(57)【要約】【課題】  被冷却流体を熱交換するためのコイル管に通し、被冷却流体が大気と遮断された状態で送風と散水によって冷却される密閉式冷却装置に関し、被冷却流体の冷却効率を向上させる。【解決手段】  上部に設けた散水槽２１から冷却管部２に散水するとともに、冷却管部２の上方に送風機２０ｂを配置し、この冷却管部２の多層体の外周部から内周部に向けて取入外気流を通過させる。冷却管部２は、内外面が蛇腹状凹凸を有するコルゲート管で構成されている。また冷却管部２は上方に向かって巻径が広がるような渦巻状のコイル管２４の多層体に形成しする。【選択図】  図１
2010151363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被冷却流体が流動する冷却管部に散水する散水装置と、前記冷却管部の外部から内部に向けて取入外気流を通過させるための送風機とを、前記冷却管部の上方に設けた密閉式冷却装置において、
前記冷却管部は、内外面が蛇腹状凹凸を有するコルゲート管であることを特徴とする密閉式冷却装置。
【請求項２】
前記冷却管部は、多層の渦巻状に巻回したコルゲート管で構成され、該コルゲート管は所定の間隔で支持固定されるとともに、支持されていない部分のコルゲート管は下方に撓んでいることを特徴とする請求項１に記載の密閉式冷却装置。
【請求項３】
前記コルゲート管は、耐食性金属材料であることを特徴とする請求項１又は２に記載の密閉式冷却装置。
【請求項４】
前記コルゲート管の上に網状部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の密閉式冷却装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の密閉式冷却装置において、前記冷却管部の下方に渦巻コイル状ステンレス製コルゲート管からなる凝縮器を有するチラーユニットを併設し、該凝縮器は、前記散水装置からの散水を受け、かつ該凝縮器のコイル巻外径は、前記冷却コイル部のコイル巻外径よりも小径にしたことを特徴とする密閉式冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被冷却流体を熱交換するためのコイル管に通し、被冷却流体が大気と遮断された状態で送風と散水によって冷却される密閉式冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の密閉式冷却装置は、例えば特許文献１に開示されるように、冷却コイル部をほぼ水平な渦巻コイルの多層体に形成し、上部に設けた散水装置から冷却コイル部に散水するとともに、送風機を稼動させることによって、この冷却コイル部の多層体の外周部から内周部に向けて取入外気流を通過させるようにしたものが知られている。又、特許文献２には、渦巻コイル状になした冷却コイル部の内周側にエリミネータを配置し、このエリミネータに高圧水を噴射する洗浄手段を付加した冷却装置が記載されている。そして、この冷却装置は、チラーユニットの一部を構成する凝縮器を冷却コイル部の下段に配置し、散水を受けるように構成されている。
【０００３】
【特許文献１】特公昭６０−６４８０号公報
【特許文献２】特開２００７−２０５６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１又は特許文献２に記載の密閉式冷却装置の渦巻コイルには、一般的に熱伝導率の良いとされるプレーン銅管が用いられている。図４（ｃ）はプレーン銅管に散水が滴下したときに表面にできる水膜の模式図を示している。図示するようにプレーン管６０に滴下した散水のしずくは左右に飛散して管の表面に水膜６５を形成しつつも、多くの水分はすぐに銅管から下方に落下してしまう。散水式の冷却塔では外部から取り込まれる空気と、散布された散水との接触時間が長いほど冷却量が増すことになるので、散水の落下時間が短いことは、すなわち熱交換効率が低いという問題となってしまう。
