JPS60502144A - 静電水処理装置とその電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 静電水処理装置とその電極 発明の背景 本発明は、給水系統の静電脱スケール装置に関する。

静電脱スケールは、犠牲電極を設けることによって給水系統内の腐蝕を防止する 方法とは区別されるべきである。後者では、電流が水を流通し、電極は、水に電 気的に接触する。電圧は、数ボルトに過きない。静電脱スケールでは、電圧は、 数千ポル）・の場合か多く、電極は、水から充分に絶縁されねばならず、電ｉｔ ば、脱スケール効果が電場に依存するだめ、水を全く流通しない３゜ 硬水は、それから沈澱して金属面、１寺に高６ｖ１１金属面にスケールを形成す るカッ【／ウノ、塩、マグネシウム塩および化合物（特に、炭酸塩）を含イＩす る。懸／’Ａ物質の微ＴＳｉ−Ｆは、沈澱物か容易Ｕて成長する核とＬ７て作Ｉ ｌｌ可能である。電場は、これ等の微粒子をイオン化し、従って、該微粒子は、 も早や凝集を促進しない。従って、水中の硬い塩は、スクールとして沈澱するこ とｋく該系統を直進して通過する傾向がある。

電場が、スケールを有する既存の系統に加えられれば、また、電場は、核を解体 する様に作用する。、スクールは、この作用によってその強さおよび付着力の総 てを失い、容易に洗い流され得る。

従来の技術 電場が給水系統に加えられる代表的な態様は、キングによって米国特許第３，５ ８５，１２２号（１９７１年６月１５日）に示されるものである。該特許により 、電極は、外側ジャケットの内部に設置されて該ソヤケノトの内部に設置されて 該ジャケットから充分に絶縁されることか認められる。電極は、高市圧（′こ荷 電され、クー／フグば、接地される。処理すべき水は、ジャケットに送入され、 絶縁された電極上を流れる。

この装置は、当該技術の熟達省内で回、はぼ通常の装置である。これか然りであ ることは、その総てが電イタを包囲する水ジャクツ１ないし２ケーシングを示ス 多りのｐｒ米の特許によって明らかである。、Ｆ記のｌｊ、４ｊ−πＦは、これ を確証する。即ち、 米国第４，０２４，０４７号（クラーク、１９７７年５月１７日） 第４，０７３．．７１２号（ミーノズ、１９７８年２月１４日） 第４．ｉ　９９．４　’）　９号（マンクマホーノ、１９８０年４月２２０） ｐｃ’ｒ公開ｗｏ８０１００２２６号（ラビット、１９８０年２月２１０） この衣は、好例であるか、電極を管、チューブ、ケ−／′ングないレジャクノト の内部に設置することｒ・産業上の通常の慣用手段であってこれを逸脱しないこ とは、明らかである。電憔を収容する管、チューブ、ケーゾングないしジャケッ トは、配管系統中にジャケットを設置するためにフランジ付き端部またはこれと 同様な装置を必ず備えている。該ジャケットは、本来の装置として該系統に装着 されてもよく、または確定したスケール問題を相対評価する試みで後程追加され てもよい。該ソヤケノトは、総ての流通する水が該ジャケットを流通する個所ま たはバイノぐ電流のみが該ソヤケノトを流通する個所のいずれかで該系統の所定 の場所に設置されてもよい。

発明の詳細な説明 静電水処理の問題の１つは、その有効さが幾分予言不能なことである。例えば、 同様に思える給水系統は、脱スクールのために甚しく異なる時間を・要し得る。

静電処理の性能は、電極を管、ブーユーゾ、ケーゾング゛ないしジャケット内で はなく貯蔵タンク内（で西装置することにより一層予言ロエ能になり得ることが 本発明におり）で認められる。本発明では、電極を収容する容封咎は、ジャケッ トではなくタンクである。（勿論、１つではなくて２つの電極が存在し、他の電 極力は容暑咎の材料であり、該利料が接地されることは、電場の確立のために肝 要である。）タンク内に電極を設置することは、電場の強さが電極から一層遠い タンクの領域で減少するが、タンクの全体が電場に晒されることを意味する。

