JPS6142200B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に熱交換装置に利用し、誘導送風
型の直接式又は間接式冷却塔の如きユニツトに対
して安価にて増長した作動効率を与えるような型
式の空気移動機構に関する。

ひれ付管型の熱交換器は、蒸発水冷却塔と同
様、最少のコストでしかも最少のスペースで熱交
換率を増大させるべく、装置の熱交換区域を通る
ように冷却空気を導くため、直接式の誘導送風型
フアン組立体を長い間使用してきた。大半の蒸発
水冷却装置は最初、空気運動のため自然通風にた
よるスタツク即ち煙突により増長せしめられる対
流空気流に依存していた。このことは、変化する
周囲の条件（特に時によつて又は長期に亘つて高
温気候となるような地域）においても確実な空気
運動を生じさせるため極めて高い煙突の製造を必
要としていた。また、フアン及び電気モータのデ
ザインが一層有効で信頼のおけるものとなつたの
で、必要に応じて、所定の流速及び流量で及び適
便な操作費用で、冷却装置の蒸発式又は乾燥式熱
交換区域を通るように冷却空気を動かすための手
段を設けることが可能となつた。更に、冷却ユニ
ツトを通るフアンで駆動される空気流を使用する
と、コンパクトな装置の製造が可能であり、この
ような装置は特定の熱的要件に対して正確に寸法
決めされうるのみならず、付帯的な美的問題を生
じさせずに最適な冷却のための有利な位置での装
置の設置を可能にする。

大半のものに対して、最初は強制送風フアンを
用いて冷却空気を蒸発式及び乾燥式熱交換区域を
通るように導いていたが、今日は誘導式送風フア
ン機構が主として用いられている。その理由は、
冷却区域の全領域に亘つて一層均一な空気分布を
与えるのに大いに有効に寄与できるからであり、
冷却装置の入口から最大可能な遠い場所へ高温空
気を送り出すようなデザインにおいての固有の再
循環抵抗（再循環を阻止しようとすること）に対
する改良に大いに寄与できるからである。

かご型の遠心ブロワーが多くの型式の蒸発式又
は乾燥式表面冷却塔に応用できることが判つた。
その理由はユニツトへ入る空気に必要な速度を与
える充分な能力と作動特性とを有するからであ
る。しかし、一連の半径方向の羽根即ちブレード
を有するロータリーフアン即ち回転フアンの方が
もつとよいことが判つた。その理由は、低い静力
学的ヘツド（通常3/4インチ即ち19mm又はそれ以
下の水頭）で多量の空気を送る能力を有するから
である。プロペラフアンは戸外設置のため大型の
塔に対してもつぱら使用される。その理由は、他
の型式の空気移動装置より安価だからであり、任
意の寸法の塔に使用できそして小さな送風損失を
伴なう冷却塔の使用に特に適するという事実があ
るからである。プロペラフアンを有する適正に設
計されたフアンシリンダは80％ほどの効率で作動
する。典型的には、この型式のフアンは約２フイ
ート（60cm）から30〜40フイート（９〜12ｍ）ま
での範囲の直径を有する。

誘導送風型の従来の蒸発式水冷却塔において
は、大気中へ垂直方向に放出を行なうフアンシリ
ンダ内で回転可能なプロペラ型の単一フアンは、
直径的に対向する直立の空気入口から空気を受け
る２つの対向するフイル区分を有するケーシング
のプレナム室即ち膨脹室の上方に位置している。
冷却されるべき水はフイル区分の上部平坦区域へ
重力で送られ、フイル中で下方へ流れその後塔の
底部で冷水槽内に集められる。塔のケーシング内
へ吸引された空気は重力落下している水と交差し
（交錯流関係）、次いで塔のケーシングの頂部に装
着したフアンシリンダを通して外方及び上方へ強
制的に送られる。対向したフイル組立体の内向き
の直立面上にあるドリフト式エリミネータは、放
出前に空気から（この空気に随伴された）水滴を
取除く機能及び空気をその初期の実質上水平な径
路からフアンシリンダの入口に向かう実質上直線
状の径路へ方向変えさせる機能を果す。しかしこ
の点に関し、上部の高温水分配槽に隣接するフイ
ル組立体を通つて交錯流様式で動く空気はフアン
に関して実質上半径方向に動き、一方フイル組立
体の下端においてフイル組立体間にあるプレナム
室へ入る空気は、フイル組立体を去つて空気出口
の方へ進むときにフアンシリンダに関して一層軸
方向へ差向けられることを認識すべきである。そ
の結果は、ケーシングのプレナム室（膨脹室）の
上方部分においてフアンの軸線に平行な空気の速
度成分は塔の底部から来る空気の速度成分よりも
実質上小さくなる。

更に、空気はケーシングの両側から塔内へ吸引
され、直接対面する関係で直立の矩形区域からプ
レナム区域へ送給され、もつて円形のフアン及び
シリンダへの空気の送給に関する限り固有の不平
衡を生じさせてしまう。その理由は、フアンユニ
ツトの周辺への空気の供給が異なる方向から行な
われ不均一に行なわれるからである。そのため、
フアンブレードの内側セグメントにおいてと同
様、フアン周辺のまわりにおいてフアンのスター
ベーシヨンが生じてしまう。

