JP4214139B2 - 冷却水循環装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷却水循環装置に関する。

水冷式の機器等に冷却水を循環させる冷却水循環装置は、機器等の熱交換器を冷却水によって冷却した後、温まった水を冷却塔に流して冷却し、再び熱交換器に循環させるものである。

このような冷却水循環装置においては、配管の内壁に不溶性のカルシウム塩等（スケール）が付着したり、藻や微生物が繁殖したりして、配管の詰まりや冷却効率の低下が生じることがある。また、装置内で微生物が繁殖することは、衛生上も好ましくない。このため、循環経路中に電解装置を設けて冷却水を電解処理する技術が開発されている（特許文献１、特許文献２参照）。

冷却水に含まれてスケールの原因となるカルシウムイオン、マグネシウムイオンなどのミネラル分は、電解処理の際に、電極上にスケールとして析出する。また、電解処理によって、冷却水中には殺菌能力を有する次亜塩素酸等が生成する。このようにして、冷却水循環経路内での微生物の繁殖やスケールの付着を抑制することができる。
特開２００１−２５９６５０公報 特開２００４−１３２５９２公報

ところで、水を電解処理する際には、陰極側から水素が、陽極側から酸素が発生する。この水素、酸素を大気中に逃がすため、特許文献２に示すように、電解槽として開放型の槽を用い、処理後の冷却水を電解槽からオーバーフローさせて冷却塔に戻す方式が一般に採用される。ところが、このような方式ではオーバーフローした冷却水が電解槽や冷却塔の外側にこぼれてしまうことが懸念されるため、装置の設置場所や電解槽と冷却塔との配置に制約がある。

しかし、単純に電解層を密閉型にしたのでは、発生した水素や酸素が電解槽内に溜まることにより電解槽の内圧が高まったり、電解槽内での冷却水の水位が下がって電解処理の効率が低下したりすること、メンテナンスが困難となること等の問題が生じる。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、設置場所等に制約が少なく、取り扱いの容易な冷却水循環装置を提供することにある。

上記の課題を解決するための請求項１の発明に係る冷却水循環装置は、冷却水を冷却する冷却装置と、この冷却装置と前記冷却水によって冷やされる被冷却機器との間に設けられて前記冷却水を循環させる流水路とによって構成された冷却水循環経路を備える冷却水循環装置であって、前記冷却水循環経路には、前記冷却水を貯留する密閉構造の電解槽と、前記電解槽内に設置された少なくとも一対の電極と、前記一対の電極間に所定時間電圧を印加して前記電極にスケールを堆積させ、その後、電圧印加方向を反転させて所定時間前記電極間に電圧を印加することで前記電極に堆積したスケールを前記電極から剥離させる電圧源と、前記電解槽に前記冷却水を入水する給水路と、前記電解槽から前記冷却水を出水する出水路と、を備えて前記一対の電極間に電圧を印加することにより前記電解槽内に貯留された前記冷却水の電解処理を行う電解装置が備えられ、前記電解槽の側壁には前記給水路を構成する給水管が接続されると共に、天井面には上側に向かって凹む気泡溜め部が前記電極における前記給水管とは逆側の側端部のほぼ真上位置に設けられて前記出水路が前記気泡溜め部に接続され、かつ、前記電解槽の底壁部において前記電極が配されている領域から前記給水管とは逆側に外れた位置にはホッパ部が設けられ、そのホッパ部にスケールの排出管が接続されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、電解槽を密閉式としたから、オーバーフロー式のものと異なり冷却水が電解槽や冷却塔の外側にこぼれてしまうことを考慮する必要がなく、装置の設置場所や電解槽と冷却塔との配置に制約がない。また、天井面に気泡溜め部を凹設し、発生した水素や酸素をこの気泡溜め部に逃がすようにしたから、電解槽内での冷却水の水位が下がって電解処理の効率が低下することを回避できる。
しかも、上記気泡溜め部は電解槽の天井部において出水路の接続位置の周囲に設けられているから、気泡溜め部に空気抜きのための特別な機構を設けなくても、溜まった気泡が出水路から出水する水とともに自然に排出されるから、発生した水素や酸素が電解槽内に溜まることにより電解槽の内圧が高まったり、電解槽内での冷却水の水位が下がって電解処理の効率が低下したりすることを回避できる。
さらには、冷却水の電解処理は電極への電圧印加方向を所定時間毎に反転させるようにしているから、冷却水のミネラル分が一方の電極にスケールとして付着しても逆電圧の印加による電解処理時にスケールが電極から剥離する。この結果、電極におけるスケール除去が自動的に行われるだけでなく、剥離したスケールは電解槽の底部のホッパ部から外に排出できるから、電解槽のメンテナンスも容易になる。

