JP2004257594A

JP2004257594A - Cooling device and cooling method

Info

Publication number: JP2004257594A
Application number: JP2003046271A
Authority: JP
Inventors: Junji Iimori; 淳二飯盛
Original assignee: Nisshin Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Priority date: 2003-02-24
Filing date: 2003-02-24
Publication date: 2004-09-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling device and a cooling method capable of cooling a heat generating device to a predetermined temperature range while securing the flow rate of a heat carrying medium by blowing. <P>SOLUTION: Cooling air is circulated in a circulation space 8 by a circulation means 5, and a dc motor 2 is cooled by the cooling air. The cooling air heated by removing heat from the dc motor 2 is re-cooled by a heat exchanger 4. The cooling capacity of the heat exchanger 4 cooling the cooling air based on the temperature of a storage area 9 is controlled by control means 7a and 7b. By this, the temperature of the cooling air passed through a connection area 12 can be varied, and the temperature of the dc motor 2 can be controlled while securing the flow rate of the fed cooling air by feeding. Even if the temperature of the storage area is abruptly changed, the temperature can be controlled to the predetermined temperature range in a short time by controlling the heat exchanger 4 and controlling the feed flow rate feeding cooling gas by the circulation means 5. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱発生源の冷却装置に関する。たとえば本発明は、腐蝕雰囲気中に設けられる直流電動機を冷却するのに好適に用いられる冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術の直流電動機の冷却方法としては、ファンを回転させることによって、設置場所の雰囲気気体を直流電動機に送風する技術がある。しかし雰囲気気体が、駆動源を劣化させる気体である場合がある。たとえば酸を用いて鋼帯の脱スケール処理を行う酸洗ラインにおける雰囲気体は、酸成分、すなわち気化した酸や酸化水溶液の液滴を含む。酸洗ラインにおける雰囲気気体を直流電動機に送風すると、絶縁物に付着した酸の成分によって、絶縁物が溶けて、絶縁性が低下してしまう。また整流子片の表面荒れおよびブラシホルダーの錆が発生して、ブラシの摺動性が低下してしまう。これによって直流電動機の寿命が短くなってしまう。
【０００３】
また他の従来の冷却方法として、雰囲気気体とは異なる熱搬送気体が循環する循環空間を形成し、その循環空間に電動機を配置する循環冷却方法がある（たとえば特許文献１および特許文献２参照）。これによって循環空間には、雰囲気気体が侵入することがなく、電動機の劣化が防止される。このような循環冷却方法では、さらに循環空間に熱交換器が配置される場合がある。この場合、熱交換器は、冷却管路を流れる冷却水によって熱搬送気体の熱を奪い、電動機がより冷却される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１６４７９９号公報
【特許文献２】
特開平１０−３２７５５７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した循環冷却方法を採用した場合、直流電動機は、設置場所の雰囲気気体の影響を受けることがなくなる。しかしながら冬季には、温度の低い冷却水が熱交換器の冷却管路を流れて、直流電動機が過剰に冷却されることがある。直流電動機は、過剰に冷却された場合にも整流子の過剰皮膜による整流不良や条痕発生の原因となる。
【０００６】
また、熱搬送気体の送風流量を低下させて、直流電動機の過冷却を防ぐ技術がある。しかしながらこの場合には、熱搬送気体の流れが変化して、直流電動機のコイルが十分に冷却されない場合がある。また整流子に付着するダストを、熱搬送気体の風圧によって吹き飛ばすことができず、整流子片間の絶縁性が低下することがある。絶縁性が低下すると最悪の場合には、フラッシュオーバが生じて、整流子が破損してしまう場合がある。
【０００７】
したがって一般に熱搬送媒体の送風流量は、最大送風可能流量の８０％〜１００％の範囲でしか調整することができず、送風流量を大きく低下させることができない。これによって熱搬送媒体の送風流量を変化させても、直流電動機の温度を十分に調整することができないという問題がある。すなわち冬季の場合には、相変わらず直流電動機が過剰に冷却されることを防止することができない。
【０００８】
したがって本発明の目的は、熱搬送媒体の送風流量を確保したうえで、駆動源を予め定める温度範囲に冷却することができる冷却装置および冷却方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、熱発生源が収容される収容領域を含んで閉ループ状となる循環空間を形成する循環空間形成手段と、
熱搬送媒体を循環空間に循環させる循環手段と、
熱搬送媒体を冷却する冷却手段と、
収容領域に流れ込む熱搬送媒体の温度を検出する第１温度検出手段と、
収容領域から流れ出す熱搬送媒体の温度を検出する第２温度検出手段と、
第１温度検出手段によって検出される温度に基づいて、冷却手段を制御する第１制御手段と、
第２温度検出手段によって検出される温度に基づいて、循環手段を制御する第２制御手段とを含むことを特徴とする冷却装置である。
【００１０】
本発明に従えば、循環手段によって、循環空間に関して熱搬送媒体を循環させる。熱搬送媒体は、冷却手段によって冷却される領域と、熱発生源によって加熱される領域とを交互に通過して循環空間を循環する。熱発生源を通過した熱搬送媒体は、熱発生源から熱を奪って加熱されるが、冷却領域を通過することで再び冷却される。熱発生源は、熱搬送媒体によって熱が奪われて冷却される。
【００１１】
循環空間は、閉ループ状に形成され、外部から熱発生源を劣化させる流体が侵入することがなく、熱発生源を劣化させない媒体を熱搬送媒体とすることで、劣化を防いで熱発生源を冷却することができる。
【００１２】
また第１制御手段が、循環空間を流れる熱搬送媒体の温度に基づいて冷却手段を制御する。これによって冷却手段によって冷却される領域を通過した熱搬送媒体の温度を変化させることができ、熱搬送媒体の給送流量を予め定める範囲から変化させずに、熱発生源の温度を調整することができる。すなわち熱搬送媒体の給送流量を確保したうえで、熱発生源を予め定める温度範囲に冷却することができる。
【００１３】
また第１および第２制御手段によって、熱搬送媒体を冷却する冷却能力を変化させるとともに、熱搬送媒体の給送流量を変化させることができる。これによって収容領域の温度をより精度よく調整することができる。また熱搬送媒体を冷却する冷却能力と、熱搬送媒体の給送流量とをともに制御することによって、熱発生源の温度を広範囲にわたって調整することができる。
【００１４】
また第１制御手段が、収容領域に流れ込む熱搬送媒体の温度に基づいて、冷却手段を制御する。収容領域に流れ込む熱搬送媒体の温度は、冷却手段の冷却能力の変化による影響を受けやすい。したがって第１制御手段は、冷却手段の冷却能力の変化に対応する熱搬送媒体の温度変化を正確に得ることで、熱搬送媒体を冷却する冷却能力を精度よく調整することができる。
【００１５】
また第２制御手段が、収容領域から流れ出す熱搬送媒体の温度に基づいて、循環手段を制御する。収容領域から流れ出す熱搬送媒体の温度は、熱搬送媒体の給送流量の変化による影響を受けやすい。したがって第２制御手段は、給送流量の変化に対応する熱搬送媒体の温度変化を正確に得ることで、給送流量を精度よく調整することができる。このように各制御手段がそれぞれ個別に冷却手段と循環手段とを制御することによって、収容領域の温度をより精度よく調整することができる。
【００１６】
また熱発生源によって、収容領域の温度が急変した場合であっても、収容領域から流れ出る熱搬送媒体の温度に基づいて、循環手段を制御することによって、短時間に予め定める温度に調整することができる。
【００１７】
また本発明は、循環手段は、回転速度が変更可能なファンを備え、第１制御手段は、ファンの回転速度をインバータ制御することを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、循環手段は、インバータ制御されて熱搬送媒体の給送流量を調整可能である。循環手段は、インバータ制御されることによって消費エネルギーを低減することができ、冷却装置のランニングコストを低減することができる。
【００１９】
また本発明は、冷却手段は、冷却水が流れる冷却管路と、
冷却管路に冷却水を供給する供給手段と、
冷却管路の開閉を連続的または多段階に調整可能な開閉弁とを備え、
第２制御手段は、開閉弁を制御することを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、冷却水は、冷却管路を流れるとともに、熱搬送媒体から熱を奪って加熱される。冷却管路の開閉度を大きくすると、冷却管路を流れる冷却水の流量が大きくなり、冷却管路の温度が下がる。これによって熱搬送媒体を冷却する冷却能力が高くなる。また冷却管路の開閉度を小さくすると、冷却管路を流れる冷却水の流量が小さくなり、冷却管路の温度が上がる。これによって熱搬送媒体を冷却する冷却能力が低くなる。このように第２制御手段が開閉弁を制御することによって、熱搬送媒体を冷却する冷却能力を変化させることができ、冷却管路に供給する冷却水の温度を変化させる必要がないので、簡単な構成によって冷却手段を実現することができる。たとえば冷却水は、工業用水および生活用水などを温度調節せずに用いることができる。
