JP2018153771A

JP2018153771A - マグネットフィルター

Info

Publication number: JP2018153771A
Application number: JP2017054017A
Authority: JP
Inventors: 俊典渡邉; Toshinori Watanabe
Original assignee: Trinity Industrial Corp
Current assignee: Trinity Industrial Corp
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2018-10-04
Anticipated expiration: 2037-03-21
Also published as: JP6912911B2

Abstract

【課題】従来より効率良く金属粉を除去することが可能なマグネットフィルターを提供する。【解決手段】本発明のマグネットフィルター１０は、複数の棒磁石２６と棒状磁性体２５とを環状に並べて備える。そして、ケース１１に流入する流体が棒磁石２６と棒状磁性体２５との間、棒状磁性体２５，２５同士の間を通過してケース１１から流出する。ここで、複数の棒磁石２６は、カゴ形構造体２０の周方向に分散配置されると共に周方向で分極して互いに引き合うように着磁されている。これにより、磁界が閉じた環状に形成されて磁束の拡がりが抑えられる。また、棒磁石２６の間には複数の棒状磁性体２５が配置されている。このことによっても磁束の拡がりが抑えられる。これらにより、磁界の磁力を強くなり、従来より効率良く金属粉を除去することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、金属粉を除去するマグネットフィルターに関する。

従来、この種のマグネットフィルターとして、流体が通過する筒形ケースの中心部に棒磁石を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−３６１３６号公報（図１、段落［００２０］）

しかしながら、上述した従来のマグネットフィルターでは、金属粉の除去効率が低いことが問題になっていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より効率良く金属粉を除去することが可能なマグネットフィルターの提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明は、複数の棒形部材を環状に並んだ状態に備えるカゴ形構造体と、前記複数の棒形部材に含まれ、前記カゴ形構造体の周方向に分散配置されると共に前記周方向で分極して互いに引き合う複数の棒磁石と、前記複数の棒形部材に含まれ、前記棒磁石同士の間の磁路の一部を構成する非着磁の複数の棒形磁性体と、前記カゴ形構造体を収容するケースと、前記ケースに設けられ、外部から前記ケース内に流体を流入させるための流入部と、前記ケースに設けられ、前記流入部から前記ケース内に流入した流体が前記棒形部材同士の間を通過して前記ケースから流出されるように配置された流出部と、を有するマグネットフィルターである。

請求項２の発明は、前記カゴ形構造体に設けられ、非磁性体で構成されて、前記複数の棒形部材を環状に並べた状態に保持する保持部材を有する請求項１に記載のマグネットフィルターである。

請求項３の発明は、前記保持部材は、オーステナイト系ステンレスで構成される一方、前記棒状磁性体は、フェライト系ステンレス又は二相ステンレスで構成されている請求項２に記載のマグネットフィルターである。

請求項４の発明は、前記棒磁石は、オーステナイト系ステンレスである角形パイプ内に複数のブロック状磁石を収容してなると共に、前記保持部材は環状構造をなし、前記保持部材の周方向の複数位置に、前記複数の棒磁石と前記棒状磁性体とが溶接又は蝋付けされている請求項３に記載のマグネットフィルターである。

請求項５の発明は、前記カゴ形構造体の内側又は外側を覆う袋形の布製フィルターを備える請求項１乃至４の何れか１の請求項に記載のマグネットフィルターである。

［請求項１の発明］
請求項１のマグネットフィルターは、複数の棒形部材を環状に並べて備えるカゴ形構造体をケース内に有している。そして、ケースに流入する流体が棒形部材同士の間を通過してケースから流出する。ここで、複数の棒形部材には、カゴ形構造体の周方向に分散配置されると共に周方向で分極して互いに引き合う複数の棒磁石が含まれているので、磁界が閉じた環状に形成されて磁束の拡がりが抑えられる。また、複数の棒形部材には、棒磁石の間に配置された複数の棒形磁性体が含まれるので、このことによっても磁束の拡がりが抑えられる。これらにより、流体が通過する部分に形成される磁界の磁力を強くすることができ、従来より効率良く金属粉を除去することができる。

［請求項２の発明］
請求項２のマグネットフィルターによれば、複数の棒形部材を環状に並べた状態に保持する保持部材が、非磁性体で構成されているので、保持部材が磁路となることが防がれ、棒形部材同士の間の磁界の強度を高くすることができる。