＜第１実施形態＞
以下、本発明を具体化した実施形態について、図１〜図８を参照しつつ詳細に説明する。

図１には、本実施形態の冷却水循環装置１の概略図を示す。この冷却水循環装置１は、空冷装置や冷蔵装置等に備えられる熱交換器２（本発明の被冷却機器）に冷却水Ｗを循環させるためのものである。

冷却水Ｗが循環する冷却水循環経路Ｒ１（以下、単に「循環経路Ｒ１」と称することがある）は、熱交換器２とクーリングタワー３（本発明の冷却装置に該当する）とが、クーリングタワー３で冷やされた冷却水Ｗが熱交換器２に向かう往路、および熱交換器２を通過して温まった冷却水Ｗがクーリングタワー３に戻る復路を構成する２本の流水管４Ａ、４Ｂ（本発明の流水路に該当する）で接続されて、全体としてループ状に構成されたものである。クーリングタワー３は、空気との接触によって水を冷却する一般的な構成のものである。往路側の流水管４Ａには循環ポンプＰ１が装備されて、クーリングタワー３によって冷やされた冷却水Ｗを熱交換器２に圧送できるようになっている。また、循環経路Ｒ１を流れる冷却水Ｗは、経時的な蒸発やメンテナンス等によって失われていくため、クーリングタワー３には、冷却水Ｗを外部から補給するための、バルブＢ１付きの補給管５が設けられている。

この冷却水循環装置１には、両端がクーリングタワー３に接続されたバイパス経路Ｒ２が設けらている。バイパス経路Ｒ２は、電解装置１０とクーリングタワー３とが、クーリングタワー３から冷却水Ｗを電解装置１０に送る往路を構成する給水管１５、および電解装置１０で処理された冷却水Ｗをクーリングタワー３に戻す復路を構成する出水管１６で接続されて全体としてループ状に構成されたものである。電解装置１０は、冷却水Ｗを貯留するための電解槽１１を備えている。電解槽１１は密閉構造をなす略直方体状の中空容器であって、その内部には、導電性材料により矩形薄板状に形成された４枚の電極２０が設けられている。

各電極２０は、それぞれ電解槽１１の横幅よりもやや幅の狭い板状をなしており、電解槽１１の一方の側壁（図１の左側壁１２）側に寄せて配されている。４枚の電極２０のうち２枚（電極２０Ａ、２０Ｄ）はその板面がそれぞれ電解槽１１の正面側および背面側の内壁面に接するようにして配され、この２枚の電極２０Ａ、２０Ｄの間に他の２枚の電極２０Ｂ、２０Ｃが、両端の電極２０Ａ、２０Ｄと平行に、かつ等間隔で配置されている。４枚の電極２０は、１枚おきに直流電源２２における同一の端子に接続されるようになっている。すなわち、電極２０Ａと、この電極２０Ａから１つおいた電極２０Ｃとが直流電源２２の一対の端子２２Ａ、２２Ｂのうち一方の端子２２Ａに接続されている。そして、電極２０Ａと電極２０Ｃとの間に配されている電極２０Ｂと、この電極２０Ｂから１つおいた電極２０Ｄとが他方の端子２２Ｂに接続されている。これにより、隣り合うプラスマイナス一対の電極からなる単セルの３つを並列に接続した電解セル構造が構成される（図２を併せて参照）。

