JP3848896B2 - 散水装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、斜行ハニカム等の気液接触手段に水を供給する散水装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、冷却塔や気液接触塔等においては、気液接触板を多数並設した気液接触ユニットに散水管から散水して、水を気液接触板の表面に流す方法が知られている。
【0003】
例えば、特開平8−219684号公報には、散水管から気液接触手段に散水する方法としては、散水管に複数の散水穴を設けて散水穴から吐出した棒状の水流が当たる位置に平面または曲面を有する面状体を設け、面状体で水流を膜状に広げた状態で充填材等の気液接触手段に流下させる冷却塔の散水装置が開示されている。また、散水管からの水流を無数の散水穴を有する目皿に当て、そこで水流を広げると共に無数の散水穴から水を流下させる方法等も知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの装置や方法は、水の流下量の場所によるばらつきが大きく、気液接触手段へ水を均一に流下できないため、気液接触効率がよくなかった。
【0005】
従って、本発明の目的は、気液接触手段等への水の流下を略均一にすることが可能な散水装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
かかる実情において、本発明者は鋭意検討を行った結果、それぞれ複数の孔が穿設された上部孔空板及び下部孔空板からなる水分配部と、該水分配部に水を供給する散水管とを有する散水装置であれば、水分配部から流下される水の分布が略均一になることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】
すなわち、本発明は、水平方向が壁面で囲まれる枠体、複数の上部透水孔が穿設されると共に前記枠体の上部に前記壁面と隙間なく配置される上部孔空板、及び複数の下部透水孔が穿設されると共に前記枠体の下部に前記壁面と隙間なく且つ前記上部孔空板と略平行に離間して配置される下部孔空板からなる水分配部と、前記上部孔空板に水を供給する散水管とを有することを特徴とする散水装置を提供するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の散水装置について図1〜図4を参照して説明する。図1は、本発明の散水装置の実施形態を模式的に示す斜視図であり、図2は水分配部の一部を切り欠いて模式的に示す斜視図であり、図3は水分配部の一部を拡大して模式的に示す斜視図であり、図4は水分配部の一部を上部孔空板側から見た模式的な平面図である。図中、2は散水装置、30は水分配部、31は上部透水孔、32は上部孔空板、33は下部透水孔、34は下部孔空板、35は滞留部、40は散水管、50は枠体、51は枠体を構成する壁面である。
【0009】
図1において、散水装置2は、水分配部30とこの上方に配置される散水管40とからなる。水分配部30は、水平方向が壁面51で囲まれた枠体50と、壁面51との間に隙間なく枠体50に配置される上部孔空板32と、上部孔空板32の下方において壁面51との間に隙間なく且つ上部孔空板32と略平行に離間して枠体50に配置される下部孔空板34とからなる。
【0010】
枠体50は、上部孔空板32から供給された水の全量を下部孔空板34から排出するものである。枠体50の材質としては、水を透過又は浸透しない材質のものが用いられ、例えば、ステンレス、アルミニウム、銅等が挙げられる。このうち、ステンレスは、水中に金属イオンが溶出し難いため好ましい。なお、枠体50の形態としては特に限定されず、図1のように上下方向が開口し、且つ、壁面51の配置が上方からみて矩形を形成するもの以外に、例えば、上下方向が開口し、且つ、壁面51の配置が上方からみて円形を形成するものが挙げられる。また、枠体50の上部は図1のように開放されたままでもよいが、埃等が散水装置内に入らないように、適宜、該開放部に蓋等を設けてもよい。
【0011】
