(57)【要約】【課題】チラー機側循環経路の冷却水を容易に排水することができる簡易な構造の冷却水循環システムを提供する。【解決手段】本冷却水循環システム１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、を備える。そして、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を循環する冷却水を冷却塔側循環経路に導入するための第１接続管３１で接続されている。【選択図】図１
2018017471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却塔とチラー機との間で冷却水を循環させる冷却塔側循環経路と、前記チラー機と冷却対象部との間で冷却水を循環させるチラー機側循環経路と、を備える冷却水循環システムであって、
前記冷却塔側循環経路と前記チラー機側循環経路とは、前記チラー機側循環経路を循環する冷却水を前記冷却塔側循環経路に導入するための第１接続管で接続されていることを特徴とする冷却水循環システム。
【請求項２】
前記第１接続管の一端側には、前記冷却塔側循環経路を構成する配管内に配置される差圧噴射器が設けられており、
前記差圧噴射器は、前記配管内を流れる冷却水に対して、該冷却水よりも低圧で前記第１接続管を流れる冷却水を導入可能である請求項１記載の冷却水循環システム。
【請求項３】
前記差圧噴射器は、前記第１接続管の一端側に連結され且つ軸心が前記配管内の冷却水の流れ方向に沿うように配置される小径ノズルと、軸心が前記小径ノズルの軸心と一致し且つ吐出口が前記小径ノズルの吐出口よりも前記配管内の冷却水の流れ方向の下流側に位置するように配置される大径ノズルと、前記配管内を流れる冷却水を前記大径ノズル内に取り入れて前記小径ノズルの吐出口の前方に負圧を生じさせる取入口と、を備える請求項２記載の冷却水循環システム。
【請求項４】
前記大径ノズルは、前記小径ノズルの外周面を覆うように配置されており、
前記取入口は、前記大径ノズルの前記小径ノズルの外周面を覆う部分に形成されている請求項３記載の冷却水循環システム。
【請求項５】
前記取入口は、前記大径ノズルの軸心回りの円周方向に沿って複数形成されているとともに、前記大径ノズルの軸心回りの円周方向に沿って短軸となる楕円形に形成されている請求項４記載の冷却水循環システム。
【請求項６】
前記チラー機側循環経路の送り経路には、循環する冷却水に含まれる不純物を除去する水中不純物分離装置が設けられており、
前記水中不純物分離装置には、分離された不純物とともに冷却水を排水する排水口が設けられており、
前記第１接続管は、前記排水口と前記冷却塔側循環経路の返し経路とを接続している請求項１乃至５のいずれか一項に記載の冷却水循環システム。
【請求項７】
前記第１接続管には、制御部の開閉制御により前記第１接続管を開閉する電動バルブが備えられている請求項１乃至６のいずれか一項に記載の冷却水循環システム。
【請求項８】
前記第１接続管には、ワッシャーラバー式の定流量弁が備えられている請求項１乃至７のいずれか一項に記載の冷却水循環システム。
【請求項９】
前記冷却塔側循環経路と前記チラー機側循環経路とは、前記冷却塔側循環経路を循環する冷却水を前記チラー機側循環経路に導入するための第２接続管で接続されている請求項１乃至８のいずれか一項に記載の冷却水循環システム。
【請求項１０】
前記第２接続管は、前記冷却塔側循環経路の送り経路と前記チラー機に設けられたタンクとを接続している請求項９記載の冷却水循環システム。
【請求項１１】
前記第２接続管の一端側には、前記タンクの水面の上下変動に伴って前記第２接続管を開閉するフロート弁が設けられている請求項１０記載の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、冷却水循環システムに関し、更に詳しくは、冷却塔側循環経路とチラー機側循環経路とを備える冷却水循環システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷却水循環システムとして、冷却塔とチラー機との間で冷却水を循環させる冷却塔側循環経路（「一次循環経路」とも称する。）と、チラー機と冷却対象部との間で冷却水を循環させるチラー機側循環経路（「二次循環経路」とも称する。）と、を備えるものが一般に知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記従来の冷却水循環システムでは、冷却塔側循環経路とチラー機側循環経路とは独立しており、各循環経路を冷却水が別々に循環している。そして、業者による防腐剤、殺菌剤等の投与は、通常、冷却塔側循環経路を主に管理メンテナンスが行われており、チラー機のタンクに接続される温度調整器、金型冷却孔、その他の冷却装置等では殆ど行われていない。そのため、製品に直結している冷却配管などの腐食（錆）、シリカ混じりの硬質スケール等が配管内部に付着して、冷却不足が発生して製品品質のばらつき、生産性低下、設備コスト増大など、様々な障害を引き起こしてしまう。
