(57)【要約】【課題】磁気分離装置において、磁気分離し保持された磁性粒子を簡単に磁気フィルタから離脱させて、磁気フィルタを洗浄できる磁気フィルタ洗浄方法及び機構を提供することを目的とする。【解決手段】ケース２２の内側においては、電気配線６０がケース２２の一方の壁面に対向して複数の屈折部６１を有し、全体として矩形波のような形状に形成されている。すなわち、電気配線６０はケース２２の内側を屈折しつつ蛇行してつづら折り状に形成されている。また、電気配線６０の周囲には、金属不織布３１が充填されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の線状部材を有する磁性体部（３１）と、
複数の屈折部（６１）を含む線状の導電体部（６０）と、
を有する磁気フィルタ（２１）の磁気フィルタ洗浄方法であって、
前記磁気フィルタ（２１）に磁性粒子を含む液体を供給するとともに、前記磁気フィルタ（２１）に対して磁場を印加することで、前記液体から前記磁性粒子を磁気的に分離して前記磁気フィルタ（２１）に保持し、
その後、前記導電体部（６０）に対して交流電流を印加し、前記磁性粒子を前記磁気フィルタ（２１）から離脱させることを特徴とする磁気フィルタ洗浄方法。
【請求項２】
前記磁性体部（３１）は金属不織布（３１）であることを特徴とする、請求項１に記載の磁気フィルタ洗浄方法。
【請求項３】
複数の線状部材を含む磁性体部（３１）と、
複数の屈折部（６１）を含む線状の導電体部（６０）と
を有し、磁性粒子を含む液体が供給される磁気フィルタ（２１）と、
前記磁気フィルタ（２１）に磁場を印加するための磁場印加部（４１）と、
前記導電体部（６０）に交流電流を印加するための電流電源（５０）と
を備える磁気フィルタ洗浄機構。
【請求項４】
前記磁性体部（３１）は金属不織布（３１）であることを特徴とする、請求項３に記載の磁気フィルタ洗浄機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁気フィルタ洗浄方法及び磁気フィルタ洗浄機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体中の磁性粒子と他の成分とを分離する従来の磁気分離装置は、磁気細線を内部に有する磁気フィルタと、磁場印加のための磁石とを備える。磁石から磁気フィルタ内の磁気細線に所定の磁場が印加されると、磁気細線の回りには磁気勾配が生じる。磁気勾配が生じた状態で磁気フィルタに磁性粒子の溶液を流すことによって、この磁性粒子は磁気力によって分離され、保持される。これにより、磁性粒子が分離された液体が得られる。
【０００３】
従来の磁気分離装置において、磁気細線の間隔は様々であり、一般的には数十〜数百μｍである。その中でも磁気細線の間隔の狭い磁気フィルタを用いる場合には、磁気分離装置を一定時間動作させた後において、磁性粒子が磁気細線の間隙中に多数存在して目詰まりを起こすようになる。このため、磁気フィルタの濾過能力が低下してしまう。したがって、磁気分離装置を一定時間使用した後においては、磁気細線を消磁した後に水などによって洗浄して磁気フィルタを洗浄し、磁性粒子を除去することが一般的である。
【０００４】
しかしながら、磁気細線の消磁には長時間を要し、また、消磁操作が困難になる場合があり、磁性粒子の除去が難しかった。
【０００５】
磁気粒子の除去を容易にした従来の磁気分離装置としては、例えば特許文献１に記載の磁気分離装置を挙げることができる。図４に示す従来の磁気分離装置１００は、磁気細線を内部に有する磁気フィルタ２０と、磁場印加のための磁石４０と、磁気細線にパルス電流を印加する電流電源５０とを備える。前記磁気フィルタ２０は磁気細線として、磁性体部と導電体部とを有する複合細線３０を有する。前記複合細線３０は、略平行に複数設けられている。
【０００６】
磁気分離を行うときには、前記磁石４０により前記磁気フィルタ２０に磁場を印加して、前記磁気フィルタ２０に磁性粒子を分離し保持する。その後、前記磁気フィルタ２０を洗浄するときには、前記磁石４０により前記磁気フィルタ２０に磁場を印加しつつ、前記複合細線３０にパルス電流を印加することで、前記複合細線３０をローレンツ力により振動させて磁性粒子を前記複合細線３０から離脱させて除去する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３１６０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は特許文献１に記載の発明とは構成が全く異なるものを用いて上記課題を解決するためになされたものであり、磁気分離装置において、磁気分離し保持された磁性粒子を簡単に磁気フィルタから離脱させて、磁気フィルタを洗浄できる磁気フィルタ洗浄方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、この発明に係る磁気フィルタ洗浄方法及び機構は、複数の線状部材を有する磁性体部と、複数の屈折部を有する線状の導電体部とを有する磁気フィルタの磁気フィルタ洗浄方法であって、磁気フィルタに磁性粒子を含む液体を供給するとともに、磁気フィルタに対して磁場を印加することで、液体から磁性粒子を磁気的に分離して磁気フィルタに保持し、その後、導電体部に対して交流電流を印加し、磁性粒子を磁気フィルタから離脱させる。
