JP3118664U - 一体型水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水処理装置の各構成装置の保守点検の負担を軽減し、各構成装置の交換、故障および異常の警報等の制御を一元管理できるようにした一体型水処理装置の提供。
【解決手段】水の循環により、循環冷却水経路内で不足した循環水に応じて、貯水タンクに補給水を供給する循環系水処理装置において、供給された地下水、工業用水及び水道水等の補給水Ｗ１を濾過し、異物を除去する遠心分離方式のフィルタ１０と、補給水Ｗ１からカルシウムやマグネシウム等のスケール生成要因を除去する軟水化装置２０と、補給水Ｗ１と循環水Ｗ３を収容する貯水タンク３０と、３０〜３４ｋＨｚの高周波電源で電気分解する電気分解装置４０と、冷却装置へ送り出すための第１の循環ポンプ５０と、成形ラインへ送り出すための第２の循環ポンプ６０並びに、これら各構成装置の制御対象装置の異常を報知し、制御する制御部１１０を備えた制御盤とを、ユニット化するためのカバー本体を備えている。
【選択図】図１

Description

本考案は、水の循環により、循環冷却水経路内で不足した循環水に応じて、貯水タンクに補給水を供給する循環系水処理装置において、水処理装置の各構成装置の保守点検の負担を軽減し、各構成装置の交換、故障および異常の警報等の制御を一元管理できるようにした一体型水処理装置に関するものである。

従来、循環冷却水系では、循環水を冷却するための冷却装置として、冷却塔またはチラーが一般的に使用されている。

ここで、循環水のうち、冷却装置を経由して供給される循環水を冷却水とし、成形ラインを経由して供給される循環水を循環水とする。

開放式冷却塔では、成形ラインで温度が上昇した循環水の一部を蒸発させ、循環水の蒸発潜熱により、残りの循環水の温度を下げ、残りの循環水を再び循環水として、成形ラインへ循環させ、再利用している。

また、密閉式冷却塔では、開放式冷却塔と異なり、循環水は、直接外気の空気に触れないで熱交換器内部を流れて、冷却塔の機器内を循環する散布水の蒸発により、外側から熱交換器内部を熱交換して冷却させ、冷却させた循環水を再び循環水として、上記と同様に再利用している。

そして、上記のいずれかの冷却塔は、循環水または散布水の蒸発に伴って、残りの循環水は、徐々に濃縮され、循環水中の塩類濃度が高くなり、配管や熱交換器に悪影響を及ぼすような水質になると、ドレンバルブを開け、循環水の一部を外部へ排出（ブロー）して塩類濃度が上がらないようにしていた。

そこで、水の循環により、循環冷却水経路内で不足した循環水に応じて、補給水を供給する補給水経路内で、循環水に補給水を供給することで、循環水中の塩類濃度を低くする等の水質管理が行われてきた。

しかしながら、地下水、工業用水及び水道水などの補給水には、スケール生成要因として、無機イオン及びシリカ成分が含まれており、金属腐食等の赤錆による配管の閉塞や熱交換器の効率低下や金型内部へのスケール析出などの深刻な弊害を引き起こしていた。

現状では、薬品投入による水処理装置が主流であるが、地球環境保全への関心やＩＳＯ１４０００の普及に伴い、循環冷却水の水質管理のニーズが高まっており、それゆえ環境に配慮して、薬品を使用しないでエネルギー消費の少ない水処理装置が求められている。

一方では、薬品等を使用する水処理装置は、薬品代および薬品を注入するための設備と薬品を注入する作業等の人件費が必要となり、処理コスト高になるほか、薬品によって、環境に悪影響を及ぼす問題点があった。

また、薬品等を使用する水処理装置を、既存設備のチラーや温調機等に接続して利用すると、薬品による金属腐食が起こり、赤錆が生成され、赤錆またはスケールが配管、チラーや温調機内に析出されるので、そのまま接続して使用することは困難であった。

これらの問題点に対処する為、従来、薬品を使用しない水処理装置が、種々開発されているが、水処理工程の各処理装置が各々独立して配置されていた。

例えば、水処理工程では、濾過、軟化、純水、電気分解、磁気、ブロー、ｐＨ中和、オゾン処理等の処理工程毎に各装置または各機器が各々独立して設けられ、配置されていた。

しかしながら、従来の薬品を使用しない水処理装置は、一体化またはユニット化した装置として構成されていないので、定期的に行う各処理装置の保守点検は、オペレーターが各処理装置を設置している場所へ移動して、各々点検を行う必要があり、各処理装置への移動時間の無駄やオペレーターの負担が大きかった。

また、各処理装置の異常を制御する制御部を備えた制御盤等で管理する等の一元管理をしていないので、各処理装置の交換、故障および異常の発生に対して、オペレーターは、迅速に対応することができなかった。

一方、薬品を使用しない水処理装置で一体化した装置として、次の特許文献が提案されている。

下記特許文献１には、水処理装置付き増圧直結給水用ユニットが提案されている。

また、下記特許文献２には、全ての行程を一体化し、気候変化の影響を受けず処理出来、処理した汚泥は、コンポストとして利用し、処理水は、再利用が可能な水質となる構造の一体型水処理装置が提案されている。

しかしながら、特許文献１の水処理装置付き増圧直結給水用ユニットは、磁気、電子、電子波、電子場、静電場電子、セラミック、電気、オゾン、紫外線、膜脱気等の１種または２種以上を応用した水処理装置と水道水の増圧直結給水用の増圧ポンプと逆流防止装置および計器盤を一体化したものである。

そして、水道管とビル、マンション等の多階構造物の水道引込管間に連結し、発ガン性物質トリハロメタンの前駆物質の低減、異臭味の解消を目的としている。

また、特許文献２の一体型水処理装置は、汚泥浮上槽に注入槽、攪拌機、反応槽、流出管、微細気泡発生機、送気管、浮上汚泥掻き取り機、汚泥貯溜槽、バルブ、高速攪拌槽、高速攪拌機、汚泥浮上板、仕切り板、処理済槽、放流口、溝、沈降汚泥抜き口を設けた装置であり、汚泥を攪拌させ、微細気泡発生機で汚泥を沈降させるものである。

