JPH0942861A - 直交流式冷却塔 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 夏期においては充分な冷却を行え、中間期に
おいては白煙防止機能を弱めとして発揮し、冬期におい
ては、白煙防止機能を強めに発揮し得るようにする。 【解決手段】 全体直方体状の熱交換器Ａにおける循環
冷却水流下通路１０と気液接触通路２０は熱交換隔壁板
３０によって仕切られている。負荷部からの循環冷却水
をこの流下通路１０に供給する本管４０が配備してあ
り、この本管４０に連なる第１の散水管４１が、全体直
方体状の熱交換器Ａの上面に水平に配管されている。
更に、気液接触通路２０に循環冷却水を供給する流路は
２系統に区分され、各系統の気液接触通路２０ａ、２０
ｂは適宜空気専用通路に切替可能としてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は直交流式冷却塔、
殊に白煙発生防止機能を有する直交流式冷却塔に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の直交流式冷却塔は、種々の形式
のものが開発され、製造販売されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】直交流式冷却塔におけ
る冬期白煙の発生を防止するものにおいては、この白煙
発生防止機能を冬期を基準にして決定するため、中間期
においては、この機能が過剰気味となり、また夏期にお
いては、冷却能力の不足を来すおそれがあり、冷却塔の
大型化に伴い、日本の四季に応じて適切な機能を発揮で
きるものが望まれている。本件発明は、前記課題を解決
し、夏期においては充分な冷却を行え、中間期において
は白煙防止機能を弱めとして発揮し、冬期においては、
白煙防止機能を強めに発揮し得るようにした直交流式冷
却塔を市場に提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、特定の発明は両側縁が密閉されると共に、上下に開
放した扁平な垂直方向の相互に平行な数個の循環冷却水
流下通路と、この循環冷却水流下通路に隣接して形成さ
れると共に、循環冷却水及び空気流が相互に直接接触し
て直交流式に流れる気液接触通路とを有し、この循環冷
却水流下通路と気液接触通路が熱交換隔壁板によって仕
切られている全体直方体状の大気解放型熱交換器が内部
に配備されている直交流式冷却塔において、前記気液接
触通路に循環冷却水を供給する流路は少なくとも２系統
に区分され、各系統の気液接触通路は適宜空気専用通路
に切替可能としてあることを特徴とする直交流式冷却塔
とする。

【０００５】前記課題を解決するために、関連発明は負
荷部からの循環冷却水を前記流下通路に供給する本管か
ら、複数本の分配管が分岐してあり、各散水管から延び
る数本の散水管は、各系統の気液接触通路内に挿入され
ると共に、各分配管には開閉弁が設けられていることを
特徴とする直交流式冷却塔としてある。

【０００６】前記課題を解決するために、関連発明は負
荷部から前記直交流式冷却塔の上部水槽に循環冷却水を
供給する本管から流量調整用のバイパス管が分岐され、
このバイパス管は、前記直交流式冷却塔の下部水槽から
負荷部へ循環冷却水を戻す戻し管に接続してあると共
に、前記上部水槽には少なくとも２種の高さの異なる位
置と開口した分配散水管が配管してあり、前記２種の高
さの異なる分配管のうち、一方の分配管から延びる散水
管は前記２系統に区分された気液接触通路のうちの一方
の系統の気液接触通路内に位置し、他方の分配管から延
びる散水管は、他方の系統の気液接触通路内に位置する
ことを特徴とする直交流式冷却塔としてある。

【０００７】前記課題を解決するために、関連発明は循
環冷却水を前記直交流式冷却塔の上部水槽に供給する供
給管には流量調節弁が設けてあり、この上部水槽の底部
は階段状に形成され、最下段の底部には、前記流下通路
に向けて開口する分配管が垂下しており、最下段を除く
他の少なくとも２つの段部の底部には、前記各系統の気
液接触通路へ循環冷却水を供給するための分配管が連通
していることを特徴とする直交流式冷却塔としてある。

【０００８】前記課題を解決するために、関連発明は循
環冷却水を供給管により供給される直交流式冷却塔の上
部水槽の内部は少なくとも３つの部屋に垂直な堰により
仕切られ、３つの部屋のうち、一つの部屋の底部には前
記流下通路に向けて開口する分配管が垂下され、他の２
つの部屋の底部には、各系統の気液接触通路に循環冷却
水を供給する分配管が垂下しており、前記供給管には、
流量調整弁が設けてあることを特徴とする直交流式冷却
塔としてある。

【０００９】

【発明の実施の形態】

実施の形態１ この形態は請求項１及び２に記載された発明の代表的な
実施の形態である。図１及び図２において、Ａは直交流
式冷却塔Ｂ内に配備される全体直方体状の大気解放型熱
交換器であり、両側縁が密閉されると共に、上下に開放
した扁平な垂直方向の相互に平行な数個の循環冷却水流
下通路１０と、この循環冷却水流下通路１０に隣接して
形成されると共にこの循環冷却水及び空気流が相互に直
接接触して形成されると共にこの循環冷却水及び空気流
が相互に直接接触して直交流式に流れる気液接触通路２
０を有し、前記流下通路１０と気液接触通路２０は熱交
換隔壁板３０によって仕切られている。この形態におい
ては、前記気液接触通路２０は、２枚一組の充填材であ
る熱交換隔壁板３０の上部が閉じられており、トンネル
状に形成されており、この２枚１組のものは熱交換器ユ
ニットとして組立分解自在としてある。隣接する気液接
触通路２０において相互接触する波形の熱交換壁板３０
間に、前記流下通路１０が形成されている。これら相互
接触する熱交換壁板３０には凹凸が多数形成され、流下
通路１０の両側縁は外気流の流れにくい形状となり、略
密閉された状態となるが、必要に応じてこの両側縁をク
リップなどの密封具（図示せず）で密封する場合もある
（図７参照）。前記流下通路１０と前記気液接触通路２
０の比率はこの実施の形態では略１：１であるが、１：
２でも良く、更に、必ずしもこの流下通路１０と気液接
触通路２０が交互に配列してなくとも良く、前記流下通
路１０が数個の気液接触通路２０をおいて配列される場
合もある（図８参照）。負荷部からの循環冷却水を前記
流下通路１０に供給する本管４０が配備してあり、この
本管４０に連なる第１の散水管４１が、前記全体直方体
状の熱交換器Ａの上面に水平に配管されている。前記気
液接触通路２０に循環冷却水を供給する流路は２系統に
区分され、各系統の気液接触通路２０ａ、２０ｂは適宜
空気専用通路に切替可能としてある。