また、散水を銅管に均一に散布することは非常に困難であるために、散水を受けない部分の銅管は熱交換に寄与しないだけでなく、スケールが付着しやすいといった問題があった。ひとたびスケールが付着すると銅管は酸洗浄することができないので、高圧洗浄を行うしか手段がなかった。すると、高圧洗浄に銅管が耐える強度とするために相応の肉厚を有さねばならず、肉厚が増すことによって、結果的に必ずしも熱交換効率に優れたものではなかった。
【０００５】
本発明は、上記の事項に留意してなされたもので、密閉式冷却装置における被冷却流体の冷却効率の更なる改良を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、被冷却流体が流動する冷却管部に散水する散水装置と、前記冷却管部の外部から内部に向けて取入外気流を通過させるための送風機とを、前記冷却管部の上方に設けた密閉式冷却装置において、前記冷却管部は、内外面が蛇腹状凹凸を有するコルゲート管であることを特徴とする密閉式冷却装置である。
【０００７】
上記の構成によれば、冷却管部が内外面に蛇腹状凹凸を有するコルゲート管であるので、外周面の凹凸の表面張力で散布された散水がすぐに下方に落下していくことがない。また外面に蛇腹状凹凸を有するので散水と送風を受ける単位長さあたりの表面積が大きくなる。さらに内面に蛇腹状凹凸を有するので、内部の被冷却流体が乱流状態で流動する。したがって、被冷却流体の冷却効率を向上させることができる。
このことは即ち、同じ冷却能力の密閉式冷却装置であれば、冷却管部の長さを短くすることが可能となるので、小型でコンパクトな密閉式冷却装置となる。
【０００８】
本発明において、前記冷却管部は、多層の渦巻状に巻回したコルゲート管で構成され、該コルゲート管は所定の間隔で支持固定されるとともに、支持されていない部分のコルゲート管は下方に撓んでいることが好ましい。
この構成によれば、冷却管部の内部を流動する被冷却流体が、さらに乱流状態となるので、被冷却流体の冷却効率を向上させることができる。
【０００９】
さらに本発明において、前記コルゲート管は、耐食性金属材料であることが好ましい。耐食性材料は、例えばステンレス鋼やチタン合金である。
この構成によれば、コルゲート管が強度と耐食性を兼ね備えることとなるので、冷却管部を薄肉化することができ、たとえ比較的熱伝導率の低いステンレス製の冷却管部であっても冷却効率を向上させることができる。例えば、ステンレス製コルゲート管の肉厚は０．２ｍｍである。
【００１０】
また本発明において、前記コルゲート管の上に網状部材を設けることができる。
この構成によれば、散布された散水が前記網状部材又は前記平面部にあたり、散水の落下速度を低下させることとなる。したがって、散水と被冷却流体との熱交換時間を長く確保することができる。
【００１１】
また、上記発明において、前記冷却管部の下方に渦巻コイル状ステンレス製コルゲート管からなる凝縮器を有するチラーユニットを併設し、該凝縮器は、前記散水装置からの散水を受け、かつ該凝縮器のコイル巻外径は、前記冷却コイル部のコイル巻外径よりも小径に設けることができる。
この構成によれば、夏季のように外気温度が上昇する季節で、散水による冷却能力が低下するようなときにもチラーユニットを運転して年間を通じてほぼ一定の被冷却流体を供給することができ、凝縮器が渦巻コイル状ステンレス製コルゲート管で構成されるので、熱交換効率に優れ、凝縮器を小型化することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる密閉式冷却装置によれば、冷却管部が内外面に蛇腹状凹凸を有するコルゲート管であるので、外周面の凹凸の表面張力で散布された散水がすぐに下方に落下していくことがない。また外面に蛇腹状凹凸を有するので散水と送風を受ける表面積が大きくなる。さらに内面に蛇腹状凹凸を有するので、内部の被冷却流体が乱流状態で流動する。したがって、被冷却流体の冷却効率を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】
