JPH03255889A - 直交流式冷却塔 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ００発明目的 （産業上の利用分野） この発明は、冷却塔本体の外気取入口の高さ方向にわた
り上下多段に充填材ユニットを冷却塔本体内に配置して
なる直交流式冷却塔に関する。

（従来の技術） この種の多段式の冷却塔は、最近の地域冷暖房システム
において注目を集めている。

前記地域冷暖房システムにおいて、冷却塔の設置スペー
スは限られたものである上に、高い冷却能力を要求され
ているのが現状であり、冷却塔内への充填材効率を上げ
るために、種々の充填方法、配列が開発されている。

その充填例が実公昭６１−３３４２４号公報及び特開昭
５６−１０５２９７号公報に記載されている。

前者の公報においては、上部水槽の下部全域に３段にわ
たり充填材が下位のものほど冷却塔排気口寄りに変位さ
せた状態で、冷却塔外気取り入れ口に沿い配列されてお
り、送風機の取付けられた排気口下方の中央室内には殆
ど充填材は存在していない。

このように位置をずらして充填材を充填することで、外
気取入口から取り込まれる空気流に循環冷却水が内方、
即ち中央室側へ引かれても、下段の充填材全域にも循環
冷却水が散布され、上下各段の充填材に無散布域が生じ
ないように、その充填材の充填方法、配置に工夫がされ
ている。

また、後者の公報においては、前者の公報とは異なり、
３段の充填材は奥行方向に位置がずれることなく上下同
一位置に重ねて冷却塔内に配列され、各段の充填材毎に
散水装置と受水皿が一個設けてあり、各受水皿は冷却塔
の下部水槽に吐出パイプを介して配備されており、前者
の公報同様、全ての段の充填材に循環冷却水を均等に分
配し、効率良く冷却すべく、その充填材の充填方法、配
置に工夫が施されている。

（発明が解決しようとする問題） 前記２つの公報のように充填材を充填することは、前記
地域冷暖房型の冷却塔に望まれる冷却能力の増大に適合
するが、冷却塔高さが通常の単段型のものに比べ倍乃至
３倍程度となり、かつ幅も増大し、冷却塔占有スペース
が多大となり、その製造コスト、据付は工事費が増大す
る傾向にある９これに加えて、その高さが高くかつ幅広
となるため、風圧等による冷却塔が受けるモーメントが
大きくなり、かつ地震対策として常時振動モニタリング
システムなどをこの種冷却塔に組込んだものも市場に出
ており、冷却塔を常に安定状態で運転するための稼働コ
ストを押し上げているのが現実である。

この発明は前記従来の技術の充填材の配列の常識を根本
から見直し、新たに通風ガイドを採用し、前記欠点を全
て改善した直交流式冷却塔を開発し、提供することを主
目的とする。

口１発明の構成 （１１１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、冷却塔本体の
外気取入口の高さ方向にわたり上下多段に充填材ユニッ
トが冷却塔本体内に配置してなる直交流式冷却塔におい
て、 上下段の各充填材ユニットは、前記外気取入口側から排
気口下側にかけてその奥行方向に順次位置づれし、かつ
上下方向に対し部分的にオーハーラップして配列され、
隣接する充填材ユニット間には、上段の充填材ユニット
下端部から下段の充填材ユニットの上端部にわたる湾曲
した通風ガイド板状体が延設されていることを特徴とす
る直交流式冷却塔である。

前記板状体の上流側部分は、上段の充填材ユニットの支
持棚を兼用していることが好ましい。

上段の充填材ユニットほど冷却塔本体の外方に位置し、
最上段の充填材ユニットの外気取入口にのみルーバーが
取付けられている場合がある。

前記充填材ユニットは、湿式熱交換器と、この湿式熱交
換器の上部に配置した乾式熱交換器とからなり、前記湿
式熱交換器を通過した湿り空気と乾式熱交換器を通過し
た乾き空気の混合空気を大気に排気する排気口がこの冷
却基設けであることが望ましい。

