特許文献１参照）。図１５において、細い矢ａは冷却水の移動を、太い矢Ａは外気の移動を示す。Ｗｉは負荷側から戻ってくる冷却水、Ｗｏは負荷側に送られる冷却水であり、Ａiは塔体100内に吸い込まれる空気、Ａｏは塔体100外に排出される空気である。 FIG. 15 shows an example of the configuration of a conventional counter flow type cooling tower. This cooling tower CT1 has an outside air intake port 101 for sucking outside air into the tower body 100 at the outer periphery of the lower portion of the tower body 100, and a water spray arm 102 is provided above the inside of the tower body 100 and directly below it. A heat-exchange promoting filler 103 is disposed in each of the columns so that a space is formed in the lower part of the tower body 100 by the supporting member 104. Further, in the center of the tower body 100, a water supply pipe 105 for sending the cooling water returning from the load side to the sprinkling arm 102 is provided, and the bottom of the tower body 100 receives the cooling water cooled by the filler 103. A water tank 106 is further installed, and a blower 31 is installed in an exhaust port 107 provided in the upper part of the tower body 100. The blower 31 is usually a bladed blower including a blade (impeller) 31a such as a propeller fan and a motor 31b for rotating the blade (see Patent Document 1). In FIG. 15, the thin arrow a indicates the movement of the cooling water, and the thick arrow A indicates the movement of the outside air. Wi is cooling water returning from the load side, Wo is cooling water sent to the load side, Ai is air sucked into the tower 100, and Ao is air discharged outside the tower 100.
図１６は、クロスフロー型冷却塔の構成の一例を示す。この冷却塔ＣＴ２は、塔体200内の上部に負荷側から戻される冷却水を受ける上部水槽201を設け、その上部水槽201と塔体200内の底部に設けられた下部水槽202との間に充填材203を配設し、塔体200の充填材203に対応する高さの両側部に外気取込み口204を備え、塔体200の上部の排気口205に送風機３２が設けられている。この送風機３２も、ブレード３２ａと、そのブレードを回転させるモータ３２ｂとから構成されているブレード付き送風機である。その送風機３２を回転させると、外気取込み口204から外気が吸引され、その外気と上部水槽201から充填材203に散水される冷却水との熱交換が充填材203により促進され、充填材203を通過した空気が排気口205から塔体200の外に排気されるように構成されている（特許文献５参照）。図１６において、細い矢ａは冷却水の移動を、太い矢Ａは外気の移動を示す。Ｗｉは負荷側から戻ってくる冷却水、Ｗｏは負荷側に送られる冷却水であり、Ａiは塔体200内に吸い込まれる空気、Ａｏは塔体200外に排出される空気である。 FIG. 16 shows an example of the structure of a cross flow type cooling tower. This cooling tower CT2 is provided with an upper water tank 201 for receiving cooling water returned from the load side in the upper part of the tower body 200, and between the upper water tank 201 and a lower water tank 202 provided at the bottom of the tower body 200. The packing material 203 is provided, the outside air intake ports 204 are provided at both sides of the tower body 200 at a height corresponding to the packing material 203, and the blower 32 is provided at the exhaust port 205 at the upper part of the tower body 200. This blower 32 is also a blower with a blade, which is composed of a blade 32a and a motor 32b for rotating the blade. When the blower 32 is rotated, the outside air is sucked from the outside air intake port 204, the heat exchange between the outside air and the cooling water sprinkled on the filler 203 from the upper water tank 201 is promoted by the filler 203, and the filler 203 is removed. The passed air is exhausted to the outside of the tower body 200 from the exhaust port 205 (see Patent Document 5). In FIG. 16, a thin arrow a indicates movement of cooling water, and a thick arrow A indicates movement of outside air. Wi is cooling water returned from the load side, Wo is cooling water sent to the load side, Ai is air sucked into the tower body 200, and Ao is air discharged to the outside of the tower body 200.
上記のように、従来の冷却塔は、カウンターフロー型、クロスフロー型のいずれも、塔体(100,200)の排気口(107,205)に、送風機(３１,３２)が設けられている。大型の冷却塔には、カウンターフロー型冷却塔の場合は、排気口107の口径が１５００〜３８００ｍｍ、外径寸法が５０００〜８５００ｍｍ程度のものがあり、クロスフロー型冷却塔の場合は、間口幅１７００〜１２０００ｍｍ、高さ２８００〜３３００ｍｍ、奥行き３３００〜３８００ｍｍにもなるものがある。また、クロスフロー型冷却塔の下部水槽(202)の深さは１０００ｍｍ以上の場合もある。そして、従来の大型の冷却塔では、送風機のブレードに所要の風量が得られるプロペラファン等が用いられている。 As described above, both the counter flow type and the cross flow type of the conventional cooling tower are provided with the blower (31, 32) at the exhaust port (107, 205) of the tower body (100, 200). In the case of a counter-flow type cooling tower, there are large-sized cooling towers having an exhaust port 107 with a diameter of 1500 to 3800 mm and an outer diameter of 5000 to 8500 mm. There are also 1700 to 12000 mm, height 2800 to 3300 mm, and depth 3300 to 3800 mm. Further, the depth of the lower water tank (202) of the cross flow type cooling tower may be 1000 mm or more. In a conventional large cooling tower, a propeller fan or the like that can obtain a required air volume is used for a blade of a blower.
このような大型の冷却塔においては、散水装置および充填材などのメンテナンスを行うために、作業者が塔内に入り込まなければならない場合がある。とくに、散水装置の劣化は比較的早いので、メンテナンスの頻度が高く、しかも、散水装置と送風機の間の空間が狭いので、中腰または背を曲げた姿勢で作業をしなければならないことが少なくない。 In such a large cooling tower, an operator may have to enter the tower in order to perform maintenance of the water sprinkler and the filler. In particular, since the sprinkler deteriorates relatively quickly, maintenance is frequent, and the space between the sprinkler and the blower is narrow, so it is often necessary to work with the middle waist or back bent. ..
