配管内を流れる液体を磁気処理する装置
【課題】 本発明は、市場で入手可能な比較的小さい磁石を組み合わせて用いた場合であっても磁力を顕著に増幅することができ、しかも経済性、実用性に優れた、配管内を流れる液体を磁気処理する装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明は、液体が流れる配管１０の周囲に、第１の磁石２と；第１の磁石２と接触し、且つ、互いに接触しない位置に設置された２つの磁性体ブロック３ａ，３ｂと；２つの磁性体ブロック３ａ，３ｂの各々において、磁性体ブロック３ａ，３ｂの各々と接触し、且つ、第１の磁石２と接触しない位置であって、配管１０の外周面と接触する位置に、第１の磁石２が前記磁性体ブロックと接触している部位の極性とは逆の極性が前記磁性体ブロックに接触している部位の極性となるように設置固定された２つの第２の磁石４ａ，４ｂと；からなる構造体５ａ，５ｂを、配管１０を挟んで向き合うように一対、又はこれを複数対配置してなる、配管内を流れる液体を磁気処理する装置を提供する。
【解決手段】 本発明は、液体が流れる配管１０の周囲に、第１の磁石２と；第１の磁石２と接触し、且つ、互いに接触しない位置に設置された２つの磁性体ブロック３ａ，３ｂと；２つの磁性体ブロック３ａ，３ｂの各々において、磁性体ブロック３ａ，３ｂの各々と接触し、且つ、第１の磁石２と接触しない位置であって、配管１０の外周面と接触する位置に、第１の磁石２が前記磁性体ブロックと接触している部位の極性とは逆の極性が前記磁性体ブロックに接触している部位の極性となるように設置固定された２つの第２の磁石４ａ，４ｂと；からなる構造体５ａ，５ｂを、配管１０を挟んで向き合うように一対、又はこれを複数対配置してなる、配管内を流れる液体を磁気処理する装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管内を流れる液体を磁気処理する装置に関し、詳しくは、小型の磁石を用いた場合でも磁力を顕著に増幅させることのできる、配管内を流れる液体を磁気処理する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水道、下水、冷却水などの水系においては、スケール（水垢）、錆などの発生により、金属製の配管の腐食、ボイラー缶の腐食、配管の閉塞、冷却水系の熱交換率の低下等の障害が起きる。
このようなスケール、錆などを抑制、除去する方法として、配管内を流れる水などの液体に磁気をあてて処理する方法が一般に行われている。この磁気処理された水が流れる水系内の配管、タンクなどの内壁では、スケール、錆などの生成が抑制され、さらに除去できることが経験則として知られている。
この現象を説明する機構として、磁気処理により液体の表面張力が減少し、また溶解しているイオンや懸濁している懸濁物の表面の電荷の状態が変化することによって、スケールが内壁に沈着し難い状態になっていることが考えられる。既に沈着しているスケールにおいても、磁気処理され水の分子集団（クラスタ）の構造が小さくなった液体中では、イオン状態の変化により剥離しやすくなり、除去されることが考えられる（例えば特許文献１，２参照）。
また、金属製の配管等における錆においては、磁気処理された液体によって赤錆（二価の酸化鉄）が黒錆（三価の酸化鉄）に変化し、内壁に形成された黒錆の酸化皮膜によって腐食が防止されることが考えられる。さらに、磁気処理された液体は配管内壁に水素イオン皮膜を形成し、特に水道水などに溶存する塩素や酸素による酸化腐食を防止することができると考えられる。
【０００３】
磁気処理を行う方法としては、様々な方法や装置が挙げられるが、特許文献１、２に示されるように、永久磁石の磁力線が配管等と直交する角度で通過するような磁場を形成させ、通過する液体に磁気処理を行う方法が一般的である。
磁石の配置方法としては、磁石の単体（１個）を配管等に接触するように配置する方法や、配管等の内部を流れる液体に対して、直交する方向で配管等を挟んで向き合う位置に一対の磁石を設置する方法、さらにこれを複数対設置する方法、リング状や環状の磁石を配管等を取り囲むように設置する方法、などが考案されてきた。
また、磁石の配置方法としては、配管等の内部に設置する方法と、配管等の外部に設置する方法とがある。
ここで磁石を配管等の内部に設置した場合、液体に強力な磁場をかけることが可能であるが、配管等の流れの抵抗が大きくなり、設置作業やメンテナンス作業が困難なものとなる。
一方、磁石を配管等の外部に設置した場合、配管等への設置作業やメンテナンス作業が極めて容易となり、既に設置されている配管等へ後から設置することも容易なものとなる。しかし、この場合、配管等の太さによっては、配管等の内部に強力な磁場を形成させることが困難な場合がある。
【０００４】
磁気処理による配管等の内壁のスケール、錆などの生成抑制および除去する効果は、配管等の内部を流れる液体に対して、できるだけ強い磁場を形成することによって、その効果も顕著に向上する。
そこで、特許文献２では、より強い磁場を形成する方法として、導管の周りに一対又は複数対の永久磁石を設置し、さらに反対側の磁極に鉄板を重ねて設置することで、形成される磁力が強めることができることを見出している。
しかし、経済性、実用的の観点を考慮すると、実際に利用できる磁石の強度は限られたものとなり、市場で入手可能な比較的小さい磁石を用いた場合でも磁力を顕著に増幅することができる方法が求められている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２８９７２号公報
【特許文献２】特許第３９０２２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、市場で入手可能な比較的小さい磁石を組み合わせて用いた場合であっても磁力を顕著に増幅することができ、しかも経済性、実用性に優れた、配管内を流れる液体を磁気処理する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】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、複数の磁石と磁性体ブロックを、特定の条件を満たす位置に配置することによって、発生する磁力を顕著に増幅できることを見出し、かかる知見に基づいて本発明を完成させるに到った。
【０００８】
即ち、請求項１に係る本発明は、液体が流れる配管の周囲に、第１の磁石と；前記第１の磁石と接触し、且つ、互いに接触しない位置に設置された２つの磁性体ブロックと；前記２つの磁性体ブロックの各々において、前記磁性体ブロックの各々と接触し、且つ、前記第１の磁石と接触しない位置であって、前記配管の外周面と接触する位置に、前記第１の磁石が前記磁性体ブロックと接触している部位の極性とは逆の極性が前記磁性体ブロックに接触している部位の極性となるように設置固定された２つの第２の磁石と；からなる構造体を、前記配管を挟んで向き合うように一対、又はこれを複数対配置してなる、配管内を流れる液体を磁気処理する装置を提供するものである。
請求項２に係る本発明は、前記構造体を一対配置してなる、請求項１に記載の配管内を流れる液体を磁気処理する装置を提供するものである。
請求項３に係る本発明は、前記第２の磁石における前記配管の外周面と接触する部位が、前記配管の外周面の形に応じたＲ形状である、請求項１又は２のいずれかに記載の配管内を流れる液体を磁気処理する装置を提供するものである。
請求項４に係る本発明は、一対又は複数対の前記構造体を、前記配管を挟んで向き合うように配置したときに、前記第２の磁石が、前記配管の外周面に沿って略等間隔に配置されるように、前記磁性体ブロックに設置固定されている、請求項１〜３のいずれかに記載の配管を流れる液体を磁気処理する装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、市場で入手可能な比較的小さい磁石を組み合わせて用いた場合であっても、磁力を顕著に増幅させることができ、強い磁力を発生することが可能な磁気処理装置を安価に提供することができる。
また、本発明によれば、本発明の装置によって磁気処理された液体を配管等に流すことによって、配管等の内壁のスケール、錆などの生成抑制および除去を極めて効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の配管を流れる液体を磁気処理する装置（以下、磁気式水処理装置という場合がある。）の一態様を配管に装着した状態を示す図面であって、配管の長手方向に対する横断面図である。本発明の磁気式水処理装置１は、配管１０の長手方向の軸に沿い、この軸に対して直交する方向で装着される。
【００１１】
