JP2012013374A

JP2012013374A - 冷却塔の運転監視装置

Info

Publication number: JP2012013374A
Application number: JP2010152133A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sugawara; 博菅原
Original assignee: Ebara Refrigeration Equipment and Systems Co Ltd
Current assignee: Ebara Refrigeration Equipment and Systems Co Ltd
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2012-01-19
Anticipated expiration: 2030-07-02
Also published as: JP5612928B2

Abstract

【課題】冷却塔単独で新設、既設の区別なく低圧電源設備を設ける必要がなく、長時間に亘って精度のよい運転時間や運転回数を計測できる計測設備を備えた冷却塔の運転監視装置を提供すること。
【解決手段】送風機１４、塔体１１、該塔体に装填された熱交換器１２を備え、該送風機１４の運転により大気より吸い込んだ外気流と被冷却流体との間で直接又は間接的に熱交換を行い熱交換の終了した外気流を塔体内部を通って送風機１４を経由して大気に排出される構成の冷却塔の運転監視装置あって、送風機１４の運転により塔体１１内が所定の負圧になるのを検出する負圧検出手段と、電池を内蔵し該電池のみを電源として負圧検出手段の出力から冷却塔の運転回数及び運転時間を計測する運転回数・運転時間計測手段を備えた運転監視装置２０を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、送風機の運転により大気より吸い込んだ外気流と被冷却流体の間で直接又は間接的に熱交換を行い該吸い込んだ外気流が塔体内部を通って送風機を経由して大気に排出される構成の冷却塔の運転監視装置に関するものである。

従来のこの種の冷却塔は、送風機、塔体、該塔体に装填された熱交換器等を備え、送風機の運転により大気より吸い込んだ外気流と被冷却流体の間で直接又は間接的に熱交換を行い、被冷却流体を冷却した後、吸い込んだ外気流を塔体内部を通して送風機を経由して大気中に放出している。従来この種冷却塔へは制御する目的や運転操作をする目的の電気盤等付帯していないのが通常である。このような冷却塔設備において、故障等の不具合が発生した場合、その原因を究明するためには、冷却塔の運転時間や運転回数の正確なデータが必要となる。また、効率のよいメンテナンスを行うためにも、冷却塔の運転時間や運転回数を正確に計測できる計測設備が必要になる。このため運転時間や運転回数の計測設備は、冷却塔を購入・設置する側で必要に応じて設ける必要がある。また、冷却塔の運転時間や運転回数をサンプリングする場合、電気回路上の信号や接点より電気的に入力する方法が用いられている。

特開平１０−１９７０７９号公報特願２００３−１２９８２号公報

上記のような冷却塔設備は通常、ビルの屋上や地下室等通常人の近寄らない場所に設置されている。このような場所では冷却塔を駆動するため高圧（例えばＡＣ数百ボルト）の動力電源設備があるが、冷却塔の運転時間や運転回数をサンプリングする場合の電気回路上の信号や接点より電気的に入力するための低圧（例えばＡＣ１００ボルト）の電源設備は設けられていないのが通常である。そのため運転時間や運転回数の計測設備を設けるにしてもそのために低圧電源設備を設けなければならないという問題がある。特に既設の冷却塔設備に、運転時間や運転回数の計測設備を設置するためには、そのための低圧の電源設備を設ける必要があり、コストが高くなるという問題がある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、冷却塔単独で新設、既設の区別なく低圧電源設備を設ける必要がなく、長時間に亘って精度のよい運転時間や運転回数を計測できる計測設備を備えた冷却塔の運転監視装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、送風機、塔体、該塔体に装填された熱交換器を備え、該送風機の運転により大気より吸い込んだ外気流と被冷却流体との間で直接又は間接的に熱交換を行い熱交換の終了した外気流を塔体内部を通って送風機を経由して大気に排出される構成の冷却塔の運転監視装置であって、送風機の運転により塔体内が所定の負圧以下になるのを検出する負圧検出手段と、電池を内蔵し該電池のみを電源として負圧検出手段の出力から冷却塔の運転回数及び運転時間を計測する運転回数・運転時間計測手段を設けたことを特徴とする。

