(57)【要約】【課題】被冷却水の冷却効率の向上が可能な冷却塔を提供する。【解決手段】湿式熱交換部（１０）と、給水部（２０）と、送風機（３０）と、乾式熱交換部（４０）と、主流路（Ｌ１）と、分岐流路（Ｌ２）と、連結流路（Ｌ３）と、仕切部（６０）と、を備え、仕切部（６０）は、主流路（Ｌ１）を通じて給水部（２０）に流入した被冷却水と連結流路（Ｌ３）を通じて給水部（２０）に流入した被冷却水とが互いに混合するのを防止し、かつ、給水部（２０）内が上流側給水領域（２０ａ）と下流側給水領域（２０ｂ）とに区分されるように給水部（２０）内を仕切っており、主流路（Ｌ１）の下流側の端部は、下流側給水領域（２０ｂ）に接続されており、連結流路（Ｌ３）の下流側の端部は、上流側給水領域（２０ａ）に接続されていること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被冷却水を外気によって直接冷却するための湿式熱交換部と、
前記湿式熱交換部に前記被冷却水を供給する給水部と、
前記湿式熱交換部に供給された被冷却水を空冷するための気流を形成する送風機と、
前記気流と前記被冷却水とを間接的に熱交換させることによって当該被冷却水を冷却する乾式熱交換部と、
前記被冷却水の冷熱を利用する冷熱利用部から流出した被冷却水の一部を前記給水部に導く主流路と、
前記主流路から分岐しており、前記冷熱利用部から流出した被冷却水の残部を前記乾式熱交換部に導く分岐流路と、
前記乾式熱交換部から流出した被冷却水を前記給水部に導く連結流路と、
前記給水部内を仕切る仕切部と、を備え、
前記仕切部は、前記主流路を通じて前記給水部に流入した被冷却水と前記連結流路を通じて前記給水部に流入した被冷却水とが互いに混合するのを防止し、かつ、前記給水部内が前記気流の流れ方向について上流側に位置する領域である上流側給水領域と下流側に位置する領域である下流側給水領域とに区分されるように前記給水部内を仕切っており、
前記主流路の下流側の端部は、前記給水部の前記下流側給水領域に接続されており、
前記連結流路の下流側の端部は、前記給水部の前記上流側給水領域に接続されている、冷却塔。
【請求項２】
請求項１に記載の冷却塔において、
前記乾式熱交換部は、前記気流の流れ方向について前記湿式熱交換部の下流側に配置されている、冷却塔。
【請求項３】
請求項１に記載の冷却塔において、
前記乾式熱交換部は、前記気流の流れ方向について前記湿式熱交換部の上流側に配置されている、冷却塔。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却塔に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空調設備や工場設備等の負荷において用いられた被冷却水を冷却するための冷却塔として、湿式熱交換部と乾式熱交換部とを備えるものが知られている。湿式熱交換部は、被冷却水を外気によって直接的に冷却する。具体的に、外気が被冷却水の一部を蒸発させることにより、そのときの蒸発潜熱によって被冷却水の残部が冷却される。乾式熱交換部は、被冷却水を流すための流路（伝熱管等）を空冷することによって当該流路内を流れる被冷却水を間接的に冷却する。
【０００３】
例えば、特許文献１には、第１直接接触熱交換器（湿式熱交換部）と、間接接触熱交換器（乾式熱交換部）と、第１原水分散槽と、原水供給部と、第２原水分散槽と、第２直接接触熱交換器（湿式熱交換部）と、ファンと、を備える冷却塔が開示されている。
【０００４】
第１直接接触熱交換器は、第１原水分散槽から散布された原水（被冷却水）をファンにより形成された気流と直接接触させることによって当該原水を冷却する。間接接触熱交換器は、第１直接接触熱交換器の側方に配置されている。間接接触熱交換器は、原水供給部から供給された原水と気流とを間接的に熱交換させることによって当該原水を冷却する。第２原水分散槽は、第１直接接触熱交換器及び間接接触熱交換器の下方に配置されている。第２原水分散槽は、第１直接接触熱交換器を通過（流下）した原水と間接接触熱交換器を通過した原水とを貯留するとともに、その原水を第２直接接触熱交換器に散布する。第２直接接触熱交換器は、第２原水分散槽の下方に配置されている。第２直接接触熱交換器は、第２原水分散槽から散布された原水を気流と直接接触させることによって当該原水を空冷する。第２直接接触熱交換器を通過（流下）した原水は、前記負荷（原水の冷熱を利用する冷熱利用部）に送られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５３８６３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載される冷却塔では、被冷却水の冷却効率に改善の余地がある。
【０００７】
本発明の目的は、被冷却水の冷却効率の向上が可能な冷却塔を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明者らは、被冷却水が冷却される過程において、互いに温度の異なる被冷却水同士が混合されることにより、全体としての被冷却水の冷却効率の向上効果が小さくなること、換言すれば、互いに温度の異なる被冷却水同士の混合を防止することにより、被冷却水の冷却効率のさらなる向上が可能であることを見出した。