本発明の磁気式水処理装置１は、主に、第１の磁石２と、２つの磁性体ブロック３ａ，３ｂと、２つの第２の磁石４ａ，４ｂと、からなる、一対又は複数対の構造体５よりなるものであり、この構造体５を、第２の磁石４ａ，４ｂが配管１０の外周面と接触するようにして、配管１０を挟んで向き合うように設置している装置である。
なお、図１においては、一対の構造体５ａ，５ｂを、配管１０を挟んで向き合うように配置した態様を示している。
【００１２】
第１の磁石２は、永久磁石であり、用途に応じた形状のものを選択して用いることができる。この永久磁石としては、４００ｍＴ以上の磁束密度を有するものを用いることが好ましい。特に、磁束密度に関しては、可能な限り大きいものを用いることが好適である。
第１の磁石２の形状としては、角形、丸形、リング形などの形状を挙げることができるが、具体的には角形のものを用いることができる。
第１の磁石２としては、上記所定の条件を満たす永久磁石であれば如何なるものでも用いることができる。特には、磁石の材質は選ばないが、安価で容易に入手できるネオジム磁石の強力なものを用いることができる。具体的には、例えば二六製作所製のＮ−３５、Ｎ−４０、Ｎ−４５、Ｎ−４８などが好適である。
【００１３】
次に、磁性体ブロック３ａ，３ｂの形状としては、直方体状、正立方体状、長手方向の横断面が台形状の立方体など、如何なる形状のものでも用いることができるが、第１の磁石２と接触した際に、第１の磁石２との接触面積が大きくなる形状であることが望ましい。特に、図１に示すように、第２の磁石４ａ，４ｂを介して配管１０の外周面と接する面が、配管１０の外周面の接線方向と平行になる角度を有する面であることが望ましい。
【００１４】
磁性体ブロック３ａ，３ｂの材質としては、磁性体の性質を有する材質のものであれば如何なるものを用いることができ、例えば鉄、コバルト、ステンレス、珪素鋼板類、パーマロイ、鉄鉱石、マグヘマイトなどのブロックを用いることができる。特には、鉄、コバルト、ステンレス（磁力を通さないもの、例えばＳＵＳ３０３タイプなどを除く）、珪素鋼板類を用いることが、磁性体としての質（磁力を伝える効率）、経済性の点で好ましい。また、異なる材質の磁性体の層を組み合わせたものであってもよい。なお、ニッケル材は、磁力を通さないため、好ましくない。
さらに、本発明における「磁性体ブロック」とは、非磁性体の材質の層と前記磁性体の材質の層を組み合わせたものをも含む概念である。例えば、非磁性体の材質のものを内側の支持体にし、表面に接する層に磁性体を成形したものなどを挙げることができる。
【００１５】
なお、本発明の磁気式処理装置１の構成単位である構造体５ａ，５ｂを構成する２つの磁性体ブロック３ａ，３ｂとしては、上記所定の形状、大きさ、材質から選ばれた同一の形状、大きさ、材質の磁性体ブロックを用いることができるが、上記所定の形状、大きさ、材質から選ばれた２種類の磁性体ブロックを組み合わせて用いることもできる。
例えば、図１において、磁性体ブロック３ａと、磁性体ブロック３ｂと、で異なる材質の磁性体を用いることもできる。
【００１６】
また、第２の磁石４ａ，４ｂとしては、永久磁石が用いられ、２５０ｍＴ以上の磁束密度を有するものを用いることが好ましい。
第２の磁石４ａ，４ｂが有する磁束密度に関しては、可能な限り大きいものを用いることが好適である。但し、第１の磁石が有する磁束密度より小さい方が望ましい。例えば、第１の磁石が４００ｍＴの磁束密度を有する場合、第２の磁石としては、それよりも磁束密度が小さい２５０ｍＴのものを用いることができる。
また、本発明において、第２の磁石４ａ，４ｂの大きさとしては、通常、前記第１の磁石２よりも「小型」のものが用いられるが、必要に応じて、前記第１の磁石２よりも第２の磁石４の方を大きくすることも可能である。
第２の磁石４ａ，４ｂの大きさは、磁性体ブロック３の大きさの０．３〜１．０倍の範囲内のものを用いることが望ましい。
第２の磁石４ａ，４ｂの形状としては、角形、丸形、リング形などの形状を挙げることができるが、好ましくは、角形のものを挙げることができる。また、さらに好ましくは、配管１０の外周面と接触する部位が、配管１０の外周面の形に応じたＲ形状であることが望ましい。このようなＲ形状を有することによって接触面積が増え、配管１０の内部を流れる液体にかける磁場を強めることができる点で好ましい。
【００１７】
第２の磁石４ａ，４ｂとしては、上記所定条件を満たす永久磁石であれば如何なるものでも用いることができる。特には、磁石の材質は選ばないが、安価で容易に入手できるネオジム磁石の強力なものを用いることができる。具体的には、例えば二六製作所製のＮ−３５、Ｎ−４０、Ｎ−４５、Ｎ−４８などが好適である。
【００１８】
なお、本発明の磁気式処理装置１の構成単位である構造体５ａ，５ｂを構成する２つの第２の磁石４ａ，４ｂとしては、通常、上記所定の条件を満たす１種類の小型磁石を用いるが、２つの第２の磁石４ａ，４ｂとして、上記所定の条件を満たす２種類の小型磁石を用いてもよい。
例えば、図１において、磁性体ブロック３ａに接触固定される第２の磁石４ａと、磁性体ブロック３ｂに接触固定される第２の磁石４ｂと、で異なる強さの磁力を有するものを用いてもよい。
【００１９】
本発明の磁気式処理装置１の構成単位である構造体５ａ，５ｂは、前記第１の磁石２と、２つの前記磁性体ブロック３ａ，３ｂと、２つの前記第２の磁石４ａ，４ｂと、からなるものであり、以下のような条件を満たすように設置された構造を有するものである。
即ち、まず第１の磁石２および磁性体ブロック３ａ，３ｂは、２つの磁性体ブロック３ａ，３ｂの各々が第１の磁石２と接触し、且つ、２つの磁性体ブロック３ａ，３ｂがお互いに接触しない位置に設置される。
ここで、第１の磁石２と２つの磁性体ブロック３ａ，３ｂの各々と接触する面は、磁石２のＳ極とＮ極もしくはＮ極とＳ極が、磁性体ブロック３ａ，３ｂの各々と接触するように配置することで、第１の磁石２が有する磁力を最大限に活用することができる。
なお、図１においては、第１の磁石２のＮ極が磁性体ブロック３ａと、第１の磁石２のＳ極が磁性体ブロック３ｂと、それぞれ接触するように設置されている。
【００２０】
次に、第２の磁石４ａ，４ｂは、磁性体ブロック３ａ，３ｂの各々と接触し、且つ、第１の磁石２と接触しない位置であって、配管１０の外周面と接触する位置に設置される。このとき、第２の磁石は、第１の磁石２が磁性体ブロック３ａ，３ｂと接触している部位の極性とは逆の極性が磁性体ブロック３ａ，３ｂに接触している部位の極性となるように設置固定される。
例えば、図１において、第２の磁石４ａ，４ｂは、上記条件を満たす位置で、磁性体ブロック３ａ，３ｂの各々と接触するように設置固定される。
このとき、第２の磁石４ａのＳ極は、磁性体ブロック３ａと接触するように固定され、Ｎ極が配管１０の外周面と接することになる。
一方、第２の磁石４ｂのＮ極は、磁性体ブロック３ｂと接触するように固定され、Ｓ極が配管１０の外周面と接することになる。
なお、第２の磁石４ａ，４ｂを、上記と逆の極の向きで磁性体ブロック３ａ，３ｂに接触固定した場合には、構造体５が発生させる磁力が弱まってしまい好ましくない。
【００２１】
構造体５（一対の構造体５のうち一方の構造体を５ａ，他方の構造体を５ｂとする）を構成する、第１の磁石２と、２つの前記磁性体ブロック３ａ，３ｂと、２つの前記第２の磁石４ａ，４ｂは、上記に記載のように組み立てられ固定されたものであるが、これらを固定する方法としては、バンドボルト締め付け、又は２分割バンドボルト締め付けにより行うことが望ましい。
構造体５ａ，５ｂを組み立てる際には、支持体、補強材としては非磁性体材質類を用いて成形したケース内に接着剤で収納することが望ましい。
【００２２】
構造体５ａ，５ｂは、上記のような構造を有することで、第２の磁石４ａ，４ｂが第１の磁石２の磁力を増幅することができ、小型の第２の磁石４ａ，４ｂを用いただけにも関わらず、これらの磁石が単独では発生させることができない強力な磁力線を発生させることができる。
具体的には、構造体５ａ，５ｂが発生する磁力は、第１の磁石２の１．８〜１．９倍程度、第２の磁石４ａ，４ｂの１．９倍倍程度に増幅することができる。
例えば、図１において、第１の磁石２として４００ｍＴの磁束密度を有する永久磁石を用い、磁性体ブロック３ａ，３ｂとして、ＳＳ４１タイプの鉄製のブロックを用い、第２の磁石４ａ，４ｂとして３８０ｍＴの磁束密度を有する永久磁石を用いた場合、構造体５ａ，５ｂの配管１０の外周面と接する第２の磁石４ａ，４ｂの表面では、７３０ｍＴ程度の磁束密度の磁力線が発生する。これは第１の磁石２の磁力の約１．８倍、第２の磁石４ａ，４ｂの約１．９倍の磁力に相当する。
