JPH0296644A

JPH0296644A - ファウリングセンサ

Info

Publication number: JPH0296644A
Application number: JP24948288A
Authority: JP
Inventors: Shunji Kataoka; 俊二片岡; Kazumi Ogura; 小倉　和美
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1988-10-03
Filing date: 1988-10-03
Publication date: 1990-04-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は水系のスケール、スライム或いは腐食などのフ
ックリングを検出するためのファウリングセンサに係り
、特に丈長りな装置や工事を要することなく、熱交換器
の冷却水系等の汚れの状況を極めて簡便に把握すること
ができるファウリングセンサに関する。

［従来の技術］冷却水系では冷却対象の高熱源を熱交換器を介して冷却
し、冷却により高温となった冷却水は冷却塔において冷
却し循環使用している。このような冷却水系では、近年
、省エネルギーの要請により、冷却水がより高濃縮、低
流速で運転されるようになってきているが、このような
運転条件下では、スケール、スライム或いは腐食（以下
、これらを「ファウリング」と総称する。）が発生し、
熱交換の伝熱効率を低下させたり、冷却水流路を閉塞さ
せるなどの障害が発生する。

このようなフックリングの発生を防止するために、スケ
ール防止剤、スライム防除剤、腐食防止剤などの水処理
薬品を添加したり、或いは冷却水の一部をブローするこ
とが行われるが、これらを的確に制御することは極めて
困難であった。

そこで、冷却水をモニター用熱交換器に導入して、その
演算結果により水処理薬品の薬注又はブローを制御する
ことにより、冷却水系のファウリングを常時監視し、か
つ未然にファウリングの発生を防止するファウリング防
止装置が本願出願人より提案された（特開昭５９−１５
８００号）。

特開昭５９−１５８００号のファウリング防止装置は、
冷却水系の冷却水を通過させる流路と、この流路の壁面
を介して前記冷却水及び他の熱媒体（加温水）間で伝熱
を行うようにした熱交換器（評価チューブ）と、この熱
交換器（評価チューブ）に導入される前記冷却水及び熱
媒体（加温水）の入口温度並びに出口温度を検出する装
置と、検出されたそれぞれの温度信号から前記冷却水系
における水処理薬品の注入又はブローを制御する装置と
を備えるものである。このファウリング防止装置では、
熱収支バランスから汚れ係数を算出し、薬品の注入又は
ブローを制御する。

［発明が解決しようとする課題］特開昭５９−１５８００号のファウリング防止装置は、
実系の配管途中に、汚れ係数測定のために冷却水を導入
する熱交換器（評価チューブ）を挿入するものであるた
め、次のような欠点がある。

■　プロセス側流路からバイパスを組んで通液するため
の大損りな工事が必要となる。

■　冷却水側流路についても■と同様な工事が必要とな
る。

■　汚れ係数を測定するためには少なくとも温度を４点
計測する必要がある。

■　熱収支を正しく計測する必要性から、確実な保温工
事が必要となる。

■　汚れセンサ（ここでは評価チューブ）に付着する汚
れの状況を目視観察することは不可能である。

本発明は、直接熱交換器を開放してその汚れ具合から使
用水処理薬剤の変更、洗浄の必要性の有無等を判断する
のではなく、間接的に水系の汚れ具合をモニタリングす
ることによって、水処理剤の効果判定、洗浄必要性の有
無等を予測をする汚れ係数を算出するのに必要な温度信
号を取り出す汚れセンサであって、上記従来の問題点の
ない、即ち、大損りな装置や工事を要することなく、極
めて簡便に汚れの状況を把握することができるファウリ
ングセンサを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明のファウリングセンサは、長手方向管肉部に温度
センサ挿入穴を穿った片側を封じた構造の金属製評価チ
ューブと、該評価チューブ内に装入されたヒータと、前
記温度センサ挿入穴に挿入された温度センサとを備えて
なることを特徴とする。

［作用］本発明のファウリングセンサは、評価チューブの外側に
ファウリング検査対象冷却水が流れるように設置される
。この評価チューブの外表面にスケール等が付着すると
、評価チューブから冷却水への伝熱抵抗が大きくなり、
評価チューブの管肉温度が高くなる。このように評価チ
ューブの管肉温度の変化から汚れ係数を求めることがで
きる。

即ち、スケール等の付着前の評価チューブの管肉部の温
度をＴＷｃ、スケール等の付着後の管肉部の温度をＴＷ
ｆとすると、汚れ係数Ｒｆは下記［Ｉ１式により求めら
れる。