フアンシリンダのまわりにおいて均一にフアン
シリンダ内へ空気をスムーズに流入させることが
一層有効な作動にとつて必要であることが長年に
亘つて知られてきた。塔の上端において実質上半
径方向に流れる空気はケーシングの下方部分から
フアンシリンダへ送給される空気よりももつと大
きく方向変えされねばならないため、フアンを通
つて最終の軸方向径路への空気流の均一な移転を
保証する手段を設けなければフアンブレードのチ
ツプを不安定にさせてしまう傾向があることを認
識すべきである。長年に亘る実験の結果、最も有
効なフアン作動はゆつたりした入口の如き当業界
で既知となつたことを利用することにより保証さ
れることが最終的に確認された。しかし、フアン
の性能は入口の空気流条件のみならずフアンチツ
プブレードのクリアランスも左右される故、ブレ
ードチツプに対する最少のクリアランスを与える
ようにしかも同時にあらゆる方向から入口へのス
ムーズな空気の流入を許容するように入口構造を
設計せねばならない。これに関して、空気の不充
分な漏れに対してブレードのチツプを事実上シー
ルするために種々の型式のフアン開口の構造が使
用されてきた。

更に、本発明の作動特性にとつて必須ではない
が、フアンの入口にもまた、フアン性能を有効に
改善するためにフアンのまわりを包囲する役目を
果すフアンシリンダとして実質的に呼ばれている
直立の又は外方へ延びる煙突を設けると望まし
い。このことは、垂直方向に排気する比較的大型
の塔の場合にかなりな寸法の構造体を塔上に組立
て装着せねばならないという問題を生じさせる。
折々、これらのフアンシリンダは、多量の高温水
を冷却する塔に使用される大径（30〜40フイート
即ち９〜12ｍ）のフアンに対して、寸法が比較的
大きくなつてしまう。更に、大半の産業的な塔は
それぞれのフアンユニツトに関連する一つの長い
列となつて並置したフイル組立体を使用するよう
な多重セル型式のものであるという事実により、
高温空気の再循環を阻止するためにはフアンシリ
ンダを著しく高いものにしなければならない。こ
れらのシリンダは、これらが設置されている環境
において防腐性を有する材料で作らねばならない
ばかりか、脈動する空気流により生起される振動
に耐えるに充分なほど丈夫なものでなければなら
ない。大型の産業水冷却塔のための煙突は大径の
フアンを使用する場合高さが15〜20フイート
（4.5〜6.0ｍ）にもなつてしまう。フアンブレー
ドの作動区域へ通じるフアンシリンダのゆつたり
した入口は好適には対数曲線の形状であるが、実
践上の理由から、普通は、理論的に最適な輪郭に
近似する楕円状表面をもつものとして作られる。

曲線状のゆつたりした入口は作動にとつて利益
を与えるが、腐食抵抗及び固有の強度の如き他の
要求が特定な応用に対して満足された場合、入口
の製造は高価となつてしまう。金属を使つての複
雑な曲線は作りにくく、補強合成樹脂での設計は
モールドするのに費用がかかるばかりか、充分な
強度を与えるため特殊な形状にし補強せねばなら
ない。木で作られフアンの性能を改良するためゆ
つたりした入口を使用するフアンシリンダの例は
米国特許第2681178号、同第2681179号及び同第
2814435号各明細書に示されている。これら木製
のシリンダは、防腐特性を有するが、通常作動し
ているときの湿気により長期後には質が劣化して
しまい、そして高価であるばかりか美的ではなか
つた。ガラスで補強したポリエステルで作つたシ
リンダは木製のシリンダに取つて変わり木製のも
のが持つような劣化の問題をなくしたが、このよ
うなポリエステル製シリンダは種々の制限を受け
る。その主なものは強い突風による損傷や変形で
ある。このような突風によつてブレードチツプが
シリンダの内壁に触れ、そのためブレードチツプ
が破損したり包囲体構造（シリンダ）の一部が損
傷したりしてしまう。比較的高い初期の費用が合
成樹脂製フアンシリンダが大幅な普及を妨げてい
る主な原因である。この種の構造は米国特許第
3708155号及び同第3780999号各明細書に示されて
いる。

フアン入口の構造は湿潤式又は乾燥式表面型の
冷却塔の如きユニツトのために設けられうること
が発明された。このような入口構造体は、同じ寸
法の設備において今まで可能であつた費用よりも
実質上安価に複雑な曲線を伴なう必要なしに、し
かも例えばフアンシリンダの方へ進む空気の流速
及び方向が空気送給区域に亘つて等しくないよう
な場合でさえも最適な効率を与えるように、金
属、プラスチツク又はコンクリートの如き防腐性
材料で作られうる。複雑な曲線をもつゆつたりし
た入口を設ける必要性を取り除く試みを伴なつた
他のフアンシリンダ構造体も開示されたが、これ
ら従来の試みはいずれも、フアンへの空気の供給
の速度及び方向における変化に無関係にフアンブ
レードの故障を伴なわずに空気が充分にフアンシ
リンダを満たすように、入口への空気流の様式を
修正する必要性に本気に取組んでいなかつた。フ
アンのための曲線状をもたないゆつたりした入口
の例は米国特許第3814538号明細書に開示されて
おり、この特許明細書は半径方向のフランジによ
り相互連結された２つのシリンダを示し、フアン
は一方の円筒状セグメントの１つ内で回転可能と
なつており、他方の円筒状セグメントは空気供給
の方向にフアンの外側に存する。上記特許明細書
に開示されたダブルリングの形状はフアン内へ導
かれる空気流の方向及び速度に無関係に主シリン
ダ内への空気流の様式の修正を行なうことができ
ない。同様に重要なことは、上許特許明細書に開
示された構造体は、付加的なブレードのスターベ
ーシヨンなしにフアンシリンダの全周辺のまわり
でフアンシリンダ内への空気源からの空気のスム
ーズな移転運動を実際に提供できないということ
である。