【００１３】
以下に、本発明に係る密閉式冷却装置の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る密閉式冷却装置の一実施例の断面模式図である。図２は本発明に係る密閉式冷却装置の一実施例の冷却管部の平面図である。図３は図２の冷却管部の部分側面図である。図４は冷却管部の表面にできる水膜の様子を示す拡大側面模式図と従来の銅管の拡大側面模式図を示している。
また、図５は本発明に係る密閉式冷却装置において、送風量を変化させたときの散水の流れを示す模式断面図である。図６は本発明に係る密閉式冷却装置の他の実施例の断面模式図である。図７は、図６の密閉式冷却装置の運転フローを示すチャート図である。
【００１４】
図１に示すように、密閉式冷却装置１は、冷却コイル部２を筐体１０の内部に収容し、筐体１０の側部には外気を取り込むために通風孔（ルーバー）１１を設けている。そして冷却コイル部２の上方には、モータ２０ａにより駆動される冷却ファン（送風機）２０ｂと、底面に散水孔２１ａを有する散水槽２１とを設けている。一方冷却コイル部２の下方には散水を受ける受水槽２６と散水される冷却水を補給する補給用水栓２７とストレーナ２６ａとを備え、受水槽２６と散水槽２１とを接続する連結管２８の途中には散水ポンプ２９が設けられている。また、モータ２０ａは図示しないインバータ装置が接続されており、必要に応じて、モータ２０ａの回転数を可変に制御可能なように構成している。
【００１５】
冷却管部２は、図２に示すように、渦巻状（例えば１４巻）に巻回したコイル管２４である。コイル管２４は、ステンレス鋼の蛇腹状凹凸を有するコルゲート管で構成される。コルゲート管は、例えば凸部外径２４．２ｍｍ、凹部外径２０．８ｍｍ、肉厚０．２ｍｍで凹凸のピッチは４．２ｍｍのアニュラー型コルゲート管である。そして、コイル管２４の内周側は入口ヘッダー２２に、外周側は出口ヘッダー２３にロウ付けや管継手などを用いて接続され、必要な冷却能力に応じて多段に積層されている。
本実施形態では、渦巻状のコイル管を例示するが、冷却管部２は、必要に応じてつづら折状に曲げ加工された形態とすることもできる。コルゲート管はチタン合金やステンレス鋼などの耐食性金属材料であることが好ましく、経済的にはステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）が好適である。特に低レベルの導電率で被冷却流体管理させたい場合（例えば、レーザ加工機の冷却水として使用する場合）にはコルゲート管をステンレス鋼とすることで被冷却流体の導電率を悪化させることがない。また、コルゲート管はスパイラル型コルゲート管を適用することもできる。
また、図１に示すように、コイル管２４は外周に向かって若干上昇するような勾配（１〜２°程度）を付けて巻回されており、出口ヘッダー２３の上部には空気抜き弁２５が設けられている。
【００１６】
多段に積層されたコイル管２４は、上下方向に複数の区分（図中ではＡ、Ｂ、Ｃの３区分）がなされ、上方に向かってＣ、Ｂ、Ａの順にコイル径が広がるように積層されている。なお、同一区分内ではコイルの巻内外径を同一としている。コルゲート管を渦巻状に曲げ加工をする際に、同一区分内のコイル管の本数だけ、同一の形状に曲げ加工を行い、これらを積層すればよいので、容易に冷却コイルを製造することができる。また、小径の区分Ｃでは、コルゲート管長さが短くできるのでその分製造コストを低減することができる。
【００１７】
また、コイル管２４は円周上において所定の間隔で支持されている。より具体的には、放射状に等間隔の８本の支持バー５０が設けられ、その上にコイル管２４が支持されている。そして支持バー５０と支持バー５０との間の支持されていないコルゲート管は下方に撓んでいる（図３参照）。したがって被冷却流体はコイル管２４の内部を上ったり下ったりを繰り返しながら流動することとなるので、被冷却流体がさらに乱流状態で流動することとなり、熱交換効率が向上することとなる。また、コイル管２４にスケールが付着したときには、高圧洗浄を行うことができる。このときコイル管２４は可とう性のあるコルゲート管なので高圧洗浄の水圧で上下方向に撓み、付着したスケールが剥離しやすい。
