JP2022103686A - 異物除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流体内の異物を効率よく除去することが可能な異物除去装置を提供する。【解決手段】流体の流入口６と流出口７が形成され上部が開口した筒状の本体部２と、前記開口を開閉自在に塞ぐ蓋体３と、流入口６側から該流入口６と対向する壁面に向かって延設され、流入口６から流入した流体が本体部２の内壁に沿って流れるようにこの流体の流動方向を偏向させる、本体部２の内部に設けられる仕切板４と、仕切板４によって偏向した流体の流れに沿うように本体部２の外壁に設けられる磁石５と、を有する構成、または、流体の流入口６と流出口７が形成され上部が開口した筒状の本体部２と、前記開口を開閉自在に塞ぐ蓋体３と、流出口７の前に配置されるフィルタ１９と、流体内の異物を一時的に捕集する、前記流体の流動範囲外に設けられた捕集部１１と、を有する構成とする。【選択図】図１

Description

この発明は、流体内の異物を除去する異物除去装置に関する。

温水を熱媒体として利用する暖房装置においては、温水が循環する暖房回路を鉄管で構成することが多く、この鉄管の内壁から鉄粉や錆などの異物が温水中に混入することがある。鉄粉は、温水を循環させるポンプの故障を引き起こし、錆などは暖房回路の詰まりを引き起こす問題があるため、これらの異物の除去が必要となる。

この異物を除去するための装置として、下記特許文献１～３に示すものが提案されている。

特許文献１に示す装置においては、流入口から流入した流体が、第一のチャンバ１１内に設けられたフィルタカートリッジ１４を通過する際に分散するとともにその流速が弱められるよう構成されている。そして、第一のチャンバ１１の下側に設けられた第二のチャンバ１５の外壁に設けられた磁石１８で流体中の磁性体を吸着するとともに、非磁性体を第二のチャンバ１５に沈殿させている。

特許文献２に示す装置においては、インレット１５から流入した流体がシャットオフバルブ１１を通ってセントラルチャンバ２７に至り、このセントラルチャンバ２７の中央に設けられた磁石３４で流体中の磁性体を吸着するとともに、非磁性体をフィルタ２５で捕捉している。非磁性体は、通水停止時にセントラルチャンバ２７の下部に沈殿するようになっている。

特許文献３に示す装置においては、３か所に形成された口１１、１２、１３のいずれかから流入した流体が、チャンバ１０Ａ内に設けられたフィルタエレメント２０および磁石２１が設けられたカートリッジ２２を通って再びいずれかの口１１、１２、１３から流出するように構成されており、磁石２１で流体中の磁性体を吸着するとともに、非磁性体をフィルタエレメント２０で捕捉している。

米国特許出願公開第２０１４／０３６７３４１号明細書 国際公開第２０１８／２０７０８３号 欧州特許出願公開第３１５９３１３号明細書

特許文献１に係る構成においては、フィルタカートリッジ１４によって磁性体が流体内で分散するため、第二のチャンバ１５の外壁に設けた磁石１８では、この第二のチャンバ１５の内壁に近い磁性体は吸着されやすい一方で、それ以外の磁性体を吸着しにくい問題がある。また、第二のチャンバ１５の底に沈殿した非磁性体が水流によって巻き上げられやすく、非磁性体の除去も不十分となるおそれがある。

また、特許文献２に係る構成においては、インレット１５からシャットオフバルブ１１への流入時に流体がある程度撹拌されるため、磁性体が流体内で分散する。このため、一部の磁性体しかセントラルチャンバ２７の中央に設けられた磁石３４に接近することができず、磁性体の吸着効率が低くなる問題がある。また、セントラルチャンバ２７の下部に沈殿した非磁性体が再通水時に舞い上がり、非磁性体の除去も不十分になるおそれがある。

さらに、特許文献３に係る構成においては、チャンバ１０Ａ内に設けられたフィルタエレメント２０および磁石２１が各口１１、１２、１３を直接結ぶ流路からやや離れているため、磁性体および非磁性体の吸着・除去効率が低下するおそれがある。

そこで、この発明は、流体内の異物を効率よく除去することを課題とする。

上記の課題を解決するため、この発明においては、
流体の流入口と流出口が形成され上部が開口した筒状の本体部と、
前記開口を開閉自在に塞ぐ蓋体と、
前記流入口側から該流入口と対向する壁面に向かって延設され、前記流入口から流入した流体が前記本体部の内壁に沿って流れるようにこの流体の流動方向を偏向させる、前記本体部の内部に設けられる仕切板と、
前記仕切板によって偏向した流体の流れに沿うように前記本体部の外壁に設けられる磁石と、
を有する異物除去装置を構成した。

このように流体の流動方向を仕切板によって偏向すると、この偏向に伴って流体内の異物の大部分が本体部の内壁に沿って移動する。このため、この内壁の裏側となる外壁に設けた磁石によって、異物中の磁性体を効率的に吸着して除去することができる。

