JPH0338520B2 - - Google Patents
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- JPH0338520B2 JPH0338520B2 JP59007438A JP743884A JPH0338520B2 JP H0338520 B2 JPH0338520 B2 JP H0338520B2 JP 59007438 A JP59007438 A JP 59007438A JP 743884 A JP743884 A JP 743884A JP H0338520 B2 JPH0338520 B2 JP H0338520B2
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は空気と水のような2種類の流体の相互
作用を生ぜしめる蒸発式−液・ガス−熱交換充填
物に関するものである。
作用を生ぜしめる蒸発式−液・ガス−熱交換充填
物に関するものである。
さらに詳しくは、本発明は独特な概念で作られ
た構成要素に関し、その設計上の特徴により液と
ガスまたは空気との間の伝熱率を最大にするもの
であり、このとき液はシート状充填物の表面を完
全におおい、ガスまたは空気は、シートの間の間
隔をもつた連続的にその巾が変化する通路溝を通
過し、その際液によつて空気は加熱および加湿、
または冷却および脱湿され、液は冷却または加熱
される。
た構成要素に関し、その設計上の特徴により液と
ガスまたは空気との間の伝熱率を最大にするもの
であり、このとき液はシート状充填物の表面を完
全におおい、ガスまたは空気は、シートの間の間
隔をもつた連続的にその巾が変化する通路溝を通
過し、その際液によつて空気は加熱および加湿、
または冷却および脱湿され、液は冷却または加熱
される。
[従来技術ならびに解決すべき課題]
上記構成要素の組立物の最も重要な応用分野
は、冷水塔の肝要な構成要素の分野である。冷水
塔において、高い伝熱率や小さい空気摩擦といつ
た特徴、あるいは剛性を持ち自己支持性を有する
個々の溝のリブ、および間隔保持・支持用の取付
手段を備えている等の今までにない特徴を有して
いれば非常に有利となる。冷水塔組立物およびシ
ステムは、この冷却塔充填物を通過する空気を推
進させるフアン、このフアンを廻すための機械式
駆動系、充填物およびフアン系の空気と水とを囲
うためのハウジング、冷水を集めるための底部パ
ンまたはおけ、冷却されるべき熱水を分配するた
めの分配パンまたは噴霧系、再加熱されるべき処
理流れへとこの冷水を戻すためのポンプおよび冷
却塔へこの熱水を戻すための配管のような、上記
構成要素の基本的な熱交換機能を首尾よく果すた
めの他の必要諸構成要素をそなえている。
は、冷水塔の肝要な構成要素の分野である。冷水
塔において、高い伝熱率や小さい空気摩擦といつ
た特徴、あるいは剛性を持ち自己支持性を有する
個々の溝のリブ、および間隔保持・支持用の取付
手段を備えている等の今までにない特徴を有して
いれば非常に有利となる。冷水塔組立物およびシ
ステムは、この冷却塔充填物を通過する空気を推
進させるフアン、このフアンを廻すための機械式
駆動系、充填物およびフアン系の空気と水とを囲
うためのハウジング、冷水を集めるための底部パ
ンまたはおけ、冷却されるべき熱水を分配するた
めの分配パンまたは噴霧系、再加熱されるべき処
理流れへとこの冷水を戻すためのポンプおよび冷
却塔へこの熱水を戻すための配管のような、上記
構成要素の基本的な熱交換機能を首尾よく果すた
めの他の必要諸構成要素をそなえている。
詳細には、上記の独特な充填物はカウンタフロ
ー関係にある液とガスに用いるものであり、この
場合熱い液は充填物を横ぎつて下方へ向かい、ま
た冷たいガスはカウンタフローとなるよう上方に
向かう。しかしながら、ほぼ水平方向に向かう蛇
行状に曲がつた溝すなわち蛇行溝を有する充填物
において、下流に向かう熱い液にたいして、冷ガ
スは、この充填物の一方から他方へと水平方向へ
向かうようなクロスフロー関係にある液とガスに
もこのような充填物を使用することも考えられ
る。カウンタフローは熱およびエネルギーの経済
的な利益の最大化のために選ばれる配置である
が、これとは別に、クロスフローは特別な囲い地
または使用可能な場所の広さ、とくに冷却塔の総
合高さを最低にすることが望まれる場所へ設備す
るときに必然的に使用されるものである。
ー関係にある液とガスに用いるものであり、この
場合熱い液は充填物を横ぎつて下方へ向かい、ま
た冷たいガスはカウンタフローとなるよう上方に
向かう。しかしながら、ほぼ水平方向に向かう蛇
行状に曲がつた溝すなわち蛇行溝を有する充填物
において、下流に向かう熱い液にたいして、冷ガ
スは、この充填物の一方から他方へと水平方向へ
向かうようなクロスフロー関係にある液とガスに
もこのような充填物を使用することも考えられ
る。カウンタフローは熱およびエネルギーの経済
的な利益の最大化のために選ばれる配置である
が、これとは別に、クロスフローは特別な囲い地
または使用可能な場所の広さ、とくに冷却塔の総
合高さを最低にすることが望まれる場所へ設備す
るときに必然的に使用されるものである。
知られうる範囲で文書で報告されたものでこの
新しい概念の新規性を説明するため比較に使用で
きる最も近い先行技術はジエイ・エイチ・ブレツ
ドブルグの米国特許第3262682号明細書に示され
ている。この先行技術はシートのすべての波形が
充填シートの端から端まで一杯に直線上を横断し
て傾斜しシート間の通路の断面、大きさ、形が一
定であり、うねと谷とが一定の巾を持つている。
またこの先行技術はシートの相互連結を達成する
ためのノブすなわち突起物またはソケツトすなわ
ち凹状受部のある支持体については記載していな
い。
新しい概念の新規性を説明するため比較に使用で
きる最も近い先行技術はジエイ・エイチ・ブレツ
ドブルグの米国特許第3262682号明細書に示され
ている。この先行技術はシートのすべての波形が
充填シートの端から端まで一杯に直線上を横断し
て傾斜しシート間の通路の断面、大きさ、形が一
定であり、うねと谷とが一定の巾を持つている。
またこの先行技術はシートの相互連結を達成する
ためのノブすなわち突起物またはソケツトすなわ
ち凹状受部のある支持体については記載していな
い。
すなわち、本発明の目的は優れた伝熱諸特性を
もつ充填物を提供することである。また本発明の
他の目的は改良された構造的完全さをもつ充填物
を提供することである。本発明のさらに他の目的
は改良された取付支持部、すなわち接着せずにシ
ート取り付けを可能とし、隣接するシート構造物
の支持をも行なうことのできる充填物を提供する
ことである。
もつ充填物を提供することである。また本発明の
他の目的は改良された構造的完全さをもつ充填物
を提供することである。本発明のさらに他の目的
は改良された取付支持部、すなわち接着せずにシ
ート取り付けを可能とし、隣接するシート構造物
の支持をも行なうことのできる充填物を提供する
ことである。
本発明のさらに追加される目的はガス側の空気
摩擦圧力損失を最小にし、およびより完全な液分
配および流れ諸特性を有する充填物を提供するこ
とにある。
摩擦圧力損失を最小にし、およびより完全な液分
配および流れ諸特性を有する充填物を提供するこ
とにある。
[課題を解決する手段]
したがつて、本発明の熱交換用の充填物組立品
は、 液とガスとの間の相互作用を起こさせる蒸発式
の伝熱装置に使用するための頂部、底部および側
部の端を持つ表面型の熱交換用充填物組立品にお
いて、該組立品は蛇行状に曲がつている溝をも
ち、垂直方向に配列されたシート群からなり、畝
と谷を持つた通路を形成し、該通路は、該シート
の端から端に通ずる蛇行状におおむね曲がつてい
る溝によつて形成され、該通路は液とガスとの相
互作用のための間隙および表面となり、該シート
の畝と隣り合うシートの溝との角度が二等辺三角
形の底角関係を保つように相互に変化しガスおよ
び液が端から端まで通過するときの溝の深さを一
定に保ち、接触側壁の角度関係を一定に保ちなが
ら畝および谷の幅の寸法を連続的に変化させるこ
とを特徴とする表面型の熱交換用の充填物組立品
である。
は、 液とガスとの間の相互作用を起こさせる蒸発式
の伝熱装置に使用するための頂部、底部および側
部の端を持つ表面型の熱交換用充填物組立品にお
いて、該組立品は蛇行状に曲がつている溝をも
ち、垂直方向に配列されたシート群からなり、畝
と谷を持つた通路を形成し、該通路は、該シート
の端から端に通ずる蛇行状におおむね曲がつてい
る溝によつて形成され、該通路は液とガスとの相
互作用のための間隙および表面となり、該シート
の畝と隣り合うシートの溝との角度が二等辺三角
形の底角関係を保つように相互に変化しガスおよ
び液が端から端まで通過するときの溝の深さを一
定に保ち、接触側壁の角度関係を一定に保ちなが
ら畝および谷の幅の寸法を連続的に変化させるこ
とを特徴とする表面型の熱交換用の充填物組立品
である。
[作用]
本願発明の熱交換用の充填物組立品によれば、
シートの畝と隣り合うシートの溝との角度が二等
辺三角形の定格関係を保つように相互に変化する
こと、および蛇行溝をもつて通路が形成され、そ
の畝および谷の幅が連続的に変化するようになつ
ているので、液流とガス流とをまんべんなく接触
させることができる。また、蛇行溝は、隣接した
シートの表面間における流体の流れが交わる点を
最大限にするという効果があり、本構成による空
気の流れに対する抵抗を小さくするという効果と
あいまつて、上記の液流とガス流とをまんべんな
く接触させる効果を更に増幅するため、熱交換効
率を最大限に向上させることができる。また、こ
の蛇行溝による構成はシートの剛性を向上させる
ことができる。[実施例] 本発明をよりよく述べるため、ここに6枚の図
を添付する。
シートの畝と隣り合うシートの溝との角度が二等
辺三角形の定格関係を保つように相互に変化する
こと、および蛇行溝をもつて通路が形成され、そ
の畝および谷の幅が連続的に変化するようになつ
ているので、液流とガス流とをまんべんなく接触
させることができる。また、蛇行溝は、隣接した
シートの表面間における流体の流れが交わる点を
最大限にするという効果があり、本構成による空
気の流れに対する抵抗を小さくするという効果と
あいまつて、上記の液流とガス流とをまんべんな
く接触させる効果を更に増幅するため、熱交換効
率を最大限に向上させることができる。また、こ
の蛇行溝による構成はシートの剛性を向上させる
ことができる。[実施例] 本発明をよりよく述べるため、ここに6枚の図
を添付する。
代表的な水冷塔または蒸発式伝熱装置を示した
