JP2935147B2 - 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】この発明は循環冷却水を散水する
ための冷却塔上部散水装置の下側には密閉型フィン付き
熱交換器を配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、その一例が実開
昭６３−１９０７６４号公報に記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記公報記載の冷却塔
における密閉型フィン付き熱交換器においては、散布水
をこの熱交換器に循環して散布するため、目詰まりがし
ないように隣接するフィン間のピッチを荒くしたり、裸
管としてあるため、空気流とフィン群の総接触面積か大
きくとれず、冷却塔の熱交換率を上げるには、密閉型フ
ィン付き熱交換器を大型にしなければならない。この結
果、設置面積に限定される高層建築の最上部に設置する
際に支障を来たしている。この発明の目的は、このよう
な従来技術の欠点を克服し、冷却塔内での密閉型フイン
付き熱交換器の目詰まりを招くことなく、かつ冷却塔を
大型化することなく所望の冷却能力を発揮出来るように
した直交流式冷却塔を提供することである。

【０００４】（課題を解決するための手段） 前記課題を解決するために、この発明の交流式冷却塔は
循環冷却水を散水するための冷却塔上部散水装置の下側
には第１の密閉型フィン付き熱交換器が配列され、更に
この第１の密閉型フィン付き熱交換器に直列で接続され
た第２の密閉型フィン付き熱交換器が前記上部散水装置
下側を避けた状態で配置され、この第２の密閉型フィン
付き熱交換器の空気流の一次側にはこの第２の密閉型フ
ィン付き熱交換器の全高さにわたりその前面から上水道
水を散水する上水道水散水装置が配置してあり、この散
水された循環冷却水と上水道水とを共に一時滞留させ、
前記上部散水装置部へ循環させるための下部水槽が前記
第１、第２の密閉型フィン付き熱交換器の下方に配置さ
れていることを特徴とする。前記課題を解決するため
に、この発明の交流式冷却塔における前記上水道水散水
装置は、第２の密閉型フィン付き熱交換器の高さ方向に
沿って配管した垂直な主配管部と、その上水道水吐出口
が第２の密閉型フィン付き熱交換器の前面方向を向いて
いる前記主配管部の軸線方向に間隔をおいて設けた複数
個の散水ノズルとからなることが好ましい。

【０００５】前記課題を解決するために、この発明の交
流式冷却塔における前記第１の密閉型フィン付き熱交換
器は第２の密閉型フィン付き熱交換器の空気流方向に見
て下流側に配置され各密閉型フィン付き熱交換器の空気
流の二次側には水滴防止用のエリミネータが配置してあ
りことが望ましい。前記課題を解決するために、この発
明の交流式冷却塔における前記上部散水装置は、底面に
散水穴を多数有する上部水槽の場合もある。前記課題を
解決するために、この発明の交流式冷却塔における前記
直列に接続した第１の密閉型フィン付き熱交換器と第２
の密閉型フィン付き熱交換器からなる密閉型熱交換器部
における供給部及び吐出部は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、各密閉型フィン付き熱
交換器は冷却塔機枠に対して引出し交換自在に配備され
て、第１の密閉型フィン付き熱交換器の一端部と第２の
密閉型フィン付き熱交換器部フイン付管の一端部はジョ
イントで着脱自在に直列に接続されていることを特徴と
する請求項１に記載された直交流式冷却塔。前記課題を
解決するために、この発明の交流式冷却塔における前記
第１の密閉型フィン付き熱交換器におけるフィン間のピ
ッチ寸法は前記第２の密閉型フィン付き熱交換器におけ
るフィン間のピッチ寸法より荒くしてあることが好まし
い。

【０００６】

【作用】前記のように構成した請求項１に記載された発
明の作用を次に説明する。夏期においては、冷却塔上部
散水装置から第１の密閉型フイン付き熱交換器上に散布
水を散布する。また、第２の密閉型フイン付き熱交換器
の前面には、前記上水道水散水装置から上水道水を散水
する。この散布水及び上水道水が対応する密閉型フイン
付き熱交換器上を流下中に各フインに付着し水膜とな
り、水平に流れる空気流と接触して蒸発することにより
冷却され、かつ熱交換器内を流れる循環冷却水は間接的
に冷却される。この際、上水道水は循環する散布水の水
質改善にも役立っている。冬期においては、前記散布水
及び上水道水の散水を停止し、空気流と第１、第２の密
閉型フイン付き熱交換器内を循環するブライン液との間
で間接的熱交換を行い、ブライン液を加湿する。即ち、
ヒーテイングタワーとしてこの発明を使用することもあ
る。