そのようなメンテナンス作業を行うときは、当然、安全確保のため、送風機駆動用モータの電源を切るのであるが、冷却塔または送風機が複数台設置されている場合は、冷却機能を維持するため、全ての送風機駆動用モータの電源を一度に切らずに、順次交代して切るのが通例である。しかし、電源を切る冷却塔または送風機の順序を間違ったために、塔内でメンテナンス作業中に送風機が突然に回転し、作業者が送風機のブレード等（プロペラを含む。）に巻き込まれて負傷事故や痛ましい死亡事故を起こす例は後を絶たない。また、突然に回転した送風機のブレード等に激突されて、またはブレード等から逃げるために、下部水槽に墜落して溺死した例も報告されている。さらに、送風機の部品等が劣化・破損して排気口から飛散する恐れもある。 When performing such maintenance work, of course, to ensure safety, the blower drive motor is turned off, but if multiple cooling towers or blowers are installed, in order to maintain the cooling function, It is customary to turn off the power of all the blower drive motors one after another, instead of turning them off at once. However, the blower was suddenly rotated during maintenance work inside the tower because the cooling tower or blower was turned off in the wrong order, and the operator was caught in the blower blades (including the propeller) and injured. There are many cases of fatal accidents. In addition, there have been reports of cases in which the blades of a blower that suddenly rotated were struck by the blades or escaped from the blades, so that they crashed into a lower water tank and drowned. Further, the parts of the blower may be deteriorated or damaged and scattered from the exhaust port.
このような事故を起こさなくても、従来の冷却塔で用いられている送風機は、モータとブレード等を有し、これらが排気口内に設置されるため、メンテナンス作業者は排気口から塔内に出入できないので、メンテナンス作業や部品交換が容易にできず、時間がかかる、等の問題もある。 Even if such an accident does not occur, the blower used in the conventional cooling tower has a motor, blades, etc., and these are installed in the exhaust port, so that the maintenance worker enters the tower from the exhaust port. Since it is not possible to go in and out, there is a problem that maintenance work and parts replacement cannot be performed easily and it takes time.
そこで、本出願人は、特許文献６において、上記のような事故の発生を防止でき、なおかつ、メンテナンス作業や部品交換が安全容易にできる冷却塔を提供することを目的として、冷却塔の排気口内側に、従来のモータとブレードに代えて、上向きの噴流を発生させる環状の噴流発生管を設け、冷却塔の排気口と噴流発生管の開口部の口径を、メンテナンス作業者が噴流発生管の開口部から塔内に入ることができる程度の口径とし、噴流発生管に排気口の外側に設けた送風機から加圧空気を供給するようにした冷却塔を提案した。 In view of the above, the applicant of the present application discloses in Patent Document 6 an exhaust port of a cooling tower for the purpose of providing a cooling tower that can prevent the occurrence of the above-mentioned accident and can easily perform maintenance work and parts replacement safely. In place of the conventional motor and blade, an annular jet generating tube that generates an upward jet is provided inside, and the maintenance operator determines the diameter of the exhaust port of the cooling tower and the opening of the jet generating tube. We have proposed a cooling tower that has a diameter that allows it to enter the tower through the opening and supplies pressurized air from a blower installed outside the exhaust port to the jet generation pipe.
噴流発生管は、環状に形成されて、連続する内壁と外壁によって噴流発生管の開口部の中心軸の周囲に連続する内部通路を有し、内壁の先端部と外壁の先端部は、それぞれ内向きに湾曲され、かつ、外壁の先端部が内壁の先端部の外側面に所定の距離を持って近接されている。そして、両先端部の間に開口部の中心軸の上部方向に開口する噴出口が形成され、その噴出口は、内部通路側から出口まで徐々に狭くされているため、送風機から内部通路に供給された加圧空気は、噴出口においてさらに圧縮される。これによって、噴出口の出口から開口部の中心軸の上部方向に噴出する噴流が発生する。噴流発生管の噴出口から上向きの噴流が発生すると、その噴流はベルヌーイの法則により噴流発生管の開口部内に存在する空気を引き込み、その空気を同伴して排気口から上方に排出される。噴流に引込まれる空気の量は、噴流の空気量よりも数倍も多い。そして、開口部内を移動する風量は、噴流発生管の噴出口からの噴流と、開口部内で噴流により引き込まれる空気との総量となる。また、開口部内の空気の引き込みにより塔内上部空間が減圧されるため、外気が外気取込み口から吸い込まれて排気口から排出される空気量が増幅される。したがって、冷却塔の冷却効率が上昇する。 The jet flow generating pipe is formed in an annular shape and has an internal passage that is continuous around the central axis of the opening of the jet flow generating pipe by a continuous inner wall and an outer wall, and the tip of the inner wall and the tip of the outer wall are respectively The front end of the outer wall is close to the outer surface of the front end of the inner wall with a predetermined distance. A jet port that opens in the upper direction of the central axis of the opening is formed between both tip parts, and since the jet port is gradually narrowed from the internal passage side to the outlet, it is supplied from the blower to the internal passage. The compressed air thus compressed is further compressed at the ejection port. As a result, a jet flow is ejected from the outlet of the jet outlet in the upper direction of the central axis of the opening. When an upward jet flow is generated from the jet outlet of the jet flow generation pipe, the jet flow draws in the air existing in the opening of the jet flow generation pipe according to Bernoulli's law, and the air is entrained and discharged upward from the exhaust port. The amount of air drawn into the jet is many times greater than the amount of air in the jet. The amount of air moving in the opening is the total of the jet flow from the jet outlet of the jet flow generating pipe and the air drawn by the jet in the opening. Further, since the upper space in the tower is depressurized by drawing in the air in the opening, the amount of air sucked in from the outside air intake port and discharged from the exhaust port is amplified. Therefore, the cooling efficiency of the cooling tower is increased.
