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技術 開放循環式冷却水系冷却塔

出願人 栗田工業株式会社
発明者 飯村晶木幡賢二牛島祐介酒村哲朗
出願日 2000年3月16日 (20年3ヶ月経過) 出願番号 2000-074247
公開日 2001年9月26日 (18年9ヶ月経過) 公開番号 2001-263990
状態 特許登録済
技術分野 一般的な熱交換又は熱伝達装置の細部4 一般的な熱交換又は熱伝達装置の細部5
主要キーワード 押込式 押込通風 底部面積 ケイ酸マグネシウム粉末 スラッジ成分 誘引通風 スラッジ堆積 定期修理
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年9月26日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

開放循環式冷却水系において、冷却水中に生成したスラッジを効果的に捕捉してスラッジによる循環ライン閉塞を防止し、冷却水系の安定運転を可能にする開放循環式冷却水系冷却塔を提供する。

解決手段

開放循環式冷却水系に設けられた冷却塔において、冷却塔の下部水槽内に、冷却水出口を隔離する網目状の壁を有することを特徴とする開放循環式冷却水系冷却塔。

概要

背景

開放循環式冷却水系では、水の循環利用に伴い、循環水中塩類濃度が増加し、炭酸カルシウムシリカなどのスケールスラッジ(壁面に付着したスケールや生物フロックなどが脱離したもの、スケール成分析出して水中に浮遊又は堆積したものの総称。以下、これらを単に「スラッジ」という。)が発生する。熱交換器へのスケールの付着を防止するために、永久磁石ソレノイドコイル磁石などの磁気装置異種金属電極などの金属イオン溶出装置セラミックボールなどのセラミック部材などを用いて、スケール成分を積極的に析出させた場合には、特に顕著にスラッジが発生する。循環水中で発生するスラッジは、水系内に流入する固形物とともに、水系内に堆積し、配管閉塞させたり、ポンプを詰まらせたり、散水板を詰まらせたりするトラブルを発生させる。このために、発生したスラッジや流入した固形物は、回収して水系外に排出する必要がある。従来より、循環ラインの閉塞を防ぐために、循環ポンプストレーナを設置してスラッジを捕捉している。しかし、ストレーナを月1回程度清掃する必要があり、手間がかかる上に、ストレーナの清掃には冷却水系運転を停止しなければならないので、操業に支障をきたす場合が多い。また、スケールが析出しやすい環境においては、清掃頻度はさらに多くなる。冷却水系のスラッジなどを分離、回収する方法として、下部水槽内に板状のなどを設けて低流速部を形成し、低流速部にスラッジを沈降、堆積させる方法も採られている。しかし、板状の堰を設置する方法では、堰を下部水槽の水位以上にすることができないために、堰を越えて流出したスラッジにより、循環ラインの閉塞が生ずる場合がある。このために、冷却水中のスラッジに起因する循環ラインの閉塞による循環水量の低下を防止することができ、特にスケール成分の析出する環境で使用して有効な開放循環式冷却水系冷却塔が求められていた。

概要

開放循環式冷却水系において、冷却水中に生成したスラッジを効果的に捕捉してスラッジによる循環ラインの閉塞を防止し、冷却水系の安定運転を可能にする開放循環式冷却水系冷却塔を提供する。

開放循環式冷却水系に設けられた冷却塔において、冷却塔の下部水槽内に、冷却水出口を隔離する網目状の壁を有することを特徴とする開放循環式冷却水系冷却塔。

目的

本発明は、開放循環式冷却水系において、冷却水中に生成したスラッジを効果的に捕捉してスラッジによる循環ラインの閉塞を防止し、冷却水系の安定運転を可能にする開放循環式冷却水系冷却塔を提供することを目的としてなされたものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

開放循環式冷却水系に設けられた冷却塔において、冷却塔の下部水槽内に、冷却水出口を隔離する網目状の壁を有することを特徴とする開放循環式冷却水系冷却塔。

請求項2

網目状の壁の下縁が下部水槽の底部に接し、壁の高さが下部水槽内の水位より高い請求項1記載の開放循環式冷却水系冷却塔。

技術分野

0001

本発明は、開放循環式冷却水系冷却塔に関する。さらに詳しくは、本発明は、開放循環式冷却水系において、冷却水中に生成したスラッジを効果的に捕捉してスラッジによる循環ライン閉塞を防止し、冷却水系の安定運転を可能にする開放循環式冷却水系冷却塔に関する。

