JPH09314150A

JPH09314150A - 磁気処理装置

Info

Publication number: JPH09314150A
Application number: JP13671196A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Yokoi; 哲夫横井; Tatsuya Endo; 達也遠藤; Shinichiro Ishibashi; 新一郎石橋; Masahiro Seki; 昌浩関; Shigemori Miyata; 恵守宮田; Yoshiichi Ishii; 芳一石井; Sumio Miyagawa; 澄男宮川
Original assignee: N T T ADVANCE TECHNOL KK; SHOWA NETSUGAKU KOGYO KK; NTT Advanced Technology Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp; Tokin Corp
Current assignee: N T T ADVANCE TECHNOL KK; SHOWA NETSUGAKU KOGYO KK; NTT Advanced Technology Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp; Tokin Corp
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 1996-05-30
Publication date: 1997-12-09

Abstract

(57)【要約】【課題】配管内においてスケールの発生を防止する。【解決手段】磁気処理装置は、複数の中空形永久磁石
を備え、これら中空形永久磁石は互いに対向する磁極が
異磁極又は同磁極となるように配列される。これによっ
て、配管中のイオンに螺旋運動及び波形運動を生じさせ
る力を与える。溶媒に磁界を作用させることにより、残
渣物の発生の防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管壁に固着残存す
るスケールの発生を防止するための装置に関し、特に、
一方向に流れる溶媒又は循環する溶媒を供給する管内に
生成するスケールの発生を事前に防止するための磁気処
理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、一方向に流れる溶媒又は装置内
を循環する溶媒には残渣物（あか、又はスケールと呼ば
れる）が堆積し、残渣物によって溶媒の質が悪化するば
かりでなく溶媒の流れが阻害されるという問題がある。

【０００３】特に、溶媒として水を使用するボイラ等の
熱交換機では、スケールの堆積によって熱交換率が低下
するので、ボイラを正常に作動させるためにこれらスケ
ールを定期的に除去する必要がある。

【０００４】ところで、東欧及びロシヤでは、スケール
の堆積を事前に防止するため、磁気処理及び超音波処理
によるスケール防止の検討が行われている。特に、磁性
超微粒子を含む配管水においては、磁界の作用により残
渣物の結晶核が多量に生成され、これによって、配水管
壁に固着しない微小な浮遊状態のスラジが生成され、残
渣物の堆積が防止できることが経験的に明らかにされて
いる。

【０００５】なお、これらの実験結果及びその成果につ
いては、１９８５年にモスクワエルゴアトム出版所より
発行された「動力装置の水の磁気処理と超音波処理（イ
エ．エフ．テベニヒン著）」に詳細に記載されている
が、その装置構成は大型であり、簡便に使用できしかも
充分満足できる成果については記載されていない。

【０００６】近年、上述の磁気処理に関連する装置とし
て、次のものが知られている。

【０００７】（ｉ）配管の外部から電場・磁場を印加し
て、電場によって、配管の局部腐食を防止するととも
に、外部から配管を通して漏洩した磁界の作用によって
管壁のスケールを剥離し、さらに配水内に発生してるス
ケールを微細化する装置が知られている。

【０００８】（ii）配管内に棒状の永久磁石を束にして
挿入し、上述した効果を高める装置（商品名ウオータト
リトメント，ウオーターエナジィザ；米国製）が製品と
して知られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した
（ｉ）及び（ii）の装置には、次に述べるような問題点
がある。

【００１０】（ｉ）の装置においては、磁気処理装置を
配管外部に設置し、外部から磁界を印加する関係上、特
に、鉄配管の場合には、磁界が鉄管を漏洩した後、配水
に到達することになる。このため、磁気処理装置には磁
化の大きな磁石を使用する必要があり、また、鉄管等磁
性をもつ配管への装着及び脱着には磁界の作用に抗する
大きな機械的力が必要となってしまう。

【００１１】（ii）に記載した配管内に永久磁石を束に
して装着する磁気処理装置では、配管に遮蔽されること
なく、配水等の溶媒に直接磁界が印加できる点が、
（ｉ）の磁気処理装置に比べて優れているが、磁石を溶
媒中に直接配置するため磁石の酸化を防止する必要があ
る。さらに、棒状の磁石の場合には、角状の永久磁石の
対極を結合させて形成する関係上、強力な磁界をもつ磁
気処理装置を作製することが難しい。このため、このよ
うな永久磁石の結合による磁界の磁束分布では、結晶核
を多量に生成して、残渣物の発生防止が完全にできる磁
界を形成するのが難しいという問題点がある。

