CN106573812B - 阻垢剂、使用其的阻垢设备及阻垢系统 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种阻垢剂，其具备由多个含有聚磷酸盐的颗粒构成的粒状体，粒状体的粒径分布为非对称，频数最大的粒径小于该粒状体的平均的粒径。由此，在流过阻垢剂的处理水的流量低时，可以降低溶解于处理水的浓度。因此，不会无用地消耗阻垢剂，可以将阻垢剂的寿命长期化。而且，可以降低阻垢剂的更换或补充等保养的频率或维持成本。

Description

阻垢剂、使用其的阻垢设备及阻垢系统
技术领域
本发明涉及一种用于防止水关联设备中的水垢的产生的阻垢剂。
背景技术
作为该种阻垢剂，已知有由含有多个聚磷酸盐的粒状体构成的聚磷酸系阻垢剂(例如专利文献1或2)。专利文献1或2的目的在于，通过将与聚磷酸盐共存的成分进一步混合而提高防止水垢的产生的效果的持续性。
例如，专利文献1中记载的技术中，将膦酸、次膦酸、聚羧酸等进行混合。另外，专利文献2中记载的技术中，一般而言，在用于聚磷酸系阻垢剂的碱金属氧化物中混合氧化铝、二氧化硅。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平6-178999号公报
专利文献2:日本特开2001-340893号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，所述现有的阻垢剂中，将与聚磷酸盐共存的成分进行混合，为了调整其组成，成本升高。因此，存在如下问题：相对于一般的聚磷酸盐，在制造成本方面变得不利。
本发明是解决上述课题的发明，其目的在于，提供一种可以通过简单的方法长期地维持防止水垢的产生的效果的阻垢剂。
用于解决课题的技术方案
为了解决所述现有的课题，本发明的阻垢剂具备由多个含有聚磷酸盐的颗粒构成的粒状体，粒状体的粒径分布为非对称，频数最大的粒径小于粒状体的平均的粒径。
发明效果
由此，可以抑制阻垢剂的无用的消耗，可以谋求寿命的长期化。而且，使用其的阻垢设备中，可以降低阻垢剂的更换或补充等保养的频率或维持成本。
附图说明
图1是实施方式1中的阻垢剂A的粒径分布图。
图2是作为比较例的阻垢剂B的粒径分布图。
图3是作为比较例的阻垢剂C的粒径分布图。
图4是表示各阻垢剂的相对于流量的处理水浓度的特性图。
图5是实施方式1中的阻垢用匣的立体图。
图6是流量低时流过各阻垢剂的水的流动的示意图。
图7是流量高时流过各阻垢剂的水的流动的示意图。
图8是表示各阻垢剂的相对于累积处理水量的处理水浓度的特性图。
图9是作为实施方式2中的阻垢系统的咖啡机的概略构成图。
图10是作为实施方式3中的阻垢系统的供热水器的概略构成图。
具体实施方式
第一发明为一种阻垢剂，其具备由多个含有聚磷酸盐的颗粒构成的粒状体，上述粒状体的粒径分布为非对称、频数最大的粒径为小于该粒状体的平均的粒径。
由此，在流过阻垢剂的处理水的流量低时，处理水集中流过在颗粒之间形成的比较大的空间，从周边与该主流汇合的汇合水成为微小的量。因此，在流量低时，可以降低阻垢剂溶解于处理水的浓度。由此，确保为了防止水垢的产生而需要的浓度，并且不会无用地消耗阻垢剂。因此，可以将阻垢剂的寿命长期化。另外，可以降低阻垢剂的更换或补充等保养的频率或维持成本。
第二发明特别是在第一发明的基础上，具备第一粒状体和粒度小于上述第一粒状体的粒度的第二粒状体，上述第二粒状体的质量大于上述第一粒状体的质量。
由此，粒状体在粒径分布上具有多个极大，极大中的频数最大的极大的粒径小于平均的粒径。因此，在流量低时可以降低阻垢剂溶解于处理水的浓度，阻垢剂不会被无用地消耗。
第三发明特别是在第一或第二发明的基础上，聚磷酸盐中含有磷酸单元和碱土金属，上述碱土相对于上述磷酸单元的磷的摩尔比为0.45以下。
由此，由于交联的磷酸单元的大小增大，因此，阻垢剂从表面的扩散变慢。因此，处理水的通水停止时的溶解量降低。因此，避免阻垢剂的不需要的溶解，可以实现长寿命化。
第四发明为一种阻垢设备，其具备填充有第一～三发明中任一发明的阻垢剂的容器。