それ故、本発明の主な目的は、従来技術の諸欠
点を排除し、容易に製造され比較的安価な真の円
形シリンダのフアンブレードのための包囲体とし
て利用することを許容し、フアンブレードの回転
軸に対し実質上同軸関係でのフアンシリンダ内へ
の空気の均一な円周方向の流れを保証するような
態様でシリンダの入口への空気流を修正するため
シリンダ入口の前方の所望の位置に開口付きのバ
ツフアを使用することである。

本発明の他の重要な目的は空気移動機構を提供
することであり、この機構においては空気源から
フアンシリンダ内への空気の均一な移転は、フア
ンシリンダ周辺のまわりで実質上均等にかつフア
ンの軸線に実質上平行な関係にて空気がフアンシ
リンダへ入る程度に空気流の様式を修正する効果
を有する実質上矩形の開口を提供するようにフア
ンの前方でバツフルの開口の形状を修正する簡単
な手段により、フアンの中央線の実質上両側に存
する区域からフアンシリンダへ空気が送給される
ような場合でさえも、保証される。本発明の別の
重要な目的は、適当なコストでしかも最適なフア
ン性能で、塔を大幅に修正する必要なしに従来の
形の冷却塔に使用できる上述の空気移動機構を提
供することである。本発明の他の重要な目的は、
冷却塔等の如きユニツトのための空気移動機構を
提供することであり、この機構においては、フア
ンシリンダのための不可視のゆつたりした入口は
シリンダ入口の前方に板を単に装着することによ
り形成され、フアン開口へ入る空気流を所望の円
形形状にしもつてフアンシリンダの周辺の任意の
地点においてブレードの不安定を生じさせずにシ
リンダを完全に満たすようにフアンへ送給される
空気の様式を制御するため適当な寸法及び形状の
オリフイスがバツフア板に設けられている。更
に、流通する空気の様式の形状の変化はフアンに
関するバツフアの相対位置を単に変えることによ
り、又はこの代りに或はこれに加えて、バツフア
オリフイスの形状を変えることにより達成され
る。

本発明の別の目的は、湿潤式又は乾燥式表面型
の種々の寸法の冷却塔に使用できしかも必要に応
じて垂直又は水平の方位にて使用でき、そして空
気源がフアン開口の一側又は両側でフアン開口と
じかに整合しているような場合にも使用できる上
述の特徴をもつ空気移動機構を提供することであ
る。

図を用いて説明すると、本発明の好適な実施例
に係る空気移動機構を第１図に２０にて示す。こ
の機構は、湿潤式又は乾燥式表面型の冷却塔に関
連して用いると有効である。蒸発式の水冷却塔を
第３図に２２にて示し、この冷却塔は上部パネル
３０により上端中央で結合された対向する側壁２
６，２８から成るケーシング２４を含み、パネル
３０は、第２，３図に明示するように互に平行に
位置した側壁２６，２８間をまたいでいる垂下し
た対向壁部分３２，３４を有する。一対の頂部が
開いた高温水分配槽３６がそれぞれ壁部分３２，
３４の外側で空気移動機構２０の両側においてケ
ーシング２４の上端に担持されており、これらの
槽３６は対応する平行六面体状のフイル組立体３
８，４０の上部平坦区域へそれぞれ冷却すべき水
を重力で送るようになつている。フイル組立体３
８，４０の下端を去る水はケーシング２４の全平
坦区域の下側に設けた冷水槽４２へ集められる。
フイル組立体３８，４０の内方及び下方へ傾斜し
た内面は垂直方向に離れ水平方向に指向したエリ
ミネータ（分離器）４４を有し、各エリミネータ
上には対応する傾斜したスタツク即ち煙突が存在
していて、フイル組立体３８，４０を通つて中央
のプレナム室即ち膨脹区域４６の方へ進む空気か
らこれに随伴された水滴を取除く機能を果す。エ
リミネータ４４はまた空気移動機構２０の入口の
方への空気の方向変えを有効にし膨脹区域即ちプ
レナム室４６の範囲内に亘つて空気を一層均一に
分配させるため第３図に示すように横方向上方に
傾斜している。対向するフイル組立体３８，４０
を有するものとして冷却塔２２を示したが、本発
明は例えば従来のような第９，１０図に示す如き
単一のみの熱交換区分を有する他のものに対して
も有効に応用できることを認識すべきである。な
お、フイル組立体３８，４０はスプラツシユタイ
プ（飛散型）でもフイルムタイプ（薄膜型）でも
よいので簡略的に図示した。またフイルム組立体
は垂直面又は水平面内において直立した傾形エリ
ミネータ煙突４４の位置に実質上指向した乾燥式
表面型の交換器であつてもよいと思う。

