特表 2023-551400 熱除去装置、プルーム軽減システム、及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-12-08

(54)【発明の名称】熱除去装置、プルーム軽減システム、及び方法

(51)【国際特許分類】

   F28C 1/16 20060101AFI20231201BHJP

【ＦＩ】

F28C1/16

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023528586

(86)(22)【出願日】2021-11-23

(85)【翻訳文提出日】2023-07-13

(86)【国際出願番号】 US2021060507

(87)【国際公開番号】W WO2022109454

(87)【国際公開日】2022-05-27

(31)【優先権主張番号】63/117,244

(32)【優先日】2020-11-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】515164653

【氏名又は名称】バルチモア、エアコイル、カンパニー、インコーポレーテッド

【氏名又は名称原語表記】ＢＡＬＴＩＭＯＲＥ ＡＩＲＣＯＩＬ ＣＯＭＰＡＮＹ， ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】ブレイ，プレストン

(72)【発明者】

【氏名】シン，ヨン ケー．

(72)【発明者】

【氏名】アーロン，デイビッド アンドリュー

(57)【要約】

一態様において、蒸発式熱交換器と、第１の周囲空気を空気入口に仕向け、第１の周囲空気を蒸発式熱交換器と相互作用させて加熱された空気を生成し、加熱された空気を空気出口から排出するように動作可能な主要ファンとを含む熱除去装置が提供される。熱除去装置は、蒸発式熱交換器の下流で加熱された空気と接触するように第２の周囲空気を仕向けるように動作可能なプルーム軽減ファンと、主要ファン及びプルーム軽減ファンに動作可能に結合されたコントローラとを含む。コントローラはプルーム軽減モードを有し、プルーム軽減モード中、コントローラは、プルーム軽減ファンを作動して、加熱された空気と接触するようにプルーム軽減ファンに第２の周囲空気を仕向けさせ、加熱された空気を冷却してプルームを軽減させる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気入口と、
空気出口と、
蒸発式熱交換器と、
第１の周囲空気を前記空気入口に仕向け、前記第１の周囲空気を前記蒸発式熱交換器と相互作用させて加熱された空気を生成させ、前記加熱された空気を前記空気出口から排出するように動作可能な主要ファンと、
前記蒸発式熱交換器の下流で第２の周囲空気を前記加熱された空気と接触させるように動作可能なプルーム軽減ファンと、
前記主要ファン及び前記プルーム軽減ファンに動作可能に結合されたコントローラであって、プルーム軽減モードを有し、前記プルーム軽減モード中、前記コントローラは、前記プルーム軽減ファンを作動して、前記加熱された空気と接触するように前記プルーム軽減ファンに前記第２の周囲空気を仕向けさせ、前記加熱された空気を冷却してプルームを軽減させる、コントローラと
を含む熱除去装置。

【請求項2】

前記プルーム軽減ファンが、前記蒸発式熱交換器の下流且つ前記空気出口の上流で、前記第２の周囲空気を前記加熱された空気と接触するように仕向けるように動作可能である、請求項１に記載の熱除去装置。

【請求項3】

前記蒸発式熱交換器と前記空気出口との中間のプレナムをさらに含み、
前記プルーム軽減ファンは、前記第２の周囲空気を前記プレナム内の前記加熱された空気と接触するように仕向けるように動作可能である、請求項１に記載の熱除去装置。

【請求項4】

前記プルーム軽減ファンが、前記空気出口の下流で前記第２の周囲空気を前記加熱された空気と接触するように仕向けるように動作可能である、請求項１に記載の熱除去装置。

【請求項5】

外側構造をさらに含み、前記蒸発式熱交換器は前記外側構造内にあり、前記空気入口は、前記外側構造の内部への周囲空気流を許容し、前記空気出口は、加熱された空気が前記外側構造の内部を出ることを許容し、
前記プルーム軽減ファンが前記外側構造の外側にあり、前記プルーム軽減ファンは、前記加熱された空気が前記空気出口から排出されると、前記第２の周囲空気を前記加熱された空気と接触するように仕向けるように動作可能である、請求項４に記載の熱除去装置。

【請求項6】

前記コントローラが冷却モードを有し、前記冷却モード中、前記コントローラは、前記プルーム軽減ファンを第１の方向に作動して、前記第１の周囲空気を前記空気入口に仕向け、前記第１の周囲空気を前記蒸発式熱交換器と相互作用させ、前記加熱された空気を前記空気出口から排出することを支援し、
前記コントローラのプルーム軽減モードは、前記コントローラが、前記プルーム軽減ファンを反対の第２の方向に作動して、前記第２の周囲空気を前記蒸発式熱交換器の下流で前記加熱された空気と接触するように仕向けることを含む、請求項１に記載の熱除去装置。

【請求項7】

前記主要ファンが複数の主要ファンを備え、前記プルーム軽減ファンが複数のプルーム軽減ファンを含み、
前記コントローラが冷却モードを有し、前記冷却モード中、前記コントローラは前記主要ファン及び前記プルーム軽減ファンを第１の方向に作動し、それにより、前記主要ファン及び前記プルーム軽減ファンの両方が協働して、前記第１の周囲空気を前記空気入口に仕向け、前記第１の周囲空気を前記蒸発式熱交換器と相互作用させ、前記加熱された空気を前記空気出口から排出するようにし、
前記コントローラの前記プルーム軽減モードは、前記コントローラが、
前記主要ファンを前記第１の方向に作動すること、及び
前記プルーム軽減ファンが前記第２の周囲空気を前記蒸発式熱交換器の下流で前記加熱された空気と接触するように仕向けるように、前記プルーム軽減ファンの前記第１の方向とは反対の第２の方向に前記プルーム軽減ファンを作動すること、
を含む、
請求項１に記載の熱除去装置。

【請求項8】

前記主要ファンが、前記加熱された空気を前記空気出口から第１の方向に排出するように動作可能であり、
前記プルーム軽減ファンが、前記加熱された空気と接触するように、前記第１の方向を横切る第２の方向に前記第２の周囲空気を仕向けるように動作可能である、請求項１に記載の熱除去装置。

【請求項9】

前記蒸発式熱交換器と前記空気出口との中間にプレナムをさらに備え、
前記主要ファンが、前記プレナム内の前記加熱された空気を前記空気出口から前記第１の方向に排出させるように動作可能であり、
前記プルーム軽減ファンが、前記プレナム内の前記加熱された空気と接触するように、前記第１の方向に対して斜めの第２の方向に前記第２の周囲空気を仕向けるように動作可能である、請求項８に記載の熱除去装置。

【請求項10】

前記蒸発式熱交換器の下流且つ前記空気出口の上流にある調整可能な風量調整弁をさらに備え、
前記プルーム軽減ファンが、前記第２の周囲空気を前記調整可能な風量調整弁を通して、前記加熱された空気と接触するように仕向けるように動作可能である、請求項１に記載の熱除去装置。

【請求項11】

外側構造をさらに備え、前記蒸発式熱交換器は前記外側構造内にあり、
前記外側構造が、少なくとも１つの調整可能な風量調整弁を有する床を含み、
前記プルーム軽減ファンが、前記第２の周囲空気を、前記少なくとも１つの調整可能な風量調整弁を通して、前記蒸発式熱交換器の下流で前記加熱された空気と接触するように引き上げるように動作可能である、請求項１に記載の熱除去装置。

【請求項12】

前記蒸発式熱交換器が、熱伝達要素と、水を含む液体を前記熱伝達要素に分配するように構成された液体分配システムと、液体を回収する水溜めとを含む、請求項１に記載の熱除去装置。

【請求項13】

熱除去装置を作動する方法であって、
主要ファンを作動して、第１の周囲空気を前記熱除去装置の空気入口に仕向け、前記第１の周囲空気を蒸発式熱交換器と相互作用させて加熱された空気を生成させ、前記加熱された空気を前記熱除去装置の空気出口から排出させること、
周囲空気変数に少なくとも部分的に基づいてプルーム形成条件を決定すること、及び
前記プルーム形成条件を決定したことに応答して、前記加熱された空気を冷却しプルームを軽減するために第２の周囲空気を前記加熱された空気と接触するように仕向けるためにプルーム軽減ファンを作動すること、
を含む方法。

【請求項14】

前記プルーム軽減ファンを作動することが、前記蒸発式熱交換器の下流及び前記熱除去装置の前記空気出口の上流で、前記第２の周囲空気を前記加熱された空気と接触するように仕向けることを含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記プルーム軽減ファンを作動することが、前記第２の周囲空気を、前記熱除去装置の前記空気出口の上流にある前記熱除去装置のプレナム内の前記加熱された空気と接触するように仕向けることを含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項16】

前記プルーム軽減ファンを作動することが、前記加熱された空気が前記熱除去装置から排出された後、前記第２の周囲空気を前記空気出口の下流で前記加熱された空気と接触するように仕向けることを含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項17】

前記熱除去装置が、前記空気入口と前記空気出口とを含む外側構造を含み、前記蒸発式熱交換器が前記外側構造内にあり、
前記主要ファンを作動することが、前記第１の周囲空気を前記空気入口を通して前記外側構造の内部に仕向け、前記第１の周囲空気を前記蒸発式熱交換器と相互作用させて前記外側構造の内部で前記加熱された空気を生成し、前記加熱された空気を前記空気出口から排出することを含み、
前記プルーム軽減ファンを作動することが、前記加熱された空気が前記外側構造の前記空気出口から排出された後に、前記第２の周囲空気を前記加熱された空気と接触するように仕向けることを含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項18】

前記プルーム軽減ファンを第１の方向に作動して、前記第１の周囲空気を前記空気入口へ仕向けること、前記第１の周囲空気を前記蒸発式熱交換器と相互作用させて加熱された空気を生成すること、及び前記加熱された空気を前記空気出口から排出することを支援することをさらに含み、
第２の周囲空気を前記加熱された空気と接触するように仕向けるために前記プルーム軽減ファンを作動することが、前記第２の周囲空気を前記加熱された空気と接触するように仕向けるために前記プルーム軽減ファンを反対の第２の方向に作動することを含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項19】

前記主要ファンを作動することが、前記加熱された空気を前記空気出口から第１の方向に排出することを含み、
前記プルーム軽減ファンを作動することが、前記第２の周囲空気を前記加熱された空気と接触するように前記第１の方向を横切る第２の方向に仕向けることを含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項20】

前記熱除去装置が、前記蒸発式熱交換器と前記空気出口との中間のプレナムを含み、
前記主要ファンを作動することが、前記空気出口から前記第１の方向に前記加熱された空気を排出することを含み、
前記プルーム除去ファンを作動することが、前記第２の周囲空気を前記プレナム内の前記加熱された空気と接触するように前記第１の方向に対して斜めの第２の方向に仕向けることを含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項21】

