JPH02265689A - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、磁場を利用して水質の改善或いは水の浄化を
行うことを目的とした水処理装置に関する。

（ロ）従来の技術 従来、上記を目的とした水処理装置としては、以下の形
態のものがある。

■　特開昭６３−１１６７９７号や特開昭６３−２７０
５９３に記載されている水処理装置であり、水中に懸濁
磁性微粒子として浮遊している常磁性赤さび（Ｆｅｚｅ
ｓ）の微粒子を強磁性黒さび（Ｆｅ＞０４）の微粒子に
変えて凝集させ、効果的に水槽内に沈澱させ除去するこ
とができる。

■　特開昭６３−２７０５９３号に記載されている水処
理装置であり、配管壁についた常磁性赤さびのスケール
を強磁性黒さびに変え、効果的・に剥離させ又、特開昭
６３−２２４７９６号に記載されている水処理装置であ
り、処理水が磁界内を通過する流速が０．８　ｍ／ｓｅ
ｃ以上の場合には、磁気処理の効果が顕著に顕れ、下流
側の給水管の管壁に固着しているスケールを磁気処理に
よって除去できる。

■　特開昭５９−４３２０８号や特開昭６０−４８２０
９号に記載されている水処理装置であり、強磁性細線の
周囲に形成される高勾配磁界によって非常に小さい微粒
子も吸着除去できる。また、磁場をなくすことによって
簡単に吸着した微粒子の洗浄ができる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかし、上記した水処理装置は、それぞれ、未だ、以下
の解決すべき課題を有していた。

■の水処理装置では、自然沈澱によるものであるため、
極小の微粒子は除去できず、また、水槽のメンテナンス
も止水しないと行うことができない。

■の水処理装置では、剥離して下流に流れたスケールが
不適当な場所に堆積したり、バルブ等の目詰まりの原因
となる。

■の水処理装置では、強磁性体の微粒子は容易に吸着で
きるが、常磁性の微粒子は強い磁場が必要で装置が大形
化し、コストがかかる。

さらに、上記した従来の水処理装置は、それぞれ固有の
課題のみならず、磁気処理流路又は磁気分離流路のいず
れかのみを具備するものであるため、磁性微粒子を充分
に除去することができず、完全な赤水対策を図ることが
できなかった。

本発明は、同一水処理装置で磁気処理の効果及び磁気分
離の効果を重畳させ、かつそれぞれの個々の装置として
の問題点を解消し、赤水対策を効果的に達成でき、かつ
、小型、低コストの水処理装置を提供することを目的と
する。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、装置本体内に、永久磁石、電磁石、超電導磁
石等により発生形成された磁界内を処理水を導入して磁
気的処理を行う磁気処理流路と、永久磁石、電磁石、超
電導磁石等により発生形成された磁界内に処理水を導入
し、同処理水中に多数の強磁性細線または強磁性体小片
からなるフィルタエレメントを配置し、高勾配磁場によ
り処理水に浮遊している磁性微粒子を吸着除去させる磁
気分離流路とを一体的に設けたことを特徴とする水処理
装置に係るものである。

（ホ）作用及び効果 上記した構成により、本発明は、以下の効果を奏する。

■同一の水処理装置内に磁気処理流路と磁気分離流路を
形成することができるので、水処理装置の構造をコンパ
クトに保持しながら、処理水の磁気処理と磁気分離を行
うことができ、強磁性微粒子のみならず、従来、分離除
去が困難であった常磁性微粒子も効果的に除去すること
ができる。

■磁気処理流路の断面積と磁気分離流路の断面積を異な
らせている、即ち、磁気処理流路の断面積を磁気分離流
路の断面積より小さくしており、流路断面積が狭い磁気
処理流路において、流速を磁気処理を行うのに最も適し
た速度に設定することが可能となり、磁気処理の効果の
効率を顕著に向上させることが出来る。一方、流路断面
積が広い磁気分離流路においては、流速を磁気処理流路
よりもかなり低下させることが可能となり、磁気分離の
性能を顕著に向上させることが出来る。従って、上述し
た磁性微粒子の除去効果をさらに向上することができる
。

