(57)【要約】【課題】様々な大きさの配管の外周に対して、満遍なく磁石を配置でき、しかも、配管の軸方向に対しても任意の個数の磁石を設置できて、汎用性があり、その上、構造が簡単である磁気を使用した流体処理装置を提供する。【解決手段】配管中を流れる流体に対して前記配管の外周壁に配設して断面方向及び軸方向に磁界を作用させる流体処理装置において、屈撓自在なシートと、前記シートに配管の周方向及び軸方向にそれぞれ単数又は複数に配設した永久磁石と、前記永久磁石を覆うように前記シートとの間で封着して突設したカバーと、を備えた永久磁石入りシートから構成され、前記永久磁石入りシートを前記配管の外周壁に貼着して巻装することを特徴とする流体処理装置。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
配管中を流れる流体に対して前記配管の外周壁に配設して断面方向及び軸方向に磁界を作用させる流体処理装置において、屈撓自在なシートと、前記シートに配管の周方向及び軸方向にそれぞれ単数又は複数に配設した永久磁石と、前記永久磁石を覆うように前記シートとの間で封着して突設したカバーと、を備えた永久磁石入りシートから構成され、前記永久磁石入りシートを前記配管の外周壁に貼着して巻装することを特徴とする流体処理装置。
【請求項２】
前記永久磁石入りシートは、縦方向及び横方向に、それぞれ複数の永久磁石を配設したサイズの大きな親シートから切離して調製することを特徴とする請求項１に記載の流体処理装置。
【請求項３】
前記永久磁石がネオジム磁石又はサマリウム系磁石であることを特徴とする請求項１又は２に記載の流体処理装置。
【請求項４】
前記シートが、ゴム又はプラスチック弾性体のシートであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の流体処理装置。
【請求項５】
前記流体が水又は燃料油又は潤滑油又は冷媒のいずれかであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の流体処理装置。
【請求項６】
前記流体が空気であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の流体処理装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、様々な大きさの配管の外周について、満遍なく磁石を配置でき、しかも、配管の軸方向に対しても任意の個数の磁石を設置できて、構造が簡単で汎用性があり、その上、流体を活性化して、燃焼を促進、配管内の付着物を除去又は付着を防止し、最終的には燃費の向上、所要運転エネルギーの減少をもたらし、地球環境の改善に貢献する流体処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、マンションやビル等の高架水槽を用いた配管や工場でのボイラーや冷却塔での配管やその他の様々な配管において、配管の内面に炭酸カルシウム等のスケールが付着することにより、水質の低下、赤さびの発生、漏水、配管内の流量確保ができないことや、運転エネルギーを過大に消費するなどの無駄等が発生する不具合が生じている。
【０００３】
そこで、水質を向上等させるために配管内のスケールを除去する必要がある。このスケールを除去する方法としては、化学薬品を用いる方法、配管を高圧洗浄する方法などがあるが、化学薬品を用いた場合には、その処理水を廃棄することによって環境を悪化させる問題があり、また洗浄の場合には、ボイラーなどの設備の運転を停止する必要がある。さらに、化学薬品や高圧洗浄でスケールを除去しても時間が経過すればまた元のようにスケールが付着する問題があった。
【０００４】
そこで、配管の外周壁に磁石を配設した処理装置を設置して、配管内のスケールを除去する方法を用いれば、化学薬品を使用しないので廃水処理の問題が起きず、また、配管の外側から設置できるので設備の運転を停止する必要もない、さらに、処理装置を設置したままにしておけば、メンテナンスフリーであることが知られており、大変優れていて、数多くの運用がされ実績が挙がっている。しかし、配管の断面方向や軸方向に磁界を施せば、前述した効果が得られることについて、理論的に完全に解明されたとはいえない。しかしながら、経験的に、配管内のスケールが除去されたり、赤さびが黒さびに変わることが知られており、磁石の作用によって、水のクラスター（分子の集合体）を小さくすることができ、そのことにより、水の浸透性・物質の溶解性が向上すると考えられている。
【０００５】
