JP2000220992A - 熱交換器のオゾン循環洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オゾンの連続供給を損なうことなく排オゾン
分解器への水の流入を防いで、オゾン分解機能の低下あ
るいは喪失を回避して熱交換器の配置いかんにかかわら
ず、所定の洗浄性能を確実に発揮させるようにする。 【解決手段】 オゾン溶存水を強制循環させるように形
成される循環ループ１１に分岐接続された排出管１８に
膨張タンク１６と排オゾン分解器１７とを直列の状態に
介設し、膨張タンク１６内には内部水位が所定レベルＤ
ＷＬにまで上昇したときに内部水をドレン管３０に排出
するように開弁するフロート式ドレン弁３７と、内部水
位が高レベルＨＷＬまで上昇したときに排気口３２を閉
鎖するフロート式排気弁３８とが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主としてプレート式熱
交換器における熱交換プレートの伝熱面の洗浄に好適な
オゾン循環洗浄装置に関するもので、詳しくは、熱交換
器本体に装入の熱交換部内を通過する熱媒体と熱交換器
本体の内部で上記熱交換部外を通過する水とを熱交換部
の伝熱面を介して間接熱交換させるように構成された熱
交換器のオゾン循環洗浄装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の熱交換器においては、熱交換器
本体に装入の熱交換部内を通過する熱媒体と該熱交換部
の伝熱面を介して間接熱交換される熱交換器本体の内部
通過水として下水や河川水あるいは海水などを利用する
ことが多い。しかし、このように下水や河川水あるいは
海水などを内部通過水として利用する場合は、その通過
水中に含まれている微生物が熱交換部の伝熱面に経時的
に付着し、かつ増殖して伝熱面にスライムと称される微
生物汚れを生じ、この微生物汚れの発生によって伝熱性
能が悪化して熱交換効率が低下するという問題がある。

【０００３】このような問題を解決するために、本出願
人は、熱交換器本体の内部通過水を循環させ、その循環
ループにオゾンを供給してオゾン溶存水を強制循環させ
ることにより、伝熱面に付着した微生物汚れを除去する
とともに、伝熱面への微生物の付着及び増殖を抑制する
ようにしたオゾン循環洗浄装置を既に提案している。こ
の本出願人が既に提案しているオゾン循環洗浄装置をプ
レート式熱交換器に適用したものについて、図４及び図
５を参照して以下説明する。

【０００４】すなわち、複数の熱交換プレート１…の集
合体からなり、熱交換器本体３に装入された熱交換ユニ
ット２の入口２Ａから各熱交換プレート１…内に熱媒体
Ｆを導入し通過させ、かつ出口２Ｂから外部に導出させ
るとともに、熱交換器本体３の内部で熱交換プレート１
…外に下水や河川水あるいは海水などの水Ｗを通過させ
ることにより、この通過水Ｗと熱媒体Ｆとを各熱交換プ
レート１…の伝熱面を介して間接熱交換させるように構
成されている。

【０００５】上記熱交換器本体３の入口３Ａ及び出口３
Ｂには給水管４及び排水管５がそれぞれ接続され、これ
ら給水管４及び排水管５にはそれぞれ通水遮断弁６及び
７が介設されている。給水管４の通水遮断弁６の直下流
位置と排水管５の通水遮断弁７の直上流位置とは連通管
８を介して互いに連通接続され、この連通管８には、第
１循環弁９と、連通管８から給水管４への流れみを許容
する逆止弁からなる第２循環弁１０と、循環ポンプ１２
とが介設されており、上記両通水遮断弁６，７を閉弁
し、かつ、第１循環弁９を開弁して循環ポンプ１２を運
転することで、給水管４、熱交換器本体３の内部、排水
管５及び連通管８からなる循環ループ１１を形成可能に
構成している。

【０００６】上記循環ポンプ１２の吸込側の連通管８に
は、オゾン供給管１５及びオゾン吸入用エゼクター１３
を介してオゾン発生源１４が接続されており、上記循環
ループ１１の形成状態で循環ポンプ１２及びオゾ発生源
１４を運転することにより、循環ループ１１内にオゾン
を供給して該循環ループ１１にオゾン溶存水を強制循環
させるように構成している。