前記構成においては、
前記流入口に筒状の短絡管が前記対向する壁面に向けて延設され、前記仕切板が、前記短絡管の上端から前記対向する壁面に向かってさらに延設されており、流体が前記仕切板によって前記本体部の下方に偏向された上で、前記本体部の下端でターンして前記流入口側を通って上方に向かう構成とするのが好ましい。

このように短絡管を設けると、流入口から流入した流体に、対向する壁面に向かう直進性が与えられるとともに、短絡管に延設された仕切板によって、流体に含まれる異物が壁面付近に集約される。このため、本体部の外壁に設けられた磁石によって、異物中の磁性体を一層効果的に吸着することができる。また、本体部の下端でターンした上向きの流体が蓋体の裏面（下面）に当たるため、この裏面に空気が溜まりにくい。このため、本体部の上部に溜まった空気を抜くための空気抜き弁を設ける必要がなく、製造コストを削減することができる。

前記短絡管に前記仕切板を延設した構成においては、
前記仕切板の前記対向する壁面に臨む端部に、その先端ほど下に向かって傾斜する傾斜部が形成されている構成とするのが好ましい。

このようにすると、流体をスムーズに下向きに偏向することができ、通水抵抗を低減することができる。

前記短絡管に前記仕切板を延設した構成においては、
前記短絡管の出口側外周縁部に、この外周縁を流れる流体を前記短絡管の出口側に導く還流通路が形成されている構成とするのが好ましい。

短絡管の出口側、すなわち、本体部の内壁から少し離れた領域を流れる流体中に含まれる異物の量は、内壁近傍を流れる異物の量と比較すると少ないものの、磁石の磁力があまり及ばないこともあり吸着することが難しい。このように、短絡管の出口側外周縁部に還流通路を形成し、流体がこの還流通路を通って本体部内で還流するようにしたことで、異物中の磁性体をさらに効率的に吸着して除去することができる。

前記仕切板で流体を下方に偏向させる構成においては、
前記磁石が、前記短絡管の高さ位置よりも下方に配置されているのが好ましい。

短絡管の高さ位置よりも下方は、流体中の異物が偏向に伴う慣性力で内壁近傍に集まりやすく、かつ、流速も比較的緩やかなので、異物中の磁性体を磁石で効率よく吸着することができる。短絡管と同等高さは、この短絡管自体によって流路幅が狭くなって流速が高くなるため、また、短絡管の高さ位置よりも上方は、本体部の内壁から異物が離れやすくなるため、いずれの場合も吸着効率が低下する場合がある。

前記磁石を前記短絡管の下方に配置する構成においては、
前記磁石が、磁性体からなる磁石ホルダに磁力で吸着しており、前記磁石ホルダが前記本体部の外壁に固定されている構成とするのが好ましい。

このようにすると、磁石ホルダに磁石を保持するためのポケットを形成する必要がなく、この磁石を本体部の外壁に直接接触させることができる。このため、本体部の内側に磁力を効率的に作用させることができる。また、磁石ホルダを磁性体とするとこの磁石ホルダがヨークとして作用し、外向きに磁力線が拡がるのを防止する。このため、本体部の内側の磁束密度が高まって、一層効率的に異物中の磁性体を吸着することができる。

前記短絡管に前記仕切板を延設した構成においては、
前記流出口の前にフィルタが配置されている構成とするのが好ましい。

このようにすると、磁性体のみならず磁石で吸着することができない錆などの非磁性体を除去することができる。

前記フィルタを配置した構成においては、
流体内の異物を一時的に捕集する、前記流体の流動範囲外に設けられ、前記本体部と細管によって接続されている捕集部をさらに有し、前記対向する壁面と前記仕切板の先端との間に、通水停止時に前記フィルタから脱落した異物を前記捕集部に向かって脱落させる排出隙間が形成されている構成とするのが好ましい。

このようにすると、捕集部には本体部の流動の影響が及ばないため、通水停止時にフィルタから脱落して排出隙間および細管を通って捕集部に捕集された異物（主に非磁性体）が再通水時に舞い上がるおそれがない。このため、舞い上がった異物がフィルタに再付着してフィルタの通水量が減少するのを防止することができるとともに、流体内の異物を効率よく除去することができる。また、仕切板に傾斜部が形成されている場合においては、傾斜部の下側を流れる流体（流入口から流入した流体）によるイジェクター効果によって、傾斜部の上側（フィルタ側）の流体が下向きに引き込まれる。これにより、流入口から流入した流体が排出隙間を上向きに流れて、磁石近傍を通過することなく直接フィルタに向かう短絡を防止することができる。

前記フィルタを配置した構成においては、
通水開始から所定時間の経過時点で一旦通水を遮断し、その遮断からさらに所定時間の経過時点で再通水を行う通水断続制御が行われる構成とすることができる。