前記熱除去装置が、前記蒸発式熱交換器の下流且つ前記空気出口の上流にある調整可能な風量調整弁を含み、
前記プルーム軽減ファンを作動することが、前記第２の周囲空気を前記調整可能な風量調整弁を通して、前記加熱された空気と接触するように仕向けることを含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項22】

前記熱除去装置が、少なくとも１つの調整可能な風量調整弁を有する床を含み、
前記プルーム軽減ファンを作動することが、前記第２の周囲空気を、前記調整可能な風量調整弁を通して、前記蒸発式熱交換器の下流で前記加熱された空気と接触するように引き上げることを含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項23】

水を含む液体を前記蒸発式熱交換器の熱伝達要素に分配すること、及び
前記液体を水溜めに収集すること、をさらに含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項24】

蒸発式熱交換器と、前記蒸発式熱交換器に対して空気流を発生させ、加熱された空気を生成するように動作可能な主要ファンとを有する熱除去装置のためのプルーム軽減システムであって、前記熱除去装置は、第１の温度の作動流体を受け取り、前記蒸発式熱交換器を介して前記作動流体から熱を除去し、より低い第２の温度で前記作動流体を出力するように構成され、前記プルーム軽減システムは、
前記蒸発式熱交換器の下流で前記加熱された空気と周囲空気の混合を引き起こし、前記加熱された空気を冷却し、プルーム形成を軽減するように動作可能なプルーム軽減アセンブリであって、プルーム軽減ファンを含む、プルーム軽減アセンブリと、
前記プルーム軽減アセンブリに動作可能に結合されたコントローラであって、プルーム軽減モードを有し、前記プルーム軽減モード中、前記コントローラは、
前記作動流体の前記第２の温度がある温度範囲内にあること、及び
周囲空気変数に少なくとも部分的に基づいたプルーム形成条件の決定、
に応答して、前記加熱された空気を冷却しプルームを軽減するために、前記加熱された空気と前記周囲空気の混合を引き起こすように前記プルーム軽減ファンの動作を調整することを含めて前記プルーム軽減アセンブリを作動する、コントローラと
を含む、プルーム軽減システム。

【請求項25】

前記プルーム軽減アセンブリを作動する前記コントローラが、前記プルーム軽減ファンの速度を上げることを含む、請求項２４に記載のプルーム軽減システム。

【請求項26】

前記プルーム軽減アセンブリが、調整可能な風量調整弁を含み、
前記プルーム軽減アセンブリを作動する前記コントローラが、前記調整可能な風量調整弁を開くことを含む、請求項２４に記載のプルーム軽減システム。

【請求項27】

前記プルーム軽減アセンブリを作動するコントローラが、
前記作動流体の前記第２の温度が前記温度範囲内にあること、
前記プルーム形成条件の決定、及び
前記主要ファンの速度が、前記主要ファンの最大速度以上であること、
に応答して、前記加熱された空気と混合するための前記周囲空気の空気流量を増加させるために、前記プルーム軽減ファンの速度を上げることを含む、請求項２４に記載のプルーム軽減システム。

【請求項28】

前記プルーム軽減ファンが、周囲空気を前記蒸発式熱交換器の下流で前記熱除去装置内に仕向けるように動作可能な第１のプルーム軽減ファンと、前記加熱された空気が前記熱除去装置から排出された後に周囲空気を前記加熱された空気内に仕向けるように動作可能な第２のプルーム軽減ファンとを含み、
前記周囲空気の空気流量を増加させるために前記プルーム軽減ファンの速度を上げることが、前記第１及び第２のプルーム軽減ファンの速度を上げることを含む、請求項２７に記載のプルーム軽減システム。

【請求項29】

前記プルームアセンブリを作動する前記コントローラが、前記コントローラが前記プルーム軽減ファンの第１の方向の回転を引き起こすことを含み、
前記コントローラが、
前記作動流体の前記第２の温度が前記温度範囲を超えていること、及び
前記主要ファンが前記主要ファンの最大速度以上の速度を有していること、
に応答して、前記プルーム軽減ファンを反対の第２の方向に回転させるように構成される、請求項２４に記載のプルーム軽減システム。

【請求項30】

前記プルーム軽減アセンブリが、調整可能な風量調整弁を含み、
前記プルーム軽減アセンブリを作動する前記コントローラが、
前記作動流体の前記第２の温度が前記温度範囲内にあること、
前記プルーム形成条件の決定、
前記主要ファンが前記主要ファンの最大速度未満の速度を有していること、及び
前記風量調整弁が全開未満であること、
に応答して前記風量調整弁を開くことを含む、請求項２４に記載のプルーム軽減システム。

【請求項31】

前記プルーム軽減アセンブリが、調整可能な風量調整弁を含み、
前記コントローラが、
前記作動流体の前記第２の温度が前記温度範囲を超えていること、及び
前記主要ファンが前記主要ファンの最大速度以上の速度を有していること、
に応答して前記調整可能な風量調整弁を閉じるように構成される、請求項２４に記載のプルーム軽減システム。

【請求項32】

前記プルームアセンブリが、調整可能な風量調整弁を含み、
前記コントローラが、
前記作動流体の前記第２の温度が前記温度範囲を超えていること、
前記主要ファンが前記主要ファンの最大速度以上の速度を有していること、及び
前記プルーム形成条件の決定、
に応答して、前記調整可能な風量調整弁を閉じ、前記プルーム軽減ファンのファン速度を上げるように構成される、請求項２４に記載のプルーム軽減システム。

【請求項33】

前記コントローラに動作可能に結合され、前記少なくとも１つの周囲空気変数を検出するように構成されたセンサをさらに含み、
前記コントローラが、前記少なくとも１つの周囲空気変数に基づいて、前記プルーム形成条件の決定を行うように構成される、請求項２４に記載のプルーム軽減システム。

【請求項34】

蒸気源を有する下部ベース部と、蒸気を排出するための上部出口とを有する蒸気スタックによって形成されるプルームを軽減するためのシステムであって、
前記蒸気が前記蒸気スタックを出た後、周囲空気を前記蒸気の中に仕向けるように動作可能なプルーム軽減ファンと、
前記プルーム軽減ファンに動作可能に結合されたコントローラであって、プルーム条件の決定に応答して、前記周囲空気を前記蒸気と接触するように仕向け、前記蒸気を冷却してプルームを軽減するように前記プルーム軽減ファンを作動するように構成されたコントローラと
を含むシステム。

【請求項35】

前記プルーム軽減ファンが、前記蒸気スタックの前記上部出口に隣接して前記蒸気スタックに取り付けられるように構成された少なくとも１つのプルーム軽減ファンであって、前記蒸気が前記蒸気スタックの前記上部出口を出るときに周囲空気を前記蒸気に仕向けるように構成された少なくとも１つのプルーム軽減ファンを含む、請求項３４に記載のシステム。

【請求項36】

前記プルーム軽減ファンが、前記下部ベース部と前記上部出口の中間にある、前記蒸気スタックに周囲空気を仕向けるように動作可能な中間プルーム軽減ファンをさらに含む、請求項３５に記載のシステム。

【請求項37】

前記コントローラに動作可能に結合された調整可能な風量調整弁をさらに含み、
前記コントローラが、前記プルーム条件の決定に応答して、前記調整可能な風量調整弁を開くように構成され、
前記コントローラが、プルーム条件の決定がないことに応答して、前記調整可能な風量調整弁を閉じるように構成される、請求項３４に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２０２０年１１月２３日に提出された米国仮特許出願第６３／１１７，２４４号の利益を主張するものであり、その全体は参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

分野
[0002] 本開示は、プルーム軽減システムに関し、より具体的には、蒸発式熱交換器を有する熱除去装置用のプルーム軽減システムに関する。

【背景技術】

【0003】

背景
[0003] 冷却塔などの熱除去装置は、プロセス流体を冷却するために１つ又は複数の蒸発式熱交換器を利用し得る。本明細書で使用される際、蒸発式熱交換器という用語は、プロセス流体を冷却するために蒸発冷却を利用する熱交換器を指す。冷却塔で利用される蒸発式熱交換器は、プロセス流体が空気流によって直接冷却される、充填シートなどの直接蒸発式熱交換器を含み得る。代替的に、冷却塔で利用される蒸発式熱交換器は、プロセス流体が介在構造によって冷却空気流から分離される間接蒸発式熱交換器を含み得る。例えば、間接蒸発式熱交換器は、プロセス流体が通過する内部を有する１つ又は複数の蛇行回路管又はプレートカセットと、蛇行回路管の外面に蒸発液を分配する蒸発液分配アセンブリとを含み得る。

【0004】

[0004] 蒸発式熱交換器は、多くの場合、プロセス流体として水を利用する。特定の大気条件下、特に低温環境において、蒸発式熱交換プロセスは、冷却塔から上昇する蒸発した水蒸気のプルームをもたらすことがある。特定の大気条件下では、蒸発した水蒸気又は水分が濃すぎて周囲の空気にすぐに吸収されない場合、水蒸気のプルームが見えるようになる。冷却塔の上空に風がほとんどない場合、プルームは概ね垂直方向に上昇し得る。微風から強風の場合、プルームは風の経路に従い得る。周囲の状況や冷却塔の大きさに依存して、プルームは冷却塔から数フィートから数千フィートの範囲に及ぶことがある。濃縮された冷却塔の排気中の水分が周囲の空気と混ざり合うと、最終的には吸収され、プルームが見えなくなるまで消散する。

【0005】

[0005] 大きなプルームは、特に空港の近くや都市部では、プルームが霧状態を引き起こす可能性があるため、望ましくない場合がある。さらに、プルームは視界を遮る、又は視界を妨げることがあり、観察者には汚染物質を運ぶ煙として見えることがある。

【図面の簡単な説明】

【0006】

図面の簡単な説明

【図1】［0001］直接蒸発式熱交換器を含む第１の冷却塔と、冷却塔から上昇する可視プルームの概略図である。

【図2】［0002］冷却塔の蒸発式熱交換器によってプルームが形成され得る過飽和条件の領域を示すサイクロメトリックチャートである。

【図3】［0003］プルーム軽減システムを有する第２の冷却塔の概略図である。

【図4】［0004］プルーム軽減システムを有する第３の冷却塔の概略図である。

【図5】［0005］第２及び第３の冷却塔と共に使用され得る制御論理を示す。

【図6】［0006］プルーム軽減システムを有する第４の冷却塔の概略図である。

【図7A】［0007］外部プルーム軽減チャンバを有する第５の冷却塔の概略図である。

【図7B】［0008］図７Ａの線７Ｂ－７Ｂを横切ってとられた図７Ａの冷却塔の下部の断面図である。

【図8】［0009］第４及び第５の冷却塔と共に使用され得る制御論理を示す。

【図9A】［0010］プルーム軽減システムを有する第１の蒸気スタックの概略図である。

【図9B】［0011］プルーム軽減システムを有する第２の蒸気スタックの概略図である。

【図10】［0012］第１及び第２の蒸気スタックと共に使用され得る制御論理を示す。

【図11】［0013］プルーム軽減システムを有する第６の冷却塔の概略図である。

【図12】［0014］プルーム軽減システムを有する第７の冷却塔の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

