(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に開口部を有しかつ底部に冷却負荷装置を冷却する循環水の貯留部を有する、側面に通気孔を有する筒型の本体と、前記通気孔から前記開口部へ外気が通過するよう、前記本体内において気流を発生させるための、回転速度を調整可能なファンと、前記貯留部から前記冷却負荷装置へ前記循環水を供給するための供給経路と、前記冷却負荷装置へ供給された前記循環水を前記本体へ回収するための回収経路と、前記貯留部への給水経路と、前記貯留部から前記循環水の一部を放出するための排水経路とを備え、前記回収経路の末端部が、前記本体内において前記ファンの下方に配置されており、かつ、前記貯留部へ向けて前記循環水を散水するための散水口を有している冷却塔の運転方法であって、
ｐＨが９．０以上に設定された前記循環水を前記貯留部から前記供給経路、前記冷却負荷装置および前記回収経路の順に流し、前記散水口から散水して前記貯留部へ連続的に循環させる工程と、
前記貯留部において前記循環水のｐＨが９．０を超えておりかつ電気伝導度が所定値を超えているときに、循環中の前記循環水のｐＨが９．０以上に維持されるよう、前記排水経路を通じて前記貯留部から前記循環水の一部を放出し、かつ、前記給水経路から前記貯留部へ給水する工程とを含み、
前記循環水は、軟水であり、かつ、前記ファンの回転速度を調整することにより、前記通気孔から前記開口部へ通過する前記外気の量を調整しながらＭアルカリ成分濃度を基準とした濃縮倍率を高めることでｐＨが９．０以上に設定されている、
冷却塔の運転方法。
【請求項２】
上部に開口部を有しかつ底部に冷却負荷装置を冷却する循環水を冷却するための散布水の貯留部を有する、側面に通気孔を有する筒型の本体と、前記通気孔から前記開口部へ外気が通過するよう、前記本体内において気流を発生させるための、回転速度を調整可能なファンと、前記本体内と前記冷却負荷装置との間で前記循環水を循環させるための循環経路と、前記貯留部から延びかつ末端部が前記本体内において前記ファンの下方に配置された、前記散布水の移動経路と、前記貯留部への給水経路と、前記貯留部から前記散布水の一部を放出するための排水経路とを備え、前記移動経路の前記末端部が、前記貯留部へ向けて前記散布水を散水するための散水口を有している冷却塔の運転方法であって、
前記本体内と前記冷却負荷装置との間で前記循環水を循環させるのと並行して、ｐＨが９．０以上に設定された前記散布水を前記貯留部から移動経路へ供給し、前記散水口から散水して前記貯留部へ連続的に循環させる工程と、
前記貯留部において前記散布水のｐＨが９．０を超えておりかつ電気伝導度が所定値を超えているときに、循環中の前記散布水のｐＨが９．０以上に維持されるよう、前記排水経路を通じて前記貯留部から前記散布水の一部を放出し、かつ、前記給水経路から前記貯留部へ給水する工程とを含み、
前記散布水は、軟水であり、かつ、前記ファンの回転速度を調整することにより、前記通気孔から前記開口部へ通過する前記外気の量を調整しながらＭアルカリ成分濃度を基準とした濃縮倍率を高めることでｐＨが９．０以上に設定されている、
冷却塔の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却塔の運転方法、特に、開放式冷却塔および密閉式冷却塔の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
商業ビルや工業プラントなどにおいて熱交換器等の冷却負荷装置を冷却するための冷却水は、節水を図る観点から、冷却塔で冷却しながら循環して用いられている。冷却塔は、一般に、開放式冷却塔と密閉式冷却塔との二種類に分類することができる。
【０００３】
開放式冷却塔は、上部に開口部を有しかつ底部に冷却負荷装置を冷却するための循環水の貯留部を有する、側面に通気孔を有する筒型の本体と、通気孔から開口部へ外気が通過するよう、本体内において気流を発生させるためのファンと、貯留部から冷却負荷装置へ循環水を供給するための供給経路と、冷却負荷装置へ供給された循環水を本体へ回収するための回収経路と、貯留部へ循環水を補給するための給水経路と、貯留部から循環水の一部を放出するための排水経路とを備えている。回収経路の末端部は、本体内においてファンの下方に配置されており、貯留部へ向けて循環水を散水するための散水口を有している。
【０００４】
このような開放式冷却塔においては、給水経路から補給される循環水が本体の貯留部において貯留される。貯留部に貯留された循環水は、供給経路を通じて冷却負荷装置へ供給され、冷却負荷装置を冷却する。冷却負荷装置を冷却した循環水は、回収経路を流れ、本体内において、散水口から貯留部へ向けて散水される。この際、散水された循環水は、ファンにより発生する気流、すなわち、本体の通気孔から開口部へ通過する外気に触れて冷却される。冷却された循環水は、貯留部に貯留され、供給経路を通じて冷却負荷装置へ供給される。したがって、この冷却塔において、貯留部に貯留された循環水は、供給経路および回収経路を通じて本体と冷却負荷装置との間を循環することになる。
【０００５】
一方、密閉式冷却塔は、上部に開口部を有しかつ底部に散布水の貯留部を有する、側面に通気孔を有する筒型の本体と、通気孔から開口部へ外気が通過するよう、本体内において気流を発生させるためのファンと、本体内と冷却負荷装置との間で冷却負荷装置を冷却するための循環水を循環させるための循環経路と、貯留部から延びかつ末端部が本体内においてファンの下方に配置された、散布水の移動経路と、貯留部へ散布水を補給するための給水経路と、貯留部から散布水の一部を放出するための排水経路とを備えている。移動経路の末端部は、貯留部へ向けて散布水を散水するための散水口を有している。
【０００６】
