(57)【要約】【課題】充填材に差し込まれた際の集水効率が高い集水器と、この集水器を備えた冷却塔と、この集水器を用いた固形薬剤溶解装置と、冷却塔の濃縮管理方法とを提供する。【解決手段】集水器１は、集水器本体２と、該集水器本体２の双方の外側面に付着された軟質材３とを有する。集水器１を充填材１５に差し込むと、軟質材３，３が板体１５ａ，１５ａに密着状に当接する。これにより、板体１５ａ，１５ａを伝わり落ちてきた水Ｗが効率よく集水器１の流水路２ｄに流入する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却塔の充填材の内部に差し込まれる集水器であって、
該集水器の長手方向に延在した凹条よりなる流水路を有する集水器において、
該集水器の少なくとも一方の外向きの側面（以下、外側面という。）に軟質材が設けられていることを特徴とする集水器。
【請求項２】
前記軟質材は前記集水器の両外側面に、集水器の長手方向に延在するように設けられていることを特徴とする請求項１の集水器。
【請求項３】
前記軟質材は、前記流水路を有する集水器本体の外側面の少なくとも上部に付着されていることを特徴とする請求項１又は２の集水器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの集水器と、
該集水器で集水された水が通水される固形薬剤収容器と
を有する固形薬剤溶解装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかの集水器が充填材の内部に差し込まれた冷却塔であって、前記軟質材が前記充填材に弾性的に密着していることを特徴とする冷却塔。
【請求項６】
前記集水器で集水された水が通水される固形薬剤収容器と、該固形薬剤収容器からの薬剤溶解液を前記充填材に供給する水路部材とを有する請求項５の冷却塔。
【請求項７】
請求項５の冷却塔の濃縮管理を行う方法であって、
前記集水器で集水した水の少なくとも一部を冷却塔外に排出する工程を有する冷却塔の濃度管理方法。
【請求項８】
塔内に充填材が設置されると共に、該充填材の外周面側から内周面側へ空気流を通過させるファンが設置されている冷却塔において、
該充填材の上部に請求項１〜３のいずれか１項の集水器が外周面側と内周面側とを結ぶ方向に、かつ外周面側が内周面側よりも低位となる勾配にて設置されており、
該集水器の外周面側から流出した水が充填材の外周面側に注ぎ掛けられるように構成されていることを特徴とする冷却塔。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開放循環冷却設備の冷却塔と、この冷却塔の充填材の内部に差し込まれる集水器と、冷却塔の濃縮管理方法と、固形薬剤溶解装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
開放循環冷却設備の冷却塔は、塔内に設置された充填材に上部から散水すると共に、ファンによって充填材に通風させて水を蒸発させ、この際の蒸発潜熱によって水（冷却水）を冷却するよう構成されている。
【０００３】
特許文献１には、充填材に集水器を差し込んで集水し、集水した水を固形薬剤収容器に通してスケール防止剤等の固形薬剤を溶解させて薬剤溶解液とし、この薬剤溶解を冷却塔に供給する薬注装置が記載されている。
【０００４】
特許文献２の通り、冷却塔の冷却水は、充填材を伝わりながら下方に流れ落ちる。冷却塔には、ファンが設けられており、充填材の外周側から冷却塔中央側へ空気流が通り抜ける。
【０００５】
このような冷却塔にあっては、冷却塔の外縁部領域を伝わり落ちる冷却水が該空気流によって冷却塔中央側へ吹き寄せられるため、充填材の外縁部には冷却水が掛かりにくくなる。これによって充填材の外縁部では、濡れ乾きが繰り返されることとなり、冷却水に含まれる例えばシリカなどの不純物が濃縮され、スケールとなって付着する。
【０００６】
そこで、特許文献２には、冷却システムの停止・運転の繰り返しに伴う濡れ乾きによる充填材のスケール発生を防止するために、冷却システムの運転停止時に補給水を充填材に散水して濡れ乾きを防止し、スケール発生を防止することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２１０１３４号公報
