JPS6239004B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は流体中に混入している微細な常磁性体
及び強磁性体異物例えば鉄酸化物等を磁力によつ
て分離除去する磁気フイルタに係り、フイルタ容
器に充てんされる強磁性体フイルタエレメントと
して強磁性体微粒子を分散含有した合成樹脂細線
からなる又は合成樹脂三次元立体網構造をなすマ
トリツクスを配備することによつて、フイルタエ
レメントの耐食性耐薬品性を向上させ、かつフイ
ルタエレメントの製造、成形を簡易化させ更にフ
イルタエレメントとしての適応材料の種類の拡張
を可能とする磁気フイルタに関する。 カオリン、タルクなどの窯業原料あるいは紙の
コート剤原料などのスラリー、冷熱間圧延設備用
冷却水および精練排水などの工場排水等に混入含
有される鉄分は極めて微細であるため、これを完
全に除去するには強力な磁場と高い磁場勾配が必
要である。このため最近では所謂磁気フイルタが
広く使用されている。 一方、各種発電プラントにおける高温水中の腐
食生成物微粒子（磁性体が主成分である）の除去
技術として上記磁気フイルタが有効であることが
明確化し応用技術が検討されている。 以下従来の磁気フイルタについて説明する。第
１図は従来の磁気フイルタの代表的構造を示す縦
断面図である。図において、１は励磁コイルであ
り、通常は環状に形成され、中央部には強磁性体
のフイルタエレメント２を充てんした非磁性体容
器３が装備されている。磁場と流体流動方向は平
行な配位をとる構造となるのが一般である。励磁
コイル１の外側には磁気エネルギーの損失を最小
とするために強磁性体たとえば鉄からなるリター
ンフレーム４が配置されている。また、フイルタ
容器３には流入管５および流出管６が連通してい
る。上記構成の理由は、不均一磁場内に置かれた
磁性体微粒子に働く力（以後磁気力と呼ぶ）は磁
場強度と磁場勾配の積に比例しており、励磁コイ
ル１の如き強磁場発生装置を使うのは磁場強度を
大きくするためであり、強磁性体フイルタエレメ
ント２を使うのは磁場勾配を大きくするためであ
る。強磁性体フイルタエレメント２の形状として
は、リボン状、網状鋼板、みぞつき鋼板、金属
網、鋼球およびウール状のものがあるが、ウール
状、鋼球および金属網を使つたものが実用化され
ている。磁気フイルター内において磁性体粒子に
働く力としては、上記説明の磁気力の他、流体の
流れに起因する慣性力および流体と磁性体粒子間
の粘性力および磁性体粒子自身の重力があるが、
水媒体中における磁性体微粒子に作用する慣性力
および重力は無視できる。 以上の構成において励磁コイル１に通電すると
フイルタ容器３内の流体流れ方向に平行に磁束が
発生し、フイルタエレメント２が磁化され、所謂
磁気フイルタが形成される。この状態で浄化すべ
き磁性体微粒子を含む流体、たとえばスラリーを
流入管５を経てフイルタ容器３に供給すれば、ス
ラリー中の磁性体微粒子は磁気力と粘性力の作用
を同時にうけ、それらの力のバランスのずれの結
果、磁気力が大きいときスラリー中の磁性体微粒
子は、フイルタ容器３中に保持され磁化されてい
るフイルタエレメント２に吸着捕獲され、磁性体
微粒子が除去されて浄化されたスラリーは、フイ
ルタ容器３の流入管５と対面する部分に連結され
ている排出管６を経て排出される。一方、磁気フ
イルタの磁性体微粒子捕獲量には限界があり、一
定時間ごとに逆洗再生の操作がとられる。この逆
洗再生とは、上記説明の磁性体微粒子除去操作と
は逆に、励磁電流を切り、消磁の状態で流出管６
を経て清浄な洗浄水又は気体を供給し、フイルタ
エレメント上に捕獲されている磁性体微粒子を洗
い流し、洗い流された磁性体微粒子を含んだスラ
リーは流入管５を経て排出され、結果としてフイ
ルタエレメントは浄化され、磁気フイルタとして
の初期の性能を回復させる操作である。 実用化されているフイルタエレメントを比較す
ると次の表のようにいえる。表に明らかな通り、

【表】 フイルタエレメントとしてウール状が逆洗性を除
いては比較的優位にある。発明者らはウール状フ
イルタエレメントを用いた磁気フイルタに関し、
フイルタエレメントの線径と充てん率の関係につ
いて検討し、その関係が逆洗性と密接に関連して
いることを発見し、逆洗性のよいウール状フイル
タエレメントを用いた磁気フイルタを発見した。
しかし、実用的に製造されている強磁性体ウール
は炭素鋼材ウールおよびフエライト系ステンレス
鋼材ウールすなわちSUS430材ウールなどに限ら
れている。つまり実用規模でウール状にできる材
質は限定され一般に製造困難とされている。しか
し、炭素鋼は腐食されやすい問題がある。従つて
現状ではSUS430材ウールが主に用いられてい
る。更に処理対象である流体たとえば液体が腐食
性の強い場合あるいは、発電プラントにおける高
温条件において微量の腐食生成物の除去が目的の
場合には、SUS430材からなるフイルタエレメン
トの腐食溶出が問題となる。特に従来の製造方法
により製造されたウールは内部応力が大きく、か
つ鋭角のエツヂを有しているため腐食性が増大し
ていることは充分考えられる。 以上の如く、従来のウール状フイルタエレメン
トに関し、材質が極端に限定され、製造も特殊技
術を要し困難であり、かつ耐食性も疑問であるな
どの問題がある。 本発明は、フイルタエレメントを形成する強磁
性体の材質を限定することなく耐食性を向上し、
かつフイルタエレメントの形状及び構造を任意に
選定でき容易に製造し得るフイルタエレメントと
当該フイルタエレメントを用いた磁気フイルタを
