JPH06201279A - 直交流式冷却塔用の白煙発生防止機能付きの熱交換体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】前記筒状の乾式熱交換部の側壁と隣接する湿式
熱交換部の充填材板側壁間に、狭い幅の流下水専用水路
を形成することにより、乾式熱交換部の外壁面を常に不
純物の付着しない、きれいな状態に維持し、流下水専用
水路から乾式熱交換部への伝熱効率を向上させ、冷却塔
の排気口からの白煙発生を有効に防止する。 【構成】乾式熱交換部Ｂ内を通過中の空気流を、乾式熱
交換部Ｂの側壁２０、２１と隣接する湿式熱交換部Ａの
充填材板１１側壁間形成した狭い幅の流下水専用水路１
４内を流下中の冷却水とのみ間接的に接触し加熱して乾
き空気とする。これにより冷却水内の不純物の析出現象
は起こらず、乾式熱交換部Ｂの外壁面を常にきれいな状
態に維持し、流下水専用水路１４から乾式熱交換部Ｂへ
の伝熱効率を向上させ、冷却塔の排気口からの白煙発生
を有効に防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は直交流式冷却塔用のの
白煙発生防止機能付きの熱交換体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的にこの種の直交流式冷却塔の排気
口より中間期（梅雨等）、冬期において白煙が発生する
と、外気を汚染しているような嫌悪感を近隣居住者が感
じ、また夜間においてはこれに赤い光線が当ると火災と
見間違うおそれがあり、近隣住民の精神衛生又は消防活
動に支障を来すおそれがあり、白煙発生防止型のものが
開発される傾向にある。この種の発明は本件出願人を含
め数社の会社から多数出願されており、その主流は製造
コスト、重量の観点から、合成樹脂製の熱交換体１を使
用し、その構造は、冷却水及び空気流が直交流となって
流れる気液接触通路２を成形するための充填板３が多数
並列に起立して配置してなる湿式熱交換部ａと、これら
湿式熱交換部ａ間には、空気のみが吸入口側から排気口
側にわたって通過する空気専用通路４を形成するために
介設した筒状の乾式熱交換部ｂとからなる（図５参
照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】然ながら、前記湿式熱
交換部ｂにおける充填材板３の凹凸表面上を流下する冷
却水（温水）と空気流とが直接接触し、気化の潜熱によ
って冷却水（温水）を冷却しているため、この冷却水
（温水）中に含まれるシリカ、カルシウム等の不純物ｃ
が取り残されて、前記隣接する充填材板３の凹凸表面及
び前記乾式熱交換部ｂの外壁面に付着し、断熱層の如く
作用するため、気液接触通路２から乾式熱交換部ｂへの
伝熱効率が低下し、この乾式熱交換部ｂを通過する空気
を充分に間接加熱できず、乾き空気による白煙発生の防
止効果を発揮するには今一歩の感がある。この発明は、
前記の従来技術の欠点を改良し、乾式熱交換部の外壁面
は前記不純物が付着しないようにし、乾き空気量を充分
得ることができるようにした直交流式冷却塔用の白煙発
生防止機能付きの熱交換体を市場に提供することを目的
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、この発明の直交流式冷却塔用の白煙発生防止機能付
きの熱交換体は冷却水及び空気流が直交流となって流れ
る気液接触通路を成形するための充填板が多数並列に起
立して配置してなる湿式熱交換部と、これら湿式熱交換
部間には、空気のみが吸入口側から排気口側にわたって
通過する空気専用通路を形成するために介設した筒状の
乾式熱交換部とからなり、前記筒状の乾式熱交換部の側
壁と隣接する湿式熱交換部の充填材板側壁間には、狭い
幅の流下水専用水路が形成されていることを特徴とす
る。

【０００５】この考案の直交流式冷却塔用の白煙発生防
止機能付きの熱交換体における前記の乾式熱交換部の高
さは熱交換体の全高さとしてあることが好ましい。

【０００６】この考案の直交流式冷却塔用の白煙発生防
止機能付きの熱交換体における前記乾式熱交換部は熱交
換体の任意高さ位置に装填し配備され、上部が閉じてい
る山形部を有し、その下部には隣接する湿式熱交換部の
充填材板側壁近傍にに先端が位置する一対の内向きの膨
出部からなる水返し部が形成された合成樹脂製の板材か
らなることが製造上、コスト上最適である。

