JPH09122532A - 磁気分離装置及び磁気分離装置を用いた微粉炭燃焼装置 - Google Patents
磁気分離装置及び磁気分離装置を用いた微粉炭燃焼装置Info
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- JPH09122532A JPH09122532A JP7284945A JP28494595A JPH09122532A JP H09122532 A JPH09122532 A JP H09122532A JP 7284945 A JP7284945 A JP 7284945A JP 28494595 A JP28494595 A JP 28494595A JP H09122532 A JPH09122532 A JP H09122532A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K1/00—Preparation of lump or pulverulent fuel in readiness for delivery to combustion apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C1/00—Magnetic separation
- B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
- B03C1/035—Open gradient magnetic separators, i.e. separators in which the gap is unobstructed, characterised by the configuration of the gap
- B03C1/0355—Open gradient magnetic separators, i.e. separators in which the gap is unobstructed, characterised by the configuration of the gap using superconductive coils
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K2201/00—Pretreatment of solid fuel
- F23K2201/30—Separating
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 石炭のクリーン化に用いられる磁気分離装置
及びその装置を用いた微粉炭燃焼装置に関し、内部の機
械的部品をなくし、超伝導コイルを用いて回転損失や渦
電流損失をなくす。 【解決手段】 真空容器１内には、内部ダクト１７があ
り、その周囲を４極マグネット（超伝導コイル）４が配
置され、直流電源１０で励磁される。４極マグネット４
はベリウム容器内、外筒２，３内の液体ヘリウムＺで冷
却され、超伝導状態にする。ヘッダ１１より配管１２，
バルブ１３を介し、じゃま板１４へ空気Ｙと共に微粉炭
Ｘを噴出し、内部ダクト３に微粉炭を落下させ、灰等の
常磁性物質は磁力により管側に引寄せられ、回収管２６
で回収され、可燃物の反磁性物質は中心軸方向の可燃物
回収管１８で回収される。中間物質は中間物質回収管２
３で回収し、バイパス管２５でヘッダ１１に戻される。
内部ダクト３内に機械部品がなく、回転損失、渦電流発
熱がなくなる。
及びその装置を用いた微粉炭燃焼装置に関し、内部の機
械的部品をなくし、超伝導コイルを用いて回転損失や渦
電流損失をなくす。 【解決手段】 真空容器１内には、内部ダクト１７があ
り、その周囲を４極マグネット（超伝導コイル）４が配
置され、直流電源１０で励磁される。４極マグネット４
はベリウム容器内、外筒２，３内の液体ヘリウムＺで冷
却され、超伝導状態にする。ヘッダ１１より配管１２，
バルブ１３を介し、じゃま板１４へ空気Ｙと共に微粉炭
Ｘを噴出し、内部ダクト３に微粉炭を落下させ、灰等の
常磁性物質は磁力により管側に引寄せられ、回収管２６
で回収され、可燃物の反磁性物質は中心軸方向の可燃物
回収管１８で回収される。中間物質は中間物質回収管２
３で回収し、バイパス管２５でヘッダ１１に戻される。
内部ダクト３内に機械部品がなく、回転損失、渦電流発
熱がなくなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は石炭のクリーン化に
用いられる磁気分離装置及び磁気分離装置を用いた微粉
炭燃焼システムに関する。
用いられる磁気分離装置及び磁気分離装置を用いた微粉
炭燃焼システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は磁気分離の原理を示す図で、４極
マグネットの磁力線分布と内部ダクト内の磁場強度分布
を示す。図において、４０は内部を４２で示すように円
形状に配置した４極のマグネットであり、このマグネッ
ト４０により磁力線４１が発生する。ここで、磁場勾配
を（ｄＨ／ｄＺ）、磁場強度をＨ、磁化率をＸ、微粒子
の体積をＶとすると、次の（１）式に示す磁気力Ｆｍ
が、磁場勾配の方向に作用する。
マグネットの磁力線分布と内部ダクト内の磁場強度分布
を示す。図において、４０は内部を４２で示すように円
形状に配置した４極のマグネットであり、このマグネッ
ト４０により磁力線４１が発生する。ここで、磁場勾配
を（ｄＨ／ｄＺ）、磁場強度をＨ、磁化率をＸ、微粒子
の体積をＶとすると、次の（１）式に示す磁気力Ｆｍ
が、磁場勾配の方向に作用する。
【０００３】
【数１】
【０００４】上記の（１）式において、μ0 は真空透磁
率であり、この微粒子の磁化率の違いによる磁気力の差
を利用して、磁気分離が行われる。図６に示すように、
４極磁石の内部ダクト４２内の微粒子には、（１）式で
示す磁気力Ｆｍが作用し、この磁気力の差で各微粒子の
Ｚ方向の位置が変わり、磁気分離される。
率であり、この微粒子の磁化率の違いによる磁気力の差
