(57)【要約】  流入気流と、第１の気流出口（４１２）と、第２の気流出口（４１４）とを有する、液体を加熱するためのヒーティングタワー装置（４００）。第１の気流出口は第１の流出気流の流れを送り、開放位置と閉鎖位置との間を移動する第１の出口ドア（４１６）を有している。第２の気流出口は第２の流出気流の流れを送り、開放位置と閉鎖位置との間を移動する第２の出口ドア（４１６）を有している。ヒーティングタワーはさらに、加熱される液体が貫流するコイルを備える熱交換部を備えている。ヒーティングタワーは、第１の出口ドアが開放位置にあり、第２の出口ドアが閉鎖位置にある第１の構成で動作可能である。ヒーティングタワーはさらに、第２の出口ドアが開放位置にあり、第１の出口ドアが閉鎖位置にある第２の構成で動作可能である。
2009501879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部と基部と縦軸とを有する液体加熱用のヒーティングタワー装置であって、
流入気流の流れを送る気流入口と、
第１の流出気流の流れを送り、開放位置と閉鎖位置との間を移動する第１の出口ドアを有する第１の気流出口と、
第２の流出気流の流れを送り、開放位置と閉鎖位置との間を移動する第２の出口ドアを有する第２の気流出口と、
加熱される液体が貫流するコイルを備える熱交換部とを備え、
前記ヒーティングタワーは、前記第１の出口ドアが開放位置にあり、前記第２の出口ドアが閉鎖位置にある第１の構成で動作可能であり、前記ヒーティングタワーは、前記第１の出口ドアが閉鎖位置にあり、前記第２の出口ドアが開放位置にある第２の構成で動作可能であり、かつ前記ヒーティングタワーを前記第１の構成と前記第２の構成との間で切り換え可能であるヒーティングタワー装置。
【請求項２】
前記第１の気流出口は前記第２の気流出口と対向する請求項１に記載のヒーティングタワー装置。
【請求項３】
前記第１の出口ドアは開放位置と閉鎖位置との間を平行移動する複数のルーバダンパであり、前記第２の出口ドアは開放位置と閉鎖位置との間を平行移動する複数のルーバである請求項１に記載のヒーティングタワー装置。
【請求項４】
前記第１の出口ドアは、折り畳みドア、巻き上げドア、シャッター、および布地カーテンのうちの少なくとも１つであり、前記第２の出口ドアは折り畳みドア、巻き上げドア、シャッター、および布地カーテンのうちの少なくとも１つである請求項１に記載のヒーティングタワー装置。
【請求項５】
前記熱交換部と前記基部との間に延設され、前記第１の気流出口がその上に配置される第１の側壁と、
前記第１の側壁と対向し、前記熱交換部と前記基部との間に延設され、前記第２の気流出口がその上に配置される第２の側壁とをさらに備える請求項１に記載のヒーティングタワー装置。
【請求項６】
開放位置と閉鎖位置との間で前記第１および第２の気流出口ドアの移動を制御するコントローラをさらに備える請求項１に記載のヒーティングタワー装置。
【請求項７】
液体加熱用のヒーティングタワー装置であって、
第１の気流通路を有する第１の側壁と、
第２の気流通路を有する第２の側壁とを備え、前記第１の側壁と前記第２の側壁が互いに対向し、さらに、
前記第１の気流通路に接続された第１の気流発生器と、
前記第２の気流通路に接続された第２の気流発生器と、
前記第１の気流通路と前記第２の気流通路との間に延在する熱交換部分とを備え、
前記ヒーティングタワーは、前記第１の気流発生器が動作し、前記第２の気流発生器が休止する第１の構成で動作可能であり、前記第１の気流通路は気流出口を形成し、前記第２の気流通路は気流入口を形成し、
前記ヒーティングタワーは、前記第２の気流発生器が動作し、前記第１の気流発生器が休止する第２の構成で動作可能であり、前記第２の気流通路は気流出口を形成し、前記第１の気流通路は気流入口を形成するヒーティングタワー装置。
【請求項８】
前記第１の熱交換部分は複数の熱交換コイルを備える請求項７に記載のヒーティングタワー装置。
【請求項９】
前記複数の熱交換コイルはフィンを備える請求項８に記載のヒーティングタワー装置。
【請求項１０】
前記第１の気流発生器および前記第２の気流発生器を休止位置と動作位置との間で制御するコントローラを備える請求項７に記載のヒーティングタワー装置。
【請求項１１】
上部と基部と縦軸とを有する液体加熱用のヒーティングタワー装置であって、
支持フレームと、
流入気流の流れを送る気流入口と、
第１の気流出口と、
第２の気流出口と、
前記支持フレームに第１の軸方向位置で取り付けられ、加熱される液体が貫流する熱交換部と、
前記支持フレームに、前記第１の軸方向位置の下方の第２の軸方向位置で取り付けられ、前記第１の気流出口に向かう第１の位置と、前記第２の気流出口に向かう第２の位置との間を移動可能な少なくとも１つの気流ブレードとを備え、
前記ヒーティングタワー装置は、前記少なくとも１つの気流ブレードが前記第１の位置にある第１の構成で動作可能であり、前記ヒーティングタワー装置は、前記少なくとも１つの気流ブレードが前記第２の位置にある第２の構成で動作可能であるヒーティングタワー装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの気流ブレードが複数の気流ブレードである請求項１１に記載のヒーティングタワー装置。
【請求項１３】
前記熱交換部は一連の熱交換コイルを備える請求項１１に記載のヒーティングタワー装置。
【請求項１４】
前記熱交換コイルはフィンを含む請求項１３に記載のヒーティングタワー装置。
【請求項１５】
前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記少なくとも１つの気流ブレードの移動を制御するコントローラをさらに備える請求項１１に記載のヒーティングタワー装置。
【請求項１６】
上部と基部と縦軸とを有する液体加熱用のヒーティングタワー装置であって、
支持フレームと、
流入気流の流れを送る気流入口と、
第１の気流出口と、
第２の気流出口と、
前記支持フレームに第１の軸方向位置で取り付けられ、加熱される液体が貫流する熱交換部と、
前記支持フレームに、前記第１の位置の下方の第２の軸方向位置で取り付けられ、内部に配置された気流発生器を備えるシュラウドと、
前記シュラウドに取り付けられ、前記第１の気流出口に向かう第１の位置と、前記第２の気流出口に向かう第２の位置との間を移動可能な少なくとも１つの気流ブレードとを備え、
前記ヒーティングタワー装置は、前記少なくとも１つの気流ブレードが前記第１の位置にある第１の構成で動作可能であり、前記ヒーティングタワー装置は、前記少なくとも１つの気流ブレードが前記第２の位置にある第２の構成で動作可能であるヒーティングタワー装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの気流ブレードが複数の気流ブレードである請求項１６に記載のヒーティングタワー装置。
【請求項１８】
前記熱交換部は一連の熱交換コイルを備える請求項１６に記載のヒーティングタワー装置。
【請求項１９】
前記熱交換コイルはフィンを含む請求項１８に記載のヒーティングタワー装置。
【請求項２０】
液体加熱用のヒーティングタワー装置であって、
第１の側壁と、前記第１の側壁と対向する第２の側壁とを形成する支持フレームと、
前記支持フレームに取り付けられており、第１の気流発生器と第２の気流発生器とを備え、かつ第１の気流通路を形成するシュラウドと、
前記支持フレームに取り付けられた熱交換部と、
第２の気流通路とを備え、
前記ヒーティングタワーは、前記第１の気流発生器が動作して第１の気流の流れを発生し、前記第２の気流発生器が休止し、前記第１の気流通路が気流出口を形成し、前記第２の気流通路が気流入口を形成する第１の構成で動作可能であり、
前記ヒーティングタワーは、前記第２の気流発生器が動作して第２の気流の流れを発生し、前記第１の気流発生器が休止し、前記第２の気流通路が気流出口を形成し、前記第１の気流通路が気流入口を形成する第２の構成で動作可能であるヒーティングタワー装置。
【請求項２１】
前記熱交換部は一連の熱交換コイルを備える請求項２０に記載のヒーティングタワー装置。
【請求項２２】
前記熱交換コイルはフィンを備える請求項２１に記載のヒーティングタワー装置。
【請求項２３】
ヒーティングタワーを使用して液体を加熱する方法であって、
少なくとも１つの気流ブレードを第１の気流出口に向かう第１の位置に回転させる段階と、
気流入口を通して気流を前記ヒーティングタワー内に引き込む段階と、
前記気流を一連のコイルを介して通過させる段階と、
前記気流を少なくとも１つの気流ブレードに接触させる段階と、
前記気流を前記第１の気流出口に向かう第１の方向に向ける段階とを含む方法。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの気流ブレードを第２の気流出口に向かう第２の位置に回転させる段階と、
前記気流入口を通して前記気流を前記ヒーティングタワー内に引き込む段階と、
前記気流を前記一連のコイルを介して通過させる段階と、
前記気流を前記少なくとも１つの気流ブレードに接触させる段階と、
前記気流を前記第２の気流出口に向かう第２の方向に向ける段階とをさらに含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
液体加熱用のヒーティングタワー装置であって、
少なくとも１つの気流誘導手段を第１の気流出口に向かう第１の位置に回転させる手段と、
気流入口を通して気流を前記ヒーティングタワー内に引き込む手段と、
前記気流を一連のコイルを介して通過させる手段と、
前記気流を前記少なくとも１つの空気誘導手段に接触させる手段と、
前記気流を前記第１の気流出口に向かう第１の方向に向ける手段とを備えるヒーティングタワー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、各々の記載内容が参照として本発明に組み込まれる、２００４年９月１７日に出願した「ＨＥＡＴＩＮＧ  ＴＯＷＥＲ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＷＩＴＨ  ＩＳＯＬＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＯＵＴＬＥＴ  ＡＮＤ  ＩＮＬＥＴ  ＡＩＲ」の名称の特許文献１、および２００４年９月１７日に出願した「ＨＥＡＴＩＮＧ  ＴＯＷＥＲ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＷＩＴＨ  ＷＩＮＤ  ＤＩＲＥＣＴＩＯＮ  ＡＤＡＰＴＡＴＩＯＮ」の名称の特許文献２の一部継続出願であり、その優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は一般に、ヒーティングタワー装置によって加熱された水で循環流体を加熱するための装置および方法に関する。より具体的には、本発明は、例えば熱交換を介して液化天然ガスなどを気化させるための装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
液体を「加熱」するために比較的低温の液体に周囲空気から熱を加えることが望ましい場合がある。このような状況が、液化天然ガスに関して到来する可能性がある。
【０００４】
天然ガスの低温液化は通常は、天然ガスの輸送により便利な形態に転換する手段として実施される。このような液化は一般に、容積を約６００分の１に縮小し、結果としてより容易に保存、輸送可能な最終製品が得られる。さらに、天然ガスに対する需要が増大した場合に容易かつ効率的に供給できるように、余剰天然ガスを保存しておくことが望ましい。天然ガスを輸送し、かつ余剰天然ガスを保存するための１つの実用的な手段は、天然ガスを貯蔵および／または輸送用に液化状態に転換し、その後、需要に応じて液体を気化させることである。
【０００５】
天然ガスは最終的に使用される場所から離れた地域で入手できる場合が多く、したがって天然ガスの液化は一層重要である。一般に、天然ガスはパイプラインを経て供給源からユーザ市場に直接輸送される。しかし、パイプラインが使用可能でも実際的でもない、ユーザ市場から長距離を隔てた供給源から、天然ガスが輸送されることがますます一般的になっている。このことは、輸送が外航船によって行われなければならない海上輸送の場合に特に当てはまる。天然ガスの気相状態での船舶輸送は一般に、気相状態のガスの容積が大きく、かつガスの容積を大幅に縮小するにはかなりの加圧が必要なので実際的ではない。したがって、天然ガスを保存し、かつ輸送するために、一般にはガスを約−２４０°Ｆから約−２６０°Ｆに冷却することによってガス容積が縮小される。この温度で天然ガスは、近大気蒸気圧を有する液化天然ガス（ＬＮＧ）に転換される。ＬＮＧの輸送および／または貯蔵が完了すると、ＬＮＧは天然ガスを消費のためにエンドユーザに供給する前に気相状態に戻されなければならない。
【０００６】
一般に、ＬＮＧの再ガス化または気化は様々な熱伝達流体、システムおよび工程を利用することによって達成される。例えば、この技術分野で使用されるある種の工程は、ＬＮＧを加熱して気化させるために熱水または蒸気を利用する気化器を使用する。しかし、ＬＮＧが超低温であるため熱水または蒸気が凍結することが多く、ひいては気化器を詰まらせるので、これらの加熱工程には欠点がある。この欠点を克服するために、オープンラック式気化器、中間熱媒体式気化器、および液中燃焼式気化器などの代替の気化器がこの技術分野で現在使用されている。
【０００７】
オープンラック式気化器は一般に、ＬＮＧとの向流熱交換のための熱源として海水などを使用する。上記の気化器と同様に、オープンラック式気化器は気化器の表面が「氷で覆われ」、熱伝達抵抗の増大を招く傾向がある。したがって、オープンラック式気化器は熱伝達面積を増大した気化器を有するように設計されなければならず、それには気化器の設備コストの上昇と、設置面積の増大が伴う。
【０００８】
中間式気化器は前述のように水または蒸気による直接加熱によりＬＮＧを気化するのではなく、氷点が低いプロパン、フッ化炭化水素などのような中間流体すなわち冷媒を使用する。冷媒は熱水または蒸気によって加熱されることができ、次いで加熱された冷媒または混合冷媒が気化器を通され、ＬＮＧを気化するために使用される。このタイプの気化器は前述の気化器に共通の氷結や凍結の発現を克服するが、これらの中間熱媒体式気化器にはボイラやヒータなどの冷媒加熱手段が必要である。これらのタイプの気化器にも、冷媒を加熱するために使用される加熱手段の燃料消費により運転コストが極めて高いという欠点がある。
