(57)【要約】【課題】長く運転しても、冷却水の水質が悪化したり、熱交換の効率が悪化したり、細菌やアメーバなどの微生物が増殖したり、スケールやスライムが発生・付着したり、腐蝕防止用の薬剤の使用量が増加するなど、冷却塔に関する各種のトラブル発生を抑制することができる冷却方法および冷却装置を提供する。【解決手段】冷却装置１００は、ナノバブル発生機４０が設置されており、冷却水中にナノバブルおよびナノサイズ化された薬液を含有させて循環させている。冷却装置水槽３３内には残留塩素計３１やＴＯＣ計３２が設置され、ナノバブル発生機４０は、冷却水中の残留塩素濃度に応じて残留塩素濃度調節計５１により電動バルブ４４、４５および薬品槽ポンプ４６が制御されてナノバブルまたはナノサイズ化された薬液を含有させた冷却水が生成され、ＴＯＣ濃度に応じてＴＯＣ調節計５２により気液混合循環ポンプのモーター回転数が制御される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換媒体を冷却するための冷却塔からの冷却水に、ナノバブル発生機が、ナノバブルおよびナノサイズ化された薬液の少なくとも一方を含有させて該冷却塔に循環させる循環工程を有する冷却方法。
【請求項２】
前記循環工程は、前記冷却水中の残留塩素濃度に応じて、残留塩素濃度制御手段が前記ナノバブル発生機に対して、該冷却水に前記ナノバブルを含有させるか、または該冷却水に前記ナノサイズ化された薬液を含有させるように制御する請求項１に記載の冷却方法。
【請求項３】
前記循環工程は、前記冷却水中のＴＯＣ（トータルオーガニックカーボン；Ｔｏｔａｌ、ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃａｒｂｏｎ）濃度に応じて、ＴＯＣ濃度制御手段が前記ナノバブル発生機に対して、前記ナノバブルの発生量または前記ナノサイズ化された薬液の発生量を制御する請求項１または２に記載の冷却方法。
【請求項４】
熱交換媒体を冷却するための冷却塔からの冷却水にナノバブルおよびナノサイズ化された薬液の少なくとも一方を含有させて該冷却塔に循環させるナノバブル発生機を有する冷却装置。
【請求項５】
前記冷却水中の残留塩素濃度に応じて、前記ナノバブル発生機に対して、前記ナノバブルを発生させるかまたは前記ナノサイズ化された薬液を発生させるかを制御する残留塩素濃度制御手段をさらに有する請求項４に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記冷却水中のＴＯＣ濃度に応じて、前記ナノバブル発生機に対して、前記ナノバブルの発生量または前記ナノサイズ化された薬液の発生量を制御するＴＯＣ濃度制御手段をさらに有する請求項４または５に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記冷却塔は、前記冷却水を貯留して散水するための上部水槽と、該上部水槽の下方に設けられて該上部水槽から該冷却水が散水されて前記熱交換媒体を冷却するための熱交換部と、該熱交換部の下方に設けられて散水された冷却水を受けて貯留する下部水槽とを有する請求項４〜６のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項８】
前記下部水槽内の冷却水が、前記ナノバブル発生機および散水ポンプのうちの少なくとも該ナノバブル発生機を通って前記上部水槽に移送され、該上部水槽から前記熱交換部を介して該下部水槽に戻るように循環される請求項７に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記ナノバブル発生機は、前記冷却塔から供給される冷却水および気体を混合せん断させてマイクロバブルの白濁水を作製する気液混合循環ポンプと、該気液混合循環ポンプから供給されるマイクロバブルをせん断してナノバブルを発生させる気体せん断部とを有する請求項４、７および８のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１０】
前記ナノバブル発生機は、前記冷却塔から供給される冷却水および薬液を混合せん断させてマイクロサイズ化された薬液の白濁水を作製する気液混合循環ポンプと、該気液混合循環ポンプから供給されるマイクロサイズ化された薬液をせん断してナノサイズ化された薬液を発生させる気体せん断部とを有する請求項４、７および８のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１１】
前記ナノバブル発生機は、前記冷却塔から供給される冷却水に気体または／および薬液を混合せん断させて、マイクロバブルの白濁水または／およびマイクロサイズ化された薬液の白濁水を作製する気液混合循環ポンプと、該気液混合循環ポンプから供給されるマイクロバブルまたは／およびマイクロサイズ化された薬液をせん断してナノバブルまたは／およびナノサイズ化された薬液を発生させる気体せん断部とを有する請求項４〜８のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１２】
前記ナノバブル発生機は、前記気体を前記気液混合循環ポンプに供給可能とする気体供給用バルブを更に有する請求項９または１１に記載の冷却装置。
【請求項１３】
前記ナノバブル発生機は、前記冷却水を処理するための薬品が液体として貯留されている薬液槽と、該薬液槽から薬液を吸引可能とする薬液槽ポンプと、該薬液槽ポンプからの薬液を該気液混合循環ポンプに供給可能とする薬液供給用バルブとを更に有する請求項１０または１１に記載の冷却装置。
【請求項１４】
前記残留塩素濃度制御手段は、冷却水中の残留塩素濃度を検出する残留塩素計と、該残留塩素計による検出結果が所定の基準値以上の場合に気体供給用バルブを開状態とし、かつ薬液供給用バルブを閉状態として気液混合循環ポンプに対してナノバブルを発生させ、また、該検出結果が所定の基準値よりも低い場合に前記薬液槽用ポンプを運転し、該気体供給用バルブを閉状態、かつ該薬液供給用バルブを開状態として該気液混合循環ポンプに対してナノサイズ化された薬液を発生させる残留塩素調節計とを有する請求項５に記載の冷却装置。
【請求項１５】
前記残留塩素濃度制御手段は、冷却水中の残留塩素濃度を検出する残留塩素計と、該残留塩素計による検出結果が所定の基準値以上の場合に前記薬液槽用ポンプを運転し、気体供給用バルブおよび薬液供給用バルブを共に低開度の開状態として気液混合循環ポンプに対してナノバブルおよびナノサイズ化された薬液の低量を発生させ、また、該検出結果が所定の基準値よりも低い場合に該薬液槽用ポンプを運転し、該気体供給用バルブおよび薬液供給用バルブを共に高開度の開状態として該気液混合循環ポンプに対してナノバブルおよびナノサイズ化された薬液の高量を発生させる残留塩素調節計とを有する請求項５に記載の冷却装置。
【請求項１６】
前記残留塩素濃度制御手段は、冷却水中の残留塩素濃度を検出する残留塩素計と、該残留塩素計による検出結果が所定の基準値以上の場合に、気体供給用バルブを開状態とし、かつ薬液供給用バルブを閉状態として気液混合循環ポンプに対してナノバブルを発生させ、また、該検出結果が所定の基準値よりも低い場合に該薬液槽用ポンプを運転し、該気体供給用バルブおよび薬液供給用バルブを共に開状態として該気液混合循環ポンプに対してナノバブルおよびナノサイズ化された薬液を共に発生させる残留塩素調節計とを有する請求項５に記載の冷却装置。
【請求項１７】
前記残留塩素計は、前記下部水槽内または上部水槽内に設置されて該水槽内の冷却水中の残留塩素濃度を検出する請求項１４〜１６のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項１８】
前記ＴＯＣ濃度制御手段は、冷却水中のＴＯＣ濃度を検出するＴＯＣ計と、該ＴＯＣ計による検出結果が所定の基準値以上の場合にモーター回転数制御手段を介して前記気液混合循環ポンプのモーター回転数を高くするように制御し、該検出結果が所定の基準値よりも低い場合に該モーター回転数制御手段を介して該気液混合循環ポンプのモーター回転数を低くするように制御するＴＯＣ調節計とを有する請求項６に記載の冷却装置。
【請求項１９】
前記ＴＯＣ計は、前記下部水槽内または上部水槽内に設置されて該水槽内の冷却水中のＴＯＣ濃度を検出する請求項１８に記載の冷却装置。
【請求項２０】
前記下部水槽内に、ひも状型ポリ塩化ビニリデン充填物、リング型ポリ塩化ビニリデン充填物および収容かご内に充填された活性炭のうちの少なくともいずれかが設置されている請求項７、８、１７および１９のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項２１】
前記薬液は、次亜塩素酸ソーダ、臭化物塩およびポリアクリレートのうちの少なくともいずれかを溶解させた液である請求項４〜６、１０、１１および１３〜１７のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項２２】
前記気体は、空気およびオゾンガスのうちの少なくともいずれかである請求項９、１１および１２のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項２３】
前記上部水槽は、散水貯留槽と、該散水貯留槽の底部に小孔が多数設けられた多孔板とを有し、前記熱交換部は、該多孔板の小孔から散水され、熱交換媒体が内部を流れる多数の熱交換パイプから構成されている請求項７に記載の冷却装置。
【請求項２４】
