(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水冷式冷却塔の上部に設けられた強制通風ファンにより外気を取り入れて塔内の充填材を通過する空気流を生じさせると共に水冷式空調冷却機から戻ってきた温められた冷却水を該充填材内に落下させて該外気に接触させることによって冷却し、当該冷やされた冷却水を下部に設けられた水槽に溜めて再び水冷式空調冷却機に送る水冷式冷却塔における冷却水を浄化する水冷式冷却塔の冷却水浄化方法において、前記水冷式空調冷却機に配管された温水供給管の供給口を前記充填材の上方に位置付けると共に該温水供給管の供給口から離して該供給口と前記充填材との間にセラミック担体の表面にトルマリンを含有するセラミック粉末原料を付着・焼成してトルマリン含有皮膜を形成してなる直径５〜10mmのトルマリン含有セラミック粒子を入れた冷却水流出孔を有する容器を装着して該供給口から放出される温められた冷却水を該容器に散水することにより、前記充填材内に落下させる前に当該容器内のトルマリン含有セラミック粒子間に通過させるようにしたことを特徴とする水冷式冷却塔の冷却水浄化方法。
【請求項２】
水冷式冷却塔の上部に設けられた強制通風ファンにより外気を側方から塔内に取り入れて該側方に配置された充填材を通過して上部に向かう空気流を生じさせると共に水冷式空調冷却機から戻ってきた温められた冷却水を該充填材の上方に配設された温水散水槽を介して当該充填材内に落下させて該外気と接触させることによって冷却し、当該冷やされた冷却水を下部に設けられた水槽に溜めて再び水冷式空調冷却機に送る水冷式冷却塔における冷却水を浄化する水冷式冷却塔の冷却水浄化装置において、前記温水散水槽の上方には水冷式空調冷却機に配管された温水供給管の供給口が位置付けられており、温水散水槽内には該温水散水槽の溝に面する側壁が開口した蓋型散水箱が温水供給管の供給口に被せて設けられており、蓋型散水箱の開口には温水供給管の供給口から離して該供給口と前記温水散水槽との間にセラミック担体の表面にトルマリンを含有するセラミック粉末原料を付着・焼成してトルマリン含有皮膜を形成してなる直径５〜10mmのトルマリン含有セラミック粒子を入れた冷却水流出孔を有する容器が装着されており、温水供給管の供給口から放出される温められた冷却水を当該容器に散水して該温められた冷却水が充填材内に落下する前に当該容器内のトルマリン含有セラミック粒子間を通過させるようにしたことを特徴とする水冷式冷却塔の冷却水浄化装置。
【請求項３】
水冷式冷却塔の上部に設けられた強制通風ファンにより外気を塔内に取り入れて該強制通風ファンの下方に配置された充填材を通過して上部に向かう空気流を生じさせて水冷式空調冷却機から戻ってきた温められた冷却水を該充填材内に落下させて外気と接触させて冷却し、当該冷やされた冷却水を下部に設けられた水槽に溜めて再び水冷式空調冷却機に送る水冷式冷却塔における冷却水を浄化する水冷式冷却塔の冷却水浄化装置において、前記強制通風ファンと前記充填材との間には温められた冷却水を充填材に供給する温水供給管の供給口が該充填材に向けて位置付けられており、該温水供給管の供給口と充填材との間には該供給口から離してセラミック担体の表面にトルマリンを含有するセラミック粉末原料を付着・焼成してトルマリン含有皮膜を形成してなる直径５〜10mmのトルマリン含有セラミック粒子を入れた冷却水流出孔を有する容器が装着されており、当該温水供給管の供給口から放出される温められた冷却水を当該容器に噴射して該温められた冷却水が充填材内に落下する前に当該容器内のトルマリン含有セラミック粒子間を通過させるようにしたことを特徴とする水冷式冷却塔の冷却水浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水冷式空調冷却機から戻ってきた温められた冷却水を冷却・浄化する水冷式冷却塔の冷却水浄化方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知の通り、水冷式冷却塔の冷却水は外気に接触させることにより冷却しているので、大気中の酸化物や汚染浮遊物を取り込んでおり、冷却水の飛散や蒸発も加わって水中の塩類濃度が上昇し、冷却塔周りの配管が腐食すると共に、シリカが付着し、冷却水中には藻が発生すると共にレジオネラ菌が増殖するため、その改善策として、電気伝導率が高くなった冷却水を廃棄して新たに冷却水を補充する処置や冷却水中に薬品を投入する薬注処理が施されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の廃棄処置では、冷却水を廃棄するため、水資源の無駄使いになるという問題点があった。また、後者の薬注処理では、飛散・蒸発により薬品が濃縮された冷却水が水滴となって近隣の民家に飛来して人的被害が及ぶことを防ぐために濃度測定器を設置して予め定められた濃度を越えれば冷却水を補充して濃度を所定値に戻す制御装置を備え付けなければならず、余分な設備費がかかるという問題点や補充された冷却水は攪拌されるわけではないので、依然として冷却水には濃度の高い部分があり、この高濃度部分の冷却水が水滴となって飛散するという問題点があった。
【０００４】
そこで、本発明者等は、冷却水の廃棄処置や薬注処理に頼らなくても、配管の腐食、シリカの付着、藻の発生及びレジオネラ菌の発生を防止することができる冷却水浄化方法及びその装置を提供することを技術的課題として、その具現化をはかるべく研究・実験を重ねてきた。この過程において、トルマリンが僅かな温度変化等の環境の変化でマイナスイオンを発生することに着目し、さらに実験を重ねた結果、トルマリンのマイナスイオン効果や水質改善により、赤錆が黒錆へ変化し、シリカ等のスケールの溶解・剥離が起こり、加えて藻・レジオネラ菌の発生が抑制されるという刮目すべき知見を得、前記技術的課題を達成したものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記技術的課題は、次の通りの本発明によって解決できる。
【０００６】
即ち、本発明に係る水冷式冷却塔の冷却水浄化方法は、水冷式冷却塔の上部に設けられた強制通風ファンにより外気を取り入れて塔内の充填材を通過する空気流を生じさせると共に水冷式空調冷却機から戻ってきた温められた冷却水を該充填材内に落下させて該外気に接触させることによって冷却し、当該冷やされた冷却水を下部に設けられた水槽に溜めて再び水冷式空調冷却機に送る水冷式冷却塔における冷却水を浄化する水冷式冷却塔の冷却水浄化方法において、前記水冷式空調冷却機に配管された温水供給管の供給口を前記充填材の上方に位置付けると共に該温水供給管の供給口から離して該供給口と前記充填材との間にセラミック担体の表面にトルマリンを含有するセラミック粉末原料を付着・焼成してトルマリン含有皮膜を形成してなる直径５〜10mmのトルマリン含有セラミック粒子を入れた冷却水流出孔を有する容器を装着して該供給口から放出される温められた冷却水を該容器に散水することにより、前記充填材内に落下させる前に当該容器内のトルマリン含有セラミック粒子間に通過させるようにしたものである。
【０００７】
また、本発明に係る水冷式冷却塔の冷却水浄化装置は、水冷式冷却塔の上部に設けられた強制通風ファンにより外気を側方から塔内に取り入れて該側方に配置された充填材を通過して上部に向かう空気流を生じさせると共に水冷式空調冷却機から戻ってきた温められた冷却水を該充填材の上方に配設された温水散水槽を介して当該充填材内に落下させて該外気と接触させることによって冷却し、当該冷やされた冷却水を下部に設けられた水槽に溜めて再び水冷式空調冷却機に送る水冷式冷却塔における冷却水を浄化する水冷式冷却塔の冷却水浄化装置において、前記温水散水槽の上方には水冷式空調冷却機に配管された温水供給管の供給口が位置付けられており、温水散水槽内には該温水散水槽の溝に面する側壁が開口した蓋型散水箱が温水供給管の供給口に被せて設けられており、蓋型散水箱の開口には温水供給管の供給口から離して該供給口と前記温水散水槽との間にセラミック担体の表面にトルマリンを含有するセラミック粉末原料を付着・焼成してトルマリン含有皮膜を形成してなる直径５〜10mmのトルマリン含有セラミック粒子を入れた冷却水流出孔を有する容器が装着されており、温水供給管の供給口から放出される温められた冷却水を当該容器に散水して該温められた冷却水が充填材内に落下する前に当該容器内のトルマリン含有セラミック粒子間を通過させるようになっているものである。