【００１０】即ち、この本体４０から分岐する２本の分
配管４２、４３のうち、第１の分配管４２から水平に延
びる数本の散水管４２ａは、前記２系統に区分された気
液接触通路２０のうちの一方の系統の気液接触通路２０
ａ内に位置し、第２の分配管４３から水平に延びる数本
の散水ノズル４３ａは他方の系統の気液接触通路２０ｂ
内に位置すると共に、散水管４１及び分配管４２、４３
には開閉弁４５、４６、４７が設けられている。この第
１、第２の分配管４２、４３の開閉弁４６、４７を操作
することで、各系統の気液接触通路２０ａ、２０ｂは空
気専用通路に適宜切替えられる。

【００１１】この形態の作用は次の通りである。 ａ）夏期において、 前記開閉弁４６、４７、を全て開き、前記気液接触通路
２０全てに負荷部から送られてくる高温の循環冷却水を
散布し、外気流と直接接触させ、気化の潜熱により、循
環冷却水を冷却し、負荷部へ送り循環使用する。この
際、前記流下通路１０に高温の循環冷却水を敢えてなが
さなくともよい。 ｂ）中間期（春期、梅雨時、秋期）において、 前記２系統の気液接触通路２０のうち、一方の系統の気
液接触通路２０ａ（又は２０ｂ）への循環冷却水の供給
を対応する開閉弁４６（又は４７）の閉止により停止
し、この気液接触通路２０ａ（又は２０ｂ）を空気専用
通路とし、前記流下通路を流れる高温の循環冷却水をこ
の空気専用通路を流れる外気流により間接的に冷却する
と共にこの外気流を乾き空気とする。この他方の系統の
気液接触通路２０ｂ（又は２０ａ）に供給された循環冷
却水は外気流と直接接触し、気化の潜熱作用により冷却
されると共に、この外気流は自身昇温し湿り空気とな
り、前記流下通路１０を流れる循環冷却水はこの昇温し
た湿り空気により間接的に冷却され、夏期における冷却
能力に比べて５０％〜７８％程度冷却能力を発揮する。
この乾き空気と湿り空気を直交流式冷却塔Ｂの排気口４
４下方に設けた通風室４８で混合し、過飽和空気とせず
に、即ち白煙を伴わずに大気に排気する。 ｃ）冬期において、 前記開閉弁４６、４７を全て閉じて、全ての気液接触通
路２０への循環冷却水の供給を停止し、空気専用通路と
し、前記流下通路１０のみに負荷部から送られてくる高
温の循環冷却水を供給し、空気専用通路を流れる外気流
により循環冷却水を間接的に冷却すると共に、絶対湿度
を一定としこの外気流を加温し、乾き空気として、前記
排気口より白煙を伴わずに排気する。なお、図１の第１
の散水管４１は、この熱交換管Ａの上部に沿い配管され
ているが、前記流下通路１０の上端開口内に配管する場
合もある（図９参照）。

【００１２】実施の形態２ この実施の形態は請求項３記載の発明の代表的な実施の
形態である。実施の形態１と同一符号のものは、実施の
形態１と同一の構成であり、実施の形態１と異なる構造
は次の通りである。負荷部から前記直交流式冷却塔Ｂの
上部水槽Ｃに循環冷却水を供給する本管４０からバイパ
ス管５０が分岐され、このバイパス管５０は、前記直交
流式冷却塔Ｂの下部水槽Ｄから負荷部へ循環冷却水を戻
す戻し管５１に接続してあると共に、このバイパス管５
０に開閉弁５２が設けてあり、前記上部水槽Ｃにはその
底部を貫通して起立する２種の高さの異なる垂直な分配
管５３、５４が設けてある。つまり、各分配管５３、５
４の上端の開口した位置が上下に相互に異なるよう配管
してある（図３参照）。なお、高さの異なる分配管は２
本に限定されるものではなく、図１０、図１１のように
５本の高さの異なる分配管５３、５４、５６、５７、５
８が配管してある場合もある。この上部水槽Ｃの底部
に、前記流下通路１０に循環冷却水を供給する孔５５が
多数設けてあり、前記２種の高さの異なる垂直な分配管
５３、５４のうち、一方の分配管５３から水平に延びる
散水管５３ａは前記２系統に区分された気液接触通路２
０のうちの一方の系統の気液接触通路２０ａ内に位置
し、他方の散水管５４から水平に延びる散水管５４ａ
は、他方の系統の気液接触通路２０ｂ内に位置する。

