JP3832056B2

JP3832056B2 - 冷水塔

Info

Publication number: JP3832056B2
Application number: JP32314097A
Authority: JP
Inventors: 攻後藤; 健一郎南
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 1997-11-25
Filing date: 1997-11-25
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2017-11-25
Also published as: JPH11153396A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、充填材における熱交換面材の座屈を防止し得るようにした冷水塔に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷水塔で水を冷却した空気は湿り度が略１００％の湿り空気となっているため、この湿り空気をそのまま冷却塔外部に排出すると、外気温度が低い場合又は相対湿度が高い場合には白煙を生じることがある。
【０００３】
斯かる白煙の発生は、外気を汚染しているかのごとき誤解を近隣居住者等に与える結果となり、又白煙が地上に下降し滞留して周囲に霧のように立ち込めることにより視界不良を招く等の不具合があるため、近年白煙を極力発生させないようにした冷水塔の開発が望まれている。
【０００４】
而して、斯かる冷水塔としては、外気温度が所定の温度よりも高い通常の場合はいわゆる湿式として使用し、外気温度が所定の温度よりも低い場合又は所定の湿度より高い場合には、湿式・乾式を併用し得るようにした湿式・乾式切換え式のものがあり、その一例は図３〜図９に示されている。
【０００５】
図３に示すごとく、冷水塔は、ケーシング１の頂部に設けられると共に内部に送風機２を設置された排気口３と、ケーシング１の外周に形成された外気取入れ口４と、ケーシング１内の上部に排気口３下部を包囲するよう設置された温水槽５と、温水槽５の下方に配置され且つ温水槽５から流下させた温水を送風機２により外気取入れ口４から取り込んだ外気１１と熱交換させて冷却する左右の熱交換部６と、熱交換部６の下方に設置され且つ熱交換部６で冷却されて流下して来た冷水を溜める底部水槽７を備えている。
【０００６】
図４、５に示すごとく温水槽５は、矩形箱状に形成されると共に、その内部空間は、下端が底板５ａの上面に固設された平面形状がジグザグ状の仕切板８により仕切られて常時貯水領域９と湿式・乾式切換え貯水領域１０に区分けされている。
【０００７】
而して、常時貯水領域９と湿式・乾式切換え貯水領域１０は、平面的に見て外気１１の流入方向と平行な方向が櫛歯形状になるよう延在しており、一方の領域９，１０の櫛歯状に延在する部分は、他方の領域１０，９の櫛歯状部間の間隙に互に入り込んだ形状になっている。
【０００８】
温水槽５の常時貯水領域９上は、温水１２を常時貯水領域９に供給するための温水供給管１３が配設されると共に温水供給管１３には湿式・乾式切換え貯水領域１０へ温水１２を供給するための温水供給管１４が、温水供給管１３から分岐するよう接続されている。
【０００９】
仕切板８には連通口１５が穿設されると共に、連通口１５には、湿式・乾式切換え貯水領域１０を湿式領域として使用する際に常時貯水領域９と湿式・乾式切換え貯水領域１０とにおける温水１２の水位差を補正するための開度調整可能な切換え弁１６が設けられており、温水供給管１４には、湿式・乾式切換え貯水領域１０へ温水１２を送給する場合は開き送給しない場合には閉止させるようにした切換え弁１７が設けられている。
【００１０】
温水槽５の底板５ａの常時貯水領域９における櫛歯形状の部分には、長手方向へ所要の間隔で複数のノズル取付け孔１８が穿設され、各ノズル取付け孔１８には、温水１２を熱交換部６へ向けて散水するための散水ノズル１９が嵌合され、固定されている。