【特許文献２】特開２０１３−２１０１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
冷却塔の充填材は、板面を鉛直方向とした多数の板体を所定間隔をあけて配設した構造を有しており、上部から散水された水は板面を伝わりながら流下する。特許文献１の集水器は、樋状であり、充填材の板体同士の間に差し込まれ、流下してくる水を受け入れて冷却塔外に流し出すよう構成されている。
【０００９】
充填材の板体は、凹部及び凸部を有した非平坦形状であるため、板体間に差し込まれた集水器が板体に密着しない。そのため、板体面を流下してくる水が集水器内に入り込みにくく、集水効率がそれ程高くない。
【００１０】
本発明は、充填材に差し込まれた際の集水効率が高い集水器と、この集水器を備えた冷却塔と、この集水器を用いた固形薬剤溶解装置と、冷却塔の濃縮管理方法と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】
【００１１】
本発明の集水器は、冷却塔の充填材の内部に差し込まれる集水器であって、該集水器の長手方向に延在した凹条よりなる流水路を有する集水器において、該集水器の少なくとも一方の外向きの側面（以下、外側面という。）に軟質材が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の一態様では、前記軟質材は前記集水器の両外側面に、集水器の長手方向に延在するように設けられている。
【００１３】
本発明の一態様では、前記軟質材は、前記流水路を有する集水器本体の外側面の少なくとも上部に付着されている。
【００１４】
本発明の固形薬剤溶解装置は、上記の集水器と、該集水器で集水された水が通水される固形薬剤収容器とを有する。
【００１５】
本発明の一態様の冷却塔は、上記の集水器が充填材の内部に差し込まれた冷却塔であって、前記軟質材が前記充填材に弾性的に密着している。
【００１６】
この冷却塔の一態様では、前記集水器で集水された水が通水される固形薬剤収容器と、該固形薬剤収容器からの薬剤溶解液を前記充填材に供給する水路部材とが設けられている。
【００１７】
本発明の冷却塔の濃度管理方法は、上記の冷却塔の濃縮管理を行う方法であって、前記集水器で集水した水の少なくとも一部を冷却塔外に排出する工程を有する。
【００１８】
本発明の別の一態様の冷却塔は、塔内に充填材が設置されると共に、該充填材の外周面側から内周面側へ空気流を通過させるファンが設置されている冷却塔において、該充填材の上部に上記の集水器が外周面側と内周面側とを結ぶ方向に、かつ外周面側が内周面側よりも低位となる勾配にて設置されており、該集水器の外周面側から流出した水が充填材の外周面側に注ぎ掛けられるように構成されている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の集水器は、外側面（なお、本発明において、集水器の外側面とは、集水器の外方を向いた外向きの側面を表わす。）に軟質材が設けられているので、冷却塔の充填材間に差し込まれた際に軟質材が充填材に密着状に接する。これにより、該充填材を伝わり落ちてきた冷却水が効率よく集水器内に入り込むようになり、集水効率が高いものとなる。
【００２０】
本発明の固形薬剤溶解装置は、かかる集水器で集水した水を固形薬剤収容器内に通水するよう構成されたものであり、薬剤溶解液を効率よく冷却塔に供給することができる。
【００２１】
また、本発明の集水器を備えた冷却塔は、集水器で集水した水の少なくとも一部を冷却塔外に排出することにより、冷却塔の濃縮管理を行うことができる。
【００２２】
本発明の集水器を、充填材の上部に外周面側と内周面側とを結ぶ方向に設け、集水器で集水した水を充填材の外周面側に供給することにより、充填材の外周面側における濡れ乾きに起因したスケールが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態に係る集水器を示すものであり、（ａ）は集水器本体の斜視図、（ｂ）は集水器の斜視図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図、（ｄ）は（ｂ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図２】実施の形態に係る冷却塔の模式的な縦断面図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】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】集水器本体の別例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。
