JP3204991U

JP3204991U - 合成樹脂成形用水循環装置

Info

Publication number: JP3204991U
Application number: JP2016001705U
Authority: JP
Inventors: 久保英記; 瀧野孔延
Original assignee: Matsui Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Matsui Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2016-04-13
Filing date: 2016-04-13
Publication date: 2016-06-30
Anticipated expiration: 2026-04-13

Abstract

【課題】水に単一種もしくは効果の異なる複数のマイクロナノバブルを注入して、合成樹脂成形で水を必要とする機器にトラブルが発生しないようにする合成樹脂成形用水循環装置を提供する。【解決手段】合成樹脂を成形するときに用いられる装置に供給される水に関する水循環装置１であって、冷水タワー２と貯留タンク４と貯留タンク４内の水を循環する循環ポンプ９と循環ポンプ９に接続される送媒配管１５と循環水の戻る返媒配管１８からなり、水循環装置１に複数のマイクロナノバブル発生装置２０〜２２を設置した。貯留タンク４と出口用配管密閉弁８の間にはバイパス用配管１０が設けられ、バイパス用配管１０にバイパス用ポンプ１１が設置され、マイクロナノバブル発生装置２０〜２２は、バイパス用配管１０のバイパス用ポンプ１１の入口用に設置され、また、入口用配管密閉弁３と貯蓄タンク４の間にも設ける。【選択図】図１

Description

本考案は、合成樹脂成形用水循環システムで使用される、水に単一種もしくは効果の異なる複数のマイクロナノバブルを注入して、合成樹脂成形で水を必要とする機器にトラブルが発生しないようにする装置に関するものである。

合成樹脂成形工程には、使用される循環水が金型、ペレタイザー、ロール圧延機等、高温で使用される装置があり、それらの温度を制御するため、温水を使用する。これらの温水は各装置から排出された後、冷却タワーで冷却されて再度各機器に利用される循環システムがほとんど採用されている。しかし、冷却タワー付近では気化熱で冷却する開放式の冷却タワーにおいて外気と触れることで、溶融酸素量が増え、さらに有機物や藻の発生に適温になり、有機物や藻の発生で冷却タワーが故障したりしていた。更に循環水の蒸発も発生し、循環水が濃縮することで、匂いが強くなったり、腐蝕やスケール等の原因となるイオンが増えてくると言う問題があった。

従来、冷却塔において循環使用する冷却用の被処理水を、物理化学的方法により細菌、藻類等の微生物の発生や増殖を抑制して、冷却塔内の充填材や銅コイル等へのスケールやスライムの付着を防止したり、散水槽へのスケール及びスライムの堆積を防止するために冷却塔内の循環水を浄化することが行われている。しかし管理基準となるものは無く水処理能力の能力を１００％引き出すことは出来ず管理作業が効率的ではなかった。このため図２に示す従来技術である特開平９−７２６９３の技術は、管理基準として循環水の濃縮倍率で管理し、還流する処理水量は補給水量を基準にして管理することを特徴とする冷却塔の管理方法である。

従来は冷水タワーは開放式と呼ぶ冷却水を蒸発させてその気化熱で冷却水の温度を下げていた。しかし、この方法では前述したように循環される冷却水が蒸発により濃縮され、外気の窒素酸化物などを取り込み、補給水の必要とともに冷却水の管理が必要であった。このため、図３に示す密閉式と呼ぶ従来技術である、密閉の冷却フィンの中に冷却水を流し、その冷却フィンの下部に噴霧状態にした水の気化熱で冷却された空気を流すことで、冷却水を濃縮すること無くまた補給水も不要になった装置が販売されている。

一方、近年イオン交換樹脂を用いたり、活性炭素を用いたり、洗浄剤を用いたりする物理化学的な従来の水処理装置ではなく、水にマイクロナノバブル濃度を高め、洗浄機能也殺菌作用の新たな機能を用いて処理する機運が高まってきている。ここで上記マイクロナノバブルとは直径が５０ミクロン以下で且つ１ミクロンよりも大きなマイクロバブルと直径が１ミクロン以下のナノバブルとの両方を含むものである。このような発生器や、これを用いた装置に関しては数多く特許出願されておりその一例として特許文献２の特許第５６０４００３号記載の、マイクロバブル発生装置を用いたバラスト水中の水生生物殺滅装置を図３に示す。

これはバラスト水中に放出されたオゾンを含む気泡を、４〜１００μｍの範囲のマイクロバブルとなるように生成するマイクロバブル製造部とを備え、オゾンを含むマイクロバブルを発生させ、強制圧壊させ、該自己圧壊により前記マイクロバブルに含まれるオゾンがバラスト水中に溶解して分解することによって生成されるＯＨラジカルとを、配管内のバラスト水中の水生生物に接触させて該水生生物を殺滅する構成を有するバラスト水中の水生生物殺滅装置である。