【００１１】
温水槽５の底板５ａの湿式・乾式切換え貯水領域１０における櫛歯形状の部分には、長手方向へ所要の間隔で、ノズル取付け孔１８と平行に、温水１２を熱交換部６へ向けて散水するための複数の散水孔２０が穿設されている。
【００１２】
温水槽５の底板５ａの下面には、仕切板８の外気１１流れ方向と平行に延在する部分の略直下に位置し且つ仕切板８と平行に延びる隔絶板２１（図７、８参照）が固設されており、散水ノズル１９及び散水孔２０は、図９に示すごとく下面から見て対向する隔絶板２１，２１間に位置している。
【００１３】
図３に示す、温水槽５の下方に設置される熱交換部６は、以下に述べるように構成されている。
【００１４】
すなわち、図５、６、７、８、９に示すごとく、フィルム状の合成樹脂材（ＰＶＣ）の表面に凹凸を形成した熱交換面材２２ａ，２２ｂは、左右方向（平面的に見て外気流れ方向と直交する方向）へ所要間隔離して上下へ向け延在するよう多数並列に起立させられ、図６、７に示すごとく、各熱交換面材２２ａ，２２ｂの表面に上下左右へ向けて所要ピッチで固着した複数の突起２３の先端同士は接着剤により接合され、これにより熱交換面材２２ａ，２２ｂを一体化して全体で自立し得るようにしたブロック状の充填材２２が形成されており、各充填材２２は温水槽５の下部に上下へ複数段配置されることにより熱交換部６が構成されている。
【００１５】
又、冷水塔内の外気１１流れ方向に対して直交する方向の両側には、図６、７に示すごとく、外気１１流れ方向へ延びる横梁２４が上下へ所要の間隔で配置され、各段の充填材２２は横梁２４上に設置されたグリッドデッキ２５上に載置され、立設、支持されている。
【００１６】
上述の熱交換部６の充填材２２として用いる熱交換面材２２ａ，２２ｂは以下に述べるように配設されている。
【００１７】
すなわち、図７、８に示すごとく、対向する隔絶板２１，２１のうち、散水孔２０を挾んで対向する位置には、隔絶板２１，２１間の間隔を仕切るよう、上端が略底板５ａの下面から約１０〜２０ｍｍ下方に位置すると共に側面が隔絶板２１の散水孔２０側の面に接触するよう、熱交換面材２２ａが配設されている。
【００１８】
対向する隔絶板２１，２１のうち散水ノズル１９を挾んで対向する位置には、隣り合う熱交換面材２２ａ，２２ａ間の間隔を複数に分割（図示では３分割）すると共に底板５ａ下面との間に散水された温水１２を分散させるための隙間が形成されるよう、上端が隔絶板２１の下端より約１００ｍｍ程度下方に位置する熱交換面材２２ｂが配設されている。
【００１９】
而して、熱交換面材２２ａ，２２ｂ全体により、最上段の充填材２２が形成されている。
【００２０】
最上段の充填材２２においては、熱交換面材２２ａ，２２ａにより仕切られるとともに熱交換面材２２ａ，２２ａ間に熱交換面材２２ｂが配置された空間は、常時湿式空間２６となり、熱交換面材２２ａ，２２ａにより仕切られ且つ両熱交換面材２２ａ，２２ａ間に熱交換面材２２ｂのない空間は湿式・乾式切換え空間２７となっている。
【００２１】
又、各下段の充填材２２においても、下段の熱交換面材２２ａ，２２ａ間に熱交換面材２２ｂが配置された空間は、常時湿式空間２６となり、熱交換面材２２ａ，２２ａ間に熱交換面材２２ｂのない空間は湿式・乾式切換え空間２７になっており、下段の各空間２６，２７は対応する上段の空間２６，２７の直下に位置している（図７参照）。
【００２２】
上述の冷水塔で温水１２を冷却する際に外気温度が所定の温度より高い場合又は所定の湿度よりも低い場合には、図４、５に示す切換え弁１６，１７を開いておく。
【００２３】
このため、温水供給管１３，１４から温水槽５に供給された温水１２は、常時貯水領域９及び湿式・乾式切換え貯水領域１０の両領域に溜まり、溜まった温水１２は散水ノズル１９から熱交換部６における最上段の充填材２２の常時湿式空間２６に散水されるとともに散水孔２０から最上段の充填材２２の湿式・乾式切換え空間２７に散水され、散水された温水１２は最上段部の充填材２２における熱交換面材２２ａ，２２ｂの両側の表面に付着し、水膜状に流下する。
