JP2813922B2 - 直交流式冷却塔 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は冷却塔上部散水装置の
下側に密閉型熱交換器を配列し、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関
する。

【０００２】

【従来の技術】この種の冷却塔の一例は特開平１−２６
０２９１号公報がある。前記従来技術の直交流式冷却塔
は、この先行例の冷却塔は、冷却塔上部散水装置の下側
に密閉型熱交換器を配列し、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、前記上部散水装置は外気取入口寄りの第１散水部
と、前記排気口寄りの第２散水部との少なくとも２つの
散水部に区画され、少なくとも第２散水部へ散布水を供
給する供給管には、開閉バルブが装備され、前記２つの
散水部の境界部下方で、前記密閉型熱交換器には、前記
外気取入口と排気口との中間の位置にはエリミネータ部
が垂直方向に介在してあることを特徴としている。

【０００３】従って、前記開閉バルブを冬期において閉
め、第２散水部からの散水を停止し、第１散水部下方に
おいて生成した湿り空気をこの第２散布部の下方を通過
時に密閉型熱交換器内を流れる温水と間接接触させ、乾
き空気として白煙の発生を防止することがきる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記先行技術
においては、次のような課題はまだ充分に解決されてな
い。即ち、冬期を除く夏期、中間期において、冷却能力
を高めるために前記開閉バルブを第１、第２の散水部か
ら散布水を密閉型熱交換器上に散布する際に、殊に第２
散水部の下方に位置する密閉型熱交換器部分は、第１散
水部下方に位置するものの３分の１乃至４分の１の奥行
寸法しかないため、この第２散水部の下方へ散布された
散布水は、この密閉型熱交換器部分上を流下中に前記エ
リミネータから送られてくる空気流に煽られて、密閉型
熱交換器部分の下部になるにつれて散水落下する散布水
は冷却塔排気口寄りへ引き寄せられこの下部には濡壁が
形成されず熱交換が行われないという欠点を先行例は有
している。これは充填材表面積を熱交換に充分活用して
いないことになり、この部分だけ冷却塔容積を大きくす
る必要がある。

【０００５】この発明の主な目的は前記エリミネータの
空気流下流側に補助散水装置を配置することにより第２
散水部分の下方における密閉型熱交換器部分全域に散布
水を略均一分配するようにした直交流式冷却塔を市場に
提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、この特定発明は、冷却塔上部散水装置の下側に密
閉型熱交換器を配列し、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
記上部散水装置は外気取入口寄りの第１散水部と、前記
排気口寄りの第２散水部との少なくとも２つの散水部に
区画され、少なくとも第２散水部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２つの散水部の
境界部下方で、前記密閉型熱交換器には、前記外気取入
口と排気口との中間の位置にエリミネータ部が垂直方向
に介在してあり、前記エリミネータ部の空気流下流側に
は、第２散水部下方に位置する密閉型熱交換器部分に散
布水を分配供給するための補助散水装置がエリミネータ
部に沿い配列されており、この補助散水装置は、前記エ
リミネータ部の幅方向に間隔をおいて並列した複数個の
縦樋体からなり、隣接する縦樋体間に空気通路が形成さ
れ、各縦樋体の外気取入口側端部は閉止され、前記密閉
型熱交換器部分寄りの他端部は開口し散布水供給口とし
てあることを特徴とする直交流式冷却塔としてある。

【０００７】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縦樋体の上下端は開口しており、こ
の上端は前記第２散水部下方に位置していることを特徴
とすることもある。

【０００８】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縦樋体の高さは充填材の高さとして
あり、前記密閉型熱交換器部分寄りの他端部に開口して
なる散布水供給口は前記上部散水装置寄りである上端側
ほど狭く、下端側に近ずくほど広く形成し、散布水供給
口からの吐出量を下端ほど多くしてあることを特徴とす
る場合もある。

