JP4877529B2 - Electromagnetic field processing equipment - Google Patents

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Description

本発明は、水処理設備の流体や水蒸気の流路に設置され、流体や気体を改質したり、その流路に付着するスケールを予防・除去したりする電磁場処理装置に関する。   The present invention relates to an electromagnetic field processing apparatus that is installed in a fluid or water vapor channel of a water treatment facility and that modifies the fluid or gas and prevents or removes the scale attached to the channel.

従来、水道設備、冷却設備、加湿設備、排水設備等の水を使用する設備(以下、各種水処理設備という)において、水中に含まれるカルシウムやマグネシウムのイオンにより、水の流路として使用される金属パイプの内壁にスケールや大量の沈殿物が生成されてパイプを詰まらせる場合がある。これを取り除く手段として、例えば、第1の方法として薬品を用いて化学的に処理する方法が開発されている。第2の方法として強力な固定磁界を生成する永久磁石を用いて物理的に処理する方法が開発されている。また、第3の方法として流体流路となる金属パイプにコイルを巻き、そのコイルに周波数が変化(周波数変調)する交流信号を加えて処理する変調電場方式が開発されている(例えば、特許文献1、非特許文献1参照)。
特許第3247942号公報 平成17年度東北大学博士学位論文 東北大学大学院環境科学研究科 梅木 千真
Conventionally, it is used as a water flow path by calcium and magnesium ions contained in water in facilities that use water (hereinafter referred to as various water treatment facilities) such as water facilities, cooling facilities, humidification facilities, and drainage facilities. In some cases, a scale or a large amount of precipitates is generated on the inner wall of the metal pipe, thereby clogging the pipe. As a means for removing this, for example, a chemical treatment method using a chemical has been developed as a first method. As a second method, a method of physically processing using a permanent magnet that generates a strong fixed magnetic field has been developed. Further, as a third method, a modulation electric field method has been developed in which a coil is wound around a metal pipe serving as a fluid flow path, and an AC signal whose frequency changes (frequency modulation) is applied to the coil for processing (for example, Patent Documents). 1 and non-patent document 1).
Japanese Patent No. 3247842 2005 Tohoku University Doctoral Dissertation Chima Umeki Graduate School of Environmental Sciences, Tohoku University

しかしながら、前述した薬品を用いて化学的に処理する第1の方法では、特殊な薬品を使用するため、パイプへの投入が面倒でありまた環境面でも好ましくないという問題があった。また、前述した強力な固定磁界を生成する永久磁石を用いて物理的に処理する第2の方法では水質によって効果が異なり、例えば、カルシウムやシリカ成分の多い日本の水には充分な効果を発揮しない等の問題があった。前述した第3の方法は、交流電場によって水中の微粒子や電磁的物質の界面電位をコントロールするのでスケール防止効果があり、また水だけでなく、油や油成分を含む流体等のスケール防止に関しても効果がある。しかし、コイルに所定の周波数の交流電場を与え続けなければならず、消費電力が大きくなり、既存の水処理設備等の電力容量では足りなくなってしまうという問題があった。   However, in the first method of chemical treatment using the above-described chemicals, there is a problem that since a special chemical is used, it is troublesome to put into the pipe and it is not preferable in terms of the environment. The effect of the second method of physical treatment using a permanent magnet that generates a strong fixed magnetic field varies depending on the water quality. For example, the effect is sufficient for Japanese water with a high amount of calcium and silica components. There was a problem such as not. The third method described above has an effect of preventing scale because the interfacial potential of fine particles and electromagnetic substances in water is controlled by an alternating electric field, and also has an effect of preventing scale of not only water but also fluids containing oil and oil components. effective. However, there is a problem in that an AC electric field having a predetermined frequency must be continuously applied to the coil, resulting in an increase in power consumption and insufficient power capacity of an existing water treatment facility or the like.

本発明は、斯かる事情に鑑み、変調電場方式において、消費電流を大幅に減少させることができる電磁場処理装置を提供することを目的とするものである。   In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide an electromagnetic field processing apparatus capable of greatly reducing current consumption in a modulated electric field system.

(1)上記目的を達成する本発明は、流体又は気体の流路近傍に設けられて前記流体に電磁場を印加する電磁波処理装置であって、前記流路の外周に設けられる少なくとも1つのソレノイド状又はスパイラル状のコイルと、前記コイルに接続され、前記コイルに電流を流して電磁場を励起する電流発生器と、前記電流発生器における前記電流の周波数を変化させる周波数変調器と、前記コイルに流れる前記電流を断続制御する断続制御器と、を備え、前記断続制御器は、前記周波数変調器から発生するキャリアを断続的にオン・オフし、前記周波数変調器は、前記断続制御器による一つの前記オンの期間中において、複数の離散点を設けることにより、前記周波数を離散的に変化させること、を特徴とする。 (1) The present invention that achieves the above object is an electromagnetic wave processing apparatus that is provided in the vicinity of a flow path of a fluid or gas and applies an electromagnetic field to the fluid. Alternatively, a spiral coil, a current generator connected to the coil and energizing an electromagnetic field by passing a current through the coil , a frequency modulator changing the frequency of the current in the current generator, and flowing through the coil An intermittent controller for intermittently controlling the current, and the intermittent controller intermittently turns on / off the carrier generated from the frequency modulator, and the frequency modulator is one of the intermittent controllers. during the period of the on, by providing a plurality of discrete points, characterized Rukoto, discretely varying the frequency.

)上記目的を達成する電磁波処理装置は、上記発明において、前記周波数変調器は、前記周波数を離散的に変化させる際に、各離散点において該離散点を基準に前記周波数を変動させることを特徴とする。 ( 2 ) In the electromagnetic wave processing apparatus that achieves the above object, in the above invention, when the frequency modulator changes the frequency discretely, the frequency modulator varies the frequency based on the discrete point at each discrete point. It is characterized by.

)上記目的を達成する電磁波処理装置は、上記発明において、前記周波数変調器は、前記離散点を基準として前記周波数をランダムに変動させることを特徴とする。 ( 3 ) The electromagnetic wave processing apparatus that achieves the above object is characterized in that, in the above invention, the frequency modulator randomly varies the frequency on the basis of the discrete points.

)上記目的を達成する電磁波処理装置は、上記発明において、前記周波数変調器は、前記離散点を基準とした所定帯域幅内で前記周波数を決定することを特徴とする。 ( 4 ) The electromagnetic wave processing apparatus that achieves the above object is characterized in that, in the above invention, the frequency modulator determines the frequency within a predetermined bandwidth based on the discrete points.

)上記目的を達成する電磁波処理装置は、上記発明において、前記周波数発生器は、前記離散点を決定する第1設定値と、前記離散点に基づく所定帯域幅内で前記周波数を決定する第2設定値を有することを特徴とする。 ( 5 ) In the electromagnetic wave processing device that achieves the above object, in the above invention, the frequency generator determines the frequency within a predetermined bandwidth based on the first set value for determining the discrete point and the discrete point. It has the 2nd setting value.

)上記目的を達成する電磁波処理装置は、上記発明において、前記周波数発生器は、上位ビット及び下位ビットを有するデジタル信号を変化させることで前記周波数を決定するプログラマブルカウンタと、前記デジタル信号の前記下位ビットにランダム値を挿入する乱数発生器と、を備え、前記周波数発生器は、前記上位ビットを適宜変更することで前記離散点を選定するとともに、前記下位ビットの前記ランダム値によって、前記離散点に基づいた最終的な前記周波数を決定することを特徴とする。 ( 6 ) In the above invention, the electromagnetic wave processing device that achieves the above object is characterized in that the frequency generator includes a programmable counter that determines the frequency by changing a digital signal having an upper bit and a lower bit, and the digital signal A random number generator that inserts a random value into the lower bits, and the frequency generator selects the discrete points by appropriately changing the upper bits, and the random value of the lower bits The final frequency is determined based on discrete points.

)上記目的を達成する電磁波処理装置は、上記発明において、前記周波数変調器は、前記周波数を、複数の周波数帯域に分散するように変化させることを特徴とする。 ( 7 ) The electromagnetic wave processing apparatus that achieves the above object is characterized in that, in the above invention, the frequency modulator changes the frequency so as to be distributed in a plurality of frequency bands.

)上記目的を達成する電磁波処理装置は、上記発明において、前記周波数変調器は、5KHz〜7KHzの周波数帯の周波数の発生頻度を他の周波数の発生頻度より高くすることを特徴とする。 ( 8 ) The electromagnetic wave processing apparatus that achieves the above object is characterized in that, in the above invention, the frequency modulator makes the frequency frequency of the frequency band of 5 KHz to 7 KHz higher than the frequency of other frequencies.

)上記目的を達成する電磁波処理装置は、上記発明において、前記流路の中の流体又は気体の通過を検出する流路検出手段を備え、前記流路検出手段によって前記流体又は気体が検出された時に前記コイルによって電磁場を励起することを特徴とする。 ( 9 ) The electromagnetic wave processing apparatus that achieves the above object includes, in the above invention, a flow path detection unit that detects passage of the fluid or gas in the flow path, and the fluid or gas is detected by the flow path detection unit. When this is done, an electromagnetic field is excited by the coil.

10)上記目的を達成する電磁波処理装置は、上記発明において、前記流体検出手段は、前記流路近傍に設けられる検出用コイルと、前記検出用コイルのインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、を備え、前記インピーダンス測定手段による前記検出用コイルのインピーダンスの測定結果に基づいて、前記電磁場を励起するか否かを判断することを特徴とする。 ( 10 ) In the electromagnetic wave processing apparatus that achieves the above object, in the above invention, the fluid detection means comprises: a detection coil provided in the vicinity of the flow path; and an impedance measurement means for measuring the impedance of the detection coil. And determining whether to excite the electromagnetic field based on the measurement result of the impedance of the detection coil by the impedance measuring means.

11)上記目的を達成する電磁波処理装置は、上記発明において、前記流体の水流により発電する水力発電手段をさらに備え、前記電流発生器は、前記水力発電手段により発電された電力を利用して稼働することを特徴とする。 ( 11 ) In the above invention, the electromagnetic wave processing device that achieves the above object further includes a hydroelectric power generation unit that generates electric power using the water flow of the fluid, and the current generator uses electric power generated by the hydroelectric power generation unit. It is characterized by operating.

12)上記目的を達成する電磁波処理装置は、上記発明において、前記水力発電手段は、前記流体の流路の一部を構成可能なパイプと、前記パイプ内に設置されて前記水流により回転する水車と、前記水車の回転により発電する発電手段と、を備え、前記パイプの外周には前記コイルが設けられていることを特徴とする。 ( 12 ) In the electromagnetic wave processing apparatus that achieves the above object, in the above invention, the hydroelectric power generation means is installed in the pipe that can constitute a part of the flow path of the fluid, and is rotated in the pipe by the water flow. A water turbine and power generation means for generating electricity by rotation of the water turbine are provided, and the coil is provided on the outer periphery of the pipe.

