(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水が循環する冷却水循環路（200）と、前記冷却水循環路（200）に配設されて冷却水を冷却するクーリングタワー（100）と、前記冷却水循環路（200）に配設されて前記クーリングタワー（100）にて冷却された冷却水を熱交換させる熱交換器（300）と、を備えるクーリングタワーシステムであって、
前記冷却水循環路（200）の冷却水を貯水する貯水タンク（61）と、
電源部（70,70a,70b,70c）と、
該電源部（70,70a,70b,70c）に接続され、前記冷却水中で放電を生起し、前記貯水タンク（61）内の前記冷却水中に水酸ラジカルを生成させる電極対（64,64a,64b,65,65a,65b）と、
前記貯水タンク（61）内の前記冷却水に超音波を照射することで、生成した水酸ラジカルが変化して生成する前記冷却水中の過酸化水素を水酸ラジカルに変換させる超音波発生部（94）とを有し、
前記貯水タンク（61）と、前記電極対（64,64b,64x,65,65x,65y）と、前記電源部（70,70a,70b,70c）とが組み合わせられて水浄化ユニット（500）が設けられ、前記水浄化ユニット（500）が前記冷却水循環路（200）に設けられ、
前記水浄化ユニットは、前記電極対（64,64b,64x,65,65x,65y）に印加する電圧のオン又はオフを制御する第１制御部（1）と、前記超音波発生部（94）の動作を制御する第２制御部（5）とを有し、
前記第１制御部（1）及び前記第２制御部（5）は、前記貯水タンク（61）内の前記冷却水に含まれる過酸化水素の濃度が所定の上限値を超えないように、前記電極対（64,64b,64x,65,65x,65y）に印加する電圧のオン又はオフ及び前記超音波発生部（94）の動作をそれぞれ制御することを特徴とするクーリングタワーシステム。
【請求項２】
請求項１において、
前記水浄化ユニットは、前記貯水タンク（61）内の前記冷却水に含まれる過酸化水素の濃度をモニタするセンサ（7）をさらに備え、
前記第１制御部（1）は、前記センサ（7）によるモニタ結果に応じて前記電極対（64,64b,64x,65,65x,65y）に印加する電圧のオン又はオフを制御し、
前記第２制御部（5）は、前記センサ（7）によるモニタ結果に応じて前記超音波発生部（94）の動作を制御することを特徴とするクーリングタワーシステム。
【請求項３】
請求項２において、
少なくとも前記冷却水中の過酸化水素の濃度が前記上限値を越えた場合には、前記第１制御部（1）が、前記電極対（64,64b,64x,65,65x,65y）に印加する電圧をオフにして前記放電を停止させるとともに、前記第２制御部（5）が、前記超音波発生部（94）を動作させることを特徴とするクーリングタワーシステム。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１つにおいて、
前記第２制御部（5）は、前記貯水タンク（61）内の前記冷却水に含まれる過酸化水素の濃度が前記上限値より低い所定の下限値を超える期間中、前記超音波発生部（94）をオン状態にすることを特徴とするクーリングタワーシステム。
【請求項５】
冷却水が循環する冷却水循環路（200）と、前記冷却水循環路（200）に配設されて冷却水を冷却するクーリングタワー（100）と、前記冷却水循環路（200）に配設されて前記クーリングタワー（100）にて冷却された冷却水を熱交換させる熱交換器（300）と、を備えるクーリングタワーシステムであって、
前記冷却水循環路（200）の冷却水を貯水する貯水タンク（61）と、
電源部（70,70a,70b,70c）と、
該電源部（70,70a,70b,70c）に接続され、前記冷却水中で放電を生起し、前記貯水タンク（61）内の前記冷却水中に水酸ラジカルを生成させる電極対（64,64a,64b,65,65a,65b）と、
前記貯水タンク（61）内の前記冷却水に超音波を照射することで、生成した水酸ラジカルが変化して生成する前記冷却水中の過酸化水素を水酸ラジカルに変換させる超音波発生部（94）とを有し、
前記電極対（64,64b,64x,65,65x,65y）に印加する電圧のオン又はオフの制御、及び前記超音波発生部（94）の動作の制御を行う制御部とをさらに備え、
前記制御部は、前記貯水タンク（61）内の前記冷却水に含まれる過酸化水素の濃度が所定の上限値を超えないように、前記電極対（64,64b,64x,65,65x,65y）に印加する電圧のオン又はオフ、及び前記超音波発生部（94）の動作を制御することを特徴とするクーリングタワーシステム。
【請求項６】
請求項５において、
前記制御部は、前記貯水タンク（61）内の前記冷却水に含まれる過酸化水素の濃度が所定の上限値を超えた場合には、前記電極対（64,64b,64x,65,65x,65y）に印加する電圧をオフにして前記放電を停止させ、前記冷却水に含まれる過酸化水素の濃度が前記上限値より低い所定の下限値を超える期間中、前記超音波発生部（94）をオン状態にすることを特徴とするクーリングタワーシステム。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１つにおいて、
前記貯水タンク（61）内の冷却水中に泡を吐出する吐出手段（119）と、
前記吐出手段（119）に気体を送る送出手段（99）とをさらに備え、
前記電極対（64,65）は、板状であって、互いに対向するよう配置されており、
前記電源部（70b）は、前記電極対（64,65）にパルス電圧を印加し、
前記吐出手段（119）は、前記電極対（64,65）の間であって、前記貯水タンク（61）の底部に配置されていることを特徴とするクーリングタワーシステム。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１つにおいて、
前記熱交換器（300）にて熱交換された冷却水が前記クーリングタワー（100）へ流出する前記冷却水循環路（200）に、前記貯水タンク（61）が設けられていることを特徴とするクーリングタワーシステム。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１つにおいて、
上記貯水タンク（61）に銅イオン又は鉄イオンを供給するイオン供給部（201,202）が設けられていることを特徴とするクーリングタワーシステム。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１つにおいて、
前記電極対（64,65）のうち一方の電極（64）は前記貯水タンク（61）の底部に配置されていることを特徴とするクーリングタワーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クーリングタワー内部の雑菌を除菌できるクーリングタワーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
クーリングタワーは、水等の熱媒体を大気と直接又は間接的に接触させて冷却する熱交換器の一種である。クーリングタワーは、ビル空調や地域冷暖房設備等において、冷凍機やコンプレッサー等で使用される冷却水を冷却し、冷却水を効率良く循環利用するために広く用いられている。
【０００３】
クーリングタワーにおける冷却水の冷却方式には、冷却水と外気（空気）とを直接接触させ、一部の冷却水の蒸発による気化熱を利用して残りの冷却水を冷却する開放式と、冷却水を熱交換器の管内に通し、管外側に外気と散布水を散水して冷却する密閉式と、がある。
【０００４】
主流である開放式は、クーリングタワーでの気化熱作用のため冷却水の一部が蒸発・飛散するため、蒸発・飛散した冷却水に相当する水を常に補給しつつ、冷凍機やコンプレッサー等の熱交換器とクーリングタワーとの間で冷却水を循環させている。
【０００５】
ここで、クーリングタワー内においては、例えばレジオネラ属菌、大腸菌等の雑菌が繁殖し易く、これらの雑菌の一部はタワー内で浮遊して、クーリングタワーの外に排出又は飛散されて周辺の環境を害することがあり、また、雑菌の一部は冷却水に混入することもある。
