JPH11223492A - 冷却塔およびその運転方法および冷却塔運転制御プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 取り込み外気量の不均一による局所的な冷却
効率の低下を防いで均一な冷却特性及び高冷却効率が得
られ、しかも熱負荷の変動に対応可能な冷却塔、及びそ
の運転方法、及び冷却塔運転手順が記録された記録媒体
を提供する。 【解決手段】 送風機８０と、被冷却流体Ｗを通す熱交
換器５と、熱交換器５の外表面に散水する散水部７と、
熱交換器５の周囲に配設されたルーバー４１〜４Ｋを備
え、送風機によりルーバー４１〜４Ｋを経て吸入された
外気ＳＦが熱交換器５の外表面上で散水８を蒸発させて
被冷却流体Ｗを冷却し、送風機８０に近い位置に取付け
られたルーバー４１の、水平方向に対して張る傾斜角度
θ１を大きく、送風機８０から遠いルーバー４Ｋの傾斜
角度θＫを小さく設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却塔、およびそ
の運転方法、および冷却塔運転手順をコンピュータに実
行させるためのプログラムを記録したコンピュータが読
み取り可能な記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体生産工程等で使用される工業用水
の冷却や、空気調和設備におけるファンコイル冷却用冷
媒としての循環水を冷却する装置として、冷却塔が広く
使用されている。このような従来の冷却塔として、工業
用水などの被冷却流体を熱交換器である銅チューブ内に
流し、一方、銅チューブ外表面に蒸発用の水を散水し、
銅チューブ外表面を濡らせた水の蒸発時の潜熱による熱
除去効果を利用して、銅チューブ内に流れる被冷却流体
を冷却する構成のものがある。

【０００３】すなわち、熱交換器の上方に置かれた上部
水槽から散水された蒸発用の水が銅チューブ表面に滴下
し、その銅チューブ周りの湿球温度によりチューブ表面
での水の蒸発を促すものである。このように、空気線図
上の飽和温度と湿球温度との差が蒸発の推進力となるか
ら、この銅チューブ周りの湿球温度が常に飽和に達しな
い状態を維持する必要があり、このため送風機により外
気を取り込み、銅チューブ外表面に接触する空気が継続
的に入れ替わる構成となっている。ここで銅チューブの
周囲にはルーバーが配設されており、外気はルーバーを
経て吸い込まれ、銅チューブの外表面に達するように構
成されている。

【０００４】図１４は、前記の構成における送風機のフ
ァンによる外気の吸い込み状態の説明図であり、また図
１５は送風機のファンによる外気吸込圧特性図である。
さらに図１６は、外気吸込時のルーバーによる流入抵抗
特性図であり、図１７はルーバーを経た外気吸い込み状
態の説明図である。

【０００５】図１４に示されるように、一般的にファン
２による外気１２の吸い込み量は、ファン２からの距離
Ｚが増大するにつれて減少する。すなわち、図１５に示
されるように、ファンによる外気の吸込圧ＳＰは、ファ
ン２からの距離Ｚの増加とともに漸減する。同図で、吸
込圧特性ＳＰ５１、ＳＰ５２、ＳＰ５３はファンの構造
に依存して変化し、例えば軸流ファンやターボファン、
シロッコファン等で変化するものの、いずれも距離Ｚの
増加とともに漸減するという共通した傾向を有してい
る。

【０００６】一方、図１７に示されるように、短冊葉状
の板であるルーバー１０４が複数枚、距離Ｚ方向に並
び、さらにこれらルーバー１０４が熱交換器５の外側を
囲むように配設され、外気吸込面１０５を形成してい
る。また各ルーバー１０４は、外側に向かい水平方向か
ら傾斜角度θ５０の傾きを有して等間隔で配設されてい
る。従来の構成におけるこの傾斜角度の主たる目的は、
散水飛沫の冷却塔外部への飛散の防止にある。

【０００７】このように、各ルーバー１０４は傾斜角度
θ５０の同じ傾きを有しているから、所定の線速度で各
ルーバー１０４を経て流入する外気に作用する流入抵抗
ＲＦ５０は、図１６に示されるように、各ルーバー１０
４につき同じ値となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、流入する外
気流量ＳＦと、吸込圧ＳＰと、流入抵抗ＲＦには、 ＳＦ＝ＳＰ／ＲＦ の関係が成立し、また流入抵抗ＲＦは外気の流入速度に
も依存するものの、その変動率は吸込圧ＳＰの変動率に
比して小さいから、外気吸込量ＳＦ５０は図１７に示さ
れるように、ファン２に最も近い位置において最大とな
り、ファン２からの距離Ｚの増加とともに漸減する。

【０００９】前記のように、外気吸込面１０５に沿って
配置されている各ルーバーが等しい傾斜角度θ５０を有
するため、上部にあるファンにより吸込まれる外気吸込
量ＳＦ５０は各ルーバー毎に異なり、均一にならず偏り
が発生する。とりわけ、ファンに近い位置のルーバーか
ら流入する外気は線速度が大の偏流となって散水の飛沫
が発生しやすく、塔外への飛散が問題となる。

【００１０】さらに、下方に位置するルーバーを経て吸
い込まれる外気量が減少して、熱交換器５の下方に属す
る銅チューブ外表面での外気の入れ替え量が減少し、こ
の結果として銅チューブ外表面での水の蒸発量が減少し
て冷却効率が低下するという問題があった。

【００１１】さらに、こうした冷却塔は除去すべき熱
量、すなわち熱負荷の変動に応じて運転条件を変更する
必要があるが、前記のような従来技術においてはファン
の回転数の調節や、散水量の制御によって対応していた
ものの、このような構成は制御特性、とりわけ動特性の
制御において必ずしも好適なものではなく、制御遅れな
どが発生するという問題があった。しかも前記のような
偏流発生が未解決となっていた。

【００１２】本発明は、前記のような従来技術における
問題点を解決するためなされたもので、取り込み外気量
の不均一による局所的な冷却効率の低下を防いで均一な
冷却特性及び高冷却効率が得られ、しかも熱負荷の変動
に対応可能な冷却塔、およびその運転方法、および冷却
塔運転手順が記録された記録媒体をそれぞれ提供するこ
とを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】以下、本発明の原理を説
明し、ついで本発明の手段を説明する 一般的に、被冷却流体の冷却においては、熱交換器から
の熱除去分（冷却）が熱負荷Ｕとなり、この熱負荷Ｕは
被冷却流体の熱交換器への流入温度Ｔｍ１と熱交換器か
らの流出温度ＴｍＫとの差と、熱交換器に流入する単位
時間あたりの被冷却流体量Ｆ１との積に比例する。 Ｕ＝Ｃ＊Ｆ１＊（Ｔｍ１−ＴｍＫ） ただしＣは被冷却流体の比熱である。

【００１４】外気は一列に並んだルーバーに添って形成
された外気吸込面の全面から流入して、熱交換器の夫々
対応する部分に至るが、ここで、説明の便宜上、各ルー
バーに対応させて熱交換器を仮想の各ユニット領域ＨＥ
ｉに分割する。図３は、チューブがＵ字状に連結された
構成の熱交換器５について、このように各ユニット領域
ＨＥｉに分割した例の説明図である。

【００１５】ルーバーがＫ枚であり、またユニット領域
ＨＥｉがＫ個であると、熱交換器５の全熱負荷Ｕは、熱
交換器５の各ユニット領域ＨＥｉ毎の熱負荷ΔＵｉの総
和として数１で示される。

