JP3506260B2 - 原液の浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、冷凍倉庫スケートリン
クなどの熱媒体として用いられるブラインや、自動車エ
ンジンなどの冷却に使用されるクーラントのような使用
済の原液を液体源から抽出し、浄化する原液の浄化装置
に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、冷凍倉庫などの冷凍システム
では、低温媒体として有機系ブラインが使用される。該
有機系ブラインとは、グリコール類およびアルコール類
をベースとし、それに種々の防食添加剤、酸化防止剤、
消泡剤、着色剤等を添加剤として加えたものである。そ
のために使用当初は、これら添加剤の働きによりシステ
ム構成金属に対して防食能力を有しているが、長年使用
しているうちに防食添加剤、酸化防止剤、消泡剤等が消
耗劣化して、金属の腐食が起き、液中に金属イオン、腐
食生成物およびその他種々の不要含有物が増加して機能
が低下する。このため通常使用開始後２〜３年で新液と
交換される。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、このように使
用済のブラインを新液と交換する場合には、システムか
ら使用済の液を抜き取り、この廃液を処理業者の処理に
任せる必要があり、経済的にかなりの負担となるばかり
か、使用済のブライン中には有害な重金属が含まれてい
るため廃液を少量でも河川等に廃棄すると公害問題が発
生するなどの問題点がある。 【０００４】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、使用済のブラインなどの原液を廃棄することなく浄
化し、再利用することができる原液の浄化装置を提供す
ることを目的としている。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記課
題は、使用済の原液を浄化する装置であって、原液を通
過させて原液中の不要な含有物を除去する除去手段と、
除去手段に流入する原液の温度を該除去手段の除去能力
が高く維持されるように調節する温度調節手段と、温度
調節手段に流入する原液と除去手段から流出した透過液
との間で熱交換を行う熱交換器とを設けた原液の浄化装
置を提供することによって解決される。 【０００６】 【実施例】図１は本発明の一実施例に係る原液の浄化装
置を示す概略図である。１は冷凍倉庫に適用される冷凍
システムであり、冷凍機２と熱交換器３とからなる。こ
の冷凍システム１において低温媒体として使用されるブ
ラインは、冷凍機２で冷却されたのち往路配管４を経て
熱交換器３に流入する。ここで、倉庫などの冷却に寄与
したブラインは、仕切弁６を途中に有する復路配管５を
経て冷却機２に戻り、再度冷却される。 【０００７】この冷凍システム１の復路配管５における
上記仕切弁６を挟む上流側および下流側は、それぞれ途
中に仕切弁７，８を有する分岐管５ａ，５ｂを介して浄
化装置１０の保冷タンク１１に接続されている。使用済
ブラインを再生する場合に、上記分岐管５ａを経てブラ
インが冷凍システム１から保冷タンク１１へと導出され
る。すなわち、復路配管５の途中の仕切弁６を閉じると
共に、分岐管５ａの途中の仕切弁７を開くことにより使
用済ブライン（原液）が保冷タンク１１へと導出され
る。分岐管５ｂの一端には回収用ポンプ９が接続されて
いる。このポンプ９は、保冷タンク１１の使用済ブライ
ンが浄化されたとき、そのブラインを分岐管５ｂを経て
冷凍システム１に回収するのに使用される。 【０００８】保冷タンク１１には、使用済ブライン中の
金属イオンを除去する目的で、該金属イオンと反応して
不溶解物質を生成する金属イオン反応剤が添加される。
生成された不溶解物質は保冷タンク１１内において使用
済ブライン中で沈澱し、後述するフィルター３２により
除去される。 【０００９】上記金属イオン反応剤としては、例えば特
開平３−４３６１７号公報に記載されたナトリウムジメ
チルジチオン炭酸塩のような公知のものを特に制限なく
使用することができる。 【００１０】上記保冷タンク１１は、ポンプ１２を一端
に有し途中に詰まり監視用の圧力計１３を有する抽出用
配管１４を介して、熱交換器１５の導入路１５ａの入口
側に連通させるとともに、回収用配管１７を介して上記
熱交換器１５の回収路１５ｂの出口側に連通させてあ
る。この回収路１５ｂの入口側にも詰まり監視用の圧力
