JP2005103448A - チラー浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 チラー内に固着する堆積物を除去すると共に、冷却水の汚濁を防止し得るチラー浄化装置を提供する。
【解決手段】 本発明のチラー浄化装置２０は、チラー１０内の水槽１１のドレインＤ１に接続されるものである。チラー浄化装置２０は、ドレインＤ１に接続した導入管２１を介して、水槽１１に貯蓄された冷却水を濾過する濾過器２２と、導入管２１を介して冷却水をドレインＤ１から吸引し、その冷却水を濾過器２２に導入すると共に、帰還管２３を介して冷却水を水槽１１に帰還させるポンプＰ２と、堆積物が軟化され易くなる性質を冷却水に付加する水処理器２５と、を有することを特徴とするものである。水処理器２５は、チラー浄化装置２０内に位置する帰還管２３に装着されているものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、チラーの浄化装置に関し、特に、冷却水の循環によって生じる配管内の堆積物を除去するチラー浄化装置に関する。

従来より、工作機械などの熱源を冷却する装置として、チラーが知られている。チラーは、冷媒との熱交換により温調した冷却水を、熱源内で循環させることで、その熱源を冷却もしくは温調するものである。チラーには、冷媒の冷却方法の違いに応じて、空冷式、水冷式、オイル式などがある。

次に、従来例に係る空冷式チラーの構成例について、図面を参照して説明する。図２は、従来例に係るチラーの概略断面図である。

熱源である工作機械４０を冷却するための冷却水が、チラー５０の水槽５１に蓄えられている。この冷却水は、冷却水導入管５２を介して、ポンプＰ３により、工作機械４０内に導入される。工作機械４０に導入された冷却水は、工作機械４０内を循環して、工作機械４０を冷却する。

工作機械４０から熱を奪ったことにより加温された冷却水は、冷却水帰還管５３を介して、熱交換器５４に導かれる。熱交換器５４内では、冷却水帰還管５３と、圧縮器５５により冷媒（例えばフロン）が送り込まれた冷媒導入管５６とが近接もしくは接触することにより、熱交換が行われる。これにより、冷却水は、冷媒により熱が奪われて冷却される。上記熱交換を行って所定の温度に冷却された冷却水は、再び水槽５１に戻されて工作機械の冷却に用いられる。

一方、熱交換を行ったあとの冷媒は、冷媒帰還管５７を介して凝集器５８へ導かれて冷却される。凝集器５８内では、排熱ファン５９により、冷媒に含まれる熱をチラー５０外部へ排出すると共に、冷却風により冷媒の温度を低下させる。そのようにして冷却された冷媒は、再び圧縮器５５を介して熱交換器５４へ導かれる。

上記冷却水の循環の過程では、時間の経過に伴い、錆びや堆積物が、冷却水の循環する冷却水導入管１２及び冷却水帰還管１３の内壁などに固着してゆく。そのような錆びや堆積物に対しては、例えば、防錆剤や分散剤などの薬品を水槽内に混入して上記錆びや堆積物を流動化させる方法や、所定時期に、上記錆びや堆積物により汚濁した冷却水を、チラー５０の水槽５１の底部付近に設けられたドレインＤ２から廃棄する方法などが用いられている。

なお、関連する技術文献としては、例えば、以下の特許文献がある。
特開平６−０５８６９１号公報

しかしながら、従来例におけるチラー５０においては、冷却水を廃棄する際、水槽５１内の冷却水に加わる大気圧や自然対流により、冷却水をドレインＤ２から排出していたため、冷却水の廃棄が不十分に終わるという問題が生じていた。これにより、汚濁した冷却水に含まれる錆びや堆積物が、チラー５０内に残留する場合があった。