電極がジャケット内よりもむしろタンク内に設置される給水系統は、不変に一層 厳密に１だ一層迅速に脱スケールされることが判明した。

下記の説明は、性能の不変性の改良について与えられる。電極がジャケット内に あるとき、電場は、強くても、英際にジャケット内にある水のみにおよび、ジャ ケットの外部の水に影響を与えない。水が流れていないトキには、このときにシ ャケノド内にある水は、非常に効果的に処理される。流れが再開されるとき、捏 水は、残りに混合し、従って、効果（は、適当であるには過度に弱められる。該 処理は、成る程度まで時間に依存し、従って、電極を通過して流れる水の中の特 定の物質は、成る時間にわたり電極に近く静止した１まの水の物質の様に全く効 果的にはイオン化されないことになると思われる。従って、本発明における性能 の改良された不変性の理由は、電極がタンク内にあるとさ、電場が局部的にあ１ り強くなり得なくても、非常に大きな水の物体が電場に露出される点にある。

１だ、性能の不変性の改良について下記の代りの説明か与えられる。これは、効 果的な態様で水をイオン化するのに必要な場は、全く強い場であることを要する ことである。従って、電極に直接に近接する水のみが′効果的にイオン化される 。タンク内では、少なくとも小さな循環流が常に存在する。従って、タンク内の 殆んと総ての水は、任意の期間にわたって夕／り内に水が残留すれば、タンク内 の電極のすぐ近くを通過する。これは、温水タンクでは循環流が力強い対流の流 れであるため、特に真実である。他方、ジャケノ［・内では、水が流れていない とき、殆んど循環流ないし渦流がなく、従って、電極に非常に近い水のみが効果 的にイオン化されることが真実であれば、殆んどの水は、イオン化されるのに充 分に電極に近つかない。水が流れているとき、電極に近接する水の滞在時間は短 い。

従って、管内で処理される水は、系統での水の流量の需要に依存して、成るとき には適当に処理され、成るときには適当に処理されない。

従って、この代りに、本発明における性能の改良され／こ不変性についての理由 は、電極の影響か短い距離にわたってのみ広がることである。タンク内の総ての 水は、遅かれ早かれタンク装着電極に接近して循環する傾向があるか、電極がジ ャケット内にあるとさ１，７１Ｅ常に僅かな水のみが処理されるのに充分な長さ に才ったり電極に接近することがた丑たま生し得る。

貯蔵タンク内に電極を設置することによって生じる性能の改良された不変性の外 の他の利益は、′成極の設置の容易さである。設置のために必要なことの総ては 、タンクに単一の孔を設けることである。これは、流通用またはバイパス用のい ずれであっても配管の所足の長さを破断し、取付け７ラノジ丘たはその他の好適 な装置を配管の端部に準備し、バッキングを装着し、水密継手を作り、ジャケッ トの重量を支えるー・ンガーを設け、正に、ジャケットを設置可能な余地を複雑 な管装置の総てにおいて見出すことの従来技術のジャケノ［・付き電極での困難 さに比較されてもよい。多くのこれ等の問題は、ジャケットが設置されれば、系 統が最初に作られるときでも存在する。また、締切り弁が配管に設置されなけれ ば、水処理装置の効果的な保守を与えることは、殆んと不可能である。数ｃｍの 直径よりも大きい給水管の該弁の費用は、ジャケット付き電極の管への設置費を 全く禁止的になし得る。

本発明の様に、電極がタンク内に設置されるとき、これ等の問題は、殆んと存在 しない。実際的な水貯蔵タンクでは、点検またけその他の目的のために孔さえも 屡々既に設けられ、従って、電極を設置するだめに孔の蓋を除去することのみが 必要である。

