(57)【要約】【課題】トルマリン粒状物に対して冷却水を強い圧力と衝撃で接触させて有用なトルマリン処理水を効率的に生成することができるトルマリン処理装置を提供する。【解決手段】本トルマリン処理装置は、ハウジング５２と、ハウジング内を上流側空間Ｓ１と下流側空間Ｓ２とに仕切るようにハウジング内に配置されるとともに、トルマリン粒状物５５を収容する収容体５３と、を備える。そして、収容体は、上流側空間に面する上流側仕切壁６１と、下流側空間に面する下流側仕切壁６２と、を備え、上流側仕切壁には、上流側空間から収容体内に冷却水を流入するための複数の流入孔６１ａが形成されており、下流側仕切壁には、収容体内から下流側空間に冷却水を流出するための複数の流出孔６２ａが形成されており、収容体内を通過する冷却水の流速を速めるための流速制御手段を更に備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水の循環経路に備えられるトルマリン処理装置であって、
冷却水の流入口及び流出口を有するハウジングと、
前記ハウジング内を上流側空間と下流側空間とに仕切るように前記ハウジング内に配置されるとともに、トルマリン粒状物を収容する収容体と、を備え、
前記収容体は、前記上流側空間に面する上流側仕切壁と、前記下流側空間に面する下流側仕切壁と、を備え、
前記上流側仕切壁には、前記上流側空間から前記収容体内に冷却水を流入するための複数の流入孔が形成されており、
前記下流側仕切壁には、前記収容体内から前記下流側空間に冷却水を流出するための複数の流出孔が形成されており、
前記収容体内を通過する冷却水の流速を速めるための流速制御手段を更に備えることを特徴とするトルマリン処理装置。
【請求項２】
前記流速制御手段は、前記複数の流入孔の各開口面積を前記複数の流出孔の各開口面積よりも小さくすることで構成されている請求項１記載のトルマリン処理装置。
【請求項３】
前記流速制御手段は、前記上流側仕切壁に対する前記複数の流入孔の開口率を前記下流側仕切壁に対する前記複数の流出孔の開口率よりも小さくすることで構成されている請求項１又は２に記載のトルマリン処理装置。
【請求項４】
前記ハウジングは、円筒状に形成されており、
前記上流側仕切壁は、前記ハウジングよりも小径の円筒状に形成されており、
前記下流側仕切壁は、前記ハウジングよりも小径で且つ前記上流側仕切壁よりも大径の円筒状に形成されており、
前記上流側仕切壁及び前記下流側仕切壁は、前記ハウジングの軸心と一致するように前記ハウジング内に配置されている請求項１乃至３のいずれか一項に記載のトルマリン処理装置。
【請求項５】
前記流速制御手段は、前記ハウジングの内径と前記下流側仕切壁の外径との差を前記下流側仕切壁の内径と前記上流側仕切壁の外径との差よりも小さくすることで構成されている請求項４記載のトルマリン処理装置。
【請求項６】
前記ハウジングは、軸心方向の一端側を開口し且つ前記収容体が配置された有底円筒状のハウジング本体と、前記ハウジング本体の開口を覆うように前記ハウジング本体に着脱可能に取り付けられる蓋体と、を備える請求項４又は５に記載のトルマリン処理装置。
【請求項７】
循環経路内で冷却水を循環させる冷却水循環システムであって、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のトルマリン処理装置を備えることを特徴とする冷却水循環システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルマリン処理装置及びこれを備える冷却水循環システムに関し、更に詳しくは、冷却水の循環経路に備えられるトルマリン処理装置及びこれを備える冷却水循環システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、トルマリン鉱石は、珪酸塩類鉱物であり、永久微弱電流を発生させる、遠赤外線を発生させる、ミネラルを溶出させる、といった特性があり、それらの特性が、以下に示すように様々な有益な効用をもたらすことで知られている。
【０００３】
第１に、トルマリン鉱石には、永久的に微弱電流を発生させる特性がある。トルマリン鉱石は、極性結晶体であり、その結晶の両端にプラス電極とマイナス電極を自然且つ永久的に保持する特性を有している。このため、トルマリン鉱石のプラス電極には、大気中のマイナスイオンを引き寄せ吸収し、集められたマイナスイオンをトルマリン鉱石内に取り込み、これをマイナス電極に送って、余ったマイナスイオンをマイナス電極から放出し、０．０６ミリアンペアの微弱電流を永久的に発生し続ける特性がある。この微弱電流を永久的に発生し続けるといった特性は、熱や圧力を加えることにより更に強まる集電効果、圧電効果があり、静電気がたくさん発生し、電圧も高まることになる。このように電場を永久的に形成するトルマリン鉱石のことを、一般的に「電気石」と称している。
【０００４】
当該トルマリン鉱石は、上記のような特性から、水に触れることで水を瞬間的にマイナスイオン化するし、同時に弱アルカリ性に変える力がある。つまり、トルマリン鉱石のマイナス電極に蓄えられた電子は、水に触れると瞬間的に放電され、水素イオンと水酸イオンとに電気分解される。また、当該水素イオンは、水分子と結合して、「ピドロキシルイオン」と呼ばれる界面活性効果を持った物資を発生し続ける。これが、マイナスイオンである。更に、このような過程を経た水は、水素イオンが減少することでＰＨ７．５を示す弱アルカリ性の性質を持つことになる。
【０００５】
更に、工場などの冷却循環水は、塩素や不純物などが含まれているため、分子活動が制限されＨ２Ｏという水分子は結合体となり易く、この結合体が多く集まって大きなクラスターを形成して存在していることが多い。このようにクラスターの大きい水は、トルマリンを接触させると、その電圧によって、水のクラスターが分解され、正常な分子状態の水に戻り分子活動が活発に行われるようになるため、「浸透性や吸水性が高く、滑らかで、洗浄効果のある水」になる。これが水の活性化である。
【０００６】
第２に、トルマリン鉱石は、遠赤外線を放射する特性がある。トルマリン鉱石は、その物性として、熱によって帯電する焦電現象（ピロ電気）が起こる。温度が２度上がるとその効果は２倍になると言われている。また、トルマリン鉱石は、その特性として、わずかな衝撃でも帯電する圧電現象（ピエゾ電気）が起こる。この焦電気、圧電気エネルギーとしてとらえると遠赤外線である。つまり、トルマリン鉱石に熱や圧力を加えることにより、波長４〜１４ミクロンの遠赤外線に変換され放射することになる。
【０００７】
第３に、トルマリン鉱石は、水にミネラルを溶出する特性がある。トルマリン鉱石からは、トルマリン鉱石自体に含有されているマグネシウムや鉄やホウ素や珪素などの元素を水に溶出する。したがって、トルマリン鉱石を水に入れることにより、水をミネラル化することができる。
【０００８】
上記の通り、トルマリン鉱石は、その特性から、マイナスイオンを発生させ、水の分子を瞬時にマイナスイオン化し、弱アルカリ化し、水を活性化し、遠赤外線を放射し、界面活性効果を生じさせ、ミネラルを溶出するなど多様な働きをする。その結果、具体的には、トルマリン鉱石を活用することによって、金属の腐食防止、スケール付着防止、水質改善、冷却循環配管の軟質スケール、軟質腐食物、洗浄効果、水のミネラル化などの効能がある。つまり、トルマリン鉱石は、冷却循環水の水処理などの分野で、活用、応用することができる。