その他従来技術として窒素ナノバブル水の製造法が特許文献３の特許第４９２１３３２号に記載され、その他水素ナノバブル水の製造法も多々特許出願されている。

特開平９−７２６９３特許第５６０４００３号特許第４９２１３３２号

図２に示す従来技術である特開平９−７２６９３の技術は、管理基準として循環水の濃縮倍率で管理し、還流する処理水量は補給水量を基準にして管理することを特徴とする冷却塔の管理方法である。しかし開放式である蒸発時の気化熱で冷却する方法では、季節により補給水が変動することと、図３に示す密閉式水冷タワーに於いては補給水は不要となりこの方法は採用できなくなる。

一方図４に示すマイクロナノバブルを用いた場合、スライムや藻に対しては、オゾンもしくは酸素によるマイクロナノバブルが対策として適しているが、酸化による腐蝕の問題も合わせて行う必要がある。還元剤として水素によるマイクロナノバブルでは酸化の防止になるが、生物に関しては効果が無い。また窒素によるマイクロナノバブルの場合、腐蝕の発生を抑える効果はあるが、反面生物の餌となる為、スライムや藻の発生が見られる。更に直径１０００μmを超える大きなバブルがマイクロナノバブル発生装置から得られるマイクロナノバブルに混入され、水に溶解されずに分離してしまい、熱交換器で効率が落ちたり、各機器のポンプがキャビテーションを起こしたりする問題があった。

このような課題を解決するために、請求項1記載の合成樹脂成形用水循環装置は合成樹脂を成形するときに用いられる装置に供給される水に関する水循環装置であって、冷水タワーと貯留タンクと前記貯留タンク内の水を循環する循環ポンプと前記循環ポンプに接続される送媒配管と循環水の戻る返媒配管からなり、前記水循環装置に複数のマイクロナノバブル発生装置を設置したことを特徴とする、合成樹脂成形用水循環装置とする。

請求項2記載の前記合成樹脂成形用水循環装置は前記複数のマイクロナノバブル発生装置は、各々異なったマイクロナノバブルを発生する装置であり、個別にもしくは同時に稼働することを特徴とする請求項1記載の前記合成樹脂成形用水循環装置とする。

請求項3記載の前記合成樹脂成形用水循環装置は前記貯留タンク上部に換気部と前記換気部を密閉する貯留タンク密閉弁とに真空ポンプを接続し、前記貯留タンクへの入口側に設けた入口用配管密閉弁と前記貯留タンクの出口側に設けた出口用配管密閉弁とを設けたことを特徴とする請求項1から２記載の合成樹脂成形用水循環装置とする。

請求項4記載の前記合成樹脂成形用水循環装置は、前記貯留タンクと前記出口用配管密閉弁の間に前記貯留タンクに水を戻すためのバイパス用ポンプと前記マイクロナノバブル発生装置を適宜箇所に設置したバイパス用配管を設けたことを特徴とする請求項１から３記載の合成樹脂成形用水循環装置とする。

請求項5記載の前記合成樹脂成形用水循環装置は前記冷水タワーは密閉式であることを特徴とする請求項１から請求項４記載の前記合成樹脂成形用水循環装置とする。

本考案によると複数の手段のマイクロナノバブル発生装置のうち必要な効力のある装置を必要に応じていつでも稼働することが出来る。これにより、合成樹脂成形用水循環装置は、冷水タワーが開放式や密閉式に関わらず、効力のある作用を選択して稼働することが出来る。例えばオゾンを用いたマイクロナノバブル発生装置を用いた場合、スライムや藻の発生に対して有効な発生防止機能を持つシステムが得れる。またマイクロナノバブル発生装置から放出されたバブルの内、直径1,000μmを超える大きなバブルは、高温で使用される金型温度調節機などで、キャビテーションの原因になっていたが、貯留タンク内で循環水と分離され、外気に排除される。

また本考案によれば効力の異なるマイクロナノバブルを、同時に合成樹脂成形用水循環システムで稼働することにより、同時にその効力のある冷却水を得ることが出来る。

気体の溶解度は一定温度のもとで圧力が高い方が大きいというヘンリーの法則が知られている。その気体本考案によると貯留タンクを密閉状態で真空ポンプを稼働することができるので、マイクロナノバブルの切り替え時に、貯留タンク内を真空状態にできるので、不要なマイクロナノバブルを大きなバブルにして強制的に除去出来る。