本発明の他の側面を述へると、電極か致死電圧に荷電されるため、接地事故亜流 制限装置が数ミｌ）アンペアの電流でトリップする様に設定されて通常使用され るが、電極の導電性部分と水との間の絶縁物か劣化ないし損傷する頑向のないこ とは、重要である。他方では、静電荷電の大部分が絶縁物において失われる程に 、絶縁物が厚くないことは、重要である。本発明では、ポリ四弗化エタン（Ｐ　 Ｔ　Ｆ’　Ｅ　）の薄膜は、電極の金属を水から絶縁する様に比較的安価に該金 属に装着されてもよく、該膜は、充分に丈夫であり、無期限に持つことが認めら ねる。本発明で膜が電極に装着される態様は、程なく述べられる。電極がジャケ ット内にあったとき、電極は、工場管理傑作の下でジャケット内に設置可能であ る。本発明では、電極は、タンク内にあり、タンクが設置された後にタンクに装 着されねば々らないことが多い。従って、絶縁物の様相は、電極の組立ておよび 使用の態様に調節されねばならない。絶Ｒ物は、特に電極が確立した系統に対し て改装される場合に、絶縁物が非常に危険な状態に導く濫用によって損傷を受け 得るため、薄弱で損傷を受け易くてはならない。

電極の種々な構成要素の組立ての態様は、本発明でに、電極が構造の全体として 独立することを反映せねばならない。電極の構造的な完全さは、電極が従来技術 によって構成されたときに可能性があった様に、包囲するクー／ノブの構造に依 存し得ない。

本発明の目的のため、一方での管、チューブ、クー／ノブないしジャケットとタ ンクとの間の差異は、１つが寸法で、成る程度捷でか形状である。容器は、系統 の常態の運転中の任意のときに容器を通る物体としての流体の全体の運動が殆ん どなけれは°、タンクであるのに充分に犬さく、容器は、流体が系統内を流れる とぎ、容器内のほぼ総ての流体が流れの方向へ一緒にそっくり移動ずれは、ジャ ゲノ［・である６、タンク内、またけ恐らくジャケット内に循環流か存在可能で 、通常存在するが、タンク内を移動する流体の全体の物体の傾向は、ジャケット 内に存在した様には存在しない。

好適実施例の詳細々説明 本発明は、添付図面を参照し７て例として次に更に説明され、と（に、 第１図は、給水系統の回路図であり、 第２図は、電極の縦断面図である。

第１図の回路は、供給源４から給水されるボイラ３をＭしている。ボイラ３から の温水は、熱交換器を構成するコイル５を流通して′Ａでイラ３に戻る。

コイル５内の温水は、貯蔵タンク６内の水全力１］熱する。夕／り６からの水は 、温水消費装置７−＼行く。冷水は、供給＃、８からタンク６に入る。

上述の系統は、家庭温水供給装置の一部でも」：り、これでは、総ての温水は、 アパートの建物、大きな事務所建築、ホテル等の様に、使用後に排出さ肘る。快 だ１土、該系統は、産業プラントの一部でもよく、こ扛では、温水力１熱プラン トの様に、少なくとも幾らかの温水は、使用後に冷却されて回収され、該系統を 介して循環される。スケールの一点から、通常最悪のものは、使用後金排出の系 統であり、これば、静電脱スクールによって最も利仝全受ける型式の系統である 。回路の一部のボイラ３では、水は、繰返して使用され、殆んど如何なる補給水 も必要ではなく、従って、スクールは、あまり急速に成長する傾向がない。それ でも、存在するスクールは、静電脱スケール法によって除去可能である。しかし ながら、経γな的には、回路の消費部分の水を脱スケールすることは、通常最も 価値かある。

電極９を有する静電スケール防止装置が設けられる。

電極９の構成要素は、真鍮装着用ボス４０と、ロケータ４３と、アルミニウムチ ューブ４Ａと、ナユーゾ端部樹脂キャップ４５．４６と、雄ねじ付きアルミニウ ムロッド４８と、歯側き座金４９と、スタッド５０と、真鍮端部ボス５３と、ス リーブ５４とを包含する。

