JP2011242100A - 冷却塔及び冷却塔における藻の増殖防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却塔内及び冷却塔周辺における藻の繁殖を防止することが可能な冷却塔を提供することである。
【解決手段】冷却塔３０は、冷却塔本体１１に外気吸込口１２が形成された冷却塔であって、外気吸込口１２に冷却塔内への太陽光の進入及び冷却塔外への冷却水の飛散を遮断する通気性シート３１が取り付けられた冷却塔である。通気性シート３１は、繊維等の構造材３２が多数の通気孔３３を有するシート状に形成された部材であって、例えば、外気吸込口１２に設置されたルーバー１３に取り付け可能な不織布であることが好ましい。冷却塔３０によれば、外気の吸い込みに影響を与えることなく、冷却塔内及び冷却塔周辺における藻の繁殖を防止することができると共に、冷却水使用量の低減にも寄与する。
【選択図】図４

Description

本発明は、冷却塔に関し、特に冷却塔本体に外気吸込口が形成された所謂開放型冷却塔に関する。また、本発明は、冷却塔における藻の増殖防止方法に関し、特に冷却塔本体に外気吸込口が形成され当該吸込口にルーバーが設置された開放型冷却塔における藻の繁殖防止方法に関する。

冷却塔は、例えば、ビル空調用冷凍機の冷却水を冷却するために広く使用されている装置であって、クーリングタワーとも称される。当該用途に使用される冷却塔としては、図６及び図７に示すような丸型又は角型の開放型冷却塔が一般的である。開放型冷却塔は、冷却塔本体に外気吸込口が形成され、外気と冷却水とを直接接触させることで冷却水を冷却する装置である。より具体的には、図８に示すような内部構造を有し、一部の冷却水を外気接触により蒸発させることで残りの冷却水を冷却する仕組みである。

ここで、図６〜図９を用いて、従来の一般的な開放型冷却塔の構成等を説明する。なお、冷却塔は、一般的に、屋上等の屋外に設置されている。

図６に示す丸型の冷却塔１０は、上部が縮径した円筒状の冷却塔本体１１を備え、冷却塔本体１１の下部の全周にわたって外気を取り込むための開口部である外気吸込口１２が形成されている。また、冷却塔１０は、その底部を構成する水槽部１４を備える。外気吸込口１２には、ルーバー１３が設置されており、冷却塔本体１１の上部に設置されるファン１５（図８参照）を回すことでルーバー１３を通って外気が吸い込まれる。なお、ルーバー１３は、外気吸込口１２をカバーする部材であり、例えば、網目の大きな金網から構成され、外気の吸い込みを阻害せず、冷却塔内への太陽光の進入及び冷却塔外への冷却水の飛散も遮断しない。

図７に示す角型の冷却塔４０は、長方体の冷却塔本体４１の上部に２つのファンを備え、外気吸込口４２が対向する２側面に形成された形態を有する。外気吸込口４２には、上下方向に沿ったフレーム（支柱）に板状のルーバー４３が設置されている。ルーバー４３は、外気の吸い込みを阻害しないように所定の隙間をあけて平行に配置されている。冷却塔４０では、ルーバー４３が下向きに設置されており、ルーバー４３により太陽光の冷却塔内への進入が遮断される（以下、ルーバー４３を遮光ルーバー４３と称する）。一方、冷却塔１０と同様に、遮光ルーバー４３の隙間（外気吸込口４２）から冷却塔外へ冷却水が飛散する。なお、冷却塔４０の内部構造や機能は、冷却塔１０とほぼ同等である。

図８は、丸型の冷却塔１０（図６に示すものと類似する形態）の内部構造を示す図である。図８に示すように、冷却塔１０は、円筒状の冷却塔本体１１、金網のルーバー１３が設置された外気吸込口１２、冷却塔本体１１の底部をカバーして冷却水を受ける水槽部１４、外気吸込口１２から外気を吸い込むためのファン１５、冷凍機を冷却して温度が上昇した冷却水を冷却塔内に供給する供給管１６、供給管１６に接続された散水管１７、散水管１７の下方に設けられた充填材１８、及び冷却された冷却水を冷却塔内から排出する排出管１９を備える。

