JP2023170411A - 循環水処理装置、循環水処理システム、その方法およびそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】冷却処理に用いられる循環水および循環水を循環させる装置の清浄化を実現するとともに、シンプルな構成および低コスト化した処理装置を提供する。【解決手段】循環路で接続された機器と冷却ユニットに流れる循環水を処理する循環水処理装置であって、循環水を循環路または冷却ユニットから取込む循環水回収部と、循環水回収部から処理流路内に循環水を圧送するポンプと、処理流路内に設置され、オゾン発生装置から供給されるオゾンガスを循環水に溶解させた気液混合流を生成するエジェクターと、処理流路上でエジェクターに連通されており、気液混合流の循環水に含まれるオゾンガスの気泡を微細化する気泡処理部と、オゾンガスが溶解した循環水をタンクに貯留して加圧し、タンク内が設定条件に達したときに循環水を循環路または冷却ユニットに戻す加圧処理部と、処理流路内の循環水の流量およびオゾンガスの供給処理を制御する制御部とを備える。【選択図】 図１

Description

本開示は、対象機器と熱交換して冷却させる循環水、およびこの循環水が流れる循環路や冷却ユニット内の清浄化技術に関する。

たとえば大規模施設の空調装置や冷凍機器などの排熱を行う機器、発電設備や工作機械など動作に応じて放熱を要する機器などでは、水などを冷媒として循環させて対象機器から吸熱し、その水をクーリングタワーで蒸発や自然放熱により冷却させるシステムが用いられている。このような冷却システムでは、長期間に亘って循環した水および配管、クーリングタワー内部にスライムと呼ばれる細菌や藻類、微生物や、蒸発した水に含まれているマグネシウムやカルシウムなどが析出したスケールが堆積する。このようなスライムやスケールの発生および堆積は、冷却機能の低下や冷却システムの故障などの原因となるとともに、冷却システムおよびこの冷却システムを利用する機器の衛生上の問題となるおそれがある。

循環水や管路内のスライムなどの清浄化処理にはオゾンが利用されている。さらに斯かる浄化処理において、循環水に溶解しているオゾンガスの気泡をマイクロナノバブル化することが知られている。

このような循環水の処理に関し、電子部品の洗浄処理に利用する純水に対し、オゾンを生成して混合させるエジェクターを備える装置や、オゾンおよび溶存酸素を混合させて微細気泡状の混合液（オゾン水）を作るものがある（たとえば、特許文献１）。また、水道の蛇口に対して取付けた装置により、蛇口から出る水をマイクロナノバブル化するものが知られている（たとえば、特許文献２）。

国際公開２０２０／２２６０９４号 特開２０１７－１８５４４４号公報

ところで、従来のオゾン水を利用する冷却システムの清浄化処理では、高濃度のオゾン水を利用するものが一般的であった。このような高濃度のオゾン水の生成や循環処理では、オゾンガスの生成処理や水への溶解処理に高性能な装置を用いる必要があるほか、外部へのオゾンガスの流出を防止するための配管や設備が必要となった。特に、高濃度のオゾンガスは、吸引してしまうと人体に影響を及ぼすほか、酸素イオンで構成されているために金属性の機器などを酸化させる可能性があることから、未処理のまま外部に放出することができず、余剰のオゾンガスを処理するための装置が必要になるという課題がある。さらにこれらの装置を動作させるには多くの電力エネルギーが必要になる。そのため、清浄化機能を備える冷却システムでは、装置全体の構成が複雑で大型化する傾向にあり、設置スペースの確保や高コストが避けられないという課題があった。

このような大型の装置および高コストの清浄化処理について、中小規模の工場設備、一般的な空調装置や冷凍機器に清浄化機能を導入することは困難であった。そのため、斯かる清浄化処理には、低コストで扱いが容易な手法として、循環水に防腐剤や防錆剤などの薬剤を投入する手法が採られることがあるが、薬剤が投入された循環水を外部に排出する場合や自然気化した場合の残留薬剤による環境負荷や、薬剤の投入作業や排水処理を行う作業員に対して影響する可能性もある。

そこで、本開示の技術の発明者は、低濃度のオゾン水を継続的に供給して循環させることで、循環路や循環水、冷却ユニット内の清浄化処理を実現し、さらに斯かる低濃度のオゾン水内のオゾンガスをマイクロナノバブル化することで、清浄効果の向上が期待できるとの知見を得た。

斯かる課題について、特許文献１、２には示唆が無く、特許文献１、２に開示された構成では解決することができない。

そこで、本開示の目的は上記課題および知見に基づき、冷却処理に用いられる循環水および循環水を循環させる装置の清浄化を実現するとともに、シンプルな構成および低コスト化した処理装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本開示の循環水処理装置の一側面は、循環路で接続された機器と冷却ユニットに流す循環水を処理する循環水処理装置であって、循環水を前記循環路、前記冷却ユニット、前記機器のいずれかまたは２以上から取込む循環水回収部と、前記循環水回収部から処理流路内に循環水を圧送するポンプと、前記処理流路内に設置され、オゾン発生装置から供給されるオゾンガスを循環水に溶解させて気液混合流を生成する１または２以上のエジェクターと、前記処理流路上で前記エジェクターに連通されており、気液混合流の循環水に含まれるオゾンガスの気泡を微細化する気泡処理部と、オゾンガスが溶解した循環水をタンクに貯留して加圧し、該タンク内が設定条件に達したときに循環水を前記循環路または前記冷却ユニットに戻す加圧処理部と、前記処理流路内の循環水の流量および前記オゾンガスの供給処理を制御する制御部とを備える。

上記循環水処理装置において、前記循環水回収部は、前記循環路または前記冷却ユニットから取込んだ循環水を溜める貯留タンクと、前記貯留タンク内の水位を検出する水位検出手段とを備え、前記制御部は、前記貯留タンク内の水位が閾値未満となったときは前記ポンプを停止させる。
上記循環水処理装置において、前記循環水回収部は、前記冷却ユニットの貯留部から循環水を取込み、前記制御部は、前記貯留部の水位が閾値未満となったときは前記ポンプを停止させる。
上記循環水処理装置において、前記加圧処理部は、前記タンクの排出部または該排出部と接続する前記処理流路上に圧力調整弁を備え、前記タンク内が所定圧力の状態で維持された後に該圧力調整手段が解放状態となって循環水を排出する。
上記循環水処理装置において、前記エジェクターは、前記処理流路から流入する循環水を流す管路と、該管路に対して交差方向に接続され、前記管路に流れる循環水にオゾンガスを放出するガス供給管路とを備える。
上記循環水処理装置において、前記気泡処理部は、前記エジェクターから流入した循環水を渦巻き状態に流動させる第１の流路と、前記第１の流路から流入した循環水の気泡を微細化させるノズル部を含む第２の流路とを備える。

上記目的を達成するため、本開示の循環水処理システムの一側面は、循環水を流す循環路と、循環水との熱交換により冷却処理される機器と、前記循環路に流れる循環水を放熱させる冷却ユニットと、循環水を前記循環路、前記冷却ユニット、前記機器のいずれかまたは２以上から取込む循環水回収部と、前記循環水回収部から処理流路内に循環水を圧送するポンプと、前記処理流路内に設置され、オゾン発生装置から供給されるオゾンガスを循環水に溶解させた気液混合流を生成する１または２以上のエジェクターと、前記処理流路上で前記エジェクターに連通されており、気液混合流の循環水に含まれるオゾンガスの気泡を微細化する気泡処理部と、オゾンガスが溶解した循環水をタンクに貯留して加圧し、該タンク内が設定条件に達したときに循環水を前記循環路または前記冷却ユニットに戻す加圧処理部とを備える循環水処理装置と、少なくとも循環水の状態監視、前記処理流路内の循環水の流量および前記オゾンガスの供給処理を制御する制御部とを備える。

上記循環水処理システムにおいて、前記冷却ユニットは、前記機器側で回収した循環水を放熱させる放熱部と、前記放熱部を通過した循環水を貯留した後、前記循環路を通じて循環水を前記機器側に流す貯留部と、前記貯留部または前記循環路に給水する給水手段と、前記貯留部内の循環水の一部を排水する排水手段とを備える。
上記循環水処理システムにおいて、さらに、前記冷却ユニット、前記循環路、または前記循環水処理装置内に流れる循環水の水質を検出する水質センサを備え、前記制御部は、前記水質センサの検出結果に基づき、循環水の水質が閾値を越えたときに前記給水手段により新たな循環水を補充するとともに、前記排水手段により循環水を排水させる。
上記循環水処理システムにおいて、前記冷却ユニット内に溜められた循環水の水位を検出する水位センサを備え、前記制御部は、前記水位センサの検出水位に基づいて、前記給水手段により前記冷却ユニットまたは前記循環路内に給水する。

