(57)【要約】【課題】冷却水の温度を安定的に保ち、故障を極力抑制する機器冷却水装置及び方法を提供する。【解決手段】冷却水で冷却される機器１０と、機器冷却後の冷却水を受ける受部２０Ｂそして冷却水を冷却する冷却部２０Ａを有する冷却水温度調整装置２０と、冷却水の温度を検出する温度検出装置６１，６２と、冷却水を機器へ供給する冷却水供給装置４０と、冷却部の運転を制御する制御装置５０とを有し、冷却水温度調整装置２０と冷却水供給装置４０の間に貯留槽３０を設け、温度検出装置は、冷却水温度調整装置と貯留槽との間の第一温度検出器６１と、貯留槽の下流側で機器手前の第二温度検出器６２を備え、制御装置５０は、第一温度検出器６１が所定温度範囲の上限より高いときに、冷却部２０Ａの運転開始の指令を発し、第二温度検出器６２の検出温度が下限より低いときに冷却部２０Ａの運転停止指令を発する。【選択図】図１
2019074235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水で冷却される機器と、
上記機器を冷却して昇温した冷却水を受ける受部と、該受部で受けた昇温後の冷却水を冷却する冷却部を備え、冷却水の温度調整を行なう冷却水温度調整装置と、
冷却水の温度を検出する温度検出装置と、
上記冷却水温度調整装置で温度調整された冷却水を上記機器へ供給する冷却水供給装置と、
上記冷却水温度調整装置の該受部で受けた昇温後の冷却水を所定温度範囲の温度とするように上記冷却部の運転を制御する制御装置とを有する機器冷却水冷却装置において、
上記冷却水温度調整装置と上記冷却水供給装置の間に、温度調整後の冷却水を受けてこれを貯留する貯留槽を設け、
上記温度検出装置は、上記冷却水温度調整装置と上記貯留槽との間で温度調整後の冷却水の温度を検出する第一温度検出器と、上記貯留槽の下流側で上記機器への供給前の冷却水の温度を検出する第二温度検出器とを備え、
上記制御装置は、該第一温度検出器が上記所定温度範囲の上限より高い温度を検出したときに、上記冷却部の運転を開始とする指令を発し、第二温度検出器が下限より低い温度を検出したときに上記冷却部の運転を停止とする指令を発するように構成されている、
ことを特徴とする機器冷却装置。
【請求項２】
機器を冷却して昇温した冷却水を冷却水温度調整装置の受部に留め該昇温した冷却水を冷却水温度調整装置の冷却部で冷却して所定温度範囲に収め、
冷却水の温度を温度検出装置で検出し、
冷却水温度調整装置から温度調整後の冷却水を冷却水供給装置により上記機器の冷却のために該機器へ供給し、
冷却水温度調整装置の受部に留めている該昇温した冷却水を所定温度範囲の温度とするよう制御装置により冷却水温度調整装置の冷却部の運転を制御する機器冷却方法において、
冷却水温度調整装置と冷却水供給装置の間に設ける貯留槽に、温度調整後の冷却水を受けてこれを貯留し、
冷却水温度調整装置と上記貯留槽との間で温度調整後の冷却水の温度を第一温度検出器で検出し、上記貯留槽の下流側で上記機器への供給前の冷却水の温度を第二温度検出器で検出し、
制御装置により、第一温度検出器が上記所定温度範囲の上限より高い温度を検出したときに、冷却部の運転を開始とする指令を発し、第二温度検出器が下限より低い温度を検出したときに冷却部の運転を停止とする指令を発する、
ことを特徴とする機器冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、諸分野で用いられる各種機器を冷却水で冷却するに際し、冷却水の温度を安定的に保つとともに、冷却水の温度を調整する温度調整装置の故障を低減することが可能な機器冷却装置及び機器冷却方法を提供することを課題とする。
【背景技術】
【０００２】
諸分野における各種機器を冷却するのに冷却水が用いられる。この冷却水は、冷却対象となる機器を冷却することで昇温するので、昇温した冷却水を、冷却が再度行えるように、所定温度範囲に収める必要がある。冷却水のための温度調整装置としては、冷却塔が用いられることが多い。
【０００３】
特許文献１では、冷却対象が冷凍機の場合における冷却塔が開示されている。
【０００４】
