磁気処理装置
【課題】液体全体に対して万遍無く磁気処理を施すことで、除錆や防蝕、各種スケールの除去・付着防止を図る磁気処理装置を提供する。
【解決手段】各種の液体の流動経路中に配設され、当該液体に対して磁気処理を施す磁気処理装置であって、永久磁石が組み込まれた複数本の磁気発生ユニット２と、これら磁気発生ユニットを囲むように配置された磁性体覆い部材４と、磁気発生ユニットと磁性体覆い部材との間に介挿された少なくとも１本の磁性体シャフト６とを備えており、磁気発生ユニットと磁性体覆い部材及び磁性体シャフトとの間の磁気相互作用により、磁性体覆い部材で囲まれた領域全体に亘って均一の磁力を生じさせて、当該領域に沿って流動する液体全体に対して磁気処理を施す。
【解決手段】各種の液体の流動経路中に配設され、当該液体に対して磁気処理を施す磁気処理装置であって、永久磁石が組み込まれた複数本の磁気発生ユニット２と、これら磁気発生ユニットを囲むように配置された磁性体覆い部材４と、磁気発生ユニットと磁性体覆い部材との間に介挿された少なくとも１本の磁性体シャフト６とを備えており、磁気発生ユニットと磁性体覆い部材及び磁性体シャフトとの間の磁気相互作用により、磁性体覆い部材で囲まれた領域全体に亘って均一の磁力を生じさせて、当該領域に沿って流動する液体全体に対して磁気処理を施す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば給水系、給湯系、各種冷却水系、空調冷温水系など、各種の液体を対象とした全ての配管についての除錆、防蝕、各種スケール(炭酸カルシウム、珪素化合物など)の除去及び付着防止を図るための磁気処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
給水系、給湯系、各種冷却水系、空調冷温水系などの配管内を流動する液体(例えば、水)には、例えば、カルシウムイオン、塩化物イオン、硫酸イオン、二酸化炭素などの各種成分が含まれており、赤錆の発生やスケールの析出付着といった障害の原因となっている。そこで、このような障害を除去するための技術として、例えば特許文献１に示すような装置が提案されている。かかる装置は、給水管の外側に複数の永久磁石が対向配置されるようになっており、これら複数の永久磁石により給水管内を流動する液体(水)に対する磁気処理が施される。
【０００３】
ところで、永久磁石の磁力をそのまま効果的に液体(水)に作用させるためには、永久磁石の間に障害物を介在させないことが好ましい。しかし、従来の装置では、永久磁石の間に給水管が介在しているため、永久磁石の磁力は給水管で減ぜられてしまう。この場合、給水管内を流動する液体(水)全体に対して高い磁力を万遍無く均一に作用させることができないため、水全体に対する磁気処理を充分に且つ効果的に施すことが困難になる。
【０００４】
また、液体(水)に対して充分に且つ効果的に磁気処理を施すためには、永久磁石を液体(水)に近接及び直接接触させるように配置することが好ましい。しかし、給水管の外側に永久磁石を対向配置する構成では、給水管の中央部分に向うに従って永久磁石からの距離が大きくなるため、それに応じて磁力の大きさ(強さ)が給水管の中央部分に向うに従って小さく(弱く)なる。この場合、液体(水)全体に対して万遍無く均一の磁力を作用させることができないため、磁気処理の程度に差が出てしまう。つまり、給水管内を流動する液体(水)に対して充分に磁気処理を施すことができる部分とそうでない部分とが生じ、その結果、液体(水)全体に対する磁気処理を充分に且つ効果的に施すことが困難になる。
【特許文献１】特開２００４−８８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、液体全体に対して万遍無く磁気処理を施すことで、除錆や防蝕、各種スケールの除去・付着防止を図る磁気処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するために、本発明は、各種の液体の流動経路中に配設可能であり、当該液体に対して磁気処理を施す磁気処理装置であって、永久磁石が組み込まれた複数本の磁気発生ユニットと、これら磁気発生ユニットを囲むように配置された磁性体覆い部材と、磁気発生ユニットと磁性体覆い部材との間に介挿された少なくとも１本の磁性体シャフトとを備えている。この場合、磁気発生ユニットと磁性体覆い部材及び磁性体シャフトとの間の磁気相互作用により、磁性体覆い部材で囲まれた領域全体に亘って均一の磁力を生じさせて、当該領域に沿って流動する液体全体に対して磁気処理を施す。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の磁気処理装置によれば、磁気発生ユニットと磁性体覆い部材との間に少なくとも１本の磁性体シャフトを介挿したことで、液体全体に対して均一の磁力を作用させることができるため、当該液体全体に万遍無く磁気処理を施すことができる。これにより、流動経路内における除錆や防蝕、各種スケールの除去・付着防止を図ることができる。
【０００８】
また、磁気発生ユニットにおいて、少なくとも隣り合う一対の永久磁石を同極同士で対向させ、そして、これら同極同士が対向する一対の永久磁石の間に磁性体製のヨーク板を介在させたことで、磁束密度を向上させることができる。これに加えて、永久磁石を磁性体カバーで被覆することで、更に磁束密度を向上させることができる。これにより、液体に対する磁気処理能力を飛躍的に高めることができる。
【０００９】
更に、磁性体覆い部材で囲まれた領域に磁力作用増大機構を設けたことで、当該領域に沿って流動する液体に対する磁力の作用を増大させることができる。具体的には、磁力作用増大機構として磁性体製の螺旋構造体を適用し、磁力線を螺旋状に発生させることで、磁場の広さ(強さ)を格段に向上させることができる。そして、かかる効果に加えて、螺旋構造体に沿って流動する液体の滞留時間を長引かせることにより、磁性体覆い部材で囲まれた領域に沿って流動する液体が磁力線と接触する回数を増大させることができる。
【００１０】
また、磁性体覆い部材に形成された複数の開口により、当該磁性体覆い部材で囲まれた領域に沿って流動する液体に乱流を生じさせることができるため、流動する液体が磁力線と接触する回数を更に増大させることができる。これにより、液体全体に対して効率良く且つ確実に磁気処理を施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態に係る磁気処理装置について、添付図面を参照して説明する。磁気処理装置の用途としては、例えば住居や集合住宅、医療施設や商業施設、温泉や宿泊施設などに構築された給水系、給湯系、各種冷却水系、空調冷温水系などの各種流動経路(配管)中に配設可能であり、当該配管内を流動する液体(例えば、水、冷却水、温泉水など)の全体に対して万遍無く効率的に且つ確実に磁気処理を施すことができる。
【００１２】
図１(ａ),(ｂ)に示すように、本実施の形態の磁気処理装置は、永久磁石(図２及び図３参照)が組み込まれた複数本の磁気発生ユニット２と、これら磁気発生ユニット２を囲むように配置された磁性体覆い部材４と、磁気発生ユニット２と磁性体覆い部材４との間に介挿された少なくとも１本の磁性体シャフト６とを備えており、磁気発生ユニット２と磁性体覆い部材４及び磁性体シャフト６との間の磁気相互作用により、磁性体覆い部材４で囲まれた領域全体に亘って均一の磁力を生じさせて、当該領域に沿って流動する液体全体に対して磁気処理を施すように構成されている。
【００１３】
本実施の形態では一例として、６本の磁気発生ユニット２が中空円筒状の磁性体覆い部材４で囲まれた領域内に配置されており、当該磁性体覆い部材４の両側に設けられた円板状の支持板８により各磁気発生ユニット２が磁性体覆い部材４で囲まれた領域内に位置決め支持されている。なお、支持板８の材料としては、例えば３００番系(３０１,３０４,３１６など)のステンレス(ＳＵＳ)を適用することができるが、特にステンレス３０４が好ましい。
【００１４】
具体的に説明すると、それぞれの磁気発生ユニット２には、磁性体覆い部材４に沿って延出した支持シャフト１０が挿通されており、当該支持シャフト１０の両端側には、ねじ部(例えば、雄ねじ)１０ｓが形成されている(図２参照)。この場合、６本の磁気発生ユニット２を磁性体覆い部材４で囲まれた領域内にセットした後、各磁気発生ユニット２の両端側のねじ部１０ｓを双方の支持板８に形成された固定用孔(図示しない)から外部に突出させた状態で、各支持板８の外部からねじ部１０ｓにナット１２(内径に雌ねじが切られたナット)を螺合させて締め付けることにより、支持シャフト１０を支持板８相互間に支持することができる。
【００１５】
