JPH0429243Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 イ 考案の目的 （産業上の利用分野） この考案は直交流式冷却塔に使用される熱交換
器に関する。

（従来の技術） この種冷却塔から排出される空気は、高温多湿
であつて、冬期のように外気温の低い時には、排
気される空気中の湿気は凝固し、白煙状態となつ
て排気口より排出される。

この白煙の発生を防止する従来技術として、排
出空気に高温乾燥空気を混合させ、減湿と排気温
度の上昇を計つた冷却塔が、特公昭59−16200号
公報、特公昭60−45798号公報及び特開昭60−
82780号公報に各々記載されている。

前記３つの公知例のうち、第１番目の公報記載
の冷却塔においては、充填材間の全ての間隙に外
気が流通し、一つおきの間隙に被冷却水分配器に
より冷却水を供給し濡れ壁を形成し、充填材間の
吐出口より、乾燥予熱された空気流と、多湿の空
気流がほゞ一対一の割合で吐出するため、冬期に
おいて全充填材を被冷却水の冷却に有効に使用す
ることができず、通常の直交流式冷却塔が常備し
ている上部水槽に代えて、特殊構造の前記被冷却
水分配器を必要とし、冷却塔全体としての熱交換
性能が低下し、その構造が複雑すると共に、前記
２種の空気流を均一に混合し難い。

また、第２番目公報記載の冷却塔においては、
充填材に何ら手を加えず、冷却塔排気通路に主ダ
クトと分岐ダクトからなる高温乾燥空気分配機構
を配備し、この分配機構の主ダクトを高温乾燥空
気発生装置に連結し、冬期における白煙の発生を
防止しており、通常の直交流式冷却塔の他に高温
乾燥空気発生装置と、前記分配機構を別途配備し
なければならず全体として大型となり、占有面積
が拡大する。

第３番目公報記載の気液間接接触型の熱交換器
は徒に構造が複雑で、かつ、外気流通路の断面積
が狭く、熱交換効率が低いものであつた。

ロ 考案の構成 （課題を解決するための手段） この考案は、上部水槽とこの真下に位置する充
填材間に装填自在の直交流式冷却塔用の気液間接
接触型の熱交換器において、 充填材間を通る空気流れ方向とほゞ平行な空気
専用流路が、多数並列してトンネル状に貫通して
形成してあり、隣接する空気専用流路間には、狭
幅の温水流下専用通路が非透水性で熱交換自在の
壁板で仕切られて形成してあり、これら温水流下
専用通路の空気流れ方向の両端は閉塞してあると
共に、温水流下専用通路の上端は、上部水槽から
流下する温水の流入口としてあり、その下端は、
前記充填材への温水の散水口としてあり、前記温
水流下通路専用通路の狭幅とは、空気専用流路の
幅の２分の１乃至３分の１寸法としてあることを
特徴とする直交流式冷却塔用の熱交換器とする。

（作用） 前記構成の本件考案である熱交換器の作用をそ
の使用方法と共に次に説明する。

既存の直交流式冷却塔における上部水槽と、充
填材の間にこの熱交換器を、前記空気専用流路の
吐出口が冷却塔排気通路内に開口し、その吸入口
が冷却塔外気取入口に向く状態で組み付ける。

前記上部水槽内の温水は、その底部に設けた小
孔群から流出し、前記熱交換器における温水流下
専用通路の流入口より各温水流下専用通路内に流
れ込み、その下端の散水口から下方の充填材上へ
散布する。

これら充填材表面上、及び充填材間を流下中の
温水は通常の直交流式冷却塔同様に、この温水流
下方向と直交する状態に吸い込まれた気流と接触
し、一部が蒸発して、その潜熱作用で冷却され
る。この温水を冷却済みの昇温した空気は高温多
湿の状態で排気口に向け上昇する。

一方、この温水流下式の熱交換器の空気専用流
路内に流入した外気は、幅が狭い温水流下専用通
路内を流下中の温水とは直接接触せず、この流路
内を移動中に、この気流は非透水性の壁板を介し
てこの流下中の温水により絶対湿度の上昇を伴わ
ずに加熱され、高温乾燥空気としてこの空気専用
流路の吐出口より冷却塔排気通路内へ吐出され
る。

