JPH11347563A

JPH11347563A - 冷却塔のオゾン殺菌装置

Info

Publication number: JPH11347563A
Application number: JP17658698A
Authority: JP
Inventors: Sumihisa Tanaka; 澄尚田中; Junji Mizutani; 淳二水谷
Original assignee: OSAKA ALPHA KK; Sasakura Engineering Co Ltd
Current assignee: OSAKA ALPHA KK; Sasakura Engineering Co Ltd
Priority date: 1998-06-08
Filing date: 1998-06-08
Publication date: 1999-12-21
Anticipated expiration: 2018-06-08
Also published as: JP3392754B2

Abstract

(57)【要約】【課題】レジオネラ菌をほぼ完全に殺菌する。【解決手段】冷却塔のオゾン殺菌装置は、取水管系
２、上下部戻し管系３、４、水槽内管系５、オゾン供給
系６、電磁弁３１、４１等を備え、取水管系２にオゾン
を供給して電磁弁の切換によりオゾン水を上下部戻し系
に一定の時間間隔で交互に供給し、それぞれにおいて残
留オゾンが存在するようにする。【効果】分岐系によって分岐水がオゾン殺菌され、残
留オゾンによって水槽内が均一に殺菌され、更に散水ト
レー部及び蒸発部でも殺菌効果が生じ、用水全体が確実
に殺菌されてレジオネラ菌をほぼ０にすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の利用分野】本発明は、上部の散水
トレーから散水され冷却されて下部の水槽に集められて
冷却水として使用される冷却塔の用水をオゾンで殺菌す
る冷却塔のオゾン殺菌装置に関し、特にレジオネラ菌の
殺菌技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】冷却塔では用水の温度が高く、空気中の
有機物が溶解し易いために微生物が発生し易い。又、直
射日光も当たるので藻の発生がしばしば見られる。この
ような環境では、レジオネラ菌が増殖してその飛沫が人
体に対して重大な悪影響を及ぼす。このようなレジオネ
ラ菌については、厚生省生活衛生局監修の「レジオネラ
菌防止指針」や日本冷凍空調工業会の冷凍空調器用水質
ガイドラインにおいて、１００ｍｌ当たり１００ＣＦＵ
（Colony Formation Unit)以下と規定されている。

【０００３】一方、一般的なオゾン殺菌システムでは、
１ｃｃ中の生菌数を１０〜１００ＣＦＵ程度にする処理
を行う。例えば上水道では、その中の一般細菌数を１０
０ＣＦＵ／ｍｌ以下にするという基準である。そして、
オゾンを用いて冷却塔の殺菌処理を行った例は従来でも
幾らかあるが、これらの装置も上記と同程度の殺菌処理
を目的としたものであった。従って、このような数値と
は二桁も違うレジオネラ菌の殺菌という点では、従来の
装置や方法でオゾンを使用しても目的とする殺菌効果を
上げることはできない。

【０００４】例えば、冷却塔に対してオゾンを用いた通
常の浄化装置として、濾過装置とオゾン発生装置と磁気
式水処理装置とを組み合わせ、これらの総合的効果によ
って冷却塔の用水を浄化する冷却水浄化装置が提案され
ている（特開平１−２６２９８７号公報参照）。

【０００５】しかしながら、この装置では、冷却塔の水
槽の底部から分岐水を取り出し、その一部分に浄化装置
を通した後オゾンを注入し、再び水槽内の底部のエアー
ストーン部に内管を介して戻している。従って、この装
置では、単に分岐水のみを浄化処理する結果になってい
る。又、この処理は下部水槽内の水のみを対象にしてい
るので、上部の散水トレーにはオゾンの殺菌効果が全く
及ばない。従って、このような装置では、主として分岐
水が殺菌されるだけであり、用水全体のレジオネラ菌を
上記のような規定値を満たすまで殺菌することは到底不
可能である。又、このシステムはそのような極めて高度
な殺菌を目的としたものでもない。