特許文献１の冷却塔は、昇温した冷却水（被冷却水）を散水する散水器と、該散水器から散水された冷却水を受けるピットと、散水器とピットの間に設けられた充填材と、散水器の上方に設けられたファンとを有し、ピット内には温度センサが配されている。このような冷却塔において、冷却水は散水器から散水され、ピットにより貯留されるまでの間に、充填材上に落ち該充填材中を流下し、一方、ファンにより流通する空気が充填材を横切り、充填材中を流下する冷却水と直接接触し、水が気化するときの蒸発潜熱により冷却水が冷却される。冷却後の冷却水はピットに集水され、冷却対象の機器の冷却に供される。
【０００５】
ピット内の冷却水は温度センサにより温度が測定され、その測定結果にもとづき、ファンの発停が制御装置により制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１０２９７４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、冷却水は、充填材中を流下する水が気化する際の蒸発潜熱により冷却された後、充填材直下のピットでその温度が測定され、その測定結果によりファンが発停制御されるので、冷却水の温度測定とファンの発停のタイミングのずれが小さくなり、ファンの発停による対応が即時に行われるという効果が期待できる。
【０００８】
しかしながら、特許文献１の冷却塔においては、冷却水を受けるピットは充填材の直下の位置で冷却塔の一部としてまとめられているので、ピットの容量が小さくなり、ピットで集水される冷却水の量も少量となる。したがって、ピット内の冷却水の冷却時そして冷却停止時における温度変化は敏感になり、その結果、ファンの発停は頻繁に行われ、いわゆるハンチング運転がなされるようになる。ゆえに、ファンを駆動するモータの焼付けやベルト等の駆動系における部品の損傷が生じやすく、冷却塔の運転に大きな悪影響をもたらす。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑み、冷却水の温度を安定的に保つとともに、故障を極力抑制することのできる機器冷却装置及び機器冷却方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、上述した課題は、次のように構成される機器冷却装置によって、そして機器冷却方法によって解決される。
【００１１】
＜機器冷却装置＞
冷却水で冷却される機器と、
上記機器を冷却して昇温した冷却水を受ける受部と、該受部で受けた昇温後の冷却水を冷却する冷却部を備え、冷却水の温度調整を行なう冷却水温度調整装置と、
冷却水の温度を検出する温度検出装置と、
上記冷却水温度調整装置で温度調整された冷却水を上記機器へ供給する冷却水供給装置と、
上記冷却水温度調整装置の該受部で受けた昇温後の冷却水を所定温度範囲の温度とするように上記冷却部の運転を制御する制御装置とを有する機器冷却水冷却装置において、
上記冷却水温度調整装置と上記冷却水供給装置の間に、温度調整後の冷却水を受けてこれを貯留する貯留槽を設け、
上記温度検出装置は、上記冷却水温度調整装置と上記貯留槽との間で温度調整後の冷却水の温度を検出する第一温度検出器と、上記貯留槽の下流側で上記機器への供給前の冷却水の温度を検出する第二温度検出器とを備え、
上記制御装置は、該第一温度検出器が上記所定温度範囲の上限より高い温度を検出したときに、上記冷却部の運転を開始とする指令を発し、第二温度検出器が下限より低い温度を検出したときに上記冷却部の運転を停止とする指令を発するように構成されている、
ことを特徴とする機器冷却装置。
【００１２】
＜機器冷却方法＞ 
機器を冷却して昇温した冷却水を冷却水温度調整装置の受部に留め該昇温した冷却水を冷却水温度調整装置の冷却部で冷却して所定温度範囲に収め、
冷却水の温度を温度検出装置で検出し、
冷却水温度調整装置から温度調整後の冷却水を冷却水供給装置により上記機器の冷却のために該機器へ供給し、
冷却水温度調整装置の受部に留めている該昇温した冷却水を所定温度範囲の温度とするよう制御装置により冷却水温度調整装置の冷却部の運転を制御する機器冷却方法において、
冷却水温度調整装置と冷却水供給装置の間に設ける貯留槽に、温度調整後の冷却水を受けてこれを貯留し、
冷却水温度調整装置と上記貯留槽との間で温度調整後の冷却水の温度を第一温度検出器で検出し、上記貯留槽の下流側で上記機器への供給前の冷却水の温度を第二温度検出器で検出し、
