JP6544197B2 - 磁気式流体処理装置及びこれを備える冷却水循環システム - Google Patents

Description

本発明は、磁気式流体処理装置及びこれを備える冷却水循環システムに関し、更に詳しくは、ケース内の流体通路を流れる流体を磁気で処理する磁気式流体処理装置及びこれを備える冷却水循環システムに関する。

従来の磁気式水処理装置として、例えば、図８に示すように、２個の磁石１００が配管１０１を挟むような構造が一般的に知られている。この処理装置では、配管１０１の外側に配置された磁石１００間を水が流れることによって磁力線と接触させて磁化を行う構造となっている。磁力線は、Ｎ極から出てＳ極に流れるのが基本で、この磁力線と水とが接触することによって水が磁化される。また、多くの磁力線と接することでその度合いが大きくなる。磁力線の流れは、例えば、図９に示すように、磁石１００から離れるにつれて広がり拡散する。磁界の強さ（磁束密度）は、磁力線の密度であり、磁力線の間隔が広がることによって磁化の効果が小さくなる。このことは、磁石と吸着させる金属との距離感覚で引き寄せる力が変化することで理解できる。しかし、現状の処理装置では、以下に示す課題を抱えている。

磁石１００が１個の場合、当然であるが配管１０１全体に磁力線が分布しない。また、磁石１００が２個の場合、対面が異極となるように磁石１００を配置することで、磁力線の拡散を抑制する（磁力線をＮ極からＳ極に導く）ことができる。しかし、磁石１００の両端の磁力線は、最も近傍の磁石１００の裏面の異極に流れてしまい、配管径（磁石１００間の距離Ｐ）によって磁束密度の距離減衰が発生し、距離Ｐが大きいと磁石１００が１個の状態と同じとなってしまう。即ち、この構造は、適用する配管径に限界があり、小径の配管１０１にしか適用できない構造である。また、円管形状を流下断面積を確保した細長い矩形断面に形状変化させることによって磁石１００間の距離を大きくしない方法が採用されている（図１０参照）が、圧力容器には適用し難い。また、磁石１００が４個の場合、配管１０１の中央に磁力線が分布しない。さらに、上述の構造は、全て単体磁石１００を並べたものであるから、磁石１００の厚さと材質で磁束密度が決められる。上記磁気式水処理装置の取扱い性（磁力による安全性）から、磁石１００の厚さｔは、構造上２０ｍｍ程度までが限界で希土類ネオジウム磁石における磁石表面の最大磁束密度は、０．６テスラ（６，０００ガウス）程度が限界となっている。

そこで、上記問題を解決する磁気式水処理装置として、例えば、図１１に示すように、管状のケース１０３と、ケース１０３内の中心側に配設される棒状磁石１０４と、を備え、ケース１０３の内周側と棒状磁石１０４の外周側との間に水通路Ｓが形成されているものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、ケース１０３の内周側に磁性体である筒状の鉄板ケース１０５を設けるとともに、鉄板ケース１０５の内周側に非磁性体である筒状の磁力線反射板１０６を設けることが開示されている。また、ケース１０３の両端側の縮径部１０３ａに配管に接続可能なフランジ継手１０７を設けることが開示されている。

特開２００５−２３８０５８号公報

しかし、上記特許文献１に開示された技術では、ケース１０３の内周側に鉄板ケース１０５を設けているので、鉄板ケース１０５が磁化することでケース１０３全体に磁力線が分布し易くなり、磁力線が広がり磁束密度が低くなる。Ｎ極とＳ極の中間は、磁束密度が零になり磁束密度の分布形状は吊橋の主ケーブルが主塔間にたわんでいる形状となる。主塔の位置がＮ極又はＳ極になり、棒状磁石１０４の磁極（ＮＳ極）と鉄板ケース１０５（管状水路部）の磁力線が広がってしまい、磁束密度は低下する構造となっている。その結果、ケース１０３内を流れる水に高い磁束密度を作用させることが困難となる。また、上記特許文献１に開示された技術では、鉄板ケース１０５の外周側に磁力線反射板１０６を設けるようにしているが、非磁性体の磁力線反射板１０６により磁力線が反射されることは理論上ありえず、透過又は遮蔽されるのみである。さらに、上記特許文献１に開示された技術では、ケース１０３の両端側の縮径部１０３ａに配管に接続可能なフランジ継手１０７を設けているので、棒状磁石１０４に水に含まれる鉄分スラッジ等が付着した際に、ケース１０３から棒状磁石１０４を取り出して清掃することができない。