【００１６】

【数１】

【００１７】ここで、Δｕｉ＝ΔＵｉ／Ｃとすると、 Δｕ１＝Ｆ１＊（Ｔｍ１−Ｔｍ２） Δｕ２＝Ｆ１＊（Ｔｍ２−Ｔｍ３） ‥‥‥‥‥‥‥‥ Δｕ１＝Ｆ１＊（Ｔｍｋ−１−ＴｍＫ） ただし、Ｔｍ１は第一ユニット領域ＨＥ１への被冷却流
体の流入温度、Ｔｍ２は第一ユニット領域ＨＥ１からの
被冷却流体の流出温度ならびに第二ユニット領域ＨＥ２
への被冷却流体の流入温度を、それぞれ示す。Ｔｍ３以
下についても同様である。

【００１８】一方、熱交換器５全体の熱除去量Ｑは、熱
交換器５の各ユニット領域ＨＥｉ毎の熱除去量ΔＱｉの
総和として数２で示される。

【００１９】

【数２】

【００２０】単位量の散水の蒸発潜熱をＬｑ、各ユニッ
ト領域ＨＥｉの外表面を通過する外気量をＡＦｉ、係数
をＨｉとすると、ΔＱｉは ΔＱｉ＝Ｈｉ＊Ｌｑ＊ＡＦｉ （ｉ＝１、２、‥‥、
Ｋ） で示される。ここで係数Ｈｉは、各ユニット領域ＨＥｉ
の外表面における散水への熱伝達係数、外気温度および
外気湿度に依存するものである。

【００２１】一方、各ユニット領域ＨＥｉの外表面を通
過する外気量ＡＦｉは、当該位置における送風機の吸込
圧ＳＰｉと、当該位置における外気の流入抵抗ＲＦに依
存する。ここで、外気の流入抵抗ＲＦは対応する各ルー
バの取付け傾斜角度θｉの関数となる。したがって、各
ユニット領域ＨＥｉの外表面を通過する外気量ＡＦｉ
は、対応する各ルーバの取付け傾斜角度θｉと、吸込圧
ＳＰｉの関数であり、 ＡＦｉ＝ＳＰｉ／Ｘ（θｉ） （ｉ＝１、２、‥‥、
Ｋ） として示される。

【００２２】したがって、冷却効率を向上させるために
は、各ユニット領域ＨＥｉ毎の熱負荷ΔＵｉと熱除去量
ΔＱｉの差の二乘の総和を、数３で示される目的関数Ｏ
ｂとして、この目的関数Ｏｂを最小にする必要がある。

【００２３】

【数３】

【００２４】そこで本発明の第一の骨子は、使用する送
風機の特性によって固定された吸込圧ＳＰｉの下で、且
つ、被冷却流体量Ｆ１と、被冷却流体の熱交換器への流
入温度Ｔｍ１と、熱交換器からの流出温度ＴｍＫと、外
気温度ＴｍＡと、外気の湿度ＨｍＡが固定された運転条
件下で、目的関数Ｏｂを最小にするために、各ルーバの
取付け傾斜角度θｉ（ｉ＝１、２、‥‥、Ｋ）を最適に
設定するものである。

【００２５】より具体的には、冷却塔の上部の送風機側
から下部に向かって外気吸込み口に並んでいる各ルーバ
の取付け傾斜角度θｉを、送風機側においては大きく取
り、下部に向かって順次小さくしていくよう取付けるも
のとする。これにより、外気吸込み口の位置の上下にか
かわらず外気吸込み量の均一化をはかる。

【００２６】さらに、本発明の第二の骨子は、使用する
送風機の特性によって固定された吸込圧ＳＰｉの下で、
運転条件である被冷却流体量Ｆ１と、被冷却流体の熱交
換器への流入温度Ｔｍ１と、外気温度ＴｍＡと、外気の
湿度ＨｍＡの少なくともいずれか一つが変動し、あるい
は操業目標値である熱交換器からの流出温度ＴｍＫが変
更された際に、この運転条件下で、目的関数Ｏｂを最小
にするために、各ルーバの取付け傾斜角度θｉ（ｉ＝
１、２、３、‥‥、Ｋ）を最適に制御するものである。

【００２７】より具体的には、冷却塔の上部の送風機側
から下部に向かって外気吸込み口に並んでいる各ルーバ
ーの取付け傾斜角度θｉを、変動した被冷却流体量Ｆ
１、流入温度Ｔｍ１、外気温度ＴｍＡ、外気の湿度Ｈｍ
Ａ、または変更された目標流出温度ＴｍＫに対応するよ
う制御し、しかも傾斜角度θｉを、送風機側のルーバー
においては大きく取り、下部のルーバーにおいては順次
小さくなるよう取付けるものとする。

【００２８】以下、本発明に係る手段を述べる。

【００２９】前記原理に基づいて前記従来技術の課題を
解決するため、本発明に係る冷却塔の運転方法は、送風
機と、該送風機の吸込側に配設された熱交換器と、該熱
交換器の外表面に散水する散水部と、該熱交換器を囲ん
で周囲に、水平方向に対して張る傾斜角度を任意に設定
可能に配設された複数枚のルーバーとを備え、前記熱交
換器内に被冷却流体を通し、前記送風機により前記ルー
バーを経て吸入された外気が前記熱交換器の外表面を通
過時に前記散水された水を蒸発させ、前記水の蒸発潜熱
により前記熱交換器内の前記被冷却流体を冷却するとと
もに、前記ルーバーによって前記散水飛沫の外部への流
出を防止する構成の冷却塔の運転方法であって、前記複
数枚の各ルーバーの前記傾斜角度を、前記送風機からの
距離が離れる位置にあるルーバーほど減少するよう設定
して運転することを特徴とする。

【００３０】前記の方法によれば、送風機に近い位置に
おいては、ファンによる吸込圧が大であるが、送風機に
近いこの位置におけるルーバーの、水平方向に対して張
る傾斜角度が大になることにより空気の流入抵抗が大と
なるから、よってこの位置における外気吸込量が過大に
なるのが抑制される。

【００３１】一方、送風機から遠い位置においては、フ
ァンによる吸込圧が減少するが、送風機から遠いこの位
置におけるルーバーの、水平方向に対して張る傾斜角度
が小になることにより空気の流入抵抗が小さくなり、よ
ってこの位置における外気吸込量が過小になるのが防止
される。

【００３２】この結果、送風機に近い位置から遠い位置
に向かい形成される吸気面を通過して流入する外気吸込
量が、吸気面全体に亘り平均化され、よって熱交換器の
送風機に近い位置にある部分の表面を通過する外気量
と、送風機から遠い位置にある熱交換器の部分の表面を
通過する外気量との差がなくなることにより、熱交換器
全体の冷却効果が均一化されて冷却効率が向上する。

【００３３】また、本発明に係る冷却塔は、送風機と、
該送風機の吸込側に配設された熱交換器と、該熱交換器
の外表面に散水する散水部と、該熱交換器を囲んで周囲
に配設された複数枚のルーバーとを備え、前記熱交換器
内に被冷却流体を通し、前記送風機により前記ルーバー
を経て吸入された外気が前記熱交換器の外表面を通過時
に前記散水された水を蒸発させ、前記水の蒸発潜熱によ
り前記熱交換器内の前記被冷却流体を冷却するととも
に、前記ルーバーによって前記散水飛沫の外部への流出
を防止する構成の冷却塔であって、前記各々のルーバー
が、水平方向に対して張る各傾斜角度を任意に設定可能
に配設されており、且つ前記ルーバーの前記傾斜角度
が、前記送風機からの距離が離れる位置にあるルーバー
ほど減少するよう設定されたことを特徴とする。