【００２４】
而して、最上段の充填材２２の熱交換面材２２ａ，２２ｂの両側の表面に付着して水膜状に流下した温水１２は、順次下段の充填材２２の常時湿式空間２６及び湿式・乾式切換え空間２７に流下し、各段において熱交換面材２２ａ，２２ｂの両側の表面に付着し、水膜状に流下する。
【００２５】
又、送風機２により図３に示す外気取入れ口４から熱交換部６における各段の充填材２２の常時湿式空間２６及び湿式・乾式切換え空間２７に吸込まれた外気１１はこれら空間２６，２７内を流通しつつ熱交換面材２２ａ，２２ｂに沿い流下する温水と直接接触して熱交換を行うことにより温水を冷却し、常時湿式空間２６及び湿式・乾式切換え空間２７から排出された後、排気口３を通って１００％湿り空気の状態の空気２８として大気中へ排出される（図３参照）。
【００２６】
熱交換により温水が冷却されることにより生成された冷却水は順次各段の充填材２２の熱交換面材２２ａ，２２ｂに沿い流下して底部水槽７に流入する。
【００２７】
この場合には外気温度が所定の温度よりも高いため、又は相対湿度が所定の湿度より低いため、湿式・乾式切換え貯水領域１０にも温水１２を供給し、散水孔２０から湿式・乾式切換え空間２７に温水１２を散水しても排気口３から排気される空気２８が白煙化することはない。
【００２８】
なお、切換え弁１６が開いているため、常時貯水領域９と湿式・乾式切換え貯水領域１０に供給された温水１２の水位差はなく、同一レベルに保持される。
【００２９】
冬季のように外気温度が所定の温度よりも低い場合又は相対湿度が所定の湿度より高い場合には、切換え弁１６，１７を閉止しておく。
【００３０】
このため、温水供給管１３から温水槽５に供給された温水１２は、常時貯水領域９のみに溜まり、溜まった温水１２は散水ノズル１９から最上段の充填材２２の常時湿式空間２６に散水されて熱交換面材２２ｂの両側の表面及び熱交換面材２２ａの常時湿式空間２６に面した表面に付着して順次下段の充填材２２へと水膜状に流下する。
【００３１】
ただし、この場合、温水槽５の湿式・乾式切換え貯水領域１０には温水１２は供給されないため、散水孔２０から湿式・乾式切換え空間２７に散水されることはなく、従って湿式・乾式切換え空間２７は乾いた状態に保持され、各段の充填材２２の熱交換面材２２ａの湿式・乾式切換え空間２７側の面には温水の水膜が形成されることはない。
【００３２】
送風機２により外気取入れ口４から各段の充填材２２の常時湿式空間２６に吸込まれた外気１１は上述のごとく、各段の充填材２２の常時湿式空間２６内を流通しつつ熱交換面材２２ａ，２２ｂに沿い上方から下方へ流下する温水１２と直接接触し熱交換を行うことにより温水を冷却する。
【００３３】
一方、送風機２により湿式・乾式切換え空間２７に吸込まれた外気１１は湿式・乾式切換え空間２７内を流通しつつ、熱交換面材２２ａの常時湿式空間２６側の表面を流下する温水１２から、熱交換面材２２ａを介して熱伝導により水蒸気供給を伴うことなく温められ、その結果、温水１２が冷却される。
【００３４】
又、常時湿式空間２６から排出された空気は１００％湿り空気であるが、湿式・乾式切換え空間２７から排出された空気は乾き空気であるため、混合して排気口３から大気中へ排出される空気２８の湿度は飽和状態になく、従って大気中で空気２８が白煙化することはない。
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のごとく、熱交換部に多段に配設された充填材は、隣り合うフィルム状の熱交換面材を突起を介して接着剤により接触させ、グラッドデッキ上に立設させているため、１段当りの充填材の高さを高くするため熱交換面材の高さを高くすると当該熱交換面材の自重が増加し、その結果、熱交換面材に座屈が生じる虞れがある。
