JP3096941U - クーリングタワー循環水の浄化装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】浄化槽から電極板を取り外して浄化槽内のスケールの清掃除去をするというような面倒な清掃作業のない、できるだけ維持管理が容易なクーリングタワー循環水の浄化装置を提供する。
【解決手段】循環水中のスケール成分を電気的に除去するクーリングタワー循環水の浄化装置１０において、浄化槽１２の底部２０に排出口５４を設け、該底部を排出口に向けて低くなるように所定範囲の角度で傾斜させ、該浄化槽の所定高さまで水が入れられていて該開閉装置が全開状態になったときに該排出部から排出される水の最大流量が３０リットル／分以上になる開閉装置５６を該排出口に設けた。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【考案の属する技術分野】
この考案はオフィスや工場等の設備用冷却水や冷房に使用されている空気調和機の凝縮器とクーリングタワーとの間を循環している冷却用の循環水中のスケール成分を電気的に除去するクーリングタワー循環水の浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来の空調システムの説明図である。同図に示すように、空気調和機６４は冷媒ガスを圧縮する圧縮器（図示せず）と、圧縮された冷媒ガスを冷却水により冷媒液に冷却する凝縮器６６と、冷媒液が膨張弁を介して減圧されて流入する蒸発器（図示せず）とを有している。
【０００３】
凝縮器６６内を流れる冷媒を冷却するために凝縮器６６は冷却槽６８内に設けられている。冷却槽６８に冷却水を循環供給するためのクーリングタワー７０は、筒形の塔本体７２とこの下部に設けられる受水槽７４とを有しており、受水槽７４と冷却槽６８は供給配管７６により接続され、受水槽７４内の循環水は冷却槽６８に送られるようになっている。
【０００４】
塔本体７２内には循環水と冷却風とが流れる多数の通路を有する充填体７８が組み込まれている。この充填体７８に循環水を噴霧するために、塔本体７２にはスプレーノズル８０が取り付けられており、このスプレーノズル８０は冷却槽６８に戻し配管８２により接続され、冷却槽６８内の循環水は供給配管７６に設けられた循環ポンプ８４によりスプレーノズル８０に供給されるようになっている。
【０００５】
スプレーノズル８０から充填体７８に噴霧された循環水は充填体７８に形成された多数の通路を流れて受水槽７４に落下する。このように、クーリングタワー７０と冷却槽６８とこれらを接続する供給配管７６と戻し配管８２により水が循環する循環水路が形成されることになり、循環ポンプ８４の駆動により循環水路内を水が流れることになる。
【０００６】
塔本体７２内には送風機８６が設けられ、この送風機８６によって塔本体７２内には、その下部から流入した後に充填体７８内の通路を循環水に対して逆流する空気流れが形成される。これにより、循環水は空気と直接接触して熱交換されるとともに、循環水の蒸発潜熱によって冷却される。循環水の蒸発によって減少した循環水を補充するために、塔本体７２にはフロート８８により開閉される補充配管９０を介して冷却水が補充される。
【０００７】
ところで、クーリングタワー７０は上記のように水の蒸発潜熱を利用して冷却用の循環水を冷却しているために、循環水はクーリングタワー７０で常時蒸発している。そして、クーリングタワー７０の循環水として使用される水道水や地下水にはカルシウムイオン、マグネシウムイオンおよび溶存シリカなどの金属イオンが含まれている。しかも、蒸発により減少した循環水には水道水や地下水が絶えず補充されている。
【０００８】
このため、循環水に含まれている金属イオンの濃度は次第に高くなり、この金属イオンが凝集してスケールとなり、このスケールが凝縮器６６の熱交換面に付着して熱交換効率を低下させたり、循環水を循環させている配管内面に付着して冷却水の流通抵抗を高めるという問題を生じていた。
【０００９】
この場合、定期的に循環水を交換して金属イオンの濃度を低下させればスケールの発生を防止することができるが、そのようにすると水道水や地下水の費用が嵩み、空気調和機の維持管理のコストを高めることになるという不都合があった。
【００１０】
そこで、このような問題の対処法として、循環水中の金属イオンを浄化装置で電気的に除去する方法が提案されており、そのような装置として、例えば、浄化槽内に電極板を対向させた電極板ユニットを入れ、この浄化槽内に上記循環水を導き、各電極板に正負の電圧を印加し、循環水中に含まれている金属イオンを陰極側の電極板にスケールとして析出させ、これを剥離除去させる浄化装置が種々提案されている。
