JPH05280888A

JPH05280888A - 冷却塔

Info

Publication number: JPH05280888A
Application number: JP10853192A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yoshinari; 佑治吉成; Osamu Tanaka; 収田中; Kazuhiro Futagami; 一浩二神
Original assignee: MIURA KENKYUSHO KK
Current assignee: MIURA KENKYUSHO KK
Priority date: 1992-03-31
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1993-10-29

Abstract

(57)【要約】【目的】熱交換部に冷却液を散布し、この冷却液の気
化熱により冷却を行う形式の冷却塔において、熱交換効
率を向上させ冷却液の使用量を低減させると共に簡単な
構造でコストの低減化を図れる、新規な熱交換機構を有
する冷却塔を得る。【構成】ハウジング(10)内に冷却用空気を流通させる
流通経路(11)を設けると共に、この空気流通経路(11)内
に、外部負荷との間で冷媒液を循環させる熱交換部(20)
を設け、上記熱交換部(20)の伝熱面表面に浸透性を有す
る多孔質層(22)を形成し、この伝熱面表面に対して散布
した冷却液の気化潜熱により、内部の冷媒液を冷却する
ように構成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、空調用等の用途に用
いられる冷却塔に関するもので、新規な熱交換機構を備
えた冷却塔に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、都市への急激な人口増加と、一人
当たりの各種水消費量の増大によって、大都市における
水不足が深刻な問題になってきている。このため、節水
に関しての様々な研究が進められており、特に、各種空
調設備において用いられる空調用水の節約は、重要な課
題となっている。

【０００３】上記の空調用水は、冷凍機で回収した熱を
放出する形式の水冷式冷却塔において多量に用いられて
おり、冷却塔補給水量のビル給水量に占める割合は、夏
期には大幅に増大し、２５％以上にも達する。水資源不
足が問題になっている昨今、この補給水量の節約の可能
性が関心を深めており、大都市近郊での節水対策の一つ
の着眼テーマとなっている。

【０００４】このような水冷式冷却塔の一つに、所謂プ
レート型熱交換器を採用したものがある。この冷却塔
は、図５に示すように、強制通風塔内に蛇行状流路を形
成した多数の平板状をなす熱交換器（プレート型熱交換
器）を配置し、この熱交換器との間で上記の冷媒液を循
環させると共に、この熱交換器の外表面（即ち、伝熱
面）に冷却水を散布し、流下させて蒸発させ、その気化
熱により冷却を行うものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の冷却塔において
は、熱交換器の外表面に冷却水を散布し、流下させる
が、特に低負荷時において、上記冷却水の流量が少ない
場合には、熱交換器の表面全部に冷却水が広がらず、図
６のように、一部しか冷却水が流れないといった問題が
生じていた。このことは、熱交換器の伝熱面の一部しか
利用していないことになり、伝熱効率の低下を意味す
る。また、このような冷却水の流下状態では、熱交換が
局所的にしか行われないために、熱交換器自体の温度分
布が不均一になり、熱交換による温度低下の不均一とな
って現れる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決するためになされたもので、ハウジング内に冷却用
空気を流通させる流通経路を設けると共に、この空気流
通経路内に、外部負荷との間で冷媒液を循環させる熱交
換部を設け、上記熱交換部の伝熱面表面に浸透性を有す
る多孔質層を形成し、この伝熱面表面に対して散布した
冷却液の気化潜熱により、内部の冷媒液を冷却するよう
に構成したことを特徴とする。

【０００７】

【実施例】図１〜４は、この発明に係る冷却塔の一実施
例を示すものである。図面において、(10)は、冷却塔ハ
ウジング、(20)は、冷媒液の熱交換部、(30)は、冷却塔
と外部負荷（図示省略）との間の冷媒液循環経路、(31)
は、冷却塔ハウジング(10)の下部に設けたドレンパン(1
6)と後述の散布管(14)との間で冷却液を循環させる冷却
液循環経路である。

【０００８】上記冷却塔ハウジング(10)の上部には、強
制通風ファン(F) を取り付けてあり、この強制通風ファ
ン(F) によって、ハウジング(10)下部に設けた空気導入
孔(12)から外気を取り込み、ハウジング(10)内部の空気
流通径路(11)を流通させた後、上部開口(13)から放出す
る。

【０００９】上記熱交換部(20)は、空調設備や冷凍機等
の外部負荷（図示せず）と、この冷却塔との間で冷媒液
の循環を行い、この冷媒液の熱を外気に放出し、冷却す
るためのもので、この熱交換部(20)は、図２〜４に示す
ように、実際の熱交換を行う多数の平板状の熱交換器本
体(21)と、この熱交換器本体(21)と系外の外部負荷との
間で冷媒液（水等）を給配する導入管(23)、並びに導出
管(24)とから構成されている

【００１０】上記の熱交換器本体(21)は、図示するよう
に、蛇行状の流体流路(21a) を形成してあり、その上流
端に導入管(23)との接続口を、その下流端に導出管(24)
との接続口を形成したもので、この実施例においては、
板金製の２枚のパネルを「もなか」様に組合わせ、接
着、溶接等の加工方法によって組み立てたものを使用し
ている。また上記蛇行状流路(21a) の各流路スパン間に
は、適宜の箇所にリブ(25)、透孔(26)を設けてある。こ
のようなリブ(25)は、プレート状の熱交換器本体(21)の
補強や、熱交換器本体(21)の表面を流れる冷却液の流路
の制御に対して有効であり、上記透孔(26)は、熱交換器
本体(21)の軽量化、並びに表裏面を連通させ、各面間に
て冷却液や、空気流を流通させることにより、熱交換器
本体(21)の表裏面における空気流、冷却液流の圧力損出
の均一化が図れ、熱交換効率の向上に有効である。