鉄管の内壁に付着している鉄粉や錆などの異物は、暖房器具の取り換え時に配管内の水を抜いたときに内壁から剥がれ落ちて、鉄管の内部に散乱する。この状態で再通水を行うと、散乱した異物が水とともに流動し、異物のうち非磁性体はフィルタで捕捉され、フィルタが次第に目詰まりすることによって通水量が大幅に減少する。そこで、通水開始から所定時間が経過して、フィルタに異物がある程度捕捉されたときに通水を遮断してこのフィルタで捕捉された異物を捕集部に脱落させることでその目詰まりが解消され、再通水時におけるフィルタの通水量を回復することができる。

前記短絡管に前記仕切板を延設した構成においては、
前記細管が、前記本体部の中央よりも壁面側に偏位して設けられている構成とするのが好ましい。

このようにすると、通水停止時において壁面と仕切板の先端との間を通って脱落する異物（非磁性体）を、細管を通ってスムーズに捕集部に導くことができる。また、磁石を取り外すことによって、本体部の内壁から脱落した異物（磁性体）を、細管を通ってスムーズに捕集部に導くことができる。

前記短絡管に前記仕切板を延設した構成においては、
前記蓋体に、前記仕切板の上面に当接可能な当接部材が設けられている構成とするのが好ましい。

このようにすると、アセンブリを完了した異物除去装置の搬送時の振動によって仕切板が上向きに跳ね上がったり、通水時の水圧によって仕切板が上向きに変位したりして、この仕切板が所定の設置位置からずれるのを防止することができる。

また、上記の課題を解決するため、この発明においては、
流体の流入口と流出口が形成された筒状の本体部と、
前記流出口の前に配置されるフィルタと、
流体内の異物を一時的に捕集する、前記流体の流動範囲外に設けられた捕集部と、
を有する異物除去装置を構成した。

このようにすると、捕集部には本体部の流動の影響が及ばないため、通水停止時にフィルタから脱落してこの捕集部に捕集された異物（主に非磁性体）が再通水時に舞い上がるおそれがない。このため、流体内の異物を効率よく除去することができる。

前記構成においては、
前記本体部と前記捕集部を細管によって接続した構成とするのが好ましい。

このようにすると、捕集部には本体部の流動の影響が及ばないため、通水停止時にフィルタから脱落して細管を通って捕集部に捕集された異物（主に非磁性体）が再通水時に舞い上がるのを確実に防ぐことができる。このため、舞い上がった異物がフィルタに再付着してフィルタの通水量が減少するのを防止することができるとともに、流体内の異物を一層効率よく除去することができる。

前記構成においては、
前記流入口側から該流入口と対向する壁面に向かって延設され、前記流入口から流入した流体が前記本体部の内壁に沿って流れるようにこの流体の流動方向を偏向させる、前記本体部の内部に設けられる仕切板をさらに有し、
前記流入口に筒状の短絡管が前記対向する壁面に向けて延設され、前記仕切板が、前記短絡管の上端から前記対向する壁面に向かってさらに延設されており、流体が前記仕切板によって前記本体部の下方に偏向された上で、前記本体部の下端でターンして前記流入口側を通って上方に向かっており、
前記対向する壁面と前記仕切板との間に、通水停止時に前記フィルタから脱落した異物を前記捕集部に向かって脱落させる排出隙間が形成されている構成とするのが好ましい。

このようにすると、本体部の下端でターンした上向きの流体が蓋体の裏面（下面）に当たるため、この裏面に空気が溜まりにくい。このため、本体部の上部に溜まった空気を抜くための空気抜き弁を設ける必要がなく、製造コストを削減することができる。また、通水停止時にフィルタから脱落した異物（主に非磁性体）を排出隙間および細管を通って捕集部でスムーズに捕集することができる。

前記短絡管に前記仕切板を延設した構成においては、
前記仕切板の前記対向する壁面に臨む端部に、その先端ほど下に向かって傾斜する傾斜部が形成されている構成とするのが好ましい。

このようにすると、流体をスムーズに下向きに偏向することができ、通水抵抗を低減することができる。また、傾斜部の下側を流れる流体（流入口から流入した流体）によるイジェクター効果によって、傾斜部の上側（フィルタ側）の流体が下向きに引き込まれる。これにより、流入口から流入した流体が排出隙間を上向きに流れて、直接フィルタに向かう短絡を防止することができる。

前記仕切板に前記傾斜部を形成した構成においては、
前記細管が、前記本体部の中央よりも前記フィルタ側に偏位して設けられている構成とするのが好ましい。

このようにすると、通水停止時において排出隙間を通って脱落する異物（主に非磁性体）を、細管を通ってスムーズに捕集部に導くことができる。

前記短絡管に前記仕切板を延設した構成においては、
前記本体部の上部に開口が形成され、この開口を開閉自在に塞ぐ蓋体が設けられており、前記蓋体に、前記仕切板の上面に当接可能な当接部材が設けられている構成とするのが好ましい。

このようにすると、アセンブリを完了した異物除去装置の搬送時の振動によって仕切板が上向きに跳ね上がったり、通水時の水圧によって仕切板が上向きに変位したりして、この仕切板が所定の設置位置からずれるのを防止することができる。

