JP3811468B2 - 活水処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、水を活性化させる活水処理装置に関し、例えば、水道水、工業用水、空調管の冷温水や冷却水、風呂、温泉などの広範囲の水などに適用可能な活水処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、水流が磁力線を横切るようにするため、複数の磁石柱を水路中に収容していた(例えば、特許文献1、特許文献2。)。
【特許文献1】
特開平10−165958号
【特許文献2】
特開平10−314749号
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の活水処理装置においては、次のような課題があった。
複数の柱状磁石が必要となり、水路の断面積を狭めるため圧力損失が大きい。
【0004】
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、装置内での圧力損失が少ない活水処理装置の提供を目的とする。
【0005】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明にかかる活水処理装置は、軸方向の両外側に入出水口を有する筒体と、前記軸方向の両端に磁極を有する磁石柱と、この磁石柱よりも大径の磁性体からなり同磁石柱の端面に配設される磁性板とで形成され前記筒体内に宙づり状に収容される一体の柱状磁石と、上記磁性板を所定の距離を隔てて周状に取り囲む磁性部材と、上記磁石柱の周囲に取り付けることで上記磁性板と同径となる非磁性カバー部材とを具備するようにしている。
上記のように構成した請求項1にかかる発明においては、軸方向の両端に磁極を有する磁石柱の端面に、この磁石柱よりも大径の磁性体からなる磁性板を配設することにより、磁性板の端面が磁極となる一体の柱状磁石を形成する。また、上記磁性板を取り囲む様に上記磁性部材が配設されるため、上記磁性板の端面と上記磁性部材との間を磁力線が走査することとなる。従って、複数の柱状磁石を具備することなく上記磁性板の端面と上記磁性部材との間を流れる水に活水効果を及ぼすことが可能となる。筒体の軸方向の一端に設けられた入水口から進入した水は、出水口に向かって流水する。すなわち、柱状磁石の軸方向と略水平に水流させることができる。さらに、軸方向に垂直な磁力線に対しては垂直に水流させることができるため、活水処理が効率化する。また、宙づり状とすることで水路が確保されるため、圧力損失が少なくて済む。さらに、非磁性カバー部材を磁石柱の周囲に取り付けることにより、隣接する磁石柱と磁性板との径の差による段差がなくなり、かかる段差によって発生する水の乱流を防止し、軸方向に対して平行な水流を維持するとともに、圧力損失を抑えることができる。
【0006】
また、上記磁性部材の形状の一例として、請求項2にかかる発明は、上記磁性部材は、リング状であるとともに、上記磁性板と軸方向の位置を合わせて配置される構成としてある。
上記のように構成した請求項2にかかる発明においては、上記磁性板と軸方向の位置を一致させて、上記磁性部材が配設される。すなわち、上記磁性板の端面と上記磁性部材との間に、軸方向と垂直な磁力線を走査させることができる。
【0007】
さらに、上記磁性部材の形状の一例として、請求項3にかかる発明は、上記磁性部材は、略筒状である構成としてある。
上記のように構成した請求項3にかかる発明においては、上記磁性板を筒状の磁性部材が取り囲む。すなわち、軸方向に厚みを有する筒状としてあることで一体の磁性部材で複数の上記磁性板を取り囲むことができるため部材数が少なくて済む。
【0008】
さらに、請求項4にかかる発明は、上記筒状の磁性部材は、複数の磁性を有する面材を組み付けることにより形成される構成としてある。
上記のように構成した請求項4にかかる発明においては、複数の磁性を有する面材を組み付けることにより一体の上記筒状の磁性部材が形成される。すなわち、上記筒状の磁性部材は一体成型されることを要しない。
【0009】
