JP4473168B2 - 水冷却器に使用される蒸発冷却式密閉型管熱交換器 - Google Patents

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発明の詳細な説明
この発明は水冷却器に使用される蒸発冷却式密閉型管熱交換器に関する。
従来この種の密閉型管熱交換器における蛇行管はＵ字形状の屈曲部で順次連なった直線部は相互に平行形成されている。
従って蛇行管を含む面を殊に水平方向に設置する場合、蛇行管の出入口の高さに若干の差を設けて、この管内の排水を容易に行なえるようにして設置している（例えば、特許文献１参照）。
更に、上下の蛇行管の直管部間には、合成樹脂製の波板が、複数枚直管部と直交して、かつ垂直で並列して、充填されている。
しかしながら、個々の直管部に装填された合成樹脂製の充填板（波板）に向けて散布される散布水は、上下の前記充填板の位置が不一致であると、下段の充填板の壁面に接触することなく、下方に通過したり、また前記充填板の片面のみしか接触せず、全体としての濡壁面積の実効面積が少なくなり、充分に外気との接触することなく、落下することになり、熱交換機能が充分に発揮されない。
また散布水は前記の通り、充填板の表面を伝って流下する流下水であっても前記の各直管部の表面部にすべて供給されるわけではなく、充填板部分のみを伝って流下してしまう散布水も多く、折角気化の潜熱によって温度低下した散布水が有効に前記直管部に作用しない傾向にあった。
また、冬季に、凍結防止対策で水抜をする場合、蛇行面を殊に水平方向に設置したものでは、蛇行管の出入口の高さに若干の差を設けて、この管内の排水を容易に行なえるようにしても、直管部の水抜き勾配は十分ではなく、設置レベルの影響、組み込み精度、変形、汚れなどの影響によって排水が完全にできず、凍結パンク事故が発生する可能性を否定できない。
実公平６−４２１７号公報
この発明の主目的は、熱交換器を通過する空気の通過抵抗を小さくし、送風動力を低減し、また騒音を低減させることである。
この発明の他の目的は、管熱交換器蛇行面の配置を縦にし、略平行に配置された熱交換器管部に、散布水を案内する充填膜を鉛直方向に張り巡らせることにより、散布水を熱交換器管表面に均一に、しかも確実に流すことができ、熱交換効率の向上と、低コスト化を図ることである。
この発明の更なる目的は、熱交換器管内の排水が、確実にできるようにすることである。
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、水冷却器に使用される密閉型管熱交換器はＵ字形状の屈曲部で直管部が順次連なり、この直管部は相互に略平行に形成し、スパイラルコイル形状としてあり、このスパイラルコイル状の熱交換器が複数本、外気取り入れ口の幅方向に間隔をおいて配列されていると共に、散布水の流下路を形成する編布、不織布など親水性の水膜シートが前記略平行で上下方向に形成された直管部に、この熱交換器管内を流れる冷却水の方向が同じ向きのものに連なるように二系列で、それぞれ上下方向に直管部間を連ねて付着乃至添着して配列してあることを特徴とする。
請求項１記載の発明である前記密閉型管熱交換器においては、クロスフロー式若しくはカウンターフロー式の水冷却器に使用される密閉型管熱交換器はＵ字形状の屈曲部で直管部が順次連なり、この直管部は相互に略平行に形成し、スパイラルコイル形状としてあり、このスパイラルコイル状の熱交換器が複数本、外気取り入れ口の幅方向に間隔をおいて配列されていると共に、散布水の流下路を形成する網布、不織布など親水性の水膜シートが前記略平行で上下方向に形成された直管部に、この熱交換器管内を流れる冷却水の方向が同じ向きのものに連なるように、即ち、冷却水はＵ字形状の屈曲部で逆方向に向かう流れとなり、略平行な直管部で交互に反対向きとなるように、二系列で、それぞれ上下方向に直管部間を連ねて付着乃至添着して配列してあることにより、冷却水と散布水の温度分布が良く冷える配置となり、散布水をスパイラルコイル表面に均一に、しかも確実に流すことができ、かつ、各流下水は殆どすべて、直管部外周面と接触して順次流下し、熱交換効率を向上させ、コストを低減できる。
