JP7065472B2 - 磁気泳動装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の第1の実施形態に係る磁気泳動装置100の断面図であり、図2は図1において外筒1の軸方向に直交するII-II面における断面図であり、図3は同III-III面における断面図である。
外筒1はその軸方向の両端が開口している。図1の外筒1は、内側と外側で材質が異なる二重構造になっており、内側に位置する内側外筒1aと外側に位置する外側外筒1bとを備えている。処理対象流体と銅合金との接液面積を増加して銅イオンの発生量を増加する観点から、内側外筒1aの材質は銅合金とすることが好ましい。ただし、銅合金板4のみで銅イオンの発生量を充分確保できる場合には、内側外筒1aに銅合金を利用しない場合(すなわち外側外筒1bのみの場合)もある。その一方で外筒1の全てを銅合金としても良い。
複数の磁石2は、例えばフェライト磁石であり、それぞれ貫通孔(図示せず)が中央に設けられた丸型の形状をしており、各貫通孔にはシャフト5が挿入される。各磁石2は、外筒1の軸方向において隣接する2つの磁石2同士が同極になるように配置されている。これにより外筒1内には図4に示すような磁力線が分布する。なお、磁石2の配列は図示ものに限られず、隣接する2つの磁石2同士が異極になるように配置しても良い。
複数のスペーサ3は、外筒1の軸方向に沿って配列された複数の磁石2のそれぞれの間に位置している。各スペーサ3の中央にはシャフト5を通すための貫通孔が設けられている。図2に示すように各スペーサ3の径は各磁石2の径よりも小さい。スペーサ3としては、中央部の貫通孔にネジ溝が切られた六角ナットを利用でき、本実施形態では六角ナット(図2等参照)を用いている。スペーサ3を設けることで、複数の磁石2が発生する磁力線の干渉を低減できるとともに、処理対象流体と銅合金板4との接触面積を増大できる。なお、スペーサ3の材料としては、例えば、水に対する防錆・防蝕効果を有するステンレス鋼を利用できる。
複数の銅合金板4は、それぞれ貫通孔(図示せず)が中央に設けられた丸型の形状をしており、各貫通孔にはシャフト5が挿入される。図2に示すように各銅合金板4の径は各磁石2の径よりも大きい。銅合金板4は図1に示すように各磁石2の軸方向における両端(N極側端面とS極側端面の両方)にそれぞれ設置する必要はない。すなわち各磁石2の軸方向における一方側の端部に設置するだけでも良い。各銅合金板4の径は、外筒1の内側面(内側外筒1a)とのスペースで過度の圧力損失が発生しない程度で外筒1内に乱流を発生できる寸法を選択することが好ましい。銅合金板4の材料としては例えば真鍮や青銅を利用できる。なお、スペーサ(六角ナット)3と銅合金板4の間にはワッシャを適宜挿入しても良い。
乱流発生板6は、外筒1内に設置された全ての磁石2に対して、処理対象流体の流通方向における最上流側に位置するように外筒1の内側に配置されている。乱流発生板6は、図3に示すように、その外周に所定の間隔で設けられた複数の切り欠き部(歯部)6aを有している。乱流発生板6としては図3に示すように外歯型の歯付き座金を利用できる。図3の乱流発生板6の切り欠き部6aには捻りが加えられており、当該切り欠き部6aは処理対象流体の流通方向に対して傾斜している。乱流発生板6により乱流を発生させると、処理対象流体が磁束を通過する頻度と、銅合金と接触する機会を増加できる。乱流発生板6の材料としては、例えば、水に対する防錆・防蝕効果を有するステンレス鋼を利用できる。
以上のように構成される磁気泳動装置100では、図1の矢印の方向から処理対象流体(例えば水)が導入される際、乱流発生板6において図3の反時計回りの旋回成分(図3の矢印31参照)が付与されて乱流(旋回流)となって外筒1の内部に導入される。乱流では、ミクロ的にみると各流体微粒子(例えば水分子)が前後左右に自由に流れ得る状態に近づくため、外筒1内の磁力の効果により電荷を帯びた微粒子が銅合金板4と接触する機会が増加する。
図5は本発明の第2の実施形態に係る磁気泳動装置200の概略構成図である。図5の磁気泳動装置200は、第1実施形態に係る磁気泳動装置100を取付型ケーシング11の内部に収納した取付型の磁気泳動装置である。取付型ケーシング11の軸方向における両端には導管取付部12が設けられている。導管取付部12は、水が流通するホースやチューブ等の柔らかい素材でできた導管(配管)が取り付けられる部分であり、当該導管の抜け止めのために取付型ケーシング11の本体に向かって径が拡大する拡径部が導管取付部12には複数設けられている。
図6は本発明の第3の実施形態に係る磁気泳動装置300の概略構成図である。第2の実施形態では流水を浄化したが、花瓶や貯水タンク等の中の滞留水の浄化も可能である。
図7は本発明の第4の実施形態に係る磁気泳動装置(空気清浄機)400の概略構成図である。上記の各実施形態における処理対象流体は主に水(液体)であったが、以下に説明するように空気(気体)でも良い。なお、他の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する。
Claims (6)
- 外筒と、
前記外筒の内側に収納され、前記外筒の軸方向において隣接する2つの磁石同士が同極になるように配置された複数の磁石と、
前記複数の磁石のそれぞれの間に位置し、前記複数の磁石よりも小径の複数のスペーサと、
前記複数の磁石と前記複数のスペーサのうち前記外筒の軸方向において隣接する磁石とスペーサの間に位置し、前記複数の磁石よりも大径の銅合金板を複数備える磁気泳動装置。 - 外筒と、
前記外筒の内側に収納され、前記外筒の軸方向において隣接する2つの磁石同士が同極になるように配置された複数の磁石と、
前記複数の磁石のそれぞれの間に位置し、前記複数の磁石よりも小径の複数のスペーサと、
前記複数の磁石と前記複数のスペーサのうち前記外筒の軸方向において隣接する磁石とスペーサの間に位置し、前記複数の磁石よりも大径の丸型形状の銅合金板を複数備え、
前記複数の銅合金板のうち前記外筒の軸方向において隣接する2枚の銅合金板の間に位置しかつ前記複数の磁石のぞれぞれの周囲に形成される第1環状流路と、
前記複数の銅合金板のうち前記外筒の軸方向において隣接する2枚の銅合金板の間に位置しかつ前記複数のスペーサのそれぞれの周囲に形成され、前記第1環状流路よりも流路径の大きい第2環状流路とを備え、
前記第1環状流路と前記第2環状流路とは前記外筒の軸方向において繰り返し配置される磁気泳動装置。 - 請求項1の磁気泳動装置において、
前記複数の磁石のそれぞれの両端には前記銅合金板がそれぞれ配置されている磁気泳動装置。 - 請求項1の磁気泳動装置において、
前記外筒の内側には前記外筒の軸方向における一方側から他方側に向かって流体が導入され、
前記複数の磁石に対して前記流体の流通方向における上流側に位置するように前記外筒の内側に配置され、外周に複数の切り欠き部が設けられた乱流発生板をさらに備える磁気泳動装置。 - 請求項1の磁気泳動装置において、
前記外筒の少なくとも内側が銅合金によって形成されている磁気泳動装置。 - 請求項1の磁気泳動装置において、
前記外筒の内側には前記外筒の軸方向における一方側から他方側に向かって流体が導入され、
前記複数の磁石に対して前記流体の流通方向における上流側に配置されたフィルタと、
前記フィルタに対して前記流体の流通方向における上流側に配置されたファンとをさらに備える磁気泳動装置。
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