各段の充填材ユニットには、負荷部からの昇温した冷却
水を充填材ユニット上に供給する冷却水分配装置が設け
てあると共に、各段の充填材ユニットを流下中に冷却さ
れた冷却水を個々独立して下部水槽へ導き収集する集水
装置が設けであることが好ましい。

前記冷却水分配装置は、冷却塔本体内に立ち上げたユ本
の立上り管と、この立上り管の周面から水平に張出し、
その先端吐出口が各段の充填材ユニットにおける乾式熱
交換器の冷却水供給部側に位置する分配管とからなる場
合もある。

前記集水装置は、前記板状体からなる中間水槽と、この
中間水槽内に流下した冷却水を一度下部水槽に導き収集
する連通パイプからなることが好ましい。

各充填材ユニットにおける乾式熱交換器上方に、上部水
槽が設けてあり、この上部水槽内に分配管の先端吐出口
が臨在している場合もある。

特許請求の範囲第１項記載の冷却塔が複数台並設してあ
り、これら冷却塔群は少なくとも２系列に区分されてい
ることを特徴とすることが地域冷暖房システムとして好
ましい。

（発明の作用） 前記構成の特定発明の作用を次に説明する。

冷凍機などの負荷部から送られてきた冷却水を各段の充
填材ユニット上部から散布流下させ、この流下中に外気
と前記冷却水とを接触させ、前記冷却水を所定温度に冷
却する。このようにして各段の充填材ユニットにおいて
個々独立して冷却された冷却水を、下部水槽に導き収集
した後負荷部へ戻し循環使用して再び昇温したあと前記
各段の充填材ユニットへ再分配供給する。

この際、前記オーバーラツプして配列された各充填材ユ
ニットに向けて流入する空気流は、最上段のユニットに
対しては、そのまま流入し、それ以外のユニットに対し
ては前記湾曲した通風ガイド板状体により案内され、最
上段以外の各段の充填材ユニットの全高さにわたり空気
流は流入し、流下中の冷却水を充分に接触し冷却する。

請求項第２項記載の発明においては、最下段を除く各段
の充填材ユニットを前記通風ガイド板状体の上流側部分
上に載置し、冷却塔本体内に充填し、この状態で前記同
様に冷却水を 請求項第３項記載の発明においては、最上段の充填材ユ
ニットを除いて、各段の充填材ユニットの外気取入口に
はルーバーが存在せず、空気流は、前記通風ガイドで案
内され、静圧抵抗を受けずに充填材ユニット内に流入す
る。

請求項第４項記載の発明においては、各段の充填材ユニ
ットにおける下方の前記湿式熱交換器における熱交換で
絶対湿度が高くなった湿り空気は排気口に設けた送風機
の吸引作用でこの湿式熱交換器を通り抜けて排気口に向
は上昇していく。

また、各段の充填材ユニットにおける上方の乾式熱交換
器における熱交換で絶対湿度が変化しない乾き空気も、
前記送風機の吸引作用を受けて、前記乾式熱交換器の空
気通路の空気吹き出し口から吹き出し前記排気口に向は
上昇していく。このようにして各段の充填ユニットから
上下階層的に吹き出る乱流とならずに、相互並列した層
流状態で送風機に向は吸引上昇しながら拡散していき、
相互に細かく分布した乾き空気と湿り空気の流れは相互
に混合され過飽和空気とならずに大気へ排気される。換
言すれば白煙を発生せずに冷却塔外へ排気される。

請求項第５項記載の発明においては、負荷部からの冷却
水は、冷却水分配装置により各段の充填材ユニットに分
配され、各段の充填材ユニットを流下中に冷却された冷
却水は独立して下部水槽内へ導かれ収集された後、負荷
部へ送られ循環使用される。