由此，既确保为了防止水垢的产生而需要的浓度，也不会无用地消耗阻垢剂。因此，可以将设备的寿命长期化。另外，可以降低阻垢剂的更换或补充或设备自身的更换等保养的频率或维持成本。
第五发明为一种阻垢系统，其具备第四发明的阻垢设备。
由此，可以将设备的寿命长期化。另外，可以降低阻垢剂的更换或补充或设备自身的更换等保养的频率或维持成本。因此，作为该阻垢系统的各种水关联设备中，可以长期地防止水垢形成，设备的寿命延长，可以降低清洁等维持成本。
以下，对本发明的实施方式，一边参照附图，一边进行说明。予以说明，本发明并不受该实施方式限定。
(实施方式1)
首先，对本实施方式中所使用的术语的定义进行叙述。
(术语定义)
首先，关于阻垢剂，对其定义进行叙述。一般而言，阻垢剂大致分为两种。
其一，如钙、镁等那样，通过将形成成为碳酸盐等水垢的难溶性的盐的金属作为螯合物取入，避免水垢形成，或者使已经形成的水垢溶解。该种阻垢剂中，为了形成螯合物，需要相当于金属的浓度的高的药剂浓度。
另一个，在形成由碳酸钙等构成的水垢时，通过使阻垢剂吸附在碳酸钙的结晶成长点上，由此防止并抑制碳酸钙的成长。该阻垢剂中，只要有对应于活性点的药剂浓度就足够，因此，得到以非常低的浓度实质上防止并抑制水垢形成的效果。
本实施方式的阻垢剂对应于后者。另外，本实施方式的阻垢剂特别是如后述那样含有聚磷酸盐。
另外，本说明书中，防止不一定是指完全避免水垢的形成，也包含实质上防止水垢的形成的意思。另外，防止也当然包含抑制水垢的形成成长。
本实施方式的阻垢剂由聚磷酸盐构成，使上述聚磷酸盐具有的磷酸离子溶解于处理水中。由此，实质上防止或抑制基于处理水中的钙、镁成分的水垢的生成。该阻垢剂由中，为了静电地抵消上述磷酸离子的负电荷，因此包含碱金属等具有正电荷的金属离子。
具体而言，该阻垢剂为含有多个磷酸离子的聚磷酸盐，该聚磷酸盐由包含上述的磷酸离子和金属离子的必须成分构成。
第一必须成分为原磷酸形式地缩聚的各种磷酸离子，有时含有原磷酸离子。将这些磷酸离子称为磷酸单元。即，上述磷酸单元为不含有磷酸化合物的金属离子或氢离子的磷酸骨架部，上述骨架是指构成的离子。
例如，对应于作为磷酸化合物的Na3PO4(磷酸三钠)的磷酸单元为原磷酸离子PO4 3-。另外，作为聚合度2的磷酸单元，为原磷酸二分子缩合成的焦磷酸离子P2O7 4-。
进而，第二必须成分为钠、钾等碱金属、钙、镁等碱土金属中的至少1种。予以说明，作为微量成分，有时含有硅、铝等。
一般而言，该阻垢剂由上述多个磷酸单元和上述金属的盐的集合体构成。例如，由原磷酸单元及原磷酸缩聚成的聚合度2以上的多个磷酸单元和上述金属的盐的集合体构成。
另外，阻垢剂主要为非晶质，优选成分的偏在少。但是，部分的结晶层的存在没有问题。另外，就阻垢剂的形状而言，在进行了成型的情况下，为球形、类球形、立方体、长方体等，在进行粉碎而形成的情况下，成为具有多个面的不定型的多面体。
接着，对该阻垢剂的制造工序中所使用的术语进行说明。
首先，对该阻垢剂的制造方法简单地进行说明。该阻垢剂可以通过将熔融的原材料混合物用冷却板进行骤冷而得到非晶质的固体、进一步根据需要用粉碎机进行粉碎之后、用“筛子”分级来制造。
原料混合物为在阻垢剂制造时所使用的原料的混合物，主要为含有对应于作为阻垢材料的磷酸盐的磷酸单元的化合物和碱金属化合物等金属化合物的混合物。
作为含有上述磷酸单元的化合物，除作为原料的磷酸盐之外，有时可使用不形成盐的磷酸、缩合磷酸。
含有上述磷酸单元的化合物为显现阻垢的效果的磷酸离子的供给源。作为一种形态的磷酸盐，例如可使用各种磷酸钠(磷酸二氢钠、磷酸氢二钠等)、各种磷酸钾(磷酸二氢钾、磷酸氢二钾等)、各种磷酸镁(磷酸二氢镁、磷酸一氢镁等)、各种磷酸钙盐(磷酸二氢钙、磷酸一氢钙等)。另外，作为不形成第二形态的盐的磷酸，可使用原磷酸、焦磷酸等。
上述金属化合物为相对于阻垢材料的碱金属等金属离子的供给源。作为金属化合物，具体而言，有：碱金属氧化物、碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱土金属氧化物、碱土金属氢氧化物、碱土金属碳酸盐等。另外，上述的各种磷酸盐为磷酸离子的供给源，同时为金属离子的供给源。
