JPS6345036B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体を気体に接触させるための装置に
係り、特に、冷却しようとする液体、例えば水
を、冷却気体、例えば大気空気と１つの交換器に
おいて直接接触させ、もう１つの交換器で間接接
触させる型の組合わせ形の大気冷却器あるいは冷
却塔に関する。

これらの組合わせ冷却器は普通、第１番目の空
気入口を構成する１あるいはそれ以上の開口と、
湿式熱交換器とを含み、前記湿式熱交換器におい
ては前記第１入口から入つてくる空気が、冷却し
ようとする液体と直接接触させられる。前記湿式
熱交換器に関連して、前記冷却塔は乾式熱交換器
と呼ばれる装置を有し、その熱交換要素は、前記
第１入口と平行な第２の空気入口を構成する１あ
るいはそれ以上の開口の中で、前記冷却塔の外周
部において垂直に配置されているか、あるいはそ
うではないこともあり、また前記乾式熱交換器に
おいては、空気は液体と直接的には接触せず、こ
の液体は前記熱交換要素、例えば金属あるいは合
成材料でできたフイン付きチユーブあるいは滑ら
かなチユーブの中を流れる。

前記組合わせ形冷却器は、冷却器出口において
蒸気雲が形成されるのを防ぐように設計されてお
り、この蒸気雲は通常の湿式冷却器の出口には普
通発生するものである。この結果はほんの部分的
に達成されているだけであり、しばしば、乾いた
空気と湿つた空気との不十分な混合物から結果的
に発生する雲状の気流が残留することがわかつて
おり、この雲状気流は、乾式熱交換器から出て、
かつ塔の外周部を流れる乾いた空気流を伴なつ
て、湿式熱交換器から出、かつ塔の中央部におい
て流れるものである。

２つの空気流の混合というこの問題を解決する
ために、冷却塔の内側に偏向面を配置して、乾い
た空気流に乱流を生ぜしめ、かつそれを塔の中央
部分へ向かつて偏向させることが知られている。

ある種の装置においては、これらの偏向面は台
状の部分として配置され、また湿つた空気流の中
で係合し、乾いた空気に対して旋回運動を加える
機能を有し、さらに、同時に、その空気の一部分
を冷却塔の軸の方へ向かわせる。曲線状のガイド
ベーンによつて構成されている。

1974年６月19日付のフランス特許出願第
7421341には、底部において装置内に入り込んだ
気体流が少なくとも１つの熱交換器を通過するよ
うな塔を有した形の、液体と気体との間で熱交換
を行うための装置が開示されており、本装置は、
前記塔内において前記熱交換器の上方に配置さ
れ、かつ気体流の少なくとも一部分を塔の外周部
へ向かわせるようになつた少なくとも１つの偏向
装置を有している。

本発明の目的は、平行な空気流を採用した、組
合わせ形大気冷却器の乾気流と湿気流とを混合す
るための装置に対して上述の方法を適用すること
である。

本発明による大気冷却装置は、液体を大気に直
接接触させることによりこの液体を冷却して湿つ
た空気を送り出す湿式熱交換器と、液体を大気に
間接的に接触させることによりこの液体を冷却し
て乾燥した空気を送り出す乾式熱交換器と、この
湿式熱交換器の下流でしかも乾式熱交換器の下流
に設けられた混合室と、この混合室内の乾燥した
空気と湿つた空気とを混合するために混合室内に
設けられた混合装置と、混合室の下流に設けられ
た出口とを備え、混合装置は複数個のチヤネルを
有し、これらのチヤネルのそれぞれは出口に面し
た溝を有し、これらのチヤネルは湿つた空気が乾
式熱交換器に接近する、乾式熱交換器に最も近い
領域の一部から出口の中央部分に向かつてのびて
おり、これによつて湿つた空気と乾燥した空気と
を効果的に混合することが出来る。

本発明のさらに他の特徴は、単に例示的に与え
られた添付図面を参照しながら以下の説明を読む
と明らかになるであろう。

第１図の装置は塔１からなり、その上部部分は
スリーブ２とデイフユーザ２ａとになつている。
前記スリーブの円形オリフイスには吸込フアン３
が取付けられている。

前記塔１の基底部には下部の円周方向における
開口４が設けられており、これは湿式熱交換器５
のための空気入口を形成している。この湿式熱交
換器は、前記開口４に入つてくる外部空気が注水
系６からの水と直接接触する型のものである。前
記湿式熱交換器あるいは接触装置５は塔の内部を
全体的に、あるいはほぼ全体的にのびていて、い
わゆる“向流”型のものであり、即ち、空気の流
れが水の流れと逆になつて上方へ向かう型のもの
である。

