JP4122640B2 - 冷水塔の冷却ファン液圧駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷水塔の冷却ファン液圧駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は温水の冷却を行う冷水塔の一例を示すもので、この種の冷水塔においては、冷水塔本体１の側面に、外気を冷水塔本体１内に取り込む為の空気吸込み面（ルーバ面）２が設けられ、冷水塔本体１の頂部中央部には、内部に冷却ファン４を装備した空気排出口３が設けられており、一方、冷水塔本体１上部の空気排出口３周囲には、温水供給管５を介して供給される温水５ａを受けて冷水塔本体１内へ散水させるようにした温水槽６が設けられ、該温水槽６下面から散水口を介して散水させた温水５ａを、前記冷却ファン４で空気吸込み面２から取り込んだ外気と直接接触させて冷却し、これにより温水５ａを冷水５ｂとして下部水槽７に回収し得るようにしてある。
【０００３】
また、斯かる冷水塔の冷却ファン４の駆動方式としては、図６に示す如く、冷水塔本体１頂部における空気排出口３の近傍位置に電動機８を設置し、該電動機８に連結した駆動軸９を減速機１０を介し冷却ファン４に動力を伝達し得るよう接続し、前記駆動軸９をコモンベッド１１で覆った構成としてある。
【０００４】
また、電動機８としてポールチェンジモータを採用することにより、５０％、１００％での運転を行えるようにしたり、或いは電動機８としてインバータ付モータを採用することにより、５０〜１００％制御にて運転する場合もある。
【０００５】
しかしながら、何れの場合も電動機８による機械的な駆動方式である為、起動電流が大きくなるという不具合があり、また、電動機８或いは減速機１０等が冷水塔本体１の頂部に設置してある為に保守点検作業が大変であるという不具合もあった。
【０００６】
この問題に対処するべく、本出願人は、冷却ファンの回転駆動手段を液圧モータとし、該液圧モータを地上側に設置した液圧ユニットから作動液を供給することにより駆動し得るようにした冷水塔の冷却ファン液圧駆動装置を創案するに至った。
【０００７】
このような構成によれば、液圧ポンプ用電動機等の保守点検を要する機器類を備えた液圧ユニットを地上側の保守点検の容易な場所に設置することが可能になり、しかも、液圧ユニットに備えられる電動機は液圧ポンプを駆動するだけで良いので起動電流が小さくて済むという効果がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来における一般的な設計思想としては、図７及び図８に示すように、冷却ファン４Ａ〜４Ｈを駆動する液圧モータ１２Ａ〜１２Ｈと、これに対しタンク１６から作動液を供給する液圧ポンプ４４Ａ〜４４Ｈとを１対１で対応させて各冷却ファン４Ａ〜４Ｈごとに個別に供給管４５及び戻り管４６を有する液圧回路を構成し、これによって、冷却ファン４Ａ〜４Ｈの回転駆動を個別に制御し得るようにすることが考えられていた為、図示する如き多数の冷却ファン４Ａ〜４Ｈを冷水塔本体１の頂部に備えた設備では、冷却ファン４Ａ〜４Ｈと同数の多くの液圧回路が必要となり、地上の液圧ユニット４７に装備される液圧ポンプ４４Ａ〜４４Ｈの設置数、並びに各液圧回路を成す供給管４５及び戻り管４６の配管数が増加して設備コストが高騰するという問題があった。
【０００９】
しかも、液圧ユニット４７を成す液圧ポンプ４４Ａ〜４４Ｈの全てを安価な容量固定ポンプとして簡単な起動・停止の制御を行うだけでは、液圧モータ１２Ａ〜１２Ｈの稼働台数を制御することしかできず、温水５ａに対する冷却能力を無段階で調整することができないという問題があり、他方、液圧ポンプ４４Ａ〜４４Ｈを高価な容量可変ポンプとして冷却ファン４Ａ〜４Ｈの回転数を制御し得るようにした場合には、温水５ａに対する冷却能力を無段階で調整することができても、高価な容量可変ポンプが多数必要となって更なる設備コストの高騰を招いてしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は、上述の実情に鑑みて成したもので、設備コストの高騰を招くことなく、温水に対する冷却能力を無段階で調整し得るようにした冷水塔の冷却ファン液圧駆動装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、冷水塔に備えられた複数の冷却ファンの夫々を液圧モータで駆動し得るように構成し、該各液圧モータを共通の主供給管及び主戻り管に対し並列に接続し且つ該主供給管及び主戻り管に対し作動液を適宜に容量を変更して循環供給し得るよう液圧ユニットを接続した冷水塔の冷却ファン液圧駆動装置であって、少くとも一台の液圧モータの液圧入側に作動液の流量を無段階調整し得る流量制御弁を設け、残りの液圧モータの液圧入側には作動液の流量を所定の設定流量に保持する流量設定弁を設け、該流量設定弁を備えた各液圧モータに対し適宜に作動液の送給を遮断し得るよう液圧遮断弁を付設し、しかも、液圧ユニットを、少くとも一台の定圧力制御式容量可変ポンプと、複数の容量固定ポンプとにより構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
従って、本発明では、流量制御弁で作動液の流量を無段階調整することで少くとも一台の液圧モータの回転数を任意に制御することが可能となり、また、適宜な液圧遮断弁を開けて流量設定弁で作動液の流量を設定流量に保持しながら分配することで残りの液圧モータの稼働台数を任意に制御することが可能となるので、少くとも一台の液圧モータの回転数制御と、残りの液圧モータの稼働台数制御とを組み合わせて以下に詳述する如き運用を行うことが可能となる。
【００１３】
即ち、外気の温度変化に応じ温水に対する冷却能力を上げる必要が生じた場合に、液圧ユニットから主供給管への作動液の容量が増加されるので、これに対応して少くとも一台の液圧モータへ分配される作動液の流量を流量制御弁で無段階に増加し、その液圧モータにより駆動される冷却ファンの回転数を上げて温水に対する冷却能力を上げる。
【００１４】
そして、この冷却ファンが定格運転に達したら、残りの液圧モータのうちの停止している何れか一台を液圧遮断弁を開として起動し、その起動と同時に前記流量制御弁を殆ど閉じて少くとも一台の液圧モータへ分配される作動液の流量を最小限に絞り込み、該液圧モータにより駆動される冷却ファンの回転数を零近くにまで下げる。
【００１５】
これによって、回転数を任意に制御できる冷却ファンが定格運転により担っていた冷却能力を、定格運転しかできない別の冷却ファンを新たに起動することで肩代わりさせ、前記回転数を任意に制御できる冷却ファンを回転数が零近くまで低下している状態に戻し、これ以降は前述と同じ運用を繰り返すことで温水に対する冷却能力を無段階に上げていくことが可能となる。
【００１６】
他方、外気の温度変化に応じ温水に対する冷却能力を下げる必要が生じた場合には、液圧ユニットから主供給管への作動液の容量が減少されるので、これに対応して少くとも一台の液圧モータへ分配される作動液の流量を流量制御弁で無段階に減少し、その液圧モータにより駆動される冷却ファンの回転数を下げて温水に対する冷却能力を下げる。
【００１７】
そして、この冷却ファンの回転数が零近くまで低下したら、残りの液圧モータのうちの稼働している何れか一台を液圧遮断弁を閉として停止し、その停止と同時に前記流量制御弁を大きく開けて少くとも一台の液圧モータへ分配される作動液の流量を最大限に増やし、該液圧モータにより駆動される冷却ファンの回転数を定格運転まで上げる。
