JP2004191021A

JP2004191021A - 冷却塔

Info

Publication number: JP2004191021A
Application number: JP2002362690A
Authority: JP
Inventors: Zenzo Hashimoto; 善三橋本; Hiroaki Kako; 宏明加来; Hiroshi Oura; 博大浦; Seiji Miyazaki; 清二宮崎
Original assignee: Kuken Kogyo Co Ltd
Current assignee: Kuken Kogyo Co Ltd
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2004-07-08

Abstract

【課題】活性化した水の導入により管路等で析出・脱落した不純物やスケールを、オーバフロー水と共に外部へ排出でき、メンテナンスの手間を低減させられる冷却塔を提供する。
【解決手段】循環経路等に活水手段６０を配設すると共に、オーバフロー管１４外側に排水案内部１５を配設して、下部水槽１０水位がオーバフロー管１４上端位置を越えると、水が排水案内部１５とオーバフロー管１４との間を下から上に通ってオーバフロー管１４上端開口に達する状態とし、この時水に伴わせて下部水槽１０の底に溜った堆積物も上昇させて水と共にオーバフロー管１４を通じて外部に排出させられることから、活性化した水の浄化能力により循環経路で析出、脱落した不純物やスケールが下部水槽１０に達して堆積した後、水のオーバフロー毎に効率よく排出されることとなり、堆積物除去等のメンテナンスの手間とコストを抑えられる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、循環使用する水の冷却を行う冷却塔に関し、特に水の循環経路各部や循環水又は散布水自体の劣化を防止できる冷却塔に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、工場や空気調和設備などで循環使用する水の冷却を目的として屋外に設置される冷却塔には、冷却塔内部の熱交換部分で空気と水を直接接触させ、水と空気の温度差を利用する熱伝達すなわち顕熱による冷却作用、及び、水自体の蒸発すなわち潜熱（蒸発熱）による冷却作用を合せ持つ開放式冷却塔と、熱交換器を有して空気と循環水が直接接触しない密閉式冷却塔とがある。
【０００３】
こうした冷却塔では、開放式冷却塔の場合は循環水、密閉式冷却塔の場合は熱交換器に散布されて潜熱による冷却効果を付加する散布水が、それぞれ直接大気と接触するため、大気中の汚染物質がこれらの水に不純物として溶け込み、水を汚染するだけでなく、伝熱面や管路にこびり付いてスケールとなり、伝熱効率を低下させ、冷却塔としての動作に不具合を及す危険性があった。さらに、大気を通じて細菌等が循環水又は散布水に入り込み、水中で繁殖して水を汚染し、空気との接触時に大気中に再放出されると周囲の環境汚染につながる危険性もあった。
【０００４】
このため、従来から、汚染された水に対し所定の浄化手段を用いることで汚染物質による悪影響を最小限に抑えたり、細菌の繁殖を抑制したりする方法が種々試みられてきた。このような中、活性化した水の雑菌繁殖抑制効果に着目して、冷却塔の循環水路や補給水路に活水器を設けるものが提案されている。このような活水器を利用する冷却塔の一例として、特開平９−５３８９６号公報に記載されるものがあり、これを図６に示す。図６は従来の冷却塔の概略構成図を示す。
前記図６において従来の冷却塔１００は、循環水の補給水給水管１０１の途中に、所定波長の遠赤外線を放射する遠赤外線放射物（図示を省略）が内蔵された活水器１０２を設け、補給水を遠赤外線放射物と接触させるものである。
【０００５】
上記の従来の冷却塔１００では、補給水を活水器１０２内で遠赤外線放射物と接触させ、補給水に対し遠赤外線を放射することによって、補給水が遠赤外線を吸収して活性化し、この水が補給され循環水となって冷却塔１００内を流れることに伴い、冷却塔１００内での細菌の増殖が抑制される仕組みとなっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の冷却塔は以上のように構成されており、循環水等の水を活性化することで、細菌類の増殖抑制に留まらず、新設の冷却塔の場合には管壁やその他の伝熱面へのスケール固着を抑制でき、既存の冷却塔に活水器を追加配設する場合も、不純物の析出や既に管壁等に付着していたスケールの脱落が促進されるが、析出した不純物や脱落したスケールが循環水や散布水の流れに伴って冷却塔の下部水槽に達してこれに堆積し、下部水槽出口のストレーナを通過する水の流れを妨げたり、ストレーナを通って再び管路に侵入したりし、循環水や散布水の流れを阻害して冷却塔の作動効率を低下させる危険性があり、堆積物除去等のメンテナンスに手間とコストがかかるという課題を有していた。