（へ）実施例 以下、添付図に示す実施例に基づいて、本発明に係る水
処理装置Ａを具体的に説明する。

第１図に示したように、本実施例は、ビルＢに水処理装
置Ａを設置した例である。

開開において、図示しない水道本管から分岐した第１給
水管１１は、止水栓１２．量水器１３を通して受水クン
ク１４に接続されている。

また、受水タンク１４は、ポンプ１５によって、第２給
水管１６を介して本発明の要旨をなす水処理装置Ａに接
続されている。

さらに、高置タンク１７は、第３給水管１Ｂによってビ
ルＢの各階の使用個所に接続されている。

また、第３給水管１８にはポンプ２０を取付けた第４給
水管１９が接続されており、同第４給水管１９の他端は
水処理装ＨＡに接続されており、循環流路を形成してい
る。

そして、量水処理装置Ａ内には、以下に説明するように
、永久磁石、電磁石、超電導磁石等により発生形成され
た磁界内を処理水を導入して磁気的処理を行う磁気処理
流路Ｐ１と、永久磁石、電磁石、超電導磁石等により発
生形成された磁界内に処理水を導入し、処理槽中に多数
の強磁性細線または強磁性体小片からなるフィルタエレ
メントを配置し、高勾配磁場により処理水に浮遊してい
る磁性微粒子を吸着除去させる磁気分離流路Ｐ２とが一
体的に設けられている。

かかる構成によって、ビルＢ内の第３給水管１８と第４
給水管１９と高置タンク１７との間で処理水を循環させ
ることによって、水道本管等の一次側懸濁磁性微粒子を
磁気分離流路Ｐ２による磁気分離効果で吸着除去すると
ともに、各給水管１８．１９の管壁に付着しているスケ
ールが磁気処理流路Ｐｌによる磁気処理効果によって剥
離されて発生する黒さび微粒子も循環させていることに
より、磁気分離流路Ｐ２による磁気分離効果で吸着除去
することができる。

以下、第２図〜第５図を参照して、水処理装置Ａの構造
を説明する。

第２図及び第３図に示すように、３０は軟鉄等を素材と
するリターンフレームであり、後述する永久磁石３１．
３２とともに、磁気回路を形成することができる。

本実施例において、かかるリターンフレーム３０は、上
下壁３０ａ、３０ｂと、左右側壁３０ｃ、　３０ｄとか
ら構成されている。

また、リターンフレーム３０は、その上下壁３０ａ。

３０ｂの内面に、それぞれ、矩形板状の上下永久磁石３
１．３２を取付けており、両永久磁石３１．３２間に磁
界発生部Ｍが配設されている。

かかる磁界発生部Ｍは、第４図、第５図に示すように、
それぞれ流体流入管３３と流体流出管３４とを具備する
長尺の矩形箱体からなる非磁性体セル３５と、同非磁性
体セル３内に直列状態に形成した磁気処理槽３６と磁気
分離槽３７とから形成される。

本発明は、実質的に、上記した処理槽３６内に磁気処理
流路Ｐ、を設けるとともに、磁気分離槽３７内に、上記
磁気処理流路Ｐ、と連通連結する磁気分離流路Ｐ２を設
けたことに特徴を有する。

なお、本実施例において、磁気分離槽３７は、屈曲流路
を形成するため、複数の区画処理槽３７ａ〜３７ｅより
構成されている。

以下、第４図及び第５図を参照して、磁気処理槽３６及
び磁気分離槽３７の構造について詳細に説明する。

図示するように、長尺箱体形状を有する非磁性体セル３
５は、仕切・仮３８，３９，４０．４１．４２によって
一つの磁気処理槽３６と、磁気分離槽３７を形成する五
つの区画処理槽３７ａ〜３７ｅに仕切られている。

そして、上記磁気処理槽３６は、その内部に磁気処理流
路ＰＩを形成するとともに、その前面に流体流入口４３
を設けており、一方、磁気分離槽３７を形成する区画処
理槽３７ａ〜３７ｅは、それぞれ、その内部に磁気分離
流路Ｐ！を形成するとともに、その他端側に位置する区
画処理槽３７ｅは、その前面に流体流出口４４を設けて
いる。

さらに、第４図に示すように、仕切板３８．３９，４０
゜４１．４２のうち、仕切板３８，４０．４２は前端を
非磁性体セル３５の前面に連結するとともにその後端と
非磁性体セル３５の下面との間に連絡流路４５．４６．
４７を形成している。一方、仕切板３９．４１は後端を
非磁性体セル３５の上面に連結するとともにその上端と
非磁性体セル３５の下面との間に連絡流路４８．４９を
形成している。

かかる構成によって、磁気処理槽３６と、磁気分離槽３
７を形成する全区画処理槽３７ａ〜３７ｅは、連絡通路
４５．４８．４６，４９．４７を介して直列的にかつ屈
曲しながら連通されることになり、磁気発生部Ｍ内に屈
曲処理流路を形成することができる。

また、第５図から明らかなように、磁気処理流路Ｐ１は
、上下方向の間隔を薄くして、その断面積を、磁気分離
槽３７を形成する各区画処理槽３７ａ３７ａの磁気分離
流路Ｐ８の断面積より小さくしていかかる構成によって
、磁気処理流路Ｐ＋は、磁気処理の高効率を確保するの
に必要な流速（例えば、０．８　ｍ／５ｅｃ）を得るこ
とができる。

