JP3625853B2

JP3625853B2 - 冷却塔

Info

Publication number: JP3625853B2
Application number: JP01429994A
Authority: JP
Inventors: 剛郎大石; 洋征吉川; 龍生須田
Original assignee: Kobelco Eco Solutions Co Ltd
Current assignee: Shinko Pantec Co Ltd
Priority date: 1994-02-08
Filing date: 1994-02-08
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2020-03-02
Also published as: JPH07218156A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、工場の各種設備、ビルの冷暖房装置等から排出される温水を冷却する大型〜中型の直交流型の冷却塔に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より工場の各種設備、ビルの冷暖房装置等から排出される温水を循環使用するために使用される冷却塔の一つとして、直交流方式のものが知られている。
【０００３】
図４に従来より用いられている直交流方式の冷却塔の断面構成の概略を示す。同図に示すように、直交流方式では通風空間２５の両側に充填材ブロック１１，１２，１３がそれぞれ縦方向に積重ねられ、通風空間２５の上方には冷却ファン２３が取り付けられている。各充填材ブロック１１〜１３には散水槽２１によって温水が均一に供給される。また、冷却ファン２３の吸引によって冷却用の空気が各充填材ブロック１１〜１３の内部に送られ、各充填材ブロック内で温水が冷却用空気と接触することにより冷却される。冷却後の水は冷水槽２４に受けとめられ、再び冷却水等として使用される。
【０００４】
このような冷却塔のうち、積重ねた充填材ブロックの全高が約１９００ｍｍ〜２７００ｍｍ程度の比較的小さいものでは、高さが９５０ｍｍ程度の充填材ブロックをネトロン網等を介して２又は３段に積重ねるのが一般的である。一方、積重ねた充填材ブロック１１〜１３の全高が約３８００ｍｍを越える大型〜中型の冷却塔では、冷却塔を構成する支持構造体の梁を利用して各充填材ブロック１１〜１３を支持している。
【０００５】
図５はこのような大型〜中型の冷却塔に於ける一方の側の充填材ブロック１１〜１３の部分を示す図であり、充填材ブロック１１は、４つの充填材モジュール１１ａ，１１ｂ，１１ｃ及び１１ｄからなっている。同様に、充填材ブロック１２及び１３は、それぞれ充填材モジュール１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び１２ｄ、並びに充填材モジュール１３ａ，１３ｂ，１３ｃ及び１３ｄからなっている。各充填材ブロック１１〜１３は、支持構造体１８を構成する梁１４，１５，１６によって支持された支持材１７，１７…の上に載置されており、各充填材ブロック１１〜１３の高さは約１９００ｍｍである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のように梁１４〜１６上に支持材１７を保持した構成では、梁１４〜１６及び支持材１７の上下方向の厚さを含む充填材ブロックの間の空隙ｄは、約２００ｍｍであり、上記充填材ブロックの高さ約１９００ｍｍに対して約１割の幅を有している。このような空隙は、冷却ファン２３の吸引によって生ずる気流のショートパスとなり、充填材ブロック１１〜１３を通過する気流が大幅に減少することになる。そのため、各充填材ブロック１１〜１３内部を流下する温水の冷却効率が大きく低下することになる。
【０００７】
また、支持材１７は流下する温水に対しては障害物となるため、散水槽２１から均一に供給された温水は支持材１７によって左右に振分けられ、不均一な流れとなってしまう。そのため、温水の冷却効率が低下することになる。
【０００８】