【０００８】
さらに、本発明に係る水冷式冷却塔の冷却水浄化装置は、水冷式冷却塔の上部に設けられた強制通風ファンにより外気を塔内に取り入れて該強制通風ファンの下方に配置された充填材を通過して上部に向かう空気流を生じさせて水冷式空調冷却機から戻ってきた温められた冷却水を該充填材内に落下させて外気と接触させて冷却し、当該冷やされた冷却水を下部に設けられた水槽に溜めて再び水冷式空調冷却機に送る水冷式冷却塔における冷却水を浄化する水冷式冷却塔の冷却水浄化装置において、前記強制通風ファンと前記充填材との間には温められた冷却水を充填材に供給する温水供給管の供給口が該充填材に向けて位置付けられており、該温水供給管の供給口と充填材との間には該供給口から離してセラミック担体の表面にトルマリンを含有するセラミック粉末原料を付着・焼成してトルマリン含有皮膜を形成してなる直径５〜10mmのトルマリン含有セラミック粒子を入れた冷却水流出孔を有する容器が装着されており、当該温水供給管の供給口から放出される温められた冷却水を当該容器に噴射して該温められた冷却水が充填材内に落下する前に当該容器内のトルマリン含有セラミック粒子間を通過させるようになっているものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１０】
実施の形態１．
【００１１】
図１は本実施の形態における水冷式冷却塔の内部を透視した側面図、図２は図１に図示する水冷式冷却塔の冷却水浄化装置を示す斜視図、図３は図２に図示する冷却水浄化装置の縦断面図であり、これらの図において、１は落下する温められた冷却水に対して空気流が略直角に通過する方式を採用した水冷式冷却塔であり、該水冷式冷却塔１は、上部に設けられて外気を側方から取り入れて上部に向かう空気流を生じさせる強制通風ファン２と、外壁として両側に設けられたルーバー３，３と、ルーバー３，３の内側に並べて立設されて落下する温められた冷却水を外気と接触させて冷やす充填材４，４と、充填材４，４の上方に配設されて温められた冷却水を分散させて該充填材４，４に供給する散水孔5a…（図２参照）を底に有する温水散水槽５，５と、水冷式空調冷却機（図示せず。）に配管されて該水冷式空調冷却機から戻ってきた温められた冷却水を温水散水槽５，５に導く温水供給管６と、温水散水槽５，５の上方に位置付けられた温水供給管６の供給口７，７と、供給口７，７に被せて温水散水槽５，５内に設けられた該温水散水槽５，５の溝に面する側の側壁が開口した矩形状蓋型散水箱８，８と、下部に設けられて充填材４，４内を落下してきた冷やされた冷却水を溜める水槽９と、水槽９に溜まった冷却水を再び水冷式空調冷却機に送る排出管10とから構成されている。
【００１２】
そして、前記蓋型散水箱８，８の開口にはトルマリン含有セラミック粒子11…（図３参照）が詰まった容器12，12（図２参照）が両側から装着されており、容器12，12には無数の冷却水流出孔12a …が設けられている。
【００１３】
なお、13は通風ファン２を回すモータであり、14はモータ12の回転を通風ファン２に伝達するファンベルトである。
【００１４】
本実施の形態における水冷式冷却塔１の冷却水浄化装置は、前記温水散水槽５，５の上方に位置付けられた温められた冷却水を放出する供給口７，７と、トルマリン含有セラミック粒子11…と、温められた冷却水を充填材４，４内に落下させて冷却する前にトルマリン含有セラミック粒子11…間に通過させるために、前記供給口７，７から離して供給口７，７と温水散水槽５，５との間に装着されたトルマリン含有セラミック粒子11…を入れた前記容器12，12とからなる。
【００１５】