従って、経済的、実用的な面で実際に利用できる形状の磁石を用いて構造体５ａ，５ｂの形状を組み立てることによって、市場で入手可能な比較的小さい磁石を組み合わせて用いた場合でも、強い磁力を発生させることが可能となる。
【００２３】
本発明の磁気式水処理装置１において構造体５ａ，５ｂは、第２の磁石４ａ，４ｂが配管１０の外周面と接触し、配管１０を挟んで一対、又は複数対が向き合うように配置される構成になっている。
磁気式水処理装置１において、構造体５ａ，５ｂは、一対または複数対、好ましくは、一対〜三対配置される。なお、構造体５を三対配置した場合の本発明の磁気式水処理装置１を図３に示す。
また、構造体５ａ，５ｂは、配管１０の長手方向と直交する向きで、互いに向き合う位置に配置される構成になっていることが好ましい。
配管１０に対して、このように構造体５ａ，５ｂを配置することによって、配管１０内を流れる液体の全体に対して、効率のよく強力な磁力処理を行うことができることから好ましい。
なお、本発明の実施形態とは異なるが、構造体５ａ，５ｂを上記のように対として配置しない場合や、構造体５ａのみを単独で一個配置することもできる。しかし、これらの場合、配管１０内を流れる液体の全体に対して、効率のよく強力な磁力処理をすることが難しくなるためあまり好ましくない。
【００２４】
さらには、一対又は複数対の前記構造体５ａ，５ｂを、配管１０を挟んで向き合うように配置したときに、第２の磁石４ａ，４ｂが、配管１０の外周面に沿って略等間隔に配置されるように、磁性体ブロック３ａ，３ｂに設置固定されることが望ましい。
なお、図１においては、一対の構造体５ａ，５ｂが、配管１０を挟んで向き合うように配置され、第２の磁石４ａ，４ｂが、配管１０の外周面に沿って略９０°間隔に配置されるように、前記磁性体ブロック３ａ，３ｂに固定されたものを示している。
このように第２の磁石４ａ，４ｂを配置することによって、配管１０内を流れる液体の全体に対して、効率のよく強力な磁気処理することができ好ましい。
【００２５】
配管１０を挟んで向き合う一対又は複数対の構造体５ａ，５ｂは、第２の磁石４ａ，４ｂが有する磁極の向きが、左右対称となる向きで配置してもよく（向かい合う第２の磁石同士の磁極が異なる向き：図１の配置）、或いは点対象（向かい合う第２の磁石同士の磁極が同じ）となる向きで配置してもよい。好ましくは、左右対称となる向き（図１の配置）の方が効率がよい。
【００２６】
磁気式水処理装置１は、一対又は複数対の構造体５ａ，５ｂを、上記の条件を満たす配置で配管１０の周囲に配置したものであるが、リング状のバンドグリップや、複数に分割されたバンドグリップを、ボルトやナット等を用いて締め付け、配管１０に固定してもよい。
図３は、三対配置した構造体５の周囲を、リング状のバンドグリップ１１で締め付け固定した例を示している。
また、構造体５ａ，５ｂに枠体や支持体を付属させて、配管１０に装着できる形状にしてもよい。
具体的には、構造体５ａ，５ｂを配管１０に固定するための枠体や支持体を、構造体５の配管１０と接する側と反対面に具備させることで、一対又は複数体の構造体５ａ，５ｂを配管１０の周囲に、容易に装着することができる。さらに、この枠体や支持体を、隣合った枠体や支持体と連結しうる又は締め付け具やボルトなどで固定しうる構造を有するものとすることで、より容易に、配管１０への装着が可能となる。さらに、この形状の場合、脱着も容易に行うことができる。
なお、上記の枠体、支持体は、非磁性体の性質を有するものであることが好ましい。
【００２７】
本発明の磁気式水処理装置１によって、所定の流速で配管１０内を流れる液体に強力な磁場をかけることによって、当該配管１０内を流れる液体の性質を変化させ、配管等の内壁のスケール、錆などの生成抑制および除去する性質を具備する液体へと変化させることができる。
また、上記効果を十分に奏することができる本発明の磁気式水処理装置１としては、磁気式水処理装置１が装着された配管１０の中心部において、１００ｍＴ以上、好ましくは２４０ｍＴ以上の磁束密度の磁力線を発生するものであることが望ましい。
なお、磁気式水処理装置１が装着された配管１０の中心部において、１００ｍＴより低い磁束密度の磁力線しか発生できない場合、配管１０を流れる液体を、配管等の内壁のスケール、錆などの生成抑制および除去する性質を具備する液体へと変化させる十分な効果を得ることができない。
【００２８】
配管１０を流れる液体は、１．２〜５．０ｍ／ｓ前後、好ましくは１．９〜２．０ｍ／ｓ前後、さらに好ましくは２ｍ／ｓ前後の流速で流れる液体であることが望ましい。それより遅い流速で、例えば０．１ｍ／ｓ〜１．０ｍ／ｓの範囲内においては、構造体５を複数対配置したものが好ましい。
なお、０．１ｍ／ｓ前後より遅い流速で流れる液体を磁力処理する場合、配管等の内壁のスケール、錆などの生成抑制および除去を効率よく行うためには、同じ量の液体の処理に、より強力な磁力線による磁力処理を要することになり（より大きな磁石を要することになり）、効率および経済性の点で好ましくない。
【００２９】
本発明の磁気式水処理装置１によって、磁気処理することができる配管１０を流れる液体としては、水道水、下水、冷却水、田畑の灌漑用水、水耕栽培用の水、養魚場用の飼育水、水泳プールの水、浴槽の水、ボイラ供給水、工場の洗浄水などを挙げることができる。具体的には、配管内を流れる水道水、下水、冷却水を磁気処理することができる。
【００３０】
本発明の磁気式水処理装置１によって磁気処理された液体を下流に流すことによって、下流にある配管やタンクなどの内壁のスケール、錆などの生成抑制および除去を極めて効率よく行うことができる。
なお、その効果は、磁気式水処理装置１の磁力の大きさ依存するものであるが、例えば、配管１０の外周面と接する第２の磁石４ａ，４ｂの表面に５３０ｍＴ程度の磁束密度の磁力線が発生する構造体５ａ，５ｂを２つ有する磁気式水処理装置１を用いて、内径１９ｍｍの配管１０の内部を流速１．９〜２．０ｍ／ｓ前後で流れる水道水を処理した場合、３０ｍ程度下流までの配管やタンクなどの内壁のスケール、錆などの生成を抑制し、除去することが可能となる。また、当該磁気処理後に止水になった場合、数日の間その効果は持続することが期待される。
【００３１】
磁気式水処理装置１によって磁気処理された、当該配管１０内を流れる液体の性質の変化のうち、ｐＨ値の低下、酸化還元電位（ＯＲＰ）の低下が実際の測定値の変化として検出される。
なお、「ｐＨ」は水素イオン濃度で定義づけられる酸性・アルカリ性の尺度を表す指数であり、「酸化還元電位（ＯＲＰ）」はあらゆる元素、化合物の酸化力の酸化力・還元力の尺度をｍＶで表した数値である。
ここでｐＨ値の低下は、水素イオン皮膜を形成する効果を示すものと考えられる。また、酸化還元電位（ＯＲＰ）の低下は、酸化皮膜を形成する効果を示すものであると考えられる。
また、表面張力の低下は、配管やタンクなどの内壁を、スケールが沈着し難く、剥がれ易い状態にしている要因の一つであると考えられる。
【００３２】
なお、直接的な液体の性質の変化としては検出されていないものの、本発明のスケールの生成抑制および除去を促進する要因として、磁力処理によって液体に溶解するイオン状態の変化が、関与していると考えられる。既に沈着しているスケールなどは、液体中のイオン状態の変化によって、剥離しやすくなっていることが推測される。
また、特に配管１０が金属製の配管であった場合においては、磁気式水処理装置１によって磁気処理された液体は、配管内壁に水素イオン皮膜の形成を誘導し、さらに、赤錆（二価の酸化鉄）から黒錆（三価の酸化鉄）の酸化皮膜の形成を促す可能性も示唆される。本発明の磁気式水処理装置１によって処理された水が、錆の生成を抑制し、除去を促進するメカニズムの可能性があるものと考えられる。
【００３３】
なお、磁気式水処理装置１を設置、固定もしくは装着して使用できる配管１０としては、液体を流すため用途に設計された如何なる配管であってもよいが、好ましくは、同心円状の配管に用いることが、中を流れる液体全体に対して、効率よく強力な磁力処理を行うことができ好ましい。
また、配管１０の材質としては、磁力を通さない性質を有するもの（例えばＳＵＳ３０３タイプなどのステンレスや、ニッケル等）を除いたものであれば、金属、塩化ビニールなど既存の液体を流す用途に用いられる如何なる材質のものに対して用いることができる。
配管１０の材質として、磁力を通す性質の金属を用いる場合には、複数対の構造体５を配置した磁気式水処理装置１を用いることが望ましい。
なお、配管１０が、肉厚３ｍｍを超える厚さの鉄製のパイプである場合、同じ量の液体の処理に、より強力な磁力線による磁力処理を要することになり（より大きな磁石を要することになり）、効率および経済性の点で好ましくない。
また、配管１０としては、具体的には、水道パイプ、下水道のパイプ、冷却水の導管などを挙げることができる。
