WO2010000952A1 - Appareil a ecartement variable et procede pour traitement magnetique des fluides - Google Patents

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Henry Richard Schlachet
Jean-Pierre Leloutre
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Henry Richard Schlachet
Jean-Pierre Leloutre
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    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/48Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
    • C02F1/481Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields using permanent magnets
    • C02F1/482Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields using permanent magnets located on the outer wall of the treatment device, i.e. not in contact with the liquid to be treated, e.g. detachable
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F1/34Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23KFEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
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    • F23K2300/10Pretreatment
    • F23K2300/101Application of magnetism or electricity

Definitions

  • Variable gauge device for the magnetic treatment of fluids
  • the object of the present invention is to increase the efficiency of devices based on permanent magnets intended for the treatment of liquid or gaseous fluids, hereinafter referred to simply as "fluids". It can be applied as a non-limiting example to economizers of fuels or liquid or gaseous fuels, scale inhibitors for water circuits or fluids to be treated against bacterial pollution. This increase in efficiency responds to the increasingly current and urgent need to save energy and reduce pollution.
  • the present invention combines its new forms and topologies of magnets with devices that cause electromagnetic wave emission whose effect on device performance has been empirically ascertained.
  • This emission is obtained by at least one vibrator installed on the apparatus and / or by a flexible interlayer strip containing a special ceramic emitting electromagnetic waves in the wavelengths of the far infrared.
  • magnetic economizers are characterized by a tangential contact between one or more magnets on the one hand and the conduit through which the fluid on the other hand. Each magnet emits a magnetic field + or - in a radial direction with respect to the conduit.
  • the present invention provides the advantage of being able to combine, in a single set of alternating magnetic fields + / - in the direction of the circumference and the axis of the conduit.
  • the density of these magnetic fields can be made progressive in the direction of flow of the fluid, thanks to a suitable choice of magnets.
  • the present invention takes advantage of the possibilities offered by the new magnetic materials, neodymium (or others), which can be given any desired shape by creating sintered or composite parts whose residual induction can vary from 2,500 at 14,000 Gauss for an operating temperature of 150 ° C., and more, if necessary - this example not being limiting.
  • magnets of appropriate shapes and intensities are available inside the same .
  • the present invention makes it possible to adapt to this diversity of diameters.
  • the present invention uses steel capsules containing magnets with alternating poles (Fig. 1). These capsules have the particularity of emitting the magnetic field only in one direction and isolating it elsewhere. They are positioned in a flexible or semi-flexible shell, as an example in soft, foldable steel sheet. This extra thickness of steel reinforces the isolation of fields, magnetic outward. Its flexibility makes it possible to fold the shell with its magnets around the tube through which the fluid passes (Fig. 7).
  • This modular approach makes it possible to use magnets of magnetization and / or of length that vary with respect to the flow direction of the fluid within the same set, which, as demonstrated by experience, allows in certain case of increasing its efficiency even more.
  • the same apparatus can cover, despite its flexibility, only a narrow range (for example 8 to 20 mm)
  • the performance of the present invention can also be improved by the addition of one or more vibrating elements constituted by way of non-limiting example by vibrators or electric motors of adequate size and frequency. (Fig 11).
  • This or these vibrating elements are fixed around the magnets on a shell-OR-on-a-plate which surrounds them and which transmits them the vibration. It has been empirically found that the addition of this vibration, which shakes the magnets and thus causes an electromagnetic wave, significantly increases the effect of the magnets on the fluids.
  • This device consisting of one or more vibrators and their supports is particular to the present invention, but can nevertheless be applied to any magnetic system acting on the fluids.
  • the size and frequency of the vibrating devices are adapted to each specific need. By way of nonlimiting example, the efficiency of a module consisting of 5 rows of cylindrical magnets 8 mm wide and 10 mm long, surrounding a conduit 23 mm in diameter can be increased by frequencies of 500 at 1000 Hz.