第1図には、充填物1、遠心フアン2、電気モー
タ3、機械式駆動系4、ケーシングまたはハウジ
ング5、底部パンまたは冷液おけ6、分配といま
たは噴霧配管系7、冷液出口8、再循環ポンプ
9、処理熱負荷部11へ導く供給用配管10、冷
却塔熱液入口3へ通じる返送用配管12、冷ガス
導入空間14、加熱および湿潤ガスの排出空間1
5、補充液入口16、および蒸発した液を補充す
る浮き作動バルブ17がある。
第1図には、充填物1、遠心フアン2、電気モー
タ3、機械式駆動系4、ケーシングまたはハウジ
ング5、底部パンまたは冷液おけ6、分配といま
たは噴霧配管系7、冷液出口8、再循環ポンプ
9、処理熱負荷部11へ導く供給用配管10、冷
却塔熱液入口3へ通じる返送用配管12、冷ガス
導入空間14、加熱および湿潤ガスの排出空間1
5、補充液入口16、および蒸発した液を補充す
る浮き作動バルブ17がある。
すなわち、温液は分配といまたは噴霧配管系7
から出て、本発明の充填物1の上を流れ、このと
き液はフアン2によつて上昇運動中の上昇流ガス
(空気)と接触し、顕熱移動と蒸発潜熱によつて
冷却される。加熱および湿潤化されたガスは、除
去器18を通過して過剰の湿気を除去され、ガス
排出空間15を経てこの水冷塔から出てゆく。こ
の冷却された液は底部パン6へ流下し、処理熱負
荷部11へポンプ移送されて使用され、連続循環
によつて冷却塔へ返送される。
から出て、本発明の充填物1の上を流れ、このと
き液はフアン2によつて上昇運動中の上昇流ガス
(空気)と接触し、顕熱移動と蒸発潜熱によつて
冷却される。加熱および湿潤化されたガスは、除
去器18を通過して過剰の湿気を除去され、ガス
排出空間15を経てこの水冷塔から出てゆく。こ
の冷却された液は底部パン6へ流下し、処理熱負
荷部11へポンプ移送されて使用され、連続循環
によつて冷却塔へ返送される。
第2図をみると、尾根すなわちうね25、およ
び谷すなわち溝26をもち、蛇行形状物すなわち
彎曲形状物24をもつて隣接して並んだシート1
9,20,21,22および23からなる本発明
の充填材1の代表的な組の状況が示されている。
第2図のシート19と20とのように隣接する充
填シートは一方がシートの上端から下端まで縦方
向に向かうにつれてたがいに正反対の道路として
蛇行形状物すなわち彎曲形状物24をもつ。さら
にまた、1つおきのシート20と22との各下端
はその中間の隣接シートからわずかの距離だけ上
方に間隔をとつて位置しており、たとえば、シー
ト20および22は隣接シート19,21および
23よりもわずかに低い。この交互に高く位置し
ているシート20および22は各シートのうね2
5の上にある突起部29および各シートの谷の中
にある凹状受部30によつて定位置に支持および
維持される。各シートの平面への垂線にたいする
溝の側壁角φはこの充填シート溝の同じ高さの位
置では一定角φである。うねすなわち谷における
溝幅はこのシートの下端から上端までつねに変化
している。第1図における方向をみて分かるよう
に、冷ガスは28から充填物1へ入り、27にお
いて加熱および湿潤化されたガスとして排出す
る。熱い液は27において充填物1へ入り、28
において冷たい液として出てゆく。
び谷すなわち溝26をもち、蛇行形状物すなわち
彎曲形状物24をもつて隣接して並んだシート1
9,20,21,22および23からなる本発明
の充填材1の代表的な組の状況が示されている。
第2図のシート19と20とのように隣接する充
填シートは一方がシートの上端から下端まで縦方
向に向かうにつれてたがいに正反対の道路として
蛇行形状物すなわち彎曲形状物24をもつ。さら
にまた、1つおきのシート20と22との各下端
はその中間の隣接シートからわずかの距離だけ上
方に間隔をとつて位置しており、たとえば、シー
ト20および22は隣接シート19,21および
23よりもわずかに低い。この交互に高く位置し
ているシート20および22は各シートのうね2
5の上にある突起部29および各シートの谷の中
にある凹状受部30によつて定位置に支持および
維持される。各シートの平面への垂線にたいする
溝の側壁角φはこの充填シート溝の同じ高さの位
置では一定角φである。うねすなわち谷における
溝幅はこのシートの下端から上端までつねに変化
している。第1図における方向をみて分かるよう
に、冷ガスは28から充填物1へ入り、27にお
いて加熱および湿潤化されたガスとして排出す
る。熱い液は27において充填物1へ入り、28
において冷たい液として出てゆく。
第3図は、蛇行形状物24を構成し、蛇行うね
25、このうね25の上の突起部29および谷2
6の中の凹状受部30からなる代表的な充填シー
ト20の一部を示す。ここでも、熱液は上部の端
27からこの充填物へ入り、冷たい液は28から
この充填物を出てゆく。“末端効果”領域31が
あり、ここでは空気は頂部の端につながつた溝を
たどることができないので、垂直で平坦な末端3
2への路をたどるかまたは頂部の端にでるために
うねおよび谷を乗りうつるかのどちらかをしなけ
ればならない。熱い液は底部28から入つて27
から出てゆく冷たいガスによつて冷却される。な
お第3図をみると、隣接シートの代表的なうね3
3が破線で示されており、隣接シートのうねすな
わち谷の接触点34における角度の関係βが記さ
れている。このシート構造物の高さ全体にわたつ
