TW201302624A - 冷卻水循環裝置 - Google Patents

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Abstract

一種冷卻水循環裝置，其具有冷卻水循環回路(route)，其包括：冷卻裝置用於將冷卻水冷卻；流水通路設於冷卻裝置與被冷卻機器間，用於將冷卻水循環。冷卻水循環裝置包含：電解槽，用於儲存冷卻水；至少一對電極設置於該電解槽內；電壓源在該對電極之間施加電壓；切換裝置連接電壓源，並用於切換一對電極之極性；導電率監測裝置連接電壓源，並依據一對電極間之電壓與電流，以計算出該冷卻水之導電率；以及排水管由該電解槽底部通往該冷卻水循環回路(route)之外；冷卻水循環裝置藉由該對電極之間施加電壓，將於該對電極之一電極上所析出該電解槽內儲存該冷卻水之水垢進行電解處理。其中，將該對電極之極性反轉，以在該對電極之間施加電壓，將於該對電極之一上所析出之水垢部份剝離之同時；將所剝離之水垢部份與該電解槽內該冷卻水一起從該排水管排出冷卻水循環回路(route)之外，電解槽之側壁中連接有構成給水路之給水管，且電解槽之底壁部中設有漏斗部，此漏斗部連接此水垢之排出管。

Description

冷卻水循環裝置
本發明有關於一種冷卻水循環裝置，更特別有關於一種冷卻水循環裝置，其可以使得冷卻水中之水垢不會附著於電極。
在習知技術中，作為水冷式機器等中將冷卻水循環之冷卻水循環裝置，在將機器之熱交換器以冷卻水冷卻後，將已增溫之水流經冷卻水塔冷卻，再循環至熱交換器。(例如，參考專利文件1)
在此種冷卻水循環裝置中，配管內壁會附著不溶水鈣鹽(水垢：scale)，而會繁殖藻類與微生物，造成配管堵塞配管以及配管之冷卻效率降低。此外，由於在裝置內有微生物繁殖，對衛生有不良影響。
因此，必須在冷卻水中添加殺菌劑或水垢防止劑等藥劑。還有，由於經過一段時間水會蒸發造成冷卻水硬度上升，會使得水垢容易附著。在經常監控冷卻水硬度期間，當發現硬度超過規定值以上時，必須將冷卻水塔中冷卻水更換。
(專利文件1：日本特開2000-140858)
然而，在近年來，基於防止環境污染觀點，希望發展一種防止細菌與水垢附著方法，其可以取代添加藥劑，以避免在冷卻水中含有殺菌劑或水垢防止劑等藥劑。
又，在水之硬度超過規定值以上時更換冷卻水之方法中，其替換程度必須將冷卻水塔中冷卻水全部更換，而造成水資源之浪費。
(發明所欲解決問題)
有鑑於以上習知技術之缺失，本發明提供一種冷卻水循環裝置，其可以配合環保要求，在不添加藥劑之情況下，可以抑制水垢之附著。
(解決問題之手段)
為解決上述習知技術之缺失，本發明之冷卻水循環裝置之特徵為：
(1)一種冷卻水循環裝置，其具有冷卻水循環回路(route)，該冷卻水循環回路(route)包括：冷卻裝置，用於將冷卻水冷卻；流水通路，其設置於冷卻裝置與被冷卻機器間，其用於將冷卻水循環。
此冷卻水循環裝置包含：電解槽，用於儲存冷卻水；至少一對電極，設置於該電解槽內；電壓源，其在該對電極之間施加電壓；切換裝置，其連接該電壓源，並用於切換該電極之極性；導電率監測裝置，其連接該電壓源，並依據該電極間之電壓與電流，以計算出該冷卻水之導電率；以及排水管，其由該電解槽底部通往該冷卻水循環回路(route)之外；冷卻水循環裝置藉由該對電極之間施加電壓，將於該對電極之一電極上所析出該電解槽內儲存該冷卻水之水垢進行電解處理；將該對電極之極性反轉，以在該對電極之間施加電壓，於該對電極之一上所析出之水垢部份剝離之同時，將所剝離之水垢部份與該電解槽內該冷卻水一起，從該排水管排出該冷卻水循環回路(route)之外；該電解槽之側壁中連接有構成給水路之給水管，且該電解槽之底壁部中設有漏斗部(hopper)，此漏斗部連接此水垢之排出管。
(2)在上述(1)中之導電率監測裝置，依據該電解槽中所設置溫度感測器所測得該冷卻水之溫度，以計算出在此溫度之導電率數值(kt)，將其轉換成在冷卻水25℃時之導電率(k25)。當抵達此導電率(k25)所設定數值時，會發出信號以通知電極之水垢附著狀態或電極之消耗。
(3)上述(1)或(2)中，當達到該導電率(k25)所設定數值時，將電極洗淨。
(4)在上述(1)～(3)之任一中，其中該對電極之每一電極一邊具有連接端子，另一邊設有缺口部。
發明所達成效果
