JPS62132587A - 磁気利用水処理装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は磁気利用水処理装置に関する。

水の分子は一つの分子で正、負の極を持つ分子、すなわ
ち双極子であり、そのために水分子同志がいわゆる水素
結合を生じており、このことが水の種々の性状の大きな
要因となっている。また、電荷をもつ他の物質の分子に
対し、いわゆる水和の状態を作ることも水分子の機能に
よるもので、これも水の性状の大きな特長となっている
。最近の科学進歩は、新たな水関連産業を生み出すとと
もに、使用する水についても種々の仕様、例えば表面張
力が低く浸透性が高いもの、スケール生成成分を含まな
いもの等の要求となって現れている。

現在のところ、このような要求に応える水処理法として
は薬剤による処理方法が主流となっている。

（従来の技術） 最近、水の性状を決定づける双極子の特性を利用し、磁
気が双極子に作用操作して、水分子の水素結合または水
和の状態を変化させ、水の表面張力の低下、スケール生
成成分の析出除去等を行なう水処理装置が開発されてい
る。従来のこの種の磁気処理装置としては、例えば中心
軸の部分に鉄のような高導磁率材料をおき、その回りに
永久磁石のリングを積み重ねたものを非磁性円筒の中に
収納し、この中に非処理水を通すようにしたものが知ら
れている。この装置では、磁線は水の流れ方向に直角に
形成され、この部分で主に水の整合が行なわれるものと
思われる。

上述のように、水分子の双極子に対する操作は、流水の
方向の直角方向から強い磁界を与え、水流内に電界を発
生させることにより、該電界中の水分子は双極子である
がゆえに該電界の影響をうけ、双極子はその極性を電界
を打ち消す方向に並びかえる現象を生ずることによって
行なわれる。すなわち、他の物質の分子との結合のない
水分子は、通常、各分子の極性が相互に正負吸引しあう
水素結合による分子群を形成しているが、電界による極
性の並びかえ現象は、水分子の極性を同じ方向に整合す
ることになるが、その結果、隣接する水分子間では同極
同志の反撥作用を生じ、水素結合は解消されて水分子が
活性化し、表面張力の低下、ぬれ性、？＋Ｕ性の向上な
どの水性状の改善が行なわれることになる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の磁気処理装置は、理論的には可能
であっても、実際に磁気分離による効率の優れた水処理
装置を得ることは困難であった。

本発明の目的は、上記従来技術に鑑み、被処理水を高効
率で磁気処理することができるコンパクトで実用的な磁
気利用水処理装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 磁界の方向と直角に交わって運動する導電体に電圧が誘
起する現象はファラデーの電磁誘専則として知られてい
るが、本発明は、水が不純物を含み、導電度がある程度
以上、例えば１００マイクロ・モー／Ｃｍ　（＃　　Ｍ
ＨＯ／ａｍ）以上の場合には高抵抗ながら導電体として
の機能をもち、急速に磁界の方向と直角に交わって運動
すると、磁界および流体のいずれの方向とも直角の関係
を持つ方向に電界を形成すること、および該電界は極性
を持って水分子に作用し、水分子の極性を電界を打ち消
す方向に並びかえるよう水分子に対して応力を発生する
ことに着目してなされたものである。

すなわち、本発明は、被処理流体が通る導管と、該導管
の外周に複数個設けられた鉄心および該鉄心に巻回され
た励磁コイルと、前記鉄心と前記導管を接続するととも
に、その端部が導管内に突出し、前記流体が通る狭い間
隙を形成するように設けられた継鉄心と、前記励磁コイ
ルの起動手段とを有することを特徴とするものである。

（発明の実施例） 以下、本発明を図面に示す実施例により詳しく説明する
。

第１図は、本発明の一実施例を示す水処理装置の断面図
（第２図の１−１線断面図）、第２図は、その■−■線
に沿った矢視方向の断面図である。

この装置は、被処理流体５が通る導管４と、該導管４の
外周に複数個設けられた鉄心ｌおよび該鉄心に巻回され
た励磁コイル１０と、前記鉄心１と前記導管４を接続す
るとともに、その端部２Ａが導管４内に突出し、前記流
体５が通る狭い間隙２０を形成する継鉄心２と、前記励
磁コイル１０の起動手段とからなる。なお、３はフラン
ジ、６は放熱管、７は扇状充填材、８は外被板、９は断
熱材、１１．１２は止めボルト、１３は目出線ブッシン
グである。