［請求項３及び４の発明］
請求項３及び４のマグネットフィルターでは、保持部材及び棒状磁性体がステンレス製であるので腐食が防がれる。

［請求項５の発明］
請求項５のマグネットフィルターによれば、非磁性体の異物を袋形の布製フィルターにて除去することができる。

本発明の第１実施形態に係るマグネットフィルターの側断面図カゴ形構造体の斜視図カゴ形構造体の部分平断面図第２実施形態のマグネットフィルターの斜視図第３実施形態のマグネットフィルターの斜視図

［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態のマグネットフィルター１０は、ケース１１の内部にカゴ形構造体２０と布製フィルター１９とを収容してなる。

ケース１１は、例えば円筒部１２の両端部に１対の半球部１３，１３を備えた構造をなし、一方の半球部１３（以下、適宜「蓋側の半球部１３」という）と、それ以外のケース本体１４とに分割されている。ケース本体１４及び蓋側の半球部１３のそれぞれには、境界部分から側方に張り出すフランジ１５，１５が備えられ、それらフランジ１５，１５がパッキン１１Ｐを間に挟んだ状態で図示しない複数のボルト及びナットで固定されている。

１対の半球部１３，１３からは接続パイプ１３Ｐ，１３Ｐが外側に延設され、それら接続パイプ１３Ｐ，１３Ｐの先端に接続フランジ１３Ｆ，１３Ｆが備えられている。また、蓋側の半球部１３の接続パイプ１３Ｐは本発明に係る「流入部」をなし、ケース本体１４側の接続パイプ１３Ｐは本発明に係る「流出部」をなしている。

布製フィルター１９は、円筒部１２と略同一長さをなした一端有底の円筒状の布袋１９Ａと、円環状のフランジ１９Ｆとからなり、そのフランジ１９Ｆの内縁部に布袋１９Ａの開口端が固定されている。

なお、上記したケース１１及び布製フィルター１９は、非磁性体で構成されている。具体的にはケース１１及び布製フィルター１９のフランジ１９Ｆは、例えばオーステナイト系ステンレス（例えば、ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ２０１）で構成され、パッキン１１Ｐは樹脂で構成され、布製フィルター１９の布袋１９Ａは、樹脂繊維で構成されている。

図２に示すように、カゴ形構造体２０は、上下方向に延びる複数の角形パイプ２２と複数の棒部材２５とを環状に並べて備え、複数の環状部材２１によって支持されている。角形パイプ２２及び棒部材２５は、ケース１１の円筒部１２と略同一の軸長をなしている。環状部材２１は、例えば、帯板材を円形に丸めてなり、角形パイプ２２及び棒部材２５の上端部及び下端部を含む上下方向の複数位置に配置されている。また、上端部の環状部材２１からは側方にフランジ２１Ｆが張り出している。さらに、下端部の環状部材２１の下面は底板２８にて閉塞されている。

角形パイプ２２は、例えば断面正方形をなしている。そして、各環状部材２１の内周面を複数に均等分（図２及び図３の例では、１２等分）する位置に角形パイプ２２の一側面が宛がわれた状態で溶接又は蝋付けされている。また、角形パイプ２２の上端開口と下端開口とには、ブロック状蓋体２５Ｃ（図２参照）が嵌合した状態に蝋付され、円弧部材２３の内部空間が水密状態に密閉されている。さらに、図３に示すように、各環状部材２１の内面のうち隣り合った角形パイプ２２，２２の間には、例えば、環状部材２１と同じ厚さ同じ幅と円弧部材２３が重ねられた状態に溶接又は蝋付けされ、各円弧部材２３の両端部が角形パイプ２２の側面に突き合わされている。

棒部材２５は、例えば断面円形をなし、円弧部材２３の内面のうち角形パイプ２２，２２の間を複数に均等分する位置に側面を宛がわれた状態で溶接又は蝋付けされている。そして、複数の角形パイプ２２の中心部と複数の棒部材２５の中心部とが、架空の略同一円上に位置している。

棒部材２５は、本発明に係る「棒状磁性体」に相当し、例えば、フェライト系ステンレス（例えば、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４０５）、又は、二相ステンレス（ＳＵＳ３２９Ｊ１，ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌ）、又は、磁性を有するマルテンサイト系ステンレス（ＳＵＳ４２０Ｊ２，ＳＵＳ４１０，ＳＵＳ４０３）で構成されている。なお、以降の説明では、棒部材２５を「棒状磁性体２５」ということとする。