根據本發明，冷卻水中含有水垢之原因為，其具有鈣離子與鎂離子等礦物成份。在進行電解處理時，將水垢析出於電極上，而可以從冷卻水去除此等礦物成份，以降低在循環回路(route)中水垢之附著。
此外，由於電解處理，可以在冷卻水中產生具有殺菌功能之次亞鹽酸等，可以防止微生物繁殖。
因此，可以不使用環境負荷大之藥液，即可以抑制冷卻水循環回路(route)中微生物或水垢之附著。
又，本發明可以將循環回路(route)中冷卻水交換限制至最小限度，可以減少水資源浪費。
在電壓源中設有切換裝置，將一對電極間之極性切換。根據此種結構，由於進行電極極性之反轉(施加逆向電壓)，可以使得在電極上所堆積之水垢容易剝離。因此，使得電解裝置容易維修保養。
電解裝置設置於冷卻水循環回路(route)之旁通路徑上。在此種結構中，在進行電解裝置維修保養時，無須將冷卻水循環裝置全部停止，僅將電解裝置停止即可。因此，使得容易進行冷卻水循環裝置之維修保養。
又，在電解裝置中，設有導電率監測裝置，其依據此一對電極間之電壓及電流，以計算出該冷卻水之導電率。由於有此種結構，即使在其他裝置中並未設置導電率計，可以依據從電解裝置所獲得資訊監視冷卻水之硬度
現在參考以下詳細說明與所附圖式，以便獲得對本發明更完整理解。
(第一實施例)
以下參考第1圖至第5圖詳細說明本發明第一實施例之冷卻水循環裝置。第1圖為根據本發明第一實施例之冷卻水循環裝置1之概要圖。
此冷卻水循環裝置1用於將冷卻水W經由空調裝置或冷藏裝置之熱交換器2(被冷卻機器)而循環。
此用於將冷卻水循環之冷卻水循環回路(route)R1(以下，簡稱為【循環回路(route)R1】)包含：熱交換器2、冷卻水塔3、以冷卻水塔3所冷卻水W朝向熱交換器2之往路、以及通過熱交換器2所增溫之冷卻水W朝向冷卻水塔3之反向回路(route)之兩根流水管4(相當於流水路)所連接，而整體形成回路(route)(loop)形狀。
冷卻水塔3之功能為將水與空氣接觸使得水冷卻，此為眾所周知結構。
在往路側之流水管4中設置循環幫浦(pump)P1，將由冷卻水塔3所冷卻之冷卻水W壓送至熱交換器2。此外，在循環回路(route)R1中所流動之冷卻水W，其經由時間蒸發或由於維修保養會有損耗，故對於冷卻水塔3設有補給管5，其附閥門(valve)B，用於從外部補充冷卻水W。
在冷卻水循環裝置1中設有旁通回路(route)R2，其兩端連接冷卻水塔3，在此處設有電解裝置10。
電解裝置10具有：電解槽11，用於儲存冷卻水W；第一電極12A與第二電極12B，其設置於電解槽11之內。此等電極12A與12B連接至直流電源13(相當於電壓源)。
電極12A與12B為電氣分解裝置中所一般使用者，其並無特別限制。例如，較佳選擇使用以鉑包覆(coating)鈦，或碳等之成份不會溶出至冷卻水W。
直流電源13連接控制器14(切換裝置與導電率監視裝置)，以控制該對電極12A與12B所施加電壓，或監視兩電極12A與12B間之電流或電壓。
電解槽11連接至給水管15，其供應來自冷卻水塔3之冷卻水W；電解槽11連接流出管16，其將由電解處理後之回流至冷卻水塔3。此等給水管15、電解槽11以及流出管16構成旁通回路(route)R2。
在給水管15中設有旁路側幫浦P2，其將冷卻水W朝向電解槽11壓送。
流出管16將由電解槽11所溢流之冷卻水W回流至冷卻水塔3。
電解槽11之底部設有漏斗部19。此漏斗部19之底部設有排出管18，其附有閥門(valve)B。
其次，說明在上述第一實施例之冷卻水循環裝置1中，實施冷卻水W電解處理之步驟。
當循環幫浦(pump)P1動作時，將由冷卻水塔3所冷卻之冷卻水W，經由流水管4供應至熱交換器2以實施熱交換。
經由熱交換所增溫之冷卻水W，再經由流水管4回流至冷卻水塔3，在冷卻水塔3中冷卻之後，再送至熱交換器2。將由熱交換器2已增溫之冷卻水W經流水管4回到冷卻水塔3冷卻，再循環至熱交換器2。如此，由冷卻水塔3所冷卻之冷卻水W在循環回路(route)R1中循環，由此熱交換器2所連接之空調裝置或冷藏裝置進行冷卻。
在冷卻水塔3內循環之冷卻水W之一部份，如同於第2(A)圖中所示，藉由旁路側幫浦P2之動作，經由給水管15供應給電解槽11。
在電解槽11中，第一電極12A與第二電極12B為浸入冷卻水W之狀態。在作為第一電極12A之陰極與第二電極12B之陽極之兩電極12A與12B之間施加直流電壓，以實施電氣分解(以下稱為第一電解過程)。
