JP2617762B2 - 直交流式冷却塔 - Google Patents

直交流式冷却塔

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JP2617762B2
JP2617762B2 JP63086935A JP8693588A JP2617762B2 JP 2617762 B2 JP2617762 B2 JP 2617762B2 JP 63086935 A JP63086935 A JP 63086935A JP 8693588 A JP8693588 A JP 8693588A JP 2617762 B2 JP2617762 B2 JP 2617762B2
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    • Y10S261/77—Plume abatement

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直交流式冷却塔に関す
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。
（発明の解決しようとする課題） 前記従来技術の直交流式冷却塔においては、外気温の
高低に係わらず、密閉熱交換器全域に上部水槽より同一
流量の散布水が散水されているため、冬期及び外気温の
低い時には、冷却能力を夏期ほど高めなくても良いた
め、散布水量が過剰となり、汲み上げポンプ動力が無駄
に消費される傾向にある。
更に、冬期においては、白煙が発生し易く、冷却塔の
設置した周辺の信号機の光芒を白煙が遮光し、車輌運転
上支障を来しており、また周辺住民はこの白煙に映える
ネオンサインなどによって白煙が赤色に見え、これを火
災発生と誤認し消防署へ連絡通報してしまうケースが起
る。
この発明はこのような課題を上部水槽の改良により一
挙に解決した直交流式冷却塔を市場に提供することを目
的とする。
（課題を解決するための手段） 前記課題を解決するために、特定発明は、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上部
水槽の下側に配列し、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あり、前記吐出ヘッダーはこの
冷却塔の外気取入口寄りに位置し、前記供給ヘッダーは
排気口寄りに位置してなる直交流式冷却塔において、 前記上部水槽は少なくとも２つの外気取入口寄りの第
１水槽と、前記排気口寄りの第２水槽に仕切り壁により
区画され、少なくとも第２水槽へ散布水を供給する供給
管には、開閉バルブが装備され、前記第２水槽の開閉バ
ルブは、冷却塔下部水槽の出口温度に応答して開閉する
電磁バルブとしてあることを特徴とする場合もある直交
流式冷却塔である。
前記課題を解決するために、この直交流式冷却塔にお
ける第１水槽と第２水槽の前記仕切り壁の下方位置にお
いて、前記密閉型熱交換器内には、飛散水分離用の垂直
方向のエリミネータが介在してあること特徴とする場合
もある。
前記課題を解決するために、この直交流式冷却塔にお
ける前記各階層のそれぞれの密閉型熱交換器の供給及び
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の連結直管と直角に処理水分
配置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、前記レ
ールは断面コ形の型材からなり、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ことを特徴とする場
合もある。
前記課題を解決するために、この直交流式冷却塔にお
ける前記連結直管の断面形状は、箱形としてあることを
特徴とする場合もある。
前記課題を解決するために、この直交流式冷却塔にお
ける前記連結直管の断面形状は、円筒状としてあること
を特徴とする場合もある。
前記課題を解決するために、この直交流式冷却塔にお
ける前記各レールは、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ことを特徴とする場
合もある。
前記課題を解決するために、この直交流式冷却塔にお
ける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ことを特
徴とする場合もある。
（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）夏期中間期の場合 この種公知の直交流式冷却塔同様に、上部水槽の第
１、第２水槽双方より散布水は冷却塔本体内に階層的に
配列した複数本の密閉型熱交換器上に散布流下される。
一方、処理水は排気口に寄りに設けた共通の供給ヘッダ
ーから各密閉式熱交換器の供給側連結直管へ分配された
後、一斉に各密閉式熱交換器の複数本の分配管を通り抜
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。
この分配管内を通過時に処理水（例えば、工業用プレ
セス流体）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
ら冷却塔本体内に途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、順次流
下し、再び前記熱交換器中の処理水を間接的に冷却す
る。このような処理水と、空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上げられ、再度前記熱
交換器群上へ散布使用される。
２）冬期の場合 この場合には前記第２水槽側の開閉バルブを閉じ、第
１水槽の底面のみから外気取入口寄りに位置する密閉熱
交換器の第１部分上にのみ散布水を散布流下させる。こ
の際、第２水槽の真下に位置する排気口寄りの密閉型熱
交換器の第２部分上には散布水は散布されない。
