JP2617756B2 - 白煙防止機能付きの直交流式冷却塔 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は湿式熱交換器の上部に乾式熱交換器が階層
的に配列され、前記湿式熱交換器を通過した湿り空気と
乾式熱交換器を通過した乾いた空気を混合する混合室が
同一の排気口に設けた送風機の一次側に形成してある白
煙防止機能を有する直交流式冷却塔に関する。

（従来技術） この種の冷却塔としては特開昭57−92688号、特開昭6
1−175480号、及び特開昭55−131685号などが既に公開
され、所期の白煙防止効果を奏している。

（解決しようとする課題） このような先行技術の内、特開昭57−92688号公報に
記載された冷却塔においては混合室を取り囲むように水
平ダンパーと、垂直ダンパーを乾式熱交換器と湿式熱交
換器に対応して配置し、水平ダンパーを通過した湿り空
気と、垂直ダンパーを通過した乾いた空気とをこの混合
室で交互に立体交差させて混合するものであるが、冷却
塔排気口に設けた送風機の作動により送風機よりに配置
した乾式熱交換器、垂直なダンパーを通り混合室に流入
した乾いた空気はこの垂直ダンパーを出るとすぐに排気
口に向け上方に引かれてしまい、水平ダンパーを通過し
た湿り空気と交叉する量はほんの僅かであり、この混合
室で充分に乾いた空気と湿った空気が混合されないうち
に排気口から排気されてしまい、完全な白煙防止効果を
発揮できていないのが現実である。

同様に特開昭61−175480号公報に記載された冷却塔に
おいても、前記公報記載のものと同様の欠点が有り、そ
の白煙防止効果には今一歩の感がある。

次に、前記特開昭55−131685号公報記載の冷却塔用の
混合装置は、前記２つの先行技術と相違して、乾式熱交
換器から吹き出してくる乾いた空気を混合室内に案内す
る断面Ｖ字型又はＵ字型のチヤンネルが乾式熱交換器の
下端から排気口の中央部に向けて傾斜して配置してあ
り、このチヤンネルは湿り空気の上昇運動に対する邪魔
板として作用すると共に、乾いた空気を排気口に向けて
拡散しながら流しこのチャンネルの作用により湿り空気
と乾き空気を排気口の下側で混合するものである為、送
風機動力が大きくなると共に、このチャンネルは前記の
ように断面Ｖ字型又はＵ字型であるため、乾式熱交換器
から吹き出してくる乾いた空気の殆どはこの吹き出し直
後に送風機により排気側へ引かれてしまい、前記２つの
先行技術の冷却塔と同様に、この混合室で充分に乾いた
空気と湿った空気が混合されないうちに排気口から排気
されることとなり、完全な白煙防止効果を発揮できない
憂いがある。更に送風機下側と乾式熱交換器の空気吹き
出し口の上端部間には充分な空間が取れないため、この
空気吹き出し口の上端部から出た乾き空気を排気口へ充
分に吸引出来ず、排気口の周縁部分において湿り空気と
充分混合せずに排気されてしまう欠点を有している。

殊に、前記乾式熱交換器が合成樹脂製の場合、金属製
のフインに比べて熱交換率が若干劣るため乾いた空気は
そう高温とならず、前記混合度合いの均一化が要望され
るが、前記のような欠点を有している前記従来技術では
このような要望に答えられない。

この発明は前記従来技術の欠点を特殊な形状の筒体を
湿り空気と乾き空気の層流案内要素として利用して、合
成樹脂製乾式熱交換器を前記のように組み込んだ冷却塔
でも充分な白煙防止効果を得られる直交流式冷却塔塔を
市場に提供することを目的とする。

