JPH08166198A - 熱交換器のスライム剥離方法及びそのスライム剥離構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】熱交換器のオゾン処理終了後、冷却水を熱交換
器内に通水してもオゾン処理にてストレーナ内に溜まっ
たスライムが熱交換器内に浸入するのを防止することを
目的とする。 【構成】熱交換器３内に付着したスライムをオゾン水を
循環させながら剥離する熱交換器３のスライム剥離方法
において、熱交換器３内にオゾン水を冷却水の通水方向
に対して逆通水方向へ通水した後、ストレーナ８内にオ
ゾン水を冷却水の通水方向に対して順通水方向へ通水す
る。この方法により、熱交換器３内から剥離されたスラ
イムがストレーナ８内に侵入しても、スライムはストレ
ーナ８の濾過材８ａの表面に溜まる。従って、オゾン処
理後において、熱交換器３内に冷却水を通水した際スラ
イムが流入することはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はオゾンを用いて熱交換器
内に付着したスライムを除去するスライム剥離方法及び
そのスライム剥離構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、河川水や海水を用いて冷
暖房等に利用するヒートポンプシステムに使用される熱
交換器、あるいは、火力発電所等において発電に用いら
れた蒸気を河川水や海水を用いて冷却する熱交換器にお
いては、通常、河川水や海水を熱交換器内に連続的に通
水して熱交換させている。この種の河川水や海水を用い
る場合、水源から汲み上げられた河川水や海水はストレ
ーナを介して熱交換器内に通水される。ストレーナ内に
は濾過材が設けられている。ストレーナの上流給水口か
ら給水された河川水や海水は、濾過材を通過してストレ
ーナの下流排水口から排出される。そして、河川水や海
水内に含まれるごみ等は濾過材を通過する際に濾過さ
れ、濾過されたごみ等は濾過材の表面に溜まるようにな
っている。しかし、前記ストレーナは河川水や海水中に
含まれる微生物や細かい繊維質までをも濾過することは
できないため、この微生物はスライムとして熱交換器内
に付着する。スライムはその付着が飽和せず、増大し続
け熱交換器の伝熱性能を低下させる。そこで、伝熱性能
を維持するために、オゾン水を用いてスライムを除去
し、熱交換器内における生物汚損を防止するスライム剥
離方法及びそのスライム剥離構造が提案されている。

【０００３】すなわち、オゾン処理時において、オゾン
水を循環させるオゾン水処理循環路が形成され、熱交換
器内にオゾン水を通常の熱交換時における河川水や海水
の通水方向とは逆方向へ循環させてスライムを剥離して
いる。このオゾン処理方法によれば、熱交換器内に対す
るスライムの付着力は、通常の熱交換時における河川水
や海水の通水方向へ強く作用しているため、オゾン水を
通常の熱交換時における河川水や海水の反通水方向へ通
水させることにより、スムーズにスライムが剥離され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の熱交
換器のスライム剥離方法及びそのスライム剥離構造にお
いては、オゾン処理時に、オゾン水を熱交換器に通常の
河川水や海水の通水方向とは逆方向へ循環させるため、
ストレーナへの通水方向も通常の通水方向とは逆方向に
なる。従って、通常の熱交換時にストレーナの濾過材表
面に溜まったごみ等がオゾン処理時に熱交換器内へ流入
するおそれがあった。また、オゾン処理時にオゾン水と
接触することにより剥離した熱交換器内に付着していた
スライムは、ストレーナの濾過材の裏面に溜まることに
なる。この結果、オゾン処理が終了し、通常の熱交換器
の運転を再開した際、ストレーナを通過する河川水や海
水の流れにより、オゾン処理時にストレーナの濾過材の
裏面に溜まったスライムが再び熱交換器内に流れ込むと
いう問題があった。