従って、外気取り入れ口から取り込まれた直後の空気
は、散布水と直接接触し、その潜熱作用で散布水を冷却
し、自身若干昇温し、密閉型熱交換器の第１部分を通過
する。次いで、散布水の散布されていない前記第２水槽
下側に位置する密閉型交換器の第２部分において、負荷
部から供給ヘッダーを経て密閉型熱交換器内に送られて
きたまだ温度の高い状態にある処理水と間接的にこの第
１部分を通過した空気は接触し加熱される。
この加熱によりこの空気は高温となりその相対湿度を
低くした状態で排気口に向け吸引され、過飽和空気とな
らずに、即ち白煙化せずに大気へ排気される。
なお、前記エリミネータが密閉式熱交換器の第１部分
と第２部分の境界部、即ち第１水槽と第２水槽の仕切り
壁の下方位置に垂直に配備した直交流式冷却塔における
冬期運転時には、第１水槽から散布される散布水が密閉
式熱交換器の第１部分表面に衝突飛散し外気取入口から
吸い込んだ空気流に乗り排気口側へ流れようとする水滴
を、前記エリミネータで捕捉し、その第２部分において
は熱交換器面は濡れていない状態で空気を高温化する。
冷却塔の定期清掃及び前記熱交換器の損傷などにより冷
却塔本体から前記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
より一本の前記熱交換器の両側連結直管を支持し、上下
階層的に複数本の前記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。
（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。
請求項第１項記載の直交流式冷却塔において、 前記上部水槽における第２水槽に対する供給管に開閉
バルブを設けてあることにより、冬期においてこの開閉
バルブを閉じることで前記供給ヘッダー寄りの密閉型熱
交換器の第２部分への散布水の散布を停止でき、前記吐
出ヘッダー寄りで間接的に処理水を冷却しつつ昇温し散
布水と直接接触し相対湿度が高められ低温化した空気
を、この第２部分において供給ヘッダーから密閉型熱交
換器内へ供給される今だ高温の処理水との間で間接的に
熱交換させ、この処理水を冷却することで空気の温度を
高温化するとともに、その相対湿度を低下させることが
でき、排気口に向け吸引され大気に廃棄される空気が過
飽和空気とならず、白煙化することを防止できるととも
に、この供給ヘッダー寄りで一度冷却された処理水を、
更に外気取入口側で空気と散布水により冷却し、所定の
冷却温度に冷却でき、夏季の如く上部水槽全底面から散
布水を密閉型熱交換器上に散水せずに、負荷部に適量の
処理水を供給でき、冬期における散布水量を夏期に比べ
て軽減できる。その結果、散布水の汲み上げポンプの消
費動力が節約できる。
前記冷却塔下部水槽の出口温度に応答して第２水槽の
開閉バルブを開閉するものにおいては、負荷部への処理
水の温度が低めである場合と、処理水の温度が高めであ
る場合に分けて、第２水槽への散布水の供給、遮断を制
御できる。
請求項第２項の直交流式冷却塔においては、前記効果
に加えて、前記エリミネータを密閉型熱交換器の第１部
分と第２部分間に垂直方向に介在させることにより、こ
の第１部分に衝突し飛散した散布水の水滴が空気流に乗
りこの第２部分に到達するのを未然に防止でき、密閉型
交換器の外周面に水滴が付着することはなく、第１部分
で低温化し相対湿度を高められた空気を外面が水で濡れ
ていない第２部分の熱交換器によて、更に有効に高温化
でき、排気空気の白煙化をより一層防止できる。
請求項第３項の直交流式冷却塔において、前記効果に
加えて、各密閉型熱交換器の相互平行に配列された複数
本の分配直管の両端は、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外し、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
に一方向へ密閉型熱交換器を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。
また、前記レールを断面コ形の型材とし、その全長に
わたり形成したスリット部において、連結直管と分配直
管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をレールの
軸線方向でその端部からレールに対して円滑に挿入した
り、抜き出すことができ、密閉型熱交換器の冷却本体内
への取付け、取外しを容易に、各密閉型熱交換器毎に行
える。
請求項第４項、第５項又は第７項記載の直交流式冷却
塔においては、前記効果に加えて、連結直管の断面を箱
形または円筒状として、連結直管の外周面とレールの内
周面とを非接触とすることにより、連結直管とレールが
異種金属の場合にガルバニック現象が発生せず、連結直
管にピンホールが発生するおそれは少なくなる。
請求項第６項記載の直交流式冷却塔においては、前記
効果に加えて、前記レールが数個の分割したレール片か
らなるものにおいては、レール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。
（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は直交流式冷却塔であり、この冷却
塔Ａ内に、密閉型熱交換器B0をほゞ水平として複数本、
上下階層的に冷却塔上部水槽10の下側に配列し、各密閉
型熱交換器B0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15又は吐出ヘッダー16に着脱自在に接続し
てあり、前記吐出ヘッダー16はこの冷却塔Ａの外気取入
口17寄りに位置し、前記供給ヘッダーは排気口19寄りに
位置して配置されている。
前記上部水槽10は、２つの外気取入口17寄りの第１水
槽30と、前記排気口１寄りの第２水槽40に仕切り壁50に
より区画され、前記第２の水槽40に対して散布水を供給
する供給管41に開閉バルブ42aが設けてある。
