JP3575791B2 - 電場内で流体を処理するシステム - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、パイプ内の流体、特に水を、スケール堆積物（ｓｃａｌｅ ｄｅｐｏｓｉｔｓ）が該パイプ内で形成（ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｕｐ）するのを阻止（ｒｅｓｉｓｔ）するよう処理（ｔｒｅａｔｉｎｇ）するためのシステムに関しており、該システムは、
−該パイプの外部に設置された場発生用コイル（ｆｉｅｌｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｉｌ）と、
−該流体内に交番電磁場（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ）を展開するよう該コイルにエネルギーを与えるための電子回路と、
−該システムが機能していることに関するパラメーターを検出するため、そしてパラメーター依存の信号（ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｓｉｇｎａｌ）を発生するためのセンサーと、
−前記回路を制御するために前記パラメーター依存の信号を前記電子回路にフイードバックするためのフイードバック回路とを具備している。
【０００２】
この種の又は従来技術から公知のシステムが存在する。例は欧州特許第０４９３５５９号、ドイツ特許第１９５０２９９０号、ドイツ特許第１９５０５６４２号に説明されている。
【０００３】
欧州特許第０４９３５５９号ではセンサーが該パイプに物理的に接触して接続されたマイクロフオンから成るシステムが説明されている。該マイクロフオンは該パイプの内部の乱れ（ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ）の結果として発生された何等かの音響を取り上げる（ｐｉｃｋｓ ｕｐ）。この乱れはライムスケール堆積物（ｌｉｍｅｓｃａｌｅ ｄｅｐｏｓｉｔｓ）の様な障害物（ｏｂｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ）上でのみならず該パイプを通過する水の上の表面効果（ｓｙｒｆａｃｅ ｅｆｆｅｃｔ）も関連する。該マイクロフオン出力信号は該フイードバック回路を通して該場発生コイルに供給されるエネルギーの特性を制御する。該供給されるエネルギーは該パイプを通過する水の流れと該システム内に既に形成されたライムスケールの量に関係する。
【０００４】
ドイツ特許第１９５０２９９０号には、チューブの壁内に位置付けされそして該流体と接触する電極として例示されたセンサーが説明されている。該電極とそれに接続された測定回路とは水の速度を測定する。該測定速度に依り該場発生用コイルへ供給されるエネルギーは変化する。このシステムの欠点は該電極が該パイプ内に設置されねばならず、換言すれば、該パイプ上での動作が実行されねばならない事実に依存する。
【０００５】
ドイツ特許第１９５０５６４２号でも同様な構造が説明されている。この場合センサーは多数のストレーンゲージ（ｓｔｒａｉｎ ｇａｕｇｅ）を担う弾性の電極（ｅｌａｓｔｉｃ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）を備えている。該パイプ内の流体の速度に依って該ストレーンゲージ信号は変化し、それと共に該場発生用コイルに供給される電力の量は変化する。
【０００６】
全てのこれら従来技術の装置の一般的問題は一旦それが設置された時の該装置の校正（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）である。該場発生用コイルにより発生される場の影響は該流体内の誘導（ｉｎｄｃｔｉｏｎ）に依る。この誘導は、
−該流体の電気的性質、例えば導電率（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）で、該導電率が高い程該誘導は低い、
−該パイプの寸法（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ）と材料、
−例えば、洗濯機、ドライヤー、アイロン装置（ｉｒｏｎｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓｅｓ）、ポンプ等の様な近くの電気装置により発生される外部の場の影響、
の様な多数の種々の要素に左右される。大抵のこれらの要素は予測出来ないか、又は少なくとも充分な程精確ではない。
【０００７】
今、本発明の目的は全てのこれらの要素の影響が考慮されるように取りまとめられた上記種類の装置を提供することである。
【０００８】
この目的に従って今本発明は本明細書の最初の節で規定された様な装置を提供するが、それは