また、請求項5に記載の発明にかかる活水処理装置は、軸方向の両外側に入出水口を有する筒体と、前記軸方向の両端に磁極を有する磁石柱と、この磁石柱よりも大径の磁性体からなり同磁石柱の端面に配設される磁性板とで形成され前記筒体内に宙づり状に収容される一体の柱状磁石と、上記磁性板を所定の距離を隔てて周状に取り囲むリング状の磁性部材とを具備し、かつ上記磁性板と上記磁性部材とは軸方向の位置を合わせて配置されるようにしている。
この活水処理装置によると、磁性板の端面と該磁性板に対して軸方向の位置を一致するように配設された磁性部材との間に、軸方向と垂直な磁力線を走査させることができる。従って、複数の柱状磁石を具備することなく上記磁性板の端面と上記磁性部材との間を流れる水に活水効果を及ぼすことが可能となる。しかも、筒体の軸方向の一端に設けられた上記入水口から進入した水は、上記出水口に向かって流水する。すなわち、上記柱状磁石の軸方向と略水平に水流させることができる。さらに、軸方向に垂直な磁力線に対しては垂直に水流させることができるため、活水処理が効率化する。また、宙づり状とすることで水路が確保されるため、圧力損失が少なくて済む。
さらに、請求項6にかかる発明では、上記磁石柱には、上記磁石柱の周囲に取り付けることで、上記磁性板と同径となる非磁性カバー部材が取り付けられる構成としてある。
したがって、隣接する磁石柱と磁性板との径の差による段差をなくして、かかる段差によって発生する水の乱流を防止し、軸方向に対して平行な水流を維持するとともに、圧力損失を抑えることができる。
【0010】
さらに、請求項7にかかる発明は、上記磁性部材は、上記筒体の内部に配設される構成としてある。
上記のように構成した請求項7の発明においては、上記筒体の内部に上記磁性部材が配設される。すなわち、全体が上記筒体に収容されることとなるため、設置等の取り扱いがしやすい。
【0011】
さらに、請求項8にかかる発明は、上記筒体は、非磁性体であるとともに、上記磁性部材が当該筒体の外部に配設される構成としてある。
上記のように構成した請求項8の発明においては、非磁性体で形成された上記筒体の外部に上記磁性部材が配設される。すなわち、上記筒体が非磁性体で形成されるため、内部に収容された上記柱状磁石から外部に配設された上記磁性部材の間に磁力線を走査させることができる。そうすると、上記筒体を流れる水の全てに磁力線を及ぼすことが可能となる。従って、活水処理が効率化する。
【0012】
また、請求項9にかかる発明は、筒体が磁性体であり、磁性板を取り囲む磁性部材を兼ねものである。
すなわち、上記磁性部材が上記筒体を兼ねることとなる。従って、部品点数を減少させることができる。
【0013】
また、請求項10にかかる発明は、上記磁石柱、上記磁性板、上記磁性部材、上記入出水口および上記筒体は、軸方向から見て円形形状となっているとともに、その中心を一致させている構成としてある。
上記のように構成した請求項10にかかる発明においては、上記磁石柱、上記磁性板、上記磁性部材、上記筒体および上記入出水口の外郭が全て同心円状となる。すなわち、上記磁性部材と磁性板とが同心円状となっているため、磁性板の端面から上記磁性部材に向かって放射状に走査する磁力線の経路長が一定となって、磁力線が全方向均一となる。一方、磁性筒体と磁性板と磁石柱とが同心円状となっているため、水路幅が全方向均一となる。さらに、磁性筒体と入出水口とが同心円状となっているため、水勢が偏らない。従って、通過するすべての水に均等な効果を及すことができる。
【0014】
また、請求項11にかかる発明は、上記柱状磁石の軸方向端面には、略錘状部材が軸方向外側に向かって先細となる方向で取り付けられている構成としてある。
上記のように構成した請求項11にかかる発明においては、略錘状部材の尖端を上記柱状磁石の軸方向外側に向けて、同柱状磁石に取り付けられる。すなわち、上記柱状磁石と上記略錘状部材とで、流線型をなすため水流が乱れることを防
【0016】
また、請求項12にかかる発明は、上記筒体の出水口側端部にて上記筒体ないしは上記磁性筒体に宙づり状に片持ち支持されている構成としてある。
上記のように構成した請求項12にかかる発明においては、上記柱状磁石を支持する支持体は、上記柱状磁石の軸方向出水口側端部にしか存在しないため、出水口付近までは支持体により水の乱流が発生することがない。従って、軸方向に対して平行な水流を維持するとともに、圧力損失を抑えることができる。