詳細な記載
[0015] 本開示の一態様において、プロセス流体を冷却するように構成された蒸発式熱交換器を含む熱除去装置が提供される。蒸発式熱交換器は、直接熱交換器及び／又は間接熱交換器を含み得る。熱除去装置は、第１の周囲空気を熱除去装置の空気入口に仕向け、第１の周囲空気を蒸発式熱交換器と相互作用させて、含水量が増加した加熱された空気を生成させ、加熱された空気を熱除去装置の空気出口から排出するように動作可能な少なくとも１つの主要ファンを含む。熱除去装置は、周囲空気を蒸発式熱交換器を迂回し、加熱された空気と接触し混合するように仕向けるように動作可能な少なくとも１つのプルーム軽減ファンをさらに含む。蒸発式熱交換器を出る加熱された空気に少なくとも１つのプルーム軽減ファンからのより低温の周囲空気を加えることは、蒸発式熱交換器を出る加熱された空気と周囲空気の温度差を減少させ、混合気流が冷却塔を出るときにプルーム形成のリスクを減少させることができる。熱除去装置は、少なくとも１つの主要ファン及び少なくとも１つのプルーム軽減ファンに動作可能に結合されたコントローラを含む。コントローラは、１つ又は複数のセンサから、及び／又は、リモートコンピュータからデータを受信するように構成される。データに基づいて、コントローラがプルーム軽減モードにあるとき、コントローラは、蒸発式熱交換器を出る加熱された空気と接触して混合するために、周囲空気を冷却塔に仕向けるために少なくとも１つのプルーム軽減ファンを作動させるかどうかを決定する。

【0008】

[0006] 一実施形態において、少なくとも１つのプルーム軽減ファンは、蒸発式熱交換器の下流の熱除去装置のプレナム内などで熱除去装置内の加熱された空気と接触して混合するように周囲空気を仕向けるように動作可能である。代替的に又は追加的に、少なくとも１つのプルーム軽減ファンは、周囲の空気を、熱除去装置の外部の加熱された空気と接触及び混合するように仕向けるように動作可能である。例えば、少なくとも１つのプルーム軽減ファンは、熱除去装置の出口に隣接して取り付けられ、加熱された空気が熱除去装置の出口を出るときに、周囲の空気を加熱された冷却塔の排気と接触及び混合するように仕向けるように構成された少なくとも１つのプルーム軽減ファンを含み得る。

【0009】

[0007] 一実施形態において、少なくとも１つの主要ファンは複数のファンを含み、プルーム軽減ファンは複数のファンを含む。コントローラは冷却モードを有し、この際コントローラは主要ファン及びプルーム軽減ファンを第１の方向へ回転させ、それにより、主要ファン及びプルーム軽減ファンが協働して第１の周囲空気を空気入口に仕向け、第１の周囲空気を蒸発式熱交換器と相互作用させて加熱された空気を生成し、加熱された空気を空気出口から排出するようにする。プルーム軽減モードで動作することをコントローラが決定すると、コントローラは、主要ファンを第１の方向に回転させる一方で、プルーム軽減ファンを反対側の第２の方向に回転させるようにする。プルーム軽減ファンの第２の方向への回転は、冷却塔を出る前に加熱された空気を冷却しその含水量を減少させるために、加熱された空気と接触し混合するようにプルーム軽減ファンに周囲空気を仕向けさせる。

【0010】

[0008] 本開示の一態様において、熱除去装置においてプルームを軽減するための方法が提供される。この方法は、周囲空気の第１の流れを熱除去装置内に引き込むことと、周囲空気の第１の流れが蒸発式熱交換器から熱を吸収して熱除去構造内に加熱された空気混合物を形成するように、周囲空気の第１の流れを蒸発式熱交換器に対して流れるように仕向けることとを含む。この方法は、周囲空気の第２の流れが蒸発式熱交換器を迂回し、熱除去構造内で蒸発式熱交換器から排出された加熱された空気と混合し、冷却塔を出る前に冷却された空気混合物を形成するように、熱除去構造内に周囲空気の第２の流れを引き込むことをさらに含む。周囲空気の第２の流れは、蒸発式熱交換器を通過することなく、熱除去構造内に（例えば、ファンを介して）引き込まれる。周囲空気の第２の流れは、熱除去構造内の加熱された蒸発式熱交換器排気の温度よりも低い温度を有し得る。本方法は、熱除去構造から冷却された空気混合物を排出することをさらに含む。

【0011】

[0009] 本方法は、周囲空気の第１の流れを蒸発式熱交換器に引き込むために第１のファンを第１の方向に回転させることを含み、周囲空気の第２の流れを熱除去構造内に引き込むために第２のファンを第１の方向と反対の第２の方向に回転させることを含み得る。冷却された空気混合物を熱除去構造から排出した後、本方法は、周囲空気の第３の流れを冷却された空気混合物に仕向け、排出された冷却された空気混合物の含水量をさらに冷却して減少させ、それによってプルームを軽減することを含み得る。

【0012】

[0010] 本開示の別の態様において、熱除去構造に対してプルーム軽減システムが提供される。プルーム軽減システムは、蒸発式熱交換器アフタークーラであり得る。システムは、周囲空気の第１の流れが蒸発式熱交換器から熱を吸収して熱除去構造内に加熱された空気混合物を形成するように、周囲空気の第１の流れを蒸発式熱交換器を通して熱除去構造内に引き込むための第１のファンを含む。システムは、周囲空気の第２の流れが、熱除去構造内で蒸発式熱交換器から出る加熱された空気と混合し、熱除去構造から出る前に冷却された空気混合物を形成するように、蒸発式熱交換器を迂回して熱除去構造に周囲空気の第２の流れを引き込むための第２のファンをさらに含む。第２の流れは、蒸発式熱交換器を通過することなく、熱除去構造に引き込まれる。

【0013】

[0011] １つのアプローチにおいて、プルーム軽減決定方法は、熱除去構造のコントローラによって実施され得る。例えば、プルーム軽減措置を実施する前に、本方法は、コントローラの制御論理を介して、現在及び／又は予想される大気条件を考慮して、冷却塔からプルームが形成されると予想されるか否かを判定することを含み得る。プルームが形成されると予想されない場合、本方法は、潜在的なプルーム形成の監視を継続し得る。プルームが形成されると予想される場合、本方法は、冷却需要を依然として満たしながらプルーム軽減を行うことができるかどうかの判断に進むことができる。プルーム軽減措置の実施によって冷却需要が満たされないであろう場合、本方法は、冷却需要の変化を監視し続けることができ、潜在的なプルーム形成について大気条件を監視し続けることができる。冷却需要がプルーム軽減措置の実施によって満たされるであろう場合、ルーチンは、プルーム軽減措置の実施に進むことができる。

【0014】

[0012] ここで図１を参照すると、冷却塔１２などの熱除去装置のための蒸発システム１０が、プルーム軽減機能なしで示されている。蒸発システム１０は、温水槽２０と、直交流式充填物２２の形態であり得る蒸発式熱交換器とを含む。別のアプローチでは、蒸発式熱交換器は、プロセス流体を含む蒸発式間接熱交換器コイルであり得る。冷却プロセスの間、水などの加熱されたプロセス流体は、温水槽２０にポンプ送給される。温水槽２０から、加熱された水は、充填物２２を横切って（例えば、穴又はノズル２４を介して）分配される。次に、水は、充填物２２に沿って重力によって流れ落ち、ファン３０などの１つ又は複数の主要ファンによって空気出口３１を介して引き込まれ、充填物２２と相互作用する３２で示される周囲空気によって冷却される。次いで、冷却された水は冷水槽３４に集められ、そこから冷却された水はシステムプロセスフローに戻される。

【0015】

[0013] 冷却プロセスの間、充填物２２に沿って移動する水の一部は、蒸発して水蒸気を形成する。水蒸気は、ファン３０によって、充填物２２と空気出口３１との中間であり得る冷却塔１２の排気プレナム４０に引き込まれる。その後、水蒸気は、ファン３０によって空気出口４１で冷却塔１２から排出される。特定の大気条件下では、排出された排気４２は、冷却塔１２の外側で１つ又は複数のプルーム４４を形成する。

【0016】

[0014] より詳細には、次に図２を参照すると、飽和曲線７２の上にプルームゾーン５２を有するサイコメトリックチャート５０が示されている。プルームゾーン５２は、排出された排気４２が周囲空気と接触したときにプルームが発生する可能性がある大気状態を示す。プルームゾーン５２内に入る状態を有する空気は、過飽和空気であり、すなわち、空気の相対湿度が１００％よりも高い。過飽和空気中の過剰な水分は、液滴に凝縮し、空気中の液滴の懸濁は、プルームをもたらす。

【0017】

[0015] 線５４は、例示的な冷却塔の空気サイクルの間の空気状態を描写する。考察されたように、１つ又は複数のファン３０は、周囲空気を冷却塔１２に引き込む。冷却塔１２に入る前に、状態６０で示されるように、周囲空気は、２１°Ｆ乾球及び１７°Ｆ湿球にある。空気が蒸発式熱交換器（例えば、図１の充填物２２）を通過するとき、空気は、蒸発式熱交換器を通過する加熱された水から熱及び水分を抜き取る。この加熱された空気が冷却塔１２から排出されるとき、図１の排出された排気空気４２は、状態６２で示されるように、６５°Ｆ乾球及び６５°Ｆ湿球である。加熱された排気空気４２がより冷たい周囲空気と混合すると、排気空気４２の状態は、状態６２（６５°Ｆ乾球）から、状態６４（５６°Ｆ乾球）、状態６６（４６°Ｆ乾球）、状態６８（３８°Ｆ乾球）、状態７０（３０°Ｆ乾球）と線５４に沿って進み、最後に周囲空気状態６０（２１°Ｆ乾球）に達する。この例では、排気空気４２がライン５４上で状態６２と状態７０の間にあるとき、空気は、例えば６６’で示されるように、飽和曲線７２の上にある。この空気は過飽和であり、過剰な水蒸気はプルームとして見られることになる。プルーム４４の排気空気４２が状態６０で周囲空気と完全に混合されると、空気の飽和度は飽和曲線７２を下回り、プルーム４４は完全に消散される。しかしながら、これは、プルームが冷却塔から数フィートから数千フィート離れたところに到達するまで起こらないかもしれない。