【０００７】上記循環ループ１１を形成する連通管８で
第１循環弁９の下流位置には気液分離器２７を介して膨
張タンク１６と空気弁２８と活性炭を充填したオゾン分
解器１７を直列に介設した排出管１８が分岐接続されて
おり、循環ループ１１内の見掛け上の体積増加分を膨張
タンク１６で吸収させるとともに、余剰ガス（排オゾ
ン）をオゾン分解器１７に導いた後、大気に排出するよ
うに構成されている。また、上記循環ポンプ１２の吐出
側の連通管８には、逆止弁２１、給水弁２３を介設した
給水管２２を介して給水タンク２１が連通接続されてい
る。さらに、上記連通管８にはドレン弁２５を介して排
水管２６が分岐接続されている。

【０００８】上記構成のプレート式熱交換器のオゾン循
環洗浄装置においては、図４に示すように、通水遮断弁
６，７を開弁し、第１循環弁９、給水弁２３及びドレン
弁２５を閉弁した状態で熱交換器本体３の内部に下水や
河川水あるいは海水などの水Ｗを通過させることによ
り、この通過水Ｗと熱交換器本体３に装入の各熱交換プ
レート１…内を通過する熱媒体Ｆとが各熱交換プレート
１…の伝熱面を介して間接熱交換される。

【０００９】この状態で定時的もしくは定期的にオゾン
循環洗浄を実行したい場合は、図５に示すように、通水
遮断弁６，７を閉弁し、第１循環弁９を開弁することに
よって循環ループ１１を形成するとともに、給水弁２３
を開弁して給水タンク２１から循環ループ１１に水を補
給して該循環ループ１１を満水にした上で循環ポンプ１
２及びオゾン発生源１４の運転を開始してオゾン溶存水
を循環ループ１１に強制循環させることにより、熱交換
プレート１…の伝熱面に生じたスライムと称される微生
物汚れを除去するとともに、伝熱面への微生物の付着及
び増殖を抑制するといったオゾン循環洗浄を行う。

【００１０】上記のようなオゾン循環洗浄後は、循環ポ
ンプ１２の運転を停止するとともに、給水弁２３を閉弁
し、かつ、ドレン弁２５を開弁することにより、循環ル
ープ１１内の洗浄済みの汚水を排水管２６に排出し、そ
の後、第１循環弁９、給水弁２３及びドレン弁２５を閉
弁し、通水遮断弁６，７を開弁することで、図 に示す
状態、つまり、熱交換器本体３の内部の通過水Ｗと熱交
換器本体３に装入の各熱交換プレート１…内を通過する
熱媒体Ｆとを各熱交換プレート１…の伝熱面を介して間
接熱交換させる状態に復帰させる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記したような構成及
びオゾン循環洗浄機能を有する既提案の熱交換器のオゾ
ン循環洗浄装置によれば、分解洗浄やＣＩＰと称される
化学薬品を使用した定置式洗浄あるいは温水を使用した
低地式洗浄に比べて、熱交換部の伝熱面の微生物汚れの
除去及びその汚れの原因となる伝熱面への微生物の付
着、増殖を抑制することが可能なオゾン洗浄処理を作業
手間少なく非常に効率よく実行することができるもの
の、熱交換器の配置、特にその主配管の位置によっては
膨張タンク１６内の水位がその頂部を越えたり、あるい
は、通常は越えなくても循環ループ１１内の見掛け上の
体積増加分に相当する水が溢れ出たりした時、空気弁２
８を経て排オゾン分解器１７に水が流入することがあ
り、これによって、オゾン分解機能が低下あるいは喪失
されてオゾンが分解不良あるいは未分解のままで大気に
放出されるおそれがある。

【００１２】また、このような問題が発生しないように
するために、空気弁２８として、その内部にフロートを
設け、このフロートの浮上によって膨張タンク１６から
オゾン分解器１７への水の流出を防止するように構成す
ることも考えられるが、この場合は、オゾン循環洗浄時
において生じる余剰排オゾンを外部に排出することがで
きなくなるために、循環ループへのオゾンの連続供給が
不能となり、オゾン循環による所定の洗浄性能が損なわ
れるという問題がある。

