JPH01262912A - 磁気フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野１ 本発明は高勾配磁気分離法（ＨＧＭＳ、　ｔｌｉｇｈＧ
ｒａｄｉｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　５ｅｐａｒａｔｉ
ｏｎｌに用いる磁気フィルタに関する。ＨＧＭＳの応用
は多岐に亙り、水処理、空気浄化、ｉｉａ気選鉱、資源
採取、バイオなどの分野において広く利用することがで
きる。

［従来の技術Ｉ ＨＧＭＳは強大な磁気力を磁性粒子に作用させ、これを
磁気フィルタに捕集する固液または固気分離法である。

１９７０年初頭頃からＭＩＴを中心としたグループがフ
ィルタエレメントとしてステンレスファイバを用い、超
電導コイルを使用した強磁場実験結果を発表した。現在
は種々の装置が開発されている。

−ＱＢ的にＨＧＭＳ装置フィルタエレメントとして用い
られている材料としては、磁気特性、耐食性、メンテナ
ンス性の点から直径１ｍｍφ程度のステンレスの線材を
不定形網状にしたものが用いられている。このような従
来のステンレスファイバは高磁束富度を得ることはでき
るが、残留磁気があり、１ｉｉｌ場を解放して′も磁性
Ｔｌｌ−子がフィルタエレメントに付着したままでこれ
を除去する時の分離効率が悪いという問題がル）る。

このような問題点を解決する技術として、残留磁気がな
く、磁場を解放した時に磁性粒子を効率良（分離するこ
とができ、ｌｉ７・を食性にも優れたアモルファス細線
を用いる技術が最近装置化されている。

しかし、従来のこのような装置はエレメントの形状が不
定形であるため流体通過断面におけるエレメント密度に
ばらつきがあって偏流し易いこと、圧延油等の粘性流体
に用いる場合、目詰りを起こし易いこと、および流体抵
抗が大きくなる等の欠点がある。

また、通常、アモルファス磁性材料は磁歪特性を持って
おり、応力のかけ方により特性が異なる。−射的に鋳造
のままの材料では張力を付与することにより磁気特性が
向上するが、張力のかけすぎは遅れ破壊を発生する。

焼鈍をすることにより、応力による磁気特性変化および
遅れ破壊を減少させることはできるが。

焼鈍により、ｌｉｉ化が発生するし、また焼鈍はコスト
アップにもなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来からＨＧＭＳ用の磁気フィルタとして用いられてき
たステンレス線材は、磁気特性が良好でない、特に残留
磁気があり、逆洗効率が悪い。

これを解決するために、アモルファス細線を用いる例が
あるが、目詰りや流体抵抗が大きい等の問題がある。

そこで本発明はこの問題を解決し、改善された磁気フィ
ルタを提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段１ 本発明はアモルファス細線を張着した型枠フレームから
成る高勾配磁気分離装置用磁気フィルタである。これを
さらに詳しく説明すると次の通りである。

（１）従来のステンレス線材をフィルタとして用いる場
合、保磁力が大きいがこの点を解決するために保磁力が
小さいアモルファス細線を使用する。

（２）アモルファス細線を従来のように網袋に入れて用
いる場合、目詰り、流体の偏流等による除去率の低下の
発生を解決のためアモルファス細線を保持用型枠フレー
ムに張着し、これを積層体として用いる。この場合、ア
モルファス細線の間隔を均一に網目状に配設することが
望ましい。網目の開口の形状は問わない。また保持用型
枠フレームの寸法、形状、材質は磁気分離装置のフィル
タ室の形状、寸法およびアモルファス細線の空間密度、
流体の種類等に応じて定めれば良い。また、型枠フレー
ムの積層方向はフィルタを通る流体の流れに直交する方
向でも平行する方向でも良い。

＋３）　１ｉｆＩ性アモルファスは、張力による特性向
上と遅れ破壊という２面を持っている。これを解決する
ためアモルファス細線の張着には適正な張力設定をする
。この張力は０．５〜２．０　ｋｇ　ｆ／ｍｒｎ’の範
囲とするのが良い。

［作用］ 第１表、第２表は従来の５ＵＳ４３０の線材と比較した
アモルファス網装入り、アモルファス型枠張りのフィル
タの特性を示している。第１表。

第２表から従来のＳＵＳ材に比してアモルファス細線で
は磁気的な向上があり、さらに型枠フレームに張着した
構造とすることによりアモルファス細線の欠点とされた
剛性低下、流体抵抗増大を改善することができた。

型枠フレームにアモルファス細線を張着する場合の張力
のかけ方により、磁気特性変化、遅れ破壊などの問題が
発生する。磁気特性については第５図に示すように鋳造
のままの材料では保磁力がやや高いが、張力０．５ｋｇ
ｆ／ｍｒｒ＋’以上でほぼ一定値となる。アモルファス
細線の張力による遅れ破壊は第６図に示したように、張
力が２ｋｇｆ／ｍｒｎ２以下ならば発生しない。

よって張力としては０．５から２．０ｋｇｆ／ｍｒｎ”
が適当である。

［実施例］ 第３図はＨＧ　Ｍ　Ｓ装置の一例の全体構成を示すもの
で、フィルタエレメントｌはフィルタケース３内に収納
されており、外部設置された空芯コイル２によって磁化
される。処理液は入口４から入り、フィルタエレメント
ｌ内を通って流れ出口５から排出される。この間、処理
液中の不純物である強磁性体および強い常磁性体はフィ
ルタエレメントｌに磁気的に吸着されて除去される。