以下的具体的制造方法中，使用磷酸二氢钠作为磷酸单元的磷酸离子的供给源及钠离子的供给源，使用磷酸一氢钙作为钙离子的供给源，使用氧化镁作为镁离子的供给源。特别优选将钠、钙、镁以磷基准的摩尔比计分别为在0.80-1.30、0.09-0.27、0.005-0.25的范围内含有磷酸二氢钠、磷酸一氢钙、氧化镁。进一步优选在0.85-1.05、0.10-0.21、0.11-0.21的范围内含有。
在将上述原料混合物进行熔融时使用坩埚。坩埚的材质除了是氧化铝、氧化镁、氧化锆等无机氧化物以外，也可以是铂等贵金属。
另外，也可以使用加热炉。加热炉收容上述坩埚，使原料混合物熔融。但是，在原料混合物的量多的情况下，有时不使用坩埚，而直接将原料混合物投入于由加热炉内的耐火砖等形成的槽而使其熔融。
作为加热炉的加热方式，有电热式的加热方式和燃料燃烧式的加热方式，从成本的观点出发，考虑电费、燃料费而适用任一种。另外，需要控制精密的温度的情况下，优选使用电热式。
使上述原料混合物熔融，将进行反应的熔融物排出至坩埚或加热炉的外部进行骤冷。在熔融使用坩埚时，从坩埚中用勺舀出等而排出。另外，有时通过打开设置于坩埚的栓而使熔融物流出至外部。另外，在不使用坩埚而直接将原料混合物投入于加热炉内的槽并使其熔融的情况下，可以设为通过将上述槽熔融而自动地流出至外部的结构。在打开上述的栓的情况或自动地流出至外部的情况下，不需要用勺等舀出，因此，人的操作轻松，可以抑制人工费，因此优选。
冷却板通过与上述熔融物接触而进行骤冷并使其固化，形成非晶质的阻垢材料。熔融物通过与冷却板接触而在冷却板上以板状扩展并骤冷，进行固化。此时，冷却板不为板状而成为具有凹部的模具的情况下，通过将熔融物流入于模具，也可以将阻垢材料成型为一定的大小或形状。
冷却板需要为与熔融物的接触而不会熔融的材质。熔融通常在1000℃以下进行，因此，在冷却板中可使用熔点高于1000℃的金属、例如陶瓷等。或者，在冷却板中可使用铁、不锈钢、氧化铝、氧化铝和二氧化硅的混合物等。另外，根据需要，有时将冷却板利用液体、气体进行冷却。
粉碎机将上述的固化的非晶质的阻垢材料粉碎并制成阻垢剂颗粒。作为粉碎机，有：球磨机、珠磨机、胶体磨、精浆机、盘式磨粉机、轮碾机、制粉磨机、锤磨机、切割磨机、乳钵、颗粒研磨机、VSI磨机、维利氏磨机、水车(粉碎机)、辊磨机、喷射磨等，根据需要的粒径可使用适当的粉碎机。予以说明，阻垢剂颗粒为含有本发明的聚磷酸盐的颗粒。
另外，在冷却时，如上所述成型为一定的大小或形状的情况下，有时不进行粉碎。在该情况下，成型为一定的大小或形状的阻垢材料为含有本发明的聚磷酸盐的颗粒。
分级机将上述阻垢剂颗粒进行分级。作为分级机，有利用了振动或搅拌、超声波的筛子分级机，利用了风的风力分级机等，根据需要的粒径，可使用适当的分级机。
(具体的制造法)
接着，对具体的阻垢剂的制造方法进行叙述。这些方法为本发明的阻垢剂的制造法的一例，并不限定于这些制造方法。
将坩埚设置于加热炉，从室温经约2天加热至800℃，原封不动保持30分钟左右。
接着，向上述坩埚中投入原料混合物。原料混合物是将磷酸二氢钠、磷酸一氢钙、氧化镁分别以将钠、钙、镁设为磷基准的摩尔比计为0.89：0.18：0.11的方式进行混合而成的物质。予以说明，在由该原料混合物得到的阻垢剂中可以含有不可避免的微少杂质。另外，即使将钠、钙、镁以磷基准的摩尔比设为0.80-1.30、0.09-0.27、0.005-0.25的范围，对流量和处理水浓度、或累积处理水量和处理水浓度的特性给予的粒径分布的影响也同样。
确认上述原料混合物熔融之后，从加热炉中的坩埚中用勺舀出熔融物，倒在进行了水冷的铁制的冷却板上进行骤冷。由此得到的板状的透明的固体因急剧的冷却导致的变形而开裂，成为数cm～10cm左右的片。
接着，将上述片使用作为粉碎机的切割磨进行粉碎。作为粉碎条件，将切割机的转速设为1000rpm，将使经过粉碎的物质通过的丝网的内切圆的直径设为10mm。
