JPH01252893A - 冷却塔 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は空調装置、冷凍装置などに使用される冷却塔
に関する。

（従来技術） 従来、この種の冷却塔が特開昭５１−１００３７０号公
報に記載されており、この冷却塔に使用される気液非接
触型の熱交換器の構造は、全体合成樹脂製で、扁平な垂
直方向の相互に平行な数個の液体流下通路と、これらの
各液体流下通路間にそれぞれ形成された垂直方向の面を
もつ扁平で。

水平に気流の流れる空気通路を有し、これらの２つの液
体通路が相互の液体を非接触とする複数枚の合成樹脂板
よりなる熱交換隔壁板によって仕切られでいる冷却塔用
熱交換器が記載されている。

前記公報の熱交換器においては各空気通路の両壁がＵ字
状部材で形成され、隣接するＵ字状部材の波形側壁は突
出して設けたリブ部分で相互に接着されていると共に、
その側縁において連結パネルにより相互に連結されて前
記液体流下通路を形成している。

この前記熱交換器は充填材の上部に、水平な支持梁で前
記逆Ｕ字状部材を吊り下げ支持したり、冷却塔の外気取
入口に面した充填材の内側にこの熱交換器を数個階層的
に吊り下げ支持し、冬季における白煙発生の防止を図っ
ていた冷却塔が前記公報に記載されている。

（解決しようとする課題） 前記の先行技術のものにおいては、各液体流下通路間の
間隙が狭いため充分な液体流量を確保出来ず、合成樹脂
板の全面に均一に分配することが戴しく、空気との間接
接触が不十分と成り所望の熱交換率を得難い欠点がある
。

この発明は前記欠点を改良し充填材全面に均一に冷却水
を散水分配できるようにした冷却塔を市場に提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決する手段） 前記課題を達成するために、特定発明の冷却塔は、共通
のヘッダーから複数本の散水管が相互平行でほゞ水平に
冷却塔本体内に配管してあり、これら散水管より下方に
配置した複数枚の波板状充填材上に冷却液を散布して、
充填材全面にこの散布された冷却水で濡れ壁を形成し、
空気と直接接触して潜熱作用により冷却液を冷却する冷
却塔において、 前記各充填材の表裏ほゞ全面に形成した背の低い畝より
数倍高い冷却液拡散用の流下案内畝がこの表裏面に畝の
方向を水平として張り出して形成してこの流下案内畝に
向けて散布水を散布する散水開口部が、この散水管の下
側周面で複数個設けてあることを特徴とする冷却塔であ
る。

前記散水管は隣接する充填材の中間で、前記充填材の上
端より上位に位置していることが好ましい。

前記冷却塔は向流式とすることが最適である。

前記隣接する充填材同士はその上縁全幅で一体に接合さ
れ、断面逆Ｕ字形の充填材ユニットとしてあり、この充
填材ユニットが前記散水管から一個宛吊り下げ支持され
ていることが製造１組立上好ましい。

また関連発明は、扁平な垂直方向の相互に平行な数個の
第１流体流下通路と、これらの第１流体流下通路間にそ
れぞれ形成された垂直方向の面をもつ扁平で、流体と種
類の異なる散布水及び気流が相互に直接接触して直交流
式に流れる気液通路を有し、これらの２つの通路が第１
、第２の液体を非接触で熱交換する複数枚の合成樹脂板
よりなる熱交換隔壁板によって仕切られている間接型熱
交換器が配置してある直交流式冷却塔において、−個の
第２流体通路の両壁を形成する隣接する２枚の前記熱交
換隔壁板同士はその上端全幅にわたり相互一体に形成さ
れ単一の断面逆Ｕ字形の熱交換器ユニットを構成してお
り、各熱交換器ユニットを冷却塔本体内に共通のヘッダ
ーから水平に相互平行に延在する複数本の第２流体用散
水管に各々一個宛跨設し吊り下げ支持すると共に前記隣
接する熱交換器ユニット間に前記第１流体流下通路を一
つ宛形成して前記間接型熱交換器が構成されており、 前記熱交換隔壁板は波板状充填材としてあり。

