JPS6344004B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、磁気分離装置に係り、特に製鉄所の
各種系統水・廃水などの浄化や、火力・原子力発
電所などのボイラ水・冷却水又は各種の系統水・
廃水などの浄化などに好適な磁気分離装置に関す
る。

従来、この種の磁気分離装置として第１図の断
面図に示された構成を有するものが知られてい
る。

第１図に示されたように、被処理流体の流入口
１ａと流出口１ｂとを有するフイルタハウジング
１内に、その流体中に含まれる磁性粒子などを、
磁力により捕足する過層２が装着されている。
この過層２は実質的に多孔質の磁性過媒体
（マトリクス）から形成されており、また、フイ
ルタハウジング１の外周に設けられた環状コイル
３によつて磁化されるようになつている。過層
２内に形成される磁場を均一にさせるため、流入
面には入側磁極部材４、流出面には出側磁極部材
５が設けられており、また、磁束の回帰効率を高
めるため、環状コイル３の外側を包囲するように
帰磁継鉄としてのリターンフレーム６が設けられ
ている。なお、前記入側・出側磁極部材４，５の
材質には一般に強磁性体が適用されており、例え
ばSS41やSB42、SUS430材などの磁性鋼材があ
げられる。

このように構成される磁気分離装置にあつて、
過層２内の流れ方向の磁束密度分布は、第２図
ｂに示されたようになり、ほぼ均一磁界が形成さ
れる。被処理流体中に含まれる磁性粒子の補捉性
能は、過層２のマトリクスのタイプを同一と
し、処理流速を一定とすれば、マトリクス部分に
直接印加される磁束密度に比例する。また、磁性
粒子が強磁性のものにあつては、１〜3KG程度
の磁束密度において磁化飽和されるため、捕捉に
必要な印加磁束密度はこの１〜3KGで十分とい
うことになる。これに対し、弱磁性あるいは常磁
性の場合には、その粒子自体の誘導磁化が弱いの
で、捕捉性能を高めるためには出来るだけ強い磁
界としなければならず、一般に5KG以上の磁場
を形成させるようになつている。

しかしながら、一般に、被処理流体中には強磁
性粒子と、弱あるいは常磁性粒子とが混在されて
いる場合が多く、設定磁場は捕捉しにくい弱ある
いは常磁性のものを対象として、5KG以上に選
定されている。ところが、このような強磁界にす
ると、マトリクスの前段部分の表層で強磁性粒子
が捕捉され、ケーキ状の層が形成されてしまう。
このケーキ層が形成されると、弱あるいは常磁性
粒子は十分に内部で捕捉されなくなり、しかも、
ケーキ層のために流体の圧力損失が増大されてし
まうという欠点を有していた。

本発明の目的は、上記従来技術の欠点に鑑み、
強・弱あるいは常磁性粒子の混在する流体を過
するにあたつて、強磁性粒子によるケーキ層の発
生を抑制することができ、弱あるいは常磁性粒子
をも効率よく捕捉することができる磁気分離装置
を提供することにある。

本発明は、磁性過媒体から成る過層内に形
成される磁場を当該過層の被処理流体流入面か
ら流出面に向うに従つて漸次強度が増大される強
度分布を有するものとすることにより、強磁性粒
子によるケーキ層の発生を抑制し、弱あるいは常
磁性粒子の捕捉効率を向上させようとすることに
ある。

さらに具体的には、過層の入側磁極部材を形
成する材料を従来よりも磁化の低い（即ち透磁率
の小さい）ものを適用して、入側磁極部材の磁気
抵抗を増大させることにより、過層流入部の磁
束密度を低減させ、且つ出側磁極部材を形成する
材料を従来と同等、好ましくはそれ以上の磁化の
高い（即ち透磁率の大きい）材料を適用すること
により、過層流出部の磁束密度を増大させ、こ
れによつて過層流入面から流出面に向うに従
い、捕捉粒子の磁性に対応させた磁場強度分布を
有する捕捉帯を形成しようとするものである。

以下、第３図ａ〜第６図ａに示された本発明の
図示実施例に基いて説明する。なお、これらの図
は片断面を表わしており、同図中第１図図示従来
例と同一符号の付されたものは、同一機能・同一
部品から構成されている。

第３図ａに示された一実施例が、第１図図示従
来例と異なる点は、入側磁極部材７が実質上非磁
性体のSUS304材から形成されていることにあ
る。なお、従来例を含め実施例は全て、フイルタ
ハウジング１の内径は400mm、入側・出側の磁極
部材７，５の間隔は185mm、過層２は磁性過
媒体としてSUS430材の切削ウール（平均線径
70μｍ）×充填率５％、環状コイル３の巻数は198
ターン、励磁電流は456Aとなつている。

このように構成される第１実施例にあつては、
従来例と同一の励磁条件でも入側磁極部材７の磁
気抵抗が増大されたため、過層２の流れ方向の
磁束密度は第３図ｂに示される実線Ａのような分
布となる。図示の如き磁束密度勾配が形成される
と、過層流入部の磁束密度が低いため、強磁性
粒子が流入されても、図示１〜３KGの範囲全体
にわたる内部過によつて捕捉されるので、強固
なケーキ層が形成されることがない。また、弱磁
性あるいは常磁性粒子は過層２の中間から流出
部の強磁束密度領域で捕捉されることになる。つ
まり、流れ方向に勾配を有する磁束密度分布が形
成されたことによつて、磁性の異なる粒子は各々
有効な磁束密度領域において、内部過によつて
分離捕捉されることになる。

