JP2001038362A

JP2001038362A - 電磁界処理装置

Info

Publication number: JP2001038362A
Application number: JP11216088A
Authority: JP
Inventors: Shinpei Fukamachi; 進平深町
Original assignee: SKA KK
Current assignee: SKA KK
Priority date: 1999-07-30
Filing date: 1999-07-30
Publication date: 2001-02-13

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明の目的は、流体流路を構成する管体
内面へのスケールの付着防止や付着スケールの除去、管
体内面の腐食防止を果たすことにある。【構成】このため、この発明は、流体流路を構成する
管体の外側にコイルを設け、このコイルに流す電流を供
給する電源部を設け、この電源部の供給する電流を特定
周波数帯域で周波数が時間的に変化する特定波形の電磁
界誘起電流に変換して前記コイルに供給するよう制御す
る電流制御部を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は電磁界処理装置に
係り、特に、流体流路を構成する管体内面へのスケール
の付着防止や付着スケールの除去、管体内面の腐食防止
を果たし得る電磁界処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の流体が流れる流体流路を構成する
管体は、内面にスケールや海生物等が付着して流体流路
が詰まり、また、流体に含まれる物質により内面が腐食
される等の問題を生じることがある。

【０００３】このような問題に対しては、管体に連続的
・間欠的に上水をブローイングし、または、防錆剤・ス
ケール付着防止剤等の薬剤を注入し、あるいは、防菌効
果を有する材質により管体を形成し、さらには、擬性電
極法及び外部電源方式による電気防食等の対策を行って
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記管体へ
の上水のブローイングや、防錆剤・スケール付着防止剤
の注入、防菌効果を有する材質による管体の形成、電気
防食等の各対策は、多大な付帯設備、高価な薬剤・高価
な材質の管体を必要とする等により、コストの上昇を招
く不都合があるとともに、管体内部のスケール等の付着
物を充分に除去することができない不都合があった。

【０００５】また、薬剤には、毒性を有する成分を含有
しているものがあり、環境への悪影響を生じる不都合が
あった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述の不都合を除去するために、流体流路を構成する管体
の外側にコイルを設け、このコイルに流す電流を供給す
る電源部を設け、この電源部の供給する電流を特定周波
数帯域で周波数が時間的に変化する特定波形の電磁界誘
起電流に変換して前記コイルに供給するよう制御する電
流制御部を設けたことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】この発明の電磁界処理装置は、電
流制御部によって、流体流路を構成する管体の外側に設
けたコイルに、電源部の供給する電流を特定周波数帯域
で周波数が時間的に変化する特定波形の電磁界誘起電流
に変換して供給するよう制御することにより、コイルに
より電磁界を誘起させて管体内に磁場と電場とを生じさ
せ、この磁場と電場の電子エネルギによって流体流路を
流れる流体に対して、流体分子及び流体中のイオンを媒
体として電解エネルギを与えて電磁界処理する。

【０００８】これにより、電磁界処理装置は、スケール
の表面及び管体内面をともに強く負に帯電させてスケー
ルと管体内面を反発させ、スケールを小結晶体化させる
とともに結合を不安定にさせてスケールを管体内面から
容易に離脱させ、管体内面を還元状態にして酸化を防止
することができる。

【０００９】

【実施例】以下図面に基づいて、この発明の実施例を説
明する。図１〜図１７は、この発明の実施例を示すもの
である。図１において、２は電磁界処理装置である。電
磁界処理装置２は、管体４内に流体流路６を形成し、管
体４の外側にコイル８を設け、このコイル８に流す電流
を供給する電源部１０を設け、この電源部１０の供給す
る電流を電磁界誘起電流に変換してコイル８に供給する
よう制御する電流制御部１２を設けている。

