JP2549524B2 - 冷却塔 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は密閉型熱交換器をほぼ水平として複数個、
上下階層的に冷却塔本体内に配列し、各密閉型熱交換器
の供給部及び吐出部を各々対応する共通の供給ヘッダー
又は吐出ヘッダーに接続してなる冷却塔に関する。

＜従来技術とその問題点＞ この種冷却塔はこの出願以前において種々開発された
ものが市場に見受けられ、実公昭53−36857号公報、本
件出願人名義による特開昭61−173077号公報には、並列
した複数本の直管を順次Ｕ字管により接続し、ジグザグ
な蛇行通路を形成し、コイル状の密閉型熱交換器とし、
これら熱交換器の供給端を共通の供給ヘッダーに、また
その吐出端を共通の吐出ヘッダーに接続してなる冷却塔
が記載されている。

しかし、前者の冷却塔においては、支持枠にコイル状
密閉型熱交換器のＵ字管部分、即ち左右両側の折返し部
を直接支持しているため、前記支持枠とコイルが異種金
属のときには支持枠と折返し部の接触部分にガルバニッ
ク腐蝕現象が発生し、この接触部分にピンホールが生じ
易くなり熱交換器の寿命を短くしている。

この前者の欠点を改善すべく発明された後者の冷却塔
において、電気絶縁性を有するスペーサを介して支持枠
に、非接触状態で熱交換器を支持し、前記ガルバニック
腐蝕現象の発生を回避することが出来た。

しかし、両者の冷却塔は共にＵ字管を使用しているた
め、密閉型熱交換器の製造及び組立作業は従来通り手間
のかかる作業であり、かつ処理水は蛇行して流れるた
め、その処理水の熱交換器内での圧力損失が大きくな
り、大きな動力設備を必要とする。

また、後者において熱交換管の全ての直管に嵌合する
左右一対のスペーサと、このスペーサを受け入れるスペ
ーサ受け部材を必要とするため、部品点数が多くなり、
構造が複雑化しその組立及び分解に手間を要している。

（発明の解決しようとする問題点） この発明は従来技術のもつ欠点を改良し、密閉型熱交
換器のＵ字管を不用とし、この熱交換器自身及びの支持
枠の構造を簡略化し、冷却塔運転時のこれら熱交換器の
がたつきを少なくし、更に熱交換器内の処理水の圧力損
失を低減化することをその解決しようとする課題、即ち
目的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明は前記課題を解決するためのもので、密閉型
熱交換器をほゞ水平として複数本、上下階層的に冷却塔
本体内に配列し、各密閉型熱交換器の供給部及び吐出部
を各々対応する共通の供給ヘッダー又は吐出ヘッダーに
着脱自在に接続してなる冷却塔において、 前記各階層のそれぞれの密閉型熱交換器の供給部及び
吐出部は連結直管に形成され、これら供給部と吐出部の
連結直管との間にはこれら連結直管と直角に処理水分配
直管が複数本相互に並列配置してあり、各密閉型熱交換
器の両側にある連結直管は前記冷却塔本体の側板にほゞ
水平で上下間隔をおいて複数個設けた連結直管支持用レ
ール内に着脱自在に一個宛収納保持されていることを特
徴とすることを要旨とする冷却塔である。

（発明の作用） 次に、この発明の冷却塔の作用をその使用方法と共に
説明する。

１）直交流式冷却塔の場合 この種公知の冷却塔同様に、上部水槽より散布水は冷
却塔本体内に階層的に配列した副数本の密閉型熱交換器
上に散布流下される。一方、処理水は共通の供給ヘッダ
ーから各熱交換器の供給側連結直管へ分配供給された
後、一斉に各熱交換器の複数本の分配直管を通り抜け、
反対側の吐出側連結直管内に収集し、更に共通の吐出ヘ
ッダーに各熱交換器の吐出側連結直管から流入後、負荷
部へ送られる。

この分配直管内を通過時に処理水は散布水により間接
的に冷却される。

このようにして処理水を冷却した散布水は自身昇温す
るが、処理水及び散布水と直交する方向で外気取入口か
ら冷却塔本体内に取り込んだ外気流とこの散布水の接触
に伴い、潜熱作用により散布水は若干冷却され、再び熱
交換器上に散布流下に、処理水を間接的に冷却する。こ
のような処理水と、外気流間での熱交換を繰返し受ける
散布水は最終的に下部水槽内へ落下収集し、汲み上げポ
ンプにより上部水槽に汲みあげられ、再度熱交換器群上
へ散布使用される。

