混合できない複数液体の水系への比例注入方法
【課題】簡易かつ安価で、信頼性が高い、混合できない複数液体の水系への比例注入方法を提供する。
【解決手段】混合できない複数液体を所定の比率で水系に注入する方法であって、前記混合できない複数液体の１の液体の注入量は、前記混合できない複数液体の１の液体を水系に注入する定量ポンプに、水系に前記混合できない複数液体の１の液体を必要量注入するための外部運転信号を外部から送り、前記外部運転信号に基づく前記定量ポンプの運転により制御されるとともに、前記混合できない複数液体の他の液体の注入量は、前記混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号入力型定量ポンプに、前記混合できない複数液体の１の液体の注入量に比例するパルス信号を外部から送り、該パルス信号に基づく前記パルス信号入力型定量ポンプの運転により制御されることを特徴とする混合できない複数液体の水系への比例注入方法の構成とした。
【解決手段】混合できない複数液体を所定の比率で水系に注入する方法であって、前記混合できない複数液体の１の液体の注入量は、前記混合できない複数液体の１の液体を水系に注入する定量ポンプに、水系に前記混合できない複数液体の１の液体を必要量注入するための外部運転信号を外部から送り、前記外部運転信号に基づく前記定量ポンプの運転により制御されるとともに、前記混合できない複数液体の他の液体の注入量は、前記混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号入力型定量ポンプに、前記混合できない複数液体の１の液体の注入量に比例するパルス信号を外部から送り、該パルス信号に基づく前記パルス信号入力型定量ポンプの運転により制御されることを特徴とする混合できない複数液体の水系への比例注入方法の構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合できない複数液体を所定の比率で水系に注入（比例注入）する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用や空調用に用いられる開放循環冷却水系などの冷却水系（以下、単に「水系」ともいう。）では、腐蝕、スケール、スライムなどの水に起因する障害を防ぐために各種の水処理薬剤が使用されている。一般に、水系で使用される水処理薬剤には、腐蝕抑制剤、スケール抑制剤、スライムコントロール剤などがある。
【０００３】
これ等腐蝕抑制剤、スケール抑制剤、スライムコントロール剤は、一液混合が可能なものばかりとは限らず、成分によっては混合すると、分離、沈殿等をおこしてしまい、一液製剤化できないものもある。この様な混合できない薬剤であっても、水系において、それぞれの効果を発揮させるためには、各薬剤成分を所定の比率で水系に注入する必要がある。
【０００４】
また、水系において、これら水処理薬剤の添加による効果を十分に発揮させるためには、水系内に注入された水処理薬剤の濃度を正確に把握し、適正な水処理薬剤濃度となるように管理することが重要である。
【０００５】
ところが、水処理薬剤の種類によっては、水中における濃度の測定が不可能あるいは困難なものがある。そのような場合、水処理薬剤の既知量と共に簡単に濃度測定できる物質（トレーサ物質）を、水処理薬剤に対して所定の比率で添加し、水系中のトレーサ物質の濃度を測定することによって、水処理薬剤とトレーサ物質との比率から、水系中に存在する水処理薬剤の濃度を推定することが行われている。
【０００６】
このように、トレーサ物質により水処理薬剤の濃度測定を行う方法をトレーサ法という。トレーサ法を用いることにより、水中における濃度の測定が不可能あるいは困難な水処理薬剤であっても、簡単に水処理薬剤の濃度を推定することが可能になる。
【０００７】
より具体的なトレーサ法での水処理薬剤の濃度推定手法は、前もって水処理薬剤の添加量と簡単に濃度測定のできるトレーサ物質の添加量との比率を既知の係数（トレーサ物質による水処理薬剤濃度換算係数）として把握しておけば、必要な時に水系のトレーサ物質の濃度を測定して、その値に係数を乗ずることにより、水処理薬剤の濃度を算出することができるというものである。その算出結果を水処理薬剤の水系における濃度とみなすことにより、水処理薬剤の水系での濃度管理を行うことが可能となる。
【０００８】
簡単に水処理薬剤の濃度測定ができるトレーサ物質として蛍光物質を用いる方法、所謂蛍光トレーサ法が知られており、特許文献１、２にそれが開示されている。
【０００９】
水処理薬剤の既知量に対して所定の比率でトレーサ物質を水系に添加する方法としては、水処理薬剤に対して所定比率のトレーサ物質を予め配合して一液化しておき、トレーサ物質を含んだ水処理薬剤を水系に添加するのが一般的である。
【００１０】
しかし、水処理薬剤の成分、濃度、配合比率、ｐＨ、反応性等の様々な要因により、水処理薬剤に対して、トレーサ物質を予め配合することが不可能な場合がある。この様な場合、トレーサ物質を単独で、又はトレーサ物質と混合可能な水処理薬剤成分とのみ混合、液剤化して、トレーサ物質と混合できない水処理薬剤成分を液剤化した液体と、別々に、しかしながら所定比率で水系に添加する必要が生じる。
【００１１】
この様に、混合できない複数液体を所定の比率で水系に注入する場合、例えば図３、図４に示す方法が一般的に知られている。しかしながら、それらにも種々問題があった。
【００１２】
図３に、水処理薬剤４ａの注入量に比例してトレーサ物質（例えば蛍光物質）を溶解、希釈して液剤化したもの（以下、「トレーサ薬剤５ａ」という。）を冷却塔２の受水槽２ａの冷却水２ｂに所定の比率で注入する、従来の水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａの開放循環冷却水系への比例注入方法を示した。図３中の直線状の実線矢印は各液体の流れ方向を示す。なお、それら各液体を注入する各配管の図示は省略した。図４においても同じ。
【００１３】
冷却塔２では、受水槽２ａ中の冷却水２ｂを熱交換器（図示せず、図４においても同じ）に送り、熱交換器で熱を得た冷却水２ｂを冷却塔２の散水槽（図示せず、図４においても同じ）に戻し、散水して蒸発熱により冷却する。従って、冷却水２ｂは、循環使用されることにより濃縮が進むとともに、冷却水２ｂの水位も低下する。そのため受水槽２ａで冷却水２ｂの水位を一定に保つため、水位低下に伴い自動的に補給水３ａが供給されている。また、補給水３ａが通る配管には、補給水３ａの供給量を計測するために流量計３が設置されている。図４においても同じ。
【００１４】
図３中の符号１は、水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａとを所定の比率で冷却水２ｂに注入する混合装置である。水処理薬剤４ａは、所定の濃度で第１貯留タンク４に貯留され、第１定量ポンプ４ｂの運転により冷却水２ｂに注入される。トレーサ薬剤５ａは、別途第２貯留タンク５に貯留され、第２定量ポンプ５ｂの運転により冷却水２ｂに注入される。
【００１５】
なお、図３では、水処理薬剤４ａを注入する配管にトレーサ薬剤５ａを比例注入し、水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａを混合液７として、冷却水２ｂに注入するように記載されているが、冷却塔２の受水槽２ａに水処理薬剤４ａ、トレーサ薬剤５ａを別配管で、別々に所定の比率で注入してもよく、混合後短時間で、反応、沈殿等を生じる薬剤同士を注入する場合には、別配管による注入が望ましい。図４においても同じ。
【００１６】
次に、図３における水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａの開放循環冷却水系への比例注入方法について説明する。水処理薬剤４ａは、水処理薬剤４ａ注入用の第１定量ポンプ４ｂによって冷却水２ｂに注入される。一方、トレーサ薬剤５ａは、トレーサ薬剤５ａ注入用の第２定量ポンプ５ｂによって冷却水２ｂに注入される。
【００１７】
第１定量ポンプ４ｂと第２定量ポンプ５ｂは、ともに外部から送信されてくる同一の外部運転信号６を受け、外部運転信号６に基づき同期して駆動し、水処理薬剤４ａおよびトレーサ薬剤５ａそれぞれの必要量を冷却水２ｂに自動注入する。
【００１８】
それ故、水処理薬剤４ａの注入量とトレーサ薬剤５ａの注入量を所定の比率にしたい場合は、第１定量ポンプ４ｂと第２定量ポンプ５ｂの吐出容量を、水処理薬剤４ａの注入量とトレーサ薬剤５ａの注入量との比率に対応した比率になるよう予め選定、設定しておくことが必要になる。
【００１９】
なお、外部運転信号６としては、（ａ）補給水３ａの供給量に比例した第１定量ポンプ４ｂ、第２定量ポンプ５ｂの運転のＯＮ／ＯＦＦを決定する信号（通常は、補給水３ａの供給量を計測するための流量計３からパルス信号として送信されてくるのが一般的である）、（ｂ）週間タイマーで設定された第１定量ポンプ４ｂ、第２定量ポンプ５ｂを運転させる信号、（ｃ）冷却塔２の受水槽２ａで測定されるトレーサ薬剤５ａの濃度により決定された第１定量ポンプ４ｂ、第２定量ポンプ５ｂを運転させる信号などがある。但し、外部運転信号６はそれに限定されることなく、開放循環冷却水系に必要な水処理薬剤４ａを注入できるように第１定量ポンプ４ｂの運転を制御できる信号であればよい。
