JP7147177B2 - 間接気化式空気冷却機 - Google Patents

Description

この発明は、間接気化式空気冷却機に関し、特に、一方の流体通路で発生させた気化現象により他方の流体通路内の流体を冷却する間接気化式空気冷却機に関する。

従来、一方の流体通路で発生させた気化現象により他方の流体通路内の流体を冷却する間接気化式空気冷却機が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、内部に水が噴霧される第１流体通路（ウエット流路）と、第１流体通路に隣接し第１流体通路における水の気化により内部の空気が冷却される第２流体通路（ドライ流路）と、第１流体通路への水の噴霧量（噴霧面積）を調節することによって不純物（析出物）が堆積するのを抑制する手段と、を備えた間接気化式空気冷却機が開示されている。

特開２００２－２０６８３４号公報

しかしながら、上記特許文献１のような間接気化式空気冷却機では、水の噴霧量（噴霧面積）を調節したとしても、水が気化する際に不純物が析出するのを完全に抑制するのは困難であると考えられる。また、冷却運転中等に、第１流体通路（ウエット流路）内に取り込まれる空気に混入した（土埃の塵等の）異物が第１流体通路（ウエット流路）内に留まる場合もある。これらのため、上記特許文献１のような間接気化式空気冷却機では、析出物または異物に起因して第１流体通路（ウエット流路）内の保水性能および気化性能が低下するので、間接気化式空気冷却機の冷却性能が低下するという問題点がある。上記特許文献１では、これらの析出物および異物の除去方法については言及されていない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、析出物および異物に起因して冷却性能が低下するのを抑制することが可能な間接気化式空気冷却機を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面による間接気化式空気冷却機は、冷却機外部から取り込んだ空気を冷却空気の供給先に供給するためのドライ流路と、ドライ流路と隣接して配置されるとともに、気化現象を生じさせるための水を含ませることが可能な保水部材がドライ流路側に設けられ、冷却運転時に気化現象によりドライ流路内を流れる空気を冷却するウエット流路と、ウエット流路に水を供給する給水部と、給水部による水の供給を制御する制御部とを備え、制御部は、ウエット流路から排水された水に含まれる不純物の濃度に基づいて、給水部による水の供給により水の気化に起因して保水部材に析出した析出物または異物を除去する第１除去動作、または、ウエット流路に供給される水に含まれる不純物の濃度が不純物のウエット流路に供給される水への溶解度よりも低い所定の値になったことに基づいて、ウエット流路に供給される水に含まれる析出物となる不純物を除去する第２除去動作を行うように構成されている。

この発明の一の局面による間接気化式空気冷却機では、上記のように、制御部を、給水部による水の供給により水の気化に起因して保水部材に析出した析出物または異物を除去する第１除去動作を行うように構成する。これにより、ウエット流路から析出物および異物を除去することができるので、析出物および異物に起因してウエット流路内の保水性能および気化性能が低下することにより冷却性能が低下するのを抑制することができる。また、制御部を、ウエット流路に供給される水に含まれる析出物となる不純物を除去する第２除去動作を行うように構成する。これにより、ウエット流路に析出物が析出されるのを抑制することができるので、析出物に起因してウエット流路内の保水性能および気化性能が低下することにより冷却性能が低下するのを抑制することができる。また、ウエット流路には水を含ませておくための保水部材が設けられているため、ウエット流路内において気化現象を効果的に生じさせることができる。

上記一の局面による間接気化式空気冷却機において、好ましくは、制御部は、給水部から供給される水の供給タイミング、供給量または供給時間の少なくともいずれか１つを調節して第１除去動作を行うように構成されている。このように構成すれば、水の供給タイミング、供給量または供給時間を適宜調節することにより、ウエット流路から析出物および異物を容易に除去することができる。

上記一の局面による間接気化式空気冷却機において、好ましくは、制御部は、冷却運転が終了したことに基づいて、給水部による保水部材への水の供給による第１除去動作を所定時間行うように構成されている。このように構成すれば、冷却運転中に保水部材に析出した析出物または保水部材に混入した異物を速やかに除去することができる。その結果、次回の冷却運転開始時に、保水部材に析出物または異物が存在するのを抑制することができる。

上記一の局面による間接気化式空気冷却機において、好ましくは、制御部は、冷却運転を開始する前に、給水部による保水部材への水の供給による第１除去動作を所定時間行うように構成されている。このように構成すれば、前回の冷却運転中または冷却運転停止中に保水部材に析出した析出物または保水部材に混入した異物を除去することができる。その結果、冷却運転開始時に、保水部材に析出物または異物が存在するのを抑制することができる。

上記一の局面による間接気化式空気冷却機において、好ましくは、制御部は、冷却運転の通算時間が、設定されたしきい値に達したことに基づいて、給水部による保水部材への水の供給による第１除去動作を所定時間行うように構成されている。このように構成すれば、保水部材に析出する析出物および保水部材に混入する異物を、冷却運転の通算時間に応じて定期的に除去することができる。その結果、保水部材に析出される析出物および保水部材に混入する異物を、冷却性能が著しく低下する量に達する前に適宜除去することができる。

上記一の局面による間接気化式空気冷却機において、好ましくは、制御部は、第１除去動作時の水の供給量を、冷却運転時の供給量よりも増加させるように構成されている。このように構成すれば、保水部材に析出した析出物を容易に水に溶解させるとともに、保水部材に混入した異物を容易に洗い流すことができる。その結果、保水部材に析出した析出物または保水部材に混入した異物を効率的に除去することができる。

上記一の局面による間接気化式空気冷却機において、好ましくは、ウエット流路に供給する水、および、ウエット流路において気化されずにウエット流路から排出された水を貯留する貯水部をさらに備え、制御部は、不純物の濃度が高くなった水を貯水部から排出することにより、第２除去動作を行うように構成されている。このように構成すれば、貯水部に貯留され不純物の濃度が高くなった水を排出することにより、ウエット流路に供給される水は析出物となる不純物の量が減少しているので、保水部材に析出物が析出されるのを抑制することができる。また、貯水部により、ウエット流路から排出された水をウエット流路に供給する水として再利用することができるので、ウエット流路から排出された水を再利用しない場合と比較して、給水部による水の供給量が大きくなるのを抑制することができる。