冷却塔１０において、供給管１６から供給された冷却水は、散水管１７に形成された散水ノズルから散水され、充填材１８を通って水槽部１４に落下する。散水された冷却水が水槽部１４に落下するまでの間に、外気吸込口１２から吸い込まれた外気と接触することで冷却水が冷却される。水槽部１４には、所定量の冷却水１００が溜まっており、ボールタップ２０により供給管１６が開閉されて冷却水量が調整されている。また、循環している冷却水量が減少した場合には、新たな冷却水が供給される。ゆえに、冷却塔外への冷却水の飛散量が多くなると新たな冷却水の供給量が増加することになる。なお、水槽部１４の水面には、不織布からなる消音マット２１が設けられ、冷却水１００の落下音を低減している。

上記のような開放型冷却塔では、冷却塔内及び冷却塔周辺に藻が繁殖している様子がよく見られる。冷却塔内では、通常、外気吸込口よりも下方側の太陽光が進入し易い部分で藻が繁殖し易く、特に図６等に示す丸型の冷却塔１０で藻の繁殖が顕著である。また、冷却塔周辺では、図９に示すように、飛散した冷却水１００が溜まった部分であって太陽光がよくあたる部分で藻が繁殖し易い。即ち、藻が繁殖し易い場所は、十分な水が存在し太陽光が照射される場所である。

本発明に関連する技術として、特許文献１には、充填材から落下してくる冷却水が通過可能で、光触媒を担持した平板状又はシート状の光触媒部材が、光触媒部材の少なくとも表面部分が水槽内の液面から出る状態で水槽に設置された冷却塔が開示されている。なお、特許文献１には、太陽光が冷却塔の周面に形成されたルーバーが取り付けられた開口（外気吸込口）から進入することが記載されている。

特開２００６‐２２０３２２号公報

上記特許文献１の技術によれば、光触媒により冷却塔内の一部において藻の繁殖を抑制できる可能性がある。しかしながら、特許文献１の技術では、光触媒から離れた場所であって、冷却水で濡れて太陽光が照射される場所（例えば、外気吸込口周辺や冷却塔周辺）において、藻の繁殖を防止することは難しい。また、特許文献１の技術は、冷却塔外への冷却水の飛散防止について考慮していない。

本発明の目的は、冷却塔内及び冷却塔周辺における藻の繁殖を防止することが可能な冷却塔を提供することである。また、本発明の他の目的は、既存の冷却塔において、冷却塔内及び冷却塔周辺における藻の繁殖を防止することが可能な簡便な方法を提供することである。

本発明に係る冷却塔は、冷却塔本体に外気吸込口が形成された冷却塔において、通気孔を有し、冷却塔内への太陽光の進入及び冷却塔外への冷却水の飛散を遮断する通気性シートが外気吸込口に取り付けられたことを特徴とする。通気性シートとしては、例えば、発泡体、織布、不織布等の通気性のあるシートを用いることが好ましく、特に通気性に優れると共に安価である不織布シートであることが好ましい。

上記構成によれば、通気性シートが外気吸込口に取り付けられているので、冷却塔内への太陽光の進入を遮断して、藻の成長に不可欠な光合成を阻止することができる。ゆえに、冷却塔内における藻の繁殖を防止することができる。また、通気性シートにより冷却塔外への冷却水の飛散を遮断することで、冷却塔周辺の水濡れを防止して藻の繁殖を防止することができる。さらに、冷却塔外への冷却水の飛散を遮断することで、冷却水の使用量を削減することができる。なお、通気性シートは、多くの通気孔を有し通気性が良好なシートであるから、外気の吸い込みを阻害することがない。

また、本発明に係る冷却塔において、外気吸込口にルーバーが設置されており、通気性シートがルーバーに取り付けられた構成とすることができる。或いは、外気吸込口に冷却塔内への太陽光の進入を遮断する遮光ルーバーが設置された冷却塔において、通気孔を有し、冷却塔外への冷却水の飛散を遮断する通気性シートが遮光ルーバーに取り付けられた構成とすることもできる。当該構成によれば、通気性シートの取り付け及び取り外し（着脱）が容易である。