【００１３】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、オゾンの連続供給を損なうことなく排オゾン分解器
への水の流入を防いで、オゾン分解機能の低下あるいは
喪失を回避し熱交換器の配置いかんにかかわらず、所定
の洗浄性能を確実に発揮させることができる熱交換器の
オゾン循環洗浄装置を提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る熱交換器のオゾン循環洗浄装置は、熱
交換器本体に装入の熱交換部内を通過する熱媒体と熱交
換器本体の内部で上記熱交換部外を通過する水とを熱交
換部の伝熱面を介して間接熱交換させるように構成され
た熱交換器と、この熱交換器における熱交換器本体の入
口及び出口にそれぞれ接続されて内部通過水を供給し排
出する給水管及び排水管と、これら給水管及び排水管の
それぞれに介設された通水遮断弁と、上記給水管の通水
遮断弁下流側と上記排出管の通水遮断弁上流側とを互い
に連通接続する連通管と、この連通管に介設した循環弁
と、循環ポンプと、オゾン発生源とを備え、上記両通水
遮断弁を閉弁し、かつ、上記循環弁を開弁して循環ポン
プを運転することで、給水管、熱交換器本体の内部、排
水管及び連通管からなる循環ループを形成し、この循環
ループに上記オゾン発生源で発生されるオゾンを供給す
ることにより該循環ループにオゾン溶存水を強制循環さ
せるように構成されており、また、この循環ループには
膨張タンク及び排オゾン分解器を直列に介設した排出管
が分岐接続されている熱交換器のオゾン循環洗浄装置に
おいて、上記膨張タンク内にその内部水位が所定レベル
にまで上昇したとき、フロート弁体が浮上して内部水を
ドレン系へ排出するように開弁するフロート式ドレン弁
を設けるとともに、上記内部水位が所定レベルを越えた
高レベルまで上昇したとき、膨張タンクの排気口を閉鎖
するフロート式空気弁を設けていることを特徴とするも
のである。

【００１５】上記構成の本発明によれば、熱交換器の配
置、特にその主配管の位置あるいは熱交換器本体の膨張
に伴う循環ループ内の見掛け上の体積増加により膨張タ
ンク内の水位が所定レベル以上に上昇した場合、フロー
ト弁体が上昇してドレン弁を開弁して膨張タンクの内部
水がドレン系へ排出されることになり、これによって、
膨張タンク内の水位は常時、所定レベル未満に保たれて
排オゾン混入水が排オゾン分解器に流入することに伴う
オゾン分解機能の低下あるいは喪失を回避することが可
能である。また、何らかの理由によって内部水のドレン
系への排出が遅れて膨張タンク内の水位が所定レベルを
越えて高レベルにまで上昇した異常の発生時にはフロー
ト式排気弁の閉弁により膨張タンクの排気口を閉鎖して
内部水が排オゾン分解器側へ流出することが防止されて
排オゾン混入水の排オゾン分解器への流入に伴うオゾン
分解機能の低下あるいは喪失を回避することが可能であ
る。

【００１６】また、上記した構成の熱交換器のオゾン循
環洗浄装置において、上記膨張タンクの排気口の出口側
に気液分離器を設けるとともに、この気液分離器のドレ
ン側に上記排オゾン分解器への排オゾン圧力損失よりも
大きな水頭以上の圧力で開弁してドレン系へ排水するチ
ャッキ弁を設ける構成を付加することによって、チャッ
キ弁が閉弁状態にある通常時には、万一、膨張タンク内
の一部の水が排出管まで排出されるようなことがあって
も、その水を気液分離器で分離回収して排オゾンのみを
排オゾン分解器へスムーズに排出する機能を保ちつつ、
気液分離器で分離回収された水が溜まりその水頭が一定
圧力以上になったときに限り、チャッキ弁が開弁して溜
まり水をドレン系に排水するといった機能が発揮され、
これによって、排オゾン混入水の排オゾン分解器への流
入に伴うオゾン分解機能の低下あるいは喪失を確実に回
避することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明に係るオゾン循環洗
浄装置をプレート式熱交換器に適用した場合の全体構成
図であり、同図において、図４及び図５に示す既提案の
装置と同一もしくは相当部分には、同一符号を付してそ
れらの詳しい説明を省略し、その既提案の装置と相違す
る構成、つまり、膨張タンク１６及びその周辺の構成に
ついて詳しく説明する。