そして、更にナット１２を各ねじ部１０ｓに沿って螺進させて締め付けることで、各支持板８を磁性体覆い部材４の両側に圧接して固定させることができ、これにより、支持板８相互間に支持された６本の磁気発生ユニット２を磁性体覆い部材４で囲まれた領域内に位置決めして支持することができる。なお、これ以外の支持方法としては、支持シャフト１０の両端側を支持板８に溶接又は溶着、或いは接着剤で接着させても良い。
【００１６】
図１の構成例では、中空円筒状の磁性体覆い部材４に対して円板状の支持板８が同中心に固定されており、６本の磁気発生ユニット２は、その１本が磁性体覆い部材４と同中心となるように支持板８の中心に位置決め支持され、当該１本の磁気発生ユニット２の周りに残りの５本が同心円状に且つ周方向に沿って等間隔に位置決め支持されている。この場合、６本の磁気発生ユニット２の中心間距離(支持シャフト１０相互間距離)は、互いに等しくなるように設定されている。なお、支持シャフト１０の材料としては、例えば４００番系(４０３,４０５,４１０,４３０,４３４など)のステンレス(ＳＵＳ)を適用することができるが、特にステンレス４３０が好ましい。
【００１７】
図２(ａ)に示すように、磁気発生ユニット２には、複数の永久磁石１４が組み込まれており、少なくとも隣り合う一対の永久磁石１４は、同極同士が対向するように配列されている。また、同極同士が対向する一対の永久磁石１４の間には、磁性体で形成されたヨーク板１６が介在されており、各永久磁石１４は、磁性体で形成された磁性体カバー１８で被覆されている。具体的に説明すると、円板状の永久磁石１４を２枚ずつ合わせて配列すると共に、その間に円板状のヨーク板１６を同心円状に挟み込んだものを基本ユニット２ａとして構成する。そして、ヨーク板１６の両側に配列された２枚の永久磁石を中空円筒状の磁性体カバー１８で被覆する。
【００１８】
この場合、ヨーク板１６及び磁性体カバー１８の材料としては、例えば４００番系(４０３,４０５,４１０,４３０,４３４など)のステンレス(ＳＵＳ)を適用することができるが、特にステンレス４３０が好ましい。また、ヨーク板１６の両側に被覆した磁性体カバー１８は防水性を有しており、ヨーク板１６に磁性体カバー１８を装着(例えば、溶接又は溶着、接着剤で接着)すると、その内部が気密及び液密状態となるため、ヨーク板１６の両側の永久磁石１４が液体に直接さらされることは無い。
【００１９】
図２(ａ)の構成例では、Ｎ極同士を対向させた永久磁石１４の間にヨーク板１６が介在されており、これによりヨーク板１６からＮ極磁性の磁力線を生じさせるＮ波基本ユニット２ａが構成される。また、Ｎ波基本ユニット２ａには、その中心に永久磁石１４からヨーク板１６及び磁性体カバー１８に亘って貫通した貫通孔２ｈが形成されている。この場合、当該貫通孔２ｈに支持シャフト１０を挿通し、複数のＮ波基本ユニット２ａを支持シャフト１０に沿って配列させる。そして、支持シャフト１０の両側(ねじ部１０ｓ)から固定ナット２０で締め付けることで、複数のＮ波基本ユニット２ａが支持シャフト１０に固定された１本の磁気発生ユニット２を構成することができる。この場合、支持シャフト１０に配列させるＮ波基本ユニット２ａの個数に応じて、磁束密度を任意の強さ(ガウス)に設定することができる。
【００２０】
例えば、１個の永久磁石１４の強さが８００ガウスとすると、これが組み込まれたＮ波基本ユニット２ａの磁束密度は約４,２００ガウスとなり、更に、ヨーク板１６の両側の２枚の永久磁石を磁性体カバー１８で被覆すると、その磁束密度は約５,０００ガウスに上昇する。そして、このようなＮ波基本ユニット２ａを支持シャフト１０に沿って複数配列することで、磁束密度を約７,０００ガウス以上に設定することができる。なお、Ｎ波基本ユニット２ａの配列個数は、使用目的や使用環境に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００２１】
ここで、磁気発生ユニット２に適用可能な永久磁石１４の一例としては、ネオジウム系磁石を適用することが好ましい。ネオジウム系磁石は、市販されている永久磁石の中では最も強力な磁石であり、その磁力は、通常のフェライト磁石の１０倍以上、アルニコ磁石の６〜７倍である。この結果、ネオジウム系磁石を用いた磁気発生ユニット２では、略７０００ガウス程度の強力な磁力を発生させることが可能となる。ただし、ネオジウム磁石は熱に弱く、一定の温度を超過すると磁力が低下する場合がある。そのような場合を考慮すると、耐熱ネオジウム磁石を適用しても良い。なお、これ以外の永久磁石１４として、例えば、フェライト磁石(Ｂａフェライト、Ｓｒフェライト)、アルニコ磁石、サマリウム系磁石を適用しても良い。
【００２２】
このような磁気発生ユニット２において、各Ｎ波基本ユニット２ａの相互間には、環状のスペーサ２２が介在されており、当該スペーサ２２の幅寸法に応じてＮ波基本ユニット２ａ相互間に所定の隙間Ｗが構成されている。このように隙間Ｗを構成すると、磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿って流動する液体は、その一部が隙間Ｗに入り込むことで、磁気発生ユニット２の周りを例えば螺旋状に回転しながら流動する。この場合、当該液体がヨーク板１６から生じているＮ極磁性の磁力線と接触する回数が増大するため、液体に対する磁気処理効率が向上することになる。また、液体の回転流動は、Ｎ波基本ユニット２ａ相互の隙間Ｗの大きさに応じて変化させることができるが、当該隙間Ｗは、磁気発生ユニット２の使用目的や使用環境に応じて任意に設定されるため、ここでは特に数値限定はしない。
【００２３】
ここで、磁気発生ユニット２の構成としては図２(ａ)に限定されることは無く、これに代えて例えば図２(ｂ)に示すように、Ｓ極同士を対向させた永久磁石１４の間にヨーク板１６を介在させても良い。この場合、ヨーク板１６からＳ極磁性の磁力線を生じさせるＳ波基本ユニット２ｂから成る磁気発生ユニット２が構成される。また、例えば図２(ｃ)に示すように、Ｎ波基本ユニット２ａとＳ波基本ユニット２ｂとを組み合わせて磁気発生ユニット２を構成しても良い。なお、いずれの構成(図２(ｂ),(ｃ))においても、その効果は、図２(ａ)に示す磁気発生ユニット２と同様であるため、その説明は省略する。
【００２４】
また、磁性体覆い部材４には、複数の開口４ｈ(図１参照)が形成されており、これら開口４ｈにより磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿って流動する液体に乱流を生じさせることができる。具体的に説明すると、支持板８に形成された複数の液体流動口８ｈ(図１参照)を通して磁性体覆い部材４に流動した液体は、その一部が複数の開口４ｈを循環することで液体全体が撹拌され、その結果、当該液体は乱流となって磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿って流動する。同時に、磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿って流動する液体は、その一部が隙間Ｗに入り込むことで、磁気発生ユニット２の周りを例えば螺旋状に回転しながら流動する。これにより、液体がヨーク板１６から生じているＮ極磁性の磁力線と接触する回数が増大し、液体に対する磁気処理効率を飛躍的に向上させることができる。
【００２５】
なお、各開口４ｈの大きさや単位面積当りの数については、磁気発生ユニット２の使用目的や使用環境に応じて任意に設定されるため、ここでは特に数値限定はしない。また、液体流動口８ｈの大きさや数、位置については、液体が磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿ってスムーズに流動できれば、任意に設定することができる。ただし、後述する磁性体シャフト６を介挿させるために、少なくとも磁性体シャフト６の両端側を支持する部分を避けて液体流動口８ｈを形成することが好ましい。
【００２６】
また、図１に示すように、本実施の形態の磁気処理装置において、複数(図面では６本)の磁気発生ユニット２と磁性体覆い部材４との間には、磁性体シャフト６が介挿されている。ここで、１本の磁気発生ユニット２の周りに同心円状に且つ周方向に沿って等間隔に位置決め支持された５本の磁気発生ユニット２と磁性体覆い部材４との位置関係を考察すると、これら５本の磁気発生ユニット２と磁性体覆い部材４との間には、比較的広い５つのスペースが周方向に沿って等間隔に形成されることになる。この場合、５つのスペースは、その中央部分が磁気発生ユニット２及び磁性体覆い部材４から比較的離れた位置となるため、当該中央部分の磁束密度が他の部分よりも低下してしまう。
【００２７】