配管の外周壁に磁石を配設した処理装置を設置したものとして、例えば、磁石を磁気ユニットの中に装着して、複数の磁気ユニットによって配管の外周壁を囲むように設置する有効な手段が先行技術として開示されている（文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３４０４５９号公報（〔請求項１〜６〕、〔０００６〜００２７〕、〔図１〜３〕）
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
前記先行技術は、設置する配管の外周壁の大きさによって、設置する磁気ユニットの個数を増減することができ、配管寸法ごとに水処理装置を製造する必要がない点で優れた技術であるが、配管の外周壁の大きさが、磁気ユニットの幅の整数倍とならない場合には、磁気ユニットのない部分が発生し、その部分の磁気が弱くなることが考えられる。また、連結部分に複雑な構造があるため製造に手間がかかることや、連結部分において磁気が弱くなることが考えられる。さらに、配管の軸方向に磁石を複数設置する場合にも、ユニット単位でしか設置できなかった。
【０００８】
そこで、上記の問題を解決するために、様々な大きさの配管の外周について、満遍なく磁石を配置でき、しかも、配管の軸方向に対しても任意の個数の磁石を設置できて、汎用性があり、その上、構造が簡単である磁気を使用した流体処理装置を考案した。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本考案の請求項１に係る流体処理装置は、配管中を流れる流体に対して前記配管の外周壁に配設して断面方向及び軸方向に磁界を作用させる流体処理装置において、屈撓自在なシートと、前記シートに配管の周方向及び軸方向にそれぞれ単数又は複数に配設した永久磁石と、前記永久磁石を覆うように前記シートとの間で封着して突設したカバーと、を備えた永久磁石入りシートから構成され、前記永久磁石入りシートを前記配管の外周壁に貼着して巻装することをを特徴とする。
【００１０】
この構成により、シートに規則正しく永久磁石を配置することができて、カバーによって永久磁石が外れないように封着することができる。また、封着することによって設置された永久磁石が密閉され、特に機械的に壊れやすく、腐食されやすいネオジム磁石の破損・劣化を防止することができる。また、ある突設した永久磁石とそれに隣接する永久磁石とが、１枚のシートによってのみ連結していること及びシートが自在に撓むことによって、本考案の流体処理装置は、永久磁石に無理な力を掛けることなく配管に巻き付けることができ、かつ、接着材等によって貼着して強固に配設することができる。そして、このシートを水配管に使用すれば、永久磁石が発生する磁界により、配管内のスケールを除去し、配管の詰まりを防ぎ、また、赤さびを黒さびに変え配管の漏水の発生を防ぐことができる。このことによって、配管の寿命が永くなり、配管を長持ちさせることが可能となる。また、本考案の流体処理装置で処理された水を使用しているボイラー等の配管もスケールが発生せず、加えて水自体の伝熱効率の向上により、蒸発効率が上がると共に寿命を延ばすことが可能となる。
【００１１】
請求項２に係る流体処理装置は、前記永久磁石入りシートは、縦方向及び横方向に、それぞれ複数の永久磁石を配設したサイズの大きな親シートから切離して調製することを特徴とする。
【００１２】
この構成により、本考案の流体処理装置は、配管の外周壁の形状及び大きさに適切に合わせて永久磁石入りシートを切断することで作成できる。このように、切断した永久磁石入りシートは、様々な径の配管の外周壁を過不足なく覆うことができる。また、永久磁石入りシートは、軸方向も任意の長さに切断できるので、配管の軸方向の永久磁石の数で最適な磁界の強さに調節することができ、汎用性が高い。また、本考案の流体処理装置は、構造が簡単で、製造費用も安価であり、また、配管への配設工事も簡易で施工しやすい。
【００１３】
請求項３に係る流体処理装置は、請求項１又は２に記載の前記永久磁石がネオジム磁石又はサマリウム系磁石であることを特徴とする。
【００１４】
この構成をとることにより、永久磁石として採用したネオジム磁石又はサマリウム系磁石は、永久磁石のうち最も強力な磁力を持っており、流体に対する磁気効果が大きく発揮できるので、水に対しては、スケール除去の効果を、燃料油又は潤滑油又は冷媒に対しては、燃費向上の効果を、大きく挙げることができる。
【００１５】
請求項４に係る流体処理装置は、請求項１から３のいずれかに記載の流体処理装置の前記シートが、ゴム又はプラスチック弾性体のシートであることを特徴とする。
