冷水塔

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【発明の名称】	冷水塔
【発明者】	【氏名】櫻庭一樹【氏名】後藤攻
【要約】	【課題】白煙の発生を防止し得る向流型の冷水塔における建築コスト、或いは既存の湿式冷水塔からの改造コストを大幅に削減し得るようにする。【解決手段】向流型の冷水塔における充填材６の上方位置に空気混合領域７を確保し、該空気混合領域７の側方に複数枚のフィルム材１７を通気流路を介在させつつ起立配列して成る濡れ壁式フィルムパック１６を配設し、該濡れ壁式フィルムパック１６を通し外気５が横方向から空気混合領域７へ流通し得るように構成し、更に、濡れ壁式フィルムパック１６の各通気流路のうちの一部の上端部を閉塞して温水１０と隔絶された外気専用の乾式通気流路を画成し、濡れ壁式フィルムパック１６の上方に温水１０を散水し且つその下方に流下した温水１０を充填材６の上方に導いて再び散水し得るよう構成する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】充填材の上方から温水を散水し且つ下方からは外気を上昇流として通気せしめ、温水に外気を直接接触させて温水を冷却するようにした向流型の冷水塔において、充填材の上方位置に空気混合領域を確保し、該空気混合領域の側方に複数枚のフィルム材を通気流路を介在させつつ起立配列して成る濡れ壁式フィルムパックを配設し、該濡れ壁式フィルムパックを通し外気が横方向から前記空気混合領域へ流通し得るように構成し、更に、前記各通気流路のうちの一部の上端部を閉塞して温水と隔絶された外気専用の乾式通気流路を画成し、前記濡れ壁式フィルムパックの上方に温水を散水し且つその下方に流下した温水を前記充填材の上方に導いて再び散水し得るよう構成したことを特徴とする冷水塔。
【請求項２】濡れ壁式フィルムパックの外気専用の乾式通気流路についてのみ外側面を大気に開放し、残りの通気流路の外側面を外気が流通しないように閉塞したことを特徴とする請求項１に記載の冷水塔。
【請求項３】濡れ壁式フィルムパックの外気専用の乾式通気流路及び残りの通気流路の外側面を全て大気に開放したことを特徴とする請求項１に記載の冷水塔。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、温水に外気を直接接触させて温水を冷却するようにした向流型の冷水塔に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来における向流型の冷水塔の一例を示すもので、この種の冷水塔においては、ケーシング１の頂部に送風機２を有する排気口３が設けられていると共に、ケーシング１の下部側面には外気取入口４が設けられており、前記送風機２を駆動することにより外気取入口４から取り込まれた外気５が上昇流を形成して前記排気口３へ導かれるようにしてある。
【０００３】そして、ケーシング１内部の高さ方向の中途位置には、スプラッシュデッキや濡れ壁式フィルムパックなどから成る充填材６が横断面の略全域に亘り設置されており、該充填材６を前記外気５の上昇流が通気するようになっている。
【０００４】また、前記充填材６の上方位置には空気混合領域７が確保され、該空気混合領域７の側方には、上下方向に延びる多数のフィン付きチューブ８から成る乾式熱交換部が設けられており、前記送風機２を駆動した際に、前記各フィン付きチューブ８の間を通して外気５が横方向から前記空気混合領域７へ取り込まれるようになっている。
【０００５】ここで、前記各フィン付きチューブ８には、その直上に配設した温水槽９から温水１０が供給されるようになっており、各フィン付きチューブ８の内部を流下した温水１０は、回収槽１１に集められた後に前記充填材６の直上の散水管１２に導かれて散水されるようになっている。
【０００６】尚、図中１３は冷却後の水を回収する底部水槽である。
【０００７】而して、温水槽９の温水１０をフィン付きチューブ８の内部を通して回収槽１１に流下させ、該回収槽１１から散水管１２へ導いて充填材６の上方から散水させると共に、送風機２により外気取入口４から外気５を取り込んで充填材６の下方から上向きに通気せしめ、同時に前記各フィン付きチューブ８の間を通し外気５を横方向から取り込ませると、各フィン付きチューブ８内を流下する温水１０が外気５により乾式加熱されると共に、前記充填材６を流下する温水１０が外気５の上昇流とカウンターフローで直接接触して効果的に冷却されることになる。
【０００８】この時、前記充填材６において温水１０と直接接触して熱交換を行った外気５は、昇温されると共に湿度が略１００％の湿り空気１４となるので、この湿り空気１４をそのまま冷水塔頂部の排気口３から外部に排出すると、冬期などにおける外気温度が低い場合に白煙を生じることがある。