【００３４】前記の構成によれば、送風機に近い位置に
おけるルーバーの、水平方向に対して張る傾斜角度が大
に設定されることにより、空気の流入抵抗が大になり、
よって送風機に近い位置においてファンによる吸込圧が
大であっても、この位置における外気吸込量が過大にな
らず、外気吸込量の抑制がなされる。

【００３５】一方、送風機から遠い位置におけるルーバ
ーの、水平方向に対して張る傾斜角度が小に設定される
ことにより、空気の流入抵抗が小さくなり、よって送風
機から遠い位置においてファンによる吸込圧が減少して
も、この位置における外気吸込量の増加が確保される。

【００３６】この結果、送風機に近い位置から遠い位置
に向かい形成される吸気面を通過して流入する外気吸込
量が、吸気面全体に亘り平均化され、よって熱交換器の
送風機に近い位置にある部分の表面を通過する外気量
と、送風機から遠い位置にある熱交換器の部分の表面を
通過する外気量との差が小さくなって、熱交換器下部の
蒸発量が増加し、熱交換器全体の冷却効果が均一化され
る。

【００３７】さらに、前記の結果として、とりわけ送風
機側での局所的な風速の上昇が抑えられることにより、
散水が風によって巻き上げられることで生じる飛散水量
が減少する。

【００３８】また、本発明に係る冷却塔の運転方法は、
送風機と、該送風機の吸込側に配設された熱交換器と、
該熱交換器の外表面に散水する散水部と、該熱交換器を
囲んで周囲に、水平方向に対して張る各々の傾斜角度が
任意に設定可能に配設された複数枚のルーバーとを備
え、前記熱交換器内に被冷却流体を通し、前記送風機に
より前記ルーバーを経て吸入された外気が前記熱交換器
の外表面を通過時に前記散水された水を蒸発させ、前記
水の蒸発潜熱により前記熱交換器内の前記被冷却流体を
冷却して所定の目標流出温度とする構成の冷却塔の運転
方法であって、前記熱交換器内に流入する前記被冷却流
体の流量、前記被冷却流体の流入温度、前記被冷却流体
の目標流出温度、前記外気の温度、前記外気の湿度のう
ちの少なくとも一つの変化に応じて、前記熱交換器の外
表面を通過する外気量が変化するよう前記複数枚の各ル
ーバーの前記傾斜角度を調節し、且つ、前記送風機の吸
込特性に基づいて、前記複数枚の各ルーバーの前記傾斜
角度を、前記送風機からの距離が離れる位置にあるルー
バーほど減少するよう調節して運転することを特徴とす
る。

【００３９】前記の運転方法によれば、熱交換器内に流
入する被冷却流体の流量、流入温度、外気温度、外気の
湿度といった運転条件の変化や、被冷却流体の目標流出
温度に変更が生じても、送風機の吸込特性に基づいて各
ルーバーの傾斜角度を調節して吸込外気量を制御するこ
とにより、こうした運転条件の変化や目標流出温度の変
更に対応した運転がなされる。

【００４０】また、本発明に係る冷却塔は、送風機と、
該送風機の吸込側に配設された熱交換器と、該熱交換器
の外表面に散水する散水部と、該熱交換器を囲んで周囲
に、水平方向に対して張る各々の傾斜角度が任意に設定
可能に配設された複数枚のルーバーとを備え、前記熱交
換器内に被冷却流体を通し、前記送風機により前記ルー
バーを経て吸入された外気が前記熱交換器の外表面を通
過時に前記散水された水を蒸発させ、前記水の蒸発潜熱
により前記熱交換器内の前記被冷却流体を冷却して所定
の目標流出温度とする構成の冷却塔であって、前記熱交
換器内に流入する前記被冷却流体の流量、前記被冷却流
体の流入温度、前記被冷却流体の目標流出温度、前記外
気の温度、前記外気の湿度のうちの少なくとも一つが変
化した際に、該変化に応じて前記各ルーバー毎の適する
前記傾斜角度を演算し、しかも前記送風機の吸込特性に
基づいて、前記送風機からの距離が離れる位置にあるル
ーバーほど、前記傾斜角度を減少させるよう演算するル
ーバー傾斜角度演算手段と、前記ルーバー傾斜角度演算
手段の演算結果に基づき前記各ルーバーの傾斜角度を個
別に制御する傾斜角度制御手段を備えたことを特徴とす
る。

【００４１】前記の構成によれば、熱交換器内に流入す
る被冷却流体の流量、流入温度、外気温度、外気の湿度
といった運転条件の変化や、被冷却流体の目標流出温度
の変更が生じても、送風機の吸込特性に基づいて各ルー
バーの傾斜角度を自動調節して吸込外気量を制御するこ
とにより、こうした運転条件の変化や目標流出温度の変
更に対応した制御がなされる。

【００４２】さらに、本発明に係るコンピュータ読み取
り可能な記録媒体は、コンピュータによって、水平方向
に対して張る傾斜角度が自在に調節可能なルーバーが付
設された冷却塔の運転制御をするためのプログラムを記
録した記録媒体であって、該プログラムは、前記ルーバ
ー付き冷却塔の熱交換器内に流入する被冷却流体の流
量、前記被冷却流体の流入温度、前記被冷却流体の目標
流出温度、前記熱交換器の外表面に接触する外気の温
度、前記外気の湿度のうちの少なくとも一つが変化した
際に、該変化に応じて前記各ルーバー毎の適する前記傾
斜角度の演算をコンピュータに実行させ、しかも、前記
送風機の吸込特性に基づいて、前記送風機から離れた位
置にある前記ルーバーほど、前記傾斜角度を減少させる
演算を、コンピュータに実行させるルーバー傾斜角度演
算手順のプログラムであることを特徴とする。

【００４３】前記の構成の記録媒体によれば、運転条件
や目標温度の変化に追随可能な冷却塔の運転制御用演算
プログラムが提供可能になる。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を添付図を参照して詳細に説明する。なお、以下に述べ
る実施形態は、この発明の本質的な構成と作用を示すた
めの好適な例の一部であり、したがって技術構成上好ま
しい種々の限定が付されている場合があるが、この発明
の範囲は、以下の説明において特にこの発明を限定する
旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものでは
ない。

【００４５】図１は、本発明に係る冷却塔の一実施形態
の模式断面図である。また図２は、図１に示される冷却
塔の要部の動作説明図である。 さらに図３は、図１に
示される冷却塔の外観図であり、図４は、図３のＡ−
Ａ’断面図である。

【００４６】図１に示されるように、本発明に係る冷却
塔１は、外気を吸引するファン２と該吸引ファン２を回
転させるモータ３から成る送風機８０と、この送風機８
０の吸込側、すなわちファン２の下側に配設された管式
の熱交換器５と、ファン２と熱交換器５との間に配設さ
れて熱交換器５の外表面に散水８を行う散水部を構成し
ている上部水槽７と、熱交換器５を囲んで外側に配設さ
れた複数枚のルーバー４１〜４Ｋとを備えている。

【００４７】外気は送風機８０に吸引されて吸込外気Ｓ
Ｆとなり、ルーバー４１〜４Ｋを経て熱交換器５の外表
面にいたり、熱交換器５の外表面に接触しつつ通過して
高温多湿空気となり、送風機８０に吸い込まれるように
構成されている。

【００４８】熱交換器５は、図５に示されるように一本
のチューブがつづら折に折り返されてＵ字部の連結構成
とされ、被冷却流体Ｗは、流入口２０を経てこの熱交換
器５に流入し、熱交換器５内を通過中に冷却されて流出
口２１から流出する。