【０００５】この発明は、上記従来の技術に存在する問
題点に着目してなされたものであって、その目的は、熱
交換器のオゾン処理時に、オゾン水を通常の通水方向と
逆方向に循環しても、通常の熱交換時にストレーナに溜
まったごみ等が熱交換器内に流入するのを防止できると
ともに、熱交換器のオゾン処理終了後、通常の熱交換器
の運転を再開し河川水や海水を熱交換器内に流入するの
を防止できる熱交換器のスライム剥離方法及びそのスラ
イム剥離構造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに請求項１の発明は、河川水や海水等を水源からスト
レーナを介して通水して熱交換する熱交換器であって、
熱交換器内に付着したスライムをオゾン水を循環させな
がら剥離する熱交換器のスライム剥離方法において、熱
交換器内にオゾン水を通常の河川水や海水の通水方向に
対して逆通水方向へ通水した後、ストレーナ内にオゾン
水を通常の河川水や海水の通水方向に対して順通水方向
へ通水することを要旨とするものである。

【０００７】請求項２の発明は、河川水や海水等を水源
からストレーナを介して熱交換器内に通水する熱交換経
路と、オゾン水を通常の河川水や海水の通水方向に対し
て逆通水方向から熱交換器内に通水するオゾン処理経路
とを備えた熱交換器の通水用経路において、前記熱交換
器とストレーナとの間には熱交換器内を通過したオゾン
水を通常の河川水や海水の通水方向に対して順通水方向
からストレーナ内に通水するバイパス経路とを備えたこ
とを要旨とするものである。

【０００８】

【作用】このように構成された請求項１の発明は、熱交
換器から河川水や海水を抜いた後、熱交換器内にオゾン
水を通常の河川水や海水の通水方向とは逆方向へ通水す
る。この通水により、熱交換器に対するスライムの付着
力は、通常の河川水や海水の通水方向とは逆方向へ弱く
作用しているため、スライムの剥離がスムーズに行われ
る。また、河川水や海水あるいはオゾン水は常にストレ
ーナの順通水方向へ通水され、河川水や海水中のごみ等
やオゾン処理により熱交換器内から剥離したスライムは
ストレーナの濾過材の表面に溜まる。この結果、オゾン
処理時にごみ等が熱交換器内に流入することがなく、オ
ゾン処理終了後、通常の熱交換器の運転に戻っても剥離
したスライムが再び熱交換器内に流入することはない。

【０００９】請求項２の発明は、熱交換経路から河川水
や海水を抜いた後、オゾン処理経路から熱交換器内にオ
ゾン水を通常の河川水や海水の通水方向とは逆方向へ通
水する。この通水により、熱交換器に対するスライムの
付着力は、通常の河川水や海水の通水方向とは逆方向へ
弱く作用しているため、スライムの剥離がスムーズに行
われる。また、オゾン水はバイパス経路を介して通常の
河川水や海水の通水方向と同様にストレーナの順通水方
向へ通水されるので、河川水や海水中のごみ等やオゾン
処理により熱交換器内から剥離したスライムは常にスト
レーナの濾過材の表面に溜まる。この結果、オゾン処理
時にごみ等が熱交換器内に流入することがなく、オゾン
処理終了後、通常の熱交換器の運転に戻っても剥離した
スライムが再び熱交換器内に流入することはない。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を河川水の熱を利用して、冷暖
房に利用するヒートポンプシステムにおける熱交換ユニ
ットに具体化した第一実施例を図面に従って説明する。

【００１１】図１に示すように、ヒートポンプ用の熱交
換ユニット１は、ヒートポンプ内で循環される冷媒と河
川水との間で熱交換させるためのものである。つまり、
冷房の場合には、冷媒の熱を河川水に放熱し、暖房の場
合には、河川水の熱を冷媒が吸収する。このヒートポン
プにおける冷媒流通管２上には熱交換器３が設けられて
いる。熱交換器３には給水口４ａに接続される河川水供
給管４と、排出口５ａに接続される河川水排出管５とが
接続されている。給水口４ａには揚水ポンプ６が設けら
れ、この揚水ポンプ６により河川水が河川水供給管４を
介して熱交換器３に供給され、ヒートポンプの冷媒と熱
交換した後、熱交換器３から排出され、河川水排出管５
を介して排出口５ａから再び河川水領域へ排出される。