冷却塔の定期清掃及び熱交換器の損傷などにより冷却
塔本体から熱交換器を取り出す時には、共通の供給ヘッ
ダー、吐出ヘッダーと反対側にある連結直管支持用レー
ルの開口端部から連結直管を引出し、冷却塔本体の側板
より各熱交換器を取外し、冷却塔外部へ取出して清掃な
り、その損傷部の修理、交換を行なった後、前記取外し
と逆の手順で左右一対の連結直管支持用レールにより一
本の熱交換器の両側連結直管を支持し、上下階層的に複
数本の熱交換器を冷却塔本体側板に装填し、冷却塔の運
転を再開する。

２）向流式冷却塔の場合 この種の公知の冷却塔同様に、散水装置から散布水は
上下階層的に配列された熱交換器上に散布され、前記同
様に熱交換器内を流れる処理水を間接的に冷却すると共
に、自身昇温した散布水は、外気取入口より冷却塔内に
吸い込まれ上昇してくる外気流と向流で接触し、潜熱作
用により冷却された後、順次熱交換器と接触し処理水を
冷却する。このように外気流と処理水との間で熱交換を
受ける散布水は最終的に下部水槽内に落下収集され、再
び汲み上げポンプで汲み上げられ散水装置へ戻され、熱
交換器群上へ散布される。

（発明の効果） 前記のように構成し作用をなすこの発明の冷却塔は次
の効果を奏する。

各密閉型熱交換器の相互平行に配列された複数本の分
割直管の両端は、共通の供給側及び吐出側の連結直管に
接続してあるため、従来のＵ字管を全く使用せずに密閉
型熱交換器の構造、製造組立を容易に出来ると共に、処
理水は蛇行することなく、供給側連結直管から一斉に複
数本の分配直管に分配流入し、反対側にある吐出側連結
直管に再び集められ負荷部へ供給されるため、密閉型熱
交換器内での流通時の処理水の圧力損失を小さくでき、
処理水の動力設備を小型化できる。更に、密閉型熱交換
器の清掃及び修理交換時には、共通の供給ヘッダー及び
吐出ヘッダーと、各密閉型熱交換器の供給側及び吐出側
の連結直管との接続部を通り、前記連結直管支持用レー
ルに沿いこれら共通のヘッダーから遠ざかるように一方
向へ引き出すことにより、このレールから個々に密閉型
熱交換器を取り出すことができ、簡易に密閉型熱交換器
の清掃、修理交換を行なえると共に、密閉型熱交換器の
総本数を冷却塔の冷却性能に応じ容易に増減できる。

各密閉型熱交換器両側の連結直管は各々前記レール内
に着脱自在に収納保持され、その一端部で共通ヘッダー
に着脱自在に取付けられているため、冷却塔の外気取入
口より冷却塔内に取込まれ、これら密閉型熱交換器間を
通過する空気流により密閉型熱交換器は揺動、振動せず
低騒音で冷却塔を運転できる。

（実施例） 次に、この発明の代表的な実施例を具体的に説明す
る。

＜第１実施例＞ 第１図において、Ａは密閉型の直交流式冷却塔であ
り、上部水槽10の下方には、密閉型熱交換器Ｂが、複数
本、上下階層的に冷却塔本体12内に配列されている。

前記各階層のそれぞれの密閉型熱交換器Ｂの供給及び
吐出部は連結直管20、21に形成され、これら供給部と吐
出部の連結直管20と21は、相互平行とし離間して設けて
あり、これら左右の連結直管20、21と直角に処理水分配
直管22が複数本相互に並列配置してある。

前記各密閉型熱交換器Ｂの左右両側にある連結直管2
0、21は、前記冷却塔本体12の側板13にほゞ水平で上下
等間隔をおいて複数個設けた連結管支持用レール14内に
着脱自在に一個宛収納保持されている。

図示のものにおいては、供給部側が吐出側より低位に
なる姿勢で若干傾斜して、前記密閉型熱交換器Ｂは、階
層的に冷却塔本体12の側板13に前記レール14を介して着
脱自在に配列されている。

このように配列された密閉型交換器Ｂにおける連結直
管20、21の一端部は端面で密閉され、その他端部は、対
応する供給ヘッダー15、吐出ヘッダー16に、ユニオン継
手などの連結具（図示せず）により着脱自在に連結され
ている。

前記密閉型熱交換器Ｂの処理水分配直管22は、冷却塔
本体12の側板13に直角に設けた外気取入口を形成するル
ーバー板17の長手方向に平面にみて平行に配置してある
（第６図参照）。

前記レール14は、断面 の型材からなり、その両端は、前記密閉型熱交換器Ｂの
連結直管20、21を挿入し、かつ抜け出すに充分な寸法の
開口部14a、14bとしてあり、このレール14の上下面を連
結する外側起立面14Cは冷却塔本体12の側板13に溶接し
てあり、上下面の内端は、内向きに折り曲げられ、内側
起立面14dとしてあり、この内側起立面14dには、レール
14の全長にわたり、連結直管21、21と前記分配直管22の
接続部を上下から支持するスリット部14eが形成されて
いる。