また、本発明は、上記冷却塔の運転監視装置において、負圧検出手段は一端が塔体内に開口し他端が該塔体外に開口する負圧導入管と、負圧導入管の他端に負圧に反応して機械的に変位する負圧反応変位手段と、該負圧反応変位手段の機械的変位に応答し所定の負圧以下になったら運転回数・運転時間計測手段に負圧検出信号を出力する負圧検出信号出力手段を備えたことを特徴とする。

また、本発明は、上記冷却塔の運転監視装置において、負圧反応変位手段は、負圧導入管の他端に連通し、塔体内圧に連動して変位するダイヤフラムであることを特徴とする。

また、本発明は、上記冷却塔の運転監視装置において、負圧反応変位手段は、負圧導入管の他端に連通し、塔体内圧に連動して変位するピストンであることを特徴とする。

また、本発明は、上記冷却塔の運転監視装置において、運転回数・運転時間計測手段は、負圧検出手段が所定の負圧を検出したら冷却塔の運転としこの検出回数を計測する運転回数計測器と、負圧検出手段が所定の負圧を検出している時間を運転時間として計測する運転時間計測器を備え、電池は運転回数計測器又は運転時間計測器のいずれか一方又は双方に内蔵されていることを特徴とする。

本発明は、送風機の運転により塔体内が所定の負圧以下になるのを検出する負圧検出手段と、電池を内蔵し該電池のみを電源として負圧検出手段の出力から冷却塔の運転回数及び運転時間を計測する運転回数・運転時間計測手段を設けたので、簡単な構成で運転監視用の格別な電源を設ける必要なく、内蔵する電池のみを電源として、新設の冷却塔だけでなく、既設の冷却塔にも簡単に取り付けることのできる冷却塔の運転回数及び運転時間を計測する運転監視装置を提供できる。

また、負圧検出手段は一端が塔体内に開口し他端が該塔体外に開口する負圧導入管と、該負圧導入管の他端に負圧に反応して機械的に変位する負圧反応変位手段を設と、該負圧反応変位手段の機械的変位に応答し所定の負圧以下になったら運転回数・運転時間計測手段に負圧検出信号を出力する負圧検出信号出力手段を備えているので、機械的に塔体内の圧力を検出でき、内蔵する電池の容量が小さくても長時間（例えば、十数年間）に亘って運転回数・運転時間を計測できる。

本発明に係る運転監視装置を用いる冷却塔の概略構成例を示す図である。本発明に係る運転監視装置の概略構成を示す図である。本発明に係る運転監視装置の負圧検出手段の他の構成例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１本発明に係る運転監視装置を用いる冷却塔の概略構成例を示す図である。本冷却塔１０は、塔体１１に熱交換器１２、送風機１４等の冷却塔を構成する機器や機材が装填されている。電動機１５を起動して送風機１４を運転すると、外気吸込口１６から矢印Ａに示すように、流入する外気流は、熱交換器１２を介して、該外気流と被冷却流体との間で直接又は間接的に熱交換を行い該被冷却流体を冷却する。熱交換を行った後の外気流は矢印Ｂに示すように、塔体１１の内部を通って、送風機１４を経由して矢印Ｃに示すように大気中に放出される。

熱交換器１２としては、多数枚の気液接触シートの表面に水膜を形成して流下する被冷却水に外気吸込口１６から吸込んだ外気流を直接接触させ、該被冷却水の蒸発による気化の潜熱により被冷却水を直接冷却するものと、該冷却した冷却水を熱交換器内に蛇行して配置された配管に散布し、該配管内を通る被冷却流体を間接的に冷却する密閉式熱交換器等がある。また、熱交換器内に蛇行して配置された配管に外気吸込口１６から吸込んだ外気流を接触させ、配管内を流れる被冷却液する冷却する空冷式の熱交換器もある。