【００１２】そこで、本発明は、配管内においてイオン
あるいはイオン化した水和物に磁界が集中的に印加でき
能率的にスケールの発生を防止する磁気処理装置を提供
することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、配管中
を流れる溶媒に応じて前記配管に形成される残渣物の発
生を磁界の作用によって防止するようにした磁気処理装
置において、複数の中空形磁石を有し、前記中空形磁石
は前記溶媒が流れる空間を形成するようにして所定の軸
方向に沿って配列されており、互いに対向する前記中空
形磁石間においてその磁極は異磁極又は同極であり、前
記空間を流れる溶媒中のイオン又はイオン化合物に対し
て螺旋回転力を与えるようにしたことを特徴とする磁気
処理装置が得られる。この際、前記中空形磁石は半筒状
の第１及び第２の磁石を有し、前記第１及び前記第２の
磁石が結合されて前記中空形磁石が形成されており、前
記第１及び前記第２の磁石は互いに磁化が異なるように
してもよい。

【００１４】また、本発明によれば、配管中を流れる溶
媒に応じて前記配管に形成される残渣物の発生を磁界の
作用によって防止するようにした磁気処理装置におい
て、複数の中空形磁石を有し、前記中空形磁石は前記溶
媒が流れる方向にそって複数の分割体に分割されてお
り、該複数の分割体の少なくとも一つが永久磁石によっ
て構成され、他の分割体は磁石以外の材料で構成されて
おり、前記中空形磁石は前記溶媒が流れる空間を形成す
るようにして所定の軸方向に沿って配列されており、互
いに対向する前記中空形磁石間においてその磁極は異磁
極又は同極であり、前記空間を流れる溶媒中のイオン又
はイオン化合物に対して波形運動及び螺旋回転力を与え
るようにしたことを特徴とする磁気処理装置が得られ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下について図面を参照して説明
する。

【００１６】図１は、本発明による磁気処理装置の永久
磁石の配列概略図である。図示の磁気処理装置は複数の
中空円筒形磁石１及び中空円筒形ヨーク２を備えてお
り、図示のように、中空円筒形磁石１は中空円筒形ヨー
ク２を挟む状態で配列されている。各中空円筒形磁石１
は中空円筒形ヨーク２を挟んで対向する磁極が互いに異
磁極となっている。つまり、図１に示す例では、中空円
筒形磁石１は、その磁極がＮ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極、…
となるように配列される。

【００１７】一方、図２に示す例では、各中空円筒形磁
石１は中空円筒形ヨーク２を挟んで対向する磁極が互い
に同異磁極となっている。つまり、図２に示す例では、
中空円筒形磁石１は、その磁極がＮ極、Ｓ極、Ｓ極、Ｎ
極、Ｎ極、Ｓ極、…となるように配列されている。

【００１８】図３に示す例では、中空円筒形磁石の構成
が図１に示す中空円筒形磁石と異なっている（ここで
は、この中空円筒形磁石に参照番号３を付す）。この中
空円筒形磁石３は互いに磁化の異なる半円筒型磁石３ａ
及び３ｂとヨーク材３ｃとを備えており、半円筒型磁石
３ａ及び３ｂをヨーク材３ｃを用いて結合して中空円筒
型としている。そして、これら中空円筒形磁石３はヨー
ク材２を用いて図１と同様に配列される。

【００１９】図４に示す例は、図３で説明した中空円筒
形磁石３をヨーク材２を用いて図２と同様に配列した例
である。

【００２０】図５に示す例では、中空円筒形磁石の構成
が図１に示す中空円筒形磁石と異なっている（ここで
は、この中空円筒形磁石に参照番号４を付す）。この中
空円筒形磁石４は半円筒形磁石４ａ及び半円筒形非磁性
体４ｂを備えており、半円筒形磁石４ａと半円筒形非磁
性体４ｂとが結合されて中空円筒形磁石４となる。これ
ら中空円筒形磁石４は図１と同様にしてヨーク材２を介
して配列されるが、図示のように、互いに対向する中空
円筒形磁石４において、その半円筒形非磁性体４ｂ同士
が対向するようにして配列される。

【００２１】図６に示す例は、図５で説明した中空円筒
形磁石４を図２と同様にしてヨーク材２を介して配列し
た例である。この例においても、互いに対向する中空円
筒形磁石４において、その半円筒形非磁性体４ｂ同士が
対向するようにして配列される。

