JP3140348B2 - 循環水系におけるスラッジ回収方法およびスラッジ回収装置 - Google Patents

循環水系におけるスラッジ回収方法およびスラッジ回収装置

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JP3140348B2 JP07269071A JP26907195A JP3140348B2 JP 3140348 B2 JP3140348 B2 JP 3140348B2 JP 07269071 A JP07269071 A JP 07269071A JP 26907195 A JP26907195 A JP 26907195A JP 3140348 B2 JP3140348 B2 JP 3140348B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷却用循環水路や
ボイラ等の循環水系において水路管の内壁等に付着して
種々のトラブルを引き起こすスケールの発生を未然に防
止する循環水系におけるスラッジ回収方法およびスラッ
ジ回収装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】冷却用の循環水路やボイラ等の循環水系
では、長時間の使用によってスケールが徐々に発生し、
これが水路の内壁面に付着する等して種々のトラブルを
引き起こす。例えば、循環水系の配管等に組み込まれて
いる熱交換器内の伝熱面や配管に付着し、熱交換効率の
低下や配管の閉塞、錆の発生等を引き起こす。このた
め、循環水に電場や磁場を作用させてスケールの発生を
未然に防止する方法が開発されている。
【0003】具体的には、水通路を挟むようにして異種
材料からなる電極を対向設置し、この電極間の水路に電
場を印加したり(特開昭63−39690号公報等)、
対向設置した電極と永久磁石とを併用し、これら電極に
よる電場と永久磁石による磁場の力を作用させたりして
(特開平5−57286号公報等)、スケールの発生を
防止している。上記のようにして電場や磁場の作用を受
けた循環水に含まれるスケール成分は、スケールになる
代わりに結晶として成長し、循環水とともに浮遊状態で
移動する。この結晶は、循環水系にあるタンクの底部に
スラッジとして堆積するので、タンクの底部に回収槽を
設け、この回収槽からスラッジを取り出している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、循環水系によ
ってはスペースや構造上の制約から回収槽を設けること
が困難な場合があり、その場合には循環水系の作動を停
止してタンクからスラッジを取り出す必要がある。この
ような作業は循環水系の稼働効率を著しく低下させるの
で頻繁に行うことは困難であり、相当の期間をおいて行
わざるを得ない。しかしスラッジは回収しないで長い期
間堆積させておくと、せっかくスラッジ化させたスケー
ル成分がスケール化したり、また、再度循環水中に溶出
してしまうため、回収槽を設けられない循環水系ではス
ケール発生を有効に防止できないという問題がある。ま
た、回収槽の設置が可能な循環水系においても、回収槽
の設置に際し、設備費や工事費が多大にかかるという問
題がある。
【0005】本発明は上記事情を背景としてなされたも
のであり、簡易な装置でスラッジを効率よく回収するこ
とができ、低コストで効果的にスケールの発生を防止す
ることができる循環水系におけるスラッジ回収方法およ
びスラッジ回収装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のうち第1の発明の循環水系におけるスラッ
ジ回収方法は、水通路に面し、かつこれを挟むように、
対極の磁極または異種材料よりなる対の電極の少なくと
も一方を設け、この水通路を通過する循環水に磁場また
は電場の少なくとも一方を作用させ、循環水系の管路の
一部で水路断面を変化させて循環水流速を低下させ、循
環水とともに移動するスケール成分をこの管路の下方で
スラッジとして滞留させ、このスラッジを管路から排出
して回収することを特徴とする。
【0007】第2の発明の循環水系におけるスラッジ回
収装置は、水通路に面し、かつこれを挟むように、対極
の磁極または異種材料よりなる対の電極の少なくとも一
方を対向設置するとともに、循環水系の管路に流速低下
部として拡管部を設け、この流速低下部の下方にスラッ
ジ排出部を設けたことを特徴とする。
【0008】第3の発明の循環水系におけるスラッジ回
収装置は、水通路に面し、かつこれを挟むように、対極
の磁極または異種材料よりなる対の電極の少なくとも一
方を対向設置するとともに、循環水系の管路内部に水流
抵抗材を設けて流速低下部とし、この流速低下部の下方
にスラッジ排出部を設けたことを特徴とする。
【0009】第4の発明の循環水系におけるスラッジ回
収装置は、第2または第3の発明において、流速低下部
が、対極磁極または対の電極の少なくとも一方を設置し
た水通路の循環水流入側直前に設けたことを特徴とす
る。
【0010】なお、水通路に面して設けられる対極の磁
極は、永久磁石や電磁石の設置によって行うことができ
る。また、互いに異種材料からなる電極は、電気化学系
列差を有するものであり、互いに直結または抵抗を介し
て接続する。また、所望により外部電源を介設すること
も可能である。上記した磁極と電極は単独で設置しても