【００１８】
これによって、定格運転しかできない稼働中の冷却ファンが担っている冷却能力を、回転数を任意に制御できる別の冷却ファンの回転数を定格運転まで上げることで肩代わりさせ、前記定格運転しかできない稼働中の冷却ファンを停止し、これ以降は前述と同じ運用を繰り返すことで温水に対する冷却能力を無段階に下げていくことが可能となる。
【００１９】
また、本発明においては、液圧ユニットを、少くとも一台の定圧力制御式容量可変ポンプと、複数の容量固定ポンプとにより構成しているので、少くとも一台の定圧力制御式容量可変ポンプの容量を無段階に自動制御することと、複数の容量固定ポンプの稼働台数を制御することとを組み合わせて以下に詳述する如き運用を行うことが可能となる。
【００２０】
即ち、外気の温度変化に応じ温水に対する冷却能力を上げる必要が生じた場合には、液圧ユニットから主供給管への作動液の要求流量は増加するので、少くとも一台の定圧力制御式容量可変ポンプの容量は定圧力制御により無段階に増加し、該定圧力制御式容量可変ポンプの容量が増加して最大になったら、停止している容量固定ポンプのうち、アイドリングを開始している何れか一台をオンロードにして肩代わりさせることにより供給圧力を一定に保持しつつ前記定圧力制御式容量可変ポンプの容量を最小まで減少し、これ以降は前述と同じ運用を繰り返すことで液圧ユニットから主供給管への作動液の流量を無段階に増加していくことが可能となる。
【００２１】
他方、外気の温度変化に応じ温水に対する冷却能力を下げる必要が生じた場合には、液圧ユニットから主供給管への作動液の流量を減少しなければならないので、少くとも一台の定圧力制御式容量可変ポンプの容量を無段階に減少し、該定圧力制御式容量可変ポンプの容量が減少して最小になったら、稼働している容量固定ポンプの何れか一台をアイドリングの後停止して肩代わりさせることにより前記定圧力制御式容量可変ポンプの容量を最大まで増加し、これ以降は前述と同じ運用を繰り返すことで液圧ユニットから主供給管への作動液の流量を供給圧力を一定に保ちながら無段階に減少していくことが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００２３】
図１〜図４は本発明を実施する形態の一例を示すもので、本形態例においては、冷水塔本体１の頂部に備えられた多数の冷却ファン４Ａ〜４Ｈに液圧モータ１２Ａ〜１２Ｈの出力軸を連結し、該各液圧モータ１２Ａ〜１２Ｈを共通の主供給管４９及び主戻り管５０に対し分岐管５１を介して並列に接続し且つ該主供給管４９及び主戻り管５０に対し作動液を適宜に容量を変更して循環供給し得る液圧ユニット５２を接続している。
【００２４】
そして、一台の液圧モータ１２Ａの液圧入側に作動液の流量を無段階調整し得る流量制御弁５３を設け、残りの液圧モータ１２Ｂ〜１２Ｈの液圧入側には作動液の流量を所定の設定流量に保持する流量設定弁５４を夫々設け、該流量設定弁５４を備えた各液圧モータ１２Ｂ〜１２Ｈに対し適宜に作動液の送給を遮断し得るよう液圧遮断弁５５を設けている。
【００２５】
前記液圧ユニット５２は、電動機１３により駆動される一台の吐出圧力を一定に自動制御する定圧力制御式容量可変ポンプ１４と、該定圧力制御式容量可変ポンプ１４の最大容量に略等しい容量で電動機３４により駆動される三台の容量固定ポンプ３１，３２，３３とを備えて地上に設置され、これらの定圧力制御式容量可変ポンプ１４及び各容量固定ポンプ３１，３２，３３の吸込側が共通のタンク１６に接続され且つ吐出側は互いに合流されて主供給管４９に接続されるようになっており、前記タンク１６には主戻り管５０が接続されるようになっている。
【００２６】
ここで、定圧力制御式容量可変ポンプ１４及び各容量固定ポンプ３１，３２，３３の吐出側は、電磁リリーフ弁３５を有するバイパス管３６を介して主戻り管５０の末端付近にも接続されており、前記定圧力制御式容量可変ポンプ１４及び各容量固定ポンプ３１，３２，３３を電磁リリーフ弁３５をアンロードした状態で起動してアイドリングを行い、然る後に、適宜に電磁リリーフ弁３５をオンロードすることで作動液の主供給管４９側への送給を開始し得るようにしてある。この場合、供給圧力は定圧力制御式容量可変ポンプ１４の制御で一定の圧力に保持されるため、電磁リリーフ弁３５のオンロード時のリリーフ設定圧力は若干高く設定され、安全弁としての機能を持つことになる。
【００２７】
また、定圧力制御式容量可変ポンプ１４及び容量固定ポンプ３１の吸込側は、バイパス管３７を介して主戻り管５０の末端付近にも接続されており、主戻り管５０により戻ってきた作動液の一部をタンク１６を経由させずに前記定圧力制御式容量可変ポンプ１４及び容量固定ポンプ３１の吸込側に直接戻して循環させることで、タンク１６の容積を極力小さく抑制し得るようにしてある。尚、図中３８は逆止弁を示している。
【００２８】
更に、下部水槽７（図５参照）内の冷水５ｂ、或いは該下部水槽７から所要の目的場所に送給される冷水５ｂの温度を検出する温度検出装置１７を適宜位置に設け、該温度検出装置１７の検出温度１８と設定温度１９を比較してその差に基づいた制御信号５６，５７，４０，４２により液圧ユニット５２の容量及び各液圧モータ１２Ａ〜１２Ｈへの作動液の分配を制御し得るようにした制御装置２２を設ける。
【００２９】
ここで前記定圧力制御式容量可変ポンプ１４の制御方式の一例を図４に示す。定圧力制御式容量可変ポンプ１４は、ポンプの容量を最大に変更させるバネ２４と、これに対抗して容量を小さくするために液圧２５が作用するように構成されたアクチュエータ２３と、一端にポンプの吐出圧を導き他端には吐出圧を調整するための圧力調整バネ２７を備え、前記アクチュエータ２３に作用する液圧２５を、圧力調整バネ２７より吐出圧が小さい場合はタンク１６へ通じ、大きい場合は吐出圧へ通じるように通路を切換える切換弁２６を備えている。
【００３０】
図示において、冷却ファンが定格運転に必要な液圧モータの定格圧力を少くとも上まわる圧力を主供給管４９は常に保持する必要があり、この圧力は圧力調整バネ２７により設定される。主供給管４９の圧力がこの設定圧力より低くなるとアクチュエータ２３へ作用する液圧２５はタンク１６へ通じるのでバネ２４によりポンプの容量は主供給管４９の圧力を設定圧力になるまで増加し設定圧力になると切換弁２６はバランスし、アクチュエータ２３即ちポンプ容量は整定する。
【００３１】
すべての冷却ファン即ち液圧ユニット５２の全ポンプの電動機が休止している状態で冷水塔を起動する時、先ず制御装置２２の信号５６により定圧力制御式容量可変ポンプ１４の電動機１３を起動させる。この時電磁リリーフ弁３５の電磁石３９は入力されていないと同時に、主供給管４９の圧力も発生していないので定圧力制御式容量可変ポンプ１４の容量は最大になっている。従ってポンプ１４の吐出量はアンロードされた電磁リリーフ弁３５を介してバイパス管３６を通り、タンク１６へ通ずる主戻り管５０からバイパス管３７より定圧力制御式容量可変ポンプ１４へと吸い込まれ、定圧力制御式容量可変ポンプ１４はアイドリング運転となる。設定時間が経過すると制御装置２２からの制御信号５７が電磁石３９に入力され電磁リリーフ弁３５はオンロードされ調整バネ３０によりリリーフ圧力が設定される。この設定圧は定圧力制御式容量可変ポンプ１４の圧力調整バネ２７より若干高く設定し、安全弁として機能するものである。かくしてポンプの吐出量は主供給管４９へ導かれ吐出圧は上昇し圧力調整バネ２７で設定された吐出圧となる。しかし全冷却ファンの液圧モータの供給側は閉じているので定圧力制御式容量可変ポンプ１４は設定圧を保持したまま吐出はしない。液圧モータ１２Ａの流量制御弁５３に制御信号４０が入力され開口し始めると、設定圧に保持された液圧は液圧モータ１２Ａに供給され、冷却ファン４Ａは回転を始める。流量制御弁５３の開度により供給量は決まり、その供給量に定圧力制御式容量可変ポンプ１４の容量は自動制御される。