本実施の形態では、上部に設けられた強制通風ファン２により外気を側方のルーバー３，３から取り入れ、ルーバー３，３に並べて立設された充填材４，４を通過して上部に向かう空気流を水冷式冷却塔１内に生じさせる。温水供給管６を通って水冷式空調冷却機から戻ってきた温められた冷却水は温水供給管６の供給口７，７から温水散水槽５，５内に設けられた蓋型散水箱８，８内に放出される。供給口７，７から放出された温められた冷却水は容器12，12内のトルマリン含有セラミック粒子11…間を通過して冷却水流出孔12a …から温水散水槽５，５に流出した後、温水散水槽５，５の散水孔5a…を通って充填材４，４内を流れ落ちる。充填材４，４内を流れ落ちる温められた冷却水は充填材４，４を通過する外気と接触して冷やされて下部に設けられた水槽９に溜まる。水槽９に溜まった冷却水は排出管10を通って再び水冷式空調冷却機に送られる。
【００１６】
トルマリン含有セラミック粒子11の粒径は、冷却水が流出できる大きさの無数の冷却水流出孔12a …を設けた容器12に詰める際の取り扱いや冷却水の接触面積を考慮すれば、直径３〜30mmのものを使用すればよく、更に好ましくは直径５〜10mmである。また、トルマリン含有セラミック粒子11のトルマリン含有量は10〜70重量％とすれば、十分効果が得られると共に、経済面においても有利である。さらに、トルマリン含有セラミック粒子は、セラミック担体の表面にトルマリンを含有するセラミック粉末原料を付着・焼成してトルマリン含有皮膜を形成したものであってもよく、ＭＴセラミック（商品名：柴田陶器株式会社製）を使用してもよい。なお、ＭＴセラミックを使用する場合には、冷却水の放出量 400（ l／min ）に対してＭＴセラミック１〜1.5kg の割合の量を使用すればよい。
【００１７】
本実施の形態においては、温められた冷却水を充填材４，４内に落下させる前にトルマリン含有セラミック粒子間11…に通過させて該冷却水をイオン化処理にて浄化しているので、温水散水槽５，５及び充填材４，４内でのシリカの付着や藻の発生を抑制することができ、浄化された冷却水が循環しているので、配管周りの腐食やシリカの付着を抑制することができると共に、冷却水中での藻の発生を抑制することができ、従来の廃棄処置や薬注処理に依らなくても、レジオネラ菌の発生を防止することができる。
【００１８】
また、トルマリン含有セラミック粒子間11…に通過させてイオン化処理した後、充填材４，４内に落下させて外気と接触させているので、イオン化されたすぐの冷却水が水滴となって飛散されて環境に優しい冷却塔を提供でき、薬品を使用していないので、人体に害を及ぼすことがない。
【００１９】
さらに、温められた冷却水をトルマリン含有セラミック粒子間11…に通過させるようにしているので、イオン化を温度変化により促進させることもできる。
【００２０】
なお、容器12はネット地の袋であってもよい。また、散水槽５を蓋で覆うようにすれば、散水槽５からの冷却水の蒸発を防ぐことができる。
【００２１】
実施の形態２．
【００２２】
図４は本実施の形態における水冷式冷却塔の内部の片側を透視した側面図、図５は図４に図示する水冷式冷却塔の冷却水浄化装置を示す斜視図であり、これらの図において、21は落下する温められた冷却水に対して空気流が向き合うように通過する方式を採用した円筒状の水冷式冷却塔であり、該水冷式冷却塔21は、上部に設けられて外気を側方から取り入れて上部に向かう空気流を生じさせる強制通風ファン22と、下部外周に設けられたルーバー23と、強制通風ファン22の下方に設けられた落下する温められた冷却水を外気と接触させて冷やす充填材24と、水冷式空調冷却機（図示せず。）から戻ってきた温められた冷却水を充填材24の上方に導く温水供給管25と、強制通風ファン22と充填材24との間に放射状に配設されて充填材24に向けて位置付けられた温水供給管25の供給口26…と、下部に設けられて充填材24内を落下してきた冷やされた冷却水を溜める水槽27と、水槽27に溜まった冷却水を再び水冷式空調冷却機に送る排出管28とから構成されている。
【００２３】
