JPH06129781A - 密閉式直交流型冷却塔の白煙防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱空気及び熱源水の流動抵抗が小さく、か
つ被冷却流体の熱を有効利用して効果的に白煙の発生を
防止することのできる密閉式直交流型冷却塔の白煙防止
装置を得る。 【構成】 内部に被冷却流体を流動させる伝熱管２と、
伝熱管２の上部に配置された湿式の充填材３と、充填材
３に冷却水を散布する散水装置５，６，７，Ｐと、散布
水と略直交するように塔内に冷却空気を導入するファン
８とを備え、更に伝熱管２の下部に、散布水と冷却空気
の流路とが少なくとも一部分離された空気加熱用の熱交
換器４を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に寒冷期における冷
却塔からの白煙の発生を防止する密閉式直交流型冷却塔
の白煙防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】年間を通じて冷房負荷がある建物におい
ては、外気温度が低い冬期や中間期においても空調用の
冷却塔が運転される。この冷却塔は、散布水の一部を蒸
発させ、その気化潜熱によって残りの散布水の温度を下
げるという基本原理を有するもので、冷却塔からの吐出
空気は、略１００％の飽和空気となって大気中に放出さ
れる。

【０００３】このため、特に冬期においては、冷却塔か
らの吐出空気は外気によって冷却されて過飽和状態とな
り、吐出空気中の水蒸気が凝縮して水滴となり白煙を生
じる。この白煙自体は無害であるものの、甚だしい場
合、航空障害を引き起したり、火災の煙と誤認されるな
どの問題が生じている。

【０００４】この対策として、吐出空気の湿度を下げる
かあるいは加熱する方法があるが、後者の吐出空気を加
熱する方法として、吐出空気全体を直接加熱する直接加
熱法と、熱交換した飽和状態の空気と低湿度の加熱空気
とを混合する混合法とが採用されている。

【０００５】直接加熱法は、冷却前の被冷却流体が管内
を流動するようにしたプレートフィンコイルを、冷却空
気の流路に配置したもので、熱交換した高湿度の空気を
プレートフィンコイル内を通過させることによって加熱
し、これによって相対湿度を下げ白煙の発生を防止す
る。

【０００６】しかしながら、この方式では、特別のプレ
ートフィンコイルが必要であるため、コストが高い、重
量が重い、空気抵抗が大きい、管内流動抵抗が大きい、
熱交換器から飛散した水や水蒸気が付着し腐食しやすい
等の欠点がある。

【０００７】一方混合法は，空気の加熱器を熱交換器を
通過する空気とは別の流路に配置したもので、直接加熱
法に比べ、空気加熱器への水分の付着や空気抵抗の上昇
は少ない。しかしながら、加熱された低湿度の空気と高
湿度の吐出空気との混合が難しく、充分な白煙防止効果
を発揮することができない等の欠点がある。

【０００８】この欠点を解消するために、例えば、特開
平１−２２５８９５号公報には、湿式の熱交換器の上部
に、冷却空気と散布水の流路とが分離された、いわゆる
乾式の空気加熱器（熱交換器）を備えた白煙防止装置が
提案されている。この装置では、乾式の加熱器を通過し
た温度が高く湿度の低い加熱空気と、熱交換器を通過し
た高湿度の空気とをガイドベーンによって塔内で混合し
て、白煙の生じない空気として外部に排出することがで
きる。

【０００９】ところが、特開平１−２２５８９５号公報
に開示された白煙防止装置は、高温の被冷却媒体を熱交
換器に散布する、いわゆる開放式の冷却塔に関するもの
で、この構造を、被冷却流体を伝熱管内に流し、この伝
熱管の外部に冷却水を散布するいわゆる密閉式冷却塔に
は直接採用することができい。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明が解決
すべき課題は、加熱空気及び熱源水の流動抵抗が小さ
く、かつ被冷却流体の熱を有効利用して効果的に白煙の
発生を防止することのできる密閉式直交流型冷却塔の白
煙防止装置を得ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の密閉式直交流型
冷却塔の白煙防止装置は、上記課題を解決するために、
内部に被冷却流体を流動させる伝熱管と、同伝熱管の上
部に配置された湿式の充填材と、同充填材に冷却水を散
布する散水装置と、前記散布水と略直交するように塔内
に冷却空気を導入するファンとを備え、更に前記伝熱管
の下部に、前記散布水と冷却空気の流路とが少なくとも
一部分離された空気加熱用の熱交換器を配置したことを
特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明の密閉式直交流型冷却塔の白煙防止装置
においては、高温の被冷却流休が管内を流動する伝熱管
の下部に、空気と散布水の流路が分離された空気加熱用
の熱交換器を配置しており、これによって、最上部に配
置した場合のように加熱空気がファンによって即座に排
出されることがなく、加熱空気の塔内滞留時間が長くな
り、湿った空気との混合が良好に行えるようになる。ま
た伝熱管に散布され被冷却流体と熱交換した最も高温の
散布水が、空気加熱器に散布されるため、被冷却媒体の
熱を利用した効率的な加熱が可能となる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の密閉式直交流型冷却塔の白煙防
止装置を図に示す実施例により具休的に説明する。

【００１４】図１は本実施例の密閉式直交流型冷却塔の
白煙防止装置の概念図である。

【００１５】同図において、１は冷却塔のケーシング
で、このケーシング１の内部には、被冷却流体を内部に
流動させる伝熱管２と、伝熱管２の上部に配置された湿
式の充填材３と、伝熱管２の下部に設けられた空気加熱
用の熱交換器４が夫々２段に配置されている。

