JP2013096624A - 水処理用薬品の冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造で水処理用薬品を冷却できる水処理用薬品の冷却装置を提供すること。
【解決手段】例えば次亜塩素酸ナトリウム溶液等の水処理用薬品を貯蔵する貯蔵槽２を、断熱材で形成された断熱壁３で覆い、貯蔵槽２と断熱壁３との間の空間Ｓを、冷却空気を有する空間とする。これにより、貯蔵槽２に貯蔵された水処理用薬品を、空間Ｓが有する冷却空気により冷却し、地下水等の冷却液体を用いる場合に比して、構造を強固にすることなく簡易とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、水処理用薬品の冷却装置に関する。

従来、水処理に用いられる水処理用薬品として、次亜塩素酸ナトリウム溶液、塩酸、硫酸、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）等が知られている。これら水処理用薬品は、時間の経過や保管温度等により、品質が劣化する場合がある。例えば、水道水の殺菌等に用いられる次亜塩素酸ナトリウム溶液では、時間の経過と共に、有効塩素が減少したり、不純物である塩素酸が増加する等し、品質が劣化する。また、このような次亜塩素酸ナトリウム溶液の品質の劣化は、保管温度が高いとその進行が増幅される。従って、次亜塩素酸ナトリウム溶液を用いた水処理においては、水道水への次亜塩素酸ナトリウム溶液の注入率の他、次亜塩素酸ナトリウム溶液の保存期間や保存温度等が重要な管理項目となっている。

そこで、次亜塩素酸ナトリウム溶液の品質の劣化を防止するための装置として、例えば以下の特許文献１には、水道水へ添加する次亜塩素酸ナトリウム溶液の保存装置が開示されている。この保存装置は、円筒形の外槽と、当該外槽の内部に相互に間隔を持たせて平面的に環状に配設された六本の円筒形の内槽とを備えている。そして、内槽の内部に次亜塩素酸ナトリウム溶液を保存し、外槽の内部に地下水を流入させることで、内槽の次亜塩素酸ナトリウム溶液を地下水で冷却しながら保存している。

特開２００９−２６３１６１号公報

上述の装置では、外槽の内部に地下水を流入させているため、地下水の重量に耐え得る構造にすべく、外槽や内槽を強固な構造にする必要がある。そのため、装置が複雑になり、高コスト化を招くおそれがある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、簡易な構造で水処理用薬品を冷却できる水処理用薬品の冷却装置を提供することを目的とする。

本発明に係る水処理用薬品の冷却装置は、水処理用薬品を貯蔵する貯蔵槽と、断熱材により形成され、貯蔵槽を覆う断熱壁と、を備え、貯蔵槽と断熱壁との間には、冷却気体を有する空間が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る水処理用薬品の冷却装置では、貯蔵槽と断熱壁との間に設けられた空間が有する冷却気体により、貯蔵槽の水処理用薬品が冷却される。このように、地下水等の冷却液体に比して比重が小さい冷却気体を水処理用薬品の冷却に用いることで、貯蔵槽や断熱壁等の構造を強固にすることなく簡易にすることができる。従って、簡易な構造で水処理用薬品を冷却できる。

ここで、断熱壁は、置設されていることが好ましい。上述のように、冷却液体に比して比重が小さい冷却気体を用いる場合であれば、構造を強固にすることなく簡易にすることができるため、貯蔵槽を覆うように断熱壁を置設することで冷却装置として機能する。そして、断熱壁を置設するのであれば、その設置は容易であり、また、既設の貯蔵槽に対しても容易に断熱壁を設けることができる。このように、既設の貯蔵槽を用いて冷却装置を構成することも可能となる。なお、置設とは、架台、床、地面等に対して、固定せずに設置することを意味する。

また、断熱壁は、断熱材により形成された複数の断熱パネルを並設して構成されており、複数の断熱パネルは、帯で縛られることで互いに固定されていると、容易に断熱壁を設けることができる。

また、断熱壁の内周面には、内側に突出し、貯蔵槽と当接して空間を確保する突起が設けられており、突起は、断熱材により形成されていると、熱伝導率の高い金属等の部品を用いることなく空間を確保できるため、冷却気体に貯蔵槽からの熱以外は伝達されにくくなり、効率的に水処理用薬品を冷却できる。