特開平９−２９６４８３号公報（請求項１） 登録実用新案第３０４２０５７号公報（請求項１）

本考案の水処理装置は、水処理装置の各構成装置の保守点検の負担を軽減し、各構成装置の交換、故障および異常の警報等の制御を一元管理できるようにした一体型水処理装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するための本考案の構成を説明すると、本考案の一体型水処理装置は、水の循環により、循環冷却水経路内で不足した循環水に応じて、貯水タンクに補給水を供給する循環系水処理装置において、
供給された地下水、工業用水及び水道水等の補給水を濾過し、異物を除去する遠心分離方式のフィルタと、
前記補給水からカルシウムやマグネシウム等のスケール生成要因を除去する軟水化装置と、
前記補給水と前記循環水を収容する貯水タンクと、
前記補給水と前記循環水を３０〜３４ｋＨｚの高周波電源で電気分解する電気分解装置と、
前記補給水と前記循環水を冷却装置へ送り出すための第１の循環ポンプと、
前記補給水と前記循環水を成形ラインへ送り出すための第２の循環ポンプ並びに、
これら各構成装置の制御対象装置の異常を報知し、制御する制御部を備えた制御盤とを、
ユニット化するためのカバー本体に収納したことを特徴とする。

第２の考案の構成は、第１の考案の一体型水処理装置において、前記軟水化装置は、陽イオン交換樹脂と、補給水の通水量を積算する流量計および再生動作信号を出力するカムスイッチを備えることを特徴とする。

第３の考案の構成は、第１の考案の一体型水処理装置において、前記貯水タンクは、前記補給水の給水を自動的に行うボールタップと、
前記貯水タンクの側壁に取り付けられ、前記貯水タンク内の補給水と循環水の液面を計測するフロートスイッチおよび前記貯水タンク内の補給水と循環水の温度を計測する温度センサを備えることを特徴とする。

第４の考案の構成は、第１の考案の一体型水処理装置において、前記電気分解装置は、正極、負極、接地極からなる３本の電極と前記３本の電極を覆う電極カバーとから構成される電極部と、前記３本の電極の電圧を計測する電圧計と、前記３本の電極に高周波電圧を印加する制御回路を備え、前記電極部を前記貯水タンク内に設置し、貯水タンク内に供給された補給水と循環水を電気分解することを特徴とする。

第５の考案の構成は、第１の考案の一体型水処理装置において、前記補給水と前記循環水を貯水タンクから冷却装置へ供給する配管には、第１の圧力計と、第１の圧力スイッチを設けることを特徴とする。

第６の考案の構成は、第１の考案の一体型水処理装置において、前記補給水と前記循環水を貯水タンクから成形ラインへ供給する配管には、第２の圧力計と、第２の圧力スイッチおよび逆止弁を設けることを特徴とする。

第７の考案の構成は、第１の考案の一体型水処理装置において、前記制御部は、逆相リレーと、前記軟水化装置、前記貯水タンク、前記電気分解装置、前記第１の循環ポンプおよび前記第２の循環ポンプの異常を表示させる警報報知手段と、前記軟水化装置、前記電気分解装置、前記第１の循環ポンプおよび前記第２の循環ポンプを運転停止させる制御手段を備えることを特徴とする。

第８の考案の構成は、第１〜７のいずれか１つの一体型水処理装置において、前記制御部は、前記軟水化装置に内蔵された流量計で水処理された補給水の通水量を積算して、積算した通水量が予め補給水の硬度に基づいて、設定された通水量に達したら、カムスイッチが再生動作信号を出力し、前記制御部は、前記陽イオン交換樹脂の再生回数をカウントし、警報報知手段により、再生塩切れ警報を表示させることを特徴とする。

第９の考案の構成は、第１〜８のいずれか１つの考案の一体型水処理装置において、前記制御部は、前記電気分解装置の電圧計で前記３本の電極の電圧を計測して、前記３本の電極の電圧が予め設定した電圧値以下になったら、前記警報報知手段により、前記３本の電極の過負荷警報を表示させることを特徴とする。

第１０の考案の構成は、第１〜９のいずれか１つの考案の一体型水処理装置において、前記制御部は、前記フロートスイッチで前記貯水タンクの水量を計測して、前記貯水タンクの水量が予め設定した水量の下限値以下になったら、前記警報報知手段により、前記貯水タンクの水量不足警報を表示させることを特徴とする。

第１１の考案の構成は、第１〜１０のいずれか１つの考案の一体型水処理装置において、前記制御部は、前記圧力スイッチで前記第１の循環ポンプと、前記第２の循環ポンプの圧力を計測して、前記第１の循環ポンプと、前記第２の循環ポンプの圧力が予め設定した圧力値以下になったら、前記警報報知手段により、前記第１の循環ポンプと、前記第２の循環ポンプの圧力不足警報を表示させることを特徴とする。

第１２の考案の構成は、第１〜１１のいずれか１つの考案の一体型水処理装置において、前記制御部は、サーマルリレーで前記第１の循環ポンプと、前記第２の循環ポンプの過電流を検知して、前記警報報知手段により、前記第１の循環ポンプと、前記第２の循環ポンプの過負荷警報を表示させることを特徴とする。

第１３の考案の構成は、第１〜１２のいずれか１つの考案の一体型水処理装置において、前記制御部は、逆相リレーで電源の逆相を検知し、前記警報報知手段により、電源の逆相警報を表示させることを特徴とする。

