JPH02227193A - 水路内の錆および／またはスケールの発生を防止する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は水路内の錆および／またはスケールの発生を防
止する方法に係り、更に詳しくは水の濃縮を伴う循環水
路系、あるいは伴わない非循環水路系における水路内の
錆および／またはスケール発生を防止する簡単な方法に
関するものである。

従来技術 水の濃縮を伴う循環水路系、例えば冷却搭からの冷却水
をポンプ送りで熱交換器に送り、更に冷却搭へ循環する
循環水路、あるいは水の濃縮を伴わない非循環水路系、
例えば受水槽から水をポンプ送りで高所の水槽へ送り、
各階へ飲料水などを供給する高層ビル等での飲料給水系
ライン；軟水器から給水タンクを経て、ポンプ送りでボ
イラーに水を供給するボイラー系統ライン等の非循環水
路では、水を送るライン内、特に熱交換器・ボイラー・
冷却搭・給水管等の内部での錆および／またはスケール
の発生が常に問題とされ、従来これを防止するため各種
の防錆剤・清缶剤が提供されてきた。しかしながら、こ
れらはランニングコストが高く、適正管理に多大の熟練
を要し、また−部清缶削（ヒドラジン）では発ガン性が
問われ、また飲料水等では保健上の理由からその使用に
は各種の法的制約も加えられ、有効な錆・スケールの防
止法が見出されていない。

近時、磁場・電子場装置が各種導入され水処理に利用さ
れようとしているが、水質が一定していないこと、使用
せられる磁場・電子場装置の理論や強度等が必ずしも明
確でないことなどと共に、その効果自身に疑問を・抱き
、例えば国立公衆衛生院研究グループが厚生省から委嘱
を受けた研究報告（昭和６１年度建築物自給排水管の衛
生管理に係る新技術適用性評価に関する研究報告書、給
水管赤水防止に係る新技術適用性評価に関する研究委員
会）に於いても、実験で適用した程度の強度では磁場・
電子場が少なくとも分子の構造に影響を与えるようなレ
ベルにはなく、もしこれらが錆こぶの生成、あるいは赤
水の生成の防止に関与するとすれば、コロイド粒子レベ
ルでの影響と考えざるを得ないし、錆こぶの形態あるい
は固着性、剥離性等への影響を見極めるには相当長期間
の注意深い観察が必要と、未だその効果に疑念を表明し
ているのである。尚、磁場・電子場装置による水の錆こ
ぶ、赤水防止効果をみるに際し水質の試験項目として上
記研究報告では、水温、濁度、色度、ｐＨ、アルカリ度
、電気伝導率、一般細菌、大腸菌群などと共に、過マン
ガン酸カリ消費量、残留塩素、アンモニア性窒素、亜硝
酸性窒素、硝酸性窒素、陰イオン界面活性剤濃度を調べ
、更に鉄、マンガン、塩素、硫酸等のイオン量、硬度、
遊離炭酸、溶存酸素、リン酸イオン、蒸発残留物をチエ
ツクしている。

発明が解決しようとする問題点 そこで、飲料水、冷却水、ボイラー水等の錆、スケール
の発生防止に対する磁場・電子場装置の有効性を見極め
、これが有効な手段であれば、それにより水路内の錆お
よび／またはスケールの発生を防止するための有効且つ
容易な方法を確立することが本発明目的である。

問題点を解決するための手段 本発明に従えば、上記発明目的が、水の濃縮を伴わない
非循環水路系に於いては該水路への供給水あるいは貯水
槽水のシリカ濃度（ケイ酸イオン濃度）を２０ｍｇμ〜
５０　ｍｇ々に制御し、また水の濃縮を伴う循環水路系
に於いては該循環水のシリカ濃度（ケイ酸イオン濃度ン
を５０ｍｇ４以上に制御すると共に、前記水路内あるい
は循環水路内に磁場・電子場装置を位置せしめ、水に磁
場・電子場の作用を及ぼすことを特徴とする水路内の錆
および７／またはスケールの発生を防止する方法により
達成せられる。

本発明者は従来の磁場・電子場装置による給水管等の赤
水防止効果が極めて区々で流動的である事実に着目し、
水質試験項目、試験条件等の何らかの見落としに帰因す
るものではなかろうがとの疑念を抱き、種々研究を続け
た結果、意外にもこれまで全く顧みられることのなかっ
た水のゲイ酸イオン濃度（シリカ濃度）が水の防錆、ス
ケール発生防止に重要な関わりを有することを見出し、
さらに検討を加えた結果、本発明を完成するに至った。