て各接触点において、垂直線に関して二等辺三角
形の底角の関係が存在することに注目されなけれ
ばならない。角Aは垂直線に対する蛇行形状物頂
部端の流入角度を定める。
25、このうね25の上の突起部29および谷2
6の中の凹状受部30からなる代表的な充填シー
ト20の一部を示す。ここでも、熱液は上部の端
27からこの充填物へ入り、冷たい液は28から
この充填物を出てゆく。“末端効果”領域31が
あり、ここでは空気は頂部の端につながつた溝を
たどることができないので、垂直で平坦な末端3
2への路をたどるかまたは頂部の端にでるために
うねおよび谷を乗りうつるかのどちらかをしなけ
ればならない。熱い液は底部28から入つて27
から出てゆく冷たいガスによつて冷却される。な
お第3図をみると、隣接シートの代表的なうね3
3が破線で示されており、隣接シートのうねすな
わち谷の接触点34における角度の関係βが記さ
れている。このシート構造物の高さ全体にわたつ
て各接触点において、垂直線に関して二等辺三角
形の底角の関係が存在することに注目されなけれ
ばならない。角Aは垂直線に対する蛇行形状物頂
部端の流入角度を定める。
数枚の充填シートの端面図を説明する第4図は
1つおきに上方に変位しているシート20および
22を示しており、それらはすべてそれらに対し
相対的に低く位置する充填シート19,21およ
び23に互いに取り付けられており、底部端は互
い違いになつている。ガスは27から出てゆき、
熱い液は27から入り、冷たい導入ガスは28か
ら入り、またここで冷却された液は底部端28か
ら出てゆく。突起部29および凹状受部30はこ
の充填シートの1つにそれぞれの位置に示されて
いる。
1つおきに上方に変位しているシート20および
22を示しており、それらはすべてそれらに対し
相対的に低く位置する充填シート19,21およ
び23に互いに取り付けられており、底部端は互
い違いになつている。ガスは27から出てゆき、
熱い液は27から入り、冷たい導入ガスは28か
ら入り、またここで冷却された液は底部端28か
ら出てゆく。突起部29および凹状受部30はこ
の充填シートの1つにそれぞれの位置に示されて
いる。
第5図は、第4図の突起部および凹状受部を通
り、第4図の線5−5に沿つて切断した断面図で
あつて、凹状受部30および突起部29をもつ充
填シート20および21を示す。
り、第4図の線5−5に沿つて切断した断面図で
あつて、凹状受部30および突起部29をもつ充
填シート20および21を示す。
第6図は充填物1、プロペラフアン2a、電気
モータ3、機械式駆動系4、ケーシングまたはハ
ウジング5、底部パンまたは冷液おけ6、分配パ
ンまたは噴霧配管系7、冷液出口8、熱液入口1
3、冷ガス入口空間14、加熱および湿潤化され
たガスの排出空間15を使用する代表的な水冷塔
または蒸発式伝熱装置を説明するものであり、充
填物1は水平線101に対して蛇行の全体的方向
102が角度Dを取るように向けられている。蛇
行の全体としての方向をしめす線102は好まし
くは水平線からおよそ7乃至12度の範囲に向けら
れるが、水平線から0乃至30度に向けることはど
の場合でも可能である。
モータ3、機械式駆動系4、ケーシングまたはハ
ウジング5、底部パンまたは冷液おけ6、分配パ
ンまたは噴霧配管系7、冷液出口8、熱液入口1
3、冷ガス入口空間14、加熱および湿潤化され
たガスの排出空間15を使用する代表的な水冷塔
または蒸発式伝熱装置を説明するものであり、充
填物1は水平線101に対して蛇行の全体的方向
102が角度Dを取るように向けられている。蛇
行の全体としての方向をしめす線102は好まし
くは水平線からおよそ7乃至12度の範囲に向けら
れるが、水平線から0乃至30度に向けることはど
の場合でも可能である。
ここまで述べてきた本発明に関する特異的な諸
特長をその機能上の諸利点とともにさらに詳細に
述べる。
特長をその機能上の諸利点とともにさらに詳細に
述べる。
第3図によれば、この充填シートは、ガスおよ
び液流用の形状物24または通路を含みこの通路
は連続的に可変、すなわち、方向および断面積を
変化する。このように作られた溝は液流とガス流
との間の緊密かつ乱流状の接触を促す。一般的
に、滑らかに流れる液体流と平滑な表面との間に
薄い安定した介在領域が形成されるが、この介在
領域は絶縁特性を有している。クーリングタワー
の動作において、このような介在領域が液体表面
とガス流との間に形成されると、伝導と蒸発によ
る熱交換は、該介在領域の絶縁特性により抑制さ
れることになる。上述した液流とガス流との間の
緊密かつ乱流状の接触は、介在領域の形成を最少
におさえる。
び液流用の形状物24または通路を含みこの通路
は連続的に可変、すなわち、方向および断面積を
変化する。このように作られた溝は液流とガス流
との間の緊密かつ乱流状の接触を促す。一般的
に、滑らかに流れる液体流と平滑な表面との間に
薄い安定した介在領域が形成されるが、この介在
領域は絶縁特性を有している。クーリングタワー
の動作において、このような介在領域が液体表面
とガス流との間に形成されると、伝導と蒸発によ
る熱交換は、該介在領域の絶縁特性により抑制さ
れることになる。上述した液流とガス流との間の
緊密かつ乱流状の接触は、介在領域の形成を最少
におさえる。
蛇行充填形状物24(液通路)の液流入角度A
