(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水槽の下面に開口した複数の散水口から温水槽直下の充填材に温水を散水し、該充填材の表面を流下する温水に外気を直接接触させて温水を冷却する冷水塔であって、充填材を互いに外気の流通空間を隔絶した常時湿式領域と湿式・乾式切替領域とに区分し、該湿式・乾式切替領域を常時湿式領域とは別に散水し得るよう湿式・乾式切替領域に連通する散水口を温水槽内で仕切板にて区画することにより、前記湿式・乾式切替領域に連通した区画領域と、常時湿式領域に連通した貯水領域とを形成し、該貯水領域に温水を供給し、該貯水領域の温水を区画領域に分配し得る開閉可能な連通口を前記仕切板に設けたことを特徴とする冷水塔。
【請求項２】
区画領域を堰板により複数に分割し、該堰板にも開閉可能な連通口を設けたことを特徴とする請求項１に記載の冷水塔。
【請求項３】
充填材を上下方向に多段に配置し、各段における充填材の常時湿式領域及び湿式・乾式切替領域を相互に位置を対応させて区分し、且つ上下に配置される充填材の相互間に上下段の湿式・乾式切替領域同士が常時湿式領域と隔絶されたまま連続するよう中間温水槽を設け、該中間温水槽の下面に下段の充填材の常時湿式領域と湿式・乾式切替領域とに個別に散水し得るよう中間散水口を開口したことを特徴とする請求項１又は２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、冷水塔に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来の冷水塔の一例を示すもので、この冷水塔は、ケーシング１の頂部に設けられた送風機２を有する排気口３と、ケーシング１の外周に形成された外気取入口４と、ケーシング１内の上部における排気口３周囲に設けられた温水槽５と、該温水槽５の下側に配置され且つ温水槽５下面の散水口６から流下させた温水７を送風機２により外気取入口４から取り込んだ外気８と熱交換させて冷却する熱交換部９とを備えており、該熱交換部９は、温水槽５の直下に設けたフィン付きチューブ１０からなる乾式空気加熱部１１と、該乾式空気加熱部１１の下側に配置され且つ例えばシート状の合成樹脂材の表面に凹凸を有した熱交換面材を多数並列に起立させて備えることにより外気８の流通空間を確保した充填材１２とにより構成されている。
【０００３】
尚、図中１３は冷却後の水を回収する底部水槽である。
【０００４】
斯かる冷水塔においては、温水槽５の温水７を散水口６から乾式空気加熱部１１のフィン付きチューブ１０内を通して流下させた後に、その下部の充填材１２に沿わせて流下させ、同時に送風機２により外気取入口４から外気８を吸引して乾式空気加熱部１１及び充填材１２を横方向に流通させることにより前記温水７の冷却を行うようにしている。
【０００５】
このとき、前記充填材１２に沿って流下する温水７は、外気８と直接熱交換されることにより効果的に冷却されるが、一方、充填材１２において温水７と熱交換を行った外気８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をそのまま冷水塔外部に排出すると、外気温度が低い場合に白煙を生じることがある。
【０００６】
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等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等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。
【０００７】
この為、図示する例においては、温水７を乾式空気加熱部１１のフィン付きチューブ１０内を通して流下させる際に、フィン付きチューブ１０の外周に沿って流通する外気８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とし、この乾き空気１５を送風機２によって前記湿り空気１４に混合して排気口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。
【０００８】
【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為の乾き空気１５を作る為に、フィン付きチューブによる専用の乾式空気加熱部１１を設けるようにしている為、構造が複雑化して建築コストが高騰すると共に、フィン付きチューブによる間接的な熱交換である為に熱交換効率を高めることができず、従って大きな容量が必要となって乾式空気加熱部１１の構造が大型化し、冷水塔の高さ寸法が増大して冷水塔全体の大型化を招くという問題があった。
【０００９】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、フィン付きチューブによる専用の乾式空気加熱部を不要とし、冷水塔の建築コストの削減と小型化を図り得るようにすることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、温水槽の下面に開口した複数の散水口から温水槽直下の充填材に温水を散水し、該充填材の表面を流下する温水に外気を直接接触させて温水を冷却する冷水塔であって、充填材を互いに外気の流通空間を隔絶した常時湿式領域と湿式・乾式切替領域とに区分し、該湿式・乾式切替領域を常時湿式領域とは別に散水し得るよう湿式・乾式切替領域に連通する散水口を温水槽内で仕切板にて区画することにより、前記湿式・乾式切替領域に連通した区画領域と、常時湿式領域に連通した貯水領域とを形成し、該貯水領域に温水を供給し、該貯水領域の温水を区画領域に分配し得る開閉可能な連通口を前記仕切板に設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
