カパーストリーム 銅管広報ウェブマガジン

一般社団法人 日本銅センター http://www.jcda.or.jp

カパーストリーム

vol.17 ● Page.1

17Vol.

2018.03

Z oom UpCopper
循環式給湯用
銅管防食システム
開放式脱気装置

給湯用銅管の信頼性をさらに高めるために腐食の原因「マイクロバブル」を脱気装置で除去しよう！
加工性・施工性・伝熱性・耐食性に優れた特性を持つ銅管は、多くのホテル、病院、公共施設などの給湯用配管に採用されている。中でも銅の抗菌性・殺菌性は、レジオネラ菌の増殖防止の上でも高く評価されてきた。だが、使用環境や運用条件によっては、まれに漏水が発生したとの報告もある。これまで様々な角度から調査、研究が進められてきたが、決定的な解決策は見出せていなかった。

問題が起きたケースの大半は、密閉型貯湯槽を採用した循環式給湯用銅管である。
「開放型と密閉型で何が違うのか」。株式会社
UACJとダイダン株式会社は「給湯水の溶存気体（溶存酸素、残留塩素、遊離炭酸）が潰食、孔食の原因ではないか」と着目。
「循環式給湯用銅管防食システム・開放式脱気装置」を共同開発した。

今回は、開放式脱気装置の仕組みについて、さらに本装置を7年前に導入された徳島県美馬郡の「特別養護老人ホーム コンフォール貞光」を訪ね、その効果を取材した。

循環式給湯用銅管防食システム「開放式脱気装置」の特長○ 給湯水の溶存気体（溶存酸素、残留塩素、遊離炭酸）による孔食や潰食を低減。
○ 脱気装置タンク内でスプレーして給湯水を大気に解放し、気体成分を放出（脱気）。
○ 給湯管から取り出した給湯水を脱気後、給湯経路へ戻し循環することで、給湯水全体を処理。
○ 広範囲な給湯圧力（給湯圧力：0.1〜0.4MPa）や給湯使用量の変動にも対応可能。
○ コンパクトな一体型で、設置が容易。
○ 日常的なメンテナンスは不要。

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腐食の原因「マイクロバブル」を脱気装置で除去しよう

給湯用銅管の腐食対策は、脱気だけでOK。
現場で悩むみなさんにこそ、早く知ってほしい。

株式会社UACJ
ダイダン株式会社
技術開発研究所 第五研究部 技術研究所 基盤技術課
空調熱交材料・伸銅品開発室 主管研究員 佐藤 茂氏
主査 河野 浩三氏

…そこで本装置のヒントを得たと。

だと閉じ込められたままになる。
これが「 現 場 調 査 を 進 めていく中で原因ではないかと考えはじめました。そ“開放型の貯湯槽ではほとんど漏れを実証するために、私たちは研究室

水トラブルはなく、発生した大半内に密閉型の貯湯槽を設置し、潰食がが密 閉 型だ”ということに気づい発生するかを実験。その結果、潰食を再たのです。銅 管のサイズ 、配 管の現することに成功したのです。通水実験

規模、流速、水質など、それぞれ同装置で事故管と同じような潰食を再現じような条件なのに、なぜか開放できたのは世界初のことで、周りも驚き型だと問題がなく、密閉型だと腐ましたし、納得もしていただけました」

食が発生している。その違いは何…開放型なら、問題はないのですか。

かを研究していきました」「循環式給湯用銅管を設置する場合、…具体的に本装置は、どのような仕組…大きな違いは何でしょう？

開放型にするにはスペースや搬送動力みで腐食を防止できているのだろうか。

「開放型の場合は、給湯水に含まれの増大などの問題があり大半が密閉型開発に携わった株式会社UACJ 技術た主因となる腐食因子（溶存酸素、残となっています。そこで、密閉型からど開発研究所 第五研究部 空調熱交材

留塩素、遊離炭酸）が通気管から自然にうやって給湯水の脱気をするか、その料・伸銅品開発室の主査 河野 浩三氏うまく脱気できている。しかし、密閉型装置の開発に着手しました」とダイダン株式会社の技術研究所 基盤技術課 主管研究員 佐藤 茂氏に解説をお願いした。

