JP2013253712A

JP2013253712A - プレート熱交換器の防汚方法

Info

Publication number: JP2013253712A
Application number: JP2012127878A
Authority: JP
Inventors: Tadahiko Oba; 忠彦大庭
Original assignee: Nakabohtec Corrosion Protecting Co Ltd
Current assignee: Nakabohtec Corrosion Protecting Co Ltd
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2013-12-19
Anticipated expiration: 2032-06-05
Also published as: JP5914184B2

Abstract

【課題】通電された伝熱プレートから活性酸素を発生させ、伝熱プレートの表面を酸性とすることで、環境に優しく、かつ効果的にプレート熱交換器の防汚を行うことができるプレート熱交換器の防汚方法を提供すること。
【解決手段】正面側フレーム１と背面側フレーム２との間に配置された複数枚の導電性の伝熱プレート３の間に交互に形成された複数の第１流液室４および第２流液室５を有するプレート熱交換器の防汚方法であって、伝熱プレート３として不溶性電極を用い、各第１流液室４を絶縁して各々独立させ、正面側フレーム１と絶縁した伝熱プレート３１と、背面側フレーム２と絶縁した伝熱プレート３２との間に直流電流を第１流液を介して通電し、かつ定期的または不定期に極性変換させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プレート熱交換器の防汚方法に関し、特に海水や淡水などを冷却水として利用するプレート熱交換器の防汚方法に関する。

海水や淡水などを冷却水として利用している発電所などの施設では、熱交換器の伝熱プレートなどの該冷却水の流路に、イガイ、フジツボ、ヒドロ虫、海藻類などの海生生物やスライムなどが付着する問題がある。また、熱交換器の伝熱プレートでは、冷却水などに含まれる陽イオンが析出して汚れとなる。そのため、例えば、Ｃａが析出することで酸洗いなどのスケール洗浄が実施されている。
これらの海生生物やスライム、スケールなどの付着を防止する方法として、熱交換器の伝熱プレートの表面に通電して酸素を発生させてこれらの付着を防止するプレート熱交換器の防汚方法が知られている。この防汚方法は、防汚塗料を用いる方法などに比して環境に優しい方法であり、種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。

特許第４４４４００１号公報特開２００２−１６７７２５号公報特開平１−４６５９５号公報特開２００５−６９５０９号公報

熱交換器の伝熱プレートの表面に通電して酸素を発生させて海生生物の付着を防止する防汚方法の場合、通常、陰極側ではｐＨがアルカリ側になるために溶液に含まれる陽イオンが析出して、やはりスケールとなって伝熱障害となる。この場合は、極性変換を行い陽極とすることで表面が酸性となり、Ｃａを主体とするスケールを溶出させてスケールを防止することができる。
このような防汚方法を実施するためには、陽極と陰極とは電流分布にムラが生じないように対面して近接している必要がある。特許文献１に記載されている熱交換装置の防汚方法では、伝熱プレートを複数のブロックに分割し、各ブロック毎に陰極と陽極が設けられており、その効果は限定される。また、直列通電方式では、極間が狭いほうが端部からのジャンピング電流が軽減される。

本発明の課題は、通電された伝熱プレートから活性酸素を発生させ、伝熱プレートの表面を酸性とすることで、環境に優しく、かつ効果的にプレート熱交換器の防汚を行うことができるプレート熱交換器の防汚方法を提供することにある。

本発明者は、種々検討した結果、海水や淡水などが供給されて海生生物の付着や、スライム、スケールの付着が発生する流路を、各流路毎に絶縁して各々独立させて、正面側と背面側の両側の伝熱プレート間を通電することにより、上記課題が解決されることを知見した。
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、正面側フレームと背面側フレームとの間に配置された複数枚の導電性の伝熱プレートの間に交互に形成された複数の第１流液室および第２流液室を有するプレート熱交換器の防汚方法であって、伝熱プレートとして不溶性電極を用い、各第１流液室を絶縁して各々独立させ、正面側フレームと絶縁した伝熱プレートと、背面側フレームと絶縁した伝熱プレートとの間に直流電流を第１流液を介して通電し、かつ定期的または不定期に極性変換させることを特徴とするプレート熱交換器の防汚方法を提供するものである。

本発明によれば、通電された伝熱プレートから活性酸素を発生させ、伝熱プレートの表面を酸性とすることで、環境に優しく、かつ効果的にプレート熱交換器の防汚を行うことができる。

本発明の防汚方法が適用されるプレート熱交換器の一例の概略側面図である。図１に示すプレート熱交換器の要部の説明図である。

本発明のプレート熱交換器の防汚方法を、図１および図２を参照しながら説明する。
図１および図２中、１は正面側フレーム、２は背面側フレーム、３は正面側フレームと背面側フレームとの間に配置された伝熱プレート、４および５はそれぞれ伝熱プレートの間に交互に形成された第１流液室および第２流液室、６は第１流液室を絶縁する絶縁ガスケット、７は直流電源装置、８はガスケット、１ａおよび２ａはフレームの補助部材である。

本発明の防汚方法が適用されるプレート熱交換器は、例えば、図１に示すように、正面側フレーム１と背面側フレーム２との間に配置された複数枚の導電性の伝熱プレート３の間に、第１流液室４および第２流液室５が交互に複数形成された構造を有するものである。第１流液室４は、それぞれ、絶縁ガスケット６により絶縁して各々独立しており、また正面側の伝熱プレート３１は正面側フレーム１と絶縁ガスケット６により絶縁されており、背面側の伝熱プレート３２は背面側フレーム２と絶縁ガスケット６により絶縁されている。
伝熱プレート３、第１流液室４および第２流液室５の設置数や配置形態は図１に示すものに限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定することができる。

