(57)【要約】【課題】維持管理が簡便で、且つ、適量の薬注がされていることを確認することが可能な診断装置を提供することを目的とする。【解決手段】被冷却装置１３１へ供給するための循環水Ｗ２及び被冷却装置１３１から返送される循環水Ｗ２を冷却する冷却塔と、循環水Ｗ２を冷却塔１２０と被冷却装置１３１との間で循環させる循環水ラインＬ１１０と、冷却塔１２０に補給水Ｗ１を供給する補給水ラインＬ１２０と、循環水に薬剤を供給する薬剤供給手段３００とを有する水処理システムの診断装置であって、冷却塔１２０及び／又は循環水ラインＬ１１０及び／又は補給水ラインに設置される複数のセンサと、複数のセンサからの検出値が入力されると、当該検出値を用いて、循環水Ｗ２中の計算薬品濃度を算出する算出部２１０とを備える。【選択図】図１
2020200983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被冷却装置へ供給するための循環水及び前記被冷却装置から返送される循環水を冷却する冷却塔と、
循環水を前記冷却塔と前記被冷却装置との間で循環させる循環水ラインと、
前記冷却塔に補給水を供給する補給水ラインと、
循環水に薬剤を供給する薬剤供給手段とを有する水処理システムの診断装置であって、
前記冷却塔及び／又は前記循環水ライン及び／又は前記補給水ラインに設置される複数のセンサと、
前記複数のセンサからの検出値が入力されると、当該検出値を用いて、前記循環水中の計算薬品濃度を算出する算出部とを備える診断装置。
【請求項２】
前記複数のセンサは、前記循環水の電気伝導率を検知する電気伝導率センサと、前記薬剤供給手段における前記薬剤の残量を検知する薬剤残量センサと、前記補給水の流量を検知する流量センサとを含み、
前記算出部は、前記電気伝導率、前記薬剤の残量、前記補給水の流量を用いて、前記計算薬品濃度を算出する、請求項１に記載の診断装置。
【請求項３】
前記薬剤の残量と前記計算薬品濃度とに基づいて、前記薬剤供給手段の不良を判定する判定部を更に備える、請求項１又は２に記載の診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理システムの診断装置に関する。とりわけ、本発明は、冷却塔を含む水処理システムの診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
商業ビル、工業プラント等においては、空調機や冷凍機に組み込まれた熱交換器等の被冷却装置（冷却負荷装置）を冷却するために、冷却水が用いられる。冷却水は、その節約を図る観点から、冷却水を冷却する冷却塔と被冷却装置との間を循環して用いられる（以下、循環する冷却水を適宜に「循環水」という）。
【０００３】
冷却塔を用いた水管理においては、高い管理精度が求められる。高い管理精度を実現するため、冷却塔を含む水処理システムには、複数のセンサが設置されてきた。
【０００４】
例えば、特許文献１は、冷却塔を監視・制御するために、冷却塔に用いられる薬剤濃度のデータを無線受信して解析する、移動型水処理管理サーバを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８８８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
冷却塔を用いた水管理においては、とりわけ適正に薬注されていることを確認することが重要である。このために、循環水を分析することにより、薬品中に配合したトレーサを測定し、適量の薬注がされていることを確認する方法が一般的である。しかし、分析結果が取得可能となるまでにタイムラグがあるため、分析結果を即座に水管理に反映することはできない。また、循環水の分析のため、現場に赴く手間もかかる。
【０００７】
その改善策として、リチウムセンサや蛍光センサ等により、薬品トレーサを現場で測定する技術が知られているが、イニシャルコストが掛かると共に、冷却塔には構造上、外気からの汚れが入るため、測定装置に汚れが付着することにより、間違った値を出力するリスクがあり、維持管理の手間が掛かる。
【０００８】