【0018】

[0016] プルームを低減又は排除するために、冷却塔内で及び／又は冷却塔から排気４２が排出された直後に、周囲空気を排出された排気空気４２と強制的に混合させるプルーム軽減措置を実施することができる。そのような措置は、図１の１つ又は複数のファン３０の動作を調整すること（例えば、ファンブレードの回転方向を調整すること）、排気プレナム４０内の混合を改善するために１つ又は複数のファン３０の回転軸を傾けること、及び／又はより詳細に後述するように追加の構成要素を提供することを含み得る。本明細書で考察されるプルーム軽減措置は、冷却塔から排出される排気空気が、ライン５４上の状態６２と状態６０との間の状態に対応する大気状態で出るように、冷却塔から排出される排気空気の温度及び／又は含水量を低減し得る。

【0019】

[0017] 図３を参照すると、図１に示す冷却塔１２と同様の構成要素を含む（同様の参照数字は同様の構成要素を指す）、プルーム軽減システム１００を含む冷却塔１０２が提供される。冷却塔１２は、冷却塔１０２の外側構造に配置され得る充填物２２などの蒸発式熱交換器を有する。冷却塔１０２はまた、ファン１３０Ａなどの主要ファン、及びプルーム軽減ファン１３０Ｂ、１３０Ｃを含むファン１３０を有する。プルーム軽減システム１００は、プロセス流体を冷却し、プルームを軽減するために冷却塔１０２の様々な構成要素（例えば、ファン、風量調整弁等）を制御するためのコントローラ１１０を含み得る。より詳細に後述されるように、コントローラ１１０が冷却モードで動作するとき、プルーム軽減ファン１３０Ｂは、ファン１３０Ａと協働して、空気を冷却塔１０２の空気入口１３１に仕向け、充填物２２を通って、内部プレナム４０に、及び冷却塔１０２の空気出口１３３から外に仕向けるために第１の方向に回転し得る。コントローラ１１０がプルーム軽減モードで動作するとき、プルーム軽減ファン１３０Ｂは、充填物２２から下流及び空気出口１３３から上流の加熱された空気混合物１４４と混合するために周囲空気１３２をプレナム４０に仕向けるために反対の第２の方向に回転する。周囲空気１３２は、プレナム４０内で加熱された空気混合物１４４と混合し、加熱された空気混合物１４４が空気出口１３３から排出される前に加熱された空気混合物１４４を冷却してその含水量を低減し、プルーム形成を低減又は排除する。

【0020】

[0018] コントローラ１１０は、メモリ１１２、プロセッサ１１４、及び通信回路１１６を含み得る。メモリ１１２は、プルーム軽減命令、所定の設定温度又は設定温度範囲、及びデッドバンド（ｄｅａｄｂａｎｄ）温度値（より詳細に後述する）などの情報を記憶するように構成される。プロセッサ１１４は、１つ又は複数のファンに開始、停止、速度上昇、速度低下、逆方向等を引き起こさせること、及び／又は１つ又は複数の風量調整弁に部分的又は完全に開いた位置又は閉じた位置に変調させることなど、メモリ１２０に記憶された命令を実行するように構成される。通信回路１１６は、有線及び／又は無線通信を送信及び／又は受信するように構成される。例えば、通信回路１１６は、命令を受信したりシステム情報を送信したりするために、制御ステーションと直接又は間接的に通信するように構成され得る。

【0021】

[0019] 示されたアプローチでは、ファン１３０Ａ、１３０Ｂは、冷却塔１０２の排気プレナム４０の上方に、それを横切って設けられる。ファン１３０Ａ、１３０Ｂは、モータと、モータによって駆動されるファンブレードとを含み得る。ファン１３０Ａ、１３０Ｂのブレードは、一般に、共通の平面内で回転してもよく、又は図４に関して考察されるように傾けられてもよい。ファン１３０Ａ、１３０Ｂは、直接駆動ファンであってもよく、ファン１３０Ａ、１３０Ｂの速度は、独立して制御されてもよく、冷却塔１０２から排出されるプロセス流体の温度が設定温度まで冷却されるように変化されてもよい。例えば、冷却需要が増加する場合、ファン速度は、充填物２２を横切るより高い空気流量を引き起こすために上昇されてもよく、それによって充填物２２における冷却速度が増加する。冷却需要が減少する場合、ファン速度は低下されてもよく、これにより充填物２２を横切る空気流速度が低下する。

【0022】

[0020] ファン１３０Ａ、１３０Ｂの１つ又は複数は、第１の方向に回転するように構成され（例えば、周囲空気３２を充填物２２を通して仕向け、排気プレナム４０から排気空気を仕向けるように）、さらに第２の反対方向に回転するように構成される（例えば、周囲空気１３２を排気プレナム４０に仕向けるように）。第１の方向に回転するファンは、排気プレナム４０から空気を除去し、排気プレナム４０の圧力を低下させる傾向があり、第２の方向に回転するファンは、蒸発式熱交換器２２を迂回して排気プレナム４０に空気を仕向け、排気プレナム４０の圧力を上昇させる傾向がある。一例では、コントローラ１１０によって決定されるように、周囲条件がプルームが形成されないような場合、ファン１３０Ａ、１３０Ｂは、周囲空気３２が充填物２２を通って排気プレナム４０に流れるように誘導し、空気を排気プレナム４０から排気空気１４２として排出するように同じ方向に流れるように作動されてもよい。ファン１３０Ａ、１３０Ｂが排気プレナム４０から排気空気を排出するために同じ方向に回っているとき、それらは同じ速度で、又は異なる速度で動作するように制御されてもよい。

【0023】

[0021] 冷却塔１０２のコントローラ１１０の制御論理によって、又はプルーム検出器１４６による入力から判断して、高温の排気空気１４２がプルームを引き起すこと、及び、プルーム軽減措置が作動された状態で冷却塔１０２の冷却要件が満たされることを周囲条件が定めた場合、１つ又は複数のファン１３０Ａ、１３０Ｂを反対方向に回転するように動作させてもよい。例えば、主要ファンと呼ばれることがあるファン１３０Ａは、充填物２２を通して周囲空気３２を引き込み、排気プレナム４０から排気空気１４２を追い出す「上昇気流」ファンとして第１の方向に動作させることができる一方、プルーム軽減又は補助ファンと呼ばれることがあるファン１３０Ｂは、周囲空気１３２を充填物２２を通して仕向けずに冷却塔１２の上部から排気プレナム４０に周囲空気１３２を押し込む「下降気流」ファンとして反対の第２の方向に作動される。ファン１３０Ｂは、プルーム軽減が必要でない又は利用できない場合に、上昇気流ファンとして第１の方向に動作させることができ、プルーム軽減モードにおいて下降気流ファンとして第２の方向に動作するように切り替えることができる。

【0024】

[0022] ファン１３０Ｂによって冷却塔１２内に押し込まれる周囲空気１３２は、ファン１３０Ａによって充填物２２を介して排気プレナム４０内に引き込まれた加熱された空気混合物１４４よりも低い温度及び含水量を有し得る。ファン１３０Ｂによって排気プレナム４０内に押し込まれた周囲空気１３２は、結果として生じるより低い温度及びより低い含水量の排気空気１４２をファン１３０Ａが冷却塔１２から追い出す前に、排気プレナム４０内で加熱された空気混合物１４４と混合される。このようにして、ファン１３０Ａによって排気プレナム４０から追い出される排気空気１４２は、ファン１３０Ｂによって排気プレナム４０内に仕向けられた周囲空気１４２によって既に冷却されている。排気プレナム４０内の空気を冷却することにより、排気空気１４２は、ライン５４（図２参照）に沿った特性、すなわち、相対湿度１００％ライン７２以下で冷却塔１０２を出ることができ、プルームを低減又は排除する。例えば、予冷された排気空気は、点６２ではなく、点６４、６６、６８、又は７０で冷却塔１０２を出る。予冷された排気空気が点７０と点６２との間で冷却塔１０２を出る場合、プルームは観察可能であり得るが、排気空気が点６２にあった場合よりも程度が低い。点７０において、排気空気１４２の含水量は、周囲空気の最大含水量と一致する。排気空気１４２は過飽和ではなく、したがってプルームを引き起こさない。

【0025】

[0023] コントローラ１１０の制御論理は、冷却塔負荷を満たすために何台のファン１３０Ａ、１３０Ｂが必要であり、プルームを軽減するために何台のファンが利用可能であるかを継続的に決定し得る。コントローラ１１０は、プルームの軽減を最適化するために、ファンパラメータ（例えば、方向及び／又は速度）を独立して制御し得る。例えば、代替的なアプローチでは、１つ又は複数のファン１３０Ｂが、充填物２２を通して周囲空気３２を引き込み、排気プレナム４０から排気空気１４２を追い出すように作動され得る一方、１つ又は複数のファン１３０Ａが、冷却塔１２の上から排気プレナム４０に周囲空気１３２を押し込むように作動される。

【0026】

[0024] １つのアプローチにおいて、冷却塔１０２は、排気プレナム４０から出る排気空気１４２と追加の周囲空気１５２を混合するための１つ又は複数の補助又は外部ファン１３０Ｃを含む。追加の周囲空気１５２を排気空気１４２と混合することは、排気空気１４２の温度及び含水量を低下させ、それにより冷却塔１０２の上方のプルーム形成をさらに低減又は排除し得る。外部ファン１３０Ｃは、空気出口１３３に隣接して取り付けることができる。例えば、外部ファン１３０Ｃは、冷却塔１０２の外側構造の外側（例えば、上部又は上面）に配置されてもよい。外部ファン１３０Ｃは、外部ファン１３０Ｃが冷却塔１０２に対して移動することを可能にする１つ又は複数の取り付け機構を含むことができる。このようにして、外部ファン１３０Ｃの下方の構成要素（温水槽２０など）は、（例えば、整備のために）アクセス可能になり得る。一例では、外部ファン１３０Ｃが冷却塔１０２に対して枢動できるように、ヒンジ１５４が設けられる。別の例では、外部ファン１３０Ｃは、冷却塔に対して（例えば、レールに沿って）摺動可能に取り付けられてもよい。関連するプルーム軽減論理コントローラ１１０を有する外部ファン１３０Ｃは、プルームを軽減するための「後付け」構成要素として、既存の蒸発式熱交換器又は冷却塔アプリケーションに追加されてもよい。

【0027】

[0025] ファン１３０Ａ、１３０Ｂ、及び１３０Ｃの個々のファンの速度及び方向は、独立して制御することができる。このように、コントローラ１１０の制御論理は、所望のときにプルームを軽減しながら冷却塔の負荷を満たすために、ファン１３０Ａ、１３０Ｂ、及び１３０Ｃの最適な使用法を決定し得る。