【０００９】このような白煙の発生は、外気を汚染しているかの如き誤解を近隣居住者などに与える結果となり、また、白煙が地上に降りて周囲に霧のように立ちこめることにより視界不良を招くなどの不具合があるので、白煙を極力発生させないようにする要求が高まっている。
【００１０】そこで、ここに図示している冷水塔では、温水１０を乾式空気加熱部を成す各フィン付きチューブ８の間を流通する外気５を乾式で加熱することにより湿度が極めて低い乾き空気１５をつくり、この乾き空気１５を前記空気混合領域７で湿り空気１４に混合することによって、排気口３から排出される空気の湿度を低減し、白煙の発生を防止するようにしているのである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述した如き従来の冷水塔においては、白煙の発生を防止する乾き空気１５をつくる為に、フィン付きチューブ８による専用の乾式空気加熱部をケーシング１上部に装備しなければならない為、金属製のフィン付きチューブ８の重量が嵩んで冷水塔の支持構造物や基礎が担うべき荷重負担が大きくなるという問題があった。
【００１２】また、フィン付きチューブ８を乾式空気加熱部として用いた場合における圧力損失は比較的大きくなる為、各フィン付きチューブ８の横方向配列の増加や外気５の流通面積の縮小化に関し自ずから限界があり、必要な熱交換率を得る為に適宜な本数のフィン付きチューブ８の高さ寸法を大きくすることで対応せざるを得なくなって冷水塔の建屋高さが大きくなるという問題もあった。
【００１３】この為、斯かる冷水塔を新設する場合に、その建築コストが高騰してしまうことが避けられず、また、既存の湿式冷水塔を図示の如き白煙防止型の冷水塔に改造する場合には、前述した冷水塔の支持構造物や基礎が担うべき荷重負担や建屋高さの見直しが必要となって改造コストが高騰してしまうという不具合があった。
【００１４】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、白煙の発生を防止し得る向流型の冷水塔における建築コスト、或いは既存の湿式冷水塔からの改造コストを大幅に削減し得るようにすることを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、充填材の上方から温水を散水し且つ下方からは外気を上昇流として通気せしめ、温水に外気を直接接触させて温水を冷却するようにした向流型の冷水塔において、充填材の上方位置に空気混合領域を確保し、該空気混合領域の側方に複数枚のフィルム材を通気流路を介在させつつ起立配列して成る濡れ壁式フィルムパックを配設し、該濡れ壁式フィルムパックを通し外気が横方向から前記空気混合領域へ流通し得るように構成し、更に、前記各通気流路のうちの一部の上端部を閉塞して温水と隔絶された外気専用の乾式通気流路を画成し、前記濡れ壁式フィルムパックの上方に温水を散水し且つその下方に流下した温水を前記充填材の上方に導いて再び散水し得るよう構成したことを特徴とするものである。
【００１６】而して、冬期などにおいて白煙が発生する虞れがある時（外気温度が低い時）に、濡れ壁式フィルムパックの各通気流路を塔外に開放して外気の取り込みを行いながら濡れ壁式フィルムパックの上方に温水を散水すると、上端部が閉塞されている乾式通気流路内へは温水が侵入しない為、該乾式通気流路内が乾いた状態に保持されることになり、他方、上端部が閉塞されていない残りの通気流路には、温水が散水されてフィルム材の表面を流下することになるので、乾式通気流路内を横方向に流通する外気は、隣接する通気流路内に散水された温水とフィルム材を隔てて乾式で熱交換されることにより加熱され、湿度が極めて低い乾き空気となって空気混合領域に到り、充填材に散水された温水を直接冷却して上昇してきた湿り空気と混合され、これにより排出空気の湿度が低減されて不飽和状態となることにより白煙の発生が防止される。
【００１７】このように濡れ壁式フィルムパックにより外気の乾式加熱を行って乾き空気をつくり、その乾き空気を湿り空気に混合して白煙の発生を防止するようにした場合、濡れ壁式フィルムパックを成す各フィルム材は、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂シートにより極めて軽量に製作することが可能である為、従来の如きフィン付きチューブを用いた場合と比較して大幅な軽量化を図ることが可能となり、冷水塔の支持構造物や基礎が担うべき荷重負担を大幅に軽減することが可能となる。
【００１８】しかも、複数枚のフィルム材を通気流路を介在させつつ起立配列して成る構造によれば、各通気流路を流通する外気の圧力損失がフィン付きチューブの場合よりも小さくなる為、外気の流通面積を極力小さくすることが可能で、しかも、各フィルム材を横方向に拡張することにより必要な熱交換面積を確保することが可能となり、濡れ壁式フィルムパックの高さ寸法を低く抑制して冷水塔の建屋高さを低くすることが可能となる。