そこで、これら５つのスペースの中央部分にそれぞれ１本の磁性体シャフト６を介挿すると、当該磁性体シャフト６が磁気発生ユニット２の磁力作用を受けることで着磁し、当該磁性体シャフト６周りに磁場が形成され、その結果、これら５つのスペースにおける磁束密度を他の部分と同一の大きさ(強さ)に向上させることができる。これにより、磁気発生ユニット２と磁性体覆い部材４及び磁性体シャフト６との間の磁気相互作用により、磁性体覆い部材４で囲まれた領域全体に亘って均一の磁力を生じさせることが可能となり、当該領域に沿って流動する液体全体に対して万遍無く磁気処理を施すことができる。
【００２８】
なお、磁性体シャフト６の介挿方法としては、例えば磁性体シャフト６の両端側にねじ部(例えば、雄ねじ)６ｓが形成されている場合、まず、当該磁性体シャフト６の両端側のねじ部６ｓを双方の支持板８に形成された固定用孔(図示しない)から外部に突出させる。そして、この状態で、各支持板８の外部からねじ部６ｓにナット２４(内径に雌ねじが切られたナット)を螺合させて締め付ける。これにより、磁性体シャフト６を磁気発生ユニット２と磁性体覆い部材４との間に介挿した状態で、支持板８相互間に固定することができる。なお、これ以外の方法としては、磁性体シャフト６の両端側を支持板８に溶接又は溶着、或いは接着剤で接着させても良い。また、磁性体シャフト６の材料としては、例えば４００番系(４０３,４０５,４１０,４３０,４３４など)のステンレス(ＳＵＳ)を適用することができるが、特にステンレス４３０が好ましい。
【００２９】
ここで、本実施の形態の磁気処理装置を例えば給水系の流動経路(配管)に配設し、当該流動経路(配管)を流動する液体(水)に磁気処理を施すプロセスについて説明する。
給水系の流動経路(配管)を通って流動する液体(水)は、磁気処理装置において、支持板８の複数の液体流動口８ｈから磁性体覆い部材４に流れ込む。このとき、磁性体覆い部材４に流動した液体(水)は、その一部が複数の開口４ｈを循環することで液体(水)全体が撹拌され、その結果、当該液体(水)は乱流となって磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿って流動する。同時に、磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿って流動する液体(水)は、その一部が磁気発生ユニット２の隙間Ｗに入り込むことで、当該磁気発生ユニット２の周りを例えば螺旋状に回転しながら流動する。
【００３０】
即ち、磁性体覆い部材４に流れ込んだ液体(水)は、乱流と螺旋状の回転を繰り返すことで、磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿って滞留時間を長引かせながら流動する。このとき、液体(水)は、磁性体覆い部材４で囲まれた領域において、磁気発生ユニット２から生じる磁力線と接触する回数を増大させながら流動し、その間に当該液体(水)全体に対して効率良く且つ確実に磁気処理が施される。また、磁気発生ユニット２と磁性体覆い部材４との間には、磁性体シャフト６が介挿されており、磁性体覆い部材４で囲まれた領域全体に亘って均一の磁力が生じているため、当該領域を流動する液体(水)全体に対して万遍無く磁気処理が施される。
【００３１】
ここで、磁気処理とは、磁界の中で導体(水)が動くと、当該導体に電流が流れる現象(電磁誘導現象)を利用した処理方法であり、液体(水)に磁気処理を施す際には、当該液体(水)が磁界(磁場)に対して直角に通過することが条件になる。これはフレミングの左手の法則により、磁界、電流、水流(力)が互いに直角に作用することで磁気処理が成立するからである。かかる磁気処理プロセスによれば、液体(水)に含まれる例えば錆やスケールの原因となり得る各種成分(例えば、鉄イオン、カルシウムイオン、塩化物イオン、硫酸イオン、二酸化炭素など)の結晶構造が変化し、その結晶が大きくならない安定した平衡形になる。
【００３２】
具体的に説明すると、スケールの主成分は水中のカルシウムイオンが析出したものであるが、磁気処理された液体(水)では、カルシウムの結晶構造が小さく(安定した平衡形に)なり、その結晶の成長が抑制されて分散(溶解)しやすい状態となる。これにより、給水系の流動経路(配管)にスケールとして付着し難くなり、流動経路(配管)に留まること無く流出される。また、既に流動経路(配管)に固着しているスケールは、その結晶構造(粒子)が丸みを帯びて相互間の付着力が低下し、徐々に剥離して流出される。更に、磁気処理された液体(水)は、自然界に存在する水本来の性質を取り戻す作用があるため、例えばスライムや藻の発生が防止される。
【００３３】
また、錆には、「赤錆」と称される三酸化鉄(Ｆｅ２Ｏ３)と「黒錆」と称される四酸化鉄(Ｆｅ３Ｏ４)とがあるが、赤錆は不安定であり常に成長し、赤水の原因となり、一方、黒錆は強固な不動態となる。この場合、液体(水)を磁気処理すると、赤錆がマグネタイト(四酸化鉄)化され、当該マグネタイトが不動態保護被膜となることで、赤錆の成長や赤水の発生を防止する。即ち、赤錆の表面にマグネタイトが被膜生成されると、液体(水)中の酸素や腐食因子が遮断されるため、赤錆の成長や赤水の発生が防止される。同時に、マグネタイト化された赤錆は、剥離しやすい状態となるため、剥離とマグネタイト化とが繰り返されることで、流動経路(配管)に固着している赤錆は徐々に剥離して流出される。
【００３４】
以上、本実施の形態の磁気処理装置によれば、磁気発生ユニット２と磁性体覆い部材４との間に磁性体シャフト６を介挿したことで、液体全体に対して均一の磁力を作用させることができるため、当該液体全体に万遍無く磁気処理を施すことができる。これにより、流動経路内における除錆や防蝕、各種スケールの除去・付着防止を図ることができる。
【００３５】
また、磁気発生ユニット２において、少なくとも隣り合う一対の永久磁石１４を同極同士で対向させ、そして、これら同極同士が対向する一対の永久磁石１４の間に磁性体製のヨーク板１６を介在させたことで、磁束密度を向上させることができる。これに加えて、永久磁石１４を磁性体カバー１８で被覆することで、更に磁束密度を向上させることができる。これにより、液体に対する磁気処理能力を飛躍的に高めることができる。
【００３６】
更に、磁性体覆い部材４に形成された複数の開口４ｈにより、当該磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿って流動する液体に乱流を生じさせることができるため、流動する液体が磁力線と接触する回数を更に増大させることができる。これにより、液体全体に対して効率良く且つ確実に磁気処理を施すことができる。
【００３７】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されることは無く、以下のように変更することが可能である。
例えば図３(ａ)〜(ｄ)に示された磁気処理装置において、磁性体覆い部材４(図１参照)で囲まれた領域に、当該領域に沿って流動する液体に対する磁力の作用を増大させる磁力作用増大機構を設けても良い。この場合、磁力作用増大機構は、例えば磁気発生ユニット２及び磁性体シャフト６の一方或いは双方に設けることが可能であり、磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿って螺旋状に延出した磁性体製の螺旋構造体26,28,30,32を備えている。
【００３８】
図３(ａ)には、磁気発生ユニット２に設けられた螺旋構造体２６の構成例が示されている。螺旋構造体２６は、磁気発生ユニット２とは別体で構成されており、当該磁気発生ユニット２の外周に沿って所定の旋回ピッチＰで螺旋状に巻き付けられている。この場合、螺旋構造体２６は、所定の径寸法の断面略円形を成しており、その両端側が磁気発生ユニット２に固定されている。なお、螺旋構造体２６の材料としては、例えば４００番系(４０３,４０５,４１０,４３０,４３４など)のステンレス(ＳＵＳ)を適用することができるが、特にステンレス４３０が好ましい。
【００３９】
かかる構成によれば、螺旋構造体２６により磁力線を螺旋状に発生させることで、磁場の広さ(強さ)を格段に向上させることができると共に、当該螺旋構造体２６に沿って流動する液体の滞留時間を長引かせることができるため、磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿って流動する液体が磁力線と接触する回数を増大させることができる。これにより、流動経路内における除錆や防蝕、各種スケールの除去・付着防止を更に効率的に且つ確実に図ることができる。なお、螺旋構造体２６の旋回ピッチＰ及び径寸法は、磁気処理装置の使用目的や使用環境に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００４０】