  • the present invention provides an additional improvement through the use of an electromagnetic radiation foam or ceramic wool interlayer strip placed between the magnets and the conduit.
  • this radiation has the particularity of acting on the intermolecular cohesion forces of hydrocarbons and making more carbon available for combustion.
  • This ceramic is loaded among other rare earths and various silicates and oxides. It is a common product, often integrated into textile fibers used to create warm and light clothes. It has the particularity of emitting electromagnetic radiation in the wavelengths of the far infrared (4 to
  • this flexible spacer strip also protects magnets, while making the assembly more efficient when the conduit is not metallic.
  • Figure 1 shows an empty metal capsule. In the example given, its shape is rectangular, but may be different, depending on the application. alternate +/-, of different sizes.
  • 3 represents a larger capsule filled, for example, with 3 magnets with alternating poles. The magnets in this set are much more powerful. They are intended to be mounted on steel ducts, to which they will transmit their magnetism after a certain time.
  • Figure 4 shows an empty shell model with 3 compartments can receive capsules.
  • the shell has 2 slots allowing the passage through the shell of a clamping collar between the middle compartment and the conduit.
  • the material of the shell must be flexible, in order to make it possible to fold the lateral parts (see Fig. 8.
  • An interesting option is to make the sheet steel shell, in order to increase the magnetic insulation capacities of the 5 is a shell equipped with 3 capsules, each capsule being equipped with 6 magnets with alternating poles, the shell is provided with 3 holes •
  • Figure 6 shows another model of empty shell with two side slots for passage of a collar. Several of these shells can be placed on the same collar that is installed around and closer to the duct. (Fig. 10)
  • Figure 7 shows the shell described in 6 above, but equipped with 3 poles alternating magnets.
  • Figure 8 shows the adaptability of the system. It shows 3 positions of a shell, folded inwards, unfolded and unfolded outwardly, depending on the diameter of the duct.
  • the same device can be used for ducts whose diameter varies for example from 8 to 20 mm, while ensuring maximum contact between the magnets and the duct.
  • Figure 9 shows a combination of different shells each with 3 capsules surrounding the same large diameter pipe and clamped together by a collar that passes through them.
  • Figure 10 shows several mono-shells assembled on the same collar placed closer around a large diameter pipe.
  • Figure 11 shows an assembly of 2 shells of different sizes clamped together by a collar that passes through them.
  • Figure 12 shows several shells 4 shells placed along the same conduit. This arrangement is necessary when the flow in the duct becomes
  • FIG. 13 represents a shell / capsule assembly equipped with a vibrator, showing a second position of the shell made possible by folding

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Abstract

Améliorant la qualité des fluides et des gaz, par exemple carburants, combustibles, eau, se distinguant par l'utilisation d'aimants permanents, montés dans des capsules (4) en matériau magnétisable, serties dans une coquille (3) souple ou semi souple permettant d'être pliée au plus près autour du conduit. Les aimants émettent un champ positif ou négatif (5/1) vers l'intérieur du conduit. A l'intérieur d'une même coquille, les capsules peuvent comporter des aimants de taille, de longueur et de force magnétique différentes et augmentant dans le sens de circulation du fluide. Les appareils comportent des aimants à polarités alternées radialement et axialement par rapport au conduit. Les capsules ont la particularité de neutraliser les champs magnétiques vers l'extérieur, ne perturbant aucune électronique - et d'amplifier l'effet des aimants vers l'intérieur du conduit. L'effet des aimants est également amplifié par l'utilisation d'un ou plusieurs vibreurs (2) placés sur la coquille ou à proximité.