このような密閉式冷却塔においては、循環経路を循環する循環水により冷却負荷装置が冷却される。一方、給水経路から補給される散布水が本体の貯留部において貯留され、この散布水は、移動経路を流れ、本体内において散水口から貯留部へ向けて散水される。この際、散水された散布水は、ファンにより発生する気流、すなわち、本体の通気孔から開口部へ通過する外気に触れて冷却される。冷却された散布水は、循環経路に接触し、循環経路を冷却する。これにより、循環経路を循環する循環水が冷却される。循環経路を冷却した散布水は、貯留部に貯留され、移動経路を通じて散水口から連続的に散水される。したがって、散布水は、移動経路を通じて循環することになる。
【０００７】
上述のような開放式冷却塔および密閉式冷却塔において、それぞれ循環水および散布水は、通常、塩化物イオン等の腐食性イオンおよび炭酸カルシウムやシリカのようなスケール発生因子を含む。このような腐食性イオンおよびスケール発生因子は、循環水および散布水の一部が蒸発するため、循環水中および散布水中での濃度が徐々に高まり、それに伴って冷却塔の本体や各種の経路等において腐食を促進し、また、スケール発生を促進する。そこで、冷却塔において、循環水および散布水は、腐食性イオンおよびスケール発生因子の濃度が過剰に上昇するのを防止するために、電気伝導度が上昇した場合に一部を排出経路を通じて放出し、同時に給水経路からの新たな給水により希釈するという濃縮管理が実施されている（特許文献１参照）。
【０００８】
一方、循環水および散布水は、循環中において、配管等に付着した藻類の代謝産物等を栄養源とし、また、アメーバ等の原生動物に寄生して、レジオネラ属菌が繁殖する。このレジオネラ属菌は、循環水および散布水の一部が気流と共に大気中に飛散する場合があるため、結果的にこのような一部の循環水および散布水と共に大気中に飛散し、呼吸を通じて人に感染するおそれがある。
【０００９】
そこで、非特許文献１は、開放式冷却塔における上述の循環水および密閉式冷却塔における上述の散布水においてレジオネラ属菌が１０２ＣＦＵ／１００ミリリットル以上検出された場合、その循環系の清掃、消毒を推奨し、また、清掃、消毒等の対策実施後において、循環水および散布水におけるレジオネラ属菌の検出数が１０ＣＦＵ／１００ミリリットル未満に維持されるよう推奨している。
【００１０】
また、非特許文献１は、循環水および散布水においてレジオネラ属菌が繁殖するのを抑制するために、これらの水に対する次亜塩素酸等の塩素剤の添加を推奨している。しかし、塩素剤は、大腸菌群等の細菌類に対しては顕著な殺菌効果を発揮するが、レジオネラ属菌に対しては効果が小さい。これは、塩素剤の浸透しにくい生物皮膜やアメーバ中にレジオネラ属菌が存在し、レジオネラ属菌が塩素剤の影響を受けにくいためと考えられている。特に、シスト化状態のアメーバ中に存在するレジオネラ属菌は、塩素濃度が５０ｍｇ／リットルの環境においても耐性を示し、容易に死滅しないと言われている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−２６９８８８公報
【非特許文献１】厚生省生活衛生局企画課監修、財団法人ビル管理教育センター発行「新版  レジオネラ症防止指針（平成１５年５月  ５刷発行）」
【００１２】
本発明の目的は、冷却塔においてレジオネラ属菌が繁殖するのを効果的に抑制することにある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第一の観点に係る本発明は、上部に開口部を有しかつ底部に冷却負荷装置を冷却する循環水の貯留部を有する、側面に通気孔を有する筒型の本体と、通気孔から開口部へ外気が通過するよう、本体内において気流を発生させるための、回転速度を調整可能なファンと、貯留部から冷却負荷装置へ循環水を供給するための供給経路と、冷却負荷装置へ供給された循環水を本体へ回収するための回収経路と、貯留部への給水経路と、貯留部から循環水の一部を放出するための排水経路とを備え、回収経路の末端部が、本体内においてファンの下方に配置されており、かつ、貯留部へ向けて循環水を散水するための散水口を有している冷却塔の運転方法に関するものである。この運転方法は、ｐＨが９．０以上に設定された循環水を貯留部から供給経路、冷却負荷装置および回収経路の順に流し、散水口から散水して貯留部へ連続的に循環させる工程と、貯留部において循環水のｐＨが９．０を超えておりかつ電気伝導度が所定値を超えているときに、循環中の循環水のｐＨが９．０以上に維持されるよう、排水経路を通じて貯留部から循環水の一部を放出し、かつ、給水経路から貯留部へ給水する工程とを含んでいる。循環水は、軟水であり、かつ、ファンの回転速度を調整することにより、通気孔から開口部へ通過する外気の量を調整しながらＭアルカリ成分濃度を基準とした濃縮倍率を高めることでｐＨが９．０以上に設定されている。
【００１４】
この運転方法において、貯留部に供給された循環水は、供給経路を通じて冷却負荷装置へ供給され、冷却負荷装置を冷却する。冷却負荷装置を冷却した循環水は、回収経路を流れ、本体内において、散水口から貯留部へ向けて散水される。この際、散水された循環水は、ファンにより発生する気流、すなわち、本体の通気孔から開口部へ通過する外気に触れて冷却される。冷却された循環水は、貯留部に貯留され、供給経路を通じて冷却負荷装置へ供給される。したがって、この冷却塔において、貯留部に貯留された循環水は、供給経路および回収経路を通じて本体と冷却負荷装置との間を循環することになる。
【００１５】
ここで、循環中の循環水は、ｐＨが９．０以上に設定されているため、次亜塩素酸等の塩素剤を添加しなくても、レジオネラ属菌の繁殖が効果的に抑制される。また、この運転方法は、循環水における腐食性イオンやスケール発生因子の濃度等が過剰に上昇するのを防止するために、適時、排水経路を通じて循環水の一部を放出し、かつ、給水経路から貯留部へ給水して循環水を希釈するときにおいても、循環水のｐＨを９．０以上に維持しているため、安定的にレジオネラ属菌の繁殖を抑制することができる。
【００１８】
