JP2015129629A - 湿式冷却塔 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転自在なシャフト56を有する高トルク、低速度永久磁石モータ52と、回転自在なシャフトに直接結合されたハブ28とハブに取り付けられた複数の送風羽根30とからなる送風機27と、永久磁石モータの回転速度を制御するように永久磁石モータと電気信号で通信する可変周波駆動装置50とから構成される。高トルク、永久磁石モータは2つの軸受だけでシャフトと作動可能な関係に構成される。可変周波駆動装置は、AC電力を受け取る入力と、高トルク、永久磁石モータの回転速度を制御する電気信号を供給するための出力とを有する可変周波制御器を有する。可変周波装置はまた、モータ速度制御データを使用者が入力できるように可変周波制御帰途電子データ信号を通信するユーザーインターフェイスを備える。
【選択図】図2A
Description
本出願は、2007年10月10日出願のアメリカ仮出願第60/978,916号の利益を請求するものである。当該出願第60/978,916号の全部の開示事項は参照によりここに組み込まれる。
速度範囲: 0−250RPM
最大出力: 133HP/100KW
極 数: 16
モータサービスファクタ: 1:1
定格電流: 62A(rms)
ピーク電流: 95A
定格電圧: 600V
駆動入力: 460V、3相、60Hz、95A(rms 最大連続)
図2Bは、高トルク、低速度永久磁石モータ52の速度対馬力のプロット図である。しかしながら、前述した動作および性能特性は永久磁石モータ52の一例だけに関係するものであり、特定の適用形態に適合するその他の動作および性能特性を提供するようにモータ52を変形し得るものであることを理解すべきである。
a) モータ52の軸受の振動および熱を監視し;
b) モータ52のステータの熱を監視し;
c) 送風機27により作られる送風量を監視し;
d) 冷却塔水槽の水の温度を監視し;
e) 冷却塔構造の送風機不平衡慣性(例えば「フラ効果」)を補整するようにトリ ムバランスを提供し;
f) 「羽根故障」状態およびモータ52の速度の自動的な減衰を操作者に警告し;
g) 共振を発生する特定のモータ速度を閉鎖し;
h) 送風羽根30への着氷および自動的な解氷作業の開始を操作者に警告し;そし て
i) 産業プロセス全体でほかの調整を行うように使用できるリアルタイムの冷却フ ィードバック情報を提供するために産業プロセスのほかの部分に水槽の水温デ ータを送る。
a) 従来のギアボックス型の送風機駆動装置に見られる駆動シャフト、カップリン グ、軸受シールなどのような多くのコンポーネントを排除すること;
b) オイル交換を排除すること:
c) サービスおよびメンテナンスの有意な減少;
d) 永久磁石モータの速度を相対的に広範な速度範囲に変化できること;
e) いかなる追加のコンポーネントも用いるなしに永久磁石モータの向きを逆転で きること;
f) 従来のギアボックス型送風機駆動と比較して非常に低いエネルギ消費量である こと;
g) 既設の送風機に容易に追加導入でき、それにより冷却塔を新規に建造する必要 を排除すること;
h) セル障害の発生時における有意な減少;そして
i) 従来のギアボックス型送風機駆動システムと比較してかなり大きな冷却能力を 供給すること。
12 送風機デッキ
27 送風機
28 送風ハブ
30 送風羽根
50 可変周波駆動(VFD)装置
52 永久磁石モータ
60 可変周波制御器
62 ユーザーインターフェイス
90、92 軸受
94 ステータ
200、202、204、206、208 センサ
300 コンピュータ
302 表示スクリーン装置
a) モータ52の軸受の振動および熱を監視し;
b) モータ52のステータの熱を監視し;
c) 送風機27により作られる送風量を監視し;
d) 冷却塔水槽の水の温度を監視し;
e) 冷却塔構造の送風機不平衡慣性(例えば「フラ効果」)を補整するようにトリ ムバランスを提供し;
f) 「羽根故障」状態およびモータ52の速度の自動的な減衰を操作者に警告し;
g) 共振を発生する特定のモータ速度を閉鎖し;
h) 送風羽根30への着氷および自動的な解氷作業の開始を操作者に警告し;そし て
i) 産業プロセス全体でほかの調整を行うように使用できるリアルタイムの冷却フ ィードバック情報を提供するために産業プロセスのほかの部分に水槽の水温デ ータを送る。
a) 従来のギアボックス型の送風機駆動装置に見られる駆動シャフト、カップリン グ、軸受シールなどのような多くのコンポーネントを排除すること;
b) オイル交換を排除すること:
c) サービスおよびメンテナンスの有意な減少;
