JP4150412B1 - 活性水用磁場形成具及びそれを用いた流体処理装置 - Google Patents

活性水用磁場形成具及びそれを用いた流体処理装置 Download PDF

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Abstract

【課題】磁場の強さに斑がなく均一に高磁場を形成でき、また磁石の磁極の向きに関係なく流体を活性化させることができ、磁石の向きを確認しながら組み立てる必要がなく組立作業性に優れ、また磁石の方向違いに起因する不良品の発生が一切無く高い製品得率で生産でき、さらに専用の特殊工具がなくても、極めて容易に磁石を取り出すことができ1本ずつの磁石を拭って付着した錆や汚れを除去することができメンテナンス性に優れる活性水用磁場形成具を提供することを目的とする。
【解決手段】貫通孔内に流体の流路を形成する活性水用磁場形成具であって、貫通孔の内壁と所定の間隔をあけて配設され内壁と側面3との間に流体流路が形成される棒状の磁石2と、磁石2の端部に固着され貫通孔の内側に嵌挿されるガイド部材5と、ガイド部材5に形成され流体流路と連通する連通部8と、を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、流体を磁界の中に通過させて流体を活性化処理するための活性水用磁場形成具及びそれを用いた流体処理装置に関するものである。
従来より、配管内に棒状の永久磁石を配置し、配管内を流れる流体を磁気的に処理する流体処理装置が用いられている。
このような流体処理装置における従来の技術としては、(特許文献1)に「所定の間隔をあけて対向する磁石の側面を相互に異なる磁極にして配置し、対向する磁石の側面の間(通水経路)に流れる水を磁気的に処理して活性化させる水活性装置」が開示されている。
特開平2001−340867号公報
しかしながら上記従来の技術においては、以下のような課題を有していた。
(1)異なる磁極で対向する磁石の間(通水経路)を流れた水は磁気により活性化されるが、特許文献1の段落0019欄に記載されているように、同極の磁極を対向させたところを流れた水は活性化されないため、装置の組立時には定められた向きに磁石を配置しなければならない。しかし、磁石の向きを確認しながら組み立てるのは煩雑であり、また磁石の磁極は目に見えないため、作業者が気付かずに磁石の向きを間違えて組み立ててしまうことがあり、同極の磁極を対向させたところを流れた水は活性化されないので、気付かないまま活性化効率の低い装置が製造されてしまうことがあるという課題を有していた。
(2)流体の流れと直交する方向における通水経路の断面を考えると、磁石から遠ざかるにつれ磁力が弱くなり磁場の強さに斑が生ずるため、磁気による水の活性度も斑が生ずるという課題を有していた。このため、水活性装置を一度だけ通過する一過水を活性化する場合には、水の活性度が低下することがあるという課題を有していた。
(3)複数の磁石を格子点上に配置する場合は、特許文献1の段落0019欄に記載されているように、対角上に同極の磁極が位置するため、対角上の磁石間を流れる水は活性化されないので、同極となる磁石間に通水制限部材を設ける必要があり煩雑化するという課題を有していた。
(4)磁石間を流れた水が磁気的に処理されるので、2本以上の磁石が必要になり、2本以上の磁石を保持するハウジングの径が大きくなるため、1本だけの磁石を用いた小径の水処理装置を製造できないという課題を有していた。
(5)磁石の磁力が強いほど流体の活性化処理効率が上がるため、希土類コバルト磁石等の強力な磁石を用いるのが好ましいが、磁石が強力になればなるほど水処理装置を組み立てるため磁石を固定板(23)で固定しようとする際に、強力な磁石が相互に牽引したり反発したりするため、固定板(23)に磁石を収めることが困難になり作業性に著しく欠けるという課題を有していた。また、固定板(23)に磁石を収めるときに、牽引された磁石の間に手指を挟み怪我をすることもあるという課題を有していた。
(6)水活性装置に水を流通すると磁石に錆や汚れが付着するため、装置を分解して磁石を取り出し、磁石に付着した錆や汚れを除去するメンテナンスを定期的に行う必要がある。しかし、磁石は2枚の固定板(23)の間にボルト(211)で固定されているため、固定板(23)から磁石を取り外すのが煩雑であり、またボルト(211)を緩めて磁石を取り外すときに、牽引された磁石の間に手指を挟み怪我をすることもありメンテナンス性に欠けるという課題を有していた。
本発明は上記従来の課題を解決するもので、磁場の強さに斑がなく均一に高磁場を形成でき、また磁石の磁極の向きに関係なく流体を活性化させることができ、磁石の向きを確認しながら組み立てる必要がなく組立作業性に優れ、また磁石の方向違いに起因する不良品の発生が一切無く高い製品得率で生産でき、さらに専用の特殊工具がなくても、極めて容易に磁石を取り出すことができ1本ずつの磁石を拭って付着した錆や汚れを除去することができメンテナンス性に優れる活性水用磁場形成具を提供することを目的とする。
また、本発明は、磁石の方向違いに起因する不良品の発生が一切無く高い製品得率で生産でき、また磁石の挿脱が極めて容易で組立作業性やメンテナンス性に優れ、さらに許容流量を簡単に増やすことができ、大口径の配管等を流れる流体も活性化させることができる自在性に優れる流体処理装置を提供することを目的とする。
上記従来の課題を解決するために本発明の活性水用磁場形成具及びそれを用いた流体処理装置は、以下の構成を有している。
本発明の請求項1に記載の発明は、貫通孔内に流体の流路を形成する活性水用磁場形成具であって、前記貫通孔の内壁と所定の間隔をあけて配設され前記内壁と側面との間に流体流路が形成される棒状の磁石と、最大の外径が前記貫通孔の両端の開口部の内径より小さめに形成され前記磁石の一端部又は両端部に固着され前記貫通孔の内側に嵌挿されるガイド部材と、前記ガイド部材に形成され前記流体流路と連通する連通部と、を有し、前記ガイド部材が、前記磁石に向かって縮径した傾斜部を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用が得られる。