を利用して、磁気分離が行われる。図６に示すように、
４極磁石の内部ダクト４２内の微粒子には、（１）式で
示す磁気力Ｆｍが作用し、この磁気力の差で各微粒子の
Ｚ方向の位置が変わり、磁気分離される。
【０００５】図７はこのような磁気分離の原理を用いた
従来の磁気分離装置の断面図を概念的に示した図てあ
り、乾燥した反磁性微粒子物質から、乾燥した常磁性物
質を分離する装置１１０を示しており、以下にその詳細
を説明する。
従来の磁気分離装置の断面図を概念的に示した図てあ
り、乾燥した反磁性微粒子物質から、乾燥した常磁性物
質を分離する装置１１０を示しており、以下にその詳細
を説明する。
【０００６】壁１１４と内空間１１６が軸方向に垂直に
伸びてシリンダ１１２を構成する。回転するスクリュ１
１８が、シリンダ１１２の中に納められている。スクリ
ュ１１８は、軸１２０とらせん形の羽根１２２から構成
される。らせん形の羽根１２２は、下方に向かって半径
方向及び軸方向に向かって角度をもっており、壁１１４
内に納っている。スクリュウ１１８は、モータ１２４に
連結し、モータにて回転し、スクリュウの上部より導か
れる微粒子を下方に運ぶ。加振器１２６がスクリュ１１
８に連結し、回転中に、スクリュを加振する。
伸びてシリンダ１１２を構成する。回転するスクリュ１
１８が、シリンダ１１２の中に納められている。スクリ
ュ１１８は、軸１２０とらせん形の羽根１２２から構成
される。らせん形の羽根１２２は、下方に向かって半径
方向及び軸方向に向かって角度をもっており、壁１１４
内に納っている。スクリュウ１１８は、モータ１２４に
連結し、モータにて回転し、スクリュウの上部より導か
れる微粒子を下方に運ぶ。加振器１２６がスクリュ１１
８に連結し、回転中に、スクリュを加振する。
【０００７】マグネット１２８が、シリンダ１１２の壁
の周囲に配置されている。マグネット１２８は、内空間
１１６に、磁場を作用させ、内空間１１６に、半径方向
の磁場勾配が与えられる４極磁石になっている。磁場
は、壁１１４で最大で、軸１２０に向って減少する。こ
の磁場は、中央ゾーン１２９では一定で、端部１３０で
は、マグネット１２８の端１３２から上部に向って直線
的に減少している。
の周囲に配置されている。マグネット１２８は、内空間
１１６に、磁場を作用させ、内空間１１６に、半径方向
の磁場勾配が与えられる４極磁石になっている。磁場
は、壁１１４で最大で、軸１２０に向って減少する。こ
の磁場は、中央ゾーン１２９では一定で、端部１３０で
は、マグネット１２８の端１３２から上部に向って直線
的に減少している。
【０００８】分離性能を向上させるため、粉砕機１３４
が用いられる。粉砕された微粉炭は、らせん錐１３６に
よって可動型の給炭機１３８に送られる。給炭機１３８
から微粉炭がらせん形の羽根１２２に送られ、スクリュ
１１８の回転により、装置１１０の内部に持込まれる。
が用いられる。粉砕された微粉炭は、らせん錐１３６に
よって可動型の給炭機１３８に送られる。給炭機１３８
から微粉炭がらせん形の羽根１２２に送られ、スクリュ
１１８の回転により、装置１１０の内部に持込まれる。
【０００９】カオリナイトや灰分等の常磁性微粒子は、
図６に示す磁気力Ｆｍを受け、壁１１４の方向に移動
し、反磁性微粒子である石炭中の可燃成分（有機成分）
は軸１２０の方向に移動する。
図６に示す磁気力Ｆｍを受け、壁１１４の方向に移動
し、反磁性微粒子である石炭中の可燃成分（有機成分）
は軸１２０の方向に移動する。
【００１０】装置１１０の下部に、分離機１４２が取付
けられており、３本の同心円状の管，１４４，１４６，
１４８から構成されている。円管１４４は、軸１２０に
近づく微粒子（反磁性微粒子が主成分）を回収し、円管
１４８は、壁１１４に近づく微粒子（常磁性微粒子が主
成分）を回収し、円管１４６は、反磁性と常磁性の混合
物を回収する。
けられており、３本の同心円状の管，１４４，１４６，
１４８から構成されている。円管１４４は、軸１２０に
近づく微粒子（反磁性微粒子が主成分）を回収し、円管
１４８は、壁１１４に近づく微粒子（常磁性微粒子が主
成分）を回収し、円管１４６は、反磁性と常磁性の混合
物を回収する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来の磁気分離
装置においては、（１）４極マグネット内部ダクト内
に、スクリュウ１１８，回転軸１２０，モータ１２４，
加振機１２６，らせん形の羽根車１２２等の機械的駆動
部品があるため、微粒子の目詰まり、摩耗等を生じる。
装置においては、（１）４極マグネット内部ダクト内
に、スクリュウ１１８，回転軸１２０，モータ１２４，
加振機１２６，らせん形の羽根車１２２等の機械的駆動
部品があるため、微粒子の目詰まり、摩耗等を生じる。
【００１２】（２）機械部品に残留磁化が生じ、微粒子
がブレード等に付着し、分離性能の低下をきたす。
がブレード等に付着し、分離性能の低下をきたす。
【００１３】（３）回転部品に生じる漏電流により、発
熱や回転損失が発生する。
熱や回転損失が発生する。
【００１４】（４）４極マグネットに、電源より直接電
流を供給する場合、超伝導マグネットを使用する際には
電流リードと電源部の常伝導部に損失が発生し、また常
伝導マグネットの場合、システム全体から損失が発生す
る。
流を供給する場合、超伝導マグネットを使用する際には
電流リードと電源部の常伝導部に損失が発生し、また常
伝導マグネットの場合、システム全体から損失が発生す
る。
【００１５】（５）石炭クリーン化のため、可燃物（有
機物）と未燃物（パライト、カオリナイト、灰分等）を
分離する装置に適用する場合、本分離装置と、燃焼装置
が別々にあると、分離物質の貯蔵、保管、運搬等の人
手、スペースが必要となりコストアップになる。
機物）と未燃物（パライト、カオリナイト、灰分等）を
分離する装置に適用する場合、本分離装置と、燃焼装置
が別々にあると、分離物質の貯蔵、保管、運搬等の人
手、スペースが必要となりコストアップになる。