【0017】
また、請求項13にかかる発明は、上記磁性部材は、磁化している構成としてある。
すなわち、上記磁性部材と上記柱状磁石の磁性板の端面との間を走査する磁力線を強化することができるため、活水処理が効率化する。
【0018】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、圧力損失の少ない活水処理装置を提供することができる。
さらに、請求項2にかかる発明によれば、効率のよい活水処理装置を提供することができる。
また、請求項3にかかる発明によれば、部品点数の少ない活水処理装置を提供することができる。
また、請求項4にかかる発明によれば、運搬時にかさばらない活水処理装置を提供することができる。
また、請求項5にかかる発明によれば、圧力損失の少ない活水処理装置を提供することができる。
また、請求項6にかかる発明によれば、圧力損失の少ない活水処理装置を提供することができる。
また、請求項7にかかる発明によれば、取り扱いがしやすい活水処理装置を提供することができる。
また、請求項8にかかる発明によれば、圧力損失の少ない活水処理装置を提供することができる。
【0019】
また、請求項9にかかる発明によれば、部品点数の少ない活水処理装置を提供することができる。
また、請求項10にかかる発明によれば、効果が均一な活水処理装置を提供することができる。
また、請求項11にかかる発明によれば、圧力損失の少ない活水処理装置を提供することができる。
また、請求項12にかかる発明によれば、圧力損失の少ない活水処理装置を提供することができる。
また、請求項13にかかる発明によれば、効率のよい活水処理装置を提供することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面にもとづいて本発明の実施形態を説明することとし、次の順番で説明していく。
(1)磁力の及す効果について:
(2)第一の実施形態:
(3)第二の実施形態:
(4)第三の実施形態:
【0021】
(1)磁力の及す効果について
水に磁気処理の効果として様々なものが知られているが、特に、進行性の赤錆の発生を抑制することができるため、水道管の閉塞、漏水、赤水の発生を未然に防止する目的で利用されている。
以下、磁気処理を行った水が水道管の閉塞、漏水、赤水の発生の発生を抑制するメカニズムを説明する。
【0022】
水は極性を有しており、水流は耐電粒子の流動である。従って、この水流が磁場を通過すると電磁誘導により、誘導電圧が発生する。さらに、誘導電圧が発生すると同誘導電圧によって水は電気分解されて、原始的に原子状態の活性水素と活性酸素が発生することとなる。
【0023】
このうち、活性酸素は、すぐに水と結合してH2O2を生成する。一方、非常に還元力が強い活性水素は、水道管壁に堆積した赤錆Fe2O3を還元して、四酸化三鉄Fe3O4を生成する。また、水中に含まれる鉄イオンに対しては、酸化の進行を防止する。ここで、赤錆Fe2O3は進行性の腐食生成物であるため、放置しておくと水道管壁面を浸食して漏水の原因ともなるし、それ自体が流出して赤水を発生させる原因ともなっている。一方、四酸化三鉄Fe3O4は非常に安定で酸化物であって、一度生成されると再び酸化されて赤錆Fe2O3を発生させることもない。さらに、水道管壁面に生成した四酸化三鉄Fe3O4は緻密な被膜を形成するため水道管を赤錆による浸食から保護する。
従って、磁気処理を行った水は、水道管の閉塞、漏水、赤水を防止することが可能となっている。なお、以下、上述した効果を単に活水効果と表記する。
【0024】
ここで、上述した電磁誘導により発生する誘導電圧の大きさは、ファラデーの法則により、E(誘導電圧の大きさ)=v(水の速さ)×B(磁束密度の絶対値)×sinθ(θは磁束密度と水の進行方向のなす角度)で表される。従って、一定の磁束密度の絶対値と水の速さのもとでは、〈sinθ〉の値が1となるとき、最大の誘導電圧が得られることとなる。すなわち、磁束密度と水の進行方向が直角となるとき(θ=90°となるとき)に、最も高い活水効果が得られることとなる。
【0025】
(2)第一の実施形態