この充填材を通り上昇してくる高温多湿の気流
と、前記空気専用流路の吐出口から吐出する高温
乾燥空気とは、排風機の吸引側で混合し、湿度が
低下するも冬期においては白煙とならずに排気さ
れる。

（実施例） 次に、本件考案の代表的な実施例を図に基ずき
説明する。

第１図、第２図において、Ａは熱交換器であ
り、全体箱形機枠１０を有し、この箱形機枠１０
内には、複数個の温水流下専用通路１１と、これ
ら温水流下専用通路１１間に形成したほゞ水平な
トンネル状の空気専用流路１２がその幅方向に交
互に配列されている。

前記空気専用流路１２は各々箱形機枠１０の長
手方向に貫通して形成され、その一端は吸入口１
３に、また他端は吐出口１４としてある。隣接す
る温水流下専用通路１１と空気専用流路１２と
は、非透水性で熱交換自在の例えば合成樹脂製の
壁板１５により相互に仕切られている。

これら温水流下専用通路１１の空気流れ方向の
両端１６，１７は、前記機枠１０の端板１８，１
９により各々閉塞され、これら温水専用通路１１
の上端は温水流入口２０に、またその下端は散水
口２１としてある。

前記温水流下専用流路１１の幅ｂは空気専用流
路１２の幅B₀の２分の１乃至３分の１程度の寸
法としてあり、温水流下専用流路１１及び空気専
用流路１２は、上下方向に亘り波状に蛇行して形
成されている。

これら空気専用流路１２の天井壁は隣接する温
水流下専用通路１１の温水流入口２０同士を連ね
る上向きに凸の丸天井壁２２としてある。

前記空気専用流路１２の吐出口１４側には、全
ての空気専用流路１２の吐出口１４を一斉に開閉
する開閉ダンパ２３が設けてあり、この開閉ダン
パ２３はその開放時に上端２４が直交流式冷却塔
Ａの排気通路３０内へ、前記機枠１０にヒンジ結
合されたその下端２５より張り出す形状としてあ
る。

前記開閉ダンパ２３を２、３個分分割し、前記
吐出口１４からの空気流量を段階的に切り替え可
能としても、この考案としては同一である。

また、前記蛇行形状に代えて、前記温水流下専
用通路１１及び空気専用流路１２をストレートに
形成しても良く、かつ開閉ダンパ２３を取付けな
くても、この考案としては同一の技術的範囲に属
する。

この温水流下式の熱交換器Ａは単体として予め
製造され、使用に際しては、既設の直交流式冷却
塔Ａの本体３１内に充填された充填材３２の最上
部と、上部水槽３３の散水底面間に装填、組み付
けられる。

この組み付け時に、前記空気専用流路１２の吸
入口１３は前記本体３１の側壁に設けた外気取入
口３４側に開口し、その吐出口１４は冷却塔Ｂの
排気通路３０内に開口していると共に、前記温水
流下専用通路１１の温水流入口２０は上部水槽３
３の散水底面の下方に一し、その下端の散水口２
１は、充填材３２側に開口する。

このように前記熱交換器Ａを組み込んだ既設の
直交流式冷却塔Ｂの排風機３５を作動し温水の冷
却をするにあたり、夏期のように外気の温度が高
い時には前記開閉ダンパ２３を閉じ、前記空気専
用流路１２の吐出口１４を全て閉塞する。

この状態で前記上部水槽３３内の温度の高い温
水をこの熱交換器Ａの温水流下専用通路１１上へ
落下させ、この温水流下専用通路１１内を蛇行し
つつ流下させて、その下端の散水口２１から下方
の充填材３２上へ均等に散布し、充填材３２表面
を流下させる。

一方、排風機３５の作動により外気取入口３４
から前記本体３１内に外気を取り込む。

この際、前記吐出口２４は閉塞されているため
排風記３５の外気吸引作用は、この熱交換器Ａに
は及ばず、前記空気専用流路１２内において空気
流は発生せず、空気はこの空気専用流路２２内に
滞留し、この熱交換器Ａにおいては温水と空気間
で間接的に熱交換は殆ど行われない。

この結果、夏期においては、通常通り充填材３
２表面を流下し濡壁となる温水と空気流の接触に
伴う熱交換が行われ、温水を冷却し自身昇温した
空気は排風機３５を取付けた排気口３６より排気
されるが、外気の温度が高いため従来同様排気さ
れた空気は白煙化しない。

