JP2596307B2 - 被冷却水の冷却方法及び冷水塔 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被冷却水の冷却方法及
び冷水塔に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、種々のプラント、工場、ビル等に
おいて大量に使用される水を冷却するための冷水塔の需
要が益々高くなってきている。

【０００３】冷水塔には、図１４に示すようにケーシン
グ１の上部に送風機２を備えて配置した排気口３と、ケ
ーシング１の外周に形成した外気取入口４と、ケーシン
グ１の上部に設けた上部水槽５と、上部水槽５の下側に
配置されて該上部水槽５の散水口６から散水された被冷
却水７を流下させ、前記外気取入口４から横方向に吸引
されて排気口３に導かれる外気８を直交流で熱交換させ
て被冷却水７の冷却を行う熱交換部９を備えたものがあ
る。

【０００４】前記熱交換部９には、上部水槽５の直下に
設けたフィン付きチューブ１０からなる乾式空気加熱部
１１と、該乾式空気加熱部１１の下側に配置され、例え
ばシート状の合成樹脂材の表面に凹凸を有した熱交換面
材を多数並列に起立させて備えることにより流通間隔を
形成した形状、或いは薄い板を組合わせた形状等を有し
た充填材ユニット１２を備えたものがある。１３は充填
材ユニットの下部に設けて冷却後の水を回収する下部水
槽である。

【０００５】上記冷水塔では、上部水槽５の被冷却水７
を乾式空気加熱部１１のフィン付きチューブ１０内に流
下させ、更にその下部の充填材ユニット１２の熱交換面
材等に沿って流下させ、同時に送風機２により外気取入
口４から外気８を吸引して乾式空気加熱部１１及び充填
材ユニット１２を横方向に流通させることにより前記被
冷却水７の冷却を行うようにしている。

【０００６】前記充填材ユニット１２の熱交換面材に沿
って流下する被冷却水７は、外気８と直接熱交換される
ことにより効果的に冷却され、冷水塔の能力はこの充填
材ユニット１２の容量によって略決定される。充填材ユ
ニット１２において被冷却水７と熱交換を行った外気８
は、昇温されると共に湿度が略１００％の湿り空気１４
となり、従ってこの湿り空気１４をそのまま冷水塔外部
に排出すると、外気温度が低い場合には白煙を生じるこ
とになる。このような白煙の発生は、外気を汚染してい
るかのごとき嫌悪感を近隣居住者等に与える結果とな
り、また夜間には光の作用等によって火災と誤認する恐
れがある等から、白煙を発生させない要求が高まってい
る。

【０００７】このために、図１４においては被冷却水７
を乾式空気加熱部１１のフィン付きチューブ１０内を流
下する際、フィン付きチューブ１０の外周に沿って流通
する外気８は乾式で加熱されることにより湿度が極めて
低い乾き空気１５となり、この乾き空気１５を送風機２
によって前記湿り空気１４に混合することにより、排気
口３から排出される空気の湿度を低減させて、白煙の発
生を防止するようにしている。

【０００８】しかし上記冷水塔においては、白煙の発生
を防止のための乾き空気１５を作るために、フィン付き
チューブによる専用の乾式空気加熱部１１を設けるよう
にしているため、非常に構造が複雑化して高価になると
共に、フィン付きチューブによる間接的な熱交換である
ために熱交換効率を余り高めることができず、従って非
常に大きな容量を必要として乾式空気加熱部１１の構造
が大型化し、冷却主要部である充填材ユニット１２の容
量を同一とした場合には冷水塔の高さ寸法が高くなり、
また、冷水塔の容積を同一とした場合には充填材ユニッ
ト１２の容量が削減されて能力が低下してしまう問題が
ある。

【０００９】このような問題を解決するために、図１５
及び図１６に示すような冷水塔が提案されている。即
ち、例えば図１４に示した熱交換部９を、少なくとも上
下二段の充填材ユニット１６ａ，１６ｂによって構成す
るようにし、且つ最上段の充填材ユニット１６ａに、シ
ート状の合成樹脂材の表面に凹凸を有した熱交換面材１
７を多数並列に起立させることにより流通間隔１８を形
成し、該流通間隔１８の一部に蓋１９を設けることによ
り該蓋１９を設けた流通間隔１８に被冷却水７を流さな
いようにしている。また必要に応じて、前記蓋１９を開
閉できるようにしている。図中２０は中間部水槽を示
す。

【００１０】上記したように、流通間隔１８を閉塞する
蓋１９を設置するようにした場合には、該蓋１９によっ
て閉塞された流通間隔１８には被冷却水７が流下せず、
外気８のみが流通するようになるので乾き空気１５を作
ることができ、この乾き空気１５を上部充填材ユニット
１６ａの蓋１９を有しない流通間隔１８及び下部の充填
材ユニット１６ｂにて被冷却水７の冷却を行った湿り空
気１４に混合して排出すると、白煙の発生を防止するこ
とができる。

【００１１】また前記蓋１９を開閉できるようにしたも
のにおいては、蓋１９を開くことによって総ての熱交換
面材１７に被冷却水７を流下させて充填材ユニット１６
ａ，１６ｂによる冷却能力を増大することができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記図１５及
び図１６に示した冷水塔においては、前記熱交換面材１
７の流通間隔１８の一部を閉塞する蓋１９を固設した場
合、白煙が発生しない条件での使用時にも乾き空気１５
を作る部分が常に最上部の充填材ユニット１６ａに存在
することになり、冷水塔の能力がその分低下してしまう
問題がある。