本発明は、維持管理が簡便で、且つ、適量の薬注がされていることを確認することが可能な診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、被冷却装置へ供給するための循環水及び前記被冷却装置から返送される循環水を冷却する冷却塔と、循環水を前記冷却塔と前記被冷却装置との間で循環させる循環水ラインと、前記冷却塔に補給水を供給する補給水ラインと、循環水に薬剤を供給する薬剤供給手段とを有する水処理システムの診断装置であって、前記冷却塔及び／又は前記循環水ライン及び／又は前記補給水ラインに設置される複数のセンサと、前記複数のセンサからの検出値が入力されると、当該検出値を用いて、前記循環水中の計算薬品濃度を算出する算出部とを備える診断装置に関する。
【００１０】
また、上記の診断装置において、前記複数のセンサは、前記循環水の電気伝導率を検知する電気伝導率センサと、前記薬剤供給手段における前記薬剤の残量を検知する薬剤残量センサと、前記補給水の流量を検知する流量センサとを含み、前記算出部は、前記電気伝導率、前記薬剤の残量、前記補給水の流量を用いて、前記計算薬品濃度を算出することが好ましい。
【００１１】
また、上記の診断装置は、前記薬剤の残量と前記計算薬品濃度とに基づいて、前記薬剤供給手段の不良を判定する判定部を更に備えることが好ましい。
【００１２】
本発明によれば、維持管理が簡便で、且つ、適量の薬注がされていることを確認することが可能な診断装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る水処理システム１の全体構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る水処理システム１に含まれる薬剤供給装置３００の概略構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る水処理システム１の制御に係る機能ブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る水処理システム１の診断装置による診断結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
〔１  第１実施形態〕
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。この実施形態では、本発明に係る診断装置を適用した水処理システムについて説明する。図１は、本実施形態の水処理システム１を示す概略構成図である。図２は、薬剤供給装置３００の概略構成図である。図３は、水処理システム１の制御に係る機能ブロック図である。
【００１５】
〔１．１  第１実施形態の全体構成〕
図１に示すように、本実施形態の水処理システム１は、空調機や冷凍機に組み込まれた熱交換器等の被冷却装置１３１を冷却するために、循環水Ｗ２（冷却水）を循環させるシステムである。水処理システム１の運転中、循環水Ｗ２は、冷却塔１２０で冷却されながら循環して用いられる。循環水Ｗ２は、蒸発、飛散及びブローダウン処理（後述）等により減少した分が外部から補給される。本実施形態において、産業用設備としての冷却塔１２０は、いわゆる開放式冷却塔である。
【００１６】
本実施形態の水処理システム１は、主な構成として、冷却塔１２０と、被冷却装置１３１と、電気伝導率センサ（以下、「ＥＣセンサ」ともいう）１３４と、流量センサ１３５と、薬剤供給装置３００と、システム制御ユニット１００と、診断ユニット２００とを備える。また、水処理システム１は、主なラインとして、循環水ラインＬ１１０と、補給水ラインＬ１２０と、排水ラインＬ１３０と、を備える。「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
【００１７】
冷却塔１２０は、補給水Ｗ１が供給されると共に、この補給水Ｗ１を循環水Ｗ２として被冷却装置１３１へ供給し、被冷却装置１３１から回収（返送）される循環水Ｗ２を冷却する設備である。冷却塔１２０は、塔本体１２１と、貯留部１２２と、を備える。冷却塔１２０及び循環水ラインＬ１１０は、循環水系を構成する。すなわち、本実施形態において循環水Ｗ２とは、冷却塔１２０に貯留される水及び循環水ラインＬ１１０を流通する水を含み、被冷却装置１３１を冷却する冷却水として用いられる水を示す。
【００１８】
