JP5849593B2 - 冷却塔用自動洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷却塔の自動洗浄方法および自動洗浄装置に関する。

工場やビルなどのコンプレッサーや冷凍機で発生した廃熱は、熱交換器を介して冷却水などで冷却される。熱交換器を通って熱交換が行われた冷却水は、例えば、図３に例示するような冷却塔に導入される。同図に示す冷却塔１００は、冷却水Ｗが貯水される貯水槽１２を備え、この貯水槽１２の上部に、左右の筐体２０によって充填材２が多段に支持されている。そして、冷却水Ｗは揚水ポンプ１４で工場等から送水され、配管１５を介して左右の充填材２の上部から下部に向けて流されるようになっている。さらに、左右の充填材２の側方には、冷却風を導入するためのルーバー２１が配置されるとともに、上部中央には送風用のファン７が設けられ、これにより、充填材２に冷却水Ｗが流されるときに充填材２が空気と接触することで冷却水Ｗが放熱（冷却）される。そして、冷却後の冷却水Ｗが下部の貯水槽１２に貯水される。その後、冷却水Ｗは、貯水槽１２に付設されたポンプ５で、工場等に向けて送水される。

ところで、この種の冷却塔１００で冷却水Ｗの循環を繰り返していると、いずれ冷却塔１００内部の充填材２に塵埃や有機物などが付着し、熱交換効率が低下してしまう。そのため、これを防止するために、外部からノズルで高圧水を充填材の表面に吹き付けて、充填材を洗浄する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００１−３４９６９３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の洗浄方法は、冷却塔の停止時に、現場での洗浄条件を設定する作業が都度発生し、また、洗浄作業にも人員が必要となる。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、現場での洗浄条件を設定する作業が不要であり、洗浄作業の人員も不要として自動的に充填材を洗浄することができる冷却塔用自動洗浄装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る冷却塔用自動洗浄装置は、充填材と、該充填材を経た冷却水を貯水する貯水槽とを備える冷却塔に用いられ、前記充填材を洗浄するための自動洗浄装置であって、前記貯水槽内の冷却水を汲み上げる二つのポンプと、該二つのポンプで汲み上げられた冷却水を前記充填材に吹き付けるように前記充填材に向けて予め対向配置されたノズルと、前記二つのポンプそれぞれに個別に対応して各ポンプで汲み上げられた冷却水を前記ノズルと各ポンプ毎の送水方向とに送るように切換え可能な複数のバルブと、前記貯水槽内の冷却水の温度を測定する温度測定手段と、該温度測定手段での測定温度を取得するとともに、前記二つのポンプの駆動および前記複数のバルブの切換えを制御する制御手段とを備え、前記二つのポンプは、冷却塔の通常運転において前記貯水槽内の冷却水を次工程に向けて送水するための第一のポンプと、冷却塔の自動洗浄運転において前記貯水槽内の冷却水を凝集沈殿設備に送水するための第二のポンプとであり、前記制御手段は、前記通常運転においては、前記貯水槽内の冷却水を前記次工程に送水するように前記複数のバルブを切換えるとともに前記第一のポンプを駆動して、前記貯水槽内の冷却水を次工程に向けて送水する冷却水送水処理を実行し、前記自動洗浄運転においては、前記温度測定手段から所定間隔で取得した測定温度が予め設定された管理温度よりも高い値を所定の回数だけ連続して記録したときに、前記貯水槽内の冷却水を前記ノズルに向けて送水するように前記複数のバルブを切換えるとともに前記二つのポンプを駆動して、前記ノズルで高圧水を前記充填材に吹き付けて前記充填材を洗浄する充填材洗浄処理を実行し、前記洗浄後には、前記貯水槽内の冷却水を前記凝集沈殿設備に送水するように前記複数のバルブを切換えるとともに前記第二のポンプを駆動して、タイマー制御によって所定の時間だけ、前記貯水槽内の冷却水を前記凝集沈殿設備に向けて送水する剥離物除去処理を実行することを特徴とする。

本発明によれば、貯水槽内の冷却水の測定温度とその管理温度とから冷却塔の充填材の洗浄時期を判断し、その洗浄時期にて、充填材に向けて予め対向配置されたノズルから高圧水を充填材に吹き付けて充填材を洗浄することができるので、現場での洗浄条件を設定する作業が不要であり、洗浄作業の人員も不要とし得て自動的に充填材を洗浄することができる。

本発明の一態様に係る自動洗浄装置を備える冷却塔の一実施形態を説明する模式図である。 図１の制御部で実行される自動洗浄処理を説明するフローチャートである。 従来の冷却塔の一例を説明する模式図である。

