JPS5912324B2 - 磁気分離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体あるいは気体などの中に分散浮遊している
磁性体粒子を捕集する磁気分離装置に関する。

従来溶液中、大気中あるいは配管蒸気中などに分散浮遊
している磁性粒子を捕集するための磁気分離装置として
は濾布や細かい穴径の金属網、あるいは細線、細かい穴
径の焼結金属等、いずれも穴径が非常に小さい構造を有
するフィルター装置を用いて磁性体粒子を機械的に捕集
し除去しているのが大部分である。

しかしかかる機械的な方法によるフィルター構造で極め
て微小な径の磁性体粒子を捕集する場合には濾布や金属
網、焼結金属等の穴径を極端に小さくする必要があり、
又細線を用いる場合には細線を極めて密に充填すること
などが必要である。

このようなフィルター構造では短時間でフィルターの目
詰まりが生じ、従ってフィルターの洗滌や交換の頻度が
多く、かつフィルターを洗滌するにしてもフィルターの
目が細かすぎて洗滌が不十分であったり又、困難な場合
も多く、従ってフィルターを一度使用する毎に廃棄する
場合もあり非常に不経済である。

さらにはフィルターの目が細かすぎる為に流体の圧力損
失が大きくなり使用不可能な場合も多い。

機械的に磁性粒子を捕集する場合、圧力損失を小さくす
る為にはフィルターの目はあまり細め）くすることがで
きず、その結果微細な粒子は捕集できずに通過している
場合がほとんどであり、フィルターとしては不十分であ
る。

これら機械的なフィルターの他に、たとえば磁気的な力
を利用して磁性粒子を捕集するフィルター構造も従来か
らいろいろ用いられており、例えば永久磁石を内蔵した
ドラム式の分離機や、ステンレススチールの細線を密に
充填した構造のフィルターに電磁石を用いて磁場を印加
する構造のものなどがある。

ドラム式の場合は内蔵された永久磁石等によってドラム
の外周面附近に生ずる磁場と磁場勾配を利用するタイプ
であるが磁場勾配も磁場も小さく、従って微細磁性体粒
子を効果的に捕集することが難かしく流体の流速が非常
に小さい場合には多少の捕集効果はあるが、大気中や配
管中などの磁性体粒子の捕集のためには適用できない。

また、ステンレススチール等の細線を密に充填したフィ
ルター構造は最近各方面で注目されているが、はとんど
が電磁石を利用したものであり、電力の消費が大きく装
置も犬きくなる欠点がある。

処理量を多くする為にフィルターの構造を大きくする場
合には電磁石の両極の間隔を広くする必要があり、広く
した状態で大きな磁場を得る為には増々消費電力が大き
くなり不経済である。

他方永久磁石を用いる場合でも両磁極面が接近した場合
ならその間に置いたステンレススチールが磁化して磁性
粒子を捕集できる場合もあるが、発生磁場が小さく捕集
能力は電磁石による場合より劣る。

まして両磁極面の間隔を大きくするにつれて磁極の中間
部分の磁場は著しく小さくなり、磁性粒子の効率的な分
離は困難であった。

本発明の目的は構造的に簡単で連続使用が可能であり、
かつ永久磁石でも使用可能で、しかも消費電力が小さく
、磁性粒子の捕集効率が極めて高い構造を有する磁気分
離装置を提供することにある。

本発明による磁気分離装置は少くとも１つの磁極面にお
いて、磁極面とほぼ垂直に複数本の磁性体棒を配置した
構造、もしくは前記構造において磁性体棒の片端または
両端面の近傍にさらに通気性あるいは通液性の強磁性体
、例えは細線状、網状、多孔質状、縞状、スプリング状
、粉砕粒子状などの磁性構造体を配置した構造を有する
ことを特徴とする。

本発明によれば磁性体棒は丁度磁石の磁極片や磁極柱の
役目をし、棒の先端同志の間隔や棒と磁極面の間隔を小
さくすることにより棒の先端では強い磁場と大きな磁場
勾配を得ることができ、さらには細線や網、多孔質、な
どの磁性体を置くことによりこれらの磁性体が十分に磁
化し多くの磁性体を捕集することができる。

このフィルター構“造では電磁石を利用しても良いが、
より経済的に永久磁石を利用しても十分に有効であり、
かつ単に電磁石または永久磁石による磁場中に磁性体の
細線や網、多孔質体などを配置した場合にくらべ、本発
明のフィルター構造のように複数本の磁性体棒を利用す
ることにより、より一層強力に磁性粒子を捕集すること
ができる。

