WO2024047896A1 - シリカスケール問題を解決する水処理剤の製造方法 - Google Patents

シリカスケール問題を解決する水処理剤の製造方法 Download PDF

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博幸 小池
惠治 小池
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カルファケミカル株式会社
博幸 小池
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    • C02F5/00Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28GCLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G9/00Cleaning by flushing or washing, e.g. with chemical solvents

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a water treatment agent that solves the problem of silica scale, and more specifically, the present invention relates to a method for producing a water treatment agent that solves the problem of silica scale, and more specifically, the present invention relates to a method for producing a water treatment agent that solves the problem of silica scale, and more specifically, for water treatment of water-soluble amorphous lumps with cracks in the depth of 1.0 mm to 1.5 mm from the upper and lower surfaces. It pertains to the method of manufacturing the agent.
  • Scale is generated in waterway systems that supply cooling water to air conditioning equipment, refrigeration equipment, heat exchangers, etc. as they are used. When these adhere to the inner surface of the waterway system, various problems such as local corrosion, clogging of the waterway system, reduction in heat exchange efficiency, and increase in pressure loss are caused. Therefore, in order to prevent problems in the canal system, the water in the canal system is periodically replaced, the inside of the canal system is cleaned, and chemicals are added to the water in the canal system. . Furthermore, most of these drugs are made of organic compounds. Therefore, it is urgent to prevent the adhesion of heat conduction inhibiting substances (scale), especially silica scale, to the inside of the pipes that make up this waterway system and the surfaces of plates in heat exchangers, without stopping the operation of the equipment.
  • scale heat conduction inhibiting substances
  • silica and calcium have twice as much thermal conductivity as calcium at the same thickness, and conventionally, in waterway systems, scale on the inner surfaces of piping, etc. that make up the waterway system has been reduced.
  • Prevention of adhesion and efficient removal of silica scale deposited in pipes were urgent issues.
  • Conventional countermeasures against such scale include two methods: prevention and removal; one is to prevent scale formation, and the other is to remove scale that has formed in pipes, plates in heat exchangers, etc. be.
  • As a specific measure to prevent scale in the case of calcium scale, etc., use a phosphonic acid-based, polyacrylic acid-based, or polymaleic acid-based polymer flocculant on the fine particles that form the scale.
  • a method in which scales such as calcium scale are removed through circulation cleaning. The waste liquid is then treated with chemicals and disposed of.
  • chemical cleaning without opening does not have a sufficient effect, and a significant decrease in the operating rate has become a major problem. Therefore, in order to remove silica scale, this non-open cleaning is generally not performed, but the operation of the system is stopped, a large plate weighing from several kilograms to several tens of kilograms is disassembled and removed, and then it is removed. Each plate must be cleaned using highly dangerous chemicals (such as ammonium difluoride), which leads to corrosion of the heat exchanger plates.
  • highly dangerous chemicals such as ammonium difluoride
  • a method called a plate rotation system in which the plate is replaced with a new plate prepared separately or another plate that has been previously cleaned by physical cleaning such as brush cleaning.
  • physical cleaning such as brush cleaning.
  • methods for removing silica scale require a great deal of effort and an immeasurable economic burden.
  • the present invention has been developed in view of the above points, and it is possible to easily carry out maintenance to prevent malfunctions in the waterway system, to perform the work safely, and to avoid having a negative impact on the environment. Moreover, there is no need to worry about damaging the waterway system, and in addition, it does not dissolve in the water in the waterway system in a short period of time and does not disappear for a certain period of about 3 to 4 months.
  • the present invention aims to provide a method for producing a water treatment agent.
  • the water treatment agent produced by the production method of the present invention can dissolve silica scale, which was an urgent issue, and can eliminate silica scale, which was not possible with conventional flocculant-based water treatment agents.
  • This water treatment agent is a water treatment agent that can suppress and remove silica scale, which was not possible with conventional water treatment agents, but it also has a sufficient inhibitory effect on substances other than silica scale, such as calcium scale. have.
  • the gist of the present invention is as follows: a. ⁇ g.
  • a method for producing a water treatment agent capable of suppressing and removing silica scale comprising the steps of: a.
  • the mold is continuously cooled by running water by placing the mold, leaving the upper part, in running water.
  • Main ingredients include silicon oxide (SiO 2 ) and sodium oxide (Na 2 O), and optionally one or more of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), magnesium oxide (MgO), or boron oxide (B 2 O 3 ).
