JPS5818062Y2 - 環状の機械的な通風型の水冷却塔 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は水冷却塔に関し、特に塔の価格を最小７に維持
するような設計にとっては高いファン型煙突又は自然通
風型煙突を使用しないという事実にも拘らず、最小量の
高温空気の循環しか伴わず、しかも風の方向には無関係
に作動特性を維持するような環状の機械的な通風型の冷
却塔に関する。

フィル組立体を流通するように周囲の大気から空気を吸
引するような自然通風型水冷却塔が諸国において年長使
用されてきた。

このフィル組立体においては、冷却空気は、フィル内を
重力で落下している高温水と熱交換される。

充分なる煙突効果のために比較的高い煙突を有する自然
通風型の塔は有効でありかつファンを作動させるための
動力を必要としないが、この自然通風型水冷却塔の初期
の価格は比較的高い。

高い煙突をもつ自然通風型冷却塔は、塔の基部の全周囲
のまわりにフィル組立体を配置でき、塔の作動を風の方
向に対して比較的鈍感にさせうるという別の利点をも有
する。

この利点の推論は、煙突の基部において自然通風型の塔
から排出されてフィル組立体へ戻る高温空気の循環が、
湿った高温空気が周囲の大気中へ放出される位置が高い
故に、最小限に抑えられるという事実に基く。

自然通風型煙突が、充分なる煙突効果を提供して特殊な
応用の際に遭遇する種々異なる周囲温度条件及び負荷条
件において塔のフィル組立体を通る空気流を保証するた
めに比較的高い煙突を持たねばならぬ故に、構造的な強
さ及び剛直性のために立体的な双曲線状の煙突を構成す
るのが最も得策であることが判った。

一般に、煙突を組立てるための媒体としてコンクリート
が使用される。

その理由は、コンクリートの強度が優れており、双曲線
状のユニットを限定する複雑な曲線形状に底形し易いか
らである。

自然通風型の双曲線状水冷却塔は、製造価が高く、大き
な熱負荷の場合にのみ経済的な立場から許容され得、か
つ塔の製造及び作動のための空間的及び地域的立場から
大陸で普及していることが知られている。

例えば、現在製造されている双曲線状自然通風型水冷却
塔は、通常数百フィートの高さを有し、それに対応して
かなり大きな直径の基部を有する。

フィル組立体を通る空気流を誘起するためにモータ駆動
ファンを使用する機械的な通風型水冷塔が、商業的に幅
広く使用され、多くの重要なファクターに基いて許容さ
れている。

これらのファクターのうち最も重要なものは、塔の特性
を遂行するための有利な費用である。

機械的な通風型の塔は、最小の費用で特殊な熱負荷を処
理できる寸法に作られ得、特別の空間的要求にかなうよ
うに構成されうる。

機械的な通風型の交錯流式水冷却塔は、よ１）一層の理
想流体流特性と大なる冷却表面積に対する小さな圧力損
失との両者のために、他の形式の機械的な通風型塔に比
べて多くの利点を有することが長年知られていた。

しかし、交錯流式又は対向流式を問わず、機械的な通風
型塔の最も有効な作動にとっては、塔から放出されてフ
ィルへ戻る湿った高温空気の循環を最小にすべきである
。

このことは、周囲の空気と最も冷たい水とが接触して最
終的な冷却効果を生じさせるようなフィル組立体の下方
部分にとっては、特に真実である。

従って、塔から放出された湿った高温空気が循環して戻
ってくる場合、塔を一層大なる寸法にて製造し、所期の
冷却水温度を得ねばならない。

湿った高温空気の循環の問題は、塔の一面に対して吹き
つける周囲の風の流れの方向と関連する問題により悪化
される。

例えば、現在量も普及している機械的な通風型の交錯流
式水冷塔は、はぼ矩形に設計されており、塔の対向する
大きな表面に空気入口をもち、塔のケーシングから上方
に突出し、かつ塔の湿った空気用充満室へ連通し、しか
も周囲の大気中から空気を吸引するように作動する多数
のファンが、このような空気を、フィル組立体内を重力
で落下している水と交錯する関係にて塔の両側から、フ
ィル組立体内を通るように動かす。

