JP3834946B2

JP3834946B2 - 冷水塔

Info

Publication number: JP3834946B2
Application number: JP22495297A
Authority: JP
Inventors: 今朝明望月; 浩司木村
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 1997-08-21
Filing date: 1997-08-21
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2017-08-21
Also published as: JPH1163884A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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５〜図１１に示されている。
【０００５】
図５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６、７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、仕切板８に穿設した連通口１４には、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切換え弁１５が設けられている。
【０００９】
又、温水供給管１３の中途部には、温水１２を湿式・乾式切換え貯水領域１０へ供給するための温水供給枝管１３’が分岐、接続されており、温水供給枝管１３’には切換え弁１５’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１６が穿設され、各ノズル取付け孔１６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１７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１６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１８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１９（図９、１０参照）が固設されており、散水ノズル１７及び散水孔１８は、図１１に示すごとく下面から見て対向する隔絶板１９，１９間に位置している。
【００１３】
図８、９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７、８、９、１０に示すごとく、シート状の合成樹脂材（ＰＶＣ）の表面に凹凸を形成した熱交換面材２０ａ，２０ｂは、左右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８、９に示すごとく、熱交換面材２０ａ，２０ｂ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３０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２０ａ，２０ｂ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２０が形成されており、各充填材２０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送り方向に対して直交する方向の両側には、図８、９に示すごとく、外気１１送り方向へ延びる横梁２３が上下へ所要の間隔で配置され、各段の充填材２０は横梁２３上に設置されたグリッドデッキ２４上に載置され、支持されている。
【００１６】
上述の熱交換部６の充填材２０として用いる熱交換面材２０ａ，２０ｂは以下に述べるように配設されている。
【００１７】
すなわち、図９、１０に示すごとく、対向する隔絶板１９，１９のうち、散水ノズル１７を挟んで対向する位置には、隔絶板１９，１９間の間隔を分割するとともに、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１９の下端より約１００ｍｍ程度下方に位置する、最上段の充填材２０の熱交換面材２０ａが配設され、対向する隔絶板１９，１９間のうち、散水孔１８を挟んで対向する位置には、上端が略底板５ａの下面から約１０〜２０ｍｍ下方に位置するとともに側面が隔絶板１９の散水孔１８側の面に接触するよう、最上段の充填材２０の熱交換面材２０ｂが配設されている。
【００１８】
而して、最上段の充填材２０においては、熱交換面材２０ｂ，２０ｂにより仕切られるとともに熱交換面材２０ｂ，２０ｂ間に熱交換面材２０ａが配置された空間は、常時湿式空間２１となり、熱交換面材２０ｂ，２０ｂにより仕切られ且つ両熱交換面材２０ｂ，２０ｂ間に熱交換面材２０ａのない空間は湿式・乾式切換え空間２２となっている。
【００１９】
又、各下段の充填材２０においても、下段の熱交換面材２０ｂ，２０ｂ間に熱交換面材２０ａが配置された空間は、常時湿式空間２１となり、熱交換面材２０ｂ，２０ｂ間に熱交換面材２０ａのない空間は湿式・乾式切換え空間２２になっており、下段の各空間２１，２２は対応する上段の空間２１，２２の直下に位置している（図９参照）。
【００２０】
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には、切換え弁１５，１５’を開いておく。
