(57)【要約】【課題】  冷却塔に使用されるバットの変形を防止し、冷却塔の冷却効率の低下を防止する。【解決手段】  バット１０３は、凹凸形状の底面１０３ａを備えている。バット底面１０３ａの短辺方向断面は波形状となっており、各凹部の底部には冷却用水を冷却フィン１０２向けて排出するための複数の微細な開口１０３ｃが形成されている。底面１０３ａが曲折していることによって、底面１０３ａの強度を大きく向上することができ、バット１０３の底面１０３ａの変形を効果的に防止することができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却に使用される冷却用液体を冷却する冷却塔であって、
冷却用液体がその表面上を流れ落ちることによって、前記冷却用液体が冷却される冷却フィンと、
前記冷却フィンの上側に配置され、前記冷却用液体を収容する容器と、を備え、
前記容器は、前記冷却用液体が通過して前記冷却フィン上に落下する複数の開口が形成され、凹凸形状を備える底面を有する、
冷却塔。
【請求項２】
前記容器の底面に形成された凹部に前記複数の開口が形成されている、請求項１に記載の冷却塔。
【請求項３】
前記容器の底面に長手方向に延び、短手方向に配列された複数の凹部が形成され、
前記複数の凹部のそれぞれの底部に、長手方向に配列された複数の開口が形成されている、
請求項２に記載の冷却塔。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷却塔に関し、特に、水が流れ落ちる冷却フィンの上部に冷却用水を収容する容器を備える冷却塔に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の製造工程において使用される冷却水を生成する装置として、あるいは、クリーンルームの空調システムで使用される循環水の空冷式冷却装置として、冷却塔と呼ばれる冷却装置が広く利用されている。様々な構造の冷却塔が知られているが、典型的な冷却塔の構成の一例は、循環水を冷却するための複数の冷却フィンを備えている。各冷却フィンの表面上を冷却用循環水（冷却用水）が流れ落ちることによって、空冷によって冷却用水が冷却される。
【０００３】
このようなタイプの冷却塔においては、冷却フィンの上側に使用された冷却用水を収容するバットが配置される。バッドの底面には複数の微細な開口が形成されており、この開口から排出された冷却用水が冷却フィン上に落下し、冷却用水が冷却フィンの表面上を流れ落ちていく。冷却用水は、冷却フィンの表面上を流れ落ちる間に、空冷によって冷却される。
【０００４】
従来、上記のようなバットとして、樹脂を用いたバットが広く使用されている。図４は、従来のバットの概略構成を示している。図４（ａ）は、従来のバット０１の構成を示す斜視図、図４（ｂ）はその上面図、図４（ｃ）は使用されることによって変形したバット４０１の状態を示す側面図である。４１０はバット４０１に冷却用水を供給する供給部であって、使用された冷却用水が流れる配管４１０ａと冷却用水の飛散を防止するカバー４１０ｂとを備えている。
【０００５】
図４に示すように、バット４０１は矩形上の底面４０１ａと、４つの側壁４０１ｂを備えている。底面４０１ａはフラットであって、底面４０１ａには複数の微細な開口４０１ｃが形成されている。底面４０１ａの下側には複数の冷却フィンが配置され、この複数の開口４０１ｃから冷却用水が冷却フィンに向かって落下する。尚、冷却塔のその他の構成については、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−０２８５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、バット４０１は樹脂で形成されることも多く、使用している間に底面４０１ａが変形することがある。底面４０１ａは収容される冷却用水の重さによって湾曲し、図４（ｃ）に示すように、底面４０１ａの中央部が外側に向かって凸となるように歪む。底面４０１ａが図４（ｃ）に示すように変形すると、供給部４１０から供給された冷却用水は底面４０１ａの中央部に溜まるため、底面４０１ａ中央部の開口４０１ｃからのみ冷却用水が落下し、周辺部の開口４０１ｃから冷却用水が落下しなくなる。