【０００６】
そこで、特許文献１には、クーリングタワー内に電解水生成器で生成された次亜塩素酸を含む混合電解水を噴霧して、噴霧した混合電解水でクーリングタワー内を霧化域にし、霧化された混合電解水によりクーリングタワー内に浮遊する雑菌を除去する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１２８５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述の技術では次亜塩素酸を含む電解水を用いて除菌を行っているため、有害な塩素ガスが発生しないように塩素濃度を制御する必要があり、制御が不十分である場合、周囲の環境や人体を害するおそれがあるという問題点を有している。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、安全にクーリングタワー内を除菌することができるクーリングタワーシステム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】
【００１０】
第１の発明は、冷却水が循環する冷却水循環路（200）と、前記冷却水循環路（200）に配設されて冷却水を冷却するクーリングタワー（100）と、前記冷却水循環路（200）に配設されて前記クーリングタワー（100）にて冷却された冷却水を熱交換させる熱交換器（300）と、を備えるクーリングタワーシステムである。このクーリングタワーシステムは、前記冷却水循環路（200）の冷却水を貯水する貯水タンク（61）と、電源部（70,70a,70b,70c）と、該電源部（70,70a,70b,70c）に接続され、前記冷却水中で放電を生起し、前記貯水タンク（61）内の前記冷却水中に水酸ラジカルを生成させる電極対（64,64a,64b,65,65a,65b）と、前記貯水タンク（61）内の前記冷却水に超音波を照射することで、生成した水酸ラジカルが変化して生成する前記冷却水中の過酸化水素を水酸ラジカルに変換させる超音波発生部（94）とを有する。第１の発明では、前記貯水タンク（61）と、前記電極対（64,64b,64x,65,65x,65y）と、前記電源部（70,70a,70b,70c）とが組み合わせられて水浄化ユニット（500）が設けられ、前記水浄化ユニット（500）が前記冷却水循環路（200）に設けられ、前記水浄化ユニットは、前記電極対（64,64b,64x,65,65x,65y）に印加する電圧のオン又はオフを制御する第１制御部（1）と、前記超音波発生部（94）の動作を制御する第２制御部（5）とを有し、前記第１制御部（1）及び前記第２制御部（5）は、前記貯水タンク（61）内の前記冷却水に含まれる過酸化水素の濃度が所定の上限値を超えないように、前記電極対（64,64b,64x,65,65x,65y）に印加する電圧のオン又はオフ及び前記超音波発生部（94）の動作をそれぞれ制御する。
【００１１】
第１の発明では、放電により生成する水酸ラジカルと、この水酸ラジカルから変化した過酸化水素が超音波照射により分解することで発生する水酸ラジカルとを用いて冷却水を効果的に浄化することができる。なお、冷却水中の過酸化水素は、放電に伴う熱によって貯水タンク（61）内を対流して水中で拡散され、水中に含まれる被処理成分を酸化分解して冷却水を浄化する。
【００１２】
また、第１の発明では、前記貯水タンク（61）と、前記電極対（64,64b,64x,65,65x,65y）と、前記電源部（70,70a,70b,70c）とが組み合わせられて水浄化ユニット（500）を構成しているため、既存のクーリングタワーシステムに設置しやすい。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、前記水浄化ユニットが、前記貯水タンク（61）内の前記冷却水に含まれる過酸化水素の濃度をモニタするセンサ（7）をさらに備え、前記第１制御部（1）は、前記センサ（7）によるモニタ結果に応じて前記電極対（64,64b,64x,65,65x,65y）に印加する電圧のオン又はオフを制御し、前記第２制御部（5）は、前記センサ（7）によるモニタ結果に応じて前記超音波発生部（94）の動作を制御することを特徴とする。
【００１４】
第３の発明は、第２の発明において、少なくとも前記冷却水中の過酸化水素の濃度が前記上限値を越えた場合には、前記第１制御部（1）が、前記電極対（64,64b,64x,65,65x,65y）に印加する電圧をオフにして前記放電を停止させるとともに、前記第２制御部（5）が、前記超音波発生部（94）を動作させることを特徴とする。
【００１５】
第４の発明は、第１乃至３の何れか１つの発明において、前記第２制御部（5）は、前記貯水タンク（61）内の前記冷却水に含まれる過酸化水素の濃度が前記上限値より低い所定の下限値を超える期間中、前記超音波発生部（94）をオン状態にすることを特徴とする。
【００１６】
第５の発明は、冷却水が循環する冷却水循環路（200）と、前記冷却水循環路（200）に配設されて冷却水を冷却するクーリングタワー（100）と、前記冷却水循環路（200）に配設されて前記クーリングタワー（100）にて冷却された冷却水を熱交換させる熱交換器（300）と、を備えるクーリングタワーシステムであって、前記冷却水循環路（200）の冷却水を貯水する貯水タンク（61）と、電源部（70,70a,70b,70c）と、該電源部（70,70a,70b,70c）に接続され、前記冷却水中で放電を生起し、前記貯水タンク（61）内の前記冷却水中に水酸ラジカルを生成させる電極対（64,64a,64b,65,65a,65b）と、前記貯水タンク（61）内の前記冷却水に超音波を照射することで、生成した水酸ラジカルが変化して生成する前記冷却水中の過酸化水素を水酸ラジカルに変換させる超音波発生部（94）とを有し、前記電極対（64,64b,64x,65,65x,65y）に印加する電圧のオン又はオフの制御、及び前記超音波発生部（94）の動作の制御を行う制御部とをさらに備え、前記制御部は、前記貯水タンク（61）内の前記冷却水に含まれる過酸化水素の濃度が所定の上限値を超えないように、前記電極対（64,64b,64x,65,65x,65y）に印加する電圧のオン又はオフ、及び前記超音波発生部（94）の動作を制御することを特徴とする。
【００１７】
第６の発明は、第５の発明において、前記制御部は、前記貯水タンク（61）内の前記冷却水に含まれる過酸化水素の濃度が所定の上限値を超えた場合には、前記電極対（64,64b,64x,65,65x,65y）に印加する電圧をオフにして前記放電を停止させ、前記冷却水に含まれる過酸化水素の濃度が前記上限値より低い所定の下限値を超える期間中、前記超音波発生部（94）をオン状態にすることを特徴とする。
【００１８】
第７の発明は、第１乃至６の何れか１つの発明において、前記貯水タンク（61）内の冷却水中に泡を吐出する吐出手段（119）と、前記吐出手段（119）に気体を送る送出手段（99）とをさらに備え、前記電極対（64,65）は、板状であって、互いに対向するよう配置されており、前記電源（70b）は、前記電極対（64,65）にパルス電圧を印加し、前記吐出手段（119）は、前記電極対（64,65）の間であって、前記貯水タンク（61）の底部に配置されていることを特徴とする。
【００１９】
第８の発明は、第１乃至第７の何れか１つの発明において、前記熱交換器（300）にて熱交換された冷却水が前記クーリングタワー（100）へ流出する前記冷却水循環路（200）に、前記貯水タンク（61）が設けられていることを特徴とする。
【００２０】
過酸化水素の被処理成分との反応性は、反応温度が上昇することにより向上するところ、第８の発明では、前記熱交換器（300）にて熱交換した冷却水の温度が上昇しているため、過酸化水素による被処理成分の酸化分解を促進させることができる。
【００２１】