図1は、本発明の第一の実施形態にかかる活水処理装置の外観を示した図である。同図において、磁性筒体10は中央部分が太径となっており、両端には口径を細口とした円形の入出水口11,12を備えている。太径部分の内部はほぼ等径となっており、端部は徐々に口径が小さくなるように半球のドーム状となっている。上記入出水口11は太径部の軸線に一致して形成されている。太径部分は中央で分割でき、開口端にはフランジ部10aを形成して互いに連結されている。また、太径部分の両端に形成した入出水口11,12の端部には、フランジ11a,12aを形成してあり、他の水道管路と連結可能となっている。
【0026】
図2は、本発明の第一の実施形態にかかる活水処理装置の内部を断面図により示している。同図において、柱状磁石13は、磁性筒体10の内部に非磁性体で形成された略棒状支持体14によって宙づり状に支持されている。棒状支持体14は、一端が磁性筒体10の内壁に固定されているとともに、もう一端は柱状磁石13に接合されており、磁性筒体10を中心に放射状に配置されている。また、柱状磁石は13は、底面と上面にそれぞれ磁極を有する円柱形状をした磁石柱13aが、互いに同極を向かい合わすように積層されている。さらに、隣接し合う磁石柱13aの間には、均等な厚みの円盤状の磁性板13bが挟み込まれるように保持されている。なお、磁性板13bの径は、柱状磁石13aの径より大きく形成されている。
【0027】
図3は、第一の実施形態にかかる活水処理装置を図2で示したA−A断面から見て示した図である。また、磁石柱13a、磁性板13bおよび磁性筒体10は、全てその断面の中心を同一の軸線X1に一致させており、図3においては同心円状となっている。なお、同図において図示されない入出水口11,12の中心も同様に軸線X1に一致させている。
【0028】
かかる構成により、柱状磁石13の外周端面と磁性筒体10の内壁との間隔は、全方向均一となっている。すなわち、軸線X1を中心として設けられた入水口11から入水した水は、全方向均一に流動することとなる。また、出水口12も同様に、軸線Xを中心として設けられているため、出水口12付近においても水流が偏ることはない。一方、磁性筒体10の内部には一本の柱状磁石13が、棒状支持体14により磁性筒体10の内壁のいずれの部分とも接触せず支持されているため、流水経路は複雑とならず水を軸線X1と平行となる方向に進行させることができる。さらに、同様の理由により、水が本活水処理装置を通過する際の圧力の損失も少なくて済む。
【0029】
一方、磁性板13bの外縁は円周方向に突出するため、磁性板13bの端面に磁力線を集中させることができる。従って、磁石柱は小型のものであっても、磁性板13bの端面から発せられる磁束密度は大きいものとすることができる。ここで、磁性板13bの端面から磁性筒体10の内壁に向かって発せられる磁力線は、磁石柱13aと磁性板13bと磁性筒体10とが全て中心を軸線X1に一致させられているため、全方向経路長が同じとなって全方向に均等量発せられることとなる。また、太径部分の内壁は、ほぼ等径に形成されているため、磁性板13bと軸方向同位置の磁性筒体10の内壁部分が、磁性板13bの端面から最短距離に位置する磁性体となるため、多くの磁力線が軸方向X1に対して垂直方向に発せられる。
【0030】
ここで、上述により本活水処理装置の内部を流動する水が全方向均一かつ軸線X1に平行な方向に流動していることと、磁力線が全方向均一かつ軸方向X1に垂直に発せられていることにより、全ての水に対して均一な活水効果を与えることができるとともに、磁力線の方向と水流の方向が垂直となることにより、得られる誘導電圧を最大限として、効率良い活水効果与えることができる。
すなわち、本実施形態にかかる活水処理装置においては、活水効果を高いものとしつつ、圧力損失を抑えることが可能となっている。
【0031】
なお、本実施形態は水道管を形成する筒体自体が磁性を有する構成としたが、同様の構成として、筒体を非磁性体のもので形成するとともに、同筒体の内壁面に沿うように磁性部材を筒状に配設するものとしてもよい。本構成においても、第一の実施形態と同様の磁力線および水流を得ることができるため、効率のよい活水処理を行うことが可能となる。
【0032】
