(57)【要約】１つ以上の入口及び１つ以上の出口を有する液体を加熱するための加熱塔装置である。１つ以上の入口及び１つ以上の出口の各々は、選択的に開放可能及び閉止可能である。加熱塔装置は、液体分配装置及び充填媒体をも含む。この液体分配装置は、充填媒体上に液体を分配する。
2008513729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直軸に沿って全体的に下向きの方向に落下する液体を加熱する加熱塔装置であって、
第１入口空気流を提供する第１空気流入口、
第２入口空気流を提供する第２空気流入口、
第１出口空気流を提供する第１空気流出口、
第２出口空気流を提供する第２空気流出口、
液体分配アセンブリ、
充填媒体、
を備え、
前記第１空気流入口は、開位置及び閉位置の間で移動する第１入口ドアを有し、
前記第２空気流入口は、開位置及び閉位置の間で移動する第２入口ドアを有し、
前記第１空気流出口は、開位置及び閉位置の間で移動する第１出口ドアを有し、
前記第２空気流入口は、開位置及び閉位置の間で移動する第２出口ドアを有し、
前記液体分配アセンブリは、前記充填媒体上に液体を分配して、
前記加熱塔は、
前記第１入口ドアが開位置、前記第２入口ドアが閉位置、前記第１出口ドアが開位置、前記第２出口ドアが閉位置である、第１の構成で作動可能であり、
前記加熱塔は、
前記第１入口ドアが閉位置、前記第２入口ドアが開位置、前記第１出口ドアが閉位置、前記第２出口ドアが開位置である、第２の構成で作動可能であり、
前記塔は、前記第１の構成及び前記第２の構成の間で切り換え可能である、加熱塔装置。
【請求項２】
前記第１空気流入口は、前記第２空気流入口に対向し、
前記第１空気流出口は、前記第２空気流出口に対向している、請求項１に記載の加熱塔装置。
【請求項３】
前記第１入口ドア及び前記第２入口ドアは、開位置及び閉位置の間で移動する複数のルーバであり、
前記第１出口ドア及び前記第２出口ドアは、開位置及び閉位置の間で移動する複数のルーバである、請求項１に記載の加熱塔装置。
【請求項４】
前記第１空気流入口及び前記第２空気流入口並びに前記第１空気流出口及び前記第２空気流出口の間の、前記垂直軸に全体的に平行に延在する、第１の対向する側壁及び第２の対向する側壁、
前記第１空気流入口及び前記第２空気流入口並びに前記第１空気流出口及び前記第２空気流出口の間の、前記垂直軸に全体的に平行に延在する、第１の対向する端壁及び第２の対向する端壁、
をさらに備える、請求項１に記載の加熱塔装置。
【請求項５】
前記第１空気流入口は、前記第１の対向する側壁上に配置され、
前記第２空気流入口は、前記第２の対向する側壁上に配置される、請求項４に記載の加熱塔装置。
【請求項６】
前記第１空気流出口は、前記垂直軸に所定の角度で、前記第２の対向する側壁から垂直に延在し、
前記第２空気流出口は、前記垂直軸に所定の角度で、前記第１の対向する側壁から垂直に延在し、
前記第１空気流出口及び前記第２空気流出口は、頂点を形成する共通点まで延在している、請求項５に記載の加熱塔装置。
【請求項７】
第１入口ドア及び第２入口ドアを開位置及び閉位置の間に移動させて、
第１出口ドア及び第２出口ドアを開位置及び閉位置の間に移動させる、機械的な作動手段をさらに備える、請求項１に記載の加熱塔装置。
【請求項８】
前記機械的な作動手段を制御するコントローラをさらに備える、請求項７に記載の加熱塔装置。
【請求項９】
垂直軸に沿って全体的に下向きの方向に落下する液体を加熱する加熱塔装置であって、
１つ以上の入口、
１つ以上の出口、
液体分配アセンブリ、
充填媒体、を備え、
前記液体分配アセンブリは、前記充填媒体上に液体を分配して、
前記１つ以上の入口及び前記１つ以上の出口は、選択的に開放可能及び閉止可能である、加熱塔装置。
【請求項１０】
前記１つ以上の入口及び前記１つ以上の出口を選択的に開放及び閉止する、機械的な作動手段をさらに備える、請求項９に記載の加熱塔装置。
【請求項１１】
前記機械的な作動手段を制御するコントローラをさらに備える、請求項１０に記載の加熱塔装置。
【請求項１２】
前記１つ以上の入口は、
第１入口空気流を提供する第１空気流入口、
第２入口空気流を提供する第２空気流入口、
を備え、
前記第１空気流入口は、開位置及び閉位置の間で移動する第１入口ドアを有し、
前記第２空気流入口は、開位置及び閉位置の間で移動する第２入口ドアを有し、
前記１つ以上の出口は、
第１出口空気流を提供する第１空気流出口、
第２出口空気流を提供する第２空気流出口、
を備え、
前記第１空気流入口は、開位置及び閉位置の間で移動する第１出口ドアを有し、
前記第２空気流出口は、開位置及び閉位置の間で移動する第２出口ドアを有する、請求項９に記載の加熱塔装置。
【請求項１３】
前記１つ以上の入口は、前記第２空気流入口に対向して、
前記第１空気流出口は、前記第２空気流出口に対向する、請求項１２に記載の加熱塔装置。
【請求項１４】
前記第１入口ドア及び前記第２入口ドアは、開位置及び閉位置の間で移動する複数のルーバであり、
前記第１出口ドア及び前記第２出口ドアは、開位置及び閉位置の間で移動する複数のルーバである、請求項１２に記載の加熱塔装置。
【請求項１５】
前記第１空気流入口及び前記第２空気流入口並びに前記第１空気流出口及び前記第２空気流出口の間の、前記垂直軸に全体的に平行に延在する、第１の対向する側壁及び第２の対向する側壁、
前記第１空気流入口及び前記第２空気流入口並びに前記第１空気流出口及び前記第２空気流出口の間の、前記垂直軸に全体的に平行に延在する、第１の対向する端壁及び第２の対向する端壁、
をさらに備える、請求項１２に記載の加熱塔装置。
【請求項１６】
前記第１空気流入口は、前記第１の対向する側壁上に配置され、
前記第２空気流入口は、前記第２の対向する側壁上に配置される、請求項１５に記載の加熱塔装置。
【請求項１７】
前記第１空気流出口は、前記垂直軸に所定の角度で、前記第２の対向する側壁から垂直に延在し、
前記第２空気流出口は、前記垂直軸に所定の角度で、前記第１の対向する側壁から垂直に延在し、
前記第１空気流出口及び前記第２空気流出口は、頂点を形成する共通点まで延在している、請求項１６に記載の加熱塔装置。
【請求項１８】
垂直軸に沿って全体的に下向きの方向に落下する液体を加熱する加熱塔装置であって、
第１入口空気流を提供する第１空気流入口、
第２入口空気流を提供する第２空気流入口、
出口空気流を提供する空気流出口、
液体分配アセンブリ、
充填媒体、
を備え、
前記第１空気流入口は、開位置及び閉位置の間で移動する第１入口ドアを有し、
前記第２空気流入口は、開位置及び閉位置の間で移動する第２入口ドアを有し、
前記加熱塔の作動中において、前記第１入口ドアは開位置であり、前記第２入口ドアは閉位置であり、
前記空気流入口は、回転可能な出口ダクトに接続され、
前記液体分配アセンブリは、前記充填媒体上に液体を分配して、
前記出口ダクトは、前記出口空気流から前記入口空気流を離隔するために前記空気流出口上方に前記垂直軸周りに一方向性に回転する、加熱塔装置。
【請求項１９】
前記第１空気流入口は、前記第２空気流入口に対向する、請求項１８に記載の加熱塔装置。
【請求項２０】
前記第１入口ドア及び前記第２入口ドアは、開位置及び閉位置の間で移動する複数のルーバである、請求項１８に記載の加熱塔装置。
【請求項２１】
前記出口ダクトは、全体的に管形状である、請求項１８に記載の加熱塔装置。
【請求項２２】
前記出口ダクトは、機械的な回転手段を介して回転される、請求項１８に記載の加熱塔装置。
【請求項２３】
垂直軸に沿って全体的に下向きの方向に落下する液体を加熱する加熱塔装置であって、
第１入口空気流を提供する第１空気流入口、
第２入口空気流を提供する第２空気流入口、
第１出口空気流を提供する空気流出口、
液体分配アセンブリ、
充填媒体、
を備え、
前記第１空気流入口は、開位置及び閉位置の間で移動する第１入口ドアを有し、
前記第２空気流入口は、開位置及び閉位置の間で移動する第２入口ドアを有し、
前記加熱塔の作動中において、前記第１入口ドアは閉位置であり、前記第２入口ドアは開位置であり、
前記空気流入口は、回転可能な出口ダクトに接続され、
前記液体分配アセンブリは、前記充填媒体上に液体を分配して、
前記入口ダクトは、前記出口空気流から前記入口空気流を離隔するために前記第１空気流入口及び前記第２空気流入口上方に前記垂直軸周りに一方向性に回転する、加熱塔装置。