本発明はこのような従来技術の問題点を解決するものであり、本発明の目的は、冷却用の気流のショートパスが存在せず、しかも、流下する温水の流れの不均一化が生じない冷却塔を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の冷却塔は、通風空間の両側のそれぞれに於いて縦方向に積重ねられた複数の充填材ブロックと、各充填材ブロックを下方から支持する支持材と、該支持材を支持する梁を有する支持構造体とを備え、前記支持材の上に位置する前記充填材ブロックの下部には前記支持材の断面に於ける上部から中央部に至る部分の形状に相似する断面形状を有する溝が設けられていると共に、前記支持材の下に位置する前記充填材ブロックの上部には前記支持材の断面に於ける下部から中央部に至る部分の形状に相似する断面形状を有する溝が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、前記支持材が、該支持材の延伸方向に対して直角な断面に於ける水平方向の幅が中央部から上部及び下部に亘って徐々に小さくなる形状を有する構成を付加することができる。
【００１１】
また、前記支持材は、前記充填材ブロック内を通過する気流の方向に対して直角方向に延伸している構成を付加することができる。
【００１２】
更に、前記支持材として、該支持材の延伸方向に対して直角な断面が円形であるものを使用することができる。
【００１３】
また、前記支持材として該支持材の延伸方向に対して直角な断面が矩形であるものを使用し、該支持材は前記矩形の対向する角が上下となるように配されている構成とすることができる。
【００１４】
【作用】
本発明の冷却塔は、縦方向に積重ねた複数の充填材ブロックが設けられた大型〜中型の直交流型であり、各充填材ブロックを下方から支持する支持材を備えている。支持材の上に位置する充填材ブロックは、支持材の上記断面に於ける上部から中央部に至る部分の形状に相似する断面形状を有する溝を有している。同様に、支持材の下に位置する充填材ブロックは、支持材の上記断面に於ける下部から中央部に至る部分の形状に相似する断面形状を有する溝を有している。
【００１５】
このような溝を隣接する充填材ブロックにそれぞれ設けたことにより、充填材ブロックを互いに近接して設けることが可能となる。従って、本発明によれば充填材ブロック間の空隙を狭くすることができ、気流のショートパスをなくして気流の大部分を充填材ブロック内に導くことができる。また、冷却塔の高さを低減できるので、温水を供給するポンプの揚力を小さくすることが可能となる。更に、梁が充填材ブロックの溝に固定されるので、充填材ブロックの位置ズレを防止することもできる。
【００１６】
また、本発明に於ける支持材は冷却塔の支持構造体の梁によって支持されている。そして、支持材の延伸方向に対して直角な断面の水平方向に於ける幅は、該断面の中央部で大きく、該断面の上部及び下部で小さく、中央部から上部及び下部に亘って徐々に小さくなっている。このような断面の形状として円、楕円、四角形、菱型等を挙げることができる。具体的には、支持材として例えば中実の円柱及び四角柱、中空の円筒状パイプ及び四角柱状のパイプ等を挙げることができる。断面が四角形又は菱型の支持材を使用する場合には、その断面に於ける対向する角が上下となるように配することが必要である。なお、上記の支持材のうち、中空のものが軽量で強度が高いので好ましい。
【００１７】
このように、本発明の冷却塔では、支持材の上記断面を中央部から上部及び下部にかけて徐々に水平方向の幅が小さくなる形状とするとともに、この支持材の上下に隣接する充填材ブロックに支持材の断面の形状に相似する形状の溝を設けたことにより、温水の流れは支持材の上部から中央部に至る部分で徐々に左右に振分けられるが、支持材の中央部から下部に至る部分で再び均一にされる。従って、支持材を設けたことによって温水の流れが不均一になることはない。
【００１８】
また、支持材は、冷却用の気流が通過する方向に対して直角方向に延伸している構成とすることにより、支持材と充填材ブロックとの空隙が気流のショートパスとならず、支持材の延伸方向が気流の方向と平行な場合に比べて、充填材ブロックを通過する気流を増加させることができる。
【００１９】
【実施例】
