JPH07501011A - 磁気的な流体調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 磁気的な流体調整装置 発明の分野 本発明は、磁気的に流体を処理するための装置に関係している。種々の流体に対 する磁気的な処理の経験的効果はよく知られており、鉱物の沈積の阻害から燃焼 の促進までの範囲にわたる目的に対して、この処理が有用であることが証明さ磁 気的処理が流体における変化を作り出している間に起きる正確な化学的メカニズ ムは完全には理解されていないようだけれども、これらの変化は既知の磁気的調 整装置によって容易に再現できる。これらの装置の幾つかは、磁界を発生させる ために、永久磁石を利用しており、他の装置では、電磁石を利用している。

導管は磁石により発生した磁力線を横切りながら流体を運ぶ。この装置は、磁界 に流体をさらし、流体の磁気双極子に影響を与えるだけでな（、流体と磁界との 相対運動をも提供する。この相対運動は、流体に電場を誘起する。

最近、磁気的調整装置の効率を上げ、磁気的に処理された流体のより広い利用価 値を見いだすように種々の努力がなされている。例えば、５ｔｉｃｋｉｅｒ等の 米国特許　４．６５９，４７９に開示されているように、電磁的な水処理装置は 湯垢の形成と藻の成育を阻害し、水から味や臭いを消し、腐食を防止することが できる。螺旋状の経路に沿って水を回転運動させることにより効率は改善された 。この経路はより多くの点で９０°に近い角度で磁力線を横切っている。この螺 旋の経路は、バッフル（邪魔板）によって形成されている。このバッフルは、さ らに、磁界にさらされる総時間を減少させることなく水流の速度を増加させる効 率をあげるために螺旋の回転運動を利用する他の磁気的調整装置がＳ　ｉｍ。

ｎｉの米国特許　４．７７２，３８７に開示されている。しかしながら、流体を 回転運動させるためのバッフルを利用する代わりに、Ｓｉｍｏｎｉの調整装置の 両端は、横方向の開口部を有している。この開口部は比較的小さいピッチの螺旋 の流路を誘導するためのものである。流率の変化は、二つあるいはそれ以上の調 節装置を選択的に直列に接続することによって提供される。

共同発明者のひとりに付与された米国特許　４，５６８，９０１には、導管の中 で磁場のエネルギーを集中させる永久磁石の配置が開示されている。永久磁石は ポリプロピレンのケーシングの内部に閉じこめられている。このケーシングは導 管を取り囲んでいる。磁石の同じ磁極が導管に面している。この永久磁石は、導 管を流れる流体を高い磁場エネルギにさらすために、導管内で集中する磁場境界 を作り出す。この永久磁石の配置は燃料の燃焼の促進に特に適している。

本発明は、磁気的調整装置の効率を著しく改善する磁石の新規な配置の発見を基 礎にしている。この配置は、この装置により処理される流体をより均一な磁場エ ネルギーにさらすと信じられている。

中心軸を有するとともに、この中心軸に沿って延びる長さを有する導管内を、処 理される流体は運ばれる。磁石は、同じ磁極が中心軸の方に向いた状態で、中心 軸の周りに装着される。それぞれの磁石の反対の磁極は、半径方向に延びる線上 に配置される。この線は、導管の長手方向に沿って、中心軸の周りに、角度的に 変化する。

導管の長手方向に沿った異なる位置での中心軸と垂直をなすそれぞれの横断面に おいて、反対の磁極を通る上記半径方向に延びる線は、２つあるいはそれ以上の 数の組になる。各横断面において、上記半径方向に延びる線は、中心軸の周りに 等しい角度離されている。しかしながら、それぞれの横断面において等角度離れ た磁極は、導管の長手方向に沿ってそれぞれ互いに角度的に割り出される。

互いに離れた磁石のグループは、各横断面の中で反対の磁極を形成するように用 いることができる。あるいは、長く延ばされた磁石を、横断面を貫通して延びる 螺旋型に捩ることができる。長く延ばされた磁石の反対の磁極は、半径方向に延 びる線上に位置している。この線は導管の長手方向に沿って、中心軸の周りに角 度的に変化する。より好ましくは、各横断面における半径方向に延びる線は、中 心軸の周りに１２０度の間隔で離され、他の横断面における半径方向に延びる線 に対して、等量で割り出されている。

