(57)【要約】【課題】冷却塔を有する冷却システムに設置された配管流路内に設置された複数のセンサ等の機器のうち機器表面に気泡が付着した特定の機器のみの付着気泡を除去する付着気泡の除去機構を提供する。【解決手段】配管流路内に設置されたセンサ類３６の発熱部３８の近傍にのみ、冷却水配管の流路断面積を減少させるための配管狭窄手段４０を設置し、配管狭窄手段４０が設置された部分の冷却水の流速を増加させることで発熱部３８の表面に付着した付着気泡を冷却水の流れにより除去する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管流路内に設置された機器表面に付着した付着気泡の除去機構であって、
前記機器が設置されている箇所の配管流路の断面積を減少させる配管狭窄手段を備えることを特徴とする付着気泡の除去機構。
【請求項２】
前記配管狭窄手段はゴム状弾性体からなり、
前記付着気泡の除去機構は前記配管狭窄手段の作動を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は前記機器からの信号または予め設定した時間により前記配管狭窄手段の作動を制御することを特徴とする請求項１に記載の付着気泡の除去機構。
【請求項３】
前記ゴム状弾性体の内部に圧縮空気または液体を充填することにより前記配管狭窄手段を作動させることを特徴とする請求項２に記載の付着気泡の除去機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却水システム等の各種水処理設備に適用される水質検知用センサ等の機器表面に付着する付着泡を除去する付着気泡の除去機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にビルや工場の排熱を外部に放出する冷却システムには冷却塔が多く用いられる。冷却塔には熱媒体である冷却水を外部の空気と直接接触させ熱交換する開放式冷却塔と、熱交換チューブなどを介して冷却水と外部の空気と間接的に熱交換する密閉式冷却塔の二通りがあるが、一般的には熱交換能力が高く、費用も低廉である開放型冷却塔が用いられることが多い。
【０００３】
しかし開放式冷却塔の場合には冷却水を外部の空気と直接接触させるために冷却水空気中に含まれるほこりやカビなどが冷却水中に取り込まれることに起因する水質の悪化は避けられず、その水質の悪化を放置すると冷却水を必要とする被冷却装置に伝熱性能の低下や腐食といったダメージを与える可能性がある。
【０００４】
そこで特許文献１のように機器にダメージを与えることのないよう冷却水の水質を監視するため冷却水の流れる配管流路内に機器を設置する付着物検出装置及び検出方法などが提案されている。
【０００５】
ここで冷却水の水質を検出するセンサ等の機器は通電することが多く、通電による発熱のため機器表面に気泡を発生させやすい。
【０００６】
機器表面に気泡が発生するとセンサ等の機器は冷却水の水質を正確に検知できなくなるため機器表面に付着した付着気泡は速やかに除去する必要がある。
【０００７】
そのため特許文献２のようにセンサ等の機器が設置されている配管の流体の流速を増加させて付着気泡を除去する水質自動監視装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−１０１８４０号公報
【特許文献２】特開平７−２９４５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし特許文献２の水質自動監視装置では複数のセンサ等の機器が配管流路内に直列に配置されている場合、全ての機器での流体の流速が速くなってしまい機器全ての測定条件が変化してしまう。
【００１０】
そのため流速が速くなっている間、付着気泡のない機器についても正確に計測することが困難になるという課題がある。
【００１１】
本発明はこのような課題に鑑み、複数の機器が直列に配置されている場合であっても付着気泡のある機器の周辺部についてのみ冷却水の流速を増加することでその機器の付着気泡を除去し、その他の付着気泡を除去する必要のない機器については冷却水の流速は不変とすることで正確な計測を可能とする付着気泡の除去機構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】
【００１２】
（１）  本発明にかかる付着気泡の除去機構は、配管流路内に設置された機器表面に付着した付着気泡の除去機構であって、前記機器が設置されている箇所の配管流路の断面積を減少させる配管狭窄手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
（１）に記載の付着気泡の除去機構について以下にその手段を説明する。
【００１４】
本発明にかかる付着気泡の除去機構は、気泡が付着しているセンサ等の機器の周辺部のみの配管流路の断面積を配管狭窄手段により減少させることでその部分の流速のみを増加させ機器表面に付着した気泡を除去することができる。
【００１５】
配管狭窄手段とは例えばレデューサーなどを用いて機器付近のみの配管径を小さくすることで配管断面積を常時減少させる場合や、機器付近の配管材にゴム状弾性体などの変形可能な素材を用いることで必要に応じて配管を変形させ、配管断面積を減少させる場合などである。
【００１６】
（２）  また本発明にかかる付着気泡の除去機構は、（１）に記載の付着気泡の除去機構において、前記配管狭窄手段はゴム状弾性体からなり、前記付着気泡の除去機構は前記配管狭窄手段の作動を制御する制御手段を備え、前記制御手段は前記機器からの信号または予め設定した時間により前記配管狭窄手段の作動を制御することを特徴とする。
