JPH0631117A - 流体中の磁性粒子除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水，蒸気等の流体中に混在する磁性粒子を効
果的に除去する。 【構成】 両端部に蓋４ａ，４ｂが取付けられた円筒形
の外筒１と、外筒１の内面に磁性粒子が吸着捕集される
よう外筒１周面上に設けられた電磁石２と、外筒１内部
に外筒１と同一軸線をもって外筒１の両端部蓋４ａ，４
ｂ間の全長にわたって伸びかつ外筒１の内面との間に隙
間をもって配置されていて磁性粒子除去後の流体が外部
から内部へ導かれるよう周面上に孔３′群を設けた円筒
形の内筒３とを具えている。また外筒１周面の上流端部
付近に外筒１内部に導入された流れが旋回するような接
線方向に接続されており磁性粒子を含む流体を外筒１内
部へ導入する入口管５と、入口管５に設けられた入口弁
６と、外筒１の下流端部に取付けられた蓋４ｂに内筒３
の内径と導通するよう接続されており磁性粒子除去後の
流体を外筒１外部へ導出する出口管７と、出口管７に設
けられた出口弁８とを具えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原子力，火力発電プラ
ントの給水，復水系統や蒸気系統等の流体中にＦｅ₃ Ｏ
₄ （以下マグネタイトという）等の磁性粒子が不純物と
して混在する場合に、流体から磁性粒子を除去して清浄
な流体を機器に供給するための流体中の磁性粒子除去装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】原子力，火力発電プラントの給水，復水
中に不純物が含まれていると、蒸気発生器やボイラー等
機器の障害を起こす原因となる。従来その対策として、
イオン交換樹脂による濾過器や復水脱塩装置，脱気器，
又はアミン類等の薬注装置を設置することによって、給
水，復水中の不純物を除去する処理が行われている。こ
のような装置による処理はいずれも化学的又は熱力学的
なものであって、給水，復水中に含まれている電解質や
溶存酸素等は除去されるが、それ以外の物質、特に近年
問題となっている炭素鋼製の機器や配管の内部で起こる
エロージョン，コロージョンによって生成されるマグネ
タイトは除去することができず、キャリオーバーして蒸
気発生器やボイラー，タービン，給水加熱器，湿分分離
加熱器，復水器等の機器内部に侵入する。

【０００３】このマグネタイトは、数μｍ〜数ｍｍの微
小な粒子として存在することから機器内部を流体と共に
流動することができ、磁性材料使用部品の表面に付着し
て機器の性能低下を招く原因となる。また機器内部のよ
どみを生ずる部分例えば熱交換器胴底部等に大量に堆積
して、機器内部を流体が円滑に流動することの妨げとも
なり得る。しかし現状では、以上のようなマグネタイト
の機器内部侵入に起因する障害に対して抜本的な対策は
特に実施されておらず、プラントの定期点検時等におい
て、機器を開放した際に各部に付着，堆積したマグネタ
イトを除去清掃しているに過ぎない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みて提案されたもので、水，蒸気等の流体中に
混在する磁性粒子を効果的に除去する流体中の磁性粒子
除去装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そのために本発明は、両
端部に蓋が取付けられた円筒形の外筒と、上記外筒の内
面に磁性粒子が吸着捕集されるよう外筒周面上に設けら
れた電磁石と、上記外筒内部に外筒と同一軸線をもって
外筒の両端部蓋間の全長にわたって伸びかつ外筒の内面
との間に隙間をもって配置されていて磁性粒子除去後の
流体が外部から内部へ導かれるよう周面上に孔群を設け
た円筒形の内筒と、上記外筒周面の上流端部付近に外筒
内部に導入された流れが旋回するような接線方向に接続
されており磁性粒子を含む流体を外筒内部へ導入する入
口管と、上記入口管に設けられた入口弁と、上記外筒の
下流端部に取付けられた蓋に内筒の内径と導通するよう
接続されており磁性粒子除去後の流体を外筒外部へ導出
する出口管と、上記出口管に設けられた出口弁とを具え
たことと、上記構成に更に、外筒周面の下流端部付近に
外筒内部の旋回流れが導かれるような接線方向に接続さ
れた排出管と、上記排出管に設けられた排出弁と、入口
管の入口弁上流部と出口管の出口弁下流部との間に接続
されていて流体が外筒をバイパスするバイパス管と、上
記バイパス管に設けられたバイパス弁とを具えたことと
を、それぞれ特徴とする。