塔本体１２１は、冷却塔１２０の外郭を形成する筐体である。塔本体１２１は、散水部、ファン、開口部、ルーバー、充填材等からなる循環水冷却部（不図示）を有する。循環水Ｗ２は、循環水冷却部により冷却され、貯留部１２２に落下する。
【００１９】
貯留部１２２は、循環水冷却部で冷却された循環水Ｗ２を貯留する部位である。貯留部１２２は、塔本体１２１の下部に設けられている。貯留部１２２の底部には、循環水ラインＬ１１０の循環水供給ラインＬ１１１（後述）が接続されている。貯留部１２２に貯留された循環水Ｗ２は、循環水供給ラインＬ１１１を介して被冷却装置１３１へ供給される。なお、貯留部１２２には、電気伝導率センサ１３４が浸漬されていると共に、給水栓１３７及びブローダウン処理において使用されるオーバーフロー口１３８が設けられている。
【００２０】
電気伝導率センサ１３４は、貯留部１２２に貯留された循環水Ｗ２の水質を測定して、検出電気伝導率値として出力する装置である。電気伝導率センサ１３４は、システム制御ユニット１００と電気的に接続されている。電気伝導率センサ１３４で測定された検出電気伝導率値は、システム制御ユニット１００へ送信される。電気伝導率センサ１３４は、リアルタイムで循環水Ｗ２の電気伝導率を測定し、システム制御ユニット１００へ電気伝導率を送信する。なお、電気伝導率センサ１３４で測定された電気伝導率は、システム制御ユニット１００を介して薬剤供給装置３００にも送信される。
【００２１】
循環水ラインＬ１１０は、冷却塔１２０と被冷却装置１３１との間で循環水Ｗ２を循環させるラインである。循環水ラインＬ１１０は、循環水供給ラインＬ１１１と、循環水回収ラインＬ１１２と、循環水検出ラインＬ１１３とを有する。
【００２２】
循環水供給ラインＬ１１１の途中には、循環水ポンプ１３２が設けられている。循環水ポンプ１３２は、循環水ラインＬ１１０（循環水供給ラインＬ１１１、循環水回収ラインＬ１１２）の上流側から下流側へ向けて、循環水Ｗ２を送り出すことができる。循環水ポンプ１３２の運転は、冷却塔１２０及び後述の被冷却装置１３１の運転制御内で実行される。循環水ポンプ１３２は、システム制御ユニット１００と電気的に接続されている。このため、循環水ポンプ１３２の運転信号は、システム制御ユニット１００によって取得可能である。
【００２３】
循環水回収ラインＬ１１２は、被冷却装置１３１と塔本体１２１との間を接続するラインである。被冷却装置１３１において熱交換により加温された循環水Ｗ２は、循環水回収ラインＬ１１２を介して塔本体１２１の循環水冷却部（不図示）に回収される。
【００２４】
被冷却装置１３１は、循環水Ｗ２による冷却が必要な熱交換器等の各種装置である。被冷却装置１３１は、冷却塔１２０で冷却された循環水Ｗ２を使用して冷却される。被冷却装置１３１は、例えば、各種の化学プラントのターボ冷凍機や吸収冷凍機、建築物の空調用冷却機、食品工場の冷水製造機や真空冷却機等である。
【００２５】
被冷却装置１３１において、循環水流路の一方の端部には、循環水供給ラインＬ１１１の下流側の端部が接続されている。また、被冷却装置１３１において、循環水流路の他方の端部には、循環水回収ラインＬ１１２の上流側の端部が接続されている。
【００２６】
薬剤供給装置３００は、貯留部１２２内の循環水Ｗ２に、スケール防止剤、防食剤、殺菌剤等の薬剤を供給する薬注処理を実行可能な装置である。薬剤供給装置３００は、薬剤供給ラインＬ１４０を介して貯留部１２２に接続されている。薬剤供給装置３００は、システム制御ユニット１００と電気的に接続されている。薬剤供給装置３００の構成については、後に詳細に説明する。
【００２７】
スケール防止剤は、水中でのスケールの成長、或いは配管表面等へのスケールの堆積を防止するために用いられる化合物である。防食剤は、主に配管系等における全面腐食、或いはピッチング等の部分腐食の発生を抑制するために用いられる化合物である。殺菌剤は、水中における微生物の繁殖を抑制するために用いられる化合物であり、スライムコントロール剤とも呼ばれる。本実施形態では、スケール防止剤、防食剤、及び殺菌剤を総称して「薬剤」又は「薬剤Ｗ３」という。
【００２８】
スケール防止剤、防食剤、及び殺菌剤は、例えば一液型のマルチ薬剤として提供され、薬剤タンク３３０、薬剤供給ポンプ３５０及び薬剤供給ラインＬ１４０（いずれも後述）から貯留部１２２に供給される。
