JP2593034B2 - 冷却塔 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工場の設備、ビルの冷
暖房装置等から排出される温水を高い効率で冷却する重
層式の冷却塔に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、工場の設備、ビルの冷暖房装
置等から排出される温水を循環使用するために使用され
る冷却塔には、クロスフロー方式のものとカウンターフ
ロー方式のものとがある。図３に従来より用いられてい
るクロスフロー方式の冷却塔の断面構成の概略を示す。
同図に示すように、クロスフロー方式では通風空間２５
の両側に充填材２０，２０が設置され、通風空間２５の
上方には冷却ファン２３が取り付けられている。各充填
材２０の上方からは、散水ノズル２１によって温水が供
給され、供給された温水は充填材２０中を流下する。

【０００３】一方、冷却ファン２３の吸引によって、充
填材２０の側方に設けられたルーバー２２から充填材２
０を介して通風空間２５へ気流が生じており、この気流
によって充填材２０中を流下する温水が冷却される。こ
のように、クロスフロー方式の冷却塔では、流下する温
水に対して気流はその横方向から供給される。充填材２
０を通過した水は、冷水となって冷水槽２４に受けとめ
られる。通風空間２５は、充填材２０の上部から下部に
亘って熱交換された後の空気を集積し上昇させるために
設けられている。

【０００４】図４に従来より用いられているカウンター
フロー方式の冷却塔の断面構成の概略を示す。同図に示
すように、カウンターフロー方式では、塔内にほぼ水平
に設置された充填材２０の上方の通風空間２５内の散水
ノズル２１から温水が供給され、充填材２０中を流下す
る間に、冷却ファン２３の吸引による気流と接すること
により冷却される。このように、カウンターフロー方式
の冷却塔では、流下する温水に対して対向する方向から
気流が供給される。カウンターフロー方式の冷却塔で
は、散水ノズル２１に温水を供給するための配管をする
ために、また、充填材２０の全面に亘って均一な気流を
生じさせるために、ある程度の大きさの通風空間２５が
必要となる。

【０００５】しかしながら、従来のこれらの方式による
冷却塔では、冷却効率が不十分な場合がある。この冷却
効率を向上させるために、特開昭６３−３６８５０号公
報、実公昭４６−７４６０号公報等に見られる冷却塔が
知られている。この種の冷却塔の一例を図５に示す。同
図に示す冷却塔は、クロスフロー方式で冷却を行なう２
対の充填材ブロック３０及び３１を有している。即ち、
上側の１対の充填材ブロック３０と、下側の１対の充填
材ブロック３１とにそれぞれ別々に、散水ノズル３３及
び３４が設けられ、上側の充填材ブロック３０からの冷
却水は、下側の充填材ブロック３１を介することなく排
水パイプ３５によって排水槽３６に導かれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図５の冷却
塔では、充填材ブロック３０及び３１を２段に設けたた
め、通風空間も２倍の高さとなり、塔全体の高さが高く
なってしまう。従って、高さに制約のある場所にはこの
冷却塔を設置できないという問題点がある。

【０００７】本発明はこのような問題点を解決するもの
であり、本発明の目的は、高い冷却効率を有し、しかも
高さに制限がある場所にも使用し得る冷却塔を提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願第１の発明に係る冷
却塔は、通風空間を挟んで対峙する第１充填材ブロック
と、前記通風空間の下方に配された第２充填材ブロック
と、前記通風空間の上方に設けられた冷却ファンと、前
記各第１充填材ブロックに温水を供給する第１の温水供
給手段と、前記第２充填材ブロックに温水を供給する第
２の温水供給手段と、前記第１及び第２の充填材ブロッ
クから流下する冷水を貯留する冷水槽とを備え、前記第
１充填材ブロック中を流下する温水は、前記通風空間を
介して冷却ファンにより吸引された気流によってクロス
フロー方式で冷却され、前記第２充填材ブロック中を流
下する温水は、前記通風空間を介して冷却ファンにより
吸引された気流によってカウンターフロー方式で冷却さ
れることを特徴とする。