【０００９】
ボイラまたはヒータの高い運転コストを克服するために、この技術分野で現在利用されている１つの慣行は、ＬＮＧを気化するように作用する冷媒を加熱するために給水タワーを単独で、あるいはボイラまたはヒータと組み合わせて使用することである。これらのシステムでは水が給水タワーに送られ、そこで水温が上げられる。昇温された水は次いで、第１の気化器を介してグリコールなどの冷媒を加熱するために使用され、この冷媒は第２の気化器を介してＬＮＧを気化するために使用される。しかし、これらのシステムにも給水タワーの流入水と給水タワーの流出水との間の浮力差に関する欠点がある。ヒーティングタワーは周囲空気と比較して極めて重い大量の低温の湿り空気もしくは排気を排出する。冷排気がタワーから排出されると、これは周囲空気よりも大幅に重いので降下し、または地面に移動する傾向がある。次いで冷排気は給水タワーに誘引されてタワーの熱交換作用を妨げ、タワーの効率を低下させる。前記の浮力問題は給水タワーを経た冷気の再循環を誘発し、タワーの水を熱する能力を損ない、タワーの効率を根本的に制約する。
【特許文献１】米国特許出願第１０／９４２，９４０号明細書
【特許文献２】米国特許出願第１０／９４２，９３９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、この技術分野ではヒーティングタワー装置によって循環する流体を加熱する改良された装置および方法を提供する必要がある。効率的でコスト効果が高い方法でＬＮＧの気化を達成する上記の装置および方法を得ることが望まれる。さらに、この技術分野では工程および／またはシステムが水を効率的に加熱することができ、かつ工程をより効率的でコスト効果が高いものにできる、ＬＮＧ気化工程および／または気化システムで使用するためのヒーティングタワーを提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の必要性は、ヒーティングタワー装置および方法の態様が提供される本発明によって大幅に満たされる。
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、ヒーティングタワーを使用して流体を加熱する方法であって、入口を通して気流をヒーティングタワー内に引き込む段階と、充填媒体を介して気流を通過させる段階と、充填媒体を介して流体を通過させる段階と、出口を通して気流をヒーティングタワーから排出する段階と、流入気流の流れを流出気流の流れから分離する段階とを含む方法が提供される。
【００１３】
本発明の別の実施形態によれば、流入気流の流れを送る気流入口を有する、液体を加熱するためのヒーティングタワー装置が提供される。入口は入口ダクトを含んでいる。ヒーティングタワーはさらに、流出気流の流れを送る気流出口を含んでいる。入口ダクトは流入気流の流れを流出気流の流れから分離するように動作する。ヒーティングタワーはさらに、入口ダクトと出口とに接続された少なくとも１つのヒーティングタワーセルを含んでいる。ヒーティングタワーセルは充填媒体と共に液体配分アセンブリを備えており、この液体配分アセンブリは液体を充填媒体上に配分する。
【００１４】
本発明のさらに別の実施形態によれば、流入気流の流れを送る気流入口を有する、液体を加熱するためのヒーティングタワー装置が提供される。ヒーティングタワーはさらに、流出気流の流れを送る出口ダクトを有する気流出口を含んでいる。出口ダクトは流入気流の流れを流出気流の流れから分離するように動作する。ヒーティングタワーはさらに、入口と出口ダクトとに接続された少なくとも１つのヒーティングタワーセルを含んでいる。ヒーティングタワーセルは充填媒体と共に液体配分アセンブリを備えており、この液体配分アセンブリは液体を充填媒体上に配分する。
【００１５】
本発明のさらに別の実施形態によれば、流入気流の流れを送る気流入口と、流出気流の流れを送る気流出口とを有する、液体を加熱するためのヒーティングタワー装置が提供される。入口ダクトは流入気流の流れを流出気流の流れから分離するように動作する。ヒーティングタワーはさらに、入口ダクトと出口とに接続された少なくとも１つのヒーティングタワーセルを含んでいる。ヒーティングタワーセルは充填媒体と共に液体配分アセンブリを備えており、この液体配分アセンブリは液体を充填媒体上に配分する。ヒーティングタワーはさらに、流入気流の流れを流出気流の流れから分離するハウジングを含んでいる。
【００１６】
本発明の別の実施形態によれば、液体を加熱するためのヒーティングタワー装置が提供される。タワーは、各々が入口に接続された複数のヒーティングタワーセルと共に、流入気流の流れを送る気流入口を含んでいる。各ヒーティングタワーセルは、充填媒体と共に液体配分アセンブリと、流出気流の流れを送る気流出口とを備えている。ヒーティングタワーセルはさらに、流入気流の流れを流出気流の流れから分離するヒーティングタワーセルの各々の気流出口にわたって延在するハウジングを含んでいる。
【００１７】
本発明のさらに別の実施形態によれば、液体を加熱するためのヒーティングタワー装置であって、入口を通して気流をヒーティングタワー内に引き込む手段と、充填媒体を介して気流を通過させる手段と、充填媒体を介して流体を通過させる手段と、出口を通して気流をヒーティングタワーから排出する手段と、流入気流の流れを流出気流の流れから分離する手段とを含む装置が提供される。
【００１８】
本発明の別の実施形態によれば、ヒーティングタワー用の空気誘導装置が提供される。空気誘導装置は流入気流の流れを送る気流入口を含んでいる。空気誘導装置はさらに、流出気流の流れを送る気流出口を含んでいる。運転中、空気誘導装置は流入気流の流れを流出気流の流れから分離する。
【００１９】
本発明の別の実施形態によれば、縦軸に沿って概して下方の方向に降下する液体を加熱するためのヒーティングタワー装置であって、第１の流入気流の流れを送り、開放位置と閉鎖位置との間を移動する第１の入口ドアを有する第１の気流入口と、第２の流入気流の流れを送り、開放位置と閉鎖位置との間を移動する第２の入口ドアを有する第２の気流入口と、第１の流出気流の流れを送り、開放位置と閉鎖位置との間を移動する第１の出口ドアを有する第１の気流出口と、第２の流出気流の流れを送り、開放位置と閉鎖位置との間を移動する第２の出口ドアを有する第２の気流出口と、液体配分アセンブリと、充填媒体とを備え、前記液体配分アセンブリは液体を前記充填媒体上に配分し、ヒーティングタワーは、前記第１の入口ドアが開放位置にあり、前記第２の入口ドアが閉鎖位置にあり、前記第１の出口ドアが開放位置にあり、前記第２の出口ドアが閉鎖位置にある第１の構成で動作可能であり、ヒーティングタワーは、前記第１の入口ドアが閉鎖位置にあり、前記第２の入口ドアが開放位置にあり、前記第１の出口ドアが閉鎖位置にあり、前記第２の出口ドアが開放位置にある第２の構成で動作可能であり、かつヒーティングタワーを第１の構成と第２の構成との間で切り換え可能であるヒーティングタワー装置が提供される。
【００２０】
本発明の別の実施形態によれば、縦軸に沿って概して下方の方向に降下する液体を加熱するためのヒーティングタワー装置であって、複数の入口と、複数の出口と、液体配分アセンブリと、充填媒体とを備え、前記液体配分アセンブリは液体を前記充填媒体上に配分し、前記複数の入口と前記複数の出口とは選択的に開放可能かつ閉鎖可能であるヒーティングタワー装置が提供される。
【００２１】
本発明のさらに別の実施形態によれば、縦軸に沿って概して下方の方向に降下する液体を加熱するためのヒーティングタワー装置であって、第１の流入気流の流れを送り、開放位置と閉鎖位置との間を移動する第１の入口ドアを有する第１の気流入口と、第２の流入気流の流れを送り、開放位置と閉鎖位置との間を移動する第２の入口ドアを有する第２の気流入口とを備え、ヒーティングタワーの運転中に、前記第１の入口ドアは開放位置にあり、前記第２の入口ドアは閉鎖位置にあり、さらに、第１の流出気流の流れを送る、回転可能な出口ダクトに接続された気流出口と、液体配分アセンブリと、充填媒体とを備え、前記液体配分アセンブリは液体を前記充填媒体上に配分し、前記出口ダクトは縦軸を中心に気流出口の上で方向性をもって回転して流入気流の流れを流出気流の流れから分離するヒーティングタワー装置が提供される。
【００２２】
本発明の別の実施形態によれば、縦軸に沿って概して下方の方向に降下する液体を加熱するためのヒーティングタワー装置であって、第１の流入気流の流れを送り、開放位置と閉鎖位置との間を移動する第１の入口ドアを有する第１の気流入口と、第２の流入気流の流れを送り、開放位置と閉鎖位置との間を移動する第２の入口ドアを有する第２の気流入口とを備え、ヒーティングタワーの運転中に、前記第１の入口ドアは閉鎖位置にあり、前記第２の入口ドアは開放位置にあり、さらに、第１の流出気流の流れを送る、回転可能な出口ダクトに接続された気流出口と、液体配分アセンブリと、充填媒体とを備え、前記液体配分アセンブリは液体を前記充填媒体上に配分し、前記入口ダクトは縦軸を中心に前記第１および第２の気流入口の上で方向性をもって回転して流入気流の流れを流出気流の流れから分離するヒーティングタワー装置が提供される。
【００２３】
本発明のさらなる実施形態によれば、ヒーティングタワーを使用して液体を加熱するための方法であって、第１の入口ドアを開放位置へと動かして第１の気流入口を開放する段階と、第１の出口ドアを開放位置へと動かして第１の気流出口を開放する段階と、第１の気流入口を通して気流をヒーティングタワー内に引き込む段階と、充填媒体を介して気流を通過させる段階と、第１の気流出口を通して気流をヒーティングタワーから排出する段階と、流入気流を流出気流から分離する段階とを含む方法が提供される。
【００２４】
本発明のさらに別の実施形態によれば、縦軸に沿って概して下方の方向に降下する液体を加熱するためのヒーティングタワー装置であって、幅Ｗを有する第１のヒーティングタワーセルと、前記第１のヒーティングタワーセルと隣接する、幅Ｗを有する第２のヒーティングタワーセルとを備え、前記第１のヒーティングタワーセルと前記第２のヒーティングタワーセルとは間隔Ｄだけ離隔され、Ｄは２Ｗに等しいヒーティングタワー装置が提供される。
【００２５】
本発明の別の実施形態によれば、縦軸を有するヒーティングタワーを使用して流体を加熱するための方法であって、気流入口を通して気流をヒーティングタワー内に引き込む段階と、一連のコイルを介して気流を通過させる段階と、出口を通して気流をヒーティングタワーから排出する段階と、流入気流を流出気流から分離する段階とを含む方法が提供される。
【００２６】
本発明のさらに別の実施形態によれば、縦軸に沿って概して下方の方向に降下する液体を加熱するためのヒーティングタワー装置であって、流入気流の流れを送り、入口ダクトを備える気流入口と、流出気流の流れを送る気流出口と、前記入口ダクトと前記出口とに接続され、一連の熱交換コイルを含む熱交換部分を備える少なくとも１つのヒーティングタワーセルとを備え、前記入口ダクトは流入気流の流れを流出気流の流れから分離するヒーティングタワー装置が提供される。
【００２７】
本発明のさらに別の実施形態によれば、縦軸に沿って概して下方の方向に降下する液体を加熱するためのヒーティングタワー装置であって、気流入口を通して気流をヒーティングタワー内に引き込む手段と、気流を一連のコイルを介して通過させる手段と、出口を通して気流をヒーティングタワーから排出する手段と、流入気流を流出気流から分離する手段とを備える装置が提供される。
【００２８】
本発明の別の実施形態によれば、上部と基部と縦軸とを有する液体加熱用のヒーティングタワー装置であって、流入気流の流れを送る気流入口と、第１の流出気流の流れを送り、開放位置と閉鎖位置との間を移動する第１の出口ドアを有する第１の気流出口と、第２の流出気流の流れを送り、開放位置と閉鎖位置との間を移動する第２の出口ドアを有する第２の気流出口と、加熱される液体が貫流するコイルを備える熱交換部とを備え、ヒーティングタワーは、前記第１の出口ドアが開放位置にあり、前記第２の出口ドアが閉鎖位置にある第１の構成で動作可能であり、ヒーティングタワーは、前記第１の出口ドアが閉鎖位置にあり、前記第２の出口ドアが開放位置にある第２の構成で動作可能であり、かつヒーティングタワーを第１の構成と第２の構成との間で切り換え可能であるヒーティングタワー装置が提供される。
【００２９】
本発明の別の実施形態によれば、液体加熱用のヒーティングタワー装置であって、第１の気流通路を有する第１の側壁、および第２の気流通路を有する第２の側壁であり、前記第１の側壁と前記第２の側壁とは互いに対向する第１および第２の側壁と、前記第１の気流通路に接続された第１の気流発生器と、前記第２の気流通路に接続された第２の気流発生器と、前記第１の気流通路と前記第２の気流通路との間に延在する熱交換部分とを備え、ヒーティングタワーは、前記第１の気流発生器が動作し、前記第２の気流発生器が休止する第１の構成で動作可能であり、前記第１の気流通路は気流出口を形成し、前記第２の気流通路は気流入口を形成し、ヒーティングタワーは、前記第２の気流発生器が動作し、前記第１の気流発生器が休止する第２の構成で動作可能であり、前記第２の気流通路は気流出口を形成し、前記第１の気流通路は気流入口を形成するヒーティングタワー装置が提供される。
【００３０】
本発明のさらに別の実施形態によれば、上部と基部と縦軸とを有する液体加熱用のヒーティングタワー装置であって、支持フレームと、流入気流の流れを送る気流入口と、第１の気流出口と、第２の気流出口と、前記支持フレームに第１の軸方向位置で取り付けられ、加熱される液体が貫流する熱交換部と、前記支持フレームに、前記第１の軸方向位置の下方の第２の軸方向位置で取り付けられ、前記第１の気流出口に向かう第１の位置と、前記第２の気流出口に向かう第２の位置との間を移動可能な少なくとも１つの気流ブレードとを備え、前記ヒーティングタワー装置は、前記少なくとも１つの気流ブレードが前記第１の位置にある第１の構成で動作可能であり、前記ヒーティングタワー装置は、少なくとも１つの気流ブレードが前記第２の位置にある第２の構成で動作可能であるヒーティングタワー装置が提供される。
【００３１】