【０００７】次に、請求項２に記載された発明において
は、請求項１記載の発明の作用に加えて前記主配管部に
供給された上水道水は、各散水ノズルから霧状となって
第２の密閉型フイン付き熱交換器の前面に均一に散水さ
れる。請求項３に記載の発明では、前記請求項１、２記
載の発明の作用の他に、冬期においては、その白煙の発
生を防止するために、第２の密閉型フイン付き熱交換器
に上水道水を散布流下させ、排気口寄りの第１の密閉型
フイン付き熱交換器上には散布水を散布しない。従っ
て、外気取り入れ口から取り込まれた直後の空気は、上
水道水と直接接触し、気化の潜熱作用で上水道水を冷却
し、自身若干昇温し、第２の密閉型フイン付き熱交換器
内を通過する。次いで、散布水の散布されていない第１
の密閉型フイン付き熱交換器において、負荷部から供給
ヘッダーを経てこの第１の密閉型フイン乃至熱交換器内
に送られてきたまだ温度の高い状態にある循環冷却水と
間接的に昇温化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。更に前記エリミネー
タが配備してあるため冬期運転時には、第２の密閉型フ
イン付き熱交換器上に散布される上水道水が第２の密閉
型フイン付き熱交換器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、このエリミネータで捕捉し、第１の密閉型フイン付
き熱交換器においてはその外周面には水滴は付着せず空
気を高温化する。請求項４に記載された発明では、前記
請求項１、２、３記載の発明と同様の作用をする。この
際、上部水槽の底面に設けられた多数の散水穴から散布
水は第１の密閉型フイン付き熱交換器上に万遍なく散布
される。

【０００８】次に請求項５に記載の発明においては、前
記請求項１、２、３、４に記載された発明と同様の作用
する上、更に前記冷却塔の定期清掃及び密閉型熱交換器
の損傷などにより冷却塔本体からこの熱交換器を取り出
すときには、共通の供給ヘッダー、吐出ヘッダーと前記
熱交換器の供給部と吐出部との接続を各々外す。次いで
熱交換器全体を前記管スペーサの長手軸線方向で冷却塔
機枠に対して内側へ、即ち排気口真下に移動し、先ず第
１の密閉型フイン付き熱交換器を冷却塔機枠から引き出
す。次いで、第１と第２の密閉型フイン付き熱交換器を
接続しているジョイントを外す。この状態で第１の密閉
型フイン付き熱交換器を第２の密閉型フイン付き熱交換
器に対して側方へずらして分離し取り出す。次いで、第
２の密閉型フイン付き熱交換器を修理する必要があれ
ば、エリミネータを外し第２の密閉型フイン付き熱交換
器を同様に内側へ冷却塔機枠に引出し本体外へ取外し、
付着した塵、砂などを除去し、かつ損傷を直したり、新
しいものと第１、第２の密閉型フイン付き熱交換器を交
換する。請求項６に記載された発明においては、請求項
１、２、３、４、５に記載された発明の作用に加えて、
第１の密閉型フイン付き熱交換器におけるフイン間のピ
ッチ寸法が荒いため、散布水はスライムなどの発生を伴
わずに円滑に流下していき、霧状に散布される上水道水
は、第２の密閉型フイン付き熱交換器におけるピンチの
狭いフイン間に噴霧される。

【０００９】

【実施例】次に請求項１乃至請求項６に記載された発明
の代表的な実施例を説明する。図１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Ｂ
をほゞ水平として複数本、上下階層的に配列し、各密閉
型熱交換器Ｂ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１５は冷
却塔のは排気口１９寄りに位置して配置されている。各
密閉型熱交換器Ｂは一本の冷却コイル６０からなり、前
記冷却コイル６０は、相互平行な複数の第２のフイン付
き管６０ａの一端と第１のフイン付き管６０ｂの一端を
着脱自在にユニオンジョイント６０ｃで直列に接続して
なる。この第２のフイン付き管６０ａ及び第１のフイン
付管６０ｂにおける各々の直管６１端部を連結し、ジグ
ザグに蛇行する被冷却通路を形成する複数の両側に位置
するＵ字形湾曲管６２は、第２のフイン付き管６０ａ及
び第１のフイン付管６０ｂにおける直管６１群が嵌合す
る左右一対の別々の管スペーサＣ１ 、Ｃ２ により支持
されている。前記ユニオンジョイント６０ｃの接続位置
は第２のフイン付き管６０ａ支持用の一方の管スペーサ
Ｃ２ とフイン付管６０ｂ支持用の一方の管スペーサＣ
１ とが相互対峙している中間位置としてある。

