JP7291336B2

JP7291336B2 - 電磁波処理装置及び電磁波処理方法

Info

Publication number: JP7291336B2
Application number: JP2018211654A
Authority: JP
Inventors: 正志山崎; 豊森; 信行本山; 尭深町
Original assignee: Metawater Co Ltd; Sayrise Inc
Current assignee: Metawater Co Ltd; Sayrise Inc
Priority date: 2018-11-09
Filing date: 2018-11-09
Publication date: 2023-06-15
Anticipated expiration: 2038-11-09
Also published as: JP2020075229A

Description

本発明は、電磁波処理装置及び電磁波処理方法に関するものである。

従来、交流電流をコイルに流し、発生した電磁波で被処理水を処理することにより、臭気抑制および水質改善などの効果を得る技術が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

具体的には、例えば特許文献１では、被処理水が流れる流路の表面に配置されたコイルに対して交流電流を流して被処理水を変調電磁場処理する装置が開示されている。また、特許文献２では、被処理水としての排水が流れる流路内にて、排水中に浸漬される態様で設置された電磁波発振部に対して交流電流を流して、流路内を流れる排水を電磁波処理することができる排水システムが開示されている。

特開２００５－２８８４３６号公報特開２０１７－４７３８９号公報

ここで、水を収容するための水槽に接続され、水槽に貯蔵されていた水を水槽の外へ流出させる際の流路となる配管において、錆及びスケールが発生することを効率的に抑制することができる技術が必要とされている。しかし、特許文献１に記載された装置は、配管に対して取り付けることが比較的容易であるものの、流路を構成する部材の材料の透磁性が高い場合には、流路内部まで十分に電磁波を照射することが難しく、被処理水の処理が不十分となることがあった。また、特許文献２に記載された装置は、流路内に配置するに当たり、固定治具等を用いた作業が必要となり得、取付容易性に向上の余地があった。

そこで、本発明は、水槽及び配管を含む設備に対する取付容易性に優れるとともに、水槽から流出する被処理水を十分に処理することができる、電磁波処理装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記本発明の電磁波処理装置を用いた電磁波処理方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を行った。そして、本発明者らは、電磁波処理装置の構造を特定の態様とすることで、取付容易性及び水処理能を両立することができることを見出し、本発明を完成させた。

即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の電磁波処理装置は、筒状体を含んでなる電磁波処理装置であって、前記筒状体は、両端部以外の外周面上に設けられた外側フランジにより隔てられた電磁波処理部及び取付部と、前記電磁波処理部の外周に巻かれたコイルと、を備え、前記電磁波処理部側の端部から流入し、前記電磁波処理部の内周面により構成される流路を通過する被処理水に対して、前記コイルが発生した電磁波を照射して、前記被処理水を電磁波処理して処理済水を得るとともに、前記取付部側の端部より、前記処理済水を流出させることを特徴とする。このように、フランジにより隔てられた２つの領域を有する筒状体の、一方の領域にコイルが巻き付けられてなる構造を有する電磁波処理装置は、取付容易性及び水処理能に優れる。

ここで、本発明の電磁波処理装置において、前記電磁波処理部の内径は、前記取付部の内径よりも大きく、前記電磁波処理部と、前記取付部とは、前記筒状体の内周面上に設けられた狭窄部によっても隔てられていることが好ましい。電磁波処理部の内径が取付部の内径よりも大きく、且つ内周面上で電磁波処理部と取付部とを隔てる狭窄部を有する、電磁波処理装置は、設備に対して強固に取り付けることができる。

また、本発明の電磁波処理装置において、前記電磁波処理部の開口端部が、端部フランジを有することが好ましい。電磁波処理装置の電磁波処理部の開口端部が端部フランジを有していれば、電磁波処理部にコイルを良好に保持することができる。

