JPH0743086A - 白煙防止機能を有する直交流式冷却塔 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上部水槽の水位調節により、充填材上への散
水量を調整して熱負荷、外気温に応じて夏期には冷却能
力を高め、冬期においては白煙の発生を簡易に防止可能
とする。 【構成】 先ず冬期に、若しくは梅雨時に使用する時又
は熱負荷が少ない場合には、上部水槽Ｂの水位を最も丈
の高いの散水筒１３ｃ上端より低めとし、この最も丈の
高い散水筒１３ｃ以外の散水筒１３ａ、１３ｂから充填
材１１面へ被冷却水を散水し、被冷却水の散水される空
気流水通路と散水されない空気流れ通路とを並行して形
成し、湿り空気と乾き空気とを発生させる。この湿り空
気と乾き空気を、充填材１１を境として平行流として充
填材１１部を通過し、その後直交流式冷却塔Ａの共通の
排気口に向けて流し、混合した後、過飽和空気とせずに
排気口から白煙とならずに排気する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、白煙機能付きの直交
流式冷却塔に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の冷却塔において、梅雨時、冬期
においては、白煙が発生するおそれがあり、この白煙の
発生を防止するものが多数開発され、特公昭５９−１６
２００号、特公平５−２９１６号などの公報に開示さ
れ、前者の公報には、２系統の散水パイプにより、全て
の充填材間の空気通路に夏場には散水し、冬場には特定
の充填材間の空気通路に散水を行わないようにし、夏場
には冷却能力を１００％発揮し、冬場には一系統の散水
を止め白煙の発生を防止する冷却塔が開示されている。
次に後者の公報には、充填材間に形成した空気通路の上
端を開閉するシール板が配置してあり、冷却能力が必要
な夏場にはシール板を開き、白煙の発生し易い冬場には
シール板を閉じ乾き空気を湿り空気と併行して発生させ
る構造の直交流式冷却塔が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前者の公報のもので
は、パイプの配管構造が複雑であり、かつ湿度制御時に
２系統の散水パイプにおける弁を双方共に操作して散布
水の流量を変化しなくてはならず、その制御が難しく、
温度を簡易に制御できない。後者の公報のものでは、シ
ール板の開閉構造が複雑となり、シール板を閉じたとき
には、シールで閉じ込められた空気通路に流れるべき散
布水が隣接する空気通路に流入し、過剰な状態となり、
気液接触が充分に行えず、キヤリーオーバーの原因とも
なるし、温度制御時に水量変化と共にシール板の開閉を
同時に行なうための制御装置が必要となり、うまく温度
を制御できない。本件発明は、前記の欠点を改良し、上
部水槽の水位調節により、充填材上への散水量を調整し
て熱負荷、外気温に応じて夏期には冷却能力を高め、冬
期及び中間期においては白煙の発生を簡易に防止可能と
した直交流式冷却塔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】前記課題を達成するため
に、この発明は白煙防止機能を有する直交流式冷却塔に
おいて、上部水槽の下方には、この冷却塔の外気取入口
の幅方向において間隔をおいて複数枚の充填材が並列し
て配置してあり、隣接する充填材間の空気流れ通路の真
上において、前記上部水槽底部には、所定ピッチで多数
の散水筒が列をなして、前記上部水槽内に起立して取り
付けてあり、これら短管部の下端は、上部散水槽底部か
ら前記空気流れ通路内に突出し位置し、これら散水筒の
高さは、同一列はすべて同一の高さとし、各列を単位と
して前記高さは少なくとも高低２種類のものとしてある
ことを特徴とする白煙防止機能を有する直交流式冷却塔
としてある。

【０００５】前記課題を達成するために、この直交流式
冷却塔における前記各散水筒は、その上端が斜めに殺が
れ、散布水流入量が水位に応じて変化する形状としてあ
ることを特徴とする。

【０００６】前記課題を達成するために、この直交流式
冷却塔における前記空気流れ通路内の上端寄りの散水筒
下には散水板が配置してあることを特徴とする。前記課
題を達成するために、この直交流式冷却塔における前記
散水板は、山状の尾根をもつ散水板からなり、前記空気
流れ通路に添って前記冷却塔の外気取り入れ口から排気
口側にわたり配置してあることが望ましい。必要である
場合には前記山状の尾根をもつ散水板が上下２段に若干
間隔をおいて配置してあることもある。

