(57)【要約】【課題】  電磁場の電力を処理対象の汚染水に効果的に作用させるように増幅できる電力増幅装置を提供する。【解決手段】  電力増幅装置１００は、所定波形で入力される電磁波出力を高インピーダンス変換するインピーダンス変換部１０１と、インピーダンス変換部１０１によって高インピーダンス変換された電磁波出力において、所定の高調波成分を遮断して、パワーアンプ１０３に出力するノイズフィルタ１０２とを備える。電力増幅装置１００は、入力される電磁波出力を、前記波形の振幅を大きくするように増幅するパワーアンプ１０３と、パワーアンプ１０３によって増幅した電磁波出力を、増幅した電力を維持しながら降圧するように変換するインピーダンス変換部１０４と、インピーダンス変換部１０４によって変換した電磁波出力における所定の高調波成分を遮断するノイズフィルタ１０５とを備える。【選択図】図７
2016063487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定波形で入力される電磁波出力を、前記波形の振幅を大きくするように増幅する電力増幅部と、
前記電力増幅部によって増幅した電磁波出力を、増幅した電力を維持しながら降圧するように変換する第１インピーダンス変換部と、
前記第１インピーダンス変換部によって変換した電磁波出力における所定の高調波成分を遮断する第１ノイズフィルタとを備え、
前記電力増幅部は、入力インピーダンスよりも低い出力インピーダンスで、増幅した電磁波出力を前記第１インピーダンス変換部に出力し、
前記第１インピーダンス変換部は、前記電力増幅部の出力インピーダンスよりも低い出力インピーダンスで、変換した電磁波出力を前記第１ノイズフィルタに出力し、
前記第１ノイズフィルタは、前記電力増幅部及び前記第１インピーダンス変換部によって出力インピーダンスを下げることによって生じる高調波ノイズを遮断することを特徴とする電力増幅装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力増幅装置において、
前記電力増幅部は、
前記電力増幅部に入力される電磁波出力を所定の増幅率で増幅する第１増幅回路と、
前記第１増幅回路で増幅した電磁波出力を、前記第１増幅回路の出力インピーダンスよりも低い出力インピーダンスで前記第１インピーダンス変換部に出力する第２増幅回路と
を備えることを特徴とする電力増幅装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電力増幅装置において、
前記第１インピーダンス変換部は、トランスを備えることを特徴とする電力増幅装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の電力増幅装置において、
前記第１ノイズフィルタは、並列共振回路を備え、当該並列共振回路の共振周波数以上の周波数成分を高調波ノイズとして遮断することを特徴とする電力増幅装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の電力増幅装置において、
前記入力される電磁波出力を高インピーダンス変換する第２インピーダンス変換部と、
前記第２インピーダンス変換部によって高インピーダンス変換された電磁波出力において、前記高調波成分を遮断して、前記電力増幅部に出力する第２ノイズフィルタと
を、さらに備え、
前記第２インピーダンス変換部は、前記入力される電磁波出力を前記電力増幅部に直接入力する場合よりも高い出力インピーダンスになるように高インピーダンス変換することを特徴とする電力増幅装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電力増幅装置において、
前記第２インピーダンス変換部は、トランスを備えることを特徴とする電力増幅装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の電力増幅装置において、
前記第２ノイズフィルタは、並列共振回路を備え、当該並列共振回路の共振周波数以上の周波数成分を高調波ノイズとして遮断することを特徴とする電力増幅装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１つの記載の電力増幅装置と、
所定の波形の電磁波出力を生成して前記電力増幅装置に出力する発振器とを備える電磁場処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電磁場処理装置と、電磁場発生用のコイルとを含む電磁場処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば汚染水を処理するための電磁場の電力を増幅する電力増幅装置、及び電力増幅装置を備えた電磁場処理装置、並びに電磁場処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特定の電磁場を、汚染水に作用させて処理する電磁場処理技術がある。特許文献１は、カルシウム成分などのスケール汚れを含む汚染水が流れる配管や貯留槽内の壁面のスケール防止及び腐食防止等に対して、変調電磁場を発生させて処理する技術を開示している。