【００１６】
【発明を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために次のような手段を提供する。
を解決するために次のような手段を提供する。
【００１７】（１）円筒状の内部ダクトと；同内部ダク
トの周囲に配置され、液体ヘリウムで冷却されると共に
直流電源で励磁される超伝導コイルからなる４極マグネ
ットと；前記内部ダクトの上端部より複数の元素または
化合物から成る微粒子を噴出し、落下させる微粒子供給
手段と；前記内部ダクトの下端に設けられ、前記微粒子
供給手段から噴出し、落下する前記微粒子に水平方向に
作用する磁気力の差により同微粒子中の常磁性物質及び
非磁性物質とをそれぞれ分離し、回収する第１，第２の
回収管とを具備してなることを特徴とする磁気分離装置
を提供する。
トの周囲に配置され、液体ヘリウムで冷却されると共に
直流電源で励磁される超伝導コイルからなる４極マグネ
ットと；前記内部ダクトの上端部より複数の元素または
化合物から成る微粒子を噴出し、落下させる微粒子供給
手段と；前記内部ダクトの下端に設けられ、前記微粒子
供給手段から噴出し、落下する前記微粒子に水平方向に
作用する磁気力の差により同微粒子中の常磁性物質及び
非磁性物質とをそれぞれ分離し、回収する第１，第２の
回収管とを具備してなることを特徴とする磁気分離装置
を提供する。
【００１８】（２）又、上記（１）において、前記微粒
子供給手段は前記内部ダクト上端部に設置したかさ状の
じゃま板を備えてなり、同じゃま板に向かって下部よ
り、上方に微粒子を噴出し、同じゃま板に衝突した微粒
子を前記内部ダクト方向へ落下させることを特徴とする
磁気分離装置を提供する。
子供給手段は前記内部ダクト上端部に設置したかさ状の
じゃま板を備えてなり、同じゃま板に向かって下部よ
り、上方に微粒子を噴出し、同じゃま板に衝突した微粒
子を前記内部ダクト方向へ落下させることを特徴とする
磁気分離装置を提供する。
【００１９】（３）又、上記（１）又は（２）におい
て、前記４極マグネットは常伝導コイルからなり、液体
窒素で冷却されることを特許とする磁気分離装置を提供
する。
て、前記４極マグネットは常伝導コイルからなり、液体
窒素で冷却されることを特許とする磁気分離装置を提供
する。
【００２０】（４）又、上記（１）又は（３）におい
て、前記４極マグネットには並列に永久電流スイッチが
接続されていることを特徴とする磁気分離装置を提供す
る。
て、前記４極マグネットには並列に永久電流スイッチが
接続されていることを特徴とする磁気分離装置を提供す
る。
【００２１】（５）又、上記（１）又は（２）におい
て、前記第１と第２の回収管の間には中間物質の回収管
と；同回収管から前記微粒子供給手段に回収した物質を
供給するバイパス管とを備えたことを特徴とする磁気分
離装置を提供する。
て、前記第１と第２の回収管の間には中間物質の回収管
と；同回収管から前記微粒子供給手段に回収した物質を
供給するバイパス管とを備えたことを特徴とする磁気分
離装置を提供する。
【００２２】（６）更に、円筒状の内部ダクト、同内部
ダクトの周囲に配置され、液体ヘリウムで冷却されると
共に直流電源で励磁される超伝導コイルからなる４極マ
グネット、前記内部ダクトの上端部より微粉炭を噴出
し、落下させる微粉炭噴出手段及び前記内部ダクトの下
端に設けられ、前記微粉炭噴出手段から噴出し、落下す
る前記微粒子中の常磁性物質及び非磁性物質とをそれぞ
れ回収する第１，第２の回収管とを具備した磁気分離装
置と；前記微粉炭噴出手段に接続し、微粉炭を製造する
微粉炭製造装置と；前記磁気分離装置の第２の回収管に
接続した石炭燃焼バーナとを具備してなることを特徴と
する磁気分離装置を用いた微粉炭燃焼装置も提供する。
ダクトの周囲に配置され、液体ヘリウムで冷却されると
共に直流電源で励磁される超伝導コイルからなる４極マ
グネット、前記内部ダクトの上端部より微粉炭を噴出
し、落下させる微粉炭噴出手段及び前記内部ダクトの下
端に設けられ、前記微粉炭噴出手段から噴出し、落下す
る前記微粒子中の常磁性物質及び非磁性物質とをそれぞ
れ回収する第１，第２の回収管とを具備した磁気分離装
置と；前記微粉炭噴出手段に接続し、微粉炭を製造する
微粉炭製造装置と；前記磁気分離装置の第２の回収管に
接続した石炭燃焼バーナとを具備してなることを特徴と
する磁気分離装置を用いた微粉炭燃焼装置も提供する。
【００２３】本発明はこのような手段により、その
（１）においては、内部ダクトの上部より微粒子供給手
段から噴出する微粒子はダクト内を自然落下し、微粒子
に含まれる常磁性物質は４極マグネットによる吸引力に
より管側に引き寄せられ、落下し、内部ダクト下部の第
１の回収管から回収される。又、非磁性物質は４極マグ
ネットに引き寄せられることなく内部ダクトの中心軸上
を落下し、第２の回収管より回収される。（２）におい
ては微粒子供給手段がかさ状のじゃま板からなるので、
微粒子がこのじゃま板に衝突した後で拡散し、均一分散
し、自然落下することができるので（１）に加えて磁気
分離の精度を向上せしめる。又、（５）においては中間
物質の回収管とバイパス管を付加したので、中間物質は
再度内部ダクトより噴出するので（１），（２）の効果
に加えて更に磁気分離の精度を高める。
（１）においては、内部ダクトの上部より微粒子供給手
段から噴出する微粒子はダクト内を自然落下し、微粒子
に含まれる常磁性物質は４極マグネットによる吸引力に
より管側に引き寄せられ、落下し、内部ダクト下部の第
１の回収管から回収される。又、非磁性物質は４極マグ
ネットに引き寄せられることなく内部ダクトの中心軸上
を落下し、第２の回収管より回収される。（２）におい
ては微粒子供給手段がかさ状のじゃま板からなるので、
微粒子がこのじゃま板に衝突した後で拡散し、均一分散
し、自然落下することができるので（１）に加えて磁気
分離の精度を向上せしめる。又、（５）においては中間
物質の回収管とバイパス管を付加したので、中間物質は
