JPS6287798A - 充填塔用の充填材 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、冷却塔、蒸発塔、吸収塔、反応塔などの如く
、液体と気体との間で熱移動及び／又は物質移動を行う
充填塔に充填される充填材であって、金属を基材とする
ものに関するものである。

〔従来技術〕

この種の充填材として、例えば液体を空気にて冷却する
冷却塔用の充填材として、耐熱性、化学的安定性が要求
される場合にステンレスなどの金属を基材とする充填材
が広く使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、−ＦＧに金属は親水性ではないため、金
属を基材とする充填材の表面は水をはじき易く、その表
面に全体にわたって十分な液膜を形成することができな
い場合があるため、部分的に乾いた面が現れ伝熱面のム
ラを生じ、熱交換性能が十分とならない場合がある、と
いう問題点があった。

例えば冷却塔の場合に、充填材は第４図の如く、多数の
基材１が間隔を置いて平行に、垂直に配備されて形成さ
れ、その間に上方から液流２が、下方から気流３が通過
するようになっており、基材１の表面を伝わって流下す
る液４に気流が触れて蒸発が生じ、その際に気化の潜熱
が奪われて液４が冷却され下方から流出するようになっ
ている。

基材ｌが金属で作られている場合は、その表面は水をは
じき易い場合があり、部分的に濡れずに乾いている部分
５が発生し、液膜が平均に全体に形成されずにムラを生
し、従って十分な蒸発作用が行われず、冷却効果が損な
われる、という問題点を有するものであった。

本発明は、従来のものの上記の問題点を解決し、充填材
のほぼ全表面に液膜が形成され、効率のよい熱移動及び
／又は物質移動が行われる充填塔用の充填材を提供する
ことを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

発明者らは上記の問題点を解決するために実験、研究を
重ね、その折に得た知見に基づき本発明がなされたので
ある。

本発明は、上記の従来のものの問題点を解決する手段と
して、充填塔の中に充填され、液体と気体との間の熱移
動及び／又は物質移動に与かる充填材において、金属製
基材の表面に高吸液性樹脂を含存するｍ液性被膜を形成
したことを特徴とする充填塔用の充填材を提供せんとす
るものである。

本発明は、上記の構成を有することによって、ｍ液性の
被膜により液が保持され、充填材の全表面力＜？夜で濡
れた状態となり全表面にて広い面積で、比較的長い時間
気液の接触が行われ効率の高い熱移動及び／又は吻質移
１すＪを行うことができる。

本発明において、充填材を形成するための金属としては
耐熱性、耐蝕性の高いものとして、例えば、ステンレス
、アルミニウム、銅などが用いられる。

金属製基材の表面に親液性の被膜を形成するには、親液
性の塗料を塗布するか、親液性のシートを貼り付ける、
などの手段により形成する。

ｍ液性塗料につき説明すれば、本発明に使用される塗料
は、基本的には高吸液性樹脂、塗料用ビヒクル及び有機
溶剤から構成されるが、その他必要に応じて反応性希釈
剤、無機充填材、バインダー、接着剤、各種安定剤、着
色剤などが配合されていてもよい。

ここで、高吸ｌ仮性樹脂としては特に制限されることな
く、従来より公知の各種のものが使用され、具体的には
例えば高吸水性樹脂としては酢酸ビニル−アクリル酸エ
ステル共重合体ケン化物、イソブチレン−無水マレイン
酸共重合体変性物の架橋物、架橋構造を存するポリアク
リル酸（塩）、デンプン−アクリル酸（塩）グラフト重
合体などが例示されるが、これらのうちでも分子中にカ
ルボン酸塩を含む高分子化合物（例えば酢酸ビニル−ア
クリル酸メチル共重合体ケン化物、イソブチレン−無水
マレイン酸共重合体変性物の架橋物）、は耐久性にすぐ
れているため、特に好ましく使用される。

このような高吸水性樹脂は１種のみでもよく、２＋ｆｆ
ｉ以上を併用してもよい。

これら高吸水性樹脂は吸水性能の点からは吸水量２０ｇ
／ｇ以上、特にＩＱＯａ／ｇ以上であることが好ましく
、高吸水性樹脂の平均粒径は小さい程好ましく、一般に
は平均粒径が１００μｍ以下、特に３０μｍ以下である
ことがより好ましい。

平均粒径が１００μｍを越えると、形成された塗膜から
高吸水性樹脂が脱落し易くなる。

水の曲の液体としては、水を溶媒の主体とするイ８Ｊ、
油、アルコール類などが用いられ、その吸液剤としては
水を溶媒の主体とする７８液に対しては高吸水性樹脂、
油に対してはアクツクチックのポリプロプレン、アルコ
ール類に対してはメタノール、エタノールなどの分子量
の小さいものに対しては高吸水性樹脂、分子量の多いも
のに対してはアタックチックのポリプロピレンなどが用
いられる。

また、塗料のビヒクル成分としては有機溶剤に可・溶な
ものであれば特に制限なく使用され、例えばアクリル系
樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル
、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル
酸共重合体、塩素化ポリプロピレン、塩素化ポリエチレ
ン、エボキン樹脂、ウレタン系樹脂、ノリコン系樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂などを挙げるこ
とができる。

本発明に使用される塗料において、各成分の配合割合は
使用される充填けの種類、形状、使用方法などの条件に
より種々異なり、特に限定されるものではないが、高吸
液性樹脂金そとしては、少なくとも形成された塗１１り
が長期にわたって親液性を有する程度は配合すべきであ
る。