【０００９】
しかし、トルマリン鉱石が発生させる電流は微弱であり、できる電場も小さいため、単にトルマリン鉱石に水を接触させるだけとか、瞬間的に又は短時間にトルマリン鉱石に水を接触させるだけでは、上のようなトルマリン鉱石の作用、効果を顕著に得ることが難しい。また、トルマリン鉱石は、硬度の高い岩魂であるため、その取扱いが限定され、その利用の仕方が難しい。このため、有用性のあるトルマリン鉱石の作用効果を得るのは難しく、トルマリン鉱石の実用的な活用がいまひとつ実現していないのが現状である。
【００１０】
従来より、トルマリン鉱石に水を接触させてトルマリン処理水を生成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この提案技術は、単に浴槽の水の底面にトルマリン鉱石を沈ませておくだけのものや、トルマリン鉱石を充填した容器を管路の放流中において接触させただけのものであった。このように、瞬間的に水とトルマリン鉱石とを接触させる方法や、静置したトルマリン鉱石に水を接触させるだけの方法では、微弱電流によって、多量な水を処理することができなかった。ましては、効果を認知できる程度にトルマリン鉱石の作用効果を発現したトルマリン処理水を得るには、それなりの工夫改善が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平０５−６４７８７号公報
【特許文献２】特開２００５−２１９７９号公報
【特許文献３】特開２００９−１０１２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ここで、上記特許文献２には、活性化室５４に無数の微細な電気石（トルマリン）粒状物を充填してなる技術が記載されている（特許文献２の図１参照）。活性化室５４内の冷却水は、電極として働く電気石粒状物との間で生じる電気分解反応により界面活性作用を有することとなる。そして、電気石粒状物を充填した活性化室５４に導入された冷却水は界面活性作用が付与されて、金型の冷却水路内が洗浄されるので、冷却水路内に水垢等が付着して冷却水路内が狭窄したり閉塞したりすることが防止される旨が記載されている（段落〔００２７〕参照）。
【００１３】
しかし、上記特許文献２に記載された技術では、水処理装置５０は貯水槽５１内を複数に分割して構成されており、活性化室５４の構造を見ると水槽内に配置している容器に充填した電気石粒状物の周りを循環水が通過している。そして、図解で判断すると、循環水は、活性化室５４内に入り込んだとき、容器に充填してある電気石粒状物が障害物となり、大半は容器上部の方へ回避して流れる。そのため、活性化室５４内の電気石に接触しただけで、界面活性作用を有することはできないと思われる。
【００１４】
また、上記特許文献３には、循環水が収容容器の通水孔を介して収容容器の内部に導入され、循環水の水流をトルマリン担持体に接触させる技術が記載されている（特許文献３の図２参照）。そして、トルマリン担持体が厚さ方向に積層される量が少なく、収容容器内の通水抵抗を少なくできるため、循環水の流速を早くすることができ、防汚効果を向上させる旨が記載されている（段落〔０００６〕参照）。また、トルマリン担持体１１は、トルマリンを含有する表面層を備えたセラミックス球からなり、例えば、直径５〜１０ｍｍに形成されている（段落〔００２５〕参照）。また、収容容器１２は、トルマリン担持体１１を収容し、循環水が内部を通水することができる容器であり、例えば、ステンレス鋼製の金網により、幅２８０ｍｍ、奥行き２８０ｍｍ、厚さ６５ｍｍの扁平な直方体形状に形成されている（段落〔００２６〕参照）。さらに、循環水２５に流下し循環される循環水Ｗに防汚装置１０が曝されると、循環水Ｗが収容容器１２の通水孔１２ｃを介して収容容器１２の内部に導入され、循環水Ｗの水流がトルマリン担持体１１に接触する。これにより、トルマリン担持体１１の表面に電荷が生じ、循環水Ｗのイオン化が促進されるとともに、循環水Ｗ中へトルマリンが溶出することにより、循環水Ｗが浄化され、配管の腐食、シリカ等のスケールの付着、藻類やレジオネラ菌の発生を防止できる旨が記載されている（段落〔００３６〕参照）。
【００１５】
しかし、上記特許文献３に記載された技術では、収容容器のサイズから直径５〜１０ｍｍのトルマリン担持体は収容容器からはみ出てしまう。水槽内に収容容器を並べて据え置いても、容器を密閉して同一方向に循環水を流さない限り、抵抗の少ない方向へ循環水は流れ、水とトルマリンの接触は低下するので、電荷を大きく発生させるのは困難である。さらに、収容容器内の上部を通過する循環水は流速が速いが、収容容器内の下部を通過する循環水は流速が遅いので、効果がでるような電荷発生は、収容容器内のトルマリン全体量の一部である。
【００１６】
なお、工場設備等で用いられる冷却塔循環やチラー循環では、冷却水の水質低下に起因して、金型冷却孔、冷却配管、熱交換器等でのスケールの付着・堆積・流路閉塞／腐食・錆・水漏れ／スライム・藻の発生等が生じている。その結果、成形品の品質不安定化（金型を一定の温度に維持できない；冷却不足でのシルバー不良が発生し易い）、電力、エネルギーの浪費（熱交換器の熱交換率の低下による消費電力の増加；ＣＯ２排出量の増加；熱交換器の高圧異常トラブルの増加）、設備管理コストの増加（設備にかかる電気料金の増加；薬品洗浄費用の増加；清掃メンテナンス費用の増加）等の様々な問題が発生してしまう。そこで、水質改善された冷却水を循環させることができる冷却水循環システムの出現が望まれている。
【００１７】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、トルマリン粒状物に対して冷却水を強い圧力と衝撃で接触させて有用なトルマリン処理水を効率的に生成することができるトルマリン処理装置及びこれを備える冷却水循環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】
【００１８】
本発明者は、トルマリン鉱石の多様な働きを認めながらも、その活用によって有用性の認知できる作用効果を得る実用的な活用の仕方について研究をしてきた。その結果、トルマリン鉱石の特性を最も発現する活用の方法は、水をトルマリン鉱石に接触させ水質を改善させたトルマリン処理水を効率的に造り、このトルマリン処理水を活用することが便利であり、トルマリン鉱石の作用効果が最も効率的に発現できる方法を見出した。すなわち、トルマリン鉱石の特性として、加圧や衝撃を受けると表面に電場を生じる圧電効果（ピエゾ電気）がある点に着眼し、冷却循環している冷却水の水圧は、例えば、０．３ＭＰａ〜０．５ＭＰａであり、水道水（０．１ＭＰａ）に比べて高く、この高い水圧で循環している冷却水をトルマリン鉱石に強い圧力を持って接触させるように構成することによって、高効率に有用なトルマリン処理水を生成できることを知見した。そこで、当該圧電効果（ピエゾ電気）をできるだけ利用しながら、冷却配管内の圧力損失の増加を抑制してトルマリン処理水を生成することのできる機能を備えたトルマリン処理装置を開発した。上述のように、本発明は、トルマリン鉱石に強い圧力で冷却水を接触させることにより、トルマリン鉱石の特性である圧電効果を発現させて、冷却水に効率的な電流供給をして、水質を改善する高効率のトルマリン処理装置を具現化した点が特徴である。