歯付き座金４９の作用は、チューブ４４とロッド４８との間で良好な電気的接触 と、強固な機械的位置決めとを保証することである。座金４９をその−１−、に で有するロッド４８は、座金４９のｌ）　１−を涜わめるのに光分に硬いチュー ブ４４に押込まれ、従って、座金４９は、チューブ４４の内側面を掴む。

電極は、アルミニウムチューブ４４および位１１指キャップ４５．４６を有する 卸ｊ長いロッドを・包ａする。チューブ４４　ｊｉ−よひＡ−ヤノプ４５，４６ の外ｆ’ｔｌｌ１面は、一体に滑らかに融合し、一定の直径を有している。

ねじ例きロッド４８は、チューブ４４の内部でチューブ４４に同心状である。ロ ッド４８は、第１端部樹脂ギャップ４６のタップ孔に吹入し、他のキヤツジ°４ ５の平坦な孔を貫通する。ゾノト５５は、２個のキヤツジがチューブ４４に強ぐ がっ堅ぐ締月けられるのを可能にし、これは、従来技術の電極の場合での様にジ ャｌｙ　７　＋−１１いしクー／ノブの保護を受けることなく、独立二ニア１・ とじて輸送され取扱われて設置される電極の丈夫さのために重要である。

また、ナー／１・５５の締付けは、装着用ボス４ｏを細長いロッドに強く堅くか つ緊密に押付ける。端部ヴス５３ば、スタッド５０によって第１ｖｔ＋脂キヤン プ４６に同様に押付けられる。スタッド５ｏおまひねＬ付きロン１４８は、勿論 、電気的に分離されて保た■ねばならず、従って、真鍮端部５３ば、ロッド４８ の電圧によって荷電不能である。

次に、Ｐ　Ｔ　Ｆ”　Ｅのスリーブ５４は、認でが同−直イのチューブ４４およ びギヤツプ８４５．４６のりＬ側のまわりに装〃７される。スリーブ５４は、チ ューブ４４おヨヒキャンフｏ４５，４６の外側へ収縮する様（・こ加４人さ）ｌ る。該スリーブ５４は、電極の絶縁の重要な部品であるへきてあり、均質な組織 のものでなけゎはならず、全体に高品質のものである。Ｐ　’［”　Ｆ　Ｅの薄 膜（熱収縮後の厚さか約０．５ｍｍ）は、一様（・て高品質て疵お支ひ介在物な しに安価に製造可能であり、これは、該薄膜をこの用途に最も好適にする。塑造 される１ワ肉チユーブの形状のＰＴＦＥば、通常、所要の品質に経竹的に製造不 能である。

Ｐ　Ｔ　Ｔｉ’　Ｅで包囲される電極９の芯、即ち、チューブ４４、ロッド４８ およびキャップ４５．４６は、図示の態様でボス４０．５３に組込まれる。絶縁 シールは、余分な安全性のために各端部シて２個設けられる○リング５６によっ て与えられる。

電極９の組立ては、プラグ５γを形成することによって完了する。これは、タン ク６の外部における水蒸気から高電圧部分を保護する水分障壁を与える。プラグ ５７は、単にボ゛ス４０の空間に注入されて硬化するままにされる低温加硫樹脂 で作られる。

孔は、中心ロッド４８への近接を与えるために残される。電気４線は、ロッド４ ８に差込まれ、直流電源５８から電極９へ直流高電圧を導き、または該導線は、 「ｌノド４８に永続的に配線されてもよい。直流電源５８は、通常の交流型のか ら給電され、−」二連の様に、接地事故センサーおよび断路は、絶縁が任意の理 由で不完全になった場合の感電を防止するだめに非常に望ましい。