平坦なシートの形をしたバツフル部材４８がプ
レナム室４６と重なる関係にてケーシング２４の
頂部に設けてあり、このバツフル部材は側壁２
６，２８間を延びており、エリミネータ煙突４４
の上端へも延びている。事実、第３図に示すよう
に、バツフル部材４８はそれぞれの高温水分配槽
３６の穿孔底壁の延長部から成つてもよい。ま
た、パネル３０から外方へ突出する壁部分３２，
３４は気密関係にてバツフル部材４８の上表面に
結合されていることに注意すべきである。プレナ
ム室４６の中央直立軸と同軸の円形の空気入口５
０は高温空気を大気中へ垂直方向に排気するよう
に方向付けられた真に円形のフアンシリンダ５２
により包囲されている。シリンダ５２内に装着さ
れ減速ギヤ及びモータ（図示せず）により垂直軸
のまわりで回転せしめられるようになつたフアン
５４は、一連の半径方向のブレード５６を有し、
各ブレードはシリンダ５２の内表面から僅かに離
れた方形の又は丸いチツプ５６ａを具備する。フ
アン効率が高くなればなるほど騒音が小さくなる
ことを認識すべきである。また、第３図から、フ
アン５４は各ブレードチツプ５６ａの垂直延長部
の大部分がシリンダ５２の管状区域内に収容され
るように方向付けられていることに注意すべきで
ある。また、第３図から明らかなように、パネル
３０はフアン５４の回転軸に垂直な平面内に存す
る。実質的に気密関係となるようなシリンダ５２
の内表面に対するブレードチツプ５６ａの僅かな
間隔は、開口付きバツフルを単一のゆつたりした
入口を限定する手段として使用する空気移動機構
２０の有効な作動における重要なフアクターであ
ると信じられている。本発明の他の実施例に示す
ように、空気入口に関するブレードチツプの種々
の配列を使用して回転フアンブレードのチツプに
おける空気速度損失を最少化することができる。

空気移動機構２０を塔ケーシングの両側に空気
入口を有する冷却塔に使用する例において、バツ
フル部材４８は弓状の幾分方形のオリフイス５８
を備え、オリフイスはプレナム室４６に関して中
央に位置しフアン５４の回転軸と同軸となつてい
る。後述するように、バツフル部材４８は好適に
はブレード５６の水平回転中央面に関して所定の
位置に位置する。また、オリフイス５８は所定の
寸法及び形状をしていて、フアンブレードのいか
なる部分も入来する空気の接近によつて不安定と
ならないような態様で、フアン５４へ送給される
空気が開口５０（従つてシリンダ５２）へ導かれ
るのを保証する。

仮に、この点に関して、空気が対応する対向す
るフイル組立体３８，４０内を下方に重力落下す
る水と交錯して接触するようにケーシング２４の
内部へ吸引され次いで、空気移動装置の方へ上方
に吸引れる前にプレナム室４６へ入れられるよう
な２２にて示す如き蒸発式の冷却塔のために空気
移動機構２０を使用したと仮定すると、オリフイ
ス５８は第２，８図に明示するような実質上非円
形形状のものが好適である。第２，３図から明ら
かとなるように、フイル組立体３８，４０を通つ
て流れる空気は対応するエリミネータ煙突４４を
去るまで空気排出部の方へ真に有効な程の運動を
開始することができない。その結果、フイル組立
体３８，４０からの空気流のパターンは実質上第
３図に矢因Ａ〜Ｄにて示したようなものになる。
ケーシング壁２６，２８に沿う空気流はほぼフア
ンに一層に向つている。塔ケーシングの下部中央
部から来る空気についても同じことが言える。こ
のような異なる空気流パターンのため、第２，８
図に示す形状のオリフイス５８が、バツフル部材
４８の方への空気の不均一な方向での流れに拘ら
ず出口開口への空気の均一な移転が得られる程度
に、フアンシリンダ５２又は空気出口開口の方へ
流れる空気を修正するということが判明した。

ケーシングの２つの対向する側部から空気が来
るような冷却塔の場合、最適化されたオリフイス
５８はフアン５４の軸６０の両側で平坦化された
弓状端縁部５８ａ，５８ｂにより限定される。こ
れらの端縁部は、第２，８図に明示するようにも
つと弓状の対応する隅縁部５８ｅにより、対向す
る側縁部５８ｃ，５８ｄに結合される。平坦なシ
ートの形をしたバツフル部材４８の唇部は前記端
縁部５８ａ，５８ｂを限定し、縁部５８ｃ，５８
ｄを提供する唇部よりも軸６０から一層遠く離れ
ている。縁部５８ｅは、第２，８図に明示するよ
うに、これに隣接する縁部分よりももつと大程度
の弓状を呈している。縁部分５８ａ，５８ｂは対
応する副区域４６ａ，４６ｂの上方に位置し、こ
れらの副区域においては空気流は隣接するケーシ
ングの側壁２６，２８よりももつと半径方向を向
いており、もつてシリンダ５２がその全周辺のま
わりで空気により均一に満たされるのを保証す
る。

最良の性能にとつて、平坦なシートの形をした
バツフル部材４８は入口５０又は（シリンダがな
い場合には）フアンの開口からフアンシリンダ５
２の直径の約10％〜約50％だけ離れて位置させる
べきであり、フアン開口は、側壁２６，２８の上
部延長部と共働してオリフイス５８を取囲む限定
された空間６２を画定する壁部分３２，３４の如
き構造体によりバツフル部材４８に対してシール
される。最良の結果は、入口５０又はこれと同等
のフアン開口からの平坦なバツフル部材４８の距
離をフアンシリンダの直径の約10％〜20％にした
ときに得られる。