Description

Appareil à écartement variable pour le traitement magnétique des fluides
Description
La présente invention a pour objectif d'accroître l'efficacité des appareils à base d'aimants permanents, destinés au traitement de fluides liquides ou gazeux, appelés ci- après simplement « fluides ». Elle peut s'appliquer à titre d'exemple non limitatif aux économiseurs de carburants ou de combustibles liquides ou gazeux, aux inhibiteurs de tartre pour les circuits d'eau ou aux fluides à traiter contre la pollution bactérienne. Cet accroissement d'efficacité répond au besoin de plus en plus actuel et urgent de réaliser des économies d'énergie et de réduire la pollution.
L'utilisation de ces appareils est connue depuis les années 30 du siècle dernier et leur efficacité commence à être généralement reconnue.
Afin d'accroître cette efficacité, la présente invention combine ses nouvelles formes et topologies d'aimants à des dispositifs qui provoquent une émission d'ondes électromagnétiques dont l'effet sur la performance des appareils a été constaté empiriquement. Cette émission est obtenue par au moins un vibreur installé sur l'appareil et/ou par une bande intercalaire souple contenant une céramique spéciale émettrice d'ondes électromagnétiques dans les longueurs d'onde de l'infrarouge lointain.
Dans les solutions les plus efficaces connues à ce jour, les économiseurs magnétiques se caractérisent par un contact tangentiel entre un ou plusieurs aimants d'une part et le conduit traversé par le fluide d'autre part. Chaque aimant émet un champ magnétique + ou - dans un sens radial par rapport au conduit.
Il s'est avéré que des meilleurs résultats sont obtenus soit par des appareils comportant plusieurs rangées d'aimants à polarités alternées soit par des modules juxtaposés, à intensités magnétiques croissantes, module par module, dans le sens de circulation du fluide.
La présente invention apporte l'avantage de pouvoir combiner, en un seul ensemble des champs magnétiques alternés + / - dans le sens de la circonférence et de l'axe du conduit. La densité de ces champs magnétiques peut être rendue progressive dans le sens d'écoulement du fluide, grâce à un choix approprié d'aimants. Afin d'atteindre cet objectif, la présente invention tire parti des possibilités offertes par les nouveaux matériaux magnétiques, Néodyme (ou autres), auxquels on peut donner toute forme souhaitée en créant des pièces frittées ou composites dont l'induction résiduelle peut varier de 2.500 à 14.000 Gauss pour une température de fonctionnement de 1500C, et plus, si nécessaire - cet exemple n'étant pas limitatif. On dispose ainsi d'aimants de formes et d'intensités adéquates à l'intérieur d'un même .
appareil.
Par ailleurs, dans la réalité quotidienne, ces appareils ne sont disponibles qu'en un nombre restreint de dimensions et quand on veut les installer, on rencontre principalement la difficulté de les adapter à la grande diversité de diamètres et de formes des conduits qui varient suivant la puissance du système alimenté. Par exemple, les diamètres des conduits de gaz varient de 10 mm à plus de 200 mm, selon les installations. Il est évident que cette disparité provoque : une mauvaise adaptation de la forme et de la puissance des appareils à la diversité des diamètres des conduits un manque d'homogénéité du (ou des) champ(s) dans le conduit. une déperdition du champ magnétique transmis. la nécessité de pallier ces manques en ajoutant des appareils additionnels, quand la place disponible le permet.
Grâce â sa souplesse et nouvelle conception modulaire, la présente invention permet de s'adapter à cette diversité de diamètres.
Quand on veut transmettre de façon optimale l'énergie magnétique à un corps, on se trouve confronté au problème de créer le contact le plus rapproché, étendu et le plus fréquent possible entre un ou plusieurs aimants et la surface du corps à magnétiser (conduit ou récipient), de manière à créer des conditions les plus favorables à son intérieur, afin que le fluide soit influencé de manière maximale sur touteja_section-du_ conduit qu'il traverse. A cet effet, la présente invention utilise des capsules en acier contenant des aimants a pôles alternés (Fig. 1). Ces capsules ont la particularité de n'émettre le champ magnétique que dans une seule direction et de l'isoler par ailleurs. Elles sont positionnées dans une coquille souple ou semi-souple, a titre d'exemple en tôle d'acier doux, pliable. Cette épaisseur supplémentaire d'acier renforce l'isolation des champs, magnétiques vers l'extérieur. Sa souplesse permet de plier la coquille avec ses aimants autour du tube à travers lequel passe le fluide (Fig. 7).