【０００４】
そこで、例えば、図８に示されるように、チラー機１０６のタンク１０６ａ内の冷却水を入れ換える冷却水入換装置１００が提案されている。この冷却水入換装置１００では、チラー機１０６の近傍に排水タンク１０４を設置し、チラー機１０６のタンク１０６ａと排水タンク１０４とを排水バルブ１０５ａを備える配管１０５で接続するとともに、排水タンク１０４内に、送水ポンプ１０７ａを備える排水配管１０７の一端側を接続している。そして、冷却水の排水を行うタイミングで、排水バルブ１０５ａを手動で開けて排水した後、排水バルブ１０５ａを手動で閉める構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２１９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来の冷却水入換装置１００では、チラー機１０６のタンク１０６ａ内の冷却水を手動で排水しているので、いつのまにか排水作業が忘れ去られてしまう。また、排水を行うタイミングが長いため、チラー機のタンク内の冷却水の水質が悪化して、タンク内が錆泥状態になってしまう。そのため、排水を行ったときに、フロートバルブの作動部に固形物の錆、スケールなどが付着したり、噛み込み等したりして詰まり傷害が発生して、作動不良となってタンク内から冷却水が溢れてしまうといった問題が懸念される。さらに、チラー機の近傍に排水タンク等の排水設備を設置する必要があり、複雑な構造となってしまう。
【０００７】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、チラー機側循環経路の冷却水を容易に排水することができる簡易な構造の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】
【０００８】
上記問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、冷却塔とチラー機との間で冷却水を循環させる冷却塔側循環経路と、前記チラー機と冷却対象部との間で冷却水を循環させるチラー機側循環経路と、を備える冷却水循環システムであって、前記冷却塔側循環経路と前記チラー機側循環経路とは、前記チラー機側循環経路を循環する冷却水を前記冷却塔側循環経路に導入するための第１接続管で接続されてい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、前記第１接続管の一端側には、前記冷却塔側循環経路を構成する配管内に配置される差圧噴射器が設けられており、前記差圧噴射器は、前記配管内を流れる冷却水に対して、該冷却水よりも低圧で前記第１接続管を流れる冷却水を導入可能であることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記差圧噴射器は、前記第１接続管の一端側に連結され且つ軸心が前記配管内の冷却水の流れ方向に沿うように配置される小径ノズルと、軸心が前記小径ノズルの軸心と一致し且つ吐出口が前記小径ノズルの吐出口よりも前記配管内の冷却水の流れ方向の下流側に位置するように配置される大径ノズルと、前記配管内を流れる冷却水を前記大径ノズル内に取り入れて前記小径ノズルの吐出口の前方に負圧を生じさせる取入口と、を備えることを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記大径ノズルは、前記小径ノズルの外周面を覆うように配置されており、前記取入口は、前記大径ノズルの前記小径ノズルの外周面を覆う部分に形成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、前記取入口は、前記大径ノズルの軸心回りの円周方向に沿って複数形成されているとともに、前記大径ノズルの軸心回りの円周方向に沿って短軸となる楕円形に形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１乃至５のいずれか一項に記載の発明において、前記チラー機側循環経路の送り経路には、循環する冷却水に含まれる不純物を除去する水中不純物分離装置が設けられており、前記水中不純物分離装置には、分離された不純物とともに冷却水を排水する排水口が設けられており、前記第１接続管は、前記排水口と前記冷却塔側循環経路の返し経路とを接続していることを要旨とする。
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の発明において、前記第１接続管には、制御部の開閉制御により前記第１接続管を開閉する電動バルブが備えられていることを要旨とする。
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発明において、前記第１接続管には、ワッシャーラバー式の定流量弁が備えられていることを要旨とする。
