JP2011220472A

JP2011220472A - 配水用管体、並びにそれを用いたスケール堆積防止方法及びスケール除去方法

Info

Publication number: JP2011220472A
Application number: JP2010091595A
Authority: JP
Inventors: Teruhiro Kimura; 彰宏木村; Kazushige Matsui; 一重松井
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-04-12
Filing date: 2010-04-12
Publication date: 2011-11-04
Anticipated expiration: 2030-04-12
Also published as: JP5568359B2

Abstract

【課題】配管内のスケールの堆積を防止可能な配水用管体及びスケール堆積防止方法の提供。
【解決手段】外管１と、外管１の内壁面に形成されたスケール堆積防止層２とを備え、スケール堆積防止層２は膨張及び収縮可能な流路であって、該流路３における流体の流出入によって膨張及び収縮可能な流路３を含む配水用管体に関する。また、配管１の内壁に、膨張及び収縮可能な流路３を含むスケール堆積防止層２を形成し、流路３内に流体を供給するか及び／又は流路３から流体を排出することにより流路３を膨張及び／又は収縮させることによって、配管１へのスケールの堆積を防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、配水用管体、並びにそれを用いたスケール堆積防止方法及びスケール除去方法に関する。

各種プラント設備やビル内部の水管等といった配管は、使用する過程においてその内壁にスケールが付着する。配管内にスケールが付着した様子を図６に示す。図６において、６１が配管、６５が配管の内壁に付着したスケールを示す。

スケールが付着すると、配管内における水の流通が滞る等の問題が生じることから、配管の内壁に付着したスケールを除去するために従来から様々な方法が用いられている。例えば、塩酸等を含む薬品を用いる方法や、配管内に流れる流体に電磁波を照射して磁界を発生させる方法、スプレーガンを用いた方法等がある。その他の除去方法としては、例えば、内部に脈動を生じさせ、かつ、気泡を混入させた流体にシュウ酸を混合させた洗浄液を用いて配管内のスケールを除去する方法がある（例えば、特許文献１）。

一方、スケールが内壁に固着した場合、固着スケールを除去するにあたっては多大な労力と時間とを要する。このため、予めスケールの堆積を防止することも検討されている。スケールの堆積を防止方法としては、例えば、配管内に流れる流体に電磁波を照射することが提案されている。

特開２０００−２１８２４９号公報

しかしながら、従来の方法では、スケール堆積に伴う配管のメンテナンスやそれを除去するために多大な手間とコストを要する。このため、配管内においてスケールの堆積を防止又は除去可能な新たな方法が求められている。そこで、本発明は配管内のスケールの堆積を防止又は除去可能な配水用管体及びその方法を提供する。

本発明は、外管と、前記外管の内壁面に形成されたスケール堆積防止層とを備え、前記スケール堆積防止層は、膨張及び収縮可能な流路であって、該流路における流体の流出入によって膨張及び収縮可能な流路を含む配水用管体に関する。

本発明は、その他の態様として、配管内におけるスケール堆積を防止する方法であって、配管の内壁に膨張及び収縮可能な流路を含むスケール堆積防止層を形成すること、及び、前記流路内への流体の供給及び流路からの流体の排出の少なくとも一方を行うことにより前記流路を膨張及び／又は収縮させることを含むスケール堆積防止方法に関する。

本発明は、さらにその他の態様として、配管内に堆積したスケールを除去する方法であって、配管の内壁に形成されたスケール堆積防止層の流路を膨張及び／又は収縮させることを含むスケール除去方法に関する。

