JPH109794A - 直交流式冷却塔及びこの直交流式冷却塔用の連結体 - 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】 循環冷却水流下通路１０と気液接触通路
１２が充填板１１によって仕切られている全体直方体状
の間接熱交換器Ｂが直交流式冷却塔Ａ内に配備されてい
る。この流下通路１０に循環冷却水を分配する主管９
が、この間接熱交換器Ｂの上面に沿い配管されている。
更に、連結体で上下多段の気液接触通路１２を相互に接
続し、外気取入口の全高さにわたり全段の気液接触通路
１２を相互連通してある。これら気液接触通路１２に散
布水を供給する流路をすくなくとも２系統に区分し、各
系統の水路を適宜空気専用通路に切替可能とする。

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多段式の直交流式冷却塔
及びこの直交流式冷却塔用の連結体に関する。

【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】前記直交流式冷却塔に
おける冬期白煙の発生を防止するものにおいては、この
白煙発生防止機能は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い、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。また、本
件発明の他の目的は、循環冷却水と散布水の混合が生じ
ないようにすることであり、更に、本件発明の目的は、
乾き空気と湿り空気が間接熱交換器内において混ざり合
わないようにすることである。

【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、散布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上下多段に有し、各気液
接触通路は間隔をおいて垂直に配置された隣接する２枚
の充填板間に形成され、この循環冷却水流下通路と気液
接触通路が前記充填板によって仕切られている全体直方
体状の間接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、上下が開口された中空体からなる連結体
の周壁の上下端には充填板受入れ溝部が形成され、前記
上下段の気液接触通路はこの連結体により相互に接続さ
れ、外気取入口の全高さにわたり、全段の気液接触通路
は相互連通してあり、前記気液接触通路に散布水を供給
する流路はすくなくとも２系統に区分され、各系統の水
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、前記直交流式
冷却塔における負荷部からの循環冷却水を前記冷却塔に
供給する供給管が設けてあり、散布水用貯水槽から気液
接触通路へ散布水を供給する本管から複数本の分配管が
分岐してあり、分配管から水平に延びる数本の散水管は
各系統の気液接触通路内に位置すると共に、各分配管に
は開閉弁が設けられていることが、その操作上好まし
い。

【０００６】前記課題を解決するために、前記直交流式
冷却塔に散布水用上部水槽が設けてあり、直交流式冷却
塔の散布水用貯水槽から散布水を散布水用上部水に送る
本管からバイパス管が分岐して、散布水復帰管としてあ
ると共に、このバイパス管に流量調整弁が設けてあり、
前記散布水用上部水槽には少なくとも２種の高さの異な
る分配管が配管してあり、前記２種の高さの異なる分配
管のうちの一方の分配管から水平に延びる散水管が前記
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が、
散水域の切替え操作上望ましい。

【０００７】前記課題を解決するために、前記直交流式
冷却塔に散布水用上部水槽が設けてあり、散布水を直交
流式冷却塔の散布水用貯水槽から前記散布水用上部水槽
に供給する本管には、容量可変型ポンプが接続され、こ
の散布水用上部水槽には少なくとも２種の高さの異なる
分配管が配管してあり、前記２種の高さの異なる分配管
のうちの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が、水位調整上好まし
い。

【０００８】前記課題を解決するために、前記直交流式
冷却塔における散布水用上部水槽に散布水を供給する供
給管に流量調整弁が設けてあり、この散布水上部水槽の
底部は、階段状に形成してあり、少なくとも２つの異な
る段部の底部に分配管が連通して設けてあり、これら２
種の分配管のうちの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、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
が散水域の切替え操作上好ましい。

【０００９】前記課題を解決するために、前記直交流式
冷却塔における散布水用上部水槽に散布水を供給する供
給管に流量調整弁が設けてあり、この散布水用上部水槽
の内部は、少なくとも２室に堰により仕切られ、各室に
連通する連通管から延びる散水管は、各気液接触通路内
に位置することが、その散水量の調整上望ましい。前記
課題を解決するために、関連発明は、前記直交流式冷却
塔の前記連結体における上下端に形成された充填板受入
れ溝部間の寸法は、気液接触通路の中間部の幅寸法より
狭く形成された気流接触通路の端部の幅寸法に一致して
おり、隣接する気液接触通路間の循環冷却水流下通路の
幅寸法は、この連結体による接続端部において広幅とし
てあることを特徴としてある。前記課題を解決するため
に、関連発明は、前記冷却塔に使用されることを特徴と
する直交流式冷却塔用の連結体としてある。