【００２１】
また本発明は、前記熱発生源は、直流電動機であることを特徴とする。
本発明に従えば、熱発生源が直流電動機であり、直流電動機に熱搬送媒体を吹き付けて冷却する。冷却装置は、熱搬送媒体によって、直流電動機のうち加熱される部分を冷却し、コイルの被膜が溶けることを防ぐことができる。また冷却装置は、熱搬送媒体によって直流電動機の整流子に付着したダストを吹き飛し、整流子間の絶縁性を保つことができる。このように冷却装置は、直流電動機を冷却するとともに、直流電動機の整流子間の絶縁性を保持することができるので、直流電動機の劣化を好適に防ぐことができる。
【００２２】
また本発明は、熱発生源が収容される収容領域を含んで閉ループ状となる循環空間に熱搬送媒体を循環させる循環工程と、
収容領域の温度を検出し、検出した温度に基づいて、熱搬送媒体を冷却する冷却工程と、
収容領域の温度を検出し、検出した温度に基づいて、循環空間を循環する熱搬送媒体の流量を調整する流量調整工程とを含み、
冷却工程では、収容領域に流れ込む熱搬送媒体の温度に基づいて、熱搬送媒体を冷却し、
流量調節工程では、収容領域から流れ出す熱搬送媒体の温度に基づいて、熱搬送媒体の流量を調整することを特徴とする冷却方法である。
【００２３】
本発明に従えば、冷却工程で、収容領域の温度に基づいて、熱搬送媒体を冷却する冷却能力を調整する。これによって熱搬送媒体の給送流量を予め定める範囲から変化させずに、収容領域の温度を変化させることができる。したがって熱搬送媒体の給送流量を予め定める流量範囲内に確保したうえで、駆動源を予め定める温度範囲に冷却することができる。
【００２４】
また本発明では熱搬送媒体を冷却する冷却能力を変化させるとともに、熱搬送媒体の給送流量を変化させることによって、収容領域の温度をより精度よく調整することができる。また熱搬送媒体を冷却する冷却能力と、熱搬送媒体の給送流量とをともに制御することによって、駆動源の温度を広範囲にわたって調整することができる。
【００２５】
さらに収容領域に流れ込む熱搬送媒体の温度に基づいて、熱搬送媒体を冷却する冷却能力を制御する。収容領域に流れ込む熱搬送媒体の温度は、冷却工程での冷却能力の変化による影響を受けやすい。したがって冷却工程では、熱搬送媒体を冷却する冷却能力の変化に対応する熱搬送媒体の温度変化を正確に得ることで、冷却能力を精度よく調整することができる。
【００２６】
また収容領域から流れ出る熱搬送媒体の温度に基づいて、熱搬送媒体を給送する給送流量を制御する。収容領域から流れ出る熱搬送媒体の温度は、熱搬送媒体の給送流量の変化による影響を受けやすい。したがって流量調整工程では、給送流量の変化に対応する熱搬送媒体の温度変化を正確に得ることで、給送量を精度よく調整することができる。このようにそれぞれ対応する位置での温度に基づいて、冷却工程と流量調整工程とを個別に制御することによって、収容領域の温度をより精度よく調整することができる。
【００２７】
また熱発生源によって、収容領域の温度が急変した場合であっても、収容領域から流れ出る熱搬送媒体の温度に基づいて、循環手段を制御することによって、短時間に予め定める温度に調整することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態である冷却装置１を示すブロック図である。冷却装置１は、熱発生源を冷却する。本実施の形態では、熱発生源は、たとえば酸洗ラインに設けられ、鋼帯を巻戻しおよび巻取るリール、および鋼帯を搬送する各種ロールを回転駆動する回転電動機であって、特に直流電動機２である。
【００２９】
冷却装置１は、循環空間形成手段３と、熱交換器４と、循環手段５と、温度検出手段６ａ，６ｂと、制御手段７ａ，７ｂとを含む。循環空間形成手段３は、閉ループ状となる循環空間８を形成する。循環空間８は、収容領域９と、連結領域１２とを含む。収容領域９には、直流電動機２が収容される。また連結領域１２は、収容領域９の一方側と、収容領域９の他方側とを連結する。循環空間８には、冷却空気で満たされる。冷却空気は、塩酸ガスなどの直流電動機２を劣化させる気体を含まない。また連結領域１２は、冷却空気を冷却する冷却領域１２ｃを含む。冷却領域１２ｃは、後述する熱交換器４の冷却部分１５ａが配置される領域である。
【００３０】
循環空間形成手段３は、収容領域９を形成する収容部１３と、連結領域１２を形成する連結部１４とを含む。収容部１３は、直流電動機２を覆い、入口側開口１０および出口側開口１１とが形成される。直流電動機２は、収容部１３に収容された状態で、その回転軸３０が収容部１３から突出する。回転軸３０は、軸線まわりに回転自在に設けられ、収容部１３は、回転軸３０を回転自在に支持する。直流電動機２は、回転軸３０が入口側開口１１寄りに配置され、整流子が出口側開口１１寄りに配置される。連結部１４は、中空に形成される管路、たとえばダクトによって実現される。
【００３１】
収容部１３および連結部１４は、外部から内部に流体が侵入することを防ぐように密閉して形成されて、内部に循環空間８が形成される。収容部１３の内部空間が収容領域９となり、連結部１４の内部空間が連結領域１２となる。これによって酸洗ラインなどにおける腐蝕雰囲気気体、すなわち気化した酸または酸化水溶液の液滴を含む大気が循環空間に侵入することを防止して、循環空間と外部空間とを遮断することができる。
【００３２】
循環手段５は、回転翼であるファン５ａと、ファン５ａを回転させるモータ５ｂと、インバータ制御部５ｃとを含んで構成される。ファン５ａは、循環空間８に配置され、たとえば多翼ファンによって実現される。モータ５ｂは、ファン５ａを回転駆動する。
【００３３】
ファン５ａは、回転駆動されることによって、循環空間８で冷却空気を一方向Ａに移動させる。これによって冷却空気は、循環空間８を一方向Ａに循環する。以後、冷却空気が移動する方向を単に移動方向Ａと称する。
【００３４】
冷却空気は、循環手段５によって、連結領域１２と収容領域９とを交互に通過して、循環空間８を循環する。具体的には冷却空気は、連結領域１２から収容部１３の入口側開口１０を通過して収容領域９に流入する。冷却空気は、収容領域９で入口側開口１０から出口側開口１１に向かって流れる。冷却空気は、収容領域９から出口側開口１１を通過して連結領域１２に流入する。連結領域１２の冷却空気は、収容部１３の入口側開口１０に向かって流れ、ふたたび収容領域９に流入する。
【００３５】
収容領域９を通過した冷却空気は、直流電動機２から熱を奪って加熱される。また連結領域１２を通過した冷却空気は、熱交換器４によって熱が奪われて再び冷却される。このように冷却装置１は、冷却空気が熱を搬送する熱搬送媒体となることによって、直流電動機２を冷却する。
【００３６】
モータ５ｂは、ファン５ａの回転速度を変更可能である。ファン５ａの回転速度が変化することによって、冷却気体が循環空間を移動する移動速度が変化する。言換えると直流電動機２に給送される冷却気体の流量が変化する。たとえばモータ５ｂは、誘導モータおよび動機モータなどの交流モータによって実現される。モータ５ｂは、インバータ制御部５ｃから与えられる電圧の形態に応じて、ファン５ａの回転速度を変化する。インバータ制御部５ｃは、後述する制御部７ｂから与えられる制御信号に応じて、モータ５ｂに与える電圧の周波数を変化させる。
【００３７】
熱交換器４は、冷却管路１５と、供給手段１７と、電動弁１８とを含む。熱交換器４は、冷却空気を冷却する冷却手段となる。冷却管路１５は、管路内１５を冷却水が流れる。冷却管路１５のうち一部は、連結領域１２に配置されて、冷却空気を冷却する冷却部分１５ａとなる。
【００３８】
供給手段１７は、たとえばポンプによって実現され、冷却管路１５に冷却水を供給する。ポンプは、冷却水が貯留される貯留槽１９から冷却水を吸引し、吸引した冷却水を冷却管路１５に供給する。冷却水は、冷却管路１５の一端部から冷却管路１５の内部空間に流入し、冷却部分１５ａを通過して、冷却管路１５の他端部から冷却管路１５の外部空間に流出する。たとえば冷却水は、工業用水および生活用水によって実現される。
【００３９】
電動弁１８は、冷却管路１５の開閉を多段階に調整可能であって、電動の開閉電動弁によって実現される。後述する制御手段７ａから制御信号が与えられることによって、冷却水が通過可能な冷却管路１５の領域を変化させることができる。電動弁１８が連続的または多段階的に開閉度が制御されることによって、冷却水の流量を微調整することができる。
【００４０】
電動弁１８は、冷却管路１５を流れる冷却水の流量を調節する冷却水流量手段となる。たとえば電動弁１８に換えて、ポンプ自体を制御することによって、冷却管路１５を流れる冷却水の流量を変化させてもよい。
【００４１】
冷却水は、冷却管路１５の冷却部分１５ａを流れる間に、冷却空気から熱を奪って加熱される。冷却管路１５の開閉度を大きくすると、冷却管路１５を流れる冷却水の流量が大きくなり、冷却管路１５の温度が下がる。これによって冷却気体を冷却する冷却能力が高くなる。また冷却管路１５の開閉度を小さくすると、冷却管路１５を流れる冷却水の流量が小さくなり、冷却管路１５の温度が上がる。これによって冷却気体を冷却する冷却能力が低くなる。このように制御手段７ａが電動弁１８を制御して、冷却管路１５の開閉度を調整することによって、冷却気体を冷却する冷却能力が調整される。
【００４２】
温度検出手段６ａ，６ｂは、２つ設けられる。各温度検出手段６ａ，６ｂは、収容領域９を流れる冷却空気の温度を検出する。２つのうち一方となる入口側温度センサ６ａは、収容領域９に流れ込む冷却気体の温度を検出する。言い換えると入口側温度センサ６ａは、収容領域９のうち移動方向Ａ上流側となる入口側温度を検出する。また２つのうち他方となる出口側温度センサ６ｂは、収容領域９から流れ出す冷却気体の温度を検出する。言い換えると出口側温度センサ６ｂは、収容領域９のうち移動方向Ａ下流側となる出口側温度を検出する。
【００４３】
制御手段７ａ，７ｂは、各温度センサ６ａ，６ｂによって検出される温度に基づいて、循環手段５および電動弁１８を制御する。各制御手段７ａ，７ｂは、たとえば温度調整器によってそれぞれ実現される。
【００４４】
制御手段７ａ，７ｂは、第１制御手段７ａと第２制御手段７ｂとを有する。第１制御手段７ａは、入口側温度センサ６ａの検出した温度に基づいて、電動弁１８の開閉度を決定し、決定した開閉度になるように電動弁１８に制御信号を与える。また第２制御手段７ｂは、出口側温度センサ６ｂの検出した温度に基づいて、インバータ制御部５Ｃに与える制御値を決定し、決定した制御値をインバータ制御部５ｃに制御信号を与える。また第１制御手段７ａと第２制御手段７ｂとは、通信可能に構成される。第２制御手段７ｂは、第１制御手段７ａからの制御信号に基づいて、循環手段５を制御可能に構成される。