【０００６】

【作用】第１番目の発明においては、入口管の入口弁と
出口管の出口弁とを開操作すると、マグネタイト等の磁
性粒子を含む水，蒸気等の流体は外筒周面の上流端部付
近の接線方向に接続されている入口管より外筒内部へ導
入され、旋回流となって外筒と内筒との間の隙間を流動
する。旋回流は流体よりも比重の大きな磁性粒子に遠心
力を及ぼすため、磁性粒子は旋回流の外周側に位置する
外筒内面に引き寄せられ、更に外筒の周面上に設けられ
た電磁石を励磁して、その磁力の作用によって外筒内面
に吸着される。上記作用によって磁性粒子が除去された
流体は、内筒に設けられた孔群を通過して内筒の内部へ
導かれ、内筒に導通する出口管から機器に供給される。
以上の通り第１番目の発明では、外筒と内筒との間の隙
間に発生した旋回流が磁性粒子に及ぼす遠心力によって
流体から磁性粒子を分離し、かつ遠心力によって外筒内
面に引き寄せられたところを電磁石からの磁力によって
吸着捕集する。なおかつ磁性粒子が除去された後の流体
は旋回流による遠心力の方向とは逆の方向に配置された
内筒の孔群から流出するため、流体中の磁性粒子を高い
確率で除去して清浄な流体を機器に供給することができ
る。

【０００７】次に第１番目の発明により一定期間捕集さ
れた磁性粒子を第２番目の発明において外筒の外部へ排
出するわけであるが、第２番目の発明では、バイパス管
のバイパス弁を開操作し、入口管の入口弁を中間開操作
し、排出管の排出弁を開操作し、出口管の出口弁を閉操
作すると、流体はその大部分がバイパス管を経て出口管
側に流れるようになり、一部（系統機能に支障を来さな
い程度の量）が入口管から外筒を経て排出管に流れるよ
うになる。ここで電磁石を消磁すると、外筒内部で磁力
によって吸着捕集されていた磁性粒子が開放されて旋回
流と共に流動し、外筒周面の下流端部付近の接線方向に
接続されている排出管から外筒の外部へ排出されるよう
になる。すなわち第２番目の発明では、バイパス管によ
って系統機能を維持しつつ、磁性粒子が流体と共に流動
するために必要な少量の流体だけを使用して捕集された
磁性粒子を定期的に排出することができ、長期間の連続
運転を行うにあたって、長期間内に装置に流入する大量
の磁性粒子を短期間毎に除去する必要が有る場合でも対
応可能となる。

【０００８】

【実施例】本発明流体中の磁性粒子除去装置の実施例を
図面について説明すると、図１は第１番目の発明装置の
軸方向断面図、図２は同上の周方向断面図、図３は第２
番目の発明装置の軸方向断面及び流体中の磁性粒子除去
時の操作を示す説明図、図４は同上装置の捕集された磁
性粒子排出時の操作を示す説明図である。

