(57)【要約】【課題】本発明は、スライムの付着状況の連続的な変化をリアルタイムで正確に把握することの可能なスライムモニタリング装置、及びスライムのモニタリング方法、並びにスライム除去剤添加装置、及びスライム除去剤添加方法を提供することを目的とする。【解決手段】透明かつレーザ光を透過可能な流水配管２６と、流水配管２６内に配置され、かつ流水配管２６内を流れる水の流れを変化させる障害物２７と、障害物２７の周囲を流れる水に対して、シート状レーザ光３１を照射するレーザ照射部２９と、シート状レーザ光３１が照射された障害物２７の周囲の水の流れを連続的に撮像し、画像データを取得する撮像部３３と、画像データに基づいて解析を行うことで、流水配管２６内に付着したスライムの付着状況を解析する解析部３４と、を有する。【選択図】図１
2014211318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明かつレーザ光を透過可能な流水配管と、
前記流水配管内に配置され、かつ該流水配管内を流れる水の流れを変化させる障害物と、
前記障害物の周囲を流れる前記水に対して、シート状レーザ光を照射するレーザ照射部と、
前記シート状レーザ光が照射された前記障害物の周囲の前記水の流れを連続的に撮像し、画像データを取得する撮像部と、
前記画像データに基づいて解析を行うことで、前記流水配管内に付着したスライムの付着状況を解析する解析部と、
を有することを特徴とするスライムモニタリング装置。
【請求項２】
前記障害物は、前記流水配管の内面のうち、前記流水配管の底側に位置する面に配置し、
前記レーザ照射部は、前記流水配管の上方に前記障害物と対向するように配置し、
前記撮像部は、前記シート状レーザ光と交差する前記流水配管の側面から前記水の流れを撮像可能な位置に配置することを特徴とする請求項１記載のスライムモニタリング装置。
【請求項３】
前記シート状レーザ光は、緑色のレーザ光であることを特徴とする請求項１または２記載のスライムモニタリング装置。
【請求項４】
前記画像データ、及び前記解析部が解析した結果が表示される表示部を有することを特徴とする請求項１ないし３のうち、いずれか１項記載のスライムモニタリング装置。
【請求項５】
前記撮像部は、高速度カメラであることを特徴とする請求項１ないし４のうち、いずれか１項記載のスライムモニタリング装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のうち、いずれか１項記載のスライムモニタリング装置と、
前記画像データに基づいた解析の結果に応じて、前記流水配管に前記水を供給する水タンク内に、スライム除去剤を添加するか否かを制御する制御部と、
を有することを特徴とするスライム除去剤添加装置。
【請求項７】
透明かつレーザ光を透過可能な流水配管内に配置された障害物の周囲を流れる水にシート状レーザ光を照射する工程と、
前記シート状レーザ光が照射された前記障害物の周囲の前記水の流れを連続的に撮像し、画像データを取得する工程と、
前記画像データに基づいて解析を行うことで、前記流水配管内に付着したスライムの付着状況を解析する工程と、
を有することを特徴とするスライムのモニタリング方法。
【請求項８】
前記シート状レーザ光として、緑色のレーザ光を用い、
前記画像データ、及び前記解析部が解析した結果を表示部にリアルタイムで表示させる工程を有することを特徴とする請求項７記載のスライムのモニタリング方法。
【請求項９】
前記画像データとして、高速度カメラで撮像したデータを用いることを特徴とする請求項７または８記載のスライムのモニタリング方法。
【請求項１０】
透明かつレーザ光を透過可能な流水配管内に配置された障害物の周囲を流れる水にシート状レーザ光を照射する工程と、
前記シート状レーザ光が照射された前記障害物の周囲の前記水の流れを連続的に撮像し、画像データを取得する工程と、
前記画像データに基づいて解析を行うことで、前記流水配管内に付着したスライムの付着状況を解析する工程と、
前記画像データに基づいた解析の結果から、前記流水配管に前記水を供給する水タンク内にスライム除去剤を添加する必要があると判定された際、前記水タンク内に前記スライム除去剤を添加する工程と、
を有することを特徴とするスライム除去剤添加方法。
【請求項１１】
前記シート状レーザ光として、緑色のレーザ光を用い、
前記画像データ、及び前記解析部が解析した結果を表示部にリアルタイムで表示させる工程を有することを特徴とする請求項１０記載のスライム除去剤添加方法。
【請求項１２】
前記画像データとして、高速度カメラで撮像したデータを用いることを特徴とする請求項１０または１１記載のスライム除去剤添加方法。