【００１９】更に、本発明においては、濡れ壁式フィルムパックの外気専用の乾式通気流路についてのみ外側面を大気に開放し、残りの通気流路の外側面を外気が流通しないように閉塞することが可能である。
【００２０】また、本発明においては、濡れ壁式フィルムパックの外気専用の乾式通気流路及び残りの通気流路の外側面を全て大気に開放することが可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２２】図１及び図２は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００２３】本形態例においては、フィン付きチューブによる専用の乾式空気加熱部に替えて、以下に詳述する如き濡れ壁式フィルムパック１６により乾式空気加熱部を構成し、充填材６の上方位置に確保した空気混合領域７の側方に配設して、濡れ壁式フィルムパック１６を通し外気５が横方向から空気混合領域７へ流通し得るように構成してある。
【００２４】即ち、前記濡れ壁式フィルムパック１６は、従来から充填材６の一種として採用されてきたものと基本的に同様の構造を有するもので、より具体的には、図２に示す如く、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂シートの表面に凹凸を付したフィルム材１７を多数並列に起立させて備えることにより相互間に外気５の通気流路１８を確保した構造としてあるが、前記各通気流路１８のうちの一部の上端部が隔絶板１９Ａにより閉塞されており、これにより温水１０と隔絶された外気５専用の乾式通気流路１８’が画成されるようになっている。
【００２５】尚、特に図示する例では、乾式通気流路１８’の下端部についても隔絶板１９Ｂによる閉塞が成されるようにしてある。
【００２６】そして、濡れ壁式フィルムパック１６の外気５専用の乾式通気流路１８’についてのみ外側面が大気に開放され、残りの通気流路１８の外側面については、外気５が流通しないよう隔絶板１９Ｃによる閉塞が成されている。
【００２７】また、前記濡れ壁式フィルムパック１６の上方位置には、適宜数の散水ノズル２０ａを備えた散水管２０が配置されており、ケーシング１の上部に敷設したヘッダ２１から前記散水管２０に温水１０が供給されて各散水ノズル２０ａから濡れ壁式フィルムパック１６の上方に散水が成されるようにしてある。
【００２８】ここで、前記濡れ壁式フィルムパック１６の上方に温水１０を散水するに際しては、図示の如き散水管２０を用いて行う方式が軽量化を図る上で好ましいが、従来と同様の温水槽を用いても良いことは勿論である。
【００２９】更に、前記濡れ壁式フィルムパック１６の各フィルム材１７表面を流下した温水１０は、従来と同様に回収槽１１に集められた後に充填材６の直上の散水管１２に導かれて再び散水されるようになっている。
【００３０】尚、前記濡れ壁式フィルムパック１６の上方には、必ずしも冷却すべき温水１０の全量を導いて散水させなくても良く、例えば、必要に応じ適宜に分配量を定めて温水１０の一部をヘッダ２１に導くことにより前記濡れ壁式フィルムパック１６に散水を行い、残りの温水１０を散水管１２に対し直接導いて前記濡れ壁式フィルムパック１６を経由させずに充填材６に散水させるようにしても良い。
【００３１】而して、冬期などにおいて白煙が発生する虞れがある時（外気温度が低い時）に、濡れ壁式フィルムパック１６の各通気流路１８を塔外に開放して外気５の取り込みを行いながら濡れ壁式フィルムパック１６の上方に温水１０を散水すると、上端部が閉塞されている乾式通気流路１８’内へは温水１０が侵入しない為、該乾式通気流路１８’内が乾いた状態に保持されて外気５のみが流通することになり、他方、上端部が閉塞されていない残りの通気流路１８には、温水１０が散水されてフィルム材１７の表面を流下することになり且つ外気５の流通は隔絶板１９Ｃにより遮断されるので、乾式通気流路１８’内を横方向に流通する外気５は、隣接する通気流路１８内に散水された温水１０とフィルム材１７を隔てて乾式で熱交換されて加熱され、湿度が極めて低い乾き空気１５となって空気混合領域７に到り、充填材６に散水された温水１０を直接冷却して上昇してきた湿り空気１４と混合され、これにより排出空気の湿度が低減されて不飽和状態となることにより白煙の発生が防止される。
【００３２】このように濡れ壁式フィルムパック１６により外気５の乾式加熱を行って乾き空気１５をつくり、その乾き空気１５を湿り空気１４に混合して白煙の発生を防止するようにした場合、濡れ壁式フィルムパック１６を成す各フィルム材１７は、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂シートにより極めて軽量に製作することが可能である為、従来の如きフィン付きチューブを用いた場合と比較して大幅な軽量化を図ることが可能となり、冷水塔の支持構造物や基礎が担うべき荷重負担を大幅に軽減することが可能となる。