かかる塗料を製造するにあたり、高吸液性樹脂は塗料中
に十分に分散させることが必要であり、必要あれば塗料
成分を混合後、ミキシングロール、ボールミル、ホモジ
ナイザー、ペイントシェーカー等を使用して均一分散さ
れる。

かかる塗料を充填材表面に塗布する方法としては、浸漬
法、噴霧法、ローラーコート法、カーテンフローコート
法、刷毛塗法、ローラー塗り法、静電塗装法など任意の
方法が選ばれ、具体的には充填材の種類、形状、塗膜の
厚さなどを考慮して選ばれる。

なお、塗膜の厚さは充填材の種類、形状、使用条件など
によって決められるが、樹脂粒子の脱落を防ぐためには
粒径に対して薄過ぎることは好ましくなく、例えば粒径
が１０μｍ程度のものに対しては塗膜の厚さは１５μｍ
以上必要であり、３０μｍあるのが好ましい。

塗料塗布後、通常の乾燥手段、例えば赤外線乾燥、加熱
熱風乾燥、加熱ロール、風乾、紫外線乾燥などの方法に
より塗布面を乾燥さセるのが好ましい。

以上は金属製基材の表面の被膜を塗＄：ｌの塗布により
形成する例を示したが、吸液性の樹脂を含むシートを基
材の表面に貼付けて親液性被膜を形成してもよい。

金属製基材の表面に親液性被膜を設けて基材全面の広い
可積に液膜を保持形成し、効果的な気液接触を行わしめ
て熱移動及び／又は物質移動を行わしめる本発明の技術
は、冷却塔に適用できるほかに、保持された液膜により
気体を冷却して凝縮を行う凝１ｉ！装置、液膜に固体又
は液体を吸着する吸着装置、その他ガス吸収装置、蒸溜
装置、蒸発装置、真空茎発装置、乾燥装置、抽出ｌ！ａ
Ｋ、）８解装置、などの拡散陛作を行う充填塔、或いは
化学反応を行わしめる充填塔などに用いて、熱移動及び
／又は物質移動を十分行わしめることができる。

熱移動に当たっては直接的熱交換に限らず１次流体と２
次流体とが直接接触しない間接的熱交換を行なうように
してもよい。

液相部の物質としては前述の水のほか、他の液体は何で
も適用できるが、特に表面張力の小さい液体に対して効
果がある。

気相部の物質としては前述の空気のほか、他の任意のガ
スが適用できる。

基材の形状は、平板或いは波形のプレートのほか、ハニ
カム形、パイプ状、棒状、金属ウール状、或いはラシヒ
リング状など種々な形状を用いることができる。

〔実施例〕 本発明の実施例として冷却塔用の場合につき図面を用い
て説明する。

充填材の基材の形状は特に制限されず、従来から冷却塔
に用いられている公知の各種の形状のものでよく、例え
ば、第１図の如き波形の断面の基材１が用いられる。こ
の場合に基材１の表裏全面に高吸液性樹脂を含有する塗
料を塗布又は親液性シートを貼付けて親液性被膜を形成
してもよい。

また、第１図、第２図に示す如く、下の方に向いている
下向き部分６に親液性被膜７を帯状に形成し、上の方に
向いている上向き部分８には形成しないようにしてもよ
い。上向き部分８には）８液のｅＬ流２の液膜ができ易
いが、下向き部分６に液が付着するのは極めて困難であ
るので、この部分に１を液性被■り７を形成し、充填材
基材１の表面に液膜を保持し、さらにその上に、流下す
る液膜を形成し易くする。

このようにして充填材の基材１全面にわたって一様な（
・夜１ｌＰｌを形成せしめ、上向する気）禿３と、広い
面積にわたって比較的長時間接触することを可能となし
、十分な蒸発作用を生し、極めて大なる冷却効果を生ず
るのである。

第３図は別の実施例であり、基材１の表面に、高吸液性
樹脂を含有する塗料により、親液性塗膜を多数の斑点９
として形成せしめてもよい。このような部分的な塗布で
あって、金属製の基材１の地肌が現れていても、冷却塔
の使用時には、液の表面張力のために親液性の斑点以外
の部分にも液膜が連続して形成され、基材１の殆ど全面
に液膜を形成することができ、効率の高い冷却効果をも
たらすことができる。

（発明の効果〕 本発明により、親水性が十分でない金属製の基材を使用
するにも拘わらず、充填材の基材全面にわたって均一な
連続的な液膜を形成せしめることができ、高性能の熱移
動及び／又は物質移動を行うことができる充填塔用の充
填材を提供することができ、実用上極めて大なる効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の斜視図、第２図はその垂直面
による一部の断面図、第３図は別の実施例の斜視図、第
４図は従来例の斜視図である。 １・・・基材、２・・・液流、３・・・気流、４・・・
液、５・・・乾いている部分、６・・・下向き部分、７
・・・親液性被膜、８・・・上向き部分、９・・・斑点
。 特許出願人　　　株式会社荏原総合研究所同　　　　　
　　住友化学工業株式会社同　　　　　信和産業株式会
社 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、充填塔の中に充填され、液体と気体との間の熱移動
   及び／又は物質移動に与かる充填材において、 金属製基材の表面に高吸液性樹脂を含有する親液性被膜
   を形成したことを特徴とする充填塔用の充填材。