(1)貫通孔の内壁と所定の間隔をあけて配設される棒状の磁石と、磁石の一端部又は両端部に固着され貫通孔の内側に嵌挿されるガイド部材と、ガイド部材に形成された連通部と、を備えているので、水等の流体が連通部から貫通孔の内壁と磁石の側面との間に形成される流体流路に導入され、貫通孔毎に1本ずつ配置された磁石の磁力により流体流路に均一な高磁場が形成されるので、流体を確実に活性化させることができ安定性に優れる。
(2)磁石の磁極の向きに関係なく、貫通孔毎に1本ずつ配置された磁石の磁力により流体が活性化されるので、磁石の向きを確認しながら組み立てる必要がなく組立作業性に優れ、また磁石の向きを間違えたことに起因する不良品の発生は一切無いため、高い製品得率で生産できる。
(3)貫通孔の内壁と所定の間隔をあけて配設される棒状の磁石と、最大の外径が貫通孔の両端の開口部の内径より小さめに形成され磁石の一端部又は両端部に固着され貫通孔の内側に嵌挿されるガイド部材と、を備えているので、貫通孔内に磁石を配置する場合に、磁石に固着されたガイド部材を貫通孔の一方の開口部から挿入し反対側を手で押し込むことにより、磁石を貫通孔の内壁に磁着させることなくガイド部材をスライドさせて、貫通孔と所定の間隔をあけて磁石を挿入させることができ組立作業性に優れる。
(4)貫通孔から磁石を取り出す場合は、専用の特殊工具がなくても、貫通孔の一方の開口部から棒材を挿入して押し込むことにより、ガイド部材が固着された磁石をスライドさせて貫通孔から簡単に押し出すことができる。磁石を押し出した後は、磁石を1本ずつ拭って磁石に付着した錆や汚れを除去することができメンテナンス性に優れる。
(5)磁石の一端側を貫通孔の一方の開口部から挿入し、磁石の他端側に固着されたガイド部材を手で押し込むことで貫通孔内に磁石を配置させることができるが、ガイド部材が磁石に向かって縮径した傾斜部を備えているので、ガイド部材を開口部に押し込むときに傾斜部が貫通孔の開口部の縁に摺接して案内するため、ガイド部材を開口部にスムーズに嵌挿させて磁石を貫通孔の内側に配置させることができる。
ここで、貫通孔としては、水等の流体が流れる両端が開口した流路であれば、特に制限なく用いることができる。例えば、既設や新設の配管の流路、筐体に貫通させた流路等を挙げることができる。
貫通孔の材質としては、流体に腐食され難いインコネル,ステンレス鋼,鋳鋼等の金属製、合成樹脂製、無機材料等で形成されたものを用いることができる。鉄,低炭素鋼等の金属の内面をニッケル等でメッキ処理したものも用いることができる。
流体の流路方向と直交方向の貫通孔の断面形状としては、円形状や多角形状等の種々のものを用いることができる。
磁石としては、断面が略円形状や多角形状等の棒状に形成されたものが用いられる。磁石は、外径が貫通孔の内径より少し小さめに形成されたものが用いられる。貫通孔内に配置した磁石の側面と貫通孔の内壁との間に所定の間隔をあけ、この隙間を流体が流れる流体流路とするためである。
磁石の断面形状としては、円形状や多角形状等の種々のものを用いることができる。
ガイド部材としては、最大の外径が貫通孔の両端の開口部の内径よりわずかに小さめに形成されたものが用いられる。貫通孔の両端の開口部の内側に嵌挿させ、ガイド部材間に固着された磁石を貫通孔内に配置するためである。
ガイド部材の断面形状は特に限定する必要はなく、例えば、円形状、多角形状、星型状、放射状等に形成されたものを用いることができる。
ガイド部材の材質としては、流体に腐食され難いインコネル,ステンレス鋼,鋳鋼等の金属製、合成樹脂製、無機材料等で形成されたものを用いることができる。鉄,低炭素鋼等の金属の内面をニッケル等でメッキ処理したものも用いることができる。
ガイド部材と磁石の端部との固着手段としては、ガイド部材に形成された貫通孔にボルト等を挿通して磁石の端部に形成された螺子孔部と螺着する手段、ガイド部材に突設された雄螺子を磁石の端部に形成された螺子孔部と螺着する手段、ガイド部材を磁石の端部に嵌合させる手段等を用いることができる。
連通部としては、ガイド部材を貫通する孔部、ガイド部材の外縁と貫通孔の内壁との隙間等を挙げることができる。いずれも、磁石の側面と貫通孔の内壁との隙間(流体流路)と連通させることができるからである。
流体流路の断面積や隙間の大きさ、連通部の断面積や形状等は、貫通孔に導入される流体の流速等を考慮して適宜設計することができる。
ここで、傾斜部としては、面状や線条等に形成されたものが用いられる。傾斜部の縁端が磁石の端部側の側面と当接しているもの、磁石の端部の縁と当接しているもの、磁石の端面と当接しているものを用いることができる。いずれも、貫通孔の開口部の縁に傾斜部が摺接して案内するので、ガイド部材をスムーズに貫通孔に挿入させることができる。
本発明の請求項に記載の発明は、請求項に記載の活性水用磁場形成具であって、前記ガイド部材が非磁性の材料で形成された構成を有している。
この構成により、請求項で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
(1)ガイド部材が非磁性の材料で形成されているので、ガイド部材を螺着等の機械的手段によって着脱自在にすることができ、メンテナンス時にはガイド部材も磁石から取り外して磁石に付着した錆や汚れを除去することができメンテナンス性に優れる。
(2)磁石に固着されたガイド部材が磁化されないため、貫通孔が磁性材料で形成されていた場合でも、磁石が固着されたガイド部材を貫通孔の開口部にスムーズに挿入させることができる。
ここで、ガイド部材の非磁性の材料としては、アルミニウム合金,銅合金,チタン合金,インコネル,ステンレス鋼,高マンガン鋼,合成樹脂,無機材料等が用いられる。
本発明の請求項に記載の流体処理装置は、一乃至複数の貫通孔が形成された筐体と、前記筐体の前記貫通孔に内挿された請求項1又は2に記載の活性水用磁場形成具と、を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用が得られる。
