JP7291338B2 - 配管構造体 - Google Patents

Description

本発明は、配管構造体に関するものである。

従来、周波数が時間的に変化する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、錆びやスケールの発生を防止する技術が知られている。

具体的には、例えば特許文献１では、塩化ビニル樹脂などの低透磁性材料からなる配管に巻き付けたコイルに対して周波数が時間的に変化する交流電流を流して配管内を流れる下水を電磁波処理すると共に下水に硫化水素抑制剤を供給することにより、スケールおよび硫化水素の発生を抑制している。

また、例えば特許文献２では、鉄、鋳鉄およびステンレス鋼などの透磁性および導電性を有する材料よりなる配管に巻き付けたコイルに対して周波数が時間的に変化する交流電流を流すことにより、表皮効果を利用して、コイルを設置した部分と、コイルを設置した部分の上流側および下流側の双方とを含む幅広い範囲において配管の内表面近傍を流れる排水を電磁波処理し、錆びやスケール等の発生を抑制している。

特開２００５－２９６７９６号公報 特開２０１７－２０２４５５号公報

ここで、上記特許文献１に記載されているような、低透磁性材料からなる配管に巻き付けたコイルに対して交流電流を流して配管内を流れる被処理水を電磁波処理する技術では、コイルを設置した部分では配管の中心部近傍まで被処理水を良好に電磁波処理することができるものの、コイルを設置した部分の上流側および下流側では、被処理水を電磁波処理することができない。

一方、上記特許文献２に記載されているような、透磁性および導電性を有する材料よりなる配管に巻き付けたコイルに対して交流電流を流して配管内を流れる被処理水を電磁波処理する技術では、コイルを設置した部分と、コイルを設置した部分の上流側および下流側の双方とを含む幅広い範囲において配管の内表面近傍を流れる被処理水を電磁波処理することができるものの、配管の中心部近傍を流れる被処理水を良好に電磁波処理することはできない。

そこで、本発明は、配管の中心部近傍を流れる被処理水の電磁波処理と、幅広い範囲に亘る被処理水の電磁波処理とを両立可能な技術を提供することを目的とする。

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、本発明の配管構造体は、高透磁性および導電性を有する材料よりなる第一の配管と、一端が前記第一の配管に接続された第二の配管とを備える配管構造体であって、前記第二の配管は、被処理水が流通する管路と、前記管路の半径方向外側に設けられた誘導電流伝達体と、少なくとも一部が前記管路の外周面と前記誘導電流伝達体との間に位置する電磁波発振部と、前記電磁波発振部に交流電流を流す交流電流発生器とを備え、前記誘導電流伝達体は、高透磁性および導電性を有する材料よりなり、且つ、前記第一の配管に導電可能に接続されており、前記管路は、前記第一の配管および前記誘導電流伝達体よりも透磁性の低い低透磁性材料よりなることを特徴とする。このように、誘導電流伝達体を設け、高透磁性および導電性を有する材料よりなる第一の配管と誘導電流伝達体とを導電可能に接続すれば、電磁波発振部に交流電流を流して電磁波を発生させた際に、電磁波の照射によって誘導電流伝達体で発生した誘導電流を第一の配管へと流し、第一の配管の内表面近傍を流れる被処理水を電磁波処理することができる。また、電磁波発振部に交流電流を流して発生させた電磁波を低透磁性材料よりなる管路を介して被処理水に照射すれば、第二の配管内を流れる被処理水を第二の配管の中心部近傍まで良好に電磁波処理することができる。

ここで、本発明の配管構造体は、前記誘導電流伝達体が、内径が前記管路の外径よりも大きい管状体であり、前記管路と前記誘導電流伝達体とが二重管構造を形成していることが好ましい。誘導電流伝達体が管状体であれば、誘導電流を良好に発生させ、第一の配管の内表面近傍を流れる被処理水をより良好に電磁波処理することができる。また、管路と誘導電流伝達体とに二重管構造を形成させれば、管路および誘導電流伝達体を有する第二の配管を第一の配管と容易に接続することができる。

そして、本発明の配管構造体は、前記第二の配管の他端に接続された第三の配管を有し、前記第三の配管は、高透磁性および導電性を有する材料よりなり、且つ、誘導電流伝達体と導電可能に接続されていることが好ましい。高透磁性および導電性を有する材料よりなる第三の配管を第二の配管の誘導電流伝達体と導電可能に接続すれば、電磁波発振部に交流電流を流して電磁波を発生させた際に、電磁波の照射によって誘導電流伝達体で発生した誘導電流を第三の配管にも流し、第三の配管の内表面近傍を流れる被処理水も電磁波処理することができる。