次いで、ファンは、水平に位置した動力で作動するこれ
らのファンの各々を取り巻く対応する速度再生シリンダ
を介して、塔から湿った高温空気を放出する。

ファンシリンダを通って塔から放出される湿った高温空
気の循環を最小化するために、シリンダをできるだけ高
くシ、塔の入口からできるだけ離れた関係にて湿った高
温空気を大気中へ送るような技術が従来慣用されていた
。

しかし、価格及び設備を考慮すれば、著しく高いファン
シリンダの使用は許されない。

充分高いシリンダを矩形形式の水冷塔に使用しない場合
、湿った高温空気の循環は有効に減少しない。

その理由は、通常の作動時に塔に向って吹いている風の
流れが、塔の風下における塔のケーシングの縁での圧力
降下の区域に存する塔の該風下にて混合される大きな係
留旋風及び強烈なかく乱流により特徴ずけられる、通り
路地域を生じさせるイ頃向をもってからで゛ある。

このようなかく乱流の地域は、塔の風下における塔の直
立な側縁に沿ってのみ生じるのではなく、塔の上方の水
平な終端部に沿っても生じる。

塔の風下側の圧力降下の区域が傾斜した放出真柱から上
記通り路内へ流出流を引込む傾向をもつのは当然であり
、かくして冷却塔のファンシリンダからの空気の放出直
後に塔へ戻る湿った高温空気の循環を生じさせる傾向を
もつ。

認識されているように、塔の風下の係留旋風内へ湿った
高温空気を戻すような傾向は、周囲の風が放出された霜
柱を塔の風下側のかく乱流の上方へ屈折させるという事
実により、増大される。

同様に、著しく高い機械的な通風型ファンシリンダは製
造価が高く、機械的な通風型塔の上方部分へシリンダを
装着するという立場がらの現在の技術的問題は、風によ
る応力を受け、折々補強せねばならず、さもなければ内
部をスパイダー等により支持してシリンダの構造的剛直
性を増加させ且つ大きな風の負荷の下でのシリンダの不
当な偏向を阻止せねばならぬという点である。

従って、本考案の主目的は、上述の多数の問題に対する
実践的かつ経済的な解決策を提供することであり、これ
は環状の通風型の交錯流式水冷却塔を提供することによ
り実現され、この水冷却塔は、風の方向には無関係に、
等しい効果で作動し、がっ最小の高温空気の循環特性を
有する。

この最小の循環を実現させるために、群をなして配置さ
れ、がつ対応する空気速度回復シリンダ内に回転可能に
装着された多数のファンが設けられ、これらのファンシ
リンダは収れんする柱となって塔がら湿った高温空気を
放出し、その結果風流が最初に合流しこの大部分が柱の
風上の部分を有効に偏向させるが、塔の空気用入口へ戻
るような循環する高温空気の傾向が実質上滅失するか又
は完全に排除されるような態様で塔の風下の部分を屈折
させない。

本考案の従属的な目的は、上述のような環状の機械的な
通風型の交錯流式水冷却塔を提供することであり、この
水冷却塔にあっては環状の高温水分配槽の周辺の内部で
成るパターンとなっているファン及びこれらと関連する
シリンダの配列が経済的な面で及び風による偏向の問題
を最小化するという面で比較的低いファンシリンダの使
用を許容し、それによって可成り高いファンシリンダ即
ち煙突をもつ塔の高温空気循環度と同程度に少ない高温
空気循環度を得るような塔を提供する。

本考案の更に別の重要な目的は、多数のファンをもち環
状の形状となっている機械的な通風型の交錯流式水冷却
塔を提供することであり、これらのファンは湿った高温
空気の柱を塔の上方にて周囲の大気中へ放出し、それに
よって風の方向又は風速に無関係に高温空気の循環を最
小化する。

この型式の塔により処理される熱負荷は、従って、使用
可能な空気、特殊な使用者により独断的に強いられる価
格制限などのファクターによってのみ限定される。

その理由は、この塔は特殊な仕事に応じて大きく作るこ
とができ、この塔に内蔵されるファンの数も塔の直径の
増大に伴なって比例的に増加するからである。

本考案の他の重要な目的は、次のような環状の機械的な
通風型の交錯流式水冷却塔を提供することである。

即ち、この塔は耐火材料で製造され、かくして耐火又は
火災遅延素子で製造した従来の自然通風型交錯流式水冷
却塔に対して多くの観点がら等価の塔を作ることが可能
である。