【００１０】
また、磁性体部は金属不織布であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る磁気フィルタ洗浄方法及び機構は、複数の線状部材を有する磁性体部と、複数の屈折部を有する線状の導電体部とを有する磁気フィルタの磁気フィルタ洗浄方法及び機構であって、磁気フィルタに磁性粒子を含む液体を供給するとともに、磁気フィルタに対して磁場を印加することで、液体から磁性粒子を磁気的に分離して磁気フィルタに保持し、その後、導電体部に対して交流電流を印加し、磁性粒子を磁気フィルタから離脱させるので、磁気分離し保持された磁性粒子を磁気フィルタから簡単に離脱させて、磁気フィルタを洗浄できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態に係る磁気分離装置の概略図である。
【図２】図１に示す磁気フィルタの断面図である。
【図３】この発明の変形例に係る磁気フィルタの断面図である。
【図４】従来の磁気分離装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態を添付図面の図１〜図３に基づいて説明する。なお、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付して説明する。
図１は、この発明の磁気フィルタ洗浄方法及び機構に用いられる磁気分離装置１０の外面の概略図である。この磁気分離装置１０には、磁気フィルタ２１と、電気配線６０と、前記磁気フィルタ２１に所定の外部磁場を印加するために、前記磁気フィルタ２１の外側に設けられた電磁石４１と、前記電気配線６０に対して所定のパルス電流を印加するために設けられた電流電源５０とを備えている。電磁石４１は、磁場印加手段を構成している。また、磁気分離装置１０は、磁気フィルタ洗浄機構を構成している。
【００１４】
前記磁気フィルタ２１は、アルミ合金で形成された直方体状のケース２２を有している。また、前記磁気フィルタ２１には、磁気分離の対象である液体の混合物質が供給され、そのための液体入口２３が第１端部２１ａに設けられている。さらに、濾過後の液体が排出される液体出口２４が第２端部２１ｂに設けられている。
【００１５】
前記ケース２２の内側には、前記電流電源５０に接続された前記電気配線６０と、金属不織布３１とが収納されている。前記電気配線６０は、絶縁体で被覆された銅線からなり、導電体部を構成している。前記金属不織布３１は、金属繊維を織ることなく互いに絡め又は接合して不織布のように形成したものであり、この実施の形態では鉄を素材として形成されている。また、前記金属不織布３１は、磁性体部を構成している。
【００１６】
前記電磁石４１は、一例として、図１に示すような板状であり、前記磁気フィルタ２１を挟むように設けられている。また、前記電磁石４１は、図示しない電源にそれぞれ接続されている。なお、前記電磁石４１の形状及び配置はこれに限定されず、前記磁気フィルタ２１に所定の外部磁場を印加できる形状及び配置であればよい。
【００１７】
図２は前記磁気フィルタ２１を前記電気配線６０に沿って切断した断面図である。前記ケース２２の内側においては、前記電気配線６０が前記ケース２２の一方の壁面に対向して複数の屈折部６１を有し、全体として矩形波のような形状に形成されている。すなわち、前記電気配線６０は前記ケース２２の内側を屈折しつつ蛇行して、つづら折り状に形成されている。また、前記電気配線６０の周囲には、前記金属不織布３１が充填されている。前記電気配線６０及び前記金属不織布３１がこのように構成されているので、前記磁気フィルタ２１において前記電気配線６０は前記金属不織布３１の広い範囲に引き回されるようにして配置されている。
【００１８】
次に、この実施の形態に係る磁気分離装置１０の動作を説明する。
図１に示すように、前記磁気分離装置１０により磁気分離に供される混合物質は、磁気分離により分離、保持される対象である磁性粒子と、その他の物質とを含む液体である。
【００１９】
