(57)【要約】【課題】  設置工事が容易でメンテナンスのときに冷却塔に容易にアクセスでき、設置スペースが少なくて済む大型冷却塔の水配管構造を提供する。【解決手段】  架台１２と、その架台の上に取りつけられ、下面中央に集水槽を備えた複数基の冷却塔ユニット１１と、戻りの循環水を冷却塔ユニット１１に送り込む還路配管と、前記集水槽から循環水を送り出す往路配管とを備えた大型冷却塔１０の水配管構造１３であって、前記還路配管が集水槽と架台の脚２７との間に配置される還路ヘッド管３７を備え、前記往路配管が集水槽と架台１２の他方の脚２７との間に取り付けられる往路ヘッド管３８を備えている水配管構造１３。【選択図】  図１
2005233553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠状の架台と、その架台の上に取りつけられ、下面中央に集水槽を備えた冷却塔と、凝縮器などの冷却に使用された戻りの循環水を冷却塔に送り込む還路配管と、前記集水槽から循環水を送り出す往路配管とを備えた大型冷却塔の水配管構造であって、前記還路配管が集水槽と架台の脚との間に配置され、前記往路配管が集水槽と架台の他方の脚との間に取りつけられている大型冷却塔の水配管構造。
【請求項２】
前記架台が複数基の冷却塔を一列に配列して支持するものであり、
前記還路配管が複数基の冷却塔の集水槽と架台の脚の間を通る還路ヘッダ管と、その還路ヘッダ管から各冷却塔の入り口に分岐される入口配管とから構成され、
前記往路配管が複数基の冷却塔の集水槽と架台の他方の脚の間を通る往路ヘッダ管と、その往路ヘッダ管と各集水槽とを連結する出口配管とから構成されている請求項１記載の水配管構造。
【請求項３】
前記入口配管が集水槽の側方を通って延び、さらに上向きに方向転換して冷却塔に連結されている請求項２記載の水配管構造。
【請求項４】
前記往路ヘッダ管から横向きに循環水出口管が延びており、集水槽の下方を通って前記循環水出口管と平行に循環水入口管が延び、さらに斜め上向きに延びて管路ヘッダ管に横向きに連結されている請求項２記載の水配管構造。
【請求項５】
前記還路ヘッダ管の端部に還路管の本管が連結され、前記往路ヘッダ管の端部かに往路管の本管が連結されている請求項２記載の水配管構造。
【請求項６】
前記入口配管および出口配管に仕切り弁が介在されている請求項２記載の水配管構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建物の屋上などに設置される大型冷却塔の配管構造、とくに複数の冷却ユニットからなる大型冷却塔における、水を循環させる水配管の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】実開平６−６５７８９号公報
【特許文献２】特開平７−３０５９９５号公報
【０００３】
建物の屋上などに設置される冷却塔として、図６に示すものがある。この冷却塔１００は、冷凍機の凝縮器などの冷却に使用された冷却水を受け入れて冷却し、再び凝縮器の冷却水として使用するべく送り出すものである。冷却塔に戻ってくる戻り側冷却水は、還路管から縦方向に延びる入口配管１０１を通り、上部水槽（散水板）１０２に達し、そこから落下してやがて充填材１０３を流下する。そのとき冷却塔上部のモータＭによってファン１０４を回転させて中央のダクト１０４ａに上昇気流を生じさせ、充填材１０３を流下する水に外気を当てる。それにより水は外気と接触しながら冷やされ、冷却塔１００の下面中央の集水槽１０５に集められ、水平に延びる出口配管１０６を通り、往路管を通って再び凝縮器などに冷却水として供給される。
【０００４】