このような水処理用薬品としては、次亜塩素酸ナトリウム溶液が代表例に挙げられる。

本発明によれば、簡易な構造で水処理用薬品を冷却できる水処理用薬品の冷却装置を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る水処理用薬品の冷却装置を示す概略断面図である。 図１のII-II矢視図である。 側壁パネルを示す分解斜視図である。 帯を示す平面図である。

以下、本発明に係る水処理用薬品の冷却装置の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る水処理用薬品の冷却装置を示す概略断面図、図２は図１のII-II矢視図である。本実施形態に係る冷却装置１は、ここでは次亜塩素酸ナトリウム溶液を保存する装置となっており、例えば水処理プラント内の薬品室等に配置されている。この冷却装置１は、貯蔵槽２、断熱壁３、及びスポットクーラー４を備えている。貯蔵槽２は、次亜塩素酸ナトリウム溶液を貯蔵する槽であり、ここでは両端が閉塞された略円筒状の外形を呈している。この貯蔵槽２は、架台２１上に設置されている。なお、貯蔵槽２の天面には円形の点検口が設けられており、点検口付近の側面には作業者が点検口近くまで登るための梯子が設けられている。

断熱壁３は、貯蔵槽２を覆って当該貯蔵槽２との間に冷却空気（冷却気体）を介在させるものであり、上端が閉塞された略円筒状を呈している。断熱壁３は貯蔵槽２の側面及び天面との間に空間を空けて設けられており、この空間は空間Ｓとされている。断熱壁３は、複数の一段目側壁パネル３４、複数の二段目側壁パネル３５、天面パネル３６、及び複数の帯３７を有して構成されている。

一段目側壁パネル３４は断熱壁３の側面の下部を構成する板状の部材であり、二段目側壁パネル３５は断熱壁３の側面の上部を構成する板状の部材である。図２に示すように、これら一段目側壁パネル３４及び二段目側壁パネル３５は、その各々が平面視略円弧状を呈している。そして、複数の一段目側壁パネル３４を周方向に沿って互いに並設することで断熱壁３の側面の下部を構成し、さらにその上に複数の二段目側壁パネル３５を周方向に沿って互いに並設することで断熱壁３の側面の上部を構成し、これにより、断熱壁３の側壁が構成されている。

ここで、図３は側壁パネルを示す分解斜視図であり、ここでは二段目側壁パネル３５を示している。二段目側壁パネル３５は、断熱パネル３５ａ、遮熱材３５ｂ、及び突起３５ｃを備えている。

断熱パネル３５ａは、断熱材により形成されており、平面視略円弧状の板状を呈している。この断熱パネル３５ａを形成する断熱材として、ここではビーズ法ポリスチレンフォーム材が用いられている。このビーズ法ポリスチレンフォーム材は、発泡率が３０倍程度となっており、そのため断熱パネル３５ａの強度は比較的高く、断熱壁３を形成する際に、金属等により骨組みを形成することなく一段目側壁パネル３４及び二段目側壁パネル３５を積み上げて側壁を形成することが可能となっている（詳しくは後述）。また、このビーズ法ポリスチレンフォーム材は、熱伝導率が０．０４３Ｗ／（ｍ・ｋ）程度となっている。

遮熱材３５ｂは、断熱壁３の外部からの輻射熱が空間Ｓに伝わることを遮断するものであり、断熱パネル３５ａの外面に貼り付けられている。遮熱材３５ｂとしては、例えばアルミ蒸着フィルムを用いることができ、ここでは裏地としてポリエチレンシートが粘着されたアルミ蒸着フィルムを、裏地のポリエチレンシートが断熱パネル３５ａと当接するように当該断熱パネル３５ａに貼り付けている。

図２に示すように、突起３５ｃは、貯蔵槽２と当接して貯蔵槽２と断熱パネル３５ａとの間に空間Ｓを確保するためのものであり、断熱パネル３５ａの内面から径方向内側に突出している。この突起３５ｃは、断熱パネル３５ａにおいて、下端部の周方向両端部に２箇所、及び、上端部よりもやや下方の周方向両端部に２箇所設けられている（図３参照）。なお、上述した貯蔵槽２の梯子に対応する位置の二段目側壁パネル３５では、径方向に突出する突起３５ｄの内側に断熱パネル３５ａが位置する構成とされ、当該二段目側壁パネル３５は他の二段目側壁パネル３５よりも貯蔵槽２へ近接されており、これにより、外周側に梯子を配置するためのスペースが確保されている。