将通过粉碎而得到的粒状体利用振动筛子分级机分级为规定的粒径。
利用X射线衍射评价分级后的阻垢剂颗粒，确认得到的阻垢剂颗粒为非晶质。予以说明，该评价中，用粉末进行测定。
就得到的阻垢剂颗粒的组成而言，通过用ICP发射光谱分析法评价分级后的阻垢剂颗粒而确认以摩尔比计为P：Na：Ca：Mg＝1：0.89：0.18：0.11。予以说明，该评价中，对用硝酸溶解阻垢剂颗粒之后的溶液进行分析。
将分级的阻垢剂颗粒进行混合，调制为粒径分布不同的3种阻垢剂。粒径分布的调整通过对在粉碎后进行分级而回收为各粒度范围的阻垢剂颗粒、从各粒度范围分别取出规定量并进行混合而进行。
阻垢剂A为本实施方式的阻垢剂，阻垢剂B及阻垢剂C为比较例。
阻垢剂A为组合有2种粒度不同的粒状体的物质。具体而言，为将由平均粒径3.5mm的球状的颗粒构成的粒状体和由平均粒径6.5mm的球状的颗粒构成的粒状体混合成的物质，以混合后的平均粒径成为4mm的方式进行调制。予以说明，粒度是表示粒状体的颗粒的分布状态的程度，一般而言，用颗粒的平均粒径表示。
图1表示阻垢剂A的粒径分布。如图1所示，阻垢剂A的粒径分布为非对称，粒径分布的峰值位于相对于平均粒径为小的粒径侧。予以说明，“粒径分布的峰值”是指在粒径分布图中频数最大的等级。
另外，阻垢剂A在粒径分布中具有多个极大，极大中的频数最大的极大的粒径小于粒状体的平均的粒径。予以说明，本发明中的“极大中的频数最大的极大的粒径”是指在粒径分布图中频数最大的等级。
即，阻垢剂A在混合后的粒径分布中，频数最大的极大的粒径为3.5mm，小于混合后的平均粒径4mm。
另外，换句话说，阻垢剂A是以使由平均粒径3.5mm的球状的颗粒构成的粒状体(粒度3.5mm的粒状体)的质量大于由平均粒径6.5mm的球状的颗粒构成的粒状体(粒度6.5mm的粒状体)的质量的方式混合成的物质。
阻垢剂B是由平均粒径4mm的球状的颗粒构成的颗粒体。图2表示阻垢剂B的粒径分布。阻垢剂B为通过将原料混合物倒入模具而进行成形的物质。因此，粒径一致，粒径分布大致为对称。
阻垢剂C为组合有2种粒度不同的粒状体的物质。具体而言，是将由平均粒径2.5mm的球状的颗粒构成的粒状体和由平均粒度5mm的球状的颗粒构成的粒状体混合成的物质，并将混合后的平均粒径调整成为4mm的方式进行。
图3表示阻垢剂C的粒径分布。如图3所示，阻垢剂C的粒径分布为非对称，粒径分布的峰值位于大于平均粒径的粒径侧。即，阻垢剂C在混合后的粒径分布中频数最大的极大的粒径为5mm，大于混合后的平均粒径4mm。
(评价方法)
将如以上那样调制的粒径分布的不同的3种阻垢剂的相对于各自的粒径分布、体积密度、处理水浓度的处理水流量的依赖性、对处理水浓度的累积处理水量的依赖性进行了评价。
粒径分布的测定通过对拍摄有阻垢剂的图像使用图像分析式粒径分布测定软件而进行。测定中，对图像中的各颗粒，可得到长径、短径、周长、投影面积、圆形度系数、长宽比等数值数据。在本实施方式中，将换算为相当于颗粒的投影面积的圆的直径的Heywood径作为粒径。另外，将Heywood径的个数平均作为平均粒径。
另外，关于用于分析的图像，由光学显微镜、电子显微镜、数码照相机等直接取得即可。
对具体的粒径分布的测定步骤进行叙述。首先，取出阻垢剂的总量，以各颗粒不重叠的方式进行图像拍摄。对该图像实施粒度分析。由分析结果可得到图1～图3的粒径分布图。粒径分布图为所谓的表示粒径的个数分布的概念图，横轴为每等级设定的粒径，纵轴为频数(频率)。在此，图1～图3中的等级的宽度设定为0.1mm以下。
阻垢剂的体积密度利用疏填充体积密度测定器进行测定。就体积密度而言，阻垢剂A为1.358g/cm3，阻垢剂B为1.300g/cm3，阻垢剂C为1.318g/cm3。
另外，阻垢剂的真密度利用气相置换法(定容积膨胀法)进行测定。而且，由相对于真密度的体积密度的比率算出阻垢剂的填充率。就填充率而言，阻垢剂A为0.522，阻垢剂B为0.500，阻垢剂C为0.507。就填充率而言，阻垢剂A最高，阻垢剂B最低。
