特許 6190306 冷却塔

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6190306

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】冷却塔

(51)【国際特許分類】

   F28F 25/02 20060101AFI20170821BHJP

【ＦＩ】

   F28F25/02

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-73236(P2014-73236)

(22)【出願日】2014年3月31日

(65)【公開番号】特開2015-194320(P2015-194320A)

(43)【公開日】2015年11月5日

【審査請求日】2016年4月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000192590

【氏名又は名称】株式会社神鋼環境ソリューション

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】信田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】江崎 裕介

【審査官】 庭月野 恭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１１５９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−１９２１９８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平１０−１６０３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３０２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１４１８７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２８Ｆ ２５／０２

Ｆ２８Ｃ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

温水供給装置と、
前記温水供給装置から供給される温水を貯留するための貯留空間を有する貯留部を有し、前記貯留部の底部において平面視で第１方向及び前記第１方向に直交する第２方向に間隔をあけて分布する複数の散水孔が形成された温水槽と、
前記温水槽の貯留部の下方に配置され、前記複数の散水孔から流下した水を外気と熱交換させて冷却する熱交換ユニットと、を備え、
前記温水槽は、前記底部から上方に突出して且つ少なくとも一部が前記貯留空間の高さよりも低い複数の水位調節部を有し、
前記水位調節部は、平面視で閉じた内部空間を形成するための壁部を有し、
前記複数の散水孔は、平面視で前記水位調節部の内側に位置する第１散水孔と、平面視で前記複数の水位調節部の外側に位置する第２散水孔とを含み、
前記貯留部は、前記底部の前記第２方向における全長に渡って、前記第２方向に前記第２散水孔のみが並び、前記温水供給装置からの温水が供給される第１領域を有し、
前記貯留部は、前記第１方向における前記第１領域の両側に前記第１散水孔及び前記第２散水孔が前記第２方向に混在して並ぶ第２領域を有する、冷却塔。

【請求項2】

前記第２領域において、前記第１散水孔及び前記第２散水孔は、それぞれ、前記第１方向において略均一に分布している、請求項１に記載の冷却塔。

【請求項3】

前記水位調節部の内側に、複数の前記第１散水孔が位置する、請求項１又は２に記載の冷却塔。

【請求項4】

前記第２領域は、前記第１領域から前記第１方向に複数の前記第２散水孔のみが並ぶ第３領域を有し、
前記第２領域には、前記第３領域に隣接して前記第１方向に延在し、その内側に前記第１方向に複数の前記第１散水孔が並ぶ前記水位調節部が設けられている、請求項１乃至３のいずれかに記載の冷却塔。

【請求項5】

前記第２領域は、前記第１領域から前記第１方向に複数の前記第２散水孔のみが並ぶ第３領域を有し、
前記第２領域には、前記第３領域に沿って前記第１方向に点在する複数の前記水位調節部が設けられている、請求項１乃至３のいずれかに記載の冷却塔。

【請求項6】

前記第２領域において、前記水位調節部と前記第２散水孔とが、前記第１方向及び前記第２方向の双方向において、交互に配列されている、請求項１乃至３のいずれかに記載の冷却塔。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、工場設備、空調設備等の冷却水が利用される設備から排出される温水を冷却する冷却塔に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、冷却塔は、工場設備、ビル等の空調設備等から排出される温水を冷却して循環使用するために使用される。冷却塔は、内部をある方向に流れる温水に外部から流入した外気を接触させることにより、温水と外気との間で熱交換させ、温水を冷却するものである。

【0003】

冷却塔は、内部の散水槽に溜めた温水を充填材に散水することによって、外気と接触させ、気化熱によって充填材を流下する温水を冷却している。そのため、散水槽の底部には多数の散水孔が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

特開２００８−２４９１８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、冬期等に冷却塔を使用する時は、冷却水が利用される設備側での冷却要求が低くなるために、温水供給管から散水槽に供給する温水の量が低減されることがある。しかし、温水供給管から散水槽に供給される温水の量が減ると、散水槽における温水の水位が低下し、散水槽全体に温水が行きわたりにくくなる。特に温水供給管から離れるほど、すなわち、散水槽の端部に近づくほど温水が供給されにくくなる。