【００１０】

【発明の実施の形態】

実施の形態１ この形態は請求項１、２、７及び８記載の発明の代表的
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、散布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１２とを上下多
段に有し、この循環冷却水流下通路１０と気液接触通路
１２が波形の充填板１１によって仕切られている全体直
方体状の間接熱交換器Ｂがこの直交流式冷却塔Ａ内に配
備されている。更に、上下が開口された中空体からなる
連結体６０の周壁の上下端には充填板受入れ溝部６１、
６２が形成され、前記上下段の気液接触通路１２はこの
連結体６０により相互に接続され、外気取入口の全高さ
にわたり、全段の気液接触通路１２は相互連通してある
（図１１、図１３、図１４、図１５参照）。この連結体
６０の両側壁は数個所において中空体の桟６３により連
結され、これら桟６３は前記連結体６０の長手方向で間
隔をおいて配列されている（図１３、図１４及び図１５
参照）。前記各桟６３の両端は相隣る前記流下通路１０
に開口させてあり、これら桟６３内に充填板受材（図示
せず）がその軸線を外気取入口の幅方向として挿入して
あり、その両端が冷却塔機枠に取り付けられている。こ
の形態において、これら気液接触通路２０のうち、最上
段のものは２枚一組の充填材３０の上部は、中央部で窪
み、両側が凸となる形状として閉じられている。この閉
じられている充填材３０の上部表面には、所定ピッチを
おいて縦方向の畝３１０が形成されている。これら畝３
１０により、循環冷却水は前記流下通路１０内に案内流
下することになる（図１２参照）。隣接する気液接触通
路１２の前記充填板３０間に前記流下通路１０が形成さ
れている場合には、全段の前記流下通路１０は気液接触
通路１２同様、前記連結体６０により外気取入口の全高
さにわたり、相互連通してある。これに加え、前記連結
体６０により前記上下段の流下通路１０は相互に接続さ
れ、外気取入口の全高さにわたり、全段の流下通路１０
は相互連通してある。前記連結体６０における上下端に
形成された充填板受入れ溝部６１、６２間の寸法は、気
液接触通路１２の中間部の幅寸法より狭く形成された気
液接触通路１２の端部の幅寸法に一致しており、隣接す
る気液接触通路１２間の循環冷却水流下通路の幅寸法
は、この連結体６０による接続端部において広幅として
ある（図１１参照）。前記流下通路１０に循環冷却水を
供給する供給管１４が、この間接熱交換器Ｂの上面に沿
い配管されている。前記気液接触通路１２に散布水を供
給する流路はすくなくとも２系統に区分され、各系統の
水路は適宜空気専用通路に切替可能としてある。即ち、
負荷部（例えば、冷凍器）（図示せず）からの循環冷却
水を主管９をへて前記冷却塔Ａ内の間接熱交換器Ｂにお
ける前記流下通路１０に供給する供給管１４が設けてあ
り、散布水用貯水槽１５から気液接触通路１２へ散布水
を供給する本管１６から２本の分配管１７、１８が分岐
している。これら分配管１７、１８のうち、第１の分配
管１７から水平に伸びる数本の散水管１９は、２系統に
区分された気液通路１２ａ、１２ｂのうち、一方の系統
の気液接触通路１２ａ内に位置し、第２の分配管１８か
ら水平に延びる数本の散水管２０は他方の系統の気液接
触通路１２ｂ内に位置すると共に、各分配管１７、１８
には開閉弁２１、２２が設けられている。

【００１１】隣接する気液接触通路１２において相互接
触する波形の充填板１１間に前記循環冷却水流下通路１
０が形成され、この流下通路１０の両側縁は前記充填板
１１に形成した凹凸部により閉止され、空気が流れにく
い状態とする。必要に応じて、隣接する充填板１１の側
縁同士をピンチ（図示せず）で閉じ前記流下通路１０の
両側縁を密閉する場合もある（図８参照）。また、この
気液接触通路１２と前記流下通路１０を交互にこの実施
例では配列してあるが、これに限定されず、その比率を
略１：１から４：１程度（図示のものは２：１）に必要
に応じ変更することもある（図９参照）。

【００１２】また、冷却能力に応じて前記熱交換器ユニ
ットの数を増減して所望の冷却能力を得る。前記気液接
触通路１２の底部は散布水溜め部２３としてあり、この
散布水溜め部２３は前記散布水用貯水槽１５に連通して
いる。一方、前記流下通路１０から流下してくる循環冷
却水を受け取る循環冷却水受水槽２４が前期散布水用貯
水槽１５と仕切られてこの直交流式冷却塔Ａに設けてあ
り、冷却された循環冷却水は、この受水槽２４に収集さ
れた後、前記負荷部に送られ再使用される。なお、前記
循環冷却水の供給管１４の配管は前記に限定されず、各
流下通路１０内に挿入した状態で配管する場合もある
（図１０参照）。なお、この実施の形態では、連結体６
０は上下段の気流接触通路２０を相互に接続するものと
して説明したが、上下段の前記流下通路１０同士を接続
する連結体とする場合もある。充填板１１が上段ほど外
気取入口寄りに位置するように段積みされている場合に
は、この段積みのずれに応じて前記連結体６０の上端の
充填板受入れ溝部はその下端の充填板受入れ溝部より外
部取入口寄りに偏在して形成されている（図１６参
照）。

【００１３】この態様の作用を次に説明する。夏期にお
いては、負荷部から送られてくる温度の高い循環冷却水
を前記流下通路１０に流すと共に、全ての気液接触通路
１２に散布水を散布し、この気液接触通路１２に濡れ壁
を形成し、前記循環冷却水を間接的に冷却し負荷部へ再
び供給し使用する。空気と直接接触し、気化の潜熱で冷
却された散布水は再び気液接触通路１２内に散布され
る。この際、多段の気液接触通路１２内に散布された散
布水と、前記畝に案内されて前記流下通路１０を流れる
循環冷却水とは、前記連結体６０により、完全に仕切ら
れ、相互に混合することはない。前記連結体により、気
液接触通路２０を流れる散布水は、前記流下通路１０に
流下することなく下段の気液接触通路２０内に流入す
る。この連結体の設置箇所において気液接触通路の幅は
狭くなっているため、流下する循環冷却水は連結体に寄
せ集められた状態で下段の気液接触通路２０内に流下す
る。

