JPH0642958B2 - 温泉水のスケール防除装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、地下から地表に汲み上げられた温泉水に溶
存されている鉱物質が、該汲み上げに伴う温度や圧力の
変化、大気との接触等により、給水パイプ内側等に付着
されるスケールを防除する装置に関し、特に、一つの装
置を使用して、石灰質等の温泉水に対する磁気処理とポ
リリン酸ナトリウムの溶解混入処理とを施すように構成
された新規な温泉水のスケール防除装置に関する。

（従来の技術および従来の問題点） 各地の温泉地においては、地下1400ｍ深度までボーリン
グすることにより地下の温泉を汲み上げることがおこな
われている。

この場合、地圧を加味して温泉水を地表までポンプを用
いて汲み上げるために、先端部に水中ポンプが取り付け
られたパイプを該水面まで下げることにより温泉水を汲
み上げることがおこなわれている。

また、温泉地によっては、前記汲上げポンプを使用せず
に、地表から空気を温水面中に送り込むことにより、温
泉水を汲み上げることがおこなわれている。

上記温泉水の中には、硫黄質、硫酸塩質、鉄質、硅酸
質、石灰質、アルミニウム、マンガン、銅などの金属化
合物が含まれており、高い地圧の下ではこれら金属化合
物は完全に溶解されており、また、土砂、微生物などの
スラム、その他色々な種類の浮遊物質も含まれている。

これらの温泉水の中に溶存されている金属化合物等は、
汲み上げに伴う温度や圧力の変化、大気との接触等によ
り、大気圧下の地表に汲み上げられることにより沈澱物
が析出されることになり、給水パイプ内側等に付着され
ることになる。

特に、これら金属化合物の中で石灰質は大量に析出され
るものであり、この石灰質により温泉水汲み上げ設備で
ある給水パイプ内側、バルブ、水中ポンプ、貯湯タンク
等に硬いスケールが付着され、硬い層状のカルシウムス
ケールが生成されてしまうという問題点があった。

また、このように給水パイプ内側等にスケールが成長す
ると、給水径路が狭まり、該径路を閉塞するようになり
温泉水の汲み上げや給水が阻害され、短期間の内に給水
パイプ、バルブ、水中ポンプ等の取り替え工事が必要と
なり、これら設備の取り替えに伴う営業損失や設備機器
の維持管理費が膨大なものとなってしまうという問題点
があった。

（発明の目的） この発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
つて、一つの装置内において、石灰質等の温泉水に対す
る磁気処理とポリリン酸ナトリウムの溶解混入処理と、
を施すことができるような温泉水のスケール防除装置を
提供することにより、給水パイプ内側等にスケールが付
着されず、また、狭い敷地面積に設置することができ、
温泉水の保温も効率的に行うことができるような、温泉
水のスケール防除装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明は、温泉水のスケール防除装置において、複数
の温泉水出入口を有する塔の内部に、鉛直方向上方か
ら、複数の永久磁石を対向して位置させるように構成さ
れた第一次磁化部、塊状ポリリン酸ナトリウムが充填さ
れた充填部、複数の永久磁石を対向して位置させるよう
に構成された第二次磁化部、の順序で一体的に格納させ
たことを特徴とする２種以上の無機陽イオンを含有する
温泉水のスケール防除装置を提供することにより上記目
的を達成するものである。

（作用） この発明における石灰質温泉水のスケール防除は、温泉
水の磁化およびスケール防除剤であるポリリン酸ナトリ
ウムの溶解混入により、温泉水中に溶存されている鉱物
質に磁界が印加されることになり、この磁界印加によ
り、動水力とローレンツ力の影響によりホール効果を生
じて温泉水中の溶存物質の対流を強め、イオンの移動方
向を変えることによりスケール化を防止される。

すでに生成されているスケールの除去は、イオン流の分
流乱れで前記磁化水の浸透を助長させるとともに、スケ
ール防除剤であるポリリン酸ナトリウムがカルシウム結
晶の成長を抑制させ微細なボール状粒子とさせることに
よりスラッジ化させ、スケール層に浸透することによ
り、カルシウムスケール（結晶）を微細化しスケール表
層からスラッジとして剥離させることにより生成スケー
ルの除去を行うことができる。

（実施例） 以下本発明の実施例を詳細に説明する。

この実施例は、第１図に示すように、二つの温泉水入口
１、３を有する塔５の内部に、鉛直方向上方から、複数
の永久磁石を対向して位置させるように構成された第一
次磁化部７、塊状ポリリン酸ナトリウム塊９が充填され
た充填部１１、複数の永久磁石を対向して位置させるよ
うに構成された第二次磁化部１３、の順序で一体的に格
納させた温泉水のスケール防除装置１５である。