如此，在冷卻水W中所含有鈣離子與鎂離子等礦物成份離子成為水垢S，在作陰極之第一電極12A之表面析出(第2(B)圖)。因此，可以將礦物成份從冷卻水W去除。
由電解槽11經常溢流冷卻水W，此經由電解處理而礦物成份減少之冷卻水W，流入至流出管16而流回至冷卻水塔3。
由於繼續運轉，在陰極側之第一電極12A上會慢慢析出水垢S，在經由預定時間運轉後，將陰極與陽極反轉再操作，以去除在第一電極12A上所析出之水垢S(排出過程)。
此排出過程如同於第3(C)圖中所示，首先將旁路側之幫浦P2停止，以中斷對旁通回路(route)R2供應冷卻水W。
然後，藉由控制器14控制此來自直流電源13之電壓，在作為陽極之第一電極12A與作為陰極之第二電極12B之間施加直流電壓。
因此，在第一電解過程中第一電極12A上所堆積之水垢S會剝落，而落下至電解槽11底部所設之漏斗19中。
由於排出管18之閥門(valve)B開啟，在漏斗19中所收集之水垢S與電解槽11中之冷卻水W一起排出(第3(D)圖)。
其次，如同於第4(E)圖中所示，此一對電極12A與12B處於正負反轉之狀態中。此在旁路側幫浦P2動作，再度開啟旁路回路(route)R2之冷卻水W之供應，並在兩電極12A與12B之間施加直流電壓(第二電解過程)。
因此，在陰極側之第二電極12B之表面上析出冷卻水中所含鈣離子與鎂離子等礦物成份為水垢S。
由於繼續運轉，在陰極側之第二電極12B會與第一電解過程相同，會將所析出之水垢S徐徐堆積(第4(F)圖)。
然後，在經過預定時間運轉後，再度將陽極與陰極反轉進行運作(第5(G)圖)，將所堆積之水垢S去除(排出過程，第5(H)圖)。
如此，將第一電解過程與第二電解過程，以排出過程介於其間反覆操作。
如此，在每到預定時間一邊將一對電極12A與12B之極性反轉，一邊將在陰極上堆積之水垢S去除。
因此，將礦物質成份去除，以使得冷卻水W硬度降低，可以防止在循環回路(route)R1中水垢附著。
此外，由於實施電解處理，可以在冷卻水W中產生具有殺菌功能之次亞鹽酸等。因此，可以防止冷卻水循環回路(route)R1內微生物繁殖。
此外，由於水份急遽蒸發等，使得冷卻水W之硬度急遽上升，由電解裝置10除去礦物質成份並無法對應增加，所以在控制器14中設置冷卻水W之導電率監視裝置。即，控制器14將電解過程中一對電極12A、12B間之電流與電壓值在每個所定時間監控，根據此等值以計算出冷卻水W之導電率。然後，當導電率超過預定值時，判斷冷卻水W之硬度上升至僅以電解裝置10無法對應處理之程度，則其將會停止冷卻水循環裝置1之運轉，以更換循環回路(route)R1中之冷卻水W。
如此，則無須設置導電率計等特殊裝置，可以監視冷卻水W之硬度，以相對因應水份急遽蒸發等之突發事件。
又，在計算出導電率之後，導電率監視裝置以電解槽中所設置溫度感測器測定該冷卻水之溫度，將在此溫度所計算出導電率數值(kt)換算成冷卻水在25℃之導電率(k25)。若達到此導電率(k25)所定數值，則發出信號以通知電極之水垢附著狀態或電極之消耗。
然後，在當抵達導電率(k25)所定數值時，將電極洗乾淨以恢復導電率。
導電率(k25)之計算公式如下所示：
導電率(k25)=kt/(1+0.02×(t-25))
依據上述結構，冷卻水W中所含鈣離子與鎂離子等礦物成份，於電解過程中，於電極12A與12B上析出水垢S，而可以從冷卻水W去除礦物質成份。
再者，每在預定時間，將電極12A與12B之極性反轉進行操作，可以將電極12A與12B所堆積之水垢S容易剝離，可以使電解裝置10之維修更為容易。此外，本發明可以將循環回路(route)R1中冷卻水W交換抑制至最小限度，以抑制水資源浪費。
又，由於電解處理可以在冷卻水W中產生具有殺菌功能之次亞鹽酸等，可以防止微生物繁殖。再者，無須使用環境負荷大之藥液，即可以抑制冷卻水循環回路(route)R1中微生物或水垢之附著。
此外，此電解裝置設置在循環回路(route)R1中旁通回路(route)R2上。根據此種結構，電解裝置10在進行維修保養時，無須將冷卻水循環裝置1全部停止，僅將電解裝置10停止即可。因此，使得容易進行電解裝置之維修保養。
此外，由於可以依據一對電極12A與12B間電流或電壓之值，以監視冷卻水W之導電率，則無須設置導電率計等特殊裝置，可以監視冷卻水W之硬度，以相對因應水份急遽蒸發之突發事件。
(第二實施例)