【００１１】
【考案が解決しようとする課題】
しかし、上記浄化装置では、陰極側の電極板から剥がれ落ちたスケールの比重が水よりかなり大きいものが有り、浄化装置内の水の流れだけではスケールが外部に円滑に排出され難く、スケールが浄化槽の底部に溜まって浄化装置が効率的に働かなくなるので、スケールが溜まる毎に浄化装置から電極板を取り外して浄化槽の内部を掃除しなければならず、浄化装置の維持管理が非常に面倒であるという問題があった。
【００１２】
この考案は、浄化槽から電極板を取り外して浄化槽内のスケールの清掃除去をするというような面倒な清掃作業のない、できるだけ維持管理が容易なクーリングタワー循環水の浄化装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この考案は、浄化処理すべき循環水を受け入れて排出する浄化槽と、該浄化槽内に所定間隔をおいて交互に設けられた第一電極板及び第二電極板と、該第一電極板及び該第二電極板に正負いずれかの電圧を交互に印加する直流電源装置とを備え、該浄化槽の底部は排出口を有し、該浄化槽の底部は該排出口に向けて低くなるように傾斜し、該排出口には排出部が下方に向けて連設され、該排出部は開閉装置を備え、該浄化槽の所定高さまで水が入れられていて該開閉装置が全開状態になったときに該排出部から排出される水の最大流量が３０リットル／分以上になっていることを特徴とするものである。
【００１４】
ここで、前記浄化槽の底部の傾斜角αは２５度〜３５度が好ましい。浄化槽の底部の傾斜角αが２５度未満の場合は沈積したスケールが充分に排出されず、浄化槽の底部の傾斜角αが３５度を越える場合は浄化槽の高さが高くなり過ぎるという不都合があるからである。
【００１５】
また、前記排出部の出側は別の配管に接続されることなく開放状態になっているのが好ましい。別の配管に接続されていると、排出の勢いが削がれ、スケールが排出され難くなるからである。したがって、この場合は前記排出部の直下にスケールを分離する分離部が設けられていることが好ましい。
【００１６】
また、前記第一電極板及び前記第二電極板はいずれもステンレス鋼又はチタン、好ましくはチタンで形成するのがよい。特に該第一電極板及び該第二電極板をいずれもチタンで形成した場合は腐食による電極板の交換が少ないか又は全く不要になり、この装置の維持管理が容易になるからである。
【００１７】
また、前記排出部の開閉は、開閉制御装置により、予め設定された時間毎に予め設定された時間だけ前記開閉装置を開閉させて行う。
【００１８】
また、前記第一電極板及び前記第二電極板に印加されている電圧の極性を逆転させて陰極側に付着したスケールを剥離させる極性切換装置を備えていてもよい。この極性切換装置による極性の逆転は、切換制御装置により、予め設定された時間毎に予め設定された時間だけ前記第一電極板及び前記第二電極板に印加している電圧の極性を逆転させて行う。
【００１９】
なお、該第一電極板及び該第二電極板をいずれもチタンで形成した場合はスケールがほとんど付着せず極性を逆転させる必要がない。
【００２０】
【考案の実施の形態】
図１はこの考案の一実施の形態に係るクーリングタワー循環水の浄化装置の説明図、図２は図１の浄化装置を組み込んだ空調システムの説明図、図３はこの考案の一実施の形態に係るクーリングタワー循環水の浄化装置の制御機構の説明図である。
【００２１】
これらの図において、１０は浄化装置であり、浄化装置１０は浄化槽１２と、浄化槽１２の中に収容された電極板ユニット１４と、電極板ユニット１４に直流電流を供給する電源装置１６と、電極板ユニット１４に供給される直流電流の極性を逆転させる極性切換装置１８とを備えている。
【００２２】
浄化槽１２は箱状の容器からなり、浄化槽１２の底部２０で浄化槽１２の側部に近い位置には後述するクーリングタワー７０の受水槽７４から給水ポンプ２２を介して抜いた循環水を受け入れる給水口２４が設けられている。
【００２３】
電極板ユニット１４は複数枚の第一電極板２６と複数枚の第二電極板２８とからなり、第一電極板２６と第二電極板２８は所定間隔をおいて交互に平行に配置されている。第一電極板２６は電源装置１６のプラス側の出力端子に接続され、第二電極板２８は電源装置１６のマイナス側の出力端子に接続されている。第一電極板２６及び第二電極板２８はいずれもステンレス鋼又はチタンで形成されている。
【００２４】
極性切換装置１８は極性切換用タイマー３０を備え、極性切換用タイマー３０に予め作動時間と保持時間が設定してあり、予め設定した作動時間が経過した後、極性切換用タイマー３０により極性切換装置１８が作動し、電源装置１６から供給される電気の極性が逆転させられ、この状態が予め設定した保持時間だけ保たれるようになっている。