前記塔５は、平面部５Ａと底面部５Ｂが略半球状とされ
た円筒形状とされており、ステンレス材等の金属材料に
より構成されている。

前記塔５の平面部５Ａには、本体内の空気を抜き出すた
めのエアー抜き口１７が設けられており、さらに、該エ
アー抜き口１７にはエアー抜きバルブ１９が取付けられ
ている。

前記塔５の底面部５Ｂには、本体内の水を抜き出すため
のドレーン抜き口２１が設けられており、さらに、該ド
レーン抜き口２１にはドレーン抜きバルブ２３が取付け
られている。

前記塔５は、底面部５Ｂに固着された取り付け架台２４
により地表面等に垂直になるように固定されている。

前記温泉水出入口１は塔５側面部の鉛直方向上端近傍
に、また、前記温泉水出入口３は塔５側面部の鉛直方向
下端近傍に、各々配置されている。

前記第一次磁化部７および前記第二次磁化部１３の内部
には、格納ケース７Ａ、１３Ａ内に、第２図に示すよう
にドウナツ盤の永久磁石２５が複数枚、好ましくは６〜
12枚、Ｎ極Ｓ極を交互にして積層して配置されており、
この永久磁石２５の間に図の符号Ｙで示されるように温
泉水が強制流通されることにより磁気処理が行われるよ
うに構成されている。

前記永久磁石２５の磁束密度は1500〜5000ガウスとし、
好ましくは2500ガウス以上とする。

前記永久磁石２５の配置枚数は、給水パイプの直径や通
水量に合わせて相違することになるが、いずれの場合に
おいても、通水される温泉水が1500〜5000ガウスで磁気
処理されるように調整されている。

前記対向して位置された永久磁石２５の外側部分にはヨ
ーク２７が嵌め込まれており、磁力線を対向する永久磁
石２５の外側に出されずに温泉水が通水される内側にの
み出すようにされている。

前記磁化器１１による温泉水の磁気処理により、温泉水
中に溶存されている鉱物質に磁界が印加されることにな
り、この磁界印加によりイオン流の分流の乱れが生じる
ことになりイオンの移動方向が変りスケール化が抑止さ
れることになる。

即ち、温泉水が磁力線を横切ることにより、温泉水中の
溶存物質が動水力とローレンツ力の影響によりホール効
果が生じて溶存物質の対流を強めることになり、イオン
の移動方向を変えスケール化が抑止されることになる。

前記第一次磁化部７は温泉水出入口１から延在された配
管２９の先端部に取り付けられている。

前記第二次磁化部１３は温泉水出入口３から延在された
配管３１の先端部に取り付けられている。

前記充填部１１は前記塔５内において第一次磁化部７と
第二次磁化部１３の間に配置されている。

前記充填部１１の床面３３には、貫通孔３５が刻設され
た薬剤固定床３７が配置されている。

前記薬剤固定床３７の上面には、１m/m目の網状ナイロ
ン製シート３９が敷かれており、該網状ナイロン製シー
ト３９上に塊状薬剤９が充填されている。

前記充填部１１内に充填されている塊状薬剤９は、分子
式は（ＮａＰＯ₃）ｎ．［ｎ＝正の整数］で表され、ｎ
≧６で、分子量はｎ＝６の場合、611.77であり、環状ま
たは長鎖状結合の分子構造を有する透明、もしくは半透
明のガラス状ポリリン酸ナトリウム塊（10〜30m/m角
で）、好ましくは食品添加用の縮合高分子リン酸ナトリ
ウムで、強力な錯化合力により、カルシウムイオンの封
鎖作用、カルシウムスケールの解腸性、スラッジの分散
作用があり水に対して適度の溶解濃度を維持できるもの
を使用する。

前記充填部１１内には、水温測定用の温度計４１が延存
されており、該温度計４１による観測データーは、塔５
側面部にもうけられた温度計メーター４３に表示される
ように構成されている。

前記塔５側面部には、ポリリン酸ナトリウム９を前記充
填部１１内に投入するためのマンホール４５が設けられ
ており、さらに、投入されたポリリン酸ナトリウム９の
充填レベルは、透視窓４７により確認することができる
ように構成されている。

前記ガラス状ポリリン酸ナトリウムの水への溶解量は水
温および流速に影響され、また、汲み上げ温泉水中の石
灰質の濃度（Ｃａとして平均0.22g/1）に応じて条件設
定し、カルシウム濃度の1/2〜1/200好ましくは1/30〜1/
120の範囲に調整する。

前記充填部１１内にゆっくりとした速度で温泉水が送り
込まれ、該温泉水にポリリン酸ナトリウムが溶解される
ことにより、ポリリン酸ナトリウムがスケール化の始ま
りである炭酸カルシウム性結晶に吸着され、スケールと
して固まることが防止される。