これらの冷却水を受け入れ、送り出す冷却塔下部配管は、通常は図７および図８に示すように、冷却塔１００と平行して屋上などに配設される還路管１０７および往路管１０８に対し、それぞれ枝管１０９およびフレキシブル継ぎ手１１０を介して連結され、配管同士はフランジ継ぎ手などで連結する。符号１１１は集水槽である。また冷却塔１００はアングル材などから枠状に構成される架台１１２の上に設置され、架台はコンクリート基礎１１３の上にアンカボルトで締結される。そして冷却塔１００の据え付け工事ならびに還路管１０７および往路管１０８の配管工事が終了した後に、前述の冷却塔下部配管工事が行われる。
【０００５】
上記の配管工事は冷却塔１００が複数基の場合は煩雑になる。また、屋上などに還路管１０７や往路管１０８が並列的に配置されるので、冷却塔１００の周囲が配管で塞がれ、メンテナンスのときに作業者が近づきにくく、作業しにくい。また、フレキシブル継ぎ手は地震や振動に耐えられるようにするために必要であるが、冷却塔が多くなると使用個数が多くなり、部品経費が高くなる。
【０００６】
特許文献１には、このような問題を解決するため、図９ａ、図９ｂに示すように、還路管（あるいは往路管）の一部１０７ａを冷却塔（ユニット）１００を貫通するようにあらかじめ組み込み、その途中で上向きの配管１０７ｂに分岐することを提案している。このものはユニット１００の幅にＢに区切ったいわば部分的な還路管１０７ａを冷却塔に一体にしているので、必要な数のユニットだけ設置現場に持ち込み、ユニットを結合しながら還路管１０７ａ同士を同心状に配列して１本の配管になるように連結する。そのため、クレーンによる吊り上げ工事は比較的容易になり、最終的な配管工事も容易になる。さらに特許文献１は、還路管１０７と往路管１０８の両方をユニット１００に組み込むことも提案している。
【０００７】
他方、特許文献２には、図１０に示すような、ファン１０４とダクト１２０を一体化した通風用ファンユニット１２１と、それに隣接して配置される熱交換部ユニット１２２とに分離し、設置現場で一体化する分離式の冷却塔１２３が開示されている。このものは熱交換部ユニット１２２の下部に同じ平面積の集水槽１２４を一体化し、通風用ファンユニット１２１の下方に冷却水配管を接続するヘッダ管１２５を配置すること、およびヘッダ管１２５を冷却塔とを一体化することを提案している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図７、図８の水配管構造は、前述のように設置工事が煩雑で、冷却塔の周囲に配管が設置されるので、作業者が冷却塔のメンテナンスがしにくい。他方、図９ａ、図９ｂの水配管構造は、冷却塔に近づきやすくなる反面、部分的な還路管１０７ａ（あるいは往路管）の心合わせ工事が大変である。すなわちそれぞれの部分的な還路管１０７ａは各冷却塔に一体になっているので、冷却塔をずらせながら心合わせをする必要がある。また還路管１０７と往路管１０８の両方をユニットに組み込む場合は、さらに冷却塔に近づきやすくなるが、両方の管の心合わせをするのできわめて困難である。他方、図１０の冷却塔１２３は、通風用ファン部分（ユニット）１２１と熱交換部（ユニット）１２２とが別体であるので、スペース効率が低く、広い設置スペースが必要になる。
【０００９】
本発明は設置工事が比較的容易で、メンテナンスのときに冷却塔に容易にアクセスでき、設置スペースが少なくて済む大型冷却塔の水配管構造を提供することを技術的課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の水配管構造（請求項１）は、枠状の架台と、その架台の上に取りつけられ、下面中央に集水槽を備えた冷却塔と、凝縮器などの冷却に使用された戻りの循環水を冷却塔に送り込む還路配管と、前記集水槽から循環水を送り出す往路配管とを備えた大型冷却塔の水配管構造であって、前記還路配管が集水槽と架台の脚との間に配置され、前記往路配管が集水槽と架台の他方の脚との間に取り付けられていることを特徴としている。
【００１１】