(1)貫通孔が形成された筐体と、貫通孔に内挿された活性水用磁場形成具と、を備えているので、水等の流体が貫通孔内に形成された流体流路に導入され、貫通孔毎に1本ずつ配置された磁石の磁力により流体を確実に活性化させることができ安定性に優れる。
(2)磁石の磁極の向きに関係なく、貫通孔毎に1本ずつ配置された磁石の磁力により流体が活性化されるので、磁石の向きを確認しながら組み立てる必要がなく組立作業性に優れ、また磁石の向きを間違えたことに起因する不良品の発生は一切無いため、高い製品得率で生産できる。
(3)貫通孔内に導入された流体は、磁石の磁極の向きに関係なく、貫通孔毎に1本ずつ配置された磁石の磁力により活性化されるので、格子点上や細密状に複数の貫通孔を形成した場合でも、隣り合う貫通孔内に配置された磁石の極性とは無関係に活性化させることができる。このため、貫通孔の数を増加させるだけで許容流量を増やすことができ、大口径の配管等を流れる流体も圧損なく活性化させることができる。
(4)筐体に形成された貫通孔からの流体処理装置の挿脱が容易なため、組立作業性に優れるとともにメンテナンス性にも優れる。
ここで、筐体としては、流体に腐食され難いインコネル,ステンレス鋼,鋳鋼等の金属製、合成樹脂製、無機材料等で形成されたものを用いることができる。ブロック状等の筐体を穿孔して貫通孔を形成することができる。貫通孔を有する管体を筐体として利用することもできる。また、管体を複数本束ねて筐体とすることもできる。
筐体に貫通孔を複数形成する場合は、隣り合う貫通孔と適当な間隔をあけて貫通孔同士を略平行に形成するのが好ましい。筐体の体積に対する貫通孔の割合を増やし、流体の流量を確保するためである。
なお、
筐体は、水道水,工業水等の流体が流れる配管内に配置して流体を活性化処理することができる。一過水だけでなく、クーリングタワー等の循環水が流れる配管内に配置して、循環水を活性化することもできる。
本発明の請求項に記載の発明は、請求項に記載の流体処理装置であって、前記筐体が、磁性材料で形成された構成を有している。
この構成により、請求項で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
(1)筐体が磁性材料で形成されているので、筐体に形成された貫通孔の内壁が磁化され磁石の磁束密度を飛躍的に増加させ高磁場を形成することができ、流体の活性処理効率を高めることができる。
ここで、筐体の磁性材料は、鉄,低炭素鋼,ケイ素鋼,パーマロイ,センダスト,KS鋼,MK鋼,Fe−Co合金,Cu−Ni−Fe合金,Fe−Cr−Co合金等が用いられる。貫通孔の内表面をメッキ処理したものも用いることができる。筐体を磁性材料で形成した場合、ガイド部材は、非磁性の材料で形成されたものを用いる。磁石に固着されたガイド部材は磁化されないため、磁石が固着されたガイド部材を貫通孔の開口部にスムーズに挿入させることができるからである。
本発明の請求項に記載の発明は、請求項3又は4に記載の流体処理装置であって、配管の途中に配設され前記筐体が着脱自在に収装される処理室を備えた構成を有している。
この構成により、請求項3又は4で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
(1)配管の途中に配設される処理室に筐体が着脱自在に収装されているので、メンテナンス時には、処理室から筐体を処理室の外に取り出し、処理室から取り出した筐体から活性水用磁場形成具を簡単に取り出すことができる。これにより、磁石に付着した錆や汚れの洗浄や拭き取りも簡単に行うことができメンテナンス性に優れる。
ここで、処理室としては、チタン合金,インコネル,ステンレス鋼,高マンガン鋼,合成樹脂,無機材料、鉄等の金属の表面にメッキ膜を形成したもの等のように、軽量で腐食し難い材料で形成されたものが用いられる。
以上のように、本発明の活性水用磁場形成具及びそれを用いた流体処理装置によれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項1に記載の発明によれば、
(1)水等の流体が連通部から貫通孔の内壁と磁石の側面との間に形成される流体流路に導入され、貫通孔毎に1本ずつ配置された磁石の磁力により流体流路に均一な高磁場が形成されるので、流体を確実に活性化させることができ安定性に優れた活性水用磁場形成具を提供できる。
(2)磁石の磁極の向きに関係なく、貫通孔毎に1本ずつ配置された磁石の磁力により流体が活性化されるので、磁石の向きを確認しながら組み立てる必要がなく組立作業性に優れ、また磁石の向きを間違えたことに起因する不良品の発生は一切無いため、高い製品得率で生産できる活性水用磁場形成具を提供できる。
(3)貫通孔内に磁石を配置する場合に、磁石に固着されたガイド部材を貫通孔の一方の開口部から挿入し反対側を手で押し込むことにより、磁石を貫通孔の内壁に磁着させることなくガイド部材をスライドさせて、貫通孔と所定の間隔をあけて磁石を挿入させることができ組立作業性に優れた活性水用磁場形成具を提供できる。
(4)貫通孔から磁石を取り出す場合は、専用の特殊工具がなくても、貫通孔の一方の開口部から棒材を挿入して押し込むことにより、ガイド部材が固着された磁石をスライドさせて貫通孔から簡単に押し出すことができ、磁石を押し出した後は、磁石を1本ずつ拭って磁石に付着した錆や汚れを除去することができメンテナンス性に優れた活性水用磁場形成具を提供できる。
(5)ガイド部材を貫通孔内に押し込んで磁石を配置させる場合、ガイド部材が磁石に向かって縮径した傾斜部を備えているので、ガイド部材を開口部に押し込むときに傾斜部が貫通孔の開口部の縁に摺接して案内するため、ガイド部材を開口部にスムーズに嵌挿させて磁石を貫通孔の内側に配置させることができる作業性に優れた活性水用磁場形成具を提供できる。
請求項に記載の発明によれば、請求項の効果に加え、
(1)ガイド部材が非磁性の材料で形成されているので、ガイド部材を螺着等の機械的手段によって着脱自在にすることができ、メンテナンス時にはガイド部材も磁石から取り外して磁石に付着した錆や汚れを除去することができメンテナンス性に優れた活性水用磁場形成具を提供できる。