図３(ｂ)には、単体の磁性体カバー１８で複数の永久磁石１４及びヨーク板１６の全体が覆われた磁気発生ユニット２が例示されている。この例において、螺旋構造体２８は、磁気発生ユニット２と一体的に構成されており、磁性体カバー１８の外周面に沿って所定の旋回ピッチＰで螺旋状に巻きつけられている。この場合、螺旋構造体２８は、所定の幅寸法の断面略矩形の薄板状を成している点を除いて、その効果は、上述した螺旋構造体２６(図３(ａ)参照)と同様であるため、その説明は省略する。
【００４１】
ここで、螺旋構造体２８を磁性体カバー１８と一体化させる方法としては、例えば、螺旋構造体２８を磁性体カバー１８の外周面に後付け(溶接、溶着、接着)しても良いし、又は、磁性体カバー１８の成形と同時に螺旋構造体２８を一体的に成形しても良い。また、螺旋構造体２８の材料としては、例えば４００番系(４０３,４０５,４１０,４３０,４３４など)のステンレス(ＳＵＳ)を適用することができるが、特にステンレス４３０が好ましい。なお、螺旋構造体２８の旋回ピッチＰ及び幅寸法は、磁気処理装置の使用目的や使用環境に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００４２】
また、図３(ｃ)には、磁性体シャフト６に設けられた螺旋構造体３０の構成例が示されている。螺旋構造体３０は、磁性体シャフト６とは別体で構成されており、当該磁性体シャフト６の外周に沿って所定の旋回ピッチＰで螺旋状に巻き付けられている。この場合、螺旋構造体３０は、所定の径寸法の断面略円形を成しており、その両端側が磁性体シャフト６に固定されている。なお、螺旋構造体３０の材料としては、例えば４００番系(４０３,４０５,４１０,４３０,４３４など)のステンレス(ＳＵＳ)を適用することができるが、特にステンレス４３０が好ましい。
【００４３】
かかる構成によれば、螺旋構造体３０により磁力線を螺旋状に発生させることで、磁場の広さ(強さ)を格段に向上させることができると共に、当該螺旋構造体３０に沿って流動する液体の滞留時間を長引かせることができるため、磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿って流動する液体が磁力線と接触する回数を増大させることができる。これにより、流動経路内における除錆や防蝕、各種スケールの除去・付着防止を更に効率的に且つ確実に図ることができる。なお、螺旋構造体３０の旋回ピッチＰ及び径寸法は、磁気処理装置の使用目的や使用環境に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００４４】
図３(ｄ)には、磁性体シャフト６と一体的に構成された螺旋構造体３２が例示されている。螺旋構造体３２は、磁性体シャフト６と一体的に構成されており、磁性体シャフト６の外周面に沿って所定の旋回ピッチＰで螺旋状に巻きつけられている。この場合、螺旋構造体３２は、所定の幅寸法の断面略矩形の薄板状を成している点を除いて、その効果は、上述した螺旋構造体３０(図３(ｃ)参照)と同様であるため、その説明は省略する。
【００４５】
ここで、螺旋構造体３２を磁性体シャフト６と一体化させる方法としては、例えば、螺旋構造体３２を磁性体シャフト６の外周面に後付け(溶接、溶着、接着)しても良いし、又は、磁性体シャフト６の成形と同時に螺旋構造体３２を一体的に成形しても良い。また、螺旋構造体３２の材料としては、例えば４００番系(４０３,４０５,４１０,４３０,４３４など)のステンレス(ＳＵＳ)を適用することができるが、特にステンレス４３０が好ましい。なお、螺旋構造体３２の旋回ピッチＰ及び幅寸法は、磁気処理装置の使用目的や使用環境に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００４６】
また、上述した実施の形態の磁気発生ユニット２において、スペーサ２２(図１及び図２参照)は必ずしも必要な構成品では無く、スペーサ２２の代わりにヨーク板１６を介在させて、当該ヨーク板１６の両側に同極同士の永久磁石１４を隣接するように構成しても良い。例えば図４(ａ)には、図２(ａ)の磁気発生ユニット２において、スペーサ２２の代わりにヨーク板１６を介在した構成例が示されている。また、例えば図４(ｂ)には、図２(ｂ)の磁気発生ユニット２において、スペーサ２２の代わりにヨーク板１６を介在した構成例が示されている。なお、これらの構成例では、ヨーク板１６を２枚の永久磁石１４ごとに介在させているが、これに限定されることは無く、例えば図４(ｃ),(ｄ)に示すように、永久磁石１４の１枚ごとにヨーク板１６を介在させても良い。
【００４７】
また、上述した実施の形態の磁気処理装置において、液体中に銀イオンを放出する銀含有素材を盛り込んで、当該液体中の塩素を除去するようにしても良い。この場合、銀含有素材としては、例えば銀のほか、各種の銀の化合物でも良いが、銀イオンの放出量は銀の含有量に比例して増減するため、銀の含有量が多い素材を選択することが好ましい。
なお、銀含有素材の盛り込み方法としては、例えば磁気発生ユニット２や磁性体覆い部材４、或いは磁性体シャフト６の表面に塗布したり、埋め込めば良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る磁気処理装置の構成を示す図であって、(ａ)は、支持板側から見た平面図、(ｂ)は、磁気処理装置の内部構成を示す側面図。
【図２】(ａ)は、磁気発生ユニットに組み込まれた永久磁石の配列構成例を示す図、(ｂ)は、磁気発生ユニットに組み込まれた永久磁石の他の配列構成例を示す図、(ｃ)は、磁気発生ユニットに組み込まれた永久磁石の他の配列構成例を示す図。
【図３】本発明の変形例に係る磁気処理装置を示す図であって、(ａ)は、磁気発生ユニットの外周に別体で設けられた螺旋構造体の構成を示す図、(ｂ)は、磁気発生ユニットの外周面に一体的に設けられた螺旋構造体の構成を示す図、(ｃ)は、磁性体シャフトの外周に別体で設けられた螺旋構造体の構成を示す図、(ｄ)は、磁性体シャフトの外周面に一体的に設けられた螺旋構造体の構成を示す図。
【図４】本発明の変形例に係る磁気処理装置を示す図であって、(ａ)〜(ｄ)は、複数の永久磁石の配列の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００４９】
２ 磁気発生ユニット
４ 磁性体覆い部材
６ 磁性体シャフト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば給水系、給湯系、各種冷却水系、空調冷温水系など、各種の液体を対象とした全ての配管についての除錆、防蝕、各種スケール(炭酸カルシウム、珪素化合物など)の除去及び付着防止を図るための磁気処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
給水系、給湯系、各種冷却水系、空調冷温水系などの配管内を流動する液体(例えば、水)には、例えば、カルシウムイオン、塩化物イオン、硫酸イオン、二酸化炭素などの各種成分が含まれており、赤錆の発生やスケールの析出付着といった障害の原因となっている。そこで、このような障害を除去するための技術として、例えば特許文献１に示すような装置が提案されている。かかる装置は、給水管の外側に複数の永久磁石が対向配置されるようになっており、これら複数の永久磁石により給水管内を流動する液体(水)に対する磁気処理が施される。
【０００３】
ところで、永久磁石の磁力をそのまま効果的に液体(水)に作用させるためには、永久磁石の間に障害物を介在させないことが好ましい。しかし、従来の装置では、永久磁石の間に給水管が介在しているため、永久磁石の磁力は給水管で減ぜられてしまう。この場合、給水管内を流動する液体(水)全体に対して高い磁力を万遍無く均一に作用させることができないため、水全体に対する磁気処理を充分に且つ効果的に施すことが困難になる。
【０００４】
また、液体(水)に対して充分に且つ効果的に磁気処理を施すためには、永久磁石を液体(水)に近接及び直接接触させるように配置することが好ましい。しかし、給水管の外側に永久磁石を対向配置する構成では、給水管の中央部分に向うに従って永久磁石からの距離が大きくなるため、それに応じて磁力の大きさ(強さ)が給水管の中央部分に向うに従って小さく(弱く)なる。この場合、液体(水)全体に対して万遍無く均一の磁力を作用させることができないため、磁気処理の程度に差が出てしまう。つまり、給水管内を流動する液体(水)に対して充分に磁気処理を施すことができる部分とそうでない部分とが生じ、その結果、液体(水)全体に対する磁気処理を充分に且つ効果的に施すことが困難になる。