前記注水系６から供給される水の流れは水溜め
部７にためられる。

前記注水系６の上方には、例えば、平行な波形
板によつて形成された水滴分離装置８が配置され
ており、その波形の山の部分は水平になつてい
て、かつその山と山との間には曲線路が郭定さ
れ、この曲線路に沿つて、上昇してくる空気流が
水と接触した後に懸濁状になつて含有している水
滴の一部分が除去される。

この湿式熱交換器５の上方において、前記塔は
乾式熱交換器１０のための空気入口を形成する上
部円周方向開口９を有している。この開口９を有
した塔１のこの部分は、実際的には、それぞれ湿
式熱交換器５および乾式熱交換器１０からくる湿
つた空気と乾いた空気とを混合するためのチエン
バー１１を構成する。前記チエンバー１１内には
チエンバーの外周部からその中央部へ向かつて上
方にのびたチヤネルが配置されている。

第１図ないし第３図に示された実施例において
は、前記チヤネル１２はＶ字形断面を有してお
り、この断面は一定の角度ととがつた底部とを有
し、その両壁の高さはチエンバーの外周部からそ
の中央部へ向かうに従つて低くなつていく。

第１図ないし第３図に説明されている冷却器は
長方形の断面を有し、従つて前記チヤネル１２は
吸込みフアン３のスリーブ２の円形オリフイスの
下方に集中するように配置される（第３図参照）。
ここで説明した本発明による冷却器の実施例にお
けるように、集中してくる型のチヤネルを用いる
と、チヤネルの密度が過大になつたことによる冷
却器中央部の閉塞という事態を防ぐことができ
る。このことは、ここで説明した実施例において
は、前記チヤネル１２の断面が冷却器の中央部へ
向かうに従つて減少するということによつて達成
される。

他方、前記チヤネルが一定の断面を有している
場合には、冷却器の中央部へ向かうチヤネルどう
しの間に、例えば１つおきに、より長さの短いあ
る種のチヤネルを設けることが必要となり、これ
らのチヤネルの全ての外周端部はこ外周に沿つて
整列されることになる。

冷却器の断面が円形の場合には、前記チヤネル
は好ましくは半径方向に配置される。

ここで説明している実施例においては、前記チ
ヤネル１２はささえ綱１３によつて所定位置に保
持されている。

前記チヤネルの材料は好ましくは軽量で、かつ
高温多湿性の空気による腐食に対して抵抗性のあ
る材料である。そのようなチヤネルの構成に対し
ては、アスベスト−セメント、アルミニウム、亜
鉛メツキ綱、木、あるいは人工有機ポリマーが完
全に適している。

前記チヤネルの底部は必ずしも気密的にする必
要はない。Ｖ字形断面の場合には、前記チヤネル
は平坦な板で形成され、それらの間にギヤツプが
存在してもよい。このギヤツプは、一方では、凝
縮したりチヤネルの中へ落下してくる水の流れを
許し、他方では、湿式熱交換器からの湿つた空気
が流入するのを許し、このことは、もしこれが限
られた程度で行なわれ、かつ乾いた空気の流れを
妨げないようにするならば、前記混合を改善する
ことになる。

ここで説明している実施例では、前記チヤネル
は直線状であり、かつ減少していくＶ字形断面を
有している。

しかしながら、丸くなつた底部あるいはそれと
類似の断面になつたＵ字形断面を用いることも可
能である。さらに、前記チヤネルはまた曲がつて
いてもよく、この場合には、入口開口９に面した
端部は水平であつたり、比較的わずかな傾斜を有
しており、他方、冷却器の中央部分と連絡した方
の端部はほぼ垂直に近い傾斜になつている。

さらに、各々のチヤネルはその全長に亘つて一
定の断面を有していてもよく、これにより製造が
特に容易かつ安価に可能となる。

ここで説明している実施例は以下のように操作
される。

チエンバー１１の外周部からその中央部へ向か
つて上方へのびているチヤネル１２は湿式熱交換
器５からの空気の上昇運動に対する邪魔板を構成
し、こ邪魔板は乾式熱交換器１０からの空気のた
めの通路となる。