【００１３】また、前記蓋１９を開閉できるようにする
場合は、蓋１９を開閉する作業が大変であるばかりでな
く、熱交換面材１７は薄い合成樹脂のシート等によって
軽量化を図り且つ狭い間隔で配置された構成となってい
るために、このような薄いシートの上端部間を開閉でき
るように蓋１９を取付けることが技術的に大変困難であ
り、また蓋１９を開閉できるように取付けたとしても構
造が複雑化し、しかも狭溢部に可動部を有することにな
るためにメンテナンスが大変となる等の問題があり、実
用的とは言えない。

【００１４】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなし
たもので、充填材ユニット内における外気による被冷却
水の直接冷却と、外気の乾式加熱とを自由にしかも容易
に切替えることができるようにした被冷却水の冷却方法
及び冷水塔を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、熱交
換面材を相互間に流通間隔を形成するよう多数並列に起
立させて備えた充填材ユニットに上部水槽底部の散水口
から被冷却水を散水し、同時に前記充填材ユニットの流
通間隔に外気を吸引して横方向に流通させて、前記熱交
換面材に沿って流下する被冷却水を外気により直交流式
で冷却する方法であって、前記充填材ユニットの流通間
隔の一部に、上部水槽底部の散水口より高い位置に開口
した上部液取入口から被冷却水を区画して供給できるよ
うにし、且つ前記上部水槽に供給する被冷却水の流量を
流量調節弁を備えた液位調節装置により調節して上部水
槽内の被冷却水の液面高さを調節するようにし、白煙が
発生しない通常時は、前記上部水槽内の被冷却水の液面
を上部液取入口より上側に保持することにより、総ての
熱交換面材に散水を行って総ての流通間隔にて外気によ
る被冷却水の直接冷却を行い、白煙発生時には、上部水
槽内の被冷却水の液面を上部液取入口より下側に保持す
るように調節して、上部液取入口に連通している流通間
隔への被冷却水の散水を停止し、被冷却水が散水されて
いる流通間隔での外気による被冷却水の直接冷却と、被
冷却水が散水されていない流通間隔を流通する外気の乾
式加熱とを同時に行った後、直接冷却による湿り空気と
乾式加熱による乾き空気とを混合することを特徴とする
ものである。

【００１６】請求項２の発明は、熱交換面材を相互間に
流通間隔を形成するよう多数並列に起立させて備えた充
填材ユニットに上部水槽底部の散水口から被冷却水を散
水し、同時に前記充填材ユニットの流通間隔に外気を吸
引して横方向に流通させて、前記熱交換面材に沿って流
下する被冷却水を外気により直交流式で冷却する方法で
あって、前記充填材ユニットの流通間隔の一部に、上部
水槽に設けた液流下口の弁の開閉により被冷却水を区画
して供給できるようにし、且つ前記上部水槽に供給する
被冷却水の流量を流量調節弁を備えた液位調節装置によ
り調節して上部水槽内の被冷却水の液面高さを調節する
ようにし、白煙が発生しない通常時は、前記弁を開い
て、総ての熱交換面材に散水を行って総ての流通間隔に
て外気による被冷却水の直接冷却を行い、白煙発生時に
は、前記弁を閉じて、液流下口に連通している流通間隔
への被冷却水の散水を停止し、被冷却水が散水されてい
る流通間隔での外気による被冷却水の直接冷却と、被冷
却水が散水されていない流通間隔を流通する外気の乾式
加熱とを同時に行った後、直接冷却による湿り空気と乾
式加熱による乾き空気とを混合することを特徴とするも
のである。

【００１７】請求項３の発明は、ケーシングの上部に送
風機を有して設置された排気口と、ケーシングの外周に
形成した外気取入口と、ケーシングの上部に設けた上部
水槽と、上部水槽の下側に配置されて該上部水槽の散水
口から散水された被冷却水を流下させ、前記外気取入口
から吸引した外気を横方向に流通して前記被冷却水と直
交流で熱交換させる熱交換部を備えた冷水搭であって、
前記上部水槽に被冷却水を供給する給水管に流量調節弁
が備えてあり、前記熱交換部が単段或いは複数段の充填
材ユニットで構成され、且つ単段の充填材ユニット、或
いは複数段の充填材ユニットの少なくとも最上段を、熱
交換面材を多数並列に起立させることにより流通間隔を
形成した構成とし、且つ前記充填材ユニットの一部の流
通間隔に区画室を介して連通し上部水槽の散水口より上
部に上部液取入口を有した区画導入部を構成して前記充
填材ユニットに乾・湿切替空間を形成し、前記上部水槽
の液面高さを検出して前記流量調節弁を調節する液位調
節装置を設けたことを特徴とするものである。

【００１８】請求項４の発明は、区画導入部の上部水槽
内に突出する液取入口の高さが異なったものを複数備え
たことを特徴とするものである。

【００１９】請求項５の発明は、液位調節装置が上部水
槽の液面高さを検出するレベル計を備えていることを特
徴とするものである。

【００２０】請求項６の発明は、最上段以外の充填材ユ
ニットの上部水槽に区画導入部を備えた際の上部液取入
口の上部位置に、上側から流下してくる被冷却水が直接
入り込むのを防止し且つ上部水槽の被冷却水が流入する
のを妨げない水よけ板を備えたことを特徴とするもので
ある。

