(57)【要約】  【課題】  管熱交換器蛇行面の配置を縦にし、略平行に配置された熱交換器管部に、散布水を案内する水膜シートを鉛直方向に張り巡らせることにより、散布水を熱交換器管表面に均一に、しかも確実に流し、熱交換効率の向上と、低コスト化を図る。  【解決手段】  クロスフロー型の水冷却塔１０に使用される密閉型管熱交換器１１を構成する蛇行管１２の略水平なそれぞれの直管部１３は相互に略平行に形成されて、この蛇行管１２は蛇行面を略垂直面内に位置させた状態で複数本、外気取り入れ口１４の幅方向に間隔をおいて配列されている。管熱交換器１１における上下の直管部１３にわたり、水膜シート１５が張り巡らされている。  【選択図】  図３
2005351610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉型管熱交換器を構成する蛇行管の略水平なそれぞれの直管部は相互に略平行に形成されて、この蛇行管は蛇行面を略垂直面内に位置させた状態で複数本、外気取り入れ口の幅方向に間隔をおいて配列され、各熱交換器における上下の直管部にわたり、散布水案内シートが連ねて張り巡らされている密閉型管熱交換器上に散布水を散布し、前記散布水案内シートに沿い散布水を流し、この流下中に外気流との直接接触により散布水を冷却し、蒸発に伴う潜熱作用で更に冷却し、この冷却された散布水を前記直管部のほゞ全域に前記散布水案内シートにより案内し流下させ、この密閉型管熱交換器内を循環し流下する循環冷却水を間接的に冷却させることを特徴とする水冷却方法。
【請求項２】
上下平行に配置された支持部材にわたり、散水案内シートがそれぞれ垂直面方向に連なり張り巡らされてなる開放式熱交換器上に散布水を散布し、散布水をこの散水案内シートに沿い流し、この流下中に外気流と直接接触させ、散布水を冷却することを特徴とする水冷却方法。  
【請求項３】
水冷却器に使用される密閉型管熱交換器において、
前記管熱交換器を構成する蛇行管の略水平なそれぞれの直管部は相互に略平行に形成されて、この蛇行管は蛇行面を略垂直面内に位置させた状態で複数本、外気取り入れ口の幅方向に間隔をおいてこの熱交換器は配列されていると共に、各熱交換器における上下の直管部にわたり、散布水案内シートが連ねて張り巡らされていることを特徴とする密閉型管熱交換器。
【請求項４】
水冷却器に使用される密閉型管熱交換器において、
前記管熱交換器における蛇行管はＵ字形状の屈曲部で順次連った直管部は相互にほゞ平行形成されて、この蛇行面を垂直面内に位置させた状態で複数本、外気取り入れ口の幅方向に間隔をおいてこの熱交換器は配列されていると共に、前記熱交換器の少なくとも一側には冷却水の流下路を形成する水膜シートがこの熱交換器の蛇行面に上下方向に連ねて付着乃至添着して配列されていることを特徴とする前記管熱交換器。
【請求項５】
各前記管熱交換器における上下の直管部間に亘り順次ジクザクに掛合させ屈曲して、それぞれ前記少なくとも一枚の水膜シートが配列され、水膜シートの幅はほゞ各前記管熱交換器における直管部の長さ寸法としてあり、水膜シートの上端は最上位の直管部位置において、散布水受け部としてくの字に屈曲しており、この水膜シートの下端は最下位の直管部より下方に突出し、下部水槽への散布水案内部としてあることを特徴とする請求項４記載の前記管熱交換器。
【請求項６】
前記水膜シートは、編布、不織布、網地など水透過性のシートとしてあることを特徴とする請求項４又は５記載の密閉型管熱交換器。
【請求項７】
前記密閉型管熱交換器は、熱交換器の両側に、前記水膜シートに替えて合成樹脂製で水非透過性の充填膜をこの熱交換器と並列に略垂直に配列してあり、散布水と非接触の外気通過流路として、この部分に散布水が散布されないことを特徴とする請求項４、５又は６記載の白煙防止機能を有する密閉型管熱交換器。
【請求項８】
前記密閉型管熱交換器は前記直管部を有するスパイラルコイルとしてあり、前記水膜シートがニ系列でスパイラルコイルの両側に沿い上下方向に連ねて配設されていることを特徴とする請求項４、５、６または７記載の密閉型管熱交換器。
【請求項９】
前記スパイラルコイルは外気取り入れ口の幅方向に間隔をおいて配列され、隣接する前記スパイラルコイルは相互に逆向きに旋回していることを特徴とする請求項８記載の密閉型管熱交換器。
【請求項１０】
水冷却器に使用される開放型熱交換器において、上下平行に支持部材が配置され、これら支持部材にわたり、散布水案内シートがそれぞれ垂直面方向に連ねて張り巡らされていることを特徴とする開放型熱交換器。
【請求項１１】
