(57)【要約】【課題】下部水槽内のスライム、スラッジを効率よく除去することができる冷却塔を提供する。【解決手段】冷却塔１の散水装置２からは冷凍機などの熱交換器１７で昇温した冷却水（循環戻水）が充填材３に散水され、ファン５の駆動による取入れ外気と気液接触して冷却され、ピットすなわち下部水槽４に溜まる。下部水槽４内の冷却水は集水槽６から循環ポンプ１５、循環往管１６、熱交換器１７、循環戻管１８を通って循環される。補給水は、ボールタップ等の弁装置１０から配管１１を通り、噴射口１２から下部水槽４の壁面４ｈに向って略水平に噴射される。【選択図】図１
2018091576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部水槽を有する冷却塔において、該下部水槽内において、水を噴射する噴射口を備えたことを特徴とする冷却塔。
【請求項２】
請求項１において、前記噴射口は、略水平又は斜め下向きに水を噴射する噴射口であることを特徴とする冷却塔。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記噴射口は、前記下部水槽の壁面に向けて水を噴射することを特徴とする冷却塔。
【請求項４】
請求項１又は２において、前記噴射口は、前記下部水槽の壁面から離反する方向に水を噴射することを特徴とする冷却塔。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記噴射口に対し前記冷却塔の補給水の少なくとも一部を導く手段を備えたことを特徴とする冷却塔。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記下部水槽内の水を引き抜いて前記噴射口に導くポンプ及び配管を備えたことを特徴とする冷却塔。
【請求項７】
請求項６において、前記配管によって前記噴射口に導かれる水を固液分離する固液分離装置を備えたことを特徴とする冷却塔。
【請求項８】
請求項７において、前記固液分離装置から噴射口に向う水に対し殺菌剤を添加する殺菌剤添加手段を備えたことを特徴とする冷却塔。
【請求項９】
下部水槽を有する冷却塔において、
該下部水槽内の水をポンプ及び配管によって該下部水槽に循環させる循環ラインと、
該循環ラインに設けられた固液分離装置と、
該循環ラインの該固液分離装置よりも下流側に殺菌剤を添加する殺菌剤添加手段と
を備えたことを特徴とする冷却塔。
【請求項１０】
請求項９において、前記循環ラインの前記殺菌剤添加手段の下流側に、前記下部水槽内に循環水を噴射させる噴射口が設けられていることを特徴とする冷却塔。
【請求項１１】
請求項１０において、前記噴射口は、前記循環水を略水平又は斜め下向きに噴射させることを特徴とする冷却塔。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか１項において、前記噴射口からの水の噴射及び／又は前記殺菌剤の添加は、レジオネラ除去を目的としたものであることを特徴とする冷却塔。
【請求項１３】
下部水槽を有する冷却塔を清浄化する方法において、該下部水槽内において、水を噴射させることを特徴とする冷却塔の清浄化方法。
【請求項１４】
請求項１３において、前記下部水槽内において、略水平又は斜め下向きに水を噴射させることを特徴とする冷却塔の清浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開放循環冷却水系の冷却塔及びその清浄化方法に係り、特に冷却塔の下部水槽内において、レジオネラ高濃度領域であるスライム、スラッジを除去する清浄化手段を設けることで、レジオネラ症感染を防止する冷却塔及び冷却塔の清浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場や空調設備などで循環使用される水の冷却を目的として屋外に冷却塔が設置されている。この冷却塔内部では、水を充填材に注ぎかけ、冷却塔の外部から取り込んだ空気と水とを直接接触させて、これらの温度差を利用した熱伝達、いわゆる顕熱による冷却と、水自体の蒸発、いわゆる潜熱による冷却とを利用して水の温度を所定範囲まで低下させている。水温が低下した冷水は、冷却塔下部の下部水槽に落下し、この下部水槽に設けられた集水槽から循環配管を介して熱交換器へ送水される。
【０００３】
このような冷却塔では、外部から大気を取り込むことにより外部から大気中の有機物や固形物等が入り込む。また、前述の通り、冷却塔では冷却水の蒸発が生じることから、冷却水が濃縮され、水中の溶存物質が析出しやすくなる。冷却塔内の充填材等で析出したスケールが充填材から剥がれ落ちると、冷却塔の下部水槽に固形物として堆積する。また、壁面と下部水槽にスライムが発生することが多くあり、スライム防止剤（殺菌剤、増殖抑制剤）が適宜添加される。
