JPH07104118B2 - クロスフロー型クーリングタワーにおけるファンモータの起動保護機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はクロスフロー型クーリン
グタワーにおけるファンモータの起動保護機構、詳しく
は、複数のファンを備えたクロスフロー型クーリングタ
ワーにおいてこれらファンを順次時限起動する場合や、
負荷に応じて台数を制御する場合、運転しているファン
に対し追加運転するファンの起動保護をするための起動
保護機構に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、クロスフロー型クーリングタワー
は、例えば実開平１−１０１０９６号公報に示され、ま
た、図４に示した通り、角形タワー本体Ａの両側に充填
材Ｂを配設すると共に、これら充填材Ｂの上方に上部温
水槽Ｃを、下部に下部冷水槽Ｄを設けると共に、前記充
填材Ｂの配設間隔内に、ファンＥを設け、充填材Ｂを流
下する温水の流下方向に対し直交方向に空気を流通させ
るようにしており、また、大形の前記クーリングタワー
において図５に示したように前記各ファンＥを前記充填
材Ｂの配設方向に複数設けたものが知られている。

【０００３】そして、前記ファンＥを複数設けるものに
おいては、前記各ファンＥを順次時限起動させたり、負
荷に応じて運転台数を制御し、能力制御させたりしてい
る。尚、図５においてＯＣは、前記各ファンＥのファン
モータＭ１，Ｍ２における電源回路に接続する熱動式過
電流継電器である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】所が以上の如く複数の
ファンＥを用い、これらファンＥを順次時限起動させた
り、負荷に応じて運転台数を制御して能力制御する場合
において、例えば図５に示した従来例の一方のファンモ
ータＭ１を運転している状態で他方のファンモータＭ２
を停止している場合、このファンモータＭ２により駆動
されるファンＥは、図５に矢印で示したように、運転し
ているファンＥの吸込流れに誘引されて逆回転すること
になる。

【０００５】そして、斯く逆回転している状態から前記
ファンモータＭ２を限時起動させたり、負荷の増大で追
加起動させたりする場合、前記ファンモータＭ２には逆
負荷が作用して過電流継電器ＯＣが作動し、前記モータ
Ｍ２がトリップする不具合があった。

【０００６】所で、前記クーリングタワーに用いられる
前記ファンＥは通常プロペラファンが用いられている
が、このファンは慣性モーメントが大きく、起動完了時
間が長く、例えば４〜６ポールモータの場合約５秒程度
の長さになっている。

【０００７】そして、このように慣性モーメントが大き
いプロペラファンが逆回転している状態で起動する場
合、逆負荷が大きく、従って、その起動完了時間がより
長くなるのである。

【０００８】例えば図６に示したように６ポールモータ
を用い、定格回転する１２００ｒｐｍで使用する場合、
逆負荷が３０％作用すると仮定すると、約３６０ｒｐｍ
で逆転することになり、その起動完了時間は、定格起動
時間５秒に対し３０％増の６．５秒となる。

【０００９】このため、追加起動する前記ファンモータ
Ｍ２の前記過電流継電器ＯＣの設定値を、定格起動に対
応して設定すると、前記ファンモータＭ２の起動時に前
記設定値を越え、前記過電流継電器ＯＣが作動し、運転
不能になるのである。

【００１０】しかして、この問題を回避するため、通常
は、追加起動する前記ファンモータＭ２における過電流
継電器ＯＣの設定値を、過負荷を想定して、定格起動に
おける設定値より大きくしているのであるが、この設定
値は、起動電流（整定電流）と動作時間との凾数で選定
しなければならないし、また、前記逆負荷は、クーリン
グタワーの設置場所や、運転時の外気条件、例えば強風
時などの条件変化で変動するのであるから、前記設定値
の選定を誤ると、トリップを起こすことになるし、ま
た、たとえ選定が正しく行われたとしても、安全度を見
込んだ設定値にする必要があるから、定常運転時の過負
荷保護に対する安全性に欠けることになる。

