JPS6026957B2 - 白煙防止型の冷却塔 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は排気加熱コイルを設けることによって白煙の発
生を防止する冷却塔において運転制御性と保守管理性を
改善した冷却塔に関するものである。

冬期における冷却塔排気の白煙を防止するには、加熱外
気を混合する方式かまたは排気を加熱する方式かの２方
式が主として従来採用されている。

前者の加熱外気混合方式は、主として直交流型冷却塔に
適用されており、例えば第１図に示したように、冷却塔
上部の排気通路に外気取入口１を付設し、この取入外気
を加熱するための加熱コイル２を取付けることによって
加熱外気を排気に混合するようにしたものである。

この方式の長所は、被冷却水そのものを加熱コイル２に
通水し、この被冷却水自身を熱源とする場合に特に発揮
される。なぜなら、白煙が発生するほど外気温度が低い
場合には、被冷却水が充填物層を通過するさし、に冷え
すぎるのを防がねばならないが、加熱コイル２への通過
外気量を増すことによって充填物通過外気量を減少する
ことができるので、この充填物層での被冷却水の過度の
冷えすぎが自然に防止（凍結の防止）されるからである
。だが、外気取入口１をとらねばならず搭体が大きくな
り、また加熱外気と排気との混合を完全に行なうのが困
難であり、この混合状態を向上させるためには、加熱コ
イルを相対的に大きくして必要理論量よりも余分に取入
外気を加熱してやらねばならないので、一層塔体が大き
くなりさらに外気敬入口１の全面に風量調節ダンパー２
ａが必要となるほど設備も大型化する。

これに対し、後者の排気加熱方式は、直交流型または向
流型を問わず、例えば第２図に示す向流型のように、排
気通路に加熱コイル３を取付けるので、前者のような問
題はなく、充填物通過後の排気はどの断面を通ったもの
でも原則として加熱コイル３に均一状態で通過するので
加熱コイル３で加熱された排気はどの部分もほぼ均一な
状態となっており加熱量も必要理論量に近い量ですむ。

このため、この排気加熱方式は加熱外気混合方式に比し
て本質的に安価に製作できる素質を有している。だが、
この排気加熱方式は、加熱コイル３での加熱Ｖ熱量を少
なくするためには充填物層５遍過後の空気の絶対湿度は
小さくしなければならず、そのためには充填物層５にな
るべく多量の空気を通す必要があり、この結果、この多
量の外気取入れによって充填物層５で被冷却水の冷えす
ぎが起り、冬期において凍結の問題が生じるおそれがあ
る。

特に、被冷却水を加熱コイル３に通水してこれを熱源と
する場合には、被冷却水の冷えすぎによって加熱コイル
３への入口温水温度を低下させ、十分な白煙防止効果が
得られなくなるといった問題も生じてくる。これを防止
するために、第３図に示したように、被冷却水の１部を
充填物層５をバイパスさせ、温水のまま水槽６に導入し
て冷却された水と混合する方式も提案されたが、この場
合には充填物層５を通過する水量が減少し、取入外気量
に対する水量の比が一層４・さくなるので局部的な凍結
が発生しやすくなる。本発明は、上述のように、冷却塔
に白煙防止手段を礎ずることによる各種の問題を回避し
、構造簡単にして運転制御性と保守管理性を向上せしめ
た白煙防止型冷却塔を提供するもので、その要旨とする
ところは、充填物層通過後の排気を加熱するための白煙
防止用加熱コイルを備えた冷却塔において、充填物層の
全体に散水装置のほかに、充填物層の１部の層厚だけに
散水が触れる散水装置を付設し、この付設した散水装置
に被冷却水の少なくとも１部を導入する構成としたもの
である。

そして、特に厳冬期や寒冷地においても、被冷却水の冷
えすぎを防ぐために、上記の本発明冷却塔に対し、さら
に充填物層に散水が触れない散水装鷹を付設した改良型
の冷却塔を提供する。以下に、本発明の冷却塔を図面の
実施例に従って、具体的に説明する。