本発明のさらに別の実施形態によれば、上部と基部と縦軸とを有する液体加熱用のヒーティングタワー装置であって、支持フレームと、流入気流の流れを送る気流入口と、第１の気流出口と、第２の気流出口と、前記支持フレームに第１の軸方向位置で取り付けられ、加熱される液体が貫流する熱交換部と、前記支持フレームに、前記第１の位置の下方の第２の軸方向位置で取り付けられ、内部に配置された気流発生器を備えるシュラウドと、前記シュラウドに取り付けられ、前記第１の気流出口に向かう第１の位置と、前記第２の気流出口に向かう第２の位置との間を移動可能な少なくとも１つの気流ブレードとを備え、前記ヒーティングタワー装置は、前記少なくとも１つの気流ブレードが前記第１の位置にある第１の構成で動作可能であり、前記ヒーティングタワー装置は、少なくとも１つの気流ブレードが前記第２の位置にある第２の構成で動作可能であるヒーティングタワー装置が提供される。
【００３２】
本発明の別の実施形態によれば、液体加熱用のヒーティングタワー装置であって、第１の側壁と、前記第１の側壁と対向する第２の側壁とを形成する支持フレームと、前記支持フレームに取り付けられており、第１の気流発生器と第２の気流発生器とを備え、第１の気流通路を形成するシュラウドと、前記支持フレームに取り付けられた熱交換部と、第２の気流通路とを備え、ヒーティングタワーは、前記第１の気流発生器が動作して第１の気流の流れを発生し、前記第２の気流発生器が休止し、前記第１の気流通路が気流出口を形成し、前記第２の気流通路が気流入口を形成する第１の構成で動作可能であり、ヒーティングタワーは、前記第２の気流発生器が動作して第２の気流の流れを発生し、前記第１の気流発生器が休止し、前記第２の気流通路が気流出口を形成し、前記第１の気流通路が気流入口を形成する第２の構成で動作可能であるヒーティングタワー装置が提供される。
【００３３】
本発明の別の実施形態によれば、ヒーティングタワーを使用して液体を加熱する方法であって、少なくとも１つの気流ブレードを第１の気流出口に向かう第１の位置に回転させる段階と、気流入口を通して気流をヒーティングタワー内に引き込む段階と、気流を一連のコイルを介して通過させる段階と、気流を少なくとも１つの気流ブレードに接触させる段階と、気流を第１の気流出口に向かう第１の方向に向ける段階とを含む方法が提供される。
【００３４】
本発明の別の実施形態によれば、液体加熱用のヒーティングタワー装置であって、少なくとも１つの気流誘導手段を第１の気流出口に向かう第１の位置に回転させる手段と、気流入口を通して気流をヒーティングタワー内に引き込む手段と、気流を一連のコイルを介して通過させる手段と、気流を少なくとも１つの空気誘導手段に接触させる手段と、気流を第１の気流出口に向かう第１の方向に向ける手段とを備えるヒーティングタワー装置が提供される。
【００３５】
このように、本明細書における本発明の詳細な説明をより明解に理解でき、かつ本発明の当技術分野への貢献をより明確にするため、本発明の特定の実施形態をやや大まかに略述した。もちろん、以下に記載され、添付の特許請求の範囲の主題を構成する本発明の追加の実施形態もある。
【００３６】
この点に関して、本発明の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明はその出願に際して以下の記載で開示され、または図面で例示される構成部品の構造および配置の細部に限定されるものではないことを理解されたい。本発明には記載された以外の実施形態が可能であり、様々な形態での実施および実行が可能である。さらに、本明細書で用いられる語法や用語、ならびに要約は説明目的のものであり、限定的なものであると見なされるべきではないことを理解されたい。
【００３７】
したがって、本開示が基盤とする概念を、本発明のいくつかの目的を果たすためのその他の構造、方法およびシステムを設計するための基盤として容易に利用できることが当業者には理解されよう。したがって、本発明の趣旨と範囲から逸脱しない限り特許請求の範囲はそのような同等の構造を含むものと見なすことが重要である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明の様々な好ましい実施形態は、水などの液体を加熱するためのヒーティングタワー装置、および方法を提供する。いくつかの構成では、ヒーティングタワーおよび装置は液化天然ガス（ＬＮＧ）を気化するために使用される気化、またはガス化システムおよび／または工程で使用される。しかし、本発明はＬＮＧ気化工程への適用に限定されるものではなく、例えば液体などに熱を加える必要がある他のシステムおよび／または他の工程と共に使用可能であることを理解されたい。ここで、同様の参照番号は全体を通して同様の部品を示す図面を参照して、本発明の好ましい実施形態をさらに説明する。
【００３９】
ここで図１から３を参照すると、気流入口１３を画定する吸気シェルまたはダクト１２を有する、全体として１０で示されるヒーティングタワーが図示されている。ヒーティングタワー１０はさらに、吸気シェル１２に接続された複数の個別ヒーティングタワーセル１４をも含んでいる。図２は全体として１４ａで示される直交流式ヒーティングタワーセルを示し、一方、図３は全体として１４ｂで示される向流式ヒーティングタワーセルを示しており、双方とも以下でさらに詳細に論ずる。図１は１２個のヒーティングタワーセル１４（そのうちの２つは双曲シェルの真後ろに位置しており、図示されていない）を使用したヒーティングタワー１０を示しているものの、ヒーティングタワー１０は異なる数のヒーティングタワーセル１４を使用してもよく、それによって一般にヒーティングタワー１０の加熱能力を変更可能である。同様に、ヒーティングタワー１０は、完全にすべての直交流式ヒーティングタワーセル１４ａ、完全にすべての向流式ヒーティングタワーセル１４ｂ、または２つのタイプのヒーティングタワーセル１４の任意の組合せを使用してもよい。
【００４０】
図１に示すように、吸気シェル１２は好ましくは双曲形状である。しかし、異なる形状の吸気シェルを使用してもよい。双曲形状の吸気シェル１２は、以下で詳細に論ずるように、ヒーティングタワーの吸気口１３を画定し、気流入口をヒーティングタワーの気流出口から分離する軽量で強力な吸気ダクトを形成する。
【００４１】
ここで図２を参照すると、ヒーティングタワー１０で使用できる直交流式ヒーティングタワーセル１４ａが概略的に示されている。ヒーティングタワーセル１４ａは水槽１６と、水槽１６が接続されているフレームアセンブリまたは構造１８とを含む機械通風式ヒーティングタワーセル１４ａである。フレームアセンブリ１８は水槽１６と出口２１との上に位置する、全体として２０で示される空気入口を含んでいる。直交流式ヒーティングタワーセル１４ａはさらに、内部に配置された気流発生器またはファンブレードアセンブリを有する、フレームアセンブリ１８に接続されたファンスタックもしくはシュラウド２２を含んでいる。ファンブレードアセンブリは、モータによって駆動されるギヤ構造によって回転される。
【００４２】
図２に示されるように、直交流式ヒーティングタワーセル１４ａはさらに、概略的に図示された配水アセンブリ２４をも含んでいる。直交流式ヒーティングタワーセル１４ａはさらに、シュラウド２２およびファンアセンブリと反対側の位置向きの、全体として２８で示される充填アセンブリをも含んでいる。充填アセンブリ２８は配水アセンブリ２４の真下に位置し、直交流式ヒーティングタワーセル１４ａの気流入口全体に沿って延びている。充填アセンブリ２８はいくつかの直交流フィルム充填パックから構成されており、各充填パックは互いに接続された複数の個々の直交流フィルム充填シートを備えている。フィルム充填パックは、それらが使用される直交流式ヒーティングタワーセル１４ａのサイズや寸法に応じて様々なサイズや寸法のものでよい。充填アセンブリ２８を構成するフィルム充填パックは配水槽構造３０によって直交流式ヒーティングタワーセル１４ａ内に支持されている。好ましい一実施形態では、充填パックを構成する個々のシートは、シートに対して横向きに延びる充填支持管を包むワイヤループから懸垂されることができる。その場合はワイヤループを槽構造３０などの支持構造に取り付けてもよい。
【００４３】
ここで図３を参照すると、ヒーティングタワー１０で使用できる向流式ヒーティングタワーセル１４ｂが概略的に示されている。図２に示した直交流式ヒーティングタワーセル１４ａと同様に、向流式ヒーティングタワーセル１４ｂは水槽１６と、水槽１６が接続されているフレームアセンブリまたは構造１８とを含む機械通風式ヒーティングタワーセル１４ｂである。フレームアセンブリ１８は水槽１６ならびに気流出口２１の上に位置する、全体として２０で示される空気入口を含んでいる。向流式ヒーティングタワーセル１４ｂはさらに、内部に配置された気流発生器またはファンブレードアセンブリ２３を有する、フレームアセンブリ１８に接続されたファンスタックもしくはシュラウド２２を含んでいる。ファンブレードアセンブリは、モータによって駆動されるギヤ構造によって回転される。
【００４４】
図３に示されるように、向流式ヒーティングタワーセル１４ｂは複数のスプレーノズル２６を有する配水アセンブリ２４をも含んでいる。向流式ヒーティングタワーセル１４ｂはさらに、全体として３２で示される充填アセンブリをも含んでいるが、向流式ヒーティングタワーセル１４ｂの名称が示唆するように、充填アセンブリ３２は向流式充填アセンブリ３２である。充填アセンブリ３２は直交流式充填アセンブリ２８内の対応部品と同様に配水アセンブリ２４の真下に位置するが、その対応部品とは異なり、気流入口２０の真上でフレームアセンブリ１８の水平領域全体に沿って延びている。充填アセンブリ３２はいくつかの向流フィルム充填パックから構成されており、各充填パックは互いに接続された複数の個々の向流フィルム充填シートを備えている。フィルム充填パックは、それらが使用される向流式ヒーティングタワーセル１４ｂのサイズや寸法に応じて様々なサイズや寸法のものでよい。充填アセンブリ３２を構成するフィルム充填パックも、水平に配置され、間隔を隔てた複数の交差部材（図示せず）によって向流式ヒーティングタワーセル１４ｂ内に支持されている。
【００４５】
ここで図１から３を参照すると、ヒーティングタワー１０の運転中、配水アセンブリ２４に給水がなされ、配水アセンブリは充填アセンブリ２８、３２に水を給水または噴射する工程に進む。水が充填アセンブリに噴射されている間、空気は同時にそれぞれのファンアセンブリによってヒーティングタワーセル１４ａ、１４ｂへと誘引される。空気は最初に吸気シェル１２の空気入口１３を経てヒーティングタワー１０内に流入し、そこで空気は次いで個々のヒーティングタワーセル１４ａ、１４ｂの個々の気流入口に進む。
【００４６】
図２に示されるように、気流が入口２０を経て直交流式ヒーティングタワーセル１４ａに入ると、気流は進行して通路Ａに沿って流れ、そこで充填アセンブリ２８に接触し、かつこれを経て流れる。このような充填アセンブリとの接触の結果、熱交換が行われ、空気は極めて低温で、かつ湿った状態になる。低温で湿った空気、もしくは排気は次いで気流出口２１を経て直交流式ヒーティングタワーセル１２ａから流出する。同様に、図３に示されるように、気流は充填アセンブリ３２の下にある入口２０を通って向流式ヒーティングタワーセル１４ｂに流入し、進行して通路Ｂに沿って流れ、そこで充填アセンブリ３２に接触しかつこれを貫流し、そこで熱交換が行われ、空気は極めて低温で、湿ったものになる。低温で湿った空気もしくは排気は次いで、気流出口２１を通って向流式ヒーティングタワーセル１４ｂから流出する。しかし、図２および３に示されるように、流路は直交流式セル１２ａ内にあるため、空気は通路Ａに沿って直交流式セル１４ａを貫流するので、空気は垂直または直角の関係で充填アセンブリ２８と水とに接触し、これに対して空気は通路Ｂに沿って向流式セル１４ｂを貫流するので、空気は平行の関係で充填アセンブリ３２と接触する。
【００４７】
前述のようにヒーティングタワー１０の運転中、吸気シェル１２は、吸気シェル１２が入口１３への空気の流れを、ヒーティングタワーセル１４のそれぞれの出口２１から流出する排気の流出流から分離する機能を果たすように、ヒーティングタワーセル１４に対して配置される。ヒーティングタワーセル１４に対する吸気シェル１２のこのような配置もしくは配向によって、再循環の発生が低減される。より具体的には、この配向によってヒーティングタワーからの排気がセル１４から流出し、入口１３を通ってヒーティングタワー１０に再流入する可能性が低減される。
【００４８】
あるいは、図２および３に示される直交流式ヒーティングタワーセル１４ａおよび向流式ヒーティングタワーセル１４ｂをそれぞれ、吸気シェルなどを使用しないヒーティングタワー構成で使用してもよい。例えば、図１０に示されるような構成では、セル１４が少なくとも１つのセル幅Ｗ、好ましくは２つのセル幅分の間隔Ｄだけ離隔され、個々のセル１４が好ましくは地面から離して上昇された群分けで個々のセル１４を配置してもよい。加えて、ヒーティングタワーセル１４を単独で使用してもよく、その場合は、単一のセルがヒーティングタワー、例えば単一セルの直交流式ヒーティングタワーまたは単一セルの向流式ヒーティングタワーを画成する。
【００４９】
ここで図４を参照すると、本発明の別の実施形態による、全体として１００で示されたヒーティングタワーセルが図示されている。ヒーティングタワーセル１００は、湿部１０２、貯水槽１０４、シュラウドもしくはファンスタック１０６、フレームもしくはフレームアセンブリ１０８、およびファンスタック１０６の上方に延在する上部ハウジング１１０もしくは天蓋を含む機械通風式ヒーティングタワーである。ヒーティングタワーセル１００は気流入口１１２と気流出口１１４とを有している。
【００５０】
前述の実施形態と同様に、ファンスタック１０６はその内部に配置された、モータによって駆動されるブレードアセンブリを含み、一方、湿部１０２は、充填アセンブリと共に配液器を含んでいる。充填アセンブリは、個々のフィルム充填シートから構成されたいくつかのフィルム充填パックを含んでいる。ヒーティングタワーセル１００の用途に応じて、ヒーティングタワーセル１００は直交流または向流能力のいずれかで機能し、それは湿部１０２の充填アセンブリで使用されるフィルム充填シートのタイプに依存する。空気入口があるため、向流式が図示されている。
【００５１】