【００１９】
上記問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、冷却水の循環経路に備えられるトルマリン処理装置であって、冷却水の流入口及び流出口を有するハウジングと、前記ハウジング内を上流側空間と下流側空間とに仕切るように前記ハウジング内に配置されるとともに、トルマリン粒状物を収容する収容体と、を備え、前記収容体は、前記上流側空間に面する上流側仕切壁と、前記下流側空間に面する下流側仕切壁と、を備え、前記上流側仕切壁には、前記上流側空間から前記収容体内に冷却水を流入するための複数の流入孔が形成されており、前記下流側仕切壁には、前記収容体内から前記下流側空間に冷却水を流出するための複数の流出孔が形成されており、前記収容体内を通過する冷却水の流速を速めるための流速制御手段を更に備えることを要旨とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記流速制御手段は、前記複数の流入孔の各開口面積を前記複数の流出孔の各開口面積よりも小さくすることで構成されていることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記流速制御手段は、前記上流側仕切壁に対する前記複数の流入孔の開口率を前記下流側仕切壁に対する前記複数の流出孔の開口率よりも小さくすることで構成されていることを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発明において、前記ハウジングは、円筒状に形成されており、前記上流側仕切壁は、前記ハウジングよりも小径の円筒状に形成されており、前記下流側仕切壁は、前記ハウジングよりも小径で且つ前記上流側仕切壁よりも大径の円筒状に形成されており、前記上流側仕切壁及び前記下流側仕切壁は、前記ハウジングの軸心と一致するように前記ハウジング内に配置されていることを要旨とする。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記流速制御手段は、前記ハウジングの内径と前記下流側仕切壁の外径との差を前記下流側仕切壁の内径と前記上流側仕切壁の外径との差よりも小さくすることで構成されていることを要旨とする。
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の発明において、前記ハウジングは、軸心方向の一端側を開口し且つ前記収容体が配置された有底円筒状のハウジング本体と、前記ハウジング本体の開口を覆うように前記ハウジング本体に着脱可能に取り付けられる蓋体と、を備えることを要旨とする。
上記問題を解決するために、請求項７に記載の発明は、循環経路内で冷却水を循環させる冷却水循環システムであって、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のトルマリン処理装置を備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のトルマリン処理装置によると、冷却水の流入口及び流出口を有するハウジングと、ハウジング内を上流側空間と下流側空間とに仕切るようにハウジング内に配置されるとともに、トルマリン粒状物を収容する収容体と、を備える。そして、収容体は、上流側空間に面する上流側仕切壁と、下流側空間に面する下流側仕切壁と、を備え、上流側仕切壁には、上流側空間から収容体内に冷却水を流入するための複数の流入孔が形成されており、下流側仕切壁には、収容体内から下流側空間に冷却水を流出するための複数の流出孔が形成されている。さらに、収容体内を通過する冷却水の流速を速めるための流速制御手段を更に備える。これにより、流入口からハウジング内の上流側空間に流入する冷却水は、上流側仕切壁の複数の流入孔を通過して収容体内に流入し、収容体内、即ちトルマリン粒状物の間を通過する。このとき、流速制御手段により収容体内を通過する冷却水の流速が速められる。そのため、トルマリン粒状物に対して冷却水が強い圧力と衝撃で接触されることとなり、トルマリン鉱石の特性である圧電効果が発現され、有用なトルマリン処理水が効率的に生成される。そして、収容体内を通過した冷却水は、下流側仕切壁の複数の流出孔からハウジング内の下流側空間に流出し、流出口からハウジングの外部へ流出する。
また、前記流速制御手段が、前記複数の流入孔の各開口面積を前記複数の流出孔の各開口面積よりも小さくすることで構成されている場合は、上流側空間の冷却水は、比較的小さな開口面積の流入孔を通過することで流速が速められて収容体内を通過する。さらに、収容体内を通過した冷却水は、比較的大きな開口面積の流出孔を通過することで圧力損失の増加が抑制される。
また、前記流速制御手段が、前記上流側仕切壁に対する前記複数の流入孔の開口率を前記下流側仕切壁に対する前記複数の流出孔の開口率よりも小さくすることで構成されている場合は、上流側空間の冷却水は、比較的小さな開口率の流入孔を通過することで流速が速められて収容体内を通過する。さらに、収容体内を通過した冷却水は、比較的大きな開口率の流出孔を通過することで圧力損失の増加が抑制される。
また、前記ハウジングが、円筒状に形成されており、前記上流側仕切壁が、前記ハウジングよりも小径の円筒状に形成されており、前記下流側仕切壁が、前記ハウジングよりも小径で且つ前記上流側仕切壁よりも大径の円筒状に形成されており、前記上流側仕切壁及び前記下流側仕切壁が、前記ハウジングの軸心と一致するように前記ハウジング内に配置されている場合は、収容体の内周側の上流側空間に流入した冷却水は、流入孔を通過して収容体内を遠心側に向かって流れる。そして、収容体内を通過した冷却水は、流出孔を通過して収容体の外周側の下流側空間に流出し、ハウジングの側壁に当たって下流側空間を下方に向かって流れる。これにより、トルマリン粒状物に対して冷却水を更に強い圧力と衝撃で接触させることができる。
また、前記流速制御手段が、前記ハウジングの内径と前記下流側仕切壁の外径との差を前記下流側仕切壁の内径と前記上流側仕切壁の外径との差よりも小さくすることで構成されている場合は、下流側空間を下方に向かって流れる冷却水の流速が速められることで、収容体内を通過する冷却水の流速が速められる。
また、前記ハウジングが、有底円筒状のハウジング本体と、前記ハウジング本体に着脱可能に取り付けられる蓋体と、を備える場合は、ハウジング本体から蓋体を取り外すことで、ハウジング内の清掃・点検等を容易に行うことができる。
本発明の冷却水循環システムによると、上述のトルマリン処理装置を備える。これにより、トルマリン粒状物に対して冷却水を強い圧力と衝撃で接触させて有用なトルマリン処理水を効率的に生成することができる。そして、循環経路内を水質改善された冷却水を循環させることで、循環経路の汚れ及び詰まりを防止できるとともに、冷却水の水質維持を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
