JP2004267885A

JP2004267885A - スケール付着防止装置

Info

Publication number: JP2004267885A
Application number: JP2003061015A
Authority: JP
Inventors: Teruo Hirota; 輝夫廣田; Hideo Yoshikawa; 英夫吉川
Original assignee: YANAGAWA ENGINEERING CO Ltd
Current assignee: YANAGAWA ENGINEERING CO Ltd
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】ラボテストを必要とせず、ソレノイドコイルに励磁する電流の周波数を連続的に変化させずに、配管内を通流する被処理液体に対し最適なローレンツ力を作用させ、配管の内壁に付着したスケールの除去および付着の防止する。
【解決手段】被処理液体が通流する配管の外周に等間隔に少なくとも２個以上のソレノイドコイルを配設し、このソレノイドコイルに電磁界を誘起させるための励磁信号の周波数を配管内を通流する被処理液体の流速に同期させる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配管の外周に巻付けられたソレノイドコイルに交流電流を印加することにより電磁界を誘起させ、配管内を通流する液体に対しローレンツ力を作用させることにより、被処理液体から生成されるスケールの結晶体粒径を小粒径化し、配管の内面に付着したスケールの除去および付着の防止を行なう装置に係り、特に、配管の外周に巻付けられたソレノイドコイルに印加する交流電流の周波数の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、工業用水、工業排水、生活排水等が通流する配管の内壁に、これら流体に含まれる、例えばカルシウムイオンやマグネシウムイオン等から生成されるスケールが付着し、この付着したスケールの除去および付着を防止する装置として、被処理液体を通流する配管の外周にコイルを巻付け、このソレノイドコイルに電流を印加して電磁界を誘起させ、配管内を通流する被処理液体に対しローレンツ力を作用させて液体分子攪拌を起こすことにより、配管の内壁に付着したスケールと、被処理液体中に含まれるスケールを生成する成分の結晶体粒径を小粒径化し、被処理液体の流れによりこの結晶体を排出して、配管内に付着したスケールの除去および付着の防止を行なう装置が使用されてきた。
【０００３】
このような従来のスケール付着防止装置の一例としては、内部に被処理液体を通流するラボテスト用配管の外周にコイルを巻付け、このコイルに周波数が連続的に変化する方形波の交流電流を流し磁界を発生させる制御装置を接続し、前記配管に被処理液体を通流し、前記コイルに対し前記制御装置により電流を印加して電磁界を誘起させ、配管内を通流する被処理液体に対しローレンツ力を作用させた後、この被処理液体を乾燥させ結晶体粒径が小粒化することを確認する。
【０００４】
そして、実設備において、被処理液体が通流する配管の外周に１つのソレノイドコイルを巻付け、このコイルの両端に、このコイルに印可する電流の出力および周波数の調整を行なう制御装置を配設し、前記コイルに、ラボテストにより確認された、被処理液体中の結晶体粒径が小粒径化する電流値を、連続的に周波数を変化させ印加し電磁界を誘起し、前記配管内を通流する被処理液体に対しローレンツ力を作用させることにより被処理液体中の結晶体粒径が小粒径化させ、配管の内壁に付着したスケールの除去および付着の防止を行なっていた。
【０００５】
また、従来のスケール付着防止装置の他の一例としては、実設備の被処理液体を通流する配管の外周に巻付けられた１つのソレノイドコイルと、このコイルの両端に接続され、このコイルに電磁界を誘起させ配管内を通流する被処理液体に対しローレンツ力を作用させる電流を出力する制御装置とを有し、この制御装置には、配管内を通流する被処理液体の流量を検出するトランサージュが接続されている。
【０００６】
前記トランサージュには、配管内に配設する流量計、または、配管の外周に配置され、超音波により配管内を通流する被処理液体の流量を検出する超音波流量検出センサ等が接続されている。
【０００７】
このような構成において、配管内を通流する被処理液体の流量を前記トランサージュにより検出し、前記制御装置は、検出された被処理液体の流量が増加した場合には、前記コイルに出力する電流の周波数の振幅を小さくし、流量が減少した場合には、前記コイルに出力する電流の周波数の振幅は大きくするよう制御を行ない、連続的に周波数を変化させて出力された電流により前記コイルに電磁界を誘起させ、配管内を通流する被処理液体に対しローレンツ力を作用させる。そして、このローレンツ力により被処理液体中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等のイオンは析出して、例えば液体流路中に設置されたフィルタにより捕獲することができ、配管の内壁に付着したスケールの除去および付着の防止を行なっていた。