【００１３】この形態の作用を次に説明する。 ａ）夏期において、 前記バイパス管５０への循環冷却水の流入を遮断し、負
荷部から送られてくる高温の循環冷却水を全て前記上部
水槽Ｃに供給し、前記流下通路１０及び気液接触通路２
０にはこの循環冷却水を分配供給し、気液接触通路にお
いては外気流と循環冷却水を直接接触し、気化の潜熱で
冷却すると共に、前記流下通路１０を流下する循環冷却
水は外気流と間接冷却して、このように冷却された全て
の循環冷却水を負荷部へ戻し管を通して戻し、循環使用
する。このようにして直交流式冷却塔の冷却能力を１０
０％発揮させる。 ｂ）中間期において、 負荷部からの高温の循環冷却水の一部をバイパス管６０
に通し、上部水槽Ｃへの循環冷却水の供給量を夏期に比
べ減少させ、最高位の分配管５３から一方の系統への気
液接触通路２０ａへの供給を停止し、この気液接触通路
２０ａを空気専用通路２０ｂとし、他方の系統の気液接
触通路１０と前記流下通路に循環冷却水を供給し、この
空気専用通路を流れる外気流によりこの流下通路を流れ
る高温の循環冷却水を間接的に冷却すると共にこの外気
流を絶対湿度を一定として加温して乾き空気とし、循環
冷却水が供給される他方の系統の気液接触通路２０ｂを
流れる外気流はこの高温の循環冷却水と直接接触し気化
の潜熱作用により循環冷却水を冷却すると共に自身昇温
し湿り空気となり、前記流下通路を流れる高温の循環冷
却水を間接的に冷却する。この乾き空気と湿り空気をこ
の冷却塔Ｂの前記通風室で混合し、過飽和空気とならず
に、即ち白煙を伴わずに大気に排気する。この際この冷
却塔Ａの冷却能力は夏期における冷却能力の５０％〜７
０％程度となる。 ｃ）冬期において、 前記バイパス管５０を通る循環冷却水の流量を中間期に
比べ増大させ、上部水槽Ｃにおける循環冷却水の水位を
最低位の分配管５４の上端より低くし、循環冷却水を前
記流下通路１０内にのみ供給し、全ての気液接触通路２
０を空気専用通路に切替え、これら空気専用通路１０を
流れる外気流により循環冷却水を間接的に冷却すると共
に、絶対湿度を一定とし、この外気流を加温し、乾き空
気の発生量を最大とし前記排気口から白煙を伴わず大気
に排気する。また、この外気流で間接的に冷却された循
環冷却水を戻し管を通り負荷部へ送り循環使用する。

【００１４】実施の形態３ この実施の形態は請求項４記載の発明の代表的な実施の
形態である。実施の形態１と同一符号のものは、実施の
形態１と同一の構成、作用であり、実施の形態１と異な
る構造は次の通りである。循環冷却水を前記直交流式冷
却塔Ｂの上部水槽Ｃに供給する本管４０には流量調節弁
６１が設けてある。この上部水槽Ｃの底部は階段状に形
成され、最下段６７の底部には、前記流下通路に向けて
開口する分配管の一種である散水孔部６２が穿設してお
り、最下段６７を除く他の少なくとも２つの段部６３、
６４の底部には、前記各系統の気液接触通路へ循環冷却
水を供給するための分配管６５、６６が連通している
（図５参照）。

【００１５】この形態の作用は次のとおりである。 ａ）夏期において、 流量調整弁６１を開き、前記上部水槽Ｃの水位を最大水
位とし、全ての段部６７、６３、６４を水没され、前記
流下通路及び全ての気液接触通路２０に前記分配管６
５、６６を通して供給し、冷却塔の冷却能力を１００％
発揮する。 ｂ）中間期において、 前記流量調整弁６１を絞り、前記上部水槽Ｃの水位を下
げ、前記一方の系統の気液接触通路と前記流下通路に散
水孔部６２と分配管６５を通して循環冷却水を供給し、
分配管６６から前記他方の系統の気液接触通路への循環
冷却水の供給を遮断し、空気専用通路とする。この空気
専用通路を流れる外気流と前記流下通路を流れる高温の
循環冷却水を間接的に接触させ、この外気流で高温の循
環冷却水を冷却し、外気流は自身昇温して絶対湿度一定
の乾き空気となる。一方の系統の気液接触通路から発生
する湿り空気とこの乾き空気とを前記通風室で混合し、
過飽和空気とせずに白煙を伴わずに排気する。 ｃ）冬期において、 前記流量調整弁６１を更に絞り、前記上部水槽Ｃの水位
を最低位とし、全ての循環冷却水を流下通路のみに供給
し、全ての気液接触通路を空気専用通路とし、乾き空気
の発生量を最大とし、白煙の発生を防止する。

【００１６】実施の形態４ この実施の形態は請求項５記載の発明の代表的な実施の
形態である。実施の形態１と同一の符号のものは、実施
の形態１と同一の構成であり、実施の形態１に異なる構
造は次の通りである。循環冷却水を本管４０により供給
される直交流式冷却塔Ｂの上部水槽Ｃの内部は少なくと
も３つの部屋８１、８２、８３に垂直な堰８４、８５に
より仕切られ、３つの部屋８１、８２、８３のうち、一
つの部屋８１の底部には前記流下通路に向けて開口する
散水管８６が垂下され、他の２つの部屋８２、８３の底
部には、各系統の気液接触通路に循環冷却水を供給する
分配管８７、８８が垂下しており、前記供給管４０に
は、流量調整弁８９が設けてある（図６参照）。

【００１７】この形態の作用は次のとおりである。 ａ）夏期においては、 前記流量調整弁８９を全開とし、前記上部水槽Ｃの水位
を最大水位とし、全ての気液接触通路と流下通路に循環
冷却水を前記全ての部屋８１、８２、８３から供給し、
循環冷却水の冷却を充分に行う。 ｂ）中間期においては 流量調整弁８９を絞り、前記上部水槽Ｃへの循環冷却水
の流入量を少なくし、前記堰８４、８５により３つの部
屋８１、８２、８３のうち、図示のものでは最左側の部
屋８３への給水を停止し、他方の系統の気液接触通路に
循環冷却水を供給せず、この他方の系統の気液接触通路
を専用空気通路とする。この際、一方の系統の気液接触
通路と前記流下通路には部屋８１、８２から循環冷却水
を供給する。この空気専用通路を流れる外気流と前記流
下通路を流れる高温の循環冷却水を間接的に接触させ、
この外気流で高温の循環冷却水を冷却し、外気流は自身
昇温して絶対湿度一定の乾き空気となる。一方の系統の
気液接触通路から発生する湿り空気と前記乾き空気とを
前記通風室にて混合し、白煙を伴わずに排気する。 ｃ）冬期において、 更に前記流量調整弁８９を絞り上部水槽Ｃへの循環冷却
水の流入量を最少とし、前記３つの部屋８１、８２、８
３のうち、気液接触通路用の分配管８７、８８が垂下し
ている２つの部屋８２、８３を空部屋とし、全ての気液
接触通路に循環冷却水を供給せず、空気専用通路とし、
残りの一つの部屋８１に連通する散水管８６から循環冷
却水を流下通路１０のみに供給し、乾き空気を最大量発
生させ、白煙の発生を防止する。