【０００４】
冷却塔におけるレジオネラ症感染の防止策として、冷却塔稼働前後の物理的・化学的洗浄が行われると共に、稼働時は殺菌剤添加が行われている。
【０００５】
例えば、レジオネラ症防止指針（第三版）には、冷却水系におけるレジオネラ汚染の防止策は、定期的な清掃（物理的清掃）を行うとともに化学洗浄と殺菌剤添加とを併用することが望ましいと書かれている。そのタイミングと頻度は以下のとおりである。
【０００６】
１）  使用開始時に冷却塔、冷却水管の化学洗浄を行う
２）  使用期間中に次の管理を行う
ａ）  冷却水の殺菌処理
ｂ）  洗浄殺菌効果を維持させるための水処理
ｃ）  定期清掃（毎月一回程度の物理的洗浄）
ｄ）  定期点検（毎月一回程度）
ｅ）  レジオネラ属菌検査
３）  冷却塔使用終了時に冷却塔、冷却水管の化学的洗浄を行う
【０００７】
上記指針によれば、物理的洗浄は毎月一回程度に行うことになっているが、頻度を上げることにより、冷却塔はより清浄に保たれる。月一回の根拠は、物理的洗浄を行うにあたり冷却塔を停止する必要がある場合は関連機器も停止するため機会が限られることや作業が負担であることなどであり、これらが清掃頻度を上げるための問題点と考えられる。
【０００８】
また、化学的洗浄の頻度を増やしたり、洗浄殺菌効果を維持させるために殺菌剤濃度を上げる方法があるが、完全にバイオフィルム形成を抑制するには、熱交換器や循環ポンプの性能維持に必要以上の洗浄・殺菌剤を使用することになり、コスト上昇が問題となる。
【０００９】
物理的洗浄が探求されない背景にはレジオネラの存在にスラッジやスライムがどの程度貢献しているか定量的な結果がないことも一因である。このため、稼働中の冷却塔のレジオネラ属菌を減少させる策は循環水中のレジオネラを殺菌することにのみ注力されている。
【００１０】
また、開放循環冷却水系では、外部から侵入する懸濁物質を防ぎきることは難しく、連続的な懸濁物質除去対策が求められる。しかし、一旦循環系内に入ってしまった懸濁物質は系内を循環するか淀みに定着する。循環する懸濁物質を濾過のみにより取り除くには全量濾過が必要となり、多大なコストを要する。
【００１１】
このように、従来の冷却塔にあっては、稼働中にスラッジ、スライムを取り除くことができない。また、スライム、スラッジを系内から取り除かずに殺菌剤を用いているので、殺菌剤の添加量が多くなる。即ち、スライム、スラッジ内で生育する菌は生物膜を形成しており、このように、膜を形成している菌を殺菌するためには、分散状態の菌を殺菌するよりも高濃度の殺菌剤が必要なことが知られている。
【００１２】
特許文献１には、冷却水系内で発生するスラッジを、手間をかけることなく効率的に回収し、冷却水系外へ排出するために、冷却塔の下部水槽から冷却水の一部を抜き出し、濾過装置で濾過した後、下部水槽に戻すようにした装置が記載されている。特許文献１では、下部水槽の中央部に円形堰を設け、堰と下部水槽外壁との間から冷却水を抜き出し、濾過処理した後、堰の内側に戻すようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−２４６２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
特許文献１の装置では、冷却水系内で浮遊しているスラッジを排出することはできるが、下部水槽の壁面や底面に付着したスライムやスラッジを積極的に剥離する機能はない。また、下部水槽内の低流速部分に付着、堆積したスライムやスラッジを回収することはできない。このように、スライム、スラッジの付着、堆積が生じやすい部分のスライム、スラッジを系外に排出することは困難である。
【００１５】
本発明は、冷却塔の下部水槽内のスライム、スラッジを効率よく除去することができる冷却塔および冷却塔の清浄化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】
本発明の冷却塔は、下部水槽を有する冷却塔において、該下部水槽内において、水を噴射する噴射口を備えている。
【００１７】
本発明の一態様の冷却塔は、前記噴射口は、略水平又は斜め下向きに水を噴射する。
【００１８】
本発明の一態様の冷却塔は、前記噴射口は、前記下部水槽の壁面に向けて水を噴射する。
【００１９】
本発明の一態様の冷却塔は、前記噴射口は、前記下部水槽の壁面から離反する方向に水を噴射する。
【００２０】
本発明の一態様の冷却塔は、前記噴射口に対し前記冷却塔の補給水の少なくとも一部を導く手段を備えている。
【００２１】
本発明の一態様の冷却塔は、前記下部水槽内の水を引き抜いて前記噴射口に導くポンプ及び配管を備えている。
【００２２】