前記各充填材の表裏ほゞ全面に形成した背の低い畝より
数倍高い冷却液拡散用の流下案内畝がこの表裏面に畝の
方向を水平として張り出して形成してこの流下案内畝に
向け散布水を散布する散水開口部が、これらの散水管の
下側周面で複数個設けてあることを特徴とする直交流式
冷却塔である。

前記関連発明において、熱交換隔壁板は真空成形加工品
とすることが好ましい。

前記第１．第２の液体のうち、第１流体がプロセス液体
であり、第２流体が散布水とする場合がある。

前記充填材ユニットは前記複数個の散水管に一本おきに
吊り下げ支持されており、充填材ユニットの支持された
散水管は第１流体散布用としてあり、また吊り下げ支持
してない散水管は第２流体散布用として使い分ける。

（発明の作用） 前記のように構成した特定発明の冷却塔の作用を向流式
冷却塔に使用した場合として説明する。

前記各散水管に共通ヘッダーにより負荷部から送られて
来た循環冷却水を分配供給し、各散水管の前記複数個の
散水開口部から充填材の上端に設けた前記流下案内畝に
向けこの循環冷却水を散布すると、循環冷却水はこの流
下案内畝に沿い充填材幅方向に水平に均等に分散した後
、この畝を乗り越えて充填材の表裏面全面の低い畝に沿
い蛇行流下し、充填材表裏面に−様な濡れ壁を形成する
。

一方、向流式冷却塔の外気取入口から取り込まれた外気
は、循環水と向流となって充填材間を上昇し、この上昇
中に前記充填材の濡れ壁と接触し、循環冷却水を潜熱作
用により冷却水を潜熱作用により冷却する。

このようにして冷却された循環冷却水は冷却塔下部水槽
に集められ、負荷部へ供給し、仕事を終え若干昇温した
後、再び共通ヘッダーに供給される。

前記のように構成したこの関連発明である直交流式冷却
塔の作用を第１流体を工業用プロセス液体とし、第２流
体を散布水として使用した場合で説明する。

上部水槽から自然流下した工業用プロセス液体は前記複
数個の第１流体流下通路である工業用プロセス液体流下
通路内に流入し前記Ｕ字形熱交換器ユニットにおける波
板状充填材の外面に倣い流下し、前記流下案内畝により
前記充填材全幅にこの工業用プロセス流体を拡散分配し
た後、全外面に亘り一様に流下させ、濡れ壁を形成する
。

一方、この冷却塔の排気口に設けた送風機の作動により
、この冷却塔の外気取入口から冷却塔内に取り込まれた
空気は前記工業用プロセス液体の流れと直交して前記複
数個の第２流体通路である気液通路内を流れるとともに
、前記散水装置の散水管の散水開口部から冷却液が前記
波板状充填材の内面側において前記流下案内畝に向けこ
の気液通路の壁面全体に沿い流下し帰依様通路を濡れ壁
とし、この気液通路通過中に前記空気と直接接触し潜熱
作用でこの冷却水は冷却される。即ち、開放式でこれら
流体は冷却され、この冷却で自身昇温した空気はこの気
液通路を水平に流れ前記送風機を上部に配置した通風室
に至り次いで排気口から外部へ排気される。

このようにして冷却された冷却水は気液通路の壁面即ち
、熱交換隔壁板の一面を流下中に熱交換隔壁板を介して
間接的に即ち非接触で前記工業用プロセス液体を冷却し
、若干昇温した冷却水は繰返し前記空気との直接接触に
伴う潜熱作用を受けて繰返し冷却され、また間接的に前
記工業用プロセス液体を繰返し冷却する。