【０００８】
冷却用水が底面４０１ａ中央部に溜まるため、全ての開口４０１ｃを均等に使用することができず、冷却用水の落下量が減少する。このため、冷却塔が時間当たりに冷却可能な水量が大きく低下する。また、底面４０１ａ中央部のみから冷却用水が落下することによって、冷却フィン表面の一部のみを冷却用水が流れ落ちることになるので、冷却フィンによる冷却効率を低下させる原因となる。冷却塔は冷却フィンとあわせて冷却ファンを備えることが多いが、冷却フィンの冷却効率の低下することによって冷却ファンの稼動率が上昇し、消費電力が増加することになる。また、冷却フィンの特定の部分のみを冷却用水が流れ落ちるため、赤錆、炭酸カルシウム、シリカなどのスケールが、冷却用水が流れ落ちる部分に多く付着する。これによって冷却フィン表面上において水の流れる流路が変わり、冷却フィンの外側に冷却用水が飛散する原因となる。
【０００９】
本発明は上記のような事情を背景としてなされたものであって、本発明の目的は、バットの変形による冷却塔の冷却効率の低下を抑制することである。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様は、冷却に使用される冷却用液体を冷却する冷却塔であって、冷却用液体がその表面上を流れ落ちることによって、前記冷却用液体が冷却される冷却フィンと、前記冷却フィンの上側に配置され、前記冷却用液体を収容する容器と、を備え、前記容器は、前記冷却用液体が通過して前記冷却フィン上に落下する複数の開口が形成され、凹凸形状を備える底面を有する。容器底面が凹凸形状を有することによって容器底面の強度を上げ、冷却塔の冷却効率の低下を抑制することができる。
【００１１】
前記容器の底面に形成された凹部に前記複数の開口が形成されていることが好ましい。これによって、底面が凹凸形状を有する場合に、冷却用液体を効率的に開口から排出することができる。さらに、前記容器の底面に長手方向に延び、短手方向に配列された複数の凹部が形成され、前記複数の凹部のそれぞれの底部に、長手方向に配列された複数の開口が形成されていることが好ましい。これによって、容器内における冷却用液体の拡散性の低下を抑制できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、冷却塔の冷却効率の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。尚、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００１４】
図１、２は、本形態に係る冷却塔１００の概略構成を示す模式図である。図１は、冷却塔１００の正面からの構成を示し、図２は、冷却塔１００の側面からの構成を示している。図１、２において、１０１は冷却用ファン、１０２は冷却フィン、１０３は複数の冷却フィン１０２の上部に配置され冷却用水を貯水するバット、１０４はバット１０３内に冷却用の循環水を供給する供給部、１０５は複数の冷却フィン１０２の下部に配置された下部水槽、１０６は冷却用水の循環用配管、１０７は外壁である。冷却フィン１０２上に記載された小さい矢印は水の流れを示し、他の大きな矢印は空気の流れを示している。
【００１５】
冷却用ファン１０１は、バット１０３の貯水の水温に応じて制御され、バット１０３の貯水の水温が所定温度（例えば２８度以上など）になると回転することによって冷却用水を冷却する。冷却塔１００は複数の冷却用ファン１０１を備えることができ、これらもバット１０３の貯水の水温に応じて制御される。例えば、温度に応じて冷却用ファン１０１の駆動数を変化させることができる。
【００１６】
冷却塔１００は複数の冷却フィン１０２を備えている。冷却フィン１０２は、例えば、樹脂によって形成することができる。図に示された冷却塔１００は、２列の冷却フィン列を備え、各冷却フィン列は一列に配列された複数の冷却フィンから構成されている。冷却フィン１０２の表面上には多数の突起が形成されており、冷却用水は冷却フィン１０２表面の中央側に流れるように構成されている。冷却用水は、冷却フィン１０２表面上を流れ落ちる間に、空冷によって冷却される。
【００１７】