再度内部ダクトより噴出するので（１），（２）の効果
に加えて更に磁気分離の精度を高める。
【００２４】このように（１），（２），（５）におい
ては、回転駆動する機械部品が作動空間内にないため、
微粒子の目詰まり、摩耗等の作動空間内の機械部品によ
るトラブルが生じない。そのため、機械部品に生じる残
留磁化の問題もなく、機械部品の回転部に生じる渦電流
による発熱や回転損失が生じない。
ては、回転駆動する機械部品が作動空間内にないため、
微粒子の目詰まり、摩耗等の作動空間内の機械部品によ
るトラブルが生じない。そのため、機械部品に生じる残
留磁化の問題もなく、機械部品の回転部に生じる渦電流
による発熱や回転損失が生じない。
【００２５】又、上記の（１）においては、４極マグネ
ットは超伝導コイルを用いているので、永久電流モード
運転となるため、電気回路が全て超伝導となり、ジュー
ル発熱による電力損失が無くなる。又、（３）において
は、４極マグネットが常伝導コイルからなっているの
で、例えば、銅線は液体窒素温度（−１９６℃）になる
と銅線の抵抗が１／５〜１／１０に低下するため、銅線
への通電電流を上げることができ、同一寸法で高磁場化
が可能となり、装置のコンパクト化、冷媒コストの低減
を可能とする。
ットは超伝導コイルを用いているので、永久電流モード
運転となるため、電気回路が全て超伝導となり、ジュー
ル発熱による電力損失が無くなる。又、（３）において
は、４極マグネットが常伝導コイルからなっているの
で、例えば、銅線は液体窒素温度（−１９６℃）になる
と銅線の抵抗が１／５〜１／１０に低下するため、銅線
への通電電流を上げることができ、同一寸法で高磁場化
が可能となり、装置のコンパクト化、冷媒コストの低減
を可能とする。
【００２６】又、（４）においては永久電流スイッチを
設けているので４極マグネットには永久電流が流れ、運
転中にはほとんど電力の供給を行う必要がなく、侵入熱
により液体ヘリウムの蒸発を補うだけで良くなる。
設けているので４極マグネットには永久電流が流れ、運
転中にはほとんど電力の供給を行う必要がなく、侵入熱
により液体ヘリウムの蒸発を補うだけで良くなる。
【００２７】更に、（６）においては、磁気分離装置を
微粉炭製造装置と燃焼設備に組込んだので微粉炭を磁気
分離装置で灰等の常磁性物質と可燃物である非磁性物質
とに分離し、可燃微粒子を石炭燃焼バーナに供給するの
で、石炭クリーン化のため磁気分離回収された可燃物
（有機物）の貯蔵、保管、運搬等、人手、スペースが不
要となり、コンパクトで、高品質、高効率、石炭燃焼シ
ステムが得られる。
微粉炭製造装置と燃焼設備に組込んだので微粉炭を磁気
分離装置で灰等の常磁性物質と可燃物である非磁性物質
とに分離し、可燃微粒子を石炭燃焼バーナに供給するの
で、石炭クリーン化のため磁気分離回収された可燃物
（有機物）の貯蔵、保管、運搬等、人手、スペースが不
要となり、コンパクトで、高品質、高効率、石炭燃焼シ
ステムが得られる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の第１形態に係る磁気分離装置の断面図、図２はその
Ａ−Ａ断面図である。両図において、１は真空容器、２
はヘリウム容器内筒、３はヘリウム容器外筒、４は４極
マグネット（超伝導コイル）、５はコイル押え、６は液
体窒素シールド（約８０Ｋ）、７は電流シールド、８は
ブスバー、９はスイッチ、１０は直流電源で、コイル４
を、液体ヘリウムＺで冷却した後に、スイッチ９を閉に
して通電する。４極マグネット４は超伝導状態であり、
ジュール熱による電力損失がなく、運転中には電力供給
がなく、侵入熱による液体ヘリウムの蒸発を補うのみで
良い。
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の第１形態に係る磁気分離装置の断面図、図２はその
Ａ−Ａ断面図である。両図において、１は真空容器、２
はヘリウム容器内筒、３はヘリウム容器外筒、４は４極
マグネット（超伝導コイル）、５はコイル押え、６は液
体窒素シールド（約８０Ｋ）、７は電流シールド、８は
ブスバー、９はスイッチ、１０は直流電源で、コイル４
を、液体ヘリウムＺで冷却した後に、スイッチ９を閉に
して通電する。４極マグネット４は超伝導状態であり、
ジュール熱による電力損失がなく、運転中には電力供給
がなく、侵入熱による液体ヘリウムの蒸発を補うのみで
良い。
【００２９】１１は、ヘッダで、Ｘより微粉炭を供給
し、Ｙより空気を供給し、固気二相状態で、配管１２、
バルブ１３を通して、かさ状のじゃま板１４に向かって
微粉炭を空気と一緒に噴出する。１５は排気管、１６は
排気弁でＹ′より空気を排出し、Ｂより微粉炭を落下さ
せる。
し、Ｙより空気を供給し、固気二相状態で、配管１２、
バルブ１３を通して、かさ状のじゃま板１４に向かって
微粉炭を空気と一緒に噴出する。１５は排気管、１６は
排気弁でＹ′より空気を排出し、Ｂより微粉炭を落下さ
せる。
【００３０】１７は内部ダクト、１８は可燃物（反磁性
体）回収管、１９は回収配管、２０は回収装置、２１は
流量調整弁、２２はブロワを示す。また２３は中間回収
管、２４はブロワでバイパス管２５を介してヘッダ１１
に戻される。２６は、パイライト等の強磁性微粒子やカ
オリナイトや灰分等の常磁性微粒子の回収管、２７は回
収配管、２８は回収装置、２９は流量調整弁である。
体）回収管、１９は回収配管、２０は回収装置、２１は
流量調整弁、２２はブロワを示す。また２３は中間回収
管、２４はブロワでバイパス管２５を介してヘッダ１１
に戻される。２６は、パイライト等の強磁性微粒子やカ
オリナイトや灰分等の常磁性微粒子の回収管、２７は回
収配管、２８は回収装置、２９は流量調整弁である。
【００３１】このような構成において、微粉炭Ｂは、超
伝導コイルからなる４極マグネット４の上端部より自然
落下し、カオリナイトや灰分等の常磁性微粒子は、図６
に示すように磁気力を受け、内部ダクト１７の管壁に引
寄せられ、反磁性微粒子である石炭中の可燃成分（有機