【００１４】中間期（春、秋、梅雨時）においては、前
記２系統のうち、一方の系の気液接触通路１２ａ（又は
１２ｂ）のみに散布水を供給し、他方の系統の気液接触
通路１２ｂ（又は１２ａ）には散布水を供給せず、空気
専用通路とし、この空気専用通路を流れる空気流は前記
循環冷却水を間接的に冷却し、自身昇温し、乾き空気と
なり、散布水を供給した気液接触通路１２ａ（又は１２
ｂ）が生じた湿り空気とこの乾き空気をこの冷却塔Ａの
排気口２５下方の通風室２６において混合し、過飽和空
気とならず、白煙を伴わずに大気に排気する。この際、
循環冷却水の冷却能力は夏期の際の冷却能力に対して７
０％程度となる。

【００１５】冬期においては、全ての気液接触通路１２
に散布水を供給せず、空気専用通路とし、この空気専用
通路を流れる空気流は前記流下通路１０内を流下する循
環冷却水を間接的に冷却する。この際、空気流は絶対湿
度を変えることなく加温され、乾き空気となり、前記排
気口２５から白煙を伴わずに排気される。この際、循環
冷却水の冷却能力は夏期の際の冷却能力に対して３０％
〜４０％となる。前記中間期、冬期においては、この態
様においては前記開閉弁１７、１８の閉止により前記各
系統の気液接触通路１２ａ、１２ｂを適宜空気専用通路
に切替える。この際、散布された散布水は、前記貯水槽
１５に集められ、再び使用される。前記上下が開口され
た中空体からなる連結体６０の周壁の上下端には充填板
受入れ溝部６１、６２が形成され、前記上下段の気液接
触通路１２はこの連結体２４により相互に接続され、外
気取入口の全高さにわたり、全段の気液接触通路１２は
相互連通してあり、これに加え、前記連結体６０により
前記上下段の流下通路１０は相互に接続され、外気取入
口の全高さにわたり、全段の流下通路１０は相互連通し
てあるため、湿り空気と、乾き空気が混ざり合うことは
よく中間期においては白煙防止機能が弱めとして発揮さ
れ、冬期においては、白煙防止機能は強めに発揮され
る。

【００１６】実施の形態２ この形態は請求項３、７、８記載の発明の代表的な実施
の形態である。前記実施の形態１と異なる構成は次の通
りである。前記直交流式冷却塔Ａの循環冷却水用上部水
槽３０と散布水用上部水槽３１が別個に隣接して設けて
あり、直交流式冷却塔Ａにおける散布水用貯水槽１５か
ら散布水を汲み上げポンプＰ１により散布水用上部水槽
３１に送る本管１６からバイパス管３２が分岐して散布
水復帰管としてあると共に、このバイパス管３２に流量
調整弁３３が設けてあり、前記散布水用上部水槽３１に
は２種の高さの異なる分配管３４、３５が配管してあ
る。なお、この分配管３４、３５の種類は２種に限ら
ず、その水位調整を細かくする際には、これ以上とす
る。前記２種の高さの異なる分配管３４、３５のうちの
一方の分配管３４から水平に延びる散水管３６が２系統
に区分された気液通路のうちの一方の系統の気液通路内
に位置し、他方の分配管３５から水平に延びる散水管３
７は、他方の系統の気液通路内に位置する（図３、図４
参照）。更に、最上段の一組の充填材１１の上部は、中
央部が窪んで閉じていると共に、この窪みに傾斜面を介
して連なる両側の凸部分は開口している。この開口した
一側の凸部分内に分配管３４、３５の下端部は挿入され
ている。この充填材１１の上部表面には、所定ピッチを
おいて縦方向の畝３１０が形成されている。これら畝３
１０により循環冷却水は前記流下通路１０内に案内流下
することになる。

【００１７】この形態の作用を次に説明する。中間期、
冬期においては、前記バイパス管３２に設けた流量調整
弁３３の開度を調整し、前記散布水用上部水槽３１へ供
給される散布水の流量を変更させ、この散布水用上部水
槽３１内の散布水の水位を調整し、その水位に応じて前
記２種の高さの異なる分配管３４、３５を経て散水管３
６、３７より、散布水を選択的に散布又は無散布とし、
前記各系統の気液接触通路を適宜空気専用通路に切替え
ることで実施の形態１と同様の作用をなす。その他、実
施の形態１と同一の符号のものは同一の構成、作用をな
す。

【００１８】実施の形態３ この実施の形態は請求項４、７、８記載の発明の代表的
な実施の形態である。実施の形態２と異なる構成は次の
通りである。前記直交流式冷却塔Ａに散布水用上部水槽
３１が設けてあり、散布水を直交流式冷却塔Ａの散布水
用貯水槽１５から前記散布水用上部水槽３１に供給する
本管１６には、容量可変型ポンプＰが接続され、この散
布水用上部水槽３１には２種の高さの異なる分配管３
４、３５が配管してあり、各分配管３４、３５から水平
に延びる散水管３６、３７が水平に延び、実施の形態２
同様に２系統の気液接触通路に位置している（図５参
照）。