これは、双曲線式の交錯流誘引及び放出煙突を有する等
価の自然通風型水冷却塔に比べて著しい価格の倹約で遠
戚される。

本考案の他の重要な目的は、環状の機械的な通風型の交
錯流式水冷却塔ユニットを提供することであり、これら
のユニットは、最小の高温空気循環特性を有し、しかも
環状の塔は矩形の塔に比べて周囲の空気流の影響を受け
ないという事実のために多数の塔を並置して構成した冷
却塔のファームに使用でき、そして−年の成る時期の間
風が特定の方向から吹いてくるような地理的な地域にお
いては通常吹いている風流の効果を考慮する必要がある
。

本考案の更に別の重要な目的は、次のような機械的な通
風型の交錯流式水冷却塔を提供することである。

即ち、塔の環状の形状が、この塔を取巻いて吹いている
風流の流線を生じさせ、その結果塔の風下側において停
滞する渦巻き及び圧力の低い荒狂な区域の発生を最小化
し、もって塔がら放出された湿った高温空気が塔の空気
入口へ戻るような傾向を減少させる。

本考案の付加的な重要な目的は、群在したファンの配列
を用いた環状の機械的な通風型の交錯流式の水冷却塔を
提供することであり、このファン配列においては、ファ
ン及びそれに伴なう速度増加シリンダは塔の中実軸のま
わりで同心的な集中したパターンとなって群在し、もっ
てスペース、価格及び冷却能力の制限を考慮した場合に
可能な限り最適な程度に、シリンダから放出された空気
のエネルギを集中させる。

これに関して、ファン及びシリンダを多数個の同心の六
角形状の連なりとなるように群在させることが本考案の
重要なねらいであり、これらの六角形状の連なりは、上
述の諸制限がこのような配列を許容する時には、塔の環
状のフィル組立体の中央部分内の表面スペースの大部分
を占める。

また、本考案の重要なねらいは、上述の諸制限が六角形
状の配列を許容しない時には、中央の非占領区域を有す
る同心の円形の連なりとなるようにファン及びシリンダ
を群在させることでもある。

第１〜４図には、本考案の好適な概念に従って構成され
た環状の機械的な通風型の交錯流式水冷却塔の４つの実
施例を示し、これらをそれぞれ１０゜１２．１４．１６
にて示す。

塔１２，１４．１６は、塔の全体寸法が異なり、かつ各
基が異なったパターンの１群のファン及びシリンダ構体
を有する点以外は、実質上互に類似しており、しかも同
じ態様で機能を果す。

従って、第４図の実施例についてのみ詳細に説明し、第
１〜３図の実施例においては、第４図の実施例における
機素に対応する機素に対しては第４図のものと同じ番号
を付すことになる。

頂部が開いた、比較的浅い環状の冷却水収集槽１８は、
環状の底壁２０を有し、この壁は塔の頂部へ延長する円
筒形状の直立な内部壁２２に接続されている。

一方比較的低い円筒状の外部壁２４は壁２０の外路縁を
限定する。

比較的大きな産業型の水冷却塔の製造における慣行とし
て、冷却水槽１８は好適には補強されたコンクリートで
作られる。

槽１８が補強されたコンクリート製フレーム部材２８の
環状のフレームユニット２６を支持するように、この槽
のための適当なコンクリート製の基礎を設ける。

フレーム部材２８は底壁２０から上方へ延長し、多数の
個々のフィル組立体の路間を提供し、これらの部材２８
は環状の塔１６の全周囲のまわりを延びている環状の支
持構体から成る。

第６図に明示するように、フレームユニット２６は、水
平のフレーム部材２８８間で延長する多数の垂直のフレ
ーム部材２８ ａ〜２８ ｄと、フレームユニット２６
の最上方部分が接近した時に槽１８の壁２４上方で外方
に突出する。