請求項第６項記載の発明では、負荷部から送られてきた
まだ暖かい冷却水は冷却塔本体内の立上り管内を上昇中
に分配管を介して各段の充填材ユニットにおける上方の
乾式熱交換器上に分配供給される温度の高い状態で外気
と間接的に接触し、所望の温度の乾き空気に外気は加温
される。

請求項第７項記載の発明においては、所定温度に冷却さ
れた冷却水は前記中間水槽内に流下し滞留し次いでこの
中間槽から前記連通パイプを通して下部水槽へ導かれ収
集された後負荷部へ戻される。

請求項第８項記載の発明においては、分配された冷却水
は、上部水槽に一時的に滞留され、次いで充填材ユニッ
ト全域に散水流下される。

請求項第９項記載の発明では、負荷部から送られてきた
冷却水は２系列に区分され、別々に冷却された後、下部
水槽から負荷部へ供給される。

（実施例） 前記発明の代表的な実施例を次に説明する。

く第１実施例〉 第１図において、Ａは冷却塔本体の外気取り入口１１の
高さ方向にわたり上下多段に充填材ユニットＢが冷却塔
本体内に配置してなる直交流式大型冷却塔である。

前記充填材ユニットＢは湿式熱交換器１０と、この湿式
熱交換器１０の上部に階層的に配置した合成樹脂製乾式
熱交換器１１とによって構成され、前記湿式熱交換器１
０を通過した湿り空気と乾式熱交換器１１を通過した乾
いた空気の混合空気を大気に排気する排気口１２に送風
機１３が設けである。この発明としては充填材ユニット
Ｂの構造はこれに限定されるものではなく、湿式熱交換
器のみ又は乾式熱交換器のみからなるものでも、この発
明としては同一である。

上下段の各充填材ユニットＢは、前記外気取入口１１側
から排気口１２側にかけてその奥行方向に順次位置ずれ
、更に上下方向にも部分的にオーバーラツプして配列さ
れている。この隣接する充填材ユニット８間には、上段
の充填材ユニットＢ下端部Ｂ１から下段の充填材ユニッ
トＢの上端部Ｂ２にわたる湾曲した通風ガイド板状体７
０が延設されている。

この板状体７０の上流側部分は、上段の充填材ユニット
Ｂの支持棚としであると共に上段の充填材ユニットＢほ
ど冷却塔本体の外方に位置し、最上段Ｂの充填材ユニッ
トの外気取入口１１にのみルーパー１５が取付けられて
いる（第１図参照）。

多段の充填材ユニットＢには、負荷部Ｃから昇温した冷
却水を充填材ユニットＢの前記乾式熱交換器１１上に供
給する冷却水分配装置りが設けてあると共に、各段の充
填材ユニットＢを流下中に冷却された冷却水を個々独立
して下部水槽Ｆに導き収集する集水装置Ｅが各段充填材
ユニットＢ毎に設けである。

更に、前記冷却水分配装＠Ｄは、冷却塔本体内に立ち上
げた１本の立上り管６０と、この立上り管６０の周面か
ら水平に張り出し、その先端吐出口６２が各段の充填材
ユニットＢにおける乾式熱交換器１１の冷却水供給部側
に位置する分配管６１とから構成される。

前記集水装置Ｅは、各段の充填材ユニットＢにおける湿
式熱交換器１１の冷却水吐出部側にはゾ水平に設けた前
記板状体７０からなる中間水槽７０ａとこの冷却水吐出
部側から中間水槽７０ａ内に流下した冷却水を一度下部
水槽Ｆに導き収集する連通パイプ７１とから構成されて
いる。

各段の充填材ユニットＢにおける乾式熱交換器１１の上
方にはそれぞれ上部水槽１４が設けてあり、各上部水槽
１４内に前記分配管６１の先端吐出口６２が臨在してい
る。

前記実施例の作用は前記発明の作用と同様であり、重複
を避けるため、ここでの説明は省略する（第２図参照）
。

（第２実施例） この実施例は地域冷暖房用として前記第１実施例の大型
冷却°塔Ａを複数台筒　図の場合は８台、−直線に並列
して配置してなるものであり、これら冷却塔Ａはその中
央で仕切板６５で２つのグループＡ１、Ａ２に仕分けさ
れ、一方のグループＡ１と、他方のグループＡ２は、別
の冷却水系に接続されているものである。

