JPS6048216B2 - 電磁濾過器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、液体中の磁性懸濁粒子を濾過分離するため
の電磁ろ過器に関し、特に濾過器のマトリックスの改良
に関するものである。

既知の電磁ろ過器は第１図に示すように、通液路の配管
途中に設置されたベッセル１内の２個のポールピース２
、３間にマトリックス４を充填し、ベッセル１の外周に
取付けられた電磁石装置５の電磁コイル６を励磁するこ
とによりポールピース２、３間に磁界が発生させ、これ
によりマトリックス４が磁化される。

かくして被処理液体は、流入口７よりベッセル１内に流
入し、ポールピース２の開口部９を通つてマトリックス
４内を通過する際に液体中の磁性懸濁粒子がマトリック
ス５に捕捉される。処理液体は出口側ポールピース３の
開口部９を通り流出口８よりベッセル１外に流出される
。電磁ろ過器において、液体中の磁性懸濁粒子を磁化さ
せたマトリックスで効果的に捕捉除去するためには、磁
性懸濁粒子に働く磁力を高めることが必要である。

これには磁界の強さおよび磁界の勾配を高めなければな
らない。磁界の強さを高めるには電磁コイルに多量の電
流を与えることが必要となり経済的ではない。従つて磁
界の勾配を高めることが有効な手段となる。このため従
来は、尖つた部分を有する強磁性体の曲率半径の小さい
表面に磁力線が集中し、高い磁界勾配が発生することを
利用したマトリックスとして、尖鋭部の多いスチールウ
ール、線径の小さい金網や、尖鋭部をもつように加工さ
れた線材による金網等が使用されている。マトリックス
としてのスチールウールは破断しやすく、かつ捕捉すべ
き磁性懸濁粒子が多い場合や粒子に油が付着している場
合は、洗フ浄によつてもマトリックスの更新が困難であ
る欠点を有している。また金網をマトリックスとして使
用すると、磁性懸濁粒子の捕捉効果を高めるために金網
の目開きを小さくすることが必要となり、目開きが小さ
５いと粒子が目につまり、洗浄によつてもつまりの排除
が困難である。

更に積層された金網の深部に浸入して捕捉された磁性懸
濁粒子を一方向からの洗浄によつて排除するには洗浄時
間を長くしなければならない欠点を有している。本発明
の目的は、前記従来のマトリックスの欠点に鑑み、磁性
懸濁粒子の捕捉効果を高め、それていて捕捉された粒子
を洗浄によつて容易に排除出来るマトリックスを備えた
電磁ろ過器を提供することにある。

以下に本発明を図示の実施例に従つて説明する。

第２図ａは本発明の一実施例の断面図であつて、１０は
三角断面の強磁性体材料、例えばＳＵＳ４３Ｏのバーで
ある。これを第２図ｂの平面図に示すようにベッセル１
の内径全般に亘つて一定間隔を保つて設けられている。
そして１１は強磁性体以外の材料、例えはＳＵＳ３Ｏ２
から成る断面矩形の棒状のスペーサーであり、これでバ
ー１０が上下に一定間隔を保つようにし、しかも流路が
千鳥状になるような関係で積層されている。このように
、強磁性体のバーを弱磁性体のスペーサーで積層すると
、磁気短絡を防止し、高幻配の磁界が効率よく発生する
ので好ましい。また、三角断面のバーの底辺（一辺）が
被処理水の流入側となるよう配列すると、懸濁磁性体粒
子の捕捉される磁化面積か多くなると共に処理水流出側
より洗浄水を流した時、捕捉された磁性粒子の除去が容
易になる。さらに、バーを千鳥状に積層すると、１段の
バーを通過した磁性粒子は次段のバーの底辺部．に達し
容易に捕捉されることにより捕捉効果が高まる。また、
格子状に配列した場合ても流れの方向変化により、マト
リックスへの磁性粒子の接触効果が高くなり捕捉性能が
向上する。したがつて前述したように千鳥状に積層する
か、上下関係で二直交するようにするのが好ましい積層
方法である。バーの平面における配列間隔は、磁性粒子
の大きさにもよるが、一般的に０．５ｍｍよりも小さく
するとバーの間隔が詰り易くなり洗浄が困難とな３る。

しかし、３．０ｍ７７ｚを越えるとバー間を通過する磁
化粒子が多くなり磁化粒子の捕捉率が急激に低下する。
なお、バー断面は正Ξ角形だけでなく角が多少丸味を呈
していてもよく、また正Ξ角形でなく二等辺Ξ角形など
のその他のΞ角形でもよ４．い。またバーの積層間隔は
１．０Ｔｆｇｎよりも小さい場合、磁化されたバーに捕
捉された磁性粒子の空間に占める割合が多くなりマトリ
ックスの差圧が短時間で増大し、マトリックスの洗浄頻
度が多くなる。

けれども積層間隔が５ｗＬを越えると、マトリックス部
に単位容積に占める強磁性体バーの容積比率が減少し、
磁性粒子の捕捉効果が低い。したがつて、磁性粒子を最
も効果的に捕捉し、洗浄によつて容易に再生しかつ再生
頻度の少いマトリックスとしては、バーを配列間隔０．
５ｗｒｍ〜３．０ＴｎＩｆＬ）積層間隔を１．０ｗｒｍ
〜５．一に配列、積層すればよい。第３図は本発明の他
の実施例を示すものて、第３フ図ａは断面図及び第３図
ｂはその平面図である。１２と１３は前記第２図の実施
例で説明したΞ角断面を有する強磁性体バーとスペーサ
ーである。