【０００９】図１及び図２において、マグネタイト等の
磁性粒子を含む水又は蒸気系統の図示せざる配管に入口
管５ならびに出口管７が接続され、入口管５と出口管７
のそれぞれに入口弁６と出口弁８が取付けられている。
外筒１は円筒形に構成され、その周面上には電源２ａと
スイッチ２ｂとを持つ電磁石２が全周面にわたって取付
けられており、外筒１周面の上流側端部付近には前記入
口管５が外筒内部に導入された流れが旋回するような接
線方向に取付けられている。外筒１の内部には、外筒１
と同一軸線を持ち多数の孔３′を有する円筒形の内筒３
が外筒の内面との間に隙間をもって取付けられており、
内筒３の下流端部には前記出口管７が両者の内径が導通
するよう設けられている。外筒１の端部には、装置の分
解，組立てによるメンテナンスが容易に実施できるよ
う、上流側蓋４ａ及び下流側蓋４ｂが取付けられてお
り、内筒３は上流側蓋４ａの内面側に固定されまた下流
側蓋４ｂの内面側の支持金具で支持されていて、下流側
蓋４ｂの開口に出口管７が接続されている。また外筒１
周面の下流端部付近には排出管９が前記入口管５からの
旋回流が導かれるような接線方向に取付けられており、
排出管９には排出弁１０が取付けられている。なお上記
各部品について、それ自身が磁化されると電磁石の励
磁，消磁に拘らずその表面に磁性粒子が付着したままの
状態になって、排出され得なくなる可能性が有ることか
ら、各部品はオーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性
材料で製作することが望ましい。更に図３及び図４にお
いて、入口管５の入口弁６の上流部と出口管７の出口弁
８の下流部とはバイパス管１１で接続されており、バイ
パス管１１にはバイパス弁１２が取付けられている。

【００１０】このような装置における流体中の磁性粒子
除去時の操作を図３について説明すると、入口管５の入
口弁６と出口管７の出口弁８と開操作するとともに、排
出弁１０とバイパス弁１２とを閉操作すると、マグネタ
イト等の磁性粒子を含む水，蒸気等の流体は、外筒１周
面の上流端部付近の接線方向に接続されている入口管５
より外筒１内部へ導入され、旋回流となって外筒１と内
筒３との間の隙間を流動する。旋回流は流体よりも比重
の大きな磁性粒子に遠心力を及ぼすため磁性粒子は旋回
流の外周側に位置する外筒１内面に引き寄せられ、更に
電磁石２のスイッチ２ｂをオン操作すると、電磁石２の
磁力の作用によって外筒１内面に吸着される。なお磁性
粒子が除去された後の流体は、内筒３に設けられた多数
の孔３′を通過して内筒３の内部へ導かれ、内筒３に導
通する出口管７から機器に供給される。

【００１１】次に一定期間捕集された磁性粒子を外筒１
の外部へ排出する操作を図４について説明すると、バイ
パス管１１のバイパス弁１２を開操作し、入口管５の入
口弁６を中間開操作するとともに、排出管９の排出弁１
０を開操作し、更に出口管７の出口弁８を閉操作する
と、流体はその大部分がバイパス管１１を経て出口管７
側に流れ、一部が入口管５から外筒１を経て排出管９に
流れる。こゝで電磁石２のスイッチ２ｂをオフ操作し電
磁石２を消磁すると、外筒１内部で磁力によって吸着捕
集されていた磁性粒子が旋回流と共に流動し、外筒１周
面の下流端部付近の接線方向に接続されている排出管９
から外筒１の外部へ排出される。なお上記両操作の切替
は、出口弁８とバイパス弁１２とを同時に閉操作するな
どの操作ミスを防止する観点から、各弁６，８，１０，
１２の駆動装置操作と電磁石２のスイッチ２ｂの操作と
をシーケンス制御等で自動化して連動するようにしてお
くことが望ましい。

【００１２】かくして、このような装置によれば、外筒
１，電磁石２，内筒３と外筒１，内筒３に付設された管
５，７等から成る簡単な装置で、水，蒸気等に含まれる
マグネタイト等の磁性粒子を除去することができ、更に
外筒１をバイパスするバイパス管１１を付設して系統機
能を維持しつつ、捕集されたマグネタイト等の磁性粒子
を定期的に排出することができる。従って、このような
装置を原子力，火力発電プラントの水，蒸気系統に設置
することにより、蒸気発生器，ボイラー，タービン，給
水加熱器，湿分分離加熱器，復水器等の機器内部にマグ
ネタイトが侵入して機器の性能低下等の障害が起こるこ
とを防止することができ、また定期点検時のマグネタイ
ト除去清掃のための工数が低減されて、定期点検工期の
短縮，定検費用の低減を図ることができる。

