JPH04332397A - 冷却塔用の合成樹脂製熱交換体 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は冷却塔用の合成樹脂製
熱交換体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の直交流式冷却塔としては
間接型熱交換器を装填した直交流式冷却塔が主流であり
、その一例が特開昭５１ー１００３７０号公報に記載さ
れており、その間接型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複数個の液体流下通
路と、これらの液体流下通路間に夫れ夫れ形成された垂
直方向の面を持つ扁平で、気流の流れる空気通路とを有
し、これら２つの流体通路が相互の流体を非接触とする
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
られている直交流式冷却塔用熱交換器が記載されており
、各空気通路の両壁は逆Ｕ字状部材に形成され、隣接す
る逆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。この公報記載の前記熱交換器は直交流式冷却塔の
外気取入口に面した湿式熱交換器の内側にこの熱交換器
を数個階層的に積み重ね、冬季における白煙発生の防止
を図っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように先行技術の
ものにおいては、平行に設けた多数の液体通路内にほぼ
同時に一定量の循環水を供給するために、前記間接型熱
交換器の上部にこれと別個で、直交流式冷却塔機枠に循
環水分配槽を設置しているため、直交流式冷却塔全体と
しての高さが高くなり、且つ前記分配槽への配管設備が
必要であり、かつ、前記間接型熱交換器の交換時に先ず
この分配水槽の周壁に間接型熱交換器が衝突し、損傷す
るおそれがあるとともに、この交換作業を円滑に行えな
い欠点がある。

【０００４】更に、この間接型熱交換器内部を循環水が
自然流下するタイプのものにおいては、この内部に空気
が封じ込められる傾向にあり、この封じ込められた空気
により、実質的に循環水と外気流との間接接触面積が低
減され、この結果として間接型熱交換器の熱交換効率が
低下すると共に、循環水の流下がこの封じ込められた空
気で阻害され、殊に冷却塔の運転停止時における循環水
の水抜きに時間がかかる。

【０００５】この発明は、前記従来の技術の欠陥を改良
し、空気抜きを促進し、かつ循環水の熱交換体内での滑
留時間を延長させ有効に熱交換体の表裏面を利用して、
熱交換効率を高めると共に、冷却塔の運転停止に伴い循
環水の熱交換体からの水抜きを円滑に行えるようにした
冷却塔用の合成樹脂製熱交換体を市場に提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を達成するため
に、この発明は、全体として扁平で矩形の薄肉中空体で
あり、内部が液体流下通路としてありその中空体の上部
には外気に開口した循環冷却水供給部が形成されており
、その中空体の下縁である前記液体流下通路の下端にも
外気に開口した吐出部が設けてあり、この液体流下通路
の幅の大部分は、流下液緩速部としてあり、この流下液
緩速部は水平方向に邪魔シール部をこの中空体全面に複
数段にわたり階層的に分布させてなる数段の液溜部から
なり、前記流下液緩速部は、少なくとも一つの垂直なシ
ール部を介してこの熱交換体の両側縁に沿い成形した垂
直方向の溢水路と隣接して形成されており、この垂直な
シール部の上端は、堰の形状としてあり、この堰を通し
て前記溢水路と流下液緩速部における最上段部の液溜部
分とが相互連通しており、前記蛇行する流下液緩速部の
屈曲路位置には前記垂直なシール部を横断し前記溢水路
内に開口するエア抜き穴が形成してあり、熱交換体表裏
面にスペーサとして隆起部が形成されていると共に、前
記邪魔シール部は、水平方向に長く、かつ不連続な少な
くとも２つのシール部から成り、これら２つのシール部
はこの熱交換体中央部で相互に離間し、この間隙を介し
て上下の流下液緩速部が相互連通してるものにおいて、

【０００７】各段の液溜部分は逆ハの字状の不連続な傾
斜シール部で上下に二分され、この逆ハの字状の傾斜シ
ール部の不連続部分である中央底部には、狭幅な水抜き
部が前記邪魔シール部における不連続部分に向けて開口
しており、これら邪魔シール部と傾斜シール部により、
循環冷却水の蛇行溜路が形成されていることを特徴とす
る冷却塔用の合成樹脂製熱交換体としてある。