−該センサーは該場発生用コイルの近くで前記パイプの外部に設置された場測定用コイル（ｆｉｅｌｄ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｃｏｉｌ）を備えており、
−該フイードバック回路は前記測定用コイルと共に場の強度メータ（ｆｉｅｌｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｍｅｔｅｒ）として作用する電子機器（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）を備えていることを特徴とする。
【０００９】
実際の環境下で展開される真の場（ｒｅａｌ ｆｉｅｌｄ）を測定することにより、該流体内に電磁場を展開するために該コイルにエネルギーを与える該電子回路が、変化する環境下でも適当な場の強度（ｐｒｏｐｅｒ ｆｉｅｌｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）が発生されるようにそれを基礎に調節され得る情報が得られる。
【００１０】
該場測定用コイルは場発生用コイルの周りの様な、種々の場所に位置付け出来る。しかしながら、この位置は、該場発生用コイル内の構成が該場測定用コイル内の構成と同一でない欠点を有する。従って、該測定用コイルが無か又は少しの中間距離（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ）を有して該場発生用コイルと並んで位置付けされることが好ましい。
【００１１】
フイードバック回路は上記説明の従来技術と同じ仕方で使用するのが好ましい。換言すれば、該コイルにエネルギーを与える該電子回路は増幅器と信号発生器とを有し、そこでは該増幅値（ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ）は該場の強度メーターからの信号に依り調節されるのが好ましい。
【００１２】
本発明を付属する図を参照してより詳細に説明する。
【００１３】
図１に図解される様に、該システムはパイプ１２の外側に設置された場発生用コイル１０を具備する。該パイプ１２は水であるが、又該チューブ１２の内壁上にライムスケールを堆積する傾向を有する如何なる他の流体とすることも出来る、流体用の流路（ｆｌｏｗ ｐａｔｈ）を形成する。該コイル１０は、該パイプ１２内の流体の中に予め決められた電磁場が展開されるように、電子回路１４によりエネルギーを与えられる。その効果はライムスケールの堆積が妨げられ（ｐｒｅｖｅｎｔｅｄ）か中和され（ｃｏｕｎｔｅｒａｃｔｅｄ）さえすることである。この全過程の詳細は種々の従来技術の刊行物及び当業者に容易に入手可能な他の刊行物から得られる。
【００１４】
本発明に従うと、該システムは更に場測定用コイル１６を備えておりそれは前記コイル１０から無か又は少しの距離のところに該場発生用コイル１０と並んで該同じパイプ１２の周りに設置されるのがよい。該測定用コイル１６は、事実上該コイル１６が該電子機器１８と組んで場の強度メーターを形成するように場の強度測定用電子機器（ｆｉｅｌｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）１８に接続される。この様な場の強度メーターは種々の目的用に一般に公知であり、従ってその詳細な情報は不必要である。
【００１５】
該場の強度メーター電子機器１８と該場発生用電子機器１４の間の適当なフイードバック回路を得るために、該電子回路１４は信号発生器（ｓｉｇｎａｌ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）２０と可変増幅器（ｖａｒｉａｂｌｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）２２とを有するのが好ましい。該信号発生器２０は必要な波形（ｓｈａｐｅ）と周波数の信号を発生し、該増幅器２２はこの信号の振幅が、必要な強度の場が該チューブ１２の内部に展開される様な仕方で該コイル１０にエネルギーを与えるための正しい値にあるよう維持する（ｔａｋｅｓ ｃａｒｅ）。
【００１６】
もし他の場又は他の外部の影響が無いならば、コイル１０と電子機器１４とを具備する該システムは１度で校正されることが可能で、その後適当に機能する。しかしながら、実際の環境下では種々の異なる外部の影響を考慮せねばならない。先ず第１にチューブ１２の寸法は必ずしも常に同じでない。該チューブの直径は変わるかも知れず（オランダ標準規格では９，１２，１５，１８及び２２ｍｍの直径が家庭用水道管用に使用されている）、更に該チューブ壁の厚さは必ずしも常に同じでなく該チューブ１２の品質及びメーカーに依って変わるかも知れない。工業用の目的ではパイプ寸法は主に２２ｍｍから１０００ｍｍと変化する。
【００１７】
更に進んだ外部の影響は例えば、洗濯機、ドライヤー、アイロン掛け用アイロン（ｉｒｏｎｉｎｇ ｉｒｏｎｓ）、等の様な家庭電機品により発生される電磁場である。工業的環境下では、ポンプ、電気モーター、変圧器、高電圧ケーブル等により発生される電磁場を考慮せねばならない。
