【手続補正書】
【提出日】平成17年3月22日(2005.3.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】        明細書
【発明の名称】    冷却塔の運転方法とこの冷却塔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冬季において、外気気象条件が氷柱発生条件となった時に、冷却塔の送風機の回転方向を正逆制御し、その逆回転時間内に外気流を、冷却塔の排気口から外気取り込み口に向けて熱交換器間を通して流し、散布水乃至循環水により外気流を加温して、この昇温した空気流をこの冷却塔の外気取り込み口部に向け吹き付け、この外気取り込み口部における結氷の防止乃至結氷した氷柱の解凍を行うことを特徴とする冷却塔の運転方法。
【請求項２】
冬季において、外気気象条件のうち、少なくとも冷却塔の設置場所での外気の乾球温度と相対湿度を測定し、これら測定された乾球温度と相対湿度より算出した湿球温度が氷柱発生条件となったときに、予め設定してあるタイムスケジュールに基づいて、冷却塔の前記送風機の回転方向を正逆制御することを特徴とする請求項１記載の冷却塔の運転方法。
【請求項３】
送風機の正回転時に冷却塔の外気取り込み口部から外気を取り込み、熱交換器と外気流との接触で散布水乃至循環水を冷却し、排気口から気流を排出する冷却塔において、
外気気象条件が氷柱発生条件となったときに、この冷却塔の送風機の回転方向を正逆制御する送風機制御装置が設けてあることを特徴とする冷却塔。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、冷却塔の運転方法とその冷却塔に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来においては、冷却塔の冬期運転時に、外気温が氷点下以下となると、冷却塔における外気取り込み口部を形成する複数の隣接するルーバー板間に氷柱が発生し、外気の取り込み量が少なくなり、冷却塔の冷却能力が低下する傾向があり、最悪の場合には、氷柱により前記外気取り込み口部が完全に閉塞され、外気の取り込みが不能となり、冷却塔を緊急停止し、手動でこのルーバー板間に付着した氷柱を取り外しているのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように手作業で氷柱を外すことは、容易なことではなく、外気温の低い冬期においては、作業環境が悪く、迅速に前記氷柱を除去出来ない。またこの氷柱除去作業で、ルーバーを破損してしまうおそれもある。
この発明の目的は、このような従来の技術の欠点を改良し、冷却塔の送風機を通常運転とは逆方向に回転し、外気の取り込みに工夫を凝らすことにより、前記ルーバー板間などに結氷した氷柱を簡易、短時間に解かして、前記ルーバー板などから容易に除去可能な冷却塔を市場に提供することである。
この発明の他の目的は、外気取り込み部及び熱交換器における結氷を未然に防止することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために特定発明は、冬季において、外気気象条件が氷柱発生条件となった時に、冷却塔の送風機の回転方向を正逆制御し、その逆回転時間内に外気流を、冷却塔の排気口から外気取り込み口に向けて熱交換器間を通して流し、散布水乃至循環水により外気流を加温して、この昇温した空気流をこの冷却塔の外気取り込み口部に向け吹き付け、この外気取り込み口部における結氷の防止乃至結氷した氷柱の解凍を行うことを特徴とする冷却塔の運転方法とする。
【０００５】
前記課題を解決するために、冬季において、外気気象条件のうち、少なくとも冷却塔の設置場所での外気の乾球温度と相対湿度を測定し、これら測定された乾球温度と相対湿度より算出した湿球温度が氷柱発生条件となったときに、予め設定してあるタイムスケジュールに基づいて、冷却塔の前記送風機の回転方向を正逆制御することもある。
【０００６】
前記課題を解決するために、関連発明は、送風機の正回転時に冷却塔の外気取り込み口部から外気を取り込み、熱交換器と外気流との接触で散布水乃至循環水を冷却し、排気口から気流を排出する冷却塔において、