なお、電極２０の材質としては、電気分解装置の電極に通常に使用されるものであれば特に制限はなく、例えばチタンにプラチナをコーティングしたもの、あるいはカーボン等の、冷却水Ｗへの成分の溶出が起こらないものを好ましく使用することができる。

電解槽１１において電極２０が寄せて配されている側の側壁（左側壁１２）には、クーリングタワー３から冷却水Ｗを供給するための、バルブＢ２付きの給水管１５（本発明の給水路に該当する）の一端部が接続されている。給水管１５にはバイパス側ポンプＰ２が設けられて、冷却水Ｗをクーリングタワー３から電解槽１１に圧送できるようになっている。また、電解槽１１の天井壁１３（本発明の天井部に該当する）において一部の領域は、上側（電解槽１１の外側方向）に向かって傘状に膨出されている。これにより、天井面１３Ａに上側に向かって凹む気泡溜め部１７が形成されている。この気泡溜め部１７は、電極２０における給水管１５側とは逆側の側端部のほぼ直上位置に形成されている。そして、この気泡溜め部１７の上端部（傘の頂点位置）には、電解処理後の冷却水Ｗをクーリングタワー３に戻すための、バルブＢ３付きの出水管１６（本発明の出水路に該当する）の一端部が接続されている。

また、電解槽１１の底壁部１４（本発明の底部に該当する）において電極２０の右側方位置、すなわち、電極２０が配されている領域から外れた位置には、壁の一部を下側（電解槽１１の外側方向）に向かって漏斗状に凹ませ、この凹みの下端にバルブＢ４を介して排出管１８（本発明の排出路に該当する）を接続することにより、ホッパ部１９が形成されている。

次に、上記のように構成された冷却水循環装置１において、冷却水Ｗの電解処理を行う手順について説明する。

循環ポンプＰ１を作動させると、クーリングタワー３内で冷却された冷却水Ｗが往路側の流水管４Ａを通って熱交換器２に供給され、熱交換が行われる。熱交換により温まった冷却水Ｗは、復路側の流水管４Ｂを通ってクーリングタワー３に戻され、クーリングタワー３内で冷却されて再び熱交換器２に送られる。このように、クーリングタワー３によって冷却された冷却水Ｗが冷却水循環経路Ｒ１内を循環することで、熱交換器２に接続された空冷装置や冷蔵装置等による冷却が行われる。

さて、冷却水Ｗの電解処理を行う際には、図３Ａ、図３Ｂに示すように、給水管１５および出水管１６のバルブＢ２、Ｂ３を開き、排出管１８のバルブＢ４を閉じた状態で、バイパス側ポンプＰ２を作動させる。すると、クーリングタワー３内の冷却水Ｗの一部は、給水管１５を通って電解槽１１に供給され、電解槽１１内部の電極２０が冷却水Ｗに浸漬される。給水管１５は電極２０の一端側（図３Ａの左端側）に対応する位置、出水管１６は電極２０は電極２０の他端側（図３Ａの右端側）に対応する位置にあるから、電解槽１１内での冷却水Ｗの流れは、給水管１５から供給された冷却水Ｗが電極２０間を通って出水管１６に至る流れとなる。この状態で、直流電源２２の一方の端子２２Ａをマイナス側、他方の端子２２Ｂをプラス側として、すなわち、電極２０Ａ、２０Ｃを陽極、電極２０Ｂ、２０Ｄを陰極として、各電極２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ間に直流電圧を印加する（第１の電解工程）。

すると、冷却水Ｗが電極２０間を通過する間に、冷却水Ｗ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ミネラル分のイオンがスケールＳとなって、陰極である電極２０Ｂ、２０Ｄの表面に析出する。これにより、ミネラル分が冷却水Ｗから除去される。電解処理を受けてミネラル分が除去されたした冷却水Ｗは、出水管１６を通ってクーリングタワー３へ戻される。