  • the seeds are mixed, heated to 1200°C to 1300°C to melt, and placed in a mold. When injecting the material, make sure to pour it to a position slightly below the top of the cavity in the mold.
  • cooling water is uniformly showered from above the material to cool the material to around 800°C. Let solidify. d.
  • the mold is then reversed and the solidified material is dropped onto a screen. e. Thereafter, cooling water is again poured onto it from above and below for 30 to 40 seconds to cool it to around 500°C. f.
  • this is transferred onto another screen and cooled to around 100° C. by pouring cooling water from above and below for 30 to 40 seconds. g. Then, dry and cool naturally. This completes a water treatment agent that can suppress and remove water-soluble amorphous lumpy silica scale with cracks from the upper and lower surfaces of 1.0 mm to 1.5 mm in depth.
  • the water treatment agent produced according to the present invention is a water treatment agent in the form of a water-soluble amorphous block, and has sodium oxide (Na 2 O) and silicon oxide (SiO 2 ) as main components in its composition.
  • sodium oxide (Na 2 O) and silicon oxide (SiO 2 ) as main components in its composition.
  • aluminum oxide (Al 2 O 3 ), magnesium oxide (MgO), boron oxide (B 2 O 3 ), etc. are included.
  • this water-soluble amorphous bulk water treatment agent When this water-soluble amorphous bulk water treatment agent is poured into water, it gradually dissolves and sodium ions, silicon ions, aluminum ions, boron ions, etc. are gradually eluted. The action of the sodium ions prevents scale from forming within the waterway system, and at the same time softens and peels off scale that has already adhered to the waterway system.
  • Scale generated on heat exchangers and piping is mainly composed of elements such as silicon (Si), calcium (Ca), magnesium (Mg), and iron (Fe).
  • the scale generated in the waterway system becomes aggregates of calcium and magnesium with a size of 2 ⁇ m to 20 ⁇ m and is gradually removed.
  • the water treatment agent produced according to the present invention is a water-soluble amorphous bulk water treatment agent, and contains silicon oxide (SiO 2 ) and sodium oxide (Na 2 O) as main components, and further contains as necessary. It contains one or more of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), magnesium oxide (MgO), and boron oxide (B 2 O 3 ). Since these materials are made of inorganic compounds, there is no concern that they will have an adverse effect on workers or the surrounding environment, and there is no concern that they will cause damage to the waterway system.
  • the water treatment agent produced according to the present invention is a water treatment agent in the form of a water-soluble amorphous block and has cracks with a depth of 1.0 mm to 1.5 mm from the upper and lower surfaces.
  • it does not dissolve in a short period of time and retains its medicinal efficacy for approximately 3 to 4 months.
  • a water treatment agent is added to the water in a waterway system, if the surface of the water treatment agent is completely flat, the period of time until it dissolves and disappears will be longer because the contact area with the water is small.
  • the amount of components eluted into water is small. Therefore, sufficient medicinal efficacy cannot be obtained.
  • the water treatment agent produced according to the present invention has cracks with a depth of 1.0 mm to 1.5 mm from the upper and lower surfaces, so it is more susceptible to contact with water than those with flat surfaces. As the surface area becomes larger, the amount of components eluted into water increases, and since it does not disintegrate, the period until it dissolves and disappears can be extended compared to when deep cracks occur. be.
  • FIG. 1 is a perspective view of a mold used in the manufacturing method of the present invention placed in running water.
  • FIG. 2 is an enlarged vertical cross-sectional view of the same portion.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the manufacturing method of the present invention, and shows a state in which molten material is injected into a cavity in a mold.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the manufacturing method of the present invention, showing a state in which the material is cooled and solidified by being poured with cooling water, and then the mold is reversed and the solidified material is dropped onto a screen. be.
  • FIG. 5 is a central vertical cross-sectional view of the water treatment agent completed through all manufacturing steps.
  • FIG. 6 is a perspective view of a water-permeable container used when putting the water treatment agent produced by the production method of the present invention into water.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of how to use the water treatment agent produced by the production method of the present invention.
  • FIG. 1 is a mold used in the method for producing a water treatment agent according to the present invention.
  • the mold 1 is made of cast iron or a metal that can withstand temperatures of 1300°C.
  • the mold 1 is provided with a large number of cavities 2, 2, 2, etc. in an appropriate arrangement so that a large number of water treatment agents can be manufactured at once.