第二の観点に係る本発明は、上部に開口部を有しかつ底部に冷却負荷装置を冷却する循環水を冷却するための散布水の貯留部を有する、側面に通気孔を有する筒型の本体と、通気孔から開口部へ外気が通過するよう、本体内において気流を発生させるための、回転速度を調整可能なファンと、本体内と冷却負荷装置との間で循環水を循環させるための循環経路と、貯留部から延びかつ末端部が本体内においてファンの下方に配置された、散布水の移動経路と、貯留部への給水経路と、貯留部から散布水の一部を放出するための排水経路とを備え、移動経路の末端部が、貯留部へ向けて散布水を散水するための散水口を有している冷却塔の運転方法に関するものである。この運転方法は、本体内と冷却負荷装置との間で循環水を循環させるのと並行して、ｐＨが９．０以上に設定された散布水を貯留部から移動経路へ供給し、散水口から散水して貯留部へ連続的に循環させる工程と、貯留部において散布水のｐＨが９．０を超えておりかつ電気伝導度が所定値を超えているときに、循環中の散布水のｐＨが９．０以上に維持されるよう、排水経路を通じて貯留部から散布水の一部を放出し、かつ、給水経路から貯留部へ給水する工程とを含んでいる。散布水は、軟水であり、かつ、ファンの回転速度を調整することにより、通気孔から開口部へ通過する外気の量を調整しながらＭアルカリ成分濃度を基準とした濃縮倍率を高めることでｐＨが９．０以上に設定されている。
【００１９】
この運転方法では、本体内と冷却負荷装置との間で循環水を循環させることで冷却負荷装置が冷却される。これと並行して、貯留部に貯留された散布水は、移動経路を流れ、本体内において散水口から貯留部へ向けて散水される。この際、散水された散布水は、ファンにより発生する気流、すなわち、本体の通気孔から開口部へ通過する外気に触れて冷却される。冷却された散布水は、循環経路に接触し、循環経路を冷却する。これにより、循環経路を循環する循環水が冷却される。循環経路を冷却した散布水は、貯留部に貯留され、移動経路を通じて散水口から連続的に散水される。したがって、この冷却塔において、貯留部に貯留された散布水は、移動経路を通じて循環することになる。
【００２０】
ここで、循環中の散布水は、ｐＨが９．０以上に設定されているため、次亜塩素酸等の塩素剤を添加しなくても、レジオネラ属菌の繁殖が効果的に抑制される。また、この運転方法は、散布水における腐食性イオンやスケール発生因子の濃度等が過剰に上昇するのを防止するために、適時、排水経路を通じて散布水の一部を放出し、かつ、給水経路から貯留部へ給水して散布水を希釈するときにおいても、散布水のｐＨを９．０以上に維持しているため、安定的にレジオネラ属菌の繁殖を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２３】
第一の観点に係る本発明は、ｐＨが９．０以上に設定された循環水を循環し、また、排水経路を通じて循環水の一部を放出し、かつ、給水経路から貯留部へ給水して循環水を希釈するときにおいてもこのｐＨを維持しているため、冷却塔においてレジオネラ属菌が繁殖するのを効果的に抑制することができる。
【００２４】
第二の観点に係る本発明は、ｐＨが９．０以上に設定された散布水を循環し、また、排水経路を通じて散布水の一部を放出し、かつ、給水経路から貯留部へ給水して散布水を希釈するときにおいてもこのｐＨを維持しているため、冷却塔においてレジオネラ属菌が繁殖するのを効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
第一の形態
図１を参照して、本発明に係る冷却塔の運転方法の一形態を実施可能な冷却水循環システムの一例を説明する。図１において、冷却水循環システム１００は、給水装置１２０を備えた冷却塔１１０と冷却負荷装置１３０とを主に備えている。
【００２６】
冷却塔１１０は、冷却負荷装置１３０に対してそれを冷却するための循環水を供給するための開放式冷却塔であり、上部に開口部１４１を有する円筒型の本体１４０を備えている。本体１４０は、外気を導入するためのルーバ１４２（通気孔の一例）が側面に設けられており、また、循環水を貯留するための貯留部１４３を底部に有している。本体１４０の開口部１４１には、ファン１４４が水平に配置されている。ファン１４４は、ルーバ１４２から本体１４０内へ外気が流入するよう回転可能なものであり、モータ１４５により回転駆動される。ファン１４４を回転駆動するモータ１４５は、インバータ１４６と接続されている。インバータ１４６は、モータ１４５へ供給する電源周波数を無段階に変えてモータ１４５の回転速度を変速し、ファン１４４の回転速度を調整するためのものである。また、インバータ１４６は、冷却塔１１０の動作を制御するための制御装置１４７と接続されている。制御装置１４７は、温度センサ１４８とｐＨセンサ１６２とを備えている。温度センサ１４８は、貯留部１４３内に配置されており、貯留部１４３内に貯留された循環水の温度を計測するためのものである。ｐＨセンサ１６２は、貯留部１４３内に配置されており、貯留部１４３内に貯留された循環水のｐＨを計測するためのものである。
【００２７】
本体１４０の貯留部１４３からは、冷却負荷装置１３０へ向けて冷却水の供給経路１４９が延びている。供給経路１４９は、送水ポンプ１５０を有している。送水ポンプ１５０は、冷却塔１１０の貯留部１４３に貯留された循環水を冷却負荷装置１３０へ連続的に送り出すためのものである。また、貯留部１４３は、底部から延びる排水経路１６０を備えている。排水経路１６０は、貯留部１４３に貯留された循環水の一部を放出するためのものであり、制御弁１６１を有している。制御弁１６１は、電磁弁であり、制御装置１４７からの指令信号に基づいて循環水の放出量を制御可能である。
【００２８】
また、本体１４０内の上部であって、ファン１４４の下方には、冷却水の回収経路１５１が水平に配置されている。回収経路１５１の末端部は、本体１４０内において、本体１４０の底部へ向けて循環水を散水するための多数のノズル１５２（散水口の一例）を有している。また、回収経路１５１の他端は、冷却負荷装置１３０へ向けて延びている。
【００２９】