【００２１】請求項７の発明は、ケーシングの上部に送
風機を有して設置された排気口と、ケーシングの外周に
形成した外気取入口と、ケーシングの上部に設けた上部
水槽と、上部水槽の下側に配置されて該上部水槽の散水
口から散水された被冷却水を流下させ、前記外気取入口
から吸引した外気を横方向に流通して前記被冷却水と直
交流で熱交換させる熱交換部を備えた冷水搭であって、
前記上部水槽に被冷却水を供給する給水管に流量調節弁
を備えており、且つ上部水槽の液面高さを検出して前記
流量調節弁を調節する液位調節装置を備えており、前記
熱交換部が単段或いは複数段の充填材ユニットで構成さ
れ、且つ単段の充填材ユニット、或いは複数段の充填材
ユニットの少なくとも最上段を、熱交換面材を多数並列
に起立させることにより流通間隔を形成した構成とし、
且つ前記充填材ユニットの一部の流通間隔に区画室を介
して連通する液流下口を上部水槽に設けると共に、前記
液流下口を開閉する弁を設け、該弁の開閉を駆動する弁
駆動装置を設けた設けたことを特徴とするものである。

【００２２】請求項８の発明は、弁の開閉を選択的に行
えるようにしてあることを特徴とするものである。

【００２３】請求項９の発明は、弁が落下水分散板を一
体に備えていることを特徴とするものである。

【００２４】請求項１０の発明は、区画室が熱交換面材
自体で構成されていることを特徴とするものである。

【００２５】請求項１１の発明は、上部水槽と充填剤ユ
ニットの間に散水空間が形成されている際の区画室が、
任意の流通間隔を形成する熱交換面材を挟むように配置
した区画板によって構成されていることを特徴とするも
のである。

【００２６】

【作用】請求項１及び３の発明では、白煙の発生の恐れ
が無い通常時は、上部水槽内の被冷却水の液面を上部液
取入口より上側に保持するように上部水槽に供給する被
冷却水の流量を流量調節弁にて調節することにより、充
填材ユニットの総ての熱交換面材に散水を行って総ての
流通間隔にて外気による被冷却水の直接冷却を行う。ま
た白煙の発生時には、上部水槽内の被冷却水の液面を上
部液取入口より下側に保持することにより、上部液取入
口に連通している流通間隔への被冷却水の散水を停止
し、被冷却水が散水されている流通間隔での外気による
被冷却水の直接冷却と、被冷却水が散水されていない流
通間隔を流通する外気の乾式加熱とを同時に行って、前
記直接冷却によって生じる湿り空気に、乾式加熱によっ
て生じる乾き空気を混合させることにより、白煙の発生
を防止する。更に、上部水槽に供給する被冷却水の流量
を流量調節弁にて調節するようにしているので、上部水
槽に供給する被冷却水の流量を、上部水槽から流下する
被冷却水の流量に対応した必要最少限の流量とすること
ができる。

【００２７】請求項２及び７の発明では、白煙の発生の
恐れが無い通常時は、上部水槽の液流下口の弁を開ける
ことにより、充填材ユニットの総ての熱交換面材に散水
を行って総ての流通間隔にて外気による被冷却水の直接
冷却を行う。また白煙の発生時には、上部水槽の液流下
口の弁を閉じることにより、液流下口に連通している流
通間隔への被冷却水の散水を停止し、被冷却水が散水さ
れている流通間隔での外気による被冷却水の直接冷却
と、被冷却水が散水されていない流通間隔を流通する外
気の乾式加熱とを同時に行って、前記直接冷却によって
生じる湿り空気に、乾式加熱によって生じる乾き空気を
混合させることにより、白煙の発生を防止する。液流下
口の弁の開閉によって上部水槽から流下する被冷却水の
流量が変化するが、流量調節弁にて被冷却水の供給流量
を調節しているので上部水槽内の被冷却水の液面高さを
任意に保持することができ、従ってこの場合も、上部水
槽に供給する被冷却水の流量を必要最少限の流量とする
ことができる。

【００２８】請求項４の発明では、区画導入部の上部水
槽内に突出する液取入口の高さが異なったものを複数備
えているので、上部水槽の被冷却水の液面高さを調節す
ることにより、被冷却水が散水されない流通間隔の数を
段階的に変化させることができ、よって外的条件の変化
に対応して、白煙を生じさせない範囲内で被冷却水の冷
却を効率的に行うことができる。

【００２９】請求項５の発明では、上部水槽の液面高さ
をレベル計による検出値に基づいて任意に調節すること
ができる。

【００３０】請求項６の発明では、最上段以外の充填材
ユニットの上部水槽に設けられた上部液取入口の上部
に、上側から流下してくる冷却水が直接入り込むのを防
止し、且つ上部水槽の被冷却水が流入するのを妨げない
ようにした水よけ板を備えているので、上部の充填材ユ
ニットから流下してくる被冷却水が乾式加熱を行わせよ
うとする流通空間に侵入するのを防止できる。

【００３１】請求項８の発明では、弁の開閉を選択的に
行えるようにしてあるので、弁の開閉の調節により、被
冷却水が散水されない流通間隔の数を任意に調節するこ
とができる。

【００３２】請求項９の発明では、弁が落下水分散板を
一体に備えているので、弁を開放した時、被冷却水が落
下分散板に衝突して分散され、冷却効果が向上される。

【００３３】請求項１０の発明では、区画室が熱交換面
材自体で構成されているので、充填材ユニットと上部水
槽との間の間隔を小さくすることができ、新設される冷
水塔に好適である。

【００３４】請求項１１の発明では、上部水槽と充填剤
ユニットの間に散水空間が形成されている際の区画室
が、任意の流通間隔を形成する熱交換面材を挟むように
配置した区画板によって構成されているので、既設の冷
却搭に対しても容易に適用することができる。

【００３５】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明
する。

【００３６】図１〜図３は請求項１及び３の発明を主体
にした一実施例を示すもので、図中図１５及び図１６と
同一のものには同一の符号を付して詳細な説明は省略す
る。

【００３７】被冷却水７と外気８との熱交換を行う熱交
換部９を、図１に示すように熱交換面材１７を多数並列
に起立させることにより流通間隔１８を形成した単一の
充填材ユニット１６により構成する。