この磁性体棒と磁性体の細線、網、多孔質体などの材料
は飽和磁化、透磁率が大きく、かつサビにくい例えはス
テンレススチール（例５ＵＳ４１０など）が良く、その
他使用条件によっては硅素鋼、パーマロイ、コバルト、
ニッケル、アルニコ、フェライトなどの各材料も非常に
有効である。

また前記磁性体棒の先端の形状は棒の先端に於ける磁束
密度を大きくする形のものが好ましく、その為には先端
程細い形状が良い。

従って円錐状が良いが他に円錐台状、円柱状、円筒状、
角状などの形状でも要するに先端部が細いあるいは薄肉
となる形状であれば非常に有効である。

また本発明で用いる磁性体棒あるいは磁性構造体は必要
により非磁性の樹脂でコーテングして用いても良いもの
である。

次に本発明を実施例に従かい図面に基づいて詳細に説明
する。

なお以下の実施例においてそれぞれ実施例１および実施
例３は従来の、実施例２および実施例４は本発明による
磁気分離装置によるものである。

実施例 ｌ 第１図において約１５龍の厚さで、この厚さ方向に磁化
したｌ ５０７ｎｍＸ １５ Ｑｍｍの方形の永久磁石
（バリウムフェライト）１１，１２を相互に永久磁石１
１，１２の相対する異極面間隔を約８０朋とし、かつ異
なる磁極面を対向して軟鋼でできた厚さ約１５ｍｍのヨ
ーク１３に密着して配置した。

次に永久磁石１１．１２の両極間に厚さ約１ ｍｍの塩
化ビニール製の容器１４を両極面に密着して置き、次に
前記容器１４の内部でしかも磁場の存在する所に約２０
μｍ径のステンレススチール（ＳＵＳ４１０）の細線１
６を充填し、細線は真ちゅうの網１５の中に固定して置
いた。

なお容器１４を固定する台１７を取付けておいた。

この構造を有する磁気分離機において容器１４の給液口
（但し実施例には示してない）から約５００人のマグネ
タイト微粒子を約２０ｐＦ含む水溶液を約２０１７ｖｔ
ｉｒｔの流速で約１時間流した結果、容器１４の排液口
（但し実施例には示していない）からの溶液中のマグネ
タイトの量は約８２卿であった。

実施例 ２ 第２図において約１５ｍｍの厚さで、この厚さ方向に磁
化した約１５０１ｎｍＸｌ ５０ｍｍの方形状の永久磁
石（バリウムフエライｌ−） ２１ 、２２とを相互に
永久磁石２１．２２の相対する異極面間隔を約３５ｍｍ
とするべく軟鋼でできた厚さ約１５ｍｍのヨーク２３に
密着して配置した。

次に第３図に示すごとく直径約３ｔｎｍφ、長さ約１３
朋のステンレススチール（材質５ＵＳ４１０）で先端が
断面において円錐台状の丸棒２５を１９６本約ＩＱｍｍ
の間隔で非磁性体の厚さ約５鰭の真ちゅう板２６に打込
んだもの２枚を用意し、磁性体棒２５が塩化ビニール製
の容器２４の内側で両磁極面側におのおの密着して配置
し、しかる後にステンレススチール（材質５ＵＳ４１０
）の約２０μｍの細線２８を容器２４の中につめ込み、
細線２８の上部を真ちゅうの金網でおさえつけた。

なお容器２４を固定する為に台２９を取付けた。

この構造を有する磁気分離装置において容器２４の給液
口（但し実施例には示してない）から約５００人のマグ
ネタイト微粒子を約２〇四含む水溶液を３０１Ａ’ｎの
流速で約１時間流した結果、容器２４の排液口（但し実
施例には示してない）からの溶液中のマグネタイトの量
は約０，５卿であった。

実施例 ３ 前記実施例１の磁気分離装置において容器１４の給液口
と排液口ぐいずれも実施例に示してない）のみ有し、他
は密閉された状態で、給液口から約８３卿の鉄粉が浮遊
分散している空気をポンプ（実施例に示してない）で１
０ Ａ ／７１１ｔｎの流量で約１時間送り込んだ後排
液口からの空気中の鉄粉量を測定した結果約１２．５１
１−であった。

実施例 ４ 前記実施例２の磁気分離装置において容器２４の給液口
と排液口（いずれも実施例に示してない）のみ有し、他
は密閉された状態で、給液口から約８０ｐｐｍの鉄粉が
浮遊分散している空気をポンプ（実施例に示してない）
で１０ ｌ／７１１１ｎの流量で約１時間送り込んだ後
排液口からの空気中鉄粉量を測定した結果約０．６１１
１１Ｇであった。