接着，对阻垢剂相对于流量的处理水浓度的特性进行叙述。图4为表示各阻垢剂的相对于流量的处理水浓度的特性图。以下，对测定该特性的测定方法进行叙述。
首先，在图5所示的丙烯酸树脂制的圆柱体11的容器中填充阻垢剂，将圆柱体11的两端用具有通水用的孔12、13的平板14、15堵塞，形成阻垢用匣16。在对圆柱体11填充阻垢剂时，通过目视确认在圆柱体11内部没有阻垢剂的大小、量等偏差。阻垢剂的填充量设为60g。予以说明，作为圆柱体11的材质，为了可以确认内部的方式使用了作为透明的材料的丙烯酸树脂，但只要具有相对于使用的水压的强度和耐水性，则当然也可以使用其它树脂或金属。
另外，关于阻垢用匣16的形状、构成，只要是填充有阻垢剂、且有水流动的结构，并不特别受制约。
使用分别填充有阻垢剂A、阻垢剂B及阻垢剂C的阻垢用匣16进行评价。
从阻垢用匣16的一端的孔12注入处理水，使用ICP发射光谱分析装置测定从另一端孔13中出来的处理水的磷元素成分。
处理水是以IEC(国际电气标准会议)的标准60734所以规定的标准高硬水(全硬度350ppm)。予以说明，处理水既可以为同规格60734中规定的标准硬水(全硬度250ppm)或标准中硬水(全硬度150ppm)，也可以选定其它水质。即使使用任一种水，在给予结果的影响方面也没有大的差异。
对阻垢用匣16的通水使用调整为水温为20℃的处理水、以5水准的流量进行。最低的流量(L1)为0.05L/min。以各水准的流量通水30分钟之后，取样从阻垢用匣16的孔13中出来的处理水。而且，用ICP发射光谱分析装置分析取样的处理水。
予以说明，处理水的水温不限于20℃，可以设为设想有实际使用条件的任意的温度。
图4表示结果。纵轴的处理水浓度为磷元素的浓度。图4中，黑方块为阻垢剂A的结果，白圆为阻垢剂B的结果，白三角为阻垢剂C的结果。如图4所示的特性图那样，对阻垢用匣16的通水的流量高时，阻垢剂A～C的任一种阻垢剂均为大致同等的处理水浓度。
与此相对，对阻垢用匣16的通水的流量低时，就处理浓度而言，填充率最高的阻垢剂A最低，填充率最低的阻垢剂B最高。
对阻垢剂的填充率和处理水浓度的关系，使用图6的示意图进行说明。图6(A)～(C)分别为阻垢剂A～C的示意图。
对阻垢用匣16的通水的流量低的情况下，大部分的处理水如用沿图6中的大致上下方向伸展的箭头表示那样流动。即，在形成于颗粒间的间隙中的比较的大的间隙中，形成集中流动的主流。对于该主流，以用在图6中的大致左右方向伸展的箭头表示的方式，从周边汇合进少许的处理水(汇合水)。之后，主流和汇合水从阻垢用匣16的下侧的孔13被排出。
如阻垢剂A那样填充率高的情况(参照图6(A))下，与如阻垢剂B及阻垢剂C那样填充率低的情况(参照图6(B)、(C))相比，相对于主流的汇合水的比例变小。因此，如阻垢剂A那样填充率高的情况下，溶解于汇合水的阻垢剂的量降低。其结果，如图4所示，在流量低的区域，从孔13所排出的处理水的处理水浓度变小。
另一方面，在对阻垢用匣16的通水的流量高的情况下，处理水如在图7中沿大致上下方向伸展的箭头所示那样流动。即，处理水在形成于颗粒间的全体间隙中流动。因此，从孔13中所排出的处理水的处理水浓度与阻垢剂的表面积成比例。由于各阻垢剂A～C的平均粒径同等，因此，在流量高的区域，处理水浓度称为大致同等。
下面，对相对于累积处理水量的处理水浓度的特性进行说明。累积处理水量为从处理水的通水开始至经过规定时间时的处理水的累积量。图8为表示各阻垢剂的相对于累积处理水量的处理水浓度的特性图。图8使用用于得到图4的结果的测定的阻垢用匣16进行测定。
另外，处理水的水质及水温、处理水的磷元素成分的分析也通过与得到图4的结果的测定同样的测定条件、测定方法进行。
流量设定为L1，是在得到图4的结果的测定中的最低的流量。在阻垢用匣16中，将处理水以流量L1连续地进行通水，通水中，每规定时间后，从阻垢用匣16的孔13对排出的处理水进行取样，进行磷元素成分的分析。
图8表示结果。图8中，黑方块为阻垢剂A的结果，白圆为阻垢剂B的结果，白三角为阻垢剂C的结果。