給水装置１２０は、冷却塔１１０に対し、循環水を供給するためのものであり、原水供給路１２１、軟水器１２２および給水経路１２３を主に備えている。原水供給路１２１は、一端が水道水や工業用水等の原水の供給源（図示せず）と接続されており、軟水器１２２に対して原水を供給するためのものである。この原水供給路１２１は、軟水器１２２に対する原水の供給量を制御するためのバルブ１２４を有している。バルブ１２４は、制御装置１４７により制御される。軟水器１２２は、原水供給路１２１からの原水を軟水化するためのものである。具体的には、原水供給路１２１からの原水に含まれる硬度分、すなわちカルシウムイオンおよびマグネシウムイオンを除去し、原水を軟水とするためのものである。給水経路１２３は、軟水器１２２からの軟水を冷却塔１１０の貯留部１４３へ供給するためのものである。
【００３０】
冷却負荷装置１３０は、循環水による冷却が必要な熱交換器等の各種装置、例えば、各種の化学プラントのターボ冷凍機や吸収冷凍機、建築物の空調用冷却機、食品工場の冷水製造機や真空冷却機などであり、所要の冷却水流路（図示せず）を有している。この冷却水流路は、冷却水導入部１３１と冷却水排出部１３２とを有している。そして、冷却水導入部１３１には供給経路１４９の末端が接続されている。また、冷却水排出部１３１には、回収経路１５１の上記他端が接続されている。この結果、冷却水流路は、供給経路１４９および回収経路１５１と共に、冷却塔１１０の本体１４０と冷却負荷装置１３０との間で循環水を循環させるための循環経路を形成している。
【００３１】
次に、上述の冷却塔１１０の運転方法を説明する。
先ず、冷却塔１１０において、インバータ１４６によりモータ１４５を作動させ、ファン１４４を回転させる。この結果、図に矢印で示すようにルーバ１４２を通じて本体１４０内へ外気が流入する。この外気は、本体１４０内を通過し、開口部１４１から外部へ排出される。
【００３２】
また、バルブ１２４を操作して原水供給路１２１から軟水器１２２へ原水を供給すると、当該原水は軟水器１２２において硬度分が除去されて軟水となる。この軟水は、軟水器１２２から給水経路１２３を通じて冷却塔１１０の貯留部１４３へ供給され、貯留される。
【００３３】
貯留部１４３に貯留された軟水は、冷却負荷装置１３０を冷却するための循環水として冷却負荷装置１３０に対して供給される。ここでは、送水ポンプ１５０の動作により貯留部１４３の軟水（以下、循環水という）が供給経路１４９を通じて冷却負荷装置１３０の冷却水導入部１３１に対して連続的に供給される。冷却水導入部１３１に対して供給された循環水は、冷却負荷装置１３０の冷却水流路を通過して冷却負荷装置１３０を冷却し、冷却水排出部１３２から回収経路１５１へ排出される。
【００３４】
回収経路１５１へ排出された循環水は、冷却塔１１０の本体１４０内においてノズル１５２から散水され、図に点線で示すように本体１４０内で落下して貯留部１４３へ戻る。この際、本体１４０内で落下する循環水は、ファン１４４の回転により本体１４０内へ流入する外気に触れて冷却される。このように冷却されて貯留部１４３へ戻った循環水は、再び供給経路１４９を通じて冷却負荷装置１３０へ供給され、回収経路１５１を通じて貯留部１４３へ戻る。したがって、貯留部１４３に貯留された循環水は、冷却塔１１０の作動中、供給経路１４９、冷却負荷装置１３０の冷却水流路および回収経路１５１を循環して冷却負荷装置１３０を冷却する冷却水として機能する。
【００３５】
上述のような冷却塔１１０において、回収経路１５１から散水される循環水の冷却能力は、ファン１４４の回転速度により定まる。すなわち、ファン１４４を高速で回転させると、ルーバ１４２から本体１４０内へ流入する外気量が増加するため、冷却塔１１０において循環水の冷却能力は高くなる。逆に、ファン１４４を低速で回転させると、ルーバ１４２から本体１４０内へ流入する外気量が減少するため、冷却塔１１０において循環水の冷却能力は低くなる。したがって、循環水をより強力に冷却する必要がある場合、例えば気温の高い夏季においては、ファン１４４を高速で回転するのが有利である。一方、循環水を強力に冷却する必要がない場合、例えば気温の低い冬季や夏季であっても夜間においては、省エネルギーの観点から、ファン１４４を低速で回転するのが有利である。
【００３６】
また、冷却塔１１０において、回収経路１５１から散水される循環水の歩留まりも、ファン１４４の回転速度により定まる。すなわち、ファン１４４を高速で回転させると、ルーバ１４２から本体１４０内へ流入する外気量が増加するため、回収経路１５１から散水される循環水は、蒸発しやすくなるとともに外気と共に開口部１４１から本体１４０外へ飛散しやすくなり、循環水の歩留まりは低くなる。逆に、ファン１４４を低速で回転させると、ルーバ１４２から本体１４０内へ流入する外気量が減少するため、回収経路１５１から散水される循環水は、蒸発しにくくなるとともに開口部１４１から本体１４０外へ飛散しにくくなり、循環水の歩留まりは高くなる。
【００３７】
そこで、制御装置１４７は、冷却塔１１０の運転負荷状態、具体的には温度センサ１４８により計測される循環水の温度に基づいてインバータ１４６を制御し、モータ１４５の回転速度を変速してファン１４４の回転速度を調整する。具体的には、温度センサ１４８により計測される循環水温度が高温のときは、インバータ１４６によりモータ１４５を高速回転させ、ファン１４４の回転速度を速くする。また、温度センサ１４８により計測される循環水温度が低温のときは、インバータ１４６によりモータ１４５を低速回転させ、ファン１４４の回転速度を遅くする。これにより、冷却塔１１０は、その運転負荷状態に応じて循環水を十分に冷却することができ、ファン１４４の回転駆動に要するエネルギーの省力化を図ることができる。また、冷却塔１１０をこのように運転すれば、ルーバ１４２から本体１４０内へ流入する外気量を冷却塔１１０の運転負荷状態に応じて制御することができるため、循環水が過剰に蒸発したり飛散したりするのを抑制することができる。この結果、循環水の節約を図ることができ、給水装置１２０から本体１４０へ補給する軟水量の抑制を図ることができる。
【００３８】
