JP3832056B2 - 冷水塔 - Google Patents
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Description
【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 (2)
- 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。
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