このような水配管構造においては、前記架台が複数基の冷却塔を一列に配列して支持するものであり、前記還路配管が複数基の冷却塔の集水槽と架台の脚の間を通る還路ヘッダ管と、その還路ヘッダ管から各冷却塔の入り口に分岐される入口配管とから構成され、前記往路配管が複数基の冷却塔の集水槽と架台の他方の脚の間を通る還路ヘッダ管と、その還路ヘッダ管と各集水槽とを連結する出口配管とから構成されているものが好ましい（請求項２）。また前記還路ヘッダ管および（または）往路ヘッダ管は各冷却塔ないし架台に取り付けられてユニット化されているものが好ましい。
【００１２】
前記複数基の冷却塔を備えている場合は、前記入口配管が集水槽の側方を通って延び、さらに上向きに方向転換して冷却塔に連結されているものが好ましい（請求項３）。
【００１３】
さらに前記往路ヘッダ管から横向きに循環水出口管が延びており、集水槽の下方を通って前記循環水出口管と平行に循環水入口管が延び、さらに斜め上向きに延びて管路ヘッダ管に横向きに連結されいるものが好ましい（請求項４）。また、前記還路ヘッダ管の端部に還路管の本管が連結され、前記往路ヘッダ管の端部に往路管の本管が連結されているものであってもよい（請求項５）。それらの場合は、入口配管および出口配管に仕切り弁が介在されているものが好ましい（請求項６）。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の水配管構造（請求項１）は、還路配管と往路配管が集水槽と架台の脚の間に取りつけられている。すなわちそれらの配管は冷却塔の下方に収容されることになる。そのため、周囲に配管が少なく、作業者がアクセスしやすい。さらに周囲の配管が少ないので、全体の設置スペースを小さくすることができる。なお、配管は基礎の間に配置することができるので、高さも特に高くする必要はない。また、還路配管と往路配管とが集水槽を挟んで振り分けられているので、水が充満している場合でも重量バランスがとれ、架台などへの偏荷重が少なく、負担が少ない。さらに還路配管と往路配管は工場で取りつけることができる。そのため、工事現場では架台ごと基礎の上に設置し、還路配管および往路配管をポンプや冷凍機などに接続する本管に連結すればよく、必要に応じて修正する場合も容易である。また、冷却塔を増設する場合でも、通常の配管同士の連結で済み、図９の場合のような冷却塔同士の心合わせは不要である。
【００１５】
前記架台が複数基の冷却塔を一列に配列して支持するものであり、前記還路配管が複数基の冷却塔の集水槽と架台の脚の間を通る還路ヘッダ管と、その還路ヘッダ管から各冷却塔の入り口に分岐される入口配管とから構成され、前記往路配管が複数基の冷却塔の集水槽と架台の他方の脚の間を通る還路ヘッダ管と、その還路ヘッダ管と各集水槽とを連結する出口配管とから構成されている場合（請求項２）は、複数基の冷却塔の全体を一つのユニットとして扱うことができる。そのため個別に設置する場合に比して、設置工事が容易である。さらに還路管や往路管の本管との接続もそれぞれ一個所ずつでよく、フレキシブルジョイントを用いる場合も使用本数を少なくできる。
【００１６】
前記複数基の冷却塔を備えている場合において、前記入口配管が集水槽の側方を通って延び、さらに上向きに方向転換して冷却塔に連結されている水配管構造（請求項３）は、冷却塔と往路ヘッダ管とを長い出口配管で連結できる。そのため、配管工事が比較的容易である。すなわち還路ヘッダ管と集水槽とを短い配管で連結したときでも、往路ヘッダ管と冷却塔の連結位置が離れているので、その間の配管工事が容易である。
【００１７】
前記往路ヘッダ管から横向きに循環水出口管が延びており、集水槽の下方を通って前記循環水出口管と平行に循環水入口管が延び、さらに斜め上向きに延びて管路ヘッダ管に横向きに連結されているもの（請求項４）は、還路管と往路管の本管が冷却塔の列と直交している場合でも、配管長さが少なくて済み、全体の設置スペースが少なくて済む。