成分）は、微粉炭母管１７の中心軸方向に引寄せられ、
それぞれ強磁性微粒子や常磁性微粒子の回収管２６及び
可燃物回収管１８に回収される。
伝導コイルからなる４極マグネット４の上端部より自然
落下し、カオリナイトや灰分等の常磁性微粒子は、図６
に示すように磁気力を受け、内部ダクト１７の管壁に引
寄せられ、反磁性微粒子である石炭中の可燃成分（有機
成分）は、微粉炭母管１７の中心軸方向に引寄せられ、
それぞれ強磁性微粒子や常磁性微粒子の回収管２６及び
可燃物回収管１８に回収される。
【００３２】中間回収管２３に回収された微粉炭は、バ
イパス管２５よりヘッダに戻され、内部ダクト１７の上
部より自然落下させ、さらに分離度を向上させる。
イパス管２５よりヘッダに戻され、内部ダクト１７の上
部より自然落下させ、さらに分離度を向上させる。
【００３３】なお、本装置において、装置のコンパクト
化及び冷媒コスト低減のため、図示省略するが、超伝導
コイル４の替わりに、常伝導コイルを用い、冷媒に液体
窒素を用いた磁気分離装置の構造としても上記と同じ効
果が得られる。
化及び冷媒コスト低減のため、図示省略するが、超伝導
コイル４の替わりに、常伝導コイルを用い、冷媒に液体
窒素を用いた磁気分離装置の構造としても上記と同じ効
果が得られる。
【００３４】図３は本発明の実施の第２形態に係る磁気
分離装置の側面図であり、符号１乃至２９は図１に示す
実施の第１形態と同じであり、説明は省略するが本第２
形態の特徴部分は永久電流スイッチ３０を付加した部分
である。
分離装置の側面図であり、符号１乃至２９は図１に示す
実施の第１形態と同じであり、説明は省略するが本第２
形態の特徴部分は永久電流スイッチ３０を付加した部分
である。
【００３５】図４はこの実施の第２形態における永久電
流スイッチの配線系統図であり、本装置の運転中には直
流電源１０よりスイッチ９、ブスバー８を介して電流リ
ード７で４極マグネット（超伝導コイル）４に直流が供
給されると共に永久電流スイッチ３０が並列に接続され
る。永久電流スイッチ３０を冷却し、永久電流モード運
転として電気回路が全て超伝導となり、ジュール発熱に
よる電力損失を無くする。そのため、運転中はＣで示す
閉回路で電流が流れ、電力をほとんど供給することな
く、侵入熱による液体ヘリウムの蒸発を補うだけで４極
マグネット４へ電流を流すことができる。
流スイッチの配線系統図であり、本装置の運転中には直
流電源１０よりスイッチ９、ブスバー８を介して電流リ
ード７で４極マグネット（超伝導コイル）４に直流が供
給されると共に永久電流スイッチ３０が並列に接続され
る。永久電流スイッチ３０を冷却し、永久電流モード運
転として電気回路が全て超伝導となり、ジュール発熱に
よる電力損失を無くする。そのため、運転中はＣで示す
閉回路で電流が流れ、電力をほとんど供給することな
く、侵入熱による液体ヘリウムの蒸発を補うだけで４極
マグネット４へ電流を流すことができる。
【００３６】なお、銅線を冷却し、液体窒素温度（−１
９６℃）になると銅線の抵抗が１／５〜１／１０に低下
するため、銅線への通電電流を上げることができ、常伝
導コイルを液体窒素で冷却して使用すると同一寸法で高
磁場化が可能となる。
９６℃）になると銅線の抵抗が１／５〜１／１０に低下
するため、銅線への通電電流を上げることができ、常伝
導コイルを液体窒素で冷却して使用すると同一寸法で高
磁場化が可能となる。
【００３７】図５は本発明の実施の第３形態に係る磁気
分離装置を用いた微粉炭燃焼装置の構成図である。符号
３１乃至３７，１９′，２１′，２２′は本第３形態の
特徴部分であり、その他は図１，図３に示す実施の第
１，第２形態と同じ磁気分離装置を用いたものであり、
これを符号５０で示している。
分離装置を用いた微粉炭燃焼装置の構成図である。符号
３１乃至３７，１９′，２１′，２２′は本第３形態の
特徴部分であり、その他は図１，図３に示す実施の第
１，第２形態と同じ磁気分離装置を用いたものであり、
これを符号５０で示している。
【００３８】図５において、５０は前述の磁気分離装
置、３１は石炭バンカ、３２は石炭ゲート、３３は給炭
機、３４は粉砕機、３５はブロワ、３６は微粉炭溜で磁
気分離装置５０のヘッダ１１に微粉炭を供給する。３７
は石炭バーナである。１９′は回収配管、２１′は流量
調整弁、２２′はブロワを示し、回収した微粉炭を石炭
バーナ３７へ供給する。
置、３１は石炭バンカ、３２は石炭ゲート、３３は給炭
機、３４は粉砕機、３５はブロワ、３６は微粉炭溜で磁
気分離装置５０のヘッダ１１に微粉炭を供給する。３７
は石炭バーナである。１９′は回収配管、２１′は流量
調整弁、２２′はブロワを示し、回収した微粉炭を石炭
バーナ３７へ供給する。
【００３９】このような構成の微粉炭燃焼装置におい
て、石炭を石炭ハンガ３１に入れ、石炭ゲート３２より
石炭を給炭機３３へ導き、粉砕機３４へ供給し、粉砕
し、微粉炭とする。粉砕機３４からの微粉炭は微粉炭溜
３６に溜め、磁気分離装置５０のヘッダ１１に供給す
る。
て、石炭を石炭ハンガ３１に入れ、石炭ゲート３２より
石炭を給炭機３３へ導き、粉砕機３４へ供給し、粉砕
し、微粉炭とする。粉砕機３４からの微粉炭は微粉炭溜
３６に溜め、磁気分離装置５０のヘッダ１１に供給す
る。
【００４０】微粉炭は磁気分離装置５０を通過し、パイ
ライトやカオリナイト、灰分等の不純物を分離し、石炭
中の可燃物（有機成分）のみを回収配管１９′より、石
炭バーナ３７へ導き、燃焼させる。
ライトやカオリナイト、灰分等の不純物を分離し、石炭
中の可燃物（有機成分）のみを回収配管１９′より、石
炭バーナ３７へ導き、燃焼させる。
【００４１】以上、説明の実施の第１形態によれば回転
駆動する機械部品が作動空間内にないため、微粒子の目
詰まり、摩耗等の作動空間内の機械部品によるトラブル
が生じない。又、機械部品に生じる残留磁化の問題もな
く、機械部品の回転部に生じる渦電流による発熱や回転
損失が生じない。又、じゃま板１４に微粉炭が衝突し、
拡散するので微粒子が均一に分散し、自然落下により、