13)上記目的を達成する電磁波処理装置は、上記発明において、太陽光により発電する太陽光発電手段を備え、前記電流発生器は、前記太陽光発電手段により発電された電力を利用して稼働することを特徴とする。 ( 13 ) In the above invention, the electromagnetic wave processing device that achieves the above object includes solar power generation means that generates power using sunlight, and the current generator operates using the power generated by the solar power generation means. It is characterized by doing.

14)上記目的を達成する電磁波処理装置は、上記発明において、太陽光により発電する太陽光発電手段と、前記太陽光発電手段による太陽光による発電量を測定する監視手段と、を備え、前記電流発生器は、前記太陽光発電手段により発電された電力を利用して稼働し、前記断続制御器は、前記監視手段の測定結果に基づいて、前記電流を断続制御するか否かを切り替えることを特徴とする。 ( 14 ) The electromagnetic wave processing apparatus that achieves the above object includes, in the above-described invention, a solar power generation unit that generates power using sunlight, and a monitoring unit that measures the amount of power generated by sunlight by the solar power generation unit, The current generator operates using the electric power generated by the solar power generation means, and the intermittent controller switches whether to control the current intermittently based on the measurement result of the monitoring means. It is characterized by.

本発明者は、鋭意検討の結果、励起信号は常時印加する必要はなく、間欠的な信号の印加によっても、十分な効果を発揮することを確認した。そこで本発明では、FM変調された当該信号を断続的に発生させたりすることで、コイルの励起を断続的に行う手段を付加する。これらの手段を、例えば、各種水処理設備やその他各種流体を扱う設備に使用する変調電場方式のスケール防止装置に適用することで、電源容量を変更する必要を生じさずに、省電力化を達成することができる。さらに省電力化により、電源供給機能を持たない各種水処理設備などに使用する場合においても、太陽光発電や水道水等による水力発電を有効活用できるようになる。   As a result of intensive studies, the present inventor has confirmed that the excitation signal does not always need to be applied, and that a sufficient effect is exhibited even by intermittent application of the signal. Accordingly, in the present invention, means for intermittently exciting the coil is added by intermittently generating the FM modulated signal. By applying these means to, for example, a modulation electric field type scale prevention device used in various water treatment facilities and other facilities that handle various fluids, it is possible to save power without having to change the power supply capacity. Can be achieved. Further, by using power saving, it is possible to effectively utilize hydroelectric power generation using solar power generation or tap water even when used in various water treatment facilities that do not have a power supply function.

本発明によれば、水処理設備での水路となる金属パイプ内部のスケールの付着防止、除去等を、極めて低消費電力で実現することが可能になる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to implement | achieve adhesion prevention of scale inside a metal pipe used as a water channel in water treatment equipment, removal, etc. with very low power consumption.

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1を用いて、本発明の第1実施形態に係る電磁場処理装置1について説明する。同図は、第1実施形態に係る電磁場処理装置1の概略システム図である。   An electromagnetic field processing apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic system diagram of the electromagnetic field processing apparatus 1 according to the first embodiment.

電磁場処理装置1は、FM変調器11と、ゲート回路14と、ドライバー回路16と、ソレノイド状コイル17(以下、単にコイル17と言うことがある)から構成される。FM変調器11には、搬送波信号10と変調波信号12が入力される。ゲート回路14には、タイミング制御信号15が入力される。   The electromagnetic field processing apparatus 1 includes an FM modulator 11, a gate circuit 14, a driver circuit 16, and a solenoid-like coil 17 (hereinafter sometimes simply referred to as a coil 17). A carrier wave signal 10 and a modulated wave signal 12 are input to the FM modulator 11. A timing control signal 15 is input to the gate circuit 14.

搬送波信号10は、矩形波形状のパルス信号であり、後述するFM変調器11に入力される搬送波である。なお、この搬送波信号10の波形形状は、矩形波に限定されるものではなく、正弦波やその他の信号波でも良いことは言うまでもない。   The carrier wave signal 10 is a rectangular wave-shaped pulse signal, and is a carrier wave input to the FM modulator 11 described later. Needless to say, the waveform of the carrier wave signal 10 is not limited to a rectangular wave, and may be a sine wave or other signal wave.

変調波信号12は、FM変調器11に加えられるのこぎり波形状の信号である。なお、変調波信号12の波形形状は、のこぎり波形状に限定されるものではなく、必要な周波数推移を得られるものであれば、階段波形やその他の波形でも良いことは言うまでもない。FM変調器11は、前述した搬送波信号10の周期を、この変調波信号12のレベルに基づいて所定の周期に変調する。結果、のこぎり波形の一周期毎に、搬送波信号10の周波数が低周波から高周波まで上昇し、その後、低周波に戻るようになっている。   The modulated wave signal 12 is a sawtooth signal applied to the FM modulator 11. Needless to say, the waveform shape of the modulated wave signal 12 is not limited to the sawtooth waveform shape, and may be a staircase waveform or any other waveform as long as a necessary frequency transition can be obtained. The FM modulator 11 modulates the period of the carrier signal 10 described above to a predetermined period based on the level of the modulated wave signal 12. As a result, the frequency of the carrier wave signal 10 increases from a low frequency to a high frequency for each cycle of the sawtooth waveform, and then returns to the low frequency.

搬送波出力信号13は、前述した搬送波信号10が周波数変調されたFM変調器11の出力波信号である。   The carrier output signal 13 is an output wave signal of the FM modulator 11 obtained by frequency-modulating the carrier signal 10 described above.

ゲート回路14及びタイミング制御信号15は、コイル17に流れる電流を断続制御する断続制御器であり、入力された搬送波出力信号13を、所定のタイミング信号(例えば、タイミング制御信号15)の入力に基づいて、出力したり停止したりすることができるように構成されている。   The gate circuit 14 and the timing control signal 15 are intermittent controllers that intermittently control the current flowing through the coil 17, and the input carrier wave output signal 13 is based on the input of a predetermined timing signal (for example, the timing control signal 15). And can be output or stopped.

なお、タイミング制御信号15は、矩形波形状のパルス信号であるが、サイン波やその他の波形でも好ましい。なお、本実施例では、このパルス状のタイミング制御信号15のハイレベルをON,ローレベルをOFFとしている。従って、ハイレベル(ON)の間は、ゲート回路14が搬送波出力信号13をドライバ16側に出力し、ローレベル(OFF)の間は、ゲート回路14が搬送波出力信号13をストップさせる。   The timing control signal 15 is a rectangular pulse signal, but is preferably a sine wave or other waveform. In the present embodiment, the high level of the pulsed timing control signal 15 is turned on and the low level is turned off. Therefore, the gate circuit 14 outputs the carrier wave output signal 13 to the driver 16 side during the high level (ON), and the gate circuit 14 stops the carrier wave output signal 13 during the low level (OFF).

つまり、この搬送波出力信号13は、タイミング制御信号15に基づく所定のタイミングに基づきゲート回路14から出力されることになる。   That is, the carrier wave output signal 13 is output from the gate circuit 14 based on a predetermined timing based on the timing control signal 15.

ドライバー回路16は、コイル17に電流を流して電磁場を励起させる電流発生器であり、タイミング制御信号15の入力に基づいてゲート回路14から出力された搬送波出力信号13をインピーダンス変換して、所定の交流電流をコイル17に印加するものである。   The driver circuit 16 is a current generator that excites an electromagnetic field by causing a current to flow through the coil 17. The driver circuit 16 impedance-converts the carrier wave output signal 13 output from the gate circuit 14 based on the input of the timing control signal 15 to generate a predetermined signal. An alternating current is applied to the coil 17.

なお、ゲート回路14を開放する周期は、コイル17が巻かれたパイプ18内部を水等の流体が通過する速度(時間)によって決定される。具体的には、一般的に水処理設備等で使用される水の流速は2m/秒以下であり、この水がコイル17が巻かれたパイプ18内部を通過する間に、少なくとも1回以上電場の印加がなされるように、ゲート回路14を開放する周期を設定することが好ましい。   The period for opening the gate circuit 14 is determined by the speed (time) at which a fluid such as water passes through the pipe 18 around which the coil 17 is wound. Specifically, the flow rate of water generally used in water treatment facilities or the like is 2 m / sec or less, and the electric field is at least once during the passage of the water through the pipe 18 around which the coil 17 is wound. It is preferable to set the period for opening the gate circuit 14 so that the above is applied.

例えば、同図に示すタイミング制御信号15のONの時間T1を10msec、OFFの時間T2を90msecとすると、タイミング制御信号の周期Sは100msec(0.1秒)となり、デューティ比は10%となる。仮に、ソレノイド状コイル17の長さL1が20cm(0.2m)、水の流速Vが、L1/S=2m/秒以下とすれば、この水が、コイル17内を通過する時間は100msec(0.1秒)以上かかる。従って、上記周期Sが100msec(0.1秒)であれば、必ず1回以上の電場を水に印加させることができる。しかも、デューティー比が10%であることから、従来の消費電力に比べて格段に消費電力を低減することができる。なお、上記関係から、コイル17の長さをL1、コイル17を断続制御する周期をS、内部の流体/気体の流速をVとした場合に、L1/S>=V となるように設定することが好ましいことが分かる。なお、本明細書では、このコイル17への断続的な通電状態を省電力モードと呼ぶことがある。   For example, if the ON time T1 of the timing control signal 15 shown in the figure is 10 msec and the OFF time T2 is 90 msec, the cycle S of the timing control signal is 100 msec (0.1 sec) and the duty ratio is 10%. . If the length L1 of the solenoid coil 17 is 20 cm (0.2 m) and the flow velocity V of water is L1 / S = 2 m / sec or less, the time for the water to pass through the coil 17 is 100 msec ( 0.1 seconds) or more. Therefore, if the period S is 100 msec (0.1 seconds), one or more electric fields can always be applied to water. Moreover, since the duty ratio is 10%, the power consumption can be significantly reduced as compared with the conventional power consumption. From the above relationship, assuming that the length of the coil 17 is L1, the period for intermittently controlling the coil 17 is S, and the flow rate of the internal fluid / gas is V, L1 / S> = V. It turns out that it is preferable. In this specification, the intermittent energization state of the coil 17 may be referred to as a power saving mode.

なお、コイル17はスパイラルコイル等でも好ましい。   The coil 17 is preferably a spiral coil or the like.

