WO2022190907A1 - スケール抑制ユニット - Google Patents

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WO2022190907A1
WO2022190907A1 PCT/JP2022/007955 JP2022007955W WO2022190907A1 WO 2022190907 A1 WO2022190907 A1 WO 2022190907A1 JP 2022007955 W JP2022007955 W JP 2022007955W WO 2022190907 A1 WO2022190907 A1 WO 2022190907A1
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WO
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suppression unit
containing alloy
scale
scale suppression
hot spring
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PCT/JP2022/007955
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清 野城
健二 香山
大輔 澤井
Original Assignee
株式会社小澤製作所
清 野城
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F14/00—Inhibiting incrustation in apparatus for heating liquids for physical or chemical purposes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10—Geothermal energy

Definitions

  • the present invention relates to scale suppression units suitable for use mainly in geothermal power generation systems, hot spring supply systems, hot water supply systems, and the like.
  • the dissolution rate of phosphate ions is uniquely determined by the surface area of the part where the P-containing plating film is formed and the inner and outer diameters of the piping, so the degree of scale adhesion In some cases, the adhesion of scale could not be sufficiently suppressed. Also, in order to suppress scale, it is desirable to apply a P-containing plating film to all parts where hot springs and hot water flow, but it has not been adopted because the economic burden associated with construction is extremely large.
  • an object of the present invention is to be able to change the dissolution rate of phosphate ions according to the degree of scale adhesion, to more reliably suppress scale adhesion, and to easily and inexpensively incorporate scale suppression means into various systems.
  • a scale suppression unit capable of constructing
  • a scale suppression unit which solves the above problems is characterized by having a P-containing alloy and a P-containing alloy storage part which stores the P-containing alloy and allows hot springs or hot water to flow inside and outside.
  • the P-containing alloy is preferably made of brazing material (claim 2).
  • the P-containing alloy is preferably formed by bending or curving a foil-like body (Claim 3). It is preferable that the P-containing alloy containing portion is composed of a tubular mesh (claim 4).
  • a scale suppression unit characterized by having a P-containing alloy and an outer cylindrical portion that houses the P-containing alloy (Claim 5). It is preferable that the P-containing alloy is made of a brazing material (claim 6). The alloy is preferably arranged in the gap between the inner cylindrical portion and the outer cylindrical portion (Claim 7). The P-containing alloy is preferably formed by bending or curving a foil-like body (claim 8). It is preferable that the inner cylindrical portion is made of a mesh body (Claim 9).
  • the P-containing alloy disposed in the outer cylindrical portion may be an elongated body (a rod-like body or a band-like body) disposed along the axial direction of the outer cylindrical portion (Claim 10).
  • the scale suppression unit described in claim 1 when arranged in a hot water storage tank of a geothermal power generation system, etc., the surface area of the P-containing alloy (for example, the wetted area and amount of the P-containing alloy) is adjusted to cause scale adhesion. It is possible to change the dissolution rate of phosphate ions according to the degree of , more reliably suppress the adhesion of scales, and to install it in various systems at a low cost and easily. According to the scale suppression unit described in claim 2, the scale suppression unit having the effect of the scale suppression unit described in claim 1 can be manufactured at extremely low cost.
  • the contact area between the P-containing alloy and the hot spring or hot water is increased by adjusting the amount and type of the foil-shaped body, the degree of bending or bending, etc.
  • the scale suppression unit having the effects recited in claim 1 or 2 can be configured with a simpler structure.
  • the dissolution rate of phosphate ions when used as a pipe for a geothermal power generation system or the like, can be changed according to the degree of scale adhesion by adjusting the surface area of the P-containing alloy.
  • the adhesion of scale can be suppressed more reliably, and it can be installed in various systems at low cost and easily.
  • a scale suppression unit exhibiting the effects of the scale suppression unit recited in claim 5 can be manufactured at extremely low cost.
  • the scale suppression unit having the effect recited in claim 4 can be configured with a simpler structure.
  • the contact area between the P-containing alloy and the hot spring or hot water is increased by adjusting the amount and type of the foil-shaped body, the degree of bending or bending, etc.
  • the scale suppression unit By changing the dissolution rate of phosphate ions according to the degree of scale adhesion, scale adhesion can be more reliably suppressed.
  • the scale suppression unit recited in claim 9 the scale suppression unit having the effect recited in any one of claims 4 to 6 can be configured with a simpler structure.
  • the contact area between the P-containing alloy and the hot spring or hot water is increased by adjusting the form of the P-containing alloy (for example, the wetted area and number of elongated bodies).
  • FIG. 1 is a schematic vertical cross-sectional view of an embodiment of a scale suppression unit of the present invention
  • FIG. FIG. 2 is a partial cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1
  • FIG. 2 is an exploded view of the P-containing alloy of the scale suppression unit shown in FIG. 1
  • 2 is a schematic front view of a P-containing alloy storage portion of the scale suppression unit shown in FIG. 1
  • FIG. FIG. 5 is a plan view of FIG. 4
  • 2 is a front view of a lid body of the scale suppression unit shown in FIG. 1
  • FIG. FIG. 7 is a plan view of FIG. 6
  • 1 is an explanatory diagram of a geothermal power generation system using a scale suppression unit of the present invention
  • FIG. 4 is a front view of another embodiment of the scale suppression unit of the present invention
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view of the scale suppression unit shown in FIG. 9
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 9
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 9
  • FIG. 10 is a front view of the P-containing alloy of the scale suppression unit shown in FIG. 9
  • FIG. 10 is an exploded view of the P-containing alloy of the scale control unit shown in FIG. 9
  • FIG. 4 is a front view of another embodiment of the scale suppression unit of the present invention
  • FIG. 16 is an enlarged front view of the P-containing alloy of the scale suppression unit shown in FIG. 15;
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a hot spring supply system using a scale suppression unit of the present invention;
  • FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of another hot spring supply system using the scale suppression unit of the present invention;
  • 1 is an explanatory diagram of a hot water supply system using a scale suppression unit of the present invention;
  • FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view for explaining a state in which scale adheres to the inside of a pipe in a conventional geothermal power generation system; 1. It is a photograph in the temperature control tank when the scale suppression unit shown in FIG. 1 is arrange
  • the P-containing alloy 2 formed of a brazing material and the P-containing alloy 2 are housed and used in various tanks such as a geothermal power generation system, a hot spring supply system, or a hot water supply system.
  • a geothermal power generation system such as a geothermal power generation system, a hot spring supply system, or a hot water supply system.
  • the dissolution rate of phosphate ions can be changed according to the degree of scale adhesion, or the wetted area of the P-containing alloy 2 can be adjusted.
  • a scale suppression unit 1 that can more reliably suppress scale adhesion and can be installed in various systems at low cost and easily has been realized.
