JP2000220993A - 熱交換器のオゾン循環洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オゾン溶存水の循環洗浄時に排出される排ガ
ス中に残存するオゾンの再利用を図ることで、装置全体
としての設備効率を向上してオゾン発生源の小型化など
を図れるようにする。 【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
介設された膨張タンク１６に、気液分離器２７で分離さ
れて流入されてくる排ガス中の排オゾンを外部に抜き出
すことが可能な排オゾン抜出管３２を接続し、この排オ
ゾン抜出管３２に抜き出された排オゾンを循環ループ１
１にエゼクター３３を介して還元供給可能に構成してい
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
ループにオゾン化ガス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５
及び図６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及びオゾン発生
源１４を運転することにより、循環ループ１１内にオゾ
ン化ガス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
と酸素の混合ガス）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２４、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５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６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５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を
有する既提案の熱交換器のオゾン循環洗浄装置は、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省力的に、かつ非常に
効率よく実行することができるという利点を奏するもの
の、次のような点で改良の余地が残されていた。

【００１２】すなわち、オゾン循環洗浄時において、気
液分離器で分離されて膨張タンク内に流入する気泡状の
排ガス中にはかなりの量のオゾンが酸素との混在状態で
残存している。しかし、上記した既提案の装置では、そ
の排ガスを全てオゾン分解器１７を通して大気に排出し
ており、オゾンの再利用が図られていないため、装置全
体としての設備効率が低く、オゾン発生源の大型化など
が強いられている。

【００１３】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、排ガス中に残存するオゾンの再利用を図ることで、
装置全体としての設備効率を向上してオゾン発生源の小
型化などを図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
気液分離器、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、上記膨張タンクに、気液分離器で
分離されて該膨張タンク内に流入されてくる気泡状の排
ガスのうち排オゾンを外部に抜き出すことが可能な排オ
ゾン抜出系を接続し、この排オゾン抜出系に抜き出され
た排オゾンを上記循環ループに還元供給可能に構成して
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、オゾン循環洗
浄時において、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を吸収するために気液分離器を通
して膨張タンク内に流入してくる気泡状の排ガスのう
ち、酸素に比べて比重が大きいことからタンク内の水位
上部に溜まる傾向にある排オゾンがタンク外部の排オゾ
ン抜出系に抜き出されるとともに、その抜き出された排
オゾンが循環ループに還元供給されるといったように、
排ガス中に残存しているかなり量のオゾンを所定の循環
洗浄に再利用することが可能となり、これによって、装
置全体としての設備効率が高まり、オゾン発生源の小型
化を達成することができる。

【００１６】特に、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、上記膨張タンク内に気泡状の排ガ
スを整流して酸素と排オゾンとを比重分離するガス整流
用の網状ストレーナを設ける構成を採用することによっ
て、膨張タンク内に流入してくる排ガスの流れを整流
し、比重差により分離された排オゾンと酸素が再度混ざ
ることを防止してオゾンの再利用率を一層高めることが
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５及び図６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
及びその関連部の構成を示しており、この膨張タンク１
６内で該膨張タンク１６の所定（設計）水位レベルＤＷ
Ｌより僅かに高い箇所にガス整流用の網状ストレーナ３
０が上下多段に設置されている。この網状ストレーナ３
０は、気液分離器２７で分離されて膨張タンク１６内に
流入してくる気泡状の排ガスを整流することで酸素と排
オゾンとを比重差により分離させて酸素よりも比重の大
きい排オゾンを下部、つまり、上記所定水位レベルＤＷ
Ｌの上部に溜めるように働く。

【００１９】また、上記膨張タンク１６の側壁部には、
上記所定水位レベルＤＷＬの上部に溜められる排オゾン
をタンク１６の外部に抜き出すための孔３１が形成され
ているとともに、この孔３１には排オゾン抜出管３２の
一端が連通接続されている。この排オゾン抜出管３２の
他端は、循環ポンプ１２の吸込側の連通管８にオゾン発
生源１４を接続するためのオゾン吸入用エゼクター１３
と直列に介在設置したもう一つの排オゾン吸入用エゼク
ター３３を介して循環ループ１１を形成する上記連通管
８に接続されており、これによって、膨張タンク１６か
ら抜き出した排オゾンを上記循環ループ１１に還元供給
して再利用可能に構成している。なお、排オゾン抜出管
３２の他端を連通管８に接続するための吸入用エゼクタ
ー３３は図１の仮想線に示すように、オゾン発生源１４
を接続するためのオゾン吸入用エゼクター１３に対して
並列に設置してもよい。