磁気分離の精度が向上する。
駆動する機械部品が作動空間内にないため、微粒子の目
詰まり、摩耗等の作動空間内の機械部品によるトラブル
が生じない。又、機械部品に生じる残留磁化の問題もな
く、機械部品の回転部に生じる渦電流による発熱や回転
損失が生じない。又、じゃま板１４に微粉炭が衝突し、
拡散するので微粒子が均一に分散し、自然落下により、
磁気分離の精度が向上する。
【００４２】又、実施の第２形態によれば、上記の第１
形態と同様の作用、効果を奏すると共に、永久電流モー
ド運転となるため、電気回路が全て超伝導となり、ジュ
ール発熱による電力損失が少くなる。又、銅線を冷却
し、液体窒素温度（−１９６℃）になると銅線の抵抗が
１／５〜１／１０に低下するため、銅線への通電電流を
上げることができ、同一寸法で高磁場化が可能となる。
形態と同様の作用、効果を奏すると共に、永久電流モー
ド運転となるため、電気回路が全て超伝導となり、ジュ
ール発熱による電力損失が少くなる。又、銅線を冷却
し、液体窒素温度（−１９６℃）になると銅線の抵抗が
１／５〜１／１０に低下するため、銅線への通電電流を
上げることができ、同一寸法で高磁場化が可能となる。
【００４３】更に、実施の第３形態によれば、石炭クリ
ーン化のため磁気分離装置５０で回収された可燃物（有
機物）の貯蔵、保管、運搬などの人手、スペースなどが
不要となり、コンパクトで、高品質、高効率、石炭燃焼
システムが得られる。
ーン化のため磁気分離装置５０で回収された可燃物（有
機物）の貯蔵、保管、運搬などの人手、スペースなどが
不要となり、コンパクトで、高品質、高効率、石炭燃焼
システムが得られる。
【００４４】なお、本発明の実施の形態においては、微
粉炭の例で説明したが、本発明はこれに限定するもので
はなく、各種資源の回収、廃棄物処理、等にも適用で
き、同様の作用効果が得られるものである。
粉炭の例で説明したが、本発明はこれに限定するもので
はなく、各種資源の回収、廃棄物処理、等にも適用で
き、同様の作用効果が得られるものである。
【００４５】
【発明の効果】以上、具体的に説明したように、本発明
は、内部ダクト、内部ダクトの周囲に配置された４極マ
グネット、内部ダクトの上端部に設けられた微粒子供給
手段及び内部ダクトの下端部に設けられた常磁性物質と
非磁性物質とを回収する第１，第２の回収管を備えた磁
気分離装置を基本とし、更に微粒子供給手段にかさ状の
じゃま板を設けた構成、４極マグネットを常伝導コイル
でなる構成、４極マグネットに並列に永久電流スイッチ
を設ける構成、第１及び第２回収管に加えて中間物質を
回収する回収管を付加した構成もそれぞれ提供し、これ
らに加えて磁気分離装置を用いた微粉炭燃焼装置も提供
するので次のような効果を奏する。
は、内部ダクト、内部ダクトの周囲に配置された４極マ
グネット、内部ダクトの上端部に設けられた微粒子供給
手段及び内部ダクトの下端部に設けられた常磁性物質と
非磁性物質とを回収する第１，第２の回収管を備えた磁
気分離装置を基本とし、更に微粒子供給手段にかさ状の
じゃま板を設けた構成、４極マグネットを常伝導コイル
でなる構成、４極マグネットに並列に永久電流スイッチ
を設ける構成、第１及び第２回収管に加えて中間物質を
回収する回収管を付加した構成もそれぞれ提供し、これ
らに加えて磁気分離装置を用いた微粉炭燃焼装置も提供
するので次のような効果を奏する。
【００４６】（１）ダクト内に機械部品が無いため微粒
子の目詰まり、摩耗等の機械部品のトラブルの心配が無
く、渦電流による発熱や回転損失が生じない。
子の目詰まり、摩耗等の機械部品のトラブルの心配が無
く、渦電流による発熱や回転損失が生じない。
【００４７】（２）かさ状のじゃま板を設けることによ
り下部より上部に向って微粉炭を噴出するため、微粉炭
がかさ状のじゃま板に衝突した後で拡散し、微粒子が均
一分散し、自然落下し、磁気分離の精度を高める。
り下部より上部に向って微粉炭を噴出するため、微粉炭
がかさ状のじゃま板に衝突した後で拡散し、微粒子が均
一分散し、自然落下し、磁気分離の精度を高める。
【００４８】（３）常伝導コイルを液体窒素で冷却して
４極マグネットとして用いればコンパクトな装置で大電
流が流せ、高磁場が得られると共に冷媒コストも低減で
きる。
４極マグネットとして用いればコンパクトな装置で大電
流が流せ、高磁場が得られると共に冷媒コストも低減で
きる。
【００４９】（４）超伝導コイルと永久電流スイッチを
組合せて４極マグネットを構成すれば、永久電流モード
を用いるため、運転中に電力の供給を行う必要がなく、
侵入熱による液体ヘリウムの蒸発を補うだけでよい。
組合せて４極マグネットを構成すれば、永久電流モード
を用いるため、運転中に電力の供給を行う必要がなく、
侵入熱による液体ヘリウムの蒸発を補うだけでよい。
【００５０】（５）磁気分離装置を用いた微粉炭燃焼装
置では、磁気分離された可燃物（有機物）を直接ボイラ
の燃焼に用いるため、可燃物の貯蔵スペースが不要とな
り、貯蔵に伴う品質管理の手間が省ける。また、給炭機
への運搬や、給炭機のスペースが不要となりコンパク
ト、高品質、高効率、石炭燃焼システムが得られる。
置では、磁気分離された可燃物（有機物）を直接ボイラ
の燃焼に用いるため、可燃物の貯蔵スペースが不要とな
り、貯蔵に伴う品質管理の手間が省ける。また、給炭機
への運搬や、給炭機のスペースが不要となりコンパク
ト、高品質、高効率、石炭燃焼システムが得られる。
【図１】本発明の実施の第１形態に係る磁気分離装置の
構成図である。
構成図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施の第２形態に係る磁気分離装置の
構成図である。
構成図である。
【図４】本発明の実施の第２形態に係る磁気分離装置の
電気配線系統図である。
電気配線系統図である。
【図５】本発明の実施の第３形態に係る磁気分離装置を
用いた微粉炭燃焼装置の構成図である。
用いた微粉炭燃焼装置の構成図である。