  • the P-containing alloy 72 formed of brazing material and the P-containing alloy 72 are stored as those used as various pipes or parts of pipes such as geothermal power generation systems, hot spring supply systems, hot water supply systems, etc.
  • the outer cylindrical portion 71 the dissolution rate of phosphate ions can be changed according to the degree of scale adhesion, and the wetted area of the P-containing alloy 2 can be adjusted to more reliably adhere scale.
  • the scale control unit 70 that can be inexpensively and easily installed in various systems has been realized.
  • FIG. 1 A scale suppression unit of the present invention will be described using one embodiment shown in FIGS. 1 to 7.
  • FIG. The scale suppression unit 1 of this embodiment has a P-containing alloy 2 made of a brazing material, and a P-containing alloy storage section 3 that stores the P-containing alloy 2 and allows hot springs or hot water to flow inside and outside. ing. Each configuration will be described in detail below.
  • the scale suppression unit 1 of this embodiment is for suppressing the adhesion of scale to a geothermal power generation system, a hot spring supply system, a hot water supply system, etc., and is used by arranging it in these various tanks.
  • the P-containing alloy 2 formed of brazing material is arranged to suppress scale adhesion in a geothermal power generation system, a hot spring supply system, a hot water supply system, etc., and contains P (phosphorus).
  • P phosphorus
  • a wide range of brazing materials may be included, and in addition to P (phosphorus), for example, Ni, W, Fe, Co, Cr, Cu, Ag (to which sterilization is added), etc. may be contained. It is not preferable to contain Pb or the like, which may adversely affect the
  • "brazing material” refers to an alloy used for brazing, and is used as a kind of adhesive by melting an alloy (brazing material) having a lower melting point than the member (base material) to be joined.
  • the reason why the P-containing alloy 2 formed of the brazing material is arranged in a geothermal power generation system, a hot spring supply system, a hot water supply system, etc. is that the main components of the scale are calcium carbonate and calcium chloride, and this carbonic acid This is based on the knowledge that the adhesion amount of calcium and calcium chloride is about 1/3 to 1/4 of that of polyvinyl chloride, carbon steel or stainless steel (SUS) in P-containing alloys.
  • the P-containing alloy 2 formed by the brazing material of this embodiment a foil brazing material containing 10% by weight of P, 43% by weight of Ni, 27% by weight of Fe, and 20% by weight of Cr is used.
  • a brazing filler metal as the P-containing alloy 2
  • adhesion of scale in various systems can be suppressed at a very low cost.
  • the brazing material is about 1/10 cheaper than the P--Wi alloy.
  • the surface area of the P-containing alloy 2 formed by the brazing material is appropriately adjusted instead of forming the P-containing plating film that suppresses the adhesion of scale on the portion where the hot spring or hot water flows.
  • scale adhesion can be suppressed more reliably. Furthermore, in this embodiment, complicated plating is not performed, and the construction is extremely easy by simply attaching the scale suppression unit 1 to various tanks.
  • the P-containing alloy 2 formed from the brazing material of this embodiment bends the foil-like body of FIG. 7) are radially fixedly arranged around the mounting rod 5 extending downward.
  • Reference numeral 6 denotes a gripping portion that is gripped when the scale suppression unit 1 is mounted in various tanks.
  • eight P-containing alloys 2 formed of brazing filler metal are fixed along the longitudinal direction of the mounting rod 5 (the number of which can be changed in design as appropriate). ing.
  • the P-containing alloy 2 of this embodiment is bent at a plurality of locations in order to increase the contact area with the hot spring or hot water.
  • the scope of the present invention also includes those in which the contact area with hot water is increased to enhance the scale suppression efficiency.
  • the P-containing alloy storage part 3 stores the P-containing alloy 2 and allows the hot spring or hot water to flow inside and outside.
  • the P-containing alloy storage part 3 is not limited to a cylindrical mesh body, and may be of any type as long as it stores the P-containing alloy 2 and allows hot springs or hot water to circulate inside and outside. , for example, a tubular body having a large number of holes.
  • the scale suppression unit 1 of this embodiment is arranged in various tanks and used, and is bent in the P-containing alloy storage part 3 that allows hot springs or hot water to flow inside and outside.
  • the scope of the present invention also includes a P-containing alloy container (container) containing a large number of P-containing alloy granules.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of a geothermal power generation system 10 using the scale suppression unit 1.
  • the geothermal power generation system 10 includes a high temperature heat source side 11 that supplies a high temperature heat source to a binary power generation 13 side, a binary generator 13 , and a low temperature heat source side 12 that supplies a low temperature heat source to the binary generator 13 .
  • This binary power generator 13 utilizes two heat cycles, a high temperature heat source side 11 and a low temperature heat source side 12 using a low temperature medium system, to rotate a turbine with steam to generate power.
  • the high-temperature heat source side 11 includes a source pipe 16 that communicates the source 14 and a hot water storage tank 15, a high-temperature heat source supply pipe 18 that communicates the hot water storage tank 15, the hot water storage tank 15, and a heat exchanger 17, and a heat exchanger. 17 and a drain pipe 19 .
  • 20 is a pump
  • 21 is an evaporator
  • 22 is a turbine
  • 23 is a condenser
  • 24 is a cooler.
  • the scale suppression unit 1 is arranged in the hot water storage tank 15, so that the P-containing alloy 2 formed of brazing material has an extremely large contact area with the hot spring in the hot water storage tank 15. The adhesion of scale in the hot water storage tank 15 is suppressed by the contact between the hot spring and the hot spring.
  • FIG. 20 is an explanatory diagram of a hot spring supply system 40 using the scale suppression unit 1.
  • the hot spring supply system 40 includes a hot spring adjusting tank 41 for adjusting the temperature or composition, an adjusted hot spring pipe 43 communicating between the hot spring adjusting tank 41 and the bathtub 42, a source 44 and the hot spring adjusting tank 41. It has a connecting source pipe 45 .
  • the hot spring adjusting tank 41 is a heating tank, and the hot water from the boiler 47 is supplied to the heat transfer plate 46 arranged inside.
  • the hot spring in the hot spring adjusting tank 41 is heated by refluxing.
  • FIG. 21 is an explanatory diagram of a hot water supply system 50 using the scale suppression unit 1.
  • the hot water supply system 50 has a heat pump portion 51 and a hot water storage tank portion 52, and is a hot water supply system that uses carbon dioxide as a refrigerant.
  • the hot water supply system 50 takes outside air 53 into the heat pump section 51, heats carbon dioxide in the air heat exchanger 54, sends it to the compressor 55, and compresses it to a high temperature.
  • the hot carbon dioxide is introduced into the heat exchanger 56 to warm the water supplied to the hot water storage tank portion 52 .
  • This is a system that heats the water supplied from the water supply 57 and supplies the hot water 58 .