【請求項１３】
前記スライム除去剤を添加する工程では、前記水タンク内に前記スライムの付着量に応じた量の前記スライム除去剤を添加することを特徴とする請求項１０ないし１２のうち、いずれか１項記載のスライム除去剤添加方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開放冷却水系、密閉冷却水系、膜濃縮水系、紙パルプ製造プロセル系、排水処理プロセス系等の水循環系において問題となるスライムによるファウリングを連続的にモニターするスライムモニタリング装置、及びスライムのモニタリング方法、並びに、スライムのファウリングに応じて、スライム除去剤を添加するスライム除去剤添加装置、及びスライム除去剤添加方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
開放冷却水系、密閉冷却水系、膜濃縮水系、紙パルプ製造プロセル系、排水処理プロセス系等の水循環系では、配管や熱交換器等と水とが接触する界面において微生物が増殖し、粘質性の分泌物に無機物等も巻き込んで増殖した付着物であるスライムによりファウリング障害が発生する。
【０００３】
具体的なファウリング障害としては、例えば、熱交換器の熱効率の低下や、スライム付着下部において分泌される有機酸や活性酸素種に起因する配管や熱交換器等の腐食を例示することができる。また、配管や熱交換器等の腐食が進行すると、貫通事故を引き起こす恐れがある。
【０００４】
また、スライム自体が膜を閉塞させたり、スライムの剥離物が配管等を閉塞させたりすることもある。さらに、紙パルプ製造プロセスにおいては、スライムの剥離物により製品の品質低下を引き起こす。
上記説明したスライムのファウリング障害を回避するために、対象となる水系にスライム除去剤（抗菌剤）を添加する処理が実施される場合が多い。
【０００５】
しかしながら、対象となる水系に補給される水質や運転状況により、スライムのファウリング障害の程度は様々である。また、スライムのファウリング障害は、温度等の環境や運転状況の変化によって、常に変化する。
スライムの付着状況を正確に把握することは、適切な水処理を行う上で重要な要素となる。
【０００６】
水系におけるスライムの付着状況をモニタリングする方法として、スライドガラスやゴム板よりなるテストピースを水系に浸漬させておき、任意の時期に引き上げて、付着しているスライムを剥ぎ取って、スライムの付着量を測定する方法が広く行われている。
【０００７】
このような方法は、大まかなスライムの付着状況を把握することは可能であるが、テストピースを浸漬させる場所の流動条件を一定にすることが難しく、正確にスライムの付着状況を把握することは困難である。また、スライムの付着状況の変化を連続的に把握することはできない。
【０００８】
正確なスライムの付着状況を把握可能な方法として、例えば、複数の短管を直列に接続することでスライムの付着部分の流動条件を一定に制御し、順次短管を取り外してスライムの付着量を評価する方法がある（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照。）。
【０００９】
このような方法では、連続的に短管系列に通水し、任意の時期に通水を止め、特定の短管を引き抜き、付着しているスライムを剥ぎ取って付着量を測定する。
【００１０】
スライムの付着状況の連続的な変化をリアルタイムで把握する方法としては、例えば、直接的にスライムの付着量を測定しないで、スライムの付着による直管の両端の差圧変化を連続的に測定する方法がある（例えば、非特許文献２参照。）
この方法では、圧力差から間接的にスライムの付着量を推定するため、流速条件を非常に、厳密に制御する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特表平６−５０９６４０号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ｗ．Ｇ．Ｃｈａｒａｃｋｌｉｓ  ｅｔ．ａｌ．，ＥＰＬＩ  ＣＳ−１５５４  Ｐｒｏｊｅｃｔ  ９０２−１  Ｆｉｎａｌ  Ｒｅｐｏｒｔ．Ｓｅｐｔ．，１９８０  Ｂｉｏｆｉｌｍ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．
