JPS6338440B2 - - Google Patents

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JPS6338440B2
JPS6338440B2 JP56132576A JP13257681A JPS6338440B2 JP S6338440 B2 JPS6338440 B2 JP S6338440B2 JP 56132576 A JP56132576 A JP 56132576A JP 13257681 A JP13257681 A JP 13257681A JP S6338440 B2 JPS6338440 B2 JP S6338440B2
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JP
Japan
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current
scale
water
electrode
electrolysis
Prior art date
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Expired
Application number
JP56132576A
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English (en)
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JPS5835400A (ja
Inventor
Masamichi Kuramoto
Takahiro Suzuki
Juji Munakata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority to JP13257681A priority Critical patent/JPS5835400A/ja
Publication of JPS5835400A publication Critical patent/JPS5835400A/ja
Publication of JPS6338440B2 publication Critical patent/JPS6338440B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G13/00—Appliances or processes not covered by groups F28G1/00 - F28G11/00; Combinations of appliances or processes covered by groups F28G1/00 - F28G11/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、温水器、ボイラー若しくは冷却器等
のように、水を使用した熱交換を行う熱交換装置
又は配管系等において問題となる水垢(以下スケ
ールと称す)障害を解決する電気水垢処理方法に
関するものである。 一般に上記した温水器等ではカルシウム、マグ
ネシウム等のスケールが発生し、熱交換面に頑強
に付着畜積して各種の障害を生ずることが知られ
ている。 従来このスケールを防止するために、蒸留水の
使用や薬剤の投入等が行われていた。しかしなが
ら、蒸留水を使用することはコスト上の問題があ
るばがりでなく、腐食を増大する場合もあり、又
薬剤の投入は適正な使用であれば有効であるが、
循環水では薬剤の濃度による悪影響があり、一過
水の場合は排水の汚染が問題となる。又、従来蒸
留水又は薬剤を使用せずに上記したスケールの発
生を防止する方法として、電気又は磁気を応用し
た方法も知られているが、これらの中でも、電気
分解によるものの効果の大きいことが本発明者に
より確認された。 ところで、水の電気分解により、水を使用して
熱交換を行う熱交換器の熱交換面に付着畜積する
スケールの発生を防止しようとすると、陰極面に
水中のスケール成分が析出して頑固に付着畜積
し、極端な場合には電極全面が該スケールで覆わ
れて電流が電極に流れなくなり、スケール処理能
力が失なわれたり、通水面積が狭くなつて必要な
流量が得られなくなるという別な問題を生ずる。
このため、上記陰極面を清掃してスケールを除去
する必要がある。 本発明は、水の電気分解により水を使用して熱
交換を行う熱交換器の熱交換面に付着畜積するス
ケールの発生を防止する場合の上記した陰極面に
おける、析出スケール成分を微細な粒子でしかも
陰極面から容易に剥離される形態で析出させるこ
とにより、容易に除去して、陰極面へのスケール
の付着畜積を防止することができる電気水垢処理
方法を提供するものである。 先ず、本発明の原理について説明する。一般