本発明の冷却塔の実施例について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施例に係る冷却塔の充填材ブロックを設置した部分の断面構成を示している。本実施例の冷却塔の全体の構成は、図１に示す部分を除いて前述の図５と同様である。本実施例の冷却塔は、図５に示すように冷却塔内の通風空間２５の両側に設けられた支持構造体１８を備え、図１に示すようにこの支持構造体１８の上下にほぼ３等分する位置には、梁４，５，６が支持されている。これらの梁４，５，６も支持構造体１８を構成している。最上段の梁４には平行する中空円筒状パイプからなる支持材７，７…が固定され、これらの支持材７，７…上には充填材ブロック１が載置されている。同様に、中段の梁５及び最下段の梁６にはそれぞれ中空円筒状パイプからなる支持材８，８…及び支持材９，９…が固定され、支持材８，８…上には充填材ブロック２が載置され、支持材９，９…上には充填材ブロック３が載置されている。充填材ブロック１は４つの充填材モジュール１ａ，１ｂ，１ｃ及び１ｄによって構成されている。同様に、充填材ブロック２及び３は、それぞれ４つの充填材モジュール２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、及び充填材モジュール３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによって構成されている。
【００２０】
図２は充填材ブロック１，２と支持材７，８の部分のみを表した斜視図である。本実施例では支持材７は前述のように中空の円筒形状を有している。従って、支持材７の延伸方向に対して直角の断面の形状は円形であり、この断面に於ける水平方向の幅は中央部で大きく、中央部から上部及び下部に亘ってこの幅は徐々に小さくなっている。また、支持材７は矢印２０で示す気流方向に対して直角に配されている。支持材７の上に位置する充填材ブロック１の下部には、断面が半円形の溝１ｇが設けられ、この溝１ｇは支持材７の断面に於ける上部から中央部に至る部分に沿ってこれを覆っている。支持材７の下に位置する充填材ブロック２の上部には、断面が半円形の溝１ｈが設けられ、この溝１ｈは支持材７の断面に於ける下部から中央部に至る部分に沿ってこれを覆っている。従って、支持材７はその円形の断面に於ける上側半分が充填材ブロック１の下部の溝１ｇによって覆われ、下側半分が充填材ブロック２の上部の溝１ｈによって覆われている。
【００２１】
このように溝１ｇ及び溝１ｈを設けて支持材７を覆うことにより、隣接する充填材ブロック１及び２の間の空隙を小さくすることができ、この空隙が冷却用の気流のショートパスとなることを防ぐことができる。また、支持材７は、図２の矢印２０に示す充填材ブロック内を通過する気流の方向に対して直角方向に延伸しているので、支持材７と溝１ｇ及び溝１ｈの間の空隙が冷却用の気流のショートパスとなることはない。これらの構成により、気流の大部分を充填材ブロック１及び２内に導くことができる。
【００２２】
本実施例では、図４に示す散水槽２１から冷却すべき温水が、図２の矢印１９に示すように充填材ブロック１内に均一に供給される。一方、図４に示す冷却ファン２３の吸引によって生じた気流は、図２の矢印２０に示すように充填材ブロック１内に供給される。充填材ブロック１内では温水が気流と接触することにより冷却される。冷却された温水は次に充填材ブロック２に流下する。その際、支持材７の断面を中央部から上部及び下部にかけて徐々に幅が小さくなる円筒形状とし、上下の充填材ブロック１及び２にはこの円筒形状を覆う溝を設けたので、図２の矢印２２，２２で示すように、流下する温水は、上側の充填材ブロック１内では支持材７の上部から中央部に至る部分で徐々に左右に振分けられるが、下側の充填材ブロック２では支持材７の中央部から下部に至る部分で再び拡散して均一にされる。従って、支持材７，８，９が存在することによる温水の流れの不均一化が防止される。
【００２３】
図３は本発明の冷却塔の他の実施例を示す斜視図である。図３は、支持材７，８，９として中空の四角柱のパイプを用いた場合を示している。この四角柱のパイプの断面の形状は四角形であり、対向する角が上下になるように配されているる。従って、本実施例の場合にも、支持材７，８，９の断面に於ける水平方向の幅は中央部で大きく、中央部から上部及び下部に亘って徐々に小さくなっている。そして、支持材７の上に位置する充填材ブロック１の下部には、断面が逆Ｖ字状の溝１ｉが設けられ、この溝１ｉは支持材７の断面に於ける上部から中央部に至る部分に沿ってこれを覆っている。また、支持材７の下に位置する充填材ブロック２の上部には、断面がＶ字状の溝１ｊが設けられ、この溝１ｊは支持材７の断面に於ける下部から中央部に至る部分に沿ってこれを覆っている。従って、支持材７はその四角形の断面に於ける上側半分が充填材ブロック１の下部の溝１ｉによって覆われ、下側半分が充填材ブロック２の上部の溝１ｊによって覆われている。
【００２４】