本発明に係る冷却塔における藻の繁殖防止方法は、冷却塔本体に外気吸込口が形成され、外気吸込口にルーバーが設置された冷却塔における藻の繁殖防止方法であって、通気孔を有し、冷却塔内への太陽光の進入及び冷却塔外への冷却水の飛散を遮断する通気性シートをルーバーに取り付けることを特徴とする。また、外気吸込口に冷却塔内への太陽光の進入を遮断する遮光ルーバーが設置された冷却塔における藻の繁殖防止方法において、通気孔を有し、冷却塔外への冷却水の飛散を遮断する通気性シートを遮光ルーバーに取り付ける方法とすることもできる。通気性シートとしては、上記のように、不織布からなるシートであることが特に好ましい。

また、本発明に係る冷却塔における藻の繁殖防止方法において、冷却塔本体の水槽部に設置された消音マットを取り外して、ルーバーに取り付ける通気性シートとすることができる。当該方法によれば、既存の冷却塔について、新たに通気性シートを準備することなく既存の部材を転用することができる。なお、開口部である外気吸込口が消音マットで覆われるので、水槽部から消音マットを取り外した場合でも冷却水の落下音等の騒音は問題にならない。

本発明に係る冷却塔及び藻の繁殖防止方法によれば、簡便な手段によって、外気の吸い込みに影響を与えることなく、冷却塔内への太陽光の進入及び冷却塔外への冷却水の飛散を遮断して、冷却塔内及び冷却塔周辺における藻の繁殖を防止することができる。また、冷却塔外への冷却水の飛散防止によって、冷却水の使用量の低減にも寄与する。

本発明の実施形態である丸型の冷却塔を模式的に示す図である。 図１の外気吸込口部分の拡大図であって、一部の通気性シートを除いた状態を示す図である。 本発明の実施形態である角型の冷却塔を模式的に示す図である。 図１の外気吸込口部分の断面図である。 図１の冷却塔において、その周辺の様子を模式的に示す図である。 一般的な丸型の冷却塔を模式的に示す図である。 一般的な角型の冷却塔を模式的に示す図である。 一般的な丸型の冷却塔の内部構造を模式的に示す図である。 一般的な丸型の冷却塔において、その周辺の様子を模式的に示す図である。

図面を用いて、本発明に係る冷却塔及び冷却塔における藻の繁殖防止方法の実施形態につき、以下詳細に説明する。なお、以下では、ビル空調用冷凍機の冷却水を冷却する開放型冷却塔を例示して本発明を説明するが、本発明は例示の冷却塔及び方法に限定されるものではない。また、図６〜図９に示す従来の一般的な冷却塔と同様の構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

まず初めに、図１及び図２を用いて、丸型の冷却塔３０の構成を説明する。

図１及び図２に示すように、冷却塔３０は、一般的な冷却塔１０と同様に、冷却塔本体１１、冷却塔本体１１に形成された外気吸込口１２、外気吸込口１２に設置されるルーバー１３、及び水槽部１４を備える。また、冷却塔３０において、その内部構造は図８に示す構造と同じであって、散水管１７から散水される冷却水が充填材１８を通って水槽部１４に落下するまで間に、外気吸込口１２から吸い込まれた外気と接触して冷却される。

また、冷却塔３０は、外気吸込口１２に取り付けられる通気性シート３１を備える。通気性シート３１は、図２に示すように、外気吸込口１２に設置されたルーバー１３に取り付けることができる。ここで、外気吸込口１２は、上記のように、冷却塔本体１１の下部の全周にわたって形成された開口であって、その一部に図示しないフレーム（支柱）が設けられている。そして、ルーバー１３は、外気吸込口１２の全域をカバーして当該フレーム等に設置されている。なお、ルーバー１３は、網目の大きな金網であって、当該網目を通して、外気、太陽光及び冷却水が容易に透過する。

