JP2003164878A - 磁気処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理流体を５０００ガウス以上好ましくは７
０００ガウス以上の高密度の磁束により処理することが
できると共に、多量の処理流体量を得ることができる磁
気処理装置を提供する。 【解決手段】 給水管１５を挟んで永久磁石１１を対向
させて保持する磁気処理装置１０において、永久磁石１
１は、異極性端側が対向し、これらによって形成される
磁束は、所定の磁束密度を有すると共に、給水管の長手
方向に対して略直交する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は磁気処理装置に係
り、特に飲料水、工業用水、排水、農業用水等の水質の
改善や浄化を磁気的に行う磁気処理装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】例えば上水道のように飲用に供するため
の水や、その他配水管を通過して供給される水には、配
管、貯水槽等の給水設備から赤さび等の異物が混入する
ことがある。また、給水設備外部で混入したさび（もら
いさび）等が配水管を通して運ばれてくることがある。 【０００３】特にこのような配水管に混入する異物が赤
さびである場合、一般に赤さびは容易に沈殿しないた
め、微小な粒子として水中に浮遊した状態で、配水管下
流へ運ばれていく。そして、このような赤さび粒子が浮
遊した水は、該赤さび粒子により赤色を呈するため、赤
水と称されている。 【０００４】上記赤水等のように異物が混入した水は、
直接飲用に供するのは不適当である。そのため、このよ
うな水を浄化する処理として、例えば、化学薬品による
浄水処理、ろ過等の機械的手段による浄水処理、あるい
はバイオロテクノロジー的手段による浄水処理等が知ら
れている。 【０００５】しかし、化学薬品による処理の場合、この
方法により処理された水が、人体、動植物等へ与える影
響が懸念されるという問題がある。ろ過等の機械的手段
による処理の場合、実際に給水設備等に導入すると、設
備コストが掛かるという問題がある。また、バイオテク
ノロジー的手段は、まだ実施レベルでは技術的に確立さ
れていない。 【０００６】このようなことから、最近では、上記以外
の処理として水を磁界中にさらす処理（磁気処理）によ
って、赤水等の処理が行われるようになってきている。
そして、このような磁気処理を行うときに必要とされる
磁束密度の大きさは、処理後の水の用途や目的によって
異なることが実験的に明らかにされている。 【０００７】例えば、処理後の水を農業用に使用して、
菌類を含む植物の成長促進に用いる場合は、磁束密度１
０００ガウスから１５００ガウス程度の磁気処理が行わ
れると効果が認められる。また、配管中の赤さびやスケ
ール等の除去を目的とする場合は、少なくとも磁束密度
５０００ガウス以上の磁気処理が行われないと効果が認
められない。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】一般に、上記のような
磁気処理を行う磁気処理装置は、２つの永久磁石が配水
管の軸方向で磁性が交互になるように配列された構成と
なっている。つまり、一方の永久磁石は、配管外面に対
してＮ極側を相対させ、配管の軸方向に近接する他方の
永久磁石は、配管外面に対してＳ極側を相対させてい
る。 【０００９】このような２つの永久磁石間には、一方の
永久磁石のＮ極端から他方の永久磁石のＳ極端への磁束
線が発生し、この磁束線は配管の所定の断面全域を通過
するようになっている。 【００１０】しかし、上記構成では上記永久磁石間の配
管断面において、該磁束線の磁束密度は、上記永久磁石
に近い側では大きくなるが、永久磁石から離れるにつれ
ＮＳ異極間の前記磁束線の路離が長くなることにより、
小さくなっていく。このため、永久磁石から遠い側で
は、十分な磁束密度が得られず、磁束密度はせいぜい２
