(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の充填材シートから構成される充填材ブロック上方に温水を供給する温水分配槽を備え、該充填材ブロック下方に冷水槽を備え、充填材ブロック中を流下する温水を気流によって冷却する冷却塔の充填材の支持構造であって、各充填材シートの上部に貫通孔を設け、複数の充填材シートの端面を揃えて並列して配し、充填材シートの上部に設けた貫通孔に吊り下げ部材を挿通し、該吊り下げ部材挿通用の開口と鉤形部を有する吊り下げ金具の該吊り下げ部材挿通開口に上記吊り下げ部材を挿通し、吊り下げ金具の鉤形部を冷却塔の構造部材に係合する冷却塔の充填材の支持構造において、充填材シートの形状が平行四辺形であって、上部に設ける貫通孔の形状によって充填材シートがＡシートとＢシートの２種類から構成され、Ａシートの上部には吊り下げ部材が上下に移動可能な長孔状の貫通孔をシートの上下方向端面に対して交差する方向に設け、Ｂシートの上部に設ける貫通孔の下端は上記長孔状の貫通孔の下端と同一水平面に位置するように設け、充填材ブロックはＡシートとＢシートを交互に配置したものから構成されることを特徴とする冷却塔の充填材の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工場設備、空調設備等から排出される温水を高効率で冷却する冷却塔の充填材の支持構造に関し、特に吊下式充填材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、工場設備、ビル等の空調設備等から排出される温水を冷却して循環使用するために使用される冷却塔には、温水の冷却方式の点から、温水と冷却用気流との流れ方向が直角である、いわゆる「クロスフロー方式」のものと、温水と冷却用気流とが対向する、いわゆる「カウンターフロー方式」のものとがあり、本発明の充填材の支持構造はいずれの方式の冷却塔にも適用可能である。以下には、本発明の理解を容易にするため、クロスフロー方式冷却塔について、簡単に説明する。
【０００３】
クロスフロー方式冷却塔としては、図１に示す構造のものが一般的である。図１において、通風空間１の両側に複数の充填材シートから構成される充填材ブロック２、２が設置され、通風空間１の上方には冷却ファン３が取り付けられ、各充填材ブロック２の上方には温水分配槽４が設けられ、温水分配槽４には温水供給管５から散水箱６を経て温水が供給されている。各温水分配槽４の底面には、多数のノズル７が取り付けられており、このノズル７を経て充填材ブロック２に温水が供給され、供給された温水は充填材ブロック２中を流下する。一方、冷却ファン３によって充填材ブロック２側方のルーバー８から充填材ブロック２中を経て通風空間１内に向かう空気の流れＦが生じ、この気流Ｆによって充填材ブロック２中を流下する温水が冷却される。そして、温水と熱交換した後の空気はエリミネーター９で水滴を分離された後、外部へ放出される。このように、クロスフロー方式冷却塔では、流下する温水は横方向から供給された気流によって冷却される。かくして、充填材ブロック２中を通過した温水は、冷水となって冷水槽１０に貯留される。
【０００４】
ところで、充填材ブロックを設計する場合には、冷却効果を増大するための工夫が必要であり、最大表面積を得るように充填材シートの表面に薄いフィルム状で温水を飛散させる手段と、水の重力落下流の速度を遅くし冷却空気に最大量の水が接するようにする手段と、余分な空気圧力の損失が生じることなくしかも接触面積を確保するために乱流状の空気流を生じさせる手段とを備えることが好ましい。これらの手段を達成するために、充填材ブロックを構成する充填材シートの各表面は、利用可能表面を有効に増大し且つ水の流下フィルムの流速を減少するように山形模様が一面に施されることが多い。このように、冷却塔の充填材シートは常に水と接触し、複雑な加工が施され、しかも、充填材シートの数は多いので、耐錆性、加工性およびコスト面を考慮して、充填材シートは薄肉（例えば、０．４〜０．５mm厚）の合成樹脂で射出成形されることが多い。