【００１２】前記河川水供給管４上には河川水の供給量
を調節するためのバルブ７、ストレーナ８及び仕切バル
ブ９とが設けられている。ストレーナ８内には外形が逆
円錐台形状をなし、かつ筒状をなす濾過網８ａが設けら
れている。そして、河川水はストレーナ８の給水口８
ｂ、濾過網８ａ、ストレーナ８の排水口８ｃの順で熱交
換器３内に給水される。すなわち、河川水は熱交換器３
内に通水される前、ストレーナ８内の濾過網８ａにて河
川水内に含まれるごみ等が濾過されて、浄化された河川
水が熱交換器３内に通水される。なお、本実施例におい
て、ストレーナ８の濾過網８ａの網の目は０．８ｍｍメ
ッシュのものを使用している。前記河川水排出管５上に
は河川水の排出量を調節するための仕切バルブ１０が設
けられている。なお、河川水供給管４と、熱交換器３
と、河川水排出管５とにより熱交換経路Ａが構成されて
いる。

【００１３】前記ストレーナ８とバルブ７との間におけ
る河川水供給管４には、オゾン処理管１１の一端が接続
されている。また、前記仕切バルブ１０と熱交換器３と
の間における河川水排出管５には、オゾン処理管１１の
他端が接続されている。オゾン処理管１１上には、バル
ブ１２、上水収容タンク１３、気液混合ポンプ１４、バ
ルブ１５が設けられている。上水収容タンク１３には給
水管１６が接続され、給水管１６にはバルブ１７が設け
られている。そして、上水収容タンク１３には給水管１
６を介して水道水等の上水が供給されるようになってい
る。また、気液混合ポンプ１４にはオゾンガス供給管１
８を介してオゾン発生器１９が接続されている。

【００１４】前記バルブ１２と上水収容タンク１３との
間におけるオゾン処理管１１上にはバイパス管２０の一
端が接続されている。前記バルブ１５と気液混合ポンプ
１４との間におけるオゾン処理管１１上にはバイパス管
２０の他端が接続されている。バイパス管２０にはバル
ブ２１が設けられている。なお、バイパス管２０と、バ
イパス管２０の両端間におけるオゾン処理管１１とによ
りオゾン水生成循環路Ｂが構成されている。

【００１５】前記バルブ７と熱交換器３との間における
河川水供給管４には、バイパス経路としての逆洗浄用管
２２の一端が接続されている。前記仕切バルブ９とスト
レーナ８との間における河川水供給管４には、逆洗浄用
管２２の他端が接続されている。逆洗浄用管２２上には
バルブ２３が設けられている。なお、逆洗浄用管２２と
熱交換器３とオゾン処理管１１とにより、オゾン処理経
路としてのオゾン処理循環路Ｃが構成されている。ま
た、逆洗浄用管２２の一端と熱交換器３との間における
河川水供給管４には、ドレン管２４が接続され、ドレン
管２４上にはバルブ２５が設けられている。このドレン
管２４からは、オゾン処理されたオゾン処理循環路Ｃ内
のオゾン水、もしくは熱交換経路Ａ内の河川水が排出さ
れる。

【００１６】次に、熱交換器３内に繁殖したスライムを
オゾン水にて除去する方法について説明する。 （ヒートポンプ運転時）ヒートポンプ内で循環されてい
る冷媒と河川水とを熱交換させる場合、仕切バルブ９，
１０及びバルブ７を除く各種バルブは閉じられ、熱交換
経路Ａが形成されている。この状態において、熱交換器
３内には河川水供給管４を介して揚水ポンプ６にて河川
水が連続的に給水される。そして、河川水は熱交換器３
内に通水される前にストレーナ８の給水口８ｂ、濾過網
８ａを介して排出口８ｃから排出され、濾過網８ａを通
過することにより浄化される。なお、熱交換器３内にお
いて、河川水の通水方向は図１中に示す矢印Ｐ方向に通
水される。それとともに、熱交換器３内には冷媒流通管
２を介して冷媒が連続的に流通され、河川水と冷媒との
間で熱交換が行われる。