０００ガウス程度となってしまう。 【００１１】上記問題を解決するために、流路配管断面
積を小さくすれば全体として磁束密度は高くなるが、流
路配管断面積が小さいと必要な処理水量を得られないと
いう問題が発生してしまう。 【００１２】また、飲料水用磁気処理装置では、永久磁
石の同極が互いに接するように連接されたものや、永久
磁石の同極が配水管を挟んで向き合うように配設された
ものがあり、これらは永久磁石が発生する反発磁界を利
用したものである。 【００１３】上記構成とすることにより、配水管を通過
する磁界は、相反方向からの磁界が圧縮されたようにな
り、部分的に密になったものとすることができるが、や
はり全体では得られる磁束密度は小さい。したがって、
赤さびやスケールの除去効果を得ることはできなかっ
た。また、反発磁界を利用する構成であるため、使用さ
れる永久磁石は減磁され易く、長期にわたる使用には適
さないという問題がある。 【００１４】本発明の目的は、上記問題に鑑み、処理流
体を５０００ガウス以上、好ましくは７０００ガウス以
上の高密度の磁束により処理することができると共に、
多量の流体を磁気処理することができる磁気処理装置を
提供することにある。 【００１５】 【課題を解決するための手段】前記課題は、請求項１に
記載の磁気処理装置によれば、管体を挟んで複数の磁石
を対向させて保持する磁気処理装置において、前記磁石
は、異極性端側が互いに対向し、該対向した磁石間に形
成される磁束は、少なくとも所定の磁束密度を有すると
共に、前記管体の長手方向に対して略直交することによ
り解決される。 【００１６】このように本発明によれば、磁気処理装置
が流体を内部に有する管体を挟み込むように取付けられ
ると、磁気処理装置内部の磁石は、管体を挟んで異極が
対向するように配置される。このため、一対の磁石によ
って形成される磁束は、管体内を流れる流体の進行方向
に対して直角をなすようになる。 【００１７】このため、この磁束が流体の流路抵抗とな
ることなく、管体内を流体が所定速度以上で流下した場
合、効率的に流体の磁気処理が行われる。このとき、磁
束は少なくとも所定以上の磁束密度を有するため、例え
ば、磁束密度が５０００ガウス以上であれば、水分子の
クラスター分解効果が得られること以外にも、例えば、
強磁束密度下において得られる効果として、処理水中に
存在する赤さび粒子が充分に磁化され、これらが浮遊す
る間に互いに吸着しあって結合体として折出し、処理水
の清浄化を図ることができる。 【００１８】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。図１は実施例の磁気処理装置の斜
視図、図２は実施例の磁気処理装置の部分断面図、図３
は実施例の磁気処理装置によって発生する磁束の説明
図、図４は実施例の磁気処理装置の取付け状態の説明
図、図５は実施例の磁気処理装置の磁気処理作用の説明
図、図６乃至図８は実施例の磁気処理装置の取付け状態
の説明図である。以下に説明する配置、形状等は、本発
明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種
改変することができることは勿論である。 【００１９】図１示すように、磁気処理装置１０は、同
形状の磁気発生部Ａと磁気発生部Ｂが、互いに対面して
中央部に管体を挟持するように組み合わされることによ
り一体となる構成となっている。そして、図２に示すよ
うに、磁気発生部Ａ及び磁気発生部Ｂは、それぞれ積層
されて形成された永久磁石１１と、鉄鋼板（Ｆｅ）１２
と、これらを収納する非磁性体のケージング１３と、を
備えている。 【００２０】なお、磁気発生部Ａと磁気発生部Ｂは、互
いに内部に配設された永久磁石１１の磁束方向が反対に
なるようになっている。すなわち、磁気発生部Ａは、磁
気発生部Ｂと相対する側に永久磁石１１のＳ極が配置さ
れ、磁気発生部Ｂは、磁気発生部Ａと相対する側に永久