【００１０】前記電磁界処理装置２は、流体流路６を流
れる流体の水質及び水量等の出力値決定要素によって電
磁界誘起電流の出力値を決定し、機種を選定される。

【００１１】電流制御部１２には、図２に示す如く、電
源部１０から電流が入力される電源入力部１４と、入力
された電流を特定周波数帯域で周波数が時間的に変化す
る特定波形の電磁界誘起電流に変換する変換部１６と、
出力状態に応じて電磁界誘起電流を調整する調整部１８
と、電磁界誘起電流を出力する電流出力部２０と、渦電
力相対値を表示する表示部２２と、コイル８の断線を含
む電磁界誘起電流の出力不良を判定する判定部２４と、
出力不良と判定された際に警告信号を出力する警告出力
部２６と、を有している。

【００１２】電源入力部１４には、前記電源部１０を接
続して設けている。電流出力部２０には、前記コイル８
を接続して設けている。前記警告出力部２４には、警報
を発する警告部２８を接続して設けている。また、前記
コイル８は、導線３０を捲回することにより形成され
る。

【００１３】電磁界処理装置２は、流体流路６を構成す
る管体４の外側にコイル８を設け、電流制御部１２によ
って、コイル８に図３に示す如く管体４の内径に基づい
て電磁界を誘起させる電磁界誘起電流を流す。この電磁
界誘起電流は、特定周波数帯域で周波数が時間的に変化
（変調）する特定波形の電流である。

【００１４】コイル８に供給される電磁界誘起電流は、
電磁界を誘起して管体４内に磁場と電場を生じさせ、こ
の磁場と電場の電子エネルギによって流体流路６を流れ
る流体に対して、流体分子及び流体中のイオンを媒体と
して電解エネルギを与えて電磁界処理する。

【００１５】電磁界処理された流体は、含有するスケー
ル結晶体を含む固体表面及び管体４の内面を負に帯電さ
せる。また、コイル８に供給される電磁界誘起電流は、
周波数の時間的な変化（変調）により磁束を変化させ、
図４に示す如く管体４内に誘導電場エネルギによる渦電
流を生じさせる。

【００１６】電磁界処理装置２は、この作用によって、
管体４の内面へのスケールの付着を防止するとともに付
着したスケールを除去し、また、管体４の内面の腐食を
防止する。

【００１７】即ち、管体４の流体流路６を流れる流体中
のスケールは、表面が正の電荷を帯びていることから、
アースによりわずかに負に帯電する管体４の内面に付着
することになる。

【００１８】この電磁界処理装置２は、流体の電磁界処
理によって、スケールの表面に負の電荷をもたせてイオ
ン化するとともに管体４の内面に強い負の電荷をもたせ
ることにより、スケールの表面及び管体４の内面をとも
に強く負に帯電させ、スケールと管体４の内面とを反発
させることになる。

【００１９】これにより、電磁界処理装置２は、スケー
ルと管体４の内面との反発によってスケールを管体４の
内面から離間させることができ、スケールが管体４の内
面に付着することを防止することができ、除去すること
ができる。

【００２０】また、電磁界処理装置２は、流体の電磁界
処理によって、前記スケールの表面に強い負の電荷をも
たせることにより、スケール同士の結合による大粒子化
を阻止することができるとともに、流体の表面張力を低
下させ且つ水クラスタを微小化させることにより、スケ
ール内に水を浸透させて小さな結晶体に溶解させ、溶解
したスケールを小さな結晶体に再結晶させることにな
る。

【００２１】さらに、電磁界処理装置２は、周波数が時
間的に変化する電磁界誘起電流によって、交流誘導電場
を生じさせるとともに磁場を生じさせることにより、交
流誘導電場による振動エネルギの増大と磁場による電子
回転エネルギの増大とによりスケール結晶の結合を不安
定にし、スケールの生長を防止することになる。

【００２２】これにより、電磁界処理装置２は、スケー
ルの生長の阻止と小粒子化により分散性を良好にして流
体により容易に流下させることができ、また、スケール
結晶の不安定化により管体４の内面４から容易に離脱さ
せ、スケールを管体４から除去することができる。