【0028】

[0026] 図４を参照すると、図１に示される冷却塔１２と同様の構成要素を含む（同様の参照数字は同様の構成要素を指す）、プルーム軽減システム２００を含む冷却塔２０２が提供される。プルーム軽減システム２００は、メモリ２１２、プロセッサ２１４、及び通信回路２１６を有するコントローラ２１０と、図３のものと同様であり得るプルーム検出器１４６とを含み得る。

【0029】

[0027] プルーム軽減システム２００が冷却塔２０２をプルーム軽減モードで動作させるとき、ファン２３０Ｂなどの補助ファン又はプルーム軽減ファンは、主要ファンと呼ばれることがあるファン２３０Ａの回転方向とは反対方向に作動され得る。この態様において、ファン２３０Ａは、空気入口２３１を通して周囲空気３２を引き込み、蛇行コイル２２’に通して、空気出口２３３を通して排気プレナム４０の外に排気空気２４２を追い出す一方、ファン２３０Ｂは周囲空気２３２を排気プレナム４０の中に押し込む。ファン２３０Ｂによって排気プレナム４０内に押し込まれた周囲空気２３２は、ファン２３０Ｂによって充填物２２を通して排気プレナム４０内に引き込まれた加熱された空気混合物２４４よりも低い温度及び含水量を有し得る。ファン２３０Ｂによって排気プレナム４０内に押し込まれた周囲空気２３２は、充填物２２から見て下流で、排気プレナム４０内の加熱された空気混合物２４４と混合して冷却しその含水量を低下させ、その後、結果として生じる排気空気２４２をファン２３０Ａが（例えば、空気出口２３３から見て上流で）冷却塔１２から追い出す。

【0030】

[0028] このアプローチでは、ファン２３０Ａ、２３０Ｂの１つ又は複数は、それぞれ角度２３４Ａ、２３４Ｂによって示されるように、垂直に対して傾いているかオフセットされている回転軸を有し得る。ファン２３０Ａの回転軸は、ファン２３０Ｂの回転軸に対して斜めであり得る。示された例示的なアプローチでは、ファン２３０Ｂのファンは、排気空気２４２から離れた経路に沿って周囲空気２３２の取り込みを促進するために外側に傾けられてもよい一方、ファン２３０Ａは、排気空気２４２をより垂直に、周囲空気２３２の経路から離れるように仕向けるために内側に傾けられている。ファンの任意選択の傾きは、ファン２３０Ａによって排気される前に排気プレナム４０内で周囲空気２３２を混合するのにも役立つ。

【0031】

[0029] 一実施形態において、１つ又は複数の外部ファン（例えば、図３の外部ファン１３０Ｃ）が、さらなるプルーム軽減を提供するためにプルーム軽減システム２００に提供され得る。

【0032】

[0030] 図５を参照すると、熱除去構造のためのプルーム軽減システムを制御するための方法２０１が示されている。プルーム軽減システムは、一般に、図３のプルーム軽減システム１００又は図４のプルーム軽減システム２００に対応し得る。熱除去構造は、図３の冷却塔１０２又は図４の冷却塔２０２などの冷却塔であり得る。

【0033】

[0031] 方法２０１は、冷却塔冷却モードがアクティブにされているかどうかを決定すること（２０３）を含む。考察されたように、冷却塔が冷却モードで作動しているとき、水などの加熱された蒸発流体が、蒸発式熱交換器充填物２２、コイル、及び／又はプレートに沿って分配される。１つ又は複数のファン（例えば、図３のファン１３０Ａ又は図４のファン２３０Ａ）は、充填物２２を通して周囲空気３２を引き込み、排気プレナム４０から排気空気２４２を追い出す。

【0034】

[0032] 冷却塔が冷却モードで動作しているとき、方法２０１は、コントローラ１１０、２１０の制御論理を介して、加熱された蒸発流体の温度が閾値温度又は閾値温度範囲を超えるかどうかを判定すること（２０５）を含む。加熱された蒸発流体の温度は、加熱された蒸発流体が蒸発式熱交換器（例えば、充填物２２）を通過する前に測定されてもよい。例えば、温度は、温水槽２０内、又は充填物２２から上流の他の場所、又はプロセスの入口又は出口で測定されてもよい。

【0035】

[0033] 閾値温度範囲は、所定の設定温度及びデッドバンド温度値を含み得る。例として、設定温度は８５°Ｆであり得、デッドバンド温度値は、閾値温度範囲が８３°Ｆ～８７°Ｆであるように２°Ｆであり得る。

【0036】

[0034] 加熱された蒸発流体が閾値温度範囲を超える（例えば、加熱された蒸発流体が上記の例において９０°Ｆである）場合、冷却塔の現在の動作は、冷却需要を満たすには不十分であり得る。したがって、方法２０１は、冷却能力を増大させるためのアクションが利用可能であるかどうかを判定することを含み得る。例えば、方法２０１は、１つ又は複数の上昇気流ファンが最大速度で動作しているかどうかを判定すること（２０７）を含む。１つ又は複数の上昇気流ファンが最大速度で動作していない場合、方法２０１は、１つ又は複数の上昇気流ファンの速度を上げる（２０９）ことを含む。その後、方法２０１は、加熱された蒸発流体の温度が依然として閾値温度範囲より高く、すべての上昇気流ファンが最大速度で動作していない場合、動作２０３に戻り、繰り返す。

【0037】

[0035] 加熱された蒸発流体の温度が閾値温度範囲を超え、すべての上昇気流ファンが最大速度で動作している場合、方法は、周囲空気を排気プレナムに吹き込むことによってプルーム軽減下降気流モードで動作している１つ又は複数の下降気流ファンを調整すること（２１１）を含む。例えば、加熱された蒸発流体の温度が閾値温度範囲を超え、一部のファンが上昇気流モードで動作している一方で、他のファンがプルーム軽減下降気流モードで動作している場合、方法２０１は、プレナム４０に入る周囲空気の量を減らすために下降気流ファンの速度を下げることを含み得る。これが適切な温度を維持するのにまだ十分でない場合、方法２０１は、充填物２２を通して仕向けられるより多くの空気流を提供するために、プルーム軽減下降気流モードにあったファンの動作を変更して上昇気流モードで動作させることを含む。冷却塔が、空気出口に隣接して配置された補助又は外部プルーム軽減ファン（例えば、図３の１３０Ｃ）を備え、冷却塔内部のすべてのファンが最大速度で上昇気流運転しており（すなわち、内部ファンのいずれもプルーム軽減に使用されないように）、温度が設定値を依然として上回っている場合、補助プルームファンの速度は、冷却塔の外部のプルームを軽減するために調整されてもよい。この場合、方法２０１は、１つ又は複数の外部プルーム軽減ファンの速度を上げる（２１５）ように進む。

【0038】

[0036] 一実施形態において、冷却塔が図３の外部ファン１３０Ｃなどの１つ又は複数の外部ファンを含む場合、方法２０１は、冷却塔がプルーム軽減モードで動作しているかどうか、及びプルームが検出又は予測されているかどうか（例えば、コントローラ１１０又は２１０で決定又は通知されているように）を決定すること（２１３）を含み得る。冷却塔がプルーム軽減モードで動作しており、プルームが検出又は予測されている場合、方法２０１は、１つ又は複数の外部ファンの速度を上げること（２１５）を含む。

【0039】

[0037] 考察されたように、方法２０１は、周囲空気を排気プレナムに吹き込んでいる１つ又は複数の下降気流ファンの速度又は方向を調整すること（２１１）を含む。下降気流ファンの方向が逆転されると、方法は、すべてのファンが上昇気流ファンとして動作しているかどうかを決定すること（２１７）をさらに含む。すべてのファンが上昇気流ファンとして動作している場合、ファンは、同じ速度で作動されてもよく（２１９）、これは動作２０９で設定されたようなファンごとに最大速度であり得る。すべてのファンが上昇気流ファンとして最大速度で動作している状態では、冷却塔は最大冷却モードで動作している。

【0040】

[0038] 動作２０５に戻ると、加熱された蒸発流体の温度が閾値温度範囲を超えない場合、１つ又は複数のプルーム軽減ファン（例えば、ファン１３０Ｂ又は２３０Ｂ）がプルーム軽減モードで作動され得る。このように、方法２０１は、加熱された蒸発流体の温度が閾値温度範囲未満かどうかを決定すること（２２１）を含む。閾値温度範囲（例えば、８３°Ｆ～８７°Ｆ）未満である作動流体温度（例えば、８０°Ｆ）は、過冷却を示すことがあり、そのような決定がなされると、方法２０１は、１つ又は複数の上昇気流ファンの速度を低下させること（２２３）を含み得る。

【0041】

[0039] 加熱された蒸発流体の温度が閾値温度範囲を超えずそれ未満でもない（すなわち、閾値温度範囲の温度に等しい）場合、冷却塔の冷却動作は、所望の蒸発流体温度を達成している。方法２０１は、指示されたとき、及び必要なときに、１つ又は複数のプルーム軽減措置を実施するように進み得る。

【0042】

[0040] このように、方法２０１は、冷却塔がプルーム軽減モードで動作しているかどうか、及びプルームが検出又は予測されているかどうか（例えば、コントローラ１１０又は２１０で決定又は通知されたように）を決定すること（２２５）を含む。決定２２５は、周囲空気変数（例えば、乾球温度）に少なくとも部分的に基づいてプルーム状態を決定することを含み得る。冷却塔がプルーム軽減モードで動作しておらず、プルームが検出も予測もされていない場合、方法２０１は動作２０３に戻る。

【0043】

[0041] 冷却塔がプルーム軽減モードで動作しており、プルームが検出又は予測されている場合、方法２０１は、１つ又は複数の上昇気流ファンが最大速度で動作しているかどうかを決定すること（２２７）を含む。１つ又は複数の上昇気流ファンが最大速度で動作していない場合、上昇気流ファンの冷却効率を低下させることなく、プルーム軽減措置を実施することができる。このように、方法２０１は、冷却塔の排気プレナム内の追加の周囲空気を引き込むために、１つ又は複数の下降気流ファンのファン速度を上げること（２２９）を含み得る。さらに、冷却塔が図３の外部ファン１３０Ｃなどの１つ又は複数の外部ファンを含む場合、方法２０１は、プルームをさらに軽減するために１つ又は複数の外部ファンの速度を上げること（２３１）を含み得る。

【0044】

[0042] すべての上昇気流ファンが最大速度で動作している場合、排気プレナム内の追加の周囲空気は、上昇気流ファンの冷却効率を低下させることがある。したがって、すべての上昇気流ファンが最大速度で動作している場合、下降気流速度は一定に保持され、方法２０１は動作２０３に戻る可能性がある。しかしながら、外部ファンは、上昇気流ファンの冷却効率を低下させることなく、すべての上昇気流ファンが最大速度で動作している場合、依然としてプルームを軽減する可能性がある。したがって、冷却塔が図３の外部ファン１３０Ｃなどの１つ又は複数の外部ファンを含む場合、方法２０１は、プルームをさらに軽減するために１つ又は複数の外部ファンの速度を上げること（２３１）を含み得る。