本考案によれば、貯留タンクを密閉状態で加圧することが可能であり、圧力が高いほうが、気体の溶解度が高いというヘンリーの法則に従い、バイパス回路を用いて、加圧下でマイクロナノバブルの溶解度を上げることが可能となるため、効率よく濃度の高いマイクロナノバブルを循環水に供給出来る。

本考案によれば、開放式の冷水タワーを使用した場合、空気中に循環水を放出して冷却するため、蒸発してしまうことでマイクロナノバブル発生装置で循環水に存在しているマイクロナノバブルが外気に放出される確率が高くなる。一方密閉式冷水タワーを使用した場合、密閉の配管中に循環水を流して、冷却ノズルで冷却した外気で間接的に冷却するため、マイクロナノバブル発生装置で循環水に存在しているマイクロナノバブルが外気に放出される確率は低くなる。また蒸発による循環水のスケールの原因になるイオン成分の濃縮も防ぐ効果もある。

本考案に係る合成樹脂成形用水循環システムの一例の構成図を示す。従来技術を示す冷却塔の管理方法の循環冷却水の水収支の関係を側面略図で示す。従来技術を示す密閉式水冷タワーによる合成樹脂成形用水循環システムの構成図を示す。従来技術を示す窒素ナノバブル水の製造方法に係るバラスト水中の水生生物殺滅装置の一例の構造図を示す。

本考案の実施形態を図２を用いて説明する。

本考案は合成樹脂を成形するときに用いられる装置に供給される水を循環して使用する合成樹脂成形用水循環設備１である。貯留タンク４に設けたレベル計３０が循環水の位置が低い場合要求信号を出し、給水弁３１が開き水が供給される。そして貯留タンク４内の循環水がレベル計３０に達すると満杯信号が出され、給水弁３１が閉じ循環ポンプ９が稼働したり、バイパス用ポンプ１１が稼働したりして、合成樹脂成形用水循環設備１に循環水が供給される。合成樹脂成形用水循環設備１の稼働開始時には、貯留タンク４内の循環水が合成樹脂成形用水循環設備１内に供給されるため、レベル計３０が再度要求信号を出し、再度給水されることが繰り返されることもある。

貯留タンク４内に貯留された循環水は、出口用配管密閉弁８を介して循環ポンプ９に供給される。貯留タンク４と出口用配管密閉弁８の間にはバイパス用配管１０が設けられ、バイパス用配管１０に循環水を送るためのバイパス用ポンプ１１が設置され、貯留タンク４に循環水が戻るように配管されている。貯留タンク４の上部には外気に繋がる換気部１２が設けられている。この換気部１２を開け閉めする貯留タンク密閉弁１３が設置されており、この貯留タンク密閉弁１３を開くと貯留タンク４内の気体が外気と繋がり、閉じると貯留タンク４は換気部１２と遮断される。更に貯留タンク４の上部には真空ポンプ１４に繋がる配管が形成され、入口用配管密閉弁３と出口用配管密閉弁８、貯留タンク密閉弁１３を閉じ、真空ポンプ１４を起動すると、貯留タンク４は真空状態になる。もしくは真空ポンプ１４を稼働せず、後で示すマイクロナノバブルA発生装置２０等の各マイクロナノバブル発生器からガスを導入すると貯留タンク４内は加圧状態になる。

循環ポンプ９は送媒配管１５に接続され、合成樹脂成形に用いる装置、例えば合成樹脂成形機１６や金型温度調節機１７に接続されている。これらの合成樹脂成形に用いる装置に供給された循環水は返媒配管１８に集められエアー注入弁１９を介して冷水タワー２に戻る。

密閉式の冷水タワー２は入口用配管密閉弁３を介して貯留タンク４に配管で接続される。冷水タワー２は貯留タンク４の水位よりも高くなるように架台を付け設置する。冷水タワー２の冷却水が流れる配管にはフィン５が取り付けられ、上部にファン６が取り付けられており、空気は下部に設けたスプレーノズル７から水が噴霧され、気化熱で冷却され、この空気でフィン５を冷やすことで、循環水が冷却され、熱交換された空気はファン６により上部から放出される。