【００２２】図７を参照して、図１に示す装置中を所定
の流れを持ったイオンが移動する際には、図１に示す装
置においては、磁場（５は磁束の方向を表わす）が流れ
の方向に連続的に形成されているので、イオンは磁界の
力により中心方向に引き寄せられ、磁束密度が極小とな
る中空円筒形磁石１の中心に集合する。そして、ローレ
ンツ力によって螺旋軌道を描いて流れていくことになる
（６はイオンの軌跡を表わす）。

【００２３】実際には、イオンは溶液中にあるので、イ
オンが移動するためには、溶液の粘性抵抗を受けるが、
原理的には、螺旋軌道を描いて流れるような力をイオン
は受けている。このことによって、イオンを含む電解質
溶液は磁束密度を横切りながら、磁界の影響を大きく受
けて、流れていくことになる。この磁界による効果は、
残渣物の微小結晶核（スラジ）の形成に大きく寄与をす
る。

【００２４】図８を参照して、図２に示す装置中を所定
の流れを持ったイオンが移動する際には、図２に示す装
置では対向する磁極が同極であるので、螺旋回転の回転
方向は各中空円筒形磁石１内で逆転することになる。こ
のように、図２に示す装置では、一方向の螺旋運動に加
えて、各中空円筒形磁石１内で螺旋の回転が逆転するの
で、イオンに対する磁界の効果は、さらに増倍すること
になる。また、中空円筒形磁石１の間に挿入されたヨー
ク材２の部分をイオンが流れる際には、イオンに対する
磁界の影響は弱まるので、ローレンツ力による螺旋運動
の半径は小さくなるととともに中心からイオン相互のク
ーロン力の反発力のために不安定な流れが発生すること
がある。

【００２５】図９には、図３に示す装置中を所定の流れ
を持ったイオンが移動する際のイオンの流れを示す図で
ある。図１０は図４に示す装置中を所定の流れを持った
イオンが移動する際のイオンの流れを示す図である。

【００２６】図９及び図１０を参照して、磁化の異なる
磁石の組合せで形成された中空円筒形磁石４の磁界極小
位置は、磁界の設計によって、円筒形の幾何学的中心か
らずれ、磁化の弱い磁石側に偏る。イオンは互いに反発
しながらも、最終的には、この偏った中心に集まって流
れていく。さらに、異なった磁化の組合せの中空円筒形
磁石４を磁界の強さを逆転させ交互に結合させた場合、
円筒の中心から偏って流れていくイオンは、磁界の逆転
による傾斜磁場により、流れの位置を移動する力をうけ
る。これにより、配管内のイオンは、螺旋回転をする力
を受けるとともに、波形運動をする力を磁界から受けな
がら流れていくことになる。

【００２７】磁化の異なる磁石を組み合わせた磁界の極
性を異磁極で結合させるか、同極で結合させるかによっ
て、螺旋回転運動が一方向で回転するか、あるいは、各
磁石毎で回転の向きを変えるかの違いが現れる。この磁
化の異なる磁石を組み合わせた配列では、波形運動が螺
旋回転運動に重畳するので、さらに磁化の効果が倍増す
る。

【００２８】図１１は図５に示す装置中を所定の流れを
持ったイオンが移動する際のイオンの流れを示す図であ
る。図１２は図６に示す装置中を所定の流れを持ったイ
オンが移動する際のイオンの流れを示す図である。

【００２９】図１１及び図１２を参照して、半円中空形
の装置内でのイオンの挙動は、図１及び２で説明した螺
旋運動中心から管壁方向に向かう傾斜磁界により、管壁
の方向に集合する運動が加わる（参照符号７は傾斜磁界
によるイオンの軌跡を表わす）。さらに、上下あるいは
左右に磁石が設置されているので、管壁に集合する運動
が各磁石毎に逆転するので、イオンは上から下あるいは
右から左に磁界の作用を受け、順次逆方向に移動するの
で、さらに磁界の効果は大きくなる。

【００３０】ここで、図１３を参照して、図２に示す装
置の具体例について説明する。

【００３１】図１３に示す装置は、サマリウム・コバル
ト系の高飽和磁化をもつ中空円筒形磁石（材質名ＬＭ−
１９，最大エネルギー積１３９〜１５９）１の間に純鉄
を主体にしたヨーク材２が交互に配列されている。この
永久磁石１の外径は、５０ｍｍφ、内径３０ｍｍで、中
心磁場は５００ガウスに設計されている。さらに、この
円筒型永久磁石は、酸化防止及び衝撃による破壊から保
護するために、非磁性体物質、例えば、ステンレス管８
により被覆されている。

