JPS61271010A - 磁気フイルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野Ｊ 本発明は磁気フィルタに係り、特に永久磁石により濾過
層エレメントを磁化して濾過層を形成することにより、
流体中のクラッドを除去するとともに、磁化解除時には
濾過層エレメントを解放して落下させ、容器外に取り出
して洗浄再生するようにした磁気フィルタに関するもの
である。

「従来技術とその問題点」 原子カプラント、火力プラント等に使用されている各種
容器、配管等の鉄鋼構造物では、水等の流体により鉄鋼
構造物が少しずつ腐食することによって、酸化鉄（Ｐ　
ｅ、ｏ　３．　ｐ　ｅｓｏ　４等）の粒子等の腐食生成
物（以下クラッドという）が発生して、該クラッドによ
り管路が徐々に狭められる現象が起こる。

第６図は、前記クラッドを除去するために、本発明者が
提案した磁気フィルタの例（特開昭５８−９６２９３号
）を示すものである。該磁気フィルタにあっては、クラ
ッドを含有している被処理液を通過させるための容器Ｉ
と、該容器Ｉの中に液密状態に上方から挿入されている
磁石装入管４１と、該磁石装入管４Ｉの中に昇降可能に
収納した永久磁石１２と、該永久磁石１２を昇降せしめ
る駆動装置４２と、前記永久磁石Ｉ２が挿入された状態
の磁場によって磁化されて、磁性を帯びることにより被
処理液中のクラッドを磁着捕捉する濾過層エレメント１
０が装填されるフィルタ本体４３と、該フィルタ本体４
３から取り出した面記濾適用エレメント１０を洗浄する
洗浄装置４４等とを備えた構造とされるとともに、磁石
装入管４１は、耐圧兼ガイド部４５及び耐圧部下部４６
を強磁性ステンレスとしておいて、永久磁石１２を下方
位置まで挿入したときに、上下の磁極による濾過層エレ
メント１０の磁化を容易にするようにしている。

そして、濾過層エレメント１０を容器！の中に投入する
とともに、駆動装置４２により永久磁石１２を磁石装入
管４１の耐圧部に挿入して、濾過層エレメント１０を磁
化する。このように濾過層エレメント１０を磁化せしめ
た状態で、原子炉水等の被処理液を容器１の中に送り込
み、クラッドをフィルタ本体４３の濾過層エレメントＩ
Ｏにより吸引捕捉するものである。

また、吸引捕捉されたクラッドを分離する場合は、被処
理液とともに濾過層エレメント１０を容器Ｉの外に取り
出して洗浄槽４４に送り込み、クラッドを洗浄分離させ
るとともに、クラッドが除去された濾過層エレメント１
０を移送装置４７により充填ホッパ４８に移送し、再び
容器１の中に戻すようにしているものである。

ところで、この従来例における磁気フィルタでは、濾過
層エレメント１０を永久磁石Ｉ２の周囲のみでなく、容
器１の内部の大部分を占有しているフィルタ本体４３に
装填するので、大量の濾過層エレメント１０が必要とな
り、堆積している濾過層エレメント１０により濾過運転
時の圧損が大となって、濾過処理時の効率か低下すると
いう問題点があった。また、耐圧兼ガイド部４５が強磁
性体であるため、永久磁石１２が強磁性材に直接接触す
ることに基づいて、接触減磁作用が生じ、磁力が次第に
弱まる傾向を示す等の問題点があった。

「発明の目的とその達成手段Ｊ 本発明は、面記事情に鑑みてなされたもので、■濾過用
エレメントの磁化時における濾過層の密度を高めて、ク
ラッドの吸引捕捉効率の向上を図ること、 ■磁化されていない濾過層エレメントの量を少なくし、
圧損の発生を抑制して濾過作業時の効率を向上させるこ
と、 ■濾過用エレメントを取り出すときの磁化解除を確実に
行なうこと、 ■永久磁石の上下移動時における接触減磁作用の発生を
防止して、永久磁石の長寿命化を図ること、等の達成を
目的としている。