【図６】４極マグネットの断面と磁気分離の原理を説明
する図である。
する図である。
【図７】従来の磁気分離装置の断面図である。
１ 真空容器 ２ ヘリウム容器内筒 ３ ヘリウム容器外筒 ４ ４極マグネット １０ 直流電源 １１ ヘッダ １２ 配管 １４ じゃま板 １５ 排気筒 １７ 内部ダクト １８ 可燃物回収管 １９，２７ 回収配管 ２０，２８ 回収装置 ２２，２４ ブロワ ２３ 中間回収管 ２５ バイパス管 ２６ 回収管 ３０ 永久電流スイッチ ３１ 石炭バンカ ３３ 給炭機 ３４ 粉砕機 ３６ 微粉炭溜 ３７ 石炭バーナ ５０ 磁気分離装置
Claims (6)
- 【請求項１】 円筒状の内部ダクトと；同内部ダクトの
周囲に配置され、液体ヘリウムで冷却されると共に直流
電源で励磁される超伝導コイルからなる４極マグネット
と；前記内部ダクトの上端部より複数の元素または化合
物から成る微粒子を噴出し、落下させる微粒子供給手段
と；前記内部ダクトの下端に設けられ、前記微粒子供給
手段から噴出し、落下する前記微粒子に水平方向に作用
する磁気力の差により同微粒子中の常磁性物質及び非磁
性物質とをそれぞれ分離し、回収する第１，第２の回収
管とを具備してなることを特徴とする磁気分離装置。 - 【請求項２】 前記微粒子供給手段は前記内部ダクト上
端部に設置したかさ状のじゃま板を備えてなり、同じゃ
ま板に向かって下部より上方に微粒子を噴出し、同じゃ
ま板に衝突した微粒子を前記内部ダクト方向へ落下させ
ることを特徴とする請求項１記載の磁気分離装置。 - 【請求項３】 前記４極マグネットは常伝導コイルから
なり、液体窒素で冷却されることを特許とする請求項１
又は２記載の磁気分離装置。 - 【請求項４】 前記４極マグネットには並列に永久電流
スイッチが接続されていることを特徴とする請求項１又
は３記載の磁気分離装置。 - 【請求項５】 前記第１と第２の回収管の間には中間物
質の回収管と；同回収管から前記微粒子供給手段に回収
した物質を供給するバイパス管とを備えたことを特徴と
する請求項１又は２記載の磁気分離装置。 - 【請求項６】 円筒状の内部ダクト、同内部ダクトの周
囲に配置され、液体ヘリウムで冷却されると共に直流電
源で励磁される超伝導コイルからなる４極マグネット、
前記内部ダクトの上端部より微粉炭を噴出し、落下させ
る微粉炭噴出手段及び前記内部ダクトの下端に設けら
れ、前記微粉炭噴出手段から噴出し、落下する前記微粒
子中の常磁性物質及び非磁性物質とをそれぞれ回収する
第１，第２の回収管とを具備した磁気分離装置と；前記
微粉炭噴出手段に接続し、微粉炭を製造する微粉炭製造
装置と、前記磁気分離装置の第２の回収管に接続した石
炭燃焼バーナとを具備してなることを特徴とする磁気分
離装置を用いた微粉炭燃焼装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28494595A JP3249357B2 (ja) | 1995-11-01 | 1995-11-01 | 磁気分離装置及び磁気分離装置を用いた微粉炭燃焼装置 |
| US08/845,348 US5873313A (en) | 1995-11-01 | 1997-04-25 | Magnetic separator and pulverized coal combustion apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28494595A JP3249357B2 (ja) | 1995-11-01 | 1995-11-01 | 磁気分離装置及び磁気分離装置を用いた微粉炭燃焼装置 |
| US08/845,348 US5873313A (en) | 1995-11-01 | 1997-04-25 | Magnetic separator and pulverized coal combustion apparatus using the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09122532A true JPH09122532A (ja) | 1997-05-13 |
| JP3249357B2 JP3249357B2 (ja) | 2002-01-21 |
Family
ID=26555678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28494595A Expired - Fee Related JP3249357B2 (ja) | 1995-11-01 | 1995-11-01 | 磁気分離装置及び磁気分離装置を用いた微粉炭燃焼装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5873313A (ja) |
| JP (1) | JP3249357B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100950291B1 (ko) * | 2008-01-09 | 2010-03-31 | 한국전력공사 | 미분탄 입자의 급속 냉각용 샘플링 프로브 |
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|---|---|---|---|---|
| US20070087028A1 (en) * | 1998-04-16 | 2007-04-19 | Robert Falotico | Intraluminal devices for the prevention and treatment of vascular disease |
| DE102004034541B3 (de) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Hochgradienten-Magnetabscheider |