一方マイクロナノバブルA発生装置２０とマイクロナノバブルB発生装置２１はバイパス用配管１０のバイパス用ポンプ１１の入口側に設置されているが出口側でもよい。または入口用配管密閉弁３と貯留タンク４の間にもマイクロナノバブルC発生装置２２を設けている。マイクロナノバブル発生装置として実施例の３つのマイクロナノバブル発生装置示しているが最低２つ以上あればよい。またバブルの種類で、オゾン、水素、窒素等各々作用効果の異なるマイクロナノバブル発生装置ものにしても良いし、２つのマイクロナノバブル発生装置は同じ作用効果を同じなものにし、１つのマイクロナノバブル発生装置のみ作用効果の異なるものにしても良い。また各マイクロナノバブル発生装置から循環水に接続される配管にはバブル用弁２０V、２１V、２２Vが設けられている。これは各マイクロナノバブル発生装置が稼動していない時、密閉性が無い場合に、貯留タンク４を真空もしくは加圧するときに閉状態にし、それ以外は開状態にしておく。

次に実施例を図２に基づき動作の説明を行う。

まず合成樹脂成形機用水循環装置１の貯留タンク４に設けたレベル計３０が満杯信号が出るまで、給水弁３１を開き給水を行う。次に入口用配管密閉弁３と出口用配管密閉弁８を締め、バイパス用ポンプン１1を稼働する。次にマイクロナノバブルA発生装置２０または必要に応じてマイクロナノバブルB発生装置２１とマイクロナノバブルC発生装置２２を稼働しても良い。例えばマイクロナノバブルA発生機２０にはバブルのための高圧ガス発生装置が接続されており、貯留タンク密閉弁１３を閉めることより貯留タンク４が高圧になり、溶解する気体の量が増え、大気に戻すと過飽和状態になりマイクロナノバブルが発生しやすくなる。図示しないが安全のために圧力調整弁で上昇圧力の調整を行ってもよい。

所定時間経過すると、貯留タンク４に溜まった圧力を開放し、入口用配管密閉弁３と出口用配管密閉弁８を開き、循環ポンプ９を開き循環水を合成樹脂成形用水循環装置１全体に水を循環する。この時バイパス用ポンプ１１及びマイクロナノバブルA発生装置２０及び稼働しているマイクロナノバブル発生装置を継続して稼働しても良いし、停止しても良い。

次に発生する気体を変更する時の動作を示す。

循環ポンプ９及びバイパス用ポンプ１１及び稼働しているマイクロナノバブル発生装置（２０，２１，２２）を全て停止し、貯留タンク４の換気部１２から空気の流入が出来るように貯留タンク密閉弁１３を開放する。次にエアー注入弁１９を開くことで冷水タワー２にある循環水も貯留タンク４に戻ってくる。

設定時間経過後、入口用配管密閉弁３、出口用配管密閉弁８貯留タンク密閉弁１３を閉じ真空ポンプ１４を稼働し、貯留タンク４を真空状態に保ち、循環水に分散しているマイクロナノバブルを系外に放出する。定期的に貯留タンク４の下部（図示せず）から循環水を排出して新たに、給水しても良い。

この考案は合成樹脂成形用水循環設備１における循環水の水処理に関して、利用される。

１合成樹脂成形用水循環設備
２冷水タワー
３入口用配管密閉弁
４貯留タンク
８出口用配管密閉弁
９循環ポンプ
１０バイパス用配管
１１バイパス用ポンプ
１２換気部
１３貯留タンク密閉弁
１４真空ポンプ
１５送媒配管
１８返媒配管
２０マイクロナノバブル発生装置A
２１マイクロナノバブル発生装置Ｂ
２２マイクロナノバブル発生装置C

Claims

合成樹脂を成形するときに用いられる装置に供給される水に関する水循環装置であって、冷水タワーと貯留タンクと前記貯留タンク内の水を循環する循環ポンプと前記循環ポンプに接続される送媒配管と循環水の戻る返媒配管からなり、前記水循環装置に複数のマイクロナノバブル発生装置を設置したことを特徴とする、合成樹脂成形用水循環装置。
前記複数のマイクロナノバブル発生装置は、各々異なったマイクロナノバブルを発生する装置であり、個別にもしくは同時に稼働することを特徴とする請求項1記載の前記合成樹脂成形用水循環装置。
請求項1記載の前記貯留タンク上部に換気部と前記換気部を密閉する貯留タンク密閉弁とに真空ポンプを接続し、前記貯留タンクへの入口側に設けた入口用配管密閉弁と前記貯留タンクの出口側に設けた出口用配管密閉弁とを設けたことを特徴とする請求項1から２記載の合成樹脂成形用水循環装置。
請求項１記載の前記貯留タンクと前記出口用配管密閉弁の間に前記貯留タンクに水を戻すためのバイパス用ポンプと前記マイクロナノバブル発生装置を適宜箇所に設置したバイパス用配管を設けたことを特徴とする請求項１から３記載の合成樹脂成形用水循環装置。
前記冷水タワーは密閉式であることを特徴とする請求項１から請求項４記載の前記合成樹脂成形用水循環装置。