第９の発明は、第１の発明において、上記貯水タンク（61）に銅イオン又は鉄イオンを供給するイオン供給部（201,202）を備えていることを特徴とする。
【００２２】
第９の発明では、イオン供給部（201,202）から銅イオンや鉄イオンが貯水タンク（61）へ供給される。過酸化水素を含む水中において、銅イオンや鉄イオンが共存する条件下では、いわゆるフェントン反応（Fenton反応）により、銅イオンや鉄イオンが触媒的に作用して、水酸ラジカルが生成される。よって、貯水タンク（61）の水中では、水酸ラジカルの生成量が増大し、有害物質の分解効率が向上する。
【００２３】
第１０の発明は、第１乃至第９の何れかの発明において、前記電極対（64,65）のうち一方の電極（64）は前記貯水タンク（61）の底部に配置されていることを特徴とする。
【００２４】
第１０の発明では、活性種や過酸化水素を放電に伴う熱によって貯水タンク（61）内を効率よく対流させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、放電によって水酸ラジカルを発生させて冷却水の浄化を行うとともに、放電により生じる過酸化水素から超音波照射によって水酸ラジカルを生じさせることによっても冷却水を浄化することができる。また、冷却水中の過酸化水素濃度を下限値以上に制御する場合には、残留する過酸化水素によっても除菌を行うことができる。このため、次亜塩素酸等の添加物を含有させることなく、安全にクーリングタワー内を除菌することができる。
【００２６】
第１の発明によれば、水浄化ユニット（500）を構成しているため、既存のクーリングタワーシステムに設置しやすい。
【００２７】
第８の発明によれば、過酸化水素による被処理成分の酸化分解を更に促進させることができる。
【００２８】
第９の発明によれば、過酸化水素の存在下に鉄イオン又は銅イオンを供給することで、フェントン反応を利用して多量の水酸ラジカルを発生できる。従って、この水酸ラジカルを用いて水中の有害物質等を効果的に除去できる。
【００２９】
第１０の発明によれば、活性種や過酸化水素を貯水タンク（61）内を効率よく対流させることにより的確に水中の有害物質等を除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、実施形態１に係るクーリングタワーシステムの構成図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る水浄化ユニットの全体構成図であり、水浄化動作を開始する前の状態を示すものである。
【図３】図３は、実施形態１に係る絶縁ケーシングの斜視図である。
【図４】図４は、（ａ）、（ｂ）は、超音波発生部の具体例を示す拡大断面図である。
【図５】図５は、実施形態１に係る水浄化ユニットの全体構成図であり、水浄化動作を開始して気泡が形成された状態を示すものである。
【図６】図６は、実施形態１における水浄化ユニットによる水処理の基本サイクルを示す図である。
【図７】図７（ａ）は、冷却水中の過酸化水素の濃度を用いてフィードバック制御を行う場合の運転制御の一例を示すタイムチャートであり、（ｂ）は、過酸化水素の濃度変化の測定値を用いてフィードフォワード制御を行う場合の運転制御の一例を示すタイムチャートである。
【図８】図８は、実施形態２に係る水浄化ユニットの全体構成図である。
【図９】図９は、実施形態２に係る絶縁ケーシングの斜視図である。
【図１０】図１０は、実施形態３に係る水浄化ユニットの全体構成図であり、水浄化動作を開始する前の状態を示すものである。
【図１１】図１１は、実施形態３に係る水浄化ユニットの全体構成図であり、水浄化動作を開始して気泡が形成された状態を示すものである。
【図１２】図１２は、実施形態３の変形例に係る絶縁ケーシングの蓋部の平面図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施形態４における水浄化ユニットを示す構成図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施形態５における水浄化ユニットを示す構成図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施形態６における水浄化ユニットを示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明するが、当該実施形態は本発明の原理の理解を容易にするためのものであり、本発明の範囲は、下記の実施形態に限られるものではなく、当業者が以下の実施形態の構成を適宜置換した他の実施形態も、本発明の範囲に含まれる。
【００３２】
《実施形態１》
図１は本発明の実施形態１におけるクーリングタワーシステム（900）の構成図である。クーリングタワーシステム（900）は、冷却水を循環させる冷却水循環路（200）と、冷却水循環路（200）に配設された例えば開放式のクーリングタワー（100）と、例えば冷凍機やコンプレッサー等の熱交換器（300）と、冷却水循環路（200）に配設された水浄化ユニット（500）と、を備える。
【００３３】
クーリングタワー（100）は、空冷システムを循環中に熱交換した冷却水を再び冷却する塔で、例えば建物の屋上等に設置される。
【００３４】
クーリングタワー（100）は、クーリングタワー（100）の内側底部に形成されて水平方向の断面積が冷却水循環路（200）の配管断面積より広く形成された分離部（104）と、クーリングタワー（100）の内周に配設され取り込んだ外気と接触する充填材（105）と、クーリングタワー（100）の中空内部の天井側に配設される送風機（103）と、一端がクーリングタワー（100）に接続され冷却水の一部が蒸発したことによる冷却水の不足分を補う補給水を供給する補給水供給路（106）と、銅イオンや銀イオン等を発生させる抗菌剤が充填され補給水供給路（106）に配設された抗菌剤充填部（107）と、補給水供給路（106）に配設され補給水の流量を調整する流量調整弁（108）と、を備えて構成される。
【００３５】
冷却水循環路（200）は、一端が熱交換器（300）に接続され他端がクーリングタワー（100）の上部側に接続されて冷却水をクーリングタワー（100）に流入させる往路流入路（201）と、クーリングタワー（100）から循環水としての冷却水を流出させる復路流出路（202）と、を備える。往路流入路（201）や復路流出路（202）の途中には冷却水中に溶融した不純物を除去するフィルターが必要に応じて設けられる。往路流入路（201）と復路流出路（202）とは、例えば銅管で構成されており、その内壁から銅イオンを生成することで、後述する貯水タンク（61）に銅イオンを供給するイオン供給部（201,202）を構成している。
【００３６】
往路流入路（201）には、循環水（冷却水循環路（200）を循環する冷却水）の流量を調整する流量調整弁（114）が配設される。更に、往路流入路（201）には、流量調整弁（114）とクーリングタワー（100）との間において、水浄化ユニット（500）が配設される。復路流出路（202）には、循環水の流量を調整する流量調整弁（110）と、冷却水循環路（200）内の循環水を循環させるポンプ（111）と、が配設される。
【００３７】
次に水浄化ユニット（500）の詳細構造について説明する。クーリングタワーシステム（900）は、水浄化ユニット（500）を備えている。水浄化ユニット（500）は、水中での放電と超音波照射とを組み合わせて水中で水酸ラジカルや過酸化水素等の浄化成分を生成し、この浄化成分によって冷却水の浄化を行うものである。図２に示されるように、水浄化ユニット（500）は、貯水タンク（61）と、放電ユニット（62）と、貯水タンク（61）内の水に超音波を照射する超音波発生部（94）とを有している。
【００３８】
