(57)【要約】【課題】オープンラック型熱交換器を構成するトラフや熱交換パネルの清掃に関し、作業者による清掃を不要にでき、清掃に付随する足場の組立てや人力作業等の安全性の確保に伴う熱交換器の運転の停止をすることなく長期間の連続運転を実現できる構成の提供。【解決手段】結晶性のアナタース型酸化チタン及びセラミックスの微細粉との混合粉を極めて希薄な水溶性樹脂塗料に分散させた溶液とすることで、スプレー塗装などが可能で作業性にすぐれ、また常温乾燥、固化が可能であり、固化後の被膜は直ちに光触媒反応が可能であり、トラフ母材を浸食することなく、長期間にわたってトラフ内に汚れや海生生物が付着、生成することをほぼ完全防止できる。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
オープンラック式気化装置の少なくとも散水用トラフの内面及びエッジ部に、結晶性のアナタース型酸化チタン及びセラミックスの微細粉と水溶性樹脂塗料用の固形成分とからなる光触媒反応被膜を有するオープンラック式気化装置。
【請求項２】
酸化チタン及びセラミックス微細粉の平均粒径が１５ｎｍ以下である請求項１に記載のオープンラック式気化装置。
【請求項３】
水溶性樹脂塗料用の固形成分が、水溶性アルキド樹脂塗料、水溶性メラミン樹脂塗料、水溶性エポキシ樹脂塗料、水溶性アクリル樹脂、水溶性アルキド−メラミン系樹脂塗料のいずれかの固形成分である請求項１に記載のオープンラック式気化装置。
【請求項４】
水溶性樹脂塗料用の固形成分と、結晶性のアナタース型酸化チタン及びセラミックスの微細粉とを含有して、これら固形分が５ｗｔ％以下の酸化チタン水溶液となし、該水溶液をオープンラック式気化装置の少なくとも散水用トラフの内面及びエッジ部に塗布し、常温乾燥又は１５０℃以下の加熱乾燥を施して固化し、該塗布面を光触媒反応被膜面となしたオープンラック式気化装置の製造方法。
【請求項５】
水溶性樹脂塗料が、水溶性アルキド樹脂塗料、水溶性メラミン樹脂塗料、水溶性エポキシ樹脂塗料、水溶性アクリル樹脂、水溶性アルキド−メラミン系樹脂塗料のいずれかである請求項４に記載のオープンラック式気化装置の製造方法。
【請求項６】
酸化チタン水溶液の固形分が２ｗｔ％以下である請求項４に記載のオープンラック式気化装置の製造方法。
【請求項７】
酸化チタン水溶液は、ｐＨ７．０〜８．０である請求項４に記載のオープンラック式気化装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液化天然ガスを気化させるオープンラック式気化装置の改良に係り、特に散水用トラフに光触媒反応膜を形成して、トラフ内面の汚れや海生生物の付着、生成を防止し、汚れや海生生物の流下に伴い熱交換パネルに散水の不均一が発生するのを長期間にわたって防止できるオープンラック式気化装置とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液化天然ガス（以下ＬＮＧという）の気化、加熱装置として多用されるオープンラック型熱交換器は、例えば直径方向に一対のフィンを突出させたフィンチューブをフィン方向に配列して一枚のパネル状となし、その上下端部にヘッダータンクを設けて熱交換パネルを構成し、該パネルを複数連立配置して、熱交換パネルの上方に配設した散水用トラフより熱媒体の海水を熱交換パネル面に流下させる構造である。
【０００３】
散水用トラフに溜めた熱媒体の海水をエッジ部よりオーバーフローさせて熱交換パネル面に沿って流下させるが、流水といえども汲み上げた海水であるため、トラフ内に泥などの汚れ分が溜まったりして、さらに藻や貝などが成育してしまうことが避けられなかった。
【０００４】
このトラフ内の泥や海生生物が流下して、トラフのエッジ部や熱交換パネルの各フィンチューブに海生生物が付着することで海水の流下が妨げられて熱交換パネル内の熱交換、温度分布が不均一になる等の問題が発生した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、トラフ内に紫外線を照射したり、デッキブラシや高圧水の噴射を併用するなどの人力でトラフ内表面を清掃する方法が取られていたが、オープンラック型熱交換器の熱交換パネル高さは一般に４〜８ｍ程度あり、またパネルの長手方向も４〜１０ｍ程度の長さを有するもので、前記清掃に際しては、作業者がトラフや熱交換パネルに寄り付くための足場の設置が不可欠である。
