(57)【要約】【課題】冷却塔を大型化することなく、冷却塔の冷却効率の向上を実現する。【解決手段】上部排気口（１ａ）に送風ファン（３）が取り付けられた塔（１）内に、充填材（５、５）を外気取り入れ口（２ａ）が形成された側壁（２、２）に密着させて配置し、充填材（５）の上方に冷却水を散布する上部水槽（６）を設け、塔内底部には冷却水を集める下部水槽（７）を設けるとともに、送風ファン（３）真下のエア室（４）内に充填材（５Ａ）と冷却水を散布する回転散水手段（１０）を設け、充填材（５、５、５Ａ）の下端と下部水槽（７）の間に通気空間部（１１）を設けて冷却塔を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部排気口に送風ファンが取り付けられた箱形の塔内に、多数の気液接触材を積層してなる充填材を外気取り入れ口が形成された側壁に密着させて配置し、充填材上方に冷却水を散布する上部水槽を設け、塔内底部には冷却水を集める下部水槽を設けて構成される開放式冷却塔において、
送風ファンの真下に充填材と当該充填材上に冷却水を散布する回転散水手段を設けるとともに、側壁に面した充填材及び送風ファン直下の充填材の下端と下部水槽の間に通気空間部を設けたことを特徴とする開放式冷却塔。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充填材の上方から流下させた冷却水と、外気取り入れ口から吸入した空気とを充填材の表面で接触させて冷却水を冷却する開放式冷却塔の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
開放式冷却塔として、例えば図３に示されるように、側壁２に外気取り入れ口２ａが形成された箱状の塔１の上部排気口１ａに送風ファン３を取り付けるとともに、当該ファンの真下をエア室４とし、エア室４の両側に多数の気液接触材を積層してなる充填材５、５を側壁２、２に密着させて設置し、充填材５の上部に冷却水を散布する上部水槽６、下部には散布された冷却水を集める下部水槽７をそれぞれ設置し、上部水槽６から下部水槽７へ流れ落ちる冷却水をポンプ８により熱交換器９を介して循環供給する構成のものが知られている（例えば特許文献１、２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−７２６７５号公報
【特許文献２】特開平９−７２６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
設置する冷却塔の大きさは、設備を温度管理するのに必要とする熱容量を勘案し、冷却塔内に導入される外気の湿球温度に基づいて決定されるが、近時の省エネルギー化の実現を目指す社会的要求や、特に大都市部における設備建築スペース上の制限などから、冷却効率が高く、しかも電力消費量が少なく且つ設置スペースをとらないコンパクトな冷却塔の開発が望まれている。
【０００５】
そこで、本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑み、冷却塔を大型化することなく、冷却塔の冷却効率の向上を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記図３に示した冷却塔は、外気取り入れ口２ａから塔内に流入した空気と充填材５を伝う冷却水が直角に交わる直交流タイプであり、このタイプのものでは送風ファン３の真下にファンの外径分の幅の空き空間であるエア室４が配される。このエア室４は、充填材５の設置スペースと比べて大きく、塔内で大きな容積を占めているが、同空間は空気を上部排気口１ａへ導出する経路に過ぎないことから、直交流タイプのもののデッドスペースであるともいえる。そこで、本発明では、送風ファン直下の空間を有効利用すべくエア室にも充填材を設置し、同空間においても冷却水の熱交換を行って、塔内全体の冷却性能を向上させるようにした。
【０００７】
すなわち、前記課題を解決するため本発明は、上部排気口に送風ファンが取り付けられた箱形の塔内に、多数の気液接触材を積層してなる充填材を外気取り入れ口が形成された側壁に密着させて配置し、充填材上方に冷却水を散布する上部水槽を設け、塔内底部には冷却水を集める下部水槽を設けて構成される開放式冷却塔において、送風ファンの真下に充填材と当該充填材上に冷却水を散布する回転散水手段を設けるとともに、側壁に面した充填材及び送風ファン直下の充填材の下端と下部水槽の間に通気空間部を設けたことを特徴とする。
【０００８】
前記回転散水手段は、例えば鉛直方向に延びた回転軸を充填材の上方に突出させ、その上端に、周面に複数の通孔が形成された散水パイプを水平に取り付け、散水パイプに冷却水を供給しながら回転軸と一体に回転させることにより、散水パイプの通孔から冷却水が充填材の上方に散布されるように構成される。