【００１８】
冷却コイル部２の内周面にはエリミネータ４０を設けている。このエリミネータ４０は塩化ビニル、塩化ビニリデン等の不織布などで構成し、上層ほど厚肉になるようにしている。具体的には、区分Ｃには１０ｍｍ厚さの不織布を１層に、区分Ｂには２層に、区分Ａには３層に設けている。送風機２０ｂを駆動させると、冷却管部２の上層ほど吸い込み圧力が大きくなる。エリミネータ４０を上層ほど厚肉に設けているので、厚肉のエリミネータが通過する外気の抵抗となって、冷却管部２の上下方向に均一に外気を取り込みやすくなる。したがって、散水が外気の通過によって送風機２０ｂから排出されるキャリーオーバを減少させることができる。
【００１９】
そして、この密閉式冷却装置１は、次のように運転される。即ち、外部機器（図示せず）で熱交換された高温の被冷却流体が冷却管部２の内部に導入され、冷却管部２の上部に配置された散水槽２１の底面に設けた多数の小孔から冷却水が冷却管部２に散布され、その冷却管の中を通過する被冷却流体が冷却される。この場合、散水された冷却水はコイル管２４の外周面に水膜を作りながら順に下方のコイル管２４に落下し、コイル管２４がそこに散水された水の蒸発潜熱で冷却され、コイル管２４内の被冷却流体が冷却される。
【００２０】
ここで、上記冷却管部２に散水される冷却水は、補給用水栓２７から受水槽２６に供給されるとともに、受水槽２６の下部に設けられたストレーナ２６ａで挟雑物が除去された後、散水ポンプ２９で汲み上げられて散水槽２１に給送される。さらに冷却コイル部２は冷却水で冷却されることに加えて、送風機２０ｂにより導入された外気によっても冷却される。冷却管２で冷却された被冷却流体は、出口ヘッダー２３から戻り管３０ｂを経由して外部機器に給送される。
【００２１】
そして図４（ｂ）に示すように散水装置から散布された散水はコイル管２４の表面で左右に飛散してコイル管２４の表面に水膜６５を形成しながらコイル管２４の下方に流れる。コイル管２４は蛇腹状の凹凸を有するコルゲート管であるので、凹部２４Ａの表面張力を受けて、凹部２４Ａに水分が一端溜まることとなる。凹部２４Ａに溜まった水分が徐々に成長して水滴状になって下方のコルゲート管に落下することとなる。したがって、散水がコイル管２４の最下段にまで到達するまでの時間が長くなるために熱交換効率を向上させることができる。
【００２２】
また図４（ａ）に示すように、コイル管２４の上面に網状部材５２を設けることができる。この場合、網状部材５２の下面とコルゲート管の上面の凹部２４Ａとの間に散水を溜めることができるので、さらに散水がコイル管２４の最下段にまで到達するまでの時間が長くすることができる。網状部材５２は多層の渦巻状に形成したコルゲート管の各層に設けること好ましく、さらに散水の落下速度を低下させることができる。
【００２３】
続いて、図５を用いて、密閉式冷却装置１の運転の状態をを詳細に説明する。
図５（ａ）は、通常の状態（例えば６０Ｈｚ）でモータ２０ａを駆動させた場合に散水装置から滴下する散水の状態を、図５（ｂ）は、インバータで周波数を減少させてモータ２０ａの回転数を低下させた場合の散水の状態を示す断面模式図である。
【００２４】
上述したように、モータ２０ａによって送風機２０ｂが駆動すると冷却管部２の内周部が負圧状態となって外気が取り込まれる。散水装置から滴下された散水は、冷却管部２の上端面に均一になるように散水されるが、真下へ滴下するのではなく、図５（ａ）に示すように、この外気の流れによって、下方に落下しつつ、内側へ吸い込まれるように滴下する（図中の散水孔２１ａから下方に向かう矢印）。冷却管部２は、上方に向かって広がるように（下方に向かって径が小さくなるように）構成されているので、外気の流れによって散水が内側へ吸い込まれるように滴下しても、下段のコイル管にまで的確に散水することができる。したがって、散水の滴下を受けないコイル管がなくなるので、冷却効率を向上させることができる。