【非特許文献２】ＮＡＣＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ＲＰ０１８９−８９，ＮＡＣＥ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＵＳＡ．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１及び非特許文献１に開示された方法では、流速条件を任意に設定することが可能であるため、より正確に、任意の条件でのスライムの付着状況を把握することが可能であるが、スライムの付着状況の連続的な変化をリアルタイムで把握することができない。
【００１４】
また、非特許文献２に開示された方法では、流速変化は圧力変化に大きく影響するため、一般的には、高価な定量弁等を採用して流速を制御しているが、完全に流動変動を吸収することはできない。すなわち、スライムが付着していなくても流速条件が変化することで、基準値が変化するため（言い換えれば、外的な環境変化の影響により）、正確なスライムの付着状況を把握することが困難であった。
【００１５】
そこで、本発明は、スライムの付着状況の連続的な変化をリアルタイムで正確に把握することの可能なスライムモニタリング装置、及びスライムのモニタリング方法、並びにスライム除去剤添加装置、及びスライム除去剤添加方法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】
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明の一観点によれば、透明かつレーザ光を透過可能な流水配管と、前記流水配管内に配置され、かつ該流水配管内を流れる水の流れを変化させる障害物と、前記障害物の周囲を流れる前記水に対して、シート状レーザ光を照射するレーザ照射部と、前記シート状レーザ光が照射された前記障害物の周囲の前記水の流れを連続的に撮像し、画像データを取得する撮像部と、前記画像データに基づいて解析を行うことで、前記流水配管内に付着したスライムの付着状況を解析する解析部と、を有することを特徴とするスライムモニタリング装置が提供される（請求項１）。
【００１７】
また、前記障害物は、前記流水配管の内面のうち、前記流水配管の底側に位置する面に配置し、前記レーザ照射部は、前記流水配管の上方に前記障害物と対向するように配置し、前記撮像部は、前記シート状レーザ光と交差する前記流水配管の側面から前記水の流れを撮像可能な位置に配置してもよい（請求項２）。
【００１８】
また、前記シート状レーザ光は、緑色のレーザ光であってもよい（請求項３）。
【００１９】
また、前記画像データ、及び前記解析部が解析した結果が表示される表示部を有してもよい（請求項４）。
【００２０】
また、前記撮像部は、高速度カメラであってもよい（請求項５）。
【００２１】
また、請求項１ないし５のうち、いずれか１項記載のスライムモニタリング装置と、前記画像データに基づいた解析の結果に応じて、前記流水配管に前記水を供給する水タンク内に、スライム除去剤を添加するか否かを制御する制御部と、を有してもよい（請求項６）。
【００２２】
また、本発明の他の観点によれば、透明かつレーザ光を透過可能な流水配管内に配置された障害物の周囲を流れる水にシート状レーザ光を照射する工程と、
前記シート状レーザ光が照射された前記障害物の周囲の前記水の流れを連続的に撮像し、画像データを取得する工程と、前記画像データに基づいて解析を行うことで、前記流水配管内に付着したスライムの付着状況を解析する工程と、を有することを特徴とするスライムのモニタリング方法が提供される（請求項７）。
【００２３】
また、前記シート状レーザ光として、緑色のレーザ光を用い、前記画像データ、及び前記解析部が解析した結果を表示部にリアルタイムで表示させる工程を有してもよい（請求項８）。
【００２４】
また、前記画像データとして、高速度カメラで撮像したデータを用いてもよい（請求項９）。
【００２５】
また、本発明のその他の観点によれば、透明かつレーザ光を透過可能な流水配管内に配置された障害物の周囲を流れる水にシート状レーザ光を照射する工程と、前記シート状レーザ光が照射された前記障害物の周囲の前記水の流れを連続的に撮像し、画像データを取得する工程と、前記画像データに基づいて解析を行うことで、前記流水配管内に付着したスライムの付着状況を解析する工程と、前記画像データに基づいた解析の結果から、前記流水配管に前記水を供給する水タンク内にスライム除去剤を添加する必要があると判定された際、前記水タンク内に前記スライム除去剤を添加する工程と、を有することを特徴とするスライム除去剤添加方法が提供される（請求項１０）。
【００２６】
また、前記シート状レーザ光として、緑色のレーザ光を用い、前記画像データ、及び前記解析部が解析した結果を表示部にリアルタイムで表示させる工程を有してもよい（請求項１１）。
【００２７】
また、前記画像データとして、高速度カメラで撮像したデータを用いてもよい（請求項１２）。