【００２５】
浄化槽１２の側部３２と電極板ユニット１４との間で、給水口２４の反対側になる場所には２枚の平行なオーバーフロー仕切り３４が上下に若干ずれた状態で略垂直に所定間隔をおいて設置されている。浄化槽１２の側部３２で、オーバーフロー仕切り３４が設けられている側の上位置には浄化された循環水を流出させる流出口３６が設けられている。
【００２６】
浄化槽１２の側部３２とオーバーフロー仕切り３４との間で、流出口３６の近くには循環水の電気伝導率を測定する電気伝導率計３８が設置され、電気伝導率計３８は警報装置４０に接続され、循環水の電気伝導率が所定値以上になった場合に警報ランプ４２が点灯するか警報ブザー４４が鳴るようになっている。
【００２７】
浄化槽１２の上部にはフロートスイッチ３９が設置され、フロートスイッチ３９は受けタンク４６の濾過部６２にスケールが蓄積し、それが処理水流れの抵抗となり浄化槽１２からの排出を阻害した場合に警報ランプ４２が点灯し、警報ブザー４４が鳴る。
【００２８】
浄化槽１２の下方には浄化槽１２で浄化した循環水を一時的に蓄える受けタンク４６が設けられ、流出口３６は流出配管４８を介して受けタンク４６につながっている。
【００２９】
受けタンク４６の近傍には浄化した受けタンク４６の循環水をクーリングタワー６８に戻す戻しポンプ５０が設置され、受けタンク４６の中には受け入れた循環水が所定高さ以上になると戻しポンプ５０を作動させて受けタンク４６内の循環水をクーリングタワー６８に戻すフロートスイッチ５２が設けられている。
【００３０】
浄化槽１２の底部２０の中央付近には剥離したスケールを排出させる排出口５４が設けられ、浄化槽１２の底部２０は排出口５４に向けて低くなるように傾斜し、その傾斜角は２５度〜３５度の範囲にある。
【００３１】
浄化槽１２の底部２０の裏側で、排出口５４が設けられている部位には排出装置５６が下方に向けて設けられている。排出装置５６は開閉装置である排出バルブ５８を備え、排出バルブ５８は排出用タイマー５８によって開閉のタイミング及び時間が制御されている。
【００３２】
排出装置５６の出側は別の配管に接続されることなく開放状態になっており、排出装置５６の直下で受けタンク４６の上には循環水とともに排出されたスケールを分離する濾過部６２が設けられている。
【００３３】
排出装置５６の排出能力は、浄化槽１２に水が所定高さまで入れられていて排出バルブ５８が全開状態になったときに排出される水の最大流量が３０リットル／分以上となるようになっている。
【００３４】
次に、このクーリングタワー循環水の浄化装置の動作について説明する。
【００３５】
給水ポンプ２２を作動させると、クーリングタワー６８の受水槽７２内の循環水が吸い出され、この吸い出された循環水が浄化槽１２の給水口２４から浄化槽１２の内部に供給される。供給された循環水は電極板ユニット１４を浸漬し、オーバーフロー仕切り３４を通り、流出口３６から浄化槽１２の外部に溢れ、受けタンク４６に入る。
【００３６】
受けタンク４６のフロートスイッチ５２は所定の高さでスイッチが入るように設定してあり、受けタンク４６の循環水の量が設定高さになるとフロートスイッチ５２が入り、戻しポンプ５０が作動し、受けタンク４６に入った循環水は戻しポンプ５０によってクーリングタワー６８の受水槽７２に戻される。
【００３７】
浄化槽１２内に循環水が満たされた状態で電源装置１６をオンにすると、第一電極板２６に正電圧が印加され、第二電極板２８に負電圧が印加され、循環水中に含まれているカルシウムイオン、マグネシウムイオン等の陽イオンや溶存シリカは陰極である第二電極板２８に引き寄せられ、第二電極板２８の表面で還元され、第二電極板２８の表面にスケールとして析出し、循環水中のこれらの陽イオンは次第に減少する。
【００３８】
そして、このような電気分解が継続すると、第二電極板２８の表面に析出したスケールは時間の経過とともに次第に厚くなり、第一電極板２６と第二電極板２８間を流れる電流も次第に流れ難くなり、上記陽イオンの除去も進み難くなる。
【００３９】
そこで、極性切換用タイマー３０に予め作動時間と保持時間が設定してあり、予め設定した作動時間が経過した後、極性切換用タイマー３０により極性切換装置１８が作動し、電源装置１６から供給される電気の極性が逆転させられ、この状態が予め設定した保持時間だけ保たれる。この極性逆転により第二電極板２８に付着していたスケールは徐々に剥がれ落ちる。
【００４０】
予め設定した保持時間が経過した後、極性切換用タイマー３０により極性切換装置１８が作動し、極性が逆転させられ、上記の操作が繰り返される。そして、上記の操作が繰り返され、浄化槽１２の底部２０にスケールが次第に溜まってくる。
【００４１】