【００３２】
そして、このように容量制御される液圧ユニット５２側からの作動液の分配は、前記制御装置２２からの制御信号４０が流量制御弁５３の開度調整用電磁石４１に入力されることにより、液圧モータ１２Ａへ分配される作動液の流量が無段階調整されるようになっており、しかも、前記制御装置２２からの制御信号４２が液圧遮断弁５５の電磁石４３に入力されることにより、残りの液圧モータ１２Ｂ〜１２Ｈの夫々に対し適宜に作動液の送給が遮断されて各液圧モータ１２Ｂ〜１２Ｈの稼働台数が任意に制御されるようになっている。
【００３３】
而して、冷水５ｂの温度を一定に保持する制御を行うに際しては、温度検出装置１７にて検出した冷水５ｂ（図５参照）の検出温度１８を制御装置２２に入力して設定温度１９と比較し、その差に基づいた制御信号２０，５６，５７により液圧ユニット５２の容量制御を行うと共に、この液圧ユニット５２側からの作動液の分配を制御信号４０，４２により行い、検出温度１８が設定温度１９よりも高い場合に、冷却ファン４Ａ〜４Ｈによる温水５ａ（図５参照）に対する冷却能力を高めて冷水５ｂの温度が設定温度１９になるように制御し、逆に冷水５ｂの検出温度１８が設定温度１９より低い場合には、冷却ファン４Ａ〜４Ｈによる温水５ａに対する冷却能力を抑制して冷水５ｂの温度が設定温度１９になるように制御する。
【００３４】
より具体的には、外気の温度変化に応じ温水５ａに対する冷却能力を上げる必要が生じた場合に、液圧ユニット５２から主供給管４９への作動液の流量を増加しなければならないので、定圧力制御式容量可変ポンプ１４の容量を増加し、該定圧力制御式容量可変ポンプ１４の容量が増加して最大になったら、停止している容量固定ポンプ３１，３２，３３のうちの何れか一台を起動して肩代わりさせることにより前記定圧力制御式容量可変ポンプ１４の容量を最小まで減少し、これ以降は前述と同じ運用を繰り返すことで液圧ユニット５２から主供給管４９への作動液の流量を無段階に増加していく。
【００３５】
ここで、停止している容量固定ポンプ３１，３２，３３のうちの何れか一台を起動することにより、容量が増加して最大となった定圧力制御式容量可変ポンプ１４の容量を最小まで減少するに際し、新たに起動される容量固定ポンプ３１，３２，３３の何れか一台は、これに該当するバイパス管３６の電磁リリーフ弁３５を開けた状態で電動機３４を起動されて設定時間だけアイドリングされた後、前記電磁リリーフ弁３５を閉じられて作動液の主供給管４９側への送給を開始され、また、同時に定圧力制御式容量可変ポンプ１４は、一台の容量固定ポンプ３１又は３２又は３３の増加分だけ容量を減少するように自動制御される。
【００３６】
最初に運転される定圧力制御式容量可変ポンプ１４の吐出量が不足する前に容量固定ポンプ３１，３２，３３を順次起動する方法としては種々のやり方がある。例えば冷却ファン４Ａ〜４Ｈの液圧モータ１２Ａ〜１２Ｈの駆動台数に必要な液圧供給量を満足する定圧力制御式容量可変ポンプ１４及び容量固定ポンプ３１，３２，３３の吐出量、即ち最小限の駆動台数を予め制御装置２２に記憶させておき、定圧力制御式容量可変ポンプ１４が最大容量になった時、冷却ファンの駆動台数を一台増加させるのに不足することが解っていれば事前に少くとも１台の容量固定ポンプ３１又は３２又は３３の電動機３４を起動し、冷却ファンの追加駆動即ちその液圧遮断弁５５の電磁石４３に信号を入力すると同時に前記のアイドリングしている容量固定ポンプ３１又は３２又は３３の電磁リリーフ弁３５の電磁石３９にも信号を入力すれば、冷却ファンの駆動台数が増加する時液圧ユニット５２の供給量も途切れることなく供給を増加することができる。制御装置２２に記憶させることをやめ、常に少くとも１台の容量固定ポンプ３１又は３２又は３３をアンロード運転させておくように簡略化することもできる。但し液圧モータ台数が液圧ポンプ台数の２倍以上である場合は、前者に比べ後者は予めアイドリングしておくポンプの起動時間は長くなるというロスはある（ポンプ１台に対しモータ２台以上となるため）。また主供給管４９に圧力スイッチを設け、その設定値を定圧力制御式容量可変ポンプ１４の設定圧力より若干低く設定しておく。液圧モータが１台駆動し始めたため液圧ユニット５２の吐出量が不足し吐出圧が低下すると（定圧力制御式容量可変ポンプ１４が最大容量に達して）圧力スイッチがＯＮとなりその信号が制御装置２２に入って、少くとも１台の容量固定ポンプ３１をオンロードさせる方法もある。
【００３７】
他方、外気の温度変化に応じ温水５ａに対する冷却能力を下げる必要が生じた場合には、液圧ユニット５２から主供給管４９への作動液の要求流量は減少するので、定圧力制御式容量可変ポンプ１４の容量は無段階に減少し、該定圧力制御式容量可変ポンプ１４の容量が減少して最小になったら、稼働している容量固定ポンプ３１，３２，３３のうちの何れか一台を停止して肩代わりさせることにより前記定圧力制御式容量可変ポンプ１４の容量を最大まで増加し、これ以降は前述と同じ運用を繰り返すことで液圧ユニット５２から主供給管４９への作動液の流量を吐出圧を保持しながら無段階に減少していく。
【００３８】
そして、流量制御弁５３で作動液の流量を無段階調整することで液圧モータ１２Ａの回転数を任意に制御することが可能となり、また、適宜な液圧遮断弁５５を開けて流量設定弁５４で作動液の流量を設定流量に保持しながら分配することで残りの液圧モータ１２Ｂ〜１２Ｈの稼働台数を任意に制御することが可能となるので、一台の液圧モータ１２Ａの回転数制御と、残りの液圧モータ１２Ｂ〜１２Ｈの稼働台数制御とを組み合わせて以下に詳述する如き運用を行うことが可能となる。
【００３９】
即ち、冷却能力を上げる必要が生じた場合には、液圧ユニット５２から主供給管４９への作動液の要求容量が増加するように自動的に対応するので液圧モータ１２Ａへ分配される作動液の流量を流量制御弁５３で無段階に増加し、その液圧モータ１２Ａにより駆動される冷却ファン４Ａの回転数を上げて温水５ａに対する冷却能力を上げる。
【００４０】
そして、この冷却ファン４Ａが定格運転に達したら、残りの液圧モータ１２Ｂ〜１２Ｈのうちの停止している何れか一台を液圧遮断弁５５を開として起動し、その起動と同時に前記流量制御弁５３を殆ど閉じて少くとも一台の液圧モータ１２Ａへ分配される作動液の流量を最小限に絞り込み、該液圧モータ１２Ａにより駆動される冷却ファン４Ａの回転数を零近くにまで下げる。
【００４１】
これによって、回転数を任意に制御できる冷却ファン４Ａが定格運転により担っていた冷却能力を、定格運転しかできない冷却ファン４Ｂ〜４Ｈの何れか一台を新たに起動することで肩代わりさせ、前記冷却ファン４Ａを回転数が零近くまで低下している状態に戻し、これ以降は前述と同じ運用を繰り返すことで温水５ａに対する冷却能力を無段階に上げていくことが可能となる。
【００４２】
他方、温水５ａに対する冷却能力を下げる必要が生じた場合には、液圧ユニット５２から主供給管４９への作動液の容量が減少されるので、これに対応して液圧モータ１２Ａへ分配される作動液の流量を流量制御弁５３で無段階に減少し、その液圧モータ１２Ａにより駆動される冷却ファン４Ａの回転数を下げて温水５ａに対する冷却能力を下げる。