【００１９】この形態の作用を次に説明する。中間期、
冬期においては、前記ポンプＰの吐出容量を調整し前記
散布水用上部水槽３１へ供給される流量を変更し、この
散布水の水位を変更することで前記２種の高さの異なる
分配管３４、３５を経て前記散水管３６、３７より散布
水を選択的に散布又は無散布とし、前記各系統の気液接
触通路を適宜空気専用通路に切替えて実施の形態２と同
様の作用をなす。その他、実施の形態２と同一の符号の
ものは同一の構成、作用をなす。

【００２０】実施の形態４ この実施の形態は、請求項５、７、８記載の発明の代表
的な実施の形態である。実施の形態２と異なる構成は次
の通りである。前記直交流式冷却塔Ａにおける散布水用
上部水槽３１に散布水を供給する供給管４０が設けてあ
り、この散布水用上部水槽３１の底部は、階段状に形成
してあり、２つの異なる高さの段部３１ａ、３１ｂの底
部に分配管３４ａ、３５ａが連通してると共に、この散
布水用上部水槽３１の最下段部３１ｃにも分配管３６ａ
が連通して設けてあり、これら分配管３４ａ、３５ａ、
３６ａから水平に延びる各散水管（図示せず）は、３系
統に区分された気液接触通路のうち、対応する系統の気
液接触通路内に位置する（図６参照）。

【００２１】この形態の作用を次に説明する。中間期、
冬期においては、散布水用上部水槽３１における散布水
の水位を調整し、この上部水槽３１の前記段部３１ａ、
３１ｂ、３１ｃの底部に連通する分配管３４ａ、３５
ａ、３６ａを経て散水管（図示せず）より散布水を選択
的に前記気液接触通路に散布又は無散布して、前記各系
統の気液接触通路を適宜空気専用通路に切替えて、実施
の形態２と同様の作用をなす。その他、実施の形態２と
同一の符号のものは同一の構成、作用をなす。

【００２２】実施の形態５ この形態は、請求項６、７、８記載の発明の代表的な実
施の形態である。実施形態２と異なる構成は次の通りで
ある。前記直交流式冷却塔Ａにおける散布水用上部水槽
３１に散布水を供給する供給管４０が設けてあり、この
散布水用上部水槽３１の内部は、３室３１ｄ、３１ｅ、
３１ｆに堰５０、５１により仕切られ、各室３１ｄ、３
１ｅ、３１ｆに連通する連通管５２ａ、５２ｂ、５２ｃ
から延びる散水管（図示せず）は、３系統に区分された
気液接触通路のうち、対応する各系統の気液接触通路内
に位置する（図７参照）。

【００２３】この形態の作用を次に説明する。中間期、
冬期においては、前記散布水用上部水槽３１に供給され
る散布水の流量を調整し、この散布水用上部水槽３１に
おける散布水の水位を調整して、この上部水槽３１の各
室３１ｄ、３１ｅ、３１ｆに連通する連通管５２ａ、５
２ｂ、５２ｃを通して散水管より散布水を選択的に前記
気液接触通路に散布又は無散布して、前記各系統の気液
接触通路を適宜空気専用通路に切替えて、実施の形態２
と同様の作用をなす。その他、実施の形態２と同一の符
号のものは同一の構成、作用をなす。

【００２４】

【発明の効果】請求項１記載の発明においては、夏期に
おいては、負荷部から送られてくる湿度の高い循環冷却
水を前記流下通路に流すと共に、全ての気液接触通路に
散布水を散布し、この気液接触通路に濡れ壁を形成し、
前記循環冷却水を間接的に冷却し負荷部へ再び供給し使
用し、１００％冷却能力を発揮できる。

【００２５】中間期（春、秋、梅雨時）においては、前
記２系統のうち、一方の系統の気液接触通路のみに散布
水を供給し、他方の系統の気液接触通路には散布水を供
給せず、空気専用通路とし、この空気専用通路を流れる
空気流で前記循環冷却水を間接的に冷却し、自身昇温
し、乾き空気となり、散布水を供給した気液接触通路が
生じた湿り空気とこの乾き空気を排気口において混合
し、過飽和空気とならず、白煙を伴わずに大気に排気す
ることができる。この際、循環冷却水の冷却能力は夏期
に比べて７０％程度で充分である。

【００２６】冬期においては、全ての気液接触通路に散
布水を供給せず、空気専用通路とし、この空気専用通路
を流れる空気流と全ての流下通路内を流下する循環冷却
水を間接的に冷却し、空気流の絶対湿度を変えることな
く空気流を加温し、乾き空気として排気口から白煙を伴
わずに排気できる。この際、循環冷却水の冷却能力は夏
期の３０％〜４０％で充分である。前記上下が開口され
た中空体からなる連結体の周壁の上下端には充填板受入
れ溝部が形成され、前記上下段の気液接触通路はこの連
結体により相互に接続され、外気取入口の全高さにわた
り、全段の気液接触通路は相互連通してあるため、結果
として前記連結体により前記上下段の流下通路も相互に
接続され、外気取入口の全高さにわたり、全段の流下通
路も相互連通された状態となり、散布水と循環冷却水の
混合を四季を通して未然に防止でき、夏期においては充
分な冷却を行なうことができ、更に、中間期冬期におい
ては湿り空気と乾き空気は混ざり合うことはなく、中間
期においては白煙防止機能を弱めとして発揮でき、冬期
においては白煙防止機能を強めに発揮できる。

