(57)【要約】本発明は、流体が単相又は混相で流れている、例えば熱交換器（２）などのプロセス機器における流量向上及びファウリング低減のための方法及び装置に関する。これは、プロセス機器の壁に直流電位を印加することにより獲得され、該直流電位をプロセス機器の壁と流体流れ内部との間の相互作用により自然発生する電位と正確に逆になるようにする。流量の向上により、熱交換器（２）はさらに効率的になる、即ち付着率が低くなり、無機剤の除去率が高くなる。流体は純流体、コロイド流体でもよく、又は粒子上の含有物を含んでもよい。
2006524311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流（ＤＣ）電位をパイプ／ダクト壁に印加することにより摩擦要因への電気的関与を除去し、前記印加される直流電位を測定された流体特性情報が供給される調整ユニットにより調整する、流れる流体を含有するプロセス機器におけるファウリング及び／スケーリングを低減する方法であって、
前記印加される直流電位を常に調整し、それにより前記印加される直流電位を、前記流れる流体と壁材との間の相互作用から前記壁に電荷が蓄積されることにより自然発生する電位と、全く同じ強さであるが反対の極性を有するようにすること、を特徴とする方法。
【請求項２】
前記調整ユニットに、直流磁界に曝される前記パイプ／ダクト部分の上流で測定される流体特性を供給すること、及び前記測定される流体特性が、平均流速、腐食電位、ｐＨ、流体に含有される特定イオンの濃度、導電率、圧力及び温度から成る群に含まれる前記特性の１つ又は複数でもよいこと、を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記直流電位が−５．０〜＋５．０Ｖの範囲である（飽和カロメル電極、ＳＣＥ）こと、を特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記直流電位が−２．５〜＋２．５Ｖの範囲である（飽和カロメル電極、ＳＣＥ）こと、を特徴とする請求項１から３に記載の方法。
【請求項５】
前記直流電位が−１．０〜＋１．０Ｖの範囲又は未満である（飽和カロメル電極、ＳＣＥ）こと、を特徴とする請求項１から３に記載の方法。
【請求項６】
前記流れは、気体又は液体状態で流動する純流体、コロイド流体、粒子状の含有物を含む流体、複数の流体の混合物の、単相又は混相で、又はこれらの１つ又は複数の混合物であること、を特徴とする請求項１から５に記載の方法。
【請求項７】
前記流れは、１〜５，０００，０００の範囲のレイノルズ数を有せること、を特徴とする請求項１から６に記載の方法。
【請求項８】
直流電位発生装置を一方の極性で前記パイプ／ダクト壁の電気的に絶縁した部分に、及び他方の極性で前記絶縁部分の下流にある前記パイプ部分に連結すること、及び前記直流電位発生装置を、直流電位に曝す部分の上流での前記流体特性の測定値が供給される調整ユニットにより制御すること、を特徴とする請求項１から７に記載の方法を実施するための装置。
【請求項９】
前記調整ユニットに、平均流速、腐食電位、ｐＨ、流体に含有される特定イオンの濃度、導電率、圧力及び温度から成る群に含まれる前記特性の１つ又は複数を供給すること、を特徴とする請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、熱交換器などの流体が単相及び混相で流れるプロセス機器における流量向上及びファウリング低減のための方法及びプロセス機器に関する。向上された流量により熱交換器がより効率的になる、即ち付着率がより低く、無機剤の除去率がより高くなる。流体は純流体、コロイド流体でもよく、又は粒子状の混在物を含有してもよい。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器表面での付着物（汚れ）の形成は、熱交換器の設置及び稼動する際の主なコスト要因である。熱交換器表面に付着物が堆積する結果、たびたび伝熱率が減少する。また運転に関する他の問題を引き起こすかも知れない。熱交換器は、プロセス産業や石油産業を含む殆どあらゆる種類の産業で使用されている。従って、ファウリング問題は殆どあらゆる種類の産業において存在する。工業世界が抱えるファウリング関連の総費用は、年間約４００億米ドルに上ると推定される［１］。  
【０００３】