は、この充填物の頂部の液流入面27の完全なぬ
れを促進するため垂直に近くなつており、それに
よつて分配系またはその他の上部充填物デツキか
ら垂直に流下する液によつてぬらすことのできな
い流れにたいして傾斜した端部分は除かれる。流
入するガス28にたいする底部端の小さい(垂直
に近い)流入角は、下部からこの充填物中へガス
を移動させるのに必要なフアン系ガス圧の低下を
抑える。
は、この充填物の頂部の液流入面27の完全なぬ
れを促進するため垂直に近くなつており、それに
よつて分配系またはその他の上部充填物デツキか
ら垂直に流下する液によつてぬらすことのできな
い流れにたいして傾斜した端部分は除かれる。流
入するガス28にたいする底部端の小さい(垂直
に近い)流入角は、下部からこの充填物中へガス
を移動させるのに必要なフアン系ガス圧の低下を
抑える。
第1図の充填物は、隣接シートの谷26に接触
する形状のうね25をもつ蛇行形状物24をもつ
19,20,21,22および23(第3図にお
ける)に示すように自然に間隔をとる、全体的に
垂直に向いている多くのシートを含む。これらの
隣接シートは交差するガスおよび液流をもち、こ
れがさらにガス混合を促進する。2枚のシート間
の交差角度βはこの通路の蛇行構造にしたがつて
充填物デツキを通る流体の進行につれて変化す
る。この充填シートは充填物デツキの組み立て
を、単にシートを1つおきに180゜回転だけで行う
ことができるように設計されており、そのためシ
ートを積み重ねることによりその容積を、組み立
てた充填物デツキ容積のわずか約5%へ低減さ
せ、それにより輸送等において便利となる。
する形状のうね25をもつ蛇行形状物24をもつ
19,20,21,22および23(第3図にお
ける)に示すように自然に間隔をとる、全体的に
垂直に向いている多くのシートを含む。これらの
隣接シートは交差するガスおよび液流をもち、こ
れがさらにガス混合を促進する。2枚のシート間
の交差角度βはこの通路の蛇行構造にしたがつて
充填物デツキを通る流体の進行につれて変化す
る。この充填シートは充填物デツキの組み立て
を、単にシートを1つおきに180゜回転だけで行う
ことができるように設計されており、そのためシ
ートを積み重ねることによりその容積を、組み立
てた充填物デツキ容積のわずか約5%へ低減さ
せ、それにより輸送等において便利となる。
この回転可能な設計の一態様は一方のシートの
前面が隣接シートの背面に対面することである。
これら隣接ガス通路(前面で形成されたものと背
面で形成されたもの)において同じガス流および
熱効率を維持するため、シート前面上の溝24は
各1つ隣りの位置におけるこのシートの背面上の
溝と等しくなるように設計された。
前面が隣接シートの背面に対面することである。
これら隣接ガス通路(前面で形成されたものと背
面で形成されたもの)において同じガス流および
熱効率を維持するため、シート前面上の溝24は
各1つ隣りの位置におけるこのシートの背面上の
溝と等しくなるように設計された。
基本的な溝24通路パターンの蛇行形態はまた
垂直シート構造物への剛性の付与にも役立つ。個
別のシートの剛性は溝の方向に反転のある蛇行構
造によつて大いに増大され、どようなサイズのシ
ートを用いるにしても、この溝の方向の反転を1
回以上つけることが望ましい。これは、連続的に
変化しまた可変である溝路幅と組み合わさつて、
その端で支持される場合、きわめて良好な垂直方
向剛直性をもつ充填シートとなる。この充填シー
トは1枚のシートのうね25が隣接シートの谷へ
接触して自然に間隔をとつて配列する。その下端
で支持された場合、多数のこれら側面シート支持
接触点〔設計充填面積約0.093m2(1平方フイー
ト)あたり約135個の接触点〕はきわめて良好な
垂直方向剛直性をもつ充填デツキ組立品となる。
垂直シート構造物への剛性の付与にも役立つ。個
別のシートの剛性は溝の方向に反転のある蛇行構
造によつて大いに増大され、どようなサイズのシ
ートを用いるにしても、この溝の方向の反転を1
回以上つけることが望ましい。これは、連続的に
変化しまた可変である溝路幅と組み合わさつて、
その端で支持される場合、きわめて良好な垂直方
向剛直性をもつ充填シートとなる。この充填シー
トは1枚のシートのうね25が隣接シートの谷へ
接触して自然に間隔をとつて配列する。その下端
で支持された場合、多数のこれら側面シート支持
接触点〔設計充填面積約0.093m2(1平方フイー
ト)あたり約135個の接触点〕はきわめて良好な
垂直方向剛直性をもつ充填デツキ組立品となる。
或種の中速ないし高速の液流と中速ないし高速
のガス流の組み合わせに対しては、ガス圧低下の
観点から、各隣接シートの下端28から落下する
液流を分離することが好ましい。これは1つおき
のシート20および22(第2図、第4図におけ
る)の丈が短く、また下端をより高い位置へもち
上げることによつて果される。この方法は本発明
の充填物にも採用される。1つおきの下端の持ち
上げを達成するためのもつとも普通の方法は全て
のシートをともに接着することである。この接着
はまた、慣用の直線状の(蛇行型でない)溝を持
つ充填物の固有の弱さを補なうのにも役立つ。そ
の充填物の直線の溝またはうねの1つに沿つて容
易に折り曲げることができ、また充填物溝の長さ
の短かい方向にわたつて(アコーデイオンのよう