前記多数の熱交換パイプの外周部を囲むように取り付けられた冷却水の飛散防止用ルーバーと、該冷却水の飛散防止用ルーバーから該多数の熱交換パイプを通過した熱交換後の内部空気を外部に排気するためのファンとを有する請求項２３に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各産業において使用されている多くの冷却塔などにおける冷却装置およびこれを用いた冷却方法に関し、特に、冷却装置内にナノバブルと各種ナノサイズ薬品を効率的に発生させて、そのナノバブルとナノサイズ各種薬品を冷却水に含有させ、冷却塔における冷却水の水質改善、熱交換効率の改善、省エネ推進および冷却水に添加されていた水処理薬品の使用量を大幅に削減可能な冷却装置および冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷却塔は、冷却媒体を熱媒体の水などで冷却するために、多くの産業において使用されている。冷却塔は、丸型や角型などがあり、水などの熱媒体を大気と直接または間接的に接触させて内部の冷却媒体を冷却する熱交換器の一種であって、特に、屋外などに設置される。
【０００３】
この冷却塔の冷却水は、水温の関係から、細菌やアメーバなどの微生物の増殖に適しており、レジオネラ属菌も増えやすい。さらに、冷却水のエアロゾルが空中に飛散するため、注意が必要である。したがって、冷却塔の使用期間中は、レジオネラ属菌の増殖を抑制するため、殺菌剤などの薬剤が継続的に添加される場合が多い。この薬剤としては、塩素剤などが挙げられる。
【０００４】
さらに、上記冷却塔の洗浄および殺菌効果を維持するため、水処理が行われている。また、冷却水が濃縮され過ぎると、冷却装置内にスケール、スライムまたは腐蝕などが発生して、洗浄や殺菌効果を失わせる。よって、その対策として、冷却水を強制ブローして、水を補給することによって濃縮を抑制することなどが行われている。一般的には、スケール、スライムまたは腐蝕防止用の薬剤が適正な濃度により投入されている。
【０００５】
ところで、従来技術として、例えば特許文献１には、清掃処理に関し、ナノバブルの利用方法および装置が開示されている。この特許文献１に開示されている従来技術は、ナノバブルが有する浮力の減少、表面積の増加、表面活性の増大、局所高圧場の生成、および静電分極の実現による界面活性作用と殺菌作用などの特性を活用している。より具体的には、特許文献１には、それらが相互に関連することによって、汚れ成分の吸着機能、物体表面の高速洗浄機能、および殺菌機能によって、各種物体を高機能、かつ、低環境負荷により洗浄して、汚濁水の浄化を行うことができることが開示されている。
【０００６】
また、他の従来技術として、例えば特許文献２には、汚水処理に関し、ナノ気泡の生成方法が開示されている。この特許文献２に開示されている従来技術は、液体中において、（１）液体の一部を分解ガス化する工程、（２）液体中において超音波を印加する工程、または（３）液体の一部を分解ガス化する工程と超音波を印加する工程により構成されている。
【０００７】
さらに他の従来技術として、例えば特許文献３には、オゾンマイクロバブルを利用する廃液の浄化処理装置が開示されている。この特許文献３には、マイクロバブル発生装置に対して、オゾン発生装置により生成されたオゾンガスと処理槽の下部から抜き出された廃液を、加圧ポンプを介して供給し、さらに、生成されたオゾンマイクロバブルをガス吹き出しパイプの開口部より処理槽内の廃液中に通気することが開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１２１９６２号公報
【特許文献２】特開２００３−３３４５４８号公報
【特許文献３】特開２００４−３２１９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の特許文献１〜３では、清掃処理や汚水処理に関するものであって冷却装置の冷却塔における熱交換に関するものではなく、これらの従来技術には、以下のような問題がある。
【０００９】
上記従来の特許文献１〜３には、冷却塔の冷却水にナノバブルを含有させて循環させると、ナノバブルの強力な酸化作用により含有有機物が酸化処理されて、水質が改善されることは開示されていない。また、上記従来の特許文献１〜３には、ナノバブルを製造する際に、冷却塔用の薬品である少量の次亜塩素酸ソーダ溶液などもナノサイズ化させて混合すると、水質がさらに大幅に改善されることも開示されていない。
【００１０】
さらに、上記従来の特許文献１〜３には、冷却塔の冷却水中にナノバブルを含有させると、ナノバブルの強力な酸化作用のために藻類の発生が抑えられ、冷却水に関する水処理薬品の削減が可能となることも開示されていない。さらに、上記従来の特許文献１〜３には、冷却水の水質をＴＯＣ（全有機炭素；トータルオーガニックカーボン；Ｔｏｔａｌ、ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃａｒｂｏｎ）により検出して、水質に合わせて気液混合循環ポンプ２８の回転数を制御すると、省エネルギー効果が確保されることも開示されていない。
【００１１】
さらに、上記特許文献１〜３には、冷却塔の冷却水中にナノバブルを含有させると、気液混合冷却水となり、冷却塔の熱交換パイプ（コイル）に関する熱交換の効率（熱効率）が向上して、省エネルギー化が可能であることも開示されていない。さらに、上記特許文献１〜３には、熱効率が向上される理由として、ナノバブルによって、熱交換パイプが常に洗浄されるという作用があることも開示されていない。
【００１２】
さらに、上記特許文献１〜３には、冷却塔に充填材を設置して冷却水を循環させると、時間の経過と共に、強い微生物が充填材に繁殖し、それらの微生物によって冷却水が水処理されていることも開示されていない。さらに、上記特許文献１〜３には、充填材に微生物が集中的に繁殖するが、充填材以外の水やその他の接液部分では微生物の繁殖が抑えられるということも開示されていない。
【００１３】
したがって、従来の冷却装置の冷却塔は、長く運転していると、外気から各種物質が冷却水に溶け、その結果、冷却水の水質が悪化したり、熱交換の効率が悪化したり、細菌やアメーバなどの微生物が増殖したり、スケールやスライムが発生・付着したり、腐蝕防止用の薬剤の使用量が増加するなど、冷却塔に関して各種のトラブルが発生し、省エネルギー化を達成することができないという問題がある。
【００１４】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、長く運転しても、冷却水の水質が悪化したり、熱交換の効率が悪化したり、細菌やアメーバなどの微生物が増殖したり、スケールやスライムが発生・付着したり、腐蝕防止用の薬剤の使用量が増加するなど、冷却塔に関する各種のトラブル発生を抑制し、省エネルギー化をも達成することができる冷却装置およびこれを用いた冷却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】
【００１５】
本発明の冷却方法は、熱交換媒体を冷却するための冷却塔からの冷却水に、ナノバブル発生機が、ナノバブルおよびナノサイズ化された薬液の少なくとも一方を含有させて該冷却塔に循環させるものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１６】
また、好ましくは、本発明の冷却方法における循環工程は、前記冷却水中の残留塩素濃度に応じて、残留塩素濃度制御手段が前記ナノバブル発生機に対して、該冷却水に前記ナノバブルを含有させるか、または該冷却水に前記ナノサイズ化された薬液を含有させるように制御する。
【００１７】
さらに、好ましくは、本発明の冷却方法における循環工程は、前記冷却水中のＴＯＣ（トータルオーガニックカーボン；Ｔｏｔａｌ、ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃａｒｂｏｎ）濃度に応じて、ＴＯＣ濃度制御手段が前記ナノバブル発生機に対して、前記ナノバブルの発生量または前記ナノサイズ化された薬液の発生量を制御する。
【００１８】
本発明の冷却装置は、熱交換媒体を冷却するための冷却塔からの冷却水にナノバブルおよびナノサイズ化された薬液の少なくとも一方を含有させて該冷却塔に循環させるナノバブル発生機を有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１９】
また、好ましくは、本発明の冷却装置において、前記冷却水中の残留塩素濃度に応じて、前記ナノバブル発生機に対して、前記ナノバブルを発生させるかまたは前記ナノサイズ化された薬液を発生させるかを制御する残留塩素濃度制御手段をさらに有する。
【００２０】
さらに、好ましくは、本発明の冷却装置において、前記冷却水中のＴＯＣ濃度に応じて、前記ナノバブル発生機に対して、前記ナノバブルの発生量または前記ナノサイズ化された薬液の発生量を制御するＴＯＣ濃度制御手段をさらに有する。
【００２１】
さらに、好ましくは、本発明の冷却装置における冷却塔は、前記冷却水を貯留して散水するための上部水槽と、該上部水槽の下方に設けられて該上部水槽から該冷却水が散水されて前記熱交換媒体を冷却するための熱交換部と、該熱交換部の下方に設けられて散水された冷却水を受けて貯留する下部水槽とを有する。
【００２２】
さらに、好ましくは、本発明の冷却装置における下部水槽内の冷却水が、前記ナノバブル発生機および散水ポンプのうちの少なくとも該ナノバブル発生機を通って前記上部水槽に移送され、該上部水槽から前記熱交換部を介して該下部水槽に戻るように循環される。