Cette solution permet d'épouser parfaitement l'arrondi du tube et de le magnétiser de manière alternée (pôle + et pôle -) très rapprochée tout le long de sa circonférence. Le nombre d'aimants est proportionnel au diamètre du conduit. La juxtaposition de plusieurs rangées circulaires permet en même temps une alternance des champs magnétiques + et - dans le sens de l'axe du conduit. Cette disposition présente les avantages suivants : .
- La modularité de cet assemblage permet de s'adapter optimalement à tous diamètres de conduits. (Fig. 8, 9 et 10) On peut choisir juste le nombre d'aimants par rangée et le nombre de rangées nécessaires pour la couverture magnétique la plus adaptée au besoin qui peut varier selon la nature du fluide et de son débit. - Les champs alternés se répartissent de manière circulaire et homogène.
- L'alternance fréquemment répétée de pôles positifs et négatifs, tant dans le sens de la circonférence que celui de l'axe du conduit permet une action beaucoup plus homogène, donc plus efficace, sur le fluide à influencer magnétiquement. L'expérience a prouvé qu'un nombre impair de rangées est plus efficace. S'il manque 2 ou 3 éléments dans une rangée, la dynamique reste sensiblement la même.
- Cette approche modulaire permet d'utiliser à l'intérieur d'un même ensemble des aimants de magnétisation et/ou de longueur variables par rapport au sens d'écoulement du fluide, ce qui, comme démontré par l'expérience, permet dans certains cas d'augmenter encore plus son efficacité. Un même appareil ne peut couvrir, malgré sa souplesse, qu'une gamme restreinte ( par exemple 8 à 20 mm) II est possible de prévoir des coquilles et des capsules pour des diamètres de conduits plus petits ou plus grands, mais il est également possible d'enfiler plusieurs éléments sur un collier assez long et grâce à leur souplesse d'en entourer complètement le conduit (Fig. 7 et 8). Les performances de la présente invention peuvent également être améliorées par l'adjonction d'un ou plusieurs éléments vibrants constitués à titre d'exemple non limitatif par des vibreurs ou des moteurs électriques de taille et fréquence adéquates. (Fig 11). Ce ou ces éléments vibrants sont fixés autour des aimants surJeuncoquille-OU-sur-une- plaque qui les entoure et qui leur transmet la vibration. Il a été empiriquement constaté que l'adjonction de cette vibration qui ébranle les aimants et provoque ainsi une onde électromagnétique, augmente de manière significative l'effet des aimants sur les fluides. Ce dispositif constitué par un ou plusieurs vibreurs et leurs supports est particulier à la présente invention, mais peut néanmoins s'appliquer à tout système magnétique agissant sur les fluides. La taille et la fréquence des dispositifs vibrants sont adaptés à chaque besoin spécifique. A titre d'exemple non limitatif, l'efficacité d'un module constitué de 5 rangées d'aimants cylindriques de 8 mm de largeur et 10 mm de longueur, entourant un conduit de 23 mm de diamètre peut être accrue par des fréquences de 500 à 1000 Hz.
Pour les conduits non métalliques, la présente invention offre une amélioration supplémentaire grâce à l'utilisation d'une bande intercalaire en mousse ou laine de céramique à rayonnement électromagnétique, placée entre les aimants et le conduit. En effet, ce rayonnement a la particularité d'agir sur les forces de cohésion intermoléculaires des hydrocarbures et de rendre plus de carbone disponible à la combustion. Cette céramique est chargée entre autres de terres rares et de divers silicates et oxydes. C'est un produit courant, souvent intégré dans des fibres textiles utilisées pour créer des vêtements chauds et légers. Elle a la particularité d'émettre un rayonnement électromagnétique dans les longueurs d'onde de l'infrarouge lointain (4 à
14 μm) avec un maximum d'émission se situant, selon la loi de Wien, entre 30 et 800C, ce qui correspond à la température environnante de la plupart des moteurs thermiques.