第４〜６図は、いづれも、冬期における白煙発生を防止
するために、排気を加熱するための加熱コイル１０を備
えている冷却塔に対して、本発明の原理を適用した同流
型冷却塔の断面図である。

第４図の冷却塔は充填物層を上下に分割し、上段充填物
層１１と下段充填物層１２との間に、下段充填物層１２
だけに散水が触れる散水装置１３が付設してある。すな
わち、充填物層１１と１２の全体に散水する散水袋贋１
４のほかに、充填物層の１部の層厚（下段の充填物層１
２の層厚）だけに散水される散水装置１２が、ヘツダー
１５を介して連結され、各散水装置１４と１３に通ずる
分岐管１６と１７には流量制御弁１８と１９が介装され
ている。これにより、被冷却水の少なくとも１部は充填
物層の途中から散水できるようになり、これによって排
気加熱式の白煙防止型冷却塔における被冷却水の冷えす
ぎの問題が解決される。第４図において、加熱コイル１
０には熱源として被冷却水が通水され、この加熱コイル
１０を通過したあとの被冷却水がへッダー１５に導かれ
る構成を示している。

したがって、送風機２０の駆動によって外気取入口２１
から搭内に取入れられた外気は、充填物層１２と１ １
ならびにェリミネーター２２を通過したあと、その全て
が加熱コイル１０を通過して被冷却水の温水と熱交換し
、白煙発生温度以上に加熱されて塔外に排出される。こ
の加熱コイル１０で若干冷却された被冷却水は、冬期で
も特に外気温度が低下した場合には、流量制御弁１８、
１９によって、下方の散水装置１３への速水量を増やし
て充填物層へ散水する。これによって、上方の充填物層
１１においては、若千加温加湿された空気と被冷却水が
接触するのでこの部分での冷えすぎまたは凍結は回避さ
れ、また下方の充填物層１２においては、まだ温かい被
冷却水が薄い充填物層１２で取入外気と軽度の接触が行
なわれるので、この部分でも冷えすぎまたは凍結は回避
され、全体として、水槽２３に落下する冷却水の冷えす
ぎは防止される。したがつて、加熱コイル１０１こ循環
される被冷却水の過の温度低下が起こらず、白煙防止の
効果が減殺されるような事態が禾然に回避される。第６
図の冷却塔は第４図の冷却塔に対してさらに、充填物層
に散水が触れない散水装置２４を付設した構造を有して
おり、この散水装置２４を付設した以外の要素は第４図
のものと同一である。

この散水装置２４を付設することによって、厳冬期や寒
冷地での運転時にも、凍結の問題を回避しつつ白煙防止
目的が達成される。外気の低温の度合によって、この散
水装置２４への通水量は、その分岐管２５に介袋した流
量制御弁２６によって制御するが、特に外気温度が低温
の場合は、加熱コイル１０を通過したあとの被冷却水の
全部をこの散水装置２４に導き、スプレーのみで被冷却
水を冷却することができる。もちろん、第４図の冷却塔
で説明したように、各散水装置１３と１４への通水量の
分配を行なうとともに、散水菱直２４への通水量の配分
も状況に応じて適宜選定し、白煙発生を防止しながら被
冷却水の冷えすぎまたは凍結を回避する最適の状態を維
持する運転を行うことができる。したがって、この第５
図の冷却塔は、第４図の冷却塔よりも適用範囲が広く、
かつ融通性がよい。第６図の冷却塔は、白煙発生のない
夏期条件での運転性能を高めるように考慮した態様を示
すもので、第５図における冷却塔の１４に対応する散水
装置（充填物層の全体に散水する散水装置）を加熱コイ
ル１０よりも上部に位置させ、この加熱コイル１０に散
水する散水装置１４′として構成するとともに、加熱コ
イル１０とこの散水装置１４′のいづれへも被冷却水を
導入できるように、被冷却水の導入部を流量制御弁２７
および２８を介して分岐させている。

