JPH0842993A - スケールの除去・防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】被処理液体の流れるパイプ内に組み込なまけれ
ばならない構造を必要とせず、対象の被処理液体流量範
囲にわたって操業を効率よく充分に達成する装置を提供
すること。 【構成】被処理液体に作用する磁界を発生するための少
なくとも１つのソレノイド状のコイルと、上記コイルの
両端へ接続する信号出力を少なくとも１つ有する制御装
置とを備え、上記コイルが上記制御装置の生成する励磁
信号によって励磁される接続端を有し、被処理液体の流
量に依存せずに連続的に周波数が変わる励磁信号を生成
するための生成手段を上記制御装置に備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スケールを予防又は除
去する目的で液体を処理するための装置に関するもの
で、被処理液体に作用する磁界を発生するためのソレノ
イド状のコイルを少なくとも１つを備えるとともに、上
記コイルの両端に接続され励磁信号で該コイルを励磁す
るための少なくとも１つの出力信号を有する制御装置を
備えた装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】水のような液体に、カルシウムやマグネ
シウムのイオンのような不純物が僅かなパーセントでも
存在すればスケールや大量の沈殿物が生成することにな
るから硫酸カルシウム、ケイ酸カルシウム及び硫酸マグ
ネシウムはスケールを生成する。なぜならば、この生成
反応が生じる液体が蒸発して、これらの塩の濃度が増大
し、晶出する飽和点に近づき、そして壁に付着するから
である。炭酸カルシウムは、例えば、非常に軟らかいス
ケールを生成し、または時々沈殿物を生成する。スケー
ルとして最も持続性のある形を持つものは硫酸カルシウ
ムである。硫酸カルシウムはパイプ、ボイラーなどの金
属壁に非常に強力に付着するため、これらパイプ、ボイ
ラーなどの使用を中止してそのスケールを除去する必要
がある。

【０００３】例えば蒸気ボイラー内にスケールが発生す
ると、パイプ閉塞の可能性に加えて、熱交換が低下する
ので燃料使用量が高くなる。約０．２ミリのスケール層
でもボイラーを部分的に過熱させて損傷させる可能性が
ある。

【０００４】上記カルシウムイオンやマグネシウムイオ
ン、また全てのマンガン、鉄及びアルミニウム不純物も
また家庭内使用では有害である。なぜならば、これらの
物質は石鹸と反応して不溶性のカルシウム、マグネシウ
ム、鉄及びアルミニウム塩を生成し、そのため、洗浄し
ようとしている材料の上に粘着性のある物質を、これら
の不純物を含む水中に生成させるからである。

【０００５】既に知られているように、磁界中を動く電
荷はローレンツ力を受ける。このローレンツ力は磁界の
強さ、電荷量、電荷の移動速度、及び電荷移動方向に対
する磁力線の向きに比例する。もし、上記元素によって
汚染された液体が磁界の中に入ると、その液体分子、例
えば水分子は方向性を持つようになる。その結果、前記
不純物、特にカルシウムとマグネシウムのイオンは溶液
から析出して、例えば液体流中に老いたフィルターによ
って捕獲することができる。その結果スケールは全く生
成しなくなる。この周知の装置はソレノイド状のコイル
を備えているが、被処理液体は直流、固定周波数の交
流、あるいはパルス電流が印加されているコイルの内部
空間を通すため、パイプ装置に組み込まなければならな
い。そのため、装置を設置するためには現在使用してい
るパイプシステムの操業を停止しなければならないし、
装置を交換する等設置後のメンテナンスなどの運用面に
おいても同様の問題があった。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、前記背景の下に成立したもの
であって、被処理液体の流れるパイプ内に組み込なまけ
ればならない構造を必要とせず、対象の被処理液体流量
範囲にわたって操業を効率よく充分に達成する装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【目的を達成するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のスケールの除去・防止装置は、被処理液体
に作用する磁界を発生するための少なくとも１つのソレ
ノイド状コイルと、前記コイルの両端へ接続する信号出
力を少なくとも１つ有する制御装置とを備え、前記コイ
ルが前記制御装置の生成する励磁信号によって励磁され
る接続端を有し、被処理液体の流量に依存せずに連続的
に周波数が変わる励磁信号を生成するための生成手段を
前記制御装置が備えたことを特徴とする。