【０００９】
さらに、互いに温度の異なる被冷却水のうち相対的に低温の被冷却水を、湿式熱交換部のうち気流の流れ方向について上流側に位置する部位に供給することにより、冷却効率がさらに高まることを見出した。
【００１０】
本発明は上記のような観点に基づいてなされたものである。具体的に、本発明は、被冷却水を外気によって直接冷却するための湿式熱交換部と、前記湿式熱交換部に前記被冷却水を供給する給水部と、前記湿式熱交換部に供給された被冷却水を空冷するための気流を形成する送風機と、前記気流と前記被冷却水とを間接的に熱交換させることによって当該被冷却水を冷却する乾式熱交換部と、前記被冷却水の冷熱を利用する冷熱利用部から流出した被冷却水の一部を前記給水部に導く主流路と、前記主流路から分岐しており、前記冷熱利用部から流出した被冷却水の残部を前記乾式熱交換部に導く分岐流路と、前記乾式熱交換部から流出した被冷却水を前記給水部に導く連結流路と、前記給水部内を仕切る仕切部と、を備え、前記仕切部は、前記主流路を通じて前記給水部に流入した被冷却水と前記連結流路を通じて前記給水部に流入した被冷却水とが互いに混合するのを防止し、かつ、前記給水部内が前記気流の流れ方向について上流側に位置する領域である上流側給水領域と下流側に位置する領域である下流側給水領域とに区分されるように前記給水部内を仕切っており、前記主流路の下流側の端部は、前記給水部の前記下流側給水領域に接続されており、前記連結流路の下流側の端部は、前記給水部の前記上流側給水領域に接続されている、冷却塔を提供する。
【００１１】
本冷却塔は、給水部内を仕切る仕切部を備えているので、連結流路を通じて給水部に流入した被冷却水（乾式熱交換部において予冷された被冷却水）と主流路を通じて給水部に流入した被冷却水との混合が防止される。さらに、連結流路の下流側の端部は、給水部の上流側給水領域に接続されているので、この上流側給水領域を通じて湿式熱交換部に供給された被冷却水は、主流路及び下流側給水領域を通じて湿式熱交換部に供給された被冷却水（連結流路及び上流側給水領域を通じて湿式熱交換部に供給された被冷却水よりも高温の被冷却水）よりも気流の流れ方向について上流側において気流に接する（気流によって冷却される）。よって、被冷却水の予冷効果により上流側における気流の熱交換負荷が低減される分、下流側で冷却促進がなされることにより被冷却水が効果的に冷却される。
【００１２】
また、前記乾式熱交換部は、前記気流の流れ方向について前記湿式熱交換部の下流側に配置されていてもよい。
【００１３】
この態様では、湿式熱交換部における被冷却水の冷却効率が高く維持されつつ、湿式熱交換部を通過した気流の冷熱が乾式熱交換部で有効に回収される。
【００１４】
あるいは、前記乾式熱交換部は、前記気流の流れ方向について前記湿式熱交換部の上流側に配置されていてもよい。
【００１５】
この態様では、乾式熱交換部における被冷却水の冷却効率が高まるので、乾式熱交換部の小型化が可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、被冷却水の冷却効率の向上が可能な冷却塔を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態の冷却塔の構成を概略的に示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態の冷却塔の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の好ましい実施形態について、以下、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の冷却塔１について、図１を参照しながら説明する。図１に示されるように、この冷却塔１は、湿式熱交換部１０と、給水部２０と、送風機３０と、乾式熱交換部４０と、筐体５０と、受け部５２と、ポンプ５４と、主流路Ｌ１と、分岐流路Ｌ２、連結流路Ｌ３、仕切部６０と、を備えている。
【００２０】
湿式熱交換部１０は、被冷却水を外気によって直接冷却するための熱交換部である。湿式熱交換部１０は、充填材を有している。湿式熱交換部１０では、前記充填材の表面を流下する被冷却水に外気が接触することにより、当該被冷却水の一部が蒸発するとともに、そのときに蒸発潜熱を外気が奪うことによって被冷却水の残部が冷却される。
【００２１】
給水部２０は、湿式熱交換部１０に被冷却水を供給する。給水部２０は、上下方向について湿式熱交換部１０と重なるように湿式熱交換部１０の上方に配置されている。給水部２０は、平面視において、湿式熱交換部１０の全域にわたって被冷却水を供給可能である。
【００２２】
送風機３０は、湿式熱交換部１０に供給された被冷却水を空冷するための気流を形成する。送風機３０は、被冷却水が湿式熱交換部１０の充填材の表面を流下する方向と交差する方向の気流を形成する姿勢で配置されている。
【００２３】
乾式熱交換部４０は、前記気流と被冷却水とを間接的に熱交換させることによって当該被冷却水を冷却する。乾式熱交換部４０は、伝熱管で構成されている。乾式熱交換部４０は、湿式熱交換部１０の上端部から下端部に至るように延びる形状を有している。本実施形態では、乾式熱交換部４０は、前記気流の流れ方向について前記湿式熱交換部の下流側に配置されている。