（課題を解決する手段） 前記課題を達成するために、特定発明は湿式熱交換器
の上部に合成樹脂製乾式熱交換器が階層的に配列され、
前記湿式熱交換器を通過した湿り空気と乾式熱交換器を
通過した乾いた空気の混合空気を大気に排気する排気口
に送風機が設けてある白煙防止機能を有する直交流式冷
却塔において、 前記乾式熱交換器の空気通路の空気吹き出し口に対面
する空気取り込み口を有し、前記排気口の下方に水平方
向に張り出して乾湿空気混合用筒体が複数個間隔を置い
て配置してあり、この筒体の空気取り込み高さは空気吹
き出し口の全高さに符合してあり、 前記各筒体の先端部は閉止端部としてあり、この筒体
の周面には空気吹き出し口側から先端側にかけて空気吐
出口が開口してあり、前記筒体内部が乾き空気放出案内
室としてあるとともに、前記筒体の空気吐出口はこの筒
体の上壁に穿設してあり、 前記筒体の空気吐出口が穿設してある筒体の上壁は、
乾式熱交換器の空気吹き出し口上端から前記送風機下方
へ、この送風機の羽根から離反するように下向きに傾斜
延在しており、この筒体の底部はこの上壁と逆方向で前
記空気吹き出し口下端から前記送風機下方に向けて上方
に傾斜し水滴受け部としてあることを特徴とする白煙防
止機能を有する直交流式冷却塔としてある。

前記課題を達成するために、関連発明は特許請求の範
囲第１項記載の前記筒体の空気吐出口がこの筒体の両側
壁にも穿設してあることを特徴としてある。

（発明の作用） 前記構成の特定発明の作用を次に説明する。

冷凍機などから供給されてきた循環冷却水を合成樹脂
製乾式熱交換器上部から散布流下し、この流下中に外部
より前記乾式熱交換器の空気通路内に取り込まれた外気
とこの循環冷却水とを間接的に熱交換し循環冷却水を冷
却したあと、この乾式熱交換器の下に階層的に配列した
前記湿式熱交換器上に散布し、前記湿式熱交換器表面上
を流下中に外気と前記循環冷却水とを直接接触して、潜
熱作用により前記循環冷却水を所定温度に冷却して直交
流式冷却塔の下部水槽に収集し冷凍機などの負荷部へ循
環し使用して再び昇温したあと前記乾式熱交換器へ再供
給する。

一方前記湿式熱交換器における熱交換で絶対湿度が高
くなった湿り空気は排気口に設けた送風機の吸引作用で
この湿式熱交換器を通り抜けて排気口に向け上昇してい
く。

また、乾式熱交換器における熱交換で絶対湿度が変化
しない乾き空気も、前記送風機の吸引作用を受けて、乾
き空気の殆どは前記乾式熱交換器の空気通路の空気吹き
出し口から各筒体の前記空気取り込み口を経て放出案内
室内に流入すると同時に前記乾き空気の若干の量は隣接
する筒体間に吐出される。

次いで、各筒体の乾き空気放出案内室内に分散分布し
て前記流入した乾き空気は各筒体の空気吐出口全域から
排気口に向けほゞ層流の状態を維持しながら放出され、
隣接する筒体間に吐出される若干の量の前記乾き空気と
共に前記排気口全域にわたり一様に吸引されると共に、
隣接する前記筒体間に形成された垂直な通路を前記湿り
空気流が下方から上昇して来る。この上昇してくる湿り
空気は筒体の周面に沿い流れ、前記空気吹き出し口から
放出されてくる乾き空気の流れに添ってほゞ層流となつ
て排気口に向けて吸引上昇していく。即ち、乱流と成ら
ずに、相互並列した層流状態で、送風機に至り、小動力
の送風機の回転中の羽根により相互に細かく分布されて
いる乾き空気と湿り空気の流れは撹拌され、過飽和空気
とならずに大気へ排気される。換言すれば、白煙を発生
せずに冷却塔外へ排気される。

前記筒体の空気吐出口はこの筒体の上壁に穿設してあ
るため、前記乾き空気の流れは乱れることなくに排気口
に向けて吸引される。

更に、筒体の上壁を傾斜し、その底部を傾斜して形成
してあるため、送風機の羽根と上壁に設けた空気吐出口
との間に充分な空間が形成され、乾式熱交換器の空気吹
き出し口の上端部から取り込んだ空気をも、充分に排気
口に向け放出するとともに、この筒体内に滴下した水滴
を、この底部に沿い乾式熱交換器側へ引き寄せ下方の湿
式熱交換器上に放出する。

前記筒体の空気吐出口がこの筒体の両側壁にも穿設し
てある関連発明では前記作用に加えて空気吐出口を出た
乾き空気は湿り空気と直交流となって若干混合された
後、筒体の周面に添い上昇し排気口に向け吸引されてい
く。

