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極性とスケール除去 [水と空気を整える]

磁気処理のために磁場を形成する際、磁極の向きの組み合わせ(N-N:N-S:S-S)によって効果が異なる観察があることは、以前にもご紹介しました。
 磁気極性と水質への影響 

今回は異極(N-S)を向き合わせた複数組の磁石を使用する場合に、極向配列をペア毎に反転させた場合と統一した場合の効果についての観察例を取り上げてみます。この観察例からは配列の違いと共に、使用した磁石のペア(組)数によるスケール除去効果の違いも見ることができます。 原情報は前回の「流速とスケール除去」と同じ「MAGNETIC WATER TREATMENT FOR SCALE PREVENTION」です。記述はできるだけ原典の表現を尊重していますが、抜粋紹介のため、図を含めて表現や用語を変更・省略・整理していますのでご了承ください。また、正確を期したい場合も原情報にあたってください。

◇ 磁石配列
観察で使用された磁石の極向配列を下図に示します。
磁石1組の場合は、タイプA(極向反転)もタイプB(極向統一)の同じです。2組目以上の配列でタイプによる磁石間の磁束密度分布の違いが出てきます。これを配列図の下に示します。配列図、分布図共に5組の磁石を使用した場合です。

分布図で分かるとおり、磁石間の磁束密度はタイプAの場合では[-160mT]~[+160mT]を変化する不均一な磁場を、タイプBの場合では[+160mT]程度の均一な磁場を形成しています。
(160mT=1600G:ガウス)
配列.jpg

◇ 観察結果
配列、組数による除去効果の観察結果は次の通りです。
スケール除去効果、スケーリング時間・核生成時間の測定方法は下記「○ スケール除去効果(イオン化カルシウムの濃度変化)」「○ スケーリング時間・核生成時間」に記述します。
極向配列とスケール除去効果
配列タイプA(極向反転)ではタイプB(極向統一)に比べ除去効果が増幅されます。  
観察者等は次のようにコメントし、磁気配列に反転を採用し、磁場に不均一性を与えることがスケール除去の効率を高めるとしています。
  • タイプB(極向統一)で磁気処理した場合のスケーリング時間が、磁気処理なしで観察された時間の2倍であったならば、タイプB(極向反転)では3倍であった。
  • 同様に核生成時間においても それぞれタイプBで5倍、タイプAで12倍の生成時間遅延が確認できた。

組数とスケール除去効果
磁石組数が多いほどスケール除去効果が増幅されます。
観察者等は次のようにコメントし、いずれの配列でも組数を増やすほど除去効率は高まり、組数による除去効率の変化パターンはタイプA・B共に類似した傾向でだが、タイプA(極向反転)の場合は効果が増幅されるとしています。
  • スケーリング時間は、3組の磁気処理によるタイプBでは、磁気処理なしで観察されたスケーリング時間の約2倍(タイプB=1.9倍、タイプA=2.3倍)であった。
  • 同様に5組では、約3倍(タイプB=2.3倍、タイプA=2.8倍)であった。 
  • 核生成時間は、3組でタイプB=2.4倍、タイプA=5倍、5組ではタイプB=5倍、タイプA=12倍であった。
 
それぞれのグラフ・表を次に示します。  
○ スケール除去効果(イオン化カルシウムの濃度変化
グラフは横軸に流速、縦軸にスケール(イオン化カルシウム濃度)の程度を示しています。スケールの程度は磁気処理装置の入力イオン化カルシウム濃度([Ca2+]i)を[1]として、タイプA・Bの配列とさまざまな組数での磁気処理後のイオン化カルシウム濃度([Ca2+]との割合([Ca2+]/[Ca2+]i)を表しています。
配列スケール.jpg
○ スケーリング時間・核生成時間
グラフと表は配列および組数とスケーリング・核生成の時間を比較したものです。それぞれの時間の定義については下記に簡単に触れていますが、実験概要と共に詳細は原典を参照してください。
配列時間.jpg
スケーリング時間(scaling time)
スケールによる電極の被覆率の増加を電極を流れる電流の減少から検知し、電極が完全にスケーリングされたときに観察された残留電流に近い非常に低い値に到達します。これをスケーリング時間とします。
下グラフ左図(Chronoamperometric 曲線)
核生成時間(nucleation time)
スケールの電極表面への蒸着は、蒸着開始から若干の遅延の後に増加し始めます。このタイミングを核生成時間とします。
下グラフ右図(Chronoelectrogravimetric 曲線)   
時間.jpg
◇ 原情報・出典
   MAGNETIC WATER TREATMENT FOR SCALE PREVENTION
    Water Res. 2001 Sep ;35(13):3249-59.
    C. GABRIELLI, R. JAOUHARIy, G. MAURIN and M. KEDDAM
    Physique des Liquides et Electrochimie, Universite Pierre et Marie Curie, Paris

[目]

この観察におけるスケール除去では、極向配列を反転する事が効果効率を高めるとしています。以前にご紹介した観察例(冒頭)などでも、また「磁気処理の効果にばらつきがある」といった評価例からも、磁場エネルギーを利用する際は、その目的によって印加する極向きなどのインストレーションが鍵となることが分かります。過去ポストの繰り返しになりますが、磁気処理装置を利用する際には次の各点にご注意ください。
  1. 簡単に作れそうな磁気処理装置は、次の3要件が大切であり、かつ面倒なことに神経質な面がある。
       ○ 素材となる磁石やハウジング部材の成分構成・材質や形状
       ○ 磁気分布、ハウジングの実装設計
       ○ 設置などのインストレーション
  2. 誤った素材、設計、設置では効果が出なかったり、設置当初は効果が見られても、短時間で効果が減衰してしまうことも少なくない。
  3. 上述の3要件(素材、設計、設置)に対して定常的に研究・検証・製造できるだけの体制があるメーカの製品であることが望ましい。
  4. 製品の正しい知識とハンドリングノウハウを持った業者であることが望ましい。
  5. ご自身で磁石を購入してトライされる場合は別として、製品として購入し導入される場合は、(c)(d)はもっとも注意されるべき点です。
[いす]
〇 磁場エネルギーの過去ポスト一覧は[GPAカテゴリ][磁場エネルギー]を表示しご参照ください。
〇 磁気処理水を試してみたい方には「EcoEcoを体験してください」がお薦めです。
   家庭水・店舗・業務でお使いの1つの蛇口だけ磁気処理水にしてお試し下さい。
   詳細は下記URLから
      http://www.gikosha.co.jp/ecoeco/MAGNETIZER/mag_try.html


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