【００３４】
なお、磁気式水処理装置１によって処理された液体によって、スケール、錆などの生成抑制および除去が可能な使用用途としては、水道パイプ、下水道のパイプ、冷却水の導管、冷却塔、ボイラー缶の配管、ボイラー、工場の洗浄水パイプ、貯水タンク、熱交換機、クーリングタワー、チラー、受水槽、中和水槽、洗浄機、噴水、浴槽、トイレ、田畑の灌漑用水用の配管、水耕栽培用の施設、養魚場の施設、水泳プールなどに用いることができる。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明を実施例によって詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらにより何ら限定されるものではない。
【００３６】
実施例１
図１に示す如き磁気式水処理装置１を用いて、水道水の配管１０内を１．９〜２．０ｍ／ｓの流速で流れる液体（水道水）を磁気処理した。
なお、水道水の配管１０の内径は１９ｍｍであった。また、第１の磁石２は、縦２５．４ｍｍ×横２５．４ｍｍ×高さ１２．７ｍｍの直方体状のものであって、その磁力が、３９０ｍＴ（３９００ガウス）の永久磁石を用いた。第２の磁石４ａ，４ｂは、縦２５ｍｍ×横１０ｍｍ×高さ５ｍｍの直方体状のものであって、その磁力が、３２０ｍＴ（３２００ガウス）の永久磁石を用いた。磁性体ブロック３ａ，３ｂとしては、縦２５ｍｍ×横２５ｍｍ×高さ１６ｍｍの大きさの鉄製のブロックを用いた。
上記のように、水道水の配管１０の周囲に、第１の磁石２と；前記第１の磁石２と接触し、且つ、互いに接触しない位置に設置された２つの磁性体ブロック３ａ，３ｂと；前記２つの磁性体ブロックの各々において、前記磁性体ブロックの各々と接触し、且つ、前記第１の磁石２と接触しない位置であって、前記配管１０の外周面と接触する位置に、前記第１の磁石２が前記磁性体ブロックと接触している部位の極性（磁性体ブロック３ａ側ではＮ極であり、磁性体ブロック３ｂ側ではＳ極である。）とは逆の極性が前記磁性体ブロックに接触している部位の極性（磁性体ブロック３ａ側ではＳ極であり、磁性体ブロック３ｂ側ではＮ極である。）となるように設置固定された２つの第２の磁石４ａ，４ｂと；からなる構造体５ａ，５ｂを、前記配管１０を挟んで向き合うように一対配置してなる磁気式水処理装置１を用いて、水道水の配管１０内を１．９〜２．０ｍ／ｓ前後の流速で流れる液体（水道水）を磁気処理し、配管出口の水のｐＨ、酸化還元電位（ＯＲＰ）を測定した。なお、ｐＨの計測は、ｐＨ計測器（（ＰＯＫ−１０１Ｍ（ＳＩＢＡＴＡ製））を用いて行い、酸化還元電位（ＯＲＰ）の測定は、ＰＯＫ−１０１Ｍ（ＳＩＢＡＴＡ製）を用いて行った。通常の水道水のｐＨ、酸化還元電位（ＰＲＰ）の結果と合わせて表１に示す。
さらに、第２の磁石４ａ，４ｂ表面の磁力及び配管中心部の磁力を、ガウスメーター（カネテック社製）にて測定した。結果を表１に示す。
【００３７】
次に、本実施例における磁気処理の具体的な効果に関し、水色の変化および赤錆の採取重量について調べた。水色の変化については、上記の磁気式水処理装置１を装着した配管に水を供給する水道の蛇口を止めてから、４８時間経過した後に水を開放した時の水色の変化を目視により観察した。
また、赤錆の採取重量については、３０日間にわたり上記水道水を流し続けたときに、配管１０の下流から採取できた赤錆（赤錆微粒）の重量を測定した。結果を表１に示す。
【００３８】
比較例１
図２に示す如き磁気式水処理装置（即ち、第２の磁石４ａ，４ｂのない磁気式水処理装置）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして水道水の配管１０内を１．９〜２．０ｍ／ｓ前後の流速で流れる液体（水道水）を磁気処理した。
配管出口の水のｐＨ、表面張力の測定結果を表１に示す。また、磁性体ブロック３ａ，３ｂ表面の磁力及び配管中心部の磁力を、ガウスメーター（カネテック社製）にて測定した。結果を合わせて表１に示す。
また、実施例１と同様にして、水色の変化を観察し、赤錆の採取重量を測定した。結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
表１が示すように、実施例１の磁気式水処理装置１を用いて磁気処理された水道水（配管１０の中心部において２４０ｍＴの強さの磁力処理をした場合）、磁気処理後の水道水のｐＨは７．０８を、酸化還元電位（ＯＲＰ）は２７５ｍＶを示した。特に、酸化還元電位（ＯＲＰ）に関しては、比較例１の磁気式水処理装置で処理された水道水（配管１０の中心部において１２５ｍＴの強さの磁力処理をした場合）や、未処理の水道水に比べて、低下することが観測された。
【００４１】
また、実施例１の磁気式水処理装置１を用いた場合の配管１０への具体的な効果として、水色の変化と赤錆の微細粒の採取重量の変化が認められた。
即ち、前記蛇口を止め４８時間後に開放した時において、実施例１の磁気式水処理装置１を用いた場合では、水の色が赤錆色になっていることが観察されたが、比較例１の磁気式水処理装置を用いた場合には、水の色が薄い錆色にしかなっていないことが観察された。
また、３０日間にわたり前記水道水を流し続けた時において、実施例１の磁気式水処理装置１を用いた場合では、１．８ｇの赤錆（赤錆微粒）が採取されたが、比較例１の磁気式水処理装置を用いた場合には、１．１ｇの赤錆（赤錆微粒）しか採取されなかった。
【００４２】
この結果は、実施例１の磁気式水処理装置１で磁気処理された水（配管１０の中心部において２４０ｍＴの強さの磁力処理をした場合）が流れた配管１０では、比較例１の磁気式水処理装置で処理された水道水（配管１０の中心部において１２５ｍＴの強さの磁力処理をした場合）に比べて、赤錆が付着しにくく、溶出および乖離しやすい状態になっていることを示している。
なお、この原因としては、酸化還元電位（ＯＲＰ）の低下によって、赤錆の原因である二価の酸化鉄が、三価の酸化鉄である黒錆に変化しやすい状態になっていると考えられる。さらに、この黒錆が配管の内壁に酸化皮膜を形成している状態になっている可能性も推測される。
【００４３】
実施例２
実施例１と同様に磁気処理した水道水１８０Ｌをタンクに貯水し、当該磁気処理水を貯水してから２４時間後に家庭用雑排水パイプに放水した時の、側溝における臭気の発生の有無を調査した。なお、当該磁気処理水の放水前においては、側溝からは雑排水の臭気が確認された。
【００４４】
この結果、当該磁気処理水の放水後において、側溝よりの雑排水の臭気が消失することが観察された。
なお、その後、当該磁気処理水の放水を停止した後においては、再び臭気が発生することが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明によれば、磁力の強い磁気処理装置を安価に提供することができ、配管等の内壁のスケール、錆などの生成抑制および除去を極めて効率よく行うことができる。
従って、本発明は、水処理の分野等で有効に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の磁気式水処理装置の一態様を配管に装着した状態を示す、配管の長手方向に対する横断面図である。
【図２】比較例１で用いた市販の磁気式水処理装置を配管に装着した状態を示す、配管の長手方向に対する横断面図である。
【図３】本発明の磁気式水処理装置の一態様を配管に装着した状態を示す、配管の長手方向に対する横断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 磁気式水処理装置
２ 第１の磁石
３ａ，３ｂ 磁性体ブロック
４ａ，４ｂ 第２の磁石
５（５ａ，５ｂ） 構造体
１０ 配管
１１ バンドグリップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管内を流れる液体を磁気処理する装置に関し、詳しくは、小型の磁石を用いた場合でも磁力を顕著に増幅させることのできる、配管内を流れる液体を磁気処理する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水道、下水、冷却水などの水系においては、スケール（水垢）、錆などの発生により、金属製の配管の腐食、ボイラー缶の腐食、配管の閉塞、冷却水系の熱交換率の低下等の障害が起きる。
このようなスケール、錆などを抑制、除去する方法として、配管内を流れる水などの液体に磁気をあてて処理する方法が一般に行われている。この磁気処理された水が流れる水系内の配管、タンクなどの内壁では、スケール、錆などの生成が抑制され、さらに除去できることが経験則として知られている。