【0045】

[0043] 図６を参照すると、図１に示される冷却塔１２と同様の構成要素を含む（同様の参照数字は同様の構成要素を指す）、プルーム軽減システム３００を含む冷却塔３０２が提供される。プルーム軽減システム３００は、メモリ３１２、プロセッサ３１４、及び通信回路３１６を有するコントローラ３１０と、図３のものと同様であり得るプルーム検出器３４６とを含み得る。

【0046】

[0044] プルーム軽減システム３００は、排気プレナム４０を覆って広がる、主要ファンと呼ばれることがある単一のファン３３０Ａを含み得る。ファン３３０Ａは、周囲空気３２を、空気入口３３１及び充填物２２を通して引き込み、排気プレナム４０から排気空気３４２を追い出すように作動され得る。別のアプローチでは、複数のファン（例えば、図１のファン３０）が、充填物２２を通して周囲空気３２を引き込み、排気プレナム４０から排気空気３４２を追い出すために設けられる。さらに別のアプローチでは、１つ又は複数のファン（例えば、図３のファン１３０Ａ）が、充填物２２を通して周囲空気３２を引き込み、排気プレナム４０から排気空気３４２を追い出すために提供される一方、１つ又は複数のファン（例えば、図３のファン１３０Ｂ）が、周囲空気３５２を排気プレナム４０に押し込むために提供される。１つ又は複数のファンは、図４に関して記載したように、角度を付けてもよい。

【0047】

[0045] 図３の冷却塔１０２と同様に、図６の冷却塔３０２は、排気プレナム４０を出る排気空気３４２と追加の周囲空気３５２を混合するための外部ファン３３０Ｂなどの１つ又は複数の補助ファンを含み得る。追加の周囲空気３５２を排気空気３４２と混合することにより、排気空気３４２の温度及び含水量が低下し、それにより冷却塔３０２の上方のプルーム形成が低減又は排除され得る。外部ファン３３０Ｂは、冷却塔３０２の構成要素へのアクセス（例えば、整備のため）を可能にするために、（例えば、ヒンジ３５４を介して）冷却塔３０２に可動式に接続され得る。

【0048】

[0046] 冷却塔３０２は、冷却塔３０２の外側の追加の周囲空気３６２がファン３３０Ａによって排気プレナム４０に引き込まれて、充填物２２から見て下流且つ空気出口３３３から見て上流の排気プレナム４０内の加熱された空気と混合することを可能にするように調節され得る１つ又は複数の風量調整弁３６０をさらに含み得る。風量調整弁モータ３６４は、風量調整弁３６０に接続される風量調整弁連結部３６６を介して、風量調整弁３６０の位置を調整するために設けられてもよい。風量調整弁３６０の位置（例えば、全開、部分開、又は全閉）は、プルームを軽減するために冷却塔３０２のコントローラ３１０によって操作されてもよい。例えば、冷却塔３０２が冷却需要を満たし、ファン３３０Ａが１００％未満のファン速度で動作しているとき、風量調整弁モータ３６４は、プルームを軽減するために風量調整弁３６０を開くことができる。

【0049】

[0047] １つ又は複数の補助プルーム軽減ファン３７０は、追加のプルーム軽減が望まれる場合に、排気プレナム４０に追加の周囲空気３６２を加えるために提供されてもよい。プルーム軽減ファン３７０は、冷却塔３０２の外部又は内部の側壁に配置されてもよく、ファン３３０Ａの回転軸に対して直交するなどの横軸を中心に回転するように配置されてもよい。プルーム軽減ファン３７０は、ファン３３０Ａが加熱された周囲空気３２と追加の周囲空気３６２との混合物を排気プレナム４０から追い出す前に、プルーム軽減ファン３７０が追加の周囲空気３６２を風量調整弁３６０を介して排気プレナム４０に引き込むように、風量調整弁３６０に隣接し、ファン３３０Ａの下に配置されてもよい。プルーム軽減モードでは、プルームを軽減するために風量調整弁３６０を全開にし、プルーム軽減ファン３７０をオンにして追加の周囲空気３６２を排気プレナム４０に追加することができる。プルーム軽減ファン３７０の速度は、風量調整弁３６０を通る周囲空気流を制御するために制御されてもよい。

【0050】

[0048] 図７Ａを参照すると、図１に示される冷却塔１２と同様の構成要素を含む（同様の参照数字は同様の構成要素を指す）、プルーム軽減システム４００を含む冷却塔４０２が提供される。プルーム軽減システム４００は、メモリ４１２、プロセッサ４１４、及び通信回路４１６を有するコントローラ４１０と、図３のものと同様であり得るプルーム検出器４４６とを含み得る。

【0051】

[0049] 冷却塔４０２は、排気プレナム４０を覆って広がる、主要ファンと呼ばれることがある単一のファン４３０を含み得る。ファン４３０は、周囲空気３２を、空気入口４３１及び充填物２２を通して引き込み、空気出口４３３を通して排気空気４４２を排気プレナム４０の外に追い出すように作動され得る。別のアプローチでは、複数のファン（例えば、図１のファン３０）が、充填物２２を通して周囲空気３２を引き込み、排気プレナム４０の外に排気空気４４２を追い出すために提供される。さらに別のアプローチでは、１つ又は複数（例えば、図３のファン１３０Ａ）が、充填物２２を通して周囲空気３２を引き込み、排気プレナム４０から排気空気４４２を追い出すために提供され、１つ又は複数のファン（例えば、図３のファン１３０Ｂ）が、周囲空気４５２を排気プレナム４０に押し込むために提供される。１つ又は複数のファンは、図４に関して記載したように、角度を付けてもよい。

【0052】

[0050] 冷却塔４０２は、追加の周囲空気４６２がファン４３０によって排気プレナム内に引き込まれることを可能にするように調節され得る１つ又は複数の空気取り入れ口（louver）又は風量調整弁（damper）４６０を冷却塔４０２の基部にさらに含み得る。風量調整弁モータ４６４は、風量調整弁連結部４６６を介して風量調整弁４６０の位置を調整するために提供され得る。風量調整弁４６０は、冷水槽３４の床又は隆起部分４７０に位置決めされてもよい。このようにして、ファン４３０が充填物２２を通して周囲空気３２を引き込むことに加えて、ファン４３０は、冷水槽３４の描かれた部分の下方から追加の周囲空気４６２を引き込んで、充填物２２から見て下流且つ空気出口４４１から見て上流の加熱された空気と混合し得る。これにより、周囲空気が冷却塔４０２の下から冷却塔４０２に入ることが可能になり、これはいくつかのシナリオにおいて有利となり得る。例えば、マルチセル冷却塔は、風量調整弁を冷却塔の側面に設置することができないように、互いに対して横並びに設置される冷却塔を有する場合がある。風量調整弁４６０は、冷却塔４０２の高さを上げることなく、プルーム軽減のために周囲空気を冷却塔４０２に導入することを可能にする。

【0053】

[0051] 風量調整弁４６０の位置（例えば、全開、部分開、又は全閉）は、プルームを軽減するために、冷却塔４０２のコントローラ４１０によって調整され得る。例えば、冷却塔４０２が冷却需要を満たし、ファン４３０が１００％未満のファン速度で動作しているとき、風量調整弁モータ４６４は、プルームを軽減するために風量調整弁４６０を開放してもよい。図６のファン３７０と同様の１つ又は複数の補助周囲空気ファンが、冷却塔４０２に入る周囲空気の量をさらに制御するために、風量調整弁４６０の上又は下に設けられてもよい。

【0054】

[0052] 図７Ｂを少しの間参照すると、隆起部分４７０及び風量調整弁４６０は、充填物２２から水平方向にオフセットされている。動作中、充填物２２から落下する冷却されたプロセス水は、冷水槽３４の隆起部分４７０の側方へ落下する。冷水槽３４は、水が水出口４７６を通って冷却塔１２を出る前に、水を冷水槽３４の下部水溜め部分４７４に仕向け、風量調整弁４６０から遠ざける仕切りチャネル壁４７２を含む。

【0055】

[0053] 再び図７Ａを参照すると、プルーム軽減システム４００は、排気プレナム４０からの排気空気４４２を受けるために冷却塔１２の上方（例えば、ファン４３０の上方）に配置される外部混合チャンバ４８０などの混合チャンバをさらに含み得る。外部混合チャンバ４８０は、直線状の側壁を有していてもよいし、速度回復スタックとして機能するように示されているような傾斜した壁を有していてもよい。

【0056】

[0054] 外部混合チャンバ４８０は、外部混合チャンバ４８０に周囲空気を導入するために、プルーム軽減ファン４８２などの１つ又は複数の補助ファンを含み得る。プルーム軽減ファン４８２は、プルーム軽減ファン４８２が充填物２２の下流の排気プレナム４０からの加熱された周囲空気３２と追加周囲空気４６２との混合物と混合するために外部混合チャンバ４８０内に追加の周囲空気を押し込むようにファン４３０の上に配置されてもよい。ファン４３０及びプルーム軽減ファン４８２の速度は、独立して制御されてもよい。外部混合チャンバ４８０は、外部混合チャンバ４８０内で、追加周囲空気と排気プレナム４０から受け取った排気空気４４２との混合を促進するために、１つ又は複数の空気ブレンダ又は空気ミキサ４８４をさらに含み得る。空気ミキサ４８４は、排気空気４４２が冷却塔１２を出る前に、排気空気４４２と、プルーム軽減ファン４８２によって導入された追加の周囲空気との混合が起こるように、プルーム軽減ファン４８２の上方に、プルーム軽減ファン４８２と外部混合チャンバ４８０の上端部分４８６との間に配置され得る。このようにして、風量調整弁４６０が開かれず、ファン４３０が冷却塔の負荷を満たすために動作している（例えば、１００％のファン速度で動作している）高負荷期間中に、プルーム軽減ファン４８２は、プルームを軽減するために外部混合チャンバ４８０内に周囲空気を追加するように作動され得る。

【0057】

[0055] 図８を参照すると、熱除去構造のためのプルーム軽減システムを制御するための別の方法４０１が示されている。プルーム軽減システムは、一般に、図６のプルーム軽減システム３００又は図７Ａ及び７Ｂのプルーム軽減システム４００に対応し得る。熱除去構造は、図６の冷却塔３０２又は図７Ａ及び７Ｂの冷却塔４０２などの冷却塔であり得る。