| US20070009564A1 (en) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Mcclain James B | Drug/polymer composite materials and methods of making the same |
| US8932345B2 (en) * | 2007-02-07 | 2015-01-13 | Cook Medical Technologies Llc | Medical device coatings for releasing a therapeutic agent at multiple rates |
| CA2766333C (en) * | 2007-07-19 | 2016-08-23 | Microcoal Inc. | Method and system for separation of contaminants from coal |
| CN100475346C (zh) * | 2007-10-19 | 2009-04-08 | 中国科学院电工研究所 | 基于固氮保护的传导冷却高温超导电磁除铁器 |
| US9184593B2 (en) | 2012-02-28 | 2015-11-10 | Microcoal Inc. | Method and apparatus for storing power from irregular and poorly controlled power sources |
| US9810480B2 (en) | 2015-06-12 | 2017-11-07 | Targeted Microwave Solutions Inc. | Methods and apparatus for electromagnetic processing of phyllosilicate minerals |
| DE102018113358B4 (de) * | 2018-06-05 | 2022-12-29 | Technische Universität Ilmenau | Vorrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen separaten Entnahme von magnetisch anziehbaren und magnetisch abstoßbaren Teilchen aus einem strömenden Fluid |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4239619A (en) * | 1979-05-07 | 1980-12-16 | Union Carbide Corporation | Process and apparatus for separating magnetic particles within an ore |
| GB2064377B (en) * | 1979-10-12 | 1984-03-21 | Imperial College | Magnetic separators |
| US4340468A (en) * | 1980-11-06 | 1982-07-20 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method and apparatus for separating materials magnetically |
| US4961841A (en) * | 1982-05-21 | 1990-10-09 | Mag-Sep Corporation | Apparatus and method employing magnetic fluids for separating particles |
| US4438709A (en) * | 1982-09-27 | 1984-03-27 | Combustion Engineering, Inc. | System and method for firing coal having a significant mineral content |
| FR2550104B1 (fr) * | 1983-08-03 | 1985-10-11 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de tri magnetique pouvant etre utilise pour mesurer la susceptibilite magnetique de substances solides |
| US4778594A (en) * | 1986-07-24 | 1988-10-18 | The University Of Chicago (Arch Development Corp.) | Apparatus for magnetic separation of paramagnetic and diamagnetic material |
-
1995
- 1995-11-01 JP JP28494595A patent/JP3249357B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-04-25 US US08/845,348 patent/US5873313A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100950291B1 (ko) * | 2008-01-09 | 2010-03-31 | 한국전력공사 | 미분탄 입자의 급속 냉각용 샘플링 프로브 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5873313A (en) | 1999-02-23 |
| JP3249357B2 (ja) | 2002-01-21 |
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