【図１】実施例に係る冷却水循環システムの全体概略図である。
【図２】実施例に係るトルマリン処理装置の平面図である。
【図３】上記トルマリン処理装置の要部を断面とした側面図である。
【図４】上記トルマリン処理装置のハウジングを説明するための説明図である。
【図５】上記トルマリン処理装置の空気抜き弁を説明するための説明図であり、（ａ）はフロートの上昇状態を示し、（ｂ）はフロートの下降状態（空気の排気状態）を示す。
【図６】上記トルマリン処理装置の作用説明図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】図７の要部拡大図である。
【図９】上記トルマリン処理装置の収容体を説明するための説明図であり、（ａ）は上流側仕切壁の一部表面を示し、（ｂ）は下流側仕切壁の一部表面を示す。
【図１０】上記トルマリン処理装置の実験結果を説明するための説明図である。
【図１１】他の形態のトルマリン処理装置を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
ここで示される事項は例示的なものおよび本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。
【００２３】
＜トルマリン処理装置＞
本実施形態に係るトルマリン処理装置は、冷却水の循環経路（２、３）に備えられるトルマリン処理装置（５０）であって、冷却水の流入口（５１ａ）及び流出口（５１ｂ）を有するハウジング（５２）と、ハウジング内を上流側空間（Ｓ１）と下流側空間（Ｓ２）とに仕切るようにハウジング内に配置されるとともに、トルマリン粒状物（５５）を収容する収容体（５３）と、を備える（例えば、図２、３等参照）。そして、収容体（５３）は、上流側空間（Ｓ１）に面する上流側仕切壁（６１）と、下流側空間（Ｓ２）に面する下流側仕切壁（６２）と、を備え、上流側仕切壁には、上流側空間から収容体内に冷却水を流入するための複数の流入孔（６１ａ）が形成されており、下流側仕切壁には、収容体内から下流側空間に冷却水を流出するための複数の流出孔（６２ａ）が形成されており、収容体内を通過する冷却水の流速を速めるための流速制御手段を更に備える（例えば、図６〜９等参照）。
【００２４】
上記トルマリン粒状物（５５）の形状、大きさ、個数等は特に問わない。このトルマリン粒状物は、通常、トルマリン鉱石の研磨物である。また、冷却水の循環圧力（例えば、０．３〜０．５ＭＰａ）を考慮すると、トルマリン粒状物の粒径（最大幅）が１〜１０ｍｍ（特に３〜５ｍｍ）であることが好ましい。さらに、収容体のトルマリン粒状物の充填厚さ（即ち、上流側仕切壁と下流側仕切壁との対向間隔）が１０〜３０ｍｍ（特に１０〜２０ｍｍ）であることが好ましい。
【００２５】
本実施形態に係るトルマリン処理装置としては、例えば、上記流速制御手段は、複数の流入孔（６１ａ）の各開口面積（ｓ１）を複数の流出孔（６２ａ）の各開口面積（ｓ２）よりも小さくすることで構成されている形態を挙げることができる（例えば、図９等参照）。
【００２６】
上述の形態の場合、例えば、上記流入孔（６１ａ）の各開口面積（ｓ１）と流出孔（６２ａ）の各開口面積（ｓ２）との比（ｓ１／ｓ２）は、０．１〜０．６（好ましくは０．２〜０．５）であることができる。また、流入孔（６１ａ）の各開口面積（ｓ１）としては、例えば、０．５〜５ｍｍ２（好ましくは１〜３ｍｍ２）が挙げられる。さらに、流出孔（６２ａ）の各開口面積（ｓ２）としては、例えば、１〜１０ｍｍ２（好ましくは３〜８ｍｍ２）が挙げられる。
【００２７】
本実施形態に係るトルマリン処理装置としては、例えば、上記流速制御手段は、上流側仕切壁（６１）に対する複数の流入孔（６１ａ）の開口率（ｒ１）を下流側仕切壁（６２）に対する複数の流出孔（６２ａ）の開口率（ｒ２）よりも小さくすることで構成されている形態を挙げることができる（例えば、図９等参照）。
【００２８】
上述の形態の場合、例えば、上記流入孔（６１ａ）の開口率（ｒ１）と流出孔（６２ａ）の開口率（ｒ２）との比（ｒ１／ｒ２）は、０．４〜０．８（好ましくは０．５〜０．７）であることができる。なお、上記開口率とは、仕切壁（６１、６２）の上流側（即ち、流入側）の表面積に対する孔（６１ａ、６２ａ）の開口面積の比率を意図する。また、上記流入孔（６１ａ）の開口率（ｒ１）としては、例えば、５〜４０％（好ましくは１０〜３０％）が挙げられる。さらに、上記流出孔（６２ａ）の開口率（ｒ２）としては、例えば、２０〜５０％（好ましくは２５〜４５％）が挙げられる。
【００２９】
本実施形態に係るトルマリン処理装置としては、例えば、上記ハウジング（５２）は、円筒状に形成されており、上流側仕切壁（６１）は、ハウジングよりも小径の円筒状に形成されており、下流側仕切壁（６２）は、ハウジングよりも小径で且つ上流側仕切壁よりも大径の円筒状に形成されており、上流側仕切壁及び下流側仕切壁は、ハウジングの軸心と一致するようにハウジング内に配置されている形態（例えば、図２、３等参照）を挙げることができる。
【００３０】
本実施形態に係るトルマリン処理装置としては、例えば、上記流速制御手段は、ハウジング（５２）の内径（ｄ１）と下流側仕切壁（６２）の外径（ｄ２）との差（ｄ１−ｄ２）を下流側仕切壁（６２）の内径（ｄ３）と上流側仕切壁（６１）の外径（ｄ４）との差（ｄ３−ｄ４）よりも小さくすることで構成されている形態（例えば、図６等参照）を挙げることができる。
【００３１】
上述の形態の場合、例えば、上記ハウジング（５２）の内径（ｄ１）と下流側仕切壁（６２）の外径（ｄ２）との差（ｄ１−ｄ２）と下流側仕切壁（６２）の内径（ｄ３）と上流側仕切壁（６１）の外径（ｄ４）との差（ｄ３−ｄ４）との比（（ｄ１−ｄ２）／（ｄ３−ｄ４））は、０．３〜０．７（好ましくは０．４〜０．６）であることができる。また、上記ハウジング（５２）の内径（ｄ１）と下流側仕切壁（６２）の外径（ｄ２）との差（ｄ１−ｄ２）としては、例えば、５〜４０ｍｍ（好ましくは１０〜３０ｍｍ）が挙げられる。さらに、上記下流側仕切壁（６２）の内径（ｄ３）と上流側仕切壁（６１）の外径（ｄ４）との差（ｄ３−ｄ４）としては、例えば、２０〜６０ｍｍ（好ましくは３０〜５０ｍｍ）が挙げられる。
【００３２】
本実施形態に係るトルマリン処理装置としては、例えば、上記ハウジング（５２）は、軸心方向の一端側を開口し且つ収容体（５３）が配置された有底円筒状のハウジング本体（５２ａ）と、ハウジング本体の開口を覆うようにハウジング本体に着脱可能に取り付けられる蓋体（５２ｂ）と、を備える形態（例えば、図４等参照）を挙げることができる。
【００３３】
上述の形態の場合、例えば、上記蓋体（５２ｂ）には、ハウジング（５２）内の空気を抜くための空気抜き弁（５８）が設けられていることができる（例えば、図３等参照）。これにより、ハウジング内で空気溜りがなくなり、ハウジング内で冷却水が円滑に流れる。
【００３４】
＜冷却水循環システム＞
