JPS60100Y2 - 電磁濾過機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、流体中に存在する磁性粒子を磁化されたマト
リックスて捕捉する電磁濾過機、特に改良されたマトリ
ックスを備えた電磁濾過機に関するものである。

一般に電磁濾過機はマトリックスを備え、流体中の強磁
性体および弱磁性体の懸濁粒子を磁力によりマトリック
スで捕捉し、分離除去するものであるが、流体中に存在
する磁性粒子がマトリックスに捕捉され保持されるには
、主な反力である流体粘性による抗力と粒子の重力に打
ち勝つだけの磁力が働かなければならない。

粒子に作用する磁力は一般に、 Ｆｍ＝ ）（−Ｘ −Ｖ ＠ ｄＨ／ｄｘただし、式中
Ｆｍ ・・・・・・磁力、Ｈ・・・・・・磁界の強
さ、 Ｘ ・・・・・・粒子の磁化率、 ■ ・・・・・・粒子の体積、 ｄＨ／ｄｘ・・・・・・磁界の勾配。

で示される。

上式から明らかなように、ある粒子に働く磁力を高める
には磁界の強さおよび磁界の勾配を大きくすればよい。

しかし、磁界の強さを大きくするには多くの電流を必要
とし経済的ではないところから、有効な手段としては磁
界の勾配を高めることである。

そして曲率半径の小さい表面、すなわち尖った部分の強
磁性体には磁力線が収斂腰大きい磁界勾配が生ずること
が知られている。

従来、電磁濾過機のマトリックスには、尖鋭部を多くも
ち高勾配が得られるスチールウール等のフィラメント状
のものがよく用いられてきたが、破砕し易い欠点があり
、破砕片がときには処理流体中に流出するおそれがある
。

また、マトリックスは捕捉粒子により負荷が増加したと
きは、洗浄により除去してマトリックスを更新させる必
要があるし、スチールウール等は特別な洗浄方法を用い
なけれは十分な洗浄効果が得られないという欠点もある
。

本考案は、これら従来の欠点を補い、機械的に強く、高
勾配を発生でき、しかも流体抵抗の少ない電磁濾過機を
提供することを目的とするものである。

また本考案の他の目的は運転、維持、管理を簡素化でき
、省エネルギ化に役立ち安定した濾過作業を保証し安全
性の高い電磁濾過機とすることにある。

本考案は、処理すべき流体を流入し濾過水として流出す
る濾過機本体に電磁コイルおよびこの電磁コイルで印加
され磁界を形成するマトリックスを備え処理すべき流体
ならびに印加する磁界の方向をマトリックスに直角に与
える電磁濾過機において前記マトリックスを強磁性線材
で周面に尖鋭部を形成し且つ線材の断面の大きさの異な
る線材を用いた細かい金網を水平に数種類積層すると共
にその積層中間部に少なくとも１つ以上の空間室を形成
し、これら積層部の上下に前記線材を用いた粗い金網を
積層した電磁濾過機である。

すなわち、強磁性体であり、周面に少なくとも１箇所以
上の尖鋭部がある線材により作られた金網を主体とする
マトリックスをキャニスタ内に充填配備したもので、そ
の金網の線材の断面形状は、例えば第１図乃至第３図に
示すような２〜４箇所の尖鋭部をもつ半月状又は菱形状
のものが製造面からみても適当である。

かかる尖鋭部には強大な高勾配が発生するので、極微粒
子や磁化率の低い常磁性体の粒子をも捕捉できる。

また金網の形は第４図のような角形又は波形であっても
第５図のような菱形であってもよく、線材の平均径（第
１〜３図に破線にて示す）は１７ＦＩ７７１未満から教
団まで、また目開きは教団から数１−までのものが用途
や濾過機の大きさによって選択される。

かかる金網を水平に積層してマトリックスを構成するわ
けであるが、このマトリックスを用いた電磁濾過機の実
施例を第６図について説明すると、キャニスタ１の内に
マトリックス２が水平に積層充填され、マトリックス２
の上下には流体が通過可能な多孔板状その他透水体のポ
ールピース３がおかれている。

このマトリックス２が充填された部分のキャニスタ１外
周は電磁コイル４がとり囲み、電磁コイル４はリターン
フレーム５で覆われている。

このリターンフレーム５はコイルから発生する磁力線の
拡散を防ぎ、漏洩磁束を少なくする。

しかして、電磁コイル４に直流が流れるとポールピース
３間に磁界が発生し、その方向はマトリックス２の水平
に積層した金網に直角になり、かつマトリックス２の全
断面にわたり均一に分布し、直接マトリックス２を磁化
する。