【００４３】
そして、この冷却ファン４Ａの回転数が零近くまで低下したら、残りの液圧モータ１２Ｂ〜１２Ｈのうちの稼働している何れか一台を液圧遮断弁５５を閉として停止し、その停止と同時に前記流量制御弁５３を大きく開けて液圧モータ１２Ａへ分配される作動液の流量を最大限に増やし、該液圧モータ１２Ａにより駆動される冷却ファン４Ａの回転数を定格運転まで上げる。
【００４４】
これによって、定格運転しかできない稼働中の冷却ファン４Ｂ〜４Ｈの何れか一台が担っている冷却能力を、回転数を任意に制御できる冷却ファン４Ａの回転数を定格運転まで上げることで肩代わりさせ、前記稼働中の冷却ファン４Ｂ〜４Ｈの何れか一台を停止し、これ以降は前述と同じ運用を繰り返すことで温水５ａに対する冷却能力を無段階に上げていくことが可能となる。
【００４５】
従って、上記形態例によれば、液圧ユニット５２を成す定圧力制御式容量可変ポンプ１４と各容量固定ポンプ３１，３２，３３からの作動液を合流一元化してから各液圧モータ１２Ａ〜１２Ｈへ分配するようにしているので、供給及び戻りの配管系統を最少各一本の主供給管４９及び主戻り管５０にまとめ、これら主供給管４９及び主戻り管５０に対し各冷却ファン４Ａ〜４Ｈの近くで分岐管５１を介して各液圧モータ１２Ａ〜１２Ｈを並列に接続して総配管長を短くすることができ、しかも、冷却ファン４Ａ〜４Ｈの数と関係なく定圧力制御式容量可変ポンプ１４及び各容量固定ポンプ３１，３２，３３の容量や数を合理的に設計することもでき、これによって、設備コストの大幅な低減化を図ることができる。
【００４６】
また、一台の液圧モータ１２Ａの回転数制御と、残りの液圧モータ１２Ｂ〜１２Ｈの稼働台数制御とを組み合わせて行うことにより、外気の温度変化に応じ温水５ａを所定温度まで冷却するのに必要な最小限の液圧供給により冷却ファン４Ａ〜４Ｈを効率良く駆動して温水５ａに対する冷却能力を無段階で調整することができるので、外気の温度変化に応じ温水５ａを所定温度に冷却する制御を確実に且つ必要最小限のエネルギーで実施することができる。
【００４７】
しかも、作動液の流量を無段階調整し得る高価な流量制御弁５３を一台の液圧モータ１２Ａについて用いるだけで済み、残りの液圧モータ１２Ｂ〜１２Ｈについては適宜に作動液の送給を遮断し得るよう単純に開閉操作されるだけの安価な液圧遮断弁５５を用いれば良いので、液圧ユニット５２からの作動液の分配を必要最小限の設備コストで実施することができる。
【００４８】
特に、本形態例で示した如く、液圧ユニット５２を、一台の定圧力制御式容量可変ポンプ１４と、複数の容量固定ポンプ３１，３２，３３とにより構成すれば、一台の定圧力制御式容量可変ポンプ１４の容量を無段階に制御することと、複数の容量固定ポンプ３１，３２，３３の稼働台数を制御することとを組み合わせて液圧ユニット５２から主供給管４９への作動液の流量を無段階に調整することができ、しかも、高価な定圧力制御式容量可変ポンプ１４を一台にして残りの液圧ポンプを安価な容量固定ポンプ３１，３２，３３として簡単な起動・停止の制御を行うだけで済むので、液圧ユニット５２の設備コストを大幅に削減することができ、しかも、大半を占める容量固定ポンプ３１，３２，３３は比較的静かに運転することができるので、液圧ユニット５２の騒音対策としても有効となる。
【００４９】
尚、本発明の冷水塔の冷却ファン液圧駆動装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、液圧ユニットの構成は図示する例に限定されないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００５０】
【発明の効果】
上記した本発明の冷水塔の冷却ファン液圧駆動装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００５１】
（Ｉ）液圧ユニットを成す複数の液圧ポンプからの作動液を合流一元化してから各液圧モータへ分配するようにしているので、供給及び戻りの配管系統を最少各一本の主供給管及び主戻り管にまとめ、これら主供給管及び主戻り管に対し各冷却ファンの近くで各液圧モータを並列に接続して総配管長を短くすることができ、しかも、冷却ファンの数と関係なく液圧ユニットを成す液圧ポンプの容量や数を合理的に設計することもでき、これによって、設備コストの大幅な低減化を図ることができる。
【００５２】
（ＩＩ）少くとも一台の液圧モータの回転数制御と、残りの液圧モータの稼働台数制御とを組み合わせて行うことにより、外気の温度変化に応じ温水を所定温度まで冷却するのに必要な最小限の液圧供給により冷却ファンを効率良く駆動して温水に対する冷却能力を無段階で調整することができるので、外気の温度変化に応じ温水を所定温度に冷却する制御を確実に且つ必要最小限のエネルギーで実施することができる。
【００５３】
（ＩＩＩ）作動液の流量を無段階調整し得る高価な流量制御弁を少くとも一台の液圧モータについて用いるだけで済み、残りの液圧モータについては適宜に作動液の送給を遮断し得るよう単純に開閉操作されるだけの安価な液圧遮断弁を用いれば良いので、液圧ユニットからの作動液の分配を必要最小限の設備コストで実施することができる。
【００５４】
（ＩＶ）液圧ユニットを、少くとも一台の定圧力制御式容量可変ポンプと、複数の容量固定ポンプとにより構成すれば、一台の定圧力制御式容量可変ポンプの容量を無段階に制御することと、複数の容量固定ポンプの稼働台数を制御することとを組み合わせて液圧ユニットから主供給管への作動液の流量を無段階に調整することができ、しかも、高価な定圧力制御式容量可変ポンプを最少一台とし且つ残りの液圧ポンプを安価な容量固定ポンプとして簡単な起動・停止の制御を行うだけで済むので、液圧ユニットの設備コストを大幅に削減することができ、しかも、大半を占める容量固定ポンプは比較的静かに運転することができるので、液圧ユニットの騒音対策としても有効となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示すブロック図である。
【図２】図１の液圧回路の具体的な配置状態を示す平面図である。
【図３】図１の詳細を制御系を含めて示すブロック図である。
【図４】図１の定圧力制御式容量可変ポンプの容量調節器の詳細を示すブロック図である。
【図５】従来の冷水塔の一例を示す概略断面図である。
【図６】図５の冷水塔の冷却ファンの駆動装置を示す概略断面図である。
【図７】従来の冷却ファン液圧駆動装置の一例を示すブロック図である。
【図８】図７の液圧回路の具体的な配置状態を示す平面図である。
【符号の説明】
４Ａ〜４Ｈ 冷却ファン
１２Ａ〜１２Ｈ 液圧モータ
１４ 定圧力制御式容量可変ポンプ
３１，３２，３３ 容量固定ポンプ
４９ 主供給管
５０ 主戻り管
５２ 液圧ユニット
５３ 流量制御弁
５４ 流量設定弁
５５ 液圧遮断弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷水塔の冷却ファン液圧駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は温水の冷却を行う冷水塔の一例を示すもので、この種の冷水塔においては、冷水塔本体１の側面に、外気を冷水塔本体１内に取り込む為の空気吸込み面（ルーバ面）２が設けられ、冷水塔本体１の頂部中央部には、内部に冷却ファン４を装備した空気排出口３が設けられており、一方、冷水塔本体１上部の空気排出口３周囲には、温水供給管５を介して供給される温水５ａを受けて冷水塔本体１内へ散水させるようにした温水槽６が設けられ、該温水槽６下面から散水口を介して散水させた温水５ａを、前記冷却ファン４で空気吸込み面２から取り込んだ外気と直接接触させて冷却し、これにより温水５ａを冷水５ｂとして下部水槽７に回収し得るようにしてある。