本発明によれば、上記のように、析出物および異物に起因して冷却性能が低下するのを抑制することができる。

本発明の第１～第３実施形態による間接気化式空気冷却機の概観を示した図である。 本発明の第１～第３実施形態による間接気化式空気冷却機内のコアの構成を示した図である。 本発明の第１～第３実施形態による間接気化式空気冷却機の冷却運転および給水の制御を示すブロック図である。 本発明の第４および第５実施形態による間接気化式空気冷却機の概観を示した図である。 本発明の第４および第５実施形態による間接気化式空気冷却機の冷却運転および給水・排水の制御を示すブロック図である。 水中の不純物濃度と不純物の析出速度との関係を説明するための図である。 本発明の第４実施形態による間接気化式空気冷却機の貯水部に貯留された水に含まれる不純物濃度の変化を示すための図である。 本発明の第５実施形態による間接気化式空気冷却機の貯水部に貯留された水に含まれる不純物濃度の変化を示すための図である。 本発明の第１～第３実施形態の変形例による間接気化式空気冷却機の冷却運転および給水の制御を示すブロック図である。 本発明の第４および第５実施形態の変形例による間接気化式空気冷却機の概観を示した図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
まず、図１～図３を参照して、本発明の第１実施形態による間接気化式空気冷却機１００の構成について説明する。

本発明の第１実施形態による間接気化式空気冷却機１００は、一方の流路で気化現象を生じさせ、隣接する他方の流路内の空気を冷却するように構成された空気冷却機である。間接気化式空気冷却機１００は、図１に示すように、給気用流路１０と、排気用流路２０と、コア３０と、給気用空気取込口４１と、排気用空気取込口４２と、給気口４３と、排気口４４と、給水部５１と、排水部５２と、を備えている。

給気用流路１０は、流路１１と、ドライ流路１２（図２参照）と、流路１３とを含む。冷却機外部（室外）の空気Ｆ１ａが給気用空気取込口４１から取り込まれると、空気Ｆ１ａは、流路１１、ドライ流路１２、流路１３の順番に通過して、給気口４３から冷却空気の供給先（室内）に空気Ｆ１ｂとして供給されるように構成されている。なお、図１および図２において、給気用流路１０を通過する空気Ｆ１ａ、Ｆ１ｂを網掛け矢印で図示している。

排気用流路２０は、流路２１と、ウエット流路２２（図２参照）と、流路２３とを含む。冷却機外部（室外）の空気Ｆ２ａが排気用空気取込口４２から取り込まれると、空気Ｆ２ａは、流路２１、ウエット流路２２、流路２３の順番に通過して、排気口４４から室外に空気Ｆ２ｂとして排気されるように構成されている。なお、図１および図２において、排気用流路２０を通過する空気Ｆ２ａ、Ｆ２ｂを白抜き矢印で図示している。

コア３０は、図２に示すように、ドライ流路１２とウエット流路２２とが交互に積層されている。すなわち、ドライ流路１２とウエット流路２２とは互いに隣接して配置されている。また、ドライ流路１２とウエット流路２２とは対向流（空気Ｆ１ａと空気Ｆ２ａとの流路方向が逆）となるように構成されている。ドライ流路１２とウエット流路２２との間には、熱伝導が可能で水を通さない隔壁３１（たとえば、ポリプロピレン製のフィルム、または、薄いシート）が設けられている。ウエット流路２２の内表面２２ａには、不織布３２（たとえば、ポリプロピレン製、または、吸湿性のある濾紙）が設けられている。不織布３２は、給水部５１から供給される水を保水することが可能である。なお、不織布３２は、特許請求の範囲の「保水部材」の一例である。

第１実施形態の間接気化式空気冷却機１００では、ウエット流路２２において、不織布３２が保水された状態で排気用空気取込口４２から取り込まれた空気Ｆ２ａが通過すると、不織布３２に保水された水が気化する（不織布３２に含まれる水が空気Ｆ２ａに物質移動する）。保水された水が気化した不織布３２は、気化熱により熱が奪われることによって、気化前と比較して温度が低下する（冷却される）。冷却された不織布３２は、熱伝導が可能な隔壁３１を介して隣接するドライ流路１２を冷却する。これにより、ドライ流路１２を通過する空気Ｆ１ａが冷却され、（空気Ｆ１ａよりも低温である）冷却された空気Ｆ１ｂを給気口４３から冷却空気の供給先（室内）に供給することが可能である。

給気用空気取込口４１および排気用空気取込口４２には、それぞれ、モータとファンが一体的に形成されたモータファン４１ａおよび４２ａが配置されている。このモータファン４１ａ、４２ａを稼動させることにより、給気用流路１０および排気用流路２０に、それぞれ、冷却機外部（室外）からの空気Ｆ１ａ、Ｆ２ａを積極的に取り込むことが可能に構成されている。

給気口４３は、ウエット流路２２における気化現象により冷却されたドライ流路１２内の空気Ｆ１ｂを、冷却空気の供給先（室内）に供給する給気口として構成されている。排気口４４は、ウエット流路２２における気化現象により湿度が上昇した空気Ｆ２ｂを室外に排気する排気口として構成されている。

給水部５１は、図２に示すように、給水ポンプ５１ａを用いて、上水道（図示しない）などの水供給部からウエット流路２２に水（水道水）を供給するように構成されている。また、排水部５２は、ウエット流路２２において不織布３２に保水された水のうち、気化しなかった部分が排水として下水道（図示しない）などに排出されるように構成されている。