この現象を説明する機構として、磁気処理により液体の表面張力が減少し、また溶解しているイオンや懸濁している懸濁物の表面の電荷の状態が変化することによって、スケールが内壁に沈着し難い状態になっていることが考えられる。既に沈着しているスケールにおいても、磁気処理され水の分子集団（クラスタ）の構造が小さくなった液体中では、イオン状態の変化により剥離しやすくなり、除去されることが考えられる（例えば特許文献１，２参照）。
また、金属製の配管等における錆においては、磁気処理された液体によって赤錆（二価の酸化鉄）が黒錆（三価の酸化鉄）に変化し、内壁に形成された黒錆の酸化皮膜によって腐食が防止されることが考えられる。さらに、磁気処理された液体は配管内壁に水素イオン皮膜を形成し、特に水道水などに溶存する塩素や酸素による酸化腐食を防止することができると考えられる。
【０００３】
磁気処理を行う方法としては、様々な方法や装置が挙げられるが、特許文献１、２に示されるように、永久磁石の磁力線が配管等と直交する角度で通過するような磁場を形成させ、通過する液体に磁気処理を行う方法が一般的である。
磁石の配置方法としては、磁石の単体（１個）を配管等に接触するように配置する方法や、配管等の内部を流れる液体に対して、直交する方向で配管等を挟んで向き合う位置に一対の磁石を設置する方法、さらにこれを複数対設置する方法、リング状や環状の磁石を配管等を取り囲むように設置する方法、などが考案されてきた。
また、磁石の配置方法としては、配管等の内部に設置する方法と、配管等の外部に設置する方法とがある。
ここで磁石を配管等の内部に設置した場合、液体に強力な磁場をかけることが可能であるが、配管等の流れの抵抗が大きくなり、設置作業やメンテナンス作業が困難なものとなる。
一方、磁石を配管等の外部に設置した場合、配管等への設置作業やメンテナンス作業が極めて容易となり、既に設置されている配管等へ後から設置することも容易なものとなる。しかし、この場合、配管等の太さによっては、配管等の内部に強力な磁場を形成させることが困難な場合がある。
【０００４】
磁気処理による配管等の内壁のスケール、錆などの生成抑制および除去する効果は、配管等の内部を流れる液体に対して、できるだけ強い磁場を形成することによって、その効果も顕著に向上する。
そこで、特許文献２では、より強い磁場を形成する方法として、導管の周りに一対又は複数対の永久磁石を設置し、さらに反対側の磁極に鉄板を重ねて設置することで、形成される磁力が強めることができることを見出している。
しかし、経済性、実用的の観点を考慮すると、実際に利用できる磁石の強度は限られたものとなり、市場で入手可能な比較的小さい磁石を用いた場合でも磁力を顕著に増幅することができる方法が求められている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２８９７２号公報
【特許文献２】特許第３９０２２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、市場で入手可能な比較的小さい磁石を組み合わせて用いた場合であっても磁力を顕著に増幅することができ、しかも経済性、実用性に優れた、配管内を流れる液体を磁気処理する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】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、複数の磁石と磁性体ブロックを、特定の条件を満たす位置に配置することによって、発生する磁力を顕著に増幅できることを見出し、かかる知見に基づいて本発明を完成させるに到った。
【０００８】
即ち、請求項１に係る本発明は、液体が流れる配管の周囲に、第１の磁石と；前記第１の磁石と接触し、且つ、互いに接触しない位置に設置された２つの磁性体ブロックと；前記２つの磁性体ブロックの各々において、前記磁性体ブロックの各々と接触し、且つ、前記第１の磁石と接触しない位置であって、前記配管の外周面と接触する位置に、前記第１の磁石が前記磁性体ブロックと接触している部位の極性とは逆の極性が前記磁性体ブロックに接触している部位の極性となるように設置固定された２つの第２の磁石と；からなる構造体を、前記配管を挟んで向き合うように一対、又はこれを複数対配置してなる、配管内を流れる液体を磁気処理する装置を提供するものである。
請求項２に係る本発明は、前記構造体を一対配置してなる、請求項１に記載の配管内を流れる液体を磁気処理する装置を提供するものである。
請求項３に係る本発明は、前記第２の磁石における前記配管の外周面と接触する部位が、前記配管の外周面の形に応じたＲ形状である、請求項１又は２のいずれかに記載の配管内を流れる液体を磁気処理する装置を提供するものである。
請求項４に係る本発明は、一対又は複数対の前記構造体を、前記配管を挟んで向き合うように配置したときに、前記第２の磁石が、前記配管の外周面に沿って略等間隔に配置されるように、前記磁性体ブロックに設置固定されている、請求項１〜３のいずれかに記載の配管を流れる液体を磁気処理する装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、市場で入手可能な比較的小さい磁石を組み合わせて用いた場合であっても、磁力を顕著に増幅させることができ、強い磁力を発生することが可能な磁気処理装置を安価に提供することができる。
また、本発明によれば、本発明の装置によって磁気処理された液体を配管等に流すことによって、配管等の内壁のスケール、錆などの生成抑制および除去を極めて効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の配管を流れる液体を磁気処理する装置（以下、磁気式水処理装置という場合がある。）の一態様を配管に装着した状態を示す図面であって、配管の長手方向に対する横断面図である。本発明の磁気式水処理装置１は、配管１０の長手方向の軸に沿い、この軸に対して直交する方向で装着される。
【００１１】
本発明の磁気式水処理装置１は、主に、第１の磁石２と、２つの磁性体ブロック３ａ，３ｂと、２つの第２の磁石４ａ，４ｂと、からなる、一対又は複数対の構造体５よりなるものであり、この構造体５を、第２の磁石４ａ，４ｂが配管１０の外周面と接触するようにして、配管１０を挟んで向き合うように設置している装置である。
なお、図１においては、一対の構造体５ａ，５ｂを、配管１０を挟んで向き合うように配置した態様を示している。
【００１２】
第１の磁石２は、永久磁石であり、用途に応じた形状のものを選択して用いることができる。この永久磁石としては、４００ｍＴ以上の磁束密度を有するものを用いることが好ましい。特に、磁束密度に関しては、可能な限り大きいものを用いることが好適である。
第１の磁石２の形状としては、角形、丸形、リング形などの形状を挙げることができるが、具体的には角形のものを用いることができる。
第１の磁石２としては、上記所定の条件を満たす永久磁石であれば如何なるものでも用いることができる。特には、磁石の材質は選ばないが、安価で容易に入手できるネオジム磁石の強力なものを用いることができる。具体的には、例えば二六製作所製のＮ−３５、Ｎ−４０、Ｎ−４５、Ｎ−４８などが好適である。
【００１３】
次に、磁性体ブロック３ａ，３ｂの形状としては、直方体状、正立方体状、長手方向の横断面が台形状の立方体など、如何なる形状のものでも用いることができるが、第１の磁石２と接触した際に、第１の磁石２との接触面積が大きくなる形状であることが望ましい。特に、図１に示すように、第２の磁石４ａ，４ｂを介して配管１０の外周面と接する面が、配管１０の外周面の接線方向と平行になる角度を有する面であることが望ましい。
【００１４】
磁性体ブロック３ａ，３ｂの材質としては、磁性体の性質を有する材質のものであれば如何なるものを用いることができ、例えば鉄、コバルト、ステンレス、珪素鋼板類、パーマロイ、鉄鉱石、マグヘマイトなどのブロックを用いることができる。特には、鉄、コバルト、ステンレス（磁力を通さないもの、例えばＳＵＳ３０３タイプなどを除く）、珪素鋼板類を用いることが、磁性体としての質（磁力を伝える効率）、経済性の点で好ましい。また、異なる材質の磁性体の層を組み合わせたものであってもよい。なお、ニッケル材は、磁力を通さないため、好ましくない。
さらに、本発明における「磁性体ブロック」とは、非磁性体の材質の層と前記磁性体の材質の層を組み合わせたものをも含む概念である。例えば、非磁性体の材質のものを内側の支持体にし、表面に接する層に磁性体を成形したものなどを挙げることができる。
【００１５】
なお、本発明の磁気式処理装置１の構成単位である構造体５ａ，５ｂを構成する２つの磁性体ブロック３ａ，３ｂとしては、上記所定の形状、大きさ、材質から選ばれた同一の形状、大きさ、材質の磁性体ブロックを用いることができるが、上記所定の形状、大きさ、材質から選ばれた２種類の磁性体ブロックを組み合わせて用いることもできる。
