クーリングタワーの殺菌機構
【課題】光触媒による殺菌作用を利用して、クーリングタワーを通過する冷却水を効果的に殺菌できる殺菌機構を提供する。
【解決手段】開放型のクーリングタワー１４を備える空調機構の冷却水の殺菌機構であって、前記クーリングタワー１０を経由して前記空調機構の熱交換器２２に前記冷却水を循環供給する循環経路とは別に、前記クーリングタワー１０から部分的に前記冷却水を取り込み、光触媒装置３６を経由してクーリングタワー１０に冷却水を循環して戻す浄化循環経路を独立させて設け、前記浄化循環経路に、該浄化循環経路中で冷却水を循環させるポンプ３０と、前記光触媒装置３６の前段に配置され、冷却水中に混入した固形物を分離する分離機３４とを設け、前記光触媒装置３６には、所定間隔をあけて配置した支持棚に球形に形成した光触媒材を配置し、前記支持棚の中間に前記光触媒材に紫外線を照射する紫外線ランプを配したことを特徴とする。
【解決手段】開放型のクーリングタワー１４を備える空調機構の冷却水の殺菌機構であって、前記クーリングタワー１０を経由して前記空調機構の熱交換器２２に前記冷却水を循環供給する循環経路とは別に、前記クーリングタワー１０から部分的に前記冷却水を取り込み、光触媒装置３６を経由してクーリングタワー１０に冷却水を循環して戻す浄化循環経路を独立させて設け、前記浄化循環経路に、該浄化循環経路中で冷却水を循環させるポンプ３０と、前記光触媒装置３６の前段に配置され、冷却水中に混入した固形物を分離する分離機３４とを設け、前記光触媒装置３６には、所定間隔をあけて配置した支持棚に球形に形成した光触媒材を配置し、前記支持棚の中間に前記光触媒材に紫外線を照射する紫外線ランプを配したことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はクーリングタワーの殺菌機構に関し、より詳細には光触媒を利用して冷却水を殺菌するクーリングタワーの殺菌機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
クーリングタワーは、空調機構において冷却媒体として使用される水を、水の気化熱を利用して冷却する装置として用いられる。クーリングタワーでは空調機構から循環してくる水をファンによって生成した空気流に接触させ、気化熱により冷却して、空調機構に還流させる作用をなす。クーリングタワーでは水に外気を接触させる開放系となっているため、冷却水がクーリングタワーを通過する際に、外部から雑菌や塵埃を取り込みやすく、冷却水に取り込まれた雑菌や塵埃が水とともに還流することによって、冷却水中でレジオネラ菌などの菌類が増殖し、配管を詰まらせる等の問題があった。とくに夏場には外気温の上昇とともに菌類が増殖しやすくなり、菌類が外部に飛散したりすることから環境に悪影響を与えるという問題があった。
【０００３】
このようなクーリングタワーによる冷却水の汚染の問題を解消する方法として、クーリングタワーの補給用の配管から殺菌用の薬剤を投入して殺菌する方法（たとえば、特許文献１、２参照）、オゾン発生装置を利用して冷却水を殺菌する方法（たとえば、特許文献３、４参照）、クーリングタワーに光触媒を固定し光触媒による酸化作用を利用して藻類、スライムの発生を抑える方法（たとえば、特許文献５参照）が提案されている。
【特許文献１】特開平９−１８４６９０号公報
【特許文献２】特開２００５−３１９３８１号公報
【特許文献３】特開２０００−１５７９８５号公報
【特許文献４】特開２００３−２４５６７３号公報
【特許文献５】特開２００２−１４７９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなクーリングタワーにおける冷却水の汚染の問題を解消する方法として薬剤を使用することは有効な方法ではあるが、冷却水に薬剤を投入した場合は、空調機構の配管に冷却水とともに薬剤が通流することになるから、薬剤が漏出したり、薬剤によって配管が損傷したりするというおそれがある。また、オゾン装置を使用する方法は、オゾン濃度が高い場合に配管等が損傷するおそれがあり、またオゾン濃度は冷却水の温度によって変動しやすく的確に殺菌作用を発揮させることが難しいという問題があった。
【０００５】
これに対して、光触媒を使用する方法は、光触媒による酸化作用によって菌類を殺菌するから薬液が漏出したり空調機構が損傷したりするというおそれはないものの、光触媒による殺菌作用が的確に作用させるように制御しないと、有効な殺菌作用が得られないという問題があった。
本発明は、これらの課題を解決すべくなされたものであり、とくに光触媒による殺菌作用を利用してクーリングタワーを通過する冷却水を殺菌する際に、効果的な殺菌を行うことができるクーリングタワーの殺菌機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、開放型のクーリングタワーを備える空調機構の冷却水の殺菌、浄化に使用されるクーリングタワーの殺菌機構であって、前記クーリングタワーを経由して前記空調機構の熱交換器に前記冷却水を循環供給する循環経路とは別に、前記クーリングタワーから部分的に前記冷却水を取り入れ、光触媒装置を経由してクーリングタワーに冷却水を循環して戻す浄化循環経路を独立させて設け、前記浄化循環経路に、該浄化循環経路中で冷却水を循環させるポンプと、前記光触媒装置の前段に配置され、冷却水中に混入した固形物を分離する分離機とを設け、前記光触媒装置には、所定間隔をあけて配置した支持棚に球形に形成した光触媒材を配置し、前記支持棚の中間に前記光触媒材に紫外線を照射する紫外線ランプを配したことを特徴とする。
また、前記浄化循環経路は、前記クーリングタワーの水槽から冷却水を取り入れ、前記クーリングタワーの散水部に前記光触媒装置を通過した後の冷却水を戻す配管構成とされていることを特徴とする。
【０００７】
また、前記光触媒材が、球形に形成されたアルミナからなるアルミナ基材の表面に、チタン微粒子を音速に近い速さで衝突させ、衝突の際の衝突エネルギーが熱エネルギーに変換する際にチタン微粒子が酸化チタンとしてアルミナ基材の表面に被着され、円滑な表面に形成されたチタン触媒材であることにより、冷却水に効果的に光触媒作用を作用させることができるとともに、光触媒材の表面に汚れが付着しにくくし、光触媒作用を効果的に発揮することができる。
【０００８】