巨額な費用がファウリングに関するものであるにもかかわらず；この課題に対して極めて限定された研究のみが行なわれてきた。ファウリングの経済的側面に関する信頼できる知識は、様々な緩和戦略の費用対効果を評価する際に重要である。ファウリング防止方法について豊富な実際的経験が積まれ、継続中の研究からも成果が出ているにもかかわらず、熱交換器におけるファウリング問題は未だに大きな問題である。そのため、熱交換器おけるファウリングの度合いを低減及び防止するための新規の、より効果的な方法を開発する必要性は多いにある。
【０００４】
既知である複数の化学的及び物理的／機械的方法が、水及び／又は他のプロセス流体が流れるシステムにおけるスケーリング及び／又はファウリング問題を低減／解消するために存在する。しかしながら、そうした方法の効率は方法毎に大きく異なり、何らかの短所も有している。 
【０００５】
１つの広く知られ、長く使用されている方法で熱交換器におけるスケーリング及び／又はファウリング問題に対処する方法として、いわゆる化学的方法と呼ばれる、１又は複数種類の薬剤をシステムにおける液体に添加して、スケーリング及び／又はファウリングを形成する混合物の溶解度を増大させる方法がある。これらの方法は、スケーリング／ファウリングの形成防止、及び既に形成されたスケーリング／ファウリングの溶解の両方に効果的であることが知られている。熱交換器の場合、薬剤をプロセス流体に添加し、それがしばしば製品品質を低下させてしまう方法、又は冷却／伝熱媒体に薬剤を添加し、それが汚染問題を引き起こすかも知れない方法、のいずれかの方法が一般的である。これらの問題は、定期的に洗浄処置を行なうことで解決できるが、該処置では熱交換器をプロセスラインから取外し、洗浄液体で洗い流すことになる。しかしこの場合、通常プロセスの運転を明らかに停止する必要があり、それに伴い操業コストも増加してしまう。その結果、化学的処理は、多くの場合、スケーリング／ファウリング問題に対する無難な解決策とするには、高価で労力が求められるものと考えられている。
【０００６】
そのため、防止により焦点が当てられており、中には、流水及び／又はプロセス液体に電場及び／又は磁場を印加することによりスケール形成効力を消すような事例もある。この作用を発生させるには、電磁場を水流／液流に曝すことにより、バルク液体中で種結晶となる核クラスターを生成し、それによりスケール／及び又はファウリングを形成する混合物を沈殿させて、バルク液体中で凝集した懸濁粒子とし、その後バルク流と共に運び去るのが、一般的とされている。かかる技術の例は、欧州特許第０７２０５８８号（EP0720588）において開示されており、該開示では水を高周波信号にかけ、スケール形成を防止している。また、磁場が、電場と殆ど同様な方法で石灰のスケーリングを防止するのに役立つ可能性があることが報告されている。かかる技術の例は、米国特許第４２７８５４９において開示されている。国際公開第９４／０２４２２（WO 94/02422）では、水流をマイクロ波放射に曝し、該放射の周波数を、以下の水のイオン／化合物：Ｃａ２＋、ＣＯ３２−、ＨＣＯ３−、ＣＯ２、ＣａＨＣＯ３＋、Ｈ２ＣＯ３、及びＨ２Ｏ、の中の１つ又は複数により吸収されるよう調節する装置及び方法を記載している。この方法は、電磁放射により沈殿物をプロセス機器の表面上に形成させるのではなく、取り除かれるバルク流中の微小なスケール上に形成させる方法である、と考えられる。
【０００７】
スケーリング、又は沈殿したＣａＣＯ３が蓄積する場合の、こうした電磁処理方法の効果については、米国石油協会［２］及び科学者ら［３‐１０］により十分に論じられている。各種の実験及び試験から得た結果については議論の余地がある。結果の中には、磁場及び／又は電場により炭酸カルシウムの沈殿が減少することを示すものもあるが、そうでないものもある。しかしながら、磁／電場を導入する方法、及び磁／電場の振幅は実験毎に異なる。従って、曝露システムを説明するパラメータも実験毎に異なる。加えて、磁／電場を説明するパラメータと流体流れシステムへの効果との間の定量的相関については全く報告されていない。そのため、こうした科学的知見の不足により、これらの方法の炭酸カルシウム付着についての作用を完全に制御することは殆ど不可能である
【０００８】