【００２３】
さらに、好ましくは、本発明の冷却装置におけるナノバブル発生機は、前記冷却塔から供給される冷却水および気体を混合せん断させてマイクロバブルの白濁水を作製する気液混合循環ポンプと、該気液混合循環ポンプから供給されるマイクロバブルをせん断してナノバブルを発生させる気体せん断部とを有する。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明の冷却装置におけるナノバブル発生機は、前記冷却塔から供給される冷却水および薬液を混合せん断させてマイクロサイズ化された薬液の白濁水を作製する気液混合循環ポンプと、該気液混合循環ポンプから供給されるマイクロサイズ化された薬液をせん断してナノサイズ化された薬液を発生させる気体せん断部とを有する。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明の冷却装置におけるナノバブル発生機は、前記冷却塔から供給される冷却水に気体または／および薬液を混合せん断させて、マイクロバブルの白濁水または／およびマイクロサイズ化された薬液の白濁水を作製する気液混合循環ポンプと、該気液混合循環ポンプから供給されるマイクロバブルまたは／およびマイクロサイズ化された薬液をせん断してナノバブルまたは／およびナノサイズ化された薬液を発生させる気体せん断部とを有する。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明の冷却装置におけるナノバブル発生機は、前記気体を前記気液混合循環ポンプに供給可能とする気体供給用バルブを更に有する。
【００２７】
さらに、好ましくは、本発明の冷却装置におけるナノバブル発生機は、前記冷却水を処理するための薬品が液体として貯留されている薬液槽と、該薬液槽から薬液を吸引可能とする薬液槽ポンプと、該薬液槽ポンプからの薬液を該気液混合循環ポンプに供給可能とする薬液供給用バルブとを更に有する。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明の冷却装置における残留塩素濃度制御手段は、冷却水中の残留塩素濃度を検出する残留塩素計と、該残留塩素計による検出結果が所定の基準値以上の場合に気体供給用バルブを開状態とし、かつ薬液供給用バルブを閉状態として気液混合循環ポンプに対してナノバブルを発生させ、また、該検出結果が所定の基準値よりも低い場合に前記薬液槽用ポンプを運転し、該気体供給用バルブを閉状態、かつ該薬液供給用バルブを開状態として該気液混合循環ポンプに対してナノサイズ化された薬液を発生させる残留塩素調節計とを有する。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明の冷却装置における残留塩素濃度制御手段は、冷却水中の残留塩素濃度を検出する残留塩素計と、該残留塩素計による検出結果が所定の基準値以上の場合に前記薬液槽用ポンプを運転し、気体供給用バルブおよび薬液供給用バルブを共に低開度の開状態として気液混合循環ポンプに対してナノバブルおよびナノサイズ化された薬液の低量を発生させ、また、該検出結果が所定の基準値よりも低い場合に該薬液槽用ポンプを運転し、該気体供給用バルブおよび薬液供給用バルブを共に高開度の開状態として該気液混合循環ポンプに対してナノバブルおよびナノサイズ化された薬液の高量を発生させる残留塩素調節計とを有する。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明の冷却装置における残留塩素濃度制御手段は、冷却水中の残留塩素濃度を検出する残留塩素計と、該残留塩素計による検出結果が所定の基準値以上の場合に、気体供給用バルブを開状態とし、かつ薬液供給用バルブを閉状態として気液混合循環ポンプに対してナノバブルを発生させ、また、該検出結果が所定の基準値よりも低い場合に該薬液槽用ポンプを運転し、該気体供給用バルブおよび薬液供給用バルブを共に開状態として該気液混合循環ポンプに対してナノバブルおよびナノサイズ化された薬液を共に発生させる残留塩素調節計とを有する。
【００３１】
さらに、好ましくは、本発明の冷却装置における残留塩素計は、前記下部水槽内または上部水槽内に設置されて該水槽内の冷却水中の残留塩素濃度を検出する。
【００３２】
さらに、好ましくは、本発明の冷却装置におけるＴＯＣ濃度制御手段は、冷却水中のＴＯＣ濃度を検出するＴＯＣ計と、該ＴＯＣ計による検出結果が所定の基準値以上の場合にモーター回転数制御手段を介して前記気液混合循環ポンプのモーター回転数を高くするように制御し、該検出結果が所定の基準値よりも低い場合に該モーター回転数制御手段を介して該気液混合循環ポンプのモーター回転数を低くするように制御するＴＯＣ調節計とを有する。
【００３３】
さらに、好ましくは、本発明の冷却装置におけるＴＯＣ計は、前記下部水槽内または上部水槽内に設置されて該水槽内の冷却水中のＴＯＣ濃度を検出する。
【００３４】
さらに、好ましくは、本発明の冷却装置における下部水槽内に、ひも状型ポリ塩化ビニリデン充填物、リング型ポリ塩化ビニリデン充填物および収容かご内に充填された活性炭のうちの少なくともいずれかが設置されている。
【００３５】
さらに、好ましくは、本発明の冷却装置における薬液は、次亜塩素酸ソーダ、臭化物塩およびポリアクリレートのうちの少なくともいずれかを溶解させた液である。
【００３６】
さらに、好ましくは、本発明の冷却装置における気体は、空気およびオゾンガスのうちの少なくともいずれかである。
【００３７】
さらに、好ましくは、本発明の冷却装置における上部水槽は、散水貯留槽と、該散水貯留槽の底部に小孔が多数設けられた多孔板とを有し、前記熱交換部は、該多孔板の小孔から散水され、熱交換媒体が内部を流れる多数の熱交換パイプから構成されている。
【００３８】
さらに、好ましくは、本発明の冷却装置において、前記多数の熱交換パイプの外周部を囲むように取り付けられた冷却水の飛散防止用ルーバーと、該冷却水の飛散防止用ルーバーから該多数の熱交換パイプを通過した熱交換後の内部空気を外部に排気するためのファンとを有する。
【００３９】
上記構成により、以下に、本発明の作用について説明する。
【００４０】
本願発明者らは、（１）冷却塔の冷却水にナノバブルを含有させて循環させると、ナノバブルの強力な酸化作用により含有有機物が酸化処理されて、水質が改善されることを見出した。マイクロバブルにも、ある程度、冷却塔にスライムやスケールが発生することを防止する効果はあるものの、ナノバブルは、それよりも強力な酸化作用や洗浄作用によって、冷却塔に対してより大きな水質改善効果が得られる。また、本願発明者らは、ナノバブルを製造する際に、冷却塔用の処理薬品である少量の次亜塩素酸ソーダ溶液などもナノサイズ化して混合すると、水質がさらに大幅に改善することを見出した。ナノサイズ化された薬液を冷却水に含有させることによって、少量によりその薬品の作用を向上させることが可能となる。
【００４１】
また、本願発明者らは、（２）冷却塔の冷却水中にナノバブルを含有させると、ナノバブルの強力な酸化作用により藻類などの発生が抑えられ、冷却水に関する水処理薬品をより削減可能となることを見出した。
【００４２】
さらに、本願発明者らは、（３）冷却水の水質をＴＯＣ（全有機炭素）濃度により検出して、水質に合わせて気液混合循環ポンプの回転数を制御することによって、省エネルギー効果が得られることを見出した。
【００４３】
さらに、本願発明者らは、（４）冷却塔の冷却水中にナノバブルを含有させると、気液混合冷却水となり、冷却塔の熱交換パイプ（コイル）内において、熱交換効率（熱効率）が向上して、省エネルギー効果が得られることを見出した。また、熱効率が向上する理由として、ナノバブルによって熱交換パイプが常に洗浄されるという作用があることを見出した。
【００４４】
さらに、本願発明者らは、（５）冷却塔に充填材を設置して冷却水を循環させると、時間の経過と共に、強い微生物が充填材に繁殖して、それらの微生物によって冷却水が水処理されることを見出した。ナノバブルによる強力な酸化作用を利用する冷却水条件であっても、冷却塔下部の水槽に、選定された充填材を充填させることによって、充填材に微生物を繁殖させて、微生物により冷却塔の水質を改善可能となる。
【００４５】
さらに、本願発明者らは、（６）充填材には微生物が集中的に繁殖するが、充填材以外の水やその他の接液部分では微生物の繁殖が抑えられることも見出した。
【００４６】
そこで、本発明にあっては、冷却塔の冷却水にナノバブルを含有させて冷却塔に循環することによって、ナノバブルによる冷却装置の接液部分が常に浄冷されている状態となり、さらに、冷却塔の冷却水にナノサイズ化された薬液を含有させて循環することによって、薬品の有する殺菌性などの作用により、冷却塔を常に、清掃・管理された状態に維持して、新規に設置されたときと同様の性能で冷却装置を維持することが可能となる。
【００４７】
また、ナノバブルまたは／およびナノサイズ化された薬液を含有させた冷却水を作製するために、ナノバブル発生機は、マイクロバブル発生部を有する気液混合循環ポンプと、気体せん断部とを備えている。したがって、マイクロバブル発生部を有する気液混合循環ポンプによって発生したマイクロバブルまたはマイクロサイズ化された液体から、気体せん断部によってナノバブルまたはナノサイズ化された液体を確実に作製することが可能となる。また、ナノバブル発生機が薬品槽ポンプおよび薬品槽を有し、ナノサイズ化された薬液を作製するため、薬品の有する作用を、少ない薬品量により得ることが可能となる。通常の薬品よりも、ナノサイズ化された薬液の方が、薬品のサイズが格段に小さいため、化学的作用が格段に得られるということが実験により判明されている。よって、従来よりも少ない薬品量により、薬品の殺菌などの有効な作用を達成可能となる。その理由としては、薬品の分子レベルによる作用と考えられる。