【００２０】
図４に、水処理薬剤４ａの注入量に比例してトレーサ薬剤５ａを冷却塔２の受水槽２ａの冷却水２ｂに所定の比率で注入する水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａの開放循環冷却水系への従来の他の比例注入方法を示した。
【００２１】
図４中の符号１ａは、水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａとを所定の比率で冷却水２ｂに注入する混合装置である。水処理薬剤４ａは、所定の濃度で第１貯留タンク４に貯留され、第１定量ポンプ４ｂの運転により冷却水２ｂに注入される。トレーサ薬剤５ａは、別途第２貯留タンク５に貯留され、制御装置１０の運転制御指令に基づき駆動する第２定量ポンプ５ｂの運転により冷却水２ｂに注入される。
【００２２】
さらに、混合装置１ａは、水処理薬剤４ａを注入する配管に第１パルス発信式流量計８と、トレーサ薬剤５ａを注入する配管に第２パルス発信式流量計９とを備える。なお、図３と同一の名称、符号は、機能、作用が同一であるためその説明を省略する。
【００２３】
次に、図４における水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａの開放循環冷却水系への比例注入方法について説明する。第１定量ポンプ４ｂは、外部から送信されてくる外部運転信号６を受け、外部運転信号６に基づき駆動し、冷却水２ｂに必要量の水処理薬剤４ａを自動注入する。
【００２４】
冷却水２ｂに水処理薬剤４ａが注入されるとともに、注入された水処理薬剤４ａの流量を第１パルス発信式流量計８で計測し、第１パルス発信式流量計８は水処理薬剤４ａの注入量に比例したパルス信号８ａを生成して制御装置１０に送信する。パルス信号８ａは、水処理薬剤４ａの所定の流量毎に生成される所定数のパルスである。
【００２５】
制御装置１０は、パルス信号８ａの受信とともに、トレーサ薬剤５ａの注入用の第２定量ポンプ５ｂの運転を開始させる運転信号１０ａを第２定量ポンプ５ｂに送信する。併せて、水処理薬剤４ａの注入量を算出し、その算出された注入量を基に水処理薬剤４ａの注入量に対する所定の比率となるトレーサ薬剤５ａの注入すべき量を算出する。
【００２６】
定量ポンプ５ｂの運転を開始することにより、冷却水２ｂにトレーサ薬剤５ａが注入される。併せて、トレーサ薬剤５ａの注入量を第２パルス発信式流量計９で計測し、計測したトレーサ薬剤５ａの注入量に比例したパルス信号９ａを制御装置１０に送信する。パルス信号９ａは、トレーサ薬剤５ａの所定の流量毎に生成される所定数のパルスである。
【００２７】
制御装置１０は、第２パルス発信式流量計９から送信されてきたパルス信号９ａを基に、トレーサ薬剤５ａの注入量を算出する。
【００２８】
そして、制御装置１０は、第２パルス発信式流量計９から送信されてくるパルス信号９ａを基に算出されたトレーサ薬剤５ａの注入量が、水処理薬剤４ａの注入量に対して所定の比率のトレーサ薬剤５ａの注入すべき量に到達したと判断したとき、第２定量ポンプ５ｂの運転を停止させる運転信号１０ａを生成して第２定量ポンプ５ｂに送信し、第２定量ポンプ５ｂの運転を停止させ、トレーサ薬剤５ａの送液を中止する。
【００２９】
このようにして、水処理薬剤４ａが冷却水２ｂに注入されると、水処理薬剤４ａの注入量に対して所定の比率となるようにトレーサ薬剤５ａが冷却水２ｂに比例注入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特開平７−１２８３２４号公報
【特許文献２】特開平９−１７８６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
しかしながら、図３に示す従来の水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａを別々に所定の比率で開放循環冷却水系に注入する比例注入方法では、次のような問題があった。
【００３２】
第１定量ポンプ４ｂと第２定量ポンプ５ｂを同期させるため、水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａとの注入量の比率は、第１、２定量ポンプ４ｂ、５ｂの吐出量の比率で対応せざるを得ず、適用できる比率の範囲が限定される。
【００３３】
一方、トレーサ薬剤５ａが蛍光物質である蛍光トレーサ法の場合、蛍光物質の添加量はごく微量であるため、トレーサ薬剤５ａの注入量は水処理薬剤４ａの注入量に比較して相当に少なくするのが一般的であり、そのような場合には、定量ポンプの吐出量の比率で対応することは困難であった。
【００３４】
このような場合、トレーサ薬剤５ａを所定の濃度まで希釈する方法で対応することも考えられるが、トレーサ薬剤５ａが蛍光物質である場合には、希釈することで蛍光物質が分解し易くなり濃度減少を起こすので、希釈には限度があり改善が求められていた。
【００３５】
他方、図４に示す水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａを別々に所定の比率で開放循環冷却水系に注入する従来の他の比例注入方法では、次のような問題があった。
【００３６】
第１に、第１、２パルス発信式流量計から発信されたパルス信号８ａ、９ａを受信し、受信したパルス信号８ａ、９ａを基に演算して、トレーサ薬剤５ａ注入用の第２定量ポンプ５ｂに運転の開始や停止を指示する複雑な制御を行う制御装置１０の設置が必要であった。
【００３７】
第２に、水処理薬剤４ａ及びトレーサ薬剤５ａの注入量をそれぞれ個別に計測するとともに、計測した流量に対応したパルス信号８ａ、９ａを制御装置１０に発信できる機能を有する高額な流量計を、第１、２パルス発信式流量計８、９用として２台設置しなければならなかった。
【００３８】
以上のように、図４に示す水処理薬剤とトレーサ薬剤の開放循環冷却水系への従来の他の比例注入方法では、複雑な制御装置１０が必要であり、更には高額なパルス発信式流量計を２台設置することも必要であり、制御が複雑である上設備面での初期投資が大きくなることから改善が求められていた。
【００３９】
また、パルス発信式流量計は一般的に精密な機構を有しており、僅かの原因で精度が狂うことや壊れることが多く改善が求められていた。
【００４０】
そこで、本発明は、簡易かつ安価で、信頼性が高い、混合できない複数液体の水系への比例注入方法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】
【００４１】
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本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、混合できない複数液体を所定の比率で水系に注入する方法であって、前記混合できない複数液体の１の液体の注入量は、前記混合できない複数液体の１の液体を水系に注入する定量ポンプに、水系に前記混合できない複数液体の１の液体を必要量注入するための外部運転信号を外部から送り、前記外部運転信号に基づく前記定量ポンプの運転により制御されるとともに、前記混合できない複数液体の他の液体の注入量は、前記混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号入力型定量ポンプに、前記混合できない複数液体の１の液体の注入量に比例するパルス信号を外部から送り、該パルス信号に基づく前記パルス信号入力型定量ポンプの運転により制御されることを特徴とする混合できない複数液体の水系への比例注入方法の構成とした。
【００４２】
また、前記混合できない複数液体の１の液体の注入量をパルス発信式流量計で計測し、前記混合できない複数液体の１の液体の所定流量毎にパルス信号を生成、出力させ、該パルス信号を前記混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号入力型定量ポンプに送ることを特徴とする前記記載の混合できない複数液体の水系への比例注入方法の構成とした。或いは、前記混合できない複数液体の１の液体を水系に注入する定量ポンプが、前記定量ポンプの所定動作毎に所定数のパルス信号を生成、出力する定量ポンプであり、該パルス信号を前記混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号入力型定量ポンプに送ることを特徴とする前記記載の混合できない複数液体の水系への比例注入方法の構成とした。
【００４３】
さらに、前記混合できない複数液体を所定の比率で注入する水系が開放循環冷却水系であって、前記混合できない複数液体の少なくとも一つが、前記開放循環冷却水系の障害を防止するための水処理薬剤であることを特徴とする前記何れかに記載の混合できない複数液体の水系への比例注入方法の構成とした。
【００４４】
或いは、前記混合できない複数液体の少なくとも一つが、トレーサ物質を含む液体であることを特徴とする前記何れかに記載の混合できない複数液体の水系への比例注入方法の構成、また、前記トレーサ物質が、蛍光物質であることを特徴とする請求項５に記載の混合できない複数液体の水系への比例注入方法の構成とした。