上記目的を達成するため、本開示の循環水処理方法の一側面は、循環路で接続された機器と冷却ユニットとの間に循環する循環水を処理する循環水処理方法であって、循環水回収部が前記循環路、前記冷却ユニット、前記機器のいずれかまたは２以上から循環水を取込む処理と、処理流路内に循環水をポンプで圧送する処理と、１または２以上のエジェクターにより、オゾン発生装置から供給されるオゾンガスを循環水に溶解させた気液混合流を生成する処理と、前記処理流路上で前記エジェクターに連通された気泡処理部が、気液混合流の循環水に含まれるオゾンガスの気泡を微細化する処理と、加圧処理部が、オゾンガスが溶解した循環水をタンクに貯留して加圧させ、該タンク内が設定条件に達したときに循環水を前記循環路または前記冷却ユニットに戻す処理と、制御部が、少なくとも循環水の状態監視、前記処理流路内の循環水の流量および前記オゾンガスの供給処理を制御する処理とを含む。

上記循環水処理方法において、前記冷却ユニットの放熱部で、循環水を放熱させる処理と、前記放熱部を通過した循環水を貯留部に貯留した後、前記循環路を通じて循環水を前記機器側に流す処理と、前記冷却ユニット、前記循環路、または前記循環水処理装置内に流れる循環水の水質を水質センサで検出する処理と、前記水質センサの検出結果に基づき、循環水の水質が閾値を越えたときに前記貯留部または前記循環路に給水する給水手段により新たな循環水を補充するとともに、前記貯留部内の循環水の一部を排水する排水手段により循環水を排水させる処理とを含む。
上記循環水処理方法において、前記冷却ユニット内に溜められた循環水の水位を水位センサで検出する処理と、前記水位センサの検出水位に基づいて、前記給水手段により前記冷却ユニットまたは前記循環路内に給水する処理を含む。

上記目的を達成するため、本開示の循環水処理プログラムの一側面は、コンピュータで実現させる循環水処理プログラムであって、冷却ユニット内または該冷却ユニットに接続した循環路内の循環水を循環水回収部に回収させる機能と、処理流路内に循環水をポンプで圧送させる機能と、オゾンガスを循環水に溶解させて気液混合流を生成する１または２以上のエジェクターに対して、オゾン発生装置からオゾンガスを供給させる機能と、前記処理流路上で前記エジェクターに連通されている気泡処理部を通じてオゾンガスの気泡が微細化された循環水を加圧処理部のタンクに貯留して加圧させ、該タンク内が設定条件に達したときに循環水を前記循環路または前記冷却ユニットに戻す機能と、少なくとも循環水の状態監視、前記処理流路内の循環水の流量および前記オゾンガスの供給処理を制御する機能とを前記コンピュータで実現させる。

本発明によれば、次のような効果が得られる。

(1) エジェクターの排出部に気泡処理部を接合させることで、処理流路上を流れる循環水中のオゾンガスの気泡を効率よくマイクロナノバブル化できる。

(2) 処理流路上で機械的構造により循環水内のオゾンガスの気泡をマイクロナノバブル化することで、電気エネルギーなどの省エネ化や省コスト化が実現できる。

(3) 清浄化処理に低濃度オゾン水を利用することで、加圧処理部やポンプおよび処理流路において高い堅牢性や管理処理が不要であるため、低コスト化や運用負荷の低減、冷却システムへの導入性の向上が図れる。

(4) エジェクターと気泡処理部とを処理流路上で連通し、循環水内に供給された直後にオゾンガスの気泡を微細化させることで、大きな径のオゾンガスの気泡が循環水から離脱するのを抑制し、効率的に多くのマイクロナノバブルを含む循環水を生成できる。

(5) 循環水処理装置をコンパクトに構成することで省スペース化が実現でき、既存の冷却システムが設置された施設などへの導入性が向上する。

第１の実施形態に係る循環水処理システムの構成例を示す図である。 循環水処理例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る循環水処理システムの構成例を示す図である。 循環水処理装置の構成例を示す図である。 循環水のオゾン化処理機能の一例を示す図である。 制御部の構成例を示す図である。 循環水処理例を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係る循環水処理システムの構成例を示す図である。 循環水の状態検出および給水と排水構造の一例を示す図である。 循環水処理例を示すフローチャートである。 処理装置の実施例を示す図である。 循環水のオゾン化処理機能の実施例を示す図である。 循環水処理システムの実施例を示す図である。

〔第１の実施形態〕
図１は、第１の実施形態に係る循環水処理システムの構成例を示している。図１に示す構成は一例であり、斯かる構成に本開示の技術が限定されるものではない。
循環水処理システム２は、たとえば図１に示すように、発熱対象を冷却させる冷却システム４と、冷却システム４内から回収した循環水Ｗを清浄化し、その清浄化された循環水Ｗを再び冷却システム４側に戻す循環水処理ユニット６を備える。この循環水Ｗは、冷却システム４において発熱対象から熱を回収して外部に放出する冷媒の一例であり、たとえば精製された純水のほか、水道水、地下水などが含まれる。
冷却システム４は、たとえば機器８、冷却ユニット１０、往き管１２、戻り管１４、制御部１６を備える。

機器８は、冷却システム４の冷却対象であって、たとえば図示しない施設などの温度を調整する空調装置、冷凍機、工作機械、多数の機械を稼働させる工場設備、発電設備など、動作で生じる熱を放熱させ、または熱交換処理を要する装置が含まれる。
冷却ユニット１０は、循環水Ｗによって機器８から回収した熱を放熱させる手段の一例であり、いわゆるクーリングタワー（冷却塔）が含まれる。
往き管１２および戻り管１４は、機器８と冷却ユニット１０との間に循環水Ｗを循環させる流路の一例であり、設定した方向に循環水Ｗを流動させる。往き管１２および戻り管１４には、たとえば管路内に常に循環水Ｗが存在し、もしくは流動状態となっている。
制御部１６は、冷却システム４の冷却処理を制御する手段であり、たとえば冷却ユニット１０内の温度監視、循環水Ｗの水質管理、循環水Ｗの流動制御などを行う。また制御部１６は、たとえば機器８の制御機能と連携して冷却処理を行ってもよく、もしくは機器８の制御機能と一体に構成されてもよい。
そのほか、冷却システム４には、図示しない循環ポンプやフィルター設備、流量計測手段、その他の設備などが設置されてもよい。

循環水処理ユニット６は、本開示の循環水処理装置の一例であり、冷却システム４から回収した循環水Ｗに対してオゾンガスＯＧをマイクロナノバブルまたはそれに近い状態の微細泡状態にして溶解させたオゾン水を生成する。
オゾンガスＯＧが溶解した循環水Ｗは、機器８の冷却による温度変化や冷却システム４内を循環することで混入、または時間経過で発生した細菌や藻類などの微生物やスケールなどに対して、浄化や繁殖抑制などの効果がある。さらに、循環水Ｗを循環させた冷却システム４では、冷却ユニット１０や往き管１２、戻り管１４内に付着した微生物やスケールなどを浄化する効果がある。
この循環水処理ユニット６は、たとえば循環水回収部１８、処理流路２０、ポンプ２２、エジェクター２４、気泡処理部２６、オゾン発生装置２８、加圧処理部３０、制御部３２を備える。

循環水回収部１８は、冷却システム４内に流れる循環水Ｗを循環水処理ユニット６側に取込む手段であり、たとえば冷却ユニット１０の一部、往き管１２もしくは戻り管１４と接続する配管接続部のほか、回収した循環水Ｗを貯留するタンクなどを備えてもよい。
処理流路２０は、循環水回収部１８で回収した循環水Ｗを流し、オゾン化処理を施してから冷却システム４側に流す管路の一例である。
ポンプ２２は、処理流路２０内に循環水Ｗを所定流量で流す流動手段の一例である。またポンプ２２は、処理流路２０上において一方向にのみ流す構成であり、ポンプ２２を通過した循環水Ｗを循環水回収部１８側に逆流させない。

エジェクター２４は、処理流路２０上に流れる循環水Ｗに対してオゾンガスＯＧを混合させて気液混合流を生成する手段の一例である。このエジェクター２４は、ポンプ２２よりも下流側に配置されており、循環水Ｗの設定流量に対応して供給されるオゾンガスＯＧを、水中に対して、直接オゾンガスＯＧを吹き込ませるほか、エジェクター２４内を流れる循環水Ｗの周面側からオゾンガスＯＧを溶解させていく。
気泡処理部２６は、エジェクター２４で生成された気液混合流の循環水Ｗの内部に存在する大きめの気泡や、その他の気泡を圧縮させることで、循環水Ｗ内のオゾンの気泡をマイクロナノバブル、またはそれに近い状態の泡を生成する手段の一例である。この気泡処理部２６は、エジェクター２４の排出部に連結されており、生成直後の気液混合流を取込んで内部の気泡を圧壊、圧縮などにより微細化させる。この気泡処理部２６は、オゾンガスＯＧを混入させた循環水Ｗに対し、内部流路の機械的構成によりオゾンガスＯＧの気泡を微細化させる。気泡処理部２６では、たとえば内部を通過する循環水Ｗの流動状態の変化と、循環水Ｗの流速および圧力の変化を生じさせることで気泡を微細化させることができる。