このとき、電解処理に伴って、陰極側から水素が、陽極側から酸素が発生する。ここで、電解槽１１には天井面１３Ａが一段高くされた気泡溜め部１７が設けられているから、水素及び酸素の気泡はこの気泡溜め部１７に逃がされる。また、この気泡溜め部１７の上端部には出水管１６が接続されているから、気泡溜め部１７に集まった気泡は出水管１６から出水する冷却水Ｗとともに排出される。

運転を継続していくと、陰極である電極２０Ｂ、２０Ｄの表面には、析出したスケールＳが徐々に堆積していく。そこで、所定時間運転経過後に、陽極−陰極を反転させて運転を行う（図４Ａ、図４Ｂ；第１のスケール剥離工程）。

まず、バイパス側ポンプＰ２を停止して、バイパス経路Ｒ２への冷却水Ｗの供給を中断する。そして、給水管１５および排出管１８のバルブＢ２、Ｂ４を閉じ、出水管１６のバルブＢ３を開いた状態で、上記した第１の電解処理とは逆に、直流電源２２の一方の端子２２Ａをプラス側、他方の端子２２Ｂをマイナス側として、すなわち、電極２０Ａ、２０Ｃを陰極、電極２０Ｂ、２０Ｄを陽極として、各電極２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ間に直流電圧を印加する。これにより、電極２０Ｂ、２０Ｄの表面に堆積していたスケールＳが剥がれ落ちる。なお、この工程においても電圧の印加が行われるため、冷却水Ｗが電気分解されて水素と酸素とが生成する。このため、出水管１６のバルブＢ３を開いたままにしておくことで、水素と酸素の気泡を出水管１６から逃がすようにする。

次いで、剥がれ落ちたスケールＳを電解槽１１から排出する（図５；排出工程）。給水管１５および排出管１８のバルブＢ２、Ｂ４を開き、出水管１６のバルブＢ３を閉じた状態で、バイパス側ポンプＰ２を作動させ、電解槽１１内に給水する。すると、電解槽１１内部の冷却水Ｗは排出管１８を通って排出される。これとともに、剥がれ落ちたスケールＳもホッパ部１９に落下し、排出管１８を通って排出される。このようにして、電解槽１１からのスケールＳの排出を容易に行うことができる。なお、ホッパ部１９は電極２０が配されている領域を避けて設けられているから、ホッパ部１９に堆積したスケールが水の流れにより巻き上げられて電極２０に再付着することを抑制できる。

続いて、第１の電解工程とは陽極と陰極とを反転させたままの状態で、電解処理を再開する（図６Ａ、図６Ｂ；第２の電解工程）。すなわち、給水管１５および出水管１６のバルブＢ２、Ｂ３を開き、排出管１８のバルブＢ４を閉じた状態で、バイパス側ポンプＰ２を作動させる。この状態で、電極２０Ａ、２０Ｃを陰極、電極２０Ｂ、２０Ｄを陽極として、各電極２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ間に直流電圧を印加する。すると、陰極となった電極２０Ａ、２０Ｃの表面にスケールＳが析出する。これにより、ミネラル分が冷却水Ｗから除去される。電解処理を受けてミネラル分が減少した冷却水Ｗは、出水管１６を通ってクーリングタワー３へ戻される。

また、第１の電解工程と同様に、電解処理に伴って、水素と酸素の気泡が発生し、この気泡は気泡溜め部１７に逃がされる。気泡溜め部１７に集まった気泡は出水管１６から出水する冷却水Ｗとともに排出される。

運転を継続していくと、上記した第１の電解工程と同様に、陰極である電極２０Ａ、２０Ｃの表面には、析出したスケールＳが徐々に堆積していく。そこで、所定時間運転経過後に、陽極−陰極を反転させて運転を行う（図７Ａ、図７Ｂ；第２のスケール剥離工程）。