次に、図2を用いて、本発明の第2実施形態に係る電磁場処理装置2について説明する。同図は、第2実施形態に係る電磁場処理装置2の概略システム図である。   Next, the electromagnetic field processing apparatus 2 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The figure is a schematic system diagram of the electromagnetic field processing apparatus 2 according to the second embodiment.

電磁場処理装置2は、ゲート回路14と、ドライバー回路16と、コイル17と、パイプ18と、タイミング発生器19と、のこぎり波発生器20と、電圧可変発信器21から構成されている。   The electromagnetic field processing device 2 includes a gate circuit 14, a driver circuit 16, a coil 17, a pipe 18, a timing generator 19, a sawtooth wave generator 20, and a voltage variable oscillator 21.

なお、同図の中で、ゲート回路14、タイミング制御信号15、ドライバー回路16、コイル17、パイプ18は、第1実施形態の電磁場処理装置1で説明したゲート回路14、タイミング制御信号15、ドライバー回路16、コイル17、パイプ18と機能、用途が略同じであるので、同一の番号を付し、機能、用途についての詳細な説明は省略する。   In the figure, the gate circuit 14, the timing control signal 15, the driver circuit 16, the coil 17, and the pipe 18 are the gate circuit 14, the timing control signal 15, and the driver described in the electromagnetic field processing device 1 of the first embodiment. Since the functions and applications of the circuit 16, the coil 17, and the pipe 18 are substantially the same, the same numbers are assigned and detailed descriptions of the functions and applications are omitted.

同図に示すように、のこぎり波発生器20は、のこぎり波形状の信号を発生することができるパルスジェネレータや信号ジェネレータである。なお、のこぎり発生器20の発生波形は、のこぎり波形状に限定されるものではなく、サイン波形やパルス波形やその他の波形形状でも好ましい。   As shown in the figure, the sawtooth generator 20 is a pulse generator or a signal generator capable of generating a sawtooth signal. Note that the waveform generated by the saw generator 20 is not limited to the saw-tooth waveform, but is preferably a sine waveform, a pulse waveform, or other waveform shapes.

電圧可変発信器21は、上述したのこぎり波信号を受信し、この受信したのこぎり波信号の電圧に基づいて所定の周波数変調を行う電圧―周波数変換装置である。この電圧可変発信器21によって、周波数が連続的に変調された出力信号は、後述するゲート回路14に入力される。   The voltage variable oscillator 21 is a voltage-frequency conversion device that receives the above-described sawtooth wave signal and performs predetermined frequency modulation based on the voltage of the received sawtooth wave signal. The output signal whose frequency is continuously modulated by the voltage variable oscillator 21 is input to the gate circuit 14 described later.

ゲート回路14は、前述した電圧可変発生器21からの出力信号を受信する。このゲート回路14は、タイミング発生器19から出力されたタイミング制御信号15に基づいて、出力信号を断続的にドライバー回路16に出力する。   The gate circuit 14 receives the output signal from the voltage variable generator 21 described above. The gate circuit 14 intermittently outputs an output signal to the driver circuit 16 based on the timing control signal 15 output from the timing generator 19.

ゲート回路14から断続的に出力された、出力信号は、ドライバー回路16でインピーダンス変換された後、コイル17を励起する。   The output signal intermittently output from the gate circuit 14 undergoes impedance conversion by the driver circuit 16 and then excites the coil 17.

なお、電圧可変発信器21に入力される信号波は、のこぎり波信号に限定されず、図3に示すように、波型波信号23、正弦(サイン)波信号24、又は階段波信号25等でも好ましい。ほかにも、必要な周波数推移を得られるものであれば、これらの例に限定されず、いずれの波形でも良いことは言うまでもない。例えば、階段波信号25の場合、電圧可変発信器21の出力信号の周波数分布は離散的な値となる。   Note that the signal wave input to the voltage variable oscillator 21 is not limited to the sawtooth wave signal, and as shown in FIG. 3, a wave wave signal 23, a sine wave signal 24, a staircase wave signal 25, or the like. However, it is preferable. In addition, it is not limited to these examples as long as a necessary frequency transition can be obtained, and it is needless to say that any waveform may be used. For example, in the case of the staircase signal 25, the frequency distribution of the output signal of the voltage variable transmitter 21 is a discrete value.

次に、図4を用いて、本発明の第3実施形態に係る電磁場処理装置3について説明する。同図は、第3実施形態に係る電磁場処理装置3の概略システム図である。   Next, the electromagnetic field processing apparatus 3 according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The figure is a schematic system diagram of the electromagnetic field processing apparatus 3 according to the third embodiment.

電磁場処理装置3は、ゲート回路14と、ドライバー回路16と、コイル17と、クロック信号発生器30と、プログラマブルダウンカウンタ31と、制御部32と、1/2カウンタ回路33から構成されている。   The electromagnetic field processing device 3 includes a gate circuit 14, a driver circuit 16, a coil 17, a clock signal generator 30, a programmable down counter 31, a control unit 32, and a ½ counter circuit 33.

なお、同図の中で、ゲート回路14、タイミング制御信号15、ドライバー回路16、ソレコイル17、パイプ18は、第1実施形態の電磁場処理装置1で説明したゲート回路14、タイミング制御信号15、ドライバー回路16、コイル17、パイプ18と機能、用途が略同じであるので、同一の番号を付し、機能、用途についての詳細な説明は省略する。   In the figure, the gate circuit 14, the timing control signal 15, the driver circuit 16, the solenoid coil 17, and the pipe 18 are the gate circuit 14, the timing control signal 15, and the driver described in the electromagnetic field processing device 1 of the first embodiment. Since the functions and applications of the circuit 16, the coil 17, and the pipe 18 are substantially the same, the same numbers are assigned and detailed descriptions of the functions and applications are omitted.

この第3実施形態は、プログラマブルダウンカウンタ31を用いることにより周波数変換をデジタル方式で行うと共に、デジタル信号による柔軟な制御を行えるところに特徴がある。   The third embodiment is characterized in that the programmable down counter 31 is used to perform frequency conversion in a digital manner and to perform flexible control using digital signals.

クロック信号発生器30は、パルス状のクロック信号を発生することができる一種のパルスジェネレータである。   The clock signal generator 30 is a kind of pulse generator that can generate a pulsed clock signal.

プログラマブルダウンカウンタ31は、クロック信号発生器30から出力されたクロック信号を受信すると共に、制御部32によってレジスタに初期値がセットされてレジスタのダウンカウントを開始する。   The programmable down counter 31 receives the clock signal output from the clock signal generator 30, and an initial value is set in the register by the control unit 32 and starts down-counting of the register.

プログラマブルダウンカウンタ31の出力信号は、1/2カウンタ回路33に入力される。この1/2カウンタ回路33は、ディレイドタイプのフリップフロップ回路で構成されており、出力信号波形のデューティサイクルを1/2(50%)になるように波形整形するように構成されている。例えば、クロック信号発生器30の周波数をf、制御部32が前述したプログラマブルダウンカウンタ31のレジスタにセットする値をNとすると、1/2カウンタ回路33から出力される周波数Fは、F=f/(N×2)として表される。   The output signal of the programmable down counter 31 is input to the ½ counter circuit 33. The 1/2 counter circuit 33 is constituted by a delayed type flip-flop circuit, and is configured to shape the waveform so that the duty cycle of the output signal waveform becomes 1/2 (50%). For example, if the frequency of the clock signal generator 30 is f and the value set in the register of the programmable down counter 31 by the control unit 32 is N, the frequency F output from the 1/2 counter circuit 33 is F = f / (N × 2).

プログラマブルダウンカウンタ31は、不連続でセット値Nをダウンカウントしていくため、上述した出力周波数Fの周波波数分布は、離散的な値をとる。つまり、出力周波数Fを決定する要因となるカウンタの値Nは、周波数Fの離散点を決定していることになる。なお、制御部32のプログラム制御を適宜実行することにより、出力周波数Fを自在に制御することも可能となる。   Since the programmable down counter 31 counts down the set value N in a discontinuous manner, the frequency wave number distribution of the output frequency F described above takes a discrete value. In other words, the counter value N, which is a factor for determining the output frequency F, determines a discrete point of the frequency F. The output frequency F can be freely controlled by appropriately executing the program control of the control unit 32.

さらに1/2カウンタ回路33の出力信号は、ゲート回路14に加えられ、制御部32から出力されるタイミング制御信号15によってドライバー回路16に断続的に出力される。なお、この断続的に出力された出力信号は、ドライバー回路16によりインピーダンス変換された後、コイル17に通電される。これによりコイル17は電磁場を励起する。電磁場処理装置で使用する電力の多くはこのドライバー回路16で消費されているが、このドライバー回路16の動作を断続的に制御することにより、消費電力の大幅な低減が可能となる。   Further, the output signal of the 1/2 counter circuit 33 is added to the gate circuit 14 and is intermittently output to the driver circuit 16 by the timing control signal 15 output from the control unit 32. The output signal intermittently output is subjected to impedance conversion by the driver circuit 16 and then energized to the coil 17. As a result, the coil 17 excites an electromagnetic field. Most of the electric power used in the electromagnetic field processing apparatus is consumed by the driver circuit 16, but by controlling the operation of the driver circuit 16 intermittently, the power consumption can be significantly reduced.

図7には、この電磁場処理装置3においてコイル17に印加される電流(信号波)の周波数分布の状況が示されている。同図は、コイル17に印加される電流(信号波)の周波数スペクトラム図である。   FIG. 7 shows the frequency distribution of the current (signal wave) applied to the coil 17 in the electromagnetic field processing device 3. This figure is a frequency spectrum diagram of a current (signal wave) applied to the coil 17.

同図の横軸は、電流の周波数f、縦軸は電流の振幅Aを表している。同図に示すように、信号波の周波数分布は、f1〜f6の値で離散的である。これは、プログラマブルダウンカウンタ31におけるカウンタの値Nが、6段階の値を繰り返すからである。パイプ18へのスケール付着の防止又は、除去の効果は、この離散的に出力されるこの周波数の範囲(帯域幅)が広い方がより高い効果が得られる。   In the figure, the horizontal axis represents the current frequency f, and the vertical axis represents the current amplitude A. As shown in the figure, the frequency distribution of the signal wave is discrete with values of f1 to f6. This is because the counter value N in the programmable down counter 31 repeats six levels. The effect of preventing or removing scale adhesion to the pipe 18 is higher when the discretely output frequency range (bandwidth) is wider.