【００１３】

【発明の効果】要するに本発明によれば、両端部に蓋が
取付けられた円筒形の外筒と、上記外筒の内面に磁性粒
子が吸着捕集されるよう外筒周面上に設けられた電磁石
と、上記外筒内部に外筒と同一軸線をもって外筒の両端
部蓋間の全長にわたって伸びかつ外筒の内面との間に隙
間をもって配置されていて磁性粒子除去後の流体が外部
から内部へ導かれるよう周面上に孔群を設けた円筒形の
内筒と、上記外筒周面の上流端部付近に外筒内部に導入
された流れが旋回するような接線方向に接続されており
磁性粒子を含む流体を外筒内部へ導入する入口管と、上
記入口管に設けられた入口弁と、上記外筒の下流端部に
取付けられた蓋に内筒の内径と導通するよう接続されて
おり磁性粒子除去後の流体を外筒外部へ導出する出口管
と、上記出口管に設けられた出口弁とを具えたことと、
上記構成に更に、外筒周面の下流端部付近に外筒内部の
旋回流れが導かれるような接線方向に接続された排出管
と、上記排出管に設けられた排出弁と、入口管の入口弁
上流部と出口管の出口弁下流部との間に接続されていて
流体が外筒をバイパスするバイパス管と、上記バイパス
管に設けられたバイパス弁とを具えたこととにより、
水，蒸気等の流体中に混在する磁性粒子を効果的に除去
する流体中の磁性粒子除去装置を得るから、本発明は産
業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明流体中の磁性粒子除去装置の第１番目の
発明の実施例の軸方向断面図である。

【図２】同上の周方向断面図である。

【図３】第２番目の発明の実施例の軸方向断面及び流体
中の磁性粒子除去時の操作を示す説明図である。

【図４】同上装置の捕集された磁性粒子排出時の操作を
示す説明図である。

【符号の説明】

１ 外筒 ２ 電磁石 ２ａ 電源 ２ｂ スイッチ ３ 内筒 ３′ 孔 ４ａ 上流側蓋 ４ｂ 下流側蓋 ５ 入口管 ６ 入口弁 ７ 出口管 ８ 出口弁 ９ 排出管 10 排出弁 11 バイパス管 12 バイパス弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端部に蓋が取付けられた円筒形の外筒
   と、上記外筒の内面に磁性粒子が吸着捕集されるよう外
   筒周面上に設けられた電磁石と、上記外筒内部に外筒と
   同一軸線をもって外筒の両端部蓋間の全長にわたって伸
   びかつ外筒の内面との間に隙間をもって配置されていて
   磁性粒子除去後の流体が外部から内部へ導かれるよう周
   面上に孔群を設けた円筒形の内筒と、上記外筒周面の上
   流端部付近に外筒内部に導入された流れが旋回するよう
   な接線方向に接続されており磁性粒子を含む流体を外筒
   内部へ導入する入口管と、上記入口管に設けられた入口
   弁と、上記外筒の下流端部に取付けられた蓋に内筒の内
   径と導通するよう接続されており磁性粒子除去後の流体
   を外筒外部へ導出する出口管と、上記出口管に設けられ
   た出口弁とを具えたことを特徴とする流体中の磁性粒子
   除去装置。
2. 【請求項２】 外筒周面の下流端部付近に外筒内部の旋
   回流れが導かれるような接線方向に接続された排出管
   と、上記排出管に設けられた排出弁と、入口管の入口弁
   上流部と出口管の出口弁下流部との間に接続されていて
   流体が外筒をバイパスするバイパス管と、上記バイパス
   管に設けられたバイパス弁とを具えたことを特徴とする
   請求項１に記載の流体中の磁性粒子除去装置。