JP3005069U

JP3005069U - 蓄熱槽に接続される配管系統の防食装置

Info

Publication number: JP3005069U
Application number: JP1994007929U
Authority: JP
Inventors: 康行酒井
Original assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Current assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Priority date: 1994-06-08
Filing date: 1994-06-08
Publication date: 1994-12-06
Anticipated expiration: 2000-06-08

Abstract

(57)【要約】【目的】蓄熱槽の熱媒水と炭酸カルシウムとをゆっく
りとした流速で、かつ、十分に接触させることにより、
熱媒水中に存在している遊離炭酸濃度を確実に減少させ
ることができる防食装置を提供する。【構成】複数の隔室槽３よりなる蓄熱槽１において、
一方の端部もしくはその近傍の隔室槽３ａと、他方の端
部もしくはその近傍の隔室槽３ｂのそれぞれに炭酸カル
シウム層７ａ、７ｂを設けることにより炭酸カルシウム
を溶解させて、熱媒水５中に存在している遊離炭酸濃度
を減少させるものであって、該炭酸カルシウム層７ａ、
７ｂが隔室槽３ａ、３ｂの全幅にわたって、かつ、隔室
槽３ａ、３ｂの底面から少なくとも熱媒水５の水面と同
じ高さにまで設置されていることを特徴とする蓄熱槽に
接続される配管系統の防食装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、空調用熱媒としての冷水や温水などの熱媒水を蓄える蓄熱槽に接続される移送管、機器などの配管系統の防食装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、複数の隔室槽よりなる蓄熱槽において、端部の隔室槽のそれぞれに石灰石を配置することにより、石灰石中に含有されている炭酸カルシウムを溶解させて熱媒水中に存在している遊離炭酸濃度を減少させる防食装置は公知である。例えば、本出願人にかかる実公平４−１０２１６号公報には、両端の隔室槽に石灰石を充填した二重籠を設置し、その内籠内に移送管の端部を開口させた防食装置が開示されている。また、該公報には、隔室槽同志の流通口の周りにコの字形状の覆いを配設し、該覆い内に石灰石を充填した防食装置も開示されている。同じく本出願人にかかる特開平１−１７６０８３号公報には、端部の隔室槽のそれぞれに山形に形成した架台を設置し、該架台の周りに石灰石を詰めた蛇籠を積み上げた防食装置が開示されている。

【０００３】ここで、以上のような従来の出願においては、石灰石層を通過する熱媒水の流速については特に言及されていない。そして従来は、石灰石層を通過するときの熱媒水の流速が早ければ早いほど炭酸カルシウムの溶解は進みやすいと考えられていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、実際には蓄熱槽に蓄えられた熱媒水中には浮遊懸濁物などの微粒子が不可避的に含まれているため、石灰石層を通過するときの熱媒水の流速を早くすればするほどその微粒子が石灰石の表面に衝突して付着しやすくなるということが判明した。このように微粒子が石灰石の表面に付着すると、石灰石の表面がその薄膜で覆われるようになり、石灰石と熱媒水との接触が妨げられて、熱媒水中に存在している遊離炭酸濃度を十分に減少させることができず、腐食を防止できなくなる。

【０００５】従って、以上のように熱媒水中に浮遊懸濁物などが不可避的に含まれてしまうような蓄熱槽にあっては、石灰石層に通過させる熱媒水の流速をできるだけ遅くすることが重要であるが、そのためには、流速が遅くなった分の炭酸カルシウムの溶解量低下を補うために、隔室槽内において熱媒水と石灰石の十分な接触を図ることが必要となる。しかし、先に示した実公平４−１０２１６号公報に開示された防食装置にあっては、熱媒水と石灰石の接触は移送管の端部近傍や隔室槽同志の流通口の周辺のみで行われるに過ぎず、しかも、そのような移送管の端部近傍や隔室槽同志の流通口の周辺は熱媒水の流速が早すぎるといった難点がある。また、特開平１−１７６０８３号公報に開示された防食装置の如く、槽幅の狭い隔室槽内に設置した山形の架台に石灰石を二重に取り付けたような場合は、隔室槽内を流動する熱媒水の流速が早いうえに、石灰石と二重に接触するために熱媒水の流通抵抗が過大になりがちである。