ここでは前記したマトリックス間に強磁性金属粉末を合
成樹脂中に添加して得られる強磁性体発泡ゝ金属１４を
挾んで積層してある。このように、上述したマトリック
ス間に強磁性体発泡金属を挿入すると、発泡金属の強磁
性体骨材は鋭い尖縁部を有しているので空間部の多数の
細孔は極めて強力な高勾配磁界が発生する。したがつて
細孔を通過・する磁性粒子の捕捉効果が効果的に行なわ
れ、磁性粒子の捕捉率を向上させることができる。挿入
位置は、バー状のマトリックスで大部分の磁性粒子を捕
捉したのち、強磁性体発泡金属で更に捕捉するように、
処理水の流出側に設置した方がよい。しかし洗浄の際洗
浄水が強磁性体発泡金属の全面に均等分散されるように
、バー状マトリックスと３〜５段、強磁性体発泡金属の
上部、即ち処理水流出側に積層しておくことが好ましい
。強磁性体発泡金属の空間率は、磁性粒子の捕捉率を高
めるためには小さい程よいが、洗浄効果の面からは大き
い程よい。発明者らの実験によると空間率９０〜９８％
の発泡金属が磁性粒子の捕捉効果及び洗浄による再生効
果が優れている。この範囲外になると実用上問題がある
。強磁性体発泡金属は、優れたろ過材であるが、それ単
独で用いるときには、目詰り防止のために慎重な運転を
要求されるが、このようにバー状マトリックスと組合せ
ることにより、処理水のポリツシヤー的な使用が可能と
なる。

なお、スペーサーの数は、同一平面に対してなるべく少
ない方が（第２，３図の実施例では３本）マトリックス
の差圧とならないので好ましい。

以下に本発明の実験結果を示す。

第１図に示す電磁枦過器において、線径０．５−、目開
き１．２Ｔｎ！ｎ（７）ＳＵＳ４３曜金網を２００ＴＷ
Ｌ厚さに積層した従来形のマトリックスと、第２図に示
す平面配列間隔１．５ＴＷＬ、積層間隔２ＴｆｇｆＬ）
積層厚さ２００−の本発明によるマトリックス及び第３
図に示！す、９７％空間率を有する３−厚さの強磁性体
発泡金属を、第２図に示すマトリックスの被処理液流入
側より１５０−厚さと処理水出口側より２−厚さの間に
挿入し全積層高さ２００Ｔｍｔとした本発明２によるマ
トリックスをそれぞれ充填して実験した。

被処理液は、強磁性体粒子７０％、弱磁性体及ひ非磁性
体粒子３０％の懸濁粒子８０ｍｇ１１？を含み、枦過速
度５００ｍＩｈＮ磁界の強さ３Ｋ０ｅでろ過処理洗浄テ
ストを行つた。その結果、第１図の従来形のマトリック
スを使用した場合、ろ過時間６紛で処理水の懸濁粒子量
が１０ｍｇＩ１〜２０ｍ９１１となり、マトリックスで
の懸濁粒子の平均捕捉率約８０％、捕捉粒子によるマト
リックス部の差圧がＭｍ水柱となつた。一方、本発明の
第２図に示すマトリックスを使用した場合、枦過時間６
紛で処理水の懸濁粒子量は７〜１５ｍｇ１１）となり、
マトリックスの平均捕捉率約８７％、マトリックス部の
差圧は８ｍ水柱であつた。また、磁界強さのみ２Ｋ０ｅ
とした場合、本発明の第２図に示すマトリックスでは処
理水の懸濁粒子量及び平均捕捉率は、従来形マトリック
スで磁界の強さ３Ｋ０ｅの場合とほとんど同じとなり、
マトリックス部の差圧のみ７ｍ水柱に低下した。さらに
、本発明の第３図に示すマトリックスを使用した場合、
ろ過時間６紛て処理水の懸濁粒子量は４〜８ｍ９１１と
なり、マトリックスの平均捕捉率は約９３％、マトリッ
クス部の差圧が１１ｍ水柱となつた。

洗浄によるマトリックスの再生は、電磁コイルの電流を
切つたのち、枦過速度と同じ下向流で行った。

従来形では洗浄時間３叱′、第２図に示すマトリックス
では洗浄時間２叱？、第３図に示すマトリックスでは３
』′でそれぞれのマトリックスは同程度で、ほぼ完全に
再生された。以上説明したように本発明のマトリックス
は従来型に比べて枦過効果の優れた電磁濾過器であるこ
とがわかる。

図面の簡単な説明第１図は、既知の電磁ろ過器の一部破
断正面図、第２図は本発明のマトリックスを示すものて
”ａはその断面図、ｂはその平面図及び第３図は本発明
の他の実施例のマトリックスであつてａはその断面図、
ｂはその平面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被処理液体流入口及び処理液体流出口を有するとと
   もに電磁石装置を備えたベッセル内のポールピース間に
   マトリックスを介在させた電磁濾過器において、前記マ
   トリックスはベッセル内径全面に三角断面を有する強磁
   性体からなるバーを間隔を保つて配置し、かつ前記配置
   をスペーサーを介して複数段設けたものであることを特
   徴とする電磁濾過器。 ２ スペーサーは強磁性体以外からなるものである特許
   請求の範囲第１項記載の電磁濾過器。 ３ バーの間隔は上下で千鳥状になるように積層したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   電磁濾過器。