図４に示されるように、上部ハウジング１１０は湿部１０２から上方に離れて延在する第１の壁１１６を有している。上部ハウジング１１０はさらに、ファンスタック１０６の上方に、ヒーティングタワーセル１００を横切って水平に延びる、第１の壁１１４に接続された第２の壁１１８をも含んでいる。上部ハウジング１１０はさらに、角度をもって下方に、かつヒーティングタワーセル１００から間隔を隔ててファンスタック１０６の下まで延びる、第２の壁１１８に接続された第３の、角度をもった壁、もしくはひさし１２０をも含んでいる。
【００５２】
ヒーティングタワーセル１００の運転中、水が湿部１０２に供給され、そこでスプレーノズルが水を充填アセンブリに噴射する段階に進む。水が充填アセンブリに噴射されている間、同時に空気がファンアセンブリによってヒーティングタワーセル１００を通って誘引される。空気は最初に空気入口１１２を経てヒーティングタワーセル１００に流入し、進行して初期通路Ｃに沿って流れ、そこで空気は湿部１０２を通って流れ、充填アセンブリに接触する。空気が湿部１０２の充填アセンブリを通過すると、熱交換が行われ、空気は極めて低温で、かつ湿った状態になる。低温で湿った空気もしくは排気は次いで進行して、ファンスタック１０６を通ってヒーティングタワーセル１００から流出する。排気がヒーティングタワーセル１００から流出した後は、上部ハウジング１１０は矢印Ｄによって示されるように、排気の流れをヒーティングタワーセル１００から離れるように下方、外側へと向ける。
【００５３】
ヒーティングタワーセル１００の上記の運転中、前述のように上部ハウジング１１０は、排気の流れを入口１１２に流入する空気の流れから分離する機能を果たす。排気がファンスタック１０６を経たヒーティングタワーセル１００から流出した後は、空気は上部ハウジングの壁１１６、１１８、１２０に接触し、それによって排気を矢印Ｄで示されるように入口１１２とは反対方向に強制排出し、再循環が生ずる可能性を低減する。より具体的には、上部ハウジング１１０の使用、ならびにその壁１１６、１１８、１２０の動作によって、ヒーティングタワーからの排気がヒーティングタワーセル１００から流出し、入口１１２を通ってヒーティングタワーセル１００に再流入する可能性が低減される。上部ハウジングの壁構造は図示したものに限定されるものではなく、例えば壁１１６と１１８との代わりに、より近似した湾曲が得られる３つ以上の直線状の壁断片を使用することもできよう。さらに、上部ハウジング１１０を曲線状にしてもよい。
【００５４】
前述の実施形態と同様に、図４に示されたヒーティングタワーセルを入口１１２から延びる吸気シェルと組み合わせて使用してもよい。さらに、ヒーティングタワーセル１００を、図１と同様の双曲シェルの場合のように複数の同様のヒーティングタワーセルと組み合わせて使用して、大型の多重セルヒーティングタワーを形成してもよい。
【００５５】
図５は、それぞれが図４に示されたものと同様の４つのヒーティングタワーセル１００を使用した、全体として１２２で示される多重セルヒーティングタワーを示している。各セル１００は、組み合わされてそれぞれのヒーティングタワーセル１００のすべてのファンスタックの上部に屋根もしくは天蓋１２３を形成する上部ハウジング１１０を有している。図示した実施形態では、ヒーティングタワーセル１００は空気がそこからヒーティングタワー１２２に流入する共通の入口１２４を有している。共通の入口１２４は、図１に示された実施形態に図示されたものと同様の空気入口シェルのような機能を果たす。共通の入口１２４は屋根もしくは天蓋１２３と協働して、ヒーティングタワーからの排気がヒーティングタワーセル１００から流出し、空気入口１２４を通ってヒーティングタワー１２２に再流入することを低減する。
【００５６】
ここで図６を参照すると、本発明の代替実施形態による直交流式ヒーティングタワーセル２００が図示されている。ヒーティングタワーセル２００は前述の実施形態と同様の、水槽１６および水槽１６がそれに接続されているフレームアセンブリまたは構造を含む機械通風式ヒーティングタワーセル２００である。ヒーティングタワーセル２００は好ましくは、前述の実施形態と同様に地面から離して上昇され、または持ち上げられているが、この上昇は適切な運転にとって不可欠なものではない。直交流式ヒーティングタワーセル２００も、空気入口２０４を画成するフレームアセンブリ１８に接続されたファンスタックもしくはシュラウド２０２を有している。ファンスタック２０２は内部に配置された気流発生器またはファンブレードアセンブリを有している。ファンブレードアセンブリは、モータによって駆動されるギヤ構造によって回転される。
【００５７】
図６に示されるように、直交流式ヒーティングタワーセル２００はさらに、全体として２０６で示されている気流出口と共に配水アセンブリ２４をも含んでいる。直交流式ヒーティングタワーセル２００はさらに、配水アセンブリ２４の真下にあり、直交流式ヒーティングタワーセル２００の出口２０６全体を横切って延びる、全体として２８で示されている充填アセンブリをも含んでいる。充填アセンブリ２８は、いくつかの直交流フィルム充填パックから構成されており、各充填パックは互いに接続された複数の個々の直交流フィルム充填シートを備えている。フィルム充填パックは、それらが使用される直交流式ヒーティングタワーセル２００のサイズや寸法に応じて様々なサイズや寸法のものでよい。充填アセンブリ２８を構成するフィルム充填パックは、パックの個々のシートに対して横向きに延びる充填支持管を包むワイヤループなどによって直交流式ヒーティングタワーセル２００内に支持される。その場合はワイヤループを槽構造３０などの支持構造に取り付けてもよい。
【００５８】
直交流式ヒーティングタワーセル２００の運転中、配水アセンブリ２４を介して水が充填アセンブリ２８に給水または噴射される。水が充填アセンブリ２８に噴射されている間、空気は同時にファンアセンブリによって直交流式ヒーティングタワーセル２００へと誘引される。空気は最初に空気入口２０４を経てヒーティングタワー２００内に流入し、そこで空気は次いで進行して充填アセンブリ２８に接触する。
【００５９】
図６に示されるように、気流が入口２０４を経て直交流式ヒーティングタワーセル２００に入ると、空気は進行して通路Ｅに沿って流れ、そこで垂直または直角の関係で充填アセンブリ２８に接触し、かつ湿潤充填アセンブリ２８を経て流れて熱交換が行われる。この場合もこのような接触の結果、空気は極めて低温で、かつ湿った状態になる。低温の湿った空気、もしくは排気は次いで進行して、気流出口２０６を経て直交流式ヒーティングタワーセル２００から流出する。
【００６０】
前述のように、直交流式ヒーティングタワーセル２００の運転中、ファンスタックもしくはシュラウド２０２は、入口２０４に流入する気流を、出口２０６から流出する排気の流出流から分離する機能を果たす。出口２０６に対するファンスタック２０２のこのような配置もしくは配向によって、再循環の発生が低減される。より具体的には、この配向によってヒーティングタワーからの排気がセル２００から流出し、入口２０４を通ってセルに再流入する可能性が低減される。
【００６１】
ここで図７を参照すると、本発明の別の実施形態による、全体として３００で示されているヒーティングタワーが図示されている。図７に示されるように、ヒーティングタワーは、空気がヒーティングタワー３００に流入するとヒーティングタワーの排気がそれを通って移動する吸気ダクトを含んでいる。図１から３に図示した実施形態と同様に、ヒーティングタワー３００は吸気ダクト３０２に、かつ向き合った直列の関係で互いに接続された複数の個々のヒーティングタワーセル１４を含んでいる。図１から３の前述の実施形態と同様に、タワー３００内で使用されるヒーティングタワーセル１４は各々が、内部に配置されたファンアセンブリを有するファンスタックもしくはシュラウド３０３を有する機械通風式ヒーティングタワーセル１４である。各ヒーティングタワーセル１４のファンスタック３０３に組み合わせてヒーティングタワー３００の気流出口（単数または複数）を画成する。さらに、ヒーティングタワーセル１４は図２に示されたものと同様な直交流式設計でもよく、図３に示されたものと同様な向流式設計でもよい。
【００６２】
図７は１２個のヒーティングタワーセル１４を使用したヒーティングタワー３００を図示しているが、ヒーティングタワー３００は異なる数のヒーティングタワーセル１４を使用してもよく、最終ユーザがヒーティングタワー３００の加熱能力を調整できる。同様に、ヒーティングタワー３００は、完全にすべての直交流式ヒーティングタワーセル１４、完全にすべての向流式ヒーティングタワーセル１４、または２つのタイプのヒーティングタワーセル１４の任意の組合せを使用してもよい。
【００６３】
図７に示すように、吸気ダクト３０２は好ましくは、２つの端部３０４と、中央部３０６とを有する長方形の形状である。各部分は対向する２つの側壁３１０に接続された対向する上壁と底壁とを含んでいる。概して長方形の形状を有する吸気ダクト３０２が示されているが、異なる形状の入口ダクト３０２を使用してもよい。図示した実施形態では、吸気ダクトは、空気入口３１２を個々のヒーティングタワーセル１４のヒーティングタワー空気出口から分離する機能を果たすヒーティングタワー３００用の二重気流入口３１２を画成する。
【００６４】
ヒーティングタワー３００の運転中、空気は矢印Ｇで示されるようにダクト３０２を経てヒーティングタワーセルを通ってヒーティングタワー３００に誘引される。空気は進行してそれぞれのヒーティングタワーセル１４の湿部に流入し、そこで図１から６に示された実施形態と同様に熱交換が行われる。空気が湿部に流入すると、空気は降下する液体に熱を加え、気温は大幅に冷却化する。冷気または冷排気は次いで進行して、矢印Ｇ’で示されるように、個々のセル１４のスタック３０３を経て個々のヒーティングタワーセル１４の各々から流出する。
【００６５】
ヒーティングタワー３００の前述の運転中、気流入口ダクト３０２は、個々のヒーティングタワーセルに流入する吸気をスタック３０３から排出される排気から分離する機能を果たし、再循環が生じる可能性が低減する。
【００６６】
あるいは、図７に示されたヒーティングタワー、および個々のセル１４は、吸気ダクト３０２が、排気がヒーティングタワー３００から流出するときヒーティングタワーの排気が移動する出口ダクトとして機能するように再構成してもよい。図１から３に示された実施形態と同様に、ヒーティングタワー３００は、排気ダクト３０２に、かつ向き合った直列の関係で互いに接続された複数の個々のヒーティングタワーセル１４を含んでいる。前述の実施形態と同様に、タワー３００内で使用されるヒーティングタワーセル１４は各々が、内部に配置されたファンアセンブリを有するファンスタックもしくはシュラウド３０３を有する機械通風式ヒーティングタワーセル１４である。しかし、この再構成された実施形態では、各ヒーティングタワーセル１４のファンスタック３０３は、この場合は複合してヒーティングタワー３００の出口ではなく気流入口（単数または複数）を画成する。
【００６７】
この代替の構成のヒーティングタワー３００の運転中、前述のように、空気は矢印Ｈで示されるように各ファンスタック３０３を経てヒーティングタワーセルを通ってヒーティングタワー３００に誘引される。空気は進行してそれぞれのヒーティングタワーセル１４の湿部に流入し、そこで図１から６に示された実施形態と同様に熱交換が行われる。空気が湿部に流入すると、空気は降下する液体に熱を加え、気温は大幅に冷却化し、湿気を溜める。冷気または冷排気は次いで進行して、矢印Ｈ’で示されるように、個々のヒーティングタワーセル１４の各々から流出し、そこで気流出口ダクト３０２に流入する。
【００６８】
ここで図８を参照すると、本発明の別の実施形態による、全体として４００で示されているヒーティングタワーが図示されている。ヒーティングタワーセル４００は図１から７に示された前述の実施形態と同様である。ヒーティングタワーセル４００は、図２および６に示されたものと同様の直交流式ヒーティングタワー配置もしくは構成で動作するように配向されてもよく、あるいはヒーティングタワーセル４００は、図３に示されたものと同様の直交流式ヒーティングタワー配置もしくは構成で動作するように配向してもよい。しかし、図３に示された実施形態は横方向のスタックを使用しているのに対して、図８に示された実施形態は垂直のスタックを使用している。
【００６９】
図１から７に関連して前述した実施形態と同様に、ヒーティングタワーセル４００は水槽（図示せず）と下部ハウジング４０１とを含む機械通風式タワーセル４００である。下部ハウジング４０１は水槽と共に湿部４０２を含んでおり、４つの側面４０４から構成されている。ヒーティングタワーセル４００はさらに、第１の空気入口４０３ａと、この第１の空気入口４０３ａと対向する第２の空気入口４０３ｂとを含んでいる。各空気入口４０３ａ、４０３ｂは複数の入口ドアもしくはルーバ４０５を有しており、これらはヒーティングタワーセル４００の運転中に入口４０３ａ、４０３ｂを通る気流を所望どおりに制御する機能を果たす。ヒーティングタワーセル４００はさらに、内部に配置された気流発生器もしくはファンブレードアセンブリを有する下部ハウジング４０１の上面に取り付けられたシュラウドもしくはファンスタック４０７をも含んでいる。ファンブレードアセンブリは、モータによって駆動されるギヤ構造によって回転される。
【００７０】
湿部４０２は、前述の実施形態と同様に、充填アセンブリと共に配液器を含んでおり、これらは双方とも明解にするため図示されていない。充填アセンブリは、個々のフィルム充填シートから構成されたいくつかのフィルム充填パックを含んでいる。ヒーティングタワーセル４００の用途に応じて、ヒーティングタワーセルには向流式フィルム充填シート、または直交流式フィルム充填シートのいずれかを装着でき、したがってセルは向流式タワー内の向流式セル、または直交流式タワー内の直交流式セルのいずれかの機能を果たすことができる。
【００７１】
図８に示されるように、ヒーティングタワーセル４００はさらに、下部ハウジング４０１に取り付けられ、または接続された上部ハウジングもしくは出口ハウジング４０６を含んでいる。出口ハウジング４０６は、これも下部ハウジング４０１から上方に延びる対向する２つの側壁４１０に接続された、下部ハウジング４０１から上方に延びる対向する２つの端壁４０８を含んでいる。出口ハウジング４０６はさらに、下方に傾斜した配向で位置する第１の空気出口４１２と、下方に傾斜した配向で第１の空気出口４１２と反対側に位置する第２の空気出口４１４とを含んでいる。各空気出口４１２、４１４は、出口ハウジング４０６の端壁４０８の間に水平に延びる一連のルーバもしくはドア４１６を含んでおり、これらはそれぞれの出口４１２、４１４から流出する空気または排気の流れを制御する機能を果たす。