上記発明により、排気口内側にモータとブレードがないので、事故発生防止の効果が得られ、また、メンテナンス作業者が噴流発生管の開口部から塔内に入ることができるので、塔内の散水装置や充填材などのメンテナンス作業及び部品交換が安全・容易にできる効果が発揮される。 According to the above invention, since there is no motor and blade inside the exhaust port, the effect of preventing an accident can be obtained, and since the maintenance worker can enter the tower through the opening of the jet flow generating pipe, the water spray in the tower The effect is that maintenance work such as equipment and filling materials and parts replacement can be performed safely and easily.
さらに、従来のブレード付き送風機を用いる冷却塔では、送風機の吸気エネルギーは利用されているが、排気エネルギーは利用されていない。すなわち、送風機が発生する全エネルギー（全発生エネルギー）には、吸気側のエネルギー（吸気エネルギー）と排気側のエネルギー（排気エネルギー）とが含まれると見ることができるが、従来のブレード付き送風機を用いる冷却塔では、その全発生エネルギーの一部しか利用されていない。 Further, in the conventional cooling tower using the fan with blades, the intake energy of the fan is used, but the exhaust energy is not used. That is, it can be considered that the total energy generated by the blower (total generated energy) includes the energy on the intake side (intake energy) and the energy on the exhaust side (exhaust energy). In the cooling tower used, only a part of the total generated energy is used.
特許文献６記載の発明に係る冷却塔の噴流発生管に加圧空気を供給する送風機は、冷却塔の外側の外気を吸引するように取付けられる。したがって、この送風機においても、排気エネルギーは冷却水の冷却のために利用される（排気エネルギーは噴流発生管からの噴流により吸気エネルギーに変換される）が、送風機の吸気エネルギーは冷却水の冷却のために利用されないので、送風機の全発生エネルギーが十分に利用されないという、同様の問題がある。 The blower that supplies pressurized air to the jet generating pipe of the cooling tower according to the invention described in Patent Document 6 is attached so as to suck the outside air outside the cooling tower. Therefore, even in this blower, the exhaust energy is used for cooling the cooling water (exhaust energy is converted into intake energy by the jet from the jet generating pipe), but the intake energy of the blower is used to cool the cooling water. Therefore, there is a similar problem that the total energy generated by the blower is not fully utilized.
本発明は、この点に着眼してなされたものであり、排気口内に設けた噴流発生管に送風機から加圧空気を供給する冷却塔において、送風機の全発生エネルギーの利用率を向上させることを目的とする。 The present invention has been made with this point in mind, and in a cooling tower that supplies pressurized air from a blower to a jet generating tube provided in an exhaust port, it is possible to improve the utilization rate of all energy generated by the blower. To aim.
上記目的を達成するため、本発明は、排気口内に設けた噴流発生管に送風機から加圧空気を供給する冷却塔において、送風機は２個、冷却塔の外側の、噴流発生管の中心の互いに反対側の位置に取付けられ、送風機の吸気ダクトは冷却塔内の上部空間に開口されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a cooling tower that supplies pressurized air from a blower to a jet generating tube provided in an exhaust port, in which two blowers are provided outside the cooling tower and at the center of the jet generating tube. It is characterized in that it is mounted at a position on the opposite side, and the intake duct of the blower is opened to the upper space in the cooling tower.
上記冷却塔には、排気口の上方に羽根車と発電機が設けられていることが望ましい。 The cooling tower is preferably provided with an impeller and a generator above the exhaust port.
本発明によれば、上記構成により、送風機の吸気エネルギーと排気エネルギーの両方が利用されるので、送風機の全体発生エネルギーの利用率が格段に向上する。したがって、送風機の小型化、運転コストの低減などの効果も期待できる。また、上部空間全体に対して均等な吸気力が及ぶので、塔内の充填材の間に均衡がとれた上昇気流を発生させることができ、したがって、各充填材に均一な熱交換率を発揮させることができる。 According to the present invention, since both the intake energy and the exhaust energy of the blower are used with the above configuration, the utilization rate of the overall generated energy of the blower is significantly improved. Therefore, effects such as downsizing of the blower and reduction of operating cost can be expected. In addition, since a uniform suction force is applied to the entire upper space, a balanced rising airflow can be generated between the packing materials in the tower, and therefore a uniform heat exchange rate is achieved for each packing material. Can be made
また、上記構成により、排気口から吐出される風は直進性に優れ、かつ、風力も大きいので、風力発電に利用することができる。 Further, according to the above configuration, the wind discharged from the exhaust port is excellent in straightness and the wind force is large, so that it can be used for wind power generation.