また、本実施形態の水浄化ユニットは、高電圧発生部(70)に接続された放電波形発生部（3）と、電極対（64,65）に印加する電圧のオン又はオフを制御する制御部(1)と、増幅器（9）を介して超音波発生部（94）に所定の周波数の交流電圧を供給する超音波波形発生部（8）と、超音波波形発生部（8）を介して超音波発生部（94）の動作を制御する制御部（5）と、貯水タンク（61）内の水の過酸化水素濃度をモニタするセンサ（7）とを備えている。なお、図示しないが、センサ（7）のモニタ結果に基づいて制御部（1,5）を制御する中央演算装置（ＣＰＵ）が設けられていてもよい。制御部（1,5）による放電ユニット（62）及び超音波発生部（94）の制御方法については、後に説明する。なお、後述のいわゆるフィードフォワード制御を行う場合、センサ（7）は必ずしも設けられなくてもよい。また、貯水タンク（61）内の冷却水は、以下の説明では単に「貯水タンク（61）内の水」と表記する。
【００３９】
貯水タンク（61）は密閉型の容器状に形成され、往路流入路（201）の流入側流路（201a）及び流出側流路（201b）が接続されている。
【００４０】
放電ユニット（62）は、電極Ａ（64）及び電極Ｂ（65）と、この電極対（64,65）に電圧を印加する電源部（70）と、放電電極（64）を内部に収容する絶縁ケーシング（71）とを備えている。
【００４１】
電極対（64,65）は、水中で放電を生起するためのものである。電極対（64,65）の一方の電極である電極Ａ（64）は、絶縁ケーシング（71）の内部に配置されている。絶縁ケーシング（71）は貯水タンク（61）の底部に配置されている。そのため電極Ａ（64）は、絶縁ケーシング（71）の底面を介して貯水タンク（61）の底部に配置されている。電極Ａ（64）を貯水タンク（61）の底部に配置することにより、後述するように発生した活性種及び過酸化水素を放電に伴う熱によって貯水タンク（61）内を対流させて拡散を促進させることができる。電極Ａ（64）は、上下に扁平な板状に形成されている。電極Ａ（64）は、高電圧発生部（電源）（70）に接続されている。
【００４２】
電極対（64,65）の他方の電極である電極Ｂ（65）は、絶縁ケーシング（71）の外部に配置されている。電極Ｂ（65）は、電極Ａ（64）の上方に設けられている。電極Ｂ（65）は、上下に扁平な板状であって、且つ上下に複数の貫通孔（66）を有するメッシュ形状ないしパンチングメタル形状に構成されている。電極Ｂ（65）は、電極Ａ（64）と略平行に配設されている。電極Ｂ（65）は、高電圧発生部（70）の負極側に接続されている。これらの電極（64,65）は、耐腐食性の高い導電性の材料で構成されている。
【００４３】
高電圧発生部（70）は、電極対（64,65）に所定の電圧を印加する電源で構成されている。即ち、高電圧発生部（70）は、電極対（64,65）に対して瞬時的に高電圧を繰り返し印加するようなパルス電源ではなく、電極対（64,65）に対して常に数キロボルトの電圧を印加する。高電圧発生部（70）のうち、電極Ｂ（65）が接続される負極側は、アースと接続されている。また、高電圧発生部（70）には、電極対（64,65）の放電電力を一定に制御する定電力制御部が設けられている（図示省略）。
【００４４】
絶縁ケーシング（71）は、例えばセラミックス等の絶縁材料で構成されている。絶縁ケーシング（71）は、一面（上面）が開放された容器状のケース本体（72）と、該ケース本体（72）の上方の開放部を閉塞する板状の蓋部（73）とを有している。
【００４５】
ケース本体（72）は、角型筒状の側壁部（72a）と、該側壁部（72a）の底面を閉塞する底部（72b）とを有している。電極Ａ（64）は、底部（72b）の上側に敷設されている。絶縁ケーシング（71）では、蓋部（73）と底部（72b）との間の上下方向の距離が、電極Ａ（64）の厚さよりも長くなっている。つまり、電極Ａ（64）と蓋部（73）との間には、所定の間隔が確保されている。これにより、絶縁ケーシング（71）の内部では、電極Ａ（64）とケース本体（72）と蓋部（73）との間に空間（S）が形成される。
【００４６】
図２及び図３に示すように、絶縁ケーシング（71）の蓋部（73）には、該蓋部（73）を厚さ方向に貫通する１つの開口（74）が形成されている。この開口（74）により、電極Ａ（64）と電極Ｂ（65）との間の電界の形成が許容されている。蓋部（73）の開口（74）の内径は、０．０２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４７】
以上のように、絶縁ケーシング（71）は、電極対（64,65）のうちの一方の電極（電極Ａ（64））のみを内部に収容し、且つ電極対（64,65）の間の電流経路の電流密度を上昇させる電流密度集中部を成す開口（74）を有する絶縁部材を構成している。
【００４８】
加えて、絶縁ケーシング（71）の開口（74）内では、電流経路の電流密度が集中することで、水がジュール熱によって気化して気泡（B）が形成される。つまり、絶縁ケーシング（71）の開口（74）は、該開口（74）に気相部を成す気泡（B）を形成する気相形成部として機能する。
【００４９】
次に、図２に示す例において、超音波発生部（94）は、板状の圧電セラミックス（95）と、間に圧電セラミックス（95）を挟むように設けられた一対の金属板（96a,96b）とで構成される。超音波発生部（94）を封入するケース（97）は密閉され、貯水タンク（61）の底部に配置されている。超音波発生部（94）は、電極対（64,65）よりも、貯水タンク（61）の給水口に近い位置（言い換えれば、注水口から遠い位置）に配置される。
【００５０】
金属板（96a,96b）には、増幅器（9）によって増幅された超音波波形発生部（8）の出力信号（交流電圧）が供給される。これにより、超音波発生部（94）は任意の周波数の超音波を貯水タンク（61）内の水に照射する。ただし、過酸化水素を分解して水酸ラジカルを効率良く発生させるためには、超音波の周波数が、１００ｋＨｚ以上程度であれば特に好ましい。
【００５１】
なお、超音波発生部（94）は、貯水タンク（61）内の水に超音波を照射できる範囲で任意の位置に設置されていてもよい。例えば、図４（ａ）に示すように、超音波発生部（94）が貯水タンク（61）の底部外側に設置されていてもよく、貯水タンク（61）の内部において、電極対（64,65）よりも注水口に近い位置に設置されていてもよい。超音波発生部（94）が貯水タンク（61）の底部外側に設置されている場合、超音波は貯水タンク（61）の壁面を介して水に伝達される。
【００５２】
また、超音波発生部（94）の構成は、図２に示す例に限られない。例えば、図４（ｂ）に示すように、金属ケース（97a）の上部と金属板（96）とで板状の圧電セラミックス（95）を挟み、両者の間に交流電圧を供給する構成であってもよい。
【００５３】
以上のように構成された本実施形態に係るクーリングタワーシステム（900）について、以下その使用態様を説明する。
【００５４】
流量調整弁（110）及び（114）を開弁して、ポンプ（111）を駆動させて冷却水循環路（200）に冷却水を循環させる。冷却水は、往路流入路（201）と復路流出路（202）とを通じてクーリングタワー（100）と熱交換器（300）との間を循環する。即ち、クーリングタワー（100）と熱交換器（300）との間を循環する冷却水は、往路流入路（201）からクーリングタワー（100）内に流入し、内部を通過中に冷却された後、復路流出路（202）内に排出されて熱交換器（300）側に送られる。循環水の一部がクーリングタワー（100）で蒸発する気化熱を利用して残りの循環水が冷却されるので、蒸発による循環水の不足分を補給水供給路（106）からクーリングタワー（100）に供給する。これにより、熱交換器（300）で使用される冷却水（循環水）をクーリングタワー（100）で冷却し、冷却水を効率良く循環利用することができる。
【００５５】
本実施形態のクーリングタワーシステム（900）では、水浄化ユニット（500）が運転されることで、冷却水循環路（200）を流れる水の浄化がなされる。このような水浄化ユニット（500）による水の浄化動作について詳細に説明する。
【００５６】