【００２５】
一方、冬季や夜間など外気温度が低下したときには、必要な冷却能力を維持しつつモータ２０ａの回転数を低下させ省エネルギ運転を図る。このときには、図５（ｂ）に示すように、外気の流入量も低下するので、散水は真下に近い滴下をすることとなる。そうすると、冷却コイル２の外周面を流下する散水量が増加することとなるので、冷却管部２の外周面に付着した藻類などの付着物を洗い流すことができる。また、散水に溶存しているミネラル分の析出を抑制し、スケールを付着しにくくすることができる。特に、下段のコイル管２４は巻径が小さく設けられているので、その分外周面を流下する散水量が多く、付着物の洗浄に好適である。
【００２６】
続いて、本発明に係る密閉式冷却装置の他の実施例を図６を用いて詳細に説明する。
図６に示すように、密閉冷却装置１ａは、ケース（筐体）１０の内部に収容された冷却管部２とその下方に配置されたチラーユニット３とを有し、ケース１０の側部には外気を取り込むために通風孔（ルーバー）１１が設けられている。冷却管部２の上方には、モータ２０ａにより駆動される冷却ファン（送風機）２０ｂと、底面に散水孔（図示せず）を有する散水槽２１とを有し、冷却管部２の内周側は入口ヘッダー２２に接続され、外周側は出口ヘッダー２３に接続されている。そして、冷却管部２の下方には、冷却管部２に散水される冷却水を補給する補給用水栓２７とストレーナ２６ａを有する受水槽２６を備えている。受水槽２６と散水槽２１とを接続する連結管２８の途中には散水ポンプ２９が設けられている。冷却管部２は、図２に示すようにコルゲート管を渦巻状に巻回して形成されたコイル管２４から構成されている。入口ヘッダー２２には、冷却管部２内に被冷却流体を流入させるために往き管３０ａが接続され、出口ヘッダー２３には、冷却管部２から流出する被冷却流体を蒸発器３３ａ、３３ｂに流すために戻り管３０ｂが接続され、さらに蒸発器には、被冷却流体を外部機器（不図示）に戻すためにチラー部配管３０ｄが接続されている。
【００２７】
チラーユニット３は、各一対の圧縮機３１ａ、３１ｂ、凝縮器３２ａ、３２ｂ、蒸発器３３ａ、３３ｂ及び膨張弁３４ａ、３４ｂ及び冷媒が循環する冷媒管路３５ａ、３５ｂを含む。凝縮器３２ａ、３２ｂは、図示しないが図２と同様に、コルゲート管を渦巻状に巻回して形成された伝熱パイプを有し、各伝熱パイプは入口ヘッダー３６ａ、３６ｂを介して一対の圧縮機３１ａ、３１ｂに接続され、また出口ヘッダー３７ａ、３７ｂを介して一対の膨張弁３４ａ、３４ｂに接続されている。さらにチラーユニット３においては、冷却管部２の上流側に設けられた往き管３０ａの途中からバイパス管３０ｃが分岐され、このバイパス管３０ｃは冷却管部２の下流側に設けられた戻り管３０ｂとその出口で合流しかつ蒸発器３３ａ、３３ｂを通過するチラー部配管３０ｄに接続されている。
なお、チラーユニット３に循環する冷媒には圧縮機３１ａ、３１ｂのための潤滑油を含んでいるので、この潤滑油が循環しやすいように、凝縮機３２ａ、３２ｂに用いる伝熱パイプはアニュラー型コルゲート管ではなく、スパイラル型コルゲート管が好ましい。またコルゲート管の肉厚は、冷媒の圧力に耐えられるように例えば０．４ｍｍ程度にするとよい。
【００２８】
バイパス管３０ｃ及び戻り管３０ｂの途中にはそれぞれ被冷却流体の流路を切り換える方向切換弁（二方弁）３８ａ及び３８ｂが設けられている。この方向切換弁３８ｂは往き管３０ａの途中に設けてもよい。また往き管３０ａの入口付近、チラー部配管３０ｄの出口付近、戻り管３０ｂの途中及び受水槽２６の周囲には、各々被冷却流体の入口温度を検出する温度センサ３９ａ、被冷却流体の出口温度を検出する温度センサ３９ｂ、冷却管部２を通過後の被冷却流体の温度を検出する温度センサ３９ｃ及び外気湿球温度を検出する温度センサ３９ｄが設置されている。
【００２９】