【０００６】従って本考案は、蓄熱槽の熱媒水と炭酸カルシウムとをゆっくりとした流速で、かつ、十分に接触させることにより、熱媒水中に存在している遊離炭酸濃度を確実に減少させることができる防食装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案によれば、複数の隔室槽よりなる蓄熱槽において、一方の端部もしくはその近傍の隔室槽と、他方の端部もしくはその近傍の隔室槽のそれぞれに炭酸カルシウム層を設けることにより炭酸カルシウムを溶解させて、熱媒水中に存在している遊離炭酸濃度を減少させるものであって、該炭酸カルシウム層が隔室槽の全幅にわたって、かつ、隔室槽の底面から少なくとも熱媒水の水面と同じ高さにまで設置されていることを特徴とする蓄熱槽に接続される配管系統の防食装置が提供される。

【０００８】そして、上記炭酸カルシウム層は、例えば次のように構成される。・隔室槽の内部に配置された架台に、炭酸カルシウムを充填した複数の網製袋を取り付けた構成である。・上面が開放され、かつ、少なくとも対向する一対の側面が何れも流通性を有するように構成された直方体形状のコンテナ内に炭酸カルシウムを充填し、該コンテナをその流通性を有する側面を熱媒水流と直交させるようにして、隔室槽の内部において積み上げた構成である。・隔室槽の内部において熱媒水流と直交する二枚の流通性を有するパネルを互いに間隔を開けて立設し、それら二枚のパネル間に炭酸カルシウムを充填した構成である。

【０００９】なお、上記炭酸カルシウムとして、石灰石を用いることができる。

【００１０】

【作用】

蓄熱槽は、空調用の熱媒水としての温水や冷水を蓄えるための水槽であり、かかる蓄熱槽の熱媒水には、水道水が用いられるのが一般的である。ところが、わが国の水道水中に溶解している二酸化炭素濃度、即ち、遊離炭酸濃度は少なくとも２mgＣＯ₂／リットルで、通常は約５mgＣＯ₂／リットル程度もあり、場合によっては１０mgＣＯ₂／リットルを超える遊離炭酸を含有しているようなこともある。このように遊離炭酸濃度が比較的高い水道水をそのまま熱媒水として用いると、蓄熱槽に接続される鉄などで構成された移送管や機器などの配管系統の内面を腐食させてしまう。

【００１１】そこで、本考案にあっては、熱媒水に炭酸カルシウムを接触させることにより、化１の式で示される平衡反応を生じさせて、遊離炭酸濃度を約１mgＣＯ₂／リットル程度に減少させるようにしたものである。このように、熱媒水中の遊離炭酸濃度を減少させることにより、蓄熱槽に接続される配管系統の内面の腐食作用を著しく低下させることが可能である。

【００１２】

【化１】

【００１３】また、この化１の式で示されるような平衡状態に達している際においては、炭酸カルシウムは熱媒水中にそれ以上溶解できない、いわゆる飽和状態にある。そして、このときの熱媒水のpHは飽和pHと呼ばれており、熱媒水のpHが何らかの原因で飽和pHよりも大きくなった場合には、炭酸カルシウムは過飽和状態となって析出する。

【００１４】一方、熱媒水が流通される移送管、バイパス等の配管内面においては、例えば鉄製の配管であれば、次の反応式で示されるアノード反応とカソード反応を生じることにより、腐食が進行する。

【００１５】アノード反応：Ｆe → Ｆe²⁺＋２ｅ^-

【００１６】カソード反応： 1/2Ｏ₂＋Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^- → ２ＯＨ^-