本発明によれば、配管内のスケールの堆積を防止することが可能となる。また、本発明によれば、配管内の堆積したスケールを容易に除去することが可能となる

図１は、本発明の配水用管体の構成の一例を示す概略図である。図２は、本発明によるスケールの除去方法の一例を示す概略図である。図３Ａは、本発明の配水用管体の構成のその他の例を示す概略図であって、図３Ｂは図３ＡにおけるＩ−Ｉ’断面から見た配水用管体の構成を示す概略図である。図４は、本発明によるスケールを除去する方法のその他の例を示す概略図である。図５Ａは、本発明の配水用管体の構成のさらにその他の例を示す概略図である。図５Ｂは、本発明の配水用管体の構成のさらにその他の例を示す概略図である。図６は、従来の配管におけるスケールの堆積の一例を示す概略図である。

本発明は、配水用管体の内壁に形成されたスケール堆積防止層の流路を膨張及び／又は収縮させて、例えば、配水用管体の内壁面を変形や変動させることによって、配水用管体内のスケールの堆積を抑制できる、という知見に基く。また、本発明は、配水用管体の内壁に形成されたスケール堆積防止層の流路を膨張及び／又は収縮させることによって、配水用管体内に堆積したスケールを除去できる、という知見に基く。

［配水用管体］
本発明は、外管と、外管の内壁面に形成されたスケール堆積防止層とを備える配水用管体であって、スケール堆積防止層は膨張及び収縮可能な流路であって、該流路における流体の流出入によって膨張及び収縮可能な流路を含む配水用管体に関する。本発明の配水用管体は、膨張及び収縮可能な流路を含むスケール堆積防止層を備えることから、例えば、配水用管体内へのスケールの堆積の防止及び又は堆積したスケールの除去を簡便に行うことができる。

本明細書において「配水用管体」とは、内部に工場排水、上水道水、下水道水等の水を含む液体を流通可能な管のことをいい、例えば、排水管、給水管、給湯管、冷媒管等が挙げられる。また、本発明の「配水用管体」は、スケール堆積防止層の内壁面、又は、スケール堆積防止層の内壁面と外管の内壁面とで囲まれた空間を、流体が流通可能な管のことをいう。配水用管体の用途は特に限定されないが、例えば、発電所、電力所、石油石化プラント及びその他のプラント設備等といったプラントの配管、ビル及び機械等に使用される各種配管又はチューブ等に使用できる。

本明細書において「スケール堆積防止層」は、配水用管体内にスケールが堆積することを抑制するためのものであって、膨張及び収縮可能な流路であって、該流路における流体の流出入によって膨張及び収縮可能な流路を含む。この流路の膨張及び／又は収縮により、スケールの堆積防止及び／又は堆積したスケールを除去することができる。「流路を流出入させる流体」としては、流体の流出入により流路を膨張及び収縮可能な流体であれば特に制限されず、例えば、空気、水、油等が挙げられる。

スケール堆積防止層の流路は、膨張及び収縮可能な膜を含むことが好ましい。膨張及び収縮可能な膜は、例えば、可撓性を有する材質で形成された膜であることが好ましい。可撓性を有する材質としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられ、中でも耐磨耗性の点からポリプロピレン樹脂が好ましい。

スケール堆積防止層の流路は、例えば、流路全体が膨張及び収縮可能な膜で囲まれた流路であってもよいし、膨張及び収縮可能な膜と外管の内壁面とによって形成された流路であってもよい。スケール堆積防止層における流路の数は特に制限されず、１本でもよいし、２以上の複数本であってもよく、例えば、配水用管体の形状、大きさ（孔径）等に応じて適宜決定できる。流路は、外管の周方向と略平行に形成されていてもよいし、該周方向と所定の角度を持つように形成されていてもよいし、外管の中心軸方向と略平行に形成されていてもよいし、該中心軸方向と所定の角度を持つように形成されていてもよい。また、流路が１本である場合、膨張及び収縮可能な膜と外管の内壁面全体とによって１つの流路が形成されていてもよい。

スケール堆積防止層は、配水用管体の内壁面全体に形成されていてもよいし、部分的に形成されていてもよい。また、外管の材質は特に制限されず、上記の排水管、給水管等に使用される公知の材質が使用でき、例えば、鋼管であってもよいし、塩化ビニル管等の樹脂で形成された管であってもよい。