【０００６】なお、冷却塔の浄化にオゾンを用いた他の
例として、散水式冷却器におけるスライム発生を防止す
るために、冷却フィンにオゾン水を流す方法が提案され
ている（特開平８−２５７５６９号公報参照）。しかし
ながら、この発明は、酸化、分解、凝集、殺菌等のオゾ
ンの有する一般的な浄化作用を利用し、スライム（軟泥
状付着物）が問題になる冷却フィン部をオゾンで殺菌・
浄化し、その部分へのスライムの発生を防止しようとす
るものであり、レジオネラ菌を十分殺菌するという目的
の発明ではなく、当然そのような効果を有する発明でも
ない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術に於
ける上記問題を解決し、冷却塔のレジオネラ菌が人体に
対して悪影響を及ぼさない程度以下に確実に殺菌できる
冷却塔のオゾン殺菌装置を提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、請求項１の発明は、上部の散水トレーから
散水され冷却されて下部の水槽に集められて冷却水とし
て使用される冷却塔の用水をオゾンで殺菌する冷却塔の
オゾン殺菌装置において、前記用水の一部分を取り出す
取水管系と、該取水管系から前記水槽に接続された下部
戻し系と、前記取水管系から前記散水トレーに接続され
た上部戻し管系と、前記水槽内に分散された排出口を備
え前記下部戻し管系に接続された水槽内管系と、前記下
部戻し管系又は前記上部戻し管系のうちの少なくとも何
れかに前記用水の一部分が戻されたときに前記水槽又は
前記散水トレー内の水中に溶解オゾンが存在するように
オゾンを供給可能なオゾン供給系と、を有することを特
徴とする。

【０００９】請求項２の発明は、上記に加えて、前記下
部戻し管系と前記上部戻し管系との間で前記用水の一部
分の流れを切り換え可能な切換手段を有し、前記オゾン
供給系は前記取水管系を介して前記下部戻し管系又は前
記上部戻し管系にオゾンを供給することを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明を適用した冷却塔の
オゾン殺菌装置の全体構成の一例を示し、図２はその水
槽部分の構造例を示す。冷却塔のオゾン殺菌装置は、上
部の散水トレー１１から散水され冷却されて下部の水槽
１２に集められ冷却水として使用される冷却塔１の用水
をオゾンで殺菌する装置であり、用水の一部分を取り出
す取水管系２、この管系から水槽１２に接続された下部
戻し管系３、取水管系２から散水トレー１１に接続され
た上部戻し管系４、図２にも示すように水槽１２内に本
例では左右にそれぞれ５個所に分散された排出口５１を
備え前記下部戻し管系３に接続された水槽内管系５、オ
ゾン供給系６等によって構成されている。

【００１１】冷却塔１は、上記散水トレー１１及び水槽
１２と共に、散水トレーの水を噴射させる多数のノズル
部１１ａ、水の接触する部分の表面積を拡大するように
充填物が設けられた蒸発部１３、蒸発部を通過する水を
蒸発させてその潜熱で用水を冷却するように外気を吸入
して排出するファン１４、水槽１２から冷却された水を
取り出して空調機やその他の諸装置の冷却水として利用
し循環させて再び散水トレー１１に戻す主循環系１５、
１６、等を備えている。但し、他の構造の冷却塔に対し
ても本発明を適用できることは勿論である。

【００１２】取水管系２は、本例では水槽１２の底の位
置Ａから下部／上部戻し管系３／４の分岐位置Ｂまで導
設されていて、オゾン吸入混合部２１やオゾン吸入兼分
岐水循環用のポンプ２２等によって構成されている。な
お、ポンプ２２の吐出側にエゼクタを設け、これにオゾ
ンガスを吸入させるようにしてもよい。下部／上部戻し
管系３／４には、これらの間で用水の流れを切り換えら
れる切換手段としてそれぞれ電磁弁３１、４１が設けら
れている。以下の説明では、取水管系２から上部戻し管
系３又は下部戻し管系４に連続した管系やこれらに流れ
る水を、「上分岐系」、「下分岐系」、両方を総称して
「分岐系」、これらを流れる水を「分岐水」ということ
がある。

【００１３】オゾン供給系６は、用水の一部分が下部戻
し管系３又は上部戻し管系４からそれぞれ水槽又は前記
散水トレーの少なくとも何れかに戻されたときに戻され
た方の水槽又は散水トレーの何れかに残留オゾンが存在
するようにオゾンを供給することができる。この場合本
例では、取水管系４を介して下部戻し管系３又は上部戻
し管系４にオゾンを供給している。従って、オゾン供給
系６を単一にすると共に、分岐系においてオゾンが殺菌
作用をする時間を長くすることができる。

【００１４】上記のようにオゾンを供給するために、本
例ではオゾン供給系６に高濃度のオゾン発生装置６１を
設けている。このオゾン発生装置のオゾン発生量及びオ
ゾン濃度は、冷却塔の大きさ、それに対応した主循環系
及び分岐系の流量及び比率、有機物等の量に関連するオ
ゾン消費量やオゾンの自己分解の程度、多量の用水を貯
留している下部水槽１２内における下分岐系から戻され
た水と貯留水との混合の良否、等の諸条件から実際の冷
却塔システムに適合するように定められる。