しかしながら、理論的及び実験的研究が行なわれ、ファウリング機構が理解され、熱交換器におけるファウリングの度合いが減少している。機構として、結晶化によるファウリング、微粒子によるファウリング、生物によるファウリング、化学反応によるファウリング、腐食によるファウリング、及び凍結によるファウリングが挙げられる。しかしながら、ファウリングは単独の機構のみによる可能性は低いものの、多くの状況で、１つの機構が支配的になる。ファウリング過程に関与する様々な機構についての研究結果から、ファウリング過程の制御に関して以下の３パラメータが他のパラメータより重要であることが示されている：熱交換器表面全体の温度勾配、汚れの濃度、及び熱交換器表面での流速［１１、１２］。流速について作用を本発明において活用する。
【発明の開示】
【０００９】
本発明の主な目的は、プロセス機器における流速を向上／促進する方法及び装置を提供することであり、該プロセス機器では、ファウリング問題を低減／排除するためにプロセス液体が流れている。
【００１０】
本発明の別の目的は、熱交換器における伝熱面での流速を向上／促進する方法及び装置を提供することであり、それにより熱交換器の効率を高め、同時にファウリング問題を低減／排除する。
【００１１】
本発明の目的は、付記されたクレーム及び／又は以下の本発明に関する記述において定義される方法及び装置により達成される。  
【００１２】
本発明は、本発明者が発見した効果に部分的に基づいており、該効果は、例えば米国特許第６３３４９５７号又はそれに対応する欧州特許第１０２１３７６号（EP1021376）により保護される別の発明の基礎となっている。本パテントファミリーでは該効果について完全に記載しており、そのため本出願における参照として含まれる。ここでは、該効果の概略のみを述べる：
‐流体がパイプ内を流れる場合、パイプ壁には境界層での剪断力により分離されて自由になった電荷が存在するようになる。これにより電位（電気的摩擦電位）がパイプ壁で発生する。該パイプ壁では、流体内の荷電粒子、イオン及び双極子が引き付けられて保持され、その結果摩擦力が生じ、該摩擦力によりパイプ内の液体流速が低下してしまう。こうした理由で、流体摩擦はたびたび摩擦要因への電気的関与と見なされる。
【００１３】
米国特許第６３３４９５７で開示された発明は、流体‐固体の境界でのこうした電荷の蓄積を、直流電位をパイプ／ダクト壁に印加して、壁で蓄積される電荷を正確に相殺することにより、妨げることができる、ということに基づいている。そのため、イオン及び極性分子を引き付けた電磁気力が減少し、イオン及び極性分子が流れる流体に自由に従うかも知れない。言い換えれば、摩擦要因への電気的関与がゼロになり、流体の平均流速がその結果、特に液体‐固体境界（壁で）で増加するようになる。米国特許第６３３４９５７では、確実に、印加される直流電位が常に電気的摩擦電位に対して正確に逆になるよう調整する方法及び該方法を実施するための装置を開示している。
【００１４】
本発明は、パイプ、熱交換器、原子炉及び他のあらゆる形の産業プロセス機器で流れる液体に関する電気的摩擦要因を除去することも、ファウリング及びスケーリングの防止に、場合によっては既に形成されたファウリング及びスケーリングを元の状態に戻すのに、便利で効果的な手段であるという発見に基づいている。即ち、熱交換器及び流体が流れる他のプロセス機器の表面での流速を高めることにより、沈殿物の付着率を低下させ、それにより熱交換器／プロセス機器の壁のスケール、ファウリング、及び他の種類の固形付着物の形成を低減／防止する。これは、固体‐液体境界（熱交換器の壁）での増大した流速によりバルク流における固形の沈殿物の大部分が運び去られるためと考えられる。
【００１５】
驚くべきことには、流動摩擦要因への電気的関与を除くことで得られる小幅な流速の増加による効果で、沈殿物の付着率を効果的に低減でき、そのため本発明は熱交換器及びその他のプロセス機器におけるスケーリング／ファウリング問題に対処するための効果的なツールとなる。そうした小幅な流速の増加は、通常ほぼ１〜１０％程度であり、付着物‐液体の接触面での剪断作用を増大させて、十分に既に形成された付着物を除去もできるというわけではない。
【００１６】