そこで、本発明は、チラー５０内に固着する堆積物を除去すると共に、冷却水の汚濁を極力低減させることが可能な、チラー浄化装置を提供するものである。

本発明のチラー浄化装置は、上述の課題に鑑みて為されたものであり、以下の特徴を有するものである。即ち、本発明のチラー浄化装置は、チラー内の水槽のドレインに接続した導入管を介して、水槽に貯蓄された冷却水を濾過する濾過器と、導入管を介して冷却水をドレインから吸引し、その冷却水を濾過器に導入すると共に、帰還管を介して冷却水を水槽に帰還させるポンプと、を有することを特徴とするものである。

また、本発明のチラー浄化装置は、上記構成に加えて、堆積物が軟化され易くなる性質を冷却水に付加する水処理器を有し、その水処理器は、帰還管に装着されていることを特徴とするものである。

また、本発明のチラー浄化装置は、上記構成における水処理器が、周波数が時間的に変化する矩形波電流を発生する交流電源と、浄化装置側に位置する帰還管に巻き付けられて矩形波電流を流すコイルと、を有し、そのコイルに流れる矩形波電流により、帰還管内における冷却水中の堆積物の小粒子化が促進され、冷却水に含まれる堆積物が軟化され易くなることを特徴とするものである。

本発明のチラー浄化装置は、冷却水をドレインから吸引するポンプと、吸引した冷却水を濾過する濾過器と、冷却水中の堆積物を軟化させ易くする水処理器との組合わせにより構成される。この構成により、冷却水中に含まれる堆積物が固着しづらくなると共に、固着せずに冷却水中に浮遊する堆積物を除去することができる。これにより、冷却水を循環させる各配管を含むチラーにおいて、堆積物の残留や固着を低く抑えることができる。

また、本発明のチラー浄化装置は、既存のチラーのドレインに簡易に接続できるため、必要に応じて着脱することが可能となる。これにより、浄化機能を有するための設計変更や、浄化機能を有する新たなチラーの導入が必要なくなるため、設備投資のコストを極力低く抑えることが可能となる。

次に、本発明を実施するための最良の形態（以下、「本実施形態」と略称する）に係るチラー浄化装置の構成ついて、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るチラー浄化装置を説明する図である。なお、図１は、チラーと、そのチラーに接続されたチラー浄化装置の両者を示したものである。

図１に示すように、チラー１０に、チラー浄化装置２０が接続されている。図１のチラー１０は、図２に示した従来例に係るチラー５０と同様の構成であるが、熱交換器等を省略して示したものである。

即ち、冷却水を貯蓄する水槽１１と、熱源である工作機械３０（もしくはその他の熱源）内に冷却水を導入する冷却水導入管１２と、冷却水導入管１２を介して冷却水を吸引するポンプＰ１と、工作機械３０から冷却水をチラー１０へ帰還させる冷却水帰還管１３と、水槽１１の底部に設けられたドレインＤ１のみを示している。

ここで、ドレインＤ１には、冷却水を水槽１１外部へ流出させるか否かを選択する第１のバルブＢ１が設けられている。また、図示しないが、冷却水導入管１２と冷却水帰還管１３は、工作機械３０内において冷却水を循環させるよう所定の位置に配管されている。

上述したチラー１０に接続されるチラー浄化装置２０は、以下の構成を有している。即ち、チラー１０の水槽１１の底部付近に設けられたドレインＤ１に、そのドレインＤ１に着脱可能な導入管２１が接続されている。ここで、ドレインＤ１に近い方の導入管２１の端部には、冷却水を廃棄し得る廃棄管２４が接続されている。この廃棄管２４には、冷却水を廃棄するか否かを選択する第２のバルブＢ２が設けられている。

一方、ドレインＤ１から遠い方の導入管２１の端部には、冷却水を濾過する濾過器２２が接続されている。濾過器２２内には、冷却水に含まれる錆びや堆積物の粒子など（以下、「堆積物」と総称する）を除去し得るフィルター２２ｆが設けられている。