電極９は、ねじ孔を通してタンクに屡々挿入される。

スリーブ５４が孔の側部に接触して損傷されないことを確めることは、設置作業 員にとって重要である。この可能性を排除するため、金属ワイヤまたは樹脂のい ずれかの篭は、スリーブ５４のまわりに装着されてｆス４０．５３に設置されて もよい。この代りに、水溶性被覆は、スリーブ５４の１わりに設けられてもよい 。

絶縁物が毎日の事故および濫１）Ｊ（・て（つて生し得ろ損傷に対して非常に抵 抗性であることは、安全および電極の長与命のために重要である。一体の締伺は 構造は、ＰＴＦＥスリーブが孔を有していな℃・ことと共に、この点で不可欠で ある。ＰＴＦＥは、市、極が輸送および取扱いの際に受け易い機械的な打撃およ び衝撃に対する信頼性および抵抗の様な何かを有して孔がシール（パツキンおよ びフランツ０による様な）可能な種類のＡオ科ではな（・。

上述の雷、極の主目的は、タンクにおけろ使用のためであるが、電極の構造の特 別な態様は、該電極を種々な「差込み」電極として使用するのを好適にすること が本発明で認められる。従って、上述の電極は、上述の様に、それがタンク内に 設置されるとき、その効率が一層保証されるが、タンクのあるまたはない任意の 既？ｒ’のまたは新しい給水系統に非常に便ＶＩ］に嵌め込まれて装着されても よい。

スケールを付着し勝ちな成る給水系統は、完全に包被される貯蔵タンクないしソ スターンを有して（・すｕ・。

しかしながら、本発明は、電極を設置するために利用可能な唯一のタンクが大気 に開放されるものであるとき、使用可能て゛ある。殆んと不変に、タンク壁は、 金属であり、即ち、導電性であり、接地可能である。しかしながら、成る場合に は、電場を確立するために、タンク内の第１電極から充分に離れた第２電極を設 けることは、便利であり得る。

本発明は、直接燃焼１だは間接燃焼のヒータ系統または冷却塔を有する冷却空調 系統の様な多くの型式の給水系統に適用可能である。本発明は、夫々の蒸気系統 に使用されてもよく、電極は、凝縮液タンク内に設置される。

手続補正書（自発） 昭和６０年　５月／７日 特許庁長官殿　廖 靜電水処理装置とその電極 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所 氏　名 （名称）　アーネセン、トーレ　クリスチャン　（外２名昭和　年　月　日 ６、補正により増加する発明の数 ７、補１「の対象 明細書及び請求の範囲翻訳文 国際調査報告 ） ＡＮｈｌＥＸ　Ｔｏ　ＴＨｈ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣ！（Ｒ ＥＰＯＲＴ　０ＮｒＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ　Ｎｏ 、　ＰＣＴ／ＧＢ　８４１００２８６　（ＳＡ　７７１８）第１頁の続き ０発　明　者　アーネセン、トーレ ＠出　願　人　アスクイス、アンソニーカナダ国エル７ジー　４ワイア、オンタ リオ、ジョージタウン、リンデン　サークル　２５ カナダ国エヌ２ティー　１ビーフ、オンタリオ、ウォータールー。