(2)第二の実施形態
図4は、本発明の第二の実施形態にかかる活水処理装置の断面を示した図である。なお、本実施形態の外観は第一の実施形態と同様となっている。図4において、第一の実施形態と同様に形成した柱状磁石113の軸方向両端には、それぞれ円錐状のキャップ113c,113dが尖端が、柱状磁石113の軸方向先端となる方向で取り付けられている。また、外径が磁性板113bの径と同じであって、内径が磁石中113bと同径である略円筒状の合成樹脂製のカバー113eが、磁石柱113aの周囲を取り囲むように取り付けられている。一方、柱状磁石113は、非磁性体で形成された棒状の支持体114により柱状磁石113の出水口側から片持ち支持されている。
【0033】
かかる構成により、非磁性体カバー114部材を取り付けることにより、径の異なる磁石柱113aと磁性板113bとで形成される段差がなくなる。また、先端にキャップ113c,113dを取り付けることにより柱状磁石113は全体として流線形となるため、より水はスムーズに軸方向に対して平行に直進することとなる。従って、磁力線に対してより垂直な水流を確保できることで、より効率のよい活水効果を得ることができるとともに、より圧力損失を少ないものとすることができる。さらに、柱状磁石113を出水口側から片持ち支持しているため、磁力線を通過して活水効果を奏する部分を通過し終わるまでには、支持体により水流が乱されることがない。従って、発せられる磁力線に対して、より垂直な水流を確保することができるため、より活水処理が効率化する。
【0034】
また、磁石柱113aの周囲を合成樹脂製カバー113eが取り囲んで取り付けられることで、金属元素を多く含む磁石柱113eが水によって浸食されることを抑制することができるため、磁石柱113aの磁力が劣化しにくい。
【0035】
(3)第三の実施形態
図5は、本発明の第三の実施形態にかかる活水処理装置の外観を示した図である。同図において、筒体210の外観形状は、第一の実施形態の磁性筒体10と同様となっているとともに、全体が銅で形成されている。また、図6は、図7で示した本実施形態にかかる活水処理装置のB−B断面を示している。同図において、8個の複数の帯状磁石220aが連繋されて環状磁石220が形成されている。環状磁石220は、内径となる一方の磁極を筒体210に外接させつつ、外形となるもう一方の磁極が外向するようなっており、図5において示すように、複数の環状磁石220が軸方向に所定の間隔をもって配置固定されている。
【0036】
図7は、本実施形態にかかる活水処理装置の軸方向の断面を示した図である。同図において、柱状磁石213の構成は、第一の実施形態における柱状磁石13と同様となっている。ここで、各環状磁石220の軸方向の位置は、各磁性板213bと一致させているとともに、同位置に配設された各磁性板213bと環状磁石220の磁極は、それぞれ異極が対応するようにされている。
【0037】
かかる構成により、磁力線は、銅製の筒体210を透過して、磁性板213bの端面と、対向する環状磁石220との間に走査することとなる。また、各環状磁石220の軸方向の位置は、各磁性板213bと一致させてあるため、この磁力線の方向は軸方向に垂直となる。すなわち、磁力線は、軸方向に平行な水流に対して垂直に横切ることとなる。従って、効率よく活水処理をすることが可能である。ここで、銅は比透磁率が1に近く磁力線を良く透過させるため、筒体210の材料として好適である。
【0038】
(4)第三の実施形態
図8は、本発明の第四の実施形態にかかる活水処理装置の外観を斜めから見て示した図である。同図において、第一の実施形態と同様に柱状磁石313が形成されている。さらに、この柱状磁石313全体を所定の距離を隔てて周状に取り囲むように円筒磁性部材320が非磁性体で形成される支持体314を介して取り付けられている。また、円筒磁性部材320は、両端に連結部320bを有する複数の曲面状の磁性パネルを、当該連結部320bで互いに連結することにより形成されている。
【0039】