  • the bottom portion 2a of each cavity 2 has an upwardly convex curved surface (see FIGS. 2 and 3), so that the surrounding portion 2c can also be efficiently cooled.
  • the slope 2b is expanded in diameter.
  • the cavity 2 of the present invention is not limited to this shape, and can adopt any suitable shape as long as it allows the material to escape.
  • 3 is a water-permeable container used when putting into water the water treatment agent manufactured by the manufacturing method of this invention (refer FIG. 6). Further, the water-permeable container 3 is made of plastic and has countless holes 3a, 3a, 3a, . .
  • the method for producing a water treatment agent according to the present invention is carried out using the mold 1 and includes the following steps. a. By placing the mold, leaving the upper part, in running water, the mold is continuously cooled with running water (see Figure 1). b. Main ingredients include silicon oxide (SiO 2 ) and sodium oxide (Na 2 O), and if necessary, one or more of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), magnesium oxide (MgO), or boron oxide (B 2 O 3 ). The seeds are mixed, heated to 1200°C to 1300°C to melt, and placed in a mold.
  • 5 is a trapezoidal water-soluble amorphous bulk water treatment agent produced by the production method of the present invention.
  • the shape of the water treatment agent 5 is not limited to that shown in the drawings, and may be formed into other shapes by changing the shape of the concave portion of the mold. Further, the thickness of the water treatment agent may also be made thinner than that shown in the drawings. As shown in FIG. 5, there are countless cracks 6, 6, 6, . . . with a depth (D) of 1.0 mm to 1.5 mm from the surface on the upper and lower surfaces.
  • the water-soluble amorphous bulk water treatment agent 5 produced by the production method of the present invention can be used in a waterway system (circulating system/non-circulating system) that supplies cooling water etc. to air conditioning equipment, refrigeration equipment, heat exchangers, etc. ), and in this embodiment, a case is shown in which a cooling device using a cooling tower is used. As shown in FIG.
  • a waterway system L disposed between a cooling tower C and a heat exchanger B.
  • the above-mentioned waterway system L connects the water discharge part C1 at the upper part of the cooling tower C and the storage part C2 located below it via the heat exchanger B, and the water in the waterway system L is pumped by the pump P. It is configured to circulate, and the water-soluble amorphous water treatment agent 5 produced by the production method of the present invention is placed in a water-permeable container 3 and charged into the reservoir C2.
  • arrow A indicates the flow of air
  • arrow W indicates the flow of water.
  • the generation and adhesion of silica scale in the waterway system are suppressed, and their removal continues at all times during the period of injection of the water-soluble amorphous bulk water treatment agent 5 produced by the production method of the present invention.
  • This makes maintenance of the waterway system easier, and at the same time, scale adhesion within the waterway system is minimized, reducing pressure loss in the waterway system and reducing heat.
  • the transmission efficiency can be improved and economical operation becomes possible.
  • the water-soluble amorphous bulk water treatment agent 5 produced by the production method of the present invention contains sodium oxide, silicon oxide, aluminum oxide, boron oxide, etc.
  • the water treatment agent 5 produced according to the present invention is a water treatment agent in the form of a water-soluble amorphous block, and has cracks with a depth of 1.0 mm to 1.5 mm from the upper and lower surfaces. When added to water in a waterway system, it does not dissolve in a short period of time and retains its medicinal efficacy for a certain period of about 3 to 4 months.
  • this water treatment agent when this water treatment agent is added to water in a waterway system, if the surface of the water treatment agent is flat, the contact area with the water is small, so it will take a long time to dissolve and disappear. However, the amount of components eluted into water is small. Therefore, sufficient medicinal efficacy cannot be obtained. Conversely, if there are deep cracks on the surface of the water treatment agent, the contact area with water increases and the amount of components leached into the water increases, but the period until they dissolve and disappear is extremely short. Become. That is, the life of the water treatment agent is also shortened. Also, in some cases, it may be disassembled into pieces.
  • the water treatment agent 5 manufactured according to the present invention has cracks with a depth of 1.0 mm to 1.5 mm from the upper and lower surfaces, it is more difficult to interact with water than one with a flat surface.
  • the contact area becomes larger, and therefore the amount of components eluted into water increases, and the period until the components dissolve and disappear can be lengthened compared to when deep cracks occur.