磁石１１のＮ極が配置されている。 【００２１】ケージング１３は、ＡＢＳ樹脂製であり、
永久磁石１１、鉄鋼板（Ｆｅ）１２を収容する半円状の
収容部１３ａ、他方のケージング１３と係合させるため
の係合部１３ｂ、他方のケージング１３との間で給水管
１５を挟持するための円弧状の給水管保持部１３ｃを有
する。 【００２２】収容部１３ａは、永久磁石１１、鉄鋼板
（Ｆｅ）１２を内部に密封して固定収容し、それら内部
の収容物は外気にふれない状態となっている。これによ
り、永久磁石１１等の酸化が防止されるので、磁気処理
装置１０が水中又は土中に配置された場合であっても、
永久磁石１１はその力価に変化がなく、１００年で１０
％程度の減磁に抑えられ長期使用が可能となっている。 【００２３】本実施例の磁気処理装置１０は、磁気発生
部Ａ及び磁気発生部Ｂを、それぞれの給水管保持部１３
ｃが給水管１５と当接するようにして組み合わせ、それ
ぞれの２箇所の係合部１３ｂにボルトを挿通してナット
を締め付けることにより給水管１５に固定されている。 【００２４】係合部１３ｂは、収容部１３ａの上下端部
２箇所に所定方向に突出して形成され、左右方向の螺子
留め用の細長い穿孔を有しているので、給水管１５の径
に応じて磁気発生部Ａと磁気発生部Ｂの間隔をスライド
調整することができるようになっている。 【００２５】また、給水管保持部１３ｃは円弧状になっ
ているので、給水管１５が磁気発生部Ａと磁気発生部Ｂ
に挟持されると、給水管１５の径によらず、それぞれの
収容部１３ａの中央部付近に給水管１５が保持されるよ
うになっている。したがって、磁気発生部Ａと磁気発生
部Ｂに挟持された給水管１５は、図２に示すように、２
つの永久磁石１１の中央部に、２つの永久磁石１１と同
軸上に配列される。このとき、永久磁石１１と給水管１
５との距離は、給水管保持部１３ｃのスペーサー部１６
によって調節されている。 【００２６】永久磁石１１は、ネオジュウムフェライト
ボロン磁石であって、エネルギー積は４８メガガウスエ
ルステッド程度、表面磁束密度は１５０００ガウス程度
になるように磁化されている。永久磁石１１は直方体で
あって、図２において収容部１３ａの上下方向中央に配
置され、永久磁石１１の一方の端部は、給水管保持部１
３ｃに近接した所定の距離に位置するようになってい
る。 【００２７】したがって、磁気処理装置１０が給水管１
５に装備されたとき、図２及び図３に示すように、給水
管保持部１３ｃ間の間隙１４には、一方の永久磁石１１
から他方の同軸上に対向する永久磁石１１へ向けて略一
様な磁界が形成され、間隙１４に配置された給水管１５
は略一様な磁界にさらされる。 【００２８】なお、永久磁石１１の高さは、間隙１４に
配置される給水管１５の内径に比べて十分大きいものと
なっているので、給水管１５の径が小さいものに限ら
ず、間隙１４に配置することができるものであれば、間
隙１４を通過する給水管１５内の全流体に対して十分な
磁気処理が行われる。 【００２９】また、上記磁界の方向は、給水管１５内の
水道水の流れ方向に対して直角をなしていることから、
従来の磁気処理装置と比して流路抵抗が小さくなり、そ
の分多量の流体を効率的に磁気処理することができる。 【００３０】磁気処理装置１０は、一般的な水道水の給
水管の径（１３〜２０ｍｍ）に合わせた大きさとなって
おり、上記略一様な磁界によって給水管１５内の流体に
対し給水管１５の中心点で磁束密度が５０００ガウス程
度の磁界を与えることが可能となっている。 【００３１】しかし、上記に限らず、給水管１５の太
さ、径の大きさ及び流速と磁束密度との関係により、永
久磁石１１の軸方向の厚さ、上下方向の高さを変更する
ことにより、一般的な水道水の給水管以外の給水管に対
しても必要な磁界を与えるようにすることは可能であ
る。 【００３２】鉄鋼板（Ｆｅ）１２は、永久磁石１１の側
面の３箇所に装着されており、永久磁石１１を固定する
と共に、防磁し、磁束の方向を保っている。 【００３３】次に、図４に基づき磁気処理装置１０の作