【００２８】
また、前記スライム除去剤を添加する工程では、前記水タンク内に前記スライムの付着量に応じた量の前記スライム除去剤を添加してもよい（請求項１３）。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、シート状レーザ光が照射された障害物の周囲の水の流れを連続的に撮像することで、画像データを取得し、該画像データに基づいて解析を行うことで、流水配管内に付着したスライムの付着状況をリアルタイムで解析することが可能となる。
これにより、スライムの付着状況の連続的な変化をリアルタイムで、かつ正確に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態に係るスライム除去剤添加装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示すスライムモニタリング装置のうち、領域Ａで囲まれた部分をＣ方向から側面視した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際のスライムモニタリング装置及びスライム除去剤添加装置の寸法関係とは異なる場合がある。
【００３２】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係るスライム除去剤添加装置の概略構成を示す図である。図１において、Ａはスライムモニタリング装置２３の構成要素の一部を囲む領域（以下、「領域Ａ」という）を示しており、Ｂは冷却水（水）の流れる方向（以下、「Ｂ方向」という）を示している。また、図１において、Ｄは、撮像部３３が撮像する方向（以下、「Ｄ方向」という）を示している。
図２は、図１に示すスライムモニタリング装置のうち、領域Ａで囲まれた部分をＣ方向から側面視した図である。図２において、図１に示す実施の形態のスライム除去剤添加装置１０と同一構成部分には、同一符号を付す。
【００３３】
図１及び図２を参照するに、本実施の形態のスライム除去剤添加装置１０は、循環用水タンク１１と、冷却水供給ライン１３と、ポンプ１４と、冷却水回収ライン１５と、スライム除去剤用タンク１７と、スライム除去剤供給ライン１９と、自動バルブ２１と、スライムモニタリング装置２３と、解析制御装置２４と、を有する。
【００３４】
循環用水タンク１１は、冷却水供給ライン１３、及び冷却水回収ライン１５と接続されている。循環用水タンク１１は、図示していない冷却装置により冷却された冷却水を貯めておくためのタンクである。
冷却された冷却水は、ポンプ１４により冷却水供給ライン１３に供給され、その後、スライムモニタリング装置２３を経由し、冷却対象物（図示せず）の冷却に寄与する。
そして、冷却対象物（図示せず）の冷却に寄与した冷却水は、冷却水回収ライン１５を介して、循環用水タンク１１に回収される。
【００３５】
冷却水供給ライン１３は、その一端が循環用水タンク１１と接続されている。ポンプ１４は、冷却水供給ライン１３に設けられている。冷却水供給ライン１３は、冷却対象物（図示せず）を冷却する冷却水を輸送するためのラインである。
冷却水供給ライン１３は、透明な配管を用いて構成してもよいし、透明ではない配管を用いて構成してもよい。
【００３６】
ポンプ１４は、冷却水供給ライン１３を介して、循環用水タンク１１内の冷却された冷却水をスライムモニタリング装置２３に供給する。
冷却水回収ライン１５は、冷却対象物（図示せず）の冷却に寄与した冷却水（温度が上昇した冷却水）を回収するためのラインである。冷却水回収ライン１５は、その一端が冷却水供給ライン１３の他端と接続されており、他端が循環用水タンク１１と接続されている。
冷却水回収ライン１５は、透明な配管を用いて構成してもよいし、透明ではない配管を用いて構成してもよい。
【００３７】
スライム除去剤用タンク１７は、スライムを除去するためのスライム除去剤（抗菌剤）が貯えられたタンクである。スライム除去剤用タンク１７は、スライム除去剤供給ライン１９を介して、循環用水タンク１１と接続されている。
スライム除去剤としては、例えば、塩素化イソチアゾロン（Ｃｌ−ＭＩＴ）を用いることができる。
スライム除去剤供給ライン１９は、その一端がスライム除去剤用タンク１７と接続されており、他端が循環用水タンク１１と接続されている。
【００３８】
自動バルブ２１は、スライム除去剤供給ライン１９に設けられている。自動バルブ２１は、解析制御装置２４と電気的に接続されている。これにより、自動バルブ２１は、解析制御装置２４より制御される。
自動バルブ２１が閉じた状態では、循環用水タンク１１内の冷却水に、スライム除去剤用タンク１７内のスライム除去剤は供給されない。
