(57)【要約】【課題】冷却塔において冷却水を好ましい状態に保つことができる冷却水改質方法、およびそのような冷却水改質方法を実施する冷却装置を提供すること。【解決手段】この発明の冷却水改質方法は、冷却塔における冷却水にオゾンマイクロナノバブルを含有させる。この発明の冷却装置は、冷却塔における冷却水にオゾンマイクロナノバブルを含有させるように、冷却水中にオゾンマイクロナノバブルを発生させるオゾンマイクロナノバブル発生部を備える。このオゾンマイクロナノバブル発生部は、オゾンを発生させるオゾン発生機と、オゾンを用いて冷却水中にオゾンマイクロナノバブルを発生させるマイクロナノバブル発生機とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却塔における冷却水にオゾンマイクロナノバブルを含有させることを特徴とする冷却水改質方法。
【請求項２】
冷却塔における冷却水にオゾンマイクロナノバブルを含有させるように、上記冷却水中にオゾンマイクロナノバブルを発生させるオゾンマイクロナノバブル発生部を備えたことを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
請求項２に記載の冷却装置において、
上記オゾンマイクロナノバブル発生部は、オゾンを発生させるオゾン発生機と、上記オゾンを用いて上記冷却水中にオゾンマイクロナノバブルを発生させるマイクロナノバブル発生機とを備えることを特徴とする冷却装置。
【請求項４】
請求項３に記載の冷却装置において、
上記冷却塔は、上部に上記冷却水を溜める散水貯槽、中間部に上記散水貯槽からの冷却水を散水する散水部、下部に上記散水部によって散水された冷却水を回収して溜める主水槽をそれぞれ備え、
上記主水槽の冷却水を上記散水貯槽に移送する第１ポンプ部を備え、
上記マイクロナノバブル発生機は、上記主水槽の冷却水中にオゾンマイクロナノバブルを発生させるようになっていることを特徴とする冷却装置。
【請求項５】
請求項２に記載の冷却装置において、
上記冷却塔は、上部に上記冷却水を溜める散水貯槽、中間部に上記散水貯槽からの冷却水を複数の熱交換パイプの外周面に散水する散水部、下部に上記散水部によって散水された冷却水を回収して溜める主水槽をそれぞれ備え、
上記主水槽の冷却水を上記散水貯槽に移送する第１ポンプ部を備え、
上記散水貯槽、主水槽にそれぞれ、微生物を繁殖させる微生物担体が収容されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項６】
請求項５に記載の冷却装置において、
上記微生物担体は、ひも状またはリング状のポリ塩化ビニリデン材であることを特徴とする冷却装置。
【請求項７】
請求項５に記載の冷却装置において、
上記微生物担体は、網袋に入った活性炭であることを特徴とする冷却装置。
【請求項８】
請求項３に記載の冷却装置において、
上記冷却塔は、上部に上記冷却水を溜める散水貯槽、中間部に上記散水貯槽からの冷却水を散水する散水部、下部に上記散水部によって散水された冷却水を回収して溜める主水槽をそれぞれ備え、
上記主水槽の冷却水を上記散水貯槽に移送する第１ポンプ部と、
上記冷却塔の外部に設置された第１補助水槽と、
上記冷却塔と上記第１補助水槽との間で上記冷却水を循環させる第２ポンプ部とを備え、
上記マイクロナノバブル発生機は、上記第１補助水槽の冷却水中にオゾンマイクロナノバブルを発生させるようになっていることを特徴とする冷却装置。
【請求項９】
請求項８に記載の冷却装置において、
上記冷却塔と上記第１補助水槽との間の上記冷却水の循環経路に介挿された第２補助水槽を備え、
上記第２補助水槽に、微生物を繁殖させる微生物担体が収容されていることを特徴とする冷却装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の冷却装置において、
上記微生物担体は、ひも状またはリング状のポリ塩化ビニリデン材であることを特徴とする冷却装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の冷却装置において、
上記微生物担体は、網袋に入った活性炭であることを特徴とする冷却装置。
【請求項１２】
請求項３に記載の冷却装置において、
上記マイクロナノバブル発生機が水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機であることを特徴とする冷却装置。
【請求項１３】
請求項１３に記載の冷却装置において、
上記水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機の気体吸い込み部に上記オゾン発生機が取り付けられていることを特徴とする冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は冷却水改質方法に関し、より詳しくは、冷却塔において冷却水を好ましい状態に保つ方法に関する。
【０００２】
また、この発明は、そのような冷却水改質方法を実施する冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