【００７２】
図８に示された実施形態では、ヒーティングタワーセル４００の気流入口４０３ａ、４０３ｂは対向する側壁の上のみに示されているが、ヒーティングタワーセル４００は、下部ハウジング４０１の４つの側面のすべての上に、図示したものと同様の複数の空気入口４０３を有してもよい。さらに複数の空気入口は各々が、壁の全長に沿って水平に延びる入口ルーバ、もしくはドア４０４を含んでいる。同様に、空気出口４１４は下方に傾斜した配向で反対側に配置される必要はない。あるいは、上部ハウジング４０６は、各々が上部ハウジング４０６の４つの側面４０８、４１０に沿って位置し、もしくは延在する、図示したものと同様の複数の空気出口４１４を有する、下部ハウジング４０１と同様の概して正方形または長方形の形状を有していてもよい。複数の空気出口４１２、４１４の各々はさらに、出口の全長に沿って水平に延びる出口ルーバ、もしくはドア４０６を含んでいる。
【００７３】
ヒーティングセル４００の運転中、直交流であれ、向流であれ、水が湿部４０２に供給され、そこでノズルが水を充填アセンブリに配分する段階に進む。水が充填アセンブリに配分されている間、同時に空気がファンアセンブリによってヒーティングタワーセル４００を通って誘引される。矢印Ｆで示されるように、空気は最初に空気入口４０３ａを経てヒーティングタワーセル４００に流入し、進行して湿部４０２を通って湿部に流入し、そこで充填アセンブリに接触する。空気が湿部４０２を通過すると、熱交換が行われ、次いで極めて低温で湿った状態になる。低温で湿った空気もしくは排気は次いで進行して、ファンスタック４０７を通ってヒーティングタワーセル４００から流出する。
【００７４】
図８に示されるように、ファンスタック４０７は上部ハウジング４０６内の下部ハウジング上面に配置され、したがって排気はヒーティングタワーセル４００から流出した後、上部ハウジング４０６に流入する。図示した実施形態では、ヒーティングタワーセル４００は、第１の空気出口４１２のルーバ４１６が閉じられて出口４１２を閉じ、一方、第２の空気出口４１４のルーバもしくはドア４１６が開くように構成されている。したがって、空気が上部ハウジング４０６に流入すると、空気は矢印Ｆで示されるように、進行して第２の空気出口４１４を経てヒーティングタワーセル４００から流出する。
【００７５】
ヒーティングタワーセル４００の運転中、上部ハウジング４０６は空気出口４１４のルーバ４１６と協働してファンスタック４０７からの排気の流れを入口４０３に流入する空気から分離する機能を果たす。排気がファンスタック４０７を経てヒーティングタワーセル４００から流出した後、ルーバ４１６が閉じているので、排気が第１の空気出口４１２を経て上部ハウジング４０６から流出することが阻まれる。したがって排気は必然的に、第２の空気出口４１４を経て流出するように強制、もしくは誘導される。したがって排気は、空気入口４０３とは反対側でヒーティングタワーセル４００から流出し、再循環が生ずる可能性が低減する。より具体的には、第１の空気入口４０３ａと組み合わせて第２の気流出口４１４を使用することによって、ヒーティングタワーセル４００からの排気がヒーティングタワーセル４００から流出し、入口４０３ａを経てセル４００に再流入する可能性が低減される。
【００７６】
運転中も、ヒーティングタワーセル４００は図８に示される構成とは異なる構成を用いても動作できる。ヒーティングタワーセル４００は、第１の入口４０３ａが第２の出口４１４と共に閉じられ、第２の空気入口４０３ｂが第１の空気出口４１２と共に開かれた構成でも動作できる。この構成では、前述の実施形態に関連して記載したように、空気は第２の入口４０３ｂを経て、かつ湿部４０２を通ってヒーティングタワーセル４００に流入し、ファンスタック４０７から流出する。しかし、図８に示された構成とは逆に、排気はファンスタック４０７から流出し、第２の空気入口４０３ｂとは反対側の第１の出口４１２を通って上部ハウジング４０６から流出する。
【００７７】
図８に示された構成と同様に、第１の空気出口４１２のルーバ４１６の上記の代替の構成は、ヒーティングタワーセル４００からの排気の流れを第２の空気入口４０３ｂに流入する空気から分離する機能を果たす。排気がファンスタック４０７を経てヒーティングタワーセル４００から流出した後、ルーバ４１６が閉じられているので、排気が第２の空気出口４１４を通って上部ハウジング４０６から流出することが阻まれる。したがって排気は第１の空気出口４１２を経て流出するように強制または誘導される。したがって排気は第２の空気入口４０３ｂとは反対側でヒーティングタワーセル４００から流出し、再循環が生ずる可能性が低減する。より具体的には、第２の空気出口４１４のルーバ４１６が閉じ、一方、第１の空気出口４１２のルーバ４１６が開くことで、第２の入口４０３ｂの使用と組み合わせて、排気がヒーティングタワーセル４００から流出し、第２の入口４０３ｂを経てセル４００に再流入する可能性が低減される。
【００７８】
入口４０３、および出口４１２、４１４のルーバ４０５と４１６とはそれぞれ好ましくは、機械的アクチュエータによって開放位置と閉鎖位置との間で作動される。アクチュエータは、例えば風向きなどの大気条件に応じて、ヒーティングタワーセル４００のオペレータがセル４００の運転中にどの入口４０３または出口４１２、４１４を開放または閉鎖するかを選択または指定できるようにするコントローラ４１８によって作動される。さらに、コントローラ４１８は大気条件、または大気条件の変化を検知し、それに従って気流入口と出口とを開閉することによりヒーティングタワーセルの構成を自動的に変更する検知手段を含んでいてもよい。
【００７９】
ここで図９を参照すると、図８に示されたヒーティングタワーセル４００の代替実施形態であるヒーティングタワーセル５００が図示されている。ヒーティングタワーセル５００は図８に示されたものと同様であるが、図９に示されたヒーティングタワーセル５００は上部ハウジング４０６の代わりに排気ダクトもしくはポート５０２を使用している。
【００８０】
図９に示されるように、排気ポート５０２はファンスタック４０７に接続され、ヒーティングタワーからの排気が入口４０３ａから流出するための通路を形成する。ヒーティングタワーセル５００の運転中、排気はファンスタック４０７を経てヒーティングタワーセル５００から流出し、進行して排気ポート５０２を通る。排気ポート５０２は矢印Ｆで示されるように、通路に沿って排気をヒーティングタワーセル５００から外部に誘導する役割を果たす。この通路によって再循環が生ずる可能性が低減される。より具体的には、排気ダクト５０２は、ヒーティングタワーセルからの排気がヒーティングタワーセル５００から流出し、入口４０３ａおよび４０３ｂを通ってセル５００に再流入することを低減する機能を果たす。
【００８１】
ヒーティングタワーセル５００の排気ダクト５０２は好ましくは、機械的回転手段によってファンスタック４０７を中心に回転される。図８に示された実施形態のアクチュエータと同様に、機械的回転手段は、例えば風向きなどの大気条件に応じて、ヒーティングタワーセル５００のオペレータがセル５００の運転中に排気ダクト５０２の所望の位置を選択できるようにするコントローラ４１８によって作動される。さらに、コントローラ４１８は大気条件、または大気条件の変化を検知し、排気ダクト５０２を所定の、または事前にプログラムされた位置に自動的に回転させる検知手段を含んでいてもよい。
【００８２】
ここで図１０を参照すると、本発明の代替実施形態による、全体として６００で示されるヒーティングタワー構成の概略平面図が示されている。図１０に示されるように、ヒーティングタワー構成６００の個々のヒーティングタワーセル１４は各々が幅Ｗを有し、間隔Ｄだけ隔てられている。あるヒーティングタワー構成では、ヒーティングタワーセルの幅Ｗは、例えば、約３０インチ（７６．２ｃｍ）から約６０インチ（１５２．４ｃｍ）の範囲でよく、一方、別の構成では、個々のセルの幅Ｗは約５０インチ（１２７ｃｍ）から約６０インチ（１５２．４ｃｍ）の範囲でよい。好ましい一実施形態では、個々のヒーティングタワーセル１４の間の間隔Ｄは好ましくは、ヒーティングタワーセル１４の幅Ｗの２倍、すなわち約２Ｗに等しい。
【００８３】
ここで図１１を参照すると、全体として７００で示されるヒーティングタワーの概略側面図が示されている。ヒーティングタワー７００は好ましくは、第１の入口７０２に対応する第１の一連のブレード型ダンパドア７０６ならびに第２の入口７０４に対応する第２の一連のブレード型ダンパドア７０８と共に、対向する空気入口７０２および７０４を有する機械通風式ヒーティングタワーである。図１１にはブレード型ダンパドア７０６、７０８が図示されているが、ヒーティングタワー７００はその代わりに、例えば巻き上げドアのような図示したブレード型ドア以外のダンパドアを使用してもよい。第１の一連のダンパドア７０６は第１の入口７０２を通る吸気の流れを制御する機能を果たし、一方、第２の一連のダンパドア７０８は第２の入口７０４を通る吸気の流れを制御する機能を果たす。ヒーティングタワーはさらに、湿部７１０に接続されたファンスタック７１２と共に、向流用には概して入口７０２、７０４の上方に位置し、直交流用には入口７０２、７０４と水平方向で隣接する湿部７１０をも含んでいる。図１１に示されるように、ヒーティングタワー７００はさらに、ファンスタック７１２に接続され、全体として７１６で示されたヒーティングタワーの出口を横切って延びる一連の回転可能な羽根７１４をも含んでいる。
【００８４】
ヒーティングタワー７００の運転中、前述の実施形態に関連して記載したものと同様の湿部７１０に水が供給され、同時に空気がファンアセンブリによってヒーティングタワー７００を通って誘引される。図示した構成では、第１のダンパドア７０６は開き、一方、第２のダンパドア７０８は閉じている。したがって空気は第１の空気入口７０２を通ってヒーティングタワー７００に流入し、進行して通路Ｉに沿って流れ、そこで空気は湿部７１０を通って流れ、充填アセンブリに接触する。空気が湿部７１０の充填アセンブリを通過すると熱交換が行われ、空気は極めて低温になる。冷気もしくは排気は次いで進行して、ファンスタック７１２を通ってヒーティングタワー７００から流出する。排気がヒーティングタワー７００から流出すると、回転羽根７１４はファンスタック７１２からの排気の流れを入口７０２に流入する空気から分離する機能を果たす。
【００８５】
図１１に示されるように、回転羽根は、気流の流れＩによって示されるように、排気が空気入口７０２とは反対側のヒーティングタワー７００から流出するように排気を誘導し、再循環が生ずる可能性を低減する。より具体的には、第１の空気入口７０２と組み合わせて回転羽根７１４を使用することによって、ヒーティングタワー７００からの排気がヒーティングタワー７００から流出し、入口７０２を通ってタワー７００に再流入することを低減する。
【００８６】
運転中も、ヒーティングタワー７００は図１１に示されたものとは異なる構成を用いても動作できる。ヒーティングタワー７００はさらに、第１の一連のダンパドア７０６が閉じられ、一方、第２の一連のダンパドア７０８が開かれた構成でも動作できる。この構成では、回転羽根７１４は第２の入口７０４とは反対方向に回転される。この構成では、空気は前述の実施形態に関連して記載したように、第２の入口７０４を経て、湿部７１０を通ってヒーティングタワー７００に流入し、ファンスタック７１２から流出する。しかし、図１１に示された構成とは逆に、排気は第２の空気入口７０４とは反対側のファンスタック７１２から流出する。
【００８７】
あるいは、前述し、図１から１１に示したヒーティングタワーおよびヒーティングタワーセルの様々な実施形態を、液体もしくは水がそれぞれのヒーティングタワーセルを貫流する空気に接触せずに、すなわち乾燥状態で動作するように構成してもよい。これらの乾燥式の代替実施形態では、乾燥式ヒーティングタワーおよびセルは、ヒーティングタワーを貫流する周囲空気と、加熱される水もしくは液体との間の熱交換を補助するために、空気と、循環する流体との直接的な接触を利用するのではなく、空気が熱交換器の表面と接触するように誘引され、熱伝達がその表面を介して適切に行われる方法に依拠する。
【００８８】
例えば、図１から３に示されたヒーティングタワー構成の代替実施形態は、配水アセンブリ２４と充填アセンブリ２８とを使用する代わりに、加熱される流体が熱伝達のために貫流する一連の、および／または一束の管またはコイルを使用してもよい。同様に、図４、５、７および１０に示されたヒーティングタワー構成の乾燥式の代替実施形態は、配水アセンブリ２４と充填アセンブリ２８とを使用する代わりに、加熱される流体が熱伝達のために貫流する一連の、および／または一束の管またはコイルを使用してもよい。
【００８９】
したがって、前述のように、代替実施形態は乾燥式構成であるので、水などの気化する液体が一連の、および／または一束の管またはコイルに配分されることはない。その代わりに熱交換または熱伝達のために、乾燥した周囲空気は、加熱される流体が貫流する一連の、および／または一束の管または蛇状コイルを通される。これらのコイルは群、束および／またはパックで配向または配置され、管の一部または全部は熱交換または熱伝達の促進を補助するために取り付けられたフィンを有していてもよい。
【００９０】
ここで図１２を参照すると、本発明の別の実施形態による、全体として８００で示されたヒーティングタワーの横断面図が示されている。図１２に示されるように、ヒーティングタワーは、空気入口８０３と縦軸８６４とを画成する空気入口ハウジング、ダクトまたはシェル８０２を含んでいる。図１から３に示されたヒーティングタワー構成と同様に、ヒーティングタワー８００は空気入口ダクト８０２に接続された複数の個々のヒーティングタワーセル８０４を含んでいる。図１２は４つのヒーティングタワーセル８０４を使用したヒーティングタワー８００を示しているものの、ヒーティングタワー８００は異なる数のヒーティングタワーセル８０４を使用してもよく、それによって基本的にヒーティングタワー８００の加熱能力を変更できる。
【００９１】