オゾン発生装置２８は、エジェクター２４に対してオゾンガスＯＧを供給する手段の一例である。このオゾン発生装置２８は、たとえばオゾンガスＯＧの供給部として、原料からオゾンガスＯＧを生成して供給するほか、ガスタンクなどに封入されたオゾンガスＯＧ、そのほか、図示しない他の機器などで生成または発生したオゾンガスＯＧを取込んでエジェクター２４側に供給してもよい。またオゾン発生装置２８には、オゾンガスＯＧの供給部に対してガス供給路や、オゾンガスＯＧの流量調整および遮断を行う開閉弁などを備える。

加圧処理部３０は、オゾンガスＯＧの気泡が微細化された循環水Ｗに所定圧力を付加することで、循環水Ｗに対してオゾンガスＯＧの溶解度を高める手段の一例である。この加圧処理部３０は、たとえば気泡処理部２６を通過した循環水Ｗを貯留させるタンクを備えている。このタンクは、たとえば冷却システム４側に繋がる排出側の流路を閉止する手段を備えている。そしてタンクに溜められた循環水Ｗは、ポンプ２２の圧送力により加圧される。ポンプ２２は、たとえば加圧処理部３０のタンク内が所定水位に達するまで駆動させ、もしくはタンク内が設定圧力になるまで駆動させる。これにより貯留した循環水Ｗが加圧状態となる。このとき、少なくとも加圧処理部３０からポンプ２２までの処理流路２０内は、密閉状態に維持されている。

制御部３２は、循環水Ｗに対するオゾン化および気泡微細化処理を行うための制御を行う手段であり、コンピュータによって構成されている。この制御部３２は、たとえば循環水回収部１８による循環水Ｗの取込み、ポンプ２２の駆動および流量制御、オゾン発生装置２８に対するオゾン発生量制御、加圧処理部３０による加圧処理の指示情報を生成し、この指示情報を各機能部に対して出力する。

＜循環水処理について＞
図２は、循環水処理を示している。図２に示す循環水処理は、本開示の循環水処理方法、または循環水処理プログラムの一例である。ここに示す処理内容や処理手順は一例であって、本開示の技術が斯かる内容に限定されない。

この循環水処理では、たとえば制御部３２で実行処理されるプログラムによって実現される。
循環水回収部１８は、冷却システム４から循環水Ｗの取込み処理を行う（Ｓ１１）。制御部３２は、たとえば冷却システム４側の状態として、循環水Ｗが冷却ユニット１０や往き管１２、戻り管１４内で循環しているか否か、または冷却ユニット１０内の循環水Ｗの水位状態などの条件に基づいて、循環水Ｗの取込みを行うか否かを判断し、循環水回収部１８に指示情報を出力してもよい。つまり、循環水処理は、たとえば冷却ユニット１０が冷却処理を実行しているときに循環水Ｗのオゾン化処理を行ってもよく、また逆に、冷却ユニット１０内の循環水Ｗの水位、水量の減少に対応するために冷却処理を行っていないときに循環水Ｗを取込むようにしてもよい。
制御部３２は、循環水Ｗに対するオゾン化や微細化の処理を開始させる（Ｓ１２）。制御部３２は、たとえば循環水回収部１８による循環水Ｗの取込み状態や、冷却システム４との連動設定条件などに基づいて、循環水Ｗの処理の開始を判断し、ポンプ２２やオゾン発生装置２８などへの動作開始指示、動作内容の指示についての指示情報を生成する。

制御部３２は、ポンプ２２を駆動させ、設定情報に基づいて循環水Ｗを圧送させる（Ｓ１３）。ポンプ２２は、制御部３２からの指示情報を受けると、作業者により入力された設定情報または予め読み込んだ設定情報に従って駆動することで、処理流路２０内に設定値として、たとえば２０〔L/m〕程度の流量で循環水Ｗを流す。流量の設定値は、たとえば処理流路２０の内径や加圧処理部３０に作用させる加圧負荷の設定条件などに応じて算出してもよい。
制御部３２は、オゾン発生装置２８を動作させてオゾンガスＯＧを生成させる（Ｓ１４）。制御部３２は、たとえば循環水Ｗの設定流量や、循環水Ｗのオゾン濃度の設定条件に基づいて、エジェクター２４側に流すオゾンガスＯＧの設定流量を算出し、オゾン発生装置２８の動作指示を生成すればよい。

エジェクター２４は、オゾン発生装置２８から取込んだオゾンガスＯＧを、内部に流れる循環水Ｗに対して供給することで気液混合流を生成する（Ｓ１５）。このとき、制御部３２は、たとえばポンプ２２およびオゾン発生装置２８に対する動作指示の出力とともに、オゾンガスＯＧを流す管路や処理流路２０に対し、図示しない流量センサなどを利用して流動が開始されたことや、その状態を把握する処理を行ってもよい。そして制御部３２は、オゾンガスＯＧや循環水Ｗのいずれかまたは両方が流動開始していない場合、または設定流量で流れていない場合には、ポンプ２２やオゾン発生装置２８に対して制御指示を出力するほか、異常状態の判定、警報処理などを行ってもよい。
気泡処理部２６は、エジェクター２４から取込んだ循環水Ｗに対し、管路内部構造によって流動状態を変動させることで、循環水Ｗに溶解していない気泡を圧縮、または分割、破砕などにより微細化する（Ｓ１６）。

加圧処理部３０は、気泡処理部２６を通過した循環水Ｗを取込み、加圧処理を行う（Ｓ１７）。制御部３２は、たとえば加圧処理部３０に設置されたタンクの出口側の弁を閉止させ、タンクに対して設定量まで循環水Ｗを貯留させる。加圧処理部３０では、タンク内に溜められた循環水Ｗが加圧されている。これによりタンク内の循環水Ｗには、混入しているオゾンガスＯＧが溶解する。制御部３２は、たとえばタンク内の水位をセンサなどによって直接監視し、または処理流路２０内の流動状態などから間接的に監視して、タンク内が所定水位となったと判断すると、ポンプ２２に対して加圧負荷を維持させる動作指示を出す。この動作指示では、たとえば処理流路２０内に循環水Ｗを流すモードとは異なる加圧負荷モードが設定されてもよい。制御部３２は、たとえばタンク内が０．１～０．４〔MPa〕程度の圧力であって、所定時間として３分間、状態を維持させる。
このような加圧負荷をかけることで、循環水Ｗは、たとえば１〔PPM〕程度の低濃度オゾン水であって、内部にマイクロバブル、またはマイクロナノバブル状態のオゾンガスＯＧの気泡を含んだ状態となる。

制御部３２は、設定条件で加圧処理が完了すると、加圧処理部３０の弁を開状態にして、オゾン化させた循環水Ｗを冷却システム４側に供給する（Ｓ１８）。この循環水Ｗの供給は、たとえば冷却システム４の冷却処理の状態に連動させてもよい。制御部３２は、たとえば冷却システム４側で循環水Ｗを循環させて冷却処理を行っているタイミング、または逆に冷却処理を行っていないタイミングで加圧処理部３０から循環水Ｗを供給するように制御指示を出力してもよい。

＜第１の実施形態の効果＞
斯かる構成によれば、以下のような効果が得られる。

(1) 冷却処理に利用する循環水Ｗを低濃度オゾン化および微細なオゾンガスＯＧの気泡を含ませることで、循環水Ｗの清浄化とともに、この循環水Ｗが流れる冷却システム４内の清浄化が図れる。
(2) オゾンガスＯＧを循環水Ｗに混合させるエジェクター２４と気泡処理部２６とを接合させることで、処理流路２０上を流れる循環水Ｗ中のオゾンガスＯＧの気泡を効率よくマイクロナノバブル化できる。
(3) ポンプ駆動の圧送力を利用し、処理流路２０上で機械的構造により循環水Ｗ内のオゾンガスＯＧの気泡を微細化でき、別途ポンプなどを用いないことで、省エネルギー、省コストが図れる。

(4) 低濃度オゾン水の生成により、加圧処理部３０やポンプ２２および処理流路２０において高い堅牢性や管理処理が不要であるため、低コスト化や運用負荷の低減、冷却システム４への導入性の向上が図れる。
(5) エジェクター２４と気泡処理部２６とを処理流路２０上で連通し、循環水Ｗ内に供給された直後にオゾンガスＯＧの気泡を微細化させることで、大きな径のオゾンガスＯＧの気泡が循環水Ｗから離脱するのを抑制し、効率的に多くのマイクロナノバブルを含む循環水Ｗを生成できる。

〔第２の実施形態〕
図３は、第２の実施形態に係る循環水処理システムの構成例を示している。図３に示す構成は一例であり、本開示の技術が斯かる構成に限定されない。また図３において、図１と同一の構成について同一の番号を付している。

この循環水処理システム２は、たとえば図３に示すように、循環水Ｗを取込んで清浄化処理を行う処理装置４０と、機器８との間で循環させて熱を回収した循環水Ｗを冷却する冷却タンク４２、循環水処理システム２の運転状態を監視する監視装置４４を備える。
処理装置４０は、冷却タンク４２内に流れる循環水Ｗに対しオゾン化処理およびオゾンガスＯＧの気泡の微細化処理を行う装置であり、循環水処理ユニット６の機能および構成を備える。