本発明によれば、側壁に面して設置された充填材には上部水槽から、送風ファンの真下に設置される充填材には回転散水手段からそれぞれ冷却水が散布され、冷却水は充填材表面を伝って流れ落ちる過程で外気取り入れ口から塔内に吸入した空気と接触して冷却され、下部水槽へと流れ落ちる。エア室内にも充填材が設置され、回転散水手段により充填材に冷却水を散布して空気と接するように設けてあるので、エア室を空洞とした従来の同じ大きさの冷却塔と比較して塔全体で充填材の表面積が１．２倍近く増大し、冷却塔を大型化することなく、冷却性能を高めることができ、冷却効率も向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の好適な一実施形態を図面を参照して説明する。前記図示した従来例と同一の部材には同一の符号を付して説明は省略する。
図１は本発明の冷却塔の一例を示しており、同図に示されるように、この冷却塔は、塔１内の送風ファン３直下のエア室４に、充填材５Ａと回転散水手段１０を設置し、充填材５、５、５Ａの下端と下部水槽７の間に通気空間部１１を設けて構成してある。
【００１０】
詳しくは、充填材５、５、５Ａは、合成樹脂製の薄波板などからなる多数の気液接触材を垂直に密に並べ積層して形成されており、充填材５、５は外気取り入れ口２ａが形成された側壁２、２に面して設置し、充填材５Ａは送風ファン３の真下で同ファンの回転軸を下方に延長した軸３Ａの周りに同心円状に並べて設置してある。
【００１１】
回転散水手段１０は、図１及び図２に示されるように、塔１の底部に設置された下部水槽７を貫通して塔１の下部から充填材５Ａの上方へ前記軸３Ａに沿って垂直に突出させた管１０ａの上端にロータ１０ｂを回転自在に取り付け、このロータ１０ｂの周りに、周面に複数の通孔が形成された散水パイプ１０ｃを一体に取り付けて構成してある。管１０ａは図示されない駆動手段によって前記軸３Ａに沿って回転するとともに、図示されない冷却水供給手段により、冷却水が管１０ａの内側を通り、ロータ１０ｂを介して散水パイプ１０ｃ内に供給されるように設けてある。そして、散水パイプ１０ｃは、管１０ａ及びロータ１０ｂとともに軸３Ａ周りに水平に回転しながら、冷却水を通孔から噴出させて充填材５Ａ上に散布するようになっている。
【００１２】
図１に示されるように、充填材５Ａは、その上端を充填材５の高さ寸法の略中間点に位置させて送風ファン３との間に適宜な空間を確保するとともに、その下端を軸３Ａ側の位置のものをより下部水槽７に近づけて設置してある。そして、充填材５、５、５Ａの下側には通気空間部１１が設けられ、送風ファン３により外気取り入れ口２ａから塔内に吸入された空気が、通気空間部１１を通って充填材５Ａの真下から上方へ吹き上げられるようになっている。
【００１３】
このように構成された本発明の冷却塔によれば、側壁２に面して設置された充填材５、５には上部水槽６から、エア室４内の充填材５Ａには回転散水手段１０の散水パイプ１０ｃからそれぞれ冷却水が散布され、冷却水は各充填材表面を伝って流れ落ちる過程で、充填材５では外気取り入れ口２ａより充填材５の側方から流入した空気と、充填材５Ａでは通気空間部１１を通って充填材５Ａの下方から吹き上げられた空気とそれぞれ接触し、冷却されて下部水槽７へと流れ落ちる。
【００１４】
本発明によれば、エア室４内に充填材５Ａが設置され、回転散水手段１０により充填材５Ａに冷却水を散布し、通気空間部１１から充填材５Ａ内に流入する空気と接するように設けてあるので、冷却水を冷却する充填材の表面積が塔全体で増大し、冷却塔を大型化することなく、冷却性能を高めることができ、冷却効率も向上させることが可能である。
なお、従来構成の冷却塔と、これと同サイズで構成した本発明の冷却塔とで冷却性能を比較する実験を行ったところ、本発明のものが従来のものよりも冷却性能が約２０％向上することが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態の冷却塔の構成断面図である。
【図２】回転散水手段の構成を拡大して示した図である。
【図３】従来の開放式冷却塔の構成の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  塔、１ａ  上部排気口、２  側壁、２ａ  外気取り入れ口、３  送風ファン、３ａ  軸、４  エア室、５、５Ａ  充填材、６  上部水槽、７  下部水槽、８  ポンプ、９  熱交換器、１０  回転散水手段、１０ａ  管、１０ｂ  ロータ、１０ｃ  散水パイプ、１１  通気空間部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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