【0006】

その結果、散水孔を介して散水される温水が、充填材に対して不均一に流下する。特に散水槽の長手方向において、充填剤には温水が供給される部分と温水が供給されない部分ができる。充填剤において、温水が供給される部分に比べて温水が供給されない部分の方が、外気は通過しやすいため、散水槽の端部に対応する部分ほど外気が多く流入されやすくなる。そのため、温水が充填材に対して不均一に流下すると、温水と外気との熱交換が効果的に行われずに、冷却塔の冷却効率が低下するという課題がある。

【0007】

そこで本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、散水槽に貯留された温水の水位が低水位のときも、充填材に対して不均一に温水が流下することを抑制して、冷却効率の低下を抑制することができる冷却塔を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一形態に係る冷却塔は、温水供給装置と、前記温水供給装置から供給される温水を貯留するための貯留空間を有する貯留部を有し、前記貯留部の底部において平面視で第１方向及び前記第１方向に直交する第２方向に間隔をあけて分布する複数の散水孔が形成された温水槽と、前記温水槽の貯留部の下方に配置され、前記複数の散水孔から流下した水を外気と熱交換させて冷却する熱交換ユニットと、を備え、前記温水槽は、前記底部から上方に突出して且つ少なくとも一部が前記貯留空間の高さよりも低い複数の水位調節部を有し、前記水位調節部は、平面視で閉じた内部空間を形成するための壁部を有し、前記複数の散水孔は、平面視で前記水位調節部の内側に位置する第１散水孔と、平面視で前記複数の水位調節部の外側に位置する第２散水孔とを含み、前記貯留部は、前記底部の前記第２方向における全長に渡って、前記第２方向に向けて前記第２散水孔のみが並び、前記温水供給装置からの温水が供給される第１領域を有する。

【0009】

前記構成によれば、貯留空間に貯留された温水の水位が水位調節部よりも上側である場合には、温水は第１散水孔と第２散水孔との両方から熱交換ユニットへと流下する。他方、貯留空間に貯留された温水の水位が水位調節部よりも下側である場合には、温水供給装置からの温水は水位調節部で囲まれた第１散水孔に導かれず、温水は第２散水孔からのみ熱交換ユニットへと流下するため、温水供給装置からの温水供給量が減少していっても温水の水位低下が抑制される。

【0010】

更に、貯留空間の一部には、第２方向に第２散水孔のみが並んでいて、そこに温水供給装置からの温水が供給されるので、貯留空間に貯留された温水の水位が水位調節部よりも下側である場合に、当該温水が、まず、水位調節部に阻害されずに第２方向に流通し、そこから第１方向に水位調節部の間を流通する。よって、貯留部に貯留された温水が低水位のときも第２散水孔の全体に温水が行きわたりやすく、熱交換ユニットに対して不均一に温水が流下することを抑制することができる。その結果、冷却塔の冷却効率の低下を抑制することができる。

【0011】

前記形態において、前記貯留部は前記第１方向における前記第１領域の両側に前記第１散水孔及び前記第２散水孔が存在する第２領域を有していてもよい。

【0012】

前記構成によれば、第１散水孔及び第２散水孔が存在する第２領域の第1方向における長さが短くなるので、低水位時において第２散水孔の全体に温水が行きわたりやすくなる。

【0013】

前記形態において、前記第２領域において、前記第１散水孔及び前記第２散水孔は、それぞれ、前記第１方向において略均一に分布していてもよい。

【0014】

前記構成によれば、温水供給装置からの温水供給量が低下したときに、第１方向において、熱交換ユニットに対して不均一に温水が流下することを抑制することができる。

【0015】

前記形態において、前記水位調節部の内側に、複数の前記第１散水孔が位置していてもよい。

【0016】

前記構成によれば、水位調節部の数が低減されるため、水位調節部の作製が容易になる。

【0017】

前記形態において、前記第２領域は、前記第１領域から前記第１方向に複数の前記第２散水孔のみが並ぶ第３領域を有し、前記第２領域には、前記第３領域に隣接して前記第１方向に延在し、その内側に前記第１方向に複数の前記第１散水孔が並ぶ前記水位調節部が設けられてもよい。

【0018】

前記構成によれば、温水供給装置からの温水供給量が低下したときに、第１方向に延在している水位調節部によって、第１領域の温水が、第１方向に第２散水孔のみが並ぶ第３領域を通るように導かれて温水槽の第1方向における全体に温水が行きわたりやすくなる。