而して、白煙が発生する虞れが無い時（外気温度が高い時）に、仕切板により区画された区画領域にも温水を分配すると、充填材における常時湿式領域と湿式・乾式切替領域の両方に散水が行われて充填材の全領域で外気による温水の直接冷却が効果的に行われる。
【００１２】
一方、白煙が発生する虞れがある時（外気温度が低い時）に、仕切板により区画された区画領域への温水の供給を停止すると、温水が散水されている常時湿式領域での外気による温水の直接冷却と、温水が散水されていない湿式・乾式切替領域を流通する外気の乾式加熱とが同時に行われ、前記直接冷却によって生じる湿り空気に、乾式加熱によって生じる乾き空気が混合されて白煙の発生が防止される。
【００１３】
このようにすれば、充填材の一部を湿式・乾式切替領域として利用しているので、フィン付きチューブによる専用の乾式空気加熱部を不要とすることが可能となる。
【００１４】
また、本発明において、仕切板により区画された区画領域に対し温水を分配するにあたっては、貯水領域と区画領域とを区画する仕切板に設けた連通孔を開くことで区画領域に温水を供給でき、よって、連通口を開閉操作するだけの簡単な操作で湿式・乾式切替領域における温水の冷却方式を切り替えることが可能となる。
【００１５】
更には、前記区画領域を堰板により複数に分割し、該堰板にも開閉可能な連通口を設けるようにしても良く、このようにすれば、充填材において温水と外気とが湿式で熱交換される領域と、乾式で熱交換される領域との比率を段階的に変更することが可能となる。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
また、本発明においては、充填材を上下方向に多段に配置し、各段における充填材の常時湿式領域及び湿式・乾式切替領域を相互に位置を対応させて区分し、且つ上下に配置される充填材の相互間に上下段の湿式・乾式切替領域同士が常時湿式領域と隔絶されたまま連続するよう中間温水槽を設け、該中間温水槽の下面に下段の充填材の常時湿式領域と湿式・乾式切替領域とに個別に散水し得るよう中間散水口を開口した構成を採用することも可能である。
【００１９】
【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。
【００２０】
図１〜図３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。
【００２１】
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を不要とし、温水槽５の下側に配置される熱交換部を、上下方向に多段に配置された充填材１２（図３参照）により構成している。
【００２２】
上下各段の充填材１２は、シート状の合成樹脂材の表面に凹凸を有した熱交換面材を多数並列に起立させて備えることにより上下方向に延びる外気８の流通空間１６を確保した構造となっており、互いに外気８の流通空間１６を隔絶した常時湿式領域１７と湿式・乾式切替領域１８とに夫々区分されており、しかも、各段における充填材１２の常時湿式領域１７及び湿式・乾式切替領域１８については相互に位置対応させて区分してある。
【００２３】
また、上下に配置される充填材１２の相互間には、上下段の湿式・乾式切替領域１８同士が常時湿式領域１７と隔絶されたまま連続するよう中間温水槽１９が設けられており、該中間温水槽１９の下面には、下段の充填材１２の常時湿式領域１７と湿式・乾式切替領域１８とに個別に散水し得るよう中間散水口２０が開口されている。
【００２４】
即ち、各段における充填材１２の常時湿式領域１７と湿式・乾式切替領域１８とを隔絶するにあたり、湿式・乾式切替領域１８を形成する充填材１２の上端は、夫々の上側に配置される温水槽５又は中間温水槽１９の下面まで延び且つ温水槽５又は中間温水槽１９の下面から下方向きに延ばした隔絶板２１により隣の常時湿式領域１７からの温水７の侵入を阻止し得るよう挾持されており、また、中間温水槽１９における湿式・乾式切替領域１８に開口する中間散水口２０は、該中間散水口２０を挟むようにして流通空間１６内で起立する隔絶板２２により隣の常時湿式領域１７からの温水７の侵入を阻止されるようになっている。
【００２５】
一方、前記温水槽５内は、その直下に配置される充填材１２における湿式・乾式切替領域１８を常時湿式領域１７とは別に散水し得るよう湿式・乾式切替領域１８に連通する散水口６を仕切板２３により区画してあり、特に本形態例では、湿式・乾式切替領域１８に連通する全ての散水口６を仕切板２３により櫛歯状に区画し、該仕切板２３により区画された区画領域２４と、温水槽５内における区画領域２４以外の貯水領域２５との二つの領域に分けてある。
【００２６】
更に、前記仕切板２３の適宜位置には、貯水領域２５に温水供給管２８を介して供給される温水７を区画領域２４に対し適宜に分配し得るよう開閉可能なバルブ２６を備えた連通口２７が設けられている。
【００２７】
尚、図中２９は温水槽５及び中間温水槽１９の下面に開口された散水口６や中間散水口２０に付設された散水ノズルであり、このような散水ノズル２９を散水口６や中間散水口２０に付設すれば、温水７を充填材１２に対し良好に散水できるが、充填材１２相互の間隔や散水口６及び中間散水口２０の数や配置位置、口径等の調整により省略することも可能である。