以下、本発明の一態様に係る自動洗浄装置を備える冷却塔の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１に示すように、この冷却塔１は、冷却水Ｗが貯水される貯水槽１２を備えている。この貯水槽１２には、槽内の冷却水Ｗの温度を測定する温度測定手段である温度計４が付設されている。貯水槽１２の上部には、左右の筐体２０によって充填材２が多段（この例では３段）に支持されている。左右の充填材２の側方には、冷却風を導入するためのルーバー２１が多層に配置されるとともに、上部中央には送風用のファン７が設けられている。そして、冷却水Ｗは揚水ポンプ１４で工場から送水され、配管１５を介して左右の充填材２の上部から下部の貯水槽１２に向けて順に流されるようになっている。これにより、充填材２に冷却水Ｗが流されるときに充填材２が空気と接触することで冷却水Ｗが放熱（冷却）される。そして、充填材２を介した冷却後の冷却水Ｗが下部の貯水槽１２に貯水される。

さらに、この貯水槽１２には、貯水槽１２内の冷却水Ｗを汲み上げるポンプ５，６が槽の側面近傍に付設されている。各ポンプ５，６は、主管路８ａ，９ａが切換えバルブ８，９を介して工場および凝集沈殿設備に向けてそれぞれ送水されるようになっている。さらに、各ポンプ５，６には、主管路８ａ，９ａから分岐された分岐管路１６，１６が切換えバルブ１７，１８を介して接続されている。なお、工場に向けて送水する際には、主管路８ａのバルブ８が「開」とされ、分岐管路１６のバルブ１７は「閉」とされる。また、不図示の凝集沈殿設備に向けて送水する際には、主管路９ａのバルブ９が「開」とされ、分岐管路１６のバルブ１８は「閉」とされる。なお、各バルブは、後述の制御部１０によって開閉の自動制御が可能になっている。

上記分岐管路１６，１６は、左右の充填材２の下部から上部に向けて、充填材２全体を囲むように配管されている。そして、このように配管された分岐管路１６に対して複数のノズル３が装着されている。これら複数のノズル３は、ポンプ５，６で汲み上げられた冷却水Ｗを充填材２に吹き付けるように、充填材２に向けて予め等間隔に対向配置されている。これにより、これら複数のノズル３から噴射される冷却水Ｗが、充填材２全体にまんべんなく当たるようになっている。このとき、主管路８ａ，９ａのバルブ８，９はいずれも「閉」とされ、分岐管路１６，１６のバルブ１７，１８はいずれも「開」とされる。

ここで、この冷却塔１は制御部１０を備えている。この制御部１０は、上記温度計４での測定温度を取得するとともに、ポンプ５，６の駆動並びにバルブ８，９、およびバルブ１７，１８の切換えを自動制御する制御手段であり、冷却塔１が運転されると、図２に示す自動洗浄処理が実行されるようになっている。
つまり、同図に示すように、冷却塔１の運転が開始されるとステップＳ１に移行して、まず、通常運転が行われてステップＳ２に移行する。この通常運転においては、揚水ポンプ１４で工場からの送水を受け、その冷却水Ｗが配管１５を介して左右の充填材２の上部から下部の貯水槽１２に向けて流される。そして、充填材２を経た冷却後の冷却水Ｗが下部の貯水槽１２に貯水される。貯水槽１２からは、工場に向けて冷却後の冷却水Ｗが送水される。その際には、制御部１０による自動制御によりポンプ５が駆動されるとともに、主管路８ａのバルブ８が「開」とされ、分岐管路１６のバルブ１７は「閉」とされる。

ステップＳ２では、上記温度計４から冷却後の水温が所定間隔で定期的に測定されて、ステップＳ３に移行し、ステップＳ３では、冷却後の水温が、一定回数以上、管理値付近となったか否かを判定する。本実施形態では、制御部１０は、所定間隔で取得した測定温度が予め設定された管理温度（例えば３５℃）よりも高い値を所定の回数（例えば５回）だけ連続して記録したか否かを判定する。そして、管理温度よりも高い値を所定の回数だけ連続して記録したとき（Ｙｅｓ）には、ステップＳ４に移行し、そうでないとき（Ｎｏ）には、処理をステップＳ１に戻して通常運転が続行される。ステップＳ４では、制御部１０は、ポンプ５，６を駆動するとともに、バルブ８，９を「閉」とし、バルブ１７，１８を「開」とする切換えを行って、複数のノズル３から高圧水を充填材２に吹き付けて充填材２を洗浄するようになっている。