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の発明において、前記冷却塔側循環経路と前記チラー機側循環経路とは、前記冷却塔側循環経路を循環する冷却水を前記チラー機側循環経路に導入するための第２接続管で接続されていることを要旨とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、前記第２接続管は、前記冷却塔側循環経路の送り経路と前記チラー機に設けられたタンクとを接続していることを要旨とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、前記第２接続管の一端側には、前記タンクの水面の上下変動に伴って前記第２接続管を開閉するフロート弁が設けられていることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の冷却水循環システムによると、冷却塔側循環経路とチラー機側循環経路とは、チラー機側循環経路を循環する冷却水を冷却塔側循環経路に導入するための第１接続管で接続されている。これにより、第１接続管を介してチラー機側循環経路を循環する冷却水が冷却塔側循環経路に導入される。そして、業者による防腐剤、殺菌剤等の投与は、通常、冷却塔側循環経路を主に管理メンテナンスが行われているので、冷却塔側循環経路に導入された冷却水は水質改善されることとなる。さらに、従来のようにチラー機の近傍に排水タンク等の排水設備を設置する必要がなく、簡易な構造とすることができる。
また、前記第１接続管の一端側に、差圧噴射器が設けられており、前記差圧噴射器が、前記配管内を流れる冷却水に対して、該冷却水よりも低圧で前記第１接続管を流れる冷却水を導入可能である場合は、チラー機側循環経路を流れる冷却水が冷却塔側循環経路を流れる冷却水よりも低圧であっても、差圧噴射器によりチラー機側循環経路を流れる冷却水が冷却塔側循環経路に導入される。
また、前記差圧噴射器が、小径ノズルと、大径ノズルと、取入口と、を備える場合は、配管内を流れる冷却水を取入口から大径ノズル内に取り入れることで、小径ノズルの吐出口の前方に負圧が生じる。この負圧による吸引力によって、第１接続管を流れる冷却水よりも速い流速で小径ノズルの吐出口から冷却水が引き出され、取入口から取入れられた冷却水と小径ノズルの吐出口から引き出された冷却水とが合わせされて大径ノズルの吐出口から配管内に噴射される。よって、簡易な構造の差圧噴射器によりチラー機側循環経路を流れる冷却水が冷却塔側循環経路に導入される。
また、前記大径ノズルが、前記小径ノズルの外周面を覆うように配置されており、前記取入口が、前記大径ノズルの前記小径ノズルの外周面を覆う部分に形成されている場合は、取入口から冷却水が大径ノズル内に効果的に取り入れられて小径ノズルの吐出口の前方により大きな負圧が生じる。よって、差圧噴射器の噴射力がより高められる。
また、前記取入口が、前記大径ノズルの軸心回りの円周方向に沿って複数形成されているとともに、前記大径ノズルの軸心回りの円周方向に沿って短軸となる楕円形に形成されている場合は、取入口から冷却水が大径ノズル内により効果的に取り入れられる。よって、差圧噴射器の噴射力がより高められる。
また、前記チラー機側循環経路の送り経路に、水中不純物分離装置が設けられており、前記水中不純物分離装置に、排水口が設けられており、前記第１接続管が、前記排水口と前記冷却塔側循環経路の返し経路とを接続している場合は、第１接続管を介して、水中不純物分離装置で分離された不純物とともに冷却水が冷却塔側循環経路の返し経路に導入される。
また、前記第１接続管に、制御部の開閉制御により前記第１接続管を開閉する電動バルブが備えられている場合は、制御部のタイマ機能等によりチラー機側循環経路を流れる冷却水の排水を自動化できる。
また、前記第１接続管に、ワッシャーラバー式の定流量弁が備えられている場合は、冷却水の排水時に固形不純物が定流量弁を通過しても目詰りが防止される。
また、前記冷却塔側循環経路と前記チラー機側循環経路とが、第２接続管で接続されている場合は、第２接続管を介して冷却塔側循環経路を循環する冷却水がチラー機側循環経路に導入される。よって、チラー機側循環経路で汚染された冷却水と冷却塔側循環経路で水質改善された冷却水とを容易に入れ換えることができる。その結果、冷却水の入れ換えを実施しない場合に比べて、製品に直結している冷却配管などの腐食（錆）やシリカ混じりの硬質スケール等が配管内部に付着することが抑制されるため、冷却効率の低下が防止され、品質安定につながる。
また、前記第２接続管が、前記冷却塔側循環経路の送り経路と前記チラー機に設けられたタンクとを接続している場合は、第２接続管を介して、冷却塔側循環経路を循環する冷却水がチラー機のタンクに導入される。
さらに、前記第２接続管の一端側に、フロート弁が設けられている場合は、フロート弁によりタンクの水面の上下変動に伴って第２接続管が自動的に開閉される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
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】図１の要部拡大図である。
【図３】実施例に係る第１接続管を説明するための説明図である。