上記のように送風機１４を運転することにより、外気吸込口１６から矢印Ａに示すように吸い込まれた外気流は塔体１１内の熱交換器１２が装填されている領域を流れ、塔体１１内の中央部を矢印Ｂに示すように通って、更に送風機１４を経由して矢印Ｃに示すように大気中に放出され構成の冷却塔においては、送風機１４の運転、即ち冷却塔１０の運転により、塔体１１の圧力が変動し、該塔体１１の内部圧力が負圧となる。この塔体１１の内部圧力が所定の負圧になったことを検出することで、冷却塔が運転されたことを知ることができる。本発明はこの塔体１１の内部圧力が所定の負圧以下となったことにより、冷却塔１０の運転を検出し、この検出回数を運転回数として計測すると共に、この所定の負圧が継続する時間を測定して冷却塔１０の運転時間として計測する運転監視装置２０を冷却塔１０の外側に設けている。以下、運転監視装置２０を詳細に説明する。

図２は運転監視装置２０の概略構成を示す図である。冷却塔１０に故障等のトラブルが発生した場合、その原因を正確に且つ迅速に見出すためには、トラブルが発生するまでの冷却塔１０の運転時間と運転回数が必要となる。また、メンテナンスを効率よく実行するためにも、運転時間と運転回数のデータが必要となる。そこで本運転監視装置２０では、運転回数を計測する運転回数計測器３０、運転時間を計測する運転時間計測器４０を設けている。

運転回数計測器３０及び運転時間計測器４０は、それぞれ内蔵する電池３１、４１を備え、該電池３１、４１のみを電源として長時間運転回数及び運転時間を計測できるようになっている。運転監視装置２０は冷却塔１０の運転、即ち送風機１４の運転により、塔体１１の内部が所定の負圧以下となったのを検出する負圧検出スイッチ２１を設け、該負圧検出スイッチ２１が所定の負圧を検出したら冷却塔１０が運転されたとして運転回数計測器３０は＋１カウントし、運転回数を積算するようになっている。また、運転時間計測器４０が負圧検出スイッチ２１が所定の負圧以下を検出している間は冷却塔１０が運転されているとして、所定時間毎に＋１カウントして運転時間を積算するようになっている。

運転回数計測器３０はＬＣＤ表示器３２を備え、内蔵する電池３１としては、例えばリチウム電池（電池寿命約７年間以上（２５℃））で計測した累積運転回数を８桁（０〜９９９９９９９９）で表示でき、計数入力は無電圧入力となっている。また、運転時間計測器４０はＬＣＤ表示器４２を備え、内蔵する電池４１としては、例えばリチウム電池（電池寿命約１０年間以上（２５℃））で計測した累積運転時間を７桁（０．０ｈ〜９９９９９９９．９ｈ）で表示でき、計数入力は無電圧入力となっている。

負圧検出スイッチ２１はダイヤフラム２２を備え、該ダイヤフラム２２内が負圧導入管２３で冷却塔１０の塔体１１内と連通しており、塔体１１内の圧力変化により膨張・収縮するようになっている。即ち、送風機１４が停止して冷却塔１０の運転が停止している場合は塔体１１内は大気圧で内部がそれと連通するダイヤフラム２２は膨張しており、送風機１４を運転し冷却塔１０が運転され、塔体１１内が負圧となると収縮するようになっている。２４はマイクロスイッチであり、冷却塔１０が停止中でダイヤフラム２２内が大気圧で膨張状態ではＯＮ又はＯＦＦ状態であり、冷却塔１０が運転され、塔体１１内が所定の負圧となり収縮状態では逆にＯＦＦ又はＯＮ状態となる。ダイヤフラム２２の圧力設定はダイヤル式による設定（３０Ｐａ〜３００Ｐａ）となっている。なお、運転監視装置２０を構成する運転回数計測器３０、運転時間計測器４０及び負圧検出スイッチ２１等は密閉式ケース（例えば、樹脂製密閉ケース）に収容されている。