（発明の効果） この特定発明である白煙防止機能付きの直交流式冷却
塔における前記各筒体は、前記乾式熱交換器の空気通路
の空気吹き出し口に対面する空気取り込み口を有し、前
記排気口の下方に水平方向に張り出して乾湿空気混合用
筒体が複数個間隔を置いて配置してあり、この筒体の空
気取り込み高さは空気吹き出し口の全高さに符合してあ
り、 前記各筒体の先端部は閉止端部としてあり、この筒体
の周面には空気吹き出し口側から先端側にかけて空気吐
出口が開口してあり、前記筒体内部が乾き空気放出案内
室としてある為に、乾き空気放出案内室内に前記流入し
た乾き空気は、前記各筒体の空気吐出口全域から排気口
に向け所望流量でこの乾き空気を層流状態で放出させる
ことが出来ると共に、隣接する前記筒体間に形成された
垂直な間隙を前記湿り空気の上昇通路に形成し下方から
上昇して来る湿り空気を前記筒体の周面に沿い流し、前
記空気吹き出し口から放出される乾き空気の流れに添っ
て相互に分布状態となった層流として排気口に向けて吸
引され、排気口下側ではこの乾き空気と湿り空気を殆ど
混合せずに整流化でき、この後この乾き空気と湿り空気
を排気口に設けた送風機で撹拌するので、送風機の動力
を大きくすること無く、乾き空気と湿り空気を充分に混
合でき、所望の白煙防止効果を発揮できると共に冷却塔
全体としての消費動力を低減出来、冷却塔の全高さを低
く出来る。

更に詳細に説明すれば、前記筒体の空気吐出口はこの
筒体の上壁に穿設してあるために、前記乾き空気の流れ
を乱すことなく湿り空気と同一流れ方向で整流化出来、
騒音を伴わずに、かつ白煙を生させずに大気に混合空気
を排気できる。

更に、筒体の上壁を傾斜し、その底部を傾斜して形成
してあるため、送風機の羽根と上壁に設けた空気吐出口
との間に充分な空間が形成され、乾式熱交換器の空気吹
き出し口の上端部から取り込んだ空気をも、充分に排気
口に向け放出するとともに、この筒体内に滴下した水滴
を、この底部に沿い乾式熱交換器側へ引き寄せ下方の湿
式熱交換器上に放出できる。

関連発明においては、前記効果に加えて、前記筒体の
空気吐出口はこの筒体の両側壁にも穿設してあるため、
乾き空気流と湿り空気流を直交流として若干混合した
後、層流として排気口へ吸引できる。

（実施例） 前記特定発明及び関連発明の代表的実施例を次に説明
する。

第１図において、Ａは、湿式熱交換器10の上部に合成
樹脂製乾式熱交換器11が階層的に配列され、前記湿式熱
交換器10を通過した湿り空気と乾式熱交換器11を通過し
た乾いた空気の混合空気を大気に排気する排気口12に送
風機13が設けてある白煙防止機能を有する直交流式冷却
塔であり、前記乾式熱交換器11の空気通路14の空気吹き
出し口15に対面する空気取り込み口16を有し、前記排気
口12の下方水平方向に張り出して乾湿空気混合用筒体Ｂ
が複数個間隔を置いて配置してあり、この筒体Ｂの空気
取り込み高さは空気吹き出し口15の全高さに符合してあ
り、前記各筒体Ｂの先端部は閉止端部17としてあり、こ
の筒体Ｂの周面には空気吹き出し口15側から先端側にか
けて空気吐出口18が開口してあり、前記筒体Ｂ内部が乾
き空気放出案内室19としてあることを特徴としている。

前記筒体Ｂの空気吐出口18はこの筒体Ｂの上壁に穿設
してある。

前記筒体Ｂの空気吐出口18はこの筒体Ｂの両側壁に穿
設してある場合もある。

前記筒体Ｂの底部20には、前記閉止端部17寄りで筒体
Ｂ内に開口する孔21が穿設してある場合もある。

前記筒体Ｂの空気吐出口18が穿設してある筒体Ｂの上
壁は、乾式熱交換器11の空気吹き出し口15上端から前記
送風機13下方へ、この送風機13の羽根から離反するよう
に下向きに傾斜延在しており、この筒体Ｂの底部20はこ
の上壁と逆方向で空気吹き出し口15下端から送風機13の
下方へ向けて上方に傾斜し水滴受け部としてあること
が、乾き空気の吸引及び水滴の回収上望ましい。