【０００５】
さらに、充填材シートに基本的に要求される条件として、流下する水と冷却空気との接触空間を確保するために、隣接する各充填材シートの間に一定の間隔を保持するためのスペーサー（突起物）が必要である。
【０００６】
ところが、従来の冷却塔の充填材の支持構造としては、多数の充填材ブロックを積層する場合、下段の充填材ブロック上に上段の充填材ブロックを積み重ねる据置型が採用されていたので、充填材シートには自重による圧縮荷重が負荷される。そこで、自重による座屈を防止するため、充填材シートの剛性を増す手段として充填材シートに多数の突起物が設けられていた。そして、多数の充填材シートを一体に保持するため、充填材シートには突起物と係合可能な凹部も同時に設けられ、一方の充填材シートの突起物に接着剤を塗布し、隣接する他方の充填材シートの凹部に接着剤を塗布した突起物を嵌合するという、接着嵌合方式が採用されていた。特に、合成樹脂製シートの場合、強度的に十分ではないため、剛性を極力増して自重による座屈を防止するという目的を達成するため、図６に示すように、上段と下段の充填材ブロック３１、３２を構成する充填材シート３３には、極めて多数の突起物３４が設けられていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、充填材シートの表面に多数の突起物があれば、空気の圧力損失が大きくなるので冷却能力が低下してしまう。そのため、所定の冷却効果を得るためには、冷却ファンの動力を大きくする必要があり、運転コストの増大を引き起こしていた。
【０００８】
また、据置型充填材ブロックでは、充填材シートに付着した水や空気中の不純物を除去しようとしても、隣接する各充填材シートが接着剤で接着されているので、組み立てた状態では清掃ができない。しかし、不純物の付着量が多くなると所定の冷却効果を得ることができなくなってしまうので、新品の充填材ブロックと交換する必要があった。
【０００９】
本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、清掃が簡単で、冷却能力が高く、低コストの冷却塔の充填材の支持構造を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、充填材シートを吊り下げ部材で吊り下げる吊り下げ方式を採用したので、充填材シートに負荷される荷重は引っ張り力になる。据置型の従来の充填材シートに負荷されていた荷重は圧縮力であり、一般的に合成樹脂製品の引っ張り強さは圧縮強さに比べて大きいので、強度を向上するために突起物を増やす必要がなく、充填材シートに設ける突起物としては、隣接する各充填材シートの間隔を保持するために必要最小数の突起物だけでよくなる。そのため、全体の突起物の数が大幅に少なくなり、空気の圧力損失を減少させることができるので、抵抗の低下分だけ冷却塔１基当たりの処理水量の増加が可能になる。１基当たりの処理水量の増加に伴い、冷却塔のコンパクトが可能になる。また、圧力損失が小さくなるので、冷却ファンの動力が小さくてすみ、運転コストが抑制される。さらに、充填材シートは吊り下げ部材に吊り下げられているので、充填材シートの取り付け・取り外しが容易であり、充填材シートに付着した異物の除去が簡単にできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明の要旨は、複数の充填材シートから構成される充填材ブロック上方に温水を供給する温水分配槽を備え、該充填材ブロック下方に冷水槽を備え、充填材ブロック中を流下する温水を気流によって冷却する冷却塔の充填材の支持構造であって、各充填材シートの上部に貫通孔を設け、複数の充填材シートの端面を揃えて並列して配し、充填材シートの上部に設けた貫通孔に吊り下げ部材を挿通し、該吊り下げ部材挿通用の開口と鉤形部を有する吊り下げ金具の該吊り下げ部材挿通開口に上記吊り下げ部材を挿通し、吊り下げ金具の鉤形部を冷却塔の構造部材に係合することを特徴とする冷却塔の充填材の支持構造にある。