【００３８】更に、充填材ユニット１６の一部の流通間
隔１８に、散水空間Ｌに位置する区画室１８ａを介して
連通し、しかも上部水槽５の底部（散水口６）より上部
の所要高さ位置に上部液取入口２１を有した液取入管２
２からなる区画導入部２３を設けることにより、前記充
填材ユニット１６の流通間隔１８の一部に乾・湿切替空
間２４を形成する。

【００３９】図２では、区画導入部２３を挟む熱交換面
材１７の上端を延長し、取付け材２５を介して上部水槽
５の下面に取付けることにより区画室１８ａを形成し、
且つ熱交換面材１７によって形成される所要の流通間隔
１８に開口する散水口６に前記液取入管２２を固定する
ようにしている。前記流通間隔１８における散水口６の
下部、及び乾・湿切替空間２４における液取入管２２の
下部には、熱交換面材１７に被冷却水７を分散して流下
させるための分散板２６を備えている。この分散板２６
は、前記散水口６や液取入管２２等が密に配設されてい
たり、或いは図示しない従来から用いられている散水ノ
ズルが設けられる等して熱交換面材１７への十分な散水
が可能な場合には省略することができる。また熱交換面
材１７は、上部水槽５に直接取付けることなく、前記取
付け材２５を強度部材で枠組みに構成して該枠組みに吊
り下げ支持させるようにしても良い。

【００４０】上部水槽５内には給水管２７を介して被冷
却水７が供給されており、且つ給水管２７に備えた流量
調節弁２８が制御装置２９に入力されている切替信号３
０によって開度調節されて上部水槽５への給水量が制御
されるようにした液位調節装置３８が設けられている。
尚、前記流量調節弁２８で流量が調節されることにより
余剰となった被冷却水７は、下部水槽１３の冷却された
被冷却水と合流されるようになっている。更に、液位調
節装置３８は、上部水槽５内の液面高さを検出する２個
１組の低位レベル計３１，３２と高位レベル計３３，３
４を備えており、該各レベル計３１，３２，３３，３４
からの検出信号が前記制御装置２９に入力されて前記上
部水槽５内の被冷却水７の液面を所定水位に保持するよ
う監視を行うようになっている。前記低位レベル計３
１，３２は区画導入部２３の上部液取入口２１より下部
の所定範囲に液面を保持するための監視を行い、また高
位レベル計３３，３４は区画導入部２３の上部液取入口
２１より上部の所定範囲に液面を保持するための監視を
行うようになっている。

【００４１】また、図４及び図５は前記区画導入部２３
の他の例を示すもので、乾・湿切替空間２４とする流通
間隔１８に開口する散水口６を挟むように所要の高さを
有した２枚の液取入板３５，３５を上部水槽５の底面に
設けて、スリット状の上部液取入口２１を構成した場合
を示しており、また、図５は乾・湿切替空間２４とする
流通間隔１８に開口する散水口６を包囲するようにチャ
ンネル材３６を上部水槽５の底面に設け、更にチャンネ
ル材３６の上部に所要の高さを有して上部液取入口２１
を有した液取入管３７を取付けた構成とした場合を示し
ている。

【００４２】又、図６及び図７は図２の構成の他の例を
示すもので、上部水槽５の下部に散水空間Ｌを有して配
置された充填材ユニット１６の所要の流通間隔１８を、
前記区画導入部２３に区画室１８ａを介して連通させる
ために、区画導入部２３の直下の流通間隔１８を形成す
る熱交換面材１７，１７の外側に、上端が上部水槽５の
下面に位置し、下端が熱交換面材１７の上端より下方ま
で延びる長さを有したプラスチック等の波板状の区画板
１７ａ，１７ｂを設けることにより、乾・湿切替空間２
４に連通するようにした区画室１８ａを構成した場合を
示している。前記区画板１７ａ，１７ｂは、図示するよ
うに高い凸部１７ｃと低い凸部１７ｄを対向して備え、
該凸部１７ｃ，１７ｄ同士を接着剤等により固定するよ
うにしており、上記区画板１７ａ，１７ｂの設置によ
り、前記凸部１７ｃ，１７ｄが被冷却水７を分散する機
能を発揮するようになっている。

【００４３】次に上記実施例の作用を説明する。

【００４４】外気温度が余り低くならず白煙の発生の恐
れが無い通常時は、上部水槽５内の被冷却水７の液面が
上部液取入口２１より上側に位置するように、液位調節
装置３８の制御装置２９に上部水槽５の液面を高位レベ
ルに保持する切替信号３０を出力する。切替信号３０が
入力された制御装置２９は、流量調節弁２８の開度を開
くように調節し、同時に上部水槽５の液面を検出してい
るレベル計３１〜３４の信号を入力して液面が常に高位
レベル計３３，３４の間に位置するよう流量調節弁２８
の開度を制御する。

【００４５】このようにして、液面高さが上部水槽内の
液面が区画導入部２３の上部液取入口２１より高い高位
レベル（図２中二点鎖線の状態）に保持されると、散水
口６及び上部液取入口２１を介して充填材ユニット１６
ａの総ての熱交換面材１７に散水が行われ、よって総て
の流通間隔１８において外気８（図１５参照）による被
冷却水７の直接冷却が行われる。従って夏季のように、
白煙の発生の心配がなくしかも大量の冷却水が要求され
る場合には、充填材ユニット１６の総てを最大限に稼働
させて大きな能力で被冷却水７の冷却を行うことができ
る。