このようにして所定温度に冷却された前記工業用プロセ
ス液体は、前記下部水槽の第１流体貯溜室に一時的に滞
留した後、循環ポンプの作動により冷凍機などの負荷部
へ供給され、仕事を終え昇温した後再びこの上部水槽に
供給され冷却される。

一方、取り込んだ空気との間で直接潜熱作用受けて冷却
され、且つ前記工業用プロセス液体を間接的に冷却した
冷却水は、次回の工業用プロセス液体の冷却に適した温
度に冷却された状態で前記下部水槽の第２流体貯溜室内
に流入して一時的に滞留された後、汲み上げポンプの作
動により前記複数の散水管を有する散水装置へ揚み上げ
られ、共通のヘッダーから前記散水管へ再び供給されこ
れら散水管より第２流体通路内面側の前記流下案内畝に
向け散布される。

長期間の使用乃至循環水の水質などにより前記幅の狭い
複数ある第１流体流下通路のうち、数箇所の第１流体流
下通路で塵埃や微生物がそれらの壁面に付着し循環水の
流れに支障を来すほどに目詰まりした場合には、全ての
熱交換器ユニットである充填材ユニットを前記散水管か
ら取外しこの間接型熱交換器に付着した物を循環する水
の一部乃至洗滌水を利用して除去して清浄化する。

このようにして清浄化した後は、再び充填材ユニットを
前記散水管に再度吊り下げ支持し清浄化した間接型熱交
換器を冷却塔本体内に装填し冷却塔の運転を再開する。

次にこの冷却塔を冬季においてヒーティングタワーとし
て使用する場合には、第１流体はブライン液とし上部水
槽よりこの間接型熱交換器の前記第１流体流下通路の上
流端に向けて自然落下させ、流入させる。この第１流体
流下通路を流下中に前記気液通路内を通過する空気によ
り、このブライン液を間接的に加温して昇温させ、負荷
部である蒸発器へ供給し室内の暖房などの仕事をした後
低温化したブライン液を再び上部水槽へ戻し、繰返し加
温する。この際、散水装置は通常使用せず、使用する場
合にはブライ液のように凍結せずブライン液より液温の
高い液体をこの気液通路内に散布する。

（発明の効果） 前記のように構成し作用する特定発明の冷却塔及び関連
発明の直交流式冷却塔においては次の効果を奏する。

前記波板状充填材の上端寄りに前記流下案内畝がこの表
裏面に畝の方向が水平方向として張り出して形成されて
いるため、１８０度の範囲内で各散水管の下側局面に複
数個設けた散水開口部から隣接する波板状充填材の流下
案内畝全域に均等に冷却水を分配でき、この畝を越え充
填材面を流下する冷却水により、充填材全域を濡り壁と
して、熱交換を促進できる。

殊に関連発明の直交流式冷却塔の効果は更に独特の効果
がある。

一個の気液通路の両壁を形成する隣接する２枚の前記熱
交換隔壁板同士はその上端全幅にわたり相互一体に形成
され単一の断面逆Ｕ字形の熱交換器ユニットを構成して
おり、各熱交換器ユニットを冷却塔本体内に共通のヘッ
ダーから水平に相互平行に延在する複数本の散水管に一
個宛各熱交換器ユニットを跨設し吊り下げ支持すると共
に前記隣接する熱交換器ユニット間に前記第１流体流下
通路を一つ宛形成して前記間接型熱交換器が構成されて
いるため、単一の冷却塔内で第１、第２流体を開放式で
外部空気により冷却できると共に、この潜熱作用で外部
空気との間で熱交換された−方の流体により前記熱交換
隔壁板を介して前記他方の流体を送風機に負荷をかけず
に密閉式で、即ち間接的に冷却でき、この結果送風機を
小型でき、かつ前記揚み上げポンプ及び循環ポンプの容
量も小出力のもので十分となり、冷却塔全体の消費動力
を低減出来る。