【０００８】前記中空体を真空乃至ブロー成形品とする
ことが、製造上好ましい。前記熱交換体は各エア抜き穴
を形成する垂直シール部分の上端は、外方上向きに屈曲
し、各溢水路における中空体の表裏面には、この垂直な
シール部分の屈曲方向とほゞ同一方向に傾斜した畝が全
域にわたり上下階層状に形成されていることを特徴とす
ることが、望ましい。

【０００９】

【作用】次にこのように構成されている請求項１及び請
求項２に記載した発明の熱交換体の作用を直交流式冷却
塔に適用した場合として説明する。

【００１０】先ず、複数枚の熱交換体をケース内に乃至
は適宜の連結クリップでその側縁同士を連結して並列配
置し、前記隆起部をスペーサとして使用し隣接する熱交
換体の間に狭い幅の水平な空気流通路を形成し、所望幅
寸法の間接型熱交換器を組み立てる。

【００１１】この状態で直交流式冷却塔の送風機を回転
駆動し、負荷部である空調若しくは冷凍機によって温め
られた（３０〜７０℃程度）循環する冷媒たる冷却水は
前記供給用ヘッダーを経て、前記各熱交換体の循環冷却
水供給部から前記流下液緩速部内に一斉に供給される。 このように供給された冷却水は順次前記邪魔シール部間
に形成された蛇行流路中を蛇行しつつ順次流下し、前記
熱交換体の両壁板と充分に撹拌されながら接触し、単に
垂直に流下するより遥かに長時間両壁板と接触し、これ
ら両壁板を介して前記各空気流通路を水平方向に流れる
空気と熱交換し、これらを暖めると同時に、自づからは
空気に熱をとられてその分冷却される。

【００１２】湿式熱交換器の内側にこの熱交換体群を配
列した場合には、湿式熱交換器上で循環冷却水と直接接
触して冷却し自身昇温した湿り空気全量がこの熱交換体
群の全ての空気流通路内に流入して、この熱交換体の屈
曲した流下液緩速部を蛇行して流下してくる循環冷却水
をその流下中に間接的に冷却し、この冷却で自身昇温し
た乾き空気を排気口から白煙を伴わずに直交流式冷却塔
外に排気する。

【００１３】前記直交流式冷却塔が大型冷却塔の場合に
はこの熱交換体を多段積みして、上位の熱交換体の吐出
口を下位の熱交換体の循環冷却水供給部と直接に接続し
て使用する。

【００１４】前記循環冷却水の供給量が仮に脈動を起し
たり、一時的に供給量が増加したとき、或は流下液緩速
路中に微生物などが付着し、流下液緩速路の断面積が狭
くなり、流量低下をきたし、前記最上段部の液溜部の水
位が上昇し、前記堰より高くなると、前記循環冷却水の
一部はこの堰を超えて垂直な溢水路を通り直接前記吐出
部に向けて流下し、この吐出部から他の循環冷却水と共
に前記熱交換体外へ吐出し、前記供給部が溢れ出ない。

【００１５】前記冷却塔の運転中に、前記流下液緩速部
内に残留しているエアは、前記各段の液溜部の上部隅角
に押しやられ、この部分に滞留しようとするが、前記エ
ア抜き穴を通って前記溢水路内に流入しこの溢水路を上
昇し前記供給部から外気へ吐き出される。殊に逆ハ字型
の傾斜シール部シール部の下側のエアは、この傾斜シー
ルの下側を外側に上昇し、傾斜シールの外端より更に上
昇して、前記エア抜き穴を通って、溢水路より他のエア
と共に抜ける。