上記構成の運転監視装置２０を塔体１１外側の所定位置に設置し、負圧導入管２３で冷却塔１０の塔体１１内と負圧検出スイッチ２１のダイヤフラム２２内を連通させることにより、ダイヤフラム２２は塔体１１の内圧に連動して膨張・収縮し、冷却塔１０が運転され塔体１１の内圧が設定された所定負圧以下となり、マイクロスイッチ２４がＯＦＦ又はＯＮ状態となると、冷却塔１０が運転されたとして運転回数計測器３０は１回のＯＦＦ又はＯＮ毎に＋１カウントし、運転時間計測器４０は該ＯＦＦ又はＯＮが継続する間所定時間毎に＋１カウントして、それそれぞれ累積運転回数、累積運転時間を計測する。

図２に示す負圧検出スイッチ２１はダイヤフラム２２内と塔体１１内を負圧導入管２３で連通させ、塔体１１内の圧力変動をダイヤフラム２２の膨張・収縮に連動させて、塔体１１内の所定の負圧、即ち冷却塔１０の運転を検出しているが、冷却塔１０の運転検出は、これに限定されるものではなく、例えば図３に概略構成を示す負圧検出スイッチ２１もある。図３では、負圧検出スイッチ２１にシリンダ２５と、該シリンダ２５内を摺動するピストン２６を設けている。そしてシリンダ２５内と塔体１１内を負圧導入管２３で連通させている。また、ピストン２６の所定位置には磁石２６ａを設けると共に、シリンダ２５の外周所定位置には磁石スイッチ２８を設けている。

冷却塔１０が運転停止中で、塔体１１内が大気圧である場合、図３（ａ）に示すように、ピストン２６はスプリング２７の弾性力でシリンダ２５の大気開放穴２５ａ側に押されている。この状態では、磁石スイッチ２８には磁石２６ａの磁力は作用せず、磁石スイッチ２８は不動作でその接点はＯＮ又はＯＦＦの状態にある。冷却塔１０が運転、即ち送風機１４が運転され、塔体１１内が負圧となるとそれに連動してシリンダ２５内も負圧になる。負圧が所定の負圧以下となるピストン２６はスプリング２７の弾性力に抗して磁石スイッチ２８の位置まで移動する。これにより該磁石スイッチ２８は動作しその接点は上記とは逆のＯＦＦ又はＯＮの状態となり、冷却塔１０が運転されたことを検出する。なお、磁石スイッチ２８の出力端子は、図示は省略するが、図２と同様、運転回数計測器３０、運転時間計測器４０に接続され、運転回数、運転時間を計測するようになっている。なお、上記例では、ピストン２６に磁石２６ａを設置し、該磁石２６ａで磁石スイッチ２８を動作させるようにしているが、シリンダ２５内の気密が保てる工夫をすれば、磁石スイッチ２８に替え、マイクロスイッチを設け、ピストン２６の移動により機械的にマイクロスイッチを動作させその接点をＯＮ・ＯＦＦさせるようにしてもよい。

なお、上記例では、冷却塔１０の運転による塔体１１内の負圧を塔体１１の外部に設置した負圧検出スイッチ２１に負圧導入管２３で導入するようにしているが、例えば密閉型で内部に開閉接点を備え、大気圧では該接点がＯＮ又はＯＦＦとなり、所定の負圧以下では逆に該接点がＯＦＦ又はＯＮとなるように小型の負圧検出スイッチを塔体内の運転により負圧なるエリアに設置し、該負圧検出スイッチで塔体１１の内圧が所定の負圧以下になったことを検出（接点がＯＦＦ又はＯＮ）したら、これを塔体１１の外側に設けた運転回数計測器３０と運転時間計測器４０で冷却塔１０が運転されたと判定するようにしてもよい。また、冷却塔１０をビルの屋上で太陽光が照射する場所に設置する場合、小型の太陽電池で充放電可能な電池を用いることもできる。また、電池は運転回数計測器３０と運転時間計測器４０の両方に内蔵させる必要はなく、１個の電池を運転回数計測器３０と運転時間計測器４０で共用してもよい。