＜冷却タンク４２の構成＞
冷却タンク４２は、本開示の冷却ユニット１０の一例であり、機器８側から流入する高温の循環水〔ＨＷ〕を取込んで放熱処理させる、いわゆるクーリングタワーと呼ばれる装置である。この冷却タンク４２は、たとえば内部が一又は複数の空間部であって、その中に貯留部５０、散水部５２、送風機５４、放熱部５６、開口部５８で構成されている。
貯留部５０は、冷却された循環水Ｗを貯留させるタンクの一例である。この貯留部５０は、機器８に対する冷却処理に利用する場合と、循環水処理において処理装置４０側に循環水Ｗを流入させる場合に、循環水処理システム２内に循環水Ｗを枯渇させないように所定量の循環水Ｗが貯留される。貯留部５０には、たとえば処理装置４０との間で循環水Ｗを流す処理管６０、６２が接続されている。この処理管６０、６２は、離間して配置されている。これにより貯留部５０内の一部のみでオゾン化処理された循環水Ｗの循環が繰り返されるのを防止している。

散水部５２は、機器８で熱を回収した高温の循環水ＨＷを冷却タンク４２の内部に散水する機能部の一例である。この散水部５２は、冷却タンク４２内の上部側に配置されており、機器８で吸熱した循環水ＨＷを流す戻り管１４に接続されている。
送風機５４は、冷却タンク４２の天井側に形成されており、１または複数の送風ＦＡＮを備えている。この送風機５４は、冷却タンク４２内で循環水Ｗから放熱させた熱ＨＡや、気化した循環水を外部に放出する手段である。
放熱部５６は、散水された循環水Ｗと外気またはその他の冷媒と熱交換して放熱させる手段の一例である。この放熱部５６は、たとえば充填材と呼ばれる熱交換装置で構成されており、この充填材に循環水Ｗを接触させ、冷却タンク４２内部に流れる空気Ａｉｒやその他の冷媒などと熱交換させる。充填材は、たとえば金属やＰＶＣ（ポリ塩化ビニル：Poly Vinyl Cloride）などが網状に形成されている。
開口部５８は、冷却タンク４２の筐体に形成された窓部であり、外部から空気Ａｉｒの取込み、または取込みと排気の両方を行う。そのほか、開口部５８は、たとえば貯留部５０の上部側に開口しており、空気Ａｉｒの取込みとともに、所定量以上に貯まった循環水Ｗを外部に排水する排水手段として利用してもよい。

そのほか、貯留部５０には、たとえば外部から循環水Ｗを補充するための給水管６４、給水量を制御するための給水弁６６、循環水Ｗを外部に排出する排水管６８、排水弁７０を備える。貯留部５０に対する給水は、たとえば放熱処理において気化した場合や、後述するように循環水Ｗの汚濁などに対して排水することで循環水Ｗが減少したときに行う。給水管６４には、たとえば水道、井戸水などの給水手段のほか、図示しない純水を生成する機械などが接続される。

監視装置４４は、循環水処理、循環水Ｗによる冷却処理の動作状態を監視する手段の一例であり、たとえばＰＣ（Personal Computer）、スマートフォンやタブレット端末などの携帯端末またはサーバ装置など、コンピュータで構成されている。またこの監視装置４４は、たとえば冷却ユニット１０などを制御する制御部１６や、処理装置４０側の制御部３２との間で監視情報、制御指示情報などを送受信させており、循環水処理システム２の動作制御を把握している。
そのほか、監視装置４４は、冷却ユニット１０の制御部１６や処理装置４０の制御部３２のいずれかまたは両方と一体に構成されてもよい。

＜処理装置４０の構成＞
図４は、処理装置の構成例を示している。図４において、図１と同一部分には同一符号を付している。
処理装置４０は、本開示の循環水処理装置の一例であり、処理管６０に接続される循環タンク７２、貯留センサ７４、渇水センサ７６、ノズル部７８、オゾナイザー８０、開閉弁８２、加圧溶解槽８４、開閉弁８６を備える。

循環タンク７２は、本開示の循環水回収部の一例であり、冷却タンク４２の貯留部５０内から循環水Ｗを取込み、その循環水Ｗを貯留するタンクである。この循環タンク７２は、循環水処理の実行中に処理装置４０の処理流路２０やポンプ２２内に循環水Ｗが枯渇するのを防止するバッファタンクとして機能する。
貯留センサ７４は、循環タンク７２内の水位監視機能の一例であり、循環タンク７２の上位側の水位を監視し、処理装置４０内での循環水処理に応じて、循環水Ｗが溢れるのを防止する。この貯留センサ７４は、たとえば循環タンク７２の水面に設置したフロートと、このフロートに連動して処理管６０との接続部を封止する弁体と一体に構成されており、循環タンク７２が設定水位に達したときに処理管６０から循環水Ｗの流入を阻止する。すなわち、循環水処理では、既述のようにオゾンガスＯＧを混合させた循環水Ｗを貯留して加圧処理を行う。加圧処理では、ポンプ２２を常時または一定のタイミングで動作させて圧送負荷を行うため、冷却タンク４２側から循環水Ｗを取込まないように止水させる。貯留センサ７４は、フロート弁により循環タンク７２を閉止して循環水Ｗの取込みを停止させる。
渇水センサ７６は、循環タンク７２内の水位監視機能の一例であり、循環タンク７２内の最低水位を監視する。渇水センサ７６は、たとえば長さの異なる２本の電極で構成されており、長い電極が共通電極ＣＯＭであって、他方の短い電極が水位電極である。この渇水センサ７６は、両方の電極が循環水Ｗに接触しているときに通電するのに対し、循環タンク７２内の水位が水位電極よりも低くなり循環水Ｗを介した通電が解除されたときに、水位異常の監視情報を制御部３２に出力する。

ノズル部７８は、本開示の気泡処理部２６の一例であり、エジェクター２４において循環水Ｗ内に混入させたオゾンガスＯＧの気泡を微細化する機構部として、ノズル機構を利用している。

オゾナイザー８０は、本開示のオゾン発生装置２８の一例であり、制御部３２からの動作指示に従って、空気などの原料からオゾンガスＯＧを生成し、または予め生成して図示しないタンクなどに貯留したオゾンガスＯＧを供給する。
開閉弁８２は、オゾンガスＯＧをエジェクター２４側に流すガス流路上に設置され、オゾンガスＯＧの供給量、供給タイミングを制御する機能部である。開閉弁８２は、たとえば制御部３２からの制御情報に基づいて、開閉動作、およびその開度調整が行われる。そのほか、開閉弁８２は、たとえばオゾンガスＯＧの供給時以外は閉止させることで、エジェクター２４側からオゾナイザー８０に循環水Ｗが流入するのを阻止している。

加圧溶解槽８４および開閉弁８６は、本開示の加圧処理部３０の一例であり、オゾン化処理が施された循環水Ｗを貯留し、ポンプ２２の圧送負荷により循環水Ｗの圧力を作用させてオゾンの溶解度を向上させる。加圧溶解槽８４は、たとえば側面の下部側に循環水Ｗの流入部を備えるとともに側面の上部側に加圧後の循環水Ｗを排出させる排出部を備える。開閉弁８６は、この加圧溶解槽８４の排出部、またはそれよりも下流側の管路上に設置されており、少なくとも加圧溶解槽８４およびポンプ２２までの処理流路２０内を密閉状態に封止させる。
加圧溶解槽８４には、たとえば底部側またはそれに近い位置に加圧処理において発生したドレンＤを排出する排出部や循環水Ｗに溶解できず、循環水Ｗから分離して加圧溶解槽８４内に残留したオゾンガスＯＧを外気に排出する排気部を備えてもよい。この処理装置４０では、低濃度のオゾン水を生成するため、オゾンガスＯＧの供給量が少ない。そのため、加圧溶解槽８４内に残留するオゾンガスＯＧの量および濃度が低いため、オゾンガスＯＧに対する処理装置などを備えずに、外気に放出が可能である。

そのほか、処理装置４０には、たとえば加圧溶解槽８４から排出された循環水Ｗの一部を循環タンク７２側に戻すバイパス管路を備えてもよい。このバイパス管路には、冷却タンク４２側に流す管路を切替える切替弁を設置し、必要な量の循環水Ｗを循環タンク７２側に戻すことができる。このバイパス管路は、たとえば処理装置４０内の循環水処理の異常監視や、循環水Ｗ内のオゾン濃度の監視、および気泡状態の監視処理を行う場合に利用すればよい。

＜エジェクター２４およびノズル部の７８の構成＞
図５は、循環水のオゾン化処理機能の構成を示している。図５に示す機能例および構造は一例である。

エジェクター２４は、たとえば処理流路２０と接続されて循環水Ｗのみが流れる第１の流路９０、オゾンガスＯＧを混入させて気液混合流を流す第２の流路９２、ガス流路に接続されたオゾンガスＯＧを取込むガス取込部９４、排出部９５を備える。
第１の流路９０は、循環水Ｗの流れ方向に沿った上流側が処理流路２０と同一径または近い径で形成されている。また第１の流路９０は、下流側に一定の割合で流路を径小化し、または下流側の一部に絞り部が形成されており、すなわち第２の流路９２との間がノズル状態になっている。これにより第１の流路９０を流れる循環水Ｗは、第２の流路９２に達するまでに流速が増加するとともに、減圧状態となる。