前記各構成においては、
通水開始から所定時間の経過時点で一旦通水を遮断し、その遮断からさらに所定時間の経過時点で再通水を行う通水断続制御が行われる構成とすることができる。

鉄管の内壁に付着している鉄粉や錆などの異物は、暖房器具の取り換え時に配管内の水を抜いたときに内壁から剥がれ落ちて、鉄管の内部に散乱する。この状態で再通水を行うと、散乱した異物が水とともに流動し、異物のうち非磁性体はフィルタで捕捉され、フィルタが次第に目詰まりすることによって通水量が大幅に減少する。そこで、通水開始から所定時間が経過して、フィルタに異物がある程度捕捉されたときに通水を遮断してこのフィルタで捕捉された異物を捕集部に脱落させることでその目詰まりが解消され、再通水時におけるフィルタの通水量を回復することができる。

この発明の上記構成によると、流体内の異物（磁性体、非磁性体）を効率よく除去することができる。

この発明に係る異物除去装置の第一実施形態を示す断面図 図１中のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図 図１に示す異物除去装置の斜視図 図１に示す異物除去装置の蓋体を示す斜視図 図１に示す異物除去装置の仕切板および短絡管を示す斜視図 図１に示す異物除去装置の磁石および磁石ホルダを示す斜視図 図１に示す異物除去装置の第一変形例を示す要部断面図 図１に示す異物除去装置の第二変形例を示す要部断面図 図１に示す異物除去装置の第三変形例を示す要部断面図 この発明に係る異物除去装置の第二実施形態を示す断面図 この発明に係る異物除去装置の第三実施形態を示す断面図

この発明に係る異物除去装置１の第一実施形態を図面に基づいて説明する。この異物除去装置１は、流体である温水（暖房水）を熱媒体として利用する暖房装置において、温水が循環する暖房回路中の異物を除去するための装置であって、図１から図３に示すように、本体部２、蓋体３、仕切板４、および、磁石５を主要な構成要素としている。図１中に示す矢印は、流体の流動経路を示している。

本体部２は、流体の流入口６と流出口７が形成され上部が開口した円筒状の部材である。流出口７は流入口６よりも上側かつ円筒の円周方向の対向する側に形成されている。流入口６には入口配管接続部８が、流出口７には出口配管接続部９がそれぞれ形成されており、暖房回路を構成する他の配管と接続可能となっている。なお、本体部２の形状は円筒状に限定されず、楕円筒状、角筒状など、適宜その形状を変更することができる。

本体部２の下端側は、下に向かって次第に縮径する縮径部１０が形成されている。縮径部１０の下部には捕集部１１が設けられている。本体部２と捕集部１１は、縮径部１０に形成された細管１２によって接続されている。この捕集部１１は、本体部２を流れる流体の流動範囲外に設けられており、流体内の異物を一時的に捕集する機能を有している。

捕集部１１には開閉バルブ１３が設けられており、この開閉バルブ１３を介して、捕集部１１の下部に形成された排水口１４から、捕集部１１によって捕集された異物とともに本体部２内の流体を排出することができる。排水口１４には、栓１５を嵌めておくことができる。この実施形態では本体部２と捕集部１１を一体に構成しているが、別部品で構成することもできる。また、この実施形態では、本体部２の素材として樹脂材を採用しているが、非磁性体からなる他の素材を採用できる可能性もある。

また、捕集部１１、開閉バルブ１３、および、排水口１４の配置は、図１に示す配置に限定されず、例えば、捕集部１１、開閉バルブ１３、および、排水口１４を垂直に配置して異物を排出しやすくしたり、図１に示す捕集部１１の底面に開閉バルブ１３側に向かうほど下向きに傾斜する傾斜面を形成して異物を排出しやすくしたり、開閉バルブ１３の開弁方向を図１に示す構成に対して９０度回転させるとともに排水口１４の排水方向を横向きにして異物が捕集部１１に詰まったときに排水口１４側から治具を用いて詰まった異物の取り出しを可能としたりした配置とすることもできる。

蓋体３は、本体部２の上部の開口を開閉自在に塞ぐように設けられている。図４に示すように、蓋体３の下面側には、仕切板４の上面に当接可能な当接部材１６が下向きに延設されている。この当接部材１６は、円筒の一部を切断した湾曲形状をなし、本体部２の内壁に沿うように配置される。この当接部材１６は、常に仕切板４の上面に当接していてもよいが、この実施形態では、両者の間には設計上わずかに（０．５ｍｍ程度）隙間があり、仕切板４が所定の設置位置から上向きに前記隙間分だけ変位したときにのみ、仕切板４と当接部材１６が当接するように構成されている。

仕切板４は、流入口６側からこの流入口６と対向する壁面に向かって延設された、本体部２の内部に設けられる部材であって、本体部２の内部を、温水が主に下向きに流れるエリアと、主に上向きに流れるエリアとに大きく区画している。この仕切板４によって、流入口６から流入した流体が本体部２の内壁に沿って流れるようにこの流体の流動方向が偏向される。より具体的には、この仕切板４によって流体が本体部２の下方に偏向された上で、本体部２の下端（縮径部１０近傍）でターンして流入口６側を通って上方に向かうように偏向される。