また、間接気化式空気冷却機１００は、図３に示すように、制御部６０と、記憶部７０と、温湿度計８０と、を備えている。

制御部６０は、冷却運転を制御するように構成されている。制御部６０は、駆動制御部６１と、運転時間計測部６２と、給水制御部６３と、を備えている。

駆動制御部６１は、給気用空気取込口４１のモータファン４１ａおよび排気用空気取込口４２のモータファン４２ａの稼動を制御する。運転時間計測部６２は、モータファン４１ａおよびモータファン４２ａの運転時間（稼働時間）を計測することが可能に構成されている。給水制御部６３は、給水ポンプ５１ａを制御することによって、ウエット流路２２への水の供給を制御することが可能に構成されている。

なお、以下の説明では、モータファン４１ａ、４２ａの稼動、および、給水部５１からウエット流路２２への水の供給が行われている状態を「冷却運転時（冷却運転中）」と呼ぶ場合がある。また、「冷却運転時（冷却運転中）」以外の状態を、「冷却運転停止中」と呼ぶ場合がある。

記憶部７０は、たとえば、不揮発メモリを含む。そして、記憶部７０には、モータファン４１ａ、４２ａの稼動、および、給水部５１からウエット流路２２への水の供給を制御する処理に用いられるプログラムが記憶されている。

温湿度計８０は、冷却機外部（室外）の空気における温度および湿度を計測できるように構成されている。すなわち、温湿度計８０は、給気用空気取込口４１から取り込まれる空気Ｆ１ａおよび排気用空気取込口４２から取り込まれる空気Ｆ２ａの温度および湿度を計測することが可能である。

なお、第１実施形態の間接気化式空気冷却機１００では、冷却運転の開始および終了のタイミングは、外気温度に基づいて判断されるように構成されている。すなわち、間接気化式空気冷却機１００では、制御部６０が、温湿度計８０（図３参照）から温度データを取得して、あらかじめ設定された（冷却空気の供給先（室内）の冷却が必要とされる）冷却機外部の空気（外気）温度と比較することにより、冷却運転の開始および終了のタイミングを判断するように構成されている。

また、第１実施形態の間接気化式空気冷却機１００では、冷却運転時において、給水部５１による水の供給は、水の気化を効率的に行うため、および、気化に必要とされない水を極力減らすために、温湿度計８０で取得した温度に基づく飽和水蒸気圧および湿度に基づいて気化現象に必要な範囲内で少量ずつ継続的に行なわれる。したがって、冷却運転時に水に含まれる不純物（ミネラル分、スケール）が水への溶解度（図６参照）を超えた場合、不純物が析出物として不織布３２に析出する。不織布３２に析出物が析出された状態では、不織布３２の保水性能が低下して気化効率が低下する。また、冷却運転時にウエット流路２２内に取り込まれた空気Ｆ２ａに（土埃の塵等の）異物が混入していた場合、冷却運転停止中に異物が不織布３２で固化する場合がある。不織布３２に異物が固化して留まっている状態でも、不織布３２の保水性能が低下して気化効率が低下する。

そこで、第１実施形態の間接気化式空気冷却機１００では、給水部５１による水の供給を制御して一定時間連続的に水を供給することにより、水の気化に起因して不織布３２に析出した析出物、または、不織布３２に固化した状態で留まっている異物を除去するように構成されている。

具体的には、給水制御部６３は、析出物または異物を除去する（第１除去動作を行う）ように、給水部５１による析出物または異物の除去のための水の供給タイミング、供給量および供給時間を制御するように構成されている。なお、以下の説明では、給水部５１による水の供給により、不織布３２に析出した析出物または異物を除去する除去動作を「第１除去動作」と呼ぶ。

第１実施形態の間接気化式空気冷却機１００では、第１除去動作を行うための給水タイミングを、冷却運転終了後とするように構成されている。

具体的には、制御部６０は、駆動制御部６１によりモータファン４１ａ、４２ａの稼動を停止させたことに基づいて、冷却運転が終了したと判断するように構成されている。そして、給水制御部６３は、冷却運転が終了したと判断された場合に、給水部５１を制御して、第１除去動作を開始させる。すなわち、第１実施形態の間接気化式空気冷却機１００では、冷却運転が終了したことに基づいて、不織布３２に所定期間連続して水を供給することによって、第１除去動作が行なわれるように構成されている。

また、給水制御部６３は、給水部５１による水の供給量を調整可能に構成されている。すなわち、第１実施形態の間接気化式空気冷却機１００では、第１除去動作を行うための水の供給量は、効率的に析出物または異物の除去を行うため、冷却運転時の供給量よりも多くなるように構成されている。これにより、冷却運転時は少量の水を供給し、第１除去動作が行われる時だけ相対的に多い量の水を供給することができる。

また、給水制御部６３は、給水部５１による水の供給時間を調整可能に構成されている。給水制御部６３は、析出物または異物の除去が行なわれるのに必要な総供給量となるように、水の供給量と給水時間とを合わせて調整するように制御する。

なお、析出物または異物の除去を効率的に行うために、第１実施形態の間接気化式空気冷却機１００では、給水制御部６３による水の供給量および供給時間の調整は、排水部５２における水に含まれる不純物（ミネラル分、スケール）の濃度に基づいて行なわれるように構成されている。

具体的には、図３に示すように、第１実施形態の間接気化式空気冷却機１００では、排水部５２には、排水部５２における水に含まれる不純物（ミネラル分、スケール）の濃度を計測することが可能なスケール濃度計５２ａが設けられている。スケール濃度計５２ａは、たとえば、電気伝導度センサを含む。これにより、第１除去動作が行われる際に、スケール濃度計５２ａで計測された不純物の濃度に基づいて、析出物または異物を除去するための水の供給量および供給時間の調整を行うことができる。

たとえば、第１除去動作が行われることにより、スケール濃度計５２ａの計測値が徐々に低下する。そして、析出物または異物が十分に除去された場合には、スケール濃度計５２ａの計測値は収束する。すなわち、第１実施形態の間接気化式空気冷却機１００では、第１除去動作の終了のタイミングを、排水部５２に設けたスケール濃度計５２ａの計測値に基づいて判断することができる。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、制御部６０を、給水部５１による水の供給により水の気化に起因して不織布３２に析出した析出物または異物を除去する第１除去動作を行うように構成する。これにより、ウエット流路２２から析出物および異物を除去することができるので、析出物および異物に起因してウエット流路２２内の保水性能および気化性能が低下することにより冷却性能が低下するのを抑制することができる。また、ウエット流路２２には水を含ませておくための不織布３２が設けられているため、ウエット流路２２内において気化現象を効果的に生じさせることができる。