計１６が設けられている。上記ポンプ１２で導き出され
た使用済ブラインは、抽出用配管１４を経て熱交換器１
５の導入路１５ａに流入される。この熱交換器１５は例
えば公知のプレート型からなり、保冷タンク１１から導
出され導入路１５ａに流入する使用済ブラインと、回収
路１５ｂを経て保冷タンク１１に回収される浄化液との
間で熱交換を行って、次段のヒーター１８に流入する浄
化前のブラインを加熱するとともに、保冷タンク１１に
回収される浄化済ブラインを冷却する機能をもつ。 【００１１】熱交換器１５の導入路１５ａの出口側は、
途中にヒーター１８、温度コントローラ１９、ポンプ２
０、詰まり監視用圧力計２１および三方弁２２を有する
送給管２３を介して、一対のプレフィルタ２４，２４の
一次側に連通させてある。すなわち、送給管２３の下流
側は三方弁２２を介して２つの分岐管２３ａ，２３ｂに
分岐させてあり、各分岐管２３ａ，２３ｂが対応する各
プレフィルタ２４の一次側に連通している。上記温度コ
ントローラ１９は、ヒーター１８を通電制御して送給管
２３を流れるブラインを所定温度（例えば２０°Ｃ）に
維持するものである。一対のプレフィルタ２４，２４の
うち、一方のプレフィルタは予備として使用される。こ
れらプレフィルタ２４，２４は濾過膜の孔径を１〜５μ
ｍ程度とした、例えばプリーツ型のカートリッジフィル
ターであり、流入してくるブライン中の不要含有物のう
ち、主として配管内の粗ごみなど粒度の大きいものを除
去する。 【００１２】さらに、各プレフィルタ２４の二次側は、
三方弁２７に接続された２つの分岐管３１ａ，３１ｂを
有し、途中に流量計２８、詰まり監視用圧力計２９およ
び仕切弁３０を有する連結管３１を介して、次段のフィ
ルタ３２の一次側に連通させてある。フィルタ３２とし
ては、通常、孔径が０．０１〜０．３μｍの精密濾過領
域のフィルタが好ましく用いられるが、使用目的に応じ
てさらに孔径の小さな限外濾過領域のフィルタを用いる
こともできる。 【００１３】連結管３１の各分岐管３１ａ，３１ｂに設
けられた各プレフィルタ２４の詰まりは、圧力計２１と
２９の差圧から検出される。一方のプレフィルタ２４の
詰まりが検出されると、三方弁２２，２７を切り替え
て、他方のプレフィルタ２４を使用すればよい。 【００１４】上記フィルタ３２は、プレフィルタ２４を
濾過して流入してくるブライン中の粒度の小さい不要含
有物を除去する機能を有する。フィルタ３２としては、
外圧全濾過型のものが使用され、例えば、実公昭６１−
５９２３号公報または特公平４−１７６９５号公報に示
したような中空糸型のものを例示することができる。バ
ルブ３３は空気抜き用バルブであって、フィルタ３２の
容器内に液が充満するように、使用開始時に開放されて
容器内の空気を排出する。３５はドレン配管である。 【００１５】上記フィルタ３２の二次側は、途中に詰ま
り監視用圧力計３６、仕切弁３７および三方弁３８を有
する循環用配管３９を介して前記ヒーター１８の上流側
の送給管２３に連通するとともに、三方弁３８を介して
前記熱交換器１５の回収路１５ｂの入口側に連通してい
る。上記フィルタ３２の一次側の圧力計２９と二次側の
圧力計３６との差圧からフィルタ３２の詰まりが検出さ
れる。 【００１６】また、上記循環用配管３９の途中の仕切弁
３７の上流側には、上記フィルタ３２の濾過膜に対して
濾過方向と逆方向にエアーを透過させることによって膜
表面に付着した原液中の不要含有物を剥離させる逆洗回
路４０が連結されている。この逆洗回路４０は、エアー
調節弁４１および仕切弁４２を途中に有する給気管４３
を介して、エアー源であるコンプレッサー４４を上記循
環用配管３９に連通させている。フィルタ３２の洗浄時
には、仕切弁３７を閉、仕切弁４２を開にし、コンプレ
ッサー４４から給気管４３、循環用配管３９を経てフィ
ルタ３２の二次側にエアーが吹き込まれる。洗浄が終了
すると、仕切弁４２を閉、仕切弁３７を開にして、次の
新たなブラインの浄化運転に備える。 【００１７】上記原液浄化装置１０の動作を以下に説明
する。冷凍システム１から定期的、例えば１年に１回、
ブラインを保冷タンク１１に抜き出す。冷凍システム１
から保冷タンク１１に導出された使用済ブラインには、
金属イオン反応剤をオペレータが実線で示す矢印４７の
ように添加する。 【００１８】上記金属イオン反応剤が添加され、金属イ
オンが不溶解物質として沈殿した使用済ブラインは、ポ
ンプ１２で保冷タンク１１から導出され、抽出用配管１