【００４６】また冬期等の白煙の発生時には、上部水槽
５の液面を低位レベルに保持する切替信号３０を制御装
置２９に入力する。すると、制御装置２９は低位レベル
計３１，３２の間に常に液面が位置するように流量調節
弁２８を自動制御する。これにより液面が低位に保持さ
れると、上部液取入口２１に連通している乾・湿切替空
間２４への被冷却水７の散水が停止され、これにより被
冷却水７が散水されている流通間隔１８での外気８によ
る被冷却水７の直接冷却と、被冷却水７が散水されてい
ない乾・湿切替空間２４を流通する外気８の乾式加熱と
が同時に行われ、前記上部の充填材ユニット１６におけ
る流通間隔１８において直接冷却によって生じる湿り空
気１４（図１５参照）に、前記乾・湿切替空間２４にお
ける乾式加熱によって生じる乾き空気１５が混合される
ことにより、白煙の発生が防止される。又、上部水槽５
に供給する被冷却水７の流量を流量調節弁２８にて調節
するようにしているので、上部水槽５に供給する被冷却
水７の流量を、上部水槽５から流下される被冷却水７の
流量に対応した必要最少限の流量とすることにより、被
冷却水７を上部水槽５に持上げるためのポンプ動力を削
減できる。

【００４７】図６及び図７の実施例は、散水空間Ｌが形
成されている既存の冷水塔に対して、好適に適用するこ
とができる。

【００４８】図８は図１の他の実施例を示したもので、
熱交換部９を冷却能力に対応させて複数段、図では３段
の充填材ユニット１６ａ，１６ｂ，１６ｃによって構成
し、必要な任意の充填材ユニット（図では１６ａ，１６
ｃ）に図２と同様の構成を適用するようにしている。図
２と同様の区画導入部２３及び液位調節装置３８等を設
ける充填材ユニットの数と位置、及び該構成を設けるも
のと設けないものとの組合わせ配置等は任意に変更する
ことができる。又、上記構成を備えない充填材ユニット
１６ｂは前記熱交換面材１７によって流通間隔１８を形
成する方式以外のものを採用するようにしても良い。

【００４９】又、最上段以外の充填材ユニット（図８で
は１６ｃ）に前記区画導入部２３及び液位調節装置３８
等の構成を設ける場合には、上側の充填材ユニット１６
ｂを流下した被冷却水７が上部液取入口２１に直接入り
込むのを防止するように上部液取入口２１の上部を覆
い、且つ充填剤ユニット１６ｃ直上の上部水槽５の被冷
却水７が流入するのを妨げないようにした水よけ板２１
ａを設けている。

【００５０】最上段以外の充填材ユニット１６ｃの上部
水槽５に落下して来る被冷却水７は、途中で蒸発するこ
とによって減少するので、その減少分の被冷却水７を給
水管２７によって補充して液位を調節するようにしてい
る。

【００５１】図８の場合も前記図１〜図３と全く同様に
して、被冷却水７の冷却を最大限に行わせたり、白煙の
発生を防止するように任意に切替えて使用することがで
きる。

【００５２】図９は請求項４の発明の一実施例を示した
もので、乾・湿切替空間２４に対して被冷却水７を流す
ものと流さないものとに切替えることができるように、
上部液取入口２１の高さ位置が異なる複数種類の区画導
入部２３ａ，２３ｂを備えた場合を示している。この
時、同一の乾・湿切替空間２４に連通する複数の上部液
取入口２１の高さは同一となっている。このように高さ
が異なった上部液取入口２１を有する区画導入部２３を
図１及び図７の装置に備えると、白煙の発生状況に応じ
て乾き空気１５（図１５参照）の発生量を調節し、これ
により過剰の乾き空気１５を発生させることによって生
じる無駄を省くことができる。即ち、上部水槽５に供給
する被冷却水７の流量を、上部水槽５から流下される被
冷却水７の流量に対応した必要最少限の流量とすること
によって、被冷却水７を上部水槽５に持上げるためのポ
ンプ動力を削減することができ、更に、被冷却水７を散
水する流通空間と被冷却水７を流通させない流通空間と
の割合を自由に変更することにより、白煙を生じさせな
い状況下での被冷却水７の流下量を最大限に増加して被
冷却水７の冷却効率を高めることができる。この図９の
構成も、図１に示すように充填材ユニット１６が単段の
場合、或いは図８のように複数段の場合に適用すること
ができる。

【００５３】図１０及び図１１は請求項２及び７の発明
を主体にした一実施例を示したもので、乾・湿切替空間
２４に対して被冷却水７を流すものと流さないものとに
切替えることができるように、区画室１８ａに連通する
ように上部水槽５に液流下口３９を形成し、且つ前記上
部水槽５の底面に、前記液流下口３９に連通した立上が
り短管４０を設け、該立上がり短管４０の上端に前記液
流下口３９の開閉を行う蓋状の弁４１を設ける。この
時、図１１に示すように同一の区画室１８ａに連通して
いる液流下口３９の開閉を行う弁４１は１本の共通した
回転軸からなる弁駆動装置４２によって同時に開閉でき
るようになっている。前記立上がり短管４０の外周は、
ゴミ等の侵入を防止する金網等のスクリーン材４３が取
付けられている。

【００５４】上記図１０及び図１１の実施例では、外気
温度が余り低くならず白煙の発生の恐れが無い通常時
は、上部水槽５の立上がり短管４０に設けた弁４１を弁
駆動装置４２により開放する。すると、散水口６及び液
流下口３９を介して充填材ユニット１６の総ての熱交換
面材１７に散水が行われ、よって総ての流通間隔１８に
おいて外気８（図１５参照）による被冷却水７の直接冷
却が行われる。従って夏季のように、白煙の発生の心配
がなくしかも大量の冷却水が要求される場合には、充填
材ユニット１６の総てを最大限に稼働させて大きな能力
で被冷却水７の冷却を行うことができる。