また、第１実施形態では、制御部６０を、給水部５１から供給される水の供給タイミング、供給量および供給時間を調節して第１除去動作を行うように構成する。このように構成すれば、水の供給タイミング、供給量または供給時間を適宜調節することにより、ウエット流路２２から析出物および異物を容易に除去することができる。

また、第１実施形態では、制御部６０を、冷却運転が終了したことに基づいて、給水部５１による不織布３２への水の供給による第１除去動作を所定時間行うように構成する。これにより、冷却運転中に不織布３２に析出した析出物または不織布３２に混入した異物を速やかに除去することができる。その結果、次回の冷却運転開始時に、不織布３２に析出物または異物が存在するのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、制御部６０を、第１除去動作時の水の供給量を、冷却運転時の供給量よりも増加させるように構成する。これにより、不織布３２に析出した析出物を容易に水に溶解させるとともに、不織布３２に混入した異物を容易に水で洗い流すことができる。その結果、不織布３２に析出した析出物または不織布３２に混入した異物を効率的に除去することができる。

［第２実施形態］
図３を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、冷却運転の開始前に第１除去動作を行うように構成した例について説明する。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。

本発明の第２実施形態による間接気化式空気冷却機２００では、図３に示すように、制御部２６０は、第１実施形態による間接気化式空気冷却機１００の給水制御部６３に代えて、給水制御部２６３を備えている。

給水制御部２６３は、第１実施形態による間接気化式空気冷却機１００の給水制御部６３と同様に、析出物または異物を除去する（第１除去動作を行う）ように、給水部５１による析出物または異物の除去のための水の供給タイミング、供給量および供給時間を制御するように構成されている。

一方、間接気化式空気冷却機２００は、第１実施形態の間接気化式空気冷却機１００とは異なり、第１除去動作を行うための給水タイミングを、冷却運転開始前とするように構成されている。

具体的には、制御部２６０は、温湿度計８０で計測した外気温度に基づいて、冷却運転が開始されることを判断するように構成されている。そして、給水制御部２６３は、冷却運転が開始されると判断された場合に、冷却運転が開始される前に第１除去動作が終了するように、給水部５１を制御して、第１除去動作を開始させる。すなわち、第２実施形態の間接気化式空気冷却機２００では、冷却運転を開始する前に不織布３２に所定期間連続して水を供給することによって、第１除去動作が行われるように構成されている。

なお、第２実施形態による間接気化式空気冷却機２００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、上記のように、制御部２６０を、冷却運転を開始する前に、給水部５１による不織布３２への水の供給による第１除去動作を所定時間行うように構成する。これにより、前回の冷却運転中または冷却運転停止中に不織布３２に析出した析出物または不織布３２に混入した異物を除去することができる。その結果、冷却運転開始時に、不織布３２に析出物または異物が存在するのを抑制することができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［第３実施形態］
図３を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、冷却運転の通算運転時間があらかじめ設定された設定値に達した場合に第１除去動作を行うように構成した例について説明する。なお、図中において、上記第１および第２実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。

本発明の第３実施形態による間接気化式空気冷却機３００では、図３に示すように、制御部３６０は、第１実施形態による間接気化式空気冷却機１００の給水制御部６３および第２実施形態による間接気化式空気冷却機２００の給水制御部２６３に代えて、給水制御部３６３を備えている。

給水制御部３６３は、第１実施形態の給水制御部６３および第２実施形態の給水制御部２６３と同様に、析出物または異物を除去する（第１除去動作を行う）ように、給水部５１による析出物または異物の除去のための水の供給タイミング、供給量および供給時間を制御するように構成されている。

一方、給水制御部３６３は、第１実施形態の給水制御部６３および第２実施形態の給水制御部２６３と異なり、第１除去動作を行うための給水タイミングを、冷却運転の通算運転時間があらかじめ設定された設定値に達した場合とするように構成されている。

具体的には、制御部３６０は、運転時間計測部６２によって計測され記憶部７０に記憶されている通算運転時間が、予め設定された設定値（しきい値）に達したかどうかを判断する。そして、給水制御部３６３は、通算運転時間が設定値に達したと判断された場合に、給水部５１を制御して、第１除去動作を開始させる。すなわち、第３実施形態の間接気化式空気冷却機３００では、冷却運転の通算時間が、設定されたしきい値に達したことに基づいて、不織布３２に所定期間連続的に水を供給することによって、第１除去動作が行われるように構成されている。

なお、通算運転時間が設定値に達した時点で冷却運転停止中である場合には、制御部３６０は、直ちに第１除去動作を行うように、給水制御部３６３により給水部５１を制御するように構成されている。

一方、通算運転時間が設定値に達した時点で冷却運転中である場合には、制御部３６０は、駆動制御部６１を制御して、モータファン４１ａ、４２ａの駆動を停止させる。そして、制御部３６０は、給気用空気取込口４１および排気用空気取込口４２からの空気Ｆ１ａ、Ｆ２ａの取り込みが停止している状態で、給水制御部３６３により給水部５１を制御して、第１除去動作を行うように構成されている。

なお、第３実施形態による間接気化式空気冷却機３００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、上記のように、制御部３６０を、冷却運転の通算時間が、設定されたしきい値に達したことに基づいて、給水部５１による不織布３２への水の供給による第１除去動作を所定時間行うように構成する。これにより、不織布３２に析出する析出物および不織布３２に混入する異物を、冷却運転の通算時間に応じて定期的に除去することができる。その結果、不織布３２に析出される析出物および不織布３２に混入する異物を、冷却性能が著しく低下する量に達する前に適宜除去することができる。

なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。

［第４実施形態］
図４～図７を参照して、第４実施形態について説明する。この第４実施形態では、上記第１～第３実施形態の第１除去動作に代えて、第２除去動作を行うように構成した例について説明する。なお、図中において、上記第１～第３実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。