前記筒体Ｂは、全体合成樹脂製としてある。

前記乾式熱交換器11は水平方向に空気を流す空気通路
30と、この空気通路30間に形成され循環冷却水を下方に
流す循環冷却水流下通路31とを有し、これら２つの通路
30、31が合成樹脂製の隔壁板33、34で仕切られており、
前記循環冷却水流下通路31上流側には外部に開口した循
環冷却水供給部35が形成されており、前記流下通路31の
下流側にも外部に開口した吐出部36が設けてあり、この
流下通路31の幅の大部分は、流下液緩速部31aとしてあ
る。

前記流下液緩速部31aは少なくとも一つの垂直なシー
ル部38を介して垂直方向の溢水路37と隣接形成して配置
され、この垂直なシール部38の上端は、堰39の形状とし
てあり、この堰39を通して前記溢水路37と流下液緩速部
31aにおける最上段部の液溜部分31bとが相互連通してい
る。

前記乾式熱交換器11は、全体として薄肉で扁平な中空
体40から成る間接型熱交換体Ｃを複数枚並列してなり、
前記空気通路30は隣接する中空体間に形成され、各中空
体40内に前記循環冷却水流下通路31が成形されていると
共にこの中空体40の上縁に前記循環冷却水供給部35が設
けられ、その下縁に前記吐出部36が形成され、これら間
接型熱交換体Ｃはブロー乃至真空成形品としてあり、溢
水路37が前記中空体40の一側縁または両側縁に沿って設
けてある。

前記屈曲する流下液緩速部31aはその中央部分で垂直
な区画シール部分で２系列乃至４系列の流体通路に夫れ
夫れ分離されている（第３図、第５図参照）。

前記実施例の作用及び効果は前記発明の作用及び効果
と同様であり、前記筒体Ｂが空気吹き出し口15に前記の
ように取付けられた前記乾式熱交換器11に関する実施例
特有の作用、効果は次の通りである。

即ち、前記流下液緩速部31aが使用中に目詰まりした
場合に前記供給部35から循環冷却水が溢れること無く、
循環冷却水の一部を前記堰39を越えて前記溢水路37内に
流入した後流下出来、前記流下液緩速部31a内を流下し
ていく残りの循環冷却水とともに前記吐出部36から外部
へ吐出し、下方の湿式熱交換器10上に散布出来る。

中空体40を複数枚隣接配列するのみで前記乾式熱交換
器11を構成出来、前記各中空体40内に各供給部35から循
環冷却水を供給し、前記供給部35から前記循環冷却水流
下通路31の流下液緩速部31a内を順次流下して前記吐出
部36から外部へ吐出することで、下方の湿式熱交換器10
上に一様に循環冷却水を散布することが出来、この直交
流式冷却塔Ａの外気取入口周囲をみだりに濡らさずに済
む。

前記屈曲する流下液緩速部31aはその中央部分で垂直
な区画シール部分で２系列乃至４系列の流体通路に夫れ
夫れ分離されているため、流下液緩速部31a全域にわた
り２系列乃至４系列の通路に沿い循環冷却水を分配し流
下出来、前記空気通路30を通過中の空気と前記中空体40
全表面で間接的にこの循環冷却水を接触させ冷却させて
温度班のない状態で下部の湿式熱交換器10上に散布出来
る。

前記熱交換器11の他の構造としては次のようなものが
ある。

一個の空気通路50の両壁を形成し隣接する２枚の前記
熱交換隔壁板51、52同士はその上端全幅にわたり相互一
体に形成され単一の熱交換器ユニット53とする。この熱
交換器ユニット53を複数個相互平行にして同一ケースＤ
内に起立して並列配置し、隣接する前記熱交換器ユニッ
ト53間に循環冷却水流下通路54を一つ宛形成すると共
に、この流下通路54形成面において隣接する前記熱交換
器ユニット53同士を掛合、分離自在に連結配備すること
で、前記熱交換器11が構成されている（第４図参照）。