かくして、処理すべき流体は流入口６よりキャニスタ１
内に入り、マトリックス２内を金網と直角方向に通過す
る間に、流体中に存在する磁性粒子は金網に捕捉され、
処理流体は流出ロアよりキャニスタ１外に流出する。

なお、流体の通過方向は上記と逆に下向流であっても差
支えない。

なお、マトリックス全体の空隙率は９０％前後にするこ
とが、流体抵抗を大きくしない点で望ましく、積層する
金網は線材が直接型ならないように充填する。

また、マトリックスの平均半径と磁力との関係は、第７
図に示すとおりであることが知られている。

すなわち、粒子半径がマトリックスの半径の１〜１０倍
近くになると、磁力が最大となる。

極めて鋭い尖鋭部は曲率半径が極めて小さいため、上記
のとおりこの部分には極微細な粒子や常磁性体の粒子も
捕捉されるが、線材そのものではその平均径（長径と短
径の平均値）と捕捉すべき粒子径とが、この関係にある
と考えられる。

したがって、流体中の捕捉粒子径が種々の大きさのもの
が混在している場合には、それらに応じて種々の大きさ
の平均径をもつ金網を積層させて、且つまた、微細粒子
を捕捉するために比較的目間きの細かい金網のみを積層
すると、粒子が捕捉されるにつれて急激に流体抵抗が増
大する傾向にあり、流体抵抗を軽減し、同時に粒子捕捉
量を増大する手段として、第８図に示すように、積層す
る金網１０の中間部にディスタンスピース１１を挿入し
て空間部１２を設ける構成とする。

該空間室１２は１つ以上適当数を設ければよく、この空
間室１２を設けることにより薄い厚さの積層金網を複数
層重ねたことになる。

一般に捕捉粒子は流入側により多く堆積する傾向にある
から、このような構成はマトリックス全体としてより多
くの粒子を、比較的抵抗増加を少なくして捕捉できる。

さらにまた、この空間室１２に繊維状又はフィラメント
状の強磁性体（図示せず）を充填するときは、金網と繊
維状強磁性体のそれぞれの特長を併せて発揮することが
できる。

また流入側の金網にのみ集中的に粒子の堆積がおこり、
この部分の抵抗が著しく増大し、そのためにマトリック
ス全体を有効に使用することなく濾過を停止腰洗浄せざ
るを得なくなることがあるので異種金網を積層し、さら
にキャニスタ径が大きくなるときは、マトリックスの強
度を高めるうえで、目開きの粗い金網を上下に用いる。

以上述べたように本考案によればマトリックスは大なる
磁界勾配を生する尖鋭部をもち、線材太さの違う異種の
金網を複数種類積層して構成すると共に、その積層中間
部に空間室を設け、かつ積層部の上下に目開きの粗い金
網を積層しているから、機械的に強固てあって異常な差
位がかかった場合でも破損し難く、また固定した状態で
充填されているために高速流洗浄による剪断力だけでマ
トリックスに付着している捕捉粒子を剥離することがで
き、洗浄も容易で維持管理もらくであり、種々の大きさ
の平均径をもつ金網を積層しであるので流体中の捕捉粒
子径が種々の大きさのものが混在していてもそれらに応
じられ、流体抵抗も増大することなく適切な状態下に磁
化され浄化効率や処理能力をも著しく高められるほか、
捕捉した粒子の流出防止に役立ち濾過作業も大巾に向上
できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図乃至第３図は一部
拡大断面図、第４図及び第５図は平面図、第６図は使用
状態の縦断面図、第７図は磁力とマトリックス平均半径
との関係線図、第８図は他の実施例の一部の縦断面図で
ある。 １・・・・・・キャニスタ、２・・・・・・マトリック
ス、３・・・・・・ポールピース、４・・・・・・電磁
コイル、５・・・・・・リターンフレーム、６・・・・
・・流入口、７・・・・・・流出口、１０・・・・・・
金網、１１・・・・・・ディスタンスピース、１２・・
・・・・空間室。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 処理すべき流体を流入し濾過水として流出する濾過
   機本体に電磁コイルおよびこの電磁コイルで印加された
   磁界を形成するマトリックスを備え処理すべき流体なら
   びに印加する磁界の方向をマトリックスに直角に与える
   電磁濾過機において、前記マトリックスを強磁性線材で
   周面に尖鋭部を形成し且つ線材の断面の犬きさの異なる
   線材を用いた細かい金網を水平に数種類積層すると共に
   その積層中間部に少なくとも１つ以上の空間室を形成し
   、これらの積層部の上下に前記線材を用いた粗い金網を
   積層した電磁濾過機。 ２ 前記マトリックスが、金網を複数積層したものであ
   って、処理すべき流体の流入側に粗い金網を、流出側に
   なるにしたがって細かい金網を積層したものである実用
   新案登録請求の範囲第１項記載の電磁濾過機。