提供することを目的とする。 第２図は従来のフイルタエレメントの拡大図で
あり、磁気フイルタ内部の磁束の状況説明図であ
る。図中７は磁束を示す。すなわち第２図の如き
高い磁気勾配を生ぜしめるフイルタエレメント構
成であれば、強磁性体ウールに限る必要はない。
そこで発明者らは上記従来技術の問題点について
詳細に検討を重ねた結果本発明に至つた。 第３図は本発明に係るフイルタエレメントの構
成の説明図である。ａはフイルタエレメント細線
軸方向に平行な断面図、ｂはフイルタエレメント
細線軸方向に垂直な断面図である。図中８は合成
樹脂からなるフイルタエレメントのマトリツクス
（以下マトリツクスと呼ぶ）であり、９はマトリ
ツクス８中に分散されている強磁性体微粒子であ
る。合成樹脂からなるマトリツクス８の線径は任
意に選定し得るが、従来の磁気フイルタと同様に
500μｍ以下の線径のものが使用されることが望
ましい。 更に腐食生成物などの微粒磁性体の除去を目的
とする場合実用的には20〜200μｍの範囲にある
ことが望ましい。マトリツクス８中に分散してい
る強磁性体微粒子９は互いに分離していてよい。
強磁性体微粒子９の粒子径及び含有率はマトリツ
クス８の径により任意に選定されうるが30μｍ以
下が望ましい。マトリツクス８から外部に突き出
ている強磁性体微粒子９は必要に応じて薬品処理
などの前処理によつて洗浄除去し、マトリツクス
８中の残留分散含有強磁性体微粒子９は合成樹脂
マトリツクス８によつて外部流体としや断されう
る。その結果、外部流体の腐食力が大きくても、
その流体による強磁性体微粒子９の腐食は考える
必要はなくなる。すなわち、使用できる強磁性体
の材質は限定されることなく、飽和磁化が大きく
磁化率の大きい材質であればよい。たとえば鉄
粉、フエライト粉末、パーマロイ粉末などであ
り、特にパーマロイの如き軟磁性体が望ましい。
マトリツクスの製造は既存の合成樹脂製糸方法に
従つて容易に達成できる。たとえば、適当な強磁
性体微粒子を予め製糸原料中に分散混合してお
き、既存の合成樹脂製糸方法によつて細線又はウ
ール状とすればよい。 合成樹脂としては、ポリオレフイン系樹脂、塩
化ビニル系樹脂、ナイロン、ポリエステルおよび
テフロンなどが使用可能であるが、これらに限定
するものではない。特に高温条件においてはテフ
ロンが望ましい。上記説明の如きフイルタエレメ
ントを用いれば第２図の従来の効果と同じ効果が
あり、除去特性も十分期待できる。 かくして本発明によれば、フイルタエレメント
を構成する強磁性体の材質は限定されることな
く、磁気特性のみによつて選定されうる。すなわ
ち強磁性体微粒子がマトリツクスである合成樹脂
に保護されるため強磁性体自体の耐食性に関係な
く、フイルタエレメントとして耐食性は向上し、
かつフイルタエレメントの形状、構造は任意に容
易に選定製造が可能となり、経済的かつ高性能の
磁気フイルタが得られる。 上記の如く、強磁性体微粒子を分散含有したフ
イルタエレメントについて説明したが強磁性体細
線を合成樹脂でコーテイングしたフイルタエレメ
ントの使用によつても耐食性は同様に向上する。 また、マトリツクスとして三次元立体構造をと
らせることも可能である。同様に上記説明の細線
状マトリツクスを三次元立体構造に成形し、熱硬
化性樹脂などにより三次元立体構造に固定するこ
とも可能である。 実験例 １ フイルタエレメントとして平均５μｍの粒子粒
を有する鉄粉を分散含有している。（重量比で10
倍）ポリエチレン細線（線径は約100μｍ）を充
てん率５％で充てんし、磁場５キロガウス、液流
連800m／時の条件で、ヘマタイト濃度1ppmのヘ
マタイト含有スラリーを磁気フイルタ処理した結
果、ヘマタイトの除去率は70％以上であつた。同
条件で、フイルタエレメントとして、フエライト
系ステンレスウール（SUS430）を用いたときの
ヘマタイトの除去率は75％であり、ほぼ同じ除去
性能が確認できた。 実験例 ２ 実験例１で用いた鉄粉含有ポリエチレン線を希
塩酸水溶液に常温で１週間浸漬しても腐食は確認
できなかつた。SUS430からなるステンレス製ウ
ールは同じ試験でウール表面にかつ色の錆が確認
された。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の磁気フイルタの構造を説明する
縦断面図、第２図は従来の磁気フイルタのフイル
タエレメント部の拡大図、第３図は本発明に係る
フイルタエレメント構成を示す説明図である。 ８……合成樹脂からなるフイルタエレメント
（マトリツクス）、９……強磁性体微粒子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体の通路に設けられた強磁場中に強磁性体
   よりなるフイルタエレメントを配し、流体中に混
   入している磁性体微粒子を上記フイルタエレメン
   トによつて捕獲する磁気フイルタにおいて、上記
   フイルタエレメントとして強磁性体微粒子を分散
   含有している合成樹脂細線を用いることを特徴と
   する磁気フイルタ。 ２ 強磁性体微粒子を分散含有している合成樹脂
   からなる三次元立体網状構造をなすフイルタエレ
   メントを配置することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の磁気フイルタ。 ３ 合成樹脂中に分散含有させる強磁性体微粒子
   としてパーマロイなどの軟い磁性体を用いること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項及び第２項記
   載の磁気フイルタ。