【０００７】この考案の直交流式冷却塔用の白煙発生防
止機能付きの熱交換体における前記乾式熱交換部乃至隣
接する湿式熱交換部における充填材板の側壁には、前記
空気流の流れ方向に間隔を於いて垂直なの畝が複数個膨
出形成してあり、これら畝により前記の流下水専用水路
が形成されていることがより好ましい。

【０００８】

【作 用】このように構成した請求項１記載の発明の作
用をその使用法と共に説明する。前記白煙発生防止機能
付きの熱交換体を通常の直交流式冷却塔の上部水槽の下
側であって、この冷却塔の外筐内にこの発明の熱交換体
を装填する。次いで、冷却塔を運転し、通常の直交流型
冷却塔同様上部水槽に冷却水（温水）を供給すると、こ
の冷却水（温水）はこの熱交換体上に一様に散布され、
前記湿式熱交換部の充填材板の表面を伝って流下する。
他方前記外気取入口より前記湿式熱交換部の気液接触通
路に吸い込まれた空気は、冷却水（温水）と直接接触
し、気化の潜熱によって流下する冷却水（温水）を流下
中に冷却すると共に、この空気は湿り空気となる。この
際、前記各充填材板の表面を伝って流下する冷却水の一
部は前記乾式熱交換部の側壁と隣接する湿式熱交換部に
おける充填材板表面間に形成されている前記狭い幅の流
下水専用水路内に流入し、この狭い幅の流下水専用水路
を殆ど冷却水で満たしてながら流下していく。一方、前
記乾式熱交換部に流入しこの乾式熱交換部内を通過中の
空気流は、前記狭い幅の流下水専用水路内を流下中の冷
却水（温水）とのみ乾式熱交換部の側壁を介して間接的
に接触し加熱されて乾き空気となり、前記湿式熱交換部
の気液接触通路から吐出する湿り空気とともに冷却塔に
設けた上方の排気口に向け上昇しながら混合し、過飽和
空気とならずに、即ち白煙を伴わずに排気口から外部に
排気される。また、前記狭い幅の流下水専用水路を殆ど
冷却水で満たしてながら流下していくため、この流下水
専用水路の壁面においては冷却水は直接空気と接触せ
ず、その水分は蒸発せず、不純物の壁面への析出、付着
現象は全く生じない。

【０００９】請求項２に記載された発明においては、請
求項１記載の発明の作用に加えて次の作用を為す。この
熱交換体の全高さに符合する高さを有する前記乾式熱交
換部から、前記の乾き空気を排気口側へ吐出する。

【００１０】請求項３に記載された発明においては、請
求項１記載の発明の作用に加えて次の作用を為す。即
ち、請求項３に記載された発明では、前記の乾式熱交換
部は充填材板間の任意高さ位置に装填し配備されている
ため、前記一つの気液接触通路の中段位置から前記湿り
空気と上下方向で階層的に乾き空気が前記排気口に向け
て吐出され、かつ隣接する乾式熱交換部の高さ位置は任
意で、仮に食い違っている場合には隣接する乾式熱交換
部から吐出される乾き空気の吐出位置が齟齬し、湿式熱
交換部の気液接触通路から吐出され排気口向け上昇する
湿り空気流に対して平面に見て乾き空気流が散点在する
ことと成り、湿り空気と乾き空気混合はより促進され、
過飽和空気とならずに、即ち白煙を伴わずに排気口から
外部に排気される。更に、前記乾式熱交換部は上部が閉
じている山形の稜線部を有しているため、前記湿式熱交
換部の充填材板上を流下してくる冷却水（温水）は前記
乾式熱交換部の山形部で左右に分かれ、前記狭い幅の流
下水専用水路内に案内され、この狭い幅の流下水専用水
路を流中に空気流と間接的に接触し、この空気を乾き空
気とした後、この狭い幅の流下水専用水路から吐出し
て、この後、前記一対の水返し部により、再び前記湿式
熱交換部の充填材板の表面上に導かれ、この湿式熱交換
部の充填材板の凹凸表面に沿って流下していき、前記湿
式熱交換部の気液接触通路において空気流と直接接触し
て、気化の潜熱を受けて再び冷却され、かつ空気を湿り
空気とする。