【０００７】
本発明は前記課題を解消するためになされたもので、活性化した水の導入により管路等で析出・脱落した不純物やスケールを、オーバフロー水と共に外部へ排出でき、メンテナンスの手間を低減させられる冷却塔を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る冷却塔は、冷却対象の循環水又は熱交換部への散布用の散布水を熱交換部の上側に配設された上部水槽へ導き、当該上部水槽から前記循環水又は散布水を前記熱交換部各部へ分配滴下させた後、循環水又は散布水を熱交換部下側の下部水槽で一旦回収し、所定の循環経路を通じて繰返し前記上部水槽に送込む冷却塔において、前記循環水又は散布水の循環経路途中もしくは循環水又は散布水用の補給水給水路の途中に配設され、循環水、散布水、又は補給水を活性化する一又は複数の活水手段と、前記下部水槽に起立状態で配置される上端開口状態の管体で形成され、上端開口に流入した下部水槽内の水を外部に流出させるオーバフロー管と、前記オーバフロー管の外側を取囲んで下部水槽に起立状態として配置される略筒状体で形成され、当該略筒状体と下部水槽底面及び前記オーバフロー管との間に隙間を有すると共に、略筒状体上端部をオーバフロー管上端より高くされてなる排水案内部とを備えるものである。
【０００９】
このように本発明においては、循環経路又は補給水経路に活水手段を配設すると共に、オーバフロー管外側に排水案内部を配設して、下部水槽に溜った水の水位がオーバフロー管上端開口高さ位置を越えた場合、水が排水案内部下側から排水案内部とオーバフロー管との間を通ってオーバフロー管上端開口に達する状態とし、下部水槽の底に堆積物が溜った状態では、オーバフロー時に排水案内部とオーバフロー管との間を下から上に向う水に伴わせて堆積物を上昇させ、水と共にオーバフロー管を通じて外部に排出させられることにより、循環水や散布水が循環していく中、循環水又は散布水中に含まれる活性化した水の浄化能力により析出、脱落した不純物やスケールが下部水槽に達して堆積した後、水のオーバフロー毎に効率よく排出されることとなり、堆積物除去等のメンテナンスの手間が省け、保守コストの低減が図れると共に、水と共に循環経路を流れる不純物やスケールの量を大幅に低減させられ、水の流れをスムーズにして伝熱部分と確実に接触させられ、冷却塔全体の熱交換効率を向上させられる。
【００１０】
また、本発明に係る冷却塔は必要に応じて、前記上部水槽が、循環水又は散布水を滴下させる底部上方に循環水を濾過して異物を水中から除去するフィルタを配設されてなるものである。
このように本発明においては、上部水槽にフィルタを配設し、循環水又は散布水に含まれる不純物・スケール等の異物を上部水槽のフィルタで受止め、循環水又は散布水から不要な成分を除去した状態で熱交換部各部へ滴下させられることにより、循環水又は散布水と熱交換部との接触を効率化できると共に、水からのスケール等の除去排出もより容易に行える。
【００１１】
また、本発明に係る冷却塔は必要に応じて、前記下部水槽が、貯溜される循環水又は散布水の出口にストレーナを配設されてなり、当該ストレーナにおけるフィルタ部分の上側部材を透明材質製とされるものである。
このように本発明においては、下部水槽の水出口のストレーナにおけるフィルタ部分の上側部材を透明材質とし、フィルタの状態を視認可能とすることにより、フィルタの詰り具合をストレーナ上部部材を取外さずに確認できることとなり、容易にフィルタ状態の確認作業が行えると共に、フィルタ清掃のタイミングを適切に判断でき、保守コストを低減できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態に係る冷却塔を図１ないし図５に基づいて説明する。本実施の形態においては、所定期間使用された後に活水器を付加された開放式冷却塔の例について説明する。図１は本実施の形態に係る冷却塔の概略構成断面図、図２は本実施の形態に係る冷却塔における下部水槽の平面図、図３は本実施の形態に係る冷却塔における下部水槽の要部概略断面図、図４は本実施の形態に係る冷却塔における排水案内部の断面図、図５は本実施の形態に係る冷却塔における配水箱及び上部水槽の概略構成断面図である。