ところで、循環水は、軟水であり、上述のように冷却塔１１０内へ流入する外気と共に一部が蒸発するため、Ｍアルカリ成分濃度を基準とした場合に徐々に濃縮される。すなわち、循環水は、Ｍアルカリ成分濃度が上昇する。また、冷却塔１１０においては、インバータ１４６によりファン１４４の回転速度を調整することができ、それにより循環水が過剰に飛散するのを抑制することができるため、冷却塔１１０の運転負荷状態に応じて循環水を十分に冷却可能な範囲でファン１４４の回転速度を減速すれば、循環水におけるＭアルカリ成分の喪失を抑制することができる。このため、冷却塔１１０において循環する循環水は、Ｍアルカリ成分濃度を基準とした濃縮倍率が効果的に高まり、Ｍアルカリ成分濃度が上昇しやすくなる。そして、このようなＭアルカリ成分濃度の上昇に伴い、循環水のｐＨはアルカリ側へ変化する。この実施の形態では、このような循環水の濃縮に伴うｐＨの変化を利用し、循環水のｐＨを９．０以上、好ましくは９．２以上に維持する。
【００３９】
因みに、循環水の飛散量は、ファン１４４の回転速度が高速になるほど多くなる。飛散した循環水は、Ｍアルカリ成分を含むため、循環水の飛散量が多いとＭアルカリ成分が失われることになる。この結果、循環水は、Ｍアルカリ成分濃度が一定以上に上昇しにくくなり、ｐＨが９．０以上若しくは９．２以上に維持されにくくなる。そこで、この実施の形態では、循環水のｐＨをｐＨセンサ１６２により常時測定し、その測定結果に基づいてファン１４４の回転速度を制御するのが好ましい。より具体的には、ｐＨセンサ１６２での測定結果に基づいて制御装置１４７によりインバータ１４６を制御し、循環水を冷却するのに十分な範囲でファン１４４の回転速度が低速になるよう調節するのが好ましい。このようにすると、循環水の飛散が抑制され、Ｍアルカリ成分濃度を基準とする循環水の濃縮倍率を高めやすくなるため、循環水のｐＨを９．０以上若しくは９．２以上に維持しやすくなる。
【００４０】
以上のようにして循環水のｐＨを９．０以上若しくは９．２以上に維持すると、貯留部１４３から供給経路１４９、冷却負荷装置１３０、回収経路１５１および貯留部１４３の順に循環する循環水は、レジオネラ属菌の繁殖が抑制され、レジオネラ属菌数が厚生省生活衛生局企画課監修、財団法人ビル管理教育センター発行「新版  レジオネラ症防止指針（平成１５年５月  ５刷発行）」（上述の非特許文献１）において推奨されている１０ＣＦＵ／１００ミリリットル未満に維持され得る。
【００４１】
ところで、循環水は、上述のように濃縮され、Ｍアルカリ成分濃度と共に各種の溶存物、例えば塩化物イオンのような腐食性イオンおよびシリカのようなスケール発生因子の濃度も上昇する。この結果、冷却塔１１０は、循環水が接触する部位において腐食およびスケールが発生しやすい状態になる。このため、この運転方法においては、所定のタイミングで貯留部１４３に貯留された循環水の一部を放出し、同時に供給装置１２０から貯留部１４３内へ新たな軟水を供給する。これにより、循環水は、希釈され、腐食性イオンおよびスケール発生因子の濃度が低下するため、冷却塔１１０に対して腐食やスケールを発生させにくくなる。但し、循環水は、希釈によってＭアルカリ成分濃度も同時に低下することになるため、ｐＨが低下し、レジオネラ属菌の繁殖を抑制しにくくなる可能性がある。
【００４２】
そこで、この運転方法では、貯留部１４３に貯留された循環水のｐＨをｐＨセンサ１６２により監視し、このｐＨが９．０以上に維持されるよう循環水を希釈する。具体的には、循環水のｐＨが９．０を十分に超えているとき（例えば、Ｍアルカリ成分の濃縮によりｐＨが９．５程度に到達しているとき）、制御弁１６１を開放して排水経路１６０から循環水の一部を放出し、また、同時にバルブ１２４を開放して給水経路１２３から貯留部１４３へ新たな軟水を供給する。そして、新たに供給される軟水により希釈された循環水のｐＨが９．０付近まで低下したとき（例えば、ｐＨが９．２程度まで低下したとき）において、制御弁１６１を閉鎖して循環水の放出を停止し、同時にバルブ１２４を閉鎖して貯留部への軟水の供給を停止する。
【００４３】
ここで、循環水のｐＨを常時監視し、ｐＨの変動に応じて上述のような循環水の希釈操作を適時繰り返せば、循環水は、ｐＨが９．０以上に維持された状態のままで、腐食性イオンおよびスケール発生因子の濃度が低下することになる。このため、この運転方法によると、循環水におけるレジオネラ属菌の繁殖を効果的に抑制することができ、同時に冷却塔１１０の腐食およびスケール発生を抑制することができる。
【００４４】
第二の形態
図２を参照して、本発明に係る冷却塔の運転方法の他の形態を実施可能な冷却水循環システムの一例を説明する。図２において、冷却水循環システム２００は、冷却塔２１０、給水装置２２０、冷却負荷装置２３０を主に備えている。
【００４５】
冷却塔２１０は、冷却負荷装置２３０に対してそれを冷却するための循環水を供給するための密閉式冷却塔であり、上部に開口部２４１を有する円筒型の本体２４０、循環水の循環経路２５０および循環水を冷却するための散布水の移動経路２６０を主に備えている。
【００４６】
本体２４０は、外気を導入するためのルーバ２４２（通気孔の一例）が側面に設けられており、また、循環水を冷却する散布水を貯留するための貯留部２４３を底部に有している。この貯留部２４３は、底部から延びる排水経路２７０を備えている。排水経路２７０は、貯留部２４３に貯留された散布水の一部を放出するためのものであり、制御弁２７１を有している。制御弁２７１は、電磁弁であり、後述する制御装置２４７からの指令信号に基づいて散布水の放出量を制御可能である。
【００４７】
本体２４０の開口部２４１には、ファン２４４が水平に配置されている。ファン２４４は、ルーバ２４２から本体２４０内へ外気が流入するよう回転可能なものであり、モータ２４５により回転駆動される。ファン２４４を回転駆動するモータ２４５は、インバータ２４６と接続されている。インバータ２４６は、モータ２４５へ供給する電源周波数を無段階に変えてモータ２４５の回転速度を変速し、ファン２４４の回転速度を調整するためのものである。また、インバータ２４６は、冷却塔２１０の動作を制御するための制御装置２４７と接続されている。制御装置２４７は、温度センサ２４８とｐＨセンサ２７２とを備えている。温度センサ２４８は、貯留部２４３内に配置されており、貯留部２４３内に貯留された散布水の温度を計測するためのものである。ｐＨセンサ２７２は、貯留部２４３内に配置されており、貯留部２４３内に貯留された散布水のｐＨを計測するためのものである。
