JP2749101B2 - クローズド型スケールキャッチャー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、地熱発電プラントの坑井や温泉井から噴
出する熱水・温水処理ライン，含ガス熱流体を扱う化学
プラント、蒸気動力系その他の配管中に適用して好適な
クローズド型スケールキャッチャーに関するものであ
り、管路から自然に剥離したスケールならびに人為的に
剥離させたスケールを、液体中から効率的に分離、捕集
するものである。

なお、ここでスケールというときは、スケールのみな
らず、スラッジをも含むものとする。

〔従来の技術〕

例えば、地熱発電プラントでは、蒸気と熱水とが高圧
下で共存する地熱流体貯留層に対して坑井を掘削し、気
水混相状態の地熱流体をその坑井から自噴させ、そし
て、それを気水分離器に導入して蒸気と熱水とに分離し
た後、蒸気は地熱発電用タービンに供給し、熱水は還元
井を通じて再び地下深部に還元することとしている。

ところで、このような地熱発電プラントにおいて、熱
水中に溶存しているシリカ、カルシウムなどが、熱水の
温度や圧力の低下につれて析出し、それが気水分離後の
ラインパイプの内壁に、スケールとして付着、堆積する
ことが知られており、かかるスケールは、ラインパイプ
の所要内径を確保する目的の下で、その内壁から人為的
に剥離されるうことがある他、パイプラインへの振動、
衝撃などの作用により、または一切の外力の作用なしに
自然に剥離することもある。

このようにして発生する剥離スケールに対し、従来
は、自然環境の維持を図るため、特別の処理を何ら施す
ことなく、それを、還元井を経て、熱水とともに地下へ
そのまま還元することが一般的であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このことによれば、剥離スケール、なかで
も比較的寸法の大きいものが、下流側のラインパイプも
しくは還元井の詰まりをもたらすこと、剥離スケールが
熱水の還元地層に堆積することなどに起因して、熱水の
円滑なる還元が妨げられ、パイプラインの熱水輸送量が
低下するという問題があった。

この発明の目的は、剥離スケールを、液体中から極め
て効率的に分離して捕集することにより、管路の詰ま
り、剥離スケールの堆積に起因する液体輸送量の低減を
有効に防止することができるクローズド型スケールキャ
ッチャーを提供するところにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明のクローズド型スケールキャッチャーは、流
路拡大部の一方の端部もしくは中間部に、剥離スケール
を含む液体の流入口を設けるとともに、その流路拡大部
の内側に、周囲に複数個の液体流入孔を有する導出管を
配設し、そして、この導出管に連通する流体流出口を、
これもまた流路拡大部の端部もしくは中間部に設け、さ
らに、流路拡大部の底部に、たとえば、分岐管と開閉弁
とからなるドレン手段を設けたものである。

〔作 用〕

このスケールキャッチャーでは、剥離スケールを含む
液体を、小径の流入口から流路拡大部へ流入させて、そ
れの流速、ひいては、剥離スケールの流速を低下させる
ことにより、液体より比重の大きい剥離スケールの大部
分が、その自重に基づいて流路拡大部の底部へ沈降する
一方、剥離スケールを分離された液体だけが、導出管の
液体流出口から、その導出管および液体流出口を経て流
下することになり、剥離スケールの、液体からの分離お
よび捕集が極めて効率的に行われるので、剥離スケール
が、管路をそのまま流下することに起因する管路の閉
塞、下流側でのスケールの堆積、その他のおそれをほぼ
完全に除去することができ、所定量の液体の、管路内で
の円滑なる流動を長期間にわたって確保することができ
る。

また、クローズドタイプと大気開放型両方の熱水ライ
ンに用いることができる。

〔実施例〕

以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明の一実施例を、一部を破断除去し
て示す側面図である。

図中１は液体の流入口を、２はこの流入口１を一端に
設けた流路拡大部をそれぞれ示し、また、2aは、流入口
１に隣接して位置し、流入液体の水頭損失を十分小なら
しめるべく機能する、流路断面積の漸変部を、2bは、流
入液体の量および速度との関連において、その液体の流
速を所期した速度に減速すべく機能するストレート部を
それぞれ示す。

ここでは、流路拡大部２、ひいては、そのストレート
部2bの内側に、液体の導出管３を、ストレート部2bと平
行に取付けるとともに、この導出管３の周囲に、剥離ス
ケールが分離された後の液体の流入を許容する液体流入
孔3aを、たとえば千鳥状に多数設け、かかる導出管３
を、流路拡大部２の他端に設けた液体流出口４に同心連
結する。

ここで、導出管３の、液体流入口１側の端部を図示の
ように閉止した場合には、流入液体中の剥離スケールが
有する慣性力、流路拡大部内での液体の撹乱などに起因
して、剥離スケールが導出管内へ進入するのを有効に防
止することができ、このことは、導出管３のその端部近
傍部分に、これもまた図示のように、液体流入孔3aの否
穿設領域を設けることによって一層顕著になる。

また、導出管３の端部閉止板を、流路拡大部２の斜め
下方に向く傾斜板とすることにより、その端部閉止板
を、液体の撹乱を抑制する整流板としても機能させるこ
とができ、そして、その導出管それ自身を、ストレート
部2bに対し、その上方へ偏心させて配置することによ
り、ストレート部2bにて失速されるスケール含有液体か
らの、剥離スケールの分離沈降スペースを十分に確保す
ることができ、これらのいずれによっても、剥離スケー
ルの分離効率を向上させることができる。