【０００３】
特許文献１の変調電磁場処理装置は、被処理流体照射用のコイル部と、該コイル部に２０Ｈｚ〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流を流す還元（−）型変調電磁場発生器と、コイル部に２０Ｈｚ〜１ＭＨｚの帯域で周波数が時間的に変化する交流電流を流す酸化（＋）型変調電磁場発生器と、前記２つの変調電磁場発生器と前記コイル部との間に前記２つの変調電磁場発生器のいずれかを作動させるための切替器を備えたことを特徴とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５―２８８４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
所定の電磁場を処理対象の汚染水に作用させる際、供給電力が足りないために効力が得られない場合がある。例えば、より大きい内径の配管にコイルを巻きつけて電磁場を作用させる場合、供給電力が足りないと配管を流れる汚染水に対する効力が低下してしまうという問題がある。一方、水中に設置したり、配管に巻きつけたりしたコイルに大電力を供給する際には、水漏れによる感電の危険性が生じるという問題もある。
【０００６】
本発明は、上述の課題に鑑みて成されたものであり、電磁場の電力を処理対象の汚染水に効果的に作用させるように増幅できる電力増幅装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、電力増幅装置であって、
所定波形で入力される電磁波出力を、前記波形の振幅を大きくするように増幅する電力増幅部と、
前記電力増幅部によって増幅した電磁波出力を、増幅した電力を維持しながら降圧するように変換する第１インピーダンス変換部と、
前記第１インピーダンス変換部によって変換した電磁波出力における所定の高調波成分を遮断する第１ノイズフィルタとを備え、
前記電力増幅部は、入力インピーダンスよりも低い出力インピーダンスで、増幅した電磁波出力を前記第１インピーダンス変換部に出力し、
前記第１インピーダンス変換部は、前記電力増幅部の出力インピーダンスよりも低い出力インピーダンスで、変換した電磁波出力を前記第１ノイズフィルタに出力し、
前記第１ノイズフィルタは、前記電力増幅部及び前記第１インピーダンス変換部によって出力インピーダンスを下げることによって生じる高調波ノイズを遮断することを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明に記載の電力増幅装置であって、
前記電力増幅部は、
前記電力増幅部に入力される電磁波出力を所定の増幅率で増幅する第１増幅回路と、
前記第１増幅回路で増幅した電磁波出力を、前記第１増幅回路の出力インピーダンスよりも低い出力インピーダンスで前記第１インピーダンス変換部に出力する第２増幅回路と
を備えることを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、第１又は第２の発明に記載の電力増幅装置であって、
前記第１インピーダンス変換部は、トランスを備えることを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、第１乃至３の発明のいずれか１つに記載の電力増幅装置であって、
前記第１ノイズフィルタは、並列共振回路を備え、当該並列共振回路の共振周波数以上の周波数成分を高調波ノイズとして遮断することを特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、第１乃至第４のいずれか１つの発明に記載の電力増幅装置であって、
前記入力される電磁波出力を高インピーダンス変換する第２インピーダンス変換部と、
前記第２インピーダンス変換部によって高インピーダンス変換された電磁波出力において、前記高調波成分を遮断して、前記電力増幅部に出力する第２ノイズフィルタと
を、さらに備え、
前記第２インピーダンス変換部は、前記入力される電磁波出力を前記電力増幅部に直接入力する場合よりも高い出力インピーダンスになるように高インピーダンス変換することを特徴とする。
【００１２】
第６の発明は、第５の発明に記載の電力増幅装置であって、
前記第２インピーダンス変換部は、トランスを備えることを特徴とする。
【００１３】
第７の発明は、第５又は６の発明に記載の電力増幅装置であって、