かかる構成により、柱状磁石313の磁性板313bの端面と円筒磁性部材320との間に、軸方向に略垂直に磁力線を走査させることができる。従って、本実施形態にかかる活水処理装置を水流に対して軸方向が略平行となるように配置して使用すれば、効率よく活水効果を及ぼすことができる。その使用の態様として、例えば、これを第一〜第三の実施形態のように筒体の中に宙づり状に収容させてもよいし、全体を小型化にして、そのまま水道管や蛇口等に挿入するものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施形態にかかる活水処理装置の外観を示す図である。
【図2】本発明の第一の実施形態にかかる活水処理装置の断面を示す図である。
【図3】本発明の第一の実施形態にかかる活水処理装置のA−A断面を示す図である。
【図4】本発明の第二の実施形態にかかる活水処理装置の断面を示す図である。
【図5】本発明の第三の実施形態にかかる活水処理装置の外観を示す図である。
【図6】本発明の第三の実施形態にかかる活水処理装置のB−B断面を示す図である。
【図7】本発明の第三の実施形態にかかる活水処理装置の断面を示す図である。
【図8】本発明の第四の実施形態にかかる活水処理装置の外観を示した斜視図
【符号の説明】
10,110,210…磁性筒体
11,12…入出水口
13,113,213,313…柱状磁石
13a,113a…磁石柱
13b,113b,213b,313b…磁性板
220a…帯状磁石
220…環状磁石
320…円筒磁性部材
113e…非磁性体カバー
X1,X2…軸線
Claims (13)
- 軸方向の両外側に入出水口を有する筒体と、前記軸方向の両端に磁極を有する磁石柱と、この磁石柱よりも大径の磁性体からなり同磁石柱の端面に配設される磁性板とで形成され前記筒体内に宙づり状に収容される一体の柱状磁石と、上記磁性板を所定の距離を隔てて周状に取り囲む磁性部材と、上記磁石柱の周囲に取り付けることで上記磁性板と同径となる非磁性カバー部材とを具備することを特徴とする活水処理装置。
- 上記磁性部材は、リング状であるとともに、上記磁性板と軸方向の位置を合わせて配置されることを特徴とする請求項1に記載の活水処理装置。
- 上記磁性部材は、筒状であることを特徴とする請求項1に記載の活水処理装置。
- 上記筒状の磁性部材は、複数の磁性を有する面材を組み付けることにより形成されることを特徴とする請求項3に記載の活水処理装置。
- 軸方向の両外側に入出水口を有する筒体と、前記軸方向の両端に磁極を有する磁石柱と、この磁石柱よりも大径の磁性体からなり同磁石柱の端面に配設される磁性板とで形成され前記筒体内に宙づり状に収容される一体の柱状磁石と、上記磁性板を所定の距離を隔てて周状に取り囲むリング状の磁性部材とを具備し、かつ上記磁性板と上記磁性部材とは軸方向の位置を合わせて配置されることを特徴とする活水処理装置。
- 上記柱状磁石には、上記磁石柱の周囲に取り付けることで、上記磁性板と同径となる非磁性カバー部材が取り付けられることを特徴とする請求項5記載の活水処理装置。
- 上記磁性部材は、上記筒体の内部に配設されることを特徴とする請求項1,3,4のいずれか1つに記載の活水処理装置。
- 上記筒体は、非磁性体であるとともに、上記磁性部材が当該筒体の外部に配設されることを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の活水処理装置
- 上記筒体が磁性体であり、上記磁性部材を兼ねるものである請求項1記載の活水処理装置。
- 上記磁石柱、上記磁性板、上記磁性部材、上記入出水口および上記筒体は、軸方向から見て円形形状となっているとともに、その中心を一致させていることを特徴とする請求項1から9のいずれか1つに記載の活水処理装置。
- 上記柱状磁石の軸方向端面には、錘状部材が軸方向外側に向かって先細となる方向で取り付けられていることを特徴とする請求項1から10のいずれかに1つに記載の活水処理装置。
- 上記柱状磁石は、上記筒体の出水口側端部にて上記筒体ないしは上記磁性筒体に宙づり状に片持ち支持されていることを特徴とする請求項1から11のいずれか1つに記載の活水処理装置。
- 上記磁性部材は、磁化していることを特徴とする請求項1から12のいずれか1つに記載の活水処理装置。
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