次に、図5を用いて、本発明の第4実施形態に係る電磁場処理装置4および太陽光発電システムについて説明する。同図は、第4実施形態に係る電磁場処理装置4および太陽光発電システム100の概略システム図である。この第4実施形態は、太陽光発電システム100により発電された電力を利用して省電力化された電磁場処理装置4を駆動できるところに特徴がある。   Next, the electromagnetic field processing apparatus 4 and the solar power generation system according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The figure is a schematic system diagram of the electromagnetic field processing device 4 and the photovoltaic power generation system 100 according to the fourth embodiment. The fourth embodiment is characterized in that it can drive the electromagnetic field processing device 4 that saves power by using the power generated by the solar power generation system 100.

なお、同図の中で、電磁場処理装置4は第3実施形態で説明した電磁場処理装置3と機能、用途は略同じであるので、同一の番号を付し、機能、用途についての詳細な説明は省略する。   In the figure, the electromagnetic field processing device 4 has substantially the same functions and uses as those of the electromagnetic field processing device 3 described in the third embodiment. Is omitted.

太陽光発電システム100は、太陽電池110と、バッテリー120と、電圧モニタ130と、ダイオード140、142から構成される。   The solar power generation system 100 includes a solar cell 110, a battery 120, a voltage monitor 130, and diodes 140 and 142.

太陽電池110は、結晶シリコン型の太陽電池である。この太陽電池110は、太陽光により発電出来るものであれば結晶シリコン型太陽電池に限定されないことは言うまでもない。   The solar cell 110 is a crystalline silicon type solar cell. Needless to say, the solar cell 110 is not limited to a crystalline silicon solar cell as long as it can generate electric power from sunlight.

バッテリー120は、キャパシター等の蓄電装置である。なお、バッテリー120の充電制御部分は省略する。   The battery 120 is a power storage device such as a capacitor. Note that the charge control portion of the battery 120 is omitted.

電圧モニタ130は、本発明でいう監視手段であり、太陽電池110の出力電圧を測定し発電状態や発電量を監視する。この電圧モニタ130は、その検出状態を表す監視信号を電磁場処理装置4の制御部32に送信する。制御部32は、この監視信号に基づいて、太陽電池110が十分に充電されている場合には、電磁場処理装置3のドライバー回路16の動作を連続的に制御するようにタイミング制御信号15を送信し、太陽電池110が十分に充電されていない場合には、ゲート回路14を断続的に制御するようにタイミング制御信号15を送信する。つまり、制御部32は、電圧モニタ130の検出信号に基づいて、コイル17に流れる電流を断続制御するか、連続的に流すかを切り替えることが可能となている。勿論、このタイミング制御信号15のデューティー比を連続的に変更して、電圧モニタ130の検出信号に基づいて断続間隔を変化させることも可能である。具体的に充電量が少ない場合には、タイミング制御信号15のON期間を短くし、充電量が多い場合には、ON期間を長くすることが好ましい。   The voltage monitor 130 is monitoring means in the present invention, and measures the output voltage of the solar cell 110 and monitors the power generation state and the power generation amount. The voltage monitor 130 transmits a monitoring signal indicating the detection state to the control unit 32 of the electromagnetic field processing device 4. Based on the monitoring signal, the control unit 32 transmits the timing control signal 15 so as to continuously control the operation of the driver circuit 16 of the electromagnetic field processing device 3 when the solar cell 110 is sufficiently charged. When the solar cell 110 is not sufficiently charged, the timing control signal 15 is transmitted so as to intermittently control the gate circuit 14. That is, the control unit 32 can switch between intermittent control or continuous flow of the current flowing through the coil 17 based on the detection signal of the voltage monitor 130. Of course, the intermittent ratio can be changed based on the detection signal of the voltage monitor 130 by continuously changing the duty ratio of the timing control signal 15. Specifically, it is preferable to shorten the ON period of the timing control signal 15 when the charge amount is small, and lengthen the ON period when the charge amount is large.

なお、ダイオード140、142は、太陽電池110の出力電圧の逆流防止のために設けられたものである。また、太陽電池110で発電された出力電力は、GND端子144、電源端子146から出力され、電磁場処理装置4を駆動するための電源ラインに供給される。   The diodes 140 and 142 are provided to prevent backflow of the output voltage of the solar battery 110. The output power generated by the solar cell 110 is output from the GND terminal 144 and the power supply terminal 146 and supplied to the power supply line for driving the electromagnetic field processing device 4.

したがって、太陽電池110の発電量に応じてドライバー回路16を連続に制御するか、または断続的に制御するかを判断し、発電量が少ない場合には断続的に制御することにより大幅な省電力化を図ることができる(省電力モード)。   Therefore, it is determined whether the driver circuit 16 is to be controlled continuously or intermittently according to the power generation amount of the solar battery 110, and when the power generation amount is small, significant power saving is achieved by intermittent control. (Power saving mode).

次に、図6を用いて、本発明の第5実施形態に係る電磁場処理装置5の水力発電システム200について説明する。同図は、第5実施形態に係る水力発電システム200の概略システム図である。この第5実施形態は、パイプ210の内部に水車220を設けることで、水力発電により発電した電力を利用して省電力化を図っているところに特徴がある。   Next, the hydraulic power generation system 200 of the electromagnetic field processing apparatus 5 according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The figure is a schematic system diagram of a hydroelectric power generation system 200 according to the fifth embodiment. The fifth embodiment is characterized in that a water turbine 220 is provided inside the pipe 210 to save power by using electric power generated by hydroelectric power generation.

なお、電磁場処理装置5は、前述した第3実施形態で説明した電磁場処理装置3と同じ構成、機能であるので、詳細な図示及び説明は省略する。   Since the electromagnetic field processing device 5 has the same configuration and function as the electromagnetic field processing device 3 described in the third embodiment, detailed illustration and description are omitted.

水力発電システム200は、パイプ210と、水車220と、発電機230と、電源回路240から構成されている。   The hydroelectric power generation system 200 includes a pipe 210, a water wheel 220, a generator 230, and a power circuit 240.

パイプ210は、金属製または樹脂製の中空円筒パイプ部材であり、各種水処理設備で用いられる水の流路となる。このパイプ210の外周には、電磁場処理装置5のコイルも巻きつけられている。   The pipe 210 is a hollow cylindrical pipe member made of metal or resin and serves as a water flow path used in various water treatment facilities. A coil of the electromagnetic field processing device 5 is also wound around the outer periphery of the pipe 210.

水車220は、パイプ210内部に一体的に配設され、パイプ内を流れる水の流体エネルギーによって回転するように構成されている。   The water wheel 220 is integrally disposed inside the pipe 210 and is configured to rotate by fluid energy of water flowing in the pipe.

また、水車220には、発電機230が接続され、水車220の回転から発電することが出来るように構成されている。   In addition, a generator 230 is connected to the water wheel 220 so that power can be generated from the rotation of the water wheel 220.

電源回路240は、バッテリーやキャパシター等の蓄電装置と、蓄電装置に蓄電した電圧を直流電圧に変換する電圧変換回路(図示省略)を備えている。この電源回路240は、発電機230に機械的、電気的に結合されており、発電機230により発電された電力を上述したキャパシター等の蓄電装置に蓄電する。   The power supply circuit 240 includes a power storage device such as a battery and a capacitor, and a voltage conversion circuit (not shown) that converts a voltage stored in the power storage device into a DC voltage. The power supply circuit 240 is mechanically and electrically coupled to the generator 230, and stores the power generated by the generator 230 in the above-described power storage device such as a capacitor.

なお、電源回路240は、電源端子242、GND端子244を備え、この電源端子242から直流電圧として電磁場処理装置5に供給する。   The power supply circuit 240 includes a power supply terminal 242 and a GND terminal 244, and supplies the DC field voltage from the power supply terminal 242 to the electromagnetic field processing device 5.

この水力発電システム200を用いた電磁場処理装置5によれば、パイプ210内に水車220が予め設けられており、且つ、その周囲にコイルも巻きつけられているので、電源も含めたモジュール化が実現されている。従って、必要な流路において、パイプ210を含めて本装置を交換・設置するだけで、電源等の外部配線工事をすることなく、極めて簡便に電磁場処理装置を設置することが可能となる。なお、この水力発電システム200は、前述した第4実施形態と同様に、電圧モニタ130を備え、発電機230により発電された電圧を検出し、その検出電圧に基づいてゲート回路14を連続的に制御するか、断続的に制御するかを決定するための監視信号を制御部32に送信することが好ましい。   According to the electromagnetic field processing device 5 using the hydroelectric power generation system 200, the water wheel 220 is provided in the pipe 210 in advance, and the coil is wound around the pipe, so that the module including the power source can be modularized. It has been realized. Therefore, it is possible to install the electromagnetic field processing device very simply without replacing the external device such as a power source by replacing / installing the device including the pipe 210 in the necessary flow path. As in the fourth embodiment described above, the hydroelectric power generation system 200 includes a voltage monitor 130, detects the voltage generated by the generator 230, and continuously operates the gate circuit 14 based on the detected voltage. It is preferable to transmit a monitoring signal for determining whether to control or intermittent control to the control unit 32.

次に、図8を用いて、第6実施形態に係る電磁場処理装置6の周波数生成部300について説明する。同図(A)は、周波数生成部300のブロック図である。この第6実施形態は、乱数発生器34を備え、プログラマブルダウンカウンタ31から出力する信号波の周波数を離散的に発生させると共に、その離散点において周波数に所定の帯域幅を持たせることによって、スケール防止及び除去の効果を向上させることができるところに特徴がある。   Next, the frequency generation unit 300 of the electromagnetic field processing device 6 according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2A is a block diagram of the frequency generation unit 300. This sixth embodiment includes a random number generator 34, generates the frequency of the signal wave output from the programmable down counter 31 discretely, and gives a predetermined bandwidth to the frequency at the discrete points, thereby providing a scale. It is characterized in that the effect of prevention and removal can be improved.

具体的にこの周波数生成部300は、クロック信号発生器30と、プログラマブルダウンカウンタ31と、制御部32と、1/2カウンタ回路33と、乱数発生器34から構成されている。なお、クロック信号発生器30、制御部32、1/2カウンタ回路33は、第3実施形態で説明したクロック信号発生器30、制御部32、1/2カウンタ回路33と略同一の機能、用途であるので、同一の番号を付し、詳細な説明は省略する。   Specifically, the frequency generator 300 includes a clock signal generator 30, a programmable down counter 31, a controller 32, a ½ counter circuit 33, and a random number generator 34. The clock signal generator 30, the control unit 32, and the 1/2 counter circuit 33 have substantially the same functions and applications as the clock signal generator 30, the control unit 32, and the 1/2 counter circuit 33 described in the third embodiment. Therefore, the same number is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.