【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５及び図６
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、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
上の体積増加を吸収するために気液分離器２７を通して
膨張タンク１６内に流入してくる気泡状の排ガスＧは網
状ストレーナ３０によって整流されて酸素と排オゾンと
に比重分離される。この比重分離により酸素に比べて比
重が大きい排オゾンは膨張タンク１６内の所定水位レベ
ルＤＷＬの上部に溜められ、上記網状ストレーナ３０の
存在によって酸素と再度混ざることが防止される。

【００２２】このようにして膨張タンク１６で分離され
た排オゾンは、孔３１を経て排オゾン抜出管３２内に抜
き取られた後、吸入用エゼクター３３を介して循環ルー
プ１１に還元供給されて所定の循環洗浄に再利用される
ことになり、これによって、装置全体としての設備効率
が高まり、オゾン発生源１４の小型化を達成することが
可能となる。

【００２３】なお、上記膨張タンク１６で分離された排
オゾンの一部を含んだ酸素は排出管１８を経て排オゾン
分解器１７に流入され、ここでオゾン分解された後、大
気に排出されることになる。

【００２４】なお、上記実施の形態では、膨張タンク１
６で分離された排オゾンを排オゾン抜出管３２を経てオ
ゾン吸入用エゼクター１３と同じ系に直列もしくは並列
に介在設置した排オゾン吸入用エゼクター３３を介して
循環ループ１１に還元供給させて循環洗浄に再利用する
ように構成したが、これ以外に、図３に示すように、オ
ゾン吸入用エゼクター１３を介在の連通管８と並列の状
態に設けられた別の連通管８Ａに介在設置した排オゾン
吸入用エゼクター３３Ａを介して循環ループ１１に還元
供給させて循環洗浄に再利用するようにしても、また、
図４に示すように、排オゾン抜出管３２の端部をオゾン
供給管１５の途中に排オゾン吸入用エゼクター３３Ａを
介して接続させることにより排オゾンをオゾン発生源１
４で発生される新しいオゾンとの混合状態でオゾン吸入
用エゼクター１３を通して循環ループ１１に還元供給さ
せて循環洗浄に再利用するように構成してもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
オゾン循環洗浄時において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を吸収するために気液
分離器を通して膨張タンク内に流入してくる気泡状の排
ガスのうち、酸素に比べて比重が大きいことからタンク
内の水位上部に溜まる傾向にある排オゾンをタンク外部
に抜き出し、その抜き出した排オゾンを循環ループに還
元供給されるといったように、排ガス中に残存している
かなり量のオゾンを所定の循環洗浄に再利用することが
できるために、装置全体としての設備効率を向上させる
ことができ、これによって、オゾン発生源の小型化を達
成することができるという効果を奏する。

【００２６】特に、膨張タンク内に気泡状の排ガスを整
流して酸素と排オゾンとを比重分離するガス整流用の網
状ストレーナを設ける構成を採用することによって、膨
張タンク内に流入してくる排ガスの流れを整流し、比重
差により分離された排オゾンと酸素との再混合を防止し
てオゾンの再利用率を一層高めることができる。

【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構成
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構成図で
ある。

【図４】本発明のもう一つ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構
成図である。

【図５】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６】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 ２７ 気液分離器 ３０ 網状ストレーナ ３２ 排オゾン抜出管（排オゾン抜出系） ３３，３３Ａ 排オゾン吸入用エゼクター 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
   の循環ループには気液分離器、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、 上記膨張タンクに、気液分離器で分離されて該膨張タン
   ク内に流入されてくる気泡状の排ガスのうち排オゾンを
   外部に抜き出すことが可能な排オゾン抜出系を接続し、
   この排オゾン抜出系に抜き出された排オゾンを上記循環
   ループに還元供給可能に構成し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】 上記膨張タンク内には、気泡状の排ガス
   を整流して酸素と排オゾンとを比重分離するガス整流用
   の網状ストレーナ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。