上部孔空板32には、図2に示すように、複数の上部透水孔31が穿設される。上部透水孔31は、散水管40から供給される供給水17を下方に透過させるものである。上部透水孔31の数は、上部孔空板32の面積や供給される水量により異なるため特に限定されないが、上部透水孔31の合計面積が同じ場合であれば、数の多いほうが水分配部から排出される水が分散し易いため好ましい。なお、本発明で用いられる上部透水孔31の形状としては、図2に示すような円形に限定されず、他に例えば、楕円形や長円が挙げられる。このうち、楕円形であると、表面張力の影響を受け難く透水性がよいため好ましい。また、上部透水孔31の形状は、円形等の形状を1種又は2種以上組み合わせて用いることができる。例えば、円形の上部透水孔31が一定のピッチで一列に穿設されると共に、これに隣接して楕円形の上部透水孔31が一定のピッチで一列に穿設されており、これらの列が交互に形成されるものであってもよい。
【0012】
上部透水孔31の大きさは、孔の形状が円形である場合の直径が、通常1〜5mm、好ましくは1〜3mmである。また、孔の形状が円形以外である場合は、同一面積の円形に換算したときの孔の直径が上記範囲になるようにすればよい。上部透水孔31の大きさが1mm未満であると水が通過し難くなり、また5mmを越えると水の分散性が悪くなり易いため好ましくない。
【0013】
上部透水孔31の配列形態は特に限定されず、例えば、上部孔空板32の長手方向や該長手方向と所定の角度を有する方向のうちの一方向又は二方向以上に一定のピッチで穿設されていてもよいし、ランダムに穿設されていてもよい。また、上部透水孔31が二方向以上に一定のピッチで穿設される場合は、いわゆる格子状や千鳥状であってもよい。ここで、格子状とは図5(a)のように直近の4個の上部透水孔31a、31b、31d、31cが略正方形を形成するように少なくとも略直交する二方向に一定のピッチで穿設される態様を意味し、千鳥状とは図5(b)のように直近の3個の上部透水孔31e、31f、31gが略正三角形の頂点を形成するように少なくとも三方向に一定のピッチで穿設される態様を意味する。千鳥状であると、上部孔空板32に均一に上部透水孔31を穿設し易いため好ましい。
【0014】
上部透水孔31が少なくとも一方向に一定のピッチを有して穿設されている場合、最小のピッチ幅を有する方向のピッチの大きさは、通常1〜10mm、好ましくは1.5〜5mmである。最小のピッチ幅を有する方向のピッチとは、例えば、図5(a)のように上部透水孔31の配列形態が格子状である場合には、略正方形を形成する直近の4個の上部透水孔31のうちの31aと31bのように隣接する2個の上部透水孔31で形成されるピッチを意味し、31aと31dのように対角線方向にある2個の上部透水孔31で形成されるピッチを含まない意味である。上部透水孔31のピッチの大きさが該範囲内にあると、水の分散性が良いため好ましい。なお、上部透水孔31のピッチの大きさが10mmを越えると水の分散性が悪くなり易いため好ましくない。
【0015】
上部孔空板32の材質は、枠体50と同様のものが用いられる。上部孔空板32の厚さは、通常0.3〜3.0mm、好ましくは0.5〜2.0mmである。厚さが該範囲内にあると、加工し易いため好ましい。
【0016】
上部孔空板32は、壁面51との間に隙間なく枠体50に配置される。ここで、上部孔空板32を隙間なく配置するとは、上部孔空板32上に供給される水が上部透水孔31のみを通過する状態にすることを意味する。このように上部孔空板32を配置することにより、上部孔空板32と下部孔空板34との間の空間に水を滞留させる等の制御が可能になり、水分配部30から排出される水の分散性を良好にすることができる。上部孔空板32が、枠体50に配置される態様としては、例えば、別部材として作製された上部孔空板32と枠体50とをパッキン等を介して圧着したり、接着したりする態様や、上部孔空板32と枠体50とを一体のものとして作製する態様が挙げられる。
【0017】
下部孔空板34は、上部孔空板32と同様のものが用いられ、下部孔空板34の材質や厚さ、下部透水孔33の数、大きさや配列形態は、上部孔空板32と同様である。また、下部孔空板34が壁面51との間に隙間なく枠体50に配置される態様も上部孔空板32と同様である。
【0018】
上部孔空板32と下部孔空板34とは、略平行に離間して配置される。このため、水分配部30には、図3に示すように、上部孔空板32と下部孔空板34との間の離間距離Lを高さとし、上部孔空板32、下部孔空板34及び枠体50で囲まれる滞留部35が形成される。本発明において離間距離Lは、通常0.1〜2.5mm、好ましくは0.5〜2.0mmである。離間距離Lが該範囲内にあると、水が滞留部35の上部孔空板32と下部孔空板34とに接触するように滞留するため水分配部30の下部透水孔33から流下される水量を水分配部30の全体において略均一にすることができ、水分配部30から流下される水の分散性がよい。なお、離間距離Lが2.5mmを越えると水が均一に流下し難くなり、また0.1mm未満であると上部孔空板32と下部孔空板34との間を水が移動し難くなるためそれぞれ好ましくない。
