JPH02214593A - 磁気水処理装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、クーリングタワー、コンプレッサー、熱交換
器、電気炉、ポンプ、成形機、ボイラ、金型冷却装置、
冷凍機、ソーラーシステム、温水機、コンデンサー、造
水器等の水循環系内に発生するスケール、さび、スライ
ム等の発生防止に利用される磁気水処理装置に関するも
のである。

（従来の技術） 水はあらゆる産業界で使用されているが、純水でない限
り多くの不純物が含まれている。この水の中にはスケー
ル等の原因となる炭酸カルシウム、シリカ、マグネシウ
ム、鉄といった物質がイオンの状態で溶解している。ざ
らに、酸素、二酸化炭素、チッ素といったガス類も含ん
でいる。そして、これらの物質が、水温の上昇や蒸発に
より水が濃縮して過飽和となったとき結晶の粗大化等で
析出し、これが管等の内壁に付着してスケールやさびと
なる。

ここで、スケール形成のプロセスを説明する。

先ず、水温の上昇や蒸発により水が濃縮し、過飽和とな
る。次に、粒子の表面に水の分子や不純物の付着が起り
、結晶の基ができる。これが結晶核の発生である。この
結晶核は金属表面に付着し、さらに、その結晶核に他の
不純物イオンや粒子が付着し、結晶が粗大化していく。

そして、スケールとして管、ポンプ等の内壁に強固に付
着し、様々なトラブルを起す。

例えば、清掃工場の灰汚水ラインにおいては、スケール
により配管が詰ったりポンプがロックする等の深刻なト
ラブルが発生しやすく、これらのトラブルに対してかな
りの保全経費がかかっている。

さらには、スケールが熱交換器に付着すると熱効率の低
下を眉き、ボイラーに付着するとオーバーヒートによる
焼損のおそれが生ずる。

このように、複雑な性質をもつ水に対して、その流れに
直角の強力な直流磁気を加えることにより、水中にイオ
ンの状態で溶解しているカルシウム、マグネシウム、シ
リカ等のミネラル分のイオン結晶化を促進させ、無処理
の場合に比べ、より微細な粉体結晶を安定した状態で作
り出し、水中に浮遊させて管やポンプの内壁に付着しに
くい結晶とすることができる。

磁気により処理された結晶は、粉体結晶となり、付着性
の悪い、ばらばらと崩れ易い、機械的強度をもたない特
性を有する結晶となる。そして、これらの性質の変った
析出結晶がスケールとならないで水中に浮遊し、タンク
に沈澱したり、ブロー排水によって外部に排出され、管
、ポンプ等の内壁でのスケール形成が抑制される。

磁気水処理装置は、このような原理を応用して、工場や
排水処理施設等の配管設備を形成するバイブ、ポンプ、
ボイラー、熱交換器、クーリングタワー等の内部を流れ
る水に強力な磁場を加えることにより水の性質を変え、
スケール等のイ」着防止および熱効率の低下防止を図る
ものである。

次に、第５図および第６図に従来の永久磁石形の磁気水
処理装置を示す。これは、ハウジング１１の内部にコバ
ルト磁石１２が磁極部１３を介して設けられ、その磁極
部１３に通水孔１４が穿設され、入水口１５からこの通
水孔１４を経て出水口１６に至る水に対して、磁極部１
３から強力な磁場が作用される。

また、第７図および第８図は、それぞれ従来の電磁石形
の磁気水処３！ｌ装置を示す。

第７図に示される磁気水処理装置は、ハウジングの内部
にＴｉ磁石を配置した構造であり、ハウジング２１の内
部に変圧器油２２を封入してなる非磁性金属カバー２３
が同心状に配置され、このカバー２３の内部にコイル２
４および磁極２５が設けられている。前記ハウジング２
１とカバー２３との間が通水間隙２６となっている。

第８図に示される磁気水処理装置は、ハウジングの外部
に電磁石を配置した構造であり、鋼管ハウジング３１の
外部に磁極３２およびコイル３３が設けられ、ハウジン
グ３１の内部に磁気鉄心３４が設けられている。前記ハ
ウジング３１と磁気鉄心３４との間が通水間隙３５とな
っている。