最外方の傾斜したフレーム部材２８ ｅとを含む。

フィル組立体の個々の路間内のフレームユニット２６に
担持されたフィル組立体３０は、冷却されるべき高温水
がフィル組立体３０を通って下方へ重力で落下する時に
、このような高温水の表面区域を増加するための多数の
異なった構体のうちの任意の１つでよいが、第９図に示
す好適な実施例においては、一連のワイヤ又はグラスフ
ァイバーで補強されたポリエステルの如き合成樹脂材料
製の格子３２（これは、垂直に間隔を保たれた関係にあ
る水平なフィル部材支持ロッド３２ ｂにより相互に連
結された垂直のロッド部分を有する）が、フレームユニ
ット２６に対応する水平のフレーム部材から吊架された
関係にて、フィルの路間内に装着される。

垂直に位置し水平に間隔を保たれた格子３２の水平なロ
ッド部分３２ｂにより支持されたフィル部材３４は、好
適には、各部材３４の波形部３４ ｂを貫通する一連の
開口３４ ａを有する、多重の波形形状の波形板から成
る。

第６図から明らかなように、格子３２及びフィル部材３
４の１つの好適な配列において、部材の垂直の列は、各
々冷却水槽１８が、フィル組立体３０を通って落下する
水が塔１６の内部の充満室３６の方へ吸引される傾向を
もつため、水を補償するように接近する時に、塔の内方
へオフセットするフィルユニットの連続する階層（ｓｔ
ｏｒｙ）を具備する。

フィル部材の垂直な列はまた、次の隣接する垂直な列か
ら垂直にオフセットしている。

補強されたコンクリートの細長い、比較的幅広の入口よ
ろい板３８が、フィル組立体３０内へ水を収容するため
に及び塔の内部からの水の無視できぬ程度のはね出しを
阻止するために、第６．７，８図に示すように、個々の
路間に対してまたがる関係にて、フレームユニット２６
の外表面に設けられている。

傾斜したフレーム部材２８ ｆに及びよろい板３８の対
応する外端部に連結されたロッド４０は水平に関して約
４５°の角度の適正な角度位置に維持し、その際各よろ
い板３８の最下方の縁は第６図に示すようにフレーム部
材２８ ｅ上に載置している。

よろい板３８が比較的幅広いため、これらのよろい板は
、フィル組立体３０を通って交錯運動すべく塔に入る空
気の圧力降下を最小にするように、実質上垂直方向に離
れた関係で間隔を保たれている。

第６，７図に示すように、入口よろい板３８は垂直方向
に重なり合っており、しかも傾斜して積重なった関係に
あり、そのため１つのよろい板の下縁から落下する水は
その下のよろい板上に落ちる。

また、最下方の人口よろい板３８ ａは、このよろい板
３８ ａの底縁から流れる水が収集槽１８へ戻るように
、壁２４の内部で、該冷却水槽１８に重なっている。

フィル結立体３０を去って環状の充満室３６へ入る空気
内に随伴された水滴を取除くために、垂直なフレーム部
材２８ａ（第６図）に対して渡設された関係にて、普通
の取除き用小割り板４２が設けられている。

長手方向に傾斜した取除き用小割り板４２は、フィルを
去る空気が充満室３６へ入る前にその進行路を変えるよ
うに、Ｌ字状を呈している。

その結果、湿った空気内に随伴された水滴は小割り板４
２と接触してこの空気流から効果的に取除かれる。

小割り板４２を直立した位置に示したが、所望するなら
ば、フィル組立体３０内へ引戻される水の角度にマツチ
するように傾斜させてもよい。

塔の半径方向へ延長し、かつフレーム部材２８ ａ〜２
８ ｆに担持された上部の水平なフレーム部材２８ ｇ
は、環状の高温水分配器４４を支持する。

第４゜６．７図に明示するように、分配器４４は好適に
は、補強されたコンクリートで構成され、そして一連の
パイ（ｐｉｅ）形の底部セグメント４６を有し、これら
のセグメントは並置されており、しかもフレーム部材２
８ ｇに直接支持されている。

底部セグメント４６と一体の直立した補強部分４８は、
フレーム部材２８ ｇにまたがっており、しかも塔１６
の中央部が接近した時に分配器４４のまわりを及び増加
した直径のまわりを延長するほぼ円形の素子を限定する
ために、はぼ平行な関係にて位置している。

対応する底部セグメント４６のそれぞれ外側及び内側の
終端部に結合された横方向に向いたＬ字状の端壁５０．
５２はセグメント４６から上方に突出し、かつ分配器４
４の外部及び内部を限定する。

