JPS5825561A - 配管内流体の磁場を与えるための軽量磁界処理装置 - 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】 本発明は配管内流体に物性をかえる目的で磁場（工業的
！こは磁界という）を与えるための磁界処理装置の新規
な構造に関し、小型軽量を特徴とするものであるが、配
管内に４組込むことにより、大型配管にも利用出来るも
のである。

従来よりボイラ、火炉用の移送配管内の液体燃料に１８
００ガウス附近の磁場を与えることにより燃焼効果を高
めて燃料の節減をはかる方法が知られているが、液体燃
料を使用しているエンジンＭｌこつい又も同様な方法で
効果があることが判った。しかし従来のものは重量嵩共
に大きいため、エンジンルームには使用出来なかった。

こ＼において従来の管内流体に磁場を与える磁界処理装
置又は磁界発生装置を図によって説明する。

第１図の型式はＮＳの極コア２に接して永久磁石１をお
いて、これを連結する連結片３とから構成されるもので
ある。また、上側の連結片３を除き永久磁石１を下側の
永久磁石１と対称において、極コア２の上部より出る漏
洩磁束を防ぐように構成されたものもある。この方式は
非磁性管４を通じて管内に磁界を与える方式にとられて
いる。

第２図の型式は、特願昭和５ｌ−６４３５３（昭和５６
−５４３９公報）に示めされた方式で半円形の永久磁石
１の端に極コア２を吸着させそれを鋼管３に吸着させ、
鋼管を通じ管内流体に磁場を与える方式であるが、磁力
線は鋼管の厚み部分を通りＮよりＳの方向に流れるため
、管内磁場はかなり減磁され、管内磁場の強さは管の外
径、厚み、長さ等に大きく左右されるので、後述の適正
磁場にすることが困難な致命的な欠陥がある。また、こ
の方式により１８００ガウスの磁場を与えることは小径
で厚みの少い上爪外は出来ないので当発明とは関係のな
い構造である。

第３図の型式は実開昭４８−８５０１３４こ示めされた
方式で永久磁石１を極面としその背面にコア２を連結せ
しめて極間に配管３を挾む方式である。管が鋼管の場合
と非磁性管とでは管内磁場の強さが異なるが後述のよう
に管内磁場の強さの分布が均一にならない欠陥がある。

磁界処理装置は後述の現象より管内が均一な磁束密度で
分布されていることが必要条件から上記第２図第３図の
方式はそのまＮでは使用出来ない。

次に燃焼反応を促進させるに必要な適正磁場について説
明す４第４図は財団法人電力中央研究所が昭和５３年３
月研究報告２７７０２５にて発表したものでＣ重油につ
いての磁場の強さとばいじんの関係である。

ばいじんは燃焼状態の指標となるもので、同じ燃料でば
いじんが少いことはよく燃えることを意味し、増えるこ
とは燃えにくいことを意味する。

第４図に於−（、Ｄは燃焼排ガス中のばいじんＶ冒を示
し、Ｂは磁場中央における磁束密度ガウスを示す。Ｎは
無磁場、Ｍは磁場を与えた場合を示す。

また図において無磁場のときに曲線が上下しているのは
空気量の変動があるためで、図の見方としては磁束密度
を基準として、無磁場と磁場を与えたときのばいじんの
差が大きいことが反応が大きいこと番こなる。図よりみ
ると１８００．２５００ガウスは燃焼をよくする適正磁
場、２３００ガウスは熱焼を悪くする不適正磁場である
。高い磁界は装置が大きくなるので２０００ガウス以下
について述べる。

第４図によると磁場１４００〜１６００ガウス間は試験
がされてないが、実際に使用しても安定した効果が得ら
れず不安定な磁場である。従って工業的に使用出来るの
は１６００〜１８００ガウスの間で許容の範囲は２００
ガウスで確実性のためをこは１５０ガウスをしたいとこ
ろである。

次に永久磁石を使用した磁界処理装置では磁石の性質を
考えに入れねばならない。磁界処理装置を使カ＼゛ 用している途中で磁場の強さが下る場合法る。この原因
としては、磁石背面と磁力線回路をつくっている軟鋼製
コアとの摩擦、温度上昇、振動、ショｙ　９゜経年等が
あるが、フェライト磁石は温度以外の減磁要因に強いの
で自動車のような振動の多いものには最適である。欠点
として温度±１℃毎にはゾ壬４ガウス変る（可変性）。

ボイラや火炉では年間の弯動巾は最高３５℃位になる。

夏場の自動車のエンジン室の温度は５０℃を超えており
、冬場は２０℃に達せぬことがある。従って上記の差３
５℃として１４０ガウスの差が出る。即ち±７０ガウス
・の許容差を必要とする。これに磁界処理装置組立時の
測定及び調整誤差±３％とすると１６００〜１８００ガ
ウ・スの平均１７００ガウスの±３％は±５１ガウス、
従って総合で±１２υカウスの許容差２４２ガウスが必
要となる。この値は適正磁界の範囲２００ガウスを上回
るので磁界処理装置は磁界分布が均一であることが絶対
の条件となる。

