JPH11509592A - 電気浸透工法による湿度移動の調整ならびに最適化の方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 多孔質構造物中の湿度の電気浸透工法による調節ならびに最適化の方法において、前記電気浸透工法中に用いられる１つ以上の電極の組に加えられるパルスパターンが、パルスパターンの一部を形成する中立パターンの持続時間ｔ₃中に１つの電極の組もしくは複数の組に対する電位差△Ｖｐの検出により調節され、その次に中立パルスの持続時間ｔ₃もしくはパルスパターンの持続時間Ｔｐあるいはその両方のいずれかを検出ずみ電位差△Ｖｐと、その測定作業周期から次の周期までのなんらかの変化に基き調節される。本発明の方法を実施する装置は、所望のパルスパターンを前記多孔質構造物中に設けられた陽極（Ａ）と地中に設けられた陰極（Ｋ）を有する１つ以上の電極の組にそれぞれ供給するパルス発生器を備える電源と、各電極の組（Ａ、Ｋ）を介して直列に接続された電圧検知機と、前記電圧検知機と電源のパルス発生器の間のループにあるプログラム制御装置とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】 電気浸透工法による湿度移動の 調整ならびに最適化の方法と装置 本発明は、請求の範囲における請求項１の上位概念による液体の多孔質構造物 中の移動の電気浸透工法による調整と最適化の方法に関するものである。本発明 はさらにこの方法の実施の装置に関するものである。 スエーデン国特許公告第４５０，２６４号では、煉瓦壁中の湿分の電気浸透工 法による除去の方法が開示されている。正の一定値をもつ交流電圧がコンクリー トもしくは石積み構造物中の電極とアース電極に供給される。正のパルスは負の パルスの２乃至２０倍も長く、少くとも２０ミリ秒でなければならない。このス エーデン国特許公告によれば、同様の方法が、ここでも前記湿分除去に用いられ るものと同一の種類の交流電圧により疎水性液体の前記構造物への導入に用いら れるが、ここでは１秒の正のパルスと、２００ミリ秒の負のパルスが用いられる 一方、この負のパルスと次の正のパルスとの間に２００ミリ秒の中立（neutral ）間隔が用いられる。 多孔質媒体中の液体の移動、特に石積み構造からの湿分の排除に電気浸透工法 を用いる時、電位が電極上に蓄積されるため、ブロセスが停止するに至るという 問題がある。プロセスを構造物中の相対湿度が下がって、電気浸透工法による移 動プロセスがもはや発生しないレベルになるまでプロセスを継続させるためには 、従って、電極が復極される必要がある。上述のスエーデン国特許公告によれば これは前記負のパルス中に行われる。 しかしながら、このような手段により相対湿度を電気浸透工法による湿分の除 去の主目的の１つであるイオン輸送現象が全く止まるレベルまで下げることは不 可能であることがわかった。 米国特許第５，３６８，７０９号には、コンクリートもしくは石積み構造物中 の湿分の電気浸透工法による除去もしくは調節に、正のパルスの後、該正のパル スより事実上短い持続時間の負のパルスと、次に持続時間が初期には例えば前記 負のパルスの持続時間よりもずっと短い中立パルスとからなるパルスパターンを 備えるパルス電圧が用いられる方法が開示されている。プロセスの過程で、中立 パルスの持続時間と、またおそらく前記パルスパターンの持続時間も増大させる ことで、前記電極のほぼ完全な復極の達成が可能となり、その結果電気浸透工法 によるプロセスは前記構造物中の相対湿度が液体中のイオン輸送現象と、それに より電気浸透工法とが完全に止まるレベルに下がるまで継続される。その後前記 電極にパルス電圧が供給され、パルスバターンは、電気浸透工法によるプロセス が止まった時に、それが備えていた形状と持続時間に事実上相当する形状と持続 時間をもつ。 しかしながら、この方法を用いると、パルスバターンとその調整が電極の実際 の分極状態に対する直接の関係なく、むしろ経験的もしくは実践的考え方に主と して基き行われなければならず、その結果電気浸透工法によるプロセスは、最終 成果が総体的に良好であっても、最適ではないということになる。 