(2)磁石に固着されたガイド部材が磁化されないため、貫通孔が磁性材料で形成されていた場合でも、磁石が固着されたガイド部材を貫通孔の開口部にスムーズに挿入させることができる活性水用磁場形成具を提供できる。
請求項に記載の発明によれば、
(1)貫通孔が形成された筐体と、貫通孔に内挿された活性水用磁場形成具と、を備えているので、水等の流体が貫通孔内に形成された流体流路に導入され、貫通孔毎に1本ずつ配置された磁石の磁力により流体を確実に活性化させることができ安定性に優れた流体処理装置を提供できる。
(2)磁石の磁極の向きに関係なく、貫通孔毎に1本ずつ配置された磁石の磁力により流体が活性化されるので、磁石の向きを確認しながら組み立てる必要がなく組立作業性に優れ、また磁石の向きを間違えたことに起因する不良品の発生は一切無いため、高い製品得率で生産できる流体処理装置を提供できる。
(3)貫通孔内に導入された流体は、磁石の磁極の向きに関係なく、貫通孔毎に1本ずつ配置された磁石の磁力により活性化されるので、格子点上や細密状に複数の貫通孔を形成した場合でも、隣り合う貫通孔内に配置された磁石の極性とは無関係に活性化させることができる。このため、貫通孔の数を増加させるだけで許容流量を増やすことができ、大口径の配管等を流れる流体も活性化させることができる自在性に優れた流体処理装置を提供できる。
(4)筐体に形成された貫通孔からの流体処理装置の挿脱が容易なため、組立作業性に優れるとともにメンテナンス性にも優れた流体処理装置を提供できる。
請求項に記載の発明によれば、請求項の効果に加え、
(1)筐体が磁性材料で形成されているので、筐体に形成された貫通孔の内壁が磁化され磁石の磁束密度を飛躍的に増加させ高磁場を形成することができ、活性処理効率の高い流体処理装置を提供できる。
請求項に記載の発明によれば、請求項3又は4の効果に加え、
(1)配管の途中に配設される処理室に筐体が着脱自在に収装されているので、メンテナンス時には、処理室から筐体を処理室の外に取り出し、処理室から取り出した筐体から活性水用磁場形成具を簡単に取り出すことができる。これにより、磁石に付着した錆や汚れの洗浄や拭き取りも簡単に行うことができメンテナンス性に優れた流体処理装置を提供できる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1(a)は本発明の実施の形態1における活性水用磁場形成具の分解斜視図であり、(b)は活性水用磁場形成具の斜視図であり、図2は活性水用磁場形成具の要部断面図である。
図1,図2において、1は本発明の実施の形態1における活性水用磁場形成具、2は希土類コバルト磁石等で丸棒状に形成された磁石、3は磁石2の側面、4は磁石2の端面、4aは磁石2の端面4に形成された螺子孔部、5はアルミニウム合金,銅合金,チタン合金,インコネル,ステンレス鋼,高マンガン鋼,合成樹脂,無機材料等の非磁性の材料で形成され磁石2の両端部の端面4の各々に固着されるガイド部材、6は磁石2の外径と同一の外径に形成され磁石2の端面4に当接されるガイド部材の基部、7は基部6に向かって縮径した円環状に形成された傾斜部であり、傾斜部7の一方の縁端は磁石2の側面3の縁と当接される。8はガイド部材5の傾斜部7を貫通して複数形成された連通部、9は基部6の中心を貫通して形成された孔部、9aは孔部9に挿通され磁石2の端面4に形成された螺子孔部4aに螺着されて基部6を磁石2に押止する螺子部材である。
次に、流体処理装置について説明する。
図3は本発明の実施の形態1における流体処理装置の筐体の斜視図であり、図4は筐体に活性水用磁場形成具を収装した状態を示す斜視図であり、図5は流体処理装置の平面図であり、図6は図5のA−A線における断面図であり、図7は図5のB−B線における断面図である。
図3乃至4において、10は鉄,低炭素鋼,ケイ素鋼,パーマロイ,センダスト,KS鋼,MK鋼,Fe−Co合金,Cu−Ni−Fe合金,Fe−Cr−Co合金等の磁性材料で立方体状乃至直方体状に形成された筐体、11は筐体10を貫通して対向する2面に開口した貫通孔であり、本実施の形態においては、格子点上に位置する4つの貫通孔11が適当な間隔をあけて略平行に形成されている。また、貫通孔11の内径は、磁石2の外径より2〜10mm程度大きめに形成されている。また、貫通孔11の長さは、活性水用磁場形成具1と同一の長さに形成されている。12は貫通孔11の開口部、13は筐体10の上面の4隅に形成された螺子孔部である。本実施の形態においては、ガイド部材5の最大外径は傾斜部7の他方の縁端の外径であり、貫通孔11の開口部12の内径よりわずかに小さめに形成されている。これにより、ガイド部材5を貫通孔11の開口部12の内側に嵌挿させることができる。
図5において、21は本発明の実施の形態1における流体処理装置、22はチタン合金,インコネル,ステンレス鋼,高マンガン鋼,合成樹脂,無機材料の軽量で腐食の少ない材料で上面が開口した直方体の有底箱状に形成された流体処理装置21の処理室、23は処理室22の上面に形成され使用時には図示しない蓋部が被着される処理室22の開口部、23aは開口部23の縁部に複数形成され図示しない蓋部が螺子で固定される螺子孔、23bは筐体10の上面に形成された螺子孔部13に螺着したアイボルト等の吊設部材であり、活性水用磁場形成具1を収装した筐体10は、吊設部材23bを利用して懸吊することにより処理室22に着脱自在に収装されている。24は処理室22の流路方向の両端の各々に連通した流体処理装置21の連通管、25は連通管24の端部に配設された流体処理装置21のフランジ、26は水等の流体が流れる配管、27は配管26の端部に配設されてフランジ25と連結された配管26のフランジである。