さらに、本発明は、自動車の排気ガス制御システムへの磁気的調整技術の新規な 応用を含んでいる。内燃エンジンのいわゆる「プロウバイガス」をエンジンのイ ンテークマニホールドへ戻す前に処理するために、磁気的調整装置は、ＰＣＭ弁 と合着フィルタ（ｃｏａ］ｅｓｃｉｎｇ　ｆｉｌｔｅｒ）とともに用いられる。

エンジンの内でのより完全なガス燃焼とエンジンからの有害な排気の減少を提供 するために、この処理は、ガスから不純物を分離し、燃料を特別に配置した磁場 へさらすことを含む。

合着フィルターはハウジング内に装着されている。このハウジングはＰＣＭ弁を 磁気的調整装置に連結する。この合着フィルターによりガスから分離されるオイ ルはハウシングの底に溜まる。このオイルはＰＣ■バルブを通過してクランクケ ースに流れる。調節ネジは、流量制限オリフィスの大きさを調節する。このオリ フィスは、ガス流率（ｆｌｏｗ　ｒａｔｅ）を制御し、排気ガス制御システムを 異なる大きさのエンジンに適用するために、ＰＣＶバルブとともに用いられる図 １は、導管の周りに螺旋型に配置した３組の磁石を示す本発明の新しい磁気的調 整装置の断面図である。

図２は、−組の磁石を横切る面での横断面図である。

図３は、磁場の境界（ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｆｉｅｌｄ　ｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ） が導管内に集中させられていることを示す図２の横断面の模式図である。

図４は、３組の模式的な斜視図であり、この図では、半径方向に延びる線が、中 心軸の周りの個々の磁石の相対的位置を示している。

図５は、個々の磁石と半径方向に延びる線を、中心軸に沿って端から見た図であ る。

図６は、本発明の磁気的調整装置の他の実施例の部分的に省略した斜視図であり 、この実施例では、導管の周りに連続した螺旋型の３つの長い磁石を有している 。

図７は、上記能の実施例の磁気的調整装置の横断面図である。

図８は、磁気的調整装置を新しい排気ガス（ｅｍｉ　ｓ　ｓ　ｉ　ｏｎ）制御シ ステムの一部として示す部分的に省略された図である。

発明の詳細な説明 図１〜図５に示されるような本発明のひとつの実施例は、導管１０を含んでいる 。この導管１０の中央部は、導管１０の周りに螺旋のパターンで配置された３組 の永久磁石１２．１４．１６に囲まれている。通常のフィッティング１８．２０ が、導管１０の両端部に形成される。これらフィッティング１８．２０は、磁力 処理により効果を付与され得る燃料や他の流体を運ぶラインに導管１０を組み込 むための連結部を提供する。もちろん、流体の流路に沿って導管を同様に連結す る他の既知のフィッティングも利用することができる。

導管１０は、磁場に対して透過性の銅あるいは他の非磁性の材料により作ること ができる。中心軸２４は導管内の中心に位置し、導管の長手方向に沿って延びて いる。３組の磁石１２．１４．１６は、ケーシング２２内に閉じ込められている 。ケーシング２２は、ポリプロピレンあるいは同様の成形可能な絶縁性の材料に より作ることができる。磁石の各組は、３つの棒磁石を含んでいる。例えば組１ ２は、図２に示されるように、磁石２６．２８．３０を含んでいる。

磁石２６．２８．３０は、同じ磁極の面３２．３４．３６が導管１０に隣接して おり、反対の磁極の面３８．４０，４２が導管１０に離れて位置している。北極 と南極のそれぞれは、ｒＮＪ　ｒｓＪとして示され、半径方向に延びる線４４． ４６．４８上に位置している。この線４４．４６．４８は、導管の中心軸から横 断面５０上を延びている。磁石２６．２８．３０は、中心軸２４の周りに１２０ ０の等しい間隔で配置されている。

図３は、横断面５０での磁石２６．２８．３０のそれぞれの磁場境界５２．５４ ．５６を示す線図である。磁場境界５２．５４．５６は、磁石の間の空間内で圧 縮され、集中した磁場を導管１０内に提供する。しかしながら、磁場は、導管内 で同じ強度で現れない。磁場の磁力線は、磁場境界５２．５４．５６のそばでよ り高く集中している。