【００４５】
第１制御手段７ａは、電動弁１８の最適な開閉度を決定するにあたって、検出される入口側温度をフィードバック量とし、電動弁１８の開閉度を操作量としてフィードバック制御する。たとえば第１制御手段７ａは、電動弁１８に対してＰＩＤ制御動作を行う。
【００４６】
第１制御手段７ａは、検出される入口側温度が目標入口側温度よりも低い場合、電動弁１８を閉じて、冷却管路１５を流れる冷却水の流量を減少させる。これによって連結領域１２を通過する冷却空気の温度低下率が小さくなり、温度の高い冷却空気が収容領域９に流入して、入口側温度が高くなる。
【００４７】
また第１制御手段７ａは、検出される入口側温度が目標入口側温度よりも高い場合、電動弁１８を開いて、冷却管路１５を流れる冷却水の流量を増加させる。これによって連結領域１２を通過する冷却空気の温度低下率が大きくなり、温度の低い冷却空気が収容領域９に流入して、入口側温度が低くなる。このように第１制御手段７ａによって電動弁１８の開閉度を調整することによって、入口側温度が調整される。
【００４８】
このように第１制御手段７ａは、入口側温度センサ６ａによって、収容領域９のうち冷却空気の移動方向Ａ上流側の温度を取得する。収容領域９のうち冷却空気の移動方向Ａ上流側の温度は、熱交換器４の冷却能力の変化による影響を受けやすい。したがって第１制御手段７ａは、熱交換器４の冷却能力の変化に対応する冷却空気の温度変化を正確に得ることができ、熱交換器４の冷却能力を精度よく調整することができる。
【００４９】
第２制御手段７ｂは、インバータ制御部５ｃの最適な制御値を決定するにあたって、検出される出口側温度をフィードバック量とし、インバータ制御部５ｃの制御値を操作量としてフィードバック制御する。たとえば第２制御手段７ｂは、インバータ制御部５ｃに対してＰＩＤ制御動作を行う。
【００５０】
第２制御手段７ｂは、検出される出口側温度が目標出口側温度よりも低い場合、インバータ制御部５ｃの制御値を小さくして、ファン５ａの回転速度を低減して、循環空間８を流れる冷却空気の流量を減少させる。これによって収容領域９を通過する冷却空気の流速が小さくなり、温度の高い冷却空気が収容領域９から流出して、出口側温度が高くなる。
【００５１】
また第２制御手段７ｂは、検出される出口側温度が目標出口側温度よりも高い場合、インバータ制御部５ｃの制御値を大きくして、ファン５ａの回転速度を増加させて、循環空間８を流れる冷却空気の流量を増大させる。これによって収容領域９を通過する冷却空気の流速が大きくなり、温度の低い冷却空気が収容領域から流出して、出口側温度が低くなる。このように第２制御手段７ｂによってインバータ制御部５ｃの制御値を調整することによって、出口側温度が調整される。
【００５２】
このように第２制御手段７ｂは、出口側温度センサ６ｂによって、収容領域９のうち冷却空気の移動方向Ａ下流側の温度を取得する。収容領域９のうち冷却空気の移動方向Ａ下流側の温度は、循環手段５による冷却空気の給送流量の変化による影響を受けやすい。したがって第２制御手段７ｂは、給送流量の変化に対応する冷却空気の温度変化を正確に得ることができ、給送流量を正確に調整することができる。たとえば入口側温度が一定であっても、直流電動機２の発熱量によって出口側温度が変化するので、出口側温度に応じることによって、直流電動機２の温度を精度よく調整することができる。
【００５３】
本実施の形態では、第１および第２制御手段７ａ，７ｂによって、電動弁１８および循環手段５をそれぞれ個別に制御したが、第１および第２制御手段の役割を果たす１つの制御手段によって、電動弁１８および循環手段５を制御してもよい。
【００５４】
また冷却装置１には、循環空間８に発生したダストを捕集するフィルタ２０が設けられる。フィルタ２０は、冷却空気の循環を阻害しないように連結領域１２に配置される。フィルタ２０がダストを捕集することによって、直流電動機２にダストが付着することを防止できる。
【００５５】
図２は、各制御手段７ａ，７ｂの冷却動作を示すフローチャートである。まずステップＳ０では、目標温度、電動弁１８の開閉範囲、循環手段の回転速度範囲などの温度制御に必要な情報が各制御手段７ａ，７ｂに入力される。次に作業者などが冷却作業の開始を示す制御信号を各制御手段７ａ，７ｂに与える。これによって各制御手段７ａ，７ｂは、ステップＳ１に進み、冷却動作を開始する。
【００５６】
ステップＳ１では、第１制御手段７ａは、電動弁１８の開閉度を最大開放度となる１００％にする。言換えると第１制御手段７ａは、電動弁１８によって冷却管路１５を開放させる。第２制御手段７ｂは、インバータ出力を最大出力となる１００％にする。言換えると第２制御手段７ｂは、ファン５ａの回転速度を最大速度で回転させる。このように各制御手段７ａ，７ｂが冷却装置１の冷却能力を最大にして、ステップＳ２に進む。
【００５７】
ステップＳ２では、第１制御手段７ａが、入口側温度に基づいて、入口側温度が目標入口側温度に達するように、電動弁１８の最適な開閉度を決定する。目標入口側温度は、第１制御手段７ａに予め設定されており、たとえば４０℃に設定される。第１制御手段７ａが、電動弁１８に制御信号を与えると、ステップＳ３に進む。
【００５８】
ステップＳ３では、第１制御手段７ａが、検出される入口側温度について目標とする目標入口側温度範囲内であるか否かを判断する。目標入口側温度範囲は、予め設定されている。たとえば目標入口側温度範囲は、目標入力側温度に対して±３℃の範囲に設定される。目標入口側温度範囲は、目標入口側温度範囲を含む。
【００５９】
検出される入口側温度が、目標入口側温度範囲の範囲外である場合、ステップＳ４に進み、検出される入口側温度が、目標入口側温度範囲の範囲内である場合、ステップＳ６に進む。
【００６０】
ステップＳ４では、第１制御手段７ａが、電動弁１８の開閉度について電動弁下限値であるか否かを判断する。電動弁１８によって調整可能な開閉度は、予め設定されている。電動弁１８の開閉度は、たとえば最大開放度の３０％以上でかつ最大開放度となる１００％以下の範囲に設定されている。第１制御手段７ａは、電動弁１８の開閉度が、電動弁下限値よりも大きいと判断すると、ステップＳ２に戻り、電動弁１８の開閉度を再び調整する。第１制御手段７ａは、電動弁１８の開閉度が既に電動弁下限値であると判断すると、電動弁１８によって入口側温度をさらに高くすることができないので、ステップＳ５に進む。
【００６１】
ステップＳ５では、第１制御手段７ａが、第２制御手段７ｂに第１制御信号を与える。第１制御手段７ａから第１制御信号を受けた第２制御手段７ｂは、インバータ制御部５ｃを制御し、インバータ出力を予め定める値に制御する。たとえば予め定める値は、インバータ下限値であって最大出力の８０％に設定される。第２制御手段７ｂが、インバータ出力を予め定められる値に制御すると、ステップＳ２に戻り、第１制御手段７ａが電動弁１８の開閉度を再び調整する。
【００６２】
ステップＳ３において、第１制御手段７ａが、検出される入口側温度について目標入口側温度範囲の範囲内であると判断すると、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、第１制御手段７ａが、第２制御手段７ｂに第２制御信号を与える。第１制御手段７ａから第２制御信号を受けた第２制御手段７ｂは、インバータ制御部５ｃを制御する。
【００６３】
第２制御手段７ｂは、出口側温度に基づいて、出口側温度が目標出口側温度に達するように、インバータ制御部５ｃの最適な制御値を決定する。目標出口側温度は、第２制御手段７ｂに予め設定されており、たとえば４５℃に設定されている。目標出口側温度は、目標入口側温度よりも高い温度に設定される。第２制御手段７ｂは、決定した制御値をインバータ制御部５ｃに与えて、インバータ制御部５ｃを制御する。第２制御手段７ｂがインバータ制御部５ｃに制御信号を与えると、ステップＳ７に進む。
【００６４】
ステップＳ７では、第２制御手段７ｂが、検出される出口側温度について上限出口側温度であるか否かを判断する。上限出口側温度は、第２制御手段７ｂに予め設定されており、たとえば目標入口側温度よりも５℃〜８℃高い温度に設定される。
【００６５】
検出される出口側温度が、上限出口側温度よりも低い場合、ステップＳ２に戻り、ステップＳ２で第１制御手段７ａが、電動弁１８の開閉度を再び調整する。また検出される出口側温度が、上限出口側温度よりも高い場合、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、第２制御手段７ｂが、インバータ制御部５ｃを制御し、インバータ出力をインバータ上限値、すなわち最大出力である１００％に制御し、ステップＳ２に戻る。ステップＳ２で第１制御手段７ａが、電動弁１８の開閉度を再び調整する。
【００６６】
このような各制御手段７ａ，７ｂの動作は、直流電動機２の運転を停止するなどして、直流電動機２を冷却する必要がなくなるまで継続される。直流電動機２を冷却する必要がなくなると、冷却作業の停止を示す制御信号が各制御手段７ａ，７ｂに与えられる。各制御手段７ａ，７ｂは、冷却作業の停止を示す制御信号を与えられると、冷却動作を終了する。また温度制御に関する情報は、冷却動作中に変更可能であってもよい。
【００６７】
このように各制御手段７ａ，７ｂが動作することによって、収容領域９の入口側温度および出口側温度を目標とする温度に調整することができる。これによって収容領域９に収容される直流電動機２の温度を予め定める温度に保つことができる。
【００６８】
各制御手段７ａ，７ｂは、まずステップＳ２で、電動弁１８を制御して、収容領域９の入口側温度を調整する。このとき電動弁１８の制御入口側温度が調整されることで、冷却空気の給送流量を変化させずに、直流電動機２を冷却する冷却量を変化させることができる。これによって冷却空気の給送流量を十分に確保したうえで、直流電動機２を予め定める温度範囲に調整することができる。冷却空気の温度を設定温度に保ち、直流電動機２が過剰に加熱することが防止されるとともに、冷却空気の風圧によって、整流子に付着したダストを確実に吹き飛ばして整流子片間の絶縁性が低下することを防ぐことができ、直流電動機２の寿命をさらに長期化することができる。
【００６９】
またステップＳ４で、電動弁１８の開度が下限値であって、電動弁１８によって収容領域９の温度をさらに高くすることができない場合であっても、ステップＳ５で、インバータ出力を下げることによって、収容領域９の温度をさらに高くすることができ、広範囲にわたって温度調整を行うことができる。
【００７０】
またステップＳ３で、検出される入口温度が、目標入力側温度範囲内となると、ステップＳ６で、インバータ制御部５ｃを調節する。これによって電動弁１８を制御することによって、粗い温度調整の制御を行い、インバータ制御部５ｃを制御することによって、細かい温度調整の制御を行うことができる。インバータ制御部５ｃを制御する場合には、電動弁１８を制御する場合に比べて短時間で温度を調整することができ、速応性を向上することができる。また粗い温度範囲の調整が行われた後にインバータ制御部５ｃの制御量が決定されるので、インバータ制御部５ｃの制御量を大きく変化させる必要がなく、冷却空気の給送流量が著しく低下するおそれをなくすことができる。