【００１５】この場合、オゾン発生装置で発生するオゾ
ンガスの濃度が高ければその水に対する溶解度が大きく
なるため、オゾン水の濃度を高くすることができる。即
ち、分岐系のオゾン水濃度は発生するオゾンガス濃度に
対応した値になる。そして、例えば下分岐系のオゾン水
が水槽１２に入ると、多量の水に薄められて更にオゾン
濃度が低下するが、ここでのオゾン濃度は、下分岐系か
ら持ち込まれる溶存オゾンの総量に対応した値になる。

【００１６】従って、オゾン発生装置で発生させるオゾ
ン濃度に対応して分岐系のオゾン水としてのオゾン濃度
（溶解度）が定まり、この分岐系オゾン濃度と分岐水量
との積に対応して例えば水槽１２内の溶存オゾン濃度が
定まり、これらの相関関係と管系におけるオゾンの分解
・消耗との総合的結果として、水槽１２又は散水トレー
１１における溶存オゾンの有無が定まることになる。本
発明では、前記のような諸条件及び上記の関係を考慮
し、水槽１２又は散水トレー１１に分岐水が流れている
ときに、流れている方に溶存オゾンが存在するようにオ
ゾン発生装置でオゾン供給するようにしている。

【００１７】このようなオゾンを供給する装置として、
本例では、２００ｇ／Ｎｍ³以上の高濃度オゾンガスを
発生させる固体高分子電解質膜を使用した周知の水電解
式オゾン発生装置を使用している。従って、分岐系のオ
ゾン濃度が高くなり、少ない水量であっても溶解オゾン
の総量を多くすることができる。その結果、主循環水に
対する分岐水の割合を減らし、冷却塔の性能に対する分
岐水の影響を軽微にすると共に、分岐系を小型化するこ
とができる。又、本例の如く水槽内管系５を設けると、
水槽１２内に戻されたオゾン水を水槽内に分散させて導
入し、内部の水と良く混合させ、オゾンの効果を水槽内
に均一的に発生させることができる。この場合、図２に
示す如く排出口５１が蒸発部１３から落下する水の端に
位置するように水槽内管系５を設ければ、水槽壁面や水
槽内の水全体にオゾン効果を行き渡らせることができ
る。

【００１８】以上のような冷却塔のオゾン殺菌装置にお
いて、レジオネラ菌を殺菌するときには例えば次のよう
な運転を行う。オゾン発生装置６１及びポンプ２２を運
転し、電磁弁３１／４１をタイマーによって４時間毎に
開閉切換する。ポンプ２２では、冷却用の主循環水の２
〜５％程度の水を流す。オゾン発生装置６１では、２０
０ｇ／Ｎｍ³以上の高濃度オゾンを発生させ、オゾン吸
入混合部２１に吸入させる。これにより、分岐水を高濃
度のオゾン水にし、分岐水中のレジオネラ菌を殺菌する
と共に、未反応又は未分解部分によって溶存オゾンの残
留した水にすることができる。

【００１９】この分岐水は、電磁弁３１又は４１の開閉
に応じて、下部の水槽１２又は上部の散水トレー１１に
戻され、その中の水中に分散される。下部水槽１２には
広い範囲から水が落下し内部の貯留水量も多いが、前述
の如く水槽内管系５によって排水口５１が分散されてい
るので、分岐水を内部の水と良く混合させ、分岐水中に
溶存しているオゾンに水槽内においても均一的な殺菌作
用をさせることができる。散水トレーでは水量が少ない
ので更に十分な殺菌効果が生ずる。

【００２０】水槽では、オゾンが菌類等と反応したり自
己分解して消耗されるが、本発明では、水槽内の中央部
において極めて微量であっても残留オゾンが検出される
ようにオゾンを供給するので、水槽部分におけるレジオ
ネラ菌の殺菌効果を確保することができる。又、水槽内
の用水が主循環系に供給されてその過程で完全にオゾン
が分解しても、散水トレー１１にもオゾン水を供給する
ので、この部分や蒸発部１３等における十分な殺菌効果
を得ることができる。その結果、冷却塔の用水全体とし
て、レジオネラ菌をほぼ完全に殺菌することができる。

