(57)【要約】【課題】ブロー水及び補給水を削減することができ、また制御が簡易となる冷却塔システムを提供する。【解決手段】冷却塔１から熱交換器４へ冷水を循環供給する運転を継続すると、ピット１ｄ内の水位が次第に低下し、電気伝導度が次第に上昇する。電気伝導度が中間値Ｃ２にまで上昇すると水中ポンプ８が作動開始する。水中ポンプ８からの送水は、ＲＯ装置１３にてＲＯ処理され、濃縮水は系外に排出され、透過水はピット１ｄに導入される。水位が下限値Ｈ０まで低下すると、ボールタップ２１が開弁し、水位が上限値Ｈ１に上昇するまで補給水が供給される。補給水供給に伴って電気伝導度が所定値Ｃ１まで低下すると、水中ポンプ８が停止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水の循環ラインが接続された冷却塔と、
該冷却塔内の水をポンプで逆浸透膜装置に送水し、該逆浸透膜装置の透過水を前記冷却塔又は循環ラインに供給する回収手段と、
冷却水の電気伝導度又は比抵抗の測定手段と、
該測定手段で測定された電気伝導度又は比抵抗が所定の中間値Ｃ２に上昇するか又は比抵抗が所定の中間値Ｒ２に低下した場合に、電気伝導度が所定の中間値Ｃ１（Ｃ１＜Ｃ２）に低下するか又は比抵抗が所定の中間値Ｒ１（Ｒ１＞Ｒ２）に上昇するまで該回収手段を作動させる制御手段と
を備えたことを特徴とする冷却塔システム。
【請求項２】
請求項１において、前記冷却塔内の水位が所定の下限値Ｈ０になると開弁して補給水を冷却塔に供給し、所定の上限値Ｈ１にまで上昇すると閉弁するボールタップを備えたことを特徴とする冷却塔システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記循環ラインを冷却水が流れているときに開弁して冷却塔に補給水を供給する強制補給水弁を備えたことを特徴とする冷却塔システム。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記ポンプからの水を除濁手段で除濁してから前記逆浸透膜装置に給水するよう構成されていることを特徴とする冷却塔システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却塔システムに係り、特に開放循環式冷却塔において冷却塔内の冷却水を逆浸透膜装置（ＲＯ装置）に供給して処理する機構を備えた冷却塔システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却塔システムにあっては、冷却水の系外への排棄（ブロー）を少なくして高濃縮運転を行う場合、溶解している塩類が濃縮されて、伝熱面が腐食しやすくなるとともに、難溶性の塩となってスケール化する。装置の壁面などにスケールが付着すると、熱効率の低下、配管の閉塞など、ボイラや熱交換器の運転に重大な障害が生じる。近年、節水や省エネルギーを目的に、可能な限り水を有効利用するという動きが顕著になってきているが、更なる高濃縮運転の場合には、スケールの析出を抑制するには限界がある。
【０００３】
そこで、冷却塔ブロー水をＭＦ膜又はＵＦ膜に通水してブロー水中の濁質を除去した後、ＲＯ膜処理してイオン類、有機物等を除去し、冷却塔に戻すことがある（特許文献１〜４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１８４３７号公報
【特許文献２】特開２００３−１２５５号公報
【特許文献３】特開２０１６−１９０２２４号公報
【特許文献４】特開２０１５−１７４０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ブロー水及び補給水を削減することができ、また制御が簡易となる冷却塔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】