【００７１】
このように電動弁１８とインバータ制御部５ｃとをともに制御することによって、冷却空気の給送流量を大きく変化することなく、短時間で精度よく収容領域９の温度を調整することができる。また各制御手段７ａ，７ｂは、図２に示す各ステップＳ２〜Ｓ８の動作を繰り返すうちに、インバータ出力が最小出力に近づき、電動弁１８の開閉度のみが調整された状態に落ち着くように制御することが好ましい。また直流電動機２によって出口側温度が一時的に急変したとしても第２制御手段７ｂによって、冷却空気の給送量を調整することができ、短時間で直流電動機２の温度を調整することができる。たとえば電動弁１８を制御した場合には、収容領域９の温度が予め定める温度範囲に収めるまでに時間がかかる場合でも、インバータ制御部５ｃをさらに制御することで、収容領域の温度を短時間で温度範囲に収めることができる。
【００７２】
以上のように本発明の冷却装置１によれば、各制御手段７ａ，７ｂが、熱交換器４を制御することで、冷却空気の給送流量を確保したうえで、直流電動機２を予め定める温度範囲に冷却することができる。また冷却空気の給送流量を過度に小さくする必要がない。
【００７３】
また、制御手段７ａ，７ｂが、熱交換器４によって冷却空気を冷却する冷却能力を変化させるとともに、循環手段５によって冷却空気の給送流量を変化させるので、短時間で収容領域９の温度を予め定める温度範囲にすることができる。
【００７４】
たとえば収容領域９の温度が急変したとしても、冷却空気の給送流量を変化させることで、予め定める温度範囲に短時間に調整することができる。また収容領域９の温度を微調整することができ、温度を精度よく調整することができる。また冷却空気を冷却する冷却能力と、冷却空気の給送流量とをともに制御することによって、さらに直流電動機２の温度を広範囲にわたって調整することができる。
【００７５】
また循環手段５は、インバータ制御されて熱冷却空気の給送流量を調整可能である。循環手段５は、インバータ制御されることによって消費エネルギーを低減することができ、冷却装置１のランニングコストを低下することができる。また熱交換器５は、冷却管路１５の開閉度が電動弁１８によって調整されることによって、冷却空気を冷却する冷却能力を変化させることができる。これによって冷却管路１５に供給する冷却水の温度を変化させる必要がなく、簡単な構成によって冷却空気を冷却する冷却能力を変化可能な冷却手段を実現することができる。冷却水は、工業用水および生活用水などを温度調節せずに用いることができる。
【００７６】
図３は、本発明の他の実施の形態である冷却装置１００を示すブロック図である。他の実施の形態である冷却装置１００は、複数の直流電動機２ａ，２ｂを冷却する。冷却手段１００は、冷却空気が循環する循環空間形成手段３以外の構成については、図１に示す冷却装置１と同様であり、同様の構成については説明を省略する。
【００７７】
冷却装置１００は、閉ループ状となる循環空間８を形成する。循環空間８は、複数の収容領域９ａ，９ｂと、連結領域１２とを含む。複数の収容領域９ａ，９ｂには、複数の直流電動機２ａ，２ｂがそれぞれ個別に収容される。連結領域１２は、さらに冷却領域１２ａと、２つの接続領域１２ｂ，１２ｃとを含む。冷却領域１２ａは、熱交換器４の冷却部分１５ａが配置される。また第１接続領域１２ｂは、冷却領域１２ａの一方側に連なり、分岐して各収容領域９ａ，９ｂの一方側にそれぞれ連なって延びる。また第２接続領域１２ｃは、冷却領域１２ａの他方側に連なり、分岐して各収容領域９ａ，９ｂの他方側にそれぞれ連なって延びる。
【００７８】
循環空間形成手段３は、各収容領域９ａ，９ｂを形成する複数の各収容部１３ａ，１３ｂと、連結領域１２を形成する連結部１４とを含む。各収容部１３ａ，１３ｂは、各直流電動機２ａ，２ｂを覆い、入口側開口１０ａ，１０ｂおよび出口側開口１１ａ，１１ｂとが形成される。連結部１４は、中空に形成される管路によって実現される。連結部１４は、熱交換器４の冷却部分１５ａが配置される熱交換器部分と、熱交換器部分一方側から分岐して各収容部１３ａ，１３ｂの入口側開口形成部分に連なる部分と、熱交換器部分他方側から分岐して各収容部１３ａ，１３ｂの出口側開口形成部分に連なる部分とを有する。収容部１３ａ，１３ｂおよび連結部１４は、外部から内部に流体が侵入することを防ぐように密閉して形成されて、内部に循環空間８が形成される。
【００７９】
冷却装置１００は、上述した冷却装置１と同様の手段を有する。上述した冷却装置１と異なる点は、入口側温度センサ６ａは、冷却領域１２ａよりも移動方向Ａ下流側の温度を検出し、出口側温度センサ６ｂは、冷却領域１２ａよりも移動方向Ａ上流側の温度を検出することである。
【００８０】
以上のような冷却装置１００であっても、図１に示す冷却装置１と同様に直流電動機２ａ，２ｂを冷却することができ、図１に示す冷却装置１と同様の効果を得ることができる。したがって直流電動機２ａ，２ｂが複数ある場合であっても、冷却空気の給送流量を確保したうえで、複数の直流電動機２ａ，２ｂを予め定める温度範囲に冷却することができる。
【００８１】
上述した本発明の実施の形態は、発明の例示に過ぎず、発明の範囲内において変更することができる。たとえば駆動源の設置場所を酸洗ラインとしたが、駆動源は、酸洗ライン以外の場所に設置されてもよい。たとえば冷却装置１，１００は、大気中に海塩流子を含むような海浜臨海地に設置される直流電動機を冷却してもよい。これによって直流電動機２は、塩分を含む気体が触れることをなく、寿命を長期化することができる。また駆動源は、直流電動機以外であってもよい。また熱搬送媒体は空気であって、冷却管路を流れる媒体は冷却水であるとしたが、ともに熱を搬送可能である流体であればよい。その他、循環手段５および熱交換器４などは、上述した構成以外の構成であってもよい。
【００８２】
【発明の効果】
以上のように請求項１記載の本発明によれば、各制御手段が循環手段と冷却手段とを制御することによって、熱搬送媒体の給送流量を確保したうえで、熱発生源を予め定める温度範囲に冷却することができる。また熱発生源の温度を精度よく調整することができる。これによって熱発生源を劣化させる流体の侵入を防ぐとともに、熱発生源に予め定められる動作温度範囲を保つことができ、熱発生源が劣化することを防ぐことができる。これによって熱発生源の寿命を長期化することができる。たとえば酸洗ラインに設けられる駆動源を交換する場合、酸洗ラインを停止する必要がある。本発明によれば、熱発生源の寿命を長期化することができるので、短期間で熱発生源を交換する必要がなく、酸洗ラインの稼働率を向上することができる。これによって製造される鋼帯を増やして生産コストを低下することができる。
【００８３】
また各制御手段がそれぞれ個別に冷却手段と循環手段とを制御することによって、収容領域の温度を精度よく調整することができる。これによって収容領域に収容される熱発生源の温度をより精度よく調整することができる。また熱発生源の温度が変化したとしても、より短時間で予め定める範囲内に調整することができる。
【００８４】
また請求項２記載の本発明によれば、循環手段は、インバータ制御されて熱搬送媒体の給送流量を調整可能である。循環手段がインバータ制御されることによって消費エネルギーを低減することができ、冷却装置のランニングコストを低下することができる。
【００８５】
また請求項３記載の本発明によれば、冷却管路の開閉度を調節することによって、熱搬送媒体を冷却する冷却能力を調整することができるので、冷却管路に供給する冷却水の温度を変化させる必要がなく、簡単な構成によって実現することができる。さらに冷却水は、工業用水および生活用水などを温度調節せずに用いることができる。
【００８６】
また請求項４記載の本発明によれば、直流電動機に熱搬送媒体を吹き付けて冷却する。冷却装置は、熱搬送媒体によって、直流電動機のうち加熱される部分であるコイルを冷却し、コイルの被膜が溶けることを防ぐことができる。また冷却装置は、熱搬送媒体によって直流電動機の整流子に付着したダストを吹き飛し、整流子間の絶縁性を保つことができる。このように冷却装置は、直流電動機を冷却するとともに、直流電動機の整流子間の絶縁性を保持することができるので、直流電動機の劣化を好適に防ぐことができる。さらに直流電動機には、直流電動機を劣化させる流体が触れることがなく、直流電動機の錆および整流子の荒れを抑えることができる。
【００８７】
また請求項５記載の本発明によれば、冷却工程と流量調整工程とを有することによって、熱発生源を予め定める温度範囲に冷却するとともに熱搬送媒体の給送流量を予め定める流量範囲内に確保することができる。また熱発生源の温度を精度よく調整することができる。これによって、熱発生源を劣化させる流体の侵入を防ぐとともに、熱搬送媒体の給送流量を確保したうえで、予め定められる使用温度範囲を保つことができ、熱発生源が劣化することを防ぐことができる。これによって駆動源の寿命を長期化することができる。
【００８８】
たとえば酸洗ラインに設けられる熱発生源を交換する場合、酸洗ラインを停止する必要がある。本発明によれば、熱発生源の寿命を長期化することができるので、短期間で熱発生源を交換する必要がなく、酸洗ラインの稼働率を向上することができる。これによって製造される鋼帯を増やして生産コストを低下することができる。
【００８９】
また冷却工程と流量調整工程とでそれぞれ対応する位置の温度に基づくことによって、収容領域の温度を精度よく調整することができる。これによって収容領域に流用される熱発生源の温度をより精度よく調整することができる。また熱発生源の温度が変化したとしても、より短時間で予め定める範囲内に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である冷却装置１を示すブロック図である。
【図２】各制御手段７ａ，７ｂの冷却動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の他の実施の形態である冷却装置装置１００を示すブロック図である。
【符号の説明】
１冷却装置
２直流電動機
３循環空間形成手段
４熱交換器
５循環手段
５ａファン
５ｂモータ
５ｃインバータ制御部
６ａ入口側温度センサ
６ｂ出口側温度センサ
７ａ第１制御手段
７ｂ第２制御手段
８循環空間
９収容領域
１２連結領域
１５冷却管路
１７ポンプ
１８電動弁[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cooling device for a heat source. For example, the present invention relates to a cooling device suitably used for cooling a DC motor provided in a corrosive atmosphere.