次に、排出用タイマー６０に予め作動時間と保持時間が設定してあり、予め設定した作動時間が経過した後、排出用タイマー６０により排出用バルブ５６が開かれ、浄化槽１２内の循環水は底部２０に堆積していたスケールとともに排出装置５６を通って排出され、スケールは濾過部６２で濾過されて除かれ、循環水は受けタンク４６に入る。予め設定した保持時間が経過すると排出用バルブ５６が閉じられ、浄化槽１２内に再び循環水が溜まりだす。濾過部６２に残されたスケールはある程度溜まった時点で順次搬出除去されることになる。
【００４２】
なお、浄化槽１２の流出口の近くに設置されていた電気伝導率計３８は循環水の電気伝導率を常時計測しており、循環水の電気伝導率が設定値以上になった場合は、警報装置４０が作動し、警報ランプ４２が点灯し、警報ブザー４４が鳴る。
【００４３】
浄化槽１２の上部のフロートスイッチ３９は、受けタンク４６の濾過部６２にスケールが蓄積しそれが処理水流れの抵抗となることを監視しており、抵抗以上になった場合水位が上昇しフロートスイッチ３９が感知し警報ランプ４２が点灯し、警報ブザー４４が鳴る。
【００４４】
【考案の効果】
この考案によれば、電極板から剥がれ落ちたスケールが排出部を通して外部に円滑に排出され、スケールが溜まる度に浄化槽内の清掃をしなくて済むという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの考案の一実施の形態に係るクーリングタワー循環水の浄化装置の説明図である。
【図２】図２は図１の浄化装置を組み込んだ空調システムの説明図である。
【図３】図３はこの考案の一実施の形態に係るクーリングタワー循環水の浄化装置の制御機構の説明図である。
【図４】図４は従来の空調システムの説明図である。
【符号の説明】
１０　浄化装置
１２　浄化槽
１４　電極板板ユニット
１６　電源装置
１８　極性切換装置
２０　底部
２２　給水ポンプ
２４　給水口
２６　第一電極板
２８　第二電極板
３０　極性切換用タイマー
３２　側部
３４　オーバーフロー仕切り
３６　流出口
３８　電気伝導率計
３９　フロートスイッチ
４０　警報装置
４２　警報ランプ
４４　警報ブザー
４６　受けタンク
４８　流出配管
５０　戻しポンプ
５２　フロートスイッチ
５４　排出口
５６　排出装置
５８　排出バルブ
６０　開閉用タイマー
６２　濾過部

Claims (8)

1. 浄化処理すべき循環水を受け入れて排出する浄化槽と、該浄化槽内に所定間隔をおいて交互に設けられた第一電極板及び第二電極板と、該第一電極板及び該第二電極板に正負いずれかの電圧を交互に印加する直流電源装置とを備え、該浄化槽の底部は排出口を有し、該浄化槽の底部は該排出口に向けて低くなるように傾斜し、該排出口には排出部が下方に向けて連設され、該排出部は開閉装置を備え、該浄化槽の所定高さまで水が入れられていて該開閉装置が全開状態になったときに該排出部から排出される水の最大流量が３０リットル／分以上になっていることを特徴とするクーリングタワー循環水の浄化装置。
2. 前記浄化槽の底部の傾斜角が２５度〜３５度であることを特徴とする請求項１に記載のクーリングタワー循環水の浄化装置。
3. 前記排出部の出側が開放状態になっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のクーリングタワー循環水の浄化装置。
4. 前記排出部の直下にスケールを分離する分離部が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のクーリングタワー循環水の浄化装置。
5. 前記第一電極板及び前記第二電極板がいずれもチタンからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のクーリングタワー循環水の浄化装置。
6. 前記開閉部は、予め設定された時間毎に前記排出部を開閉させる開閉制御装置を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のクーリングタワー循環水の浄化装置。
7. 前記第一電極板及び前記第二電極板に印加されている電圧の極性を逆転させる極性切換装置を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のクーリングタワー循環水の浄化装置。
8. 前記極性切換装置は、予め設定された時間毎に予め設定された時間だけ前記第一電極板及び前記第二電極板に印加している電圧の極性を逆転させる切換制御装置を備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のクーリングタワー循環水の浄化装置。

Images