［スケール堆積防止方法］
本発明は、その他の態様として、配管内におけるスケール堆積を防止する方法であって、配管の内壁に膨張及び収縮可能な流路を含むスケール堆積防止層を形成すること、前記流路内への流体の供給及び流路からの流体の排出の少なくとも一方を行うことにより前記流路を膨張及び／又は収縮させることを含むスケール堆積防止方法に関する。本発明のスケール堆積防止方法によれば、配管内壁に形成された流路を膨張及び／又は収縮させることにより、例えば、配管内でのスケールの堆積を簡便に防止することができる。

本発明のスケール堆積防止方法において、スケール堆積防止層は、配管の内壁全体に形成してもよいし、配管の内壁に部分的に形成してもよい。スケール堆積防止層が部分的に形成されているとは、配管（外管）の内壁面が部分的に露出させている場合をいい、例えば、スケール堆積防止層と配管の内壁面とが交互に現れるようにスケール堆積防止層が配管の内壁面にストライプ状に形成されている場合や、配管の一端側のみスケール堆積防止層が形成され他端側にはスケール堆積防止層が形成されていない場合等が挙げられる。

スケール堆積防止層において流路は、膨張及び収縮可能な膜を含むことが好ましい。膨張及び収縮可能な膜としては上記のものが使用できる。スケール堆積防止層は、例えば、膨張及び収縮可能な膜を配管の内壁に張り合わせること等により形成することできる。また、スケール堆積防止層の形成として、例えば、配管の少なくとも一部又は全部の管として、本発明の配水用管体を配管内に配置することにより行ってもよい。

スケール堆積防止層における流路内への流体の供給／流路からの流体の排出は、公知のポンプ等により行うことができる。流体の供給及び排出は、連続して行っても良いし、断続的に行ってもよいし、所定の間隔で定期的に行ってもよい。このように、スケール堆積防止層における流路に流体を流出入させて配管内の内壁の形状を変形させることによって、例えば、配管内にスケールが堆積することを抑制でき、また、スケールが堆積した場合であっても、初期の段階でスケールを除去することができる。流路内に供給する流体としては、上記のものが使用できる。

［スケール除去方法］
本発明は、さらにその他の態様として、配管内に堆積したスケールを除去する方法であって、配管の内壁に形成されたスケール堆積防止層の流路を膨張及び／又は収縮させることを含むスケール除去方法に関する。本発明のスケール除去方法としては、配管内壁に形成されたスケール堆積防止層の流路を膨張及び／又は収縮させて配管内の内壁の形状を変形させるため、例えば、配管内に堆積したスケールを簡便に除去することができる。

スケール堆積防止層の流路への流体の供給及び流路からの流体の排出は、公知のポンプ等により行うことができる。流体の供給及び排出は、スケールの堆積が確認された後に行ってもよいし、定期的に行ってもよい。流体の供給及び排出を定期的に行うことにより、堆積が初期の段階でスケールを除去できることから、より簡単にスケールを除去させることができる。流路内に供給する流体としては、上記のものが使用できる。

本発明のスケール除去方法は、特別な薬品を使用せず、また、除去作業を行うにあたり管内に別途特殊な器具を挿入する必要等がない。このため、本発明のスケール除去方法によれば、例えば、プラント等を停止することなく運転を継続した状態、つまり、配管内に水等が流通している状態でスケールの除去を行うことができる。また、本発明のスケール除去方法によれば、洗浄液及び洗浄液の注入設備が不要になるため、例えば、スケール除去に要するランニングコストを低減することができる。