用について説明する。図４（Ａ）において、磁気処理装
置１０は、ビル等の貯水槽２０の給水管２２及び配水管
２３に取付けられている。給水管２２には外部の水道本
管より水が供給されている。 【００３４】磁気処理装置１０は、給水管２２及び配水
管２３の吸入出端の非磁性体部分を挟み込んで装着され
ている。図４（Ｂ）に示すように、流体が磁気処理装置
１０を所定流速で通過するとき、磁気処理装置１０によ
る磁界が流体に作用し、例えば水道本管からのもらいさ
びを処理する。また、配管内面に赤さび、ヌメリ、コケ
等がつかなくなる。 【００３５】これは、管内の流体の速度が秒速１ｍ程度
以上であるときに効果が顕著であり、流速が速くなるほ
ど効果は大きくなる。流体は、磁気処理装置１０が発生
する流体の進行方向に垂直な方向の磁界中を横切るの
で、このとき流体に電子励起作用が及ぼされ、電位が発
生してエネルギーが生じる。 【００３６】このエネルギーによって、例えば、水分子
の集合体構造が分離し分子が小さくなる。また、処理水
中に存在する赤さび粒子が充分に磁化され、浮遊する間
に互いに吸着しあって結合体として折出するので、処理
水の清浄化を図ることができる。 【００３７】また、このとき磁気処理装置１０は、配管
（流体）の外部より装着されるので、処理装置を配管内
部に通すのとは違い圧力損失がなく処理効率が向上し、
大量の処理水の磁気処理が可能となる。 【００３８】赤さびの混入した水道水は、水道本管から
給水管２２を介して貯水槽２０に流入する前に、磁気処
理装置１０が形成する磁界内を通過する。これにより、
水道水は、５０００ガウスから６０００ガウス程度の磁
束密度の磁界中にさらされることになる。また、配水管
２３に配設された磁気処理装置１０においても、同様な
処理が行われる。 【００３９】磁気処理装置１０の磁界内を流体（水道
水）が通過するとき、間隙１４は磁気処理路として機能
し、間隙１４において水道水の磁気処理が行われる。そ
して、磁気処理された水道水は、その中に混在する赤さ
びが還元されて黒さび粒子１９となる。 【００４０】この黒さび粒子１９は磁化されており、貯
水２０ａの中で凝集して貯水槽２０内に沈殿する。した
がって、貯水槽２０内の水は極めて透明となって、その
後、配水管２３を通して建物内の各所に供給される。 【００４１】さらに詳しく説明すると、赤さびの主体は
二価の酸化鉄Ｆｅ_２Ｏ_３と考えられており、これが還元
されてＦｅ_３Ｏ_４ならびにＦｅＯになると考えられる。
このように、二価から三価に還元されることにより、共
に黒さびであるＦｅ_３Ｏ_４ならびにＦｅＯが形成され
る。 【００４２】そして、赤さびには強磁性体が含まれてい
ないが、黒さびにはかなり多くの強磁性体が含まれてい
るので、黒さびが磁化されると凝縮して沈殿し、赤水の
発生が抑えられる。 【００４３】さらに、図５（Ａ）に示すように、水道水
に溶在する塩素や酸素等の腐食性ガスは、給水管の内壁
を酸化腐食するが、磁気処理装置１０を通過した水道水
によって、下流の給水管内壁に水素イオン皮膜が形成さ
れると共に、上記のように凝縮して沈殿した黒さびは配
管内部又は貯水槽内部壁面にコーティングされたように
なり酸化腐食を防止する。 【００４４】例えば、配管内面は、ステンレスの表面の
ようにコーティングされ、通常の耐久性が１５年である
とすれば、この配管の耐久性は、通常の４倍の６０年程
度になると言われている。このため、この磁気処理装置
１０を装置することにより、赤水発生を防止することが
できるばかりではなく、ビル内配管の赤さびの除去及び
発生の抑止を期待できる。 【００４５】さらに、磁気処理装置１０は、赤さびの除
去以外にも配管内壁に付着した難溶性のスケール、スラ
イムを除去することができる。一般水や工業用水には、
スケールを形成する懸濁物質が多く含まれており、この
懸濁物質は、水圧の変化、溶在二酸化炭素の一部放出や
熱交換等が原因となって、例えば、炭酸カルシウム、シ