【００２４】
筐体５０は、湿式熱交換部１０、給水部２０、送風機３０及び乾式熱交換部４０を収容する。筐体５０の側部には、外気を当該筐体５０内に取り込むための外気取込口５０ａが形成されている。この外気取込口５０ａから筐体５０内に取り込まれた外気は、湿式熱交換部１０及び乾式熱交換部４０をこの順に通過した後、筐体５０の上方に排出される。換言すれば、送風機３０は、外気取込口５０ａから湿式熱交換部１０及び乾式熱交換部４０を経て筐体５０の上方に向かう気流を形成する。
【００２５】
受け部５２は、湿式熱交換部１０を流下した被冷却水を受ける。この受け部５２に受けられた被冷却水（冷水）は、ポンプ５４によって冷熱利用部（被冷却水の冷熱を利用する負荷等）７０に送られる。
【００２６】
主流路Ｌ１は、冷熱利用部７０から流出した被冷却水の一部を給水部２０に導く。分岐流路Ｌ２は、主流路Ｌ１から分岐しており、冷熱利用部７０から流出した被冷却水の残部を乾式熱交換部４０に導く。連結流路Ｌ３は、乾式熱交換部４０から流出した被冷却水を給水部２０に導く。つまり、冷熱利用部７０から流出した被冷却水の一部は、そのまま湿式熱交換部１０に供給される一方、冷熱利用部７０から流出した被冷却水の残部は、乾式熱交換部４０において予冷された後に連結流路Ｌ３を通じて湿式熱交換部１０に供給される。なお、冷熱利用部７０から流出した被冷却水のうち分岐流路Ｌ２を通じて乾式熱交換部４０に流入する被冷却水の流量は、乾式熱交換部４０から連結流路Ｌ３に流出した被冷却水の温度が外気の湿球温度を下限値として最小流量となるように設定されている。
【００２７】
仕切部６０は、給水部２０内を仕切っている。具体的に、仕切部６０は、主流路Ｌ１を通じて給水部２０に流入した被冷却水と連結流路Ｌ３を通じて給水部２０に流入した被冷却水とが互いに混合するのを防止し、かつ、給水部２０内が上流側給水領域２０ａと下流側給水領域２０ｂとに区分されるように給水部２０内を仕切っている。上流側給水領域２０ａは、給水部２０のうち前記気流の流れ方向について上流側（筐体５０の外側）に位置する領域である。下流側給水領域２０ｂは、給水部２０のうち前記気流の流れ方向について上流側給水領域２０ａの下流側（筐体５０の内側）に位置する領域である。主流路Ｌ１の下流側の端部は、下流側給水領域２０ｂに接続されており、連結流路Ｌ３の下流側の端部は、上流側給水領域２０ａに接続されている。
【００２８】
以上のように、本実施形態の冷却塔１は、給水部２０内を仕切る仕切部６０を備えているので、連結流路Ｌ３を通じて給水部２０に流入した被冷却水（乾式熱交換部４０において予冷された被冷却水）と主流路Ｌ１を通じて給水部２０に流入した被冷却水との混合が防止される。さらに、連結流路Ｌ３の下流側の端部は、上流側給水領域２０ａに接続されているので、この上流側給水領域２０ａを通じて湿式熱交換部１０に供給された被冷却水は、主流路Ｌ１及び下流側給水領域２０ｂを通じて湿式熱交換部１０に供給された被冷却水（連結流路Ｌ３及び上流側給水領域２０ａを通じて湿式熱交換部１０に供給された被冷却水よりも高温の被冷却水）よりも気流の流れ方向について上流側において気流に接する（気流によって冷却される）。よって、被冷却水の予冷効果により上流側における気流の熱交換負荷が低減される分、下流側で冷却促進がなされることにより被冷却水が効果的に冷却される。
【００２９】
また、乾式熱交換部４０は、前記気流の流れ方向について湿式熱交換部１０の下流側に配置されているので、湿式熱交換部１０における被冷却水の冷却効率が高く維持されつつ、湿式熱交換部１０を通過した気流の冷熱が乾式熱交換部４０で有効に回収される。
【００３０】
（第２実施形態）
次に、図２を参照しながら、本発明の第２実施形態の冷却塔１について説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明を行い、第１実施形態と同じ構造、作用及び効果の説明は省略する。
【００３１】
本実施形態では、乾式熱交換部４０は、前記気流の流れ方向について湿式熱交換部１０の上流側に配置されている。
【００３２】
この態様では、乾式熱交換部４０における被冷却水の冷却効率が高まるので、乾式熱交換部４０の小型化が可能となる。
【００３３】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００３４】
例えば、乾式熱交換部４０は、上下方向について、湿式熱交換部１０の上端部から当該湿式熱交換部１０の中間部近傍に至るように延びる形状であってもよい。
【００３５】
また、乾式熱交換部４０は、湿式熱交換部１０の内部（気流の流れ方向における湿式熱交換部１０の中央部等）に配置されてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１    冷却塔
１０    湿式熱交換部
２０    給水部
３０    送風機
４０    乾式熱交換部
５０    筐体
６０    仕切部
７０    冷熱利用部
Ｌ１    主流路
Ｌ２    分岐流路
Ｌ３    連結流路
【図１】
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【図２】
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