【００３６】
本発明は上述の実情に鑑み、１段当りの充填材の高さを高くしても熱交換面材に座屈が生じないようにした冷水塔を提供することを目的としてなしたものである。
【００３７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上下方向及び外気流れ方向と平行な方向へ延在する熱交換面材を外気流れ方向と直交する方向へ並設して隣り合う熱交換面材により仕切られた複数の空間を有する充填材を形成し、該充填材を温水槽の下方の熱交換部に立設し、前記熱交換面材に仕切られて形成された空間のうち所要の空間に前記温水槽から温水を供給し得るようにし、前記各空間には外気を導入して温水を冷却し得るようにした冷水塔において、熱交換面材の外気流れ方向と平行な方向の端面に、熱交換面材の並設方向及び上下方向へ向けて所要の間隔で熱交換面材の座屈を防止する座屈防止部材を装着したものである。
【００３８】
従って、本発明では、熱交換面材の座屈が防止されて安定した信頼性の高い冷水塔の運転が可能となる。
【００３９】
又、本発明の座屈防止部材は、厚さ方向が上下方向へ向いた平板状に形成されると共に、平面形状が熱交換面材の並設方向へ向けて所要の間隔で複数のスリットを設けた櫛形状に形成され、前記スリットに熱交換面材の前記端面が嵌入し得るようにすることができるため、運転時に座屈防止部材が外気や温水の流れを阻害することがなく、従って冷水塔の性能を低下させることなく熱交換面材の座屈を防止でき、この点からも信頼性の高い冷水塔の運転が可能となる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
【００４１】
図１、２は本発明の実施の形態の一例であり、本実施の形態に適用される冷水塔は、熱交換面材２２ａ，２２ｂにより形成される充填材２２も含めて従来のものと略同じ構成である。
【００４２】
図１、２中、２９は平板状の座屈防止部材である。
【００４３】
而して、座屈防止部材２９には、熱交換面材２２ａ，２２ｂの並設方向Ｄ１へ向けて所要の間隔で、熱交換面材２２ａ，２２ｂの外気流れ方向と平行な方向Ｄ２の端面に向い左側が開口した複数のスリット２９ａ，２９ｂが設けられている。又、座屈防止部材２９の熱交換面材２２ａ，２２ｂの並設方向Ｄ１両側部には、スリット２９ａ，２９ｂの開口側と同じ側が切除された切欠き部２９ｃが設けられている。従って、座屈防止部材２９は平面的に見て充填材２２の端面形状に合わせて略櫛歯状に形成されている。
【００４４】
熱交換面材２２ａ，２２ｂの外気流れ方向と平行な方向Ｄ２における両端面には、熱交換面材２２ａ，２２ｂの並設方向Ｄ１へ向け、隣り合う座屈防止部材２９の対向端部と部分的に重なってスリット３０が形成されるよう、上記形状の座屈防止部材２９が連続的に配置されており、又座屈防止部材２９は熱交換面材２２ａ，２２ｂの上下方向に対しては所要の間隔を置いて配置されている。
【００４５】
而して、各座屈防止部材２９は、スリット２９ａ，２９ｂ，３０を介して熱交換面材２２ａ，２２ｂの外気流れ方向と平行な方向Ｄ２の両端面に、熱交換面材２２ａ，２２ｂの座屈を防止するよう、装着されている。
【００４６】
このため、座屈防止部材２９の、スリット２９ａ，２９ｂ，３０の両側に位置する部分は、熱交換面材２２ａ，２２ｂの空間２６，２７に挿入された状態で熱交換面材２２ａ，２２ｂを固定、支持している。
【００４７】
３１は座屈防止部材支持柱であり、該座屈防止部材支持柱３１は座屈防止部材２９を板厚方向へ貫通して座屈防止部材２９を支持すると共にその下端を例えばグリッドデッキ上に支持されている。
【００４８】
座屈防止部材２９は座屈防止部材支持柱３１を設けず、針金等により充填材２２に対し固縛するようにもできる。
【００４９】
次に本発明の実施の形態の作用について説明するが、冷水塔自体の作動は従来のものと同じであるため説明は省略する。
【００５０】