本發明第二實施例之冷卻水循環裝置，其基本結構與第一實施例之冷卻水循環裝置相同。如同於第6圖中所示，第二實施例之冷卻水循環裝置，其電解槽11形成密閉結構，為大略直方體形狀之中空容器之氣泡積存部17，於此中空容器內部中，設有由複數個(例如：4個)由導電材料所形成之矩形薄板形狀之電極20，此為兩實施例不同之點。
又，電解槽11之天井(ceiling)壁23(相當於天井(ceiling)部)中一部份區域向上側(電解槽11之外側方向)膨脹成傘狀。藉此，向天井(ceiling)面23A上側凹出形成氣泡積存部17。此氣泡積存部17是在電極20之給水管15側之對側之側端部向上延伸所形成。
然後，此氣泡積存部17之上端部(傘之頂點位置)，為了使經電解處理後之冷卻水W回流至冷卻水塔3，將其連接至附有閥門(valve)B3之流出管16(相當於出水路)之一端部。
此外，電解槽11之底壁部24(相當於底部)中電極20之右側方位置，即，電極20所設置領域外位置之壁之一部份向下側(電解槽11之外側方向)凹成漏斗形狀。此凹處之下端經由閥門(valve)B4連接排出管18(相當於排出路徑)，以形成漏斗部19。
此外，各電極20，其形成為較電解槽11之橫向幅度為窄之板狀，靠近電解槽11之一邊側壁(第6圖之左側壁12)而配置。
四個電極20中兩個(電極20A與20D)，其板面各自接觸電解槽11之正面側與背面側之內壁面而配置。此兩個電極20A與20D之間設有其他兩個電極20B與20C，兩端之電極20A與20D平行，各等間隔配置。
四個電極20，每隔一個電極連接直流電源22中同一端子，即，電極20A，與從此電極20A隔一個電極的20C是連接至直流電源22之一對端子22A與22B中之22B。
然後，兩個電極20A與20C之間配置有電極20B。從此電極20B隔一個電極的20D是連接至另一個端子22A。
藉此，此相鄰正負一對電極所構成單一單元之三個並列連接電解單元結構(一併參考第7圖)。
本發明第二實施例之冷卻水循環裝置，由於其電解槽為密閉式，此與溢流式電解槽不同，不必考慮冷卻水從電解槽或冷卻水塔之外側流出。此裝置設置場所並不限定配置於電解槽或冷卻水塔。此外，天井(ceiling)面凹設有氣泡積存部17，由於所產生之氫氣或氧氣會逸出至氣泡積存部17，可避免電解槽內冷卻水之水位下降與電解處理效率降低。
其次，在以上結構之第二實施例之冷卻水循環裝置1中，實施冷卻水W電解處理之步驟，其中將與第一實施例之冷卻水循環裝置相同部份省略。
在第二實施例之冷卻水循環裝置1中，直流電源22之一端子22A為負端子，另一端子22B為正端子；即，電極20A與20C為陽極，電極20B與20D為陰極。在各電極20A、20B、20C、20D之間施加直流電壓(第一電解過程)。
如此，冷卻水W在電極20之間通過期間，冷卻水W所含有鈣離子、鎂離子等礦物質成份離子成為水垢S，析出於作為陰極之電極20B與20D之表面。藉此，將礦物質成份從冷卻水W去除。此經由電解處理礦物質成份被去除之冷卻水W，經由流出管16回流至冷卻水塔3。
在此時，隨著電解處理，從陰極產生氫氣，而從陽極產生氧氣。在此處，在電解槽11之天井(ceiling)面23A設有一段高出之氣泡積存部17，氫氣與氧氣之氣泡會逸出至氣泡積存部17。此外，由於此氣泡積存部17之上端部連接流出管16，此氣泡積存部17中所聚集之氣泡與冷卻水W一起從流出管16排出。
由於繼續運轉，在作為陰極之電極20B與20D之表面慢慢堆積所析出之水垢S(參考第8(A)與8(B)圖)。因此，經過預定時間之運轉後，將陽極-陰極反轉而運轉(第9(A)圖與第9(B)圖，第一水垢剝離過程)。
首先，將旁通側之幫浦P2停止，以中斷對旁通回路(route)R2供應冷卻水W。然後，將給水管15與排出管18之閥門(valve)B2與B4關閉，將流出管16之閥門(valve)B3開啟。與上述第一電解過程相反，直流電源22之一端子22A為正端子，另一端子22B為負端子；即，電極20A與20C為陰極，電極20B與20D為陽極。在各電極20A、20B、20C、20D之間施加直流電壓。藉此，將電極20B與20D表面所堆積之水垢S剝落。又，由於在此過程中施加電壓，冷卻水W被電氣分解以產生氫氣與氧氣。因此，由於流出管16之閥門(valve)B3開啟，氫氣與氧氣之氣泡從流出管16逸出。
然後，此所剝落之水垢S從電解槽11排出(參考第10圖，排出過程)。
