JP2000042553A

JP2000042553A - 冷却塔

Info

Publication number: JP2000042553A
Application number: JP10219304A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Ezaki; 孝行江崎
Original assignee: RAKAN KK
Current assignee: RAKAN KK
Priority date: 1998-08-03
Filing date: 1998-08-03
Publication date: 2000-02-15

Abstract

(57)【要約】【課題】細菌の繁殖を防止し、冷却水を清潔に保つこ
とのできる冷却塔を提供する。【解決手段】冷却塔３は、冷却水Ｗの循環経路２の途
中に配置され、空気との間で熱交換を行うことにより冷
却水Ｗを冷却する熱交換器１０と、電解用電源装置１６
と、循環経路２の途中に配置された電解槽１３と、電解
用電源装置１６に接続され、かつ冷却水Ｗに浸漬された
状態で電解槽１３内に配置された電解用電極１４，１５
とを備える。電解用電源装置１６は、交流電源と、その
交流電圧を整流する整流器と、整流後の電圧（電解電
圧）の大きさを調整するトランスと、電解用電極１４，
１５に印加する電圧の極性を切替える制御装置とを備え
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却水の循環経路
の途中に配置され、空気との間で熱交換を行い、冷却水
を冷却するようにした冷却塔に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、工場、ビルなどにおける空気調和
設備（以下、単に「空調設備」という）などの各種設備
からは、その設備で用いられて温度の上昇した冷却水が
排出される。この冷却水は、屋外に設置された冷却塔で
冷却された後、再び各種設備に戻される。冷却塔として
は、下部に空気取込み口を有し、かつ上部に排気口を有
するハウジングと、そのハウジングの上端部に取付けら
れたファンと、ハウジング内に配置され、空気との接触
により冷却水及び空気間で熱交換を行う熱交換器とを備
えたものが一般的である。この冷却塔によると、ファン
の作動により空気が空気取込み口からハウジング内に取
込まれる。空気は、熱交換器を通った後に排気口から放
出される。一方、ハウジング内に導入された冷却水は熱
交換器をつたって流下する。このとき、前述した空気が
冷却水に触れ、冷却水の有する熱が空気に放出される。
この放出により温度の下がった冷却水はハウジング下部
に集められ、循環経路を通して各種設備に戻される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
冷却塔では、空気取込み口や排気口においてハウジング
の内部が大気に開放されており、これらの開放部分を介
して太陽光がハウジングの内部に照射可能となってい
る。しかも、冷却後の冷却水の温度は、レジオネラ属菌
に代表される細菌の繁殖に適している。このため、冷却
塔内で細菌が繁殖し、熱交換器から流下して跳ね返った
冷却水とともに、空気取込み口などを通じてハウジング
外部の空気中に飛散することがある。特に、レジオネラ
属菌の場合、飛散により空気中を浮遊すると、呼吸によ
り人体に取込まれて肺炎を誘発するおそれがある。

【０００４】そこで、本発明は、細菌の繁殖を防止し、
冷却水を清潔に保つことのできる冷却塔の提供を課題と
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の第１の
発明は、冷却水の循環経路の途中に配置され、空気との
間で熱交換を行うことにより冷却水を冷却する熱交換器
と、電解用電源装置と、前記循環経路の途中に配置され
た電解槽と、前記電解用電源装置に接続され、かつ前記
冷却水に浸漬された状態で前記電解槽内に配置された電
解用電極とを備えている。

【０００６】上記第１の発明によると、循環経路を流れ
る冷却水は電解槽を通過する際に電気分解される。すな
わち、陽極では、冷却水中の陰イオンから電子が奪わ
れ、塩素、水及び酸素が発生する。また、陰極では、冷
却水中の陽イオンに電子が与えられ、水素が発生する。
そして、塩素と水とが反応し、塩化水素と次亜塩素酸と
が発生する。この次亜塩素酸を含む冷却水は、循環経路
を流れる過程で熱交換器を通過する。熱交換器では、冷
却水と空気との間で熱交換が行われる。高温の流体であ
る冷却水から、低温の流体である空気へ熱が伝わり、そ
の冷却水の温度が低下する。温度の低下した冷却水は循
環経路に戻される。このようにして冷却水は循環経路を
循環するが、その冷却水に含まれている次亜塩素酸が殺
菌作用を発揮する。このため、冷却水が冷却塔を流れる
際に空気中に飛散しても、その中にはレジオネラ属菌な
どの細菌は含まれていない。