水浄化ユニット（500）の運転の開始時には、図２に示すように、絶縁ケーシング（71）の内の空間（S）が浸水した状態となっている。高電圧発生部（70）から電極対（64,65）に所定の電圧（例えば１ｋＶ）が印加されると、電極対（64,65）の間に電界が形成される。この際、電極Ａ（64）の周囲は、絶縁ケーシング（71）で覆われている。このため、電極対（64,65）の間での漏れ電流が抑制されとともに、開口（74）内の電流経路の電流密度が集中した状態となる。
【００５７】
開口（74）内の電流密度が上昇すると、開口（74）内のジュール熱が大きくなる。その結果、絶縁ケーシング（71）では、開口（74）の近傍において、水の気化が促進されて気泡（B）が形成される。この気泡（B）は、図５に示すように、開口（74）のほぼ全域を覆う状態となり、電極Ｂ（65）に導通する負極側の水と、正極側の電極Ａ（64）との間に気泡（B）が介在する。従って、この状態では、気泡（B）が、電極Ａ（64）と電極Ｂ（65）との間での水を介した導電を阻止する抵抗として機能する。これにより、電極Ａ（64）と電極Ｂ（65）との間の漏れ電流が抑制され、電極対（64,65）間では、所望とする電位差が保たれることになる。すると、気泡（B）内では、絶縁破壊に伴い放電が発生する。
【００５８】
以上のようにして、気泡（B）で放電が行われると、貯水タンク（61）内の水中では、水酸ラジカル等の活性種や過酸化水素等が生成される。水酸ラジカル等の活性種や過酸化水素は、放電に伴う熱によって貯水タンク（61）内を対流する。これにより、水中での活性種や過酸化水素の拡散が促される。また、気泡（B）で放電が行われると、この放電に伴ってこの気泡（B）でイオン風を生成し易くなる。よって、貯水タンク（61）内では、このイオン風を利用して、活性種や過酸化水素の拡散効果を更に向上できる。
【００５９】
また、過酸化水素の被処理成分との反応性は、反応温度が上昇することにより向上するが、本実施形態においては水浄化ユニット（500）は熱交換器（300）にて熱交換した温度が上昇した冷却水が流れる往路流入路（201）に設けられているため、過酸化水素による被処理成分の酸化分解が促進される。
【００６０】
また、上述したように、貯水タンク（61）には、往路流入路（201）及び復路流出路（202）から析出した銅イオンが供給される。過酸化水素と銅イオンの存在下では、フェントン反応により、銅イオンが触媒的に作用して水酸ラジカルの生成が促進される。これにより、水酸ラジカルによる水の浄化効率が向上する。加えて、銅イオンは菌の繁殖を抑制する効果があるため、水中での殺菌作用も高くなる。
【００６１】
以上のようにして、水中に拡散した水酸ラジカル等の活性種は、水中に含まれる被処理成分（例えばアンモニア等）を酸化分解して水の浄化に利用される。また、水中に拡散した過酸化水素は、水の殺菌に利用される。これにより、本実施形態のクーリングタワーシステム（900）では、冷却水の清浄度が保たれる。
【００６２】
さらに、本実施形態の水浄化ユニット（500）では、水に超音波を照射することで、放電により生じた過酸化水素から水酸ラジカルを生成することで、より浄化効果を高めている。放電と超音波照射を組み合わせた浄化方法について、以下詳述する。
【００６３】
図６は、本実施形態の水浄化ユニット（500）による水処理の基本サイクルを示す図である。同図に示すように、貯水タンク（61）内に溜められた水は、まず、電極対（64,65）間に生起される放電によって浄化される。この際には、放電によって水中に水酸ラジカル等の活性種が生成し、有機物等の分解や殺菌などが行われる（図６中のステップSt1、St2）。水酸ラジカルは短時間で過酸化水素に変化する（ステップSt3）。
【００６４】
次に、超音波発生部（94）から水へと超音波を伝搬させ、水中の過酸化水素を分解し、水酸ラジカルに変化させる（ステップSt4）。超音波照射により発生した水酸ラジカルは、再度過酸化水素に変化する。ただし、除菌等、水の浄化反応に使われた水酸ラジカルは水に変化するので、放電を停止して超音波照射のみを行った場合には、過酸化水素の濃度は低下してゆくことになる。
【００６５】
なお、上記の水浄化は、１回ごとに貯水タンク（61）内の水を全て入れ替える、いわゆるバッチ処理によって行ってもよい。あるいは、流入側流路（201a）から貯水タンク（61）への注水と貯水タンク（61）から流出側流路（201b）への水の流出を連続的に行う連続処理によって浄化を行ってもよい。
【００６６】
次に、放電と超音波処理を組み合わせた水浄化ユニットの運転制御の具体例について説明する。図７（ａ）は、水中の過酸化水素の濃度を用いてフィードバック制御を行う場合の運転制御の一例を示すタイムチャートである。以下の方法では、水中の過酸化水素はセンサ（7）によって検知される。
【００６７】
この方法において、まず貯水タンク（61）内に水が溜まった状態で運転を開始する。制御部（1）は、電極対(64,65)間に所定の電圧を印加させ、放電を生起させる。この際、超音波発生部（94）はオフ状態にしておく。これにより、水が浄化されるとともに、水中の過酸化水素の濃度が上昇する。
【００６８】
次いで、水の過酸化水素濃度があらかじめ設定された下限値を超えた場合、制御部（1）は電極対（64,65）への電圧供給を継続させ、制御部(5)は、超音波発生部（94）をオン状態にして水に超音波を照射させる。これにより、放電により生成された水酸ラジカルと、過酸化水素から生成された水酸ラジカルとによって水が浄化される。放電によって生成される過酸化水素の量は超音波によって分解される過酸化水素の量よりも多いので、この期間中も水中の過酸化水素の濃度は上昇する。
【００６９】
次に、水の過酸化水素濃度があらかじめ設定された上限値を超えた場合、制御部（1）は電極対（64,65）への電圧供給を停止し、放電を停止させる。制御部（5）は、引き続き超音波発生部（94）をオン状態にして水に超音波を照射させる。これにより、過酸化水素から生成された水酸ラジカルによって水が浄化される。この期間中、超音波によって過酸化水素が分解されるので、水中の過酸化水素の濃度は減少する。
【００７０】
次いで、水の過酸化水素濃度が上述の下限値を下回った時点で、制御部（1）は電極対（64,65）への電圧供給を再開する。これにより、水中の過酸化水素の濃度は再び上昇する。これ以後、同様に超音波照射のみを行う期間と超音波照射と放電とを組み合わせる期間とを繰り返すことで、水の過酸化水素濃度を下限値以上、且つ上限値以下の範囲に制御しつつ、水を浄化する。
【００７１】
−実施形態１の効果−
以上の方法において、制御部（1）は、動作開始後に水の過酸化水素濃度が上限値に達するまでは放電を生起させて水酸ラジカルを発生させ、水を浄化することができる。また、制御部（5）は、水の過酸化水素濃度が所定の下限値を超える期間中に超音波発生部（94）をオン状態にする、言い換えれば、過酸化水素濃度が所定の下限値を下回る期間中には超音波発生部（94）をオフ状態にする。つまり、水中に十分な過酸化水素が存在する場合に超音波によって水酸ラジカルを発生させているので、水を効果的に浄化することができる。さらに、十分な濃度の過酸化水素の存在下で超音波を継続的に照射することで、継続的に水酸ラジカルを生成することができるので、強い浄化能力を所定の期間中維持することができる。
【００７２】
さらに、上述の方法によれば、貯水タンク（61）から流出側流路（201b）へと供給される水中の過酸化水素の濃度を上限値以下に抑えることができるので、過酸化水素を除去するための工程を容易にすることができる。
【００７３】
本実施形態の水浄化ユニットによれば、上述のように、水中での放電と、水への超音波照射とを組み合わせることで、水の過酸化水素濃度を上昇させずに浄化能力の向上を図ることが可能になる。
【００７４】
なお、水を連続処理する場合には、図２に示すように、超音波発生部（94）を電極対（64,65）よりも給水口側に配置することにより、放電によって生じた過酸化水素から超音波照射により効果的に水酸ラジカルを発生させることができる。
