ITRM940482A1 - Sistema per il trattamento di fluidi mediante campi magnetici - Google Patents

Abstract

Il sistema per il trattamento di fluidi mediante campi magnetici comprende una camera di trattamento del fluido entro la quale è disposta una struttura sostanzialmente porosa in materiale ferromagnetico prevista per occupare per una certa estensione tutta la sezione di passaggio del fluido da trattare e conformata in modo tale da trovarsi in alcune sue parti in prossimità dei poli di magneti permanenti utilizzati per la generazione di un campo magnetico.

Description

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo:

"Sistema per il trattamento di fluidi mediante campi magnetici".

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un sistema per il trattamento di fluidi mediante campi magnetici.

E' noto che i fluidi subiscono modifiche nella struttura delle molecole che li compongono quando vengono esposti ad un campo magnetico, generato da magneti permanenti o da elettromagneti.

Queste modifiche variano a seconda del fluido in questione, della intensità e della conformazione del campo magnetico impiegato, nonché del tempo e delle modalità di esposizione del fluido al campo stesso.

In alcuni casi le modifiche a livello elettronico e molecolare che è possibile ottenere trattando magneticamente un fluido possono produrre vistosi effetti sulle proprietà chimico-fisiche e quindi sul comportamento del fluido stesso.

Ad esempio, sono stati empiricamente studiati gli effetti dei campi magnetici sull'acqua e sugli idrocarburi.

Per quanto riguarda l'acqua è ormai noto che la sua esposizione ad un campo magnetico può inibire la formazione dei depositi di calcare e degli ammassi di alghe sulle superfici delle condutture e degli apparecchi con cui l'acqua viene a contatto.

Negli impianti civili ed industriali in cui è presente acqua in circolo, la formazione di calcare è una delle principali cause di mal funzionamento. I sali di calcio naturalmente disciolti nell'acqua tendono ad agglomerarsi e a cristallizzare, depositandosi sotto forma di calcare sulle superfici metalliche lambite dall'acqua. Questo fenomeno diventa tanto più rapido e consistente quanto più la temperatura dell'acqua o delle superfici da essa lambite è elevata.

L'esposizione dell’acqua ad un campo magnetico prima che essa entri nell'impianto determina modifiche nella struttura dei sali disciolti nell’acqua favorendo la trasformazione del calcare in un composto che rimane in sospensione nell'acqua senza formare depositi ed incrostazioni nemmeno a temperature elevate.

Il trattamento dell'acqua con campi magnetici ha mostrato sperimentalmente di inibire anche la proliferazione delle alghe, alterando probabilmente la capacità di questi microrganismi di assorbire gli elementi nutrizionali presenti nell'acqua.

Per quanto riguarda gli idrocarburi utilizzati come combustibili, la loro esposizione a campi magnetici ha mostrato di poter modificare la loro struttura molecolare in modo da migliorarne l'infiammabilità, con ovvi vantaggi in termini di rendimento di combustione, emissioni inquinanti, sporcamente ed incrostazioni dei condotti e dei vari organi del motore o dell'impianto termico. Le applicazioni sopra citate sono i più noti ma non gli unici esempi di possibili applicazioni pratiche dei trattamenti magnetici sui fluidi.

Numerosi sono i dispositivi noti per realizzare questi trattamenti. In genere si tratta di strutture che vengono poste in serie sul condotto di adduzione del fluido e che creano una camera di trattamento in cui il fluido viene esposto alle linee di campo generate da un certo numero di magneti permanenti in barre o di forma anulare.

Il problema che la tecnica nota non ha ancora convenientemente risolto è quello di ottenere la distribuzione uniforme delle linee del campo magnetico su tutto il volume del fluido in transito in modo che tutto il flusso venga esposto ad un campo magnetico omogeneo e di sufficiente intensità. Infatti, l'intensità del campo magnetico generato da un magnete permanente si riduce molto rapidamente, con il cubo della distanza, allontanandosi dalla superficie del magnete polarizzata positivamente o negativamente, in modo tale che a meno di un centimetro di distanza l'intensità del campo risulta ridotta di diversi ordini di grandezza.