突起３５ｃ，３５ｄは、例えば断熱パネル３５ａと同じビーズ法ポリスチレンフォーム材で形成することが可能であり、ここでは断熱パネル３５ａに接着剤により固定されている。なお、突起３５ｃ，３５ｄを断熱パネル３５ａと同じ材料で形成する場合、突起３５ｃ，３５ｄと断熱パネル３５ａとを一体成形してもよい。

図１，２に示すように、一段目側壁パネル３４は、二段目側壁パネル３５と略同様に構成されており、断熱パネル３４ａ、遮熱材３４ｂ、及び突起３４ｃ，３４ｄを備えている。この一段目側壁パネル３４は、二段目側壁パネル３５より上下方向に短くされ、その突起３４ｃ，３４ｄは、上端部の周方向の両端部のみに設けられている。そして、一段目側壁パネル３４及び二段目側壁パネル３５は、平面視において、突起３４ｃ，３４ｄと突起３５ｃ，３５ｄとが重なるように配置されている。

図１に示すように、天面パネル３６は、断熱壁３の天面を構成する円板状の部材であり、一段目側壁パネル３４及び二段目側壁パネル３５と同様の材料で形成された断熱パネル及び遮熱材を含んで構成されている。なお、天面パネル３６の底面には、たわみを抑制するためのアングル３６ａが設けられている。

図４は、帯を示す平面図である。この帯３７は、一段目側壁パネル３４、二段目側壁パネル３５、天面パネル３６を縛って互いに固定するものであり、略円環状を呈している。この帯３７は、例えばステンレス、布、ナイロンなどの樹脂等で形成され、一段目側壁パネル３４、二段目側壁パネル３５、天面パネル３６を締め付けるための締付ボルト３７ａを備えている。

このような一段目側壁パネル３４、二段目側壁パネル３５、天面パネル３６、及び帯３７で構成される断熱壁３は、例えば以下のようにして組み立てられている。

すなわち、まず、貯蔵槽２を取り囲むように、架台２１上に複数の一段目側壁パネル３４を円環状に並設する。この際、一段目側壁パネル３４を、架台２１には固定はせずに設置する。すなわち、一段目側壁パネル３４を、架台２１上に置設する。

次に、一段目側壁パネル３４上に、複数の二段目側壁パネル３５を円環状に積み上げて並設する。二段目側壁パネル３５を並設し終えたら、二段目側壁パネル３５上に天面パネル３６を積み上げて並設する。ここで、これらの部材を並設する際、断熱壁３の気密性を向上させるために、架台２１と一段目側壁パネル３４との間、一段目側壁パネル３４同士の間、一段目側壁パネル３４と二段目側壁パネル３５との間、二段目側壁パネル３５同士の間、二段目側壁パネル３５と天面パネル３６との間等に、ウレタン等の充填材を介在させる。

そして、一段目側壁パネル３４の下端部、一段目側壁パネル３４と二段目側壁パネル３５との境界部、二段目側壁パネル３５の上端部よりもやや下方の部分、及び、二段目側壁パネル３５と天面パネル３６との境界部に帯３７をそれぞれ巻き、締付ボルト３７ａを締めて帯３７を締め付けることで、一段目側壁パネル３４、二段目側壁パネル３５、及び天面パネル３６を縛って互いに固定する。これにより、断熱壁３が置設構成される。

また、図１に示すように、いずれかの一段目側壁パネル３４には、流入口３１が設けられており、この流入口３１には、スポットクーラー４から冷却空気を吸気するための配管が接続されている。また、流入口３１の対角に位置する二段目側壁パネル３５には、排出口３２が設けられており、この排出口３２には、空間Ｓからスポットクーラー４へ排気を行うための配管が接続されている。

一段目側壁パネル３４と貯蔵槽２との間、及び二段目側壁パネル３５と貯蔵槽２との間には、冷却空気の通り道となる切り欠き部が一部に設けられた円環状の整流板（不図示）が複数上下方向に離間して挿入されており、これにより、貯蔵槽２の周りを冷却空気が旋回する流路が画設されている。整流板は、例えば断熱パネル３４ａ，３５ａと同様なビーズ法ポリスチレンフォーム材で形成することが可能であり、この場合、例えば接着剤により断熱パネル３４ａ，３５ａに固定したり、断熱パネル３４ａ，３５ａと一体成形すること等が可能である。