【０００９】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縦樋体は平面にみて空気の流れ方向
に細長い略楕円柱としてあり、この楕円柱の前記密閉型
熱交換器部分寄りの端部が開口し、前記散布水供給口と
してあることを特徴とする場合もある。

【００１０】

【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。

【００１１】１）夏期、中間期の場合 この発明は公知の直交流式冷却塔同様に、上部散水装置
の第１、第２散水部双方より散布水は前記密閉型熱交換
器及びエリミネータ部上に散布流下される。殊に第２散
水部から散布された散布水の一部は前記縦樋体内に供給
され、各縦樋体内を満杯にしながら流下し、この流下中
に各縦樋体の散布水供給口から第２散水部下方の密閉型
熱交換器部分側に向け噴出し、隣接する縦樋体間を通り
エリミネータ部から排気口側へ流れる空気流に引かれて
第２散水部下方の密閉型熱交換器部分全域に散布水が行
き渡る。

【００１２】一方、処理水は排気口寄りに設けた共通の
供給ヘッダーから各密閉型熱交換器に分配供給された
後、共通の吐出ヘッダーに流入し、負荷部へ送られる。
各密閉型熱交換器内を通過時に処理水（例えば、工業用
プロセス流体）は密閉型熱交換器全域に散布された散布
水により間接的に冷却される。

【００１３】このようにして密閉型熱交換器を流れる処
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
り込んだ水平な空気流とこの散布水の直接接触に伴い、
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散水部内へ落下収集し、汲み上
げポンプにより上部散水装置に汲み上げられ、再度前記
密閉型熱交換器上へ散布使用される。

【００１４】なお、縦樋体内を流れる散布水はその流下
中に、空気通路内を流れる水平空気流により、間接的に
冷却され、この状態で密閉型交換器部分側へ前記供給口
から吐出される。

【００１５】２）冬期の場合 この場合には前記第２散水部側の開閉バルブを閉じ、第
１散水部の底面のみから外気取入口寄りに位置する密閉
型熱交換器の第１部分上にのみ散布水を散布流下させ
る。この際、第２散水部の真下に位置する排気口寄りの
密閉型熱交換器の部分及びエリミネータ部上には散布水
は散布されない。

【００１６】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、空気流自身は若干昇温し第１散水部下方に
位置する密閉型熱交換器部分を通過する。

【００１７】この密閉型熱交換器部分表面に衝突し飛散
した散布水の水滴は空気流に乗り排気口側へ流れようと
するが、この水滴は前記エリミネータ部を通過中にこれ
に捕捉される。

【００１８】このようにして水滴を除脱された空気流
は、散布水の散布されていない前記第２散水部下方に位
置する密閉型熱交換器部分へ流入して行き、この部分に
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
接的に接触し加熱される。

【００１９】この加熱によりこの空気の絶対湿度は変化
することなく、空気は高温となりその相対湿度を低くし
た状態で、即ち、乾き空気として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。

【００２０】請求項第２項記載の発明において、前記特
定発明の作用に加えて、夏期において、第２散水部に供
給され、密閉型熱交換器上へ散布される散布水の一部が
前記各縦樋体の上端から縦樋体内に流入し、その供給口
から前記密閉型熱交換器の側縁に向け吐出され、この縦
樋体を流下し終わった残部の散布水はその下端から下部
水槽内へ流出する。この際、縦樋体の外周面にも散布水
の一部は散布され、この面には濡壁が形成され、前記空
気流との間で直接接触し、気化の潜熱作用を受け冷却さ
れながら縦樋体の外周面に沿い流下し、下部水槽内に収
集される。

【００２１】請求項第３項記載の発明においては、密閉
型熱交換器の上部においては、空気流により散布水が排
気口側へ引かれる傾向が少ないため、補助散水装置にお
ける各縦樋体からの散布水の吐出量を絞り、主に第２散
水部から散布される散布水により密閉型熱交換器上部に
濡壁を形成する。