続いて、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
＜第一の実施の形態＞
図１は、本発明をカウンターフロー型冷却塔に適用した場合の一例を示す。図１５の部材と同一または相当の部材には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
<First embodiment>
FIG. 1 shows an example in which the present invention is applied to a counter flow type cooling tower. The same or corresponding members as those of FIG. 15 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
本発明の第一の実施の形態に係る冷却塔ＣＴ３においては、従来のブレード付き送風機に代えて、羽根車を有しないブレードレス送風装置Ｂ１が用いられている。ブレードレス送風装置Ｂ１は、噴流発生管１と、送風機２と、環状の吸気管３とを有する。噴流発生管１は、塔体100の排気口107の内側に取り付けられている。送風機２は塔体100の外側に取付けられ、送風機２の排気ダクト２ａは噴流発生管１に接続されている。吸気管３は塔体100内の上部空間Ｃに設けられ、送風機２の吸気ダクト２ｂに接続されている。 In the cooling tower CT3 according to the first embodiment of the present invention, a bladeless blower B1 having no impeller is used instead of the conventional blower with blades. The bladeless blower B1 includes a jet flow generation pipe 1, a blower 2, and an annular intake pipe 3. The jet flow generation pipe 1 is attached inside the exhaust port 107 of the tower body 100. The blower 2 is attached to the outside of the tower body 100, and the exhaust duct 2a of the blower 2 is connected to the jet flow generation pipe 1. The intake pipe 3 is provided in the upper space C in the tower body 100 and is connected to the intake duct 2b of the blower 2.
そして、ブレードレス送風装置Ｂ１が稼働すると、塔体100内の上部空間Ｃの空気Ａが排気口107から上方に吸い出され、塔体100内の上部空間が減圧されるため、外気吸い込み口101から外気Ａｉが吸い込まれ、充填材103の間を通過して、排気口107から上方に排気される。噴流発生管１は、従来のブレード付き送風機と異なり、ブレードを有しないで、排気口107内で上向きの噴流を発生することにより空気の流れを誘導して、塔体100内の上部空間Ｃの空気Ａを吸い上げ、排気口107から上方に移動させる。その原理については、後に詳述する。 Then, when the bladeless blower B1 is operated, the air A in the upper space C in the tower body 100 is sucked upward from the exhaust port 107 and the upper space in the tower body 100 is decompressed, so that the outside air suction port 101 The outside air Ai is sucked in from, passes through between the fillers 103, and is exhausted upward from the exhaust port 107. Unlike the conventional bladed blower, the jet flow generation pipe 1 does not have a blade and guides the flow of air by generating an upward jet flow in the exhaust port 107 so that the upper space C in the tower body 100 The air A is sucked up and moved upward from the exhaust port 107. The principle will be described later in detail.
噴流発生管１は、図２および図４に示すように、環状に形成されて、中央に開口部Ｏを有する。また、噴流発生管１は、図４に例示するように、一枚または複数枚の板で形成され、管部１１とガイド板１２を有する。管部１１は噴流発生管１の開口部Ｏの中心軸の周囲に連続する内部通路１３を形成している。 As shown in FIGS. 2 and 4, the jet flow generating tube 1 is formed in an annular shape and has an opening O in the center. Further, the jet flow generation tube 1 is formed of one or a plurality of plates and has a tube portion 11 and a guide plate 12, as illustrated in FIG. The pipe portion 11 forms an internal passage 13 continuous around the central axis of the opening O of the jet flow generating pipe 1.
管部１１は、円周上の一点において長手方向に管部の軸線と平行に切断され、一方の壁を内側に絞り込んで形成された内壁１１ａと、その内壁１１ａの外側に近接して重なる外壁１１ｂとを有し、内壁１１ａと外壁１１ｂの重なっている部分の間に狭い間隙を有する噴出口１４が形成されている。噴出口１４は上方に向かって開口されている。そのため、送風機２から内部通路１３に供給される加圧空気ａは、噴出口１４においてさらに圧縮される。これによって、図５に示すように、噴出口１４の出口から開口部Ｏの中心軸の上部方向に噴出する噴流ｂが発生する。 The pipe portion 11 is cut at a point on the circumference in the longitudinal direction parallel to the axis of the pipe portion, and an inner wall 11a formed by narrowing one wall inward and an outer wall that overlaps with the outer side of the inner wall 11a in close proximity to each other. 11b, and the jet outlet 14 having a narrow gap is formed between the overlapping portions of the inner wall 11a and the outer wall 11b. The spout 14 is opened upward. Therefore, the pressurized air a supplied from the blower 2 to the internal passage 13 is further compressed at the ejection port 14. As a result, as shown in FIG. 5, a jet b that is jetted from the outlet of the jet outlet 14 in the upper direction of the central axis of the opening O is generated.
そして、内壁１１ａの先端またはその付近にガイド板１２の一端が接続されている。ガイド板１２は、噴出口１４の開口方向、すなわち上方に延長されているとともに、内壁１１ａの先端から開口部Ｏの内側にわずかに湾曲した後、反転して外側に湾曲されている。ガイド板１２の下半部の内側湾曲面およびそれに続く外側湾曲面は、噴出口１４から噴出する噴流ｂがガイド板１２に沿って層流となって上昇する、コアンダ効果が生じるように設計されている。つまり、ガイド板１２はコアンダ表面として作用し、噴出口１４はノズルの機能を有するため、内部通路１３内の加圧空気ａは勢いのある空気流(噴流ｂ)となるように誘導される。 Then, one end of the guide plate 12 is connected to the tip of the inner wall 11a or the vicinity thereof. The guide plate 12 is extended in the opening direction of the ejection port 14, that is, upward, and is slightly curved from the tip of the inner wall 11a to the inside of the opening O, and then is inverted and curved to the outside. The inner curved surface of the lower half of the guide plate 12 and the subsequent outer curved surface are designed so that the jet flow b ejected from the ejection port 14 rises as a laminar flow along the guide plate 12 to produce the Coanda effect. ing. That is, since the guide plate 12 acts as a Coanda surface and the ejection port 14 functions as a nozzle, the pressurized air a in the internal passage 13 is guided so as to be a vigorous air flow (jet flow b).