【００４８】
さらに、冷却塔下部に設けられた冷却装置水槽に、ひも状型ポリ塩化ビニリデン充填物を充填させることによって、ひも状型ポリ塩化ビニリデン充填物に微生物を安定的に繁殖させて、冷却水を微生物処理することが可能となる。例えば、冷却水中に次亜塩素酸ソーダを添加しても、少量の場合、次亜塩素酸ソーダに強い微生物が冷却水中に発生する。その次亜塩素酸ソーダに強い微生物を、ひも状型ポリ塩化ビニリデン充填物に集中して繁殖させることが可能となる。
【００４９】
または、冷却塔下部に設けられた冷却装置水槽に、リング型ポリ塩化ビニリデン充填物を充填させることによって、リング状型ポリ塩化ビニリデン充填物に微生物を安定的に繁殖させて、冷却水を微生物処理することが可能となる。
【００５０】
または、冷却塔下部に設けられた冷却装置水槽に収容かごを設置して活性炭を充填させることによって、活性炭に微生物を安定的に繁殖させて、冷却水を微生物処理することが可能となる。さらに、活性炭に冷却水中の有機物を吸着させ、その後、活性炭に繁殖させた微生物により、活性炭に吸着された有機物を微生物分解させることも可能となる。
【００５１】
さらに、冷却装置下部の水槽に設けられた残留塩素濃度計によって冷却水中の残留塩素濃度を測定し、残留塩素調節計によってバルブを制御することによって、残留塩素濃度が所定の基準値以上の場合にナノバブルを発生させ、残留塩素濃度が所定の基準値よりも低い場合にナノサイズ化された薬液を発生させるように、ナノバブル発生機を動作させることも可能である。この場合、ナノサイズ化された残留塩素の作用を最大限とし、また、無駄な薬品添加が生じないように制御することが可能となる。
【００５２】
さらに、冷却装置下部の水槽に設けられたＴＯＣ計によって冷却水中のＴＯＣ濃度を測定し、ＴＯＣ調節計によって気液混合循環ポンプのモーター回転数を制御することによって、気液混合循環ポンプの運転を制御することが可能となる。これにより、気液混合ポンプの運転が常時ではなく、必要時のみとなることから、省エネルギー化を図り、ランニングコストを低減させることが可能となる。
【００５３】
さらに、ナノバブル発生機を、冷却水中の残留塩素濃度とＴＯＣ濃度の両方（またはいずれか一方）で制御することによって、冷却水を総合的に水質管理することが可能となり、冷却塔の性能を正確に、しかも、詳細に維持して運転させることが可能となる。
【００５４】
さらに、薬品槽に次亜塩素酸ソーダ、臭化物塩を溶解させた液、またはポリアクリレートを溶解させた液を投入することによって、次亜塩素酸ソーダ、臭化物塩またはポリアクリレートが有するスケール発生防止作用や藻類発生防止作用作用を、最大限に、より少ない使用量により得ることが可能となる。
【００５５】
さらに、ナノバブル発生機に、空気の代替としてオゾンガスを供給してもよい。この場合、オゾンナノバブルが作製され、冷却水中に長時間オゾンを維持して、オゾンが有する殺菌性によって、冷却水中や冷却塔のルーバーに藻類が発生付着することを阻止して、冷却塔の性能を維持することが可能となる。
【００５６】
なお、本願発明において、マイクロバブル＝その発生時において、１０μｍ〜数十μｍの気泡径を有する気泡（マイクロバブル）は、発生後に収縮運動により『マイクロナノバブル』に変化する。マイクロナノバブル＝１０μｍから数百ｎｍ前後の直径を有する気泡である。ナノバブル＝数百ｎｍ以下の直径を有する気泡と定義する。これは、徳山工専の大成先生によって定義されたものである。
【発明の効果】
【００５７】
以上により、本発明によれば、冷却塔の冷却水にナノバブルおよびナノサイズ化された薬液を含有させて冷却塔に循環させることによって、（１）冷却水の水質改善、（２）冷却水に関する水処理薬品の削減および（３）ナノバブルによる熱交換パイプの洗浄効果とナノバブル含有冷却水によるコイル熱効率向上を図ることができ、特に、国家プロジェクトである地球温暖化対策としての冷却塔に関する省エネルギー効果を確実に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
以下に、本発明の冷却装置およびこれを用いた冷却方法の実施形態１〜１０について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る冷却装置の要部構成例を模式的に示す縦断面構成図である。
【００５９】
図１において、本実施形態１の冷却装置１００は、冷却塔上部１０、冷却塔中間部２０および冷却塔下部３０を有する冷却塔と、この冷却塔からの冷却水にナノバブルまたはナノサイズ化された薬液を含有させて冷却塔に循環させるナノ粒子発生機としてのナノバブル発生機４０と、冷却水中の残留塩素濃度に応じて、このナノバブル発生機４０に対して、ナノバブルを発生させるかまたはナノサイズ化された薬液を発生させるかを制御する残留塩素濃度制御手段と、冷却水中のＴＯＣ（全有機炭素；トータルオーガニックカーボン；Ｔｏｔａｌ、ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃａｒｂｏｎ）濃度に応じて、このナノバブル発生機４０に対して、ナノバブルの発生量またはナノサイズ化された薬液の発生量を制御するＴＯＣ濃度制御手段とを有している。
【００６０】
冷却塔上部１０は、上部水槽としての散水貯留槽１１ａおよび１１ｂと、この散水貯留槽１１ａおよび１１ｂの底部に小孔が多数設けられた多孔板１２と、熱交換後の内部空気を外部に排気するためのファン１３とを有している。散水貯留槽１１ａおよび１１ｂは、冷却塔中間部２０の上部に設けられ、後述する多数の熱交換パイプ２１を冷却するために、その底部の多孔板１２の小孔から、可能な限り均等に冷却水が落下して熱交換パイプ２１に散水されるようになっている。
【００６１】
冷却塔の中間部２０は、熱交換部としての多数の熱交換パイプ２１と、この熱交換パイプ２１の外部に取り付けられた冷却水の飛散防止用ルーバー２２とを有している。一般に、熱交換パイプ２１には銅製のものが用いられていることが多く、熱交換パイプ２１の中には、外気温度よりも高い温度の水など、熱交換されるべき液体（熱交換媒体）が流れている。例えば、冷凍機（図示せず）からの冷水などが、最も一般的である。その液体が熱交換パイプ２１の中を通過することによって、熱交換パイプ２１の中の液体が、熱交換前の外気Ａによって、散水された冷却水およびその気化熱で熱交換されて冷却される。
【００６２】
冷却塔下部３０は、残留塩素計３１とＴＯＣ計３２とが設置された冷却装置水槽３３を有している。
【００６３】
ナノバブル発生機４０は、下部水槽としての冷却装置水槽３３の外部に設置されており、マイクロバブル発生部４１を有する気液混合循環ポンプ４２と、配管６１を介して気液混合循環ポンプ４２に接続された気体せん断部４３と、冷却水中の残留塩素濃度およびＴＯＣ濃度に応じて互いに相反して開閉される電動バルブ４４および４５と、配管６２を介して電動バルブ４４および４５に接続され、冷却水中の残留塩素濃度およびＴＯＣ濃度に応じて運転が制御される薬品槽ポンプ４６と、この薬品槽ポンプ４６に接続され、冷却水を処理するための各種薬品が液体として貯留されている薬品槽４７とを有している。なお、ナノバブル発生機４０として、株式会社協和機設製のものを用いたが、これに限定されるものではない。
【００６４】
ナノバブル発生機４０では、第１段階において、空気由来のマイクロバブル、または薬品由来のマイクロサイズ化された薬液が、マイクロバブル発生部４１を有する気液混合循環ポンプ４２により製造される。第２段階において、気体せん断部４３により、必要に応じて、ナノバブルまたはナノサイズ化された薬液が製造される。このとき、電動バルブ４４または電動バルブ４５の開度（ここでは開かまたは閉）により、空気量または薬液量が正確に制御されて、ナノバブルまたはナノサイズ化された薬液が製造される。より正確な制御が必要とされる場合は、気液混合循環ポンプ４２の回転数制御器（インバーター）が追加設置された構成としてもよい。なお、この気体せん断部４３により、マイクロバブルをせん断してナノバブルを得るだけではなく、マイクロサイズ化された薬液をもせん断してナノサイズ薬液を得ることができる。
【００６５】
マイクロバブル発生部４１を有する気液混合循環ポンプ４２は、ポンプ本体によりマイクロバブルを発生させることが可能なポンプである。従来、ポンプ部とマイクロバブル発生部は別々に構成されていたが、ここでは、気液混合循環ポンプ４２として、マイクロバブル発生部４１が付属された特殊なポンプが用いられている。
【００６６】
薬品槽４７には、冷却水を処理するための各種薬品として、例えば、次亜塩素酸ソーダ、臭化物塩を溶解させた液、またはポリアクリレートを溶解させた液などが投入されている。特に、次亜塩素酸ソーダは、残留塩素濃度を上昇させるため、選定される場合が多いが、これに限定されるものではない。