複数の冷却フィン１０２の上部には、冷却用水を収容するための複数（図の例においては４つ）のバットが配置されている。図の例においては、各冷却フィン１０２列に対して、冷却フィン１０２が配列されている方向に並んで、２つのバット１０３が配置されている。バット１０３内には冷却用水の供給部１０４が配置されており、冷却に使用された冷却用水が供給部１０４からバット１０３内に流れ出す。バット１０３の底面には複数の微細な開口が形成されており、その複数の微細な開口から冷却用水が冷却フィン１０２に向かって落下する。本形態のバット１０３の構造については、後に説明される。
【００１８】
冷却塔１００の冷却動作について説明する。工場の製造工程などにおいて冷却用に使用された冷却用水は、配管（不図示）を通って供給部１０４からバット１０３に供給される。冷却用水は、バット１０３の底面に形成された開口から冷却フィン１０２の表面上に落下する。外壁１０７には外気を通すための開口が形成されている。冷却用水は、冷却されながら冷却フィン１０２の表面上を流れ落ち、下部水槽１０５に流れ込む。
【００１９】
循環用配管１０６経路上にはポンプ（不図示）が配置されており、下部水槽１０５に一時的に貯水された冷却用水は、循環用配管１０６を通って工場内に戻される。バット１０３の貯水の水温に応じて、冷却用水を冷却するために冷却ファン１０１が駆動される。冷却ファン１０１は、２つの冷却フィン１０２列の間の上部側に配置されており、冷却ファン１０１が回転することによって、外壁１０７に形成された開口から外気が冷却塔１００内に流れ込む。これによって、冷却フィン１０２の表面上を流れ落ちる冷却用水の冷却が促進され、冷却用水の温度を低下させることができる。典型的な例として、２７〜２９℃の冷却用水が排出部１０４からバット１０３に排出され、冷却フィン１０２によって２６℃以下に冷却することができる。
【００２０】
尚、冷却塔１００は、外壁１０７を備えることなく、フレーム枠で複数の冷却フィン１０２を固定することも可能である。また、冷却フィン１０２の配置位置、あるいは、冷却フィン１０２列の数などは、設計によって変更することが可能である。この他、各構成要素の配置位置、配置数などは、設計によって適切なものが選択される。
【００２１】
図３は、本形態におけるバット１０３の構成を示している。図３（ａ）は、バット１０３の斜視図、図３（ｂ）はその上面図、図３（ｃ）はその側面図である。図３（ｂ）、（ｃ）の左右方向（バット１０３の長手方向）に、冷却フィン１０２が配列される。バット１０３は、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）などの樹脂によって形成することができる。本バット１０３は、凹凸形状の底面１０３ａを備えている。底面１０３ａが曲折していることによって、底面１０３ａの強度を大きく向上することができ、バット１０３の底面１０３ａの変形を効果的に防止することができる。特に、樹脂によって形成されたバット１０３は、経年変化によって歪曲しやすいため、本形態の底面構造を持つバット１０３は特に有効である。
【００２２】
本形態において、バット１０３は上部開口の箱状体であり、底面１０３ａはその外形が略矩形状である。本例においては、底面１０３ａは冷却フィン１０２の配列方向に延びる長辺を備える長方形として示されている。バット１０３は、底面の各辺から立設された４つの側壁１０３ｂを備え、所定量の冷却用水を収容することができる。本例のバット１０３は上部が開放されているが、所定形状の蓋によってバット１０３の上部をカバーすることも可能である。
【００２３】
本形態のバットの底面１０３ａは、上記のように凹凸形状を備えている。凹凸形状を備えることによって底面１０３の強度が向上し、バット底面１０３ａの変形を抑制することができる。本例においては、バットの底面１０３ａには長手方向に延びる複数の凹部（溝部）が形成されている。各凹部は、短手方向に均等ピッチにおいて配列されている。ここで凹部とは、バット１０３の内側において凹形状であることを意味する。
【００２４】