図6,図7において、28は処理室22の底部、29は処理室22の底部28に載置された筐体10の開口部12が形成された面の上端部と当接する当接部、30は連通管24が接続した処理室22の筐体10と連通管24との間に中空状に形成された分配部であり、分配部30の流路の断面積は連通管24の流路の断面積より広く形成されている。これにより、連通管24を流れる流体を分配部30で減速させて分配し、平均的に各貫通孔11に導入させることができる。31は貫通孔11の内壁と間隔をあけて配設された磁石2の側面3との間に形成された流体流路であり、連通管24を流れてきた流体は分配部30,連通部8を通って流体流路31に導入され、他方の連通部8を通って他方の連通部24に流れていく。
以上のように構成された本発明の実施の形態1における活性水用磁場形成具1を用いた流体処理装置21について、以下その製造方法を説明する。
まず、磁石2の一方の端面4にガイド部材5の基部6を当接させ、螺子部材9aを孔部9に挿通させ螺子孔部4aに螺着させてガイド部材5の基部6を磁石2に押止し、磁石2の端部にガイド部材5を固着する。磁石2の他方の端面4にも、同様にしてガイド部材5を固着して、活性水用磁場形成具1を製造する。
次に、活性水用磁場形成具1の一方のガイド部材5を筐体10に形成された貫通孔11の一方の開口部12から挿入した後、他方のガイド部材5を手で押し込んで、ガイド部材5を貫通孔11内をスライドさせる。ガイド部材5の最大外径が磁石2の外径より大きいので、磁石2は貫通孔11の内壁に磁力で引き寄せられることなく、貫通孔11と所定の間隔を維持したままスムーズに押し込まれていく。他方のガイド部材5が開口部12に達すると、傾斜部7が開口部12の縁に摺接して案内されるため、他方のガイド部材5も開口部12にスムーズに嵌挿される。こうして、磁石2を貫通孔11の内側に貫通孔11と同心状に極めて容易に配置させることができる。同様にして、全ての貫通孔11に活性水用磁場形成具1を嵌挿する。
次に、活性水用磁場形成具1が収装された筐体10を吊設部材23bで懸吊することにより、両端にフランジ25が接続された処理室22内に収装する。図示しない蓋部を処理室22の開口部23に被着して、実施の形態1における流体処理装置21を製造することができる。
なお、メンテナンス等を行う場合には、以上説明したものとは逆の手順によって流体処理装置21を分解することができる。この場合、筐体10の貫通孔11から活性水用磁場形成具1を取り出すときは、合成樹脂製や木製等の棒材をガイド部材5の端面に押し当て貫通孔11内に押し込むことで、極めて容易に活性水用磁場形成具1を取り出すことができる。
以上のように、本発明の実施の形態1における磁石保持部材1及びそれを用いた流体処理装置21は構成されているので、以下のような作用が得られる。
(1)貫通孔11の内壁と間隔をあけて配設される棒状の磁石2と、磁石2の端面4の各々に固着され貫通孔11の両端の開口部12の内側に嵌挿されるガイド部材5と、ガイド部材5に形成された連通部8と、を備えているので、水等の流体が連通部8から貫通孔11の内壁と磁石2の側面3との間に形成される流体流路31に導入され、貫通孔11毎に1本ずつ配置された磁石2の磁力により流体流路31に均一な高磁場が形成されるので、流体を確実に活性化させることができ安定性に優れる。
(2)磁石2の磁極の向きに関係なく、貫通孔11毎に1本ずつ配置された磁石2の磁力により流体が活性化されるので、磁石2の向きを確認しながら組み立てる必要がなく組立作業性に優れ、また磁石2の磁極の配置方向違いに起因する不良品の発生は一切無いため、高い製品得率で生産できる。
(3)貫通孔11内に磁石2を配置する場合に、一方のガイド部材5を貫通孔11の一方の開口部12から挿入し他方のガイド部材5を手で押し込むことにより、貫通孔11の両端の開口部12の内側にガイド部材5を嵌挿させて、ガイド部材5間に貫通孔11と間隔をあけて磁石2を簡単に配置させることができ組立作業性に優れる。
(4)貫通孔11から磁石2を取り出す場合は、専用の特殊工具がなくても、貫通孔11の一方の開口部12から棒材を挿入して押し込むことにより、ガイド部材5が固着された磁石2をスライドさせて貫通孔11から簡単に押し出すことができる。磁石2を押し出した後は、磁石2を1本ずつ拭って付着した錆や汚れを除去することができメンテナンス性に優れる。
(5)ガイド部材5が磁石2に向かって縮径した傾斜部7を備えているので、他方のガイド部材5を開口部12に押し込むときに、傾斜部7が貫通孔11の開口部12の縁に摺接して案内するため、他方のガイド部材5を開口部12にスムーズに嵌挿させて磁石2を貫通孔11の内側に配置させることができる。
(6)ガイド部材5が非磁性の材料で形成されているので、ガイド部材5を螺着等の機械的手段によって着脱自在にすることができ、メンテナンス時にはガイド部材5も磁石2から取り外して磁石2に付着した錆や汚れを除去することができメンテナンス性に優れる。
(7)磁石2に固着されたガイド部材5が磁化されないため、磁性材料で形成された貫通孔11の開口部12にガイド部材5が磁着せず、スムーズに挿入させることができる。
(8)貫通孔11内に導入された流体は、磁石2の磁極の向きに関係なく、貫通孔11毎に1本ずつ配置された磁石2の磁力により活性化されるので、複数の貫通孔11を形成した場合でも、隣り合う貫通孔11内に配置された磁石2の極性とは無関係に活性化させることができ、貫通孔11の数を増加させるだけで許容流量を増やすことができ、大口径の配管等を流れる流体も活性化させることができる。
(9)筐体10が磁性材料で形成されているので、筐体10に形成された貫通孔11の内壁が磁石2により磁化され、磁石2の磁束密度を飛躍的に増加させ高磁場を形成することができ、流体の活性処理効率を高めることができる。
(10)配管26の途中に配設される処理室22に筐体10が着脱自在に収装されているので、メンテナンス時には、処理室22から筐体10を取り出し、処理室22から取り出した筐体10から活性水用磁場形成具1を簡単に取り出すことができる。これにより、磁石2に付着した錆や汚れの洗浄や拭き取りも簡単に行うことができメンテナンス性に優れる。
(11)処理室22内に分配部30が形成されているので、連通管24から処理室22の分配部30に流入した流体が減速し、4つの貫通孔11内に平均的に流体を導入することができるため、流体の磁化による活性化処理を確実に行うことができる。