こうした驚くべき研究の成果により、多大の利益が電磁界／電磁ポテンシャルを活用してファウリング／スケーリングを防止する従来技術による方法に齎される。というのも従来の方法では、電磁界／電磁ポテンシャルを十分に強くし、バルク液体で作用させて、それによりプロセス液体中のスケール及び／又は汚れが形成する混合物の核クラスター化や沈殿を促進し、そうしてバルク流と共に沈殿物を運び去ることに焦点を当てているためである。しかしこの場合、必然的にプロセス流体の化学的状態を変化させなければならず、１又は複数種類の液体化合物をイオン化する又はプロセス流体中で１つ又は複数の電気化学反応を電気的に発生させるかも知れない。従って、従来技術は、プロセスにおいて有害な副作用を引き起こさないよう、プロセス産業では慎重に使用されるべきである。こうした従来技術による方法の別の望ましくない副作用として、使用した電磁界／電磁ポテンシャルがほぼ確実に電気的な摩擦電位とは異なる大きさとなってしまい、そのため印加した電位はほぼ確実に新たな電気的な摩擦電位を発生させ、該摩擦電位は多分自然発生する摩擦電位より大きくなる可能性がある、ことが挙げられる。これが、ひいては流速を低下させ、それにより沈殿物の付着率を促進させてしまう。これは、多くの従来技術による方法に不安定さが付きまとう原因の一説明となるかも知れない。
【００１７】
本発明では、印加される電位を流れで自然発生する電気的摩擦電位と正確に相殺させる。従ってこれらの電位が互いに打消し合い、そのためプロセス液体が電界に接触しない。その結果、化学平衡の変化、化合物のイオン化、ラジカルの生成、不要な化学反応の誘発などを含む、流れるプロセス流体におけるプロセスの電気化学的変化を引き起こすリスクがない。自然発生する電気的摩擦電位は通常低く、＋／−数ボルト以下程度で、そのため従来技術による方法より、遙かに強力でない、従ってエネルギー効率のよい磁界で処理できる。本発明による方法では、そのため電気化学及び取扱いの安全性の両観点から、全くリスクがなく、そのためプロセス機器を通過して流れるプロセス液体の種類に関わらず、あらゆる考案可能なプロセスに適している。
【００１８】
従来技術より優れている別の利点は、本発明が科学的知識に基づいており、そのため本発明による方法は十分に制御可能であり安定した結果を提供する点である。さらなる効果として、本発明は、本発明を実施する際にいかなる物質も添加又は除去しない、又は望ましくない有害な作用をプロセス及び／又は環境に及ぼす可能性がある化学反応をプロセス流体において誘発しないため、汚染問題を発生しないことが挙げられる。
【００１９】
化学的活性のある構成要素を含有するプロセス液体の場合には、考慮する必要がある別の自然発生する電位が通常存在する。金属（例えば、伝熱面）を溶液（流体）に浸漬すると、金属の表面と溶液との間に電位が確定する、即ち表面が帯電する。殆どの金属は通常負に帯電し、電位は比較セル（例えば、標準カロメル比較セル、ＳＣＥ）と関連させて測定できる。この電位を腐食電位と名付ける。表面が帯電すると、さらなる付着が現れるが、それは表面の電荷と流体中の対イオン又は／及びダイポール分子との間の引力により発生する［１３］。こうした現象は、伝熱面での流体流れに対する電気的摩擦要因への追加的関与であり、印加される直流磁界により対処されるべきでものでもある。従って、本出願において、用語「電気的関与要因」とは、腐食電位と、流体流れに関する全ての摩擦要因に関与する流体流れによる摩擦電位とを合わせた作用を意味する。
【００２０】
本発明はあらゆる種類の熱交換器（ＨＥ）に関し、該熱交換器には、空冷式熱交換器、プレート式及びフレーム式熱交換器、コンパクト熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、二重管式熱交換器、スパイラル式熱交換器、シェルアンドチューブ式コンデンサ、空冷コンデンサ、プレート及び小型コンデンサ、直接接触式コンデンサ、冷却塔、蒸気発生装置、ボイラ、及び蒸発装置を含む。本発明は、伝熱面のプロセス流体側又は冷却／熱媒体側のいずれか、又は両側にも関する。さらに、あらゆる他の種類の産業及び非産業プロセス機器であって、プロセス液体が流れ、スケーリング／ファウリングが問題となる可能性がある機器が含まれる。
【００２１】
従って、要約すれば；本発明の概念は、流れる流体からの摩擦による電位と腐食電位とを合わせた蓄積を正確に打ち消す直流電位を採用することである。従って、境界層（液体‐壁の境界面で）全体で電位をゼロまで下げ、それにより表面での流体流れによる摩擦への電気的関与をゼロまで低下させる。結果的に、表面付近の流量を最大限に増大させることができ、それによりまた懸濁している沈殿物の付着率の低減／除去までも行なうことができる。液体‐固体の境界面での自然発生電位は±５Ｖ未満、しかし典型的には±２．５Ｖ未満、及び多くの場合ほぼ±１．０Ｖ以下程度である。  
【００２２】