【００１１】この熱交換器本体(21)の表面には、例え
ば、金属溶射やセラミック溶射等の手段によって浸透性
を有する多孔質層(22)を形成してある。要するに、この
発明における多孔質層(22)は、毛細管現象等によってこ
の多孔質層(22)の一部に滴下した冷却液がその周囲に容
易に浸透するような性状のものであればよい。

【００１２】更に、上記ハウジング(10)内における熱交
換部(20)の上方には、熱交換器本体(21)に対して冷却液
を散布・供給する散布管(14)を設けてある。この実施例
においての散布管(14)は、各熱交換器本体(21)の上端に
設けた樋状の支持部(27)上に配置されており、この状態
で各散布管(14)の上面に軸線方向に沿って多数個形成し
た小孔(15)(15)……から冷却液（主に水）を流下させる
（図参照）。ここで、小孔(15)(15)……を散布管(14)の
上面側に設けるのは、散布管(14)の周囲を伝って流下さ
せることにより、下方に続く熱交換器本体(21)の表面全
体に行渡り易いのと、流量調整が小流量であっても容易
に行える点に有る。

【００１３】尚、図１における参照番号(28)(29)は、各
導入管(23)(23)‥‥並びに各導出管(24)(24)‥‥を連結
する共通のヘッダ管で、上記熱交換部(20)と外部負荷と
の間の冷媒液の循環は、これらヘッダ管(28)(29)を介し
て行われる。

【００１４】以下、この発明の実施例について、その機
能を説明する。先ず、散布管(14)の各小孔(15)(15)……
から冷却液を流出させ、熱交換器本体(21)に冷却液を散
布・供給すると共に、導入管(25)から熱交換器本体(21)
内に冷媒液を供給すると、上記冷却液は、熱交換器本体
(21)外表面の多孔質層(22)の浸透性により多孔質層(22)
全体に広がって流下すると共に、冷媒液は熱交換器本体
(21)と系外の負荷との間で循環する。

【００１５】即ち、冷却液は、多孔質層(22)の浸透性に
より、熱交換器本体(21)全面に均一に広がった状態で流
れることになり、結果として、熱交換器本体(21)の外表
面全体に冷却液流の薄い膜が形成され、急速に蒸発し、
この際の気化潜熱によって熱交換器本体(21)からの放熱
が極めて良好に行われることになる。従って、この熱交
換部(20)を通って系外に向けて流出する冷媒液は、効率
良く所定の温度まで低下し、この状態で循環経路(30)を
経て外部の負荷に供給される。

【００１６】尚、この発明に係る冷却塔に用いた熱交換
部は、外見上、前述のような蛇行畝状の冷媒液流路を形
成した熱交換器本体(21)を用いているが、この発明は上
記のような熱交換器本体(21)にかぎらず、内部に隔壁を
形成した断面梯子型をなす中空パネル状熱交換器本体(2
1)を用いてもよい。このような冷却塔のみならず、他の
熱交換用途、例えば、冷風機にも転用可能であり、更
に、濃縮機としての転用も可能である。

【００１７】

【発明の効果】この発明に係る冷却塔によれば、熱交換
表面に均一に冷却液を供給し、この冷却液との熱交換及
びこの冷却液の気化熱によって冷媒液の熱を放出するこ
とができるため、熱交換部の全表面積を有効に利用する
ことができ、熱交換特性に優れ、冷却液の使用量も低減
できる。

【００１８】更に、この発明に係る冷却塔は、上記のよ
うな熱交換特性の向上にも関らず、簡単な構成であるた
め、これにより熱交換部の熱抵抗を小さくできると共
に、容積当たりの伝熱面密度を高めることができて、よ
り小さな冷却塔を得ることができる。

【００１９】加えて、この発明に係る冷却塔は、熱交換
器本体の伝熱表面に多孔質層を形成することによって冷
却水の接触面積（有効伝熱面積）を確保する構成である
ため、伝熱面形状の設計の自由度が高く、これにより伝
熱部の収容区画に合せて効率よく収容できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る冷却塔の一実施例を示す縦断側
面図である。

【図２】図１における熱交換部の要部拡大斜視図であ
る。

【図３】図１における熱交換部の機能を説明するための
要部側面図である。

【図４】図１における熱交換部の機能を説明するための
要部拡大断面図である。

【図５】従来の冷却塔の一例を示す概略側面図である。

【図６】従来の冷却塔における問題点を説明するための
概略斜視図である。

【符号の説明】

(10) … 冷却塔ハウジング (11) … 空気流通経路 (20) … 熱交換部 (21) … 熱交換器本体 (22) … 浸透性を有する多孔質層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジング(10)内に冷却用空気を流通さ
せる流通経路(11)を設けると共に、この空気流通経路(1
1)内に、外部負荷との間で冷媒液を循環させる熱交換部
(20)を設け、上記熱交換部(20)の伝熱面表面に浸透性を
有する多孔質層(22)を形成し、この伝熱面表面に対して
散布した冷却液の気化潜熱により、内部の冷媒液を冷却
するように構成したことを特徴とする冷却塔。