他の２組の磁石１４．１６は、同様な集中した磁場を提供する。しかしながら導 管を通って流れる流体をより均一な量の磁場エネルギにさらすために、磁石の組 １２．１４．１６のすべては、導管１０の長手方向に沿ってお互いに割り出しく インデックス）されている。図４は、導管の長手方向に沿い中心軸２４の周りに 等量づつ割り出された３組の磁石１２．１４．１６を示している。組１２の磁石 については前述したが、組１４も棒磁石５８．６０．６２を含み、組１６も棒磁 石６４．６６．６８を含む。

組１４に属す棒磁石５８．６０．６２の反対の磁極は、横断面７６において径方 向に延びる直線７０．７２．７４上に配置される。組１６に属す磁石６４．６６ ．６８の反対の磁極は、横断面８４において径方向に延びる直線７８．８０．８ ２上に配置される。組１２に属す磁石の磁極と同様に、組１４と組１６の磁石の 磁極は、同じ磁極（例えばＳ極）が中心軸２４に向くように配置されている。

組１２と同様に、組１４と組１６の磁石の半径方向に延びる線は、横断面７６． ８４において、中心軸２４の周りに１２０°づつ角度が離れている。しかしなが ら、横断面５０．７６．８４のそれぞれの半径方向に延びる線は、中心軸２４の 周りに互いに対して割り出されている。図５に示すように、半径方向に延びる９ 本の線は、３つの横断面５０．７６．８４に等しく分配されており、中心軸２４ の周りの空間を４０°づつの増分で角度的に分割している。

なお、図１〜図５に示されている本発明の磁気的調整装置は、３組の磁石が中心 軸の周りにお互いに対して４０°で割り出されているが、４つ以上の組の棒磁石 を３０°以下の増加分で空間を角度的に分割してもよい。さらに、導管は、所定 の位置に磁石を装着するため平面を有するように形成することもできる。

流体をより均一な磁場エネルギにさらすための他の選択可能な配置は図６と図７ に示される。長い棒磁石９０．９２．９４は、導管の周りに螺旋の形をして共に 捩れている。特に、各棒磁石９０．９２．９４は、その長手方向に沿って導管９ ６の中心軸９８の回りにおよそ１２０°に捩れている。ケーシング１００は、前 述したケーシング２２と同様に、導管９６に対して位置決めした状態で三つの長 く延びた磁石９０．９２．９４を閉じ込めている。

長い磁石９０．９２．９４は、中心軸９８の回りで捩れているけれども、図７に 示すような横断面でみた場合、前述の実施例の棒磁石と同様に見える。例えば、 長い磁石９０．９２．９４は、同じ磁極面１０２．１０４．１０６が導管に隣接 し、反対の磁極の面１０８．１１０．１１２が導管から離れている。ｒＮＪ、「 Ｓ」とそれぞれ示される磁石の北極と南極は、導管の中心軸９８から半径方向に 延びる線１１４．１１６．１１８上に位置する。

しかしながら、前述した実施例とは反対に、Ｎ極が導管９６に面し、Ｓ極が導管 から離れる方を向いてもよい。各磁極が導管に面するか離れるかの選択は、本発 明の磁気的調整装置で処理されるべき流体の種類に依存する。例えば、燃焼を促 進するため、あるいは植物の生育促進するために、Ｓ極が導管に面するように配 置されている。これに対して氷状の流体から沈殿物の形成を阻止するためには、 Ｎ極が導管に面するように配置される。

半径方向に延びる線１１４．１１６．１１８は、１２０°の間隔を空けて中心軸 ９８の回りに角度的に離れている。１２０°の間隔で離された導管の半径方向に 延びる線は、導管９６の長手方向に沿って各横断面において決定される。しかし ながら、導管を通過する流体をより均一な量の磁気エネルギにさらすために、半 径方向に延びる線は、長い磁石の９０，９２．９４の全長に沿っておよそ１２０ °にわたり、中心軸９８の回りに徐々に連続的に割り出される。