【図４】実施例に係る差圧噴射器を説明するための説明図である。
【図５】上記差圧噴射器の縦断面図である。
【図６】実施例に係る水中不純物分離装置の一部を断面とした側面図である。
【図７】他の形態に係る冷却水循環システムを説明するための説明図である。
【図８】従来の冷却水入換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】
【００１１】
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。
【００１２】
＜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、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、を備える冷却水循環システム（１）であって、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を循環する冷却水を冷却塔側循環経路に導入するための第１接続管（３１）で接続されている（例えば、図１及び図２等参照）。
【００１３】
なお、上記第１接続管（３１）による冷却水の導入量、導入時期等は特に問わない。チラー機で設定してある循環水温度に影響を与えないとの観点から、上記冷却水の導入量としては、チラー機側循環経路（３）を循環する冷却水の循環水量の０．１〜５％（好ましくは０．１〜３％、特に０．１〜２％）であることが好ましい。
【００１４】
本実施形態に係る冷却水循環システムとしては、例えば、上記第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（６０）内に配置される差圧噴射器（３６）が設けられており、差圧噴射器は、配管（６０）内を流れる冷却水に対して、該冷却水よりも低圧で第１接続管（３１）を流れる冷却水を導入可能である形態（例えば、図４等参照）を挙げることができる。この場合、例えば、上記差圧噴射器（３６）は、配管（６０）内を流れる冷却水に対して、該冷却水よりも小流量で第１接続管（３１）を流れる冷却水を導入可能であることができる。
【００１５】
上述の形態の場合、例えば、上記差圧噴射器（３６）は、第１接続管（３１）の一端側に連結され且つ軸心が配管（６０）内の冷却水の流れ方向に沿うように配置される小径ノズル（５２）と、軸心が小径ノズルの軸心と一致し且つ吐出口が小径ノズルの吐出口よりも配管（６０）内の冷却水の流れ方向の下流側に位置するように配置される大径ノズル（５３）と、配管（６０）内を流れる冷却水を大径ノズル（５３）内に取り入れて小径ノズル（５２）の吐出口の前方に負圧を生じさせる取入口（５４）と、を備えることができる（例えば、図４及び図５等参照）。
【００１６】
上述の形態の場合、例えば、上記大径ノズル（５３）は、小径ノズル（５２）の外周面を覆うように配置されており、取入口（５４）は、大径ノズルの小径ノズルの外周面を覆う部分に形成されていることができる（例えば、図４及び図５等参照）。さらに、例えば、上記取入口（５４）は、大径ノズル（５３）の軸心回りの円周方向に沿って複数形成されているとともに、大径ノズルの軸心回りの円周方向に沿って短軸となる楕円形に形成されていることができる。
【００１７】
本実施形態に係る冷却水循環システムとしては、例えば、上記チラー機側循環経路（３）の送り経路（３ａ）には、循環する冷却水に含まれる不純物を除去する水中不純物分離装置（１７）が設けられており、水中不純物分離装置（１７）には、分離された不純物とともに冷却水を排水する排水口（１７ａ）が設けられており、第１接続管（３１）は、排水口（１７ａ）と冷却塔側循環経路（２）の返し経路（２ｂ）とを接続している形態（例えば、図２等参照）を挙げることができる。
【００１８】
本実施形態に係る冷却水循環システムとしては、例えば、上記第１接続管（３１）には、制御部（３２）の開閉制御により第１接続管を開閉する電動バルブ（３３）が備えられている形態（例えば、図３等参照）を挙げることができる。さらに、例えば、上記第１接続管（３１）には、ワッシャーラバー式の定流量弁（３４）が備えられている形態（例えば、図３等参照）を挙げることができる。
【００１９】
本実施形態に係る冷却水循環システムとしては、例えば、上記冷却塔側循環経路（２）とチラー機側循環経路（３）とは、冷却塔側循環経路を循環する冷却水をチラー機側循環経路に導入するための第２接続管（３８）で接続されている形態（例えば、図２等参照）を挙げることができる。
【００２０】
上述の形態の場合、例えば、上記第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）に設けられたタンク（６ａ）とを接続していることができる（例えば、図２等参照）。この場合、例えば、上記第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）が設けられていることができる。
【００２１】
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】