本実施形態に係る冷却水循環システムは、循環経路（２、３）内で冷却水を循環させる冷却水循環システム（１）であって、上述の実施形態に係るトルマリン処理装置（５０）を備える（例えば、図１等参照）。上記循環経路は、例えば、冷却塔（５）とチラー機（６）との間で冷却水を循環させる冷却塔側循環経路（２）と、チラー機（６）と冷却対象部（７）との間で冷却水を循環させるチラー機側循環経路３と、のうちの少なくとも一方の循環経路を備えることができる。
【００３５】
なお、上記実施形態で記載した各構成の括弧内の符号は、後述する実施例に記載の具体的構成との対応関係を示すものである。
【実施例】
【００３６】
以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。
【００３７】
（１）冷却水循環システムの構成
本実施例に係る冷却水循環システム１は、図１に示すように、循環経路内で冷却水を循環させるものであって、後述するトルマリン処理装置５０を備えている。この循環経路は、冷却塔５とチラー機６との間で冷却水を循環させる冷却塔側循環経路２と、チラー機６と冷却対象部７との間で冷却水を循環させるチラー機側循環経路３と、を備えている。なお、上記冷却対象部７としては、例えば、射出成形装置、プレス加工装置、溶接装置、加熱装置、トリム装置等を挙げることができる。
【００３８】
上記冷却塔５は、チラー機６から送られる温度上昇した冷却水を溜めて散水する散水槽５ａと、散水槽５ａから散水された冷却水を空気により冷却する充填材５ｂと、外気を吸気口から取り込んで充填材５ｂの内部を通過させる送風機５ｃと、充填材５ｂで冷却されて落下してきた冷却水を溜める水槽５ｄと、を備えている。この水槽５ｄ内には、コンプレッサ（図示省略）によるエア供給により冷却水中にマイクロバブルを発生させる多孔質セラミック製の直管８と、水槽５ｄの底部に沈殿する沈殿物を除去するための噴射器９と、が備えられている。さらに、冷却塔５の吸気口及び散水槽５ａを覆うように多機能ネット１０が張設されている。
【００３９】
上記チラー機６は、冷却対象部７から送られる温度上昇した冷却水を溜めるタンク６ａと、タンク６ａ内の冷却水を冷却するための熱交換器６ｂと、を備えている。このタンク６ａ内には、コンプレッサ（図示省略）によるエア供給により冷却水中にマイクロバブルを発生させる多孔質セラミック製の直管８’が備えられている。
【００４０】
上記冷却塔側循環経路２は、一端側が冷却塔５の水槽５ｄに接続され且つ他端側がチラー機６の熱交換器６ｂに接続される送り経路２ａと、一端側がチラー機６の熱交換器６ｂに接続され且つ他端側が冷却塔５の散水槽５ａに接続される返し経路２ｂと、を備えている。上記送り経路２ａには、冷却塔５の水槽５ｄ内の冷却水をチラー機６の熱交換器６ｂに向かって圧送する圧送ポンプ１２が備えられている。また、送り経路２ａの圧送ポンプ１２の上流側には、一端側が噴射器９に接続された導入管１３の他端側が接続されている。この導入管１３には、冷却塔５の水槽５ｄ内の冷却水を噴射器９に向かって圧送する圧送ポンプ１４が備えられている。そして、圧送ポンプ１４で圧送された冷却水が噴射器９から噴射されることで、水槽５ｄ内の底部に沈殿する沈殿物が除去される。
【００４１】
上記導入管１３には、無機物等からなる水処理剤を収容したバスケットフィルタ１６と、冷却水中に含まれる不純物を除去する水中不純物分離装置１７と、冷却水をトルマリン粒状物で処理する後述のトルマリン処理装置５０と、が備えられている。この水中不純物分離装置１７の排水口１７ａには、開閉弁２２で開閉されるドレン用配管２１が接続されている。この開閉弁２２は、冷却水の電気伝導率を検出するセンサ２３からの検出値に応じて制御部２４により開閉制御される。そして、ドレン用配管２１が開放されることで、不純物分離装置１７の排水口１７ａから不純物とともに冷却水が排出される。また、導入管１３には、バイパス経路２５が設けられており、バイパス経路２５には、冷却水を磁気で処理する磁気式水処理装置１９が備えられている。
【００４２】
なお、本実施例では、導入管１３に備えられる水中不純物分離装置１７を例示したが、これに限定されず、例えば、図１中に仮想線で示すように、導入管１３に代えて又は加えて、冷却塔循環経路２の返し経路２ｂ（又は送り経路２ａ）に備えられる水中不純物分離装置１７としてもよい。
【００４３】
上記チラー機側循環経路３は、一端側がチラー機６のタンク６ａに接続され且つ他端側が冷却対象部７に接続される送り経路３ａと、一端側が冷却対象部７に接続され且つ他端側がチラー機６のタンク６ａに接続される返し経路３ｂと、を備えている。上記送り経路３ａには、チラー機６のタンク６ａ内の冷却水を冷却対象部７に向かって圧送する圧送ポンプ２６が備えられている。また、送り経路３ａの圧送ポンプ２６の下流側には、バイパス経路２７が設けられている。このバイパス経路２７には、冷却水中に含まれる不純物を除去する水中不純物分離装置１７’と、冷却水中にマイクロバブルを発生させるマイクロバブル発生装置２８と、が備えられている。
【００４４】
なお、上記マイクロバブル発生装置２８は、コンプレッサ（図示省略）によるエア供給によりマイクロバブルを発生させるための多孔質セラミック製の直管８"を備えるとともに、後述するトルマリン処理装置５０と略同等の構成を備えている。よって、マイクロバブル発生装置２８は、冷却水をトルマリン粒状物で処理するトルマリン処理機能も発揮する。
【００４５】
上記冷却塔側循環経路２とチラー機側循環経路３とは、チラー機側循環経路３を循環する冷却水を冷却塔側循環経路２に導入するための第１接続管３１で接続されている。この第１接続管３１は、冷却塔側循環経路２の返し経路２ｂと水中不純物分離装置１７’の排水口１７ａ’とを接続している。また、第１接続管３１には、制御部３２の開閉制御により第１接続管３１を開閉するボールバルブ式の電動バルブ３３と、ワッシャーラバー式の定流量弁３４と、冷却水の逆流を防止する逆止弁３５と、が備えられている。この電動バルブ３３は、制御部３２のタイマ機能により開閉制御される。さらに、第１接続管３１の一端側には、冷却塔側循環経路２を構成する配管内に配置される差圧噴射器３６が設けられている。
【００４６】
上記冷却塔側循環経路２とチラー機側循環経路３とは、冷却塔側循環経路２を循環する冷却水をチラー機側循環経路３に導入するための第２接続管３８で接続されている。この第２接続管３８は、冷却塔側循環経路２の送り経路２ａとチラー機６のタンク６ａとを接続している。また、第２接続管３８の一端側には、タンク６ａの水面の上下変動に伴って第２接続管を開閉するフロート弁３９が設けられている。
【００４７】
（２）トルマリン処理装置の構成
本実施例に係るトルマリン処理装置５０は、図２及び図３に示すように、冷却水の流入口５１ａ及び流出口５１ｂを有する円筒状のハウジング５２と、ハウジング５２内を上流側空間Ｓ１と下流側空間Ｓ２とに仕切るようにハウジング５２内に配置されるとともに、トルマリン粒状物５５を収容する２重円筒状の収容体５３と、を備えている。
【００４８】
なお、本実施例では、トルマリン粒状物５５として、ブラジル鉱山産出の純度の高いトルマリン鉱石を採用して、硬度を硬くするために、研磨回転ドラムにて、原石の約２分の１の重量まで研磨して鉱石が破砕しないようにしている。また、冷却水の循環圧力（０．３〜０．５ＭＰａ）を考慮して、粒径が３〜５ｍｍである丸長状のトルマリン粒状物５５を採用している。