図５に示すように、噴流発生管１の噴出口１４から上向きの噴流ｂが発生すると、その噴流ｂはベルヌーイの法則により噴流発生管１の開口部Ｏ内に存在する空気ｃを引き込み、その空気ｃを同伴して排気口107から上方に排出される。噴流ｂに引込まれる空気の量は、噴流ｂの空気量よりも数倍も多い。そして、開口部Ｏ内を移動する風量は、噴流発生管１の噴出口１４からの噴流ｂと、開口部Ｏ内で噴流ｂにより引き込まれる空気ｃとの総量となる。また、開口部Ｏ内の空気ｃの引き込みにより塔内上部空間Ｃが減圧されるため、外気が外気取込み口101から吸い込まれて排気口107から排出される空気量が増す。したがって、冷却塔ＣＴ３の冷却効率が上昇する。 As shown in FIG. 5, when an upward jet b is generated from the jet outlet 14 of the jet generating tube 1, the jet b draws in the air c existing in the opening O of the jet generating tube 1 according to Bernoulli's law, The air c is entrained and discharged upward from the exhaust port 107. The amount of air drawn into the jet b is several times larger than the amount of air in the jet b. The amount of air moving in the opening O is the total amount of the jet b from the jet outlet 14 of the jet generating tube 1 and the air c drawn by the jet b in the opening O. Further, since the upper space C in the tower is depressurized by drawing in the air c in the opening O, the amount of air sucked in from the outside air intake port 101 and discharged from the exhaust port 107 increases. Therefore, the cooling efficiency of the cooling tower CT3 is increased.
冷却塔の要求冷凍トンにより送風量が異なる送風機２が用いられる。したがって、噴流発生管１の内部通路１３と送風機２を接続する排気ダクト２ａは送風量が異なる送風機２を接続可能にしてある。ブレードレス送風装置Ｂ１は、噴流発生管１に送風機２を予め接続したものとすることもできる。そして、送風機２を噴流発生管１に接続する部分は、送風機２から加圧空気が接続部分の両側に均等に分配されるように接続することが良い。 The blower 2 having a different amount of blown air is used depending on the required refrigeration tons of the cooling tower. Therefore, the exhaust duct 2a connecting the internal passage 13 of the jet flow generating pipe 1 and the blower 2 can connect the blowers 2 having different blow rates. The bladeless blower B1 may be one in which the blower 2 is connected to the jet flow generation pipe 1 in advance. The portion connecting the blower 2 to the jet flow generating pipe 1 is preferably connected so that the pressurized air from the blower 2 is evenly distributed to both sides of the connecting portion.
送風機２は、噴流発生管１に噴流を発生させるため、噴流発生管１に加圧空気を供給するものであり、図２および図６に示すように、ファン２１と、これを回転させるモータ２２とからなる。このための送風機２としては、冷却塔ＣＴ３の冷却能力に必要な塔内送風量を、噴流発生管１からの噴流により生じさせるために必要な加圧空気量を供給できるものが使用される。ファン２１には、たとえば、プロペラファン、ターボファン、シロッコファンなど、通常のブレード付き送風機を用いることができる。ブレード付き送風機に代えて、エジェクタ送風機やコンプレッサーを用いることも可能である。 The blower 2 supplies pressurized air to the jet flow generation pipe 1 in order to generate a jet flow in the jet flow generation pipe 1, and as shown in FIGS. 2 and 6, a fan 21 and a motor 22 for rotating the fan 21. Consists of. As the blower 2 for this purpose, a blower that can supply the amount of pressurized air required to generate the in-tower airflow required for the cooling capacity of the cooling tower CT3 by the jet flow from the jet flow generation pipe 1 is used. For the fan 21, for example, a propeller fan, a turbo fan, a sirocco fan, or another ordinary blower with blades can be used. An ejector blower or a compressor can be used instead of the bladed blower.
送風機２は、空気を吸い込んで加圧し、噴流発生管１に供給するが、その空気には、図１に示すように、塔体100内の上部空間Ｃの空気を用いる。そのために、散水アーム102よりも上側における塔体100内の上部空間に環状の吸気管３が設けられている。 The blower 2 sucks in air, pressurizes it, and supplies it to the jet flow generating tube 1. As the air, as shown in FIG. 1, the air in the upper space C in the tower body 100 is used. Therefore, an annular intake pipe 3 is provided in the upper space inside the tower body 100 above the sprinkling arm 102.
吸気管３の平面形状と大きさは、吸気管３が噴流発生管１の開口部Ｏを通る上昇気流の障害物にならないように、設定されることが望ましい。たとえば、噴流発生管１の平面形状と大きさに、少なくとも等しいか、それよりも大きいことが望ましい。吸気管３には、その一部に吸気ダクト２ｂの一端が結合され、その吸気ダクト２ｂの他端は送風機２の吸い込み口に結合されている。そして、吸気管３の一例として底面に、吸気管３の長手方向（円周方向）に間隔を置いて、塔体100内の上部空間Ｃから吸気管３の内部通路に貫通する多数の吸気孔３ａが形成されている。また、どの吸気孔３ａにおいても吸気抵抗を等しくするため、図３に示すように、吸気孔３ａの口径を吸気孔３ａが送風機２の吸気ダクト２ｂとの接続口３ｂからの距離が遠くなるほど大きくすることが望ましい。 It is desirable that the plane shape and size of the intake pipe 3 be set so that the intake pipe 3 does not become an obstacle to the upward airflow passing through the opening O of the jet flow generating pipe 1. For example, it is desirable that the plane shape and size of the jet flow generation tube 1 be at least equal to or larger than that. One end of an intake duct 2b is connected to a part of the intake pipe 3, and the other end of the intake duct 2b is connected to a suction port of the blower 2. And, as an example of the intake pipe 3, a large number of intake holes penetrating the inner space of the intake pipe 3 from the upper space C in the tower body 100 at intervals in the longitudinal direction (circumferential direction) of the intake pipe 3 on the bottom surface. 3a is formed. Further, in order to equalize the intake resistance in any of the intake holes 3a, as shown in FIG. 3, the diameter of the intake hole 3a is increased as the distance between the intake hole 3a and the connection port 3b with the intake duct 2b of the blower 2 increases. It is desirable to do.