更に、水膜シートの表面は平らで、熱交換器を通過する空気の通過抵抗を小さくし、送風動力を低減し、また騒音を低減させることができる。これに加えて、熱交換器管内の排水が確実にでき、冬期における熱交換器管内に残留する循環冷却水の凍結による熱交換器管の破損を未然に防止出来る。
実施の形態１
この形態は請求項１記載の発明の代表的な実施の形態を示す。
図１、図２において、１０はクロスフロー型の水冷却塔を示し、内部の熱交換器の構造配列を除いて公知のものと同様であり、ここでの説明は省略する。
前記クロスフロー型の水冷却塔１０に使用される密閉型管熱交換器１１を構成する蛇行管１２の略水平なそれぞれの直管部１３は相互に略平行に形成されて、この蛇行管１２は複数本、外気取り入れ口１４の幅方向に間隔をおいて配列されている。前記密閉型管熱交換器１１はスパイラルコイル１６としてあり、上下の各コイル部分間に前記水膜シート１５は、この熱交換器のスパイラルコイル１６の両側に位置する直管部１３に各々上下方向に連ねて付着乃至添着して合計２枚配列されている（図４、図５および図６参照）。
前記スパイラルコイル１６は外気取り入れ口１４の幅方向に間隔をおいて配列され、隣接する前記スパイラルコイル１６は相互に逆向きに旋回して配列する場合もある（図７参照）。
前記水膜シート１５は１つのスパイラルコイル１６において、上段部において折り曲げて、２枚折りになっており最上段においては、前記水膜シート１５傾斜して張設され、散水装置からの散布水を受ける散水受け部１７を形成している。この散水受け部１７としては、前記水膜シート１５とは別部材の邪魔板を各コイルの最上段の直管部１３に設ける場合もある。
これら親水性があり、水透過性の水膜シートにおいては、これらと一度接触した散布水は、毛細管現象により、充分にこれらシートを濡し、その表面積の広さから、外気流との接触面積は大きく、充分な気化の潜熱により、流下水は冷却され、かつ、一度接触した水はこれらシートから離反せず、確実に前記各直管部１３外周面に順次達して、これらを冷却し、前記各直管部１３内を流れる循環冷却水を間接的に冷却する（請求項１記載の発明の代表的な実施の形態に対応）。
実施の形態２
実施の形態１と異なる構成は、クロスフロー型の水冷却塔ではなく、カウンターフロー型の冷却塔としてあり、空気の流れ方向は、水膜シートの流下水の流れ方向とは反対の下側から上への方向の流れとなる。
実施の形態１の一部省略概略正面図である。 図１の一部省略概略右側面図である。 実施の形態２の一部省略概略正面図である。 図１における要部斜視図である。 図４におけるスパイラルコイルを示す斜視図である。 図４のスパイラルコイルの配列を示す一部省略正面図である。 図６のものと異なるスパイラルコイルの配列を示す一部省略図である。
符号の説明
１０ クロスフロー型の水冷却塔
１１ 管熱交換器
１３ 直管部
１５ 水膜シート

Claims (1)

  1. 水冷却器に使用される密閉型管熱交換器はＵ字形状の屈曲部で直管部が順次連なり、この直管部は相互に略平行に形成し、スパイラルコイル形状としてあり、このスパイラルコイル状の熱交換器が複数本、外気取り入れ口の幅方向に間隔をおいて配列されていると共に、散布水の流下路を形成する編布、不織布など親水性の水膜シートが前記略平行で上下方向に形成された直管部に、この熱交換器管内を流れる冷却水の方向が同じ向きのものに連なるように二系列で、それぞれ上下方向に直管部間を連ねて付着乃至添着して配列してあることを特徴とする密閉型管熱交換器。
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