制御装置により、第一温度検出器が上記所定温度範囲の上限より高い温度を検出したときに、冷却部の運転を開始とする指令を発し、第二温度検出器が下限より低い温度を検出したときに冷却部の運転を停止とする指令を発する、
ことを特徴とする機器冷却方法。
【００１３】
＜作動原理＞
上述した本発明による機器冷却装置そして機器冷却方法にあっては、冷却水は、次のように冷却に適した所定温度範囲に冷却調整されて、機器の冷却に供される。
【００１４】
冷却水は、機器を冷却すると、機器との熱交換により昇温する。この昇温後の冷却水は、再び冷却に供されるのに適切な所定温度範囲になるように、冷却水温度調整装置へもたらされる。
【００１５】
冷却水温度調整装置では、機器を冷却して昇温した冷却水は、制御装置からの指令で作動する該冷却水温度調整装置の冷却部で冷却され、上記所定温度範囲の水温となる。
【００１６】
冷却水温度調整装置での冷却により所定温度範囲に温度調整された冷却水は、該冷却水温度調整装置の受部に留められた後、その下流側に位置する貯留槽で貯留されてから機器の冷却に供するために該機器へ供給される。
【００１７】
冷却水を所定温度範囲に調整するための冷却水の温度検出は、第一そして第二温度検出器によってなされる。第一温度検出器は温度調整装置（の受部）と貯留槽との間、第二温度検出器は貯留槽と機器の間に配されていて、これらの検出温度にもとづき制御装置が指令を発して、第一温度検出器による検出温度が所定温度範囲の上限より高いときには、冷却部の運転を開始し、第二温度検出器による検出温度が下限より低いときには、冷却部の運転を停止する。
【００１８】
このように本発明では、冷却水温度調整装置における冷却部の運転の開始そして停止を一つの温度検出器での温度検出によらず、第一そして第二温度検出器の二つの温度検出器を使用するとともに、両温度検出器の間に、受部に加え貯留槽を設けたので、貯留槽で貯留される分、冷却水の水量は大幅に増え、さらには、冷却部の運転の開始そして停止のための冷却水の温度検出を別位置で行うことで冷却水の温度は急激に変化せずに安定化する結果、冷却水の温度調整のための冷却部での運転の開始そして停止の頻度が減る。したがって、装置、特に冷却部の駆動系での故障の可能性が激減する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、以上のように、従来の冷却水温度調整装置の受部に加え貯留槽を設け、該貯留槽の前後に別々に第一温度検出器と第二温度検出器の二つの温度検出器を設け、第一温度検出器での冷却水の検出温度が所定温度範囲より高いときには冷却が必要であるとして冷却部の運転を開始とし、第二温度検出器での検出温度が所定温度範囲より低いときには冷却は不要であるとして冷却部の運転を停止とすることとしたので、冷却水温度調整装置の受部のみの場合に比し、上記貯留槽の分だけ冷却水を大幅に増量できたことで冷却水の温度変化が安定し、しかも、貯留槽前後の離れた位置にて、二つの温度検出器で冷却部の運転の開始そして停止のためのそれぞれの温度検出を行うことにより、上記貯留槽での冷却水の貯留分による上記温度変化の安定化のもとで、冷却部の運転の開始そして停止の頻度が低減し、その結果、装置の駆動系における故障が激減する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態装置の概要構成図である。
【図２】図１装置における冷却水の温度制御の要領を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面にもとづき、本発明の一実施形態について説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態としての機器冷却装置の概要構成図である。図１において、符号１０は冷却水による冷却対象である機器群で、図示の例では、該機器１０は４つの機器１１，１２，１３，１４を有している。これら機器群１０としては、例えば、廃棄物焼却設備に設けられた諸機器のうち、冷却が必要な機器として、ボイラ給水ポンプ、空気圧縮機、給じん装置、タービン油冷却器、タービングランド蒸気復水器、連続ブロー装置、炉内ITV等が挙げられる。
【００２３】