【００２９】
薬剤供給ラインＬ１４０は、薬剤Ｗ３を貯留部１２２へ供給するラインである。薬剤供給ラインＬ１４０の上流側の端部は、薬剤供給ポンプ３５０（後述）の吐出口に接続されている。薬剤供給ラインＬ１４０の下流側の端部は、貯留部１２２に接続されている。
【００３０】
また、冷却塔１２０には、補給水ラインＬ１２０が接続されている。補給水ラインＬ１２０は、補給水Ｗ１を貯留部１２２（循環水系）へ補給するラインである。補給水ラインＬ１２０は、上流側に第１補給水ラインＬ１２１を備え、下流側に第２補給水ラインＬ１２２及び第３補給水ラインＬ１２３を備える。第１補給水ラインＬ１２１は、水道水や工業用水等の補給水Ｗ１の供給源（不図示）に接続されている。補給水ラインＬ１２０は、分岐部Ｊ１において、第２補給水ラインＬ１２２及び第３補給水ラインＬ１２３に分岐している。
【００３１】
第１補給水ラインＬ１２１には、流量検出手段としての流量センサ１３５が接続されている。流量センサ１３５は、第１補給水ラインＬ１２１を流通する補給水Ｗ１の単位時間当たりの流量を検出する機器である。流量センサ１３５として、例えば、流路ハウジング内に軸流羽根車又は接線羽根車（不図示）を配置したパルス発信式の流量センサを用いることができる。
【００３２】
本実施形態で用いられるパルス発信式の流量センサは、偶数枚の羽根の先端部分がＮ極とＳ極とに交互に着磁された羽根車を備える。パルス発信式の流量センサは、この羽根車の回転をホールＩＣで検出することにより、補給水Ｗ１の流速に比例した時間幅のパルス信号を出力する。ホールＩＣは、電圧レギュレータ、ホール素子、増幅回路、シュミットトリガ回路、出力トランジスタ等がパッケージ化された電子回路である。この電子回路は、羽根車の回転運動に伴う磁束変化に応答して、羽根車が１回転する毎に矩形波のパルス信号を検出水量値として出力する。羽根車が１回転するときの流量［Ｌ／パルス］は、流量センサの設計仕様により決まる。そのため、薬剤供給装置３００の薬注制御部３１１（後述）は、流量センサ１３５から出力されるパルス信号に基づいて、補給水Ｗ１の補給水量［Ｌ］を算出することができる。
【００３３】
例えば、流量センサ１３５において、羽根車が１回転するときの流量を１［Ｌ］としたときに、流量センサ１３５から出力されたパルス信号の数が３パルスであれば、補給水Ｗ１の補給水量は３［Ｌ］となる。
【００３４】
流量センサ１３５は、薬剤供給装置３００を構成する機器の一つである。流量センサ１３５は、薬剤供給装置３００と電気的に接続されている。流量センサ１３５から出力されたパルス信号は、薬剤供給装置３００へ送信される。
【００３５】
第２補給水ラインＬ１２２の下流側の端部は、塔本体１２１に接続されている。第２補給水ラインＬ１２２において、分岐部Ｊ１と冷却塔１２０との間には、補給水弁としての補給水バルブ１３６が設けられている。補給水バルブ１３６の種類としては、例えば、ソレノイド駆動の電磁弁、モータ駆動の電動弁、圧縮エア駆動の弁等を挙げることができる。
【００３６】
補給水バルブ１３６は、第２補給水ラインＬ１２２を開閉することができる。第２補給水ラインＬ１２２を開くことにより、補給水Ｗ１を貯留部１２２に強制的に供給することができる。補給水バルブ１３６は、システム制御ユニット１００と電気的に接続されている。補給水バルブ１３６の開閉状態は、システム制御ユニット１００から出力されるバルブ駆動信号により制御される。補給水バルブ１３６を開状態とすることにより、第２補給水ラインＬ１２２を開くことができる。補給水バルブ１３６を閉状態とすることにより、第２補給水ラインＬ１２２を閉じることができる。
【００３７】
第３補給水ラインＬ１２３の下流側の端部は、塔本体１２１に接続されている。第３補給水ラインＬ１２３の下流側の端部には、給水栓１３７が設けられている。給水栓１３７は、貯留部１２２内の循環水Ｗ２の水位（すなわち、水量）を管理するボールタップ式の給水設備である。循環水Ｗ２の蒸発及び飛散により貯留部１２２の水位が低下すると、給水栓１３７のボールタップが作動し、第３補給水ラインＬ１２３を流通する補給水Ｗ１が貯留部１２２に補給される。
【００３８】