（ただし、Ｑはヒータの発熱量（ｋｃａｕ／ｈｒ）、　
Ａは伝熱面積（ｍ”）である。）このようにして求めら
れた汚れ係数に基いて、薬品の注入又はブローを制御す
ることにより、ファウリングの発生を確実に防止するこ
とが可能とされる。

本発明のファウリングセンサは、プロセス側のバイパス
工事が不要で、しかも装置の小型化が可能であることか
ら保温工事も容易である。更に、汚れ係数は評価チュー
ブ管肉温度を計測することにより求めることができ、極
めて簡便である。

［実施例］以下に図面を参照して本発明のファウリングセンサの実
施例について詳細に説明する。

第１図は本発明の実施例に係るファウリングセンサの使
用例を示す縦断面図、第２図は第１図ＴＩ　−ＩＩ線に
沿う断面図である。

本実施例のファウリングセンサ１は、金属製評価チュー
ブ２と、この評価チューブ２内に装入されたヒータ３と
、評価チューブ２の管内部に長手方向に穿設された温度
センサ挿入穴４に挿入された、評価チューブ２の管肉温
度を測定するための温度センサ（熱電対）５とを備えて
なるものである。５ａは温度センサ５のリード線である
。温度センサは熱電対以外に白金測温抵抗体やサーミス
タ等も使用できる。６は非伝熱性ヒータ保護材であって
、ヒータ３の着脱時にヒータ３が破損することがないよ
うに、またヒータ３の着脱が容易となるように取り付け
られている。さらに、固定金具１８や空気中などに熱が
漏れることなくすべて水側に伝熱されるようにするため
の役目もなしている。７はヒータ３のリード線であって
、ＡＣ電源に導通される。

このようなファウリングセンサ１は、図示の如く、適当
なカラム１０に装着し、ファウリングセンサ１の評価チ
ューブ２の外表面側を冷却水が流れるように取り付けて
使用する。

カラム１０は一方の開放端部に冷却水の導入用配管１１
が接続具１２を介して取り付けられており、また、他方
の開放端部には蓋部材１３が取り付けられている。なお
、接続具１２及び蓋部材１３は、それぞれのフランジ１
２ａ及び１３＆を、カラム１０のフランジ１０ａ及び１
０ｂに当接させて、ねじ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４
ｄにより固定されている。

蓋部材１３は冷却水の排出管１５を有し、また、ファウ
リングセンサ１の挿通用の開口１６及びファウリングセ
ンサ取り付は用の筒状部材１７が同軸的に設けられてい
る。筒状部材１７はその先端側が拡径しており、該拡径
部の内周面には雌ねじ１７ａが刻設されており、該雌ね
じ１フ８に固定金具１８の雄ねじ１８ａが、螺着されて
いる。ファウリングセンサ１はシール用０リング１９ａ
、１９ｂを介して固定金具１Ｂに挿通され、カラム１０
内にその先端側が位置するように、位置調整ねじ２０ａ
、２０ｂ、２０ｃで固定されている。

固定金具は、ファウリングセンサ１を設置予定箇所に固
定する役目のほかに、０リング１９ａ。

１９ｂを締め付け、液漏れを防ぐ役目も果している。ま
た、位置調整ねじ２０ａ、２０ｂ、２０ｃが挿通される
ねじ孔はルーズボールとなフており、ファウリングセン
サ１をカラム１０の中心にくるように調節することがで
きる。

配管１１、接続具１２を経てカラム１０内に導入され、
排出管１５より排出される冷却水は、カラム１０内にて
ファウリングセンサ１の評価チューブ２に接触し、その
外表面にスケール等を発生させる。スケール等の発生に
よりチューブ２の管肉部の温度が変化するため、温度セ
ンサ５により検出された温度（丁Ｗｆ）に基いて前記［
１１式から汚れ係数が算出される。即ち、温度センサ５
は別途設けた適当な演算器と結合させ、得られたデータ
から［Ｉ］式に従って汚れ係数を算出する。

本発明において、金属製評価チューブ２の材質は、伝熱
性が良好なものであれば良く、特に制限はないが、銅、
銅合金、アルミニウム、炭素鋼、ステンレス鋼等が好適
である。このような金属製評価チューブ２は図示の如く
、内部がくりぬかれた片側封管構造とされていることが
好ましく、その肉厚は２〜１０ｍｍ程度、内径１２〜２
５ｍｍ程度、長さは１００〜４００ｍｍ程度であること
が特に好ましい。