また、前記分離機が、分離筒に形成された本体上部から送入された冷却水が、分離筒の内壁面に沿って高速で回転して移動することにより、遠心力により固液が分離され、固形物が分離筒の底部から排出される一方、水が分離筒の中心部を上昇して本体上部から送出される構成を備えるものであることにより、冷却水中に混入した砂や塵埃といった固形物を容易に水から分離できるとともに、固形物を排出したりするメンテナンス作業を容易にすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るクーリングタワーの殺菌機構によれば、空調機構に冷却水を供給する循環経路とは別個に、浄化循環経路を設け、この浄化循環経路では循環経路を通過する冷却水を部分的に分岐させて取り込むことにより、光触媒装置により殺菌、浄化作用の負担を抑え、かつ、浄化した水をクーリングタワーに循環的に戻すことによって、循環経路を通流する冷却水の全体を殺菌、浄化することができ、光触媒装置等の浄化循環経路に配置する装置を大型化することなく効率的な冷却水の浄化を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（クーリングシステムの構成）
図１は本発明に係るクーリングタワーの殺菌機構を含むクーリングシステムの全体構成を示す説明図である。
同図に示すクーリングシステムは、空調機構に使用する冷却水の循環経路として、クーリングタワー１０と、クーリングタワー１０に配管接続される循環ポンプ２０と、熱交換器２２とを備える。クーリングタワー１０は、上部にファン１２と散水部１４が設けられ、下部に水槽１６が設けられた構成となる。
【００１１】
この循環経路では、クーリングタワー１０で冷却された水が循環ポンプ２０により熱交換器２２に送られ、熱交換器２２および配管を通過した水がクーリングタワー１０に戻り、再度、冷却されて循環される。クーリングタワー１０では、散水部１４から下方に散水するとともに、ファン１２の駆動により下方から上方に向かう空気流を生じ、散水部１４から散水された水が一部気化され、気化熱により冷却される。こうして、水がクーリングタワー１０を通過するごとに冷却され、順次循環使用される。クーリングタワー１０では水が蒸発して徐々に散逸するから、必要に応じて水道水等が補給される。これらの循環経路の構成は、従来の構成と基本的に相違するものではない。
【００１２】
（殺菌機構の構成）
本発明において特徴的なクーリングタワーの殺菌機構は、熱交換器２２を通過する空調機構に供給される循環経路とは別に、クーリングタワー１０を通過する冷却水を部分的に取り込んで循環させる浄化循環経路を設け、この浄化循環経路中に光触媒を用いた殺菌機構を配して形成される。
すなわち、クーリングタワー１０の水槽１６に配管３１およびバルブ３２を介して浄化循環経路で水を通流させるポンプ３０を接続し、ポンプ３０の送出口側に分離機３４を接続し、分離機３４の送出口側に光触媒装置３６を接続し、光触媒装置３６の送出口とクーリングタワー１０の散水部１４とを配管接続して形成される。
【００１３】
分離機３４は、水槽１６から浄化循環経路に取り込まれた水から、塵埃や砂など外部から持ち込まれた固形物を水から分離するためのもので、本実施形態では、遠心分離作用を利用して固形物を分離する分離機３４を使用している。本実施形態で使用している分離機３４（商品名 ラバルセパレーター）は、本体上部から送入された水が高速で分離筒内を移動し、固形物は分離筒の壁面に当たりながら水と分離されて徐々に沈降し、固形物は分離筒の底部にたまる一方、固形物を含まない水は分離筒の中心部で急上昇し、分離筒の上部から外部に吐出されるようにして固液分離作用をなす。
分離筒の下部にたまった固形物は、定時的に開閉弁３４ａを開閉することにより、水とともに排出される。
【００１４】
この分離筒内で水を回転させ、遠心力を利用して固液分離する分離機３４は、砂濾過装置やカートリッジフィルターを使用して濾過する方法とくらべて、濾過砂を用いたり、濾過用のフィルターを用いたりする分離機構にくらべて、装置が小型化でき、メンテナンス作業も濾過砂を洗浄したり、フィルターを交換したりする作業とくらべてはるかに簡単であり、イニシャルコストおよびランニングコストの点で有利である。
【００１５】
開放型のクーリングタワー１０を用いる空調機構では、ファン１２を駆動した際に必然的に外気がクーリングタワー１０内に流入するから、外気とともに冷却水に塵埃や砂などが入り込むことが避けられない。この空調システムで菌が繁殖したり、藻が発生したりして水の汚濁が発生する理由が、外部から持ち込まれる砂や塵埃とともに菌が持ち込まれることにある。
浄化循環経路中に分離機３４を設けて、砂や塵埃を水から分離するのは、光触媒装置３６に流入させる水から、まず、砂や塵埃といった固形物を除去し、光触媒装置３６による光触媒作用が有効に作用するようにするためである。光触媒装置３６では光触媒材の表面に汚れが付着したりすると触媒作用が十分に効果的に作用しなくなる。したがって、分離機３４によって砂や塵埃等の固形物を分離することは、有効に光触媒作用を作用させる上で重要である。
【００１６】
図２に、本実施形態で使用している光触媒装置３６の内部構成を示す。
同図に示すように、本実施形態の光触媒装置３６は、円筒体に形成された装置本体３６ａを鉛直向きに起立させて設け、装置本体３６ａの下部に被処理水の流入口３７ａを設け、装置本体３６ａの上部に送出口３７ｂを設けて構成され、流入口３７ａから装置本体３６ａ内に流入した被処理水が装置本体３６ａの下部から上方に移動して送出口３７ｂから流出するように形成されている。
【００１７】
装置本体３６ａの内部には、光触媒材３８を支持する網状に形成された支持棚４０ａ、４０ｂ、４０ｃが鉛直方向に所定間隔をあけて３段に設置される。光触媒材３８は球状（１５mm径）に形成されたもので、各々の支持棚４０ａ、４０ｂ、４０ｃの上に、支持棚４０ａ、４０ｂ、４０ｃの全面を覆うように、平らにならして上下に２段程度に重なり合うように配置する。
【００１８】
各々の支持棚４０ａ、４０ｂ、４０ｃの高さ方向の中間位置には、紫外線ランプ４２ａ、４２ｂ、４２ｃを配する。これらの紫外線ランプ４２ａ、４２ｂ、４２ｃは、図のように装置本体３６ａの側壁から対向する壁面方向へ水平に延出させて配置する。実施形態では、光触媒材３８に紫外線が均一に照射されるように、中間に配置する紫外線ランプ４２ｂの向きを他の紫外線ランプ４２ａ、４２ｃとは反対向きとした。
支持棚４０ａ、４０ｂ、４０ｃの高さ方向の中間位置に紫外線ランプ４２ａ、４２ｂを配したことにより、これらの紫外線ランプ４２ａ、４２ｂから、上下の支持棚４０ａ、４０ｂ、４０ｃに支持されている光触媒材３８にともに紫外線が照射されるようになる。
紫外線は水中では１５ｃｍ〜２０ｃｍ以上となると減衰する。本実施形態では紫外線ランプ４２ａ、４２ｂ、４２ｃと支持棚４０ａ、４０ｂ、４０ｃとの間隔が１５ｃｍ〜２０ｃｍとなるように設定した。なお、紫外線ランプ４２ａ、４２ｂ、４２ｃはコントロール部４４により紫外線の点灯が制御される。
【００１９】