【００１７】このように、腐食反応を生じている配管内面にあっては、熱媒水のpHが飽和pH よりも大きくなっているために、炭酸カルシウムは過飽和状態となって析出するようになる。そして、析出した炭酸カルシウムは、配管内面に付着して酸素の拡散・浸透を阻止する薄膜を形成してカソード反応を停止することによって、腐食反応の進行が妨げられるのである。なお、以上のような関係は、例えば亜鉛などの腐食性の強い材料についても同様に生ずる。他方、酸素を含む熱媒水と接触しても腐食しないステンレス鋼や銅、銅合金などで配管が構成されている場合は、配管内面において炭酸カルシウムは通常析出しない。

【００１８】

【実施例】

以下、本考案の実施例を説明する。図１は、本考案実施例にかかる防食装置を備えた蓄熱槽１の説明図である。蓄熱槽１は、隔壁２によって遮られた複数の隔室槽３を備える。これら隔室槽３の内部には熱媒水５が充填されており、互いに隣接する隔室槽３に充填されている熱媒水５は隔壁２に形成された流通口６を介して流通している。隣接する流通口６同志は、互い違いとなるべく上下左右にずらして設けられる。

【００１９】以上のような蓄熱槽１において、一方の端部の（図１では左側端部の）隔室槽３ａと、他方の端部の（図１では右側端部の）隔室槽３ｂには、炭酸カルシウム層７ａ及び炭酸カルシウム層７ｂが設けられる。炭酸カルシウム層７ａ及び炭酸カルシウム層７ｂは、隔室槽３ａ及び隔室槽３ｂの全幅にわたって、かつ、隔室槽３ａ及び隔室槽３ｂの底面から少なくとも熱媒水の水面に達するようにしてそれぞれ設置されている。また、隔室槽３ａと隔室槽３ｂには、一次回路８及び二次回路９が接続されている。一次回路８の途中に熱源機１０が設けられ、ポンプ１１の稼働によって隔室槽３ａから汲み上げた熱媒水５を熱源機１０に供給し、熱源機１０により加熱または冷却した熱媒水５を隔室槽３ｂに排出する。一方、二次回路９の途中には空調機１２が設けられ、ポンプ１３の稼働によって隔室槽３ｂから汲み上げた、既に加熱または冷却された熱媒水５を空調機１２に供給し、空調空気を加熱または冷却した後、熱媒水５は隔室槽３ａに排出される。

【００２０】さて、以上のように構成された蓄熱槽１にあっては、熱源機１０により加熱または冷却され、一次回路８のポンプ１１の稼働によって隔室槽３ｂに排出された熱媒水５は、隔室槽３ｂ内をその流通口６に向かって流れ、炭酸カルシウム層７ｂに接触する。これにより、先に化１の式で示した平衡反応を生じ、熱媒水５中の遊離炭酸濃度は約１mgＣＯ₂／リットル程度にまで減少される。こうして遊離炭酸濃度が減少された熱媒水５は次第に隣の隔室槽３に移行する。

【００２１】こうして蓄熱槽１の隔室槽３に、加熱または冷却された熱媒水５を蓄えた状態において、次に二次回路９のポンプ１３が稼働し、蓄熱された熱媒水５が空調機１２に供給される。そして、蓄熱された熱によって空調空気を加熱または冷却した後、熱媒水５は隔室槽３ａに排出される。こうして隔室槽３ａに排出された熱媒水５は、隔室槽３ａ内を流通口６に向かって流れ、炭酸カルシウム層７ａに接触し、先と同様に、数１で示した平衡反応を生じることによって熱媒水５中の遊離炭酸濃度は約１mgＣＯ₂／リットル程度にまで減少される。