  • the scale suppression unit 1 in this hot water supply system 50, by disposing the scale suppression unit 1 in the hot water storage tank portion 52, the P-containing scale formed by the brazing material having an extremely large contact area with the hot water in the hot water storage tank portion 52 is provided. It is configured such that adhesion of scale in the hot water storage tank portion 52 is suppressed by the alloy 2 coming into contact with the hot water.
  • the scale suppression unit 70 of this embodiment includes a P-containing alloy 72 made of a brazing material, an outer cylindrical portion 71 containing the P-containing alloy 72, and an inner cylindrical portion 73 through which hot springs or hot water can flow inside and outside. , and the P-containing alloy 72 is arranged in the gap between the inner cylinder portion 73 and the outer cylinder portion 71 .
  • the scale suppression unit 70 of this embodiment is for suppressing scale deposition in a geothermal power generation system, a hot spring supply system, a hot water supply system, or the like, and is used as part of the piping or as a substitute for the piping. .
  • the P-containing alloy 72 formed of brazing material is arranged to suppress scale adhesion in a geothermal power generation system, a hot spring supply system, a hot water supply system, etc., and includes a wide range of brazing materials containing P (phosphorus).
  • P phosphorus
  • it may contain Ni, W, Fe, Co, Cu, Cr, Ag (to which bactericidal properties are added), etc., but it has an adverse effect on the human body.
  • Those containing possible Pb and the like are not preferred.
  • the P-containing alloy 72 formed from the brazing material of this example is a foil brazing material containing 10% by weight of P, 43% by weight of Ni, 27% by weight of Fe, and 20% by weight of Cr. is used.
  • a brazing filler metal as the P-containing alloy 72, adhesion of scales in various systems can be suppressed at a very low cost.
  • the surface area of the P-containing alloy 2 formed by the brazing material is appropriately adjusted instead of forming the P-containing plating film that suppresses the adhesion of scale on the portion where the hot spring or hot water flows.
  • the scale adhesion can be suppressed more reliably. Furthermore, since complicated plating is not carried out, the construction becomes easier.
  • the P-containing alloy 72 formed by the brazing material of this embodiment is a foil-shaped body (pleated foil-shaped body) obtained by bending the foil-shaped body of FIG. 14 multiple times as shown in FIG. ).
  • This P-containing alloy 72 is arranged along the circumference in the gap between the inner cylindrical portion 73 and the outer cylindrical portion 71 through which the hot spring can flow. More specifically, the pleated P-containing alloy 72 arranged along the circumference is a large number (specifically 10 pieces) along the axial direction of the outer cylindrical portion 71, but the number is the liquid contact area. The design can be changed as appropriate for adjustment.) They are arranged adjacent to each other.
  • the P-containing alloy 72 is bent at a plurality of locations as shown in FIG. 12 or FIG. Those with improved efficiency are also included in the scope of the present invention.
  • the outer cylinder part 71 is a pipe for circulating hot springs or hot water. It is connected to piping via a pipe joint 90 arranged on the side or downstream side.
  • the scale suppression unit 70 of this embodiment is used as part of the piping of a geothermal power generation system, a hot spring supply system, a hot water supply system, or the like
  • the scale suppression unit of the present invention includes a geothermal Also included are those used as a whole for the plumbing of power generation systems, hot spring supply systems, hot water supply systems, and the like.
  • outer cylindrical portion 71 of this embodiment is a metal pipe made of a steel pipe, it is not limited to this, and any pipe can be used as long as the hot spring can be circulated inside.
  • a pipe made of polymer resin may be used.
  • the inner cylindrical portion 73 allows the hot spring to flow inside and outside (inside the inner cylindrical portion 73 and the gap between the outer cylindrical portion 71 and the inner cylindrical portion 73). As shown, it is composed of a tubular mesh. However, the inner tubular portion 73 is not limited to a tubular mesh body, and may be of any type as long as it allows the hot spring to flow inside and outside. There may be.
  • the scale suppression unit 70 of this embodiment has a foil-like body disposed in the gap between the outer cylinder portion 71 and the inner cylinder portion 73, but is not limited to this. The scope of the present invention also includes a case in which a large number of P-containing alloy particles, etc., are accommodated in the gaps between the inner cylindrical portion 73 and the inner cylindrical portion 73 .
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of the geothermal power generation system 10 using the scale suppression unit 70.
  • the geothermal power generation system 10 includes a high temperature heat source side 11 that supplies a high temperature heat source to a binary power generation 13 side, a binary generator 13 , and a low temperature heat source side 12 that supplies a low temperature heat source to the binary generator 13 .
  • the high-temperature heat source side 11 includes a source pipe 16 that communicates the source 14 and a hot water storage tank 15, a high-temperature heat source supply pipe 18 that communicates the hot water storage tank 15, the hot water storage tank 15, and a heat exchanger 17, and a heat exchanger.
  • the scale suppression unit 70 is arranged in each of the source pipe 16 and the high-temperature heat source supply pipe 18, so that the contact area with the hot spring is extremely large. The contact between the contained alloy 72 and the hot spring suppresses the adhesion of scale in the source pipe 16 or the high-temperature heat source supply pipe 18 .
  • FIG. 19 is an explanatory diagram of the hot spring supply system 30 using the scale suppression unit 70.
  • This hot spring supply system 30 includes a hot spring adjusting tank 31 for adjusting the temperature or composition, an adjusted hot spring pipe 33 communicating between the hot spring adjusting tank 31 and the bathtub 32, a source 34 and the hot spring adjusting tank 31. , a hot spring supply pipe 36 arranged in the hot spring adjustment tank 31, into which the adjusted hot spring flows from the upper end and communicating with the adjusted hot spring pipe 33, and the adjusted hot spring pipe 33 and the hot spring adjusting tank 31 are connected to each other.
  • the hot spring adjustment tank 31 is a heating tank, and the hot water from the boiler 38 is supplied to the heat transfer plate 39 arranged inside.
  • the hot spring in the hot spring adjusting tank 31 is heated by refluxing.
  • the scale suppression unit 70 is arranged in each of the adjusted hot spring pipe 33, the hot spring pipe 35, the hot spring supply pipe 36, and the return pipe 37, thereby reducing the contact area with the hot spring. Due to the contact between the P-containing alloy 72 formed by the brazing material and the hot spring, the adhesion of scales in the adjusted hot spring pipe 33, the source pipe 35, the hot spring supply pipe 36, and the return pipe 37 is prevented. configured to be suppressed.
  • the hot spring supply system 30 is newly installed, it is used as the above pipe, and in the existing hot spring supply system 30, it is used by replacing the above pipe. As a result, scale control within the hot spring supply system 30 can be performed more easily and at a lower cost.
  • the scale suppression unit 80 of this embodiment is also a scale suppression unit used as a pipe or part of a pipe in a geothermal power generation system, a hot spring supply system, or a hot water supply system.