Sebbene sia nota ima certa varietà nella forma dei magneti utilizzati, e nella loro disposizione nella camera di trattamento, si possono apprezzare solo lievi differenze nell'efficacia dei vari dispositivi finora realizzati. In pratica, i dispositivi noti o hanno effetti trascurabili in quanto solo piccole porzioni di fluido transitano in prossimità delle superfici dei magneti e vengono quindi esposte per un tempo adeguato ad un campo magnetico sufficientemente intenso da provocarne le volute modifiche molecolari, oppure prevedono l'impiego di magneti permanenti molto potenti e di dimensioni notevoli, con ovvi svantaggi in termini di costi e di ingombro del dispositivo, nonché di effetti indesiderati dovuti alla fuoriuscita dal dispositivo delle linee di forza di campi magnetici così elevati.

Lo scopo della presente invenzione è quello di fornire una disposizione atta ad ottenere ima distribuzione uniforme delle linee di forza del campo magnetico nella zona di interazione con il fluido sotto trattamento anche se vengono impiegati magneti permanenti di dimensioni contenute e costituiti da materiali magnetici di basso costo.

La disposizione secondo la presente invenzione è adattabile a tutte le applicazioni in cui sia conveniente trattare magneticamente un fluido, indipendentemente dalla natura del fluido e degli effetti che si vogliono ottenere con la sua esposizione ad un campo magnetico.

Lungo il percorso del fluido da trattare viene realizzata una camera di trattamento costituita sostanzialmente da uno o più magneti permanenti conformati e posizionati in modo che solo i poli nord o viceversa solo i poli sud si affaccino sulla zona interessata al passaggio del fluido da trattare.

In una prima forma di realizzazione della presente invenrione, la distribuzione uniforme del campo magnetico su tutto il volume di fluido viene realizzata come segue:

- nella camera di trattamento del fluido viene collocata ima maglia, rete, sinterizzato o altra struttura porosa simile, in materiale ferromagnetico, conformata convenientemente in modo che occupi per una certa estensione longitudinale tutta la sezione di passaggio del fluido da trattare, e che passi in alcune sue parti molto vicino ai poli dei magneti permanenti utilizzati per la generazione del campo magnetico. La maglia in materiale ferromagnetico funge da traferro per i magneti permanenti. Le linee di forza del campo magnetico si incanalano nella rete, che diventa una estensione del magnete, mediante la quale il campo magnetico riesce a pervadere con intensità pressoché invariata tutto il volume di passaggio del fluido. In questo modo tutto il fluido passando attraverso la maglia e lambendone le superfici, viene investito da un campo magnetico la cui intensità è pressoché uniforme su tutto il volume di passaggio ed è dello stesso ordine di grandezza di quello presente sui poli dei magneti.

In una seconda forma di realizzazione della presente invenzione, il fluido da trattare viene laminato in modo da essere costretto a passare in sottile spessore a lambire le superfici da cui esce il campo magnetico (poli). In questo modo tutto il fluido viene esposto alla zona di massima intensità del campo generato dai magneti permanenti.

In quanto segue verranno descritti quattro esempi di dispositivi realizzati applicando uno dei due metodi di distribuzione uniforme del campo magnetico prodotto da un magnete permanente su tutto il volume di un flusso.

La scelta di un metodo di distribuzione anziché dell'altro dipende da fattori di convenienza nel tipo di applicazione, ma non è vincolante, così come non sono limitanti gli esempi di applicazione relativi al fluido da trattare ed agli effetti che si vogliono ottenere con il suo trattamento magnetico nonché e le particolari forme costruttive adottate nei dispositivi mostrati.