その作用は各グループＡ□、Ａ２毎に負荷部から冷却水
が供給され、第１実施例の大型冷却塔Ａの作用が、各グ
ループＡ１、Ａ２の各冷却塔Ａ毎において行われる。

ハ１発明の効果 前記のように構成し作用するこの発明の効果は次の通り
である。

前記のように充填材ユニットを充填配列することで、前
記地域冷暖房型の冷却塔に望まれる冷却能力の増大に適
合すると共に、冷却塔高さを上下段の充填材ユニットの
オーバーラツプ分だけ従来のものに比べて低く出来、冷
却塔占有スペースが節約でき、その製造コスト、据付は
工事費を低く抑えることができる。

次に前記のように通風ガイド板状体を配置することで前
記オーバーラツプしても、最も外側以外の充填材ユニッ
ト各段の充填材ユニットの外気の通風量を充分に確保で
きると共に、塔高さを低くできるため、風圧等による冷
却塔が受けるモーメントがより小さくでき、冷却塔の剛
性を高める設計をせずに済み、技術投資並びに稼働コス
トを低減できる。

請求項第２項の発明は前記効果に加えて、通風ガイド板
状体により上段の充填材ユニットを支持でき、冷却塔全
体の構造を簡略にできる。

請求項第３項の発明では、殊に、最上段の充填材ユニッ
トの外気取入口にのみルーバーが取付けられているため
、最上段以外の充填材ユニットへの外気の取り入れ時に
前記オーバーラツプに伴う空気の静圧を相殺して最上段
の充填材ユニットと同等の通風量を確保することができ
る。

請求項第４項記載の発明においては前記のように各段の
充填材ユニットを構成することにより、各段の充填材ユ
ニット毎に、乾き空気と湿り空気を層状として排気口下
方の内室に吹きだし、この状態のまま排気口に向は吸引
することができる。

即ち、各段の充填材ユニットにおける乾き空気は、前記
乾式熱交換器から排気口に向は所望流量で層流状態で放
出され下位の湿式熱交換器から出る前記湿り空気も上昇
し、この乾き空気の流れに添って相互に分布し拡散混合
されながら排気口に向けて吸引される。次いで全ての段
の充填材ユニットから吐出された乾き空気と湿り空気は
排気口に設けた送風機で更に攪拌混合されるため、送風
機の動力を大きくすること無く、乾き空気と湿り空気を
充分に混合でき、混合ダクトを全く使用せずに所望の白
煙発生防止効果を発揮できると共に冷却塔全体としての
消費動力を低減出来、冷却塔の全高さを低く出来る。

次に、請求項第５項記載の発明では、各段の充填材ユニ
ットにおける乾式熱交換器に負荷部からの昇温した冷却
水を供給分配する前記分配装置を設けたため、冬期にお
いて乾き空気を効率良く各段の充填材ユニットから発生
でき、白煙発生防止効果を高めることができる。

更にこの発明では各段の充填材ユニットで冷却された冷
却水は、下位の充填材ユニットを通すことなく下部水槽
に導き収集する前記集水装置が設けであるため、各段の
充填材ユニットでの冷却水の冷却を充分に行え、かつ、
所定量の乾き空気を得ることができる。

請求項第６項記載の冷却塔においては、冷却水を大型冷
却塔本体内の立上り管内を上昇中に分配管を介して各段
の充填材ユニットにおける乾式熱交換器上に分配供給で
き、冷却塔本体の空間を有効に利用でき、大型冷却塔外
部の配管を皆無としてその占有スペースを小さくできる
。