  • the P-containing alloy 81 is a plurality of elongated bodies arranged along the axial direction of the outer cylindrical portion 71 .
  • the basic differences between the scale suppression unit 80 of this embodiment and the scale suppression unit 70 described above are the composition of the P-containing alloy 81 formed of the brazing material and the P-containing The alloy 81 is an elongated body arranged along the axial direction of the outer cylindrical portion 71, and the scale suppression unit 80 does not have an inner cylindrical portion.
  • the same components as those of the scale suppression unit 70 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the P-containing alloy 81 formed of brazing material is for suppressing scale adhesion in a geothermal power generation system, a hot spring supply system, or the like, and includes a wide range of brazing materials containing P (phosphorus). ), it may contain, for example, Ni, W, Fe, Co, Cu, Cr, Ag (to which bactericidal properties are added), etc., but Pb may have an adverse effect on the human body. etc. is not preferred. In this example, a brazing material of 5 wt % P, 4 wt % Ni, 15 wt % Sn and 76 wt % Cu is used.
  • the P-containing alloy 81 formed of the brazing material arranged in the outer cylinder portion 71 is a long body (see FIG. 16 or 18) arranged along the axial direction of the outer cylinder portion 71, and this implementation Thirty-two P-containing alloys 81 formed of the brazing material of the example are arranged at equal intervals or at equal angles along the circumference in the outer cylindrical portion 71 through which hot springs and hot water can flow.
  • the P-containing alloy 81 formed of the brazing material arranged along the axial direction of the outer cylindrical portion 71 is a rod-shaped body, but is not limited to this, and may be a long body. It may be in any form, for example, a belt-like body is also included in the scope of the present invention.
  • the number and thickness of the P-containing alloy 81 formed of the brazing material are not limited to this, and are appropriately designed to increase the scale suppression efficiency by increasing the contact area with the hot spring or hot water. Can be changed. Further, as shown in FIG. 16 or FIG. 17, bent portions 81a and 81b provided at the upper and lower ends of a P-containing alloy 81 formed of brazing material are engaged with annular locking bodies 82 and 83, respectively. An elongated body is arranged inside the outer cylindrical portion 71 .
  • the scale suppression unit 80 is not provided with an inner cylindrical portion, and the hot spring or hot water flowing from the upper end opening 91 of the pipe joint 90 provided on the upstream side flows into the scale suppression unit 80, and flows into the scale suppression unit 80 on the downstream side. It is configured to contact the P-containing alloy 81 formed of the brazing material in the outer cylindrical portion 71 and suppress the generation of scale until it flows into the pipe joint 90 provided in the outer cylinder portion 71 .
  • FIG. 23 is a photograph of the inside of the hot spring adjustment tank (heating tank) when the scale suppression unit 70 of the present invention is installed as a hot spring supply pipe. rice field.