La presente invenzione verrà ora descritta in dettaglio con riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:

Le Figure la e lb mostrano un dispositivo secondo la presente invenzione associato ad un filtro del carburante per autoveicoli muniti di motore endotermico a ciclo otto;

le Figure 2a e 2b mostrano un dispositivo secondo la presente invenzione associato ad un filtro del carburante per autoveicoli muniti di motore endotermico a ciclo Diesel;

le Figure 3a e 3b mostrano un dispositivo secondo l’invenzione destinato ad impieghi generali per il trattamento di un fluido che scorre lungo un condotto; e

le Figure 4a e 4b mostrano un dispositivo secondo l'invenzione per il trattamento con campo magnetico nell'acqua in ingresso ad imo scaldabagno di tipo elettrico.

Con riferimento ai disegni, le figure la e lb, mostrano rispettivamente una vista in elevazione parzialmente sezionata ed una sezione lungo la linea ΑΆ, del dispositivo dell'invenzione assodato al filtro del carburante per un motore endotermico a rido otto.

Il dispositivo indicato nel suo complesso in 1 comprende due gusci simmetrici 2, 3, uniti tra loro in 4 e mimiti di raccordi 5, 6 per il passaggio del carburante che scorre come mostrato dalle frecce F.

Il dispositivo 1 è realizzato in modo da presentare un mantello interno 7 ed un mantello esterno 8. Nello spazio definito tra i mantelli 7, 8, è disposta una molteplicità di magneti permanenti 9, 10, 11, 12, 13.

All’interno dello spazio definito dal mantello interno 7 e da un nocciolo 14 è disposta una struttura microporosa 15.

La struttura microporosa 15 fraziona il flusso della benzina che la attraversa e lo rallenta a causa della grande sezione di passaggio, aumentandone il tempo di esposizione al campo magnetico. La struttura microporosa, in materiale ferromagnetico, oltre ad esercitare il ruolo di elemento filtrante delle impurità solide presenti nella benzina, funge da espansione dei cinque magneti 9, 10, 11, 12, 13 collocati all'intorno e disposti con il loro polo sud rivolto verso 1'intemo. Tutto il flusso di benzina, lambendo le superfiri esposte della struttura microporosa, viene investito dal campo magnetico che esce dalle superfiri dei magneti e viene incanalato uniformemente nella struttura stessa.

Nelle Figure 2a e 2b sono rispettivamente mostrati in elevazione parzialmente sezionata il dispositivo 20 secondo l'invenzione per il trattamento del fluido di un motore endotermico a ciclo Diesel ed un classico filtro 21 per gasolio con il quale il dispositivo dell'invenzione è previsto per cooperare.

Il dispositivo 20 è costituito da un guscio con una apertura 22 di ingresso del gasolio, il quale scorre come indicato dalle frecce FI verso il filtro 21. Il gasolio in uscita dalla apertura 23 del filtro 21 segue il percorso delle frecce F2, passando per il raccordo 24 e quindi nella intercapedine tra un guscio 25 che alloggia un intraferro 26 e due magneti 27 e 28, in modo da lambire con flusso laminare le superfici esterne dei magneti con stessa polarità e migliorare l'esposizione del gasolio alle linee di forza del campo magnetico.

Nelle Figure 3a e 3b è mostrato un dispositivo generico destinato al trattamento di un fluido che fluisce lungo un condotto.

Il dispositivo comprende un guscio 30 munito di un raccordo maschio 31 e di un raccordo femmina 32 di tipo convenzionale.

All'intemo del guscio 30 sono disposti quattro magneti permanenti 33, 34, 35, 36, tra le espansioni polari dei quali è realizzato uno spazio riempito da una rete di acciaio 37 che provvede a frazionare finemente il flusso di fluido e a distribuire uniformemente su tutto il canale di passaggio del fluido il campo magnetico prodotto dai magneti 33-36, posizionati con il loro polo positivo rivolto verso il centro e le cui linee di flusso uscenti dai poli negativi si richiudono attraverso il corpo metallico 30 del dispositivo.