さらにここでは、流路拡大部２のストレート部2bの底
部に、下方へ向く分岐管５と、この分岐管５の先端に取
付けられ、ハンドル、ソレノイドなどの操作によって作
動される開閉弁６とからなるドレン手段７を設ける。

ところで、ドレン手段は、図示例のみに限定されるこ
となく、ストレート部2bの底部に直接的に取付けた開閉
弁によって、または、流路拡大部２に設けた傾斜底壁
と、そこへ、分離管を介在させて、もしくは介在させる
ことなく取付けた開閉弁とによって構成することもで
き、これらのいずれのドレン手段も、開閉弁の開放によ
り、流路拡大部２の底壁上および分岐管内へ沈降堆積し
た剥離スケールを、内部の液体とともに管路外へ排出す
べく機能する。

なお、図中８は、温度計および／または圧力計の取付
け部を、９は、以上に述べた装置の、架台への取付ブラ
ケットをそれぞれ示す。

以上のように構成してなるスケールキャッチャー10
は、流入口１をパイプラインの上流側に向けた姿勢で、
流入出口1,4のそれぞれに設けたフランジ1a,4aをそれぞ
れのラインパイプに連結することにより使用に供するこ
とができる。

この場合において、パイプラインの敷設の都合上、ス
ケールキャッチャーを、パイプラインのエルボ状彎曲部
分その他の折曲部分に連結することが不可避であるとき
には、第２図に正面図で示すように、流路拡大部２の胴
部に予め設けた予備の流入口11を用いて、スケールキャ
ッチャーの、ラインパイプへの連結を行うことができ
る。

ここで、予備の流入口11は一個のみならず、周方向の
複数個所に設けることも可能であり、不使用のものにつ
いては、流入口１をも含めて、盲蓋にて密閉することに
より、スケールキャッチャーの機能が損なわれることは
ない。

以上に述べたスケールキャッチャーの作用を、第３図
に基づいて以下に説明する。

第３図は、地熱発電プラントへの適用例を示す流体回
路図であり、ここでは、生産井21から噴出した地熱流体
は、気水分離器22で蒸気と熱水とに分離され、蒸気は地
熱発電用タービン23へ供給される一方、熱水は、ライン
パイプ24から還元井25を経て地下へ還元される。そし
て、下流側でラインパイプ24に接続したスケールキャッ
チャー10は、その流入口１から流入した熱水を、流路拡
大部２にて十分に減速し、その熱水中に含まれる剥離ス
ケールを、そこへの重力の作用に基づいて沈降させて、
流路拡大部２の底壁上に堆積させる一方、このようにし
てスケールを分離された熱水だけを、液体流入口3aを経
て導出管内へ流入させ、そこから液体流出口４を経て還
元井25へ流下させる。

これがため、スケールキャッチャー10からは、剥離ス
ケールをほとんど含有しない熱水が流出することとな
り、そのスケールキャッチャー10の下流側で、スケール
がラインパイプ24,還元井25などの内壁に引っ掛かった
り、詰まったりするのをほぼ完全に防止することができ
るとともに、熱水の還元地層にスケールが堆積するのを
十分に防止することができ、パイプラインの熱水輸送能
力を常に一定に維持することができる。

なお、スケールキャッチャー10のこのような作用は、
ラインパイプ24の内壁から自然に、または、振動もしく
は衝撃によって剥離したスケールに対してもまた同様で
あり、パイプライン内で、スケールの詰まりを生じる恐
れの高い個所の手前側部分に、１もしくは複数台のスケ
ールキャッチャー10を配設することにより、熱水輸送量
の低下を十分に防止することができる。

ところで、スケールキャッチャー内で熱水から分離さ
れて、流路拡大部２の底壁上および分岐管内へ沈降堆積
したスケールは、たとえば、スケールキャッチャー10の
前後に配設したそれぞれの開閉弁を閉止した後に、分岐
管５に設けた開閉弁６を開放することにより、内部の熱
水とともに管路外へ排出され、流路拡大部２の底壁およ
び分岐管は、その熱水によって洗浄されることになる。

以上この発明を図示例に基づいて説明したが、流路拡
大部２、導出管３およびこの導出管３の液体流入口3aの
形状，寸法，数などは、液体の流入出口1,4の形状，寸
法その他に応じて適宜に変更し得ることはもちろんであ
る。

〔発明の効果〕

かくして、この発明によれば、管路から剥離されたス
ケールを、その剥離が人為的であると否とをも問わず、
液体中から極めて効率的に分離捕集することができ、こ
の故に、剥離スケールによる管路の詰まり、還元井の閉
塞、その他を十分に防止して、一定量の液体の、その管
路内での円滑なる流動を長期間にわたって確保すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例を、一部を破断除去して示
す側面図、 第２図は、第１図の右側面図、 第３図は、装置の適用例を示す流体回路図である。 １……流入口、２……流路拡大部、 2a……流路断面積の漸変部、2b……ストレート部、 ３……導出管、3a……液体流入孔、 ４……液体流出口、５……分岐管、 ６……開閉弁、７……ドレン手段、 10……スケールキャッチャー。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】管路から剥離されたスケールを含む液体の
   流入口と、この流入口に連続する流路拡大部と、流路拡
   大部の内側に配置され、周囲に複数個の液体流入孔を有
   する導出管と、流路拡大部に設けられて、導出管に連続
   する液体流出口と、流路拡大部の底部に取付けたドレン
   手段とを具えてなるクローズド型スケールキャッチャ
   ー。