JPS5961153A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は電気機器等の冷却を行うための冷却装置に関す
るものである。

〔発明の技術的背景〕

一般に、電気機器冷却用の水冷型冷却機器において、節
水・節電及び電気機器の連転環境の改善を図るために電
気機器の負荷に応じ、冷却機器への冷却水通水量を冷却
水配管系統に設けた流量制御弁にて調整し、冷却能力を
制御する方法が用いられている０このような場合、電気
機器の負荷によっては、流量制御弁全閉動作による冷却
機器への通水停止又は、全開動作による過大水量の通水
状態が起こり、冷却機器の性能並びに保守上、問題があ
った。

即ち、流量制御運転時、通水停止状態になると、冷却機
器の冷却管及びウォーターボックス内部に泥等の異物が
沈澱φ付着し、冷却能力低十、腐食促進を引き起こし、
さらには、冬期に通水停止状態が長時間続いた場合０）
即結などの心配がある一方、逆に、過大水量の通水状態
では、冷却管及びウォーターボックス内部等の腐食・摩
耗を促進するなどの問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記相情に鑑みて成されたもので、冷却機器の
寿命の向上と運転環境の改善を図ることのできるように
した冷却装置を提供することを目白りとする。

〔発明の概要〕

即ち、本発明は上記目的を達成するため、機器冷却用の
媒体を熱交換により冷却する熱交換器と、この熱交換器
に熱交換器冷却用の冷却流体を循環させるための主管路
と、この主管路に設けられ冷却流体の流量を検出して信
号を出力する手段と、前記熱交換器により熱交換された
前記媒体の温度を検出し、信号を出力する温度検出手段
と、前記主管路に設けられ前記冷却流体の流量を絞る弁
と、前記温度検出手段の出力に応動して制御出力を発生
する制御手段と、前記主管路に設けられこの制御出力に
応じて開度が制御される流量制御弁と、弁を有し前記流
量制御弁及び前記弁を迂回して前記主管路に接続される
バイパス管路とを備えて構成し、前記バイパス管路の弁
は前記Ｒ，量制御弁の全閉時、前記熱交換器の冷却流体
流路に流体中の異物等の沈澱・付着を抑制し得る最低流
速となる最低床置を流通させる開度に設定し、また前記
流ｍ：　ｆｈ！制御弁の全開時、前記主管路並びにバイ
パス管路を通して、前記熱交換器に流路の腐食・摩耗を
抑制５Ｊ能な最大流速となる最大流量を与えられる開度
に前糺止１凸路の弁を設定し、冷却流体の流通は主悩路
及びバイパスも路を経て行うようにし、削配挨出温度に
幻応する流量の制御員、主管”ａ’ｊ５σ）流量ｉｔｉ
！ｌイ１１４１づ）゛により１」い、この流量制御弁の
全開時では熱交換器のイ畠却θ１１５体流翫が前記設定
した最大流量になるよう、また、全開時では前記設定し
た最（氏ｉ１＋Ｉｔ　ｆｆｉが１１Ｊられろようにして
、最１氏時では異物の沈澱や付層か生じない程度の流Ｍ
Ｋまた、最大時でｋＪ流路のｊ間食や摩耗が生しなから
説明ｊる。第１図は本発明の一実施例を示す冷却水系統
図である。

構成を簡明するＭｉＪに、冷却管内を冷却水、冷却舊外
馨窒気を進す構造の空気冷却器の通水条件について説明
しておく。

冷却管内流速が大ぎい場合、冷却管内側の酸化皮膜のは
く離が起こると共に酸化皮膜の形成を困難にし、冷却管
の腐食・摩耗を促進する。

冷却管拐質並びに流体の種類等によって異なるが、ある
流速以上となると急激に腐食・摩耗を助長する点があり
、この流速をもって最大流量とする。

又、冷却管内流速が小さい場合、冷却管内に姐体中の異
物等が沈澱・付着し、冷却管内の汚れによる冷却能力低
゛ド並びに腐食を促進する。

また、流体の４に類等によって異なるが、ある流速以下
となると、冷却管内の汚れが激しくなる点があり、この
流速をもって最低床置とする。

さて、本発明になる床蓋制御を適用する冷却系は第１図
のように循環水配管Ｉの途上に冷却同数となる電気機器
２を直接冷却（空冷）するための循環空気Ａを送られて
来る循環水によって冷却するだめの空気冷却器３、循環
水を送水させるだめの循環水ポンプ４、循環水を冷却す
るための冷却塔６を直列に配して循環路を形成し、冷却
塔５と空気冷却器３の間の循環水配管Ｉ途上には、Ｕ軸
装に６を内蔵した流奮計７を設け、また循環水ポンプ４
と空気冷却器３との間の主配管８途上に流量制御弁９並
びにこの流量ｌＩ　Ｉｌｌ弁９０前後に仕切弁１０．Ｉ
Ｉを設けると共に、流量制御弁９と仕切弁１０．１１よ
りなる系を迂回するためのバイパス配管１２を設け、ま
た、このバイパス配管１２の途上に仕切弁Ｉ３を設け、
さらに、空気冷却器３の空気出側に冷却空気の温度を検
出するための温度検出器１４を設け、この温度検出器Ｚ
４の出力信号に応じて流量制御弁９の開度を変化させる
制御器Ｉ５を配し′Ｃ構成しである。そして、流景制否
１ノＰ９が全閉の時には、前記最低流量をバイパス配管
１２側を通して空気冷却器３に通水させると共に、流量
制御弁９が全開の時には、最大流Ｍを主配管８並びにバ
イパス配管１２を逍して空気冷却器３に通水させるよう
に仕切弁１０゜１１．１３の開度を予め操作・調整して
お（。