【００１８】
前記還路ヘッダ管の端部に還路管の本管が連結され、前記往路ヘッダ管の端部かに往路管の本管が連結されている水配管構造（請求項５）では、前記の場合とは逆に、還路管と往路管の本管が冷却塔の列の延長方向にある場合に配管長さが少なくて済み、全体の設置スペースが少なくて済む。
【００１９】
前記入口配管および出口配管に仕切り弁が介在されている水配管構造（請求項６）は、仕切り弁を開閉することにより、必要とされる熱負荷に応じて稼働する冷却塔の数を変えることができる。そのため熱交換が効率的になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
つぎに図面を参照しながら本発明の水配管構造の実施の形態を説明する。図１は本発明の水配管構造を備えた大型（複合）冷却塔の一実施形態を示す概略斜視図、図２は図１の大型冷却塔の水配管構造を示す平面図、図３は図１の大型冷却塔の側面図、図４は本発明の水配管構造の他の実施形態を示す平面図、図５は本発明の水配管構造のさらに他の実施形態を示す概略側面図である。
【００２１】
図１に示す大型冷却塔１０は、３基の冷却塔ユニット１１と、それらを一体にした状態で連結支持する架台１２と、架台１２内に収容される水配管構造１３とを備えている。符号１４は架台１２を支持するコンクリート製あるいは鋼製（型鋼製）の基礎であり、符号１６および１７はそれぞれ還路管および往路管の本管である。図では省略しているが、本管１６、１７は建物の屋上などに固定されている。水配管構造１３は架台１２に吊り金具などで支持されている。
【００２２】
前記冷却塔ユニット１１は図６に示す冷却塔１００と実質的に同じものを使用することができる。すなわち各冷却塔ユニット１１は、図１に示すように前後にそれぞれ充填材ユニット（充填材部分）２１を配置し、中央に上下に貫通するダクト（図６の１０４ａ）の下端に集水槽（図３の符号２３）を配置し、上端にファン２４を配置している。なお、図１の側面のパネル２２は、両端の冷却塔ユニット１１のみに設け、中間部分では省略することもできる。しかし隣接する冷却塔からの空気の回り込みを防ぐため、省略しない方が好ましい。
【００２３】
前記架台１２はアングル材を枠状に組み立てたものなどが使用される。すなわち各冷却塔ユニット１１の下面を支持する矩形状の枠部２６と各枠部の４隅に固定した脚部２７とを備えた架台ユニット２８を、たとえば３ユニット連結したものが用いられる。なお、部材同士が重なる部位は、１本の部材で兼用させることもできる。各枠部２６は図２に詳細に示すように、冷却塔ユニット１１の充填材ユニット２１を乗せる小枠２９を前後に配置し、それらの小枠２９同士を連結部材３０で連結して構成している。
【００２４】
さらに前後の小枠２９同士は、集水槽２３を支持する梯子状の部材３１で連結している。それぞれの小枠２９の左右端の上面には、冷却塔ユニット１１を固定するためのプレート３２が取りつけられている。各部材は溶接で一体に連結するか、ボルト締めなどで一体に締結してもよい。またこの実施形態では、充填材ユニット２１をしっかりと支持するため、図３に示すように、小枠２９の内側の２隅にも脚３３を取りつけている。小枠２９と各脚２７、３３との間には筋交い３４が介在されており、外側の脚２７と内側の脚３３の下端同士は補強部材３５で連結されている。
【００２５】
図２に示すように、前記水配管構造１３は、１列に並んだ後方の小枠２９の下方に貫通するように延びる還路ヘッダ管３７と、前方の小枠２９の下方に貫通するように延びる往路ヘッダ管３８とを備えている。還路ヘッダ管３７は小枠２９の下方を通るので、図３に示すように外側の脚２７と集水槽２３との間を通ることになる。図２に戻って、還路ヘッダ管３７の途中からは、それぞれの冷却塔ユニット１１に水を供給するための小径の入口配管３９が枝管として分岐され、集水槽２３の側方を通って延びている。その入口配管３９の端部は水量調節用の弁３９ａを介して図６の入口配管１０１の下端のエルボ１０１ａと連結される。連結には通常はフランジ継ぎ手が用いられる。