[0002]
[Prior art]
As a cooling method of the DC motor of the related art, there is a technique of blowing an atmospheric gas at an installation location to the DC motor by rotating a fan. However, the atmospheric gas may be a gas that deteriorates the driving source. For example, the atmosphere in the pickling line in which the steel strip is descaled using an acid contains an acid component, that is, a droplet of a vaporized acid or an oxidizing aqueous solution. When the atmosphere gas in the pickling line is blown to the DC motor, the insulating material is melted by the acid component attached to the insulating material, and the insulating property is reduced. In addition, the surface of the commutator piece is roughened and the brush holder is rusted, so that the brush slidability is reduced. This shortens the life of the DC motor.
[0003]
As another conventional cooling method, there is a circulating cooling method in which a circulating space in which a heat carrier gas different from the atmospheric gas circulates is formed, and an electric motor is arranged in the circulating space (for example, see Patent Documents 1 and 2). . As a result, no atmospheric gas enters the circulation space, and the deterioration of the electric motor is prevented. In such a circulation cooling method, a heat exchanger may be further arranged in the circulation space. In this case, the heat exchanger deprives the heat carrier gas of heat by the cooling water flowing through the cooling pipe, and the electric motor is further cooled.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-10-164799
[Patent Document 2]
JP-A-10-327557
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When the circulating cooling method described above is adopted, the DC motor is not affected by the atmospheric gas at the installation location. However, in winter, cooling water having a low temperature flows through the cooling pipe of the heat exchanger, and the DC motor may be excessively cooled. Even when the DC motor is excessively cooled, it causes rectification failure and streaks due to the excessive coating of the commutator.
[0006]
There is also a technique for reducing the flow rate of the heat carrier gas to prevent overcooling of the DC motor. However, in this case, the flow of the heat carrier gas changes, and the coil of the DC motor may not be sufficiently cooled. Further, dust adhering to the commutator cannot be blown off by the wind pressure of the heat carrier gas, and the insulation between the commutator pieces may be reduced. In the worst case, if the insulation is reduced, a flashover may occur and the commutator may be damaged.
[0007]
Therefore, generally, the air flow rate of the heat transfer medium can be adjusted only in the range of 80% to 100% of the maximum air flow rate, and the air flow rate cannot be significantly reduced. As a result, there is a problem that the temperature of the DC motor cannot be sufficiently adjusted even if the flow rate of the air flowing through the heat transfer medium is changed. That is, in the winter season, it is still impossible to prevent the DC motor from being excessively cooled.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a cooling device and a cooling method capable of cooling a drive source to a predetermined temperature range while securing a flow rate of air blown by a heat transfer medium.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a circulating space forming means for forming a closed loop circulating space including a storage area in which a heat generation source is stored,
Circulating means for circulating the heat transfer medium in the circulating space;
Cooling means for cooling the heat transfer medium,
First temperature detection means for detecting the temperature of the heat transfer medium flowing into the storage area;
Second temperature detection means for detecting the temperature of the heat transfer medium flowing out of the storage area,
First control means for controlling the cooling means based on the temperature detected by the first temperature detection means;
A second control unit that controls the circulation unit based on the temperature detected by the second temperature detection unit.
[0010]
According to the present invention, the heat transfer medium is circulated with respect to the circulation space by the circulation means. The heat transfer medium circulates in the circulation space by alternately passing through a region cooled by the cooling means and a region heated by the heat generation source. The heat transfer medium that has passed through the heat generation source is heated by removing heat from the heat generation source, but is cooled again by passing through the cooling region. The heat source is cooled by deprived of heat by the heat transfer medium.
[0011]
The circulating space is formed in a closed loop shape, and a medium that does not deteriorate the heat generation source does not enter from the outside without a fluid that deteriorates the heat generation source is used as the heat transfer medium, thereby preventing the deterioration and preventing the heat generation source. Can be cooled.
[0012]
Further, the first control means controls the cooling means based on the temperature of the heat transfer medium flowing through the circulation space. Thus, the temperature of the heat transfer medium that has passed through the area cooled by the cooling means can be changed, and the temperature of the heat generation source can be adjusted without changing the supply flow rate of the heat transfer medium from a predetermined range. Can be. In other words, the heat generation source can be cooled to a predetermined temperature range while securing the supply flow rate of the heat transfer medium.
[0013]
Further, the first and second control means can change the cooling capacity for cooling the heat transfer medium and change the supply flow rate of the heat transfer medium. Thereby, the temperature of the storage area can be adjusted more accurately. Further, by controlling both the cooling capacity for cooling the heat transfer medium and the supply flow rate of the heat transfer medium, the temperature of the heat generation source can be adjusted over a wide range.
[0014]
Further, the first control means controls the cooling means based on the temperature of the heat transfer medium flowing into the storage area. The temperature of the heat transfer medium flowing into the storage area is easily affected by a change in the cooling capacity of the cooling means. Therefore, the first control means can accurately adjust the cooling capacity for cooling the heat transfer medium by accurately obtaining the temperature change of the heat transfer medium corresponding to the change in the cooling capacity of the cooling means.
[0015]
The second control means controls the circulation means based on the temperature of the heat transfer medium flowing out of the storage area. The temperature of the heat transfer medium flowing out of the storage area is easily affected by a change in the flow rate of the heat transfer medium. Therefore, the second control means can accurately adjust the feed flow rate by accurately obtaining the temperature change of the heat transfer medium corresponding to the change in the feed flow rate. As described above, each control unit individually controls the cooling unit and the circulation unit, so that the temperature of the storage area can be adjusted with higher accuracy.
[0016]
Further, even when the temperature of the storage area is suddenly changed by the heat generation source, the temperature is adjusted to the predetermined temperature in a short time by controlling the circulation means based on the temperature of the heat transfer medium flowing out of the storage area. Can be.
[0017]
Further, the invention is characterized in that the circulation means includes a fan whose rotation speed can be changed, and the first control means performs inverter control on the rotation speed of the fan.
[0018]
According to the present invention, the circulating means can adjust the supply flow rate of the heat transfer medium under inverter control. The circulating means can reduce energy consumption by being controlled by the inverter, and can reduce the running cost of the cooling device.
[0019]
Further, according to the present invention, the cooling means includes a cooling pipe through which cooling water flows,
Supply means for supplying cooling water to the cooling conduit,
With an on-off valve that can adjust the opening and closing of the cooling pipeline continuously or in multiple stages,
The second control means controls the on-off valve.
[0020]
According to the present invention, the cooling water flows through the cooling conduit and is heated by removing heat from the heat transfer medium. When the degree of opening and closing of the cooling pipeline is increased, the flow rate of the cooling water flowing through the cooling pipeline increases, and the temperature of the cooling pipeline decreases. This increases the cooling capacity for cooling the heat transfer medium. Further, when the degree of opening and closing of the cooling pipe is reduced, the flow rate of the cooling water flowing through the cooling pipe is reduced, and the temperature of the cooling pipe is increased. This lowers the cooling capacity for cooling the heat transfer medium. By controlling the on-off valve by the second control means as described above, the cooling capacity for cooling the heat transfer medium can be changed, and it is not necessary to change the temperature of the cooling water supplied to the cooling pipe line. With such a configuration, the cooling means can be realized. For example, as the cooling water, industrial water and domestic water can be used without adjusting the temperature.
[0021]
Further, the invention is characterized in that the heat generation source is a DC motor.
According to the present invention, the heat generation source is a DC motor, and the DC motor is cooled by blowing a heat transfer medium. The cooling device cools the heated portion of the DC motor with the heat transfer medium, and can prevent the coating of the coil from melting. In addition, the cooling device blows off dust attached to the commutator of the DC motor by the heat transfer medium, and can maintain insulation between the commutators. As described above, the cooling device can cool the DC motor and maintain insulation between the commutators of the DC motor, so that deterioration of the DC motor can be suitably prevented.
[0022]
The present invention also includes a circulation step of circulating the heat transfer medium in a closed loop-shaped circulation space including a storage area in which the heat generation source is stored,
A cooling step of detecting the temperature of the storage area and cooling the heat transfer medium based on the detected temperature,
Detecting the temperature of the storage area, based on the detected temperature, including a flow rate adjustment step of adjusting the flow rate of the heat transfer medium circulating in the circulation space,
In the cooling step, the heat transfer medium is cooled based on the temperature of the heat transfer medium flowing into the storage area,
In the flow rate adjusting step, the cooling method is characterized by adjusting the flow rate of the heat transfer medium based on the temperature of the heat transfer medium flowing out of the storage area.
[0023]
According to the present invention, in the cooling step, the cooling capacity for cooling the heat transfer medium is adjusted based on the temperature of the storage area. Thus, the temperature of the storage area can be changed without changing the supply flow rate of the heat transfer medium from a predetermined range. Therefore, the drive source can be cooled to a predetermined temperature range while ensuring the supply flow rate of the heat transfer medium within a predetermined flow rate range.
[0024]
Further, in the present invention, by changing the cooling capacity for cooling the heat transfer medium and changing the supply flow rate of the heat transfer medium, it is possible to more accurately adjust the temperature of the storage area. In addition, by controlling both the cooling capacity for cooling the heat transfer medium and the supply flow rate of the heat transfer medium, the temperature of the drive source can be adjusted over a wide range.
[0025]
Further, the cooling capacity for cooling the heat transfer medium is controlled based on the temperature of the heat transfer medium flowing into the storage area. The temperature of the heat transfer medium flowing into the storage area is easily affected by a change in cooling capacity in the cooling step. Therefore, in the cooling step, by accurately obtaining the temperature change of the heat transfer medium corresponding to the change in the cooling capacity for cooling the heat transfer medium, the cooling capacity can be adjusted accurately.