クロック信号発生器30は、所定のクロック信号をプログラマブルダウンカウンタ31に送信する。   The clock signal generator 30 transmits a predetermined clock signal to the programmable down counter 31.

プログラマブルダウンカウンタ31は、前述した信号を受信して、所定の信号を1/2カウンタ回路33に出力する。このプログラマブルダウンカウンタ31は、レジスタを備え、CPU(図示省略)が、そのレジスタに保存されているアドレス等を読み書きできるように構成されている。また、プログラマブルダウンカウンタ31から出力される信号は、上述したレジスタに保存されている数値(アドレス)によって決定される。   The programmable down counter 31 receives the above-described signal and outputs a predetermined signal to the ½ counter circuit 33. The programmable down counter 31 includes a register, and is configured such that a CPU (not shown) can read and write addresses and the like stored in the register. The signal output from the programmable down counter 31 is determined by the numerical value (address) stored in the above-described register.

図8(B)に示されるように、このレジスタは、上位ビットと下位ビットから構成され、下位ビットには、乱数発生器45から出力されるランダムな数値が設定され、上位ビットには、制御部32から送信されるセット値Nが設定される。更に、このプログラマブルダウンカウンタ31は、上位ビットについては、所定の間隔でセット値Nをダウンカウントしていき、N1、N2・・・N6までの6種類の値を繰り返すようになっている。一方、下位ビットについては、上位ビットのダウンカウントタイミングと同期して、乱数発生器45からランダムな数値を毎回入手してセットする。この結果、プログラマブルダウンカウンタ31は、レジスタの下位ビットにランダムな数値が設定されることにより、所定の離散点を基準に、所定の帯域幅を有する周波数信号、即ち離散的且つランダムな周波数信号を出力することができる。   As shown in FIG. 8B, this register is composed of an upper bit and a lower bit, a random numerical value output from the random number generator 45 is set in the lower bit, and a control is set in the upper bit. A set value N transmitted from the unit 32 is set. Further, the programmable down counter 31 counts down the set value N at predetermined intervals for the upper bits, and repeats six types of values from N1, N2,... N6. On the other hand, for the lower bits, a random numerical value is obtained from the random number generator 45 every time in synchronization with the down-count timing of the upper bits. As a result, the programmable down counter 31 sets a frequency value having a predetermined bandwidth, that is, a discrete and random frequency signal based on a predetermined discrete point, by setting a random numerical value in the lower bits of the register. Can be output.

図9は、コイルに印加される電流の周波数スペクトラム図である。同図に示すように、本実施形態における周波数スペクトラムは、上位ビットとなるN1〜N6によって、f1〜f6の離散点を有するようになっており、且つ、その離散点において、下位ビットの乱数によって帯域幅(W)を有している。このように、周波数発生器において、離散点を決定する第1設定値(ここでは上位ビット)と、その離散点を基準として帯域幅を持たせる第2設定値(ここでは下位ビット)を有するようにして、スケール防止及び除去に対して、より高い効果が得られるようにしている。   FIG. 9 is a frequency spectrum diagram of the current applied to the coil. As shown in the figure, the frequency spectrum in the present embodiment has f1 to f6 discrete points by N1 to N6 which are higher bits, and at the discrete points, the random number of the lower bits. It has a bandwidth (W). Thus, the frequency generator has a first set value (here, upper bits) that determines a discrete point and a second set value (here, lower bits) that gives a bandwidth with reference to the discrete point. Thus, a higher effect can be obtained for scale prevention and removal.

次に、図10を用いて、第7実施形態に係る電磁場処理装置7について説明する。同図は、第7実施形態に係る電磁場処理装置7の概略システム図である。この第7実施形態は、パイプ18の外周に流体検出用コイル45を巻き付け、その流体検出用コイル45のインピーダンスの変化を検出するための検出回路47を設けて、パイプ18の内部に流体が流れているか否かの検出結果に基づいて、コイル17に流れる電流をより効率的に制御できるところに特徴がある。   Next, the electromagnetic field processing apparatus 7 according to the seventh embodiment will be described with reference to FIG. This figure is a schematic system diagram of an electromagnetic field processing apparatus 7 according to the seventh embodiment. In the seventh embodiment, a fluid detection coil 45 is wound around the outer periphery of a pipe 18, and a detection circuit 47 for detecting a change in impedance of the fluid detection coil 45 is provided, so that the fluid flows inside the pipe 18. It is characterized in that the current flowing through the coil 17 can be more efficiently controlled based on the detection result of whether or not the current is present.

なお、同図の中で、ゲート回路14、タイミング制御信号15、ドライバー回路16、コイル17、パイプ18、クロック信号発生器30、プログラマブルダウンカウンタ31、制御部32、1/2カウンタ回路33、は、第3実施形態の電磁場処理装置3で説明したゲート回路14、タイミング制御信号15、ドライバー回路16、コイル17、パイプ18、クロック信号発生器30、プログラマブルダウンカウンタ31、制御部32、1/2カウンタ回路33と機能、用途が略同じであるので、同一の番号を付し、機能、用途についての詳細な説明は省略する。   In the figure, the gate circuit 14, the timing control signal 15, the driver circuit 16, the coil 17, the pipe 18, the clock signal generator 30, the programmable down counter 31, the control unit 32, and the 1/2 counter circuit 33 are The gate circuit 14, the timing control signal 15, the driver circuit 16, the coil 17, the pipe 18, the clock signal generator 30, the programmable down counter 31, and the control units 32 and 1/2 described in the electromagnetic field processing device 3 of the third embodiment. Since the functions and applications are substantially the same as those of the counter circuit 33, the same numbers are assigned and detailed descriptions of the functions and applications are omitted.

まず、流体検出用コイル45は、パイプ18の外周に巻き付けられているソレノイド状コイルである。この、流体検出用コイル45は、隣接するコイル17に非常に短いデューティ比(例えば、1%程度)の周波数信号が印加されることによって、自身も励起されて起電力を生じさせ、検出回路47に出力するようになっている。   First, the fluid detection coil 45 is a solenoid coil wound around the outer periphery of the pipe 18. The fluid detection coil 45 is excited by applying a frequency signal having a very short duty ratio (for example, about 1%) to the adjacent coil 17 to generate an electromotive force. To output.

更に流体検出用コイル45は、パイプ18に水等の流体が流れた場合、磁束密度が変化すると共に、インピーダンスが変化する。その結果として、流体検出用コイル45に流れる電流値が変化する。   Furthermore, when a fluid such as water flows through the pipe 18, the fluid detection coil 45 changes its magnetic flux density and impedance. As a result, the value of the current flowing through the fluid detection coil 45 changes.

検出回路47は、上述した流体検出用コイル45に接続され、流体検出用コイル45の電流値を検出する。また検出回路47は、流体検出用コイル45の電流値の変化を検出し、パイプ18に水等の流体が流れているか否かを判断し、その判断結果に基づいて、制御部32に所定の制御信号を送信する。   The detection circuit 47 is connected to the above-described fluid detection coil 45 and detects the current value of the fluid detection coil 45. Further, the detection circuit 47 detects a change in the current value of the fluid detection coil 45, determines whether or not a fluid such as water is flowing in the pipe 18, and based on the determination result, the control unit 32 determines whether a predetermined value is present. Send a control signal.

なお、検出回路47は、流体検出用コイル45の電流値ではなく、流体検出用コイル45の磁束密度を直接測定するように構成してもよく、またはインピーダンスを直接測定できるように構成しても好ましい。また、パイプ18内部に流体検出センサ(図示省略)を備え、流体の有無を検出できるようにしても良い。また、水蒸気等の気体がパイプ内を通過する場合には、温度検出センサー等によって気体の有無を検出することも可能である。   The detection circuit 47 may be configured to directly measure the magnetic flux density of the fluid detection coil 45 instead of the current value of the fluid detection coil 45, or may be configured to directly measure the impedance. preferable. Further, a fluid detection sensor (not shown) may be provided inside the pipe 18 so that the presence or absence of fluid can be detected. When a gas such as water vapor passes through the pipe, the presence or absence of the gas can be detected by a temperature detection sensor or the like.

制御部32は、上述した制御信号に基づき、パイプ18に流体が流れていると判断した場合には、プログラマブルダウンカウンタ31に対してコイル17に印加する信号波を出力するように所定の指示信号を送信すると共に、ゲート回路14に対してタイミング制御信号15を送信し、ゲート回路14からドライバー回路16に送信する周波数が所定のデューティ比になるように制御する。例えば、パイプ18内に流体が流れている場合は、ゲート回路14において断続制御(省力モード)を行うようにし、パイプ内18内に液体が流れている場合に限り、連続制御を行うようにしても良い。勿論、ゲート回路14のデューティー比を変化させることも可能である。   When the control unit 32 determines that the fluid is flowing through the pipe 18 based on the control signal described above, a predetermined instruction signal is output so as to output a signal wave to be applied to the coil 17 to the programmable down counter 31. And a timing control signal 15 is transmitted to the gate circuit 14 so that the frequency transmitted from the gate circuit 14 to the driver circuit 16 is controlled to a predetermined duty ratio. For example, when fluid is flowing in the pipe 18, intermittent control (power saving mode) is performed in the gate circuit 14, and continuous control is performed only when liquid is flowing in the pipe 18. Also good. Of course, it is also possible to change the duty ratio of the gate circuit 14.

このようにすることで、ドライバー回路16は、パイプ18に流体が流れている時に、コイル17を励起すればよく、電磁場処理装置7の消費電力を大幅に軽減することができる。   By doing in this way, the driver circuit 16 should just excite the coil 17 when the fluid is flowing into the pipe 18, and the power consumption of the electromagnetic field processing apparatus 7 can be reduced significantly.

<実験結果>   <Experimental result>

次に、図面を用いて、本実施例の電磁場処理装置の実験結果について説明する。   Next, experimental results of the electromagnetic field processing apparatus of this example will be described with reference to the drawings.

図11は、実験装置500を簡略化した概略システム図である。   FIG. 11 is a schematic system diagram in which the experimental apparatus 500 is simplified.

本実施例における実験装置500は、電磁場処理装置510と、パイプ18と、容液入り容器520から構成されている。   The experimental apparatus 500 in the present embodiment includes an electromagnetic field processing apparatus 510, a pipe 18, and a container 520 containing a liquid.

なお、電磁場処理装置510のコイル17や、パイプ18は、第1実施形態で説明したコイル17、パイプ18と同様の機能、用途を有しているもので、同一の番号を付し、詳細な説明は省略する。   The coil 17 and the pipe 18 of the electromagnetic field processing device 510 have the same functions and applications as those of the coil 17 and the pipe 18 described in the first embodiment. Description is omitted.