【００２２】
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。
【００２３】
（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、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（「一次循環経路」とも称する。）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（「二次循環経路」とも称する。）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、トリム装置などを挙げることができる。
【００２４】
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、水槽５ｄ内の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４０Ｂを構成する多孔質セラミック製の直管４１Ｂと、水槽５ｄの底部に沈殿するスライム等の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。この多機能ネット１０により、冷却塔５では、藻、スライム、レジオネラ菌等の発生が防止されるとともに、冷却効率が向上される。
【００２５】
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、タンク６ａ内の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４０Ｃを構成する多孔質セラミック製の直管４１Ｃが備えられている。
【００２６】
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。この送り経路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。
【００２７】
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に接触させてトルマリン処理水とするトルマリン処理装置１８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、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排水される。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。
【００２８】
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。さらに、本実施例では、導入管１３に備えられるトルマリン処理装置１８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１８としてもよい。さらに、チラー機側循環経路３の後述する返し経路３ｂ（又は送り経路３ａ）に備えられるトルマリン処理装置１８としてもよい。
【００２９】
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。この送り経路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４０Ａと、が備えられている。このマイクロバブル発生装置４０Ａは、多孔質セラミック製の直管４１Ａと、トルマリン粒状物を収容した収容体５３と、を備えている。よって、マイクロバブル発生装置４０Ａは、冷却水中にマイクロバブルを発生させる機能の他に、冷却水をトルマリン粒状物に接触させてトルマリン処理水とする機能も有している。
【００３０】
上記水中不純物分離装置１７は、図６に示すように、流入口７０ａ及び流出口７０ｂを有するハウジング７０を備えている。このハウジング７０内には、内部空間を上部濾過室Ｓ１と下部沈殿室Ｓ２とに上下に仕切るように邪魔板７１が設けられている。この上部濾過室Ｓ１内には、複数の濾材７２が収容されている。また、ハウジング７０の底部には下部沈殿室Ｓ２に連なる排水口１７ａが設けられている。
【００３１】
上記冷却塔側循環経路２とチラー機側循環経路３とは、図２に示すように、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、水中不純物分離装置１７の排水口１７ａと冷却塔側循環経路２の返し経路２ｂとを接続している。
【００３２】
上記第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を開閉する電動バルブ３３が備えられている。この制御部３２は、タイマ機能を備え、このタイマ機能により、冷却水の水質状態や温度設定状態等に応じて、排水時間帯や入換え排水量を任意に設定することができる。また、第１接続管３１には、ワッシャーラバー式の定流量弁３４が備えられている。さらに、第１接続管３１には、図３に示すように、ボールバルブ４３、塩ビＹ形ストレーナ４４、フィルタ４５、サイトグラス４６、チューブフィッティング４７、透明テフロン（登録商標）チューブ４８、チャッキバルブ４９、及びボールバルブ５０が備えられている。