【0019】
水分配部30は、水分配部30における同一方向に対する上部透水孔31のピッチと下部透水孔33のピッチとが異なることが好ましい。ここで、水分配部30における同一方向とは、上部孔空板32面内における方向と下部孔空板34面内における方向とが同一になる方向の意味である。このような方向としては、例えば、上部孔空板32及び下部孔空板34に共通する長手方向や、上部孔空板32面内又は下部孔空板34面内であって且つ該長手方向に対し60度や90度等の所定の角度を有する方向等が挙げられる。このように、上部透水孔31のピッチと下部透水孔33のピッチとが異なると、滞留部35に水が十分に滞留して水分配部30から流下される水の分散性がよくなるため好ましい。また、ピッチは、上部透水孔31のピッチと下部透水孔33のピッチとの全てのものが異なる必要はなく、少なくとも一方向のピッチが異なっていればよい。
【0020】
水分配部30は、上部透水孔31の大きさが全て実質的に同一であると共に下部透水孔33の大きさが全て実質的に同一である場合は、上部透水孔31の1個当りの面積と下部透水孔33の1個当りの面積とが異なると、水分配部30から流下される水の分散性がよくなるため好ましい。また、上部透水孔31の1個当りの面積は、下部透水孔33の1個当りの面積の10〜95%、好ましくは20〜50%であると望ましい。このように、上部透水孔31の1個当りの面積が下部透水孔33の1個当りの面積よりも小さいと、水分配部30から流下される水の分散性がよくなるため好ましい。
【0021】
また、水分配部30は、上部透水孔31のピッチと下部透水孔33のピッチとが異なると共に、上部透水孔31の1個当りの面積が下部透水孔33の1個当りの面積より上記範囲内を採るように小さいと、水分配部30から流下される水の分散性がさらによくなるため好ましい。
【0022】
本発明において、水分配部30は、図3又は図4に示すように、水分配部30を上部孔空板32側から見たときの上部透水孔31と下部透水孔33との鉛直方向の孔の重なり部分36を、上部透水孔31及び下部透水孔33それぞれの一部分に形成する。ここで、上部透水孔31及び下部透水孔33それぞれの一部分に形成するとは、鉛直方向の孔の重なり部分36の全てが上部透水孔31の全部又は下部透水孔33の全部と完全に一致することがないように形成することを意味する。例えば、上部透水孔31と下部透水孔33とが全く同じ形態で穿設されている場合、上部孔空板32と下部孔空板34とを上部孔空板32側又は下部孔空板34側からみて上部透水孔31と下部透水孔33とが完全に重なるように配置した場合は、孔の重なり部分36の全てが上部透水孔31全部及び下部透水孔33全部と完全に一致するため好ましくない。しかし、これらの上部孔空板32と下部孔空板34とをずらして配置した場合は、孔の重なり部分36の全てが上部透水孔31全部又は下部透水孔33全部と完全に一致することがなくなるため好ましい。
【0023】
本発明においては、孔の重なり部分36の総面積を、上部孔空板32又は下部孔空板34のうち総孔面積の小さい方の孔空板の総孔面積の67%以下、好ましくは5〜40%とすることが望ましい。ここで、孔の重なり部分36の総面積とは、例えば、図4に示す孔の重なり部分36a、36b、36c等の孔の重なり部分全部の合計値を意味する。また、総孔面積とは、上部孔空板32における上部透水孔31の合計面積又は下部孔空板34における下部透水孔33の合計面積である。本発明では、上部透水孔31の合計面積又は下部透水孔33の合計面積の小さい方の孔空板の総孔面積に対する孔の重なり部分36の総面積の比率を上記範囲内にすると、水を滞留部35に十分に滞留させることができるため、水分配部30から分散性よく水を流下させることができるため好ましい。
【0024】