請求項３、４、５、６、７、８又は９記載の発明における前記密閉型管熱交換器をその機枠内に装填されていることを特徴とする水冷却器。
【請求項１２】
請求項３、４、５、６、７、８又は９記載の発明における、蛇行する前記密閉型管熱交換器内の各直管部は、外気流に対して平行としてあるクロスフロー型の熱交換塔としてあり、前記水膜シートおよび前記密閉型管熱交換器へ散布水を散布する散水装置が前記密閉型管熱交換器の上方に配置され、前記水膜シートの下端は最下位の直管部寄り下方に突出し、下部水槽への散布水案内部としてくの字に屈曲していることを特徴とする請求項１１記載の水冷却器。
【請求項１３】
請求項３、４、５、６、７、８又は９記載の発明における、前記各直管部は外気流に対して直交するカウンターフロー型の熱交換塔としてあり、前記水膜シートおよび前記密閉型管熱交換器へ散布水を散布する散水装置が前記密閉型管熱交換器の上方に配置されていることを特徴とする請求項１１記載の水冷却器。
【請求項１４】
請求項１０記載の発明における前記開放型管熱交換器をその機枠内に装填されていることを特徴とする水冷却器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は水冷却方法と、水冷却器に使用される蒸発冷却式密閉型管熱交換器及びこの密閉型開放型管熱交換器を備える水冷却器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の密閉型熱交換器における蛇行管はＵ字形状の屈曲部で順次連なった直線部は相互に平行形成されている。
従って蛇行管を含む面を殊に水平方向に設置する場合、蛇行管の出入口の高さに若干の差を設けて、この管内の排水を容易に行なえるようにして設置している（例えば、特許文献１参照）。
更に、上下の蛇行管の直管部間には、合成樹脂製の波板が、複数枚直管部と直交して、かつ垂直で並列して、充填されている。
【０００３】
しかしながら、個々の直管部に装填された合成樹脂製の充填板（波板）に向けて散布される散布水は、上下の前記充填板の位置が不一致であると、下段の充填板の壁面に接触することなく、下方に通過したり、また前記充填板の片面のみしか接触せず、全体としての濡壁面積の実効面積が少なくなり、充分に外気との接触することなく、落下することになり、熱交換機能が充分に発揮されない。
また散布水は前記の通り、充填板の表面を伝って流下する流下水であっても前記の各直管部の表面部にすべて供給されるわけではなく、充填板部分のみを伝って流下してしまう散布水も多く、折角気化の潜熱によって温度低下した散布水が有効に前記直管部に作用しない傾向にあった。
また、冬季に、凍結防止対策で水抜をする場合、蛇行面を殊に水平方向に設置したものでは、蛇行管の出入口の高さに若干の差を設けて、この管内の排水を容易に行なえるようにしても、直管部の水抜き勾配は十分ではなく、設置レベルの影響、組み込み精度、変形、汚れなどの影響によって排水が完全にできず、凍結パンク事故が発生する可能性を否定できない。
【特許文献１】実公平６−４２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明の主目的は、熱交換器を通過する空気の通過抵抗を小さくし、送風動力を低減し、また騒音を低減させることである。
この発明の他の目的は、管熱交換器蛇行面の配置を縦にし、略平行に配置された熱交換器管部に、散布水を案内する充填膜を鉛直方向に張り巡らせることにより、散布水を熱交換器管表面に均一に、しかも確実に流すことができ、熱交換効率の向上と、低コスト化を図ることである。
この発明の更なる目的は、充填膜の一部を水非透過性のシートとすることで、散布水と接触しない空気熱交換部が容易にでき、白煙の発生防止機能を簡易に付ける事ができるようにすることである。
この発明の更なる目的は、熱交換器管内の排水が、確実にできるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を必要充分に解決する発明は、密閉型管熱交換器を構成する蛇行管の略水平なそれぞれの直管部は相互に略平行に形成されて、この蛇行管は蛇行面を略垂直面内に位置させた状態で複数本、外気取り入れ口の幅方向に間隔をおいて配列され、各熱交換器における上下の直管部にわたり、散布水案内シートが連ねて張り巡らされている密閉型管熱交換器上に散布水を散布し、前記散布水案内シートに沿い散布水を流し、この流下中に外気流との直接接触により散布水を冷却し、蒸発に伴う潜熱作用で更に冷却し、この冷却された散布水を前記直管部のほゞ全域に前記散布水案内シートにより案内し流下させ、この密閉型管熱交換器内を循環し流下する循環冷却水を間接的に冷却させることを特徴とする水冷却方法としてある。