【００４９】各々のルーバー４１〜４Ｋは、水平方向に
対して張る各傾斜角度θを９０度までの範囲で任意に設
定でき、さらに送風機８０に近い位置に取付けられたル
ーバー４１の傾斜角度θ１が大きく、取付け位置が送風
機８０から遠い、下側のルーバー例えば４Ｋの傾斜角度
θＫが、傾斜角度θ１よりも小さくなるように配設され
ている。

【００５０】ファン２によって空気取入口であるルーバ
ー４１〜４Ｋから冷却塔１内に導入された吸込外気ＳＦ
は、熱交換部５の外表面に接触して通過し、冷却塔外に
排気される。一方、上部水槽７から散水８が熱交換部５
の外表面に均等に散水される。

【００５１】散水８は、図２に示されるように、熱交換
器５の外表面を濡らし、さらに導入された吸込外気ＳＦ
と熱交換部５の外表面上で接触して蒸発して蒸発分８’
となり、この蒸発潜熱ＬＨにより熱交換部５内を流れる
流体Ｗが熱除去されて冷却される。蒸発分８’は吸込外
気ＳＦに載って冷却塔外に排気される。一方、蒸発しな
かった散水８は滴下分８’’として下部水槽９に落下し
て溜まり、散水ポンプ６によって配管１４を通り上部水
槽７へ循環供給される。

【００５２】ここで、線速度を有する吸込外気ＳＦに衝
突して運動エネルギーを得た散水８の飛沫の外部への流
出が、ルーバー４１〜４Ｋによって阻止される構成とな
っている。

【００５３】このように、熱交換器５の上方に置かれた
上部水槽７からの散水８が熱交換器５、たとえば銅チュ
ーブの外表面に滴下し、熱交換器５周りの湿球温度によ
り表面での水の蒸発を促す構成となっている。このよう
に、空気線図上の飽和温度と湿球温度との差が蒸発の推
進力となるから、この熱交換器５周りの湿球温度が常に
飽和に達しない状態を維持する必要があり、このため送
風機８０により吸込外気ＳＦを取り込み、熱交換器５外
表面に接触する空気が継続的に入れ替わる構成となって
いる。

【００５４】図７は、本発明に係る冷却塔の一実施形態
における送風機の吸込圧特性を示す線図である。図８
は、本発明に係る冷却塔の一実施形態におけるルーバー
による外気流入抵抗特性を示す線図である。さらに図９
は、本発明に係る冷却塔の一実施形態における外気吸込
量の分布図である。

【００５５】図７に示されるように、送風機のファンに
よる外気の吸込圧ＳＰは、ファンからの距離Ｚの増加と
ともに漸減する。同図で、吸込圧特性ＳＰ１、ＳＰ２、
ＳＰ３はファンの羽根形状に依存して変化し、たとえば
ファンのピッチや羽根の捩れ形状に依存した特性とな
る。あるいはさらに、軸流ファンやターボファン、シロ
ッコファン等といった、ファン構造によって異なる特性
を示すが、いずれの構造においても、それぞれ吸込圧特
性はファンの軸上で距離Ｚの増加とともに漸減するとい
う共通した傾向を有している。

【００５６】そこで、本発明においては、ルーバーによ
る外気流入抵抗特性を前記吸込圧特性ＳＰ１、あるいは
ＳＰ２やＳＰ３に基づいて調整する。たとえばグラフ上
で下方に凸の右下がり曲線の吸込圧特性ＳＰ１を有する
ファンを用いた冷却塔においては、ルーバーによる外気
流入抵抗特性を、図８の曲線ＲＦ１に示されるような、
グラフ上で下方に凸で右下がりの特性となるように設定
する。

【００５７】これは具体的には、図９においてファンに
近い位置、すなわち上方のルーバー４１の傾斜角度θ１
を最大に設定し、以下、下方にルーバー４２〜４８、さ
らに４Ｋと進むにしたがい、各々のルーバーの傾斜角度
を図８の曲線ＲＦ１にしたがい漸減するように設定す
る。

【００５８】ところで前述したように、吸込外気流量Ｓ
Ｆと、吸込圧ＳＰと、外気流入抵抗ＲＦには、 ＳＦ＝ＳＰ／ＲＦ の関係が成立する。そして上式の分子の吸込圧ＳＰは、
前記のようにファンから距離が離れるにつれて漸減する
特性であるが、本発明においては上式の分母の流入抵抗
ＲＦも、前記のようにファンから距離が離れるにつれて
漸減する特性に構成するから、吸込外気流量ＳＦの変動
を小さくすることができる。

【００５９】この結果、図９に示されるように、ファン
として従来の、距離が離れるにつれて吸込圧ＳＰが漸減
する特性のものを用いた構成であっても、外気流入抵抗
ＲＦとしてファンからの距離が離れるにつれて漸減する
特性のルーバー４１〜４Ｋ（したがって傾斜角度がθ１
〜θＫ）を用いることによって、吸込外気流量ＳＦを均
一化し、平坦化することが可能になる。

【００６０】すなわち、送風機に近い位置においては、
ファンによる吸込圧が大であるが、送風機に近いこの位
置におけるルーバーの、水平方向に対して張る傾斜角度
が大になることにより空気の流入抵抗が大となるから、
よってこの位置における外気吸込量が過大になるのが抑
制される。一方、送風機から遠い位置においては、ファ
ンによる吸込圧が減少するが、送風機から遠いこの位置
におけるルーバーの、水平方向に対して張る傾斜角度が
小になることにより空気の流入抵抗が小さくなり、よっ
てこの位置における外気吸込量が過小になるのが防止さ
れる。

【００６１】この結果、送風機に近い位置から遠い位置
に向かい形成される吸気面を通過して流入する外気吸込
量が、吸気面全体に亘り平均化され、よって熱交換器の
送風機に近い位置にある部分の表面を通過する外気量
と、送風機から遠い位置にある熱交換器の部分の表面を
通過する外気量との差がなくなり、偏流がなくなること
により、熱交換器全体の冷却効果が均一化されて冷却効
率が向上する。

【００６２】とりわけ下方に位置するルーバーを経て吸
い込まれる外気量が、従来技術におけるよりも著しく増
加するから、熱交換器５の下方に属する銅チューブ外表
面での外気の入れ替え量が減少せず、この結果として銅
チューブ外表面での水の蒸発量が増加して冷却効率が向
上する。

【００６３】ところで、前記の実施形態においては、冷
却塔の運転条件が固定されていたが、実際の使用時にあ
っては運転条件に変動が発生する場合が多い。このよう
な運転条件の変動には、被冷却流体の熱交換器への流
量、被冷却流体の熱交換器への流入温度、それに外気温
度、外気湿度の変動があり、被冷却流体が使用されるプ
ラント側での操業条件の変化による熱負荷の変動や、季
節変動がある。さらに、プラント側での操業条件の変化
による被冷却流体のエンタルピ変化がある。これらは、
冷却塔側における運転条件の更新や、被冷却流体の熱交
換器からの目標流出温度の更新として反映されることに
なる。

【００６４】こうした運転条件の更新や、目標流出温度
の更新は、冷却塔におけるルーバーの傾斜角度の設定値
の変更を促すことになる。これは例えば、図６におい
て、各ルーバーの傾斜角度の組み合わせを、Ｐ１からＰ
２へ、またはＰ３へと変化させることを促すものにな
り、したがって冷却塔において前記に対応した制御が必
要になる。

【００６５】図１０は、このような制御を可能にする構
成を示すもので、本発明に係る冷却塔の他の実施形態の
ブロック構成図である。さらに図１１は、図１０に示さ
れる制御手段のブロック構成図である。以下、両図に基
づき本発明に係る冷却塔の他の実施形態を説明する。