また、温度センサ挿入穴４は、このような評価チューブ
２の管肉部の非封管端面からチューブ長手方向に穿設さ
れている。これによって、温度センサと評価チューブと
を一体としてカラム等への脱着が容易にできる。＠度セ
ンサ挿入穴４は、管肉部の肉厚の厚さ方向のほぼ％位置
に形成するのが好ましく、また、穴の深さは温度センサ
５がヒータ３のほぼ中央部、即ち、温度センサ５がヒー
タ３の長手方向の長さの約局位置に相当する箇所に位置
することができるような深さとするのが好ましい、この
ような温度センサ挿入穴４の直径は１〜３ｍｍ程度とす
るのが好ましい。

ところで、温度センサ押入穴４は、金属製評価チューブ
２の長さが通常１００〜４００　ｍｍ程度とされること
から、通常の場合その深さは５０ｍｍ以上必要となる。

このような深い穴を穿設する場合、放電加工を採用する
のが有利である。

特に制限するものではないが、ヒータ３は５ｋＷ以下、
とりわけ１〜３ｋＷの容量を有するものであるのが好適
である。なお、ヒータ３内にはヒータ内部温度を測定す
るための温度センサ（図示せず）を埋設しておいても良
い。

上記実施例においては、温度センサが評価チューブの開
放端面側から管肉部内を長手方向に挿入される構成であ
るため、 ■　温度センサが伝熱流路の中央に位置するので正しい
温度計測が可能とされる。

■　温度センサは真直ぐ挿入されるのでセンサの破損の
恐れがない。

■　温度センサが性能低下した場合でも容易に交換する
ことができる。

■　水側の水流に乱れを生じさせない。

■　ヒータに加工（溝切）をしないのでヒータの劣化も
ない。

■　評価チューブの非封管側を水系外に出すので温度セ
ンサ挿入穴を通して水が進入して穴の内部が腐食するこ
ともない。

等の利点も備える。

なお、第１図及び第２図において、ヒータ３（又はヒー
タ保護材６）と評価チューブ２との問いているが、ファ
ウリングセンサ１の使用時においては、加熱により金属
製評価チューブ２が膨張するため、隙間はなくなり両者
は密着する。

ところで、第１図及び第２図に示すファウリングセンサ
は本発明の一実施例であって、本発明は何ら図示のもの
に限定されるものではない８例えば、評価チューブの形
状やヒータの形状その他において、他の様々な態様を採
ることが可能である。

また、本発明のファウリングセンサの使用方法も何ら図
示のものに限定されるものではない。例えば、１字管等
を利用して、配管途中に本発明のファウリングセンサを
取り付けて使用することもできる。この場合には、主管
と枝管とからなる１字管の主管部にファウリングセンサ
を挿通し、この主管部に導入した冷却水を枝管から排出
するようにすれば良い。

なお、本発明のファウリングセンサを挿入するための、
第１図及び第２図に示すカラム１０や上記１字管等を、
ガラス、アクリル、塩化ビニル等の透明材料製とした場
合には、スケール等の付着状況を目視観察することがで
き、極めて有利である。

本発明のファウリングセンサは、検出した温度から汚れ
係数を求めるだけでなく、これを公知の制御装置と連動
させて、薬注やブローの制御に用いることもできる。

［発明の効果］以上詳述した通り、本発明のファウリングセンサは、直
接、熱交換器を開放してその汚れ具合から水処理使用の
変更・洗浄の必要性の有無等を判断するのではなく、間
接的に水系の汚れ具合をモニタリングすることによって
、水処理剤の効果判定、洗浄必要性の有無等を予測をす
る汚れ係数を算出するのに必要な温度信号を取り出すこ
とができるものであって、 ■　プロセス側のバイパス工事等の大損りな工事は不要
である。

■　装置の構成が簡単で小型化が図れるため、保温工事
も容易となる。

■　汚れ係数は評価チューブ管内部１点の温度を計測す
ることにより求めることができ、測定、演算が簡略化さ
れる。

等の優れた効果が奏される。

本発明のファウリングセンサによれば、冷却水系のファ
ウリングを常時監視し、かつファウリングの発生量が少
ない状態で的確な防止手段を講じて、未然にフックリン
グを防止することができ、その工業的有用性は極めて大
きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のファウリングセンサの一実施例を示す
縦断面図、第２図は第１図ＩＩ　−ＩＩ線に沿う断面図
である。１・・・ファウリングセンサ、２・・・金属製評価チューブ、３・・・ヒータ、４・・・温度センサ挿入穴、５・・・温度センサ。代理人

Claims

【特許請求の範囲】

（１）長手方向管肉部に温度センサ挿入穴を穿った金属
製評価チューブと、該評価チューブ内に装入されたヒー
タと、前記温度センサ挿入穴に挿入された温度センサと
を備えてなることを特徴とするファウリングセンサ。