また、各熱交換器ユニット即ち充填材ユニットを冷却塔
本体内に共通のヘッダーから水平に相互平行に延在する
複数本の散水管に一個宛充填材ユニットを跨設し吊り下
げ支持すると共に前記隣接する充填材ユニット間に前記
第２流体流下通路を一つ宛形成して前記間接型熱交換器
が構成されているため、液体流下通路内で塵埃や微生物
がそれらの壁面に付着し循環水の流れに支障を来たすほ
どに目詰まりが酷くなった場合でも、前記散水管からこ
れら充填材ユニットを取り外すのみでこの間接型熱交換
器をこの本体から引き出し間接型熱交換器に付着した付
着物を洗浄水などで的確に除去し清掃出来、容易に第２
流体流下通路の目詰まりを解消できる。

このように構成した直交流式冷却塔は、冷却塔と、ヒー
ティングタワーとしても使用出来る。

前記散水管が隣接する充填材の中間で、前記充填材の上
端より上位に位置している場合には、より確実に冷却水
を流下案内畝に向け散布することができる。

前記隣接する充填材同士はその上縁全幅で一体に接合さ
れ、断面逆Ｕ字状の充填材ユニットとしてあり、この充
填材ユニットが前記散水管から一個宛吊り下げ支持され
ているものにおいては、充填材の支持部材として散水管
を利用でき１部品数を少なくできる。

前記熱交換壁板を真空成形加工品とすれば、その製造を
容易にできる。

前記第１、第２の液体のうち、第１流体がプロセス液体
であり、第２流体が散布水とすれば一つの冷却塔で、プ
ロセス液体を散布水で間歇的に冷却できる。

前記充填材ユニットは前記複数個の散水管に一本おきに
吊り下げ支持されており、充填材ユニットの支持された
散水管は第２流体散布用としてあり、また吊り下げ支持
してない散水管は第２液体散布用とすれば、冷却塔の高
さを高くすることなく、２種の流体を非接触で熱交換で
きる。

〈実施例〉 次に、この発明の代表的な実施例を説明する。

第１実施例 第１図において、Ａは向流式冷却塔であり、この向流式
冷却塔Ａの共通ヘッダー１０から数本の散水管１１が相
互平行で水平に冷却塔本体１２内に配管してあり、これ
ら散水管１０より下方で、複数枚の波板状充填材１３が
、冷却塔本体１２内に装填されている。

前記各散水管１１は、隣接する前記充填材１３の中間で
、これら充填材１３の上端より上位に位置している。

前記各充填材１３の上端１３ａには、充填材１３の表裏
全面に形成した背の低い畝１３ｂより２倍程度高い冷却
液拡散用の流下案内畝１３ｃがこの表裏面にその畝１３
ｃの方向を水平として張り出して形成してある。

この流下案内畝１３ｃに向け散布水を散布する散水開口
邸宅ある散水孔１４は、散水管１１の下側周面に複数個
設けてあり、その配列の一例としては、散水管１１の長
手方向に千鳥状に配列する（第６図参照）がこの配列に
限定しない。またこの散水孔１４に代えてスリットでも
よい。

く第１実施例の作用、効果〉 前記第１実施例の向流式冷却塔Ａの作用、効果は請求項
３）の発明の作用、効果を奏するとともに、散水孔１４
を一本の散水管１１の下側周面に千鳥状に数個配列する
ことで、隣接する散水孔１４から散布される冷却液の方
向が異なり、交互に隣接する充填材１３の流下案内畝１
３ｃに向け冷却液を散布でき、冷却液の散布に伴う反力
による散水管１２の捩れ、振動を解消でき、散水管１２
を安定良く支持できる。