一方、解析制御装置２４により、自動バルブ２１が開かれると、循環用水タンク１１内の冷却水に、スライム除去剤用タンク１７内のスライム除去剤が供給される。
【００３９】
スライムモニタリング装置２３は、流水配管２６と、障害物２７と、レーザ照射部２９と、撮像部３３と、解析部３４と、表示部３６と、を有する。
【００４０】
流水配管２６は、冷却水供給ライン１３に設けられている。流水配管２６の前段に位置する冷却水供給ライン１３を介して、流水配管２６に導入された冷却水は、流水配管２６内を流れた後、流水配管２６の後段に位置する冷却水供給ライン１３に導出される。
流水配管２６は、スライムの付着状況を可視化でき、かつ障害物２７の周囲を流れる水に照射されるレーザ光を撮影可能なように、透明かつレーザ光を透過可能な配管で構成されている。
【００４１】
流水配管２６の材質としては、例えば、アクリル樹脂や塩化ビニル樹脂を用いることができる。また、流水配管２６の形状としては、例えば、内部に障害物２７を配置可能で、かつ冷却水が流れる経路を有した形状であればよい。
具体的には、流水配管２６の形状としては、例えば、円筒形状や切断面が四角形とされた筒形状等を用いることができる。
【００４２】
障害物２７は、流水配管２６の内面２６ａのうち、流水配管２６の底側に位置する面２６ｂに配置（固定）されている。障害物２７の形状としては、流水配管２６内を流れる冷却水の流れを変化させる（具体的には、冷却水の流れが遅くなる部分を形成する）ことが可能な大きさ及び形状であればよい。
【００４３】
このような形状とされた障害物２７を流水配管２６の面２６ｂに配置（固定）することで、障害物２７の周囲に冷却水の流れが遅くなる部分が形成されるため、この部分にスライムを発生させやすくすることが可能になると共に、該スライムにより流水配管２６内を流れる冷却水の流れを変化させることが可能となる。
【００４４】
Ｂ方向（冷却水の流れる方向）と直交する面方向における障害物２７の断面積は、Ｂ方向と直交する面方向における流水配管２６の内面２６ａで区画された断面積の１０〜５０％の範囲内となるように設定するとよい。
また、障害物２７の材料としては、耐水性に優れた材料を用いるとよい。障害物２７の材料としては、例えば、アクリル樹脂を用いることができる。
なお、上記説明では、障害物２７と流水配管２６とを別体とする場合を例に挙げて説明したが、障害物２７と流水配管２６とを一体にしてもよい。
【００４５】
レーザ照射部２９は、図示していないレーザ発信器と、レーザ発信器から発信されるレーザ光をシート状レーザ光３１にするシリンドリカルレンズ（図示せず）、またはシリンドリカルレンズ（図示せず）とビームインクスパンダ（図示せず）とを組み合わせたものを有する。
レーザ照射部２９は、流水配管２６の上方に障害物２７と対向するように配置されている。レーザ照射部２９は、流水配管２６を介して、障害物２７、及び障害物２７の周囲を流れる冷却水に対して、シート状レーザ光３１を照射する。
レーザ照射部２９は、方向Ｄ（撮像部３３が撮像する方向）に対して、シート状レーザ光３１が交差（図１の場合、直交）するように、シート状レーザ光３１を照射する。
【００４６】
シート状レーザ光３１（言い換えれば、レーザ発信器が発信するレーザ光）としては、冷却水中に存在する微粒子や微生物にあたることで、該微粒子や該微生物が可視できるレーザ光（例えば、ＹＡＧレーザ光、銅蒸気レーザ光、半導体レーザ光等）を用いる。
【００４７】
シート状レーザ光３１の波長としては、例えば、波長帯である４４０（紫色）〜６５０ｎｍ（赤色）の範囲内を用いることが可能である。このような波長帯のシート状レーザ光３１を用いることで、障害物２７の周囲を流れる冷却水の流れを可視化させることができる。
また、シート状レーザ光３１の波長としては、例えば、５３２ｎｍ（緑色）の波長が最も好ましい。
このように、波長が５３２ｎｍ（緑色）とされたシート状レーザ光３１を用いることで、緑色が人の色に対する感度（比視感度）が最も高くなる色であるため、容易に作業者がスライムの付着状況を認識することができる。
【００４８】
また、レーザ発信器（図示せず）のレーザ光の出力は、例えば、２００〜１０００ｎｍの範囲内で適宜選択することができる。レーザ光の出力が範囲内であれば、シート状レーザ光３１を十分に可視化させることができる。
【００４９】
撮像部３３は、シート状レーザ光３１と交差（図１の場合、直交）する流水配管２６の側面から冷却水の流れを撮像可能な位置に配置されている。撮像部３３は、シート状レーザ光が照射された障害物２７の周囲の冷却水の流れを連続的に撮像し、画像データを取得する。撮像部３３は、撮像した画像データをリアルタイムで、解析制御装置２４に送信する。