【００４８】
循環経路２５０は、本体２４０内と冷却負荷装置２３０との間において、冷却負荷装置２３０を冷却するための循環水を循環するためのものであり、内部に循環水が充填されている。また、循環経路２５０は、本体２４０内において散布水との接触面積を確保するために蛇行しており、両端部が冷却負荷装置２３０へ延びている。また、循環経路２５０は、冷却水を循環させるための第一ポンプ２５１を有している。
【００４９】
移動経路２６０は、貯留部２４３から本体２４０外へ延びており、末端部が本体２４０内においてファン２４４の下方に水平に配置されている。また、移動経路２６０の末端部は、本体２４０の底部へ向けて散布水を散水するための多数のノズル２６１（散水口の一例）を有している。また、移動経路２６０は、貯留部２４３に貯留された散布水をノズル２６１へ供給するための第二ポンプ２６２を有している。
【００５０】
給水装置２２０は、冷却塔２１０に対し、散布水を供給するためのものであり、原水供給路２２１、軟水器２２２および給水経路２２３を主に備えている。原水供給路２２１は、一端が水道水や工業用水等の原水の供給源（図示せず）と接続されており、軟水器２２２に対して原水を供給するためのものである。この原水供給路２２１は、軟水器２２２に対する原水の供給量を制御するためのバルブ２２４を有している。バルブ２２４は、制御装置２４７により制御される。軟水器２２２は、原水供給路２２１からの原水を軟水化するためのものである。具体的には、原水供給路２２１からの原水に含まれる硬度分、すなわちカルシウムイオンおよびマグネシウムイオンを除去し、原水を軟水とするためのものである。給水経路２２３は、軟水器２２２からの軟水を冷却塔２１０の貯留部２４３へ供給するためのものである。
【００５１】
冷却負荷装置２３０は、循環水による冷却が必要な各種装置であって第一の形態における冷却負荷装置１３０と同様のものであり、所要の冷却水流路（図示せず）を有している。この冷却水流路は、冷却水導入部２３１と冷却水排出部２３２とを有している。そして、冷却水導入部２３１には循環経路２５０の一端が接続されている。また、冷却水排出部２３１には循環経路２５０の他端が接続されている。
【００５２】
次に、上述の冷却塔２１０の運転方法を説明する。
先ず、冷却塔２１０において、インバータ２４６によりモータ２４５を作動させ、ファン２４４を回転させる。この結果、図に矢印で示すようにルーバ２４２を通じて本体２４０内へ外気が流入する。この外気は、本体２４０内を通過し、開口部２４１から外部へ排出される。
【００５３】
また、循環経路２５０において第一ポンプ２５１を作動すると、循環経路２５０内において循環水が循環する。この循環水は、冷却負荷装置２３０の冷却水流路を流れ、冷却負荷装置２３０を冷却する。
【００５４】
また、バルブ２２４を操作して原水供給路２２１から軟水器２２２へ原水を供給すると、当該原水は軟水器２２２において硬度分が除去されて軟水となる。この軟水は、軟水器２２２から給水経路２２３を通じて冷却塔２１０の貯留部２４３へ供給され、貯留される。
【００５５】
貯留部２４３に貯留された軟水は、循環経路２５０を循環する循環水を冷却するための散布水として、第二ポンプ２６２の動作により移動経路２６０内へ連続的に供給される。そして、移動経路２６０内へ供給された散布水は、本体２４０内においてノズル２６１から散水され、図に点線で示すように本体２４０内で落下して貯留部２４３へ戻る。この際、本体２４０内で落下する散布水は、ファン２４４の回転により本体２４０内へ流入する外気に触れて冷却される。そして、冷却された散布水は、循環経路２５０と接触し、循環経路２５０および循環経路２５０内を循環する循環水を冷却する。貯留部２４３へ戻った散布水は、再び移動経路２６０を通じてノズル２６１から散水され、貯留部２４３へ戻る。したがって、貯留部２４３に貯留された散布水は、冷却塔２１０の作動中、移動経路２６０を循環することになる。
【００５６】
上述のような冷却塔２１０において、散布水による循環水の冷却能力は、ファン２４４の回転速度により定まる。すなわち、ファン２４４を高速で回転させると、ルーバ２４２から本体２４０内へ流入する外気量が増加するため散布水が強力に冷却され、散布水による循環水の冷却能力は高くなる。逆に、ファン２４４を低速で回転させると、ルーバ２４２から本体２４０内へ流入する外気量が減少するため、散布水は穏やかに冷却され、散布水による循環水の冷却能力は低くなる。したがって、循環水をより強力に冷却する必要がある場合（すなわち、散布水をより強力に冷却する必要がある場合）、例えば気温の高い夏季においては、ファン２４４を高速で回転するのが有利である。一方、循環水を強力に冷却する必要がない場合（すなわち、散布水を強力に冷却する必要がない場合）、例えば気温の低い冬季や夏季であっても夜間においては、省エネルギーの観点から、ファン２４４を低速で回転するのが有利である。
【００５７】
また、冷却塔２１０において、移動経路２６０のノズル２６１から散水される散布水の歩留まりも、ファン２４４の回転速度により定まる。すなわち、ファン２４４を高速で回転させると、ルーバ２４２から本体２４０内へ流入する外気量が増加するため、ノズル２６１から散水される散布水は、蒸発しやすくなるとともに、外気と共に開口部２４１から本体２４０外へ飛散しやすくなり、散布水の歩留まりは低くなる。逆に、ファン２４４を低速で回転させると、ルーバ２４２から本体２４０内へ流入する外気量が減少するため、ノズル２６１から散水される散布水は、蒸発しにくくなるとともに開口部２４１から本体２４０外へ飛散しにくくなり、散布水の歩留まりは高くなる。
【００５８】