本体部２の流入口６には、筒状の短絡管１７が流入口６と対向する壁面に向かって延設されており、仕切板４は、この短絡管１７の上端から前記対向する壁面に向かってさらに延設されている。この仕切板４の前記対向する壁面に臨む端部には、その先端ほど下に向かって傾斜する傾斜部１８が形成されている。前記対向する壁面と仕切板４の先端（傾斜部１８の先端）との間には、通水停止時に後述するフィルタ１９から脱落した異物を捕集部１１に向かって脱落させる排出隙間２０が形成されている。この実施形態においては、本体部２の直径が６０ｍｍのため排出隙間２０の大きさを約５ｍｍとしているが、１～２０ｍｍ程度の範囲で適宜変更することができる。この排出隙間２０の大きさは、本体部２の直径に対応して適宜変更することもできる。

この実施形態においては、図５に示すように、仕切板４と短絡管１７は一体に形成されている。短絡管１７の出口側には、仕切板４によって下向きに偏向された流体と、本体部２の下端でターンして流入口６側を通って上方に向かう流体を隔離する平板状の隔壁２１が設けられている。短絡管１７の出口側外周縁部には、短絡管１７と隔壁２１との間を通ってこの外周縁を上方に流れる流体を短絡管１７の出口側に導く還流通路２２が形成されている。還流通路２２には所定間隔で補強リブ２３が設けられており、短絡管１７と仕切板４（隔壁２１）との間の剛性を確保している。一体とされた仕切板４と短絡管１７は、本体部２の内部に形成されたリブ２４と当接することによって所定の取り付け位置に位置決めされている。

磁石５は、仕切板４によって偏向した流体の流れに沿うように本体部２の外壁に設けられる。より具体的には、この磁石５は、短絡管１７の高さ位置よりも下方脇部分に対をなすように２個設けられている。この実施形態においては磁石５として、平板状のネオジウム磁石を採用している。この磁石５は、図６に示すように、磁性体である鋼材からなる磁石ホルダ２５に磁力で吸着しており、この磁石ホルダ２５が本体部２の外壁に形成されたリブ２６に面接触状態で挟まれることで固定されている。本体部２の磁石５の当接部分には表面が平坦な平坦部が形成されている。これにより、本体部２の外壁（平坦部）と磁石５は面接触している。

本体部２の流出口７の前にはフィルタ１９が配置されている。このフィルタ１９は、本体部２の内部に形成されたリブ２７と当接することによって所定の取り付け位置に位置決めされている。この実施形態においては、フィルタ１９として金網を採用している。このフィルタ１９は、円筒の一部を切断した湾曲形状をなし、本体部２の内壁に沿って流出口７に被さるように配置されている。このフィルタ１９の上端は蓋体３の下面付近に位置し、下端は仕切板４の傾斜部１８の下端よりも数ｍｍ程度上に位置している。

以下、第一実施形態に係る異物除去装置１で、流体としての温水の中に含まれる異物（鉄粉などの磁性体や、錆などの非磁性体）を除去する際の作用について説明する。

異物を含む温水は、流入口６に設けられた短絡管１７を通って本体部２に流れ込む。この温水は、直管状の短絡管１７によって直進性が与えられ、流入口６と対向する壁面に向かって（図１では右向きに）流動する。そして、仕切板４に形成された傾斜部１８によって下向きに偏向されて、本体部２の下端でターンして流入口６側を通って上方に向かう。異物は温水よりも比重が大きいため、本体部２内で温水が偏向する際にこの異物に慣性力が作用する。この異物のサイズは、例えば鉄粉がμｍオーダーであるなど非常に微小であるため、流れの途中で停滞することなくスムーズに本体部２の内壁に沿うように流動し、そのサイズが大きくなるほど、より内壁に沿って流れやすくなる。

この実施形態においては、仕切板４の端部にその先端ほど下に向かって傾斜する傾斜部１８を形成することによって、温水をスムーズに下向きに偏向して通水抵抗を低減するようにしたが、この傾斜部１８を形成しない構成とすることもできる。

本体部２の内壁に沿って上向きに流動する異物のうち、鉄粉などの磁性体は、本体部２の外壁に設けられた磁石５の磁力によって吸着される。この磁性体からなる異物は、温水とともに本体部２の内壁面に沿って流動するが、温水の流速が大きいと磁石５に吸着されにくく、また、一旦吸着されても剥離して流されてしまうおそれがある。このため、本体部２への通水量の上限を規制（例えば１０Ｌ／分以下）することによって、異物が磁石５に安定的に吸着されるようにするのが好ましい。