更に、本発明は上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の電磁波処理方法は、排水口を備える水槽と前記排水口に対して接続された給水管とを含む給水装置における被処理水の電磁波処理方法であって、前記排水口に対して前記取付部が差し込まれることで前記水槽に対して取り付けられた、請求項１～３の何れかに記載の電磁波処理装置に備えられた、前記コイルに対して交流電流を流して、前記筒状体内を通過する前記被処理水を電磁波処理することを含むことを特徴とする。上述した特定の構造を有する電磁波処理装置は、取付部を水槽の排水口に対して差し込むことにより、容易に取り付けることができる。さらに、かかる態様で電磁波処理装置を水槽の排水口に対して取り付けた状態で、電磁波処理装置を通過する被処理水に対して電磁波処理することで、水槽から排出される被処理水を効率的に電磁波処理することができる。

本発明によれば、水槽及び配管を含む設備に対する取付容易性に優れるとともに、水槽から流出する被処理水を十分に処理することができる、電磁波処理装置を提供することができる。
また、本発明によれば、上記本発明の電磁波処理装置を用いた電磁波処理方法を提供することができる。

本発明の一例に従う電磁波処理装置の斜視図である。本発明の一例に従う電磁波処理装置の軸方向断面図である。本発明の一例に従う電磁波処理方法を好適に実施することができる設備の概略構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一の構成要素を示すものとする。

本発明の電磁波処理装置及び電磁波処理方法は、特に限定されることなく、上水、産業排水、及び下水などの処理に好適に用いられる。中でも、本発明の電磁波処理装置及び電磁波処理方法は、上水を貯蔵するための貯水槽及びかかる貯水槽に接続された給水管を含む給水設備において、特に好適に用いることができる。
なお、本発明の電磁波処理装置は、給水設備等を新設する際に用いてもよいし、既存の給水設備等を改造する際に用いても良い。

（電磁波処理装置）
図１に、本発明の一例に従う電磁波処理装置１０の斜視図を示し、図２に電磁波処理装置１０の軸方向断面図を示す。電磁波処理装置１０は、図３を参照して後述するように、貯水槽２０の排水口２２に取り付けられて貯水槽２０からの流出水を電磁波処理する際に好適に用いられうる。

電磁波処理装置１０は、筒状体１を含んでなる。筒状体１は、該筒状体１の両端部以外の外周面上に設けられた外側フランジ２により隔てられた、電磁波処理部３と、取付部４と、を備える。電磁波処理部３は、外周面上に巻かれたコイル５を含む。電磁波処理装置１０は、電磁波処理部３側の端部から流入し、電磁波処理部の内周面６により構成される流路を通過する被処理水に対して、コイル５が発生した電磁波を照射して、被処理水を電磁波処理して処理済水を得る。さらに、電磁波処理装置１０は、取付部４側の端部より、処理済水を流出させる。このような構成を満たす電磁波処理装置１０は、水槽及び配管を含む設備に対する取付容易性に優れるとともに、水槽から流出する被処理水を十分に処理することができ、結果的に、配管にて錆又はスケールが発生することを効果的に抑制することができる。

＜筒状体＞
筒状体１は、被処理水を通過させることが可能な流路を内部に有する限りにおいて特に限定されることなく、あらゆる断面形状であり得る。より具体的には、筒状体１の断面形状は、円形、楕円形、四角形、及び、五角形以上の多角形で有り得る。筒状体１の「断面形状」とは、筒状体１の軸線方向に対して垂直な断面の形状を意味する。従って、例えば、筒状体１の断面形状が円形である場合には、筒状体１は全体としては丸管であり；筒状体１の断面形状が四角形である場合には、筒状体１は全体としては角管である。

筒状体１は、電磁波処理部３及び取付部４を備えて成る。ここで、電磁波処理部３の内径は、取付部４の内径よりも大きいことが好ましい。ここで、「内径」とは、筒状体１の軸線垂直方向の断面形状が円形であるときは円の直径を意味し；筒状体１の軸線垂直方向の断面形状が楕円形である場合には長径及び短径の平均長を意味し；筒状体１の軸線垂直方向の断面形状が四角形の場合には長辺及び短辺の平均長を意味する。なお、電磁波処理部３の内径をα（ｍｍ）とし、取付部４の内径をβ（ｍｍ）とした場合に、α／βの値は、例えば１．１以上でありうる。