本発明の概念を実施するために、本発明の方法を、制御ユニットを具備する装置において実施してもよく、該制御ユニットにより、確実に印加される直流電位が液体‐固体境界で自然発生する電位を正確に打ち消す。制御ユニットには３部品：測定／計算ユニット、電気的直流電位発生装置、及び調整器、を具備する。これらの構成要素は従来からある種類でさらに説明する必要はない。同様なシステムが、米国特許第６３３４９５７又はそれに対応する欧州特許第１０２１３７６（EP1021376）において完全に開示されている。調整ユニットでは、印加される直流電位の大きさを、直流磁界に曝すパイプ／ダクト部分の上流で測定される流体特性に関する情報により計算する。測定される流体特性は、平均流速、腐食電位、ｐＨ、流体に含有される特定イオンの濃度、導電率、圧力及び温度から成る群に含まれる１つ又は複数の特性でもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明を本発明の好適な実施例を参照してより詳細に説明する。
【００２４】
本発明の好適な一実施例として、シェルアンドチューブ熱交換器で実施した場合を図１に概略的に示す。矢印は流れ方向を示している。発明１を熱交換器２に２つ以上の従来型のコネクタ（図示しない）により連結する。１つのコネクタをリング４に、他のシステムから電気的に絶縁される冷却／熱媒体３用入口で連結する。１つのコネクタをリング７に、他のシステムから電気的に絶縁されるプロセス流体６用入口で連結する。第３コネクタを熱交換器自体に印を付けた点９で連結する。本発明を使用してプロセス流体の流れを向上する場合には、連結点９をプロセス流体５用出口に設ける。冷却／熱媒体流れを向上するには、連結点９を出口８に設ける。冷却／熱媒体の流れを向上するにはリング４を使用し、プロセス流体の流れを向上するにはリング７を使用する。
【００２５】
本発明を測定／計算モードに切り替えるときは、以下に記述するように、調整器の設定点を決定する：
設定点は静電容量測定に基づいて予測する。静電容量をリング４又は７と熱交換器９自体との間で、交流法により測定し、印加される直流電位の関数とする。その正（＋）端及び負（−）端を其々９及び４又は７に連結する。静電容量が最小値を示す点での電位を、非通電状態の熱交換器に相当させる、及び該電位を調整器の設定点として使用する特定の直流電位とする。本発明を運転モードに切り替えるときは、電気的な直流発電機により４又は７と９との間に電位を印加する、及び該発電機を調整器により制御する。
【００２６】
（発明の検証）
本発明による沈殿物付着の減少能力を検証するために、炭酸カルシウム及び硫酸バリウムのコロイド溶液を水に流し、実験を行ないチタン表面上の付着率を調査した。炭酸カルシウム及び硫酸バリウムを、流れる流体中に（コロイド状態で）分散し、チタン板を通過させる。
【００２７】
（実験）
溶液
炭酸カルシウムと硫酸バリウムのコロイド溶液を調製する：０．０００２５ｍｏｌの塩化バリウム（ＢａＣｌ２）１Ｌ及び０．０００２５ｍｏｌの塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）１Ｌを混合し、その後１ｍｏｌの炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）２．５ｍｌを添加する。最後に、０．０１ｍｏｌの硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）２５ｍｌを添加する。このようにして炭酸カルシウムと硫酸バリウムのコロイド溶液を入手する。新鮮な溶液を使用し及び室温で、光散乱測定を異なる波長で実施し、炭酸カルシウム及び硫酸バリウム粒子のサイズを約５０ナノメータ（ｎｍ）にする。２〜３日でこれらの粒子のサイズは約１００ｎｍに達する。サイズがさらに大きくなると、コロイド状から懸濁状へ変換され、炭酸カルシウム及び硫酸バリウムの沈殿が観察される。その後、このコロイド溶液を新たに調製した溶液と入れ替える。
【００２８】
３８℃で実験を実施した際、粒子サイズの成長及び沈殿は極めて急速であった。そのため、毎日新たな溶液を使用した。
【００２９】
測定中は、カルシウム及びバリウムの含有量を原子吸光分析法により制御した。
【００３０】
流れシステム
液体流れシステムの配置図を図２に示す。配管はループ状であり、ループには模擬流体を受容する２つのリザーバ及び蠕動ポンプ（Ｐ）を含む。流速を高さ（Ｈ）により制御し、一方で液体温度をサーモリザーバ２により制御する。このリザーバは、蠕動ポンプの運転中に発生し又水晶発振周波数に影響を与える可能性のある周期的な圧力変化を回避するのにも役立つ。