即ち本発明者は、磁場・電子場処理さるべき水と、防錆
、スケール発生防止効果との関係を詳細に調べてゆくう
ちに、被処理水のケイ酸イオン濃度がある程度の高濃度
に存在している場合にのみ磁場・電子場装置による効果
が認められる事実を見出し、更に検討を加え、驚くべき
ことに被処理水のケイ酸イオン濃度が飲料水給水ライン
、ボイラー給水ラインの如く、水の濃縮を伴う循環系の
水路ではない場合には２０ｍｇ／Ｉ！〜５０ｗ＋ｇ／／
の範囲内に、また冷却搭に供給される循環水の如く、水
の濃縮を伴う循環水路の場合には５０　ｍｇ　／ｌ以上
に制御される場合に磁場・電子場装置による処理で水路
内の錆、スケールの発生が確実に防止せられることを見
出した。

この効果に関して、未だ充分にそのメカニズムが解明さ
れているわけではないが、本発明者は現時点で次のよう
に考えている。即ち、天然水中に溶けているシリカの状
態はＳ　ｉ　Ｈ４と考えられ、イオン化（Ｓｔ　　）Ｉ
、ているが、その固有振動数・電子場装置での処理によ
り同装置から出る電磁波で共振を起こし、大きなエネル
ギーを得てシリカ（Ｓｉ　　＞が化学的に活性化され、
モノマーがポリマー化し、その過程で被処理水中の金属
イオンと可溶性の錯塩を作り、また解膠作用により安定
した懸濁液を作り、更に金属表面に被膜を形成し、結果
として錆、錆こぶ、スケールの発生を防止することによ
るものであろう。これはちょうど赤水防止のため利用さ
れているケイ酸塩系防錆剤、例えばポリケイ酸すトリウ
ムの作用（給水用防錆剤の手引き、日本給水用防錆剤協
会刊行、昭和６２年３月、５１〜５２頁）と同様のもの
であろうと推定している。

従来、天然水中に存在するケイ酸塩には赤水防止作用は
ないとされていたのであるが、磁場・電子場を与えるこ
とによりシリカの活性１ヒでケイ酸塩系防錆剤であるポ
リケイ酸ナトリウム等と同様の作用効果を示し、なお天
然水中のケイ酸イオン濃度の不足を補うことにより水路
内での確実な錆発生、スケール発生を防止しうるちのと
考えられる。

本発明で使用せられる磁場・電子場装置としては、１０
〜４０＾Ｔ／ｍの範囲内の磁界の強さを持ち、電磁波を
与えうる装置であれば、水処理用として近時提供されて
いる任意の装置を用いることが出来、例えばハイドロト
リーター（シーエムシー・インターナショナル社製、登
録商標）、アクアトロン（房森工業社、商品名）、イオ
ンクリーン（サンワード社、登録商標名）、　ポーラ・
ウォーター・コンディショナー（日本ポーラ■販売）等
の各種市販装置が挙げられる。

磁場・電子場装置は処理さるべき水の水路の任意場所に
設置することが出来るが、飲料水給水ラインにあっては
、添付図第１図に示される如く、受水槽（１）からポン
プｆ２１送りで屋上など高位置に置かれる高置貯水槽（
３）に供給された水槽内の水を処理するため、（４）に
位置せしめられ、ポンプ（９で同貯水槽（３）の水が磁
場・電子場装置に）を通り、再び貯水槽（３）に戻され
、このように処理された水が各階の給水蛇口（６）へと
送られ、またシリカ濃度（ケイ酸イオン濃度）の制御が
貯水槽（３）で行われ、給水管内の錆発生、スケール発
生を防止することが実用的であり好ましい、また、ボイ
ラーの給水ラインにあっては、第２図に示される如く軟
水器（１）を通じ給水タンク１２）へと供給された水が
、同タンク（２からポンプ（３）によりボイラーＧ４１
へと送られる迄に、給水タンク（ａ内の水を処理すべく
、ポンプ（９により磁場・電子場装置（６）を通り、再
び同タンク（２に戻るよう位置せしめられ、またシリカ
濃度（ケイ酸イオン濃度）の制御が給水タンク（２）で
行われ給水管、就中ボイラー内のスケール、錆発生を防
止するようにすることが実用上好ましい。

次に、水の濃縮が行われる水路系の代表例として、第３
図に示される冷却水系統ラインにおいては、補給水が循
環冷却水と共に冷却搭底部（１）らポンフ責２）により
熱交換器（３）を経て、冷却格上部（４）へと送られ、
散水される間に水の濃縮が行われ、この様に循環水濃度
が順次高められ、磁場・電子場装置をこの水路のどこに
設置しても、該装置で処理さるべき水は順次濃縮せられ
るのである。かかる系に於いては、シリカ濃度（ケイ酸
イオン濃度）の制御は補給水あるいは唯一の開放部位で
ある冷却搭の循環水貯水部で行われるが、磁場・電子場
装置（５）はポンプ（２）と熱交換器（３）の間の水路
に設けられることが最も実用的である。これにより熱交
換器部および水路内の錆、スケールの発生が有効に防止
せられる。

