JPH06159954A - 冷却塔用充填材ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複雑な上部水槽構造や外気条件に応じた操作
が必要なダンパ等を必要とせず、且つ充填材のコンパク
ト化を充たす冷却塔用充填材ユニットを提供する。 【構成】 熱交換用の板材を多数並列状に配置すると共
に、同複数の熱交換用板材間の上部を部分的に水密状に
閉塞して、前記複数の熱交換用板材間に湿式通路及び乾
式通路をそれぞれ交互に形成した冷却塔用充填材ユニッ
トにおいて、乾式通路Ｂの幅を湿式通路Ａの幅より狭く
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷却塔用充填材ユニッ
ト、より詳しくは、寒冷期や低温多湿期において、冷却
塔の運転時に発生する白煙（可視ミスト）の発生を防止
する冷却塔用充填材ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータルームやクリーンルーム等
年間を通じて冷房負荷がある建物においては、外気温度
が低い寒冷期等においても空調用の冷却塔が運転され
る。この冷却塔は、散布水の一部を外部との直接接触に
より蒸発させ、その気化潜熱によって残りの散布水の温
度を下げるという基本原理を有するもので、冷却塔から
の吐出空気は、略１００％の飽和空気となって大気中に
放出される。

【０００３】このため、寒冷期や湿度が高い時期には、
冷却塔からの吐出空気が外気によって過飽和状態とな
り、吐出空気中の水蒸気が凝縮して白煙（可視ミスト）
を生じる。この白煙自体は全く無害であるものの、甚だ
しい場合、航空障害を引き起したり、また火災の煙と誤
認されるなどの社会問題が生じている。

【０００４】この対策として、熱交換に必要な空気を熱
交換器に入る前に予熱する方法、熱交換した後の空気を
予熱した空気と混合して排出する方法、熱交換した後の
空気を加熱して排出する方法等が提案され、これによっ
て排出空気の相対湿度を下げ白煙の発生を防止すること
ができる。

【０００５】例えば、実開平４−４９７５２号公報、実
開平４−５７０６０号公報、実開平４−５７０６１号公
報等には、略等間隔に配置された熱交換用充填材の間
に、散布水が通過する湿式通路と散布水が通過しない乾
式通路とを形成した冷却塔が開示されており、乾式通路
を通過して昇温させた低湿度の空気と、湿式通路を通過
した飽和状態の空気とを混合することによって効果的に
白煙の発生を防止することができる。

【０００６】ところが、このように乾式通路と湿式通路
とを形成するにあたり、上記公報に開示された装置で
は、冷却水が湿式通路にのみ選択的に落下するような複
雑な上部水槽の構造が必要とななり、またこれに伴って
装置の大型化・重量増等の問題が生じている。

【０００７】また、このような特別の水槽構造を必要と
しないものとして、例えば特開平３−２３００９３号に
は、充填材の上面、すなわち、散布水の入口に開閉可能
なダンパを設けたものが開示されている。このダンパを
開けることによって、夏場には充填材の全体を湿式状態
として冷却効率を向上させ、また寒冷期等白煙の発生期
にはダンパを閉じて一部に乾式通路を形成し、上記と同
様に白煙の発生を防止することができる。

【０００８】しかしながら、同公報に開示されたもの
は、外気条件に応じたダンパの操作が常に必要となるな
ど操作上の問題があり、またダンパ開閉のための駆動部
を必要とするため、故障多発の原因ともなっている。

【０００９】このため、冷却塔に使用される充填材ユニ
ットを、特開平３−７５４９５号に開示されたように、
等間隔に配置された隣接する充填板材の上縁同士を水密
状に密着させ、固定式の乾式通路を形成して常時白煙防
止効果を奏するものとすることもできる。