【請求項２４】
前記第１空気流入口は、前記第２空気流入口に対向して、
前記第１空気流出口は、前記第２空気流出口に対向する、請求項２３に記載の加熱塔装置。
【請求項２５】
前記第１入口ドア及び前記第２入口ドアは、開位置及び閉位置の間で移動する複数のルーバであり、
前記第１出口ドア及び前記第２出口ドアは、開位置及び閉位置の間で移動する複数のルーバである、請求項２３に記載の加熱塔装置。
【請求項２６】
前記第１空気流入口及び前記第２空気流入口並びに前記第１空気流出口及び前記第２空気流出口の間の、前記垂直軸に全体的に平行に延在する、第１の対向する側壁及び第２の対向する側壁、
前記第１空気流入口及び前記第２空気流入口並びに前記第１空気流出口及び前記第２空気流出口の間の、前記垂直軸に全体的に平行に延在する、第１の対向する端壁及び第２の対向する端壁、
をさらに備える、請求項２３に記載の加熱塔装置。
【請求項２７】
前記第１空気流入口は、前記第１の対向する側壁上に配置され、
前記第２空気流入口は、前記第２の対向する側壁上に配置される、請求項２６に記載の加熱塔装置。
【請求項２８】
前記第１空気流出口は、前記垂直軸に所定の角度で、前記第２の対向する側壁から垂直に延在し、
前記第２空気流出口は、前記垂直軸に所定の角度で、前記第１の対向する側壁から垂直に延在し、
前記第１空気流出口及び前記第２空気流出口は、頂点を形成する共通点まで延在している、請求項２７に記載の加熱塔装置。
【請求項２９】
加熱塔を用いて液体を加熱する方法であって、
第１入口ドアを開位置に駆動させて、第１空気流入口を開くこと、
第１出口ドアを開位置に駆動させて、第１空気流出口を開くこと、
前記第１空気流入口を介して空気流を前記加熱塔に引き入れること、
前記空気流を充填媒体上に通過させること、
前記第１空気流出口を介して前記加熱塔から前記空気流を排出すること、
前記入口の空気流を前記出口の空気流から離隔すること、を含む、方法。
【請求項３０】
第１入口ドアを閉位置に駆動させて、第１空気流入口を閉じること、
第１出口ドアを閉位置に駆動させて、第１空気流出口を閉じること、
第２入口ドアを開位置に駆動させて、第２空気流入口を開くこと、
第２出口ドアを開位置に駆動させて、第２空気流出口を開くこと、
前記第２空気流入口を介して空気流を前記加熱塔に引き入れること、
前記空気流を充填媒体上に通過させること、
前記第２空気流出口を介して前記加熱塔から前記空気流を排出すること、
前記入口の空気流を前記出口の空気流から離隔すること、
をさらに含む、請求項２９に記載の液体を加熱する方法。
【請求項３１】
前記第１入口ドア及び前記第１出口ドアを駆動させるステップは、コントローラによって制御される、請求項２９に記載の液体を加熱する方法。
【請求項３２】
前記コントローラは、環境条件に応じて前記第１入口ドア及び前記第１出口ドアを駆動する、請求項３１に記載の液体を加熱する方法。
【請求項３３】
垂直軸に沿って全体的に下向きの方向に落下する液体を加熱する加熱塔装置であって、
第１入口空気流を提供する第１空気流入口、
第２入口空気流を提供する第２空気流入口、
出口空気流を提供する空気流出口、
前記空気流出口に亘って少なくとも一部に延在している、一連の回転可能な羽根、
液体分配アセンブリ、
充填媒体、
を備え、
前記第１空気流入口は、選択的に開放可能及び閉止可能であり、
前記第２空気流入口は、選択的に開放可能及び閉止可能であり、
前記液体分配アセンブリは、前記充填媒体上に液体を分配する、加熱塔装置。
【請求項３４】
前記一連の回転可能な羽根は、第１の位置に向けて回転されて、
前記一連の回転可能な羽根は、前記第１空気流入口に対向する方向に前記出口空気流を導く、請求項３３に記載の加熱塔装置。
【請求項３５】
前記一連の回転可能な羽根は、前記第１の位置に対向する第２の位置に向けて回転されて、
前記一連の回転可能な羽根は、前記第２空気流入口に対向する第２の方向に前記出口空気流を導く、請求項３３に記載の加熱塔装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般に、加熱塔装置によって加熱される水により熱を循環流体に与えるための装置及び方法に関する。より詳しくは、本発明は、例えば、液化天然ガス等が熱交換を介して蒸発される、装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
外気から比較的冷たい液体に熱を与えて液体を「加熱」又は冷却することが、望ましい時がある。この状況は、液化天然ガスに対しても到来しうる。
【０００３】
天然ガスの極低温の液状化は、天然ガスを輸送用のより便利な形に変換するための手段として、日常的に実践されている。この種の液状化は、概して約６００分の一に体積を減らして、格納されることができ、より容易に輸送可能な最終産物になる。また、その天然ガスに対する需要が増加しているときに容易かつ効率的に供給されるように、そのように余分の天然ガスを格納することが、望ましい。天然ガスを輸送するための、更に、余分の天然ガスを格納するための１つの実用的な手段は、天然ガスを格納及び／又は輸送のための液化状態に変換して、それから需要の要求に応じて液体を気化させることである。
【０００４】
天然ガスは、最終的に使用される離れた領域でしばしば入手可能であり、それゆえ、天然ガスの液状化はより大きな重要性さえ有している。概して、天然ガスは、供給源から直接ユーザ市場へと、パイプラインを介して輸送される。しかしながら、パイプラインが利用できないか又は非実用的でないような、より大きな距離でユーザ市場と離れている供給源から天然ガスを輸送することがより一般的になってきている。これは、輸送が航洋船によってなされなければならない海上輸送においてとりわけ当てはまる。ガス状態での天然ガスの船輸送は、通常、ガス状態でのガスの大きな体積、及び、加えられる圧力によりガスの体積を著しく減らすことが必要となるため、実際的でない。従って、天然ガスを格納して輸送するために、ガスの体積は、略−２６０°Ｆ、略−２４０°Ｆにガスを冷やすことによって典型的に減少される。この温度では、天然ガスは液化天然ガス（ＬＮＧ）に変わり、略大気の蒸気圧を保持している。ＬＮＧの輸送及び／又は格納の完了後、ＬＮＧは、消費のためのエンドユーザに天然ガスを提供する前に、ガス状態に戻されなければならない。
【０００５】
典型的に、ＬＮＧの再ガス化又は気化は、さまざまな熱伝達流体、システム及び方法の使用で達成される。例えば、従来技術において使用されるいくつかの方法は、ＬＮＧを加熱して蒸発させるために、温水又は蒸気を使用する蒸発器を利用する。しかしながら、これらの加熱プロセスには、ＬＮＧの極度の低温のため温水又は蒸気がしばしば凍ってしまい次々に蒸発器を詰まらせるという、欠点がある。この欠点を解決するために、従来技術において、オープンラック蒸発器、中間流体蒸発器及び液中燃焼蒸発器といった、他の蒸発器が使われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
オープンラック蒸発器は、概してＬＮＧとの対向流の熱交換のための加熱源として、海水等を使用する。前述の蒸発器と同様で、オープンラック蒸発器は、蒸発器表面上で「氷結」する傾向があり、そして、伝熱への抵抗の増大を引き起こす。従って、オープンラック蒸発器は、伝熱面積の増大している蒸発器を有するように設計されなければならず、蒸発器のコスト及び設置面積の増大を伴う。
【０００７】
上述のように、水又は蒸気によって直接加熱することによってＬＮＧを蒸発させる代わりに、中間流体型の蒸発器は、低い氷点を有する、プロパン、フッ化炭化水素等のような中間の流体又は冷媒を使用する。この冷媒は、温水又は蒸気によって加熱されることができ、そして、加熱された冷媒又は冷媒混合物が蒸発器を通って、ＬＮＧを蒸発させるために用いられる。この型の蒸発器は、上述した蒸発器に共通であった凍結及び氷結の事象を克服しているが、しかしながら、これらの中間流体の蒸発器は、例えばボイラー又はヒータといった、冷媒を加熱するための手段を必要とする。この冷媒を加熱するために用いる加熱手段の燃費によって、この種の蒸発器を作動するために非常に高コストであるので、この種の蒸発器にも欠点がある。
【０００８】