伝熱プレート３は電極として利用されるものであり、チタンまたはチタン合金からなるものが耐食性の観点からこのましい。伝熱プレート３を電極として利用するには、チタンまたはチタン合金の上に極性変換に強い触媒を設けることが望ましい。斯かる触媒としては、白金、ルテニウム、イリジウム、ロジウム、パラジウムなどの白金族金属やその酸化物などが挙げられる。白金族の触媒として焼成されるルテニウム、イリジウムなどは極性が陰極となったときに発生する水素ガスなどで触媒が取れてしまうので、焼成ではなくメッキタイプが望ましい。

伝熱プレート３は、伝熱効率を増大させるために伝熱面を凹凸形状とすることが好ましい。伝熱面を凹凸形状とした場合、周囲の絶縁パッキンだけでは凸部と凸部が接触することで第１流液室４の絶縁が確保できない惧れがあるため、接触する凸部と凸部との間に絶縁材を塗布することで第１流液室４の絶縁を実施することが望ましい。使用する絶縁材としては圧縮力に強く耐久性のあるエポキシ系が望ましい。また、伝熱プレートを凹凸形状にプレスする際に、予め、伝熱プレートの凸部に溝を設け、該溝に絶縁ガスケットを嵌挿することで第１流液室４の絶縁を実施することも望ましい。絶縁ガスケット材としては、ＮＢＲ、シリコン樹脂などを用いることができる。

正面側フレーム１と絶縁した伝熱プレート３１と、背面側フレーム２と絶縁した伝熱プレート３２との間に直流電流を第１流液を介して通電する通電方式としては、中央に配置された伝熱プレートと、正面側フレームと絶縁した伝熱プレートおよび背面側フレームと絶縁した伝熱プレートとをそれぞれ接続して通電する方法、または、正面側フレームと絶縁した伝熱プレートと、背面側フレームと絶縁した伝熱プレートとを接続して通電する方法がある。第１流液が淡水で抵抗率が高く印加する電圧が高くなる場合には、中央に配置された伝熱プレートと、正面側および背面側の両側の伝熱プレートとをそれぞれ接続して通電することにより、電圧を半分、電流を倍にする方法が好ましい。

通電する直流電流は、伝熱プレートへのスケールの付着防止や伝熱プレートの耐久性などの観点から、定期的または不定期に極性変換させる。
陽極電極電位は S.C.E基準電極として１．２Ｖ以下に設定して、塩素発生ではなく、酸素発生型の防汚方法とすることが好ましい。

次に、本発明のプレート熱交換器の防汚方法を、図１に示すプレート熱交換器に適用する場合について説明する。
第１流液室４には第１流液として海水や淡水などの冷却水を通水し、第２流液室５には第２流液として工場用循環水などの被冷却水を通水する。第１流液は、図２に矢標で示すように、正面側フレーム１側から取水され、第１流液室４内に供給される。第２流液は、第２流液室５内に、矢標で示すように、第１流液の流れ方向とは対向方向に供給される。第１流液には、スライム防止剤、スケール防止剤、海生生物付着防止剤などの薬剤を添加してもよい。
通電は、図１に示すように、正面側フレームと絶縁した伝熱プレート３１を直流電源装置の負極に接続し、背面側フレームと絶縁した伝熱プレート３２を直流電源装置７の正極に接続して行い、定期的に極性変換させる。陽極電極電位は S.C.E基準電極として１．２Ｖ以下０．５２Ｖ以上に設定する。陽極電極電位をこの範囲に設定することにより塩素の発生を抑制した状態で酸素を発生させることができ、海生生物の付着やスライム、スケールの付着を防止し、効果的にプレート熱交換器の防汚を行うことができる。

１正面側フレーム
２背面側フレーム
３伝熱プレート
４第１流液室
５第２流液室
６絶縁ガスケット
７直流電源装置
８ガスケット

Claims

正面側フレームと背面側フレームとの間に配置された複数枚の導電性の伝熱プレートの間に交互に形成された複数の第１流液室および第２流液室を有するプレート熱交換器の防汚方法であって、伝熱プレートとして不溶性電極を用い、各第１流液室を絶縁して各々独立させ、正面側フレームと絶縁した伝熱プレートと、背面側フレームと絶縁した伝熱プレートとの間に直流電流を第１流液を介して通電し、かつ定期的または不定期に極性変換させることを特徴とするプレート熱交換器の防汚方法。
第１流液が海水または淡水からなる冷却水である請求項１記載のプレート熱交換器の防汚方法。
通電方法が、中央に配置された伝熱プレートと、正面側フレームと絶縁した伝熱プレートおよび背面側フレームと絶縁した伝熱プレートとをそれぞれ接続して通電する方法、または、正面側フレームと絶縁した伝熱プレートと、背面側フレームと絶縁した伝熱プレートとを接続して通電する方法である請求項１または２記載のプレート熱交換器の防汚方法。
隣接する伝熱プレートの間に介在させたガスケットを絶縁材とするとともに、伝熱プレートの凸部に絶縁を施すことにより、第１流液室を絶縁する請求項１〜３のいずれか１項に記載のプレート熱交換器の防汚方法。
伝熱プレートの凸部に絶縁を施す方法が、伝熱プレートの凸部に絶縁材を塗布する方法、または、伝熱プレートの凸部に溝を設け、該溝に絶縁ガスケットを嵌挿する方法である請求項４記載のプレート熱交換器の防汚方法。
電極電位を１．２Ｖ以下とすることで酸素発生型の防汚方法とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のプレート熱交換器の防汚方法。