【００１１】請求項４に記載された発明においては、請
求項１記載の発明の作用に加えて次の作用をする。即
ち、請求項４に記載された発明では、前記乾式熱交換部
乃至前記湿式熱交換部の充填材板の側壁には、前記空気
流の流れ方向に間隔を於いて垂直な畝が複数個膨出形成
してあり、これら畝により前記の流下水専用水路が成形
されているため、前記充填材上を流下してくる冷却水
（温水）は前記複数の垂直な畝内に流入し、、これら垂
直な畝内を流下中に空気流と間接的に接触し、この空気
を乾き空気とした後、再び前記充填材上を流下してい
き、前記気液接触通路において空気流と直接接触して、
気化の潜熱を受けて冷却され、かつ空気を湿り空気とす
る。 前記流下水専用水路は前記前記乾式熱交換部乃至
前記湿式熱交換部の充填材板の側壁に既に設けられてい
る凹凸模様を前記畝として利用し、形成され、前記吸入
口側及び排気口側において、全閉することが望ましい。

【００１２】

【実施例】次に各請求項に記載された発明の代表的な実
施例を次に説明する。 実施例１ 図１において、１０は直交流式冷却塔用の白煙発生防止
機能付きの熱交換体を示し、この熱交換体１０には冷却
水及び空気流が直交流となって流れる気液接触通路１２
を成形するための合成樹脂成形品から成る充填板１１が
多数並列に起立して配置してなる湿式熱交換部Ａと、こ
れら湿式熱交換部Ａ間に空気のみが吸入口側から排気口
側にわたって通過する空気専用通路１３を形成するため
に介設した筒状の乾式熱交換部Ｂとからなる。この筒状
の乾式熱交換部Ｂの高さは、前記充填材板１１の高さに
等しくしてある。即ち、乾式熱交換部Ｂの高さは、熱交
換体１０の全高さとしてある。前記乾式熱交換部Ｂは
上、下端１５、１６を閉じ、冷却塔の外気吸入口側及び
排気口側寄り部分２２、２３を開放し、起立した凹凸模
様付きの一対平行な側壁２０、２１を有している断面縦
長な６角形で中空状の筒体からなり、この筒体の上端１
５は山形としてある（図１参照）。この乾式熱交換部Ｂ
の側壁２０、２１と隣接する湿式熱交換部Ａの充填材板
１１表面間には、狭い幅の流下水専用水路１４が形成さ
れている。前記流下水専用水路１４は前記前記乾式熱交
換部Ｂ側壁２０、２１乃至前記湿式熱交換部Ａの充填材
板１１の側壁に既に設けられている凹凸模様を利用して
形成され、その冷却塔の外気吸入口側及び排気口側寄り
部分１８、１９は密閉されている（図２乃至図３参
照）。

【００１３】実施例２ 実施例２と異なる構成は、次のとおりである。前記各気
液接触通路１２の任意高さ位置に、空気のみが吸入口側
から排気口側にわたって通過する乾式熱交換部Ｂ１が配
置してあるとともに、この乾式熱交換部Ｂ１と隣接する
充填材板１１表面間には、狭い幅の前記同様の流下水専
用水路１４が形成されている。更に、隣接する乾式熱交
換部Ｂ１の高さ位置は相互に齟齬している。前記乾式熱
交換部Ｂ１は合成樹脂製で、前記実施例１の乾式熱交換
部Ｂに比べてその縦寸法が短く、全体としてほゞ断面縦
長な６角形で中空状の筒体としてあり、その上部には閉
じた山形部１５ａを有し、その下部には隣接する湿式熱
交換部Ａの充填材板１１側壁近傍に先端が位置する一対
の内向きの膨出部からなる水返し部１６ａが形成されい
る（図４参照）。前記乾式熱交換部Ｂ１の側壁乃至湿式
熱交換部Ａの側壁には、前記空気流の流れ方向に間隔を
於いて垂直なの畝１８が複数個形成してあり、これら畝
１８は前記実施例１の乾式熱交換部Ｂらおける側壁２
０、２１の凹凸模様の一部を成し（図２乃至図３参
照）、隣接する充填材板１１表面間に前記の流下水専用
水路１４が成形されている。これら畝１８は真空成形、
プレス成形により形成される。そのほか、実施例１と同
一の符号は、同一の構成を示す。前記各実施例の作用は
対応する請求項に記載された考案の作用と同一であり、
重複を避けるためここでの説明を省略する。なお、前記
実施例では、前記乾式熱交換部Ｂ１は断面縦長な６角形
で中空状の筒体として説明したが、その下端が開放して
あってもよく、この発明としては、空気専用通路１３を
形成すれば、その形状に限定されない。