こうして、送風機２が駆動されると、吸い込み口側が減圧されるため、塔体100内の上部空間Ｃの空気が吸気管３の多数の吸気孔３ａから吸気管３の内部通路に吸引され、吸気ダクト２ｂを経て送風機２に吸い込まれ、かつ、加圧されて、その加圧空気が送風機２から噴流発生管１の内部通路１３に供給される。 In this way, when the blower 2 is driven, the suction side is depressurized, so that the air in the upper space C in the tower body 100 is sucked into the internal passage of the intake pipe 3 from the multiple intake holes 3a of the intake pipe 3, The compressed air is sucked into the blower 2 through the duct 2b and is pressurized, and the pressurized air is supplied from the blower 2 to the internal passage 13 of the jet flow generating tube 1.
塔体100内の上部空間Ｃの空気が吸気管３の多数の吸気孔３ａから吸い込まれるので、噴流発生管１による排気口107からの排出空気量増加に加え、吸気管３による吸気により、塔内の熱交換領域の空気流がさらに促進されるので、冷却塔の熱交換率が一層向上する。 Since the air in the upper space C in the tower body 100 is sucked in from the many intake holes 3a of the intake pipe 3, the amount of air discharged from the exhaust port 107 by the jet flow generation pipe 1 is increased, and the intake air by the intake pipe 3 causes the tower Since the air flow in the heat exchange area inside is further promoted, the heat exchange rate of the cooling tower is further improved.
噴流発生管１からの噴流により塔内上部空間から吸引されて開口部Ｏに生じる空気の流れは、従来のブレード付き送風機を用いる場合よりも乱流が少なく、層流に近い。しかも、噴流発生管１はブレードを有しない。そのため、排気口107から発生する騒音は非常に少ない。 The air flow that is sucked from the upper space in the tower by the jet flow from the jet flow generation pipe 1 and is generated in the opening O has less turbulent flow than in the case of using a conventional fan with blades, and is close to a laminar flow. Moreover, the jet flow generating tube 1 does not have a blade. Therefore, the noise generated from the exhaust port 107 is very small.
また、噴流発生管１からの噴流により開口部Ｏを流れる風量は、従来のブレード付き送風機を用いる場合よりも増量されるので、送風機２には、排気口107において従来用いられていたブレード付き送風機よりも送風能力が小さいものを使用することができる。したがって、冷却塔の設備コストおよび運転コストの低減も可能である。 Further, the amount of air flowing through the opening O by the jet flow from the jet flow generation pipe 1 is increased as compared with the case of using the conventional bladed blower, so that the blower 2 has the bladed blower conventionally used at the exhaust port 107. It is possible to use one having a smaller blowing capacity than that. Therefore, it is possible to reduce the equipment cost and operating cost of the cooling tower.
また、ブレードレス送風装置Ｂ１の噴流発生管１はブレードを有しない環状である。したがって、作業者は噴流発生管１の開口部から塔内に容易に進入して、塔内の散水アーム102や充填材103、吸気管Ｙのメンテナンスを安全かつ容易に行うことができる。また、可動部を有する送風機２は塔体100の外側に設けられるから、送風機２のメンテナンスも安全かつ容易に行うことができる。したがって、ブレードレス送風装置Ｂ１のメンテナンスを安全かつ容易に行うことができる。 In addition, the jet flow generation tube 1 of the bladeless blower B1 has an annular shape having no blade. Therefore, the worker can easily enter the tower through the opening of the jet flow generating pipe 1 and safely and easily perform maintenance of the water spray arm 102, the filler 103, and the intake pipe Y in the tower. Further, since the blower 2 having the movable portion is provided outside the tower body 100, maintenance of the blower 2 can be performed safely and easily. Therefore, the bladeless blower B1 can be safely and easily maintained.
排気口107に設けられる噴流発生管１はブレードを有しないし、ブレードを有することがある送風機２は塔体100の外側に設置され、ブレードは外側に出ない構造である。したがって、塔内でメンテナンス作業中に誤ってブレードレス送風装置Ｂ１に電源を入れることがあったとしても、作業者が危険にさらされることはないので、安心してメンテナンス作業を行うことができる。 The jet flow generation pipe 1 provided at the exhaust port 107 does not have a blade, and the blower 2 which may have a blade is installed outside the tower body 100, and the blade does not go outside. Therefore, even if the bladeless blower B1 is accidentally turned on during maintenance work in the tower, the worker is not exposed to danger, and thus the maintenance work can be performed with peace of mind.
排気口107における排気量が少ない場合は、噴流発生管１を一つ設ける。排気口107における排気量が多く、排気口107の径が特に大きい場合は、図７に例示するように、排気口107の中に少なくとも２本の開口部の径が異なる噴流発生管１，１’を同心状に設けるか、図８に例示するように、上下２段に設けるとよい。 When the amount of exhaust at the exhaust port 107 is small, one jet generation pipe 1 is provided. When the exhaust volume at the exhaust port 107 is large and the diameter of the exhaust port 107 is particularly large, at least two openings in the exhaust port 107 have different diameters, as illustrated in FIG. 'May be provided concentrically, or may be provided in upper and lower two stages as illustrated in FIG.