この磁石５は、磁性体からなる磁石ホルダ２５によって吸着保持されており、この磁石ホルダ２５にポケットを形成してこのポケット内に磁石５を収納保持した場合と異なり、磁石５がこの磁石ホルダ２５から露出した状態となっている。また、本体部２の外壁に平坦部が形成されており、この平坦部に磁石５が面接触しているため、磁石５の磁力が本体部２の内側に直接作用しやすく、磁性体からなる異物を効果的に吸着することができる。また、磁石ホルダ２５を磁性体としたので、この磁石ホルダ２５がヨークとして作用し、外向きに磁力線が拡がるのを防止することができる。このため、本体部２の内側の磁束密度が高まって、一層効率的に磁性体からなる異物を吸着することができる。また、磁石ホルダ２５は、本体部２の外壁に形成されたリブ２６と２か所の平坦部の計３平面によって安定的に保持されているため、搬送時の振動等によって位置ずれしにくいというメリットもある。

この実施形態においては、短絡管１７の高さ位置よりも下方脇部分に磁石５を設けたが、その位置は特に限定されず、短絡管１７の高さ位置よりも下方であれば、円筒状の本体部２の周方向に沿って任意の位置に設けることができる場合もある。また、本体部２の下端側に形成された縮径部１０の下面に設けることができる場合もある。

温水中の磁性体からなる異物の大部分は、この異物に作用する慣性力によって本体部２の内壁に沿って流れるが、一部の異物は内壁から離れた位置（本体部２の中央近傍）を流動する場合もある。この場合、磁石５の磁力が異物に及ばないため吸着することが難しい。そこで、短絡管１７の出口側外周縁部に還流通路２２を形成しておくと、短絡管１７から本体部２に流れ込む温水の流動によって生じるイジェクター効果によって内壁から離れた位置を流動する温水の一部が短絡管１７の出口側に引き込まれ、本体部２内で温水を還流させることができる。このため、異物中の磁性体をさらに効率的に吸着して除去することができる。

この実施形態においては、還流通路２２に所定間隔でリブ２４を設けることにより、短絡管１７と仕切板４との間の剛性を確保しているが、このリブ２４を還流通路２２の上端側に設け、仕切板４側にさらに延設することにより、このリブ２４による剛性の向上効果をさらに高めることができる。

短絡管１７側を通って上方に向かう温水は、本体部２の上部開口に設けられた蓋体３によって水平方向（図１では右向きに）にさらに偏向され、フィルタ１９を通って流出口７から流出する。温水に含まれる異物のうち錆などの非磁性体はこのフィルタ１９に一旦引っ掛かる。そして、通水停止時に、非磁性体からなる異物はフィルタ１９から脱落し、排出隙間２０および細管１２を通って捕集部１１によって一時的に捕集される。

細管１２の直径は、通水時に捕集部１１側に温水が流入しない程度の適宜の直径とされ、例えば、細管１２の直径を本体部２の直径の３～５０％の範囲内、好ましくは５～３０％の範囲内、さらに好ましくは１０～２０％の範囲内とすることができる。この場合、本体部２の直径が例えば６０ｍｍのときは、細管１２の直径は１．８～３０ｍｍ、好ましくは３～１８ｍｍ、さらに好ましくは６～１２ｍｍの範囲内となる。このように、本体部２と捕集部１１を細管１２で接続することにより、捕集部１１には本体部２の流動の影響が及ばないため、通水停止時にフィルタ１９から脱落してこの捕集部１１に捕集された異物（非磁性体）が再通水時に舞い上がるおそれがない。このため、温水内の異物を効率よく除去することができる。

通水時においては、流入口６から流入し、傾斜部１８によって下向きに偏向された温水の流動によって生じるイジェクター効果によって、排出隙間２０の温水が下向きに引き込まれる。このため、流入口６から流入した温水が排出隙間２０を上向きに流れて流出口７から直接流出する短絡を防止することができる。

通水停止後に、本体部２から磁石５を磁石ホルダ２５ごと取り外すと、この磁石５に吸着されていた鉄粉などの磁性体が脱落し、細管１２を通って捕集部１１によって一時的に捕集される。通水停止状態で排水口１４に設けられた栓１５を取り外して捕集部１１に設けられた開閉バルブ１３を開くと、捕集部１１に捕集された異物（磁性体、非磁性体）が、本体部２内の温水とともに排水口１４を通って排出される。

暖房回路を構成する鉄管の内壁に付着している鉄粉や錆などの異物は、暖房器具の取り換え時に配管内の水を抜いたときに内壁から剥がれ落ちて、鉄管の内部に散乱する。この状態で再通水を行うと、散乱した異物が水とともに流動し、異物のうち非磁性体はフィルタ１９で捕捉され、フィルタ１９が次第に目詰まりすることによって通水量が大幅に減少する。

この場合、通水開始から所定時間（例えば５分）の経過時点で一旦通水を遮断し、その遮断からさらに所定時間（例えば５分）の経過時点で再通水を行う通水断続制御を行うこともできる。この通水断続制御は、通水開始から所定時間が経過して、フィルタ１９に異物がある程度捕捉されたときに通水を遮断してこのフィルタ１９で捕捉された異物を捕集部１１に脱落させる。異物が脱落することでフィルタ１９の目詰まりが解消され、再通水時におけるフィルタ１９の通水量を回復することができる。

