JP2016211792A - 薬注装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】固形薬剤を用いた薬注装置において、複雑な制御や構造を必要とすることなく、冷却塔の稼動時と停止時のそれぞれで、適切な量の薬剤溶液を循環水に供給できる薬注装置を提供すること。【解決手段】薬注装置150は、冷却塔120の内部に貯留される循環水W2に固形薬剤165の一部を浸漬させる溶解容器151と、冷却塔120の稼動時に、固形薬剤165における循環水W2に浸漬していない非浸漬部分に水を供給する溶解水供給手段180と、を備える。溶解水供給手段180は、循環水W2が循環する循環ラインL110から分岐して固形薬剤165の非浸漬部分に水を供給する分岐ラインL180によって構成される。また、溶解水供給手段は、冷却塔120の稼動時に補給される補給水W1を固形薬剤165の非浸漬部分に供給する給水部137によって構成することもできる。【選択図】図1

Description

本発明は、冷却塔により冷却されて被冷却装置に供給される循環水に薬注を行う薬注装置に関する。
商業ビル、工業プラント等においては、空調機や冷凍機に組み込まれた熱交換器等の被冷却装置(冷却負荷装置)を冷却するために、冷却水が用いられる。冷却水は、その節約を図る観点から、冷却水を冷却する冷却塔と被冷却装置との間を循環して用いられる(以下、循環する冷却水を適宜「循環水」という)。
循環水を継続的に循環させると循環水の水質が徐々に悪化し、微生物の繁殖に伴ってスライム障害が発生しやすくなるため、循環水に対して殺菌剤等の薬剤の供給が行われている。薬剤の供給方式として、固形薬剤を収容する溶解容器を利用する方法が知られている。この種の薬注装置を開示するものとして、例えば、特許文献1〜3がある。特許文献1には、固形薬剤を収容するための溶解容器を冷却塔の外部に配置し、冷却塔内で集めた水を固形薬剤に接触させて生成した薬剤溶液を冷却塔に供給する構成が開示されている。特許文献2には、循環水の薬剤濃度を監視し、薬剤濃度に応じて、固形薬剤を溶解させる溶解液の供給状態を制御する構成が開示される。特許文献3には、空間速度の範囲を設定して固形薬剤の溶解を調整する構成が開示される。
特開2013−210134号公報 特開2003−154241号公報 特開2005−270798号公報
ところで、冷却塔の稼動時は、微生物等による汚染レベルも高くなるため、停止時に比べて薬注量を多くする必要がある。しかし、冷却塔の内部の循環水が貯留されている場所に固形薬剤を収容した溶解容器を浸漬配置した場合、冷却塔が稼動しているか否かに関わらず、固形薬剤が循環水に溶解することになる。冷却塔の稼動時に必要な薬注量に基づいて固形薬剤の浸漬量を設定している場合、冷却塔の停止時に過剰な量の薬剤が薬注されることになる。この点、特許文献1の構成によれば、冷却塔が稼動しているときのみ固形薬剤を溶解させて薬注することができる。しかし、冷却塔が稼動していないときには、薬注が行われなくなってしまい、冷却塔が停止している間に薬剤の効果が消失し、循環水が微生物等で汚染されるおそれがある。特許文献2の構成では、薬剤濃度を監視する装置が必要になり、当該装置を冷却塔の停止時にも稼動させなければならない。特許文献3の構成においても、定量的な溶解液を提供できるものの、冷却塔の稼動時と停止時で薬注量を変える場合、そのための制御を冷却塔の稼動時と停止時のそれぞれで行う必要がある。
本発明は、固形薬剤を用いた薬注装置において、複雑な制御や構造を必要とすることなく、冷却塔の稼動時と停止時のそれぞれで、適切な量の薬剤溶液を循環水に供給できる薬注装置を提供することを目的とする。
本発明は、冷却塔により冷却されて被冷却装置に供給される循環水に薬注を行う薬注装置であって、前記冷却塔の内部に貯留される循環水に固形薬剤の一部を浸漬させる溶解容器と、前記冷却塔の稼動時に、前記固形薬剤における循環水に浸漬していない非浸漬部分に水を供給する溶解水供給手段と、を備える薬注装置に関する。
前記溶解水供給手段は、循環水が循環する循環ラインから分岐した分岐ラインを通じて前記固形薬剤の非浸漬部分に水を供給することが好ましい。
前記溶解水供給手段は、前記冷却塔の稼動時に補給される補給水を前記固形薬剤の非浸漬部分に供給することが好ましい。
本発明によれば、固形薬剤を用いた薬注装置において、複雑な制御や構造を必要とすることなく、冷却塔の稼動時と停止時のそれぞれで、適切な量の薬剤溶液を循環水に供給できる薬注装置を提供できる。
第1実施形態の薬注装置が適用される冷却システムを模式的に示した図である。 第2実施形態の薬注装置が適用される冷却システムを模式的に示した図である。 第3実施形態の薬注装置が適用される冷却システムを模式的に示した図である。