リカ等の鉱塩物質を析出し、これらが給水設備や配水管
の内壁に結晶化し付着する。 【００４６】例えば、水道水の給水管におけるスケール
の形成は、一般に５年間で３０％程度、管内径を細くす
る。これにより、流量の低下や熱伝導率の低下が起こ
り、給水設備等の修理や洗浄するための一時的な運転停
止、生産ロス、エネルギーの浪費等が引き起こされてい
た。 【００４７】図５（Ｂ）に示すように、磁気処理装置１
０を水道水が通過すると、難溶性のスケール、スライム
が還元されて可溶性のスケール、スライムに変化し水道
水に溶け出して排出される。スケール、スライムは、元
々水道水に含まれていたＣａ、Ｍｇ、石灰の成分が水中
の空気に触れて酸化し、配管内又は貯水槽内壁面に付着
したものである。 【００４８】したがって、これらを再度水に溶かして、
元に戻すこととなるが、これらスケール、スライムは、
身体には無害なミネラルであり、水道水に溶け込み排出
され飲用されて身体に心配はないものである。 【００４９】また、水道水は、水分子の水素イオン結合
によって、水分子同士が結びついて分子集団（クラスタ
ー）を形成する。このようなクラスターを含む水道水
が、磁気処理装置１０を通過すると、図５（Ｃ）に示す
ように、クラスターが半分程度の大きさとなる。 【００５０】このため、水道水は、浸透力、溶解力が増
し、表面張力が小さくなるので、洗浄力が増大し、界面
活性剤等の添加量を大幅に削減することができる。ま
た、クラスターを分解することにより生成される遊離イ
オンが結晶核となり、固形懸濁物の凝集沈殿速度を大幅
に速める。また、懸濁物の界面導電位を小さくするの
で、凝集剤等の薬品の添加量を削減することができる。 【００５１】また、磁気処理された水道水は、クラスタ
ーが分解されること等により、植物の成長を促進させた
り、コンクリートの性能を向上させたりする効果があ
る。また、磁気処理装置１０は、赤さび等以外にも浮遊
固体微粒子を沈殿させ、液体燃料の燃費向上を図ること
もできる。 【００５２】次に、磁気処理装置１０の設置例を示す。
図６（Ａ）は、磁気処理装置１０をビル等の冷水・冷却
水ラインに設置した例である。磁気処理装置１０は、ク
ーリングタワー及び給水ポンプの下流側に配設されてい
る。このように配設した場合、スラッジ等の沈殿物が貯
まるので、定期的に給水管の水をブリードして、スラッ
ジ等を排出することが必要となる。 【００５３】図６（Ｂ）は、循環温水プール（浴場）に
設置した例である。プールから回収された循環水は、ヘ
アキャッチャーを通過して比較的大きな異物が取り除か
れ、循環ポンプを経由してろ過装置へ送り込まれる。磁
気処理装置１０は、循環ポンプの吐出口側に配設されて
いる。ろ過装置を出た循環水は、ボイラーを経て再びプ
ールへ注水される。 【００５４】図７（Ａ）は、水道管に設置した例であ
る。通常の水道本管から導かれた水道水は、量水計を通
過して建物内へ給水される。この場合、磁気処理装置１
０は、量水計の下流側の配水管との継目の非磁性体部に
配設されている。この場所に配設できない場合は、量水
計に接続されている非磁性管（例えば、ステンレス管、
塩化ビニール管、真鍮管等）に配設してもよい。 【００５５】図７（Ｂ）は、井戸水管に設置した例であ
る。ポンプによって汲み上げられた井戸水は、加圧タン
ク、軟水機又は除鉄装置を経由して本管に導かれる。こ
の場合、磁気処理装置１０は、ポンプと加圧タンク間に
配設される。また、加圧タンクが鉄製で、すでに３年以
上使用しているような場合は、加圧タンクからの異物を
効果的に除去するため、加圧タンクの下流側に配設して
もよい。 【００５６】図８（Ｃ）は、途中に受水槽及び高架槽が
ある配水管に設置した例である。本管から導かれた水道
水は、量水計、受水槽、ポンプを経由して高架槽に汲み
上げられ、その後、建物内へ給水される。この場合、ポ
ンプの下流側に配設する。 【００５７】上記実施の形態においては、配管内を流れ