第１４の考案の構成は、第１〜１３のいずれか１つの考案の一体型水処理装置において、前記制御部は、前記フロートスイッチで前記貯水タンクの水量を計測して、前記貯水タンクの水量が予め設定した水量の下限値以下になったら、前記制御手段により、前記第１の循環ポンプと、前記第２の循環ポンプを運転停止させることを特徴とする。

第１５の考案の構成は、第１〜１４のいずれか１つの考案の一体型水処理装置において、前記制御部は、前記圧力スイッチで前記第１の循環ポンプと、前記第２の循環ポンプの圧力を計測して、前記第１の循環ポンプと、前記第２の循環ポンプの圧力が予め設定した圧力値以下になったら、前記制御手段により、前記第１の循環ポンプと、前記第２の循環ポンプを運転停止させることを特徴とする。

第１６の考案の構成は、第１〜１５のいずれか１つの考案の一体型水処理装置において、前記制御部は、サーマルリレーで前記第１の循環ポンプと、前記第２の循環ポンプの過電流を検知して、前記制御手段により、前記第１の循環ポンプと、前記第２の循環ポンプを運転停止させることを特徴とする。

第１７の考案の構成は、第１〜１６のいずれか１つの考案の一体型水処理装置において、前記制御部は、逆相リレーで電源の逆相を検知し、前記制御手段により、前記軟水化装置、前記電気分解装置、前記第１の循環ポンプおよび前記第２の循環ポンプを運転停止させることを特徴とする。

以上、説明したように、本考案の水処理装置は、各構成装置の操作または各構成装置の制御対象装置の異常を制御する制御部を備えた制御盤で簡単に管理することができ、水処理装置の各構成装置の保守点検の負担を軽減し、各構成装置の制御対象装置の異常を一元管理できるようにした一体型水処理装置を提供できる。

また、本考案の水処理装置は、水処理装置の各構成装置を一体化することにより、コンパクト化ができ、各構成装置の設置面積を小さくすることができ、省スペースを図ることができた。

従来、軟水化装置は、屋外で使用することが不可能であり、設置には、軒下の風雨のあたらない場所等に設置する制約があったが、本考案の水処理装置は、軟水化装置を一体化したカバー本体内に内蔵することにより屋外使用が可能となり、設置場所の制約がなくなった。

また、本考案の水処理装置は、薬品または洗浄剤による有毒な副生物を生成することがないので、安定した運転を行えるとともに、水処理装置の各構成装置の寿命を長くすることができた。

さらに、本考案の水処理装置は、新設工場はもとより既設工場のリニューアル、追加ラインの設置にも対応でき、既存設備の温度管理装置等（例えば、温調機や水冷式チラー）に容易に接続して適用することができた。

以下、本考案を適用した水処理装置について、図面を参照して詳細に説明する。

図１には、水処理装置１の全体構成が示されている。全体を示す水処理装置１は、供給された補給水Ｗ１を濾過するフィルタ１０と、カルシウムやマグネシウム等のスケール生成要因を除去する軟水化装置２０と、補給水Ｗ１と循環水Ｗ３を収容する貯水タンク３０と、３０〜３４ｋＨｚの高周波電源で電気分解する電気分解装置４０と、補給水Ｗ１と循環水Ｗ３を冷却装置へ送り出すための第１の循環ポンプ５０と、補給水Ｗ１と循環水Ｗ３を成形ラインへ送り出すための第２の循環ポンプ６０ならびに、軟水化装置２０、貯水タンク３０、電気分解装置４０、第１の循環ポンプ５０および第２の循環ポンプ６０の異常を報知し、制御する制御部１１０を備えた制御盤（図示せず）とを、収容してユニット化するためのカバー本体３００（図示せず）から構成されている。

図１に示すとおり、配管Ｌ１を通して、第２のボールバルブ１６１により供給された補給水Ｗ１は、ごみ等の粗い浮遊物を取り除くためのフィルタ１０で濾過され、そのフィルタ１０の下流側に配置され、配管Ｌ１で接続された軟水化装置２０でカルシウムやマグネシウム等のスケール生成要因が除去された。

配管Ｌ２は、配管Ｌ１に接続されている第２のボールバルブ１６１の手前から分岐され、配管Ｌ２に接続されている第１のボールバルブ１６０と第４のボールバルブ１６３により、フィルタ１０や軟水化装置２０のメンテナンス時に補給水Ｗ１を排出するためのバイパス配管である。

フィルタ１０は、遠心分離方式を備えており、遠心力にて、補給水Ｗ１中の砂・泥を分離し、外側に排出し、細塵や浮遊物を除去するためのものであり、多数の細孔を有しており、補給水Ｗ１が通過することで、補給水Ｗ１に含まれる細孔の径以上の固形物質及び有機物を除去した。

フィルタ１０の細孔のメッシュは、６０〜１４０メッシュ程度であるのが好ましい。

フィルタ１０の材質としては、例えば、多孔質の酸化物セラミックス、酸化アルミニウム、合成樹脂繊維、紙、ステンレス、活性炭が使用される。

このうち、合成樹脂繊維としては、ポリプロピレン繊維で形成された不織布またはポリプロピレン中空糸膜を使用することが好ましい。

軟水化装置２０は、樹脂筒、塩水タンク、流量計およびカムスイッチを備えている。前記樹脂筒内には、陽イオン交換樹脂が収容され、前記塩水タンク内には、前記陽イオン交換樹脂を再生するための塩水が蓄えられている。

流量計は、軟水化装置２０で水処理された補給水Ｗ１の通水量を積算する。また、カムスイッチは、流量計で積算した補給水Ｗ１の通水量が予め補給水の硬度に基づいて、設定された通水量に達したら、陽イオン交換樹脂の再生動作信号を出力し、制御部１１０は、この信号を受けて陽イオン交換樹脂の再生回数をカウントする。

そして、制御部１１０は、カウントした陽イオン交換樹脂の再生回数が予め設定した回数に達したときに、後述する警報報知手段で、制御盤内の軟水化装置の塩切れ警報ランプを点灯させる。