以下、本発明の薬注装置の好ましい各実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書における「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態の薬注装置150が適用される冷却システム1を模式的に示した図である。冷却システム1は、空調機や冷凍機に組み込まれた熱交換器等の被冷却装置131を冷却する循環水W2(冷却水)を系内で循環させる水処理システムである。
図1に示すように、第1実施形態の冷却システム1は、冷却塔120と、被冷却装置131と、循環水ポンプ132と、薬注装置150と、を主要な構成として備える。また、冷却システム1は、循環水供給ラインL111及び循環水回収ラインL112からなる循環ラインL110と、補給水ラインL120と、を主要なラインとして備える。以下、冷却システム1の各構成について説明する。
まず、冷却塔120について説明する。冷却塔120は、塔本体121と、散水槽145と、散水部146と、充填材147と、ルーバ148と、ファン149と、貯留部116と、給水部137と、を備える。
塔本体121は、冷却塔120の外郭を形成する筐体である。この塔本体121に、冷却塔120の各構成要素が設けられる。
散水槽145は、塔本体121の上部に設けられる。散水槽145は、循環ラインL110の循環水回収ラインL112によって被冷却装置131と接続される。冷却塔120の稼動時には、被冷却装置131で使用された循環水W2が循環水回収ラインL112を通じて散水槽145に送られる。
散水部146は、散水槽145の下方に設けられる。散水部146は、複数のノズルから構成され、冷却塔120の稼動時に、散水槽145に貯留される循環水W2を塔本体121の内部に散布する。なお、散水槽145に貯留される循環水W2は、散水部146によって散水されるので、冷却塔120の稼動時(即ち、循環水ポンプ132の駆動時)のみ散水槽145に貯留された状態となる。
充填材147は、塔本体121の内部における散水部146の下方であって、貯留部116の上方に設けられる。充填材147は、散水部146から散布された循環水W2を滴状(又は液膜状)にして、循環水W2と外気との接触面積及び接触時間を長くする。これにより、循環水W2の冷却が効率的に行われる。
ルーバ148は、塔本体121の内部に外気を導入するための通気孔である。ルーバ148を通じて塔本体121の外部の空気が、塔本体121の内部へ流入可能になっている。
ファン149は、塔本体121の中央上部に形成される開口部141に設けられる。ファン149の回転駆動によって、ルーバ148から塔本体121の内部に外気が流入するとともに、開口部141を通じて塔本体121内部の空気が外部に流出する気流が生じる。
貯留部116は、塔本体121の下部に設けられる下部水槽である。散水部146から散布された循環水W2は、塔本体121の内部を落下する過程において冷却されて貯留部116に貯留される。貯留部116は、循環ラインL110の循環水供給ラインL111によって被冷却装置131と接続される。冷却塔120の稼動時には、貯留部116の循環水W2が循環水供給ラインL111を通じて被冷却装置131に供給される。
給水部137は、貯留部116内の循環水W2の水位(即ち、水量)を管理するものである。給水部137には、補給水W1を補給する補給水ラインL120が接続されており、循環水W2の蒸発及び飛散等により貯留部116の水位が所定水位よりも低下すると貯留部116に補給水W1を供給する。
本実施形態の給水部137は、浮き玉138と、給水弁139と、を備えるボールタップ式の給水装置である。貯留部116の水位が所定水位よりも低下すると、給水部137の浮き玉138が下方に動いて給水弁139が開き、給水弁139から補給水W1が貯留部116に流れる。
以上説明したように、第1実施形態の冷却塔120は、いわゆる開放式冷却塔である。当該冷却塔120によって冷却された循環水W2が被冷却装置131に供給される。
被冷却装置131は、循環水W2による冷却が必要な熱交換器等の各種装置である。被冷却装置131は、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等である。
循環水ポンプ132は、循環水供給ラインL111に設けられる。循環水ポンプ132は、循環ラインL110(循環水供給ラインL111、循環水回収ラインL112)の上流側から下流側へ向けて、循環水W2を送り出す循環駆動源である。この循環水ポンプ132の駆動によって循環ラインL110を循環水W2が流通する。