複数の噴流発生管を同心状に設ける場合、外側の噴流発生管と内側の噴流発生管を同じ高さに設けることも、外側の噴流発生管と内側の噴流発生管の一方を他方よりも低い位置または高い位置に設けることもできる。より多い風量を必要とする場合は、送風機を噴流発生管の数と同数備えて、送風機と噴流発生管を１対１で結合してもよい。 When a plurality of jet flow generating pipes are concentrically provided, the outer jet generating pipe and the inner jet generating pipe may be provided at the same height, or one of the outer jet generating pipe and the inner jet generating pipe may be lower than the other. It can also be provided in a position or a high position. When a larger amount of air is required, the number of blowers may be the same as the number of jet generating tubes, and the blowers and the jet generating tubes may be connected one to one.
図９は、本発明の第一の実施の形態をクロスフロー型冷却塔に適用した場合の一例を示す。図１６の部材と同一または相当の部材には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。 FIG. 9 shows an example in which the first embodiment of the present invention is applied to a cross flow type cooling tower. The same or corresponding members as those of FIG. 16 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
クロスフロー型の冷却塔ＣＴ４においては、排気口205に、従来のブレード付き送風機および送風機駆動用モータに代えて、ブレードレス送風装置Ｂ２が取り付けられている。一般的にクロスフロー型冷却塔ＣＴ４における排気量はカウンターフロー型冷却塔ＣＴ３における排気量よりも多いので、冷却塔ＣＴ４には、同心状に配設された２本の噴流発生管１，１’が取り付けられている。 In the cross-flow type cooling tower CT4, a bladeless blower B2 is attached to the exhaust port 205 in place of the conventional blower with blades and blower drive motor. Generally, the exhaust amount in the cross flow type cooling tower CT4 is larger than the exhaust amount in the counter flow type cooling tower CT3. Therefore, in the cooling tower CT4, the two jet flow generating tubes 1, 1'concentrically arranged. Is attached.
クロスフロー型冷却塔ＣＴ４において、本発明を実施するためには、図９,１０に示すように、左右の充填材203または左右の上部水槽201の間に形成されている上部空間Ｃに環状の吸気管３’が設置されている。この例では、吸気管３’はほぼ矩形に形成されていて、その底面に多数の吸気孔が設けられている。そして、吸気管３’に下端が結合されている吸気ダクト210の他端は、ブレードレス送風装置Ｂ２の送風機２１の吸い込み口に結合されている。 In order to implement the present invention in the cross-flow type cooling tower CT4, as shown in FIGS. 9 and 10, an annular space is formed in the upper space C formed between the left and right fillers 203 or the left and right upper water tanks 201. An intake pipe 3'is installed. In this example, the intake pipe 3'is formed in a substantially rectangular shape, and a large number of intake holes are provided on the bottom surface thereof. The other end of the intake duct 210, whose lower end is connected to the intake pipe 3 ', is connected to the suction port of the blower 21 of the bladeless blower B2.
上記の実施の形態においても、低騒音・高安全性のクロスフロー型冷却塔を提供することができる。 Also in the above embodiment, a low noise and high safety cross-flow type cooling tower can be provided.
クロスフロー型冷却塔が特に大型の場合には、天井部に複数個の排気口205を設ける場合がある。このような場合は、各排気口205に図１,２に示された単一の噴流発生管１を有するブレードレス送風装置Ｂ１または図９,１０に示された複数の噴流発生管を有するブレードレス送風装置Ｂ２を取り付けることができる。また、ブレードレス送風装置Ｂ１とＢ２を適宜組み合わせて使用してもよい。 When the cross-flow type cooling tower is particularly large, a plurality of exhaust ports 205 may be provided on the ceiling. In such a case, the bladeless blower B1 having the single jet generating tube 1 shown in FIGS. 1 and 2 at each exhaust port 205 or the blade having the plural jet generating tubes shown in FIGS. The less blower B2 can be attached. Further, the bladeless blowers B1 and B2 may be appropriately combined and used.
噴流発生管１の平面視形状は、上記の円形に限定されるものではなく、楕円形、長円形または矩形などでもよい。また、一次空気流を供給する送風機２を一つの冷却塔に設ける数は、１個に限定されるものではなく、複数個でもよい。 The plan-view shape of the jet flow generation tube 1 is not limited to the above-mentioned circle, and may be an elliptical shape, an oval shape, a rectangular shape, or the like. Further, the number of the blowers 2 for supplying the primary air flow provided in one cooling tower is not limited to one, and may be two or more.
図１１はクロスフロー型冷却塔ＣＴ５に設けられたブレードレス送風装置Ｂ３を例示する横断面図である。この例では、充填材が配置されている面積の小さい熱交換室３１に対しては円形の噴流発生管１ａが用いられ、充填材が配置されている面積の大きい熱交換室３２には長円形の噴流発生管１ｂが用いられている。また、送風機２は、塔内の充填材の間の上部空間の一方側に設置されたボックス３３内に取り付けられ、その送風機２から加圧空気が排気ダクト３４を介して各噴流発生管１ａ,１ｂに供給される。より多い送風量が必要な場合は、塔内の上部空間Ｃの両側に送風機２,２を設けてもよい。 FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a bladeless blower B3 provided in the crossflow cooling tower CT5. In this example, a circular jet generating tube 1a is used for the heat exchange chamber 31 having a small area where the filler is arranged, and an oval shape is used for the heat exchange chamber 32 having a large area where the filler is arranged. The jet flow generating tube 1b is used. The blower 2 is installed in a box 33 installed on one side of the upper space between the packing materials in the tower, and pressurized air from the blower 2 passes through the exhaust duct 34 to the jet flow generating pipes 1 a, 1b. When a larger amount of air is required, the air blowers 2, 2 may be provided on both sides of the upper space C in the tower.