【０００３】
また、斯かる冷水塔の冷却ファン４の駆動方式としては、図６に示す如く、冷水塔本体１頂部における空気排出口３の近傍位置に電動機８を設置し、該電動機８に連結した駆動軸９を減速機１０を介し冷却ファン４に動力を伝達し得るよう接続し、前記駆動軸９をコモンベッド１１で覆った構成としてある。
【０００４】
また、電動機８としてポールチェンジモータを採用することにより、５０％、１００％での運転を行えるようにしたり、或いは電動機８としてインバータ付モータを採用することにより、５０〜１００％制御にて運転する場合もある。
【０００５】
しかしながら、何れの場合も電動機８による機械的な駆動方式である為、起動電流が大きくなるという不具合があり、また、電動機８或いは減速機１０等が冷水塔本体１の頂部に設置してある為に保守点検作業が大変であるという不具合もあった。
【０００６】
この問題に対処するべく、本出願人は、冷却ファンの回転駆動手段を液圧モータとし、該液圧モータを地上側に設置した液圧ユニットから作動液を供給することにより駆動し得るようにした冷水塔の冷却ファン液圧駆動装置を創案するに至った。
【０００７】
このような構成によれば、液圧ポンプ用電動機等の保守点検を要する機器類を備えた液圧ユニットを地上側の保守点検の容易な場所に設置することが可能になり、しかも、液圧ユニットに備えられる電動機は液圧ポンプを駆動するだけで良いので起動電流が小さくて済むという効果がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来における一般的な設計思想としては、図７及び図８に示すように、冷却ファン４Ａ〜４Ｈを駆動する液圧モータ１２Ａ〜１２Ｈと、これに対しタンク１６から作動液を供給する液圧ポンプ４４Ａ〜４４Ｈとを１対１で対応させて各冷却ファン４Ａ〜４Ｈごとに個別に供給管４５及び戻り管４６を有する液圧回路を構成し、これによって、冷却ファン４Ａ〜４Ｈの回転駆動を個別に制御し得るようにすることが考えられていた為、図示する如き多数の冷却ファン４Ａ〜４Ｈを冷水塔本体１の頂部に備えた設備では、冷却ファン４Ａ〜４Ｈと同数の多くの液圧回路が必要となり、地上の液圧ユニット４７に装備される液圧ポンプ４４Ａ〜４４Ｈの設置数、並びに各液圧回路を成す供給管４５及び戻り管４６の配管数が増加して設備コストが高騰するという問題があった。
【０００９】
しかも、液圧ユニット４７を成す液圧ポンプ４４Ａ〜４４Ｈの全てを安価な容量固定ポンプとして簡単な起動・停止の制御を行うだけでは、液圧モータ１２Ａ〜１２Ｈの稼働台数を制御することしかできず、温水５ａに対する冷却能力を無段階で調整することができないという問題があり、他方、液圧ポンプ４４Ａ〜４４Ｈを高価な容量可変ポンプとして冷却ファン４Ａ〜４Ｈの回転数を制御し得るようにした場合には、温水５ａに対する冷却能力を無段階で調整することができても、高価な容量可変ポンプが多数必要となって更なる設備コストの高騰を招いてしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は、上述の実情に鑑みて成したもので、設備コストの高騰を招くことなく、温水に対する冷却能力を無段階で調整し得るようにした冷水塔の冷却ファン液圧駆動装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、冷水塔に備えられた複数の冷却ファンの夫々を液圧モータで駆動し得るように構成し、該各液圧モータを共通の主供給管及び主戻り管に対し並列に接続し且つ該主供給管及び主戻り管に対し作動液を適宜に容量を変更して循環供給し得るよう液圧ユニットを接続した冷水塔の冷却ファン液圧駆動装置であって、少くとも一台の液圧モータの液圧入側に作動液の流量を無段階調整し得る流量制御弁を設け、残りの液圧モータの液圧入側には作動液の流量を所定の設定流量に保持する流量設定弁を設け、該流量設定弁を備えた各液圧モータに対し適宜に作動液の送給を遮断し得るよう液圧遮断弁を付設し、しかも、液圧ユニットを、少くとも一台の定圧力制御式容量可変ポンプと、複数の容量固定ポンプとにより構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
従って、本発明では、流量制御弁で作動液の流量を無段階調整することで少くとも一台の液圧モータの回転数を任意に制御することが可能となり、また、適宜な液圧遮断弁を開けて流量設定弁で作動液の流量を設定流量に保持しながら分配することで残りの液圧モータの稼働台数を任意に制御することが可能となるので、少くとも一台の液圧モータの回転数制御と、残りの液圧モータの稼働台数制御とを組み合わせて以下に詳述する如き運用を行うことが可能となる。
【００１３】
即ち、外気の温度変化に応じ温水に対する冷却能力を上げる必要が生じた場合に、液圧ユニットから主供給管への作動液の容量が増加されるので、これに対応して少くとも一台の液圧モータへ分配される作動液の流量を流量制御弁で無段階に増加し、その液圧モータにより駆動される冷却ファンの回転数を上げて温水に対する冷却能力を上げる。
【００１４】
そして、この冷却ファンが定格運転に達したら、残りの液圧モータのうちの停止している何れか一台を液圧遮断弁を開として起動し、その起動と同時に前記流量制御弁を殆ど閉じて少くとも一台の液圧モータへ分配される作動液の流量を最小限に絞り込み、該液圧モータにより駆動される冷却ファンの回転数を零近くにまで下げる。
【００１５】
これによって、回転数を任意に制御できる冷却ファンが定格運転により担っていた冷却能力を、定格運転しかできない別の冷却ファンを新たに起動することで肩代わりさせ、前記回転数を任意に制御できる冷却ファンを回転数が零近くまで低下している状態に戻し、これ以降は前述と同じ運用を繰り返すことで温水に対する冷却能力を無段階に上げていくことが可能となる。
【００１６】
他方、外気の温度変化に応じ温水に対する冷却能力を下げる必要が生じた場合には、液圧ユニットから主供給管への作動液の容量が減少されるので、これに対応して少くとも一台の液圧モータへ分配される作動液の流量を流量制御弁で無段階に減少し、その液圧モータにより駆動される冷却ファンの回転数を下げて温水に対する冷却能力を下げる。
【００１７】
そして、この冷却ファンの回転数が零近くまで低下したら、残りの液圧モータのうちの稼働している何れか一台を液圧遮断弁を閉として停止し、その停止と同時に前記流量制御弁を大きく開けて少くとも一台の液圧モータへ分配される作動液の流量を最大限に増やし、該液圧モータにより駆動される冷却ファンの回転数を定格運転まで上げる。
【００１８】
これによって、定格運転しかできない稼働中の冷却ファンが担っている冷却能力を、回転数を任意に制御できる別の冷却ファンの回転数を定格運転まで上げることで肩代わりさせ、前記定格運転しかできない稼働中の冷却ファンを停止し、これ以降は前述と同じ運用を繰り返すことで温水に対する冷却能力を無段階に下げていくことが可能となる。
【００１９】