この通水断続制御は、上記のように配管内の水を抜いたときなど、適宜のタイミングで行うことができる。このタイミングに関し、例えば、暖房器具の起動の度に行う、暖房器具の新設時において、初回の運転から所定時間以内（例えば１０時間以内）、あるいは、所定起動回数（例えば１０回目）の運転再開までに行う、という種々の制御ルールを定めることもできる。また、通水の遮断および再通水は、鉄管内の異物がある程度除去されるまで、複数回繰り返すこともできる。また、通水の遮断および再通水までの上記所定時間は、水に含まれる異物の量や、フィルタ１９からの異物の脱落のしやすさなどを考慮して適宜変更することができる。

上記の実施形態においては、本体部２の軸中心に細管１２が形成されており、その細管１２に対して縮径部１０の内底面が周方向に均等に傾斜するすり鉢形状となっている構成としたが、図７に示すように、フィルタ１９を設けた側の縮径部１０の内底面に対して、それと反対側の縮径部１０の内底面を高くした段差部２８を形成した構成とすることもできる。このようにすると、通水停止時にフィルタ１９から脱落し、捕集部１１に至ることなく縮径部１０の内底面（図７において破線で示すＡ部）に堆積した異物が、通水再開時に段差部２８によって下向きに誘導され、細管１２を通ってスムーズに捕集部１１に捕集される。このため、堆積した異物が、通水再開時に温水によって巻き上げられるのを防止することができる。

また、図８に示すように、細管１２を本体部２の中央よりも壁面側に偏位して設けた構成とすることもできる。具体的には、この細管１２を本体部２の中央よりもフィルタ１９側に偏位して設けることができる。このようにすると、通水停止時において排出隙間２０を通って脱落する非磁性体からなる異物を、細管１２を通ってスムーズに捕集部１１に導くことができる。さらに、捕集部１１の内底面に座繰り２９を形成し、この座繰り２９に開閉バルブ１３を配置することによって、捕集部１１の内底面と開閉バルブ１３の通水路との間の段差ｓを小さくした、または、無くした構成とすることもできる。このようにすると、捕集部１１から開閉バルブ１３を通って異物をスムーズに排出することができる。

さらに、図９に示すように、細管１２を本体部２の中央部よりもフィルタ１９側、および、磁石５側のそれぞれに偏位して設けることもできる。このようにすると、通水停止時にフィルタ１９から脱落した非磁性体からなる異物、および、磁石５を取り外した際に本体部２の内壁から脱落した磁性体からなる異物の両方を細管１２を通ってスムーズに捕集部１１に導くことができる。細管１２の本数は２本に限定されず、例えば、磁石５側とフィルタ１９側にそれぞれ２本ずつ設けるなど、必要に応じて適宜増やすこともできる。

この発明に係る異物除去装置１の第二実施形態を図１０に示す。この異物除去装置１は、本体部２、蓋体３、仕切板４、および、磁石５を主要な構成要素としており、第一実施形態に係る構成と比較すると、フィルタ１９を有しない点において相違するが、その他の点では共通する。この第二実施形態に係る異物除去装置１は、特に磁性体である鉄粉などの異物除去が主目的となる使用環境に適している。

この発明に係る異物除去装置１の第三実施形態を図１１に示す。この異物除去装置１は、本体部２、蓋体３、フィルタ１９、および、捕集部１１を主要な構成要素としており、第一実施形態に係る構成と比較すると、磁石５を有しない点において相違するが、その他の点では共通する。この第三実施形態に係る異物除去装置１は、特に非磁性体である錆などの異物除去が主目的となる使用環境に適している。

なお、この第三実施形態においては、本体部２の上部に開口を形成した上で、この開口を開閉自在に塞ぐ蓋体３を設けた構成とし、この蓋体３を開けた状態で開口からフィルタ１９を着脱可能な構成としたが、この開口および蓋体３の位置は本実施形態に限定されず、例えば、本体部２の側壁に開口を形成した上で蓋体３を設けた構成とすることもできる。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およびすべての変更が含まれることが意図される。

１ 異物除去装置
２ 本体部
３ 蓋体
４ 仕切板
５ 磁石
６ 流入口
７ 流出口
８ 入口配管接続部
９ 出口配管接続部
１０ 縮径部
１１ 捕集部
１２ 細管
１３ 開閉バルブ
１４ 排水口
１５ 栓
１６ 当接部材
１７ 短絡管
１８ 傾斜部
１９ フィルタ
２０ 排出隙間
２１ 隔壁
２２ 還流通路
２３ 補強リブ
２４、２６、２７ リブ
２５ 磁石ホルダ
２８ 段差部
２９ 座繰り

Claims (18)