背景技術

0002

開放循環式冷却水系では、水の循環利用に伴い、循環水中塩類濃度が増加し、炭酸カルシウムシリカなどのスケールやスラッジ(壁面に付着したスケールや生物フロックなどが脱離したもの、スケール成分析出して水中に浮遊又は堆積したものの総称。以下、これらを単に「スラッジ」という。)が発生する。熱交換器へのスケールの付着を防止するために、永久磁石ソレノイドコイル磁石などの磁気装置異種金属電極などの金属イオン溶出装置セラミックボールなどのセラミック部材などを用いて、スケール成分を積極的に析出させた場合には、特に顕著にスラッジが発生する。循環水中で発生するスラッジは、水系内に流入する固形物とともに、水系内に堆積し、配管を閉塞させたり、ポンプを詰まらせたり、散水板を詰まらせたりするトラブルを発生させる。このために、発生したスラッジや流入した固形物は、回収して水系外に排出する必要がある。従来より、循環ラインの閉塞を防ぐために、循環ポンプストレーナを設置してスラッジを捕捉している。しかし、ストレーナを月1回程度清掃する必要があり、手間がかかる上に、ストレーナの清掃には冷却水系の運転を停止しなければならないので、操業に支障をきたす場合が多い。また、スケールが析出しやすい環境においては、清掃頻度はさらに多くなる。冷却水系のスラッジなどを分離、回収する方法として、下部水槽内に板状のなどを設けて低流速部を形成し、低流速部にスラッジを沈降、堆積させる方法も採られている。しかし、板状の堰を設置する方法では、堰を下部水槽の水位以上にすることができないために、堰を越えて流出したスラッジにより、循環ラインの閉塞が生ずる場合がある。このために、冷却水中のスラッジに起因する循環ラインの閉塞による循環水量の低下を防止することができ、特にスケール成分の析出する環境で使用して有効な開放循環式冷却水系冷却塔が求められていた。

発明が解決しようとする課題

0003

本発明は、開放循環式冷却水系において、冷却水中に生成したスラッジを効果的に捕捉してスラッジによる循環ラインの閉塞を防止し、冷却水系の安定運転を可能にする開放循環式冷却水系冷却塔を提供することを目的としてなされたものである。

課題を解決するための手段

0004

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、冷却塔の下部水槽内に、冷却水出口を隔離する網目状の壁を設けることにより、スラッジを効果的に捕捉して循環ラインへの流出を防止し、循環ラインの閉塞を防ぎ得ることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、(1)開放循環式冷却水系に設けられた冷却塔において、冷却塔の下部水槽内に、冷却水出口を隔離する網目状の壁を有することを特徴とする開放循環式冷却水系冷却塔、及び、(2)網目状の壁の下縁が下部水槽の底部に接し、壁の高さが下部水槽内の水位より高い第1項記載の開放循環式冷却水系冷却塔、を提供するものである。さらに、本発明の好ましい態様として、(3)網目状の壁の目開きが、10〜2,000μmである第1項記載の開放循環式冷却水系冷却塔、を挙げることができる。

発明を実施するための最良の形態

0005

本発明の開放循環式冷却水系冷却塔は、開放循環式冷却水系に設けられた冷却塔において、冷却塔の下部水槽内に、冷却水出口を隔離する網目状の壁を有する冷却塔である。本発明の冷却塔は、シリカが過飽和となっている冷却水系、例えば、pH7〜9、水温10℃でのシリカ濃度が100mgSiO2/L以上で分散剤を添加していない冷却水系、ランジュリ指数が正であって、分散剤を添加しておらず、炭酸カルシウムが過飽和となっている冷却水系といったスラッジの発生量の多い開放循環式冷却水系に特に好適に適用することができる。特に、スケール成分を析出させている開放循環式冷却水系、例えば、スケール付着防止を目的として、炭酸カルシウム粉末ケイ酸マグネシウム粉末などのスケール物質の種晶となる物質を添加し、スケール物質の析出を促進している冷却水系、永久磁石、ソレノイドコイル型磁石などの磁気装置、異種金属電極などを用いた金属イオン溶出装置、セラミックボールなどのセラミック部材などを、単独で又は組み合わせて使用した析出型スケール防止技術を適用している冷却水系などでは、シリカ濃度が100mgSiO2/L以上又は/及びランジュリア指数が正となり、分散剤を添加しない場合は、シリカや炭酸カルシウムが過飽和となってスラッジが多く発生する。本発明の冷却塔の方式に特に制限はなく、例えば、噴霧塔式又は充填塔式、押込式若しくは誘引式の強制通風又は自然通風塔、向流式又は直交流式などのいずれの方式とすることもできる。

