JPH0360038B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】

この発明は、熱負荷に発生する発熱を冷却水の
供給による熱交換で除熱する水冷式冷却装置の冷
却水供給回路に関する。

【従来技術とその問題点】

この種の水冷式冷却装置として第３図に示すも
のが公知である。図においては１は水冷式冷却装
置、２が該装置の回路に接続された熱負荷であ
り、水冷式冷却装置１は電動式送水ポンプ３と熱
負荷２の位置の番号を付していない冷却コイルと
の間で、直列に介装接続される水冷却器４、並列
に介装接続される一次圧力調整弁５とを配管して
冷却水供給回路６が構成され、この回路の機外接
続端子７，８の間に外部の熱負荷２が接続されて
いる。なお図示例では、水冷却器４の一例として
冷凍機９の蒸発器９ａと組合せたものを示した
が、ほかに空冷式、水冷式のもの使用できる。ま
たポンプ３の駆動モータ３ａは商用電源１０から
給電を受けて運転される。 上記の回路で、冷却運転時にはポンプ３を駆動
することにより、ポンプから吐き出された水は水
冷却供給４で低温に冷却された後に、一次圧力調
整弁５で規定圧に調整されて熱負荷２へ供給さ
れ、ここで熱負荷２の除熱を行つた後に再びポン
プ３へ還流するようなサイクルを繰り返す。 ところで、かかる水冷式冷却装置の適用される
熱負荷は使用先の対象物によつてその負荷容量、
負荷変動等が様々であり、かつ熱負荷の種類によ
つては特に負荷の運転温度が厳しく規定されてい
る。このような熱負荷を対象に冷却を行う場合に
は熱負荷に供給する冷却水の圧力、流量が高精度
に規制されるものが多く、とりわけ過大な水圧が
作用すると機器そのもの機能に悪影響のおよぶよ
うな機器を熱負荷とする場合には、広範囲の負荷
変動に対しても供給水の圧力変動が小さいことが
要求される。また別な問題としてこの種の水冷式
冷却装置は使用先の地域によつては商用電源周波
数が50Hzであつたり60Hzであつたりすることか
ら、50Hz、60Hzいずれの地域で運転使用しても同
じ冷却性能が発揮できるように共用できることが
望まれる。 しかして上記した冷却装置における送水ポンプ
駆動モータは商用電源で運転れさるものであり、
このままでは電源周波数が異なるとポンプの回転
数が変わり、これに伴つて冷却装置の冷却特性も
変化してしまう問題が派生する。次にこの電源周
波数の相違に基づく冷却特性の変化の様子を第４
図について説明する。第４図は縦軸を圧力、横軸
を流量としてここに各種の特性を表した運転特性
図であり、図中の特性線１，２はそれぞれ同じ仕
様のポンプ３を50Hz、60Hzで運転した場合のポン
プ特性から水冷却器４および配管経路等の機内側
圧力損を差し引いた特性を示す。この特性に対し
て第３図の回路介装されている一次圧力調整弁５
の固有の特性３を重畳することにより、特性線
４，５で示す50Hz、60Hzに対応する機外流量特性
が得られる。ここで負荷側の圧力損特性が６で表
す曲線であれば、線４と６および線５と６との交
点Ａ、Ｂがそれぞれ50Hz、60Hzの運転時のバラン
ス点となる。つまりこのバランス点Ａ、Ｂに対応
する圧力、流量の冷却水が熱負荷に供給されて冷
却運転が行われることになる。なお熱負荷が使用
領域範囲で変動すると、前記した負荷圧力損特性
線６の勾配が様々に変わり、これに応じて運転バ
ランス点も機外特性線上で移動することになる。 ここで、上記特性図から明らかなように、50Hz
と60Hzの運転条件の相違により、運転バランス点
ＡとＢとの間にはΔP、ΔQで示した圧力、流量差
が生じる。しかもこの圧力、流量の変動幅は熱負
荷の使用領域での変動を加味すると極めて大であ
り、このままでは特に冷却水の圧力、流量が厳し
く規制される熱負荷に対して実用に供し得なくな
る。 かかる点、冷却装置を商用電源周波数の異なる
地域で使用する場合等、その運転条件に応じてそ
の都度50Hz地域専用あるいは60Hz地域専用のポン
プを使用するか、ないしは一次圧力調整弁５を再
調整して所定の冷却特性が得られるようにする方
法も考えられるが、このようなポンプの組替えあ
るいは一次圧力調整弁の調整作業はメーカー側の
専門技術者でない限りど殆ど不可能であり、工場
から出荷後にユーザー側が設置地域に合わせてこ
のような調整操作を行うことは実際上できない。