本発明の実施の形態によれば、熱交換面材２２ａ，２２ｂは座屈防止部材２９により支持されている。従って座屈防止部材２９は、熱交換面材２２ａ，２２ｂの座屈変形を防止しており、１段当りの充填材２２の高さが高くなって熱交換面材２２ａ，２２ｂの高さが高くなっても、熱交換面材２２ａ，２２ｂは座屈することがなく、従って信頼性の高い冷水塔の運転が可能となる。
【００５１】
又、本発明の実施の形態の座屈防止部材２９は厚さ方向が上下方向へ向いた平板状に形成されているため、運転時に温水や空気の流れを阻害することなく、従って冷水塔の性能を低下させることなく熱交換面材２２ａ，２２ｂの座屈を防止することができ、この点からも信頼性の高い冷水塔の運転が可能となる。
【００５２】
なお、本発明の実施の形態例においては、常時湿式空間と湿式・乾式切換え空間のある充填材に座屈防止部材を適用する場合について説明したが、常時湿式空間のみあり熱交換面材が常時漏れているいわゆる常時漏れ壁式の冷水塔に対しても適用できること、座屈防止部材の材質は金属、樹脂のいずれも使用できること、座屈防止部材は水平方向には連続的に設ける場合について説明したが、連続的に設けず隣り合う座屈防止部材間に適宜の間隔を設けても実施できること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の冷水塔においては、請求項１、２の何れにおいても充填材の１段当りの高さが高くなった場合にも熱交換面材の座屈を防止することができ、又請求項２の場合には座屈防止部材は厚さ方向が上下方向に向いた平板状のものであるため、外気や温水の流れを阻害せず、このため冷水塔の性能を低下させることがなく、以上のことから請求項１、２の何れの場合にも安定した信頼性の高い冷水塔の運転が可能となるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷水塔における充填材の部分に使用する座屈防止部材の実施の形態の一例を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向矢視図である。
【図３】湿式・乾式切換え式の冷水塔の一般的な構造の概要を示す縦断面図である。
【図４】図３に示す冷水塔の温水槽の平面図である。
【図５】図３に示す冷水塔の温水槽及び熱交換部上部の斜視図である。
【図６】図３に示す冷水塔の熱交換部の側面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ方向矢視図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ部拡大図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ方向矢視図である。
【符号の説明】
５温水槽
６熱交換部
１１外気
１２温水
２２充填材
２２ａ，２２ｂ熱交換面材
２６常時湿式空間（空間）
２７湿式・乾式切換え空間（空間）
２９座屈防止部材
２９ａ，２９ｂ，３０スリット
Ｄ１熱交換面材の並設方向
Ｄ２外気流れ方向と平行な方向

Claims

上下方向及び外気流れ方向と平行な方向へ延在する熱交換面材を外気流れ方向と直交する方向へ並設して隣り合う熱交換面材により仕切られた複数の空間を有する充填材を形成し、該充填材を温水槽の下方の熱交換部に立設し、前記熱交換面材に仕切られて形成された空間のうち所要の空間に前記温水槽から温水を供給し得るようにし、前記各空間には外気を導入して温水を冷却し得るようにした冷水塔において、熱交換面材の外気流れ方向と平行な方向の端面に、熱交換面材の並設方向及び上下方向へ向けて所要の間隔で熱交換面材の座屈を防止する座屈防止部材を装着したことを特徴とする冷水塔。
座屈防止部材は、厚さ方向が上下方向へ向いた平板状に形成されると共に、平面形状が熱交換面材の並設方向へ向けて所要の間隔で複数のスリットを設けた櫛形状に形成され、前記スリットに熱交換面材の前記端面が嵌入し得るようにした請求項１に記載の冷水塔。