排水ラインＬ１３０は、貯留部１２２の内部に略垂直に取り付けられている。排水ラインＬ１３０は、貯留部１２２から更に下方に延びている。排水ラインＬ１３０の上流側の端部は、循環水Ｗ２のオーバーフロー口１３８を形成する。オーバーフロー口１３８は、給水栓１３７の管理水位よりも上方に開口する。一方、排水ラインＬ１３０の下流側の端部は、貯留部１２２の外部に通じている。排水ラインＬ１３０は、ブローダウン処理において、補給水バルブ１３６が開状態となり、補給水Ｗ１を強制的に供給した場合に、貯留部１２２から溢れた循環水Ｗ２を系外に排出するラインである。
【００３９】
上記構成において、補給水バルブ１３６を開状態とすることにより、補給水Ｗ１を冷却塔１２０に補給しながら、循環水Ｗ２の一部を冷却塔１２０から外部に排出するブローダウン処理を実行することができる。補給水バルブ１３６は、循環水Ｗ２の水質が悪化した場合に開状態に制御され、第２補給水ラインＬ１２２を通じて新鮮な補給水Ｗ１を貯留部１２２に強制的に補給しながら、貯留部１２２に貯留された循環水Ｗ２の一部を排水ラインＬ１３０から外部に排出するブロー手段として機能する。
【００４０】
また、上記構成において、電気伝導率センサ１３４は、冷却塔１２０の貯留部１２２に浸漬されているが、これは一例であって、これには限定されない。
【００４１】
〔１．２  薬剤供給装置３００の構成〕
次に、図２を参照して、薬剤供給装置３００の構成について詳細に説明する。
図２に示すように、薬剤供給装置３００は、主な構成として、薬注制御ユニット３１０と、流量センサ１３５と、薬剤タンク３３０と、薬剤供給ポンプ３５０と、を備える。このうち、薬剤タンク３３０及び薬剤供給ポンプ３５０は、本発明における薬剤供給手段を構成する。
【００４２】
まず、薬剤供給装置３００の制御系の構成について説明する。薬注制御ユニット３１０は、流量センサ１３５と電気的に接続される。薬注制御ユニット３１０において、各測定装置から受信した最新の測定情報は、適宜、メモリ３２０に記憶される。
【００４３】
薬注制御ユニット３１０は、薬剤供給システム制御ユニットとしての薬注制御部３１１と、計時部３１２と、メモリ３２０と、を備える。薬注制御ユニット３１０における薬注制御部３１１及び計時部３１２の各機能は、ＣＰＵ及び内部メモリ含むマイクロプロセッサ（不図示）により実現される。なお、本実施形態において、システム制御ユニット１００は、薬剤供給装置３００に搭載されており、システム制御ユニット１００と薬注制御ユニット３１０の間で各種の測定値や制御状態等の情報を共有する。
【００４４】
薬注制御部３１１は、流量センサ１３５から出力されたパルス信号に基づいて補給水Ｗ１の補給水量を算出する。そして、薬注制御部３１１は、算出した補給水Ｗ１の補給水量に比例した投入量の薬剤Ｗ３が循環水Ｗ２に供給されるように、薬剤供給ポンプ３５０において薬注処理（以下、「流量比例薬注処理」ともいう）を実行させる。
【００４５】
具体的には、薬注制御部３１１は、流量センサ１３５から出力されるパルス信号の数をカウントする。そして、薬注制御部３１１は、カウントしたパルス信号の数（以下、「パルス信号数」ともいう）が所定のパルス信号数に達する毎に、そのパルス信号数（補給水量）に比例した投入量の薬剤Ｗ３が循環水Ｗ２に供給されるように、薬剤供給ポンプ３５０（後述）にポンプ駆動信号を出力する（分周制御）。これにより、薬剤供給装置３００において、薬注処理が実行される。
【００４６】
なお、薬注制御部３１１において、流量センサ１３５からパルス信号が一つ出力される毎に、所定量の薬剤が循環水Ｗ２に供給されるように、薬注処理を複数回繰り返し実行してもよい（カウンタ制御）。
【００４７】
薬注制御部３１１は、算出した薬剤の投入量に対応したパルス幅を有するポンプ駆動信号を薬剤供給ポンプ３５０に出力する。これにより、薬剤供給ポンプ３５０では、薬注制御部３１１から出力されたポンプ駆動信号のパルス幅の期間（運転時間）に亘って、指定されたストローク数で薬剤の投入が実行される。この動作により、薬剤タンク３３０から必要量の薬剤Ｗ３が循環水Ｗ２に供給される。
【００４８】
薬注制御部３１１は、ブローダウン処理が実行中であれば、ブローダウン処理が終了するまで薬注処理の実行を待機する。そして、薬注制御部３１１は、ブローダウン処理の終了後に、ブローダウン処理の実行期間中に検出された補給水量に比例した投入量の薬剤Ｗ３が循環水Ｗ２に供給されるように、薬注処理を実行する。