磁場・電子場装置を通過せしめるべき水のシリ力濃度（
ケイ酸イオン濃度）は既に述べた如く、水の濃縮を伴わ
ない非循環水路系にあっては、２０　ｍｇ　／ｌ〜５０
　ｌＩｇ／ｌの範囲内に、また水の濃縮を伴う循環水路
系にあっては５０１１ｇ／１以上の値に制御せられねば
ならない。我が国の河川水中のシリカ溶存量は日本河川
の水質調査資料（小林純　著「水の健康診断」岩波新書
）によれば、最低２　、９　ｍｇ　／ｌから最高５４．
６ｍｇなの間にあり、また井水の場合最高８０．０ｍｇ
／ｌ’に達することが報告されている。

従って、用水によってはシリカ濃度（ケイ酸イオン濃度
）の調整が必要であり、シリカ濃度（ケイ酸イオン濃度
）を増大せしめるためにはケイ酸イオン源として、例え
ばケイ酸ナトリウム（ＪＩＳＫ　１４０ｇ）等のケイ酸
塩を添加するとか、天然井水でシリカ濃度（ケイ酸イオ
ン濃度）の高いものを適宜添加してシリカ濃度（ケイ酸
イオン濃度）の調整を行う必要がある。

このように本発明にあっては、水路内に磁場・電子場装
置を設け、該装置を通過する水のシリカ濃度（ケイ酸イ
オン濃度）をある所定値内に制御するという藺単な方法
で、確実且つ有効に錆の発生、スケールの発生を防止す
ることが出来、極めて実用的な赤水防止法を提供するも
のである。

以下、実施例および比較例により本発明を説明する。

（実施例　１　） 添付図の第１図に示される飲料水給水ラインで深井戸か
ら供給せられる下記特性の水（高置貯水槽（３）から採
取せる水の分析結果）を使用した。

この飲料水はケイ酸イオン濃度が比較的大で、また鉄分
も比較的大であった。

磁場・電子場装置としてＣＭＣインターナショナルのハ
イドロトリーターを第１図の４に位置せしめ、流速約２
ｍ／秒で貯水槽（３）からの水を処理した。

約１ケ月後の流水の組成を調べた結果、全鉄が０．３以
下に減少しており、更に期間を延ばすことにより全鉄量
が比例的に減少し、鉄分の溶出にかかわらず、飲料水の
全鉄濃度は赤水発生の目安とされる　０．３以上を完全
にクリヤーし、著しい減少を示すことが判った。

（比較ＰｆＡ１１） 実施例１と同様の試験を、但し下記組成の上水道水を用
い、繰り返し実施した。

上となった時点に於いて、実施例１の深井戸がらの水を
受水槽（１）に導き、上水道水と深井戸がらの水のブレ
ンドにより、高置貯水槽（３）内の水のケイ酸イオン濃
度を約３０ｍｇ／ｌになるよう調整し、実施例１と同様
の試験を続行した。

１ケ月後の飲料水の組成を調べた結果は次の通りであっ
た。

約３ケ月後、流水中の全鉄は０．３以上になり、赤水発
生が認められた。

（実施例　２　） 比較例１の実験で、飲料水の全鉄濃度がＯｊ以全全鉄濃
度著しく減少を示し、錆発生防止効果が認められた。

（実施例　３　） 第２図に示されたボイラー系ラインにおいて、軟水器（
１）を通じカルシウム、マグネシウム等を除去した工業
用水を給水タンク［２１に送り、約２ｍ／秒の流速にて
（６）の磁場・電子場装置ハイドロトリーターにより給
水タンク＋２１内の水を処理すると共に、ポンプ（３）
により２＋ｓ／秒の流速で給水タンク＋２１の水をボイ
ラー（イ）に支給した。

作動開始より約１ケ月経過後に給水タンク（２）の水と
、ボイラー缶水とを採取し水質分析を行い、下記の結果
を得た。

給水　　缶水　（濃縮倍数） 酸イオン濃度の濃縮倍廠は大差なく、ケイ酸スケールの
発生は認められず（ボイラーを開缶して調査）、また全
鉄濃度も０．３以下で給水よりむしろ低下しており、ボ
イラー缶水の錆発生、スケール発生は認められなかった
。（清缶剤は一切使用せずに実験を行った。） （比較例　２　） ケイ酸イオン濃度が２０〜５０ｍｇ／Ｊｌの範囲内にあ
る水を使用し、但しハイドロトリーターを作動させるこ
となく、実施例３と同様の試験を行った。