【００１２】
以上のように構成される本発明によれば、充填材シートを吊り下げ部材に吊り下げる非接着吊り下げ構造であるから、次のような作用を奏する
（１）強度が向上する。
【００１３】
充填材シートに負荷される荷重は引っ張り力になる。薄物材は一般的に圧縮強さに比べて引っ張り強さは大きく、特に、充填材シートを合成樹脂製とする場合に、その傾向は強くなる。
（２）処理水量が増加し、省スペースが可能になる。
【００１４】
充填材シートに設ける突起物は、隣接する各充填材シートの間隔を保持するために必要最小数の突起物だけでよく、剛性を向上して強度アップを図るための突起物は不要になり、充填材シートの全体の突起物の数を従来の据置型のものより大幅に少なくすることができる。突起物の数が少なくなることにより、圧力損失が小さくなり（抵抗が低下し）、冷却塔１基当たりの処理水量の増加が可能になる。１基当たりの処理水量が増加すれば、冷却塔のコンパクト化が可能になり、省スペース化を図ることができる。
（３）清掃が簡単で、寿命が伸びる。
【００１５】
充填材シートに異物が付着した場合、吊り下げ金具の鉤形部を冷却塔の構造部材から離脱し、吊り下げ部材が充填材ブロックを貫通した状態で冷却塔から取り外す。そして、充填材シートの貫通孔から吊り下げ部材を引き抜きば、充填材シート１枚づつに分離することができるので、充填材シートの清掃が容易になり、その結果、充填材シートの寿命を延長することができる。
（４）省エネルギーが可能である。
【００１６】
充填材シートの熱交換性能を低下させずに圧力損失を小さくすることができるので、冷却ファンの動力が低くなり、運転コストを低減することができる。
【００１７】
また、複数の充填材シートの端面を揃えずに、水平断面方向における充填材シートの端面が規則的あるいは不規則にずれるようにすれば、充填材シートの入口部の空気通過面積が増加するので、風速が低下し、圧力損失を小さくすることができる。具体的には、以下のような手段を採ることができる。
【００１８】
すなわち、一般的に充填材シートは平行四辺形（長方形および正方形を含む）の形状のものが用いられており、この平行四辺形の充填材シートに設ける貫通孔の形状を工夫することにより、圧力損失を低下させることが可能になる。
【００１９】
すなわち、充填材シートの形状が平行四辺形であって、上部に設ける貫通孔の形状によって充填材シートがＡシートとＢシートの２種類から構成され、Ａシートの上部には吊り下げ部材が上下に移動可能な長孔状の貫通孔をシートの上下方向端面に対して交差する方向に設け、Ｂシートの上部に設ける貫通孔の下端は上記長孔状の貫通孔の下端と同一水平面に位置するように設け、充填材ブロックはＡシートとＢシートを交互に配置したものから構成されることにより、圧力損失を低減することが可能になる。
【００２０】
というのは、図５（ｃ）に示すように、本発明に従って、長孔状の貫通孔を有するＡシート（２３ａ）と通常の貫通孔を有するＢシート（２３ｂ）を交互に配置することにより、孔の長さの差に相当する分だけＡシート（２３ａ）の上端面および下端面はＢシート（２３ｂ）のそれより下方にずれ、しかも、充填材シートの形状は平行四辺形であるから、同一高さの横断面（Ｘ−Ｘ矢視方向）で見た場合、図５（ｄ）に示すように、一方の側Ｓ1 ではＡシート（２３ａ）がＢシート（２３ｂ）より外方にずれ、他方の側Ｓ2 ではＢシート（２３ｂ）がＡシート（２３ａ）より外方にずれる。その結果、図５（ｅ）に示すように、従来の充填材シートの空気吸い込み側の間隔をｄとすれば、本発明の場合、図５（ｆ）に示すように、充填材シートの空気吸い込み側の間隔は２ｄとなる。このように、本発明によれば、従来の充填材シートに比べて入口部の空気通過面積が増加するので、風速が低下し、その結果、圧力損失が小さくなるのである。