【００１８】

【発明の効果】請求項１記載の発明の効果を請求項２記
載の発明の効果と共に説明する。夏期においては、前記
気液接触通路全てに負荷部から送られてくる高温の循環
冷却水を散布し、外気流と直接接触させ、気化の潜熱に
より、循環冷却水を冷却し、負荷部へ送り循環使用する
ことができる。中間期（春期、梅雨時、秋期）において
は、前記２系統の気液接触通路のうち、一方の系統の気
液接触通路への循環冷却水の供給を停止し、この気液接
触通路を空気専用通路とし、前記流下通路を流れる高温
の循環冷却水をこの空気専用通路を流れる外気流により
間接的に冷却すると共にこの外気流を乾き空気とするこ
とができ、また、他方の系統の気液接触通路へは循環冷
却水を供給し、湿り空気を発生させることができる。こ
の乾き空気と湿り空気を直交流式冷却塔の排気口下方に
設けた通風室で混合し、過飽和空気とせずに、即ち白煙
を伴わずに大気に排気することができる。

【００１９】更に、この他方の系統の気液接触通路に供
給された循環冷却水を外気流と直接接触し、気化の潜熱
作用により冷却できると共に、前記流下通路を流れる循
環冷却水を外気流により間接的に冷却し、夏期における
冷却能力に比べて５０％〜７８％程度冷却能力を発揮す
ることができる。冬期においては、全ての気液接触通路
への循環冷却水の供給を停止し、空気専用通路とし、前
記流下通路のみに負荷部から送られてくる高温の循環冷
却水を供給し、空気専用通路を流れる外気流により循環
冷却水を間接的に冷却すると共に、外気流を絶対湿度を
一定とし加温し、乾き空気として、前記排気口より白煙
を伴わずに排気することができる。

【００２０】請求項２記載の発明の効果を説明する。夏
期においては、前記開閉弁を全て開き、前記気液接触通
路全てに負荷部から送られてくる高温の循環冷却水を散
布し、外気流と直接接触させ、気化の潜熱作用により循
環冷却水を冷却し、負荷部へ送り循環使用することがで
きる。中間期（春期、梅雨時、秋期）においては、前記
２系統の気液接触通路のうち、一方の系統の気液接触通
路への循環冷却水の供給を対応する開閉弁を閉じること
により停止し、この気液接触通路を空気専用通路とし、
前記流下通路を流れる高温の循環冷却水をこの空気専用
通路を流れる外気流により間接的に冷却すると共にこの
外気流を乾き空気とすることができ、また、他方の系統
の気液接触通路へは循環冷却水を供給し、湿り空気を発
生させることができる。この乾き空気と湿り空気を直交
流式冷却塔の排気口下方に設けた通風室で混合し、過飽
和空気とせずに、即ち白煙を伴わずに大気に排気するこ
とができる。

【００２１】更に、この他方の系統の気液接触通路に供
給された循環冷却水を外気流と直接接触し、気化の潜熱
作用により冷却できると共に、前記流下通路を流れる循
環冷却水を外気流により間接的に冷却し、夏期における
冷却能力に比べて５０％〜７８％程度冷却能力を発揮す
ることができる。冬期においては、前記開閉弁を全て閉
じて全ての気液接触通路への循環冷却水の供給を停止
し、空気専用通路とし、前記流下通路のみに負荷部から
送られてくる高温の循環冷却水を供給し、空気専用通路
を流れる外気流により循環冷却水を間接的に冷却すると
共に、外気流を絶対湿度を一定とし加温し、乾き空気と
して、前記排気口より白煙を伴わずに排気することがで
きる。

【００２２】次に請求項３に記載された発明の効果を説
明する。夏期においては、負荷部から送られてくる高温
の循環冷却水を全て前記上部水槽に供給し、前記流下通
路及び気液接触通路にはこの循環冷却水を分配供給し、
気液接触通路においては外気流と循環冷却水を直接接触
し、気化の潜熱作用で冷却すると共に、前記流下通路を
流下する循環冷却水は外気流と間接冷却して、負荷部へ
戻し管を通して戻し、循環使用することができ、直交流
式冷却塔の冷却能力を１００％発揮できる。中間期にお
いては、負荷部からの高温の循環冷却水の一部をバイパ
ス管に通し、上部水槽への循環冷却水の供給量を夏期に
比べ減少させ、最高位の分配管から一方の系統への気液
接触通路への供給を停止し、この通路を空気専用通路と
し、他方の系統の気液接触通路と前記流下通路に循環冷
却水を供給し、この空気専用通路を流れる外気流を乾き
空気とし、循環冷却水が供給される他方の系統の気液接
触通路を流れる外気流を湿り空気とし、この乾き空気と
湿り空気を前記通風室で混合し、過飽和空気とならず
に、即ち白煙を伴わずに大気に排気することができる。
この際冷却塔の冷却能力は夏期における冷却能力の５０
％〜７０％程度とすることができる

【００２３】冬期においては、バイパス管を通る循環冷
却水の流量を中間期に比べ多くし、上部水槽における循
環冷却水の水位を最低位の分配管の上端より低くし、循
環冷却水を前記流下通路内にのみ供給し、全ての気液接
触通路を空気専用通路に切替え、これら空気専用通路を
流れる外気流を絶対湿度を一定とし、高温の循環冷却水
により加温し、乾き空気とし前記通風室から白煙を伴わ
ず大気に排気することができる。また、この外気流で間
接的に冷却された循環冷却水を戻し管を通り負荷部へ送
り循環使用することができる。