また、上述したカゴ形構造体２０の構成部のうち棒状磁性体２５を除く全ての部位は非磁性体で構成されている。具体的には、上述した角形パイプ２２及びブロック状蓋体２５Ｃ、環状部材２１及び底板２８、円弧部材２３は、オーステナイト系ステンレス（例えば、ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ２０１）で構成されている。また、本実施形態では、環状部材２１と円弧部材２３とから本発明に係る「保持部材」が構成されている。

各角形パイプ２２内にはブロック状磁石２４が複数積み重ねて収容されて、各角形パイプ２２とその内部の複数のブロック状磁石２４とから棒磁石２６が構成されている。詳細には、ブロック状磁石２４は、例えばネオジウム磁石であって、平面形状が角形パイプ２２の内側平面形状と略同一の四角形になっている。そして、それらブロック状磁石２４が環状部材２１の周方向で分極している。具体的には、各ブロック状磁石２４は、カゴ形構造体２０を上方から見たときに、時計回り方向の前側がＳ極、後側がＮ極となるように分極している。

このカゴ形構造体２０は、布製フィルター１９の内側に収容されて、布製フィルター１９とカゴ形構造体２０のフランジ１９Ｆ，２１Ｆが重ねられて、ケース１１のフランジ１５，１５の間に挟持されている。これにより布製フィルター１９及びカゴ形構造体２０がケース１１内に固定され、布製フィルター１９及びカゴ形構造体２０がケース１１の内面から離れた内側に配置されている。

本実施形態のマグネットフィルター１０の構成に関する説明は以上である。次に、このマグネットフィルター１０の作用効果について説明する。このマグネットフィルター１０は、例えば、自動車部品に使用した洗浄液や電着塗装液等の流体が流れる配管の途中に接続される。そして、マグネットフィルター１０の蓋側の半球部１３（図１の上側の半球部１３）に流れ込んだ流体が、カゴ形構造体２０の内側から棒磁石２６と棒状磁性体２５との間又は棒状磁性体２５，２５同士の間を通過してカゴ形構造体２０の外側に向かい、布製フィルター１９を透過して、マグネットフィルター１０の他端部から外部に流出される。その流体に磁性体である金属粉が含まれている場合には、棒磁石２６又は棒状磁性体２５に吸着して流体から除去される。また、流体に金属粉以外の異物又は非磁性体の金属粉が含まれている場合には、布製フィルター１９により流体から除去される。

ここで、上記した複数の棒磁石２６は環状部材２１に沿って環状に並べられて、その周方向の同一向きにＮＳ極を有するように分極している。これにより、カゴ形構造体２０全体で筒状の磁界が形成される。即ち、閉じた環状の磁路が形成されて磁束の拡がりが抑えられ、磁束密度が高い（即ち、強い磁力の）磁界が形成される。しかも、隣り合う棒磁石２６，２６の間には、複数の棒状磁性体２５が備えられているので、それら棒状磁性体２５が磁束の中継点の役割を果し、このことによっても磁束の拡がりが抑えられ、強い磁力の磁界が形成される。さらには、棒磁石２６及び棒状磁性体２５を支持している環状部材２１やケース１１等は非磁性体で構成されているので、環状部材２１等伝いに磁路が形成されることが規制される。これらにより、本実施形態のマグネットフィルター１０では、流体が通過する部分に形成される磁界の磁力を強くすることができ、従来より効率良く金属粉を除去することができる。

［第２実施形態］
図４には、本実施形態のカゴ形構造体２０Ｖが示されている。このカゴ形構造体２０Ｖは、前記第１実施形態のカゴ形構造体２０を下方に向けて縮径させたテーパー形状をなしている。そして、例えば、前記第１実施形態のケース１１に収容した状態で使用される。本実施形態によっても第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