  • Fig. 24 is a photograph of the inside of the hot spring adjustment tank (heating tank) when the existing supply pipe (heat-resistant rigid polyvinyl chloride pipe) is installed. of scale was observed. From these comparisons, it is clear that even if the scale suppression unit 70 of the present invention is installed as a hot spring supply pipe, the adhesion of scale to the inner wall surface of the hot spring adjustment tank (heating tank) and the heat transfer plate is suppressed. As a result, it is presumed that the decrease in the heat exchange efficiency of the hot spring adjustment tank can also be suppressed.
  • Scale suppression unit 2 P-containing alloy 3 P-containing alloy storage part 4 Lid 5 Mounting rod 6 Grip part 70 Scale suppression unit 71 Outer cylinder part 72 P-containing alloy (bent foil-shaped body) 73 Inner cylindrical portion 80 Scale suppression unit 81 P-containing alloy (long body) 82 Annular locking body 83 Annular locking body 90 Pipe joint

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Abstract

【課題】スケール付着の程度に応じてリン酸イオンの溶解速度を変更することができ、より確実にスケールの付着を抑制できると共に、各種システム内に低廉かつ容易にスケール抑制手段を施工できるスケール抑制ユニットを提供する。 【解決手段】本発明のスケール抑制ユニット１は、Ｐ含有合金２と、Ｐ含有合金２を収納すると共に温泉または熱温水が内外に流通可能なＰ含有合金収納部３を有している。このため、Ｐ含有合金２の表面積を調整することでスケール付着の程度に応じてリン酸イオンの溶解速度を変更してより確実にスケールの付着を抑制できると共に、各種システム内に低廉かつ容易に施工できる。

Description

スケール抑制ユニット
　本発明は、主として地熱発電システム、温泉供給システムまたは給湯システム等に使用して好適なスケール抑制ユニットに関するものである。
　従来より、源泉からの温泉を利用した地熱発電システムにおいて、特に温度変化が激しい貯湯タンク１５（図８参照）内や配管１００（図２２参照）内にスケールＳ（炭酸カルシウムや塩化カルシウム）が付着して目詰まり等による供給不全を引き起こすことが懸案となっている。特に、ミネラル含有量が多い硬水の欧州や北米などではスケールの付着がより顕著である。
　また、源泉からの温泉を加温、冷却、希釈等して浴槽に供給する温泉供給システムでも、温泉が流通する部位、特に温度変化が激しい温泉調整タンク４１（図２０参照）内や調整済温泉用配管３３（図１９参照）内などにスケールが付着して目詰まり等による供給不全を引き起こすことから、週１～２回程度のスケール除去作業（メンテナンス）が必要で、温泉提供者への著しい経済的または労働的負担となっている。
　さらに、家庭内等の給湯システムでも、特に深夜電力を利用する給湯システム５０（図２１参照）に炭酸カルシウムが堆積することが懸案となっている。
　そして、これらの問題を解決する方法として、例えば、温泉や熱温水が流通する部位にスケールの付着を抑制するＰ含有鍍金皮膜を形成する方法が提案されている（特開２０１７－５２９８４号公報）。
　しかし、Ｐ含有鍍金皮膜を形成する方法では、リン酸イオンの溶解速度がＰ含有鍍金皮膜を形成する部位の表面積や配管の内径や外径により一義的に決定されてしまうため、スケール付着の程度によっては十分にスケールの付着を抑制することができなかった。また、スケール抑制のためには温泉や熱温水が流通する部位全てにＰ含有鍍金皮膜を施すことが望ましいが、施工に伴う経済的負担が著しく大きくなるため採用されていなかった。
特開２０１７－５２９８４号公報
　そこで、本発明の課題は、スケール付着の程度に応じてリン酸イオンの溶解速度を変更することができ、より確実にスケールの付着を抑制できると共に、各種システム内に低廉かつ容易にスケール抑制手段を施工できるスケール抑制ユニットを提供することにある。
　上記課題を解決するものは、Ｐ含有合金と、該Ｐ含有合金を収納すると共に温泉または熱温水が内外に流通可能なＰ含有合金収納部とを有していることを特徴とするスケール抑制ユニットである（請求項１）。前記Ｐ含有合金は、ろう材にて形成されていることが好ましい（請求項２）。前記Ｐ含有合金は、箔状体が屈曲または湾曲されて構成されていることが好ましい（請求項３）。前記Ｐ含有合金収納部は筒状網体にて構成されていることが好ましい（請求項４）。
　また、上記課題を解決するものは、Ｐ含有合金と、該Ｐ含有合金を収納する外筒部を有していることを特徴とするスケール抑制ユニットである（請求項５）。前記Ｐ含有合金は、ろう材にて形成されていることが好ましい（請求項６）前記スケール抑制ユニットは、温泉または熱温水が内外に流通可能な内筒部を有しており、前記Ｐ含有合金は、該内筒部と前記外筒部との間隙に配されていることが好ましい（請求項７）。前記Ｐ含有合金は、箔状体が屈曲または湾曲されて構成されていることが好ましい（請求項８）。前記内筒部は網体にて構成されていることが好ましい（請求項９）。前記外筒部内に配されたＰ含有合金は、前記外筒部の軸方向に沿って配された長尺体（棒状体または帯状体）であってもよい（請求項１０）。
　請求項１に記載したスケール抑制ユニットによれば、地熱発電システムの貯湯タンク内等に配する際に、Ｐ含有合金の表面積（例えばＰ含有合金の接液面積や量）を調整してスケール付着の程度に応じてリン酸イオンの溶解速度を変更でき、より確実にスケールの付着を抑制できると共に、各種システム内に低廉かつ容易に施工できる。
　請求項２に記載したスケール抑制ユニットによれば、上記請求項１に記載したスケール抑制ユニットの効果を奏するスケール抑制ユニットを極めて低廉に作成できる。
　請求項３に記載したスケール抑制ユニットによれば、例えば、箔状体の量や種類、屈曲または湾曲の程度などを調整することでＰ含有合金と温泉や熱温水との接触面積をより増大させることができ、スケール付着の程度に応じてリン酸イオンの溶解速度を変更してより確実にスケールの付着を抑制できる。
　請求項４に記載したスケール抑制ユニットによれば、上記請求項１または２に記載の効果を奏するスケール抑制ユニットをより簡素な構造で構成できる。
　請求項５に記載したスケール抑制ユニットによれば、地熱発電システム等の配管として使用する際に、Ｐ含有合金の表面積を調整してスケール付着の程度に応じてリン酸イオンの溶解速度を変更でき、より確実にスケールの付着を抑制できると共に、各種システム内に低廉かつ容易に施工できる。
　請求項６に記載したスケール抑制ユニットによれば、上記請求項５に記載したスケール抑制ユニットの効果を奏するスケール抑制ユニットを極めて低廉に作成できる。
　請求項７に記載したスケール抑制ユニットによれば、上記請求項４に記載の効果を奏するスケール抑制ユニットをより簡素な構造で構成できる。