【００４９】
計時部３１２は、薬注処理における予め設定された薬剤投入時間及び薬剤投入間隔を交互に計時する。計時部３１２は、薬剤投入時間とは、循環水Ｗ２に薬剤を供給する時間、すなわち薬剤供給ポンプ３５０の運転時間である。薬剤投入間隔とは、循環水Ｗ２に薬剤を供給しない期間、すなわち薬剤供給ポンプ３５０の運転を停止している期間である。
【００５０】
計時部３１２は、ポンプ駆動信号が出力されたことを薬注制御部３１１から通知されると、薬剤投入時間の計時をスタートする。また、計時部３１２は、ポンプ駆動信号の出力が停止したことを薬注制御部３１１から通知されると、薬剤投入時間の計時をストップする。計時部３１２は、計時した薬剤投入時間をメモリ３２０に記憶させる。
【００５１】
計時部３１２は、ポンプ駆動信号の出力が停止したことを薬注制御部３１１から通知されると、薬剤投入間隔の計時をスタートする。また、計時部３１２は、ポンプ駆動信号が出力されたことを薬注制御部３１１から通知されると、薬剤投入時間の計時をストップする。計時部３１２は、計時した薬剤投入間隔をメモリ３２０に記憶させる。
【００５２】
メモリ３２０は、薬注処理に関する各種のデータを記憶する記憶装置である。例えば、メモリ３２０には、薬剤投入時間、薬剤投入間隔、薬注処理を実行させるための制御プログラム等が記憶される。
【００５３】
薬剤タンク３３０は、内部に薬剤を貯留可能な容器である。薬剤タンク３３０の内部には、レベルセンサ３４０が設けられている。また、薬剤タンク３３０には、薬剤供給ポンプ３５０が接続されている。薬剤タンク３３０及び薬剤供給ポンプ３５０は、貯留部１２２に薬剤を供給する薬剤供給処理を実行可能である。
【００５４】
レベルセンサ３４０は、薬剤タンク３３０内の薬剤の液位（すなわち、液量）を検出する機器である。レベルセンサ３４０は、薬注制御ユニット３１０と電気的に接続されている。レベルセンサ３４０は、薬剤タンク３３０内の薬剤の液位に応じたレベル信号を出力する。レベルセンサ３４０から出力されたレベル信号は、薬注制御ユニット３１０に送信される。薬注制御ユニット３１０は、レベル信号が満水液位Ａから減少して、設定液位Ｂに満たなくなると、例えば、警報器に警報を一定時間発生させて、管理者に薬剤の補充を促す。
【００５５】
薬剤供給ポンプ３５０は、薬剤タンク３３０内の薬剤Ｗ３を、薬剤供給ラインＬ１４０を介して貯留部１２２に向けて送出する装置である。本実施形態の薬剤供給ポンプ３５０は、電磁駆動ダイアフラム式の定量ポンプである。薬剤供給ポンプ３５０として、電磁駆動ダイアフラム式の定量ポンプを用いた場合、ダイアフラム弁（不図示）が往復運動することにより、薬剤Ｗ３が断続的に薬剤供給ラインＬ１４０へ押し込まれる。その結果、薬剤供給ラインＬ１４０の上流側では圧力が上昇するため、薬剤Ｗ３は、薬剤供給ラインＬ１４０の下流側から貯留部１２２に吐出される。
【００５６】
薬剤供給ポンプ３５０は、ダイアフラム弁の１ストローク当たりの吐出流量［ｍＬ／ストローク］を所定値に設定し、且つストローク数［ストローク／分］を増減することにより、薬剤の吐出流量［ｍＬ／分］を調節できる。ストローク数とは、単位時間当たりにダイアフラム弁が往復運動する回数をいい、１往復が１ストロークに相当する。薬剤供給ポンプ３５０は、薬注制御部３１１（薬注制御ユニット３１０）と電気的に接続されている。薬剤供給ポンプ３５０は、薬注制御部３１１からポンプ駆動信号（パルス信号）が出力されると、そのパルス幅の期間（以下、「運転時間」ともいう）に亘って、指定されたストローク数での薬剤の投入を実行する。
【００５７】
なお、本実施形態では、スケール防止剤、防食剤、及び殺菌剤を配合した一液型のマルチ薬剤を、一つの薬剤供給装置３００から貯留部１２２に供給する例について説明する。化合物の特性により一液に配合することが困難な場合には、スケール防止剤、防食剤、及び殺菌剤を、それぞれ個別の薬剤供給装置から貯留部１２２に供給してもよい。
【００５８】
薬剤供給ラインＬ１４０には、フローチェッカ１４１及びチェックバルブ１４２が設けられている。
【００５９】