【００２３】また、この電磁界処理装置２は、流体の電
磁界処理によって、管体４の内面に強い負の電荷をもた
せることにより管体４の内面を強い還元状態にする。ま
た、コイル８に供給される電磁界誘起電流は、周波数の
時間的な変化（変調）により磁束を変化させ、図４に示
す如く管体４内に渦電流を生じさせる原因となる誘導電
場を形成し、管体４の半径Ｒの内面における誘導電場エ
ネルギＥが極大値Ｅ_Ｒとなる領域を電子供与帯からなる
還元状態にする。

【００２４】前記還元状態となった管体４の内面には、
流体中の溶存酸素が還元状態の元でＯＨ⁻被膜が生成、
つまり、Ｆｅ及びＦｅ_３Ｏ_４の黒色の鉄酸化物被膜が生
成される。また、管体４の内面の赤錆（Ｆｅ_２Ｏ_３）
は、流体中の溶存酸素がＯＨ⁻として働き、還元雰囲気
下で黒錆（Ｆｅ_３Ｏ_４）になる。

【００２５】これにより、この電磁界処理装置２は、流
体中の溶存酸素による管体４の内面の酸化作用を防止
し、腐食を防止することができる。

【００２６】このように、この電磁界処理装置２は、電
流制御部１２によって、電源部１０から供給される電流
を特定周波数帯域で周波数が時間的に変化する特定波形
の電磁界誘起電流に変換してコイル８に供給するよう制
御することにより、コイル８に電磁界を誘起させて流体
流路６を流れる流体を電磁界処理し、この処理によって
スケールの表面及び管体４の内面をともに強く負に帯電
させてスケールと管体４の内面を反発させ、スケールを
小結晶体化させるとともに結合を不安定にさせてスケー
ルを管体４の内面から容易に離脱させ、管体４の内面を
還元状態にして酸化を防止することができる。

【００２７】このため、この電磁界処理装置２は、管体
４の内面へのスケールの付着を防止するとともに付着し
たスケールを除去することができ、また、管体４の内面
の腐食を防止することができる。

【００２８】次に、電磁界処理装置２の具体的な構成を
説明する。

【００２９】電磁界処理装置２の電源部１０の具体例と
しては、図示しない１００Ｖまたは２００Ｖの交流電源
や、１２Ｖまたは２４Ｖの直流電源、太陽電池とするこ
とができる。また、電源部１０は、流体流路６を流れる
流体により駆動される回転式発電機（図示せず）や、図
５に示す如く、流体流路６を流れる導電率の高い流体、
例えば海水中に配設した電極３２とすることができる。
このように、流体の流れを利用した電源部１０は、外部
電源からの接続が不要となり、設置の自由度を高めるこ
とができる。

【００３０】電磁界処理装置２の電流制御部１２は、特
定周波数帯域として５０〜５００００Ｈｚの周波数帯域
を使用し、この５０〜５００００Ｈｚの周波数帯域で周
波数が時間的に変化する特定波形の電磁界誘起電流を供
給するよう制御する。

【００３１】この電流制御部１２の個別な具体例として
は、１０００〜５０００Ｈｚの周波数帯域で周波数が
０．３秒間に５０回を越える回数でランダムに変化する
特定波形の電磁界誘起電流を供給するよう制御すること
により、管体４の内面の腐食を防止する。この場合に
は、図６に示す如く、渦電流値が高いほど、腐食防止効
果を高めることができる。

【００３２】また、電流制御部１２は、１０００〜３０
００Ｈｚの周波数帯域で周波数が０．３秒間に５０回を
越える回数でランダムに変化する特定波形の電磁界誘起
電流を供給するよう制御することにより、管体４の内面
へのＣａ、Ｍｇ等の無機スケールの付着を防止し且つ付
着した無機スケールを除去する。

【００３３】さらに、電流制御部１２は、２０００〜５
０００Ｈｚの周波数帯域で周波数が０．３秒間に６０回
を越える回数でランダムに変化する特定波形の電磁界誘
起電流を供給するよう制御することにより、管体４の内
面へのシリカスケールの付着を防止し且つ付着したシリ
カスケールを除去する。