ボイラー又はヒータの作動における高コストを克服するために従来技術において用いられている１つの実例は、それ自身によって、又は、ヒータ又はボイラーと組み合わせて、ＬＮＧを蒸発させるために作用する冷媒を加熱する、給水塔の利用である。これらのシステムにおいて、水は、温度が上昇する給水塔を通過する。昇温状態の水は、それから、第１蒸発器を介してグリコールのような冷媒を加熱するために用いられ、そして、第２の蒸発器を介してＬＮＧを蒸発させるために順次用いられる。しかしながら、これらのシステムにも、塔入口蒸気及び塔出口蒸気との間の浮力差に関する欠点がある。加熱塔は、外気と比較して非常に重い大量の冷たく湿った空気又は廃水を放出する。一旦冷たい廃水が塔から放出されると、この廃水は外気よりも非常に重いので、沈むか又は地面（グラウンド）に伝播する傾向がある。そして、この冷たい廃水は給水塔に吸い込まれ、塔の熱交換特性を妨げて、塔を非効率的なものにしてしまう。上述した浮力の問題によって、給水塔を通る冷気の再循環が生じ、そして、この給水塔の水を加熱する能力を妨げて、塔の効果を本質的に制限してしまう。
【０００９】
従って、この技術において、加熱塔装置によって熱を循環流体に与えるための、改良型の装置及び方法を提供することへのニーズが存在している。効率的で低コストの方法でＬＮＧの蒸発を達成するために、この種の装置及び方法を有することが望まれている。さらにまた、この技術において、水を効率的に加熱することができ、より効率的で低コストのＬＮＧ蒸発処理及び／又は蒸発システムにおける使用のために加熱塔を提供することへのニーズが存在している。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述のニーズは、本発明によって大いに適合され、ここで、加熱塔装置及び方法の態様が提供される。
【００１１】
本発明の一実施の形態によれば、加熱塔を使用して流体を加熱する方法が提供される。この方法は、入口を介して空気流を前記加熱塔に引き入れること、充填媒体上に前記空気流を通すこと、前記充填媒体上に前記流体を通すこと、出口を介して前記加熱塔から空気蒸気を排出すること、そして、前記入口の空気流を前記出口の空気流から分離すること、を含む。
【００１２】
本発明の他の実施の形態によれば、液体を加熱する加熱塔装置は、入口空気流を提供する空気流入口を有して提供される。前記入口は、入口ダクトを含む。また、前記加熱塔は、出口空気流を提供する空気流出口をも含む。前記入口ダクトは、前記出口空気流に対して前記入口空気流を離隔するように作動する。前記加熱塔は、前記入口ダクト及び前記出口に接続している少なくとも一つの加熱塔セルを更に含む。前記加熱塔セルは、充填媒体に沿った液体分配アセンブリを備え、ここで、前記液体分配アセンブリは前記充填媒体上に液体を分配する。
【００１３】
本発明のさらにもう一つの実施の形態によれば、液体を加熱する加熱塔装置は、入口空気流を提供する空気流入口を有して提供される。前記加熱塔は、出口空気流を提供する出口ダクトを有する空気流出口をも含む。前記出口ダクトは、前記出口空気流に対して前記入口空気流を離隔するように作動する。前記加熱塔は、前記入口及び前記出口ダクトに接続している少なくとも一つの加熱塔セルを更に含む。前記加熱塔セルは、充填媒体に沿った液体分配アセンブリをさらに備え、ここで、前記液体分配アセンブリは前記充填媒体上に液体を分配する。
【００１４】
本発明のさらに別の実施の形態によれば、液体を加熱する加熱塔装置は、入口空気流を提供する空気流入口及び出口空気流を提供する空気流出口を有して提供される。前記入口ダクトは、前記出口空気流に対して前記入口空気流を離隔するように作動する。前記加熱塔は、前記入口ダクト及び前記出口に接続している少なくとも一つの加熱塔セルを更に含む。前記加熱塔セルは、充填媒体に沿った液体分配アセンブリを備え、ここで、前記液体分配アセンブリは前記充填媒体上に液体を分配する。前記加熱塔は、加えて、前記入口空気流を前記出口空気流から分離するハウジングを含む。
【００１５】
本発明の他の実施の形態によれば、液体を加熱する加熱塔装置が提供される。前記塔は、複数の加熱塔セルに沿って入口空気流を提供する空気流入口を含み、前記加熱塔セルの各々が前記入口に接続している。前記加熱塔セルの各々は、充填媒体に沿った液体分配アセンブリと、出口空気流を提供する空気流出口とを具備している。前記加熱塔は、前記入口空気流を前記出口空気流から分離する前記加熱塔セルにおける前記空気流出口の各々に亘って延在するハウジングをも含む。
【００１６】
本発明の更なる他の実施の形態によれば、液体を加熱する加熱塔装置が提供される。そして、入口を通して前記加熱塔に空気流を引き入れるための手段と、前記空気流を充填媒体上に通すための手段と、前記流体を前記充填媒体上に通すための手段と、出口を通して前記加熱塔から前記空気流を排出するための手段と、前記入口空気流を前記出口空気流から分離するための手段と、を備える。
【００１７】
本発明の他の実施の形態によれば、加熱塔に対するエアガイドが提供される。前記エアガイドは、入口空気流を提供する空気流入口を含む。前記エアガイドは、出口空気流を提供する出口空気流をも含む。作動の間、前記エアガイドは、前記入口空気流を前記出口空気流から離隔する。
【００１８】
本発明の他の実施の形態によれば、垂直軸に沿って全体的に下側方向に落下する液体を加熱するための加熱塔装置が提供される。そして、前記加熱塔装置は、第１入口空気流を提供する第１空気流入口、第２入口空気流を提供する第２空気流入口、第１出口空気流を提供する第１空気流出口、第２出口空気流を提供する第２空気流出口、液体分配アセンブリ、及び、充填媒体、を備え、前記第１空気流入口は、開位置及び閉位置の間を移動する第１入口ドアを有し、前記第２空気流入口は、開位置及び閉位置の間を移動する第２入口ドアを有し、前記第１空気流出口は、開位置及び閉位置の間を移動する第１出口ドアを有し、前記第２空気流出口は、開位置及び閉位置の間を移動する第２出口ドアを有し、前記液体分配アセンブリは、前記充填媒体上に液体を備え、前記加熱塔は、前記第１入口ドアが前記開位置に、前記第２入口ドアが前記閉位置に、前記第１出口ドアが前記開位置に、前記第２出口ドアが前記閉位置にある、第１配置で作動可能であり、前記加熱塔は、前記第１入口ドアが前記閉位置に、前記第２入口ドアが前記開位置に、前記第１出口ドアが前記閉位置に、前記第２出口ドアが前記開位置にある、第２の配置で作動可能であり、前記塔は、前記第１配置及び前記第２の配置との間で、切換可能である。
【００１９】
本発明の他の実施の形態によれば、垂直軸に沿って全体的に下側方向に落下する液体を加熱するための加熱塔装置が提供される。そして、前記加熱塔装置は、複数の入口、複数の出口、液体分配アセンブリ、充填媒体、を備え、前記液体分配アセンブリは、液体を前記充填媒体上に分配して、前記複数の入口及び前記複数の出口の各々は、選択的に開閉可能である。
【００２０】
さらに別の実施の形態によれば、垂直軸に沿って全体的に下側方向に落下する液体を加熱するための加熱塔装置が提供される。そして、前記加熱塔装置は、第１入口空気流を提供する第１空気流入口、第２入口空気流を提供する第２空気流入口、第１出口空気流を提供する空気流出口、液体分配アセンブリ、及び、充填媒体、を備え、前記第１空気流入口は、開位置及び閉位置の間を移動する第１入口ドアを有し、前記第２空気流入口は、開位置及び閉位置の間を移動する第２入口ドアを有し、前記加熱塔の作動中において、前記第１入口ドアは前記開位置に、前記第２入口ドアは前記閉位置にあり、前記空気流入口は、回転可能な出口ダクトに連結され、前記液体分配アセンブリは、前記充填媒体上に液体を分配し、前記出口ダクトは、前記空気流出口の上方で前記垂直軸周りの指向性の回転をして、前記入口空気流を前記出口空気流から離隔する。
【００２１】
本発明の他の実施の形態によれば、垂直軸に沿って全体的に下側方向に落下する液体を加熱するための加熱塔装置が提供される。そして、前記加熱塔装置は、第１入口空気流を提供する第１空気流入口、第２入口空気流を提供する第２空気流入口、第１出口空気流を提供する空気流出口、液体分配アセンブリ、及び、充填媒体、を備え、前記第１空気流入口は、開位置及び閉位置の間を移動する第１入口ドアを有し、前記第２空気流入口は、開位置及び閉位置の間を移動する第２入口ドアを有し、前記加熱塔の作動中において、前記第１入口ドアは前記閉位置に、前記第２入口ドアは前記開位置にあり、前記空気流入口は、回転可能な出口ダクトに連結され、前記液体分配アセンブリは、前記充填媒体上に液体を分配し、前記入口ダクトは、前記第１空気流入口及び第２空気流入口の上方で前記垂直軸周りの指向性の回転をして、前記入口空気流を前記出口空気流から離隔する。