【０００６】
かかる足場の組立てや清掃作業等の際に、作業員はトラフや熱交換パネル間に入る必要があり、その安全性を確保するために当該熱交換器の運転並びに散水を一時停止して作業を行うことから、長時間にわたって天然ガスの生産活動に支障を来たすことになる。
【０００７】
また、防汚塗料をトラフに塗布して海生生物の付着を軽減することも一部実施されているが、該塗料が高価であること、塗膜のトラフへの密着強度が弱く剥離しやすく保守や補修の頻度が高く、長期間のメンテナンスフリーは全く望めない問題があった。
【０００８】
この発明は、オープンラック型熱交換器を構成するトラフや熱交換パネルの清掃や防汚塗料に関する現状における問題点の解消を目的とし、作業者による清掃を不要にでき、清掃に付随する足場の組立てや人力作業等の安全性の確保に伴う熱交換器の運転の停止をすることなく、長期間の安定的な連続運転を実現できる、オープンラック式熱交換器の提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、トラフ内に汚れや海生生物が付着、生成することがない構成を目的に種々検討した結果、光触媒反応被膜を設けることに着目したが、従来公知の酸化チタンの塗布液では、かかる被膜は容易に剥離したり、あるいはトラフ母材であるアルミニウム材を浸食してしまうなど、長期にわたって光触媒効果を発揮することがないことを確認した。
【００１０】
そこで、発明者らはトラフ内に光触媒反応被膜を設けるに際し、下地膜等を必要とせず容易に成膜できかつ被膜の密着性にすぐれた構成のアナタース型酸化チタンの塗布液を目的に鋭意検討した結果、結晶性のアナタース型酸化チタン及びセラミックスの微細粉との混合粉を極めて希薄な水溶性樹脂塗料に分散させた溶液とすることで、スプレー塗装などが可能で作業性にすぐれ、また常温乾燥、固化が可能であり、固化後の被膜は直ちに光触媒反応が可能であり、トラフ母材を浸食することなく、長期間にわたってトラフ内に汚れや海生生物が付着、生成することをほぼ完全防止できることを知見し、この発明を完成した。
【００１１】
すなわち、この発明は、水溶性樹脂塗料用の固形成分と、結晶性のアナタース型酸化チタン及びセラミックスの微細粉とを含有して、これら固形分が３ｗｔ％以下の酸化チタン水溶液となし、該水溶液をオープンラック式気化装置の少なくとも散水用トラフの内面及びエッジ部に塗布し、常温乾燥又は１５０℃以下の加熱乾燥を施して固化し、該塗布面を光触媒反応被膜面となしたことを特徴とするオープンラック式気化装置の製造方法である。
【００１２】
また、この発明は、オープンラック式気化装置の少なくとも散水用トラフの内面及びエッジ部に、結晶性のアナタース型酸化チタン及びセラミックスの微細粉と水溶性樹脂塗料用の固形成分とからなる光触媒反応被膜を有することを特徴とするオープンラック式気化装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明において、酸化チタン水溶液は、固形分が３ｗｔ％以下の水溶性樹脂塗料であって、水溶性樹脂塗料用の固形成分と、結晶性のアナタース型酸化チタン及びセラミックスの微細粉からなる固形成分が５ｗｔ％以下であることを特徴とする。これは発明者の実験により、結晶性のアナタース型酸化チタンのみであったり、量が多すぎるなど、固形分が３ｗｔ％を超えると、光触媒反応で母材への浸食や膜の剥離が発生してしまうことを知見し、上記構成を見い出したものである。
【００１４】
結晶性のアナタース型酸化チタンと混合するセラミックスの微細粉は、シリカ、アルミナセラミックスのほか、アモルファス状のアナタース型酸化チタンを用いることができ、いずれも同様の平均粒径を有することが望ましく、混合粉の平均粒径は１５ｎｍ以下であることが好ましく、さらには実施例の１０ｎｍ以下が好ましい。