【００２１】
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１７から熱交換部６における最上段の充填材２０の常時湿式空間２１に散水されるとともに散水孔１８から最上段の充填材２０の湿式・乾式切換え空間２２に散水され、散水された温水１２は最上段部充填材２０の熱交換面材２０ａ，２０ｂの両側の表面に沿って水膜状に流下する。
【００２２】
而して、最上段の充填材２０の熱交換面材２０ａ，２０ｂ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２０の常時湿式空間２１及び湿式・乾式切換え空間２２に流下し、各段において熱交換面材２０ａ，２０ｂの両側の表面に付着し、水膜状に流下する。
【００２３】
又、送風機２により図５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２０の常時湿式空間２１及び湿式・乾式切換え空間２２に吸込まれた外気１１はこれら空間２１，２２内を流通しつつ熱交換面材２０ａ，２０ｂ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２１及び湿式・乾式切換え空間２２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３１として大気中へ排出される（図５参照）。
【００２４】
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２０の熱交換面材２０ａ，２０ｂに沿い流下して底部水槽７に流入する。
【００２５】
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１８から湿式・乾式切換え空間２２に温水１２を散水しても排気口３から排気される空気３１が白煙化することはない。
【００２６】
なお、切換え弁１５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。
【００２７】
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１５，１５’を閉止しておく。
【００２８】
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１７から最上段の充填材２０の常時湿式空間２１に散水されて熱交換面材２０ａの両側の表面及び熱交換面材２０ｂの常時湿式空間２１に面した表面に付着して順次下段の充填材２０へと水膜状に流下する。
【００２９】
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１８から湿式・乾式切換え空間２２に散水されることはなく、従って湿式・乾式切換え空間２２は乾いた状態に保持され、各段の充填材２０の熱交換面材２０ｂの湿式・乾式切換え空間２２側の面には温水の水膜が形成されることはない。
【００３０】
送風機２により外気取入れ口４から各段の充填材２０の常時湿式空間２１に吸込まれた外気１１は上述のごとく、各段の充填材２０の常時湿式空間２１内を流通しつつ熱交換面材２０ａ，２０ｂ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。
【００３１】
一方、送風機２により湿式・乾式切換え空間２２に吸込まれた外気１１は湿式・乾式切換え空間２２内を流通しつつ、熱交換面材２０ｂの常時湿式空間２１側の表面を流下する温水１２から、熱交換面材２０ｂ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。
【００３２】
又、常時湿式空間２１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２２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３１の湿度は飽和状態になく、従って大気中で空気３１が白煙化することはない。
【００３３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のごとく、熱交換部６に多段に配置された充填材２０は、冷水塔内の横梁２３により支持された格子構造のグリッドデッキ２４上に載置されているにすぎず、このようなグリッドデッキ２４上に載置する従来方式では、上下段の充填材２０における上下の湿式・乾式切換え空間２２の接続が行えず、乾式運転時に湿式・乾式切換え空間２２へ水の流入が生じる。
【００３４】
本発明は上述の実情に鑑み、乾式運転時に湿式・乾式切換え空間に水が流入しないよう、上下段の充填材における上下の湿式・乾式切換え空間の接続を完全に行い得るようにすることを目的としてなしたものである。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上下方向に延在する熱交換面材を水平方向に並べて前記熱交換面材により仕切られた常時湿式空間と湿式・乾式切換え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多段に配設すると共に、常時湿式空間には外気温度のいかんに拘らず常に前記温水槽から温水を供給し得るようにし、湿式・乾式切換え空間には外気温度が所定の温度より高い場合及び湿度が低い場合にのみ前記温水槽から温水を供給し得るようにし、前記常時湿式空間及び湿式・乾式切換え空間に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、上段の充填材の熱交換面材の下端面と下段の充填材の熱交換面材の上端面を横桁により支持されたサポート部材によりサンドイッチ状に挾持し、下段の充填材の熱交換面材をサポート部材に吊下げ支持したものである。