上記密閉式冷却装置１ａの運転を制御する装置は、温度センサ３９ａで検出される被冷却流体の入口温度（Ｔ１）、温度センサ３９ｂで検出される被冷却流体の出口温度（Ｔ２）、温度センサ３９ｃで検出される冷却管部２通過後の被冷却流体の温度（Ｔ３）及び温度センサ３９ｄで検出される外気湿球温度（Ｔ０）に基いて上記方向切換弁３８ａ及び３８ｂの制御装置に開閉信号を出力するシーケンサを含む。
【００３０】
また、冷却管部２の内周面にはエリミネータ４０を設けている。このエリミネータ４０は塩化ビニル、塩化ビニリデン等の不織布などで構成し、上層ほど厚肉になるようにしている。具体的には、区分Ｃには１０ｍｍ厚さの不織布を１層に、区分Ｂには２層に、区分Ａには３層に設けている。送風機２０ｂを駆動させると、冷却管部２の上層ほど吸い込み圧力が大きくなる。エリミネータ４０を上層ほど厚肉に設けているので、厚肉のエリミネータが通過する外気の抵抗となって、冷却管部２の上下方向に均一に外気を取り込みやすくなる。したがって、冷却管部２の下部に凝縮器がある場合にも、十分な風量を確保できるようになるとともに、散水が外気の通過によって送風機２０ｂから排出されるキャリーオーバも減少させることができる。
【００３１】
上記密閉式冷却装置１ａの運転方法の一例を説明する。外気湿球温度（Ｔ０）が設定温度（例えば２０℃）より低い場合（例えば冬期）は、冷却水の温度は１０℃位まで低下するので、被冷却流体は次の手順で冷却される。すなわちシーケンサ（不図示）から方向切換弁３８ａを閉じかつ方向切換弁３８ｂを開く信号を出力することにより、外部機器（図示せず）で熱交換された高温の被冷却流体が冷却管部２の内部に導入され、冷却管部２の上部に配置された散水槽２１の底面に設けた多数の小孔２１ａから冷却水が冷却管部２に均一に散布され、その冷却管部２の中を通過する被冷却流体が冷却される。この場合、散水された冷却水はコイル管２４の外周面に水膜を作りながら順に下方のコイル管２４に落下し、コイル管２４がそこに散水された水の蒸発潜熱で冷却され、コイル管２４内の被冷却流体が冷却される。
【００３２】
ここで、上記冷却管部２に散水される冷却水は、補給用水栓２７から受水槽２６に供給されるとともに、受水槽２６の下部に設けられたストレーナ２６ａで挟雑物が除去された後、散水ポンプ２９で汲み上げられて散水槽２１に給送される。さらに冷却管部２は冷却水で冷却されることに加えて、送風機２０ｂにより導入された外気によっても冷却される。冷却管部２で冷却された被冷却流体は、出口ヘッダー２３からチラーユニット３に給送され、そこで冷却媒体に吸熱された後、図示しない外部機器に給送される。チラーユニット３においては、圧縮機３１ａ、３１ｂで圧縮された冷媒を、凝縮器３２ａ、３２ｂで放熱し、膨張弁３４ａ、３４ｂを介して蒸発器３３ａ、３３ｂ内で膨張蒸発して吸熱するサイクルが繰り返される。凝縮器３２ａ、３２ｂにおいては、圧縮機３１ａ、３１ｂで圧縮された冷媒と、散水手段の一部である受水槽２６から給送される冷却水及び冷却管部２の内部に導入される外気とが熱交換される。
【００３３】
次に、夏期又は夏期と冬期の中間期のように外気温度が高い（例えば２０℃以上）の場合は、冷却水の温度は２０〜３０℃になるため、被冷却流体は次の手順で冷却される。すなわちシーケンサから方向切換弁３８ａを開弁し、方向切換弁３８ｂを閉弁する信号を出力することにより、密閉式冷却装置１ａ内に流入した高温の被冷却流体は、冷却管部２を通らずにバイパス管３０ｃに給送されてバイパス運転が行われる。
【００３４】
このバイパス運転は図７に示す手順に従って実行される。ステップＳ１で、温度センサ３９ａで検出される被冷却流体の入口温度（Ｔ１）と、温度センサ３９ｃで検出される冷却ユニット２４通過後の被冷却流体の温度（Ｔ３）とを比較する。Ｔ３よりもＴ１の方が高い温度であれば、シーケンサから方向切換弁３８aを「閉」、方向切換弁３８ｂを「開」の信号を出力して、被冷却流体はコイル管２４に導入される（ステップ２）。一方、Ｔ１とＴ３の温度が等しいか、Ｔ３の方がＴ１よりも高い温度の場合には、シーケンサから方向切換弁３８aを「開」、方向切換弁３８ｂを「閉」の信号を出力して、コイル管２４を経由せず、バイパス管３０ｃから蒸発器３３ａ、３３ｂに被冷却流体を導入するバイパス運転を行う（ステップ３）。