如图8所示，阻垢剂A～C均随着累积处理水量变多，处理水浓度逐渐降低。这是因为，随着累积处理水量变多，溶解的阻垢剂的残量变少。
处理水浓度成为必要浓度以下时，该阻垢用匣16的寿命穷尽。阻垢用匣16的寿命穷尽时，需要与新的阻垢用匣16进行更换。或者，需要向使用中的阻垢用匣16补充新的阻垢剂。
在此，必要浓度是为了确保防止规定的水垢的产生的效果所需要的浓度，根据处理水的全硬度或对象的设备·器具的运转条件而适当设定。
在图8中用箭头表示成为各阻垢剂的寿命的累积处理水量。图8中，将阻垢剂A～C进行比较时，填充率越大的阻垢剂寿命越长，阻垢剂A的寿命最长。
图8为流量低的流量L1时的结果。因此，填充率最大的阻垢剂A，处理水浓度最小。由此，阻垢剂A的被消耗的速度最小，处理水浓度的减少率也最低。因此，成为必要浓度以下的时期晚于阻垢剂B及C，寿命最长。
另外，在流过阻垢剂的处理水的流量、即从阻垢设备中流出的处理水的流量低的情况下，将阻垢剂A填充于任意的容器的阻垢设备可以降低处理水浓度。由此，不会无用地消耗阻垢剂。因此，可以谋求阻垢剂及阻垢设备的寿命的长期化。
另外，根据图4的结果，就阻垢剂A、或使用有其的阻垢设备而言，在0.1L/min左右以下的区域，产生有降低处理水浓度的效果。另外，根据图8的结果，在0.05L/min产生有长寿命化的效果。这样，阻垢剂A、或使用有其的阻垢设备的效果在流量低的区域效果变得显著，但该流量区域并不限定于上述的0.05～0.1L/min左右的低的流量区域。
例如，产生长寿命化的效果的流量区域依赖于使用的阻垢剂的溶解性。因此，如果阻垢剂的溶解性高，则可得到效果的流量区域扩展至高的流量区域。其认为是因为，阻垢剂溶解于处理水的溶解成分存在于阻垢剂的颗粒的间隔，但越是溶解性高、溶解成分的浓度越高时，如果不成为高的流量，则溶解成分不会流出。
另外，本实施方式的阻垢剂为粒状体，使用将聚磷酸盐片进行了粉碎的颗粒。此外，将板状的片、板粉碎并成型为一定厚度的异形的板状的片、大概球状、大概长方体等的物质也包含在构成本发明的阻垢剂的粒状体中。即，只要对于全部颗粒的粒径分布为非对称的、粒径分布的峰值位于小于平均粒径的粒径侧的，都可以用作本发明的阻垢剂。或者，在对全部的颗粒的粒径分布上具有多个极大，如果极大中的频数最大的极大的粒径小于平均粒径，则可以用作本发明的阻垢剂。
另外，在构成阻垢剂颗粒的元素的组成中，相对于磷的碱土金属的摩尔比升高时，上述的效果也变得更大。
其根据以下的理由。碱土金属将两个磷酸单元交联。而且，碱土金属的比例高时，该交联增加，形成交联的非常大的磷酸单元。
在溶解时，碱土金属部几乎不会解离，碱金属部发生解离。通过碱金属部的解离，该交联的巨大的磷酸单元从阻垢剂颗粒的表面开始脱离。此时，由于其尺寸大，因此，来自阻垢剂颗粒的表面的扩散变得非常缓慢。因此，如图6那样处理水的流量低的情况下，从周边扩散而流入主流的溶解成分的量减少。其结果，处理水浓度更大地减少。
因此，碱土金属相对于磷的摩尔比升高时，阻垢剂被消耗的速度变慢，处理水浓度的减少率也变低。由此，阻垢剂的寿命变长。根据以上的理由，碱土金属相对于磷的比例(摩尔比)优选为0.22以上。
优选的具体的组成是，碱土金属相对于磷的比例(摩尔比)为0.22～0.45的范围。另外，碱金属相对于磷的比例(摩尔比)为0.8～1.2的范围。
碱土金属相对于磷的比例(摩尔比)超过0.45时，有时难以得到均匀的玻璃。在该情况下，在不均匀的部分、即碱土金属少的部分，交联的程度降低，容易形成尺寸小的磷酸单元。因此，碱土金属相对于磷的比例(摩尔比)优选为0.45以下。据此，特别是在处理水的通水停止时，可以降低阻垢剂溶解于处理水的量。因此，阻垢剂不会无用地被消耗。
在构成阻垢剂颗粒的元素的组成中，碱金属的比例变低时，碱土金属的比例相对地升高。如上所述，不优选碱土金属的比例过高。因此，碱金属相对于磷的比例(摩尔比)优选为0.8以上。
另外，碱金属的比例升高时，碱土金属的比例相对地变低。碱土金属的比例变低时，在交联的磷酸单元中，碱金属进行解离的场所增加。由此，对阻垢剂的对于水的溶解变得更容易。对水的过度的溶解会无用地消耗阻垢剂，是为不优选。因此，碱金属相对于磷的比例(摩尔比)优选为1.2以下。