Combinée aux aimants, cette bande intercalaire souple permet également de protéger les aimants, tout en rendant l'ensemble plus performant, quand le conduit n'est pas métallique.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et présentés dans le présent document, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et formes de réalisation totale ou partielle, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après des dessins annexés, représentant des exemples non limitatifs de l'invention, dessins dans lesquels :
• la figure 1 représente une capsule métallique vide. Dans l'exemple donné, sa forme est rectangulaire, mais peut être différente, selon les applications.
Figure imgf000006_0001
alternés +/-, de tailles différentes. o la figure 3 représente une capsule plus grande remplie, à titre d'exemple, de 3 aimants à pôles alternés. Les aimants de cet ensemble sont beaucoup plus puissants. Ils sont destinés à être montés sur des conduits en acier, auxquels ils transmettront leur magnétisme au bout d'un certain temps.
« la figure 4 représente un modèle de coquille vide avec 3 compartiments pouvant recevoir des capsules. La coquille comporte 2 fentes permettant le passage à travers la coquille d'un collier de serrage entre le compartiment médian et le conduit. La matière de la coquille doit être souple, afin de permettre de plier les parties latérales (voir Fig. 8. Une option intéressante est de réaliser la coquille en tôle d'acier, afin d'augmenter les capacités d'isolation magnétique de l'ensemble. β la figure 5 représente une coquille équipée de 3 capsules, chaque capsule étant équipée de 6 aimants à pôles alternés. La coquille est dotée de 3 trous de • La figure 6 représente un autre modèle de coquille vide avec deux fentes latérales pour passage d'un collier. Plusieurs de ces coquilles peuvent être placées sur un même collier qui s'installe autour et au plus près du conduit. (Fig. 10)
• La figure 7 représente la coquille décrite en 6 ci-dessus, mais équipée de 3 aimants à pôles alternés. Quand ces coquilles sont placées sur un conduit en acier, la force d'attraction des aimants fait qu'il est difficile de les décoller en cas de besoin. Le collier qui maintient les coquilles ensemble sur le conduit permet, en tirant dessus, de décoller les coquilles plus facilement.
• La figure 8 représente l'adaptabilité du système. Elle montre 3 positions d'une coquille, repliée vers l'intérieur, non pliée et, dépliée vers l'extérieur, en fonction du diamètre du conduit. Ainsi un même appareil peut être utilisé pour de conduits dont le diamètre varie par exemple de 8 à 20 mm, tout en assurant un contact maximal entre les aimants et le conduit.
• La figure 9 représente une combinaison de différentes coquilles chacune à 3 capsules entourant un même conduit de grand diamètre et serrées ensemble par un collier qui les traverse.
• La figure 10 représente plusieurs mono-coquilles assemblées sur un même collier placé au plus près autour d'un tuyau de grand diamètre.
• La figure 11 représente un assemblage de 2 coquilles de tailles différentes serrées ensemble par un collier qui les traverse.
• La figure 12 représente plusieurs coquilles à 4 coquilles placées le long d'un même conduit. Cette disposition est nécessaire quand le débit dans le conduit devient
^plus important..
• La figure 13 représente un ensemble coquille/capsules équipé d'un vibreur, montrant une deuxième position de la coquille rendue possible par pliage
Mesures
Les effets des dispositifs décrits ci-dessus ont fait, entre autres, l'objet de mesures sur gaz urbain et gaz butane. Les mesures ont été faites sur 2 chaudières de 320 kW, alimentées par des canalisations acier de diamètre 33/42. fonctionnant au gaz et chauffant un ensemble pédagogique.