また、本発明においては、液圧ユニットを、少くとも一台の定圧力制御式容量可変ポンプと、複数の容量固定ポンプとにより構成しているので、少くとも一台の定圧力制御式容量可変ポンプの容量を無段階に自動制御することと、複数の容量固定ポンプの稼働台数を制御することとを組み合わせて以下に詳述する如き運用を行うことが可能となる。
【００２０】
即ち、外気の温度変化に応じ温水に対する冷却能力を上げる必要が生じた場合には、液圧ユニットから主供給管への作動液の要求流量は増加するので、少くとも一台の定圧力制御式容量可変ポンプの容量は定圧力制御により無段階に増加し、該定圧力制御式容量可変ポンプの容量が増加して最大になったら、停止している容量固定ポンプのうち、アイドリングを開始している何れか一台をオンロードにして肩代わりさせることにより供給圧力を一定に保持しつつ前記定圧力制御式容量可変ポンプの容量を最小まで減少し、これ以降は前述と同じ運用を繰り返すことで液圧ユニットから主供給管への作動液の流量を無段階に増加していくことが可能となる。
【００２１】
他方、外気の温度変化に応じ温水に対する冷却能力を下げる必要が生じた場合には、液圧ユニットから主供給管への作動液の流量を減少しなければならないので、少くとも一台の定圧力制御式容量可変ポンプの容量を無段階に減少し、該定圧力制御式容量可変ポンプの容量が減少して最小になったら、稼働している容量固定ポンプの何れか一台をアイドリングの後停止して肩代わりさせることにより前記定圧力制御式容量可変ポンプの容量を最大まで増加し、これ以降は前述と同じ運用を繰り返すことで液圧ユニットから主供給管への作動液の流量を供給圧力を一定に保ちながら無段階に減少していくことが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００２３】
図１〜図４は本発明を実施する形態の一例を示すもので、本形態例においては、冷水塔本体１の頂部に備えられた多数の冷却ファン４Ａ〜４Ｈに液圧モータ１２Ａ〜１２Ｈの出力軸を連結し、該各液圧モータ１２Ａ〜１２Ｈを共通の主供給管４９及び主戻り管５０に対し分岐管５１を介して並列に接続し且つ該主供給管４９及び主戻り管５０に対し作動液を適宜に容量を変更して循環供給し得る液圧ユニット５２を接続している。
【００２４】
そして、一台の液圧モータ１２Ａの液圧入側に作動液の流量を無段階調整し得る流量制御弁５３を設け、残りの液圧モータ１２Ｂ〜１２Ｈの液圧入側には作動液の流量を所定の設定流量に保持する流量設定弁５４を夫々設け、該流量設定弁５４を備えた各液圧モータ１２Ｂ〜１２Ｈに対し適宜に作動液の送給を遮断し得るよう液圧遮断弁５５を設けている。
【００２５】
前記液圧ユニット５２は、電動機１３により駆動される一台の吐出圧力を一定に自動制御する定圧力制御式容量可変ポンプ１４と、該定圧力制御式容量可変ポンプ１４の最大容量に略等しい容量で電動機３４により駆動される三台の容量固定ポンプ３１，３２，３３とを備えて地上に設置され、これらの定圧力制御式容量可変ポンプ１４及び各容量固定ポンプ３１，３２，３３の吸込側が共通のタンク１６に接続され且つ吐出側は互いに合流されて主供給管４９に接続されるようになっており、前記タンク１６には主戻り管５０が接続されるようになっている。
【００２６】
ここで、定圧力制御式容量可変ポンプ１４及び各容量固定ポンプ３１，３２，３３の吐出側は、電磁リリーフ弁３５を有するバイパス管３６を介して主戻り管５０の末端付近にも接続されており、前記定圧力制御式容量可変ポンプ１４及び各容量固定ポンプ３１，３２，３３を電磁リリーフ弁３５をアンロードした状態で起動してアイドリングを行い、然る後に、適宜に電磁リリーフ弁３５をオンロードすることで作動液の主供給管４９側への送給を開始し得るようにしてある。この場合、供給圧力は定圧力制御式容量可変ポンプ１４の制御で一定の圧力に保持されるため、電磁リリーフ弁３５のオンロード時のリリーフ設定圧力は若干高く設定され、安全弁としての機能を持つことになる。
【００２７】
また、定圧力制御式容量可変ポンプ１４及び容量固定ポンプ３１の吸込側は、バイパス管３７を介して主戻り管５０の末端付近にも接続されており、主戻り管５０により戻ってきた作動液の一部をタンク１６を経由させずに前記定圧力制御式容量可変ポンプ１４及び容量固定ポンプ３１の吸込側に直接戻して循環させることで、タンク１６の容積を極力小さく抑制し得るようにしてある。尚、図中３８は逆止弁を示している。
【００２８】
更に、下部水槽７（図５参照）内の冷水５ｂ、或いは該下部水槽７から所要の目的場所に送給される冷水５ｂの温度を検出する温度検出装置１７を適宜位置に設け、該温度検出装置１７の検出温度１８と設定温度１９を比較してその差に基づいた制御信号５６，５７，４０，４２により液圧ユニット５２の容量及び各液圧モータ１２Ａ〜１２Ｈへの作動液の分配を制御し得るようにした制御装置２２を設ける。
【００２９】
ここで前記定圧力制御式容量可変ポンプ１４の制御方式の一例を図４に示す。定圧力制御式容量可変ポンプ１４は、ポンプの容量を最大に変更させるバネ２４と、これに対抗して容量を小さくするために液圧２５が作用するように構成されたアクチュエータ２３と、一端にポンプの吐出圧を導き他端には吐出圧を調整するための圧力調整バネ２７を備え、前記アクチュエータ２３に作用する液圧２５を、圧力調整バネ２７より吐出圧が小さい場合はタンク１６へ通じ、大きい場合は吐出圧へ通じるように通路を切換える切換弁２６を備えている。
【００３０】
図示において、冷却ファンが定格運転に必要な液圧モータの定格圧力を少くとも上まわる圧力を主供給管４９は常に保持する必要があり、この圧力は圧力調整バネ２７により設定される。主供給管４９の圧力がこの設定圧力より低くなるとアクチュエータ２３へ作用する液圧２５はタンク１６へ通じるのでバネ２４によりポンプの容量は主供給管４９の圧力を設定圧力になるまで増加し設定圧力になると切換弁２６はバランスし、アクチュエータ２３即ちポンプ容量は整定する。
【００３１】
すべての冷却ファン即ち液圧ユニット５２の全ポンプの電動機が休止している状態で冷水塔を起動する時、先ず制御装置２２の信号５６により定圧力制御式容量可変ポンプ１４の電動機１３を起動させる。この時電磁リリーフ弁３５の電磁石３９は入力されていないと同時に、主供給管４９の圧力も発生していないので定圧力制御式容量可変ポンプ１４の容量は最大になっている。従ってポンプ１４の吐出量はアンロードされた電磁リリーフ弁３５を介してバイパス管３６を通り、タンク１６へ通ずる主戻り管５０からバイパス管３７より定圧力制御式容量可変ポンプ１４へと吸い込まれ、定圧力制御式容量可変ポンプ１４はアイドリング運転となる。設定時間が経過すると制御装置２２からの制御信号５７が電磁石３９に入力され電磁リリーフ弁３５はオンロードされ調整バネ３０によりリリーフ圧力が設定される。この設定圧は定圧力制御式容量可変ポンプ１４の圧力調整バネ２７より若干高く設定し、安全弁として機能するものである。かくしてポンプの吐出量は主供給管４９へ導かれ吐出圧は上昇し圧力調整バネ２７で設定された吐出圧となる。しかし全冷却ファンの液圧モータの供給側は閉じているので定圧力制御式容量可変ポンプ１４は設定圧を保持したまま吐出はしない。液圧モータ１２Ａの流量制御弁５３に制御信号４０が入力され開口し始めると、設定圧に保持された液圧は液圧モータ１２Ａに供給され、冷却ファン４Ａは回転を始める。流量制御弁５３の開度により供給量は決まり、その供給量に定圧力制御式容量可変ポンプ１４の容量は自動制御される。
【００３２】