【００１０】更に、第２のフイン付き管６０ａ支持用の
他方の管スペーサＣ２ と第１のフイン付管６０ｂ支持
用の他方の管スペーサＣ１ の端部同士は相互に接近す
る方に延在し、これら延在し接近する前記管スペーサＣ
１ 、Ｃ２ の端部同士は、ピンなどの接続具７０により
着脱自在に接続されている。この接続側は前記ユニオン
ジョイント６０ｃと反対側としてある。前記接続具７０
の一例としては、弾性を有する合成樹脂製のソケット７
１と、このソケット７１内に嵌合離脱自在な弾性を有す
る合成樹脂製の差し込みピン７２とからなる（図２及び
図４参照）。各管スペーサＣ１ 、Ｃ２ は塩化ビニール
製の細長材よりなり、断面コ形としてあり、左右端に位
置する直管６１と湾曲管６２の全ての継目部分を被覆す
る位置に各スペーサＣ１ 、Ｃ２ はセットされている。
前記各スペーサＣ１ 、Ｃ２ は、後述するスペーサ受け
部材６３に対して引出し、交換自在に配備されている。
前記左右一対の冷却塔支持枠Ｄの相対向する内面には、
前記冷却コイル６０の本数に見合う数の断面コ字状のチ
ャンネル部材からなるスペーサ受け部材６３が階層的に
間隔をおいて一体に固着され、かつ各スペーサ受け部材
６３はほゞ水平に各支持枠Ｄの幅方向に配設されてい
る。左右共通の一対の前記支持枠Ｄの各スペーサ受け部
材６３内に、各冷却コイル６０の左右一対の各スペーサ
Ｃ１ 、Ｃ２がその長手方向から差し込まれて支持さ
れ、各冷却コイル６０の直管６１、湾曲管６２が直接前
記支持枠Ｄに接触することなく、上下階層的に相互平行
に所定本数の冷却コイル６０が、左右一対の冷却塔支持
枠Ｄ間に前記スペーサＣ１ 、Ｃ２を介して架設支持さ
れている（図３及び図４参照）。この際、各段全ての冷
却コイル６０における第１フイン付き管６０ｂの一次側
端部６４は前記冷却塔Ａの送風機６５側に、また第２の
フイン付き管６０ａの二次側端部６６は前記外気取入口
１７側に位置し、各々共通の垂直な供給並びに吐出ヘッ
ダー１５、１６にユニオンジョイント（図示せず）によ
り接続される。

【００１１】更に、前記階層的に配列された同一形状の
冷却コイル６０は上下方向で整列され、この冷却コイル
６０の第２のフイン付き管６０ａと、第１のフイン付管
６０ｂの中間部には、エリミネータ６９が、上下方向に
わたり垂直に設けてある。排気口１９側に位置する前記
各段の密閉型熱交換部Ｂにおける第１のフイン付き管６
０ｂの上方には、各段の第１のフイン付き管６０ｂから
なる第１の密閉型フイン付き熱交換器６０Ｂ上に散布水
を散水するための上部散水装置８０が設けてあり、この
実施例ではこの上部散水装置８０は、底面に散水穴８０
ａを多数有する上部水槽としてある。外気取入口１７寄
りに位置する第２のフイン付き各段の密閉型熱交換器６
０ａからなる第２の密閉型フイン付き熱交換器６０Ａ上
方は前記冷却塔Ａの天板１０で覆われ、この第２の密閉
型フイン付き熱交換器６０Ａと外気取入口１７の間に
は、この第２の密閉型フイン付き熱交換器６０Ａの全高
さにわたりその前面から上水道水を散水するための上水
道水散水装置９０が配置してある。この上水道水散水装
置９０は、第２の密閉型フイン付き熱交換器６０Ａの高
さ方向に沿って配管した垂直な主配管部９１と、その上
水道水吐出口９２ａが第２の密閉型フイン付き熱交換器
６０Ａの前面方向に向いている前記主配管部９１の軸線
方向に間隔をおいて設けた複数個の散水ノズル９２から
なる。更に前記第１の密閉型フイン付き熱交換器６０Ｂ
におけるフインＦｂ間のピッチ寸法が、第２の密閉型フ
イン付き熱交換器６０ＡにおけるフインＦａ側のピッチ
寸法より荒くしてある（図２参照）。なお、第１と第２
の密閉型フイン付き熱交換器６０Ａ、６０Ｂの配列を前
後逆とし、かつこれに対応して、前記上部散水装置８０
と上水道水散水装置９０の配置を変更する態様でもこの
発明としては同一であり、かつ上部水槽８０に変えて、
水平な散水パイプを使用することもある。なお、前記実
施例の作用は対応する請求項の発明の作用と同一のた
め、ここでの説明を省略する。