実際的には、チヤネル１２の領域において乾式
熱交換器から出てくる空気は、湿式熱交換器５か
ら出てくる空気によつて外乱を受けることなく、
前記チヤネルに沿つて流れるが、そのようなチヤ
ネルが存在しない場合には、前記乾いた空気は湿
つた空気によつて冷却器の外周部へ押戻されてし
まうことがある。

チヤネル１２の断面が乾式熱交換器から離れる
に従つて減少しているので、これらのチヤネルの
各々によつて運ばれる乾いた空気の流れも減少す
る。各チヤネル１２における乾いた空気の流れの
減少具合は、チヤネルの全長に亘つて冷却器の出
口端の方へ向かう乾いた空気の放出量に対応し、
このことによつて乾いた空気と湿つた空気とは効
率的に混合される。

チヤネル１２による圧力降下量は非常に少な
い。その理由は、１つには、チヤネルの底部が、
大きな圧力降下の原因となるような旋回現象ある
いは擾乱現象を伴なわないで、湿つた空気の流れ
をそらすことのできる輪郭を有していることであ
り、もう１つには、各チヤネル１２の広がり部分
は、大きな圧力降下を生じさせるような、湿つた
空気の通過できる断面が突然的に広がつていると
いうことになつておらず、湿つた空気の流れに対
してほぼ平行な流路に沿つてチヤネルを出ていく
乾いた空気を作り出すからである。

チヤネル１２の下流側の長手方向エツヂには、
乾いた空気の流れと湿つた空気の流れとを混合さ
せるための、わずかな旋回領域が存在する。

チヤネル上を流れる乾いた空気は、実質的にチ
ヤネル上の高さ全体に亘つてチヤネルの影響を受
け、これによつて湿つた空気との混合が容易に行
われる。

結果的には、乾いた空気は中央部に向かつて流
れるように案内されるので、湿つた空気の流れは
あまり中央部へは押出されず、チヤネル１２の存
在しない領域において外周部へ向かつて流され
る。

第４図ないし第６図に示された冷却器は第３図
ないし第６図に示した冷却器と比べて、乾いた空
気の流れと湿つた空気の流れとが山形状に配置さ
れた２つのチヤネル１４によつて混合されるとい
う点において異なつており、各々の前記チヤネル
は２つの立上りチヤネル支部１５によつて構成さ
れ、これらは湿式熱交換器５の上方に配置された
チエンバー１１の中央部において合体する。前記
チヤネル１４はフアン３の吸込みオリフイスの下
方において、乾式熱交換器１０の２つの空気入口
９を連結している。

ここで説明した実施例においては、前記チヤネ
ル１４は一定の断面を有し、その２つのチヤネル
支部１５は前記フアンの運転に外乱を与えないた
め、また湿つた空気に対して十分接近することが
できるように、フアン３の吸込みオリフイスより
も十分下方へ離れたところで合体している。

第５図でわかるように、チヤネル１４は半円形
断面を有し、バー１６によつて支えられている。

第４図ないし第６図に示された装置は第３図に
示した装置と同じようにして操作される。

第７図および第８図に示された冷却器は水平空
気流を採用した冷却器である。

前記冷却器は向流形湿式熱交換器１７を含み、
これは空気入口孔１８と注水系とからなり、前記
注水系は、例えば、開放形貯槽２０によつて水を
供給されるスプレーノズル１９で構成されてい
る。この水の流れは水溜め部２１の中に受けとめ
られる。

前記湿式熱交換器１７の出口には乾式熱交換器
２２が配置され、これは前記湿式熱交換器１７の
空気入口孔１８に対して直角になつた入口２３を
含み、かつ例えば、各々が１組のプラスチツク材
料でできた垂直な滑らかなチユーブ２４によつて
構成された２つの熱交換器によつて形成されてい
る。

前記乾式熱交換器２２は湿式熱交換器１７とと
もに、乾いた空気流と湿つた空気流とを混合する
ためのチエンバー２５を郭定する。

前記冷却器はさらにこの混合空気をチエンバー
２５から引き出すための吸込みフアン２６を含
み、前記フアンはフアンの吸込みオリフイスを郭
定するスリーブ２７の中に取付けられている。