第２の流路９２は、第１の流路９０との間でオゾンガスＯＧが混合された循環水Ｗであって、内部に大小のオゾンガスＯＧの気泡が含まれている気液混合流を下流方向に流す。この第２の流路９２は、たとえば循環水Ｗの流れ方向に沿って流路が径大化しており、循環水Ｗの流速を徐々に低下させていく。これにより第２の流路９２では、流速が速い状態の循環水ＷにオゾンガスＯＧが混入されるので、循環水Ｗが乱流状態となり、循環水Ｗに溶解しなかったオゾンガスＯＧが大小多数の気泡Ｂａが流れる。そして、混合部分を通過した循環水Ｗは、流速が低下するとともに内部圧力が上昇することで、循環水Ｗ内の気泡が安定化して、下流側に流れていく。

ガス取込部９４は、ガス流路が接続されており、オゾンガスＯＧを第２の流路９２内に導く。このガス取込部９４は、たとえばエジェクター２４からガス流路側に循環水Ｗが流れるのを防止するため、エジェクター２４の上部側に形成されている。またガス取込部９４は、たとえば第２の流路９２との接続部分を径小化させる絞り形状に形成してもよい。これにより、オゾンガスＯＧの流速が上がり、循環水Ｗに対して噴射状態で供給することができる。このようにオゾンガスＯＧの供給速度を上げることで、たとえば軽い気体が循環水Ｗの上部側のみに集合してしまい十分に溶け込まないほか、気泡が浮力によって循環水Ｗの全体に広がらず、またはガス取込部９４付近で滞留するのを防止できる。
そのほか、ガス取込部９４は、たとえばエジェクター２４の周面に対して複数箇所に形成してもよい。この場合、ガス取込部９４は、たとえばガス流路との接続部分で多数に分岐する構成を備えればよい。これにより複数箇所からオゾンガスＯＧを流入させることで、第２の流路９２内の循環水Ｗに対してより細かい気泡を発生させることや、循環水Ｗの流れの一部にオゾンガスＯＧが集中するのを防止できる。

排出部９５は、たとえば第２の流路９２の下流側の周縁部に形成されており、ノズル部７８に対して連通可能な接続部を構成している。排出部９５の接続部は、たとえばノズル部７８の上流側にある接合部９６と接合可能にするフランジや図示しないネジ溝などが形成されるほか、接合部９６との間にガスケットなどを介在させてもよい。これにより、エジェクター２４とノズル部７８は、隙間を無く連通させることができるとともに、流路からの循環水Ｗの漏れや溶解してないオゾンガスＯＧの外部流出を防止できる。

ノズル部７８は、たとえば接合部９６と、分断流路９８、縮小流路１００、狭小流路１０２、拡大流路１０４を備える。
接合部９６は、筐体の一部に形成され、エジェクター２４の排出部９５との接合部であって、たとえばフランジ部や図示しないネジ山など、排出部９５側に係合可能な構成である。

分断流路９８は、たとえば第２の流路９２から流入する循環水Ｗを複数の流れに分断するとともに、流れ方向に沿って旋回流、渦巻き流を生成する複数の管路が形成されている。各管路は、第２の流路９２の内径よりも十分に小さく形成されている。このため狭小な管路を通過することで、気泡を含む循環水Ｗは、流速が速くなるとともに乱流状態となる。
縮小流路１００、狭小流路１０２、拡大流路１０４は、分断流路９８を通過して高速かつ乱流化した循環水Ｗに対し、さらにノズルによる流速変化と圧力変化を加えることで、オゾンガスＯＧの気泡を微細化し、マイクロバブル、またはマイクロナノバブルに変化させる構成である。ノズル部７８は、たとえば分断流路９８にて高速の乱流状態となった循環水Ｗが縮小流路１００に流入し、圧力変化および流速を急激に低下させることで循環水ＷにオゾンガスＯＧの溶解度が上がるとともに、分解または圧縮された小さな気泡Ｂｂとなる。循環水Ｗは、狭小流路１０２に流入することで、再度流速が上がり、かつ圧縮され、その後、拡大流路１０４に放出されることで、流速が減速されて微細な気泡Ｂｃが生成される。
このノズル部７８は、通過させた循環水Ｗに対し、複雑な流路によって急激な流速および圧力変化を生じさせることで、溶存空気がキャビテーションとなり、微細な気泡を生成させる。

＜制御部１６、３２について＞
循環水処理システム２では、たとえば図６に示すように、冷却システム４側の制御部１６と循環水処理ユニット６である処理装置４０の制御部３２とは、共にコンピュータで構成されており、有線または無線による通信で接続されて連携している。
循環水処理ユニット６の制御部３２は、たとえばプロセッサ１１０、記憶部１１２、通信部１１４、報知部１１６、Ｉ／Ｏ（Input／Output）部１１８、情報提示部１２０で構成される。
また、冷却システム４の制御部１６は、たとえばプロセッサ１２４、記憶部１２６、通信部１２８、Ｉ／Ｏ部１３０、情報入力部１３２、情報提示部１３４で構成される

プロセッサ１１０、１２４は、それぞれの記憶部１１２、１２６内のメモリに格納された図示しないＯＳ（Operating System）や、それぞれの機能である冷却処理プログラムもしくは循環水処理プログラムなどの各種プログラムを実行演算処理することで、冷却処理または循環水処理に必要な制御情報を生成する。

記憶部１１２、１２６は、たとえばプログラムや取得したデータを格納するメモリ領域やプログラムを実行する演算領域としてＲＡＭ（Random-Access Memory）を備える。
このメモリ領域は、たとえば各種プログラムが格納されるほか、貯留センサ７４、渇水センサ７６、温度センサ１３８（図８）、水位センサ１４０（図８）や電気伝導度センサ１４２（図８）の検出情報、開閉弁８６、給水弁６６、排水弁７０の開閉状態情報などが格納される。そのほか、メモリ領域には、たとえばオゾナイザー８０やポンプ２２の動作指示に対する制御ログ、送風機５４の動作ログなどが格納される。
通信部１１４、１２８は、冷却処理と循環水処理のタイミングや動作処理を連動させるための通信処理を行う。

情報提示部１２０、１３４は、冷却処理または循環水処理の処理状態などの情報を画面などで提示する手段である。斯かる情報提示部１２０、１３４は、冷却システム４、処理装置４０にそれぞれ設置されたモニターなどに表示させるほか、循環水処理システム２と接続した監視装置４４に情報画面を表示させてもよい。

報知部１１６は、処理装置４０において、循環水Ｗの枯渇や循環タンク７２内の満水状態、加圧溶解槽８４内で加圧処理に入る場合などに音声などで報知する手段の一例である。

＜循環水処理について＞
図７は、循環水処理例を示している。図７に示す循環水処理は、本開示の循環水処理方法、または循環水処理プログラムの一例である。ここに示す処理内容や処理手順は一例であって、本開示の技術が斯かる内容に限定されない。

循環水処理において、制御部３２は、冷却システム４側の循環運転を確認する（Ｓ２１）。制御部３２は、たとえば冷却システム４側の冷却処理と同時に循環水処理を行うか、または冷却処理を行っていないタイミングで循環水処理を行うかの設定条件に基づいて、循環水処理を実行するか否かを決める。
制御部３２は、循環水処理を実行する設定条件を満たしていると判断すると、処理装置４０側に動作指示（Ｓ２２）と、循環水Ｗの取込指示（Ｓ２３）を出力する。制御部３２は、ポンプ２２に対して設定流量で駆動させ、循環水の処理を開始する（Ｓ２４）。

循環タンク７２では、貯留センサ７４による水位監視が実行されており、循環水Ｗが満水になったか否かの判断が行われる（Ｓ２５）。循環タンク７２は、満水状態となった場合（Ｓ２５のＹＥＳ）、フロート弁が処理管６０を閉止して循環水Ｗの取込みを中止させる（Ｓ２６）。そして、循環タンク７２では、満水状態の判断が継続される。制御部３２では、貯留センサ７４の監視情報やフロート弁が閉止したか否かの情報を取得し、その状態に応じて、ポンプ２２などの動作制御を行えばよい。

また制御部３２は、渇水センサ７６による水位監視が実行されており、循環タンク７２内に循環水Ｗが所定水位まで貯留しているかを判断する（Ｓ２７）。制御部３２は、循環タンク７２内の水位が検出できる場合（Ｓ２７のＹＥＳ）、ポンプ２２の動作に連動してオゾナイザー８０を動作させる制御指示を出力し（Ｓ２８）、オゾンガスＯＧを循環水Ｗに供給する（Ｓ２９）。循環水Ｗは、エジェクター２４でオゾンガスＯＧが混合された後、ノズル部７８で気泡の微細化処理が行われると（Ｓ３０）、加圧溶解槽８４内に格納される。