スポットクーラー４は、所定温度に冷却した冷却空気を断熱壁３の流入口３１から空間Ｓに給気すると共に、空間Ｓ内の気体を排出口３２から吸引して回収し、再度冷却した上で冷却空気として空間Ｓに給気する。

このような冷却装置１では、スポットクーラー４から断熱壁３の流入口３１を通して空間Ｓに導入された冷却空気は、図１中の破線で示すように、整流板により画設された流路に従って貯蔵槽２の周りを旋回しながら、空間Ｓを上昇する。この際、冷却空気により貯蔵槽２が冷却され、これにより、貯蔵槽２の内部の次亜塩素酸ナトリウム溶液が冷却される。

ここで、次亜塩素酸ナトリウム溶液が例えば２０℃以下まで冷却されると、時間経過に伴う有効塩素濃度の減少及び塩素酸の増加を良好に抑制することができ、これにより、次亜塩素酸ナトリウム溶液の保存期間の延長や、次亜塩素酸ナトリウム溶液の水道水への注入率の抑制が可能となる。その結果、次亜塩素酸ナトリウム溶液の搬入頻度の減少による運送コストの低減、次亜塩素酸ナトリウム溶液による水処理コストの低減、次亜塩素酸ナトリウム溶液に不純物として含まれる臭素酸の水道水への注入量の低減等を実現できる。

そして、空間Ｓの上部に達した冷却空気は、排出口３２からスポットクーラー４に戻され再度冷却空気とされて空間Ｓに給気される。このように、冷却装置１では、空間Ｓとスポットクーラー４との間を冷却空気が循環する。

以上のように、本実施形態に係る次亜塩素酸ナトリウム溶液の冷却装置１では、断熱壁３により貯蔵槽２が覆われ、貯蔵槽２と断熱壁３との間に設けられた空間Ｓが有する冷却空気により、貯蔵槽２の次亜塩素酸ナトリウム溶液が冷却される。このように、地下水等の冷却液体に比して比重が小さい冷却空気を次亜塩素酸ナトリウム溶液の冷却に用いることで、貯蔵槽２や断熱壁３等の構造を強固にすることなく簡易にすることができる。従って、簡易な構造で水処理用薬品を冷却できる。

また、冷却装置１では、冷却液体に比して比重が小さい冷却空気を用いるため、構造を強固にすることなく簡易にすることができ、貯蔵槽２を覆うように断熱壁３を置設することができる。そして、このように、断熱壁３を置設しているため、その設置は容易であり、また、既設の貯蔵槽２に対しても容易に断熱壁３を設けることができる。このように、既設の貯蔵槽２を用いて冷却装置１を構成することも可能となる。

また、冷却装置１では、断熱壁３は、複数の一段目側壁パネル３４、複数の二段目側壁パネル３５、及び天面パネル３６を並設して構成されており、これらのパネルは、帯３７で縛られることで互いに固定されているため、容易に断熱壁３を設けることができる。このような効果は、貯蔵槽２が既設のものである場合に、特に好適に発揮される。

また、冷却装置１では、断熱壁３の内周面には、貯蔵槽２と当接して空間Ｓを確保する突起３４ｃ，３５ｃが設けられており、これら突起３４ｃ，３５ｃは一段目側壁パネル３４及び二段目側壁パネル３５と同様な断熱材により形成されているため、熱伝導率の高い金属等の部品を用いることなく空間Ｓを確保でき、冷却空気に貯蔵槽２からの熱以外は伝達されにくく、従って、効率的に次亜塩素酸ナトリウム溶液を冷却できる。加えて、冷却装置１では、一段目側壁パネル３４と貯蔵槽２との間、及び二段目側壁パネル３５と貯蔵槽２との間に挿入されている整流板も、一段目側壁パネル３４及び二段目側壁パネル３５と同様な断熱材により形成されているため、冷却空気には貯蔵槽２からの熱以外は一層伝達されにくく、従って、一層効率的に次亜塩素酸ナトリウム溶液を冷却できる。さらに、空間Ｓに面する断熱パネル３４ａ，３５ａ、突起３４ｃ，３５ｃ、及び整流板がビーズ法ポリスチレンフォーム材で形成されているため、次亜塩素酸ナトリウム溶液が揮発した場合でも、これらの部材の腐食を防止することができる。

また、冷却装置１では、空間Ｓとスポットクーラー４との間を冷却空気が循環するようになっているため、次亜塩素酸ナトリウム溶液の冷却に使用されなかった冷却エネルギーを回収して、再度冷却に使用することができる。