そして、このように容量制御される液圧ユニット５２側からの作動液の分配は、前記制御装置２２からの制御信号４０が流量制御弁５３の開度調整用電磁石４１に入力されることにより、液圧モータ１２Ａへ分配される作動液の流量が無段階調整されるようになっており、しかも、前記制御装置２２からの制御信号４２が液圧遮断弁５５の電磁石４３に入力されることにより、残りの液圧モータ１２Ｂ〜１２Ｈの夫々に対し適宜に作動液の送給が遮断されて各液圧モータ１２Ｂ〜１２Ｈの稼働台数が任意に制御されるようになっている。
【００３３】
而して、冷水５ｂの温度を一定に保持する制御を行うに際しては、温度検出装置１７にて検出した冷水５ｂ（図５参照）の検出温度１８を制御装置２２に入力して設定温度１９と比較し、その差に基づいた制御信号２０，５６，５７により液圧ユニット５２の容量制御を行うと共に、この液圧ユニット５２側からの作動液の分配を制御信号４０，４２により行い、検出温度１８が設定温度１９よりも高い場合に、冷却ファン４Ａ〜４Ｈによる温水５ａ（図５参照）に対する冷却能力を高めて冷水５ｂの温度が設定温度１９になるように制御し、逆に冷水５ｂの検出温度１８が設定温度１９より低い場合には、冷却ファン４Ａ〜４Ｈによる温水５ａに対する冷却能力を抑制して冷水５ｂの温度が設定温度１９になるように制御する。
【００３４】
より具体的には、外気の温度変化に応じ温水５ａに対する冷却能力を上げる必要が生じた場合に、液圧ユニット５２から主供給管４９への作動液の流量を増加しなければならないので、定圧力制御式容量可変ポンプ１４の容量を増加し、該定圧力制御式容量可変ポンプ１４の容量が増加して最大になったら、停止している容量固定ポンプ３１，３２，３３のうちの何れか一台を起動して肩代わりさせることにより前記定圧力制御式容量可変ポンプ１４の容量を最小まで減少し、これ以降は前述と同じ運用を繰り返すことで液圧ユニット５２から主供給管４９への作動液の流量を無段階に増加していく。
【００３５】
ここで、停止している容量固定ポンプ３１，３２，３３のうちの何れか一台を起動することにより、容量が増加して最大となった定圧力制御式容量可変ポンプ１４の容量を最小まで減少するに際し、新たに起動される容量固定ポンプ３１，３２，３３の何れか一台は、これに該当するバイパス管３６の電磁リリーフ弁３５を開けた状態で電動機３４を起動されて設定時間だけアイドリングされた後、前記電磁リリーフ弁３５を閉じられて作動液の主供給管４９側への送給を開始され、また、同時に定圧力制御式容量可変ポンプ１４は、一台の容量固定ポンプ３１又は３２又は３３の増加分だけ容量を減少するように自動制御される。
【００３６】
最初に運転される定圧力制御式容量可変ポンプ１４の吐出量が不足する前に容量固定ポンプ３１，３２，３３を順次起動する方法としては種々のやり方がある。例えば冷却ファン４Ａ〜４Ｈの液圧モータ１２Ａ〜１２Ｈの駆動台数に必要な液圧供給量を満足する定圧力制御式容量可変ポンプ１４及び容量固定ポンプ３１，３２，３３の吐出量、即ち最小限の駆動台数を予め制御装置２２に記憶させておき、定圧力制御式容量可変ポンプ１４が最大容量になった時、冷却ファンの駆動台数を一台増加させるのに不足することが解っていれば事前に少くとも１台の容量固定ポンプ３１又は３２又は３３の電動機３４を起動し、冷却ファンの追加駆動即ちその液圧遮断弁５５の電磁石４３に信号を入力すると同時に前記のアイドリングしている容量固定ポンプ３１又は３２又は３３の電磁リリーフ弁３５の電磁石３９にも信号を入力すれば、冷却ファンの駆動台数が増加する時液圧ユニット５２の供給量も途切れることなく供給を増加することができる。制御装置２２に記憶させることをやめ、常に少くとも１台の容量固定ポンプ３１又は３２又は３３をアンロード運転させておくように簡略化することもできる。但し液圧モータ台数が液圧ポンプ台数の２倍以上である場合は、前者に比べ後者は予めアイドリングしておくポンプの起動時間は長くなるというロスはある（ポンプ１台に対しモータ２台以上となるため）。また主供給管４９に圧力スイッチを設け、その設定値を定圧力制御式容量可変ポンプ１４の設定圧力より若干低く設定しておく。液圧モータが１台駆動し始めたため液圧ユニット５２の吐出量が不足し吐出圧が低下すると（定圧力制御式容量可変ポンプ１４が最大容量に達して）圧力スイッチがＯＮとなりその信号が制御装置２２に入って、少くとも１台の容量固定ポンプ３１をオンロードさせる方法もある。
【００３７】
他方、外気の温度変化に応じ温水５ａに対する冷却能力を下げる必要が生じた場合には、液圧ユニット５２から主供給管４９への作動液の要求流量は減少するので、定圧力制御式容量可変ポンプ１４の容量は無段階に減少し、該定圧力制御式容量可変ポンプ１４の容量が減少して最小になったら、稼働している容量固定ポンプ３１，３２，３３のうちの何れか一台を停止して肩代わりさせることにより前記定圧力制御式容量可変ポンプ１４の容量を最大まで増加し、これ以降は前述と同じ運用を繰り返すことで液圧ユニット５２から主供給管４９への作動液の流量を吐出圧を保持しながら無段階に減少していく。
【００３８】
そして、流量制御弁５３で作動液の流量を無段階調整することで液圧モータ１２Ａの回転数を任意に制御することが可能となり、また、適宜な液圧遮断弁５５を開けて流量設定弁５４で作動液の流量を設定流量に保持しながら分配することで残りの液圧モータ１２Ｂ〜１２Ｈの稼働台数を任意に制御することが可能となるので、一台の液圧モータ１２Ａの回転数制御と、残りの液圧モータ１２Ｂ〜１２Ｈの稼働台数制御とを組み合わせて以下に詳述する如き運用を行うことが可能となる。
【００３９】
即ち、冷却能力を上げる必要が生じた場合には、液圧ユニット５２から主供給管４９への作動液の要求容量が増加するように自動的に対応するので液圧モータ１２Ａへ分配される作動液の流量を流量制御弁５３で無段階に増加し、その液圧モータ１２Ａにより駆動される冷却ファン４Ａの回転数を上げて温水５ａに対する冷却能力を上げる。
【００４０】
そして、この冷却ファン４Ａが定格運転に達したら、残りの液圧モータ１２Ｂ〜１２Ｈのうちの停止している何れか一台を液圧遮断弁５５を開として起動し、その起動と同時に前記流量制御弁５３を殆ど閉じて少くとも一台の液圧モータ１２Ａへ分配される作動液の流量を最小限に絞り込み、該液圧モータ１２Ａにより駆動される冷却ファン４Ａの回転数を零近くにまで下げる。
【００４１】
これによって、回転数を任意に制御できる冷却ファン４Ａが定格運転により担っていた冷却能力を、定格運転しかできない冷却ファン４Ｂ〜４Ｈの何れか一台を新たに起動することで肩代わりさせ、前記冷却ファン４Ａを回転数が零近くまで低下している状態に戻し、これ以降は前述と同じ運用を繰り返すことで温水５ａに対する冷却能力を無段階に上げていくことが可能となる。
【００４２】
他方、温水５ａに対する冷却能力を下げる必要が生じた場合には、液圧ユニット５２から主供給管４９への作動液の容量が減少されるので、これに対応して液圧モータ１２Ａへ分配される作動液の流量を流量制御弁５３で無段階に減少し、その液圧モータ１２Ａにより駆動される冷却ファン４Ａの回転数を下げて温水５ａに対する冷却能力を下げる。
【００４３】
そして、この冷却ファン４Ａの回転数が零近くまで低下したら、残りの液圧モータ１２Ｂ〜１２Ｈのうちの稼働している何れか一台を液圧遮断弁５５を閉として停止し、その停止と同時に前記流量制御弁５３を大きく開けて液圧モータ１２Ａへ分配される作動液の流量を最大限に増やし、該液圧モータ１２Ａにより駆動される冷却ファン４Ａの回転数を定格運転まで上げる。
【００４４】