【０００９】また、前記通風空間内に於ける前記第２充
填材ブロックの直上に、補助冷却ファンを更に付加する
ことができる。

【００１０】更に、本願第２の発明に係る冷却塔は、通
風空間を挟んで対峙する充填材ブロックと、前記通風空
間の下方に配された冷却空間と、前記通風空間の上方に
設けられた冷却ファンと、前記各充填材ブロックに温水
を供給する第１の温水供給手段と、前記冷却空間に温水
を供給する第２の温水供給手段と、前記充填材ブロック
及び冷却空間から流下する冷水を貯留する冷水槽とを備
え、前記充填材ブロック中を流下する温水は、前記通風
空間を介して冷却ファンにより吸引された気流によって
クロスフロー方式で冷却され、前記冷却空間に供給され
た温水は、前記通風空間を介して冷却ファンにより吸引
された気流によってカウンターフロー方式で冷却される
ことを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記の構成よりなる冷却塔では、温水は、通風
空間を挟んで対峙する第１充填材ブロックと、通風空間
の下方に配された第２充填材ブロックとに於いて冷却さ
れる。第１充填材ブロックでは、クロスフロー方式の冷
却が行なわれる。即ち、第１の温水供給手段から供給さ
れた温水は、第１充填材ブロック内を流下しながら、冷
却ファンにより通風空間を介して吸引された側方からの
気流によって冷却される。また、第２充填材ブロックで
は、カウンターフロー方式の冷却が行なわれる。即ち、
第２の温水供給手段から供給された温水は、第２充填材
ブロック内を流下しながら、冷却ファンにより通風空間
を介して吸引された下方からの気流によって冷却され
る。この構成では、クロスフロー方式の冷却を行なう第
１充填材ブロックと、カウンターフロー方式の冷却を行
なう第２充填材ブロックとで通風空間を共有することが
できるので、冷却塔の高さを低く抑えつつ冷却効率を向
上させることができる。

【００１２】また、通風空間内の第２充填材ブロックの
直上に補助冷却ファンを更に備えることにより、充填材
の増加に伴う冷却ファンの能力不足を補うことができ
る。更には、第２充填材ブロック内に於ける温水量に対
する気流の量が、第１充填材ブロック内に於ける温水量
に対する気流の量よりも少ない場合に、補助冷却ファン
によって第２充填材ブロックを通過する気流の量を増加
させて気流のバランスを調整することができる。

【００１３】更に、上記構成に於いて、第２充填材ブロ
ックを用いずに、第２の温水供給手段から供給される温
水を単に気流によってのみ冷却する冷却空間とすること
により、安価で比較的冷却効率の高い冷却塔を構成する
ことができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいてより
詳細に説明する。

【００１５】図１に本発明の第１の実施例に係る冷却塔
の断面構成の概略を示す。本実施例の冷却塔は、通風空
間１５を挟んで対峙する一対の第１充填材ブロック１
と、通風空間１５の下方に配された第２充填材ブロック
５とを有している。また、通風空間１５の上方には冷却
ファン３が設けられている。

【００１６】各第１充填材ブロック１の上方には温水槽
１３ｂが設けられ、温水槽１３ｂには温水供給管１８か
ら散水箱１３ａを介して温水が供給されている。また、
各温水槽１３ｂには第１散水ノズル１１が取り付けられ
ており、この第１散水ノズル１１によって第１充填材ブ
ロック１に温水が供給される。本実施例では、温水供給
管１８、散水箱１３ａ、温水槽１３ｂ及び第１散水ノズ
ル１１によって、第１の温水供給手段が構成されてい
る。また、各第１充填材ブロック１の通風空間１５側に
は、細かい水滴が通風空間１５を介して外部に放出され
るのを防止するため、エリミネータ８が設けられてい
る。

【００１７】同様に、第２充填材ブロックの上方には、
散水管（スプレイ装置）１４が設けられ、散水管１４に
は温水供給管１９から直接温水が供給されている。ま
た、散水管１４には第２散水ノズル１２が取り付けられ
ており、この第２散水ノズル１２によって第２充填材ブ
ロック５に温水がスプレイされる。本実施例では、水供
給管１９、散水管１４及び第２散水ノズル１２によっ
て、第２の温水供給手段が構成されている。また、第２
充填材ブロック５と通風空間１５との間には、エリミネ
ータ９が設けられている。