薬注装置150について説明する。第1実施形態の薬注装置150は、塔本体121の内部に配置される溶解容器151と、溶解水供給手段180と、を備える。
まず、溶解容器151について説明する。溶解容器151は、縦長の筒状に形成される容器本体160と、容器本体160の下部に開度調節可能に設けられる開口部161と、を備える。開口部161の開度を調節することで、薬剤溶液W10の流出量を調整することができる。
容器本体160には、複数の殺菌剤(ハロゲン系殺菌剤又は有機系殺菌剤)の錠剤を上下方向に積み重ねたものが固形薬剤165として収容される。なお、固形薬剤165を構成する薬剤として殺菌剤に替えて、スケール防止剤や防食剤を使用することもできる。以下に、固形薬剤165として使用可能な各種化合物を列挙する。列挙した各種化合物は、単独で錠剤に成型してもよいし、複数種を所要割合でブレンドした状態で錠剤に成型してもよい。
<ハロゲン系殺菌剤>
◎イソシアヌル酸系化合物:トリクロロイソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸など
◎次亜塩素酸系化合物:次亜塩素酸カルシウム(さらし粉)など
◎ハロゲン化ヒダントイン誘導体:1−ブロモ−3−クロロ−5,5−ジメチルヒダントインなど
<有機系殺菌剤>
◎イソチアゾリン系化合物:5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オンなど
◎トリアジン系化合物:2−(t−ブチルアミノ)−4−クロロ−6−エチルアミノ−1,3,5−トリアジンなど
◎四級アンモニウム塩系化合物:アルキルジメチルベンジルアンモニウムクロライド〔別称:塩化ベンザルコニウム〕など
<スケール防止剤>
◎カルボン酸系重合物:ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩、ポリマレイン酸、ポリマレイン酸塩など
<防食剤>
◎重金属系化合物:亜鉛塩、モリブデン塩など
◎無機系化合物:亜硝酸塩など
◎有機系化合物:1,2,3−ベンゾトリアゾールなど
溶解容器151は、固定具169によって塔本体121に固定される。溶解容器151の固定位置は、その開口部161が貯留部116に貯留される循環水W2の所定水位よりも低い位置になっている。循環水W2の所定水位は、上述の給水部137によって維持される水位である。また、溶解容器151は、その内部に収容する固形薬剤165の少なくとも一部が所定水位よりも高い位置になるように固定されている。開口部161が所定水位よりも低い位置にあるので、固形薬剤165の下部が循環水W2によって溶解し、その薬剤溶液W10が開口部161を通じて貯留部116に流出する。固形薬剤165のうち、循環水W2に接している部分(錠剤)が溶けきると自重により上の錠剤が落下し、落下した錠剤が循環水W2の所定水位より低い位置となり、固形薬剤165の溶解が継続する。
このように、溶解容器151に収容される固形薬剤165は、冷却塔120が稼動しているか否かに関わらず、常時、その一部が循環水W2に接触し、溶解している状態にある。即ち、溶解容器151は、常時、薬剤溶液W10を循環水W2に薬注している。
溶解水供給手段180について説明する。溶解水供給手段180は、固形薬剤165の循環水W2に浸漬していない非浸漬部分を溶解させるための水を溶解容器151に供給する手段である。第1実施形態の溶解水供給手段180は、分岐ラインL180によって構成される。
分岐ラインL180は、循環ラインL110の循環水供給ラインL111から分岐し、溶解容器151に接続される。分岐ラインL180は、溶解容器151の上部に形成される開口に接続されており、固形薬剤165における循環水W2に浸漬していない上部(非浸漬部分)に循環水W2の一部を供給する。なお、分岐ラインL180には、溶解容器151への循環水W2の供給流量を調節するために、適当な流量調整手段(例えば、オリフィスや弁機構など)を設けることができる。
上述の通り、冷却塔120の稼動時は、循環水ポンプ132が駆動され循環水W2が循環ラインL110を流通する。この冷却塔120の稼動時に、循環水W2の一部は、循環ラインL110の循環水供給ラインL111から分岐ラインL180を通じて溶解容器151に供給される。溶解容器151に供給された循環水W2によって固形薬剤165の非浸漬部分が溶解する。
冷却塔120の停止時は、循環ラインL110に循環水W2が流れないので、分岐ラインL180を通じて溶解容器151に循環水W2が供給されず、固形薬剤165の非浸漬部分は溶解しない。