【００２２】一方、この密閉型熱交換器の中段以降にお
いては、この散布水が排気口側へ引かれる傾向が大きく
なり、無散水域が発生し易くなるため、前記各縦樋体か
らの散布水の吐出量が前記上部側より多目となり、充填
材中段以降にもこの補助散水装置から供給される循環水
により濡壁は形成される。

【００２３】請求項第４項記載の発明では、前記楕円柱
周面に沿い滑らかに空気流は水平に流れ、この空気流に
乗りその供給口から吐出した散布水の一部は充填材の一
側縁近傍に散布される。

【００２４】請求項第５項記載の発明においては、空気
流の上流側に位置する円柱体からその隣接する下流側の
前記円柱体周面に向け順次散布水は散布され、各円柱体
の外周面に濡壁を形成し、この部分においても気流接触
により散布水の一部は冷却される。

【００２５】

【実施例】次に、前記発明の代表的な実施例を説明す
る。 第１実施例 請求項１乃至３の発明の代表的な実施例であり、図１に
おいて、Ａは直交流式冷却塔である。この直交流式冷却
塔Ａの上部散水装置１０の下側に密閉型熱交換器１１を
配列し、密閉型熱交換器１１の供給部１２及び吐出部１
３を各々対応する共通の供給ヘッダー１４又は吐出ヘッ
ダー１５に着脱自在に接続してあり、前記吐出ヘッダー
１５はこの冷却塔Ａの外気取入口１６寄りに位置し、前
記供給ヘッダー１４は排気口１７寄りに位置している。

【００２６】前記上部散水装置１０は外気取入口１６寄
りの第１散水部１８と、前記排気口１７寄りの第２散水
部１９とに区画され、第２散水部１９へ散布水を供給す
る供給管２０には、開閉バルブ２１が装備され、前記２
つの散水部１８と１９の境界部２２下方で、前記密閉型
熱交換器１１には、前記外気取入口１６と排気口１７と
の中間の位置にエリミネータ部２３が垂直方向に介在し
てある。

【００２７】前記エリミネータ部２３の空気流下流側に
は、第２散水部１９下方に位置する密閉型熱交換器部分
１１ａに散布水を分配供給するための補助散水装置３０
がエリミネータ部２３に沿い配列されている。この補助
散水装置３０はエリミネータ部２３の幅方向即ち、空気
流を横断する方向に間隔をおいて並列した複数個の縦樋
体３１からなり、隣接する縦樋体３１間に空気通路３２
が形成され、各縦樋体３１の外気取入口側端部３３は閉
止され、前記第２散水部１９の下方に位置する密閉型熱
交換器部分１１ａ寄りの他端部は開口し散布水供給口３
４としてある。

【００２８】前記縦樋体３１の上下端は開口しており、
この上端は前記第２散水部１９下方に位置している。前
記縦樋体３１の高さは密閉型熱交換器１１の高さと略等
しくしてあり、前記散布水供給口３４は前記上部散水装
置１０寄りである上端側ほど狭く、下端側に近ずくほど
広く形成し、散布水供給口３４からの吐出量を下端ほど
多くしてある（図３参照）。

【００２９】隣接する前記縦樋体３１間に、波板状の充
填材３５が前記密閉型熱交換器１１の空気通路に平行し
て介設され、この介設された充填材３５と前記縦樋体３
１間に気液接触通路が形成されている（図２及び図３参
照）。

【００３０】更に、この実施例の前記縦樋体３１は２枚
の凹凸板を相互平行として、その一端を張り合わせ、そ
の他端を開放した状態とし、これら２枚の凹凸板間に散
布水溜め部３６を形成してなり、これら凹凸板は空気流
に添って延在して構成されている（図２参照）。前記の
ように構成した実施例の作用は、請求項１乃至３に記載
された発明の作用と同じため、ここでの説明は省略す
る。

【００３１】第２実施例 請求項４に記載された発明の代表的な実施例であり、前
記縦樋体は平面にみて空気の流れ方向に細長い略楕円柱
３１ａとしてある。この楕円柱３１ａの前記第２散水部
１９の下方に位置する密閉型熱交換器部分１１ａ寄りの
端部が開口し、前記散布水供給口３４としてある（図４
参照）。その他は、第１実施例と同じとしてある。その
作用は請求項４記載の発明の作用と同じであるので省略
する。