【００２７】請求項２記載の発明においては、中間期、
冬期においては、前記開閉弁の閉止により前記各系統の
気液接触通路を適宜空気専用通路に切替えることで請求
項１記載の発明と同様の効果を奏する。この際、散布さ
れた散布水を、前記貯水槽に集め、再び使用することが
できる。

【００２８】請求項３記載の発明においては、中間期、
冬期においては、前記バイパス管に設けた流量調整弁の
開度を調整し、前記散布水用上部水槽へ供給される散布
水の流量を変更させ、この散布水用上部水槽内の散布水
の水位を調整し、その水位に応じて前記２種の高さの異
なる分配管を経て散水管より、散布水を選択的に散布又
は無散布とし、前記各系統の気液接触通路を適宜空気専
用通路に切替えることで請求項１記載の発明と同様の効
果を奏することができる。

【００２９】請求項４記載の発明において、中間期、冬
期においては、前記ポンプの吐出容量を調整し前記散布
水用上部水槽へ供給される流量を変更し、この散布水の
水位を変更することで前記２種の高さの異なる分配管を
経て前記散水管より散布水を選択的に散布又は無散布と
し、前記各系統の気液接触通路を適宜空気専用通路に切
替えて請求項１記載の発明と同様の効果を奏することが
できる。

【００３０】請求項５記載の発明においては、中間期、
冬期においては、散布水用上部水槽における散布水の水
位を調整し、この上部水槽の前記段部底部に連通する分
配管を経て散水管より散布水を選択的に前記気液接触通
路に散布又は無散布して、前記各系統の気液接触通路を
適宜空気専用通路に切替えて、請求項１記載の発明と同
様の効果を奏することができる。

【００３１】請求項６記載の発明においては、中間期、
冬期においては、前記散布水用上部水槽に供給される散
布水の流量を調整し、この散布水用上部水槽における散
布水の水位を調整して、この上部水槽の各室に連通する
連通管を通して散水管より散布水を選択的に前記気液接
触通路に散布又は無散布して、前記各系統の気液接触通
路を適宜空気専用通路に切替えて、請求項１記載の発明
と同様の効果を奏することができる。

【００３２】請求項７記載の発明は、請求項１、２、
３、４、５及び６記載の発明の効果に加えて、次の効果
を奏する。前記連結体の設置箇所において気液接触通路
の幅は狭くなっているため、流下する散布水は連結体に
寄せ集められた状態で下段の気液接触通路内に流下する
ことができる。この連結体の設置箇所において隣接する
連結体の間隙寸法を充分に広く取ることができ、前記流
下通路を流下する循環冷却水を、この連結体間の間隙を
通り、気液接触通路内に侵入することなく、円滑に下段
の前記流下通路に流入させることができる。

【００３３】請求項８記載の発明においては請求項１、
２、３、４、５、６及び７記載の発明の効果を前記連結
体により奏することができる。実施の形態１における特
有の効果としては、前記のような形状に閉じられた充填
材１１の上部表面には所定ピッチにおいて縦方向の畝３
１０が形成されているため、隣接する気液接触通路２０
間に形成された前記流下通路２０の全幅にわたり、これ
ら畝３１０により循環冷却水を均一に分配し案内流下す
ることができる。実施の形態２おける特有の効果は、実
施の形態１における畝３１０の効果に加えて、前記散水
管３４、３５の下端部をこの充填材１１の上部における
開口した凸部に流入して配管することで、前記間接熱交
換器Ｂの側方に前記散水管３４、３５が張り出すことな
く配管のスペースを確保しなくとも済み、冷却塔の床面
積をその文縮少できる。

【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の概略斜視図である。

【図３】実施の形態２の概略正面図である。

【図４】図３の熱交換器部分を示す平面図である。

【図５】実施の形態３の概略正面図である。

【図６】実施の形態４の散布水用上部水槽を示す概略図
である。

【図７】実施の形態５の散布水用上部水槽を示す概略図
である。

【図８】熱交換器の別の例を示す平面図である。

【図９】熱交換器の別の配列を示す平面図である。

【図１０】循環冷却水の供給管の別の配管例を示す側面
図である。

【図１１】図１における連結体の使用状態を示す概略側
面図である。

【図１２】図２の熱交換器の上部における畝部を示す斜
視図である。

【図１３】図１１の連結体の正面図である。

【図１４】図１３の側面図である。

【図１５】図１３の桟部分の縦断面図である。

【図１６】その他の連結体の正面図である。

【符号の説明】

１０ 循環冷却水流下通路 １２ 気液接触通路 ６０ 連結体

【手続補正書】

【提出日】平成８年１２月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 直交流式冷却塔及びこの直交流式
冷却塔用の連結体

【特許請求の範囲】

【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多段式の直交流式冷却塔
及びこの直交流式冷却塔用の連結体に関する。