【００４５】
そして、混合できない複数液体を所定の比率で水系に注入する装置であって、混合できない複数液体の１の液体を水系に注入する定量ポンプと、混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号入力型定量ポンプとを有し、前記混合できない複数液体の１の液体の注入量は、前記定量ポンプに、水系に前記混合できない複数液体の１の液体を必要量注入するための外部運転信号を外部から送り、前記外部運転信号に基づく前記定量ポンプの運転により制御されるとともに、前記混合できない複数液体の他の液体の注入量は、前記パルス信号入力型定量ポンプに、前記混合できない複数液体の１の液体の注入量に比例するパルス信号を外部から送り、前記パルス信号に基づく前記パルス信号入力型定量ポンプの運転により制御されることを特徴とする混合できない複数液体の水系への比例注入装置の構成とした。
【００４６】
水系とは、熱交換器などの機器を用いて流体（液体、気体）を間接的に冷却する冷却水を再冷却する間接冷却水系（開放循環冷却水系、密閉循環冷却水系）、冷却対象が固体である場合に、対象物に直接噴霧し或いは対象物を浸漬する冷却水を再冷却する直接冷却水系、一過式冷却水系、ボイラ水系、冷温水系などであり、ボイラ、熱交換器、配管等の設備や機器を各種の障害から護るため、複数の液体を比例注入する必要がある箇所を有する水環境である。
【００４７】
混合できない複数液体としては、複数液体が原液状態または高濃度の状態で同時に存在すると、反応しあったり劣化や分離、結晶化を促進するため本来の機能を持続しなくなる若しくは機能が安定しなくなる液体同士、比重差が大きいため均一分散が困難な液体同士などである。開放循環冷却水系にあっては、水処理薬剤とトレーサ薬剤などが該当する。
【００４８】
トレーサ薬剤５ａは、蛍光物質、金属イオン、各種の色素などのトレーサ物質を溶解、希釈して液剤化したものであり、原液、希釈液いずれの場合もある。
【発明の効果】
【００４９】
本発明は、混合できない複数液体の１の液体以外の液体を送液する定量ポンプとして、パルス信号で運転制御可能なパルス信号入力型定量ポンプを採用することで、簡易かつ安価で、信頼性が高い、混合できない複数液体の水系への比例注入方法を提供することが可能となる。
【００５０】
また、混合できない複数液体の１の液体の注入量をパルス発信式流量計で計測し、前記混合できない複数液体の１の液体の所定流量毎にパルス信号を生成、出力させ、該パルス信号を前記混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号入力型定量ポンプに送ることで、前記複数液体の注入量の比率が、それぞれの定量ポンプの吐出量の比率に制限されることが無くなり、前記混合できない複数液体の他の液体の微量注入が可能となる。また、複雑な制御を必要とする制御装置を設置する必要も無くなる。
【００５１】
混合できない複数液体の１の液体を水系に注入する定量ポンプが、前記定量ポンプの所定動作毎に所定数のパルス信号を生成、出力する定量ポンプであり、該パルス信号を前記混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号入力型定量ポンプに送ることで、高額なパルス発信式流量計を設置する必要が無くなり、精度の狂いが生じやすいパルス発信式流量計を全く使わないことで、更に信頼性の向上を図ることが可能となる。
【００５２】
混合できない複数液体を所定の比率で注入する水系が開放循環冷却水系であって、前記混合できない複数液体の少なくとも一つが、前記開放循環冷却水系の障害を防止するための水処理薬剤を、沈澱、分散、機能劣化の問題なく採用することができる。
【００５３】
混合できない複数液体の少なくとも一つが、トレーサ物質を含む液体とすることで、混合できない複数液体の１の液体の水系、例えば開放循環冷却水系での濃度管理、添加量管理の精度が増し、機器への障害が低減されるとともに、前記１の液体を必要最小限度に抑えることができるため、水系管理コストを低く抑えることができる。
【００５４】
前記トレーサ物質として、蛍光物質を採用することで、混合できない複数液体の１の液体の水系での濃度管理、添加量管理を低コストでかつ精度良く行うことができる。本願発明は、特に、蛍光物質をトレーサ物質とする水系での水処理薬剤の濃度管理、添加量管理に最適である。
【００５５】
本願発明の混合できない複数液体の水系への比例注入装置は、混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号で運転制御可能なパルス信号入力型定量ポンプを採用することで簡易かつ安価で、信頼性が高い、混合できない複数液体の水系への比例注入が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１の実施形態である水処理薬剤とトレーサ薬剤の開放循環冷却水系への比例注入方法の模式図である。
【図２】本発明の第２の実施形態である水処理薬剤とトレーサ薬剤の開放循環冷却水系への比例注入方法の模式図である。
【図３】従来の水処理薬剤とトレーサ薬剤の開放循環冷却水系への比例注入方法の模式図である。
【図４】水処理薬剤とトレーサ薬剤の開放循環冷却水系への従来の他の比例注入方法の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
以下に、添付図面に基づいて、本発明である混合できない複数液体の水系への比例注入方法について、水処理薬剤とトレーサ薬剤の開放循環冷却水系への比例注入方法をもって詳細に説明する。
【実施例１】
【００５８】
図１は、本発明の第１の実施形態である水処理薬剤とトレーサ薬剤の開放循環冷却水系への比例注入方法の模式図である。図１では、水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａを冷却塔２の受水槽２ａの冷却水２ｂに、水処理薬剤４ａの注入量に比例してトレーサ薬剤５ａを注入する方法について説明する。図１中の直線状の実線矢印は各液体の流れ方向を示す。なお、それら各液体を注入する各配管の図示は省略した。図２においても同じ。
【００５９】
冷却塔２では、受水槽２ａ中の冷却水２ｂを熱交換器（図示せず、図２においても同じ）に送り、熱交換器で熱を得た冷却水２ｂを冷却塔２の散水槽（図示せず、図２においても同じ）に戻し、散水して蒸発熱により冷却する。従って、冷却水２ｂは、循環使用されることにより濃縮が進むとともに、冷却水２ｂの水位も低下する。そのため受水槽２ａで冷却水２ｂの水位を一定に保つため、水位低下に伴い自動的に補給水３ａが供給されている。また、補給水３ａが通る配管には、補給水３ａの供給量を計測するために流量計３が設置されている。図２においても同じ。
【００６０】
図中の符号１１は、水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａとを所定の比率で冷却水２ｂに注入する混合装置である。水処理薬剤４ａは、所定の濃度で第１貯留タンク４に貯留され、第１定量ポンプ４ｂの運転により冷却水２ｂに注入される。トレーサ薬剤５ａは、別途第２貯留タンク５に貯留され、パルス入力型第２定量ポンプ１３の運転により冷却水２ｂに注入される。
【００６１】
なお、パルス入力型第２定量ポンプ１３とは、外部からのパルス信号を受けてポンプの吐出量（ストローク数）を制御することができる（単位パルス当たりの吐出量（ストローク数）を設定することができる。）流体などの物質を送液する定量ポンプである。パルス入力型第２定量ポンプ１３の１ストローク当たりの吐出量は定まっているので、水処理薬剤４ａの注入量に比例したトレーサ薬剤５ａの必要量を送液する場合は、水処理薬剤４ａの注入量に比例するパルス信号に応じて、駆動させるポンプのストローク数をパルス入力型第２定量ポンプ１３に適宜設定しておけばよい。
【００６２】
さらに、混合装置１１は、水処理薬剤４ａを注入する配管にパルス発信式流量計１２を備える。パルス発信式流量計１２は、水処理薬剤４ａの流量を計測し、計測した流量に比例するパルス信号１２ａを生成し、パルス入力型第２定量ポンプ１３に送信する。パルス信号１２ａは、水処理薬剤４ａの所定の流量毎に生成される所定数のパルスである。
【００６３】
なお、図１では、水処理薬剤４ａを注入する配管にトレーサ薬剤５ａを比例注入し、水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａを混合液７として、冷却水２ｂに注入するように記載されているが、冷却塔２の受水槽２ａに水処理薬剤４ａ、トレーサ薬剤５ａを別配管で、別々に所定の比率で注入してもよい。特に、混合後短時間で、反応、沈殿等を生じる薬剤同士を注入する場合には、別配管で注入することが望ましい。図２においても同じ。
【００６４】
以下、図１における水処理薬剤とトレーサ薬剤の開放循環冷却水系への比例注入方法について説明する。第１定量ポンプ４ｂは、外部から送信されてくる外部運転信号６を受け、外部運転信号６に基づき運転し、冷却水２ｂに必要量の水処理薬剤４ａを自動注入する。
【００６５】