【００１５】
水溶性樹脂塗料としては、公知の水溶性アルキド樹脂塗料、水溶性メラミン樹脂塗料、水溶性エポキシ樹脂塗料、水溶性アクリル樹脂、水溶性アルキド−メラミン系樹脂塗料のいずれかの固形成分を用いることができる。好ましくは、１５０℃以下、１００℃以下の焼付けでない加熱硬化が可能、あるいは常温硬化が可能な組成を選択し、例えば塗布後に水分を離散させて硬化する構成を採用するとよい。
【００１６】
結晶性のアナタース型酸化チタンとセラミックス微細粉の混合比率、並びに水溶性樹脂塗料用の固形成分との量比は、総量が水溶液の５ｗｔ％以下、好ましくは３ｗｔ％以下、さらに２ｗｔ％以下であればよく、特に限定するものでないが、酸化チタンとセラミックスを塗布表面に固定するために選定した水溶性樹脂塗料の組成や性状に応じて、水溶液のｐＨが７．０〜８．０となるように、かつ前記セラミックス類を安定的に分散可能なように、酸化チタンあるいはさらにセラミックス量ができるだけ少なくなるよう選定するとよい。例えば、酸化チタンとセラミックスが１：１〜１：２、微細粉と樹脂固形成分が１：１〜１：２の量比が選定できる。
【００１７】
酸化チタン水溶液の上記固形成分の他は、正に水分であり、アルコール系、エチレングリコールエステル系の水溶性溶剤、あるいは分散助剤やｐＨ調整剤、タック助剤等も用いることも可能であるが、可能な限り少ないほうが好ましい。
【００１８】
【実施例】
新設のオープンラック式気化装置において、アルミニウム製の散水用トラフの内面にこの発明による酸化チタン水溶液を用いて光触媒反応被膜を設けた。また、既設のオープンラック式気化装置において、アルミニウム製の散水用トラフの内面を清掃後、この発明による酸化チタン水溶液を用いて光触媒反応被膜を設けた。
【００１９】
酸化チタン水溶液は、平均結晶粒径１０ｎｍの結晶性のアナタース型酸化チタンとアモルファス状のアナタース型酸化チタンを１：１の割合で混合した混合微細粉と、市販の水溶性アクリル樹脂塗料とを１：１〜１：２の量比となるよう、固形成分総量が水溶液の６ｗｔ％、５ｗｔ％、４ｗｔ％、３ｗｔ％、２ｗｔ％、１ｗｔ％並びに水溶液のｐＨが６．５、７．０、８．０、８．５となるように蒸留水に混合して水溶液を作製した。
【００２０】
散水用トラフへの酸化チタン水溶液の塗布方法は、原則としてスプレーコーティングにて実施し、乾燥は常温にて実施した。また、膜厚みは１μｍ〜１０μｍの種々厚みとなるよう塗装を行った。
【００２１】
得られ多種性状の光触媒反応被膜は、いずれも６か月以上に亘って光触媒効果が持続したが、膜の耐久性において差異が生じた。すなわち、塗膜の剥離試験で、固形成分総量が水溶液の６ｗｔ％の場合、水溶液のｐＨが６．５、８．５の場合は、いずれも容易に剥離するため、大量の海水を流下させるトラフでは長期間の耐久性が得られないことが分かった。
【００２２】
上記以外、すなわち固形成分総量が水溶液の５ｗｔ％以下、水溶液のｐＨが７．０〜８．０の場合は、いずれの膜厚みの被膜も膜密着強度が高く、海水を流下させる状況下で１年以上の耐久性が得られた。
【００２３】
固形成分総量は、水溶液の５ｗｔ％以下で４ｗｔ％、３ｗｔ％と固形分が少ない方が順次膜密着強度が高くなり、２ｗｔ％以下の被膜の膜密着強度が特に高くなることが判明し、また、膜厚みも５μｍ以下のより薄い方が同様に膜密着強度が高くなることが分かった。これらの膜密着強度が高い光触媒反応被膜は、いずれも２年以上に亘って光触媒効果が持続し、トラフ内に汚れや海生生物が付着、生成することをほぼ完全防止できること確認した。
【００２４】
【発明の効果】
この発明による光触媒反応被膜を有する散水用トラフは、トラフ内に汚れや海生生物が付着、生成することをほぼ完全防止できるため、オープンラック型熱交換器において、従来不可避であった作業者による清掃を不要にでき、また、清掃に付随する足場の組立てや人力作業等の安全性の確保に伴う熱交換器の運転の停止をすることなく、長期間の連続運転を実現できる。さらに、この発明による光触媒反応被膜は、散水用トラフのみならず、熱交換パネルの各チューブにも成膜でき、同様の効果を得ることができる。