前記第２ノイズフィルタは、並列共振回路を備え、当該並列共振回路の共振周波数以上の周波数成分を高調波ノイズとして遮断することを特徴とする。
【００１４】
第８の発明は、電磁場処理装置であって、
第１乃至７の発明のいずれか１つに記載の電力増幅装置と、
所定の波形の電磁波出力を生成して前記電力増幅装置に出力する発振器とを備えることを特徴とする。
【００１５】
第９の発明は、電磁場処理システムであって、
第８の発明に記載の電磁場処理装置と、電磁場発生用のコイルとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る電力増幅装置によると、電磁場の電力を処理対象の汚染水に効果的に作用させるように増幅することができる。なお、汚染水は汚れを含有する水であり、例えばスケール汚れや水垢、錆を含む水であり、また放射性汚染物を含有する水であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１に係る電磁波増幅装置を備える電磁場処理システムの概要を示す概略図である。
【図２】実施形態１に係る電磁波増幅装置を備える電磁場処理システムの使用状態の一例を示す概略図である。
【図３】実施形態１に係る電磁波増幅装置を備える電磁場処理装置の概要を示す外観斜視図である。
【図４】実施形態１に係る電磁波増幅装置を備える電磁場処理装置の正面図である。
【図５】実施形態１に係る電磁波増幅装置を備える電磁場処理装置の側面図である。
【図６】実施形態１に係る電磁波増幅装置を備える電磁場処理装置の平面図である
【図７】実施形態１に係る電磁場処理システムの概略を示すブロック図である。
【図８】実施形態１に係る電磁波増幅装置の構成の概略を示す回路図である。
【図９】本発明に係る実施形態１のパワーアンプの概略を示す回路図である。
【図１０】実施形態２に係る電磁場処理システムの概略を示すブロック図である。
【図１１】実施形態２に係る電磁波増幅装置の構成の概略を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態１に係る電磁波増幅装置、及びそれを備える電磁場処理装置について、説明する。
【００１９】
図１は、実施形態１に係る電磁波増幅装置を備える電磁場処理システムの概要を示す概略図である。図２は、実施形態１に係る電磁波増幅システムを備える電磁場処理装置の使用状態の一例を示す概略図である。
【００２０】
電磁場処理システムは、所定の波形の電磁波出力（電流出力）を生成する発振器２１０、及び電磁波増幅装置１００を備える電磁場処理装置と、電磁場発生用のコイル２２０とを有する。本電磁場処理システムは、電磁場処理装置において、発振器２１０にて生成した波形の電磁波出力を電磁波増幅装置１００にて増幅して、コイル２２０に供給し、コイル２２０において生成する電磁場を処理対象の汚染水に印加することによって、汚染水に電磁場処理を施す。汚染水に対して電磁場を作用させるために、例えば図１に示すようにコイル２２０を水中３００に設置したり、図２に示すように配管３１０の外周に巻きつけたりして使用する。
【００２１】
発振器２１０は、例えばのこぎり波などの電磁波を生成して、電磁波増幅装置１００に出力する。発振器２１０が生成する電磁波の周波数は、例えば周波数帯２０〜１ＭＨｚである。発振器２１０が生成する電磁波出力（電流出力）は、単一周波数を有する電磁波に限られず、特定の周波数帯（例えば２０〜１ＭＨｚ）の中の任意の周波数帯成分を重ね合わせた出力であっても良い。また、発振器２１０が生成する電磁波出力の波形は、のこぎり波に限られず、例えば正弦波、三角波または方形波であっても良い。
【００２２】
コイル２２０は、電磁波増幅装置１００から増幅された電磁波出力を供給されることによって電磁場を生成する。コイル２２０は、接地される場所や状態によって、汚染水により有効に電磁場を作用させる事ができるように、巻き数や直径を調整される。コイル２２０は、例えば図１に示すように水中に接地される場合、浸水可能なように耐水加工を施される。なお、電磁波増幅装置１００が増幅した電磁波を供給する対象は、コイル２２０に限らず、例えばアンテナであっても良い。
【００２３】
図３は、実施形態１に係る電磁波増幅装置を備える電磁場処理装置の概要を示す外観斜視図である。図４は実施形態１に係る電磁波増幅装置を備える電磁場処理装置の正面図である。図５は実施形態１に係る電磁波増幅装置を備える電磁場処理装置の側面図である。図６は実施形態１に係る電磁波増幅装置を備える電磁場処理装置の平面図である。
【００２４】