【発明の目的】

この発明は上記の点にかんがみなされたもので
あり、従来装置の欠点を除去し、工場出荷後は特
別な弁調整の操作等を必要とすることなしに、使
用先地域の商用電源周波数の差および使用領域内
での熱負荷変動等に起因する圧力変動を低く抑
え、50Hz、60Hzのいずれの運転時でも規定圧力調
整弁に対して精度の高い冷却水を熱負荷に供給
し、所定の冷却特性が得られるように構成した水
冷式冷却装置の冷却水供給回路を提供することを
目的とする。

【発明の要点】

上記目的はこの発明により、冷却水供給回路に
おける送水ポンプの吐出側に、ポンプと直列に所
定流量特性の定流量弁を介装接続することにより
達成される。 すなわち先記のように従来装置では、運転周波
数の相違によつて生じるポンプの流量差が原因と
なつて50Hz運転の60Hz運転との間の圧力変動幅を
大きくしきいることに着目し、この発明では送水
ポンプと直列に定流量弁を介装して回路内一次側
の流量を一定に保持させ、これにより50Hz運転と
60Hz運転とでほぼ同じ機外流量特性が得られるよ
うにしたものである。

【発明の実施例】

第１図はこの発明による冷却水供給回路図、第
２図は第１図の回路による運転特性図を示すもの
であり、第３図、第４図と同じ符号は同じ部材、
同じ特性線を表す。 第１図の回路において、この発明により送水ポ
ンプ３の吐出側で新たにポンプと直列に定流量弁
１１が回路内に介装接続されている。この定流量
弁１１はあらかじめその流量特性を設計流量に合
わせて設定されており、50Hz、60Hzの運転領域で
はポンプ３の回転数変化に伴う吐出圧力の変動に
関係なく流量を一定に保持する機能を備えてい
る。 次に上記回路による運転特性を第２図により説
明する。図において、１および２の特性線は第４
図におけるものと同様である。ここで前記した定
流量弁１１の流量特性は運転領域で垂直となる特
性線７で表され、この特性線７を前記１，２の特
性線に重畳することにより、特性線１，２にそれ
ぞれ対応する１′および２′で示す特性線が得られ
る。次に前記１′線と第１図における一次圧力調
整弁５の特性線３、および特性線２′と３とを重
畳して機外流量特性８を得る。この特性線８は第
１図における外部接続端子７を通じて熱負荷２側
へ供給される冷却水の圧力と流量の特性を表すも
のであり、この特性線８と負荷圧力損特性６との
交点Ｃが運転バランス点となる。また図示から明
らかなように50Hz運転と60Hz運転とで殆ど同じ線
上に重なり合うようになる。したがつて商用電源
周波数が相違しても同じ冷却特性が得られること
になる。しかも機外流量特性線８の傾きは殆どな
く横軸とほぼ平行であることから、熱負荷の使用
領域で負荷特性６の変動により熱負荷へ流入する
冷却水の流量が様々に変化しても、圧力変動は極
めて小さくほぼ一定圧に保持できる。つまり、同
じ仕様の冷却装置を50Hz、60Hz地域で使用しても
電源周波数の相違に起因する圧力変動幅は非常に
小さく、したがつて規定の圧力に対して精度の高
い冷却水を供給することが可能となる。

【発明の効果】

以上述べたようにこの発明によれば、冷却水供
給回路における送水ポンプの吐き出し側にポンプ
と直列に所定流量特性の定流量弁を介装接続した
ことにより、50Hz、60Hzの電源周波数の相違に起
因する圧力、流量変動を低減し、広範囲な熱負荷
の使用領域に亙り、規定圧力に対して精度の高い
安定した冷却水を供給できる。また機内側で回路
内を通流する冷却水流量が一定保持されるので、
水冷却供給等の各種部品の設計が容易となる利点
も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第３図はそれぞれこの発明の実施
例および従来装置の構成回路図、第２図および第
４図はそれぞれ第１図および第３図に対応する運
転特性図である。図において、 １：水冷式冷却装置、２：熱負荷、３：送水ポ
ンプ、４：水冷却器、５：一次圧力調整弁、１
１：定流量弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 商用電源で運転され、冷媒としての冷却水を
   循環される電動式送水ポンプと熱負荷に伝熱的に
   配管された冷却コイルとの間に、冷却水を冷却す
   る水冷却器を直列に介装接続するとともに、一次
   圧力調整弁を並列に介装接続して冷却水循環回路
   を構成し、該回路の一次圧を前記一次圧力調整弁
   で規定圧に調整しつつ水冷却器で冷却した冷却水
   をポンプ送水により熱負荷へ供給して除熱を行う
   水冷式冷却装置の冷却水供給回路において、前記
   送水ポンプの吐き出し側にポンプと直列に定流量
   弁を介装したことを特徴とする水冷式冷却装置の
   冷却水供給回路。