【0019】

前記形態において、前記第２領域は、前記第１領域から前記第１方向に複数の前記第２散水孔のみが並ぶ第３領域を有し、前記第２領域には、前記第３領域に沿って前記第１方向に点在する複数の前記水位調節部が設けられていてもよい。

【0020】

前記構成によれば、第３領域に沿って第１方向に点在した複数の水位調節部によって、第１領域の温水が、第１方向に第２散水孔のみが並ぶ第３領域に導かれて温水槽の第１方向における全体に温水が行きわたりやすくなる。

【0021】

前記形態において、前記水位調節部と前記第２散水孔とが、前記第１方向及び前記第２方向の双方向において、交互に配列されていてもよい。

【0022】

前記構成によれば、第１領域の温水が、第２領域において、規則正しく配置された水位調節部を縫って、第１方向及び第２方向の双方向に配置された第２散水孔の全体に行きわたりやすくなる。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、温水供給装置からの温水供給量が減少しても、温水槽における温水の水位低下を抑制することができる。また、温水槽全体に温水を行きわたりやすくすることができる。したがって、熱交換ユニットに対する不均一な温水の流下を抑制することができるため、冷却効率の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態に係る冷却塔の構成例を示す断面図である。

【図2】図２（ａ）は、図１の温水槽の平面図である。図２（ｂ）は、図１の温水槽の斜視断面図である。

【図3】図３は、図１の温水槽における、温水の水位と温水供給装置からの温水供給量の関係を示すグラフである。

【図4】図４は、本発明の第２実施形態に係る冷却塔の温水槽の平面図である。

【図5】図５（ａ）は、本発明の第３実施形態に係る冷却塔の温水槽の平面図である。図５（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係る冷却塔の温水槽の斜視断面図である。

【図6】図６は、本発明の第４実施形態に係る冷却塔の温水槽の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、同一の又は対応する要素には全ての図を通じて同一の符号を付して重複する詳細説明を省略する。

【0026】

（第１実施形態）
［構成］
＜全体構成＞
図１は、本発明に係る冷却塔１の構成例を示す断面図である。図１において、便宜上、紙面手前側を冷却塔の正面側、紙面奥側を冷却塔の背面側、図の左側を冷却塔の左側、図の右側を冷却塔の右側と呼び、紙面厚み方向を前後方向と呼ぶ。

【0027】

図１に示すように、冷却塔１は、温水供給装置２と、温水槽３と、熱交換ユニット４と、通風空間５と、冷却ファン６と、ルーバー７と、冷水槽８と、エリミネータ９と、を含む。

【0028】

冷却塔１は、冷水槽８を備えている。冷水槽８は、冷却塔１が設置される設置面上に設置され、後述するように熱交換ユニット４から流下する冷水（冷却された温水）を貯留する。冷水槽８の上には外気流路１０１が形成されている。外気流路１０１は、たとえば、略直方体状に形成されている。外気流路１０１は、左右両側と上側に開口しており、正面側と背面側には外気の流入を遮断する外装が設けられている。また、外気流路１０１の底面は開放されている。外気流路１０１は、冷却塔１の外部から内部にかけて外気が通過する経路である。外気流路１０１の左右両側部に、一対の熱交換ユニット４が設置される。

【0029】

熱交換ユニット４は、たとえば、ポリ塩化ビニル製の板材で構成される充填材を多数配列して構成される。充填材は、左右方向及び上下方向に延在し且つ前後方向に間隔を有するようにして配列される。熱交換ユニット４は、後述する温水槽３から充填材を伝って流下する温水を外気流路１０１の左右両側の開口から流入する外気と接触させ、熱交換する。
外気流路１０１において、一対の熱交換ユニット４の間に通風空間５が設けられる。通風空間５は、温水との熱交換を終えた外気が通流する空間である。各熱交換ユニット４の外気流入面にルーバー７が設置される。ルーバー７は、冷却塔１内へ吸入される外気の整流を行う。各熱交換ユニット４の外気流出面にエリミネータ９が設置される。エリミネータ９は、たとえば、板状のシートで構成される。エリミネータ９は、熱交換ユニット４から通風空間５に向かって流出する外気と接触し、水滴を分離する。

【0030】

一対の熱交換ユニット４の上に、一対の温水槽３が設置される。各温水槽３は、たとえば、平面視で前後方向に長辺を有する略直方体状に形成される。温水槽３は、後述する温水供給装置２から供給された温水を貯留するともに、熱交換ユニット４へ温水を散水する。温水槽３の上には、温水供給装置２が設置され、温水槽３に温水を供給する。通風空間５の上方に、冷却ファン６が設けられる。冷却ファン６は、ルーバー７から通風空間５に向かう外気の流れを生み出す。