すなわち、バイパス側ポンプＰ２を停止して、バイパス経路Ｒ２への冷却水Ｗの供給を中断する。そして、給水管１５および排出管１８のバルブＢ２、Ｂ４を閉じ、出水管１６のバルブＢ３を開いた状態で、上記した第２の電解処理とは逆に、直流電源２２の一方の端子２２Ａをマイナス側、他方の端子２２Ｂをプラス側として、すなわち、電極２０Ａ、２０Ｃを陽極、電極２０Ｂ、２０Ｄを陰極として、各電極２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ間に直流電圧を印加する。これにより、電極２０Ａ、２０Ｃの表面に堆積していたスケールＳが剥がれ落ちる。なお、この工程においても、第１のスケール剥離工程と同様に出水管１６のバルブＢ３を開いたままにしておくことで、水素と酸素の気泡を出水管１６から逃がすようにする。

次いで、剥がれ落ちたスケールＳを電解槽１１から排出する（図８；排出工程）。給水管１５および排出管１８のバルブＢ２、Ｂ４を開き、出水管１６のバルブＢ３を閉じた状態で、バイパス側ポンプＰ２を作動させ、電解槽１１内に給水する。すると、電解槽１１内部の冷却水Ｗは排出管１８を通って排出される。これとともに、剥がれ落ちたスケールＳもホッパ部１９に落下し、排出管１８を通って排出される。

排出工程が終了したら、第２の電解工程とは陽極と陰極とを反転させたままの状態で（すなわち、再び第１の電解工程に戻って）電解処理を再開する。このように、第１の電解工程と第２の電解工程を、スケール剥離工程および排出工程を間に挟みつつ繰り返していく。

このように、所定時間ごとに電極２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄの極性を反転させ、陰極上に堆積したスケールＳを除去しつつ、電解を行う。これにより、ミネラル分を除去して冷却水Ｗの硬度を低下させ、循環経路Ｒ１内でのスケールの付着を防止することができる。また、電解処理によって、冷却水Ｗ中には殺菌能力を有する次亜塩素酸等が生成する。これにより、循環経路Ｒ１内での微生物の繁殖を防止することができる。

以上のように本実施形態によれば、電解槽１１を密閉式としたから、オーバーフロー式のものと異なり冷却水Ｗが電解槽１１の外側にこぼれてしまうことを考慮する必要がなく、装置の設置場所や電解槽１１とクーリングタワー３との配置に制約がない。また、天井面１３Ａに気泡溜め部１７を凹設し、発生した水素や酸素をこの気泡溜め部１７に逃がすようにしたから、電解槽１１内での冷却水Ｗの水位が下がって電解処理の効率が低下することを回避できる。

また、気泡溜め部１７が電解槽１１の天井壁１３において出水管１６の接続位置の周囲に形成されている。このような構成によれば、気泡溜め部１７に空気抜きのための特別な機構を設けなくても、溜まった気泡が出水管１６から出水する水とともに排出されるから、簡易な構成で電解槽１１の気泡抜きを行うことができ、発生した水素や酸素が電解槽１１内に溜まることにより電解槽１１の内圧が高まったり、電解槽１１内での冷却水Ｗの水位が下がって電解処理の効率が低下したりすることを回避できる。

また、電解槽１１の底壁部１４にはホッパ部１９が設けられており、電解処理により析出したスケールＳをこのホッパ部１９から排出できるので、密閉式の電解槽１１であってもメンテナンスを容易に行うことができる。

＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態について、図９〜図１２を参照しつつ説明する。本実施形態の第１実施形態との主たる相違点は、電極３０が、直流電源２２に接続されて給電を受ける一対の給電電極３１Ａ、３１Ｄと、この給電電極３１Ａ、３１Ｄの間に配された誘電電極３１Ｂ、３１Ｃとで構成された複極式のものである点にある。なお、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の電解装置３０は、第１実施形態の構成の冷却水循環装置１における電解装置１０に代えて使用できるものであって、第１実施形態の電解装置１０と同様に電解槽１１を備えている。この電解槽１１の内部には、導電性材料により矩形薄板状に形成された４枚の電極３１が設けられている。