冷却塔は、屋外に設置されて、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冷却する熱交換器の一種であり、多くの産業で使用されている。一般に、冷却塔における熱媒体である冷却水は、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くなる。このため、冷却塔の使用期間中は、レジオネラ属菌などの微生物の増殖を抑制するため、殺菌剤（塩素剤など）を継続的に添加している場合が多い。また、冷却水が濃縮しすぎると、冷却装置内にスケール、スライム又は腐蝕が発生し、洗浄や殺菌の効果を失わせる。よって、その対策として、冷却水を強制ブローし、水を補給することで濃縮を抑制する。また、スケール、スライム、腐蝕防止用の薬剤を適正な濃度で投入することも行われている。このように、冷却塔において冷却水を好ましい状態に保つことは、高度の技術を要する。
【０００４】
ここで、特許文献１（特開２００４−１２１９６２号公報）には、ナノバブルの利用方法および装置として、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、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たものが記載されている。より具体的には、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、殺菌機能によって各種物体を高機能、低環境負荷で洗浄することができ、汚濁水の浄化を行うことができることが記載されている。
【０００５】
また、特許文献２（特開２００３−３３４５４８号公報）には、ナノ気泡の生成方法として、液体中において、液体の一部を分解ガス化する工程、液体中で超音波を印加する工程又は、液体の一部を分解ガス化する工程および超音波を印加する工程からなるものが記載されている。
【０００６】
また、特許文献３（特開２００４−３２１９５９号公報）には、オゾンマイクロバブルを利用する廃液の処理装置として、マイクロバブル発生装置にオゾン発生装置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ているものが記載されている。また、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も記載されている。
【０００７】
なお、「マイクロバブル」とは、「その発生時に、１０〜数十μｍの直径を有する気泡」と定義されている。マイクロバブルは、発生後に収縮して「マイクロナノバブル」に変化する。
【０００８】
「マイクロナノバブル」とは、直径が数百ｎｍ〜１０μｍの気泡を意味する。
【０００９】
「ナノバブル」とは、直径が数百ｎｍ以下の気泡を意味する。
【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】
【００１０】
しかしながら、上述の特許文献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）には、いずれも、冷却塔において冷却水を好ましい状態に保つ技術については開示されていない。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、冷却塔において冷却水を好ましい状態に保つことができる冷却水改質方法を提供することにある。具体的には、この発明の冷却水改質方法は、ｉ）スケール、スライム（微生物や藻類起因のものを含む）および腐食の発生を抑えることができ、ii）それに伴って、冷却水に関する水処理薬品の削減を図ることができ、iii）冷却塔のコイルに関する熱交換の効率（熱効率）をアップし、省エネルギを可能にできること、を課題とする。
【００１２】
また、この発明の課題は、そのような冷却水改質方法を実施する冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、この発明の冷却水改質方法は、冷却塔における冷却水にオゾンマイクロナノバブルを含有させることを特徴とする。
【００１４】
なお、「オゾンマイクロナノバブル」とは、オゾンを含むマイクロナノバブルを意味する。
【００１５】
本発明者は、この発明の冷却水改質方法によれば、冷却塔における冷却水について、効果的に、ｉ）スケール、スライム（微生物や藻類起因のものを含む）および腐食の発生を抑えることができ、ii）それに伴って、冷却水に関する水処理薬品の削減を図ることができ、iii）冷却塔のコイル（熱交換パイプ）に関する熱交換の効率（熱効率）をアップし、省エネルギを可能にできること、を実験により見出した。
【００１６】
ここで、冷却水に空気マイクロナノバブル（空気からなるマイクロナノバブルを意味する。）を含有させる方法でも、或る程度スケールやスライムの発生を防止する効果は得られる。しかしながら、本発明者は、冷却水にオゾンマイクロナノバブルを含有させる方法は、より効果が大きいことを見出した。
【００１７】
また、この発明の冷却装置は、
冷却塔における冷却水にオゾンマイクロナノバブルを含有させるように、上記冷却水中にオゾンマイクロナノバブルを発生させるオゾンマイクロナノバブル発生部を備えたことを特徴とする。
【００１８】
この発明の冷却装置によれば、上記冷却水改質方法を実施できる。すなわち、冷却塔における冷却水にオゾンマイクロナノバブルを含有させることができる。したがって、この発明の冷却装置によれば、冷却塔における冷却水について、効果的に、ｉ）スケール、スライム（微生物や藻類起因のものを含む）および腐食の発生を抑えることができ、ii）それに伴って、冷却水に関する水処理薬品の削減を図ることができ、iii）冷却塔のコイルに関する熱交換の効率（熱効率）をアップし、省エネルギを可能にできること、ができる。つまり、冷却塔において冷却水を好ましい状態に保つことができる。