なお、工場設備等で用いられる冷却塔循環水やチラー循環水では、冷却水の水質低下に起因して、金型冷却孔、冷却配管、熱交換器等でのスケールの付着・堆積・流路閉塞／腐食・錆・水漏れ／スライム・藻の発生等が生じている。その結果、成形品の品質不安定化（例えば、金型を一定の温度に維持できない。冷却不足でのシルバー不良が発生し易い。）、電力及びエネルギーの浪費（例えば、熱交換器の熱交換率の低下による消費電力の増加。ＣＯ２排出量の増加。熱交換器の高圧異常トラブルの増加。）、設備管理コストの増加（例えば、設備にかかる電気料金の増加。薬品洗浄費用の増加。清掃メンテナンス費用の増加。）などの様々な問題が発生してしまう。そこで、水質改善された冷却水を循環させることができる冷却水循環システムの出現が望まれている。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、ケース内の流体通路を流れる流体に対して高い磁束密度を作用させることができる磁気式流体処理装置及びこれを備える冷却水循環システムを提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、管状のケースと、前記ケース内に配設される棒状磁石と、を備え、前記ケースの内周側と前記棒状磁石の外周側との間に流体通路が形成されている磁気式流体処理装置であって、前記棒状磁石は、前記ケースの軸方向に沿って並設される複数の磁石ピースと、隣接する前記磁石ピースの間に介装される複数の極板と、を備え、前記ケースの外周側には、複数の前記極板のそれぞれと対向する各位置に磁性リング又はリング状磁石が設けられており、前記ケースの軸方向の一端側には、前記棒状磁石を出し入れ可能な開口部が設けられており、前記ケースには、その外部から該ケース内に配置された前記棒状磁石を透視可能な透明部が設けられていることを要旨とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ケースの前記開口部側の側面には、前記ケースの軸方向と交差する方向に延びる流体通路部が設けられているとともに、前記開口部には、該開口部を閉鎖する閉鎖部材が設けられていることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記閉鎖部材には、前記棒状磁石と連結する連結部材が設けられていることを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記閉鎖部材には、前記ケースの軸方向の前記ケースと反対側に向かって突出する棒状の把持部が設けられていることを要旨とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発明において、複数の前記磁性リング又は前記リング状磁石のそれぞれには、連結軸が貫通されており、前記連結軸には、前記磁性リング又は前記リング状磁石のそれぞれを位置決めする位置決め部が設けられており、複数の前記磁性リング又は前記リング状磁石のそれぞれが一体に組み付けられた組付体を構成しており、前記ケースの外周側に前記組付体が取り付けられていることを要旨とする。
上記問題を解決するために、請求項６に記載の発明は、循環経路内で冷却水を循環させる冷却水循環システムであって、前記循環経路内を循環する冷却水を磁気で処理する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の磁気式流体処理装置を備えることを要旨とする。

本発明の磁気式流体処理装置によると、棒状磁石は、ケースの軸方向に沿って並設される複数の磁石ピースと、隣接する磁石ピースの間に介装される複数の極板と、を備え、ケースの外周側には、複数の極板のそれぞれと対向する各位置に磁性リング又はリング状磁石が設けられている。これにより、棒状磁石の磁力線が磁性リング又はリング状磁石に導かれて集中し拡散が抑制される。よって、ケース内の流体通路を流れる流体に対して高い磁束密度を作用させることができる。
また、前記ケースの軸方向の一端側に、前記棒状磁石を出し入れ可能な開口部が設けられているので、棒状磁石に流体に含まれる鉄分スラッジ等が付着した際に、ケースの開口部から棒状磁石を取り出して清掃することができる。
また、前記ケースの前記開口部側の側面に、前記ケースの軸方向と交差する方向に延びる流体通路部が設けられているとともに、前記開口部に、該開口部を閉鎖する閉鎖部材が設けられている場合は、閉鎖部材による開口部の閉鎖を解除することで、流体通路を切り離すことなく棒状磁石を取り出すことができる。
また、前記閉鎖部材に、前記棒状磁石と連結する連結部材が設けられている場合は、閉鎖部材を持って取り外すことにより棒状磁石を取り出すことができる。
また、前記閉鎖部材に、前記ケースの軸方向の前記ケースと反対側に向かって突出する棒状の把持部が設けられている場合は、把持部を持って容易に棒状磁石を取り出すことができ、さらに把持部を持ったまま棒状磁石を容易に清掃できる。
さらに、隣接する前記磁性リング又は前記リング状磁石が互いに連結されている場合は、磁性リング又はリング状磁石の取付作業や位置合わせを容易に行うことができる。
本発明の冷却水循環システムによると、循環経路内を循環する冷却水を磁気で処理する上述の磁気式流体処理装置を備える。これにより、磁気式水処理装置により冷却水を効果的に水質改善して、防錆及び防スケールに優れるとともに洗浄機能を有する冷却水とすることができる。そして、水質改善された冷却水を循環させることで、循環経路の汚れ及び詰まりを防止できるとともに、冷却水の水質維持を図ることができる。