図３において、２１０は電磁場発振器であり、１００は電磁波増幅装置であり、２００は電磁場処理装置である。１６１は接続コネクターであり、発振ケーブルを通して、接続コネクター１５５に接続される。１５３は電圧計であり、コイル部２２０への出力電圧を示す。ボリューム１５４はコイル部への出力値を調整する。また１５９と１６３は電源である。１５６は電磁波増幅装置１００において発生する熱放熱させるための冷却ファンである。図６の１６２は電磁場処理装置２００が正常に稼働しているか否かを示す動作ランプである。電磁場発振器２１０は、例えば交流電磁場処理装置ウォーターウォッチャー（登録商標）である。
【００２５】
ここで、例えば図２に示す配管の内径３２０が大きい場合などに、コイル２２０において生成される電磁場の磁束密度が小さくなり、汚染水に対する電磁場の作用効率が低下してしまう。そのため、コイル２２０に大きい電力を有する電磁波を供給する必要があり、より有効に電磁波を作用させるために、波形を乱さずに電磁波を供給する必要がある。さらに、水中に設置したり、配管３００に巻きつけたりしたコイル２２０に大電力を供給する際には、水漏れによる感電の危険性が生じるという課題もある。以上の課題を解決すべく、本発明に係る電磁波増幅装置１００は、後述するように、発振器２１０からの電磁波を、高調波ノイズを遮断して増幅し、コイル２２０に低インピーダンスで供給する。以下、電磁波増幅装置１００について説明する。
【００２６】
図７は、本発明に係る実施形態１の概略を示すブロック図である。
【００２７】
電磁波増幅装置１００は、インピーダンス変換部１０１と、ノイズフィルタ１０２と、パワーアンプ１０３と、インピーダンス変換部１０４と、ノイズフィルタ１０５とを備える。電磁波増幅装置１００は、所定波形の電磁波出力を生成する汎用の発振器にて生成された電磁波の電力を増幅して、例えば電磁場発生用のコイル２２０に出力する。電磁波増幅装置１００は、入力された電磁波の波形を乱さず、或いは波形を整えて、振幅を大きくするように、電力の増幅を行う。電磁波増幅装置１００は、電力の増幅を低出力インピーダンスで、すなわち出力電圧ではなく出力電流を大きくするように行う。
【００２８】
インピーダンス変換部１０１は、汎用発振器が発振した電磁波出力に対して、出力インピーダンスが高くなるように、高インピーダンス変換する。ノイズフィルタ１０２は、高インピーダンス変換された電磁波出力において、発振器２１０において生じ得る余分な高調波を除去して、パワーアンプ１０３に出力する。
【００２９】
パワーアンプ１０３は、高調波ノイズを遮断した電磁波出力の電力を増幅する。パワーアンプ１０３は、増幅した電磁波出力をインピーダンス変換部１０４に、低インピーダンスで出力する。
【００３０】
インピーダンス変換部１０４は、電力を増幅した電磁波出力に対して、その電力を維持しながら降圧するように変換して、ノイズフィルタ１０５に出力する。その際、出力インピーダンスはさらに下げられることとなる。ノイズフィルタ１０５は、降圧変換された電磁波出力において、高調波をさらに除去して、電磁場発生用のコイル２２０に出力する。以下、電磁波増幅装置１００の詳細を説明する。
【００３１】
図８は、本発明に係る実施形態１の全体構成の概略を示す回路図である。
【００３２】
インピーダンス変換部１０１は、ノイズフィルタ１１１と、トランスＴ１とを備える。ノイズフィルタ１１１は、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と、キャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３と、インダクタＬ１，Ｌ２とを備える。ノイズフィルタ１１１は、発振器からの入力電圧における高調波を遮断する。トランスＴ１は、昇圧型変圧器である。
【００３３】
ノイズフィルタ１１１において、発振器２１０からの入力電圧は、抵抗Ｒ１とキャパシタＣ１とインダクタＬ１とからなる並列共振回路の両端に印加される。抵抗Ｒ１とキャパシタＣ１とインダクタＬ１とからなる並列共振回路の一端は、抵抗Ｒ２とキャパシタＣ２とインダクタＬ２とからなる並列共振回路に接続される一方、他端は接地される。抵抗Ｒ２とキャパシタＣ２とインダクタＬ２とからなる並列共振回路は、一端に入力された発振器２１０からの入力電圧を、他端から、抵抗Ｒ３とキャパシタＣ３の並列回路に出力する。抵抗Ｒ３とキャパシタＣ３の並列回路は、トランスＴ１の入力端に並列接続される。
【００３４】
ノイズフィルタ１１１は、発振器２１０からの入力電圧において、抵抗Ｒ２とキャパシタＣ３によるローパスフィルタ回路によって高調波成分を除去する。それとともに、キャパシタＣ２とインダクタＬ２とによる共振周波数を適宜設定することにより、対応する周波数成分を除去する。ノイズフィルタ１１１は例えば周波数１００００Ｈｚ以上の高調波成分を６ｄＢで除去する。なお、インピーダンス変換部１０１は、例えばノイズフィルタ１１１を備えず、トランスＴ１で構成されてもよい。
【００３５】