本発明の一態様の冷却塔は、前記配管によって前記噴射口に導かれる水を固液分離する固液分離装置を備えている。
【００２３】
本発明の一態様の冷却塔は、前記固液分離装置から噴射口に向う水に対し殺菌剤を添加する添加手段を備えている。
【００２４】
本発明の一態様の冷却塔は、下部水槽を有する冷却塔において、該下部水槽内の水をポンプ及び配管によって該下部水槽に循環させる循環ラインと、該循環ラインに設けられた固液分離装置と、該循環ラインの該固液分離装置よりも下流側に殺菌剤を添加する殺菌剤添加手段とを備えたことを特徴とする。
【００２５】
本発明の一態様の冷却塔は、前記循環ラインの前記殺菌剤添加手段の下流側に、前記下部水槽内に循環水を噴射させる噴射口が設けられている。
【００２６】
本発明の一態様の冷却塔は、前記噴射口は、前記循環水を略水平又は斜め下向きに噴射させる。
【００２７】
本発明の一態様の冷却塔は、前記噴射口からの水の噴射及び／又は前記殺菌剤の添加は、レジオネラ除去を目的としたものである。
【００２８】
本発明の冷却塔の清浄化方法は、下部水槽を有する冷却塔を清浄化する方法において、該下部水槽内において、水を噴射させることを特徴とする。
【００２９】
本発明の一態様の冷却塔の清浄化方法は、該下部水槽内において、略水平又は斜め下向きに水を噴射させる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の冷却塔および冷却塔の清浄化方法によると、噴射口から噴射された水が下部水槽の壁面や底面に当ることにより、壁面や底面に付着したスライム、スラッジが剥離除去される。また、壁面や底面に当った後、壁面又は底面に沿って流れる水流によって、堆積したスライム、スラッジが下部水槽の集水槽等へ向って移動する。
【００３１】
本発明の一態様の冷却塔にあっては、下部水槽内の冷却水を抜き出し、固液分離処理した後、殺菌剤を添加して下部水槽に循環させる。下部水槽から抜き出した冷却水から固液分離によりスライム、スラッジを取り除くことにより、液中のレジオネラ量の２０〜９０％を取り除くことができる。スライム、スラッジを固液分離した冷却水に対し、殺菌剤を添加することにより、固液分離せずに殺菌剤を添加する場合に比べて、格段に少ない殺菌剤添加量にて、冷却水系におけるレジオネラ生育を十分に防止することができる。
【００３２】
冷却塔には、外部から自然沈降成分が継続的に侵入するが、本発明によれば、冷却塔の稼働中にもスライム、スラッジを継続的に取り除くことができるため、系内の冷却水を清浄な状態に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施の形態に係る冷却塔の模式的な縦断面図である。
【図２】図１の冷却塔の下部水槽の平面図である。
【図３】（ａ）は、別の実施の形態に係る冷却塔の下部水槽を示す平面図、（ｂ）はその模式的な縦断面図である。
【図４】別の実施の形態に係る冷却塔の模式的な縦断面図である。
【図５】別の実施の形態に係る冷却塔の模式的な縦断面図である。
【図６】別の実施の形態に係る冷却塔の模式的な縦断面図である。
【図７】別の実施の形態に係る冷却塔の模式的な縦断面図である。
【図８】（ａ）は、別の実施の形態に係る冷却塔の下部水槽を示す平面図、（ｂ）はその模式的な縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３５】
本発明の一態様では、補給水の出口に噴射口を設け、補給水を下部水槽の壁面に噴射することで壁面に付着したスライム、スラッジを剥離させる。通常、補給水は冷却塔下部水槽の水面の上から塩ビ管やステンレス管で下部水槽内に注ぎ入れるが、本態様ではジェット噴射などの勢いのある水流を、水平面に対して噴射角度０〜９０°、好ましくは略水平又は斜め下向きに発生させる噴射口を設け、その水流の出口を壁面又は壁面から離反する方向に向ける。
【００３６】
本発明の別の一態様では、下部水槽内の冷却水をポンプで循環させる冷却塔において、戻り水出口に、水平面に対して噴射角度０〜９０°、好ましくは略水平又は斜め下向きに水を噴射させる噴射口を設け、その水流の出口を壁面又は壁面から離反する方向に向ける。
【００３７】
このように、下部水槽内で補給水や戻り水の少なくとも一部を、水平面に対して噴射角度０〜９０°、好ましくは略水平又は水平より斜め下向きに噴射することにより、下部水槽の壁面や底面に堆積したスラッジ、スライムを剥離して移動させ、下部水槽から排出することができる。ここで、「略水平」とは、水平面に対して±１０°程度の範囲内をさし、「斜め下向き」とは水平面より角度４５°以内の範囲をさす。
【００３８】