【００３３】
なお、上記ボールバルブ４３は、取水側のサイズは大きくした方が取水量が確保できるので口径２５Ａを採用した。また、塩ビＹ形ストレーナ４４は、固形物が進入したときの機器破損防止用に設けられており、目詰まり状態を目視確認できるような透明材料より形成されている。また、フィルタ４５は、通常品としてのメッシュ４０で目詰まりを起こし易いので、排水機器へ影響のでない２０メッシュを採用した。また、電動バルブ３３は、ダイヤフラムタイプで噛み込み等のトラブルがあるので、ボールバルブタイプを採用した。さらに、サイトグラス４６は、排水が行われているか、透明ガラスと水車を目視確認が容易であるとともに、流量確認が容易である。また、ワッシャー式定流量弁３４は、固形不純物が進入した場合を想定して、目詰まりが起こり難い。また、チューブフィッティング４７は、メンテナンス性を良くするために採用した。また、透明テフロン（登録商標）チューブ４８は、温水に強く、耐候性、水質の汚れ状態を目視確認できる。また、チャッキバルブ４９は、装置停止中に逆流作用が発生するため、逆流防止精度が高いリフト式を採用した。また、ボールバルブ５０は、排水口径が小さいほど排水が円滑であるので１５Ａサイズを採用した。
【００３４】
上記第１接続管３１の一端側には、図４に示すように、冷却塔側循環経路２を構成する配管６０（例えば、内径；７０．３ｍｍ、縦断面積；３８７９．５ｍｍ２）内に配置される差圧噴射器３６が設けられている。この差圧噴射器３６は、配管６０内を流れる冷却水に対して、該冷却水よりも低圧且つ小流量で第１接続管３１を流れる冷却水を導入可能とされている。
【００３５】
上記差圧噴射器３６は、第１接続管３１の一端側に連結され且つ軸心が配管６０内の冷却水の流れ方向に沿うように配置される小径ノズル５２と、軸心が小径ノズル５２の軸心と一致し且つ吐出口５３ａが小径ノズル５２の吐出口５２ａよりも配管６０内の冷却水の流れ方向の下流側に位置するように配置される大径ノズル５４と、配管６０内を流れる冷却水を大径ノズル５３内に取り入れて小径ノズル５２の吐出口５２ａの前方に負圧を生じさせる取入口５４と、を備えている（図５参照）。この小径ノズル５２は、ノズル孔が吐出口５２ａ（例えば、内径；５ｍｍ）に向かって縮径している。また、大径ノズル５３は、ノズル孔が吐出口５３ａに向かって拡径している。さらに、大径ノズル５３の吐出口５３ａの開口面積は、小径ノズル５２の吐出口５２ａの開口面積よりも大きい。
【００３６】
上記大径ノズル５３は、小径ノズル５２の外周面を覆うように配置されている。また、取入口５４は、大径ノズル５３の小径ノズル５２の外周面を覆う部分（具体的に、大径ノズル５３において吐出口５３ａと軸方向に反対側の後端部）に形成されている。また、取入口５４は、大径ノズル５３の軸心回りの円周方向に沿って複数（例えば、６個）形成されている。さらに、各取入口５４は、大径ノズル５３の軸心回りの円周方向に沿って短軸となる楕円形（例えば、楕円面積；７５．３９ｍｍ２）に形成されている。
【００３７】
上記冷却塔側循環経路２とチラー機側循環経路３とは、図２に示すように、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。
【００３８】
（２）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１８、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５の水槽５ｄ内に貯留される際に、マイクロバブル発生装置４０Ｂの作用により水質改善されて、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及びトルマリン処理機能付きマイクロバブル発生装置４０Ａ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、マイクロバブル発生装置４０Ｃの作用により水質改善されて、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。
【００３９】
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。
【００４０】
さらに、上記冷却水循環システム１では、制御部３２のタイマ機能により電動バルブ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６０内を流れる冷却水（例えば、水圧：０．４ＭＰａ、流量：１２０Ｌ／ｍｉｎ）に対して、該冷却水よりも低圧且つ小流量で第１接続管３１を流れる冷却水（例えば、水圧：０．３ＭＰａ、流量：１．８Ｌ／ｍｉｎ）が導入される。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。
【００４１】