従って本発明の目的は、多孔質構造物中の液体を、例えばコンクリートもしく は石積み構造物から湿分を排出することによるだけでなく、電気浸透工法による 移動の調節ならびに最適化を可能にする方法を提供することである。この目的は 多孔質構造物にある相対湿度を直接測定し、その相対湿度の１つの測定作業周期 から他の作業周期の間の変化を算出することで達成でき、また前記相対湿度の変 化率を前記中立パルスの持続時間および／またはパルスパターンの持続時間の調 節に用いることができる。しかしながら、これは高価につく解決策であって前記 多孔質構造物中にこの高価な装置の設置の外に相対湿度の測定用の別の装置を必 要とし、これも前記多孔質構造物への物理的侵入を必然的に伴うことになる。 従って、本発明の第２の目的は測定装置を単純化し、高価な総合装置を用いる ことなく、また多孔質構造物へ物理的に侵入させる必要もなく調節する合理的調 節基準の決定を可能にすることである。 本発明による上述の目的は、請求の範囲における請求項１の特徴部分に示され た構成を特徴とする方法と、請求項１３の特徴部分に示された構成を特徴とする 装置で達成される。 本発明はここで添付図面を参照しさらに詳細に説明されるであろう。 図１は多孔質構造物中の液体の電気浸透工法による移動装置を示す図である。 図２は一連のパルスパターンの形をとった電気浸透工法で用いられるパルス電 圧を示す図である。 図１は多孔質構造物に２つの電極の組Ａ₁、Ｋ₁；Ａ₂、Ｋ₂を用いる（ここでの Ａ₁、Ａ₂は多孔質構造物に備けられた陽極を示し、Ｋ₁、Ｋ₂は地中に設けられた 陽極を示す）。この電極の組が電源のそれぞれの出力とそれぞれラインＬ₁、Ｌ₂ ；Ｌ₃、Ｌ₄を介して接続され、また前記電源は所望のパルスパターン発生用のパ ルス発生器からなる。さらに前記各電極の組が電圧検知機にそれぞれの測定ライ ンＭ₁、Ｍ₂；Ｍ₃、Ｍ₄を介して接続される。前記電圧検知機と電源の間のループ に、プログラム制御装置を設ける。ラインＬ₁、Ｌ₂；Ｌ₃、Ｌ₄へのパルス発生器 を介して、電源はそれぞれの電極の組Ａ₁、Ｋ₁；Ａ₂、Ｋ₂に持続時間がｔ₁で電 圧振幅が＋Ｖｓの正のパルスと、その後に持続時間がｔ₂で電圧振幅が−Ｖｓの 負のパルスが続き、そしてその後の持続時間ｔ₃（ｔ₂は事実上ｔ₁以下である） の中立パルスからなる一連のパルスパターンよりなるパルス電圧を供給し、その 結果パルスパターンが正の電圧を一体のものとして受ける。最初、すなわち電気 浸透工法によるプロセスの始動でｔ₃は、例えばｔ₂の端数だけを構成し、都合よ く１０乃至２０ミリ秒となることができる。 前記電圧検知機がここでプログラム制御装置を介して、パルスパターンの持続 時間Ｔｐとつり合うことができ、また中立間隔ｔ₃が起こる時、電圧検知機を作 動させて、測定ラインＭ₁、Ｍ₂とＭ₃、Ｍ₄それぞれの上にある各電極の組の電極 Ａ、Ｋの間の電位差を測定する予め決められた測定作業周期で作動させられる。 作業電圧±Ｖ₅が電極Ａ、Ｋを通Ｌて供給されないので、この合間に電圧検知機 が電極の可能性のある分極状態を電位差△Ｖｐ、例えば第１の電極の組Ａ₁、Ｋ₁ に対する電位差△Ｖｐと、第２の電極の組Ａ₂、Ｋ₂に対する電位差△Ｖｐ₂とし て検出することになる。 検出された電位差△Ｖｐと、検出された電位差△Ｖｐの可能性のある変化に基 き、プログラム制御装置がここで制御値を電源パルス発生器に示し、これが中立 間隔の持続時間ｔ₃と、パルスパターンＴｐの持続時間も多分変化させる。これ は△ＶｐのＶｓに対する比に対して行うことができ、その結果ｔおよび／または Ｔｐが、△Ｖｐの増加が検出される場合に増大することになる。同様にｔ₃およ び／またはＴｐが、各測定値の間で一定であるが、あるいは減少する場合一定に 保たれる。 最初は、パルスパターンの持続時間Ｔｐが間隔１乃至４秒に置かれるよう予め プログラムでき、また測定された電位差Ｖｐにより、Ｔｐが最高２０秒になるよ うな方法で調節される。既に述べたように先ず、中立パルスの持続時間ｔ₃は極 めて短い１０乃至２０ミリ秒にすることができ、それは電位差△Ｖｐの検出を行 うには十分である。