よいがスラッジを効率よく生成するために併設するのが
望ましい。また、磁極と電極は、対となるものを単数だ
けでなく複数設置してもよく、複数設置に際しては水通
路に対し並列または直列に設置することができる。ま
た、これら磁極または電極は通常は管路に設けられる
が、本発明ではその設置箇所は特に限定されない。
【0011】また、循環水の流速を低下させるために水
路断面を変化させる方法としては第2の発明に示すよう
に拡管部を設けて管路断面積を急激または緩やかに増大
させたり、第3の発明に示すように抵抗材を配置したり
する方法がある。また、管路の折り曲がりによって流速
を低下させることもできる。この流速低下部の下方に設
けられるスラッジ排出部は、流速低下部下方に滞留する
スラッジを効率よく排出するものであり、例えばドレイ
ン管とこれに設けたコックとで構成することができ、循
環水系の稼働を停止させないでスラッジを速やかに排出
できるものが望ましい。
【0012】上記流速低下部は、磁極または電極の設置
箇所の直前、直後の他に管路の任意場所に設置でき、ま
た複数箇所に設置することもできる。ただし、スラッジ
を効率よく回収するために、結晶化されたスケール成分
が成長しスラッジとして堆積しやすくなった段階、すな
わち、磁極または電極の設置箇所直前に設けるのが望ま
しい。また、結晶化したスケール成分は磁極や電極の表
面を損耗させるので、この点においても上記流速低下部
は磁極または電極の設置箇所直前に設けるのが望まし
い。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を添
付図面に基づき説明する。冷却用循環水が流れる配管
(管路)1の内部に、水路を4つの水通路に分割する水
処理装置2が配置されており、該水処理装置2の縦壁
は、厚さ方向に着磁した板状の永久磁石3…3で構成さ
れており、各永久磁石3は、対向する永久磁石と対向面
が互いに異極になるように配置されており、この実施例
では図示(図2)左方から右方に磁束が流れるように配
置している。また、水処理装置2の横壁には、表面が水
流路に露出するように電極が埋設されており、上側に配
置した下向き電極4aはアルミニウム電極で構成され、
下側に配置した上向き電極4bは炭素電極で構成されて
いる。なお、両電極は外部において図示しない抵抗体を
介して連結されている。なお、この実施の形態では対の
電極としてアルミニウム電極と炭素電極を用いたが、本
発明としては、この組合わせに限定されるものではな
く、各種組合わせの電極を用いることができ、例えば、
チタン電極と炭素電極とを組合わせて用いることもでき
る。
【0014】この水処理装置2の循環水流入側直前に
は、流速低下部として拡管部5が設けられており、該拡
管部5は、通常の径部5aの下方に溝部5bが形成され
て水路断面積が増大した形状からなる。また、溝部5b
の下部中央にはドレイン管6が連結されており、該ドレ
イン管6には常時はドレイン管6を閉じておくコック7
が設けられている。
【0015】上記水処理装置2を設置して配管内に循環
水を流したところ、アルミニウム電極4aと炭素電極4
bとの電気化学的ポテンシャルの相違から、アルミニウ
ム電極4aをアノード、炭素電極4bをカソードとして
両電極間に微弱電流が流れ、電場が生じた。この微弱電
流量は、図示しない抵抗体の抵抗値によってほぼ定ま
る。また永久磁石3、3間には磁場が生じ、水流8によ
るホール効果によって上記電極間電場と同方向に誘起電
流を生じさせて、相乗効果によって電極間に印加される
電場の強さを高めた。なお、この実施例では磁場を相乗
的に加えるものとしたが、相殺的に加えることも可能で
ある。
【0016】上記磁場及び電場の作用によってスケール
成分は凝集して結晶の核になり、浮遊状態で循環水中を
移動しながらスケール成分を補充して結晶として成長す
る。一方、循環水は配管1を含む循環水系を移動してお
り、拡管部5で水路の断面積が増大することによって流
速が減少する。十分に結晶成長したスケール成分は流速
の減少に伴ってこの拡管部5で沈降し、溝部5bの底部
に滞留し、次第に堆積する。そして、所望によりドレイ
ン管6のコック7を開くと、堆積したスケールは循環水
とともに確実かつ速やかに流出する。その後、直ちにコ
ック7を閉じることにより循環水系の稼働を停止しない
で速やかにスケールを回収することができる。この水処
理装置2を長期に亘って使用したところ、配管1内での
スケールの発生や付着は殆ど認められなかった。また、
タンク等にスケールの回収槽を設置することも不要とな
った。
【0017】次に、他の実施形態を添付図面に基づき説
明する。この実施形態の水処理装置は、前記した実施形
態と同一構造であるので、その説明は省略する。この実
施形態の流速低下部10は、抵抗材として配管1の下方
略半分を塞ぐように多孔板11…11を水流に対抗して
設置したものであり、多孔板11は多数の貫通孔11a
が形成されているとともに、その底部は、循環水が通過
できるように配管1との間に隙間11bを有している。
そして、この流速低下部の下流側に上記実施形態と同様
のドレイン6とコック7とが設けられている。なお、最
下流に位置する多孔板12は、スラッジが流出しないよ
うに下方間隙を設けないのが望ましい。
【0018】上記水処理系に前記実施形態と同様に循環
水を流したところ、水処理装置でスケール成分は結晶の
核になり、循環水中で結晶として成長する。循環水は流