また、警報装置６を設けて空気冷却器３に最大流量通水
された時、警報装置６を動作させるよう構成する。

上述のように構成された本発明による冷却装置において
、電気機器２の熱損失によって生じた電気機器の熱は循
環空気Ａによって冷却される。これにより加熱された循
環空気Ａは、空気冷却器３にて冷却塔５を介し、循環水
ポンプ４を経て空気冷却器３に送水された循環水によっ
て熱交換・冷却されて再び電気機器２の冷却用として、
電気機器２へ循環送風される。第２図は、電気機器２の
負荷に対する流量制御状態を示したもので、第２図（ａ
）のように電気機器２の負荷が軽くなるに従って、冷媒
である空気冷却器３０出１１ｔ＋空気温度は低下するの
で、温度検出器Ｉ４の出力信号に応じ、制御器１５によ
り制御して流量制御弁９を第２図（ｂ）に示す如く徐々
に絞り、空気冷却器３への通水量を減少させ、第２図（
Ｃ）に示す如く電気機器２の必要冷却容量を満たすだけ
の流量に抑えて通水することにより、冷却水の節約並び
に循環水ポンプ４の動力の軽減を図る。そして第２図（
ａ）に示すようにさらに、電気機器２の負荷が軽くなる
と、第２図（ｂ）に示す如く最終的には流量制御弁は全
閉となるが、この時、第２図（Ｃ）に示すように空気冷
却器３へはバイパス配管１２を通して最低流量が通水さ
れ、通水停止又は微景通水によって引き起こされる循環
水中の異物の冷却管への沈澱・付着を防止し、これによ
って空気冷却器３の冷却能力低下あるいは異物の詰まり
・（＝Ｊ着による腐食を回避すると共に冬期における空
気冷却器３の凍結による損傷をも防止することができる
。

一方、第２図（ａｌに示す如く電気機器２の負荷が上昇
するに従って空気冷却器３のＩｉｉ側空気温度が上昇す
るが、この突気温度を検出する温度検出器Ｉ３の出力信
号によって流量制御弁９も第２図（ｂ）の如く開き、第
２図（Ｃ）の如く空気冷却器３への通水量を増加させ、
電気機器２が定格負荷となるときに空気冷却器３へ定格
流量が通水されるよう制御される。

さらに、電気機器２の負荷が上昇し過負荷となると流量
制御弁９は全開となり、空気冷却器３に対する前記最大
流量が通水され、つまり、管路自流体による管路内摩耗
や腐食の生じ易くなる流速以上の流速となる流量のを気
冷却器３への通水を妨げることによって、空気冷却器３
の冷却管並びにウォーターボックス等の内面の腐食や摩
耗の促進を防止することができる。又、空気冷却器３に
最大流量の通水が成されると、警報装置６が動作し、電
気機器２の過負荷運転を仰らしめる。また、このとき、
警報装置６の、警報動作を利用して、電気機器の運転制
御等もすることができる。

尚、バイパス配管１２を設けることによって、流量制御
弁９が故障した場合でも、仕切弁１３を開け、空気冷却
器３に定格水量通水させること゛ができ、流量制御弁９
の修理のために通水を停止させる必要が生じない。

尚、本発明において、前記最大流量通水は流量制御弁全
開信号又は循環水ポンプの運転電流より検出するように
しても良い。

以上説明したように管路内を流れる流体の流速を最大流
量時では管路内の腐食や摩耗が生じ易くなる流速の流量
に、ま、た最低流量時では管路内に沈澱物が生じない最
小の流速となる流量に設定し、冷媒の温度に応じてこの
最大、最小１．１゜流量の範囲内で空気冷却器への通水
量を制御することによって、空気冷却器への通水是過大
による冷却管噂ウォーターボックス等の腐食・摩耗の促
進を防止する一方、通水過小又は通水停止による異物の
堆積に起因する冷却能力低下並びに腐食促進を防止する
ことができ、空気冷却器の寿命を飛躍的に向上させるこ
とができ、また、流量制御弁全開時にも窒気冷却器並ひ
に冷却水配管系統機器には通水されているので、凍結に
よる損傷を防ぐことができ、従って冬期間における各機
器の運転環境を改善でき、さらに、調整員の保守・点検
作業の軽減を図ることができる他、流量制御弁全開時に
、流量制御無調整にて通水できる流量が、空気冷却器の
最大流量より大きい場合、流量制御弁全開時の床置を空
気冷却器の最大流量に制限することにより、ポンプの流
量過大によるオーバーロード運転を防止することができ
る。