[0026]
Further, the feeding flow rate for feeding the heat transfer medium is controlled based on the temperature of the heat transfer medium flowing out of the storage area. The temperature of the heat transfer medium flowing out of the storage area is easily affected by changes in the flow rate of the heat transfer medium. Therefore, in the flow rate adjusting step, the feed amount can be adjusted accurately by accurately obtaining the temperature change of the heat transfer medium corresponding to the change in the feed flow rate. In this way, by individually controlling the cooling step and the flow rate adjusting step based on the temperatures at the corresponding positions, the temperature of the storage area can be adjusted more accurately.
[0027]
Further, even when the temperature of the storage area is suddenly changed by the heat generation source, the temperature is adjusted to the predetermined temperature in a short time by controlling the circulation means based on the temperature of the heat transfer medium flowing out of the storage area. Can be.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram showing a cooling device 1 according to one embodiment of the present invention. The cooling device 1 cools a heat generation source. In the present embodiment, the heat generation source is, for example, a rotary motor that is provided in a pickling line, and that rotates and drives a reel that rewinds and winds a steel strip and various rolls that convey the steel strip. 2.
[0029]
The cooling device 1 includes a circulating space forming unit 3, a heat exchanger 4, a circulating unit 5, temperature detecting units 6a and 6b, and control units 7a and 7b. The circulating space forming means 3 forms a closed loop circulating space 8. The circulation space 8 includes a storage area 9 and a connection area 12. The DC motor 2 is accommodated in the accommodation area 9. The connection area 12 connects one side of the storage area 9 and the other side of the storage area 9. The circulation space 8 is filled with cooling air. The cooling air does not include a gas such as hydrochloric acid gas that deteriorates the DC motor 2. The connection area 12 includes a cooling area 12c for cooling the cooling air. The cooling area 12c is an area where a cooling portion 15a of the heat exchanger 4 described later is arranged.
[0030]
The circulation space forming means 3 includes a housing 13 that forms the housing area 9 and a connecting part 14 that forms the connecting area 12. The accommodating portion 13 covers the DC motor 2 and has an inlet-side opening 10 and an outlet-side opening 11 formed therein. The rotating shaft 30 of the DC motor 2 protrudes from the housing 13 while being housed in the housing 13. The rotation shaft 30 is provided rotatably around the axis, and the housing 13 rotatably supports the rotation shaft 30. In the DC motor 2, the rotating shaft 30 is arranged near the inlet opening 11, and the commutator is arranged near the outlet opening 11. The connecting portion 14 is realized by a hollow duct, for example, a duct.
[0031]
The storage portion 13 and the connection portion 14 are hermetically formed so as to prevent fluid from entering the inside from the outside, and the circulation space 8 is formed inside. The internal space of the housing 13 becomes the housing area 9, and the internal space of the connecting part 14 becomes the connecting area 12. As a result, it is possible to prevent the corrosive atmosphere gas in the pickling line or the like, that is, the atmosphere including the vaporized acid or oxidizing aqueous solution droplets from entering the circulation space, and to shut off the circulation space from the external space.
[0032]
The circulating means 5 is configured to include a fan 5a that is a rotating blade, a motor 5b that rotates the fan 5a, and an inverter control unit 5c. Fan 5a is arranged in circulation space 8, and is realized by, for example, a multi-blade fan. The motor 5b rotationally drives the fan 5a.
[0033]
The fan 5a moves the cooling air in one direction A in the circulation space 8 by being rotationally driven. Thereby, the cooling air circulates in the circulation space 8 in one direction A. Hereinafter, the direction in which the cooling air moves is simply referred to as a moving direction A.
[0034]
The cooling air circulates in the circulation space 8 by the circulation means 5 alternately passing through the connection area 12 and the accommodation area 9. Specifically, the cooling air flows from the connection area 12 into the accommodation area 9 through the entrance-side opening 10 of the accommodation part 13. The cooling air flows from the inlet opening 10 to the outlet opening 11 in the storage area 9. The cooling air flows from the storage area 9 through the outlet opening 11 into the connection area 12. The cooling air in the connection area 12 flows toward the entrance-side opening 10 of the storage section 13 and flows into the storage area 9 again.
[0035]
The cooling air that has passed through the housing area 9 is heated by removing heat from the DC motor 2. Further, the cooling air that has passed through the connection area 12 is deprived of heat by the heat exchanger 4 and is cooled again. As described above, the cooling device 1 cools the DC motor 2 by using the cooling air as a heat transfer medium for transferring heat.
[0036]
The motor 5b can change the rotation speed of the fan 5a. When the rotation speed of the fan 5a changes, the moving speed at which the cooling gas moves in the circulation space changes. In other words, the flow rate of the cooling gas supplied to the DC motor 2 changes. For example, the motor 5b is realized by an AC motor such as an induction motor and a motive motor. The motor 5b changes the rotation speed of the fan 5a according to the form of the voltage supplied from the inverter control unit 5c. The inverter control unit 5c changes the frequency of the voltage applied to the motor 5b according to a control signal provided from a control unit 7b described later.
[0037]
The heat exchanger 4 includes a cooling pipe 15, a supply unit 17, and a motor-operated valve 18. The heat exchanger 4 serves as cooling means for cooling the cooling air. The cooling water flows through the cooling pipe 15 in the pipe 15. A part of the cooling pipe 15 is disposed in the connection area 12 and serves as a cooling part 15a for cooling the cooling air.
[0038]
The supply means 17 is realized by, for example, a pump, and supplies cooling water to the cooling pipe 15. The pump sucks the cooling water from the storage tank 19 in which the cooling water is stored, and supplies the sucked cooling water to the cooling pipe 15. The cooling water flows into the internal space of the cooling pipe 15 from one end of the cooling pipe 15, passes through the cooling portion 15 a, and flows out of the other end of the cooling pipe 15 to the external space of the cooling pipe 15. . For example, the cooling water is realized by industrial water and domestic water.
[0039]
The electric valve 18 is capable of adjusting the opening and closing of the cooling pipe line 15 in multiple stages, and is realized by an electric open / close electric valve. By receiving a control signal from the control means 7a described later, the area of the cooling pipe 15 through which the cooling water can pass can be changed. By controlling the degree of opening and closing of the electric valve 18 continuously or in multiple stages, the flow rate of the cooling water can be finely adjusted.
[0040]
The motor-operated valve 18 serves as cooling water flow means for adjusting the flow rate of the cooling water flowing through the cooling pipe 15. For example, the flow rate of the cooling water flowing through the cooling pipe 15 may be changed by controlling the pump itself instead of the electric valve 18.
[0041]
The cooling water is heated by taking heat from the cooling air while flowing through the cooling portion 15a of the cooling pipe 15. When the degree of opening and closing of the cooling pipe 15 is increased, the flow rate of the cooling water flowing through the cooling pipe 15 increases, and the temperature of the cooling pipe 15 decreases. This increases the cooling capacity for cooling the cooling gas. When the degree of opening and closing of the cooling pipe 15 is reduced, the flow rate of the cooling water flowing through the cooling pipe 15 is reduced, and the temperature of the cooling pipe 15 is increased. This lowers the cooling capacity for cooling the cooling gas. As described above, the control means 7a controls the motor-operated valve 18 to adjust the degree of opening and closing of the cooling pipe line 15, whereby the cooling capacity for cooling the cooling gas is adjusted.
[0042]
Two temperature detecting means 6a and 6b are provided. Each of the temperature detecting means 6a and 6b detects the temperature of the cooling air flowing through the housing area 9. One of the two inlet-side temperature sensors 6 a detects the temperature of the cooling gas flowing into the housing area 9. In other words, the inlet-side temperature sensor 6a detects the inlet-side temperature of the accommodation area 9 that is on the upstream side in the moving direction A. The outlet-side temperature sensor 6b, which is the other of the two, detects the temperature of the cooling gas flowing out of the storage area 9. In other words, the outlet-side temperature sensor 6b detects an outlet-side temperature that is downstream of the accommodation area 9 in the moving direction A.
[0043]
The control means 7a, 7b controls the circulating means 5 and the motor-operated valve 18 based on the temperatures detected by the temperature sensors 6a, 6b. Each of the control means 7a and 7b is realized by, for example, a temperature controller.
[0044]
The control means 7a and 7b have a first control means 7a and a second control means 7b. The first control means 7a determines the opening / closing degree of the motor-operated valve 18 based on the temperature detected by the inlet-side temperature sensor 6a, and supplies a control signal to the motor-operated valve 18 so that the opening / closing degree is determined. Further, the second control means 7b determines a control value to be given to the inverter control section 5C based on the temperature detected by the outlet-side temperature sensor 6b, and supplies the determined control value to the inverter control section 5c. The first control means 7a and the second control means 7b are configured to be communicable. The second control means 7b is configured to be able to control the circulation means 5 based on a control signal from the first control means 7a.
[0045]
In determining the optimal opening / closing degree of the electric valve 18, the first control means 7a performs feedback control using the detected inlet-side temperature as a feedback amount and the opening / closing degree of the electric valve 18 as an operation amount. For example, the first control means 7a performs a PID control operation on the motor-operated valve 18.
[0046]
When the detected inlet-side temperature is lower than the target inlet-side temperature, the first controller 7a closes the electric valve 18 and reduces the flow rate of the cooling water flowing through the cooling pipe 15. As a result, the rate of decrease in the temperature of the cooling air passing through the connection region 12 decreases, and the cooling air having a high temperature flows into the housing region 9 and the inlet-side temperature increases.
[0047]
When the detected inlet-side temperature is higher than the target inlet-side temperature, the first controller 7a opens the electric valve 18 to increase the flow rate of the cooling water flowing through the cooling pipe 15. As a result, the rate of temperature decrease of the cooling air passing through the connection area 12 increases, and the cooling air having a low temperature flows into the housing area 9, and the inlet-side temperature decreases. Thus, the inlet-side temperature is adjusted by adjusting the opening / closing degree of the motor-operated valve 18 by the first control means 7a.
[0048]
As described above, the first control unit 7a acquires the temperature of the accommodation area 9 on the upstream side in the moving direction A of the cooling air by the inlet-side temperature sensor 6a. The temperature in the accommodation area 9 on the upstream side in the moving direction A of the cooling air is easily affected by a change in the cooling capacity of the heat exchanger 4. Therefore, the first control means 7a can accurately obtain the temperature change of the cooling air corresponding to the change of the cooling capacity of the heat exchanger 4, and can adjust the cooling capacity of the heat exchanger 4 with high accuracy.
[0049]
In determining the optimum control value of the inverter control unit 5c, the second control unit 7b performs feedback control using the detected outlet-side temperature as a feedback amount and using the control value of the inverter control unit 5c as an operation amount. For example, the second control unit 7b performs a PID control operation on the inverter control unit 5c.