【０００６】
本発明の冷却塔システムは、冷却水の循環ラインが接続された冷却塔と、該冷却塔内の水をポンプで逆浸透膜装置に送水し、該逆浸透膜装置の透過水を前記冷却塔又は循環ラインに供給する回収手段と、冷却水の電気伝導度又は比抵抗の測定手段と、該測定手段で測定された電気伝導度又は比抵抗が所定の中間値Ｃ２に上昇するか又は比抵抗が所定の中間値Ｒ２に低下した場合に、電気伝導度が所定の中間値Ｃ１（Ｃ１＜Ｃ２）に低下するか又は比抵抗が所定の中間値Ｒ１（Ｒ１＞Ｒ２）に上昇するまで該回収手段を作動させる制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の一態様では、前記冷却塔内の水位が所定の下限値Ｈ０になると開弁して補給水を冷却塔に供給し、所定の上限値Ｈ１にまで上昇すると閉弁するボールタップを備えている。
【０００８】
本発明の一態様では、前記循環ラインを冷却水が流れているときに開弁して冷却塔に補給水を供給する強制補給水弁を備えている。
【０００９】
本発明の一態様では、前記ブロー水槽内の水を除濁手段で除濁してから前記逆浸透膜装置に給水するよう構成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の冷却塔システムでは、冷却水の電気伝導度が高くなるか又は比抵抗が低くなった場合、冷却水をＲＯ装置で処理して冷却水として利用することにより、冷却塔の水回収率を高くすることができる。本発明では、回収手段を冷却水の電気伝導度又は比抵抗に応じて制御するので制御が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係る冷却塔システムを示すフロー図である。
【図２】実施の形態に係る冷却塔システムの作動を示すチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。
【００１３】
図１の通り、この冷却塔システムの冷却塔１は、散水管１ａから散水された冷却水が充填材層１ｂを流下する間にルーバ１ｃから導入される空気と接触して冷却されて、ピット１ｄ（冷却塔下部水槽）に貯留され、蒸気を含む空気はファン１ｅにより大気中に排気されるように構成されている。冷却塔１のピット１ｄの冷水は、ポンプ２、配管３を介して熱交換器４に供給され、熱交換器４からの戻り水が配管５を介して冷却塔１の散水管１ａに返送される。
【００１４】
ピット１ｄにはオーバーフロー管７が設けられており、ピット１ｄ内の水位が該オーバーフロー管７の上端の流入口７ａよりも高くなると、ピット１ｄ内の冷却水がオーバーフロー管７を介して流出する。冷却塔１にはピット１ｄ内の冷却水の電気伝導度を測定する電気伝導度計２４が設けられている。また、充填材層１ｂを流下する水を検出するセンサ２６が設けられている。
【００１５】
ピット１ｄには、ピット１ｄ内の水を送水するための水中ポンプ８が設けられている。電気伝導度計２４の信号がポンプ制御器１０に入力され、このポンプ制御器１０からの信号により水中ポンプ８が制御される。水中ポンプ８からの送水は、配管９、除濁器１１及び配管１２を介してＲＯ装置（逆浸透膜装置）１３に供給される。除濁器１１としては、濾過器、ＭＦ膜装置、ＵＦ膜装置などを用いることができる。
【００１６】
ＲＯ装置１３の濃縮水は系外に排出され、透過水は配管１４を介してピット１ｄに供給される。なお、配管１４は配管３に接続されてもよい。
【００１７】
冷却塔１に補給水を供給するために補給水配管１８が設置されている。補給水としては、工業用水、水道水、地下水などが用いられる。配管１８の末端は、配管１９，２０に分岐している。一方の配管１９の末端は、ピット１ｄのボールタップ（又はフロート弁装置）２１に接続されている。このボールタップ（又はフロート弁装置）は、ピット１ｄ内の水位が所定の下限値Ｈ０にまで低下すると開弁し、所定の上限値Ｈ１にまで上昇すると閉弁する動作特性を有している。
【００１８】
他方の配管２０の末端は、ピット１ｄ内に臨んでいる。この配管２０に強制補給水弁２２が設けられている。該強制補給水弁２２は制御器２３によって制御される。制御器２３には、ピット１ｄに設けられた電気伝導度計２４の検出値が入力されている。
【００１９】
次に、この冷却塔システムの動作について、図１，２を参照して説明する。
【００２０】
ピット１ｄ内の水位が下限値Ｈ０よりも高い状態において、冷却塔１から熱交換器４へ冷水を循環供給する運転を継続すると、図２の通り、冷却水の蒸発等に伴ってピット１ｄ内の水位が次第に低下し、また電気伝導度が次第に上昇する。電気伝導度が所定の中間値Ｃ２に到達するまでは水中ポンプ８は停止している。電気伝導度が中間値Ｃ２に到達すると（時刻ｔ１）、制御器１０からの信号により水中ポンプ８が作動開始する。水中ポンプ８からの送水は、除濁器１１を通った後、ＲＯ装置１３にてＲＯ処理され、濃縮水は系外に排出され、透過水はピット１ｄに導入される。
【００２１】
冷却水の一部がＲＯ処理されて戻されることにより、ピット１ｄ内の冷却水の電気伝導度の上昇は緩慢になるが、補給水配管１８から補給水が供給されないため、時刻ｔ１後も電気伝導度は徐々に上昇し、ピット１ｄ内の水位も徐々に低下する。水中ポンプ８は作動を継続する。
【００２２】
時刻ｔ２になると、ピット１ｄ内の水位が下限値Ｈ０に到達するので、ボールタップ２１が開弁し、補給水がピット１ｄに供給される。これにより、ピット１ｄ内の冷却水の電気伝導度は低下し始める。ボールタップ２１は、水位が上限値Ｈ１に到達する時刻ｔ４まで開となっている。このｔ２〜ｔ４の間、電気伝導度は徐々に低下する。
【００２３】
ｔ２〜ｔ４の間の時刻ｔ３で、電気伝導度は所定の中間値Ｃ１にまで低下する。そうすると、制御器１０からの信号により、水中ポンプ８が停止する。ボールタップ２１は時刻ｔ３後も開となっているので、補給水がピット１ｄ内に供給され、水位がさらに上昇し、電気伝導度がさらに低下する。時刻ｔ４で水位が上限値Ｈ１に到達するので、ボールタップ２１が閉となる。これにより、時刻ｔ４以降、ピット１ｄ内の水位が徐々に低下すると共に、電気伝導度が徐々に上昇し、時刻ｔ１の状態になる。以下、上記一連の動作が繰り返される。
【００２４】
このように、ピット１ｄ内の水位が下限値Ｈ０と上限値Ｈ１との間になるようにボールタップ２１が作動し、この間、冷却水の電気伝導度が中間値Ｃ２を超えると冷却水のＲＯ処理が開始し、中間値Ｃ１（Ｃ１＜Ｃ２）を下回るとＲＯ処理が停止する。そのため、冷却水の電気伝導度が過度に上昇することがなく、また冷却水が過剰にＲＯ処理されることも防止される。
【００２５】
図１では、電気伝導度計２４が設置されているが、電気伝導度計の代わりに比抵抗計を設置し、比抵抗計で測定される比抵抗に基づいて制御を行ってもよい。この場合、冷却塔の運転の経過に伴ってピット１ｄ内の水の比抵抗が所定の中間値Ｒ２にまで低下すると（時刻ｔ１）、制御器１０からの信号により水中ポンプ８が作動開始する。水中ポンプ８からの送水は、除濁器１１を通った後、ＲＯ装置１３にてＲＯ処理され、透過水がピット１ｄに戻されることにより、ピット１ｄ内の冷却水の比抵抗の低下は緩慢になるが、時刻ｔ１後も比抵抗は徐々に低下し、ピット１ｄ内の水位も徐々に低下する。水中ポンプ８は作動を継続する。
【００２６】
時刻ｔ２になると、ピット１ｄ内の水位が下限値Ｈ０に到達するので、ボールタップ２１が開弁し、補給水がピット１ｄに供給される。これにより、ピット１ｄ内の冷却水の比抵抗は上昇し始める。ボールタップ２１は、水位が上限値Ｈ１に到達する時刻ｔ４まで開となっている。このｔ２〜ｔ４の間、比抵抗は徐々に上昇する。