これらの目的を達成するため、本発明における磁気フィ
ルタは、容器の内部に被処理液入り口に連通ずる上空室
と液出口に連通ずる上空室とに区画するスクリーン本体
を設け、該スクリーン本体にこれを貫通して上方に突出
した非磁性体からなる閉塞キャップを設け、該閉塞キャ
ップの回りのスクリーン本体の上に磁化時に濾過層を形
成する濾過層エレメントを配設し、前記閉塞キャップの
下部に濾過層エレメントを磁化する永久磁石を上下移動
可能に設け、該永久磁石に、濾過層エレメントをスクリ
ーン本体上に載置したときに上方の磁極をスクリーン本
体の近傍に位置させ、次いで被処理液の濾過時に上方の
磁極をスクリーン本体の上方に位置させるとともに、濾
過層エレメントの排除時に上方の磁極をスクリーン本体
の下方に位置させる磁石駆動装置を連設した構成とする
とともに、さらに、必要に応じて、閉塞キャップは、そ
の下部に、永久磁石の周囲を囲む非磁性材からなるガイ
ド筒と、該ガイド筒の周囲に配設され上方の磁極を濾過
層エレメントの下部位置よりも上方まで挿入した状態で
濾過層エレメントの下部と下方の磁極との間に磁路を形
成するための強磁性体からなるハウジングとを備えてい
ることを特徴としているものである。

「作用Ｊ 永久磁石の上方の磁極をスクリーン本体の下部位置より
若干上方まで閉塞キャップに挿入すると、スクリーン本
体に自然堆積状態に載置されている濾過層エレメントの
下層部分に、磁場が作用して濾過層エレメントが相互に
磁着し合い、穴からの落下等の下方への移動か拘束され
た保持状態となる。

次いで、被処理液の濾過時において、永久磁石の上方の
磁極をさらに上方に移動させ、スクリーン本体の上方に
位置させると、濾過層エレメントに作用する磁場の範囲
が上方に拡大されて、クラッドの磁着捕捉距離及び面積
が大きくなる。

一方、永久磁石を閉塞キャップから引き抜くと、スクリ
ーン本体に載置されている濾過層エレメントの磁化状態
が解放されて、濾過層エレメントが移動自在な状態とな
って、自身の重量による自然落下が生じて、容器から取
り出し得る状態となる。

そして、スクリーン本体の下方に設けられているハウジ
ングは、永久磁石の上方の磁極がハウジングよりも上方
に離れている状態のときに、上方の磁極と、下方の磁極
によって磁化されているハウジングの上端部との間に、
永久磁石の両磁極がハウジングの中に収納されると、磁
路がハウジングを経由するので、漏洩磁束の発生が抑制
されて濾過層エレメントに影響を与えることが少なくな
るものである。

また、永久磁石を閉塞キャップに挿入した状態で濾過層
エレメントの上下移動を拘束しているため、容器全体に
濾過層エレメントを充填する必要がなく、濾過層は磁化
されている濾過層エレメントの厚さにすることができる
。

さらに、永久磁石の上下移動時に、磁極が周囲の非磁性
体であるガイド筒に接触しても、いわゆる接触減磁作用
の発生がない。

「実施例」 以下、本発明の磁気フィルタの一実施例を第１図ないし
第５図に基づいて説明する。

第１図に示すように、容器１の内部は、スクリーン本体
２によって上空室３と上空室４とに区画されて、上空室
３には被処理液が供給される液入り口５とエレメント供
給口６とが設けられ、上空室４には処理済み液が排出さ
れる液出ロアとエレメント排出口８とが設けられる。前
記スクリーン本体２の上には、後述するように磁化され
た状態のときに、濾過層９を形成する濾過層エレメント
１０が装填される。また、前記スクリーン本体２には、
これを貫通して上方に突出した非磁性体からなる閉塞キ
ャップ１１が設けられ、該閉塞キャップ１１には、挿入
状態のときに前記濾過層エレメントＩＯを磁化するとと
もに非挿入状態のときに磁化を解放する永久磁石１２が
上下移動可能に設けられる。

そして、前記スクリーン本体２は、容器１の中に第１図
に示すように、全体として水平に架設されるものであり
、各閉塞キャップ１１を上下に貫通させた状態とすると
ともに強磁性体からなる格子板Ｉ３と、該格子板１３の
上に載置されて前記濾過層エレメント１０が装填される
スクリーンノズル１４と、該スクリーンノズル１４及び
前記閉１５とからなる構造である。