【００６６】図１０において、本発明に係る冷却塔１Ａ
は、外気を吸引するファン２と該吸引ファン２を回転さ
せるモータ３から成る送風機８０と、この送風機８０の
吸込側、すなわちファン２の下側に配設された管式の熱
交換器５と、ファン２と熱交換器５との間に配設されて
熱交換器５の外表面に散水８を行う散水部７Ｂと、さら
に熱交換器５を囲んで外側に配設された複数枚のルーバ
ー４０Ａ〜４０Ｋを備えている。

【００６７】ルーバー４０Ａ〜４０Ｋの各々にはモータ
３１〜３Ｋがそれぞれ取り付けられており、各モータ３
１〜３Ｋの回転により各ルーバー４０Ａ〜４０Ｋがそれ
ぞれ独立に、異なる傾斜角度を張ることが可能に構成さ
れている。各モータ３１〜３Ｋは、別途設けられている
制御手段２０からの制御信号Ｃｔ１〜ＣｔＫにより作動
する。同様に、ファン２を回転させるモータ３の回転数
は、制御手段２０からの制御信号Ｃｔ３０によって制御
される。

【００６８】ルーバー４０Ａ〜４０Ｋの近傍には、外気
温度計３７と外気湿度計３８が設けられ、外気温度計３
７の測定信号ＴｍＡ、外気湿度計３８の測定信号ＨｍＡ
はそれぞれ制御手段２０へ入力される。

【００６９】外気は送風機８０に吸引されて吸込外気Ｓ
Ｆとなり、ルーバー４０Ａ〜４０Ｋを経て熱交換器５の
外表面にいたり、熱交換器５の外表面に接触しつつ通過
して高温多湿空気となり、送風機８０に吸い込まれるよ
うに構成されている。

【００７０】熱交換器５は、一本の銅チューブがつづら
折に折り返されてＵ字部の連結構成とされ、被冷却流体
Ｗは、流入口２０を経てこの熱交換器５に流入し、熱交
換器５内を通過中に冷却されて流出口２１から流出す
る。

【００７１】各々のルーバー４０Ａ〜４０Ｋは、水平方
向に対して張る各傾斜角度θを９０度までの範囲で任意
に制御でき、さらに送風機８０に近い位置に取付けられ
たルーバー４０Ａの傾斜角度が大きく、他方、取付け位
置が送風機８０から遠い、下側のルーバー４０Ｋの傾斜
角度が小さくなるように配設されている。

【００７２】ファン２によって空気取入口であるルーバ
ー４０Ａ〜４０Ｋから冷却塔１Ａ内に導入された吸込外
気ＳＦは、熱交換部５の外表面に接触して通過し、冷却
塔１Ａ外に排気される。一方、散水部７Ｂから散水８が
熱交換部５の外表面に均等に散水される。

【００７３】このように、熱交換器５の上方に置かれた
散水部７からの散水８が熱交換器５を構成する銅チュー
ブの外表面に滴下し、熱交換器５周りの湿球温度により
表面での水の蒸発を促す構成となっている。したがっ
て、空気線図上の飽和温度と湿球温度との差が蒸発の推
進力となるから、この熱交換器５周りの湿球温度が常に
飽和に達しない状態を維持する必要があり、このため送
風機８０により吸込外気ＳＦを取り込み、熱交換器５外
表面に接触する空気を継続的に更新させる構成となって
いる。

【００７４】被冷却流体Ｗの熱交換器５への流入口２０
の近傍には、被冷却流体Ｗの流入温度を測定する温度計
１７、および被冷却流体Ｗの流入量（すなわち流量）を
測定する流量計１８が設けられ、それぞれ測定した流入
温度Ｔｍ１、流量Ｆ１を制御手段２０に入力している。

【００７５】一方、被冷却流体Ｗの熱交換器５からの流
出口２１の近傍には、冷却された被冷却流体Ｗの流出温
度を測定する温度計１９が設けられ、測定した流出温度
ＴｍＫを制御手段２０に入力している。

【００７６】冷却塔１Ａから流出した被冷却流体Ｗは、
生産現場に導かれて負荷ＬＤにおいて冷熱源として働
き、使用済みの温度が上昇した被冷却流体Ｗは循環ポン
プＣＰにより再び冷却塔１Ａに送られ、流入口２０から
流入する。

【００７７】制御手段２０は、被冷却流体Ｗの流入温度
Ｔｍ１、流量Ｆ１、流出温度ＴｍＫ、および外気温度Ｔ
ｍＡ、外気湿度ＴｍＡに基づいて、後に詳述する演算を
実行し、これら演算結果に基づいて制御信号Ｃｔ１〜Ｃ
ｔＫ、あるいはさらに制御信号Ｃｔ３０を発信する。

【００７８】つぎに図１１に基づいて、制御手段２０の
構成を説明する。制御手段２０は、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）６１と、レジスタ群６３と、テンポラリメモリ６４
と、入力インタフェース部６５と、出力インタフェース
部６６と、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）６７が、共通バ
ス（ＢＵＳ）６２にそれぞれ接続されて構成される。こ
の制御手段２０は、マイクロコンピュータによって構成
されることが好ましい。

【００７９】入力インタフェース部６５には、被冷却流
体Ｗの流入温度Ｔｍ１、被冷却流体Ｗの流量Ｆ１、被冷
却流体Ｗの流出温度ＴｍＫ、および外気温度ＴｍＡ、外
気湿度ＴｍＡがそれぞれ入力される。さらに、入力設定
値として、目標流出温度ＴｍＫ’が入力されることもあ
る。

【００８０】出力インタフェース部６６は、制御信号Ｃ
ｔ１〜ＣｔＫ、あるいは制御信号Ｃｔ３０を出力する。

【００８１】読出し専用メモリ（ＲＯＭ）６７には、い
ずれも中央処理装置（ＣＰＵ）６１によって実行可能な
プログラム構成の、全体制御手段６７Ａ、送風機吸込圧
特性値データ６７Ｂ、ルーバー傾斜角度演算・制御手段
６７Ｃが記録されて構成されている。

【００８２】ここで、送風機吸込圧特性値データ６７Ｂ
は、図示されるような読出し専用メモリ（ＲＯＭ）６７
ではなく、たとえばＳＲＡＭなどの不揮発性メモリに格
納される構成とすることもできる。

【００８３】同様に、ルーバー傾斜角度演算・制御手段
６７Ｃを、図示されるような読出し専用メモリ（ＲＯ
Ｍ）６７ではなく、たとえばＳＲＡＭやフラッシュメモ
リなどの不揮発性メモリに格納される構成とすることも
できる。

【００８４】図１２は、ルーバー傾斜角度演算・制御手
段６７Ｃの動作フローチャートである。冷却塔の運転条
件である、被冷却流体の熱交換器への流量Ｆ１、被冷却
流体の熱交換器への流入温度Ｔｍ１、外気温度ＴｍＡ、
外気湿度ＨｍＡ夫々の測定値と、被冷却流体の熱交換器
からの目標流出温度ＴｍＫが、入力インタフェース部６
５を経て前以てレジスタ群６３またはテンポラリメモリ
６４中にストアされ、さらに送風機吸込圧特性データ６
７Ｂが、ＲＯＭ６７またはＳＲＡＭなどのＲＡＭ（図示
されない）に記憶されているものとし、ステップＳ１に
おいて、これら流量Ｆ１、流入温度Ｔｍ１、流出温度Ｔ
ｍＫ、外気温度ＴｍＡ、外気湿度ＨｍＡをレジスタ群６
３またはテンポラリメモリ６４からアクセスする。