例えば、図１において、磁性体ブロック３ａと、磁性体ブロック３ｂと、で異なる材質の磁性体を用いることもできる。
【００１６】
また、第２の磁石４ａ，４ｂとしては、永久磁石が用いられ、２５０ｍＴ以上の磁束密度を有するものを用いることが好ましい。
第２の磁石４ａ，４ｂが有する磁束密度に関しては、可能な限り大きいものを用いることが好適である。但し、第１の磁石が有する磁束密度より小さい方が望ましい。例えば、第１の磁石が４００ｍＴの磁束密度を有する場合、第２の磁石としては、それよりも磁束密度が小さい２５０ｍＴのものを用いることができる。
また、本発明において、第２の磁石４ａ，４ｂの大きさとしては、通常、前記第１の磁石２よりも「小型」のものが用いられるが、必要に応じて、前記第１の磁石２よりも第２の磁石４の方を大きくすることも可能である。
第２の磁石４ａ，４ｂの大きさは、磁性体ブロック３の大きさの０．３〜１．０倍の範囲内のものを用いることが望ましい。
第２の磁石４ａ，４ｂの形状としては、角形、丸形、リング形などの形状を挙げることができるが、好ましくは、角形のものを挙げることができる。また、さらに好ましくは、配管１０の外周面と接触する部位が、配管１０の外周面の形に応じたＲ形状であることが望ましい。このようなＲ形状を有することによって接触面積が増え、配管１０の内部を流れる液体にかける磁場を強めることができる点で好ましい。
【００１７】
第２の磁石４ａ，４ｂとしては、上記所定条件を満たす永久磁石であれば如何なるものでも用いることができる。特には、磁石の材質は選ばないが、安価で容易に入手できるネオジム磁石の強力なものを用いることができる。具体的には、例えば二六製作所製のＮ−３５、Ｎ−４０、Ｎ−４５、Ｎ−４８などが好適である。
【００１８】
なお、本発明の磁気式処理装置１の構成単位である構造体５ａ，５ｂを構成する２つの第２の磁石４ａ，４ｂとしては、通常、上記所定の条件を満たす１種類の小型磁石を用いるが、２つの第２の磁石４ａ，４ｂとして、上記所定の条件を満たす２種類の小型磁石を用いてもよい。
例えば、図１において、磁性体ブロック３ａに接触固定される第２の磁石４ａと、磁性体ブロック３ｂに接触固定される第２の磁石４ｂと、で異なる強さの磁力を有するものを用いてもよい。
【００１９】
本発明の磁気式処理装置１の構成単位である構造体５ａ，５ｂは、前記第１の磁石２と、２つの前記磁性体ブロック３ａ，３ｂと、２つの前記第２の磁石４ａ，４ｂと、からなるものであり、以下のような条件を満たすように設置された構造を有するものである。
即ち、まず第１の磁石２および磁性体ブロック３ａ，３ｂは、２つの磁性体ブロック３ａ，３ｂの各々が第１の磁石２と接触し、且つ、２つの磁性体ブロック３ａ，３ｂがお互いに接触しない位置に設置される。
ここで、第１の磁石２と２つの磁性体ブロック３ａ，３ｂの各々と接触する面は、磁石２のＳ極とＮ極もしくはＮ極とＳ極が、磁性体ブロック３ａ，３ｂの各々と接触するように配置することで、第１の磁石２が有する磁力を最大限に活用することができる。
なお、図１においては、第１の磁石２のＮ極が磁性体ブロック３ａと、第１の磁石２のＳ極が磁性体ブロック３ｂと、それぞれ接触するように設置されている。
【００２０】
次に、第２の磁石４ａ，４ｂは、磁性体ブロック３ａ，３ｂの各々と接触し、且つ、第１の磁石２と接触しない位置であって、配管１０の外周面と接触する位置に設置される。このとき、第２の磁石は、第１の磁石２が磁性体ブロック３ａ，３ｂと接触している部位の極性とは逆の極性が磁性体ブロック３ａ，３ｂに接触している部位の極性となるように設置固定される。
例えば、図１において、第２の磁石４ａ，４ｂは、上記条件を満たす位置で、磁性体ブロック３ａ，３ｂの各々と接触するように設置固定される。
このとき、第２の磁石４ａのＳ極は、磁性体ブロック３ａと接触するように固定され、Ｎ極が配管１０の外周面と接することになる。
一方、第２の磁石４ｂのＮ極は、磁性体ブロック３ｂと接触するように固定され、Ｓ極が配管１０の外周面と接することになる。
なお、第２の磁石４ａ，４ｂを、上記と逆の極の向きで磁性体ブロック３ａ，３ｂに接触固定した場合には、構造体５が発生させる磁力が弱まってしまい好ましくない。
【００２１】
構造体５（一対の構造体５のうち一方の構造体を５ａ，他方の構造体を５ｂとする）を構成する、第１の磁石２と、２つの前記磁性体ブロック３ａ，３ｂと、２つの前記第２の磁石４ａ，４ｂは、上記に記載のように組み立てられ固定されたものであるが、これらを固定する方法としては、バンドボルト締め付け、又は２分割バンドボルト締め付けにより行うことが望ましい。
構造体５ａ，５ｂを組み立てる際には、支持体、補強材としては非磁性体材質類を用いて成形したケース内に接着剤で収納することが望ましい。
【００２２】
構造体５ａ，５ｂは、上記のような構造を有することで、第２の磁石４ａ，４ｂが第１の磁石２の磁力を増幅することができ、小型の第２の磁石４ａ，４ｂを用いただけにも関わらず、これらの磁石が単独では発生させることができない強力な磁力線を発生させることができる。
具体的には、構造体５ａ，５ｂが発生する磁力は、第１の磁石２の１．８〜１．９倍程度、第２の磁石４ａ，４ｂの１．９倍倍程度に増幅することができる。
例えば、図１において、第１の磁石２として４００ｍＴの磁束密度を有する永久磁石を用い、磁性体ブロック３ａ，３ｂとして、ＳＳ４１タイプの鉄製のブロックを用い、第２の磁石４ａ，４ｂとして３８０ｍＴの磁束密度を有する永久磁石を用いた場合、構造体５ａ，５ｂの配管１０の外周面と接する第２の磁石４ａ，４ｂの表面では、７３０ｍＴ程度の磁束密度の磁力線が発生する。これは第１の磁石２の磁力の約１．８倍、第２の磁石４ａ，４ｂの約１．９倍の磁力に相当する。
従って、経済的、実用的な面で実際に利用できる形状の磁石を用いて構造体５ａ，５ｂの形状を組み立てることによって、市場で入手可能な比較的小さい磁石を組み合わせて用いた場合でも、強い磁力を発生させることが可能となる。
【００２３】
本発明の磁気式水処理装置１において構造体５ａ，５ｂは、第２の磁石４ａ，４ｂが配管１０の外周面と接触し、配管１０を挟んで一対、又は複数対が向き合うように配置される構成になっている。
磁気式水処理装置１において、構造体５ａ，５ｂは、一対または複数対、好ましくは、一対〜三対配置される。なお、構造体５を三対配置した場合の本発明の磁気式水処理装置１を図３に示す。
また、構造体５ａ，５ｂは、配管１０の長手方向と直交する向きで、互いに向き合う位置に配置される構成になっていることが好ましい。
配管１０に対して、このように構造体５ａ，５ｂを配置することによって、配管１０内を流れる液体の全体に対して、効率のよく強力な磁力処理を行うことができることから好ましい。
なお、本発明の実施形態とは異なるが、構造体５ａ，５ｂを上記のように対として配置しない場合や、構造体５ａのみを単独で一個配置することもできる。しかし、これらの場合、配管１０内を流れる液体の全体に対して、効率のよく強力な磁力処理をすることが難しくなるためあまり好ましくない。
【００２４】
さらには、一対又は複数対の前記構造体５ａ，５ｂを、配管１０を挟んで向き合うように配置したときに、第２の磁石４ａ，４ｂが、配管１０の外周面に沿って略等間隔に配置されるように、磁性体ブロック３ａ，３ｂに設置固定されることが望ましい。
なお、図１においては、一対の構造体５ａ，５ｂが、配管１０を挟んで向き合うように配置され、第２の磁石４ａ，４ｂが、配管１０の外周面に沿って略９０°間隔に配置されるように、前記磁性体ブロック３ａ，３ｂに固定されたものを示している。
このように第２の磁石４ａ，４ｂを配置することによって、配管１０内を流れる液体の全体に対して、効率のよく強力な磁気処理することができ好ましい。
【００２５】
配管１０を挟んで向き合う一対又は複数対の構造体５ａ，５ｂは、第２の磁石４ａ，４ｂが有する磁極の向きが、左右対称となる向きで配置してもよく（向かい合う第２の磁石同士の磁極が異なる向き：図１の配置）、或いは点対象（向かい合う第２の磁石同士の磁極が同じ）となる向きで配置してもよい。好ましくは、左右対称となる向き（図１の配置）の方が効率がよい。
【００２６】
磁気式水処理装置１は、一対又は複数対の構造体５ａ，５ｂを、上記の条件を満たす配置で配管１０の周囲に配置したものであるが、リング状のバンドグリップや、複数に分割されたバンドグリップを、ボルトやナット等を用いて締め付け、配管１０に固定してもよい。
図３は、三対配置した構造体５の周囲を、リング状のバンドグリップ１１で締め付け固定した例を示している。
また、構造体５ａ，５ｂに枠体や支持体を付属させて、配管１０に装着できる形状にしてもよい。