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Abstract

上下の表面から1.0mm~1.5mmの深さのクラックが入った水溶性アモルファスの塊状のシリカスケール問題を解決する水処理剤の製造方法を提供する。 以下のa.~g.の工程からなるシリカスケールの抑制、除去を可能にした水処理剤の製造方法。 a.金型を上部を残して流水中に配置することにより、金型を継続して流水冷却する。 b.酸化ケイ素(SiO)、酸化ナトリウム(NaO)を主成分とし、必要に応じて酸化アルミニウム(Al)、酸化マグネシウム(Mg〇)又は酸化ホウ素(B)の一種又は複数種を混合し、これを1200℃~1300℃に加熱して溶融し、金型内に収容する。材料の注入にあたっては、金型におけるキャビティの上辺より少し下がった位置まで入れるようにする。 c.次に、金型に収容してから10秒~20秒経った後に、収容した材料の上方より均一になるように冷却水をシャワーのように浴びせ、材料の温度を800℃近辺まで冷却し、固化させる。 d.次に、金型を逆転して、固化した材料を網の上に落とす。 e.その後、これに再度上方及び下方より冷却水を30秒~40秒間浴びせ、500℃近辺まで冷却する。 f.次いで、これを別の網上に移し、再度上方及び下方より冷却水を30秒~40秒浴びせ、100℃近辺まで冷却する。 g.その後、自然乾燥・自然冷却する。これにより、上下の表面から1.0mm~1.5mmの深さのクラックが入った水溶性アモルファスの塊状のシリカスケールの抑制、除去を可能にした水処理剤が完成する。

Description

シリカスケール問題を解決する水処理剤の製造方法
 本発明は、シリカスケール問題を解決する水処理剤の製造方法に関し、更に詳細には、上下の表面から1.0mm~1.5mmの深さのクラックが入った水溶性アモルファスの塊状の水処理剤の製造方法に係る。
 空調設備や冷凍装置、熱交換器等に冷却水等を供給する水路系統においては、その使用に伴ってスケールが発生する。そして、これらが水路系統の内面に付着することによって、局部腐食や水路系統の詰まり、熱交換率の低下、圧力損失の増大等、様々な不具合が惹き起こされることになる。
 そこで、上記水路系統における不具合を防止するために、水路系統内の水を定期的に交換すると同時に水路系統内を洗浄し、さらに、水路系統内の水に薬剤を投入することが行われている。そしてまた、斯かる薬剤としては、そのほとんどが有機化合物よりなるものである。
 そこで、この水路系統を構成する配管内や熱交換器内のプレートの表面等への熱伝導阻害物質(スケール)、特にシリカスケールの付着を、装置の運転を停止することなく防止することが喫緊の課題となっている。
 また、スケール成分のうちシリカとカルシウムでは、熱伝導率の低下の面において、同じ厚みとしてシリカはカルシウムの2倍であり、従来は水路系統において、それを構成する配管等の内面へのスケールの付着の防止及び配管内に堆積したシリカスケールを効率よく除去することが喫緊の課題であった。
 従来における斯かるスケール対策としては、防止と除去の2つの方法があり、1つはスケール生成の防止で、もう1つは配管内や熱交換器内のプレート等に生成されたスケールの除去である。
 具体的手段として、スケール防止対策としては、カルシウムスケール等の場合には、スケールの元となる微細粒子に、ホスホン酸系やポリアクリル酸系又はポリマレイン酸系の高分子凝集剤等を使用して、これを水路系内に注入して、スケールの元となる、微小粒子を粗大フロック化させて排水と伴に冷却水系外に排出することが一般的である。また、一般的には、膜やストレーナー及び砂やアンスラサイト等を利用した濾過器が使用されることが多い。しかし、シリカスケールに対してはこれらの高分子凝集剤では充分な効果がないのが実情である。
 一方、配管内や熱交換器内のプレート等に生成されたスケールの除去の方法としては、システムの稼働を停止して熱交換器のプレート部分の循環水系に薬品(希塩酸、希硫酸等)を投入し、循環洗浄してカルシウムスケール等のスケールを除去する方法(無開放洗浄)が行われ、その廃液を薬品処理して廃棄している。
 しかし、シリカスケールの除去に対しては、無開放洗浄での薬品洗浄では充分な効果が得られず、稼働率の大幅な低下が大きな問題となっている。
 そのため、シリカスケールを除去するためには、一般的にはこの無開放洗浄を行わず、システムの稼働を停止して数Kgから数十Kgという重量の大きなプレートを分解して取り出し、これを一枚一枚危険性の高い薬品(2フッ化アンモニウム等)を使用して洗浄しなければならず、そのため熱交換器のプレートが腐食してしまう。