更に上部水槽10の第２水槽40へ散布水供給管41に設け
た開閉バルブ42aは電磁弁としてあり、下部水槽18の散
布水出口温度に応答して開閉するようにう構成されてい
る。
前記各階層のそれぞれの密閉型熱交換器Ｂ（＝B0）の
供給部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、相互平行として離
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。
この際各連結直管20、21の軸線が外気取入口17から排
気口19に向け流れる空気流にほゞ平行に各連結管20、21
は配管される。
図示のものにおいては、供給部側が吐出部側より低位
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（図３参照）。
このように配列された密閉型交換器B0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
応する前記供給ヘッダー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
12の側板13に直角に設けた外気取入口17の長手方向に平
面にみて平行に即ち、外気取入口17から取り込んだ空気
流れに対して配置してある（第２図参照）。
前記レール14は断面コ形の型材からなり、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2
1、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（図３参照）。
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５
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
も良い。
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。
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。
【図面の簡単な説明】 図はこの発明に係わるもので、第１図は、第１実施例の
概略図、第２図は第１図に用いる密閉型熱交換器の平面
図、及び第３図は第２図のスペーサ部分の正面図、第４
図はその他の密閉型熱交換器部分の正面図、第５図は第
３図の部分拡大縦断面図である。 図中の主な記号の説明 Ｂ、B0……密閉型熱交換器 10……上部水槽 30……第１水槽 42……開閉バルブ 40……第２水槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−92942（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−183288（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−128345（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭51−56644（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−198871（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭59−37573（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (7)

    (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上部水槽の下側に配列し、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あり、
    前記吐出ヘッダーはこの冷却塔の外気取入口寄りに位置
    し、前記供給ヘッダーは排気口寄りに位置してなる直交
    流式冷却塔において、 前記上部水槽は外気取入口寄りの第１水槽と、前記排気
    口寄りの第２水槽に少なくとも仕切り壁により区画さ
    れ、少なくとも第２水槽へ散布水を供給する供給管に
    は、開閉バルブが装備され、前記第２水槽の開閉バルブ
    は、冷却塔下部水槽の出口温度に応答して開閉する電磁
    バルブとしてあることを特徴とする直交流式冷却塔。
  2. 【請求項２】第１水槽と第２水槽の前記仕切り壁の下方
    位置において、前記密閉型熱交換器内には、飛散水分離
    用の垂直方向のエリミネータが介在してある特許請求の
    範囲第１項記載の直交流式冷却塔。
  3. 【請求項３】前記各階層のそれぞれの密閉型熱交換器の
    供給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、前
    記レールは断面コ形の型材からなり、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ことを特徴とす
    る特許請求の範囲第２項記載の直交流式冷却塔。
  4. 【請求項４】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３項記載の直交流式冷却塔。
  5. 【請求項５】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３項記載の直交流式冷却塔。
  6. 【請求項６】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３項記載の直交流式冷却塔。
  7. 【請求項７】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３項記載の直交流式冷却塔。
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