図１２に示されるように、吸気ダクト８０２は好ましくは、断面が長方形または正方形であるが、異なる形状と形態の吸気ダクトを使用してもよい。気流入口ダクト８０２は、ヒーティングタワーセル８０４に接続された第１組の対向する側壁８０５を含んでおり、側壁は外側のヒーティングタワーセルの外壁からヒーティングタワーの縦軸８６４と概して平行に延びている。気流入口ダクトはさらに、第１組の対向する側壁８０５に接続され、ヒーティングタワーの縦軸８６４と概して平行に延びる第２組の対向する側壁（図示せず）を含んでいる。吸気ダクト８０２はヒーティングタワー８００の吸気口８０３を画成し、以下にさらに詳細に記載するように、空気入口をヒーティングタワーの出口から分離する機能を果たす。
【００９２】
図１から３に関連して前述した実施形態と同様に、ヒーティングタワー８００で使用されるヒーティングタワーセル８０４は、各々が吸気ダクト８０２に接続されたフレームアセンブリもしくは構造８０６を有する機械通風式ヒーティングタワーセル８０４である。各々のヒーティングタワーセル８０４は、内部に配置された気流発生器もしくはファンブレードアセンブリを各々が有する、フレームアセンブリ８０６に接続されたファンスタックもしくはシュラウド８０８を有している。各々のファンスタックもしくはシュラウド８０８は、各ヒーティングタワーセル８０４のそれぞれの空気入口を画成する。ファンブレードアセンブリは、モータによって駆動されるギヤ構造によって回転される。ヒーティングタワーセル８０４はさらに、図１２に示されるように、ヒーティングタワー８００のフレームアセンブリ８０６の側面に沿って配置された、全体として８１０で示される空気出口を含んでいる。
【００９３】
図１２に示されるように、各ヒーティングタワーセル８０４はさらに、全体として８１２で示される、概略的に示された熱交換部をも含んでいる。熱交換部８１２は、シュラウド８０８およびファンアセンブリと対向する位置に配向されている。この配向では、熱交換部８１２はヒーティングタワーセルの空気入口の真下にあり、少なくとも一部、好ましくは全体がヒーティングタワーセルの幅方向に延びている。
【００９４】
それぞれのヒーティングタワーセル８０４の熱交換部８１２は好ましくは、加熱される流体が熱交換または熱伝達のために貫流する一連の、および／または一束の管または蛇状コイル８１４を使用している。これらのコイルまたは管８１４は群、束および／またはパックで配向または配置され、管の一部または全部は、熱交換または熱伝達の促進を補助するために取り付けられたフィンを有していてもよい。
【００９５】
ヒーティングタワー８００の運転中、加熱される液体は熱交換部８１２および管またはコイル８１４を貫流する。加熱される液体が熱交換部８１２を貫流すると、空気は入口８０３を通って吸気ダクト８０２に流入する。空気は進行して吸気ダクト８０２を通って流れ、そこで矢印で示されるように、各ファンスタックもしくはシュラウド８０８に流入する。空気がそれぞれのシュラウドもしくはファンスタック８０８を貫流すると、空気は進行してそれぞれの熱交換部８１２を通って流れ、管またはコイル８１４に接触する。コイルまたは管８１４との前記の接触の結果、熱交換が行われ、空気は極めて低温になる。次いで冷気は進行して、矢印８１６で示されるように、各出口８１０をそれぞれ経てヒーティングタワーセル８０４から流出する。
【００９６】
前述のようにヒーティングタワー８００の運転中、吸気ダクト８０２は、ヒーティングタワーセル８０４のそれぞれのファンスタック８０８およびそれぞれの出口８１０から離れて垂直に延びるように配置されている。吸気ダクト８０２のこのような配置は、入口８０３への空気の流れを、ヒーティングタワーセル８０４のそれぞれの出口８１０から流出する冷気の流出流から分離することを補助する機能を果たす。ヒーティングタワーセル８０４の出口８１０に対する吸気ダクト８０２の上記の配置または配向は、再循環の発生の低減を補助する。より具体的には、この配向は冷気が出口８１０から流出し、入口８０３を通ってヒーティングタワー８００に再流入することを低減するのを補助する。
【００９７】
ここで図１３および１４を参照すると、本発明の別の実施形態による、全体として８２０で示された風向順応型ヒーティングタワーの概略横断面図が示されている。図１３および１４に示されるように、図１３および１４のヒーティングタワー構成は外側、すなわち外部のヒーティングタワーセル８２２ａ、ｂと、内側、すなわち内部のヒーティングタワーセル８２４ａ、ｂとを有している。内部のヒーティングタワーセル８２４ａ、ｂは後に詳述するように、空気出口８２６、８２８を含んでおらず、（オプションの）内部スペース８３０のすぐ近傍に配置され、一方、外のヒーティングタワーセルは各々ヒーティングタワー出口８２６、８２８を含んでいる。
【００９８】
図１２に関連して前述した実施形態と同様に、ヒーティングタワーセル８２２ａ、ｂ、８２４ａ、ｂは、各々がフレームアセンブリもしくは構造８０６と、上部８０７と、基部８０９とを有する機械通風式ヒーティングタワーセルである。各ヒーティングタワーセル８０４は、内部に配置された気流発生器もしくはファンブレードアセンブリを各々が有する、フレームアセンブリ８０６に接続されたファンスタックもしくはシュラウド８０８を有している。各ファンスタックもしくはシュラウド８０８は各ヒーティングタワーセル８０４のそれぞれの空気入口を画成している。ファンブレードアセンブリは、モータによって駆動されるギヤ構造によって回転される。
【００９９】
図１３および１４に示されるように、ヒーティングタワーセル８０４はさらに、全体として８２６および８２８で示された対向する第１および第２の気流出口をそれぞれ含んでいる。しかし、図１２に示された実施形態の気流出口８１０は各ヒーティングタワーセル８０４のそれぞれの基部に沿って延びているのに対して、気流出口８２６、８２８は上部８０７と基部８０９との間の少なくとも一部、または全体にわたって延びている。さらに、図１２に示された実施形態では基部が気流の出口を形成するのに対して、図１３および１４に示された実施形態の基部８０９には気流の出口がない。外部のヒーティングタワーセル８２２には２つの気流出口８２６、８２８だけが示されているが、外部のヒーティングタワーセル８２２は、例えば外部のヒーティングタワーセル８２２ａの外壁のすべてに、図示したものと同様の多数の気流出口を含んでいてもよい。
【０１００】
図１３および１４に示されるように、各ヒーティングタワーセル８２２、８２４はさらに、全体として８１２で示される、概略的に示されている熱交換部を含んでいる。熱交換部８１２はシュラウド８０８と対向する位置に配向されている。したがって、このような配向によって、熱交換部８１２はヒーティングタワーセル８２２、８２４の空気入口の真下にあり、ヒーティングタワーセル８２２、８２４の幅全体の少なくとも一部にわたって延びている。
【０１０１】
熱交換部８１２は、熱交換または熱伝達のために、加熱される流体が貫流する一連の、および／または一束の管または蛇状コイル８１４を使用する。これらのコイルまたは管８１４は群、束および／またはパックで配向または配置され、管の一部または全部は、熱交換または熱伝達の促進を補助するために取り付けられたフィンを有していてもよい。
【０１０２】
図１３および１４に示されるように、各気流出口８２６、８２８はそれぞれ、ヒーティングタワーセル８２２の熱交換部８１２から基部８０９までの概して全体にわたって延びている。各空気出口８２６、８２８は以下にさらに記載するように、開放位置と閉鎖位置との間を移行する、全体として８３０で示されるルーバダンパを含んでいる。あるいは、図示したルーバダンパ８３０の代わりに折り畳みドア、巻き上げドア、自在ドア、シャッター、および布地カーテンなどを使用してもよい。
【０１０３】
ここで図１３を参照すると、ヒーティングタワー８２０の運転中、加熱される液体は熱交換部８１２に流入し、管またはコイル８１４を貫流する。加熱される液体がヒーティングタワーセル８２２、８２４の熱交換部８１２を貫流すると、空気は矢印８３２で示されるように、各ファンスタックもしくはシュラウド８０８を通って各ヒーティングタワーセル８２２、８２４に流入する。空気がそれぞれのシュラウドもしくはファンスタック８０８を貫流すると、空気はそれぞれの熱交換部８１２に進行し、そこで管またはコイル８１４に接触する。コイルまたは管８１４との前記の接触の結果、熱交換が行われ、空気は極めて低温になる。矢印８３４で示されるように、冷気または冷排気は、セル８２２ａ、８２２ｂ、８２４ａ、８２４ｂの熱交換部から流出する。低温の排気がセル８２２ａから流出すると、排気は流路を経てセル８２４ａに流入する。冷気の流れは次いで進行して、内部ヒーティングタワーセル８２４ａから内部スペース８３０を通り、流路を経て内部セル８２４ｂに流入する。冷気は次いで進行して、外部セル８２２ｂを通って気流出口８２８を経てヒーティングタワー８２０から流出する。
【０１０４】
図１３に示されるように、第１の気流出口８２６のルーバダンパ８３０は閉じ、一方、第２の気流出口８２８のルーバダンパ８３０は開いている。したがって、前述のようにヒーティングタワーセル８２２ａ、８２２ｂ、８２４ａ、８２４ｂのそれぞれの各熱交換部８１２の各々から流出すると、冷気は進行して、第２の空気出口８２８を通ってヒーティングタワー８２０から流出する。
【０１０５】
ヒーティングタワー８２０の運転中、第１および第２の気流出口８２８は、ルーバダンパ８３０と協働して、排気の冷気の流れを各ファンスタックもしくはシュラウド８０８のそれぞれに流入する吸気の流れ８３２から分離することを補助する機能を果たす。例えば、風向きが矢印８３６で示されるように、概して第１の気流出口８２６の方向である風の状態にある場合、冷排気は、図１３に関連して前述したように、第２の気流出口８２８を経てヒーティングタワー８２０から流出する。このような構成で、ルーバダンパ８３０が閉じられているので、冷排気が第１の気流出口から流出することが阻まれる。したがって冷排気は前述のように、第２の気流出口８２８を経て流出するように強制または誘導される。冷排気が出口８２８から流出する結果、排気は風流の方向８３６と概して同じ方向でタワーから流出し、再循環が生ずる可能性が低減する。より具体的には、第１の気流出口８２６に位置するルーバダンパ８３０が閉じられていることと連係して第２の気流出口８２８を使用することで、排気がそれぞれのヒーティングタワーセル８２２、８２４から流出し、それぞれのファンスタックもしくはシュラウド８０８を通ってそれぞれのセル８２２、８２４に再流入する可能性が低減される。
【０１０６】
図１３および１４を参照すると、動作中でもヒーティングタワー８２０は、例えば風流の方向が図１３に示された方向と逆の条件では、図１３に示された構成とは異なる構成を使用して動作することができる。図１４の矢印８３６により示されるように、風の流れが概して第２の気流出口８２６の方向であるような条件では、第１の入口８２６のルーバダンパ８３０は開放位置にあり、一方、第２の出口８２８のダンパ８３０は閉鎖位置にある。この構成にある間は、空気は、図１３に示された構成に関連して記載した空気と同様に、それぞれのシュラウドもしくはファンスタック８０８を通って流れて、それぞれの熱交換部８１２に進行し、そこでコイルまたは管８１４に接触する。コイルまたは管８１４との前記の接触の結果、熱交換が行われ、空気は極めて低温になる。矢印８３４で示されるように、冷気または冷排気は各セル８２２、８２４のそれぞれの熱交換部から流出する。しかし、矢印８３４で示されるように図１４に示された構成では、冷気または冷排気はセル８２２ｂの熱交換部から流出し、流路を経てセル８２４ｂに流入する。次いで冷気の流れは進行して内部のヒーティングタワーセル８２４ｂから内部スペース８３０を通って、流路を経て内部セル８２４ａに流入する。次いで冷気は進行して第１の気流出口８２６を通り外部セル８２２ａを通ってヒーティングタワー８２０から流出する。
【０１０７】
図１３に示された構成とは異なり、第１の気流出口８２６のルーバダンパ８３０は開かれ、一方、第２の気流出口８２８のルーバダンパ８３０は閉じられている。したがって、ヒーティングタワーセル８２２ａ、８２２ｂ、８２４ａおよび８２４ｂの各熱交換部８１２のそれぞれから流出した後、冷気または冷排気は進行して、こんどは第１の空気出口８２６を通ってヒーティングタワー８２０から流出する。
【０１０８】
図１３に示された構成と同様に、第１および第２の気流出口８２６、８２８は、ルーバダンパ８３０と協働して、冷気または冷排気の流れを、各ファンスタックもしくはシュラウド８０８のそれぞれに流入する吸気の流れ８３２から分離することを補助する機能を果たす。例えば、図１４の矢印８３６により示されるように、風向きが概して第２の気流出口８２８の方向であるような条件では、冷気または冷排気は第１の気流出口８２６を経てヒーティングタワー８２０から流出する。この構成では、ルーバダンパ８３０が閉じられているので、冷気または冷排気は第２の気流出口８２８から流出することが阻まれる。したがって冷気または冷排気は第１の気流出口８２６を経て流出するように強制または誘導される。したがって、冷気または冷排気は風流の方向８３６と概して同じ方向でヒーティングタワー８２０から流出し、再循環する可能性が低減される。より具体的には、第２の気流出口８２８に位置するルーバダンパ８３０が閉じられていることと連係して第１の気流出口８２６を使用することで、排気がそれぞれのヒーティングタワーセル８２２、８２４から流出し、それぞれのファンスタックもしくはシュラウド８０８を通ってそれぞれのセル８２２、８２４に再流入する可能性が低減される。
【０１０９】
ダンパ８３０は機械的アクチュエータによって開放位置と閉鎖位置との間で作動される。アクチュエータは、例えば風向きなどの大気条件に応じて、ヒーティングタワーセル８２０のオペレータがタワーの運転中にどの出口８２６、８２８を開放または閉鎖するかを選択または指定できるようにするコントローラ４１８によって作動される。さらに、コントローラは大気条件、または大気条件の変化を検知し、それに従って気流出口を開閉することによりヒーティングタワー８２０の構成を自動的に変更する検知手段を含んでいてもよい。
【０１１０】