【００３１】
電極及び計測
５ＭＨｚの直径１５ｍｍ及び厚さ０．３ｍｍのＡＴカット水晶振動子を使用した。
水晶片の両面をチタンで陰極スパッタにより被覆した。周波数変動における減少は電極質量の増加と直線的に関連している。水晶振動子の基本周波数（５ＭＨｚ）及び水晶片の中心にある円形のチタン領域の幾何学的面積（０．２ｃｍ−２）から、ＥＱＣＭ質量感度は２５・１０−９ｇＨｚ−１ｃｍ−２＝２５ｎｇＨｚ−１ｃｍ−２と等しくなる。これらの被覆した作用水晶振動子（ＱＣＭ１、ＱＣＭ２及びＱＣＭ３、図３及び４参照）を円筒形のホルダーに接着し、該ホルダーを配管に３つの異なる方法で固着した（図３参照）。水晶片の片面を配管において溶液に曝し、作用電極（ＱＣＭ１、ＱＣＭ２及びＱＣＭ３、図３及び４参照）とした。これら水晶片の他方の片面を空気に曝した。
【００３２】
作用水晶電極を３つの別々に制御される発振器‐ＱＣＭドライバ（図４）に挿入した。こうした構造により該作用電極を接地できる。自家製のボルタンメトリー及び周波数測定システムを使用した（図４）。このシステムでは、高精度の周波数カウンタにより０．１‐０．２Ｈｚの精度で３ｍｓに約５ＭＨｚの周波数で測定を実施した。
【００３３】
測定中、同じ電位を３電極全てに同時に印加し、これらの水晶に担持した電極の周波数の経時変化を６００秒毎に別々に記録した。その後同じ実験を他方の電極に対しても繰り返し行なった。このようにして、電位範囲１Ｖ〜−１Ｖと標準水素電極（０．８Ｖ〜−１．２Ｖ対銀／塩化銀／飽和ＫＣｌ電極）の関係を、０．１Ｖずつ上昇させて調べた。
【００３４】
結果
１．コロイド溶液中で流量３Ｌ／分（レイノルズ数＝１３００）、室温（２２℃）での測定
これらの測定結果を図５〜図９に示す。
【００３５】
低率が新鮮なコロイド溶液で電位を最も正にしたときに観察されたのは、極小サイズの粒子（５０ｎｍ未満）によるものであろうと説明できる。測定中、粒子は成長していた（成長を光散乱法で追跡調査した）。それが、電位が負方向に変化するがまだ正領域に留まっている場合に高率になった理由である可能性がある。実験を同じ溶液で翌日及び３日目にも繰り返した場合、正領域で電位が質量付着率に及ぼす影響は少なくなる（図８及び図９）。
【００３６】
負電位領域において、明らかな電位の影響が観察される‐質量付着率が顕著に減少している（図５、８及び９）。  
【００３７】
図８‐図５で使用したのと同じ溶液及び測定条件であるが、測定を実験の翌日に実施した。その結果を図７に示す。粒子サイズは約１００ｎｍであり、極めて緩速ではあるが、まだ成長している。図８に表示したデータでは、電位の影響（成長による影響は少ない）を示している。図９‐溶液はより乳白色に変化し、粒子サイズは１００ｎｍより大きくなり、溶液はより乳白色に変化している（溶液の白色化が視覚的に観察される）。
【００３８】
これらの電極に質量付着する割合は極めて少なく、最初の２日間と同様であった（図６及び図７）。測定を、第３日目も繰り返し（下面電極に関するデータを図９に示す）、測定結果は下面電極の反応と幾らかの類似点を示したが、割合の絶対値は著しく低い。
【００３９】
２．コロイド溶液中で流量４Ｌ／分（レイノルズ数＝１７００）、室温（２２℃）での測定
これらの測定結果を図１０〜図１２に示す。
【００４０】
付着率の減少は流量が多い程観察された（図１０及び図１１）が、これは電極面からの粒子の“洗浄”と関係するかも知れない。
【００４１】
両実験１及び２を層流（レイノルズ数は１３００及び１７００である）で実施した。層流では、摩擦係数はレイノルズ数が増加するにつれ減少する。付着率の減少は流量が多い程観察された（図９及び図１０）が、これはより低い摩擦係数と関係するかも知れない。
【００４２】
結論
結果から、炭酸カルシウム及び硫酸バリウムの電極面への付着率は、０．８〜１．０Ｖ（Ａｇ／ＡｇＣｌ２参照電極）の範囲内では印加される電気的な直流電位により左右されることが分かる。ある範囲内では、付着率の減少が観察される一方で、他の範囲では増加が観察されている。
【００４３】
結果から付着率は流量が多くなるにつれ減少することが分かるが、それにより、こうした効果が、おそらく、より低い摩擦係数と関係していることが示唆される。
【００４４】
引用例