に)伸ばしたり縮めたりできるものである。しか
し、より大きな垂直剛直性をもつ本発明の充填物
は構造的剛性のための接着を必要としない。それ
ゆえ、突起部および凹状受部を利用した接着不要
の充填物が交互の長および短シートを提供するよ
うになつている。高く持ち上げられた1つおきの
シート20および22を支持するためには下記の
方法が使用される。突起部29および凹状受部3
0が蛇行溝と一体的に設計されてたがいにとめ合
わされている。丈の短いシート20および22に
対する支持は、この短いシートの支持のための負
荷を、突起部と凹状受部を介して、ずれている隣
の長いシート19,21および23に移し、更に
充填物組立品支持構造物(図示されてない)の上
のシート下端支持具で支持するようになつてい
る。
のガス流の組み合わせに対しては、ガス圧低下の
観点から、各隣接シートの下端28から落下する
液流を分離することが好ましい。これは1つおき
のシート20および22(第2図、第4図におけ
る)の丈が短く、また下端をより高い位置へもち
上げることによつて果される。この方法は本発明
の充填物にも採用される。1つおきの下端の持ち
上げを達成するためのもつとも普通の方法は全て
のシートをともに接着することである。この接着
はまた、慣用の直線状の(蛇行型でない)溝を持
つ充填物の固有の弱さを補なうのにも役立つ。そ
の充填物の直線の溝またはうねの1つに沿つて容
易に折り曲げることができ、また充填物溝の長さ
の短かい方向にわたつて(アコーデイオンのよう
に)伸ばしたり縮めたりできるものである。しか
し、より大きな垂直剛直性をもつ本発明の充填物
は構造的剛性のための接着を必要としない。それ
ゆえ、突起部および凹状受部を利用した接着不要
の充填物が交互の長および短シートを提供するよ
うになつている。高く持ち上げられた1つおきの
シート20および22を支持するためには下記の
方法が使用される。突起部29および凹状受部3
0が蛇行溝と一体的に設計されてたがいにとめ合
わされている。丈の短いシート20および22に
対する支持は、この短いシートの支持のための負
荷を、突起部と凹状受部を介して、ずれている隣
の長いシート19,21および23に移し、更に
充填物組立品支持構造物(図示されてない)の上
のシート下端支持具で支持するようになつてい
る。
各最少サイズの基本シートには2個の突起部と
2個の凹状受部がある。1つおきにシートを回転
することによつて、この第1シートの突起部29
は第2シートの凹状受部30と整合する。第2シ
ートの突起部29は第3シートの凹状受部30と
整合して、つぎつぎと先へ及ぶ。この方法によつ
て、短いシートは上記のようにその両側にあるシ
ートによつて支持される。約5.49m(18feet)ま
での量少サイズの基本シートの倍数の長さのシー
トが単一な連続片として使用される。
2個の凹状受部がある。1つおきにシートを回転
することによつて、この第1シートの突起部29
は第2シートの凹状受部30と整合する。第2シ
ートの突起部29は第3シートの凹状受部30と
整合して、つぎつぎと先へ及ぶ。この方法によつ
て、短いシートは上記のようにその両側にあるシ
ートによつて支持される。約5.49m(18feet)ま
での量少サイズの基本シートの倍数の長さのシー
トが単一な連続片として使用される。
短い高さのシート20および22を支持するほ
かに、この突起部29および凹状受部30は隣接
シート間の挟持または機械的摩擦の相互作用関係
を提供するように設計される。この突起部29の
尾根は一般的に四角または非円形の形体であつ
て、一般的に円錐台形である凹状受部30に対し
て挟持的な相互作用を呈し、その凹状受部壁は取
付時にやや外側へ彎曲している。この配列は、い
くつかの利点を持つている。すなわち、 1)充填物デツキのより大きい剛性、2)或る
シートが損傷され、破壊され、または最後の組み
立て空間へゆるく充填された場合のデキの完全さ
維持及び3)容易な取り扱い、とくにこの製品物
の現場組み立て中における充填物の対または小さ
な組の生産能率などを向上させる。通常の工場に
おける組み立ては、束ね技術が有利とはならない
異つた方法を採用し、より自動化された横積法に
よる個別シートの取り扱いが出来るため有利とな
つている。
かに、この突起部29および凹状受部30は隣接
シート間の挟持または機械的摩擦の相互作用関係
を提供するように設計される。この突起部29の
尾根は一般的に四角または非円形の形体であつ
て、一般的に円錐台形である凹状受部30に対し
て挟持的な相互作用を呈し、その凹状受部壁は取
付時にやや外側へ彎曲している。この配列は、い
くつかの利点を持つている。すなわち、 1)充填物デツキのより大きい剛性、2)或る
シートが損傷され、破壊され、または最後の組み
立て空間へゆるく充填された場合のデキの完全さ
維持及び3)容易な取り扱い、とくにこの製品物
の現場組み立て中における充填物の対または小さ
な組の生産能率などを向上させる。通常の工場に
おける組み立ては、束ね技術が有利とはならない
異つた方法を採用し、より自動化された横積法に
よる個別シートの取り扱いが出来るため有利とな
つている。
突起部29および凹状受部30はこの充填物を
製造するための工具(真空または加圧PVC成形
金型)の永久部品ではなく、取り外し可能であつ
てやや異る寸法および設計の突起部または凹状受