外部運転信号６としては、従来同様、（ａ）補給水３ａの供給量に比例した第１定量ポンプ４ｂの運転のＯＮ／ＯＦＦを決定する信号（通常は、補給水３ａの供給量を計測するための流量計３からパルス信号として送信されてくるのが一般的である）、（ｂ）週間タイマーで設定された第１定量ポンプ４ｂを運転させる信号、（ｃ）冷却塔２の受水槽２ａで測定されるトレーサ薬剤５ａの濃度により決定された第１定量ポンプ４ｂを運転させる信号などがある。但し、外部運転信号６はそれに限定されることなく、開放循環冷却水系に必要な水処理薬剤４ａを注入できるよう第１定量ポンプ４ｂの運転を制御できる信号であればよい。実施例２においても同じ。
【００６６】
冷却水２ｂに水処理薬剤４ａが注入されるとともに、注入された水処理薬剤４ａの流量をパルス発信式流量計１２で計測し、パルス発信式流量計１２は水処理薬剤４ａの注入量に比例したパルス信号１２ａを生成し、パルス入力型第２定量ポンプ１３に送信する。
【００６７】
トレーサ薬剤５ａの注入用のパルス入力型第２定量ポンプ１３は、パルス発信式流量計１２からのパルス信号１２ａを受信し、受信したパルス信号１２ａのパルス回数に応じて、予め設定したストローク数だけポンプを駆動させる。即ち、パルス入力型第２定量ポンプ１３の１ストローク当たりの吐出量が定まっているので、入力パルス信号とポンプの駆動ストローク数との関係を、パルス入力型第２定量ポンプ１３に適宜設定しておくことで、パルス信号１２ａつまり水処理薬剤４ａの注入量に比例した、必要量のトレーサ薬剤５ａを冷却水２ｂに注入することができることとなる。実施例２においても同じ。
【００６８】
これにより、従来のような制御装置１０が不要となる。また１台のパルス発信式流量計１２を用いるだけで、水処理薬剤４ａの注入量に対して所定の比率となるようにトレーサ薬剤５ａを冷却水２ｂなどの開放循環冷却水系に比例注入することができることとなる。これにより、定量ポンプの吐出量の比率では対応することが困難な、トレーサ薬剤５ａの微量注入にも容易に対応が可能となる。
【実施例２】
【００６９】
図２は、本発明の第２の実施形態である水処理薬剤とトレーサ薬剤の開放循環冷却水系への比例注入方法の模式図である。図２でも、水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａを冷却塔２の受水槽２ａの冷却水２ｂに、水処理薬剤４ａの注入量に比例してトレーサ薬剤５ａを注入する方法について説明する。なお、図１と同一の名称、符号は、機能、作用が同一であるためその説明を省略する。
【００７０】
図中の符号２０は、水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａとを所定の比率で冷却水２ｂに注入する混合装置である。水処理薬剤４ａは、所定の濃度で第１貯留タンク４に貯留され、パルス発信式第１定量ポンプ２１の運転により冷却水２ｂに注入される。トレーサ薬剤５ａは、別途第２貯留タンク５に貯留され、パルス入力型第２定量ポンプ１３の運転により冷却水２ｂに注入される。
【００７１】
なお、パルス発信式第１定量ポンプ２１とは、所定の駆動数に対応した所定数のパルスを生成し、外部にパルス信号２１ａとして送信する定量ポンプである。
【００７２】
ここで、水処理薬剤４ａ注入用の定量ポンプとしては、ダイヤフラム方式の定量ポンプを使用するのが一般的である。ダイヤフラム方式の定量ポンプには、ダイヤフラムを駆動させる方法により、（１）モーターとリンク機構を組み合わせたモーター方式と、（２）電磁コイルのＯＮ／ＯＦＦを利用したソレノイド方式とがある。
【００７３】
ソレノイド方式は、電磁コイルのＯＮ／ＯＦＦの１ショットに毎に、ダイヤフラムを１回駆動させるので、電磁コイルのＯＮ／ＯＦＦの１ショット毎に同期してパルス信号２１ａを送信することができる。これにより水処理薬剤４ａの注入量に比例したパルス信号２１ａを出力させることが容易にできる。
【００７４】
それ故、本発明におけるパルス発信式第１定量ポンプ２１として、ダイヤフラムの駆動毎に同期パルス信号１２ａを出力させるためには、ソレノイド方式のダイヤフラム型定量ポンプを採用するのが好適である。
【００７５】
以下、図２における水処理薬剤とトレーサ薬剤の開放循環冷却水系への比例注入方法について説明する。パルス発信式第１定量ポンプ２１は、外部から送信されてくる外部運転信号６を受け、外部運転信号６に基づき運転し、冷却水２ｂに必要量の水処理薬剤４ａを自動注入する。
【００７６】
併せて、パルス発信式第１定量ポンプ２１は、ダイヤフラムの駆動毎にパルス信号２１ａを生成し、パルス入力型第２定量ポンプ１３に送信し、トレーサ薬剤５ａの注入用のパルス入力型第２定量ポンプ１３の運転を制御する。
【００７７】
トレーサ薬剤５ａの注入用のパルス入力型第２定量ポンプ１３は、水処理薬剤４ａの注入用のパルス発信式第１定量ポンプ２１から送信されてきた同期パルス信号２１ａを受信し、受信したパルス信号２１ａを基に、予めパルス入力型第２定量ポンプ１３に設定した入力パルス信号とポンプのストローク数との関係に従ってポンプが運転されトレーサ薬剤５ａが注入される。
【００７８】
実施例２のような比例注入方法であれば、パルス発信式流量計や制御装置１０を備えることなく、水処理薬剤４ａの注入量に対して所定の比率となるようにトレーサ薬剤５ａを簡易かつ安価で、信頼性高く冷却水２ｂなどの開放循環冷却水系に比例注入することができることとなる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明である混合できない複数液体の水系への比例注入方法は、信頼性が高く、簡易かつ安価な比例注入方法であるので、開放循環冷却水系などの水系への混合できない複数液体の比例注入制御に極めて有効である。
【符号の説明】
【００８０】
１ 混合装置
１ａ 混合装置
２ 冷却塔
２ａ 受水槽
２ｂ 冷却水
３ 流量計
３ａ 補給水
４ 第１貯留タンク
４ａ 水処理薬剤
４ｂ 第１定量ポンプ
５ 第２貯留タンク
５ａ トレーサ薬剤
５ｂ 第２定量ポンプ
６ 外部運転信号
７ 混合液
８ 第１パルス発信式流量計
８ａ パルス信号
９ 第２パルス発信式流量計
９ａ パルス信号
１０ 制御装置
１０ａ 運転信号
１１ 混合装置
１２ パルス発信式流量計
１２ａ パルス信号
１３ パルス入力型第２定量ポンプ
２０ 混合装置
２１ パルス発信式第１定量ポンプ
２１ａ パルス信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合できない複数液体を所定の比率で水系に注入（比例注入）する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用や空調用に用いられる開放循環冷却水系などの冷却水系（以下、単に「水系」ともいう。）では、腐蝕、スケール、スライムなどの水に起因する障害を防ぐために各種の水処理薬剤が使用されている。一般に、水系で使用される水処理薬剤には、腐蝕抑制剤、スケール抑制剤、スライムコントロール剤などがある。
【０００３】
これ等腐蝕抑制剤、スケール抑制剤、スライムコントロール剤は、一液混合が可能なものばかりとは限らず、成分によっては混合すると、分離、沈殿等をおこしてしまい、一液製剤化できないものもある。この様な混合できない薬剤であっても、水系において、それぞれの効果を発揮させるためには、各薬剤成分を所定の比率で水系に注入する必要がある。
【０００４】
また、水系において、これら水処理薬剤の添加による効果を十分に発揮させるためには、水系内に注入された水処理薬剤の濃度を正確に把握し、適正な水処理薬剤濃度となるように管理することが重要である。
【０００５】
ところが、水処理薬剤の種類によっては、水中における濃度の測定が不可能あるいは困難なものがある。そのような場合、水処理薬剤の既知量と共に簡単に濃度測定できる物質（トレーサ物質）を、水処理薬剤に対して所定の比率で添加し、水系中のトレーサ物質の濃度を測定することによって、水処理薬剤とトレーサ物質との比率から、水系中に存在する水処理薬剤の濃度を推定することが行われている。
【０００６】
このように、トレーサ物質により水処理薬剤の濃度測定を行う方法をトレーサ法という。トレーサ法を用いることにより、水中における濃度の測定が不可能あるいは困難な水処理薬剤であっても、簡単に水処理薬剤の濃度を推定することが可能になる。
【０００７】
より具体的なトレーサ法での水処理薬剤の濃度推定手法は、前もって水処理薬剤の添加量と簡単に濃度測定のできるトレーサ物質の添加量との比率を既知の係数（トレーサ物質による水処理薬剤濃度換算係数）として把握しておけば、必要な時に水系のトレーサ物質の濃度を測定して、その値に係数を乗ずることにより、水処理薬剤の濃度を算出することができるというものである。その算出結果を水処理薬剤の水系における濃度とみなすことにより、水処理薬剤の水系での濃度管理を行うことが可能となる。
【０００８】
簡単に水処理薬剤の濃度測定ができるトレーサ物質として蛍光物質を用いる方法、所謂蛍光トレーサ法が知られており、特許文献１、２にそれが開示されている。
【０００９】
水処理薬剤の既知量に対して所定の比率でトレーサ物質を水系に添加する方法としては、水処理薬剤に対して所定比率のトレーサ物質を予め配合して一液化しておき、トレーサ物質を含んだ水処理薬剤を水系に添加するのが一般的である。