【００４９】
上記ハウジング５２は、軸心方向の一端側（即ち、上端側）を開口し且つ収容体５３が配置された有底円筒状のハウジング本体５２ａと、ハウジング本体５２ａの開口を覆うようにハウジング本体５２ａに着脱可能に取り付けられる蓋体５２ｂと、を備えている。このハウジング本体５２ａの側壁の上部に流入口５１ａが設けられており、ハウジング本体５２ａの側壁において流入口５１ａと対向する側に下部に流出口５１ｂが設けられている。この流入口５１ａは、収容体５３の上方空間に対向して開口するように設けられている。また、流出口５１ｂは、収容体５３の側面に対向して開口するように設けられている。また、蓋体５２ｂは、図４に示すように、操作部５６ａを把持してネジ５６を回動させてハウジング本体５２ａに螺合及び解除することで、ハウジング本体５２ａに対して着脱可能とされている。また、蓋体５２ｂには、ハウジング５２内の空気を抜くための空気抜き弁５８が設けられている。
【００５０】
上記空気抜き弁５８は、図５に示すように、弁室５９ａ及び弁室５９ａに連なる空気抜き孔５９ｂが形成されたケーシング５９と、弁室５９ａ内に収容されて流入する冷却水の水面の上下変動により昇降するフロート６０と、を備えている。そして、空気抜き弁５８は、ハウジング５２から弁室５９ａ内に流入する冷却水によりフロート６０が上昇して弁座に着座することで、空気抜き孔５９ｂを閉鎖して水の外部への流出を規制する（図５（ａ）参照）。一方、弁室５９ａ内への冷却水の流入が減少してフロート６０が下降して弁座から離れることで、空気抜き孔５９ｂを開放してハウジング５２内で生じる空気を大気中に放出する（図５（ｂ）参照）。
【００５１】
上記収容体５３は、図２及び図３に示すように、上流側空間Ｓ１に面する円筒状の上流側仕切壁６１と、下流側空間Ｓ２に面する円筒状の下流側仕切壁６２と、を備えている。この上流側仕切壁６１は、ハウジング５２よりも小径の円筒状に形成されている。また、下流側仕切壁６２は、ハウジング５２よりも小径で且つ上流側仕切壁６１よりも大径の円筒状に形成されている。これら上流側仕切壁６１及び下流側仕切壁６２は、ハウジング５２の軸心と一致するようにハウジング５２内に配置されている。また、上流側仕切壁６１と下流側仕切壁６２とは対向しており、その対向間隔の間にトルマリン粒状物５５が収容されている。
【００５２】
上記収容体５３は、図３に示すように、上流側及び下流側仕切壁６１、６２の各下端部の間を閉塞する底壁６３と、上流側及び下流側仕切壁６１、６２の各下端部の間を閉塞する上壁６４と、を備えている。この底壁６３は、上流側仕切壁６１の下端部の内周側を閉塞するように設けられている。また、上壁６４は、上流側仕切壁６１の上端部の内周側を開口するように設けられている。さらに、上壁６４は、ハウジング５２の側壁に当接するように下流側仕切壁６２の外周側に延びている。なお、上記底壁６３及び上壁６４は、各仕切壁６１、６２に対してカシメ等により固定されている。そして、収容体５３によりハウジング５２内は、収容体５３の内周側の空間（即ち、上流側仕切壁６１の内周側の空間）及び収容体５３の上方空間からなる上流側空間Ｓ１と、収容体５３の外周側の空間（即ち、下流側仕切壁６２の外周側の空間）及び収容体５３の下方空間からなる下流側空間Ｓ２と、に仕切られている。
【００５３】
上記上壁６４は、図３に示すように、ハウジング５２の側壁に設けられたブラケット６５上に載置されている。これにより、収容体５３は、ハウジング５２内で位置決めされるとともに、蓋体５２ｂを取り外した状態のハウジング本体５２ａ内に対して出し入れ可能とされている。なお、上記収容体５３においては、上流側仕切壁６１の内周側に無機物等からなる水処理剤を収容してもよい。
【００５４】
上記上流側仕切壁６１には、図６に示すように、上流側空間Ｓ１から収容体５３内に冷却水を流入するための複数の流入孔６１ａが形成されている。この上流側仕切壁６１は、孔開け加工により複数の円形の流入孔６１ａが形成されたステンレス製の板材（パンチングメタル）を円筒状に形成してなされている。図８及び図９に示すように、これら各流入孔６１ａの孔径は１．５ｍｍとされ、各流入孔６１ａの開口面積ｓ１は１．８ｍｍ２とされ、各流入孔６１ａのピッチｐ１（即ち、上流側仕切壁６１の円周方向のピッチｐ１）は３ｍｍとされている。さらに、上流側仕切壁６１の上流側（即ち、流入側）の表面積に対する複数の流入孔６１ａの開口率ｒ１は約２２．６％とされている。
【００５５】
上記下流側仕切壁６２には、図６に示すように、収容体５３内から下流側空間Ｓ２に冷却水を流出するための複数の流出孔６２ａが形成されている。この上流側仕切壁６２は、孔開け加工により複数の円形の流出孔６２ａが形成されたステンレス製の板材（パンチングメタル）を円筒状に形成してなされている。図８及び図９に示すように、これら各流出孔６２ａの孔径は２．５ｍｍとされ、各流出孔６２ａの開口面積ｓ２は４．９ｍｍ２とされ、各流出孔６２ａのピッチｐ２（即ち、下流側仕切壁６２の円周方向のピッチｐ２）は４ｍｍとされている。さらに、下流側仕切壁６２の上流側（即ち、流入側）の表面積に対する複数の流出孔６２ａの開口率ｒ２は約３５．４％とされている。
【００５６】
図６に示すように、上記ハウジング５２の内径ｄ１と下流側仕切壁６２の外径ｄ２との差（ｄ１−ｄ２）は２０ｍｍとされている。さらに、下流側仕切壁６２の内径ｄ３と上流側仕切壁６１の外径ｄ４との差（ｄ３−ｄ４）は４０ｍｍとされている。
【００５７】
本実施例では、複数の流入孔６１ａの各開口面積ｓ１は、複数の流出孔６２ａの各開口面積ｓ２よりも小さな値に設定されている。これにより、図８に示すように、上流側空間Ｓ１の冷却水は、比較的小さな開口面積ｓ１の流入孔６１ａを通過することで流速が速められて収容体５３内（即ち、トルマリン粒状物５５の間）を通過する。そして、収容体５３内を通過した冷却水は、比較的大きな開口面積ｓ２の流出孔６２ａを通過することで圧力損失の増加（即ち、通水抵抗）が抑制される。よって、本発明に係る「流速制御手段」は、流入孔６１ａ及び流出孔６２ａの各開口面積ｓ１、ｓ２を上述のように設定することで構成されている。
【００５８】
また、本実施例では、上流側仕切壁６１に対する複数の流入孔６１ａの開口率ｒ１は、下流側仕切壁６２に対する複数の流出孔６２ａの開口率ｒ２よりも小さな値に設定されている。これにより、図８に示すように、上流側空間Ｓ１の冷却水は、比較的小さな開口率ｒ１の流入孔６１ａを通過することで流速が速められて収容体５３内（即ち、トルマリン粒状物５５の間）を通過する。さらに、収容体５３内を通過した冷却水は、比較的大きな開口率ｒ２の流出孔６２ａを通過することで圧力損失の増加（即ち、通水抵抗）が抑制される。よって、本発明に係る「流速制御手段」は、流入孔６１ａ及び流出孔６２ａの各開口率ｒ１、ｒ２を上述のように設定することで構成されている。
【００５９】