【００５５】また冬期等の白煙の発生時には、前記弁４
１により液流下口３９を閉じることにより、区画室１８
ａを介して連通している乾・湿切替空間２４への被冷却
水７の散水が停止され、これにより被冷却水７が散水さ
れている流通間隔１８での外気８（図１５参照）による
被冷却水７の直接冷却と、被冷却水７が散水されていな
い乾・湿切替空間２４を流通する外気８の乾式加熱とが
同時に行われ、前記上部の充填材ユニット１６における
流通間隔１８及び下部の充填材ユニット（図示せず）に
おいて直接冷却によって生じる湿り空気１４（図１５参
照）に、前記乾・湿切替空間２４における乾式加熱によ
って生じる乾き空気１５が混合されることにより、白煙
の発生が防止される。また、上部水槽５に供給する被冷
却水７の流量を流量調節弁２８（図１、２、６参照）に
て調節することにより、上部水槽５に供給する被冷却水
７の流量を、弁４１の開閉によって上部水槽５から流下
される被冷却水７の流量に対応した必要最少限の流量と
することができ、よって被冷却水７を上部水槽５に持上
げるためのポンプ動力を削減することができる。

【００５６】上記図１０及び図１１の実施例において
も、液流下口３９を閉塞する弁４１の数を変更するよう
にすると、白煙の発生状況に応じて乾き空気１５（図１
５参照）の発生量を調節し、これにより冷却効率を高め
て過剰の乾き空気１５を発生させることによる無駄を省
くことができる。

【００５７】この実施例では、弁駆動装置４２を複数備
えて弁４５，４８の開閉を任意に調節できるようにする
ことにより、被冷却水７を流下させる流通間隔１８の数
を調節して乾き空気１５（図１５参照）の量を外的条件
の変化に応じて更に細かく調節することができ、よって
白煙の発生を防止しながら被冷却水の冷却効率を高める
効果を更に向上できる。

【００５８】図１２は前記図１０、図１１の他の実施例
を示すもので、液流下口３９を貫通する軸４４の上部水
槽５内側に、液流下口３９を開閉可能な逆円錐状の弁４
５が取付けられていると共に、前記軸４４の区画室１８
ａ内側位置に落下水分散板４６が取付けられていて、前
記軸４４の上端が昇降を行う軸からなる弁駆動装置４２
に接続されている。

【００５９】図１３は更に別の実施例を示すもので、液
流下口３９を取り巻く上部水槽５の底面位置に環状凹部
４７を形成し、液流下口３９を貫通する軸４４の上部水
槽５内側に前記環状凹部４７に嵌合可能な皿状の弁４８
が取付けられていると共に、前記軸４４の区画室１８ａ
内側位置に落下水分散板４６が取付けられていて、前記
軸４４の上端が昇降を行う軸からなる弁駆動装置４２に
接続されている。

【００６０】上記図１２及び図１３の実施例によれば、
４５，４８の昇降によって液流下口３９の開閉を行うこ
とができ、且つ弁４５，４８を開いて被冷却水７が液流
下口３９を流下するとき、落下水分散板４６に衝突して
分散されることにより区画室１８ａ壁面及び熱交換面材
１７に付着し易くなり、よって冷却性能を高めることが
できる。

【００６１】上記実施例においても図示し説明した構成
を多段に備えた充填材ユニットの任意の位置に備えるよ
うにすることができること、区画室の構成は種々選択で
きることは勿論である。

【００６２】尚、本発明は前記実施例にのみ限定される
ものではなく、区画導入部及び弁の構成は種々変更する
ことができ、且つ区画導入部及び弁を着脱可能に構成す
るようにしても良いこと、その他本発明の要旨を逸脱し
ない範囲内に於いて種々変更を加え得ることは勿論であ
る。

【００６３】

【発明の効果】請求項１及び３の発明では、白煙の発生
の恐れが無い通常時は、上部水槽内の被冷却水の液面を
上部液取入口より上側に保持することにより、充填材ユ
ニットの総ての熱交換面材に散水を行って総ての流通間
隔にて外気による被冷却水の直接冷却を行い、また白煙
の発生時には、上部水槽内の被冷却水の液面を上部液取
入口より下側に保持することにより、上部液取入口に連
通している流通間隔への被冷却水の散水を停止し、被冷
却水が散水されている流通間隔での外気による被冷却水
の直接冷却と、被冷却水が散水されていない流通間隔を
流通する外気の乾式加熱とを同時に行って、前記直接冷
却によって生じる湿り空気に、乾式加熱によって生じる
乾き空気を混合させることにより、白煙の発生を防止す
ることができ、よって被冷却水の冷却を効率的に行わせ
て、冷水塔を小型化することができ、更に、上部水槽に
供給する被冷却水の流量を、流量調節弁により調節し
て、上部水槽から流下される被冷却水の流量に対応した
必要最少限の流量とすることができるので、被冷却水７
を上部水槽５に持上げるためのポンプ動力を削減するこ
とができる。

【００６４】請求項２及び７の発明では、白煙の発生の
恐れが無い通常時は、上部水槽の液流下口の弁を開ける
ことにより、充填材ユニットの総ての熱交換面材に散水
を行って総ての流通間隔にて外気による被冷却水の直接
冷却を行い、また白煙の発生時には、上部水槽の液流下
口の弁を閉じることにより、液流下口に連通している流
通間隔への被冷却水の散水を停止し、被冷却水が散水さ
れている流通間隔での外気による被冷却水の直接冷却
と、被冷却水が散水されていない流通間隔を流通する外
気の乾式加熱とを同時に行って、前記直接冷却によって
生じる湿り空気に、乾式加熱によって生じる乾き空気を
混合させることにより、白煙の発生を防止することがで
き、よって被冷却水の冷却を効率的に行わせて、冷水塔
を小型化することができる。更に、液流下口の弁の開閉
によって上部水槽から流下する被冷却水の流量が変化す
るが、流量調節弁にて被冷却水の供給流量を調節してい
るので上部水槽内の被冷却水の液面高さを任意に保持す
ることができ、従ってこの場合も、上部水槽に供給する
被冷却水の流量を必要最少限の流量として、被冷却水を
上部水槽に持上げるためのポンプ動力を削減することが
できる。