【００３５】
そして、バイパス運転を開始したときの外気湿球温度（Ｔ０１）を記憶しておき（ステップ４）、パイパス運転中は、現在の外気湿球温度（Ｔ０）と、バイパス運転を開始したときの外気湿球温度（Ｔ０１）から所定の値（α）を減算した値とを比較している（ステップ５）。このときの所定の値（α）は、例えば１℃である。
【００３６】
現在の外気湿球温度（Ｔ０）が、バイパス運転を開始したときの外気湿球温度（Ｔ０１）から所定の値（α）を減算した値と等しいか、高い温度の場合には、運転を継続するか否かを判断し（ステップ６）、継続する場合には、そのままバイパス運転を継続する。一方、現在の外気湿球温度（Ｔ０）が、バイパス運転を開始したときの外気湿球温度（Ｔ０１）から所定の値（α）を減算した値よりも低くなると、運転を継続するか否かを判断し（ステップ７）、継続する場合には再びステップ１に戻って、運転条件を判断する。
【００３７】
また夏期又は夏期と冬期の中間期はバイパス運転が長期間に及ぶことがあるので、消費電力を節約するために、バイパス運転が行われていない場合、バイパス運転を行う時間がその設定時間を経過していない場合あるいはバイパス運転が実行された場合は、冷却装置に被冷却流体が流入する温度、冷却装置から被冷却流体が流出する温度、又は外気湿球温度を検出し、その温度を基準値と比較することにより、弁の切り換え制御を行うことが望ましい。上記のバイパス運転は、１日当たり例えば１２回の頻度（例えば１１８分間隔）で、タイマーで設定した時間（例えば２分間）だけ方向切換弁３８ａを閉弁しかつ方向切換弁３８ｂを開弁する動作を繰り返すシーケンス制御を行うことにより実行される。このような弁の切り換え制御により、冷却パイプの内部に流入した被冷却流体がそこに滞留することが防止される。タイマーによる上記設定時間（方向切換弁３８ｂを開く時間）は、冷却管部２内の被冷却流体が全て入れ替わるだけの時間に設定すればよい。
【００３８】
したがって、特に外気湿球温度が低い場合に、チラーユニット３を停止させ、冷却管部２のみで熱交換を行って被冷却流体を冷却することができるので、無駄な電力を消費することなく、冷却効率の高い状態で被冷却流体を供給することができる。
【００３９】
この密閉式冷却装置１ａにおいて、凝縮器３２ａ、３２ｂは冷却管部２の下方に配置され、散水槽２１からの散水を受けて熱交換を行うが、コイル状に巻回された凝縮器３２ａ、３２ｂの外径は冷却管部２の外径よりも小径に設けられている。
したがって、散水の流れはコイルの内側へ向けて滴下していくが、凝縮器３２ａ、３２ｂの全面に散水を受けることができるので熱交換効率を向上させることができる。
【００４０】
また、冬季や夜間など外気温度が低下したときには、必要な冷却能力を維持しつつモータ２０ａの回転数を低下させ省エネルギ運転を図る。このときには、外気の流入量も低下するので、散水は真下に近い滴下をすることとなる。そうすると、冷却管部２の内部を流下した散水も凝縮器３２ａ、３２ｂの外周面を硫下することとなり、凝縮器３２ａ、３２ｂの外周面に付着した藻類などの付着物を洗い流すことができる。また、散水に溶存しているミネラル分の析出を抑制し、スケールを付着しにくくすることができる。
【実施例】
【００４１】
図８は実施例と比較例との熱通過率Ｋ値を比較した試験データである。実施例１はステンレス製コルゲート管で、凸部外径２４．２ｍｍ、凹部外径２０．８ｍｍ、肉厚０．２ｍｍで凹凸のピッチは４．２ｍｍのアニュラー型コルゲート管である。実施例２はステンレス製コルゲート管で、凸部外径３０．８ｍｍ、凹部外径２５．０ｍｍ、肉厚０．２５ｍｍで凹凸のピッチは６．０ｍｍのアニュラー型コルゲート管である。比較例は外径２０ｍｍ、肉厚０．４ｍｍのプレーン銅管である。