【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】前記直交流式冷却塔に
おける冬期白煙の発生を防止するものにおいては、この
白煙発生防止機能は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い、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。また、本
件発明の他の目的は、循環冷却水と散布水の混合が生じ
ないようにすることであり、更に、本件発明の目的は、
乾き空気と湿り空気が間接熱交換器内において混ざり合
わないようにすることである。

【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
下専用通路と、この循環冷却水流下専用通路に隣接して
形成されると共に、散布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上下多段に有
し、各気液接触通路は間隔をおいて垂直に配置された隣
接する２枚の充填板間に形成され、この循環冷却水流下
専用通路と気液接触通路が前記充填板によって仕切られ
ている全体直方体状の間接熱交換器が内部に配備されて
いる直交流式冷却塔で、上下が開口された中空体からな
る連結体の周壁の上下端には充填板受入れ溝部が形成さ
れ、前記上下段の気液接触通路はこの連結体により相互
に接続され、外気取入口の全高さにわたり、全段の気液
接触通路は相互連通してあり、前記気液接触通路に散布
水を供給する流路はすくなくとも２系統に区分され、各
系統の水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、前記直交流式
冷却塔における負荷部からの循環冷却水を前記冷却塔に
供給する供給管が設けてあり、散布水用貯水槽から気液
接触通路へ散布水を供給する本管から複数本の分配管が
分岐してあり、分配管から水平に延びる数本の散水管は
各系統の気液接触通路内に位置すると共に、各分配管に
は開閉弁が設けられていることが、その操作上好まし
い。

【０００６】前記課題を解決するために、前記直交流式
冷却塔に循環冷却水様上部水槽と散布水用上部水槽が別
個に設けてあり、直交流式冷却塔の散布水用貯水槽から
散布水を前記散布水用上部水槽に送る本管からバイパス
管が分岐して散布水復帰管としてあると共に、このバイ
パス管に流量調整弁が設けてあり、前記散布水用上部水
槽には少なくとも２種の高さの異なる分配管が配管して
あり、前記２種の高さの異なる分配管のうちの一方の分
配管から延びる散水管が前記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が、散水域の切替え操作上望ま
しい。

【０００７】前記課題を解決するために、前記直交流式
冷却塔に循環冷却水様上部水槽と散布水用上部水槽が別
個に設けてあり、散布水を直交流式冷却塔の散布水用貯
水槽から前記散布水用上部水槽に供給する本管には、容
量可変型ポンプが接続され、この散布水用上部水槽には
少なくとも２種の高さの異なる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の一方の分配管か
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
することが、水位調整上好ましい。

【０００８】前記課題を解決するために、前記直交流式
冷却塔に循環冷却水用上部水槽と散布水用上部水槽が別
個に設けてあり、この散布水用上部水槽に散布水を供給
する供給管が設けてあり、この散布水用上部水槽の底部
は、階段状に形成してあり、少なくとも２つの異なる段
部の底部に分配管が連通して設けてあり、これら２種の
分配管のうちの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、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が散
水域の切替え操作上好ましい。