【００２２】
本発明の他の実施の形態によれば、加熱塔を用いて液体を加熱するための方法が提供される。そして、以下のステップを含む。すなわち、第１入口ドアを開位置に作動させること、第１空気流入口を開くこと、第１出口ドアを開位置に作動させること、第１空気流出口を開くこと、前記第１空気流入口を介して空気流を前記加熱塔に引き入れること、充填媒体上に前記空気流を通すこと、第１空気流出口を介して前記加熱塔から前記空気流を放出すること、そして、前記出口空気流のための前記入口空気流を分離すること、を含む。
【００２３】
本発明のさらに他の実施の形態によれば、垂直軸に沿って全体的に下側方向に落下する液体を加熱するための加熱塔装置が提供される。前記加熱塔装置は、第１入口空気流を提供する第１空気流入口、第２入口空気流を提供する第２空気流入口、出口空気流を提供する空気流出口、前記空気流出口に亘って少なくとも一部に延在している一連の回転可能な羽根、液体分配アセンブリ、充填媒体、を備え、前記第１空気流入口は選択的に開放可能及び閉止可能であり、前記第２空気流入口は選択的に開放可能及び閉止可能であり、前記液体分配アセンブリは、前記充填媒体上に液体を分配している。
【００２４】
従って、本明細書の詳細な説明がより良く理解されて、当技術における本発明の寄与がより良く理解されるように、本発明の実施の形態がむしろ幅広く概説される。もちろん、後述されて、本願の請求項における主題を形成する、本発明の付加的な実施の形態が存在している。
【００２５】
この点で、本発明の少なくとも一つの実施の形態を詳細に説明する前に、本発明が構造の詳細に、そして、以下の説明において開示されるか又は図面において例示される部材の配置及び構造の詳細への用途に制限されないことを理解すべきである。本発明は、本明細書に記載されている実施の形態に加えて、様々な方法で実行及び実施可能である。また、アブストラクト（要約）と同様に、本願明細書において使用される語法及び用語は説明のためであって、制限する意図ではないことを理解すべきである。
【００２６】
このように、当業者は、この開示がベースとなる概念が、本発明のいくつかの目的を実施するための他の構造の設計、方法及びシステムに対するベースとして容易に利用できるということを理解するであろう。従って、請求項がその範囲においてそれらが本発明の趣旨及び範囲から逸脱しないような等価な構造を含むこととみなされることは、重要である。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態における加熱塔の側面斜視図である。
【００２８】
図２は、本発明の実施の形態における、図１において例示される加熱塔において使用されうる交差流（クロスフロー）型の加熱塔セルの断面図である。
【００２９】
図３は、本発明の他の実施の形態における、図１において例示される加熱塔において使用されうる対向流型の加熱塔セルの断面図である。
【００３０】
図４は、本発明の他の実施の形態における、加熱塔セルの模式的な側面図である。
【００３１】
図５は、図４の実施の形態における加熱塔の上面斜視図である。
【００３２】
図６は、本発明のさらに他の実施の形態における、加熱塔の模式的な側面図である。
【００３３】
図７は、本発明のさらに別の実施の形態における、加熱塔セルの上面斜視図である。
【００３４】
図８は、本発明の他の実施の形態における、加熱塔セルの部分切断側面斜視図である。
【００３５】
図９は、本発明の他の実施の形態における、加熱塔セルの上面斜視図である。
【００３６】
図１０は、本発明の他の実施の形態における、加熱塔構造の略平面図である。
【００３７】
図１１は、本発明の他の実施の形態における、加熱塔の模式的な側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明における様々な好ましい実施の形態によって、例えば水等の液体を加熱するための加熱塔装置及び方法が提供される。いくつかの配置において、加熱塔及び装置は、液化天然ガス（ＬＮＧ）の蒸発のために利用される蒸発又はガス化装置及び／又は処理で利用される。しかしながら、本発明がＬＮＧ蒸発プロセスにその用途を制限されるものではなく、例えば、液体等に熱の付加を必要とする他のシステム及び／又は他の処理によって使用可能であることを理解すべきである。本発明の好ましい実施の形態は、図面を参照してさらに説明される。ここで、同様の参照番号は全体に同様の物に付与される。
【００３９】
図１−図３を参照すると、加熱塔は、全体を１０で指示されるように表される。そして、空気入口１３を画定する吸気シェル又はダクト１２を有する。加熱塔１０は、吸気シェル１２に接続している複数の独立した加熱塔セル１４をも含む。図２は、交差流型の加熱塔セルを示し、その全体を１４ａで示す。一方、図３は、対向流型の加熱塔セルを示し、その全体を１４ｂで示す。これらのいずれも詳細は後述される。図１には１２の加熱塔セル１４（２つは双曲線状のシェルの後ろに直接位置し、図示されていない）を用いる加熱塔１０が示されているが、加熱塔１０は、通常、加熱塔１０のヒータ容量を変化できるように様々な数の加熱塔セル１４を使用することができる。同様に、加熱塔１０は、全体的に全て交差流型の加熱塔セル１４ａを用いてもよく、全体的に全て対向流型の加熱塔セル１４ｂを用いてもよく、又は、２つの型の加熱塔セル１４の任意の組合せを用いてもよい。
【００４０】
図１に示されるように、吸気シェル１２は双曲線形状であることが好ましい。しかしながら、様々な形状の吸気シェルが、使用可能である。双曲線形状の吸気シェル１２は、詳細を後述するように、加熱塔の吸気口１３を画定して、空気入口を加熱塔空気出口から離隔する、軽量で強固な入口ダクトを提供する。
【００４１】
図２を参照すると、交差流型の加熱塔セル１４ａが概略的に表され、これは加熱塔１０において使用可能である。加熱塔セル１４ａは、水盆１６と、この水盆１６が接続されるフレームアセンブリ又は構造１８を含む、機械式の通風加熱塔セル１４ａである。フレームアセンブリ１８は、水盆１６及び出口２１より上に位置する空気入口を含み、全体を２０で表される。交差流型の加熱塔セル１４ａは、内部に空気生成器又はファンブレードを有するフレームアセンブリ１８に接続しているファン・スタック又はシュラウド２２をも含む。ファンブレードアセンブリは、モーターで順次駆動されるギア構造によって回転する。
【００４２】
図２にて示されたように、交差流型の加熱塔セル１４ａも、概略的に表される水分配アセンブリ２４を含む。交差流型の加熱塔セル１４ａは、全体を２８で示されて、シュラウド２２及びファンアセンブリに対向する位置に向けられている、充填アセンブリ、をも含む。充填アセンブリ２８は、水分配アセンブリ２４の直下にあり、交差流型の加熱塔セル１４ａの全ての空気入口に沿って延在する。充填アセンブリ２８は、多数の交差流膜充填材パックで作製され、各充填材パックは、互いに接続されている多数の独立した交差流膜充填材シートを備えている。これらの膜充填材パックは、使用される交差流型の加熱塔セル１４ａのサイズ及び寸法によって、様々なサイズ及び寸法でありえる。充填アセンブリ２８を形成する膜充填材パックは、水分配盆構造３０によって、交差流型の加熱塔セル１４ａ中に支持される。好ましい実施の形態では、充填材パックを作製する個々のシートは、シートに直角に位置する充填材支持管の周りに巻回されるワイヤループから垂下しうる。そして、ワイヤループは、例えば盆構造３０といった、支持構造に取り付けられうる。
【００４３】
ここで図３を参照すると、対向流型の加熱塔セル１４ｂが概略的に表される。そして、この加熱塔セル１４ｂは、加熱塔１０中において使用されうる。図２において表される交差流型の加熱塔セル１４ａと同様に、対向流型の加熱塔セル１４ｂは、水盆１６、及び、水盆１６が接続されるフレームアセンブリ又はフレーム構造１８を含む、機械式の通風加熱塔セルである。フレームアセンブリ１８は、全体的に２０で示される空気入口を含み、空気流出口２１に沿った水盆１６の上方に位置する。対向流型の加熱塔セル１４ｂは、内部に配置された空気生成器又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に接続しているファン・スタック又はシュラウド２２をも含む。ファンブレードアセンブリは、モーターによって順次駆動されるギア構造によって回転する。