１）ミュラー‐シュタインハーゲン，エイチ．（Miiller-Steinhagen, H.）（２０００年）。「ヒート・トランスファー・ファウリング（Heat Transfer Fouling）」翻訳版２００３年２月１４日：
http://www. cpe. surrey. ac. uk/dptri/hms/fouling. htm
２）「エバリュエーション・オブ・ザ・プリンシプルズ・オブ・マグネティック・ウォーター・トリートメント（Evaluation of the principles of magnetic water treatment）」米国石油協会（American Petroleum Institute）ワシントンＤＣ．１９８５年（ＡＰＩ刊行物第９６０号（API Publication 960））
３）ガマユノフ，エヌ．アイ．（Gamayunov, N. I.）「エンラージメント・オブ・パーティクルズ・イン・ウォーター・ストリームズ・アンダー・ザ・インフルエンス・オブ・クロスト・エレクトリック・アンド・マグネティック・フィールド（Enlargement of particles in water streams under the influence of crossed electric and magnetic fields）」ジャーナル・オブ・アプライド・ケミストリ（J. Appl. Chem.）第５７号、１９８４年。
４）ベーカー，ジェイ．エス．（Baker, J. S.）、ジャド，エス．ジェイ．（Judd, S. J.）「マグネティック・アメリオレイション・オブ・スケール・プリベンション（Magnetic amelioration of scale prevention）」ウォーター・リサーチ（Wat. Res.）第３０巻、１９９６年。
５）パーソンズ，エス．エイ．（Parsons, S. A.）、ワン，ビー・エル．（Wang, B. L.）、ジャド，エス．ジェイ．（Judd, S. J.）、ステフェンソン．ティー．（Stephenson. T.）「マグネティック・トリートメント・オブ・カルシウム・カーボネイト・スケール‐エフェクト・オブ・ペーハー・コントロール（Magnetic treatment of calcium carbonate scale-effect of pH control）」ウォーター・リサーチ（Wat. Res.）第３１巻、１９９７年。
６）クイン，シー．ジェイ．（Quinn, C. J.）「マグネティック・トリートメント・オブ・ウォーター・プリベント・ミネラル・ビルド‐アップ（Magnetic treatment of water prevents mineral build-up）」アイロン・アンド・スチール・エンジニア（Iron and Steel Engineer）第７４巻、１９９７年。
７）バレット，アール．エイ．（Barrett, R. A.）、パーソンズ，エス．エイ．（Parsons, S. A.）「ザ・インフルエンス・オブ・マグネティック・フィールズ・オン・カルシウム・カーボネイト・プレシピテイション（The influence of magnetic fields on calcium carbonate precipitation）」ウォーター・リサーチ（Wat. Res.）第３２巻、１９９８年。
８）コーイ，ジェイ．エム．ディ．（Coey, J. M. D．）、カス，エス．（Cass, S.）「マグネティック・ウォーター・トリートメント（Magnetic water treatment）」ジャーナル・オブ・マグネティズム・アンド・マグネティック・マテリアルズ（J. Magn. Magn. Mater.）第２０９号、２０００年。
９）ガブリエリ，シー．（Gabrielli, C.）、ジャオウハリ，アール．（Jaouhari, R.）、ケダム，エム．（Keddam, M.）「マグネティック・ウォーター・トリートメント・フォー・スケール・プリベンション（Magnetic water treatment for scale prevention）」ウォーター・リサーチ（Wat. Res.）第３５巻、２００１年。