前記実施例１から４までにおいて使用した磁性体棒およ
び磁性体の細線の材質はステンレススチール（ＳＵＳ４
１０）であったが、ステンレススチールの他に軟鋼、硅
素鋼、パーマロイ、コバルト、ニッケル、アルニコ、フ
ェライトなどの各材料が非常に有効で、これらの１種ま
たは２種以上用いて、しかも磁性体棒の先端が円錐台状
になった丸棒を用いて前記実施例１から４までと同じ実
験をした結果、実施例１および実施例３と同じ条件で行
なったとき、実施例１の条件では排液口からのマグネタ
イトの量は約５〜７１１１１１、実施例３の条件では排
液口からの鉄粉量は約１３〜１５卿となり、前記実施例
２と実施例４と同じ条件でやつた結果実施例２の条件で
は排液口からのマグネタイトの量は約０．２から１．２
卿であり、実施例４の条件では排液口からの鉄粉量は約
１．０から２．５ｐ％であった。

また磁性体棒の先端の形状を前記実施例２および実施例
４で用いた円錐台状にした場合以外に円錐状、円柱状、
円筒状、角状のいずれか１種または２種以上にして、し
かも棒と細線の材質を前記ステンレススチール、軟鋼、
硅素鋼、パーマロイ、コバルト、ニッケル、アルニコ、
フェライトなどの１種または２種以上を選らび前記実施
例２と実施例４と同じ条件で実験した。

その結果排出口からのマグネタイト量は約０．２５〜２
１１１１ｍ、鉄粉量は約１．２ｐｒＸ１１〜４卿であっ
た。

さらに実施例２と実施例４では磁性体の棒を打込んだ非
磁性体の板を並行に２枚使用したが、同じように磁性体
の棒を打、ちこんだ非磁性体の板を３枚以上使用しても
有効である。

しかし、両端の磁石の磁極の間隔があまり大きくなりす
ぎると有効性は低下することがある。

さらに前記実施例では永久磁石を利用したが電磁石を用
いるとさももちろん有効だし、永久磁石の場合よりも磁
性粒子の捕集効率は大きくすることができる。

しかし電磁石は消費電力が大きく設備も大きくなり不経
済な面が太きい。

さらには永久磁石と電磁石を併用することも有効である
ことを確めた。

また本発明では容器２４を非磁性体のパイプの一部とし
て用い、平板磁石のパイプ接触部をパイプの外形に沿っ
てくぼませた構造としても良く。

この場合パイプはそのまま給液あるいは給気口と排液あ
るいは排気口として用いることができるという利点があ
る。

なお本発明は上述した実施例に限定されるものではなく
、１枚の磁石の一磁極面あるいは二つの磁極面上に磁性
体棒を設け、この磁性体棒の少くとも先端部を取り囲ん
で細線状等の通気性を有する強磁性体を配置しても良い
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の磁気分離装置の構造を示す略断面図であ
り、第２図は本発明による磁気分離装置の構造を示す略
断面図であり、第３図は本発明で用いた非磁性体の板に
取り付けられた磁性体棒の略正面図を示すものである。 図中の符号、１１，１２，２１．２２・・・・・・永久
磁石、１３，２３・・・・・・ヨーク材、１４，２４・
・・・・・塩化ビニル製容器、２５・・・・・・磁性体
棒、２６・・・・・・真ちゅう製の網、２８・・・・・
・ステンレススチールの細線、１７，２９・・・・・・
支持台。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁石の磁極面とほぼ垂直に配置した複数本の磁性体
   棒と前記枠の少くとも片端面近傍に通気性あるいは通液
   性の強磁性体を配置したことを特徴とする磁気分離装置
   。 ２ 通気性あるいは通液性の強磁性体が細線状である特
   許請求の範囲第１項記載の磁気分離装置。 ３ 複数本の磁性体棒および細線状の強磁性体が軟鋼、
   ステンレススチール、硅素鋼、パーマロイ、コバルト、
   ニッケル、アルニコ、フェライトの各材料のうちいずれ
   か１種または２種以上である特許請求の範囲第２項記載
   の磁気分離装置。 ４ 複数本の磁性体棒の端面の形状が円錐状、円錐台状
   、円柱状、円筒状、角状のいずれか１種または２種以上
   である特許請求の範囲第１項乃至第３項記載の磁気分離
   装置。