【0058】

[0056] 図５の方法２０１と同様に、方法４０１は、冷却塔について冷却モードが作動されているかどうかを決定すること（４０３）を含む。冷却塔が冷却モードで作動されているとき、方法４０１は、コントローラ３１０、４１０の制御論理を介して、加熱された蒸発流体の温度が閾値温度又は閾値温度範囲を超えているかどうかを決定すること（４０５）を含む。加熱された蒸発流体が閾値温度範囲を超えている場合、方法４０１は、１つ又は複数の上昇気流ファンが最大速度で動作しているかどうかを決定すること（４０７）を含む。１つ又は複数の上昇気流ファンが最大速度で動作していない場合、方法４０１は、１つ又は複数の上昇気流ファンの速度を上げること（４０９）を含む。その後、方法４０１は、加熱された蒸発流体の温度が依然として閾値温度範囲を超え、すべての上昇気流ファンが最大速度で動作していない場合、動作４０３に戻り、繰り返す。

【0059】

[0057] 加熱された蒸発流体の温度が閾値温度を超え、すべての上昇気流ファンが最大速度で動作している場合、方法４０１は、１つ又は複数の周囲空気風量調整弁を部分的に又は完全に閉じた位置に閉じること（４１１）を含む。例えば、図６の風量調整弁モータ３６４は、風量調整弁連結部３６６を介して風量調整弁３６０の位置を部分的に又は完全に閉じた位置に調整してもよく、又は図７Ａ及び７Ｂの風量調整弁モータ４６４は、風量調整弁連結部４６６を介して風量調整弁４６０の位置を部分的に又は完全に閉じた位置に調整してもよい。このようにして、蒸発式熱交換器を迂回する周囲空気を少なくすることによって、冷却塔の冷却効率を向上させることができる。

【0060】

[0058] 動作４１１で周囲空気風量調整弁を閉じた後、方法４０１は、冷却塔がプルーム軽減モードで動作しているかどうか、及びプルームが検出又は予測されたかどうかを決定すること（４１３）をさらに含み得る。冷却塔がプルーム軽減モードで動作していない場合、方法４０１は、動作４０３に戻る。冷却塔がプルーム軽減モードで動作しており、ファンが最大ファン速度で上向きに動作しており、プルームが検出又は予測されている場合、方法４０１は、プルームを軽減するために１つ又は複数の外部ファン（例えば、図６の外部ファン３３０Ｂ又は図７Ａのプルーム軽減ファン４８２）の速度を上げること（４１５）を含み得る。

【0061】

[0059] 動作４０５に戻ると、加熱された蒸発流体の温度が閾値温度範囲を超えない場合、方法４０１は、加熱された蒸発流体の温度が閾値温度範囲未満であるかどうかを決定すること（４２１）を含む。閾値温度範囲未満の流体温度は、過冷却を示す場合があり、そのような決定がなされると、方法４０１は、１つ又は複数の上昇気流ファンの速度を下げること（４２３）を含み得る。

【0062】

[0060] 加熱された蒸発流体の温度が閾値温度範囲未満でない（すなわち、閾値温度範囲内の温度に等しい）場合、方法４０１は、冷却塔がプルーム軽減モードで動作しているかどうか、及びプルームが検出又は予測されたかどうかを決定すること（４２５）を含む。冷却塔がプルーム軽減モードで動作していない場合、方法４０１は、動作４０３に戻る。

【0063】

[0061] 冷却塔がプルーム軽減モードで動作しており、プルームが検出又は予測されている場合、方法４０１は、１つ又は複数の上昇気流ファンが最大速度で動作しているかどうかを決定すること（４２７）を含む。すべての上昇気流ファンが最高速度で動作している場合、排気プレナム内の追加の周囲空気は、上昇気流ファンの冷却効率を低下させる可能性があり、したがって、風量調整弁は閉じたまま又は実質的に閉じたままである。しかしながら、上昇気流ファンよりも高い位置に配置された持ち上げられたファンは、上昇気流ファンの冷却効率を低下させることなく、上昇気流ファンが最大速度で動作しているときにもプルームを軽減させ得る。したがって、冷却塔が、図６の外部ファン１３０Ｂ又は図７Ａのプルーム軽減ファン４８２などの１つ又は複数の持ち上げられたファンを含む場合、方法４０１は、プルームをさらに軽減するために持ち上げられたファンの１つ又は複数の速度を上げること（４２９）を含み得る。

【0064】

[0062] １つ又は複数の上昇気流ファンが最大速度で動作していない場合、方法４０１は、１つ又は複数の周囲空気風量調整弁を部分的に又は完全に開いた位置に開くこと（４３１）などの１つ又は複数のプルーム軽減機能を実施することを含み得る。例えば、図６の風量調整弁モータ３６４は、風量調整弁連結部３６６を介して風量調整弁３６０の位置を部分的に又は完全に開いた位置に調整し得、又は図７Ａ及び７Ｂの風量調整弁モータ４６４は、風量調整弁連結部４６６を介して風量調整弁４６０の位置を部分的に又は完全に開いた位置に調整し得る。このようにして、追加の周囲空気が、充填物を通過した飽和空気と混合するために、上昇気流ファンによって排気プレナム内に引き込まれ、それによって冷却塔でのプルームを低減し得る。

【0065】

[0063] 一実施形態において、１つ又は複数の上昇気流ファンが最大速度未満で動作している状態で１つ又は複数の周囲空気風量調整弁を開く（４３１）前に、方法４０１は、周囲空気風量調整弁（例えば、図６の風量調整弁３６０又は図７Ａ及び７Ｂの風量調整弁４６０）が完全に開いているかどうかを決定すること（４３３）を含み得る。空気風量調整弁が完全に開いている場合、方法は、１つ又は複数のプルーム軽減ファンの速度を上げること（４３５）（１つ又は複数のプルーム軽減ファンをオンにすることを含む）を含み得る。プルーム軽減ファンは、一般に、図６のプルーム軽減ファン３７０に対応し得、プルーム軽減ファン３７０が追加の周囲空気３６２を風量調整弁３６０を通して排気プレナム内に押し込んで又は引き込んで加熱された飽和空気と混合してプルームを軽減するように、風量調整弁３６０に隣接して配置されてもよい。

【0066】

[0064] 図９Ａ及び９Ｂを参照すると、プルーム軽減システム５００Ａ、５００Ｂを含む蒸気スタック５０２が提供される。蒸気スタック５０２は、蒸気源５１０で飽和又は過飽和空気を（例えば、蒸気タービンから）受け取ることができる。プルーム軽減システム５００Ａ、５００Ｂは、周囲空気５０６を蒸気スタック５０２のチャンバ５０８に導入するための１つ又は複数のプルーム軽減機能を含み得る。例えば、図９Ａの蒸気スタック５０２は、１つ又は複数のプルーム軽減ファン５０４Ａを含み、図９Ｂの蒸気スタック５０２は、ベンチュリ効果によって周囲が蒸気スタック５０２に引き込まれるであろう１つ又は複数の周囲空気風量調整弁５０４Ｂを含む。プルーム軽減ファン５０４Ａは、図６に関して考察されたプルーム軽減ファン３７０及び／又は図７Ａに関して考察されたプルーム軽減ファン４８２に関して記載されたものと同様の方法で動作するように構成され得る。周囲空気風量調整弁５０４Ｂは、図６に関して考察された周囲空気風量調整弁３６０に関して記載されたものと同様の方法で動作するように構成されてもよい。別のアプローチでは、蒸気スタックは、図６に関して考察された冷却塔３０２と同様に、プルーム軽減ファン及び周囲空気風量調整弁の両方を含み得る。

【0067】

[0065] プルーム軽減システム５００Ａ、５００Ｂは、外部ファン５１２などの１つ又は複数の補助ファンをさらに含み得る。外部ファン５１２は、図３に関して考察された外部ファン１３０Ｃ及び／又は図６に関して考察された外部ファン３３０Ｂに関して記載したものと同様の方法で動作するように構成され得る。このように、外部ファン５１２は、蒸気スタック５０２の排出領域５１４のすぐ外側で周囲空気５０６を混合して、プルーム５１６をさらに軽減し得る。外部ファン５１２は、新しい蒸気スタック５０２と共に設置されてもよいし、既存の蒸気スタック５０２に後付けされてもよい。

【0068】

[0066] プルーム軽減システム５００Ａ、５００Ｂは、メモリ５２２、プロセッサ５２４、及び通信回路５２６を有するコントローラ５２０と、図３のものと同様であり得るプルーム検出器５４６とを含み得る。

【0069】

[0067] さらに別のアプローチにおいて、図７Ａのプルーム軽減システム４００と同様のプルーム軽減システムが、蒸気スタック５０２の頂部に設けられる場合がある。例えば、外部混合チャンバ４８０と同様の混合チャンバが、蒸気スタックの頂部の排気プレナムから排気空気を受けるために、蒸気スタック５０２の上方に配置されてもよい。外部混合チャンバは、直線状の側壁を有していてもよいし、速度回復スタックとして動作するように傾斜した壁を有していてもよい。外部混合チャンバは、蒸気スタックの動作に大きな影響を与えることなく外部混合チャンバに周囲空気を導入するために、（ファン５１２に加えて、又はファン５１２に代えて）プルーム軽減ファン４８２と同様の１つ又は複数の補助ファンを含み得る。空気ミキサ４８４と同様の空気ミキサも、プルームを軽減又は除去するために混合蒸気及び周囲空気を環境に放出する前に、蒸気排気と新鮮な周囲空気とを混合するために含まれ得る。

【0070】

[0068] 図１０を参照すると、熱除去構造のためのプルーム軽減システムを制御するための別の方法５０１が示されている。プルーム軽減システムは、一般に、図９Ａ及び９Ｂのプルーム軽減システム５００Ａ、５００Ｂに対応し得る。熱除去構造は、図９Ａ及び９Ｂの蒸気スタック５０２などの蒸気スタックであり得る。

【0071】

[0069] 図５の方法２０１と同様に、方法５０１は、蒸気スタックが動作中であるかどうかを決定すること（５０３）を含む。蒸気スタックが動作しているとき、飽和又は過飽和の空気が、特定の周囲条件の間にプルームを引き起こしながら蒸気スタックから排出されることがある。蒸気スタックが動作している場合、方法５０１は、蒸気スタックがプルーム軽減モードで動作しているかどうか、及びプルームが検出又は予測されているかどうか（例えば、コントローラ５２０で決定又は通知されたように）を決定すること（５０５）を含む。蒸気スタックがプルーム軽減モードで動作しており、プルームが検出又は予測されている場合、方法は、プルームを軽減するために蒸気スタックの内部に周囲空気を提供すること（５０７）を含む。例えば、プルーム軽減ファン５０４Ａ及び／又は周囲空気風量調整弁５０４Ｂは、蒸気スタックの内部のプレナムに周囲空気を提供するように作動され得る。