外気気象条件が氷柱発生条件となったときに、この冷却塔の送風機の回転方向を正逆制御する送風機制御装置が設けてあることを特徴とする冷却塔としてある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
この形態は請求項３記載の発明の代表的な実施の形態である。
図１において、Ａは、密閉型冷却塔であり、この冷却塔Ａの外気取り込み口部１０は複数枚のルーバー板１１からなる。この冷却塔Ａは、隣接する前記ルーバー板１１間を通して、外気を冷却塔本体１６内に取り込み、熱交換器の一種であるフィン付き密閉型熱交換コイルＣと外気流との接触で間接的に前記フィン付き密閉型熱交換コイルＣ内を流れる循環冷却水を冷却する公知の冷却塔である。
前記冷却塔Ａの設置されている乾球温度を検出する温度計１２と、その相対湿度を測定する乾式の湿度計１３が設けてある。
この温度計１２と、前記湿度計１３で計測された乾球温度と相対湿度より算出される湿球温度が氷柱発生条件となったときに、冷却塔Ａの排気口１４に設置された送風機１５の回転方向を正逆制御するタイムスケジュール（図４参照）が予め設定されている送風機制御装置１７が設けてある。なお、タイムスケジュールのない場合もある。
前記氷柱発生気象条件となる前記湿球温度は２段階乃至３段階、図のものは２段階に分けられ、例えば０度Ｃ乃至−１０度Ｃ、−１０度Ｃ以下に区分され、前記タイムスケジュールは、前記外気乾球温度の各区分に応じて２種のタイムチャートを含み、外気乾球温度が低いほど前記逆回転時間比が長く設定されている。
例えば、湿球温度が０度Ｃ乃至−１０度Ｃの範囲においては、正回転９０分間逆回転３０分間を繰り返し、−１０度Ｃ以下の場合は３０分間毎に逆回転するように、タイムスケジュールが組んである。これらタイムスケジュールは例示であって、限定的な意味はない。
前記送風機１５には、電動モータの一種であるインバータモータ１９が設けてあり、このインバータモータ１９の回転数を変更可能とする制御部がこの制御装置１７に設けてある。
【０００８】
なお、風速計（図示せず）を冷却塔Ａのルーバー板１１近傍に設置し、この風速計の測定値を、前記送風機制御機器１７の入力値の一つとすることもある（請求項１２記載の発明の代表的な実施の形態に対応）。
この風速に加えて、風向きを測定することが好ましい。
なお、前記外気乾球温度のみにより、経験則に基づいた係数乃至函数式より近似の湿球温度を算出し、この値によりタイムスケジュールを選択する値とする方法及び装置も、この発明の態様の一つである。
【０００９】
この実施の形態１の作用を、請求項１、２記載の方法発明の代表的な実施の形態として説明する。
冬期を除く季節においては、前記送風機制御装置１７により、この冷却塔Ａの排気口１４に設置された送風機１５を正回転し、前記する前記ルーバー板１１間を通して、外気を冷却塔本体１６内に取り込み、前記熱交換コイル１２と外気流との接触で間接的に前記熱交換コイル１２内を流れる循環冷却水を冷却する。
【００１０】
冬期において、前記温度計１２と前記湿度計１３により、冷却塔Ａの設置場所における乾球温度と相対湿度を測定し、この乾球温度と相対湿度より算出された湿球温度係が前記ルーバー板１１間に氷柱が発生する条件となると、前記送風機制御装置１７に予め設定してあるタイムチャートが自動または手動で選択され、前記送風機１５の回転方向を正逆制御する。この送風機１５が逆転している設定時間例えば２０分から３０分内においては、前記冷却塔Ａの前記外気取り込み口部１０からの外気の取り込みは停止し、この冷却塔Ａの排気口１４からこの冷却塔Ａの本体１６内に外気を取り込み、前記熱交換コイル１２を通して外気取り込み口部１０側へ外気を流し、この熱交換コイル１２との接触に伴い循環冷却水を間接的に冷却し自身昇温した温風を前記ルーバー板１１の内面側からこれに吹き付ける。この温風により、前記ルーバー板１１間を塞いでいる氷柱を解凍し、前記ルーバー板１１から脱落させ、前記ルーバー板１１間を開放状態とする。
前回の測定した乾球温度より次回に測定された乾球温度が低い区分に属する場合には、前回のものに代えて、送風機１５の逆転設定時間比が長い別のタイムチャートを選択する。
このタイムチャートを必要としない場合もある。
前記逆回転時間と正回転時間の比率を少なくとも１対３乃至１：１以上として、冬季における散布水乃至循環水の冷却作用を確保することが、冷却塔Ａの冷却能上好ましい。
【００１１】