【０００８】
【特許文献１】
特許３２４７９４２号公報（第４−５頁、第図）
【特許文献２】
特開平８−４２９９３号公報（第３−４頁、第１図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスケール付着防止装置は、ラボテストにおいて、被処理液体を通流する配管の内壁に付着するスケールの結晶体粒径が小粒径化する電流値および周波数を確認し、実設備において、ラボテストで確認された電流値を連続的に周波数を変化させてコイルに印加し、前記コイルにおいて電磁界を誘起して、配管内を通流する被処理液体に対してローレンツ力を作用させることにより、被処理液体中の結晶体粒径を小径化してスケールの付着防止および除去を行なっていたため、手間がかかり、また、実設備の他にラボテスト用の装置を必要とするため費用がかかっていた。
【００１０】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、ラボテストを必要とせず、さらに、実設備において、コイルに励磁する電流の周波数を広範囲に変化させ、配管内を通流する被処理液体に対し最適なローレンツ力を作用させることができ、配管の内壁に付着したスケールの除去および付着の防止を効果的に行なうことのできるスケール付着防止装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため本発明に係るスケール付着防止装置の特徴は、被処理液体が通流する配管の外周に等間隔に巻付けられ、電磁界を誘起し、被処理液体に対してローレンツ力を作用させるための直列に接続された少なくとも２個以上のソレノイドコイルと、このコイルの両端に接続され、各ソレノイドコイルに電磁界を誘起させるための励磁信号を生成して出力する制御装置とを備え、この制御装置に、出力する励磁信号の電流値、周波数および周期を設定する信号制御手段と、この励磁信号の周波数を発生させる間隔を設定する間隔設定手段とを配設し、前記信号制御手段により配管内を通流する被処理液体に含まれる結晶体を生成する成分に応じて周波数の値を設定し、前記間隔設定手段により出力する周波数を配管内を通流する被処理液体の流速に同期させる点にある。
【００１２】
このような構成を採用したことにより、被処理液体を通流する配管の管径が一定であれば、被処理液体の流量が増加すれば流速は早くなり、逆に流量が減少すれば流速は遅くなるので、この流速に周波数を同期させることにより、被処理液体に対して各コイル毎に最適なローレンツ力を作用させることができ、被処理液体中に含まれるスケールを生成する成分の結晶体粒径を小粒径化させる効果が向上する。
【００１３】
また、配管内を通流する被処理液体が、配管の外周の複数箇所に巻付けられた各コイルにおいてローレンツ力を受けるため、結晶体粒径を小粒径化する効果が増大し、配管の内壁に付着したスケールの除去および付着の防止をより効果的に行なうことができる。
【００１４】
なお、被処理液体中のスケールを生成する成分の結晶体粒径が小粒径化する電流値および周波数値は、被処理液体中に含まれる成分毎に固有の値を有していることは過去の実験等により公知であり、また、被処理液体中の結晶体粒径が小粒径化する周波数が未知である場合には、印加する周波数を広範囲に変化させることにより小粒化させることができるので、あらかじめラボテストにより被処理液体中に含まれるスケールを生成する成分の結晶体粒径が小粒化する周波数を確認する必要が無い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のスケール付着防止装置の実施形態を図１を用いて説明する。
【００１６】
図１は、本発明のスケール付着防止装置の実施形態を示した概略図である。
【００１７】
本発明の実施形態におけるスケール付着防止装置１は、内部に被処理液体を通流する管径Ａ（ｍ^２）の配管６の外周に、絶縁した銅線等の導電性ワイヤを巻付け、間隔Ｔ（ｍ）毎に３個のソレノイドコイル２ａ，２ｂ，２ｃが配設され、このソレノイドコイル２ａ，２ｂ，２ｃの両端には、このコイル２ａ，２ｂ，２ｃに電磁界を誘起させる励磁信号を出力する制御装置３が接続されており、この制御装置３には、前記コイル２ａ，２ｂ，２ｃに印加する励磁信号の電流値、周波数、周期および周波数を発生させる間隔を設定する励磁信号設定手段４と、この励磁信号設定手段４により設定された励磁信号を生成し、この励磁信号を前記コイル２ａ，２ｂ，２ｃに励磁する励磁信号発生装置５を備えている。