【０００７】前記課題を達成するために、この直交流式
冷却塔における前記散水板は、前記空気流れ通路の全長
にわたり延びる散水バーからなることが好ましい。前記
課題を達成するために、この直交流式冷却塔における前
記散水板は、前記空気流れ通路の全長にわたり延びる樋
状の散水体からなることが望ましい。

【０００８】前記課題を達成するために、この直交流式
冷却塔における前記各列における散水筒のピッチは前記
冷却塔の外気取り入れ口側の方が前記排気口側に比べて
細かくしてあることを特徴とする。

【０００９】前記課題を達成するために、この直交流式
冷却塔における前記散水筒は、前記上部水槽の底部に対
してその高さを調整可能としてあり、この上部水槽底部
からの突出寸法を任意に変更自在としてあることを特徴
とする。

【００１０】

【作用】請求項１記載の本件発明における直交流式冷却
塔の作用を説明する。先ず冬期に、若しくは梅雨時など
の中間期に使用する時又は熱負荷が少ない場合には、前
記上部水槽の水位を前記一番背の高い散水筒上端より低
めとし、背の低い列の散水筒から充填材上へ被冷却水を
散水し、濡れ壁を形成し空気流と直接接触させ、気化の
潜熱により冷却し湿り空気とする。更に、被冷却水は前
記一番背の高い散水筒列の上端から空気流通路内に流下
せず、この一番背の高い散水筒の下側に位置する空気流
通路は空気専用通路となり、通過中の空気は充填材を介
して被冷却水を冷却して自身昇温し乾き空気となる。こ
の湿り空気と乾き空気は充填材を境として平行流となっ
て充填材部を通過した空気は直交流式冷却塔の共通の排
気口に向けて流れ、混合された後、過飽和空気とならず
に冷却塔の排気口から白煙とならずに排気される。

【００１１】次に、夏期若しくは春期に使用する時又は
熱負荷が多い場合には、上部散水槽における被冷却水の
水位を全ての散水筒の上端を越える水位とし、被冷却水
を全ての散水筒から前記空気流通路内に散布し、充填材
に濡れ壁を形成する。このようにして全ての空気流れ通
路を気液接触通路とし、被冷却水の流下量が前記冬期又
は梅雨時に比べて増大して、被冷却水は各空気流れ通路
で空気流と接触し、気化の潜熱により冷却され、１００
％冷却能力が発揮される。

【００１２】請求項２に記載された発明は、前記各散水
筒は、その上端が斜めに殺がれ、散布水流入量が水位に
応じて変化する形状としてあることを特徴とするため、
請求項１に記載された発明と同様の作用をなすと共に、
水位の下降に伴い散水筒上端の流入面積が少なくなり、
前記散水筒からの散水量は順次少なくなる。

【００１３】請求項３に記載された発明では前記空気流
れ通路内の上端寄りの散水筒下には散水板が配置してあ
ることを特徴としてあるため、請求項１又は２に記載さ
れた発明の作用に加えて、散水筒より流下した被冷却水
はこの散水板により更に拡散され、両側の充填材表面に
分散案内され、平均化した濡れ壁を形成する。

【００１４】請求項４に記載された発明では、請求項３
に記載された発明の作用に加えて、散水筒より流下する
被冷却水は前記山状の散水板に形成した尾根により左右
両側に振り分けられ、分流拡散されて、この散水板の傾
斜面に沿い両側の充填材表面に向けて流れ、この山状の
散水板における下縁から前記充填材に沿って流下し両側
の充填材表面に濡れ壁を形成する。

【００１５】請求項５に記載された発明では、請求項３
に記載された発明の作用がより顕著となる。請求項６に
記載された発明では、請求項３に記載された発明の作用
に加えて、前記散水バーにより、散水筒より流下する被
冷却水は左右両側に分流拡散されて、前記空気流れ通路
両側の前記充填材全面に濡れ壁を形成する。