【００１８】図２は、図１に示すプレート式熱交換器の
オゾン循環洗浄装置における膨張タンク１６の内部構造
及びその周辺の構成を示しており、この膨張タンク１６
の底部にはドレン管３０に接続される排水口３１が、ま
た、天井部には排オゾン分解器１７を備えた排出管１８
に接続される排気口３２がそれぞれ設けられ、これら排
水口３１及び排気口３２にはそれぞれ弁座３５，３６が
形成されている。これら上下の弁座３５及び３６と、膨
張タンク１６内の内部水位の変動に伴い筒状ガイド３４
に沿って昇降して弁座３５，３６に当接離間する共通の
フロート弁体３３とにより、膨張タンク１６内の内部水
位が所定（設計）レベルＤＷＬにまで上昇したとき、フ
ロート弁体３３が弁座３５から離間するように浮上して
内部水を排水口３１を経てドレン管３０へ排出するよう
開弁するフロート式ドレン弁３７が構成されているとと
もに、上記内部水位が所定レベルＤＷＬを越えた高レベ
ルＨＷＬまで上昇したとき、フロート弁体３３が弁座３
６に当接して排気口３２を閉鎖するフロート式排気弁３
８が構成されている。

【００１９】また、上記膨張タンク１６における排気口
３２出口側の排出管１８には気液分離器３９が介設され
ているとともに、この気液分離器３９のドレン側と上記
ドレン管３０とを連通接続する垂直接続管４０には、チ
ャッキ弁４１が介設されている。このチャッキ弁４１は
上記垂直接続管４０内に溜まったドレンの水頭ｈ以上の
圧力が作用したとき、自動的に開弁して溜まりドレンを
矢印に示すごとくドレン管３０に排水するように構成さ
れている。

【００２０】上記のような構成のプレート式熱交換器の
オゾン循環洗浄装置における間接熱交換動作及び定時的
もしくは定期的なオゾン循環洗浄動作は、図４及び図５
に示した既提案のものと同様であるため、その詳細な説
明は省略する。

【００２１】ところで、熱交換器における主配管の位置
によって、あるいは、オゾン循環洗浄動作中における熱
交換器本体３の膨張に伴う循環ループ１１内の見掛け上
の体積増加により膨張タンク１６内の水位が図２の実線
で示す所定レベルＤＷＬ以上に上昇した場合、フロート
弁体３３が弁座３５から離間するように上昇してドレン
弁３７を開弁して膨張タンク１６の内部水が排水口３１
を経てドレン管３０へ排出される。これによって、膨張
タンク１６内の水位は常時、所定レベルＤＷＬ未満に保
たれて排オゾン混入水が排出管１８を経て排オゾン分解
器１７に流入することが防止され、この排オゾン分解器
１７によるオゾン分解機能の低下あるいは喪失を回避す
ることが可能である。

【００２２】また、何らかの理由によって膨張タンク１
６内の内部水のドレン管３０への排出に時間がかかって
膨張タンク１６内の水位が所定レベルＤＷＬを越えて高
レベルＨＷＬにまで上昇するといった異常の発生時に
は、フロート弁体３３が筒状ガイド３４に沿って図２の
仮想線で示す位置まで上昇して弁座３６に当接しフロー
ト式排気弁３８が閉弁されて膨張タンク１６の排気口３
２を閉鎖する。これによって、膨張タンク１６内の内部
水、すなわち、排オゾン混入水を戻してこの水が排出管
１８を経て排オゾン分解器１７側に流出することが防止
され、この排オゾン分解器１７によるオゾン分解機能の
低下あるいは喪失を回避することが可能である。

【００２３】さらに、図２の実線に示すような通常時に
おいて、万一、膨張タンク１６内の一部の水が排気口３
２を経て排出管１８にまで排出されるようなことがあっ
ても、その水は気液分離器３９で分離回収されて排オゾ
ンのみが排オゾン分解器１７へスムーズに排出され、分
離回収された水は閉弁状態にあるチャッキ弁４１よりも
上部の垂直接続管４０内に溜められる。そして、その垂
直接続管４０内に溜められた水の水頭ｈ以上の圧力がか
かったときに限り、上記チャッキ弁４１が開弁して溜ま
り水をドレン管３０に排水するといった機能が発揮さ
れ、これによって、通常時には膨張タンク１６内の排オ
ゾンのみをスムーズに排出管１８を経て排オゾン分解器
１７へ流出させつつ、排オゾン混入水の排オゾン分解器
１７への流入に伴うオゾン分解機能の低下あるいは喪失
を確実に回避することができる。