(12)貫通孔11の内径が磁石2の外径より2〜10mm程度大きめに形成されているので、磁石2の側面3と貫通孔11の内壁との隙間を1〜5mm程度にすることができる。隙間の大きさによって流体流路31の磁束密度や断面積を変えることができるため、磁化処理を行う流体の種類(一過水か循環水か)や流量に応じて、この隙間の大きさを適宜設定することができ汎用性に優れる。
ここで、本実施の形態においては、筐体10に貫通孔11が4つ格子状に設けられた場合について説明したが、貫通孔11の数や配置を限定するものではなく、配管の径や流量等に応じて1乃至複数個の貫通孔を、数や配置を設定して筐体10に自由に形成することができる。
また、貫通孔11の軸心が配管26の軸心と平行に形成された場合について説明したが、これに限定するものではなく、配管26の軸心に対して1〜10°程度傾斜させて筐体10に形成する場合もある。これにより、流体の活性化処理効率を高めることができる。
また、ガイド部材5の傾斜部7の縁端が磁石2の端部の縁(側面3の縁)と当接している場合について説明したが、磁石2の端面4と当接しているもの、磁石2の端部側の側面3と当接しているものを用いる場合もある。これらの場合も同様の作用が得られる。
また、活性水用磁場形成具1の長さと貫通孔11の長さとが略同一に形成された場合について説明したが、活性水用磁場形成具1を貫通孔11の長さよりも短く形成する場合もある。この場合も同様の作用が得られるが、磁石2の長さを短くすると流体の活性化処理効率が低下する場合があるので、磁石2の長さは流体の流量等に応じて適宜設定される。
また、筐体10に貫通孔11が形成され、その貫通孔11に活性水用磁場形成具1を嵌挿した場合について説明したが、既設や新設の配管の流路を貫通孔とすることもできる。
また、一体の筐体10に貫通孔11を形成した場合について説明したが、分割された筐体の断片に貫通孔や溝を形成し、該断片を組み合わせて筐体を組み立て、貫通孔を形成する場合もある。断片を組み合わせて筐体を組み立てることにより、大型の筐体も容易に製造することができるという作用が得られる。
また、流体の流速が速い場合や流体処理装置を傾斜面に配置する場合には、貫通孔11に嵌挿された活性水用磁場形成具1が、流体の勢いや重力によって貫通孔11から抜け出るおそれがある。そのため、貫通孔11の下流側又は下側に位置する開口部12が形成された筐体10の端面に、ガイド部材5の縁端が当接するような板材等のストッパ部材を配設する場合もある。ストッパ部材は着脱可能に配設される。これにより、流体の勢いや重力によって貫通孔11から活性水用磁場形成具1が抜け出るおそれがなく信頼性に優れる。
(実施の形態2)
図8は実施の形態2における活性水用磁場形成具の斜視図であり、図9(a)は実施の形態2における変形例の活性水用磁場形成具のガイド部材の傾斜部側からみた斜視図であり、(b)は基部側からみた斜視図である。なお、実施の形態1で説明したものと同様のものは、同じ符号を付して説明を省略する。
図8において、1aは本発明の実施の形態2における活性水用磁場形成具、2は磁石、3は磁石2の側面、5aはアルミニウム合金,銅合金,チタン合金,インコネル,ステンレス鋼,高マンガン鋼,合成樹脂,無機材料等の非磁性の材料で形成されたガイド部材、6aは筒状に形成され端部が磁石2の端部に当接した基部、7aは基部6aの周囲に放射状に突設され磁石2に向かって縮径した傾斜部であり、傾斜部7aの一方の縁端は磁石2の側面3の縁と当接している。8aは放射状に形成された傾斜部7a間に形成された連通部、9aは基部6aの中心に貫設され磁石2の端面に形成された図示しない螺子孔部に螺着されてガイド部材5aを磁石2に固着する螺子部材である。
図9において、5bは非磁性の材料で形成されたガイド部材、6bは円錐状に形成され端部が磁石2の端部に当接する基部、7bは基部6bの周囲に十字状に突設され基部6bの端部(円錐状の底部)に向かって縮径した傾斜部、8bは傾斜部7a間に形成された連通部、9bは基部6bと一体に基部6bの端部の中心に突設され図示しない磁石2の端面に形成された螺子孔部に螺着されてガイド部材5bを磁石2に固着する螺子部である。
以上のように構成された本発明の実施の形態2における活性水用磁場形成具1a、変形例のガイド部材5bを用いた流体処理装置の製造方法は、実施の形態1で説明したものと同様なので、説明を省略する。
以上のように、本発明の実施の形態2における活性水用磁場形成具、変形例のガイド部材は構成されているので、実施の形態1に記載した作用に加え、以下のような作用が得られる。
(1)傾斜部7a,7bが放射状や十字状に形成されたことにより連通部8a,8bの断面積を大きくできるので、流体の圧損を小さくすることができる。
(2)螺子部9bが基部6bと一体に形成されているので、部品点数を少なくすることができるため製造工数を削減でき生産性に優れる。
(実施の形態3)
図10は本発明の実施の形態3における流体処理装置の要部断面図であり、図11は実施の形態3における流体処理装置の変形例の要部断面図である。なお、実施の形態1で説明したものと同様のものは、同じ符号を付して説明を省略する。
図10において、41は実施の形態3における流体処理装置、42はチタン合金,インコネル,ステンレス鋼,高マンガン鋼,合成樹脂,無機材料の軽量で腐食の少ない材料で上面が開口した直方体の有底箱状に形成され底部に磁石2を4本収装した筐体10が二つ並置された流体処理装置41の処理室、43は並置された筐体10,10の上に載置された磁石2が2本収装された筐体、44は腐食され難い金属等で略直方体状に形成され筐体43と処理室42の内壁との間に載置されたブロック、45は筐体10,筐体43,処理室42の内壁との間に形成された空洞部である。
図11において、41aは実施の形態3における変形例の流体処理装置、10aは貫通孔が縦方向に8個列設され各々の貫通孔に磁石2が収装された縦長の筐体であり、処理室42に8個横方向に列設されている。