（発明が解決しようとする課題） 以上のような磁気による水処理は磁場の強い方が効果が
大きいことが知られている。このため、第５図および第
６図に示された従来の永久磁石形の磁気水処理装置ｉｄ
（ノルウェー類のポーラ磁気水処理装置が有名である）
は、効果的な磁気処理を行うために６０００ガウスもの
５１１１柔密度をもつコバルト磁石１２を使用している
が、このコバルト磁石１２は非常に高価である。また、
強力な磁場が得られるように、磁極部１３の通水孔１４
を狭く形成する必要があるので、この通水孔１４で水中
のごみ類が詰り易く、年に１〜２回は分解掃除する必要
がある。

また、第７図または第８図に示された従来の電磁石形の
磁気水処理装置は、通水管の一部を構成するハウジング
２１．３１の内部にカバー２３または磁気鉄心３４が設
けられているので、このカバー２３または磁気鉄心３４
が水の流れにとって障害物となり、この障害物自体また
はこの障害物をハウジング内に支持する部分に水中のご
み類が引掛かったり詰ったりする問題がある。

本発明は、管内に何の障害物もない直管構造の通水管に
対して、電磁石で発生した１ｉｔｌ場を強力に作用でき
る構造の磁気水処理装置を提供し、磁気によるスケール
抑制能力を大幅に向上することを目的とする。

〔発明の構成〕

（ｍ題を解決するための手段） 本発明は、磁石によって形成された磁場中を水が通過さ
れることにより、水循環系へのスケールの付着が防止さ
れる磁気水処理装置において、コイルボビン５１にコイ
ル５２を巻装するとともにポールピース５３を挿入して
なる一対の電磁石５４．５５が間隙を介し対向配置され
、この一対の電磁石５４゜５５のポールピースが対向す
る間隙にほぼポールピース径を長辺とする長方形断面の
非磁性通水管５６が挿通され、この非磁性通水管５６と
平行に配置された磁性板によって一対の電磁石５４．５
５の周囲にヨーク５７．５８が箱形に形成された磁気水
処理装置である。

（作用） 本発明は、」イル５２に通電がなされると、−方のポー
ルピース５３、通水管５６、他方のポールピース５３お
よびコイル周囲のヨーク５７．５８によって磁気回路が
形成され、通水管５６中の水に強力な磁場が作用される
。この磁場の強さは、コイル巻数およびＭ流に比例し、
ポールピース５３間の間隙に反比例する。そして、本装
置は構造的に見て、通水管５６の寸法を変更することな
くコイル巻数を増やすことが可能であり、また、通水管
５６の断面がポールピース径を長辺とする長方形断面で
あるから、ポールピース径を大径とすることにより、通
水流量を犠牲にすることなくポールピース５３間の＠隙
を小さくすることが可能であり、いずれの場合も、従来
の電磁方形磁気水処理装置よりも同形で強力なＭｌ場が
得られ、水の磁気処理効果も大きい。

また、通水管５６は電磁石５４．５５から独立した直管
構造であり、この通水管５６内で水が直線的に移動され
るので、ごみ類の滞留、詰りがない。

（実施例） 以下、本発明を第１図乃至第４図に示される実施例を参
照して詳細に説明する。

第４図は本発明に係る磁気水処理装置を実際に設置して
試験した清掃工場の灰汚水ラインの一部を示し、再使用
水循環用の管路４１にバイパス管路４２が設けられ、こ
の管路４２に本発明に係る磁気水処理装置Ａおよび流量
計４３が設けられ、この磁気水処理装置ＡおよびＰＥ　
ｆｌ　ｉｔ　４３を経た再使用水は、フライト４４内に
ある焼却処理灰に供給され、そして、このフライト４４
から出た灰汚水は、いりたん灰汚水ＷＩ４５に溜められ
、ポンプ４６によって管路４１を経て灰凝集槽４８に溜
められ、次工程に送られる。

