JP5704618B2 - 混合物の分離方法及び分離装置 - Google Patents
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Description
Fz=4/3πai 3(ρi−ρ0)g−6πηai(vf−vpi)
ここで、gは重力加速度、aiは粒子の粒径、ρiは粒子の密度、ρ0は流体(液体)の密度、ηは流体の粘性係数、vfは流体の速度、vpiは粒子の速度である。なお、添字iは1又は2であり、第1粒子に係るパラメータと第2粒子に係るパラメータとを区別するのに使用される。
Fz=4/3πai 3(ρi−ρ0)g−6πηai(vf−vpi)−4/3πai 3(χi−χ0)/μ0・B∂B/∂z
ここで、χiは、第1粒子又は第2粒子の磁化率(体積磁化率)(i=1 or 2)、χ0は、流体の磁化率(体積磁化率)、μ0は真空中の透磁率、Bは磁場(磁束密度)、∂B/∂zは磁場勾配である(その他のパラメータについては、先述の式と同様)。
(3) 磁場生成手段
(11) 貯槽
(13) 分離管
(15) 供給用ポンプ
(17) 回収容器
(21) 流量調節バルブ
(23) 磁場生成手段
Claims (12)
- 逆錐状又は略逆錐状に構成された分離管を用いて、種類が異なる第1粒子と第2粒子を含む混合物を種類別に分離する、又は前記混合物から特定の種類の粒子を分離する混合物の分離方法であって、
前記第1粒子を形成する物質の磁化率と、前記第2粒子を形成する物質の磁化率は異なっており、
流体を前記分離管に上向きに流す工程と、
前記混合物を前記分離管内に導入して、前記第1粒子及び前記第2粒子を前記流体が流れている前記分離管内に保持する工程と、
前記分離管内に保持された前記第1粒子と前記第2粒子に勾配磁場を印加する工程とを含んでおり、
前記勾配磁場の磁場勾配は鉛直方向成分を有しており、
前記勾配磁場を印加した後においても、前記前記第1粒子と前記第2粒子は、前記分離管内に保持される混合物の分離方法。 - 前記勾配磁場が印加されると、前記第1粒子は前記分離管内にて略同じ高さに集められ、
前記勾配磁場が印加された状態にて前記分離管内における前記流体の流れを変化させて、前記分離管内の前記第2粒子を前記分離管の外に移動させる工程を更に含む、請求項1に記載の混合物の分離方法。 - 逆錐状又は略逆錐状に構成された分離管を用いて、種類が異なる第1粒子と第2粒子を含む混合物を種類別に分離する、又は前記混合物から特定の種類の粒子を分離する混合物の分離方法であって、
勾配磁場が印加された前記分離管に流体を上向きに流すと共に前記分離管内に前記混合物を導入して、鉛直方向について分布領域が離れた状態で、前記勾配磁場が印加された前記第1粒子と前記第2粒子とを前記流体が流れている前記分離管内にて保持する工程を含んでおり、
前記第1粒子を形成する物質の磁化率と、前記第2粒子を形成する物質の磁化率とは異なっており、
前記勾配磁場の磁場勾配は鉛直方向成分を有しており、
前記流体は、前記勾配磁場が前記分離管に印加されない状態でも、前記第1粒子と前記第2粒子とが前記分離管内に保持されるように前記分離管を流れる混合物の分離方法。 - 前記第1粒子は前記分離管内にて略同じ高さに集められ、
前記分離管内における前記流体の流れを変化させて、前記分離管内の前記第2粒子を前記分離管の外に移動させる工程を更に含む、請求項3に記載の混合物の分離方法。 - 前記混合物が懸濁した前記流体を前記分離管に上向きに流す工程を含む、請求項1乃至4の何れかに記載の混合物の分離方法。
- 前記流体は水であり、前記第1粒子は常磁性体で形成されており、前記第2粒子は反磁性体で形成されている、請求項1乃至5の何れかに記載の混合物の分離方法。
- 種類が異なる第1粒子と第2粒子を含んでおり、前記第1粒子を形成する物質の磁化率と、前記第2粒子を形成する物質の磁化率が異なっている混合物を分離する、又は前記混合物から特定の種類の粒子を分離する混合物の分離装置であって、
逆錐状又は略逆錐状に構成されており、流体が上向きに流される分離管と、
前記分離管に送られる前記流体の流量を調節する流量調節手段と、
磁場勾配が鉛直方向成分を有する勾配磁場を前記分離管に印加する磁場生成手段とを備えており、
前記分離管に送られる前記流体の流量は、前記混合物が前記分離管内に導入されると、前記第1粒子及び前記第2粒子が前記分離管内に保持されるように調整され、
前記分離管内に前記第1粒子と前記第2粒子が保持された状態で、前記第1粒子と前記第2粒子に前記勾配磁場が印加され、
前記勾配磁場を印加した後においても、前記前記第1粒子と前記第2粒子は、前記分離管内に保持される混合物の分離装置。 - 前記勾配磁場が印加されると、前記第1粒子は前記分離管内にて略同じ高さに集められ、
前記勾配磁場が印加された状態にて、前記流量調節手段によって、前記分離管内における前記流体の流れが変化することで、前記分離管内の前記第2粒子が前記分離管の外に移動する、請求項7に記載の混合物の分離装置。 - 種類が異なる第1粒子と第2粒子を含んでおり、前記第1粒子を形成する物質の磁化率と、前記第2粒子を形成する物質の磁化率が異なっている混合物を分離する、又は前記混合物から特定の種類の粒子を分離する混合物の分離装置であって、
逆錐状又は略逆錐状に構成された分離管と、
前記分離管に送られる流体の流量を調節する流量調節手段と、
磁場勾配が鉛直方向成分を有する勾配磁場を前記分離管に印加する磁場生成手段とを備えており、
勾配磁場が印加された前記分離管に前記流体が上向きに流されると共に前記分離管内に前記混合物が導入されて、鉛直方向について分布領域が離れた状態で、前記勾配磁場が印加された前記第1粒子と前記第2粒子とが前記流体が流れている前記分離管内にて保持され、
前記分離管に送られる前記流体の流量は、前記勾配磁場が前記分離管に印加されない状態でも、前記第1粒子と前記第2粒子とが前記分離管内に保持されるように調整される混合物の分離装置。 - 前記第1粒子は前記分離管内にて略同じ高さに集められ、
前記流量調節手段によって、前記分離管内における前記流体の流れが変化することで、前記分離管内の前記第2粒子が前記分離管の外に移動する、請求項9に記載の混合物の分離装置。 - 前記混合物が懸濁した前記流体が前記分離管に上向きに流される、請求項7乃至10に記載の混合物の分離装置。
- 前記流体は水であり、前記第1粒子は常磁性体で形成されており、前記第2粒子は反磁性体で形成されている、請求項7乃至11の何れかに記載の混合物の分離装置。
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