JPS6024404Y2 - 電磁フイルタ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は流体中に混在された固体粒子を磁力によって流
体から分離吸着する電磁フィルタに関するものである。

強磁性体粒子を含有する流体の浄化用フィルタとして電
磁フィルタが用いられるが、その概要は第１図に示す構
造を有している。

第１図において、電磁フィルタは、容器（以下キャニス
タと称する）ａ、強磁性体で構成された充填物（以下マ
トリックス体と称する）ｂ１液分配器と磁極Ｃ９Ｃ（以
下ポールピースと称する）、電磁コイルｄ、磁束導入板
（以下リターンフレームと称する）ｅよりなり立ち、強
磁性体を含有する流体ｆは、流入口ｇから入り、濾過さ
れた後、流出口りより濾過処理水ｉとして流出する。

これら構成部材のうち、重要ないくつかの部材に役割に
ついて補足する。

まず電磁コイルｄで発生した磁力線はリターンフレーム
ｅによって外部に漏洩することなく、ポールピースＣに
導かれ、ポールピース 、 ｃＺ間にほぼ均一な磁力線
を形成する。

ここで、マトリックス体す内では、磁場は第２図に図示
するようになっており、マトリックス体すを構成するも
のが強磁性体（以下、マトリックスと云う。

）ｊであるために、マトリックスｊ付近の磁力線にはマ
トリックスｊに引込まれ、結果として大きな磁場勾配が
、マトリックスｊの周囲に形成される。

磁性粒子がこのような磁場勾配をもつ電磁フィルタ内に
入ると、その磁化のため、マトリックスｊに付着するた
め、所望の粒子浄化機能を遠戚されるものである。

しかし、磁性粒子の浄化の効率は、マトリックスの形状
、充てん率に左右されるため、現在までにさまざまなマ
トリックスが提案されて来ている。

例えば、特開昭４８−７０９５５号１電磁フイルタヨで
は球状のものが、実公昭５５−４２８１７号１電磁フイ
ルタヨでは、同心円状のスパイラル状磁性体とウール状
磁性体とを組合わせたものが、実開昭５４−１４８９７
５号１電磁フイルタの充填物ヨではテープ状のものが、
実開昭５５−６０４８号１電磁フィル夕、ではウール状
のものと球状のものとの組合わせが、特開昭５１−１２
９９７７号１電磁フイルターヨでは、導磁性粉粒体と合
成樹脂とを混合成形したものが、実開昭５５−１１１５
２１号１電磁濾過機ヨでは、金網を用いたものが適用さ
れている。

原理的には、浄化しようとする粒子が小さいほど、小さ
い口径をもってマトリックスが必要となり、この目的の
ためには、金網や、ウール状金属が適している。

一方このようないったん粒子が付着したマトリックスの
洗浄は、なかなか困難で気体が併用したり、長時間洗浄
あるいはくり返しの洗浄工程が必要であった。

逆に、洗浄性がすぐれたものは、磁性粒子の浄化・捕捉
能力が劣っており、両者を兼ねそなえた電磁フィルタは
無いのが実状である。

本考案は、流体が通過するフィルタハウジウグ内の流体
入口部に、上記流体の流れと平行に電磁石等の磁化手段
により磁化される磁性体金属または磁性体金属と非磁性
体金属とから作られた多孔性外筒と、同外筒内に挿入さ
れた中空多孔性円筒体からなる上部フィルター用充填物
を配置すると共に、その上部フィルター用充填物の下流
側底面に上記流体の流れに直交して電磁石等の磁化手段
により磁化される磁性体金属または磁性体金属と非磁性
体金属とから作られた積層された多孔性平板からなる下
部フィルター用充填物を配置し、上記フィルタハウジウ
グの外側部には上記磁性体金属を断続的に磁化する電磁
石等の磁化手段を配置せしめてなることを特徴とし、そ
の目的とするところは、磁性粒子の捕捉・浄化能力がす
ぐれていることを加え、いったん付着した磁性粒子が、
磁場の遮断後、逆流洗浄によって、容易に除去できるよ
うな電磁フィルタを提供するものである。