【００１４】

【発明の効果】前記のように構成し作用する請求項１に
記載された発明の効果は次の通りである。冷却水及び空
気流が直交流となって流れる気液接触通路を成形するた
めの充填板が多数並列に起立して配置してなる湿式熱交
換部と、これら湿式熱交換部間には、空気のみが吸入口
側から排気口側にわたって通過する空気専用通路を形成
するために介設した筒状の乾式熱交換部とからなり、前
記筒状の乾式熱交換部の側壁と隣接する湿式熱交換部の
充填材板側壁間には、狭い幅の流下水専用水路が形成さ
れているため、前記乾式熱交換部に流入しこの乾式熱交
換部内を通過中の空気流を、前記狭い幅の流下水専用水
路内を流下中の冷却水（温水）とのみ間接的に接触し加
熱して乾き空気とすることができ、前記狭い幅の流下水
専用水路を殆ど冷却水で満たしてながらこの冷却水は流
下していくため、この乾式熱交換部の外壁面においては
冷却水は直接空気と接触せず、その水分は蒸発せず、冷
却水内の不純物、例えば、シリカ、カルシウム等の析出
現象は起こらず、この乾式熱交換部の外壁面を常に前記
不純物の付着しない、きれいな状態に維持でき、前記流
下水専用水路から乾式熱交換部への伝熱効率を向上さ
せ、この乾式熱交換部を通過する空気流を充分に間接加
熱できるため、冷却塔の排気口からの白煙発生を有効に
防止できる。

【００１５】請求項２に記載された発明においては、請
求項１記載の発明の効果に加えて次の効果を奏する。即
ち、請求項２に記載された発明では、前記乾式熱交換部
は前記の乾式熱交換部は熱交換体の全高さに形成さてい
るため、この熱交換体の全高さから乾き空気を適正量吐
出し、前記白煙発生の効果を充分に発揮できる。

【００１６】請求項３に記載された発明においては、請
求項１記載の発明の効果に加えて次の効果を奏する。即
ち、請求項３に記載された発明では、前記の乾式熱交換
部は充填材板間の任意高さ位置に装填し配備されている
ため、前記一つの気液接触通路の中段位置から前記湿り
空気と上下方向で階層的に乾き空気が前記排気口に向け
て吐出され、かつ隣接する乾式熱交換部の高さ位置は任
意で、仮に食い違っている場合には隣接する乾式熱交換
部から吐出される乾き空気の吐出位置が齟齬し、各気液
接触通路空吐出され排気口向け上昇する湿り空気流に対
して断面に見て乾き空気流を点在させることができ、湿
り空気と乾き空気混合をより促進でき、白煙の発性をよ
りよく防止できる。更に、前記乾式熱交換部は上部が閉
じている山形部を有し、その下部には隣接する湿式熱交
換部の充填材板側壁近傍に先端が位置する一対の内向き
の膨出部からなる水返し部が形成された合成樹脂製の板
材からなるため、前記充填材上を流下してくる冷却水
（温水）を前記乾式熱交換部の山形部に沿って流れて前
記狭い幅の流下水専用水路内に確実に案内でき、この狭
い幅の流下水専用水路を流中に空気流と間接的に接触
し、この空気を乾き空気とすることができる。更に、前
記乾式熱交換部における一対の水返し部により、前記狭
い幅の流下水専用水路から流出してきた冷却水を再び前
記充填材板の表面上に導き、この前記充填材板の表面に
沿って流下させ、前記気液接触通路において空気流と再
接触させて、気化の潜熱を受けて再度冷却して、かつ空
気を湿り空気とすることができ、乾き空気と、湿り空気
を過不足無く発生でき、かつ冷却水を充分に冷却でき
る。