　請求項８に記載したスケール抑制ユニットによれば、例えば、箔状体の量や種類、屈曲または湾曲の程度などを調整することでＰ含有合金と温泉や熱温水との接触面積をより増大させることができ、スケール付着の程度に応じてリン酸イオンの溶解速度を変更してより確実にスケールの付着を抑制できる。
　請求項９に記載したスケール抑制ユニットによれば、上記請求項４ないし６のいずれかに記載の効果を奏するスケール抑制ユニットをより簡素な構造で構成できる。
　請求項１０に記載したスケール抑制ユニットによれば、Ｐ含有合金の形態（例えば長尺体の接液面積や本数など）を調整することでＰ含有合金と温泉や熱温水との接触面積をより増大させることができ、スケール付着の程度に応じてリン酸イオンの溶解速度を変更してより確実にスケールの付着を抑制できる。
本発明のスケール抑制ユニットの一実施例の縦断面概略図である。 図１のＡ－Ａ線部分断面図である。 図１に示したスケール抑制ユニットのＰ含有合金の展開図である。 図１に示したスケール抑制ユニットのＰ含有合金収納部の正面概略図である。 図４の平面図である。 図１に示したスケール抑制ユニットの蓋体の正面図である。 図６の平面図である。 本発明のスケール抑制ユニットを使用した地熱発電システムの説明図である。 本発明のスケール抑制ユニットの他の実施例の正面図である。 図９に示したスケール抑制ユニットの縦断面図である。 図９のＢ－Ｂ線断面図である。 図９のＣ－Ｃ線断面図である。 図９に示したスケール抑制ユニットのＰ含有合金の正面図である。 図９に示したスケール抑制ユニットのＰ含有合金の展開図である。 本発明のスケール抑制ユニットの他の実施例の正面図である。 図１５に示したスケール抑制ユニットの縦断面図である。 図１５のＤ－Ｄ線拡大断面図である。 図１５に示したスケール抑制ユニットのＰ含有合金の拡大正面図である。 本発明のスケール抑制ユニットを使用した温泉供給システムの説明図である。 本発明のスケール抑制ユニットを使用した他の温泉供給システムの説明図である。 本発明のスケール抑制ユニットを使用した給湯システムの説明図である。 従来の地熱発電システムにおける配管内にスケールが付着した状態を説明するための拡大断面図である。 図１に示したスケール抑制ユニットを温泉供給システムの温度調整用タンク内に配置した場合の温度調整用タンク内の写真である。 図１に示したスケール抑制ユニットを温泉供給システムの温度調整用タンク内に配置する前の温度調整用タンク内の写真である。
　本発明では、地熱発電システム、温泉供給システムまたは給湯システム等の各種タンク内に配置して使用するものとして、ろう材にて形成されたＰ含有合金２と、Ｐ含有合金２を収納すると共に温泉または熱温水が内外に流通可能なＰ含有合金収納部３を有することで、スケール付着の程度に応じてリン酸イオンの溶解速度を変更したり、Ｐ含有合金２の接液面積を調整して、より確実にスケールの付着を抑制できると共に、各種システム内に低廉かつ容易に施工できるスケール抑制ユニット１を実現した。
　また、本発明では、地熱発電システム、温泉供給システムまたは給湯システム等の各種配管または配管の一部として使用するものとして、ろう材にて形成されたＰ含有合金７２と、Ｐ含有合金７２を収納する外筒部７１を有していることで、スケール付着の程度に応じてリン酸イオンの溶解速度を変更したり、Ｐ含有合金２の接液面積を調整して、より確実にスケールの付着を抑制できると共に、各種システム内に低廉かつ容易に施工できるスケール抑制ユニット７０を実現した。
　本発明のスケール抑制ユニットを図１ないし図７に示した一実施例を用いて説明する。
　この実施例のスケール抑制ユニット１は、ろう材にて形成されたＰ含有合金２と、Ｐ含有合金２を収納すると共に温泉または熱温水が内外に流通可能なＰ含有合金収納部３を有している。以下、各構成について順次詳述する。
　この実施例のスケール抑制ユニット１は、地熱発電システム、温泉供給システムまたは給湯システム等へのスケール付着を抑制するためのものであり、それらの各種タンク内に配置して使用するものである。
　具体的には、ろう材にて形成されたＰ含有合金２は、地熱発電システム、温泉供給システムまたは給湯システム等におけるスケール付着を抑制するために配するものであり、Ｐ(リン)を含有するろう材を広く包含し、Ｐ(リン)の他に例えば、Ｎｉ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ（殺菌性が付加される）などを含有するものであってもよいが、人体に悪影響を及ぼす可能性があるＰｂなどを含むものは好ましくない。なお、本願において「ろう材」とは、ろう付に使用される合金を言い、接合する部材（母材）よりも融点の低い合金（ろう）を溶かして一種の接着剤として用いるものである。
　このように、ろう材にて形成されたＰ含有合金２を、地熱発電システム、温泉供給システムまたは給湯システム等内に配するのは、スケールの主成分が炭酸カルシウムや塩化カルシウムであり、この炭酸カルシウムや塩化カルシウムの付着量は、ポリ塩化ビニル、炭素鋼またはステンレス（ＳＵＳ）に比して、Ｐ含有合金が１／３～１／４程度との知見に基づくものである。
　この実施例のろう材にて形成されたＰ含有合金２としては、Ｐが１０重量％、Ｎｉが４３重量％、Ｆｅが２７重量％およびＣｒ２０重量％の箔状体のろう材が使用されている。この実施例では、Ｐ含有合金２として、ろう材を使用することによって、極めて低廉に各種システム内におけるスケールの付着を抑制できる。具体的には、ろう材はＰ－Ｗｉ合金に比して１／１０程度と安価である。また、この実施例では、温泉や熱温水が流通する部位にスケールの付着を抑制するＰ含有鍍金皮膜を形成するのではなく、ろう材にて形成されたＰ含有合金２の表面積を適宜調整し、スケール付着の程度に応じてリン酸イオンの溶解速度を変更したり、Ｐ含有合金２の接液面積を調整することで、より確実にスケールの付着を抑制できる。さらに、この実施例では、煩雑な鍍金を行わず、スケール抑制ユニット１を各種タンクに取り付けるだけで施工も極めて容易である。
　より具体的には、この実施例のろう材にて形成されたＰ含有合金２は、展開すると図３の箔状体を屈曲させ、図１または図２に示すように蓋体４（図６または図７）の下方に延出した取り付け棒５の周囲に放射状に固定して配置されている。６はスケール抑制ユニット１を各種タンク内に装着する際に把持する把持部である。また、この実施例では、図１に示すように取り付け棒５の長手方向に沿って８個（数量は適宜設計変更可能である。）のろう材にて形成されたＰ含有合金２が固定されている。なお、この実施例のＰ含有合金２は、温泉や熱温水との接触面積を大きくするために、複数個所にて屈曲されているが、これに限定されるものではなく、湾曲させて温泉や熱温水との接触面積を大きくしスケール抑制効率を高めたものも本発明の範疇に包含される。
　Ｐ含有合金収納部３は、Ｐ含有合金２を収納すると共に温泉または熱温水を内外に流通可能とするものであり、この実施例では、図４に示すように、筒状網体にて構成されている。ただし、Ｐ含有合金収納部３は筒状網体に限定されるものではなく、Ｐ含有合金２を収納すると共に温泉または熱温水を内外に流通可能とするものであればどのようなものでもよく、例えば多数の孔を有した筒状体などであってもよい。また、この実施例のスケール抑制ユニット１は、各種タンク内に配置して使用する形態のものであって、温泉または熱温水を内外に流通可能とするＰ含有合金収納部３内に屈曲された箔状体を配したものであるが、これに限定されるものではなく、Ｐ含有合金収納部３内に複数の長尺体（帯状体、棒状体）を配したもの、または、有底網体などのＰ含有合金収納部（容器）内にＰ含有合金の粒状体などを多数収納したものなども本発明の範疇に包含される。
　つぎに、スケール抑制ユニット１の使用方法を各種システムにおける使用例を用いて順次説明する。