【００８５】つでステップＳ２において、アクセスした
運転条件に変化がなければ、ステップＳ１に戻り、運転
条件のうち外気条件に変化が発生していればステップＳ
７に進み、また運転条件のうち被冷却流体の条件または
目標値に変化が発生していれば、ステップＳ３に進む。

【００８６】ステップＳ３において、被冷却流体の熱交
換器への流量Ｆ１に変化があれば、ステップＳ４に移
り、被冷却流体の熱交換器への流入温度Ｔｍ１に変化が
あれば、ステップＳ５に移り、被冷却流体の熱交換器か
らの目標流出温度ＴｍＫに変更があれば、ステップＳ６
に移る。

【００８７】ステップＳ４では、被冷却流体の変化した
流量Ｆ１と、ＲＯＭ６７などのメモリから読みだした送
風機吸込圧特性データ６７Ｂに基づいて、各ルーバー毎
に最適の傾斜角度θ１〜θＫが演算される。このとき同
時に、送風機の吸込特性に基づいて、送風機からの距離
が離れた位置にあるルーバーほど、傾斜角度が減少する
よう演算される。

【００８８】ステップＳ５では、被冷却流体の変化した
流入温度Ｔｍ１と、ＲＯＭ６７などのメモリから読みだ
した送風機吸込圧特性データ６７Ｂに基づいて、各ルー
バー毎に最適の傾斜角度θ１〜θＫが演算される。この
とき同時に、送風機の吸込特性に基づいて、送風機から
の距離が離れた位置にあるルーバーほど、傾斜角度が減
少するよう演算される。

【００８９】ステップＳ６では、被冷却流体の変更され
た目標流出温度ＴｍＫと、ＲＯＭ６７などのメモリから
読みだした送風機吸込圧特性データ６７Ｂに基づいて、
各ルーバー毎に最適の傾斜角度θ１〜θＫが演算され
る。このとき同時に、送風機の吸込特性に基づいて、送
風機からの距離が離れた位置にあるルーバーほど、傾斜
角度が減少するよう演算される。

【００９０】一方、ステップＳ７では、外気温度ＴｍＡ
に変化があれば、ステップＳ８に移り、外気湿度ＨｍＡ
に変化があれば、ステップＳ９に移る。

【００９１】ステップＳ８では、変化した外気温度Ｔｍ
Ａと、ＲＯＭ６７などのメモリから読みだした送風機吸
込圧特性データ６７Ｂに基づいて、各ルーバー毎に最適
の傾斜角度θ１〜θＫが演算される。このとき同時に、
送風機の吸込特性に基づいて、送風機からの距離が離れ
た位置にあるルーバーほど、傾斜角度が減少するよう演
算される。

【００９２】さらに、ステップＳ９では、変化した外気
湿度ＨｍＡと、ＲＯＭ６７などのメモリから読みだした
送風機吸込圧特性データ６７Ｂに基づいて、各ルーバー
毎に最適の傾斜角度θ１〜θＫが演算される。このとき
同時に、送風機の吸込特性に基づいて、送風機からの距
離が離れた位置にあるルーバーほど、傾斜角度が減少す
るよう演算される。

【００９３】ついでステップＳ１０において、各ルーバ
ーの傾斜角度が演算されたθ１〜θＫとなるように制御
される。

【００９４】上記によって熱交換器の外表面を通過する
外気量を変化させ、散水の蒸発潜熱を調節して熱交換器
全体の熱除去量を制御する。また同時に、熱交換器の各
部分における外表面の通過外気量を均一化することによ
り偏流の発生を防止することができる。

【００９５】本発明は前述のような構成になっており、
冷却塔の操業条件に合わせてルーバーの傾斜角度が調節
できるから、冷却効率が高く、しかも水滴の塔外飛散が
ない冷却塔が提供できる。

【００９６】図１３は、本発明に係る記録媒体の一実施
形態のブロック構成図である。同図に示されるように、
本発明に係る記録媒体７０には、水平方向に対して張る
傾斜角度を自動調節可能なルーバーが付設された冷却塔
の運転制御を、コンピュータによって実行するためのプ
ログラムが記録され、且つコンピュータによって読み取
り可能に構成されている。

【００９７】このプログラムは、ルーバー傾斜角度演算
・制御手順７１であり、このルーバー傾斜角度演算・制
御手順７１は、ルーバー付き冷却塔の熱交換器内に流入
する被冷却流体の流量、被冷却流体の流入温度、被冷却
流体の目標流出温度、熱交換器の外表面に接触する外気
の温度、外気の湿度のうちの少なくとも一つが変化した
際に、この変化に応じて各ルーバー毎の適する傾斜角度
の演算をコンピュータに実行させ、しかも、送風機の吸
込特性に基づいて、送風機から離れた位置にあるルーバ
ーほど傾斜角度を減少させる演算を、コンピュータに実
行させるプログラムとして構成されている。

【００９８】ルーバー傾斜角度演算・制御手順７１がコ
ンピュータによって処理される際の動作を説明すると、
先ず、レジスタまたはテンポラリメモリＲ１〜Ｒ５中に
ストアされた、冷却塔の運転条件である、被冷却流体の
熱交換器への流量Ｆ１、被冷却流体の熱交換器への流入
温度Ｔｍ１、外気温度ＴｍＡ、外気湿度ＨｍＡ夫々の測
定値と、被冷却流体の熱交換器からの目標流出温度Ｔｍ
Ｋが、レジスタまたはテンポラリメモリＲ１〜Ｒ５から
アクセスされる。

【００９９】さらにＳＲＡＭなどのメモリ７５に記憶さ
れた送風機の吸込圧特性データ７５ａが、ＳＲＡＭなど
のメモリ７５からアクセスされる。

【０１００】アクセスされた運転条件または目標値に変
化が発生していれば、この変化した値に基づいて、各ル
ーバー毎に最適の傾斜角度θ１〜θＫが演算される。こ
の演算は、被冷却流体の目標流出温度が変更されず、運
転条件に変化があった場合には、新しい運転条件で被冷
却流体の流出温度を目標値にするための熱除去量を更新
演算するとともに、この熱除去量を実現する外気吸込量
を確保可能な傾斜角度θ１〜θＫを演算するものであ
り、更新熱除去量は熱交換器内に流入する被冷却流体の
流量、被冷却流体の流入温度、被冷却流体の目標流出温
度、熱交換器の外表面に接触する外気の温度、外気の湿
度を用いて演算される。

【０１０１】また、被冷却流体の目標流出温度が変更さ
れた場合の演算は、流出温度を変更された目標値にする
ための熱除去量を更新演算するとともに、この熱除去量
を実現する外気吸込量を確保可能な傾斜角度θ１〜θＫ
を演算するものであり、更新熱除去量は熱交換器内に流
入する被冷却流体の流量、被冷却流体の流入温度、被冷
却流体の目標流出温度、熱交換器の外表面に接触する外
気の温度、外気の湿度を用いて演算される。

【０１０２】さらに、前記いずれの場合であっても、同
時に、送風機の吸込圧特性に基づいて、送風機からの距
離が離れた位置にあるルーバーほど、傾斜角度が減少す
るよう演算される。

【０１０３】ついで、各ルーバーの傾斜角度を演算され
たθ１〜θＫとするように、制御信号Ｃｔ１〜ＣｔＫが
発信される。

【０１０４】このように、本発明に係る記録媒体７０
を、水平方向に対して張る傾斜角度の自動調節が可能な
ルーバーが付設された冷却塔に適用して、記録されたル
ーバー傾斜角度演算・制御手順７１のプログラムをコン
ピュータによって実行することにより運転制御を行うこ
とで、冷却効率が高く、しかも運転条件や目標温度の変
化に追随可能な冷却塔を実現することができる。