【００２４】請求項４記載の発明の効果としては、夏期
においては、流量調整弁を開き、前記上部水槽の水位を
最大水位とし、全ての段部を水没され、前記流下通路及
び全ての気液接触通路に前記分配管を通して散水し、冷
却塔の冷却能力を１００％発揮することができる。ま
た、中間期においては、前記流量調整弁を絞り、前記上
部水槽の水位を下げ、前記一方の系統の気液接触通路と
前記流下通路に分配管を通して循環冷却水を供給し、前
記他方の系統の気液接触通路への循環冷却水の供給を遮
断し、空気専用通路として、この空気専用通路から発生
する乾き空気と一方の気液接触通路から発生する湿り空
気とを前記通風室で混合し、過飽和空気とせずに白煙を
伴わずに排気することができる。冬期においては、前記
流量調整弁を更に絞り、前記上部水槽の水位を最低位と
し、全ての循環冷却水を流下通路のみに供給し、全ての
気液接触通路を空気専用通路とし、乾き空気の発生量を
最大とし、白煙の発生を防止することができる。

【００２５】請求項５記載の発明の効果を次に説明す
る。夏期においては、前記上部水槽の水位を最大水位と
し、全ての気液接触通路と流下通路に循環冷却水を供給
し、循環冷却水の冷却を充分に行う。中間期においては
前記上部水槽への循環冷却水の流入量を少なくし、前記
堰により３つの部屋のうち、他方の気液接触通路に循環
冷却水を無給水とする空部屋を形成し、専用空気通路と
し、乾き空気を発生させ、一方の気液接触通路と流下通
路に循環冷却水を供給し、一方の気液接触通路から発生
する湿り空気と前記乾き空気とを前記通風室で混合し、
白煙を伴わずに排気することができる。冬期において
は、上部水槽への循環冷却水の流入量を最少とし、全て
の気液接触通路に循環冷却水を供給せず、空気専用通路
とし、循環冷却水を流下通路のみに供給し、乾き空気を
最大量発生させ、白煙の発生を防止することができる。
前記実施の形態１個有の効果としては、気液接触通路２
０を形成する２枚一組の充填材である熱交換隔壁板３０
を熱交換ユニットとして組立分解自在としてあるため、
冷却能力に応じてこのユニットの数を増減して、所望の
冷却能力、白煙発生防止機能を発揮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の概略正面図である。

【図２】図１の要部斜視図である。

【図３】実施の形態２の概略正面図である。

【図４】図３における間接熱交換器部分を示す平面図で
ある。

【図５】実施の形態３における上部水槽の概略図であ
る。

【図６】実施の形態４における上部水槽の概略図であ
る。

【図７】その他の熱交換器部分を示す概略平面図であ
る。

【図８】別の熱交換器部分を示す概略平面図である。

【図９】その他の散水管の配管を示す概略側面図であ
る。

【図１０】図３と類似した形態の一部省略した概略正面
図である。

【図１１】図１０の間接熱交換器部分を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

Ａ 間接熱交換器 Ｂ 直交流式冷却塔 １０ 循環冷却水流下通路 ２０ 気液接触通路

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年９月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、特定発明は両側縁が密閉されると共に、上下に開放
した扁平な垂直方向の相互に平行な数個の循環冷却水流
下通路と、この循環冷却水流下通路に隣接して形成され
ると共に、循環冷却水及び空気流が相互に直接接触して
直交流式に流れる気液接触通路とを有し、この循環冷却
水流下通路と気液接触通路が熱交換隔壁板によって仕切
られている全体直方体状の大気解放型熱交換器が内部に
配備されている直交流式冷却塔において、前記気液接触
通路に循環冷却水を供給する流路は少なくとも２系統に
区分され、各系統の気液接触通路は適宜空気専用通路に
切替可能としてあることを特徴とする直交流式冷却塔と
する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】