【００１７】
（２）に記載の付着気泡の除去機構について以下にその手段について説明する。
【００１８】
（１）に記載の付着気泡の除去機構においては、配管狭窄手段は例えばレデューサーなどを用いて常に配管断面積を減少させた場合などが含まれるが、（２）に記載の付着気泡の除去機構では配管狭窄手段はゴム状弾性体から構成されており、変形や膨張が可能である。
【００１９】
ここで配管流路内に設置された機器からの信号が付着気泡により正確性を欠いていると判断される場合や予め設定された時間により、ゴム状弾性体からなる配管狭窄手段を外部から力を加えて変形させ、あるいはゴム状弾性体内部に流体等を充填して膨張させることで配管流路の断面積を減少させる。これにより配管流路内機器の流速を増加させ、付着気泡を除去することができる。
【００２０】
（３）  また本発明にかかる付着気泡の除去機構は、（２）に記載の付着気泡の除去機構において、前記ゴム状弾性体の内部に圧縮空気または液体を充填することにより前記配管狭窄手段を作動させることを特徴とする。
【００２１】
（３）に記載の付着気泡の除去機構について以下にその手段を説明する。
【００２２】
一般的にプラントなどに代表される工場設備は発火源となり得るものを可能な限り排除する観点から制御機器などは圧縮空気や不燃性流体で作動するものが多用されている。
【００２３】
そのためこの（３）に記載の付着気泡の除去機構においては、配管狭窄手段を作動させるために工場設備で比較的入手の容易な圧縮空気や不燃性流体を用いることで安全性を担保しつつ比較的容易に配管狭窄手段を作動させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
（１）に記載の付着気泡の除去機構によれば、流体の流速が増加するのは配管流路の一部のみであり、その他の部分についてはセンサ等の機器の正確な計測を妨げることなく付着気泡を除去すべき機器についてのみ気泡を除去することができる。
【００２５】
（２）に記載の付着気泡の除去機構によれば、（１）に記載の付着気泡の除去機構の発明の効果に加えて配管狭窄手段の作動を必要最小限とすることができ、流速増加に伴う圧力損失の上昇による流体搬送動力の増加を必要最小限に抑制しながら付着気泡を除去すべき機器についてのみ気泡を除去することができる。
【００２６】
（３）に記載の付着気泡の除去機構によれば、（２）に記載の付着気泡の除去機構の発明の効果に加えて安全で入手の比較的容易な圧縮空気または不燃性流体を配管狭窄手段の動力に用いることで安全かつ安価に付着気泡を除去すべき機器についてのみ気泡を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明にかかる冷却システムの全体構成を示す図である。
【図２】第１実施形態にかかる付着気泡の除去機構の概略構成を示す図である。
【図３】付着気泡の除去機構の断面図を示す図である。
【図４】第２実施形態にかかる付着気泡の除去機構（非作動時）を示す図である。
【図５】第２実施形態にかかる付着気泡の除去機構（作動時）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。かかる実施形態は発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００２９】
（第１実施形態）
【００３０】
まず図１に示す本発明にかかる冷却システム１０の全体構成を説明する。
【００３１】
冷却システム１０は排熱を大気に放出する冷却塔２０と、冷却水を循環させるためのポンプ２２、冷却水の水質を検出するための機器として腐食センサ２４、孔食センサ２６、スライムセンサ２８、スケールセンサ３０（以下、２４から３０までを「センサ類３６」と記載する。）が配管流路内に設置され、排熱の排出源である被冷却装置３２が配管３４により接続されている。
【００３２】
冷却システム１０が稼働している間、冷却水はポンプ２２により配管３４の中を循環しており、冷却水は被冷却装置３２により加熱されたのち、冷却塔２０にて大気と熱交換し、冷却される。
【００３３】
冷却水は冷却塔において大気と直接接触するので冷却システム１０の稼働に従い、徐々に水質が悪化する。水質の悪化をセンサ類３６で検知し、被冷却装置３２にダメージを与えないよう、必要に応じて冷却水中に薬剤の投入あるいは冷却水の入れ替えなどが行われる。
【００３４】
ここで本発明にかかる付着気泡の除去機構は、上記のセンサ類３６（すなわち配管流路内に設置された機器）の表面に付着した気泡を除去するためのものである。
【００３５】
次に第１実施形態について説明する。
【００３６】
図２は第１実施形態にかかる付着気泡の除去機構１２の概略構成を示す図である。
【００３７】
付着気泡の除去機構１２の配管３４の内部にはセンサ類３６が設置されており、センサ類３６は通電により発熱する発熱部３８を有している。
【００３８】
発熱部３８の近傍には配管流路の断面積が小さくなるよう配管狭窄手段４０が設置され、配管狭窄手段４０のない配管部に比べて流速が早くなっている。
【００３９】
この配管狭窄手段４０はレデューサーなどで配管径を他の部分よりも小さくすることでも、また機器付近の配管材にゴム等の弾性体を用いることで必要に応じて配管を変形させ配管流路の断面積を小さくすることでもよい。
【００４０】
図３は図２で示した付着気泡の除去機構１２の付着気泡の除去機構の断面図１４である。