本実施例に於いても、隣接する充填材ブロック１及び２の間の空隙を小さくすることができ、この空隙が冷却用の気流のショートパスとなることはない。また、本実施例でも、支持材７は気流の方向に対して直角方向に延伸しているので、支持材７と溝１ｉ及び溝１ｊの間の空隙が冷却用の気流のショートパスとなることはない。これらの構成により、気流の大部分を充填材ブロック１及び２内に導くことができる。更に、充填材ブロック１及び２内を流下する温水は、上側の充填材ブロック１内では支持材７の上部から中央部に至る部分で徐々に左右に振分けられるが、下側の充填材ブロック２では支持材７の中央部から下部に至る部分で再び均一にされる。従って、支持材７，８，９が存在することによる温水の流れの片寄りが防止される。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の冷却塔では、支持材の延伸方向に対して直角な断面の水平方向に於ける幅が、該断面の中央部から上部及び下部にかけて徐々に小さくなり、支持材の上に位置する充填材ブロックには、支持材に沿った形状の溝が設けられているので、充填材ブロックを互いに近接して設けることが可能となる。従って、充填材ブロックの間の空隙を小さくすることができ、気流のショートパスをなくして気流の大部分を充填材ブロック内に導くことができる。
【００２６】
また、冷却塔の高さを低減できるので、揚力の小さいポンプで温水を供給することが可能となる。更に、梁が充填材ブロックの溝に固定されるので、充填材ブロックの位置ズレを防止することもできる。
【００２７】
更に、温水の流れは、支持材の上部から中央部に至る部分で徐々に左右に振分けられるとともに、支持材の中央部から下部に至る部分で再び拡散により均一となる。従って、支持材を設けたことによる温水の流れの不均一化が防止される。
【００２８】
また、支持材を冷却用の気流の方向に対して直角方向に延伸するように配することにより、支持材と充填材ブロックとの空隙が気流のショートパスとならず、支持材の延伸方向が気流の方向と平行な場合に比べて、充填材ブロックを通過する気流を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る冷却塔に於ける充填材ブロックを設置した部分の断面構成を示す図である。
【図２】図１に於ける充填材ブロックと支持材の部分のみを表した斜視図である。
【図３】本発明の冷却塔の他の実施例に於ける充填材ブロックと支持材の部分のみを表した斜視図である。
【図４】従来の直交流方式の冷却塔の概略を示す断面図である。
【図５】図４の冷却塔の一方の側の充填材ブロックの部分を表す図である。
【符号の説明】
１，２，３…充填材ブロック
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…充填材モジュール
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…充填材モジュール
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ…充填材モジュール
４，５，６…梁
７，８，９…支持材
１８…支持構造体

Claims

通風空間の両側のそれぞれに於いて縦方向に積重ねられた複数の充填材ブロックと、各充填材ブロックを下方から支持する支持材と、該支持材を支持する梁を有する支持構造体とを備え、前記支持材の上に位置する前記充填材ブロックの下部には前記支持材の断面に於ける上部から中央部に至る部分の形状に相似する断面形状を有する溝が設けられていると共に、前記支持材の下に位置する前記充填材ブロックの上部には前記支持材の断面に於ける下部から中央部に至る部分の形状に相似する断面形状を有する溝が設けられていることを特徴とする冷却塔。
前記支持材は、該支持材の延伸方向に対して直角な断面に於ける水平方向の幅が中央部から上部及び下部に亘って徐々に小さくなる形状を有することを特徴とする請求項１記載の冷却塔。
前記支持材は、前記充填材ブロック内を通過する気流の方向に対して直角方向に延伸していることを特徴とする請求項１又は２記載の冷却塔。
前記支持材は、該支持材の延伸方向に対して直角な断面が円形であることを特徴とする請求項１乃至３記載の冷却塔。
前記支持材は、該支持材の延伸方向に対して直角な断面が矩形であり、該支持材は前記矩形の対向する角が上下となるように配されていることを特徴とする請求項１乃至３記載の冷却塔。