【発明の実施の形態】 実施の形態１ この形態は請求項１及び２に記載された発明の代表的な
実施の形態である。図１及び図２において、Ａは直交流
式冷却塔Ｂ内に配備される全体直方体状の大気解放型熱
交換器であり、両側縁が密閉されると共に、上下に開放
した扁平な垂直方向の相互に平行な数個の循環冷却水流
下通路１０と、この循環冷却水流下通路１０に隣接して
形成されると共にこの循環冷却水及び空気流が相互に直
接接触して直交流式に流れる気液接触通路２０を有し、
各気液接触通路２０は隣接する２枚の充填板３０を間隔
をおいて垂直に配置してない前記流下通路１０と気液接
触通路２０は熱交換隔壁板３０によって仕切られてい
る。この形態においては、これら前記気液接触通路２０
のうち、最上段のものは、２枚一組の充填材である熱交
換隔壁板３０の上部が閉じられている。隣接する気液接
触通路２０熱交換壁板３０間に、前記流下通路１０が形
成されている。従って、全段の流下通路１０は気液接触
通路２０同様に前記連結体２１により相互に連通された
状態となる。この隣接する充填板３０には凹凸が多数形
成されているため、前記流下通路１０の両側縁は外気流
の流れにくい形状となり、略密閉された状態となるが、
必要に応じてこの両側縁をクリップなどの密封具（図示
せず）で密封する場合もある（図７参照）。前記流下通
路１０と前記気液接触通路２０の比率はこの実施の形態
では略１：１であるが、１：２でも良く、更に、必ずし
もこの流下通路１０と気液接触通路２０が交互に配列し
てなくとも良く、前記流下通路１０が数個の気液接触通
路２０をおいて配列される場合もある（図８参照）。負
荷部からの循環冷却水を前記流下通路１０に供給する本
管４０が配備してあり、この本管４０に連なる第１の散
水管４１が、前記全体直方体状の熱交換器Ａの上面に水
平に配管されている。前記気液接触通路２０に循環冷却
水を供給する流路は２系統に区分され、各系統の気液接
触通路２０ａ、２０ｂは適宜空気専用通路に切替可能と
してある。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】この形態の作用は次の通りである。 ａ）夏期において、 前記開閉弁４６、４７、を全て開き、前記気液接触通路
２０全てに負荷部から送られてくる高温の循環冷却水を
散布し、外気流と直接接触させ、気化の潜熱により、循
環冷却水を冷却し、負荷部へ送り循環使用する。この
際、前記流下通路１０に高温の循環冷却水を敢えてなが
さなくともよい。 ｂ）中間期（春期、梅雨時、秋期）において、 前記２系統の気液接触通路２０のうち、一方の系統の気
液接触通路２０ａ（又は２０ｂ）への循環冷却水の供給
を対応する開閉弁４６（又は４７）の閉止により停止
し、この気液接触通路２０ａ（又は２０ｂ）を空気専用
通路とし、前記流下通路を流れる高温の循環冷却水をこ
の空気専用通路を流れる外気流により間接的に冷却する
と共にこの外気流を乾き空気とする。この他方の系統の
気液接触通路２０ｂ（又は２０ａ）に供給された循環冷
却水は外気流と直接接触し、気化の潜熱作用により冷却
されると共に、この外気流は自身昇温し湿り空気とな
り、前記流下通路１０を流れる循環冷却水はこの昇温し
た湿り空気により間接的に冷却され、夏期における冷却
能力に比べて５０％〜７８％程度冷却能力を発揮する。
この乾き空気と湿り空気を直交流式冷却塔Ｂの排気口４
４下方に設けた通風室４８で混合し、過飽和空気とせず
に、即ち白煙を伴わずに大気に排気する。 ｃ）冬期において、 前記開閉弁４６、４７を全て閉じて、全ての気液接触通
路２０への循環冷却水の供給を停止し、空気専用通路と
し、前記流下通路１０のみに負荷部から送られてくる高
温の循環冷却水を供給し、空気専用通路を流れる外気流
により循環冷却水を間接的に冷却すると共に、絶対湿度
を一定としこの外気流を加温し、乾き空気として、前記
排気口より白煙を伴わずに排気する。なお、図１の第１
の散水管４１は、この熱交換器Ａの上部に沿い配管され
ているが、前記流下通路１０の上端開口内に配管する場
合もある（図９参照）。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】実施の形態２ この実施の形態は請求項３記載の発明の代表的な実施の
形態である。実施の形態１と同一符号のものは、実施の
形態１と同一の構成であり、実施の形態１と異なる構造
は次の通りである。負荷部から前記直交流式冷却塔Ｂの
上部水槽Ｃに循環冷却水を供給する本管４０からバイパ
ス管５０が分岐され、このバイパス管５０は、前記直交
流式冷却塔Ｂの下部水槽Ｄから負荷部へ循環冷却水を戻
す戻し管５１に接続してあると共に、このバイパス管５
０に開閉弁５２が設けてあり、前記上部水槽Ｃにはその
底部を貫通して起立する２種の高さの異なる垂直な分配
管５３、５４が設けてある。つまり、各分配管５３、５
４の上端の開口した位置が上下に相互に異なるよう配管
してある（図３参照）。なお、高さの異なる分配管は２
本に限定されるものではなく、図１０、図１１のように
５本の高さの異なる分配管５３、５４、５６、５７、５
８が配管してある場合もある。この上部水槽Ｃの底部
に、前記流下通路１０に循環冷却水を供給する孔５５が
多数設けてあり、前記２種の高さの異なる垂直な分配管
５３、５４のうち、一方の分配管５３から水平に延びる
散水管５３ａは前記２系統に区分された気液接触通路２
０のうちの一方の系統の気液接触通路２０ａ内に位置
し、他方の分配管５４から水平に延びる散水管５４ａ
は、他方の系統の気液接触通路２０ｂ内に位置する。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】実施の形態２ この実施の形態は請求項３記載の発明の代表的な実施の
形態である。実施の形態１と同一符号のものは、実施の
形態１と同一の構成であり、実施の形態１と異なる構造
は次の通りである。負荷部から前記直交流式冷却塔Ｂの
上部水槽Ｃに循環冷却水を供給する本管４０からバイパ
ス管５０が分岐され、このバイパス管５０は、前記直交
流式冷却塔Ｂの下部水槽Ｄから負荷部へ循環冷却水を戻
す戻し管５１に接続してあると共に、このバイパス管５
０に開閉弁５２が設けてあり、前記上部水槽Ｃにはその
底部を貫通して起立する２種の高さの異なる垂直な分配
管５３、５４が設けてある。つまり、各分配管５３、５
４の上端の開口した位置が上下に相互に異なるよう配管
してある（図３参照）。なお、高さの異なる分配管は２
本に限定されるものではなく、図１０、図１１のように
５本の高さの異なる分配管５３、５４、５６、５７、５
８が配管してある場合もある。この上部水槽Ｃの底部
に、前記流下通路１０に循環冷却水を供給する孔５５が
多数設けてあり、前記２種の高さの異なる垂直な分配管