従つて、本実施例によれば、強・弱あるいは常
磁性などの粒子が混在する流体を過しても、強
磁性粒子によるケーキ層の発生が抑制され、且
つ、弱あるいは常磁性粒子が効率よく捕捉され、
さらに、圧力損失を増大させずに過性能が安定
化されるという効果がある。

なお、過層２内に形成される磁束密度分布の
勾配は、被処理流体に含まれる強磁性粒子の比率
に応じたものとすることが望ましく、例えば、強
磁性粒子の含有率が少ない場合には、入側磁極部
材の材質をニツケル材とし、磁束密度勾配を第３
図ｂの図中破線Ｂに示されたものとするのが有効
である。ちなみに、ニツケルの磁化は前述した
SS41や、SB42、SUS430の約1/3である。

また、前記実施例においては、入側磁極部材の
材質を出側磁極部材より低い磁化をもつものとし
て、過層内に所定の磁束密度勾配を形成させた
ものについて説明したが、本発明はこれに限られ
るものではなく、第４図ａに示されたように薄板
の強磁性部材８ａと非磁性部材８ｂとの複合板に
より、入側磁極部材８を形成したものであつても
よく、これによれば第４図ｂに示される磁束密度
分布が形成される。同様に、第５図ａに示された
ように、単に磁路断面積を小さくして磁気抵抗を
大きくさせた入側磁極部材９としてもよく、この
場合の磁束密度分布は第５図ｂのようになる。

さらに、弱あるいは常磁性粒子が強磁性粒子よ
りも、比較的多量に含まれている場合には、第６
図ａに示されたように、過層２の中間に強磁性
の中間磁性部材１０を挿入配置することが有効で
ある。つまり、第６図ｂに示されたように、過
層流入部の磁界には所定の勾配をもたせて強磁性
粒子を捕捉し、中間・出側磁極部材間には均一な
高磁界を形成させて、弱あるいは常磁性粒子を有
効に且つ安定に捕捉しようとするものである。

以上説明したように、本発明によれば、強磁性
粒子によるケーキ層の発生が抑制され、且つ、弱
あるいは常磁性粒子が効率よく捕捉されることか
ら、強磁性粒子および弱あるいは常磁性粒子の混
在する被処理流体であつても、低圧力損失且つ高
効率で安定に捕捉過することができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の断面図、第２図ａ，ｂは第１
図図示従来例の過層内磁束密度を説明するため
の図、第３図ａは本発明の一実施例の片断面図、
第３図ｂは第３図ａ図示実施例の過層内磁束密
度の線図、第４図ａ、第５図ａ、第６図ａは本発
明の他の実施例の片断面図、第４図ｂ、第５図
ｂ、第６図ｂは各々第４図ａ、第５図ａ、第６図
ａ図示実施例の過層内磁束密度の線図である。 １……フイルタハウジング、２……過層、３
……環状コイル、５……出側磁極部材、６……リ
ターンフレーム、７，８，９，１１……入側磁極
部材、１０……中間磁極部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被処理流体の流路を形成する筒状のハウジン
   グと、該ハウジング内に装着され前記流体を過
   する実質的多孔質の磁性材からなる過層と、
   該過層の流入面と流出面とに一致させて各々配
   置される入側磁極部材および出側磁極部材と、前
   記ハウジング外にあつて前記過層の外周に巻回
   される環状コイルと、前記磁極部材と合まつて前
   記過層と前記環状コイルとを内包するように形
   成される帰磁路継鉄と、を備えて構成される磁気
   分離装置において、前記過層内に形成される磁
   場が流入面から流出面に向うにつれて漸次増大さ
   れる強度分布となるように磁極部材を形成配置し
   たことを特徴とする磁気分離装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の発明において、
   前記入側磁極部材の磁気抵抗を前記出側磁極部材
   よりも大きく形成することを特徴とする磁気分離
   装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の発明において、
   前記過層内に前記出側磁極部材と対向させ且つ
   該磁極部材と同一材料から形成された中間磁極部
   材を設け、前記入側磁極部材の磁気抵抗を前記出
   側磁極部材よりも大きく形成することを特徴とす
   る磁気分離装置。 ４ 特許請求の範囲第１項乃至第３項記載の発明
   において、前記入側磁極部材は非磁性材料から形
   成され、前記出側磁極部材は強磁性材料から形成
   されることを特徴とする磁気分離装置。 ５ 特許請求の範囲第１項乃至第３項記載の発明
   において、前記入側磁極部材は当該板厚が前記出
   側磁極部材の板厚よりも薄いものから形成される
   ことを特徴とする磁気分離装置。 ６ 特許請求の範囲第１項乃至第３項記載の発明
   において、前記入側磁極部材は磁性体と非磁性体
   との複合材料から形成され、前記出側磁極部材は
   強磁性材料から形成されるものであることを特徴
   とする磁気分離装置。