【０００６】
前記課題を必要充分に解決する関連発明は、上下平行に配置された支持部材にわたり、散水案内シートが連なり張り巡らされてなる開放式熱交換器上に散布水を散布し、散布水をこの散水案内シートに沿い流し、この流下中に外気流と直接接触させ、散布水を冷却することを特徴とする水冷却方法としてある。
【０００７】
前記課題を必要充分に解決する関連発明は、水冷却器に使用される密閉型管熱交換器において、
前記管熱交換器を構成する蛇行管の略水平なそれぞれの直管部は相互に略平行に形成されて、この蛇行管は蛇行面を略垂直面内に位置させた状態で複数本、外気取り入れ口の幅方向に間隔をおいてこの熱交換器は配列されていると共に、各熱交換器における上下の直管部にわたり、散布水案内シートが連ねて張り巡らされていることを特徴とする密閉型管熱交換器としてある。
【０００８】
前記課題を必要充分に解決する関連発明は、水冷却器に使用される密閉型管熱交換器において、
前記管熱交換器における蛇行管はＵ字形状の屈曲部で順次連った直管部は相互にほゞ平行形成されて、この蛇行面を垂直面内に位置させた状態で複数本、外気取り入れ口の幅方向に間隔をおいてこの熱交換器は配列されているとともに、前記熱交換器の少なくとも一側には冷却水の流下路を形成する水膜シートがこの熱交換器の蛇行面に上下方向に連ねて付着乃至添着して配列されていることを特徴とする前記管熱交換器としてある。
【０００９】
前記課題を必要充分に解決する関連発明は、水冷却器に使用される開放型熱交換器において、上下平行に支持部材が配置され、これら支持部材にわたり、散布水案内シートがそれぞれ垂直方向に連ねて張り巡らされていることを特徴とする開放型熱交換器としてある。
【００１０】
前記課題を必要充分に解決する発明である関連発明は、請求項３、４、５、６、７又は８記載の発明における前記密閉型管熱交換器をその機枠内に装填されていることを特徴とする水冷却器としてある。
前記課題を必要充分に解決する発明である関連発明は、請求項１０記載の発明における前記開放型管熱交換器をその機枠内に装填されていることを特徴とする水冷却器としてある。
【発明の効果】
【００１１】
請求項1記載の発明である冷却方法においては、密閉型管熱交換器を構成する蛇行管の略水平なそれぞれの直管部は相互に略平行に形成されてこの蛇行管は蛇行面を略垂直面内に位置させた状態で複数本、外気取り入れ口の幅方向に間隔をおいて配列され、各熱交換器における上下の直管部にわたり、散布水案内シートが連ねて張り巡らされている密閉型管熱交換器上に散布水を散布し、前記散布水案内シートに沿い散布水を流し、この流下中に外気流との直接接触により散布水を冷却し、蒸発に伴う潜熱作用で更に冷却し、この冷却された散布水を前記直管部のほゞ全域に前記散布水案内シートにより案内し流下させ、この密閉型管熱交換器内を循環し流下する循環冷却水を間接的に冷却させる事により、前記の課題、殊に散布水を熱交換器管表面に均一に、しかも確実に流すことができ、各流下水を殆どすべて、直管部外周面と接触して順次流下し、熱交換効率を向上させ、コストを低減できる。
請求項２記載の発明においては、上下平行に配置された支持部材にわたり、散水案内シートがそれぞれ垂直面方向に連なり張り巡らされてなる開放式熱交換器上に散布水を散布し、散布水をこの散水案内シートに沿い流し、この流下中に外気流と直接接触させ、散布水を冷却することにより、開放式熱交換器を通過する空気の抵抗を小さくし、送風動力を低減できる。
【００１２】
請求項３乃至９記載の発明である前記密閉型管熱交換器においては、管熱交換器蛇行面の配置を縦にし、略平行に配置された熱交換器管部に、散布水を案内する散布水案内シート乃至水膜シート充填膜を鉛直方向に張り巡らせることにより、散布水を熱交換器管表面に均一に、しかも確実に流すことができ、かつ、各流下水は殆どすべて、直管部外周面と接触して順次流下し、熱交換効率を向上させ、コストを低減できる。
【００１３】
更に、熱交換器を通過する空気の通過抵抗を小さくし、送風動力を低減し、また騒音を低減させることができる。これに加えて、管熱交換器蛇行面の配置を縦にし、略平行に熱交換器管部同士を配置することで、熱交換器管内の排水が確実にでき、冬期における熱交換器管内に残留する循環冷却水の凍結による熱交換器管の破損を未然に防止出来る。