散水管40は、水分配部30の上部孔空板32に散水孔から水を供給するものであり、水を供給できるものであれば形状等は特に限定されないが、通常は、図6に示すように筒状体41に散水孔42が穿設されたものが用いられる。また、散水孔42の形状や配置は、流下する水の水量や散水する範囲により適宜定めればよく特に限定されるものでないが、例えば、図6(a)のように筒状体41の表面に一列に散水孔42aを穿設したものや、図6(b)のように筒状体41の表面に散水孔42bの一列と散水孔42cの一列とを、散水孔42bと散水孔42cとが互い違いに並ぶように穿設したものが挙げられる。本発明において散水孔は一定のピッチで穿設されていることが好ましい。散水孔のピッチは、散水管内部の水の流量や、流下する水量により適宜選択すればよく、特に限定されるものではないが、通常10〜70mmである。また、散水孔の大きさもピッチと同様の理由で特に限定されるものではないが、通常1〜5mmである。
【0025】
なお、図1に示す実施形態においては、水分配部30を構成する枠体50が、散水管40を囲うことができるように上方まで延設され且つ下部孔空板34より下部まで延設されているが、枠体50の上限は滞留部35を形成できるように少なくとも上部孔空板32と面一であればよく、枠体50の下限は滞留部35を形成できるように少なくとも下部孔空板34と面一であればよい。なお、枠体50の上限が上部孔空板32の上面よりも上部まで延設されていると、散水管40から流下される水が多い場合でも枠体50の上限の壁部51でせき止められるため、散水管40から流下される水の流量変化に影響されず水分配部30から略一定の流量で水を流下できるため好ましい。また、水分配部30は、枠体50、上部孔空板32及び下部孔空板34からなるユニットを予め作製しておき、これを単独で又は散水管40と共に他の筐体に収納することにより散水装置2を形成してもよい。また、散水装置2は、水量調整が可能なものであることが好ましい。
【0026】
次に、本発明に係る散水装置の作用について、図7及び図8を参照して説明する。図7は本発明の散水装置を用いた気液接触装置を模式的に示す斜視図であり、図8は図7においてA−A線で切断した断面を模式的に示す断面図である。図7〜図8中、1は気液接触装置、3は斜行ハニカム、4は受水パン、101は斜行ハニカム上面開口部、102は斜行ハニカム後面開口部、103は斜行ハニカム前面開口部、104は斜行ハニカム下面開口部である。また、図7及び図8中、図1〜図6と同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、異なる点についてのみ主に説明する。
【0027】
まず、水16が散水装置2の散水管40に供給され、散水管40の散水孔42から水分配板30を構成する上部孔空板32上に供給水17が流下される。供給水17は、上部孔空板32上に広がって滞留すると共に上部透水孔31を通過して滞留部35全体を満たし、流下水12が下部孔空板34の下部透水孔33の各孔から略均一な流量で広範囲に分散して流下し、気液接触装置1の気液接触手段である斜行ハニカム3の上面開口部101等に供給される。
【0028】
本発明に係る散水装置は、例えば、オフィスビル、病院、生産工場の空気や水の冷却装置、空気清浄装置、加湿装置等の気液接触装置の散水手段として使用することができる。このうち、気液接触装置が気液接触手段として斜行ハニカムを用いるものであると、区画されたセルが広範囲にわたり存在する斜行ハニカムの上面開口部に略均一に水を供給できるため好ましい。ここで、斜行ハニカムとは、図7中、符号3で示されるような形態のハニカム状体である。
【0029】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0030】
実施例1
長さ1020mm×幅200mm×厚さ1.0mmのステンレス板に、直径1mmの孔を、図5(b)に示すように31e−31f方向、31f−31g方向及び31g−31e方向の3方向のピッチがそれぞれ2mmになるように千鳥状に穿設して上部孔空板を作製した。また、直径及びピッチを表1に示すようにした以外は上部孔空板と同様にして、下部透水孔が千鳥状に形成された下部孔空板を作製した。次に、4面が壁面で囲われると共に上下方向の2面が開放した壁の高さ80mm×長さ1025mm×幅202mmの枠体の底部に、上部孔空板と下部孔空板とを平行に且つ0.5mm離間させて2枚配置し、上部孔空板及び下部孔空板と枠体との間に隙間が生じないように固定して水分配部を形成した。