【００１９】
一実施形態の冷却装置では、上記オゾンマイクロナノバブル発生部は、オゾンを発生させるオゾン発生機と、上記オゾンを用いて上記冷却水中にオゾンマイクロナノバブルを発生させるマイクロナノバブル発生機とを備えることを特徴とする。
【００２０】
一実施形態の冷却装置では、上記オゾン発生機がオゾンを発生させ、マイクロナノバブル発生機が上記オゾンを用いて上記冷却水中にオゾンマイクロナノバブルを発生させる。これにより、冷却塔における冷却水にオゾンマイクロナノバブルを含有させることができる。
【００２１】
一実施形態の冷却装置では、
上記冷却塔は、上部に上記冷却水を溜める散水貯槽、中間部に上記散水貯槽からの冷却水を散水する散水部、下部に上記散水部によって散水された冷却水を回収して溜める主水槽をそれぞれ備え、
上記主水槽の冷却水を上記散水貯槽に移送する第１ポンプ部を備え、
上記マイクロナノバブル発生機は、上記主水槽の冷却水中にオゾンマイクロナノバブルを発生させるようになっていることを特徴とする。
【００２２】
この一実施形態の冷却装置では、第１ポンプ部によって主水槽の冷却水が散水貯槽に移送され、上記散水貯槽からの冷却水が散水部によって散水され、大気と直接または間接的に接触して冷却される。この後、冷却水は主水槽に戻る。このように、冷却水は、冷却塔の上部、中間部、下部の間で循環する。したがって、上記マイクロナノバブル発生機が上記主水槽の冷却水中にオゾンマイクロナノバブルを発生させることによって、冷却塔の上部、中間部、下部の間で循環する冷却水の全体にオゾンマイクロナノバブルを含有させることができる。これにより、冷却水の全体を好ましい状態に保つことができる。
【００２３】
一実施形態の冷却装置では、
上記冷却塔は、上部に上記冷却水を溜める散水貯槽、中間部に上記散水貯槽からの冷却水を複数の熱交換パイプの外周面に散水する散水部、下部に上記散水部によって散水された冷却水を回収して溜める主水槽をそれぞれ備え、
上記主水槽の冷却水を上記散水貯槽に移送する第１ポンプ部を備え、
上記散水貯槽、主水槽にそれぞれ、微生物を繁殖させる微生物担体が収容されていることを特徴とする。
【００２４】
この一実施形態の冷却装置では、第１ポンプ部によって主水槽の冷却水が散水貯槽に移送され、上記散水貯槽からの冷却水が散水部によって複数の熱交換パイプの外周面に散水される。熱交換パイプの外周面に散水された冷却水は、熱交換パイプ内の熱媒体から熱を奪うとともに、大気と直接または間接的に接触して冷却される。この後、冷却水は主水槽に戻る。このように、冷却水は、冷却塔の上部、中間部、下部の間で循環する。したがって、上記マイクロナノバブル発生機が上記主水槽の冷却水中にオゾンマイクロナノバブルを発生させることによって、冷却塔の上部、中間部、下部の間の循環経路を循環する冷却水の全体に、オゾンマイクロナノバブルを含有させることができる。これにより、冷却水の全体を好ましい状態に保つことができる。
【００２５】
また、本発明者は、冷却水にオゾンマイクロナノバブルを含有させた条件下であっても、オゾン含有量を適量に設定すれば、微生物担体に微生物が繁殖することを見出した。つまり、この一実施形態の冷却装置では、上記冷却水の循環経路のうち上記散水貯槽、主水槽にそれぞれ収容された微生物担体のところのみに微生物が繁殖して、冷却水を生物学的に水処理する効果が生ずる。したがって、冷却水に関する水処理薬品の削減を図ることができる。また、冷却水はその微生物によって生物学的に水処理されるので、冷却水中に藻類や藻類起因のスライムの発生が起こりにくくなる。したがって、熱交換パイプの熱効率が低下するのを防止でき、省エネルギを可能にできる。
【００２６】
一実施形態の冷却装置では、上記微生物担体は、ひも状またはリング状のポリ塩化ビニリデン材であることを特徴とする。
【００２７】
この一実施形態の冷却装置では、上記ひも状またはリング状のポリ塩化ビニリデン材は表面積が比較的大きいので、微生物が容易に繁殖して、冷却水を生物学的に水処理する効果が得られる。
【００２８】
一実施形態の冷却装置では、上記微生物担体は、網袋に入った活性炭であることを特徴とする。
【００２９】
この一実施形態の冷却装置では、上記活性炭は表面積が比較的大きいので、微生物が容易に繁殖して、冷却水を生物学的に水処理する効果が得られる。特に、活性炭は、冷却水中の有機物を吸着し、その後活性炭に繁殖した微生物によって、吸着した有機物を分解できる効果が大きい。したがって、冷却水に関する水処理薬品の削減を図ることができる。
【００３０】
一実施形態の冷却装置では、
上記冷却塔は、上部に上記冷却水を溜める散水貯槽、中間部に上記散水貯槽からの冷却水を散水する散水部、下部に上記散水部によって散水された冷却水を回収して溜める主水槽をそれぞれ備え、
上記主水槽の冷却水を上記散水貯槽に移送する第１ポンプ部と、
上記冷却塔の外部に設置された第１補助水槽と、
上記冷却塔と上記第１補助水槽との間で上記冷却水を循環させる第２ポンプ部とを備え、
上記マイクロナノバブル発生機は、上記第１補助水槽の冷却水中にオゾンマイクロナノバブルを発生させるようになっていることを特徴とする。
【００３１】