【００４４】
図３で図示されているように、対向流型の加熱塔セル１４ｂは、複数のスプレーノズル２６を有する水分配アセンブリ２４をも含む。対向流型の加熱塔セル１４ｂは、全体を３２で表される充填アセンブリをも含むが、しかしながら、対向流型の加熱塔セル１４ｂの名前が示唆しているように、充填アセンブリ３２は対向流型の充填アセンブリである。充填アセンブリ３２は、交差流型の充填アセンブリ２８における対向部分と同様に水分配アセンブリ２４の直下にあるが、しかしながらその対向部分とは異なって、空気入口２０の直ぐ上に、フレームアセンブリ１８の全水平領域に沿って延在する。充填アセンブリ３２は、多数の対向流膜充填材パックで作製されて、各充填材パックは、互いに接続された複数の個々の対向流膜充填材シートを備えている。これらの膜充填材パックは、使用される対向流型の加熱塔セル１４ｂのサイズ及び寸法によって、様々なサイズ及び寸法でありえる。充填アセンブリ３２で作製されるフィルム充填材パックも、複数の水平に配置されて間隔を置かれたクロスメンバー（図示せず）によって、対向流型の加熱塔セル１４ｂ中に支持される。
【００４５】
図１−図３を参照すると、加熱塔１０の作動中に、水が水分配アセンブリ２４に届けられて、そして、この分配アセンブリは、充填アセンブリ２８、３２上への水の輸送又はスプレーを進行する。水が充填アセンブリにスプレーされると共に、空気は加熱塔セル１４ａ、１４ｂを介してそれぞれのファンアセンブリによって同時に引き上げられる。この空気は、最初に、吸気セル１２の空気入口１３を経て加熱塔１０に入り、そこで、個々の加熱塔セル１４ａ、１４ｂの個々の空気流入口に進む。
【００４６】
図２に示されるように、空気流が入口を通って交差流型の加熱塔セル１４ａに入ると、経路Ａに沿って流れが進行して、そこで、空気は充填アセンブリ２８に接触して、充填アセンブリの中を流れる。この充填アセンブリに接触する結果、熱交換が発生して、この空気は非常に冷たくなりそして湿気を帯びる。そして、この冷たく湿った空気又は廃水は、出口空気流２１を介して交差流型の加熱塔セル１２ａから出続ける。同様に、図３にて図示したように、この空気流は、充填アセンブリ３２の下で、入口２０を通って対向流型の加熱塔セル１４ｂに入って、経路Ｂに沿って進行し、そこでこの空気は充填アセンブリ３２に接触してその中を流れ、そこで熱交換が発生して、この空気は非常に冷たくそして湿気を帯びる。この冷たく湿った空気又は廃水は、それから空気流出口２１を介して対向流型の加熱塔セル１４ｂを出る。しかしながら、図２及び図３にて図示したように、空気が交差型の流路セル１４ａを経路Ａに沿って流れる交差流セル１２ａ中の流路は、垂直の又は通常の関係で充填アセンブリ２８及び水に接触するものであり、一方、経路Ｂに沿って対向流セル１４ｂを介した空気流は、充填アセンブリ３２と並列な関係で接触するように流れる。
【００４７】
上述したように、加熱塔１０の作動中に、吸気シェル１２は、加熱塔セル１４のそれぞれの出口２１から出る廃水の出口流から空気の入口１３への流れを離隔するようにこの吸気シェル１２が機能するように、加熱塔セル１４に対して配置される。この加熱塔セル１４に対する吸気シェル１２の配置又は方向付けにより、再循環の発生が減少する。より詳しくは、この配置によって、セル１４を出てそして入口１３による加熱塔１０に再び入る加熱塔の廃水の発生が減少する。
【００４８】
図２及び図３に示された、交差流型の加熱塔セル１４ａ及び対向流型の加熱塔セル１４ｂは、あるいは、吸気シェル等を利用しない加熱塔配置において利用されうる。例えば、図１０において表されるようなこれらの配置で、個々のセル１４は、少なくとも１つのセル、好ましくは２つのセルの幅Ｗにおける距離Ｄでこれらのセル１４が離隔されるグループ中に配置されてもよく、そして、好ましくは個々のセル１４は地面から離れて上昇している。加えて、加熱塔セル１４は単独で使用されてもよく、ここで、単一のセルは加熱塔（例えば単一のセルの交差流型の加熱塔又は単一のセルの対向流型の加熱塔）を規定する。
【００４９】
図４を参照すると、本発明の他の実施の形態における、全体を１００で表される加熱塔セルが示されている。加熱塔セル１００は、湿潤区域１０２、水収集盆１０４、シュラウド又はファン・スタック１０６、フレーム又はフレームアセンブリ１０８、及び、上部ハウジング１１０、又はファン・スタック１０６上方に延在する天蓋を含む、機械式の通風加熱塔である。加熱塔セル１００は、空気流入口１１２及び空気流出口１１４を含む。
【００５０】
ファン・スタック１０６は、モーターで駆動される内部に配置されているブレードアセンブリを含む。その一方で、湿潤区域１０２は、前述の実施の形態と同様に、充填アセンブリに沿った液体分配器を含む。充填アセンブリは、個々のフィルム充填材シートから成り立つ多くのフィルム充填材パックを含む。加熱塔セル１００の用途に応じて、加熱塔電池１００は、交差流又は対向流容量において機能することもでき、これは湿式区域１０２の充填アセンブリにおいて利用されるフィルム充填材シートの型に依存する。対向流は、空気入口のために、示される。
【００５１】
図４にて図示したように、上部ハウジング１１０は、湿潤区域１０２から上方に延在する第１壁１１６を有する。上部ハウジング１１０は、第１壁１１４に接続している第２壁１１８をも含み、第２壁１１８は、ファン・スタック１０６よりも上部で、加熱塔セル１００全体に水平に延在する。上部ハウジング１１０は、第２壁１１８に接続された、第３の、角度の付いた壁又は軒１２０を更に含み、この壁又は軒１２０は、加熱塔セル１００からファン・スタック１０６の下方に向かう角度でファン・スタック１０６の下方に延在している。
【００５２】
加熱塔セル１００の作動中に、水は湿潤区域１０２に届けられ、この区域で水がスプレーノズルによって充填アセンブリに噴霧され続ける。水が充填アセンブリに噴霧されると共に、空気は、同時にファンアセンブリによって加熱塔セル１００を通って引き上げられる。空気は、最初に空気入口１１２を介して加熱塔セル１００に入って、初期経路Ｃに沿って流れに進む。ここで、空気は、湿潤区域１０２中を流れて、充填アセンブリに接触する。空気が湿潤区域１０２の充填アセンブリを通過するときに、熱交換が発生して、この空気は非常に冷たくそして湿潤になる。冷たい湿った空気又は廃水は、そして、ファン・スタック１０６を通って加熱塔セル１００から出続ける。一旦廃水が加熱塔セル１００を出ると、上部ハウジング１１０は、矢印Ｄで示されるように、加熱塔セル１００から離れて、下方外側へ廃水の流れを導く。
【００５３】
上述したように前述の加熱塔セル１００の作動中において、上部ハウジング１１０は、入口１１２に入っている空気の流れから廃水の流れを離隔するように機能する。一旦廃水がファン・スタック１０６を介して加熱塔セルを出ると、矢印Ｄによって示されるように、空気は、入口１１２の反対側に廃水を向ける上部ハウジングの壁１１６、１１８、１２０に接触し、再循環発生の可能性を減らす。より詳しくは、上部ハウジング１１０の使用、そして、その壁１１６、１１８、１２０の作用によって、加熱塔セル１００を出る加熱塔廃水の入口１１２を通したセル１００への再流入の発生が減少する。上部ハウジング壁の構成は示されたものに限られないが、例えば、壁１１６及び１１８は、より多くの曲線近似を提供する３以上の真直ぐな壁部分で置き換えてもよい。さらに、上部ハウジング１１０は、曲線であってもよい。
【００５４】
上述の実施の形態と同様に、図４において例示される加熱塔セルは、入口１１２から延在する吸気シェルと組み合わせて用いられてもよい。また、加熱塔セルは、図１と類似の双曲線のシェルといった、大型のマルチセル加熱塔を形成するために、複数の類似の加熱塔セルと結合して用いられてもよい。
【００５５】
