JPH09276624A - 磁気フィルタ装置 - Google Patents

磁気フィルタ装置

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JPH09276624A
JPH09276624A JP9846196A JP9846196A JPH09276624A JP H09276624 A JPH09276624 A JP H09276624A JP 9846196 A JP9846196 A JP 9846196A JP 9846196 A JP9846196 A JP 9846196A JP H09276624 A JPH09276624 A JP H09276624A
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JP
Japan
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magnetic
cotton
recovery pipe
fiber
pipe
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Withdrawn
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JP9846196A
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English (en)
Inventor
Kingo Azuma
欣吾 東
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、磁性微粒子を含有する液体から磁性
微粒子を除去する能力を大幅に増大することが出来る磁
気フィルタ装置を提供することを目的とする。 【解決手段】本発明に係る磁気フィルタ装置は、超伝導
4極コイル1と、綿状磁性繊維2と、供給管3と、ろ過
液回収管4と、濃縮液回収管5と、磁気分離ボア10と
からなり、磁気分離ボア10の内側には、端部が綿状磁
性繊維2の中に入ったろ過液回収管4が設け、磁気分離
ボア10の出口側には、供給管3と濃縮液回収管5が接
続され、超伝導4極コイル1は、綿状磁性繊維2を磁化
するとともに、綿状磁性繊維2をを含む磁気分離ボア1
0に磁場勾配を発生させ、綿状磁性繊維2は、供給管3
から供給された磁性微粒子11を補足し、または、外側
の濃縮液回収管5に誘導し、濃縮液回収管5は、磁性微
粒子11が濃縮された液体を取り出し、ろ過液回収管4
は、ろ過液を取り出すことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換器に利用さ
れる磁気分フィルタに関する。本発明は、製鉄排水処理
や、酸素富化装置にも利用することが出来る。
【0002】
【従来の技術】従来の磁気フィルタの構成を図7に示
す。磁気フィルタは、液体中の磁性微粒子を取り除くろ
過装置である。図7に示すように、液体の供給管3の内
側に多数の磁性フィラメントからなる綿状磁性繊維2が
敷き詰められ、これら全体がソレノイドコイル12の磁
気分離ボア10の中に納められている。
【0003】供給管3から注入された磁性微粒子11を
含んだ液体は、綿状磁性繊維2の内部へ入り込む。綿状
磁性繊維2を構成する磁性フィラメントは、ソレノイド
コイル12により磁化されているため、強い磁場勾配を
発生する。
【0004】磁性微粒子11は、式(1)によって与え
られる磁気力Fmにより、磁性フィラメントに引き寄せ
られ、捕捉される。 Fm=(χ/μ0 )VHβ (1) ここで、 Fm;磁性粒子に働く磁気力 [N ] χ ;磁性粒子の比磁化率 μ0 ;真空の透磁率 [H/m] V ;磁性微粒子の体積 [m3 ] H ;磁性微粒子に加わる磁場 β ;磁場勾配 その結果、綿状磁性繊維2から出てろ過液回収管4から
排出される液体は、磁性微粒子11が取り除かれた状態
になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の磁気フ
ィルタでは、式(2)で与えられる流体の流体力Fdと
ほぼ同じか、それよりも小さな磁気力Fm しか持たな
い磁性微粒子は、綿状磁性繊維2では補足されず、ろ過
液の中に含有されたまま排出されるという問題がある。
【0006】 Fd=3πνρDv (2) ここで、 ν;液体の動粘性係数 ρ;磁性微粒子の密度 D;磁性微粒子の直径 v;液体の流速 本発明はこれらの問題を解決することができる磁気フィ
ルタを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
(第1の手段)本発明に係る磁気フィルタ装置は、超伝
導4極コイルと、綿状磁性繊維と、供給管と、ろ過液回