５３、５４のうち、一方の分配管５３から水平に延びる
散水管５３ａは前記２系統に区分された気液接触通路２
０のうちの一方の系統の気液接触通路２０ａ内に位置
し、他方の分配管５４から水平に延びる散水管５４ａ
は、他方の系統の気液接触通路２０ｂ内に位置する。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】この形態の作用を次に説明する。 ａ）夏期において、 前記バイパス管５０への循環冷却水の流入を遮断し、負
荷部から送られてくる高温の循環冷却水を全て前記上部
水槽Ｃに供給し、前記流下通路１０及び気液接触通路２
０にはこの循環冷却水を分配供給し、気液接触通路にお
いては外気流と循環冷却水を直接接触し、気化の潜熱で
冷却すると共に、前記流下通路１０を流下する循環冷却
水は外気流と間接冷却して、このように冷却された全て
の循環冷却水を負荷部へ戻し管を通して戻し、循環使用
する。このようにして直交流式冷却塔の冷却能力を１０
０％発揮させる。 ｂ）中間期において、 負荷部からの高温の循環冷却水の一部をバイパス管５０
に通し、上部水槽Ｃへの循環冷却水の供給量を夏期に比
べ減少させ、最高位の分配管５３から一方の系統への気
液接触通路２０ａへの供給を停止し、この気液接触通路
２０ａを空気専用通路とし、他方の系統の気液接触通路
２０ｂと前記流下通路１０に循環冷却水を供給し、この
空気専用通路を流れる外気流によりこの流下通路１０を
流れる高温の循環冷却水を間接的に冷却すると共にこの
外気流を絶対湿度を一定として加温して乾き空気とし、
循環冷却水が供給される他方の系統の気液接触通路２０
ｂを流れる外気流はこの高温の循環冷却水と直接接触し
気化の潜熱作用により循環冷却水を冷却すると共に自身
昇温し湿り空気となり、前記流下通路１０を流れる高温
の循環冷却水を間接的に冷却する。この乾き空気と湿り
空気をこの冷却塔Ｂの前記通風室で混合し、過飽和空気
とならずに、即ち白煙を伴わずに大気に排気する。この
際この冷却塔Ｂの冷却能力は夏期における冷却能力の５
０％〜７０％程度となる。 ｃ）冬期において、 前記バイパス管５０を通る循環冷却水の流量を中間期に
比べ増大させ、上部水槽Ｃにおける循環冷却水の水位を
最低位の分配管５４の上端より低くし、循環冷却水を前
記流下通路１０内にのみ供給し、全ての気液接触通路２
０を空気専用通路に切替え、これら空気専用通路１０を
流れる外気流により循環冷却水を間接的に冷却すると共
に、絶対湿度を一定とし、この外気流を加温し、乾き空
気の発生量を最大とし前記排気口から白煙を伴わず大気
に排気する。また、この外気流で間接的に冷却された循
環冷却水を戻し管を通り負荷部へ送り循環使用する。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】この形態の作用は次のとおりである。 ａ）夏期において、 流量調整弁６１を開き、前記上部水槽Ｃの水位を最大水
位とし、全ての段部６７、６３、６４を水没させ、前記
流下通路及び全ての気液接触通路に前記分配管６５、６
６を通して循環冷却水を供給し、冷却塔の冷却能力を１
００％発揮する。 ｂ）中間期において、 前記流量調整弁６１を絞り、前記上部水槽Ｃの水位を下
げ、前記一方の系統の気液接触通路と前記流下通路に散
水孔部６２と分配管６５を通して循環冷却水を供給し、
分配管６６から前記他方の系統の気液接触通路への循環
冷却水の供給を遮断し、空気専用通路とする。この空気
専用通路を流れる外気流と前記流下通路を流れる高温の
循環冷却水を間接的に接触させ、この外気流で高温の循
環冷却水を冷却し、外気流は自身昇温して絶対湿度一定
の乾き空気となる。一方の系統の気液接触通路から発生
する湿り空気とこの乾き空気とを前記通風室で混合し、
過飽和空気とせずに白煙を伴わずに排気する。 ｃ）冬期において、 前記流量調整弁６１を更に絞り、前記上部水槽Ｃの水位
を最低位とし、全ての循環冷却水を前記散水孔部６２か
ら流下通路のみに供給し、全ての気液接触通路を空気専
用通路とし、乾き空気の発生量を最大とし、白煙の発生
を防止する。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】この形態の作用は次のとおりである。 ａ）夏期においては、 前記流量調整弁８９を全開とし、前記上部水槽Ｃの水位
を最大水位とし、全ての気液接触通路と流下通路に循環
冷却水を前記全ての部屋８１、８２、８３から供給し、
循環冷却水の冷却を充分に行う。 ｂ）中間期においては 流量調整弁８９を絞り、前記上部水槽Ｃへの循環冷却水
の流入量を少なくし、前記堰８４、８５により３つの部
屋８１、８２、８３のうち、図示のものでは最左側の部
屋８３への給水を停止し、他方の系統の気液接触通路に
循環冷却水を供給せず、この他方の系統の気液接触通路
を専用空気通路とする。この際、一方の系統の気液接触
通路と前記流下通路には部屋８１、８２から循環冷却水
を供給する。この空気専用通路を流れる外気流と前記流
下通路を流れる高温の循環冷却水を間接的に接触させ、
この外気流で高温の循環冷却水を冷却し、外気流は自身
昇温して絶対湿度一定の乾き空気となる。一方の系統の
気液接触通路から発生する湿り空気と前記乾き空気とを
前記通風室にて混合し、白煙を伴わずに排気する。 ｃ）冬期において、 更に前記流量調整弁８９を絞り上部水槽Ｃへの循環冷却
水の流入量を最少とし、前記３つの部屋８１、８２、８
３のうち、気液接触通路用の分配管８７、８８が垂下し
ている２つの部屋８２、８３を空部屋とし、全ての気液
接触通路に循環冷却水を供給せず、空気専用通路とし、
残りの一つの部屋８１に連通する散水管８６から循環冷
却水を流下通路のみに供給し、乾き空気を最大量発生さ
せ、白煙の発生を防止する。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】請求項２記載の発明は前記効果に加えて、
次の効果を発揮する。夏期においては、前記開閉弁を全
て開き、前記気液接触通路全てに負荷部から送られてく
る高温の循環冷却水を散布し、外気流と直接接触させ、
気化の潜熱作用により循環冷却水を冷却し、負荷部へ送
り循環使用することができる。中間期（春期、梅雨時、
秋期）においては、前記２系統の気液接触通路のうち、
一方の系統の気液接触通路への循環冷却水の供給を対応
する開閉弁を閉じることにより停止し、この気液接触通
路を空気専用通路とし、前記流下通路を流れる高温の循
環冷却水をこの空気専用通路を流れる外気流により間接
的に冷却すると共にこの外気流を乾き空気とすることが
でき、また、他方の系統の気液接触通路へは循環冷却水
を供給し、湿り空気を発生させることができる。この乾
き空気と湿り空気を直交流式冷却塔の排気口下方に設け
た通風室で混合し、過飽和空気とせずに、即ち白煙を伴