本実施形態の光触媒装置３６における特徴的な構成の一つとして、触媒作用を奏する光触媒材３８の構成がある。前述したように、本実施形態では球状の光触媒材３８を使用している。実際に使用している触媒材は、アルミナを基材とするチタン触媒材である。このチタン触媒材は、球状に焼成して形成したアルミナ基材の表面に、チタン微粒子を音速に近い速さで衝突させ、衝突の際の衝突エネルギーが熱エネルギーに変換する際にチタン微粒子が酸化チタンとしてアルミナ基材の表面に被着することによって形成される（特開2002-316056号公報）。
【００２０】
このチタン触媒材は、触媒材の表面に酸化チタンの安定した被膜が形成されるとともに、被膜の表面から内部に入るにしたがって酸素との結合がわずかずつ欠乏する「酸素欠乏傾斜構造」を備えることから、半導体金属触媒的な作用を有し、一般的に使用されている酸化チタンが２７０nm付近の紫外線によって触媒作用が生じるのに対して、これよりも長波長の光によっても触媒作用を奏するという特徴を有する。これにより、より強い除菌作用と有機物分解作用を有する。光触媒による有機物分解作用は、光触媒作用によって生じた水酸基ラジカル（ＯＨラジカル）が有機物のＣ−Ｈ結合、Ｎ−Ｈ結合を切り、炭酸ガスと水、窒素ガスと水に分解する作用である。
【００２１】
また、上記チタン触媒は、表面が円滑（つるつる）の球体として形成され、水が均一に流れ、触媒材の表面に汚れが付着しにくいものとなる。また、触媒材の表面に被着した酸化チタン被膜は剥離しにくく、長寿命である。
光触媒材には、基材にバインダー、塗料、接着剤で酸化チタンを被着して形成したものがある。上記のチタニア触媒材はバインダーを用いずに酸化チタンがアルミナ基材に露出した状態で被着するから、バインダーを使用した場合等と比較して水と触媒作用が直接的に有効に作用し、また剥離しにくく劣化しにくいという利点を有する。
【００２２】
（殺菌機構の作用）
続いて、上述したクーリングタワーの殺菌機構の作用について説明する。
図１に示すように、クーリングタワーの殺菌機構では、クーリングタワー１０の水槽１６にたまった水を浄化循環経路に取り込み、光触媒装置３６によって水を殺菌、浄化してクーリングタワー１０に戻す作用をなす。水の循環作用はポンプ３０によって水槽１６から水を吸引し分離機３４および光触媒装置３６に向けて送出する作用によってなされる。光触媒装置３６の送出口に流量計５０が設けられ、浄化循環経路における流量が検知される。
【００２３】
分離機３４では、前述したように、冷却水に含まれる砂や塵埃等の固形物が分離されて除去され、光触媒装置３６では触媒作用によって水の殺菌（減菌）がなされる。
光触媒装置３６における水の殺菌作用は、光触媒装置３６の装置本体３６ａに流入した水が、装置本体３６ａ内を徐々に上昇しながら、支持棚４０ａ、４０ｂ、４０ｃに支持された光触媒材３８に接触し、光触媒材３８の光触媒作用によって殺菌されることによってなされる。光触媒材３８は紫外線ランプ４２ａ、４２ｂ、４２ｃにより触媒作用が発揮されるように励起されている。支持棚４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、網状に形成されているから、水は支持棚４０ａ、４０ｂ、４０ｃの網目と球状に形成された光触媒材３８の隙間を縫うようにして移動し、光触媒材３８と接触して殺菌作用がなされる。
【００２４】
本実施形態の殺菌機構では、分離機３４によって固形物が分離除去され光触媒装置３６にできるだけ異物が持ち込まれないようにすることによって、光触媒材３８の表面に汚れが付着することが防止され、光触媒材３８の光触媒作用が劣化することが防止される。また、紫外線ランプ４２ａ、４２ｂ、４２ｃの表面にも汚れが付着しないようにすることで、紫外線ランプ４２ａ、４２ｂ、４２ｃの効率が劣化することが防止される。
また、本実施形態では、光触媒材３８として表面が円滑に形成されたチタン触媒材を使用していることで、光触媒材３８の表面に汚れが付着することがさらに防止でき、光触媒材３８による殺菌、減菌作用がより効果的に作用する。
【００２５】
光触媒材を使用した殺菌、減菌作用は薬剤を使用するものではなく、水にはなんらの悪影響を及ぼさないから、浄化循環経路を通過して殺菌された水をクーリングタワー１０に戻してもまったく問題なく使用できるという利点がある。光触媒装置３６を通過してクーリングタワー１０に戻された水は空調機構を通過して戻ってきた水と混じり合い、空調機構に利用される水として循環されていく。上記実施形態では、光触媒装置３６を通過した水を散水部１４に戻したが、単に水槽１６に戻すようにしてもよい。いずれの場合も浄化循環経路を経由して戻った水が、本管側の循環経路から戻ってくる水と混じり合うようにするのがよい。
【００２６】
本実施形態では、浄化循環経路は空調機構に使用される冷却水の一部を取り込んで殺菌、浄化するもので、空調機構に供給される循環経路を通流する冷却水をそのまま光触媒装置３６に通過させて浄化する構成とはしていない。しかしながら、循環経路（本管）を通流する冷却水を部分的に取り込んで、殺菌、減菌して戻す操作を連続的に行っていくと、循環経路と浄化循環経路を通流する冷却水が全体として徐々に、殺菌、減菌され浄化されていく。
【００２７】
光触媒装置の殺菌、浄化能力が有効に機能する流量は限られるし、循環経路を通流する流量をそのまま通過させて浄化する光触媒装置を構築するとすると、きわめて大型の装置が必要になり現実的でない。光触媒装置としてそれほど大型の装置を構築せず、有効に光触媒作用による殺菌、浄化能力が発揮できる範囲で使用する場合には、本実施形態のように、循環経路とは別個に浄化循環経路を設け、浄化循環経路における流量を光触媒作用が十分に作用できる流量に抑え、浄化循環経路からクーリングタワー１０に殺菌、浄化した水を戻すことによって、循環経路と合わせた冷却水全体を浄化する方法が有効となる。
【００２８】
循環経路と合わせた冷却水の全体を浄化するまでには、ある程度の日数が必要であるが、冷却水の全体が一定レベルまで浄化された後は、浄化循環経路による殺菌、浄化作用によって、常時、一定の浄化レベルを維持することは容易である。前述したように、光触媒を利用して冷却水を浄化する方法は、薬剤を使用する方法やオゾンガスを利用するといった方法と比較して、空調機構の循環系になんら悪影響を及ぼすことがないという利点がある。
【実施例】
【００２９】
以下に、上記実施形態のクーリングタワーの殺菌機構を使用して実際に空調機構の冷却水を浄化した試験例について説明する。
水の浄化能力の試験は、既設のクーリングタワーによる空調機構（築４年目）に、上記クーリングタワーの殺菌機構を取り付け、冷却水中のレジオネラ菌数がどのように変化するかを測定することによって行った。
なお、試験で使用したクーリングタワーは、冷却能力３６５冷凍トン、冷却水系の水容量５．５立方メートル、冷却水循環流量２９０（立方メートル／h）ｈである。また、殺菌機構は、光触媒装置の消費電力２４Ｗ（100V）、水の循環流量１０（立方メートル／h）である。