ｔ₃をそれが検出電位差△Ｖｐにより、また△Ｖｐの△Ｖｓ に対する比に関連して増大するような方法で調節することで、電極のほぼ最適条 件の分極は、△Ｖｐが中立パルスの持続時間ｔ₃の間減少するので達成できる。 従ってこの中立パルスの持続時間ｔ₃の調節により、ほぼ完全な電極の分極が達 成でき、その結果検出電位差△Ｖｐがいつでも作業電圧Ｖｓのせいぜい僅かな端 数を構成するにすぎない。この目的は電気浸透工法によるプロセスが、電極の分 極がこのプロセスの有効性を別の方法で低下させ、それによりそれが完全に停止 させてしまう筈である。 プロセスの過程で、調節は多孔質構造物の相対湿度が所定のレベル以下、例え ば７５乃至７０％相対湿度に下がるので、移動される必要のある液体中のイオン 輸送現象が終わるまでｔ₃とＴｐが増大することを保証することになる。前記プ ログラム制御装置はその後、電源を極めて低いパワーの電流とパルス電圧が電極 に供給される一方、パルスパターンの持続時間がパルスパターンの最初の持続時 間のほぼ５倍、換言すれば５乃至２０秒になることができる保全相に置くことに なる。同様にこの保全相にある中立パルスの持続時間ｔ₃は間隔１乃至８秒にな るであろう。 本発明による方法が、例えば石積み構造の乾燥に用いられる場合、前記保全相 は永久的であり得て、この場合測定作業周期は電極の分極状態を極めて長い間隔 、例えば日ごとにもしくは数日の間隔をとる調節に用いることになる。 ２つの電極の組が設けられると、プログラム制御装置が測定作業周期を調節で き、このようにして検出が間隔ｔ₃に時間変位させるが同期パルスパターンで行 える。電位差△Ｖｐの測定を時分割多重化で行わせることで、ただ１つの検出器 だけが必要となる。それは同一の検出器がプログラム制御装置を介して電極の組 から組へ時分割多重化で切換えできるからである。別の例としてプログラム制御 装置が電圧検知機を第１の測定作業周期で第１の電極の組Ａ₁、Ｋ₁に切換え、ま た引続き電圧検知機を次の測定作業周期で第２の電極の組Ａ₂、Ｋ₂に切換えでき 、その結果電圧検知機が電位差△Ｖｐ₁；△Ｖｐ₂を異なる測定作業周期でおそら く次から次へと直ちに検出できる。 同時に、測定作業周期はパルスパターンの調節により電源にあるパルス発生器 を介して調整されることになる。パルスパターンに変化を起こさせる測定作業周 期と制御電力は従ってブログラム制御装置に形成された制御ループの部分を形成 する。 本発明が湿度の多孔質構造物からの排出用の電気浸透工法の使用を目的として 基本的に述べてはいるが、本発明の方法と装置は電気浸透工法によるプロセスを 起こさせることが可能などのような多孔質構造物、すなわち細管をもつ多孔質構 造物にも適用できる。これらはコンクリートと、異なる種類の石積み構造に限定 されないが、岩石、鉱物、土類および多数の人工材料の種を含むことを理解すべ きである。しかしながら、これに関して電極の組にある陽極と陰極の間に電気浸 透工法中の容量性負荷があることを注目することが重要である。これは図１にも 示されていて、各電極の組Ａ₁、Ｋ₁；Ａ₂、Ｋ₂の間の負荷がおのおのの場合、容 量性負荷もしくはＬｃ₁、Ｌｃ₂として示されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．１つ以上の電極の組が用いられ、該各電極の組が多孔質構造物中の陽極と 地中の陰極からなる電気回路を構成し、前記陽極と陰極を一連のパルスパターン の形で前記電極の組にパルス電圧を供給する電源のそれぞれの出力に接続し、か つ各パルスパターンが、所定の振幅Ｖｓと持続時間ｔ₂をもつ第１の正のパルス と、同一の振幅Ｖｓをもつが前記正のパルスよりかなり短い持続時間ｔ₂をもつ 負のパルスと、次に持続時間ｔ₃が最初は前記負のパルスの持続時間よりずっと 小さく、かつ前記パルスパターンの持続時間Ｔｐの小端数だけを構成する中立パ ルスからなる電気浸透工法により多孔質構造物中の液体の移動を調節し、また最 適化する方法において、少くとも１つの電極の組にある陽極と陰極に対する第１ の測定作業周期中にあるパルスパターンの中立パルスの持続時間ｔ₃中の電位差 △Ｖｐを検出することと；△ＶｐのＶｓに対する比により△Ｖｐ＝０である場合 、 ａ）中立バルスの持続時間ｔ₃、もしくは、 