 そのため、所謂プレートローテーションシステムといわれる、別途用意しておいた新品又はブラシ洗浄など物理的洗浄等によって前もって洗浄された別のプレートと交換する方法がとられている。
 シリカスケールを除去する手段としては、カルシウムスケール除去と異なり、多大な手間とその経済的な負担は計り知れないものがあった。
 尚、熱交換器としてプレート式を中心に説明したが、一般的に多く使用されているシェルアンドチューブ式熱交換器においても同様の問題を抱えている。
 上記の如く、従来にあっては、水路系統内でのスケールの発生と付着を防ぐことにより、水路系統における不具合を防止すべく、水路系統内の水を定期的に交換すると同時に水路系統内を洗浄し、さらに、水路系統内の水に薬剤を投入することが行われているが、水路系統の状態を常に良好に保つためには、この煩雑な水路系統のメンテナンスを頻繁に行わなければならず、さらに、上記作業の際に水路系統内の水に投入される有機化合物よりなる薬剤は危険性が高く、作業者や周辺環境に対して悪影響を及ぼす心配があると共に、その濃度を間違えると水路系統を損傷してしまう心配もあった。
 本発明は上記の点に鑑みなされたものであって、水路系統における不具合を防止するために行われるメンテナンスが容易であり、しかも、その作業を安全に行うことができると共に、環境に悪影響を及ぼさず、且つまた水路系統を損傷する心配がなく、加えて、水路系統内の水の中において、短期間で溶解することなく、約3か月~4か月程度のある程度の期間消失しないようになした、水処理剤の製造方法を提供しようとするものである。
 本発明の製造方法によって製造される水処理剤は、喫緊の課題であったシリカスケールを溶解することを可能とすることにより、従来の凝集剤系の水処理剤ではなし得なかったシリカスケールを装置の稼働を停止することなく自動的に溶解除去することを可能にした、今までに無い水処理剤の製造方法を提供しようとするものである。
 本水処理剤は、従来の水処理剤で不可能であったシリカスケールの抑制、除去を可能にした水処理剤であるが、シリカスケール以外の例えばカルシウムスケール等に対しても充分な抑制効果を有している。
 而して、本発明の要旨とするところは、以下a.~g.の工程からなることを特徴とするシリカスケールの抑制、除去を可能にした水処理剤の製造方法にある。
 a.金型を上部を残して流水中に配置することにより、金型を継続して流水冷却する。
 b.酸化ケイ素(SiO)、酸化ナトリウム(NaO)を主成分とし、必要に応じて酸化アルミニウム(Al)、酸化マグネシウム(MgO)又は酸化ホウ素(B)の一種又は複数種を混合し、これを1200℃~1300℃に加熱して溶融し、金型内に収容する。材料の注入にあたっては、金型におけるキャビティの上辺より少し下がった位置まで入れるようにする。
 c.次に、金型に収容してから10秒~20秒経った後に、収容した材料の上方より均一になるように冷却水をシャワーのように浴びせ、材料の温度を800℃近辺まで冷却し、固化させる。
 d.次に、金型を逆転して、固化した材料を網の上に落とす。
 e.その後、これに再度上方及び下方より冷却水を30秒~40秒間浴びせ、500℃近辺まで冷却する。
 f.次いで、これを別の網上に移し、再度上方及び下方より冷却水を30秒~40秒間浴びせ、100℃近辺まで冷却する。
 g.その後、自然乾燥・自然冷却する。これにより、上下の表面から1.0mm~1.5mmの深さのクラックが入った水溶性アモルファスの塊状のシリカスケールの抑制、除去を可能にした水処理剤が完成する。
 本発明の製造方法によれば、上下の表面から1.0mm~1.5mmの深さのクラックが入った水溶性アモルファスの塊状の水処理剤を製造することができるものである。
 そして、本発明によって製造する水処理剤は、水溶性アモルファスの塊状の水処理剤であり、組成中に酸化ナトリウム(NaO)、酸化ケイ素(SiO)を主成分とし、これに必要に応じ、酸化アルミニウム(Al)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化ホウ素(B)等を含んでなるものである。そして、この水溶性アモルファスの塊状の水処理剤を水中に投入すると、これが徐々に溶解すると共に、ナトリウムイオン、ケイ素イオン、アルミニウムイオン、ホウ素イオン等が徐々に溶出する。そして、このうちのナトリウムイオンの働きによって、水路系統内でのスケールの発生が事前に防止されると同時に、既に水路系統内に付着しているスケールが軟化・剥離されるものである。
 次に、水路系統内の水に溶解した水処理剤による水路系統内でのナトリウムイオンによるスケールの除去のメカニズムについて説明する。