【００３６】
従って、本発明では、上下段の充填材における上下の湿式・乾式切換え空間の接続を良好に行うことができ、乾式運転時に湿式・乾式切換え空間に水が流入することを防止できる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図４を参照しつつ説明する。
【００３８】
図１〜図４は本発明の実施の形態の一例を示し、熱交換部６の充填材２０の支持構造以外は従来のものと同一構成であるため、同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００３９】
又、充填材２０は従来のものと本実施の形態例のものでは構造が若干異なるが、温水の冷却という基本的な機能は同じであるため、便宜上同一の符号を付している。
【００４０】
而して、本実施の形態例においては、図４に示すごとく、外気１１進行方向の前後両側に外気１１進行方向に対して直交する方向へ延在する横梁２５が配置されている。
【００４１】
最上段の充填材２０のうち、常時湿式空間２１内に散水ノズル１７の下方に位置するよう配置された熱交換面材２０ａの上端は温水槽５の底板５ａ下方から所定間隔離反して隔絶板１９の下端近傍に位置すると共に熱交換面材２０ａの上端に形成したフラット部の両面は、溝形状のサポート部材２６により挾持されてブラインドリベット２７により締結されている。
【００４２】
又、熱交換面材２０ａの取付けられたサポート部材２６は、その長手方向が外気１１の進行方向に向くと共に熱交換面材２０ａの両面も外気１１の進行方向へ延在するよう、最上段の横梁２５上に載置され、熱交換面材２０ａはサポート部材２６に吊下げ支持されている。
【００４３】
最上段の充填材２０の熱交換面材２０ａ下端のフラット部と２段目の充填材２０の熱交換面材２０ａ上端のフラット部は、図１及び図３に示すごとく対向して接触させられた状態で溝形状のサポート部材２８によりサンドイッチ状に挾持されてブラインドリベット２７により締結されており、上段及び下段の充填材２０の熱交換面材２０ａの取付けられたサポート部材２８は、サポート部材２６と平行になるよう２段目の横梁２５上に載置されている。
【００４４】
而して、最上段の充填材２０の熱交換面材２０ａは、その下端を２段目にあるサポート部材２８により支持されており、２段目の充填材２０の熱交換面材２０ａは、その上端を２段目にあるサポート部材２８により吊下げ支持されると共に１段目の充填材２０の熱交換面材２０ａと平行に配設されている。
【００４５】
同様に、２段目、３段目…ｎ段目においても、上段の充填材２０の熱交換面材２０ａの下端と下段の充填材２０の熱交換面材２０ａを支持するための構成は、１段目の充填材２０の熱交換面材２０ａの下端と２段目の充填材２０の熱交換面材２０ａの上端を支持する場合と同様の構成となっている。
【００４６】
散水孔１８を挾んで対向するよう配置された隔絶板１９の対向面側に上端が温水槽５の底板５ａ下面と接触しないよう配設した最上段の充填材２０の熱交換面材２０ｂは、最上段の常時湿式空間２１と湿式・乾式切換え空間２２を仕切るようになっており、熱交換面材２０ａと平行に２段目の充填材２０の上端まで下方へ向けて延在している。
【００４７】
最上段の充填材２０の熱交換面材２０ｂの下端フラット部と２段目の充填材２０の熱交換面材２０ｂの上端フラット部は、図１、３に示すごとく、対向して接触させられた状態で溝状のサポート部材２９によりサンドイッチ状に挾持されてブラインドリベット２７により締結されており、上段及び下段の充填材２０の熱交換面材２０ｂの取付けられたサポート部材２９は、サポート部材２８と平行になるよう、２段目の横梁２５上に載置されている。
【００４８】
而して、最上段の熱交換面材２０ｂは、その下端を２段目にあるサポート部材２９により支持されており、２段目の熱交換面材２０ｂは、その上端を２段目にあるサポート部材２９により吊下げ支持されると共に１段目の熱交換面材２０ｂと平行に配設されている。
【００４９】
同様に、２段目、３段目…ｎ段目においても、上段の充填材２０の熱交換面材２０ｂの下端と下段の充填材２０の熱交換面材２０ｂを支持するための構成は、１段目の充填材２０の熱交換面材２０ｂの下端と２段目の充填材２０の熱交換面材２０ｂの上端を支持する場合と同様の構成となっている。
【００５０】
次に、本発明の実施の形態の作用について説明する。
【００５１】
本発明の実施の形態の作用においても、図７〜図１１に示す従来の場合と同様、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７に示す切換え弁１５’は開いてあるため温水槽５の温水１２は散水ノズル１７から熱交換部６における充填材２０により形成される常時湿式空間２１に散水されると共に散水孔１８から熱交換部６における充填材２０により形成される湿式・乾式切換え空間２２に散水される。なお、この場合には、切換え弁１５も開いてある。
【００５２】
このため、温水１２は上段の充填材２０から下段の充填材２０へ各段の熱交換面材２０ａ，２０ｂに沿って水膜状に流下し、図５の送風機２により常時湿式空間２１及び湿式・乾式切換え空間２２に吸込まれる外気１１によって冷却され流下し、図５に示す底部水槽７に貯留される。