[0050]
When the detected outlet-side temperature is lower than the target outlet-side temperature, the second control unit 7b reduces the control value of the inverter control unit 5c, reduces the rotation speed of the fan 5a, and flows through the circulation space 8. Reduce the flow of cooling air. As a result, the flow velocity of the cooling air passing through the housing area 9 decreases, and the high-temperature cooling air flows out of the housing area 9 and the outlet-side temperature increases.
[0051]
When the detected outlet-side temperature is higher than the target outlet-side temperature, the second control unit 7b increases the control value of the inverter control unit 5c to increase the rotation speed of the fan 5a, and Increase the flow rate of flowing cooling air. As a result, the flow velocity of the cooling air passing through the housing area 9 increases, and the cooling air having a low temperature flows out of the housing area, and the outlet-side temperature decreases. By adjusting the control value of the inverter control unit 5c by the second control means 7b in this manner, the outlet-side temperature is adjusted.
[0052]
In this way, the second control means 7b acquires the temperature of the accommodation area 9 on the downstream side in the moving direction A of the cooling air by the outlet-side temperature sensor 6b. The temperature of the accommodation area 9 on the downstream side in the movement direction A of the cooling air is easily affected by a change in the flow rate of the cooling air supplied by the circulation means 5. Therefore, the second control means 7b can accurately obtain the change in the temperature of the cooling air corresponding to the change in the supply flow rate, and can accurately adjust the supply flow rate. For example, even if the inlet-side temperature is constant, the outlet-side temperature changes depending on the calorific value of the DC motor 2, so that the temperature of the DC motor 2 can be accurately adjusted by responding to the outlet-side temperature.
[0053]
In the present embodiment, the motor-operated valve 18 and the circulating means 5 are individually controlled by the first and second control means 7a and 7b, respectively. The electric valve 18 and the circulation means 5 may be controlled.
[0054]
Further, the cooling device 1 is provided with a filter 20 for collecting dust generated in the circulation space 8. The filter 20 is disposed in the connection region 12 so as not to hinder circulation of the cooling air. Since the filter 20 collects dust, the dust can be prevented from adhering to the DC motor 2.
[0055]
FIG. 2 is a flowchart showing the cooling operation of each of the control means 7a and 7b. First, in step S0, information necessary for temperature control, such as a target temperature, an opening / closing range of the electric valve 18, and a rotation speed range of the circulating unit, is input to each of the control units 7a and 7b. Next, an operator or the like gives a control signal indicating the start of the cooling operation to each of the control means 7a and 7b. Accordingly, the control means 7a, 7b proceeds to step S1, and starts the cooling operation.
[0056]
In step S1, the first control means 7a sets the degree of opening and closing of the electric valve 18 to 100%, which is the maximum degree of opening. In other words, the first control means 7a opens the cooling pipeline 15 by the electric valve 18. The second control means 7b sets the inverter output to 100% which is the maximum output. In other words, the second control means 7b rotates the rotation speed of the fan 5a at the maximum speed. As described above, the control means 7a and 7b maximize the cooling capacity of the cooling device 1, and the process proceeds to step S2.
[0057]
In step S2, the first control means 7a determines an optimal opening / closing degree of the motor-operated valve 18 based on the inlet-side temperature so that the inlet-side temperature reaches the target inlet-side temperature. The target inlet-side temperature is preset in the first control means 7a, and is set to, for example, 40 ° C. When the first control means 7a gives a control signal to the motor-operated valve 18, the process proceeds to step S3.
[0058]
In step S3, the first control means 7a determines whether or not the detected inlet-side temperature is within a target target inlet-side temperature range. The target inlet-side temperature range is set in advance. For example, the target inlet-side temperature range is set to a range of ± 3 ° C. with respect to the target input-side temperature. The target inlet side temperature range includes the target inlet side temperature range.
[0059]
If the detected inlet-side temperature is outside the target inlet-side temperature range, the process proceeds to step S4. If the detected inlet-side temperature is within the target inlet-side temperature range, the process proceeds to step S6.
[0060]
In step S4, the first control means 7a determines whether or not the opening / closing degree of the motor-operated valve 18 is a motor-operated valve lower limit. The degree of opening and closing that can be adjusted by the electric valve 18 is set in advance. The opening / closing degree of the motor-operated valve 18 is set, for example, in a range of 30% or more of the maximum opening degree and 100% or less of the maximum opening degree. When the first control means 7a determines that the opening / closing degree of the motor-operated valve 18 is larger than the lower limit value of the motor-operated valve, the process returns to step S2, and adjusts the opening / closing degree of the motor-operated valve 18 again. If the first control means 7a determines that the opening / closing degree of the motor-operated valve 18 is already at the lower limit value of the motor-operated valve, the motor-operated valve 18 cannot further increase the inlet-side temperature, so the process proceeds to step S5.
[0061]
In step S5, the first control means 7a gives a first control signal to the second control means 7b. The second control means 7b, having received the first control signal from the first control means 7a, controls the inverter control unit 5c to control the inverter output to a predetermined value. For example, the predetermined value is the lower limit value of the inverter and is set to 80% of the maximum output. When the second control means 7b controls the inverter output to a predetermined value, the process returns to step S2, and the first control means 7a again adjusts the opening / closing degree of the motor-operated valve 18.
[0062]
If the first control means 7a determines in step S3 that the detected inlet-side temperature is within the target inlet-side temperature range, the process proceeds to step S6. In step S6, the first control means 7a gives a second control signal to the second control means 7b. The second control means 7b receiving the second control signal from the first control means 7a controls the inverter control unit 5c.
[0063]
The second control means 7b determines an optimal control value of the inverter control unit 5c based on the outlet temperature so that the outlet temperature reaches the target outlet temperature. The target outlet-side temperature is preset in the second control means 7b, and is set to, for example, 45 ° C. The target outlet side temperature is set to a temperature higher than the target inlet side temperature. The second control unit 7b gives the determined control value to the inverter control unit 5c to control the inverter control unit 5c. When the second control means 7b provides a control signal to the inverter control section 5c, the process proceeds to step S7.
[0064]
In step S7, the second control means 7b determines whether the detected outlet side temperature is the upper limit outlet side temperature. The upper limit outlet side temperature is preset in the second control means 7b, and is set, for example, to a temperature higher by 5 ° C. to 8 ° C. than the target inlet side temperature.
[0065]
If the detected outlet-side temperature is lower than the upper-limit outlet-side temperature, the process returns to step S2, and the first control means 7a again adjusts the opening / closing degree of the motor-operated valve 18 in step S2. If the detected outlet-side temperature is higher than the upper-limit outlet-side temperature, the process proceeds to step S8. In step S8, the second control means 7b controls the inverter control unit 5c to control the inverter output to the inverter upper limit value, that is, 100%, which is the maximum output, and returns to step S2. In step S2, the first control means 7a again adjusts the opening / closing degree of the electric valve 18.
[0066]
The operation of each of the control means 7a and 7b is continued until the DC motor 2 does not need to be cooled, for example, by stopping the operation of the DC motor 2. When it is no longer necessary to cool the DC motor 2, a control signal indicating the stop of the cooling operation is given to each control means 7a, 7b. Each of the control means 7a and 7b terminates the cooling operation when given a control signal indicating the stop of the cooling operation. The information on the temperature control may be changeable during the cooling operation.
[0067]
By operating the control means 7a and 7b in this manner, the inlet-side temperature and the outlet-side temperature of the storage area 9 can be adjusted to target temperatures. Thereby, the temperature of DC motor 2 housed in housing area 9 can be maintained at a predetermined temperature.
[0068]
Each of the control means 7a and 7b controls the electric valve 18 to adjust the inlet-side temperature of the accommodation area 9 in step S2. At this time, by adjusting the control inlet side temperature of the electric valve 18, the cooling amount for cooling the DC motor 2 can be changed without changing the supply flow rate of the cooling air. This allows the DC motor 2 to be adjusted to a predetermined temperature range while ensuring a sufficient supply flow rate of the cooling air. The temperature of the cooling air is maintained at the set temperature to prevent the DC motor 2 from being excessively heated, and the wind pressure of the cooling air reliably blows off the dust adhering to the commutator to improve the insulation between the commutator pieces. It is possible to prevent the DC motor 2 from lowering, and the life of the DC motor 2 can be further lengthened.
[0069]
Further, even if the opening degree of the motor-operated valve 18 is at the lower limit value in step S4 and the temperature of the housing area 9 cannot be further increased by the motor-operated valve 18, the inverter output is reduced in step S5. The temperature of the housing area 9 can be further increased, and the temperature can be adjusted over a wide range.
[0070]
If the detected inlet temperature falls within the target input-side temperature range in step S3, the inverter controller 5c is adjusted in step S6. Thus, by controlling the electric valve 18, coarse control of temperature adjustment can be performed, and by controlling the inverter control unit 5c, fine control of temperature adjustment can be performed. When controlling the inverter control unit 5c, the temperature can be adjusted in a shorter time than when the electric valve 18 is controlled, and the responsiveness can be improved. Further, since the control amount of the inverter control unit 5c is determined after the coarse temperature range is adjusted, there is no need to greatly change the control amount of the inverter control unit 5c, and the supply flow rate of the cooling air may be significantly reduced. Can be eliminated.
[0071]
By controlling both the motor-operated valve 18 and the inverter control unit 5c in this way, the temperature of the housing area 9 can be accurately adjusted in a short period of time without significantly changing the supply flow rate of the cooling air. The control means 7a and 7b control the inverter output to approach the minimum output and repeat the operation of steps S2 to S8 shown in FIG. 2 so that only the degree of opening and closing of the electric valve 18 is adjusted. Is preferred. Further, even if the outlet-side temperature temporarily changes suddenly by the DC motor 2, the supply amount of the cooling air can be adjusted by the second control means 7b, and the temperature of the DC motor 2 can be adjusted in a short time. . For example, when the electric valve 18 is controlled, even if it takes time for the temperature of the housing area 9 to fall within the predetermined temperature range, the temperature of the housing area can be reduced in a short time by further controlling the inverter control unit 5c. It can be within the temperature range.
[0072]
As described above, according to the cooling device 1 of the present invention, the control means 7a and 7b control the heat exchanger 4 to secure the supply flow rate of the cooling air and then determine the DC motor 2 in advance. Can be cooled to a temperature range. Further, it is not necessary to make the supply flow rate of the cooling air excessively small.