従って、底部セグメント４６は、互に結合した端壁５０
゜５２と共働して、頂部が開口した比較的浅い環状の高
温水分配槽（器）４４を作り、その際端壁５２は冷却水
槽１８の上に横たわっており、端壁５０は中央に近いフ
レーム部材２８ ｆの最上方の端部と整合して、槽の外
壁２４の外方に存する。

図に詳示しないが、分配器４４の底部セグメント４６は
、環状の分配槽４４が冷却すべき高温水で所定の深さま
で満された時にこの分配槽の下方にあるフィル組立体３
０上へ水を均一に送給するように、はぼ矩形のパターン
に配列された一連のオリフィス５４を具備していること
を理解すべきである。

下方にあるフィル組立体３０の平面区域上へ水をより一
層均−に送給するために、必要ならば、散布及び分配ノ
ズル構体を各オリフィス５４内に設けてもよい。

ファン及びシリンダを支持する環状のデツキ５６は、接
合端壁５０の上縁と内部の円筒状壁２２の上路端部とに
よって、第４．６．７図に示すようにこれらの壁に渡設
する関係にて、支持されている。

これに関し、分配器４４や内部壁２２の構成素子は種々
の材料で作られることができるが、図示の好適な実施例
においては、強度及び不燃焼性という見地から、補強し
たコンクリートが最も満足できる材料であることに注意
すべきである。

デツキ５６と下方にある、一連の円周方向に間隔を保た
れた半径方向に延びる仕切板５７は、デツキ５６を支持
し、しかも仕切板５７が壁２２と結合した際に、充満室
３６を一連の並置した個々の区画に分割する役目をする
。

本考案の環状の水冷却塔は、高い熱負荷の場合に応用す
るに際して最も有効に使用される。

この場合、毎分数千ガロンの水を処理せねばならない。

従って、塔は、同等の能力をもつ自然通風型の双曲線状
の交錯流式水冷却塔に変更するように設計した時、一般
に比較的大きな直径となる（例えば、塔１６に対しては
２００〜４００ ｆｔ、塔１０，１２．１４に対しては
４００〜６００ ｆｔ）。

多数の群在したファンユニット５８（一般に、塔１６に
対しては１０〜１８個のファン、塔１０，１２．１４に
対しては最高６０個のファン）が、分配槽４２からフィ
ル組立体３０を通って冷却水収集槽１８へ落下する水を
効果的に冷却すべく、フィル組立体３０の空気入口面を
通して大気中から空気を充分に吸引するために必要であ
る。

塔１６において、高温水分配槽４４の外径は典型的には
３２０ ｆｔであり、円筒状壁２２の直径は約１８０ｆ
ｔであり、この実施例においては、フィル組立体３０を
通って落下する高温水を有効に冷却すべくフィル組立体
３０へ周囲の空気を充分に流入させるために１８個の２
８ ｆｔのファンが設けられる。

各ファンユニット５８は、デツキ５６に支持され、かつ
駆動シャフト６２を介して減速ギヤ組立体６４に連結さ
れた駆動モータ６０を含み、減速ギヤ組立体６４は水平
に回転できる複葉ファン６６を支持する。

各ファン６６は、直立の頂部及び底部が開口した速度増
加シリンダ６８内で回転できる。

シリンダ６８は、該シリンダの円形間ロア０をテ゛ツキ
が取巻く関係にて、該テ゛ツキに担持され、開ロア０は
、各ユニット５８をその下方にある室３６の対応する区
画へ連通する。

各シリンダ６８は好適には、ベンチュノー通路を限定す
る形状を呈し、この通路は、各フアンが作動する区域を
各ファンの直径よりほんの僅かに大きな通路に絞ること
により、それぞれのファン６６の排気効果を高めるため
のものである。

塔１０．１６は、ファンユニット５８のために異なった
パターンを用いている。

この目的のために、塔１０のデツキ５６は、塔１６のデ
ツキ５６の真の中心軸よりも塔１０の垂直の中実軸の方
へ更に内側へ実質上延びており、かつこのような中実軸
のまわりを延長する少なくとも２つの同心の六角形状の
パターンとなって群在するユニット５８を支持する。