吸着量が増加すると、除去率が低下し、圧損が増大する
ので、その場合はバルブ８．１１を閉し、空芯コイル２
の磁場を停止し、バルブ９゜１０を開いて、逆洗液を入
ロアから入れて逆洗し、フィルタエレメントに通し出口
６から排出することにより、フィルタエレメントに付着
した不純物を除去することが可能である。

この逆洗の間、別の磁気フィルタに処理液を通過させ、
常時処理できるようにすることもできる。

第１図は本発明の実施例の型枠フレームにアモルファス
細線を張着したフィルタの１枚のエレメントを示したも
ので、型枠フレーム１２にアモルファス細線１３を適切
な張力で張っている。

第２図は第１図のＡ−Ａ矢視図で、アモルファス細線を
保持する型枠フレーム１２の保持部の構造を示す。型枠
フレーム１２は鉄芯１４の表面を緩衝用ラバー１５で巻
いている。これはアモルファス細線１３に局部応力をか
けないためである。アモルファス細１１１３を型枠フレ
ーム１２に一定張力で巻き、その外１０１を細！！ｉ！
保持具１６で止める。

このような構造のフィルタエレメントを積層して第３図
のフィルタケース３の中に入れ、フィルタとして用いる
。

第４図は網袋１７に団子状のアモルファス細線Ｉ８を入
れた従来のフィルタで、これも実施例と同様に第３図の
ケース３の中に入れフィルタとして用いていたものであ
る。

次に具体例について説明する。

実施例１ 耐食性アモルファス合金、Ｆｅ７６Ｃｒ２Ｓｉｌ□Ｂｘ
２Ｎｔｚ　（ａ　ｔ、％）を回転水中紡糸法を用いて細
線化し、型枠フレームに１．５ｋｇｆ／ｍｒｎ’の張力
で張り、第１図に示すフィルタエレメントとした。

比較材として従来から用いられていた直径１ｍｍφの５
ｔＪＳ４３０の線材を第４図に示す団子状にしたフィル
タを用いた。

処理条件は次の通りである。

処理液：圧延用クーラント（合成エステル）液温：６０
℃ Ｆｅ発生量：　５０　ｇ　／　ｈ　ｒ 処理液量：１．７ゴ／ｈ、ｒ 発生Ｆｅの粒分１５＝ ＞３２ｕｍ　　２５重礒％ ３２〜８μｍ　５０　〃 ８〜ｌ　ｓＬｍ　　２０　　ｕ ＜１６ｍ５／／ フィルタケース内径：０．２ｍφ 磁場強度＝３にＯｅ 以上の条件で比較実験した結果を第７図に示した。３０
５Ｍ材では早期に詰りか発生し除去率が低下するので短
時間に逆洗を要し、本発明は除去率の維持が長時間可能
であった。また、逆洗を行えば網装入りより除去率が向
上する。

実施例２ Ｃ０７０Ｆ　ｅ　ｇｓ　Ｓ　ｉ　ｔｓＢｔｏ　（ａ　ｔ
、％）のアモルファス成分を０．８　ｍ　ｍφの丸穴ノ
ズルを用いて単ロール法で細帯化した。

アモルファス細線を実施例１と同じ条件で第１図に示す
型枠フレームに張り、フィルタエレメントとした。処理
液およびフィルタケース、ｌ１ｆｌ場強度等は実施例１
と同じとして実験した。

また、比較例として同じアモルファス細線を第４図に示
すように団子状にして網袋に入れたフィルタを用いて同
じ条件で実験を行った。

それらの結果を第７図に示した。実施例の方が除去率の
維持が長いことが明らかである。

〔発明の効果１ 従来ＨＧＭＳに用いるフィルタは磁気特性の良好でない
５ＵＳ４３０系の線材か主流であった。最近ステンレス
細線、アモルファス細線が注目されだしたが、団子状の
集合体では剛性、圧損、メンテナンス性などの性能が不
十分であり、総合的にはまだ評価されていない。

本発明はこれらの性能を向上した新規な磁気フィルタを
供給し、フィルタ効率を著しく向上させＨＧＭＳの特徴
をさらに昂揚する効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の型枠張りアモルファル細線フ
ィルタの１枚のエレメントを示す斜視図、第２図は第１
図のＡ−Ａ矢視断面図、第３図は磁気フィルタ全体構成
を示す模式図、第４図は従来の網袋詰めアモルファスフ
ィルタエレメントの外形図、第５図はアモルファス線材
の保磁力と張力との関係を示すグラフ、第６図はアモル
ファス線材の破壊時間と張力との関係を示すグラフ。 第７図は実施例と比較例の磁性粒子除去率の経時変化を
示すグラフである。２ １・・・フィルタエレメント ２・・・磁化用空芯コイル ３・・・フィルタケース　　　４・・・処理液人口５・
・・処理液出口　　　　　６・・・逆洗液出ロア・・・
逆洗液入口 ８．９．１０．１１・・・バルブ １２・−・型枠フレーム １３・・・アモルファス細線 １４・・・鉄芯　　　　　　　１５・・・緩衝用ラバー
１６−・・細線保持具　　　　１７・・・網袋Ｉ８・・
・アモルファス細線

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　アモルファス細線を張着した型枠フレームから成る
   高勾配磁気分離装置用磁気フィルタ。 ２　アモルファス細線の張着張力が、０．５〜２．０ｋ
   ｇｆ／ｍｍ＾２である請求項１記載のフィルタ。