具体的には、構造体５ａ，５ｂを配管１０に固定するための枠体や支持体を、構造体５の配管１０と接する側と反対面に具備させることで、一対又は複数体の構造体５ａ，５ｂを配管１０の周囲に、容易に装着することができる。さらに、この枠体や支持体を、隣合った枠体や支持体と連結しうる又は締め付け具やボルトなどで固定しうる構造を有するものとすることで、より容易に、配管１０への装着が可能となる。さらに、この形状の場合、脱着も容易に行うことができる。
なお、上記の枠体、支持体は、非磁性体の性質を有するものであることが好ましい。
【００２７】
本発明の磁気式水処理装置１によって、所定の流速で配管１０内を流れる液体に強力な磁場をかけることによって、当該配管１０内を流れる液体の性質を変化させ、配管等の内壁のスケール、錆などの生成抑制および除去する性質を具備する液体へと変化させることができる。
また、上記効果を十分に奏することができる本発明の磁気式水処理装置１としては、磁気式水処理装置１が装着された配管１０の中心部において、１００ｍＴ以上、好ましくは２４０ｍＴ以上の磁束密度の磁力線を発生するものであることが望ましい。
なお、磁気式水処理装置１が装着された配管１０の中心部において、１００ｍＴより低い磁束密度の磁力線しか発生できない場合、配管１０を流れる液体を、配管等の内壁のスケール、錆などの生成抑制および除去する性質を具備する液体へと変化させる十分な効果を得ることができない。
【００２８】
配管１０を流れる液体は、１．２〜５．０ｍ／ｓ前後、好ましくは１．９〜２．０ｍ／ｓ前後、さらに好ましくは２ｍ／ｓ前後の流速で流れる液体であることが望ましい。それより遅い流速で、例えば０．１ｍ／ｓ〜１．０ｍ／ｓの範囲内においては、構造体５を複数対配置したものが好ましい。
なお、０．１ｍ／ｓ前後より遅い流速で流れる液体を磁力処理する場合、配管等の内壁のスケール、錆などの生成抑制および除去を効率よく行うためには、同じ量の液体の処理に、より強力な磁力線による磁力処理を要することになり（より大きな磁石を要することになり）、効率および経済性の点で好ましくない。
【００２９】
本発明の磁気式水処理装置１によって、磁気処理することができる配管１０を流れる液体としては、水道水、下水、冷却水、田畑の灌漑用水、水耕栽培用の水、養魚場用の飼育水、水泳プールの水、浴槽の水、ボイラ供給水、工場の洗浄水などを挙げることができる。具体的には、配管内を流れる水道水、下水、冷却水を磁気処理することができる。
【００３０】
本発明の磁気式水処理装置１によって磁気処理された液体を下流に流すことによって、下流にある配管やタンクなどの内壁のスケール、錆などの生成抑制および除去を極めて効率よく行うことができる。
なお、その効果は、磁気式水処理装置１の磁力の大きさ依存するものであるが、例えば、配管１０の外周面と接する第２の磁石４ａ，４ｂの表面に５３０ｍＴ程度の磁束密度の磁力線が発生する構造体５ａ，５ｂを２つ有する磁気式水処理装置１を用いて、内径１９ｍｍの配管１０の内部を流速１．９〜２．０ｍ／ｓ前後で流れる水道水を処理した場合、３０ｍ程度下流までの配管やタンクなどの内壁のスケール、錆などの生成を抑制し、除去することが可能となる。また、当該磁気処理後に止水になった場合、数日の間その効果は持続することが期待される。
【００３１】
磁気式水処理装置１によって磁気処理された、当該配管１０内を流れる液体の性質の変化のうち、ｐＨ値の低下、酸化還元電位（ＯＲＰ）の低下が実際の測定値の変化として検出される。
なお、「ｐＨ」は水素イオン濃度で定義づけられる酸性・アルカリ性の尺度を表す指数であり、「酸化還元電位（ＯＲＰ）」はあらゆる元素、化合物の酸化力の酸化力・還元力の尺度をｍＶで表した数値である。
ここでｐＨ値の低下は、水素イオン皮膜を形成する効果を示すものと考えられる。また、酸化還元電位（ＯＲＰ）の低下は、酸化皮膜を形成する効果を示すものであると考えられる。
また、表面張力の低下は、配管やタンクなどの内壁を、スケールが沈着し難く、剥がれ易い状態にしている要因の一つであると考えられる。
【００３２】
なお、直接的な液体の性質の変化としては検出されていないものの、本発明のスケールの生成抑制および除去を促進する要因として、磁力処理によって液体に溶解するイオン状態の変化が、関与していると考えられる。既に沈着しているスケールなどは、液体中のイオン状態の変化によって、剥離しやすくなっていることが推測される。
また、特に配管１０が金属製の配管であった場合においては、磁気式水処理装置１によって磁気処理された液体は、配管内壁に水素イオン皮膜の形成を誘導し、さらに、赤錆（二価の酸化鉄）から黒錆（三価の酸化鉄）の酸化皮膜の形成を促す可能性も示唆される。本発明の磁気式水処理装置１によって処理された水が、錆の生成を抑制し、除去を促進するメカニズムの可能性があるものと考えられる。
【００３３】
なお、磁気式水処理装置１を設置、固定もしくは装着して使用できる配管１０としては、液体を流すため用途に設計された如何なる配管であってもよいが、好ましくは、同心円状の配管に用いることが、中を流れる液体全体に対して、効率よく強力な磁力処理を行うことができ好ましい。
また、配管１０の材質としては、磁力を通さない性質を有するもの（例えばＳＵＳ３０３タイプなどのステンレスや、ニッケル等）を除いたものであれば、金属、塩化ビニールなど既存の液体を流す用途に用いられる如何なる材質のものに対して用いることができる。
配管１０の材質として、磁力を通す性質の金属を用いる場合には、複数対の構造体５を配置した磁気式水処理装置１を用いることが望ましい。
なお、配管１０が、肉厚３ｍｍを超える厚さの鉄製のパイプである場合、同じ量の液体の処理に、より強力な磁力線による磁力処理を要することになり（より大きな磁石を要することになり）、効率および経済性の点で好ましくない。
また、配管１０としては、具体的には、水道パイプ、下水道のパイプ、冷却水の導管などを挙げることができる。
【００３４】
なお、磁気式水処理装置１によって処理された液体によって、スケール、錆などの生成抑制および除去が可能な使用用途としては、水道パイプ、下水道のパイプ、冷却水の導管、冷却塔、ボイラー缶の配管、ボイラー、工場の洗浄水パイプ、貯水タンク、熱交換機、クーリングタワー、チラー、受水槽、中和水槽、洗浄機、噴水、浴槽、トイレ、田畑の灌漑用水用の配管、水耕栽培用の施設、養魚場の施設、水泳プールなどに用いることができる。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明を実施例によって詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらにより何ら限定されるものではない。
【００３６】
実施例１
図１に示す如き磁気式水処理装置１を用いて、水道水の配管１０内を１．９〜２．０ｍ／ｓの流速で流れる液体（水道水）を磁気処理した。
なお、水道水の配管１０の内径は１９ｍｍであった。また、第１の磁石２は、縦２５．４ｍｍ×横２５．４ｍｍ×高さ１２．７ｍｍの直方体状のものであって、その磁力が、３９０ｍＴ（３９００ガウス）の永久磁石を用いた。第２の磁石４ａ，４ｂは、縦２５ｍｍ×横１０ｍｍ×高さ５ｍｍの直方体状のものであって、その磁力が、３２０ｍＴ（３２００ガウス）の永久磁石を用いた。磁性体ブロック３ａ，３ｂとしては、縦２５ｍｍ×横２５ｍｍ×高さ１６ｍｍの大きさの鉄製のブロックを用いた。
上記のように、水道水の配管１０の周囲に、第１の磁石２と；前記第１の磁石２と接触し、且つ、互いに接触しない位置に設置された２つの磁性体ブロック３ａ，３ｂと；前記２つの磁性体ブロックの各々において、前記磁性体ブロックの各々と接触し、且つ、前記第１の磁石２と接触しない位置であって、前記配管１０の外周面と接触する位置に、前記第１の磁石２が前記磁性体ブロックと接触している部位の極性（磁性体ブロック３ａ側ではＮ極であり、磁性体ブロック３ｂ側ではＳ極である。）とは逆の極性が前記磁性体ブロックに接触している部位の極性（磁性体ブロック３ａ側ではＳ極であり、磁性体ブロック３ｂ側ではＮ極である。）となるように設置固定された２つの第２の磁石４ａ，４ｂと；からなる構造体５ａ，５ｂを、前記配管１０を挟んで向き合うように一対配置してなる磁気式水処理装置１を用いて、水道水の配管１０内を１．９〜２．０ｍ／ｓ前後の流速で流れる液体（水道水）を磁気処理し、配管出口の水のｐＨ、酸化還元電位（ＯＲＰ）を測定した。なお、ｐＨの計測は、ｐＨ計測器（（ＰＯＫ−１０１Ｍ（ＳＩＢＡＴＡ製））を用いて行い、酸化還元電位（ＯＲＰ）の測定は、ＰＯＫ−１０１Ｍ（ＳＩＢＡＴＡ製）を用いて行った。通常の水道水のｐＨ、酸化還元電位（ＰＲＰ）の結果と合わせて表１に示す。