薬注装置150の主要な構成は以上の通りである。冷却塔120の停止時には、溶解容器151の固形薬剤165の浸漬部分から流出する薬剤溶液W10によって循環水W2の水質が適切なレベルに維持される。冷却塔120の稼動時には、固形薬剤165の浸漬部分から流出を続ける薬剤溶液W10に加え、分岐ラインL180を通じて循環水W2が供給されることによって固形薬剤165の上部(非浸漬部分)も溶解する。固形薬剤165から流出する薬剤溶液W10の量が増加するので、稼動時に微生物等で汚染されやすくなる循環水W2の水質を適切なレベルに維持できるのである。
以上説明した第1実施形態の薬注装置150によれば、以下のような効果を奏する。薬注装置150は、冷却塔120の内部に貯留される循環水W2に固形薬剤165の一部を浸漬させる溶解容器151と、冷却塔120の稼動時に、固形薬剤165における循環水W2に浸漬していない非浸漬部分に水を供給する溶解水供給手段180と、を備える。これにより、冷却塔120の稼動時と停止時のそれぞれで薬注量を適切に変更できる薬注装置150を複雑な制御や構成を追加することなく実現することができる。即ち、冷却塔120の停止時は、固形薬剤165における循環水W2に浸漬している部分のみが溶解するので、過剰薬注が防止される。そして、冷却塔120の稼動時には、溶解水供給手段180によって、循環水W2に浸漬していない非浸漬部分に循環水W2が供給されるので、浸漬部分に加えて非浸漬部分も溶解するようになるので、微生物等で汚染されやすくなる稼動時の循環水W2の水質を適切に維持するために十分な量の薬剤が注入される。
溶解水供給手段180は、循環水W2が循環する循環ラインL110から分岐した分岐ラインL180を通じて固形薬剤165の非浸漬部分に水を供給する。これにより、冷却塔120の稼動時に、分岐ラインL180を通じて循環水W2を固形薬剤165の非浸漬部分に安定的に供給することができ、稼動時の薬剤溶液W10の濃度を一定にすることができる。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態の薬注装置250について説明する。図2は、第2実施形態の薬注装置250が適用される冷却システム201を模式的に示した図である。なお、第1実施形態と同様の構成については、図面に同じ符号を付してその説明を省略する場合がある。
第2実施形態の薬注装置250は、補給水W1の流路に配置される溶解容器151と、溶解水供給手段280としての給水部137と、から構成される。
溶解容器151の配置場所について説明する。第2実施形態の溶解容器151は、給水弁139の下方に固定具169によって固定されており、その開口部161が循環水W2の所定水位よりも下方に位置する。これにより、固形薬剤165の下部の錠剤が循環水W2に浸漬し、薬剤溶液W10が開口部161から常時流出している。また、溶解容器151の容器本体160の上部は開口されており、給水弁139の給水口に対向している。
冷却塔120の稼動時は、循環水W2の蒸発及び飛散等により貯留部116の水位が所定水位よりも低下すると給水弁139が開き、貯留部116に補給水W1が供給される。給水弁139から供給された補給水W1が溶解容器151の上部から固形薬剤165の非浸漬部分に補給水W1が供給される。この補給水W1によって固形薬剤165の非浸漬部分も溶解し、固形薬剤165から溶解する薬剤溶液W10の量が増加する。増加した薬剤溶液W10は、開口部161から貯留部116の循環水W2に薬注される。
冷却塔120の停止時には通常、補給水W1が供給されるほど所定水位も下がらないので、溶解容器151に補給水W1が供給されない。冷却塔120の稼動時に補給水W1が溶解容器151に供給されることにより、固形薬剤165の浸漬部分に加え、非浸漬部分も溶解し、薬剤溶液W10の量が増加することによって冷却塔120の稼動及び停止時のそれぞれの状況に応じて薬注量が適切に調整される。
以上説明した第2実施形態の薬注装置250によれば、以下のような効果を奏する。薬注装置250が備える溶解水供給手段280は、冷却塔120の稼動時に補給される補給水W1を固形薬剤165の非浸漬部分に供給する。これにより、冷却塔120の稼動時において、給水量に応じた適切な薬注を行うことができる。例えば、夏場等の冷却システム301の稼動時の負荷が高く、補給水W1が頻繁に供給される場合においても、補給水W1の量に応じた薬注が行われるので、循環水W2の水質を冷却システム201の負荷に応じてより一層適切な状態で維持することができる。
なお、第2実施形態では、ボールタップ式の給水部137によって補給水W1が供給される構成を例に説明したが、補給水W1の補給方法は、適宜変更することができる。例えば、貯留部116の貯水レベルを水位センサで検出し、検出水位に応じて補給水ラインに設けた開閉弁を制御する給水装置を用い、補給水ラインを通じて供給される補給水の流路に溶解容器151を配置することもできる。