【００２５】
図１は実施の形態に係る集水器１を示している。この集水器１は、桶状の集水器本体２と、該集水器本体２の双方の外側面に付着された軟質材３とを有する。集水器本体２は、この実施の形態では上面が開放したＶ字形断面形状であり、左側壁部２ａと右側壁部２ｂとを有している。集水器１の先端側において、左側壁部２ａと右側壁部２ｂとは熱融着部２ｃによって結合されている。左右の側壁部２ａ，２ｂの間が、上方に向って開放した流水路２ｄとなっている。
【００２６】
なお、この実施の形態では、集水器本体２を熱可塑性合成樹脂製としているので、集水器１の先端側において左右の側壁部２ａ，２ｂが熱融着されているが、集水器本体２の材料はこれに限定されるものではなく、熱硬化性合成樹脂や金属などを用いてもよい。
【００２７】
この実施の形態では、左右の側壁部２ａ，２ｂの外側面の上部に軟質材３が付着されている。軟質材３としては、発泡合成樹脂等の軟質樹脂、ゴム、エラストマーなどを用いることができるが、中でも低反発性の発泡合成樹脂が好適である。この実施の形態では、軟質材３は集水器本体２の後端側から先端側まで連続して設けられているか、部分的に途切れてもよい。また、この実施の形態では、左側壁部２ａに付着された軟質材３は、集水器本体２の先端部を回り込んで右側壁部２ｂ側の軟質材３に連続している。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、左右の軟質材３は別体となっていてもよい。また、軟質材３は、集水器本体２の先端側のみなど、部分的に設けられてもよい。
【００２８】
この実施の形態では、軟質材３は、側壁部２ａ，２ｂの上部に設けられているが、上部以外であってもよい。また、軟質材３は、側壁部２ａ，２ｂの下部にまで設けられてもよい。ただし、集水器本体２がＶ字形など、上方ほど幅大となる形状の場合、軟質材３は左右の側壁部の上部にのみ設けられてもよい。集水効率の改善効果はほぼ半減するが、左右の側壁部２ａ，２ｂのうち一方の側壁部にのみ軟質材３が設けられてもよい。
【００２９】
集水器本体２は、Ｖ字形に限定されるものではなく、Ｕ字形や半円形、半楕円形、上向きコ字形、逆台形などであってもよい。なお、Ｖ字形の集水器本体２は、平帯状の部材を長手方向に延びる中心線に沿って折り曲げることにより容易に製造することができ、好適である。
【００３０】
図２，３は、この集水器１を用いた冷却塔の一例を示している。
【００３１】
この冷却塔１１は、ケーシング（塔体）１２を備え、底部に冷却水の下部水槽（ピット）１４が設けられている。ケーシング１２の側面にルーバー１３が設けられ、空気流入口が形成されている。ケーシング１２内に充填材１５が収容され、充填材１５の上方に上部水槽１６が設置されている。上部水槽１６の底板は多数の小孔を有した散水板１６ａにて構成されている。ケーシング１２の中央部（平面視における中央部）に空室１７が設けられ、この空室１７の上方にファン１８が設けられている。
【００３２】
下部水槽１４の底部にポンプ１９の吸引側が接続され、ポンプ１９の吐出側は、冷却水の往配管２０を介して熱交換器の一端に連結されている。熱交換器の他端は冷却水の戻り配管２１を介して冷却塔１１の上部水槽１６に注水可能とされている。
【００３３】
図示は省略するが、下部水槽１４には、補給水（地下水、水道水、工業用水など）の給水配管が接続されたボールタップが設けられ、下部水槽１４の水位を設定範囲に保持するようになっている。また、下部水槽１４にはブロー弁（又はブローポンプ）を有したブロー配管と、オーバーフロー管とが設けられている。
【００３４】
充填材１５の上面に、散水板１６ａから落下してきた水が注ぎかけられる。
【００３５】