【００１１】本発明の目的は、複数のファンをもったク
ロスフロー型クーリングタワーにおいて、簡単な構成
で、追加運転するファンの起動時に、該ファンのファン
モータがトリップを起こすことなく、正しく起動させる
ことができ、それでいて定常運転時における過負荷保護
が確実にでき、安全性を確保できるファンモータの起動
保護機構を提供する点にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は角形タワー本体
１の少なくとも一側に充填材２，３を配設し、この充填
材２，３の上方に上部温水槽４，５を、下方に下部冷水
槽６を設けると共に、前記充填材２，３の配設方向に沿
って複数のファン７，８を設け、前記充填材２，３を流
下する温水の流下方向に対し直交方向に空気を流通させ
る一方、複数の前記ファン７，８を順次時限起動又は、
運転台数の制御により負荷に応じた能力制御を可能に
し、かつ、前記各ファン７，８に対応する各ファンモー
タ１６，１７にそれぞれ過電流継電器２１，２２を接続
している角形クーリングタワーにおけるファンモータの
起動保護機構であって、充填材二次側室２０に、複数の
前記ファン７，８を時限起動する際又は、負荷に対応し
て能力制御する際、運転する第１ファン７の吸込側を追
加運転する第２ファン８の吸込側に対し遮断する仕切壁
３０を設けると共に、追加運転する前記第２ファン８の
ファンモータ１７における前記過電流継電器２２の設定
値を、前記第１ファン７のファンモータ１６における前
記過電流継電器２１と同一定格にしていることを特徴と
するものである。

【００１３】本発明において、前記ファン７，８は、２
台の場合は勿論、３台以上設ける場合でも同様に適用で
きるのであり、また、順次時限起動する場合その起動順
序は固定してもよいが、変更できるようにしてもよい。

【００１４】また、能力制御のための台数制御する場
合、発停制御するファンを固定してもよいが、任意に変
更できるようにしてもよい。

【００１５】従って、起動順序を変更したり、発停制御
するファンを変更したりする場合使用する各ファン７，
８における前記過電流継電器２１，２２の設定値を同一
定格にするのである。

【００１６】又本発明は、前記各ファン７，８の順次時
限起動と、運転台数制御による能力制御とを併用する場
合の他、順次時限起動のみ、又は能力制御のみの場合に
も適用できる。

【００１７】

【作用】複数の前記ファン７，８を順次時限起動する場
合や、負荷に応じて運転台数を制御して能力制御する場
合、運転する第１ファン７の吸込側に対し追加運転すべ
き停止中の第２ファン８の吸込側は前記仕切壁３０によ
り遮断されているから、前記第２ファン８が運転する第
１ファン７の吸込流に誘引されて逆回転することはない
のであり、従って、前記第２ファン８を時限起動する際
や負荷の増大で追加起動する際、第２ファン８の起動に
逆回転による逆負荷が作用することはない。

【００１８】この結果、前記第２ファン８のファンモー
タ１７に接続する前記過電流継電器２２の設定値を、起
動時の逆負荷を想定して選定する必要がなくなり、逆負
荷の想定を誤り、設定値の選定が適切でないことによる
前記第２ファン８のトリップを解消できるのである。

【００１９】しかも、追加運転する前記第２ファン８の
ファンモータ１７に接続する前記過電流継電器２２の設
定値は、定格起動する前記第１ファン７のファンモータ
１６に接続の過電流継電器２１と同一定格としているか
ら、定常運転時における過負荷保護が確実に行え、安全
性も高められるのであり、それでいて、前記第２ファン
８の追加起動時、前記過電流継電器２２が作動して前記
第２ファン８のファンモータ１７がトリップを起ことす
こともないのである。

【００２０】従って、簡単な構成により、定常運転時の
安全性を確保できながら、前記第２ファン８におけるフ
ァンモータ１７の起動保護が可能となるのである。

【００２１】

【実施例】図面に示した実施例のクーリングタワーは、
角形タワー本体１の両側に充填材２，３を対向状に配設
し、これら各充填材２，３の上方には、冷凍機における
熱源側熱交換器の出口側から延びる温水配管を接続する
上部温水槽４，５を、また、下方には、前記熱源側熱交
換器の入口側から延びる冷水配管を接続する共通の下部
冷水槽６を設けると共に、前記充填材２，３の配設方向
に沿って２台のファン７，８を設け、前記充填材２，３
を流下する温水の流下方向に対し直交方向に空気を流通
させるようにしたものである。

【００２２】前記タワー本体１は、前記下部冷水槽６を
形成する一つの角形ハウジングの幅方向両側に剛性を有
するルーバー２３，２４を立設して、側面フレームを形
成し、その内側に各充填材２，３を保持する保持枠９，
１０を配設して、前記ルーバー２３，２４に支持すると
共に、長さ方向両側に前記ルーバー２３，２４と共に側
面フレ−ムを形成する外板１１，１２を設けて、前記ル
ーバー２３，２４と固定し、また、前記保持枠９，１０
の上部に、前記上部温水槽４，５を配設して前記ルーバ
ー２３，２４に固定し、更に前記上部温水槽４，５及び
外板１１，１２の上部に天板１３を固定して形成してい
る。