 熱交換器や配管に生成したスケールは、主にケイ素(Si)、カルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)、鉄(Fe)等の元素から成り立っている。他方、水溶性アモルファスの塊状の水処理剤が水路系統内の水に溶解することによって、水中に溶出したナトリウム(Na)が、水と反応して水酸化ナトリウム(2NaOH)になり、この水酸化ナトリウムは、スケール成分のケイ素(Si)を溶解させる。
 スケール成分のうちのバインダーであるケイ素(Si)が溶解して水に溶け出してしまうため、この他のスケール成分であるカルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)等も一緒に水の中に溶解する。このとき、カルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)等は水酸化ナトリウムによって溶解しないが、細かい凝集物のまま脱落していく。したがって、水路系統(配管や熱交換器の内部のプレート)に生成したスケールが2μm~20μmのカルシウムやマグネシウムの凝集物となって徐々に除去されるものである。
 また、本発明によって製造する水処理剤は、水溶性アモルファスの塊状の水処理剤であり、組成中に酸化ケイ素(SiO)、酸化ナトリウム(NaO)を主成分とし、更に必要に応じて酸化アルミニウム(Al)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化ホウ素(B)の一種又は複数種を含んでなるものである。そして、これらの材料は無機化合物よりなるものであるから、作業者や周辺環境に悪影響を及ぼす心配がなく、水路系統に対して損傷を与える心配もないものである。
 加えて、本発明によって製造する水処理剤は、水溶性アモルファスの塊状の水処理剤であり且つ上下の表面から1.0mm~1.5mmの深さのクラックが入ったものであるから、水路系統内の水に投入したとき、短期間で溶出することなく、約3か月~4か月程度の期間消失しないで薬効を保持することができるようになるものである。
 即ち、水処理剤を水路系統内の水に投入したとき、該水処理剤の表面が完全な平面であるとすると、水との接触面積が少ないから溶解して消失するまでの期間は長くなるが、成分の水中への溶出量は少ない。したがって、充分な薬効が得られない。また、反対に、水処理剤の表面に深いクラックがあると、水との接触面積が増大することにより、成分の水中への溶出量も増えるが、クラックから崩壊して粉々になったり、溶解して消失するまでの期間もきわめて短くなる。即ち、寿命が短くなる。
 而して、本発明によって製造する水処理剤は、上下の表面から1.0mm~1.5mmの深さのクラックが入ったものであるから、表面が平面であるものよりも水との接触面積が大きくなり、よって成分の水中への溶出量も増えると共に、崩壊することもないから深いクラックが入った場合に比して、溶解して消失するまでの期間を長くすることができるものである。
 図1は本発明の製造方法において用いる金型を流水中に配置した状態の斜視図である。
 図2は同部分拡大縦断面図である。
 図3は本発明の製造方法の説明図であり、金型におけるキャビティに溶融した材料を注入した状態を示すものである。
 図4は本発明の製造方法の説明図であり、冷却水を浴びせて材料を冷却し、固化させた後、金型を逆転して固化した材料を網の上に落とした状態を示すものである。
 図5は全ての製造工程を経て完成した水処理剤の中央縦断面図である。
 図6は本発明の製造方法によって製造した水処理剤を水中に投入する際に用いる通水性容器の斜視図である。
 図7は本発明の製造方法によって製造した水処理剤の使用方法の説明図である。
 以下、本発明に係る水処理剤の製造方法について、図面を参照して説明する。
 図中、1は本発明に係る水処理剤の製造方法において用いる金型である。尚、該金型1は、その材料として、鋳鉄又は1300℃の温度にも耐えられる金属を用いる。また、該金型1は、本実施形態においては、一度に多数の水処理剤を製造することができるように、多数のキャビティ2、2、2、・・・を適宜の配列で設けている。また、各キャビティ2は、その底部2aが上に凸の曲面となっており(図2及び図3参照。)、これにより、周囲部2cも効率よく冷却することができる。また、底部2aから上辺までは斜面2bとなって拡径している。これにより、金型1を逆転して材料を取り出すときにスムーズにこれを行うことができる。尚、本発明のキャビティ2は、この形状に限定されるものではなく、材料が抜け出る形状であれば適宜の形状を採用することができるものである。また、図1に示す如く、金型1を上部を残して流水中に配置することにより、水処理剤の製造中金型1を継続して流水冷却するものである。