磁気分離操作を行うときには、図示しないポンプを用いて、磁気分離に供される混合物質を前記液体入口２３から前記磁気フィルタ２１中に供給する。供給された混合物質は、前記磁気フィルタ２１の前記金属不織布３１に供給される。このとき、前記電磁石４１を励磁して、前記電磁石４１から前記磁気フィルタ２１に所定の外部磁場を印加する。したがって、外部磁場を前記磁気フィルタ２１に印加することによって、前記金属不織布３１の周囲には磁気勾配が生じている。そのため、混合物質が前記磁気フィルタ２１に供給されるときに、磁気勾配に起因した磁力が作用し、磁性粒子のみが磁気的に分離され前記金属不織布３１に保持される。これにより、前記磁気フィルタ２１に磁性粒子のみが保持される。
【００２０】
磁気分離により前記磁気フィルタ２１内に磁気粒子のみが保持されることで、混合物質は濾過されて磁性粒子を含まない液体となり液体出口２４より排出される。これにより、濾過後の磁性粒子を含まない液体が液体出口２４から得られる。
【００２１】
上記の磁気分離操作を予め定めた時間実施することにより、混合物質中の磁性粒子を簡単且つ効率よく磁気的に分離し、前記磁気フィルタ２１内に保持することができる。
【００２２】
次に、磁気分離操作後に前記磁気フィルタ２１を洗浄する方法を説明する。前記電磁石４１により、前記磁気フィルタ２１に磁気分離操作を行うときと同じ強度の外部磁場を印加しつつ、前記電流電源５０が、予め定めたパルス電流を前記電気配線６０に印加する。すると、前記電磁石４１により印加される外部磁場と、パルス電流との相互作用により、前記電気配線６０にはローレンツ力がパルス的に加わる。このローレンツ力により、前記電気配線６０は振動する。
【００２３】
図２に示すように前記磁気フィルタ２１においては、前記電気配線６０が複数の前記屈折部６１を有し、全体として矩形波のような形状に形成されている。さらに、前記電気配線６０の周囲には、前記金属不織布３１が充填されており、前記電気配線６０は前記金属不織布３１の広い範囲に引き回されるようにして配置されているので、前記電気配線６０の振動が前記金属不織布３１に効率よく伝達される。この振動により、前記金属不織布３１に保持された磁性粒子が、前記金属不織布３１から離脱する。
【００２４】
このとき、図１に示すように前記磁気フィルタ２１へ前記液体入口２３から水を供給すると、前記金属不織布３１に水が供給され、離脱した磁性粒子が前記液体出口２４より排出される。
【００２５】
これにより、前記磁気分離装置１０において、前記磁気フィルタ２１の洗浄のときに、磁気分離し前記金属不織布３１に保持された磁性粒子を簡単に離脱させることができる。そのため、磁気フィルタ２１内の磁性粒子による目詰まりが防止され、長時間に亘って高い濾過能力を呈するとともに、磁性粒子を含む混合物質の供給に伴う圧力損失なども効果的に抑制することができる。
【００２６】
なお、前記磁気フィルタ２１の洗浄のときに前記電磁石４１により前記磁気フィルタ２１に印加される外部磁場の強度は、磁気分離操作を行うときの外部磁場と同じであったが、前記電気配線６０を効果的に振動させるために、前記電気配線６０に印加するパルス電流の大きさによってこの外部磁場の強度を変化させてもよい。例えば、磁気分離操作を行うときの外部磁場よりも予め定めた強度だけ小さくしてもよいし、又は全く外部磁場を印加しなくてもよい。
【００２７】
また、特許文献１に記載の従来の前記磁気分離装置１００においては、前記磁気フィルタ２０の磁気細線は、前記磁石４０から磁力が印加される磁性体部と、前記電流電源５０から電流が印加される導電体部とを有する複合細線３０である必要があった（特許文献１の図３〜図５参照）。実施例においては複合細線３０の直径が０．２ｍｍであるため、複合細線３０の形成には精密な加工が必要であり、前記磁気フィルタ２０の製造工数の増加及び製造コストの増加につながるという問題点があった。一方、この実施の形態の前記磁気分離装置１０は、前記ケース２２の内側に前記電気配線６０と前記金属不織布３１を収納するだけでよいため、前記磁気フィルタ２１を簡単に製造することができ、製造工数が減少し、製造コストも減少する。
【００２８】
このように、複数の線状部材を有する前記金属不織布３１と、複数の前記屈折部６１を有する線状の前記電気配線６０とを有する前記磁気フィルタ２１の磁気フィルタ洗浄方法であって、前記磁気フィルタ２１に磁性粒子を含む混合物質を供給するとともに、前記磁気フィルタ２１に対して磁場を印加することで、前記混合物質から前記磁性粒子を磁気的に分離して前記磁気フィルタ２１に保持し、その後、前記電気配線６０に対して交流電流を印加し、前記磁性粒子を前記磁気フィルタ２１から離脱させるので、磁気分離し保持された磁性粒子を簡単に離脱させて、前記磁気フィルタ２１を洗浄できる。
【００２９】
また、磁性体部として、前記金属不織布３１を用いているので、磁性体部を導電体部と一体に形成する必要が無く、前記磁気フィルタ２１の製造工数が減少し、製造コストも減少する。
【００３０】