なお、上記水中不純物分離装置１７から排出される排水量は、チラー機側循環経路３のチラー機６の冷却効率に支障がないように、チラー機側循環水量の２％以内で定流量弁３４からチャッキバルブ４９を通過して、冷却塔側循環経路２の返し経路２ｂに導入されることが好ましい。ただし、チラー機６の使用によって熱交換器６ｂ内の循環水量は異なるので、仕様にあった排水流量を換算して定流量弁３４を選定する必要がある。
【００４２】
ここで、上記差圧噴射器３６の作用について説明する。図４に示すように、第１接続管３１において、定流量弁３４で制御された水量１．８Ｌ／ｍｉｎの排水は、チューブ５６（内径；５ｍｍ）内で水量１．８Ｌ／ｍｉｎのまま流速２．５ｍ／ｓｅｃに加速され、小径ノズル５２内で水量１．８Ｌ／ｍｉｎのまま流速２．５ｍ／ｓｅｃを維持する。一方、配管６０内を流れる総量１２０Ｌ／ｍｉｎの冷却水のうちの一部（水量；１０Ｌ／ｍｉｎ）が取入口５４から大径ノズル５３内に取り入れられることで、小径ノズル５２の吐出口５２ａの前方に負圧が発生する。この負圧の吸引力（取入口５４がない場合に比べて５倍の吸引力）によって、小径ノズル５２内を流れる排水は、水量１．８Ｌ／ｍｉｎのまま流速２．５ｍ／ｓｅｃを維持して吐出口５２ａから引き出される。この引き出された水量１．８Ｌ／ｍｉｎの排水が取入口５４から取り入れられた水量１０Ｌ／ｍｉｎの冷却水と合流し、総量１１．８Ｌ／ｍｉｎとなって大径ノズル５３内で流速２．５ｍ／ｓｅｃと加速され、大径ノズル５３の吐出口５３ａから配管６０内へ放出（噴射）される。この大径ノズル５３ａから配管６０内に放出された総量１１．８Ｌ／ｍｉｎの冷却水は、差圧噴射器３６の外側を流れる水量１１０Ｌ／ｍｉｎの冷却水と合流し、総量１２１．８Ｌ／ｍｉｎで且つ流速０．５２２ｍ／ｓｅｃとなって冷却塔５の上部散水槽５ａへ送られる（図１参照）。
【００４３】
（３）実施例の効果
本実施例の冷却水循環システム１によると、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。これにより、第１接続管３１を介してチラー機側循環経路３を循環する冷却水が冷却塔側循環経路２に導入される。そして、業者による防腐剤、殺菌剤等の投与は、通常、冷却塔側循環経路２を主に管理メンテナンスが行われているので、冷却塔側循環経路２に導入された冷却水は水質改善されることとなる。さらに、従来のようにチラー機６の近傍に排水タンク等の排水設備を設置する必要がなく、簡易な構造とすることができる。
【００４４】
また、本実施例では、第１接続管３１の一端側には、差圧噴射器３６が設けられており、差圧噴射器３６は、配管６０内を流れる冷却水に対して、該冷却水よりも低圧で第１接続管３１を流れる冷却水を導入可能である。これにより、チラー機側循環経路３を流れる冷却水が冷却塔側循環経路２を流れる冷却水よりも低圧であっても、差圧噴射器３６によりチラー機側循環経路３を流れる冷却水が冷却塔側循環経路２に導入される。
【００４５】
また、本実施例では、差圧噴射器３６は、小径ノズル５２と、大径ノズル５３と、取入口５４と、を備える。これにより、配管６０内を流れる冷却水を取入口５４から大径ノズル５３内に取り入れることで、小径ノズル５２の吐出口５２ａの前方に負圧が生じる。この負圧による吸引力によって、第１接続管３１を流れる冷却水よりも速い流速（例えば、第１接続管３１を流れる冷却水の流速の約４倍の流速）で小径ノズル５２の吐出口５２ａから冷却水が引き出され、取入口５４から取入れられた冷却水と小径ノズル５２の吐出口５２ａから引き出された冷却水とが合わせされて大径ノズル６３の吐出口５３ａから配管６０内に噴射される。よって、簡易な構造の差圧噴射器３６によりチラー機側循環経路３を流れる冷却水が冷却塔側循環経路２に導入される。
【００４６】
また、本実施例では、大径ノズル５３は、小径ノズル５２の外周面を覆うように配置されており、取入口５４は、大径ノズル５３の小径ノズル５２の外周面を覆う部分に形成されている。これにより、取入口５４から冷却水が大径ノズル５３内に効果的に取り入れられて小径ノズル５２の吐出口の前方により大きな負圧が生じる。よって、差圧噴射器３６の噴射力がより高められる。
【００４７】
また、本実施例では、取入口５４は、大径ノズル５３の軸心回りの円周方向に沿って複数形成されているとともに、大径ノズル５３の軸心回りの円周方向に沿って短軸となる楕円形に形成されている。これにより、取入口５４から冷却水が大径ノズル５３内により効果的に取り入れられる。よって、差圧噴射器３６の噴射力がより高められる。
【００４８】
また、本実施例では、チラー機側循環経路３の送り経路３ａには、水中不純物分離装置１７が設けられており、水中不純物分離装置１７には、排水口１７ａが設けられており、第１接続管３１は、排水口１７ａと冷却塔側循環経路２の返し経路２ｂとを接続している。これにより、第１接続管３１を介して、水中不純物分離装置１７で分離された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。
【００４９】
