(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開放循環式冷却水系に設けられた冷却塔において、冷却塔の下部水槽内に、冷却水出口を隔離する目開き１０〜１,０００μｍの網目状の壁を有し、該網目状の壁の下縁が下部水槽の底部に接し、壁の高さが下部水槽内の水位より高く形成されるとともに、前記網目状の壁により隔てられた冷却水出口側の下部水槽から冷却水を取り出して処理して下部水槽のスラッジ堆積側に戻す経路を設け、該経路に永久磁石と異種金属電極を組み合わせたスケール析出装置が設けられていることを特徴とする開放循環式冷却水系冷却塔。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開放循環式冷却水系冷却塔に関する。さらに詳しくは、本発明は、開放循環式冷却水系において、冷却水中に生成したスラッジを効果的に捕捉してスラッジによる循環ラインの閉塞を防止し、冷却水系の安定運転を可能にする開放循環式冷却水系冷却塔に関する。
【０００２】
【従来の技術】
開放循環式冷却水系では、水の循環利用に伴い、循環水中の塩類濃度が増加し、炭酸カルシウム、シリカなどのスケールやスラッジ（壁面に付着したスケールや生物フロックなどが脱離したもの、スケール成分が析出して水中に浮遊又は堆積したものの総称。以下、これらを単に「スラッジ」という。）が発生する。熱交換器へのスケールの付着を防止するために、永久磁石、ソレノイドコイル型磁石などの磁気装置、異種金属電極などの金属イオン溶出装置、セラミックボールなどのセラミック部材などを用いて、スケール成分を積極的に析出させた場合には、特に顕著にスラッジが発生する。循環水中で発生するスラッジは、水系内に流入する固形物とともに、水系内に堆積し、配管を閉塞させたり、ポンプを詰まらせたり、散水板を詰まらせたりするトラブルを発生させる。このために、発生したスラッジや流入した固形物は、回収して水系外に排出する必要がある。
従来より、循環ラインの閉塞を防ぐために、循環ポンプにストレーナを設置してスラッジを捕捉している。しかし、ストレーナを月１回程度清掃する必要があり、手間がかかる上に、ストレーナの清掃には冷却水系の運転を停止しなければならないので、操業に支障をきたす場合が多い。また、スケールが析出しやすい環境においては、清掃頻度はさらに多くなる。
冷却水系のスラッジなどを分離、回収する方法として、下部水槽内に板状の堰などを設けて低流速部を形成し、低流速部にスラッジを沈降、堆積させる方法も採られている。しかし、板状の堰を設置する方法では、堰を下部水槽の水位以上にすることができないために、堰を越えて流出したスラッジにより、循環ラインの閉塞が生ずる場合がある。
このために、冷却水中のスラッジに起因する循環ラインの閉塞による循環水量の低下を防止することができ、特にスケール成分の析出する環境で使用して有効な開放循環式冷却水系冷却塔が求められていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、開放循環式冷却水系において、冷却水中に生成したスラッジを効果的に捕捉してスラッジによる循環ラインの閉塞を防止し、冷却水系の安定運転を可能にする開放循環式冷却水系冷却塔を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、冷却塔の下部水槽内に、冷却水出口を隔離する網目状の壁を設けることにより、スラッジを効果的に捕捉して循環ラインへの流出を防止し、循環ラインの閉塞を防ぎ得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）開放循環式冷却水系に設けられた冷却塔において、冷却塔の下部水槽内に、冷却水出口を隔離する目開き１０〜１,０００μｍの網目状の壁を有し、該網目状の壁の下縁が下部水槽の底部に接し、壁の高さが下部水槽内の水位より高く形成されるとともに、前記網目状の壁により隔てられた冷却水出口側の下部水槽から冷却水を取り出して処理して下部水槽のスラッジ堆積側に戻す経路を設け、該経路に永久磁石と異種金属電極を組み合わせたスケール析出装置が設けられていることを特徴とする開放循環式冷却水系冷却塔、