ｂ）パルスバターンのパルスの持続時間Ｔｐ，もしくは、 ｃ）中立パルスの持続時間ｔ₃とパルスパターンの持続時間Ｔｐの両方 を調節し、前記中立パルスの持続時間ｔ₃もしくはパルスパターンの持続時間Ｔ ｐもしくはその両方は、検出電位差△Ｖｐが１つの測定作業周期から他の周期に 増加しまたは一定に保たれる場合、増加するので、測定作業周期が予め決められ た反復周波数を用いて反復され、その結果中立パルスの持続時間ｔ₃が最大で前 記負のパルスの最初の持続時間ｔ₂のほぼ２倍、かつパルスパターンの持続時間 Ｔｐがパルスバターンの最初の持続時間Ｔｐの最大で５乃至１０倍になり、さら に中立パルスの持続時間ｔ₃の、またパルスバターンの持続時間Ｔｐのこれらの 最終値が液体移動が終った後、保全相にして用いられることを特徴とする液体移 動の調節と最適化の方法。 ２．前記負のパルスの持続時間ｔ₂が前記正のパルスの持続時間の０．１乃至 ０．２倍になることを特徴とする請求項１記載の方法。 ３．前記中立パルスの持続時間が最初１０ミリ秒乃至２０ミリ秒にあることを 特徴とする請求項１記載の方法。 ４．前記パルスパターンの持続時間Ｔｐが間隔１〜２０秒内に調節されている ことを特徴とする請求項１記載の方法。 ５．前記パルスパターンの持続時間Ｔｐが最初に間隔１〜４秒内で選ばれるこ とを特徴とする請求項１記載の方法。 ６．前記パルスパターンの保全相にある持続時間が間隔１〜８秒内に調節され ることを特徴とする請求項１記載の方法。 ７．前記中立パルスの保全相にある持続時間を間隔１〜８秒内に調節されるこ とを特徴とする請求項１記載の方法。 ８．前記測定作業周期反復速度が最初のパルスパターン周波数乃至２４時間に １回の周波数範囲にあるよう予め選ばれることを特徴とする請求項１記載の方法 。 ９．１つ以上の電極の組が用いられ、該各電極の組のパルスパターンが１つ かつ同一の測定作業周期にある各電極の組の電位差△Ｖｐを時分割多重化検出に よる検出により調節されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載 の方法。 10．１つ以上の電極の組が用いられ、該各電極の組のパルスパターンが異なる 測定作業周期にある各電極の組の中立間隔の電位差△Ｖｐの検出により調節され ることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の方法。 11．電圧検知機と電源それぞれに接続されたプログラム制御装置を介して実施 されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項記載の方法。 12．前記測定作業周期が前記プログラム制御装置に設けられた制御ループを介 して行われたパルスパターンの変化により調整されることを特徴とする請求項１ １記載の方法。 13．１つ以上の電極の組を用い、該各電極の組が多孔質構造物中の陽極と地中 の陰極からなる電気回路を構成し、前記陽極と陰極がパルス電圧を一連のパルス パターンの形をとった前記電極の組に供給する電源の出力にそれぞれ接続され、 かつ各パルスパターンが所定の振幅Ｖｓと持続時間ｔ₂を持つ第１の正のパルス と、同一の振幅をもつが前記正のパルスよりかなり短い持続時間ｔ₂をもつ負の パルスと、次に持続時間ｔ₃が最初は前記負のパルスの持続時間よりずっと小さ く、かつ前記パルスパターンの持続時間Ｔｐの小端数だけを構成する中立パルス からなる電気浸透工法により多孔質構造物中の液体の移動を調節し、また最適化 する装置において、１つ以上の電極の組（Ａ．Ｋ）がそれぞれ直列にプログラム 制御装置に接続した電圧検知機を介して接続されることと、前記プログラム制御 装置が電源に設けられたパルス発生器に、各電極の組（Ａ、Ｋ）に対し、またパ ルス発生器により発生されたパルスパターン中の中立パルスの持続時間ｔ₃中に 検出された電位差△Ｖｐに基き、前記プログラム制御装置が電源から１つの電極 の組もしくは複数の組に供給されるパルスパターンを中立パルスの持続時間ｔ₃ に関し、あるいはパルスパターンもしくは両方の持続時間Ｔｐに関し調節するこ とを特徴とする液体移動の調節ならびに最適化の方法を実施する装置。