特に第２，３図を参照すると、バツフル部材４
８に隣接する左側のフイル組立体３８を通る空気
流は矢印Ａにより示され、この空気流は、図から
明らかなように、オリフイス５８の縁部５８ａを
去る前はフアン５４の軸６０に関して半径方向を
向いており、この空気流は次いでシリンダ５２の
出口開口６６を介して塔２２の上方の区域６４へ
排出されるためにフアンシリンダ５２内を動く。
しかし、エリミネータ煙突４４の底部区域に隣接
したフイル組立体３８の下方部分から発する（失
印Ｄにて示す）交錯流の空気は空気流Ａよりも一
層軸方向に向いてフアン５４の方へ流れる傾向を
もち、その結果、左側のフイル組立体の下方部分
からシリンダ開口５０へ向つている区域４６ａか
らの空気流は、フアンシリンダ５２に入るときに
はフアン５４の軸とほぼ同軸方向に流れる。同様
に、塔の頂部から塔の底部の方向へ空気がエリミ
ネータから去つたとき、その空気は半径方向の径
路Ａから、対応するフイル組立体３８，４０の出
口面６８に沿つて徐々に下がる矢印Ｂ，Ｃにて示
すように、漸進的に一層軸方向を向く。本発明に
従えば、空気流が主として軸方向である場合、オ
リフイスは縮少されるべきである。空気流が主と
して半径方向であるような区域においては、オリ
フイスは増大されるべきである。オリフイス５８
の形状は性能値から導き出された等式を用いて数
学的に与えられるか又は、入口５０におけるシリ
ンダ５２の内壁近くの空気速度を測定し得られた
値がすべての角度位置において等しくなるまでオ
リフイスを形造るような実験データから最適化さ
れる。これに関して、実験データは、例えばシリ
ンダの内側1/2インチ（12.7mm）のところでシリ
ンダ入口５０の上方１インチ（25.4mm）の場所
で、円筒状包囲体の円周のまわりの等間隔の複数
の位置で、シリンダ５２を通る空気の流量を測定
することにより得られる。

オリフイス５８の最適な形状及びシリンダ開口
５０からの平坦なバツフル部材４８の適正な距離
は次の例により示される。直径36.4インチ（92.5
cm）のフアンシリンダを用いた場合、バツフル部
材４８と入口５０との距離は、主として幾何学的
構造を考りよすると約5.75インチ（14.6cm）にす
べきである。基準としてシリンダ５２の（１つの
90゜の角度の）四分円を使用し270゜の位置（第
８図）から出発して360゜の位置まで、11.25度間
隔の弓状セグメント１〜９を作る。もし、この仮
定した構造において、フイル組立体３８，４０の
垂直高さが約40.5インチ（約１ｍ）であり各エリ
ミネータ煙突４４の角度が約11.2度で個々のエリ
ミネータが水平に対し60゜の角度であつたとすれ
ば、フアンシリンダの方への空気流は第３図の矢
印Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにてそれぞれ示す線に実質上沿
うであろう。また、プレナム室の水平断面寸法が
423/4インチ×46n/16インチ（108cm×118cm）で
あり、エリミネータ４４の下端間の距離が約16イ
ンチ（40.6cm）であると仮定すれば、最良の結果
は、点(1)〜(9)におけるオリフイス５８の縁部セグ
メントがシリンダ開口５０の直径的に対向する垂
直突出部から水平方向にそれぞれ次の値だけ離れ
ている場合に得られる。(1)2.3インチ即ち58.4
mm、(2)2.55インチ（64.8mm）、(3)2.67インチ（67.8
mm）、(4)2.61インチ（66.3mm）、(5)2.24インチ
（56.9mm）、(6)1.55インチ（39.4mm）、(8)0.61インチ
（15.5mm）、(9)0.36インチ（9.1mm）。これらの値は
テスト用フイル組立体を通る多数の空気流の流量
の任意のものに対して最適であることが判つた。

空気移動機構２０の作動において、バツフル部
材４８内のオリフイス５８の特殊な形状及びフア
ンシリンダ５２の開口５０に関する所定の関係で
のバツフル部材４８の位置が、プレナム室４６か
らの空気が室の一部内でフアン開口の方へ実質上
半径方向に流れ一方塔ケーシングの他の区分にお
いては開口５０の方へほぼ軸方向に流れるという
事実に拘らず、空気でシリンダを比較的均一に満
たすのを許容する。空気の一層軸方向の流れと対
照的に、空気流が半径方向を向いているような区
域における軸６０からのオリフイス開口の距離が
大きいため、開口付きのバツフル部材４８はシリ
ンダへの空気流の様式を修正することができ、も
つて事実上最適な不可視のゆつたりした入口とし
て機能を果す。シリンダ５２内へのスムーズな空
気流は、制限された空間６２（第４〜７図）間の
空気が断面をとつた地点（第２図）において左回
りに旋回せしめられるという事実により助長され
る。このことは、オリフイス５８と開口５０の隣
接するセグメントとの間の制限された空間６２内
の空気がフアンシリンダへ送給される空気と同じ
方向を向いていることを意味する。