本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
実施例に係る磁気式水処理装置の縦断面図である。 上記磁気式水処理装置の分解状態を示す縦断面図である。 図１の要部拡大図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 実施例に係る磁性リング組付体の斜視図である。 実施例に係る冷却水循環システムの概略図である。 上記磁気式水処理装置の磁性リングの有無による磁力線の説明図であり、（ａ）は磁性リングを備える場合の磁力線の流れ状態を示し、（ｂ）は磁性リングを備えない場合の磁力線の流れ状態を示す。 従来の磁気式水処理装置の説明図であり、（ａ）は縦断面図を示し、（ｂ）（ｃ）は横断面図を示す。 従来の磁気式水処理装置の説明図であり、（ａ）は磁石１個の場合を示し、（ｂ）は磁石２個の場合を示し、（ｃ）（ｄ）は磁石４個の場合を示す。 従来の磁気式水処理装置の説明図である。 従来の磁気式水処理装置の説明図である。

ここで示される事項は例示的なものおよび本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。

＜磁気式流体処理装置＞
本実施形態に係る磁気式流体処理装置は、管状のケース（２）と、ケース内に配設される棒状磁石（３）と、を備え、ケースの内周側と棒状磁石の外周側との間に流体通路（Ｓ）が形成されている磁気式流体処理装置（１）である（例えば、図１及び図２等参照）。そして、棒状磁石（３）は、ケース（２）の軸方向に沿って並設される複数の磁石ピース（２３）と、隣接する磁石ピースの間に介装される複数の極板（２４ａ〜２４ｄ）と、を備える。さらに、ケース（２）の外周側には、複数の極板（２４ａ〜２４ｄ）のそれぞれと対向する各位置に磁性リング（２７）又はリング状磁石が設けられている（例えば、図３及び図４等参照）。

上述の形態の場合、例えば、上記棒状磁石（３）は、最外端側に配置される磁石ピース（２３）の外端面に設けられる極板（２４ｅ、２４ｆ）を備え、ケース（２）の外周側には、複数の極板（２４ａ〜２４ｆ）のそれぞれと対向する各位置に磁性リング（２７）又はリング状磁石が設けられていることができる（例えば、図３及び図４等参照）。これにより、冷却水に対して更に高い磁束密度を作用させることができる。

本実施形態に係る磁気式流体処理装置としては、例えば、上記ケース（２）の軸方向の一端側には、棒状磁石（３）を出し入れ可能な開口部（１１）が設けられている形態（例えば、図１及び図２等参照）を挙げることができる。

上述の形態の場合、例えば、上記ケース（２）の開口部（１１）側の側面には、ケースの軸方向と交差する方向に延びる流体通路部（１６）が設けられているとともに、開口部（１１）には、開口部を閉鎖する閉鎖部材（１２）が設けられていることができる（例えば、図１及び図２等参照）。この場合、例えば、上記ケース（２）の一端側には、ストレート管部（７ａ）及びストレート管部の途中から分岐する分岐管部（７ｂ）が設けられており、ストレート管部（７ａ）の外端側に開口部（１１）が設けられており、分岐管部（７ｂ）が流体通路部（１６）を構成していることができる。

上述の形態の場合、例えば、上記閉鎖部材（１２）には、棒状磁石（３）と連結する連結部材（１３）が設けられていることができる（例えば、図１及び図２等参照）。

上述の形態の場合、例えば、上記閉鎖部材（１２）には、ケース（２）の軸方向のケースと反対側に向かって突出する棒状の把持部（１４）が設けられていることができる（例えば、図１及び図２等参照）。

本実施形態に係る磁気式流体処理装置としては、例えば、隣接する上記磁性リング（２７）又はリング状磁石は互いに連結されている形態（例えば、図５等参照）を挙げることができる。この場合、例えば、複数の磁性リング（２７）又はリング状磁石のそれぞれには、連結軸（２８）が貫通されており、連結軸には、各磁性リング又は各リング状磁石を位置決めする位置決め部（２９）が設けられていることができる。