【特許文献１】特開２００４−８８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、液体全体に対して万遍無く磁気処理を施すことで、除錆や防蝕、各種スケールの除去・付着防止を図る磁気処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するために、本発明は、各種の液体の流動経路中に配設可能であり、当該液体に対して磁気処理を施す磁気処理装置であって、永久磁石が組み込まれた複数本の磁気発生ユニットと、これら磁気発生ユニットを囲むように配置された磁性体覆い部材と、磁気発生ユニットと磁性体覆い部材との間に介挿された少なくとも１本の磁性体シャフトとを備えている。この場合、磁気発生ユニットと磁性体覆い部材及び磁性体シャフトとの間の磁気相互作用により、磁性体覆い部材で囲まれた領域全体に亘って均一の磁力を生じさせて、当該領域に沿って流動する液体全体に対して磁気処理を施す。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の磁気処理装置によれば、磁気発生ユニットと磁性体覆い部材との間に少なくとも１本の磁性体シャフトを介挿したことで、液体全体に対して均一の磁力を作用させることができるため、当該液体全体に万遍無く磁気処理を施すことができる。これにより、流動経路内における除錆や防蝕、各種スケールの除去・付着防止を図ることができる。
【０００８】
また、磁気発生ユニットにおいて、少なくとも隣り合う一対の永久磁石を同極同士で対向させ、そして、これら同極同士が対向する一対の永久磁石の間に磁性体製のヨーク板を介在させたことで、磁束密度を向上させることができる。これに加えて、永久磁石を磁性体カバーで被覆することで、更に磁束密度を向上させることができる。これにより、液体に対する磁気処理能力を飛躍的に高めることができる。
【０００９】
更に、磁性体覆い部材で囲まれた領域に磁力作用増大機構を設けたことで、当該領域に沿って流動する液体に対する磁力の作用を増大させることができる。具体的には、磁力作用増大機構として磁性体製の螺旋構造体を適用し、磁力線を螺旋状に発生させることで、磁場の広さ(強さ)を格段に向上させることができる。そして、かかる効果に加えて、螺旋構造体に沿って流動する液体の滞留時間を長引かせることにより、磁性体覆い部材で囲まれた領域に沿って流動する液体が磁力線と接触する回数を増大させることができる。
【００１０】
また、磁性体覆い部材に形成された複数の開口により、当該磁性体覆い部材で囲まれた領域に沿って流動する液体に乱流を生じさせることができるため、流動する液体が磁力線と接触する回数を更に増大させることができる。これにより、液体全体に対して効率良く且つ確実に磁気処理を施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態に係る磁気処理装置について、添付図面を参照して説明する。磁気処理装置の用途としては、例えば住居や集合住宅、医療施設や商業施設、温泉や宿泊施設などに構築された給水系、給湯系、各種冷却水系、空調冷温水系などの各種流動経路(配管)中に配設可能であり、当該配管内を流動する液体(例えば、水、冷却水、温泉水など)の全体に対して万遍無く効率的に且つ確実に磁気処理を施すことができる。
【００１２】
図１(ａ),(ｂ)に示すように、本実施の形態の磁気処理装置は、永久磁石(図２及び図３参照)が組み込まれた複数本の磁気発生ユニット２と、これら磁気発生ユニット２を囲むように配置された磁性体覆い部材４と、磁気発生ユニット２と磁性体覆い部材４との間に介挿された少なくとも１本の磁性体シャフト６とを備えており、磁気発生ユニット２と磁性体覆い部材４及び磁性体シャフト６との間の磁気相互作用により、磁性体覆い部材４で囲まれた領域全体に亘って均一の磁力を生じさせて、当該領域に沿って流動する液体全体に対して磁気処理を施すように構成されている。
【００１３】
本実施の形態では一例として、６本の磁気発生ユニット２が中空円筒状の磁性体覆い部材４で囲まれた領域内に配置されており、当該磁性体覆い部材４の両側に設けられた円板状の支持板８により各磁気発生ユニット２が磁性体覆い部材４で囲まれた領域内に位置決め支持されている。なお、支持板８の材料としては、例えば３００番系(３０１,３０４,３１６など)のステンレス(ＳＵＳ)を適用することができるが、特にステンレス３０４が好ましい。
【００１４】
具体的に説明すると、それぞれの磁気発生ユニット２には、磁性体覆い部材４に沿って延出した支持シャフト１０が挿通されており、当該支持シャフト１０の両端側には、ねじ部(例えば、雄ねじ)１０ｓが形成されている(図２参照)。この場合、６本の磁気発生ユニット２を磁性体覆い部材４で囲まれた領域内にセットした後、各磁気発生ユニット２の両端側のねじ部１０ｓを双方の支持板８に形成された固定用孔(図示しない)から外部に突出させた状態で、各支持板８の外部からねじ部１０ｓにナット１２(内径に雌ねじが切られたナット)を螺合させて締め付けることにより、支持シャフト１０を支持板８相互間に支持することができる。
【００１５】
そして、更にナット１２を各ねじ部１０ｓに沿って螺進させて締め付けることで、各支持板８を磁性体覆い部材４の両側に圧接して固定させることができ、これにより、支持板８相互間に支持された６本の磁気発生ユニット２を磁性体覆い部材４で囲まれた領域内に位置決めして支持することができる。なお、これ以外の支持方法としては、支持シャフト１０の両端側を支持板８に溶接又は溶着、或いは接着剤で接着させても良い。
【００１６】
図１の構成例では、中空円筒状の磁性体覆い部材４に対して円板状の支持板８が同中心に固定されており、６本の磁気発生ユニット２は、その１本が磁性体覆い部材４と同中心となるように支持板８の中心に位置決め支持され、当該１本の磁気発生ユニット２の周りに残りの５本が同心円状に且つ周方向に沿って等間隔に位置決め支持されている。この場合、６本の磁気発生ユニット２の中心間距離(支持シャフト１０相互間距離)は、互いに等しくなるように設定されている。なお、支持シャフト１０の材料としては、例えば４００番系(４０３,４０５,４１０,４３０,４３４など)のステンレス(ＳＵＳ)を適用することができるが、特にステンレス４３０が好ましい。
【００１７】
図２(ａ)に示すように、磁気発生ユニット２には、複数の永久磁石１４が組み込まれており、少なくとも隣り合う一対の永久磁石１４は、同極同士が対向するように配列されている。また、同極同士が対向する一対の永久磁石１４の間には、磁性体で形成されたヨーク板１６が介在されており、各永久磁石１４は、磁性体で形成された磁性体カバー１８で被覆されている。具体的に説明すると、円板状の永久磁石１４を２枚ずつ合わせて配列すると共に、その間に円板状のヨーク板１６を同心円状に挟み込んだものを基本ユニット２ａとして構成する。そして、ヨーク板１６の両側に配列された２枚の永久磁石を中空円筒状の磁性体カバー１８で被覆する。
【００１８】
この場合、ヨーク板１６及び磁性体カバー１８の材料としては、例えば４００番系(４０３,４０５,４１０,４３０,４３４など)のステンレス(ＳＵＳ)を適用することができるが、特にステンレス４３０が好ましい。また、ヨーク板１６の両側に被覆した磁性体カバー１８は防水性を有しており、ヨーク板１６に磁性体カバー１８を装着(例えば、溶接又は溶着、接着剤で接着)すると、その内部が気密及び液密状態となるため、ヨーク板１６の両側の永久磁石１４が液体に直接さらされることは無い。
【００１９】
図２(ａ)の構成例では、Ｎ極同士を対向させた永久磁石１４の間にヨーク板１６が介在されており、これによりヨーク板１６からＮ極磁性の磁力線を生じさせるＮ波基本ユニット２ａが構成される。また、Ｎ波基本ユニット２ａには、その中心に永久磁石１４からヨーク板１６及び磁性体カバー１８に亘って貫通した貫通孔２ｈが形成されている。この場合、当該貫通孔２ｈに支持シャフト１０を挿通し、複数のＮ波基本ユニット２ａを支持シャフト１０に沿って配列させる。そして、支持シャフト１０の両側(ねじ部１０ｓ)から固定ナット２０で締め付けることで、複数のＮ波基本ユニット２ａが支持シャフト１０に固定された１本の磁気発生ユニット２を構成することができる。この場合、支持シャフト１０に配列させるＮ波基本ユニット２ａの個数に応じて、磁束密度を任意の強さ(ガウス)に設定することができる。
【００２０】