図５は、マルチセル加熱塔を表し、全体を１２２で示されて、この加熱塔は、４つの加熱塔セル１００を用いて、それぞれは図４に示されたものと同様である。セル１００の各々は、それぞれの加熱塔セル１００の全てのファン・スタックの上の屋根又は軒１２３を形成するために組み合わさる上部ハウジング１１０を有する。表される実施の形態において、加熱塔セル１００は、空気が加熱塔１２２に入る共通の入口１２４を有する。共通の入口１２４は、図１において例示される実施の形態に表されるものと同様に、空気入口シェルのように機能する。共通の入口１２４は、加熱塔セル１００を出た加熱塔廃水の空気入口１２４を通った加熱塔１２２への再入の発生を減らすために、屋根又は軒１２３と組み合わされる。
【００５６】
図６を参照すると、本発明の別の実施の形態における、交差流型の加熱塔セル２００が表される。加熱塔セル２００は、記載されている前述の実施の形態と類似の、機械式の通風の加熱塔セル２００であり、水盆１６及びこの水盆１６が接続されるフレームアセンブリ又はフレーム構造１８を含んでいる。加熱塔セル２００は、前述の実施の形態のように、地面から上昇しているか離れていることが好ましい。しかしながら、この上昇は、適切な作動のために必ずしも必要であるというわけではない。交差流型の加熱塔セル２００も、空気入口２０４を定めるフレームアセンブリ１８に接続しているファン・スタック又はシュラウド２０２を含む。ファン・スタック２０２は、その内部に配置される空気生成器又はファンブレードアセンブリを有する。ファンブレードアセンブリは、モーターによって順次駆動されるギア構造によって回転する。
【００５７】
図６にて図示したように、交差流型の加熱塔セル２００は、出口空気流に沿った水分配アセンブリ２４をも含み、全体を２０６で示される。交差流型の加熱塔セル２００は、全体を２８で示される充填アセンブリをも含む。充填アセンブリ２８は、水分配アセンブリ２４の直下にあって、交差流型の加熱塔セル２００の全ての出口２０６全体に延在する。充填アセンブリ２８は、多数の交差流型の膜充填材パックで作製されて、そして、各充填材パックは、互いに接続された複数の個々の交差流型の膜充填材シートを備えている。これらの膜充填材パックは、使用される交差流型の加熱塔セル２００のサイズ及び寸法によって、様々なサイズ及び寸法でありえる。充填アセンブリ２８を形成する膜充填材パックは、このパックの個々のシートに横方向に位置する充填材支持管の周りに巻回されるワイヤループ等によって、交差流型の加熱塔セル２００中に支持される。そして、ワイヤループは、例えば盆構造３０といった、支持構造に取り付けられうる。
【００５８】
交差流型の加熱塔セル２００の作動中に、水が水分配アセンブリ２４を介して充填アセンブリ２８上に輸送又はスプレーされ続ける。水が充填アセンブリ２８にスプレーされると共に、空気は交差流型の加熱塔セル２００を介してファンアセンブリによって同時に引き上げられる。この空気は、最初に、空気入口２０４を経て加熱塔２００に入り、そこで、充填アセンブリ２８に接触し続ける。
【００５９】
図６に示されるように、空気流が入口２０４を通って交差流型の加熱塔セル２００に入ると、経路Ｅに沿って流れが進行して、そこで、空気は垂直又は通常の関係で充填アセンブリ２８に接触して、湿潤な充填アセンブリ２８の中を流れて熱交換が発生させる。そして、この熱交換によって、空気は非常に冷たくなりそして湿気を帯びる。そして、この冷たく湿った空気又は廃水は、空気流出口２０６を介して交差流型の加熱塔セル２００から出続ける。
【００６０】
上述したように、加熱塔セル２００の作動中に、ファン・スタック又はシュラウド２０２は、出口２０６から出る出口流又は廃水から入口１３への空気の流れを離隔するように機能する。この出口２０６に対するファン・スタック２０２の配置又は方向付けにより、再循環の発生が減少する。より詳しくは、この配置によって、セル２００を出てそして入口２０４を通ってセルに再び入る加熱塔の廃水の発生が減少する。
【００６１】
図７を参照すると、本発明の他の実施の形態における、全体を３００で表される加熱塔が示されている。図７にて図示されるように、加熱塔は、空気が加熱塔３００に入るときに加熱塔廃水が移動する空気入口ダクト３０２を含む。図１−図３において例示されて表される実施の形態と同様に、加熱塔３００は、空気入口ダクト３０２に接続されて、互いに対向した直列関係の、複数の独立した加熱塔セル１４を含む。図１−図３において例示されて表される実施の形態と同様に、塔３００において利用される加熱塔セル１４は、内部に配置されたファンアセンブリを有するファン・スタック又はシュラウド３０３を有する各々の機械式の通風の加熱塔セル１４である。各々の加熱塔セル１４のファン・スタック３０３は、加熱塔３００の出口空気流を定めるために組み合わされる。また、加熱塔セル１４は、図２に示されるような交差流型の設計であってもよく、又は、図３に示されるような対向流型の設計であってもよい。
【００６２】
図７は、１２の加熱塔セル１４を用いた加熱塔３００を示しているが、加熱塔３００は、エンドユーザが加熱塔３００のヒータ容量を調整することを可能にするように、様々な数の加熱塔セル１４を用いてもよい。同様に、加熱塔３００は、全体的に全て交差流型の加熱塔セル１４を用いてもよく、全体的に全て対向流型の加熱塔セル１４を用いてもよく、又は、２つの型の加熱塔セル１４の任意の組合せを用いてもよい。
【００６３】
図７に示されるように、空気入口ダクト３０２は、２つの端部区域３０４及び中央部区域３０６を有する、矩形形状であることが好ましい。これらの区域の各々は、２つの対向する側壁３１０に接続された対向する頂壁及び底壁を含む。全体的に矩形形状を有する空気入口ダクト３０２が示されているが、様々な形状の入口ダクト３０２が使用されうる。図示の実施の形態では、空気入口ダクトは、加熱塔３００のための双対の、空気流入口３１２を規定して、個々の加熱塔セル１４の加熱塔空気出口から空気入口３１２を離隔するように機能する。
【００６４】
加熱塔３００の作動中において、空気は、矢印Ｇで示されるように、加熱塔セルのダクト３０２を介して加熱塔３００中に引き上げられる。空気は各々の加熱塔セル１４の湿潤区域中に流入し続けて、図１−図６に示される実施の形態と同様に、熱交換が発生する。空気が湿潤区域を流通するときに、空気は降下する液体にその熱を与えて、この空気の温度は著しく冷たくなる。そして、冷たい空気又は廃水は、矢印Ｇによって示されるように、個々のセル１４のスタック３０３を介して各々の個々の加熱塔セル１４から出続ける。
【００６５】
上述した加熱塔３００の作動中において、空気流入口ダクト３０２は、スタック３０３から放出されている廃水空気から個々の加熱塔セルに入る空気流入口を離隔するように機能して、再循環の発生を抑制する。
【００６６】
あるいは、図７において示される加熱塔、及び、個々のセル１４は、廃水が加熱塔３００を出るときに加熱塔廃水が移動する出口ダクトとして空気入口ダクト３０２が機能するように変更されうる。図１−図３に示された実施の形態の同様に、加熱塔３００は、互いに対向した直列の関係で空気出口ダクト３０２に接続された複数の個々の加熱塔セル１４を備える。上述した実施の形態のような、塔３００で使用される加熱塔セル１４は、ファン・スタック又はシュラウド３０３を有する各々の機械式の通風の加熱塔セル１４である。しかしながら、この変更された実施の形態において、各々の加熱塔セル１４のファン・スタック３０３は、出口の代わりに加熱塔３００の空気流入口を規定するために組み合わされる。
【００６７】
前述したように、代換えの構成を有する加熱塔セル３００の作動中において、空気は、矢印Ｈで示されるように、各々のファン・スタック３０３を経て加熱塔セルを介して加熱塔３００中に引き上げられる。空気は各々の加熱塔セル１４の湿潤区域中に流入し続けて、図１−図６に示される実施の形態と同様に、熱交換が発生する。空気が湿潤区域を流通するときに、空気は降下する液体にその熱を与えて、この空気の温度は著しく冷たくなって湿気が蓄積される。そして、冷たい空気又は廃水は、矢印Ｈ’によって示されるように、空気流出口ダクト３０２に入る各々の個々の加熱塔セル１４から出続ける。
【００６８】
図８を参照すると、全体を４００で示された加熱塔セルが、本発明の他の実施の形態に従って例示される。加熱塔セル４００は、図１−７において表される前述の実施の形態と類似している。加熱塔セル４００は、図２及び図６に示されるように、交差流型の加熱塔配置又は構造で実行されるように配置されてもよく、又は、加熱塔セル４００は、図３に示されるように、交差流型の加熱塔の配置又は構造で実行されるように配置されうる。しかしながら、図３において表される実施の形態は側部にスタックを使用するのに対して、図８に示される実施の形態では、垂直にスタックを使用している。