なお、水分配部は、上部孔空板の隅部に穿設された上部透水孔31eと、これに対応する下部孔空板の隅部に穿設された下部透水孔とが、上部孔空板の上方から見て孔の中心が一致し、且つ、枠体の壁部が上部孔空板の上方及び下部孔空板の下方まで延設されるように配置したものである。さらに、上部孔空板の上方に、直径2mm、ピッチ40mmで一列に穿設された散水孔を有する直径25mm、長さ1050mmの散水管を、散水管が上部孔空板の長手方向と平行且つ幅方向の中心に位置し、さらに、散水孔と上部孔空板との距離が30mmになるように配置して、高さ80mm×長さ1025mm×幅202mmの散水装置を作製した。得られた散水装置を用い、散水管に23.5リットル/分の流量で水を流して上部透水孔に水を供給し、水分配部を通過して下部透水孔から流下する水の分散状況を目視で評価した。結果を表1に示す。
【0031】
実施例2〜25
上部透水孔又は下部透水孔を表1のように穿設した以外は実施例1と同様にして散水装置を作製し、流下する水の分散状況を目視で評価した。結果を表1に示す。
【0032】
比較例1
下部孔空板を取り付けない以外は実施例1と同様にして散水装置を作製し、流下する水の分散状況を目視で評価した。結果を表1に示す。
【0033】
比較例2〜5
表1に示す上部孔空板を用いた以外は比較例1と同様にして散水装置を作製し、流下する水の分散状況を目視で評価した。結果を表1に示す。
【0034】
【表1】
【0035】
【発明の効果】
本発明に係る散水装置を用いると、上部孔空板表面に水が滞留するため、下部透水孔全体から略均一に水を流下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の散水装置の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図2】水分配部の一部を切り欠いて模式的に示す斜視図である。
【図3】水分配部の一部を拡大して模式的に示す斜視図である。
【図4】水分配部の一部を上部孔空板側から見た模式的な平面図である。
【図5】上部透水孔の配列態様を説明する図である。
【図6】本発明で用いられる散水管の一例を示す斜視図である。
【図7】本発明の散水装置を用いた気液接触装置を模式的に示す斜視図である。
【図8】図7においてA−A線で切断した断面を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
1 気液接触装置
2 散水装置
3 斜交ハニカム
4 受水パン(受水部)
12 流下水
16 水
17 供給水
30 水分配部
31 上部透水孔
32 上部孔空板
33 下部透水孔
34 下部孔空板
35 滞留部
36、36a、36b、36c 孔の重なり部分
40 散水管
41 筒状体
42a、42b、42c 散水孔
50 枠体
51 壁面
101 斜行ハニカム上面開口部
102 斜行ハニカム後面開口部
103 斜行ハニカム前面開口部
104 斜行ハニカム下面開口部
Claims (6)
- 水平方向が壁面で囲まれる枠体、複数の上部透水孔が穿設されると共に前記枠体の上部に前記壁面と隙間なく配置される上部孔空板、及び複数の下部透水孔が穿設されると共に前記枠体の下部に前記壁面と隙間なく且つ前記上部孔空板と略平行に離間して配置される下部孔空板からなる水分配部と、前記上部孔空板に水を供給する散水管とを有することを特徴とする散水装置。
- 前記上部孔空板と前記下部孔空板との離間距離が、0.3〜2.5mmであることを特徴とする請求項1記載の散水装置。
- 前記水分配部における同一方向に対する前記上部透水孔のピッチと前記下部透水孔のピッチとが異なることを特徴とする請求項1又は2記載の散水装置。
- 前記上部透水孔1個当りの面積が、前記下部透水孔1個当りの面積の10〜95%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の散水装置。
- 前記上部透水孔と前記下部透水孔との鉛直方向の孔の重なり部分の総面積が、前記上部孔空板又は前記下部孔空板のうち総孔面積の小さい方の孔空板の総孔面積の67%以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の散水装置。
- 斜行ハニカムを用いる気液接触装置の散水手段として用いることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の散水装置。
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