【００１７】（オゾン処理前）前記ヒートポンプの運転
を続行した状態で、バルブ２１を開きオゾン水生成循環
路Ｂを形成する。なお、予めバルブ１７を開け、上水収
容タンク１３内には給水管１６を介して上水を予め給水
しておき、給水完了後はバルブ１７を閉じておくものと
する。続いて、気液混合ポンプ１４を稼働してオゾン水
生成循環路Ｂ内に上水を循環させる。それとともに、オ
ゾン発生器１９を稼働してオゾンガスをオゾンガス供給
管１８を介してオゾン水生成循環路Ｂに注入する。注入
されたオゾンガスは既にオゾン水生成循環路Ｂ内に循環
中の上水に溶解されてオゾン水となる。なお、上水収容
タンク１３内で未溶解もしくは未反応のオゾンガスは、
上水収容タンク１３に設けた図示しない廃オゾン処理塔
にて酸素に還元されて熱交換ユニット１の外部領域へ排
出される。

【００１８】続いて、揚水ポンプ６を停止して熱交換器
３内へ河川水の供給を止めるとともに、ヒートポンプを
停止して熱交換器３内へ冷媒の流通を止める。この状態
で、仕切バルブ９，１０及びバルブ７を閉じて、熱交換
器３の内部領域と外部領域との接続を遮断する。その
後、バルブ２５を開け、熱交換器３内に残留している河
川水をドレン管２４を介して熱交換ユニット１の外部領
域へ排水する。排水後は、バルブ２５とバルブ７を閉じ
る。

【００１９】（オゾン処理）熱交換器３内の河川水を排
水後、収容タンク１０内のオゾン水濃度が規定濃度（本
実施例では６ｐｐｍ±２ｐｐｍ）となったところで、バ
ルブ２１を閉じるとともに、バルブ１２，１５，２３を
開けて、オゾン水の流れる経路をオゾン水生成循環路Ｂ
からオゾン処理循環路Ｃに変更する。この経路変更によ
り、オゾン水生成循環路Ｂ内のオゾン水は、オゾン処理
管１１、熱交換器３、逆洗浄用管２２、ストレーナ８の
給水口８ｂ、濾過網８ａ、ストレーナ８の排水口８ｃの
順で循環する。すなわち、熱交換器３内において、オゾ
ン水の通水方向は河川水の通水方向Ａとは逆方向である
図１中に示す反矢印Ｐ方向に通水される。このため、河
川水の通水方向に沿って付着したスライムの剥離がスム
ーズに行われる。また、オゾン処理中にもオゾン水濃度
の低下を防止するために、オゾン発生器１９は稼働され
ている。そして、所定時間経過したところで、オゾン発
生器１３と気液混合ポンプ１４の稼働を停止し、バルブ
１２，１５を閉じてオゾン処理を終了する。

【００２０】よって、熱交換器３内におけるオゾン水の
流れる方向は、上述したヒートポンプ運転時の河川水の
流れる方向に対して反対へ流れる。また、ストレーナ８
内におけるオゾン水の流れは、ヒートポンプ運転時の河
川水の流れる方向に対して同一方向へ流れる。

【００２１】（オゾン処理後）バルブ２５，７を開いて
オゾン水をドレン管２４を介して熱交換ユニット１の外
部領域へ排水する。その後、バルブ２３，２５を閉じ
る。それとともに、仕切バルブ９，１０を開いて、熱交
換経路Ａを形成し、上述した高温水蒸気冷却処理を行
う。

【００２２】従って、オゾン処理時において、オゾン水
は常にストレーナ８の順通水方向へ通水された後、熱交
換器３内に逆通水方向へ通水されるので、ヒートポンプ
運転時にストレーナ８の濾過網８ａの表面に溜まった河
川水や海水中のごみ等が熱交換器３内に流入するのを防
止でき、オゾン処理終了後、通常のヒートポンプ運転に
戻っても、オゾン処理時に熱交換器３内から剥離してス
トレーナ８の濾過網８ａの表面に溜まったスライムが再
び熱交換器３内に流入するのを防止できる。