【００６９】
図１−図７に関連して示された実施の形態のように、加熱塔セル４００は、水盆（図示せず）及び下側ハウジング４０１を含む、機械式の通風塔セル４００である。下側ハウジング４０１は、水盆に沿った湿式区域４０２を含み、４つの側部４０４から成る。加熱塔セル４００は、第１空気入口４０３ａ及び第１空気入口４０３ａに対向する第２の空気入口４０３ｂをも含む。各々の空気入口４０３ａ、４０３ｂは、加熱塔セル４００の作動中の所望のときに、入口４０３ａ、４０３ｂを介して空気の流れを制御するように機能する、複数の入口ドア又はルーバ４０５を有する。加熱塔セル４００は、内部に配置された空気生成器又はファンブレードを有する下側ハウジング４０１の頂部に搭載されたシュラウド又はファン・スタック４０７をも含む。ファンブレードアセンブリは、モーターによって順次駆動されるギア構造によって回転する。
【００７０】
湿潤区域４０２は、上述した実施の形態のような、充填アセンブリに沿った液体分配器を含むが、これらは明快さのために描かれていない。充填アセンブリは、個々のフィルム充填材シートから成り立つ多くのフィルム充填材パックを含む。加熱塔セル４００の用途に応じて、加熱塔セルは、対向流型の膜充填材シートを装着してもよく、又は交差流型の膜充填材シートを装着してもよい。従って、このセルは、対向流型の塔における対向流型のセルとして機能することもでき、又は、交差流型の塔における交差流型のセルとして機能することもできる。
【００７１】
図８にて図示したように、加熱塔セル４００は、下側ハウジング４０１に搭載又は接続される、上側ハウジング又は出口ハウジング４０６をも含む。出口ハウジング４０６は、２つの対向する側壁４１０に接続されている、下側ハウジング４０１から上方に延在する２つの対向する端面壁４０８を含む。出口ハウジング４０６は、下方に傾斜するように配向されている、第１空気出口４１２、及び、下方に傾斜するように配向されている、第２空気出口４１４をも含む。各々の空気出口４１２，４１４は、それぞれの出口から空気又は廃水の流れを制御するように機能する出口ハウジング４０６の車体端面の壁４０８同士の間に水平に延在する一連のルーバ又はドア４１６を含む。
【００７２】
図８に示された実施の形態において、加熱塔セル４００の空気流入口４０３ａ、４０３ｂは、対向する側壁にのみ示されているが、加熱塔セル４００は、上述したものと同様に、下側ハウジング４０１の全ての４つの側部４０４上に、複数の空気入口４０３を有してもよい。各々の複数の空気入口は、これらの壁の全長に沿って水平に延在する、入口ルーバ又はドア４０４をも含む。同様に、空気出口４１４は、下方に傾斜した方位で、対向する側部に配置される必要はない。あるいは、上側ハウジング４０６は、下側ハウジング４０１と同様に、全体的に正方形であるか矩形の形状を有することができ、そして、示されているものと同様に、複数の空気出口４１４を有して、そして、各々が上側ハウジング４０６における４つの側面４０８、４１０に位置するか又はこれらに沿って延在している。各々の複数の空気出口４１２、４１４は、出口の全ての長さに沿って水平に延在する、出口ルーバ又はドア４０６をも含む。
【００７３】
加熱セル４００の作動中に、水は、湿潤区域４０２に輸送されて、そこで、水が交差流であるか対向流であるかに応じてノズルが充填アセンブリ上に水を分配し続ける。水が充填アセンブリ上に分配されると共に、空気は同時にファンアセンブリによって加熱塔セル４００を介して引き上げられる。矢印Ｆで示されるように、空気はまず最初に空気入口４０３ａを介して加熱塔セル４００に入って、湿式区域４０２中に入ってその中を進み、そこで、充填アセンブリに接触する。空気が湿式区域４０２を通過するときに、熱交換は発生して、この空気は非常に冷たくそして湿潤になる。冷たい湿った空気又は廃水は、そして、ファン・スタック４０７を通って加熱塔セル４００から出続ける。
【００７４】
図８にて図示したように、ファン・スタック４０７は上側ハウジング４０６内の下側ハウジングの頂部上に配置されているので、一旦廃水が加熱塔セル４００を出ると、この廃水は上側ハウジング４０６に入る。示された実施の形態において、加熱塔セル４００は、第２の空気出口４１４のルーバ又はドア４１６が開いているときに、第１の空気出口４１２のルーバ４１６が閉じて出口４１２を閉じるように、構成される。従って、空気は、上側ハウジング４０６に入ると、矢印Ｆに示されるように、第２の空気出口４１４を介して直ちに加熱塔セル４００から出続ける。
【００７５】
加熱塔セル４００の作動中に、空気出口４１４のルーバ４１６と連結している上側ハウジング４０６は、入口１１２に入っている空気の流れから、ファン・スタック４０７からの廃水の流れを離隔するように機能する。一旦廃水がファン・スタック４０７を介して加熱塔セル４００を出ると、ルーバ４１６が閉じられているため、廃水は、第１の空気出口４１２を通って上側ハウジング４０６から出ることを防止される。廃水は、それ故、第２の空気出口４１４を介して排出されるように強制又は誘導される。それ故、廃水は、空気入口４０３に対向する側部上の加熱塔セル４００から出て、再循環の可能性を減少する。より具体的には、第１の空気入口４０３ａに連結した第２の空気流出口４１４の利用によって、加熱塔セル４００の廃水が加熱塔セル４００から出て入口４０３ａを介してセル４００に再入する事象が抑制される。
【００７６】
作動中においても、加熱塔セル４００は、図８に示されたようなものの代換的な構成を用いて作動しうる。加熱塔セル４００は、この構成を介して作動することもでき、そこで、第１入口４０３ａは第２出口４１４とともに閉じ、そして、第２の空気入口出口４０３ｂは第１空気出口４１２とともに開いている。この構成において、空気は、第２入口４０３ｂを介して加熱塔セル４００中を流れ、上述の実施の形態において説明したように、湿潤区域４０２を介して、ファン・スタック４０７から出る。しかしながら、図８において表される構成とは対照的に、廃水は、ファン・スタック４０７を出て、第２の空気入口４０３ｂと反対側の、第１出口４１２を介して上側ハウジング４０６を出続ける。
【００７７】
図８において示される構成の様に、上述した代換的な構成の第１空気出口４１２のルーバ４１６は、第２入口４０３ｂに入っている空気から、加熱塔セル４００の廃水の流れを離隔するように機能する。一旦廃水がファン・スタック４０７を介して加熱塔セル４００を出ると、ルーバ４１６が閉じられているため、廃水は、第２の空気出口４１４を通って上側ハウジング４０６から出ることを防止される。廃水は、それ故、第１の空気出口４１２を介して排出されるように強制又は誘導される。それ故、廃水は、第２の空気入口４０３ｂに対向する側部上の加熱塔セル４００から出て、再循環の可能性を減少する。より具体的には、第２入口４０３ｂを用いるときに組み合わせた第１の空気出口４１２上のルーバ４１６を開放する一方で、第２の空気流出口４１４上のルーバ４１６を閉止することで、廃水が加熱塔セル４００から出て第２の入口４０３ｂを介してセル４００に再入する事象が抑制される。
【００７８】
入口４０３及び出口４１２、４１４のルーバ４０５、４１６は、それぞれ、機械アクチュエータによって開位置と閉位置との間に作動することが好ましい。このアクチュエータは、加熱塔セル４００に、風の向きといった大気条件等に応じて、このセル４００の作動中に入口４０３又は出口４１２を開又は閉に選択又は指定できるコントローラ４１８によって作動される。また、コントローラ４１８は、大気条件を検出するか、又は大気条件において変化する検知手段を含んでもよく、したがって、空気流入口及び出口を開閉することによって、自動的に加熱塔セルの構成を変える。
【００７９】
図９を参照すると、加熱塔セル５００が示されており、これは図８において表される加熱塔セル４００の別の実施の形態である。加熱塔セル５００は図８に示されているものと類似しているが、図９に示されている加熱塔セル５００は、上側ハウジング４０６の代わりに排出ダクト又はポート５０２を使用している。
【００８０】