【0072】

[0070] 方法は、プルーム軽減デバイスが蒸気スタックの内部に最大体積の周囲空気を提供しているかどうかを決定すること（５０９）をさらに含み得る。例えば、プルーム軽減ファン５０４Ａが最大速度で動作している場合、プルーム軽減ファン５０４Ａは最大体積の周囲空気を提供している。同様に、周囲空気風量調整弁５０４Ｂが完全に開いている場合、周囲空気風量調整弁５０４Ｂは、最大体積の周囲空気を提供している。プルーム軽減デバイスが最大体積の周囲空気を提供していない場合、方法５０１は、動作５０７でプルーム軽減デバイスが最大体積の周囲空気を提供するまで再始動し得る。プルーム軽減デバイスが蒸気スタックの内部に最大体積の周囲空気を提供していて、まだプルームがある場合、方法５０１は、蒸気スタックの外部でプルーム５１６に供給される周囲空気の体積を増やすこと（５１１）を含む。例えば、図９Ａ及び９Ｂの１つ又は複数の外部ファン５１２の速度は、排気空気が蒸気スタック５０２の排出領域５１４に排出された直後に周囲空気５０６を混合して、プルームをさらに軽減させるために上げられてもよい。風量調整弁及び／又はファンのいずれかによって蒸気スタックの内部に周囲空気を加えられない場合（例えば、蒸気スタック内部の蒸気の内圧が高すぎる場合）、方法５０１は、図９Ａ及び９Ｂのファン５１２のオン／オフ状態及び／又は速度を制御し得る。

【0073】

[0071] 図１１を参照すると、図１に示す冷却塔１２と同様の構成要素を含む（同様の参照数字は同様の構成要素を指す）、プルーム軽減システム６００を含む冷却塔６０２が提供される。プルーム軽減システム６００は、メモリ６１２、プロセッサ６１４、及び通信回路６１６を有するコントローラ６１０と、図３のものと同様であり得るプルーム検出器６４６とを含み得る。

【0074】

[0072] プルーム軽減システム６００は、排気プレナム４０を覆って広がる、主要ファンと呼ばれることがある単一のファン６３０Ａを含み得る。ファン６３０Ａは、空気入口６３１を通して周囲空気３２を引き込み、逆流充填物２２’を通して周囲空気３２を仕向け、排気プレナム４０から排気空気６４２を追い出すように作動され得る。別のアプローチでは、複数のファン（例えば、図１のファン３０）が、周囲空気３２を逆流充填物２２’を通して引き込み、排気空気６４２を排気プレナム４０の外に追い出すために提供される。

【0075】

[0073] 図３の冷却塔１０２と同様に、図１１の冷却塔６０２は、排気プレナム４０から出る排気空気６４２と追加の周囲空気６５２を混合するための外部ファン６３０Ｂなどの１つ又は複数の補助ファンを含み得る。追加の周囲空気６５２と排気空気６４２との混合は、排気空気６４２の温度及び含水量を低下させ、それによって冷却塔６０２の上方のプルーム形成を低減又は排除し得る。外部ファン６３０Ｂは、冷却塔６０２の構成要素へのアクセス（例えば、整備のため）を可能にするために、（例えば、ヒンジ６５４を介して）冷却塔６０２に可動式に接続され得る。

【0076】

[0074] 冷却塔６０２は、冷却塔６０２の外側の追加の周囲空気６６２がファン６３０Ａによって排気プレナム４０に引き込まれて、逆流充填物２２’から見て下流且つ空気出口６３３から見て上流の排気プレナム４０内の加熱された空気と混合することを可能にするように調節され得る１つ又は複数の風量調整弁６６０をさらに含み得る。風量調整弁６６０に接続される風量調整弁連結部６６６を介して風量調整弁６６０の位置を調整するために、風量調整弁モータ６６４が提供されてもよい。風量調整弁６６０の位置（例えば、全開、部分開、又は全閉）は、プルームを軽減するために冷却塔６０２のコントローラ６１０によって作動され得る。例えば、冷却塔６０２が冷却需要を満たし、ファン６３０Ａが１００％未満のファン速度で動作しているとき、風量調整弁モータ６６４が風量調整弁６６０を開いてプルームを軽減し得る。

【0077】

[0075] 追加のプルーム軽減が望まれる場合に、１つ又は複数の補助プルーム軽減ファン６７０が、排気プレナム４０に追加の周囲空気６６２を追加するために同様に提供され得る。プルーム軽減ファン６７０は、冷却塔６０２の外部又は内部側壁に配置されてもよく、ファン６３０Ａの回転軸に対して直交するなどの横軸を中心に回転するように配置されてもよい。プルーム軽減ファン６７０は、ファン６３０Ａが加熱された周囲空気３２と追加周囲空気６６２との混合物を排気プレナム４０から追い出す前に、プルーム軽減ファン６７０が追加周囲空気６６２を風量調整弁６６０を介して排気プレナム４０に引き込むように、風量調整弁６６０に隣接して及びファン６３０Ａの下に配置され得る。プルーム軽減モードでは、プルームを軽減するために風量調整弁６６０が完全に開かれ得、排気プレナム４０に追加の周囲空気６６２を追加するためにプルーム軽減ファン６７０がオンにされ得る。プルーム軽減ファン６７０の速度はまた、風量調整弁６６０を通る周囲空気流を制御するために制御され得る。

【0078】

[0076] 図１２を参照すると、図１に示される冷却塔１２と同様の構成要素を含む（同様の参照数字は同様の構成要素を指す）、プルーム軽減システム７００を含む冷却塔７０２が提供されている。プルーム軽減システム７００は、メモリ７１２、プロセッサ７１４、通信回路７１６を有するコントローラ７１０と、図３のものと同様であり得るプルーム検出器７４６とを含み得る。

【0079】

[0077] プルーム軽減システム７００は、排気プレナム４０を覆って広がる、主要ファンと呼ばれることがある単一のファン７３０Ａを含み得る。ファン７３０Ａは、空気入口７３１を通して周囲空気３２を引き込むように作動され得る。

【0080】

[0078] 図１２の冷却塔７０２において、蒸発式熱交換器は、作動流体を運ぶ蛇行コイル２２’’と、蒸発液を蛇行コイル２２’’の外側に分配するための蒸発液分配システム７４９とを含む。蒸発液は、蛇行コイル２２’’の側壁を通して作動流体から熱を吸収する。蒸発液の一部は水蒸気に蒸発し、残りの蒸発液は水溜めに集められ、蒸発液分配システム７４９に戻るように再循環される。

【0081】

[0079] 図３の冷却塔１０２と同様に、図１２の冷却塔７０２は、排気プレナム４０を出る排気空気７４２と追加の周囲空気７５２を混合するための外部ファン７３０Ｂなどの１つ又は複数の補助ファンを含み得る。追加の周囲空気７５２を排気空気７４２と混合することにより、排気空気７４２の温度及び含水量が低下し、それによって冷却塔７０２の上方のプルーム形成が低減又は排除され得る。外部ファン７３０Ｂは、冷却塔７０２の構成要素へのアクセス（例えば、整備のため）を可能にするために、（例えば、ヒンジ７５４を介して）冷却塔７０２に可動式に接続され得る。

【0082】

[0080] 冷却塔７０２は、冷却塔７０２の外側の追加の周囲空気７６２が、ファン７３０Ａによって排気プレナム４０に引き込まれて、蛇行コイル２２’’から見て下流且つ空気出口７３３から見て上流の排気プレナム４０内の加熱された空気と混合できるように調節可能な１つ又は複数の風量調整弁７６０をさらに含み得る。風量調整弁モータ７６４は、風量調整弁７６０に接続される風量調整弁連結部７６６を介して風量調整弁７６０の位置を調整するために設けられてもよい。風量調整弁７６０の位置（例えば、全開、部分開、又は閉）は、プルームを軽減するために冷却塔７０２のコントローラ７１０によって作動され得る。例えば、冷却塔７０２が冷却需要を満たし、ファン７３０Ａが１００％未満のファン速度で動作しているとき、風量調整弁モータ７６４は、プルームを軽減するために風量調整弁７６０を開いてもよい。

【0083】

[0081] 追加のプルーム軽減が望まれる場合に、１つ又は複数の補助プルーム軽減ファン７７０が、排気プレナム４０に追加の周囲空気７６２を加えるために同様に提供されてもよい。プルーム軽減ファン７７０は、冷却塔１２の外部又は内部側壁に配置されてもよく、ファン７３０Ａの回転軸に対して直交するなどの横軸を中心に回転するように構成されてもよい。プルーム軽減ファン７７０は、ファン７３０Ａが加熱された周囲空気３２と追加周囲空気７６２との混合物を排気プレナム４０から追い出す前に、プルーム軽減ファン７７０が追加周囲空気７６２を風量調整弁７６０を介して排気プレナム４０に引き込むように、風量調整弁７６０に隣接してファン７３０Ａの下に配置され得る。プルーム軽減モードにおいて、プルームを軽減するために風量調整弁７６０は全開にされ得、排気プレナム４０に追加の周囲空気７６２を加えるためにプルーム軽減ファン７７０はオンにされ得る。プルーム軽減ファン７７０の速度はまた、風量調整弁７６０を通る周囲空気流を制御するように制御されてもよい。

【0084】

[0082] 本明細書中、方法ステップが順次に示され、記載されることがあるが、示され、記載されるステップの１つ又は複数は省略され、繰り返され、同時に実行され、及び／又は図に示された順序及び／又は本明細書に記載された順序と異なる順序で実行されてもよい。上述した方法を容易にするためのコンピュータ可読命令が、当技術分野で知られているように、様々な非一過性のコンピュータ可読媒体に格納され得ることは理解されよう。当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、上述した例に関して多種多様な修正、変更、及び組み合わせを行うことができ、そのような修正、変更、及び組み合わせは、本発明の概念の範囲内にあるものと見なされることを認識するであろう。

【0085】

[0083] 「ａ」、「ａｎ」などの単数形の用語の使用は、本明細書で特に示されない限り、又は文脈によって明らかに矛盾しない限り、単数と複数の両方をカバーすることを意図する。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ、ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、及び「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、オープンエンドな用語として解釈される。本明細書で使用される「～の少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｏｆ）」という句は、選言的な意味で解釈されることが意図される。例えば、「Ａ及びＢの少なくとも１つ」という句は、Ａ、Ｂ、又はＡ及びＢの両方を包含することが意図される。

【0086】

[0084] 本発明の特定の実施形態を示し記載してきたが、多数の変更及び修正を当業者は思い付くことが理解され、本発明は、添付の請求項の範囲に入るすべての変更及び修正を網羅することが意図される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12】

【国際調査報告】