濾過器２２には、所定の吸引力を有したポンプＰ２が接続されている。ポンプＰ２は、チラー１０の水槽１１に設けられたドレインＤ１から、堆積物を含んで汚濁した冷却水を、強制的に吸引して濾過器２２に導くものである。また、ポンプＰ２と導入管２２１との間には、導入管２１の端部には、冷却水をチラー浄化装置２０側（濾過器２２）に導くか否かを選択する第３のバルブＢ３が設けられている。

ポンプＰ２には、濾過器２２により濾過された冷却水を、チラー１０の水槽１１に帰還させる帰還管２３が接続されている。帰還管２３は、チラー浄化装置２０のポンプＰ２からチラー１０の水槽１１にかけて延在して配管されている。

そして、帰還管２３の一部に、水処理器２５が装着されている。水処理器２５は、周波数が時間的に変化する矩形波電流を発生する交流電源（不図示）と、帰還管２３の一部に巻き付けられ、上記矩形波電流を流すコイル２５ｃとを有するものである。

以上に説明したチラー浄化装置２０では、その導入管２１が、チラー１０の水槽１１に設けられたドレインＤ１に対して着脱可能なものであるため、必要に応じて、チラー浄化装置２０を既存のチラー１０に接続することが可能となる。一方、チラー浄化装置２０が必要でない場合は、チラー１０から取り外して、別の場所に移動させることや収納させることが可能となる。

従って、浄化機能を有した新たなチラー浄化装置の導入や、既存のチラー１０に浄化機能を持たせるための設計変更などを必要とせずに、チラー１０を浄化することができる。即ち、チラー１０を浄化する際の設備投資に伴うコストを、極力低く抑えることができる。

次に、上述したチラー浄化装置２０の動作について説明する。ここで、チラー浄化装置２０は、チラー１０（チラー１０の水槽１１に設けられたドレインＤ１）と接続しているものとして説明する。また、この時の第１のバルブＢ１及び第３のバルブＢ３は開かれており、第２のバルブＢ２は閉じられているものとする。

なお、チラー１０の冷却水が工作機械３０内を循環して工作機械３０を冷却する過程については、図２に示した従来例に係るチラー５０による工作機械４０の冷却過程と同様である。

冷却水が工作機械３０内を繰り返し循環する過程では、時間の経過に伴って、冷却水導入管１２及び冷却水帰還管１３の管内に堆積物が固着する。この堆積物が剥離した場合（後述する水処理器２５の作用によって剥離する場合も含む）、冷却水が汚濁する。

汚濁した冷却水は、ポンプＰ２の吸引力により、導入管２１を介して濾過器２２へ導かれる。即ち、ポンプＰ２の吸引力によって、冷却水がドレインＤ１から強制的に排出される。これにより、水槽１１内の冷却水の排出を、自然対流による場合に比して完全に行うことが可能となる。仮に、ポンプＰ２の吸引力を用いないとすると、汚濁した冷却水に含まれる堆積物が、チラー１０の水槽１１の底部付近に残留する度合いが高くなり、冷却水の浄化に支障をきたす。

濾過器２２に流入した冷却水は、濾過器２２内に設置されたフィルター２２ｆを通過する。これにより、冷却水中に含まれる堆積物が除去される。

こうして堆積物が除去された冷却水は、ポンプＰ２を介して帰還管２３に導かれる。帰還管２３に導かれた冷却水は、水処理器２５が設けられた位置において、所定の水処理により、冷却水中の堆積物が軟化し易くなる性質が付加される。

ここで、所定の水処理とは、水処理器２５のコイル２５ｃを通過する冷却水に対して、周波数が時間的に変化する矩形波電流を上記交流電源（不図示）により発生させてコイル２５ｃに流すことで、その冷却水中に含まれる堆積物を構成する粒子のイオン結合力を変化させ、粒子の小粒子化を促進する。この小粒子化に伴って、堆積物が軟化し易くなる。堆積物の軟化に伴い、冷却水中に堆積物が分散されて、冷却水と共に流動する。