【0031】

＜温水槽の構成＞
図２（ａ）は、図１の温水槽３の平面図である。図２（ａ）に示すように、温水槽３は、貯留部３０と、複数の散水孔３１と、複数の水位調節部３２と、を有する。貯留部３０は、温水槽３の本体である水槽で構成され、内部空間が温水供給装置２から供給される温水を貯留するための貯留空間を構成している。貯留部３０は、平面視で前後方向（第１方向）に長い長方形状の底壁である底部３０１と、底部３０１の長辺の端部から上方に突出して前後方向（第１方向）に延びる一対の側壁部３０２と、底部３０１の短辺の端部から上方に突出して左右方向（第１方向に直交する第２方向）に延びる一対の側壁部３０３とを有する。即ち、貯留部３０は、平面視で、熱交換ユニット４における外気の通流方向に向けて短く、当該通流方向に直交する方向に長く形成されている。以下では、温水槽３における方向を、便宜上、第１方向及び第２方向で表す。貯留部３０は、たとえば、木製、金属製、または樹脂（例えば、ＦＲＰ：繊維強化プラスチック）製である。貯留部３０の底部３０１に、複数の散水孔３１が形成されている。複数の散水孔３１は、底部３０１において平面視で第１方向および第２方向に等しい間隔をあけて分布して配置される。複数の散水孔３１の孔径は同一である。複数の散水孔３１を介して、貯留部３０に貯留された温水は熱交換ユニット４上に散水される。

【0032】

図２（ｂ）は、図１の温水槽３の斜視断面図である。図２（ｂ）に示すように、水位調節部３２は、貯留部３０の底部３０１から上方に突出して且つ少なくとも一部が貯留部３０の貯留空間の高さよりも低い。水位調節部３２は、底部３０１のうち隣り合う散水孔３１の間の部分から上方に突出し、且つ平面視で閉じた内部空間３２０を形成するための壁部３２１を有する。水位調節部３２は、温水槽３０に第１方向に延在するように複数設けられている。壁部３２１は、第１方向に延びる一対の長辺壁部３２１ａと、一対の長辺壁部３２１ａの第１方向の端部同士を接続するように第２方向に延びる短辺壁部３２１ｂとを含む。本実施形態では、一対の長辺壁部３２１ａの第１方向における一端部同士が短辺壁部３２１ｂにより接続され、一対の長辺壁部３２１ａの他端部同士が貯留部３０の側壁部３０３により接続されている。

【0033】

即ち、水位調節部３２は、一対の長辺壁部３２１ａ、短辺壁部３２１ｂ及び側壁部３０３により構成されている。それら壁部３２１ａ，３２１ｂ，３０３により平面視で矩形状に囲まれた内部空間３２０が形成され、その内部空間３２０が上側で貯留空間に連通している。水位調節部３２は、一対の長辺壁部３２１ａ及び短辺壁部３２１ｂが同一高さで且つ貯留部３０の側壁部３０２，３０３よりも低い。具体的には、長辺壁部３２１ａ及び短辺壁部３２１ｂの高さは、側壁部３０２，３０３の高さの５％以上３５％以下、好ましくは１０％以上２５％以下である。ここでは、壁部３２１は、貯留部３０と別体で構成され、底部３０１に固定されている。具体的には、壁部３２１は、略Ｌ字型の断面を有する板状部材であり、底部３０１にリベット４００によって固定されている。

【0034】

複数の散水孔３１のうち、水位調節部３２の内側に位置する散水孔３１１を第１散水孔と呼び、水位調節部３２の外側に位置する散水孔３１２を第２散水孔と呼ぶ。即ち、第１散水孔３１１は、平面視で水位調節部３２により囲まれた領域に位置し、平面視で内部空間３２０と重なるように位置している。第２散水孔３１２は、平面視において水位調節部３２に囲まれておらず、平面視で内部空間３２０と重ならないように位置している。貯留部３０は、平面視で第１方向の一部において底部３０１の第２方向における全長に渡って、第１領域１００を有する。

