JP3350640B2 - 磁石を用いた流体イオン化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体流通用のパイ
プを保護するとともに、パイプ内をイオン化するための
装置に関し、具体的には改良されたパイプ保護及び流体
活性化のための磁石を用いた流体イオン化の装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】水の流れる鋼製のパイプは、通常はスケ
ール、腐食及び藻類の影響を受ける。その結果、パイプ
は管路を狭められたり弱化して、流量が少なくなった
り、破裂を生じることさえある。その根本的な原因は、
「パイプの電荷化」として知られている。すなわち、パ
イプの内部を流れる流体がパイプ内壁に関して静電イン
ターフェースをつくり、内壁に陽電荷を与える。

【０００３】水中に多く含まれる炭酸カルシウムは陽電
荷を帯びたパイプに引きつけられ、カルシウム塩がパイ
プ壁に溜まって方解石の沈殿物、つまりスケールを形成
し、、水の流量を妨げるようになる。陽電荷を帯びたパ
イプは、双極性イオン水分子の陰の酸素側を引きつけ、
これがこのパイプのイオンと結合して酸化物イオン、つ
まり錆または腐食を形成してパイプを弱めることにもな
る。さらに藻類は、陽電荷を帯びたパイプ内壁に引きつ
けられて付着し、増殖して厚いヘドロを形成してパイプ
を侵食することになる。この結果生じる微生物腐食もパ
イプ壁を侵食し、流体の流量を減らすことになる。スケ
ール、腐食、藻類の成長という３つの効果によって、流
量とパイプの効率を下げ、洩れや場合によっては破裂の
原因になる。

【０００４】酸類や多種類の殺生物剤のような毒性のあ
る化学品は、これらを予防したり、溶解したり、パイプ
から除去する効果があるが、継続的に補給しなければな
らないのでコスト高になるほか、化学品は人にも環境に
も有害である。パイプの外から内部に磁界を形成する磁
気装置が、パイプ内のスケール、腐食及び藻類の防止に
使われてきた。これらの装置は、パイプに沿って軸方向
に配置された相反する極性の複数の磁石から成り、これ
らの磁石は、水流の方向と平行な磁力線をもって、非鉄
パイプの中に向けて磁界を放出している。一般に導体が
磁力線を横切ると導体の中に電流が発生するが、磁力線
に平行に動く導体は電流を発生しないので、これらの装
置は電流を発生しない。したがってこれらの装置は、パ
イプ壁に陰電荷を与えて、堆積物、腐食、藻類の防止を
させることには効果がない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するために流体の流れ方向に対して完全に又は概
ね垂直な磁力線を持つ磁界を発生させ、パイプに陰電荷
を与え、パイプの炭酸塩、酸素及び藻類を除去して、堆
積物、腐食及び藻類の成長に対してパイプを保護し、各
種直径のパイプに合うように簡単に調整でき、鋼製のパ
イプ及び非鉄パイプを保護し、設置及び調節が簡単で、
小型で、さらに簡単且つ経済的に製造できる流体イオン
化装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めの本発明の装置は、第１に中空の流体流通用のパイプ
４の回りに、磁極である先端が上記パイプ４に対して内
向きとなるように隣接して配設される一対の磁石２と、
上記各磁石２を隣接させて基端部側において相互に固定
する磁性材のプレートからなるコネクター１とで磁石２
のユニット３を形成し、上記ユニット３の磁界の磁力線
の方向がパイプ４の軸芯と略直交するように複数のユニ
ット３を前記パイプ４の回りに配置し、さらにパイプ４
の回りで隣接する他のユニット３との間で隣接し合う各
磁石２，２の先端の磁極を互いに同極とし、コネクター
１が樋状の断面に形成されたプレートからなり、該樋状
断面の内側に先端の磁極が異なる一対の磁石２を内向き
に突設固定し、樋状断面の両側に他のコネクター１と連
結固定するための固定部８を設けるとともに、上記複数
のユニット３をパイプ４の回りに固定する固定手段６を
設けパイプ４の回りに複数のユニットを連結して固定す
る構造とした磁石を用いたことを特徴としている。

【０００７】第２に各磁石２の先端にパイプ４内に形成
される磁界の磁束密度を高めるコンセントレータ７を取
り付けてなることを特徴としている。

【０００８】第３にコンセントレータ７の基端部のサイ
ズを磁石２の端面に対応させて大サイズとし、先端部の
サイズを磁束を集中させるべく小サイズとして全体を台
形状に形成したことを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】図面は本発明の１実施形態を示
し、この例ではコネクター１の内部に一対の磁極の異な
る磁石２を直交方向に突設配置して磁石のユニット３を
形成し、一組のユニット３，３を水道管等の流体流通用
パイプ４の回りに２カ所装着し、締付ボルト等の固定手
段６で固定したものを示している。