【００１６】請求項７に記載された発明では、請求項３
に記載された発明の作用に加えて、前記樋状の散水体内
に散水筒より流下する被冷却水は一時滞留した後、溢出
して前記空気流れ通路両側の前記充填材全面に濡れ壁を
形成する。請求項８に記載された発明では、請求項１、
２又は３に記載された発明の作用に加えて、前記各列に
おける散水筒のピッチは前記冷却塔の外気取り入れ口側
の方が前記排気口側に比べて細かくしてあることを特徴
としてあるため、この外気取り入れ口側における被冷却
水の散水量が前記排気側より増加し、冷却能力は維持さ
れる。

【００１７】請求項９に記載された発明では、請求項
１、２、３、４、５、６、７又は８に記載された発明の
作用に加えて、前記散水筒は、前記上部水槽の底部に対
してその高さを調整可能としてあり、この上部水槽底部
からの突出寸法を任意に変更自在としてあることを特徴
としてあるため、適宜前記散水筒の上部水槽底部からの
突出寸法を調整して、被冷却水の散水量をより細かく段
階分けされる。

【００１８】

【実施例】

実施例１ この実施例は請求項１乃至請求項４に記載された発明の
代表的な実施例である。図１において、Ａは白煙防止機
能を有する直交流式冷却塔であり、この冷却塔Ａの、上
部水槽Ｂの下方には、この冷却塔Ａの外気取入口の幅方
向において間隔をおいて複数枚の充填材１１が並列して
配置してあり、隣接する充填材１１間の空気流れ通路１
２の真上において、前記上部水槽Ａの底部１５には、所
定ピッチで多数の散水筒１３が充填材１１間に列をなし
て、前記上部水槽Ａ内に起立し取り付けてある。これら
散水筒１３の下端は、上部散水槽Ａの底部１５から前記
空気流れ通路１２内にそれぞれ突出し位置している。こ
れら散水筒１３の上部水槽Ａの底部１５より上方に突出
する高さは３種類設けてあり、隣接する列のうち、一方
の列に位置する散水筒１３ａは短管としてあり、他方の
列に位置する散水筒１３ｂは長管としてある。更なる列
に位置する散水筒１３ｃは最高管としてある。これら散
水筒１３の上端は斜めに殺がれており（図２参照）、ま
たは股Ｖ字型の切り込み１６が設けてあって（図３参
照）被冷却水流入量が水位に応じて変化する形状として
ある。最も低い散水筒１３ａ列の上端は上部散水層Ａの
底部１５と面一の場合もある。前記空気流れ通路１２内
でその上端寄りの散水筒１３下には、山状の尾根をもつ
散水板１４が配置してある。

【００１９】実施例２ この実施例は請求項５に記載された発明の代表的な実施
例である。実施例１と異なる構造は前記山状の尾根をも
つ散水板１４が上下２段に若干間隔をおいて配置してあ
ることことであり（図４参照）、そのほか、実施例１と
同一の符号は同一の構成、作用を為す。

【００２０】実施例３ この実施例は請求項６に記載された発明の代表的な実施
例である。実施例１と異なる構造は前記散水板として、
前記空気流れ通路１２の全長にわたり延びる散水バー１
４ａが配置してあることである（図５参照）。そのほ
か、実施例１と同一の符号は同一の構成、作用を為す。

【００２１】実施例４ この実施例は請求項７に記載された発明の代表的な実施
例である。実施例１と異なる構造は前記散水板として、
前記空気流れ通路１２の全長にわたり延びる樋状の散水
体１４ｂが配置してあることである（図６参照）。その
ほか、実施例１と同一の符号は同一の構成、作用を為
す。

【００２２】実施例５ この実施例は請求項８に記載された発明の代表的な実施
例である。実施例１と異なる構造は前記各列における散
水筒１３のピッチが前記冷却塔Ａの外気取り入れ口側１
７の方が前記冷却塔Ａの排気口１８側に比べて細かくし
てあることである（図７参照）。そのほか、実施例１と
同一の符号は同一の構成、作用を為す。