【００２１】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。図２（ａ）は本発明に係る冷却塔の充填材の支持構造の一実施例を示す側面図であり、図２（ａ）において、充填材ブロック２ａ、２ｂ、２ｃを構成する硬質塩化ビニル樹脂製の充填材シート（図３の番号２３参照）の上部に貫通孔（図３の番号２５参照）を設け、複数の充填材シートの端面を揃えて並列して配し（図３参照）、充填材シートの上部に設けた貫通孔に吊り下げパイプ（吊り下げ部材）１１を挿通し、図２（ｂ）に示すようなパイプ挿通開口１２と鉤形部１３を有する吊り下げ金具１４のパイプ挿通開口１２に吊り下げパイプ１１を挿通し、吊り下げ金具１４の鉤形部１３を冷却塔の梁１５に取り付けたピン１６に係合する構造である。吊り下げ金具としては、図２（ｂ）に示すもの以外に、図２（ｃ）に示すように、長孔状のパイプ挿通開口１７を有し、一方の端部側１８を他方の端部側１９より少し幅狭に形成し、幅狭の端部側１８を端部側１９に設けた孔（図２（ｄ）の番号２０）に挿通して折り曲げて鉤形を形成し、この鉤形部２１をピン１６に係合するような構造のものも採用できる。また、吊り下げ金具はワイヤー状のものも採用できる。
【００２２】
図３は、本発明に係る冷却塔の充填材の支持構造の実施例を拡大して示す斜視図である。２２は隣接する充填材シート２３、２３の間隔を保持するための突起物であり、２４は突起物２２に係合可能な凹部である。本発明の吊り下げ構造を維持するために必要なものではないが、空気流による充填材シートのバタツキを防止するため、充填材シート２３の下部の貫通孔２５ａにもパイプ１１を挿通することが好ましい。
【００２３】
本発明によれば、充填材シートに負荷される荷重は引っ張り力であり、従来の据置方式による圧縮荷重の場合に比べて充填材シートの強度は約３倍に向上する。そのため、充填材シートの剛性を高めて強度向上を図るために突起物を増やす必要がなく、突起物全体の数を従来の据置方式の場合に比べて約５０％少なくすることができる。その結果、圧力損失が小さくなり、上記したような効果が期待できる。
【００２４】
また、吊り下げ金具１４の鉤形部１３を冷却塔の梁１５に取り付けたピン１６から離脱し、吊り下げパイプ１１が充填材ブロックを貫通した状態で冷却塔から取り外し、充填材シート２３の貫通孔２５から吊り下げパイプ１１を引き抜きば、一枚毎の充填材シートに分離することができるので、充填材シートの清掃が容易であり、その結果、充填材シートの寿命を延長することができる。
【００２５】
図４は図２（ａ）を右方から見た図である。
【００２６】
図５は、上部に設ける貫通孔の形状によって充填材シートがＡシートとＢシートの２種類から構成される場合を示す図で、図５（ａ）に示すように、Ａシート２３ａの上部および下部には吊り下げパイプ１１が上下に移動可能な長孔状の貫通孔２６をシートの上下方向端面Ｅに対して交差する方向（本実施例では鉛直方向）に形成し、図５（ｂ）に示すように、Ｂシート２３ｂの上部および下部に設ける貫通孔２７は吊り下げパイプ１１の直径より僅かに大きく且つ貫通孔２７の下端は長孔状の貫通孔２６の下端と同一水平面に位置するように設け、図５（ｃ）に示すように、Ａシート２３ａとＢシート２３ｂを交互に配置すると、Ａシート２３ａの上端面と下端面は、Ｂシート２３ｂのそれより貫通孔の長さの差に相当する分だけ下方にずれ、その結果、図５（Ｃ）のＸーＸ矢視断面を示す図５（ｄ）に明らかなように、一方の側Ｓ1 ではＡシート２３ａはＢシート２３ｂより外方にずれ、他方の側Ｓ2 ではＢシート２３ｂはＡシート２３ａより外方にずれる。その結果、図５（ｅ）に示すように、従来の充填材シートの空気吸い込み側の間隔をｄとすれば、本発明の場合、図５（ｆ）に示すように、充填材シートの空気吸い込み側の間隔は２ｄとなる。なお、長孔状の貫通孔２６は充填材シートの上下方向端面Ｅに対して交差する方向に設ければよく、鉛直方向以外に右下がり方向あるいは左下がり方向に設けることもできる。
【００２７】