散水ポンプ４９は、配管６３ａを介して冷却装置水槽３３に接続され、気液混合循環ポンプ４２も配管６３ｂを介して冷却装置水槽３３に接続されている。冷却塔下部３０の冷却装置水槽３３の冷却水は、配管６３ａを通って散水ポンプ４９に供給され、散水ポンプ４９により配管６４ａを通って冷却塔上部１０の散水貯留槽１１ａに移送されて、冷却塔上部１０、冷却塔中間部２０および冷却塔下部３０の間で冷却水が循環されるようになっている。また、冷却塔下部３０の冷却装置水槽３３の冷却水は、配管６３ｂを通ってナノバブル発生機４０に供給され、ナノバブルまたはナノサイズ化された薬液が含有されて、バルブ８１および配管６４ｂを通って冷却塔上部１０の散水貯留槽１１ｂに移送されて、冷却塔上部１０、冷却塔中間部２０および冷却塔下部３０の間で冷却水が循環されるようになっている。即ち、下部水槽である冷却装置水槽３３の冷却水は、ナノバブル発生機４０および散水ポンプ４９をそれぞれ通って上部水槽としての散水貯留槽１１ａ，１１ｂに移送され、この散水貯留槽１１ａ，１１ｂからその下の熱交換部としての多数の熱交換パイプ２１を介して熱交換した後に下部水槽としての冷却装置水槽３３に戻るようになっている。
【００６７】
残留塩素調節計５１は、信号線７１を介して残留塩素計３１と電気的に接続されており、残留塩素計３１により測定された冷却装置水槽３３内の冷却水の残留塩素濃度が、信号として残留塩素調節計５１に伝送されるようになっている。冷却装置水槽３３内の冷却水の残留塩素濃度に応じて、残留塩素調節計５１により信号線７２を介して電動バルブ４４が開状態、電動バルブ４５が閉状態に制御されて、空気がマイクロバブル発生部４１に供給される状態となるか、または、残留塩素調整計５１により信号線７２を介して電動バルブ４５が開状態、電動バルブ４４が閉状態に制御されると共に薬品槽ポンプ４６が運転され、薬液がマイクロバブル発生部４１に供給される状態となるようになっている。これらの残留塩素計３１および残留塩素調節計５１により残留塩素濃度制御手段が構成されており、冷却水中の残留塩素濃度に応じて、ナノバブル発生機４０に対して、ナノバブルを発生させるかまたはナノサイズ化された薬液を発生させるかを制御するようになっている。この薬品槽ポンプ４６が運転されるときに、気液混合循環ポンプ４２にも残留塩素調節計５１から制御信号を出力して、気液混合循環ポンプ４２の回転数を上げるように駆動制御することもできる。
【００６８】
ＴＯＣ調節計５２は、信号線７３を介してＴＯＣ計３２と電気的に接続されており、ＴＯＣ計３２により測定された冷却装置水槽３３内の冷却水のＴＯＣ濃度が、信号としてＴＯＣ調節計５２に伝送されるようになっている。冷却装置水槽３３内の冷却水のＴＯＣ濃度に応じて、ＴＯＣ調節計５２により信号線７４を介してモーター回転数制御手段としてのモーター回転数制御器５３が制御され、気液混合循環ポンプ４２のモーター回転数が制御されるようになっている。これらのＴＯＣ計３２、ＴＯＣ調節計５２およびモーター回転数制御器５３によりＴＯＣ濃度制御手段が構成されており、冷却水中のＴＯＣ濃度に応じて、ナノバブル発生機４０に対して、ナノバブルの発生量またはナノサイズ化された薬液の発生量を制御するようになっている。なお、ＴＯＣ濃度とは、冷却水中の汚れ度合いを示す有機物の濃度である。
【００６９】
上記構成により、以下に、本実施形態１の冷却装置１００を用いた冷却方法について説明する。
【００７０】
冷却塔上部１０に設置されているファン１３が回転することによって、熱交換前外気Ａが吸引されて冷却装置１００の冷却塔中間部２０からルーバー２２を通過して、冷却塔中間部２０のスペース全体に熱交換パイプ２１が配置されている冷却塔内部に導入される。
【００７１】
ファン１３によって、熱交換パイプ２１が設置された冷却塔内部を通った空気は、冷却塔中間部２０の中心空間部から、熱交換後外気Ｂとなって、冷却装置１００の上部に排出される。
【００７２】
熱交換パイプ２１の中には熱交換されるべき液体が流れており、熱交換前の外気Ａによって、冷却水が気化して熱交換パイプ２１が冷やされて、熱交換パイプ２１内の液体が熱交換されて冷却される。
【００７３】
このとき、ナノバブル発生機４０によるナノバブルの発生は、以下の第１ステップと第２ステップにより行われる。
【００７４】
まず、第１ステップでは、マイクロバブル発生部４１によってマイクロバブルが形成される。マイクロバブル発生部４１においては、内部の液体に対して流体力学的に圧力が制御されることによって、負圧形成部分から気体が吸入される。高速流体運動させることにより負圧部が形成されるため（気液混合ポンプにより冷却水をマイクロバブル発生部に圧送して内部に負圧部を形成する）、マイクロバブルを発生させることができる。
【００７５】
これをより分かり易いように簡単に説明すると、第１ステップでは、電動バルブ４４が開状態で、電動バルブ４５が閉状態の場合、電動バルブ４４から空気が供給されて、冷却装置水槽３３からの冷却水と空気とが効果的に混合せん断（自給混合溶解）され、これが圧送されることにより、マイクロバブルの白濁水が製造される。一方、電動バルブ４４が閉状態で、電動バルブ４５が開状態の場合には、薬品槽４７から電動バルブ４５を介して薬液が供給され、冷却水と薬液が効果的に自給混合せん断され、これが圧送されることにより、マイクロサイズ化された薬液の白濁水が製造される。
【００７６】
次に、第２ステップでは、空気がマイクロバブル発生部４１に供給される場合には、気体せん断部４３において、第１ステップでマイクロバブル発生部４１により生成されたマイクロバブルが配管６１を通って導入され、流体運動としてせん断されることによって、マイクロバブルから更に微小なナノバブルを発生させることができる。一方、薬液がマイクロバブル発生部４１に供給される場合には、気体せん断部４３において、第１ステップでマイクロバブル発生部４１により生成されたマイクロサイズ化された薬液が配管６１を通って導入され、流体運動としてせん断されることによって、マイクロサイズ化された薬液から更に微小なナノサイズ化された薬液を発生させることができる。
【００７７】
さらに、ナノバブル発生機４０は、残留塩素濃度計３１によって測定された冷却水中の残留塩素濃度が所定の基準値以上の場合に、残留塩素調節計５１により電動バルブ４４が開状態、電動バルブ４５が閉状態に制御されて、ナノバブルを発生させる。また、残留塩素濃度計３１によって測定された冷却水中の残留塩素濃度が所定の基準値よりも低い場合に、残留塩素調節計５１により電動バルブ４４が閉状態、電動バルブ４５が開状態に制御されると共に薬品槽ポンプ４６が運転されて、ナノサイズ化された薬液を発生させる。さらに、ＴＯＣ計３２によって測定された冷却水中のＴＯＣ濃度が所定の基準値以上の場合に、ＴＯＣ調節計５２により気液混合循環ポンプ４２のモーター回転数が高くなるように制御される。また、ＴＯＣ計３２によって測定された冷却水中のＴＯＣ濃度が所定の基準値よりも低い場合に、ＴＯＣ調節計５２により気液混合循環ポンプ４２のモーター回転数が低くなるように制御される。
【００７８】
ここで、３種類のバブルについて説明する。通常のバブル（気泡）は、水の中を上昇し、遂には表面で「パン」と弾けて消滅する。また、マイクロバブルは、直径が１０μｍ〜数十μｍの微細気泡であり、水中で縮小されて、遂には消滅（完全溶解）してしまう。さらに、ナノバブルは、マイクロバブルよりもさらに小さいバブルで、直径が１μｍ以下の１００ｎｍ〜２００ｎｍであり、いつまでも水の中に存在させることが可能である。さらに、マイクロナノバブルは、マイクロバブルとナノバブルとが混合されたバブルである。
【００７９】
以上により、本実施形態１の冷却装置１００によれば、薬品として次亜塩素酸ソーダを用いているが、ナノサイズ化された次亜塩素酸ソーダは、冷却水中に、少量が継続的に存在していた。本実施形態１の冷却装置１００において、冷却水中に次亜塩素酸ソーダが継続的に残留していることは、残量塩素濃度を測定することにより判明した。少量の次亜塩素酸ソーダによって、冷却水中に、次亜塩素酸ソーダを長く継続的に残留させることができるため、冷却装置１００の熱交換性能が向上され、冷却装置１００の維持運転管理を容易に行うことが可能となる。
【００８０】
従来の冷却塔では、長く運転すると、熱交換パイプ２１やルーバー２２に、スケールやスライムが付着されてくるが、本実施形態１では、ナノバブルを含有させた冷却水を用いることにより、スケールやスライムの付着が抑制されるため、熱交換が効率良く行われ、その結果、省エネルギー化を図ることが可能となる。
【００８１】
さらに、従来の冷却装置では、熱交換パイプ２１やルーバー２２以外の部分にも、スケールやスライムの発生・付着が生じていたが、本実施形態１では、接液部分の全てにおいてナノバブルを含有させた冷却水を用いることによって、スケールやスライムの付着を抑制することが可能となる。
【００８２】
冷却塔上部１０の散水貯留槽１１ａおよび１１ｂにおいても、ナノバブルを含有させた冷却水により、スケールやスライムの付着が抑制されるため、多孔板１２の小孔を掃除するなどのメンテナンス回数を極端に減少させることが可能となる。
【００８３】
さらに、冷却装置水槽３３や散水貯留槽１１ａおよび１１ｂにおいても、ナノバブルを含有させた冷却水が貯留されるため、槽内の表面へのスケールやスライムの付着を抑制することが可能となる。
【００８４】
図１に示す冷却装置１００を実験装置として製作し、ナノバブル発生機４０が設けられていない冷却装置の実験装置も製作して、以下のような比較実験を行った。散水貯留槽１１ａ、１１ｂの容量を約０．３ｍ３、冷却塔中間部２０を容量約４ｍ３、冷却装置水槽３３の容量を約１ｍ３として実験装置を製作し、１ケ月、実験装置に工業用水を導入して試運転を行った。