トランスＴ１は、ノイズフィルタ１１１からの入力電圧を、昇圧することによって高インピーダンス変換する。トランスＴ１は、高インピーダンス変換した出力電圧をノイズフィルタ１０２に出力する。トランスＴ１によって高インピーダンス変換することにより、パワーアンプ１０３における電圧の増幅を好適に行える。なお、トランスＴ１の入力端および出力端は、それぞれ一端を接地される。
【００３６】
ノイズフィルタ１０２は、抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６と、キャパシタＣ４，Ｃ５と、インダクタＬ３とを備える。ノイズフィルタ１０２は、トランスＴ１によって高インピーダンス変換された入力電圧における高調波を遮断する。
【００３７】
ノイズフィルタ１０２において、トランスＴ１からの入力電圧は、抵抗Ｒ４の両端に印加される。抵抗Ｒ４の一端は、抵抗Ｒ５とキャパシタＣ４とインダクタＬ３とからなる並列共振回路に接続される一方、他端は接地される。抵抗Ｒ５とキャパシタＣ４とインダクタＬ３とからなる並列共振回路は、一端に入力されたトランスＴ１からの入力電圧を、他端から、抵抗Ｒ６とキャパシタＣ５の並列回路に出力する。抵抗Ｒ６とキャパシタＣ５の並列回路は、パワーアンプ１０３の入力端に並列接続される。
【００３８】
ノイズフィルタ１０２は、トランスＴ１からの入力電圧において、抵抗Ｒ５とキャパシタＣ５によるローパスフィルタ回路によって高調波成分を除去する。それとともに、キャパシタＣ４とインダクタＬ３とによる共振周波数を適宜設定することにより、対応する周波数成分を除去する。ノイズフィルタ１０２は、例えば周波数略１００００Ｈｚ（ヘルツ）以上の高調波成分を６ｄＢ（デシベル）の減衰度で除去する。
【００３９】
パワーアンプ１０３は、電圧増幅回路で構成され、ノイズフィルタ１０２で高調波を遮断した入力電圧を増幅して、低インピーダンスで出力する。図９を用いて、パワーアンプ１０３の詳細を説明する。
【００４０】
図９は、本発明に係る実施形態１のパワーアンプの概略を示す回路図である。パワーアンプ１０３は、トランジスタＭ１〜Ｍ６と、抵抗Ｒ２１〜Ｒ２６とを備える。トランジスタＭ１〜Ｍ６は、それぞれＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）であり、一例ではＮ型ＭＯＳＦＥＴである。一例では、（図示しないが）電源電圧が端子ｐ７から供給され、端子ｐ３が接地される。
【００４１】
トランジスタＭ３〜Ｍ６のオン抵抗は、例えばトランジスタサイズ比を調整することにより、トランジスタＭ１、Ｍ２のオン抵抗よりも小さい。また、抵抗Ｒ２３〜Ｒ２６の抵抗値は、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の抵抗値よりも小さい。例えば、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２は１００から１００ｋΩであり、抵抗Ｒ２３〜Ｒ２６は０．１Ωである。
【００４２】
ノイズフィルタ１０２からの入力電圧は、トランジスタＭ１，Ｍ２のゲート端子ｐ１，ｐ２の双方に印加される。ソースが端子ｐ３と同電位にあるトランジスタＭ１は、ゲート電圧を増幅して、抵抗Ｒ２１を介して端子ｐ５に接続されたドレインから次段のトランジスタＭ３，Ｍ５のゲートに出力する。トランジスタＭ３と抵抗Ｒ２３の直列回路およびトランジスタＭ５と抵抗Ｒ２５の直列回路は、互いに並列接続され、トランジスタＭ３，Ｍ５のソースが端子ｐ３と同電位にされる。トランジスタＭ３，Ｍ５は、前段から入力されたゲート電圧を増幅して、それぞれ抵抗Ｒ２３，Ｒ２５を介して端子ｐ５に接続されたドレインから出力端子ｐ４に出力する。
【００４３】
また、ソースが端子ｐ５と同電位にあるトランジスタＭ２は、ゲート電圧を増幅して、抵抗Ｒ２２を介して端子ｐ７に接続されたドレインから次段のトランジスタＭ４，Ｍ６のゲートに出力する。トランジスタＭ４と抵抗Ｒ２４の直列回路およびトランジスタＭ６と抵抗Ｒ２６の直列回路は、互いに並列接続され、トランジスタＭ４，Ｍ６のソースが端子ｐ５と同電位にされる。トランジスタＭ４，Ｍ６は、前段から入力されたゲート電圧を増幅して、それぞれ抵抗Ｒ２４，Ｒ２６を介して端子ｐ７に接続されたドレインから出力端子ｐ６に出力する。
【００４４】
以上のように構成されたパワーアンプ１０３は、トランジスタＭ１，Ｍ２と抵抗Ｒ２１，Ｒ２２による１段目の増幅回路において、大きい抵抗値を用いることで、増幅率を大きくしている。さらに、１段目の増幅回路に続いてトランジスタＭ３〜Ｍ６と抵抗Ｒ２３〜Ｒ２６による２段目の増幅回路において、小さい抵抗値を用いることで、大きい増幅率を維持しながら出力インピーダンスを低くしている。２段目の増幅回路において、小さいオン抵抗を有するトランジスタＭ３〜Ｍ６と小さい抵抗値を有する抵抗Ｒ２３〜Ｒ２６の直列回路を、それぞれ並列接続することによって、抵抗値を下げてより低い出力インピーダンスを実現している。