図９にて図示したように、排出ポート５０２は、ファン・スタック４０７に接続していて、加熱塔廃水のために入口４０３ａから離れる経路を提供している。加熱塔セル５００の作動中において、廃水は、ファン・スタック４０７を介して加熱塔セル５００を出て、排出ポート５０２を介して進む。排出ポート５０２は、矢印Ｆで示されるように、加熱塔セル５００から離れる外側の経路に沿って廃水を導くように作用する。この経路は、再循環の可能性を減少させる。より詳しくは、排出ダクト５０２は、加熱塔セルの廃水が加熱塔セル５００から出て入口４０３ａ、４０３ｂを介してセル５００に再入する事象を抑制するように機能する。
【００８１】
加熱塔セル５００の排出ダクト５０２は、機械式回転手段によってファン・スタック４０７周りで回転することが好ましい。図８において表される実施の形態のアクチュエータのように、機械式回転手段は、加熱塔セル５００に、セル５００の作動中において排出ダクト５０２に対して、例えば大気条件（例えば風向）に応答して、所望の位置を選択できるようにコントローラ４１８によって作動される。また、コントローラ４１８は、大気条件を検出するか、又は大気条件において変化し、そして、所定の又は予めプログラムされた位置に、自動的に排出ダクト５０２を回転させる検知手段を含んでもよい。
【００８２】
図１０を参照すると、本発明の別の実施の形態における、全体を６００で表される加熱塔の構成の概略平面図が示される。図１０にて示されたように、加熱塔構成６００において、加熱塔セル１４の各々は距離Ｄで離隔される一方、個々の加熱塔セル１４は幅Ｗを有している。ある加熱塔構成においては、例えば、加熱塔セルの幅は、略３０フィートから略６０フィートに亘っていてもよく、一方、他の構成における個々のセルの幅Ｗは、略５０フィートから略６０フィートに亘っていてもよい。好適な実施の形態において、個々の加熱塔セル１４間の距離Ｄは、加熱塔セル１４の幅Ｗの２倍であるか、略２Ｗに等しいことが好ましい。
【００８３】
図１１を参照すると、全体を７００で表される加熱塔の概略側面図が示される。加熱塔７００は、対向する空気入口７０２、７０４と、第１入口７０２に対応する第１列のブレード型のダンパドア７０６、第２入口７０４に対応する第２列のブレード型のダンパドア７０８、を有する、機械式の通風の加熱塔であることが好ましい。図１１にはブレード型のダンパドア７０６、７０８が示されているが、加熱塔７００は、示されたブレード型のドアの代換的に、例えばロールアップドア等の他のダンパドアを用いてもよい。第２列のダンパドア７０８が第２入口７０４を介して入口空気流を制御するように機能する一方で、第１列のダンパドア７０６が第１入口７０２を介して入口空気流を制御するように機能する。加熱塔は、対向流のために入口７０２、７０４の全体的に上方に位置するか、又は、交差流のために入口７０２、７０４に水平に隣接する、入口湿潤区域７１０と、この湿潤区域７１０に連結されたファン・スタック７１２をさらに含む。図１１に示したように、加熱塔７００は、ファン・スタック７１２に接続されて、加熱塔出口に亘って延在する、一連の回転可能な羽根７１４をも含み、これらの羽根７１４全体は７１６で表される。
【００８４】
加熱塔７００の作動中において、水は、前述の実施の形態において示されたものと同様に、湿潤区域７１０に輸送されて、空気は同時にファン・アセンブリによって加熱塔７００を介して引き上げられる。表される構成において、第２ダンパドア７０８が閉じている一方で第１ダンパドア７０６が開いている。それ故、空気は、第１の空気入口７０２を介して加熱塔７００に入って、経路Ｉに沿って流れ続け、そこで、湿潤区域７１０を通過して充填アセンブリに接触する。この空気が湿潤区域７１０の充填アセンブリに接触するときに、熱交換が発生して、この空気は非常に冷たくなる。そして、この冷たい空気又は廃水は、ファン・スタック７１２を介して加熱塔セル７００から出続ける。廃水が加熱塔７００から出るときに、回転可能な羽根７１４は、ファン・スタック７１２から放出される流れを入口に入る空気から離隔するように機能する。
【００８５】
図１１に示されるように、回転可能な羽根は、空気Ｉで示されたように、空気入口７０２の反対側の側部の加熱塔７００から廃水を出すように誘導して、再循環が起こる可能性を減少させる。より詳しくは、第１空気入口７０２に接続された回転可能な羽根７１４を用いることで、加熱塔７００を出る加熱塔７００の廃水が、入口７０２を介して塔７００に再入する事象を抑制する。
【００８６】
作動中において、加熱塔７００は、図１１に示されたようなものの代換的な構成を用いて作動されうる。加熱塔７００は、第２列のダンパドア７０８が開いている一方で第１列のダンパドア７０６が閉じている構成を介して作動してもよい。この構成において、回転可能な羽根７１４は、第２の入口７０４の反対方向に回転する。この構成であるときに、空気は、上述した実施の形態で説明したように、第２の入口７０４を経て加熱塔７００中に入り、湿潤区域７１０を通って、ファン・スタック７１２を出る。しかしながら、図１１において表される構成に反して、廃水は、第２の空気入口７０４の反対側のファン・スタック７１２から出る。
【００８７】
本発明における多くの特色及び利点が、詳細な説明から明らかになり、そして、それ故、添付の請求の範囲によって、本発明の趣旨及び範囲に入る本発明の全てのこの種の特徴及び利点をカバーすることを目的とする。更に、多数の修正及び変更が当業者によって直ちになしうることから、記載されている正確な構造及び作動に本発明を限定することは望ましくない。従って、全ての適切な修正及び均等物は、本発明の範囲内にあるものとして、取り扱うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における加熱塔の側面斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態における、図１において例示される加熱塔において使用されうる交差流（クロスフロー）型の加熱塔セルの断面図である。
【図３】図３は、本発明の他の実施の形態における、図１において例示される加熱塔において使用されうる対向流型の加熱塔セルの断面図である。
【図４】図４は、本発明の他の実施の形態における、加熱塔セルの模式的な側面図である。
【図５】図５は、図４の実施の形態における加熱塔の上面斜視図である。
【図６】図６は、本発明のさらに他の実施の形態における、加熱塔の模式的な側面図である。
【図７】図７は、本発明のさらに別の実施の形態における、加熱塔セルの上面斜視図である。
【図８】図８は、本発明の他の実施の形態における、加熱塔セルの部分切断側面斜視図である。
【図９】図９は、本発明の他の実施の形態における、加熱塔セルの上面斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の他の実施の形態における、加熱塔構造の略平面図である。
【図１１】図１１は、本発明の他の実施の形態における、加熱塔の模式的な側面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０、３００、６００、７００  加熱塔
１２、３０２、５０２  ダクト（吸気シェル）
１４、２００、４００、５００  加熱塔セル
１６  水盆
１８  フレームアセンブリ
２０  入口
２１  出口
２２  シュラウド
２４  水分配アセンブリ
２８  充填アセンブリ
３０  盆構造
３２  充填アセンブリ
１００  加熱塔セル
１０２、４０２  湿潤区域
１０６、２０２、３０３、４０７、７１２  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
１１２、２０４、３１２、４０３、７０２、７０４  空気流入口
１１４、２０６、４１２  空気流出口
１１６  第１壁
１１８  第２壁
１２０、１２３  軒
１２２  マルチセル加熱塔
４０５  ルーバ
４０６  出口ハウジング
４１６  ドア
４１８  コントローラ
【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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【国際調査報告】
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