塔１０の能力を増加させるために追加のファンユニット
が必要な場合、次に追加の外接する六角形状に連ったユ
ニットを、必要な範囲で、既存のユニットに追加できる
。

この配列において、中実軸から第１の六角形状に連なっ
たユニットの中心線までの距離は、外側の六角形状に連
なったユニットへの残りの距離よりも実質上小さく、そ
のため環状の槽４４の内部内にある有用な表面区域の大
部分がユニット５８からの湿った空気の排出柱を生じさ
せるために用いられることに注意すべきである。

塔１０の仕切板５７は塔１６の場合に比べて半径方向に
ない。

一方、隣接する仕切板５７は室３６内に区画を限定すべ
く共働する。

塔１６の場合のように円筒状壁２２を分離する必要性は
、中実軸のまわりで互に離れた関係でしかも該中実軸か
らも離れた関係で、半径方向に延びていない仕切板５７
が互に交差するという事実により、排除される。

従って、仕切板５７の内縁端が分離壁２２の平面内で直
立の六角形状の壁を形成するように共働することが判ろ
う。

塔１０において示す特殊な配列において、各組の仕切板
５７は、はぼ三角形状でパイ状の、くさびを収容する３
つのユニット５８を形威し、これらのユニット５８内で
、各仕切板５７が対応するくさび内で少なくとも２つの
ユニット５８に対してほぼ接線方向に延長する。

１８個のユニット５８が単一の円となって連なっている
ような塔１６の群在パターンは、単一の円を使用するよ
うな上述の如き直径をもつ塔にとって、基本的な配列を
与える。

即ち、価格、スペース、能力及び作動を考慮すれば、塔
１６より大きな直径の塔は、好適には、追加のユニット
５８を単一の円へ追加することによりユニット５８によ
って囲まれた非占領区域を更に増加させる代りに、複数
個の同心の群在する円又は多角形状の群在する形態を有
する。

この関係において、第２，３図の塔１２．１４は別の群
在する形態を示し、これらの塔の直径は約６００ ｆｔ
である。

この寸法の塔は、有効な冷却効果を得るために、前述の
ように６０個の群在するファンを必要とする。

そして、必要な冷却能力及び実質的に安定した排出霜柱
を生じさせるに必要なエネルギの集中を提供するために
、２０個のファンに対して３つの同心の円、３０個のフ
ァンに対して１又は２つの同心の円を使用するとよい。

槽４４からではなくて、中実軸から広がる六角形状の群
在する形態を塔１２．１４と共に使用してよいが、この
配列に対して必要なデツキのスペースが多くいるので、
それに付随する価格及び重量の問題を考えねばならない
。

作動において、冷却されるべき高温水は環状の分配器４
４へ導入され、この高温水分配槽の環状の大きさの全体
に亙って高温水が自由に流れるように、高温水の水面の
レベルは補強区分の上方に維持される。

高温水の個々の流れが、対応するオリフィス５４を通っ
て分配器４４の底部から落下し、この高温水分配槽４４
の下方にあるフィル組立体３０の平面区域に接触する。

横方向に波形となっているフィル部材３４は、水の流れ
を破壊して、この水流の表面積を増大させる。

水はその下方にあるフィル部材３４に衝突した時に水滴
となって分裂して数分的に分配される。

高温水がそれぞれのフィル部材３４の表面上に拡がった
時に高温水の表面は冷却され、また高温水がフィル部材
３４の波形３４ ｂを通って流れる時に高温水はより小
さな流れに分割される。

ファンユニット５８は該ユニットから垂直方向に空気を
放出するように作動し、それによって冷たい周囲の空気
が、フィル組立体３０の環状の傾斜した入口面を通って
吸引され、そして冷却水収集槽１８の方へ向って組立体
３０を通って下方へ落下する高温水と交錯するような関
係にて動かされる。

既述のように、流入する空気は塔の環状入口から水を引
き戻す傾向をもち、そのためフィル組立体３０は好適に
は引戻されたこのような水を補償するように傾斜してお
り、それによって塔の外周辺に余分なフィルを設けなく
て済む。

塔の外周辺は余分なフィルを設けた場合でさえも有効に
湿りはしない。

フィル組立体３０から出現する湿った空気中に随伴され
た水滴は取除き用小割り板４２により取除かれ、充満室
３６へ送給された湿った高温空気はファンユニット５８
の作用によって上方へ放出される。