収管と、濃縮液回収管と、磁気分離ボアとからなり、
(A)前記磁気分離ボアの内側には、端部が綿状磁性繊
維の中に入ったろ過液回収管を設け、(B)前記磁気分
離ボアの出口側には、供給管と濃縮液回収管を接続し、
(C)前記超伝導4極コイルは、綿状磁性繊維を磁化す
るとともに、綿状磁性繊維2をを含む磁気分離ボアに磁
場勾配を発生させ、(D)前記綿状磁性繊維は、供給管
から供給された磁性微粒子を補足し、または、外側の濃
縮液回収管5に誘導し、(E)前記濃縮液回収管5は、
磁性微粒子が濃縮された液体を取り出し、(F)前記ろ
過液回収管は、ろ過液を取り出すことを特徴とする。 (第2の手段)本発明に係る磁気フィルタ装置は、第1
の手段において、磁気分離ボアの中心軸付近に、中央制
限筒を設置したことを特徴とする。 (第3の手段)本発明に係る磁気フィルタ装置は、第2
の手段において、(A)中央制限筒の外側に、らせん状
の旋回流生成構造物を配置するとともに、(B)前記ら
せん状の旋回流生成構造物を回転可能にしたことを特徴
とする。 (第4の手段)本発明に係る磁気フィルタ装置は、第2
の手段において、 中央制限筒の外側に、らせん状の隔
壁を設けたことを特徴とする。
【0008】したがって、つぎのように、作用する。本
発明に係る磁気フィルタ装置の基本的な構成は、液体の
流れる方向に対して垂直な面から見た場合、図4に示す
ようになる。
【0009】超伝導4極コイル1の磁気分離ボア10の
内側に、綿状磁性繊維2を同軸状に配置しているので、
超伝導4極コイル1の発生する磁場はH(r)は、式
(3)で示されるように分布する。
【0010】 H(r)=(r/a)H0 (3) ここで a ;磁気分離ボアの半径 r ;中心軸からの距離 H0 ;磁気分離ボアの中心軸上での磁場の大きさ 綿状磁性繊維2があると、磁場が遮蔽されるが、超伝導
4極コイル1の磁場H(r)と綿状磁性繊維2の磁化I
との間に μ0 H(r)>I (4) ここで μ0 ;真空の透磁率 [H/m] の関係があれば、磁場は、綿状磁性繊維2を通り抜け
て、図5に示すように分布する。
【0011】これにより、綿状磁性繊維2の領域(図5
のr2 <r<r3 の領域)よりも内側の領域(図5のr
1 <r<r2 の領域)にも傾斜磁場が発生することにな
り、この部分でも磁気力が生ずることになる。
【0012】また、綿状磁性繊維2全体の平均磁場分布
も傾斜をもつようになるため、図6にしめすように、磁
性フィラメント2aに引き寄せられながら補足されなか
った磁性微粒子11は、より強い磁場の中にある磁性フ
ィラメント2bに引き寄せられ、さらに外側の磁性フィ
ラメント2cに移り、最終的には綿状磁性繊維2の外側
の領域(図5のr3 <r<r4 の領域)に出る。この領
域に入った磁性微粒子11は、超伝導4極コイル1の発
生する強い磁場と磁場勾配を受け、再び内側の領域へ戻
ることはない。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図1〜図6
に示す。 (第1の実施の形態)本発明の第1の実施の形態を図1
に示す。
【0014】図1に示すように、超伝導4極コイル1の
磁気分離ボア10の内側には、磁性微粒子11を含有す
る液体を取り込む供給管3と綿状磁性繊維2が設置され
ている。
【0015】磁気分離ボア10の出口側には、供給管3
と濃縮液回収管5が接続されており、その内側には、端
部が綿状磁性繊維2の中に入ったろ過液回収管4が設け
られている。
【0016】また、磁気力が弱くなる中心軸付近には、
中央制限筒6を挿入して液体の流入を防いでいる。綿状
磁性繊維2は、液体の流れを妨げないように、傾斜配管
しているが、液体の流速を十分低くして用いる場合に
は、均一に配置してもよい。
【0017】以上のように構成すると、磁性微粒子11
は中心軸から外側の方向に常に磁気力を受け、綿状磁性
繊維2の内部で補足されるか、または、外側の濃縮液回
収管5に誘導され、一部の液体とともに、磁性微粒子1
1が濃縮された液体として、濃縮液回収管5から排出さ
れる。
【0018】残りの液体は、ろ過液として、ろ過液回収
管4から排出される。 (第2の実施の形態)本発明の第2の実施の形態を図2
に示す。
【0019】図2に示すように、第2の実施の形態で
は、中央制限筒6の外側に、らせん状の旋回流生成構造
物7を配置している。この、らせん状の旋回流生成構造
物7の回転により、磁気力の弱い中心軸付近の流れを半
径方向の流れに変えて、磁気力が大きくなる綿状磁性繊
維2の方へ磁性微粒子11を運ぶ。
【0020】第2の実施の形態によれば、流れを旋回さ
せることによる遠心力による分離効果も期待できる。中
央制限筒6の外側に配置する旋回流生成構造物7の回転
方向は、図2に示す実施の形態においては、上向流とす
る方向に回転させる。 (第3の実施の形態)本発明の第3の実施の形態を図3