【００２３】また、前記天板１３には、ファンハウジン
グ１４，１５を設け、このファンケーシング１４，１５
に前記ファン７，８を支持すると共に、ファンモータ１
６，１７を設けて、前記ファン７，８と、例えばベルト
等の伝動帯１８，１９を介して減速連動させている。

【００２４】また、前記タワー本体１には、前記充填材
２，３、外板１１，１２及び天板１３、下部冷水槽６を
形成するハウジングとにより充填材二次側室２０が形成
されるのである。

【００２５】また、前記ファン７，８は、順次時限起動
可能で、かつ、前記熱源側熱交換器において要求する負
荷に対応して台数制御し、能力制御ができるようになっ
いる。

【００２６】即ち、図に示していないが、前記ファンモ
ータ１６，１７の運転を制御するコントロ−ラを用いて
順次時限起動の制御を行うと共に、水温サーモを用い、
冷却水温度調節器を介して、前記コントロ−ラにより前
記ファンモータ１６，１７の運転台数制御を行うように
している。

【００２７】また、前記各ファンモータ１６，１７の電
源回路には、それぞれ熱動式過電流継電器２１，２２を
接続して、前記各ファンモータ１６，１７の過負荷に対
し保護するようにしている。

【００２８】しかして以上の如く構成するクーリングタ
ワーは、前記ファン７，８の駆動により、充填材２，３
に図３矢印のように空気を流通させ、前記上部温水槽
４，５から流下する温水と熱交換させ、冷水として下部
冷水槽６の出口管６ａから取出すのであって、前記ファ
ン７，８の起動は、前記ファン７，８のうち、第１ファ
ン７を先ず起動させ、この第１ファン７の起動が完了す
る一定時間後に第２ファン８を起動させるのであり、ま
た、前記各ファン７，８の運転時負荷が減少する場合に
は、前記第２ファン８を停止し、第１ファン７のみを運
転して能力制御を行うのである。

【００２９】本発明は以上の如く構成するクーリングタ
ワーにおいて、運転している第１ファン７に対し追加運
転する第２ファン８に、その起動時、従来例のように逆
負荷が作用しないようにし、前記第２ファン８のファン
モータ１７に接続する過電流継電器２２の設定値を、定
格起動に対応して設定する前記第１ファン７のファンモ
ータ１６における過電流継電器２１の設定値と同一定格
にしたのである。

【００３０】即ち、前記したクーリングタワーにおける
前記充填材二次側室２０に、前記各ファン７，８を順次
時限起動する際及び負荷に応じて能力制御する際、運転
する第１ファン７の吸込側を、追加運転する第２ファン
８の吸込側に対し遮断する仕切壁３０を設けると共に、
追加運転する前記第２ファン８のファンモータ７におけ
る前記過電流継電器２２の設定値を、第１ファン７のフ
ァンモータ１６における前記過電流継電器２１と同一定
格としたのである。

【００３１】前記仕切壁３０は、図３に示したようにそ
の上端縁は、前記天板１３に接し、下端縁は前記下部冷
水槽６の水面に至る高さとし、前記仕切壁３０で区画す
る充填材二次側室２０に対面する充填材２，３に流下す
る温水が、一つの前記下部冷水槽６に受止められ、該下
部冷水槽６の落し込み部に設ける出口管（６ａ）から排
出できながら、前記第２ファン８の吸込側が第１ファン
７の吸込側に対し遮断されるようにするのである。

【００３２】また、前記仕切壁３０は、前記充填材２，
３をその長さ方向に分割して、この分割部位に介入させ
前記ルーバー２３，２４に固定してもよいが、前記充填
材２，３の保持枠９，１０間に介装し、これら保持枠
９，１０に固定してもよい。しかして以上の構成におい
て、前記第２ファン８は、順次時限起動時、第１ファン
７の起動完了までは停止していると共に、部分負荷に対
応して能力制御する場合も停止しているのであるが、こ
の停止時、前記第２ファン８の吸込側は前記仕切壁３０
により運転している前記第１ファン７の吸込側と遮断さ
れているから、前記第１ファン７の吸込側に誘引されて
逆回転することはないのである。