バット底面１０３ａの短辺方向断面は波形状となっており、各凹部の底部には冷却用水を冷却フィン１０２向けて排出するための複数の微細な開口１０３ｃが形成されている。複数の開口１０３ｃは、本例においては、各凹部の底部において凹部が延びる方向に一列に配列されている。効率的に冷却用水を排出するため、全ての凹部に複数の微細な開口１０３ｃが形成されていることが好ましい。
【００２５】
尚、開口１０３ｃは、開口１０３ｃからの冷却用水が冷却フィン１０２上に落下する位置に形成される。冷却用水が、冷却フィン１０２に均等に落下するように、開口１０３ｃの位置、数、あるいは寸法（半径）などが決定される。また、開口１０３ｃの位置、数、寸法は、冷却フィン１０２の冷却能率なども考慮して決定される。
【００２６】
凹部内に複数の開口１０３ｃを形成することによって、バット底面１０３ａが凹凸形状であっても、バット１０３内に収容されている冷却用水を効率的に冷却フィン１０２に向けて排出することができる。また、バット底面１０３ａが凹凸形状であることによって、バット１０３内における冷却用水の拡散がある程度阻害されうるが、複数の凹部が長手方向の延びる形状であるため、バット１０３内での冷却用水を各開口１０３ｃに向けて拡散することができる。
【００２７】
尚、上記底面形状は本発明の好ましい一例であって、バット底面１０３ａは他の凹凸形状を備えることが可能である。例えば、複数の離間した容器状の凹部を形成することなども可能である。バット底面１０３ａの一部に凹凸形状を形成することができる。例えば、冷却用水の供給部１０４の周囲には、凹凸形状を形成することなく、冷却用水の拡散性を上げることも可能である。また、冷却用水排出用の複数の開口は凹部の底部に形成することが好ましいが、設計上可能であれば、凸部頂部などに形成することも可能である。
【００２８】
バットの底面１０３ａには、冷却用水を供給する供給部１０４のための開口が形成されており、この開口には供給部１０４の配管１０４ａが通されている。開口１０３ｄは、図３に示すように、好ましくは底面１０３ａの２つの長辺の略中央に配置される。これによって、凹部が配列された方向におけるパッド内の冷却用水の拡散性の低下を抑制することができる。開口１０３ｃは、２つの短辺の一方の側に寄った位置に形成される。尚、供給部１０４は、配管１０４ａの開口を覆うカバー１０４ｂを備えている。このカバーによって、冷却用水の飛散を防止し、効率的にバット１０３に冷却用水を供給することができる。
【００２９】
以上のように、本実施形態によれば、冷却用フィン１０２の上側に配置され冷却フィン１０２へ冷却用水を排出するバット１０３の底面が凹凸形状を有しているため、バットの変形を効果的に抑制することができる。これによって、バットの変形による水の落下量の低下を抑制することができ、冷却能力の低下を抑制することができる。また、冷却フィン１０２へ落下する冷却用水の不均一を抑制することができるので、冷却フィン１０２の冷却効率の低下を抑制し、また、不均一な水の流れによる冷却用水の飛散を効果的に防止することができる。冷却効率の低下を抑制することで、冷却ファン１０１の回転頻度の上昇を抑制し、電力消費の上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施形態における、冷却塔の概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態における、冷却塔の概略構成を示す図である。
【図３】本実施形態における、バットの概略構成を示す図である。
【図４】従来技術における、バットの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１００  冷却塔、１０１  冷却ファン、１０２  冷却フィン、
１０３  バット、１０３ａ  バット底面、１０３ｂ  側壁、１０３ｃ  開口、
１０４  供給部、１０４ａ  配管、１０４ｂ  カバー、
１０５  下部水槽、１０６  循環用配管、１０７  外壁、４０１  バット、
４０１ａ  底面、４０１ｂ  側壁、４０１ｃ  開口、４１０  供給部、
４１０ａ  配管、４１０ｂ  カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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