［第３実施形態］
図５には、本実施形態のマグネットフィルター１０Ｗが示されている。このマグネットフィルター１０Ｗのカゴ形構造体２０Ｗは、前記第１実施形態の円筒状のカゴ形構造体２０を角筒状に変形させた構造をなしている。具体的には、カゴ形構造体２０Ｗには、非磁性体の帯板部材を長方形の環状（即ち、枠状）に巻回してなる１対の環状部材３３，３３が備えられている。そして、前記第１実施形態で説明した複数の棒磁石２６が、環状部材３３の１対の長辺の両端を除いた複数位置と、１対の短辺の中央とに溶接又は蝋付けされると共に、複数の棒状磁性体２５が、環状部材３３の角部を含む複数位置に配置されている。また、棒磁石２６は、環状部材３３の周方向の同一向きにＮＳ極を有するように分極している。これにより、このカゴ形構造体２０Ｗにも、環状部材３３の周方向に沿った筒状の磁界が形成される。

また、マグネットフィルター１０Ｗのケース３０は、カゴ形構造体２０Ｗが丁度収まる箱形形状をなしている。そして、ケース３０のうち環状部材３３の短辺方向で対向する１対の対向壁から相反する方向に外側に接続パイプ３１，３１が突出し、それら接続パイプ３１，３１の先端にフランジ３２，３２を備えている。

本実施形態のマグネットフィルター１０Ｗによっても、流体が通過する部分に形成される磁界の磁力を強くすることができ、しかも、流体が２回に亘って磁界を通過するので従来より効率良く金属粉を除去することができる。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）第１実施形態では、磁性体及び非磁性体として共にステンレスを使用していたが、ステンレス以外の金属や樹脂やセラミックス等を磁性体又は非磁性体として使用してもよい。

（２）本発明に係るマグネットフィルターは、例えば、飲料用又は食品用の流体が流れる製造設備で使用してもよい。

（３）前記第３実施形態のケース３０から１対の接続パイプ３１，３１が備えられている１対の対向壁を排除してケース３０を両端開放の角筒形状とし、その角筒と略同一形状の断面を有するダクトの途中にケース３０をダクトの一部として取り付けてもよい。

（４）本発明の技術的範囲に属しないが、例えば、前記第１〜第３の実施形態のカゴ形構造体２０，２０Ｖ，２０Ｗから棒状磁性体２５を排除し、複数の棒磁石２６のみを環状に並べてカゴ形構造体２０を構成してもよい。そのような構成としても閉じた環状の磁路が形成されて磁束の拡がりが抑えられ、磁束密度が高い（即ち、強い磁力の）磁界を形成することができ、従来より効率良く金属粉を除去することができる。

１０，１０Ｗマグネットフィルター
１１，３０ケース
１９布製フィルター
２０，２０Ｖ，２０Ｗカゴ形構造体
２１，３３環状部材（保持部材）
２２角形パイプ
２３円弧部材（保持部材）
２４ブロック状磁石
２５棒状磁性体
２６棒磁石

Claims

複数の棒形部材を環状に並んだ状態に備えるカゴ形構造体と、
前記複数の棒形部材に含まれ、前記カゴ形構造体の周方向に分散配置されると共に前記周方向で分極して互いに引き合う複数の棒磁石と、
前記複数の棒形部材に含まれ、前記棒磁石同士の間の磁路の一部を構成する非着磁の複数の棒形磁性体と、
前記カゴ形構造体を収容するケースと、
前記ケースに設けられ、外部から前記ケース内に流体を流入させるための流入部と、
前記ケースに設けられ、前記流入部から前記ケース内に流入した流体が前記棒形部材同士の間を通過して前記ケースから流出されるように配置された流出部と、
を有するマグネットフィルター。
前記カゴ形構造体に設けられ、非磁性体で構成されて、前記複数の棒形部材を環状に並べた状態に保持する保持部材を有する請求項１に記載のマグネットフィルター。
前記保持部材は、オーステナイト系ステンレスで構成される一方、
前記棒状磁性体は、フェライト系ステンレス又は二相ステンレスで構成されている請求項２に記載のマグネットフィルター。
前記棒磁石は、オーステナイト系ステンレスである角形パイプ内に複数のブロック状磁石を収容してなると共に、前記保持部材は環状構造をなし、
前記保持部材の周方向の複数位置に、前記複数の棒磁石と前記棒状磁性体とが溶接又は蝋付けされている請求項３に記載のマグネットフィルター。
前記カゴ形構造体の内側又は外側を覆う袋形の布製フィルターを備える請求項１乃至４の何れか１の請求項に記載のマグネットフィルター。