この散水孔１４に代えスリットを設けた場合には、案内
畝１３ｃへの散布をより広範囲に行える。

〈第２実施例〉 第１実施例と異なる箇所は、２枚の充填材１３同士がそ
の上縁全幅で一体に結合され、断面逆Ｕ字形の充填材ユ
ニット１３ｄとしてある。この充填材ユニット１３ｄを
、前記散水管１１に一本おきに吊り下げ支持する（第２
図参照）。

その他の構造は第１実施例と同じである第２実施例の向
流式冷却塔Ａ０の作用、効果は第１実施例とほり同じ作
用、効果を奏するとともに、前記充填材ユニット１３ｄ
を散水管１１に一本おきに吊り下げ支持することにより
、充填材１３の支持構造体として散水管１１を利用でき
、かつ充填材１３の段積みに伴う座屈を未然に回避でき
る上、充填材１３の表裏面に、散水管１１から冷却液を
有効に散布でき、かつ充填材ユニット１３ｄの損傷時に
は、散水管１１を引き抜くことで損傷した充填材１３ｄ
を容易に取外せ、他の充填材１３ｄの配列を乱さずに済
む。

く第３実施例〉 第３図は、関連発明の代表的実施例である直交流式冷却
塔を示すものであり、２０は工業用プロセス液体貯留上
部槽であり、この上部槽２０の下部には、扁平な垂直方
向の相互に平行な数個の工業用プロセス液体流下通路２
１と、これらの各工業用プロセス液体流下通路２１間に
それぞれ形成された垂直方向の面をもつ扁平な散布水通
路２２を有し、これらの２つの通路２１と２２がこの工
業用プロセス液体と散布水を非接触で熱交換する複数枚
の合成樹脂板よりなる熱交換隔壁板２３．２４によって
仕切られている間接型熱交換器Ｃがこの直交流式冷却塔
Ｂ内に配置されている。

−個の前記散布水通路２２の両壁を形成する隣接する２
枚の前記熱交換隔壁板２３，２４同士はその上端２５全
幅にわたり相互一体に形成され単一の断面逆Ｕ字形の熱
交換器ユニットＣ０を構成している。前記各熱交換器ユ
ニットＣ６を、この冷却塔本体２５内に共通のヘッダー
２６から水平に相互平行に延在する複数本の散水管２７
に各々一個宛跨設し吊り下げ支持すると共に前記隣接す
る熱交換器ユニットＣ０間に前記工業用プロセス液体流
下通路２１を一つ宛形成して前記間接型熱交換器Ｃが構
成されている。

前記熱交換隔壁板２３．２４は波板状充填材としてある
。

前記充填材の上端寄り即ち熱交換ユニットＣ６の上端寄
りで散水管２７の下部近傍には充填材の表裏ほゞ全面に
形成した背の低い畝より数倍高い散布水拡散用の流下案
内畝２９がこの表裏面にその畝２９の方向を水平として
張り出して形成してある。

この流下案内畝２９に向け散布水を散布する散水開口部
である散水孔２８は、この散水管２７の下側周面に複数
個設けである。

前記熱交換隔壁板２３．２４は、真空成形加工品とする
ことが好ましい。

前記上部槽２０の底部には、前記各散水管２７の上方で
散水管２７の直径より若干広い間隔をおいて流下孔３０
があけである。

なお、散布水用通路２２は、空気通路としても形成され
ている。

く第３実施例の作用、効果〉 第３実施例の直交流式冷却塔Ｂの作用、効果は請求項５
）の発明の作用、効果と同様であるとともに、上部槽２
０の流下孔３０を前記散水管の上方で散水管２７の直径
より若干広い間隔で設けであるため、熱交換器ユニット
Ｃの両側表面に沿い工業用プロセス液体をより確実に流
下供給できる。