噴射口の形状は特に限定されないが、直径１ｍｍから１０ｍｍ程度の円や幅１ｍｍから１０ｍｍのスリットが好適である。噴射口の位置や個数は水流の噴射によってスライム、スラッジを吸引部分に誘因するような水流ができるように設定するのが好ましい。そして吸引によってスライム、スラッジを下部水槽から抜き出す。
【００３９】
本発明の一態様では、下部水槽から抜き出されたスライム、スラッジが通る経路（たとえば、水中ポンプを用いるのであれば、水中ポンプ吸引部から戻り水出口までのライン。冷却塔循環系にバイパスを作成するのであれば、下部水槽吸引口と熱交換器との間にバイパス入口を設け、バイパス出口を冷却塔下部水槽内とした経路。）に固液分離装置を設けることにより、スライム、スラッジを循環系から取り除く。用いる固液分離装置は、スライム、スラッジの性状に応じて選択するのが好ましく、上向流式急速濾過装置、膜分離装置、凝集装置などを用いることができる。
【００４０】
スライム、スラッジを冷却水から固液分離した後、分離水を下部水槽に戻すが、その際にレジオネラ殺菌剤を添加し、固液分離で取り除けなかったレジオネラを殺菌した後、下部水槽に戻すのが好ましい。レジオネラ殺菌剤は、薬注装置によって供給される。注入点は固液分離装置の下流側が望ましい。
【００４１】
以下、図面を参照して好ましい形態について説明する。なお、図１〜８において、同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。
【００４２】
図１は本発明の実施の形態に係る冷却塔のフローを示したものであり、図２はその下部水槽の平面図である。冷却塔１の散水装置２からは冷凍機などの熱交換器１７で昇温した冷却水（循環戻水）が充填材３に散水され、ファン５の駆動による取入れ外気と気液接触して冷却され、ピットすなわち下部水槽４に溜まる。下部水槽４内の冷却水は集水槽６から循環ポンプ１５、循環往管１６、熱交換器１７、循環戻管１８を通って循環される。集水槽６は、下部水槽４の底面から下方に凹陥するように設けられている。
【００４３】
冷却塔１における蒸発量及び飛沫の飛散損失量並びにブローライン７のブロー弁８からのブロー水量に見合う量の新たな水が補給水管路９から補給される。
【００４４】
補給水は、ボールタップ等の弁装置１０から配管１１を通り、噴射口１２から下部水槽４の壁面４ｈに向って略水平（斜め下向きであってもよい）に噴射される。なお、補給水の全量を噴射口１２に供給してもよく、補給水の一部を噴射口１２に供給してもよい。
【００４５】
このように、壁面４ｈに向って補給水を噴射することにより、壁面４ｈに付着したスライム、スラッジが剥離される。
【００４６】
この実施の形態では、図２の通り、噴射口１２は、集水槽６から離隔した壁面４ｈに向っており、壁面４ｈに当った噴射水流は、その後下部水槽４の壁面４ｈ，４ｉに沿って、二点鎖線で示されるように、集水槽６へ向って流れる。下部水槽４の底面に堆積したスライム、スラッジは、この水の流れによって集水槽６へ向って移動する。ポンプ１５よりも上流側の循環往管１６に固液分離装置を設けることにより、スライム、スラッジを除去することができる。
【００４７】
図３〜８を参照して別の実施の形態について説明する。
【００４８】
図３（ａ）は別の実施の形態に係る冷却塔の下部水槽の平面図、（ｂ）はその模式的な縦断面図である。
【００４９】
この実施の形態では、下部水槽４内に水中ポンプ２０が設置されている。この水中ポンプ２０は、下部水槽４内の冷却水を吸い込んで配管２１へ送り出す。配管２１の末端は、壁面４ｈ，４ｉ，４ｊに沿って設置された配管２２に連なっている。
【００５０】
配管２２には、壁面４ｈ，４ｉ，４ｊに向って冷却水を略水平方向（斜め下向きであってもよい）に噴射する噴射口２３が配管２２の長手方向に間隔をおいて複数個設けられている。また、配管２２には、下部水槽４の中央側へ向って水を略水平又は斜め下向きに噴射する噴射口２４が長手方向に間隔をおいて設けられている。
【００５１】
図３の冷却塔のその他の構成は図１，２の冷却塔と同様である。なお、図３及び後述の図４〜６，８では補給水供給ラインの図示は省略されている。図３〜６，８の場合でも、補給水供給ラインの末端に噴射口１２を設けてもよい。
【００５２】
図３の下部水槽４を備えた冷却塔にあっては、水中ポンプ２０を作動させると、下部水槽４内の冷却水が配管２１，２２を通って噴射口２３から壁面４ｈ，４ｉ，４ｊに向って略水平に噴射され、壁面４ｈ，４ｉ，４ｊや底面に付着したスライム、スラッジが剥離される。噴射口２４から噴射された冷却水は、その後、水中ポンプ２０又は集水槽６に向って流れ、下部水槽４の底面に堆積したスライム、スラッジを水中ポンプ２０又は集水槽６へ向って移動させる。なお、水中ポンプ２０以外のポンプを用いてもよい。
【００５３】