1. 流体の流入口（６）と流出口（７）が形成され上部が開口した筒状の本体部（２）と、
   前記開口を開閉自在に塞ぐ蓋体（３）と、
   前記流入口（６）側から該流入口（６）と対向する壁面に向かって延設され、前記流入口（６）から流入した流体が前記本体部（２）の内壁に沿って流れるようにこの流体の流動方向を偏向させる、前記本体部（２）の内部に設けられる仕切板（４）と、
   前記仕切板（４）によって偏向した流体の流れに沿うように前記本体部（２）の外壁に設けられる磁石（５）と、
   を有する異物除去装置。
2. 前記流入口（６）に筒状の短絡管（１７）が前記対向する壁面に向けて延設され、前記仕切板（４）が、前記短絡管（１７）の上端から前記対向する壁面に向かってさらに延設されており、流体が前記仕切板（４）によって前記本体部（２）の下方に偏向された上で、前記本体部（２）の下端でターンして前記流入口（６）側を通って上方に向かう請求項１に記載の異物除去装置。
3. 前記仕切板（４）の前記対向する壁面に臨む端部に、その先端ほど下に向かって傾斜する傾斜部（１８）が形成されている請求項２に記載の異物除去装置。
4. 前記短絡管（１７）の出口側外周縁部に、この外周縁を流れる流体を前記短絡管（１７）の出口側に導く還流通路（２２）が形成されている請求項２または３に記載の異物除去装置。
5. 前記磁石（５）が、前記短絡管（１７）の高さ位置よりも下方に配置されている請求項２から４のいずれか１項に記載の異物除去装置。
6. 前記磁石（５）が、磁性体からなる磁石ホルダ（２５）に磁力で吸着しており、前記磁石ホルダ（２５）が前記本体部（２）の外壁に固定されている請求項２から５のいずれか１項に記載の異物除去装置。
7. 前記流出口（７）の前にフィルタ（１９）が配置されている請求項２から６のいずれか１項に記載の異物除去装置。
8. 流体内の異物を一時的に捕集する、前記流体の流動範囲外に設けられ、前記本体部（２）と細管（１２）によって接続されている捕集部（１１）をさらに有し、前記対向する壁面と前記仕切板（４）の先端との間に、通水停止時に前記フィルタ（１９）から脱落した異物を前記捕集部（１１）に向かって脱落させる排出隙間（２０）が形成されている請求項７に記載の異物除去装置。
9. 通水開始から所定時間の経過時点で一旦通水を遮断し、その遮断からさらに所定時間の経過時点で再通水を行う通水断続制御が行われる請求項７または８に記載の異物除去装置。
10. 前記細管（１２）が、前記本体部（２）の中央よりも壁面側に偏位して設けられている請求項８または９に記載の異物除去装置。
11. 前記蓋体（３）に、前記仕切板（４）の上面に当接可能な当接部材（１６）が設けられている請求項２から１０のいずれか１項に記載の異物除去装置。
12. 流体の流入口（６）と流出口（７）が形成された筒状の本体部（２）と、
    前記流出口（７）の前に配置されるフィルタ（１９）と、
    流体内の異物を一時的に捕集する、前記流体の流動範囲外に設けられた捕集部（１１）と、
    を有する異物除去装置。
13. 前記本体部（２）と前記捕集部（１１）を細管（１２）によって接続した請求項１２に記載の異物除去装置。
14. 前記流入口（６）側から該流入口（６）と対向する壁面に向かって延設され、前記流入口（６）から流入した流体が前記本体部（２）の内壁に沿って流れるようにこの流体の流動方向を偏向させる、前記本体部（２）の内部に設けられる仕切板（４）をさらに有し、
    前記流入口（６）に筒状の短絡管（１７）が前記対向する壁面に向けて延設され、前記仕切板（４）が、前記短絡管（１７）の上端から前記対向する壁面に向かってさらに延設されており、流体が前記仕切板（４）によって前記本体部（２）の下方に偏向された上で、前記本体部（２）の下端でターンして前記流入口（６）側を通って上方に向かっており、
    前記対向する壁面と前記仕切板（４）との間に、通水停止時に前記フィルタ（１９）から脱落した異物を前記捕集部（１１）に向かって脱落させる排出隙間（２０）が形成されている請求項１３に記載の異物除去装置。
15. 前記仕切板（４）の前記対向する壁面に臨む端部に、その先端ほど下に向かって傾斜する傾斜部（１８）が形成されている請求項１４に記載の異物除去装置。
16. 前記細管（１２）が、前記本体部（２）の中央よりも前記フィルタ（１９）側に偏位して設けられている請求項１４または１５に記載の異物除去装置。
17. 前記本体部（２）の上部に開口が形成され、この開口を開閉自在に塞ぐ蓋体（３）が設けられており、前記蓋体（３）に、前記仕切板（４）の上面に当接可能な当接部材（１６）が設けられている請求項１４から１６のいずれか１項に記載の異物除去装置。
18. 通水開始から所定時間の経過時点で一旦通水を遮断し、その遮断からさらに所定時間の経過時点で再通水を行う通水断続制御が行われる請求項１２から１７のいずれか１項に記載の異物除去装置。

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