さらに、第２の磁石４ａ，４ｂ表面の磁力及び配管中心部の磁力を、ガウスメーター（カネテック社製）にて測定した。結果を表１に示す。
【００３７】
次に、本実施例における磁気処理の具体的な効果に関し、水色の変化および赤錆の採取重量について調べた。水色の変化については、上記の磁気式水処理装置１を装着した配管に水を供給する水道の蛇口を止めてから、４８時間経過した後に水を開放した時の水色の変化を目視により観察した。
また、赤錆の採取重量については、３０日間にわたり上記水道水を流し続けたときに、配管１０の下流から採取できた赤錆（赤錆微粒）の重量を測定した。結果を表１に示す。
【００３８】
比較例１
図２に示す如き磁気式水処理装置（即ち、第２の磁石４ａ，４ｂのない磁気式水処理装置）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして水道水の配管１０内を１．９〜２．０ｍ／ｓ前後の流速で流れる液体（水道水）を磁気処理した。
配管出口の水のｐＨ、表面張力の測定結果を表１に示す。また、磁性体ブロック３ａ，３ｂ表面の磁力及び配管中心部の磁力を、ガウスメーター（カネテック社製）にて測定した。結果を合わせて表１に示す。
また、実施例１と同様にして、水色の変化を観察し、赤錆の採取重量を測定した。結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
表１が示すように、実施例１の磁気式水処理装置１を用いて磁気処理された水道水（配管１０の中心部において２４０ｍＴの強さの磁力処理をした場合）、磁気処理後の水道水のｐＨは７．０８を、酸化還元電位（ＯＲＰ）は２７５ｍＶを示した。特に、酸化還元電位（ＯＲＰ）に関しては、比較例１の磁気式水処理装置で処理された水道水（配管１０の中心部において１２５ｍＴの強さの磁力処理をした場合）や、未処理の水道水に比べて、低下することが観測された。
【００４１】
また、実施例１の磁気式水処理装置１を用いた場合の配管１０への具体的な効果として、水色の変化と赤錆の微細粒の採取重量の変化が認められた。
即ち、前記蛇口を止め４８時間後に開放した時において、実施例１の磁気式水処理装置１を用いた場合では、水の色が赤錆色になっていることが観察されたが、比較例１の磁気式水処理装置を用いた場合には、水の色が薄い錆色にしかなっていないことが観察された。
また、３０日間にわたり前記水道水を流し続けた時において、実施例１の磁気式水処理装置１を用いた場合では、１．８ｇの赤錆（赤錆微粒）が採取されたが、比較例１の磁気式水処理装置を用いた場合には、１．１ｇの赤錆（赤錆微粒）しか採取されなかった。
【００４２】
この結果は、実施例１の磁気式水処理装置１で磁気処理された水（配管１０の中心部において２４０ｍＴの強さの磁力処理をした場合）が流れた配管１０では、比較例１の磁気式水処理装置で処理された水道水（配管１０の中心部において１２５ｍＴの強さの磁力処理をした場合）に比べて、赤錆が付着しにくく、溶出および乖離しやすい状態になっていることを示している。
なお、この原因としては、酸化還元電位（ＯＲＰ）の低下によって、赤錆の原因である二価の酸化鉄が、三価の酸化鉄である黒錆に変化しやすい状態になっていると考えられる。さらに、この黒錆が配管の内壁に酸化皮膜を形成している状態になっている可能性も推測される。
【００４３】
実施例２
実施例１と同様に磁気処理した水道水１８０Ｌをタンクに貯水し、当該磁気処理水を貯水してから２４時間後に家庭用雑排水パイプに放水した時の、側溝における臭気の発生の有無を調査した。なお、当該磁気処理水の放水前においては、側溝からは雑排水の臭気が確認された。
【００４４】
この結果、当該磁気処理水の放水後において、側溝よりの雑排水の臭気が消失することが観察された。
なお、その後、当該磁気処理水の放水を停止した後においては、再び臭気が発生することが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明によれば、磁力の強い磁気処理装置を安価に提供することができ、配管等の内壁のスケール、錆などの生成抑制および除去を極めて効率よく行うことができる。
従って、本発明は、水処理の分野等で有効に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の磁気式水処理装置の一態様を配管に装着した状態を示す、配管の長手方向に対する横断面図である。
【図２】比較例１で用いた市販の磁気式水処理装置を配管に装着した状態を示す、配管の長手方向に対する横断面図である。
【図３】本発明の磁気式水処理装置の一態様を配管に装着した状態を示す、配管の長手方向に対する横断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 磁気式水処理装置
２ 第１の磁石
３ａ，３ｂ 磁性体ブロック
４ａ，４ｂ 第２の磁石
５（５ａ，５ｂ） 構造体
１０ 配管
１１ バンドグリップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が流れる配管の周囲に、第１の磁石と；前記第１の磁石と接触し、且つ、互いに接触しない位置に設置された２つの磁性体ブロックと；前記２つの磁性体ブロックの各々において、前記磁性体ブロックの各々と接触し、且つ、前記第１の磁石と接触しない位置であって、前記配管の外周面と接触する位置に、前記第１の磁石が前記磁性体ブロックと接触している部位の極性とは逆の極性が前記磁性体ブロックに接触している部位の極性となるように設置固定された２つの第２の磁石と；からなる構造体を、前記配管を挟んで向き合うように一対、又はこれを複数対配置してなる、配管内を流れる液体を磁気処理する装置。
【請求項２】
前記構造体を一対配置してなる、請求項１に記載の配管内を流れる液体を磁気処理する装置。
【請求項３】
前記第２の磁石における前記配管の外周面と接触する部位が、前記配管の外周面の形に応じたＲ形状である、請求項１又は２のいずれかに記載の配管内を流れる液体を磁気処理する装置。
【請求項４】
一対又は複数対の前記構造体を、前記配管を挟んで向き合うように配置したときに、前記第２の磁石が、前記配管の外周面に沿って略等間隔に配置されるように、前記磁性体ブロックに設置固定されている、請求項１〜３のいずれかに記載の配管を流れる液体を磁気処理する装置。
【請求項１】
液体が流れる配管の周囲に、第１の磁石と；前記第１の磁石と接触し、且つ、互いに接触しない位置に設置された２つの磁性体ブロックと；前記２つの磁性体ブロックの各々において、前記磁性体ブロックの各々と接触し、且つ、前記第１の磁石と接触しない位置であって、前記配管の外周面と接触する位置に、前記第１の磁石が前記磁性体ブロックと接触している部位の極性とは逆の極性が前記磁性体ブロックに接触している部位の極性となるように設置固定された２つの第２の磁石と；からなる構造体を、前記配管を挟んで向き合うように一対、又はこれを複数対配置してなる、配管内を流れる液体を磁気処理する装置。
【請求項２】
前記構造体を一対配置してなる、請求項１に記載の配管内を流れる液体を磁気処理する装置。
【請求項３】
前記第２の磁石における前記配管の外周面と接触する部位が、前記配管の外周面の形に応じたＲ形状である、請求項１又は２のいずれかに記載の配管内を流れる液体を磁気処理する装置。
【請求項４】
一対又は複数対の前記構造体を、前記配管を挟んで向き合うように配置したときに、前記第２の磁石が、前記配管の外周面に沿って略等間隔に配置されるように、前記磁性体ブロックに設置固定されている、請求項１〜３のいずれかに記載の配管を流れる液体を磁気処理する装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−６６５４４（Ｐ２００９−６６５４４Ａ）
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３８８９２（Ｐ２００７−２３８８９２）
【出願日】平成１９年９月１４日（２００７．９．１４）
【特許番号】特許第４０５６５５６号（Ｐ４０５６５５６）
【特許公報発行日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【出願人】（５０１４６２９４１）有限会社中澤製作所 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１４日（２００７．９．１４）
【特許番号】特許第４０５６５５６号（Ｐ４０５６５５６）
【特許公報発行日】平成２０年３月５日（２００８．３．５）
【出願人】（５０１４６２９４１）有限会社中澤製作所 (2)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]