　図８はスケール抑制ユニット１を使用した地熱発電システム１０の説明図である。
　地熱発電システム１０は、高温熱源をバイナリー発電１３側に供給する高温熱源側１１と、バイナリー発電機１３と、低温熱源をバイナリー発電機１３に供給する低温熱源側１２とからなる。このバイナリー発電機１３は、高温熱源側１１と低温媒体系統を使用する低温熱源側１２の二つの熱サイクルを利用して蒸気でタービンを回し発電するものである。
　高温熱源側１１は、源泉１４と貯湯タンク１５とを連通する源泉用配管１６と、貯湯タンク１５と、貯湯タンク１５と熱交換器１７とを連通する高温熱源供給用配管１８と、熱交換器１７と排水用配管１９とを有している。２０はポンプ、２１は蒸発器、２２はタービン、２３は凝縮器、２４は冷却器である。
　そして、この地熱発電システム１０において、貯湯タンク１５内にスケール抑制ユニット１が配されることにより、貯湯タンク１５内の温泉との接触面積が極めて大きい、ろう材にて形成されたＰ含有合金２と温泉とが接触することによって貯湯タンク１５内におけるスケールの付着が抑制されるように構成されている。
　図２０はスケール抑制ユニット１を使用した温泉供給システム４０の説明図である。
　温泉供給システム４０は、温度調整または成分調整を行う温泉調整用タンク４１と、温泉調整用タンク４１と浴槽４２とを連通する調整済温泉用配管４３と、源泉４４と温泉調整用タンク４１とを連通する源泉用配管４５とを有している。この実施例では、源泉４４からの温泉に対して加温が行われるため、温泉調整用タンク４１は加温タンクであり、内部に配された伝熱板４６内にボイラー４７からの熱水が還流することにより、温泉調整用タンク４１の温泉が加温されるように構成されている。
　そして、この温泉供給システム４０において、温泉調整用タンク４１内にスケール抑制ユニット１が配されることにより、温泉調整用タンク４１内の温泉との接触面積が極めて大きい、ろう材にて形成されたＰ含有合金２と温泉が接触することで温泉調整用タンク４１内におけるスケールの付着が抑制されるように構成されている。
　図２１はスケール抑制ユニット１を使用した給湯システム５０の説明図である。
　給湯システム５０は、ヒートポンプ部５１と貯湯タンク部５２とを有し、冷媒に二酸化炭素を用いる給湯システムである。具体的には、この給湯システム５０は、外気５３をヒートポンプ部５１内に取込み、空気熱交換器５４にて二酸化炭素を温め圧縮機５５に送って圧縮することで高温にする。高温化した二酸化炭素を熱交換器５６に導入して貯湯タンク部５２に供給される水を温める。これにより、給水５７した水を加温して給湯５８するシステムである。
　そして、この給湯システム５０において、貯湯タンク部５２内にスケール抑制ユニット１が配されることにより、貯湯タンク部５２内の熱温水との接触面積が極めて大きい、ろう材にて形成されたＰ含有合金２と熱温水が接触することで貯湯タンク部５２内におけるスケールの付着が抑制されるように構成されている。
　さらに、図９ないし図１４に示した本発明の他の実施例のスケール抑制ユニット７０について説明する。
　この実施例のスケール抑制ユニット７０は、ろう材にて形成されたＰ含有合金７２と、Ｐ含有合金７２を収納する外筒部７１と、温泉または熱温水が内外に流通可能な内筒部７３を有しており、Ｐ含有合金７２は、内筒部７３と外筒部７１との間隙に配されている。以下、各構成について順次詳述する。
　この実施例のスケール抑制ユニット７０は、地熱発電システム、温泉供給システムまたは給湯システム等のスケール付着を抑制するためのものであり、それらの配管の一部または配管の代替として使用されるものである。
　ろう材にて形成されたＰ含有合金７２は、地熱発電システム、温泉供給システムまたは給湯システム等におけるスケール付着を抑制するために配するものであり、Ｐ(リン)を含有するろう材を広く包含し、Ｐ(リン)の他に、例えば、Ｎｉ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｇ（殺菌性が付加される）などを含有するものであってもよいが、人体に悪影響を及ぼす可能性があるＰｂなどを含むものは好ましくない。
　具体的には、この実施例のろう材にて形成されたＰ含有合金７２は、Ｐが１０重量％、Ｎｉが４３重量％、Ｆｅが２７重量％およびＣｒ２０重量％の箔状体のろう材が使用されている。Ｐ含有合金７２として、ろう材を使用することによって、極めて低廉に各種システム内におけるスケールの付着を抑制できる。また、本発明においては、温泉や熱温水が流通する部位にスケールの付着を抑制するＰ含有鍍金皮膜を形成するのではなく、ろう材にて形成されたＰ含有合金２の表面積を適宜調整し、スケール付着の程度に応じてリン酸イオンの溶解速度を変更したり、Ｐ含有合金２の接液面積を調整して、より確実にスケールの付着を抑制できる。さらに、煩雑な鍍金を行わないため施工もより容易なものとなる。
　この実施例のろう材にて形成されたＰ含有合金７２は、展開すると図１４の箔状体を、図１２または図１３に示すように、複数屈曲させた箔状体（プリーツ状箔状体）である。このＰ含有合金７２は温泉が流通可能な内筒部７３と外筒部７１との間隙において円周上に沿って配されている。より具体的には、円周上に沿って配されたプリーツ状のＰ含有合金７２は外筒部７１の軸方向に沿って多数（具体的には１０個、ただし、数量は接液面積の調整のため適宜設計変更可能である。）隣接配置されている。なお、Ｐ含有合金７２は、図１２または図１３に示すように、複数個所にて屈曲されているが、これに限定されるものではなく、湾曲させて温泉との接触面積を大きくしスケール抑制効率を高めたものも本発明の範疇に包含される。
　外筒部７１は、温泉または熱温水を流通させる管であり、地熱発電システム、温泉供給システムまたは給湯システムなどの配管の一部として使用される場合は、図９または図１０に示すように上流側または下流側に配された管継手９０を介して配管に接続される。なお、この実施例のスケール抑制ユニット７０は、地熱発電システム、温泉供給システムまたは給湯システムなどの配管の一部として使用される場合の実施例であるが、本発明のスケール抑制ユニットには、地熱発電システム、温泉供給システムまたは給湯システムなどの配管に全体的に使用されるものも包含される。
　また、この実施例の外筒部７１は、鋼管からなる金属製配管であるが、これに限定されるものではなく、内部に温泉を流通させることができる管であればどのようなものであってもよく、例えば高分子樹脂製配管などであってもよい。
　内筒部７３は、温泉を内外（内筒部７３内と、外筒部７１と内筒部７３との間隙）に流通可能とするものであり、この実施例では、図１０または図１２に示すように、筒状網体にて構成されている。ただし、内筒部７３は筒状網体に限定されるものではなく、温泉を内外に流通可能とするものであればどのようなものでもよく、例えば多数の孔を有した筒状体などであってもよい。また、この実施例のスケール抑制ユニット７０は、外筒部７１と内筒部７３との間隙に箔状体を配したものであるが、これに限定されるものではなく、外筒部７１と内筒部７３との間隙にＰ含有合金の粒状体などを多数収納したものなども本発明の範疇に包含される。
　つぎに、スケール抑制ユニット７０の使用方法を各種システムにおける使用例を用いて順次説明する。
　図８はスケール抑制ユニット７０を使用した地熱発電システム１０の説明図である。
　地熱発電システム１０は、高温熱源をバイナリー発電１３側に供給する高温熱源側１１と、バイナリー発電機１３と、低温熱源をバイナリー発電機１３に供給する低温熱源側１２とからなる。