第４図の冷却塔に対してもかかる散水袋贋１４′と加熱
コイル１０との関係はそのまま適用できる。この第６図
の態様においては、主として夏期の白煙の発生のない条
件において、加熱コイル１０は被冷却水と取入外気とを
直接接触させるための充填物として機能させることがで
きる。

この場合は散水装置１４′に被冷却水のほとんど全部を
通水させる。この加熱コイル１０が充填物の機能を果た
す関係上、ェリミネーター２２は最上部に位置させてあ
る。白煙が発生する外気条件下での運転の場合には、こ
の最上部の散水装直１４′は使用せず、被冷却水はその
全量が加熱コイル１０‘こ導入され、これを通過したあ
と、散水装置１３および／または２４に導入され、第５
図と同様な（または第４図と同様な）運転態様で嫁動す
る。この場合、加熱コイル１０が漏れないように、上段
の充填物１ １はェリミネーターとしても機能し得るよ
うな充填物騒造を選定しておくのがよい。以上のように
して、本発明によるときは、塔緩造を特別に拡大しなく
とも効果的な白煙発生の防止が図れるとともに、白煙防
止対策を探る場合に（被冷却水を加熱コイルの熱源とし
て使用する場合でしかも排気加熱方式の場合に）問題と
された冷却水の冷えすぎや凍結の問題が簡便に解決され
、また外気条件の変化によって非常に融通性および制御
性のよい冷却塔が提供できる。しかも、きめの細い制御
が可能となるので、冷却塔の最も効率のよい状態での運
転ができるので、最少規模で技大限の能率を上げること
ができるとともに大がかりな風量調節ダンパ−などが不
要のため設備費も低廉となるなどの優れた長所を有し、
白煙防止型冷却落として非常に有益な冷却塔が提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の白煙防止型の直交流式冷却塔の概略断面
図、第２図は従来の白煙防止型の向流式冷却塔の概略断
面図、第３図は従来の他の例を示す白煙防止型の向流式
冷却塔の概略断面図、第４図は本発明の冷却塔の断面図
、第５図は本発明の改良型冷却塔の断面図、第６図は本
発明の他の例を示す冷却塔の断面図である。 １０……加熱コイル、１１…・・・充填物層（上段）、
１２・・・・・・充填物層（下段）、１３・・・・・・
充填物層の１部に散水する散水装置、１４・・・・・・
充填物層の全部に散水する散水装置、１５・・・・・・
ヘッダー、２２・・・・・・ェリミネーター、２４・・
・・・・充填物層に触れないで散水する散水装置。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 充填物層通過後の排気を加熱するための白煙防止用
   加熱コイルを備えた冷却塔において、充填物層の全体に
   散水する散水装置のほかに、充填物層の１部の層厚だけ
   に散水が触れる散水装置を付設し、この付設した散水装
   置に被冷却水の少なくとも１部を導入する構成とした白
   煙防止型の冷却塔。 ２ 加熱コイルに被冷却水の全流量を導入し、この加熱
   コイル通過後の被冷却水を充填物層に散水させる構成と
   した特許請求の範囲第１項の冷却塔。 ３ 加熱コイルに散水するための散水装置を付設し、加
   熱コイルとこの加熱コイル用散水装置のいずれへも被冷
   却水を導入できる構成とした特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の冷却塔。 ４ 充填物層通過後の排気を加熱するための白煙防止用
   加熱コイルを備えた冷却塔において、充填物層の全体に
   散水する散水装置のほかに、充填物層の１部の層厚だけ
   に散水が触れる散水装置を付設し、さらに充填物層に散
   水が触れない散水装置を付設し、各散水装置に制御量の
   被冷却水を導入する構成とした白煙防止型の冷却塔。 ５ 加熱コイルに被冷却水の全流量を導入し、この加熱
   コイル通過後の被冷却水に散水させる構成とした特許請
   求の範囲第４項記載の冷却塔。 ６ 加熱コイルに散水するための散水装置を付設し、加
   熱コイルとこの加熱コイル用散水装置のいづれへも被冷
   却水を導入できる構成とした特許請求の範囲第４項また
   は第５項記載の冷却塔。