フローチェッカ１４１は、薬剤供給ラインＬ１４０における薬剤Ｗ３の流通状態を検出する機器である。フローチェッカ１４１は、薬注制御ユニット３１０と電気的に接続されている。フローチェッカ１４１は、薬剤供給ラインＬ１４０を薬剤Ｗ３が適正に流通していないことを検出した場合、薬注制御ユニット３１０に検出信号を送信する。例えば、薬剤供給ラインＬ１４０に気泡や固形物が混入し、一時的に薬剤Ｗ３の流通が滞った場合には、フローチェッカ１４１から薬注制御ユニット３１０に閉塞検出信号が送信される。フローチェッカ１４１は、薬剤供給ラインＬ１４０において、薬剤タンク３３０とチェックバルブ１４２との間に設けられている。
【００６０】
チェックバルブ１４２は、薬剤の流通方向を規制する弁である。チェックバルブ１４２は、薬剤タンク３３０から貯留部１２２に向けて薬剤Ｗ３が圧送されるときには、弁体が開き、貯留部１２２から逆流が起こったときには、弁体が閉じる。チェックバルブ１４２は、薬剤供給ラインＬ１４０と貯留部１２２との接続部分に設けられている。
【００６１】
〔１．３  水処理システム１の制御〕
次に、図３を参照して、水処理システム１の制御に係る機能について説明する。
【００６２】
システム制御ユニット１００は、水処理システム１における各部の動作を制御する。図３に示すように、システム制御ユニット１００は、例えば、薬剤供給装置３００、補給水バルブ１３６と電気的に接続される。
【００６３】
また、システム制御ユニット１００は、水処理システム１の各測定装置と電気的に接続され、これら測定装置から測定情報を受信する。例えば、システム制御ユニット１００は、測定装置としての電気伝導率センサ１３４、流量センサ１３５、及びレベルセンサ３４０と電気的に接続される。システム制御ユニット１００において、各測定装置から受信した最新の測定情報は、適宜、後述の診断ユニット２００が備えるメモリ２３０に記憶される。
【００６４】
システム制御ユニット１００は、ブロー制御部１１０を備える。システム制御ユニット１００におけるブロー制御部１１０の機能は、ＣＰＵ及び内部メモリを含むマイクロプロセッサ（不図示）により実現される。
【００６５】
ブロー制御部１１０は、電気伝導率センサ１３４によって検出される電気伝導率が予め設定された上限閾値となった場合に、補給水バルブ１３６を開としてブローダウン処理を実行し、予め設定された下限閾値となった場合に、補給水バルブ１３６を閉としてブローダウン処理を終了する。
【００６６】
診断ユニット２００は、水処理システム１における計算薬品濃度を算出することにより、薬剤供給装置３００の不良を判定する。なお、診断ユニット２００は、システム制御ユニット１００と互いに通信可能であり、これにより、システム制御ユニット１００を介して、電気伝導率センサ１３４、流量センサ１３５、及びレベルセンサ３４０による検出値を取得することが可能である。なお、診断ユニット２００は、クラウド上に備わってもよい。また、システム制御ユニット１００と診断ユニット２００とは、別体として構成されてもよく、同一の筐体内に備わる構成としてもよい。
【００６７】
診断ユニット２００は、算出部２１０と、判定部２２０と、メモリ２３０と、を備える。診断ユニット２００における算出部２１０及び判定部２２０の機能は、ＣＰＵ及び内部メモリを含むマイクロプロセッサ（不図示）により実現される。
【００６８】
算出部２１０は、電気伝導率センサ１３４、流量センサ１３５、及びレベルセンサ３４０による検出値を、以下の数式（１）に適用することにより、循環水Ｗ２の計算薬品濃度を算出する。
計算薬品濃度（ｇ／ｍ３）＝薬品液位差から算出される薬品使用量（ｇ）／補給水量（ｍ３）×電気伝導率から算出される濃縮倍率  （１）
【００６９】
判定部２２０は、主として、レベルセンサ３４０による検出値に基づく薬剤の残量と、算出部２１０によって算出された計算薬品濃度とに基づいて、薬剤供給装置３００の不良を判定する。より詳細には、判定部２２０は、後述のように、メモリ２３０に記憶されている、各検出値と閾値との比較結果の組み合わせを参照することにより、薬剤供給装置３００の不良を判定する。
【００７０】
メモリ２３０は、各検出値と閾値との比較結果の組み合わせと、薬剤供給装置３００の不良との対応関係を記憶する。
【００７１】