そして、温水供給管25の供給口26…と充填材24との間には該供給口26…から離してトルマリン含有セラミック粒子29…を入れた冷却水流出孔30a を有する格子状の盆型容器30（図５参照）が装着されている。
【００２４】
本実施の形態における水冷式冷却塔21の冷却水浄化装置は、強制通風ファン22と充填材24との間に位置付けられた温められた冷却水を充填材24に噴射して供給する温水供給管25の供給口26…と、トルマリン含有セラミック粒子29…と、温められた冷却水を充填材24内に落下させて冷却する前にトルマリン含有セラミック粒子29…間に通過させるために供給口26…と充填材24との間に装着されたトルマリン含有セラミック粒子29…を入れた無数の冷却水流出孔30a を有してなる格子状の盆型容器30とからなる。
【００２５】
なお、31は消音マット、32は水槽27の水位を検出するボールタップである。
【００２６】
本実施の形態においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
なお、盆型容器30は冷却水流出孔30a を無数に有する格子状となっており、充填材24内を通る空気流が盆型容器30に遮られることはなく、盆型容器30と充填材24とは十分な隙間が設けられているので、空気流が滞ることはない。また、冷却水流出孔を有してなる容器を放射状に並ぶ温水供給管25の供給口26…の一つの放射線毎に位置づけて該供給口26…近づけた状態で設置してもよい。
【００２８】
【実施例】
実施例１，比較例１：図１に図示する、空調系循環水量 3,900（ l／min ），一供給口７からの放出量 647（ l／min ）の水冷式冷却塔１（日立冷熱株式会社製）を採用した。濃度測定制御装置（クリオートC505：商品名：栗田工業株式会社製）及び薬注装置（クリオートCT：商品名：栗田工業株式会社製）を設置し、水冷式冷却塔１の水槽９に殺菌及び藻・スケール付着防止薬品（商品名：クリサワーマルチＳ：主成分：過酸化水素水：栗田工業株式会社製）を濃度400 〜800mg ／l を維持するように投入した（比較例１）。
【００２９】
投入開始から90日目後の水質検査を行った。結果を表１に示す。
【００３０】
比較例１での薬注処理を中止して蓋型散水箱８，８の両側開口にトルマリン含有セラミック粒子11を約70％入れた容器12，12（20cm×22cm×６cm）を装着した。トルマリン含有セラミック粒子11は、粒径５mmのＭＴセラミック（商品名：柴田陶器株式会社製：セラミック担体の表面にトルマリンを含有するセラミック粉末原料を付着・焼成してトルマリン含有皮膜を形成したトルマリン粒子：皮膜内のトルマリン粉末30〜70重量％）を１kg／放出量 400（ l／min ）量使用した。なお、冷却水流出孔12a は粒子11が流れ出ない直径３mmの大きさにした（実施例１）。
【００３１】
容器12，12を挿着してから３ケ月後の冷却水について水質検査を行った。結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
0003689787.tif 000002
【００３３】
表１に示すように水質が改善された。また、比較例１では、配管内部に錆が発生し、水冷式冷却塔内にシリカ等のスケールが付着し、水槽内に藻が発生して緑色であったが、実施例１では、配管内部の錆が消え、水冷式冷却塔内に付着したシリカ等のスケールが剥離し、水槽内の緑色が消えた。なお、実施例１及び比較例１のいずれにおいてもレジトネラ属菌は検出されなかった。
【００３４】
実施例２：図１に図示する、空調系循環水量 10,400 （ l／min ），一供給口７からの放出量 1,733（ l／min ）の水冷式冷却塔１（三菱樹脂株式会社製）を採用した。蓋型散水箱８，８の両側開口にトルマリン含有セラミック粒子11を約70％入れた容器12，12（26cm×28cm×５cm）を装着した。トルマリン含有セラミック粒子は、粒径10mmの実施例１と同じＭＴセラミックを１kg／放出量 400（ l／min ）量使用した。なお、冷却水流出孔12a は直径５mmの大きさにした。
【００３５】