次に、軟水化装置２０は、スケール生成要因となる硬度成分（カルシウムやマグネシウム等）を含む補給水Ｗ１を軟水化装置２０内の陽イオン交換樹脂に通過させて、イオン交換させることにより、補給水Ｗ１の硬度成分を陽イオン交換樹脂に吸着させ、陽イオン交換樹脂からナトリウムイオンの放出により、補給水Ｗ１を軟水にする。

そして、陽イオン交換樹脂は、イオン交換しなくなった場合、再生を行うために、予め設定した再生回数分の塩が投入される。

この軟水化装置２０には、再生時に軟水化されない補給水Ｗ１が貯水タンク３０へ供給されないための電動弁１８０が設けられている。

また、配管Ｌ３は、軟水化装置２０の側壁からドレン水を排出（ブロー）するドレン配管である。

次に、第３のボールバルブ１６２、電動弁１８０および混入する固形異物を捕捉するストレーナ１０２は、配管Ｌ１を介して連通され、水位自動調整の機能を果たすボールタップ８０により、補給水Ｗ１は、貯水タンク３０に自動的に補給される。

図示しないフロート弁にボールタップ８０を接続配管し、貯水タンク３０の水位の上下に応じたボールタップ８０の上下動に伴って、フロート弁は開閉され、それによって、貯水タンク３０の水位を一定の水位に保たれる。

貯水タンク３０の上部には、空気中のゴミや埃が入らないようにステンレス製の蓋が覆われ、貯水タンク３０の側壁には、貯水タンク３０内の補給水Ｗ１と循環水Ｗ３の液面を計測するフロートスイッチ９０と、貯水タンク３０内の補給水Ｗ１と循環水Ｗ３の温度を計測する温度センサ１００が設けられている。

また、この温度センサ１００は、貯水タンク３０内の水の温度を計測して、貯水タンク３０内の水の温度を制御盤で表示すると共に、冷却装置に密閉式冷却塔を使用した場合、冷却塔の温度制御用としても使用される。

貯水タンク３０の材質としては、防錆性に優れたステンレス製が好ましく用いられる。

また、貯水タンク３０の形状は、上側に開口部を有する有底円筒状容器または上側に開口部を有する有底直方体容器が好ましい。

配管Ｌ４は、フロート弁が故障するなどして、貯水タンク３０の水位が、あらかじめ設定した上限値を上回った際に、余剰の水を流すためのオーバーフロー配管で、貯水タンク３０の側壁に設けられ、配管Ｌ１１と接続されている。

また、貯水タンク３０の底部には、冷却水Ｗ２を冷却装置へ送り出すための第１のゲートバルブ１９０が全閉又は全閉に近い状態になった時、第１の循環ポンプ５０を保護するために、水を循環させる配管Ｌ５が設けられ、配管Ｌ６と接続されている。

電気分解装置４０は、正極、負極、接地極からなる３本の電極と、前記３本の電極を覆う電極カバーとから構成される電極部１０１と、３本の電極の電圧を計測する電圧計と、後述する直流電源、抵抗及びコンデンサを備えている。

電気分解装置４０の電極部１０１は、貯水タンク３０内の水に投入され、浸漬するように配置される。

電極部１０１のうち正極、負極および接地極の電極としては、例えば、亜鉛、マグネシウム合金、銅、鉄、ステンレス、チタン合金、アルミニウム合金、白金が使用される。

酸化還元電位を低下させる電極としては、これらいずれの金属を用いた場合でも酸化還元電位の低下は見られるが、特に、チタン合金に白金鍍金を施したものがより顕著である。

また、電極の形状は、板状、棒状、円筒状のいずれであってもよい。

電極部１０１のうち電極カバーは、各電極について、その配置を固定して、ぶつかり衝撃による破損等から保護する機能を有する。

詳細には、電極カバーは、全体が略円筒体状又は角柱状で、かつ表面が網状又は角穴又は丸穴が多数個設けられた外形を呈しており、貯水タンク３０内に垂直方向に挿入されることで、各電極がその長手方向に覆われるようにカバーされる。

このため、電極カバーは、少なくともその表面が電極とは絶縁される絶縁物質からなり、材質としては、例えば、合成樹脂が好適に用いられる。

但し、電極カバーは、電極とは導通させないように接地することで、この電極カバー自身が陰極の働きをなし、これにより、スケールを捕集して、スケールを減少させる機能が得られた。

従って、この場合には、電極カバーの材質としては、金属を用いることが好ましく、より好適には、防錆性に優れたステンレスやチタン等が用いられる。

なお、電極カバーの材質を金属とする場合には、カバー表面の電極とは絶縁を要する箇所に塗料を塗る等により、適宜、絶縁層を形成させておけばよい。

電気分解装置４０は、３本の電極と、上述した電極カバーとからなる電極部１０１と、電極に電流を供給するための１０Ｖ〜５０Ｖの直流電源と、直流電源からの直流電圧を３０〜３４ｋＨｚの高周波電圧に変換して電極に交互に与える高周波スイッチと、トランジスタ及び各電極のうち一方の極に接続された抵抗と、他方の極に接続された抵抗と、電極間に接続されたコンデンサとを備えている。

また、電気分解装置４０は、高周波スイッチの作用で正極、負極からなる電極に３０〜３４ｋＨｚの高周波電圧を交互に印加させる制御回路を有している。

ここで、直流電源は、その出力電圧値を、後述の制御盤に設けられた流量用ボリュームの操作により、循環水Ｗ３の種類や用途等に応じて、１０Ｖ〜５０Ｖの範囲で選択して調整できるようになっている。