將給水管15與排出管18之閥門(valve)B2與B4開啟，將流出管16之閥門(valve)B3關閉，旁通側之幫浦P2開始動作，對電解槽11供水。如此，電解槽11內冷卻水W經由排出管18排出。與此同時，剝落之水垢S落下至漏斗部19，經由排出管18排出。如此，可以將水垢S由電解槽11輕易地排出。
接著，將第一電解過程之陽極與陰極之極性反轉，再開始電解處理(第11(A)圖與第11(B)圖，第二電解過程)，即將給水管15與流出管16之閥門(valve)B2與B3開啟，將流出管18之閥門(valve)B4關閉，旁通側之幫浦P2開始動作。於此狀態中，電極20A與20C為陰極，電極20B與20D為陽極。在各電極20A、20B、20C、20D之間施加直流電壓。如此，在作為陰極之電極20A與20C之表面析出水垢S。藉此，將礦物質成份從冷卻水W去除。此經由電解處理礦物質成份減少之冷卻水W，經由流出管16回流至冷卻水塔3。
此外，與第一電解過程相同，伴隨著電解處理，產生氫氣與氧氣之氣泡。此等氣泡逸出至氣泡積存部17。此在氣泡積存部17所積聚之氣泡與冷卻水W一起從排出管16排出。
由於繼續運轉，與上述第一電解過程相同，在作為陰極之電極20A與20C之表面慢慢地堆積所析出之水垢S。因此，經過預定時間之運轉後，將陽極-陰極之極性反轉而運轉(第12(A)圖與第12(B)圖，第二水垢剝離過程)。
即，將旁通側之幫浦P2停止，以中斷對旁通回路(route)R2供應冷卻水W。然後，將給水管15與排出管18之閥門(valve)B2與B4關閉，將流出管16之閥門(valve)B3開啟。與上述第二電解過程相反，直流電源22之一端子22A為負端子，另一端子22B為正端子；即，電極20A與20C為陽極，電極20B與20D為陰極。在各電極20A、20B、20C、20D之間施加直流電壓。藉此，將電極20A與20C表面所堆積之水垢S剝落。又，由於在此過程中與第一水垢剝離過程相同，將流出管16之閥門(valve)B3開啟，氫氣與氧氣之氣泡從流出管16逸出。
然後，此所剝落之水垢S從電解槽11排出(參考第13圖，排出過程)。給水管15與排出管18之閥門(valve)B2與B4開啟，將流出管16之閥門(valve)B3關閉，旁通側之幫浦P2開始動作，對電解槽11供水。如此，電解槽11內冷卻水W經由排出管18排出。與此同時，剝落之水垢S落下至漏斗部19，經由排出管18排出。
最後，此排出過程終止，將此第二電解過程之陽極與陰極之極性反轉(即，再返回第一電解過程)，再開始進行電解處理。如此，反覆操作此第一電解過程、第二電解過程，而以水垢剝離過程、排出過程介於其間。
在本發明第二實施例之冷卻水循環裝置中，由於其電解槽11為密閉式，此與溢流式電解槽不同，不必考慮冷卻水從電解槽11之外側流出。此裝置設置場所並不限定配置於電解槽11或冷卻水塔3。
此外，天井(ceiling)面23A凹設有氣泡積存部17，由於所產生之氫氣或氧氣會逸出至氣泡積存部17，可以避免電解槽11內冷卻水W之水位下降，電解處理效率降低。
又，氣泡積存部17形成於電解槽11之天井(ceiling)壁23中連接流出管16位置周圍，在氣泡積存部17中並未設置去除空氣之特別機構，所積存之氣泡從流出管16與流出之水一起排出，可以簡單結構之電解槽11去除氣泡。可以避免由於所產生氫氣與氧氣積聚於電解槽11內，使得電解槽11內部壓力增高，電解槽11內冷卻水W之水位下降，電解處理效率降低。
(第三實施例)
參考第6圖、第14～17圖，說明本發明第三實施例之冷卻水循環裝置。
本實施例與第二實施例之主要不同為，電極30(第6圖之20)之連接直流電源22之接受供電之一對供電電極31A與31D。此供電電極31A與31D之間配置感應電極31B與31C，而形成複極式結構。
供電電極31A與31D與感應電極31B與31C，各形成為較電解槽11之橫向幅度為窄之板狀，靠近電解槽11之一邊側壁(第14圖之左側壁12)而配置。
一對供電電極31A與31D，其板面各自接觸電解槽11之正面側與背面側之內壁面而配置。此兩個供電電極31A與31D之間設有其他兩個感應電極31B與31C，其與供電電極31A與31D平行，各等間隔配置。在兩端供電電極31A與31D之間施加直流電壓。中間之感應電極31B與31C分極，其一方面為陽極，而另一方面為陰極。
然而，此相鄰兩個電極所構成單一單元之三個串聯形成複極式電解單元結構。
在此狀態中，作為正面側之供電電極31A為陽極、與背面側之供電電極31D為陰極之兩個電極31A與31D之間施加直流電流(參考第14圖，第一電解過程)。