この一実施形態の冷却装置では、第１ポンプ部によって主水槽の冷却水が散水貯槽に移送され、上記散水貯槽からの冷却水が散水部によって散水され、大気と直接または間接的に接触して冷却される。この後、冷却水は主水槽に戻る。このように、冷却水は、冷却塔の上部、中間部、下部の間で循環する。これとともに、第２ポンプ部によって、上記冷却塔と上記第１補助水槽との間で上記冷却水が循環される。したがって、上記マイクロナノバブル発生機が上記第１補助水槽の冷却水中にオゾンマイクロナノバブルを発生させることによって、冷却塔の上部、中間部、下部の間の循環経路、および上記冷却塔と上記第１補助水槽との間の循環経路を循環する冷却水の全体に、オゾンマイクロナノバブルを含有させることができる。これにより、冷却水の全体を好ましい状態に保つことができる。
【００３２】
一実施形態の冷却装置では、
上記冷却塔と上記第１補助水槽との間の上記冷却水の循環経路に介挿された第２補助水槽を備え、
上記第２補助水槽に、微生物を繁殖させる微生物担体が収容されていることを特徴とする。
【００３３】
この一実施形態の冷却装置では、上記冷却水の二つ循環経路のうち上記第２補助水槽に収容された微生物担体のところのみに微生物が繁殖して、冷却水を生物学的に水処理する効果が生ずる。したがって、冷却水に関する水処理薬品の削減を図ることができる。また、冷却水はその微生物によって生物学的に水処理されるので、冷却水中に藻類や藻類起因のスライムの発生が起こりにくくなる。したがって、熱交換パイプの熱効率が低下するのを防止でき、省エネルギを可能にできる。
【００３４】
一実施形態の冷却装置では、上記微生物担体は、ひも状またはリング状のポリ塩化ビニリデン材であることを特徴とする。
【００３５】
この一実施形態の冷却装置では、上記ひも状またはリング状のポリ塩化ビニリデン材は表面積が比較的大きいので、微生物が容易に繁殖して、冷却水を生物学的に水処理する効果が得られる。
【００３６】
一実施形態の冷却装置では、上記微生物担体は、網袋に入った活性炭であることを特徴とする。
【００３７】
この一実施形態の冷却装置では、上記活性炭は表面積が比較的大きいので、微生物が容易に繁殖して、冷却水を生物学的に水処理する効果が得られる。特に、活性炭は、冷却水中の有機物を吸着し、その後活性炭に繁殖した微生物によって、吸着した有機物を分解できる効果が大きい。したがって、冷却水に関する水処理薬品の削減を図ることができる。
【００３８】
一実施形態の冷却装置では、上記マイクロナノバブル発生機が水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機であることを特徴とする。
【００３９】
この一実施形態の冷却装置によれば、上記冷却塔における冷却水にオゾンマイクロナノバブルを多量に含有させることができる。
【００４０】
一実施形態の冷却装置では、上記水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機の気体吸い込み部に上記オゾン発生機が取り付けられていることを特徴とする。
【００４１】
この一実施形態の冷却装置によれば、上記マイクロナノバブル発生部が一体に構成されるので、システムがシンプルになり、管理上好都合になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００４３】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態の冷却装置の構成を模式的に示している。
【００４４】
この冷却装置は冷却塔１を備え、この冷却塔１は、上部３２、中間部２、下部３に区分されている。
【００４５】
上部３２には、冷却水を溜めるための環状の散水貯槽４と、この散水貯槽４で取り囲まれた中央に配置されたファン５とが設けられている。
【００４６】
中間部２には、散水貯槽４の下部に設けられた散水部としての散水口１８と、散水口１８の下方に設けられ、コイル状に構成された銅製の多数の熱交換パイプ８と、熱交換パイプ８の外部を取り囲み、冷却塔の側壁をなすように配置された冷却水飛散防止用のルーバー７とが設けられている。この中間部２の中心部は空間になっている。
【００４７】
散水口１８は、冷却水９０をできるだけ均等に熱交換パイプ８の外周面に散水できるように、無数の小孔として構成されている。それらの小孔から冷却水９０が落下して熱交換パイプ８に散水されることになる。
【００４８】
この例では、熱交換パイプ８の内部には、外気温度より高い温度の熱媒体として水８０が流れているものとする。
【００４９】
また、下部３には、散水口１８によって散水された冷却水９０を回収して溜める主水槽９と、この主水槽９の内部の多孔板１５上に設置された水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機１２とが設けられている。この主水槽９の外部には、主水槽９のうち多孔板１５の下方に相当する部分から冷却水９０を吸い込んで散水貯槽４に移送する第１ポンプ部としての散水ポンプ１０が設けられている。散水ポンプ１０の揚水量は主水槽９に対する循環水量が１時間で１回転になるように設定可能である。
【００５０】
多孔板１５は、材質的には、ステンレス製でもプラスチック製でも良く、特に材質は限定されない。
【００５１】