次に、前記磁気処理装置Ａは、第３図に示されるように
円環状に成形されたコイルボビン（樹脂）５１に第１図
に示されるようにコイル（銅線）５２を巻装するととも
に円柱形のポールピース（鉄）５３を挿入してなる一方
の電磁石５４と、同一構造に形成された他方の２４１１
石５５とが、間隙を介し対向配置され、この一対の電磁
石５４．５５のポールピース５３が対向する間隙に、第
２図に示されるようにほぼポールピース径を長辺とする
長方形断面の非磁性通水管（ステンレス鋼）５６が挿通
され、この非磁性通水管５６と平行に配置された磁性板
（鉄板）によって一対の電磁石５４．５５の周囲にヨー
ク５７゜５８が第２図に示されるように箱形に形成され
ている。

この第２図に示されるように、上下一対の電磁石５４．
５５のコイルボビン間には絶縁材５９が設けられており
、この絶縁材５９により上下ボビン間隔が保たれている
。

第１図および第３図に示されるように、前記箱形に形成
されたヨーク５７．５８の通水管引出側の２面は開口さ
れ、その通水管５６の両側の引出部６１は、その開口端
に設けられた管接続用フランジ６２に向って、長方形断
面から円形断面に変形している。

次に、この実施例の作用を説明する。

通水管５６は電磁石５４．５５から独立した直管構造で
あり、通水！！５６の内部に水の流れを妨げる磁石や構
造物がないので、この通水管５６に供給された水は管内
で直線的に移動し、通水管５６内でのごみ類の滞留、詰
りがない。

このような通水状態において、コイル５２に通電がなさ
れると、第２図に示されるように、一方のポールピース
５３、通水管５６、他方のポールピース５３およびコイ
ル周囲のヨーク５７．５８によって磁気回路が形成され
、通水管５６中の水に強力な磁場が作用される。

この通水管５６に作用する磁場の強さは、コイル巻数お
よび電流に比例し、ポールピース５３間の間隙寸法に反
比例する。そして、本装置は構造的に見て、通水管５６
の寸法を変更することなくコイル巻数を増やすことが可
能であり、また、ヨーク５７、５８の開口部分から効果
的な放熱がなされるので、大電流をコイル５２に供給で
き、さらに、通水管５６の断面がほぼポールピース径を
長辺とする長方形断面（薄形かつ幅広）であるから、ポ
ールピース径を大径とすることにより、通水流量を犠牲
にすることなく上下のポールピース５３間の間隙を小さ
くすることが可能である。

このように、本８１は構造的に見て、従来よりもコイル
巻数を人、コイルｍｌを大、ポールピース５３間の間隙
寸法を小に、それぞれ設定することが可能であるので、
従来の同形装置よりも強力な磁場を通水管５６にかける
ことができる。なお、省電力を重視する場合は、低電流
で高磁束密度を得るため、コイル５２を細線で多巻線と
する。

試験的運転では、ＤＣ１１４ボルト、　３．４２アンペ
アで１００００ガウスもの高磁束密度が得られた。この
ような強力な直流磁場を通水管５６内を通る水に対し直
角に作用させると、得られる磁気処理効果も大きい。

第４図に示された例では、磁気水処理装置Ａにおいて再
使用水が強力なｍｔｉを通過するとき、イオン変化が起
って水の性質が変わり、すなわち水中にイオンとして溶
解している、スケールとなる溶解固形分く炭酸カルシウ
ム、マグネシウム、シリカ、鉄等）が、磁場中を通過す
ることにより水中に浮遊する微細結晶として析出し、ポ
ンプ４６、配管４７等の内壁に付着せずに槽４５．４８
の底部に沈澱したり、外部に流出したりする。このよう
に、スケールが付着しにくいともに、磁気処理された結
晶は粉体形の結晶となり、もろくくずれやすい形となる
。磁気水処理装置ｆＡを使用しない無処理の場合は、ス
ケールがポンプ４６、配管４１等の内壁に固くこびりつ
いて容易に取れない。