【００１３】
前記各図に示すように、本実施の形態に係る冷却塔１は、冷却塔設置箇所に固定される架台（図示を省略）上側に配設されて循環水を受ける下部水槽１０と、前記下部水槽１０上方に配設されて循環水及び空気を通過させる熱交換部２０と、循環水を熱交換部２０の上側に導くよう配設され、熱交換部２０の上側で循環水を上向きに吐出する前記循環経路の一部としての配管３０と、この配管３０の吐出口上方に配設され、吐出された循環水を下方に流下させる下側が開口した略矩形箱状の配水箱４０と、底部に多数の小孔を有する浅い箱状体で形成され、前記熱交換部２０の上側で且つ配水箱４０の直下に配設される上部水槽５０と、前記下部水槽１０への補給水給水路の途中に配設され、補給水を活性化する前記活水手段としての活水器６０とを備える構成である。
【００１４】
前記下部水槽１０は、循環水減少時に補給される補給水の給水部１１や、循環水の導入及び送出し用の管路１２等をそれぞれ接続され、循環水を所定量貯溜可能とされる公知の構成である。循環水を送出す水槽出口には、異物を濾すストレーナ１３が配設され、このストレーナ１３におけるフィルタ部分の上側部材は透明材質製とされてなる構成である。
【００１５】
この下部水槽１０には、水槽底面に起立状態で配置される上端開口状態の管体で形成され、上端開口に流入した下部水槽１０内の水を外部に流出させるオーバフロー管１４と、このオーバフロー管１４の外側を取囲んで水槽底面に起立状態として配置される略筒状体の排水案内部１５とがそれぞれ配設される構成である。前記排水案内部１５は、下部水槽１０底面及び前記オーバフロー管１４との間に隙間を有し、且つ上端部をオーバフロー管１４上端より高くした状態で配設される構成である。
【００１６】
前記上部水槽５０は、配水箱４０から流下した循環水を受けて熱交換部２０各部に滴下させるものであり、循環水を滴下させる底部上方には循環水を濾過して不純物やスケールを水中から除去するフィルタ５１が配設される。
前記活水器６０は、内部に遠赤外線放射物（図示を省略）を適宜配置した略筒状体からなる公知の構成であり、下部水槽１０の給水部１１上流側における給水管路１６途中位置に配設され、内部を通過する補給水に遠赤外線放射物から遠赤外線を照射し、水を活性化させられる仕組みである。この活水器６０内部は循環経路と異なり、清浄な補給水のみ通過するため、異物等の付着もほとんどなく、メンテナンスの頻度は著しく少なくなっている。
【００１７】
次に、前記構成に基づく冷却塔における水循環状態について説明する。循環水は配管３０先端から勢いよく吐出され、配水箱４０内面に当って飛沫となってそのまま下側の上部水槽５０へ向うか、配水箱４０内面に沿って流れて上部水槽５０へ流下する。
上部水槽５０に流下した循環水は、底部上方のフィルタ５１を通過して水中の不純物を除去されながら水槽内に溜り、所定時間で底部の小孔を通過して、下方の熱交換部２０へ滴下される。滴下された循環水は上部水槽５０下側の熱交換部２０に達し、熱交換部２０に対して横方向に通風される外部空気と接触する。循環水は外部空気との熱交換により冷却された後、下部水槽１０に達して回収される。下部水槽１０に溜った循環水は、ストレーナ１３を通過して水槽出口から再び循環経路に入り、熱交換媒体として冷凍機や空気調和機器等で熱を吸収した後、配管３０に入って前記過程が繰返される。
【００１８】
こうした一連の循環水の循環過程で、循環水が蒸発等で減少し、下部水槽１０において水位が設定水位を下回ると、給水部１１から水が補給される。この補給水は活水器６０を通過する際に活性化されており、循環水の一部として下部水槽１０から循環経路に導入されることで、循環水中の不純物を析出させたり、既に管壁等に付着していたスケールの脱落を促したり、循環水中に入り込んだ雑菌類の繁殖を抑制したりといった活性化した水特有の効果を発揮することとなる。
【００１９】
循環水中に析出した不純物や脱落したスケール等は上部水槽５０に達した時点でフィルタ５１で大部分除去され、上部水槽５０における循環水滴下用の小孔が詰ったりすることはない。この上部水槽５０のフィルタ５１を通過したり、熱交換部２０以降で析出・脱落したりした不純物やスケールは下部水槽１０に達し、下部水槽１０の底に沈殿、堆積する。
【００２０】