次に、各区画処理槽３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ、
３７ｅの内部構成について説明する。

第４図及び第５図に示すように、フィルタエレメントと
して作用する多数の強磁性細線５０が、各区画処理槽３
７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ、３７ｅの内で処理流体
の流れの方向と平行に配設されている。

そして、これらの強磁性細線５０は、等間隔を隔てて、
密で、しかも相互に平行に並設されている。

さらに、各区画処理槽−３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７
ｄ、３７ｅ内に形成した磁気分離流路Ｐ２は、その断面
積を磁気処理流路Ｐ、の断面積より大きくしているので
、処理水の流速を低下することができる。

かかる構成によって、各区画処理槽３７ａ〜３７ｅ内に
高勾配磁界を形成することができるとともに処理水を低
速度で通過させることができ、非常に小さい微粒子を吸
着除去することができる。

次に上記構成を有する水処理装置ｔＡによる処理水の処
理方法について説明する。

処理水は、まず、流体流入口４３を通して磁気処理流路
Ｐ１内に流入し、その後、屈曲処理流路を形成する複数
の磁気分離流路Ｐ２内を通過し、最後に、流体流出口４
４より所望の個所へ送給されることになる。

このように、本実施例では、同一の水処理装置Ａ内に磁
気処理流路Ｐ、と磁気分離流路Ｐ２を形成することがで
きるので、水処理装？！Ａの構造をコンパクトに保持し
ながら、処理水の磁気処理と磁気分離処理を行うことが
でき、強磁性微粒子のみならず、従来、分離除去が困難
であった常磁性微粒子も効果的に除去することができる
。

さらに、本実施例では、磁気処理流路Ｐ、の断面積と磁
気分離流路Ｐ、の断面積を異ならせている、即ち、磁気
処理流路Ｐ、の断面積を磁気分離流路Ｐ２の断面積より
小さくしている。

従って、流路断面積が狭い磁気処理流路ｐ、において、
流速を磁気処理を行うのに最も適した速度（例えば０．
８　ｍ／ｓｅｃ以上）に設定することが可能となり、磁
気処理の効果の効率を顕著に向上させることが出来る さらに、流路断面積が広い磁気処理流路Ｐ２においては
、流速を磁気処理流路Ｐ１よりもかなり低下させること
が可能となり、磁気分離の性能を顕著に向上させること
が出来る。

従って、上述した強磁性微粒子及び常磁性微粒子の除去
効果をさらに向上することができる。

なお、上記した実施例において、磁場を形成するに際し
ては永久磁石３１．３２を用いたが、これに限定される
ものではなく、電磁石、超電導磁石等により磁場を形成
することもできる。

また、強磁性細線５０は、腐食等を考慮して、強磁性の
ステンレス線を用いるのが好ましいが、何らステンレス
線に限定されるものではなく、強磁性を有するものであ
れば、他の素材からなる線を用いることもできる。

さらに、強磁性細線５０は、網目状或いは簾状に織り込
まれてたもの、グラスウール状に形成したもの、強磁性
体の薄板をエツチングまたは打ち抜き等により細線部分
が残るように加工したもの、又は、非磁性体薄板に強磁
性体をプリント加工したものとするこ之もできる。

また、第１表に磁気分離流路ｐｔに用いられる強磁性細
線５０の好ましい特性及び流路空間占積率を示す。

第１表 しかし、強磁性細線５０は、何ら強磁性体のステンレス
線等の線状体に限定されるものではなく、例えば、フィ
ラメント状、帯状、或いは、強磁性体小片を用いること
もできる。

更に、磁気分離流路Ｐ２の各処理装置３７ａ、３７ｂ。

３７ｃ　３７ｄ、３７ｅの強磁性細線の空間占積率を同
−又は変化させてもよい０例えば、３７ａ、３７ｂ、３
７ｃ、３７ｄ。

３７ｅの順に空間占積率を大きくして、３７ａで粒径の
大きいものを、３７ｅで粒径の小さい磁性微粒子を捕獲
するようにしても良い、又、各処理槽３７ａ。

３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ、３７ｅの流路断面積は同一ま
たは変化させても良い０例えば、３７ａ、３７ｂ、３７
ｃ、３７ｄ、３７ｅの順に断面積を大きくして３７ａで
粒径の大きいものを、３７ｅで粒径の小さい磁性微粒子
を捕獲する。