図４は、本発明の冷却塔の更に別の実施の形態に係る下部水槽を示している。この実施の形態では、水中ポンプ２０の吐出水は配管２５を介して固液分離装置２６に導入され、固液分離処理された水が配管２７から噴射口２８に供給される。このように水が噴射口２８から壁面４ｈに向って略水平に噴射されることにより、壁面４ｈや底面に付着したスライム、スラッジが剥離される。また、下部水槽４内の冷却水に含まれていたスライム、スラッジが固液分離装置２６によって分離される。
【００５４】
また、この実施の形態では、配管２７に薬注装置３０から配管３１を介して殺菌剤溶液が添加される。これにより、固液分離装置２６を通り抜けた水中に残存するレジオネラ等の菌が殺菌される。殺菌剤は、固液分離装置を通り抜けた水中に残存する菌を殺菌するように添加されるので、スライム、スラッジを含んだ固液分離前の水に殺菌剤を添加する場合に比べて、少ない添加量で高い殺菌効果を得ることができる。
【００５５】
なお、固液分離装置２６で固液分離されたスライム、スラッジは、排出弁２９を開とすることにより、固液分離装置２６から系外に排出される。
【００５６】
固液分離装置２６としては、前述の通り、上向流式急速濾過装置、膜分離装置等を用いることができる。固液分離装置２６として上向流急速濾過装置や膜分離装置を用いた場合、濾材や膜を逆洗するために固液分離装置２６に逆洗水を供給するポンプ及び配管を設置することが望ましい。
【００５７】
図４の冷却塔下部水槽のその他の構成は図３と同様である。図４では、配管２７を噴射口２８に接続しているが、図３のように噴射口２３，２４を有した配管２２を下部水槽４内に設置し、配管２７を該配管２２に接続してもよい。
【００５８】
図４では、水中ポンプ２０によって下部水槽４内の冷却水を固液分離装置２６に供給しているが、図５の通り、循環ポンプ１５の吐出水の一部を固液分離装置２６へ供給してもよい。図５では、循環ポンプ１５から熱交換器へ向う循環往管１６に分岐配管３２の一端を接続し、該分岐配管３２の他端にバルブ３３を介して配管２５を接続している。図５のその他の構成は図４と同様である。図５においても、図３の噴射口２３，２４付きの配管２２を設置してもよい。
【００５９】
図４〜５では、噴射口２８を壁面４ｈに向けているが、噴射口２８は壁面４ｈ以外の方向、例えば下部水槽４の中央側に向って設けられてもよい。噴射口からの水を下部水槽４の中央側に向けて噴射させても、斜め下向きに噴射させることにより、下部水槽４の底面に付着したスライム、スラッジを剥離除去することができる。また、この場合であっても、噴射口から円心状に高流速が生ずるので、その剪断力により、壁面のスラッジとスライムも剥離除去することができる。また、噴射口２８が設けられていなくても、下部水槽４内の冷却水をポンプ及び配管を有する循環ラインによって下部水槽４に循環させる冷却塔において、この循環ラインに固液分離装置２６を設け、固液分離装置２６の下流側の配管に薬注装置３０によって殺菌剤を薬注する冷却塔にあっては、噴射口２８からの噴射水流によるスライム剥離作用は得られないが、スライム、スラッジ除去後の冷却水に殺菌剤を添加することにより、効率的な殺菌処理を行える。
【００６０】
図６は別の実施の形態に係る冷却塔の下部水槽を示す模式的な縦断面図である。この実施の形態では、噴射口２８を下部水槽４の壁面ではなく、下部水槽４の中央側に向けて設けると共に、水中ポンプ２０で吸引した水の取出配管２５と固液分離装置２６の分離水の配管２７とを連結するバイパス配管３４を設け、配管２５のバイパス配管３４の連結部と固液分離装置２６との間にバルブ３５を設けた点が図４に示す冷却塔と異なり（図６及び後述の図７，８において、集水槽等は図示を省略している。）、その他は同様の構成とされている。
【００６１】
この冷却塔の下部水槽４では、ジェット噴射器の噴射口２８を水中ポンプ２０の吸引口から離隔した箇所（下部水槽４の壁面４ｈの近傍）に設け、噴射口２８からの水の噴射方向を下部水槽４の中央側に向けて斜め下向き、即ち、図６における水平線に対する水の噴射方向の角度θが略水平〜９０°、好ましくは４５〜６０°となるような方向に噴射させているため、噴射口２８からの水流は下部水槽４の底面に当たり、付着、堆積したスライム、スラッジを剥離すると共に、発生した水流で水中ポンプ２０又は図示しない集水槽６に向けて移動させる。水中ポンプ２０の吸引した水は、バルブ３５の開閉により、固液分離装置２６で固液分離した後配管２７を経て噴射口２８に戻すか、或いはそのままバイパス配管３４を経て噴射口２８に戻すか、流路が選択される。
【００６２】
図７に示す冷却塔下部水槽は、水中ポンプ２０から離隔した箇所に、図１に示す冷却塔下部水槽と同様に補給水配管１１の先端に噴射口１２を設けて下部水槽４の壁面４ｈに向って略水平に水を噴射させると共に、図６に示す冷却塔下部水槽と同様に、水中ポンプ２０から吸引した水をバルブ３５の開閉で間欠的に固液分離装置２６で固液分離し、配管３４又は配管２７を経て下部水槽４に循環させるようにしたものである。図７では、水中ポンプ２０による循環水配管はそのまま下部水槽４に戻されるが、図６に示すように、配管２７の先端にも噴射口２８を設けて噴射させてもよい。