また、本実施例では、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を開閉する電動バルブ３３が備えられている。これにより、制御部３２のタイマ機能等によりチラー機側循環経路３を流れる冷却水の排水を自動化できる。
【００５０】
また、本実施例では、第１接続管３１には、ワッシャーラバー式の定流量弁３４が備えられている。これにより、冷却水の排水時に固形不純物が定流量弁３４を通過しても目詰りが防止される。
【００５１】
また、本実施例では、冷却塔側循環経路２とチラー機側循環経路３とは、第２接続管３８で接続されている。これにより、第２接続管３８を介して冷却塔側循環経路２を循環する冷却水がチラー機側循環経路３に導入される。よって、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を容易に入れ換えることができる。その結果、冷却水の入れ換えを実施しない場合に比べて、製品に直結している冷却配管などの腐食（錆）やシリカ混じりの硬質スケール等が配管内部に付着することが抑制されるため、冷却効率の低下が防止され、品質安定につながる。
【００５２】
また、本実施例では、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に設けられたタンク６ａとを接続している。これにより、第２接続管３８を介して、冷却塔側循環経路２を循環する冷却水がチラー機６のタンク６ａに導入される。
【００５３】
さらに、本実施例では、第２接続管３８の一端側には、フロート弁３９が設けられている。これにより、フロート弁３９によりタンク６ａの水面の上下変動に伴って第２接続管３８が自動的に開閉される。
【００５４】
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、第１接続管３１の一端側に、配管６０内に配置される差圧噴射器３６を設ける形態を例示したが、これに限定されず、冷却塔側循環経路２の循環圧に対してチラー機側循環経路３の循環圧が高い又は同等である場合には、例えば、図７に示すように、第１接続管３１の一端側に差圧噴射器３６を設けることなく、第１接続管３６の一端側を配管６０の外周側に直接的に接続するようにしてもよい。
【００５５】
また、上記実施例では、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を入れ換える冷却水循環システム１を例示したが、これに限定されず、例えば、チラー機側循環経路３で汚染された冷却水を冷却塔側循環経路２に導入する一方、チラー機側循環経路３には、冷却塔側循環経路２の冷却水とは別に用意された冷却水を導入する冷却水循環システムとしてもよい。
【００５６】
また、上記実施例では、水中不純物分離装置１７の排水口１７ａと冷却塔側循環経路２とを接続する第１接続管３１を例示したが、これに限定されず、例えば、チラー機側循環経路３（送り経路３ａ又は返し経路３ｂ）と冷却塔側循環経路２（送り経路２ａ又は返し経路２ｂ）とを直接的に接続する第１接続管としてもよい。
【００５７】
さらに、上記実施例では、冷却塔側循環経路２とチラー機６のタンク６ａとを接続する第２接続管３８を例示したが、これに限定されず、例えば、冷却塔側循環経路２（送り経路２ａ又は返し経路２ｂ）とチラー機側循環経路３（送り経路３ａ又は返し経路３ｂ）とを直接的に接続する第２接続管としてもよい。
【００５８】
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。
【００５９】
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】
【００６０】
本発明は、チラー機側循環経路を循環する冷却水を排水する技術として広く利用される。特に、チラー機側循環経路の汚染された冷却水と冷却塔側循環経路の水質改善された冷却水とを入れ換える技術として好適に利用される。
【符号の説明】
【００６１】
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、５；冷却塔、６；チラー機、６ａ；タンク、７；冷却対象部、１７；水中不純物分離装置、１７ａ；排水口、３１；第１接続管、３２；制御部、３３；電動バルブ、３４；定流量弁、３６；差圧噴射器、３８；第２接続管、３９；フロート弁、５２；小径ノズル、５３；大径ノズル、５４；取入口、６０；配管。
【図１】
2018017471.tif 000003
【図２】
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【図３】
2018017471.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018017471.tif 000009
【図８】
2018017471.tif 000010
【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】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2018017471.tif 000011