【００１８】各第１充填材ブロック１及び第２第１充填
材ブロック５の外側にはルーバー２が設けられており、
これらのルーバー２から第１充填材ブロック１及び第２
充填材ブロック５内を通過して通風空間１５に達する気
流が、冷却ファン３の吸引により発生する。

【００１９】各第１充填材ブロック１の下方には、該第
１充填材ブロック１から流下する冷水を受ける一対の受
水槽６が設けられている。更に、これらの受水槽６に溜
まった冷水は、排水パイプ７を介して冷水槽４に貯留さ
れる。また、冷水槽４には、第２充填材ブロック５から
流下する冷水も貯留される。

【００２０】第１充填材ブロック１では、クロスフロー
方式の冷却が行なわれる。具体的には、第１充填材ブロ
ック１の中を流下する温水は、ルーバー２から第１充填
材ブロック１を通過して通風空間１５に達する気流によ
って冷却される。即ち、第１充填材ブロック１内の気流
は、第１充填材ブロック１の中を流下する温水に対して
横方向から気化熱を奪うことになる。

【００２１】一方、第２充填材ブロック５では、カウン
ターフロー方式の冷却が行なわれる。具体的には、第２
充填材ブロック５中を流下する温水は、第２充填材ブロ
ック５の下方から該第２充填材ブロック５を通過して通
風空間１５に達する気流によって冷却される。即ち、第
２充填材ブロック５内の気流は、第２充填材ブロック５
の中を流下する温水に対向する方向から気化熱を奪うこ
とになる。

【００２２】本実施例では、クロスフロー方式の冷却を
行なう第１充填材ブロック１と、カウンターフロー方式
の冷却を行なう第２充填材ブロック５とを備えているの
で、高い冷却効率が得られる。しかも、第１充填材ブロ
ック１と第２充填材ブロック５とで通風空間１５を共有
しているため、冷却効率の向上に伴う塔の高さの増加を
抑制することができる。

【００２３】なお、本実施例に於いて、充填材の増加に
伴う冷却ファン３の能力不足が生じた場合には、図１の
２点鎖線で示すように、通風空間１５内の第２充填材ブ
ロック５の直上に補助冷却ファン１６を更に備えること
により、これを補うことができる。また、第２充填材ブ
ロック５内に於ける温水量に対する気流の量が、第１充
填材ブロック１内に於ける温水量に対する気流の量より
も少ない場合に、補助冷却ファン１６によって第２充填
材ブロック５を通過する気流の量を増加させて気流のバ
ランスを調整することができる。

【００２４】図２に本発明の第２の実施例に係る冷水塔
の断面構成の概略を示す。本実施例の冷水塔は、上記第
１の実施例の構成に於いて第２充填材ブロック５を用い
ずに単に冷却空間１７としたものである。それ以外の構
成は図１の実施例と同様であり、対応する部分には同じ
符号を付してある。本実施例の冷却塔では、第２散水ノ
ズル１２から供給された温水は、冷却空間１７を落下す
る間にルーバー２から供給される気流によって冷却され
る。従って、冷却空間１７に於いてもカウンターフロー
方式の冷却が行なわれる。このように充填材のない冷却
空間１７を設けることにより、安価で比較的冷却効率の
高い冷却塔を構成することができる。

【００２５】図６に本発明の第３の実施例に係る冷水塔
の断面構成の概略を示す。本実施例の冷水塔は、前述の
第１の実施例に於ける冷却塔の容積を更に小さくしたも
のである。即ち、第１充填材ブロック１と第２充填材ブ
ロック５との間の空間を無くし、これらの充填材ブロッ
ク１及び５の間に仕切板４０のみを設けたものである。
また、図１の第１充填材ブロック１に対応する部分のル
ーバー２に代えて、開閉可能なダンパ４２ａが設けら
れ、第２充填材ブロック５に対応する部分のルーバー２
に代えて、開閉可能なダンパ４２ｂが設けられている。
それ以外の構成は図１の実施例と同様であり、対応する
部分には同じ符号を付してある。