電磁場処理装置510は、第3実施形態で説明したデジタル方式により、所定の周波数信号を出力できるものであり、第3実施形態の電磁場処理装置3と略同様の機能、用途を有しているものである。   The electromagnetic field processing device 510 can output a predetermined frequency signal by the digital method described in the third embodiment, and has substantially the same functions and applications as the electromagnetic field processing device 3 of the third embodiment. It is.

容液入り容器520は、CaCoを溶媒(精製水+電解液)に懸濁させた溶液を入れた容器である。 The container 520 containing a solution is a container in which a solution obtained by suspending CaCo 3 in a solvent (purified water + electrolytic solution) is placed.

本実験では、コイル17を巻き付けたパイプ18内部に容液入り容器520を挿入し、変調電場装置510によりコイル17に所定の周波数信号を印加し、印加後の溶液を乾燥させて光学顕微鏡で確認した。   In this experiment, a container 520 containing a liquid is inserted into the pipe 18 around which the coil 17 is wound, a predetermined frequency signal is applied to the coil 17 by the modulation electric field device 510, and the applied solution is dried and confirmed by an optical microscope. did.

図12は、電磁場処理装置510において、コイル17に印加する信号波の一例である。この信号波は、経時的に周波数が階段状に変化(例えば、周波数3、000Hz〜10、000Hzまで変化)する信号波であり、FM波ということがある。   FIG. 12 is an example of a signal wave applied to the coil 17 in the electromagnetic field processing device 510. This signal wave is a signal wave whose frequency changes stepwise over time (for example, frequency changes from 3,000 Hz to 10,000 Hz), and is sometimes called an FM wave.

同図は、t1〜t8まで、時間軸(横軸)を8分割に分け、この分割した時間軸に3,000Hz〜10,000Hzの間で所定の周波数(f1〜f8)を対応させたものである。したがって、所定の時間間隔ごとに一定の周波数が割り当てられた階段状の周波数変動となっている。   In the figure, the time axis (horizontal axis) is divided into 8 divisions from t1 to t8, and a predetermined frequency (f1 to f8) is associated with this divided time axis between 3,000 Hz and 10,000 Hz. It is. Therefore, there is a step-like frequency fluctuation in which a constant frequency is assigned at every predetermined time interval.

また図13は、図12で説明した階段状のFM波を上段に、同実施形態で説明したタイミング制御信号T1、T2を下段に示した図である。   FIG. 13 is a diagram showing the stepped FM wave explained in FIG. 12 in the upper stage and the timing control signals T1 and T2 explained in the embodiment in the lower stage.

タイミング制御信号T1は、ゲート回路14から信号波を出力する(コイル17に印加する)タイミングを決定するものである。従って、この出力タイミングT1のオン時間を8分割したものが、上記時間区分t1〜t8となる。また、タイミング制御信号T2は、ゲート回路14から信号波を出力をしない(コイル17に電流を印加しない)タイミングを表している。ここでは、このタイミング制御信号T1、T2の割合を変化させてデューティー比を変更し、スケール防止、除去の効果確認実験を行った。   The timing control signal T1 determines the timing at which a signal wave is output from the gate circuit 14 (applied to the coil 17). Therefore, the time interval t1 to t8 is obtained by dividing the ON time of the output timing T1 into eight. The timing control signal T2 represents a timing at which no signal wave is output from the gate circuit 14 (a current is not applied to the coil 17). Here, the ratio of the timing control signals T1 and T2 was changed to change the duty ratio, and an experiment for confirming the effect of scale prevention and removal was performed.

まず、電磁場処理装置510によって電磁場処理をしていない溶液(以下、未処理サンプルと言うことがある)について調べた。図14は、この未処理サンプルの光学顕微鏡写真である。この光学顕微鏡写真は、未処理サンプルをスライドガラスに一滴取り、そのまま自然乾燥したものを光学顕微鏡530で撮影したものである。   First, a solution that has not been subjected to electromagnetic field treatment by the electromagnetic field treatment apparatus 510 (hereinafter sometimes referred to as an untreated sample) was examined. FIG. 14 is an optical micrograph of this untreated sample. This optical micrograph is a photograph taken with an optical microscope 530 of an untreated sample taken on a slide glass and then naturally dried.

未処理サンプルは、大きな沈殿物600が水滴界面部650に数多く集合しているのが分かる。水滴界面部650の幅も大きいことが分かる。この沈殿物600が集積して成長すると、水道管や水処理設備で水の流路となるパイプ18を詰まらせるスケールとなる。   In the untreated sample, it can be seen that many large precipitates 600 are gathered at the water droplet interface 650. It can be seen that the width of the water droplet interface 650 is also large. When the precipitate 600 accumulates and grows, it becomes a scale that clogs the pipe 18 that becomes a water flow path in a water pipe or a water treatment facility.

次に、電磁場処理装置510から出力するFM波のタイミング制御信号T1及びT2を様々に変化させて溶液を電磁波処理し、溶液入り容器520内の溶液の界面状態を光学顕微鏡530により確認した。実験の確認は未処理サンプルと同様に、各条件のFM波をコイル17に印加後、容液入り容器520内の容液をスライドガラスに一滴取り、自然乾燥させたものを光学顕微鏡530により撮影した。   Next, the solution was subjected to electromagnetic wave treatment by changing the timing control signals T1 and T2 of the FM wave output from the electromagnetic field processing device 510 in various ways, and the interface state of the solution in the solution-containing container 520 was confirmed by the optical microscope 530. As with the untreated sample, the experiment was confirmed by applying an FM wave of each condition to the coil 17, taking a drop of the solution in the container 520 containing the solution on a slide glass, and taking it with an optical microscope 530. did.

図15は、FM波のタイミング制御信号T1=10msec、T2=0msec(デューティ比100%)にした場合の溶液の光学顕微鏡写真である。つまり、タイミング制御信号15のON、OFFを行わずに、ソレノイド状コイル17にFM波を連続的に印加した場合の水滴界面の状態である。図14で現れたような沈殿物600は、ほとんど消滅し、界面の幅も狭くなっていることがわかる。   FIG. 15 is an optical micrograph of the solution when the FM wave timing control signal T1 = 10 msec and T2 = 0 msec (duty ratio 100%). That is, it is the state of the water droplet interface when FM waves are continuously applied to the solenoid coil 17 without turning the timing control signal 15 on and off. It can be seen that the precipitate 600 as shown in FIG. 14 has almost disappeared and the width of the interface is narrow.

図16は、タイミング制御信号T1=10msec、T2=40msec(デューティ比20%)にした場合の界面の状態である。前述した図15の場合と同様に界面周辺に沈殿物はほとんど無く、界面の幅も狭くなっていることが分かる。したがって、コイル17に信号波を連続的に印加した(デューティ比100%)の場合と略同等の効果が得られることが分かる。   FIG. 16 shows the state of the interface when the timing control signals T1 = 10 msec and T2 = 40 msec (duty ratio 20%). As in the case of FIG. 15 described above, it can be seen that there is almost no precipitate around the interface and the width of the interface is narrow. Therefore, it can be seen that substantially the same effect can be obtained as when the signal wave is continuously applied to the coil 17 (duty ratio 100%).

図17は、タイミング制御信号T1=10msec、T2=90msec(デューティ比10%)にした場合の界面の状態である。前述したデューティ比20%の場合と同様に、界面周辺に沈殿物は無く、界面の幅も狭くなっている。したがって、コイル17に信号波を連続的に印加した(デューティ比100%)の場合と略同等の効果が得られることが分かる。   FIG. 17 shows the state of the interface when the timing control signals T1 = 10 msec and T2 = 90 msec (duty ratio 10%). As in the case of the duty ratio of 20%, there is no precipitate around the interface, and the width of the interface is narrow. Therefore, it can be seen that substantially the same effect can be obtained as when the signal wave is continuously applied to the coil 17 (duty ratio 100%).

上記の結果から、コイル17への印加は連続的に行う必要はなく、図15〜図17で説明したように、信号波の断続的な印加でも十分に効果があることが確認できた。   From the above results, it was not necessary to apply the coil 17 continuously, and it was confirmed that the intermittent application of the signal wave is sufficiently effective as described with reference to FIGS.

また、図18は、上記で実験例において、コイル17にデューティ比100%(連続)、20%(断続)、10%(断続)のFM波を印加した場合の消費電流を測定した測定結果である。この測定は、コイル17に流す電流値を約100mA(ピーク値)とし、電源電圧はDC5.0Vを使用し、この時のドライバー回路16及び制御部32の消費電力を測定することにより行った。   FIG. 18 is a measurement result of measuring current consumption when applying an FM wave having a duty ratio of 100% (continuous), 20% (intermittent), and 10% (intermittent) to the coil 17 in the experimental example. is there. This measurement was performed by measuring the power consumption of the driver circuit 16 and the control unit 32 at this time, using a current value of about 100 mA (peak value) flowing through the coil 17 and a power supply voltage of DC 5.0V.

結果から明らかなように、デューティ比を20%にすることにより、デューティ比100%の場合に比べて消費電流は65%程度低減でき、また、デューティ比を10%にすることによりデューティ比100%の場合に比べて消費電流は75%程度低減できることが分かった。   As is apparent from the results, by setting the duty ratio to 20%, the current consumption can be reduced by about 65% compared to the case where the duty ratio is 100%, and by setting the duty ratio to 10%, the duty ratio is 100%. It was found that the current consumption can be reduced by about 75% compared to the case of.

なお、この消費電流は、制御部32の代わりにマイクロコンピュータを使用したり、電源電圧を下げることにより、さらに減少させることができる。この場合、太陽光発電や水力発電による電力を利用して動作させることも可能となる。   Note that this current consumption can be further reduced by using a microcomputer instead of the control unit 32 or by lowering the power supply voltage. In this case, it is also possible to operate using electric power generated by solar power generation or hydroelectric power generation.

以上、これらの実施形態では、流体を扱う各種装置や設備における、流体の流路となるパイプ18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ことを実現する。例えば、パイプ18の外周に少なくとも1つのソレノイド状又はスパイラル状のコイル18を設け、コイル17に周波数変調器(例えば、FM変調器11)を接続して、所定の周波数範囲(例えば、3〜10kHz)で変調する周波数を加えてコイルを励起する構成としているので、各種水処理設の電源容量に余裕がなく、当該変調電場方式によるスケール防止装置の装着には電源系統の設計変更を余儀なくされる場合において、もしくは屋外等で商用電源の利用が困難なケースにおいてでも本発明の省電力機能の効果により当該変調電場方式によるスケール防止装置を付加することができるという効果がある。   As described above, in these embodiments, it is possible to remove or prevent the adhesion of the scale attached to the inside of the pipe 18 serving as a fluid flow path in various apparatuses and facilities that handle fluid. For example, at least one solenoidal or spiral coil 18 is provided on the outer periphery of the pipe 18, and a frequency modulator (for example, FM modulator 11) is connected to the coil 17, so that a predetermined frequency range (for example, 3 to 10 kHz) is obtained. ), The coil is excited by adding the frequency to be modulated, so there is no room for the power capacity of various water treatment facilities, and the design of the power system must be changed to install the scale prevention device by the modulation electric field method. In some cases, or even in cases where it is difficult to use a commercial power supply, such as outdoors, the effect of the power saving function of the present invention is effective in adding a scale prevention device using the modulation electric field method.