【００２３】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で以下のよ
うに適宜変更してもよい。 （１）上記実施例における熱交換器３は例えば、多管式
熱交換器、二重管式熱交換器、コイル式熱交換器、螺旋
型熱交換器、プレート式熱交換器、フィン管式熱交換器
等、どのタイプの熱交換器に応用してもよい。

【００２４】以上、この発明の各実施例について説明し
たが、各実施例から把握できる請求項以外の技術的思想
について、以下にそれらの効果と共に記載する。 （ａ）前記バイパス経路２２上には河川水や海水等を熱
交換器３内に侵入阻止するとともに、オゾン水をストレ
ーナ８内に侵入可能にするバルブ２３を設けた請求項２
に記載の熱交換器の通水用経路。この構成によれば、通
常の熱交換器の運転時において、バイパス経路２２に設
けたバルブ２３を閉めることにより、河川水や海水がス
トレーナ８を通らずにバイパス経路２２を経て、直接熱
交換器３内に通水されることがなく、必ずストレーナ８
を通ってバイパス経路２２を経て、直接熱交換器３内に
通水されることがなく、必ずストレーナ８を通って熱交
換器３内に通水されるので、河川水や海水中のごみ等が
熱交換器３内に流入するのを防止できる。また、オゾン
処理時において、バイパス経路２２のバルブ２３を開け
ることにより、オゾン水がストレーナ８内に通常の河川
水や海水の通水方向と同様にストレーナ８の順通水方向
へ通水されるので、オゾン処理終了後、通常のヒートポ
ンプ運転に戻っても剥離したスライムが再び熱交換器３
内に流入するのを防止できる。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１及び請求項
２の発明によれば、オゾン処理時おいて、オゾン水は常
に熱交換器内に逆通水方向へ通水された後、ストレーナ
の順通水方向へ通水されるので、通常の熱交換器の運転
時にストレーナの濾過材の表面に溜まった河川水や海水
中のごみ等が熱交換器内に流入するのを防止でき、オゾ
ン処理終了後、通常の熱交換器の運転に戻っても、オゾ
ン処理時に熱交換器内から剥離してストレーナの濾過材
の表面に溜まったスライムが再び熱交換器内に流入する
のを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した熱交換ユニットの概略図で
ある。

【符号の説明】

３…熱交換器、８…ストレーナ、２２…逆洗浄用管（バ
イパス経路）、２３…バルブ、Ａ…熱交換経路、Ｃ…オ
ゾン処理循環路（オゾン処理経路）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 則典 愛知県犬山市字上小針１番地 エナジーサ ポート 株式会社内 (72)発明者 林 明良 愛知県犬山市字上小針１番地 エナジーサ ポート 株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】河川水や海水等を水源からストレーナを介
   して通水して熱交換する熱交換器であって、熱交換器内
   に付着したスライムをオゾン水を循環させながら剥離す
   る熱交換器のスライム剥離方法において、 熱交換器内にオゾン水を通常の河川水や海水の通水方向
   に対して逆通水方向へ通水した後、ストレーナ内にオゾ
   ン水を通常の河川水や海水の通水方向に対して順通水方
   向へ通水することを特徴とする熱交換器のスライム剥離
   方法。
2. 【請求項２】河川水や海水等を水源からストレーナを介
   して熱交換器内に通水する熱交換経路と、 オゾン水を通常の河川水や海水の通水方向に対して逆通
   水方向から熱交換器内に通水するオゾン処理経路とを備
   えた熱交換器の通水用経路において、 前記熱交換器とストレーナとの間には熱交換器内を通過
   したオゾン水を通常の河川水や海水の通水方向に対して
   順通水方向からストレーナ内に通水するバイパス経路と
   を備えたことを特徴とする熱交換器のスライム剥離構
   造。