通気性シート３１のルーバー１３への取り付け方法は、特に限定されず、種々の締結部材等を用いて取り付けることができる。例えば、通気性シート３１（通気孔３３）に挿入した針金や結束バンド等を用いてルーバー１３に結びつけることができる。また、通気性シート３１は、ルーバー１３の内側に取り付けることもできるが、図２に示すように、メンテナンス性向上等の観点からルーバー１３の外側に取り付けられることが好ましい。

通気性シート３１は、冷却塔内への太陽光の進入及び冷却塔外への冷却水の飛散を遮断する部材であって、繊維等の構造材３２がルーバー１３に取り付け可能で多数の通気孔３３を有するシート状に形成された部材である（図２では、３２が繊維を、３３が繊維の空隙をそれぞれ指している）。即ち、通気性シート３１は多孔質シートであって、シート形状を構成する構造材３２が太陽光及び冷却水を遮断し、通気孔３３が外気の吸い込みを可能にする。

通気性シート３１としては、通気性を有し、太陽光及び冷却水を遮断でき、外気吸込口１２に設置可能なシートであれば、種々の形態のものを適用することが可能である。例えば、厚みが薄いシート形状であっても太陽光及び冷却水を遮断できるように、外気の通り道である通気孔３３が非直線状に形成された形態（曲がった通気孔３３を有する形態）、或いは通気孔３３の周りが繊維等の構造材３２により覆われた形態を有する通気性シート３１が挙げられる。具体的には、発泡体、織布、及び不織布からなるシートであることが好ましい。発泡体としては、ポリウレタン発泡体など、例えば、エアフィルタとして利用されている発泡体を用いることができる。織布としては、後述の不織布と同様の繊維から構成されるものを用いることができる。

なお、通気性シート３１としては、通気性や材料コスト等の観点から、不織布からなるシートであることが特に好ましい。通気性シート３１に適用できる不織布としては、種々の合成繊維（塩化ビニル、塩化ビニリデン、ポリエステル、ポリオレフィン、ビニロン、ポリ乳酸等）又は天然繊維（綿、麻、羊毛等）を構造材３２とするものが挙げられる。これらのうち、耐水性に優れ、空隙率が大きくて通気抵抗（圧力損失）が小さく、加工が容易な合成繊維の不織布が好ましい。例えば、空隙率（空間率）が７０〜９９％、より好ましくは９０〜９９％の不織布が好ましい。また、消音マット２１に使用されているものと同様の不織布を用いることもでき、例えば、消音マット２１として使用されている東洋クッション社製のビニロックフィルタは好適な不織布の１つである。

通気性シート３１は、冷却塔内への太陽光の進入及び冷却塔外への冷却水の飛散を遮断するために、外気吸込口１２の全域をカバーして取り付けられることが好ましい。外気吸込口１２の全域をカバーできるような長尺状の通気性シート３１を用いることもできるが、取り扱い性の観点から所定サイズの複数の通気性シート３１を用いることが好ましい。通気性シート３１の厚みとしては、太陽光及び冷却水を遮断できれば、通気性の観点から薄い方が好ましく、例えば１０〜５０ｍｍ程度の厚みが例示できる。

一方、外気吸込口１２の一部だけをカバーして通気性シート３１を取り付けた形態とすることもできる。例えば、図３に示す角型の冷却塔５０では、外気吸込口４２の下部に設置された遮光ルーバー４３に通気性シート５１を取り付けることができる。冷却塔５０は、通気性シート５１を除いて冷却塔４０と同一の構成を備えており、外気吸込口４２には遮光ルーバー４３が設置されているから、冷却塔内への太陽光の進入は遮光ルーバー４３により遮断できる。また、従来の角型冷却塔４０は、従来の丸型冷却塔１０よりも冷却水の飛び跳ねが小さい。ゆえに、冷却塔５０においては、外気吸込口１２の下部だけに通気性シート５１を取り付けることで、冷却塔外への冷却水の飛散を防止でき、冷却塔内及び冷却塔周辺における藻の繁殖を防止することができる。

なお、上記では、通気性シート３１がルーバー１３に取り付けられるものとして説明したが、ルーバー１３を設置することなく、冷却塔本体１１のフレーム等に通気性シート３１を直接取り付けた形態とすることもできる。

