JPS61149773A - 水冷式冷却装置の冷却水供給回路 - 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０図において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．水冷却器４、一次圧力調整弁５との
相互間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１ｏ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、一次圧カ調整弁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
った後に再びポンプ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ってその負荷容量。 負荷変動等が様々であり、かつ熱負荷の種類によっては
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っては商用電源周波数が５０Ｈ
ｚであったり６０Ｈｚであったりすることから、５０８
２、６０１２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
っ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０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■、■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積を
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■を重畳
することにより、特性線■。 ■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■で表す曲線
であれば、線■と■および線■と■との交点Ａ。 Ｂがそれぞれ５０８２．６０Ｈｚの運転時のバランス点
となる。つまりこのバランス点Ａ、Ｈ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、
前記した負荷圧力積特性線■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６
０１（ｚ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となり、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
来塘１の欠占を詮去し、Ｔ場出ａ播は倍別な弁調整の操
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、５０Ｈ２，６０Ｈｚのいずれの運
転時でも規定圧力に対して精度の高い冷却水を熱負荷へ
供給し、所定の冷却特性が得られるように構成した５０
Ｈｚ、　６０Ｈｚ地域での共用が可能な水冷式冷却装置
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
水ポンプの吐出側と吸込側との間に、所定流量特性の定
流量弁、および５０Ｈｚ運転時には閉塞し６０Ｈｚ運転
時に開放される止め弁とを直列に介装したバイパス路を
配管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
によって生じるポンプの流量差が原因となって５０Ｈ２
運転と６０８２運転との間の圧力変動幅を大きくしてい
ることに着目し、この発明では上記のように送水ポンプ
の吐出側と吸込側との間に定流量弁と止め弁とを直列に
介装たバイパス路を配管接続し、当該冷却装置を５０Ｈ
ｚ域で使用する場合には止め弁を閉塞し、一方６ＯＮ！
地域で使用する場合には止め弁を開放してポンプからの
吐き出し水の一部を定流量弁を通じてポンプ吸込側に還
流させることにより、系内主回路の一次側に流れる冷水
流量を５０Ｈ２運転と同じ流量に保持し、これにより５
０Ｈｚ運転と６０Ｈｚ運転とでほぼ同じ機外流量特性、
したがって同じ冷却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図はこの発明の実施例にかか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図と同じ符号は同一部材、同じ特性線
を表す。 すなわち第１図において、この発明により送水ポンプ３
の吐出側と吸込側との間にまたがって、新たに定流量弁
１１と止め弁１２とを直列に介装したバイパス路１３が
配管接続されている。ここで定流量弁１１は、ポンプ３
の５０Ｈｚ運転と６０Ｈｚ運転との間のポンプ特性差に
基づく冷却水流量の変化分に対応して弁の流量特性が定
められている。一方、止め弁１２は５０Ｈｚ商用電源地
域での使用時には弁を閉塞し、６０Ｈｚ商用電源地域で
の使用時には弁が開放操作されるものであり、これによ
り特に６０Ｈｚ運転時にはポンプ吐き出し水の一部を前
記バイパス路１３を通じてポンプ３の吸込側に還流させ
る。したがって系内の主回路を流れる冷却水の流量は、
５０８２゜６０Ｈｚいずれの運転時にも同じ流量となる
。 次に上記回路による運転特性を第２図により説明する０
図において、■、■、■の各特性線は第４図と同じ特性
を表す、一方ポンプ３を６０Ｈｚで運転した際のポンプ
単独の特性は特性線■、また定流量弁１１の流量特性は
運転領域で垂直な特性を示す特性線■で表され、この特
性線■を前記のポンプ特性■から差し引いて重畳するこ
とにより特性線■が得られ、さらにこの特性線■から回
路内の圧力損を差し引いて０の特性線が得られる。この
特性線［相］は５０Ｈｚ運転時の特性線■に対応する６
０Ｈｚ運転時のポンプ運転特性を表し、さらに［株］の
特性線に先記した一次圧力調整弁５の特性線■を重畳す
ることにより６０）ｚ運転の機外流量特性０が得られる
。なお機外流量特性■および◎ばそれぞれ５０Ｈ２運転
、　６０Ｈｚ運転時に第１図における外部接続端子７を
通じて熱負荷２側に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、この機外流量特性線と負荷側の圧
力損特性■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６０Ｈｚ運転時の機外流量特性■
は、５０Ｈｚ運転時の機外流量特性■と全域に亙って殆
ど重なり合うようになっている。したがって商用電源周
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
、また熱負荷の使用領域内で負荷が様々に変化して運転
バランス点Ｃが特性線■、■の線上で移動しても、これ
に伴う圧力変動は極めて小さい幅に抑えられる。つまり
、同じ仕様の冷却装置を５０Ｈｚ、　６０Ｈ２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、したがって規定の圧力に対して精度の高い冷
却水を熱負荷２へ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出側と吸込側との間に、所定流量
特性の定流量弁、および５０Ｈｚ運転時には閉塞し６０
Ｈｚ運転時に開放される止め弁とを直列に介装したバイ
パス路を配管接続したことにより、５０Ｈｚ、　６０Ｈ
ｚの周波数の相違に起因する圧力。 流量の変動幅を低く抑え、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。しかもバイパス路に介装した止め弁の開閉操
作は、一次圧力調整弁の調整操作とは異なり面倒な調整
を要しないので、ユーザー側の保守員でも簡単に取扱操
作でき、これによって冷却装置の５０／６０Ｈｚ地域で
の共用化が図れることになる。

【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
従来装置の配管系統図、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ニ一次圧力調整弁、１１：定流量弁、１
２：止め弁２．１３：バイパス路。 ・　、　／　　；Ａ’見 第１図 第２図　　　　１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）商用電源で運転される電動式送水ポンプ、水冷却器
   、一次圧力調整弁および熱負荷の相互間で冷却水循環回
   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低温水をポンプ送
   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出側と吸
   込側との間に、所定流量特性の定流量弁、および５０Ｈ
   ｚ運転時には閉塞し６０Ｈｚ運転時に開放される止め弁
   とを直列に介装したバイパス路を配管接続したことを特
   徴とする水冷式冷却装置の冷却水供給回路。