本実施形態に係る磁気式流体処理装置としては、例えば、上記ケース（２）には、ケースの外部から棒状磁石（３）を透視可能な透明部（９）が設けられている形態（例えば、図３等参照）を挙げることができる。これにより、棒状磁石への鉄分スラッジ等の付着状態を目視で確認できる。さらに、磁性リング又はリング状磁石と棒状磁石の極板との位置合わせを容易に行うことができる。

＜冷却水循環システム＞
本実施形態に係る冷却水循環システムは、循環経路（３３）内で冷却水を循環させる冷却水循環システム（３１）であって、循環経路内を循環する冷却水を磁気で処理する上記実施形態に係る磁気式流体処理装置（１）を備える（例えば、図１及び図６等参照）。

上述の形態の場合、例えば、無機物からなる水処理剤を冷却水に付与する水処理剤付与器（４０）、冷却水に含まれる不純物を除去する不純物分離器（４１）、冷却水をトルマリンで処理するトルマリン処理器（４２）、及び冷却水中にマイクロバブルを発生させるマイクロバルブ発生器（４３）のうちの１種又は２種以上の組み合わせを備えることができる。これにより、冷却水をより効果的に水質改善できる。

上述の形態の場合、例えば、上記循環経路（３３）は、冷却塔（３４）とチラー（３５）とを連絡する第１循環経路（３３ａ）、及びチラー（３５）と冷却対象部（３６）とを連絡する第２循環経路（３３ｂ）のうちの少なくとも一方の循環経路を備えることができる（例えば、図６等参照）。これにより、第１循環経路及び／又は第２循環経路の汚れ及び詰まりを防止できる。なお、上記冷却対象部としては、例えば、射出成形装置、プレス加工装置、溶接装置、加熱装置、トリム装置等が挙げられる。

なお、上記水質改善された冷却水、即ち活性水とは、物理・化学的な処理を行い洗浄機能を付与した水を意味する。この活性水の役割としては、例えば、（１）水のクラスター（Ｈ２０集合体）を分解し、浸透性のある滑らかな水になる、（２）ＯＨラジカルが生成され、錆コブ・スケール堆積物・有機物等の分解・洗浄を行う、（３）酸化還元電位がマイナス帯電しマイナスイオン水（弱アルカリ）になる等が挙げられる。また、活性水を生成する事項としては、例えば、（１）高濃度マイクロバルブ（効果；水冷却に対して１．８倍の冷却効率）、（２）トルマリン電気石（効果；水分子を細分化し、配管洗浄を促進させる）、（３）磁化還元水（防錆、防スケールに優れる）等が挙げられる。

なお、上記実施形態で記載した各構成の括弧内の符号は、後述する実施例に記載の具体的構成との対応関係を示すものである。

以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。なお、本実施例では、本発明に係る「流体」として、冷却水循環システムで用いられる冷却水を例示する。

（１）磁気式水処理装置の構成
本実施例に係る磁気式水処理装置１は、図１及び図２に示すように、管状のケース２と、ケース２内に配設される丸棒状の棒状磁石３と、ケース２の外周側に配設される磁性リング組付体４と、を備えている。このケース２の内周側と棒状磁石３の外周側との間には円筒状の水通路Ｓが形成されている（図３参照）。

上記ケース２は、円管状のストレート管６と、ストレート管６の端部のそれぞれに連結される一対のＴ字管７、８と、を備えている。ストレート管６は、透明材料（半透明材料も含む。）から形成されている。そして、ストレート管６の棒状磁石３を覆う部分は、ケース２の外部から棒状磁石３を透視可能な透明部９を構成している。また、各Ｔ字管７、８は、ストレート管部７ａ、８ａと、ストレート管部７ａ、８ａの途中から分岐する分岐管部７ｂ、８ｂと、を備えている。これら各分岐管部７ｂ、８ｂには、後述する冷却水循環システム３１の循環経路３３を構成する配管３８ａ（３９ａ）が接続可能とされている（図６参照）。なお、上記ケース２（具体的に、各管６、７、８）は、非磁性体（例えば、ポリ塩化ビニルなどの樹脂等）から形成されている。