以上のことから当発明に関する磁界処理装置は非磁性管
に設置することも・条件としている。

次に第５図に於て管内の流体に均一磁場を与えるために
は少くとも管の内径ｄ（こ相当するだけ均一なすもので
あるが、一般に磁極間での均一な磁束密度分布中すは極
７ア厚みＴよりはるかに小さくなる。

永久磁石には小型で強力な磁場を生じる高級な磁石もあ
るが、それほど強力でないが安価で原料の豊富なフェラ
イト磁石が通常用いられるので、これも考えに入れて磁
場１８００ガウス附近を対象にして説明する。

例えば、第１図の型のもので異方性フェライト磁石（Ｄ
ｉｓｃｎＩ′Ｘｌ＝　５４ｘｌ：、≦ｔ〜を用いた場合
に磁場の磁束密度分布で上下差５０ガウス（±２５ガウ
ス）以内の場合を均一磁束密度分布を示すとみなすと、
極コアの厚みＴと均−磁束密度分布中との関係は、第６
図に示すようになる。

第６図■図は上下方同極コア中央をこおける均−磁束密
度中すと極コア厚みＴＩＩＭとの関係［有］）図は極コ
ア厚みＴと磁界処理装置の重量ＧＫｐ図は同高容積Ｖ口
との関係を示す。しかし極コアの厚みを大きくすると、
均−磁束密度中が大きくなるが、磁場での磁束密度の低
下を来すので、磁石を強くしなければならない。そのた
めに第１図の方式では永久磁石の筒数を増やして磁束密
度を高める方法をとる。具体的な例をとってみると、磁
場を与えるべき管の外径１４φのゴム管の場合管の厚み
３ｍｍとして、内径は８φとなる。第６図にこの値を入
れると磁極コアの厚みは１８咽が必要となる。

第６［より前記極コアの厚み１ｆ３ｔｎＨの場合は重量
が４．２Ｋｙ容積は６００ｅｅとなるので、このような
大きい磁界処理装置は、自動車のエンジンルーム等には
、実際には使用出来ない。小型ボイラーには支え台等必
要とし日常の保全にも邪魔になる存在となる。このよう
に第１図の方式をとるとかなりの重量が増加する。

二りで軽量化するには第３図方式が望ましいのでこれを
少し変形して第７図のように第３図のコアを側板２、底
板３に分離し１側板の内側にＮ−８極が相対するように
例えば異方性ストロンチェームフエライト永久磁石ｌを
配する。例として７０　Ｘ　５０　Ｘ　１２ｔ（ｆｉ）
の磁石２枚づ蔦を両極におき上下、左右紙面直角方向の
磁場分布の中心即ち磁芯０において例えば１８００ガウ
ス（２０℃）に設定したとき磁極間隔は９．６Ｑ−程度
となるので外径２２φＸ２ｔのステンレス管４を通して
管内流体に磁場を与える場合を考える。図Ｍは上下方向
、・図促田方右方向の磁束密度分布の測定結果であるが
、このまへでは管内分布差が２４０・ガウスもあるので
磁界処理装置としては使用出来ない。

次ζこ一般の吸引磁石や、極部的強磁場発生のため接極
子を磁石の極面につけるが株式会社アグネ発行永久磁石
７４頁図３．２０（１９７５年８月２５日発行）による
と接極子は３．゛ｐ−以上のとき吸引力が最高で一定と
なっている。それ以下では接極子の厚みに比例して小さ
くなっている。ところが磁場の強さは接極子の厚みを厚
くすると低下することが判った。そこで第７図の構造の
もとに３５　Ｘ　５０　ｅｌ→の薄い軟鋼板４を磁極面
中央に張りつけこの厚みを、変えた関係を求めたのが第
８図。この図において（ロ）図は磁場中央でＭＨ’方向
で磁極面よりの距離Ｃｑｎｇにおける磁束密度と中央０
における値の差を龜ガウスで示し、ｔは極面に張付けた
軟鋼板の厚ｈ＃を示す■■図は中央における上下方向ｖ
−ｖ’方向での磁束分布を示し、ｂは均等になった部分
の長さｍｍを示す。