本発明の第４実施形態による間接気化式空気冷却機４００は、図４に示すように、第１～第３実施形態による間接気化式空気冷却機１００、２００、３００の給水部５１および排水部５２に代えて、給水部４５１、排水部４５２および貯水部５３を備えている。

給水部４５１は、電磁弁４５１ｂと、給水ポンプ４５１ｃと、を備えている。電磁弁４５１ｂは、上水道（図示しない）などの水供給部と貯水部５３との間に設けられている。第４実施形態の間接気化式空気冷却機４００では、電磁弁４５１ｂを開状態とすることにより、上水道（図示しない）などの水供給部から貯水部５３に水（水道水）を供給するように構成されている。給水ポンプ４５１ｃは、貯水部５３とウエット流路２２との間に設けられている。第４実施形態の間接気化式空気冷却機４００では、給水ポンプ４５１ｃを用いて、貯水部５３に貯留された水（貯留水）をウエット流路２２に供給するように構成されている。

排水部４５２は、ウエット流路２２において不織布３２（図２参照）に保水された水のうち、気化しなかった部分が排水として貯水部５３に排出されるように構成されている。また、排水部４５２は、電磁弁４５２ｂを備えている。電磁弁４５２ｂは、下水道（図示しない）などに接続される貯水部５３の下流側に設けられている。間接気化式空気冷却機４００では、電磁弁４５２ｂを開状態とすることにより、貯水部５３に貯水された水（貯留水）が排水として貯水部５３から下水道などに排出されるように構成されている。

第４実施形態の間接気化式空気冷却機４００では、貯水部５３は、ウエット流路２２に供給する水、および、ウエット流路２２において気化されずにウエット流路２２から排出された水（排水）を貯留するように構成されている。具体的には、電磁弁４５１ｂを開状態とすることにより、貯水部５３に、上水道（図示しない）などの水供給部から水（水道水）が供給される。貯水部５３の内部に設けられたフロートスイッチ（図示しない）により、貯水部５３が略満水になったことに基づいて、電磁弁４５１ｂを閉状態にして、上水道（図示しない）などの水供給部からの水（水道水）の供給を停止する。貯水部５３に供給された水（水道水）は、貯水部５３において、貯留水として貯留される。そして、冷却運転が開始され、貯水部５３に貯留された水（貯留水）の一部は、ウエット流路２２に供給される。ウエット流路２２に供給された水（貯留水）のうちウエット流路２２で気化しなかった部分が貯水部５３に排水として排出される。そして、冷却運転中、貯水部５３からウエット流路２２への水（貯留水）の供給と、ウエット流路２２からの水（排水）の排出が繰り返される。

図５に示すように、第４実施形態の間接気化式空気冷却機４００は、第１～第３実施形態の制御部６０、２６０、３６０に代えて、制御部４６０を備えている。制御部４６０は、給水制御部４６２と、排水制御部６４と、を備えている。

給水制御部４６２は、電磁弁４５１ｂの開閉を制御することによって、上水道（図示しない）などの水供給部から貯水部５３への水（水道水）の供給を制御することが可能に構成されている。また、給水制御部４６２は、給水ポンプ４５１ｃを制御することによって、貯水部５３に貯留された水（貯留水）のウエット流路２２（図４参照）への供給を制御することが可能に構成されている。

排水制御部６４は、電磁弁４５２ｂの開閉を制御することによって、貯水部５３に貯留された水（貯留水）の下水道（図示しない）などへの排出を制御することが可能に構成されている。

以上の構成により、図４に示すように、第４実施形態の間接気化式空気冷却機４００では、貯水部５３により、ウエット流路２２から排出された水（排水）をウエット流路２２に供給する水として再利用（循環利用）するように構成されている。

ここで、ウエット流路２２に供給された水（貯留水）は、水分の一部が気化されることにより、ウエット流路２２に供給される前と比較して水分量が減少した状態で、ウエット流路２２から排出される。すなわち、ウエット流路２２に供給された水（貯留水）は、水に含まれる不純物（ミネラル分、スケール）の濃度が高くなった状態で、ウエット流路２２から排出される。このため、第４実施形態の間接気化式空気冷却機４００のように水（貯留水）を循環利用する場合、貯水部５３に貯留された水（貯留水）に含まれ、ウエット流路２２の不織布３２（図２参照）において析出物となる不純物の濃度が徐々に上昇する。

そこで、第４実施形態の間接気化式空気冷却機４００（図５参照）では、制御部４６０（図５参照）は、ウエット流路２２に供給される水（貯留水）に含まれる析出物となる不純物（ミネラル分、スケール）を除去する第２除去動作を行うように構成されている。詳細には、制御部４６０は、不純物の濃度が高くなった水（貯留水）を貯水部５３から排出することにより、析出物となる不純物を除去する（第２除去動作を行う）ように構成されている。

具体的には、貯水部５３には、不純物（ミネラル分、スケール）の濃度を計測するためのスケール濃度計５３ａが設けられている。スケール濃度計５３ａは、たとえば、電気伝導度センサを含む。スケール濃度計５３ａは、貯水部５３に貯留された水（貯留水）の不純物濃度を計測することが可能に構成されている。

図６に示すように、水中の不純物（ミネラル分、スケール）の濃度が、水への溶解度（不純物濃度Ｄ）を越えた場合、不純物が析出物として析出する。不純物の濃度が、水への溶解度（不純物濃度Ｄ）より低い場合は、不純物は析出しない。不純物の濃度が、水への溶解度（不純物濃度Ｄ）より高い場合は、不純物が析出物として析出する速度は、不純物濃度に比例して大きくなる。