そこで、制御装置２４７は、冷却塔２１０の運転負荷状態、具体的には温度センサ２４８により計測される散布水の温度に基づいてインバータ２４６を制御し、モータ２４５の回転速度を変速してファン２４４の回転速度を調整する。具体的には、温度センサ２４８により計測される散布水温度が高温のときは、インバータ２４６によりモータ２４５を高速回転させ、ファン２４４の回転速度を速くする。また、温度センサ２４８により計測される散布水温度が低温のときは、インバータ２４６によりモータ２４５を低速回転させ、ファン２４４の回転速度を遅くする。これにより、冷却塔２１０は、その運転負荷状態に応じて散布水を十分に冷却することができ、ファン２４４の回転駆動に要するエネルギーの省力化を図ることができる。また、冷却塔２１０をこのように運転すれば、ルーバ２４２から本体２４０内へ流入する外気量を冷却塔２１０の運転負荷状態に応じて制御することができるため、散布水が過剰に蒸発したり飛散したりするのを抑制することができる。この結果、散布水の節約を図ることができ、給水装置２２０から本体２４０へ供給する軟水量の抑制を図ることができる。
【００５９】
ところで、散布水は、軟水であり、上述のように冷却塔２１０内へ流入する外気と共に一部が蒸発するため、Ｍアルカリ成分濃度を基準とした場合に徐々に濃縮される。すなわち、散布水は、Ｍアルカリ成分濃度が上昇する。また、冷却塔２１０においては、インバータ２４６によりファン２４４の回転速度を調整することができ、それにより散布水が過剰に飛散するのを抑制することができるため、冷却塔２１０の運転負荷状態に応じて散布水を十分に冷却可能な範囲でファン２４４の回転速度を減速すれば、散布水におけるＭアルカリ成分の喪失を抑制することができる。このため、冷却塔２１０において循環する散布水は、Ｍアルカリ成分濃度を基準とした濃縮倍率が高まる。すなわち、冷却塔２１０は、従来の密閉式冷却塔に比べて散布水の濃縮倍率を高めることができ、Ｍアルカリ成分濃度が上昇しやすくなる。そして、このようなＭアルカリ成分濃度の上昇に伴い、散布水のｐＨはアルカリ側へ変化する。この実施の形態では、このような散布水の濃縮に伴うｐＨの変化を利用し、散布水のｐＨを９．０以上、好ましくは９．２以上に維持する。
【００６０】
因みに、散布水の飛散量は、ファン２４４の回転速度が高速になるほど多くなる。飛散した散布水は、Ｍアルカリ成分を含むため、散布水の飛散量が多いとＭアルカリ成分が失われることになる。この結果、散布水は、Ｍアルカリ成分濃度が一定以上に上昇しにくくなり、ｐＨが９．０以上若しくは９．２以上に維持されにくくなる。そこで、この実施の形態では、散布水のｐＨをｐＨセンサ２７２により常時測定し、その測定結果に基づいてファン２４４の回転速度を制御するのが好ましい。より具体的には、ｐＨセンサ２７２での測定結果に基づいて制御装置２４７によりインバータ２４６を制御し、散布水を冷却するのに十分な範囲でファン２４４の回転速度が低速になるよう調節するのが好ましい。このようにすると、散布水の飛散が抑制され、Ｍアルカリ成分濃度を基準とする散布水の濃縮倍率を高めやすくなるため、散布水のｐＨを９．０以上若しくは９．２以上に維持しやすくなる。
【００６１】
以上のようにして散布水のｐＨを９．０以上若しくは９．２以上に維持すると、貯留部２４３から移動経路２６０を循環する循環水は、レジオネラ属菌の繁殖が抑制され、レジオネラ属菌数が厚生省生活衛生局企画課監修、財団法人ビル管理教育センター発行「新版  レジオネラ症防止指針（平成１５年５月  ５刷発行）」（上述の非特許文献１）において推奨されている１０ＣＦＵ／１００ミリリットル未満に維持され得る。
【００６２】
ところで、散布水は、上述のように濃縮され、Ｍアルカリ成分濃度と共に各種の溶存物、例えば塩化物イオンのような腐食性イオンおよびシリカのようなスケール発生因子の濃度も上昇する。この結果、冷却塔２１０は、散布水が接触する部位において腐食およびスケールが発生しやすい状態になる。このため、この運転方法においては、所定のタイミングで貯留部２４３に貯留された散布水の一部を放出し、同時に供給装置２２０から貯留部２４３内へ新たな軟水を供給する。これにより、散布水は、希釈され、腐食性イオンおよびスケール発生因子の濃度が低下するため、冷却塔１１０に対して腐食やスケールを発生させにくくなる。但し、散布水は、希釈によってＭアルカリ成分濃度も同時に低下することになるため、ｐＨが低下し、レジオネラ属菌の繁殖を抑制しにくくなる可能性がある。
【００６３】
そこで、この運転方法では、貯留部２４３に貯留された散布水のｐＨをｐＨセンサ２７２により監視し、このｐＨが９．０以上に維持されるよう散布水を希釈する。具体的には、散布水のｐＨが９．０を十分に超えているとき（例えば、Ｍアルカリ成分の濃縮によりｐＨが９．５程度に到達しているとき）、制御弁２７１を開放して排水経路２７０から散布水の一部を放出し、また、同時にバルブ２２４を開放して給水経路２２３から貯留部２４３へ新たな軟水を供給する。そして、新たに供給される軟水により希釈された循環水のｐＨが９．０付近まで低下したとき（例えば、ｐＨが９．２程度まで低下したとき）において、制御弁２７１を閉鎖して散布水の放出を停止し、同時にバルブ２２４を閉鎖して貯留部への軟水の供給を停止する。
【００６４】
ここで、散布水のｐＨを常時監視し、ｐＨの変動に応じて上述のような散布水の希釈操作を適時繰り返せば、散布水は、ｐＨが９．０以上に維持された状態のままで、腐食性イオンおよびスケール発生因子の濃度が低下することになる。このため、この運転方法によると、散布水におけるレジオネラ属菌の繁殖を効果的に抑制することができ、同時に冷却塔１１０の腐食およびスケール発生を抑制することができる。
【００６５】
変形例
（１）上述の各実施の形態においては、循環水若しくは散布水の濃縮によりこれらのｐＨを９．０以上に設定しているが、循環水および散布水のｐＨは、薬剤の添加若しくは電気分解により９．０以上に設定することもできる。
【００６６】