【００６３】
図８（ａ）（平面図）、（ｂ）（模式的な縦断面図）に示す冷却塔は、図６に示す冷却塔下部水槽において、下部水槽４の壁面４ｈの近傍に、該壁面４ｈに沿って水平方向に配管３６を設け、循環配管２７をこの配管３６に連結した点が図６に示す冷却塔と異なり、その他は同様の構成とされている。配管３６には、長手方向に間隔をおいて複数個の噴射口３７が設けられており、噴射口３７から下部水槽４の中央側に向って、略水平又は斜め下向きに水が噴射されるように構成されている。
【００６４】
いずれの実施形態にあっても、本発明の冷却塔では、下部水槽内に設けられた噴射口から略水平又は斜め下向きに噴射された水によるせん断力と、噴射口から集水槽又は水中ポンプに向かう水流により、下部水槽内の壁面や底面に付着、堆積したスライム、スラッジを剥離して押し流し、下部水槽外へ排出することができる。
【００６５】
なお、図６〜８の冷却塔にあっても、固液分離装置２６の分離水を下部水槽に戻す配管２７に、図４に示すように、殺菌剤溶液を添加する薬注装置と薬注配管を設けてもよい。
【００６６】
本発明において、噴射口の設置位置には特に制限はないが、下部水槽の底面に堆積したスライム、スラッジを効率的に剥離させて押し流すことを主目的とする場合は、下部水槽の底面から１〜５ｃｍ程度の高さ位置に設けることが好ましく、下部水槽の中央側へ向って水を噴射させる噴射口を設ける場合、噴射口は集水槽又は水中ポンプから５０ｃｍ以上離隔した箇所に設けることが好ましい。下部水槽の壁面に付着したスライム、スラッジを効率的に剥離させて押し流すことを主目的とする場合は、これよりも上方に噴射口を設けてもよい。また、下部水槽の壁面に向けて水を噴射させる場合、噴射口と壁面との距離は５〜１０ｃｍ程度であることが好ましい。
【実施例】
【００６７】
以下に実験例及び実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００６８】
［実験例１］
＜目的＞
水中に分散したレジオネラが自然沈降により濃縮されるか否かを明らかにする。
【００６９】
＜実験方法＞
３００ｍＬ容三角フラスコに培地１００ｍＬを入れ、オートクレーブ滅菌した。培地組成はポリペプトン１０ｍｇ／Ｌ、酵母エキス１０ｍｇ／Ｌ、塩化ナトリウム５ｍｇ／Ｌ、ｐＨ６．８−７．２である。
【００７０】
この培地に実冷却水から採取した藻を植菌した。
上記藻を２系統用意し、一方はオートクレーブ滅菌することにより殺藻した。
別途、同じ培地に培養したシュードモナス  プチダ（Ａ６６０ｎｍ  ０．１）１ｍＬを植菌した。
別途プレート培養したレジオネラコロニーを、濾過滅菌水道水に懸濁させ（Ａ６６０  ０．０５）レジオネラ菌液とした。
【００７１】
前記フラスコに収容された上記３種類の培地に、このレジオネラ菌液をそれぞれ１ｍＬ添加した後、室温静置で２６日間放置した。
２６日後、各フラスコを良く撹拌し、藻が懸濁したことを目視確認したうえで、１ｍＬ採取した。このとき、オートクレーブ滅菌を行わなかった藻は緑色であり、殺藻は灰色であった。また、シュードモナスを植菌した培地は透明であった。
【００７２】
液を２ｍＬ容遠沈管にいれ、３０分室温静置し、上清と沈渣に分けた。その後、容量を計測し、その後６００ｒ．ｐ．ｍ、３０分遠沈した。
得られた沈渣からＤＮＡを抽出し、レジオネラＤＮＡをｑＰＣＲにより定量した。
ＤＮＡの抽出、精製、レジオネラ属菌特異的ＤＮＡの定量方法は後述の通りである。
【００７３】
＜結果＞
オートクレーブ滅菌しなかった藻は緑色で底面、壁面に付着した状態で生育した。オートクレーブ滅菌した藻は灰色で、底面に沈んでいた。
藻の上清と沈渣のレジオネラ濃度比は１倍程度で濃縮は認められなかった。
【００７４】
シュードモナスを植菌した培地は透明で、自然沈降で、目視では沈渣を認めるのは困難であった。シュードモナスの上清と沈渣のレジオネラ濃度比は２倍程度であった。しかし、目視で沈渣が認められていないので、沈渣に濃縮されたとは言えない。レジオネラＤＮＡ濃度と上清と沈渣の比を表１に示す。
【００７５】
【表１】
2018091576.tif 000003
【００７６】
＜結論＞
分散状態のレジオネラは沈降によっては濃縮されなかった。
このことから、液中に浮遊したレジオネラは自然沈降では濃縮されないと考えられる。
従って、自然沈降したスライムを取り除くだけではレジオネラ除去処理は不十分であり、浮遊菌に対する殺菌処理が必要であることが認められた。
【００７７】