【００２１】発明者等は、本発明を適用したオゾン殺菌
装置を使用して実際の冷却塔で実験し、次のような結果
を得た。冷却塔の冷却能力 3.36×10⁶kcal/h 循環水量 420,000 kg/h 分岐水量 16,000 kg/h (約４％）オゾン発生装置のオゾン発生量 48 g/h オゾン濃度 200 g/Nm³ 分岐水中の溶存オゾン 2〜3 ppm 上下部戻し管系3/4 の切換時間 4 時間毎下部水槽内残留溶存オゾン 10 〜40 ppb 100ml 当たりのレジオネラ菌の数オゾン処理前 2.6×10⁴CFU /100ml オゾン処理１日後０ CFU /100ml 以上の如く、本発明の適用により、ほぼ完全にレジオネ
ラ菌を殺菌できることが実証された。

【００２２】一般的に分岐管方式によれば、オゾンの殺
菌力によって分岐水を十分殺菌できる。例えば、分岐水
を１００ＣＦＵ／１００ｍｌ以下にすることは容易であ
る。そして、例えば５〜２０％程度の分岐水がこのよう
に殺菌されていくとすれば、数時間後には、主流を含む
全体の用水が１００ＣＦＵ／１００ｍｌ以下になるもの
と推定される。しかしながら、発明者等の上記とは別の
実験によれば、特に夏期において水温が３５℃近くまで
上昇すると、主流の配管の管壁や熱交換器等を含む管系
の内面で微生物が急速に増殖するため、上記の１／１０
程度、即ち１０〜１００ＣＦＵ／１ｍｌ程度にすること
はできるが、それ以下のレベルにするのは極めて難しい
ことが判明した。

【００２３】しかしながら、本発明によれば、これを適
用した上記実験結果に示す如く、２００g/Nm³という高濃度のオゾンガスを発生さ
せ、このオゾンによって取水管系２の分岐水を高濃度の
オゾン水にし、分岐水中のレジオネラ菌を完全に殺菌す
ること、分岐水中に２〜３ｐｐｍの溶存オゾンが残留するよ
うにし、このような溶存オゾンを含む分岐水を主流の約
４％の水量にして水槽１２及び上部散水トレー１１に交
互に導入すること、水槽１２には分岐水を多数の排出口５１から分散さ
せて導入し、用水の主流を成す内部の水や主循環水及び
壁面等に均一にオゾンによる殺菌作用を発揮させると共
に、このような作用を確保するために水槽内でも１０〜
４０ｐｐｂという極めて微量ではあるが溶存オゾンを残
存させること、水槽１２と切り換えて散水トレー１１にも分岐オゾ
ン水を導入し、主流による殺菌効果が及び難く藻の発生
しやすい散水トレー１１部分や蒸発部１３を構成する充
填層部分等にも直接殺菌効果を及ぼすこと、等から成る
必要且つ十分な総合的オゾン処理操作を行うことによ
り、初めて確実且つほぼ完全にレジオネラ菌を殺菌する
ことができる。

【００２４】なお、本例では高濃度オゾンガスにより分
岐水中の溶存オゾン濃度を２〜３％にして分岐水量を主
流の約４％という少ない量にしているが、無声放電式の
オゾン発生装置を使用する場合等には、分岐水中の溶存
オゾン濃度が０．４〜０．５％になるため、分岐水量を
多くして主流の約２０％にする。その結果、水槽内の水
に微小溶存オゾンを残留させ、同様のレジオネラ菌殺菌
効果を上げることができる。

【００２５】又、図１では１種類のオゾン供給系６を設
けると共に、水槽１２から取水管系２を導設し、これを
共通にして戻し管系３／４で切り換える方式を採用して
いる。このようにすれば、装置構成を簡単にすることが
できる。但し、殺菌装置の系統としては、取水管系３を
主循環系１５から導設すること、取水管系３を水槽１２
又は主循環系１５から導設して水槽１２に戻す下分岐系
と主循環系１６から導設して散水トレー１１又は水槽１
２に戻す上分岐系とを独立に２系統設けること、その場
合にオゾン発生装置６１を上下分岐系に共通にするか又
はそれぞれに単独に設けること、レジオネラ菌の発生し
易いシーズンと他のシーズンとで両系統の同時使用又は
切換使用を可能にすること、等の種々の系統や運転方法
を採用することができる。このような場合にも、水槽及
び散水トレーにおいて残留オゾンが検出されるようにオ
ゾンを供給すると共に、水槽内管系５を図１及び図２の
ように設けることにより、図１の装置と同様のレジオネ
ラ菌殺菌効果を得ることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、請求項１の
発明においては、用水の一部分を取り出す取水管系とこ
れから水槽に接続される下部戻し管系と取水管系から散
水トレーに接続される上部戻し管系とを設けるので、冷
却に使用する用水の主循環系に対してその一部分を取水
して水槽もしくは散水トレー又はこれらの双方に戻す分
岐系を形成することができる。