【００２６】
さらにこの実施形態では、還路ヘッダ管３７は、各冷却塔ユニットごとに分離された部分ヘッダ管３７ａと、それらを連結するフランジ継ぎ手３７ｂとから構成されている。各部分ヘッダ管３７ａの端部は、プレート３２からいくらか外れた位置、すなわち外側に出た部位と、内側に入った部位にある。プレート３２の真下に設けることもできるが、真下を避ける方が連結作業がし易い。図２の両端の部分ヘッド管３７ａの開口部は、それぞれ蓋４０で閉じられている。そして図３の右端の部分ヘッダ管３７ａの途中からは還路管の本管に連結するための大径の循環水入口管４１が集水槽２３の下方に向かって延びている。この循環水入口管４１は図３に示すように、部分ヘッダ管３７ａから斜め下向きに延び、さらに水平方向に向きを変えて集水槽２３の下方を通って水平に延びている。そして還路管の本管（図１の符号１６）に対してフレキシブルジョイントを介して連結される。
【００２７】
各ユニットの部分ヘッダ管３７ａ、３８ａはＵ字状の吊り金具などでプレート３２により固定され、また連結部はフランジ継ぎ手である。そのため、吊り金具やフランジ継ぎ手を緩めた状態で連結し、その後、吊り金具などをしっかりと締結すれば、各ユニットの部分ヘッダ管３７ａないし３８ａ同士の連結作業が容易である。
【００２８】
前記往路ヘッダ管３８も還路ヘッダ管３７と同様に、プレート３２からいくらか外側に出た部位と、内側に入った部位とで分離し、フランジ継ぎ手で連結された各ユニットの部分ヘッダ管３８ａで構成されている。各ユニットの部分ヘッダ管３８ａと集水槽２３の側面とは出口配管４２によって連結されている。出口配管４２と集水槽２３の間には水量調節用の弁４２ａが介在されている。さらに図２の右端の部分ヘッダ管３８ａからは横向きに循環水出口管４３が分岐されている。循環水出口管４３はフレキシブルジョイントを介して往路管の本管（図１の符号１７）に連結される。往路ヘッダ管３８の両端が蓋４０で閉じられていることも還路ヘッダ管３７の場合と同様である。
【００２９】
上記のように構成される水配管構造１３では、建物の冷凍機などからポンプを介して戻される凝縮器などに使用した水が還路管の本管１６から循環水入口管４１に矢印ＩＮ方向に流入し、還路ヘッダ管３７を通って３個所の入口配管３９に分岐し、縦方向に延びる入口配管１０１を経由して冷却塔ユニット１１の上部に送られる。前述のように冷却塔ユニット１１内で冷却され、それぞれの集水槽２３に溜まる。そして集水槽２３からそれぞれの出口配管４２を通って往路ヘッダ管３８に集まり、循環水出口管４３を通り矢印ＯＵＴ方向に送出され往路管の本管１７に送られる。
【００３０】
上記のようにこの水配管構造１３は従来のものと実質的に同じ水循環作用を奏する。また、図１のように３基の冷却塔ユニット１１と架台１２および水循環配管構造１３が一体に組み立てた上で建物などに持ち込み、基礎１４に据え付けるだけで施工工事が終わる。したがって施工現場での工期が短い。しかも還路ヘッダ管３７および往路ヘッダ管３８はいずれもユニット自体に固定せず、離して取りつけているので、施工後の調整が簡単である。また、還路ヘッダ管３７と往路ヘッダ管３８が集水槽２３を挟んで両側に配置されるので、重量のバランスがとれる。そのため、架台１２への偏荷重が少なくなり、設計が容易になる。
【００３１】
さらに還路管の本管１６および往路管の本管１７は大型冷却塔１０から離れているので、各冷却塔ユニット１１へ近づきやすい。そのためメンテナンスが容易である。さらに図２からわかるように水配管構造１３は全体として、一体化されているがユニット数ごとに分離できるので、ユニット数の変更、追加にも容易に対応することができる。またフレキシブルジョイントは、循環水入口管４１と循環水出口管４３の２個所に設けるだけでよいので、部品コストおよび組立工数も大幅に低減できる。