【００３０】
クーリングタワーは２４時間の連続運転であり、殺菌機構も同様に連続運転を行って経過を観察した。
図３は、冷却水中のレジオネラ菌の菌数がどのように変化したかを示すグラフである。初回の採水（1)）は、試験開始にあたり水の入れ替えを行い、その時点におけるレジオネラ菌数である（22,000CFU/100ml)。2回目の採水（2)）は１３日後で、この時点ですでにレジオネラ菌数は陰性となった。３回目の採水(3)）は、さらに２日後のもので、このときレジオネラ菌数が１０万以上（CFU/100ml)となった。このようにレジオネラ菌数が大きく増大したのは、システム内の冷却水が光触媒による処理水に置き換わる時期に配管や接触材に生息していた生物膜（アメーバ）の剥離がおこり、中に生息していたレジオネラ菌が一挙に出現したものと推察される。このことは、殺菌機構による処理水が系内の生物膜の剥離させる程の殺菌、分解能力をもつこと、また、系内が物理的にクリーンな状態になったことで、生物が生息する環境として不適な状態（有機物不足）になったことを示すものと考えられる。
【００３１】
レジオネラ菌数が一挙に増大してから１２日後に採水（4)）して測定した結果、レジオネラ菌数は４０（CFU/100ml)にまで減少した。このことから、試験例の装置では２週間程度で冷却水の全体が殺菌、浄化できるものと考えられる。なお、本実験では、緊急措置として、この時点で冷却水を全量、新鮮水（水道水）に入れ替えて試験を続けた。
この後、１４日ごとに３回採水（5)、6)、7)）し、最後にさらに１か月後に採水（8)）した。採水5)〜8)ではいずれもレジオネラ菌数は陰性であった。
【００３２】
また、光触媒装置の内部の状態を、採水4)〜5)の時点と、採水8)の時点で観察した。採水4)〜5)の時点では、装置内部はヘドロで汚れていたが、内部の清掃は行わずそのままとした。採水8)の時点で、装置内部の様子を観察したところ、先のヘドロ等の汚れがなくなっていた。支持棚に若干の砂が観察された。このことは、冷却水の全体の浄化度が時間経過とともに進んだことを示す。
また、流量計に付着する藻の状態については、試験開始後、１週間程度で流量計に藻が付着し流量計の指示値を読むことが困難な程度となった。なお、流量計はフローセルタイプのものでガラス管内にフローセルが収納されているタイプのものである。採水4)〜5)の時点で、流量計を清掃し、その時点での指示値が７（立方メートル／h）であったので１０（立方メートル／h）となるように調整した。このときに流量計を清掃した後、試験終了まで流量計に藻が付着することはなく、冷却水は清浄状態を維持していた。
【００３３】
また、採水8)の時点での流量計の指針値が５（立方メートル／h）に下がっていた。これはクーリングタワーの負荷が減り、インバータ制御によポンプの回転数が減ったためによるものと考えられる。冷却水が浄化されると、これとともに熱交換器での汚れも除去され、これによって伝熱効率が上昇すること、クーリングタワーにおける接触材も汚れが除去され、これによる伝熱効率も上昇すると考えられる。このことから、空調機構全体としての省エネルギー効果も期待されるものと考えられる。
【００３４】
以上の試験結果は、クーリングタワー１０から冷却水を分岐して光触媒装置３６を用いて殺菌する方法は、レジオネラ菌の除菌方法として十分に効果があることを示すものである。除菌効果があらわれて後、レジオネラ菌の陰性状態が持続されたことは、殺菌機構側への冷却水の流入量が若干下がっても系内の除菌環境に影響がなく、冷却水を分流させて殺菌循環させる方法が系内の清浄環境を維持するのに有効であることを示す。本方法は、処理水を部分的に殺菌機構に流入させ、浄化して空調機構の循環経路に戻す方法をとるから、冷却水の全体が浄化される（処理水に置き換わる）までに時間を要する。上記試験では、約２週間で冷却水の全体が処理水に置き換わったが、これは空調機構全体の冷却水の分量と殺菌機構での処理能力による。
クーリングタワーのように、冷却水を常時、強制的に循環して使用するシステムにおいては、本発明のように冷却水を部分的に殺菌機構に流入させて殺菌、浄化させる方法は、冷却水の全体が強制的に徐々に浄化されることになるから、光触媒装置を大型化することなく、光触媒装置の能力を有効に利用して殺菌、浄化できるようにする方法としてきわめて有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係るクーリングタワーの殺菌機構を含む空調機構の全体構成を示す説明図である。
【図２】光触媒装置の内部構成を示す説明図である。
【図３】試験例における冷却水のレジオネラ菌の菌数の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１０ クーリングタワー
１２ ファン
１４ 散水部
１６ 水槽
２０ 循環ポンプ
２２ 熱交換器
３０ ポンプ
３４ 分離機
３６ 光触媒装置
３６ａ 装置本体
３８ 光触媒材
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ 支持棚
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ 紫外線ランプ
５０ 流量計
【技術分野】
【０００１】
本発明はクーリングタワーの殺菌機構に関し、より詳細には光触媒を利用して冷却水を殺菌するクーリングタワーの殺菌機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
クーリングタワーは、空調機構において冷却媒体として使用される水を、水の気化熱を利用して冷却する装置として用いられる。クーリングタワーでは空調機構から循環してくる水をファンによって生成した空気流に接触させ、気化熱により冷却して、空調機構に還流させる作用をなす。クーリングタワーでは水に外気を接触させる開放系となっているため、冷却水がクーリングタワーを通過する際に、外部から雑菌や塵埃を取り込みやすく、冷却水に取り込まれた雑菌や塵埃が水とともに還流することによって、冷却水中でレジオネラ菌などの菌類が増殖し、配管を詰まらせる等の問題があった。とくに夏場には外気温の上昇とともに菌類が増殖しやすくなり、菌類が外部に飛散したりすることから環境に悪影響を与えるという問題があった。
【０００３】
このようなクーリングタワーによる冷却水の汚染の問題を解消する方法として、クーリングタワーの補給用の配管から殺菌用の薬剤を投入して殺菌する方法（たとえば、特許文献１、２参照）、オゾン発生装置を利用して冷却水を殺菌する方法（たとえば、特許文献３、４参照）、クーリングタワーに光触媒を固定し光触媒による酸化作用を利用して藻類、スライムの発生を抑える方法（たとえば、特許文献５参照）が提案されている。