さらに、電磁波処理部３と、取付部４とは、筒状体１の内周面上に設けられた狭窄部８によっても隔てられていることが好ましい。電磁波処理部３の内径が取付部４の内径よりも大きく、且つ内周面上で電磁波処理部３と取付部４とを隔てる狭窄部８を有する、電磁波処理装置１０は、設置対象である設備に対して強固に取り付けることができる。これは、電磁波処理部３を通過した被処理水が取付部４に流出する際に狭窄部８に水圧を負荷し、この水圧が、電磁波処理装置１０を貯水槽の排水口（図１～２には図示しない。図３にて参照符号「２２」を付して示す）に対して押し込むように作用する結果、電磁波処理装置１０の設備に対する取付を強固にすることができる。

なお、狭窄部８により画定される流路の、筒状体１の軸線方向に対して垂直な断面形状は、筒状体１の断面形状の相似形状であることが好ましい。そして、狭窄部８により画定される流路の内径をγ（ｍｍ）とすると、γ（ｍｍ）が、取付部４の内径β（ｍｍ）との間で、例えば、γ／β≦０．９を満たし得る。なお、「内径」の定義は、電磁波処理部３及び取付部４の内径についての定義と同じである。

また、図２に示すように、電磁波処理部３の内周面６と狭窄部８とがなだらかな表面で接続されてなることが好ましい。電磁波処理部３の内周面６と狭窄部８とがなだらかな表面で接続されていれば、電磁波処理部３から流出する被処理水が狭窄部８を経て取付部４側に流出するにあたり、被処理水が電磁波処理部３内にて滞留することを抑制することができ、電磁波処理装置１０による被処理水の電磁波処理効率を向上させることができる。

また、筒状体１は、少なくとも電磁波処理部３が、塩化ビニル樹脂等の透磁率の低い材料（例えば、透磁率が７０％未満、好ましくは５０％以下の材料）により形成されうる。筒状体１の取付部４は、特に限定されることなく、あらゆる材料により形成されうる。

＜電磁波処理部＞
電磁波処理部３は、筒状体１の一部であって、外周に巻かれたコイル５を有して成る領域である。コイル５は、コイル５に交流電流を流す交流電流発生器９（図２では図示を省略する）に対して接続されている。ここで、コイル５は、電磁波処理部３の外周面上に絶縁電線やケーブル等の導線が巻き付けられることで形成されている。

また、交流電流発生器９は、コイル５を形成する導線と電気的に接続されており、コイル５に交流電流を流すことにより、電磁波を発生させる。そして、交流電流発生器９としては、任意の交流電流発生器を用いることができる。中でも、被処理水を良好に電磁波処理する観点からは、周波数が時間的に変化する方形波の交流電流を発生させる交流電流発生器、並びに、単一周波数の交流電流または互いに周波数の異なる２つ以上の単一周波数の交流電流を発生させる交流電流発生器が好ましく、単一周波数の交流電流または互いに周波数の異なる２つ以上の単一周波数の交流電流を発生させる交流電流発生器がより好ましい。具体的には、交流電流発生器９としては、特に限定されることなく、例えば特開２０１１－２５５３４５号公報及び特開２０１３－１６７１６０号公報に記載された装置を用いることができる。

さらに、電磁波処理部３は、開口端部が、端部フランジ７を有していても良い。被処理水の電磁波処理装置１０に対する流入口を形成する、電磁波処理部３の開口端部が端部フランジ７を有していれば、コイル５を電磁波処理部３に良好に保持することができる。さらに、端部フランジ７の形状は、外側フランジ２と同じであることが好ましい。この場合、電磁波処理部３の外周面から当該端部フランジ７の外周端までの距離、及び、電磁波処理部３の外周面から外側フランジ２の外周端までの距離が同じとなる。そうすると、例えば、電磁波処理装置１０を図３に示すような横向きの配置で貯水槽に対して取り付けた際には、端部フランジ７及び外側フランジ２が両方とも間詰部材１２に対して接触し、間詰部材１２との間で押圧力が発生することで、良好な位置決め作用を呈し得る。