また、冷却装置１では、一段目側壁パネル３４と貯蔵槽２との間、及び二段目側壁パネル３５と貯蔵槽２との間に整流板が設けられていることで、流入口３１から流入した冷却空気が、ショートカットして排出口３２に向かうことなく、貯蔵槽２の周りを旋回しながら上昇するようにされているため、貯蔵槽２の次亜塩素酸ナトリウム溶液を効率的に冷却できる。

なお、貯蔵槽２の外周面には配管等の部品等が設けられている場合があり、貯蔵槽２の周りに冷却液体を流す場合には、冷却液体からの流体抵抗に耐え得る構造とすべく、配管等の部品を強固に設ける必要がある。これに対し、冷却装置１では、貯蔵槽２の周りに冷却空気を流しているため、冷却液体を用いる場合に比して配管等の部品にかかる流体抵抗は小さく、これらの部品を簡易に設けることができる。

因みに、冷却装置１では、断熱壁３に覆われた空間Ｓの空気のみを冷却しているため、例えば薬品室全体（冷却装置１を収容する部屋全体）を断熱材で覆い、薬品室全体の空気を冷却して次亜塩素酸ナトリウム溶液を冷却するという従来から知られた構造に比して、必要最小限の冷却エネルギーで次亜塩素酸ナトリウム溶液を冷却することができ、薬品室全体を覆うための断熱材に係る材料費用や、電力費等の運用費を低減することができる。また、冷却装置１では、空間Ｓの空気を冷却して次亜塩素酸ナトリウム溶液を冷却しているため、例えばチタン等の耐腐食性を有する材料で形成された熱交換器等を貯蔵槽２の内部に設置し、当該熱交換器等により次亜塩素酸ナトリウム溶液を直接冷却するという従来から知られた構造に比して、簡易な構造にすることができ、チタン等の高額な材料に係る材料費用や、電力費等の運用費を低減することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、水処理用薬品を、特に好適であるとして、次亜塩素酸ナトリウム溶液としているが、塩酸、硫酸、ＰＡＣ等としてもよい。

また、上記実施形態では、冷却気体として空気を用いているが、空気以外の気体を用いてもよい。また、上記実施形態では、空間Ｓの冷却空気はスポットクーラー４から供給されているが、他の手段により供給されてもよい。

また、上記実施形態では、断熱材としてビーズ法ポリスチレンフォーム材を用いているが、例えば断熱性を有するセラミック等を用いてもよく、要は、断熱性を有し、且つ、骨組みを必要とすることなく壁を形成できる程度の強度を持つ材料を用いることができる。

また、上記実施形態では、断熱壁３の気密性を向上させるために断熱壁３の構成部材間にウレタン等の充填材を介在させているが、断熱壁３の気密性がある程度確保できれば充填材を介在させなくてもよい。また、上記実施形態では、断熱壁３は架台２１上に置設されているが、薬品室の床等に直接置設されていてもよい。

１…冷却装置、２…貯蔵槽、３…断熱壁、３４…一段目側壁パネル（断熱パネル）、３４ｃ…突起、３５…二段目側壁パネル（断熱パネル）、３５ｃ…突起、３６…天面パネル（断熱パネル）、３７…帯、Ｓ…空間。

Claims (5)

1. 水処理用薬品を貯蔵する貯蔵槽と、
   断熱材により形成され、前記貯蔵槽を覆う断熱壁と、を備え、
   前記貯蔵槽と前記断熱壁との間には、冷却気体を有する空間が設けられていること、
   を特徴とする水処理用薬品の冷却装置。
2. 前記断熱壁は、置設されていること、
   を特徴とする請求項１に記載の水処理用薬品の冷却装置。
3. 前記断熱壁は、前記断熱材により形成された複数の断熱パネルを並設して構成されており、
   前記複数の断熱パネルは、帯で縛られることで互いに固定されていること、
   を特徴とする請求項１又は２に記載の水処理用薬品の冷却装置。
4. 前記断熱壁の内周面には、内側に突出し、前記貯蔵槽と当接して前記空間を確保する突起が設けられており、
   前記突起は、前記断熱材により形成されていること、
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の水処理用薬品の冷却装置。
5. 前記水処理用薬品は、次亜塩素酸ナトリウム溶液であること、
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の水処理用薬品の冷却装置。

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