また、複数の線状部材を有する前記金属不織布３１と、複数の前記屈折部６１を有する線状の前記電気配線６０とを有し、磁性粒子を含む液体が供給される磁気フィルタ２１と、前記磁気フィルタ２１に磁場を印加するための前記電磁石４１と、前記電気配線６０に交流電流を印加するための電流電源５０とを備えるので、前記磁気分離装置１０は磁気分離し保持された磁性粒子を簡単に離脱させて、前記磁気フィルタ２１を洗浄できる。
【００３１】
なお、この実施の形態では、前記電流電源５０は前記電気配線６０に対して所定のパルス電流を印加していたが、前記電流電源５０は、前記電気配線６０に対してあらかじめ定めた正弦波電流を印加してもよい。これにより、前記電流電源５０として公知のパルス電流電源を用いることができ、簡単に前記磁気分離装置１０を製造できる。
【００３２】
また、前記電流電源５０により印加するパルス電流の大きさ及び種類は、必要に応じて任意に選択することができる。しかしながら、前記パルス電流のパルス波形状は矩形波であることが好ましい。これによって、磁性粒子の離脱をより効果的に行うことができる。但し、上述した矩形波状のパルス電流の他、パルス波の極性が正負に交番する正弦波や三角波の形状を有するパルス電流なども用いることができる。
【００３３】
また、この実施の形態では、磁性体部をなす材料が鉄の金属不織布３１を用いていたが、代わりに例えばスチールウールのような不織布以外の鉄製の線維状金属部材を用いてもよいし、鉄で形成された金網を用いてもよい。また、磁性体部の材料は、磁性体である金属であれば鉄以外の金属であってもよい。ただし、一般的には鉄系の強磁性金属で形成されていることが望ましい。
【００３４】
また、この実施の形態では、導電体部をなす前記電気配線６０が前記ケース２２の一方の壁面に対向する複数の前記屈折部６１を有していたが、図３に示すように前記電気配線６０は前記ケース２２に対して複数の壁面に対向する複数の前記屈折部６１を有していてもよい。すなわち、前記電気配線６０は全体として左右対称の形状であってもよい。さらに、前記電気配線６０は例えば屈折部を有さず複数の屈曲部を有する形状等の、任意の形状であってもよい。また、前記電気配線６０は材料として銅以外の導電性の金属を用いてもよい。
【００３５】
また、この実施の形態では、前記ケース２２はアルミ合金で形成された直方体状であったが、材料は非磁性材料であれば他の非磁性金属を用いてもよいし、非導電性且つ非磁性の材料である樹脂を用いてもよい。さらに、形状は例えば円柱状等の直方体状以外の形状であってもよい。
【００３６】
また、この実施の形態では、磁場印加部として前記電磁石４１を用いていたが、十分な磁場を前記磁気フィルタ２１に印加できるのであれば、希土類金属で形成された永久磁石を用いてもよいし、超電導磁石等を用いてもよい。
【００３７】
なお、この実施の形態の前記磁気分離装置１０において、前記磁気フィルタ２１に混合物質として磁性粒子を含む液体を供給して磁気分離を行ったときの実験データを表１に示す。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
表１に示す第１回〜第４回の実験においては、各回の実験開始前に磁性粒子を液体中に分散して初期状態にし、次に前記磁気フィルタ２１に液体を供給して、磁気分離により前記磁気フィルタ２１に磁性粒子を吸着させ、さらに各回異なる周波数の電流を前記電気配線６０に印加して、前記磁気フィルタ２１の洗浄を行う。表１には、第１回〜第４回の実験毎に、前記磁気フィルタ２１の磁性粒子の吸着率と、洗浄後の洗浄液に含まれる磁性粒子の濃度（原液を１００％とする）とを示している。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明による磁気フィルタ洗浄方法及び機構は、複数の線状部材を有する磁性体部と、複数の屈折部を有する線状の導電体部とを有する磁気フィルタの磁気フィルタ洗浄方法及び機構であって、磁気フィルタに磁性粒子を含む液体を供給するとともに磁気フィルタに対して磁場を印加することで、液体から磁性粒子を磁気的に分離して磁気フィルタに保持し、その後、導電体部に対して交流電流を印加し、磁性粒子を磁気フィルタから離脱させるので、磁気分離し保持された磁性粒子を磁気フィルタから簡単に離脱させて、磁気フィルタを洗浄できる。
【符号の説明】
【００４１】
２１          磁気フィルタ
３１          金属不織布（磁性体部）
４１          電磁石（磁場印加部）
５０          電流電源
６０          電気配線（導電体部）
６１          屈折部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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