【００１６】
この構成をとることにより、防水、防食性に優れており、また、これらの材料のシートは弾性があり、衝撃を吸収できるので、内装された永久磁石の劣化や破損を防ぐことができる。さらに、自在に撓むので、配管の径が変わっても、配管の外周壁に沿わせ易く、また配設施工も容易となる。
【００１７】
請求項５に係る流体処理装置は、請求項１から４のいずれかに記載の流体処理装置の前記流体が流体が水又は燃料油又は潤滑油又は冷媒のいずれかであることを特徴とする。
【００１８】
この構成をとることにより、配管内に付着しているスケールを除去して、配管内の詰まりをなくし、かつ、赤さびを黒さびに変化させて配管を保護して配管の寿命を延ばすことができる。また、配管のスケールが減ることによって、配管抵抗が低減し、流体を輸送するエネルギーを低減させる効果もある。
【００１９】
また、永久磁石が、配管内の燃料油、特にガソリン・軽油などの炭化水素のクラスターを小さく分断して、酸素と反応し易くして燃焼効果を挙げ、燃料油を完全に燃焼させることができ、結果として燃費を向上させることができる。また、潤滑油の配管に使用すれば、永久磁石が、潤滑油のクラスターを小さく分断して、冷却効果と潤滑性能がよくなる。また、冷媒の配管に使用すれば、永久磁石が、冷媒のクラスターを小さく分断して、冷媒を用いた熱交換機の効率がよくなる。
【００２０】
請求項６に係る流体処理装置は、請求項１から４のいずれかに記載の流体処理装置の前記流体が空気であることを特徴とする。
【００２１】
この構成をとることにより、永久磁石により空気（酸素）のクラスターを小さく分断して抵抗を減らし、空気（酸素）の吸入量を増加させるので、燃料油と反応し易くして、燃焼効果を挙げて、燃料油を完全に燃焼させることができ、結果として燃費を向上させると共にＮＯｘ、ＳＯｘ、ＰＭ（粒子状物質）を削減させることができる。
【考案の効果】
【００２２】
本考案に係る請求項１から６に記載の流体処理装置によれば、本流体処理装置は、強磁力のネオジム磁石又はサマリウム系磁石から成る永久磁石を縦横にマトリックス状に屈撓自在なゴム又はプラスチック弾性体で被覆して、流体配管の外壁面に対向する面は平面状に、背面は突起状に形成したシートであるから構造が簡単で、製作も容易であり安価に仕上がる。
【００２３】
シートの使用に際しては、流体配管の形状に合わせて、永久磁石間の境界で、容易に切離して、配管外周面に貼着できるから、施工が容易であるし、また、作業場所に制約されることが少ない。このようにシートから永久磁石のブロックを切離して施工できるから、親シートが大きいほど、施工する配管径の制約が少なくなるので、親シートの製作が容易であり、例えば使用する金型の種類等を最小にでき、製作コストを少なくできる。
【００２４】
また、シートを配管に施工した場合に、前述したように永久磁石の切れ目を最小になるように配設できるので、配管内の流体に効率よく磁気を作用させて、流体分子のクラスターを小さくして、配管内のスケール等の汚染物質の付着防止や燃料油、燃焼空気の分子群を分散させることより、燃焼効率の向上ひいては燃費の向上に貢献する。
【００２５】
また、前述したように無駄にエネルギーを消費することなく、有効に顕在又は潜在エネルギーを利用できるので、最終的に地球環境のＣＯ２削減に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本考案の実施するための形態に係る流体処理装置の模式的斜視図である。
【図２】図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視の断面図である。
【図３】図３は、本考案の実施するための形態に係る流体処理装置であって、配管に設置した場合の模式的斜視図である。
【図４】図４は、図３におけるＢ−Ｂ矢視の断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００２７】
本考案に係る流体処理装置を実施するための形態について図１、２、３、４を用いて説明する。図１は、本考案の実施するための形態に係る流体処理装置に用いられる永久磁石入りシートの模式的斜視図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視の断面図である。図３は、本考案の実施するための形態に係る流体処理装置であって、配管に設置した場合の模式的斜視図である。図４は、図３におけるＢ−Ｂ矢視の断面図である。
【００２８】