４、熱交換器１５の導入路１５ａおよび送給管２３を経
てヒーター１８を通過する。保冷タンク１１から導出さ
れる低温（例えば−２６°Ｃ）の使用済ブラインは上記
ヒーター１８で加熱され、さらにポンプ２０、三方弁２
２を経てプレフィルタ２４に流入する。プレフィルタ２
４では、ブライン中の不要含有物のうち配管中の粗ごみ
など粒度の大きいものが除去され、このプレフィルタ２
４を透過したブラインは連結管３１を経て次段のフィル
タ３２に流入する。フィルタ３２では、ブライン中に残
留する微小な不要含有物が除去される。 【００１９】原液浄化装置の動作開始時には、循環用配
管３９の途中に設けられた三方弁３８は、循環用配管３
９が送給管２３に連通する状態に設定されており、フィ
ルタ３２を透過した液は、ポンプ２０の力で循環用配管
３９を経てヒーター１８、プレフィルタ２４およびフィ
ルタ３２へと循環供給される。この循環供給に伴い透過
液の温度はヒーター１８の加熱によって上昇し、温度コ
ントローラ１９で制御される所定温度（例えば２０°
Ｃ）に達すると、循環用配管３９の三方弁３８は、循環
用配管３９が熱交換器１５の回収路１５ｂに連通する状
態に切換設定される。これにより、これ以降、保冷タン
ク１１から導出される使用済ブラインがプレフィルタ２
４およびフィルタ３２に順次流入して浄化され、その浄
化済ブラインが循環用配管３９、熱交換器１５の回収路
１５ｂ、および回収用配管１７を経て保冷タンク１１に
回収される。 【００２０】加熱されて所定温度まで温度上昇した循環
用配管３９内の浄化済ブラインは、熱交換器１５の回収
路１５ｂを経て保冷タンク１１に回収される際に、熱交
換器１５の導入路１５ａを経て導入される低温（−２６
°Ｃ）の未浄化ブライン（原液）との間で熱交換されて
冷却されたのち、保冷タンク１１に回収される。 【００２１】保冷タンク１１から導出される低温（−２
６°Ｃ）の未浄化ブラインは、プレフィルタ２４および
フィルタ３２に流入するのに先立ち、熱交換器１５にお
ける浄化済ブラインとの間の熱交換およびヒータ１８で
の加熱により、所定温度に昇温される。これにより、プ
レフィルタ２４やフィルタ３２の濾過能力を高く維持し
て、ブライン中の不要含有物の除去を効果的に行うこと
ができる。すなわち、浄化対象原液であるブラインは、
その温度が低下すると粘性が高くなり、プレフィルタ２
４およびフィルタ３２の濾過能率を下げることとなる。
また、その温度が８０°Ｃを越えるとプレフィルタ２４
およびフィルタ３２の濾過膜を損傷させるおそれがある
ので、上記のように濾過前のブラインを熱交換器１５に
よって、０℃〜８０℃の範囲内の所定温度、例えば２０
°Ｃに昇温することにより、プレフィルタ２４およびフ
ィルタ３２の不要含有物除去効果を向上させることがで
きる。 【００２２】保冷タンク１１に回収された浄化済ブライ
ンには未反応の金属イオン反応剤が残留している場合が
ある。このように金属イオン反応剤が残留している浄化
済ブラインを冷凍システム１に戻すと、冷凍システム１
中で溶出した金属イオンが、金属イオン反応剤と反応し
て不溶解物質として沈澱し、その沈澱物が配管を閉塞す
る恐れがある。 【００２３】このような場合には、未反応の金属イオン
反応剤を分解する分解剤を、保冷タンク１１内に戻った
浄化済ブラインに、破線で示す矢印４８のように添加す
ればよい。上記分解剤は、未反応の金属イオン反応剤を
分解するとともに、自ら二重化して以後の反応に関与し
ない形となるものをいい、金属イオン反応剤に応じて適
宜選択すればよい。通常、かかる分解剤は、金属イオン
反応剤に対して多量に用いられる。なお、かかる分解剤
の投入場所は、フィルタ３２の後であればよく特に制限
されない。 【００２４】上記浄化処理により、使用済ブライン中の
金属イオン等が不要含有物として除去される。また、使
用済ブラインは、防食添加剤、酸化防止剤、消泡剤等が
消耗・劣化により減少しているので、浄化済ブラインに
対し上記各添加剤を添加（補充）することにより、ブラ
インが再生される。これら添加剤の添加は、通常、保冷
タンク１１に回収した後に行われるが、フィルタ３２を
透過した後の循環用配管３９、回収用配管１７等の経路
の途中で行ってもよい。 【００２５】ところで、上記実施例は、１年に１回程
度、周期的に冷凍システム１から保冷タンク１１に使用
済ブラインを導出してから浄化するバッチ式の浄化処理
について説明したが、冷凍システム１でのブラインの流