また更に、この周波数の発生を断続制御する断続制御手段(例えば、ゲート回路14)を備えているので、屋外等で商用電源の利用が困難なケースにおいても、本発明の省電力機能の効果により、当該変調電場方式によるスケール防止装置を設置できるという効果がある。   Further, since the intermittent control means (for example, the gate circuit 14) for intermittently controlling the generation of the frequency is provided, the effect of the power saving function of the present invention can be used even when it is difficult to use a commercial power supply outdoors. There is an effect that the scale prevention device by the modulation electric field method can be installed.

また、本実施形態では、水流により発電する水力発電手段(例えば、水力発電システム200)をさらに備えるのでで、処理対象である水路を利用して、水力発電手段により発電を行い、この電力を利用して稼働する構成としているので、消費電力を格段に低減できるという効果がある。   Further, in the present embodiment, since it further includes hydroelectric power generation means (for example, hydroelectric power generation system 200) that generates electric power by using a water flow, power is generated by the hydroelectric power generation means using the water channel to be processed, and this electric power is used. Therefore, the power consumption can be significantly reduced.

なお、この水力発電手段は、水流により回転する水車(例えば、水車220)と、水車の回転により発電する発電手段(例えば、発電装置230)と、を備え、発電手段により発電された電力を利用して稼働する構成としているので、消費電力を格段に低減できるという効果がある。   The hydropower generation means includes a water turbine (for example, a water wheel 220) that rotates by a water flow and a power generation means (for example, a power generation device 230) that generates power by rotation of the water wheel, and uses the power generated by the power generation means. Therefore, the power consumption can be significantly reduced.

更に、太陽光により発電する太陽光発電手段(例えば、太陽光発電システム100)を備え、太陽光発電手段により発電された電力を利用して稼働する構成としているので、消費電力を格段に低減できるという効果がある。   Furthermore, since the solar power generation means (for example, the solar power generation system 100) that generates power by sunlight is provided and operated using the power generated by the solar power generation means, power consumption can be significantly reduced. There is an effect.

太陽光発電手段は、太陽光による発電量を測定する監視手段(例えば、電圧モニター130)を備え、監視手段により測定された発電量が所定の値以下の場合に、断続制御器(ゲート回路や制御部)が、この信号出力を断続制御するので、消費電力を更に低減できるという効果がある。   The solar power generation means includes monitoring means (for example, a voltage monitor 130) that measures the amount of power generated by sunlight, and when the power generation amount measured by the monitoring means is equal to or less than a predetermined value, the intermittent controller (gate circuit or Since the control unit) intermittently controls this signal output, the power consumption can be further reduced.

更に、周波数変調器は、この周波数を所定周波数帯(例えば、3kHz〜10kHz)で分散させて発生させるので、スケールを効率的に防止、除去できるという効果がある。また、周波数変調器は、この周波数を離散化させると同時に、その離散点においてそれぞれ帯域幅を持たせて周波数を設定するようにしているので、周波数自体の広がり(離散化)と、様々な周波数の印加(帯域幅)を両立させているので、スケールの防止・除去効果を一層高めることが可能となっている。具体的に周波数変調器は、乱数発生手段(例えば、乱数発生器30)をさらに備え、乱数発生手段は、周波数変調器の周波数制御に用いられるプログラムカウンタ(例えば、プログラマブルダウンカウンタ31)の下位ビットを所定の乱数値に基づいて決定する。この結果、離散化と帯域の確保が両立され、全体として、所定の周波数帯幅(例えば、3kHz〜10kHz)を持った周波数を発生させることができ、スケールを効率的に防止、除去できるという効果がある。   Furthermore, since the frequency modulator is generated by dispersing this frequency in a predetermined frequency band (for example, 3 kHz to 10 kHz), there is an effect that scale can be efficiently prevented and removed. In addition, the frequency modulator discretizes this frequency, and at the same time, sets the frequency with a bandwidth at each discrete point, so the frequency itself spreads (discretization) and various frequencies. Therefore, it is possible to further enhance the scale prevention / removal effect. Specifically, the frequency modulator further includes random number generation means (for example, random number generator 30), and the random number generation means is a lower bit of a program counter (for example, programmable down counter 31) used for frequency control of the frequency modulator. Is determined based on a predetermined random value. As a result, both discretization and band securing can be achieved, and as a whole, a frequency having a predetermined frequency bandwidth (for example, 3 kHz to 10 kHz) can be generated, and scale can be efficiently prevented and removed. There is.

特に、周波数変調器は、5KHz〜7KHzの周波数帯の周波数の発生頻度を他の周波数帯の周波数の発生頻度よりも高い構成としているので、スケールを効率的に防止、除去できるという効果がある。   In particular, since the frequency modulator has a configuration in which the frequency of frequency in the frequency band of 5 KHz to 7 KHz is higher than the frequency of frequency in other frequency bands, there is an effect that scale can be efficiently prevented and removed.

更にこれらの実施形態では、コイル(例えば、流体検出用コイル45)のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段(例えば、検出回路47)を備え、インピーダンス測定手段による測定結果に基づいて、周波数変調器よりコイルを励起するか否かを判断する構成としているので、消費電力を格段に低減できるという効果がある。   Furthermore, in these embodiments, impedance measuring means (for example, a detection circuit 47) for measuring the impedance of the coil (for example, the fluid detection coil 45) is provided, and the coil is operated by the frequency modulator based on the measurement result by the impedance measuring means. Therefore, the power consumption can be remarkably reduced.

また、本実施形態では特に図示しないが、この電磁場処理装置を、サーバ式の自動飲料供給装置に用いることが好ましい。例えば、飲料水を貯留する飲料水貯留タンクと、飲料水貯留タンクから飲料水を導出する飲料水導出パイプと、前記飲料水導出パイプから飲料水を供給する開放弁と、を備える構成の際に、この飲料水導出パイプに電磁場処理装置を設置する。この結果、サーバ式の自動飲料供給装置で用いられる液体の流路となるパイプのスケールを効率的に防止、除去できるという効果がある。   Although not particularly shown in the present embodiment, it is preferable to use this electromagnetic field processing apparatus for a server-type automatic beverage supply apparatus. For example, in a configuration comprising a drinking water storage tank for storing drinking water, a drinking water outlet pipe for extracting drinking water from the drinking water storage tank, and an open valve for supplying drinking water from the drinking water outlet pipe The electromagnetic field treatment device is installed in the drinking water outlet pipe. As a result, there is an effect that it is possible to efficiently prevent and remove the scale of the pipe that becomes the liquid flow path used in the server type automatic beverage supply apparatus.

また、本実施形態では特に図示しないが、この電磁場処理装置を、加湿装置に用いることが好ましい。例えば、加湿用の水を貯留する貯留タンクと、貯留タンクに貯留されている水を水蒸気にする水蒸気生成手段と、を備える構成の際に、この貯留タンクと水蒸気生成手段を連結するパイプに電磁場処理装置を設置する。この結果、加湿装置で用いられる液体の流路となるパイプのスケールを効率的に防止、除去できるという効果がある。   Further, although not particularly illustrated in the present embodiment, it is preferable to use this electromagnetic field processing device for a humidifying device. For example, in the case of a configuration including a storage tank that stores water for humidification, and a water vapor generation unit that converts water stored in the storage tank into water vapor, an electromagnetic field is connected to a pipe that connects the storage tank and the water vapor generation unit. Install processing equipment. As a result, there is an effect that the scale of the pipe serving as the liquid flow path used in the humidifier can be efficiently prevented and removed.

また、本実施形態では特に図示しないが、この電磁場処理装置を、切削油供給装置に用いることが好ましい。例えば、切削油を貯留する切削油貯留タンクと、切削油貯留タンクから切削油を導出する切削油導出手段と、切削油導出手段により導出された前記切削油を供給する供給ノズルを備えた構成の際に、この切削油導出手段に電磁場処理装置を設置する。この結果、切削油供給装置で用いられる切削油の流路となるパイプのスケールを効率的に防止、除去できるという効果がある。   Further, although not particularly illustrated in the present embodiment, it is preferable to use this electromagnetic field processing device for a cutting oil supply device. For example, a configuration comprising a cutting oil storage tank for storing cutting oil, a cutting oil deriving unit for deriving cutting oil from the cutting oil storage tank, and a supply nozzle for supplying the cutting oil derived by the cutting oil deriving unit At this time, an electromagnetic field processing device is installed in the cutting oil lead-out means. As a result, there is an effect that it is possible to efficiently prevent and remove the scale of the pipe that becomes the flow path of the cutting oil used in the cutting oil supply apparatus.

水道水の給水設備、水処理設備、空調設備の冷却装置、加湿装置、サーバー式の飲料の自動販売機、切削加工機の切削油供給装置等、水やその他液体の水路となるパイプ内部のスケールの付着防止、除去を行う電磁場処理装置の分野で幅広く利用することができる。   Tap water supply equipment, water treatment equipment, cooling equipment for air conditioning equipment, humidifiers, server-type beverage vending machines, cutting oil supply equipment for cutting machines, scales inside pipes that serve as water channels for water and other liquids It can be widely used in the field of electromagnetic field treatment devices for preventing and removing adhesion.