【００３２】
なお、図２の実施の形態では、循環水入口管４１および循環水出口管４３がそれぞれのヘッダ管３７、３８の比較的端部に連結されている。しかしできるだけ中心部に連結する方が好ましい。それにより左右の分岐水流ないし合流水流のバランスがとれ、水圧が平均化される。
【００３３】
前記実施形態では循環水入口管４１および循環水出口管４３がそれぞれのヘッダ管３７、３８の途中に直角に連結されているが、図４に示す水配管構造４４のように、各ヘッダ管３７、３８の端部にフレキシブルジョイント４５、４５を介して軸方向に本管１６、１７を連結することもできる。この場合は循環水入口管４１および循環水出口管４３は不要である。さらに大型冷却塔１０へのアクセスが一層容易になる。他の部分については図２の場合と実質的同じであるので、同じ部分に同じ符号をつけて説明を省略する。
【００３４】
図５は図４の水配管構造４４における入口配管３９および出口配管４２にそれぞれ仕切り弁を流量調整弁３９ａ、４２ａとして介在させる場合を示している。
【００３５】
前記実施の形態では大型冷却塔１０を構成する冷却塔ユニット１１が３基のものを例示しているが、求められる冷却能力に応じて、２基、あるいは４基以上の冷却塔ユニット１１を連結することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の水配管構造を備えた大型冷却塔の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】図１の大型冷却塔の水配管構造を示す平面図である。
【図３】図１の大型冷却塔の側面図である。
【図４】本発明の水配管構造の他の実施形態を示す平面図である。
【図５】本発明の水配管構造のさらに他の実施形態を示す概略側面図である。
【図６】本発明の水配管構造に用いる従来公知の冷却塔の一例を示す一部切り欠き斜視図である。
【図７】従来の水配管構造を備えた大型冷却塔の一例を示す一部切り欠き平面図である。
【図８】図７の大型冷却塔の側面図である。
【図９】図９ａおよび図９ｂはそれぞれ従来の水配管構造を備えた大型冷却塔の他の例を示す平面図および側面図である。
【図１０】従来の水配管構造を備えた大型冷却塔のさらに他の例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  大型冷却塔
１１  冷却塔ユニット
１２  架台
１３  水配管構造
１４  基礎
１６  還路管の本管
１７  往路管の本管
２１  充填材ユニット
２２  パネル
２３  集水槽
２４  ファン
２６  枠部
２７  脚（外側）
２９  小枠
３０  連結部材
３１  梯子状の部材
３２  プレート
３３  脚（内側）
３４  筋交い
３５  補強部材
３７  還路ヘッダ管
３７ａ  部分ヘッダ管
３７ｂ  フランジ継ぎ手
３８  往路ヘッダ管
３８ａ  部分ヘッダ管
３９  入口配管
３９ａ  水量調節用の弁
４０  蓋
４１  循環水入口管
４２  出口配管
４２ａ  水量調節用の弁
４３  循環水出口管
４４  水配管構造
４５  フレキシブルジョイント
【図１】
2005233553.tif 000003
【図２】
2005233553.tif 000004
【図３】
2005233553.tif 000005
【図４】
2005233553.tif 000006
【図５】
2005233553.tif 000007
【図６】
2005233553.tif 000008
【図７】
2005233553.tif 000009
【図８】
2005233553.tif 000010
【図９】
2005233553.tif 000011
【図１０】
2005233553.tif 000012