【００２８】
而して、白煙が発生する虞れが無い時（外気温度が高い時）に、連通口２７のバルブ２６を開けて仕切板２３により区画された区画領域２４にも温水７を分配すると、充填材１２における常時湿式領域１７と湿式・乾式切替領域１８の両方に散水が行われて充填材１２の全領域で外気８による温水７の直接冷却が効果的に行われる。
【００２９】
一方、冬期等の白煙が発生する虞れがある時（外気温度が低い時）に、連通口２７のバルブ２６を閉じて仕切板２３により区画された区画領域２４への温水７の供給を停止すると、温水７が散水されている常時湿式領域１７での外気８による温水７の直接冷却と、温水７が散水されていない湿式・乾式切替領域１８を流通する外気８の乾式加熱とが同時に行われ、前記直接冷却によって生じる湿り空気に、乾式加熱によって生じる乾き空気が混合されて白煙の発生が防止される。
【００３０】
従って、前述した本形態例の冷水塔によれば、充填材１２の一部を湿式・乾式切替領域１８として利用することによって、フィン付きチューブによる専用の乾式空気加熱部を不要とすることができ、しかも、温水槽５内を仕切板２３で区画するだけで温水槽５を従来と同じ高さ寸法のまま格別な構造の複雑化を招くことなく実施できるので、冷水塔の建築コストの削減と小型化を図ることができる。
【００３１】
また、特に本形態例に示した如く、仕切板２３により区画された区画領域２４に対し温水７を分配するにあたり、湿式・乾式切替領域１８に連通する散水口６を共通の区画領域２４に全て開口させ、温水槽５内における区画領域２４以外の貯水領域２５に供給される温水７を前記区画領域２４に適宜に導入し得るよう前記仕切板２３の適宜位置に開閉可能な連通口２７を設けた構成を採用すれば、連通口２７を開閉操作するだけで簡単に湿式・乾式切替領域１８における温水７の冷却方式を切り替えることができ、しかも、区画領域２４に分配される温水７は自ずから貯水領域２５側と同じ水位となる為、貯水領域２５と区画領域２４とで個別に水位調整する必要がなくなり、制御系の構成が簡単になると共に運転も容易となる。
【００３２】
尚、図１中において二点鎖線で示す如く、湿式・乾式切替領域１８に連通する全ての散水口６を開口させている共通の区画領域２４を堰板３０により複数（図示する例では二つ）に分割し、該堰板３０に開閉可能なバルブ３１を備えた連通口３２を設けるようにしても良く、このようにすれば、各段の充填材１２において温水７と外気８とが湿式で熱交換される領域と、乾式で熱交換される領域との比率を段階的に変更することができるので、外気温度に応じ温水７と外気８とを極力湿式で熱交換するよう細かく調整して冷却効率を高めることができる。
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
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、充填材を単段で構成しても良いこと、その他、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。
【００３７】
【発明の効果】
上記した本発明の冷水塔によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００３８】
（Ｉ）充填材の一部を湿式・乾式切替領域として利用することによって、フィン付きチューブによる専用の乾式空気加熱部を不要とすることができ、しかも、温水槽内を仕切板で区画するだけで温水槽を従来と同じ高さ寸法のまま格別な構造の複雑化を招くことなく実施できるので、冷水塔の建築コストの削減と小型化を図ることができる。
【００３９】
（ＩＩ）仕切板に設けた連通口を開閉する簡単な操作で湿式・乾式切替領域における温水の冷却方式を切り替えることができる。
【００４０】
（ＩＩＩ）区画領域に分配される温水が自ずから貯水領域側と同じ水位となる為、貯水領域と区画領域とで個別に水位調整する必要がなくなり、制御系の構成が簡単になると共に運転も容易となる。
【００４１】
（ＩＶ）充填材において温水と外気とが湿式で熱交換される領域と、乾式で熱交換される領域との比率を段階的に変更することができるので、外気温度に応じ温水と外気とを極力湿式で熱交換するよう細かく調整して冷却効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を実施する形態の一例を示す斜視図である。
【図２】  図１の温水槽の平面図である。
【図３】  図１の温水槽の要部を拡大して示す正面断面図である。
【図４】  従来例を示す概略図である。
【符号の説明】
５          温水槽
６          散水口
７          温水
８          外気
１２          充填材
１６          流通空間
１７          常時湿式領域
１８          湿式・乾式切替領域
１９          中間温水槽
２０          中間散水口
２３          仕切板
２４          区画領域
２５          貯水領域
２７          連通口
２８          温水供給管
３０          堰板
３２ 連通口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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