【００１０】
しかし、水処理薬剤の成分、濃度、配合比率、ｐＨ、反応性等の様々な要因により、水処理薬剤に対して、トレーサ物質を予め配合することが不可能な場合がある。この様な場合、トレーサ物質を単独で、又はトレーサ物質と混合可能な水処理薬剤成分とのみ混合、液剤化して、トレーサ物質と混合できない水処理薬剤成分を液剤化した液体と、別々に、しかしながら所定比率で水系に添加する必要が生じる。
【００１１】
この様に、混合できない複数液体を所定の比率で水系に注入する場合、例えば図３、図４に示す方法が一般的に知られている。しかしながら、それらにも種々問題があった。
【００１２】
図３に、水処理薬剤４ａの注入量に比例してトレーサ物質（例えば蛍光物質）を溶解、希釈して液剤化したもの（以下、「トレーサ薬剤５ａ」という。）を冷却塔２の受水槽２ａの冷却水２ｂに所定の比率で注入する、従来の水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａの開放循環冷却水系への比例注入方法を示した。図３中の直線状の実線矢印は各液体の流れ方向を示す。なお、それら各液体を注入する各配管の図示は省略した。図４においても同じ。
【００１３】
冷却塔２では、受水槽２ａ中の冷却水２ｂを熱交換器（図示せず、図４においても同じ）に送り、熱交換器で熱を得た冷却水２ｂを冷却塔２の散水槽（図示せず、図４においても同じ）に戻し、散水して蒸発熱により冷却する。従って、冷却水２ｂは、循環使用されることにより濃縮が進むとともに、冷却水２ｂの水位も低下する。そのため受水槽２ａで冷却水２ｂの水位を一定に保つため、水位低下に伴い自動的に補給水３ａが供給されている。また、補給水３ａが通る配管には、補給水３ａの供給量を計測するために流量計３が設置されている。図４においても同じ。
【００１４】
図３中の符号１は、水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａとを所定の比率で冷却水２ｂに注入する混合装置である。水処理薬剤４ａは、所定の濃度で第１貯留タンク４に貯留され、第１定量ポンプ４ｂの運転により冷却水２ｂに注入される。トレーサ薬剤５ａは、別途第２貯留タンク５に貯留され、第２定量ポンプ５ｂの運転により冷却水２ｂに注入される。
【００１５】
なお、図３では、水処理薬剤４ａを注入する配管にトレーサ薬剤５ａを比例注入し、水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａを混合液７として、冷却水２ｂに注入するように記載されているが、冷却塔２の受水槽２ａに水処理薬剤４ａ、トレーサ薬剤５ａを別配管で、別々に所定の比率で注入してもよく、混合後短時間で、反応、沈殿等を生じる薬剤同士を注入する場合には、別配管による注入が望ましい。図４においても同じ。
【００１６】
次に、図３における水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａの開放循環冷却水系への比例注入方法について説明する。水処理薬剤４ａは、水処理薬剤４ａ注入用の第１定量ポンプ４ｂによって冷却水２ｂに注入される。一方、トレーサ薬剤５ａは、トレーサ薬剤５ａ注入用の第２定量ポンプ５ｂによって冷却水２ｂに注入される。
【００１７】
第１定量ポンプ４ｂと第２定量ポンプ５ｂは、ともに外部から送信されてくる同一の外部運転信号６を受け、外部運転信号６に基づき同期して駆動し、水処理薬剤４ａおよびトレーサ薬剤５ａそれぞれの必要量を冷却水２ｂに自動注入する。
【００１８】
それ故、水処理薬剤４ａの注入量とトレーサ薬剤５ａの注入量を所定の比率にしたい場合は、第１定量ポンプ４ｂと第２定量ポンプ５ｂの吐出容量を、水処理薬剤４ａの注入量とトレーサ薬剤５ａの注入量との比率に対応した比率になるよう予め選定、設定しておくことが必要になる。
【００１９】
なお、外部運転信号６としては、（ａ）補給水３ａの供給量に比例した第１定量ポンプ４ｂ、第２定量ポンプ５ｂの運転のＯＮ／ＯＦＦを決定する信号（通常は、補給水３ａの供給量を計測するための流量計３からパルス信号として送信されてくるのが一般的である）、（ｂ）週間タイマーで設定された第１定量ポンプ４ｂ、第２定量ポンプ５ｂを運転させる信号、（ｃ）冷却塔２の受水槽２ａで測定されるトレーサ薬剤５ａの濃度により決定された第１定量ポンプ４ｂ、第２定量ポンプ５ｂを運転させる信号などがある。但し、外部運転信号６はそれに限定されることなく、開放循環冷却水系に必要な水処理薬剤４ａを注入できるように第１定量ポンプ４ｂの運転を制御できる信号であればよい。
【００２０】
図４に、水処理薬剤４ａの注入量に比例してトレーサ薬剤５ａを冷却塔２の受水槽２ａの冷却水２ｂに所定の比率で注入する水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａの開放循環冷却水系への従来の他の比例注入方法を示した。
【００２１】
図４中の符号１ａは、水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａとを所定の比率で冷却水２ｂに注入する混合装置である。水処理薬剤４ａは、所定の濃度で第１貯留タンク４に貯留され、第１定量ポンプ４ｂの運転により冷却水２ｂに注入される。トレーサ薬剤５ａは、別途第２貯留タンク５に貯留され、制御装置１０の運転制御指令に基づき駆動する第２定量ポンプ５ｂの運転により冷却水２ｂに注入される。
【００２２】
さらに、混合装置１ａは、水処理薬剤４ａを注入する配管に第１パルス発信式流量計８と、トレーサ薬剤５ａを注入する配管に第２パルス発信式流量計９とを備える。なお、図３と同一の名称、符号は、機能、作用が同一であるためその説明を省略する。
【００２３】
次に、図４における水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａの開放循環冷却水系への比例注入方法について説明する。第１定量ポンプ４ｂは、外部から送信されてくる外部運転信号６を受け、外部運転信号６に基づき駆動し、冷却水２ｂに必要量の水処理薬剤４ａを自動注入する。
【００２４】
冷却水２ｂに水処理薬剤４ａが注入されるとともに、注入された水処理薬剤４ａの流量を第１パルス発信式流量計８で計測し、第１パルス発信式流量計８は水処理薬剤４ａの注入量に比例したパルス信号８ａを生成して制御装置１０に送信する。パルス信号８ａは、水処理薬剤４ａの所定の流量毎に生成される所定数のパルスである。
【００２５】
制御装置１０は、パルス信号８ａの受信とともに、トレーサ薬剤５ａの注入用の第２定量ポンプ５ｂの運転を開始させる運転信号１０ａを第２定量ポンプ５ｂに送信する。併せて、水処理薬剤４ａの注入量を算出し、その算出された注入量を基に水処理薬剤４ａの注入量に対する所定の比率となるトレーサ薬剤５ａの注入すべき量を算出する。
【００２６】
定量ポンプ５ｂの運転を開始することにより、冷却水２ｂにトレーサ薬剤５ａが注入される。併せて、トレーサ薬剤５ａの注入量を第２パルス発信式流量計９で計測し、計測したトレーサ薬剤５ａの注入量に比例したパルス信号９ａを制御装置１０に送信する。パルス信号９ａは、トレーサ薬剤５ａの所定の流量毎に生成される所定数のパルスである。
【００２７】
制御装置１０は、第２パルス発信式流量計９から送信されてきたパルス信号９ａを基に、トレーサ薬剤５ａの注入量を算出する。
【００２８】
そして、制御装置１０は、第２パルス発信式流量計９から送信されてくるパルス信号９ａを基に算出されたトレーサ薬剤５ａの注入量が、水処理薬剤４ａの注入量に対して所定の比率のトレーサ薬剤５ａの注入すべき量に到達したと判断したとき、第２定量ポンプ５ｂの運転を停止させる運転信号１０ａを生成して第２定量ポンプ５ｂに送信し、第２定量ポンプ５ｂの運転を停止させ、トレーサ薬剤５ａの送液を中止する。
【００２９】
このようにして、水処理薬剤４ａが冷却水２ｂに注入されると、水処理薬剤４ａの注入量に対して所定の比率となるようにトレーサ薬剤５ａが冷却水２ｂに比例注入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特開平７−１２８３２４号公報
【特許文献２】特開平９−１７８６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
しかしながら、図３に示す従来の水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａを別々に所定の比率で開放循環冷却水系に注入する比例注入方法では、次のような問題があった。
【００３２】
第１定量ポンプ４ｂと第２定量ポンプ５ｂを同期させるため、水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａとの注入量の比率は、第１、２定量ポンプ４ｂ、５ｂの吐出量の比率で対応せざるを得ず、適用できる比率の範囲が限定される。
【００３３】
一方、トレーサ薬剤５ａが蛍光物質である蛍光トレーサ法の場合、蛍光物質の添加量はごく微量であるため、トレーサ薬剤５ａの注入量は水処理薬剤４ａの注入量に比較して相当に少なくするのが一般的であり、そのような場合には、定量ポンプの吐出量の比率で対応することは困難であった。