进而，更优选碱土金属相对于磷的比例(摩尔比)为0.33～0.42、碱金属相对于磷的比例为0.8～1.05的范围的物质。这是因为，通过碱土金属增加，交联增加，同时碱金属减少，磷酸单元内的聚合度提高，交联的磷酸单元的尺寸进一步变大。
另外，通过将碱土金属的比例(摩尔比)的上限设为0.42，可以提高均匀的玻璃的成品率。
另外，通过将碱金属相对于磷的比例(摩尔比)设为0.8～1.05，避免过量的溶解，通过使碱土金属的比例相对地增加，在处理水的通水停止时，可以避免阻垢剂不必要地溶解。
予以说明，作为上述碱土金属，从获得的容易性、安全性方面考虑，优选使用钙、镁。作为碱金属，从获得的容易性方面考虑，优选使用钾、钠，特别优选使用钠。
(实施方式2)
下面，对具备阻垢设备的阻垢系统进行说明。
阻垢系统为具备实施方式1中说明的阻垢设备的，防止水垢的形成的各种设备或装置。具体而言，适用于由于水垢的形成而妨碍使用的各种水关联设备，进一步具体而言，适用于供热水器、洗衣机、卫生间、锅炉、咖啡机、洗餐具机、洗衣机、卫生间等。
本实施方式的阻垢系统为咖啡机。使用图9对该咖啡机的概略构成进行说明。咖啡机具备：将水供给至烧水部31的供水部32、具有加热器33、且将热水供给至咖啡提取部34的烧水部31、以及放入咖啡豆粉或内置有咖啡豆粉的胶囊的咖啡提取部34。内置有实施方式1中说明的阻垢剂35的阻垢设备36设置于连接供水部32和烧水部31的供水路径37。
在从供水部32向烧水部31供水时，水通过阻垢设备36，由此阻垢设备36中的阻垢剂35溶解于水。而且，溶解有阻垢剂35的水供给至烧水部31。由此，即使在烧水部31加热器33将水进行加热，碳酸钙等也不析出。即，可得到防止形成水垢的效果。
本实施方式的咖啡机为浓缩咖啡用咖啡机，阻垢设备36中流动的水的流量约为0.07L/min。
本实施方式中，作为阻垢剂35，使用实施方式1中进行了说明的阻垢剂A。另外，作为比较例，使用阻垢剂B。
由此，与图4的结果同样地，使用有阻垢剂A的情况与使用有阻垢剂B的情况相比，初期浓度变低。另外，与图8的结果同样地，使用有阻垢剂A的情况与使用有阻垢剂B的情况相比，阻垢剂的磷元素的浓度的降低变慢，可以确保必要浓度的寿命变长。
由此，直到在烧水部31形成水垢而不能作为咖啡机使用的时间(寿命)也变长。
(实施方式3)
本实施方式的阻垢系统为供热水器。使用图10说明该供热水器的概略构成。
该供热水器具备：作为使水沸腾的加热装置的热泵单元55、和设有贮藏通过热泵单元55沸腾的热水的贮热水槽57的贮热水单元56。
热泵单元55具备冷冻循环回路。冷冻循环回路将压缩机51、供热水热交换器52、减压装置53、蒸发器54等通过配管连接而构成。
供热水器具备水回路。水回路具备：连接贮热水槽57的下部和供热水热交换器52的入水管路64、以及连接供热水热交换器52和贮热水槽57的上部的出热水管路65。在出热水管路65上设有检测被供热水热交换器52加热的热水温度的温度检测器66。
贮热水单元56具备：向贮热水槽57的下部供水的供水管58、用于从贮热水槽57的上部流出热水的供热水管路59、以及将在供热水管路59中流动的热水和来自供水管58的水混合的供热水混合阀60。通过用供热水混合阀60将热水和水进行混合，将规定的温度的热水经由供热水配管61从水龙头62流出。
贮热水单元56具备设置于入水管路64的循环泵63和阻垢设备68。
阻垢设备68具备填充有阻垢剂67的阻垢用匣16。阻垢设备68设置于将入水管路64的一部分旁路的旁通回路74。旁通回路74在连接部74A处从入水管路64进行分岔，在连接部74B处与入水管路64汇合。即，阻垢设备68与入水管路64并列地设置。
对如上所述的供热水器的运转、作用进行说明。
在贮热水槽57中贮藏热水时，利用热泵单元55将水加热。从压缩机51中吐出的高温高压的致冷剂流入供热水热交换器52，与从贮热水槽57的下部输送来的水进行热交换，用减压装置53进行减压，在蒸发器54吸热后，气体化而返回到压缩机51。