電極３１は、直流電源２２に接続されて給電を受ける一対の給電電極３１Ａ、３１Ｄと、この給電電極３１Ａ、３１Ｄの間に配された誘電電極３１Ｂ、３１Ｃとで構成された複極式のものである。給電電極３１Ａ、３１Ｄおよび誘電電極３１Ｂ、３１Ｃはそれぞれ電解槽１１の横幅よりもやや幅の狭い板状をなしており、電解槽１１の一方の側壁（図９の左側壁１２）側に寄せて配されている。一対の給電電極３１Ａ、３１Ｄはその板面がそれぞれ電解槽１１の正面側および背面側の内壁面に接するようにして配され、この給電電極３１Ａ、３１Ｄの間に２枚の誘電電極３１Ｂ、３１Ｃが、給電電極３１Ａ、３１Ｄと平行に、かつ等間隔で配置されている。両端の給電電極３１Ａ、３１Ｄ間に直流電圧を印加すると、中間の誘電電極３１Ｂ、３１Ｃは分極して一方の面が陽極、もう一方の面が陰極となる。したがって、隣り合う２枚の電極からなる単セルの３つを直列に接続した複極式の電解セル構造が構成される。

本実施形態の電解装置３０を使用して冷却水Ｗの電解処理を行う際には、第１実施形態と同様に、給水管１５および出水管１６のバルブＢ２、Ｂ３を開き、排出管１８のバルブＢ４を閉じた状態で、バイパス側ポンプＰ２を作動させ、電解槽１１内を冷却水Ｗて満たす。

この状態で、正面側の給電電極３１Ａを陽極、背面側の給電電極３１Ｄを陰極として両電極３１Ａ、３１Ｄ間に直流電圧を印加する（図９；第１の電解工程）。このとき、誘電電極３１Ｂ、３１Ｃにおいては正面側（正面側の給電電極３１Ａと対向する側）が陰極面となり、背面側が陽極面となる（第１の電解工程）。すると、冷却水Ｗが電極３１間を通過する間に、冷却水Ｗ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ミネラル分のイオンがスケールＳとなって、陰極である背面側の給電電極３１Ｄの表面、および誘電電極３１Ｂ、３１Ｃの陰極面に析出する。これにより、ミネラル分が冷却水Ｗから除去される。電解処理を受けてミネラル分が除去されたした冷却水Ｗは、出水管１６を通ってクーリングタワー３へ戻される。

このとき、電解処理に伴って、陰極側から水素が、陽極側から酸素が発生する。この水素及び酸素の気泡は、第１実施形態と同様に気泡溜め部１７に逃がされ、出水管１６から出水する冷却水Ｗとともに排出される。

運転を継続していくと、陰極である給電電極３１Ｄの表面、および誘電電極３１Ｂ、３１Ｃの陰極面には、析出したスケールＳが徐々に堆積していく。そこで、所定時間運転経過後に、陽極−陰極を反転させて運転を行う（図１０；第１のスケール剥離工程）。
まず、第１実施形態と同様に、バイパス側ポンプＰ２を停止して、バイパス経路Ｒ２への冷却水Ｗの供給を中断する。そして、給水管１５および排出管１８のバルブＢ２、Ｂ４を閉じ、出水管１６のバルブＢ３を開いた状態とする。