図７に示すように、スケール濃度計５３ａにより計測された貯水部５３に貯留された水（貯留水）の不純物濃度に基づいて、第２除去動作を行う。すなわち、制御部４６０（図５参照）は、スケール濃度計５３ａ（図５参照）で計測された不純物の濃度が、水への溶解度（不純物濃度Ｄ）よりも低い設定値（不純物濃度Ｃ）に達した場合に、冷却運転を停止させる。また、図５に示すように、制御部４６０は、排水制御部６４により電磁弁４５２ｂを閉状態にして、貯水部５３に貯留された水（貯留水）を排水する。また、制御部４６０は、給水制御部４６２により電磁弁４５１ｂを制御して、貯水部５３への水（水道水）を供給する。これにより、図７に示すように、貯水部５３（図５参照）に貯留された水（貯留水）の不純物の濃度が、上水道などの水供給部から供給される水（水道水）の不純物の濃度（不純物濃度Ａ）まで低下する。

制御部４６０（図５参照）は、貯水部５３（図５参照）に貯留された水（貯留水）の不純物の濃度が、不純物濃度Ａまで低下すると、再び、冷却運転を再開させる。すなわち、第４実施形態の間接気化式空気冷却機４００（図５参照）では、冷却運転と、貯水部５３（図５参照）の水（貯留水）の排水および貯水部５３（図５参照）への水（水道水）の供給とが交互に繰り返される。この場合、貯水部５３（図５参照）の水（貯留水）に含まれる不純物の濃度は、冷却運転時における、不純物濃度Ａから不純物濃度Ｃまでの上昇と、冷却運転停止中における、不純物濃度Ｃから不純物濃度Ａまでの低下が繰り返される。なお、第４実施形態の間接気化式空気冷却機４００（図５参照）では、冷却運転を停止させる条件である不純物の濃度（不純物濃度Ｃ）を、水への溶解度（不純物濃度Ｄ）よりも低く設定しているため、ウエット流路２２（図４参照）において、不純物が析出されるのを確実に抑制することが可能である。

また、図５に示すように、第４実施形態の間接気化式空気冷却機４００では、冷却機の周囲の熱負荷に応じて、ウエット流路２２（図４参照）への給水量を調整するように構成されている。具体的には、制御部４６０は、温湿度計８０で取得した温度に基づく飽和水蒸気圧および湿度に基づいて、給水ポンプ４５１ｃによるウエット流路２２（図４参照）への水（貯留水）の供給量を、気化現象に必要最小限の量となるように調整する。

なお、第４実施形態による間接気化式空気冷却機４００のその他の構成は、上記第１～第３実施形態と同様である。

（第４実施形態の効果）
第４実施形態では、上記のように、制御部４６０を、ウエット流路２２に供給される水に含まれる析出物となる不純物を除去する第２除去動作を行うように構成する。これにより、ウエット流路２２に析出物が析出されるのを抑制することができるので、析出物に起因してウエット流路２２内の保水性能および気化性能が低下することにより冷却性能が低下するのを抑制することができる。

また、第４実施形態では、上記のように、間接気化式空気冷却機４００は、ウエット流路２２に供給する水、および、ウエット流路２２において気化されずにウエット流路２２から排出された水を貯留する貯水部５３を備え、制御部４６０を、不純物の濃度が高くなった水を貯水部５３から排出することにより、第２除去動作を行うように構成する。これにより、貯水部５３に貯留され不純物の濃度が高くなった水を排出することにより、ウエット流路２２に供給される水は析出物となる不純物の量が減少しているので、保水部材に析出物が析出されるのを抑制することができる。また、貯水部５３により、ウエット流路２２から排出された水をウエット流路２２に供給する水として再利用することができるので、ウエット流路２２から排出された水を再利用しない場合と比較して、給水部４５１による水の供給量が大きくなるのを抑制することができる。

なお、第４実施形態のその他の効果は、上記第１～第３実施形態と同様である。

［第５実施形態］
図５および図８を参照して、第５実施形態について説明する。この第５実施形態では、冷却運転を停止させて第２除去動作を行うように構成した第４実施形態の間接気化式空気冷却機４００に代えて、冷却運転を停止させずに第２除去動作を行うように構成した例について説明する。なお、図中において、上記第４実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。

本発明の第５実施形態による間接気化式空気冷却機５００（図５参照）では、図８に示すように、冷却運転を停止させずに、ウエット流路２２（図４参照）に供給される水（貯留水）に含まれる析出物となる不純物（ミネラル分、スケール）を除去する第２除去動作を行うように構成されている。

具体的には、制御部５６０（図５参照）は、スケール濃度計５３ａ（図５参照）で計測された不純物の濃度が、水への溶解度（不純物濃度Ｄ）よりも低い設定値（不純物濃度Ｃ）に達した場合に、冷却運転を継続したまま、排水制御部５６４（図５参照）により電磁弁４５２ｂ（図５参照）を閉状態にして、貯水部５３（図５参照）に貯留された水（貯留水）を排水する。また、図５に示すように、制御部５６０は、給水制御部５６２により電磁弁４５１ｂを制御して、貯水部５３へ水（水道水）を供給する。

図８に示すように、制御部５６０（図５参照）は、貯水部５３（図５参照）に貯留された水（貯留水）の不純物の濃度が、不純物濃度Ａと不純物濃度Ｃとの間の不純物濃度Ｂまで低下すると、貯水部５３（図５参照）に貯留された水（貯留水）の排水と、貯水部５３（図５参照）への水（水道水）の供給を停止する。そして、時間の経過に伴って、再び、貯水部５３（図５参照）に貯留された水（貯留水）の不純物の濃度が、不純物濃度Ｃまで上昇する。すなわち、第５実施形態の間接気化式空気冷却機５００（図５参照）では、冷却運転が継続されたまま、貯水部５３（図５参照）の水（貯留水）の排水および貯水部５３（図５参照）への水（水道水）の供給が間歇的に繰り返される。この場合、貯水部５３（図５参照）の水（貯留水）に含まれる不純物の濃度は、冷却運転を開始すると、不純物濃度Ａから不純物濃度Ｃまで上昇し、その後、不純物濃度Ｃから不純物濃度Ｂまでの低下および不純物濃度Ｂから不純物濃度Ｃへの上昇が繰り返される。