請求項第７項記載の冷却塔の場合には、所定温度に冷却
された冷却水を前記中間水槽に流下し滞留させた後、前
記連通パイプを通して一度下部水槽へ導き収集後、負荷
部へ戻すことができ、かつこの中間水槽を前記通風ガイ
ド板状体で形成でき、冷却塔の構造を簡略化できる。

請求項第８項記載の冷却塔においては、分配された冷却
水を上部水槽に一時的に滞留させ、所定水位を維持した
状態で、充填材ユニットにおける充填材ユニット全域に
均等にこの冷却水を散布できる。

請求項第９項記載の冷却塔において、複数台並列に配設
された冷却塔群を少なくとも２系列に区分しであるため
、地域冷暖房用として能率良く大容量の循環冷却水を熱
交換処理できる。

前記オーバーラツプの寸法りとしては、充填材ユニット
Ｂの全高さの２０〜４０％程度で、隣接する段の充填材
ユニット８間の間隙寸法Ｑは、充填材ユニットＢの奥行
寸法の４０〜６０％程度とした場合に、前発明の効果を
より良く発揮できる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明に関するもので、第１図はこの第１実施例
の大型冷却塔の概略図、第２図はその要部正面図、第３
図はその他の実施例を示す概略平面図である。 図中の主な符号 Ｂ・・・・充填材ユニット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）冷却塔本体の外気取入口の高さ方向にわたり上下多
   段に充填材ユニットが冷却塔本体内に配置してなる直交
   流式冷却塔において、 上下段の各充填材ユニットは、前記外気取入口側から排
   気口下側にかけてその奥行方向に順次位置づれし、かつ
   上下方向に対し部分的にオーバーラップして配列され、
   隣接する充填材ユニット間には、上段の充填材ユニット
   下端部から下段の充填材ユニットの上端部にわたる湾曲
   した通風ガイド板状体が延設されていることを特徴とす
   る直交流式冷却塔。 ２）前記板状体の上流側部分は、上段の充填材ユニット
   の支持棚を兼用していることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の直交流式冷却塔。 ３）上段の充填材ユニットほど冷却塔本体の外方に位置
   し、最上段の充填材ユニットの外気取入口にのみルーバ
   ーが取付けられていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の直交流式冷却塔。 ４）前記充填材ユニットは、湿式熱交換器と、この湿式
   熱交換器の上部に配置した乾式熱交換器とからなり、前
   記湿式熱交換器を通過した湿り空気と乾式熱交換器を通
   過した乾き空気の混合空気を大気に排気する排気口がこ
   の冷却塔に設けてあることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の直交流式冷却塔。 ５）各段の充填材ユニットには、負荷部からの昇温した
   冷却水を充填材ユニット上に供給する冷却水分配装置が
   設けてあると共に、各段の充填材ユニットを流下中に冷
   却された冷却水を個々独立して下部水槽へ導き収集する
   集水装置が設けてあることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の直交流式冷却塔。 ６）前記冷却水分配装置は、冷却塔本体内に立ち上げた
   １本の立上り管と、この立上り管の周面から水平に張出
   し、その先端吐出口が各段の充填材ユニットにおける乾
   式熱交換器の冷却水供給部側に位置する分配管とからな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の直交流
   式冷却塔。 ７）前記集水装置は、前記板状体からなる中間水槽と、
   この中間水槽内に流下した冷却水を一度下部水槽に導き
   収集する連通パイプからなることを特徴とする特許請求
   の範囲第５項記載の直交流式冷却塔。 ８）各充填材ユニットにおける乾式熱交換器上方に、上
   部水槽が設けてあり、この上部水槽内に分配管の先端吐
   出口が臨在していることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の直交流式冷却塔。 ９）特許請求の範囲第５項記載の冷却塔が複数台並設し
   てあり、これら冷却塔群は少なくとも２系列に区分され
   ていることを特徴とする直交流式冷却塔。