在此時，在感應電極31B與31C之正面側(在正面側供電電極31A之對面)形成陰極面，其背面側為陽極面(第一電解過程)。
如此，在冷卻水W通過電極31期間，在冷卻水W中所含有鈣離子與鎂離子等礦物成份離子成為水垢S，在作為陰極之背面側之供電電極31D之表面、與感應電極31B與31C之陰極面析出。因此，可以將礦物成份從冷卻水W去除。
此經由電解處理而礦物成份去除之冷卻水W，經由流出管16流回至冷卻水塔3。
由於繼續運轉，在作為陰極之供電電極31D之表面與感應電極31B與31C之陰極面慢慢地堆積所析出之水垢S。然後，經過預定時間之運轉後，將陽極-陰極之極性反轉而運轉(參考第15圖，第一水垢剝離過程)。
在此狀態，與上述第一電解過程相反，在作為陰極之正面側之供電電極31A、與作為陽極之背面側之供電電極31D之兩個電極31A與31D之間施加直流電流。
在此時，在感應電極31B與31C之陽極面與陰極面表裏反轉，正面側為陽極面，背面側為陰極面。
藉此，此在供電電極31D與感應電極31B與31C之表面所堆積之水垢S會剝落。
又，由於在此過程中施加電壓，冷卻水W被電氣分解而產生氫氣與氧氣。因此，由於流出管16之閥門(valve)B3開啟，氫氣與氧氣之氣泡從流出管16逸出。
其次，所剝落之水垢S從電解槽11排出(排出過程)。本實施例之排出過程與第二實施例者相同，在此不再贅述。
然後，在將第一電解過程之陽極與陰極之極性反轉之狀態，再開始電解處理(參考第16圖，第二電解過程)。即，給水管15與流出管16之閥門(valve)B2與B3開啟，排出管18之閥門(valve)B4關閉，旁通側幫浦P2開始動作。
在此狀態，作為正面側之供電電極31A為陰極，與背面側之供電電極31D為陽極之兩個電極31A與31D之間施加直流電壓。如此，在作為陰極之正面側之供電電極31A之表面、與感應電極31B與31C之陰極面析出水垢S。藉由此，可以將礦物成份從冷卻水W去除。
此經由電解處理而礦物成份減少之冷卻水W，經由流出管16流回至冷卻水塔3。
經過預定時間之運轉後，在電極31上堆積水垢S，然後，將陽極-陰極反轉而運轉(參考第17圖，第二水垢剝離過程)。
於此狀態中，與上述第二電解過程相反，正面側之供電電極31A為陽極，與背面側之供電電極31D為陰極之兩個電極31A與31D之間施加直流電壓。
在此時，在感應電極31B與31C之陽極面與陰極面表裏反轉，正面側為陰極面，背面側為陽極面。
藉此，此在供電電極31D與感應電極31B與31C之表面所堆積之水垢S會剝落。
其次，剝落之水垢S從電解槽11排出(排出過程)。
在排出過程終止後，將第二電解過程之陽極與陰極之極性反轉之狀態(即，再返回第一電解過程)，再開始電解處理。如此，反覆操作此第一電解過程、第二電解過程，而以水垢剝離過程、排出過程介於其間。
(第四實施例)
第18圖為本發明第四實施例之冷卻水循環裝置之概要圖。在第四實施例之電解裝置10中，在用於電解處理冷卻水之電解槽11內部設有第1～第4電極43a～43d。此等電極43a～43d經由控制器14連接直流電源13。
該控制器14連接至產生直流電之直流電源13，以控制對電極43a～43d所施加電壓，同時監視兩電極間之電流與電壓並監視導電率。
又，如同於第19圖中所示，電解裝置10由控制器14所驅動。各電極43a～43d之配置狀態可以在串聯與並聯之間切換。據此，即使流經此冷卻水循環回路(route)冷卻水之導電率相同，對於從兩個電極43a與電極43d之間串聯而施加電壓，與將其切換至四個電極43a～43d並聯各施加電壓，從電源觀之電阻約為9倍(即，切換後電阻約為1/9)，此對應於導電率之大的變化。又，電源之切換元件之控制電壓之最大值為60V，將流入各電極之電流保持在10A。
第20圖為依據直流電源13中所測量電壓(電壓源)、以控制此控制器14之由電極43a～43d所形成回路(route)之切換控制方法。如同於圖中所示，首先於步驟S1中，依據操作此冷卻水循環裝置1之操作盤等中所設計開始按鈕等，此冷卻水循環裝置1之循環幫浦41b等開始動作，將冷卻水桶41a之冷卻水循環供應給電解槽11。
其次，在步驟S2中，設定此經由控制器14之電解槽11之兩個電極43a與電極43d之間為串聯(通電狀態)而施加電壓，以實施電解處理。