本発明の配管構造体によれば、配管の中心部近傍を流れる被処理水の電磁波処理と、幅広い範囲に亘る被処理水の電磁波処理とを両立し、被処理水を良好に電磁波処理することができる。

（ａ）は、本発明に従う配管構造体の一例の概略構造を示す正面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）に示す配管構造体の断面図である。 本発明に従う配管構造体の他の例の概略構造を示す正面図である。 本発明に従う配管構造体の別の例の概略構造を示す正面図である。

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。

本発明の配管構造体は、例えば、上水道、中水道、下水道および各種水処理施設などにおいて用いることができる。

ここで、図１（ａ）および（ｂ）に、本発明の配管構造体の一例の概略構成を示す。図１（ａ）に正面図を示し、図１（ｂ）に管径方向に沿う断面図を示す配管構造体１は、被処理水（例えば、上水、中水、下水、用水または排水等）を流通させるものであり、第一の配管１０と、一端（図１では左端）が第一の配管１０に接続された第二の配管２０と、第二の配管２０の他端（図１では右端）に接続された第三の配管３０とを有している。

そして、第一の配管１０は、高透磁性および導電性を有する材料よりなる。ここで、高透磁性および導電性を有する材料としては、特に限定されることなく、例えば、鉄、ダクタイル鋳鉄等の鋳鉄およびステンレス鋼などを挙げることができる。

また、図１（ｂ）に示すように、第二の配管２０は、被処理水が流通する管路２１と、管路２１の半径方向外側に設けられた誘導電流伝達体２２とを備えている。更に、第二の配管２０には、少なくとも一部（図１では全部）が管路２１の外周面と誘導電流伝達体２２との間に位置する電磁波発振部４３と、電磁波発振部４３に交流電流を流す交流電流発生器４１とを備える電磁波処理装置４０が設けられている。

ここで、管路２１は、特に限定されることなく、第一の配管１０および第三の配管３０と等しい内径を有している。また、管路２１は、図１（ｂ）に示す例では両端にフランジ部２１ａを有しており、当該フランジ部２１ａにおいて誘導電流伝達体２２と管径方向に接合されている。なお、フランジ部２１ａと誘導電流伝達体２２とを接合する方法としては、特に限定されることなく、接着剤を用いた接着、溶接などの既知の方法を用いることができる。

そして、管路２１は、第一の配管１０および誘導電流伝達体２２よりも透磁性の低い低透磁性材料で形成されている。
なお、管路２１を形成し得る低透磁性材料としては、特に限定されることなく、例えば、塩化ビニル樹脂等が挙げられる。

誘導電流伝達体２２は、図１（ｂ）に示す例では内径が管路２１の外径よりも大きい管状体よりなり、管路２１と共に二重管構造を形成している。
また、誘導電流伝達体２２は、図１（ｂ）に示す例では両端にフランジ部２２ａを有しており、フランジ部２２ａにおいて、第一の配管１０および第三の配管３０に導電可能に接続されている。ここで、誘導電流伝達体２２と、第一の配管１０および第三の配管３０との導電可能な接続は、特に限定されることなく、例えば、ステンレス鋼などの導電性を有する材料よりなるナット５１およびボルト５２を用いて、第一の配管１０の端部に設けられたフランジ部１１および第三の配管３０の端部に設けられたフランジ部３１と、第二の配管２０のフランジ部２２ａとをフランジ締結することにより達成することができる。なお、配管同士を水密に接続する観点から、フランジ締結されるフランジ部間には、Ｏリングやパッキンなどのシール材を介在させることができる。
更に、誘導電流伝達体２２は、図１（ｂ）に示す例では下側の外周面に貫通孔２２ｂを２つ有しており、当該貫通孔２２ｂには、交流電流発生器４１から延びるケーブル４２が挿通されている。

そして、誘導電流伝達体２２は、高透磁性および導電性を有する材料よりなる。ここで、高透磁性および導電性を有する材料としては、特に限定されることなく、例えば、鉄、ダクタイル鋳鉄等の鋳鉄およびステンレス鋼などを挙げることができる。
なお、誘導電流伝達体２２は、第一の配管１０と同一の材料で形成されていてもよいし、第一の配管１０とは異なる材料で形成されていてもよい。

電磁波発振部４３は、図１（ｂ）に示す例ではケーブル４２を管路２１の外周に捲き回して形成したコイルよりなる。そして、ケーブル４２は、電磁波発振部４３に交流電流を流すことにより電磁波を発生させる交流電流発生器４１に接続されている。