上記２つの実施例の導管１０．９６は、邪魔板（バッフル）８６．１２０あるい は、導管内の流体の螺旋回転運動を促進するための同様の手段を付けてもよい。

流体の螺旋回転運動は、流体をより多くの磁力線を横切るように方向付けし、よ り９０°に近付（ような角度で磁力線を横切らせることによって、磁気的調整装 置の効率を向上させために利用される。

図８は本発明の磁気的調整装置の新規な応用を示している。それは、内燃エンジ ンのいわゆるブローバイガスを、エンジンのインテークマニホールドへ戻る前に 処理するための排気ガス制御システムの部品としての応用である。例えば、磁気 的調整装置１２２は、合着フィルタ１２４とＰＣ■弁１２６　（ａ　ｐｏｓ　ｉ 　ｔｉｖｅ　ｃｒａｎｋｃａｓｅ　ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ　ｖａｌｖｅ）を有 する処理装置の部品として組み込まれる。

合着フィルタ１２４は、ハウシング１３０の空洞１２８内に装着されている。

ハウシング１３０は、さらに、本体１３２と取り外し可能なキャップ１３４を有 している。ＰＣＶ弁１２６は、本体１３２の底部１３６に接続している。磁気的 調整装置１２２は、取り外し可能なキャップ１３４の延出部分１３８に接続して いる。

ハウシング１３０の本体１３２と取り外し可能なキャップ１３４は、アルミニュ ウム鋳物で作られていることが好ましい。しかしながら、これらのハウシングの 部品をつくるために、射出成形樹脂を含む他の素材を使ってもよい。合着フィル タ１２４は、環状の形状を備え、フィルタ媒体１４０を有している。このフィル タ媒体１４０は、圧縮ポンプによって排出される空気から圧縮ポンプを潤滑する オイルを分離するために空気圧縮機に用いられるフィルタと同様のフィルタであ る。合着フィルタ１２４の底部１４２は閉じられており、これにより、ガス（ｆ ｕｍｅ）１７０をフィルタ媒体１４０を通過することなしにフィルタの内部空間 に入るのを禁じている。多数の足部１４４が、ハウジング空洞１２８へ突出して おり、空洞１２８の底１４６の上方に所定距離で離した状態で、合着フィルタの 底部１４２を支持している。

ＰＣｖ弁１２６は、通常の構造であり、合着フィルタ１２４と磁気的調整装置１ ２２を通過するがス１７０の要求最大流率を提供する大きさである。Ｐｃｖ弁１ ２６の最上部１４８は、本体の底部１３６に装着され、ハウジングの空洞の底部 １３６を貫通して突出している。ＰＣＭ弁の底部１５０は、通常の方法でエンジ ンのクランクケース（図示せず）に接続するように配置されている。

取り外し可能なキャップ１３４は、調節ねじ１５４によって邪魔されるし型通路 １５２を有している。この調節ネジ１５４は、通路１５２内の流量制限用オリフ ィス１５６の大きさを調節する。通路１５２の入口１５８は、合着フィルタ１２ ４の内部空間に連通している。通路１５２の出口１６０は、磁気的調節装置１２ ２に接続している。ガス１７０が、フィルタ媒体１４０を通過しないでキャップ の通路の入口１５８から入らないようにするために、取り外し可能なキャップ１ ３４の底部１６２は、合着フィルタ１２４の最上部１６４に対して密封されてい る。取り外し可能なエンドキャップ１３４は、本体１３２にしっかりと固定され ている。固定方法はどのような通常の固定手段を利用してもよい。固定手段の中 には、螺合、クランプ、ラッチ、ねじ、スナツプフィツト固定具が含まれる。

さらに、本体１３２と取り外し可能なエンドキャップ１３４を封止して、ハウジ ング１３０からガス１７０が逃げないようにするために、通常のシール、あるい はガスケットを用いるのが好ましい。

磁気的調整装ｆｆ１１２２は、図１〜５の実施例、図６、図７の実施例のいずれ か一方に適合するように形成することができる。しかしながら、炭化水素燃料の 燃焼を促進するために、本発明の共同発明者の一人に付与された米国特許４，５ ６８．９０１に開示している磁気的調整装置を含む他の磁気的調整装置も利用で きる。したがって、この米国特許は全体を参照することによって、本発明の開示 内容に取り込まれる。磁気的調整装置１２２を通過する導管１６６の一端は、Ｌ 型通路の出口１６０に接続しており、導管１６６の他端は、導管をエンジンのイ ンテークシステムへ連結するための通常のフィッティング１６８を含む。