例えば、１個の永久磁石１４の強さが８００ガウスとすると、これが組み込まれたＮ波基本ユニット２ａの磁束密度は約４,２００ガウスとなり、更に、ヨーク板１６の両側の２枚の永久磁石を磁性体カバー１８で被覆すると、その磁束密度は約５,０００ガウスに上昇する。そして、このようなＮ波基本ユニット２ａを支持シャフト１０に沿って複数配列することで、磁束密度を約７,０００ガウス以上に設定することができる。なお、Ｎ波基本ユニット２ａの配列個数は、使用目的や使用環境に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００２１】
ここで、磁気発生ユニット２に適用可能な永久磁石１４の一例としては、ネオジウム系磁石を適用することが好ましい。ネオジウム系磁石は、市販されている永久磁石の中では最も強力な磁石であり、その磁力は、通常のフェライト磁石の１０倍以上、アルニコ磁石の６〜７倍である。この結果、ネオジウム系磁石を用いた磁気発生ユニット２では、略７０００ガウス程度の強力な磁力を発生させることが可能となる。ただし、ネオジウム磁石は熱に弱く、一定の温度を超過すると磁力が低下する場合がある。そのような場合を考慮すると、耐熱ネオジウム磁石を適用しても良い。なお、これ以外の永久磁石１４として、例えば、フェライト磁石(Ｂａフェライト、Ｓｒフェライト)、アルニコ磁石、サマリウム系磁石を適用しても良い。
【００２２】
このような磁気発生ユニット２において、各Ｎ波基本ユニット２ａの相互間には、環状のスペーサ２２が介在されており、当該スペーサ２２の幅寸法に応じてＮ波基本ユニット２ａ相互間に所定の隙間Ｗが構成されている。このように隙間Ｗを構成すると、磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿って流動する液体は、その一部が隙間Ｗに入り込むことで、磁気発生ユニット２の周りを例えば螺旋状に回転しながら流動する。この場合、当該液体がヨーク板１６から生じているＮ極磁性の磁力線と接触する回数が増大するため、液体に対する磁気処理効率が向上することになる。また、液体の回転流動は、Ｎ波基本ユニット２ａ相互の隙間Ｗの大きさに応じて変化させることができるが、当該隙間Ｗは、磁気発生ユニット２の使用目的や使用環境に応じて任意に設定されるため、ここでは特に数値限定はしない。
【００２３】
ここで、磁気発生ユニット２の構成としては図２(ａ)に限定されることは無く、これに代えて例えば図２(ｂ)に示すように、Ｓ極同士を対向させた永久磁石１４の間にヨーク板１６を介在させても良い。この場合、ヨーク板１６からＳ極磁性の磁力線を生じさせるＳ波基本ユニット２ｂから成る磁気発生ユニット２が構成される。また、例えば図２(ｃ)に示すように、Ｎ波基本ユニット２ａとＳ波基本ユニット２ｂとを組み合わせて磁気発生ユニット２を構成しても良い。なお、いずれの構成(図２(ｂ),(ｃ))においても、その効果は、図２(ａ)に示す磁気発生ユニット２と同様であるため、その説明は省略する。
【００２４】
また、磁性体覆い部材４には、複数の開口４ｈ(図１参照)が形成されており、これら開口４ｈにより磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿って流動する液体に乱流を生じさせることができる。具体的に説明すると、支持板８に形成された複数の液体流動口８ｈ(図１参照)を通して磁性体覆い部材４に流動した液体は、その一部が複数の開口４ｈを循環することで液体全体が撹拌され、その結果、当該液体は乱流となって磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿って流動する。同時に、磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿って流動する液体は、その一部が隙間Ｗに入り込むことで、磁気発生ユニット２の周りを例えば螺旋状に回転しながら流動する。これにより、液体がヨーク板１６から生じているＮ極磁性の磁力線と接触する回数が増大し、液体に対する磁気処理効率を飛躍的に向上させることができる。
【００２５】
なお、各開口４ｈの大きさや単位面積当りの数については、磁気発生ユニット２の使用目的や使用環境に応じて任意に設定されるため、ここでは特に数値限定はしない。また、液体流動口８ｈの大きさや数、位置については、液体が磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿ってスムーズに流動できれば、任意に設定することができる。ただし、後述する磁性体シャフト６を介挿させるために、少なくとも磁性体シャフト６の両端側を支持する部分を避けて液体流動口８ｈを形成することが好ましい。
【００２６】
また、図１に示すように、本実施の形態の磁気処理装置において、複数(図面では６本)の磁気発生ユニット２と磁性体覆い部材４との間には、磁性体シャフト６が介挿されている。ここで、１本の磁気発生ユニット２の周りに同心円状に且つ周方向に沿って等間隔に位置決め支持された５本の磁気発生ユニット２と磁性体覆い部材４との位置関係を考察すると、これら５本の磁気発生ユニット２と磁性体覆い部材４との間には、比較的広い５つのスペースが周方向に沿って等間隔に形成されることになる。この場合、５つのスペースは、その中央部分が磁気発生ユニット２及び磁性体覆い部材４から比較的離れた位置となるため、当該中央部分の磁束密度が他の部分よりも低下してしまう。
【００２７】
そこで、これら５つのスペースの中央部分にそれぞれ１本の磁性体シャフト６を介挿すると、当該磁性体シャフト６が磁気発生ユニット２の磁力作用を受けることで着磁し、当該磁性体シャフト６周りに磁場が形成され、その結果、これら５つのスペースにおける磁束密度を他の部分と同一の大きさ(強さ)に向上させることができる。これにより、磁気発生ユニット２と磁性体覆い部材４及び磁性体シャフト６との間の磁気相互作用により、磁性体覆い部材４で囲まれた領域全体に亘って均一の磁力を生じさせることが可能となり、当該領域に沿って流動する液体全体に対して万遍無く磁気処理を施すことができる。
【００２８】
なお、磁性体シャフト６の介挿方法としては、例えば磁性体シャフト６の両端側にねじ部(例えば、雄ねじ)６ｓが形成されている場合、まず、当該磁性体シャフト６の両端側のねじ部６ｓを双方の支持板８に形成された固定用孔(図示しない)から外部に突出させる。そして、この状態で、各支持板８の外部からねじ部６ｓにナット２４(内径に雌ねじが切られたナット)を螺合させて締め付ける。これにより、磁性体シャフト６を磁気発生ユニット２と磁性体覆い部材４との間に介挿した状態で、支持板８相互間に固定することができる。なお、これ以外の方法としては、磁性体シャフト６の両端側を支持板８に溶接又は溶着、或いは接着剤で接着させても良い。また、磁性体シャフト６の材料としては、例えば４００番系(４０３,４０５,４１０,４３０,４３４など)のステンレス(ＳＵＳ)を適用することができるが、特にステンレス４３０が好ましい。
【００２９】
ここで、本実施の形態の磁気処理装置を例えば給水系の流動経路(配管)に配設し、当該流動経路(配管)を流動する液体(水)に磁気処理を施すプロセスについて説明する。
給水系の流動経路(配管)を通って流動する液体(水)は、磁気処理装置において、支持板８の複数の液体流動口８ｈから磁性体覆い部材４に流れ込む。このとき、磁性体覆い部材４に流動した液体(水)は、その一部が複数の開口４ｈを循環することで液体(水)全体が撹拌され、その結果、当該液体(水)は乱流となって磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿って流動する。同時に、磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿って流動する液体(水)は、その一部が磁気発生ユニット２の隙間Ｗに入り込むことで、当該磁気発生ユニット２の周りを例えば螺旋状に回転しながら流動する。
【００３０】
即ち、磁性体覆い部材４に流れ込んだ液体(水)は、乱流と螺旋状の回転を繰り返すことで、磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿って滞留時間を長引かせながら流動する。このとき、液体(水)は、磁性体覆い部材４で囲まれた領域において、磁気発生ユニット２から生じる磁力線と接触する回数を増大させながら流動し、その間に当該液体(水)全体に対して効率良く且つ確実に磁気処理が施される。また、磁気発生ユニット２と磁性体覆い部材４との間には、磁性体シャフト６が介挿されており、磁性体覆い部材４で囲まれた領域全体に亘って均一の磁力が生じているため、当該領域を流動する液体(水)全体に対して万遍無く磁気処理が施される。
【００３１】