【００４１】
発熱部３８の周囲の配管３４の流路断面積が小さくなるように、配管狭窄手段４０が設置されている。
【００４２】
次に付着気泡の除去機構１２の動作について説明する。
【００４３】
冷却システム１０が稼働を開始すると冷却水が配管３４の内部を循環する。冷却システム１０の稼働に従い冷却水の水質が徐々に悪化することを検知するため、センサ類３６も稼働を開始する。
【００４４】
センサ類３６は冷却水の水質検知のため発熱部３８を有しており、その発熱のため発熱部３８の表面には気泡が付着しやすい。発熱部３８に気泡が付着すると発熱部３８と冷却水が直接接触する表面積が減少し、センサ類３６で正確に冷却水の水質を検知することが難しくなる。
【００４５】
ここで配管狭窄手段４０の近傍では配管の他の部分よりも配管の流路断面積が小さくなっているために発熱部３８の付近の冷却水の流速は配管３４の他の部分よりも増加している。
【００４６】
そのため発熱部３８の表面に付着した気泡は冷却水の流れにより除去される。
【００４７】
次に第１実施形態の効果について説明する。
【００４８】
この第１実施形態では、センサ類３６の発熱部３８の近傍にのみ配管３４の流路断面積を小さくする配管狭窄手段４０を備えるという比較的簡単な方法で、他のセンサ類３６での冷却水の流速を変えることなく流速表面に付着した付着気泡を除去することができ、冷却水の水質を安定して検知することが可能となる。
【００４９】
（第２実施形態）
【００５０】
次に第２実施形態について説明する。
【００５１】
図４と図５はそれぞれ第２実施形態にかかる付着気泡の除去機構１６および１８であり、それぞれ非作動時と作動時の状態を示している。
【００５２】
まず付着気泡の除去機構１６および１８の構成について、第１実施形態にかかる付着気泡の除去機構１２との差異点を説明する。
【００５３】
付着気泡の除去機構１６および１８は、配管狭窄手段４０がゴム状弾性体からなっており、この配管狭窄手段４０に圧縮空気または流体を充填、排出させるための制御弁４２と導圧管４４が接続されている。
【００５４】
またセンサ類３６で検出された値を受信し、制御弁４２の開閉を制御する制御手段４６を備えている。
【００５５】
次に第２実施形態の動作について説明する。
【００５６】
配管狭窄手段４０の非作動時においては図４の付着気泡の除去機構１６に示すように配管狭窄手段４０は膨張しておらず、発熱部３８の近傍における冷却水の流速もその他の部分における流速とほとんど変わらない。
【００５７】
しかしセンサ類３６からの信号が発熱部３８の表面に気泡が付着したため正確性に欠けると判断される場合、または予め設定した時間が経過した場合には、制御手段４６は制御弁４２の開閉を制御し、圧縮空気または流体が導圧管４４を通じて配管狭窄手段４０に充填されることで、図５の付着気泡の除去機構１８に示すように配管狭窄手段４０が膨張する。
【００５８】
これにより発熱部３８の近傍の冷却水流速を一時的に早くすることで発熱部３８に付着した付着気泡を除去することが可能となる。
【００５９】
なお第２実施形態では配管狭窄手段４０の内部に圧縮空気または流体を充填することで膨張させることとしているが、配管狭窄手段４０の外部から力を加えて変形させ、配管３４の流路断面積を減少させてもよい。
【００６０】
第２実施形態の効果について説明する。
【００６１】
第２実施形態にかかる付着気泡の除去機構１６および１８では、通常の状態では配管狭窄手段４０は膨張しておらず、発熱部３８の近傍の冷却水の流速も他の部分とほぼ同じである。
【００６２】
配管狭窄手段４０は作動が必要な場合や予め決められた時間が経過した場合にのみ作動し、膨張するので、配管狭窄手段４０の作動時のみ発熱部３８における冷却水の流速は増加することになる。
【００６３】
そのため配管狭窄手段４０の作動による冷却水の圧力損失の影響を必要最小限とすることが可能となり、ポンプ２２での消費電力の上昇を必要最小限に抑制することが可能となる。
【００６４】
なおこの第２実施形態では、配管狭窄手段４０の内部には圧縮空気または流体を充填するとしているが、圧縮空気の他にも窒素や、流体としては加圧された工水などでもよい。
【００６５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明した。
【００６６】
当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範囲内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、冷却システム等の水処理設備で使用されている配管流路内に設置されたセンサ類の表面に付着した付着気泡を除去することで冷却水等の水質を安定して検知することのできる付着気泡の除去機構として利用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１０： 冷却システム、１２：付着気泡の除去機構、１４：付着気泡の除去機構断面、１６：付着気泡の除去機構、１８：付着気泡の除去機構、２０：冷却塔、２２：ポンプ、２４：腐食センサ、２６：孔食センサ、２８：スライムセンサ、３０：スケールセンサ、３２：被冷却装置、３４：冷却水配管、３６：センサ類、３８：発熱部、４０：配管狭窄手段、４２：制御弁、４４：導圧管、４６：制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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