ここで図１５および１６を参照すると、風向きなどの大気条件に順応できる、全体として８３８で示されたヒーティングタワーセルの横立面図が示されている。ヒーティングタワーセル８３８は図１３および１４に示されたものと同様である。しかし、図１３および１４に示された実施形態はルーバダンパを使用しているのに対して、ヒーティングタワーセル８３８は、全体として８４０ａ、８４０ｂで示される対向する第１および第２の気流発生器アセンブリを使用している。
【０１１１】
ヒーティングタワーセル８３８は、各々が熱交換部８１２を有する機械通風式ヒーティングタワーセルである。前述の実施形態と同様に、熱交換部８１２は熱交換または熱伝達のために、加熱される流体が貫流する一連の、または一束の管または蛇状コイル８１４を使用する。これらのコイルまたは管８１４は群、束および／またはパックで配向または配置され、管の一部または全部は、熱交換または熱伝達の促進を補助するために取り付けられたフィンを有していてもよい。
【０１１２】
前述のように、各々のヒーティングタワーセル８３８は、各々がファンスタックもしくはシュラウドを含む第１および第２の気流発生器アセンブリ８４０ａ、８４０ｂを有している。第１の気流発生器は第１の側壁８４２に接続され、第２の気流発生器は、第１の側壁８４２と対向する第２の側壁８４４に接続されている。図１５および１６に示されるように、対向する第１および第２の気流発生器８４０ａ、８４０ｂは、熱交換部８１２が双方の気流発生器の間に延在するように配置されている。第１の気流発生器８４０ａは第１の方向で気流をヒーティングタワーセル８３８に引き込み、第１の方向で空気を排出するように動作するのに対して、第２の気流発生器８４０ｂは、第２の、反対方向で気流をヒーティングタワーセルに引き込み、第２の反対方向で排出するように動作する。第１および第２の気流発生器８４０ａ、８４０ｂによって生成される前記の反対方向もしくは逆方向の気流によって、ヒーティングタワーセル８３８は風の状態などの変化する大気条件に順応することが可能になる。
【０１１３】
例えば、図１５に示されるように、風の流れが概して矢印８４６で示されるような第２の気流発生器８４０ｂの方向であるとする。前記の状態の間、ヒーティングタワーセル８３８は、運転中に第１の気流発生器８４０ａが動作状態にあり、一方、第２の気流発生器８４０ｂが休止状態にある第１の構成で運転されることができる。第１の構成では、第１の気流発生器８４０ａは第２の気流発生器８４０ｂが休止中で、気流入口を形成している間に、ヒーティングタワーセル８３８を通って空気を引き込む機能を果たすことが分かる。
【０１１４】
したがって、図１５に示されるように、第１の構成での運転中、第２の気流発生器８４０ｂは気流入口を形成し、第１の気流発生器８４０ａは、矢印８４８で示されるように、第２の気流発生器８４０ｂを通って空気をヒーティングタワーセル８３８に引き込む機能を果たす。空気がヒーティングタワーセル８３８に誘引されると、空気はそれぞれの熱交換部８１２を貫流し、図１２から１４に示した実施形態に関連して前述したように、そこで熱交換が行われる。低温の排気が熱交換部８１２から流出すると、排気は矢印８５０で示されるように、第１の気流発生器８４０ａを経てヒーティングタワーセル８３８から流出する。
【０１１５】
前記のヒーティングタワーセル８３８の構成は、休止中の第２の気流発生器８４０ｂ、すなわち空気入口を経て空気をセル８３８に引き込み、低温の排気を風流８４６の方向に排出することによって、低温の排気の流れをヒーティングタワーセル８３８に流入する空気から分離することを補助する機能を果たす。第２の気流発生器８４０ｂが休止中にセルに空気を引き込む第１の気流発生器８４０ａを有するこの構成によって、再循環が生ずる可能性が低減する。より具体的には、この構成によって、冷気または冷排気が風の方向に排出されることが可能になり、ヒーティングタワーからの排気がヒーティングタワーセル８３８から流出し、第２の気流発生器８４０ｂを通ってセルに再流入する可能性が低減する。
【０１１６】
ここで図１６を参照すると、ヒーティングタワーセル８３８は、図１５に関連して前述した第１の構成とは反対の第２の構成で運転できる。第１の構成での運転中は、第２の気流発生器８４０ｂの動作中に第１の気流発生器は休止状態にある。第２の構成の場合は、第１の気流発生器８４０ａが休止状態にあり、気流入口を形成している間、こんどは第２の気流発生器８４０ｂが空気をヒーティングタワーセル８３８に引き込む機能を果たしていることが分かる。
【０１１７】
したがって、図１６に示されるように、ヒーティングタワーセル８３８が運転中第２の構成では、第１の気流発生器８４０ａは気流入口を形成し、第２の気流発生器８４０ｂは空気を矢印８４８で示されるように第１の気流発生器８４０ａを通してヒーティングタワーセルに引き込む機能を果たす。空気がヒーティングタワーセル８３８に誘引されると、空気はそれぞれの熱交換部８１２を貫流し、そこで、図１２から１４に示した実施形態に関連して前述したように、熱交換が行われる。冷気または冷排気は熱交換部８１２から流出すると、矢印８５０で示されるように第１の気流発生器８４０ａを経てヒーティングタワーセル８３８から流出する。
【０１１８】
この場合も、前述の第２の構成は、休止中の第１の気流発生器８４０ａ、すなわち空気入口を経て空気をセル８３８に引き込み、低温の排気を第２の気流発生器８４０ｂを通して風流８４６の方向に排出することによって、冷気または冷排気の流れをヒーティングタワーセル８３８に流入する空気から分離することを補助する機能を果たす。第１の気流発生器８４０ａが休止中にセル８３８に空気を引き込む第２の気流発生器８４０ｂを有するこの構成によって、再循環が生ずる可能性が低減する。より具体的には、この構成によって、ヒーティングタワーからの排気が出口を通ってヒーティングタワーセル８３８から流出し、入口を通って再循環される可能性が低減する。
【０１１９】
前述の実施形態と同様に、対向する第１および第２の気流発生器８４０ａ、８４０ｂは、コントローラ４１８を介して動作状態と休止状態とを切り換えることができ、それによってオペレータは第１と第２のヒーティングタワーセル構成を選択できる。あるいは、コントローラは、大気条件、または大気条件の変化を検知し、それに従ってヒーティングタワーセルの構成を第１と第２の構成間で自動的に変更する検知手段を含んでいてもよい。
【０１２０】
ここで図１７および１８を参照すると、本発明のさらに別の実施形態による、全体として８５２で示されたヒーティングタワーの横断面図が示されている。図示した実施形態では、ヒーティングタワー８５２は４つのヒーティングタワーセル８２２、８２４を含んでいるが、それ以上の、またはそれ未満のセルを使用してもよい。図示されたヒーティングタワー８５２の実施形態は、図１３および１４に関連して開示し前述した実施形態と同様に、風向きなどの大気条件に順応することができる。しかし、図１７および１８に示される実施形態は、機械的に作動されるルーバの代わりに、熱交換部８１２の真下に位置する回転羽根８５４を使用している。あるいは、ヒーティングタワー８５２は図示した羽根の代わりに一連の小型回転羽根を使用してもよい。
【０１２１】
したがって、ここで図１７を参照すると、例えば風が矢印８５６で示された第１の方向に流れる状態の大気条件の場合は、ヒーティングタワー８５２は第１の構成で運転される。第１の構成によって、回転羽根８５４は第１の気流出口８２６を向く第１の位置に第１の方向で回転されることが分かる。この第１の構成での運転中、空気は図１３および１４に示される実施形態に関連して前述したように、シュラウド８０８を経て個々のヒーティングタワーセル８２２、８２４に誘引される。冷気または冷排気がそれぞれのヒーティングタワーセル８２２、８２４の各熱交換部８１２から流出すると、冷排気は回転羽根８５４と接触する。矢印８３４で示されるように、冷気または冷排気は羽根８５４に接触すると、第１の気流出口８２６の方向に偏向または強制される。したがって、個々のヒーティングタワーセル８２２ａ、８２２ｂ、８２４ａ、８２４ｂから流出する排気は、それぞれの羽根８５４によって第１の気流出口８２６に向かって偏向または強制され、そこで排気は風の方向にヒーティングタワー８５２から流出する。
【０１２２】
図１３および１４に示された実施形態のルーバダンパ８３０と同様に、回転羽根８５４の配置は、入口またはシュラウド８０８に流入する気流を第１の出口８２６から流出する冷気または冷排気８３４の流れから分離する機能を果たす。回転羽根８５４のこのような配向によって、排気が風と共に排出されることが補助され、再循環が生ずる可能性が低減する。
【０１２３】
ここで図１８を参照すると、風が矢印８５６で示された第２の逆方向に流れる状態の大気条件の場合は、ヒーティングタワー８５２は第２の構成で運転されることができる。第２の構成によって、回転羽根８５４は第２の気流出口８２８を向く第２の位置に回転されることが分かる。前述の第２の構成での運転中、空気は図１３および１４に示される実施形態に関連して前述したように、シュラウド８０８を経て個々のヒーティングタワーセル８２２、８２４に誘引される。冷気または冷排気がそれぞれのヒーティングタワーセル８２２、８２４の各熱交換部８１２から流出すると、冷気または冷排気は、この場合は第２の気流出口８２８の方向に回転する回転羽根８５４と接触する。矢印８３４で示されるように、排気は羽根８５４に接触すると、第２の気流出口８２８の方向に偏向または強制される。したがって、個々のヒーティングタワーセル８２２ａ、８２２ｂ、８２４ａ、８２４ｂから流出する排気は、それぞれの羽根８５４によって第２の気流出口８２８に向かって偏向または強制され、そこで排気は風の方向にヒーティングタワー８５２から流出する。
【０１２４】
この場合も、回転羽根８５４の配置は、入口またはシュラウド８０８に流入する気流を第２の出口８２６から流出する冷気または冷排気８３４の流れから分離する機能を果たす。回転羽根８５４のこのような配向によって、排気が風と共に排出されることが補助され、再循環が生ずる可能性が低減する。
【０１２５】
回転羽根８５４は、コントローラ４１８を使用して、アクチュエータを介して第１の位置と第２の位置との間で回転させることができる。コントローラ４１８によって、ヒーティングタワーのオペレータは、例えば風向きに応じて、ヒーティングタワー８５２の運転中に回転羽根８５４が第１と第２の位置のうちのどの位置に配向されるかを選択または指定することが可能になる。さらに、コントローラ４１８は、大気条件、または大気条件の変化を検知し、それに従って回転羽根８５４を第１または第２の位置へ自動的に回転させる検知手段を含んでいてもよい。
【０１２６】
次に図１９および２０を参照すると、４つの個々のヒーティングタワーセル８６０を有する、全体として８５８で示されるヒーティングタワーの横断面図が示されている。図１９および２０はヒーティングタワーセル８６０の４つの断面図を示しているが、ヒーティングタワー８５８は、ヒーティングタワー８５８の所望の、および／または必要な熱伝達能力に応じて、それ以上またはそれ未満のヒーティングタワーセルを使用してもよい。
【０１２７】
ヒーティングタワー８５８は、図１７および１８に示される実施形態と同様に、風向きなどの大気条件に順応でき、各ヒーティングタワーセル８６０は、全体として８６２で示される回転羽根を有している。しかし、図１７および１８に示される実施形態は強制通風式ヒーティングタワー８５２であるのに対し、図１９および２０に示される実施形態は、各ヒーティングタワーセル８６０が誘引式通風セルである、機械的に誘引される通風ヒーティングタワーである。
【０１２８】
図１９および２０に示されるように、ヒーティングタワーセル８６０は各々、前記の実施形態に関連して前述したものと同様の、内部に配置された気流発生器と共に、ファンスタックもしくはシュラウド８０８と、熱交換部８１２とを有している。しかし、ヒーティングタワー８５８の、ならびにそれぞれのヒーティングタワーセルが「誘引式構成」であるため、熱交換部８１２は、前記の実施形態における配向のようにファンスタックもしくはシュラウド８０８の下ではなく、上方に配置されている。より具体的には、図１９および２０に示されるように、ヒーティングタワーセル８６０の熱交換部８１２は、ヒーティングタワー８５８の縦軸８６４に沿った第１の軸方向位置に配置され、ヒーティングタワーセル８６０のファンスタックもしくはシュラウド８０８は、熱交換部８１２の下の第２の軸方向位置に配置されている。ヒーティングタワーセル８６０はさらに、熱交換部８１２とファンスタックもしくはシュラウド８０８との間の縦軸に沿った第３の軸方向位置に密閉領域もしくはスペース８６６をも含んでいる。
【０１２９】
前述のとおり、各ヒーティングタワーセル８６０は、図１９および２０に示されるように、ファンスタックもしくはシュラウド８０８に接続された一連の、または一組の回転羽根８６２を有している。回転羽根８６２は、図１７および１８に示された実施形態に関連して前述した回転羽根と同様に、風向きなどの大気条件に応じて第１と第２の位置の間で回転可能である。図１９は第１の位置の回転羽根８６２を示し、一方、図２０は第２の位置の回転羽根８６２を示している。
【０１３０】
回転羽根８６２はコントローラ４１８を使用してアクチュエータを介して第１の位置と第２の位置との間で回転可能である。コントローラ４１８によって、ヒーティングタワーのオペレータは、例えば風向きに応じて、ヒーティングタワー８５８の運転中に回転羽根８６２が第１と第２の位置のうちのどの位置に配向されるかを選択または指定することが可能になる。さらに、コントローラ４１８は、大気条件、または大気条件の変化を検知し、それに従って回転羽根８６２を第１と第２の位置間で自動的に回転させる検知手段を含んでいてもよい。
【０１３１】
ここで特に図１９を参照すると、例えば風が矢印８５６で示された方向に流れる状態の大気条件の場合は、ヒーティングタワー８５８はこの場合も、好ましくは第１の構成で運転される。図示した実施形態では、図１７に示された実施形態と同様に、第１の構成によって回転羽根８６２は第１の気流出口８２６を向く第１の方向で回転または配置されることが分かる。
【０１３２】