前記全ての熱交換隔壁板51、52同士は表裏反転してそ
の上端56全幅にわたり相互一体に形成されている（第９
図参照）。

前記流下通路54は、この流下通路54の両側壁面を形成
する隣接する熱交換器ユニット53の熱交換隔壁板51、52
の内外に分布膨出した水平な邪魔部55を相互嵌合、突合
せ階層的にジグザグな前記流下通路54としてある。

前記液体流下通路54形成面において隣接する前記熱交
換器ユニット53同士を分離自在に掛合する手段は隣接す
る前記熱交換器ユニット52の熱交換隔壁板51、52の両側
縁に全高さにわたり形成され相互に掛合自在な凹凸部と
し、この凹凸部の掛合により前記流下通路54の両側縁が
密閉されている（第８図参照）。

この乾式熱交換器11における作用、効果は次の通り独
特のものである。

即ち、 一個の空気通路50の両壁を形成する隣接する２枚の前
記熱交換隔壁板51、52同士はその上端56全幅にわたり相
互一体に形成され単一の熱交換器ユニット53を構成して
おり、この熱交換器ユニット53を複数個相互並行にして
同一ケースＤ内に起立して並列配置し、隣接する前記熱
交換器ユニット53間に前記流下通路54を一つ宛形成する
ため、このケースＤ内へ熱交換に見合う個数の熱交換器
ユニット53を並列配置し、相互に掛合するのみで所定の
熱交換器を得ることが出来、熱交換率の変更時に、熱交
換器ユニット53の数を増減することで容易に対応でき
る。

また、隣接する前記熱交換器ユニット53間に前記流下
通路54を一つ宛形成すると共に、この流下通路54形成面
において隣接する前記熱交換器ユニット53同士が掛合、
分離自在に連結配備されているため、前記流下通路54内
で塵埃や微生物がそれらの壁面に付着し循環水の流れに
支承を来すほどに目詰まりが酷くなった場合でも、この
目詰まりが生じた前記流下通路54を形成している隣接し
ている熱交換器ユニット53同士の掛合を外すことで、こ
れら熱交換器ユニット53の連結を解き、前記流下通路54
の内面を形成していた隣接する熱交換器ユニット53の熱
交換隔壁板51、52における凹凸面を外部に露出させて清
掃することによって、容易に前記流下通路54の目詰まり
を解消できる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明に関するもので、第１図はこの実施例の一
部破断概略図、第２図はその要部平面図、第３図は乾式
熱交換器の一例を示す正面図、第４図は他の例の正面
図、第５図は第３図のものの配列状態を示す側面図、第
６図、第７図は第３図の６−６線、７−７線に沿う断面
図、及び第８図、第９図は第４図の８−８線、９−９線
に沿う断面図である。 図中の主な符合 Ｂ……筒体。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】湿式熱交換器の上部に合成樹脂製乾式熱交
   換器が階層的に配列され、前記湿式熱交換器を通過した
   湿り空気と乾式熱交換器を通過した乾いた空気の混合空
   気を大気に排気する排気口に送風機が設けてある白煙防
   止機能を有する直交流式冷却塔において、 前記乾式熱交換器の空気通路の空気吹き出し口に対面す
   る空気取り込み口を有し、前記排気口の下方に水平方向
   に張り出して乾湿空気混合用筒体が複数個間隔を置いて
   配置してあり、この筒体の空気取り込み高さは空気吹き
   出し口の全高さに符合してあり、 前記各筒体の先端部は閉止端部としてあり、この筒体の
   周面には空気吹き出し口側から先端側にかけて空気吐出
   口が開口してあり、前記筒体内部が乾き空気放出案内室
   としてあるとともに、前記筒体の空気吐出口はこの筒体
   の上壁に穿設してあり、 前記筒体の空気吐出口が穿設してある筒体の上壁は、乾
   式熱交換器の空気吹き出し口上端から前記送風機下方
   へ、この送風機の羽根から離反するように下向きに傾斜
   延在しており、この筒体の底部はこの上壁と逆方向で前
   記空気吹き出し口下端から前記送風機下方に向けて上方
   に傾斜し水滴受け部としてあることを特徴とする白煙防
   止機能付きの直交流式冷却塔
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の前記筒体の空
   気吐出口がこの筒体の両側壁にも穿設してあることを特
   徴とする白煙防止機能付きの直交流式冷却塔。