【００２２】かくして、この蓄熱槽１によれば、熱媒水５中の遊離炭酸濃度を減少させることにより、蓄熱槽１に接続される一次回路８及び二次回路９、更には熱源機１０や空調機１２、ポンプ１１、１３などの配管系統の内面の腐食を防止でき、しかも、既に腐食反応を生じている箇所については炭酸カルシウムを付着させて酸素の拡散・浸透を阻止する薄膜を形成させることにより、腐食反応を停止させることができるようになる。そして、特にこの実施例のものにあっては、炭酸カルシウム層７ａ及び炭酸カルシウム層７ｂは、隔室槽３ａ及び隔室槽３ｂの全幅にわたって、かつ、隔室槽３ａ及び隔室槽３ｂの底面から少なくとも熱媒水の水面に達するようにして設置されているので、熱媒水５と炭酸カルシウムとをゆっくりとした流速で、かつ、広い面積において十分に接触させることが可能である。従って、従来のように炭酸カルシウムに接触する熱媒水の流速が早すぎるといったような問題が無く、熱媒水５中に存在している遊離炭酸濃度を効率よく確実に減少させることが可能となる。

【００２３】次に、以上に説明した炭酸カルシウム層７ａ及び７ｂのより詳細な具体的実施例を示す。

【００２４】先ず図２及び図３に示す炭酸カルシウム層７ａ、７ｂは、隔室槽３ａ、３ｂの内部に配置された架台１５に、炭酸カルシウムを充填した複数の網製袋１６を取り付けた実施例である。架台１５は、亜鉛めっき鋼材、ステンレス鋼材、防腐処理済みの木材などで構成することが好ましく、特に土台１７の部分は防腐処理済みの木材が適する。何れにしても、隔室槽３ａ、３ｂの天井に設けられているマンホールから内部に搬入して組み立てられるように構成する。網製袋１６は、丈夫な合成繊維製網を用いた枕形の袋とすることが好ましく、例えば漁網などで構成する。枕形の網製袋１６に石灰石を充填し、図示のように架台１６の前面にビニール紐で縛り付ける等の手段によって隙間無く取り付ける。なお、炭酸カルシウムとしては、例えば石灰石を利用することができる。石灰石の粒度は網製袋１６の網目から漏れ出さないような大きさにする。例えば、石灰石の粒度が２０〜３０mmの場合であれば網製袋１６の網目の大きさは１０mm程度の大きさにすると良い。なお、石灰石を充填した網製袋１６の重量が運搬に支障のないようにすることが望ましい。

【００２５】次に図４及び図５に示す炭酸カルシウム層７ａ、７ｂは、図６に示すように上面２０が開放され、前側面２１と後側面２２が何れも流通性を有するように構成された直方体形状のコンテナ２３内に石灰石を充填したものを、隔室槽３ａ、３ｂの内部において積み上げるように構成した実施例である。図５に示すように、コンテナ２３を積み上げるに際しては、流通性を有する前側面２１と後側面２２を熱媒水流と直交させるようにする。コンテナ２３は、隔室槽３ａ、３ｂの天井に設けられているマンホールから内部に搬入可能な大きさのものを用いる。また、図５に示すようにコンテナ２３の底面に段部２４を突設し、この段部２４をコンテナ２３の開口部２３ａに丁度嵌合できるように構成することが好ましい。このように構成とすると、積み上げた際にコンテナ２３や石灰石の重さを利用することによってコンテナ同士をしっかりと固定でき、また、コンテナ同士の位置決めもし易いため、炭酸カルシウム層７ａ、７ｂを容易に組み立てることができるようになるといった利点がある。