わずに大気に排気することができる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】次に請求項３に記載された発明は請求項１
に記載された発明の効果に加えて、次の効果を発揮す
る。夏期においては、負荷部から送られてくる高温の循
環冷却水を全て前記上部水槽に供給し、前記流下通路及
び気液接触通路にはこの循環冷却水を分配供給し、気液
接触通路においては外気流と循環冷却水を直接接触し、
気化の潜熱作用で冷却すると共に、前記流下通路を流下
する循環冷却水は外気流と間接冷却して、負荷部へ戻し
管を通して戻し、循環使用することができ、直交流式冷
却塔の冷却能力を１００％発揮できる。中間期において
は、負荷部からの高温の循環冷却水の一部をバイパス管
に通し、上部水槽への循環冷却水の供給量を夏期に比べ
減少させ、最高位の分配管から一方の系統への気液接触
通路への供給を停止し、この通路を空気専用通路とし、
他方の系統の気液接触通路と前記流下通路に循環冷却水
を供給し、この空気専用通路を流れる外気流を乾き空気
とし、循環冷却水が供給される他方の系統の気液接触通
路を流れる外気流を湿り空気とし、この乾き空気と湿り
空気を前記通風室で混合し、過飽和空気とならずに、即
ち白煙を伴わずに大気に排気することができる。この際
冷却塔の冷却能力は夏期における冷却能力の５０％〜７
０％程度とすることができる。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】請求項４記載の発明は請求項１記載の発明
の効果に加えて次の効果を属する。夏期においては、流
量調整弁を開き、前記上部水槽の水位を最大水位とし、
全ての段部を水没され、前記流下通路及び全ての気液接
触通路に前記分配管を通して散水し、冷却塔の冷却能力
を１００％発揮することができる。また、中間期におい
ては、前記流量調整弁を絞り、前記上部水槽の水位を下
げ、前記一方の系統の気液接触通路と前記流下通路に分
配管を通して循環冷却水を供給し、前記他方の系統の気
液接触通路への循環冷却水の供給を遮断し、空気専用通
路として、この空気専用通路から発生する乾き空気と一
方の気液接触通路から発生する湿り空気とを前記通風室
で混合し、過飽和空気とせずに白煙を伴わずに排気する
ことができる。冬期においては、前記流量調整弁を更に
絞り、前記上部水槽の水位を最低位とし、全ての循環冷
却水を流下通路のみに供給し、全ての気液接触通路を空
気専用通路とし、乾き空気の発生量を最大とし、白煙の
発生を防止することができる。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】請求項５記載の発明は請求項１記載の発明
の効果に加えて次の効果を属する。夏期においては、前
記上部水槽の水位を最大水位とし、全ての気液接触通路
と流下通路に循環冷却水を供給し、循環冷却水の冷却を
充分に行うことができる。中間期においては前記上部水
槽への循環冷却水の流入量を少なくし、前記堰により３
つの部屋のうち、他方の気液接触通路に循環冷却水を無
給水とする空部屋を形成し、専用空気通路とし、乾き空
気を発生させ、一方の気液接触通路と流下通路に循環冷
却水を供給し、一方の気液接触通路から発生する湿り空
気と前記乾き空気とを前記通風室で混合し、白煙を伴わ
ずに排気することができる。冬期においては、上部水槽
への循環冷却水の流入量を最少とし、全ての気液接触通
路に循環冷却水を供給せず、空気専用通路とし、循環冷
却水を流下通路のみに供給し、乾き空気を最大量発生さ
せ、白煙の発生を防止することができる。前記実施の形
態１個有の効果としては、気液接触通路２０を形成する
２枚一組の充填材である熱交換隔壁板３０を熱交換ユニ
ットとして組立分解自在としてあるため、冷却能力に応
じてこのユニットの数を増減して、所望の冷却能力、白
煙発生防止機能を発揮できる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】両側縁が密閉されると共に、上下に開放し
   た扁平な垂直方向の相互に平行な数個の循環冷却水流下
   通路と、この各循環冷却水流下通路に隣接して形成され
   ると共に、循環冷却水及び空気流が相互に直接接触して
   直交流式に流れる気液接触通路とを有し、この循環冷却
   水流下通路と気液接触通路が熱交換隔壁板によって仕切
   られている全体直方体状の大気解放型熱交換器が内部に
   配備されている直交流式冷却塔において、前記気液接触
   通路に循環冷却水を供給する流路は少なくとも２系統に
   区分され、各系統の気液接触通路は適宜空気専用通路に
   切替可能としてあることを特徴とする直交流式冷却塔。
2. 【請求項２】負荷部からの循環冷却水を前記流下通路に
   供給する本管から、複数本の分配管が分岐してあり、 各分配管から延びる数本の散水管は、各系統の気液接触
   通路内に挿入されると共に、各散水管には開閉弁が設け
   られていることを特徴とする請求項１記載の直交流式冷
   却塔。
3. 【請求項３】負荷部から前記直交流式冷却塔の上部水槽
   に循環冷却水を供給する本管から流量調整用のバイパス
   管が分岐され、このバイパス管は、前記直交流式冷却塔
   の下部水槽から負荷部へ循環冷却水を戻す戻し管に接続
   してあると共に、前記上部水槽には少なくとも２種の高
   さの異なる位置に開口した分配管が配管してあり、 前記２種の高さの異なる分配管のうち、一方の分配管か
   ら延びる散水管は前記２系統に区分された気液接触通路
   のうちの一方の系統の気液接触通路内に位置し、他方の
   分配管から延びる散水管は、他方の系統の気液接触通路
   内に位置することを特徴とする請求項１記載の直交流式
   冷却塔。
4. 【請求項４】循環冷却水を前記直交流式冷却塔の上部水
   槽に供給する供給管には流量調節弁が設けてあり、 この上部水槽の底部は階段状に形成され、最下段の底部
   には、前記流下通路に向けて開口する分配管が垂下して
   おり、 最下段を除く他の少なくとも２つの段部の底部には、前
   記各系統の気液接触通路へ循環冷却水を供給するための
   分配管が連通していることを特徴とする請求項１記載の
   直交流式冷却塔。
5. 【請求項５】循環冷却水を供給管により供給される直交
   流式冷却塔の上部水槽の内部は少なくとも３つの部屋に
   垂直な堰により仕切られ、３つの部屋のうち、一つの部
   屋の底部には前記流下通路に向けて開口する散水管が垂
   下され、他の２つの部屋の底部には、各系統の気液接触
   通路に循環冷却水を供給する分配管が垂下しており、前
   記供給管には、流量調整弁が設けてあることを特徴とす
   る請求項１記載の直交流式冷却塔。