更に、請求項５記載の発明においては、前記効果に加えて、各前記管熱交換器における上下の直管部間に亘り順次ジクザクに掛合させ屈曲してそれぞれ前記一枚の水膜シートが配列され、水膜シートの幅はほゞ各前記管熱交換器における直管部の長さ寸法としてあり、水膜シートの上端は最上位の直管部位置において、散布水受け部としてくの字に屈曲しており、この水膜シートの下端は最下位の直管部より下方に突出し、下部水槽への散布水案内部としてあるため、散布水を水膜シートの前記上端で安定して受ける事が出来、前記水膜シート全域に一様に散布水を流下できる。更に、前記水膜シート全面を流下してきた散布水を前記水膜シートの下端の散布水案内部により、散布水を前記下水槽に流入し収集することが出来る。
殊に、請求項７記載の発明においては、充填膜の一部を水非透過性のシートとすることで、散布水と接触しない空気熱交換部が容易にでき、白煙の発生防止機能を簡易に付ける事ができる。
請求項１０記載の発明においては、請求項２記載の水冷却方法を実施できる。
【００１４】
請求項１１乃至１３記載の発明である水冷却器においては、前記密閉型管熱交換器の効果を発揮しながら、循環冷却水を冷却できる。
殊に請求項１２記載の発明である水冷却器においては、前記水膜シート全面を流下してきた散布水を前記水膜シートの下端の散布水案内部により、散布水を前記下水槽に流入し収集することが出来る。
請求項１４記載の発明においては、請求項２記載の水冷却方法を実施できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
実施の形態１
この形態は請求項４、５、６記載の発明および請求項１１、１２記載の発明の代表的な実施の形態を示す。
【００１６】
図1において、１０はクロスフロー型の水冷却塔を示し、内部の熱交換器の構造配列を除いて公知のものと同様であり、ここでの説明は省略する。
【００１７】
前記クロスフロー型の水冷却塔１０に使用される密閉型管熱交換器１１を構成する蛇行管１２の略水平なそれぞれの直管部１３は相互に略平行に形成されて、この蛇行管１２は蛇行面を略垂直面内に位置させた状態で複数本、外気取り入れ口１４の幅方向に間隔をおいて配列されている。
各前記熱交換器１１における上下の直管部１３にわたり、冷却水の流下路を形成する水膜シート１５がこの熱交換器１１の蛇行面に付着乃至添着して配列されている（図3参照）。より具体的には水膜シート１５が各前記熱交換器１１における上下の直管部１３にわたり、張り巡らされている。
各前記管熱交換器１１における上下の直管部１３間に亘りジクザクに屈曲して前記一枚の水膜シート１５が配列され、この水膜シート１５の幅はほゞ各前記管熱交換器１１における直管部１３の長さ寸法としてあり、この水膜シート１５の上端は最上位の直管部１３より上方に突出し、散水装置近傍の機枠、または散水ノズル近傍に取り付けられ、散布水受け部としてくの字に屈曲しており、この水膜シート１５の下端は最下位の直管部より下方に突出し、下部水槽への散布水案内部として下部水槽側へ内側にくの字に屈曲している。
前記水膜シート１５は、編布、不織布、網地など水透過性のシートとしてある。
この水膜シート１５は、袋状物からなり場合も有り、この袋状物に対応する前記密閉型管熱交換器１１を被覆するように被せられ、止め具で止められる場合もある。
これら水透過性のシートにおいては、これらと一度接触した散布水は、毛細管現象により、充分にこれらシートを濡し、その表面積の広さから、外気流との接触面積は大きく、充分な気化の潜熱により、流下水は冷却され、かつ、一度接触した水はこれらシートから離反せず、確実に前記各直管部１３外周面に順次達して、これらを冷却し、前記各直管部１３内を流れる循環冷却水を間接的に冷却する（請求項1記載の発明の代表的な実施の形態に対応）。
【００１８】
実施の形態２
この形態は請求項３記載の発明および請求項１１、１２記載の発明の代表的な実施の形態を示す。実施の形態１と異なる構成は、各前記熱交換器１１における上下の直管部１３にわたり、散布水案内シートが張り巡らされていることである。この散布水案内シートは前記水膜シート１５のように水透過性に限定されるものではなく、塩ビ製の合成樹脂板に多数の孔を穿孔した多孔板でも良い。
【００１９】
実施の形態３
この形態は請求項７記載の発明および請求項１１、１２記載の発明の代表的な実施の形態を示す。実施の形態１と異なる構成は、前記密閉型管熱交換器１１は、この熱交換器１１の両側に、前記水膜シート１５に替えて合成樹脂製で水非透過性の充填膜（図示せず）をこの熱交換器１１と並列して略垂直に配列され、散布水と非接触の外気通過流路として、この部分に散布水が散布されない構成とし、白煙防止機能を有する密閉型管熱交換器としてあることである。