在步驟S3中，經由控制器14，在所設定時間例如大約經過30秒，以測量在電源部13中之電壓，並判斷此所測定電壓值為60伏以上或小於60伏。如果此所測量值為小於60伏，則進行至步驟S4繼續實施串聯。如果此所測量值為60伏以上，則進行至步驟S5。
在所測量值為60伏以上而進行至步驟S5之情形中，則切換至此經由控制器14將電解槽11中四個電極43a～43d並聯(通電狀態)各施加電壓之狀態。
繼續上述步驟S5至步驟S6，再度測量直流電源13中之電壓，以判斷此所測定電壓值為20伏特以上或小於20伏特。若所測定值為20伏特以上，則進行至步驟S7繼續實施並聯。若所測定值為小於20伏特，則進行至步驟S2。
根據以上所實施步驟S1至S7之一連串處理過程。在複數個電極間之供給定電流之定電流控制中，根據直流電源13之電壓變化以控制此控制器14，可以將供應至熱交換器2之冷卻水中水垢成份以電解處理安定地析出而去除。此外，在水垢去除定電流控制中，不會由於電極之電源部中過大電壓變化負載而產生壓力，而可以提供耐用性與電析處理中控制操作性優異之冷卻水水垢去除方法。
第19圖顯示，電解槽11之導電率(電阻之倒數)與冷卻水中水垢成份之比例關係。電解槽11中電極43a～43d所構成回路(route)，若其冷卻水之導電率為較高時使用串聯，若其冷卻水之導電率為較低時切換至並聯，其可以根據電壓變化而使用。
(第五實施例)
第21圖為根據本發明第五實施例之電極缺口與配線端子設計之概要圖。第22圖為電極缺口與配線端子設計之放大圖，(a)為頂視圖，(b)為正視圖。
如同於第21圖與第22圖中所示，本第五實施例中冷卻水循環裝置，電極53a～53d之上端，各附著之配線端子52之厚度大於此連接控制器14之電極之厚度，且電極53a～53d之各配線端子之對面相鄰電極之相同位置，設置有用於緩和電流集中略成矩形之缺口部51之開口。即，配線端子之厚度大於電極之厚度，為了對面電極最接近部份電流集中特定位置之電極部份而有損耗，配線端子附近部位電流不會集中，在電極53a～53d之組合中，在相鄰電極之電源配線端子對應位置設置缺口部51。
第23圖為決定在電極中設計缺口之方法之概要圖。如同第23(a)圖中所示，最合適缺口部份之形狀為，半徑r之配線端子之表面與其對面電極之最短距離；電極之間隔為將d以下部份(以配線端子為中心所繪半徑R為(d+r)之圓內矩形範圍)從對面電極切除所得。
因此，如同第23(b)圖詳細顯示，切除半徑為R(參考第23(c)圖之部份放大圖)，切口部寬度之最適值為2h，電極之厚度為2t，配線端子半徑為r，電極間隔為d。因此，可以獲得以下關係式：
(d+r)2=(h)2+(d+t)2
有關於此關係式之h為
(h)2=(2d+r+t)(r-t)
h=((2d+r+t)(r-t))1/2
缺口部寬度之最適值2h為此值之兩倍。
因此，缺口部寬度為2h以上。
在第五實施例中，配線端子之半徑為r=1.5 mm，電極之厚度為2t=1 mm，電極之間隔d=8 mm。由以上關係式可知，缺口部之寬度2h約為8.5 mm為最適值，故，缺口部之寬度2h為8.5 mm以上。
如同以上說明，根據所決定缺口部之寬度或形狀，可以達成避免電極中電流密度集中之功效。
本發明提供一種冷卻水循環裝置，其考慮到環境，可以抑制微生物與水垢之附著，極具產業上利用性。
以上已經說明本發明之較佳實施例，其包括發明人所知用於實施本發明之最佳模式。應瞭解，此等所說明實施例僅為典範，不應用於限制本發明。
1．．．冷卻水循環裝置
2．．．熱交換器
3．．．冷卻水塔
4．．．流水管
4A．．．流水管
4B．．．流水管
5．．．補給管
10．．．電解裝置
11．．．電解槽
12A．．．第一電極
12B．．．第二電極
13．．．直流電源
14．．．控制器
15．．．給水管
16．．．流出管
17．．．氣泡積存部
18．．．排出管
19．．．漏斗部
20．．．電極
22．．．直流電源
23．．．天井壁
23A．．．天井面
24．．．底壁部
30．．．電極
31A．．．電極
31B．．．電極
31C．．．電極
31D．．．電極
41a．．．冷卻水桶
41b．．．循環幫浦
43a～43d．．．電極
51．．．缺口部
53a～53d．．．電極
52．．．配線端子
R1．．．冷卻水循環回路
R2．．．旁通回路
W．．．冷卻水
第1圖為根據本發明第一實施例之冷卻水循環裝置之概要圖；
第2圖為使用電解裝置以實施電解處理步驟之概要圖，(A)顯示實施電解過程之概要圖，(B)顯示在電解過程中水垢附著於電極上之概要圖；