水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機１２の気体吸い込み部には、オゾン吸い込み配管３３とオゾン発生量を調整する為のバルブ３４とを介して、オゾン発生機３５が一体に取り付けられている。これらの要素１２，３３，３４，３５がマイクロナノバブル発生部を構成している。又、オゾン発生機３５の性能は主水槽９内のオゾン濃度が２ｐｐｍ〜５ｐｐｍの範囲内になるように設定可能である。
【００５２】
このマイクロナノバブル発生部は、公知のマイクロナノバブル発生機（図示せず）と循環ポンプ（図示せず）とによる一般的なマイクロナノバブル発生システムと比較して、システムがシンプルであると同時に、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機１２を採用しているので、水流１３に乗せて多量のマイクロナノバブルを発生させることができる。
【００５３】
冷却装置としては、マイクロナノバブル発生部のシステムがシンプルな方が、管理上からしても、好都合である。
【００５４】
また、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機１２は、マイクロナノバブルを発生するための、吸い込み量が、公知のマイクロナノバブル発生機（図示せず）と循環ポンプ（図示せず）による一般的なマイクロナノバブル発生システムと比較して多い。よって、この循環水量が多くなり、好ましい。
【００５５】
この冷却装置の運転時には、散水ポンプ１０が駆動されて、主水槽９のうち多孔板１５の下方に相当する部分から冷却水９０が散水貯槽４に移送される。散水貯槽４に一時的に溜まった冷却水９０は、散水口１８を通して多数の熱交換パイプ８の外周面に散水される。それとともに、上部３２に設置されているファン５が上向きに気流を作るように回転される。このファン５の回転によって、熱交換前外気１７は、中間部２のルーバー７を通過して、熱交換パイプ８が配置されている部分に導入される。熱交換パイプ８の外周面に散水された冷却水９０は、熱交換パイプ８内の水８０から熱を奪うとともに、熱交換前外気１７、つまり大気と直接に接触して冷却される。この後、冷却水９０は主水槽９に戻る。このように、冷却水９０は、冷却塔の上部３２、中間部２、下部３の間で循環する。大気は、熱交換後外気６となって、ファン５の回転によって冷却塔１の上方へ排出される。
【００５６】
このようにして、外気によって、冷却水９０を介して熱交換パイプ８内の水８０が冷却される。
【００５７】
これとともに、この冷却装置の運転時には、オゾン発生機３５と、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機１２とが駆動される。これにより、オゾン発生機３５がオゾンを発生させ、マイクロナノバブル発生機１２がそのオゾンを用いて冷却水９０中にオゾンマイクロナノバブルを発生させる。これにより、冷却塔１の上部３２、中間部２、下部３の間で循環する冷却水９０の全体にオゾンマイクロナノバブルを含有させることができる。
【００５８】
ここで、「マイクロナノバブル」とは、直径が数百ｎｍ〜１０μｍの気泡を意味する。なお、「マイクロバブル」とは、「その発生時に、１０〜数十μｍの直径を有する気泡」と定義されている。マイクロバブルは、発生後に収縮して「マイクロナノバブル」に変化する。一部は、水中で縮小していき、ついには消滅（完全溶解）してしまう。「ナノバブル」は、直径が数百ｎｍ以下（典型的には１００〜２００ｎｍ）の気泡を意味する。「マイクロナノバブル」とは、マイクロバブルとナノバブルとが混合したバブルと説明できる。
【００５９】
一般的には、長く運転していると、熱交換パイプ８やルーバー７などの接液部分に、スケール、スライム等が付着する傾向がある。しかしながら、この冷却装置では、上述のように冷却水９０にオゾンマイクロナノバブルを含有させている。したがって、冷却水９０の接液部分について、効果的に、ｉ）スケール、スライム（微生物や藻類起因のものを含む）および腐食の発生を抑えることができ、ii）それに伴って、冷却水９０に関する水処理薬品の削減を図ることができ、iii）冷却塔のコイルに関する熱交換の効率（熱効率）をアップし、省エネルギを可能にできること、ができる。つまり、冷却塔１において冷却水９０を好ましい状態に保つことができる。
【００６０】
特に、スケール、スライム等の発生、付着を抑える効果は、熱交換パイプ８やルーバー７だけでなく、上部３２の散水貯槽４や主水槽９においても得られる。この結果、例えば散水貯槽４の小孔１８を掃除するメンテナンスの回数を極端に減少させることができる。また、主水槽９の掃除をするメンテナンスの回数も極端に減少させることができる。
【００６１】
なお、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機１２としては、野村電子工業株式会社製のものを採用した。しかしながら、それについてはメーカーを限定するものではなく、市販されているものを広く採用することができる。
【００６２】
（第２実施形態）
図２は、本発明の第２実施形態の冷却装置の構成を模式的に示している。
【００６３】
この第２実施形態の冷却装置は、第１実施形態と比較して、散水貯槽４と主水槽９にそれぞれ、微生物担体としてのひも状ポリ塩化ビニリデン材２８が収容された点のみが異なっている。よって、図２では、図１中の要素と同じ要素については、同じ符号を付けて、詳細な説明を省略する。
【００６４】