また、この制御回路において、電極間に印加される直流電圧値は、抵抗の抵抗値によっても適宜定めることができる。

次に、電極部１０１による補給水Ｗ１と循環水Ｗ３の水処理の原理について説明する。

水処理装置１において、補給水Ｗ１と循環水Ｗ３が入った貯水タンク３０内に挿入された電極部１０１の３本の電極に３０〜３４ｋＨｚの高周波電圧を印加すると、補給水Ｗ１と循環水Ｗ３に対する電気分解が始まり、電圧印加後数分で補給水Ｗ１と循環水Ｗ３中に微細な気泡が発生した。

この発生した気泡の衝突によって、貯水タンク３０と接続する配管等に付着している赤錆やシリカ・マグネシウム等の無機系化合物のスケールが溶解し、剥離された。

さらに、溶解、剥離された無機系化合物のスケールは、電極部１０１の電極カバーに付着して、貯水タンク３０と接続する配管等への結晶化が阻害された。

そして、順次、各電極の極性を反転させることで、電極に付着した赤錆やスケールが貯水タンク３０内に剥離沈澱するので、電極による電気分解反応の性能を長期間に亘り維持することが可能となった。

この水処理装置１では、この微細な気泡が貯水タンク３０内に付着している赤錆やスケール等に衝突することで、付着物を剥離させる効果（エロージョン的効果）と凝縮沈澱させる効果が得られた。

したがって、電気分解装置４０の電極部１０１における電気分解処理によれば、貯水タンク３０、各種の配管及び電極への金属の赤錆の発生を防止することができた。

また、カルシウム・マグネシウム等のスケールを溶解剥離及び凝縮沈澱させる効果が得られたとともに、その他に増加した溶存酸素により、藻の付着や細菌による腐敗を防止することができた。

また、水処理装置１は、補給水Ｗ１と循環水Ｗ３を電気分解する過程で次亜塩素酸が生成されるので、レジオネラ菌や大腸菌などの細菌に対する高い滅菌効果が得られた。

さらに、水処理装置１は、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）やダイオキシン等の有害有機物の分解処理も可能となった。

特に、水処理装置１によれば、薬品を使用しないので、廃水処理費用も不要となり、低コストの設備で補給水Ｗ１と循環水Ｗ３を改質することができた。

次に、第１の循環ポンプ５０は、不図示のモータや回転羽根等を備えており、貯水タンク３０で電気分解された水を配管Ｌ６を通して、冷却装置へ送り出すものである。

例えば、第１の循環ポンプ５０は、貯水タンク３０で電気分解された水を吸引して、冷却水Ｗ２として、冷却装置の取水側へ供給するように作動する。

配管Ｌ６には、貯水タンク３０から冷却装置へ供給する送水圧力を計測する第１の圧力計１２０、送水圧力低下時に第１の循環ポンプ５０を保護する第１の圧力スイッチ１３０および第１のゲートバルブ１９０が設けられ、第１のゲートバルブ１９０を介して、冷却装置へ送り出す冷却水Ｗ２の供給量を調整している。

第１の循環ポンプ５０は、後述する制御盤７０に設けられた操作パネルの運転ボタン（図示せず）の操作により、貯水タンク３０から配管Ｌ６を通して、冷却水Ｗ２を冷却装置へ流動させる。

第１の循環ポンプ５０は、循環冷却水経路内で冷却水Ｗ２を流動させるためのエネルギーを与えるものであればどのようなものでもよい。

次に、冷却装置で冷却された冷却水Ｗ２は、第２のゲートバルブ１９１を介して、配管Ｌ７により、貯水タンク３０に送給され、貯留される。

また、配管Ｌ８は、成形ラインからの温度が上昇した循環水Ｗ３を第３のゲートバルブ１９２を介して、貯水タンク３０へ供給する配管である。

第２の循環ポンプ６０は、上記の第１の循環ポンプ５０と同様に不図示のモータや回転羽根等を備えており、循環水Ｗ３を配管Ｌ１０を通して、成形ラインへ送り出すものである。

例えば、第２の循環ポンプ６０は、貯水タンク３０内で電気分解された水を吸引して、成形ラインの取水側へ供給するように作動する。

配管Ｌ１０には、貯水タンク３０から成形ラインへ供給する送水圧力を計測する第２の圧力計１２１、送水圧力低下時に第２の循環ポンプ６０を保護する第２の圧力スイッチ１３１、貯水タンク３０から配管Ｌ１０を通して、第２の循環ポンプ６０が停止時、循環水Ｗ３が逆流するのを防止するための第２の逆止弁１４１および第４のゲートバルブ１９３が設けられ、第４のゲートバルブ１９３を介して、成形ラインへ送り出す循環水Ｗ３の供給量を調整している。

また、貯水タンク３０の底部には、循環水Ｗ３を成形ラインへ送り出すための第４のゲートバルブ１９３が全閉又は全閉に近い状態になった時、第２の循環ポンプ６０を保護するために、水を循環させるための配管Ｌ９が設けられ、配管Ｌ１０と接続されている。

第２の循環ポンプ６０は、上述の操作により、貯水タンク３０から配管Ｌ１０を通して、循環水Ｗ３を成形ラインへ流動させる。

配管Ｌ１１は、貯水タンク３０の底部からドレン水を排出するもので、貯水タンク３０からボールバルブ（ドレン水用）１７０を介して、ドレン水がドレンパン２００に逆流するのを防止するための第１の逆止弁１４０が設けられ、最終的に、配管Ｌ４からのオーバーフロー水と配管Ｌ１１からのドレン水が、排出される。

かくして、水処理装置１で処理された補給水Ｗ１と循環水Ｗ３は、再び冷却装置、成形ラインに環流され、水処理装置１が稼働している間は、繰り返し、上記循環冷却水経路を循環し、上述した電気分解処理が継続して行われる。

次に、本考案の水処理装置の制御対象装置の警報報知手段と制御手段について、図２を参照しながら、詳細に説明する。

図１には、破線で示すように、制御部１１０は、流量計等の計測手段により、各構成装置のうち制御対象装置、すなわち、軟水化装置２０、貯水タンク３０、電気分解装置４０、第１の循環ポンプ５０、第２の循環ポンプ６０の異常を制御している。