【００３２】次に、図１４を参照して、図４に示す装置
の具体例について説明する。

【００３３】この装置では、半円筒型磁石３ａが図１３
で使用された永久磁石（材質名ＬＭ−１９）よりも磁場
の強い磁化を持つ磁石（例えば、材質名ＬＭ−３２Ｆ，
最大エネルギー積２０８〜２５６）で構成されている。
また、半円筒型磁石３ｂは、図１３で使用された永久磁
石（材質名ＬＭ−１９）よりも弱い磁化をもつ磁石（材
質名ＬＭ−１６，最大エネルギー積１１９〜１３９）で
構成され、磁場の中心が５００ガウスに設計されてい
る。

【００３４】図１５を参照して、図６に示す装置の具体
例について説明する。

【００３５】この装置では、中空半円形磁石４ａが永久
磁石（材質名ＬＭ−１９）で構成されており、中空円筒
形磁石４が交互に配列され、磁場の中心が１５０ガウス
になるように設計されている。

【００３６】以上、磁極が同極で配列されている場合に
ついて具体的に説明したが、磁極の配列が異磁極の場合
においてもその磁化の設計及び構成は同様である。

【００３７】以下、本発明の装置を配管系に適用した例
について述べる。

【００３８】まず、本発明による磁気処理装置を一般給
水系統に適用した例について説明する。

【００３９】図１６は、高層ビルの給配水系に本発明に
よる磁気処理装置を設置した例である。各受給場所９に
配水される手前、例えば、地下又は地上に設置されてい
る受水槽１０から圧送ポンプ１１によって、高架水槽１
２に水が貯蔵される。一般に、高架水槽１２の内部に残
渣物が沈殿し、残渣物が管壁に固着する。

【００４０】これを防止するため、高架水槽１２に貯蔵
された水が循環するように出入水配管とは別に循環ポン
プ１３を有する循環系に磁気処理装置１４を設置する。
これによって、高架水槽１２に貯蔵された水は、循環ポ
ンプ１３によって、磁気処理装置１４を経由して磁化効
果を受けた後に、高架水槽１２に戻る。

【００４１】循環ポンプ１３には、例えば、タイマーが
設置され、タイマーによって断続的に動作する。そし
て、磁気処理装置１４が設置された循環系によって高架
水槽１２の管壁および各受給場所９への配管内にスケー
ルが固着しないことがわかった。

【００４２】また、図示のように、圧送ポンプ１１と受
水槽１０との間に磁気処理装置１４を配置すると、圧送
ポンプ１１へのスケールの固着を防止できるばかりでな
く、圧送ポンプ１１と高架水槽１２との間の配管へのス
ケールの固着を防止できることがわかった。

【００４３】次に、本発明による磁気処理装置を冷却水
系統に適用した例について説明する。

【００４４】図１７は、冷却水系に本発明による磁気処
理装置を設置した例である。

【００４５】図示の冷却水系統はクーリングタワー１
５、熱交換機１６、及び本体に冷気熱の供給・移動を行
うファンコイルユニット１７を備えており、ファンコイ
ルユニット１７には熱交換機１６を介して循環ポンプ１
８によって水が循環する。

【００４６】一般に、この循環水のなかにスケールが発
生し、熱交換率の低下および配管の劣化が発生する。こ
のような冷却水系統において、循環ポンプ１８の前方に
磁気処理装置１４を設置したところ、スケールの発生は
ほとんど見られなかった。

【００４７】一方、熱交換機１６に放熱された熱はクー
リングタワー１５により冷却されるが、この熱を伝達し
冷却する際に使用される水にも同様にスケールが発生す
る。循環ポンプ１８の前方に磁気処理装置１４を設置す
るすると、同様にしてスケールの発生を防止することが
できる。

【００４８】本発明による磁気処理装置を温水系統に適
用した例について説明する。

【００４９】図１８は、ホテル等の温水循環系に本発明
による磁気処理装置を設置した例である。

【００５０】熱を発生するボイラ１９に循環配水系が設
置され、温水が各受給場所２０に供給される。循環ポン
プ２１により、受給場所２０に温水が供給され、この温
水は濾過機２２を経由して、ボイラ１９にもどる。この
ような温水循環系においては、循環水の中にスケールが
発生するが、磁気処理装置１４を循環ポンプ２１の後方
に設置すると、配管内の錆が除去でき、きれいな温水を
供給することができた。

【００５１】以上、本発明について具体的な例をあげて
説明したが、本発明では配管内に流れる媒質内のイオン
に磁界を作用させて媒質中に発生するスケールを防止す
ることに適用できる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、配管
内に発生する残渣物の生成を効果的に防止することがで
き、配管内の溶媒の品質の安定化及び劣化防止をはかる
ことができるという効果がある。さらに、清掃等の定期
保守の簡易化がはかれ、配管の保守費用の低減化が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による磁気処理装置の第１の例を概略的
に示す図である。