【００３４】前記無機スケール及びシリカスケールの付
着防止・除去は、図７に示す如く、それぞれ１０００〜
３０００Ｈｚ及び２０００〜５０００Ｈｚの周波数帯域
において、最も処理効果を高めることができる。

【００３５】電流制御部１２の供給する電磁界誘起電流
の特定波形の具体例としては、図８に示す如く、正弦波
や、半波整流波、全波整流波、二等辺三角波、方形波、
のこぎり波とすることができる。

【００３６】これらの出力波形において、最も処理効果
が高いものは、方形波に近い非正弦波形の交流である。
なお、この場合、高周波によって生ずる共振によって電
流波形のひずみを増すことにより、管体４内に生ずる渦
電流値は更に高いものとすることができ、腐食防止効果
を高めることができる。

【００３７】管体４の外側に設けられるコイル８の導線
３０の種類の具体例としては、単線や３線、巻き線、裸
線、被覆線等がある。これらのコイル８の導線３０の種
類において、最も処理効果が高いものは、被覆３線（巻
き線）である。

【００３８】コイル８の導線３０の巻き数の具体例とし
ては、図９に示す如く、管体４の外側に１０〜１５回巻
きに捲回して設けたものが、最も処理効果が大きい。

【００３９】コイル８の導線３０の巻き方の具体例とし
ては、図１０に示す如く、管体４の外側に１０〜１５回
巻きに捲回した１つのコイル８からなるものや、図１１
に示す如く、管体４の外側に１０〜１５回巻きに捲回し
たコイル８を管体４の延長方向に離間部３４を介して２
つ設けたもの、あるいは１０〜１５回巻きの捲回したコ
イル８を管体４の延長方向に離間部３４を介して２つ以
上設けたものとすることができる。

【００４０】なお、コイル８の導線３０の巻き方におい
ては、充分な直線距離を有する場合、複数巻きを行うこ
とにより、処理効果を高めることができる。

【００４１】コイル８の導線３０の巻き方向の具体例と
しては、図１２に示す如く、管体４の外側に螺旋状に捲
回して設けたものや、図１３に示す如く、管体４の外側
に導線３０を螺旋状に捲回して設けるとともに導線３０
の捲回方向を管体４の延長方向に対して傾斜させて設け
たものとすることができる。

【００４２】また、コイル８の導線３０の巻き方向の具
体例としては、図１４に示す如く、管体４の外側に円筒
形状のコア３６を外装して設け、このコア３６に導線３
０を前記管体４の延長方向と略平行な方向に捲回すると
ともにこのコア３６の円周方向全周にわたり捲回して設
けたものや、図１５に示す如く、管体４の外側の径方向
対称位置に管体４の延長方向に細長い平板形状のコア３
８をそれぞれ設け、これらコア３８に導線３０を管体４
の延長方向と略直交する方向に捲回するとともにコア３
８の長手方向全長にわたり捲回して設けたものとするこ
とができる。

【００４３】このように、コイル８の導線３０の巻き方
向を異ならせることにより、流体の種類に応じて最適な
電場・磁場を作用させることができ、処理効果を高める
ことができる。

【００４４】さらに、コイル８の磁場の遮蔽構造の具体
例としては、図１６に示す如く、管体４の外側に１０〜
１５回巻きに捲回したコイル８を管体４の延長方向に離
間部３４を介して２つ設け、前記離間部３４に磁場遮蔽
体４０を介装した設けたものや、図１７に示す如く、管
体４の外側に１０〜１５回巻きに捲回したコイル８を設
け、このコイル８を磁場遮蔽体４２により被包して設け
たものとすることができる。

【００４５】これにより、離間部３４に磁場遮蔽体４０
を介装した２つのコイル８は、電場・磁場の干渉を防止
して処理効果の低下を回避することができる。磁場遮蔽
体４２により被包したコイル８は、外部への電場・磁場
による影響を防止することができる。