上記ケース２の軸方向の一端側（具体的に、一方のＴ字管７のストレート管部７ａの外端側）には、ケース２に対して棒状磁石３を出し入れ可能な開口部１１が設けられている。この開口部１１には、開口部１１を閉鎖する円柱状の閉鎖栓１２（本発明に係る「閉鎖部材」として例示する。）が設けられている。この閉鎖栓１２は、開口部１１内に嵌挿されることで開口部１１を閉鎖する。また、閉鎖栓１２には、棒状磁石３と連結する棒状の連結部材１３の一端側が螺合等で取り付けられている。また、閉鎖栓１２には、ケース２の軸方向のケース２と反対側（即ち、連結部材１３と反対側）に向かって突出する棒状の把持部１４が設けられている。この把持部１４の表面には、ローレット等の滑り止め部１４ａが形成されている。また、開口部１１には、閉鎖栓１２を固定するためのクランプ具１５が接着等により接合されている。さらに、Ｔ字管７の分岐管部７ｂは、ケース２の開口部１１側の側面に設けられる水通路部１６を構成している。この水通路部１６は、ケース２の軸方向と交差（例えば、直交等）する方向に延びている。

上記他方のＴ字管８のストレート管部８ａの外端側には、キャップ１８で閉塞された短管１９が連結されている。この短管１９の端部内には、保持部２０が挿脱可能に嵌挿されている。この保持部２０には、棒状磁石３と連結する棒状の連結部材２１の一端側が螺合等で取り付けられている。そして、上記閉鎖栓１２及び保持部２０が各管７、１９内に嵌挿されることで、ケース２の中心側に棒状磁石３が位置決め保持されて両者２、３の間に水通路Ｓが形成される。

上記棒状磁石３は、ケース２の軸方向に沿って並設される複数（図中５つ）の磁石ピース２３と、隣接する磁石ピース２３の間に介装される複数（図中４つ）の極板２４ａ〜２４ｄと、ケース２の軸方向の最外端側の磁石ピース２３の各端面に配置される２つの極板２４ｅ、２４ｆと、を備えている。これら各磁石ピース２３は、円柱状の永久磁石（例えば、希土類磁石等）から形成されている。また、磁石ピース２３は、隣接する磁石ピース２３の対向面が同極となるように直列に配設されている（図３参照）。また、最外端側の各極板２４ｅ、２４ｆの外端面には、トップコーン２５が設けられている。これら各トップコーン２５に各連結部材１３、２１の他端側が螺合等で取り付けられている。なお、上記各磁石ピース２３、各極板２４ａ〜２４ｆ及びトップコーン２５は、例えば、接着、ネジ止め等により一体化されていてもよいよいし、非磁性体であるスリーブ内に収容されて一体化されたていてもよい。

上記磁性リング組付体４は、図３〜図５に示すように、複数（図中６つ）の磁性リング２７を一体に組み付けてなされている。これら各磁性リング２７は、鉄製であり、ケース２の外周側（具体的に、ストレート管６の外周側）に挿通可能なリングプレート状に形成されている。また、各磁性リング２７の板厚は、極板２４ａ〜２４ｆの板厚より僅かに大きな値とされている。また、各磁性リング２７には、ネジ軸である連結軸２８を挿通可能な複数（図中３つ）の貫通孔２７ａが形成されている。そして、貫通孔２７ａに挿通された連結軸２８に磁性リング２７の表裏面側からナット２９（位置決め部）を螺合させることで、連結軸２８に対して磁性リング２７が位置決め保持される。よって、複数の磁性リング２７は、軸方向に所定のピッチ間隔で並ぶように一体に組み付けられている。また、隣接する磁性リング２７のピッチ間隔は、隣接する極板２４の軸方向のピッチ間隔と略同じ値とされている。そして、磁性リング組付体４は、複数の極板２４ａ〜２４ｆのそれぞれと対向する各位置に磁性リング２７が配置されるように、ケース２の外周側に取り付けられている。

（２）冷却水循環システムの構成
本実施例に係る冷却水循環システム３１は、図６に示すように、循環経路３３内で冷却水を循環させるものであって、循環経路３３内を循環する冷却水を磁気で処理する上記磁気式水処理装置１を備えている。この循環経路３３は、冷却塔３４とチラー３５の熱交換器３５ａとを連絡する第１循環経路３３ａと、チラー３５と冷却対象部３６（例えば、射出成形装置の金型等）とを連絡する第２循環経路３３ｂと、を備えている。