【００３３】しかも、複数枚のフィルム材１７を通気流路１８を介在させつつ起立配列して成る構造によれば、各通気流路１８を流通する外気５の圧力損失がフィン付きチューブの場合よりも小さくなる為、外気５の流通面積を極力小さくすることが可能で、しかも、各フィルム材１７を横方向に拡張することにより必要な熱交換面積を確保することが可能となり、濡れ壁式フィルムパック１６の高さ寸法を低く抑制して冷水塔の建屋高さを低くすることが可能となる。
【００３４】一方、夏期などにおいて白煙が発生する虞れがない時（外気温度が高い時）には、濡れ壁式フィルムパック１６の各通気流路１８を図示しない閉塞板などにより大気に対し閉塞し、送風機２による外気取入口４からの外気５の取り込み量を増大させて充填材６における温水１０と外気５との直接接触による効果的な冷却を促進させるようにすれば良い。
【００３５】尚、このように夏期などにおいて外気取入口４からの外気５の取り込み量を増大させても、その取り込まれる外気温度が高くなっているので、必要以上に温水１０が冷却されてしまうことはなく、また、これとは逆に、冬期などにおいて濡れ壁式フィルムパック１６の各通気流路１８を大気に開放することにより外気取入口４からの外気５の取り込み量が減少しても、その取り込まれる外気温度が低くなっているので、充填材６における温水１０と外気５との直接接触による冷却能力が低下してしまうことはない。
【００３６】従って、上記形態例によれば、白煙の発生を防止し得る向流型の冷水塔を実施するに際し、冷水塔の支持構造物や基礎が担うべき荷重負担を大幅に軽減することができ、しかも、冷水塔の建屋高さを低くすることもできるので、冷水塔を新設する場合における建築コストや、既存の湿式冷水塔からの改造コストを大幅に削減することができる。
【００３７】また、特に濡れ壁式フィルムパック１６のフィルム材１７はポリ塩化ビニルなどの耐食性に優れた合成樹脂により製作されることになるので、金属製のフィン付きチューブを採用した場合に起こり得る腐食の問題を回避することができ、メンテナンスに関するコストについても削減することができる。
【００３８】図３は図１の濡れ壁式フィルムパック１６の別の例を示すもので、前述した図２の濡れ壁式フィルムパック１６における隔絶板１９Ｃを取り払い、外気専用の乾式通気流路１８’及び残りの通気流路１８の外側面を全て大気に開放した構造としたものである。
【００３９】而して、このようにした場合には、上端部が閉塞されていない通気流路１８に対しても外気５が流通することになるので、各通気流路１８においても温水１０と外気５との直接接触による温水１０の効果的な冷却が行われることになり、濡れ壁式フィルムパック１６における温水１０の冷却能力を高めることができるので、冷水塔全体の冷却能力を向上したり、或いは同じ冷却能力を維持したまま冷水塔の小型化を図ることが可能となる。
【００４０】ただし、外気専用の乾式通気流路１８’でつくられる乾き空気１５の温度は、温水１０から受ける熱量が少なくなることにより若干低下し、また、同時に各通気流路１８で新たな湿り空気１４がつくられることになるので、白煙の発生を防止する効果が図２の濡れ壁式フィルムパック１６の場合よりも弱くなるが、冬期における外気温度には地域差があるので、冷水塔が建築される地域の気候に応じて図２のタイプと図３のタイプの濡れ壁式フィルムパック１６を適宜に使い分けるようにすれば良い。
【００４１】尚、本発明の冷水塔は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４２】
【発明の効果】上記した本発明の冷水塔によれば、白煙の発生を防止し得る向流型の冷水塔を実施するに際し、冷水塔の支持構造物や基礎が担うべき荷重負担を大幅に軽減することができ、しかも、冷水塔の建屋高さを低くすることもできるので、冷水塔を新設する場合における建築コストや、既存の湿式冷水塔からの改造コストを大幅に削減することができ、更には、金属製のフィン付きチューブを採用した場合に起こり得る腐食の問題を回避することができるので、メンテナンスに関するコストについても削減することができるなど種々の優れた効果を奏し得る。

【出願人】	【識別番号】０００００００９９【氏名又は名称】石川島播磨重工業株式会社
【出願日】	平成１１年９月９日（１９９９．９．９）
【代理人】	【識別番号】１０００６２２３６【弁理士】【氏名又は名称】山田恒光（外１名）
【公開番号】	特開２００１－８２８８２（Ｐ２００１－８２８８２Ａ）
【公開日】	平成１３年３月３０日（２００１．３．３０）
【出願番号】	特願平１１－２５５６８２