前記各レール14内に支持される連結直管20、21は、断
面円筒状としてある。

前記各レール14内に支持される連結直管20、21は、外
周面とレール14の内周面は非接触な状態としてある（第
３図参照）。

この断面形状は、円筒に限らず、第４図のように箱形
でもこの発明としては同じである。

前記各階層のレール14は、その軸線方向で間隔をおい
て配列した４個のレール片14eからなり、これらレール
片14eにより軸線方向で間隔をおいて対応する密閉型熱
交換器Ｂの左右両側の連結直管20、21が着脱自在に支持
されている。

このように階層的に配列支持された密閉型熱交換器Ｂ
間には、充填材Ｃが装填されている。

前記各分配直管22は、コルゲート管又は、内側にフィ
ンを有する直管としてある。

（第１実施例の作用） このようにレール14を介して冷却塔本体12の側板13に
上下階層的に配列した前記複数本の密閉型熱交換器Ｂ内
での処理水の流れは次の通りである。

共通の供給ヘッダー15へ負荷部（例えば、冷凍機、空
気調和機）から送られてきた処理水は、供給ヘッダー15
より各階層の各々の密閉型熱交換器Ｂの供給側部の連結
直管20へ分配された後、各密閉型熱交換器Ｂの複数本の
前記分配直管22内へ一斉に流入し、この分配直管22を通
過時に、上部水槽10から流親している散布水と間接的に
接触し、潜熱作用で熱交換され冷却された工業用処理水
は、各密閉型熱交換器Ｂの吐出部側の連結直管21に一度
集められた後、共通の吐出ヘッダー16へ流入し、負荷部
へ供給され、仕事をし昇温した状態で再びこの供給ヘッ
ダー15へ戻され、循環される。

処理水を間接的に冷却し自身昇温した散布水は、隣接
する密閉型熱交換器Ｂ間に装填した前記充填材Ｃ表面上
を流れ、この際、前記ルーバー板17で形成した外気取入
口から冷却塔本体12内に取り込んだ空気流と、直交状態
で接触し、潜熱作用を受けて若干冷却され、下位の密閉
型熱交換器Ｂ上に流下し、再び密閉型熱交換器Ｂ内を流
れる工業用処理水を非接触で冷却する。

このような熱交換を各階層の密閉型熱交換器Ｂ内を通
る工業用処理水及び空気流との間で繰返し行なうことに
より、所定温度まで、工業用処理水を冷却した後、散布
水は、冷却塔Ａの下部水槽18に一時貯留され、次いで汲
み上げポンプＰにより上部水槽10へ戻された後、再び密
閉型熱交換器Ｂ上へ散布される。

前記密閉型熱交換器Ｂの定期清掃、及びその損傷部の
修理、交換を行なう際には、共通の前記ヘッダー15、16
と連結直管20、21との接続を解き、各密閉型熱交換器Ｂ
を充填材Ｃとともに個々にレール14よりその軸線方向へ
引き出し、冷却塔本体12の側板13から取外し、密閉型熱
交換器Ｂの分配直管23周面に付着した汚物を除去した
り、損傷部を修理、交換する。

（第２実施例） 第５図に示すもので、A₀は密閉型の向流式冷却塔であ
り、散布装置Ｄと外気取入口Ｅとの間で、冷却塔本体1
2′内に前記密閉型熱交換器Ｂが上下階層的に配置して
ある以外は、第１実施例と同一符号のものは、第１実施
例と同一構成、作用をなす。

（第２実施例の作用） 密閉型熱交換器Ｂ内での処理水の流れは、第１実施例
と同じであり、ここでは説明を省略する。

前記散水装置Ｄより密閉型熱交換器Ｂ上に散布された
散布水は、非接触状態で工業用処理水を潜熱作用で冷却
する。次に、自身昇温した散布水は、充填材Ｃ表面上を
流下し、この流下中に、前記外気取入口Ｅから冷却塔本
体12′内に取り込まれ、冷却塔本体12′上部の排気口19
に向けた上昇中の空気流と接触し、その潜熱作用により
冷却された後、再び下位の密閉型熱交換器Ｂ上へ流下
し、この中を流れる処理水を冷却する。

このような熱交換を繰返し行なうことにより、処理水
を所定温度に冷却した後、散布水は、冷却塔A₀の下部水
槽18′に一時収集された後、散水装置Ｄへ汲み上げポン
プＰで汲み上げられ戻され、再び密閉型熱交換器Ｂ上へ
散布される。