特定の塔の構造のための作動パラメータに適合
するように形造られた最適な寸法のオリフイスを
備えた平坦な板から成る本発明の不可視のゆつた
りした入口構造が簡単である故、設計時に今まで
存在していた金属又は補強樹脂における制限に無
関係に、必要なオリフイスを設計できフアンシリ
ンダからのオリフイスの適正な間隔を選ぶことが
できる。このことは、塔が１側、２側又は４側の
すべてに空気入口を有していると否とに拘らずし
かもフアンの排気方向には無関係に、真実であ
る。例えば、小さなパツケージ型の蒸発式水冷却
塔を第９，１０図に示し、この塔において、ケー
シング１２４はパツケージフイル１３８に整合し
た直立の空気入口面１７０を有し、一方、入口よ
ろい１７２は傾斜した外側入口面１７０に相補し
ている。２重パス式エリミネータ１４４はフイル
の内側出口面１６８を覆つている。高温水分配槽
１３６はフイル１３８の上端に重なつており、ケ
ーシング１２４の下方部分は冷水槽１４２として
作用する。空気移動機構１２０は空気入口１７０
の反対側でケーシング１２４の端壁に装着されて
おり、直立の端壁１３０から外方へ突出したフア
ンシリンダ１５２内で回転可能なフアン１５４を
備えている。フアン１５４は一連のブレード１５
６を有するプロペラ型のものとして示してある
が、例えば遠心ブロワ又はかご型フアンの如き他
の型式の空気移動装置を使用することもできるこ
とを認識すべきである。

ケーシング１２４内に装着され壁１３０から離
れた金属シート部材から成る直立のバツフル１４
８は第１０図に示すような特殊な形状の矩形のオ
リフイス１５８を具備する。この例において、オ
リフイス１５８の長手軸は、第１０図に見るよう
にケーシングの両側でフアンシリンダ１５２の方
へ流れる空気の一層軸方向の流れとは対照的にバ
ツフル部材の上部及び下部伸長部に沿う空気の半
径方向の流れに対して補償するように垂直に延び
る。かくして、オリフイス１５８はシリンダ１５
２内へ流れる空気の様式を修正するように特殊な
形状をしており、入口におけるシリンダの内壁近
傍での空気の供給は包囲体の円周のまわりのすべ
ての角度位置においてほぼ等しい。

また、本発明の効果はロータリーフアンの如き
空気移動装置に作動的に関連したフアンシリンダ
の設置に依存しない。空気流の様式を修正する開
口付きバツフアはまた、壁内の適当なフアン開口
内にフアンが単に位置し、空気を放出すべき区域
から空気を取除くべき区域を分離する板又は他の
構造体を用いるような場合に、使用されうる。

例えば第１１図に略示する例において、空気移
動機構２２０は円形フアン開口２５０を具備した
パネル２３０を有する構造体２２４を含む。一連
の半径方向に延びるブレード２５６を有するロー
タリーフアンは開口２５０の内部でブレードが回
転するように位置しており、ブレードのチツプ２
５６ａは開口２５０を限定するパネル２３０の縁
部から僅かに離れている。構造体２２４上のバツ
フル部材２４８はバツフルオリフイス５８につい
て説明したと同じ方法で寸法決めされ形造られた
不規則形状のオリフイス２５８を有する。円周包
囲壁２３２は周囲の空気がパネル２３０とバツフ
ル部材２４８との間の構造体２２４へ入るのを阻
止する。機構２２０の作動は機構２０に関連して
既述したものと同じであるが、この点に関し、空
気はフアンに関連するシリンダを通らずに構造体
２２４を取巻く区域へ放出されることだけを注意
されたい。

第１２図に示す本発明の別の実施例において、
機構３２０のフアンブレード３５６はパネル３３
０のフアン開口３５０のすぐ内側に位置し、ロー
タリーフアンは、フアンブレードとフアンハウジ
ングとの間の改良された空気シールに寄与できる
幾分良好なフアン効率のためにパネルの縁部の下
方へブレードチツプ３５６ａを延長させるような
直径を有する。オリフイス３５８を有するバツフ
ル部材３４８はフアン及び開口３５０に対して適
正な空気流修正を行なう関係にて位置している。

第１３図に示す機構４２０はフアンの位置のみ
が機構３２０と異なり、ブレード４５６はバツフ
ル４４８の上方でパネル４３０の外部に位置し、
ブレードチツプ４５６ａは開口を限定するパネル
の縁部と重なつており、もつて機構３２０に関し
て述べたと同じ方法で良好な空気シールを行な
う。

第１４図に示す機構５２０においては、一対の
離れたパネル５３０ａ，５３０ｂはバツフル５４
８上方で共働的に限定するフアン開口５５０を具
備する。ブレード５５６はチツプ５５６ａがパネ
ル５３０ａ，５３０ｂ間へ延長するように配置さ
れている。この点に関して、好適にはブレードチ
ツプはフアン開口５５０を限定するパネルの縁部
に重なる程度に外方へ延びている。

第１５図の機構６２０は、シリンダ６５２の如
きフアンシリンダが第１２，１４図に示す本発明
の実施例のロータリーフアンと関連して使用され
るという事実を示す。

第１６図において、空気移動機構７２０のケー
シング７２４は構造体の右手側を通る空気のみの
入口のために構成されている。それ故、この単一
流ユニツトはエリミネータ７４４を介してプレナ
ム室７４６へ入る前の空気の通路として単一個の
みのフイル組立体７４０を有する。この例におい
て、オリフイス７５８を備えた空気流様式制御バ
ツフル部材７４８は水平面に関して或る角度で傾
斜しており、バツフル部材とフアン開口７５０を
有するパネル７３０との大きく離れた方の側は構
造体の空気入口側に隣接している。その結果、空
気が一方向のみから塔のケーシング７２４へ入る
場合でさえも、ロータリーフアン７５４を収容し
たフアン開口７５０の方への空気流の修正はバツ
フル部材７４８内のオリフイスを適正に寸法決め
し形造ることにより最適化されうる。