【００２７】
ｔ２〜ｔ４の間の時刻ｔ３で、比抵抗は所定の中間値Ｒ１にまで上昇する。そうすると、制御器１０からの信号により、水中ポンプ８が停止する。ボールタップ２１は時刻ｔ３後も開となっているので、補給水がピット１ｄ内に供給され、水位がさらに上昇し、比抵抗がさらに上昇する。時刻ｔ４で水位が上限値Ｈ１に到達するので、ボールタップ２１が閉となる。これにより、時刻ｔ４以降、ピット１ｄ内の水位が徐々に低下すると共に、比抵抗が徐々に低下し、時刻ｔ１の状態になる。以下、上記一連の動作が繰り返される。
【００２８】
冷却水の電気伝導度は、ボールタップが開→閉となる時刻ｔ４で最も低い極小値Ｃ０となり、ボールタップが閉→開となる時刻ｔ２で極大値Ｃ２となる。何らかの理由で電気伝導度が所定の上限値Ｃ３（Ｃ３＞Ｃ２）以上となったときには、強制補給水弁２２を開（又は開度大）とし、補給水をピット１ｄに注水する自動ブローを行うことが好ましい。（なお、比抵抗は、ボールタップが開→閉となる時刻ｔ４で最も高い極大値Ｒ０となり、ボールタップが閉→開となる時刻ｔ２で極小値Ｒ２となる。何らかの理由で電気伝導度が所定の下限値Ｒ３（Ｒ３＞Ｒ２）以下となったときには、強制補給水弁２２を開（又は開度大）とし、補給水をピット１ｄに注水する自動ブローを行うことが好ましい。）
【００２９】
この実施の形態では、図２に示したボールタップ作動及び水中ポンプ作動が行われることにより、自動ブローの回数が少なくなるか、又は自動ブローは殆ど行われないものとなる。
【００３０】
この実施の形態では、補給水の供給は、主としてボールタップ２１によって行われる。
【００３１】
なお、冷却水循環用のポンプ２の動作信号又はセンサ２６の流水検知信号に基づいて冷却塔１の稼働を検知し、冷却塔１が稼働している間は、強制補給水弁２２を開として少量（例えば、冷却塔１からの単位時間当りの蒸発・飛散損失量の１〜２０％程度）の補給水を連続的にピット１ｄに供給するようにしてもよい。
【００３２】
この冷却塔システムの運転中に系外に排出されるブロー水はＲＯ装置１３の濃縮水だけであり、補給水の回収率が高い。また、水中ポンプ８は冷却水の電気伝導度又は比抵抗に応じてＯＮ，ＯＦＦ制御されるので、制御が簡単である。
【００３３】
この実施の形態では、ピット１ｄに薬注されたスライムやスケールの防止剤等の薬剤成分が、除濁器１１を通過してＲＯ装置１３に供給されることにより、ＲＯ装置１３でのスライムやスケールの防止効果も得られる。
【００３４】
上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は上記以外の構成とされてもよい。例えば、水中ポンプ以外のポンプを用いてＲＯ装置１３に給水するようにしてもよい。また、上記実施の形態では、ピット１ｄ内の水位がオーバーフロー管７の上端の流入口７ａよりも高くなると、ピット１ｄ内の流入口７ａよりも高位の冷却水がオーバーフロー管７を介してブロー水槽８に流入する構成となっているが、配管３（特にポンプ２の吐出側）に排水用管路を接続すると共に該管路にバルブを設け、ピット１ｄ内の冷却水の水位が規定水位（流入口７ａの水位）よりも高くなると該バルブが開き、ピット１ｄ内の該規定水位よりも高位の冷却水が該管路を介して排出される構成としてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１  冷却塔
４  熱交換器
８  水中ポンプ
１１  除濁器
１３  ＲＯ装置
１５  補給水槽
２４  電気伝導度計
【図１】
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【図２】
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