【００２３】実施例６ この実施例は請求項９に記載された発明の代表的な実施
例である。実施例１と異なる構造は前記散水筒１３ａ、
１３ｂ、１３ｃは、前記上部水槽Ｂの底部１５に対して
その高さを調整可能としてあり、この上部水槽Ｂにおけ
る底部１５からの上下突出寸法を任意に変更自在として
あることである（図８参照）。この際、前記散水筒１３
ａ、１３ｂ、１３ｃの外周面と前記上部水槽Ｂの底部１
５に設けた挿入孔２０との間隙はＯリングなどの水密材
２１により散水筒１３ａ、１３ｂ、１３ｃの移動調整に
係らず常にシールされている。そのほか、実施例１と同
一の符号は同一の構成、作用を為す。前記各実施例の作
用は対応する請求項に記載された発明の作用と同一のた
め、重文をさけるためここでの説明を省略する。前記実
施例では散水筒１３の高さは、長短３種類としたが、２
種高さの異なる散水筒列を利用し、その水位調節を２段
階とし、白煙の発生度合を２段に調整することもある。

【００２４】

【発明の効果】請求項１記載の特定発明である直交流式
冷却塔の効果を説明する。先ず冬期に、若しくは梅雨時
に使用する時又は熱負荷が少ない場合には、前記上部水
槽の水位を最も丈の高い前記の散水筒上端より低めと
し、前記の丈の高い散水筒以外の散水筒から充填材面へ
被冷却水を散水し、被冷却水の散水される空気流水通路
と散水されない空気流れ通路が形成され、散水される空
気流れ通路においては、充填材面は濡れ壁を形成し空気
流と直接接触させ、気化の潜熱により冷却し湿り空気と
する。他方冷却水が散水されない前記空気流れ通路にお
いては、空気流れ通路は空気専用通路となり、通過中の
空気は充填材を介して被冷却水を冷却して自身昇温して
乾き空気となる。この湿り空気と乾き空気は充填材を境
として平行流となって充填材部を通過し、その後直交流
式冷却塔の共通の排気口に向けて流れ、混合された後、
過飽和空気とならずに排気口から白煙とならずに排気さ
れる。

【００２５】次に、夏期若しくは春期に使用する時又は
熱負荷が多い場合には、上部散水槽における被冷却水の
水位を全ての散水筒の上端を越える水位とし、被冷却水
を全ての散水筒から前記空気流通路内に散布し、充填材
に濡れ壁を形成することができる。このようにして全て
の空気流れ通路を気液接触通路とし、被冷却水の流下量
を前記冬期又は梅雨時に比べて増大させ、被冷却水を各
空気流れ通路で空気流と接触し、気化の潜熱により冷却
して、１００％冷却能力を発揮することができる。

【００２６】請求項２に記載された発明においては、前
記効果に加えて、前記散水筒はその上端が斜めに殺が
れ、被冷却水流入量が水位に応じて変化する形状として
あるため、水位面に位置する散水筒に被冷却水の流入す
る量を水位調整により、調整することができる。

【００２７】請求項３に記載された発明では前記空気流
れ各通路内でその上端寄りには山状の散水板が配置して
あることを特徴としてあるため、請求項１乃至請求項２
に記載された発明の効果に加えて、散水筒より流下した
被冷却水をこの散水板により更に拡散させ、両側の充填
材表面に分流案内して、平均化した濡れ壁を形成するこ
とが出来る。

【００２８】請求項４に記載された発明では散水筒より
流下する被冷却水を前記山状の散水板に形成した尾根に
より左右両側に振り分け、分流拡散させて、この散水板
の傾斜面に沿い両側の充填材表面に向けて流し、この山
状の散水板における下縁から前記充填材に沿って流下し
両側の充填材表面に濡れ壁を形成することが出来る。請
求項５に記載された発明では、請求項３に記載された発
明の効果がより顕著となる。

【００２９】請求項６に記載された発明では、請求項３
に記載された発明の作用に加えて、前記散水バーによ
り、散水筒より流下する被冷却水を左右両側に分流拡散
させ、前記空気流れ通路両側の前記充填材全面に濡れ壁
を形成することが出来る。

【００３０】請求項７に記載された発明では、請求項３
に記載された発明の効果に加えて、前記樋状の散水体内
に散水筒より流下する被冷却水を一時滞留した後、溢出
して前記空気流れ通路両側の前記充填材全面に濡れ壁を
形成することが出来る。