以下、本発明について図面を用いて詳細に説明する。但し、以下の説明は一例に過ぎず、本発明はこれに限定されないことはいうまでもない。

（実施の形態１）
図１に、本発明の配水用管体の構成の一例を示す。図１に示すように、本実施の形態における配水用管体は、外管１と、外管１の内壁に形成されたスケール堆積防止層２と、流体供給口４とを含む。スケール堆積防止層２は、複数の流路３を含み、各流路３は外管１の中心軸方向と略平行となるように形成されている。流路３は流体供給口４と連通し、流体供給口４を通じて各流路３内に流体を供給可能である。図１では、流路３が等間隔に形成されているが、流路３の間隔はこれに限定されず、等間隔であってもよいし、不規則であってもよい。

図１、図２Ａ及びＢを用いて、本実施の形態における配水用管体を用いたスケール堆積防止方法／スケール除去方法の一例について説明する。該例では、流路３に供給する流体として空気を例にとり説明するが、本発明がこれに限定されないことはいうまでもない。また、図２Ａ及びＢにおいて、図１と同一箇所には同一の符号を付している。

図２Ａは、スケール堆積防止層２の内側にスケール５が堆積した状態の一例を示す。図２Ａに示すように、スケール５は配水用管体の内壁（図２Ａではスケール堆積防止層２の内壁）全体に付着・堆積し、その内側にできた空間６を排水等が流れる。また、配水用管体に堆積するスケール５は、通常、ペースト状である場合が多い。

まず、流体供給口４から流路３内に空気を供給する。流路３内への空気の供給により、図２Ｂに示すように、流路３が膨張し、スケール堆積防止層２の表面が変形する。この変形に伴いスケール堆積防止層２の表面に堆積したペースト状のスケール５が剥離し、落下する。このようにして、スケール５を除去することができる。

また、流路３から空気を排出させて流路３を収縮させたあと、再度、流路３に空気を供給することにより流路３をさらに膨張させてもよい。この流路３の膨張と収縮とを繰り返し行うことにより、より効率的にスケールを除去することができる。

空気の供給は、図１における２つの流体供給口４（矢印Ｘ₁及びＸ’₁の双方）から行ってもよいし、一方の流体供給口４を閉じた状態で他方の流体供給口４から行ってもよい。空気の排出も同様に、図１における２つの流体供給口４（矢印Ｘ₁及びＸ’₁の双方）から行ってもよいし、一方の流体供給口４を閉じた状態で他方の流体供給口４から行ってもよい。

また、複数の配水用管体が連結されている場合、隣接する配水用管体における流体供給口をバルブ等を備える管等によって連結し、バルブ等によって空気の流れを制御しながら順番に流体を供給してもよいし、各流体供給口のそれぞれをポンプと接続して複数の配水用管体の流路に同時に空気を供給してもよい。

流路３への空気の供給（必要に応じて排出）は、配管内に排水等の流体を流通させながら行うことが好ましい。これにより、スケール堆積防止層２の内壁からのスケール５がさらに剥離しやすくなり、また、剥離したスケール５を容易に排出／回収することができる。

上記のように、本発明の配水用管体によれば、流路３に空気を流出入させることによって、極めて簡便に、例えば、スケールを除去することもできるし、定期的に行うことによりスケールの堆積を防止することもできる。

上記例では、収縮させた状態の流路に空気を導入し膨張させることによってスケールを除去する場合を例にとり説明したが、これに限定されず、例えば、流路を予め膨張させた状態でプラント等の運転を行い、スケールを除去する際に流路から空気を排出させて流路を収縮させてスケールを除去してもよい。

本実施の形態では、流路３が外管１の中心軸方向と略平行となるように配置された形態を例にとり説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図５Ａ及びＢに示す形態であってもよい。具体的には、図５Ａに示すように、流路５３ａが、外管５１ａの周方向と略平行となるように配置されていてもよく、図５Ｂに示すように、流路５３ｂが、外管５１ｂの周方向に螺旋状に配置されていてもよい。なお、図５Ａ及びＢの形態では、流路５３ａ，ｂによってスケール堆積防止層が形成されている。