第１０図に概略的に示すように、ここに開示した塔から
放出される湿った高温空気は、群在するファンユニット
５８の上方で単一の排出真柱になる傾向をもつ。

このことは、塔１０にとっては実質的に真実であるが、
塔１０の場合よりも群在するユニット５８が中実軸から
より離れているような塔１２．１４．１６においてもま
た真実である。

いずれの場合においても、それぞれの排出流の個々のエ
ネルギが実質上単一の排出真柱となるように集中するの
で、このような霜柱はより一層上昇し、従来の場合より
も一層安定性をもつ。

例えば、周囲の風の方向が第１０図において左から右に
吹いていると仮定すれば、風流が霜柱７２の風上の部分
を変位させる傾向をもつが、霜柱７２の風下の部分は風
上の部分によって著しく変位することを免れ、かくして
霜柱７２の風下の部分を地面に対してほぼ垂直に上昇さ
せることは明らかである。

従って、霜柱７２のいずれの側からもフィル組立体３０
内へ湿った高温空気が戻るような重大な問題は生じない
。

さらに、霜柱が高く上昇するため、湿った排出空気が地
面から遠く離れた周囲空気内へ散布されることを保証し
、それによって、周囲の空気の湿度が高くなって附近の
家やビルに迷惑をかけるような問題も減少する。

ユニツＩ・５８から出る湿った高温空気の安定性を増大
させる１つの手段は、周囲の空気流に対して、この高温
空気の放出速度を相対的に増加させることである。

かくして、周囲の空気速度に対する放出速度の比をＫな
るファクターとして定義すれば、Ｋの値が増大すればす
る程、周囲の風に対する放出流の抵抗は増大する。

それ故、Ｋの値が増加するにつれて、放出流が循環する
可能性が増大する。

このことは次の事実から明らかとなろう。

即ち、群在するファンシリンダはこれらのシリンダから
出る放出流の総合エネルギを充分小さな地域へ有効に集
中させ、もって大型の双曲線状の自然通風型の塔により
通常得られるような単一の煙突から放出と同じような態
様で、個々の放出流を放出させる。

合計の放出霜柱の流動量密度（ｍｏｍｅｎｔｕｍｆｌｕ
ｘ ｄｅｎｓｉｔｙ）は、ＭＦＤ＝ｍｕ／ａなる式で計
算され、ここにｍは放出霜柱の質量、Ｕは放出速度、ａ
は合計の放出霜柱の断面積である。

浮力流動密度（ｂｕｏｙａｎｃｙ ｆｌｕｘ ｄｅｎｓ
ｉｔｙ）は同様に、ＢＦＤ＝ｄｉｍなる式で計算され、
ここにｄｉは放出流と周囲空気との密度差、ｍは放出霜
柱の質量、ａは霜柱の断面積である。

従って、放出速度Ｕが増加すると、他のパラメータが一
定であると仮定した場合には、必然的に霜柱の流動量密
度が増加し、そのため霜柱の合計のエネルギ集中度も増
大することが判ろう。

経済的な理由のため、放出流の速度を増加させるために
付加的なファン動力を単に使用することは、一般に望ま
しくない。

しかし、ファンユニツ１〜５８を群在させることにより
、一連の個々の湿った高温排出空気にて構成された排出
真柱の合計断面積ａの値は、群在しないユニットの配列
の場合に比べて減少し、それによって霜柱の流動量密度
及び霜柱の合計エネルギ集中度を増加させることができ
る。

このようにして、周囲の空気流による偏向（変位）に対
する放出霜柱の抵抗は著しく増大し、その結果放出流の
循環がより少なくなる。

第１１図を参照すると、環状の塔の空気の動きの形状を
みれば、塔の風下側における分離した区域を著しく減少
させることが判ろう。

実験を行なった結果、塔の周囲の約↓又はそれ以下の部
分しか分離区域に晒されなかった。

それ酸フィルを通る流れの起点が引続いてくる流体中に
存在する現象も対応的に減少した。

さらに、環状の塔にとって、通り路内の流動体の集中は
、通り跡区域を折曲げることにより幾分減少される。

この通り跡区域は、矩形の塔の通り跡の場合よりも著し
く大きな、塔の側部を取巻く流れにより、連続的に弱め
られる。

塔の風下側における塔の空気入口へ湿った高温空気が戻
るのを阻止する操作はまた、環状の塔の流動する空気の
形状により補助される。

第１１図に略示するように、左から右へ動く周囲の空気
は、実質上流線形となって環状の塔のまわりを流れる傾
向をもつ。

それ故、湿った空気が塔内へ引戻される傾向は殆んどな
い。

その理由は、塔の風下側において停滞する渦巻きの形成
が減少するからであり、或は前述のような矩形の構体を
通る周囲の空気流により生ずるような低気圧の区域が存
在しないからである。