　高温熱源側１１は、源泉１４と貯湯タンク１５とを連通する源泉用配管１６と、貯湯タンク１５と、貯湯タンク１５と熱交換器１７とを連通する高温熱源供給用配管１８と、熱交換器１７と排水用配管１９とを有している。２０はポンプ、２１は蒸発器、２２はタービン、２３は凝縮器、２４は冷却器である。そして、この地熱発電システム１０において、源泉用配管１６と高温熱源供給用配管１８にそれぞれスケール抑制ユニット７０が配されることにより、温泉との接触面積が極めて大きい、ろう材にて形成されたＰ含有合金７２と温泉とが接触することによって源泉用配管１６または高温熱源供給用配管１８内におけるスケールの付着が抑制されるように構成されている。
　図１９はスケール抑制ユニット７０を使用した温泉供給システム３０の説明図である。
　この温泉供給システム３０は、温度調整または成分調整を行う温泉調整用タンク３１と、温泉調整用タンク３１と浴槽３２とを連通する調整済温泉用配管３３と、源泉３４と温泉調整用タンク３１とを連通する源泉用配管３５と、温泉調整用タンク３１内には配置され上端部より調整済温泉が流入すると共に調整済温泉用配管３３と連通する温泉供給管３６と、調整済温泉用配管３３と温泉調整用タンク３１とを連通する還流管３７とを有している。この実施例では、源泉５からの温泉に対して加温が行われるため、温泉調整用タンク３１は加温タンクであり、内部に配された伝熱板３９内にボイラー３８からの熱水が還流することにより、温泉調整用タンク３１の温泉が加温されるように構成されている。
　そして、この温泉供給システム３０において、調整済温泉用配管３３と、源泉用配管３５と、温泉供給管３６と、還流管３７にそれぞれスケール抑制ユニット７０が配されることにより、温泉との接触面積が極めて大きい、ろう材にて形成されたＰ含有合金７２と温泉とが接触することで、調整済温泉用配管３３、源泉用配管３５、温泉供給管３６また還流管３７内におけるスケールの付着が抑制されるように構成されている。温泉供給システム３０を新設する場合は上記管として使用され、既設の温泉供給システム３０では、上記管と取り換えて使用される。これらによって、より容易かつより低廉に温泉供給システム３０内におけるスケール抑制を行うことができる。
　さらに、図１５ないし図１８に示した本発明のスケール抑制ユニットの他の実施例について説明する。
　この実施例のスケール抑制ユニット８０も、地熱発電システム、温泉供給システムまたは給湯システムにおいて配管または配管の一部として使用されるスケール抑制ユニットであって、ろう材にて形成されたＰ含有合金８１と、該Ｐ含有合金を収納する外筒部７１を有し、Ｐ含有合金８１は、外筒部７１の軸方向に沿って配された複数の長尺体である。
　この実施例のスケール抑制ユニット８０と前述したスケール抑制ユニット７０との基本的な相違点は、ろう材にて形成されたＰ含有合金８１の組成と、外筒部７１内に配されたＰ含有合金８１が外筒部７１の軸方向に沿って配された長尺体である点と、スケール抑制ユニット８０は内筒部を有していない点であり、他は同様である。以下、各構成について詳述するが、スケール抑制ユニット７０と同一構成部分については同一符号を付し説明を省略する。
　ろう材にて形成されたＰ含有合金８１は、地熱発電システムまたは温泉供給システム等におけるスケール付着を抑制するためのものであり、Ｐ(リン)を含有するろう材を広く包含し、Ｐ(リン)の他に、例えば、Ｎｉ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｇ（殺菌性が付加される）などを含有するものであってもよいが、人体に悪影響を及ぼす可能性があるＰｂなどを含むものは好ましくない。この実施例では、Ｐが５重量％、Ｎｉが４重量％、Ｓｎが１５重量％およびＣｕ７６重量％のろう材が使用されている。
　外筒部７１内に配されたろう材にて形成されたＰ含有合金８１は、外筒部７１の軸方向に沿って配された長尺体（図１６または図１８参照）であり、この実施例のろう材にて形成されたＰ含有合金８１は温泉や熱温水が流通可能な外筒部７１内において円周上に沿って等間隔または等角度離隔して３２本配されている。なお、この実施例における外筒部７１の軸方向に沿って配されたろう材にて形成されたＰ含有合金８１は棒状体であるが、これに限定されるものではなく、長尺体であればどのような形態でもよく例えば帯状体のものなども本発明の範疇に包含される。また、ろう材にて形成されたＰ含有合金８１の本数や太さなどもこれに限定されるものではなく、温泉や熱温水との接触面積を大きくしてスケール抑制効率を高めるために適宜設計変更可能である。さらに、図１６または図１７に示すように、ろう材にて形成されたＰ含有合金８１の上下端部にそれぞれ設けられた屈曲部８１ａ，８１ｂが、それぞれ環状係止体８２，８３に係止されて外筒部７１内に長尺体が配置されている。
　また、スケール抑制ユニット８０には内筒部は設けられておらず、上流側に設けられた管継手９０の上端開口９１から流入した温泉や熱温水がスケール抑制ユニット８０内に流入し、下流側に設けられた管継手９０に流入するまでの間に、外筒部７１内のろう材にて形成されたＰ含有合金８１に接触してスケールの発生を抑制するように構成されている。
（実証試験）
　長野県松本市白骨温泉の温泉供給施設において、温泉調整用タンク内に温泉供給管として本発明のスケール抑制ユニット７０を立設した。
（試験結果）
　図２３は本発明のスケール抑制ユニット７０を温泉供給管として設置した場合の温泉調整用タンク（加温タンク）内の写真であり、清掃後１２週間使用後でもスケールの付着は極めて散在的であった。
　他方、図２４は既存供給管(耐熱性硬質ポリ塩化ビニル管)を設置した場合の温泉調整用タンク（加温タンク）内の写真であり、伝熱板や内壁に略一様に数ｍｍ程度のスケールが付着している状況が観察された。
　これらの対比より、温泉供給管として本発明のスケール抑制ユニット７０を設置するのみでも、温泉調整用タンク（加温タンク）の内壁面や伝熱板へのスケール付着が抑制されていることが明らかとなり、温泉調整用タンクの熱交換効率の低下も抑制できると推測される。
１　　　スケール抑制ユニット
２　　　Ｐ含有合金
３　　　Ｐ含有合金収納部
４　　　蓋体
５　　　取り付け棒
６　　　把持部
７０　　スケール抑制ユニット
７１　　外筒部
７２　　Ｐ含有合金（屈曲された箔状体）
７３　　内筒部
８０　　スケール抑制ユニット
８１　　Ｐ含有合金（長尺体）　
８２　　環状係止体
８３　　環状係止体
９０　　管継手

Claims (10)

  1. Ｐ含有合金と、該Ｐ含有合金を収納すると共に温泉または熱温水が内外に流通可能なＰ含有合金収納部とを有していることを特徴とするスケール抑制ユニット。
  2. 前記Ｐ含有合金は、ろう材にて形成されている請求項１に記載のスケール抑制ユニット。
  3. 前記Ｐ含有合金は、箔状体が屈曲または湾曲されて構成されている請求項１または２に記載のスケール抑制ユニット。
  4. 前記Ｐ含有合金収納部は、筒状網体にて構成されている請求項１ないし３のいずれかに記載のスケール抑制ユニット。
  5. Ｐ含有合金と、該Ｐ含有合金を収納する外筒部を有していることを特徴とするスケール抑制ユニット。
  6. 前記Ｐ含有合金は、ろう材にて形成されている請求項５に記載のスケール抑制ユニット。
  7. 前記スケール抑制ユニットは、温泉または熱温水が内外に流通可能な内筒部を有しており、前記Ｐ含有合金は、該内筒部と前記外筒部との間隙に配されている請求項５または６に記載のスケール抑制ユニット。
  8. 前記Ｐ含有合金は、箔状体が屈曲または湾曲されて構成されている請求項５ないし７のいずれかに記載のスケール抑制ユニット。
  9. 前記内筒部は、網体にて構成されている請求項７または８に記載のスケール抑制ユニット。
  10. 前記外筒部内に配されたＰ含有合金は、前記外筒部の軸方向に沿って配された長尺体である請求項５または６に記載のスケール抑制ユニット。
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