【０００７】請求項２に記載の第２の発明は、第１の発
明の構成に加え、前記電解用電源装置は、前記電解用電
極の極性を切替える極性切替え手段を備えている。

【０００８】上記第２の発明によると、電気分解によ
り、冷却水中に溶解している塩類が電解用電極の表面に
次第に析出して固着する。すなわち、冷却水中の陰イオ
ンの電子が奪われ、陽極表面にスケールが付着する。し
かし、極性切替え手段により電解用電極の極性が切替え
られると、電解用電極での電子の授受がそれまでとは逆
になる。その結果、電解用電極に付着していたスケール
が分離する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態について図１に従って説明する。ビルなどの建造物
には、水道水からなる冷却水Ｗを用いて換気や、温度・
湿度の調節を行う空調設備１が設けられている。また、
建造物には、空調設備１で用いられて温度の上昇した冷
却水Ｗを冷却し、再び空調設備１に戻すために、冷却水
Ｗの循環経路２と冷却塔３とが設けられている。

【００１０】冷却塔３のハウジング４は、建造物の屋上
などの屋外に設置されている。ハウジング４は、自身の
下部に空気取込み口５及び水槽６を有するとともに、上
端部に排気口７を有している。ハウジング４の内部には
ファン８、散水管９、熱交換器１０などが配置されてい
る。そして、水槽６及び散水管９に循環経路２が接続さ
れている。ファン８は、ハウジング４の内部で空気の流
れを発生させるためのものである。散水管９は、循環経
路２から流入した冷却水Ｗを下方へ滴下させるためのも
のである。熱交換器１０は、散水管９から滴下した冷却
水Ｗと、前述した空気とを接触させ、冷却水Ｗから空気
へ熱を伝えるためのものである。

【００１１】ハウジング４の下部には給水路１１が接続
されている。給水路１１は、ハウジング４内の冷却水Ｗ
の一部が水蒸気となって排気口７から抜け出て、循環経
路２を流れる冷却水Ｗが減少した場合に、その減少分を
補うべく水道水などの水を供給するための通路である。
給水路１１には、ここを開閉するための開閉弁１２が設
けられている。なお、給水路１１はハウジング４に限ら
ず、冷却水Ｗの通路であれば、どこに接続されていても
よい。

【００１２】冷却塔３は、循環経路２の途中に配置され
た電解槽１３を備えている。なお、図１では、電解槽１
３が熱交換器１０の上流側に配置されているが、下流側
に配置されてもよい。また、図１では電解槽１３がハウ
ジング４の外部に配置されているが、内部に配置されて
もよい。電解槽１３の内部には、２種類の電解用電極１
４，１５が冷却水Ｗに浸漬された状態で配置されてい
る。同一種類の電解用電極１４，１５の数は１つでも２
つ以上でもよい。電解用電極１４，１５は、塩素イオン
などによって容易に腐蝕しない材質、例えば、チタンの
表面を、白金や二酸化イリジウムでコーティングしたも
のによって形成されている。電解用電極１４，１５に
は、その一方に直流の正電圧を印加するとともに、他方
に負電圧を印加するための電解用電源装置１６が接続さ
れている。電解用電源装置１６は、交流電源と、その交
流電圧を整流する整流器と、整流後の電圧（電解電圧）
の大きさを調整するトランスと、電解用電極１４，１５
に印加する電圧の極性を所定時間毎に切替える、極性切
替え手段としての制御装置とを備えている。

【００１３】本実施形態の電解用電源装置１６は、０乃
至２０ボルト（Ｖ）の範囲で電解電圧を調整することが
可能である。また、電解用電源装置１６では、電解用電
極１４，１５の極性の切替えのインターバル（極性を切
替えてから次回に切替えるまでの時間）が約１時間に設
定されている。なお、これらの電解電圧の調整範囲やイ
ンターバルは適宜変更可能である。

【００１４】次に、前記のように構成された本実施形態
の作用及び効果について説明する。空調設備１での使用
により温度の上昇した冷却水Ｗは、循環経路２を流れる
過程で冷却塔３を通る。冷却水Ｗは冷却塔３で電気分解
及び冷却された後、循環経路２を通り、空調設備１に戻
される。

【００１５】より詳しくは、循環経路２を流れる冷却水
Ｗは電解槽１３を通過する際に電気分解される。すなわ
ち、一方の電解用電極１４は、電解用電源装置１６から
正電圧が印加されることにより陽極となり、他方の電解
用電極１５は負電圧が印加されることにより陰極とな
る。陽極では、冷却水Ｗ中の陰イオン（Ｃｌ^- ，Ｏ
Ｈ^-）から電子（ｅ^- ）が奪われ、塩素（Ｃｌ₂ ）、水
（Ｈ₂ Ｏ）及び酸素（Ｏ₂ ）が発生する。また、陰極で
は、冷却水中の陽イオン（Ｈ⁺ ）に電子が与えられ、水
素（Ｈ₂ ）が発生する。そして、塩素（Ｃｌ₂ ）と水
（Ｈ₂ Ｏ）とが反応し、塩化水素（ＨＣｌ）と次亜塩素
酸（ＨＣｌＯ）とが発生する。