【特許文献１】特開平９−１８４６９０号公報
【特許文献２】特開２００５−３１９３８１号公報
【特許文献３】特開２０００−１５７９８５号公報
【特許文献４】特開２００３−２４５６７３号公報
【特許文献５】特開２００２−１４７９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなクーリングタワーにおける冷却水の汚染の問題を解消する方法として薬剤を使用することは有効な方法ではあるが、冷却水に薬剤を投入した場合は、空調機構の配管に冷却水とともに薬剤が通流することになるから、薬剤が漏出したり、薬剤によって配管が損傷したりするというおそれがある。また、オゾン装置を使用する方法は、オゾン濃度が高い場合に配管等が損傷するおそれがあり、またオゾン濃度は冷却水の温度によって変動しやすく的確に殺菌作用を発揮させることが難しいという問題があった。
【０００５】
これに対して、光触媒を使用する方法は、光触媒による酸化作用によって菌類を殺菌するから薬液が漏出したり空調機構が損傷したりするというおそれはないものの、光触媒による殺菌作用が的確に作用させるように制御しないと、有効な殺菌作用が得られないという問題があった。
本発明は、これらの課題を解決すべくなされたものであり、とくに光触媒による殺菌作用を利用してクーリングタワーを通過する冷却水を殺菌する際に、効果的な殺菌を行うことができるクーリングタワーの殺菌機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、開放型のクーリングタワーを備える空調機構の冷却水の殺菌、浄化に使用されるクーリングタワーの殺菌機構であって、前記クーリングタワーを経由して前記空調機構の熱交換器に前記冷却水を循環供給する循環経路とは別に、前記クーリングタワーから部分的に前記冷却水を取り入れ、光触媒装置を経由してクーリングタワーに冷却水を循環して戻す浄化循環経路を独立させて設け、前記浄化循環経路に、該浄化循環経路中で冷却水を循環させるポンプと、前記光触媒装置の前段に配置され、冷却水中に混入した固形物を分離する分離機とを設け、前記光触媒装置には、所定間隔をあけて配置した支持棚に球形に形成した光触媒材を配置し、前記支持棚の中間に前記光触媒材に紫外線を照射する紫外線ランプを配したことを特徴とする。
また、前記浄化循環経路は、前記クーリングタワーの水槽から冷却水を取り入れ、前記クーリングタワーの散水部に前記光触媒装置を通過した後の冷却水を戻す配管構成とされていることを特徴とする。
【０００７】
また、前記光触媒材が、球形に形成されたアルミナからなるアルミナ基材の表面に、チタン微粒子を音速に近い速さで衝突させ、衝突の際の衝突エネルギーが熱エネルギーに変換する際にチタン微粒子が酸化チタンとしてアルミナ基材の表面に被着され、円滑な表面に形成されたチタン触媒材であることにより、冷却水に効果的に光触媒作用を作用させることができるとともに、光触媒材の表面に汚れが付着しにくくし、光触媒作用を効果的に発揮することができる。
【０００８】
また、前記分離機が、分離筒に形成された本体上部から送入された冷却水が、分離筒の内壁面に沿って高速で回転して移動することにより、遠心力により固液が分離され、固形物が分離筒の底部から排出される一方、水が分離筒の中心部を上昇して本体上部から送出される構成を備えるものであることにより、冷却水中に混入した砂や塵埃といった固形物を容易に水から分離できるとともに、固形物を排出したりするメンテナンス作業を容易にすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るクーリングタワーの殺菌機構によれば、空調機構に冷却水を供給する循環経路とは別個に、浄化循環経路を設け、この浄化循環経路では循環経路を通過する冷却水を部分的に分岐させて取り込むことにより、光触媒装置により殺菌、浄化作用の負担を抑え、かつ、浄化した水をクーリングタワーに循環的に戻すことによって、循環経路を通流する冷却水の全体を殺菌、浄化することができ、光触媒装置等の浄化循環経路に配置する装置を大型化することなく効率的な冷却水の浄化を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（クーリングシステムの構成）
図１は本発明に係るクーリングタワーの殺菌機構を含むクーリングシステムの全体構成を示す説明図である。
同図に示すクーリングシステムは、空調機構に使用する冷却水の循環経路として、クーリングタワー１０と、クーリングタワー１０に配管接続される循環ポンプ２０と、熱交換器２２とを備える。クーリングタワー１０は、上部にファン１２と散水部１４が設けられ、下部に水槽１６が設けられた構成となる。
【００１１】
この循環経路では、クーリングタワー１０で冷却された水が循環ポンプ２０により熱交換器２２に送られ、熱交換器２２および配管を通過した水がクーリングタワー１０に戻り、再度、冷却されて循環される。クーリングタワー１０では、散水部１４から下方に散水するとともに、ファン１２の駆動により下方から上方に向かう空気流を生じ、散水部１４から散水された水が一部気化され、気化熱により冷却される。こうして、水がクーリングタワー１０を通過するごとに冷却され、順次循環使用される。クーリングタワー１０では水が蒸発して徐々に散逸するから、必要に応じて水道水等が補給される。これらの循環経路の構成は、従来の構成と基本的に相違するものではない。
【００１２】
（殺菌機構の構成）
本発明において特徴的なクーリングタワーの殺菌機構は、熱交換器２２を通過する空調機構に供給される循環経路とは別に、クーリングタワー１０を通過する冷却水を部分的に取り込んで循環させる浄化循環経路を設け、この浄化循環経路中に光触媒を用いた殺菌機構を配して形成される。
すなわち、クーリングタワー１０の水槽１６に配管３１およびバルブ３２を介して浄化循環経路で水を通流させるポンプ３０を接続し、ポンプ３０の送出口側に分離機３４を接続し、分離機３４の送出口側に光触媒装置３６を接続し、光触媒装置３６の送出口とクーリングタワー１０の散水部１４とを配管接続して形成される。
【００１３】
分離機３４は、水槽１６から浄化循環経路に取り込まれた水から、塵埃や砂など外部から持ち込まれた固形物を水から分離するためのもので、本実施形態では、遠心分離作用を利用して固形物を分離する分離機３４を使用している。本実施形態で使用している分離機３４（商品名 ラバルセパレーター）は、本体上部から送入された水が高速で分離筒内を移動し、固形物は分離筒の壁面に当たりながら水と分離されて徐々に沈降し、固形物は分離筒の底部にたまる一方、固形物を含まない水は分離筒の中心部で急上昇し、分離筒の上部から外部に吐出されるようにして固液分離作用をなす。
分離筒の下部にたまった固形物は、定時的に開閉弁３４ａを開閉することにより、水とともに排出される。