この試運転後、ナノバブル発生機４０が設けられていない冷却装置の実験装置と、本実施形態１の冷却装置１００の実験装置について、スライムの発生量を比較したところ、冷却装置１００の実験装置におけるスライム発生量は、ナノバブル発生機４０が設けられていない冷却装置の実験装置におけるスライム発生量の約２０パーセント（１／５）程度であった。即ち、槽内表面へのスケールやスライムの付着を大幅に抑制することができた。
なお、上記実施形態１では、散水貯留槽１１ａおよび１１ｂ別々に構成したが、平面視ドーナツ状などで一体物であってもよい。
（実施形態２）
図２は、本発明の実施形態２に係る冷却装置の要部構成例を模式的に示す縦断面構成図である。なお、図２に示す冷却装置において、図１に示す冷却装置１００と同じ作用効果を奏する部材については、同じ部材符号を付けてその説明を省略し、上記実施形態１と異なる作用効果を奏する部材についてのみ、以下に説明する。
【００８５】
図２において、本実施形態２の冷却装置１００Ａは、図１に示す実施形態１の冷却装置１００と比較して、冷却装置水槽３３の外部に設置されている散水ポンプ４９と配管６４ａが削除され、冷却装置水槽３３内の冷却水を左右の散水貯留槽１１ａ、１１ｂに供給するため、バルブ８２ａ、バルブ８２ｂおよび配管６５が追加されている。
【００８６】
本実施形態２の冷却装置１００Ａにおいて、冷却装置水槽３３は、配管６３ｂを介して気液混合循環ポンプ４２に接続されており、冷却塔下部３０の冷却装置水槽３３の冷却水は、配管６３ｂを通ってナノバブル発生機４０に供給され、冷却水にナノバブルまたはナノサイズ化された薬液が含有されて、バルブ８１、配管６４ｂ、バルブ８２ａおよび配管６５を通って冷却塔上部１０の散水貯留槽１１ａに移送可能とされると共に、バルブ８１、配管６４ｂおよびバルブ８２ｂを通って冷却塔上部１０の散水貯留槽１１ｂに移送可能とされて、冷却塔上部１０、冷却塔中間部２０および冷却塔下部３０の間で冷却水が循環されるようになっている。
【００８７】
以上により、本実施形態２の冷却装置１００Ａによれば、散水ポンプ４９を削減して気液混合循環ポンプ４２の１台により、ナノバブルの発生と共に冷却水を循環させることが可能となり、イニシャルコストを低減させることができる。
【００８８】
また、ナノバブルを含有させた冷却水を、左右の散水貯留槽１１ａおよび１１ｂに供給することが可能となるため、ナノバブルを冷却水に含有させることによる熱交換効率向上効果をより高めることができる。
【００８９】
さらに、気液混合循環ポンプ４２の１台だけであるため、システムがシンプル化すると共に、メンテナンスコストも低減させることができる。なお、気液混合循環ポンプ４２は、高揚程であるため、気液混合循環ポンプ４２の１台により、上記効果を得ることが可能となる。
（実施形態３）
図３は、本発明の実施形態３に係る冷却装置の要部構成例を模式的に示す縦断面構成図である。なお、図３に示す冷却装置おいて、図１に示す冷却装置１００と作用効果が同じ部材については、同じ部材符号を付けてその説明を省略し、上記実施形態１と異なる作用効果を奏する部材についてのみ、以下に説明する。
【００９０】
図３において、本実施形態３の冷却装置１００Ｂは、図１に示す実施形態１の冷却装置１００と比較して、冷却装置水槽３３の外部に設置されている散水ポンプ４９および気液混合循環ポンプ４２により、冷却装置水槽３３の冷却水を左右の散水貯留槽１１ａおよび１１ｂに分配して供給するため、バルブ８２ａ、バルブ８２ｂ、バルブ８３ａ、バルブ８３ｂ、配管６５ａおよび配管６５ｂが追加されている。この冷却水には、気液混合循環ポンプ４２を含むナノバブル発生機４０によりナノバブルを含有させた冷却水と、ナノバブルが含有されることなく散水ポンプ４９により移送される冷却水とが含まれている。
【００９１】
本実施形態３の冷却装置１００Ｂにおいて、冷却装置水槽３３は、配管６３ａおよび６３ｂを介して気液混合循環ポンプ４２および散水ポンプ４９に接続されている。冷却塔下部３０の冷却装置水槽３３の冷却水は、配管６３ａを通って散水ポンプ４９に供給され、散水ポンプ４９により配管６４ａおよびバルブ８３ａを通って冷却塔上部１０の散水貯留槽１１ａに移送可能とされると共に、配管６４ａおよびバルブ８３ｂを通って上冷却塔部１０の散水貯留槽１１ｂに移送可能とされて、冷却塔上部１０、冷却塔中間部２０および冷却塔下部３０の間で冷却水が循環されるようになっている。また、冷却塔下部３０の冷却装置水槽３３の冷却水は、配管６３ｂを通ってナノバブル発生機４０に供給され、ナノバブルまたはナノサイズ化された薬液が含有されて、バルブ８１、配管６４ｂおよびバルブ８２ａを通って冷却塔上部１０の散水貯留槽１１ａに移送可能とされると共に  配管６４ｂおよびバルブ８２ｂを通って冷却塔上部１０の散水貯留槽１１ｂに移送可能とされて、冷却塔上部１０、冷却塔中間部２０および冷却塔下部３０の間で冷却水が循環されるようになっている。なお、バルブ８２ａ、バルブ８２ｂ、バルブ８３ａおよびバルブ８３ｂの少なくともいずれかのみを開状態として、散水貯留槽１１aおよび１１ｂの少なくともいずれかに、散水ポンプ４９および気液混合循環ポンプ４２のうちの少なくともいずれかにより冷却水を供給することができる。
【００９２】
以上により、本実施形態３の冷却装置１００Ｂによれば、冷却水を左右の散水貯留槽１１ａおよび１１ｂに分配して供給することが可能となる。
【００９３】
多量の冷却水を、冷却塔上部１０と冷却塔下部３０の間で循環させる必要がある場合には、循環水量が多いだけではなく、左右の散水貯留槽１１ａおよび１１ｂへの配分についてもより正確に調整することができる。熱交換パイプ２１には、時間の経過と共にスケールやスライムが発生し、それらはナノバブルを含有させた冷却水を用いることによって極端に減少するものの、皆無ではない。また、スケールやスライムの発生する場所は、まちまちである。したがって、ナノバブルを含有させた冷却水を、どの部分に優先的に散水させるかによって、冷却装置１００の性能は異なるものとなる。
【００９４】
そこで、本実施形態３の冷却装置１００Ｂによれば、時間の経過と共に、バルブ８２ａ、バルブ８２ｂ、バルブ８３ａおよびバルブ８３ｂを開閉させることにより、左右の散水貯留槽１１ａおよび１１ｂに、気液混合循環ポンプ４２を含むナノバブル発生機４０によりナノバブルを含有させた冷却水と、ナノバブルが含有されることなく散水ポンプ４９により移送される冷却水を、正確に分配して、優先的に散水させる場所を制御することも可能となる。
（実施形態４）
図４は、本発明の実施形態４に係る冷却装置の要部構成例を模式的に示す縦断面構成図である。なお、図４に示す冷却装置おいて、図１に示す冷却装置１００と作用効果が同じ部材については、同じ部材符号を付けてその説明を省略し、上記実施形態１と作用効果が異なる部材についてのみ、以下に説明する。
【００９５】
図４において、本実施形態４の冷却装置１００Ｃは、図１に示す実施形態１の冷却装置１００と比較して、冷却装置水槽３３に微生物を安定的に繁殖させるための充填物として、ひも状ポリ塩化ビニリデン充填物３４が充填されている。本実施形態４では、ひも状ポリ塩化ビニリデン充填物３４として、ティービーアール株式会社製のものを用いているが、これに限定されるものではない。
【００９６】
上記構成により、本実施形態４の冷却装置１００Ｃによれば、冷却装置水槽３３にひも状ポリ塩化ビニリデン充填物３４が充填されているため、発生した微生物を、ひも状ポリ塩化ビニリデン充填物３４に集中して繁殖させることが可能となる。ナノバブルは、除菌機能をある程度有しているが、微生物をひも状ポリ塩化ビニリデン充填物３４に安定的に繁殖させて、微生物処理させることができる。
（実施形態５）
図５は、本発明の実施形態５に係る冷却装置の要部構成例を模式的に示す縦断面構成図である。なお、図５に示す冷却装置において、図１に示す冷却装置１００と作用効果が同じ部材については、同じ部材符号を付けてその説明を省略し、上記実施形態１と作用効果が異なる部材についてのみ、以下に説明する。
【００９７】
図５において、本実施形態５の冷却装置１００Ｄは、図１に示す実施形態１の冷却装置１００と比較して、冷却装置水槽３３に微生物を安定的に繁殖させるための充填物として、リング状ポリ塩化ビニリデン充填物３５が充填されている。本実施形態５では、リング状ポリ塩化ビニリデン充填物３５として、ティービーアール株式会社製のものを用いているが、これに限定されるものではない。
【００９８】
上記構成により、本実施形態５の冷却装置１００Ｄによれば、冷却装置水槽３３にリング状ポリ塩化ビニリデン充填物３５が充填されているため、発生した微生物を、リング状ポリ塩化ビニリデン充填物３５に集中して繁殖させることが可能となる。ナノバブルは、除菌機能をある程度有しているが、微生物をリング状ポリ塩化ビニリデン充填物３５に安定的に繁殖させて、微生物処理させることができる。
（実施形態６）
図６は、本発明の実施形態６に係る冷却装置の要部構成例を模式的に示す縦断面構成図である。なお、図６に示す冷却装置において、図１に示す冷却装置１００と作用効果が同じ部材については、同じ部材符号を付けてその説明を省略し、上記実施形態１と作用効果が異なる部材についてのみ、以下に説明する。
【００９９】
図６において、本実施形態６の冷却装置１００Ｅは、図１に示す実施形態１の冷却装置１００と比較して、冷却装置水槽３３に微生物を安定的に繁殖させるための充填物として、収容かご３６に活性炭３７が充填されている。
【０１００】