を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の開放循環式冷却水系冷却塔は、開放循環式冷却水系に設けられた冷却塔において、冷却塔の下部水槽内に、冷却水出口を隔離する網目状の壁を有する冷却塔である。
本発明の冷却塔は、シリカが過飽和となっている冷却水系、例えば、pH７〜９、水温１０℃でのシリカ濃度が１００mgSiO2／Ｌ以上で分散剤を添加していない冷却水系、ランジュリア指数が正であって、分散剤を添加しておらず、炭酸カルシウムが過飽和となっている冷却水系といったスラッジの発生量の多い開放循環式冷却水系に特に好適に適用することができる。特に、スケール成分を析出させている開放循環式冷却水系、例えば、スケール付着防止を目的として、炭酸カルシウム粉末、ケイ酸マグネシウム粉末などのスケール物質の種晶となる物質を添加し、スケール物質の析出を促進している冷却水系、永久磁石、ソレノイドコイル型磁石などの磁気装置、異種金属電極などを用いた金属イオン溶出装置、セラミックボールなどのセラミック部材などを、単独で又は組み合わせて使用した析出型スケール防止技術を適用している冷却水系などでは、シリカ濃度が１００mgSiO2／Ｌ以上又は／及びランジュリア指数が正となり、分散剤を添加しない場合は、シリカや炭酸カルシウムが過飽和となってスラッジが多く発生する。
本発明の冷却塔の方式に特に制限はなく、例えば、噴霧塔式又は充填塔式、押込式若しくは誘引式の強制通風塔又は自然通風塔、向流式又は直交流式などのいずれの方式とすることもできる。
【０００６】
図１(ａ)は、本発明の参考例の冷却塔の一態様の模式的側面図であり、図１(ｂ)は、その模式的平面図である。本態様の冷却塔は、誘引通風直交流式角形冷却塔であって、下部水槽１内に、冷却水出口２を隔離する網目状の壁３が設けられ、下部水槽が冷却水出口側とスラッジ堆積側４に隔てられている。冷却水は、冷却水出口より取り出され、循環ポンプ５により熱交換器６に送られ、温水となって冷却塔へ返送され、冷却塔上部より充填材７に散水される。温水は、ファン８によりルーバー９から吸い込まれた空気と接触し、一部が蒸発して蒸発潜熱を放出することにより冷水となって、下部水槽に落下する。図１に示される冷却水系には、循環ラインに永久磁石と異種金属電極を組み合わせたスケール析出装置１１が設けられている。本発明の参考例の冷却塔は、図１に示すように、充填材から落下する冷水が下部水槽のスラッジ堆積側に落下する構造であることが好ましい。冷水中に存在するスラッジは、網目状の壁を通過しないので、冷却水出口から取り出される冷却水はスラッジを含まず、このために、循環ラインにおいて、スラッジによる障害が発生するおそれがない。
本発明の冷却塔は、図１に示すように、網目状の壁の下縁を下部水槽の底部に接し、壁の高さを下部水槽の水位１０より高くすることが好ましい。下部水槽に板状の壁を設ける場合は、壁の高さは下部水槽の水位より低い必要があり、そのために、スラッジの一部が壁を越えて冷却水出口側に流れ出すことは避けられなかった。本発明の冷却塔は、下部水槽の水位より高い網目状の壁を設けることにより、壁を越えて冷却水出口側に流れる冷却水はなく、冷却水はすべて網目を通過するので、スラッジが網目により捕捉、除去された冷却水を冷却水出口より取り出すことができる。