制御部３２は、たとえば加圧処理モードとして、処理流路２０を密閉状態とし、ポンプ２２の圧送力によって、加圧溶解槽８４内で循環水Ｗの圧力処理を行う（Ｓ３１）。制御部３２は、加圧処理に対して設定条件である圧力状態、かつ加圧処理時間が経過したか否かを判断し（Ｓ３２）、設定条件を満たせば（Ｓ３２のＹＥＳ）、開閉弁８６を解放してオゾン化処理された循環水Ｗを冷却システム４に流す（Ｓ３３）。この加圧処理において、制御部３２は、たとえば実験時または、実際の運用前の試運転時の測定により、ポンプ２２の圧送力と、処理流路内の循環水Ｗの流量、加圧溶解槽８４内の圧力状態と、その状態における循環水Ｗ内のオゾン濃度の関係を示すデータを利用して、制御を行ってもよい。制御部３２は、たとえばポンプ２２の圧送力を高くすることで処理流路２０内の流量が増加し、それによりエジェクター２４内の圧力が減り、ガス取込部９４に対して負圧化してオゾンガスＯＧの取込量を調整する。すなわち、処理流路２０内の流量が多くなるほど、循環水Ｗに対して流入するオゾンガスＯＧの量を多くすることができる。

＜第２の実施形態の効果＞
斯かる構成によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

〔第３の実施形態〕
図８は、第３の実施形態に係る循環水処理システムの構成例を示している。図８に示す構成は一例であり、本開示の技術が斯かる構成に限定されない。

この循環水処理システム２では、たとえば冷却システム４内において循環水Ｗの状態を監視し、その監視結果に応じて循環水処理や冷却処理を実行する場合を示している。循環水処理システム２には、たとえば図８に示すように、循環水Ｗの温度を検出する温度センサ１３８、冷却タンク４２の貯留部５０内の水位を検出する水位センサ１４０、循環水Ｗの電気伝導度（ＥＣ：Electrical Conductivity）を検出する電気伝導度センサ１４２を備える。循環水処理システム２には、これらのセンサの全てを備える場合に限られず、何れか１または２以上を備える場合が含まれる。

温度センサ１３８は、たとえば機器８側に流す往き管１２や貯留部５０、または処理装置４０内、または処理管６０に設置され、循環水Ｗの温度を検出する。この循環水Ｗの温度は、循環水Ｗに対するオゾンガスＯＧの溶解度や気泡の微細化処理に影響する。つまり循環水Ｗの温度が高い場合、たとえばオゾンガスＯＧが気化し易くなって溶存率が低くなる可能性があるほか、循環水Ｗ内の気泡が発泡状態となり、循環水Ｗから抜け易くなる。そのため、循環水処理システム２では、たとえば循環水Ｗの温度が設定条件より高い場合、温度が低下するまでオゾン化処理を停止してもよく、またはポンプ２２の流量の変更や加圧処理の時間を変更させるようにしてもよい。また循環水処理システム２では、たとえば図示しない冷却手段や冷却処理を実行して循環水Ｗの温度を低下させてもよい。

水位センサ１４０は、貯留部５０内の循環水Ｗの水位を検出する手段である。制御部１６は、貯留部５０内の水位が低下している場合、処理装置４０に対して循環水処理の停止や循環水Ｗの取込み量の制限などを指示してもよい。また制御部１６は、給水弁６６を開状態にして、貯留部５０内が設定水位になるまで循環水Ｗの補給処理を行う。循環水処理システム２内の水位変化は、たとえば冷却処理による加熱や、冷却タワー内で放熱する時の蒸発、そのほか、処理装置４０側への流入のほか、後述するように循環水Ｗの排水などによって生じる。

電気伝導度センサ１４２は、循環水Ｗの電気伝導のし易さを監視するセンサである。循環水Ｗは、たとえば長期間の利用により発生する微生物やスケールなどの量により電気伝導度が上昇する。また電気伝導度は、循環水Ｗの蒸発などによる不純物の凝縮によっても上昇する。循環水処理システム２では、この電気伝導度の値が閾値以上となった場合、循環水Ｗや循環水Ｗが流れる冷却ユニット１０、処理装置４０内にスケールなどが堆積している状態であると判断し、堆積物の排出処理として、循環水Ｗの排水および新たな循環水Ｗの給水を行う。

＜循環水Ｗの給水および排水処理について＞
制御部１６は、たとえば図９のＡに示すように、水位センサ１４０の検出情報により、貯留している循環水Ｗの水位ＷＬが基準水位ＳＬに達していない場合、給水弁６６を開状態にして給水管６４を通じて新たな循環水Ｗを補給する。このとき、排水弁７０は閉止状態にすればよい。

また制御部１６は、たとえば電気伝導度センサ１４２の検出結果により電気伝導度が閾値例として、８００〔μＳ／ｃｍ〕以上の場合に、電気伝導度を低下させるための処理を行う。つまり制御部１６は、たとえば図９のＢに示すように、給水弁６６を開状態にして給水管６４から新たな循環水Ｗを補給するとともに、排水弁７０を開状態にして排水管６８から循環水Ｗを排出させる。そのほか、冷却タンク４２では、たとえば図９のＣに示すように、排水管６８を備えない場合、もしくは排水管６８を利用しない場合として、貯留部５０に給水して水位を上昇させ、開口部５８から不純物とともに循環水Ｗをオーバーフローさせて排水してもよい。このオーバーフローさせるための開口部は、冷却タンク４２内に空気を取込むための開口部５８を利用する場合のほか、排水専用の開口部を備えても良い。

＜循環水処理について＞
図１０は、循環水処理例を示している。図１０に示す循環水処理は、本開示の循環水処理方法、または循環水処理プログラムの一例である。ここに示す処理内容や処理手順は一例であって、本開示の技術が斯かる内容に限定されない。

この循環水処理では、循環水Ｗの給水や排水処理を含む場合を示している。
処理装置４０側の制御部３２は、冷却システム４側の循環運転を確認する（Ｓ４１）。この循環運転の確認処理は、第２の実施形態と同様に、冷却処理と連動するか否かの設定条件に基づいて循環水処理を行うか否かの判断を含む。
制御部３２は、循環水処理ユニット６の運転処理（Ｓ４２）として、処理装置４０側に動作指示を出力する。

冷却システム４側の制御部１６は、たとえば冷却タンク４２内の循環水Ｗの状態が設定条件を満たすか否かを判断する（Ｓ４３）。この設定条件には、たとえば貯留部５０内の水位条件や電気伝導度の閾値条件などが含まれる。制御部１６は、循環水Ｗが設定条件を満たしていると判断した場合（Ｓ４３のＹＥＳ）、温度センサ１３８の検出情報を取得し、循環水Ｗの温度監視を行う（Ｓ４４）。

制御部１６は、循環水Ｗが設定条件を満たしていないと判断した場合（Ｓ４３のＮＯ）、冷却タンク４２から排水による処理が必要かを判断する（Ｓ４５）。排水の判断では、たとえば水位低下のみが原因であれば排水は不要であり、電気伝導度が閾値より高い場合や水温が高い場合には、排水が必要であると判断すればよい。
制御部１６は、排水が必要であると判断した場合（Ｓ４５のＹＥＳ）、排水弁７０を解放する（Ｓ４６）とともに、給水処理（Ｓ４７）を行う。制御部１６は、排水が必要でないと判断した場合（Ｓ４５のＮＯ）は、給水処理（Ｓ４７）に移行すればよい。

そして制御部１６は、たとえば 温度センサ１３８、水位センサ１４０、電気伝導度センサ１４２などの検出情報に基づき、設定条件を満たすと判断した場合、または所定時間の給水、排水処理が行われた場合、排水弁７０を閉止させて（Ｓ４８）、循環水Ｗの監視（Ｓ４３）に戻ればよい。

なお、制御部１６は、たとえば循環水Ｗの温度が閾値温度よりも高い場合や、貯留部５０内の水位、電気伝導度の閾値の条件を満たしていない場合（Ｓ４３）、処理装置４０側の制御部３２に異常状態を通知し、循環水処理の中止やタイミングの変更指示を出力してもよい。また、循環水処理システム２では、たとえば冷却タンク４２内に給水処理を行った場合、制御部３２側に対して循環水処理の実行指示を出力してもよい。すなわち、給水されたことで、循環水ＷのオゾンガスＯＧ濃度や気泡の数も減少しているため、給水タイミングで循環水処理を実行させればよい。

＜第３の実施形態の効果＞
斯かる構成によれば、以下のような効果が得られる。
(1) 第１、第２の実施形態と同様の効果が得られる。
(2) 循環水Ｗの水位を監視することで、循環水処理においてポンプ２２に対する空気の混入など、循環水処理ユニット側の損傷を防止できる。
(3) 循環水Ｗの水位や温度、電気伝導度を監視することで、冷却機能の低下を防止できる。
(4) 循環水Ｗの温度を監視することで、オゾン濃度や循環水Ｗ内の気泡の混合状態を保つことができ、循環水処理システム２内の清浄化が維持できる。