ここで、電磁波発振部４３は、管路２１側と、誘導電流伝達体２２側との双方に電磁波を照射することが可能なものであれば、コイルに限定されるものではない。

また、交流電流発生器４１としては、特に限定されることなく、例えば特開２０１１－２５５３４５号公報や特開２０１３－１６７１６０号公報に記載の装置や、株式会社サイライズ製の「ウォーター・ウォッチャー」などを用いることができる。中でも、交流電流発生器としては、周波数が時間的に変化する方形波またはサイン波など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を用いることが好ましく、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を用いることがより好ましい。なお、交流電流発生器４１が発生する交流電流の周波数は、特に限定されることなく、例えば１０Ｈｚ以上１ＭＨｚ以下とすることができる。また、発生させる電磁波の磁束密度は、１０ｍＧ以上とすることが好ましい。なお、磁束密度は、電磁波発振部上（例えば、コイルを形成するケーブル上）で測定することができる。

そして、上述した交流電流発生器４１、ケーブル４２および電磁波発振部４３は、管路２１内を流れる被処理水および誘導電流伝達体２２に電磁波を照射する電磁波処理装置４０として機能する。
なお、誘導電流伝達体２２に誘導電流を良好に発生させる観点からは、電磁波発振部４３と誘導電流伝達体２２との間の管径方向に沿う距離は、５０ｍｍ以下であることが好ましい。

誘導電流伝達体２２に導電可能に接続された第三の配管３０は、高透磁性および導電性を有する材料よりなる。ここで、高透磁性および導電性を有する材料としては、特に限定されることなく、例えば、鉄、ダクタイル鋳鉄等の鋳鉄およびステンレス鋼などを挙げることができる。
なお、第三の配管３０は、第一の配管１０と同一の材料で形成されていてもよいし、第一の配管１０とは異なる材料で形成されていてもよい。また、第三の配管３０は、誘導電流伝達体２２と同一の材料で形成されていてもよいし、誘導電流伝達体２２とは異なる材料で形成されていてもよい。

そして、配管構造体１では、低透磁性材料よりなる管路２１の外周側（具体的には、管路２１と誘導電流伝達体２２との間）に電磁波発振部４３が設けられているので、電磁波発振部４３に交流電流を流して電磁波を発生させた際に、管路２１の内部まで電磁波を良好に照射し、被処理水を良好に電磁波処理することができる。また、低透磁性材料よりなる管路２１では、誘導電流を第一の配管１０や第三の配管３０へと伝達することが困難であり、電磁波発振部４３を設置した部分の上流側および下流側では被処理水を電磁波処理することができないが、配管構造体１では高透磁性および導電性を有する材料よりなる誘導電流伝達体２２が電磁波発振部４３の管径方向外側に設けられており、且つ、誘導電流伝達体２２が第一の配管１０および第三の配管３０と導電可能に接続されているので、電磁波発振部４３に交流電流を流して電磁波を発生させた際に、表皮効果を利用し、電磁波の照射によって誘導電流伝達体２２で発生した誘導電流を第一の配管１０および第三の配管３０へと流し、第一の配管１０および第三の配管３０の内表面近傍を流れる被処理水を電磁波処理することができる。
従って、第二の配管２０内において中心部近傍を流れる被処理水を電磁波処理しつつ、第一の配管１０側および第三の配管３０側のそれぞれにおいて、幅広い範囲に亘って被処理水を電磁波処理することができる。そして、その結果、防錆やスケーリング抑制等の効果を良好に得ることができる。

また、配管構造体１では、誘導電流伝達体２２が管状体よりなり、管路２１と共に二重管構造を形成しているので、電磁波発振部４３から照射された電磁波を十分に広い面積で受けて誘導電流を良好に発生させ、第一の配管１０および第三の配管３０の内表面近傍を流れる被処理水をより良好に電磁波処理することができると共に、第二の配管２０を第一の配管１０および第三の配管３０と容易に接続することができる。

以上、一例を用いて本発明の配管構造体について説明したが、本発明の配管構造体は上述した配管構造体１に限定されるものではない。

具体的には、本発明の配管構造体は、第三の配管を有していなくてもよい。即ち、第二の配管の他端は、例えば水槽等の配管以外の構造物に直接接続されていてもよいし、誘導電流伝達体よりも透磁性の低い低透磁性材料よりなる配管に接続されていてもよい。

また、図１に示す配管構造体１では、管路２１は誘導電流伝達体２２と管径方向に接合されていたが、本発明の配管構造体では、管路は、誘導電流伝達体と接合されることなく、ボルトおよびナットなどの既知の手段を用いて第一の配管や第三の配管に水密に締結されていてもよい。