本実施形態では、機器群１０を冷却したことで昇温した冷却水を、再び機器群１０の冷却に供することができるように冷却して所定温度範囲の水温まで冷却して温度調整する冷却水温度調整装置２０が設けられている。該冷却水温度調整装置２０は、例えば、公知の冷却塔の形態で、冷却部２０Ａと受部２０Ｂとに大別される構成をなし、主として冷却槽２１、冷却用ファン２２、該ファン２２を駆動するモータ２３を有している。冷却部２０Ａは、本実施形態では、上記ファン２２とモータ２３で形成され、受部２０Ｂは冷却槽２１の下部で形成されている。本発明において、冷却部２０Ａでの冷却方式は、空冷に限らず、水冷等の他の冷却方式としてもよい。
【００２４】
冷却部２０Ａにおけるファン２２は上記冷却槽２１の上部に位置して設けられ、槽外に配置された上記モータ２３に駆動されて回転することにより、冷却槽２１内に空気の上昇流あるいは下降流を生じさせて、この空気流を受部２０Ｂの冷却水と直接接触させて該冷却水を冷却するようになっている。
【００２５】
上記冷却水温度調整装置２０の冷却槽２１の下流側位置には、該冷却槽２１から冷却水を受けて貯留する貯留槽３０が設けられている。該貯留槽３０の貯留容積は、上記冷却槽２１の受部２０Ｂに比し大きいことが好ましい。該貯留槽３０は、受部２０Ｂからの冷却水を受ける位置にあればよい。
【００２６】
また、上記貯留槽３０の側方には、該貯留槽３０の下部から貯留槽３０内の冷却水を送出して上記機器群１０へ供給する冷却水供給装置としてのポンプ４０が設けられている。
【００２７】
上記冷却水温度調整装置２０の受部２０Ｂと上記貯留槽３０とは配管Ｐ１にて接続されていて、上記受部２１Ａから貯留槽３０へ冷却水が流入するようになっている。また、該貯留槽３０の下部と冷却水温度調整装置２０の受部２０Ｂとは、上記ポンプ４０そして機器群１０を経て、冷却水を貯留槽３０から受部２０Ｂへ送る配管Ｐ２により接続されている。該配管Ｐ２は、機器群１０の各機器１１，１２，１３，１４に対しては分岐管Ｐ２−Ａ〜Ｐ２−Ｄに分岐され、ポンプ４０側そして受部２０Ｂ側では、再び一つの配管としてまとめられている。
【００２８】
上記配管Ｐ１には受部２０Ｂの下流側近傍位置に配管Ｐ１における冷却水の温度を検出する第一温度検出器６１が設けられ、また配管Ｐ２にはポンプ４０の送出側位置に配管Ｐ２における冷却水の温度を検出する第二温度検出器６２が設けられている。
【００２９】
上記第一温度検出器６１と第二温度検出器６２は、それらの検出温度に関する信号を制御装置５０へ送るように該制御装置５０に接続されている。
【００３０】
制御装置５０は、第一温度検出器６１と第二温度検出器６２から検出温度に関する信号を受け、予め設定された冷却水の所定温度範囲に冷却水の温度が収まるように、冷却部２０Ａの運転に関する指令、すなわちファン２２に対して運転の開始そして停止の指令を冷却水温度調整装置２０へ発する。
【００３１】
上記制御装置５０は、上記第一温度検出器６１での検出温度が上記所定温度範囲の上限より高いときに、冷却水温度調整装置２０における冷却部２０Ａのファン２２の運転をモータ２３の駆動により開始する指令を発し、上記第二温度検出器６２での検出温度が上記所定温度範囲の下限よりも低いときに、冷却部２０Ａのファン２２に対するモータ２３の駆動を停止する指令を発するようになっている。
【００３２】
このように図１のごとく構成される本実施形態装置は、次の要領で作動する。
【００３３】
先ず、所定温度範囲の温度の冷却水が、冷却水供給装置としてのポンプ４０の作動により、貯留槽３０から機器群１０の各機器１１〜１４に供給され、該機器１１〜１４が冷却される。機器１１〜１４の冷却後に昇温した冷却水は配管Ｐ２を流通して冷却水温度調整装置２０へ戻され、受部２０Ｂに留められる。
【００３４】
冷却水温度調整装置２０で、冷却水は冷却部２０Ａのファン２２の運転により冷却されて、所定温度範囲内の水温にまで冷却された後に配管Ｐを経て貯留槽３０に貯留され、冷却水供給装置としてのポンプ４０により再び上記機器群１０へ供給され、該機器群１０の冷却に供される。上記冷却水温度調整装置２０での冷却水の冷却による温度調整は、制御装置５０からの指令による制御にもとづき行われ、その手順を示す図２のフローチャートにもとづき、その要領を説明する。
【００３５】