次に、この冷却塔１に用いられている自動洗浄装置およびこれによる洗浄方法およびその作用効果について説明する。
上述の自動洗浄装置は、貯水槽１２内の冷却水Ｗを汲み上げるポンプ５，６と、このポンプ５，６で汲み上げられた冷却水Ｗを充填材２に吹き付けるように充填材２に向けて予め対向配置されたノズル３と、ポンプ５，６で汲み上げられた冷却水Ｗをノズル３に送るように切換え可能なバルブ１７，１８と、貯水槽１２内の冷却水Ｗの温度を測定する温度計４と、この温度計４での測定温度を取得するとともに、ポンプ５，６の駆動およびバルブ１７，１８の切換えを制御する制御部１０とを備え、制御部１０は、温度計４から所定間隔で取得した測定温度が予め設定された管理温度よりも高い値を所定の回数だけ連続して記録したときに、ポンプ５，６を駆動するとともにバルブ１７，１８の切換えを行って、ノズル３で高圧水を充填材２に吹き付けて充填材２を洗浄することができるので、冷却塔１の充填材２で冷却後の冷却水Ｗを貯水する貯水槽１２の管理温度と測定温度とから冷却塔１の充填材２の洗浄時期を判断し、その洗浄時期にて、充填材２に向けて予め対向配置されたノズル３から高圧水を充填材２に吹き付けて充填材２を洗浄することができる。そのため、現場での洗浄条件を設定する作業が不要であり、洗浄作業の人員も不要とし得て自動的に充填材を洗浄することができる。

また、この自動洗浄装置による洗浄方法は、まず、貯水槽１２内の冷却水Ｗの温度を所定間隔で測定し、その測定温度が、予め設定された管理温度よりも高い値が所定の回数だけ連続して記録されたときに、充填材２に向けて予め対向配置されたノズル３で高圧水を吹き付けて前記充填材を洗浄するので、同様に、現場での洗浄条件を設定する作業が不要であり、洗浄作業の人員も不要とし得て自動的に充填材を洗浄することができる。
なお、本発明に係る冷却塔用自動洗浄装置および冷却塔の自動洗浄方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能なことは勿論である。

例えば、上記自動洗浄後に、充填材２からの剥離物が次工程に送水されないように、上記制御部１０が、充填材２の洗浄後に、ポンプ６を駆動するとともに、主管路９ａのバルブ９を「開」とし、分岐管路１６のバルブ１８を「閉」として、タイマー制御によって所定の時間だけ、貯水槽１２内の冷却水Ｗを、不図示の凝集沈殿設備に送水するように構成してもよい。このような構成とすれば、充填材２からの剥離物が次工程に送水されないようにする上で好適である。

１ 冷却塔
２ 充填材
３ ノズル
４ 温度計（温度測定手段）
５、６ ポンプ
７ ファン
８、９ バルブ
１０ 制御部（制御手段）
１２ 貯水槽
１４ 揚水ポンプ
１５、１６ 配管
１７、１８ バルブ
２０ 筐体
２１ ルーバー
Ｗ 冷却水

Claims (1)

1. 充填材と、該充填材を経た冷却水を貯水する貯水槽とを備える冷却塔に用いられ、前記充填材を洗浄するための自動洗浄装置であって、
   前記貯水槽内の冷却水を汲み上げる二つのポンプと、該二つのポンプで汲み上げられた冷却水を前記充填材に吹き付けるように前記充填材に向けて予め対向配置されたノズルと、前記二つのポンプそれぞれに個別に対応して各ポンプで汲み上げられた冷却水を前記ノズルと各ポンプ毎の送水方向とに送るように切換え可能な複数のバルブと、前記貯水槽内の冷却水の温度を測定する温度測定手段と、該温度測定手段での測定温度を取得するとともに、前記二つのポンプの駆動および前記複数のバルブの切換えを制御する制御手段とを備え、
   前記二つのポンプは、冷却塔の通常運転において前記貯水槽内の冷却水を次工程に向けて送水するための第一のポンプと、冷却塔の自動洗浄運転において前記貯水槽内の冷却水を凝集沈殿設備に送水するための第二のポンプとであり、
   前記制御手段は、前記通常運転においては、前記貯水槽内の冷却水を前記次工程に送水するように前記複数のバルブを切換えるとともに前記第一のポンプを駆動して、前記貯水槽内の冷却水を次工程に向けて送水する冷却水送水処理を実行し、
   前記自動洗浄運転においては、前記温度測定手段から所定間隔で取得した測定温度が予め設定された管理温度よりも高い値を所定の回数だけ連続して記録したときに、前記貯水槽内の冷却水を前記ノズルに向けて送水するように前記複数のバルブを切換えるとともに前記二つのポンプを駆動して、前記ノズルで高圧水を前記充填材に吹き付けて前記充填材を洗浄する充填材洗浄処理を実行し、
   前記洗浄後には、前記貯水槽内の冷却水を前記凝集沈殿設備に送水するように前記複数のバルブを切換えるとともに前記第二のポンプを駆動して、タイマー制御によって所定の時間だけ、前記貯水槽内の冷却水を前記凝集沈殿設備に向けて送水する剥離物除去処理を実行することを特徴とする冷却塔用自動洗浄装置。

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