以上のように構成された本発明の実施の形態3における流体処理装置41は、まず、実施の形態1で説明した活性水用磁場形成具1を筐体10,43の貫通孔に嵌挿することにより製造する。次いで、処理室42に筐体10,10を並置し、その上に筐体31とブロック44を載置して製造することができる。
この流体処理装置41は、クーリングタワー等の循環水が流れる配管に配設して、循環水を活性化ために用いることができる。処理室42内に空洞部45が形成されているので、流路の有効断面積を大きくすることができ、多量の流体を流すことができる。空洞部45を流れる流体は磁化処理されないが、循環水を対象としているため、処理室42を流体が循環するうちに次第に全ての循環水が磁化処理されることになる。
なお、本実施の形態においては、処理室42内に3個の筐体10,10,43を積み重ねた場合について説明したが、この組み合わせに限定するものではなく、流量や流速等に応じて適宜設計することができる。
また、以上のように構成された実施の形態3における変形例の流体処理装置41aは、縦長の筐体10aが処理室42に8個横方向に列設されているので、メンテナンス等を行う場合、縦長の筐体10aは人力で持ち運びできる程度に軽量化できるとともに、8個の筐体10aのどれでも任意に処理室42から取り出すことができるため、メンテナンス性に優れる。
(実施の形態4)
図12は実施の形態4における流体処理装置の断面図である。なお、実施の形態1で説明したものと同様のものは、同じ符号を付して説明を省略する。
図中、51は実施の形態4における流体処理装置、52は一端が配管26に接続し他端が処理室22と連通した連通管である。連通管52の流路の断面積は、連通管52の一端から他端に向かって漸次広くなるように形成されている。
本実施の形態における流体処理装置は、実施の形態1で説明した流体処理装置(図6参照)のように分配部30は形成されていないが、連通管52の流路の断面積が処理室22に向かって漸次広くなるように形成されているので、配管26から処理室22に向かって連通管52を流れる流体を減速させることができる。
以上のように、本発明の実施の形態4における流体処理装置51は構成されているので、実施の形態1に記載した作用に加え、以下のような作用が得られる。
(1)連通管52の流路の断面積が処理室22に向かって漸次広くなるように形成されているので、配管26から連通管52に流入した流体が減速し、4つの貫通孔11内に平均的に流体を導入することができるため、流体の磁化による活性化処理を確実に行うことができる。
(実施の形態5)
図13は実施の形態5における活性水用磁場形成具を貫通孔に挿入した状態を示す断面図である。なお、実施の形態1で説明したものと同様のものは、同じ符号を付して説明を省略する。
図中、61は実施の形態5における活性水用磁場形成具、62は磁石2の一端面に固着されたガイド部材、63は磁石2の外径と同一の外径に形成され磁石2の端面4に当接されたガイド部材62の基部、64は基部63に向かって縮径した円環状に形成され磁石2の側面3側に延設された傾斜部であり、傾斜部64の一方の縁端は磁石2の側面3の縁と当接している。また、傾斜部64の他方の縁端は貫通孔11の内壁と当接している。65はガイド部材62の傾斜部64を貫通して複数形成された連通部、66は基部63の中心に形成された孔部に挿通され磁石2の端面4に形成された螺子孔部4aに螺着されて基部63を磁石2に押止する螺子部材である。67は磁石2の他端面に固着されたガイド部材、68は傾斜部7の縁端が貫通孔11の開口部12の内径よりも大きく延設されて筐体10の開口部12に当接される抜け防止部である。
以上のように構成された本発明の実施の形態5における活性水用磁場形成具61の製造方法は、実施の形態1で説明したものと同様なので説明を省略する。
活性水用磁場形成具61を貫通孔11に挿入する場合は、まず、ガイド部材62を貫通孔11の開口部12に挿入した後、他方のガイド部材67を手で押し込んで、ガイド部材62を貫通孔11内にスライドさせる。ガイド部材62の最大外径が磁石2の外径より大きいので、磁石2は貫通孔11の内壁に磁力で引き寄せられることなく、貫通孔11と所定の間隔を維持したままスムーズに押し込まれていく。他方のガイド部材67が開口部12に達すると、傾斜部7が開口部12の縁に摺接して案内されるため、他方のガイド部材67も開口部12にスムーズに嵌挿される。抜け防止部68が筐体10に当接するまでガイド部材67を貫通孔11に押し込み、磁石2を貫通孔11の内側に配置させる。
以上のように、本発明の実施の形態5における流体処理装置61は構成されているので、実施の形態1に記載した作用に加え、以下のような作用が得られる。
(1)ガイド部材62が磁石2の側面3側に延設された傾斜部64を有しているので、ガイド部材62をスムーズに貫通孔11に挿入させることができる。
(2)ガイド部材67の傾斜部7の縁端に抜け防止部68が形成されているので、流体がガイド部材67側から流体流路31内に導入されるように配管等に配置することで、流体の勢い等によって貫通孔11から活性水用磁場形成具61が抜け出るおそれがなく信頼性に優れる。
(実施の形態6)
図14(a)は実施の形態6における活性水用磁場形成具を貫通孔に挿入した状態を示す右側面図であり、(b)はC−C線における断面図である。なお、実施の形態1,実施の形態2で説明したものと同様のものは、同じ符号を付して説明を省略する。
図中、71は実施の形態6における活性水用磁場形成具であり、磁石2の一端部に実施の形態2の変形例におけるガイド部材5b(図9参照)が固着されている。72は筐体10の端面にボルト等により固着された非磁性の材料で板状に形成された筐体側ガイド部材、73は筐体10の貫通孔11と同一の内径かつ同一の断面形状で筐体側ガイド部材に形成されたガイド部材貫通孔、74はガイド部材貫通孔73の内側の対称状の複数個所に突条に形成された突設部である。突設部74は筐体10側に向かって漸次高くなるようにテーパー状に形成されており、突設部74の最大高さは、磁石2の側面3と貫通孔11の壁面との隙間の大きさと同一になるように形成されている。また、突設部74の幅は、ガイド部材5bの連通部8bより狭い幅で形成されている。即ち、ガイド部材貫通孔73内に挿入された磁石2は、ガイド部材貫通孔73の内周部と間隔をあけて突設部74の先端で支持される。