上記構成により、本実施形態６の冷却装置１００Ｅによれば、冷却装置水槽３３に収容かご３６が設けられて活性炭３７が充填されているため、発生した微生物を、収容かご３６内の活性炭３７に集中して繁殖させることが可能となる。ナノバブルは、除菌機能をある程度有しているが、微生物を収容かご３６内の活性炭３７に安定的に繁殖させて、微生物を処理させることができる。
【０１０１】
さらに、活性炭３７に繁殖させた微生物により冷却水が処理されるが、活性炭３７が本来有する物理的な吸着作用によって、冷却水中の微量有機物を物理的に吸着させることも可能である。活性炭３７に吸着された有機物は、活性炭３７に繁殖させた微生物により、再度、微生物分解されることになる。これにより、所謂、水道分野の浄水場における、再生作業が不要な生物活性炭と同様の効果を得ることができる。
（実施形態７）
図７は本発明の実施形態７に係る冷却装置の要部構成例を模式的に示す縦断面構成図である。なお、図７に示す冷却装置おいて、図１に示す冷却装置１００と作用効果が同じ部材については、同じ部材符号を付けてその説明を省略し、上記実施形態１と作用効果が異なる部材についてのみ、以下に説明する。
【０１０２】
図７において、本実施形態７の冷却装置１００Ｆは、図１に示す実施形態１の冷却装置１００と比較して、ＴＯＣ計３２、ＴＯＣ調節計５２、モーター回転数制御器５３、信号線７３および信号線７４が削除されている。
【０１０３】
本実施形態７の冷却装置１００Ｆにおいて、残留塩素調節計５１は、信号線７１を介して残留塩素計３１と接続されており、残留塩素計３１により測定された冷却装置水槽３３内の冷却水の残留塩素濃度が、信号として残留塩素調節計５１に伝送される。冷却装置水槽３３内の冷却水の残留塩素濃度に応じて、残留塩素調節計５１により信号線７２を介して電動バルブ４４が開状態、電動バルブ４５が閉状態に制御されて、空気がマイクロバブル発生部４１に供給される状態となるか、または、残留塩素調整計５１により信号線７２を介して電動バルブ４５が開状態、電動バルブ４４が閉状態に制御されると共に薬品槽ポンプ４６が運転され、薬液がマイクロバブル発生部４１に供給される状態となる。
【０１０４】
以上により、本実施形態７の冷却装置１００Ｆにおいては、ＴＯＣ計３２、ＴＯＣ調節計５２、モーター回転数制御器５３、信号線７３および信号線７４が削除されており、残留塩素計３１、残留塩素調節計５１、電動バルブ４４、電動バルブ４５、薬品槽ポンプ４６、信号線７１および７２の組み合わせにより、冷却水中の残留塩素濃度を主体として水質管理が良好に制御される。
【０１０５】
上記実施形態１で説明した冷却水中のＴＯＣ濃度による水質管理制御は、必須ではないが、冷却水中の残留塩素濃度による水質管理制御と、冷却水中のＴＯＣ濃度による水質管理制御を組み合わせた方が、より好ましい。
【０１０６】
一方、上記実施形態１で説明した冷却水中のＴＯＣ濃度による水質管理制御だけであってもよい。これを実施形態９に示している。
（実施形態８）
図８は本発明の実施形態８に係る冷却装置の要部構成例を模式的に示す縦断面構成図である。なお、図８に示す冷却装置おいて、図１に示す冷却装置１００と同じ部分については、同じ符号を付けて、詳細な説明を省略し、実施形態１と異なる部分についてのみ、以下に説明する。
【０１０７】
図８において、本実施形態８の冷却装置１００Ｇは、図１に示す実施形態１の冷却装置１００と比較して、電動バルブ４４から取りこまれる空気が、図示しないオゾン発生機からのオゾンガスに置き換えられている。
【０１０８】
上記構成により、本実施形態８の冷却装置１００Ｇでは、ナノバブル発生機４０により以下の第１ステップと第２ステップによりオゾンナノバブルおよびナノサイズ化された薬液が発生される。
【０１０９】
まず、第１ステップでは、電動バルブ４４が開状態で、電動バルブ４５が閉状態の場合、電動バルブ４４からオゾンガスが供給されて、冷却水とオゾンガスが効果的に自給混合せん断され、これが圧送されることにより、オゾンマイクロバブルの白濁水が製造される。一方、電動バルブ４４が閉状態で、電動バルブ４５が開状態の場合、電動バルブ４５から液体として薬品が供給され、冷却水と薬液が効果的に自給混合せん断され、これが圧送されることにより、マイクロサイズ化された薬液の白濁水が製造される。
【０１１０】
次に、第２ステップでは、オゾンガスがマイクロバブル発生部４１に供給される場合には、気体せん断部４３において、第１ステップでマイクロバブル発生部４１により生成されたオゾンマイクロバブルが配管６１を通って導入され、流体運動としてせん断されることによって、オゾンマイクロバブルからオゾンナノバブルを発生させることができる。一方、液体としての薬品がマイクロバブル発生部４１に供給される場合には、気体せん断部４３において、第１ステップでマイクロバブル発生部４１により生成されたマイクロサイズ化された薬液が配管６１を通って導入され、流体運動としてせん断されることによって、マイクロサイズ化された薬液からナノサイズ化された薬液を発生させることができる。
【０１１１】
以上により、本実施形態８の冷却装置１００Ｇは、酸化力が強いオゾンをオゾンナノバブルとして含有させた冷却水、およびオゾンと同じく酸化力が強い次亜塩素酸ソーダをナノサイズ化された薬液として含有させた冷却水として循環させるため、冷却水の有機物濃度が高く、冷却水を強力に酸化させる必要がある場合にも、適用可能となる。
【０１１２】
オゾンナノバブルを用いるか、ナノサイズ化された次亜塩素酸ソーダを用いるかについては、それぞれを対象とする冷却水にて比較実験することによって、最終的に決定することができる。または、ランニングコストを算出して、経済性の観点からも比較することによって、最適な方を選択してもよい。
（実施形態９）
図９は、本発明の実施形態９に係る冷却装置の要部構成例を模式的に示す縦断面構成図である。なお、図９に示す冷却装置おいて、図１に示す冷却装置１００と作用効果が同じ部材については、同じ部材符号を付けてその説明を省略し、上記実施形態１と作用効果が異なる部材についてのみ、以下に説明する。
【０１１３】
図９において、本実施形態９の冷却装置１００Ｈは、図１に示す実施形態１の冷却装置１００と比較して、ＴＯＣ計３２、ＴＯＣ調節計５２、モーター回転数制御器５３、信号線７３および信号線７４を残し、残留塩素計３１、残留塩素濃度調節計５１、信号線７１および信号線７２が削除されている。
【０１１４】
上記実施形態７では、冷却水中の残留塩素濃度に応じて、ナノバブルを発生させるか、ナノサイズ化された薬液を発生させるかを制御することにより、残留塩素濃度が高い場合には、薬液含有量を増やす必要がないため、使用薬品量を減らすことができる。また、上記実施形態１〜６および８では、この冷却水中の残留塩素濃度制御に加えて、冷却水中のＴＯＣ濃度に応じて、ナノバブルやナノサイズ化された薬液の発生量を制御するために、気液混合循環ポンプ４０の気液混合循環ポンプ４２のモーター回転数を制御することにより、省エネルギー効果を得ることができる。
【０１１５】
これに対して、本実施形態９のように、ＴＯＣ計３２からの冷却水中のＴＯＣ濃度だけに応じて、ナノバブルの発生量やナノサイズ化された薬液の発生量を制御するために、ＴＯＣ調節計５２がモーター回転数制御器５３を介して気液混合循環ポンプ４０の気液混合循環ポンプ４２のモーター回転数を制御するようにしてもよい。この場合、電動バルブ４４、４５、薬品槽ポンプ４６および薬品槽４７を設けて、手動によりまたは定期的にシーケンスが組まれて、ナノバブルを発生させるかまたはナノサイズ化された薬液を発生させるかを切り換えることができるようにしてのよい。また、電動バルブ４５、薬品槽ポンプ４６および薬品槽４７を設けずに、電動バルブ４４だけ設けて、これをマイクロバブル発生部４１に接続し、ナノバブルだけを発生させるようにしてもよいし、または、電動バルブ４４を設けずに、電動バルブ４５、薬品槽ポンプ４６および薬品槽４７を設けて、電動バルブ４５をマイクロバブル発生部４１に接続して、ナノサイズ化された薬液だけを発生させるようにしてもよい。
【０１１６】
ここで、冷却水中のＴＯＣ濃度に応じて、ナノバブル発生機４０に対して、ナノバブルの発生量またはナノサイズ化された薬液の発生量を制御するＴＯＣ濃度制御手段について説明すると、ＴＯＣ計３２により測定された冷却装置水槽３３内の冷却水のＴＯＣ濃度は、信号としてＴＯＣ調節計５２に伝送され、ＴＯＣ調節計５２において、冷却装置水槽３３内の冷却水のＴＯＣ濃度に応じて、ＴＯＣ調節計５２により信号線７４を介してモーター回転数制御手段としてのモーター回転数制御器５３が制御されて、気液混合循環ポンプ４２のモーター回転数が制御されるようになっている。
（実施形態１０）
図１０は、本発明の実施形態１０に係る冷却装置の要部構成例を模式的に示す縦断面構成図である。なお、図１０に示す冷却装置おいて、図１に示す冷却装置１００と作用効果が同じ部材については、同じ部材符号を付けてその説明を省略し、上記実施形態１と作用効果が異なる部材についてのみ、以下に説明する。
【０１１７】
図１０において、本実施形態９の冷却装置１００Ｉのナノバブル発生機４０では、第１段階において、空気由来のマイクロバブルおよび薬品由来のマイクロサイズ化された薬液の両方が、マイクロバブル発生部４１を有する気液混合循環ポンプ４２により製造される。第２段階において、気体せん断部４３により、ナノバブルまたはナノサイズ化された薬液が製造される。このとき、電動バルブ４４および電動バルブ４５の開度（ここでは共に開）により、空気量または薬液量が正確に制御されて、ナノバブルおよびナノサイズ化された薬液が同時に製造される。要するに、空気の取り込み量はＭＡＸ０.７リットル／分であれば、薬液量を電動バルブ４５の開度により、ある程度、制御することができる。電動バルブ４４および電動バルブ４５の開度を、例えば２０，３０，４０，５０，６０，７０および８０パーセントというように段階的に（または連続的に）、残留塩素調節計５１により、冷却水中の残留塩素濃度に応じて制御することができる。