エンジンの中の燃焼室の封止リングを通って漏れる、未燃焼の燃料からのガス１ ７０は、エンジンの駆動によって生じるインテークシステムのバキューム作用に より、エンジンのクランクケースからのＰＣｖ弁１２６を通って引き出される。

ガス１７０がＰＣＭ弁を通過する比率は、ＰＣＭ弁ばかりでなく調節ねじ１５４ によっても調整される。異なる大きさのエンジンの排気ガス制御システムに適合 させるために、この調節ねじ１５４は、流量制限オリフィス１５６の大きさを調 整する。

エンジンからガス１７０で運ばれるオイルや他の不純物は、合着フィルタのフィ ルタ媒体１４０に捕えられ、エンジンのインテークシステムに入るのを阻止され る。しかしながら、ガス１７０の未燃焼のガソリン部分は、合着フィルタ１２４ を通過し、ガス１７０がエンジンのインテークシステムに入る前に、ガス１７０ の燃焼特性を促進する磁気的調整装置１２２によって磁気的に処理される。

ガス１７０から不純物を分離する工程と、磁気的に処理する工程の２つの工程は 、エンジン内でのより完全な燃焼と、エンジンからの有害な排気ガスの減少とを 目的としている。

エンジンが駆動していない時や、バキューム圧が低い時には、合着フィルタ１２ ４によって分離されたオイルは、ハウシング空洞の底部１４６に集められる。

ＰＣＭ弁の最上端１４８を越えたオイルはこの弁を通ってエンジンのクランクケ ースへ流れる。このようにして、ハウジング空洞１２８に蓄積するのを許容する オイルノ量は、ＰＣＭ弁の最上部端によって制限される。そして、過剰なオイル はクランクケースに戻される。合着フィルタ１２４がオイルの中に浸からないた めに、足部１４４は、ＰＣＭ弁の最上部１４８より上方で合着フィルタの底部１ ４２を支えている。

合着フィルタ１２４は、結局、不純物で詰まってしまい、取り換える必要が発生 するだろうが、クランクケースへ分離したオイルを戻す工夫により、フィルタの 耐用期間が延びることが期待されている。しかしながら、もし取り換えが必要に なれば、合着フィルタには、ハウジング本体１３２からキャップ１３４を取り外 すことにより容易に接近できる。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成６年５月１２日