上記第１循環経路３３ａの送り経路に接続されたバイパス経路３８には、無機物からなる水処理剤を冷却水に付与する水処理剤付与器４０と、冷却水に含まれる不純物を除去する不純物分離器４１と、冷却水をトルマリンで処理するトルマリン処理器４２と、上記磁気式水処理装置１と、が設けられている。また、冷却塔３４には、冷却水中にマイクロバブルを発生させる高濃度マイクロバルブ発生器４３が設けられている。また、第２循環経路３３ｂの送り経路に接続されたバイパス経路３９には、上記磁気式水処理装置１が設けられている。さらに、第２循環経路３３ｂの戻り経路に接続されたバイパス経路４５には、上記水処理剤付与器４０及び不純物分離器４１が設けられている。

なお、上記水処理剤付与器４０では、冷却水中のスケール成分（Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｉ）を凝集・沈殿させて分離する。これに対して、一般的な有機リン系の薬剤処理では、防錆、防スケールの被膜を配管内に形成させるが、金型冷却孔の硬いシリカを含んだ錆、スケールを除去することができない。また、上記不純物分離器４１では、冷却水の電気伝導率を検出するセンサ４６からの検出値に応じて制御部４７が電磁弁４８を開放して不純物の排出を行ったり、制御部４７’のタイマ制御により電磁弁４８’を開放して不純物の排出を行ったりされる。

（３）冷却水循環システムの作用
次に、上記構成の冷却水循環システム３１の作用について説明する。第１循環経路３３ａを循環する冷却水は、磁気式水処理装置１、水処理剤付与器４０、不純物分離器４１、トルマリン処理器４２及び高濃度マイクロバルブ発生器４３の作用により水質改善されて、防錆及び防スケールに優れるとともに洗浄機能を有する冷却水とされる。また、第２循環経路３３ｂを循環する冷却水は、磁気式水処理装置１、水処理剤付与器４０及び不純物分離器４１の作用により水質改善されて、防錆及び防スケールに優れるとともに洗浄機能を有する冷却水とされる。

そして、水質改善された冷却水が第１及び第２循環経路３３ａ、３３ｂを循環することとなる。これにより、冷却水の水質低下に起因する、金型冷却孔、冷却配管、熱交換器等でのスケールの付着・堆積・流路閉塞／腐食・錆・水漏れ／スライム・藻の発生等が抑制される。その結果、成形品の品質安定化（例えば、金型を一定の温度に維持できる。冷却不足でのシルバー不良が発生し難い。）、節電及び省エネ（例えば、熱交換器の熱交換率の向上による消費電力の大幅削減。節電、節水によるＣＯ２排出量の削減。熱交換器の高圧異常トラブルの低減。）、設備管理コストの大幅削減（例えば、設備にかかる電気料金の削減。薬品洗浄費用の削減。清掃メンテナンス費用の削減。）などの様々なメリットが得られる。

また、上記磁気式水処理装置１では、磁性リング２７を備えるので、図７（ａ）に示すように、棒状磁石３の磁力線が磁性リング２７に導かれて集中し拡散が抑制される。よって、ケース２内の水通路Ｓを流れる冷却水に対して高い磁束密度を作用させることができる。これに対して、磁性リング２７を備えない場合、図７（ｂ）に示すように、棒状磁石３の磁力線が拡散してしまい、ケース２内の水通路Ｓを流れる冷却水に対して高い磁束密度を作用させることが困難となる。また、上記磁気式水処理装置１では、棒状磁石３に鉄分スラッジ等が付着した際に、図２に示すように、作業者が把持部１４を持ってケース２の開口部１１から棒状磁石３を取り出することで棒状磁石３を清掃できる。

ここで、本実施例では、水通路Ｓを流れる冷却水の速度が約２〜３ｍ／ｓとなるとともに、水通路Ｓの隙間ｔ（図３参照）が５〜６ｍｍとなるような配管径及び磁石径を選定した。さらに、磁石ピース２３として、残留磁束密度が１４，０００ガウスで、表面磁力が１６，０００ガウスの希土類磁石を使用した。その結果、磁性リング２７の外側での磁束密度の測定値が０．１０〜０．１５ステラを示したのに対して、磁性リング２７の内側での磁束密度の測定値が０．６〜０．８テスラを示した。これは、磁力線が磁性リング２７に導かれて集中し拡散が抑えられており、ケース２内の水通路Ｓを通過する冷却水は、１．６〜０．６テスラで磁化されたものと推察される。なお、上記磁性リング２７の内側の磁束密度は、ケース２を取り除いた状態で測定した値である。