これら不純物やスケールからなる堆積物が下部水槽１０の底に溜った状態で、下部水槽１５における水位がオーバフロー管１４の高さにあたる設定水位を超えると、循環水がオーバフロー管１４を通じて外部に排水されるオーバーフロー状態となるが、このオーバフロー時、排水案内部１５とオーバフロー管１４との間を通って下部水槽１０底部からオーバフロー管１４上端開口に達する循環水に伴い、溜っていた堆積物が排水案内部１５とオーバフロー管１４との間に入り込み、これを上昇していく。最終的に堆積物は循環水と共にオーバフロー管１４内に流れ込んで、外部に排出されることとなる。こうして、活性化した水の浄化能力により析出、脱落した不純物やスケールが下部水槽に達して堆積した後、循環水のオーバフロー毎に効率よく排出され、循環水と共に循環経路を流れる不純物やスケールの量は大幅に低減した状態となる。
【００２１】
冷却塔１を使用し続けると、下部水槽１０出口のストレーナ１３のフィルタ部分において、捕捉されて付着した循環水中の不純物やスケールの量が増大していくが、ストレーナ１３におけるフィルタ部分の上側部材を透明材質とし、フィルタの状態を視認可能としているため、フィルタの状態を容易に確認でき、不純物やスケールの付着量が過大になる前にフィルタ清掃を行うことで循環水のスムーズな流れを維持できる。
【００２２】
このように、本実施の形態に係る冷却塔では、補給水経路に活水器６０を配設すると共に、オーバフロー管１４外側に排水案内部１５を配設して、下部水槽１０に溜った循環水の水位がオーバフロー管１４上端開口高さ位置を越えた場合、循環水が排水案内部１５下側から排水案内部１５とオーバフロー管１４との間を通ってオーバフロー管１４上端開口に達する状態とし、下部水槽１０の底に堆積物が溜った状態では、オーバフロー時に排水案内部１５とオーバフロー管１４との間を下から上に向う水に伴わせて堆積物を上昇させ、水と共にオーバフロー管１４を通じて外部に排出させられることから、循環水が循環していく中、活性化した水の浄化能力により析出、脱落した不純物やスケールが下部水槽１０に達して堆積した後、循環水のオーバフロー毎に効率よく排出されることとなり、堆積物除去等のメンテナンスの手間が省け、保守コストの低減が図れると共に、循環水と共に循環経路を流れる不純物やスケールの量を大幅に低減させられ、水の流れをスムーズにして伝熱部分と確実に接触させられ、冷却塔全体の熱交換効率を向上させられる。
【００２３】
なお、前記実施の形態に係る冷却塔においては、給水管路１６途中に活水器６０を配設し、下部水槽１０へ給水部１１を通じて供給される補給水を活性化されている状態にする構成としているが、これに限らず、活水器を配水箱４０上流側の配管３０途中など、循環経路のいずれかの箇所に設置する構成とすることもでき、循環水を活水器で直接活性化して、循環経路における不純物やスケールの析出、脱落効果をより短期間に発現させられることとなる。
また、前記実施の形態に係る冷却塔において、活水器６０は遠赤外線放射物を内蔵し、遠赤外線を照射して水の活性化を図る構成としているが、これに限らず、活水器は磁場を通過させることで水を活性化するタイプのものでもかまわない。
【００２４】
また、前記実施の形態に係る冷却塔において、排水案内部１５の下端部をオーバフロー管１４下端部と略平行に形成する構成としているが、この他、排水案内部１５の下端部を外周方向に延長して下部水槽１０底面と略平行にする構成とすることもでき、排水案内部１５と下部水槽１０との間に水及び堆積物の流入口が形成されることから、オーバフロー時に下部水槽１０底面に沿って強い水流が発生し、効率よく堆積物を排水案内部１５とオーバフロー管１４との間に送込め、外部に確実に排出できる。さらに、下部水槽１０底面から排水案内部１５とオーバフロー管１４との間に流入する水を下部水槽１０から排水案内部１５内側にかけて旋回流とするよう案内する案内手段を配設する構成とすることもできる。
【００２５】
また、前記実施の形態に係る冷却塔において、下部水槽１０のオーバフロー管１４及び排水案内部１５の起立する底面部分は下部水槽１０の他の底面と同じ平面をなす構成としているが、これに限らず、下部水槽１０底面におけるオーバフロー管１４及び排水案内部１５の起立部位を周囲より低く形成する構成とすることもでき、底面の高低差で自然に堆積物を排水案内部１５下端周囲に集積させられ、オーバフロー時に水と共に効率的に外部に排出できる。
【００２６】