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. １．磁気的に流体を処理する装置であって、中心軸とこの中心軸に沿って延びる 長さを有する流体を運ぶ導管と、上記中心軸の周りに装着された複数の磁石とを 備え、上記磁石の反対の磁極同士が上記中心軸から半径方向に延びる線上に配置 され、上記磁石の同じ磁極が上記中心軸を向き、導管を流れる流体をより均一な 量の磁場エネルギにさらすために、上記反対磁極同士が配置される半径方向に延 びる線が、上記導管の長手方向に沿って上記中心軸の回りを角度を変えながら配 置される装置。
2. ２．導管の長手方向に沿ったそれぞれの点で上記中心軸に対して直交する横断面 上において、上記反対磁極は、中心軸の回りに等角度量づつ離れている請求項１ の装置。
3. ３．上記横断面上で上記等角度離れた磁極は、上記導管の長手方向に沿ってお互 いに対して角度的に割り出されている請求項２の装置。
4. ４．上記横断面の間において等しく離れた磁極の上記角度的な割り出しはおよそ 螺旋形である請求項３の装置。
5. ５．上記導管は、等しく離れた磁極の割り出しによって近似された螺旋形とは反 対の角度方向に流体の螺旋の回転運動を引き起こす手段を有する請求項４の装置
6. ６．上記等角度量づつ離れた磁極は、上記中心軸の回りを１２０°の間隔で離れ ている請求項２の装置。
7. ７．上記磁石は上記導管の長手方向に沿って複数の組になって配置されており、 上記第１の組の等角度離れた磁極は、上記第２の組の等しく上記等角度離れた磁 極に対して角度的に割り出されている請求項３の装置。
8. ８．上記第３の組の等しく離れた磁極は、上記等角度的に割り出された第１と第 ２の組の磁極に対して角度的に割り出されている請求項７の装置。
9. ９．第１、第２、第３の組の等しく離れた磁極は導管の長手方向に延びる螺旋の 部分を横切る請求項８の装置。
10. １０．上記導管は、導管に沿って延びる螺旋と反対の角度方向に流体の螺旋の回 転運動を引き起こす手段を含む請求項９の装置。
11. １１．各組の上記磁石は、中心軸の周りに１２０°の間隔で装着される請求項７ の装置。
12. １２．磁場を通過する通路によって影響される流体を処理するための調整装置に おいて、 非磁性材料により作られるとともに、長さと、この長手方向に延びる内側と外側 の表面を有する導管と、 反対の磁極を有しており、上記磁極の一つは、共通して上記導管の外表面に向い ており、上記磁極の他方は共通して上記導管の上記外表面から離れている方向を 向いている複数の永久磁石と、を備え、上記永久磁石の第１の組は、上記導管の 長手方向に沿う第１の位置で、上記導管の外表面の周りに配置され、 上記永久磁石の第２の組は、上記導管の長手方向に沿う第２の位置で、上記導管 の外表面の周りに配置され、 永久磁石の上記第１と第２の組は、導管の長手方向に沿って上記第１、第２の位 置で上記導管の中にそれぞれ不均一な磁場を形成し、より均一な量の磁場エネル ギに上記導管の中を流れる流体をさらすために、永久磁石の上記第１と第２の組 は相対的に導管の周りに割り出される装置。
13. １３．さらに、永久磁石の第３の組が上記導管内に不均一な磁場を形成し、永久 磁石の第１組と第２組に対して割り出される請求項１２の調整装置。
14. １４．上記各組は３つの永久磁石を含んでいる請求項１３の調整装置。
15. １５．上記導管は、流体をより高い磁場エネルギにさらすように、上記導管内で 流体の螺旋の回転運動を引き起こすための手段を有する請求項１４の調整装置。
16. １６．導管の上記外表面に向かっている上記永久磁石の各々に共通の磁極がＳ極 である請求項１２の調整装置。
17. １７．導管の上記外表面に向かっている上記永久磁石の各々に共通の磁極がＮ極 である請求項１２の調整装置。
18. １８．エンジンのクランクケースからのガスを、燃焼のためにエンジンのインテ ークマニホールドに戻る前に処理する排気ガス制御システムにおいて、ハウジン グと、 上記ガスからオイルを分離するために上記ハウジング内に支持されているフィル タと、 上記ハウジングに接続されているポジティブクランクケース通風弁と、エンジン 内でガスの燃焼を促進するためにガス処理する磁気的調整装置とを備え、 上記磁気的調整装置は、中心軸と、この中心軸に沿って延びる長さを有する導管 と、上記中心軸の周りに装着した複数の磁石を含み、上記磁石は、反対の磁極同 士が中心軸から半径方向に延びる線上に配置されるとともに、同じ極が中心軸を 向いており、上記反対の磁極同士が配置された上記半径方向に延びる線は、磁場 エネルギのより均一な量に流体をさらすために、導管の上記長手方向沿って中心 軸の周りに角度的に変化している排気ガス制御システム。
19. １９．ハウジングの本体は、ガスから分離されたオイルを集めてクランクケース へ戻すように構成されている請求項１８の排気ガス制御システム。
20. ２０．上記ポジティブクランクケース通風弁は、集められたオイルをクランクケ ースへ戻すように構成されている請求項１９の排気ガス制御システム。
21. ２１．上記取り外しできるキャップに通路が形成されており、この通路が上記ハ ウジングの内部空間を上記磁気調整装置に接続する請求項１８の排気ガス制御シ ステム。
22. ２２．上記通路は、クランクケースとインテークマニホールドとの間のガスの流 率を調整するための流量制限オリフィスを有している請求項２１の排気ガス制御 システム。
23. ２３．調整ネジが、上記流量制限オリフィスの大きさ制御するために用いられる 請求項２２の排気ガス制御システム。