制御部は、軟水化装置、電気分解装置、第１の循環ポンプ、第２の循環ポンプの電源と接続されており、逆相リレーと、図２に示すとおり、軟水化装置、電気分解装置、貯水タンク、第１の循環ポンプ、第２の循環ポンプの異常を表示する警報報知手段と、軟水化装置、電気分解装置、第１の循環ポンプ、第２の循環ポンプを運転停止する制御手段とを備えている。

また、警報報知手段は、制御盤で警報ランプを点灯させて表示する手段としたが、警報ブザーまたはサイレン等の音声を出力させる手段としてもよい。

軟水化装置には、水処理した補給水の通水量を積算する流量計（不図示）が内蔵され、制御部は、予め設定した水の硬度に応じて、イオン交換樹脂の再生時期を決定する。

制御部は、積算した通水量が予め補給水の硬度に基づいて、設定された通水量に達したら、軟水化装置の制御回路に設けられたカムスイッチがイオン交換樹脂の再生動作信号を出力し、制御部は、この信号を受けて陽イオン交換樹脂の再生回数をカウントする。

また、制御部は、陽イオン交換樹脂の再生回数が設定回数に達すると、制御盤の軟水化装置の再生塩切れの警報ランプを点灯させる。

その結果、制御部は、再生塩切れの状態を再生塩切れの警報ランプで点灯させる警報報知手段を備えることにより、再生塩切れ警報を出し、未然に再生塩が切れるのを防ぐことができた。

さらに、制御部は、電気分解装置の３本の電極への過電流による電圧降下を電気分解装置の電圧計で計測して、予め設定した電圧値に基づいて、警報報知手段により、制御盤の電極の過負荷警報ランプを点灯させる。

また、制御部は、貯水タンクに取り付けたフロートスイッチで、貯水タンク内の補給水と循環水の水量を計測して、貯水タンク内の水量の下限値以下になった場合、警報報知手段により、制御盤の貯水タンクの水量不足警報ランプを点灯させる。

そして、制御部は、制御手段により、第１の循環ポンプおよび第２の循環ポンプを運転停止させる。

さらに、制御部は、第１の循環ポンプおよび第２の循環ポンプと配管で接続された第１の圧力スイッチおよび第２の圧力スイッチが予め設定された所定圧力範囲内にあるか否かを計測して、制御部が圧力不足と判定した場合、警報報知手段により、制御盤の第１の循環ポンプおよび第２の循環ポンプの圧力不足警報ランプを点灯させる。

そして、制御部は、制御手段により、第１の循環ポンプおよび第２の循環ポンプを運転停止させる。

また、制御部には、電磁開閉器が設けられ、この電磁開閉器に取り付けられたサーマルリレーで、第１の循環ポンプおよび第２の循環ポンプのモータに流れる過電流を検知して、過負荷の場合、警報報知手段により、第１の循環ポンプおよび第２の循環ポンプの過負荷警報ランプを点灯させる。

なお、電磁開閉器とは、電気回路の開閉制御を行う電磁接触器とモータの過負荷保護を行う熱動形過負荷継電器(サーマルリレー)とを組み合わせたものである。

そして、制御部は、制御手段により、第１の循環ポンプ５０および第２の循環ポンプ６０を運転停止させる。

さらに、制御部は、逆相リレーで電源の逆相を検知して、制御部が逆相と判定した場合、警報報知手段により、電源の逆相警報ランプを点灯させる。

そして、制御部は、制御手段により、軟水化装置、電気分解装置、第１の循環ポンプおよび第２の循環ポンプを運転停止させる。

したがって、水処理装置の制御部は、軟水化装置の再生塩切れ、電気分解装置の電極の過電流による電圧降下、貯水タンク内の水量不足、第１の循環ポンプ，第２の循環ポンプの圧力不足、過電流等および逆相の電気系統の異常の場合、警報報知手段により、警報ランプを点灯させて、オペレーターに各構成装置の異常状況を通知させることができた。

また、水処理装置の制御部は、制御手段により、軟水化装置、電気分解装置、第１の循環ポンプおよび第２の循環ポンプを自動的に運転停止させて、軟水化装置の再生塩切れ、貯水タンク内の水量不足、第１の循環ポンプ，第２の循環ポンプの圧力不足、過電流等および逆相の電気系統の異常および逆相を未然に防ぐことができた。

次に、冷却装置として、密閉式冷却塔を適用した本考案の水処理装置について、図３を参照しながら、詳細に説明する。

循環水の冷却装置に、密閉式冷却塔４００を設け、成形ラインに、３基からなる金型成形機５００，５０１，５０２と、３台からなる温調機６００，６０１，６０２を設け、その間に水処理装置１を１台設置した場合の工場内の循環水の流れを示したものである。

水処理装置１と、密閉式冷却塔４００と、金型成形機５００，５０１，５０２と、水処理装置１から密閉式冷却塔４００へ冷却水Ｗ２を供給する配管Ｌ５０と、密閉式冷却塔４００から水処理装置１へ冷却水Ｗ２を排出する配管Ｌ２０と、水処理装置１から金型成形機５００，５０１，５０２へ循環水Ｗ３を供給する配管Ｌ３０と、金型成形機５００，５０１，５０２から水処理装置１へ循環水Ｗ３を排出する配管Ｌ４０とにより、循環冷却水経路系が構成されている。

水処理装置１のカバー本体３００は、直方体の形状をなす鉄製の筺体で、前面には、制御盤用開閉扉が設けられ、その内側に各構成装置の操作と制御を行う操作パネルと警報報知手段と制御手段を有する制御部を備えた制御盤７０が内装され、その内部には、フィルタと、軟水化装置と、貯水タンクと、電気分解装置と、冷却装置へ送り出すための第１の循環ポンプと、成形ラインへ送り出すための第２の循環ポンプが設置されている。