【００５０】
撮像部３３としては、例えば、高速度カメラを用いるとよい。このように、撮像部３３として高速度カメラを用いることで、撮像部３３が撮像した画像データを解析部３４で容易に解析することができる。
【００５１】
解析部３４は、解析制御装置２４の構成要素の１つである。解析部３４は、撮像部３３が連続的に取得する画像データ（後述する障害物２７の周囲の冷却水の流れに関する画像データ）に基づいて解析を行うことで、後述する流水配管２６内に付着したスライムの付着状況を解析する。
解析部３４は、例えば、ＰＩＶ（Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｉｍａｇｅ Ｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ）という画像処理手法を用いて解析を行う。
【００５２】
解析部３４としては、デジタル画像処理が行え、障害物２７の周囲の冷却水の流れに関する瞬時及び多点の速度情報を抽出し、冷却水の流れの速度分布を解析可能なものが好ましい。
このようなものを解析部３４として用いることで、撮影画面の全ての点において時系列でベクトル算出や線流解析等ができるようになるため、スライムの付着に起因する冷却水の流れの変化を数値解析することができる。
【００５３】
表示部３６は、解析制御装置２４の構成要素の１つである。表示部３６は、撮像部３３が撮像した画像データ、及び解析部３４が解析した結果等をリアルタイムで表示する。
このように、撮像部３３が撮像した画像データ、及び解析部３４が解析した結果をリアルタイムで表示する表示部３６を有することにより、作業者が容易にスライムの付着状況を認識することができる。
また、上記画像データとして、スライム除去剤を添加直後から画像データを継続して表示部３６に表示させることで、スライムが剥離されていく様子を作業者が目視で確認することができる。
上記表示部３６としては、上記画像データを表示可能なディスプレイ（例えば、液晶パネル）を用いる。
【００５４】
本実施の形態のスライムモニタリング装置によれば、透明かつレーザ光を透過可能な流水配管２６と、流水配管２６内に配置され、かつ流水配管２６内を流れる冷却水の流れを変化させる障害物２７と、障害物２７の周囲を流れる冷却水に対して、シート状レーザ光３１を照射するレーザ照射部２９と、シート状レーザ光３１が照射された障害物２７の周囲の冷却水の流れを連続的に撮像し、画像データを取得する撮像部３３と、画像データに基づいて解析を行うことで、流水配管２６内に付着したスライムの付着状況を解析する解析部３４と、を有することにより、流水配管２６内に付着したスライムの付着状況をリアルタイムで解析することが可能となる。
これにより、スライムの付着状況の連続的な変化をリアルタイムで正確に把握することができる。
【００５５】
上記構成とされたスライムモニタリング装置２３を用いたスライムのモニタリング方法は、透明かつレーザ光を透過可能な流水配管２６内に配置された障害物２７の周囲を流れる冷却水にシート状レーザ光３１を照射する工程と、シート状レーザ光３１が照射された障害物２７の周囲の冷却水の流れを連続的に撮像し、画像データを取得する工程と、該画像データに基づいて解析を行うことで、流水配管２６内に付着したスライムの付着状況を解析する工程と、を有する。
このようなスライムのモニタリング方法を用いることで、スライムの付着状況の連続的な変化をリアルタイムで正確に把握することができる。
【００５６】
また、上記スライムのモニタリング方法において、シート状レーザ光３１として、緑色のレーザ光を用い、画像データ、及び解析部３４が解析した結果を表示部３６にリアルタイムで表示させる工程を有することで、作業者は、容易にスライムの付着状況の連続的な変化をリアルタイムで正確に把握することができる。
また、上記スライムのモニタリング方法において、画像データとして、高速度カメラで撮像したデータを用いることで、該画像データを解析部３４で容易に解析することができる。
【００５７】
解析制御装置２４は、先に説明した解析部３４及び表示部３６と、制御部３８と、を有する。解析制御装置２４は、レーザ照射部２９、撮像部３３、及び自動バルブ２１と電気的に接続されている。
【００５８】
制御部３８は、スライム除去剤添加装置１０の制御全般を行う。制御部３８は、画像データに基づいた解析の結果（具体的には、障害物２７の周囲を流れる水の流速から判定されるスライムの付着状況）に応じて、流水配管２６及び冷却水供給ライン１３に冷却水を供給する循環用水タンク１１内に貯えられた冷却水にスライム除去剤を添加するか否かを判定し、該判定の結果に基づいて自動バルブ２１を制御する。