ルーバー１３を通して冷却塔１１外から充填材１５に集水器１が差し込まれている。集水器本体２の幅は、充填材１５を構成する板体１５ａ，１５ａ間の間隔よりも小さい。集水器１の幅（左右の軟質材３，３の最外側端同士の距離）は板体１５ａ，１５ａ間の間隔よりも大きい。このため、集水器１を充填材１５に差し込むと、軟質材３，３が板体１５ａ，１５ａに密着状に当接する。これにより、板体１５ａ，１５ａを伝わり落ちてきた水Ｗが効率よく集水器１の流水路２ｄに流入する。水Ｗは、流水路２ｄを流れ、ホース５から固形薬剤収容器６に流入し、固形薬剤が溶け込んで薬剤溶解液となる。この薬剤溶解液は薬注配管７を介してピット１４に供給される。
【００３６】
なお、集水器１とホース５、固形薬剤収容器６及び薬注配管７によって固形薬剤溶解装置８が構成されている。図２ではホース５が用いられているが、集水器１から直接的に固形薬剤収容器６に注水するよう構成してもよい。また、図２では固形薬剤収容器６は、上部から注水し、下部から薬剤溶解液を流出させるものとなっているが、固形薬剤収容器の下部に注水し、下部から薬剤溶解液を流出させるものなど、各種のものを用いることができる。
【００３７】
図２の場合、集水器本体２のうち充填材１５に差し込まれる部分にのみ軟質材３が設けられてもよい。
【００３８】
図２では集水器１は固形薬剤溶解装置に用いられているが、固形薬剤収容器６を省略し、集水器１で集水した水の少なくとも一部を冷却塔１１外に流出させることにより、冷却塔１１の濃縮管理を行うようにしてもよい。
【００３９】
図４を参照して、濡れ乾きに起因したスケール発生を防止するよう構成した冷却塔１１’について説明する。
【００４０】
この冷却塔１１’では、充填材１５の上部に集水器１が充填材１５の外周面側と内周面側とを結ぶ方向すなわち空間部１７とルーバー１３とを結ぶ方向に、かつ外周面側が内周面側よりも低位となる流水勾配をもたせて設置されている。
【００４１】
この冷却塔１１’では、固形薬剤溶解装置８は省略されているが、図２，３と同様に設置されてもよい。
【００４２】
図４の冷却塔１１’のその他の構成は図２の冷却塔１１と同一であり、同一符号は同一部分を示している。この実施の形態では、充填材１５の内周面側の水の一部が集水器１によって外周面側に移送されるので、充填材１５の外周面側も常に水で濡れた状態となり、濡れ乾きに起因したスケール発生が防止される。
【００４３】
なお、集水器１を図４のように充填材上部における水の移送に用いる場合、図５のように、集水器本体２’の後部側に水の流出孔２ｈを適宜個数設け、水を集水器１の後部側から散水状に流出させてもよい。集水器本体２’のその他の構成は集水器本体２と同一であり、同一符号は同一部分を示している。
【００４４】
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形態とされてもよい。
【実施例】
【００４５】
［実施例１］
実機冷却塔の充填材に図１の集水器を差し込み、集水量を求めた。
【００４６】
＜実験条件＞
低発泡ポリプロピレンシート（古川電工製  商品名：エフセル）を断面がＶ字形状となるよう折り曲げ加工し、高さ２０ｍｍ、巾２０ｍｍ、長さ３００ｍｍの集水器本体２’を製作した。
【００４７】
集水器本体２の外側の両面に厚さ１０ｍｍ、巾１０ｍｍ、長さ３００ｍｍの化学架橋ポリエチレン樹脂発泡体（三和化工製。見掛け密度０．０５ｇ／ｃｍ３  商品名：オプセル）をそれぞれの面に貼着して集水器１とした。
【００４８】
この集水器１を冷却塔（空研工業製  型式：ＳＫＢ−６２ＴＲ）の巾１３ｍｍの充填材すき間に有効長さ２００ｍｍとなるよう差し込み、単位時間当たりの集水量を求めたところ、１．８Ｌ／ｍｉｎであった。
【００４９】
［比較例１］
＜実験条件＞
長さ３００ｍｍ、呼び径ＶＰ１３の硬質塩化ビニル管を長手方向に水平に半割りしたものを集水器とし、実施例１と同じ冷却塔充填材のすき間に有効長さ２００ｍとなるよう差し込み集水量を求めたところ、０．１７Ｌ／ｍｉｎと著しく少ない量であった。
【符号の説明】
【００５０】
１  集水器
２，２’  集水器本体
３  軟質材
６  固形薬剤収容器
８  固形薬剤溶解装置
１１，１１’  冷却塔
１５  充填材
１５ａ  板体
１８  ファン
【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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