また、カバー本体３００の右側面（図３において紙面左側）には、冷却装置から配管Ｌ２０を介して、冷却水Ｗ２が供給される給水口７００と、配管Ｌ５０を介して、冷却装置へ冷却水Ｗ２が供給される排出口７０３とが設けられている。

さらに、カバー本体３００の左側面（図３において紙面右側）には、配管Ｌ３０を介して、成形ラインへ循環水Ｗ３が供給される排出口７０１と、成形ラインから配管Ｌ４０を介して、循環水Ｗ３が供給される給水口７０２とが設けられている。

水処理装置１で水処理された循環水Ｗ３は、配管Ｌ３０から分岐した配管Ｌ３１を介して、金型成形機５００へ供給し、金型成形機５００で昇温した循環水Ｗ３は、配管Ｌ４０から分岐した配管Ｌ３２を介して、水処理装置１へ排出する配管Ｌ４０に接続される。

また、水処理装置１で水処理された循環水Ｗ３は、配管Ｌ３０から分岐した配管Ｌ３３を介して、金型成形機５０１へ供給し、金型成形機５０１で昇温した循環水Ｗ３は、配管Ｌ４０から分岐した配管Ｌ３４を介して、水処理装置１へ排出する配管Ｌ４０に接続される。

さらに、水処理装置１で水処理された循環水Ｗ３は、配管Ｌ３０から分岐した配管Ｌ３５を介して、金型成形機５０２へ供給し、金型成形機５０２で昇温した循環水Ｗ３は、配管Ｌ４０から分岐した配管Ｌ３６を介して、水処理装置１へ排出する配管Ｌ４０に接続される。

金型成形機５００，５０１，５０２へ供給され、余剰の循環水Ｗ３は、第３のゲートバルブ１９２を介して、配管Ｌ４０を通して水処理装置１へ送給される。

図３の例では、水処理装置１と金型成形機５００，５０１，５０２との間には、循環水Ｗ３の水温を調節する温調機６００，６０１，６０２が、３台並列に介装されている。

金型成形機５００，５０１，５０２から排出された昇温した循環水Ｗ３は、水処理装置１内の貯水タンクに一旦溜められ、電気分解装置で電気分解され、貯水タンクと接続する配管等に付着している赤錆やシリカ・マグネシウム等の無機系化合物のスケールが溶解し、剥離された。

また、電気分解された冷却水Ｗ２は、密閉式冷却塔４００に供給され、所定温度（３２℃）に冷却され、冷却された冷却水Ｗ２は、貯水タンクに送給され、再び成形ラインである３基の金型成形機５００，５０１，５０２へ循環されて、冷却を繰り返している。

密閉式冷却塔４００は、散水し、冷却水Ｗ２を蒸発させて、冷却水Ｗ２を冷却しているので、常時、補給水が必要となり、それに伴って、軟水化装置の稼働時間が長くなり、軟水化装置の再生塩の補給サイクルが早くなった。

また、水処理装置１の冷却装置に、空冷式チラーを適用した場合、冷凍機で冷却水Ｗ２を冷却しているので、給水のほとんどは、貯水タンクへ供給される循環水だけであり、供給される補給水は、僅かであった。

従って、水処理装置１は、軟水化装置の稼働時間が短くなり、軟水化装置の再生塩の補給サイクルが長くなり、通常の運転であれば、オペレーターは、１年以上軟水化装置２０に再生塩を補給する必要性がなくなった。

水処理装置１は、カバー本体３００でユニット化することにより、各構成装置の設置面積を小さくすることができ、各構成装置を工場内に据付する必要性がなくなり、屋外で使用することが可能となった。

また、水処理装置１は、カバー本体３００で完全に密閉された防水構造となっており、風雨にさらされても使用することが可能となった。

さらに、本考案の水処理装置は、薬品を使用しないので、成形機金型交換時に循環水が漏洩した場合でも通常の拭き取り作業で清掃することができた。

したがって、本考案の水処理装置は、金型交換時に金型内部の水をエアーで吹き飛ばすことで、そのまま排水することができて、作業性の向上が図れた。

本考案の水処理装置を示す全体構成図である。 本考案の水処理装置の制御対象装置の警報報知手段と制御手段を示すブロック図である。 本考案の水処理装置の一実施形態を示す概略図である。

符号の説明

１ ……水処理装置
１０ ……フィルタ
２０ ……軟水化装置
３０ ……貯水タンク
４０ ……電気分解装置
５０ ……第１の循環ポンプ（冷却装置用）
６０ ……第２の循環ポンプ（成形ライン用）
７０ ……制御盤
８０ ……ボールタップ
９０ ……フロートスイッチ
１００ ……温度センサ
１０１ ……電極部
１０２ ……ストレーナ
１１０ ……制御部
１２０ ……第１の圧力計
１２１ ……第２の圧力計
１３０ ……第１の圧力スイッチ
１３１ ……第２の圧力スイッチ
１４０ ……第１の逆止弁
１４１ ……第２の逆止弁
１６０ ……第１のボールバルブ
１６１ ……第２のボールバルブ
１６２ ……第３のボールバルブ
１６３ ……第４のボールバルブ
１７０ ……ボールバルブ（ドレン水用）
１８０ ……電動弁
１９０ ……第１のゲートバルブ
１９１ ……第２のゲートバルブ
１９２ ……第３のゲートバルブ
１９３ ……第４のゲートバルブ
２００ ……ドレンパン
３００ ……カバー本体
４００ ……密閉式冷却塔
５００，５０１，５０２ ……成形機
６００，６０１，６０２ ……金型温調機
７００ ……冷却装置からの給水口
７０１ ……成形ラインへの排出口
７０２ ……成形ラインからの給水口
７０３ ……冷却装置への排出口
Ｌ１〜Ｌ１１ ……配管
Ｌ２０，Ｌ３０〜Ｌ３６，Ｌ４０，Ｌ５０ ……配管
Ｗ１ ……補給水
Ｗ２ ……冷却水
Ｗ３ ……循環水