容器12，12を挿着してから１ケ月後の冷却水について水質検査を行った。結果を表２に示す。
【００３６】
比較例２：実施例２と同じ水冷式冷却塔１（三菱樹脂株式会社製）を採用した。濃度測定制御装置（クリオートC505：商品名：栗田工業株式会社製）及び薬注装置（クリオートCT：商品名：栗田工業株式会社製）を設置し、水冷式冷却塔１の水槽９に殺菌及び藻・スケール付着防止薬品（商品名：クリサワーマルチSC：主成分：過酸化水素水：栗田工業株式会社製）を実施例２の水質検査値と同等の結果を得るために120mg ／l を越える濃度となる量を投入した。
【００３７】
投入開始から１ケ月後の冷却水について水質検査を行った。結果を表２に示す。
【００３８】
【表２】
0003689787.tif 000003
【００３９】
薬品を投入しなくても、同等或いはそれ以上の水質改善を達成することができた。また、比較例２では、配管内部に錆が発生し、水冷式冷却塔内にシリカ等のスケールが付着し、水槽内に藻が発生して緑色であったが、実施例２では、配管内部に錆は発生せず、水冷式冷却塔内においてシリカ等のスケールの付着が抑制され、藻は発生しなかった。さらに、レジトネラ属菌も検出されなかった。
【００４０】
なお、ｐＨ値の測定はJIS K 0101-11 ・１のガラス電極法に従った。硫化物イオンの測定はJIS K 0101-23 ・５のイオンクロマトグラフ法に従った。電気伝導率の測定はJIS K 0101-12 の電気伝導度計法に従った。酸消費量（pH・4.8 ）の測定はJIS K 0101-13 ・１のＭＲ法に従った。全硬度の測定はJIS K 0101-15 ・１の滴定法に従った。アンモニウムイオンの測定はJIS K 0101-36 ・２の吸光光度法に従った。鉄の測定はJIS K 0101-60 ・２のフレーム原子吸光法に従った。硫化物イオンの測定はJIS K 0101-40 ・１の吸光光度法に従った。硫酸イオンの測定はJIS K 0101-42 ・４のイオンクロマトグラフ法に従った。イオン状シリカの測定はJIS K 0101-44 ・１のモリブデン青法に従った。レジオネラ属菌の有無は上水試験法のＷＹＯ培地培養法に従った。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、レジオネラ属菌は勿論、錆の発生やスケールの付着や藻の発生が抑制されるから、設備の耐久性が高められ、設備におけるメンテナンスを低減させることができる。また、従来の薬注処理を施す必要がないから、薬注装置や薬品濃度を検出して調整する制御装置の設置が不要となり、余分な設備費を削減することができる。
【００４２】
また、飛散する冷却水はイオン化処理にて浄化され水質が改善されているから、環境汚染を防止することができる。
【００４３】
従って、本発明の産業上利用性は非常に高いといえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態１における水冷式冷却塔の内部を透視した側面図である。
【図２】図１に図示する水冷式冷却塔の冷却水浄化装置を示す斜視図である。
【図３】図２に図示する冷却水浄化装置の縦断面図である。
【図４】実施の形態２における水冷式冷却塔の内部の片側を透視した側面図である。
【図５】図４に図示する水冷式冷却塔の冷却水浄化装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，２１  水冷式冷却塔
２，２２  強制通風ファン
３，２３  ルーバー
４，２４  充填材
５  温水散水槽
６，２５  温水供給管
７，２６  供給口
８  矩形状蓋型散水箱
９，２７  水槽
１０  排出管
１１，２９  トルマリン含有セラミック粒子
１２  容器
１２ａ  冷却水流出孔
３０  盆型容器
【図１】
0003689787.tif 000004
【図２】
0003689787.tif 000005
【図３】
0003689787.tif 000006
【図４】
0003689787.tif 000007
【図５】
0003689787.tif 000008