【００３３】従って、前記第２ファン８が停止している
状態から追加起動するとき、逆負荷が作用することがな
く、このため前記各ファン７，８がともに停止している
状態で第１ファン７を起動させる定格起動時間で起動完
了させられるのであり、この起動時、前記過電流継電器
２２が作動して前記第２ファン８のファンモータ１７が
トリップすることはないのである。

【００３４】この結果、前記各ファン７，８のファンモ
ータ１６，１７に接続する過電流継電器２１，２２の設
定値を、逆負荷を想定して選定する必要がないから、選
定誤りによるトリップは生じないし、また前記設定値を
定格起動に対応する設定値にできるから、何れも標準形
の過電流継電器を用いることができ、定常運転時におけ
る過負荷に対する保護が確実にできて、その安全性も向
上できるのである。

【００３５】尚、以上説明した実施例は、２台のファン
７，８を用いたものであるが、３以上のファンを用いる
場合も同様に適用できる。

【００３６】又、前記各ファン７，８は、順次時限起動
すると共に、台数制御で能力制御するクーリングタワー
について説明したが、能力制御なしで順次時限起動させ
るクーリングタワーや、能力制御のみを行うクーリング
タワーにおいても同様に適用できる。

【００３７】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成するものであっ
て、前記ファン７，８を順次時限起動する場合や、負荷
に応じて運転台数を制御して能力制御する場合、追加運
転すべき停止している第２ファン８の吸込側は、運転し
ている第１ファン７の吸込側に対し遮断されているか
ら、前記第２ファン８が、運転中の第１ファン７の吸込
流に誘引されて逆回転することはないのである。

【００３８】従って、前記第２ファン８を時限起動する
際や、負荷の増大で追加起動する際、前記第２ファン８
の起動に逆回転による逆負荷が作用することはないので
ある。この結果、前記第２ファン８のファンモータ１７
に接続する過電流継電器２２の設定値を、起動時の逆負
荷を想定して選定する必要がなくなり、選定誤りにより
第２ファン８がトリップを起こすことをなくし得るので
ある。

【００３９】しかも、前記第２ファン８のファンモータ
１７に接続する前記過電流継電器２２の設定値は、定格
起動する前記第１ファン７の過電流継電器２１と同一定
格としているから、定常運転時における過負荷保護が確
実に行え、安全性も高められるのであり、それでいて、
前記第２ファン８の追加起動時、前記過負荷継電器２２
が作動して、前記第２ファン８がトリップを起こすこと
も解消できるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明機構を適用するクーリングタワーの一例
を示す概略断面図

【図２】図１に示したクーリングタワーの平面図

【図３】図２のＸ−Ｘ線における断面図

【図４】従来例を示す図２に対応した断面図

【図５】従来例を示す図１に対応した断面図

【図６】ファンモータ起動時の立上がり特性を示すグラ
フ

【符号の説明】

１ タワー本体 ２，３ 充填材 ４，５ 上部温水槽 ６ 下部冷水槽 ７ 第１ファン ８ 第２ファン １６，１７ ファンモータ ２０ 充填材二次側室 ２１，２２ 過電流継電器 ３０ 仕切壁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】角形タワー本体１の少なくとも一側に充填
   材２，３を配設し、この充填材２，３の上方に上部温水
   槽４，５を、下方に下部冷水槽６を設けると共に、前記
   充填材２，３の配設方向に沿って複数のファン７，８を
   設け、前記充填材２，３を流下する温水の流下方向に対
   し直交方向に空気を流通させる一方、複数の前記ファン
   ７，８を順次時限起動又は、運転台数の制御により負荷
   に応じた能力制御を可能にし、かつ、前記各ファン７，
   ８に対応する各ファンモータ１６，１７にそれぞれ過電
   流継電器２１，２２を接続している角形クーリングタワ
   ーにおけるファンモータの起動保護機構であって、充填
   材二次側室２０に、複数の前記ファン７，８を時限起動
   する際又は、負荷に対応して能力制御する際、運転する
   第１ファン７の吸込側を追加運転する第２ファン８の吸
   込側に対し遮断する仕切壁３０を設けると共に、追加運
   転する前記第２ファン８のファンモータ１７における前
   記過電流継電器２２の設定値を、前記第１ファン７のフ
   ァンモータ１６における前記過電流継電器２１と同一定
   格にしていることを特徴とするクロスフロー型クーリン
   グタワーにおけるファンモータの起動保護機構。