Claims (17)

1. 水の循環により、循環冷却水経路内で不足した循環水に応じて、貯水タンクに補給水を供給する循環系水処理装置において、
   供給された地下水、工業用水及び水道水等の補給水を濾過し、異物を除去する遠心分離方式のフィルタと、
   前記補給水からカルシウムやマグネシウム等のスケール生成要因を除去する軟水化装置と、
   前記補給水と前記循環水を収容する貯水タンクと、
   前記補給水と前記循環水を３０〜３４ｋＨｚの高周波電源で電気分解する電気分解装置と、
   前記補給水と前記循環水を冷却装置へ送り出すための第１の循環ポンプと、
   前記補給水と前記循環水を成形ラインへ送り出すための第２の循環ポンプ並びに、
   これら各構成装置の制御対象装置の異常を報知し、制御する制御部を備えた制御盤とを、
   ユニット化するためのカバー本体に収納したことを特徴とする一体型水処理装置。
2. 前記軟水化装置は、陽イオン交換樹脂と、補給水の通水量を積算する流量計および再生動作信号を出力するカムスイッチを備えることを特徴とする請求項１に記載の一体型水処理装置。
3. 前記貯水タンクは、前記補給水の給水を自動的に行うボールタップと、
   前記貯水タンクの側壁に取り付けられ、前記貯水タンク内の補給水と循環水の液面を計測するフロートスイッチおよび前記貯水タンク内の補給水と循環水の温度を計測する温度センサを備えることを特徴とする請求項１に記載の一体型水処理装置。
4. 前記電気分解装置は、正極、負極、接地極からなる３本の電極と前記３本の電極を覆う電極カバーとから構成される電極部と、前記３本の電極の電圧を計測する電圧計と、前記３本の電極に高周波電圧を印加する制御回路を備え、前記電極部を前記貯水タンク内に設置し、貯水タンク内に供給された補給水と循環水を電気分解することを特徴とする請求項１に記載の一体型水処理装置。
5. 前記補給水と前記循環水を貯水タンクから冷却装置へ供給する配管には、第１の圧力計と、第１の圧力スイッチを設けることを特徴とする請求項１に記載の一体型水処理装置。
6. 前記補給水と前記循環水を貯水タンクから成形ラインへ供給する配管には、第２の圧力計と、第２の圧力スイッチおよび逆止弁を設けることを特徴とする請求項１に記載の一体型水処理装置。
7. 前記制御部は、逆相リレーと、前記軟水化装置、前記貯水タンク、前記電気分解装置、前記第１の循環ポンプおよび前記第２の循環ポンプの異常を表示させる警報報知手段と、前記軟水化装置、前記電気分解装置、前記第１の循環ポンプおよび前記第２の循環ポンプを運転停止させる制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の一体型水処理装置。
8. 前記制御部は、前記軟水化装置に内蔵された流量計で水処理された補給水の通水量を積算して、積算した通水量が、予め補給水の硬度に基づいて、設定された通水量に達したら、カムスイッチが再生動作信号を出力し、前記制御部は、前記陽イオン交換樹脂の再生回数をカウントし、警報報知手段により、再生塩切れ警報を表示させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の一体型水処理装置。
9. 前記制御部は、前記電気分解装置の電圧計で前記３本の電極の電圧を計測して、前記３本の電極の電圧が予め設定した電圧値以下になったら、前記警報報知手段により、前記３本の電極の過負荷警報を表示させることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の一体型水処理装置。
10. 前記制御部は、前記フロートスイッチで前記貯水タンクの水量を計測して、前記貯水タンクの水量が予め設定した水量の下限値以下になったら、前記警報報知手段により、前記貯水タンクの水量不足警報を表示させることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の一体型水処理装置。
11. 前記制御部は、前記圧力スイッチで前記第１の循環ポンプと、前記第２の循環ポンプの圧力を計測して、前記第１の循環ポンプと、前記第２の循環ポンプの圧力が予め設定した圧力値以下になったら、前記警報報知手段により、前記第１の循環ポンプと、前記第２の循環ポンプの圧力不足警報を表示させることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の一体型水処理装置。
12. 前記制御部は、サーマルリレーで前記第１の循環ポンプと、前記第２の循環ポンプの過電流を検知して、前記警報報知手段により、前記第１の循環ポンプと、前記第２の循環ポンプの過負荷警報を表示させることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の一体型水処理装置。
13. 前記制御部は、前記逆相リレーで電源の逆相を検知して、前記警報報知手段により、電源の逆相警報を表示させることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の一体型水処理装置。
14. 前記制御部は、前記フロートスイッチで前記貯水タンクの水量を計測して、前記貯水タンクの水量が予め設定した水量の下限値以下になったら、前記制御手段により、前記第１の循環ポンプと、前記第２の循環ポンプを運転停止させることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の一体型水処理装置。
15. 前記制御部は、前記圧力スイッチで前記第１の循環ポンプと、前記第２の循環ポンプの圧力を計測して、前記第１の循環ポンプと、前記第２の循環ポンプの圧力が予め設定した圧力値以下になったら、前記制御手段により、前記第１の循環ポンプと、前記第２の循環ポンプを運転停止させることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の一体型水処理装置。
16. 前記制御部は、サーマルリレーで前記第１の循環ポンプと、前記第２の循環ポンプの過電流を検知して、前記制御手段により、前記第１の循環ポンプと、前記第２の循環ポンプを運転停止させることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の一体型水処理装置。
17. 前記制御部は、前記逆相リレーで電源の逆相を検知し、前記制御手段により、前記軟水化装置、前記電気分解装置、前記第１の循環ポンプおよび前記第２の循環ポンプを運転停止させることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の一体型水処理装置。
    

Images