＜取付部＞
取付部４は、電磁波処理装置１０を給水装置等の設置対象に取り付ける際に、電磁波処理装置１０を設置対象内にて位置決めするように機能する。従って、取付部４は、取付対象である貯水槽の排水口及び排水口に連なる配管に対して、差し込み可能な形状及びサイズである必要がある。具体的には、取付部４の外径は、取付対象である貯水槽２０の排水口２２の開口径及び給水管３０の内径以下である必要がある。

（電磁波処理方法）
次いで、本発明の電磁波処理方法の一例として、上述した電磁波処理装置１０を用いた被処理水の電磁波処理方法を説明する。図３に、蓋２１を有する貯水槽２０の排水口２２に対して、電磁波処理装置１０を取り付けて成る給水装置である、設備１００の概略図を示す。図３において、図１～２と同じ構成部については、同じ参照符号を用いて示す。また、明瞭な図示の目的において、参照符号を明記しない構成部もあるが、図３に示した電磁波処理装置１０は、図１～２を参照して説明した構成部を全て有するものである。

まず、本発明の電磁波処理方法を実施するにあたり、本発明の電磁波処理装置を取付対象である設備１００に取り付ける。一例に係る設備１００は、図３に示す通り、蓋２１及び排水口２２を有する貯水槽２０と、排水口２２にて貯水槽２０に対して取り付けられた給水管３０とを備える。電磁波処理装置１０は、取付部４が排水口２２を介して給水管３０内に差し込まれ、さらに、外側フランジ２が引っ掛かりとなって、取付部４がその軸線方向の長さ以上、給水管３０内に侵入しないように保持されることにより、位置決めされる。給水管３０内に差し込まれたことにより発生した応力、及び貯水槽２０内に収容された水の水圧により、追加の固定治具を必要とすることなく、電磁波処理装置１０を設備１００内の所定の位置にて位置決めすることができる。このように、本発明の電磁波処理装置１０は、取付対象である設備１００内における位置決めが容易である。

さらに、貯水槽２０の排水口２２に対して、電磁波処理装置１０を取り付けるに当たり、電磁波処理装置１０と、貯水槽２０の内面との間に、間詰部材１２を配置して、電磁波処理装置１０をより強固に位置決めしても良い。間詰部材１２は、電磁波処理装置１０のサイズが、排水口２２の位置に対して、小さい時に用いられうるものである。よって、電磁波処理装置１０のサイズと排水口２２の位置とのバランスが良好である場合には、間詰部材１２を必要とすることなく、強固な位置決めが可能である。なお、間詰部材１２は、特に限定されることなく、ゴム板等の弾性部材や、ステンレス板等の非弾性部材により構成されうる。

そして、電磁波処理装置１０が所定の位置に位置決めされて取り付けられてなる設備１００において、被処理水を電磁波処理するに当たり、交流電流発生器９の駆動を開始して、電磁波処理装置１０のコイル５に対して給電を開始する。交流電流発生器９は、コイル５に交流電流を流すことにより、電磁波を発生させる。コイル５により電磁波が生成されている間に、被処理水が電磁波処理部３を通過すれば、取付部４を介して給水管３０に排出される水は、全て、電磁波処理部３にて電磁波処理された処理済水となる。このようにして、本発明に係る電磁波処理方法により、貯水槽２０に貯蔵されていた水を貯水槽２０の外へ流出させる際の流路となる給水管３０にて、錆及びスケールが発生することを効率的に抑制することができる。