【００１０】このような充填材構造を用いた冷却塔は、
シンプルな構造の上、なんら操作を必要とせず、かつ複
雑な上部水槽等の機構も必要ない。しかしながら、等間
隔に配置した熱交換用の板材を一つおきに固定式の乾式
通路としているため、夏場のピーク時における負荷に対
応させるためには、熱交換に必要な湿式通路を確保す必
要があり、充填材全体として固定式の乾式通路をもたな
い冷却塔の約２倍の容積が必要となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明において解決す
べき課題は、複雑な上部水槽構造や外気条件に応じた操
作が必要なダンパ等を必要とせず、且つ充填材のコンパ
クト化を充たす冷却塔用充填材ユニットを提供すること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために、冷却塔と白煙発生のメカニズムについ
て鋭意研究を重ねた結果、白煙防止用の乾式通路は湿式
通路よりも狭い流路断面で充分にその効果を発揮するこ
とを知見し、かかる知見に基づいて本発明を完成するに
至ったものである。

【００１３】すなわち、本発明の冷却塔用充填材ユニッ
トは、上記課題を解決するために、熱交換用の板材を多
数並列状に配置すると共に、同複数の熱交換用板材間の
上部を部分的に水密状に閉塞して、前記複数の熱交換用
板材間に湿式通路及び乾式通路をそれぞれ形成した冷却
塔用充填材ユニットにおいて、前記乾式通路の幅を湿式
通路の幅より狭く形成したことを特徴とする。

【００１４】ここで、乾式通路と湿式通路とを交互に形
成し、さらに前記乾式通路と湿式通路の幅の比を２／３
〜３／４の範囲とすることができる。

【００１５】

【作用】白煙の発生を防止するためには、乾式通路を通
過した吐出空気と、湿式通路を通過した飽和状態の吐出
空気を混合した際、この混合空気が全体として、外気の
温度における飽和湿度未満になれば良く、必要以上に乾
式通路の通過量を増やすと、充填材が大きく不経済なも
のとなる。白煙の発生を効果的に防止するために必要と
される乾式通路を通過させる空気量は、外気の条件によ
って異なるが、本発明者の知見によれば、湿式通路を通
過する吐出空気の６０〜７０％程度でよく、したがって
乾式通路と湿式通路の幅の比を２／３〜３／４の範囲と
すれば、充填材をさほど大きくすることなく、最も効果
的に白煙の発生を防止することが可能となる。

【００１６】図３はこの状態を説明する空気線図で、０
℃相対湿度８０％の外気状態で塔内に吸入され湿式通路
を通過した空気は、熱交換してＡ点まで温度，湿度とも
上昇（飽和状態）する。一方、乾式熱交部を通過した空
気は温度のみが上昇してＢ点となり、これが混合した吐
出空気はＣの状態となり、これより最初の外気状態とな
るまでは、飽和曲線から離れて冷却されるため白煙は見
られない。

【００１７】

【実施例】図１は本発明の一実施例である冷却塔用充填
材ユニットの縦断面図である。

【００１８】１は樹脂製の熱交換用板材で、これを冷却
能力に応じ適宜配置し、上部、すなわち、散布水の入り
口は一つおきに固定シール２によって水密状に閉塞して
いる。これによって、冷却塔用充填材ユニット内に、上
部水槽からの散布水と熱交換用板材１の間を通過する空
気とが接触する湿式通路Ａと、散布水と空気とが完全に
遮断された乾式通路Ｂが形成される。

【００１９】さらに、本実施例では湿式通路Ａの幅を１
８ｍｍ、乾式通路Ｂの幅を１２ｍｍと、乾式通路Ｂの幅
を湿式通路Ａの幅の２／３としており、同じ容積の場
合、従来のように湿式通路Ａと乾式通路Ｂの幅を同じに
したものと比べ、乾式通路Ｂ内の空気の流れに効果的に
乱れを生じ、熱交換効率に優れた乾式通路Ｂを得ること
が可能となる。

【００２０】この効果により、乾式通路Ｂを通過した空
気の温度を効果的に上昇させると共に、湿式通路Ａを通
過する温水と熱交換用板材１を介して、間接的に全体の
冷却に必要な熱量の約１０％を寄与することができ、湿
式通路Ａの容積を減少することが可能となった。