【0035】

第１領域１００は、底部３０１の少なくとも第２方向の全体にわたって第２散水孔３１２のみが並ぶ領域を意味する。ここでは、第１領域１００の散水孔３１は第１方向にも複数（図２（ａ）では１２列）並んでいる。なお、第１領域１００における散水孔３１の第１方向に配置される数は特に限定されないが、２列以上、更には３列以上であることが好ましい。２列以上、更には３列以上とすることで供給された温水を第２方向に移動しやすくすることができる。第１領域１００の数及び第１方向における位置は任意である。ここでは、第１領域１００は、１つであり、底部３０１の第１方向における端部以外の位置に形成されている。なお、第１領域１００を２つ、もしくは３つ設けてもよい。また、第１領域１００は温水供給口２１の位置に合わせて配置するようにすることが好ましい。すなわち、温水供給口２１から供給された温水が水位調節部３２に邪魔されることなく第２方向に拡散するようにすることが好ましい。

【0036】

第１領域１００と対向して、温水供給装置２の温水供給口２１が配置されている。これにより、温水供給装置２から第１領域１００に温水が供給される。なお、温水供給装置２から第１領域１００に温水を供給する態様は、任意であり、これには限定されない。例えば、温水供給口２１は本実施形態では１箇所としているがこれに限定されず、２箇所もしくは３箇所設けてもよい。更に、温水供給口２１の位置も特に限定されず、側壁３０２側もしくはこれに対向する側壁側に設けてもよい。第１領域１００を温水供給口２１の位置に合わせて設けるため、供給される温水が水位調節部３２によって阻害されることなく第２方向に拡散される。

【0037】

更に、貯留部３０は、平面視で第１方向における第１領域１００の両側に第１散水孔３１１及び第２散水孔３１２が存在する第２領域２００を有する。言い換えると、第２領域２００は、底部３０１の少なくとも第２方向の全体にわたって第２散水孔３１２のみが並ぶことがなく、第１散水孔３１１と第２散水孔３１２とが混在する領域を意味する。第２領域２００において、第１散水孔３１１及び第２散水孔３１２は、それぞれ、平面視で第１方向において略均一に分布している。ここでは、第２領域２００で散水孔３１が第１方向に並ぶ数は、第１領域１００で散水孔３１が第１方向に並ぶ数よりも多い。

【0038】

第２領域２００は、第１領域１００から第１方向に複数の第２散水孔３１２のみが並ぶ第３領域３００を有する。水位調節部３２は、第３領域３００に対して第２方向に隣接して第１方向に延在する。ここでは、２列の水位調節部３２と３列の第３領域３００とが第２方向において交互に配列される。即ち、第３領域３００は、平面視において、２列の水位調節部３２とで挟まれた領域と、貯留部３０の側壁部３０２と水位調節部３２とで挟まれた領域と、を含んでいる。また、水位調節部３２の内側には、第１方向に等間隔で複数並ぶ第１散水孔３１１の列が第２方向に複数列（図２（ａ）では２列）配置される。本実施形態では、１つの水位調節部３２の内側では、第１散水孔３１１の第２方向に並ぶ数よりも、第１散水孔３１１の第１方向に並ぶ数が多い。

【0039】

[動作]
以上のように構成された冷却塔１の動作を、図１、図２（ａ）、図２（ｂ）を参照して説明する。

【0040】

まず、一般的な動作を説明する。

【0041】

工場やビル等の冷却塔の外部設備より送られてくる温水は、温水供給装置２から温水槽３に供給される。供給された温水は、温水槽３の底部に設置された複数の散水孔３１を通じて熱交換ユニット４に散水される。なお、温水は、温水槽３の底部に設けられた散水ノズルを通じて熱交換ユニット４に散水されるようにしてもよい。

【0042】

一方、冷却ファン６が駆動されることにより、平面視で左右方向からルーバー７を介して熱交換ユニット４に外気が吸入される。吸入された外気は熱交換ユニット４の内部を流下する温水と接触して熱交換する。熱交換ユニット４から流出した外気は、エリミネータ９と接触して、水滴が除去される。水滴が除去された外気は冷却ファン６により、通風空間５において上側方向に向きを変え、外部に排気される。一方、熱交換によって、温水は冷却されて冷水となる。冷水は熱交換ユニット４の内部を流下して、冷水槽８に貯留される。