■ 現場の声がヒントに。実験装置で腐食を再現し原因を究明
循環式給湯用銅管の腐食は２つ「私たちが、この記事をぜひ読んでほしいのは、配管の設計・施工・管理を担当されている現場のみなさんです。なぜなら、給湯用銅管の腐食の原因と対策をぜひ知りたいと願っているのに、誤解されたままの方が多いからです」…そもそも給 湯用銅 管の漏 水の原 因

潰
潰食面食

Ⅱ型孔食

原因とされていたのは①給湯水の流速が速い②使用水のpHが低い③気泡が混入している現場の声は何でしょうか。

0.7mm

・流速は抑えるべきか、速めるのべきか
・衛生的に保つには塩素を入れないとダメ①水質（硫酸イオン／重炭酸イオン=1以上）②残留塩素（滅菌用塩素）による電位の上昇③低流速（0.3m/s以下）

これでは腐食対策をうまく進められない

そこで全国の現場を調査「循環式給湯用銅管で発生する腐食①漏水事故は、密閉型貯湯槽に多い②開放型貯湯槽だと問題は起きていないは、“潰食とⅡ型孔食”の２つです。その原因は、右図のものとされてきました。
しかし、水質や残留塩素濃度の問題、実験装置で検証

さらに潰食とⅡ型孔食で適した流速が※60℃、流速3m/s、7ヵ月間（写真は0.14MPa）

相反するため、決定的な対策方法は見原因とされていたのは緑青

密閉型だと腐食が発生した！

違いは、給湯水の溶存気体では？

開放型のように脱気すると腐食しない！

出せないでいました。そこで私たちは、現場を調べていくことで原因の絞り込みと対策を立てることができないかと、北は北海道から南は九州まで多くの現場を訪ね、調査したのです」

0.2mm

検証
結果「脱気」さえできれば腐食を防止、進行を抑制できる！

0.2mm

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腐食の原因「マイクロバブル」を脱気装置で除去しよう

溶存酸素、遊離炭酸、残留塩素の腐食因子を除去。
自信をもってお出しできる処方箋です。
グラフ1

水中の溶存酸素の飽和曲線と実態調査で得られた60℃付近給湯水の溶存酸素濃度…腐食を防ぐには、脱気をどこまで行う

気装置タンク内でスプレーして大気へ必要があるのでしょうか。と開放し、溶存気体を外に放出させる「 多くの現 場での実 態 調 査から、潰方式を採用しています」

食が発生する数値を調べ、給湯水の溶…その効果は、いかがでしょう。

存酸素濃度を8ppm以下にすれば、潰「完成した装置を実験室の配管に設食の発生や進行を抑制できることを突置し、データを採取したのが、グラフ2

きとめました。グラフ1を見てください。と3です。脱気により、腐食因子であるわずかな数値の違いが、腐食するか否遊離炭酸、残留塩素もしっかりと低減かを分けています。一方、Ⅱ型孔食の大できることを証明できています」

きな原因は、残留塩素濃度です。既に…設置にあたって注意すべき点は？

先人たちが、残留塩素がなければⅡ型「本装置は、脱気した給湯水を給湯孔食は発生しないこと、実環境におい管内に循 環させていくことで、給 湯 水ては残 留 塩 素 濃 度 0 . 2 5 p p m 以 下に全 体の溶 存 気 体 量を軽 減させていき低減すれば抑制できることを証明してます。
これまでの調査で、還管に潰食がいます。脱 気 装 置でクリアすべき数 値発生しやすいことがわかっていますのは、実はそんなに大変な数値ではないで、往主管への設置を推奨しています。のです」