【００１２】

【発明の効果】請求項１に記載された発明においては、
夏期においては、冷却塔上部散水装置から第１の密閉型
フイン付き熱交換器上に散布水を散布し、また、第２の
密閉型フイン付き熱交換器の前面には、前記上水道水散
水装置から上水道水を散水することができ、スライムス
ラリーの発生することがなく、その目詰まりを防止でき
る。この散布水及び上水道水を対応する密閉型フイン付
き熱交換器上を流下中に各フインに付着し水膜とし、水
平に流れる空気流と接触して蒸発することにより冷却
し、かつ熱交換器内を流れる循環冷却水をは間接的に冷
却することができる。この上水道水により循環する散布
水の水質を改善することができる。冬期においては、前
記散布水及び上水道水の散水を停止し、空気流と第１、
第２の密閉型フイン付き熱交換器内を循環するブライン
液との間で間接的熱交換を行い、ブライン液を加湿する
ことができる。次に、請求項２に記載された発明におい
ては、請求項１記載の発明の効果に加えて前記主配管部
に供給された上水道水を、各散水ノズルから霧状となっ
て第２の密閉型フイン付き熱交換器の前面に均一に散水
することができる。

【００１３】請求項３に記載の発明では、前記請求項
１、２記載の発明の効果の他に、冬期においては、その
白煙の発生を防止するために、第２の密閉型フイン付き
熱交換器に上水道水を散布流下させ、排気口寄りの第１
の密閉型フイン付き熱交換器上には散布水を散布しない
ため、外気取り入れ口から取り込まれた直後の空気を、
上水道水と直接接触し、気化の潜熱作用で上水道水を冷
却し、自身若干昇温し、第２の密閉型フイン付き熱交換
器内を通過する。次いで、散布水の散布されていない第
１の密閉型フイン付き熱交換器において、負荷部から供
給ヘッダーを経てこの第１の密閉型フイン乃至熱交換器
内に送られてきたまだ温度の高い状態にある循環冷却水
と間接的に昇温化した空気とを接触し加熱することがで
き、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し、過飽和空気とな
らずに、即ち白煙化せずに大気へ排気することができ
る。更に請求項３に記載された発明では前記エリミネー
タが配備してあるため冬期運転時には、第２の密閉型フ
イン付き熱交換器上に散布される上水道水を第２の密閉
型フイン付き熱交換器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、このエリミネータで捕捉でき、第１の密閉型フイン
付き熱交換器においてはその外周面には水滴を付着させ
ず空気を高温化できる。請求項４に記載された発明で
は、前記請求項１、２、３記載の発明と同様の効果を奏
することができる。この際、上部水槽の底面に設けられ
た多数の散水穴から散布水を第１の密閉型フイン付き熱
交換器上に万遍なく散布することができる。