ここで、図４及び図５を参酌して、冷却塔３０の作用を説明する。

図４に示すように、外気吸込口１２に設置されたルーバー１３の外表面には、通気性シート３１が取り付けられている。冷却塔３０は屋外に設置されるから、同図のように、実線矢印で示す太陽光が外気吸込口１２にも照射される。従来の一般的な冷却塔１０では、ルーバー１３を通して太陽光が進入するので冷却塔内でも藻の光合成が行なわれるが、通気性シート３１を備えた冷却塔３０では、冷却塔内への太陽光の進入が遮断される。したがって、冷却塔３０では、冷却塔内での藻の光合成が阻止されるので、冷却塔内において藻が繁殖することがない。

また、同図に点線矢印で示すように、冷却水１００は、散水管１７から散水されて水槽部１４に落下し、冷却水１００の一部は水槽部１４で跳ねて冷却塔外に飛散しようする。従来の一般的な冷却塔１０では、ルーバー１３を通して冷却水１００が冷却塔外に飛散し、冷却塔周辺に冷却水１００が溜まった状態となるが（図９参照）、通気性シート３１を備えた冷却塔３０では、冷却塔外への冷却水１００の飛散が遮断される。通気性シート３１に付着して遮断された冷却水は、例えば、吸い込まれる外気によって内側に吹き飛ばされ、一部は蒸発する。ゆえに、少なくとも太陽光があたる通気性シート３１の外側は乾燥した状態である。

したがって、図５に示すように、冷却塔３０では、冷却塔周辺の水濡れを防止できるので、冷却塔周辺において藻が繁殖することがない。また、従来の冷却塔１０では、外部に飛散した冷却水１００（図９参照）を補う必要があるところ、冷却塔３０では、冷却水１００が外部に飛散しないので冷却水の使用量を低減することができ、水道代を大幅に削減することが可能である。

なお、冷却塔３０では、通気性シート３１の存在により外気の吸い込みが阻害されることなく、従来通りの外気吸い込み効率を得ることができる。具体的には、通気性シート３１の有無により、ファン１５のモータの電流値が変化しないことが確認できており、通気性シート３１の存在によりモータへの負荷が増加しない、即ち通気抵抗（圧力損失）が増加しないと言える。

以上のように、冷却塔３０は、冷却塔本体１１に外気吸込口１２が形成された冷却塔であって、外気吸込口１２に冷却塔内への太陽光の進入及び冷却塔外への冷却水の飛散を遮断する通気性シート３１が取り付けられた冷却塔である。冷却塔３０によれば、外気の吸い込みに影響を与えることなく、冷却塔内及び冷却塔周辺における藻の繁殖を防止することができると共に、冷却水使用量の低減にも寄与する。なお、通気性シート３１は、繊維等の構造材３２が多数の通気孔３３を有するシート状に形成された部材であって、例えば、外気吸込口１２に設置されたルーバー１３に取り付け可能な不織布である。

次に、従来の一般的な冷却塔（例えば、図６に示す丸型冷却塔１０）において、冷却塔内及び冷却塔周辺における藻の繁殖を防止する方法を説明する。

冷却塔内及び冷却塔周辺における藻の繁殖を防止する方法は、通気孔を有し、冷却塔内への太陽光の進入及び冷却塔外への冷却水の飛散を遮断する通気性シートを、外気吸込口に設置されたルーバーに取り付けるという簡便な方法である。即ち、図６に示す従来の一般的な冷却塔１０は、外気吸込口１２に金網のルーバー１３が設置されているから、例えば、不織布からなる通気性シート３１をルーバー１３に取り付けることで、冷却塔内及び冷却塔周辺における藻の繁殖を防止することができる。なお、適用される通気性シート３１やその取り付け方法等は、上記と同様であるため、ここでは重複する説明を省略する。

冷却塔３０と従来の冷却塔１０との相違点は、ルーバー１３に取り付けられた通気性シート３１の有無のみであるから、冷却塔における藻の繁殖防止方法は、換言すると、冷却塔３０の製造方法である。