【０００８】なお、上記生成手段が励磁信号の振幅を変
えるための制御入力手段を含み、被処理液体の流量に依
存する制御信号を生成するための少なくとも一つの変換
器手段が、被処理液体の流量に反比例して励磁信号の振
幅を変化させる目的で前記制御入力手段へ接続してもよ
い。

【０００９】また、上記コイルが長手方向の巻軸を有す
るとともに、該巻軸を被処理液体の流れるパイプに対し
て平行にさせるように上記コイルを配置するための保護
スリーブを備えてもよい。

【００１０】さらに、ハウジングと、被処理液体に作用
する磁界を発生するためのソレノイド状コイルを少なく
とも１つと、上記コイルの両端へ接続する信号出力を少
なくとも１つ有する制御装置とを備え、上記コイルと、
上記制御装置とを上記ハウジング内に収容し、該ハウジ
ングが前記パイプの外面長手方向に沿って固定する固定
手段を備えてもよい。

【００１１】

【発明の作用】前記構成によれば、パイプの外部に配置
したコイルを制御装置に接続し、制御装置が生成した励
磁信号をコイルに与えると磁界が発生し、発生した磁界
がパイプ内を流れる液体にローレンツ力を与える。

【００１２】また、変換器手段が被処理液体の流量を検
出して制御信号を生成するので、流量に反比例して励磁
信号の振幅が変化する。

【００１３】そして、コイルに保護スリーブが備えられ
ているので、保護スリーブをパイプに平行に配置すると
コイルがパイプに対して平行に配置される。

【００１４】また、コイルと制御装置とがハウジングの
内部に収容されているので、ハウジングをパイプに固定
するとコイルがパイプに対して平行に配置される。

【００１５】

【実施例】以下、図面によって本発明の実施態様につい
て説明する。

【００１６】図１において符号１はスケールの防止・除
去装置を示し、このスケールの除去・防止装置１は、絶
縁した銅線などの導電体ワイヤをパイプ２の外周に巻き
付けたソレノイド状のコイル３と制御装置４とで構成さ
れ、上記コイル３は制御装置４の信号出力端子５、６に
接続されている。さらに、上記制御装置４の制御信号入
力端子７、８には上記パイプ２内を流れる液体の流量を
検出するトランジューサ９が接続されるとともに、上記
制御装置４には励磁電流がコイル３に印加されているこ
とを示すインジケータランプ１０が設けられている。

【００１７】なお上記パイプ２とコイル３との絶縁を確
実にするためにポリエステルシートなどの絶縁材１１を
上記パイプ２の周囲に取着すればよい。

【００１８】図２は制御装置４の構成を示し、電圧制御
発信器１２には信号出力端子５、６を有するドライバ１
３が接続されている。上記電圧制御発振器１２の周波数
は鋸波発振回路１４によって制御されている。周波数の
範囲は７００〜３０００ＨＺの間の周波数で着実に変化
する励磁信号が現実経験として有り得るほぼ全ての流体
に対して望ましい効果が得られるということが分かって
いる。

【００１９】周波数を変化させるとともに、電圧制御発
振器１２が生成する交流信号の振幅を変化させるため
に、トランジューサ９からの制御信号を供給するための
制御信号入力端子７、８を有する制御部１５が備えられ
ている。このトランジューサ９は流体中に組み込まれる
一般的な流量計または、パイプの外側に配置され、流量
の状態を出力信号として発生する例えば超音波流量検出
センサなどを使用すればよい。

【００２０】制御部１５はトランジューサ９からの信号
により、もし液体流量が増加すれば電圧制御発振器１２
あるいはドライバ１３の出力信号の振幅を小さくし、液
体流量が減少すれば電圧制御発振器１２あるいはドライ
バ１３の出力信号の振幅を大きくするように設けられて
いる。