【００１４】
この分離筒内で水を回転させ、遠心力を利用して固液分離する分離機３４は、砂濾過装置やカートリッジフィルターを使用して濾過する方法とくらべて、濾過砂を用いたり、濾過用のフィルターを用いたりする分離機構にくらべて、装置が小型化でき、メンテナンス作業も濾過砂を洗浄したり、フィルターを交換したりする作業とくらべてはるかに簡単であり、イニシャルコストおよびランニングコストの点で有利である。
【００１５】
開放型のクーリングタワー１０を用いる空調機構では、ファン１２を駆動した際に必然的に外気がクーリングタワー１０内に流入するから、外気とともに冷却水に塵埃や砂などが入り込むことが避けられない。この空調システムで菌が繁殖したり、藻が発生したりして水の汚濁が発生する理由が、外部から持ち込まれる砂や塵埃とともに菌が持ち込まれることにある。
浄化循環経路中に分離機３４を設けて、砂や塵埃を水から分離するのは、光触媒装置３６に流入させる水から、まず、砂や塵埃といった固形物を除去し、光触媒装置３６による光触媒作用が有効に作用するようにするためである。光触媒装置３６では光触媒材の表面に汚れが付着したりすると触媒作用が十分に効果的に作用しなくなる。したがって、分離機３４によって砂や塵埃等の固形物を分離することは、有効に光触媒作用を作用させる上で重要である。
【００１６】
図２に、本実施形態で使用している光触媒装置３６の内部構成を示す。
同図に示すように、本実施形態の光触媒装置３６は、円筒体に形成された装置本体３６ａを鉛直向きに起立させて設け、装置本体３６ａの下部に被処理水の流入口３７ａを設け、装置本体３６ａの上部に送出口３７ｂを設けて構成され、流入口３７ａから装置本体３６ａ内に流入した被処理水が装置本体３６ａの下部から上方に移動して送出口３７ｂから流出するように形成されている。
【００１７】
装置本体３６ａの内部には、光触媒材３８を支持する網状に形成された支持棚４０ａ、４０ｂ、４０ｃが鉛直方向に所定間隔をあけて３段に設置される。光触媒材３８は球状（１５mm径）に形成されたもので、各々の支持棚４０ａ、４０ｂ、４０ｃの上に、支持棚４０ａ、４０ｂ、４０ｃの全面を覆うように、平らにならして上下に２段程度に重なり合うように配置する。
【００１８】
各々の支持棚４０ａ、４０ｂ、４０ｃの高さ方向の中間位置には、紫外線ランプ４２ａ、４２ｂ、４２ｃを配する。これらの紫外線ランプ４２ａ、４２ｂ、４２ｃは、図のように装置本体３６ａの側壁から対向する壁面方向へ水平に延出させて配置する。実施形態では、光触媒材３８に紫外線が均一に照射されるように、中間に配置する紫外線ランプ４２ｂの向きを他の紫外線ランプ４２ａ、４２ｃとは反対向きとした。
支持棚４０ａ、４０ｂ、４０ｃの高さ方向の中間位置に紫外線ランプ４２ａ、４２ｂを配したことにより、これらの紫外線ランプ４２ａ、４２ｂから、上下の支持棚４０ａ、４０ｂ、４０ｃに支持されている光触媒材３８にともに紫外線が照射されるようになる。
紫外線は水中では１５ｃｍ〜２０ｃｍ以上となると減衰する。本実施形態では紫外線ランプ４２ａ、４２ｂ、４２ｃと支持棚４０ａ、４０ｂ、４０ｃとの間隔が１５ｃｍ〜２０ｃｍとなるように設定した。なお、紫外線ランプ４２ａ、４２ｂ、４２ｃはコントロール部４４により紫外線の点灯が制御される。
【００１９】
本実施形態の光触媒装置３６における特徴的な構成の一つとして、触媒作用を奏する光触媒材３８の構成がある。前述したように、本実施形態では球状の光触媒材３８を使用している。実際に使用している触媒材は、アルミナを基材とするチタン触媒材である。このチタン触媒材は、球状に焼成して形成したアルミナ基材の表面に、チタン微粒子を音速に近い速さで衝突させ、衝突の際の衝突エネルギーが熱エネルギーに変換する際にチタン微粒子が酸化チタンとしてアルミナ基材の表面に被着することによって形成される（特開2002-316056号公報）。
【００２０】
このチタン触媒材は、触媒材の表面に酸化チタンの安定した被膜が形成されるとともに、被膜の表面から内部に入るにしたがって酸素との結合がわずかずつ欠乏する「酸素欠乏傾斜構造」を備えることから、半導体金属触媒的な作用を有し、一般的に使用されている酸化チタンが２７０nm付近の紫外線によって触媒作用が生じるのに対して、これよりも長波長の光によっても触媒作用を奏するという特徴を有する。これにより、より強い除菌作用と有機物分解作用を有する。光触媒による有機物分解作用は、光触媒作用によって生じた水酸基ラジカル（ＯＨラジカル）が有機物のＣ−Ｈ結合、Ｎ−Ｈ結合を切り、炭酸ガスと水、窒素ガスと水に分解する作用である。
【００２１】
また、上記チタン触媒は、表面が円滑（つるつる）の球体として形成され、水が均一に流れ、触媒材の表面に汚れが付着しにくいものとなる。また、触媒材の表面に被着した酸化チタン被膜は剥離しにくく、長寿命である。
光触媒材には、基材にバインダー、塗料、接着剤で酸化チタンを被着して形成したものがある。上記のチタニア触媒材はバインダーを用いずに酸化チタンがアルミナ基材に露出した状態で被着するから、バインダーを使用した場合等と比較して水と触媒作用が直接的に有効に作用し、また剥離しにくく劣化しにくいという利点を有する。
【００２２】
（殺菌機構の作用）
続いて、上述したクーリングタワーの殺菌機構の作用について説明する。
図１に示すように、クーリングタワーの殺菌機構では、クーリングタワー１０の水槽１６にたまった水を浄化循環経路に取り込み、光触媒装置３６によって水を殺菌、浄化してクーリングタワー１０に戻す作用をなす。水の循環作用はポンプ３０によって水槽１６から水を吸引し分離機３４および光触媒装置３６に向けて送出する作用によってなされる。光触媒装置３６の送出口に流量計５０が設けられ、浄化循環経路における流量が検知される。
【００２３】
分離機３４では、前述したように、冷却水に含まれる砂や塵埃等の固形物が分離されて除去され、光触媒装置３６では触媒作用によって水の殺菌（減菌）がなされる。
光触媒装置３６における水の殺菌作用は、光触媒装置３６の装置本体３６ａに流入した水が、装置本体３６ａ内を徐々に上昇しながら、支持棚４０ａ、４０ｂ、４０ｃに支持された光触媒材３８に接触し、光触媒材３８の光触媒作用によって殺菌されることによってなされる。光触媒材３８は紫外線ランプ４２ａ、４２ｂ、４２ｃにより触媒作用が発揮されるように励起されている。支持棚４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、網状に形成されているから、水は支持棚４０ａ、４０ｂ、４０ｃの網目と球状に形成された光触媒材３８の隙間を縫うようにして移動し、光触媒材３８と接触して殺菌作用がなされる。
【００２４】