に示す。
【0021】図3に示すように、第3の実施の形態で
は、供給管3の内部に、かつ、中央制限筒6の外側に、
らせん状隔壁8を設けている。らせん状隔壁8は、第2
の実施の形態における旋回流生成構造物7の翼幅を大き
くし、かつ、綿状磁性繊維2を巻いたものである。
【0022】ただし、第2の実施の形態における旋回流
生成構造物7は回転するものであるが、第3の実施の形
態におけるらせん状隔壁8は回転しない。このらせん状
隔壁8により、流路を長くする/,ことが出来る。その
ため、装置の全長をみじかくすることが出来る。
【0023】なお、前述の各実施の形態(第1〜第3の
実施の形態)とも、ろ過液回収管4の出口で液体の排出
を止めることにより、すなわち、液体が全て濃縮液回収
管5の方へながれるようにすることにより、綿状磁性繊
維2の内部での流速を大きくすることが出来る。そのた
め、補足されていた磁性微粒子11を押し流し、綿状磁
性繊維2を洗浄することが出来る。
【0024】
【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 (1)本発明による磁気フィルタ装置によれば、磁性微
粒子を含有する液体から、磁性微粒子を除去する能力を
大幅に増大することが出来る。 (2)また、ろ過液回収管4の出口で液体の排出を止め
ることにより、綿状磁性繊維2を洗浄することが出来
る。そのため、周辺装置の簡素化も図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る磁気フィルタ
装置の構成図。
【図2】本発明の第2の実施の形態に係る磁気フィルタ
装置の構成図。
【図3】本発明の第3の実施の形態に係る磁気フィルタ
装置の構成図。
【図4】本発明の磁気フィルタ装置の構成における基本
的な配置図。
【図5】本発明の磁気フィルタの構成における中心軸か
ら外側方向への磁場の分布図。
【図6】線状磁性繊維部における磁性微粒子の挙動を示
す図。
【図7】従来の磁気フィルタ装置の構成を示す図。
【符号の説明】
1…超伝導4極コイル 2…綿状磁性繊維 2a…磁性フィラメント 2b…磁性フィラメント 2c…磁性フィラメント 3…供給管 4…ろ過液回収管 5…濃縮液回収管 6…中央制限筒 7…旋回流生成構造物 8…らせん状隔壁 9…スイッチ、 10…磁気分離ボア 11…磁性微粒子 12…ソレノイドコイル

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超伝導4極コイル(1)と、綿状磁性繊
    維(2)と、供給管(3)と、ろ過液回収管(4)と、
    濃縮液回収管(5)と、磁気分離ボア(10)とからな
    り、(A)前記磁気分離ボア(10)の内側には、端部
    が綿状磁性繊維(2)の中に入ったろ過液回収管(4)
    を設け、(B)前記磁気分離ボア(10)の出口側に
    は、供給管(3)と濃縮液回収管(5)を接続し、
    (C)前記超伝導4極コイル(1)は、綿状磁性繊維
    (2)を磁化するとともに、綿状磁性繊維(2)を含む
    磁気分離ボア(10)に磁場勾配を発生させ、(D)前
    記綿状磁性繊維(2)は、供給管(3)から供給された
    磁性微粒子(11)を補足し、または、外側の濃縮液回
    収管(5)に誘導し、(E)前記濃縮液回収管(5)
    は、磁性微粒子(11)が濃縮された液体を取り出し、
    (F)前記ろ過液回収管(4)は、ろ過液を取り出すこ
    とを特徴とする磁気フィルタ装置。
  2. 【請求項2】磁気分離ボア(10)の中心軸付近に、中
    央制限筒(6)を設置したことを特徴とする請求項1記
    載の磁気フィルタ装置。
  3. 【請求項3】(A)中央制限筒(6)の外側に、らせん
    状の旋回流生成構造物(7)を配置するとともに、
    (B)前記らせん状の旋回流生成構造物(7)を回転可
    能にしたことを特徴とする請求項2記載の磁気フィルタ
    装置。
  4. 【請求項4】中央制限筒6の外側に、らせん状の隔壁8
    を設けたことを特徴とする請求項2記載の磁気フィルタ
    装置。
JP9846196A 1996-04-19 1996-04-19 磁気フィルタ装置 Withdrawn JPH09276624A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008529795A (ja) * 2005-02-17 2008-08-07 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 傾斜磁場改善遠心分離装置
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