以下、本考案の最も好ましい一実施例を第３図乃至第１
０図に図示する実施例に基づいて説明する。

第３図乃至第１０図に図示する本実施例において、１は
キャニスタ、２はマトリックス体、３゜３′はポールピ
ール、４は電磁コイル、５はリターンフレーム、６は被
処理液流入口、７は濾過処理液流出口、８は被処理液、
９は濾過処理液である。

なお、第４図および第５図において、１０を最外周マト
リックス、１２を内部マトリックスと呼び、１０の底部
には多段のマトリックス１１が積層されている。

さらに、これを第６図乃至第９図によって詳しく説明す
る。

第６図および第７図の最外周マトリックス１０の寸法外
周径へマトリックス高さ曳、底部マトリックスの高さｈ
ｌは任意であり、被処理対象液の流量、含有磁性粒子の
濃度を考慮して決定されるが具体的数値は後述する実験
例で述べる。

第６図および第７図でわかるごとく、最外周マトリック
ス１０は底部に積層された金網、エキスバンドメタルな
どの多孔質と同質のものによりなり、かご型形状をもっ
ている。

この材質については、磁場によって容易に磁化されるも
の、即ち強磁性材料ならんでも良く、 ５ＵＳ４３０Ｃｒ鋼などが代表的なものである。

また、この場合、任意の割合で、非磁性材料が混合され
ていても良い。

たとえば、金網を構成する縦横の線のうち、流体の流れ
方向にそった方向、縦方向を非磁性金属の５ＵＳ３０４
で構威し、流体の流れに直交する方向、横方向を磁性金
属の５ＵＳ４３Ｑで構成することなども、電磁フィルタ
の性能を良好に発揮させる手段である。

第８図および第９図は、内部マトリックス１２の詳細の
１例であり、単純な底の無い円筒である。

この内部マトリックスは、内周マトリックスの直径ｄｎ
としてＱ （ｄｎ （ｄｏのもの多数からなり、最外周
マトリックス１０の中へ、大きさの順に挿入され（第１
０図）、上部からながめると、多数の同心円となる。

なお、第９図において、ｈ。−ｈ□は内部マトリックス
１２の高さを示すものである。

この数についても、疎密は任意であるが、具体例につい
ては後述する実験例で示す。

この内部マトリックス１２の材質は、全く最外周マトリ
ックスと同様である。

このような本実施例において、電磁コイル４がＯＮの状
態で電磁フィルタ内へ、磁性密子を含んだ被処理液８が
導入されると、次のような作用で被処理液８中の磁性粒
子はマトリックス体２に捕捉される。

まず、磁化の大きな粒子（すなわち、磁化率が大きいが
、粒径の大きなもの）は、流体の抗力に打勝ってすみや
かに、マトリックスに付着する。

従って、磁化の大きな磁性粒子は、内部マトリックス１
２に付着する。

一方、磁化の小さい粒子（すなわち、磁化率が小さいが
、粒径の小さいもの）は、粒子に働く磁気力が小さいた
めに、内部マトリックス１２にすべては付着できず、一
部は底部マトリックス１１に到達する。

底部マトリックス１１は、積層された金網またはエクス
パンドメタル（切り欠きを入れて引張ったもの）、パン
チングメタル（穴をあけたもの）などの多孔質で構威さ
れているため、磁性粒子は、衝突効果、ふるい効果が相
乗されて、底部マトリックス１１に付着する。

このように、本実施例のマトリックスにおいては磁化の
大きいものは内部マトリックス１２に弱いものは底部マ
トリックス１１へと分別平均化して捕捉される作用が生
ずる。

次に本実施例による実験例を示す。

Ｏ実験例 第６図および第７図に図示するもので最外周マトリック
ス１０を、線径５００μの４０メツシユ５ＵＳ４３０金
網で構威し、外周径屯を５０７７１７１マトリックス高
さり。

を１５０ｍｍ、底部マトリックス高さｈ□を５０＋ｒ＋
ｍとした。

底部マトリックス高さｈ０部は同様に５００μ径４０メ
ツシユである。

その最外周マトリックス１０へ第８図乃至第１０図に図
示する内部マトリックス１２ｔ １２ａ、１２ｂ、１
２ｃ、１２ｄ、１２ｅを、各マトリックスの口径ｄｎを
２．４ｍｍづつ低減したもの、即ち、ｄ□＝４７．６．
ｄ２＝４５．２゜ｄ３＝４２．８・・・を２０ｍ製造
し、最外周マトリックス１０の内へ挿入した。