次に、循環水処理ユニットの実施例について説明する。図１１は、処理装置の実施例である。図１１に示す構成は一例である。
処理装置４０は、たとえば図１１に示すように、ベース部材１５０の載置面上に機能構成を集約して配置することができる。このベース部材１５０は、たとえば金属部材で構成されており、剛性とともに耐振動性や耐火および耐食性を備えるのが好ましい。またベース部材１５０には、底面側に複数の車輪１５２と、図示しないハンドルとを備えている。これにより設置対象の冷却ユニット１０に向けて搬送が可能であるとともに、ベース部材１５０の面積分のスペースを確保することで、冷却システムへの導入が容易となる。

そのほか、制御部３２やオゾナイザー８０などの精密機器に対しては、その周囲の一部または全部を覆うフレーム１５４が設置される。またポンプ２２、循環タンク７２、加圧溶解槽８４などは、たとえば振動、圧力、耐荷重などに対抗して固定するために、載置部上に対して固定脚１５６などを介して設置されればよい。

斯かる構成によれば、ベース部材１５０を利用して必要な構成を一体的に配置させることで、処理装置４０の既存設備への導入性が向上する。さらに、処理装置４０を可搬可能にすることで、必要時のみ配置、導入することができ、設置位置の自由度を高めることができる。さらに、可搬性を高めることで、処理装置４０の交換作業も容易化でき、メンテナンス性が向上する。

＜エジェクター２４およびノズル部の７８の他の構成＞
図１２は、オゾン化処理機能の実施例を示している。図１２に示す機能例および構造は一例である。また、図１２において、図５と同一部分には同一符号を付している。

この実施例に係るオゾン化処理機能部では、たとえば図１２に示すように、循環水を流す処理流路２０に対して、第１のエジェクター２４－１と第２のエジェクター２４－２が連通し、その下流側に気泡処理部２６であるノズル部７８が連結されている。第１のエジェクター２４－１と第２のエジェクター２４－２は、それぞれの第１の流路９０および第２の流路９２を同一径および同一長さであってもよく、または異なる寸法条件で構成されてもよい。つまりこの実施例２に係る循環水処理システム２では、循環水Ｗに対してオゾンガスＯＧを流入させる複数のエジェクター２４－１、２４－２が直列に連結して構成される場合を示している。

エジェクター２４－１、２４－２には、それぞれ１または複数のガス取込部９４を備えており、図示しない単一もしくは複数のオゾナイザー８０からオゾンガスＯＧを取込んで、第１の流路９０内の循環水Ｗに対してオゾンガスＯＧを供給する。制御部３２は、たとえば複数のエジェクター２４－１、２４－２を通じて循環水Ｗに供給するオゾンガスＯＧの流量を同一に設定してもよく、または異なる流量に制御してもよい。このオゾンガスＯＧの供給処理では、たとえば循環水Ｗの流れ方向に対して上流側、すなわち循環水Ｗ内のオゾンの量、濃度、または気泡の数などが少ないときに多くのオゾンガスＯＧを供給させた後、第２のエジェクター２４－２側に達した循環水Ｗに対して、第１のエジェクター２４－１よりも流量を減らしてオゾンガスＯＧを供給してもよい。または、エジェクター２４－１、２４－２の上流側で少ないオゾンガスＯＧを供給し、下流側で多くのオゾンガスＯＧを供給させてもよい。斯かる段階的な供給量は、たとえば循環水Ｗに対するオゾンガスＯＧの溶解状態、気泡の発生状態の情報、循環水Ｗの温度、処理装置４０を設置する温度や湿度その他の環境条件に応じて条件を設定してもよい。

第１のエジェクター２４－１、第２のエジェクター２４－２の内部でのオゾンガスＯＧの気泡の生成状態、内部の圧力状態などは、上で述べた通りである。
そして、第１のエジェクター２４－１、第２のエジェクター２４－２を通過してオゾンガスＯＧを含む気液混合流の循環水Ｗは、ノズル部７８に流入して気泡処理が施される。

＜実施例２の効果＞
斯かる構成によれば、以下のような効果が得られる。
(1) 上記実施形態および実施例１と同様の効果が得られる。
(2) 複数のエジェクターを備えることで、一方のエジェクターによるオゾン供給が不良となった場合でも、処理装置４０を停止させずに循環水Ｗの清浄化処理が継続でき、循環水処理システム２に対する影響を最小限に抑えることが可能となる。

図１３は、実施例３に係る循環水処理システムの構成例を示している。図１３において、図３、図８と同一部分には同一符号を付している。
この循環水処理システム２は、たとえば図１３に示すように、冷却対象である機器８から排出された循環水ＨＷを流す戻り管１４に処理管６０が接続されており、高温の循環水ＨＷを処理装置４０内に流して清浄化処理する場合を示している。また循環水処理システム２では、処理装置４０で清浄化された高温の循環水ＨＷを冷却ユニット１０側に戻すため、戻り管１４の下流側に向けて配置された処理管６２ａ、または冷却タンク４２の貯留部５０側に直接流す処理管６２ｂを備えている。この処理管６２ａ、６２ｂは、たとえばいずれか一方を備えればよく、または両方を備えてもよい。処理管６２ａ、６２ｂを両方備える場合は、たとえば同一の管径または予め設定された流量割合になる管径で形成されればよい。そのほか、処理管６２ａ、６２ｂに対する流量の調整または遮断／全開を調整可能な開閉弁を備えてもよい。

そのほか、この循環水処理システム２は、たとえば往き管１２、戻り管１４上、または冷却タンク４２の貯留部５０以外であって、循環水Ｗが流れる部分に対して処理管６２配置して、処理装置４０との間で循環水Ｗの取込みやオゾン化した循環水Ｗの排出を行えばよい。
斯かる構成によっても、上記実施形態や他の実施例と同様の効果が得られる。

＜変形例＞
以上説明した実施形態について、その変形例を以下に列挙する。

(1) 本開示の循環水処理システム２では、たとえば処理管６０や冷却タンク４２の貯留部、そのほか循環水処理装置内部に流れる循環水Ｗの水温を監視し、斯かる温度が閾値以上となっている場合、処理装置４０内への循環水Ｗの取込みの停止、取込み量の制限、そのほか循環水Ｗの処理頻度を変更させる処理を行ってもよい。斯かる循環水Ｗの取込み停止や制限、処理頻度の変更は、たとえば循環水Ｗがマイクロナノバブル化に適さない高温状態の場合などに実行する処理の一例である。また処理頻度の変更では、たとえばポンプ２２の動作を間欠運転とするほか、停止時間を長くしてもよい。このような間欠運転にすることで、循環水Ｗが循環タンク７２内に貯留されている間に放熱されて、適温にすることが可能となる。

(2) 上記実施形態または実施例では、エジェクター２４が循環水Ｗを流す第２の流路９２に対して交差方向に配置した１つのガス取込部９４からオゾンガスＯＧを放出する場合を示したがこれに限らない。エジェクター２４には、たとえば第２の流路９２の周面に沿って複数の放出部を備えてもよい。そのほか、エジェクター２４は、たとえば第２の流路９２の流れ中心部分にオゾンガスＯＧを放出させるようにしてもよい。

(3) 上記実施形態または実施例では、気泡処理部２６でオゾンを含む気液混合流内の気泡を微細化し、その後に加圧処理部３０内に貯留して循環水Ｗを加圧して循環水Ｗに対するオゾンの溶解度を上げる場合を示したがこれに限らない。循環水処理ユニット６は、たとえば加圧処理部３０内に少なくとも気泡処理部２６を配置させ、加圧処理しながら循環水Ｗ内の気泡を微細化させるようにしてもよい。また、上記実施の形態に示すように、気泡処理部２６はエジェクター２４と連通させていることから、加圧処理部３０内で循環水Ｗに対するオゾンガスＯＧの供給、気泡の微細処理および加圧処理を同時に実行させる構成であってもよい。

(4) 循環水処理システム２には、たとえば処理流路２０において、ポンプ２２よりも下流側を複数の流路に分岐し、その分岐した各管路にそれぞれエジェクター２４、ノズル部７８を連通させ、それぞれの流路で生成されたオゾンガスＯＧの気泡を含む循環水Ｗを加圧溶解槽８４内に流入させるようにしてもよい。この場合処理流路２０には、分岐部分に対する循環水Ｗの流入量の調整、もしくは流入の制限を可能にする弁などの流量調整手段を備えてもよい。そして制御部３２は、たとえば弁に対する流量調整指示を出力するとともに、各エジェクター２４への循環水Ｗの流量に応じて、オゾナイザー８０や、オゾンガスＯＧの流入量を調整する開閉弁８２への制御指示を出力してもよい。

(5) 上記実施形態および実施例では、処理装置４０内の処理流路２０上において、エジェクター２４の下流側に１のノズル部７８を連通させて、循環水Ｗ内のオゾンガスＯＧを微細化する場合を示したがこれに限られない。処理装置４０には、たとえばエジェクター２４の下流側に複数のノズル部７８を連結させてもよい。この場合、複数のノズル部７８は、たとえばエジェクター２４に対して直列に連結させてもよく、またはエジェクター２４の排出側を複数本に分岐させ、この分岐流路にそれぞれノズル部７８を設置させた、並列接続としてもよい。また、処理装置４０には、たとえばエジェクター２４の下流側に１のノズル部７８を連結させたものを並列に複数配置してもよい。斯かる構成によれば、オゾン水の生成効率の向上や、一部のノズルの目詰まりなどの不具合が発生しても、循環水Ｗの清浄化処理を継続させることが可能となる。