く第４実施例〉 第３実施例と異なる構造は、散水管２７ａが工業用プロ
セス液体散布用としてあり、上部槽２０ａが散布水拡散
用としてその供給流体の関係が逆転していることであり
、その他第３実施例と符号の同一のものは同一の構造、
作用、効果を奏する（第５図参照）。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明に係わるもので、第１図、第２図、第３図
はこの発明の第１．第２及び第３の実施例を示す概略図
、及び第４図は、第３図の要部拡大断面図、第５図は第
４実施例の概略図及び第６図は第１図の散水管部分の底
面図である。 図中符号 １１・・・・・・散水管、　　１３・・・・・・充填材
、１３ｃ・・・案内畝。 ・　　　　　　　　　　　　　ｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）共通のヘッダーから複数本の散水管が相互平行でほ
   ゞ水平に冷却塔本体内に配管してあり、これら散水管よ
   り下方に配置した複数枚の波板状充填材上に冷却水を散
   布して、充填材全面にこの散布された冷却水で濡れ壁を
   形成し、空気と直接接触して潜熱作用により冷却液を冷
   却する冷却塔において、 前記各充填材の表裏ほゞ全面に形成した背の低い畝より
   数倍高い冷却液拡散用の流下案内畝がこの表裏面に畝の
   方向を水平として張り出して形成してこの流下案内畝に
   向け散布水を散布する散水開口部が、これらの散水管の
   下側周面で複数個設けてあることを特徴とする冷却塔。 ２）前記散水管は隣接する充填材の中間で、前記充填材
   の上端より上位に位置している特許請求の範囲第１項記
   載の冷却塔。 ３）前記冷却塔は向流式としてある特許請求の範囲第２
   項記載の冷却塔。 ４）前記隣接する充填材同士はその上縁全幅で一体に接
   合され、断面逆Ｕ字状の充填材ユニットとしてあり、こ
   の充填材ユニットが前記散水管から一個宛吊り下げ支持
   されている特許請求の範囲第１項記載の冷却塔。 ５）第１流体貯留上部槽の下部には、扁平な垂直方向の
   相互に平行な数個の第１流体流下通路と、これらの各第
   １流体流下通路間にそれぞれ形成された垂直方向の面を
   もつ扁平で第１流体と種類の異なる第２流体が流れる第
   ２流体通路を有し、これらの２つの通路がこの第１、第
   ２の流体を非接触で熱交換する複数枚の合成樹脂板より
   なる熱交換隔壁板によって仕切られている間接型熱交換
   器が配置してある直交流式冷却塔において、 一個の第２流体通路の両壁を形成する隣接する２枚の前
   記熱交換隔壁板同士はその上端全幅にわたり相互一体に
   形成され単一の断面逆Ｕ字形の熱交換器ユニットを構成
   しており、各熱交換器ユニットを冷却塔本体内に共通の
   ヘッダーから水平に相互平行に延在する複数本の第２流
   体用散水管に各々一個宛を跨設し吊り下げ支持すると共
   に前記隣接する熱交換器ユニット間に前記第１流体流下
   通路を一つ宛形成して前記間接型熱交換器が構成されて
   おり、 前記熱交換隔壁板は波板状充填材としてあり、前記各充
   填材の表裏ほゞ全面に形成した背の低い畝より数倍高い
   冷却液拡散用の流下案内畝がこの表裏面に畝の方向を水
   平として張り出して形成してこの流下案内畝に向け散布
   水を散布する散水開口部が、これらの散水管の下側周面
   で複数個設けてあることを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項記載の冷却塔。 ６）前記熱交換隔壁板は、真空成形加工品としてある特
   許請求の範囲第５項記載の直交流式冷却塔。 ７）前記第１、第２の液体のうち、第１流体がプロセス
   液体であり、第２流体が散布水である特許請求の範囲第
   ５項または第６項記載の直交流式冷却塔。 ８）前記充填材ユニットは前記複数個の散水管に一本お
   きに吊り下げ支持されており、充填材ユニットの支持さ
   れた散水管は第２流体散布用としてあり、また吊り下げ
   支持してない散水管は第２流体散布用としてある特許請
   求の範囲第４項記載の冷却塔。