この第２実施形態の冷却装置では、散水貯槽４と主水槽９にそれぞれ、表面積が比較的大きいひも状ポリ塩化ビニリデン材２８が収容されている。これにより、運転時間の経過とともに、冷却水９０の循環経路のうち散水貯槽４と主水槽９にそれぞれ収容されたひも状ポリ塩化ビニリデン材２８のところのみに微生物が繁殖する。この微生物は、マイクロナノバブルで活性化されて、冷却水９０を生物学的に水処理する効果が生ずる。したがって、冷却水９０に関する水処理薬品の削減を図ることができる。また、冷却水９０はその微生物によって生物学的に水処理されるので、冷却水９０中に藻類や藻類起因のスライムの発生が起こりにくくなる。したがって、熱交換パイプの熱効率が低下するのを防止でき、省エネルギを可能にできる。
【００６５】
また、この冷却装置の例では、排水処理の場合とは異なり、汚濁有機物が流入してくるわけではないので、冷却水９０中に繁殖する微生物の濃度は、排水処理の場合と比較して低濃度である。このように微生物濃度が低濃度であるから、微生物はひも状ポリ塩化ビニリデン材２８に集中して繁殖する。そして、そのひも状ポリ塩化ビニリデン材２８に集中して繁殖しマイクロナノバブルで活性化された微生物によって、冷却水９０の水処理が実地される。この結果、冷却塔１において冷却水９０を好ましい状態に保つことができ、スケール、スライムの付着が抑制されることとなる。
【００６６】
（第３実施形態）
図３は、本発明の第３実施形態の冷却装置の構成を模式的に示している。
【００６７】
この第３実施形態の冷却装置は、第１実施形態と比較して、散水貯槽４と主水槽９にそれぞれ、微生物担体としてのリング状ポリ塩化ビニリデン材２９が収容された点のみが異なっている。よって、図３では、図１中の要素と同じ要素については、同じ符号を付けて、詳細な説明を省略する。
【００６８】
この第３実施形態の冷却装置では、散水貯槽４と主水槽９にそれぞれ、表面積が比較的大きいリング状ポリ塩化ビニリデン材２９が収容されている。これにより、運転時間の経過とともに、冷却水９０の循環経路のうち散水貯槽４と主水槽９にそれぞれ収容されたリング状ポリ塩化ビニリデン材２９のところのみに微生物が繁殖する。この微生物は、マイクロナノバブルで活性化されて、冷却水９０を生物学的に水処理する効果が生ずる。したがって、冷却水９０に関する水処理薬品の削減を図ることができる。また、冷却水９０はその微生物によって生物学的に水処理されるので、冷却水９０中に藻類や藻類起因のスライムの発生が起こりにくくなる。したがって、熱交換パイプの熱効率が低下するのを防止でき、省エネルギを可能にできる。
【００６９】
また、この冷却装置の例では、排水処理の場合とは異なり、汚濁有機物が流入してくるわけではないので、冷却水９０中に繁殖する微生物の濃度は、排水処理の場合と比較して低濃度である。このように微生物濃度が低濃度であるから、微生物はリング状ポリ塩化ビニリデン材２９に集中して繁殖する。そして、そのリング状ポリ塩化ビニリデン材２９に集中して繁殖しマイクロナノバブルで活性化された微生物によって、冷却水９０の水処理が実地される。この結果、冷却塔１において冷却水９０を好ましい状態に保つことができ、スケール、スライムの付着が抑制されることとなる。
【００７０】
（第４実施形態）
図４は、本発明の第４実施形態の冷却装置の構成を模式的に示している。
【００７１】
この第４実施形態の冷却装置は、第１実施形態と比較して、散水貯槽４と主水槽９にそれぞれ、微生物担体としての、網袋３０に入った活性炭３１が収容された点のみが異なっている。よって、図４では、図１中の要素と同じ要素については、同じ符号を付けて、詳細な説明を省略する。
【００７２】
この第４実施形態の冷却装置では、散水貯槽４と主水槽９にそれぞれ、網袋３０に入った活性炭３１が収容されている。これにより、運転時間の経過とともに、冷却水９０の循環経路のうち散水貯槽４と主水槽９にそれぞれ収容された活性炭３１のところのみに微生物が繁殖する。この微生物は、マイクロナノバブルで活性化されて、冷却水９０を生物学的に水処理する効果が生ずる。特に、活性炭３１は、冷却水９０中の有機物を吸着し、その後活性炭に繁殖した微生物によって、吸着した有機物を分解できる効果が大きい。したがって、冷却水９０に関する水処理薬品の削減を図ることができる。また、冷却水９０はその微生物によって生物学的に水処理されるので、冷却水９０中に藻類や藻類起因のスライムの発生が起こりにくくなる。したがって、熱交換パイプの熱効率が低下するのを防止でき、省エネルギを可能にできる。
【００７３】
また、この冷却装置の例では、排水処理の場合とは異なり、汚濁有機物が流入してくるわけではないので、冷却水９０中に繁殖する微生物の濃度は、排水処理の場合と比較して低濃度である。このように微生物濃度が低濃度であるから、微生物は活性炭３１に集中して繁殖する。そして、その活性炭３１に集中して繁殖しマイクロナノバブルで活性化された微生物によって、冷却水９０の水処理が実地される。この結果、冷却塔１において冷却水９０を好ましい状態に保つことができ、スケール、スライムの付着が抑制されることとなる。
【００７４】
（第５実施形態）
図５は、本発明の第５実施形態の冷却装置の構成を模式的に示している。図５では、図１中の要素と同じ要素については、同じ符号を付けている。
【００７５】
この第５実施形態の冷却装置では、第１実施形態と比較して、主水槽９に水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機が設置されておらず、冷却塔１の外部に、第２補助水槽としての水処理槽２０と、第１補助水槽としてのマイクロナノバブル発生槽２１とが設置されている。