給湯使用量の少ない夜間も装置を作…装置開発で工夫された点は？

動させておけば、より効果的です」「大きな施設の場合、ボイラー・貯湯…既存の配管への設置は可能ですか？

槽は、地下などに設置されることが多「問題ありません。装置の開発には、く給湯圧力が高くなり、給湯水に溶存ナルミ技 研 株 式 会 社にご協力いただ

気体の量が多くなってしまいます。
これき、一体型の容易に設置できるものををいかに効果的に脱気していくかがポ完成させました。さらに定期的な消耗せんでしたが、本装置で脱気を行うだイントとなりました。そこで下図のよう品の交換以外の日常点検は不要で、運けで、腐食の進行や発生を抑制できまに、ボイラーで温めた給湯水を往管か用は簡単です。これまで腐食対策の解す。自信をもってお出しできる処方箋がら取り出して脱気装置へ。給湯水を脱決策を相談されても良い答えを出せまやっとでき上がったと思っています」

300.2MPa

溶存酸素（ppm）

2520

密閉式貯湯槽（腐食あり）

0.1MPa

開放式貯湯槽（腐食なし）

1510大気圧5001020増大することで腐食因子の気化を促進し、効率的に脱気を行います。

遊離炭酸濃度（mg/ℓ）

脱気なし

25

給湯管

P

給湯還管

脱気あり

15105001020304050時間（min）

グラフ3

脱気装置使用前後の残留塩素の変化
補給水なしの条件

残留塩素濃度（mg/ℓ）

0.6

脱気なし

0.50.3
0.2
0.1
010

排気管

2030時間（min）

溶存酸素
残留塩素
遊離炭酸

スプレー
ノズル

浴室

脱気あり

0.40

洗濯室

処理水

厨房
給気管

給水管

80

20

給湯水を噴霧給湯往管

70

補給水なしの条件
30P

ボイラ・
貯湯槽

60

脱気装置使用前後の遊離炭酸の変化

装置の仕組みは…

開放式
脱気装置

4050
温度（℃）

グラフ2

■ 開放式脱気装置は…
給湯水を噴霧して気液界面積を30

給水圧

P

4050

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腐食の原因「マイクロバブル」を脱気装置で除去しよう

社会福祉法人清寿会
特別養護老人ホーム

コンフォール貞光

社会福祉法人清寿会
特別養護老人ホーム
コンフォール貞光
事務部長 藤田 浩氏

社会福祉法人清寿会
特別養護老人ホーム
コンフォール貞光
事務員 枝川 優作氏

DATA

・場所：徳島県美馬郡つるぎ町貞光

・開設：1999年11月1日（竣工9月30日）

利用者さんにお風呂を快適に楽しんでいただくため、丈夫で衛生的な銅管を採用。

・概要：地上4階・4,980㎡・RC造・入所定員：80名

・ショートステイ定員：20名
・ご利用対象：要介護1〜5・スタッフ数：70名

実際に導入されたお客様は、どのよます。そんな中でのみなさんが楽しみ度もケタ違いに多いので、頑丈な銅管うな感 想を持っているのか。2 0 1 1 年にされているのが、食べることとお風呂を選んだとも聞いています。に本装置を設置された特別養護老人です。特にお風呂は、大衆浴場のようにそんな高評価の銅管が、突然、漏水をホーム コンフォール貞光へ。ダイダン

伸び伸びと開 放 的な大 型 設 備でみな起こしたと聞きましたが、原因は？

株 式 会 社の工 事 担当者も交えてお話さんに喜ばれています。私は、開設時は天川を伺った。

ここに勤務していませんでしたが、みなイクロバブルが潰食に、また井戸水の・ ・ ・さんに快適にご利用いただけるように塩素消毒による遊離残留塩素が孔食

まず銅管を採用いただいた理由は？と、衛生面を配慮して設計者が銅管をに影響を与えたと考えています。

藤田

採用したと聞いています。

枝川

れたいと願う医師の願いから1999年

天川

戸 水を使用していますが、なぜうちにに誕 生しました。お年 寄りに安 心・安菌・殺菌作用もありますからね。

はトラブルが発生したのですか。

全に過ごしていただける施設として、バ藤田

天川

リアフリーや高 齢 者ケアの各 種 設 備たちの大切な職務の一つです。お年寄/ℓ以 上の遊 離 残 留 塩 素 濃 度（ 結 合 残の充実はもちろん、全職員が「おもいやりは、インフルエンザやノロウィルスな留塩素濃度の場合は0.4mg/ℓ）を保持り」の精神を大切に、接遇するように心どに感染すると命に関わることもありできるように塩素を注入する」
こととながけることで、地 元での信 頼を培ってます。持ち込まない、持ち込まれないよっています。
しかし、大きな施設で使用います。ただ施設の中にいますと、世間うにと、マスクの常用、手洗い、うがいする場合は、ポンプで地下水を汲み上とのふれあいがどうしても少なくなりなどを徹底しています。