【００１０】磁石２は例えば１６×６５×３０（ｍｍ）
の直方体状のネオジム・ホウ素鉄（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）等
からなる磁束密度のきわめて高いものが使用され、その
先端（内端）には先端が細くなって台形状の磁性体から
なるコンセントレータ７が付着固定して取り付けられて
おり、そのサイズは底面が磁石２の先端面と同一である
のに対し、先端面は幅，長さ共に約１／２、高さ約１１
ｍｍとなっている。コンセントレータ７は磁石２の先端
の磁束密度を集中させて高めるもので、例えば磁石２の
先端面側の磁束密度が３９００ガウスであるのに対し、
コンセントレータ先端面では７８００ガウスに集中され
ている。

【００１１】コネクター１は樋状（又はチャンネル状）
断面に折曲形成された磁性材（鉄）のプレートからな
り、その開放端側にはパイプ４に取り付け固定する際の
固定部８となるフランジ部が延設されるとともに、チャ
ンネル状断面内の２つのコーナーには、プレートと４５
°の角度をなす折曲部１ａ，１ａが形成され、その内面
に磁石２が互いに略直角の交差角をもって内向きに突出
するように基端部において固着されてユニット３を構成
しており、コンセントレータ７の先端面以外は全体がポ
リマーによる焼き付け塗装等により、防水及び防錆加工
が施されている。

【００１２】そして２つのユニット３，３は各磁石２の
先端が互いにパイプ４の中心に向くように重ね合わさ
れ、固定部８同士が挿通孔９に挿通されるボルトからな
る固定手段６によって締着固定され、各磁石２はパイプ
４の周面に略均等な角度間隔でコンセントレータ７の端
面が相互に直角又は平行な接線となるように押接固定さ
れている。

【００１３】この時図１に示すようにパイプ４の回りに
は４個の磁石２が配置されているが、例えば上下共に隣
接する左右の磁石２，２の先端は極性の異なる磁石を対
にし、左右の磁石２，２間では磁力線がＮからＳに向か
う磁界が形成されている。そして上下方向に隣接する磁
石２，２間では互いに異なる磁界を形成するように同極
同士を隣接させて配置している。

【００１４】上記構造により上下の磁界における磁束密
度は他に拡散することなくパイプ内でより高い密度で強
力な磁界を形成する。例えば上記ユニット３を３０ｍｍ
径の塩ビパイプ４の回りに装着固定した場合、図１のパ
イプ４の中心位置Ｏ ₁ で９５０〜１１００ガウス、下部
磁界（上部も同じ）のＳ，Ｎ極間の位置Ｏ ₂ で２７０〜
４５０ガウス計測された。ちなみに４個の磁石２をいず
れも同一極性にしたものの同位置の磁束密度は上記値の
１８〜２５％に低下する。

【００１５】上記のように構成されるユニット３は図３
に示すようにパイプ４に対して複数個近接し、又は適度
な間隔を介して取り付けることができるほか、単独で例
えば建物の壁面に沿って配管されたパイプ４に被せるよ
うにして、壁面自体に締着して取り付けることもでき
る。

【００１６】以上説明したようにコネクター１及び磁石
のユニット３は概ね馬蹄形の磁石を形成しており、Ｎ，
Ｓ両極は非常に近接してパイプ内に強い磁界を形成して
いる。コンセントレータ７の先端の幅はパイプ４の肉厚
よりも大きく、コンセントレータ７はパイプ４の管壁の
磁気浸透率と同等又はそれ以上に、磁気的に飽和してい
る。この結果コンセントレータ７から出る高密度の磁束
は、管壁を突き抜け、図示されているように曲線路の磁
束線としてパイプ４の中に突出し、Ｓ極に達している。
磁石２からコンセントレータ７の遠端までの距離が短い
ので、磁場の強度が最大となる。

【００１７】磁力線はすべて水流Ｆの方向に対して略直
角であるので、水の動きによって常に最大限カットさ
れ、もっとも効率の高い、最大限の電流を発生する。し
たがって、水とパイプ４の間には比較的強い電流が流れ
て、パイプ４に十分な陰電荷を与える。金属パイプを用
いた場合、陰電荷を帯びたパイプ４は、炭酸塩や酸素の
ようなあらゆる陰イオンを排除するので、堆積物や腐食
が防止できる。さらに、藻類が付着するには陽電荷を帯
びた表面が必要なので、陰電荷を帯びたパイプ４には藻
類は付着しない。結果としてパイプ４は清浄に保たれ
て、流量とパイプの強度が保たれる。