図よりみて上下方向はｔ　−０，２ｍｍでｂ＝２３ｍｍ
と十分な均一磁場となり、左右方向では０．４ｔで実用
出来る磁束分布番こなっている。

これより磁極コアーを用いず磁極面によって、非磁性管
を通して管内流体に正確に適正磁界を与えられるように
なり且つ軽量化することが出来ることになった。以後こ
の軟鋼板を調整板とよぶ。さて第１図方式と第８図方式
を比較すると、第１図方式では第６図より均等磁束密度
中ｂ　−２９ｍｔｎの場合では重量７、３　Ｋ９、嵩１
０００ｃｑ竜るも第８図方式では重量′２．６２Ｋｆ嵩
３７０（ｃと重量では１／４．５嵩で約凶とかなりの小
形、軽量化することが出来た。第９図は第８図の磁極間
Ｗ　！　２３ｍ病を一定とし３５Ｘ５０調整板の板厚を
恭を変えたときの磁場内の中央での磁束密度Ｂｏガウス
を瀘定した。もクヤ竪歩これより調整板は磁場内を均等
な磁束密度にするのみならずその強さを調整することか
ら第８図の側板、底板を一つのコアとしてＵ型にプレス
加工で成形し、磁石を配してから［６の製作むらによる
強弱を調整板の厚みで調整し大量生産向にすることが出
来る。例えば自動車エンジン向の磁界処理装置として磁
極間隔１４ｍ”ｈして５０Ｘ３０ｘ１２ｔ　（ｍｙのス
トロンチュームフエライトを用い４００２程度のものが
製作出来る。これによりエンジンルーム内でサポートも
必要とせず使用が可能となったまた第１０図（４）、（
Ｂ）のように強力な板磁石を用いてコアを［コ型又はＵ
型として小径向の磁界処理装置が可能となった。いづれ
も磁石むらや磁場型は調製板によりなくし磁束密度も調
整出来て大量生産がＢ：来る。

以上の軽量磁界処理装置はボイラ、火炉関係では小は石
油ファンヒーターから大はボイラに至る迄巾広く使用さ
れ、特に今迄取付台や支えを必要としたものカ、鰐配管
にでも支えなしでホースバンドで取付出来る簡便さがあ
る。自動車エンジン向には、１０モード燃費１１．５　
＆／ｊ’１６００ｃｃＮの自動車でキャブレター人口の
燃料管のゴム管部に取付けた場合実績１ｑ５舅４の燃費
が１２．５　Ｋ、／ｉに上昇した。

第１０図において、１は永久磁石、２はコアー、３調整
板、４管支え、５油輸送管を示す。

次に本発明の装置を大口径管に利用する場合について説
明する。第１１図はその応用例で（Ａ）は横断面図（Ｂ
）は、従断面図である。大口径管６に円方異径管５をと
りつけ、軟鋼連結片２，３．３＜とで外枠をつくった磁
界処理装置部を連結する。この部分では軟鋼板２を中心
に両側に格子状をこ並べられた多数枚の異方性永久磁石
を、サンドイッチ式に組合せたものを並列にしてその上
に調整板４をおき磁力調整を行って為 磁極間を適正な磁束密度に調整し流体通路の両側の不適
正磁場部分を邪魔板７で塞いでこの極間を流体　４゜が
通るようにすると大口径管を通る流体に適正な磁場を与
えることが出来る。この方式は特開昭４）七、−５１−
８！’２２４号公報に示めされた図のケーシングに似て
いるが、全々異なるもので、あくまでも磁力回路と調整
板の組合せで適正な磁場を流体に与える軽量磁界処理装
置を目的としたものである。

特にフェライト磁石等はせいぜい１００咽角程度の大き
さしか出来ないので格子状に磁石を並べる場合隣同志で
互に反撲し合うので磁石間に間隙が出来てそのために磁
場の強さくこむらが出来るが調整板をこよりこのむらが
緩和されほとんど平均化する効果があり、大型磁界処理
装置には欠かせないものである。

以上は焼結又は金属の永久磁石の使用例を説明したが、
磁場の強さによってはプラスチック板やフィルム状の帯
状永久磁石を同様の方法で使用出来る。

ボイラ、火炉の燃焼用空気を磁化させると、燃焼が促進
されてすすの発生を抑え、熱効率を向上させるが、この
ように空気やガスを磁化させる場合にも用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は従来の磁界発生装置の構造
を示す立面図。 第４図は配管内流体に磁場を与える場合の磁束密度とば
いえんの関係を示す財団法人電力中央研究所の実験の一
例。第５図は第１図の型式の磁界処理装置の磁束密度、
分布中の傾向を示すモデル図。 第６図は第１開方式の磁界処理装置の一例における極コ
アの厚みと（Ａ）図は均一磁束密度の分布中すとの関係
、（Ｂ）図は同じく磁界処理装置の重量との関係、（Ｃ
）図は同じく嵩容榎との関係を示す。 第７図は磁石の背面をこコアーをもち磁極面間で磁場を
つくる方式で７０ｘ５０ｘ１２ｔ０苅）のストロンチュ
ームフエライト磁石２枚を各極面にもつ場合の磁界発生
装置の立面図と磁場内の中央における上下、左右の磁束
密度分布図。 第８図は第７図のものに調整板をとりつけた磁界処理装
置の立面図と調整板の厚みの効果を示す測定値。 第９図は調整板の厚みと磁場中央における磁束密度との
関係。 第１０図は小型磁界処理装置の実例２ケの立面図と側面
図。 第１１図は大型配管に用いた軽量磁界処理装置の一例を
示す断面図。 ！＃１　　図　　　　第　２図 （Ａ）　　　　　　　　　　　　　　　　　（Ｂ）竿フ
０　図 弔　１１　　ｆｆｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）永久磁石を両極としその背面に磁気回路を組合せ、
   両極の極面に軟鋼板を張り合せてなる磁界処理装置 １２）軟鋼板を介し複数個の永久磁石を重ね合せてグる
   特許請求の範囲■記載の装置