【００７６】
水処理槽２０には、微生物担体としてのひも状塩化ビニリデン材２８が収容されている。この水処理槽２０には、主水槽９から冷却水９０が、主水槽９の下部の配管を通して、流量をバルブ１９で調整されて導入される。これにより、水処理槽２０に冷却水９０が溜められる。水処理槽２０の冷却水９０は、図示しない配管を通してマイクロナノバブル発生槽２１に移送可能になっている。
【００７７】
マイクロナノバブル発生槽２１には、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２２が設置されている。この水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２２の気体吸い込み部には、オゾン吸い込み配管３３とオゾン発生量を調整する為のバルブ３４とを介して、オゾン発生機３５が一体に取り付けられている。これらの要素２２，３３，３４，３５がマイクロナノバブル発生部を構成している。
【００７８】
このマイクロナノバブル発生部は、公知のマイクロナノバブル発生機（図示せず）と循環ポンプ（図示せず）とによる一般的なマイクロナノバブル発生システムと比較して、システムがシンプルであると同時に、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２２を採用しているので、水流２３に乗せて多量のマイクロナノバブルを発生させることができる。
【００７９】
このマイクロナノバブル発生槽２１の外部には、マイクロナノバブル発生槽２１から冷却水９０を吸い込んで冷却塔１の主水槽９に移送する第２ポンプ部としての循環ポンプ２７が設けられている。
【００８０】
この冷却装置の運転時には、散水ポンプ１０が駆動されて、主水槽９から冷却水９０が散水貯槽４に移送される。散水貯槽４に一時的に溜まった冷却水９０は、散水口１８を通して多数の熱交換パイプ８の外周面に散水される。それとともに、上部３２に設置されているファン５が上向きに気流を作るように回転される。このファン５の回転によって、熱交換前外気１７は、中間部２のルーバー７を通過して、熱交換パイプ８が配置されている部分に導入される。熱交換パイプ８の外周面に散水された冷却水９０は、熱交換パイプ８内の水８０から熱を奪うとともに、熱交換前外気１７、つまり大気と直接に接触して冷却される。この後、冷却水９０は主水槽９に戻る。このように、冷却水９０は、冷却塔の上部３２、中間部２、下部３の間で循環する。大気は、熱交換後外気６となって、ファン５の回転によって冷却塔１の上方へ排出される。
【００８１】
このようにして、外気によって、冷却水９０を介して熱交換パイプ８内の水８０が冷却される。
【００８２】
これとともに、循環ポンプ２７が駆動されて、冷却塔１内の主水槽９の冷却水９０がバルブ１９を介して水処理槽２０に導入される。そして、その冷却水９０は水処理槽２０、マイクロナノバブル発生槽２１、主水槽９の間で循環される。したがって、水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機２２がマイクロナノバブル発生槽２１の冷却水９０中にオゾンマイクロナノバブルを発生させることによって、冷却塔１の上部３２、中間部２、下部３の間の循環経路、および水処理槽２０、マイクロナノバブル発生槽２１、主水槽９の間の循環経路を循環する冷却水９０の全体に、オゾンマイクロナノバブルを含有させることができる。これにより、冷却水９０の全体を好ましい状態に保つことができる。
【００８３】
また、水処理槽２０には、微生物担体としてのひも状塩化ビニリデン材２８が収容されている。これにより、運転時間の経過とともに、上記冷却水９０の二つの循環経路のうち水処理槽２０に収容されたひも状塩化ビニリデン材２８のところのみに微生物が繁殖する。この微生物は、マイクロナノバブルで活性化されて、冷却水９０を生物学的に水処理する効果が生ずる。したがって、冷却水９０に関する水処理薬品の削減を図ることができる。また、冷却水９０はその微生物によって生物学的に水処理されるので、冷却水９０中に藻類や藻類起因のスライムの発生が起こりにくくなる。したがって、熱交換パイプの熱効率が低下するのを防止でき、省エネルギを可能にできる。
【００８４】
（第６実施形態）
図６は、本発明の第６実施形態の冷却装置の構成を模式的に示している。
【００８５】
この第６実施形態の冷却装置は、第５実施形態と比較して、水処理槽２０に、ひも状塩化ビニリデン材２８に代えて、微生物担体としてのリング状ポリ塩化ビニリデン材２９が収容された点のみが異なっている。よって、図６では、図５中の要素と同じ要素については、同じ符号を付けて、詳細な説明を省略する。
【００８６】
この第６実施形態の冷却装置では、水処理槽２０には、微生物担体としてのリング状ポリ塩化ビニリデン材２９が収容されている。これにより、運転時間の経過とともに、上記冷却水９０の二つの循環経路のうち水処理槽２０に収容されたリング状ポリ塩化ビニリデン材２９のところのみに微生物が繁殖する。この微生物は、マイクロナノバブルで活性化されて、冷却水９０を生物学的に水処理する効果が生ずる。したがって、冷却水９０に関する水処理薬品の削減を図ることができる。また、冷却水９０はその微生物によって生物学的に水処理されるので、冷却水９０中に藻類や藻類起因のスライムの発生が起こりにくくなる。したがって、熱交換パイプの熱効率が低下するのを防止でき、省エネルギを可能にできる。