２重流式の塔の別の例を第１７図に示し、この
塔においては、ケーシング８２０は第１〜３図に
おける塔２０のケーシング２４と同じ方法で両側
部に空気入口を有する。この例においては、しか
し、対向するフイル組立体からプレナム室８４６
へ入る空気はパネル８３０のフアン開口８５０を
通る前にバツフル部材８４８により修正され、バ
ツフル部材はフイル組立体７３８，７４０の中間
のケーシングの中央部分で頂部８４８ｃを限定す
る傾斜区分８４８ａ，８４８ｂを有する。バツフ
ル部材内のオリフイス８５８はプレナム室８４６
からパネル８３０の円形開口８５０へ空気流を最
適に移転するように寸法決めされ形造られてい
る。また、バツフル部材は強化の目的で全体を円
すい形にしてもよく、任意の必要な実質上矩形又
は他の形のオリフイスをそのバツフル部材内に設
けてもよいことを認識すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例たる空気移動機構
を合体した冷却塔の上部を示す部分斜視図で、図
を明りようにするため一部を破断して示した図。
第２図は、第１図に示した空気移動機構を有する
冷却塔構造体の部分平面図。第３図は第２図の３
−３線における断面図であつて図を明りようにす
るため一部を破断し一部を略示した図。第４図な
いし第７図は第２図のそれぞれ４−４線、５−５
線、６−６線及び７−７線における断面図。第８
図は第３図の８−８線における断面図。第６図は
本発明の空気移動機構を有効に使用できる別の型
式の冷却塔の概略垂直断面図。第１０図は第９図
の１０−１０線における断面図。第１１図は、本
発明の別の実施例の空気移動機構の上方部分の部
分破断断面図であつて、空気通路を限定する構造
体とこの構造体に関連して作動するロータリーフ
アンとを示す図。第１２図ないし第１４図は第１
１図と同様の図であつて、それぞれ別の実施例を
示す図。第１５図は第１２図と同様の図で更に別
の実施例を示すものであるが第１図ないし第３図
の型式のフアンシリンダを使用できる実施例を示
す図。第１６図は本発明の更に他の実施例たる空
気移動機構の上方部分を示す部分破断断面図であ
つて空気が一方向から入りバツフル部材が水平に
対し傾斜しているような該機構を示す図。第１７
図は第１６図と同様の図であつて更に別の実施例
を示す図である。 ２０，１２０，２２０，３２０，４２０，５２
０，６２０，７２０：空気移動機構、３０，１３
０，２３０，３３０，４３０，７３０，８３０：
パネル、２６，２８：側壁、２４，１２４，２２
４，７２４：ケーシング、３６，１３６：高温水
分配槽、３８，４０，１３８，７３８，７４０：
フイル組立体、４２：冷水槽、４６，７４６，８
４６：プレナム室、４８，１４８，２４８，３４
８，４４８，５４８，７４８，８４８：バツフル
部材、５０，２５０，３５０，５５０，７５０，
８５０：空気入口（開口）、５２，１５２，６５
２：フアンシリンダ、５４，１５４：フアン、５
８，１５８，２５８，３５８，７５８，８５８：
オリフイス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 空気移動機構において、 (イ) 空気を取除くべきプレナム室に連通し空気を
   排出すべき区域へ通じている空気流通用の制限
   された実質上円形の開口を限定する構造体（こ
   こで、前記プレナム室は、空気の流通路を横断
   する横断面が前記開口の横断面より大きく、か
   つ、ほぼ長方形状の周界により限定され、それ
   によつて該プレナム室のすべての部分から前記
   構造体の開口の方へ空気が流れるときに空気の
   絞りを生じさせ前記区域へ最終的に放出される
   ようになつている）と、 (ロ) 前記構造体の開口に隣接して設けられ、前記
   プレナム室から空気を動かし、空気が前記構造
   体の該開口の方へ及び該開口を通つて流れると
   きに空気の速度を増大させ、そして空気を前記
   区域内へ放出するためのフアン手段と、 (ハ) 前記プレナム室と前記構造体との間で、前記
   開口から離して設けられた空気絞り用バツフル
   手段で、前記開口より大きな断面積を有するほ
   ぼだ円形状のオリフイスを有し、該オリフイス
   の長軸がプレナム室の前記長方向横断面の長い
   辺と実質的に同じ方向に向けられており、同オ
   リフイスの周縁がプレナム室の前記周界の部分
   付近から前記開口に向う空気流が開口の軸線に
   平行となつていない領域に位置するようにされ
   ている空気絞り用バツフル手段と、 (ニ) 最初に前記プレナム室を通り次いでバツフル
   手段のオリフイスを通るということなしに、前
   記区域へ排出された空気が前記開口へ流れるの
   を阻止するため、前記構造体及びバツフル手段
   とに関係して設けられた包囲手段と、 を有し、前記バツフル手段のオリフイスが前記構
   造体の周界付近から前記開口へ向う空気流を、該
   オリフイスから開口に向う間に、該開口に実質的
   に入る円形状で且つ同開口の軸線に実質的に平行
   になるよう、流れの向きを変えるように配置され
   ている空気移動機構。 ２ 第１項に記載の空気移動機構において、前記
   開口の横断平面に対して前記バツフル手段を傾け
   て支持し、オリフイスの軸をフアン手段の回転軸
   及び該開口の軸に対して或る角度で交差させるよ
   うにした手段を有することを特徴とする空気移動
   機構。 ３ 第１項に記載の空気移動機構において、前記
   プレナム室が前記開口に連通する一対の対向する