本実施形態の殺菌機構では、分離機３４によって固形物が分離除去され光触媒装置３６にできるだけ異物が持ち込まれないようにすることによって、光触媒材３８の表面に汚れが付着することが防止され、光触媒材３８の光触媒作用が劣化することが防止される。また、紫外線ランプ４２ａ、４２ｂ、４２ｃの表面にも汚れが付着しないようにすることで、紫外線ランプ４２ａ、４２ｂ、４２ｃの効率が劣化することが防止される。
また、本実施形態では、光触媒材３８として表面が円滑に形成されたチタン触媒材を使用していることで、光触媒材３８の表面に汚れが付着することがさらに防止でき、光触媒材３８による殺菌、減菌作用がより効果的に作用する。
【００２５】
光触媒材を使用した殺菌、減菌作用は薬剤を使用するものではなく、水にはなんらの悪影響を及ぼさないから、浄化循環経路を通過して殺菌された水をクーリングタワー１０に戻してもまったく問題なく使用できるという利点がある。光触媒装置３６を通過してクーリングタワー１０に戻された水は空調機構を通過して戻ってきた水と混じり合い、空調機構に利用される水として循環されていく。上記実施形態では、光触媒装置３６を通過した水を散水部１４に戻したが、単に水槽１６に戻すようにしてもよい。いずれの場合も浄化循環経路を経由して戻った水が、本管側の循環経路から戻ってくる水と混じり合うようにするのがよい。
【００２６】
本実施形態では、浄化循環経路は空調機構に使用される冷却水の一部を取り込んで殺菌、浄化するもので、空調機構に供給される循環経路を通流する冷却水をそのまま光触媒装置３６に通過させて浄化する構成とはしていない。しかしながら、循環経路（本管）を通流する冷却水を部分的に取り込んで、殺菌、減菌して戻す操作を連続的に行っていくと、循環経路と浄化循環経路を通流する冷却水が全体として徐々に、殺菌、減菌され浄化されていく。
【００２７】
光触媒装置の殺菌、浄化能力が有効に機能する流量は限られるし、循環経路を通流する流量をそのまま通過させて浄化する光触媒装置を構築するとすると、きわめて大型の装置が必要になり現実的でない。光触媒装置としてそれほど大型の装置を構築せず、有効に光触媒作用による殺菌、浄化能力が発揮できる範囲で使用する場合には、本実施形態のように、循環経路とは別個に浄化循環経路を設け、浄化循環経路における流量を光触媒作用が十分に作用できる流量に抑え、浄化循環経路からクーリングタワー１０に殺菌、浄化した水を戻すことによって、循環経路と合わせた冷却水全体を浄化する方法が有効となる。
【００２８】
循環経路と合わせた冷却水の全体を浄化するまでには、ある程度の日数が必要であるが、冷却水の全体が一定レベルまで浄化された後は、浄化循環経路による殺菌、浄化作用によって、常時、一定の浄化レベルを維持することは容易である。前述したように、光触媒を利用して冷却水を浄化する方法は、薬剤を使用する方法やオゾンガスを利用するといった方法と比較して、空調機構の循環系になんら悪影響を及ぼすことがないという利点がある。
【実施例】
【００２９】
以下に、上記実施形態のクーリングタワーの殺菌機構を使用して実際に空調機構の冷却水を浄化した試験例について説明する。
水の浄化能力の試験は、既設のクーリングタワーによる空調機構（築４年目）に、上記クーリングタワーの殺菌機構を取り付け、冷却水中のレジオネラ菌数がどのように変化するかを測定することによって行った。
なお、試験で使用したクーリングタワーは、冷却能力３６５冷凍トン、冷却水系の水容量５．５立方メートル、冷却水循環流量２９０（立方メートル／h）ｈである。また、殺菌機構は、光触媒装置の消費電力２４Ｗ（100V）、水の循環流量１０（立方メートル／h）である。
【００３０】
クーリングタワーは２４時間の連続運転であり、殺菌機構も同様に連続運転を行って経過を観察した。
図３は、冷却水中のレジオネラ菌の菌数がどのように変化したかを示すグラフである。初回の採水（1)）は、試験開始にあたり水の入れ替えを行い、その時点におけるレジオネラ菌数である（22,000CFU/100ml)。2回目の採水（2)）は１３日後で、この時点ですでにレジオネラ菌数は陰性となった。３回目の採水(3)）は、さらに２日後のもので、このときレジオネラ菌数が１０万以上（CFU/100ml)となった。このようにレジオネラ菌数が大きく増大したのは、システム内の冷却水が光触媒による処理水に置き換わる時期に配管や接触材に生息していた生物膜（アメーバ）の剥離がおこり、中に生息していたレジオネラ菌が一挙に出現したものと推察される。このことは、殺菌機構による処理水が系内の生物膜の剥離させる程の殺菌、分解能力をもつこと、また、系内が物理的にクリーンな状態になったことで、生物が生息する環境として不適な状態（有機物不足）になったことを示すものと考えられる。
【００３１】
レジオネラ菌数が一挙に増大してから１２日後に採水（4)）して測定した結果、レジオネラ菌数は４０（CFU/100ml)にまで減少した。このことから、試験例の装置では２週間程度で冷却水の全体が殺菌、浄化できるものと考えられる。なお、本実験では、緊急措置として、この時点で冷却水を全量、新鮮水（水道水）に入れ替えて試験を続けた。
この後、１４日ごとに３回採水（5)、6)、7)）し、最後にさらに１か月後に採水（8)）した。採水5)〜8)ではいずれもレジオネラ菌数は陰性であった。
【００３２】
また、光触媒装置の内部の状態を、採水4)〜5)の時点と、採水8)の時点で観察した。採水4)〜5)の時点では、装置内部はヘドロで汚れていたが、内部の清掃は行わずそのままとした。採水8)の時点で、装置内部の様子を観察したところ、先のヘドロ等の汚れがなくなっていた。支持棚に若干の砂が観察された。このことは、冷却水の全体の浄化度が時間経過とともに進んだことを示す。
また、流量計に付着する藻の状態については、試験開始後、１週間程度で流量計に藻が付着し流量計の指示値を読むことが困難な程度となった。なお、流量計はフローセルタイプのものでガラス管内にフローセルが収納されているタイプのものである。採水4)〜5)の時点で、流量計を清掃し、その時点での指示値が７（立方メートル／h）であったので１０（立方メートル／h）となるように調整した。このときに流量計を清掃した後、試験終了まで流量計に藻が付着することはなく、冷却水は清浄状態を維持していた。
【００３３】
また、採水8)の時点での流量計の指針値が５（立方メートル／h）に下がっていた。これはクーリングタワーの負荷が減り、インバータ制御によポンプの回転数が減ったためによるものと考えられる。冷却水が浄化されると、これとともに熱交換器での汚れも除去され、これによって伝熱効率が上昇すること、クーリングタワーにおける接触材も汚れが除去され、これによる伝熱効率も上昇すると考えられる。このことから、空調機構全体としての省エネルギー効果も期待されるものと考えられる。
【００３４】