【００７５】
また、図２では、電極対（64,65）に印加する電圧のオン又はオフを制御する制御部（1）と、超音波発生部（94）の動作を制御する制御部（5）とを別個に設けたが、１つの制御部で電極対（64,65）に印加する電圧のオン又はオフと超音波発生部（94）の動作とを制御することもできる。
【００７６】
なお、本実施形態の水浄化ユニットでは、放電及び超音波照射によって生じる水酸ラジカルによって、水の浄化処理と同時に貯水タンク（61）内に繁殖する細菌等を効果的に殺菌することもできる。
【００７７】
以上のように、本実施形態のクーリングタワーシステム（900）では、水浄化ユニット内での水の浄化を確実に行うことができる。また、処理後の水の過酸化水素濃度を下限値以上且つ上限値以下の範囲に制御することができるので、冷却水循環路（200）内で過酸化水素による除菌も行うことができる。
【００７８】
<実施形態１の変形例>
以下、本実施形態における水浄化ユニットの運転動作の変形例について説明する。
【００７９】
図７（ｂ）は、過酸化水素の濃度変化の測定値を用いてフィードフォワード制御を行う場合の運転制御の一例を示すタイムチャートである。
【００８０】
ここで用いられる水浄化ユニットには、必ずしもセンサ（7）が設けられていなくてもよい。ただし、放電のみを行った場合に貯水タンク（61）内の水の過酸化水素濃度が０から下限値に達するまでに要する時間Ｔ１、放電と超音波照射とを同時に行った場合に水の過酸化水素濃度が下限値から上限値になるまでに要する時間Ｔ２、超音波照射のみを行った場合に上限値から下限値に達するのに要する時間Ｔ３を、それぞれあらかじめ測定しておき、それらの測定データを制御部（1,5）内部又は外部に設けられたメモリ（図示せず）に記憶させておく。制御部（1,5）は測定データに基づいて以下の制御を行う。制御部（1,5）の内部又は外部には、時間をカウントするタイマを設けておく。
【００８１】
本変形例に係る方法において、まず制御部（1）は、電極対(64,65)間に所定の電圧を印加させ、放電を生起させる。この際、超音波発生部（94）はオフ状態にしておく。これにより、水が浄化されるとともに、水中の過酸化水素の濃度が上昇する。
【００８２】
次いで、運転開始から時間Ｔ１が経過した時点で、制御部（1）は電極対（64,65）への電圧供給を継続させ、制御部(5)は、超音波発生部（94）をオン状態にして水に超音波を照射させる。これにより、放電により生成された水酸ラジカルと、過酸化水素から生成された水酸ラジカルとによって水が浄化される。この期間中も水中の過酸化水素の濃度は上昇する。
【００８３】
次に、時間Ｔ２が経過した時点で、制御部（1）は電極対（64,65）への電圧供給を停止し、放電を停止させる。制御部（5）は、引き続き超音波発生部（94）をオン状態にして水に超音波を照射させる。これにより、過酸化水素から生成された水酸ラジカルによって水が浄化される。この期間中、水中の過酸化水素の濃度は減少する。
【００８４】
次いで、さらに時間Ｔ３が経過した時点で、制御部（1）は電極対（64,65）への電圧供給を再開し、この状態を時間Ｔ２の間継続する。これにより、水中の過酸化水素の濃度は再び上昇する。これ以後、同様に超音波照射のみを行う期間（時間Ｔ３）と超音波照射と放電とを組み合わせる期間（時間Ｔ２）とを繰り返すことで、水の過酸化水素濃度を下限値以上且つ上限値以下の範囲に制御しつつ、水を浄化する。
【００８５】
以上の方法によっても水中の過酸化水素の濃度を下限値以上、且つ上限値以下の範囲に制御しつつ、水を浄化することができる。なお、これは運転動作の一変形例であって、他の方法によっても水の浄化を行うことができる。
【００８６】
《実施形態２》
上述の実施形態１では、絶縁ケーシング（71）の蓋部（73）に１つの開口（74）が形成されている。しかしながら、例えば図８及び図９に示すように、絶縁ケーシング（71）の蓋部（73）に複数の開口（74）を形成してもよい。この変形例では、絶縁ケーシング（71）の蓋部（73）が、略正方形板状に形成され、この蓋部（73）に複数の開口（74）が等間隔を置きながら碁盤目状に配列されている。一方、電極Ａ（64）及び電極Ｂ（65）は、全ての開口（74）に跨るような正方形板状に形成されている。
【００８７】
この変形例においても、各開口（74）が、電界密度集中部、及び気相形成部として機能する。これにより、高電圧発生部（70）から電極対（64,65）に直流電圧が印加されると、各開口（74）の電流密度が上昇し、各開口（74）で気泡（B）が形成される。その結果、各気泡（B）でそれぞれ放電が生起され、水酸ラジカル等の活性種や、過酸化水素が生成される。
【００８８】
《実施形態３》
実施形態３に係るクーリングタワーシステム（900）は、上述した実施形態１と放電ユニット（62）の構成が異なるものである。以下には、上記実施形態１と異なる点を主として説明する。
【００８９】
図１０に示すように、実施形態３の放電ユニット（62）は、貯水タンク（61）の外側から内部に向かって挿入されて固定される、いわゆるフランジユニット式に構成されている。また、実施形態３の放電ユニット（62）は、電極Ａ（64）と電極Ｂ（65）と絶縁ケーシング（71）とが一体的に組立てられている。
【００９０】
実施形態３の絶縁ケーシング（71）は、大略の外形が円筒状に形成されている。絶縁ケーシング（71）は、ケース本体（72）と蓋部（73）とを有している。
【００９１】
実施形態３のケース本体（72）は、例えばガラス質又は樹脂製の絶縁材料で構成されている。ケース本体（72）は、円筒状の基部（76）と、該基部（76）から貯水タンク（61）側に向かって突出する筒状壁部（77）と、該筒状壁部（77）の外縁部から更に貯水タンク（61）側に向かって突出する環状凸部（78）とを有している。また、ケース本体（72）には、環状凸部（78）の先端側に先端筒部（79）が一体に形成されている。基部（76）の軸心部には、円柱状の挿入口（76a）が軸方向に延びて貫通形成されている。筒状壁部（77）の内側には、挿入口（76a）と同軸となり、且つ挿入口（76a）よりも大径となる円柱状の空間（S）が形成されている。
【００９２】
実施形態３の蓋部（73）は、略円板状に形成されて環状凸部（78）の内側に嵌合している。蓋部（73）は、例えばセラミックス材料で構成されている。蓋部（73）の軸心には、実施形態１と同様、蓋部（73）を上下に貫通する円形状の１つの開口（74）が形成されている。
【００９３】
電極Ａ（64）は、軸直角断面が円形状となる縦長の棒状の電極で構成されている。電極Ａ（64）は、基部（76）の挿入口（76a）に嵌合している。これにより、電極Ａ（64）は、絶縁ケーシング（71）の内部に収容されている。実施形態３では、電極Ａ（64）のうち貯水タンク（61）とは反対側の端部が、貯水タンク（61）の外部に露出される状態となる。このため、貯水タンク（61）の外部に配置される高電圧発生部（70）と、電極Ａ（64）とを電気配線によって容易に接続することができる。
【００９４】
電極Ａ（64）のうち貯水タンク（61）側の端部（64a）は、絶縁ケーシング（71）の内部の空間（S）に臨んでいる。なお、図１０に示す例では、電極Ａ（64）の端部（64a）が、挿入口（76a）の開口面よりも上側（貯水タンク（61）側）に突出しているが、この端部（64a）の先端面を挿入口（76a）の開口面と略面一としてもよいし、端部（64a）を挿入口（76a）の開口面よりも下側に陥没させてもよい。また、電極Ａ（64）は、実施形態１と同様、開口（74）を有する蓋部（73）との間に所定の間隔が確保されている。
【００９５】
電極Ｂ（65）は、円筒状の電極本体（65a）と、該電極本体（65a）から径方向外方へ突出する鍔部（65b）とを有している。電極本体（65a）は、絶縁ケーシング（71）のケース本体（72）に外嵌している。鍔部（65b）は、貯水タンク（61）の壁部に固定されて放電ユニット（62）を保持する固定部を構成している。放電ユニット（62）が貯水タンク（61）に固定された状態では、電極Ｂ（65）の電極本体（65a）の一部が浸水された状態となる。