薬剤の添加によりｐＨを調整する場合は、冷却塔１１０，２１０の貯留部１４３，２４３に対して薬剤を注入するための注入装置を配置する。ここで用いられる薬剤は、循環水および散布水のｐＨを９．０以上に調整することができるものであり、通常、アルカリ金属の炭酸水素塩、アルカリ金属の炭酸塩およびアルカリ金属の水酸化物からなる群から選ばれた少なくとも一つのアルカリ金属化合物である。アルカリ金属の炭酸水素塩としては、例えば、炭酸水素ナトリウムおよび炭酸水素カリウムを挙げることができる。また、アルカリ金属の炭酸塩としては、例えば、炭酸ナトリウムおよび炭酸カリウムを挙げることができる。さらに、アルカリ金属の水酸化物としては、例えば、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムを挙げることができる。
【００６７】
この場合、例えば、ｐＨセンサ１６２，２７２により循環水および散布水のｐＨを常時監視し、貯留部１４３，２４３に対して上述の薬剤を適宜注入して循環水および散布水のｐＨが９．０以上に維持されるよう設定する。
【００６８】
一方、電気分解による場合は、冷却塔１１０，２１０に対し、図３に示すような電気分解装置３００を装着する。電気分解装置３００は、電解槽３１０と電源３２０とを主に備えている。電解槽３１０内には、循環水または散布水を電解するための一対の電極３１１，３１２が配置されており、この一対の電極３１１，３１２間に隔膜３１３が設けられることにより、陰極室３１４と陽極室３１５とが形成されている。電解槽３１０には、冷却塔１１０，２１０の貯留部１４３，２４３内から循環水または散布水の一部を取り出すための採水路３１６が接続されている。この採水路３１６は、陰極室３１４および陽極室３１５のそれぞれへ循環水または散布水を供給するためのものである。陰極室３１４には、循環水または散布水の電解により生成したアルカリ性電解水を貯留部１４３，２４３内へ供給するための電解水供給路３１７が接続されている。陽極室３１５には、同じく循環水または散布水の電解により生成した酸性電解水を系外へ排出するための排出路３１８が接続されている。電源３２０は、一対の電極３１１，３１２間に循環水または散布水の電解に必要な電圧を印加するためのものであり、制御装置１４７，２４７により制御される。
【００６９】
この電気分解装置３００を備えた冷却塔１１０，２１０では、採水路３１６を通じて貯留部１４３，２４３から循環水または散布水の一部を電解槽３１０内へ供給する。電解槽３１０へ供給された循環水または散布水は、一対の電極３１１，３１２間に印加される電圧により電気分解され、陰極室３１４側でアルカリ性電解水が生成し、陽極室３１５側で酸性電解水が生成する。ここで生成したアルカリ性電解水は、電解水供給路３１７を通じて貯留部１４３，２４３へ供給する。また、酸性電解水は、排出路３１８を通じて系外へ排出する。このように、貯留部１４３，２４３に貯留された循環水または散布水の一部を継続的に電気分解装置３００へ供給し、生成したアルカリ性電解水を貯留部１４３，２４３へ供給すれば、循環水または散布水は、ｐＨが高まり、９．０以上に設定される。
【００７０】
以上のように薬剤の注入または電気分解により循環水および散布水のｐＨを設定する場合は、希釈中においても循環水および散布水のｐＨを９．０以上に維持しやすいため、貯留部１４３，２４３からの循環水および散布水の放出量を増加させることができ、循環水および散布水の希釈の程度を高めて腐食性イオンおよびスケール発生因子の濃度をより効果的に低下させることができる。
【００７１】
（２）上述の各実施の形態においては、ｐＨ値に基づいて循環水および散布水を放出するタイミングを判定しているが、この放出タイミングの判定においては、循環水および散布水の電気伝導度を併せて参照することができる。すなわち、電気伝導度が所定値を超えているときに、循環水および散布水の一部を放出するようにすることができる。電気伝導度は、腐食性イオンおよびスケール発生因子の濃度上昇に伴って増加するため、これを参照して放出タイミングを判定すれば、腐食性イオンおよびスケール発生因子の濃度が腐食やスケール発生を促進するおそれが小さい低濃度のときに、循環水および散布水を無駄に希釈することがなくなり、これらのｐＨを維持してより安定的にレジオネラ属菌の繁殖を抑制することができる。
【００７２】
検証例
ｐＨを７、９および１０に調整した三種類の軟水のそれぞれにレジオネラ属菌を３，２００個接種し、３６℃で３日間放置した。そして、接種時、２日経過時および３日経過時の各時点において、この軟水０．１ミリリットルをシステイン含有ＢＣＹＥα寒天培地に塗布して３６℃で７日間培養し、レジオネラ属菌数を調べた。レジオネラ属菌数は、培地に形成された集落数に基づいて調べた。結果を表１に示す。
【００７３】
【表１】
0004735369.tif 000002
【００７４】
表１によると、ｐＨが７の場合はレジオネラ属菌数が接種時に比べて増加しているが、ｐＨが９および１０の場合は接種時に比べてレジオネラ属菌数が減少していることがわかる。この結果より、軟水のｐＨを９．０以上に維持すれば、レジオネラ属菌の繁殖を効果的に抑制可能なことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の運転方法を実施可能な冷却水循環システムの一例の概略図。
【図２】本発明の運転方法を実施可能な冷却水循環システムの他の例の概略図。
【図３】前記各冷却水循環システムにおいて利用可能な電気分解装置の概略図。
【符号の説明】
【００７６】
１１０、２１０  冷却塔
１２３、２２３  給水経路
１３０、２３０  冷却負荷装置
１４０、２４０  本体
１４１、２４１  開口部
１４２、２４２  ルーバ
１４３、２４３  貯留部
１４４、２４４  ファン
１４９  供給経路
１５１  回収経路
１５２、２６１  ノズル
１６０、２７０  排水経路
２５０  循環経路
２６０  移動経路
【図１】
0004735369.tif 000003
【図２】
0004735369.tif 000004
【図３】
0004735369.tif 000005