【００８７】
なお、ひも状塩化ビニリデン材２８を選定するか、リング状塩化ビニリデン材２９を選定するかは、具体的には処理実験によって決定すれば良い。
【００８８】
（第７実施形態）
図７は、本発明の第７実施形態の冷却装置の構成を模式的に示している。
【００８９】
この第７実施形態の冷却装置は、第５実施形態と比較して、水処理槽２０に、ひも状塩化ビニリデン材２８に代えて、微生物担体としての、網袋３０に入った活性炭３１が収容された点のみが異なっている。よって、図７では、図５中の要素と同じ要素については、同じ符号を付けて、詳細な説明を省略する。
【００９０】
この第７実施形態の冷却装置では、水処理槽２０には、微生物担体としての活性炭３１が収容されている。これにより、運転時間の経過とともに、上記冷却水９０の二つの循環経路のうち水処理槽２０に収容された活性炭３１のところのみに微生物が繁殖する。この微生物は、マイクロナノバブルで活性化されて、冷却水９０を生物学的に水処理する効果が生ずる。特に、活性炭３１は、冷却水９０中の有機物を吸着し、その後活性炭に繁殖した微生物によって、吸着した有機物を分解できる効果が大きい。したがって、冷却水９０に関する水処理薬品の削減を図ることができる。また、冷却水９０はその微生物によって生物学的に水処理されるので、冷却水９０中に藻類や藻類起因のスライムの発生が起こりにくくなる。したがって、熱交換パイプの熱効率が低下するのを防止でき、省エネルギを可能にできる。
【００９１】
なお、ひも状塩化ビニリデン材２８を選定するか、活性炭３１を選定するかは、具体的には処理実験によって決定すれば良い。
【００９２】
（第８実施形態）
図８は、本発明の第８実施形態の冷却装置の構成を模式的に示している。
【００９３】
この第８実施形態の冷却装置は、第１実施形態と比較して、オゾン発生機３５がブロワー３６に置き換えられた点のみが異なっている。よって、図８では、図１中の要素と同じ要素については、同じ符号を付けて、詳細な説明を省略する。
【００９４】
この第８実施形態の冷却装置では、第１実施形態におけるオゾン発生機３５に代えてブロワー３６を用いているので、冷却塔１における冷却水９０中に空気マイクロナノバブルが含有される。空気マイクロナノバブルの場合、冷却水９０に対する殺菌効果は弱いが、マイクロナノバブルの冷却水９０に対する酸化力で、水質を維持できる。また、冷却水９０内に繁殖する微生物を活性化して、冷却水９０の水処理を実施することができ、水処理薬品の使用量を減少できる。
【実施例１】
【００９５】
図１に示した第１実施形態の冷却装置を実際に製作して、効果の確認試験を行った。
【００９６】
その冷却装置では、散水貯槽４の容量は約０．３ｍ３、中間部２の容量は約４ｍ３、主水槽９の容量は約１ｍ３にそれぞれ設定した。また、散水ポンプ１０の揚水量は、主水槽９に対する循環水量が１時間で１回転になるように設定した。また、オゾン発生機３５の性能は、主水槽９内のオゾン濃度が２ｐｐｍ〜５ｐｐｍの範囲内になるように設定した。そして、その冷却装置１に冷却水９０として工業用水を導入して１ケ月間の試運転をおこなった。
【００９７】
試運転後、その冷却装置と従来の冷却塔との間でスライムの発生量を比較したところ、その製作した冷却装置におけるスライム発生量は、従来の冷却塔におけるスライム発生量に比して、約２０％程度であった。このように、本発明によれば、好ましい結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】この発明の第１実施形態の冷却装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】この発明の第２実施形態の冷却装置の構成を模式的に示す図である。
【図３】この発明の第３実施形態の冷却装置の構成を模式的に示す図である。
【図４】この発明の第４実施形態の冷却装置の構成を模式的に示す図である。
【図５】この発明の第５実施形態の冷却装置の構成を模式的に示す図である。
【図６】この発明の第６実施形態の冷却装置の構成を模式的に示す図である。
【図７】この発明の第７実施形態の冷却装置の構成を模式的に示す図である。
【図８】この発明の第８実施形態の冷却装置の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００９９】
１  冷却塔
２  中間部
３  下部
４  散水貯槽
５  ファン
７  ルーバー
８  熱交換パイプ
９  主水槽
１０  散水ポンプ
１２、２２  水中ポンプ型マイクロナノバブル発生機
１８  散水口
２０  水処理槽
２１  マイクロナノバブル発生槽
２７  循環ポンプ
２８  ひも状ポリ塩化ビニリデン材
２９  リング状ポリ塩化ビニリデン材
３１  活性炭
３２  上部
３５  オゾン発生機
【図１】
2007326031.tif 000003
【図２】
2007326031.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007326031.tif 000007
【図６】
2007326031.tif 000008
【図７】
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【図８】
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