【００３１】請求項８に記載された発明では、前記各列
における散水筒のピッチは前記冷却塔の外気取り入れ口
側の方が前記排気口側に比べて細かくしてあることを特
徴としてあるため、請求項１、２又は３に記載された発
明の効果に加えて、この外気取り入れ口側における被冷
却水の散水量を前記排気側より増加させて、冷却能力を
充分に発揮できる。

【００３２】請求項９に記載された発明では、請求項
１、２、３、４、５、６、７又は８に記載された発明の
効果に加えて、前記散水筒は、前記上部水槽の底部に対
してその高さを調整可能としてあり、この上部水槽底部
からの突出寸法を任意に変更自在としてあることを特徴
としてあるため、適宜前記散水筒の上部水槽底部からの
突出寸法を調整して、被冷却水の散水量をより細かく段
階分けすることが出来る。実施例１においては、散水筒
１３の上端に図３のように股Ｖ字型の切り込み１６が設
けてあるが、この場合でも請求項２に記載された発明と
同一の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の概略縦断面図である。

【図２】散水筒上端の拡大図である。

【図３】図２と異なる形状の散水筒上端の拡大図であ
る。

【図４】実施例２の要部縦断面図である。

【図５】実施例３の要部縦断面図である。

【図６】実施例４の要部縦断面図である。

【図７】実施例５の要部縦断面図である。

【図８】実施例６の要部縦断面図である。

【符号の説明】

Ｂ 上部水槽 １１ 充填材 １３ 散水筒 １４ 散水板

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】白煙防止機能を有する直交流式冷却塔にお
   いて、上部水槽の下方には、この冷却塔の外気取入口の
   幅方向において間隔をおいて複数枚の充填材が並列して
   配置してあり、隣接する充填材間の空気流れ通路の真上
   において、前記上部水槽底部には、所定ピッチで多数の
   散水筒が列をなして、前記上部水槽内に起立して取り付
   けてあり、これら短管部の下端は、上部散水槽底部から
   前記空気流れ通路内に突出し位置し、これら散水筒の高
   さは、同一列を単位とし、前記高さは少なくとも高低２
   種類のものとしてあることを特徴とする白煙防止機能を
   有する直交流式冷却塔。
2. 【請求項２】前記各散水筒は、その上端が斜めに殺が
   れ、散布水流入量が水位に応じて変化する形状としてあ
   ることを特徴とする請求項１記載の白煙防止機能を有す
   る直交流式冷却塔。
3. 【請求項３】前記空気流れ通路内の上端寄りの散水筒下
   には散水板が配置してあることを特徴とする請求項１又
   は２記載の白煙防止機能を有する直交流式冷却塔。
4. 【請求項４】前記散水板は、山状の尾根をもつ散水板か
   らなり、前記空気流れ通路に添って前記冷却塔の外気取
   り入れ口から排気口側にわたり配置してあることを特徴
   とする請求項３記載の白煙防止機能を有する直交流式冷
   却塔。
5. 【請求項５】前記山状の尾根をもつ散水板が上下２段に
   若干間隔をおいて配置してあることを特徴とする請求項
   ３記載の白煙防止機能を有する直交流式冷却塔。
6. 【請求項６】前記散水板は、前記空気流れ通路の全長に
   わたり延びる散水バーからなることを特徴とする請求項
   ３記載の白煙防止機能を有する直交流式冷却塔。
7. 【請求項７】前記散水板は、前記空気流れ通路の全長に
   わたり延びる樋状の散水体からなることを特徴とする請
   求項３記載の白煙防止機能を有する直交流式冷却塔。
8. 【請求項８】前記各列における散水筒のピッチは前記冷
   却塔の外気取り入れ口側の方が前記排気口側に比べて細
   かくしてあることを特徴とする請求項１、２又は３記載
   の白煙防止機能を有する直交流式冷却塔。
9. 【請求項９】前記散水筒は、前記上部水槽の底部に対し
   てその高さを調整可能としてあり、この上部水槽底部か
   らの突出寸法を任意に変更自在としてあることを特徴と
   する請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載の白
   煙防止機能を有する直交流式冷却塔。