【０１１８】
上記構成により、残留塩素計３１により測定された冷却装置水槽３３内の冷却水の残留塩素濃度が、信号として残留塩素調節計５１Ａに伝送され、冷却装置水槽３３内の冷却水の残留塩素濃度に応じて、残留塩素調節計５１Ａにより信号線７２を介して電動バルブ４４および電動バルブ４５の開度が制御（両方開状態）されて、空気がマイクロバブル発生部４１に供給される状態となり、かつ、残留塩素調整計５１Ａにより信号線７２を介して電動バルブ４５が開状態、電動バルブ４４も開状態に制御されると共に薬品槽ポンプ４６が運転され、薬液も空気と共にマイクロバブル発生部４１に供給される状態になる。したがって、冷却水中の残留塩素濃度に応じて、ナノバブル発生機４０に対して、ナノバブルを発生させ、かつナノサイズ化された薬液を発生させることができる。
【０１１９】
例えば、残留塩素濃度制御手段として、下部水槽３３内に設置されて下部水槽３３内の冷却水中の残留塩素濃度を検出する残留塩素計３１と、この残留塩素計による検出結果が所定の基準値以上の場合に薬液槽用ポンプ４６を運転し、気体供給用バルブ４４および薬液供給用バルブ４５を共に低開度の開状態として気液混合循環ポンプ４２に対してナノバブルおよびナノサイズ化された薬液の低量を発生させ、また、この検出結果が所定の基準値よりも低い場合に薬液槽用ポンプ４６を運転し、気体供給用バルブ４４および薬液供給用バルブ４５を共に高開度の開状態として気液混合循環ポンプ４２に対してナノバブルおよびナノサイズ化された薬液の高量を発生させる残留塩素調節計５１Ａとを有している。
【０１２０】
なお、ここでは、これは低開度と高開度との２段階構成としたが、低開度、中開度および高開度との３段階構成としてもよく、４段階構成やそれ以上のＮ段階構成（Ｎは自然数）としてもよい。Ｎ段階構成の場合、上記所定の基準値（閾値）もＮ−１個以上必要となる。さらに、残留塩素濃度制御手段を次のように構成することもできる。
【０１２１】
例えば、残留塩素濃度制御手段として、下部水槽３３内に設置されて下部水槽３３内の冷却水中の残留塩素濃度を検出する残留塩素計３１と、残留塩素計３１による検出結果が所定の基準値以上の場合に、気体供給用バルブを開状態とし、かつ薬液供給用バルブを閉状態として気液混合循環ポンプ４２に対してナノバブルを発生させ、また、この検出結果が所定の基準値よりも低い場合に薬液槽用ポンプ４６を運転し、気体供給用バルブ４４および薬液供給用バルブ４５を共に開状態として気液混合循環ポンプ４２に対してナノバブルおよびナノサイズ化された薬液を共に発生させる残留塩素調節計５１Ａとを有していてもよい。
【０１２２】
以上の実施形態１〜１０の冷却装置は、ナノバブル発生機４０が設置されており、冷却水中にナノバブルおよびナノサイズ化された薬液を含有させて冷却塔に循環させている。冷却装置水槽３３内には残留塩素計３１やＴＯＣ計３２が設置され、ナノバブル発生機４０は、冷却水中の残留塩素濃度に応じて残留塩素濃度調節計５１により電動バルブ４４、４５および薬品槽ポンプ４６が制御されてナノバブルまたはナノサイズ化された薬液を含有させた冷却水が生成され、ＴＯＣ濃度に応じてＴＯＣ調節計５２により気液混合循環ポンプのモーター回転数が制御される。これによって、長く運転しても、冷却水の水質が悪化したり、熱交換の効率が悪化したり、細菌やアメーバなどの微生物が増殖したり、スケールやスライムが発生・付着したり、腐蝕防止用の薬剤の使用量が増加するなど、冷却塔に関する各種のトラブル発生を抑制することができる。
【０１２３】
なお、上記実施形態１〜１０では、特に説明しなかったが、熱交換媒体を冷却するための冷却塔からの冷却水にナノバブルおよびナノサイズ化された薬液の少なくとも一方を含有させて該冷却塔に循環させるナノバブル発生機４０を有することにより、長く運転しても、冷却水の水質が悪化したり、熱交換の効率が悪化したり、細菌やアメーバなどの微生物が増殖したり、スケールやスライムが発生・付着したり、腐蝕防止用の薬剤の使用量が増加するなど、冷却塔に関する各種のトラブル発生を抑制する本発明の目的を達成することができる。
【０１２４】
また、上記実施形態４〜６では、下部水槽３３内に、ひも状型ポリ塩化ビニリデン充填物、リング型ポリ塩化ビニリデン充填物、または収容かご内に充填された活性炭が設置されている場合について説明したが、これに限らず、これらを組み合わせてもよい。即ち、下部水槽３３内に、ひも状型ポリ塩化ビニリデン充填物、リング型ポリ塩化ビニリデン充填物、および収容かご内に充填された活性炭のうちの少なくともいずれかが設置されていてもよい。
【０１２５】
さらに、上記実施形態１〜１０では、薬液は、次亜塩素酸ソーダを主に用いたが、これに限らず、臭化物塩やポリアクリレートであってもよく、これらを組み合わせてもよい。
【０１２６】
さらに、上記実施形態８では、気体はオゾンガスを用いたが、これに限らず、空気およびオゾンガスを組み合わせてもよい。
【０１２７】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜１０を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜１０に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜１０の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明は、各産業において使用されている多くの冷却塔などにおける冷却装置およびこれを用いた冷却方法に関し、特に、冷却装置内にナノバブルと各種ナノサイズ薬品を効率的に発生させて、そのナノバブルとナノサイズ各種薬品を冷却水に含有させ、冷却塔における冷却水の水質改善、熱交換効率の改善、省エネ推進および冷却水に添加されていた水処理薬品の使用量を大幅に削減可能な冷却装置および冷却方法の分野において、冷却塔の冷却水にナノバブルおよびナノサイズ化された薬液を含有させて冷却塔に循環させることによって、（１）冷却水の水質改善、（２）冷却水に関する水処理薬品の削減および（３）ナノバブルによる熱交換パイプの洗浄効果とナノバブル含有冷却水によるコイル熱効率向上を図ることができ、特に、国家プロジェクトである地球温暖化対策としての冷却塔に関する省エネルギー効果を確実に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の実施形態１に係る冷却装置の要部構成例を模式的に示す縦断面構成図である。
【図２】本発明の実施形態２に係る冷却装置の要部構成例を模式的に示す縦断面構成図である。
【図３】本発明の実施形態３に係る冷却装置の要部構成例を模式的に示す縦断面構成図である。
【図４】本発明の実施形態４に係る冷却装置の要部構成例を模式的に示す縦断面構成図である。
【図５】本発明の実施形態５に係る冷却装置の要部構成例を模式的に示す縦断面構成図である。
【図６】本発明の実施形態６に係る冷却装置の要部構成例を模式的に示す縦断面構成図である。
【図７】本発明の実施形態７に係る冷却装置の要部構成例を模式的に示す縦断面構成図である。
【図８】本発明の実施形態８に係る冷却装置の要部構成例を模式的に示す縦断面構成図である。
【図９】本発明の実施形態９に係る冷却装置の要部構成例を模式的に示す縦断面構成図である。
【図１０】本発明の実施形態１０に係る冷却装置の要部構成例を模式的に示す縦断面構成図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、１００Ｇ、１００Ｈ、１００Ｉ  冷却装置
１０  冷却装置上部
１１ａ、１１ｂ  散水貯留槽
１２  多孔板
１３  ファン
２０  冷却装置中間部
２１  熱交換パイプ（熱交換部）
２２  ルーバー
３０  冷却装置下部
３１  残留塩素計  
３２  ＴＯＣ計
３３  冷却装置水槽（水槽）
３４  ひも状ポリ塩化ビニリデン充填物
３５  リング状ポリ塩化ビニリデン充填物
３６  収容かご
３７  活性炭
４０  ナノバブル発生機
４１  マイクロバブル発生部
４２  気液混合循環ポンプ
４３  気体せん断部
４４、４５  電動バルブ
４６  薬品槽ポンプ（薬液槽ポンプ）
４７  薬品槽（薬液槽）    
４９  散水ポンプ
５１、５１Ａ  残留塩素調節計
５２  ＴＯＣ調節計  
５３  モーター回転数制御器  
６１、６２、６３ａ、６３ｂ、６４ａ、６４ｂ、６５、６５ａ、６５ｂ  配管
７１、７２、７３、７４  信号線
８１  ８２ａ、８２ｂ、８３ａ、８３ｂ  バルブ  
Ａ  熱交換前外気
Ｂ  熱交換後外気
【図１】
2008241146.tif 000003
【図２】
2008241146.tif 000004
【図３】
2008241146.tif 000005
【図４】
2008241146.tif 000006
【図５】
2008241146.tif 000007
【図６】
2008241146.tif 000008
【図７】
2008241146.tif 000009
【図８】
2008241146.tif 000010
【図９】
2008241146.tif 000011
【図１０】
2008241146.tif 000012