前記スクリーンノズル１４は、第２図に示すように、漏
斗状の窪部１６の下部にエレメント挿通口Ｉ７が形成さ
れ、窪部１６の上方の側壁１８には、格子板１３の下方
、つまり前記上空室４と連通ずるスリット１９が形成さ
れ、該スリット１９は濾過層エレメント１０が通り抜け
ない程度の大きさで、第３図例ではウェッジワイヤスク
リーンとなっているが、他のスリットまたは穴とするこ
ともできる。また、第３図例における格子板１３には、
１個のスクリーンノズル１４に対して３個の貫通穴２０
が形成されている。そして、前記隔離板１５は、好まし
くはスクリーンノズル１４の中心に向かって傾斜状態に
配設され、前記格子板１３の中心部分には、エレメント
供給口６の直下に位置するとともに頂部が円錐形をなす
キャップ状の分配筒２１が上方に突出して設けられる。

一方、前記スクリーンノズル１４の下方には、閉塞キャ
ップ１１の下端と容器ｌの下外方とを液密に浦枯十乙ナ
ーめのゴｆｌド゛簡２２が−永久榊石ｌ２を囲んで配設
され、該ガイド筒２２は非磁性材によって構成される。

また、ガイド筒２２の周囲には、前記スクリーンノズル
１４の下部及び格子板１３に近接状態に磁路を形成する
ための強磁性材からなるハウジング２３が設けられる。

そして、永久磁石１２には、その上下位置を複数段階に
設定するための磁石駆動装置２４が設けられ、該磁石駆
動装置２４は、永久磁石１２から容器１の外部までガイ
ド筒２２の中を導かれているロッド２５と、複数のロッ
ド２５の下端に連結されている昇降台２６と、該昇降台
２６を上下移動可能に支持しているガイド２７と、該ガ
イド２７の上下位置を複数段階に設定するためのモータ
等の駆動源２８と、該駆動源２８と昇降台２６との間を
連結している駆動軸、減速機、ギヤ等からなる伝達機構
２９とから構成されている。

さらに、容器Ｉの内部上方には、スクリーン本体２の上
に堆積状態に供給された濾過層エレメントＩＯをほぼ平
坦化するためのレーキ装置３０が配設され、該レーキ装
置３０は、第１図に示すように、容器１の中に水平状態
に挿入されて、水平回転させられる例えば棒状のレーキ
３１と、該レーキ３Ｉを濾過層エレメント１０の供給時
に複数回水平回転さけるための例えば水圧ピストン等か
らなるレーキ駆動機構３２とから構成される。

なお、第１図において符号３３は、容器Ｉの液入り口５
の下方に設けられて、被処理液の噴流を弱めるとともに
、平均流とするための整流板、第３図において符号３４
は、濾過層エレメント１０をエレメント排出口８に導く
ためのホッパである。

「濾過層エレメントの充填」 磁石駆動装置２４を運転して、永久磁石Ｉ２を第５図（
Ａ）に示すように、スクリーン本体２の下部位置より若
干上方、スクリーンノズル１４の窪部１６の近傍まで上
昇させると、永久磁石１２の上方磁極とハウジング２３
の上端及び格子板１３との間の磁路が短くなることによ
って、これらの間に、第５図（Ａ）の破線で示すように
強い磁場が生じる。この状態で、エレメント供給口６か
ら濾過層エレメント１０の供給を行うと、濾過層エレメ
ント１０は、分配筒２１の頂部によって分散状態となり
、各閉塞キャップ！ｌの間あるいは隔離板■５により誘
導されて、各スクリーンノズル１４の窪部１６に導かれ
、磁場により磁化されて相互に磁着し合ってブリッジ状
となり、エレメント挿入口１７の通過を妨げられ、窪部
Ｉ６に捕捉固定される。このとき、一部のスクリーンノ
ズル１４のエレメント挿入口１７が、ブリッジ状の濾過
層エレメント！０により閉塞されると、その上に濾過層
エレメント１０が次第に堆積して、通過を妨げていない
他のスクリーンノズル１４の方向に流れるので、次第に
スクリーンノズル１４のエレメント挿入口１７が閉塞状
態となり、ついに、総ての部分において、濾過層エレメ
ント、１０によるエレメント挿入口１７の閉塞状態が生
じ、スクリーン本体２の上に濾過層エレメント１０が自
然堆積する。