図４は、メモリ２３０に記憶されている、各検出値と閾値との比較結果と、薬剤供給装置３００の不良との対応関係の例を示す。
【００７２】
図４に示すように、流量センサ１３５によって検出される補給水Ｗ１の積算流量が正常範囲にあり、電気伝導率センサ１３４によって検出される循環水Ｗ２の電気伝導率が正常範囲にあり、レベルセンサ３４０によって検出される薬剤タンク３３０内の薬剤の液位が正常範囲内にあるものの、上記の数式（１）によって算出される計算薬品濃度が閾値よりも低い場合には、薬剤供給装置３００からの薬剤の吐出に不良が発生しているとする。
【００７３】
なお、この場合には、水処理システム１の保守員は、薬剤供給装置３００から薬剤の吐出を正常なものとするメンテナンスをする必要がある。
【００７４】
判定部２２０は、電気伝導率センサ１３４、流量センサ１３５、及びレベルセンサ３４０からの検出値が入力されると、メモリ２３０に記憶された上記の対応関係を参照することにより、薬剤供給装置３００の不良を判定する。この判定結果は、システム制御ユニット１００の外部に出力されることにより、水処理システム１の保守員によって認識されることが可能である。
【００７５】
上記の水処理システム１は、例えばクラウド上に設置され、電気伝導率センサ１３４、流量センサ１３５、レベルセンサ３４０からの検出値を収集する収集サーバを備えてもよい。この場合、上記の各センサは、収集サーバに対して検出値を送信する通信部を備え、判定部２２０は、収集サーバから検出値を受信する通信部を備える。更に、この収集サーバは、一つの筐体において、システム制御ユニット１００と一体化されていてもよい。
【００７６】
また、上記の水処理システム１において、少なくとも、電気伝導率センサ１３４、流量センサ１３５、レベルセンサ３４０、診断ユニット２００の算出部２１０、判定部２２０及びメモリ２３０をまとめて、「診断装置」と呼称する。
【００７７】
〔１．４  第１実施形態が奏する効果〕
上述した本実施形態に係る水処理システム１の診断装置によれば、例えば、以下のような効果が得られる。
【００７８】
本実施形態に係る水処理システム１の診断装置は、冷却塔１２０及び／又は循環水ラインＬ１１０及び／又は補給水ラインＬ１２０に設置される複数のセンサと、複数のセンサからの検出値が入力されると、当該検出値を用いて、循環水Ｗ２中の計算薬品濃度を算出する算出部２１０とを備える。
【００７９】
これにより、水分析をしなくても薬品濃度が適正範囲に入っているかどうかを推測できる。
【００８０】
また、本実施形態に係る水処理システム１の診断装置において、上記の複数のセンサは、循環水Ｗ２の電気伝導率を検知する電気伝導率センサ１３４と、薬剤供給装置３００における薬剤の残量を検知するレベルセンサ３４０と、補給水Ｗ１の流量を検知する流量センサ１３５とを含み、算出部２１０は、電気伝導率、薬剤の残量、補給水Ｗ１の流量を用いて、計算薬品濃度を算出する。
【００８１】
これにより、冷却塔１２０における汚れの影響を受けない点で信頼性の高い薬品濃度を算出することが可能となる。
【００８２】
また、本実施形態に係る水処理システム１の診断装置は、薬剤の残量と計算薬品濃度とに基づいて、薬剤供給装置３００の不良を判定する判定部２２０を更に備える。
【００８３】
これにより、薬液液位と計算薬品濃度から、薬品吐出不良を推測できる。
【符号の説明】
【００８４】
１  水処理システム
１００  システム制御ユニット
１２０  冷却塔
１２１  塔本体
１２２  貯留部
１３１  被冷却装置
１３２  循環水ポンプ
１３３  薬品濃度センサ
１３４  電気伝導率センサ
１３５  流量センサ
１３６  補給水バルブ
１３７  給水栓
１３８  オーバーフロー口
１４１  フローチェッカ
１４２  チェックバルブ
２００  ブロー制御部
２１０  算出部
２２０  判定部
２３０  記憶部（メモリ）
３００  薬剤供給装置
３１０  薬注制御ユニット
３１１  薬注制御部
３２０  メモリ
３３０  薬剤タンク
３４０  レベルセンサ
３５０  薬剤供給ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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