【0043】

次に、本実施形態において特徴的な温水槽３の動作を説明する。

【0044】

まず、温水供給口２１から貯留部３０の第１領域１００に温水が供給される。温水は、貯留部３０の貯留空間に貯留される。散水孔３１から散水される温水の流量は、散水孔３１の数が変化しなければ、貯留部３０の貯留空間に貯留された温水の水位が増加するにつれて増加する。従って、貯留される温水の水位は、温水供給口２１から供給される温水の流量と散水孔３１から散水される温水の流量とが均衡するように定まる。貯留部３０の貯留空間に貯留された温水の水位が水位調節部３２の壁部３２１よりも上側である場合には、水位調節部３２の内部空間３２０にも温水が供給されるため、温水は第１散水孔３１１と第２散水孔３１２との両方から熱交換ユニット４へ流下する。

【0045】

他方、貯留部３０の貯留空間に貯留された温水の水位が水位調節部３２の壁部３２１よりも下側である場合には、第１領域１００に供給された温水は、水位調節部３２に遮られて第１散水孔３１１には供給されないため、その温水は第２散水孔３１２からのみ熱交換ユニット４へと流下する。この際、第１領域１００に供給された温水は、第１領域１００において水位調節部３２に阻害されずに平面視で第２方向に流通して、第２方向に間隔をあけた複数の第３領域３００に均等に分配され、その温水は平面視で貯留部３０の長手方向の端部に向かって第３領域３００の各々を第１方向に流れる。そのようにして、貯留部３０に形成された全ての第２散水孔３１２に行きわたった温水が、全ての第２散水孔３１２を通じて、熱交換ユニット４に散水される。

【0046】

図３は、図１の温水槽３における、温水の水位と温水供給装置２からの温水供給量との関係を示すグラフである。図３のグラフにおいて、縦軸が温水の水位を示し、横軸が温水供給装置２からの温水供給量を示す。図３において太線で示す直線は、温水槽３の貯留部３０から熱交換ユニット４に対する適切な散水に必要な水位Ａである（以下、最低水位Ａと呼ぶ）。図３において一点鎖線で示す曲線は、水位調節部３２が設けられていない場合における水位の変化を示し、実線で示す曲線は、水位調節部３２が設けられている場合における水位の変化を示す。

【0047】

温水槽３に水位調節部３２が設けられていない場合に、温水供給装置２から供給される温水の量が低下していくと、図３において示す温水供給量Ｙにて、最低水位Ａに達してしまう。一方、本実施形態に係る冷却塔１の温水槽３に水位調節部３２が設けられた場合、貯留部３０の貯留空間に貯留された温水の水位が水位調節部３２の壁部３２１よりも下側となると、温水は第２散水孔３１２のみから熱交換ユニット４へ流下する。これにより、温水槽３から熱交換ユニット４へ流下する温水の流量が急減する。すると、温水の水位は低下から上昇に転じる。そして、温水の水位が水位調節部３２の壁部３２１よりも上側となると、第２散水孔３１２のみならず第１散水孔３１１からも温水が散水されるため、温水槽３から流下する温水の流量が急増する。すると、温水の水位は上昇から低下に転じる。その結果、水位調節部３２の壁部３２１の高さ近辺の水位Ｂにおいて、温水槽３から流下する温水の流量が、この微小な急減と微小な急増との作用により温水槽３へ供給される温水の流量と均衡し、当該水位Ｂが維持される。そして、温水槽３へ供給される温水の流量が第２散水孔３１２のみから流下する温水の流量を下回ると、温水の水位は、再度、低下を開始し、やがて、最低水位Ａを下回る。

【0048】

このように、冷却塔１の温水槽３に水位調節部３２が設けられた場合、温水供給装置２から供給される温水の量が低下していくと、貯留部３０の温水の水位は、下がり続けるのではなく、一旦、最低水位Ａよりも少し高い水位Ｂにて、水位が維持される。その後、温水供給量Ｙよりも小さい値の温水供給量Ｘにて、最低水位Ａに達する。

【0049】

[効果]
以上のように構成され且つ動作する冷却塔１は、以下の効果を奏する。

【0050】

貯留部３０の貯留空間に貯留された温水の水位が水位調節部３２の壁部３２１よりも下側である場合には、温水は第２散水孔３１２からのみ熱交換ユニット４へと流下する。この構成によって、温水供給口２１からの温水供給量が減少していっても水位の低下を抑制できる。