即ち、地中の加圧下で完全に溶解されている温泉水中の
石灰質溶存物質が、地表に汲み上げたり、湧出すると、
Ca(HCO₃)₂＝CaCO₃＋Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ₂の式に従って、水から
炭酸ガスが放出されて炭酸カルシウムが析出される。

また、その他の金属化合物が沈澱スケール化する。

この炭酸カルシウムの結晶が積み重なることによりカル
シウムスケールが成長することになるが、本発明におい
ては、水中に溶存させたポリリン酸ナトリウムが温泉水
中のカルシウム濃度の数十分の一から数百分の一の濃度
でカルシウムの結晶（沈澱物）のスケールの成長を抑制
して微細なボール状粒子を形づくりスラッジ化させ、ス
ケール化を抑止することになる。

すなわち、Ca(HCO₃)₂+2Fe(OH)₂+(NaPO₃)n・H₂O→CaFe(PO
₄)₂+Na₂CO₃となり、錯化合力によるカルシウムイオンの
封鎖作用、スラッジの分散作用がある。

また、ポリリン酸ナトリウムは、それ単独の使用をした
場合にはスレッシュホールド作用により通常陽イオンの
濃度の３〜５倍量を処理するが、本実施例のように磁化
されているとその10倍以上、即ち、30倍以上もの陽イオ
ン処理をおこなう。

また、生成スケールの除去は、該スケール層に前記磁化
水を浸透させ、さらに、ポリリン酸ナトリウムと化合物
を作らせることによりスケールを微細化し、表面部から
離脱させることによりスラッジする。

前記塔５内における温泉水の流れ方向は、温泉水出入口
１から温泉水出入口３方向に鉛直方向上方から下方へ温
泉水を流しても、その逆に、温泉水出入口３から温泉水
出入口１方向に温泉水を流しても良いが、塊状のポリリ
ン酸ナトリウムは、水に徐々に溶解し細粒化して流通
（ろ過）の損失水頭が増加するため、温泉水出入口１か
ら温泉水出入口３方向に鉛直方向上方から下方へ温泉水
を流す方が好ましく、また、硬度分の濃度に依り流れ方
向を変えることができる。

また、第一次磁化部７による温泉水の磁気処理を行った
後に、充填部１１によるポリリン酸ナトリウムの溶解を
行い、しかる後に、再度第二次磁化部１３による温泉水
の磁気処理を行うことにより温泉水の磁気処理を完全な
ものとすることができる。

尚、上記実施例においては、温泉水を流す場合について
説明したが、温泉水の外に谷川の水等の処理を行うこと
も可能である。

（発明の効果） 本発明は上記装置により、温泉水のスケール防除をおこ
なっているため、以下に記載する効果を奏する。

この発明においては、温泉水の磁界印加によりイオン
流の分流の乱れを生じさせることによりイオンの移動方
向を変えスケール化を抑止し、また、ポリリン酸ナトリ
ウムの溶解混入によりスケール結晶の成長を抑制させ微
細なボール状粒子とさせることによりスケール化を抑止
することができる。

上記のような磁気処理とポリリン酸ナトリウムの溶解混
入処理とを、一つの塔内において同時に行うことができ
るため、温泉水中の溶存鉱物質が、析出されず、給水パ
イプ内側等にスケールが付着されることが防止でき、パ
イプ閉塞により温泉水の汲み上げや給水が阻害されるこ
とを防止でき、給水パイプ、バルブ、水中ポンプ等の取
り替え工事を不要とすることができ、これら設備の取り
替えに伴う営業損失や設備機器の維持管理費を低減する
ことができるという優れた効果を有するものである。

特に、上記のような温泉水のスケール防除に必要な機
能を、一つのスケール防除塔内に効率的に配置させてい
るため、温泉水のスケール防除装置の設置に必要な敷地
面積を狭めることができ、また、温泉水の保温も効率的
に行うことができるという優れた効果を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る温泉水のスケール防除装置の一部
断面図を含む正面図、 第２図は上記実施例における磁化器内における永久磁石
の配列図である。 １、３……温泉水出入口、 ５……塔、 ７……第一次磁化部、 ９……ポリリン酸ナトリウム塊、 １１……充填部、 １３……第二次磁化部、 １５……温泉水のスケール防除装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】温泉水のスケール防除装置において、複数
   の温泉水出入口を有する塔の内部に、鉛直方向上方か
   ら、複数の永久磁石を対向して位置させるように構成さ
   れた第一次磁化部、塊状ポリリン酸ナトリウムが充填さ
   れた充填部、複数の永久磁石を対向して位置させるよう
   に構成された第二次磁化部、の順序で一体的に格納させ
   たことを特徴とする２種以上の無機陽イオンを含有する
   温泉水のスケール防除装置。