ウェストペイル　ドライブ　１７３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくともその一部（４４）か高電圧源（５８）に結合可能な金属である細 長い芯（４４、４５、４６゜４８）と、該芯の外側面を包囲して収容する樹脂の 薄膜で形成される絶縁スリーブ（５４）と、該芯の一端において該芯から絶縁さ れ、該樹脂の膜を包囲する溝を有する端部ホ゛ス（４０，５３）と、該溝に設置 され該樹脂の膜の外側面に半径方向へ絞られる様に寸法を定められる弾性材料ン ール（５６）と、前記ボスを前記芯に取付けるノアスナ装置とを備え、該ファス ナ装置が、該ボスを該芯に強く堅くかつ緊密に締付ける様に該芯に対して軸方向 に方向つけられる締付は力を加える締付は装置（４８，５５）ｆｆｉ有し、該締 付は刀まだは該締付は力に対する反作用のいずれもか包囲するタンク（６）また はジャケット、管、クーノング、導管、チューブまたは任怠の８ｉ類の容器耶・ よび電極を装着可能な装着装置によって受取りないし伝達されず、容器の壁を包 含する板ないしンート材料の孔に対して密封さｆる点で、該電極か、構造的な完 全さに関しそれだけで完備する水の静電処理用電極。 ２、前記芯の各端部に１つの夫々の端部ボスを備える 請求の範囲第１項に記載の電極。 ３、　７Ｍ］記芯の金属（４４）が、管状であり、前記締°付は装置が、該芯の 管状金属の内部にはマ同心状に配置される雄ねじ付き金属ロッド（４８）を有す るねし付きファスナ装置であり、該芯の金属およびねじ付きロッドが、電気的に 接触し、両者のざスから共に絶縁される 請求の範囲第２項に記載の電極。 ４、前記細長い芯が、その各端部に１つの絶縁材料金属（４４）の外側面が、該 キャップ’（４５，４６）の外側面に滑らかに融合し２．前記スリーブ（５４） が、該芯の金属に隣接する該キャップの夕＋、　（１１１１面の少なくとも一部 をも包囲して収容する 請求の範囲第６項に記載の電極。 ５、前記ねじ付きロッド（４８）が、前記キヤンプの第１キヤツプ（４６）の人 々相補状の２クノプ孔に直接にねし込寸れ、他の該キャップ（４５）の平坦な孔 を貫通し、前記ねじ付きファスナ装置が、前記芯の金属（４４）に対して強く堅 くかつ緊密に該位↑脂キャップ（４５，４６）の両者を締付ける様に作用可能で ある 請求の範囲第４項に記載の電極。 ６、前記第１キヤツプ（４６）と同一の前記細長い芯の端部にある前記端部ボス （５３）が、該第１キヤツプの夫々相補状のタップ孔に直接にねし込Ｉれるスタ ッド（５ｏ）によって該第１キヤンプに同定され。 前記ねじ付きロン１ぐ（４８）およびスタッド（５０）が相互に常に絶縁される 様に、該第１キヤツプの夫々の前記タンク０孔が、配置される 請求の範囲第５項に記載の電極。 ７、前記装着装置を包含する前記ボス（４０）が、空所を有し、絶縁性／−ル剤 のプラグ（５７）か、最初に該空所に注入された後、前記高電圧源（５８）への 電気継手に直接に取付けるために露出される前記ねし付きロンド（４８）の端部 を残して硬化される請求の範囲第６項に記載の電極。 ８、前記ロンド（４８）が、前記芯に挿入可能で挿入の際に該芯を掴む様に寸法 を定めらね該ロンドに装着される歯付き座金（４９）により、該芯に対して機械 的に支持されると共に、該芯に電気的に結合さ、ＬＬる請求の範囲第３項に記載 の電極。 ９、静電処理用装置を有する給水系統において、水が前記系統に流入していると きでも、その中の水の物体がほぼ静止し、物体としての全体の運動を殆んど受け ない様な大きい容積の貯蔵タンク（６）と、地面に対して高い静電位に荷電され 、該タンクの壁および水から絶縁される電極（９）と全備え、該タンク内の殆ん ど総ての水が該電極と地面との間の電場に露出される様に、該電極が、該タンク 内に設置される系統。 １０、前記タンク壁が、金属で作られ、該金属か、接地される 請求の範囲第９項に記載の系統。 １１、前記電極（９）か、前記タンクの壁に装着され、水の物体中に該壁に直角 に突出す 請求の範囲第１０項に記載の系統。 １２、前記電極（９）か、前記り７／りの任意の隅から充分に離れて壁に配置さ れる 請求の範囲第１１項に記載の系統。 浄書（内容に変更ない