【００１８】
本発明に係るスケール付着防止装置１では、各コイル２ａ，２ｂ，２ｃに励磁する励磁信号の周波数を配管６内を通流する被処理液体の流速に同期させるが、これは、被処理液体が各コイル２ａ，２ｂ，２ｃ間を流れる時間を測定し、この時間毎に各コイル２ａ，２ｂ，２ｃに周波数を発生させることにより達成される。
【００１９】
この被処理液体が各コイル２ａ，２ｂ，２ｃ間を流れる時間ｔ（秒）は、まず、被処理液体を通流する配管６の管径Ａ（ｍ^２）と被処理液体の処理量Ｘ（ｍ^３／秒）から下記の（１）式により被処理液体の流速Ｖ（ｍ／秒）を求め、次に、この流速Ｖ（ｍ／秒）と各コイル２ａ，２ｂ，２ｃそれぞれの間隔Ｔ（ｍ）から、下記の（２）式により求める。
【００２０】
Ｖ（ｍ／秒）＝Ｘ（ｍ^３／秒）÷Ａ（ｍ^２）・・・（１）
ｔ（秒）＝Ｔ（ｍ）÷Ｖ（ｍ／秒）・・・（２）
【００２１】
そして、前記励磁信号設定手段４により、被処理液体中に含まれるスケールを生成する成分の結晶体粒径が小粒径化する電流値および周波数を設定し、かつ、各コイル２ａ，２ｂ，２ｃそれぞれに同様の周波数が励磁されるようにこの励磁信号の周波数の周期を設定し、さらに、上記（２）式により求められたｔ（秒）毎に周波数を発生するように設定を行なう。
【００２２】
このとき、前記励磁信号設定手段４により設定される電流値および周波数は、被処理液体中に含まれる成分毎に固有の値を有しているが、これらは過去の実験等によりその値が公知であるため、あらかじめラボテストにより確認する必要はない。
【００２３】
そして、前記励磁信号設定手段４により設定された励磁信号が、前記励磁信号発生装置５により生成され各コイル２ａ，２ｂ，２ｃに励磁される。
【００２４】
こうして、前記励磁信号発生装置５において生成、出力された励磁信号により各コイル２ａ，２ｂ，２ｃにおいて誘起された電磁界により、被処理液体に対し最適なローレンツ力が連続して作用され、被処理液体中のスケールを生成する結晶体の粒径が小粒径化し、この結晶体は配管６の内壁に付着することなく被処理液体の流れにより排出され、さらに、既に付着していたスケールにおいてもその結晶体粒径が小粒径化し、被処理液体の流れにより排出され、配管６より除去することができる。
【００２５】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、本実施形態においては、被処理液体の流速Ｖ（ｍ／秒）を配管６の管径Ａ（ｍ^２）と被処理液体の処理量Ｘ（ｍ^３／秒）から算出しているが、これを、配管６に流速計等を設置して計測してもよい。
【００２６】
また、本実施形態においては、配管の外周に３つのソレノイドコイルを配設しているが、これをさらに増設することにより配管内を通流する被処理液体はより多くの回数の周波数を受けることになり、小粒径化の効果が増大させることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、配管内を通流する被処理液体に対して、流量に依存せずに最適なローレンツ力を作用させることができ、かつ、複数配設されたコイルの各箇所において連続してローレンツ力が作用されるので結晶体粒径の小粒径化を効果的に行なうことができ、配管内のスケールの除去および付着を防止する効果を飛躍的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスケール付着防止装置の実施形態を示した概略図
【符号の説明】
１スケール付着防止装置
２ａ，２ｂ，２ｃコイル
３制御装置
４励磁信号設定手段
５励磁信号発生装置
６配管

Claims

液体を通流する配管の外周に巻付けられたソレノイドコイルに交流電流を印加して電磁界を誘起させ、配管内を通流する液体に対しローレンツ力を作用させることによりこの被処理液体から生成されるスケールの結晶体粒径を小粒径化することにより配管の内面に付着したスケールの除去および付着の防止を行なう装置において、
被処理液体が通流する配管の外周に等間隔に巻付けられ、電磁界を誘起し、被処理液体に対してローレンツ力を作用させるための直列に接続された少なくとも２個以上のソレノイドコイルと、このコイルの両端に接続され、各ソレノイドコイルに電磁界を誘起させるための励磁信号を生成して出力する制御装置とを備え、この制御装置に、出力する励磁信号の電流値、周波数および周期を設定する信号制御手段と、この励磁信号の周波数を発生させる間隔を設定する間隔設定手段とを配設し、前記信号制御手段により配管内を通流する被処理液体に含まれる結晶体を生成する成分に応じて周波数の値を設定し、前記間隔設定手段により出力する周波数を配管内を通流する被処理液体の流速に同期させることを特徴とするスケール付着防止装置。