【図２】本発明による磁気処理装置の第２の例を概略的
に示す図である。

【図３】本発明による磁気処理装置の第３の例を概略的
に示す図である。

【図４】本発明による磁気処理装置の第４の例を概略的
に示す図である。

【図５】本発明による磁気処理装置の第５の例を概略的
に示す図である。

【図６】本発明による磁気処理装置の第６の例を概略的
に示す図である。

【図７】図１に示す装置におけるイオンの運動を説明す
るための図である。

【図８】図２に示す装置におけるイオンの運動を説明す
るための図である。

【図９】図３に示す装置におけるイオンの運動を説明す
るための図である。

【図１０】図４に示す装置におけるイオンの運動を説明
するための図である。

【図１１】図５に示す装置におけるイオンの運動を説明
するための図である。

【図１２】図６に示す装置におけるイオンの運動を説明
するための図である。

【図１３】図２に示す装置の具体的構成を示す断面図で
ある。

【図１４】図４に示す装置の具体的構成を示す断面図で
ある。

【図１５】図６に示す装置の具体的構成を示す断面図で
ある。

【図１６】本発明による磁気処理装置を一般給水系統へ
適用した際の一例を示す図である。

【図１７】本発明による磁気処理装置を冷却水系統へ適
用した際の一例を示す図である。

【図１８】本発明による磁気処理装置を温水系統へ適用
した際の一例を示す図である。

【符号の説明】

１，３，４中空円筒形磁石２ヨーク３ａ，３ｂ，４ａ半円筒形磁石３ｃヨーク４ｂ非磁性体５磁束の方向６，７イオンの軌跡８非磁性管（ステンレス管）９，２０受給場所１０受水槽１１圧送ポンプ１２高架水槽１３，１８，２１循環ポンプ１４磁気処理装置１５クーリングタワー１６熱交換機１７ファンコイルユニット１９ボイラ２２濾過機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000004226 日本電信電話株式会社東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 (71)出願人 591120295 石橋新一郎神奈川県相模原市相原１丁目21番２号 (72)発明者横井哲夫宮城県仙台市太白区郡山六丁目７番１号株式会社トーキン内 (72)発明者遠藤達也宮城県仙台市太白区郡山六丁目７番１号株式会社トーキン内 (72)発明者石橋新一郎神奈川県相模原市相原１−21−２ (72)発明者関昌浩東京都武蔵野市緑町３−９−11 日本電信電話株式会社武蔵野研究開発センター内 (72)発明者宮田恵守東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者石井芳一東京都新宿区西新宿三丁目19番２号日本電信電話株式会社内 (72)発明者宮川澄男東京都文京区湯島２−32−３

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配管中を流れる溶媒に応じて前記配管に
形成される残渣物の発生を磁界の作用によって防止する
ようにした磁気処理装置において、複数の中空形磁石を
有し、前記中空形磁石は前記溶媒が流れる空間を形成す
るようにして所定の軸方向に沿って配列されており、互
いに対向する前記中空形磁石間においてその磁極は異磁
極又は同極であり、前記空間を流れる溶媒中のイオン又
はイオン化合物に対して螺旋回転力を与えるようにした
ことを特徴とする磁気処理装置。
【請求項２】請求項１に記載された磁気処理装置にお
いて、前記中空形磁石は半筒状の第１及び第２の磁石を
有し、前記第１及び前記第２の磁石が結合されて前記中
空形磁石が形成されており、前記第１及び前記第２の磁
石は互いに磁化が異なるようにしたことを特徴とする磁
気処理装置。
【請求項３】配管中を流れる溶媒に応じて前記配管に
形成される残渣物の発生を磁界の作用によって防止する
ようにした磁気処理装置において、複数の中空形磁石を
有し、前記中空形磁石は前記溶媒が流れる方向にそって
複数の分割体に分割されており、該複数の分割体の少な
くとも一つが永久磁石によって構成され、他の分割体は
磁石以外の材料で構成されており、前記中空形磁石は前
記溶媒が流れる空間を形成するようにして所定の軸方向
に沿って配列されており、互いに対向する前記中空形磁
石間においてその磁極は異磁極又は同極であり、前記空
間を流れる溶媒中のイオン又はイオン化合物に対して波
形運動及び螺旋回転力を与えるようにしたことを特徴と
する磁気処理装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載された
磁気処理装置において、前記中空型永久磁石は非磁性体
で被覆されていることを特徴とする磁気処理装置。