【００２１】さらに、信号出力端子５、６を通してコイ
ル３に電流が供給されている間は点灯する発光ダイオー
ドで構成されたインジゲータランプ１０が上記ドライバ
１３に接続されるとともに、装置の作動状態を音声で確
認するためのスピーカ１６が上記ドライバ１３に接続さ
れている。このスピーカ１６は、装置が作動中に信号出
力端子５、６を通して電流が全く流れない場合、例えば
コイル３が断線したような時、警告音を発生するように
設けられている。符号１７は交流電源からスケールの除
去・防止装置１を作動させるための直流に変換する直流
電源回路であるが、この直流電源回路１７は設置場所の
関係で、交流電源を供給できない時は、バッテリ、太陽
電池などから必要な電圧に変換するＤＣＤＣコンバータ
で構成してもよい。

【００２２】上述のように構成されたスケールの除去・
防止装置１は被覆された銅線をパイプ２の周囲に巻き付
けたコイル３の両端を、制御装置４の信号出力端子５、
６に接続した後、スイッチを入れて電源を供給すると、
鋸波発振回路１４によって７００〜３０００ＨＺに制御
された励磁信号を発生し、コイルに印加されると磁界が
発生してパイプ内を流れる液体はローレンツ力を受け
る。このローレンツ力は前述したように磁界中を移動す
る電荷に作用するので、液体が磁界のなかに入ると、そ
の液体分子は方向性を持ち、液体中のカルシウムやマグ
ネシウムのイオンは析出して、例えば液体流中に置いた
フィルターによって捕獲することができる。

【００２３】また、トランジューサ８を制御装置４に接
続した場合は、トランジューサ８がパイプ２内を流れる
液体の流量を検出し、検出した流量を制御信号として制
御部１５に入力する、制御部１５はパイプ２内を流れる
液体の流量に応じ、液体流量が増加すれば励磁信号の振
幅が減少するように、液体流量が減少すれば振幅を増加
するように処理する。このことにより励磁信号の振幅と
液体の流量との積を一定に保つことができ、最適の効果
を得ることができる。

【００２４】なお、図３は２本のコイル３ａ、３ｂを使
用した状態を示し、コイル３ａとコイル３ｂとは信号出
力端子５、６に直列に接続され、巻線の方向が反対に巻
いてあるので、反対方向の磁界が発生する。点線で示さ
れる仮想分割面ａの近くで、２つの磁界の磁力線は、例
えば分割面ａから離れて対面するコイル３ａとコイル３
ｂとの両端での磁力線に比べてパイプ２をより横切る方
向へ向けられていることが明確に分かる。従って、液体
分子は、分割面ａの近くにおいてより大きなローレンツ
効果を受けることができ、スケールの防止・除去の効果
を増大することができる。

【００２５】次に、図４はコイル３を保護スリーブ１８
内に配置した状態を示し、この保護スリーブ１８をパイ
プ２に平行になる様に設置すればよい、このことにより
コイル３をパイプ２の周囲に巻き付ける必要がなく、設
置が簡単になるとともに、巻線の絶縁体が損傷した場合
に銅などのコイル金属と鋳鉄等の金属で形成されたパイ
プ２との間の電食作用による腐食を防止することができ
る。

【００２６】さらに、図５は制御装置４とコイル３とを
ハウジング１９内に一体に収容した状態を示し、コイル
３によって発生する磁界を強めるために、上記コイル３
は軟鉄、フェライト等の磁性体で形成された磁芯２０に
巻き付けてもよい。上記コイル３は上記ハウジング１９
をパイプ２に取着した時、コイル３の長手方向に巻軸が
パイプ２に平行になるように適宜方法でハウジング１９
内に保持されている。なお、上記ハウジング１９は上記
パイプ２に直接固定するためのパイプクリップ、固定バ
ンド（図示せず）が取着されている。このことにより、
ハウジング１８をパイプ２に固定することにより、パイ
プ２内を流れる流体を処理することができるので、パイ
プ２にコイル３を巻つける必要がなく、設置を容易にす
ることができる。