[0073]
Further, since the control means 7a and 7b change the cooling capacity for cooling the cooling air by the heat exchanger 4 and change the supply flow rate of the cooling air by the circulating means 5, the temperature of the storage area 9 can be reduced in a short time. It can be in a predetermined temperature range.
[0074]
For example, even if the temperature of the housing area 9 changes suddenly, the temperature can be adjusted to a predetermined temperature range in a short time by changing the supply flow rate of the cooling air. Further, the temperature of the storage area 9 can be finely adjusted, and the temperature can be adjusted with high accuracy. Further, by controlling both the cooling capacity for cooling the cooling air and the supply flow rate of the cooling air, the temperature of the DC motor 2 can be further adjusted over a wide range.
[0075]
Further, the circulation means 5 is capable of adjusting the supply flow rate of the thermal cooling air under inverter control. The circulating means 5 can reduce energy consumption by being controlled by the inverter, and can reduce the running cost of the cooling device 1. Further, in the heat exchanger 5, the degree of opening and closing of the cooling pipe 15 is adjusted by the electric valve 18, so that the cooling capacity for cooling the cooling air can be changed. Thus, it is not necessary to change the temperature of the cooling water supplied to the cooling pipe 15, and a cooling means capable of changing the cooling capacity for cooling the cooling air with a simple configuration can be realized. As the cooling water, industrial water, domestic water or the like can be used without adjusting the temperature.
[0076]
FIG. 3 is a block diagram showing a cooling device 100 according to another embodiment of the present invention. A cooling device 100 according to another embodiment cools a plurality of DC motors 2a and 2b. The cooling unit 100 is the same as the cooling device 1 shown in FIG. 1 except for the configuration of the circulation space forming unit 3 through which the cooling air circulates, and the description of the same configuration will be omitted.
[0077]
The cooling device 100 forms a closed-loop circulation space 8. The circulation space 8 includes a plurality of storage areas 9a and 9b and a connection area 12. A plurality of DC motors 2a, 2b are individually accommodated in the plurality of accommodation regions 9a, 9b, respectively. The connection region 12 further includes a cooling region 12a and two connection regions 12b and 12c. In the cooling area 12a, the cooling part 15a of the heat exchanger 4 is arranged. Further, the first connection region 12b is connected to one side of the cooling region 12a, branched and extends to be connected to one side of each of the storage regions 9a, 9b. Further, the second connection region 12c is connected to the other side of the cooling region 12a, and branches and extends to be connected to the other side of each of the storage regions 9a and 9b.
[0078]
The circulation space forming means 3 includes a plurality of housing portions 13a and 13b forming the housing regions 9a and 9b, and a connecting portion 14 forming the connecting region 12. Each accommodating portion 13a, 13b covers each DC motor 2a, 2b, and has inlet-side openings 10a, 10b and outlet-side openings 11a, 11b. The connecting portion 14 is realized by a hollow conduit. The connecting part 14 includes a heat exchanger part where the cooling part 15a of the heat exchanger 4 is arranged, a part branched from one side of the heat exchanger part and connected to the inlet side opening forming part of each of the housing parts 13a and 13b, And a portion that branches off from the other side of the heat exchanger portion and continues to the outlet side opening forming portion of each of the housing portions 13a and 13b. The storage portions 13a and 13b and the connection portion 14 are hermetically formed so as to prevent fluid from entering the inside from the outside, and the circulation space 8 is formed inside.
[0079]
The cooling device 100 has the same means as the cooling device 1 described above. The difference from the cooling device 1 described above is that the inlet-side temperature sensor 6a detects the temperature in the moving direction A downstream from the cooling region 12a, and the outlet-side temperature sensor 6b detects the temperature in the moving direction A upstream from the cooling region 12a. Is to detect the temperature of
[0080]
Even with the cooling device 100 as described above, the DC motors 2a and 2b can be cooled similarly to the cooling device 1 shown in FIG. 1, and the same effects as those of the cooling device 1 shown in FIG. 1 can be obtained. . Therefore, even when there are a plurality of DC motors 2a and 2b, it is possible to cool the plurality of DC motors 2a and 2b to a predetermined temperature range while ensuring the supply flow rate of the cooling air.
[0081]
The embodiments of the present invention described above are merely examples of the present invention, and can be modified within the scope of the present invention. For example, the installation location of the driving source is the pickling line, but the driving source may be installed in a location other than the pickling line. For example, cooling devices 1 and 100 may cool a DC motor installed at a seaside seaside where the sea salt flow is contained in the atmosphere. Thus, the DC motor 2 can have a longer life without contact with gas containing salt. Further, the drive source may be other than the DC motor. Although the heat transfer medium is air and the medium flowing through the cooling pipe is cooling water, any fluid that can transfer heat may be used. In addition, the circulation means 5 and the heat exchanger 4 may have a configuration other than the above-described configuration.
[0082]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the control means controls the circulating means and the cooling means to secure the supply flow rate of the heat transfer medium and determine the heat generation source in advance. Can be cooled to a temperature range. Further, the temperature of the heat generating source can be adjusted with high accuracy. This prevents the intrusion of a fluid that degrades the heat generation source, keeps the operating temperature range predetermined for the heat generation source, and prevents the heat generation source from deteriorating. Thereby, the life of the heat generation source can be extended. For example, when replacing the drive source provided in the pickling line, it is necessary to stop the pickling line. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, since the life of a heat generation source can be lengthened, it is not necessary to replace a heat generation source in a short period, and the operating rate of a pickling line can be improved. As a result, the number of steel strips manufactured can be increased and the production cost can be reduced.
[0083]
In addition, since the respective control means individually control the cooling means and the circulating means, the temperature of the storage area can be adjusted accurately. Thereby, the temperature of the heat generation source accommodated in the accommodation region can be adjusted more accurately. Even if the temperature of the heat generating source changes, it can be adjusted within a predetermined range in a shorter time.
[0084]
According to the second aspect of the present invention, the circulation means is capable of controlling the supply flow rate of the heat transfer medium under inverter control. The energy consumption can be reduced by the inverter control of the circulation means, and the running cost of the cooling device can be reduced.
[0085]
According to the third aspect of the present invention, by adjusting the degree of opening and closing of the cooling pipe, the cooling capacity for cooling the heat transfer medium can be adjusted. Does not need to be changed, and can be realized by a simple configuration. Further, as the cooling water, industrial water and domestic water can be used without adjusting the temperature.
[0086]
According to the fourth aspect of the present invention, the DC motor is cooled by spraying the heat transfer medium. The cooling device cools the coil, which is a heated portion of the DC motor, with the heat transfer medium, and can prevent the coating of the coil from melting. In addition, the cooling device blows off dust attached to the commutator of the DC motor by the heat transfer medium, and can maintain insulation between the commutators. As described above, the cooling device can cool the DC motor and maintain insulation between the commutators of the DC motor, so that deterioration of the DC motor can be suitably prevented. Further, the DC motor does not come into contact with a fluid that deteriorates the DC motor, and thus rust of the DC motor and roughness of the commutator can be suppressed.
[0087]
According to the fifth aspect of the present invention, by having the cooling step and the flow rate adjusting step, the heat generation source is cooled to a predetermined temperature range and the supply flow rate of the heat transfer medium is set within the predetermined flow rate range. Can be secured. Further, the temperature of the heat generating source can be adjusted with high accuracy. Thereby, while preventing the intrusion of the fluid which deteriorates the heat generation source, the supply flow rate of the heat transfer medium can be secured, and the predetermined use temperature range can be maintained, thereby preventing the heat generation source from deteriorating. be able to. As a result, the life of the driving source can be extended.
[0088]
For example, when exchanging the heat generation source provided in the pickling line, it is necessary to stop the pickling line. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, since the life of a heat generation source can be lengthened, it is not necessary to replace a heat generation source in a short period, and the operating rate of a pickling line can be improved. As a result, the number of steel strips manufactured can be increased and the production cost can be reduced.
[0089]
Further, the temperature of the storage area can be adjusted with high accuracy based on the temperatures at the corresponding positions in the cooling step and the flow rate adjusting step. Thereby, the temperature of the heat source diverted to the storage area can be adjusted more accurately. Even if the temperature of the heat generating source changes, it can be adjusted within a predetermined range in a shorter time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a cooling device 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a cooling operation of each control means 7a, 7b.
FIG. 3 is a block diagram showing a cooling device 100 according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Cooling device
2 DC motor
3 Circulation space forming means
4 heat exchanger
5 Circulation means
5a fan
5b motor
5c Inverter control unit
6a Inlet side temperature sensor
6b Outlet temperature sensor
7a First control means
7b Second control means
8 Circulation space
9 Containment area
12 Connection area
15 Cooling pipeline
17 Pump
18 Motorized valve

Claims

A circulating space forming means for forming a closed loop circulating space including a housing area in which the heat generation source is housed,
Circulating means for circulating the heat transfer medium in the circulating space;
Cooling means for cooling the heat transfer medium,
First temperature detection means for detecting the temperature of the heat transfer medium flowing into the storage area;
Second temperature detection means for detecting the temperature of the heat transfer medium flowing out of the storage area,
First control means for controlling the cooling means based on the temperature detected by the first temperature detection means;
A second control means for controlling the circulation means based on the temperature detected by the second temperature detection means.

2. The cooling device according to claim 1, wherein the circulation unit includes a fan whose rotation speed can be changed, and the first control unit performs inverter control on the rotation speed of the fan.

The cooling means includes a cooling pipe through which cooling water flows,
Supply means for supplying cooling water to the cooling conduit,
With an on-off valve that can adjust the opening and closing of the cooling pipeline continuously or in multiple stages,
The cooling device according to claim 1, wherein the second control unit controls an on-off valve.

The cooling device according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat generation source is a DC motor.

A circulating step of circulating the heat transfer medium in a closed-loop circulating space including a housing area in which the heat generation source is housed,
A cooling step of detecting the temperature of the storage area and cooling the heat transfer medium based on the detected temperature,
Detecting the temperature of the storage area, based on the detected temperature, including a flow rate adjustment step of adjusting the flow rate of the heat transfer medium circulating in the circulation space,
In the cooling step, the heat transfer medium is cooled based on the temperature of the heat transfer medium flowing into the storage area,
In the cooling method, a flow rate of the heat transfer medium is adjusted based on a temperature of the heat transfer medium flowing out of the storage area.