次に、第４図に示される清楯工揚灰汚水ラインで試験さ
れた結果を述べると、ポンプ４６のロック防止、その清
掃作業ＦＲ間の半減、配管の寿命延長という面で顕著な
効果が認められた。すなわち、無処理の３倍もの運転時
間で生じた磁気処理のスクールは、無処理で生じたスケ
ール重量に比べて約半分であり、しかも、磁気処理によ
り全く異なる結晶形となっており、もろくくずれやすい
ことから、ポンプ４６の清掃作業時間は無処理の場合の
約半分で済んだ。

なお、参考までに述べると、磁気を利用しない水処理と
しては、排ガス中和法やスケール防止剤の投与等がある
が、磁気水処理は、これらに比べ、コスト的に見てはる
かに安価であり、また、水質浄化や金属腐蝕防止等にも
効果があり、さらに、安全面でも磁気処理は化学薬品を
使用しないので無公害である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、コイルボビンにコイルを巻装するとと
もにポールピースを挿入してなる一対の電磁石が間隙を
介し対向配置され、この一対の電磁石のポールピースが
対向する間隙にほぼポールピース径を長辺とする長方形
断面の非磁性通水管が挿通され、この非磁性通水管と平
行に配置された磁性板によって一対の電磁石の周囲にヨ
ークが箱形に形成さ机たから、コイルに通電がなされる
と、一方のポールピース、通水管、他方のポールピース
およびコイル周囲のヨークによって漏洩磁束の少ない磁
気回路を形成でき、通水管中の水に強力な磁場を作用で
きる。特に、この発明は、通水管と関係なくコイルを容
易に径変化できる構造であるから、通水管の寸法を変更
することなくコイル巻数を増やすことが可能であり、ま
た、通水管の断面がほぼポールピース径を長辺とする長
方形断面であるから、ポールピース径を大径とすること
により、通水流量を犠牲にすることなくポールピース間
の間隙を小さくすることが可能であリ、これらに因り、
従来の電磁石彫磁気水処理装置よりも同形で強力な磁場
を得ることができ、水の磁気処理効果も大きい。

また、通水管は一対の電磁石の間に独立して設けられた
構造であるから、通水管および電磁石の設計およびその
変更が容易である。

さらに、通水管は管内に何の障害物もない直管構造であ
り、この通水管内では水がＷＸ線的に移動され、流路方
向が変化せず、かつ十分な流量が確保されるので、水中
のごみ類によって通水管が詰る等のトラブルがほとんど
なく、メンテナンスの而でも優れている。そして、他の
水処理装置が対応できない汚水や高′ａ度水にも使用で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気水処理装置の一実施例を示す断面
図、第２図は第１図の■−■線断面図、第３図は絶縁材
を省略して示した第１図の■−■線断面図、第４図は本
装置が設置された清掃工場法汚水ラインの一部を示す回
路図、第５図は従来の永久磁石形の磁気水処理装置の断
面図、第６図は第５図のＶｌ　−Ｖｌ線断面図、第７図
は従来の内側電磁石形の磁気水処理ＶＬ置を示す断面図
、第８図は従来の外側電磁石形の磁気水処理装置を示す
断面図である。 ５１・・コイルボビン、５２・・コイル、５３・・ポー
ルピース、５４．５５・尋常磁石、５６・・通水管、５
７、５８・・ヨーク。 酬

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁石によつて形成された磁場中を水が通過される
   ことにより、水循環系へのスケールの付着が防止される
   磁気水処理装置において、コイルボビンにコイルを巻装
   するとともにポールピースを挿入してなる一対の電磁石
   が間隙を介し対向配置され、 この一対の電磁石のポールピースが対向する間隙にほぼ
   ポールピース径を長辺とする長方形断面の非磁性通水管
   が挿通され、 この非磁性通水管と平行に配置された磁性板によって一
   対の電磁石の周囲にヨークが箱形に形成された ことを特徴とする磁気水処理装置。