また、既存の冷却塔１０における藻の繁殖防止方法としては、水槽部１４に設置された消音マット２１（図８参照）を取り外して、当該消音マット２１を通気性シート３１としてルーバー１３に取り付けることもできる。消音マット２１は、上記のように、東洋クッション社製のビニロックフィルタ等の不織布から構成されているから、必要により所定サイズにカットすることで良好な通気性シート３１として利用することができる。なお、外気吸込口１２が通気性シート３１（消音マット２１）でカバーされるので、水槽部１４から消音マット２１を取り外した場合でも冷却水の落下音等が漏れ難く、また、消音マット２１を洗浄する手間も省くことができる。

なお、図７に示す従来の一般的な角型冷却塔４０については、上記のように、外気吸込口４２に遮光ルーバー４３により冷却塔内への太陽光の進入が遮断されると共に、冷却水の飛び跳ねが少ない。ゆえに、冷却水が飛び跳ねる範囲、例えば、外気吸込口４２の下部領域だけをカバーするように通気性シートを取り付けることができる（図３参照）。通気性シートは、対向する２側面に形成された外気吸込口４２の下部領域をカバーするように、遮光ルーバー４３に取り付けることができる。

１０ 冷却塔（従来の丸型冷却塔）、１１ 冷却塔本体、１２ 外気吸込口、１３ ルーバー、１４ 水槽、１５ ファン、１６ 供給管、１７ 散水管、１８ 充填材、１９ 排出管、２０ ボールタップ、２１ 消音マット、３０ 冷却塔（丸型冷却塔）、３１ 通気性シート、３２ 構造材、３３ 通気孔、４０ 冷却塔（従来の角型冷却塔）、４１ 冷却塔本体、４２ 外気吸込口、４３ ルーバー（遮光ルーバー）、５０ 冷却塔（角型冷却塔）、５１ 通気性シート、１００ 冷却水。

Claims (8)

1. 冷却塔本体に外気吸込口が形成された冷却塔において、
   通気孔を有し、冷却塔内への太陽光の進入及び冷却塔外への冷却水の飛散を遮断する通気性シートが外気吸込口に取り付けられたことを特徴とする冷却塔。
2. 請求項１に記載の冷却塔において、
   外気吸込口には、ルーバーが設置されており、
   通気性シートは、ルーバーに取り付けられることを特徴とする冷却塔。
3. 冷却塔本体に外気吸込口が形成された冷却塔において、
   外気吸込口には、冷却塔内への太陽光の進入を遮断する遮光ルーバーが設置され、
   通気孔を有し、冷却塔外への冷却水の飛散を遮断する通気性シートが遮光ルーバーに取り付けられたことを特徴とする冷却塔。
4. 請求項１〜３のいずれか１に記載の冷却塔において、
   通気性シートは、不織布からなるシートであることを特徴とする冷却塔。
5. 冷却塔本体に外気吸込口が形成され、外気吸込口にルーバーが設置された冷却塔における藻の繁殖防止方法であって、
   通気孔を有し、冷却塔内への太陽光の進入及び冷却塔外への冷却水の飛散を遮断する通気性シートをルーバーに取り付けることを特徴とする冷却塔における藻の繁殖防止方法。
6. 冷却塔本体に外気吸込口が形成され、外気吸込口に冷却塔内への太陽光の進入を遮断する遮光ルーバーが設置された冷却塔における藻の繁殖防止方法であって、
   通気孔を有し、冷却塔外への冷却水の飛散を遮断する通気性シートを遮光ルーバーに取り付けることを特徴とする冷却塔における藻の繁殖防止方法。
7. 請求項５又は６に記載の冷却塔における藻の繁殖防止方法であって、
   ルーバーに取り付ける通気性シートは、不織布からなるシートであることを特徴とする冷却塔における藻の繁殖防止方法。
8. 請求項５又は６に記載の冷却塔における藻の繁殖防止方法であって、
   水槽部に設置された消音マットを取り外して、当該消音マットを通気性シートとしてルーバーに取り付けることを特徴とする冷却塔における藻の繁殖防止方法。