【００２７】

【効果】請求項１の発明によれば、被処理液体の流れて
いる現状のパイプの接続を外すことなく、上記パイプの
外側に簡単に設置することができる。さらに、コイルの
励磁信号の周波数を変えて種々の流量に対して時間的に
満足のいく平均的効果を得ることの出来る磁界を発生さ
せるので、スケールの除去・防止を効果的に行うことが
できる。

【００２８】請求項２の発明によれば、パイプ内の液体
の流量を検出して励磁信号の振幅を変えているので、磁
界を液体流量の減少とともに強く、液体流量の増加とと
もに弱くすることができ、効果的なスケールの除去・防
止装置を提供することができる。さらに、液体流量の変
化にあわせて設定値を変更する必要がないので人手を煩
わす事がなく、運用管理上の面でも効率の良いスケール
の除去・防止装置を提供することができる。

【００２９】請求項３の発明によれば、コイル３を保護
スリーブ内に巻き付けることによって設置が簡単になる
とともに、巻線の絶縁体が損傷した場合に銅などのコイ
ル金属と鋳鉄等の金属で形成されたパイプ２との間の電
食作用による腐食を防止することができる。

【００３０】請求項４の発明によれば、コイルと制御装
置とがハウジング内に一体に配置されているので、コイ
ルをパイプに巻つける必要がなく設置を容易にすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スケールの除去・防止装置の構成を示す斜視
図。

【図２】上記スケールの除去・防止装置の電気的構成を
示すブロック図。

【図３】他の実施例を示す実施態様説明図。

【図４】コイルを保護スリーブ内に配置した実施例を示
す実施態様説明図。

【図５】コイルと制御装置をハウジング内に収容した実
施例を示す実施態様説明図。

【符号の説明】

１ スケールの除去・防止装置 ２ パイプ ３ コイル ４ 制御装置 １２ 電圧制御発振器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パイプの内部に付着したスケールを除去
   し、又は付着を予防する目的で液体を処理するための装
   置において、パイプの外部に配置され、被処理液体に作
   用する磁界を発生するための少なくとも１つのソレノイ
   ド状のコイルと、前記コイルの両端へ接続する信号出力
   を少なくとも１つ有する制御装置とを備え、前記コイル
   が前記制御装置の生成する励磁信号によって励磁される
   接続端を有し、被処理液体の流量に依存せずに連続的に
   周波数が変わる励磁信号を生成するための生成手段を前
   記制御装置が備えたことを特徴とするスケールの除去・
   防止装置。
2. 【請求項２】 前記生成手段が励磁信号の振幅を変える
   ための制御入力手段を備え、該制御入力手段に被処理液
   体の流量に反比例して励磁信号の振幅を変化させる目的
   で被処理液体の流量に依存する制御信号を生成するため
   の少なくとも一つの変換器手段を接続したことを特徴と
   する請求項１記載のスケールの除去・防止装置。
3. 【請求項３】 前記コイルが長手方向の巻軸を有すると
   ともに、該巻軸を被処理液体の流れるパイプに対して平
   行にさせるように前記コイルを配置するための保護スリ
   ーブを前記コイルが備えたことを特徴とする請求項１記
   載のスケールの除去・防止装置。
4. 【請求項４】 スケールの付着を予防し、又は除去する
   目的で液体を処理するための装置において、ハウジング
   と、被処理液体に作用する磁界を発生するためのソレノ
   イド状のコイルを少なくとも１つと、前記コイルの両端
   へ接続する信号出力を少なくとも１つ有する制御装置と
   を備え、前記コイルと、前記制御装置とが前記ハウジン
   グ内に配置され、該ハウジングが前記パイプの外面長手
   方向に沿って固定する固定手段を備えたことを特徴とす
   るスケールの除去・防止装置。