【００１７】請求項４に記載された発明においては、請
求項１記載の発明の効果に加えて次の効果を奏する。即
ち、請求項４に記載された発明では、前記乾式熱交換部
乃至隣接する湿式熱交換部における充填材板の側壁に
は、前記空気流の流れ方向に間隔を於いて垂直なの畝が
複数個膨出形成してあり、これら畝により前記の流下水
専用水路が形成されているため、前記充填材板上を流下
してくる冷却水（温水）を前記複数の垂直な畝内に流入
しさせて、これら垂直な畝内を流下中に空気流と間接的
に接触させ、この空気を乾き空気とすることができ、更
に、このように流下水専用水路を形成することで、前記
乾式熱交換部を狭めること無く、充分な乾き空気を発生
でき、白煙の発生をより良好に防止できる。

【００１８】前記実施例２における乾式熱交換部Ｂ１の
製造方法としては、前記充填板材１１と同様な合成樹脂
板１１ａの両端部を先ず内方に膨出させて前記水返し部
１６ａを形成した後、この合成樹脂板をその中央で二つ
折りし、この折り曲げ縁を頂の稜線とし、その中間部を
それぞれ外側に張出し、一対平行な起立した前記側壁と
し、且つ、前記合成樹脂板の両端部における水返し部１
６ａ１６ａを相接近させて、前記乾式熱交換部Ｂ１を得
る。このような製造方法を採用することで、前記実施例
２における乾式熱交換部Ｂ１を簡易に製造することが出
来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の正面図である。

【図２】その要部拡大平面図である。

【図３】図２の縦断面図である。

【図４】実施例２の正面図である。

【図５】従来例の正面図である。

【図６】実施例２における乾式熱交換器の製造法の説明
図である。

【符号の説明】

１０ 熱交換体 Ａ 湿式熱交換部 １１ 充填材板 Ｂ 乾式熱交換部 １４ 流下水専用水路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】冷却水及び空気流が直交流となって流れる
   気液接触通路を成形するための充填板が多数並列に起立
   して配置してなる湿式熱交換部と、これら湿式熱交換部
   間には、空気のみが吸入口側から排気口側にわたって通
   過する空気専用通路を形成するために介設した筒状の乾
   式熱交換部とからなり、前記筒状の乾式熱交換部の側壁
   と隣接する湿式熱交換部の充填材板側壁間には、狭い幅
   の流下水専用水路が形成されていることを特徴とする直
   交流式冷却塔用の白煙発生防止機能付きの熱交換体。
2. 【請求項２】前記の乾式熱交換部の高さは熱交換体の全
   高さとしてあることを特徴とする請求項１記載の直交流
   式冷却塔用の白煙発生防止機能付きの熱交換体。
3. 【請求項３】前記乾式熱交換部は熱交換体の任意高さ位
   置に装填し配備され、上部が閉じている山形部を有し、
   その下部には隣接する湿式熱交換部の充填材板側壁近傍
   にに先端が位置する一対の内向きの膨出部からなる水返
   し部が形成された合成樹脂製の板材からなることを特徴
   とする請求項１記載乃至請求項２記載の直交流式冷却塔
   用の白煙発生防止機能付きの熱交換体。
4. 【請求項４】前記乾式熱交換部乃至隣接する湿式熱交換
   部における充填材板の側壁には、前記空気流の流れ方向
   に間隔を於いて垂直なの畝が複数個膨出形成してあり、
   これら畝により前記の流下水専用水路が形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載乃至請求項３記載の直交
   流式冷却塔用の白煙発生防止機能付きの熱交換体。