【００１６】５は充填材３の上部から散布する散布水を
貯留した上部水槽で、ケーシング１の最下端には、上部
水槽５から散布された散布水を貯留する下部水槽６が設
けられている。また下部水槽６及び上部水槽５は、ポン
プＰを備えた接続管７によって連結されており、これら
によって冷却水を散布する散水装置を構成している。

【００１７】さらに、ケーシング１上端には塔内への空
気導入用ファン８を備えており、これによって散布水と
冷却用の空気とが略直交する、いわゆる密閉式の直交流
型冷却塔としている。

【００１８】図２は、伝熱管２の下部に設けられた空気
加熱用の乾式熱交換器４の部分斜視図で、任意の間隔で
互いに平行に配置したプレート４ａの上端を一間隔毎に
閉塞蓋４ｂによって閉塞し、散布水とこれと直交する冷
却空気の流路とを完全に分離した構造としている。さら
に上端を閉塞しないプレート４ａの間には、散布水を効
率的に分散させるためのコルゲート状のシート４ｃを縦
方向に設け、また上端を閉塞したプレート４ａの間に
は、冷却空気の流路として、同様にコルゲート状のシー
ト４ｃを横方向に配置している。このようにプレート４
ａの間にシート４ｃを設けることによって、薄いプレー
ト４ａでも充分な強度を保持でき軽量化が可能となる。
またコルゲート状に形成された薄いシート４ｃはフィン
の役割を果たし、熱交換効率を向上させてコンパクト化
に寄与する。さらに、この熱交換器４を熱伝導の良い金
属製とすればコンパクトになり、樹脂製とすれば軽量か
つ安価で耐食性に優れたものとなる。

【００１９】上記構成において、上部水槽５から散布さ
れた散布水は、充填材３で冷却空気と接触し、一部蒸発
する散布水の気化潜熱によって冷却され、下方に位置す
る伝熱管２を外部から冷却する。散布水は伝熱管２で被
冷却媒体と熱交換して高温となり、さらに伝熱管２の下
部に設けられた空気加熱用の熱交換器４へ落下する。こ
の熱交換器４において、ファン８によって導入される外
部空気が、散布水と接触せず湿度を上げることなく加熱
される。この加熱された低湿度の空気と、充填材３及び
伝熱管２で散布水と接触しながら熱交換した高湿度の空
気とが、ケーシング１内で混合され、相対湿度が減少し
た白煙を生じない空気として外部に放出されることとな
る。

【００２０】なお、上記実施例においては空気加熱用の
熱交換器として、散布水と空気の流路を完全に分離した
ものについて説明したが、無論これに限定されるもので
はなく、少なくとも一部分離されたものであればよい。

【００２１】図３はその空気加熱用の熱交換器の他の実
施例を示し、空気流動方向とほぼ平行に並べられたプレ
ート１０に直管１１の両端を接続した構造である。これ
によっても完全な乾式の熱交換が可能となる。

【００２２】図４はさらに他の実施例を示し、本実施例
では、直管１２の両端を格子状に組まれた網１３で固定
したもので、これによって、空気が管内と管外とを通過
する半乾半湿式熱交換とすることができる。

【００２３】図５は空気加熱用の熱交換器のさらに他の
実施例を示し、図２に示す閉塞蓋に代え、隣接するプレ
ート１５の上端を山形状に連結した連結部１７を形成し
たものである。内部には、図２の熱交換器と同様にコル
ゲー卜状の薄いシート１６を配置している。

【００２４】このように、本実施例においては、高温の
被冷却流休が管内を流動する伝熱管の下部に、空気と散
布水の流路が分離された空気加熱用の熱交換器を配置し
ており、これによって、加熱空気の塔内滞留時間が長く
なり，湿った空気との混合が良好に行え、また伝熱管に
散布され被冷却流体と熱交換した最も高温の散布水が、
空気加熱器に散布されるため，被冷却媒体の熱を利用し
た効率的な加熱が可能となり、白煙の発生を効果的に防
止することができる。

【００２５】また、充填材３、伝熱管２、熱交換器４の
３つの熱交換器を１つのユニットとして上下に複数重ね
ることによって、塔内での空気の混合は促進され白煙を
さらに防止することができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。

【００２７】１）コストが安く、重量が軽く、空気およ
び散布水の流動抵抗が小さく、効率の良い密閉式直交流
型冷却塔の白煙防止装置が提供できる。

【００２８】２）従来の計算方法で冷却塔能力の計算が
でき、製作が容易で、空気加熱の自由度が高く、設置面
積が小さい密閉式直交流型冷却塔の白煙防止装置が提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である密閉式直交流型冷却塔
の白煙防止装置の概念図である。

【図２】図１に示す空気加熱用の熱交換器の部分斜視図
である。

【図３】空気加熱用の熱交換器の他の実施例を示し、
（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

【図４】空気加熱用の熱交換器の他の実施例を示し、
（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

【図５】空気加熱用の熱交換器の他の実施例の斜視図で
ある。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 伝熱管 ３ 充填材 ４ 空気加熱用の熱交換器 ４ａ プレート ４ｂ 閉塞蓋 ４ｃ シート ５ 上部水槽 ６ 下部水槽 ７ 接続管 ８ ファン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に被冷却流体を流動させる伝熱管
   と、同伝熱管の上部に配置された湿式の充填材と、同充
   填材に冷却水を散布する散水装置と、前記散布水と略直
   交するように塔内に冷却空気を導入するファンとを備
   え、更に前記伝熱管の下部に、前記散布水と冷却空気の
   流路とが少なくとも一部分離された空気加熱用の熱交換
   器を配置した密閉式直交流型冷却塔の白煙防止装置。