[实用新型]永磁磁能流体处理器

说明书

本实用新型涉及一种应用永磁体磁能作用来抑制管路系统流体(水、油、空气等)接触面结垢、腐蚀及杀菌、提高油料燃烧效率的装置。

常见的流体管路系统中，像锅炉给水、冷却循环水，由于水长期在管路中快速地流动而产生静电效应，使循环水与管路间形成电位差。当管路处于相对正电位时，容易吸引循环水中带负电荷的碳酸根、硫酸根等阴离子，结合成不溶性的碳酸钙、硫酸钙、碳酸镁、硫酸镁等水垢，附着于管壁上影响热交换的效率。同时，显阴性的溶存氧被管路吸引，加速了金属管壁的氧化腐蚀。藻菌的细胞壁带负电荷，其死亡菌体及排泄物易被正电性管路吸引而附着于管壁上，不但影响热交换效率也加速管路腐蚀。另外，在引擎的运转上，由于油料含有水气与杂质，长期的燃烧使引擎化油器、喷嘴、进气阀、进气管、排气阀、节气门总成等进出气系统产生积碳，积碳现象会降低引擎运作的效率与耗油量，增加排气中的污染物浓度。大自然界的水中多少含有不纯的溶质。一般水处理专家把杂质分为水垢、腐蚀物、淤泥、微生物等四类，以下即就此四类问题加以剖析：

一、水垢(Scale)

水垢的来源主要为温度变化导致低溶解度的物质沉积，此类沉积物多为碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硅酸盐或氢氧化物。结晶学(crystallography)观点分析，固体晶系可分为定型与不定型(amorphous solids)两种。所谓晶系，是指形成晶体的最基本单位，通常分为七大晶系，分别为立方晶系(cubic)、四方晶系(tetragonal)、斜方晶系(orthorhombic)、单斜晶系(monoclinic)、三斜晶系(triclinic)、三角晶系(trigonal)及六方晶系(hexagonal)等。

然而水垢大都由碳酸钙所组成，碳酸钙可依三种不同之晶系形成结晶物质，分别由六方晶体所形成之方解石、斜方晶系所形成之文石(霰石，aragonite)，以及由六方晶系所形成之球状方解石(calcite)。其中，以方解石之形成为最常见，而方解石型态出现的碳酸钙晶体(为硬性水垢的主要成份，是构成大理石的主要成份)其晶格结构相较文石更加厚实。

高分子百科全书(Encyclopedia of Polymer Science and Technology)与美国化学学会所出版的Lanmur1989年5月号均指出，霰石性碳酸钙其与永垢性碳酸钙(方解石)有所不同。另外，一项美国腐蚀工程学会(ASCE)的研究指出，未处理的水中，方解石与文石的含量比为80∶20；若增加文石的含量时，将有助于形成软性水垢或沉淀物。

二、腐蚀(Corrosion)

腐蚀的机理非常复杂，有均匀腐蚀、点蚀、氧浓度差腐蚀、沉积物下腐蚀、冲蚀、电流腐蚀等。而腐蚀的形成需有阳极、阴极及回路等三要素，其氧化过程如下：

阳极：

阴极：

由于OH^-溶于水中后扩散到阳极表面，继之与Fe⁺²发生一系列反应形成铁锈沉淀，反应式如下：

此沉淀物结构松散，细密性差，无法阻隔腐蚀继续发生，且在此沉积物下造成-阳极电位，促使腐蚀反应更剧烈。

三、淤泥与微生物(Sludge and micro-organism)

淤泥为悬浮固体在系统中沉降所造成，其影响程度视沉降地点及沉积厚度而定。其中，有此悬浮粒子与某些结晶格相称，成为该结晶的核种，于离子浓度超饱和时，在水中生成晶体并成长，最后沉降于流速缓慢地区增加水垢与淤泥的堆积。微生物的滋生也是相当常见的问题，许多微生物并附于淤泥中加速了水质恶化；另外，值得注意的是在冷却空调系统中出现的微生物。1976年美国费城出现退伍军人症，即由肮脏的冷却水形成水雾，把水中的细菌散发到空气中，经空调系统吸入室内引起的。

为了解决流体管路系统的困扰，大多采用下列的水质处理技术，以抑制管路的腐蚀、结垢及藻菌、青苔生长：