【００１６】前記流下液緩速部における循環水の流れを
更に詳述すれば、最上段の液溜部分に供給された循環冷
却水は、前記逆ハの字状の傾斜シール部上に所望量溜量
した後、両側の垂直なシール部と傾斜シール部の両端部
間に形成した間隙から、水平な邪魔シール部と傾斜シー
ル部間に形成した下室に流入しこれを満たした後、この
邪魔シール部における不連続部分から下段の液溜部に流
下していく。このようにして各段の液溜部分である程の
時間冷却水を溜めながら順次流下していき、この熱交換
体内での滞留時間を延ばし、かつ前記エア抜きを行いな
がら循環冷却水を間接的に冷却する。

【００１７】次に、冷却塔の運転を停止すると、大気圧
を受けて外気に開いている前記吐出口により流下緩速部
及び溢水路内の循環冷却水は熱交換体外部へ吐出される
。

【００１８】殊に、前記逆ハの字状の傾斜シール部上に
滞留する循環冷却水の一部は、この傾斜シール部の狭幅
な前記水抜き部を通し、下段の液溜め部分に向け全て流
出し、他の循環冷却水と共に前記吐出口から全て吐出す
る。

【００１９】長時間の使用後、熱交換体を交換するとき
には、ケースからこの熱交換器を取り出し、隣接配置し
てある熱交換体の当接状態を開放し、各熱交換体を一枚
ずつばらばらに分離し、その表裏面及び内部の流下緩速
部内に付着した微生物などを取り除き、清浄にした後、
再び所定枚を一束として組立、間接型熱交換器として、
直交流式冷却塔本体内に装填し再使用する。

【００２０】請求項３に記載された発明においては、前
記残留エアの溢水路への排気に伴い、該当する段の液溜
部において流下液の不足が幾分発生した場合には、溢水
路内を流下中の循環冷却水の一部は、前記畝に案内され
て前記エア抜き穴を通して、該当する段の液溜部内に供
給され、この不足分を補充する。

【００２１】

【実施例】次にこの請求項１乃至請求項３に記載された
発明の代表的な実施例を説明する。

【００２２】実施例１ 図１において、１０は熱交換体であり、この熱交換体１
０は好適には真空成形乃至はブロー成形した合成樹脂製
の扁平中空体よりなり、その内部は液体流下通路として
あり、この合成樹脂としては、特に限定はないがポリ塩
化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレンなど安価で成
形性のよいものがよい。

【００２３】前記中空体１０の上部には、外気に開口し
た循環冷却水供給部１１を形成している。

【００２４】また、この中空体１０の下縁である液体流
下通路の下端にも外気に開口した吐出部１２が設けてあ
る。

【００２５】前記熱交換体である中空体１０の周辺に両
壁板１４、１５を溶着した周辺シール部１６が形成され
、前記熱交換体１０の側縁１７、１８と平行で、両側縁
１７、１８から若干内側に入ったところにおいて、前記
両壁板１３、１４を前記側縁１７、１８に沿って相互に
溶着してなる垂直なシール部１９が形成され、左右２本
の垂直なシール部１９の上下端はそれぞれ熱交換体１０
の上下端縁２０、２１には達していない。

【００２６】前記これら左右２本の垂直なシール部１９
の中央部分には前記両壁板１４と１５を相互に溶着した
水平方向に長い邪魔シール部２２がその全面に複数段に
わたり階層的に分布してあり、液体流下通路の幅の大部
分を占める数段の液溜部４０からなる流下液緩速部２４
が形成してあり、この流下液緩速部２４における両壁板
１４、１５がこの熱交換体１０の主要な熱交換面となっ
ている。

【００２７】前記各段の邪魔シール部２２は、水平方向
に長く、かつこの熱交換体中央で不連続な２つのシール
部からなり、これら２つのシール部の不連続部である間
隙部２２ａを介して上下の流下液緩速部である液溜部分
４０が相互連通している。

【００２８】各段の流下液緩速部である液溜部分４０は
、逆ハの字状の不連続な傾斜シール部２７により上下に
二分され、これら傾斜シール部２７の不連続部分である
中央底部には、狭幅な水抜き部２７ａが邪魔シール部２
２における不連続部分の間隙部２２ａに向けて開口して
いる。これら邪魔シール部２２と逆ハの字状の前記傾斜
シール部２７により循環冷却水の蛇行溜路が形成されて
いる。