【００２６】本実施例の冷水塔では、ダンパ４２ａ及び
４２ｂの開閉により、要求される冷却能力に応じた通風
運転が可能である。即ち、夏場の冷房装置のように高い
冷却効率が要求される場合には、ダンパ４２ａ，４２ｂ
の両方を解放した状態とすると共に冷却ファン３の送風
能力を上げて運転し、比較的低い冷却効率で済む場合に
は、ダンパ４２ａ，４２ｂの何れか一方のみを解放する
と共に冷却ファン３の送風能力を下げて運転すれば、省
エネルギー運転が可能となる。

【００２７】なお、前述の第１及び第２の実施例では、
全体の形状が逆台形である冷却塔について説明したが、
これに限定されるものではなく、前述の図５に示すよう
な方形の形状としてもよいことは言うまでもない。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係る冷水塔は、クロスフロー方
式の冷却を行なう第１充填材ブロックと、カウンターフ
ロー方式の冷却を行なう第２充填材ブロックとを備えて
いるので、高い冷却効率を得ることができる。しかも、
通風空間を上記２つの方式で共有しているので、冷却効
率の向上に伴う冷却塔の高さの増加を極力抑えることが
できる。従って、本発明の冷却塔は、高さに対する制限
が厳しい場所に於いても設置が可能であり、高い冷却効
率を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る冷却塔の概略構成
を示す断面図である。

【図２】本発明の第２の実施例に係る冷却塔の概略構成
を示す断面図である。

【図３】従来のクロスフロー方式の冷却塔の概略構成を
示す断面図である。

【図４】従来のカウンターフロー方式の冷却塔の概略構
成を示す断面図である。

【図５】従来のクロスフロー方式の充填材を２段に形成
した冷却塔の概略構成を示す断面図である。

【図６】本発明の第３の実施例に係る冷却塔の概略構成
を示す断面図である。

【符号の説明】

１…第１充填材ブロック ２…ルーバー ３…冷却ファン ４…冷水槽 ５…第２充填材ブロック ８…エリミネータ ９…エリミネータ １１…第１散水ノズル １２…第２散水ノズル １５…通風空間 １６…補助冷却ファン １７…冷却空間

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通風空間を挟んで対峙する第１充填材ブ
   ロックと、前記通風空間の下方に配された第２充填材ブ
   ロックと、前記通風空間の上方に設けられた冷却ファン
   と、前記各第１充填材ブロックに温水を供給する第１の
   温水供給手段と、前記第２充填材ブロックに温水を供給
   する第２の温水供給手段と、前記第１及び第２の充填材
   ブロックから流下する冷水を貯留する冷水槽とを備え、 前記第１充填材ブロック中を流下する温水は、前記通風
   空間を介して冷却ファンにより吸引された気流によって
   湿式によるクロスフロー方式で冷却されて前記冷水槽へ
   達し、 前記第２充填材ブロック中を流下する温水は、前記通風
   空間を介して冷却ファンにより吸引された気流によって
   湿式によるカウンターフロー方式で冷却されて前記冷水
   槽へ達することを特徴とする冷却塔。
2. 【請求項２】 前記通風空間内に於ける前記第２充填材
   ブロックの直上に、補助冷却ファンを更に備えたことを
   特徴とする請求項１記載の冷却塔。
3. 【請求項３】 通風空間を挟んで対峙する充填材ブロッ
   クと、前記通風空間の下方に配された冷却空間と、前記
   通風空間の上方に設けられた冷却ファンと、前記各充填
   材ブロックに温水を供給する第１の温水供給手段と、前
   記冷却空間に温水を供給する第２の温水供給手段と、前
   記充填材ブロック及び冷却空間から流下する冷水を貯留
   する冷水槽とを備え、 前記充填材ブロック中を流下する温水は、前記通風空間
   を介して冷却ファンにより吸引された気流によって湿式
   によるクロスフロー方式で冷却されて前記冷水槽へ達
   し、 前記冷却空間に供給された温水は、前記通風空間を介し
   て冷却ファンにより吸引された気流によって湿式による
   カウンターフロー方式で冷却されて前記冷水槽へ達する
   ことをことを特徴とする冷却塔。