更に、図１に示す配管構造体１では、管状体よりなる誘導電流伝達体２２を用いたが、本発明の配管構造体では、誘導電流伝達体２２の形状は管状体に限定されるものではない。具体的には、本発明の配管構造体は、図２，３に正面図を示すような構造を有していてもよい。また、第二の配管の誘導電流伝達体は、棒状体であってもよい。
ここで、図２に示す配管構造体１Ａは、第二の配管２０Ａの誘導電流伝達体２２Ａが周方向に間隔を開けて配置された４枚の板状体よりなり、管路２１と誘導電流伝達体２２Ａとの間には電磁波発振部４３の一部が位置している点を除き、図１に示す配管構造体１と同様の構成を有している。このように板状体よりなる誘導電流伝達体２２Ａを使用した場合であっても、電磁波の照射によって誘導電流伝達体２２Ａで発生した誘導電流を第一の配管１０および第三の配管３０へと流し、第一の配管１０および第三の配管３０の内表面近傍を流れる被処理水を電磁波処理することができる。
また、図３に示す配管構造体１Ｂは、第二の配管２０Ｂの誘導電流伝達体２２Ｂが管路２１とは別体に設けられて周方向に間隔を開けて配置された４枚の板状体よりなり、誘導電流伝達体２２Ｂがボルト挿通孔を有して管径方向内方に向かって延びる係合部２２ａ’をフランジ部に替えて有しており、管路２１のフランジ部２１ａが第一の配管１０のフランジ部１１および第三の配管３０のフランジ部３１と同じ大きさを有しており、誘導電流伝達体２２Ｂが第一の配管１０のフランジ部１１と第三の配管３０のフランジ部３１との間に亘って架け渡されて各配管１０，３０のフランジ部１１，３１と、管路２１のフランジ部２１ａと、誘導電流伝達体２２Ｂの係合部２２ａ’とがナット５１およびボルト５２を用いて締結されており、管路２１と誘導電流伝達体２２Ｂとの間には電磁波発振部４３の一部が位置している点を除き、図１に示す配管構造体１と同様の構成を有している。このように板状体よりなる誘導電流伝達体２２Ｂを使用した場合であっても、電磁波の照射によって誘導電流伝達体２２Ｂで発生した誘導電流を第一の配管１０および第三の配管３０へと流し、第一の配管１０および第三の配管３０の内表面近傍を流れる被処理水を電磁波処理することができる。なお、誘導電流伝達体２２Ｂは、管路２１とは別体に設けられているので、容易に取り付け及び取り外しができる。従って、配管構造体１Ｂでは、誘導電流伝達体２２Ｂの配設数を容易に増減することができる。

本発明の配管構造体によれば、配管の中心部近傍を流れる被処理水の電磁波処理と、幅広い範囲に亘る被処理水の電磁波処理とを両立し、被処理水を良好に電磁波処理することができる。

１，１Ａ，１Ｂ 配管構造体
１０ 第一の配管
１１ フランジ部
２０，２０Ａ，２０Ｂ 第二の配管
２１ 管路
２１ａ フランジ部
２２，２２Ａ，２２Ｂ 誘導電流伝達体
２２ａ フランジ部
２２ａ’ 係合部
２２ｂ 貫通孔
３０ 第三の配管
３１ フランジ部
４０ 電磁波処理装置
４１ 交流電流発生器
４２ ケーブル
４３ 電磁波発振部
５１ ナット
５２ ボルト

Claims (1)

1. 鉄、鋳鉄またはステンレス鋼よりなる第一の配管と、一端が前記第一の配管に接続された第二の配管と、前記第二の配管の他端に接続された第三の配管とを備える配管構造体であって、
   前記第二の配管は、被処理水が流通する管路と、前記管路の半径方向外側において周方向に間隔を開けて配置された複数の板状体または棒状体よりなる誘導電流伝達体と、少なくとも一部が前記管路の外周面と前記誘導電流伝達体との間に位置する電磁波発振部と、前記電磁波発振部に交流電流を流す交流電流発生器とを備え、
   前記誘導電流伝達体は、鉄、鋳鉄またはステンレス鋼よりなり、且つ、前記第一の配管および前記第三の配管に導電可能に接続されており、
   前記第三の配管は、鉄、鋳鉄またはステンレス鋼よりなり、
   前記管路は、塩化ビニル樹脂よりなり、且つ、前記第一の配管および前記第三の配管と等しい内径を有している、配管構造体。

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