なお、交流電流発生器９による交流電流の発生パターンは、特に限定されることなく、（電磁波処理装置）の項目にて上述したような既知のパターンであり得る。

また、電磁波処理装置１０のコイル５は、電気的接続部材１１を介して、交流電流発生器９と接続されている。電気的接続部材１１は、図３では１つの線状の部材として図示するが、実際には、２本の導線を含む部材である。電気的接続部材１１は、特に限定されることなく、コイル５と同様の部材によって構成されうる。なお、コイル５と電気的接続部材１１とが同じ部材によって一続きに構成されていても良い。さらにまた、電気的接続部材１１は、任意の固定具等を用いて、貯水槽２０の内面に沿うように配置されていても良い。そして、電気的接続部材１１は、貯水槽２０の蓋２１に設けられた切り欠き又は孔（図示しない）を経て、貯水槽２０の外に配置された交流電流発生器９と接続されていても良い。

以上、本発明の一例に係る電磁波処理装置及びかかる電磁波処理装置を利用した電磁波処理方法について説明してきたが、本発明は、上記説明に係る態様に限定されない。
具体的には、本発明の電磁波処理装置に設けられた外側フランジ２及び端部フランジ７の形状及びサイズは、図示した態様のように、同一であっても良いし、相互に異なっていても良い。
また、本発明の電磁波処理装置を貯水槽等の取付対象に対して取り付けるに当たり、貯水槽の排水口が底部に設けられている場合には、底部に位置決めされうる。
さらにまた、電気的接続部材を貯水槽の外に引きだす箇所は、貯水槽が通気口を有する場合には、かかる通気口であっても良い。

１筒状体
２外側フランジ
３電磁波処理部
４取付部
５コイル
６内周面
７端部フランジ
８狭窄部
９交流電流発生器
１０電磁波処理装置
１１電気的接続部材
１２間詰部材
２０貯水槽
２１蓋
２２排水口
３０給水管
１００設備

Claims

外周に巻かれたコイルを含む電磁波処理部及び取付部からなる筒状体を含んでなり、
前記電磁波処理部側の端部から流入し、前記筒状体の内周面により構成される流路を通過する被処理水に対して、前記コイルが発生した電磁波を照射して、前記被処理水を電磁波処理して処理済水を得るとともに、前記取付部側の端部より、前記処理済水を流出させる電磁波処理装置であって、
前記電磁波処理部と、前記取付部とは、前記筒状体の外周面上に設けられた外側フランジにより隔てられ、かつ、前記筒状体の内周面上に設けられた狭窄部によっても隔てられており、
前記筒状体は、前記取付部が水槽の排出口に前記水槽内から差し込まれ前記外側フランジが前記水槽の内周面に当接して引っ掛かりとなって前記水槽に取り付けられるとともに、前記電磁波処理部を通過した前記被処理水が前記取付部に流出する際に前記狭窄部を介して前記水槽に収容された被処理水の水圧を負荷されるものである、
電磁波処理装置。
前記電磁波処理部の開口端部が、端部フランジを有する、請求項１に記載の電磁波処理装置。
排水口を備える水槽と前記水槽外から前記排水口に対して接続された給水管とを含む給水装置において前記水槽に貯蔵されていた水を前記給水管内へ流出させる際に被処理水として電磁波処理する方法であって、
外周に巻かれたコイルを含む電磁波処理部及び取付部からなるとともに、外周面上に外側フランジが設けられてなる、筒状体が、前記取付部が前記水槽内から前記排水口に差し込まれて前記水槽に取り付けられ、前記外側フランジが前記水槽の内周面に当接した状態で、前記コイルに対して交流電流を流して、前記筒状体内を通過する前記被処理水を電磁波処理する、
電磁波処理方法。
前記外周面上に設けられた外側フランジ及び内周面上に設けられた狭窄部により前記電磁波処理部と前記取付部とが隔てられた前記筒状体が、前記取付部が前記水槽内から前記排水口に差し込まれ前記外側フランジが引っ掛かりとなって前記水槽に取り付けられるとともに前記電磁波処理部を通過した前記被処理水が前記取付部に流出する際に前記狭窄部を介して前記水槽に収容された被処理水の水圧を負荷された状態で、前記コイルに対して交流電流を流して、前記筒状体内を通過する前記被処理水を電磁波処理する、請求項３に記載の電磁波処理方法。