【００４５】
なお、図９において、例えば、トランジスタＭ１，Ｍ３，Ｍ５はＰ型ＭＯＳＦＥＴであり、且つトランジスタＭ２，Ｍ４，Ｍ６はＮ型ＭＯＳＦＥＴであってもよい。このとき、電源電圧を端子ｐ３，ｐ７から供給し、端子ｐ５を接地する。このような構成によっても、上述と同様に、大きい増幅率で低い出力インピーダンスを実現することができる。
【００４６】
図８に戻り、インピーダンス変換部１０４は、パワーアンプ１０３からの入力電圧を、電力を維持しながら降圧する。インピーダンス変換部１０４は、ノイズフィルタ１４１と、トランスＴ２とを備える。ノイズフィルタ１４１は、抵抗Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９と、キャパシタＣ６，Ｃ７，Ｃ８と、インダクタＬ４とを備える。ノイズフィルタ１４１は、パワーアンプからの入力電圧における高調波を遮断する。トランスＴ２は、降圧型変圧器である。
【００４７】
ノイズフィルタ１４１において、パワーアンプ１０３からの入力電圧は、抵抗Ｒ７とキャパシタＣ６の並列回路の両端に印加される。抵抗Ｒ７とキャパシタＣ６の並列回路の一端は、抵抗Ｒ８とキャパシタＣ７とインダクタＬ４とからなる並列共振回路に接続される一方、他端は接地される。抵抗Ｒ８とキャパシタＣ７とインダクタＬ４とからなる並列共振回路は、一端に入力されたパワーアンプ１０３からの入力電圧を、他端から、抵抗Ｒ９とキャパシタＣ８の並列回路に出力する。抵抗Ｒ９とキャパシタＣ８の並列回路は、トランスＴ２の入力端に並列接続される。
【００４８】
ノイズフィルタ１４１は、パワーアンプ１０３からの入力電圧において、抵抗Ｒ８とキャパシタＣ８によるローパスフィルタ回路によって高調波成分を除去する。それとともに、キャパシタＣ７とインダクタＬ４とによる共振周波数を適宜設定することにより、対応する周波数成分を除去する。ノイズフィルタ１４１は、例えば周波数１００００Ｈｚ以上の高調波成分を６ｄＢで除去する。なお、インピーダンス変換部１０４は、例えばノイズフィルタ１４１を備えず、トランスＴ２で構成されてもよい。
【００４９】
トランスＴ２は、ノイズフィルタ１４１からの入力電圧を低インピーダンス変換し、電力を維持しながら降圧する。トランスＴ２は、降圧した出力電圧をノイズフィルタ１０５に出力する。トランスＴ２によって降圧することにより、電磁場発生コイル２２０に大電力を小電圧で、すなわち大電流で供給することができる。トランスＴ２は、インピーダンス変換率が可変である変圧器を採用してもよい。これにより、電磁場発生コイル２２０の巻き数や口径に合わせて供給電圧を調整することができる。なお、トランスＴ２の入力端および出力端は、それぞれ一端を接地される。
【００５０】
ノイズフィルタ１０５は、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２と、キャパシタＣ９，Ｃ１０と、インダクタＬ５とを備える。ノイズフィルタ１０５は、トランスＴ２によって降圧された入力電圧における高調波を遮断する。
【００５１】
ノイズフィルタ１０５において、トランスＴ２からの入力電圧は、抵抗Ｒ１０の両端に印加される。抵抗Ｒ１０の一端は、抵抗Ｒ１１とキャパシタＣ９とインダクタＬ５とからなる並列共振回路に接続される一方、他端は接地される。抵抗Ｒ１１とキャパシタＣ９とインダクタＬ５とからなる並列共振回路は、一端に入力されたトランスＴ２からの入力電圧を、他端から、抵抗Ｒ１２とキャパシタＣ１０の並列回路に出力する。抵抗Ｒ１２とキャパシタＣ１０の並列回路は、電磁場発生コイル２２０に並列接続される。
【００５２】
ノイズフィルタ１０５は、トランスＴ２からの入力電圧において、抵抗Ｒ１１とキャパシタＣ１０によるローパスフィルタ回路によって高調波成分を除去する。それとともに、キャパシタＣ９とインダクタＬ５とによる共振周波数を適宜設定することにより、対応する周波数成分を除去する。ノイズフィルタ１０５は、例えば周波数１００００Ｈｚ以上の高調波成分を６ｄＢで除去する。
【００５３】
以上のように構成された電力増幅装置１００は、所定波形で入力される電磁波出力を高インピーダンス変換するインピーダンス変換部１０１と、インピーダンス変換部１０１によって高インピーダンス変換された電磁波出力において、所定の高調波成分を遮断して、パワーアンプ１０３に出力するノイズフィルタ１０２とを備える。電力増幅装置１００は、入力される電磁波出力を、前記波形の振幅を大きくするように増幅するパワーアンプ１０３と、パワーアンプ１０３によって増幅した電磁波出力を、増幅した電力を維持しながら降圧するように変換するインピーダンス変換部１０４と、インピーダンス変換部１０４によって変換した電磁波出力における所定の高調波成分を遮断するノイズフィルタ１０５とを備える。パワーアンプ１０３は、入力インピーダンスよりも低い出力インピーダンスで、増幅した電磁波出力をインピーダンス変換部１０４に出力する。インピーダンス変換部１０４は、パワーアンプ１０３の出力インピーダンスよりも低い出力インピーダンスで、変換した電磁波出力をノイズフィルタ１０５に出力する。ノイズフィルタ１０５は、パワーアンプ１０３及びインピーダンス変換部１０４によって出力インピーダンスを下げることによって生じる高調波ノイズを遮断する。