次に、春、夏、冬期のように外気温度の低い時
には、前記開閉ダンパ２３を、その下端２５のヒ
ンジ軸周りに回動させ、その上端２４を前記冷却
塔Ｂの排気通路３０内へ張り出し、この熱交換器
Ａにおける空気専用流路１２の吐出口１４全てを
全開する。

この結果、排風機３５の吸引作用により、外気
取入口３４から取り込んだ外気の一部は、この空
気専用流路１２内へその吸入口１３から流入しこ
の流路１２内を移動中に、隣接する前記温水流下
専用通路１１中を流下中の冷却塔Ａ中で最も高温
の温水の熱伝導により前記壁板１５を介して間接
的にこの空気流は外部から加熱され、換言すれば
温水は冷却され、絶対湿度はそのままとして高温
となつた乾燥空気は前記吐出口１４から前記冷却
塔Ｂの排気通路３０内へ吹き出される。

この空気流を間接的に加熱し自身は若干降した
温水は、夏期同様にこの熱交換器Ａの温水流下専
用通路１１を経て充填材３２上へ均一に散布さ
れ、外気取入口３４から取り込んだ残部の外気流
と接触し、従来同様に冷却される。この温水を冷
却し自身昇温した空気流は、高温多湿の空気流と
なつて前記排気口３６に向け吸引上昇する。この
上昇する空気流は、前記開放したダンパ２３によ
り形成された排気通路１６の絞り部分において、
排気口３６に到達する流量を制御され、前記吐出
口１４より吹きだされる側方空気流と混合され、
排気口３６から外部へ排気される。この混合によ
り、前記排気口３６から排気される空気の湿度よ
り減少し、排気後、低温の外気に触れても、直ち
に排気した空気中の水分は凝固せず、白煙となら
ない。

この高温多湿の空気に対する吐出口１４からの
高温乾燥空気の混合率は、外気状態に応じてダン
パ２３の開閉度により調整される。

前記ダンパ２３を具備しない実施態様ににおい
ては、四季を通して、外気取り入れ口３４から取
り込んだ外気の一部は、前記吸入口１３から空気
専用流路１２内を通り、常時吐出口１４から前記
冷却塔Ｂの排気通路３０内へ吹き出す。

ハ 考案の効果 前記のように構成し作用する本件考案において
は、既設の直交流式冷却塔を大幅に改造すること
なく、本件熱交換器を、上部水槽と充填材間に装
填し組み込むだけで、冬期のように外気の湿度が
低い時期における白煙発生を有効に防止でき、か
つ従来同様の温水の冷却能力を維持することがで
きる。

殊に温水流下専用通路の幅はそれぞれ外気が流
れる空気専用通路の1/2〜1/3と狭いため、温度の
高い流下水は、空気を介在させずに、これを満た
し全壁板と接触して流下し、壁板を介して空気流
と熱交換が行われる。

（実施例固有の効果） 前記温水流下専用通路１１の幅ｂを、前記各空
気専用流路１２の幅の２分の１乃至３分の１程度
の寸法とすることにより、温水流下専用通路１１
内を空気流の混入なく温度の高い温水で満たし、
これを通過した温水を充填材３２上に散布できる
と共に、温水流下熱交換器Ａにおいて被冷却水の
水量と無関係な量の気流を単位時間当たり流すこ
とができ、この結果冬期において外気を充分に温
めることができ、白煙の発生を有効に防止でき
る。

前記温水流下専用通路１１及び空気専用流路１
２を、上下方向にわたり波状に蛇行して形成した
実施例においては、温水及び外気に間接的な接触
面積がより広くなり、温水による取り入れ空気の
加熱が効率良く行え、白煙の発生を防止できると
共に被冷却流下専用通路２１に下端から上端に向
け外気が混入するおそれなく、温水が泡立つこと
はなく外気との間に支障なく熱交換を行える。