L'analyse des résultats comparatifs par rapport aux trois dernières années et avec prise en compte des variations des températures extérieures (DJU) montre, après une période de saturation magnétique de 6 semaines, une économie de l'ordre de 15%. La comparaison identique faite depuis l'installation des économiseurs (en prenant en compte la période de saturation de 6 semaines) indique une économie de 11 %. Ces 2 valeurs démontrent bien l'efficacité du système et l'évolution de l'économie qui a lieu, en fonction de la période de saturation magnétique de l'acier des canalisations
La courbe ci-dessous, nous montre que les pentes du cumul de la consommation des 2 chaudières, indépendamment des DJU, avant et après l'installation des économiseurs, change nettement Les économiseurs ont donc une influence parfaitement visible sur cette courbe
Figure imgf000008_0001

Claims

Revendications
1. Appareil à géométrie adaptative, équipé : d 'aimants permanents, en contact multiple ou continu, direct ou indirect avec l'extérieur ou l'intérieur d'un conduit traversé par un fluide gazeux ou liquide dont on veut améliorer les performances et/ou la qualité - (ou celle de substances contenues dans le fluide). Ces aimants induisent des champs magnétiques alternés + / - vers l'axe du conduit suivant sa circonférence et sa longueur, avec des intensités pouvant être croissantes par rapport au sens de circulation du fluide. - d'un ensemble formé par des capsules en acier ou autre matériau magnétisable, contenant plusieurs aimants à pôles alternés, ces capsules étant montées dans une coquille souple ou semi-souple, le tout étant maintenu autour le plus près possible du conduit par des moyens de serrage adaptés au besoin (à titre d'exemple un collier ré-ouvrable.
2. Appareil selon les revendications précédentes, caractérisé par la neutralisation vers l'extérieur des champs magnétiques alternés des aimants, afin de ne pas perturber l'environnement immédiat de l'appareil grâce à l'utilisation de capsules (Fig. 1) en acier ou tout autre matériau adéquat..
3. Appareil selon les revendications précédentes ci-dessus, caractérisé par l'adjonction d'au moins un dispositif vibrant en contact direct ou indirect avec la coquille (Fig. 13) et/ou avec les aimants auxquels sa vibration est transmise directement ou indirectement. Cette_vibration-et-l'onde-éleetromagnétique-ainsrcréée~augnrfentent l'efficacité de l'appareil. Ce dispositif vibrant peut être un vibreur, un moteur électrique ou de toute autre nature. Il peut également être monté sur d'autres équipements hors présente invention afin d'augmenter leur efficacité.
4 Appareil selon les revendications précédentes, caractérisé par l'utilisation, dans le cas de conduits non métalliques, d'une bande intercalaire en mousse ou laine de céramique qui émet un rayonnement électromagnétique dans les longueurs d'onde de l'infrarouge lointain, 4 à 14 μm et qui a la particularité d'augmenter dans les hydrocarbures qu'il traverse la quantité de carbone disponible à la combustion. Le maximum d'émission se situe selon la loi de Wien entre 30 et 800C1 ce qui correspond à la température environnante de la plupart des moteurs thermiques.
Entre autres, cette céramique est chargée de terres rares et de divers silicates et oxydes. C'est un produit courant, souvent intégré dans des fibres textiles utilisées pour créer des vêtements chauds et légers.
5. Selon toute combinaison possible entre les différents dispositifs mentionnés aux revendications 1 à 4 ci-dessus, procédé de traitement magnétique et électromagnétique de fluides et de leur contenu comme par exemple l'augmentation du pouvoir thermique des carburants et des combustibles liquides ou gazeux ou le détartrage des conduits d'eau par l'utilisation d'aimants permanents, alliant les avantages de leur géométrie adaptative à l'influence des ondes électromagnétiques.
* * *
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