前記混合チエンバー２５の中にはチヤネル２８
が配置され、これは水平に置かれていて、フアン
２６の方向に沿つて冷却器の対称軸に向かつて集
中している。

第８図でわかるように、前記チヤネル２８は混
合チエンバー２５の中で、冷却器の吸込みオリフ
イスに向かつて開口するように配置されている。

第８図はまた、前記チヤネル２８が平行に、か
つ重ね合わせて、グループ状になつて配置されて
いることを示している。

ここで説明している実施例においては、前記チ
ヤネル２８は直線状になつており、かつ断面が減
少していつている。

第１図ないし第６図に関して説明した冷却器の
チヤネルについて考えられた、全ての修正形状
が、また第７図および第８図の冷却器についても
適用できることは理解できるであろう。

もし曲線状のチヤネルが用いられる場合には、
乾式熱交換器２２の空気入口２３に近い方のチヤ
ネル端部は、この乾式熱交換器から出てくる空気
の方向に対して平行か、あるいは少しだけ傾斜し
ていなければならず、他方、その反対側の端部は
冷却器から出ていく空気の全体的な方向に対して
平行か、あるいは少しだけ傾斜していなければな
らない。

第９図に示した冷却器は逆流形湿式熱交換器３
０を含み、これは空気入口３１と、水の流れを前
記熱交換器へ供給するための貯槽３２と、この水
を受けとめるための水溜め部分３３とから構成さ
れている。前記貯水槽３２の上方には、空気入口
３５を有した乾式熱交換器３４が配置され、また
吸込みフアン３６が乾式熱交換器３４の上方にお
いてデイフーザ３８をのせたスリーブ３７の中に
配置されている。

前記湿式熱交換器３０と乾式熱交換器３４とに
よつて郭定された空間の中には、チヤネル３９が
配置され、これが乾いた空気の流れの向きをそら
せ、また支え綱４０によつて所定位置に保持され
ている。

チヤネルの外周端が乾式熱交換器のすぐそばに
配置されているような、第１図ないし第６図に示
した装置とは対照的に、前記チヤネル３９は、湿
式熱交換器のための水の流れを入れた貯槽３２の
下部エツヂのすぐ上方に配置された外周端を有し
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に適用される吸込みフアンを有
した冷却器の前部断面図、第２図は第１図に示し
た装置の側部断面図、第３図は第１図の線３−３
からみた断面図、第４図は第１図ないし第４図の
装置とは類似しているが、２つの一定断面のチヤ
ネルを有した冷却器の前記断面図、第５図は前記
冷却器の側部断面図、第６図は第４図の線６−６
に沿つてみた断面図、第７図は本発明に適用され
る冷却器の他の実施例の平面断面図、第８図は第
７図に示した装置の側部断面図、第９図は本発明
に適用される逆流形冷却器の前部断面図である。 図において、５……湿式熱交換器、１０……乾
式熱交換器、１２，１４……チヤネルである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体を大気に直接接触させることによりこの
   液体を冷却して湿つた空気を送り出す湿式熱交換
   器と、 液体を大気に間接的に接触させることによりこ
   の液体を冷却して乾燥した空気を送り出す乾式熱
   交換器と、 前記湿式熱交換器の下流でしかも前記乾式熱交
   換器の下流に設けられた混合室と、 前記混合室内の乾燥した空気と湿つた空気とを
   混合するために前記混合室内に設けられた混合装
   置と、 前記混合室の下流に設けられた出口とを備え、 前記混合装置は複数個のチヤネルを有し、これ
   らのチヤネルのそれぞれは前記出口に面した溝を
   有し、前記チヤネルは湿つた空気が乾式熱交換器
   に接近する、前記乾式熱交換器に最も近い領域の
   一部分から前記出口の中央部分に向かつてのびて
   いることを特徴とする大気冷却装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の大気冷却装置に
   おいて、前記チヤネルはその全長に亘つて一定の
   断面を有している大気冷却装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の大気冷却装置に
   おいて、前記チヤネルは、前記乾式熱交換器に近
   い端部から前記出口の中央部分に向かつて減少し
   ていく断面を有している大気冷却装置。 ４ 特許請求の範囲第１項、第２項あるいは第３
   項のいずれか１項に記載の大気冷却装置におい
   て、前記チヤネルはＶ字形あるいはＵ字形断面を
   有している大気冷却装置。