【００１６】次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）を含む冷却水Ｗ
は、循環経路２を通りハウジング４内に入り込み、散水
管９から滴下される。滴下した冷却水Ｗは熱交換器１０
をつたって流下する。このとき、ハウジング４の内部で
は、ファン８の回転により空気が空気取込み口５、熱交
換器１０の順に流れている。このため、冷却水Ｗは熱交
換器１０を流下する際に前記空気に触れ、熱交換が行わ
れる。すなわち、熱交換器１０では、高温の流体である
冷却水Ｗから、低温の流体である空気へ熱が伝わり、そ
の冷却水Ｗの温度が低下する。

【００１７】温度の低下した冷却水Ｗは水槽６に一旦溜
められ、ハウジング４から排出され、循環経路２を通っ
て空調設備１に戻される。また、冷却水Ｗから熱を奪っ
て温度の高くなった空気は、排気口７を通ってハウジン
グ４の外部へ排出される。このようにして、冷却水Ｗは
循環経路２を循環するが、その冷却水Ｗに含まれている
次亜塩素酸が殺菌作用を発揮する。このため、空気取込
み口５や排気口７において大気に開放され、太陽光が照
射される構造のハウジング４の内部は、細菌の繁殖しや
すい環境となっているものの、冷却水Ｗ中の次亜塩素酸
の殺菌作用により細菌の繁殖が防止され、清潔な状態に
保たれる。冷却水Ｗが冷却塔３を流れる際に、空気取込
み口５などを通じて空気中に飛散しても、その中にはレ
ジオネラ属菌などの病原性の細菌は含まれていない。従
って、レジオネラ属菌が、呼吸により人体に取込まれに
くくなり、レジオネラ属菌による肺炎の問題が解消され
る。

【００１８】また、本実施形態では、所定時間（約１時
間）が経過する毎に、電解用電極１４の極性が切替えら
れる。従って、電気分解により、冷却水Ｗ中に溶解して
いる塩類が電解用電極１４または１５の表面に析出して
固着しても、すなわち、冷却水Ｗ中の陰イオンの電子が
奪われ、陽極の表面にスケールが付着しても、電解用電
極１４，１５の極性の切替えにより、同電解用電極１
４，１５での電子の授受がそれまでとは逆になる。その
結果、電解用電極１４，１５に付着していたスケールが
分離する。スケール付着が原因で電気抵抗が高くなるこ
とがなくなり、また、スケール除去のための対策が不要
となる。

【００１９】なお、電解用電極１４，１５への電圧の印
加は連続的に行われてもよいし、断続的に行われてもよ
い。後者の場合、１日のうち電圧を印加する時間帯を予
め決めておき、その時間帯にのみ電圧を印加し続けても
よいし、電圧の印加と停止からなるサイクルを１日中ま
たは所定の時間帯中繰り返してもよい。そのほか、冷却
水Ｗ中の塩素イオンの濃度を検出し、その検出値に応じ
て電圧を印加したり、停止したりしてもよい。さらに、
本発明は、ビルにおける空調設備に限らず、工場などの
各種設備の冷却塔として広く適用することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、第１の発明によると、冷
却水の電気分解により発生した次亜塩素酸により細菌の
繁殖を防止し、冷却水を清潔に保つことができる。

【００２１】第２の発明によると、第１の発明の効果に
加え、電極にスケールが付着しても、そのスケールを分
離させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一実施形態における冷却塔
の概略構成図である。

【符号の説明】

２循環経路３冷却塔１０熱交換器１３電解槽１４，１５電解用電極１６電解用電源装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷却水の循環経路の途中に配置され、空
気との間で熱交換を行うことにより冷却水を冷却する熱
交換器と、電解用電源装置と、前記循環経路の途中に配置された電解槽と、前記電解用電源装置に接続され、かつ前記冷却水に浸漬
された状態で前記電解槽内に配置された電解用電極とを
備えることを特徴とする冷却塔。
【請求項２】前記電解用電源装置は、前記電解用電極
の極性を切替える極性切替え手段を備えることを特徴と
する請求項１に記載の冷却塔。