【００２１】図２は図１に示す冷却塔用充填材ユニット
を備えた直交流式の冷却塔の模式図を示す。

【００２２】図中１０は図１に示す冷却塔用充填材ユニ
ット、１１はこの冷却塔用充填材ユニット１０に温水を
散布する上部水槽、１２は空気導入用のファンで、図示
しない空調機器に接続された配管１３によって、被冷却
媒体としての温水が上部水槽に供給され、冷却塔用充填
材ユニット１０の上部から冷却塔用充填材ユニット１０
の全面に温水が散布される。温水はこの冷却塔用充填材
ユニット１０内で、ファン１２によってＳ方向から供給
される空気、及び図１に示す熱交換用板材１と接触し、
熱交換を行って冷却され、さらに、下部水槽１４に集約
されて再度空調機器に循環される。

【００２３】その際、ファン１２によって冷却塔内に供
給される空気は、図１に示す湿式通路Ａと乾式通路Ｂと
をそれぞれ通過することとなる。湿式通路Ａを通過する
空気は温水と直接接触し、略１００％の飽和状態となっ
て冷却塔用充填材ユニット１０を通過する。また乾式通
路Ｂを通過する空気は、温水と直接接触することなく、
熱交換用板材１を介して熱交換するため、外気の湿度状
態を維持したまま、温度上層する。この湿式通路Ａ及び
乾式通路Ｂを通過した空気は、ファン１２の下方位置、
すなわち、冷却塔の中央部の混合室１５で混合され、全
体として外気の温度における飽和湿度以下となって外部
に吐出されることとなる。

【００２４】このように、本実施例によると、バルブま
たはダンパーの切換（手動または自動）という煩雑な作
業は全く不要となり、また、乾式通路Ｂが完全シールさ
れているため、通過空気の湿度が上昇せず、効果的に白
煙の発生を防止することができる。また、湿式通路Ａと
乾式通路Ｂとが交互に形成されているため、湿式通路Ａ
を通過した空気と乾式通路Ｂを通過した空気とが中央の
混合室１５で容易に混合され白煙防止効果を高めること
ができる。さらに、乾式通路Ｂを湿式通路Ａの２／３〜
３／４幅の固定式としているため、白煙の発生を防止し
ながら、かつコンパクト化の要請に応えることができ
る。

【００２５】

【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。

【００２６】（１）装置全体のコンパクト化の要請に応
えつつ、白煙の発生防止効果に優れた冷却塔用充填材ユ
ニットを提供できる。

【００２７】（２）構造そのものがシンプルで、開閉用
のダンパや、複雑な上部水槽が不要となり、面倒な操作
が不要で、また低コストで提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷却塔用充填材ユニットの縦断面図で
ある。

【図２】図１に示す冷却塔用充填材ユニットを備えた冷
却塔の模式図である。

【図３】白煙の発生防止を説明するための空気線図であ
る。

【符号の説明】

１ 熱交換用板材 ２ 固定シール Ａ 湿式通路 Ｂ 乾式通路 １０ 冷却塔用充填材ユニット １１ 上部水槽 １２ ファン １３ 配管 １４ 下部水槽 １５ 混合室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換用の板材を多数並列状に配置する
   と共に、同複数の熱交換用板材間の上部を部分的に水密
   状に閉塞して、前記複数の熱交換用板材間に湿式通路及
   び乾式通路をそれぞれ形成した冷却塔用充填材ユニット
   において、前記乾式通路の幅を湿式通路の幅より狭く形
   成したことを特徴とする冷却塔用充填材ユニット。
2. 【請求項２】 前記乾式通路と湿式通路とを交互に形成
   し、さらに前記乾式通路と湿式通路の幅の比が、２／３
   〜３／４の範囲であることを特徴とする請求項１記載の
   冷却塔用充填材ユニット。