さらに、本実施例では、ハウジング５２の内径ｄ１と下流側仕切壁６２の外径ｄ２との差（ｄ１−ｄ２）は、下流側仕切壁６２の内径ｄ３と上流側仕切壁６１の外径ｄ４との差（ｄ３−ｄ４）よりも小さな値に設定されている。これにより、図３に示すように、下流側空間Ｓ２を下方に向かって流れる冷却水の流速が速められることで、収容体５３内（即ち、トルマリン粒状物５５の間）を通過する冷却水の流速が速められる。よって、本発明に係る「流速制御手段」は、ハウジング５２、上流側仕切壁６１及び下流側仕切壁６２の大きさを上述のように設定することで構成されている。
【００６０】
（３）冷却水循環システムの作用
次に、上記構成の冷却水循環システム１の作用について説明する。冷却塔側循環経路２を循環する冷却水は、図１に示すように、導入管１３を流れる際に、バスケットフィルタ１６、水中不純物分離装置１７、トルマリン処理装置５０、及び磁気式水処理装置１９の作用により水質改善されるとともに、冷却塔の水槽内に貯留される際に、多孔質セラミック製の直管８でマイクロバブルが発生されることで水質改善されて、防錆及び防スケールに優れるとともに洗浄機能を有する冷却水とされる。一方、チラー機側循環経路３を循環する冷却水は、水中不純物分離器１７’及びマイクロバブル発生装置２８の作用により水質改善されるとともに、チラー機６のタンク６ａ内に貯留される際に、多孔質セラミック製の直管８でマイクロバブルが発生されることで水質改善されて、防錆及び防スケールに優れるとともに洗浄機能を有する冷却水とされる。
【００６１】
そして、水質改善された冷却水が各循環経路２、３を循環することで、冷却水の水質低下に起因する、金型冷却孔、冷却配管、熱交換器等でのスケールの付着・堆積・流路閉塞／腐食・錆・水漏れ／スライム・藻の発生等が抑制される。その結果、成形品の品質安定化（金型を一定の温度に維持できる；冷却不足でのシルバー不良が発生し難い）、節電、省エネ（熱交換器の熱交換率の向上により消費電力を大幅に削減；節電、節水によるＣＯ２排出量削減；熱交換器の高圧異常トラブルの低減）、設備管理コストの大幅削減（設備にかかる電気料金を削減；薬品洗浄費用を削減；清掃メンテナンス費用の削減）等の様々なメリットが得られる。
【００６２】
さらに、上記冷却水循環システム１では、制御部３２のタイマ制御により電磁バルブ３３が開放されると、第１接続管３１を介して水中不純物分離装置１７’の排水口１７ａ’から不純物とともに冷却水が冷却塔側循環経路２の返し経路２ｂに導入される。このとき、差圧噴射器３６により、冷却塔側循環経路２を構成する配管内を流れる冷却水（水圧：０．４ＭＰａ、流量：１２０Ｌ／ｍｉｎ）に対して、該冷却水よりも低圧である第１接続管３１を流れる冷却水（水圧：０．３ＭＰａ、流量：１．８Ｌ／ｍｉｎ）が噴射されて導入される。一方、チラー機６のタンク６ａの水面の下降に伴ってフロート弁３９が作動されると、第２接続管３８を介して冷却塔側循環経路２の送り経路２ａを流れる冷却水がタンク６ａに導入される。すなわち、チラー機側循環経路３で汚染された冷却水と冷却塔側循環経路２で水質改善された冷却水とが入れ換えられる。
【００６３】
本実施例に係るトルマリン処理装置５０では、図３に示すように、流入口５１ａからハウジング５２内の上流側空間Ｓ１に流入する冷却水は、上流側仕切壁６１の複数の流入孔６１ａを通過して収容体５３内に流入し、収容体５３内、即ちトルマリン粒状物５５の間を遠心側に向かって通過する（図６〜図８参照）。このとき、流速制御手段により収容体５３内を通過する冷却水の流速が速められる。そのため、トルマリン粒状物５５に対して冷却水が強い圧力と衝撃で接触されることとなり、トルマリン鉱石の特性である圧電効果が発現され、有用なトルマリン処理水が効率的に生成される。そして、収容体５３内を通過した冷却水（トルマリン処理水）は、下流側仕切壁６２の複数の流出孔６２ａからハウジング５２内の下流側空間Ｓ２に流出し、ハウジング５２の側壁に当たって下流側空間Ｓ２を下方に向かって流れ、ハウジング５２の底部に至って流出口５１ｂから外部に流出する。
【００６４】
ここで、上記トルマリン処理装置５０に係る実験例について説明する。本実験例では、腐食物付き配管（成形機金型の冷却孔へ供給する敷設配管）を用意して、トルマリン処理装置５０を循環水量１００Ｌ／ｍｉｎにて３００時間運転した。その結果、図１０に示すように、配管において、腐食物が付着した状態（「Ｂｅｆｏｒｅ」で示す。）から腐食物が除去された状態（「Ａｆｔｅｒ」で示す。）となることを確認した。さらに、トルマリン鉱石の防塵効果実験として、１Ｌガラス容器内に、ステンレスニップル、鋳鉄製ニップル、及びトルマリン鉱石（研磨石、粒径：３〜５ｍｍ）を収容した状態で３年以上経過させた。その結果、鋳鉄製ニップルに腐食（錆）が発生していないことを確認した。
【００６５】
（４）実施例の効果
本実施例のトルマリン処理装置５０によると、冷却水の流入口５１ａ及び流出口５１ｂを有するハウジング５２と、ハウジング５２内を上流側空間Ｓ１と下流側空間Ｓ２とに仕切るようにハウジング５２内に配置されるとともに、多数のトルマリン粒状物５５を収容する収容体５３と、を備える。そして、収容体５３は、上流側空間Ｓ１に面する上流側仕切壁６１と、下流側空間Ｓ２に面する下流側仕切壁６２と、を備え、上流側仕切壁６１には、上流側空間Ｓ１から収容体５３内に冷却水を流入するための複数の流入孔６１ａが形成されており、下流側仕切壁６２には、収容体５３内から下流側空間Ｓ２に冷却水を流出するための複数の流出孔６２ａが形成されている。さらに、収容体５３内を通過する冷却水の流速を速めるための流速制御手段を更に備える。これにより、流入口５１ａからハウジング５２内の上流側空間Ｓ１に流入する冷却水は、上流側仕切壁６１の複数の流入孔６１ａを通過して収容体５３内に流入し、収容体５３内、即ちトルマリン粒状物５５の間を通過する。このとき、流速制御手段により収容体５３内を通過する冷却水の流速が速められる。そのため、トルマリン粒状物５５に対して冷却水が強い圧力と衝撃で接触されることとなり、トルマリン鉱石の特性である圧電効果が発現され、有用なトルマリン処理水が効率的に生成される。そして、収容体５３内を通過した冷却水は、下流側仕切壁６２の複数の流出孔６２ａからハウジング５２内の下流側空間Ｓ２に流出し、流出口５１ｂからハウジング５２の外部へ流出する。
【００６６】
また、本実施例では、流速制御手段は、複数の流入孔６１ａの各開口面積ｓ１を複数の流出孔６２ａの各開口面積ｓ２よりも小さくすることで構成されている。これにより、上流側空間Ｓ１の冷却水は、比較的小さな開口面積ｓ１の流入孔６１ａを通過することで流速が速められて収容体５３内を通過する。さらに、収容体５３内を通過した冷却水は、比較的大きな開口面積ｓ２の流出孔６２ａを通過することで圧力損失の増加が抑制される。
【００６７】
また、本実施例では、流速制御手段は、上流側仕切壁６１に対する複数の流入孔６１ａの開口率ｒ１を下流側仕切壁６２に対する複数の流出孔６２ａの開口率ｒ２よりも小さくすることで構成されている。これにより、上流側空間Ｓ１の冷却水は、比較的小さな開口率ｒ１の流入孔６１ａを通過することで流速が速められて収容体５３内を通過する。さらに、収容体５３内を通過した冷却水は、比較的大きな開口率ｒ２の流出孔６２ａを通過することで圧力損失の増加が抑制される。
【００６８】