【００３２】第３実施例 請求項５に記載された発明の代表的な実施例であり、第
１実施例と異なる事項は前記縦樋体は円柱体３１ｃから
なり、この円柱体３１ｂの前記密閉型熱交換器部分１１
ａ寄りの周面部が開口し、前記散布水供給口３４として
あり、これら円柱体３１ｃが空気流れ方向及び、この空
気流れ方向に対して直交する方向の２方向に間隔をおい
てその向きを同一として複数並列してある（図５参
照）。その作用は請求項６記載の発明の作用と同じた
め、ここでの説明を省略する。

【００３３】その他の実施例としては、第１実施例にお
ける補助散水装置３０のすぐ下流側に、第２のエリミネ
ータ部３７を配置する場合もある。この場合には、第２
のエリミネータ部３７を配置する場合もある。この場合
には、第２のエリミネータ部３７より、補助散水装置３
０から吐出される散布水は更に細かな水滴となり、一様
に密閉型熱交換器部分１１ａの一側縁部分に散布される
（図６参照）。

【００３４】

【発明の効果】次に、特定発明の冷却塔の効果を説明す
る。冬期を除く夏期、中間期において、前記補助散水装
置における各縦樋内を満たしながら流下する散布水の一
部は、各縦樋体における散布水供給口から、前記第２散
水部の下方に位置する密閉型熱交換器部分に向け、その
全高さにわたり流出し、隣接する縦樋体間を通り排気口
側へ流される空気流に引かれて、この密閉型熱交換器部
分に散布されるため、密閉型熱交換器部分に無散水域が
発生する割合を低減でき、夏期、中間期において、充分
な冷却能力を確保できる。前記上部散水装置から密閉型
熱交換器上に散布された散布水と、補助散水装置からの
散布水は、前記外気取入口から冷却塔本体内に取り込ん
だ外気流と直接接触し、若干の潜熱作用を受けて冷却さ
れ、下部水槽内へ落下収集されるため、この補助散水装
置においても散布水の冷却を促進できる。また、縦樋体
内を流れる散布水を、その流下中に、空気通路内を流れ
る水平空気流により、間接的に冷却できる。

【００３５】請求項２記載の発明において、前記特定発
明の効果に加えて、上部散水装置へ負荷部から供給さ
れ、密閉型熱交換器上へ散布される循環水の一部を前記
各縦樋体の上部から縦樋体内に流入、供給でき、別段の
散水装置を必要とせず、この縦樋体を流下し終わった残
部の散布水をその下端から下部水槽内へ流出することが
できる。この際、縦樋体の外周面にも循環水の一部を散
水し、この面にも前記密閉型熱交換器同様に濡壁が形成
され、前記空気流との間で直接接触し気化の潜熱作用を
受け冷却しながら縦樋体の外周面に沿いこの循環水を流
下させることができる。

【００３６】請求項３記載の発明においては、第２散水
部下方に位置する密閉型熱交換部分の上部においては、
空気流により散布水が排気口側へ引かれる傾向が少ない
現象に基ずき、補助散水装置における各縦樋体からの散
布水の吐出量を絞り、主に上部散水装置から散布される
散布水によりこの密閉型熱交換器部分の上部に濡壁を形
成することができる。一方、この密閉型熱交換器部分の
中段以降においては、この散布水が排気口側へ引かれる
傾向が大きくなり、無散水域が発生し易くなるが、前記
各縦樋体からの散布水の吐出量が前記上部側より多目と
なり、密閉型熱交換器部分中段以降にもこの補助散水装
置から供給される散布水により濡壁を形成でき、請求項
第２項記載の発明同様に、前記密閉型熱交換器部分にも
充分に散布水を供給し、前記循環水を間接的に冷却でき
る。