げた時、末端蛇口で0.1mg/ℓ以上を保天川

持するには、やや多めの塩素を注入し当施設は、高齢者福祉に力を入ダイダン株式会社
四国支店 技術部
天川 孝夫氏銅 管 は 赤 水の心 配 がなく、抗衛生面、特に感染症対策は、私

その点、銅は衛生的な管材とし水をボイルした際に発生するマ

この地域では、多くの家庭で井

現在「末端蛇口から通常、0.1mgて病院などでも評価されています。

なければなりません。飲 料 水として問藤田

もう一つの 理 由は 、耐 久 性で題はありませんが、この遊離残留塩素す。当施設は利用者約100名が24時が、孔食の原因に繋がってしまったと間給湯システムを使用しています。もち見ています。

ろん毎日お風呂のお湯を入れ替えてい枝川

ますし、一般家庭に比べ湯量も使用頻ために起きたトラブルだったのですね。

より安全、衛生的にと配慮した

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腐食の原因「マイクロバブル」を脱気装置で除去しよう

新設でも、既存の建物でも設置が簡単。
目に見えない漏水の問題を未然に解決します。
漏水した時の状況は？

かり、その間に腐食も広がってしまった行っていただけるか。さらに、今後のト

枝川

じんわりと天井にシミが出てきようです。潰食、孔食が進んでいてもまラブルをどう防いでいただけるか。そこ

まして、これはおかしいと天井裏をのぞだ漏水に至っていない箇所が潜在してが信頼に繋がります。

いて見たら、配 管からポタポタと水 漏いる可能性がありますので、本装置の枝川れしていました。でも私にはどこに孔が導入をご提案しました。

対応していただけて助かっています。

あるのかわからず天川さんに来ていた

本装置を導入してからは？

天川

だき応急処置をしていただきました。

藤田

この装置を導入してから、漏水置を設 置いただくことが一 番です。既天川の問題はどんどん改善されましたよ。

存の配管にも設置が簡単ですので、腐で、最終的には問題のある箇所はすべ

天川

導入後は、状況を調査、観察さ食の進行をストップさせ、漏水を未然て新しい銅管に変えました。

せていただき、潰食、孔食が止まったこに防ぐためにも、ぜひ導入をご検討い枝川

その後も修理していただいた箇とを確認できました。また、潰食部が銅ただきたいと思っています。

所以外から、新たに漏水してしまい、その酸化被膜に覆われることで、それ以藤田の度に天川さんをお呼びする、そんな上の腐食の進行も防止できたようです。の杖というわけですね。

状況が続きました。

藤田

天川

天川

配 管は断 熱 材に包まれているものトラブルは起こり得ますからね 。

可能性があります。万全を期して快適ので水 漏れが 発 覚するまで時 間がか大切なのは、そのあとの対処をいかににご利用いただけたらと願っています。

本当に目に見えない小さな孔どんなに優れた管材でも、もしその点、ダイダンさんはしっかり
新しい建物には、最初から本装開 放 式 脱 気 装 置は、転ばぬ先腐食は目に見えず進行していく■ 開放式脱気装置の設置状況
脱気装置運転から3ヵ月で潰食の進行停止
導入前

導入後

脱気前の白濁した給湯水

脱気が成功し透明に▲ボイラ・貯湯槽室の全景

3mm▲施工時の給湯用銅管 ▲脱気装置周りの配管▲稼働中の開放式脱気装置

潰食が進行し漏水原因に

銅管広報ウェブマガジン カパーストリーム ● VOL.17［2018 年 3 月配信］
発信元

一般社団法人

日本銅センター

銅管広報委員会

潰食が止まり酸化皮膜も