【００３４】
このような場合、トレーサ薬剤５ａを所定の濃度まで希釈する方法で対応することも考えられるが、トレーサ薬剤５ａが蛍光物質である場合には、希釈することで蛍光物質が分解し易くなり濃度減少を起こすので、希釈には限度があり改善が求められていた。
【００３５】
他方、図４に示す水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａを別々に所定の比率で開放循環冷却水系に注入する従来の他の比例注入方法では、次のような問題があった。
【００３６】
第１に、第１、２パルス発信式流量計から発信されたパルス信号８ａ、９ａを受信し、受信したパルス信号８ａ、９ａを基に演算して、トレーサ薬剤５ａ注入用の第２定量ポンプ５ｂに運転の開始や停止を指示する複雑な制御を行う制御装置１０の設置が必要であった。
【００３７】
第２に、水処理薬剤４ａ及びトレーサ薬剤５ａの注入量をそれぞれ個別に計測するとともに、計測した流量に対応したパルス信号８ａ、９ａを制御装置１０に発信できる機能を有する高額な流量計を、第１、２パルス発信式流量計８、９用として２台設置しなければならなかった。
【００３８】
以上のように、図４に示す水処理薬剤とトレーサ薬剤の開放循環冷却水系への従来の他の比例注入方法では、複雑な制御装置１０が必要であり、更には高額なパルス発信式流量計を２台設置することも必要であり、制御が複雑である上設備面での初期投資が大きくなることから改善が求められていた。
【００３９】
また、パルス発信式流量計は一般的に精密な機構を有しており、僅かの原因で精度が狂うことや壊れることが多く改善が求められていた。
【００４０】
そこで、本発明は、簡易かつ安価で、信頼性が高い、混合できない複数液体の水系への比例注入方法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】
【００４１】
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本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、混合できない複数液体を所定の比率で水系に注入する方法であって、前記混合できない複数液体の１の液体の注入量は、前記混合できない複数液体の１の液体を水系に注入する定量ポンプに、水系に前記混合できない複数液体の１の液体を必要量注入するための外部運転信号を外部から送り、前記外部運転信号に基づく前記定量ポンプの運転により制御されるとともに、前記混合できない複数液体の他の液体の注入量は、前記混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号入力型定量ポンプに、前記混合できない複数液体の１の液体の注入量に比例するパルス信号を外部から送り、該パルス信号に基づく前記パルス信号入力型定量ポンプの運転により制御されることを特徴とする混合できない複数液体の水系への比例注入方法の構成とした。
【００４２】
また、前記混合できない複数液体の１の液体の注入量をパルス発信式流量計で計測し、前記混合できない複数液体の１の液体の所定流量毎にパルス信号を生成、出力させ、該パルス信号を前記混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号入力型定量ポンプに送ることを特徴とする前記記載の混合できない複数液体の水系への比例注入方法の構成とした。或いは、前記混合できない複数液体の１の液体を水系に注入する定量ポンプが、前記定量ポンプの所定動作毎に所定数のパルス信号を生成、出力する定量ポンプであり、該パルス信号を前記混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号入力型定量ポンプに送ることを特徴とする前記記載の混合できない複数液体の水系への比例注入方法の構成とした。
【００４３】
さらに、前記混合できない複数液体を所定の比率で注入する水系が開放循環冷却水系であって、前記混合できない複数液体の少なくとも一つが、前記開放循環冷却水系の障害を防止するための水処理薬剤であることを特徴とする前記何れかに記載の混合できない複数液体の水系への比例注入方法の構成とした。
【００４４】
或いは、前記混合できない複数液体の少なくとも一つが、トレーサ物質を含む液体であることを特徴とする前記何れかに記載の混合できない複数液体の水系への比例注入方法の構成、また、前記トレーサ物質が、蛍光物質であることを特徴とする請求項５に記載の混合できない複数液体の水系への比例注入方法の構成とした。
【００４５】
そして、混合できない複数液体を所定の比率で水系に注入する装置であって、混合できない複数液体の１の液体を水系に注入する定量ポンプと、混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号入力型定量ポンプとを有し、前記混合できない複数液体の１の液体の注入量は、前記定量ポンプに、水系に前記混合できない複数液体の１の液体を必要量注入するための外部運転信号を外部から送り、前記外部運転信号に基づく前記定量ポンプの運転により制御されるとともに、前記混合できない複数液体の他の液体の注入量は、前記パルス信号入力型定量ポンプに、前記混合できない複数液体の１の液体の注入量に比例するパルス信号を外部から送り、前記パルス信号に基づく前記パルス信号入力型定量ポンプの運転により制御されることを特徴とする混合できない複数液体の水系への比例注入装置の構成とした。
【００４６】
水系とは、熱交換器などの機器を用いて流体（液体、気体）を間接的に冷却する冷却水を再冷却する間接冷却水系（開放循環冷却水系、密閉循環冷却水系）、冷却対象が固体である場合に、対象物に直接噴霧し或いは対象物を浸漬する冷却水を再冷却する直接冷却水系、一過式冷却水系、ボイラ水系、冷温水系などであり、ボイラ、熱交換器、配管等の設備や機器を各種の障害から護るため、複数の液体を比例注入する必要がある箇所を有する水環境である。
【００４７】
混合できない複数液体としては、複数液体が原液状態または高濃度の状態で同時に存在すると、反応しあったり劣化や分離、結晶化を促進するため本来の機能を持続しなくなる若しくは機能が安定しなくなる液体同士、比重差が大きいため均一分散が困難な液体同士などである。開放循環冷却水系にあっては、水処理薬剤とトレーサ薬剤などが該当する。
【００４８】
トレーサ薬剤５ａは、蛍光物質、金属イオン、各種の色素などのトレーサ物質を溶解、希釈して液剤化したものであり、原液、希釈液いずれの場合もある。
【発明の効果】
【００４９】
本発明は、混合できない複数液体の１の液体以外の液体を送液する定量ポンプとして、パルス信号で運転制御可能なパルス信号入力型定量ポンプを採用することで、簡易かつ安価で、信頼性が高い、混合できない複数液体の水系への比例注入方法を提供することが可能となる。
【００５０】
また、混合できない複数液体の１の液体の注入量をパルス発信式流量計で計測し、前記混合できない複数液体の１の液体の所定流量毎にパルス信号を生成、出力させ、該パルス信号を前記混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号入力型定量ポンプに送ることで、前記複数液体の注入量の比率が、それぞれの定量ポンプの吐出量の比率に制限されることが無くなり、前記混合できない複数液体の他の液体の微量注入が可能となる。また、複雑な制御を必要とする制御装置を設置する必要も無くなる。
【００５１】
混合できない複数液体の１の液体を水系に注入する定量ポンプが、前記定量ポンプの所定動作毎に所定数のパルス信号を生成、出力する定量ポンプであり、該パルス信号を前記混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号入力型定量ポンプに送ることで、高額なパルス発信式流量計を設置する必要が無くなり、精度の狂いが生じやすいパルス発信式流量計を全く使わないことで、更に信頼性の向上を図ることが可能となる。
【００５２】
混合できない複数液体を所定の比率で注入する水系が開放循環冷却水系であって、前記混合できない複数液体の少なくとも一つが、前記開放循環冷却水系の障害を防止するための水処理薬剤を、沈澱、分散、機能劣化の問題なく採用することができる。
【００５３】
混合できない複数液体の少なくとも一つが、トレーサ物質を含む液体とすることで、混合できない複数液体の１の液体の水系、例えば開放循環冷却水系での濃度管理、添加量管理の精度が増し、機器への障害が低減されるとともに、前記１の液体を必要最小限度に抑えることができるため、水系管理コストを低く抑えることができる。
【００５４】
前記トレーサ物質として、蛍光物質を採用することで、混合できない複数液体の１の液体の水系での濃度管理、添加量管理を低コストでかつ精度良く行うことができる。本願発明は、特に、蛍光物質をトレーサ物質とする水系での水処理薬剤の濃度管理、添加量管理に最適である。
【００５５】
本願発明の混合できない複数液体の水系への比例注入装置は、混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号で運転制御可能なパルス信号入力型定量ポンプを採用することで簡易かつ安価で、信頼性が高い、混合できない複数液体の水系への比例注入が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１の実施形態である水処理薬剤とトレーサ薬剤の開放循環冷却水系への比例注入方法の模式図である。