以上に開示し図示した環状の機械的な通風型の交錯流式
水冷却塔を使用することにより得られる特に重要な利点
は、塔の作動が風の方向に対して実質上無関係であると
いうことである。

その理由は、吹いている風の方向に無関係に湿った高温
空気の循環が阻止されるからである。

ファンシリンダ６８から放出された湿った空気が塔に戻
るような循環は、シリンダがその中に収容されたファン
の直径の１と同じ程度の高さの場合に、阻止され得、こ
のことは、塔の作動特性の効果を変えることなく、塔の
価格を低下できるということである。

全ての場合において、シリンダ６８をその中に収容され
たファンの直径よりも低い高さにすると好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の好適な原理に従って構成された環状
の機械的な通風型の交錯流式水冷却塔の１実施例を示す
概略平面図、第２〜４図は、本考案の他の実施例を示す
概略平面図、第５図は、第４図に略示する環状の塔の倒
立面図、第６図は、第４図の６−６線に沿って見た概略
拡大垂直断面図、第７図は、第４図に示す塔の構造の一
部を拡大破断して示す平面図で、塔の下方にある素子の
形状並に構造を明示するための塔の一部を破断して示す
、第８図は、交錯流式の水冷却塔の破断側立面図で、第
６図の８−８線に沿って塔の外側部分を示す、第９図は
、本考案のフィル組立体に使用されるフィル部材の拡大
部分図で、このようなフィル部材のための好適な格子状
支持構体をも示す、第１０図は、風が左から吹いている
時の、本考案の塔から放出される霜柱の状態を示す側面
図、第１１図は、第１０図の状態を上から見た図である
。 １０．１２，１４．１６ ：水冷却塔、１８：冷却水収
集槽、３０：フィル組立体、３４：フィル部材、３６：
充満室、４４：高温水分配器、５４ニオリフイス、５６
：デツキ、５７：仕切板、５８：ファンユニット、６６
：ファン、６８：ファンシリンダ、７２：霜柱。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 交錯流式の水冷却塔において、 （イ）水平に位置した環状の高温水分配器であって、は
   ぼ環状のパターンでこの分配器の底部から水を送給する
   分配手段を具備した、前記高温水分配器、 （ロ）該分配手段から高温水を受入れるような位置にて
   該分配器の下方に存し、かつ内部に直立の充満室を有す
   る環状のフィル組立体であって、下記フィル部材に衝突
   する水の表面積を増加させるためのフィル部材を有する
   前記フィル組立体、（ハ）該フィル組立体から落下する
   水を捕獲するような位置にて該フィル組立体の下方に存
   する円形の冷却水収集槽、 前記フィル組立体の外側の環状面は、該高温水分配器か
   ら該冷却水収集槽へ下方に延び、しかも該フィル組立体
   の全周囲のまわりに延びている空気入口を有する、 （ニ）該充満室に通しており、しかも該高温水分配器の
   上方へ、周囲の風流の径路内へのびている、一群の直立
   した環状の、頂部及び底部が開口したファンシリンダ、
   および゛ （ホ）垂直な自軸のまわりで回転でき、かつ該フィル組
   立体を通って落下する水と交錯する関係にてこのような
   空気を該フィル組立体を通して動かし次いでこのような
   空気を対応するシリンダを通して垂直に排出するように
   作動する、各シリンダ内に設けられたファン、 とから成り、該一群のシリンダが、該シリンダから放出
   された空気を該フィル組立体へ戻すような周囲の風の傾
   向に抵抗できる強力で高く上昇する放出真柱を生じさせ
   るに充分な程度に、該シリンダから放出された空気のエ
   ネルギを集中させるように配列されていることを特徴と
   する、交錯流式の水冷却塔。