速低下部10で多孔板11に当たり、乱流状態になって
流速が低下する。循環水は多孔板11の上方と多孔板1
1の孔11a…11aとを通り、僅かには多孔板11の
下方間隙11bを通過する。流速低下部の下方側では、
多孔板10によって流速が低下しており、結晶成長した
スケール成分は下方に沈降してスラッジとなり、一部は
多孔板11の下方の下方間隙11bを通って緩やかに移
動する。そして所望によりドレイン管6のコック7を開
くと、堆積したスラッジは循環水とともにドレイン管6
から流出するので、その後、コック7を閉じる。この流
速低下部においてもスラッジは効率的かつ確実に回収除
去された。なお、この実施形態では流速低下部の前後と
同一内径の配管を用いたが、断面積の大きな配管を用い
て多孔板を配置するものであってもよい。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の循環水系
におけるスラッジ回収方法によれば、水通路に面し、か
つこれを挟むように、対極の磁極または異種材料よりな
る対の電極の少なくとも一方を設け、この水通路を通過
する循環水に磁場または電場の少なくとも一方を作用さ
せ、循環水系の管路の一部で水路断面を変化させて循環
水流速を低下させ、循環水とともに移動するスケール成
分をこの管路の下方でスラッジとして滞留させ、このス
ラッジを管路から排出して回収するので、配管の一部で
スケール成分からなるスラッジを容易かつ確実に回収す
ることができ、循環水装置におけるスペースや構造上の
制約を受けることなくスケールの発生を有効に防止する
ことができる。
【0020】また、本発明の循環水系におけるスラッジ
回収装置によれば、水通路に面し、かつこれを挟むよう
に、対極の磁極または異種材料よりなる対の電極の少な
くとも一方を対向設置するとともに、循環水系の管路に
流速低下部として拡管部または管路内部に抵抗材を設
け、この流速低下部にスラッジ排出部を設けたので、簡
易な構造の器具でスラッジの回収ができ、省スペースで
低価格のスラッジ回収が可能になる。また、上記スラッ
ジ回収装置で、流速低下部を、対極磁極または対の電極
の少なくとも一方を設置した水通路の循環水流入側直前
に設ければ、スケール成分からなるスラッジを効率よく
回収でき、また、スケール成分結晶による磁極や電極が
損傷を受けるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明の一実施形態を示す正面概略
図である。
【図2】 図2は、図1をII−II線断面した、水処理部
を示す斜視図である。
【図3】 図3は、図1をIII−III線断面した、流速低
下部を示す斜視図である。
【図4】 図4は、他の実施形態における水流低下部の
正面断面図である。
【図5】 図5は、同じく断面斜視図である。
【符号の説明】
1 配管 2 水処理装置 3 永久磁石 4a 電極 4b 電極 5 拡管部 5b 溝部 6 ドレイン管 7 コック 10 水流低下部 11 多孔板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真下 徹 千葉県四街道市鷹の台1丁目3番 株式 会社日本製鋼所内 (72)発明者 小田 吉昭 東京都府中市日鋼町1番1 株式会社日 本製鋼所内 (72)発明者 松田 正一 東京都府中市日鋼町1番1 株式会社日 本製鋼所内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 5/00 610 C02F 1/46 - 1/48 C10G 32/02 F02M 27/04 F23K 5/08

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水通路に面し、かつこれを挟むように、
    対極の磁極または異種材料よりなる対の電極の少なくと
    も一方を設け、この水通路を通過する循環水に磁場また
    は電場の少なくとも一方を作用させ、循環水系の管路の
    一部で水路断面を変化させて循環水流速を低下させ、循
    環水とともに移動するスケール成分をこの管路の下方で
    スラッジとして滞留させ、このスラッジを管路から排出
    して回収することを特徴とする循環水系におけるスラッ
    ジ回収方法
  2. 【請求項2】 水通路に面し、かつこれを挟むように、
    対極の磁極または異種材料よりなる対の電極の少なくと
    も一方を対向設置するとともに、循環水系の管路に流速
    低下部として拡管部を設け、この流速低下部の下方にス
    ラッジ排出部を設けたことを特徴とする循環水系におけ
    るスラッジ回収装置
  3. 【請求項3】 水通路に面し、かつこれを挟むように、
    対極の磁極または異種材料よりなる対の電極の少なくと
    も一方を対向設置するとともに、循環水系の管路内部に
    水流抵抗材を設けて流速低下部とし、この流速低下部の
    下方にスラッジ排出部を設けたことを特徴とする循環水
    系におけるスラッジ回収装置
  4. 【請求項4】 流速低下部は、対極磁極または対の電極
    の少なくとも一方を設置した水通路の循環水流入側直前
    に設けたことを特徴とする請求項2または3に記載の
    環水系におけるスラッジ回収装置
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