0006

図1(a)は、本発明の冷却塔の一態様の模式的側面図であり、図1(b)は、その模式的平面図である。本態様の冷却塔は、誘引通風直交流式角形冷却塔であって、下部水槽1内に、冷却水出口2を隔離する網目状の壁3が設けられ、下部水槽が冷却水出口側とスラッジ堆積側4に隔てられている。冷却水は、冷却水出口より取り出され、循環ポンプ5により熱交換器6に送られ、温水となって冷却塔へ返送され、冷却塔上部より充填材7に散水される。温水は、ファン8によりルーバー9から吸い込まれた空気と接触し、一部が蒸発して蒸発潜熱を放出することにより冷水となって、下部水槽に落下する。図1に示される冷却水系には、循環ラインに永久磁石と異種金属電極を組み合わせたスケール析出装置11が設けられている。本発明の冷却塔は、図1に示すように、充填材から落下する冷水が下部水槽のスラッジ堆積側に落下する構造であることが好ましい。冷水中に存在するスラッジは、網目状の壁を通過しないので、冷却水出口から取り出される冷却水はスラッジを含まず、このために、循環ラインにおいて、スラッジによる障害が発生するおそれがない。本発明の冷却塔は、図1に示すように、網目状の壁の下縁を下部水槽の底部に接し、壁の高さを下部水槽の水位10より高くすることが好ましい。下部水槽に板状の壁を設ける場合は、壁の高さは下部水槽の水位より低い必要があり、そのために、スラッジの一部が壁を越えて冷却水出口側に流れ出すことは避けられなかった。本発明の冷却塔は、下部水槽の水位より高い網目状の壁を設けることにより、壁を越えて冷却水出口側に流れる冷却水はなく、冷却水はすべて網目を通過するので、スラッジが網目により捕捉、除去された冷却水を冷却水出口より取り出すことができる。本発明の冷却塔に用いる網目状の壁の材質に特に制限はなく、例えば、ステンレス鋼リン青銅、銅−亜鉛合金、各種のプラスチックなどを挙げることができる。網目状の壁の網目の形状に特に制限はなく、例えば、平織綾織などの織物円孔角孔などの孔をあけた平板などを挙げることができる。網目状の壁の目開きは、10〜2,000μmであることが好ましく、100〜1,000μmであることがより好ましい。目開きが10μm未満であると、網目状の壁における圧力損失が大きく、冷却水の通過に障害を生ずるおそれがある。目開きが2,000μmを超えると、スラッジの一部が通り抜けて冷却水出口側に洩れ出すおそれがある。

0007

図2(a)は、本発明の冷却塔の他の態様の模式的側面図であり、図2(b)は、その模式的平面図である。本態様の冷却塔は、誘引通風向流式丸形冷却塔であって、下部水槽1内に、冷却水出口2を隔離する網目状の壁3が設けられ、下部水槽が冷却水出口側とスラッジ堆積側4に隔てられている。本態様の冷却塔には、網目状の壁3により隔てられた冷却水出口側の下部水槽1から冷却水を取り出して処理して、下部水槽1のスラッジ堆積側4に戻すために、永久磁石と異種金属電極を組み合わせたスケール析出装置11が設けられている。冷却水は、冷却水出口より取り出され、循環ポンプ5により熱交換器6に送られ、温水となって冷却塔へ返送され、冷却塔上部より充填材7に散水される。温水は、ファン8によりルーバー9から吸い込まれた空気と接触し、一部が蒸発して蒸発潜熱を放出することにより冷水となって、下部水槽に落下する。本態様の冷却塔は、充填材から落下する冷水が、下部水槽の中央のスラッジ堆積側に落下する。冷水中に存在するスラッジは、網目状の壁を通過しないので、冷却水出口から取り出される冷却水はスラッジを含まず、このために、循環ラインにおいて、スラッジによる障害が発生するおそれがない。図3(a)は、本発明の冷却塔の他の態様の模式的側面図であり、図3(b)は、その模式的平面図である。本態様の冷却塔は、押込通風式丸形冷却塔であって、下部水槽1内に、冷却水出口2を隔離する網目状の壁3が設けられ、下部水槽が冷却水出口側とスラッジ堆積側4に隔てられている。冷却水は、冷却水出口より取り出され、循環ポンプ5により熱交換器6に送られ、温水となって冷却塔へ返送され、冷却塔上部より充填材7に散水される。温水は、ファン8により押し込まれた空気と接触し、一部が蒸発して蒸発潜熱を放出することにより冷水となって、下部水槽に落下する。本態様の冷却塔は、充填材から落下する冷水が、下部水槽の中央のスラッジ堆積側に落下する。冷水中に存在するスラッジは、網目状の壁を通過しないので、冷却水出口から取り出される冷却水はスラッジを含まず、このために、循環ラインにおいて、スラッジによる障害が発生するおそれがない。本発明の開放循環式冷却水系冷却塔によれば、用水にスラッジ成分が含まれていても、循環ラインの閉塞を有効に防止して、冷却水系を安定して運転することができる。本発明の冷却塔は、スラッジ堆積側の水槽底部面積を大きくとることができるので、循環ポンプに設置したストレーナと異なり、堆積したスラッジを除去する頻度は年1回程度で十分である。したがって、冷却水系の定期修理の際にスラッジを除去することができ、スラッジ除去のために冷却水系を停止する必要がない。

発明の効果

0008

本発明の開放循環式冷却水系冷却塔は、下部水槽に網目状の壁を有するので、用水中にスラッジ成分が含まれていても、網目状の壁で捕捉され、スラッジによる循環ラインの閉塞は起こらず、冷却水系の安定運転が可能になる。本発明の冷却塔は、スケール成分の析出環境で運転しても、上記の効果を発揮するので有効である。

図面の簡単な説明

0009

図1図1は、本発明の冷却塔の一態様の模式的側面図及び模式的平面図である。
図2図2は、本発明の冷却塔の他の態様の模式的側面図及び模式的平面図である。
図3図3は、本発明の冷却塔の他の態様の模式的側面図及び模式的平面図である。

--

0010

1 下部水槽
2冷却水出口
3網目状の壁
4スラッジ堆積側
5循環ポンプ
6熱交換器
7充填材
8ファン
9ルーバー
10水位
11スケール析出装置

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