（４）実施例の効果
本実施例の磁気式水処理装置１によると、棒状磁石３は、ケース２の軸方向に沿って並設される複数の磁石ピース２３と、隣接する磁石ピース２３の間に介装される複数の極板２４ａ〜２４ｄと、を備え、ケース２の外周側には、複数の極板２４ａ〜２４ｄのそれぞれと対向する各位置に磁性リング２７が設けられている。これにより、棒状磁石３の磁力線が磁性リング２７に導かれて集中し拡散が抑制される。よって、ケース２内の水通路Ｓを流れる冷却水に対して高い磁束密度を作用させることができる。その結果、冷却水を効果的に水質改善して、防錆及び防スケールに優れるとともに洗浄機能を有する冷却水とすることができる。

また、本実施例では、棒状磁石３は、最外端側に配置される磁石ピース２３の外端面に設けられる極板２４ｅ、２４ｆを備え、ケース２の外周側には、複数の極板２４ａ〜２４ｆのそれぞれと対向する各位置に磁性リング２７が設けられている。これにより、冷却水に対して更に高い磁束密度を作用させることができる。

また、本実施例では、ケース２の軸方向の一端側には、棒状磁石３を出し入れ可能な開口部１１が設けられている。これにより、棒状磁石３に冷却水に含まれる鉄分スラッジ等が付着した際に、ケース２の開口部１１から棒状磁石３を取り出して清掃することができる。

また、本実施例では、ケース２の開口部１１側の側面には、ケース２の軸方向と交差する方向に延びる水通路部１６が設けられているとともに、開口部１１には、開口部１１を閉鎖する閉鎖栓１２が設けられている。これにより、閉鎖部１２による開口部１１の閉鎖を解除することで、水通路（即ち、配管３８ａ、３９ａ）を切り離すことなく棒状磁石３を取り出すことができる。

また、本実施例では、閉鎖栓１２には、棒状磁石３と連結する連結部材１３が設けられている。これにより、閉鎖栓１２を持って取り外すことにより棒状磁石３を取り出すことができる。特に、本実施例では、閉鎖栓１２には、ケース２の軸方向のケース２と反対側に向かって突出する棒状の把持部１４が設けられている。これにより、把持部１４を持って容易に棒状磁石３を取り出すことができ、さらに把持部１４を持ったまま棒状磁石３を容易に清掃できる。

また、本実施例では、隣接する磁性リング２７が互いに連結されている。これにより、磁性リング２７の取付作業や位置合わせを容易に行うことができる。

さらに、本実施例では、ケース２には、ケース２の外部から棒状磁石３を透視可能な透明部９が設けられている。これにより、棒状磁石３への鉄分スラッジ等の付着状態を目視で確認できる。さらに、磁性リング２７と棒状磁石３の極板２４ａ〜２４ｆとの位置合わせを容易に行うことができる。

本実施例の冷却水循環システム３１によると、循環経路３３内を循環する冷却水を磁気で処理する磁気式水処理装置１を備える。これにより、磁気式水処理装置１により冷却水を効果的に水質改善して、防錆及び防スケールに優れるとともに洗浄機能を有する冷却水とすることができる。そして、水質改善された冷却水を循環させることで、循環経路３３の汚れ及び詰まりを防止できるとともに、冷却水の水質維持を図ることができる。

また、本実施例では、冷却水循環システム３１は、無機物からなる水処理剤を冷却水に付与する水処理剤付与器４０、冷却水に含まれる不純物を除去する不純物分離器４１、冷却水をトルマリンで処理するトルマリン処理器４２、及び冷却水中にマイクロバブルを発生させるマイクロバルブ発生器４３のうちの１種又は２種以上の組み合わせを備える。これにより、冷却水をより効果的に水質改善できる。

さらに、本実施例では、循環経路３３は、冷却塔３４とチラー３５とを連絡する第１循環経路３３ａ、及びチラー３５と冷却対象部３６とを連絡する第２循環経路３３ｂを備える。これにより、第１循環経路３３ａ及び第２循環経路３３ｂの汚れ及び詰まりを防止できる。

尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。すなわち、上記実施例では、ケース２の外周側の極板２４ａ〜２４ｆに対向する各位置に磁性リング２７を設けるようにしたが、これに限定されず、例えば、ケース２の外周側の極板２４ａ〜２４ｆに対向する各位置にリング状磁石を設けるようにしてもよい。このリング状磁石であっても、磁性リング２７と略同様にして、棒状磁石３の磁力線が導かれて集中し拡散が抑制される。