第1実施形態に係る電磁場処理装置1の概略システム図である。1 is a schematic system diagram of an electromagnetic field processing apparatus 1 according to a first embodiment. 第2実施形態に係る電磁場処理装置2の概略システム図である。It is a schematic system diagram of the electromagnetic field processing apparatus 2 according to the second embodiment. 電圧可変発信器21へ入力する信号波の一例である。2 is an example of a signal wave input to a voltage variable transmitter 21. 第3実施形態に係る電磁場処理装置3の概略システム図である。It is a schematic system diagram of the electromagnetic field processing apparatus 3 according to the third embodiment. 第4実施形態に係る電磁場処理装置4の概略システム図である。It is a schematic system diagram of the electromagnetic field processing apparatus 4 which concerns on 4th Embodiment. 第5実施形態に係る水力発電システム200の概略システム図である。It is a schematic system diagram of the hydroelectric power generation system 200 according to the fifth embodiment. コイル17に印加される信号波の周波数スペクトラム図である。3 is a frequency spectrum diagram of a signal wave applied to a coil 17. FIG. 周波数生成部300のブロック図である。3 is a block diagram of a frequency generation unit 300. FIG. プログラマブルダウンカウンタ31から出力される信号の周波数スペクトラム図である。4 is a frequency spectrum diagram of a signal output from a programmable down counter 31. FIG. 第7実施形態に係る電磁場処理装置7の概略システム図である。It is a schematic system figure of the electromagnetic field processing apparatus 7 which concerns on 7th Embodiment. 実験装置500を簡略化した概略システム図である。It is the schematic system diagram which simplified the experimental apparatus 500. 変調電場装置510から出力し、ソレノイド状コイル17に印加する信号波の一例である。3 is an example of a signal wave that is output from the modulation electric field device 510 and applied to the solenoid coil 17; 図11のFM波と一緒に前述の実施例で説明したタイミング制御信号15を下段に示した図である。It is the figure which showed the timing control signal 15 demonstrated in the above-mentioned Example with the FM wave of FIG. 11 in the lower stage. 変調電場処理装置510による処理をしていない溶液の顕微鏡写真である。It is a microscope picture of the solution which is not processed by the modulation electric field processing apparatus 510. FM波のタイミング制御信号T1=10msec、T2=0msecデューティ比100%)にした場合の溶液の顕微鏡写真である。FIG. 6 is a micrograph of a solution when an FM wave timing control signal T1 = 10 msec and T2 = 0 msec with a duty ratio of 100%. タイミング制御信号T1=10msec、T2=40msec(デューティ比20%)にした場合の界面の状態である。This is the state of the interface when the timing control signal T1 = 10 msec and T2 = 40 msec (duty ratio 20%). タイミング制御信号T1=10msec、T2=90msec(デューティ比10%)とした場合の界面の状態である。This is the interface state when the timing control signal T1 = 10 msec and T2 = 90 msec (duty ratio 10%). ソレノイド状コイル17にデューティ比100%、20%、10%のFM波を印加した場合の消費電流の測定結果である。It is a measurement result of current consumption when FM waves having a duty ratio of 100%, 20%, and 10% are applied to the solenoid coil 17.

符号の説明Explanation of symbols

1 電磁場処理装置
11 FM変調器
12 のこぎり信号波
13 出力搬送波信号
14 ゲート回路
15 タイミング制御信号15
16 ドライバー回路
17 ソレノイド状コイル
18 パイプ
30 クロック信号発生器
31 プログラマブルダウンカウンタ
32 制御部
33 1/2カウンタ回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electromagnetic field processing apparatus 11 FM modulator 12 Saw signal wave 13 Output carrier signal 14 Gate circuit 15 Timing control signal 15
16 Driver Circuit 17 Solenoid Coil 18 Pipe 30 Clock Signal Generator 31 Programmable Down Counter 32 Control Unit 33 1/2 Counter Circuit

Claims (14)

流体又は気体の流路近傍に設けられて前記流体に電磁場を印加する電磁波処理装置であって、
前記流路の外周に設けられる少なくとも1つのソレノイド状又はスパイラル状のコイルと、
前記コイルに接続され、前記コイルに電流を流して電磁場を励起する電流発生器と、
前記電流発生器における前記電流の周波数を変化させる周波数変調器と、
前記コイルに流れる前記電流を断続制御する断続制御器と、を備え
前記断続制御器は、前記周波数変調器から発生するキャリアを断続的にオン・オフし、
前記周波数変調器は、前記断続制御器による一つの前記オンの期間中において、複数の離散点を設けることにより、前記周波数を離散的に変化させること、を特徴とする電磁場処理装置。
An electromagnetic wave processing apparatus that is provided in the vicinity of a fluid or gas flow path and applies an electromagnetic field to the fluid,
At least one solenoidal or spiral coil provided on the outer periphery of the flow path;
A current generator connected to the coil and energizing the electromagnetic field by passing a current through the coil;
A frequency modulator that changes the frequency of the current in the current generator;
An intermittent controller for intermittently controlling the current flowing through the coil ,
The intermittent controller intermittently turns on / off the carrier generated from the frequency modulator,
It said frequency modulator, during the period of one of the on by the intermittent controller, by providing a plurality of discrete points, electromagnetic field treatment apparatus according to claim Rukoto, discretely varying the frequency.
前記周波数変調器は、前記周波数を離散的に変化させる際に、各離散点において該離散点を基準に前記周波数を変動させることを特徴とする、
請求項に記載の電磁場処理装置。
The frequency modulator varies the frequency based on the discrete point at each discrete point when the frequency is changed discretely,
The electromagnetic field processing apparatus according to claim 1 .
前記周波数変調器は、前記離散点を基準として前記周波数をランダムに変動させることを特徴とする、
請求項に記載の電磁場処理装置。
The frequency modulator varies the frequency randomly with reference to the discrete points,
The electromagnetic field processing apparatus according to claim 2 .
前記周波数変調器は、前記離散点を基準とした所定帯域幅内で前記周波数を決定することを特徴とする、
請求項又はに記載の電磁場処理装置。
The frequency modulator determines the frequency within a predetermined bandwidth based on the discrete points,
The electromagnetic field processing apparatus according to claim 2 or 3 .
前記周波数発生器は、前記離散点を決定する第1設定値と、前記離散点に基づく所定帯域幅内で前記周波数を決定する第2設定値を有することを特徴とする、
請求項に記載の電磁場処理装置。
The frequency generator has a first setting value for determining the discrete point and a second setting value for determining the frequency within a predetermined bandwidth based on the discrete point,
The electromagnetic field processing apparatus according to claim 4 .
前記周波数発生器は、
上位ビット及び下位ビットを有するデジタル信号を変化させることで前記周波数を決定するプログラマブルカウンタと、
前記デジタル信号の前記下位ビットにランダム値を挿入する乱数発生器と、を備え、
前記周波数発生器は、前記上位ビットを適宜変更することで前記離散点を選定するとともに、前記下位ビットの前記ランダム値によって、前記離散点に基づいた最終的な前記周波数を決定することを特徴とする、
請求項乃至のいずれかに記載の電磁場処理装置。
The frequency generator is
A programmable counter that determines the frequency by changing a digital signal having upper and lower bits;
A random number generator that inserts a random value into the lower bits of the digital signal,
The frequency generator selects the discrete points by appropriately changing the upper bits, and determines the final frequency based on the discrete points based on the random values of the lower bits. To
Electromagnetic field treatment apparatus according to any one of claims 2 to 5.
前記周波数変調器は、前記周波数を、複数の周波数帯域に分散するように変化させることを特徴とする、
請求項1乃至のいずれかに記載の電磁場処理装置。
The frequency modulator changes the frequency so as to be distributed in a plurality of frequency bands.
Electromagnetic field treatment apparatus according to any one of claims 1 to 6.
前記周波数変調器は、5KHz〜7KHzの周波数帯の周波数の発生頻度を他の周波数の発生頻度より高くすることを特徴とする、
請求項1乃至のいずれかに記載の電磁場処理装置。
The frequency modulator is characterized in that the frequency of frequency in the frequency band of 5 KHz to 7 KHz is made higher than the frequency of other frequencies.
Electromagnetic field treatment apparatus according to any one of claims 1 to 7.
前記流路の中の流体又は気体の通過を検出する流路検出手段を備え、
前記流路検出手段によって前記流体又は気体が検出された時に前記コイルによって電磁場を励起することを特徴とする、
請求項1乃至のいずれかに記載の電磁場処理装置。
A flow path detecting means for detecting passage of fluid or gas in the flow path,
When the fluid or gas is detected by the flow path detecting means, an electromagnetic field is excited by the coil,
Electromagnetic field treatment apparatus according to any one of claims 1 to 8.
前記流体検出手段は、
前記流路近傍に設けられる検出用コイルと、
前記検出用コイルのインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、を備え、
前記インピーダンス測定手段による前記検出用コイルのインピーダンスの測定結果に基づいて、前記電磁場を励起するか否かを判断することを特徴とする、
請求項に記載の電磁場処理装置。
The fluid detection means includes
A detection coil provided in the vicinity of the flow path;
Impedance measuring means for measuring the impedance of the detection coil, and
Whether to excite the electromagnetic field based on the measurement result of the impedance of the detection coil by the impedance measuring means,
The electromagnetic field processing apparatus according to claim 9 .
前記流体の水流により発電する水力発電手段をさらに備え、
前記電流発生器は、前記水力発電手段により発電された電力を利用して稼働することを特徴とする、
請求項1乃至10のいずれかに記載の電磁場処理装置。
Further comprising hydroelectric power generation means for generating electricity by the fluid flow of the fluid,
The current generator is operated by using electric power generated by the hydroelectric power generation means,
Electromagnetic field treatment apparatus according to any one of claims 1 to 10.
前記水力発電手段は、
前記流体の流路の一部を構成可能なパイプと、
前記パイプ内に設置されて前記水流により回転する水車と、
前記水車の回転により発電する発電手段と、
を備え、
前記パイプの外周には前記コイルが設けられていることを特徴とする、
請求項11に記載の電磁場処理装置。
The hydroelectric power generation means includes:
A pipe capable of constituting a part of the fluid flow path;
A water wheel installed in the pipe and rotated by the water flow;
Power generation means for generating power by rotation of the water wheel;
With
The coil is provided on the outer periphery of the pipe,
The electromagnetic field processing apparatus according to claim 11 .
太陽光により発電する太陽光発電手段を備え、
前記電流発生器は、前記太陽光発電手段により発電された電力を利用して稼働することを特徴とする、
請求項1乃至12のいずれかに記載の電磁場処理装置。
Equipped with solar power generation means to generate electricity by sunlight,
The current generator is operated using the power generated by the solar power generation means,
Electromagnetic field treatment apparatus according to any one of claims 1 to 12.
太陽光により発電する太陽光発電手段と、
前記太陽光発電手段による太陽光による発電量を測定する監視手段と、を備え、
前記電流発生器は、前記太陽光発電手段により発電された電力を利用して稼働し、
前記断続制御器は、前記監視手段の測定結果に基づいて、前記電流を断続制御するか否かを切り替えることを特徴とする、
請求項に記載の電磁場処理装置。
Solar power generation means for generating electricity by sunlight,
Monitoring means for measuring the amount of power generated by sunlight by the solar power generation means,
The current generator operates using the power generated by the solar power generation means,
The intermittent controller switches whether to intermittently control the current based on the measurement result of the monitoring means,
The electromagnetic field processing apparatus according to claim 1 .
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