Nelle Figure 4a e 4b viene illustrato un dispositivo per il trattamento magnetico dell'acqua in ingresso ad imo scaldabagno elettrico indicato nel suo complesso con 40. Come è noto, lo scaldabagno 40 è munito di un serbatoio interno 41 munito di raccordi 42, 43 rispettivamente per l'ingresso e l'uscita dell'acqua. In corrispondenza del raccordo 42 di ingresso è montato il dispositivo 44, meglio illustrato nella Figura 4b.

Sul raccordo 42 è montata una piastra di supporto 45 che sostiene magneti permanenti 46, e che prevede perforazioni 47. Alla piastra di supporto 45 è collegata con un rivetto 48 una contro piastra 49 di conduzione delle linee di forza del campo magnetico prodotto dai magneti 46. L'acqua passa come indicato dalle frecce F, ed in tale percorso è sottoposta alla azione del campo magnetico per gli scopi precedentemente indicati.

La presente invenzione è stata descritta in riferimento a sue forme di realizzazione attualmente preferite, ma si comprenderà che variazioni e modifiche potranno essere apportate in pratica da un esperto del ramo senza uscire dall'ambito di protezione della presente privativa industriale.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema per il trattamento di fluidi mediante campi magnetici, caratterizzato dal fatto di comprendere una camera di trattamento del fluido entro la quale è disposta una struttura sostanzialmente porosa in materiale ferromagnetico prevista per occupare per una certa estensione tutta la sezione di passaggio del fluido da trattare e conformata in modo tale da trovarsi in alcune sue parti in prossimità dei poli di magneti permanenti utilizzati per la generazione di un campo magnetico.
2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la struttura sostanzialmente porosa è costituita da una matrice permeabile di materiale ferromagnetico.
3. 3. Sistema per il trattamento di fluidi mediante campi magnetici, caratterizzato dal fatto di comprendere una struttura disposta per costringere il fluido da trattare ad essere laminato in modo che questo lambisca con spessore sottile le superila con la stessa polarità costituenti le espansioni polari dei magneti, la disposizione essendo tale per cui tutto il fluido passante attraverso il sistema viene esposto alla zona di massima intensità del campo generato dai magneti permanenti.
4. 4. Sistema secondo la rivendicazione 1 e/o 2, caratterizzato dal fatto che detto sistema è realizzato a guisa di filtro del carburante per un motore endotermico a ciclo Otto; detto filtro comprendendo un involucro sostanzialmente cilindrico alloggiante una pluralità di magneti permanenti in disposizione crconferenziale; i magneti permanenti essendo disposti circonferenzialmente intorno ad una cavità anulare riempita da una matrice permeabile di materiale ferromagnetico; le estremità di testa e di base del corpo cilindrico essendo munite di raccordi per l’ingresso e l'uscita del carburante sottoposto a trattamento.
5. 5. Sistema secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di trattamento è realizzato sotto forma di un inserto da disporre tra un filtro convenzionale per gasolio per motori a ciclo Diesel ed il relativo attacco standard; la disposizione essendo tale per cui il gasolio è costretto a seguire un percorso lamellare lambendo le superfici della stessa polarità di uno o più magneti permanenti.
6. 6. Sistema secondo la rivendicazione 1 e/o 2, caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo munito di raccordi per la correzione ad una tubazione di mandata e di raccolta di un fluido da trattare, il dispositivo comprendendo un corpo cilindrico munito circonferenzialmente al suo interno di una pluralità di magneti, disposti per circondare una zona di trattamento entro la quale scorre il fluido e che è riempita con una matrice permeabile di materiale ferromagnetico.
7. 7. Sistema secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto di comprendere un dispositivo collocato in corrispondenza del raccordo di ingresso dell’acqua di uno scaldabagno elettrico.
8. 8. Sistema per il trattamento dei fluidi mediante campi magnetici secondo una o più delle precedenti rivendicazioni e sostanzialmente come descritto ed illustrato in riferimento ai disegni allegati.