以上の試験結果は、クーリングタワー１０から冷却水を分岐して光触媒装置３６を用いて殺菌する方法は、レジオネラ菌の除菌方法として十分に効果があることを示すものである。除菌効果があらわれて後、レジオネラ菌の陰性状態が持続されたことは、殺菌機構側への冷却水の流入量が若干下がっても系内の除菌環境に影響がなく、冷却水を分流させて殺菌循環させる方法が系内の清浄環境を維持するのに有効であることを示す。本方法は、処理水を部分的に殺菌機構に流入させ、浄化して空調機構の循環経路に戻す方法をとるから、冷却水の全体が浄化される（処理水に置き換わる）までに時間を要する。上記試験では、約２週間で冷却水の全体が処理水に置き換わったが、これは空調機構全体の冷却水の分量と殺菌機構での処理能力による。
クーリングタワーのように、冷却水を常時、強制的に循環して使用するシステムにおいては、本発明のように冷却水を部分的に殺菌機構に流入させて殺菌、浄化させる方法は、冷却水の全体が強制的に徐々に浄化されることになるから、光触媒装置を大型化することなく、光触媒装置の能力を有効に利用して殺菌、浄化できるようにする方法としてきわめて有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係るクーリングタワーの殺菌機構を含む空調機構の全体構成を示す説明図である。
【図２】光触媒装置の内部構成を示す説明図である。
【図３】試験例における冷却水のレジオネラ菌の菌数の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１０ クーリングタワー
１２ ファン
１４ 散水部
１６ 水槽
２０ 循環ポンプ
２２ 熱交換器
３０ ポンプ
３４ 分離機
３６ 光触媒装置
３６ａ 装置本体
３８ 光触媒材
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ 支持棚
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ 紫外線ランプ
５０ 流量計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開放型のクーリングタワーを備える空調機構の冷却水の殺菌、浄化に使用されるクーリングタワーの殺菌機構であって、
前記クーリングタワーを経由して前記空調機構の熱交換器に前記冷却水を循環供給する循環経路とは別に、前記クーリングタワーから部分的に前記冷却水を取り入れ、光触媒装置を経由してクーリングタワーに冷却水を循環して戻す浄化循環経路を独立させて設け、
前記浄化循環経路に、該浄化循環経路中で冷却水を循環させるポンプと、
前記光触媒装置の前段に配置され、冷却水中に混入した固形物を分離する分離機とを設け、
前記光触媒装置には、所定間隔をあけて配置した支持棚に球形に形成した光触媒材を配置し、前記支持棚の中間に前記光触媒材に紫外線を照射する紫外線ランプを配したことを特徴とするクーリングタワーの殺菌機構。
【請求項２】
前記浄化循環経路は、前記クーリングタワーの水槽から冷却水を取り入れ、前記クーリングタワーの散水部に前記光触媒装置を通過した後の冷却水を戻す配管構成とされていることを特徴とする請求項１記載のクーリングタワーの殺菌機構。
【請求項３】
前記光触媒材が、
球形に形成されたアルミナからなるアルミナ基材の表面に、チタン微粒子を音速に近い速さで衝突させ、衝突の際の衝突エネルギーが熱エネルギーに変換する際にチタン微粒子が酸化チタンとしてアルミナ基材の表面に被着され、円滑な表面に形成されたチタン触媒材であることを特徴とする請求項１または２記載のクーリングタワーの殺菌機構。
【請求項４】
前記分離機が、
分離筒に形成された本体上部から送入された冷却水が、分離筒の内壁面に沿って高速で回転して移動することにより、遠心力により固液が分離され、固形物が分離筒の底部から排出される一方、水が分離筒の中心部を上昇して本体上部から送出される構成を備えるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のクーリングタワーの殺菌機構。
【請求項１】
開放型のクーリングタワーを備える空調機構の冷却水の殺菌、浄化に使用されるクーリングタワーの殺菌機構であって、
前記クーリングタワーを経由して前記空調機構の熱交換器に前記冷却水を循環供給する循環経路とは別に、前記クーリングタワーから部分的に前記冷却水を取り入れ、光触媒装置を経由してクーリングタワーに冷却水を循環して戻す浄化循環経路を独立させて設け、
前記浄化循環経路に、該浄化循環経路中で冷却水を循環させるポンプと、
前記光触媒装置の前段に配置され、冷却水中に混入した固形物を分離する分離機とを設け、
前記光触媒装置には、所定間隔をあけて配置した支持棚に球形に形成した光触媒材を配置し、前記支持棚の中間に前記光触媒材に紫外線を照射する紫外線ランプを配したことを特徴とするクーリングタワーの殺菌機構。
【請求項２】
前記浄化循環経路は、前記クーリングタワーの水槽から冷却水を取り入れ、前記クーリングタワーの散水部に前記光触媒装置を通過した後の冷却水を戻す配管構成とされていることを特徴とする請求項１記載のクーリングタワーの殺菌機構。
【請求項３】
前記光触媒材が、
球形に形成されたアルミナからなるアルミナ基材の表面に、チタン微粒子を音速に近い速さで衝突させ、衝突の際の衝突エネルギーが熱エネルギーに変換する際にチタン微粒子が酸化チタンとしてアルミナ基材の表面に被着され、円滑な表面に形成されたチタン触媒材であることを特徴とする請求項１または２記載のクーリングタワーの殺菌機構。
【請求項４】
前記分離機が、
分離筒に形成された本体上部から送入された冷却水が、分離筒の内壁面に沿って高速で回転して移動することにより、遠心力により固液が分離され、固形物が分離筒の底部から排出される一方、水が分離筒の中心部を上昇して本体上部から送出される構成を備えるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のクーリングタワーの殺菌機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−２８５６６３（Ｐ２００７−２８５６６３Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１１６２７７（Ｐ２００６−１１６２７７）
【出願日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【出願人】（５０６１３６２５４）有限会社ピップス (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【出願人】（５０６１３６２５４）有限会社ピップス (1)
【Ｆターム（参考）】
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