【００２４】なお、上記実施の形態では、膨張タンク１
６におけるフロート式ドレン弁３７及びフロート式排気
弁３８の弁体を単一のフロート弁体３３で兼用させた構
成のもので説明したが、図３に示すように、フロート式
ドレン弁３７のフロート弁体３３Ａとフロート式排気弁
３８のフロート弁体３３Ｂとを別々に設けてそれぞれボ
ールタップ形式のドレン弁３７及び排気弁３８を使用す
る構成としても、上記実施の形態と同様な作用及び機能
が得られるものである。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱交換器の配置、特にその主配管の位置によって、ある
いは、熱交換器本体の膨張に伴う循環ループ内の見掛け
上の体積増加により膨張タンク内の水位が所定レベル以
上に上昇した場合でも、膨張タンクの内部水をドレン系
へ排出でき、これによって、オゾンの連続供給を損なう
ことなく排オゾン分解器への水の流入を防いで、オゾン
分解機能の低下あるいは喪失を回避することができる。
また、何らかの理由により内部水のドレン系への排出が
遅れて膨張タンク内の水位が所定レベルを越えて高レベ
ルにまで上昇した時は膨張タンクの排気口を閉鎖して、
内部水が排オゾン分解器側へ流出することを防止するこ
とができる。したがって、熱交換器の配置いかんや膨張
タンク内の水位変動にかかわらず、オゾン分解機能の低
下あるいは喪失を回避し所定の洗浄性能を確実に発揮さ
せることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示すプレート式熱交換
器のオゾン循環洗浄装置の全体構成図である。

【図２】同オゾン循環洗浄装置における要部の拡大縦断
面図である。

【図３】本発明の他の実施の形態を示すプレート式熱交
換器のオゾン循環洗浄装置における要部の拡大縦断面図
である。

【図４】本出願人が既に提案しているプレート式熱交換
器のオゾン循環洗浄装置における熱交換動作状態を示す
全体構成図である。

【図５】同オゾン循環洗浄装置におけるオゾン循環洗浄
動作を示す全体構成図である。

【符号の説明】

１ 熱交換プレート（熱交換部） ３ 熱交換器本体 ４ 給水管 ５ 排水管 ６，７ 通水遮断弁 ８ 連通管 ９，１０ 循環弁 １１ 循環ループ １２ 循環ポンプ １４ オゾン発生源 １６ 膨張タンク １７ 排オゾン分解器 １８ 排出管 ３０ ドレン管（ドレン系） ３２ 排気口 ３３ フロート弁体 ３７ フロート式ドレン弁 ３８ フロート式排気弁 ３９ 気液分離器 ４１ チャッキ弁 Ｗ 水 Ｆ 熱媒体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換器本体に装入の熱交換部内を通過
   する熱媒体と熱交換器本体の内部で上記熱交換部外を通
   過する水とを熱交換部の伝熱面を介して間接熱交換させ
   るように構成された熱交換器と、この熱交換器における
   熱交換器本体の入口及び出口にそれぞれ接続されて内部
   通過水を供給し排出する給水管及び排水管と、これら給
   水管及び排水管のそれぞれに介設された通水遮断弁と、
   上記給水管の通水遮断弁下流側と上記排出管の通水遮断
   弁上流側とを互いに連通接続する連通管と、この連通管
   に介設した循環弁と、循環ポンプと、オゾン発生源とを
   備え、上記両通水遮断弁を閉弁し、かつ、上記循環弁を
   開弁して循環ポンプを運転することで、給水管、熱交換
   器本体の内部、排水管及び連通管からなる循環ループを
   形成し、この循環ループに上記オゾン発生源で発生され
   るオゾンを供給することにより該循環ループにオゾン溶
   存水を強制循環させるように構成されており、また、こ
   の循環ループには膨張タンク及び排オゾン分解器を直列
   に介設した排出管が分岐接続されている熱交換器のオゾ
   ン循環洗浄装置において、 上記膨張タンク内にその内部水位が所定レベルにまで上
   昇したとき、フロート弁体が浮上して内部水をドレン系
   へ排出するように開弁するフロート式ドレン弁を設ける
   とともに、上記内部水位が所定レベルを越えた高レベル
   まで上昇したとき、膨張タンクの排気口を閉鎖するフロ
   ート式空気弁を設けていることを特徴とする熱交換器の
   オゾン循環洗浄装置。
2. 【請求項２】 上記膨張タンクの排気口の出口側には気
   液分離器が設けられているとともに、この気液分離器の
   ドレン側には上記排オゾン分解器への排オゾン圧力損失
   よりも大きな水頭以上の圧力で開弁してドレン系へ排水
   するチャッキ弁が設けられている請求項１に記載の熱交
   換器のオゾン循環洗浄装置。