【００５９】
具体的には、制御部３８は、例えば、予め解析制御装置２４内の記憶部（図示せず）に格納された第１の閾値データ（スライム除去剤を添加するか否かを判定するための水の流速に関するデータ）に基づいて、循環用水タンク１１内に貯えられた冷却水にスライム除去剤を添加するか否かの判定を行い、自動バルブ２１の開閉動作を制御する。
これにより、作業者が常に、スライム除去剤添加装置１０の近くにいる必要がなくなると共に、スライム除去剤の添加が必要な程度のスライムが発生した際、循環用水タンク１１内にスライム除去剤を自動で供給することができる。
【００６０】
また、循環用水タンク１１内にスライム除去剤を自動で供給することが可能となることで、スライム除去剤の添加が必要な程度のスライムが発生した際、すぐに循環用水タンク１１内にスライム除去剤を供給して、スライムを除去することができる。
これにより、きれいな状態の冷却水を保つことが可能となるので、スライムに起因する冷却水としての機能の低下を抑制できる。
【００６１】
また、例えば、上記第１の閾値データの他に、予め解析制御装置２４内の記憶部（図示せず）に、循環用水タンク１１内に添加するスライム除去剤の添加量を規定するための複数の第２の閾値データ（スライムの付着量に関するデータ）を格納させておき、上記第１の閾値データに基づき、スライム除去剤を添加すると判定された際、複数の第２の閾値データに基づいた判定を行うとよい。
【００６２】
これにより、解析制御装置２４は、循環用水タンク１１内に貯えられた冷却水に添加するスライム除去剤の添加量に応じた開度となるように、自動バルブ２１を制御することが可能となるため、循環用水タンク１１内に必要以上の量のスライム除去剤が添加されることを抑制できる。
また、必要な量のスライム除去剤を添加することが可能となることで、従来の装置と比較して、スライム除去剤添加装置１０の運転コストを低減することができる。
上記構成とされた解析制御装置２４としては、例えば、パーソナルコンピュータを用いることができる。
【００６３】
本実施の形態のスライム除去剤添加装置によれば、スライムモニタリング装置２３と、画像データに基づいた解析の結果に応じて、流水配管２６に冷却水を供給する循環用水タンク１１内に、スライム除去剤（抗菌剤）を添加するか否かを制御する制御部３８と、を有することにより、画像データに基づいた解析の結果（具体的には、障害物２７の周囲を流れる水の流速から判定されるスライムの付着状況）に応じて、流水配管２６及び冷却水供給ライン１３に冷却水を供給する循環用水タンク１１内に貯えられた冷却水にスライム除去剤を添加するか否かを判定し、該判定の結果に基づいて自動バルブ２１を制御することができる。
【００６４】
これにより、作業者がスライム除去剤添加装置１０の近くにいない場合でも、スライム除去剤の添加が必要な程度のスライムが発生した際、すぐに循環用水タンク１１内にスライム除去剤を自動供給して、スライムがほとんどない、きれいな状態の冷却水を保つことが可能となるので、スライムに起因する冷却水としての機能の低下を抑制できる。
【００６５】
上記構成とされたスライム除去剤添加装置１０を用いたスライム除去剤添加方法は、  透明かつレーザ光を透過可能な流水配管２６内に配置された障害物２７の周囲を流れる冷却水にシート状レーザ光３１を照射する工程と、シート状レーザ光が照射された障害物２７の周囲の冷却水の流れを連続的に撮像し、画像データを取得する工程と、該画像データに基づいて解析を行うことで、流水配管２６内に付着したスライムの付着状況を解析する工程と、画像データに基づいた解析の結果から、流水配管２６に冷却水を供給する循環用水タンク１１内にスライム除去剤を添加する必要があると判定された際、スライムの付着に応じた量のスライム除去剤を添加する工程と、を有する。
このようなスライム除去剤添加方法は、スライム除去剤添加装置１０と同様な効果を得ることができる。
【００６６】
また、スライム除去剤添加方法において、先に説明したスライムのモニタリング方法で説明したように、シート状レーザ光３１として、緑色のレーザ光を用い、画像データ、及び解析部３４が解析した結果を表示部３６にリアルタイムで表示させる工程を有してもよいし、画像データとして、高速度カメラで撮像したデータを用いてもよい。
【００６７】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００６８】
（実施例）
実施例では、図１に示すスライムモニタリング装置２３を用いて、本発明の効果を実証するための試験を行った。