この第１の構成での運転中、空気は気流発生器を介して、矢印８６８で示されるように下向きで、個々のヒーティングタワーセル８６０の各々に誘引される。熱交換部８１２、密閉スペース８６６、およびファンスタックもしくはシュラウド８０８の前述の配置によって、下方への気流は最初にヒーティングタワーセル８６０の各熱交換部８１２のそれぞれに接触し、熱交換が行われる。冷気または冷排気は、熱交換部８１２から流出すると、進行して密閉スペース８６６を貫流し、そこで次に、矢印８６８で示されるようにファンスタックもしくはシュラウド８０８へと誘引される。次いで冷排気はそれぞれのファンスタックもしくはシュラウド８０８から排出され、そこで回転羽根８６２に接触する。矢印８６８で示されるように、冷排気は回転羽根８６２に接触すると、第１の気流出口８２６向かって偏向または強制される。したがって、個々のヒーティングタワーセル８６０から流出した冷排気はそれぞれの羽根８６２によって第１の気流出口８２６の方向に、かつそれを通るように偏向または強制され、そこで排気は風の方向にヒーティングタワー８５８から流出する。
【０１３３】
ここで図２０を参照すると、風が矢印８５６で示された第２の逆方向に流れる状態の大気条件の場合は、ヒーティングタワー８５８は第２の構成で運転される。図示した実施形態では、図１８に示される実施形態と同様に、第２の構成によって、回転羽根８６２は第２の気流出口８２８を向く第２の方向に回転または配置されることが分かる。
【０１３４】
この第２の構成での運転中、空気は気流発生器を介して、矢印８６８で示されるように下向きで、個々のヒーティングタワーセル８６０の各々に誘引される。熱交換部８１２、密閉スペース８６６、およびファンスタックもしくはシュラウド８０８の前述の配置によって、下方への気流は最初にヒーティングタワーセル８６０の各熱交換部８１２のそれぞれに接触し、熱交換が行われる。冷排気が熱交換部８１２から流出すると冷排気は進行して密封スペース８６６を貫流し、次いでそこで、矢印８６８で示されるように、ファンスタックもしくはシュラウド８０８へと誘引される。次いで冷排気はそれぞれのファンスタックもしくはシュラウド８０８から排出され、そこで回転羽根８６２に接触する。矢印８６８で示されるように、冷排気は回転羽根８６２に接触すると、こんどは第２の気流出口８２８に向かって偏向または強制される。したがって、個々のヒーティングタワーセル８６０から流出する冷排気はそれぞれの羽根８６２によって第２の気流出口８２８の方向に、かつそれを通るように偏向または強制され、そこで排気は風の方向にヒーティングタワー８５８から流出する。
【０１３５】
この場合も、回転羽根８６２の配置は、それぞれのヒーティングタワーセル８６０に流入する気流を第１の出口８２６から流出する排気８５４の流れから分離する機能を果たす。回転羽根８５４のこのような配向によって、排気が風の方向に排出されることが補助され、再循環が生ずる可能性が低減する。
【０１３６】
回転羽根８６２はコントローラ４１８を使用して動作される。コントローラ４１８によって、ヒーティングタワーのオペレータはヒーティングタワーの運転中に回転羽根８６２を第１の位置と第２の位置との間で回転させることが可能になる。この場合も、前述の実施形態と同様に、コントローラ４１８は、大気条件を検知し、回転羽根８６２を第１と第２の位置間で自動的に回転させる検知手段を含んでいてもよい。
【０１３７】
次に図２１および２２を参照すると、４つの個々のヒーティングタワーセル８７２を有する、全体として８７０で示されるヒーティングタワーの横断面図が示されている。図２１および２２はヒーティングタワーセル８７２の４つの断面図を示しているが、ヒーティングタワー８７０は、ヒーティングタワー８７０の所望の、または必要な熱伝達能力に応じて、それ以上またはそれ未満のヒーティングタワーセル８７２を使用してもよい。
【０１３８】
ヒーティングタワー８７０は、図１３および１４に示される実施形態と同様に、風向きなどの大気条件に順応できる。しかし、図１３および１４に示される実施形態は大気条件に順応するためルーバダンパ８３０などを使用するのに対し、図２１および２２に示されるヒーティングタワーの実施形態８７０は、このような条件に順応するために逆方向の気流を利用する。「逆方向の気流」によって、各ヒーティングタワーセル８７２は前述の実施形態と同様のファンスタックもしくはシュラウド８０８を有しているが、図２１および２２に示されるように、ヒーティングタワーセルは、第１の上部ファン８７４と第２の下部ファン８７６とを備える二重ファンアセンブリを有していることが分かる。前記の二重ファンアセンブリ８７４、８７６は、ヒーティングタワー８７０が変化する風の条件で運転することを可能にし、それぞれのヒーティングタワーセル８７２が風の条件に応じて上向きの気流を利用し、あるいは風の条件に応じて下向きの気流を利用できるようにする。
【０１３９】
したがって、ヒーティングタワーセル８７２は、前述の実施形態と同様に、フレームアセンブリまたは構造８０６に接続された熱交換部８１２を含む機械通風式セルである。ヒーティングタワー８７０は全体として８７８で示される第１の外壁もしくは側面と、第２の外壁または側面８８０とを含んでいる。第１の外壁または側面８７８は隙間なく、空気の流れを許容しないのに対し、第２の外壁もしくは側面８８０はヒーティングタワー８７０用の気流通路もしくは開口を設けている。気流通路は少なくとも一部がヒーティングタワー８７０の熱交換部８１２と、底部もしくは基部８０９との間に延びており、熱交換部８１２と基部８０９との間隔の全体にわたって延びていてもよい。
【０１４０】
前述のとおり、ヒーティングタワーセル８７０は各々、上部ファン８７４と下部ファン８７６とを有する多重もしくは二重ファンアセンブリを有している。上部ファン８７４は、図２１の矢印８８２で示されるように、それぞれのヒーティングタワーセル８７２に上向きの気流を供給する機能を果たす。一方、下部ファン８７６は図２２の矢印８８４で示されるように、下向きの気流を供給する。
【０１４１】
上部および下部ファン８７４、８７６はコントローラ４１８を使用して運転される。コントローラ４１８によって、ヒーティングタワーのオペレータは、ヒーティングタワーの運転中、上部８７４と下部８７６のどのファンが使用されるかを選択または指定することができる。この場合も、前述の実施形態と同様に、コントローラ４１８は大気条件を検知し、使用されるファン８７４、８７６を自動的に指定または選択する検知手段を含んでいてもよい。
【０１４２】
ここで特に図２１を参照すると、例えば風流の方向が矢印８８６で示されるように概して第２の側面８８０を向いている風の条件の場合は、ヒーティングタワーを第１の構成で運転できる。この第１の構成では、上部ファン８７４は動作し、一方、下部ファン８７６は休止している。さらにこの構成の間、第２の側面８８０は気流入口を形成する。したがって、運転中、上部ファン８７４は、空気が最初に第２の側面８８０を経てセルに流入する、矢印８８２で示された上向きの気流を供給する。次いで気流は気流通路を経てそれぞれのヒーティングタワーセル８７２に進行し、そこで矢印８８２によって示されるように、それぞれの熱交換部８１２の方向に上向きに流れる。次いで冷排気は熱交換部８１２から流出し、次いで矢印８８２によって示されるように、ファンスタックもしくはシュラウド８０８を経てヒーティングタワーセル８７２から排出される。
【０１４３】
ここで図２２を参照すると、例えば風が第２の逆方向８８６に流れる状態の風の条件の場合は、ヒーティングタワー８７０は第２の構成で運転されることができる。この第２の構成では、こんどは上部ファン８７４が休止し、下部ファン８７６が動作状態にある。この構成の間も、こんどは第２の側面８８０が気流出口を形成する。したがって、運転中に、下部ファン８７６は矢印８８４で示されるように、下向きの気流を供給し、空気は最初にファンスタックもしくはシュラウド８０８を経てセルに流入する。次いで気流は進行して各熱交換部８１２のそれぞれに接触する。次いで冷排気はそれぞれの熱交換部８１２から流出し、そこで第２の側面８８０の気流開口部に向かって下方に流れる。次いで冷排気は矢印８８４によって示されるように、第２の側面８８０を通ってヒーティングタワーセル８７２から排出される。
【０１４４】
上部および下部ファン８７４、８７６を使用することによって、それぞれのヒーティングタワーセル８６０に流入する空気の流れをヒーティングタワーセル８７２から流出する排気の流れから分離することが補助される。上部ファン８７４または下部ファン８７６の選択的な動作によって、排気を好ましい方向に排出することが補助され、風の流れと風向きの影響が軽減され、したがって再循環が生ずる可能性が低減する。
【０１４５】
本発明の多くの特徴および利点は詳細な明細書から明らかであり、したがって、添付の特許請求の範囲では、本発明の真の趣旨と範囲に含まれる本発明の上記のすべての特徴および利点を含むことが意図されている。さらに、当業者には多くの修正および変更形態が容易に可能であるので、本発明を例示し、記載した正確な構造および動作に限定することは望ましくなく、したがって、適切なすべての修正およびこれと均等のものは本発明の範囲に含まれるものする。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】本発明の実施形態によるヒーティングタワーの側面斜視図である。
【図２】本発明の実施形態による、図１に示されたヒーティングタワーで使用できる直交流式ヒーティングタワーセルの横断面図である。
【図３】本発明の別の実施形態による、図１に示されたヒーティングタワーで使用できる向流式ヒーティングタワーセルの横断面図である。
【図４】本発明の別の実施形態によるヒーティングタワーセルの概略側面図である。
【図５】図４に示された実施形態によるヒーティングタワーの上面斜視図である。
【図６】本発明のさらに別の実施形態によるヒーティングタワーの概略側面図である。
【図７】本発明のさらに別の実施形態によるヒーティングタワーセルの上面斜視図である。
【図８】本発明の別の実施形態によるヒーティングタワーセルの一部を破断した側面斜視図である。
【図９】本発明の別の実施形態によるヒーティングタワーセルの上面斜視図である。
【図１０】本発明の別の実施形態によるヒーティングタワー構成の概略平面図である。
【図１１】本発明の別の実施形態によるヒーティングタワーの概略側面図である。
【図１２】本発明のさらに別の実施形態によるヒーティングタワーの概略側面図である。
【図１３】本発明の別の実施形態によるヒーティングタワーの横断面図である。
【図１４】図１３に示されたヒーティングタワーの代替の構成の横断面図である。
【図１５】本発明の実施形態によるヒーティングタワーの横部分の立面図である。
【図１６】図１５に示されたヒーティングタワーの代替の構成の横断面図である。
【図１７】本発明の別の実施形態によるヒーティングタワーの横断面図である。
【図１８】図１７に示されたヒーティングタワーの代替の構成の横断面図である。
【図１９】本発明のさらに別の実施形態によるヒーティングタワーの横断面図である。
【図２０】図１９に示されたヒーティングタワーの代替の構成の横断面図である。
【図２１】本発明の実施形態によるヒーティングタワーの横断面図である。
【図２２】図２１に示されたヒーティングタワーの代替の構成の横断面図である。
【符号の説明】
【０１４７】
１０    ヒーティングタワー
１２    吸気シェル
１３    空気入口
１４    ヒーティングタワーセル
１６    水槽
１８    フレームアセンブリ
２０    空気入口
２１    空気出口
２２    シュラウド
２４    配水アセンブリ
２８    充填アセンブリ
３０    配水槽構造
３２    充填アセンブリ
１００    ヒーティングタワーセル
１０２    湿部
１０６    ファンスタック
１０８    フレームアセンブリ
１１０    上部ハウジング
１１４    第１の壁
１１６    第１の壁
１１８    第２の壁
１２０    第３の壁
１２２    ヒーティングタワー
１２３    屋根
１２４    共通の入口
２００    直交流式ヒーティングタワーセル
２０２    ファンスタック
２０４    入口
２０６    出口
３００    ヒーティングタワー
３０２    吸気ダクト
３０３    ファンスタック
３０４    端部
３０６    中央部
３１０    側壁
４００    ヒーティングタワーセル
４０１    下部ハウジング
４０２    湿部
４０３    空気入口
４０４    ドア
４０５    ルーバ
４０６    上部ハウジング
４０７    ファンスタック
４０８    端壁
４１０    側壁
４１２    空気出口
４１４    空気出口
４１６    ドア、ルーバ
４１８    コントローラ
５００    ヒーティングタワーセル
５０２    排気ポート
６００    ヒーティングタワー構成
７００    ヒーティングタワー
７０２    空気入口
７０４    空気入口
７０６    ダンパドア
７１０    湿部
７１２    ファンスタック
７１４    羽根
８００    ヒーティングタワー
８０２    シェル、吸気ダクト
８０３    吸気口
８０４    ヒーティングタワーセル
８０５    側壁
８０６    フレームアセンブリ
８０８    ファンスタック、シュラウド
８０９    基部
８１０    空気出口
８１２    熱交換部
８１４    蛇状コイル
８１６    ファンスタック
８１０    出口
８２０    ヒーティングタワー
８２２    外部ヒーティングタワーセル
８２４    内部ヒーティングタワーセル
８２６    空気出口
８２８    空気出口
８３０    内部スペース
８３２    吸気の流れ
８３４    排気の流れ
８３６    矢印
８３８    ヒーティングタワーセル
８４０    気流発生器
８４２    第１の側壁
８４４    第２の側壁
８４６    風流
８４８    矢印
８５０    矢印
８５２    ヒーティングタワーセル
８５４    回転羽根
８５６    矢印
８５８    ヒーティングタワー
８６０    ヒーティングタワーセル
８６２    回転羽根
８６４    縦軸
８６６    密閉スペース
８６８    矢印
８７０    ヒーティングタワー
８７２    ヒーティングタワーセル
８７４    上部ファン
８７６    下部ファン
８８０    第２の側面
８８２    矢印
８８４    矢印
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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