【００３７】請求項４記載の発明では、殊に前記楕円柱
周面に沿い滑らかに空気流を水平に流すことができ、こ
の空気流に乗りその供給口から吐出した散布水の一部を
前記密閉型熱交換器部分に散布することができる。

【００３８】請求項５記載の発明においては、殊に空気
流の上流側に位置する円柱体からその隣接する下流側の
前記円柱体周面に向け順次散布水を散布し、各円柱体の
外周面に濡壁を形成することができ、この部分において
も気液接触により散布水の一部を冷却できる。

【００３９】実施例固有の効果 実施例においては、隣接する縦樋体３１間に介設された
波板表裏面にも散布水の一部を散布しこの部分にも濡壁
を形成し、この波板状の充填材３５においても、気化の
潜熱作用を受けて散布水を冷却でき、延いては循環水を
間接的に冷却できる。殊に縦樋体３１を形成する２板の
凹凸板間の前記溜め部３６に散布水の一部を、一時貯溜
でき、その開放端である供給口全高さから密閉型熱交換
器部分の一側縁に向けてこの散布水の一部を吐出でき空
気流によって前記密閉型熱交換器１１部分に散布するこ
とができる。この際流下中の散布水の一部をその凹凸板
の凹凸面を介して空気流との間で間接的に接触させ、若
干冷却できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】直交流式冷却塔の第１実施例を示す概略縦断面
図である。

【図２】図１の補助散水装置の平面図である。

【図３】図２の補助散水装置の概略縦断面図である。

【図４】第２実施例の要部である補助散水装置の平面図
である。

【図５】第３実施例の要部である補助散水装置の平面図
である。

【図６】第３実施例の概略縦断面図である。

【符号の説明】

Ｂ 補助散水装置

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷却塔上部散水装置の下側に密閉型熱交換
   器を配列し、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、前記上部散水
   装置は外気取入口寄りの第１散水部と、前記排気口寄り
   の第２散水部との少なくとも２つの散水部に区画され、
   少なくとも第２散水部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２つの散水部の境界部下方
   で、前記密閉型熱交換器には、前記外気取入口と排気口
   との中間の位置にエリミネータ部が垂直方向に介在して
   あり、前記エリミネータ部の空気流下流側には、第２散
   水部下方に位置する密閉型熱交換器部分に散布水を分配
   供給するための補助散水装置がエリミネータ部に沿い配
   列されており、この補助散水装置は、エリミネータ部の
   幅方向に間隔をおいて並列した複数個の縦樋体からな
   り、隣接する縦樋体間に空気通路が形成され、各縦樋体
   の外気取入口側端部は閉止され、前記密閉型熱交換器部
   分寄りの他端部は開口し散布水供給口としてあることを
   特徴とする直交流式冷却塔。
2. 【請求項２】前記縦樋体の上下端は開口しており、この
   上端は前記第２散水部下方に位置していることを特徴と
   す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】前記縦樋体の高さは密閉型熱交換器の高さ
   に略等しくしてあり、前記密閉型熱交換器部分寄りの他
   端部に開口してなる散布水供給口は前記上部散水装置寄
   りである上端側ほど狭く、下端側に近ずくほど広く形成
   し、散布水供給口からの吐出量を下端ほど多くしてある
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の直交流式
   冷却塔。
4. 【請求項４】前記縦樋体は平面にみて空気の流れ方向に
   細長い略楕円柱としてあり、この楕円柱の前記密閉型熱
   交換器部分寄りの端部が開口し、前記散布水供給口とし
   てあることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の直
   交流式冷却塔。
5. 【請求項５】 前記縦樋体は円柱体からなり、この円柱
   体の前記密閉型熱交換器部分寄りの周面部が開口し、前
   記散布水供給口としてあり、これら円柱体が空気流れ方
   向及び、この空気流れ方向に対して直交する方向の２方
   向に間隔をおいてその向きを同一として複数並列してあ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の直交流
   式冷却塔。