上述の１が成において、電磁コイルｌＯに通電し、対向
する鉄心１および２が強い磁界を与えることにより、前
記継鉄心２の端部２Ａの間の狭い間隙の流路２０に水流
５と直角方向に強い磁束が形成され、水流の方向と磁束
の方向のベクトルが合成されたベクトルを有する電界が
発生する。水流５はこのように流水方向の直角方向から
強い磁界を受け、電界を発生し、該電界中の水分子は電
界方向に極性の整合する現象を生じる。すなわち、水素
結合による分子群を形成している水分子は、電界による
極性の整合によって同極同志の反撥作用を生じ、水素結
合は解消されて水分子が活性化し、表面張力の低下、ぬ
れ性、浸透性の向上などが行なわれる。一方、他の物質
の分子と水との結合、すなわち水和の状態にある水分子
も電界による年へ性の整合が行なわれて、一部の水分子
は物質分子とのイオン結合が引く離されて水和状態が崩
される。この水和状態を解かれた物質分子は、それぞれ
正と負の電界を帯びているため、物質分子同志のイオン
結合を生じ、がん泥として析出することになるが、これ
は後述するように導管の出口に沈綴装置等を設けること
によって分離することができる。

上記深作において、水分子等の極性の整合を行なう応力
を生じる電界の強さは水流５の流速、導電度および磁界
の強さに比例する。この発明においては、導管内に継鉄
心の端部２Ａを突出させ、流路を狭めたことにより、空
隙による磁気抵抗を抑制して磁界を強めるとともに、こ
の部分での水流の流速を早め、強力な電界を形成するこ
とができ、また水の使用量の調整による水速の変動、水
質の変化による導電度の変更に対しては磁界の強さ、す
なわち励磁の調整を行なうことにより、安定した処理を
行なうことができる。

継鉄心端部２八間の流路、すなわち空隙２０のば、導管
４の径によって異なるが、例えば導管径（内径）が１６
ｍｍ程度の小径管の場合に２．５　ｖｎａ　。

１８０　ａｍ程度の中径管の場合に２５ｍｍ程度（内径
の約５〜６％以下）とすることにより、この部分の流速
を継鉄心の突出部分２Ａを設けない場合の導管内流速の
５倍とすることができる。空隙を狭めることば流速を増
し、電界を強めるが、水流の圧力損失が高まるので、給
水ポンプの所要動力の経済性の問題と兼ね合わせて検討
される。

なお、この空隙部分の磁界の強さは成る可く高い値、例
えばｓ、ｏｏｏエルステッド（Ｏｅ）程度を実現できる
ように励磁コイル１０、鉄心１および継鉄心２を構成す
ることが好ましい。鉄心の材質は透磁率が高く、最高飽
和磁束密度が高く、また低ヒステリシス特性のものを選
択することが好ましく、例えば（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｏ合金
）系のものが適当である。励磁コイルの励磁量を強める
ためには巻回数および電流値を多くすればよい。

本発明において、第１図のような装置を水流５に沿って
、複数段設けることによって、高い効率で前記水分子の
極性の整合を行なうことができる。

また水の使用量の調整、排水の水量変化のために水流５
が変動する場合には、磁界の強さすなわち、励磁の強度
の調整によって補償し、安定した処理を行なうことがで
きる。

つぎに第３図は、この発明の水処理装置を組み込んだ排
水処理設備の一実施例を示すものである。

被処理水５はポンプ１７によって給水され、ストレーナ
１８を経てこの発明の水処理装置１９に供給され、ここ
で交流電源２５から変圧器２４および整流装置２３を通
して所定の電圧に調整された直流電流が励磁コイル（第
１図）に供給され、前述のように被処理水の分子に電界
を発生させ、水処理が行なわれる。該水処理装置１９を
出た水は、２６の部分で沈澱好適温度に調整された後、
沈澱槽３０内に排出され、ここで上澄水とかん泥２１に
分離され、上澄水は排水孔２２を通って系外に取り出さ
れる。