【0051】

更に、第２散水孔３１２のみが並ぶ第１領域１００に温水が供給されることによって、貯留部３０に貯留された温水が低水位のときも、第２散水孔３１２の全体に温水が行きわたりやすく、熱交換ユニット４に対して不均一に温水が流下するのを抑制することができる。そのため、外気が偏って熱交換ユニット４に流入することも抑制できる。その結果、冷却塔１の冷却効率の低下を抑制することができる。

【0052】

貯留部３０は、第１領域１００の両側に第２領域２００を有することによって、第２領域２００の第１方向における長さが短くなるので、低水位時において第２散水孔３１２の全体に温水が行きわたりやすくなる。

【0053】

第２領域２００において、第１散水孔３１１及び第２散水孔３１２は、それぞれ、第１方向において略均一に分布している。この構成によって、温水供給装置２からの温水供給量が低下したときにも、第１方向において、熱交換ユニット４に対して不均一に温水が流下することを抑制できる。

【0054】

複数の第１散水孔３１１が水位調節部３２の内側に位置する。この構成によって、水位調節部３２の数が低減されるため、水位調節部３２の作製が容易になる。

【0055】

温水供給装置２からの温水供給量が低下したときに、第１方向に延在している水位調節部３２によって、第１領域１００の温水が、第３領域３００に導かれて温水槽３の第１方向における全体に温水が行きわたりやすくなる。よって、熱交換ユニット４に対して不均一に温水が流下することを更に抑制できる。

【0056】

複数の第３領域３００と水位調節部３２とが第２方向に交互に配列される。この構成によって、熱交換ユニット４に流下される温水が第２方向に広く分散され、熱交換ユニット４を流下する温水の第２方向における偏りが抑制される。よって、熱交換ユニット４における外気と温水との熱交換効率を良好に保つことができる。

【0057】

温水供給口２１は、第１領域１００に対向して配置される。この構成によって、温水供給口２１から流出する温水の勢いにより、温水の第１領域１００を介した第２方向への流通が促進される。このため、温水が貯留部３の貯留空間の全体へより分散しやすくなる。

【0058】

したがって、本実施形態に係る冷却塔１は、冬期等のように、冷却水が利用される設備側の冷却要求が低くなり、少ない温水供給量で使用される場合にも安定した冷却効率を保つことができる。

【0059】

なお、低水位において、温水を第１方向全体へ行き渡らせられない従来技術の場合、温水供給口付近では温水が熱交換ユニットに散水されるものの、第１方向の端部では温水が熱交換ユニットに散水されないこととなる。そのため、熱交換ユニットの長手方向（第１方向）で見た場合の中央付近には水膜が形成された領域が形成されるが端部側では水膜が形成されない領域が出来る。そうすると、熱交換ユニットにおいて、外気は水膜が形成されている中央付近よりも、より通過しやすい水膜の形成されていない端部側から多く吸引されることとなり、熱交換効率が低下する。

【0060】

これに対して、本実施形態では長手方向に十分に水を行き渡らせるため、長手方向で見た場合に温水が供給されない部分を極力なくすことができ、熱交換ユニット４に外気が偏って流入することも抑制できる。

【0061】

（第２実施形態）
第２実施形態に係る冷却塔の温水槽３Ａは、第１実施形態に係る冷却塔１の温水槽３の一部を変形したものである。以下では、第２実施形態に係る冷却塔の温水槽３Ａにおいて第１実施形態と異なる点について、主に説明する。

【0062】

図４は、本発明の第２実施形態に係る冷却塔の温水槽３Ａの平面図である。図４に示すように、水位調節部３２は、温水槽３Ａに第１方向に延在するように複数設置される。水位調節部３２Ａの内側には、第１方向に等間隔で複数並ぶ第１散水孔３１１Ａの列が第２方向に１列配置される。第２実施形態では、３列の水位調節部３２Ａと４列の第３領域３００とが第２方向において交互に配置される。これ以外の点は第１実施形態と同様である。

【0063】

このような第２実施形態によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。更に、第２実施形態では、水位調節部３２Ａの内側には、複数並ぶ第１散水孔３１１の列が第２方向に１列配置されており、第３領域３００では複数並ぶ第２散水孔３１２の列が第２方向に１列配置されている。水位調節部３２Ａと第３領域３００は、互いに散水孔３１が第２方向に１列配置され、第２方向において交互に配置されている。よって、第２実施形態では、第１実施形態と比べて、第２方向における第３領域３００の配置がより均一になるので、低水位時に熱交換ユニット４に対して不均一に温水が流下することをより抑制できる。