１ケ月後の給水タンク（２）とボイラーは）の水を分析
し、下記の結果を得た。（清缶剤は一切使用せずに実験
を行った。） 平均濃縮倍数　（６，９７） 上記の如く、平均濃縮倍数に比し、缶水のケイとして通
常の水道水（組成は下表のＡ）を用い、磁場・電子場装
置（９を使用せず、約２ｍ／秒の流速で水を循環させた
場合、約半月後の冷却循環水の組成は下記衣のＢに示す
通りであった。

補給　　　半月後の　（濃縮 水道水（Ａ）　　循環水（Ｂ）　　倍数）平均濃縮倍数
　　（１８，０） 全硬度がボイラー水でＯになっていることは明らかにカ
ルシウム、マグネシウム等のスケール化を意味し、また
平均濃縮倍数１８に比しケイ酸イオンの濃縮倍数が著し
く小であることはケイ酸スケールの発生を意味している
。更に全鉄は０．３の水準を大幅に上回り、錆発生も認
められる。

（比較例　３　） 添付図第３図の冷却水ラインに於いて、補給水平均濃縮
倍数 （６，３５＞ 平均濃縮倍数の対比から明らかな通り、磁場・電子場装
置を用いず、且つケイ酸イオン濃度の低い水道水を用い
た場合、約半月の操作でケイ酸スクールの発生が認めら
れた。ケイ酸イオンの濃縮倍数が平均濃縮倍数に比し、
極端に低いことでよく判る。

（比較例　４　） 比較例３と同様方法を、磁場・電子場装置（５）を作動
させた場合と、作動させぬ場合を対比実施した結果を下
表に示す。（循環冷却水の場合）同表より明らかな通り
、ケイ酸イオン濃度の低い補給水を用いた場合、循環冷
却水のケイ酸イオン濃度を５０ｆｆｉｇ／／以上に制御
しない場合は、磁場・電子場装置を作動させても、作動
させずとも殆ど同じ結果で、従って磁場・電子場装置を
用いる特段の効果は認められなかった。

（実施例　４　） 添付図の第３図に示される冷却水ラインに於いて、下記
Ａに示される水を補給水として供給し、約２ｍ／秒の流
速でポンプ（２）により熱交換器（３）に水を送り、そ
の間にハイドロトリーター（５）を通過するようにし、
熱交換器（３）からの水を冷却搭（４）へ供給し、この
水を循環するようにして、冷却を行った。

約半月の運転後、冷却水（１）を採取し分析した結果を
下記Ｂに示しな。

平均濃縮倍数 （３，７） 補給水 （Ａ） １ケ月後の 循環水（Ｂ） （濃縮倍数）

【図面の簡単な説明】

添付図の第１図は飲料水給水ラインで、本発明方法を実
施するためのフローシート；第２図はボイラー系統ライ
ンでのフローシート；第３図は冷却水系統ラインでのフ
ローシート。 特許出願代理人 弁　理　士　　　伊　　藤　　武　　雄同表より明らか
な通り、循環冷却水のケイ酸イオン濃度を５０　ｍｇ　
／Ｉ以上に制御した場合、錆発生、ケイ酸スケール発生
は認められず、磁場・電子場装置の効果は顕著であった
。 第 図 第 図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）水の濃縮を伴わない非循環水路系に於いては該水
   路への供給水あるいは貯水槽水のシリカ濃度（ケイ酸イ
   オン濃度）を２０ｍｇ／ｌ〜５０ｍｇ／ｌに制御し、ま
   た水の濃縮を伴う循環水路系に於いては、該循環水のシ
   リカ濃度（ケイ酸イオン濃度）を５０ｍｇ／ｌ以上に制
   御すると共に、シリカ濃度（ケイ酸イオン濃度）の制御
   された水を前記水路内あるいは循環水路内に位置せしめ
   た磁場・電子場装置を通過せしめることにより、水に磁
   場・電子場の作用を及ぼすことを特徴とする、水路内の
   錆および／またはスケールの発生を防止する方法。
2. （２）非循環水路系が飲料水給水系ラインであり、磁場
   ・電子場装置が高置貯水槽内の水を処理するために設け
   られる、請求項第１項記載の方法。
3. （３）非循環水路系が給水タンクとボイラーからなるボ
   イラー系ラインであり、磁場・電子場装置が給水タンク
   内の水を処理するために設けられる、請求項第１項記載
   の方法。
4. （４）循環水路系が冷却搭、ポンプ、および熱交換器を
   順次結合し、再度冷却搭に循環せられる冷却水ラインで
   あつて、磁場・電子場装置がポンプと熱交換器の間の水
   を処理するために設けられる、請求項第１項記載の方法
   。