なお、第５実施形態による間接気化式空気冷却機５００のその他の構成は、上記第４実施形態と同様である。

（第５実施形態の効果）
第５実施形態では、上記のように、間接気化式空気冷却機５００を、冷却運転を停止させずに、ウエット流路２２に供給される水（貯留水）に含まれる析出物となる不純物（ミネラル分、スケール）を除去する第２除去動作を行うように構成する。これにより、冷却運転を継続させたまま第２除去動作を行うことができるので、冷却空気の供給先（室内）への冷却が停止されることなく、ウエット流路２２に析出物が析出されるのを抑制することができる。

なお、第５実施形態のその他の効果は、上記第４実施形態と同様である。

［変形例］
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１～第３実施形態では、冷却運転の開始および終了のタイミングは、温湿度計８０で計測した外気温度に基づいて判断されるように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、冷却運転の開始および終了のタイミングは、カレンダーに基づいて判断されるように構成してもよい。この場合、たとえば、カレンダーおよび気温データを、記憶部７０に記憶しておくか、または、ネットワークを介して外部から取得するように間接気化式空気冷却機１００、２００、３００を構成し、制御部６０、２６０、３６０が現在の年月日をカレンダーと比較して、気温データに基づく外気温度を推定し、推定した外気温度に基づいて冷却運転の開始および終了のタイミングを判断するように構成すればよい。

また、上記第１～第３実施形態では、第１除去動作を行う際の給水部５１による水の供給量を、冷却運転時の供給量よりも多くすることにより効率的に析出物または異物の除去を行うように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１除去動作が行われる際に不純物（ミネラル分、スケール）の除去を促進させるスケール除去剤をウエット流路２２に供給される水に混入させることにより効率的に析出物または異物の除去を行うように構成してもよい。この場合、図９に示す上記第１～第３実施形態の変形例のように、スケール除去剤が貯蔵された貯蔵タンク９１と、その下流に設けられたポンプ９２および電磁弁９３とを設け、制御部６０（給水制御部６３）により、第１除去動作が行われる際に、電磁弁９３を開状態にしてポンプ９２を駆動させることで、給水部５１を流れる水にスケール除去剤を混入させることが可能である。また、効率的に析出物または異物の除去を行うために、給水部５１による水の供給量を冷却運転時の供給量よりも多くするとともに、給水部５１の水にスケール除去剤を混入させるようにしてもよい。

また、上記第１～第３実施形態では、給水制御部６３、２６３、３６３による水の供給量および供給時間の調整は、排水部５２を流れる水に含まれる不純物（ミネラル分、スケール）の濃度に基づいて行なわれるように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、排水部５２の代わりに給水部５１にスケール濃度計を設け、供給される水に含まれるスケールの濃度に基づいて、給水部５１による水の供給量および供給時間を調整するようにしてもよい。また、給水部５１および排水部５２におけるスケールの濃度の両方に基づいて、給水部５１による水の供給量および供給時間を調整するようにしてもよい。

また、本発明では、温湿度計８０により計測された間接気化式空気冷却機１００、２００、３００の周囲の温度および湿度に基づいて、給水部５１による水の供給量および供給時間を調整するように構成してもよい。また、記憶部７０に、あらかじめ入力された年月日の情報（カレンダー）、地域毎の水の成分情報、除去動作に必要とされる水の供給時間および供給量などを関連付けた情報（テーブル）を記憶することができるように構成し、それらの情報のいずれかまたは幾つかに基づいて、給水部５１による水の供給量および供給時間を調整するように構成してもよい。

また、上記第３実施形態では、通算運転時間が設定値に達した時点で冷却運転中である場合には、制御部３６０は、駆動制御部６１を制御して、モータファン４１ａ、４２ａの駆動を停止させるように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、給気用空気取込口４１および排気用空気取込口４２の近傍にダンパ等を設けて空気Ｆ１ａ、Ｆ２ａが給気用流路１０、排気用流路２０に取り込まれないように構成してもよい。

また、上記第３実施形態では、通算運転時間が設定値に達した時点で冷却運転中である場合には、制御部３６０は、駆動制御部６１を制御して、モータファン４１ａ、４２ａの駆動を停止させた状態で第１除去動作を行うように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、通算運転時間が設定値に達した時点で冷却運転中である場合でも、冷却運転を停止させずに第１除去動作を行うようにしてもよい。この場合、給水部５１による水の供給量を冷却運転により気化される量よりも多くなるように供給することが好ましい。なお、第１除去動作が終了したら、通常の冷却運転が自動的に再開されて、供給される水の量が元に戻される（減少される）のが好ましい。

また、上記第１～第３実施形態では、給水部５１による水の供給タイミングを、それぞれ、冷却運転終了後、冷却運転開始前、または、冷却運転の通算運転時間があらかじめ設定された設定値に達した場合のいずれかとするように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、給水部５１による水の供給タイミングを、スケール濃度計５２ａの計測値などに応じて、冷却運転終了後、冷却運転開始前、または、冷却運転の通算運転時間があらかじめ設定された設定値に達した場合のいずれかから適宜選択可能に構成してもよい。

また、上記第１～第３実施形態では、給水部５１による水の供給による第１除去動作を所定時間(連続的に)行うように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、給水部５１による水の供給による第１除去動作を間歇的に行うように構成してもよい。この場合、一度に供給される水の量は、連続的に供給される場合と比較して多くなるように構成するのが好ましい。

また、上記第４および第５実施形態では、不純物の濃度が水への溶解度（不純物濃度Ｄ）よりも低い設定値（不純物濃度Ｃ）に達した場合に、不純物の濃度が高くなった水（貯留水）を貯水部５３から排出することにより、析出物となる不純物を除去する（第２除去動作を行う）ように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、貯水部５３に貯留された水（貯留水）における不純物濃度の変化を時間に置き換えることにより、間接気化式空気冷却機４００、５００の運転時間に基づいて、第２除去動作を行うように構成してもよい。この場合、貯水部５３に貯留された水（貯留水）の不純物濃度を計測するスケール濃度計５３ａが不要となる。