【００９６】
電極Ｂ（65）は、電極本体（65a）よりも小径の内側筒部（65c）と、該内側筒部（65c）と電極本体（65a）との間に亘って形成される連接部（65d）とを有している。内側筒部（65c）及び連接部（65d）は、貯水タンク（61）内の水中に浸漬している。内側筒部（65c）は、その内部に円柱空間（67）を形成している。内側筒部（65c）の軸方向の一端は、蓋部（73）と当接して該蓋部（73）を保持する保持部を構成している。また、電極本体（65a）と内側筒部（65c）と連接部（65d）の間には、ケース本体（72）の先端筒部（79）が内嵌している。内側筒部（65c）の軸方向の他端側には、円柱空間（67）を覆うようにメッシュ状の漏電防止材（68）が設けられている。この漏電防止材（68）は、電極Ｂ（65）と接触することで、実質的にアースされている。これにより、漏電防止材（68）は、貯水タンク（61）の内部の空間（水中）のうち、円柱空間（67）の内側から外側への漏電を防止している。
【００９７】
電極Ｂ（65）は、電極本体（65a）の一部が貯水タンク（61）の外部に露出される状態となる。このため、高電圧発生部（70）と電極Ｂ（65）とを電気配線によって容易に接続することができる。
【００９８】
実施形態３のクーリングタワーシステム（900）においても、水浄化ユニット（500）が運転されることで、冷却水循環路（200）を流れる水の浄化がなされる。
【００９９】
水浄化ユニット（500）の運転の開始時には、図１０に示すように、絶縁ケーシング（71）の内の空間（S）が浸水した状態となっている。高電圧発生部（70）から電極対（64,65）に所定の直流電圧（例えば１ｋＶ）が印加されると、開口（74）の内部の電流密度が上昇していく。
【０１００】
図１０に示す状態から、電極対（64,65）へ更に直流電圧が継続して印加されると、開口（74）内の水が気化されて気泡（B）が形成される（図１１を参照）。この状態では、気泡（B）が開口（74）のほぼ全域を覆う状態となり、円柱空間（67）内の負極側の水と、電極Ａ（64）との間に気泡（B）の抵抗が付与される。これにより、電極Ａ（64）と電極Ｂ（65）との間の電位差が保たれ、気泡（B）で放電が発生する。その結果、水中では、水酸ラジカルや過酸化水素を生成され、これらの成分が冷却水の浄化に利用される。
【０１０１】
なお、上記実施形態３では、円板状の蓋部（73）の軸心に１つの開口（74）を形成しているが、この蓋部（73）に複数の開口（74）を形成してもよい。図１２に示す例では、蓋部（73）の軸心を中心とする仮想ピッチ円上に、５つの開口（74）が等間隔置きに配列されている。このように蓋部（73）に複数の開口（74）を形成することで、各開口（74）の近傍でそれぞれ放電を生起させることができる。
【０１０２】
上述の実施形態においては、水浄化ユニット（500）は往路流入路（201）に配設されたが、本発明の範囲はこのような実施形態に限定されることはなく、復路流出路（202）に配設することも可能である。
【０１０３】
上述した各実施形態の高電圧発生部（70）には、放電の放電電力を一定に制御する定電力制御部を用いている。しかしながら、定電力制御部に代えて、放電時の放電電流を一定に制御する定電流制御部を設けることもできる。この定電流制御を行うと、洗浄水の導電率によらず放電が安定するため、スパークの発生も未然に回避できる。
【０１０４】
また、上述した各実施形態では、例えば高電圧発生部（70）の正極に電極Ａ（64）を接続し、高電圧発生部（70）の負極に電極Ｂ（65）を接続している。しかしながら、高電圧発生部（70）の負極に電極Ａ（64）を接続し、高電圧発生部（70）の正極に電極Ｂ（65）を接続することで、電極対（64,65）の間で、いわゆるマイナス放電を行うようにしてもよい。
【０１０５】
また、上述した各実施形態では、冷却水循環路（200）を銅管とすることで、銅イオンのイオン供給部としている。しかしながら、イオン供給部としては、例えば鉄イオンを生成する鉄製の配管を用いることもできる。鉄イオンも銅イオンと同様、過酸化水素の存在下でフェントン反応を促進させるため、水酸ラジカルの生成量を増大できる。また、例えば銅片や鉄片を貯水タンク（61）内に浸漬することで、これらをイオン供給部とすることもできる。
【０１０６】
《実施形態４》
図１３は、本発明の実施形態４に係る水浄化ユニット（500）を示す構成図である。同図では、実施形態１に係る水浄化ユニット（500）と同様の構成については図２と同じ符号を付している。また、放電波形発生部（3）、制御部（1,5）、増幅器（9）及びセンサ（7）は図１３では図示を省略しているが、実際には本実施形態の水浄化ユニット（500）に設けられている。以下では、主に実施形態１に係る水浄化ユニット（500）と異なる点について説明する。
【０１０７】
本実施形態の水浄化ユニット（500）は、貯水タンク（61）と、貯水タンク（61）内に配置された電極対（64x,65x）と、電極対（64x,65x）に接続された高電圧発生部（電源部）（70a）と、貯水タンク（61）の底部に設置された超音波発生部（94）とを備えている。
【０１０８】
電極（64x）は絶縁ケーシング（71a）の内部に収納され、電極（65x）は絶縁ケーシング（71b）の内部に収納されている。電極（64x）及び電極（65x）は、それぞれ扁平な板状に形成されている。また、電極（64x）及び電極（65x）は耐腐食性の高い導電性の金属材料で構成されている。高電圧発生部（70a）は、数キロボルト程度の電圧を電極対（64x,65x）に供給する。
【０１０９】
絶縁ケーシング（71a,71b）は、例えばセラミックス等の絶縁材料で構成されており、図２に示す絶縁ケーシング（71）と同様の構成を有している。
【０１１０】
すなわち、絶縁ケーシング（71a）は、一面（図１３では右側の面）が開放された容器状のケース本体（180a）と、該ケース本体（180a）の上記開放部を閉塞する板状の蓋部（73a）とを有している。また、絶縁ケーシング（71b）は、一面（図１３では左側の面）が開放された容器状のケース本体（180b）と、該ケース本体（180b）の上記開放部を閉塞する板状の蓋部（73b）とを有している。
【０１１１】
絶縁ケーシング（71a）の蓋部（73a）には、該蓋部（73a）を厚さ方向に貫通する１つの開口（74a）が形成されている。絶縁ケーシング（71b）の蓋部（73b）にも、該蓋部（73b）を厚さ方向に貫通する１つの開口（74b）が形成されている。これらの開口（74a,74b）により、電極（64x）と電極（65x）との間の電界の形成が許容されている。開口（74a,74b）の内径は、０．０２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましい。以上のような開口（74a,74b）は、電極対（64x,65x）の間の電流経路の電流密度を上昇させる電流密度集中部を構成する。
【０１１２】
絶縁ケーシング（71a,71b）は、貯水タンク（61）内の互いに対向する側面に、蓋部（73a,73b）同士が対向するように設置されている。言い換えれば、電極（64x）と電極（65x）とは互いに対向するよう配置されている。
【０１１３】
絶縁ケーシング（71a,71b）の開口（74a,74b）内では、電流経路の電流密度が上昇することで、水がジュール熱によって気化して気泡が形成される。つまり、絶縁ケーシング（71a,71b）の開口（74a,74b）は、該開口（74a,74b）に気相部としての気泡を形成する気相形成部として機能する。この構成により、電圧が電極対（64x,65x）に供給された場合に電極対（64a,65x）間の気泡内に放電を生起させることができる。
【０１１４】
なお、超音波発生部（94）の具体的な構成は実施形態１に係る水浄化ユニット（500）と同様である。
【０１１５】