これを、第３図に図示するような電磁フィルタに組込み
、発生磁界を５，００００ｅ被処理液流量８を１ ｒｔ
ｌ ／ ｎとした。

被処理液８は、マグネタイトＦｅ５０．を主成分とし、
粒径１μ、濃度５ｏｐｐｂとした模擬発電所排水である
。

このとき、処理濾過液９のマグネタイト濃度は、５ｐｐ
ｂ以下（検知限界）に減少し、また圧力損失増大もわず
かであり、１週間のＲｕｎで１ｋｇ／ｃＩｔ以下であっ
た。

以上に説明した通り本考案により、次のような効果が得
られたので、従来のマトリックスと対比しつつ順番にそ
の効果について説明する。

（１）処理時間にともなう通水圧力損失の急上昇を抑え
ることができる。

従来のマトリックスは例えば、第５図の底部マトリック
ス１１のみが積層された形となっており、ともすれば、
入口部で多量の磁性体が付着味この為通水圧力損失が上
昇しやすかった。

本考案によればほぼ均一に全層にわたって付着するため
、圧力損失の増大割合は小さい。

（２）マトリックスの洗浄を効果的に行なえる。

従来のマトリックスに比べ、本考案によるマトリックス
は、第５図の底部マトリックス部分に付着した磁性粒子
が逆流洗浄によって、剥離後、直ちに第５図の内部マト
リックスの部分に入るので、何ら妨げられることなく、
電磁フィルタ外へ排出される。

一方従来のフィルタは第５図底部マトリックス１１の部
分の積層であるので、ともすれば剥離粒子の再付着がお
こりやすい。

（３）磁性粒子の捕捉性能が良好である。

これまでに述べて来たように、第５図の内部マトリック
スの流れに並行して置かれたマトリックスは、逆流洗浄
、目づまりに対しては極めて良好であるが、一方、捕捉
性能面からみると第５図の底部マトリックスでみられる
ような、衝突、さえぎりなどの効果が少ないため、やや
劣るのが欠点である。

一方、前述したように、底部マトリックスは目づまり、
洗浄不充分の欠点を有する。

本考案は、これらの欠点を相殺し、第５図底部マトリッ
クス１１のもつ、良好な捕捉性能を維持している。

なお、本考案は、火力、原子力発電所の配管中の腐食生
成物（これらはミクロンあるいはそれ以下の微小粒径で
ある）を効率よく除去する電磁フィルタであり、また、
鉄鋼廃水用の電磁フィルタとしても適用出来るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電磁フィルタの正断面図、第２図は磁束
分布の状態説明図、第３図は本考案の一実施例の正断面
図、第４図はその実施例におけるマトリックス体の平面
図、第５図はその断面図、第６図、第７図、第８図、第
９図、第１０図はマトリックス体の寸法概要説明図であ
る。 １・・・・・・キャニスタ、２・・・・・・マトリック
ス体、３．３′・・・・・・ポールピース、４・・・・
・・電磁コイル、５・・・・・・リターンフレーム、６
・・・・・・被処理液流入口、７・・・・・・濾過処理
液流出口、８・・・・・・被処理液、９・・・・・・濾
過処理液、１０・・・・・・最外周マトリックス、１１
・・・・・・底部マトリックス、１２．１２ａ。 １２ｂ。 １２ｃ。 １２ｄ。 １２ｅ・・・・・・内部マトリ ックス。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 流体が通過するフィルタハウジング内の流体入口部に、
   上記流体の流れと平行に電磁石等の磁化手段により磁化
   される磁性体金属または磁性体金属と非磁性体金属とか
   ら作られた多孔性外筒と、同外筒内に挿入された中空多
   孔性円筒体からなる上部フィルター用充填物を配置する
   と共に、その上部フィルター用充填物の下流側底面に上
   記流体の流れに直交して電磁石等の磁化手段により磁化
   される磁性体金属または磁性体金属と非磁性体金属とか
   ら作られた積層された多孔性平板からなる下部フィルタ
   ー用充填物を配置し、上記フィルタハウジウグの外側部
   には上記磁性体金属を断続的に磁化する電磁石等の磁化
   手段を配置せしめてなることを特徴とする電磁フィルタ
   。