ここで、磁気処理とは、磁界の中で導体(水)が動くと、当該導体に電流が流れる現象(電磁誘導現象)を利用した処理方法であり、液体(水)に磁気処理を施す際には、当該液体(水)が磁界(磁場)に対して直角に通過することが条件になる。これはフレミングの左手の法則により、磁界、電流、水流(力)が互いに直角に作用することで磁気処理が成立するからである。かかる磁気処理プロセスによれば、液体(水)に含まれる例えば錆やスケールの原因となり得る各種成分(例えば、鉄イオン、カルシウムイオン、塩化物イオン、硫酸イオン、二酸化炭素など)の結晶構造が変化し、その結晶が大きくならない安定した平衡形になる。
【００３２】
具体的に説明すると、スケールの主成分は水中のカルシウムイオンが析出したものであるが、磁気処理された液体(水)では、カルシウムの結晶構造が小さく(安定した平衡形に)なり、その結晶の成長が抑制されて分散(溶解)しやすい状態となる。これにより、給水系の流動経路(配管)にスケールとして付着し難くなり、流動経路(配管)に留まること無く流出される。また、既に流動経路(配管)に固着しているスケールは、その結晶構造(粒子)が丸みを帯びて相互間の付着力が低下し、徐々に剥離して流出される。更に、磁気処理された液体(水)は、自然界に存在する水本来の性質を取り戻す作用があるため、例えばスライムや藻の発生が防止される。
【００３３】
また、錆には、「赤錆」と称される三酸化鉄(Ｆｅ２Ｏ３)と「黒錆」と称される四酸化鉄(Ｆｅ３Ｏ４)とがあるが、赤錆は不安定であり常に成長し、赤水の原因となり、一方、黒錆は強固な不動態となる。この場合、液体(水)を磁気処理すると、赤錆がマグネタイト(四酸化鉄)化され、当該マグネタイトが不動態保護被膜となることで、赤錆の成長や赤水の発生を防止する。即ち、赤錆の表面にマグネタイトが被膜生成されると、液体(水)中の酸素や腐食因子が遮断されるため、赤錆の成長や赤水の発生が防止される。同時に、マグネタイト化された赤錆は、剥離しやすい状態となるため、剥離とマグネタイト化とが繰り返されることで、流動経路(配管)に固着している赤錆は徐々に剥離して流出される。
【００３４】
以上、本実施の形態の磁気処理装置によれば、磁気発生ユニット２と磁性体覆い部材４との間に磁性体シャフト６を介挿したことで、液体全体に対して均一の磁力を作用させることができるため、当該液体全体に万遍無く磁気処理を施すことができる。これにより、流動経路内における除錆や防蝕、各種スケールの除去・付着防止を図ることができる。
【００３５】
また、磁気発生ユニット２において、少なくとも隣り合う一対の永久磁石１４を同極同士で対向させ、そして、これら同極同士が対向する一対の永久磁石１４の間に磁性体製のヨーク板１６を介在させたことで、磁束密度を向上させることができる。これに加えて、永久磁石１４を磁性体カバー１８で被覆することで、更に磁束密度を向上させることができる。これにより、液体に対する磁気処理能力を飛躍的に高めることができる。
【００３６】
更に、磁性体覆い部材４に形成された複数の開口４ｈにより、当該磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿って流動する液体に乱流を生じさせることができるため、流動する液体が磁力線と接触する回数を更に増大させることができる。これにより、液体全体に対して効率良く且つ確実に磁気処理を施すことができる。
【００３７】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されることは無く、以下のように変更することが可能である。
例えば図３(ａ)〜(ｄ)に示された磁気処理装置において、磁性体覆い部材４(図１参照)で囲まれた領域に、当該領域に沿って流動する液体に対する磁力の作用を増大させる磁力作用増大機構を設けても良い。この場合、磁力作用増大機構は、例えば磁気発生ユニット２及び磁性体シャフト６の一方或いは双方に設けることが可能であり、磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿って螺旋状に延出した磁性体製の螺旋構造体26,28,30,32を備えている。
【００３８】
図３(ａ)には、磁気発生ユニット２に設けられた螺旋構造体２６の構成例が示されている。螺旋構造体２６は、磁気発生ユニット２とは別体で構成されており、当該磁気発生ユニット２の外周に沿って所定の旋回ピッチＰで螺旋状に巻き付けられている。この場合、螺旋構造体２６は、所定の径寸法の断面略円形を成しており、その両端側が磁気発生ユニット２に固定されている。なお、螺旋構造体２６の材料としては、例えば４００番系(４０３,４０５,４１０,４３０,４３４など)のステンレス(ＳＵＳ)を適用することができるが、特にステンレス４３０が好ましい。
【００３９】
かかる構成によれば、螺旋構造体２６により磁力線を螺旋状に発生させることで、磁場の広さ(強さ)を格段に向上させることができると共に、当該螺旋構造体２６に沿って流動する液体の滞留時間を長引かせることができるため、磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿って流動する液体が磁力線と接触する回数を増大させることができる。これにより、流動経路内における除錆や防蝕、各種スケールの除去・付着防止を更に効率的に且つ確実に図ることができる。なお、螺旋構造体２６の旋回ピッチＰ及び径寸法は、磁気処理装置の使用目的や使用環境に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００４０】
図３(ｂ)には、単体の磁性体カバー１８で複数の永久磁石１４及びヨーク板１６の全体が覆われた磁気発生ユニット２が例示されている。この例において、螺旋構造体２８は、磁気発生ユニット２と一体的に構成されており、磁性体カバー１８の外周面に沿って所定の旋回ピッチＰで螺旋状に巻きつけられている。この場合、螺旋構造体２８は、所定の幅寸法の断面略矩形の薄板状を成している点を除いて、その効果は、上述した螺旋構造体２６(図３(ａ)参照)と同様であるため、その説明は省略する。
【００４１】
ここで、螺旋構造体２８を磁性体カバー１８と一体化させる方法としては、例えば、螺旋構造体２８を磁性体カバー１８の外周面に後付け(溶接、溶着、接着)しても良いし、又は、磁性体カバー１８の成形と同時に螺旋構造体２８を一体的に成形しても良い。また、螺旋構造体２８の材料としては、例えば４００番系(４０３,４０５,４１０,４３０,４３４など)のステンレス(ＳＵＳ)を適用することができるが、特にステンレス４３０が好ましい。なお、螺旋構造体２８の旋回ピッチＰ及び幅寸法は、磁気処理装置の使用目的や使用環境に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００４２】
また、図３(ｃ)には、磁性体シャフト６に設けられた螺旋構造体３０の構成例が示されている。螺旋構造体３０は、磁性体シャフト６とは別体で構成されており、当該磁性体シャフト６の外周に沿って所定の旋回ピッチＰで螺旋状に巻き付けられている。この場合、螺旋構造体３０は、所定の径寸法の断面略円形を成しており、その両端側が磁性体シャフト６に固定されている。なお、螺旋構造体３０の材料としては、例えば４００番系(４０３,４０５,４１０,４３０,４３４など)のステンレス(ＳＵＳ)を適用することができるが、特にステンレス４３０が好ましい。
【００４３】
かかる構成によれば、螺旋構造体３０により磁力線を螺旋状に発生させることで、磁場の広さ(強さ)を格段に向上させることができると共に、当該螺旋構造体３０に沿って流動する液体の滞留時間を長引かせることができるため、磁性体覆い部材４で囲まれた領域に沿って流動する液体が磁力線と接触する回数を増大させることができる。これにより、流動経路内における除錆や防蝕、各種スケールの除去・付着防止を更に効率的に且つ確実に図ることができる。なお、螺旋構造体３０の旋回ピッチＰ及び径寸法は、磁気処理装置の使用目的や使用環境に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００４４】
図３(ｄ)には、磁性体シャフト６と一体的に構成された螺旋構造体３２が例示されている。螺旋構造体３２は、磁性体シャフト６と一体的に構成されており、磁性体シャフト６の外周面に沿って所定の旋回ピッチＰで螺旋状に巻きつけられている。この場合、螺旋構造体３２は、所定の幅寸法の断面略矩形の薄板状を成している点を除いて、その効果は、上述した螺旋構造体３０(図３(ｃ)参照)と同様であるため、その説明は省略する。
【００４５】
ここで、螺旋構造体３２を磁性体シャフト６と一体化させる方法としては、例えば、螺旋構造体３２を磁性体シャフト６の外周面に後付け(溶接、溶着、接着)しても良いし、又は、磁性体シャフト６の成形と同時に螺旋構造体３２を一体的に成形しても良い。また、螺旋構造体３２の材料としては、例えば４００番系(４０３,４０５,４１０,４３０,４３４など)のステンレス(ＳＵＳ)を適用することができるが、特にステンレス４３０が好ましい。なお、螺旋構造体３２の旋回ピッチＰ及び幅寸法は、磁気処理装置の使用目的や使用環境に応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。