   非円形の空気入口を含み、前記バツフル手段がそ
   れぞれの空気入口に少なくとも部分的に対面する
   関係の一対の区分を有し、該区分は互に関して角
   度をなしているそれぞれの平面内に存在し、かつ
   共働して前記オリフイスを画定する切除部分を有
   することを特徴とする空気移動機構。 ４ 第１項に記載の空気移動機構において、前記
   包囲手段が前記構造体から実質上半径方向に突出
   する関係で外方に延びたパネル手段を含み、バツ
   フル手段が前記プレナム室の方向で該パネル手段
   から離れたバツフル部材から成り、前記包囲手段
   が更に、該オリフイスを取囲み前記パネル手段と
   バツフル手段との間を延びる空気ブロツク手段を
   有することを特徴とする空気移動機構。 ５ 第４項に記載の空気移動機構において、前記
   空気ブロツク手段は、空気が前記バツフル手段と
   構造体と該ブロツク手段との間で該オリフイスを
   取囲む制限された空間内に入るのを許容しかつ該
   制限された空間内で空気を回転させることにより
   前記プレナム室から該構造体の方向流れる空気の
   移転運動を増進させるように、前記オリフイスか
   ら充分な距離だけ半径方向外方に離れており、前
   記の回転により空気は、該開口の方へ及び該オリ
   フイスから離れるように並にバツフル部材から離
   れるように動いているオリフイスに隣接する次の
   空気部分と一緒に一定方向に回転するようになつ
   ている空気移動機構。 ６ 前記構造体が前記プレナム室に対面する実質
   上円形の入口開口及び前記区域に通じた出口を有
   するほぼ円筒状の形状を呈している第１項に記載
   の空気移動機構。 ７ 第１項に記載の空気移動機構において、前記
   プレナム室が前記開口の軸の一側に位置した空気
   入口を有し、前記オリフイスの該空気入口に近い
   側の周縁部分が、その両側にある周縁部分よりも
   オリフイスの軸線から遠く離れるようにされてい
   ることを特徴とする空気移動機構。 ８ 前記構造体が実質上円形の空気通路開口を備
   え、該バツフル手段が該開口の直径の幕約15％な
   いし50％の距離だけ該開口から離れている第１項
   に記載の空気移動機構。 ９ 第１項に記載の空気移動機構において、前記
   プレナム室が、前記開口の軸に実質上平行な関係
   にて該プレナム室から該構造体の開口の方へ導か
   れるような或る空気の流れと、該プレナム室から
   該開口の軸に対し実質上半径方向で開口へ向けて
   導かれるような別の空気の流れとを生じさせる手
   段を備え、該プレナム室からの前記或る空気の流
   れに近いオリフイスの周縁部分が、前記プレナム
   室からの前記別の空気の流れに隣接するオリフイ
   スの周縁部分よりも、前記開口の軸に一層近い間
   隔を保つた関係になつていることを特徴とする空
   気移動機構。 １０ 第１項に記載の機構において、前記プレナ
   ム室から前記開口へ導かれる空気を２つの対向し
   て離れた実質上矩形の副区域から出発させるため
   の手段が、前記構造体の該開口の直径方向で対向
   する側部において前記プレナム室に設けられてお
   り、前記オリフイスはその長軸が該副区域の方へ
   延び該副区域と重なつていることを特徴とする空
   気移動機構。 １１ 第１０項に記載の機構において、前記副区
   分が、互に関して傾斜し前記開口を通る平面に関
   して相対的に傾斜している手段を備え、この手段
   は、該開口に最も近い該副区域の部分から発した
   空気を、該開口の平面から大きく離れた関係にあ
   る該副区域の部分から発する空気よりも、該開口
   の軸に関して一層半径方向を向くようにして、該
   開口の方へ導かせるものであることを特徴とする
   空気移動機構。 １２ フアンシリンダのための不可視のゆつたり
   した入口を具備したフアンユニツトを有する誘導
   送風式水冷却塔において、 (イ) 空気入口を有するケーシングと； (ロ) ケーシングの上方部分に設けられた、水を重
   力で送給する高温水分配槽と； (ハ) ケーシングの底部に設けた冷水収集槽と； (ニ) 高温水分配槽と冷水収集槽との間においてケ
   ーシング内に設けたフイル手段と； (ホ) 入口を有し、かつフイル手段を通して空気を
   吸引し次いで下記フアンシリンダを介して大気
   中へ空気を放出する自軸のまわりで回転可能な
   フアンを有するフアンシリンダと； (ヘ) フアンシリンダの上流側に離れてケーシング
   内に位置し、前記フイル手段の下流側のケーシ
   ング内部からフアンシリンダの方へ流れる空気
   を絞るためフアンシリンダの入口よりも僅かに
   大きな寸法のオリフイスを具備しているバツフ
   ル手段と； (ト) フアンシリンダのまわりからケーシングへ空
   気が入るのを阻止しかつ大気中への空気の戻り
   期間中空気をフアンシリンダを通して流通させ
   るための、前記フアンシリンダとバツフル手段
   との間に設けたシール壁と；から成り、 前記オリフイスがほぼだ円形状とされており、フ
   アンシリンダの周辺のまわりでの空気の不安定を
   伴なわずにしかもフアンシリンダの軸に実質上平
   行な関係で空気をフアンシリンダの入口へ流入さ
   せるように、前記オリフイスが寸法決めされ形造
   られかつバツフル手段がフアンシリンダの空気入
   口に関して位置決めされていることを特徴とする
   水冷却塔。