【0064】

（第３実施形態）
第３実施形態に係る冷却塔の温水槽３Ｂは、第１実施形態に係る冷却塔１の温水槽３の一部を変形したものである。以下では、第３実施形態に係る冷却塔の温水槽３Ｂにおいて、第１実施形態と異なる点について、主に説明する。

【0065】

図５（ａ）は、本発明の第３実施形態に係る冷却塔の温水槽３Ｂの平面図である。図５（ａ）に示すように、水位調節部３２Ｂは、第３領域３００に沿って、第１方向に等間隔に点在して複数設けられている。ここでは、第１方向に等間隔で複数並ぶ水位調節部３２Ｂの列と第３領域３００とが第２方向において交互に複数配置される。

【0066】

図５（ｂ）は、温水槽３Ｂの斜視断面図である。図５（ｂ）に示すように、水位調節部３２Ｂは、底部３０１のうち隣り合う散水孔３１の間から上方に突出し、且つ平面視で閉じた内部空間３２０Ｂを形成する壁部３２１Ｂを有する。水位調節部３２Ｂの上部には、内部空間３２０Ｂと連通する開口が形成されているため、内部空間３２０Ｂは、上側で貯留部３０の貯留空間に連通している。ここでは、壁部３２１Ｂは、貯留部３０と一体で構成されてもよいし、貯留部３０と別体で構成されて、底部３０１に固定されてもよい。具体的には、壁部３２１Ｂは、略円筒状である。第１散水孔３１１は、平面視で水位調節部３２Ｂにより囲まれた領域に位置し、平面視で内部空間３２０Ｂと重なるように位置している。第２散水孔３１２は、平面視において水位調節部３２Ｂに囲まれておらず、平面視で内部空間３２０Ｂと重ならないように位置している。これ以外の点は第１実施形態と同様である。

【0067】

なお、水位調節部３２Ｂは１つの散水孔のみを取り囲むように設置しているが、これに限定されず、複数の第１散水孔３１１（例えば４つ）を１つの水位調節部３２Ｂで囲むようにしても良い。

【0068】

（第４実施形態）
第４実施形態に係る冷却塔の温水槽３Ｃは、第１実施形態に係る冷却塔の温水槽３の一部を変形したものである。以下では、第４実施形態に係る冷却塔の温水槽３Ｃにおいて、第１実施形態と異なる点について、主に説明する。

【0069】

図６は、本発明の第４実施形態に係る冷却塔の温水槽３Ｃの平面図である。図６に示すように、第２領域２００において、水位調節部３２Ｃと第２散水孔３１２とが、第１方向及び第２方向の双方向において、交互に配置されている。なお、水位調節部３２Ｃの形状は、第３実施形態における水位調節部３２Ｂの形状と同一である。これ以外の点は第１実施形態と同様である。

【0070】

（その他の実施形態）
水位調節部３２の形状は上述の実施形態に記載された形状に限られない。例えば、水位調節部３２は、略楕円形状や、略三角形状、略菱形状のいずれであってもよい。

【0071】

また、複数の散水孔３１は、必ずしも貯留部３０の底部に略均一に分布して配置されるものでなくてもよい。

【0072】

なお、上述の実施形態（第１乃至第４実施形態及びその他の実施形態）において、水位調節部は、側面から上面に渡って延在する壁部を有していて、当該上面の壁部に貯留部３０の貯留空間に連通する連通孔が形成された構成としてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0073】

本発明に係る冷却塔は、少ない温水供給量で使用されても冷却効率の低下を抑制できる優れた効果を有し、この効果の意義を発揮できる冷却塔に広く適用すると有用である。

【符号の説明】

【0074】

１ 冷却塔
２ 温水供給装置
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ 温水槽
３０ 貯留部
３０１ 底部
３０２ 側壁部
３０３ 側壁部
３１ 散水孔
３１１ 第１散水孔
３１２ 第２散水孔
３２、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ 水位調節部
３２０ 内部空間
３２１ 壁部
３２１ａ 長辺壁部
３２１ｂ 短辺壁部
４ 熱交換ユニット
５ 通風空間
６ 冷却ファン
７ ルーバー
８ 冷水槽
９ エリミネータ
１００ 第１領域
２００ 第２領域
３００ 第３領域
４００ リベット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】