また、前記実施の形態に係る冷却塔において、上部水槽５０の底部上方にフィルタ５１を配設する構成としているが、この他、配水箱４０の下側開口部分にフィルタを配設する構成とすることもでき、配水箱４０から出ようとする循環水をフィルタに通して水中の不純物やスケールを除去でき、前記同様、上部水槽５０における循環水滴下用の小孔が詰ったり、熱交換部２０の伝熱面に悪影響を与えたりするのを防止できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、循環経路又は補給水経路に活水手段を配設すると共に、オーバフロー管外側に排水案内部を配設して、下部水槽に溜った水の水位がオーバフロー管上端開口高さ位置を越えた場合、水が排水案内部下側から排水案内部とオーバフロー管との間を通ってオーバフロー管上端開口に達する状態とし、下部水槽の底に堆積物が溜った状態では、オーバフロー時に排水案内部とオーバフロー管との間を下から上に向う水に伴わせて堆積物を上昇させ、水と共にオーバフロー管を通じて外部に排出させられることにより、循環水や散布水が循環していく中、循環水又は散布水中に含まれる活性化した水の浄化能力により析出、脱落した不純物やスケールが下部水槽に達して堆積した後、水のオーバフロー毎に効率よく排出されることとなり、堆積物除去等のメンテナンスの手間が省け、保守コストの低減が図れると共に、水と共に循環経路を流れる不純物やスケールの量を大幅に低減させられ、水の流れをスムーズにして伝熱部分と確実に接触させられ、冷却塔全体の熱交換効率を向上させられるという効果を奏する。
【００２８】
また、本発明によれば、上部水槽にフィルタを配設し、循環水又は散布水に含まれる不純物やスケール等の異物を上部水槽のフィルタで受止め、循環水又は散布水から不要な成分を除去した状態で熱交換部各部へ滴下させられることにより、循環水又は散布水と熱交換部との接触を効率化できると共に、水からのスケール等の除去排出もより容易に行えるという効果を有する。
【００２９】
また、本発明によれば、下部水槽の水出口のストレーナにおけるフィルタ部分の上側部材を透明材質とし、フィルタの状態を視認可能とすることにより、フィルタの詰り具合をストレーナ上部部材を取外さずに確認できることとなり、容易にフィルタ状態の確認作業が行えると共に、フィルタ清掃のタイミングを適切に判断でき、保守コストを低減できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る冷却塔の概略構成断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る冷却塔における下部水槽の平面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る冷却塔における下部水槽の要部概略断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る冷却塔における排水案内部の断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る冷却塔における配水箱及び上部水槽の概略構成断面図である。
【図６】従来の冷却塔の水循環路説明図である。
【符号の説明】
１、１００冷却塔
１０下部水槽
１１給水部
１２管路
１３ストレーナ
１４オーバフロー管
１５排水案内部
１６給水管路
２０熱交換部
３０配管
４０配水箱
５０上部水槽
５１フィルタ
６０、１０２活水器
１０１補給水給水管

Claims

冷却対象の循環水又は熱交換部への散布用の散布水を熱交換部の上側に配設された上部水槽へ導き、当該上部水槽から前記循環水又は散布水を前記熱交換部各部へ分配滴下させた後、循環水又は散布水を熱交換部下側の下部水槽で一旦回収し、所定の循環経路を通じて繰返し前記上部水槽に送込む冷却塔において、
前記循環水又は散布水の循環経路途中もしくは循環水又は散布水用の補給水給水路の途中に配設され、循環水、散布水、又は補給水を活性化する一又は複数の活水手段と、
前記下部水槽に起立状態で配置される上端開口状態の管体で形成され、上端開口に流入した下部水槽内の水を外部に流出させるオーバフロー管と、
前記オーバフロー管の外側を取囲んで下部水槽に起立状態として配置される略筒状体で形成され、当該略筒状体と下部水槽底面及び前記オーバフロー管との間に隙間を有すると共に、略筒状体上端部をオーバフロー管上端より高くされてなる排水案内部とを備えることを
特徴とする冷却塔。
前記請求項１に記載の冷却塔において、
前記上部水槽が、循環水又は散布水を滴下させる底部上方に循環水を濾過して異物を水中から除去するフィルタを配設されてなることを
特徴とする冷却塔。
前記請求項１又は２に記載の冷却塔において、
前記下部水槽が、貯溜される循環水又は散布水の出口にストレーナを配設されてなり、当該ストレーナにおけるフィルタ部分の上側部材を透明材質製とされることを
特徴とする冷却塔。