＜レジオネラＤＮＡ抽出・精製・レジオネラ属菌特異的ＤＮＡの定量フロー＞
レジオネラＤＮＡ抽出・精製フローは次の（１）〜（２２）の通りである。
（１）  検体として液体または沈渣を用いる。
（２）  検体を６０００ｒ．ｐ．ｍ、３０ｍｉｎ、４℃にて濃縮する。
（３）  濃縮した検体を１００μＬ程度分取する。
（４）  ビーズを２．０ｇ、ＥｘｔｒａｃｔｉｏｎＢｕｆｆｅｒを１ｍＬ添加する。
（５）  ３０００ｒ．ｐ．ｍ、２ｍｉｎホモジナイズした後、スピンダウンする。
（６）  液体部分１ｍＬ程度を分取する。
（７）  ２０％ＳＤＳを１１０μＬ添加し、６０℃、３０ｍｉｎ撹拌する。
（８）  ３０００ｒ．ｐ．ｍ、２ｍｉｎホモジナイズし、さらに１５０００ｒ．ｐ．ｍ、１０ｍｉｎホモジナイズした後、室温にてスピンダウンする。
（９）  液体部分１ｍＬ程度を分取する。その上清７００μＬを新しいエッペンドルフチューブに移す。
（１０）  同量のクロロフォルム７００μＬを添加し、よく混合した後、１２０００ｒ．ｐ．ｍ、５ｍｉｎ室温にて遠心分離する。
（１１）  遠心分離された液体部分１．４ｍＬ程度を分取する。
（１２）  その上清６３０μＬを新しいエッペンドルフチューブに移す。
（１３）  ０．６容量倍の２−プロパノールを加え、よく混和し、一晩室温静置する。
（１４）  １５０００ｒ．ｐ．ｍ、２０ｍｉｎ、室温にて遠心分離する。
（１５）  上清を除く
（１６）  ７０％エタノール、７００μＬを加える。
Ｖｏｒｔｅｘ  ｍｉｘｅｒでペレットをよく洗う。
（１７）  １５０００ｒ．ｐ．ｍ、１０ｍｉｎ、４℃にて遠心分離する。
（１８）  上清をピペットマンで丁寧に取り除いた後、１０ｍｉｎ減圧乾燥させる。
（１９）  ＴＥ５０μＬを加えて溶解させ、３０ｍｉｎ室温に放置する。
（２０）  全量をＳ−３００ＨＲスピンカラムで精製し、その５０μＬを−２０℃で保存する。
（２１）  このうち４μＬをＰＣＲに使用する。
（２２）  ｑＰＣＲとしてＣｙｃｌｅａｖｅ  ＰＣＲ  Ｌｅｇｉｏｎｅｌｌａ（１６Ｓ  ｒＲＮＡ）  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｋｉｔ  （タカラバイオ）を使用し、キットのプロトコールに従って実施する。
【００７８】
［実験例２］
＜目的＞
冷却塔循環水中のレジオネラ分布を明らかにする。
【００７９】
＜実験方法＞
冷却塔の循環水から同量のサンプルを２本採取した。一方を３０分室温で自然沈降させ、沈降性物質の分画を除いた後、上清の容量を測定した（サンプル：上清）。もう一方は上記操作を行わずそのまま用いた（サンプル：循環水）。
【００８０】
各サンプルをそれぞれ遠心分離にかけて沈渣を得、そのレジオネラＤＮＡを定量した。ＤＮＡの抽出、精製、レジオネラ属菌特異的ＤＮＡの定量方法は実施例１に準じる。
得られたレジオネラＤＮＡ値を元容量と沈渣分画容量当たりに換算し、それぞれのレジオネラＤＮＡ濃度とした。
なお、サンプルは異なる冷却塔から採取した（サンプルＮｏ．１〜７）。
【００８１】
＜結果＞
自然沈降分画を取り除くと、大部分のサンプルのレジオネラ量が明らかに低下した。低下した割合は１割から８割であった。ただし、自然沈降分画を除いてもレジオネラ量の低下が認められないものも一部あった。
冷却水サンプルごとの自然沈降分画を取り除くことによるレジオネラＤＮＡ量低下の比較結果を表２に示す。
【００８２】
【表２】
2018091576.tif 000004
【００８３】
＜結論＞
冷却水から自然沈降分画を除くと、多くの場合、循環水中のレジオネラ量を低下させることができる。
【００８４】
［実施例１］
＜目的＞
下部水槽の底面及び側面のスライム、スラッジを、下部水槽内の水の循環配管からの水噴射のせん断力と水流によって低減できることを明らかにする。
【００８５】
＜実験方法＞
図６に示すように、下部水槽４に水中ポンプ２０を設け、水中ポンプ２０で下部水槽４内の水を吸引し、戻り配管２７の先端に取り付けたジェット噴射器の噴射口２８から水を噴射させた。
この水中ポンプ２０による循環噴射装置一式を設置する前後の下部水槽４内のスライム、スラッジの状況等を目視観察した。
【００８６】
なお、噴射口２８は、下部水槽４の底面から５ｃｍ上方で、水中ポンプ２０から約１００ｃｍ離隔した箇所に設け、水はθ＝１０°の斜め下向きに噴射させて、下部水槽の壁面と底面に水流が当たるようにした。水中ポンプ２０で吸引した水は、バルブ３５の調整で一部を固液分離装置２６に上向流で流し入れて、固液分離し、分離水を下部水槽４へ戻し、それ以外の水は直接下部水槽４に戻した。１２ｈｒ又は２４ｈｒに１回、バルブ２９を開けることにより、固液分離装置２６に下向流を生じさせ、固液分離装置２６内の濁質を系外へ排出した。