【００５４】
これにより、電磁波増幅装置１００は、入力された電磁波の波形を乱さず、或いは波形を整えて、振幅を大きくするように、電力の増幅を行う。より大きい内径の配管にコイルを巻きつけて電磁場を作用させる場合、より大きい供給電力で電磁場を作用させ、配管を流れる汚染水に対する効力を向上できる。
【００５５】
また、電磁波増幅装置１００は、電力の増幅を低出力インピーダンスで、すなわち出力電圧ではなく出力電流を大きくするように行う。そのため、水中に設置したり、配管に巻きつけたりしたコイルに大電力を供給する際に、水漏れによる感電の危険性を低減できる。以上のように、本実施形態に係る電磁波増幅装置１００は、電磁場の電力を処理対象の汚染水に効果的に作用させるように増幅することできる。
【００５６】
次に、実施形態２に係る電力増幅装置について説明する。実施形態１に係る電力増幅装置では、出力インピーダンスが低い発振器からの出力を増幅したが、本発明に係る電力増幅装置では他の発振器を用いてもよく、より高い出力インピーダンスを有する発振器を使用してもよい。また、本発明に係る電力増幅装置では、種々の電磁波出力を増幅可能であり、例えば波形が三角波、正弦波、方形波などであってもよいし、そのような波形の電磁波が所定の発振間隔で発振されていてもよい。本実施形態では、より高い出力インピーダンスを有し、所定の電磁波を発振する発振器からの出力の発振間隔を調整する発振間隔調整装置からの出力を増幅する電力増幅装置について説明する。
【００５７】
図１０は、実施形態２に係る電磁場処理システムの概略を示すブロック図である。図１１は、実施形態２に係る電磁波増幅装置の構成の概略を示す回路図である。
【００５８】
本実施形態に係る電磁場処理システムは、発振器２０２と、発振間隔調整装置２０１と、電力増幅装置１００ａと、電磁場発生用のコイル２２０とを備える。電力増幅装置１００ａは、パワーアンプ１０３と、インピーダンス変換部１０４と、ノイズフィルタ１０５とを備える。発振器２０２は、種々の電磁波を発振可能であり、例えば波形が三角波、正弦波、方形波などであってもよいし、その周波数帯は６００〜１００００Ｈｚであってもよい。発振間隔調整装置２０１は、発振器２０２から発振された電磁波出力を、その周波数よりも長い所定の発振間隔で発振するように調整して、パワーアンプ１０３に出力する。
【００５９】
パワーアンプ１０３は、電圧増幅回路で構成され、入力電圧を増幅して、低出力インピーダンスでインピーダンス変換部１０４に出力する。詳細は、図９と同様であるので省略する。
【００６０】
図１１に示すように、インピーダンス変換部１０４は、パワーアンプ１０３からの入力電圧を、電力を維持しながら降圧する。インピーダンス変換部１０４は、ノイズフィルタ１４１と、トランスＴ２とを備える。ノイズフィルタ１４１は、抵抗Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９と、キャパシタＣ６，Ｃ７，Ｃ８と、インダクタＬ４とを備える。ノイズフィルタ１４１は、パワーアンプからの入力電圧における高調波を遮断する。トランスＴ２は、降圧型変圧器である。
【００６１】
ノイズフィルタ１４１において、パワーアンプ１０３からの入力電圧は、抵抗Ｒ７とキャパシタＣ６の並列回路の両端に印加される。抵抗Ｒ７とキャパシタＣ６の並列回路の一端は、抵抗Ｒ８とキャパシタＣ７とインダクタＬ４とからなる並列共振回路に接続される一方、他端は接地される。抵抗Ｒ８とキャパシタＣ７とインダクタＬ４とからなる並列共振回路は、一端に入力されたパワーアンプ１０３からの入力電圧を、他端から、抵抗Ｒ９とキャパシタＣ８の並列回路に出力する。抵抗Ｒ９とキャパシタＣ８の並列回路は、トランスＴ２の入力端に並列接続される。
【００６２】
ノイズフィルタ１４１は、パワーアンプ１０３からの入力電圧において、抵抗Ｒ８とキャパシタＣ８によるローパスフィルタ回路によって高調波成分を除去する。それとともに、キャパシタＣ７とインダクタＬ４とによる共振周波数を適宜設定することにより、対応する周波数成分を除去する。ノイズフィルタ１４１は、例えば周波数１００００Ｈｚ以上の高調波成分を６ｄＢで除去する。なお、インピーダンス変換部１０４は、例えばノイズフィルタ１４１を備えず、トランスＴ２で構成されてもよい。
【００６３】