（実施の形態２）
本実施の形態では、配水用管体がＬ字型の構造の管（曲管）である場合を例にとり説明する。

図３Ａ及びＢの本発明の配水用管体の構成の一例を示す。なお、図３Ｂは図３ＡのＩ−Ｉ’切断面での断面である。図３Ａ及びＢに示すように、本実施の形態の配水用管体は、外管３１と、外管３１の内壁に形成されたスケール堆積防止層３２と、流体供給口３４とを備える。スケール堆積防止層３２は流路３３を含み、４本の流路３３は等間隔で形成されている。また、流路３３は流体供給口３４と連通しており、矢印Ｘ₂から流路３３内に流体を供給可能である。

図３Ａ及びＢのように、配水用管体がＬ字型の場合、配水用管体内部において流体の流れに差が生じる。このように、流路３３を、外管３１の内周側と外周側とにそれぞれ位置するように配置することによって、外管３１がＬ字型（曲管）であったとしても、効率よくスケールの堆積防止／除去を行うことができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、膨張及び収縮可能な膜と外管の内壁面全体とによって１つの流路が形成された場合を例にとり説明する。

図４Ａ及びＢに、本実施の形態における配水用管体の構成を示す。図４Ａ及びＢに示すように、図４Ａ及びＢに示すように、本実施の形態の配水用管体は、外管４１と、外管４１の内壁に形成されたスケール堆積防止層４２と、流体供給口４４とを備える。また、配水用管体は、スケール堆積防止層４２内の流路４３と流体供給口４４とは連通し、流体供給口４４を通じて流路４３内に流体を供給である。

図４Ａ及びＢを用いて、本実施の形態の配水用管体を用いたスケール堆積防止方法／スケール除去方法の一例について説明する。

まず、流体供給口４４から空気を供給することによって流路４３を膨張させる。これにより、図４Ｂに示すように、流路４３が膨張してスケール堆積防止層４２の表面が変形し、それに伴いスケール堆積防止層４２の表面に堆積したスケール４５が剥離し落下する。このようにして、スケール４５を除去することができる。本実施の形態の配水用管体によれば、膨張及び収縮可能な膜と外管の内壁面全体とによって１つの流路が形成されることから、スケール防止層４３の内壁面の形状をより大きく変形させることができる。

また、流路４３から空気を排出させて流路４３を収縮させたあと、再度、流路４３に空気を供給することにより流路４３をさらに膨張させてもよい。この流路４３の膨張と収縮とを繰り返し行うことにより、より効率的にスケールを除去することができる。

本発明は、発電所、電力所、石油石化プラント及びその他のプラント設備等といったプラント、ビル及び機械等の配管等において有用である。

１，３１，４１，５１ａ，５１ｂ外管
２，３２，４２，スケール堆積防止層
３，３３，４３，５３ａ，５３ｂ流路
４，３４，４４，５４ａ，５４ｂ流体供給口
５，４５スケール
６空間
６１配管
６５スケール

Claims

外管と、前記外管の内壁面に形成されたスケール堆積防止層とを備え、
前記スケール堆積防止層は、膨張及び収縮可能な流路であって、該流路における流体の流出入によって膨張及び収縮可能な流路を含む、配水用管体。
前記流路は、膨張及び収縮可能な膜を含む、請求項１記載の配水用管体。
前記流路は、前記膨張及び収縮可能な膜と前記外管の内壁面とによって形成される、請求項２記載の配水用管体。
前記配水用管体は、排水管又は給水管の用途に用いる、請求項１から３のいずれかに記載の配水用管体。
配管内におけるスケール堆積を防止する方法であって、
配管の内壁に、膨張及び収縮可能な流路を含むスケール堆積防止層を形成すること、及び、
前記流路内への流体の供給及び流路からの流体の排出の少なくとも一方を行うことにより前記流路を膨張及び／又は収縮させることを含む、スケール堆積防止方法。
配管内に堆積したスケールを除去する方法であって、
配管の内壁に形成されたスケール堆積防止層の流路を膨張及び／又は収縮させることを含む、スケール除去方法。