以上のように構成された本発明の実施の形態6における活性水用磁場形成具71の製造方法は、実施の形態1で説明したものと同様なので説明を省略する。
活性水用磁場形成具71を貫通孔11に挿入する場合は、まず、筐体側ガイド部材72の突設部74がガイド部材5bの傾斜部7bの間の連通部8bに入るように位置を整え、ガイド部材5bを筐体側ガイド部材72のガイド部材貫通孔73に挿入する。磁石2を手で押し込んで、ガイド部材5bを貫通孔11内にスライドさせる。ガイド部材5bがあるため、磁石2は貫通孔11の内壁に磁力で引き寄せられることなく、貫通孔11と所定の間隔を維持したままスムーズに押し込まれていく。磁石2の側面3は筐体側ガイド部材72の突設部74で支持され、貫通孔11の内壁と間隔をあけて貫通孔11内に配置される。
以上のように、本発明の実施の形態6における流体処理装置61は構成されているので、実施の形態1に記載した作用に加え、以下のような作用が得られる。
(1)ガイド部材貫通孔73が形成された筐体側ガイド部材72が筐体10の端面に固着されており、筐体側ガイド部材72には貫通孔11と同一形状で同一内径のガイド部材貫通孔73が形成され、ガイド部材貫通孔73の内周部には突設部74が形成されているので、ガイド部材5bが一端部に固着された磁石2を、貫通孔11内に同心状に配置させることができる。
なお、本実施の形態においては、突設部74が形成された筐体側ガイド部材72を用いて磁石2を配置する場合について説明したが、筐体側ガイド部材72を用いずに、非磁性の材料で溝が形成されたリング状の間隔保持部材を、磁石2の側面3に嵌める場合もある。間隔保持部材を、磁石2の側面3と貫通孔11の内壁との隙間の大きさに相当する厚さに形成することにより、間隔保持部材に形成された溝の間に流体を流すことができる。この場合も、実施の形態6と同様の作用が得られる。
本発明は、流体を磁界の中に通過させて流体を活性化処理するための活性水用磁場形成具及びそれを用いた流体処理装置に関し、磁場の強さに斑がなく均一に高磁場を形成でき、また磁石の磁極の向きに関係なく流体を活性化させることができ、磁石の向きを確認しながら組み立てる必要がなく組立作業性に優れ、また磁石の方向違いに起因する不良品の発生が一切無く高い製品得率で生産でき、さらに専用の特殊工具がなくても、極めて容易に磁石を取り出すことができ1本ずつの磁石を拭って付着した錆や汚れを除去することができメンテナンス性に優れる活性水用磁場形成具を提供することができ、また、磁石の方向違いに起因する不良品の発生が一切無く高い製品得率で生産でき、また磁石の挿脱が極めて容易で組立作業性やメンテナンス性に優れ、さらに許容流量を簡単に増やすことができ、大口径の配管等を流れる流体も活性化させることができる自在性に優れる流体処理装置を提供することができる。
(a)実施の形態1における活性水用磁場形成具の分解斜視図 (b)活性水用磁場形成具の斜視図 活性水用磁場形成具の要部断面図 実施の形態1における流体処理装置の筐体の斜視図 筐体に活性水用磁場形成具を収装した状態を示す斜視図 流体処理装置の平面図 図5のA−A線における断面図 図5のB−B線における断面図 実施の形態2における活性水用磁場形成具の斜視図 (a)実施の形態2における変形例の活性水用磁場形成具のガイド部材の傾斜部側からみた斜視図 (b)基部側からみた斜視図 実施の形態3における流体処理装置の要部断面図 実施の形態3における変形例の流体処理装置の要部断面図 実施の形態4における流体処理装置の断面図 実施の形態5における活性水用磁場形成具を貫通孔に挿入した状態を示す断面図 (a)実施の形態6における活性水用磁場形成具を貫通孔に挿入した状態を示す右側面図 (b)C−C線における断面図
符号の説明
1,1a 活性水用磁場形成具
2 磁石
3 側面
4 端面
4a 螺子孔部
5,5a,5b ガイド部材
6,6a,6b 基部
7,7a,7b 傾斜部
8,8a,8b 連通部
9 孔部
9a 螺子部材
9b 螺子部
10,10a 筐体
11 貫通孔
12 開口部
13 螺子孔部
21 流体処理装置
22 処理室
23 開口部
23a 螺子孔
23b 吊設部材
24 連通管
25,27 フランジ
26 配管
28 底部
29 当接部
30 分配部
31 流体流路
41,41a 流体処理装置
42 処理室
43 筐体
44 ブロック
45 空洞部
51 流体処理装置
52 連通管
61 活性水用磁場形成具
62 ガイド部材
63 基部
64 傾斜部
65 連通部
66 螺子部材
67 ガイド部材
68 抜け防止部
71 活性水用磁場形成具
72 筐体側ガイド部材
73 ガイド部材貫通孔
74 突設部

Claims (5)

  1. 貫通孔内に流体の流路を形成する活性水用磁場形成具であって、
    前記貫通孔の内壁と所定の間隔をあけて配設され前記内壁と側面との間に流体流路が形成される棒状の磁石と、最大の外径が前記貫通孔の両端の開口部の内径より小さめに形成され前記磁石の一端部又は両端部に固着され前記貫通孔の内側に嵌挿されるガイド部材と、前記ガイド部材に形成され前記流体流路と連通する連通部と、を有し、
    前記ガイド部材が、前記磁石に向かって縮径した傾斜部を備えていることを特徴とする活性水用磁場形成具。
  2. 前記ガイド部材が非磁性の材料で形成されていることを特徴とする請求項に記載の活性水用磁場形成具。
  3. 一乃至複数の貫通孔が形成された筐体と、前記筐体の前記貫通孔に内挿された請求項1又は2に記載の活性水用磁場形成具と、を備えていることを特徴とする流体処理装置。
  4. 前記筐体が、磁性材料で形成されていることを特徴とする請求項に記載の流体処理装置。
  5. 配管の途中に配設され前記筐体が着脱自在に収装される処理室を備えていることを特徴とする請求項3又は4に記載の流体処理装置。
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