また、上記実施例では、複数の管６、７、８を連結してなるケース２を例示したが、これに限定されず、例えば、単一の管からなるケースを採用してもよい。また、上記実施例では、単一の永久磁石からなる磁極ピース２３を例示したが、これに限定されず、例えば、複数のプレート状の永久磁石を連結してなる磁極ピースを採用してもよい。

また、上記実施例では、極板２４ａ〜２４ｆの板厚より大きな板厚を有する磁性リング２７を例示したが、これに限定されず、例えば、極板２４ａ〜２４ｆの板厚と略同じ板厚を有する磁性リングを採用したり、極板２４ａ〜２４ｆの板厚より小さな板厚を有する磁性リングを採用したりしてもよい。

また、本実施例では、配管３８ａ（３９ａ）が連結される水通路部１６と開口部１１を閉鎖する閉鎖栓１２とを備える形態を例示したが、これに限定されず、例えば、水通路部１６及び閉鎖栓１２を備えず、開口部１１に配管３８ａ（３９ａ）を連結するようにしてもよい。

また、上記実施例では、閉鎖部材として、ケース２の開口部１１内に嵌挿される閉鎖栓１２を例示したが、これに限定されず、例えば、ケース２の開口部１１を覆うように開口部１１に取り付けられるキャップを採用してもよい。

さらに、上記実施例では、循環経路３３ａ、３３ｂの送り経路に配設される磁気式水処理装置１を例示したが、これに限定されず、例えば、図６中に仮想線で示すように、循環経路３３ａ、３３ｂの戻し経路に配設される磁気式水処理装置としてもよい。

さらに、上記実施例では、冷却水を磁気で処理する磁気式水処理装置１を例示したが、これに限定されず、例えば、冷却水以外の液体や空気等の気体を磁気で処理する磁気式流体処理装置としてもよい。

前述の例は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態の例を挙げて説明したが、本発明の記述および図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲または精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料および実施例を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。

本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形または変更が可能である。

本発明は、工業、医療、農業、環境、食品分野等で用いられる流体を磁気で処理する技術として広く利用される。特に、工場設備等で用いられる冷却水を磁気で処理する技術として好適に利用される。

１；磁気式水処理装置、２；ケース、３；棒状磁石、１１；開口部、１２；閉鎖栓、１３；連結部材、１４；把持部、１６；水通路部、２３；磁石ピース、２４ａ〜２４ｆ；極板、２７；磁性リング、３１；冷却水循環システム、３３；循環経路、Ｓ；水通路。

Claims (6)

1. 管状のケースと、前記ケース内に配設される棒状磁石と、を備え、前記ケースの内周側と前記棒状磁石の外周側との間に流体通路が形成されている磁気式流体処理装置であって、
   前記棒状磁石は、前記ケースの軸方向に沿って並設される複数の磁石ピースと、隣接する前記磁石ピースの間に介装される複数の極板と、を備え、
   前記ケースの外周側には、複数の前記極板のそれぞれと対向する各位置に磁性リング又はリング状磁石が設けられており、
   前記ケースの軸方向の一端側には、前記棒状磁石を出し入れ可能な開口部が設けられており、
   前記ケースには、その外部から該ケース内に配置された前記棒状磁石を透視可能な透明部が設けられていることを特徴とする磁気式流体処理装置。
2. 前記ケースの前記開口部側の側面には、前記ケースの軸方向と交差する方向に延びる流体通路部が設けられているとともに、前記開口部には、該開口部を閉鎖する閉鎖部材が設けられている請求項１記載の磁気式流体処理装置。
3. 前記閉鎖部材には、前記棒状磁石と連結する連結部材が設けられている請求項２記載の磁気式流体処理装置。
4. 前記閉鎖部材には、前記ケースの軸方向の前記ケースと反対側に向かって突出する棒状の把持部が設けられている請求項３記載の磁気式流体処理装置。
5. 複数の前記磁性リング又は前記リング状磁石のそれぞれには、連結軸が貫通されており、
   前記連結軸には、前記磁性リング又は前記リング状磁石のそれぞれを位置決めする位置決め部が設けられており、
   複数の前記磁性リング又は前記リング状磁石のそれぞれが一体に組み付けられた組付体を構成しており、
   前記ケースの外周側に前記組付体が取り付けられている請求項１乃至４のいずれか一項に記載の磁気式流体処理装置。
6. 循環経路内で冷却水を循環させる冷却水循環システムであって、
   前記循環経路内を循環する冷却水を磁気で処理する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の磁気式流体処理装置を備えることを特徴とする冷却水循環システム。

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