 また、3は本発明の製造方法によって製造した水処理剤を水中に投入する際に用いる通水性容器である(図6参照。)。また、該通水性容器3は、プラスチック製で、周面に無数の穴3a、3a、3a、・・・が形成されている。また、4は金型から取り出した固化した材料を載せる網である。
 而して、本発明に係る水処理剤の製造方法は、前記金型1を用いて行うものであり、次の工程からなるものである。
 a.金型を上部を残して流水中に配置することにより、金型を継続して流水冷却する(図1参照。)。
 b.酸化ケイ素(SiO)、酸化ナトリウム(NaO)を主成分とし、必要に応じて酸化アルミニウム(Al)、酸化マグネシウム(MgO)又は酸化ホウ素(B)の一種又は複数種を混合し、これを1200℃~1300℃に加熱して溶融し、金型内に収容する。材料の注入にあたっては、金型におけるキャビティの上辺より少し下がった位置まで入れるようにする(図3参照。)。
 c.次に、金型に収容してから10秒~20秒経った後に、収容した材料の上方より均一になるように冷却水をシャワーのように浴びせ、材料の温度を800℃近辺まで冷却し、固化させる。
 d.次に、金型を逆転して、固化した材料を網の上に落とす(図4参照。)。
 e.その後、これに再度上方及び下方より冷却水を30秒~40秒間浴びせ、500℃近辺まで冷却する。
 f.次いで、これを別の網上に移し、再度上方及び下方より冷却水を30秒~40秒間浴びせ、100℃近辺まで冷却する。
 g.その後、自然乾燥・自然冷却する。これにより、上下の表面から1.0mm~1.5mmの深さのクラックが入った水溶性アモルファスの塊状の水処理剤が完成する(図5参照。)。
 5は前記本発明の製造方法によって製造した水溶性アモルファスの塊状の水処理剤であり台形をしている。尚、該水処理剤5の形状は図示したものに限定されるものではなく、金型の凹部の形状に変更を加えることにより他の形状となしてもよい。また、水処理剤の厚みも、図示したものよりも薄くなしてもよい。そして、図5に示す如く、その上下の面には、表面から1.0mm~1.5mmの深さ(D)のクラック6、6、6、・・・が無数に入っている。
 尚、水溶性アモルファスの塊状の水処理剤5の上下の表面にクラック6、6、6・・・が入るのは、急激な温度差によるものであり、これを上記の通り行うことにより、表面から1.0mm~1.5mmの深さのクラック6、6、6・・・を入れることができるのである。
 また、上記本発明の製造方法によって製造した水溶性アモルファスの塊状の水処理剤5は、空調設備や冷凍装置、熱交換器等に冷却水等を供給する水路系統(循環系・非循環系を問わない。)に用いられるものであり、本実施形態においてはクーリングタワーを用いた冷却装置を用いた場合を示す。
 図7に示す如く、クーリングタワーCと熱交換器Bとの間に配設された水路系統Lに投入されるものである。上記水路系統Lは、クーリングタワーC内上部の放水部C1と、その下方に位置する貯溜部C2との間を熱交換器Bを介して繋ぐものであり、ポンプPによって水路系統L内の水が循環するように構成されているものであり、本発明の製造方法によって製造した水溶性アモルファスの塊状の水処理剤5は、通水性容器3に入れて貯溜部C2に投入されるものである。尚、図中矢印Aは空気の流れ、矢印Wは水の流れを示すものである。
 以上の如く、水路系統内でのシリカスケールの発生と付着の抑制、及びそれらの除去が、本発明の製造方法によって製造した水溶性アモルファスの塊状の水処理剤5の投入期間中、常に継続して行われることになるので、水路系統のメンテナンスを容易にすることができると同時に、水路系統内へのスケールの付着が可及的に少なくなるので、水路系統の圧力損失が減少すると共に、熱の伝達効率を向上させることができ、経済的な運用が可能となるものである。
 更に、本発明の製造方法によって製造した水溶性アモルファスの塊状の水処理剤5は、その組成中に酸化ナトリウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ホウ素等を含んでなるものであり、そしてこれの材料は無機化合物よりなるものであるから、作業者や周辺環境に悪影響を及ぼす心配がなく、水路系統に対して損傷を与える虞もないものである。
 加えて、本発明によって製造する水処理剤5は、水溶性アモルファスの塊状の水処理剤であり且つ上下の表面から1.0mm~1.5mmの深さのクラックが入ったものであるから、水路系統内の水に投入したとき、短期間で溶解することなく、約3か月~4か月程度のある程度の期間消失しないで薬効を保持することができるようになるものである。