【００２９】他方、前記各垂直なシール部１９と各側縁
１７、１８との間の狭い垂直なところが溢水路２５とな
っており、垂直なシール部１９の上端２６は堰の形状と
してあり、最上段部の液溜部４０ａを形成する。この液
溜部４０ａと溢水路２５とが前記堰２６を通して相互連
通している。

【００３０】前記蛇行する流下液緩速部２４の屈曲路位
置である各段の液溜部４０（但し、最上段のもの４０ａ
は除く）の上部隅角において、前記垂直なシール部１９
を横断し前記溢水路２５内に開口するエア抜き穴４１が
形成してあり、前記一壁板１４外面には、隆起部４２が
スペーサとして成形してある。

【００３１】更に、前記エア抜き穴４１を形成する垂直
シール部分１９ａの上端１９ｂは、外方上向き屈曲し、
前記溢水路２５へ延在しており、各溢水路２５へ延在し
ており、各溢水路２５における熱交換体１０の表裏面に
は、この垂直シール部分１９ａにおける屈曲した上端１
９ａの屈曲方向とほゞ同一方向に傾斜した畝２５ａがそ
の全域にわたり上下階層状に形成されている。

【００３２】前記のように構成しているこの実施例の熱
交換体作用はこの発明の作用と同じためここでの説明は
省略する。

【００３３】前記実施例の具体的な寸法を例示すれば次
の通りである。前記熱交換体１０は縦約９００ｍｍ、横
約８００ｍｍで、その肉厚は約０．３ｍｍ程度としてあ
り、前記邪魔シール部２２における不連続部分２２ａの
幅寸法は約４０ｍｍとし、前記狭幅な水抜き部２７ａの
幅寸法は約３ｍｍとしてあり、更に前記邪魔シール部の
上下ピッチは約１２０ｍｍとし、溢水路２５の幅寸法は
約２０ｍｍとしてあるとともに、前記垂直なシール部１
９と逆ハの字状の不連続な傾斜シール部２７との間隙寸
法は約２５ｍｍとし、この傾斜シール部の傾斜角を７度
乃至１０度としてある。

【００３４】

【発明の効果】叙上のように構成し作用を為すこの特定
発明冷却塔用の合成樹脂製熱交換体においては前記溢水
路を前記中空体の両側縁に沿って設けてあるため、仮に
冷却水の供給量が脈動を起したり、一時的に供給量が増
加したとき、或は流下液緩速路中に微生物などが付着し
、流下液緩速路の断面積が狭くなり、流量低下をきたし
、液溜部の水位が上昇し、前記堰より高くなると、前記
冷却水の一部は溢水路を通り直接流下し、前記熱交換体
外に溢れ出さないという効果がある。

【００３５】また、蛇行する流下液緩速部の屈曲路位置
に、前記エア抜き穴が形成してあるため、冷却塔運転中
に流下液緩速部内に残留しているエアは、各液溜部分の
上部隅筒に滞ることなくこのようなエア抜き穴を通って
前記溢水路内に流入した後、除々に溢水路内を上昇し前
記供給部からこの熱交換体外部へ吐出されるため、空気
抜きを促進し、流下液緩速部内を循環冷却水で充分に満
足することができ、熱交換体の表裏面全面を有効に利用
でき、熱交換効率を向上できる。

【００３６】また、各段の液溜部が逆ハの字状の不連続
な傾斜シール部で上下に二分されていることにより、各
液溜部分に流入された循環冷却水は、一度この傾斜シー
ル部に沿い滞留し一定の水位となった後、垂直なシール
部分と傾斜シール部間の流路を経て下流しこの傾斜シー
ル部と水平なシール部間に再び滞留し、次いで前記邪魔
シール部の不連続部分から上段の液溜部分内に流下する
ため、この熱交換体内に循環冷却水が滞留する時間をよ
り長くすることができ、外気流との間での熱交換を能率
良く行い、所定温度に冷却できる。