次いで、レーキ装置３０を作動させて、レーキ３１を複
数回水平回転させると、装填量が少なかった部分にも、
濾過層エレメント１０の補充がなされるとともに、濾過
層エレメント１０の凹凸がならされることにより表面が
平坦化し、濾過層９における磁化に必要な部分の厚さの
均一化が図られる。したがって、該−実施例では、スク
リーン本体２とレーキ装置３０との間に装填された濾過
層エレメントＩＯが濾過層９として利用され、濾過層エ
レメント１０の使用最を低減することができるものであ
る。

「濾過層の磁化」 濾過層エレメントＩＯを平坦化した状態としておいて、
磁石駆動装置２４を運転し、永久磁石１２を上方に移動
して第１図及び第５図（Ｂ）に示すように永久磁石１２
の下方の磁極をスクリーン本体２の上部位置に合わせる
と、永久磁石１２の両磁極による磁場が第５図（Ｂ）の
破線で示すように、濾過層９のほぼ全域で生じて、濾過
層エレメントＩＯが磁化される。また、この状態におい
て、スクリーンノズルエ４の窪部１６の中の濾過層エレ
メント【０は、永久磁石１２の下方の磁極により磁化さ
れるため、エレメント挿通口１７の閉塞状−態を保持し
ており、さらに、永久磁石１２の両磁極によって形成さ
れる磁場は、前記濾過層エレメント１０の初期の充填時
より上下に拡大された状態となる。

「クラッドの捕捉」 第５図（Ｂ）に示すように、濾過層９を全体的に磁化し
た状態で、液入り口５から被処理液を容器ｌの中に送り
込むと、濾過層９は、その各部においてほぼ均一な厚さ
になっているので、濾過層９を構成している濾過層エレ
メントＩＯの磁化作用に著しいむらを生じることがなく
、濾過層９のほぼ全域で被処理液に含有しているクラッ
ドの捕捉作用が行なわれ、このときの圧損もほぼ均一化
される。そして、クラッドを吸引捕捉させた被処理液は
、スクリーンノズル１４の側壁１８のスリット１９ある
いはエレメント挿通口Ｉ７を経由して、第５図（Ｂ）に
示すようにスクリーンノズル１４から上空室４に流れ出
て、液出ロアから容器１の外に排出される。したがって
、該−実施例では、被処理液を上空室４に導く際におい
ても、流路の分散化により圧損を少なくして濾過効率を
高めている。

「濾過層エレメントの排出」 磁石駆動装置２４を運転して、永久磁石Ｉ２を第５図（
Ｃ）に示すように、スクリーンノズル１４の下方に移動
させて、ハウジング２３の中に収納すると、永久磁石１
２の両磁極による磁場は、第５図（Ｃ）の破線で示すよ
うにハウジング２３の範囲に限定され、磁路が上方の磁
極からハウジング２３の側壁を経由することになって、
漏洩磁束による外部への影響が少なくなり、濾過層エレ
メント１０の磁化が解除されて、濾過層エレメント１０
は、自身の重量により、矢印のように順次落下してホッ
パ３４で集められ、エレメント排出口８を経由して容器
ｌの外へ導かれる。

そして、従来例で説明したように、濾過層エレメントＩ
Ｏは、被処理液とともに第６図に示されている洗浄槽へ
導かれ、さらに、洗浄した後に、再び容器ｌに供給され
ることになる。

さらに、説明を補足すれば、永久磁石１２の上下移動時
において、そのストロークの範囲で磁極が非磁性体であ
るガイド簡２２によって覆われているから、強磁性体と
の接触がまったくなく、いわゆる接触減磁作用の発生が
妨げられることになる。