贮热水槽57的下部的水通过循环泵63被输送至供热水热交换器52。从贮热水槽57的下部输送来的水的一部分在连接部74A处分流向具备阻垢设备68的旁通回路74。剩余的水向不具备阻垢设备68的入水管路64流动。
旁通回路74的流动的水流入于阻垢设备68，将阻垢剂67溶解。其后，在连接部74B处与入水管路64的流动的水汇合。之后，汇合的水流入供热水热交换器52，通过致冷剂而被加热。此时，通过水中所含的阻垢剂67，在供热水热交换器52中不会有碳酸钙等析出。即，可得到防止产生水垢的效果。其后，被供热水热交换器52加热的热水通过出热水管路65而被贮藏于贮热水槽57的上部。
本实施方式中，作为阻垢剂67，使用实施方式1中进行了说明的阻垢剂A。另外，作为比较例，使用阻垢剂B。另外，流过阻垢设备68的水为在分流前的入水管路64中流动的水的大约6％，平均的水的流量约为0.05L/min。
由此，与图4的结果同样地，使用有阻垢剂A的情况与使用有阻垢剂B的情况相比，初期浓度变低。另外，与图8的结果同样地，使用有阻垢剂A的情况与使用有阻垢剂B的情况相比，可以确保必要浓度的时间变长。
另外，通过将水进行分流而流过阻垢设备68中，容易调整阻垢设备的流动的水的流量。由此，容易调整为适当的阻垢剂的浓度。进而，通过进行分流，阻垢设备68内的流量变低，本发明的阻垢剂的特征变得显著，可以避免无用的溶解，有效地消耗阻垢剂。另外，这种分流的构成不限于供热水器，也可以适用于作为其它阻垢系统的各种水关联设备。
以上，本实施方式的阻垢剂作为粒状体调制为以其粒径分布为非对称、粒径分布的峰值位于小的侧的方式。或者，作为粒状体，调制为在其粒径分布中具有多个极大、极大中的频数最大的极大的粒径小于平均粒径的方式。
另外，通过使用将本实施方式的阻垢剂填充于任意的容器的阻垢设备，特别是在流过阻垢剂的处理水的流量低的情况下，可以将作为设备的寿命长期化。
由此，可以降低阻垢剂的更换、补充或者阻垢设备全体的更换等保养的频率或维持成本。而且，在作为适用有阻垢设备的阻垢系统的各种水关联设备中，通过长期间地防止水垢形成，可以实现设备的长寿命化和降低清洁等保养的频率和成本。
工业上的可利用性
如上所述，本发明的阻垢剂由于无用的消耗少，因此，可以长期地确保水关联设备具有阻垢所需要的浓度。因此，能够延长阻垢剂的寿命，能够降低其更换或补充等保养的频率或维持成本。
予以说明，能够发挥防止本发明的阻垢剂的防止产生水垢的效果的水关联设备不论是家庭用还是工业用。例如，作为家庭用，有供热水机或洗衣机或卫生间等，作为工业用，有锅炉或店铺用咖啡机或洗餐具机等。另外，也可以用于其它水关联设备。
特别是本发明的阻垢剂的特征之一为，相对于处理水的流量的浓度变化小。因此，在处理水进行通水的场所配置阻垢剂是有效的，适用于处理水进行通水的水关联设备时，其效果会很好地显现。
符号说明
11 圆柱体
12、13 孔
14、15 平板
16 阻垢用匣
31 烧水部
32 供水部
33 加热器
34 咖啡提取部
35 阻垢剂
36 阻垢设备
37 供水路径
51 压缩机
52 供热水热交换器
53 减压装置
54 蒸发器
55 热泵单元
56 贮热水单元
57 贮热水槽
58 供水管
59 供热水管路
60 供热水混合阀
61 供热水配管
62 水龙头
63 循环泵
64 入水管路
65 出热水管路
66 温度检测器
67 阻垢剂
68 阻垢设备
74 旁通回路
74A、74B 连接部

Claims (2)

1.一种阻垢剂，其具备由多个含有聚磷酸盐的颗粒构成的粒状体，所述粒状体的粒径的频数分布具有2个峰值，最大峰值的粒径小于最小峰值的粒径，
含有所述最大峰值的粒径的粒状体的总质量大于含有所述最小峰值的粒径的粒状体的总质量。
2.根据权利要求1所述的阻垢剂，其中，所述聚磷酸盐含有磷酸单元和碱土金属，所述碱土金属相对于所述磷酸单元的磷的摩尔比为0.45以下。
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