<第3実施形態>
次に、第3実施形態の薬注装置350について説明する。図3は、第3実施形態の薬注装置350が適用される冷却システム301を模式的に示した図である。なお、第1実施形態と同様の構成については、図面に同じ符号を付してその説明を省略する場合がある。
第3実施形態の薬注装置350は、冷却塔120の内部に貯留される循環水W2に固形薬剤165の一部を浸漬させる溶解容器151と、溶解水供給手段380と、から構成される。溶解容器151は、第1実施形態と同様に、固定具169によって塔本体121に固定される。
溶解水供給手段380は、集水器381と、集水ラインL380と、から構成される。集水器381は、充填材147に挿入して配置される桶状の容器である。上述の通り、充填材147には、冷却塔120の稼動時に、その上方の散水部146から循環水W2が散水される。集水器381は、充填材14を通過する循環水W2の一部を回収可能に構成される。
なお、集水器381の配置は、充填材147に挿入する以外の態様を採用することもできる。例えば、集水器381は、散水槽145に浸漬して配置したり、散水部146の下方(充填材147の上方)に配置したりすることができる。いずれの態様も、循環水W2の一部を回収可能な構成として例示される。
集水ラインL380は、集水器381と溶解容器151を接続し、集水器381で集めた循環水W2を溶解容器151に供給する。集水ラインL380は、溶解容器151の上部に接続されており、集水器381で集めた循環水W2を固形薬剤165の上部(非浸漬部分)に供給する。これにより、固形薬剤165の非浸漬部分も溶解し、溶解容器151から流出する薬剤溶液W10の量が増加する。充填材147には、循環水W2が供給されるのは冷却塔120の稼動時である。従って、集水器381に集められた循環水W2によって薬剤溶液W10の流出量が増加するのも冷却塔120の稼動時である。このように、第3実施形態の構成においても、冷却塔120の稼動及び停止時のそれぞれの状況に応じて薬注量が適切に調整されるのである。
以上、本発明の薬注装置の好ましい各実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
上記実施形態では、固定式の溶解容器151を用いているが、貯留部116の循環水W2に浮かぶフロート式のものを用いることもできる。また、薬注装置を1つではなく複数配置することもできる。また、第1実施形態から第3実施形態に示した溶解水供給手段180,280,380を組み合せて使用してもよい。このように、溶解容器及び溶解水供給手段の構成は、その数、その容器の形状、固定方法や構成等を事情に応じて適宜変更することができる。
上記実施形態では、固形薬剤165は、複数の錠剤を積み重ねたものを用いているが、単一の固形薬剤を用いることもできる。例えば、縦長に形成された固形薬剤の一部を循環水に浸漬させておき、冷却塔の稼動時に、循環水に浸漬していない非浸漬部分に水を供給する構成とすることもできる。このように、固形薬剤の数、形状、配置方法、構成等は、事情に応じて適宜変更することができる。
上記実施形態では、冷却塔120を開放式冷却塔として構成した例について示した。この例に限らず、冷却塔120を密閉式冷却塔として構成してもよい。
120 冷却塔
131 被冷却装置
137 給水部(溶解水供給手段)
150 薬注装置
151 溶解容器
165 固形薬剤
180 溶解水供給手段
280 溶解水供給手段
380 溶解水供給手段
381 集水器(溶解水供給手段)
L110 循環ライン
L180 分岐ライン(溶解水供給手段)
L380 集水ライン(溶解水供給手段)
W1 補給水
W2 循環水

Claims (3)

  1. 冷却塔により冷却されて被冷却装置に供給される循環水に薬注を行う薬注装置であって、
    前記冷却塔の内部に貯留される循環水に固形薬剤の一部を浸漬させる溶解容器と、
    前記冷却塔の稼動時に、前記固形薬剤における循環水に浸漬していない非浸漬部分に水を供給する溶解水供給手段と、
    を備える薬注装置。
  2. 前記溶解水供給手段は、
    循環水が循環する循環ラインから分岐した分岐ラインを通じて前記固形薬剤の非浸漬部分に水を供給する請求項1に記載の薬注装置。
  3. 前記溶解水供給手段は、
    前記冷却塔の稼動時に補給される補給水を前記固形薬剤の非浸漬部分に供給する請求項1又は2に記載の薬注装置。
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