図１は、流体処理装置に用いられる永久磁石入りシートの模式的斜視図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視の断面図である。図１、２を用いて、永久磁石入りシート１及び流体処理装置２を説明する。永久磁石入りシート（親シート）１は、シート３と、該シート３の横方向（図１の左右方向）と縦方向（図１の上下方向）に複数に配置した永久磁石５と、該永久磁石５を覆い、かつ、シート３に接着したカバー４と、から構成される。前記シート３は、例えばゴム又はプラスチック弾性体であって撓むことができ、配管８の外周に沿うように巻き付けることができるものである。プラスチック弾性体は、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系の熱可塑性弾性体であり、耐熱、耐水、耐油、耐候性の観点から適宜選択することができる。また、前記カバー４は、シート３と同じ材質、例えばゴム又はプラスチック弾性体を用いて、シート３に密に接着させ、その間に、永久磁石５を封着する。なお、別の素材を用いてもよいが、カバー４とシート３が密着することができて自在に撓み、防水・防食性を有し、緩衝材となって内部に封着された永久磁石５の劣化・破損を防ぐことができるものがよい。また、シート３とカバー４の内部空間に永久磁石５を密封して設置できるので、電磁石のように配線や電流を必要とせず、流体処理装置２の設置に手間が掛からず、メンテナンスが不要となる。さらに、永久磁石５の中でも特に磁力が強力であるネオジム磁石（最大エネルギー積（ＢＨ（ｍａｘ））３０〜５５ＭＧＯe）又はサマリウム系磁石（最大エネルギー積（ＢＨ（ｍａｘ））１６〜３２ＭＧＯe、）を用いるのがよい。また、シート３側がＳ極となり、カバー４側にＮ極となるように永久磁石の極を配置すると、流体に対する磁気効果が大きい。なお、別の配置として、シート３の幅方向にＳ極とＮ極を交互に、長さ方向にはＳ極又はＮ極が続くように、配置してもよい。
【００２９】
永久磁石入りシート１の製造方法の一例を説明する。まず、シートを金型で上から押して、縦横にマトリックス状の窪みを作成してカバー４とする。次に、カバー４のそれぞれの窪みに永久磁石５を挿入する。そして、その上にシート３を布設して、シート３とカバー４を密に接着して、永久磁石入りシート１を製造することができる。
【００３０】
また、永久磁石入りシート１は、配管８の径の大きさ（外周の長さ）や、必要な磁力にあわせて、シート３を切断して使用できる。例えば、配管８の外周の長さに合わせてシート３を切取り線（周）６で切断する。また、配管８のスケールのたまり具合や配管８の径の大きさによって、必要な磁力を満たす永久磁石５の個数を確保して、シート３を切取り線（軸）７で切断する。このようにして、永久磁石入りシート１は、同一の永久磁石入りシート１を用いて、配管８の外周の長さの違いに、また、必要とする磁力に合わせて、シート３を切取り線６、７で切断することで、汎用的に流体処理装置２として使用することができる。
【００３１】
次に、永久磁石入りシート１及び流体処理装置２の使用方法について図３、４を用いて説明する。図３は、本考案の実施するための形態に係る流体処理装置であって、配管に設置した場合の模式的斜視図であり、図４は、図３におけるＢ−Ｂ矢視の断面図である。上述のようにして、永久磁石入りシート１は、配管８の外周の長さや、必要な磁力に合わせて切断した流体処理装置２を切り出して、配管８に貼着して巻き付け、必要であれば流体処理装置２の端部同士を接着もしくは溶着するか、又は結束バンドを用いて、配管８に固定して使用する。
【００３２】
本考案に係る流体処理装置２を水配管８に使用した実施例として、往き水と戻り水の温度差の標準設計値が５℃である冷却装置において、冷却装置の冷却水が流れる配管８に、本考案に係る流体処理装置２を設置した場合に、流体処理装置２を設置した直後の冷却水の往きと戻りの温度差が２．４℃であったものが、流体処理装置２の設置から約３週間後には温度差が５．１℃となり、以後約６週間設置したままの状態にしておくと、温度差が４．４℃〜５．５℃であった。このことより、本考案に係る流体処理装置２を水配管８に設置した場合には、配管内のスケールが除去され、その状態を維持して冷却装置の熱伝導効率が改善されたことが判った。
【００３３】