図２にて、制御装置５０による制御を開始（スタート）すると、第一温度検出器６１で冷却水の温度を検出し（Ｓ１）、その検出温度の信号を制御装置５０へ送り、あるいは、第一温度検出器６１で冷却水の温度を常時検出していて、その検出温度の信号を制御装置５０へ送る。
【００３６】
制御装置５０では、受部２０Ｂの下流側に設けられた第一温度検出器６１での検出温度の既述した所定温度範囲の上限に対する高低が判断され（Ｓ２）、該上限よりも高い場合は（Ｓ２のＹ）、冷却水の冷却が必要であるとして、冷却部２０Ａのファン２２の運転を開始し（Ｓ３）、上記上限よりも低い場合は（Ｓ２のＮ）、第二温度検出器６２での検出温度による判断を待つこととなる。
【００３７】
次に、貯留槽３０の下流側に設けられた第二温度検出器６２で冷却水の温度を検出し（Ｓ４）、その検出温度の信号を制御装置５０へ送る。この第二温度検出器６２での温度検出も、第一温度検出器６１の場合と同様、常時行っていてもよい。
【００３８】
制御装置５０では、上記第二温度検出器６２での検出温度の上記所定温度範囲の下限に対する高低が判断され（Ｓ５）、下限より高い場合は（Ｓ５のＮ）、未だ冷却水を冷却する必要があるとして、冷却部２０Ａの運転をそのまま続行させ、下限より低い場合は（Ｓ５のＹ）、冷却水は十分冷却されているとして、冷却部２０Ａの運転を停止させる（Ｓ６）。
【００３９】
かくして、冷却水についての一連の温度検出、冷却部２０Ａの運転の開始そして停止動作を行い、一つの制御サイクルは終了（エンド）となり、必要時に再びこのサイクルを繰り返す。
【００４０】
このように、本実施形態では、冷却部２０Ａの受部２０Ｂの下流側、すなわち、貯留槽３０の手前位置で、冷却水が所定温度範囲の上限より高いかどうかを第一温度検出器６１で温度検出し、貯留槽３０の下流側位置で、上記所定温度範囲の下限より低いかどうかを第二温度検出器６２で温度検出することとしたので、従来にくらべ、貯留槽３０の前後の離れたそれぞれの位置で、冷却部の運転の開始そして停止のための冷却水に対する温度検出を別途行うこととなり、その結果、冷却水の検出温度の変動は安定し、従来にくらべ上記貯留槽を設置したことで冷却水が増量した分だけ冷却水の検出温度の変動は緩やかになり、上記冷却部２０Ａの運転の開始そして停止を頻繁に行わなくともよくなる。
【００４１】
本発明は図示の形態そして既述の説明に加え、好ましい形態さらには、既述の形態に限定されず、他に変形が可能である。
【００４２】
貯留槽の容積（容量）は、大きいことが望まれるが、冷却水供給装置としてのポンプ４０の所定時間にわたる供給量以上、例えば１０分間以上にわたる供給量とすることが好ましい。冷却水を循環送水する管内の循環冷却水量と、貯留槽で貯留そして受部で滞留している冷却水の貯留総量とがほぼ同量となる位が好ましい。
【００４３】
また、冷却部２０Ａでは、その運転を開始そして停止するのみならず、冷却能力の中間レベルで運転可能とし、冷却能力をゼロから段階的に最強に変えることもできる。冷却能力は、例えば冷却部の冷却手段がファンの場合、その送風量、回転数で変えることができる。冷却部を中間レベルでも運転できるようにすると、冷却部の運転の開始そして停止になるタイミングにおける冷却水温度の上昇または下降の際の第一そして第二温度検出器の検出温度幅が大きくなってしまうときに有効であり、その結果、運転レベルを引き上げるときの駆動系への負荷が小さくなり、エネルギー消費量の削減の点で有利である。
【００４４】
さらには、本発明では、冷却部での運転の制御に加え、冷却水供給装置としてのポンプの冷却水の単位時間当たりの供給量を変えるようにしてもよい。この場合、冷却対象機器に温度検出手段を設置して、その検出温度により上記供給量を変えることもできる。これには、各機器に対して開閉弁を設けて、冷却を要する機器にのみ冷却水を供給し、冷却不要状態の機器には冷却水を供給しない、という形態をも含まれる。
【符号の説明】
【００４５】
１０  （冷却対象）機器（群）
２０  冷却水温度調整装置
２０Ａ  冷却部
２０Ｂ  受部
３０  貯留槽
４０  冷却水供給装置（ポンプ）
５０  冷却装置
６１  第一温度検出器
６２  第二温度検出器
【図１】
2019074235.tif 000003
【図２】
2019074235.tif 000004