る流体は、水道水であったが、これに限らず、例えばガ
ソリン、ケロシン、軽油、灯油等の液体燃料、その他の
流体であってもよい。 【００５８】本実施例によれば、以下のような効果を有
する。 （１）２つの永久磁石１１を内部に有する磁気処理装置
１０は、断面円形状の給水管１５に取付けられたとき、
永久磁石１１が給水管１５を挟んで異極が対向するよう
に給水管１５に接近して配置されるように構成されてい
る。 【００５９】そして、上記永久磁石１１は表面磁束密度
が１５０００ガウス程度に磁化されているので、磁気作
用路としての間隙１４において５０００から６０００ガ
ウス程度以上の磁束密度を得ることができる。 【００６０】（２）磁気処理装置１０は、上記のように
構成されているので、取付けられた配水管内の流水に対
して、少なくとも磁束密度５０００ガウス以上の強力な
磁界によって、磁化作用を及ぼすので赤水の発生を容易
に防止できる。 【００６１】（３）また、上記強力な磁界によって、配
水管内壁の赤さびやスケール、スライムを有効に除去す
ることができる。 【００６２】（４）また、磁気処理された水、いわゆる
磁気処理水は、上記赤さびやスケール、スライムの除去
効果以外に、植物の成長促進効果、浮遊固体微粒子の沈
殿効果、コンクリートの性能向上効果、液体燃料におけ
る燃費向上効果等の効果を有する。 【００６３】（５）また、従来、磁束密度５０００ガウ
ス以上の磁気能力を有する磁気処理装置がなかったの
で、これまで十分な効果が得られなかった対象物に対し
ても、十分な効果を奏することができる。 【００６４】（６）また、管内壁の酸化腐食は、おもに
水に溶在する塩素や酸素などの腐食性ガスが原因で発生
するが、磁気処理装置１０によれば、管内壁に水素イオ
ン（ヒドロニウムイオン）被膜が形成されるので、管内
壁の酸化腐食を防止することができる。 【００６５】（７）また、鉄製配管内の赤さび（二価の
酸化鉄）を黒さび（三価の酸化鉄）に還元することによ
り、酸化被膜を形成し酸化腐食と赤水を防止することが
できる。このため、鉄配管の寿命は一般的には１５年程
度であるが、磁気処理装置１０を使用することにより、
その寿命を４倍（６０年）程度にまで延長することがで
きる。 【００６６】 【発明の効果】以上のように、本発明の磁気処理装置に
よれば、流体の流路方向に対して略直角方向の５０００
ガウス以上の高密度磁束によって、配管内流体の磁気処
理を行うことができると共に、処理流体が流れる配管の
流路面積が大きい場合であっても、配管内流体の連続的
で十分な磁気処理をすることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】実施例の磁気処理装置の斜視図である。 【図２】実施例の磁気処理装置の部分断面図である。 【図３】実施例の磁気処理装置によって発生する磁束の
説明図である。 【図４】実施例の磁気処理装置の取付け状態の説明図で
ある。 【図５】実施例の磁気処理装置の磁気処理作用の説明図
である。 【図６】実施例の磁気処理装置の取付け状態の説明図で
ある。 【図７】実施例の磁気処理装置の取付け状態の説明図で
ある。 【図８】実施例の磁気処理装置の取付け状態の説明図で
ある。 【符号の説明】 １０ 磁気処理装置 １１ 永久磁石 １２ 鉄鋼板（Ｆｅ） １３ ケージング １３ａ 収容部 １３ｂ 係合部 １３ｃ 給水管保持部 １４ 間隙 １５ 給水管 １６ スペーサー部 １９ 黒さび粒子 ２０ 貯水槽 ２０ａ 貯水 ２２ 給水管 ２３ 配水管 Ａ、Ｂ 磁気発生部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 管体を挟んで複数の磁石を対向させて保
   持する磁気処理装置において、 前記磁石は、異極性端側が互いに対向し、 該対向した磁石間に形成される磁束は、少なくとも所定
   の磁束密度を有すると共に、前記管体の長手方向に対し
   て略直交することを特徴とする磁気処理装置。