なお、貯水部５３に貯留された水（貯留水）における不純物濃度の変化を時間に置き換える場合、水（水道水）の成分情報を入力可能な入力部を設け、入力された水（水道水）の成分情報と水の循環量（給水ポンプ４５１ｃによるウエット流路２２への水（貯留水）の供給量）とを関連付けた情報（テーブル）として記憶部７０に記憶されるように構成してもよい。また、地域毎の水（水道水）の成分情報をあらかじめ記憶部７０に記憶させておき、入力部に入力された地域名または住所に基づいて、水（水道水）の成分情報と水の循環量とを関連付けた情報（テーブル）として記憶部７０に記憶されるように構成してもよい。

また、上記第４および第５実施形態では、不純物の濃度が水への溶解度（不純物濃度Ｄ）よりも低い設定値（不純物濃度Ｃ）に達した場合に、不純物の濃度が高くなった水（貯留水）を貯水部５３から排出することにより、析出物となる不純物を除去する（第２除去動作を行う）ように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、水（水道水、貯留水、排水など）の温度、空気（コア３０の内部、周囲など）の温度、湿度、気圧、不純物の拡散係数のうちの１つまたは複数に基づいて、第２除去動作を行うように構成してもよい。

また、上記第４および第５実施形態では、上水道（図示しない）などの水供給部から供給される水（水道水）を、貯留水として貯水部５３に貯留した後、ウエット流路２２に供給されるように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１０の上記第４および第５実施形態の変形例による間接気化式空気冷却機６００に示すように、上水道（図示しない）などの水供給部から供給される水（水道水）を、貯水部５３に貯留せずに、ウエット流路２２に直接供給するようにしてもよい。

上記第４および第５実施形態の変形例による間接気化式空気冷却機６００では、上記第４および第５実施形態の給水部４５１に代えて、給水部６５１を備えている。給水部６５１は、逆止弁５１ｄを備えている。間接気化式空気冷却機６００では、電磁弁４５１ｂを開状態とすることにより、上水道（図示しない）などの水供給部から水（水道水）がウエット流路２２に供給され、ウエット流路２２から排出された水（排水）が、貯水部５３に貯留される。同時に、冷却運転が開始される。そして、給水ポンプ４５１ｃを用いて、貯水部５３に貯留された水（貯留水）をウエット流路２２に供給させ、ウエット流路２２から排出された水（排水）が貯水部５３に貯留される。そして、貯水部５３からウエット流路２２への水（貯留水）の供給と、ウエット流路２２からの水（排水）の排出が繰り返される。なお、電磁弁４５１ｂは、貯水部５３の内部に設けられたフロートスイッチ（図示しない）により、貯水部５３が略満水になったことに基づいて、閉状態にされる。また、間接気化式空気冷却機６００では、給水ポンプ４５１ｃのウエット流路２２の側に設けられた逆止弁５１ｄにより、水供給部から供給される水（水道水）が給水ポンプ４５１ｃの側に流れるのを抑制するように構成されている。

また、上記第１～第５実施形態では、ドライ流路１２を、室外から取り込んだ空気Ｆ１ａを冷却し、冷却された空気Ｆ１ｂを室内に供給するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ドライ流路１２を、室内から取り込んだ空気を冷却し、冷却された空気を室内に供給するように構成してもよい。この場合、冷却された空気は、空気が取り込まれた箇所とは異なる箇所に供給される。

１２ ドライ流路
２２ ウエット流路
３２ 不織布（保水部材）
５１、４５１、６５１ 給水部
５３ 貯水部
６０、２６０、３６０、４６０、５６０ 制御部
１００、２００、３００、４００、５００、６００ 間接気化式空気冷却機
Ｆ１ａ （冷却機外部から取り込んだ）空気

Claims (7)

1. 冷却機外部から取り込んだ空気を冷却し、冷却空気の供給先に供給するためのドライ流路と、
   前記ドライ流路と隣接して配置されるとともに、気化現象を生じさせるための水を含ませることが可能な保水部材が前記ドライ流路側に設けられ、冷却運転時に前記気化現象により前記ドライ流路内を流れる前記空気を冷却するウエット流路と、
   前記ウエット流路に水を供給する給水部と、
   前記給水部による水の供給を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記ウエット流路から排水された水に含まれる不純物の濃度に基づいて、前記給水部による水の供給により水の気化に起因して前記保水部材に析出した析出物または異物を除去する第１除去動作、または、前記ウエット流路に供給される水に含まれる不純物の濃度が前記不純物の前記ウエット流路に供給される水への溶解度よりも低い所定の値になったことに基づいて、前記ウエット流路に供給される水に含まれる前記析出物となる不純物を除去する第２除去動作を行うように構成されている、間接気化式空気冷却機。
2. 前記制御部は、前記給水部から供給される水の供給タイミング、供給量または供給時間の少なくともいずれか１つを調節して前記第１除去動作を行うように構成されている、請求項１に記載の間接気化式空気冷却機。
3. 前記制御部は、前記冷却運転が終了したことに基づいて、前記給水部による前記保水部材への水の供給による前記第１除去動作を所定時間行うように構成されている、請求項１または２に記載の間接気化式空気冷却機。
4. 前記制御部は、前記冷却運転を開始する前に、前記給水部による前記保水部材への水の供給による前記第１除去動作を所定時間行うように構成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の間接気化式空気冷却機。
5. 前記制御部は、前記冷却運転の通算時間が、設定されたしきい値に達したことに基づいて、前記給水部による前記保水部材への水の供給による前記第１除去動作を所定時間行うように構成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の間接気化式空気冷却機。
6. 前記制御部は、前記第１除去動作時の水の供給量を、前記冷却運転時の供給量よりも増加させるように構成されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の間接気化式空気冷却機。
7. 前記ウエット流路に供給する水、および、前記ウエット流路において気化されずに前記ウエット流路から排出された水を貯留する貯水部をさらに備え、
   前記制御部は、前記不純物の濃度が高くなった水を前記貯水部から排出することにより、前記第２除去動作を行うように構成されている、請求項１に記載の間接気化式空気冷却機。

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