「発明の効果Ｊ 以上説明したように、本発明の磁気フィルタは、容器の
内部を上空室と上空室とに区画しているスクリーン本体
に、これを貫通するように閉塞キャップを配設しておい
て、閉塞キャップの中に永久磁石を挿入し、その位置あ
るいは非挿入状態によって、エレメントの磁化あるいは
磁化の解除を行うものであるから、 （ａ）永久磁石の一部である上方磁極を閉塞キャップに
挿入した状態とすることによって、スクリーン本体の上
の濾過層エレメントに磁路の短い強い磁場を作用させ、
濾過層エレメントの初期装填状態における移動拘束を確
実に行なうことができる。

（ｂ）濾過層の厚さを永久磁石の大きさ程度に縮小１ｆ
　虐渦田エレメソトのイ小田借庵鮪肯ゾとｈくできる。

（Ｃ）上記により流体の圧損を小さくするとともに、濾
過層のほぼ全域でクラッドの磁着作用を実施し、クラッ
ドの吸引捕捉効率を向上させることができる。

（ｄ）永久磁石を強磁性体であるハウジングに収納する
ことにより、漏洩磁束の発生を少なくし、濾過層エレメ
ントの磁化解除を確実とし、フィルタ本体からの除去を
容易に行なうことができる。

（ｅ）スクリーン本体のスクリーンノズルの窪部にエレ
メント挿通口を形成することにより、濾過層エレメント
を磁化したときの移動拘束を確実にすることができる。

（ｆ）スクリーンノズルの側壁にスリットを形成するこ
とにより、クラッドを除去した被処理液の排除を容易に
し、クラッド除去処理量の増加を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気フィルタの一実施例を示す正断面
図、第２図は第１図に鎖線■で示した部分の拡大図、第
３図は第２図の■−■線矢視による一部を省略した平面
図、第４図は第３図に鎖線■で示した部分の拡大図、第
５図は一実施例の磁気フィルタの作動状態を説明するも
ので、（ｆｌ）は濾過層エレメントの初期装填時、（ｂ
、）は濾過層の磁化時、（Ｃ）は濾過層エレメントの排
除時を示し、第６図は磁気フィルタの従来例を示す正断
面図である。 ■・・・・・・容器、２・・・・・・スクリーン本体、
３・・・・・・上空室、４・・・・・・上空室、５・・
・・・・液入り凸、６・・・・・・エレメント供給口、
７・・・・・・液出口、８・・・・・・エレメント排出
口、９・・・・・・濾過層、１０・・・・・・濾過用エ
レメント、ＩＩ・・・・・・閉塞キャップ、１２・・・
・・・永久磁石、１３・・・・・・格子板、１４・・・
・・・スクリーンノズル、Ｉ５・・・・・・隔離板、１
６・・・・・・窪部、１７・・・・・・エレメント挿通
口、１８・・・・・・側壁、Ｉ９・・・・・・スリット
、２０・・・・・・貫通穴、２Ｉ・・・・・・分配筒、
２２・・・・・・ガイド筒、２３・・・・・・ハウジン
グ、２４・・・・・・磁石駆動装置、２５・・・・・・
ロッド、２６・・・・・・昇降台、２７・・・・・・ガ
イド、２８・・・・・・駆動源、２９・・・・・・伝達
機構、３０・・・・・・レーキ装置、３Ｉ・・・・・・
レーキ、３２・・・・・・レーキ駆動機構、３３・・・
・・・整流板、３４・・・・・・ホッパ。 第４図 （ａ）　　　　　　　　　（ｂ） （Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 容器の内部に被処理液入り口に連通する上空室と液出口
   に連通する下空室とに区画するスクリーン本体を設け、
   該スクリーン本体にこれを貫通して上方に突出した非磁
   性体からなる閉塞キャップを設け、該閉塞キャップの回
   りのスクリーン本体の上に磁化時に濾過層を形成する濾
   過用エレメントを配設し、前記閉塞キャップの下部に前
   記スクリーン本体の下部位置より若干上方まで上方の磁
   極を挿入した状態で濾過用エレメントを磁化してその下
   方への移動を拘束するとともに上方の磁極が非挿入状態
   のときに濾過用エレメントの拘束を解除する永久磁石を
   上下移動可能に設けたことを特徴とする磁気フィルタ。