【００６５】請求項４の発明では、区画導入部の上部水
槽内に突出する液取入口の高さが異なったものを複数備
えているので、上部水槽の被冷却水の液面高さを調節す
ることにより、被冷却水を散水しない流通間隔の数を段
階的に変化させることができ、よって、被冷却水を散水
する流通空間と被冷却水を流通させない流通空間との割
合を段階的に自由に変更することができ、よって白煙を
生じさせない状況下での被冷却水の流下量を最大限に増
加して、被冷却水の冷却効率を高めることができる。

【００６６】請求項５の発明では、上部水槽の液面高さ
をレベル計による検出値に基づいて任意に調節すること
ができる。

【００６７】請求項６の発明では、最上段以外の充填材
ユニットの上部水槽に設けられた上部液取入口の上部
に、上側から流下してくる被冷却水が直接入り込むのを
防止し、且つ上部水槽の被冷却水が流入するのを妨げな
いようにした水よけ板を備えているので、上部の充填材
ユニットから流下してくる被冷却水が乾式加熱を行わせ
ようとする流通空間に侵入するのを防止できる。

【００６８】請求項８の発明では、弁の開閉を選択的に
行えるようにしてあるので、弁の開閉の調節により、被
冷却水が散水されない流通間隔の数を任意に調節するこ
とができる。

【００６９】請求項９の発明では、弁が落下水分散板を
一体に備えているので、弁を開放した時、被冷却水が落
下分散板に衝突して分散するので冷却効果が向上され
る。

【００７０】請求項１０の発明では、区画室が熱交換面
材自体で構成されているので、充填材ユニットと上部水
槽との間の間隔を小さくすることができ、新設される冷
水塔に好適である。

【００７１】請求項１１の発明では、上部水槽と充填剤
ユニットの間に散水空間が形成されている際の区画室
が、任意の流通間隔を形成する熱交換面材を挟むように
配置した区画板によって構成されているので、既設の冷
却搭に対しても容易に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１及び２の発明の充填材ユニットが単一
の場合の一実施例を示す切断側面図である。

【図２】請求項１及び３の発明を主体にした一実施例を
示す図１の部分詳細図である。

【図３】図２の区画導入部の斜視図である。

【図４】図３の区画導入部の他の例を示す斜視図であ
る。

【図５】区画導入部の更に他の例を示す斜視図である。

【図６】図２の他の構成例を示す部分詳細図である。

【図７】図６のＶＩＩ方向矢視図である。

【図８】充填材ユニットが複数段設けられた場合の一実
施例の切断側面図である。

【図９】請求項４の発明の一実施例を示す切断側面図で
ある。

【図１０】請求項２及び７の発明を主体にした一実施例
の部分詳細図である。

【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ矢視図である。

【図１２】図１０、図１１の他の実施例を示す側面図で
ある。

【図１３】図１３の更に別の実施例を示す側面図であ
る。

【図１４】従来の冷水塔の一例を示す切断正面図であ
る。

【図１５】従来の冷水塔の他の例を示す切断正面図であ
る。

【図１６】図１５の切断側面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 送風機 ３ 排気口 ４ 外気取入口 ５ 上部水槽 ６ 散水口 ７ 被冷却水 ８ 外気 ９ 熱交換部 １４ 湿り空気 １５ 乾き空気 １６ 充填材ユニット １６ａ 充填材ユニット １６ｂ 充填材ユニット １６ｃ 充填材ユニット １７ 熱交換面材 １７ａ 区画板 １７ｂ 区画板 １８ａ 区画室 １８ 流通間隔 ２１ 上部液取入口 ２１ａ 水よけ板 ２２ 液取入管 ２３ 区画導入部 ２３ａ 区画導入部 ２３ｂ 区画導入部 ２４ 乾・湿切替空間２７ 給水管 ２８ 流量調節弁 ３１ 低位レベル計（レベル計） ３２ 低位レベル計（レベル計） ３３ 高位レベル計（レベル計） ３４ 高位レベル計（レベル計） ３８ 液位調節装置 ３９ 液流下口 ４１ 弁 ４２ 弁駆動装置 ４５ 弁 ４６ 落下水分散板 ４８ 弁 Ｌ 散水空間