また、流量制御弁全閉時にも通水されているので、流量
制御弁の上流側の機器にポンプの締切圧が加わることを
防止することができると共に瞬時の流量制御弁の全開に
よるウォーターハンマー現象も軽減することができ運転
環境の向上にも結びつく他電気機器の過負荷運転をとら
えることができるので、電気機器の異常運転防止を図る
ことができる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明は機器冷却用の媒体を熱交換
により冷却する熱交換器と、この熱交換器に熱交換器冷
却用の冷却流体を循環させるための主管路と、この主管
路に設けられ冷却流体の流量を検出して信号を出、力す
る手段と、前記熱又換器により熱交換された前記媒体の
温度を検出し、信号を出力する温度検出手段と、前記主
回路に設けられ前記冷却流体の流量を絞る升と、前記温
度検出手段の出力に応動して制御出力を発生する制御手
段と、前部主管路に設けられこの制御出力に尾、じて開
度が制御される流量制御弁と、弁を治し前記流量制御弁
及び前七己弁を迂回して前記主管路に接続されるバイパ
ス管路とを備えて構成し、前記バイパス管路の弁は前記
流量制御弁の全開時、前記熱交換器の冷却流体流路にぴ
し体中の異物等の沈澱・付着が生じない程度の最低流速
となる最低流量を流通させる開度に設定し、また前記流
量制御弁の全開時には前記主管路並びにバイパス管路を
通して前記熱交換器に流路の腐食φ摩耗を抑制可能な最
大流速となる最大流量を与えられる開度に前記主管路の
弁を設定し、冷却流体の流通は主管路及びバイパス管路
を経て行うようにし、前記検出温度に対応する流量の制
御は主管路の流量制御弁により行い、この流量制御弁の
全開時では熱交換器への冷却流体流路が前記設定した最
大流量になるよう、また全閉時では前記設定した最低流
量となるようにして、最低時では異物の沈澱や伺着が生
じない程度の流量に、また、最大時では流路の腐食や摩
耗が生じない程度の流量になるようにしたので、熱交換
器への冷却流体流皿過大による冷却管・ウォーターボッ
クス等の腐食−摩耗の促進を防止する一方、流量過小又
は流通停止による異物の堆積に起因する冷却能力低下並
びに腐食促進を防止することができ、熱交換器の寿命を
飛躍的に向上させることができる他、流量制御弁全閉時
にも熱交換器差′びに冷却流体流通管路系統機器には冷
却流体が流通されているので、凍結による損傷を防ぐこ
とができ、冬期間における各機器の運転環境を改善し、
さらに、調整員の保守・点検作業の軽減化を図ることが
でき、更には、流量制御弁、全開時に、流量制御無調整
にて流すことのできる流量が、空気冷却器の最大流量よ
り大きい場合、流量制御弁全開時の流量を熱交換器の最
大流量に制限することにより、ポンプの流量過大による
オーバーロード運転を防止することができるなど優れた
特徴を有する冷却装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す冷却水系統図、第２図
はその動作を説明するだめの図である。 １・・循環水配管、２・・−気後器、３・・空気冷却器
、４・・循環水ポンプ、５　・冷却塔、６・・・警報装
置、７・・流量言１．８・・主配管、９・・・流量制御
弁、１０，１１．１３・・仕切弁、１．２・・・バイパ
ス配管、１４・・・温度検出器、Ｉ５・・・制御器。 出願人代理人　弁理士　　鈴　江　武　診特開昭５９−
６１１５３　（５）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）機器冷却用の媒体を熱交換により冷却１゛る熱交
   換器と、この熱交換器に熱交換器冷却用の冷却流体を循
   環させるための主電路と、この主管路に設けられ冷却流
   体の流量を検出して信号を出力する手段と、前記熱交換
   器により熱交換された媒体の温度を検出し信号を出力す
   る温度検出手段と、前記主管路に設けられ前記冷却流体
   のｍｔ、　ｆｉｔを絞る弁と、前記温度４ＩＡａｊ手段
   の出力に応動して制御出力を発生する制御手段と、Ａｉ
   ｌ記主旬路に設けられこの制御出力に応じて開度が制御
   される流量制御弁と、弁を有し前記Ｉｈ量制御弁及び前
   記弁を迂回して前記主管路に接続されるバイパス管路と
   を備え、前記バイパス管路の弁は１１１記流敵制飴ノ弁
   の全閉時、前記熱交換器の冷却流体流路に流体中の異物
   等の沈澱ｉ付着を抑制し？替る最低流速となる最低流賞
   を流通させる開度に設定し、また前記流量制御弁の全開
   時には、前記主管路並びにバイパス管路を通して、前記
   熱交換器に流路の腐食・摩耗の抑制可能な最大流速とな
   る最大流量を与えられる開度にｈｉＪ記主管路の弁を設
   定することを特徴と１−る冷却装置。
2. （２）　　前記熱交換器を流通する冷却流体の流量が最
   大流鈑となった時、警報を発生させることを特徴とする
   特許請求の範囲＠１項６１載の冷却装置０