固液分離装置２６としてはライトフィルターを用いた。
【００８７】
＜結果＞
結果を表３に示す。
【００８８】
【表３】
2018091576.tif 000005
【００８９】
＜結論＞
下部水槽内の水噴射によるせん断力及び水流と固液分離で、下部水槽の底面及び側面のスライム、スラッジを低減できる。
【００９０】
［実施例２］
＜目的＞
下部水槽の底面及び側面のスライム、スラッジを、補給水配管からの水噴射のせん断力と水流によって低減できることを明らかにする。
【００９１】
＜実験方法＞
図７に示すように、補給水配管１１の先端に取り付けたジェット噴射器の噴射口１２から水を噴射させた。別途下部水槽４に水中ポンプ２０を設け、水中ポンプ２０で下部水槽４内の水を吸引し、間欠的に固液分離装置２６で固液分離した後、下部水槽４に戻した。この補給水の噴射及び循環装置一式を設置する前後の下部水槽４内のスライム、スラッジの状況等を目視観察した。
【００９２】
なお、噴射口１２は、下部水槽４の底面から２ｃｍ上方で、壁面４ｈから１０ｃｍ離隔した位置に設け、水は、水平方向に噴射させて、下部水槽の壁面と底面に水流が当たるようにした。水中ポンプ２０で吸引した水は、バルブ３５の調整で一部を固液分離装置２６に上向流で流し入れて、固液分離し、分離水を下部水槽４へ戻し、それ以外の水は直接下部水槽４に戻した。１２ｈｒ又は２４ｈｒに１回、バルブ２９を開けることにより、固液分離装置２６に下向流を生じさせ、固液分離装置２６内の濁質を系外へ排出した。
固液分離装置２６としてはライトフィルターを用いた。
【００９３】
＜結果＞
観察結果を表４に示す。
【００９４】
【表４】
2018091576.tif 000006
【００９５】
＜結論＞
下部水槽内の水噴射によるせん断力及び水流と固液分離で、下部水槽の底面及び側面のスライム、スラッジを低減できる。
【００９６】
［実施例３］
＜目的＞
下部水槽の底面及び側面のスライム、スラッジの増加を、下部水槽内の水の循環配管からの水噴射のせん断力と水流によって抑制できることを明らかにする。
【００９７】
＜実験方法＞
図８に示すように、下部水槽４に水中ポンプ２０を設け、水中ポンプ２０で下部水槽４内の水を吸引し、戻り配管２７の先端を下部水槽４内の壁面４ｈに沿って水平に設けた配管３６に連結し、この水平配管３６に等間隔で取り付けたジェット噴射器の４つの噴射口３７から水を噴射させた。
この水中ポンプによる循環噴射装置一式を設置する前後の下部水槽４内のスライム、スラッジの状況を目視観察した。
【００９８】
なお、噴射口３７は、下部水槽４の底面から１．５ｃｍ上方で、水中ポンプ２０から最も近い噴射口が１５０ｃｍ離隔した箇所となるように設け、水は、θ＝１０°の斜め下向きに噴射させて、下部水槽の壁面と底面に水流が当たるようにした。水中ポンプ２０で吸引した水は、バルブ３５の調整で一部を固液分離装置２６に上向流で流し入れて、固液分離し、分離水を下部水槽４へ戻し、それ以外の水は直接下部水槽４に戻した。１２ｈｒ又は２４ｈｒに１回、バルブ２９を開けることにより、固液分離装置２６に下向流を生じさせ、固液分離装置２６内の濁質を系外へ排出した。
固液分離装置２６としてはライトフィルターを用いた。
また、循環噴射装置は、下部水槽内の清掃作業を行った後設置した。
【００９９】
＜結果＞
観察結果を表５に示す。
【０１００】
【表５】
2018091576.tif 000007
【０１０１】
＜結論＞
下部水槽内の水噴射を広範囲にすみずみに達するよう工夫することにより、せん断力及び水流と固液分離で、下部水槽の底面及び側面のスライム、スラッジの増加を抑制し、清掃後と同じ状態を長期間保つことができる。
【０１０２】
以上の実施例１〜３より、下部水槽内に水を略水平方向ないし斜め下向きに噴射させて、底面と側面に向けて水流を形成させることにより、冷却塔稼働中にスライム、スラッジを低減することができること、また、水噴射によるスライム、スラッジの低減効果は、水噴射開始から１０日程度で認められ、長期間継続することが分かる。
【符号の説明】
【０１０３】
１  冷却塔
４  下部水槽（ピット）
４ｈ，４ｉ，４ｊ  壁面
６  集水槽
１０  弁装置
１７  熱交換器
１２，２３，２４，２８，３７  噴射口
２０  水中ポンプ
２６  固液分離装置
【図１】
2018091576.tif 000008
【図２】
2018091576.tif 000009
【図３】
2018091576.tif 000010
【図４】
2018091576.tif 000011
【図５】
2018091576.tif 000012
【図６】
2018091576.tif 000013
【図７】
2018091576.tif 000014
【図８】
2018091576.tif 000015