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換面材を相互間に流通間隔を形成す
   るよう多数並列に起立させて備えた充填材ユニットに上
   部水槽底部の散水口から被冷却水を散水し、同時に前記
   充填材ユニットの流通間隔に外気を吸引して横方向に流
   通させて、前記熱交換面材に沿って流下する被冷却水を
   外気により直交流式で冷却する方法であって、 前記充填材ユニットの流通間隔の一部に、上部水槽底部
   の散水口より高い位置に開口した上部液取入口から被冷
   却水を区画して供給できるようにし、且つ前記上部水槽
   に供給する被冷却水の流量を流量調節弁を備えた液位調
   節装置により調節して上部水槽内の被冷却水の液面高さ
   を調節するようにし、 白煙が発生しない通常時は、前記上部水槽内の被冷却水
   の液面を上部液取入口より上側に保持することにより、
   総ての熱交換面材に散水を行って総ての流通間隔にて外
   気による被冷却水の直接冷却を行い、 白煙発生時には、上部水槽内の被冷却水の液面を上部液
   取入口より下側に保持するように調節して、上部液取入
   口に連通している流通間隔への被冷却水の散水を停止
   し、被冷却水が散水されている流通間隔での外気による
   被冷却水の直接冷却と、被冷却水が散水されていない流
   通間隔を流通する外気の乾式加熱とを同時に行った後、
   直接冷却による湿り空気と乾式加熱による乾き空気とを
   混合することを特徴とする被冷却水の冷却方法。
2. 【請求項２】 熱交換面材を相互間に流通間隔を形成す
   るよう多数並列に起立させて備えた充填材ユニットに上
   部水槽底部の散水口から被冷却水を散水し、同時に前記
   充填材ユニットの流通間隔に外気を吸引して横方向に流
   通させて、前記熱交換面材に沿って流下する被冷却水を
   外気により直交流式で冷却する方法であって、 前記充填材ユニットの流通間隔の一部に、上部水槽に設
   けた液流下口の弁の開閉により被冷却水を区画して供給
   できるようにし、且つ前記上部水槽に供給する被冷却水
   の流量を流量調節弁を備えた液位調節装置により調節し
   て上部水槽内の被冷却水の液面高さを調節するように
   し、 白煙が発生しない通常時は、前記弁を開いて、総ての熱
   交換面材に散水を行って総ての流通間隔にて外気による
   被冷却水の直接冷却を行い、 白煙発生時には、前記弁を閉じて、液流下口に連通して
   いる流通間隔への被冷却水の散水を停止し、被冷却水が
   散水されている流通間隔での外気による被冷却水の直接
   冷却と、被冷却水が散水されていない流通間隔を流通す
   る外気の乾式加熱とを同時に行った後、直接冷却による
   湿り空気と乾式加熱による乾き空気とを混合することを
   特徴とする被冷却水の冷却方法。
3. 【請求項３】 ケーシングの上部に送風機を有して設置
   された排気口と、ケーシングの外周に形成した外気取入
   口と、ケーシングの上部に設けた上部水槽と、上部水槽
   の下側に配置されて該上部水槽の散水口から散水された
   被冷却水を流下させ、前記外気取入口から吸引した外気
   を横方向に流通して前記被冷却水と直交流で熱交換させ
   る熱交換部を備えた冷水搭であって、前記上部水槽に被冷却水を供給する給水管に流量調節弁
   が備えてあり、 前記熱交換部が単段或いは複数段の充填材ユニットで構
   成され、且つ単段の充填材ユニット、或いは複数段の充
   填材ユニットの少なくとも最上段を、熱交換面材を多数
   並列に起立させることにより流通間隔を形成した構成と
   し、且つ前記充填材ユニットの一部の流通間隔に区画室
   を介して連通し上部水槽の散水口より上部に上部液取入
   口を有した区画導入部を構成して前記充填材ユニットに
   乾・湿切替空間を形成し、前記上部水槽の液面高さを検
   出して前記流量調節弁を調節する液位調節装置を設けた
   ことを特徴とする冷水塔。
4. 【請求項４】 区画導入部の上部水槽内に突出する液取
   入口の高さが異なったものを複数備えたことを特徴とす
   る請求項３に記載の冷水塔。
5. 【請求項５】 液位調節装置が上部水槽の液面高さを検
   出するレベル計を備えていることを特徴とする請求項３
   又は４に記載の冷水塔。
6. 【請求項６】 最上段以外の充填材ユニットの上部水槽
   に区画導入部を備えた際の上部液取入口の上部位置に、
   上側から流下してくる被冷却水が直接入り込むのを防止
   し且つ上部水槽の被冷却水が流入するのを妨げない水よ
   け板を備えたことを特徴とする請求項３、４又は５に記
   載の冷水塔。
7. 【請求項７】 ケーシングの上部に送風機を有して設置
   された排気口と、ケーシングの外周に形成した外気取入
   口と、ケーシングの上部に設けた上部水槽と、上部水槽
   の下側に配置されて該上部水槽の散水口から散水された
   被冷却水を流下させ、前記外気取入口から吸引した外気
   を横方向に流通して前記被冷却水と直交流で熱交換させ
   る熱交換部を備えた冷水搭であって、前記上部水槽に被冷却水を供給する給水管に流量調節弁
   を備えており、且つ上部水槽の液面高さを検出して前記
   流量調節弁を調節する液位調節装置を備えており、 前記熱交換部が単段或いは複数段の充填材ユニットで構
   成され、且つ単段の充填材ユニット、或いは複数段の充
   填材ユニットの少なくとも最上段を、熱交換面材を多数
   並列に起立させることにより流通間隔を形成した構成と
   し、且つ前記充填材ユニットの一部の流通間隔に区画室
   を介して連通する液流下口を上部水槽に設けると共に、
   前記液流下口を開閉する弁を設け、該弁の開閉を駆動す
   る弁駆動装置を設けたことを特徴とする冷水塔。
8. 【請求項８】 弁の開閉を選択的に行えるようにしてあ
   ることを特徴とする請求項７に記載の冷水塔。
9. 【請求項９】 弁が落下水分散板を一体に備えているこ
   とを特徴とする請求項７又は８に記載の冷水塔。
10. 【請求項１０】 区画室が熱交換面材自体で構成されて
    いることを特徴とする請求項３、４、５、６、７、８又
    は９に記載の冷水塔。
11. 【請求項１１】 上部水槽と充填剤ユニットの間に散水
    空間が形成されている際の区画室が、任意の流通間隔を
    形成する熱交換面材を挟むように配置した区画板によっ
    て構成されていることを特徴とする請求項３、４、５、
    ６、７、８又は９に記載の冷水塔。