本実施形態の水浄化ユニット（500）を、図７（ａ）、（ｂ）に示す方法で運転することにより、水中の過酸化水素の濃度を所定の範囲内に保持しつつ、貯水タンク（61）内の水を効果的に浄化することができる。
【０１１６】
《実施形態５》
図１４は、本発明の実施形態３に係る水浄化ユニット（500）を示す構成図である。同図では、実施形態１に係る水浄化ユニット（500）と同様の構成については図２と同じ符号を付している。また、放電波形発生部（3）、制御部（1,5）、増幅器（9）及びセンサ（7）は図１４では図示を省略しているが、実際には本実施形態の水浄化ユニット（500）に設けられている。以下では、主に実施形態１に係る水浄化ユニット（500）と異なる点について説明する。
【０１１７】
本実施形態の水浄化ユニット（500）は、貯水タンク（61）と、貯水タンク（61）内に配置された電極対（64,65）と、電極対（64,65）に接続された高電圧発生部（電源部）（70b）と、貯水タンク（61）の底部に設置された超音波発生部（94）とを備えている。
【０１１８】
本実施形態の水浄化ユニット（500）においては、電極Ａ（64）及び電極Ｂ（65）がそれぞれ高電圧発生部（70b）の正極側及び負極側にそれぞれ接続され、高電圧発生部（70b）から電極対（64,65）に高電圧のパルス電圧が供給される。
【０１１９】
また、電極Ａ（64）を囲む絶縁ケーシング(71)は設けられない。電極Ａ（64）及び電極Ｂ（65）は共に板状であり、貯水タンク（61）内の側面に、互いに対向するように設置される。
【０１２０】
さらに、水浄化ユニット（500）には、例えば貯水タンク（61）の底部など、少なくとも電極対（64,65）の間であって、電極対（64,65）よりも低い位置に設けられたノズル（吐出手段）（119）と、ノズル（119）に空気等の気体を送るエアポンプ（送出手段）（99）とが設けられている。エアポンプ（99）によって貯水タンク（61）内の気体は、ノズル（119）を介して循環される。ただし、エアポンプ（99）によって貯水タンク（61）内に外部から気体を供給してもよい。
【０１２１】
超音波発生部（94）の構成は実施形態１に係る水浄化ユニット（500）と同様であり、貯水タンク（61）の底部に設置されていてもよいが、貯水タンク（61）内の水に超音波を照射できる限りにおいて任意の位置に設置可能である。
【０１２２】
少なくとも放電処理を行う期間中、ノズル（119）から水中へと泡が吐出される。水中に泡が存在する状態で電極対（64,65）にパルス電圧を供給することにより、泡の内部で放電が生起され、水酸ラジカルが生成する。
【０１２３】
本実施形態の水浄化ユニット（500）では、実施形態１に係る水浄化ユニット（500）と基本的に同じ方法、すなわち図７（ａ）、（ｂ）に示す方法で、放電と超音波照射とを組み合わせた水浄化が行われる。ただし、図７（ａ）、（ｂ）に示す放電処理の期間中は、高電圧発生部（70b）から電極対（64,65）へとパルス電圧が間欠的に供給され、電極対（64,65）間に間欠的に放電が生起される。
【０１２４】
以上の構成及び方法によれば、電極対（64,65）間にパルス放電を発生させる場合でも効率良く水酸ラジカルを発生させることができるので、超音波照射と組み合わせることで、過酸化水素濃度を上昇させずに、高い浄化能力を発揮することができる。
【０１２５】
《実施形態６》
図１５は、本発明の実施形態４に係る水浄化ユニット（500）を示す構成図である。同図では、実施形態１、実施形態２に係る水浄化ユニット（500）と同様の構成については図２及び図１３と同じ符号を付している。また、放電波形発生部（3）、制御部（1,5）、増幅器（9）及びセンサ（7）は図１５では図示を省略しているが、実際には本実施形態の水浄化ユニット（500）に設けられている。以下では、主に実施形態２に係る水浄化ユニット（500）と異なる点について説明する。
【０１２６】
本実施形態の水浄化ユニット（500）は、貯水タンク（61）と、貯水タンク（61）内に配置された電極対（64b,65y）と、電極対（64b,65y）に接続された高電圧発生部（電源部）（70c）と、貯水タンク（61）の底部に設置された超音波発生部（94）とを備えている。
【０１２７】
電極（64b）と電極（65y）とは、それぞれ貯水タンク（61）内の側面に、互いに対向するように設置されている。
【０１２８】
電極（64b）は、少なくとも１つの導電部（164）と、導電部（164）を囲む絶縁部（165）とを有している。
【０１２９】
電極（65y）は、少なくとも１つの導電部（166）と、導電部（166）を囲む絶縁部（167）とを有している
以上のように、電極（64b）における導電部（164）の露出面、及び電極（65y）における導電部（166）の露出面の面積は小さいので、電圧を電極対（64b,65y）に供給した場合には導電部（164,166）の表面で電流密度の集中部が形成される。そのため、導電部（164,166）の表面では水がジュール熱によって気化して気泡が形成される。この泡によって導電部（164,166）の露出面が覆われた状態で高電圧発生部（70c）からの電圧供給を継続することにより、泡の内部で放電が生起される。
【０１３０】
なお、超音波発生部（94）の具体的な構成は実施形態１及び実施形態２に係る水浄化ユニット（500）と同様である。
【０１３１】
本実施形態の水浄化ユニット（500）を、図７（ａ）、（ｂ）に示す方法で運転することにより、水中の過酸化水素の濃度を所定の範囲内に保持しつつ、貯水タンク（61）内の水を効果的に浄化することができる。また、水中の過酸化水素の濃度が下限値以上になるよう制御することで、冷却水循環路（200）の内部で雑菌等が繁殖するのを抑えることができる。
【０１３２】
以上の構成によっても、電極対（64b,65y）間での放電と、超音波照射と組み合わせることで、過酸化水素濃度を上昇させずに、高い浄化能力を発揮することができる。
【０１３３】
以上で説明した実施形態において、各部材の形状、配置、材質等、あるいは水浄化ユニット（500）の運転方法は本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
以上説明したように、本発明は、雑菌が除去された冷却水を得ることができるクーリングタワーシステムについて有用である。
【符号の説明】
【０１３５】
61    貯水タンク
62    放電ユニット
64    電極Ａ
65    電極Ｂ
64x,65x,65y    電極
66    貫通孔
70,70a,70b,70c    高電圧発生部
71    絶縁ケーシング
72    ケース本体
73    蓋部
74    開口
100    クーリングタワー
104    分離部
105    充填材
106    補給水供給路
107    抗菌剤充填部
108    流量調整弁
111    ポンプ
114    流量調整弁
200    冷却水循環路
201    往路流入路
202    復路流出路
300    熱交換器
500    水浄化ユニット
900    クーリングタワーシステム
【図１】
0005891791.tif 000002
【図２】
0005891791.tif 000003
【図３】
0005891791.tif 000004
【図４】
0005891791.tif 000005
【図５】
0005891791.tif 000006
【図６】
0005891791.tif 000007
【図７】
0005891791.tif 000008
【図８】
0005891791.tif 000009
【図９】
0005891791.tif 000010
【図１０】
0005891791.tif 000011
【図１１】
0005891791.tif 000012
【図１２】
0005891791.tif 000013
【図１３】
0005891791.tif 000014
【図１４】
0005891791.tif 000015
【図１５】
0005891791.tif 000016