また、本実施例では、ハウジング５２は、円筒状に形成されており、上流側仕切壁６１は、ハウジング５２よりも小径の円筒状に形成されており、下流側仕切壁６２は、ハウジング５２よりも小径で且つ上流側仕切壁６１よりも大径の円筒状に形成されており、上流側仕切壁６１及び下流側仕切壁６２は、ハウジング５２の軸心と一致するようにハウジング５２内に配置されている。これにより、収容体５３の内周側の上流側空間Ｓ１に流入した冷却水は、流入孔６１ａを通過して収容体５３内を遠心側に向かって流れる。そして、収容体５３内を通過した冷却水は、流出孔６２ａを通過して収容体５３の外周側の下流側空間Ｓ２に流出し、ハウジング５２の側壁に当たって下流側空間Ｓ２を下方に向かって流れる。これにより、トルマリン粒状物５５に対して冷却水を更に強い圧力と衝撃で接触させることができる。
【００６９】
また、本実施例では、流速制御手段は、ハウジング５２の内径ｄ１と下流側仕切壁６２の外径ｄ２との差（ｄ１−ｄ２）を下流側仕切壁６２の内径ｄ３と上流側仕切壁６１の外径ｄ４との差（ｄ３−ｄ４）よりも小さくすることで構成されている。これにより、下流側空間Ｓ２を下方に向かって流れる冷却水の流速が速められることで、収容体５３内を通過する冷却水の流速が速められる。
【００７０】
また、本実施例では、ハウジング５２は、有底円筒状のハウジング本体５２ａと、ハウジング本体５２ａに着脱可能に取り付けられる蓋体５２ｂと、を備える。これにより、ハウジング本体５２ａから蓋体５２ｂを取り外すことで、ハウジング５２内の清掃・点検等を容易に行うことができる。
【００７１】
さらに、本実施例では、蓋体５２ｂには、ハウジング５２内の空気を抜くための空気抜き弁５８が設けられている。これにより、ハウジング５２内で空気溜りがなくなり、ハウジング５２内で冷却水が円滑に流れる。
【００７２】
本実施例の冷却水循環システム１によると、上述のトルマリン処理装置５０を備える。これにより、トルマリン粒状物５５に対して冷却水を強い圧力と衝撃で接触させて有用なトルマリン処理水を効率的に生成することができる。そして、循環経路２、３内を水質改善された冷却水を循環させることで、循環経路２、３の汚れ及び詰まりを防止できるとともに、冷却水の水質維持を図ることができる。
【００７３】
尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。すなわち、上記実施例では、円筒状の上流側及び下流側仕切壁６１、６２の対向間隔の間に多数のトルマリン粒状物５５を収容する形態を例示したが、これに限定されず、例えば、図１１に示すように、板状の上流側及び下流側仕切壁６１、６２の対向間隔の間に多数のトルマリン粒状物５５を収容するようにしてもよい。
【００７４】
また、上記実施例では、本発明に係る「流速制御手段」として、流入孔６１ａ及び流出孔６２ａの開口面積ｓ１、ｓ２の特定の設定と、流入孔６１ａ及び流出孔６２ａの開口率ｒ１、ｒ２の特定の設定と、ハウジング５２、上流側仕切壁６１及び下流側仕切壁６２の大きさの特定の設定と、の組み合わせ形態を例示したが、これに限定されず、例えば、上述の３種類の特定の設定のうちの１種からなる又は２種の組み合わせてなる流速制御手段としてもよい。さらに、上述の３種の特定の設定に加えて又は替えて、他の特定の設定（例えば、流入口５１ａや流出口５１ｂの特定形状や特定構造等）を含む流速制御手段としてもよい。
【００７５】
また、上記実施例では、導入管１３に備えられるトルマリン処理装置５０を例示したが、これに限定されず、例えば、図１中に仮想線で示すように、導入管１３に代えて又は加えて、冷却塔側循環経路２の送り経路２ａ（又は返し経路２ｂ）に備えられるトルマリン処理装置５０としてもよい。さらに、チラー機側循環経路３の返し経路３ｂ（又は送り経路３ａ）に備えられるトルマリン処理装置５０としてもよい。
【００７６】
また、上記実施例では、円形の流入孔６１ａ及び流出孔６２ａを例示したが、これに限定されず、例えば、矩形状、楕円状、異形状等の流入孔及び流出孔としてもよい。
【００７７】
さらに、上記実施例では、フロート式の空気抜き弁５８を例示したが、これに限定されず、例えば、圧力作動式等の他の形態の空気抜き弁を採用してもよい。
【００７８】
前述の例は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態の例を挙げて説明したが、本発明の記述および図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲または精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料および実施例を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。
【００７９】
本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形または変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、工場設備等で用いられる冷却水をトルマリン処理水とするための技術として広く利用される。
【符号の説明】
【００８１】
１；冷却水循環システム、２；冷却塔側循環経路、３；チラー機側循環経路、５０；トルマリン処理装置、５１ａ；流入口、５１ｂ；流出口、５２；ハウジング、５２ａ；ハウジング本体、５２ｂ；蓋体、５３；収容体、５５；トルマリン粒状物、６１；上流側仕切壁、６１ａ；流入孔、６２；下流側仕切壁、６２ａ；流出孔、ｓ１，ｓ２；開口面積、ｒ１，ｒ２；開口率、ｄ１；ハウジングの内径、ｄ２；下流側仕切壁の外径、ｄ３；下流側仕切壁の内径、ｄ４；上流側仕切壁の外径、Ｓ１；上流側空間、Ｓ２；下流側空間。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年9月13日(2017.9.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
上記収容体５３は、図３に示すように、上流側及び下流側仕切壁６１、６２の各下端部の間を閉塞する底壁６３と、上流側及び下流側仕切壁６１、６２の各上端部の間を閉塞する上壁６４と、を備えている。この底壁６３は、上流側仕切壁６１の下端部の内周側を閉塞するように設けられている。また、上壁６４は、上流側仕切壁６１の上端部の内周側を開口するように設けられている。さらに、上壁６４は、ハウジング５２の側壁に当接するように下流側仕切壁６２の外周側に延びている。なお、上記底壁６３及び上壁６４は、各仕切壁６１、６２に対してカシメ等により固定されている。そして、収容体５３によりハウジング５２内は、収容体５３の内周側の空間（即ち、上流側仕切壁６１の内周側の空間）及び収容体５３の上方空間からなる上流側空間Ｓ１と、収容体５３の外周側の空間（即ち、下流側仕切壁６２の外周側の空間）及び収容体５３の下方空間からなる下流側空間Ｓ２と、に仕切られている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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