【００２６】次に図７及び図８に示す炭酸カルシウム層７ａ、７ｂは、隔室槽３ａ、３ｂの内部において熱媒水の流れと直交する二枚の流通性を有するパネル２５、２６を互いに間隔を開けて立設し、それら二枚のパネル２５、２６間に石灰石２７を充填した構成の実施例である。パネル２５、２６は適当な大きさにそれぞれ分割し、隔室槽３ａ、３ｂの天井に設けられているマンホールから内部に搬入して、槽内で組み立てられるように構成する。流通性を有するパネル２５、２６として、例えばエキスパンドメタルを用いることができる。組立方法としては、例えば槽内において型鋼等を用いて枠体２８を構成し、その前後面に上記エキスパンドメタルを溶接等によって取り付けるといった手段が考えられる。なお、防錆のため、使用するエキスパンドメタルや型鋼等には溶融亜鉛どぶ漬けめっきを施すことが望ましい。

【００２７】しかして、以上に説明した炭酸カルシウム層７ａ、７ｂは、必ずしも図１に示したように蓄熱槽１の端部に位置する隔室槽３ａ、３ｂに設けなくても良く、端部の隔室槽３ａ、３ｂに近接する隔室槽などに炭酸カルシウム層７ａ、７ｂに設置しても良い。

【００２８】

【考案の効果】

本考案の防食装置によれば、熱媒水と炭酸カルシウムとをゆっくりとした流速で、かつ、広い面積において十分に接触させることができ、熱媒水中に存在している遊離炭酸濃度を確実に減少させることができる。そして、既に腐食反応を生じている配管系内面の箇所については炭酸カルシウムを付着させて酸素の拡散・浸透を阻止する薄膜を形成させることにより、腐食反応を停止させることができる。このように、本考案の防食装置によれば、蓄熱槽に接続される配管系統において従来のものに比べて効率よく確実に腐食を防止できるといった優れた特徴がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案実施例にかかる防食装置を備えた蓄熱槽
の平面図

【図２】請求項２の実施例にかかる炭酸カルシウム層の
正面図

【図３】同実施例にかかる炭酸カルシウム層の側面図

【図４】請求項３の実施例にかかる炭酸カルシウム層の
正面図

【図５】同実施例にかかる炭酸カルシウム層の側面図

【図６】コンテナの斜視図

【図７】請求項４の実施例にかかる炭酸カルシウム層の
正面図

【図８】同実施例にかかる炭酸カルシウム層の側面図

【符号の説明】

１蓄熱槽３隔室槽５熱媒水７ａ、７ｂ炭酸カルシウム層

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】複数の隔室槽よりなる蓄熱槽において、
一方の端部もしくはその近傍の隔室槽と、他方の端部も
しくはその近傍の隔室槽のそれぞれに炭酸カルシウム層
を設けることにより炭酸カルシウムを溶解させて、熱媒
水中に存在している遊離炭酸濃度を減少させるものであ
って、該炭酸カルシウム層が隔室槽の全幅にわたって、
かつ、隔室槽の底面から少なくとも熱媒水の水面と同じ
高さにまで設置されていることを特徴とする蓄熱槽に接
続される配管系統の防食装置。
【請求項２】上記炭酸カルシウム層は、隔室槽の内部
に配置された架台に、炭酸カルシウムを充填した複数の
網製袋を取り付けた構成である請求項１に記載の蓄熱槽
に接続される配管系統の防食装置。
【請求項３】上記炭酸カルシウム層は、上面が開放さ
れ、かつ、少なくとも対向する一対の側面が何れも流通
性を有するように構成された直方体形状のコンテナ内に
炭酸カルシウムを充填し、該コンテナをその流通性を有
する側面を熱媒水流と直交させるようにして、隔室槽の
内部において積み上げた構成である請求項１に記載の蓄
熱槽に接続される配管系統の防食装置。
【請求項４】上記炭酸カルシウム層は、隔室槽の内部
において熱媒水流と直交する二枚の流通性を有するパネ
ルを互いに間隔を開けて立設し、それら二枚のパネル間
に炭酸カルシウムを充填した構成である請求項１に記載
の蓄熱槽に接続される配管系統の防食装置。
【請求項５】上記炭酸カルシウムは石灰石である請求
項１〜４の何れかに記載の蓄熱槽に接続される配管系統
の防食装置。