部をはめることが許容されるので、これによつて
異る材料厚みおよび/または異る取付を与えるこ
とができる。凹状受部30付近の領域は独特であ
り、突起部の物理的直径がそれが設置される溝よ
りも実際に大きい場合でも、シートの両面におい
てガスおよび液がこの突起部もしくは凹状受部の
まわりを通ることができるように溝26はシート
の両側で等しく作られている。
製造するための工具(真空または加圧PVC成形
金型)の永久部品ではなく、取り外し可能であつ
てやや異る寸法および設計の突起部または凹状受
部をはめることが許容されるので、これによつて
異る材料厚みおよび/または異る取付を与えるこ
とができる。凹状受部30付近の領域は独特であ
り、突起部の物理的直径がそれが設置される溝よ
りも実際に大きい場合でも、シートの両面におい
てガスおよび液がこの突起部もしくは凹状受部の
まわりを通ることができるように溝26はシート
の両側で等しく作られている。
突起部29の頂部の幅は谷の幅よりも大きくな
るように設計された。突起部29が占めるべきの
場所はただ1つ、すなわち凹状受部30であるの
で、この構成は通常の組み立て中における近接シ
ートの誤整合を防止する。
るように設計された。突起部29が占めるべきの
場所はただ1つ、すなわち凹状受部30であるの
で、この構成は通常の組み立て中における近接シ
ートの誤整合を防止する。
垂直でない溝をもつ充填物はいずれも、角度を
つけた溝26が末端壁または仕切り壁と交差する
ところには熱的性能に対する若干の負の末端効果
という一面がある。高さが約30.5cm(12インチ)
または約61.0cm(24インチ)である或種の市販の
入手可能な充填物では、この末端効果領域は約
17.5cm(6.9インチ)および約35.0cm(13.8イン
チ)であるのに対して、本発明の蛇行設計充填物
は基本の高さのシート幅の寸法に関係なく、末端
効果領域はわずかに11.9cm(4.7インチ)の一定
値にすぎなかつた。この末端効果領域の最少化に
加えてこの充填物は平坦な末端(シートの垂直の
縁)への過渡部をもつており、これはそれらの他
の市販品を入手できる充填物類の若干のものにみ
られるような末端壁への液の放下の代りにこの充
填物上に液を保持する。充填シートからケーシン
グ末端壁への液の早過ぎる放下はまた熱的性能低
下の増大を生じる。これは高冷却効率を確保でき
る筈の充填物中にある正規の通路をこの液はとり
続けることができないからである。
つけた溝26が末端壁または仕切り壁と交差する
ところには熱的性能に対する若干の負の末端効果
という一面がある。高さが約30.5cm(12インチ)
または約61.0cm(24インチ)である或種の市販の
入手可能な充填物では、この末端効果領域は約
17.5cm(6.9インチ)および約35.0cm(13.8イン
チ)であるのに対して、本発明の蛇行設計充填物
は基本の高さのシート幅の寸法に関係なく、末端
効果領域はわずかに11.9cm(4.7インチ)の一定
値にすぎなかつた。この末端効果領域の最少化に
加えてこの充填物は平坦な末端(シートの垂直の
縁)への過渡部をもつており、これはそれらの他
の市販品を入手できる充填物類の若干のものにみ
られるような末端壁への液の放下の代りにこの充
填物上に液を保持する。充填シートからケーシン
グ末端壁への液の早過ぎる放下はまた熱的性能低
下の増大を生じる。これは高冷却効率を確保でき
る筈の充填物中にある正規の通路をこの液はとり
続けることができないからである。
本発明の充填シートは、たとえば、ポリ塩化ビ
ニルクロライド(PVC)、ポリカーボネート、お
よびポリプロピレンのようなプラスチツク材料で
作られるのが好ましい。それらは一般にモールド
上で加熱しながら充填物のシートを真空成形する
バツチ型モデル加工機によつて製造される。
ニルクロライド(PVC)、ポリカーボネート、お
よびポリプロピレンのようなプラスチツク材料で
作られるのが好ましい。それらは一般にモールド
上で加熱しながら充填物のシートを真空成形する
バツチ型モデル加工機によつて製造される。
説明および例示の目的のために、本発明の数種
の詳細な実施態様を示しまた冷却塔と水/空気の
関係について詳細に述べてきたが、本発明はこれ
らに限定されるものではなく、種々の装置類への
使用についての真の範囲は前記特許請求の範囲の
もつとも広い解釈によつて決定される。
の詳細な実施態様を示しまた冷却塔と水/空気の
関係について詳細に述べてきたが、本発明はこれ
らに限定されるものではなく、種々の装置類への
使用についての真の範囲は前記特許請求の範囲の
もつとも広い解釈によつて決定される。
[発明の効果]
以上述べたように、本願発明の熱交換用の充填
物組立品によれば、 シートの畝と隣り合うシートの溝との角度が二
等辺三角形の定格関係を保つように相互に変化す
ること、および蛇行溝をもつて通路が形成され、
その畝および谷の幅が連続的に変化するようにな
つているので、液流とガス流とをまんべんなく接
触させることができる。また、蛇行溝は、隣接し
たシートの表面間における流体の流れが交わる点
を最大限にするという効果があり、本構成による
空気の流れに対する抵抗を小さくするという効果
とあいまつて、上記の液流とガス流とをまんべん
なく接触させる効果を更に増幅するため、熱交換
効率を最大限に向上させることができる。また、