【００４６】

【発明の効果】このように、この発明の電磁界処理装置
は、スケールの表面及び管体内面をともに強く負に帯電
させてスケールと管体内面を反発させ、スケールを小結
晶体化させるとともに結合を不安定にさせてスケールを
管体内面から容易に離脱させ、管体内面を還元状態にし
て酸化を防止することができる。

【００４７】このため、この電磁界処理装置は、管体内
面へのスケールの付着を防止するとともに付着したスケ
ールを除去することができ、また、管体内面の腐食を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電磁界処理装置の概略構成図である。

【図２】電流制御部のブロック図である。

【図３】管体内径とコイルへの出力電流との関係を示す
図である。

【図４】（Ａ）は管体内径と誘導電場エネルギとの関係
を示す図である。（Ｂ）は管体内径に対する誘導電場エ
ネルギの方向を示す図である。

【図５】導電率の高い流体中に電極を配設した電源部の
概略構成図である。

【図６】変調回数と渦電流値との関係を示す図である。

【図７】周波数と除去率との関係を示す図である。

【図８】（Ａ）は正弦波を示す図である。（Ｂ）は半波
整流波を示す図である。（Ｃ）は全波整流波を示す図で
ある。（Ｄ）は二等辺三角波を示す図である。（Ｅ）は
方形波を示す図である。（Ｆ）のこぎり波を示す図であ
る。