この状態で、上記した第１の電解処理とは逆に、正面側の給電電極３１Ａを陰極、背面側の給電電極３１Ｄを陽極として両電極３１Ａ、３１Ｄ間に直流電圧を印加する。このとき、誘電電極３１Ｂ、３１Ｃの陽極面、陰極面も表裏反転し、正面側が陽極面、背面側が陰極面となる。これにより、給電電極３１Ｄ、および誘電電極３１Ｂ、３１Ｃの表面に堆積していたスケールＳが剥がれ落ちる。なお、この工程においても電圧の印加が行われるため、冷却水Ｗが電気分解されて水素と酸素とが生成する。このため、出水管１６のバルブＢ３を開いたままにしておくことで、水素と酸素の気泡を出水管１６から逃がすようにする。

次いで、剥がれ落ちたスケールＳを電解槽１１から排出する（排出工程）。排出工程は第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

続いて、第１の電解工程とは陽極と陰極とを反転させたままの状態で、電解処理を再開する（図１１；第２の電解工程）。すなわち、給水管１５および出水管１６のバルブＢ２、Ｂ３を開き、排出管１８のバルブＢ４を閉じた状態で、バイパス側ポンプＰ２を作動させる。

この状態で、正面側の給電電極３１Ａを陰極、背面側の給電電極３１Ｄを陽極として両電極３１Ａ、３１Ｄ間に直流電圧を印加する。すると、陰極となった正面側の給電電極３１Ａの表面、および誘電電極３１Ｂ、３１Ｃの陰極面にスケールＳが析出する。これにより、ミネラル分が冷却水Ｗから除去される。電解処理を受けてミネラル分が減少した冷却水Ｗは、出水管１６を通ってクーリングタワー３へ戻される。また、第１の電解工程と同様に、電解処理に伴って、水素と酸素の気泡が発生する。この気泡は気泡溜め部１７に逃がされ、出水管１６から出水する冷却水Ｗとともに排出される。

所定時間運転が経過し、電極３１上スケールＳが堆積したら、再び陽極−陰極を反転させて運転を行う（図１２；第２のスケール剥離工程）。
すなわち、第１実施形態と同様に、バイパス側ポンプＰ２を停止して、バイパス経路Ｒ２への冷却水Ｗの供給を中断する。そして、給水管１５および排出管１８のバルブＢ２、Ｂ４を閉じ、出水管１６のバルブＢ３を開いた状態とする。
この状態で、上記した第２の電解処理とは逆に、正面側の給電電極３１Ａを陽極、背面側の給電電極３１Ｄを陰極として両電極３１Ａ、３１Ｄ間に直流電圧を印加する。このとき、誘電電極３１Ｂ、３１Ｃの陽極面、陰極面も表裏反転し、正面側が陰極面、背面側が陽極面となる。これにより、給電電極３１Ｄ、および誘電電極３１Ｂ、３１Ｃの表面に堆積していたスケールＳが剥がれ落ちる。なお、この工程においても電圧の印加が行われるため、冷却水Ｗが電気分解されて水素と酸素とが生成する。このため、出水管１６のバルブＢ３を開いたままにしておくことで、水素と酸素の気泡を出水管１６から逃がすようにする。

次いで、剥がれ落ちたスケールＳを電解槽１１から排出する（排出工程）。排出工程は第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

排出工程が終了したら、第２の電解工程とは陽極と陰極とを反転させたままの状態で（すなわち、再び第１の電解工程に戻って）電解処理を再開する。このように、第１の電解工程と第２の電解工程を、スケール剥離工程および排出工程を間に挟みつつ繰り返していく。

以上のように、本実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

本発明の技術的範囲は、上記した実施形態によって限定されるものではなく、例えば、次に記載するようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。その他、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶものである。

（１）上記実施形態では、クーリングタワー３から分岐するバイパス経路Ｒ２を設けてここに電解装置１０を設置したが、バイパス経路の両端が例えば流水管４から分岐されていても良い。また、バイパス経路を設けず、クーリングタワーと熱交換器と電解装置とを流水管で接続して１つのループを形成するようにしても良い。