前記空気専用通路１２の吐出口１４に前記開閉
ダンパ２３を取り付け、このダンパ２３の開放時
にその上端３３を前記冷却塔Ｂの排気通路３０内
に張り出す実施例においては、冬期のように外気
の温度の低い時にこのダンパ２３を開くことで、
前記吐出口１４より吹出される高温乾燥の空気を
前記冷却塔Ｂの排気通路３０中を充填材３２側か
ら上昇してくる高温多湿の空気中に適量混合する
ことができ、排気口３６から湿度を減少した混合
することができ、排気口３６から湿度を減少した
混合空気を排気でき、白煙化を防止できると共
に、この開放したダンパ２３により前記冷却塔Ｂ
の排気通路３０の一部を絞ることができ、この絞
られた部分を通過中に充填材３２側から上昇吸引
される高温多湿の空気量を制御し、前記吐出口１
４よりの高温の空気と合流し、更に排風機１５に
より混合させて排気できる。また、このダンパ２
３の開閉度を調整することにより、全体の風量を
ほゞ一定に保ちながら高温多湿の空気に対する吐
出口１４からの高温乾燥空気の混合割合を一操作
で無段階調節できる。

このダンパ２３を夏期のように外気の温度が高
い時には閉じて、前記吐出口１４を閉止すること
で、温水流下式の熱交換器Ａの機能を中止させる
ことができ、従来同様、温水を各温水流下専用通
路１１より下方の全充填材３２へ散布し、温水を
外気取入口３４より吸引した外気で充分に冷却で
きる。

このダンパ２３を設けてない吐出口１４を有す
る温水流式の熱交換器Ａを具備する直交流式冷却
塔の実施例においては、ダンパ２３の開閉操作を
要することな、構造簡易にして白煙の発生を防止
できる。

前記各温水流下専用通路２１及び空気専用流路
１２がストレートに形成してある実施例において
は渦流を伴わずに被冷却水空気が通過できると共
にその構造を簡略にできる。

前記空気専用流路１２の天井壁を形成する上向
きの凸の丸天井壁２２で、隣接する温水流下専用
通路１１の温水流入口２０同士を相互に連ねた実
施例においては、空気専用流路１２内に流れる空
気流を乱すことなく円滑に流すことができると共
に温水流下専用通路１１内に滞留することなく上
部水槽３３内の温水を分配供給できる。

【図面の簡単な説明】

図は、この考案に係るもので、第１図は代表的
実施例の側面図、第２図は第１図の２−２線に沿
う総断面図、第３図は第１図の３−３線に沿う縦
断面図及び第４図は第１図に示す熱交換器を装填
した直交流式冷却塔の概略図である。 図中の主な符号の説明、Ａ……熱交換器、１１
……温水流下専用通路、１２……空気専用流路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 上部水槽と、この真下に位置する充填材間に
   装填自在の直交流式冷却塔用の気液間接接触型
   の熱交換器において、 充填材間を通る空気流れ方向とほゞ平行な空
   気専用流路が、多数並列してトンネル状に貫通
   して形成してあり、隣接する空気専用流路間に
   は、狭幅の温水流下専用通路が非透水性で熱交
   換自在の壁板で仕切られて形成してあり、これ
   ら温水流下専用通路の空気流れ方向の両端は閉
   塞してあると共に、温水流下専用通路の上端
   は、上部水槽から流下する温水の流入口として
   あり、その下端は、前記充填材への温水の散水
   口としてあり、前記温水流下通路専用通路の狭
   幅とは、空気専用流路の幅の２分の１乃至３分
   の１寸法としてあることを特徴とする直交流式
   冷却塔用の熱交換器。 ２ 前記温水流下専用通路及び空気専用流路は上
   下方向に亘り波状に蛇行して形成されている実
   用新案登録請求の範囲第１項記載の直交流式冷
   却塔用の熱交換器。 ３ 前記空気専用流路の天井壁は、隣接する温水
   流下専用通路の上端で形成される温水流入口同
   士を連ねる上向きに凸の丸天井壁としてある実
   用新案登録請求の範囲第２項記載の直交流式冷
   却塔用の熱交換器。 ４ 前記空気専用流路の吐出口は、下端がヒンジ
   結合された開閉ダンパを有する吐出口としてあ
   り、この開閉ダンパの開放時にその上端が下端
   より冷却塔排気通路内へ張出す形状に前記開閉
   ダンパは形成してある実用新案登録請求の範囲
   第１項又は第２項記載の直交流式冷却塔用の熱
   交換器。