に、水中にはアルカリ度で示されるように、必ず
といつてよいほど重炭酸塩を含んでおり、これは
高い溶解度をもつている。例えば、CaCO3(炭酸
カルシウム)としてならば、常温での溶解度は約
10〜20ppmであるが、Ca(HCO3)2(重炭酸カルシ
ウム)としては、数百ppmである。このような重
炭酸塩が熱交換器等で加熱されると分解が生じ、
Ca(HCO3)2→CaCO3+H2O+CO2のように炭酸
塩となつて析出する。一方、電気分解法で水を処
理すると、陰極面ではOHが過剰となり、Ca
(HCO3)2+20H→CaCO3+2H2O+CO3 2-のよう
な反応を生ずる。この場合の電気量と電極に析出
するCaCO3スケールの量との関係は第1図に例
示されている。なお、第1図において縦軸は循環
式冷却水中スケール成分のうちの電極への析出分
を百分率で示してある。上記の生成したCaCO3
は電極に付着し、前記した如く最後には電極全体
を覆い、電流が流れなくなる。 ところで、析出したCaCO3等はイオン結晶で
あるから、定期的に逆電流を流すことにより静電
的に安定な配置をとれず、大きな粒子を生成でき
なくなる。従つて、陰極面に析出するCaCO3等
の結晶は微細な粒子でしかも陰極面から容易に剥
離する。 次ぎに、上記した原理に基づく本発明方法を実
現するための装置を第2図乃至第4図について説
明する。第2図において、1は電気部でありモー
ルド(切欠した一部を符号で示す)されている。
3はモールドに埋込まれた電極接続導体であり、
後述の内電極の接続と支持を兼ねるものである。
4はボルトであり、該ボルトにより上記内電極が
上記電極接続導体3に接続され、かつ支持される
ように構成されている。5は上記内電極を示すも
のである。6は外電極であり、該外電極には外筒
(内電極)取付フランジ7が固定されている。8
はプラスチツク製絶縁物であり、上記内電極5と
の間には第1のパツキン9が介在され、又第2の
パツキン10を介した押え蓋11により上記内電
極5側へ押圧されている。この押え蓋11は外電
極6のフランジ部と共に締付バンドによつて囲尭
されるフランジ部を有し、上記バンド12の締付
によりそのテーパ部によつて上記の内電極の方へ
圧接される。13はドレン抜き孔であり、アース
端子兼用のワツシヤー14に挿通されたボルト1
5が螺合されている。16,17は取付フランジ
であり、ボイラー又は冷却器への取付部となる。
18は第3のパツキンであり、内電極5と電源部
1との間に介在されている。19は鉄等の金属板
20は埋込み電極接続用導体、21は電極接続兼
用支持ボルト、22はボルトを示すものであり、
該ボルト22、金属板19、ボルト21及び電極
接続用導体20を介して外電極6が電源(図示せ
ず)に接続される。上記内電極5と外電極6とは
ステンレス鋼によつて構成されているが、第3図
の如く内管を陰極、外管を陽極とし、又は内管を
陽極、外管を陰極としてもよい。 上記第3図は内電極5と外電極6とへ水の電気
分解によつてスケールの発生を防止する電流とそ
の逆方向の電流とを定期的に切換えて供給する回
路を例示するものである。図において、23は第
1の定電流直流源であり、水の電気分解を行う電
流50μA/cm2以上、例えば70μA/cm2の電流を供給
する。24は第2の定電流直流源であり、逆方向
の電流100μA/cm2以上、例えば140μA/cm2の電流
を供給する。これらの直流源23,24からの電
流は、電磁接触器、サイリスタ又はトランジスタ
等により構成された切替スイツチ25を介して内
電極5及び外電極6に選択的に供給される。この
切替スイツチ25は補助リレー26により駆動さ
れ、又該リレーはモータータイマー、プログラマ
ブルカウンター又はマイクロコンピユーター等の
制御部27によつて制御される。 第3図に示す状態は、直流源23から内電極5
及び外電極6への通常の電流が供給されている状
態を示しているが、上記制御部27のタイマー機
能により、上記補助リレー26を介して切替スイ
ツチ25が操作され、定期的に内電極5及び外電
極6への直流源24からの電流が供給されて電流
の方向が反転される。 このように電流の方向を反転させる場合、逆方
向の電気量は電気分解を行う電流の流れ方向の電
気量の1/4以下でよい。即ち、5図に示すように、
50μA/cm2で電気分解を行つた時間を1とし、そ
の1/16の割合となる時間、100μA/cm2および
140μA/cm2の電流を逆方向に流した時のスケール
の剥離率を調べた。なお、剥離率は50μA/cm2で
析出したスケールが何%夫々の時間で剥離したか
を示す。第5図から明らかなように逆方向の電流
の通過時間が1/8以下で充分剥離されていること
が明らかである。従つて、逆方向の電気量は電気
分解を行う方向の電気量の1/4〜1/8で微細で剥離
されやすいスケールが析出していることが明らか