（２）上記実施形態では、気泡溜め部１７を傘状に形成したが、気泡溜め部１７の形状には特に制限はなく、例えば半円状、直方体状であっても良い。

（３）第１実施形態では、並列に接続される２対の電極２０Ａ−２０Ｂ、２０Ｃ−２０Ｄを用いたが、用いる電極は一対または３対以上であっても良い。また、第２実施形態では、給電電極３１Ａ、３１Ｄの間に２枚の誘電電極３１Ｂ、３１Ｃを設けたが、誘電電極の枚数は上記実施形態の限りではなく、１枚または３枚以上であっても良い。

（４）なお、循環経路Ｒ１およびＲ２には、冷却水Ｗの流量や水質を監視するモニタなど、必要に応じて種々の装備が取り付けられていても構わない。

第１実施形態の冷却水循環装置の全体概略図 第１実施形態の電解装置を上面側から見た概略図 第１実施形態の電解装置により第１の電解工程を行う様子を側面側から示した図 第１実施形態の電解装置により第１の電解工程を行う様子を上面側から示した図 第１実施形態の電解装置により第１のスケール剥離工程を行う様子を側面側から示した図 第１実施形態の電解装置により第１のスケール剥離工程を行う様子を上面側から示した図 第１実施形態の電解装置により排出工程を行う様子を側面側から示した図 第１実施形態の電解装置により第２の電解工程を行う様子を側面側から示した図 第１実施形態の電解装置により第２の電解工程を行う様子を上面側から示した図 第１実施形態の電解装置により第２のスケール剥離工程を行う様子を側面側から示した図 第１実施形態の電解装置により第２のスケール剥離工程を行う様子を上面側から示した図 第１実施形態の電解装置により排出工程を行う様子を側面側から示した図 第２実施形態の電解装置により第１の電解工程を行う様子を側面側から示した図 第２実施形態の電解装置により第１のスケール剥離工程を行う様子を側面側から示した図 第２実施形態の電解装置により第２の電解工程を行う様子を側面側から示した図 第２実施形態の電解装置により第２のスケール剥離工程を行う様子を側面側から示した図

符号の説明

１…冷却水循環装置
２…熱交換器（被冷却機器）
３…クーリングタワー（冷却装置）
４Ａ、４Ｂ…流水管（流水路）
１０…電解装置
１１…電解槽
１３…天井壁（天井部）
１３Ａ…天井面
１４…底壁部（底部）
１５…給水管（給水路）
１６…出水管（出水路）
１７…気泡溜め部
１８…排出管（排出路）
１９…ホッパ部
２０…電極
２２…直流電源（電圧源）
Ｒ１…冷却水循環経路
Ｗ…冷却水

Claims (1)

1. 冷却水を冷却する冷却装置と、この冷却装置と前記冷却水によって冷やされる被冷却機器との間に設けられて前記冷却水を循環させる流水路とによって構成された冷却水循環経路を備える冷却水循環装置であって、
   前記冷却水循環経路には、前記冷却水を貯留する密閉構造の電解槽と、前記電解槽内に設置された少なくとも一対の電極と、前記一対の電極間に所定時間電圧を印加して前記電極にスケールを堆積させ、その後、電圧印加方向を反転させて所定時間前記電極間に電圧を印加することで前記電極に堆積したスケールを前記電極から剥離させる電圧源と、前記電解槽に前記冷却水を入水する給水路と、前記電解槽から前記冷却水を出水する出水路と、を備えて前記一対の電極間に電圧を印加することにより前記電解槽内に貯留された前記冷却水の電解処理を行う電解装置が備えられ、前記電解槽の側壁には前記給水路を構成する給水管が接続されると共に、天井面には上側に向かって凹む気泡溜め部が前記電極における前記給水管とは逆側の側端部のほぼ真上位置に設けられて前記出水路が前記気泡溜め部に接続され、かつ、前記電解槽の底壁部において前記電極が配されている領域から前記給水管とは逆側に外れた位置にはホッパ部が設けられ、そのホッパ部にスケールの排出管が接続されていることを特徴とする冷却水循環装置。

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