以上説明したように、本開示の技術の最も好ましい実施形態等について説明した。本開示の技術は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態に開示された要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本開示の技術の範囲に含まれることは言うまでもない。

２ 循環水処理システム
４ 冷却システム
６ 循環水処理ユニット
８ 機器
１０ 冷却ユニット
１２ 往き管
１４ 戻り管
１６、３２ 制御部
１８ 循環水回収部
２０ 処理流路
２２ ポンプ
２４ エジェクター
２４－１ 第１のエジェクター
２４－２ 第２のエジェクター
２６ 気泡処理部
２８ オゾン発生装置
３０ 加圧処理部
４０ 処理装置
４２ 冷却タンク
４４ 監視装置
５０ 貯留部
５２ 散水部
５４ 送風機
５６ 放熱部
５８ 開口部
６０、６２ 処理管
６４ 給水管
６６ 給水弁
６８ 排水管
７０ 排水弁
７２ 循環タンク
７４ 貯留センサ
７６ 渇水センサ
７８ ノズル部
８０ オゾナイザー
８２、８６ 開閉弁
８４ 加圧溶解槽
９０ 第１の流路
９２ 第２の流路
９４ ガス取込部
９５ 排出部
９６ 接合部
９８ 分断流路
１００ 縮小流路
１０２ 狭小流路
１０４ 拡大流路
１１０、１２４ プロセッサ
１１２、１２６ 記憶部
１１４、１２８ 通信部
１１６ 報知部
１２０、１３４ 情報提示部
１３０ Ｉ／Ｏ
１３２ 情報入力部
１３８ 温度センサ
１４０ 水位センサ
１４２ 電気伝導度センサ
１５０ ベース部材
１５２ 車輪
１５４ フレーム
１５６ 固定脚

Claims (14)

1. 循環路で接続された機器と冷却ユニットに流す循環水を処理する循環水処理装置であって、
   循環水を前記循環路、前記冷却ユニット、前記機器のいずれかまたは２以上から取込む循環水回収部と、
   前記循環水回収部から処理流路内に循環水を圧送するポンプと、
   前記処理流路内に設置され、オゾン発生装置から供給されるオゾンガスを循環水に溶解させて気液混合流を生成する１または２以上のエジェクターと、
   前記処理流路上で前記エジェクターに連通されており、気液混合流の循環水に含まれるオゾンガスの気泡を微細化する気泡処理部と、
   オゾンガスが溶解した循環水をタンクに貯留して加圧し、該タンク内が設定条件に達したときに循環水を前記循環路または前記冷却ユニットに戻す加圧処理部と、
   前記処理流路内の循環水の流量および前記オゾンガスの供給処理を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする循環水処理装置。
2. 前記循環水回収部は、
   前記循環路または前記冷却ユニットから取込んだ循環水を溜める貯留タンクと、
   前記貯留タンク内の水位を検出する水位検出手段と、
   を備え、
   前記制御部は、前記貯留タンク内の水位が閾値未満となったときは前記ポンプを停止させることを特徴とする請求項１に記載の循環水処理装置。
3. 前記循環水回収部は、前記冷却ユニットの貯留部から循環水を取込み、
   前記制御部は、前記貯留部の水位が閾値未満となったときは前記ポンプを停止させることを特徴とする請求項１に記載の循環水処理装置。
4. 前記加圧処理部は、前記タンクの排出部または該排出部と接続する前記処理流路上に圧力調整弁を備え、前記タンク内が所定圧力の状態で維持された後に該圧力調整手段が解放状態となって循環水を排出することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかの請求項に記載の循環水処理装置。
5. 前記エジェクターは、
   前記処理流路から流入する循環水を流す管路と、
   該管路に対して交差方向に接続され、前記管路に流れる循環水にオゾンガスを放出するガス供給管路と、
   を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかの請求項に記載の循環水処理装置。
6. 前記気泡処理部は、
   前記エジェクターから流入した循環水を渦巻き状態に流動させる第１の流路と、
   前記第１の流路から流入した循環水の気泡を微細化させるノズル部を含む第２の流路と、
   を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかの請求項に記載の循環水処理装置。
7. 循環水を流す循環路と、
   循環水との熱交換により冷却処理される機器と、
   前記循環路に流れる循環水を放熱させる冷却ユニットと、
   循環水を前記循環路、前記冷却ユニット、前記機器のいずれかまたは２以上から取込む循環水回収部と、前記循環水回収部から処理流路内に循環水を圧送するポンプと、前記処理流路内に設置され、オゾン発生装置から供給されるオゾンガスを循環水に溶解させた気液混合流を生成する１または２以上のエジェクターと、前記処理流路上で前記エジェクターに連通されており、気液混合流の循環水に含まれるオゾンガスの気泡を微細化する気泡処理部と、オゾンガスが溶解した循環水をタンクに貯留して加圧し、該タンク内が設定条件に達したときに循環水を前記循環路または前記冷却ユニットに戻す加圧処理部とを備える循環水処理装置と、
   少なくとも循環水の状態監視、前記処理流路内の循環水の流量および前記オゾンガスの供給処理を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする循環水処理システム。
8. 前記冷却ユニットは、
   前記機器側で回収した循環水を放熱させる放熱部と、
   前記放熱部を通過した循環水を貯留した後、前記循環路を通じて循環水を前記機器側に流す貯留部と、
   前記貯留部または前記循環路に給水する給水手段と、
   前記貯留部内の循環水の一部を排水する排水手段と、
   を備えることを特徴とする請求項７に記載の循環水処理システム。
9. さらに、前記冷却ユニット、前記循環路、または前記循環水処理装置内に流れる循環水の水質を検出する水質センサを備え、
   前記制御部は、前記水質センサの検出結果に基づき、循環水の水質が閾値を越えたときに前記給水手段により新たな循環水を補充するとともに、前記排水手段により循環水を排水させることを特徴とする請求項８に記載の循環水処理システム。
10. 前記冷却ユニット内に溜められた循環水の水位を検出する水位センサを備え、
    前記制御部は、前記水位センサの検出水位に基づいて、前記給水手段により前記冷却ユニットまたは前記循環路内に給水することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の循環水処理システム。
11. 循環路で接続された機器と冷却ユニットとの間に循環する循環水を処理する循環水処理方法であって、
    循環水回収部が前記循環路、前記冷却ユニット、前記機器のいずれかまたは２以上から循環水を取込む処理と、
    処理流路内に循環水をポンプで圧送する処理と、
    １または２以上のエジェクターにより、オゾン発生装置から供給されるオゾンガスを循環水に溶解させた気液混合流を生成する処理と、
    前記処理流路上で前記エジェクターに連通された気泡処理部が、気液混合流の循環水に含まれるオゾンガスの気泡を微細化する処理と、
    加圧処理部が、オゾンガスが溶解した循環水をタンクに貯留して加圧させ、該タンク内が設定条件に達したときに循環水を前記循環路または前記冷却ユニットに戻す処理と、
    制御部が、少なくとも循環水の状態監視、前記処理流路内の循環水の流量および前記オゾンガスの供給処理を制御する処理と、
    を含むことを特徴とする循環水処理方法。
12. 前記冷却ユニットの放熱部で、循環水を放熱させる処理と、
    前記放熱部を通過した循環水を貯留部に貯留した後、前記循環路を通じて循環水を前記機器側に流す処理と、
    前記冷却ユニット、前記循環路、または前記循環水処理装置内に流れる循環水の水質を水質センサで検出する処理と、
    前記水質センサの検出結果に基づき、循環水の水質が閾値を越えたときに前記貯留部または前記循環路に給水する給水手段により新たな循環水を補充するとともに、前記貯留部内の循環水の一部を排水する排水手段により循環水を排水させる処理と、
    を含むことを特徴とする請求項１１に記載の循環水処理方法。
13. 前記冷却ユニット内に溜められた循環水の水位を水位センサで検出する処理と、
    前記水位センサの検出水位に基づいて、前記給水手段により前記冷却ユニットまたは前記循環路内に給水する処理を含むことを特徴とする請求項１２に記載の循環水処理方法。
14. コンピュータで実現させる循環水処理プログラムであって、
    冷却ユニット内または該冷却ユニットに接続した循環路内の循環水を循環水回収部に回収させる機能と、
    処理流路内に循環水をポンプで圧送させる機能と、
    オゾンガスを循環水に溶解させて気液混合流を生成する１または２以上のエジェクターに対して、オゾン発生装置からオゾンガスを供給させる機能と、
    前記処理流路上で前記エジェクターに連通されている気泡処理部を通じてオゾンガスの気泡が微細化された循環水を加圧処理部のタンクに貯留して加圧させ、該タンク内が設定条件に達したときに循環水を前記循環路または前記冷却ユニットに戻す機能と、
    少なくとも循環水の状態監視、前記処理流路内の循環水の流量および前記オゾンガスの供給処理を制御する機能と、
    を前記コンピュータで実現させるための循環水処理プログラム。
    

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