クロスフロー方式冷却塔の充填材は、高さ方向に複数段積層されることが多く、充填材ブロック内の空気流れにより温水が下流側に引き込まれる傾向にあるため、充填材ブロック２ａ、２ｂ、２ｃは図２（ａ）に示すように、上位側に比べて下位側が内方に向かうように傾斜させてある。そのため、充填材シートを流下する水は、充填材シートの空気吸い込み側端面に集まりやすく、図５（ｅ）に示すように、充填材シートの空気吸い込み側に集水部２８が形成されやすくなる。この集水部は空気流れの妨げとなる。その上、空気吸い込み側の間隔が狭ければ、圧力損失は一層大きくなる。そこで、本発明に従って、図５（ｆ）に示すように、入口部の空気通過面積が図５（ｅ）の場合より増加すれば、風速が低下し、その結果、圧力損失が小さくなり、上記したような効果を期待することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は上記のとおり構成されているので、次の効果を奏する。
（１）充填材シートを非接着吊り下げ方式で支持することにより、強度が向上するので、充填材シートに設ける突起は、隣接する各充填材シートの間隔を保持するために必要最小数の突起物だけでよく、充填材シートの全体の突起物の数を従来の据置型のものより大幅に少なくすることができる。その結果、圧力損失が小さくなり（抵抗が低下し）、冷却塔１基当たりの処理水量の増加が可能になる。１基当たりの処理水量が増加することによって、冷却塔のコンパクト化が可能になり、省スペース化を図ることができる。
【００２９】
また、吊り下げ金具の鉤形部を冷却塔の構造部材から離脱し、吊り下げ部材を充填材シートの貫通孔から引き抜きば、一枚毎の充填材シートに分離することができるので、充填材シートの清掃が容易になり、その結果、充填材シートの寿命を延長することができる。
【００３０】
さらに、充填材シートの熱交換性能を低下させずに圧力損失を小さくすることができるので、冷却ファンの動力が低くなり、運転コストを低減することができる。
（２）特に、複数の充填材シートの端面を揃えずに、水平断面方向における充填材シートの端面が規則的にずれるように構成されており、充填材シートの入口部の空気通過面積が増加するので、さらに圧力損失の低下が可能になり、大幅な処理水量の増加と、一層の省スペース化とコスト低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】クロスフロー方式冷却塔の断面図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の支持構造により冷却塔の充填材を支持する一例を示す側面図であり、図２（ｂ）は吊り下げ金具の一例を示す側面図、図２（ｃ）は別の吊り下げ金具で吊り下げパイプを吊り下げる一例を示す図、図２（ｄ）は図２（ｃ）の吊り下げ金具の一部を示す平面図である。
【図３】本発明の支持構造により冷却塔の充填材を支持する一例を示す斜視図である。
【図４】図２（ａ）を右方から見た図である。
【図５】図５（ａ）は充填材シートの一例を示す正面図、図５（ｂ）は充填材シートの別の例を示す正面図、図５（ｃ）は図５（ａ）と図５（ｂ）の充填材シートを交互に配置した状態を示す斜視図、図５（ｄ）は図５（ｃ）のＸ−Ｘ矢視断面図、図５（ｅ）は従来の充填材シートの空気吸い込み側を示す図、図５（ｆ）は本発明の充填材シートの空気吸い込み側を示す図である。
【図６】従来の据置型充填材シートの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
２、２ａ、２ｂ、２ｃ…充填材ブロック
３…冷却ファン
４…温水分配槽
１０…冷水槽
１１…吊り下げパイプ
１２、１７…パイプ挿通開口
１３…鉤形部
１４…吊り下げ金具
１５…梁
１６…ピン
２２、３４…突起物
２３…充填材シート
２３ａ…Ａシート
２３ｂ…Ｂシート
２４…凹部
２５、２６、２７…貫通孔
【図１】
0003657150.tif 000002
【図２】
0003657150.tif 000003
【図３】
0003657150.tif 000004
【図４】
0003657150.tif 000005
【図５】
0003657150.tif 000006
【図６】
0003657150.tif 000007