第3圖顯示使用電解裝置以實施冷卻水電解處理步驟，(C)顯示在水垢排出過程中，將陽極-陰極切換，而將水垢剝離之概要圖，(D)顯示將剝離水垢排出之概要圖；
第4圖顯示使用電解裝置以實施冷卻水電解處理步驟，(E)顯示在陽極-陰極切換狀態下進行電解過程之概要圖，(F)顯示在電解過程中水垢附著於電極上過程之概要圖；
第5圖顯示使用電解裝置以實施冷卻水電解處理步驟，(G)顯示在排出過程中將陽極-陰極切換以使水垢剝離，(H)將剝離水垢排出之概要圖；
第6圖為根據本發明第二實施例之冷卻水循環裝置之概要圖；
第7圖為根據本發明第二實施例之電解裝置之概要圖；
第8圖(A)為由本發明第二實施例電解裝置所實施第一電解過程之側視圖，(B)為由本發明第二實施例電解裝置所實施第一電解過程之頂視圖；
第9圖(A)為由本發明第二實施例電解裝置所實施第一水垢剝離過程之側視圖，(B)為由本發明第二實施例電解裝置所實施第一水垢剝離過程之頂視圖；
第10圖為由本發明第二實施例電解裝置所實施水垢排出過程之側視圖；
第11圖(A)為由本發明第二實施例電解裝置所實施第二電解過程之側視圖，(B)為由本發明第二實施例電解裝置所實施第二電解過程之頂視圖；
第12圖(A)為由本發明第二實施例電解裝置所實施第二水垢剝離過程之側視圖，(B)為由本發明第二實施例電解裝置所實施第二水垢剝離過程之頂視圖；
第13圖為由本發明第二實施例電解裝置所實施水垢排出過程之側視圖；
第14圖為由本發明第三實施例電解裝置所實施第一電解過程之側視圖；
第15圖為由本發明第三實施例電解裝置所實施第一水垢剝離過程之側視圖；
第16圖為由本發明第三實施例電解裝置所實施第二電解過程之側視圖；
第17圖為由本發明第三實施例電解裝置所實施第二水垢剝離過程之側視圖；
第18圖為根據本發明第四實施例之冷卻水循環裝置之概要圖；
第19圖為電解槽中各電極切換狀態之概要圖；
第20圖為電極電路切換控制方法之流程圖；
第21圖為由本發明第五實施例電極缺口與配線端子設計之概要圖；
第22圖為電極缺口與配線端子設計之放大圖，(a)為頂視圖，(b)為正視圖；以及
第23圖為決定設計電極缺口方法之概要圖。
1．．．冷卻水循環裝置
2．．．熱交換器
3．．．冷卻水塔
4．．．流水管
5．．．補給管
10．．．電解裝置
11．．．電解槽
12A．．．第一電極
12B．．．第二電極
13．．．直流電源
14．．．控制器
15．．．給水管
16．．．流出管
18．．．排出管
19．．．漏斗部
R1．．．冷卻水循環回路
R2．．．旁通回路
W．．．冷卻水

Claims (4)

  1. 一種冷卻水循環裝置，其具有一冷卻水循環回路(route)，該冷卻水循環回路(route)包括：一冷卻裝置，用於將冷卻水冷卻；一流水通路，其設置於該冷卻裝置與被冷卻機器間，用於將冷卻水循環；該冷卻水循環裝置包含：一電解槽，用於儲存冷卻水；至少一對電極，設置於該電解槽內；一電壓源，其在該對電極之間施加電壓；一切換裝置，其連接該電壓源，並用於切換該對電極之極性；一導電率監測裝置，其連接該電壓源，並依據該對電極間之電壓與電流，以計算出該冷卻水之導電率；以及一排水管，其由該電解槽底部通往該冷卻水循環回路(route)之外；該冷卻水循環裝置係藉由該對電極之間施加電壓，將於該對電極之一電極上所析出該電解槽內儲存該冷卻水之水垢進行電解處理；將該對電極之極性反轉，以在該對電極之間施加電壓，將於該對電極之一上所析出之水垢部份剝離之同時，將所剝離之水垢部份與該電解槽內該冷卻水一起，從該排水管排出該冷卻水循環回路(route)之外；以及該電解槽之側壁中連接有構成給水路之給水管，且該電解槽之底壁部中設有漏斗部，該漏斗部連接水垢之排出管。
  2. 如請求項1所述之冷卻水循環裝置，其中該導電率監測裝置，依據該電解槽中所設置溫度感測器所測得該冷卻水之溫度，以計算出在該溫度之導電率數值(kt)，將其轉換成在冷卻水25℃時之導電率(k25)，當抵達該導電率(k25)所設定數值時，會發出信號以通知電極之水垢附著狀態或電極之消耗。
  3. 如請求項2所述之冷卻水循環裝置，其中當達到該導電率(k25)所設定數值時，將電極洗淨。
  4. 如請求項1至3項中任一項所述之冷卻水循環裝置，其中該對電極之每一電極之一邊具有連接端子，另一邊設有缺口部。
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