【０１０５】なお前記記録媒体７０は、例えばモノリシ
ック半導体メモリが搭載されたＲＯＭメモリチップとし
て実施できるほか、フレキシブルディスク媒体（ＦＤ）
や、他の記録用媒体としても実施することができる。

【０１０６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
に係る冷却塔の運転方法は、水平方向に対して張る傾斜
角度を任意に設定可能に配設された複数枚のルーバーと
を備えた冷却塔の運転において適用され、複数枚の各ル
ーバーの傾斜角度を、送風機からの距離が離れる位置に
あるルーバーほど、傾斜角度が減少するよう設定して運
転するものであるから、送風機に近い位置におけるルー
バーの、水平方向に対して張る傾斜角度を大とすること
により空気の流入抵抗を大にでき、よって送風機に近い
位置においてファンによる吸込圧が大であっても、この
位置における外気吸込量が過大になるのを調整すること
ができる。

【０１０７】一方、送風機から遠い位置におけるルーバ
ーの、水平方向に対して張る傾斜角度を小にすることに
よって空気の流入抵抗を小さくでき、よって送風機から
遠い位置においてファンによる吸込圧が減少しても、こ
の位置における外気吸込量が過小になるのを防止するこ
とができる。

【０１０８】この結果、送風機に近い位置から遠い位置
に向かい形成される吸気面を通過して流入する外気吸込
量を、吸気面全体に亘り平均化することができ、よって
熱交換器の送風機に近い位置にある部分の表面を通過す
る外気量と、送風機から遠い位置にある熱交換器の部分
の表面を通過する外気量との差がなくなることにより、
熱交換器全体の冷却効果を均一化して冷却効率を向上さ
せることが可能になる。

【０１０９】本発明の請求項２に係る冷却塔は、複数枚
のルーバーの各々が、水平方向に対して張る各傾斜角度
を任意に設定可能に配設されており、且つ送風機に近い
位置に取付けられたルーバーの傾斜角度が大きく、取付
け位置が送風機から遠いルーバーの傾斜角度が減少する
よう設定された構成とするものであるから、送風機に近
い位置におけるルーバーの、水平方向に対して張る傾斜
角度が大に設定されることで、空気の流入抵抗を大にで
き、よって送風機に近い位置においてファンによる吸込
圧が大であっても、この位置における外気吸込量が過大
になるのを抑制することができる。

【０１１０】一方、送風機から遠い位置におけるルーバ
ーの、水平方向に対して張る傾斜角度が小に設定される
ことで、空気の流入抵抗を小さくでき、よって送風機か
ら遠い位置においてファンによる吸込圧が減少しても、
この位置における外気吸込量を増加させることができ
る。

【０１１１】この結果、送風機に近い位置から遠い位置
に向かい形成される吸気面を通過して流入する外気吸込
量を、吸気面全体に亘り平均化することができ、よって
熱交換器の送風機に近い位置にある部分の表面を通過す
る外気量と、送風機から遠い位置にある熱交換器の部分
の表面を通過する外気量との差を小さく制御することに
より、熱交換器下部の蒸発量を増加させ、熱交換器全体
の冷却効果を均一化して冷却効率を向上させることが可
能になる。

【０１１２】さらに、前記の結果として、とりわけ送風
機側での局所的な風速の上昇を抑えることにより、散水
が風によって巻き上げられることで生じる飛散水量を減
らすことができるという効果を奏する。

【０１１３】本発明の請求項３に係る冷却塔の運転方法
は、送風機と、送風機の吸込側に配設された熱交換器
と、熱交換器の外表面に散水する散水部と、熱交換器を
囲んで周囲に、水平方向に対して張る各々の傾斜角度が
任意に設定可能に配設された複数枚のルーバーとを備
え、熱交換器内に被冷却流体を通し、送風機によりルー
バーを経て吸入された外気が熱交換器の外表面を通過時
に散水された水を蒸発させ、この蒸発潜熱により熱交換
器内の被冷却流体を冷却して所定の目標流出温度とする
構成の冷却塔に適用され、熱交換器内に流入する被冷却
流体の流量、流入温度、目標流出温度、外気温度、外気
の湿度の変化に応じて外気量が変化するよう各ルーバー
の傾斜角度を調節し、しかも送風機の吸込特性に基づい
て、送風機からの距離が離れる位置にあるルーバーほど
傾斜角度が減少するよう調節して運転するものである。

【０１１４】したがって、熱交換器内に流入する被冷却
流体の流量、流入温度、外気温度、外気の湿度といった
運転条件の変化や、被冷却流体の目標流出温度の変更が
生じても、各ルーバーの傾斜角度を調節して吸込外気量
を制御することにより、こうした運転条件の変化や目標
流出温度の変更に効果的に対応可能な運転を実現するこ
とができる。

【０１１５】本発明の請求項４に係る冷却塔は、送風機
と、送風機の吸込側に配設された熱交換器と、熱交換器
の外表面に散水する散水部と、熱交換器を囲んで周囲
に、水平方向に対して張る各々の傾斜角度が任意に設定
可能に配設された複数枚のルーバーとを備え、熱交換器
内に被冷却流体を通し、送風機によりルーバーを経て吸
入された外気が熱交換器の外表面を通過時に散水された
水を蒸発させ、この蒸発潜熱により熱交換器内の被冷却
流体を冷却して所定の目標流出温度とする構成であり、
且つ、ルーバー傾斜角度演算手段と、傾斜角度制御手段
を備え、このルーバー傾斜角度演算手段は、熱交換器内
に流入する被冷却流体の流量、流入温度、目標流出温
度、外気温度、外気の湿度の変化に応じて各ルーバー毎
の適する傾斜角度を演算するとともに、送風機の吸込特
性に基づいて送風機からの距離が離れる位置にあるルー
バーほど傾斜角度を減少させるよう演算するものであ
り、傾斜角度制御手段は、ルーバー傾斜角度演算手段の
演算結果に基づき各ルーバーの傾斜角度を個別に制御す
るものである。

【０１１６】したがって、熱交換器内に流入する被冷却
流体の流量、流入温度、外気温度、外気の湿度といった
運転条件の変化や、被冷却流体の目標流出温度の変更が
生じても、各ルーバーの傾斜角度を自動調節して吸込外
気量を制御することにより、こうした運転条件の変化や
目標流出温度の変更に効果的に対応可能な制御系を実現
することができる。

【０１１７】本発明の請求項５に係るコンピュータ読み
取り可能な記録媒体は、コンピュータによって、水平方
向に対して張る傾斜角度が自在に調節可能なルーバーが
付設された冷却塔の運転制御をするためのプログラムを
記録した記録媒体であって、このプログラムは、ルーバ
ー付き冷却塔の熱交換器内に流入する被冷却流体の流
量、流入温度、目標流出温度、熱交換器の外表面に接触
する外気の温度、外気の湿度が変化した際に、この変化
に応じて各ルーバー毎の適する傾斜角度の演算をコンピ
ュータに実行させ、しかも送風機の吸込特性に基づい
て、送風機から離れる位置にあるルーバーほど傾斜角度
を減少させる演算をコンピュータに実行させる、ルーバ
ー傾斜角度演算手順のプログラムとして構成するもので
ある。