d) 永久磁石モータの速度を相対的に広範な速度範囲に変化できること;
e) いかなる追加のコンポーネントも用いるなしに永久磁石モータの向きを逆転で きること;
f) 従来のギアボックス型送風機駆動と比較して非常に低いエネルギ消費量である こと;
g) 既設の送風機に容易に追加導入でき、それにより冷却塔を新規に建造する必要 を排除すること;
h) セル障害の発生時における有意な減少;そして
i) 従来のギアボックス型送風機駆動システムと比較してかなり大きな冷却能力を 供給すること。
Claims (20)
- 冷却塔構造と、液体を冷却する空気の流れを発生するための送風機と、冷却された液体を収集するための水槽と、送風機を回転させるための送風機駆動システムとを有する、産業プロセスで用いられる、液体を冷却するための湿式冷却塔であって、前記送風機駆動システムは、
回転自在なシャフトとステータと回転自在なシャフトに配置されて支持する軸受と を含み、前記回転自在なシャフトは回転自在なシャフトの回転が送風機を回転させる ように送風機に接続され、前記可変速永久磁石モータは回転自在なシャフトが実質的 に垂直になるように冷却塔構造に配置される、冷却塔構造によって支持された可変速 永久磁石モータと、
所定の回転速度に相当する制御信号を受けるための入力を有し、送風機を回転する ように可変速永久磁石モータの回転自在なシャフトを所定の回転速度で回転させる電 気信号を発生する可変周波駆動装置と
を含む直結型駆動システムである、湿式冷却塔。 - 前記軸受の振動を感知して振動センサ信号を出力する少なくとも1つの振動センサをさらに含む、請求項1に記載の湿式冷却塔。
- 前記振動センサ信号を処理し、それに応答して可変周波駆動装置に入力するための制御信号を生成するための、モータに外付けされた信号プロセッサをさらに含む、請求項2に記載の湿式冷却塔。
- 前記ステータおよび軸受の熱を感知して温度センサ信号を出力する温度センサをさらに含み、前記信号プロセッサは温度センサ信号を受け、それに応答して可変周波駆動装置に入力するための制御信号を生成する、請求項3に記載の湿式冷却塔。
- 前記送風機の回転によって発生された空気の流れを測定して空気の流れセンサ信号を出力する少なくとも1つの空気の流れセンサをさらに含み、前記信号プロセッサは空気の流れセンサ信号を受けて処理し、それに応答して可変周波駆動装置に入力するための制御信号を生成する、請求項4に記載の湿式冷却塔。
- 前記信号プロセッサはコンピュータにより構成される、請求項3に記載の湿式冷却塔。
- 前記湿式冷却塔の送風機は送風機ハブを含み、前記可変速永久磁石モータの回転自在なシャフトは送風機ハブに連結される、請求項1に記載の湿式冷却塔。
- 前記可変周波駆動装置はモータ速度制御データを使用者が入力できるようにユーザーインターフェイスを含む、請求項1に記載の湿式冷却塔。
- 前記可変周波駆動装置は可変速永久磁石モータの速度、回転方向およびトルクを制御する電子回路を含む、請求項1に記載の湿式冷却塔。
- 前記可変速永久磁石モータの軸受は密封軸受である、請求項1に記載の湿式冷却塔。
- 前記少なくとも1つの振動センサは可変速永久磁石モータの軸受近傍に配置される、請求項2に記載の湿式冷却塔。
- 前記ステータの熱を感知する温度センサはステータに配置される、請求項4に記載の湿式冷却塔。
- 前記水槽内の温度を感知して温度センサ信号を出力するように水槽内に配置される温度センサをさらに含む、請求項1に記載の湿式冷却塔。
- 前記温度センサ信号を処理し、それに応答して可変周波駆動装置に入力するための制御信号を生成する信号プロセッサをさらに含む、請求項13に記載の湿式冷却塔。
- 前記信号プロセッサはセンサ信号を信頼性アルゴリズムで処理するようにプログラムされたコンピュータにより構成される、請求項5に記載の湿式冷却塔。
- 前記送風機は可変速永久磁石モータの上方に配設される、請求項1に記載の湿式冷却塔。
- 前記可変周波駆動装置は可変周波駆動装置がコンピュータを用いて設定、調整、監視および制御できるようにシリアルデータ通信ポートをさらに含む、請求項1に記載の湿式冷却塔。
- 前記可変周波駆動装置はプッシュボタン、スイッチおよびその他のオペレーターインターフェイス装置または信号制御器に接続するための入力および出力端子をさらに含む、請求項1に記載の湿式冷却塔。
- 前記コンピュータとデータ信号通信する表示装置をさらに含む、請求項6に記載の湿式冷却塔。
- 前記可変速永久磁石モータは0RPMから約250RPMの速度範囲を有するように構成される、請求項1に記載の湿式冷却塔。
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