【０００９】前記課題を解決するために、前記直交流式
冷却塔に循環冷却水用上部水槽と散布水用上部水槽が別
個に設けてあり、この散布水用上部水槽に散布水を供給
する供給管に流量調整弁が設けてあり、この散布水用上
部水槽の内部は、少なくとも２室に堰により仕切られ、
各室に連通する連通管から延びる散水管は、各気液接触
通路内に位置することが、その散水量の調整上望まし
い。前記課題を解決するために、関連発明は、前記直交
流式冷却塔の前記連結体における上下端に形成された充
填板受入れ溝部間の寸法は、気液接触通路の中間部の幅
寸法より狭く形成された気流接触通路の端部の幅寸法に
一致しており、隣接する気液接触通路間の循環冷却水流
下専用通路の幅寸法は、この連結体による接続端部にお
いて広幅としてあることを特徴としてある。前記課題を
解決するために、関連発明は、前記冷却塔に使用される
ことを特徴とする直交流式冷却塔用の連結体としてあ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】 実施の形態１ この形態は請求項１、２、７及び８記載の発明の代表的
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
水流下専用通路１０と、この循環冷却水流下専用通路１
０に隣接して形成されると共に、散布水及び空気流が相
互に直接接触して直交流式に流れる気液接触通路１２と
を上下多段に有し、この循環冷却水流下専用通路１０と
気液接触通路１２が波形の充填板１１によって仕切られ
ている全体直方体状の間接熱交換器Ｂがこの直交流式冷
却塔Ａ内に配備されている。更に、上下が開口された中
空体からなる連結体６０の周壁の上下端には充填板受入
れ溝部６１、６２が形成され、前記上下段の気液接触通
路１２はこの連結体６０により相互に接続され、外気取
入口の全高さにわたり、全段の気液接触通路１２は相互
連通してある（図１１、図１３、図１４、図１５参
照）。この連結体６０の両側壁は数個所において中空体
の桟６３により連結され、これら桟６３は前記連結体６
０の長手方向で間隔をおいて配列されている（図１３、
図１４及び図１５参照）。前記各桟６３の両端は相隣る
前記流下専用通路１０に開口させてあり、これら桟６３
内に充填板受材（図示せず）がその軸線を外気取入口の
幅方向として挿入してあり、その両端が冷却塔機枠に取
り付けられている。この形態において、これら気液接触
通路２０のうち、最上段のものは２枚一組の充填材３０
の上部は、中央部で窪み、両側が凸となる形状として閉
じられている。この閉じられている充填材３０の上部表
面には、所定ピッチをおいて縦方向の畝３１０が形成さ
れている。これら畝３１０により、循環冷却水は前記流
下専用通路１０内に案内流下することになる（図１２参
照）。隣接する気液接触通路１２の前記充填板３０間に
前記流下専用通路１０が形成されている場合には、全段
の前記流下専用通路１０は気液接触通路１２同様、前記
連結体６０により外気取入口の全高さにわたり、相互連
通してある。これに加え、前記連結体６０により前記上
下段の流下専用通路１０は相互に接続され、外気取入口
の全高さにわたり、全段の流下専用通路１０は相互連通
してある。前記連結体６０における上下端に形成された
充填板受入れ溝部６１、６２間の寸法は、気液接触通路
１２の中間部の幅寸法より狭く形成された気液接触通路
１２の端部の幅寸法に一致しており、隣接する気液接触
通路１２間の循環冷却水流下専用通路の幅寸法は、この
連結体６０による接続端部において広幅としてある（図
１１参照）。前記流下専用通路１０に循環冷却水を供給
する供給管１４が、この間接熱交換器Ｂの上面に沿い配
管されている。前記気液接触通路１２に散布水を供給す
る流路はすくなくとも２系統に区分され、各系統の水路
は適宜空気専用通路に切替可能としてある。即ち、負荷
部（例えば、冷凍器）（図示せず）からの循環冷却水を
主管９をへて前記冷却塔Ａ内の間接熱交換器Ｂにおける
前記流下専用通路１０に供給する供給管１４が設けてあ
り、散布水用貯水槽１５から気液接触通路１２へ散布水
を供給する本管１６から２本の分配管１７、１８が分岐
している。これら分配管１７、１８のうち、第１の分配
管１７から水平に伸びる数本の散水管１９は、２系統に
区分された気液通路１２ａ、１２ｂのうち、一方の系統
の気液接触通路１２ａ内に位置し、第２の分配管１８か
ら水平に延びる数本の散水管２０は他方の系統の気液接
触通路１２ｂ内に位置すると共に、各分配管１７、１８
には開閉弁２１、２２が設けられている。

【００１１】隣接する気液接触通路１２において相互接
触する波形の充填板１１間に前記循環冷却水流下専用通
路１０が形成され、この流下専用通路１０の両側縁は前
記充填板１１に形成した凹凸部により閉止され、空気が
流れにくい状態とする。必要に応じて、隣接する充填板
１１の側縁同士をピンチ（図示せず）で閉じ前記流下専
用通路１０の両側縁を密閉する場合もある（図８参
照）。また、この気液接触通路１２と前記流下専用通路
１０を交互にこの実施例では配列してあるが、これに限
定されず、その比率を略１：１から４：１程度（図示の
ものは２：１）に必要に応じ変更することもある（図９
参照）。

【００１２】また、冷却能力に応じて前記熱交換器ユニ
ットの数を増減して所望の冷却能力を得る。前記気液接
触通路１２の底部は散布水溜め部２３としてあり、この
散布水溜め部２３は前記散布水用貯水槽１５に連通して
いる。一方、前記流下専用通路１０から流下してくる循
環冷却水を受け取る循環冷却水受水槽２４が前期散布水
用貯水槽１５と仕切られてこの直交流式冷却塔Ａに設け
てあり、冷却された循環冷却水は、この受水槽２４に収
集された後、前記負荷部に送られ再使用される。なお、
前記循環冷却水の供給管１４の配管は前記に限定され
ず、各流下専用通路１０内に挿入した状態で配管する場
合もある（図１０参照）。なお、この実施の形態では、
連結体６０は上下段の気流接触通路２０を相互に接続す
るものとして説明したが、上下段の前記流下専用通路１
０同士を接続する連結体とする場合もある。充填板１１
が上段ほど外気取入口寄りに位置するように段積みされ
ている場合には、この段積みのずれに応じて前記連結体
６０の上端の充填板受入れ溝部はその下端の充填板受入
れ溝部より外部取入口寄りに偏在して形成されている
（図１６参照）。

【００１３】この態様の作用を次に説明する。夏期にお
いては、負荷部から送られてくる温度の高い循環冷却水
を前記流下専用通路１０に流すと共に、全ての気液接触
通路１２に散布水を散布し、この気液接触通路１２に濡
れ壁を形成し、前記循環冷却水を間接的に冷却し負荷部
へ再び供給し使用する。空気と直接接触し、気化の潜熱
で冷却された散布水は再び気液接触通路１２内に散布さ
れる。この際、多段の気液接触通路１２内に散布された
散布水と、前記畝に案内されて前記流下専用通路１０を
流れる循環冷却水とは、前記連結体６０により、完全に
仕切られ、相互に混合することはない。前記連結体によ
り、気液接触通路２０を流れる散布水は、前記流下専用
通路１０に流下することなく下段の気液接触通路２０内
に流入する。この連結体の設置箇所において気液接触通
路の幅は狭くなっているため、流下する循環冷却水は連
結体に寄せ集められた状態で下段の気液接触通路２０内
に流下する。この際、循環冷却水は空気により間接的に
冷却される。