【００５３】
而して、この場合には、図５の排気口３から排気される空気３１は１００％湿り空気であるが外気温度が高いため又湿度が低いため、白煙は生じない。
【００５４】
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湿度が高い場合には、図７に示す切換え弁１５’は閉止しているため、温水槽５の温水１２は散水ノズル１７から熱交換部６における充填材２０により形成される常時湿式空間２１に散水されるが、散水孔１８からは散水されないため、湿式・乾式切換え空間２２は乾いた状態に保持されている。なお、この場合、切換え弁１５も閉止している。
【００５５】
このため、温水１２は熱交換面材２０ａの両側の表面及び熱交換面材２０ｂの常時湿式空間２１に面した表面に付着して上段の充填材２０から下段の充填材２０へと水膜状に流下するが、上下段の熱交換面材２０ｂにおける上下の湿式・乾式切換え空間２２の接続は良好に行われているため、湿式・乾式切換え空間２２側の面には温水の水膜が形成されることはない。
【００５６】
送風機２により外気取入れ口４から各段の充填材２０を形成する常時湿式空間２１に吸込まれた外気１１は上述のごとく、各段の常時湿式空間２１内を流通しつつ熱交換面材２０ａ，２０ｂに沿い流下する温水１２と直接接触し、熱交換を行うことにより温水１２を冷却する。
【００５７】
一方、送風機２により各段の充填材２０の湿式・乾式切換え空間２２に吸込まれた外気１１は湿式・乾式切換え空間２２内を流通しつつ熱交換面材２０ｂの常時湿式空間２１側の表面を流下する温水１２から、熱交換面材２０ｂ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、その結果温水が冷却される。
【００５８】
又、この場合も、従来の場合と同様、常時湿式空間２１から排出された１００％湿り空気と湿式・乾式切換え空間２２から排出された乾き空気が混合して生成した空気の湿度は飽和状態にはないため、排気口３から排気される空気３１が白煙化することを防止できる。
【００５９】
各段の充填材２０の熱交換面材２０ａは、最上段の熱交換面材２０ｂを除きサポート部材２６，２８，２９により吊下げ、支持されており、又最上段の熱交換面材２０ｂの上端を除き、上段の熱交換面材２０ｂ下端とその下段の熱交換面材２０ｂの上端をサポート部材２９で挾持しているため、上下の充填材２０の湿式・乾式切換え空間２２の接続を完全に行うことができ、湿式・乾式切換え空間２２側に水が流入することはない。
【００６０】
なお、本発明は前述の実施の形態例に限定されるものではなく、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は勿論である。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の冷水塔によれば、熱交換面材を吊下げ支持することにより、上下の充填材の湿式・乾式切換え空間の接続を完全に行うことができ、従って湿式・乾式切換え空間への水の流入を防止でき、その結果白煙発生防止を確実なものとすることができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷水塔の熱交換部の実施の態様の一例を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す熱交換部のＩＩ部拡大図である。
【図３】図１に示す熱交換部のＩＩＩ部拡大図である。
【図４】図１に示す熱交換部において、最上段の充填材の常時湿式空間内に配置される熱交換面材の支持の仕方を示す斜視図である。
【図５】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６】図５に示す冷水塔の温水槽の平面図である。
【図７】図５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８】図５に示す冷水塔の熱交換部の側面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ方向矢視図である。
【図１０】図９のＸ部拡大図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ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
２０充填材
２０ａ，２０ｂ熱交換面材
２１常時湿式空間
２２湿式・乾式切換え空間
２５横梁
２６，２８，２９サポート部材

Claims

上下方向に延在する熱交換面材を水平方向に並べて前記熱交換面材により仕切られた常時湿式空間と湿式・乾式切換え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多段に配設すると共に、常時湿式空間には外気温度のいかんに拘らず常に前記温水槽から温水を供給し得るようにし、湿式・乾式切換え空間には外気温度が所定の温度より高い場合及び所定の湿度より低い場合にのみ前記温水槽から温水を供給し得るようにし、前記常時湿式空間及び湿式・乾式切換え空間に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、上段の充填材の熱交換面材の下端面と下段の充填材の熱交換面材の上端面を横桁により支持されたサポート部材によりサンドイッチ状に挾持し、下段の充填材の熱交換面材をサポート部材に吊下げ支持したことを特徴とする冷水塔。