である。 陰極に付着したスケールを剥離させる能力は単
位時間当り及び単位面積当りの発生するガス量に
比例する。即ち、陰極より発生するガス量と比例
関係にある逆方向の電流の大きさを変化させ、ス
ケールの剥離率を調べた。なお、50μA/cm2で電
気分解を行つて、陰極にスケールを析出させ、逆
方向の電流の通電時間は電気分解を行つた電流の
通電時間の1/16の割合で反転させた。第6図に示
すように、電流密度100μA/cm2以上の電流を通す
ことにより、析出するスケールは微細となり、充
分高い剥離率が得られた。なお、逆方向の電流を
通常の電流の2倍としたときには、逆転時間は通
常方向の電流を流す時間の1/8以下でよい。 陰極から剥離したスケールのダスト分は、水中
に浮遊して水流によつて運ばれ、一過水の場合は
このままダスト分が排出される。一方、循環水の
場合は、第4図に略示する如く、配管系の内に流
速が遅くなるようなタンク28を設け、該タンク
にダスト分を沈殿させ、この沈殿したダスト分を
ドレン排出することにより、ダスト分を除去する
ことができる。なお、第4図において、29はク
ーリングタワーであり、該クーリングタワーから
の水はポンプ30によつて送られ、熱交換器3
1、前記第2図について説明した電気水垢処理装
置32及びタンク28を介してクーリングタワー
29に循環される。33は補給水供給口、34は
ダスト分排出口を示すものである。 第4図に示すような装置において、Ca
(HCO3)2500ppmの循環水に一方向の電流を流し
た場合(50μA/cm2)と、定期的に電流の方向を
反転させた場合(2時間 50μA/cm2、15分
100μA/cm2)、電極析出量等は次表のようになつ
た。この表において、水中溶解硬度量は逆方向の
電流を流した方(反転)が高くなるのは、水中に
浮遊している粒子状の炭酸カルシウムが若干イオ
ンとして溶解するためである。反転した場合の陰
極に析出したスケールは指で触つてずれ落ちる程
度であり、一定方向の析出したスケールとは硬度
の点でもかなり差がある。又、陰極から剥離した
スケール粒子は沈殿速度が0.5cm/s〜2cm/s
のものが多い。
【表】 次にスケールが析出した陰極面と、沈殿したス
ケールダスト分とを写真でみると、参考写真1、
2、3のようである。写真1は通電方向を反転さ
せない場合であり、陰極面に硬く大きな粒子とな
つて畜積されたスケールが付着していることがわ
かる。写真2は本発明の電流方向を定期的に反転
させた場合であり、陰極面でのスケールは微細で
しかも付着量が少ないことがわかる。写真3は沈
殿したダト分を示すものである。 本発明は叙上の如く、水の電気分解法により、
熱交換器の熱交換面に付着するスケールの発生を
防止する際、電流の方向を定期的に反転させ、反
転された逆方向の電流を100μA/cm2〜150μA/cm2
とし、電気量を電気分解方向の電気量の1/4〜1/8
としたので、微細でしかも電極面への付着の小さ
いスケールを析出させることができ、しかも析出
したスケールは水流によつて運ばれて水と共に排
出されるので、陰極がスケールにより覆われるこ
とがない。また、陰極面の清掃の必要もなくなる
という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は電気分解により、電極に析出するスケ
ール量を電流密度に対して示すグラフ、第2図乃
至第4図は本発明の方法に用いる装置の一例を示
すものであり、第2図は断面図、第3図は及び第
4図は回路図である。また、第5図は電気分解を
行つた時間に対する逆方向に電流を流した時間の
比とスケールの剥離率の関係を示すグラフ、第6
図は逆方向の電流の大きさと剥離率の関係を示す
グラフである。 5:内電極、6:外電極、23,24:直流
源。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 水を使用して熱交換を行う熱交換器の水の流
    路内に設けられる、一組の電極を有する電気水垢
    処理装置に電流を供給して電気分解を行うことに
    より熱交換器の熱交換面に付着する水垢の発生を
    防止してなる電気水垢処理方法において、電気水
    垢処理装置に供給する電流の方向を定期的に反転
    して供給すると共に、前記電気分解を行う電流の
    流れ方向の電気量に対して、反転した逆方向の電
    流の電気量が1/8〜1/4であり、該逆方向の電流の
    大きさが100〜150μA/cm2であることを特徴とし
    た電気水垢処理方法。
JP13257681A 1981-08-26 1981-08-26 電気水垢処理方法 Granted JPS5835400A (ja)

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