 即ち、本水処理剤を水路系統内の水に投入したとき、該水処理剤の表面が平面であるとすると、水との接触面積が少ないから、溶解して消失するまでの期間は長くなるが、成分の水中への溶出量は少ない。したがって、充分な薬効が得られない。また、反対に、水処理剤の表面に深いクラックがあると、水との接触面積が増大することにより、成分の水中への溶出量も増えるが、溶解して消失するまでの期間もきわめて短くなる。即ち、水処理剤の寿命も短くなる。また、場合によってはバラバラに分解してしまうこともある。
 而して、本発明によって製造する水処理剤5は、上下の表面から1.0mm~1.5mmの深さのクラックが入ったものであるから、表面が平面であるものよりも水との接触面積が大きくなり、よって成分の水中への溶出量も増えると共に、深いクラックが入った場合に比して溶解して消失するまでの期間を長くすることができるものである。
 1 金型
 2 キャビティ
 3 通水性容器
 4 網
 5 水処理剤
 6 クラック

Claims (1)

  1.  以下のa.~g.の工程からなることを特徴とするシリカスケールの抑制、除去を可能にした水処理剤の製造方法。
     a.金型を上部を残して流水中に配置することにより、金型を継続して流水冷却する。
     b.酸化ケイ素(SiO)、酸化ナトリウム(NaO)を主成分とし、必要に応じて酸化アルミニウム(Al)、酸化マグネシウム(MgO)又は酸化ホウ素(B)の一種又は複数種を混合し、これを1200℃~1300℃に加熱して溶融し、金型内に収容する。材料の注入にあたっては、金型におけるキャビティの上辺より少し下がった位置まで入れるようにする。
     c.次に、金型に収容してから10秒~20秒経った後に、収容した材料の上方より均一になるように冷却水をシャワーのように浴びせ、材料の温度を800℃近辺まで冷却し、固化させる。
     d.次に、金型を逆転して、固化した材料を網の上に落とす。
     e.その後、これに再度上方及び下方より冷却水を30秒~40秒間浴びせ、500℃近辺まで冷却する。
     f.次いで、これを別の網上に移し、再度上方及び下方より冷却水を30秒~40秒間浴びせ、100℃近辺まで冷却する。
     g.その後、自然乾燥・自然冷却する。これにより、上下の表面から1.0mm~1.5mmの深さのクラックが入った水溶性アモルファスの塊状のシリカスケールの抑制、除去を可能にした水処理剤が完成する。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02250989A (ja) * 1989-03-24 1990-10-08 Okitsumo Kk 緩溶性ガラス状防錆剤
JPH06184773A (ja) * 1992-10-20 1994-07-05 Ishizuka Glass Co Ltd ガラス質防錆剤
JPH09299961A (ja) * 1996-05-17 1997-11-25 Calfa Chem Kk 水路系統に於ける清浄方法及びその清浄剤
JP2011178576A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Nasebanaru Co Ltd ガラス製品の製造方法
WO2016006225A1 (ja) * 2014-07-10 2016-01-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 スケール防止剤、それを用いたスケール防止デバイス及びスケール防止システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02250989A (ja) * 1989-03-24 1990-10-08 Okitsumo Kk 緩溶性ガラス状防錆剤
JPH06184773A (ja) * 1992-10-20 1994-07-05 Ishizuka Glass Co Ltd ガラス質防錆剤
JPH09299961A (ja) * 1996-05-17 1997-11-25 Calfa Chem Kk 水路系統に於ける清浄方法及びその清浄剤
JP2011178576A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Nasebanaru Co Ltd ガラス製品の製造方法
WO2016006225A1 (ja) * 2014-07-10 2016-01-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 スケール防止剤、それを用いたスケール防止デバイス及びスケール防止システム

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