トランスＴ２は、ノイズフィルタ１４１からの入力電圧を低インピーダンス変換し、電力を維持しながら降圧する。トランスＴ２は、降圧した出力電圧をノイズフィルタ１０５に出力する。トランスＴ２によって降圧することにより、電磁場発生コイル２２０に大電力を小電圧で、すなわち大電流で供給することができる。トランスＴ２は、インピーダンス変換率が可変である変圧器を採用してもよい。これにより、電磁場発生コイル２２０の巻き数や口径に合わせて供給電圧を調整することができる。なお、トランスＴ２の入力端および出力端は、それぞれ一端を接地される。
【００６４】
ノイズフィルタ１０５は、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２と、キャパシタＣ９，Ｃ１０と、インダクタＬ５とを備える。ノイズフィルタ１０５は、トランスＴ２によって降圧された入力電圧における高調波を遮断する。
【００６５】
ノイズフィルタ１０５において、トランスＴ２からの入力電圧は、抵抗Ｒ１０の両端に印加される。抵抗Ｒ１０の一端は、抵抗Ｒ１１とキャパシタＣ９とインダクタＬ５とからなる並列共振回路に接続される一方、他端は接地される。抵抗Ｒ１１とキャパシタＣ９とインダクタＬ５とからなる並列共振回路は、一端に入力されたトランスＴ２からの入力電圧を、他端から、抵抗Ｒ１２とキャパシタＣ１０の並列回路に出力する。抵抗Ｒ１２とキャパシタＣ１０の並列回路は、電磁場発生コイル２２０に並列接続される。
【００６６】
ノイズフィルタ１０５は、トランスＴ２からの入力電圧において、抵抗Ｒ１１とキャパシタＣ１０によるローパスフィルタ回路によって高調波成分を除去する。それとともに、キャパシタＣ９とインダクタＬ５とによる共振周波数を適宜設定することにより、対応する周波数成分を除去する。ノイズフィルタ１０５は、例えば周波数１００００Ｈｚ以上の高調波成分を６ｄＢで除去する。
【００６７】
以上のように構成された電力増幅装置１００ａは、入力される電磁波出力を、前記波形の振幅を大きくするように増幅するパワーアンプ１０３と、パワーアンプ１０３によって増幅した電磁波出力を、増幅した電力を維持しながら降圧するように変換するインピーダンス変換部１０４と、インピーダンス変換部１０４によって変換した電磁波出力における所定の高調波成分を遮断するノイズフィルタ１０５とを備える。パワーアンプ１０３は、入力インピーダンスよりも低い出力インピーダンスで、増幅した電磁波出力をインピーダンス変換部１０４に出力する。インピーダンス変換部１０４は、パワーアンプ１０３の出力インピーダンスよりも低い出力インピーダンスで、変換した電磁波出力をノイズフィルタ１０５に出力する。ノイズフィルタ１０５は、パワーアンプ１０３及びインピーダンス変換部１０４によって出力インピーダンスを下げることによって生じる高調波ノイズを遮断する。
【００６８】
これにより、電磁波増幅装置１００ａは、電力の増幅を低出力インピーダンスで、すなわち出力電圧ではなく出力電流を大きくするように行う。そのため、水中に設置したり、配管に巻きつけたりしたコイルに大電力を供給する際に、水漏れによる感電の危険性を低減できる。以上のように、本実施形態に係る電磁波増幅装置１００ａは、電磁場の電力を処理対象の汚染水に効果的に作用させるように増幅することできる。
【符号の説明】
【００６９】
１００        電磁波増幅装置
１０１        インピーダンス変換部
１０２        ノイズフィルタ
１０３        パワーアンプ
１０４        インピーダンス変換部
１０５        ノイズフィルタ
１１１        ノイズフィルタ
１４１        ノイズフィルタ
２００        電磁場処理装置
２１０        発振器
２２０        コイル
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０        キャパシタ
Ｌ１〜Ｌ５    インダクタ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２抵抗
Ｔ１          トランス
Ｔ２          トランス
【図１】
2016063487.tif 000003
【図２】
2016063487.tif 000004
【図３】
2016063487.tif 000005
【図４】
2016063487.tif 000006
【図５】
2016063487.tif 000007
【図６】
2016063487.tif 000008
【図７】
2016063487.tif 000009
【図８】
2016063487.tif 000010
【図９】
2016063487.tif 000011
【図１０】
2016063487.tif 000012
【図１１】
2016063487.tif 000013