この蛇行溝による構成シートの剛性を向上させる
ことができる。
物組立品によれば、 シートの畝と隣り合うシートの溝との角度が二
等辺三角形の定格関係を保つように相互に変化す
ること、および蛇行溝をもつて通路が形成され、
その畝および谷の幅が連続的に変化するようにな
つているので、液流とガス流とをまんべんなく接
触させることができる。また、蛇行溝は、隣接し
たシートの表面間における流体の流れが交わる点
を最大限にするという効果があり、本構成による
空気の流れに対する抵抗を小さくするという効果
とあいまつて、上記の液流とガス流とをまんべん
なく接触させる効果を更に増幅するため、熱交換
効率を最大限に向上させることができる。また、
この蛇行溝による構成シートの剛性を向上させる
ことができる。
第1図は充填物を使用する代表的な水冷塔すな
わち蒸発式伝熱装置の断面図である。第2図は本
発明の代表的充填物の部分の斜視図である。第3
図は充填シートの部分の側面図である。第4図は
数枚の充填シートの端面図であり、また第5図は
本充填物の代表的な充填シートの相互連結突起・
凹状受部の断面図である。第6図はクロスフロー
の水対空気伝熱関係に使用するためのほぼ水平に
向けられた蛇行溝をもつ充填物を使用する代表的
な蒸発式伝熱装置の断面図である。 1:充填物、2:遠心フアン、6:底部パンま
たは冷液おけ、7:分配といまたは噴霧配管系、
8:冷液出口、9:再循環ポンプ、11:処理熱
負荷部、13:熱液入口、14:冷ガス導入空
間、15:ガス排出空間、16:補充液入口、1
7:浮き作動バルブ、19,20,21,22お
よび23:並んでいるシート、24:蛇行形状物
すなわち彎曲形状物、25:みねすなわちうね、
26:谷すなわち溝、27:シートの頂部ふち、
28:シートの底部ふち、29:突起部、30:
凹状受部、31:末端作用領域、32:鉛直平面
末端ふち、33:近接シートのうね、101:水
平線、102:蛇行線。
わち蒸発式伝熱装置の断面図である。第2図は本
発明の代表的充填物の部分の斜視図である。第3
図は充填シートの部分の側面図である。第4図は
数枚の充填シートの端面図であり、また第5図は
本充填物の代表的な充填シートの相互連結突起・
凹状受部の断面図である。第6図はクロスフロー
の水対空気伝熱関係に使用するためのほぼ水平に
向けられた蛇行溝をもつ充填物を使用する代表的
な蒸発式伝熱装置の断面図である。 1:充填物、2:遠心フアン、6:底部パンま
たは冷液おけ、7:分配といまたは噴霧配管系、
8:冷液出口、9:再循環ポンプ、11:処理熱
負荷部、13:熱液入口、14:冷ガス導入空
間、15:ガス排出空間、16:補充液入口、1
7:浮き作動バルブ、19,20,21,22お
よび23:並んでいるシート、24:蛇行形状物
すなわち彎曲形状物、25:みねすなわちうね、
26:谷すなわち溝、27:シートの頂部ふち、
28:シートの底部ふち、29:突起部、30:
凹状受部、31:末端作用領域、32:鉛直平面
末端ふち、33:近接シートのうね、101:水
平線、102:蛇行線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 液とガスとの間の相互作用を起こさせる蒸発
式の伝熱装置に使用するための頂部、底部および
側部の端を持つ表面型の熱交換用充填物組立品に
おいて、該組立品は蛇行状に曲がつている溝をも
ち、垂直方向に配列されたシート群からなり、畝
と谷を持つた通路を形成し、該通路は、該シート
の端から端に通ずる蛇行状におおむね曲がつてい
る溝によつて形成され、該通路は液とガスとの相
互作用のための間〓および表面となり、該シート
の畝と隣り合うシートの溝との角度が二等辺三角
形の底角関係を保つように相互に変化しガスおよ
び液が端から端まで通過するときの溝の深さを一
定に保ち、接触側壁の角度関係を一定に保ちなが
ら畝および谷の幅の寸法を連続的に変化させるこ
とを特徴とする表面型の熱交換用の充填物組立
品。 2 1つおきの各シートの端は他のシートの端か
ら離して配置され、またそのシート領域に形成さ
れた突起部および凹状受部の相互はめあいによつ
て定位置へ保持されることを特徴とする特許請求
の範囲第1項に記載の充填物組立品。 3 相互はめあい突起部および凹状受部に隣接す
る溝が各シートの端から端まで連続である特許請
求の範囲第2項に記載の充填物組立品。 4 突起部の頂部の断面は非円形であり、また凹
状受部は円錐台の形状あつて、ともにきつく押し
つけられたときに突起部が凹状受部にはまり込
み、挟持固定するような相互作用を生ずる特許請
求の範囲第2項に記載の充填物組立品。 5 突起部の頂点はすべての充填シートの溝の隣
接する畝のふちの間の谷間隔より広い寸法である
特許請求の範囲第2項に記載の充填物組立品。 6 隣接シートは180゜回転によつて組み立てられ
る特許請求の範囲第1項に記載の充填物組立品。 7 末端作用領域の大きさがシート半分の高さの
溝または蛇行の振幅寸法によつてのみ影響される
特許請求の範囲第1項に記載の充填物組立品。 8 蛇行充填シートの側端が充填シート上に水の
移動を維持するために垂直の平坦なふちどりで終
つている特許請求の範囲第1項に記載の充填物組
立品。
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