この密閉型熱交換器Ｂの清掃、修理交換は、第１実施
例と同じである。

（第１、第２実施例固有の効果） 前記２つの実施例においては、隣接する密閉型熱交換
器Ｂ間に充填材Ｃを装填してあるため、工業処理水の冷
却能率を向上することができ、前記分配直管22をコルゲ
ート管としたり、内側にフインを付けた直管とすること
により、散布水と処理水との間接接触面積をより大きく
でき、その冷却効率を高められる。

また、前記レール14を断面 の型材とし、その全長にわたり形成したスリット部14e
において、連結直管20、21と分配直管22の接続部を上下
から支持することにより、小さな力で、密閉型熱交換器
Ｂの左右両側の連結直管20、21をレール14の軸線方向で
その端部からレール14に対して円滑に挿入したり、抜き
出すことができ、密閉型熱交換器Ｂの冷却塔本体12内へ
の取り付け、取り外しを容易に、各密閉型熱交換器Ｂ毎
に行なえる。

また、連結直管20、21の断面箱形又は円筒状として、
連結直管20、21の外周面とレール14の内周面とを非接触
とすることにより、連結直管20、21とレール14が異種金
属の場合にガルバニック現象が発生せず、連結直管20、
21にピンホールが発生するおそれは少なくなる。

また、断面 の型材からなるレール14内に、連結直管20、21は収納抱
時されているため、直接散布水とは接触せず、散布水中
の塵、微生物が連結直管20、21に付着する度合は少なく
なり、レール14に対する連結直管20、21即ち密度型交換
器Ｂの取り出しを円滑にできる。

前記レール14が数個の分割したレール片14eからなる
ものにおいては、レール14の使用材料を少なくでき、か
つ空気流、散布水の流れをより円滑に出来る。

前記密閉型熱交換器Ｂの供給部連結直管20側を、吐出
部連結直管21側より低位として各密閉型熱交換器Ｂ全体
を傾斜したものにおいては、不使用時に処理水を密閉型
熱交換器Ｂ内から完全に抜くことができ、冬期における
凍結を防止できる。

【図面の簡単な説明】

図はこの考案に係わるもので、第１図は、第１実施例の
概略図、第２図はその要部正面図、第３図は第２図の部
分拡大縦断面図、第４図は直管連結直管の他の態様を示
す第３図と同様の図、第５図は第２実施例の概略図及び
第６図は第１図の要部分解斜視図である。 図中の主な記号の説明 Ｂ……密閉型熱交換器、 14……レール、 20、21……連結直管、 23……分配直管。

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉型熱交換器をほゞ水平として複数本、
   上下階層的に冷却塔本体内に配列し、各密閉型熱交換器
   の供給部及び吐出部を各々対応する共通の供給ヘッダー
   又は吐出ヘッダーに着脱自在に接続してなる冷却塔にお
   いて、 前記各階層のそれぞれの密閉型熱交換器の供給部及び吐
   出部は連結直管に形成され、これら供給部と吐出部の連
   結直管との間にはこれら連結直管と直角に処理水分配直
   管が複数本相互に並列配置してあり、各密閉型熱交換器
   の両側にある連結直管は、前記冷却塔本体の側板にほゞ
   水平で上下間隔をおいて複数個設けた連結直管支持用レ
   ール内に着脱自在に一個宛収納保持されていることを特
   徴とする冷却塔。
2. 【請求項２】前記レールは断面 の型材からなり、その両端は前記熱交換器の連結直管挿
   入、抜き出し口としてあり、その内側起立面には全長に
   わたり連結直管と分配直管の接続部を支持するスリット
   部が形成されている特許請求の範囲第１項記載の冷却
   塔。
3. 【請求項３】前記冷却塔は密閉型の直交流式冷却塔であ
   る特許請求の範囲第１項記載の冷却塔。
4. 【請求項４】前記冷却塔は密閉型の向流式冷却塔である
   特許請求の範囲第１項記載の冷却塔。
5. 【請求項５】前記連結直管の断面形状は、箱形としてあ
   る特許請求の範囲第２項記載の冷却塔。
6. 【請求項６】前記連結直管の断面形状は、円筒状として
   ある特許請求の範囲第２項記載の冷却塔。
7. 【請求項７】前記各レールは、その軸線方向で間隔をお
   いて配列した複数個のレール片からなり、これらレール
   片により軸線方向に間隔をおいて対応する前記熱交換器
   の両側にある前記連結直管が支持されている特許請求の
   範囲第２項記載の冷却塔。
8. 【請求項８】前記レールは連結直管と分配直管の接続部
   のみを支持し、連結直管の外周面とは非接触としてある
   特許請求の範囲第２項記載の冷却塔。