【００４６】
また、上述した実施の形態の磁気発生ユニット２において、スペーサ２２(図１及び図２参照)は必ずしも必要な構成品では無く、スペーサ２２の代わりにヨーク板１６を介在させて、当該ヨーク板１６の両側に同極同士の永久磁石１４を隣接するように構成しても良い。例えば図４(ａ)には、図２(ａ)の磁気発生ユニット２において、スペーサ２２の代わりにヨーク板１６を介在した構成例が示されている。また、例えば図４(ｂ)には、図２(ｂ)の磁気発生ユニット２において、スペーサ２２の代わりにヨーク板１６を介在した構成例が示されている。なお、これらの構成例では、ヨーク板１６を２枚の永久磁石１４ごとに介在させているが、これに限定されることは無く、例えば図４(ｃ),(ｄ)に示すように、永久磁石１４の１枚ごとにヨーク板１６を介在させても良い。
【００４７】
また、上述した実施の形態の磁気処理装置において、液体中に銀イオンを放出する銀含有素材を盛り込んで、当該液体中の塩素を除去するようにしても良い。この場合、銀含有素材としては、例えば銀のほか、各種の銀の化合物でも良いが、銀イオンの放出量は銀の含有量に比例して増減するため、銀の含有量が多い素材を選択することが好ましい。
なお、銀含有素材の盛り込み方法としては、例えば磁気発生ユニット２や磁性体覆い部材４、或いは磁性体シャフト６の表面に塗布したり、埋め込めば良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る磁気処理装置の構成を示す図であって、(ａ)は、支持板側から見た平面図、(ｂ)は、磁気処理装置の内部構成を示す側面図。
【図２】(ａ)は、磁気発生ユニットに組み込まれた永久磁石の配列構成例を示す図、(ｂ)は、磁気発生ユニットに組み込まれた永久磁石の他の配列構成例を示す図、(ｃ)は、磁気発生ユニットに組み込まれた永久磁石の他の配列構成例を示す図。
【図３】本発明の変形例に係る磁気処理装置を示す図であって、(ａ)は、磁気発生ユニットの外周に別体で設けられた螺旋構造体の構成を示す図、(ｂ)は、磁気発生ユニットの外周面に一体的に設けられた螺旋構造体の構成を示す図、(ｃ)は、磁性体シャフトの外周に別体で設けられた螺旋構造体の構成を示す図、(ｄ)は、磁性体シャフトの外周面に一体的に設けられた螺旋構造体の構成を示す図。
【図４】本発明の変形例に係る磁気処理装置を示す図であって、(ａ)〜(ｄ)は、複数の永久磁石の配列の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００４９】
２ 磁気発生ユニット
４ 磁性体覆い部材
６ 磁性体シャフト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各種の液体の流動経路中に配設可能であり、当該液体に対して磁気処理を施す磁気処理装置であって、
永久磁石が組み込まれた複数本の磁気発生ユニットと、
これら磁気発生ユニットを囲むように配置された磁性体覆い部材と、
磁気発生ユニットと磁性体覆い部材との間に介挿された少なくとも１本の磁性体シャフトとを備えており、
磁気発生ユニットと磁性体覆い部材及び磁性体シャフトとの間の磁気相互作用により、磁性体覆い部材で囲まれた領域全体に亘って均一の磁力を生じさせて、当該領域に沿って流動する液体全体に対して磁気処理を施すことを特徴とする磁気処理装置。
【請求項２】
磁気発生ユニットには、複数の永久磁石が組み込まれており、少なくとも隣り合う一対の永久磁石は、同極同士が対向するように配列されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気処理装置。
【請求項３】
同極同士が対向する一対の永久磁石の間には、磁性体で形成されたヨーク板が介在されていることを特徴とする請求項２に記載の磁気処理装置。
【請求項４】
磁気発生ユニットにおいて、永久磁石は、磁性体で形成された磁性体カバーで被覆されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の磁気処理装置。
【請求項５】
磁性体覆い部材には、複数の開口が形成されており、これら開口により磁性体覆い部材で囲まれた領域に沿って流動する液体に乱流を生じさせることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の磁気処理装置。
【請求項６】
磁性体覆い部材で囲まれた領域には、当該領域に沿って流動する液体に対する磁力の作用を増大させる磁力作用増大機構が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載の磁気処理装置。
【請求項７】
磁力作用増大機構は、磁気発生ユニット及び磁性体シャフトの少なくとも一方に設けられ、磁性体覆い部材で囲まれた領域に沿って螺旋状に延出した磁性体製の螺旋構造体を備えており、
螺旋構造体により磁力線を螺旋状に発生させると共に、当該螺旋構造体に沿って流動する液体の滞留時間を長引かせることにより、磁性体覆い部材で囲まれた領域に沿って流動する液体が磁力線と接触する回数を増大させることを特徴とする請求項６に記載の磁気処理装置。
【請求項１】
各種の液体の流動経路中に配設可能であり、当該液体に対して磁気処理を施す磁気処理装置であって、
永久磁石が組み込まれた複数本の磁気発生ユニットと、
これら磁気発生ユニットを囲むように配置された磁性体覆い部材と、
磁気発生ユニットと磁性体覆い部材との間に介挿された少なくとも１本の磁性体シャフトとを備えており、
磁気発生ユニットと磁性体覆い部材及び磁性体シャフトとの間の磁気相互作用により、磁性体覆い部材で囲まれた領域全体に亘って均一の磁力を生じさせて、当該領域に沿って流動する液体全体に対して磁気処理を施すことを特徴とする磁気処理装置。
【請求項２】
磁気発生ユニットには、複数の永久磁石が組み込まれており、少なくとも隣り合う一対の永久磁石は、同極同士が対向するように配列されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気処理装置。
【請求項３】
同極同士が対向する一対の永久磁石の間には、磁性体で形成されたヨーク板が介在されていることを特徴とする請求項２に記載の磁気処理装置。
【請求項４】
磁気発生ユニットにおいて、永久磁石は、磁性体で形成された磁性体カバーで被覆されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の磁気処理装置。
【請求項５】
磁性体覆い部材には、複数の開口が形成されており、これら開口により磁性体覆い部材で囲まれた領域に沿って流動する液体に乱流を生じさせることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の磁気処理装置。
【請求項６】
磁性体覆い部材で囲まれた領域には、当該領域に沿って流動する液体に対する磁力の作用を増大させる磁力作用増大機構が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載の磁気処理装置。
【請求項７】
磁力作用増大機構は、磁気発生ユニット及び磁性体シャフトの少なくとも一方に設けられ、磁性体覆い部材で囲まれた領域に沿って螺旋状に延出した磁性体製の螺旋構造体を備えており、
螺旋構造体により磁力線を螺旋状に発生させると共に、当該螺旋構造体に沿って流動する液体の滞留時間を長引かせることにより、磁性体覆い部材で囲まれた領域に沿って流動する液体が磁力線と接触する回数を増大させることを特徴とする請求項６に記載の磁気処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−１６７７５１（Ｐ２００７−１６７７５１Ａ）
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６７８７０（Ｐ２００５−３６７８７０）
【出願日】平成１７年１２月２１日（２００５．１２．２１）
【出願人】（５０４１８６５２９）株式会社 日本磁化学研究所 (10)
【出願人】（３０５０４０３６３）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２１日（２００５．１２．２１）
【出願人】（５０４１８６５２９）株式会社 日本磁化学研究所 (10)
【出願人】（３０５０４０３６３）
【Ｆターム（参考）】
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