【００１８】もしパイプ４がすでにスケール、腐食、藻
類が付着していても、電磁パイプ保護装置によって、こ
れらの有害物を除去することができる。陰電荷を帯びた
パイプ４によって、水中の陽水素が陰の方解石堆積物と
結合して、方解石堆積物が重炭酸カルシウムと水に溶解
し、水流によって運び去られる。したがってスケールは
除去され、堆積物が発生しなくなる。

【００１９】さらに陰電荷を帯びたパイプ４によって、
水中の陽水素が酸化鉄（パイプが鉄の場合）すなわち錆
と結合して、腐食は水と鉄に溶解し、水流によって運び
去られる。陽電荷を帯びた水と陰電荷を帯びたパイプ４
は、藻類の細胞分裂を妨害するので、付着した藻類がヘ
ドロ層を保ち成長を続けることが妨げる。したがって藻
類は急速に死滅し、水流によって運び去られ、それ以上
の藻類の付着と成長は、陰電荷を帯びたパイプ４によっ
て阻止される。

【００２０】上記説明はパイプ４内において単純に水が
流通する場合のみについて行ったが、本発明は、原油，
天然ガス，ガソリン，ディーゼル及び燃料油のパイプ
や、冷却，加熱，調理，洗濯，潅漑，水泳プール，泉
水，飲料水のパイプを含む、あらゆる流体運搬用のパイ
プにも応用できる。流体が水のように導電体でない場合
には磁力線通過時に電流を生じることなはないが、陰電
荷を与えて分子に活性を与えることは可能である。

【００２１】そして繰り返し発生する費用や、高価な毒
性化学品を使う従来のパイプ処理を必要としない。少数
の磁石で非常に高い効果を収めることができる。本装置
は非常に小型なので、パイプの同じ断面に複数の装置を
設置して、より高い効果を収めることができる。鋼製の
パイプに磁気的に簡単に装着され、一方では各種直径の
パイプに合うように簡単に調整することができる。既に
例示したように非金属や非鉄製のパイプの保護にも使用
することができる。

【００２２】本発明の技術の中で、ほかの多くの応用と
変形が可能であり、例えば各種の永久磁石や電磁石を使
うことができる。部品の形状は各種あり、例えば永久磁
石の形状は直方体には限られない。

【００２３】

【発明の効果】以上のように構成される本発明によれ
ば、構造が簡単で低コストな装置により、流体流通用の
パイプの汚れや腐食、不純物の付着等の防止ができ、流
体自体の活性化等を実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置のパイプへの装着状態を示す断面図
である。

【図２】本発明部品である磁石ユニットの斜視図であ
る。

【図３】本発明装置のパイプへの装着状態を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１ コネクター ２ 磁石 ３ ユニット ４ パイプ ６ 固定手段 ７ コンセントレータ ８ 固定部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空の流体流通用のパイプ（４）の回り
   に、磁極である先端が上記パイプ（４）に対して内向き
   となるように隣接して配設される一対の磁石（２）と、
   上記各磁石（２）を隣接させて基端部側において相互に
   固定する磁性材のプレートからなるコネクター（１）と
   で磁石（２）のユニット（３）を形成し、上記ユニット
   （３）の磁界の磁力線の方向がパイプ（４）の軸芯と略
   直交するように複数のユニット（３）を前記パイプ
   （４）の回りに配置し、さらにパイプ（４）の回りで隣
   接する他のユニット（３）との間で隣接し合う各磁石
   （２），（２）の先端の磁極を互いに同極とし、コネク
   ター（１）が樋状の断面に形成されたプレートからな
   り、該樋状断面の内側に先端の磁極が異なる一対の磁石
   （２）を内向きに突設固定し、樋状断面の両側に他のコ
   ネクター（１）と連結固定するための固定部（８）を設
   けるとともに、上記複数のユニット（３）をパイプ
   （４）の回りに固定する固定手段（６）を設けパイプ
   （４）の回りに複数のユニットを連結して固定する構造
   とした磁石を用いた流体イオン化装置。
2. 【請求項２】 各磁石（２）の先端にパイプ（４）内に
   形成される磁界の磁束密度を高めるコンセントレータ
   （７）を取り付けてなる請求項１の磁石を用いた流体イ
   オン化装置。
3. 【請求項３】 コンセントレータ（７）の基端部のサイ
   ズを磁石（２）の端面に対応させて大サイズとし、先端
   部のサイズを磁束を集中させるべく小サイズとして全体
   を台形状に形成した請求項１又は２の磁石を用いた流体
   イオン化装置。