本発明の冷却塔に用いる網目状の壁の材質に特に制限はなく、例えば、ステンレス鋼、リン青銅、銅−亜鉛合金、各種のプラスチックなどを挙げることができる。網目状の壁の網目の形状に特に制限はなく、例えば、平織、綾織などの織物、円孔、角孔などの孔をあけた平板などを挙げることができる。網目状の壁の目開きは、１０〜２,０００μｍであることが好ましく、１００〜１,０００μｍであることがより好ましい。目開きが１０μｍ未満であると、網目状の壁における圧力損失が大きく、冷却水の通過に障害を生ずるおそれがある。目開きが２,０００μｍを超えると、スラッジの一部が通り抜けて冷却水出口側に洩れ出すおそれがある。
【０００７】
図２(ａ)は、本発明の冷却塔の他の態様の模式的側面図であり、図２(ｂ)は、その模式的平面図である。本態様の冷却塔は、誘引通風向流式丸形冷却塔であって、下部水槽１内に、冷却水出口２を隔離する網目状の壁３が設けられ、下部水槽が冷却水出口側とスラッジ堆積側４に隔てられている。本態様の冷却塔には、網目状の壁３により隔てられた冷却水出口側の下部水槽１から冷却水を取り出して処理して、下部水槽１のスラッジ堆積側４に戻すために、永久磁石と異種金属電極を組み合わせたスケール析出装置１１が設けられている。冷却水は、冷却水出口より取り出され、循環ポンプ５により熱交換器６に送られ、温水となって冷却塔へ返送され、冷却塔上部より充填材７に散水される。温水は、ファン８によりルーバー９から吸い込まれた空気と接触し、一部が蒸発して蒸発潜熱を放出することにより冷水となって、下部水槽に落下する。本態様の冷却塔は、充填材から落下する冷水が、下部水槽の中央のスラッジ堆積側に落下する。冷水中に存在するスラッジは、網目状の壁を通過しないので、冷却水出口から取り出される冷却水はスラッジを含まず、このために、循環ラインにおいて、スラッジによる障害が発生するおそれがない。
図３(ａ)は、本発明の冷却塔の他の態様の模式的側面図であり、図３(ｂ)は、その模式的平面図である。本態様の冷却塔は、押込通風式丸形冷却塔であって、下部水槽１内に、冷却水出口２を隔離する網目状の壁３が設けられ、下部水槽が冷却水出口側とスラッジ堆積側４に隔てられている。冷却水は、冷却水出口より取り出され、循環ポンプ５により熱交換器６に送られ、温水となって冷却塔へ返送され、冷却塔上部より充填材７に散水される。温水は、ファン８により押し込まれた空気と接触し、一部が蒸発して蒸発潜熱を放出することにより冷水となって、下部水槽に落下する。本態様の冷却塔は、充填材から落下する冷水が、下部水槽の中央のスラッジ堆積側に落下する。冷水中に存在するスラッジは、網目状の壁を通過しないので、冷却水出口から取り出される冷却水はスラッジを含まず、このために、循環ラインにおいて、スラッジによる障害が発生するおそれがない。
本発明の開放循環式冷却水系冷却塔によれば、用水にスラッジ成分が含まれていても、循環ラインの閉塞を有効に防止して、冷却水系を安定して運転することができる。本発明の冷却塔は、スラッジ堆積側の水槽底部面積を大きくとることができるので、循環ポンプに設置したストレーナと異なり、堆積したスラッジを除去する頻度は年１回程度で十分である。したがって、冷却水系の定期修理の際にスラッジを除去することができ、スラッジ除去のために冷却水系を停止する必要がない。
【０００８】
【発明の効果】
本発明の開放循環式冷却水系冷却塔は、下部水槽に網目状の壁を有するので、用水中にスラッジ成分が含まれていても、網目状の壁で捕捉され、スラッジによる循環ラインの閉塞は起こらず、冷却水系の安定運転が可能になる。本発明の冷却塔は、スケール成分の析出環境で運転しても、上記の効果を発揮するので有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明の参考例の冷却塔の一態様の模式的側面図及び模式的平面図である。
【図２】  図２は、本発明の冷却塔の一態様の模式的側面図及び模式的平面図である。
【図３】  図３は、本発明の冷却塔の他の態様の模式的側面図及び模式的平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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