【００１４】中間期（春、秋、梅雨時）においては、前
記２系統のうち、一方の系の気液接触通路１２ａ（又は
１２ｂ）のみに散布水を供給し、他方の系統の気液接触
通路１２ｂ（又は１２ａ）には散布水を供給せず、空気
専用通路とし、この空気専用通路を流れる空気流は前記
循環冷却水を間接的に冷却し、自身昇温し、乾き空気と
なり、散布水を供給した気液接触通路１２ａ（又は１２
ｂ）が生じた湿り空気とこの乾き空気をこの冷却塔Ａの
排気口２５下方の通風室２６において混合し、過飽和空
気とならず、白煙を伴わずに大気に排気する。この際、
循環冷却水の冷却能力は夏期の際の冷却能力に対して７
０％程度となる。

【００１５】冬期においては、全ての気液接触通路１２
に散布水を供給せず、空気専用通路とし、この空気専用
通路を流れる空気流は前記流下専用通路１０内を流下す
る循環冷却水を間接的に冷却する。この際、空気流は絶
対湿度を変えることなく加温され、乾き空気となり、前
記排気口２５から白煙を伴わずに排気される。この際、
循環冷却水の冷却能力は夏期の際の冷却能力に対して３
０％〜４０％となる。前記中間期、冬期においては、こ
の態様においては前記開閉弁１７、１８の閉止により前
記各系統の気液接触通路１２ａ、１２ｂを適宜空気専用
通路に切替える。この際、散布された散布水は、前記貯
水槽１５に集められ、再び使用される。前記上下が開口
された中空体からなる連結体６０の周壁の上下端には充
填板受入れ溝部６１、６２が形成され、前記上下段の気
液接触通路１２はこの連結体２４により相互に接続さ
れ、外気取入口の全高さにわたり、全段の気液接触通路
１２は相互連通してあり、これに加え、前記連結体６０
により前記上下段の流下専用通路１０は相互に接続さ
れ、外気取入口の全高さにわたり、全段の流下専用通路
１０は相互連通してあるため、湿り空気と、乾き空気が
混ざり合うことはよく中間期においては白煙防止機能が
弱めとして発揮され、冬期においては、白煙防止機能は
強めに発揮される。

Claims (8)

【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、この循環冷却水流下通路に隣接して形成される
   と共に、散布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上下多段に有し、各気液接
   触通路は間隔をおいて垂直に配置された隣接する２枚の
   充填板間に形成され、この循環冷却水流下通路と気液接
   触通路が前記充填板によって仕切られている全体直方体
   状の間接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、上下が開口された中空体からなる連結体の
   周壁の上下端には充填板受入れ溝部が形成され、前記上
   下段の気液接触通路はこの連結体により相互に接続さ
   れ、外気取入口の全高さにわたり、全段の気液接触通路
   は相互連通してあり、前記気液接触通路に散布水を供給
   する流路はすくなくとも２系統に区分され、各系統の水
   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冷却塔に供
   給する供給管が設けてあり、散布水用貯水槽から気液接
   触通路へ散布水を供給する本管から複数本の分配管が分
   岐してあり、 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
   内に位置すると共に、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請求項１記載の直交流式冷却塔。
3. 【請求項３】前記直交流式冷却塔に散布水用上部水槽が
   設けてあり、直交流式冷却塔の散布水用貯水槽から散布
   水を前記散布水用上部水槽に送る本管からバイパス管が
   分岐して散布水復帰管としてあると共に、このバイパス
   管に流量調整弁が設けてあり、前記散布水用上部水槽に
   は少なくとも２種の高さの異なる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の一方の分
   配管から延びる散水管が前記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】前記直交流式冷却塔に散布水用上部水槽が
   設けてあり、散布水を直交流式冷却塔の散布水用貯水槽
   から前記散布水用上部水槽に供給する本管には、容量可
   変型ポンプが接続され、この散布水用上部水槽には少な
   くとも２種の高さの異なる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の一方の分配管か
   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。
5. 【請求項５】前記直交流式冷却塔における散布水用上部
   水槽に散布水を供給する供給管が設けてあり、この散布
   水用上部水槽の底部は、階段状に形成してあり、少なく
   とも２つの異なる段部の底部に分配管が連通して設けて
   あり、これら２種の分配管のうちの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、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。
6. 【請求項６】前記直交流式冷却塔における散布水用上部
   水槽に散布水を供給する供給管が設けてあり、この散布
   水用上部水槽の内部は、少なくとも２室に堰により仕切
   られ、各室に連通する連通管から延びる散水管は、各気
   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。
7. 【請求項７】前記連結体における上下端に形成された充
   填板受入れ溝部間の寸法は、気液接触通路の中間部の幅
   寸法より狭く形成された気液接触通路の端部の幅寸法に
   一致しており、隣接する気液接触通路間の循環冷却水流
   下通路の幅寸法は、この連結体による接続端部において
   広幅としてあることを特徴とする請求項１、２、３、
   ４、５又は６記載の直交流式冷却塔。
8. 【請求項８】請求項１、２、３、４、５、６又は７記載
   の冷却塔に使用されることを特徴とする直交流式冷却塔
   用の連結体。