ここで、該試験に用いたスライムモニタリング装置２３の具体的な構成について説明する。流水配管２６としては、横幅５ｃｍ×高さ５ｃｍ×長さ３０ｃｍのアクリル樹脂よりなる透明な配管を用いた。
【００６９】
障害物２７としては、横幅２ｃｍ×高さ２ｃｍ×奥行き２ｃｍのアクリル樹脂よりなる立方体を用いた。障害物２７は、流水配管２６の中央部に位置する内面２６ａのうち、底側に位置する面２６ｂに固定した。
【００７０】
レーザ照射部２９としては、レーザ発信器（図示せず）と、シリンドリカルレンズ（図示せず）と、を有するものを用いた。レーザ発信器（図示せず）が照射するレーザ光としては、出力が３００ｍＷで、波長が５３２ｎｍの緑色レーザ光を用いた。
また、シート状レーザ光３１は、ビームイクスパンダを通過するように、該緑色レーザ光を照射させることで形成した。
撮像部３３としては、高速度カメラとして浜松フォトニクス社製のＣ８４８４−０５Ｇを用いた。
【００７１】
次いで、試験水の作成方法について説明する。
始めに、活性炭よりなるカラムに、栃木県下都賀群野木町の町水を通水することで、該町水に含まれる残留塩素を除去し、その後、スライムの付着を加速させる基質を添加した。
該基質としては、２０ｍｇ／ＬのＧｌｕｃｏｓｅ（グルコース）と、１０ｍｇ／ＬのＮＨ４Ｃｌ（塩化アンモニウム）と、５ｍｇ／ＬのＨ３ＰＯ４と、を用いた。
【００７２】
その後、十分に攪拌して、上記町水に基質が溶解したことを確認した後に、水酸化ナトリウムを添加し、基質が溶解した町水のｐＨを８．５に調整することで、保有水量が２０Ｌとされた試験水を作成した。
【００７３】
次いで、実際の冷却水系での流量変動を再現するために、冷却水供給ライン１３に流れる試験水の流速が３．０Ｌ／ｍｉｎとなるように、バルブ（図示せず）で調整した。このとき、試験水の温度コントロールは実施しなかったが、試験期間中における試験水の温度は、２５〜３０℃の範囲内であった。
また、冷却水系全体を好気性状態を保つために循環用水タンク１１内の試験水に、約１Ｌ／ｍｉｎの供給量で空気を供給することで、試験水をバブリングした。
その後、上記試験条件を用いて、２１日間の通水試験を実施した。
【００７４】
＜実施例の通水試験の結果及び考察＞
通水試験を開始して、シート状レーザ光３１を障害物２７の周囲を流れる試験水に照射させたところ、微粒子や微生物に緑色レーザ光が反射されて、試験水の流れを目視で確認することができた。
通水を開始して、２日経過したあたりから、障害物２７の周囲の水の流れが遅い部分（具体的には、障害物２７の手前側（障害物２７のうち、試験水の流れに対して上流側に位置する部分））にスライムの付着が確認できた。その後、障害物２７に対するスライムの付着量が徐々に増加していく様子が確認できた。
【００７５】
これに伴い、通水開始初期に障害物２７の手前側に形成された試験水の渦状の流れは、確認できなくなり、スライムの付着量の増加と共に、試験水の流れが変化していく様子が、シート状レーザ光３１の照射により確認できた。
【００７６】
その後、通水開始から１５日目に、スライム除去剤（抗菌剤）として、保有水量に対して２０ｍｇ／Ｌの塩素化イソチアゾロン（Ｃｌ−ＭＩＴ）を循環用水タンク１１に投入した。
その結果、障害物の手前側に付着していたスライムが徐々に剥離され、シート状レーザ光に反射される剥離されたスライムの量が増加していく様子が確認できた。
【００７７】
また、スライムが剥離されるにつれて、障害物２７の手前側に試験水の流れが、通水初期の流れの状態に戻っていく様子が確認できた。
つまり、図１に示すスライムモニタリング装置２３を用いることで、スライムの付着初期の状態から、スライム除去剤の添加により、障害物２７からスライムが剥離されていく様子を可視化できることを確認できた。
【００７８】
なお、上記実施例では、シリンドリカルレンズを有するレーザ照射部２９を用いて、上記試験を行ったが、ビームイクスパンダとシリンドリカルレンズとを組み合わせたレーザ照射部を用いて、上記実施例と同様な試験を行ったところ、上記実施例と同様な結果が得られた。
【符号の説明】
【００７９】
１０…スライム除去剤添加装置、１１…循環用水タンク、１３…冷却水供給ライン、１４…ポンプ、１５…冷却水回収ライン、１７…スライム除去剤用タンク、１９…スライム除去剤供給ライン、２１…自動バルブ、２３…スライムモニタリング装置、２４…解析制御装置、２６…流水配管、２６ａ…内面、２６ｂ…面、２７…障害物、２９…レーザ照射部、３１…シート状レーザ光、３３…撮像部、３４…解析部、３６…表示部、３８…制御部
【図１】
2014211318.tif 000003
【図２】
2014211318.tif 000004