【００１４】次に請求項５に記載の発明においては、前
記請求項１、２、３、４に記載された発明と同様の効果
を奏すると共に、前記冷却塔の定期清掃及び密閉型熱交
換器の損傷などにより冷却塔本体からこの熱交換器を取
り出すときには、共通の供給ヘッダー、吐出ヘッダーと
前記熱交換器の供給部と吐出部との接続を各々外し、熱
交換器全体を前記管スペーサの長手軸線方向で冷却塔機
枠に対して内側へ、即ち排気口真下に移動し、先ず第１
の密閉型フイン付き熱交換器を冷却塔機枠から引き出
す。次いで第１と第２の密閉型フイン付き熱交換器を接
続しているジョイントを外して、この状態で第１の密閉
型フイン付き熱交換器を第２の密閉型フイン付き熱交換
器に対して側方へずらして分離し取り出した後、第２の
密閉型フイン付き熱交換器を修理する必要があれば、エ
リミネータを外し第２の密閉型フイン付き熱交換器を同
様に内側へ冷却塔機枠に引出し本体外へ取外し、付着し
た塵、砂などを除去し、かつ損傷を直したり、新しいも
のと第１、第２の密閉型フイン付き熱交換器を交換する
ことができる。。請求項６に記載された発明において
は、請求項１、２、３、４、５に記載された発明の効果
に加えて、第１の密閉型フイン付き熱交換器におけるフ
イン間のピッチ寸法が荒いため、散布水をスライムなど
の発生を伴わずに円滑に流下でき、霧状に散布される上
水道水を、第２の密閉型フイン付き熱交換器におけるピ
ンチの狭いフイン間に噴霧することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の概略図である。

【図２】図１の密閉型熱交換部の平面図である。

【図３】図２の冷却コイルの構成を示す図である。

【図４】第１のフイン管と第２のフイン管の接続部を示
す平面図である。

【図５】第２のフイン管と管スペーサの関係を示す側面
図である。

【図６】第１のフイン管と管スペーサの関係を示す側面
図である。

【図７】接続具の１例を示す断面図である。

【符号の説明】

６０Ａ 第２の密閉型フィン付き熱交換器 ６０Ｂ 第１の密閉型フィン付き熱交換器

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】散布水を散水するための冷却塔上部散水装
   置の下側には第１の密閉型フィン付き熱交換器が配列さ
   れ、更にこの第１の密閉型フィン付き熱交換器にその循
   環冷却水流路同士が直列で接続した第２の密閉型フィン
   付き熱交換器が前記上部散水装置下側を避けた状態で配
   置され、この第２の密閉型フィン付き熱交換器の空気流
   の一次側にはこの第２の密閉型フィン付き熱交換器の全
   高さにわたりその前面から上水道水を散水する上水道水
   散水装置が配置してあり、この散水された散布水と上水
   道水とを共に一時滞留させ、前記上部散水装置部へ循環
   させるための下部水槽が前記第１、第２の密閉型フィン
   付き熱交換器の下方に配置されていることを特徴とする
   直交流式冷却塔。
2. 【請求項２】前記上水道水散水装置は、第２の密閉型フ
   ィン付き熱交換器の高さ方向に沿って配管した垂直な主
   配管部と、その上水道水吐出口が第２の密閉型フィン付
   き熱交換器の前面方向を向いている前記主配管部の軸線
   方向に間隔をおいて設けた複数個の散水ノズルとからな
   ることを特徴とする請求項１に記載された直交流式冷却
   塔。
3. 【請求項３】前記第１の密閉型フィン付き熱交換器は第
   ２の密閉型フィン付き熱交換器の空気流方向に見て下流
   側に配置され各密閉型フィン付き熱交換器の空気流の二
   次側には水滴防止用のエリミネータが配置してあること
   を特徴とする請求項１又は２に記載された直交流式冷却
   塔。
4. 【請求項４】前記上部散水装置は、底面に散水穴を多数
   有する上部水槽からなることを特徴とする請求項１、２
   又は３に記載された直交流式冷却塔。
5. 【請求項５】前記直列に接続した第１の密閉型フィン付
   き熱交換器と第２の密閉型フィン付き熱交換器部からな
   る密閉型熱交換部における内部循環冷却水（液）の供給
   部及び吐出部は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、各密閉型フィン付き熱交換器は冷却
   塔機枠に対して引出し交換自在に配備されて、第１の密
   閉型フィン付き熱交換器の一端部と第２の密閉型フィン
   付き熱交換器部フイン付管の一端部はジョイントで着脱
   自在に直列に接続されていることを特徴とする請求項
   １、２、３又は４に記載された直交流式冷却塔。
6. 【請求項６】前記第１の密閉型フィン付き熱交換器にお
   けるフィン間のピッチ寸法は前記第２の密閉型フィン付
   き熱交換器におけるフィン間のピッチ寸法より荒くして
   あることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記
   載された直交流式冷却塔。