【００２０】
実施の形態４
この形態は請求項１１、１２記載の実施の形態の一例であり、実施の形態1と異なる構成は、クロスフロー型の水冷却塔ではなく、カウンターフロー型の冷却塔としてある。更に、この水膜シート１５の下端は最下位の直管部１３より下方に突出し、くの字に曲げられていない。
【００２１】
実施の形態５
この形態は請求項８記載の発明の代表的な実施の形態の一例であり、実施の形態1と異なる構成は、前記密閉型管熱交換器はスパイラルコイル１６としてあり、上下の各コイル部分間に前記水膜シート１５は、この熱交換器のスパイラルコイル１６の両側に位置する直管部１３に各々上下方向に連ねて付着乃至添着して合計２枚配列されている（図４、図５および図６参照）。
前記スパイラルコイル１６は外気取り入れ口１４の幅方向に間隔をおいて配列され、隣接する前記スパイラルコイル１６は相互に逆向きに旋回して配列する場合もある（図７参照、請求項７記載の代表的な実施の形態に対応）。前記水膜シート１５は1つのスパイラルコイル１６において、上段部において折り曲げて、2枚折りになっており最上段においては、前記水膜シート１５傾斜して張設され、散水装置からの散布水を受ける散水受け部１７を形成している。この散水受け部１７としては、前記水膜シート１５とは別部材の邪魔板を各コイルの最上段の直管部１３に設ける場合もある。
この態様においては、このスパイラルコイル１６の湾曲部は垂直面に対してある程度角度を為して傾斜しているため、循環冷却水は、実施の形態1の垂直面内に位置する湾曲部の熱交換器に比べて時間をかけて空気流れ方向に対して前後動しつつ流下することとなり、散布水、外気流との接触時間を長くすることができる。
又、隣接する前記スパイラルコイル１６は相互に逆向きに旋回しているため、隣接する前記スパイラルコイル１６間に前記散水受け部１７を確保できる。
また、くの字型に屈曲した各水膜シート１５によって、送風通路はハニカム形状に近くなり、外気はこれらに做い水平方向の層流となって流れる効果を奏する。
実施の形態６
この形態は、請求項１０記載の発明及び請求項１４記載の発明の代表的な実施の形態であり、水冷却器に使用される開放型熱交換器は、上下平行に棒状の支持部材１６Ａが外気取り入れ口１４から奥行方向に配置され、これら支持部材１６Ａの全長にわたり、散布水案内シート１５が連ねてほぼ垂直方向に張り巡らされて構成されている。この開放型管熱交換器を水冷却器の機枠内に装填されている（図８参照）。
各散布水案内シート１５の中段部はこれらが通風で振動しないよう、それぞれ数本の水平な中段支持棒１３ａに対しジグザグに通して張設してある（図８参照）。
その作用は、上下平行に配置された支持部材１６Ａにわたり、散水案内シート１５が連なり張り巡らされてなる開放式熱交換器上に散布水を散布し、散布水をこの散水案内シート１５に沿い流し、この流下中に外気流と直接接触させ、散布水を冷却する（請求項２記載の発明の代表的な実施の形態に対応）。
これら散布水案内シート１５の中段部は、それぞれ中段支持棒１３ａに接触させて、張設してあるから、外気流との接触により、吹き寄せられたり、振動して騒音を発しない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態1の一部省略概略正面図である。
【図２】図1の一部省略概略右側面図である。
【図３】図1における要部斜視図である。
【図４】実施の形態５の要部斜視図である。
【図５】図4におけるスパイラルコイルを示す斜視図である。
【図６】図4のスパイラルコイルの配列を示す一部省略正面図である。
【図７】図６のものと異なるスパイラルコイルの配列を示す一部省略正面図である。
【図８】実施の形態６の概略図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０    クロスフロー型の水冷却塔
１１    管熱交換器
１３    直管部
１５    水膜シート
【図１】
2005351610.tif 000003
【図２】
2005351610.tif 000004
【図３】
2005351610.tif 000005
【図４】
2005351610.tif 000006
【図５】
2005351610.tif 000007
【図６】
2005351610.tif 000008
【図７】
2005351610.tif 000009
【図８】
2005351610.tif 000010