水処理装置１９の出口の部分２６で温度調整を行なうこ
とは、スケール生成成分を完全に析出しつくす方法とし
て有効である。すなわちスケール生成成分などの溶解度
は温度の関数となっており、水温をスケール析出に最も
好適な温度に調整することにより、はとんどのスケール
成分を除去することができる。ここで析出したスケール
は活性度の高い水分子の効果および高速流により、管壁
へ固着することなく、沈澱槽３０に流入し、ここで沈澱
除去される。

上述の水処理装置は、複数個直列に接続して仕様しても
よ（、また沈澱槽３０の排水孔（新らたな水源となる時
は給水孔）２５を出た後に同様の設備を設置し、何段に
も水処理システムを構成することができる。

第４図は、本発明の他の実施例を示すもので、前述の沈
澱槽３０の代わりに深底の貯水槽２７を用い、該貯水槽
とポンプ１７への給水配管と前記貯水槽２７との間に循
環水用の配管３０を設け、また給水用の配管１７Ａ、該
循環水用配管３０および給水槽の出口配管２２にそれぞ
れ流量調整弁をＶｌ、■２およびｖ３を設けたことであ
る。

上記の構成において、弁Ｖｌを開にして吸水後、弁■ｌ
および■３を閉じ、弁■２を開として貯水槽２７の処理
水を循環用の配管に３０を通してポンプ１７により水処
理装置１９に循環させ、水処理を繰返して行なうことに
より、所望の水質を得ることができる。

（発明の効果） 本発明によれば、水流と直角に磁界を形成し、磁界と水
流の交差部分の流路を狭めたことにより、この部分の電
界を高くすることができ、これにより極めて効率よく水
分子の整合を行なうことができる。また励磁コイルの強
度を調整することにより、被処理水の流量によらずに安
定した水質まで水処理を行なうことができる。また装置
的にも励磁コイルを導管の外周に分散配置することによ
り、装置全体をコンパクトにまとめることができる。

また流体の通過する流路を中心部にとることができるの
で、流路が大きく確保でき、ごみ等による詰りをなくす
ことができ、また流路の導管の回りに放熱パイプを設け
たことにより、励磁コイルの発熱を防止する効果も得ら
れる。なお、水処理装置の後流に温度調整装置を設け、
スケール析出温度とすることにより、スケール成分の除
去等を充分に行なうことが可能になる。

さらに本発明の水処理装置を用いることより、被処理水
の表面張力を低下させ、水のぬれ性および膜圧１熾など
への浸透性を高めることができ、これにより染色産業に
おける色斑の防止、食品加工、農産業における膨しゅん
工程の短縮、逆浸透造水装置における膜圧［）１４の軽
減など極めて広い範囲の応用が可能になる。またスケー
ル生成成分の析出除去が容易になることから、ボイラ、
各種熱交換器のかん石による熱伝導率の低下を回避し、
例えば蒸発型造水装置、地熱熱水利用の諸設備のスケー
ル防止対策として極めて有効に利用することができる。

また、水中生物に対しても成長を抑制する効果もあり、
水用配管に本発明の水処理装置を用いることにより、配
管中に藻、貝類の発生を防くことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す水処理装置の断面図
、第２図は、第１図のｎ−ｎ線に沿った矢視方向の１ｉ
ｙｒ面図、第３図および第４図はそれぞれ本発明の水処
理装置を組入れた水処理設備の説明図である。 ｌ・・・鉄心、２・・・継鉄心、２Ａ・・・継鉄心端部
、３・・・フランジ、４・・・導管、５・・・被処理流
体、６・・・放熱管、７・・・扇状補項材、８・・・外
被板、９・・・断熱材、１０・・・励磁コイル。 代理人　弁理士　川　北　武　長 第１図 ■

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被処理流体が通る導管と、該導管の外周に複数個
   設けられた鉄心および該鉄心に巻回された励磁コイルと
   、前記鉄心と前記導管を接続するとともに、その端部が
   導管内に突出し、前記流体が通る狭い間隙を形成するよ
   うに設けられた継鉄心と、前記励磁コイルの起動手段と
   を有することを特徴とする磁気利用水処理装置。