【図２】本発明の第２の実施形態である水処理薬剤とトレーサ薬剤の開放循環冷却水系への比例注入方法の模式図である。
【図３】従来の水処理薬剤とトレーサ薬剤の開放循環冷却水系への比例注入方法の模式図である。
【図４】水処理薬剤とトレーサ薬剤の開放循環冷却水系への従来の他の比例注入方法の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
以下に、添付図面に基づいて、本発明である混合できない複数液体の水系への比例注入方法について、水処理薬剤とトレーサ薬剤の開放循環冷却水系への比例注入方法をもって詳細に説明する。
【実施例１】
【００５８】
図１は、本発明の第１の実施形態である水処理薬剤とトレーサ薬剤の開放循環冷却水系への比例注入方法の模式図である。図１では、水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａを冷却塔２の受水槽２ａの冷却水２ｂに、水処理薬剤４ａの注入量に比例してトレーサ薬剤５ａを注入する方法について説明する。図１中の直線状の実線矢印は各液体の流れ方向を示す。なお、それら各液体を注入する各配管の図示は省略した。図２においても同じ。
【００５９】
冷却塔２では、受水槽２ａ中の冷却水２ｂを熱交換器（図示せず、図２においても同じ）に送り、熱交換器で熱を得た冷却水２ｂを冷却塔２の散水槽（図示せず、図２においても同じ）に戻し、散水して蒸発熱により冷却する。従って、冷却水２ｂは、循環使用されることにより濃縮が進むとともに、冷却水２ｂの水位も低下する。そのため受水槽２ａで冷却水２ｂの水位を一定に保つため、水位低下に伴い自動的に補給水３ａが供給されている。また、補給水３ａが通る配管には、補給水３ａの供給量を計測するために流量計３が設置されている。図２においても同じ。
【００６０】
図中の符号１１は、水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａとを所定の比率で冷却水２ｂに注入する混合装置である。水処理薬剤４ａは、所定の濃度で第１貯留タンク４に貯留され、第１定量ポンプ４ｂの運転により冷却水２ｂに注入される。トレーサ薬剤５ａは、別途第２貯留タンク５に貯留され、パルス入力型第２定量ポンプ１３の運転により冷却水２ｂに注入される。
【００６１】
なお、パルス入力型第２定量ポンプ１３とは、外部からのパルス信号を受けてポンプの吐出量（ストローク数）を制御することができる（単位パルス当たりの吐出量（ストローク数）を設定することができる。）流体などの物質を送液する定量ポンプである。パルス入力型第２定量ポンプ１３の１ストローク当たりの吐出量は定まっているので、水処理薬剤４ａの注入量に比例したトレーサ薬剤５ａの必要量を送液する場合は、水処理薬剤４ａの注入量に比例するパルス信号に応じて、駆動させるポンプのストローク数をパルス入力型第２定量ポンプ１３に適宜設定しておけばよい。
【００６２】
さらに、混合装置１１は、水処理薬剤４ａを注入する配管にパルス発信式流量計１２を備える。パルス発信式流量計１２は、水処理薬剤４ａの流量を計測し、計測した流量に比例するパルス信号１２ａを生成し、パルス入力型第２定量ポンプ１３に送信する。パルス信号１２ａは、水処理薬剤４ａの所定の流量毎に生成される所定数のパルスである。
【００６３】
なお、図１では、水処理薬剤４ａを注入する配管にトレーサ薬剤５ａを比例注入し、水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａを混合液７として、冷却水２ｂに注入するように記載されているが、冷却塔２の受水槽２ａに水処理薬剤４ａ、トレーサ薬剤５ａを別配管で、別々に所定の比率で注入してもよい。特に、混合後短時間で、反応、沈殿等を生じる薬剤同士を注入する場合には、別配管で注入することが望ましい。図２においても同じ。
【００６４】
以下、図１における水処理薬剤とトレーサ薬剤の開放循環冷却水系への比例注入方法について説明する。第１定量ポンプ４ｂは、外部から送信されてくる外部運転信号６を受け、外部運転信号６に基づき運転し、冷却水２ｂに必要量の水処理薬剤４ａを自動注入する。
【００６５】
外部運転信号６としては、従来同様、（ａ）補給水３ａの供給量に比例した第１定量ポンプ４ｂの運転のＯＮ／ＯＦＦを決定する信号（通常は、補給水３ａの供給量を計測するための流量計３からパルス信号として送信されてくるのが一般的である）、（ｂ）週間タイマーで設定された第１定量ポンプ４ｂを運転させる信号、（ｃ）冷却塔２の受水槽２ａで測定されるトレーサ薬剤５ａの濃度により決定された第１定量ポンプ４ｂを運転させる信号などがある。但し、外部運転信号６はそれに限定されることなく、開放循環冷却水系に必要な水処理薬剤４ａを注入できるよう第１定量ポンプ４ｂの運転を制御できる信号であればよい。実施例２においても同じ。
【００６６】
冷却水２ｂに水処理薬剤４ａが注入されるとともに、注入された水処理薬剤４ａの流量をパルス発信式流量計１２で計測し、パルス発信式流量計１２は水処理薬剤４ａの注入量に比例したパルス信号１２ａを生成し、パルス入力型第２定量ポンプ１３に送信する。
【００６７】
トレーサ薬剤５ａの注入用のパルス入力型第２定量ポンプ１３は、パルス発信式流量計１２からのパルス信号１２ａを受信し、受信したパルス信号１２ａのパルス回数に応じて、予め設定したストローク数だけポンプを駆動させる。即ち、パルス入力型第２定量ポンプ１３の１ストローク当たりの吐出量が定まっているので、入力パルス信号とポンプの駆動ストローク数との関係を、パルス入力型第２定量ポンプ１３に適宜設定しておくことで、パルス信号１２ａつまり水処理薬剤４ａの注入量に比例した、必要量のトレーサ薬剤５ａを冷却水２ｂに注入することができることとなる。実施例２においても同じ。
【００６８】
これにより、従来のような制御装置１０が不要となる。また１台のパルス発信式流量計１２を用いるだけで、水処理薬剤４ａの注入量に対して所定の比率となるようにトレーサ薬剤５ａを冷却水２ｂなどの開放循環冷却水系に比例注入することができることとなる。これにより、定量ポンプの吐出量の比率では対応することが困難な、トレーサ薬剤５ａの微量注入にも容易に対応が可能となる。
【実施例２】
【００６９】
図２は、本発明の第２の実施形態である水処理薬剤とトレーサ薬剤の開放循環冷却水系への比例注入方法の模式図である。図２でも、水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａを冷却塔２の受水槽２ａの冷却水２ｂに、水処理薬剤４ａの注入量に比例してトレーサ薬剤５ａを注入する方法について説明する。なお、図１と同一の名称、符号は、機能、作用が同一であるためその説明を省略する。
【００７０】
図中の符号２０は、水処理薬剤４ａとトレーサ薬剤５ａとを所定の比率で冷却水２ｂに注入する混合装置である。水処理薬剤４ａは、所定の濃度で第１貯留タンク４に貯留され、パルス発信式第１定量ポンプ２１の運転により冷却水２ｂに注入される。トレーサ薬剤５ａは、別途第２貯留タンク５に貯留され、パルス入力型第２定量ポンプ１３の運転により冷却水２ｂに注入される。
【００７１】
なお、パルス発信式第１定量ポンプ２１とは、所定の駆動数に対応した所定数のパルスを生成し、外部にパルス信号２１ａとして送信する定量ポンプである。
【００７２】
ここで、水処理薬剤４ａ注入用の定量ポンプとしては、ダイヤフラム方式の定量ポンプを使用するのが一般的である。ダイヤフラム方式の定量ポンプには、ダイヤフラムを駆動させる方法により、（１）モーターとリンク機構を組み合わせたモーター方式と、（２）電磁コイルのＯＮ／ＯＦＦを利用したソレノイド方式とがある。
【００７３】
ソレノイド方式は、電磁コイルのＯＮ／ＯＦＦの１ショットに毎に、ダイヤフラムを１回駆動させるので、電磁コイルのＯＮ／ＯＦＦの１ショット毎に同期してパルス信号２１ａを送信することができる。これにより水処理薬剤４ａの注入量に比例したパルス信号２１ａを出力させることが容易にできる。
【００７４】
それ故、本発明におけるパルス発信式第１定量ポンプ２１として、ダイヤフラムの駆動毎に同期パルス信号１２ａを出力させるためには、ソレノイド方式のダイヤフラム型定量ポンプを採用するのが好適である。
【００７５】
以下、図２における水処理薬剤とトレーサ薬剤の開放循環冷却水系への比例注入方法について説明する。パルス発信式第１定量ポンプ２１は、外部から送信されてくる外部運転信号６を受け、外部運転信号６に基づき運転し、冷却水２ｂに必要量の水処理薬剤４ａを自動注入する。
【００７６】
併せて、パルス発信式第１定量ポンプ２１は、ダイヤフラムの駆動毎にパルス信号２１ａを生成し、パルス入力型第２定量ポンプ１３に送信し、トレーサ薬剤５ａの注入用のパルス入力型第２定量ポンプ１３の運転を制御する。
【００７７】
トレーサ薬剤５ａの注入用のパルス入力型第２定量ポンプ１３は、水処理薬剤４ａの注入用のパルス発信式第１定量ポンプ２１から送信されてきた同期パルス信号２１ａを受信し、受信したパルス信号２１ａを基に、予めパルス入力型第２定量ポンプ１３に設定した入力パルス信号とポンプのストローク数との関係に従ってポンプが運転されトレーサ薬剤５ａが注入される。