運転監視装置２０を上記のように構成することにより、冷却塔１０を単独でその運転回数、運転時間を長時間（７〜１０年間）計測できることになり、冷却塔１０を新設する場合は勿論、既設の低電源設備の無い場所に設置されている冷却塔にもその運転回数、運転時間を計測できる運転監視装置を容易に設置できる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

本発明は、送風機の運転により塔体内が所定の負圧以下になるのを検出する負圧検出手段と、電池を内蔵し該電池のみを電源として負圧検出手段の出力から冷却塔の運転回数及び運転時間を計測する運転回数・運転時間計測手段を設けたので、簡単な構成で運転監視用の格別な電源を設ける必要なく、内蔵する電池のみを電源として、新設の冷却塔だけでなく、既設の冷却塔にも簡単に取り付けることのできる冷却塔の運転回数及び運転時間を計測する運転監視装置として利用できる。

また、負圧検出手段は一端が塔体内に開口し他端が該塔体外に開口する負圧導入管と、該負圧導入管の他端に負圧に反応して機械的に変位する負圧反応変位手段と、該負圧反応変位手段の機械的変位で作動し電池から電力を受け運転回数・運転時間計測手段に負圧検出信号を出力する負圧検出信号出力手段を備えているので、機械的に塔体内の圧力を検出できるので、内蔵する電池の容量が小さくても長時間（例えば、十数年間）に亘って運転回数・運転時間を計測できる運転監視装置として利用できる。

１０冷却塔
１１塔体
１２熱交換器
１４送風機
１５電動機
１６外気吸気口
２０運転監視装置
２１負圧検出スイッチ
２２ダイヤフラム
２３負圧導入管
２４マイクロスイッチ
２５シリンダ
２６ピストン
２７スプリング
２８磁気スイッチ
３０運転回数計測器
３１電池
３２ＬＣＤ表示器
４０運転時間計測器
４１電池
４２ＬＣＤ表示器

Claims

送風機、塔体、該塔体に装填された熱交換器を備え、該送風機の運転により大気より吸い込んだ外気流と被冷却流体との間で直接又は間接的に熱交換を行い熱交換の終了した外気流を前記塔体内部を通って前記送風機を経由して大気に排出される構成の冷却塔の運転監視装置であって、
前記送風機の運転により前記塔体内が所定の負圧以下になるのを検出する負圧検出手段と、
電池を内蔵し該電池のみを電源として前記負圧検出手段の出力から前記冷却塔の運転回数及び運転時間を計測する運転回数・運転時間計測手段を設けたことを特徴とする冷却塔の運転監視装置。
請求項１に記載の冷却塔の運転監視装置において、
前記負圧検出手段は一端が前記塔体内に開口し他端が該塔体外に開口する負圧導入管と、前記負圧導入管の他端に負圧に反応して機械的に変位する負圧反応変位手段と、前記負圧反応変位手段の機械的変位に応答し所定の負圧以下になったら前記運転回数・運転時間計測手段に負圧検出信号を出力する負圧検出信号出力手段を備えたことを特徴とする冷却塔の運転監視装置。
請求項２に記載の冷却塔の運転監視装置において、
前記負圧反応変位手段は、前記負圧導入管の他端に連通し、前記塔体内圧に連動して変位するダイヤフラムであることを特徴とする冷却塔の運転監視装置。
請求項２に記載の冷却塔の運転監視装置において、
前記負圧反応変位手段は、前記負圧導入管の他端に連通し、前記塔体内圧に連動して変位するピストンであることを特徴とする冷却塔の運転監視装置。
請求項１乃至４の何れか１項に記載の冷却塔の運転監視装置において、運転回数・運転時間計測手段は、前記負圧検出手段が所定の負圧を検出したら冷却塔の運転としこの検出回数を計測する運転回数計測器と、前記負圧検出手段が所定の負圧を検出している時間を運転時間として計測する運転時間計測器を備え、前記電池は前記運転回数計測器又は運転時間計測器のいずれか一方又は双方に内蔵されていることを特徴とする冷却塔の運転監視装置。