量が少ない場合には、図２のように冷凍システム１にお
ける熱交換器３の出口側を、原液浄化装置１０における
熱交換器１５の導入路１５ａの入口側Ａに、また冷凍シ
ステム１における冷凍機２の入口側を、原液浄化装置１
０における熱交換器１５の回収路１５ｂの出口側Ｂにそ
れぞれ連通させて、冷凍システム１の中に原液浄化装置
１０を組み込んだインライン型として、常時、ブライン
を浄化しながら冷凍システム１に循環供給するようにし
てもよい。この場合には保冷タンク１１を省略できるの
で、全体の構成を小型化できる。 【００２６】なお、図２の実施例では、金属イオン反応
剤は矢印４７で示すように導入路１５ａにおいて添加さ
れる。また、必要に応じて、未反応の金属イオン反応剤
を分解する分解剤が、フィルタ３２による濾過の後、例
えば矢印４８で示すように回収用配管１７において添加
される。 【００２７】また、上記実施例では、浄化対象原液であ
るブライン中の不要含有物を除去する手段としてプレフ
ィルタ２４およびフィルタ３２を使用したが、これらに
加えてイオン交換器を設けてもよい。 【００２８】さらに、上記各実施例では、低温の使用済
ブラインを浄化する場合について説明したが、食品加工
システムなどに使用されるタンクの洗浄温水やボイラで
処理される水のような高温の原液の浄化にも同様に適用
できる。この場合、上記実施例において温度コントロー
ラ１９とともに温度調節手段を構成する先のヒーター１
８に換えて冷却装置を用いればよい。これにより、浄化
開始時に原液浄化装置に導入される未浄化の高温原液を
循環させる間に、上記冷却装置で高温原液の温度を降下
させ、それ以後は熱交換器１５において回収される低温
の浄化済液との間の熱交換および冷却装置での冷却によ
り、プレフィルタ２４およびフィルタ３２に流入する前
の原液の温度を低下させて、高温による濾過膜の損傷を
回避することができる。 【００２９】 【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の原液浄化
装置によれば、使用済の原液は除去手段に導入されて原
液中の不要な含有物が除去される。これにより、ブライ
ン等の使用済原液を廃棄することなく浄化回収できる。
また、導入される原液が熱交換器によって加熱または冷
却されるので、その次段に設けられる温度調節手段との
働きによって、原液の温度を、上記除去手段の除去能力
が高く維持されるのに適した温度に設定できる。したが
って、高い浄化効率が維持される。さらに、不要含有物
が除去されて除去手段から流出する透過液（浄化済液）
と、上記温度調節手段に流入する原液との間で、熱交換
器によって熱交換が行われ、これによって、浄化済液は
除去手段に流入する前の原液とほぼ同じ温度に戻され
る。したがって、浄化済液をそのまま液体源に戻すこと
もできる。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明の一実施例を示す概略構成図である。 【図２】この発明の他の実施例の要部を示す概略構成図
である。 【符号の説明】 １０…原液の浄化装置、１１…保冷タンク、１５…熱交
換器、１８…ヒーター（温度調節手段）、１９…温度コ
ントローラ、２４Ａ，２４Ｂ…プレフィルタ、３２…フ
ィルタ（除去手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水谷 貞三 大阪市淀川区新高３丁目７番９号 株式 会社新三国機械内 (72)発明者 福田 一郎 大阪市淀川区新高３丁目７番９号 株式 会社新三国機械内 (56)参考文献 特開 平４−225810（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−71248（ＪＰ，Ａ) 特表 平３−504211（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 36/00 B01D 35/18

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 使用済の原液を浄化する装置であって、 原液を通過させて原液中の不要な含有物を除去する除去
   手段と、 上記除去手段に流入する原液の温度を上記除去手段の除
   去能力が高く維持されるように調節する温度調節手段
   と、 上記温度調節手段に流入する原液と上記除去手段から流
   出した透過液との間で熱交換を行う熱交換器とを備えて
   なる原液の浄化装置。