【００２７】そして、下部又は上部戻し管系のうちの少
なくとも何れかに用水の一部分が戻されたときに水槽又
は散水トレー内の水中に残留オゾンが存在するようにオ
ゾンを供給可能なオゾン供給系を設けるので、オゾン供
給系から例えば交互に下部及び上部分岐系にオゾンを供
給し、分岐系内のレジオネラ菌を直接殺菌すると共に、
水槽及び散水トレーの水中の残留溶存オゾンにより、そ
れらの部分のレジオネラ菌を殺菌することができる。

【００２８】この場合、下部戻し管系には水槽内に分散
された排出口を備えた水槽内管系を接続するので、戻さ
れた水は水槽内の水とよく混合され、多くの水量のある
水槽内の水に最小のオゾン量で均一的に残留オゾンを作
用させ、レジオネラ菌の殺菌効率を上げることができ
る。

【００２９】即ち、本発明によれば、分岐系を構成して
その水をオゾン水にすること、水槽及び散水トレーの両
方へオゾン水を供給し用水循環系でのオゾンの消滅及び
蒸発部での気散によるオゾンの消滅を補うこと、これら
に残留オゾンを存在させるようにオゾンを供給してこれ
らの部分における殺菌効果を確保すること、及び水槽内
管系によって水槽内での殺菌効率を向上させることから
成る各構成及び作用の相乗的効果により、用水の全体に
おいてレジオネラ菌の数を確実に１００個／１００ｍｌ
程度以下という人体に対して悪影響を及ぼさない極めて
少ない値にすることができる。

【００３０】請求項２の発明においては、上記に加え
て、下部戻し管系と上部戻し管系とで用水の流れを切り
換え可能な切換手段を設けるので、取水管系から下部戻
し管系又は上部戻し管系の何れかを使用する用水分岐系
を形成させることができる。そして、オゾン供給系は取
水管系を介して下部戻し管系又は上部戻し管系にオゾン
を供給するので、分岐系におけるオゾン滞留時間を長く
し、その系のレジオネラ菌を十分殺菌できる。又、残留
溶存オゾンによって水槽及び散水トレーの水中のレジオ
ネラ菌を交互に殺菌し、オゾン供給系の容量を最小にし
つつレジオネラ菌の殺菌効果を上げることができる。更
に、水槽と散水トレーとの保有水量の差やレジオネラ菌
の増殖状態の差等を考慮し、それぞれの系のオゾン殺菌
時間を調整することも可能になり、冷却塔のオゾン殺菌
装置を最も効率的なレジオネラ菌殺菌システムとして構
成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した冷却塔のオゾン殺菌装置の構
成例を示す説明図である。

【図２】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ上記装置の冷却塔
の水槽部分の斜視図及び部分正面図である。

【符号の説明】

１冷却塔２取水管系３下部戻し管系４上部戻し管系５水槽内管系６オゾン供給系１１散水トレー１２水槽３１、４１電磁弁（切換手段）５１排出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ２８Ｆ 25/00 Ｆ２８Ｆ 25/00 (72)発明者水谷淳二大阪府大阪市西淀川区竹島４丁目７番32号株式会社ササクラ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上部の散水トレーから散水され冷却され
て下部の水槽に集められて冷却水として使用される冷却
塔の用水をオゾンで殺菌する冷却塔のオゾン殺菌装置に
おいて、前記用水の一部分を取り出す取水管系と、該取水管系か
ら前記水槽に接続された下部戻し系と、前記取水管系か
ら前記散水トレーに接続された上部戻し管系と、前記水
槽内に分散された排出口を備え前記下部戻し管系に接続
された水槽内管系と、前記下部戻し管系又は前記上部戻
し管系のうちの少なくとも何れかに前記用水の一部分が
戻されたときに前記水槽又は前記散水トレー内の水中に
溶解オゾンが存在するようにオゾンを供給可能なオゾン
供給系と、を有することを特徴とする冷却塔のオゾン殺
菌装置。
【請求項２】前記下部戻し管系と前記上部戻し管系と
の間で前記用水の一部分の流れを切り換え可能な切換手
段を有し、前記オゾン供給系は前記取水管系を介して前
記下部戻し管系又は前記上部戻し管系にオゾンを供給す
ることを特徴とする請求項１に記載の冷却塔のオゾン殺
菌装置。