前記逆転運転後、前記送風機１５を前記タイムチャートに従って正回転し、前記隣接する前記ルーバー板１１間を通して、外気を取り込み、前記熱交換コイル１２と外気流との接触で間接的に前記熱交換コイル１２内を流れる循環冷却水を冷却する。前記モータ１９が設定時間正回転を継続した後、再び前記乾球温度及び相対湿度を測定し、再び氷柱発生条件を満たしていれば、再びモータ１９は逆回転される。以下この作用が繰り返される。
前記風速計により、ルーバー板１１間を流れる外気流の風速を計測する場合には、より的確に結氷発生時期を捕捉して前記送風機１５の正逆回転制御を行う。
【００１２】
実施の形態２
実施の形態１と異なる構成は、次の通りである。
前記冷却塔Ａの排気口１４に取り込んだ外気を排気口１４の下側で補助加熱する加熱要素２０が、排気口１４の下方で前記排気口１４と熱交換コイル１２間に配置された混合室１４Ａ内に設置されている。前記冷却塔Ａの下部水槽２１内にも、散布水加熱用のヒーター２１が設置されている（図２参照）。
前記加熱要素２０はモータ１９が逆転するときにだけオンとなるようにしてある。
その他、実施の形態１と同一の符号は、同一の構成を意味する。
【００１３】
実施の形態１と異なる作用は次の通りである。
前記氷柱の解凍乃至結氷防止時期には、前記ヒーター２１をオンし、モータ逆転時に外気流を排気口１４下側に位置する前記混合室１４Ａ内で前記加熱要素２０により加熱すると共に、熱交換コイル１２上に散布される散布水を前記ヒーター２１により加熱し、前記氷柱の解凍を促進すると共に、前記ルーバー板１１及び熱交換コイル１２における結氷の発生を防止する（請求項４記載の発明の代表的な実施の形態に対応）。また、散布水が混合室１４Ａ内及びエリミネーター部分で氷結するのを防止する。
なお、必要に応じて、前記散布水を冷却塔の下部水槽２２内で別のヒーター２３により補助加熱し、この下部水槽２２から上部水槽２４に汲み上げて、前記熱交換コイル１２上に散布市、前記氷柱の解凍を促進することが望ましい。
その他、実施の形態１と同一の符号は、同様の作用を為す。
【００１４】
実施の形態３
実施の形態１と異なる構成は、冷却塔Ａ１が気液直接接触型即ち開放型冷却塔であり、この冷却塔Ａ１は、隣接するルーバー板１１間を通して、外気を取り込み、熱交換器の一種である開放型熱交換器である充填板Ｃ１と外気流との直接接触で充填板Ｃ１表面を流れる散布水を冷却するものである（図３参照）。その他、実施の形態１と同一の符号は、同一の構成で、同一の作用を為す。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明においては、冬季において、外気気象条件が氷柱発生温度となったときに、冷却塔の送風機の回転方向を正逆制御し、その逆回転時間内に外気流を、冷却塔の排気口から外気取り込み口に向けて熱交換器間を通して流すことにより、散布水乃至循環水により外気流を加温して、この昇温した空気流をこの冷却塔の外気取り込み口部に向け吹き付けるが出来、この吹き付けにより、短時間にルーバー板間に発生した氷柱を解凍し、前記外気取り込み口部から容易に脱落できる。
請求項２記載の発明においては、前記タイムスケジュールを用いてより適切に、送風機の回転方向、その回転時間を制御でき、前記効果を顕著に発揮できる。これに加えて、外気取り込み口部を正常な状態に復帰でき、冷却塔本来の機能を早急に回復することが出来る。更に、この外気取り込み口部での結氷を未然に防止できる。
また送風機の逆転中においても気流方向が逆になるだけで、殊に密閉型熱交換器における熱交換作用は正逆切替時の送風機の停止期間のみ、途切れるだけでその他逆転運転時も、熱交換作用は継続する効果を奏する。
請求項３記載の発明においては、請求項１記載の方法発明を実施でき、その効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
実施の形態１の全体を示す概略正面図である。
【図２】
実施の形態２の全体を示す概略図である。
【図３】
実施の形態３の全体を示す概略図である。
【図４】
実施の形態１におけるタイムチャートの一例を示す線図である。
【符号の説明】
１１    ルーバー板
１５    送風機
１７    送風機制御装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2002213898.tif 000001