【００３７】この熱交換体の前記供給部及び吐出部は外
気に開口して設けてあり、前記逆ハの字状の傾斜シール
部の不連続部分である中央部には狭幅な水抜き部が設け
てあるため、冷却塔の運転停止と同時に、この傾斜シー
ル部上に一時的に滞留する循環冷却水の一部は、自重落
下により、この水抜き部を通り、下段の液溜部分に流下
し、他の循環冷却水と共に前記吐出部からこの熱交換体
外部へ迅速に吐出し、水抜きをすることができ、殊に冬
期における凍結事故を簡易な構成により未然に防止でき
る。

【００３８】またこのような熱交換体の枚数を適宜増減
することにより、冷却塔の能力を変更、調整できると共
に、ケース内に配列された熱交換体への供給手段として
供給パイプを用いれば良くなり、その配管溝を簡略化で
き、そのケースに対する熱交換体の装填、分離を容易に
行える。

【００３９】請求項２記載の発明においては特定発明の
効果に加えて、前記中空体の重量を軽減できる。

【００４０】請求項３記載の発明では、前記各エア抜き
穴を形成する垂直シール部分の上端は、外方上向きに屈
曲し、各溢水路における中空体の表裏面には、この垂直
なシール部分の屈曲方向とほゞ同一方向に傾斜した畝が
全域にわたり上下階層状に形成されていることを特徴と
してあるため、特定発明の効果の他に、残留エアの溢水
路への排気に伴う液溜部内での流下液の不足分を前記エ
ア抜き穴を通しての循環冷却水の供給で補充できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱交換体の実施例１の正面図である。

【図２】図１の側面図である。

【符号の説明】

１０　　　　熱交換体 １１　　　　循環冷却水供給部 １２　　　　吐出部 ２４　　　　流下液緩速部 ２５　　　　溢水路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　全体として扁平で矩形の薄肉中空体で
   あり、内部が液体流下通路としてありその中空体の上部
   には外気に開口した循環冷却水供給部が形成されており
   、その中空体の下縁である前記液体流下通路の下端にも
   外気に開口した吐出部が設けてあり、この液体流下通路
   の幅の大部分は、流下液緩速部としてあり、この流下液
   緩速部は水平方向に邪魔シール部をこの中空体全面に複
   数段にわたり階層的に分布させてなる数段の液溜部から
   なり、前記流下液緩速部は、少なくとも一つの垂直なシ
   ール部を介してこの熱交換体の両側縁に沿い成形した垂
   直方向の溢水路と隣接して形成されており、この垂直な
   シール部の上端は、堰の形状としてあり、この堰を通し
   て前記溢水路と流下液緩速部における最上段部の液溜部
   分とが相互連通しており、前記蛇行する流下液緩速部の
   屈曲路位置には前記垂直なシール部を横断し前記溢水路
   内に開口するエア抜き穴が形成してあり、熱交換体表裏
   面にスペーサとして隆起部が形成されていると共に、前
   記邪魔シール部は、水平方向に長く、かつ不連続な少な
   くとも２つのシール部から成り、これら２つのシール部
   はこの熱交換体中央部で相互に離間し、この間隙を介し
   て上下の流下液緩速部が相互連通してるものにおいて、
   各段の液溜部分は逆ハの字状の不連続な傾斜シール部で
   上下に二分され、この逆ハの字状の傾斜シール部の不連
   続部分である中央底部には、狭幅な水抜き部が前記邪魔
   シール部における不連続部分に向けて開口しており、こ
   れら邪魔シール部と傾斜シール部により、循環冷却水の
   蛇行溜路が形成されていることを特徴とする冷却塔用の
   合成樹脂製熱交換体。
2. 【請求項２】　　前記中空体を真空乃至ブロー成形品と
   しある請求項１記載の冷却塔用の合成樹脂製熱交換体。
3. 【請求項３】　　前記各エア抜き穴を形成する垂直シー
   ル部分の上端は、外方上向きに屈曲し、各溢水路におけ
   る中空体の表裏面には、この垂直なシール部分の屈曲方
   向とほゞ同一方向に傾斜した畝が全域にわたり上下階層
   状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の冷
   却塔用の合成樹脂製熱交換体。