これら実施例と比較例とをそれぞれ密閉式冷却装置の冷却コイルとして組み込んで運転し、冷却コイルの入口温度と出口温度を測定した。その値から次式（１）によって単位面積あたりの熱通過率Ｋ値を求めた。
Ｋ＝Ｑ／（Ａ・Δｔｍ）・・・・（１）
Ｑ：交換熱量、Ａ：伝熱面積、Δｔｍ：対数平均温度差で次式（２）で求める。
＝（Δｔ１−Δｔ２）／ＬＮ（Δｔ１／Δｔ２）・・・・（２）
Δｔ１＝冷却コイルの入口における被冷却流体温度−外気湿球温度
Δｔ２＝冷却コイルの出口における被冷却流体温度−外気湿球温度
【００４２】
図示するように、被冷却流体の流量が３２０リットル／分以下の領域において、実施例と比較例の熱通過率Ｋ値はほぼ同じ値となった。具体的には、被冷却流体の流量が３２０リットル／分のとき、実施例１が６１．３、実施例２が６２．０、比較例が５９．７である。
すなわち、銅管に比較して熱伝導率の低いステンレス製コルゲート管が、散水落下速度の遅い効果による散水とコルゲート管との熱伝達、および内部被冷却流体の乱流効果によるコルゲート管と被冷却流体との熱伝達において有利となり、材料の熱伝導率のマイナス分を熱伝達率の向上によって補った結果といえる。
【００４３】
そして、被冷却流体の流量が５１０リットル／分においては、比較例の熱通過率Ｋ値に対して、実施例１および２の熱通過率Ｋ値が大きく上回る結果となった。流量すなわち流速が上昇するにつれて乱流効果が大きくなり、コルゲート管の熱通過率Ｋ値が大きくなっているものと考えられる。
【００４４】
コルゲート管は、蛇腹状凹凸の内外面形状であるからこの結果を単位長さあたりに置き換えれば、比較例に対して実施礼では冷却管部２のコイル管２４の総長さを短くすることができる。プレーン銅管のコイル管２４を２８段積層させた密閉式冷却装置と同一の冷却能力を、コルゲート管で構成したコイル管２４は２２段の積層で達成することができた。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る密閉式冷却装置の一実施例の断面模式図である。
【図２】本発明に係る密閉式冷却装置の一実施例の冷却管部の平面図である。
【図３】図２の冷却管部の部分側面図である。
【図４】冷却管部の表面にできる水膜の様子を示す拡大側面模式図と従来の銅管の拡大側面模式図である。
【図５】本発明に係る密閉式冷却装置において、送風量を変化させたときの散水の流れを示す模式断面図である。
【図６】本発明に係る密閉式冷却装置の他の実施例の断面模式図である。
【図７】図６の密閉式冷却装置の運転フローを示すチャート図である。
【図８】実施例と比較例との熱通過率Ｋ値を比較した試験データである。
【符号の説明】
【００４６】
１、１ａ：密閉式冷却装置、２：冷却管部、３：チラーユニット、
１０：筐体、１１：ルーバー
２０ａ：モータ、２０ｂ：送風機、２１：散水槽、２２：入口ヘッダー、２３：出口ヘッダー、２４：コイル管、２６：受水槽、２６ａ：ストレーナ、２７：補給用水栓、２８：連結管、２９：散水ポンプ、
３０ａ：往き管、３０ｂ：戻り管、３０ｃ：バイパス管、３０ｄ：チラー部出口配管、
３１ａ、３１ｂ：圧縮機、３２ａ、３２ｂ：凝縮器、３３ａ、３３ｂ：蒸発器、３４ａ、３４ｂ：膨張弁、３５ａ、３５ｂ：冷媒管路、３６ａ、３６ｂ：入口ヘッダー、３７ａ、３７ｂ：出口ヘッダー、３８ａ、３８ｂ：方向切換弁、３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄ：温度センサ、
４０：エリミネータ、
５０：支持バー、５２：網状部材、
６０：銅管、６５：水膜、
【図１】
2010151363.tif 000003
【図２】
2010151363.tif 000004
【図３】
2010151363.tif 000005
【図４】
2010151363.tif 000006
【図５】
2010151363.tif 000007
【図６】
2010151363.tif 000008
【図７】
2010151363.tif 000009
【図８】
2010151363.tif 000010