【００１８】
これらの外部的影響に対処するために各瞬間に発生された実際の場がコイル１６と場の強度電子機器（ｆｉｅｌｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）１８の組み合わせにより測定される。今該電子機器回路（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｃｉｒｃｕｉｔ）１８は信号を該増幅器２２に供給するがそれにより該増幅器２２の増幅値は、例え変化する外部の場が存在しても常に必要な特性の電磁場が該チューブ１２内に展開されるよう適合させられる。
【００１９】
コイル１６は発生用コイル１０と並んで位置付けされるのが好ましい。該コイル１６が該コイル１０の周りに設置される状況を想像することが出来る。その場合、しかしながら、該コイル１０内の内部空間は該チューブ１２とそれを通して流れる流体により充たされており、一方該コイル１６内の内部空間は該チューブ１２とそれを通して流れる流体でのみならず、該コイル１０の捲き線でも充たされる。換言すれば、該測定用環境は該発生用環境と等しくない。従って、該コイル１０と並んだ該コイル１６の位置が好ましい。
【００２０】
代替えは、幾らかの中間間隔を有する捲き線で該コイル１０を取りまとめることでありその際該コイル１６の捲き線が前記中間のギャップ内に位置付けされる。その場合、該発生される場は精確に測定される。しかしながら、欠点はいくぶん複雑なコイル構造である。この実施例の実際的例が図２に図解されている。場発生用コイルは１０’で示され該測定用コイルは１６’で示される。該両コイルはパイプ１２’の周りに位置付けされる。
【００２１】
図１と図２の実施例で、場発生用コイルは該パイプ内の流体流れの方向と平行な場を作る。該場の方向が該流れ方向と直角なように該コイルを取りまとめることは可能である。図３は、場発生用コイルが２つの部分に分かれ、その１つである、部分２６は該パイプ３０の任意の側上に位置付けされ、相手方部分２６’、それは該図では見えないが、は該パイプ３０の反対壁上に位置付けされる様な、実施例を図解している。該コイル２６はターミナル２６ａと２６ｂを有する。該コイル部分２６内に該測定用コイル２８が位置付けされる。該コイル２８はターミナル２８ａと２８ｂを有する。コイル２８も又２つの部分、該パイプ３０の見える表面上の部分と、該パイプ３０の反対の、見えない側にあるもう１つの部分と、を有する。
【００２２】
一般に、該場発生用コイルにより発生される場は、１ｋＨｚより高く、１００ｋＨｚより小さい周波数の交番する場（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ｆｉｅｌｄ）である。この範囲の外の如何なる場の影響も除くために、該電子機器回路１８は、余り低い及び余り高い周波数をフイルターするバンドパスフイルター（ｂａｎｄ ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）２４を含む。該バンドパスフイルター２４の上部及び下部限界は最後に調節可能に出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシステムの全体の略図的レイアウトを図解する。
【図２】組み合わせられたコイルのもう１つの実施例を図解する。
【図３】場発生用コイルもう１つの形を図解する。

Claims (4)

1. パイプ内の流体を、スケール堆積物が該パイプ内で形成するのを阻止するよう処理するためのシステムに於いて、
   −該パイプの外部に設置された場発生用コイルと、
   −該流体内に交番電磁場を展開するよう該コイルにエネルギーを与えるための電子回路と、
   −該システムが機能していることに関するパラメーターを検出するためそしてパラメーター依存の信号を発生するためのセンサーと、
   −前記回路を制御するために前記パラメーター依存の信号を前記電子回路にフイードバックするためのフイードバック回路とを具備しており、
   −該センサーは該場発生用コイルの近くで前記パイプの外部に設置された場測定用コイルを備えており、
   −該フイードバック回路は、前記測定用コイルと共に場の強度メーターとして作用する電子機器を備えることを特徴とするパイプ内の流体を、スケール堆積物が該パイプ内で形成するのを阻止するよう処理するためのシステム。
2. 該測定用コイルは無か又は少しの中間距離を有して該場発生用コイルと並んで位置付けされている請求項１に記載のシステム。
3. 該コイルにエネルギーを与えるための該電子回路は増幅器と信号発生器とを備えており、そこでは該増幅値は該場の強度メーターからの該信号に依り調節される請求項１又は２に記載のシステム。
4. 該フイードバック回路がバンドパスフイルターを備えている請求項１−３のいずれか１に記載のシステム。

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