上記水処理が施された冷却水は、帰還管２３を通過後、チラー１０の水槽１１に帰還した後においても、堆積物が軟化し易くなる性質を持続して保持する。これにより、冷却水に含まれる堆積物が、チラー１０の水槽１１、及び工作機械３０内を循環する冷却水導入管１２と冷却水帰還管１３の内壁に固着しづらくなり、冷却水の流れと共に流動し、いずれは濾過器２２に至って除去される。

上述したチラー浄化装置２０の動作により、冷却水の廃棄や薬剤の混入を必要とすることなく、冷却水を循環させたまま、チラー１０及びその冷却水の浄化を行うことが可能となる。

なお、チラー１０の水槽１１内の冷却水を廃棄する必要がある場合（例えば水槽１１内の点検時など）は、第３のバルブＢ３を閉じると共に、第１のバルブＢ１及び第２のバルブＢ２を開くことで、冷却水を廃棄すればよい。

また、本実施形態においては、ポンプＰ２が、濾過器２２と帰還管２３との間に設けられたが、本発明はこれに限定されない。即ち、ポンプＰ２は、冷却水をドレインＤ１から強制的に吸引して濾過器２２に導き、その後、冷却水をチラー１０の水槽１１に帰還し得る位置であれば、チラー浄化装置２０内の他の位置に設けられていても良い。

また、本実施形態においては、チラー浄化装置２０内の帰還管２３に、水処理器２５が装着されているが、本発明はこれに限定されない。例えば、堆積物が軟化し易い性質を付加（例えば水処理器２５と同様の機能を有した装置により付加）した冷却水を予め用意し、上記性質を保持した冷却水をチラー１０の水槽１１に貯蓄しておいてもよい。この場合、水処理器２５がチラー浄化装置２０に設けられていなくても、上記性質を保持した冷却水の流れと共に流動する堆積物が、濾過器２２により除去される。

本発明を実施するための最良の形態に係るチラー浄化装置を説明する図である。 従来例に係るチラーの概略断面図である。

符号の説明

１０，５０ チラー １１，５１ 水槽 １２，５２ 冷却水導入管
１３，５３ 冷却水帰還管 ２０ チラー浄化装置 ２１ 導入管
２２ 濾過器 ２２ｆ フィルター ２３ 帰還管
２４ 廃棄管 ２５ 水処理器 ２５ｃ コイル
３０，４０ 工作機械 ５４ 熱交換器 ５５ 圧縮器
５６ 冷媒導入管 ５７ 冷媒帰還管 ５８ 凝集器
５９ 排熱ファン Ｄ１，Ｄ２ ドレイン Ｂ１ 第１のバルブ
Ｂ２ 第２のバルブ Ｂ３ 第３のバルブ Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ ポンプ

Claims (3)

1. チラー内の水槽のドレインに接続された浄化装置であって、
   前記ドレインに接続した導入管を介して、前記水槽に貯蓄された冷却水を濾過する濾過器と、
   前記冷却水を、前記導入管を介して前記ドレインから吸引し、前記濾過器に導入すると共に、帰還管を介して前記冷却水を前記水槽に帰還させるポンプと、を有することを特徴とするチラー浄化装置。
2. 前記冷却水に対して、該冷却水に含まれる堆積物が軟化され易くなる性質を付加する水処理器を有し、
   前記水処理器は、前記帰還管に装着されていることを特徴とする請求項１記載のチラー浄化装置。
3. 前記水処理器は、周波数が時間的に変化する矩形波電流を発生する交流電源と、
   前記浄化装置側に位置する前記帰還管に巻き付けられ、かつ前記矩形波電流を流すコイルと、を有し、
   前記コイルに流れる前記矩形波電流により、前記帰還管内における前記冷却水中の堆積物の小粒子化が促進され、前記冷却水に含まれる前記堆積物が軟化され易くなることを特徴とする請求項２記載のチラー浄化装置。

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