また、別の実施例として、薬注によって水質を改善していた水管ボイラと煙管ボイラの水配管８において、薬注の代わりに本考案に係る流体処理装置２を設置した場合に、薬注をした状態の水管ボイラ水と煙管ボイラ水及び原水の導電率は、それぞれ２．５１ｍｓ／ｃｍ、３．９２ｍｓ／ｃｍ、０．１７ｍｓ／ｃｍであった。その後、薬注の代わりに、本考案に係る流体処理装置２を設置したとき、設置した直後の導電率は、それぞれ３．８０ｍｓ／ｃｍ、４．８０ｍｓ／ｃｍ、０．２３ｍｓ／ｃｍであったが、設置から約４週間後には、導電率は、それぞれ１．６０ｍｓ／ｃｍ、２．２０ｍｓ／ｃｍ、０．２３ｍｓ／ｃｍとなった。その後、設置から約３か月後では、導電率は、それぞれ０．９８ｍｓ／ｃｍ、２．２０ｍｓ／ｃｍ、０．２３ｍｓ／ｃｍであった。このことより、本考案に係る流体処理装置２のみを設置した直後は、水管ボイラ及び煙管ボイラ内のスケールが配管水に溶け出し、導電率が上がったが、その後、スケール除去が落ち着くと、導電率が、薬注のみ行っていた時よりも、大幅に下がったので、スケールの発生や除去が無くなったことがうかがえる。
【００３４】
このように、水配管８に設置された流体処理装置２は、永久磁石５の働きによって、水分子のクラスターを小さくバラバラにすることができるものと考えられる。この作用により、本考案に係る流体処理装置２を水配管８に設置すれば、水配管８内のスケールを除去し、また、赤さびを黒さびに変えて、水配管８の腐食を防止して水配管８の寿命を延ばすとともに、管内を流れる水をきれいに即ち導電率を低く保つことができることができる。
【００３５】
また、本考案に係る流体処理装置２を燃料油配管８に使用した実施例として、燃料給油機の配管８に流体処理装置２を設置した場合と設置しない場合で、同じ車両を使用して一定期間の平均燃費を測定した。測定に用いた車両は、ウイング４台、トレーラー４台、平ボデー４台、の計１２台である。ウイング４台、トレーラー４台、平ボデー４台をそれぞれについて、３月から５月の３カ月間、まず、流体処理装置２を設置せずに燃費を測定した。その結果、それぞれの平均燃費は、ウイング３．２４ｋｍ／ｌ、トレーラー２．３１ｋｍ／ｌ、平ボデー３．７０ｋｍ／ｌ、全車両平均３．１０ｋｍ／ｌであった。次に、燃料給油機の配管８に流体処理装置２を設置して、翌年の３月から５月の３カ月間、燃費を測定した。その結果、それぞれの平均燃費は、ウイング３．５９ｋｍ／ｌ、トレーラー２．６９ｋｍ／ｌ、平ボデー４．２２ｋｍ／ｌ、全車両平均３．５１ｋｍ／ｌとなり、平均約１３％燃費が向上した。
【００３６】
また、別の実施例として、ボイラの燃料配管８に、流体処理装置２を設置した場合と設置しない場合で、ボイラの蒸発倍数（燃料１ｋｇ当たりの水の蒸発量）を測定した。その結果、流体処理装置２を設置していないときの蒸発倍数は、１２．１０であったものが、流体処理装置２を設置した後の蒸発倍数は、１３．１９となり約９％向上した。
【００３７】
このように、流体処理装置２を燃料給油配管８に使用した場合でも、永久磁石５の働きによって、塊になっている燃料油のクラスターを小さくバラバラにすることができ、燃料の質量当たりの表面積を大きくすることで、酸素と反応し易くして、燃焼効果を挙げて、燃料を完全燃焼させることができるので、燃費の向上につながった。
【００３８】
同様にして、ボイラーやエンジンに空気（酸素）を送る配管８に、流体処理装置２を設置した場合にも、酸素のクラスターを小さく分断して抵抗を減らし、空気（酸素）の吸入量を増加させるので、燃料油と反応し易くして、燃焼効果を挙げて、燃料油を完全に燃焼させることができ、結果として、燃費を向上させると共にＮＯｘ、ＳＯｘ、ＰＭを削減させることができる。
【００３９】
また、潤滑油の配管に使用すれば、永久磁石が、潤滑油のクラスターを小さく分断して、冷却効果と潤滑性能がよくなる。
【００４０】
また、冷媒の配管に使用すれば、永久磁石が、冷媒のクラスターを小さく分断して、冷媒を用いた熱交換機の効率がよくなる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
ビル、マンション、ホテル等の高架水槽を用いた水配管やボイラー等の水配管の浄化や工場の冷却塔の水配管の浄化の分野で利用できて、配管の寿命を延ばすことが可能となり、また、燃料油の配管及び燃焼空気配管に使用することによって炉や動力機の燃費を向上させることができ、また、冷媒配管に使用することにより、熱交換機の交換効率を向上させることができ、総合的に流体に関する省エネの分野にも利用できる。
【符号の説明】
【００４２】
１：永久磁石入りシート（親シート）
２：流体処理装置
３：シート        
４：カバー
５：永久磁石
６：切取り線（周）
７：切取り線（軸）
８：配管
【図１】
0003164402.tif 000003
【図２】
0003164402.tif 000004
【図３】
0003164402.tif 000005
【図４】
0003164402.tif 000006