【０１１８】したがって、運転条件や目標温度の変化に
追随可能な冷却塔の運転制御プログラムを提供可能な記
録媒体を実現することができる。とりわけ、本発明に係
る記録媒体を、傾斜角度の自動調節が可能なルーバーが
付設された冷却塔に適用して、記録されたプログラムを
コンピュータによって実行することにより運転制御を行
うことで、冷却効率が高く、しかも運転条件や目標温度
の変化に追随可能な冷却塔を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る冷却塔の一実施形態の模式断面図
である。

【図２】図１に示される冷却塔の要部の動作説明図であ
る。

【図３】図１に示される冷却塔の外観図である。

【図４】図３のＡ−Ａ’断面図である。

【図５】本発明に係る冷却塔の一実施形態における熱交
換器のユニット分割図である。

【図６】本発明に係る冷却塔の一実施形態におけるルー
バーの傾斜角度分布図である。

【図７】本発明に係る冷却塔の一実施形態における送風
機の吸込圧特性を示す線図である。

【図８】本発明に係る冷却塔の一実施形態におけるルー
バーによる外気流入抵抗特性を示す線図である。

【図９】本発明に係る冷却塔の一実施形態における外気
吸込量の分布図である。

【図１０】本発明に係る冷却塔の他の実施形態のブロッ
ク構成図である。

【図１１】図１０に示される制御手段のブロック構成図
である。

【図１２】図１０に示される制御手段の動作フローチャ
ートである。

【図１３】本発明に係る記録媒体の一実施形態のブロッ
ク構成図である。

【図１４】送風機のファンによる外気の吸い込み状態の
説明図である。

【図１５】送風機のファンによる外気吸込圧特性図であ
る。

【図１６】外気吸込時のルーバーによる流入抵抗特性図
である。

【図１７】ルーバーを経た外気吸い込み状態の説明図で
ある。

【符号の説明】

１…冷却塔、２…ファン、３…モータ、５…熱交換器、
６…散水ポンプ、７…上部水槽、８…散水、９…下部水
槽、２０…流入口、２１…流出口、４１…送風機に近い
ルーバー、４Ｋ…送風機から遠いルーバー、８０…送風
機、ＳＦ…吸込外気、Ｗ…被冷却流体、θ１…傾斜角
度、θＫ…傾斜角度

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送風機と、該送風機の吸込側に配設され
   た熱交換器と、該熱交換器の外表面に散水する散水部
   と、該熱交換器を囲んで周囲に、水平方向に対して張る
   傾斜角度を任意に設定可能に配設された複数枚のルーバ
   ーとを備え、前記熱交換器内に被冷却流体を通し、前記
   送風機により前記ルーバーを経て吸入された外気が前記
   熱交換器の外表面を通過時に前記散水された水を蒸発さ
   せ、前記水の蒸発潜熱により前記熱交換器内の前記被冷
   却流体を冷却するとともに、前記ルーバーによって前記
   散水飛沫の外部への流出を防止する構成の冷却塔の運転
   方法であって、 前記複数枚の各ルーバーの前記傾斜角度を、前記送風機
   からの距離が離れる位置にあるルーバーほど減少するよ
   う設定して運転することを特徴とする冷却塔の運転方
   法。
2. 【請求項２】 送風機と、該送風機の吸込側に配設され
   た熱交換器と、該熱交換器の外表面に散水する散水部
   と、該熱交換器を囲んで周囲に配設された複数枚のルー
   バーとを備え、前記熱交換器内に被冷却流体を通し、前
   記送風機により前記ルーバーを経て吸入された外気が前
   記熱交換器の外表面を通過時に前記散水された水を蒸発
   させ、前記水の蒸発潜熱により前記熱交換器内の前記被
   冷却流体を冷却するとともに、前記ルーバーによって前
   記散水飛沫の外部への流出を防止する構成の冷却塔であ
   って、 前記各々のルーバーが、水平方向に対して張る各傾斜角
   度を任意に設定可能に配設されており、且つ前記ルーバ
   ーの前記傾斜角度が、前記送風機からの距離が離れる位
   置にあるルーバーほど減少するよう設定されたことを特
   徴とする冷却塔。
3. 【請求項３】 送風機と、該送風機の吸込側に配設され
   た熱交換器と、該熱交換器の外表面に散水する散水部
   と、該熱交換器を囲んで周囲に、水平方向に対して張る
   各々の傾斜角度が任意に設定可能に配設された複数枚の
   ルーバーとを備え、前記熱交換器内に被冷却流体を通
   し、前記送風機により前記ルーバーを経て吸入された外
   気が前記熱交換器の外表面を通過時に前記散水された水
   を蒸発させ、前記水の蒸発潜熱により前記熱交換器内の
   前記被冷却流体を冷却して所定の目標流出温度とする構
   成の冷却塔の運転方法であって、 前記熱交換器内に流入する前記被冷却流体の流量、前記
   被冷却流体の流入温度、前記被冷却流体の目標流出温
   度、前記外気の温度、前記外気の湿度のうちの少なくと
   も一つの変化に応じて、前記熱交換器の外表面を通過す
   る外気量が変化するよう前記複数枚の各ルーバーの前記
   傾斜角度を調節し、 且つ、前記送風機の吸込特性に基づいて、前記複数枚の
   各ルーバーの前記傾斜角度を、前記送風機からの距離が
   離れる位置にあるルーバーほど減少するよう調節して運
   転することを特徴とする冷却塔の運転方法。
4. 【請求項４】 送風機と、該送風機の吸込側に配設され
   た熱交換器と、該熱交換器の外表面に散水する散水部
   と、該熱交換器を囲んで周囲に、水平方向に対して張る
   各々の傾斜角度が任意に設定可能に配設された複数枚の
   ルーバーとを備え、前記熱交換器内に被冷却流体を通
   し、前記送風機により前記ルーバーを経て吸入された外
   気が前記熱交換器の外表面を通過時に前記散水された水
   を蒸発させ、前記水の蒸発潜熱により前記熱交換器内の
   前記被冷却流体を冷却して所定の目標流出温度とする構
   成の冷却塔であって、 前記熱交換器内に流入する前記被冷却流体の流量、前記
   被冷却流体の流入温度、前記被冷却流体の目標流出温
   度、前記外気の温度、前記外気の湿度のうちの少なくと
   も一つが変化した際に、該変化に応じて前記各ルーバー
   毎の適する前記傾斜角度を演算し、しかも前記送風機の
   吸込特性に基づいて、前記送風機からの距離が離れる位
   置にあるルーバーほど、前記傾斜角度を減少させるよう
   演算するルーバー傾斜角度演算手段と、 前記ルーバー傾斜角度演算手段の演算結果に基づき前記
   各ルーバーの傾斜角度を個別に制御する傾斜角度制御手
   段を備えたことを特徴とする冷却塔。
5. 【請求項５】コンピュータによって、水平方向に対して
   張る傾斜角度が自在に調節可能なルーバーが付設された
   冷却塔の運転制御をするためのプログラムを記録した記
   録媒体であって、 該プログラムは、前記ルーバー付き冷却塔の熱交換器内
   に流入する被冷却流体の流量、前記被冷却流体の流入温
   度、前記被冷却流体の目標流出温度、前記熱交換器の外
   表面に接触する外気の温度、前記外気の湿度のうちの少
   なくとも一つが変化した際に、該変化に応じて前記各ル
   ーバー毎の適する前記傾斜角度の演算をコンピュータに
   実行させ、しかも、前記送風機の吸込特性に基づいて、
   前記送風機から離れる位置にある前記ルーバーほど、前
   記傾斜角度を減少させる演算を、コンピュータに実行さ
   せるルーバー傾斜角度演算手順のプログラムであること
   を特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。