【００７８】
実施例２のような比例注入方法であれば、パルス発信式流量計や制御装置１０を備えることなく、水処理薬剤４ａの注入量に対して所定の比率となるようにトレーサ薬剤５ａを簡易かつ安価で、信頼性高く冷却水２ｂなどの開放循環冷却水系に比例注入することができることとなる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明である混合できない複数液体の水系への比例注入方法は、信頼性が高く、簡易かつ安価な比例注入方法であるので、開放循環冷却水系などの水系への混合できない複数液体の比例注入制御に極めて有効である。
【符号の説明】
【００８０】
１ 混合装置
１ａ 混合装置
２ 冷却塔
２ａ 受水槽
２ｂ 冷却水
３ 流量計
３ａ 補給水
４ 第１貯留タンク
４ａ 水処理薬剤
４ｂ 第１定量ポンプ
５ 第２貯留タンク
５ａ トレーサ薬剤
５ｂ 第２定量ポンプ
６ 外部運転信号
７ 混合液
８ 第１パルス発信式流量計
８ａ パルス信号
９ 第２パルス発信式流量計
９ａ パルス信号
１０ 制御装置
１０ａ 運転信号
１１ 混合装置
１２ パルス発信式流量計
１２ａ パルス信号
１３ パルス入力型第２定量ポンプ
２０ 混合装置
２１ パルス発信式第１定量ポンプ
２１ａ パルス信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合できない複数液体を所定の比率で水系に注入する方法であって、
前記混合できない複数液体の１の液体の注入量は、前記混合できない複数液体の１の液体を水系に注入する定量ポンプに、水系に前記混合できない複数液体の１の液体を必要量注入するための外部運転信号を外部から送り、前記外部運転信号に基づく前記定量ポンプの運転により制御されるとともに、
前記混合できない複数液体の他の液体の注入量は、前記混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号入力型定量ポンプに、前記混合できない複数液体の１の液体の注入量に比例するパルス信号を外部から送り、該パルス信号に基づく前記パルス信号入力型定量ポンプの運転により制御されることを特徴とする混合できない複数液体の水系への比例注入方法。
【請求項２】
前記混合できない複数液体の１の液体の注入量をパルス発信式流量計で計測し、前記混合できない複数液体の１の液体の所定流量毎にパルス信号を生成、出力させ、該パルス信号を前記混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号入力型定量ポンプに送ることを特徴とする請求項１に記載の混合できない複数液体の水系への比例注入方法。
【請求項３】
前記混合できない複数液体の１の液体を水系に注入する定量ポンプが、前記定量ポンプの所定動作毎に所定数のパルス信号を生成、出力する定量ポンプであり、該パルス信号を前記混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号入力型定量ポンプに送ることを特徴とする請求項１に記載の混合できない複数液体の水系への比例注入方法。
【請求項４】
前記混合できない複数液体を所定の比率で注入する水系が開放循環冷却水系であって、前記混合できない複数液体の少なくとも一つが、前記開放循環冷却水系の障害を防止するための水処理薬剤であることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の混合できない複数液体の水系への比例注入方法。
【請求項５】
前記混合できない複数液体の少なくとも一つが、トレーサ物質を含む液体であることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の混合できない複数液体の水系への比例注入方法。
【請求項６】
前記トレーサ物質が、蛍光物質であることを特徴とする請求項５に記載の混合できない複数液体の水系への比例注入方法。
【請求項７】
混合できない複数液体を所定の比率で水系に注入する装置であって、
混合できない複数液体の１の液体を水系に注入する定量ポンプと、混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号入力型定量ポンプとを有し、
前記混合できない複数液体の１の液体の注入量は、前記定量ポンプに、水系に前記混合できない複数液体の１の液体を必要量注入するための外部運転信号を外部から送り、前記外部運転信号に基づく前記定量ポンプの運転により制御されるとともに、
前記混合できない複数液体の他の液体の注入量は、前記パルス信号入力型定量ポンプに、前記混合できない複数液体の１の液体の注入量に比例するパルス信号を外部から送り、前記パルス信号に基づく前記パルス信号入力型定量ポンプの運転により制御されることを特徴とする混合できない複数液体の水系への比例注入装置。
【請求項１】
混合できない複数液体を所定の比率で水系に注入する方法であって、
前記混合できない複数液体の１の液体の注入量は、前記混合できない複数液体の１の液体を水系に注入する定量ポンプに、水系に前記混合できない複数液体の１の液体を必要量注入するための外部運転信号を外部から送り、前記外部運転信号に基づく前記定量ポンプの運転により制御されるとともに、
前記混合できない複数液体の他の液体の注入量は、前記混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号入力型定量ポンプに、前記混合できない複数液体の１の液体の注入量に比例するパルス信号を外部から送り、該パルス信号に基づく前記パルス信号入力型定量ポンプの運転により制御されることを特徴とする混合できない複数液体の水系への比例注入方法。
【請求項２】
前記混合できない複数液体の１の液体の注入量をパルス発信式流量計で計測し、前記混合できない複数液体の１の液体の所定流量毎にパルス信号を生成、出力させ、該パルス信号を前記混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号入力型定量ポンプに送ることを特徴とする請求項１に記載の混合できない複数液体の水系への比例注入方法。
【請求項３】
前記混合できない複数液体の１の液体を水系に注入する定量ポンプが、前記定量ポンプの所定動作毎に所定数のパルス信号を生成、出力する定量ポンプであり、該パルス信号を前記混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号入力型定量ポンプに送ることを特徴とする請求項１に記載の混合できない複数液体の水系への比例注入方法。
【請求項４】
前記混合できない複数液体を所定の比率で注入する水系が開放循環冷却水系であって、前記混合できない複数液体の少なくとも一つが、前記開放循環冷却水系の障害を防止するための水処理薬剤であることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の混合できない複数液体の水系への比例注入方法。
【請求項５】
前記混合できない複数液体の少なくとも一つが、トレーサ物質を含む液体であることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の混合できない複数液体の水系への比例注入方法。
【請求項６】
前記トレーサ物質が、蛍光物質であることを特徴とする請求項５に記載の混合できない複数液体の水系への比例注入方法。
【請求項７】
混合できない複数液体を所定の比率で水系に注入する装置であって、
混合できない複数液体の１の液体を水系に注入する定量ポンプと、混合できない複数液体の他の液体を水系に注入するパルス信号入力型定量ポンプとを有し、
前記混合できない複数液体の１の液体の注入量は、前記定量ポンプに、水系に前記混合できない複数液体の１の液体を必要量注入するための外部運転信号を外部から送り、前記外部運転信号に基づく前記定量ポンプの運転により制御されるとともに、
前記混合できない複数液体の他の液体の注入量は、前記パルス信号入力型定量ポンプに、前記混合できない複数液体の１の液体の注入量に比例するパルス信号を外部から送り、前記パルス信号に基づく前記パルス信号入力型定量ポンプの運転により制御されることを特徴とする混合できない複数液体の水系への比例注入装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１６１３６９（Ｐ２０１１−１６１３６９Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６７３５（Ｐ２０１０−２６７３５）
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【出願人】（０００１０１０４２）アクアス株式会社 (66)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【出願人】（０００１０１０４２）アクアス株式会社 (66)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]