また、第６図に、上記した水処理装置Ａの好ましい寸法
関係の１例を示す。

即ち、第６図において、リターンフレーム３０は、高さ
ａ　””１２０１１１１．幅ｂ　−３００ｍｍ、奥行き
Ｃ＝２００１１Ｉ１１厚みｄ−２０−一としている。ま
た、永久磁石３１．３２（材質Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系　残留
磁束密度Ｂｒ＝１２，０００（Ｇ）保磁力Ｈｃ＝１１．
０００（Ｏｅ）エネルギー積（Ｂ　・Ｈ）ｗａｘ−３５
（ＭＧＯｅ）　）は、磁気処理流路Ｐ１と磁気分離流路
Ｐ２の幅をそれぞれｅ　＝２０１１！ｌ、　ｆ　＝２０
０１１１１１とし、かつ、磁気処理流路Ｐ１と磁気分離
流路Ｐ２の間隙をそれぞれｇ　＝１０　ｍｍ、　ｈ　−
３０＋ｕｉとしている。

又、磁気処理流路Ｐ１と磁気分離流路Ｐ２の間隙にはそ
れぞれ磁界強度８，５００（Ｇ）　、５．５００（Ｇ）
が形成される。

そして、上記した寸法の磁界発生部Ｍ及び強磁性細線５
０を具備する水処理装置Ａを実際にビルに設置し、水質
（総鉄濃度）と、ビル給水管におけるスケール詰まり率
の変化を実験したので、その結果を第２表に示す。

第゛２表 第２表からも明らかなように、本発明に係る水処理装置
Ａを設置することによって、総鉄濃度とビル給水管スケ
ール詰り率がいずれも著しく低減しており、強磁性微粒
子のみならず、従来、分離除去が困難であった常磁性微
粒子も効果的に除去することができることを示している
。

なお、上記実施例において、磁気発生部Ｍは、最初に磁
気処理流路Ｐ１を配設し、その後に磁気分離流路Ｐ２を
配設したが、本発明は、最初に磁気分離流路Ｐ２を配設
し、その後に、磁気処理流路ｐ、を配設した構成も包含
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る水処理装置をビルに設置した場合
の設置状態説明図、第２図は水処理装置の全体構造を示
す斜視図、第３図は水処理装置の概念的断面側面図、第
４図は同断面平面図、第５図は第４図１−１線による断
面図、第６図は磁場発生部の寸法関係説明図である。 図中、 Ａ二水処理装置　　　　ＰＩ：磁気処理流路Ｐ□：磁気
分離流路　　　３０：　リターンフレーム３１：永久磁
石　　　　　３２：永久磁石５０：強磁性細線

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、装置本体内に、永久磁石、電磁石、超電導磁石等に
   より発生形成された磁界内を処理水を導入して磁気的処
   理を行う磁気処理流路（Ｐ＿１）と、永久磁石、電磁石
   、超電導磁石等により発生形成された磁界内に処理水を
   導入し、同処理水中に多数の強磁性細線または強磁性体
   小片からなるフィルタエレメントを配置し、高勾配磁場
   により処理水に浮遊している磁性微粒子を吸着除去させ
   る磁気分離流路（Ｐ＿２）とを一体的に設けたことを特
   徴とする水処理装置。 ２、磁気処理流路（Ｐ＿１）と磁気分離流路（Ｐ＿２）
   と流路断面形状又は流路断面積を相互に異ならせ、両流
   路における処理水の流速に差異を設けたことを特徴とす
   る請求項１記載の水処理装置。 ３、装置本体内に、永久磁石、電導石、超電導磁石等に
   よって、磁界の強度が異なる磁界発生部を少なくとも２
   個所以上設け、各個所にそれぞれ磁気処理流路（Ｐ＿１
   ）と磁気分離流路（Ｐ＿２）とを形成したことを特徴と
   する請求項１記載の水処理装置。 ４、各磁界発生部はそれぞれ間隔を開けて対面させた一
   対の異極の磁石から形成し、各磁界発生部の磁石間の間
   隙をそれぞれ異ならせたことを特徴とする請求項１記載
   の水処理装置。 ５、磁気分離流路（Ｐ＿２）に設けたフィルタエレメン
   トを構成する強磁性細線は、網目状或いは簾状に織り込
   まれていることを特徴とする請求項１記載の水処理装置
   。 ６、磁気分離流路（Ｐ＿２）に設けたフィルタエレメン
   トを構成する強磁性細線は、グラスウール状に形成され
   ていることを特徴とする請求項１記載の水処理装置。 ７、磁気分離流路（Ｐ＿２）に設けたフィルタエレメン
   トを構成する強磁性細線は、強磁性体の薄板をエッチン
   グまたは打ち抜き等により細線部分が残るように加工し
   たもの、又は、非磁性体薄板に強磁性体をプリント加工
   したものからなることを特徴とする請求項１記載の水処
   理装置。