これによって、定格運転しかできない稼働中の冷却ファン４Ｂ〜４Ｈの何れか一台が担っている冷却能力を、回転数を任意に制御できる冷却ファン４Ａの回転数を定格運転まで上げることで肩代わりさせ、前記稼働中の冷却ファン４Ｂ〜４Ｈの何れか一台を停止し、これ以降は前述と同じ運用を繰り返すことで温水５ａに対する冷却能力を無段階に上げていくことが可能となる。
【００４５】
従って、上記形態例によれば、液圧ユニット５２を成す定圧力制御式容量可変ポンプ１４と各容量固定ポンプ３１，３２，３３からの作動液を合流一元化してから各液圧モータ１２Ａ〜１２Ｈへ分配するようにしているので、供給及び戻りの配管系統を最少各一本の主供給管４９及び主戻り管５０にまとめ、これら主供給管４９及び主戻り管５０に対し各冷却ファン４Ａ〜４Ｈの近くで分岐管５１を介して各液圧モータ１２Ａ〜１２Ｈを並列に接続して総配管長を短くすることができ、しかも、冷却ファン４Ａ〜４Ｈの数と関係なく定圧力制御式容量可変ポンプ１４及び各容量固定ポンプ３１，３２，３３の容量や数を合理的に設計することもでき、これによって、設備コストの大幅な低減化を図ることができる。
【００４６】
また、一台の液圧モータ１２Ａの回転数制御と、残りの液圧モータ１２Ｂ〜１２Ｈの稼働台数制御とを組み合わせて行うことにより、外気の温度変化に応じ温水５ａを所定温度まで冷却するのに必要な最小限の液圧供給により冷却ファン４Ａ〜４Ｈを効率良く駆動して温水５ａに対する冷却能力を無段階で調整することができるので、外気の温度変化に応じ温水５ａを所定温度に冷却する制御を確実に且つ必要最小限のエネルギーで実施することができる。
【００４７】
しかも、作動液の流量を無段階調整し得る高価な流量制御弁５３を一台の液圧モータ１２Ａについて用いるだけで済み、残りの液圧モータ１２Ｂ〜１２Ｈについては適宜に作動液の送給を遮断し得るよう単純に開閉操作されるだけの安価な液圧遮断弁５５を用いれば良いので、液圧ユニット５２からの作動液の分配を必要最小限の設備コストで実施することができる。
【００４８】
特に、本形態例で示した如く、液圧ユニット５２を、一台の定圧力制御式容量可変ポンプ１４と、複数の容量固定ポンプ３１，３２，３３とにより構成すれば、一台の定圧力制御式容量可変ポンプ１４の容量を無段階に制御することと、複数の容量固定ポンプ３１，３２，３３の稼働台数を制御することとを組み合わせて液圧ユニット５２から主供給管４９への作動液の流量を無段階に調整することができ、しかも、高価な定圧力制御式容量可変ポンプ１４を一台にして残りの液圧ポンプを安価な容量固定ポンプ３１，３２，３３として簡単な起動・停止の制御を行うだけで済むので、液圧ユニット５２の設備コストを大幅に削減することができ、しかも、大半を占める容量固定ポンプ３１，３２，３３は比較的静かに運転することができるので、液圧ユニット５２の騒音対策としても有効となる。
【００４９】
尚、本発明の冷水塔の冷却ファン液圧駆動装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、液圧ユニットの構成は図示する例に限定されないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００５０】
【発明の効果】
上記した本発明の冷水塔の冷却ファン液圧駆動装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００５１】
（Ｉ）液圧ユニットを成す複数の液圧ポンプからの作動液を合流一元化してから各液圧モータへ分配するようにしているので、供給及び戻りの配管系統を最少各一本の主供給管及び主戻り管にまとめ、これら主供給管及び主戻り管に対し各冷却ファンの近くで各液圧モータを並列に接続して総配管長を短くすることができ、しかも、冷却ファンの数と関係なく液圧ユニットを成す液圧ポンプの容量や数を合理的に設計することもでき、これによって、設備コストの大幅な低減化を図ることができる。
【００５２】
（ＩＩ）少くとも一台の液圧モータの回転数制御と、残りの液圧モータの稼働台数制御とを組み合わせて行うことにより、外気の温度変化に応じ温水を所定温度まで冷却するのに必要な最小限の液圧供給により冷却ファンを効率良く駆動して温水に対する冷却能力を無段階で調整することができるので、外気の温度変化に応じ温水を所定温度に冷却する制御を確実に且つ必要最小限のエネルギーで実施することができる。
【００５３】
（ＩＩＩ）作動液の流量を無段階調整し得る高価な流量制御弁を少くとも一台の液圧モータについて用いるだけで済み、残りの液圧モータについては適宜に作動液の送給を遮断し得るよう単純に開閉操作されるだけの安価な液圧遮断弁を用いれば良いので、液圧ユニットからの作動液の分配を必要最小限の設備コストで実施することができる。
【００５４】
（ＩＶ）液圧ユニットを、少くとも一台の定圧力制御式容量可変ポンプと、複数の容量固定ポンプとにより構成すれば、一台の定圧力制御式容量可変ポンプの容量を無段階に制御することと、複数の容量固定ポンプの稼働台数を制御することとを組み合わせて液圧ユニットから主供給管への作動液の流量を無段階に調整することができ、しかも、高価な定圧力制御式容量可変ポンプを最少一台とし且つ残りの液圧ポンプを安価な容量固定ポンプとして簡単な起動・停止の制御を行うだけで済むので、液圧ユニットの設備コストを大幅に削減することができ、しかも、大半を占める容量固定ポンプは比較的静かに運転することができるので、液圧ユニットの騒音対策としても有効となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示すブロック図である。
【図２】図１の液圧回路の具体的な配置状態を示す平面図である。
【図３】図１の詳細を制御系を含めて示すブロック図である。
【図４】図１の定圧力制御式容量可変ポンプの容量調節器の詳細を示すブロック図である。
【図５】従来の冷水塔の一例を示す概略断面図である。
【図６】図５の冷水塔の冷却ファンの駆動装置を示す概略断面図である。
【図７】従来の冷却ファン液圧駆動装置の一例を示すブロック図である。
【図８】図７の液圧回路の具体的な配置状態を示す平面図である。
【符号の説明】
４Ａ〜４Ｈ 冷却ファン
１２Ａ〜１２Ｈ 液圧モータ
１４ 定圧力制御式容量可変ポンプ
３１，３２，３３ 容量固定ポンプ
４９ 主供給管
５０ 主戻り管
５２ 液圧ユニット
５３ 流量制御弁
５４ 流量設定弁
５５ 液圧遮断弁
Claims (1)
- 冷水塔に備えられた複数の冷却ファンの夫々を液圧モータで駆動し得るように構成し、該各液圧モータを共通の主供給管及び主戻り管に対し並列に接続し且つ該主供給管及び主戻り管に対し作動液を適宜に容量を変更して循環供給し得るよう液圧ユニットを接続した冷水塔の冷却ファン液圧駆動装置であって、少くとも一台の液圧モータの液圧入側に作動液の流量を無段階調整し得る流量制御弁を設け、残りの液圧モータの液圧入側には作動液の流量を所定の設定流量に保持する流量設定弁を設け、該流量設定弁を備えた各液圧モータに対し適宜に作動液の送給を遮断し得るよう液圧遮断弁を付設し、しかも、液圧ユニットを、少くとも一台の定圧力制御式容量可変ポンプと、複数の容量固定ポンプとにより構成したことを特徴とする冷水塔の冷却ファン液圧駆動装置。
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Applications Claiming Priority (1)
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