図１１,１２のクロスフロー型冷却塔ＣＴ５の場合も、左右の充填材203または左右の上部水槽201の間に形成されている上部空間Ｃに1個の環状の吸気管３’が設置されている。両側に送風機２,２を設けた場合は、吸気管３’の各送風機２,２に近い位置と各送風機２,２の間に吸気ダクト210が結合される。 Also in the case of the cross-flow type cooling tower CT5 shown in FIGS. 11 and 12, one annular intake pipe 3 ′ is installed in the upper space C formed between the left and right fillers 203 or the left and right upper water tanks 201. There is. When the blowers 2 and 2 are provided on both sides, the intake duct 210 is connected between the blower 2 and the position of the intake pipe 3 ′ near the blowers 2 and 2.
図１１には、１個の吸気管３’が設置された例が示されているが、送風機２,２の間に２個の吸気管３’を設け、それぞれを吸気ダクト210で送風機２,２に結合してもよい。 Although FIG. 11 shows an example in which one intake pipe 3 ′ is installed, two intake pipes 3 ′ are provided between the blowers 2 and 2, and each of them is provided with an intake duct 210. May be bound to 2.
＜第二の実施の形態＞
図１３は、本発明の第二の実施の形態を示す。この実施の形態においては、塔内の上部空間Ｃには、図1に示されている吸気管３を設けない。その代わりに、塔体100の外側に設けた送風機２の吸気ダクト２ｂを塔内の上部空間Ｃに開口させている。この場合、噴流発生管１に対して送風機２を２個、噴流発生管１の中心Ｏの互いに反対の位置に設け、各送風機に吸気ダクト２ｂを接続することが好ましい。それにより、上部空間Ｃ全体に対して均等な吸気力が及ぶので、塔内の充填材103の間に均衡がとれた上昇気流を発生させることができる。したがって、各充填材に均一な熱交換率を発揮させることができる。
<Second embodiment>
FIG. 13 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the upper space C in the tower is not provided with the intake pipe 3 shown in FIG. Instead, the intake duct 2b of the blower 2 provided outside the tower body 100 is opened in the upper space C in the tower. In this case, it is preferable that two blowers 2 are provided with respect to the jet flow generating pipe 1 at positions opposite to each other with respect to the center O of the jet flow generating pipe 1, and the intake duct 2b is connected to each blower. As a result, an even intake force is exerted on the entire upper space C, so that a balanced rising airflow can be generated between the packing materials 103 in the tower. Therefore, each filler can be made to exhibit a uniform heat exchange rate.
第二の実施の形態においても、送風機２の吸気エネルギーと排気エネルギーの両方が利用されるので、送風機の全体発生エネルギーの利用率が格段に向上する。したがって、送風機の小型化、運転コストの低減などの効果も期待できる。 Also in the second embodiment, since both the intake energy and the exhaust energy of the blower 2 are used, the utilization rate of the total energy generated by the blower is significantly improved. Therefore, effects such as downsizing of the blower and reduction of operating cost can be expected.
＜他の実施の形態＞
上記の実施の形態においては、作業者が噴流発生管１の開口部から塔内に進入することができる場合について説明したが、本発明はメンテナンス作業者が噴流発生管の開口部から塔内に進入することができるものに限定するものではない。
<Other Embodiments>
In the above-described embodiment, the case where the worker can enter the inside of the tower from the opening of the jet generating tube 1 has been described, but in the present invention, the maintenance worker enters the inside of the tower from the opening of the jet generating tube. It is not limited to those who can enter.
なお、いずれの実施の形態においても、排気口(107,205)から吐出される風は直進性に優れ、かつ、風力も大きいので、排気口の上方に羽根車と発電機を設けることにより、風力発電に利用することもできる。 In any of the embodiments, the wind discharged from the exhaust port (107, 205) is excellent in straightness and the wind force is large. Therefore, by installing an impeller and a generator above the exhaust port, wind power generation is possible. It can also be used for.
ＣＴ１ 〜 ＣＴ５ 冷却塔
100，200 塔体
101，204 外気取込み口
102，202 散水アーム
103，203 充填材
107，205 排気口
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ ブレードレス送風装置
１，１ａ，１ｂ 噴流発生管
２ 送風機
２ａ 排気ダクト
２ｂ 吸気ダクト
210 吸気ダクト
２１ 送風機(ブレード付き送風機)
２２ モータ
３，３’ 吸気管
３ａ 吸気孔
CT1-CT5 cooling tower
100,200 towers
101,204 Outside air intake
102, 202 watering arm
103,203 Filler
107,205 Exhaust ports B1, B2, B3 Bladeless blowers 1, 1a, 1b Jet flow generation pipe 2 Blower 2a Exhaust duct 2b Intake duct
210 Air intake duct 21 Blower (Blower with blade)
22 motor 3,3 'intake pipe 3a intake hole
Claims (2)
前記送風機は２個、前記冷却塔の外側の、前記噴流発生管の中心の互いに反対側の位置に取付けられ、
前記送風機の吸気ダクトは前記冷却塔内の上部空間に開口されている、
ことを特徴とする冷却塔。 In a cooling tower that supplies pressurized air from a blower to the jet generating pipe provided in the exhaust port,
Two of the blowers are attached to the outside of the cooling tower at positions opposite to each other with respect to the center of the jet flow generating tube,
The air intake duct of the blower is opened in the upper space in the cooling tower,
A cooling tower characterized by that.
前記排気口の上方に羽根車と発電機が設けられていることを特徴とする冷却塔。 In the cooling tower according to claim 1,
A cooling tower, wherein an impeller and a generator are provided above the exhaust port.
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