【図９】巻き数と渦電流値との関係を示す図である。

【図１０】１つのコイルを設けた電磁界処理装置の概略
構成図である。

【図１１】２つのコイルを設けた電磁界処理装置の概略
構成図である。

【図１２】螺旋状に捲回したコイルの側面図である。

【図１３】螺旋状に捲回して傾斜させたコイルの側面図
である。

【図１４】（Ａ）は管体の延長方向と略平行に捲回した
コイルの側面図である。（Ｂ）は管体の延長方向と略平
行に捲回したコイルの正面図である。

【図１５】（Ａ）は管体の延長方向と略直交に捲回した
コイルの側面図である。（Ｂ）は管体の延長方向と略直
交に捲回したコイルの正面図である。

【図１６】（Ａ）は磁場遮蔽体を介装したコイルの側面
図である。（Ｂ）は磁場遮蔽体を介装したコイルの正面
図である。

【図１７】（Ａ）は磁場遮蔽体により被包したコイルの
側面図である。（Ｂ）は磁場遮蔽体により被包したコイ
ルの正面図である。

【符号の説明】

２電磁界処理装置４管体６流体流路８コイル１０電源部１２電流制御部１４入力部１６変換部１８調整部２０電力出力部２２表示部２４判定部２６警告出力部２８警告部３０導線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ１６Ｌ 58/00 Ｆ１６Ｌ 58/00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体流路を構成する管体の外側にコイル
を設け、このコイルに流す電流を供給する電源部を設
け、この電源部の供給する電流を特定周波数帯域で周波
数が時間的に変化する特定波形の電磁界誘起電流に変換
して前記コイルに供給するよう制御する電流制御部を設
けたことを特徴とする電磁界処理装置。
【請求項２】前記電源部は、前記流体流路を流れる導
電率の高い流体中に配設した電極からなる電源部である
ことを特徴とするに請求項１に記載の電磁界処理装置。
【請求項３】前記電流制御部は、５０〜５００００Ｈ
ｚの周波数帯域で周波数が時間的に変化する特定波形の
電磁界誘起電流を供給するよう制御する電流制御部であ
ることを特徴とするに請求項１に記載の電磁界処理装
置。
【請求項４】前記電流制御部は、１０００〜５０００
Ｈｚの周波数帯域で周波数が０．３秒間に５０回を越え
る回数でランダムに変化する特定波形の電磁界誘起電流
を供給するよう制御することにより前記管体内面の腐食
を防止する電流制御部であることを特徴とするに請求項
３に記載の電磁界処理装置。
【請求項５】前記電流制御部は、１０００〜３０００
Ｈｚの周波数帯域で周波数が０．３秒間に５０回を越え
る回数でランダムに変化する特定波形の電磁界誘起電流
を供給するよう制御することにより前記管体内面への無
機スケールの付着を防止し且つ付着した無機スケールを
除去する電流制御部であることを特徴とするに請求項３
に記載の電磁界処理装置。
【請求項６】前記電流制御部は、２０００〜５０００
Ｈｚの周波数帯域で周波数が０．３秒間に６０回を越え
る回数でランダムに変化する特定波形の電磁界誘起電流
を供給するよう制御することにより前記管体内面へのシ
リカスケールの付着を防止し且つ付着したシリカスケー
ルを除去する電流制御部であることを特徴とするに請求
項３に記載の電磁界処理装置。
【請求項７】前記電流制御部は、正弦波の電磁界誘起
電流を供給するよう制御する電流制御部であることを特
徴とするに請求項１に記載の電磁界処理装置。
【請求項８】前記電流制御部は、半波整流波の電磁界
誘起電流を供給するよう制御する電流制御部であること
を特徴とするに請求項１に記載の電磁界処理装置。
【請求項９】前記電流制御部は、全波整流波の電磁界
誘起電流を供給するよう制御する電流制御部であること
を特徴とするに請求項１に記載の電磁界処理装置。
【請求項１０】前記電流制御部は、二等辺三角波の電
磁界誘起電流を供給するよう制御する電流制御部である
ことを特徴とするに請求項１に記載の電磁界処理装置。
【請求項１１】前記電流制御部は、方形波の電磁界誘
起電流の方形波を供給するよう制御する電流制御部であ
ることを特徴とするに請求項１に記載の電磁界処理装
置。
【請求項１２】前記電流制御部は、のこぎり波の電磁
界誘起電流を供給するよう制御する電流制御部であるこ
とを特徴とするに請求項１に記載の電磁界処理装置。
【請求項１３】前記コイルは、前記管体の外側に導線
を１０〜１５回巻きに捲回した１つのコイルであること
を特徴とするに請求項１に記載の電磁界処理装置。
【請求項１４】前記コイルは、前記管体の外側に導線
を１０〜１５回巻きに捲回したコイルを前記管体の延長
方向に離間部を介して２以上を設けたコイルであること
を特徴とするに請求項１に記載の電磁界処理装置。
【請求項１５】前記コイルは、前記管体の外側に導線
を螺旋状に捲回して設けたコイルであることを特徴とす
るに請求項１に記載の電磁界処理装置。
【請求項１６】前記コイルは、前記管体の外側に導線
を螺旋状に捲回して設けるとともに導線の捲回方向を前
記管体の延長方向に対して傾斜させて設けたコイルであ
ることを特徴とするに請求項１に記載の電磁界処理装
置。
【請求項１７】前記コイルは、前記管体の外側に円筒
形状のコアを設け、このコアに導線を前記管体の延長方
向と略平行な方向に捲回するとともにこのコアの円周方
向全周にわたり捲回して設けたコイルであることを特徴
とするに請求項１に記載の電磁界処理装置。
【請求項１８】前記コイルは、前記管体の外側の径方
向対称位置に前記管体の延長方向に細長い平板形状のコ
アをそれぞれ設け、これらコアに導線を前記管体の延長
方向と略直交する方向に捲回するとともに前記コアの長
手方向全長にわたり捲回して設けたコイルであることを
特徴とするに請求項１に記載の電磁界処理装置。
【請求項１９】前記コイルは、前記離間部に磁場遮蔽
体を介装して設けたコイルであることを特徴とするに請
求項１４に記載の電磁界処理装置。
【請求項２０】前記コイルは、磁場遮蔽体により被包
して設けたコイルであることを特徴とするに請求項１３
〜請求項１８のいずれかに記載の電磁界処理装置。