１０）コベ，エス．（Kobe, S.）、ドラジク，ジー．（Drazic, G.）、マクギネス，ピー．ジェイ．（McGuiness, P. J.）、ストラジサル，ジェイ．（Strazisar, J.）「ザ・インフルエンス・オブ・ザ・マグネティック・フィールド・オン・ザ・クリスタリゼイション・フォーム・オブ・カルシウム・カーボネイト・アンド・ザ・テスティング・オーエス・ア・マグネティック・ウォーター‐トリートメント・デバイス（The influence of the magnetic field on the crystallization form of calcium carbonate and the testing of a magnetic water-treatment device)」ジャーナル・オブ・マグネティズム・アンド・マグネティック・マテリアルズ（J. Magn. Magn. Mater.）第２３６号、２００１年。
１１）ヒューイット，ジー．エフ．（Hewitt, G. F.）、シャイアーズ，ジー．エル．（Shires, G. L.）、ボット，ティー．アール．（Bott, T. R.）「プロセス・ヒート・トランスファー（Process heat transfer）」ＣＲＣプレス、ボカラトン市（CRC Press, Boca Raton）、１９９４年。
１２）ハッソン，ディ．（Hasson, D.）、ブラムソン，ディ．（Bramson, D.）「エフェクティブネス・オブ・マグネティック・ウォーター・トリートメント・イン・サプレシング・ＣａＣＯ３・スケール・デポジション（Effectiveness of magnetic water treatment in suppressing CaCO3 scale deposition）」インダストリアル・アンド・エンジニアリング・ケミストリ・プロセス・デザイン・アンド・デベロプメント（Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev.）第２４巻、１９８５年。
１３）ボクリス，ジェイ．オー．エム．（Bockris, J. O. M.）、レディ，エイ．ケイ．エヌ．（Reddy, A. K. N.）、「モダン・エレクトロケミストリ第２Ａ巻、第２版（Modern electrochemistry, vol. 2A, 2nd Ed.）」ニューヨーク、クルーワー・アカデミック／プレナム・パブリシャー（Kluwer Academic/Plenum Publishers）、２０００年。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明をシェルアンドチューブ熱交換器で実施した場合の概略図である。
【図２】液体流れシステムの配置図である。
【図３】配管寸法及び電極位置である。
【図４】ＥＱＣＭシステムのブロック図である。
【図５】新鮮な溶液における質量付着率と電位（下面電極）との依存関係を示した。
【図６】新鮮な溶液における質量付着率と電位（上面電極）との依存関係を示した。
【図７】新鮮な溶液における質量付着率と電位（側面電極）との依存関係を示した。
【図８】流量  ３Ｌ／分における質量付着率と電位（下面電極）との依存関係（炭酸カルシウム及び硫酸バリウムのコロイド溶液を調製して後２日目）を示した。
【図９】流量  ３Ｌ／分における質量付着率と電位（下面電極）との依存関係（炭酸カルシウム及び硫酸バリウムのコロイド溶液を調製した後３日目）を示した。
【図１０】流量  ４Ｌ／分における質量付着率と電位（下面電極）との依存関係（炭酸カルシウム及び硫酸バリウムのコロイド溶液を調製した後３日目）を示した。
【図１１】流量  ４Ｌ／分における質量付着率と電位（上面電極）との依存関係（炭酸カルシウム及び硫酸バリウムのコロイド溶液を調製した後３日目）を示した。
【図１２】流量  ４Ｌ／分における質量付着率と電位（側面電極）との依存関係（炭酸カルシウム及び硫酸バリウムのコロイド溶液を調製した後３日目）を示した。
【符号の説明】
【００４６】
（図１）
１              発明
２            サーモタンク、熱交換器
３            冷却／熱媒体
４、７            リング
５、６            プロセス流体
８            出口
９            連結点
【図１】
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【図２】
2006524311.tif 000004
【図３】
2006524311.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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