JP4522747B2

JP4522747B2 - 磁性体異物除去装置

Info

Publication number: JP4522747B2
Application number: JP2004144712A
Authority: JP
Inventors: 秀人高橋
Original assignee: Kanagawa Kiki Kogyo Co Ltd
Current assignee: Kanagawa Kiki Kogyo Co Ltd
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2024-05-14
Also published as: JP2005324125A

Description

本発明は、粉体製造ライン内を流通する粉体に混入した磁性体異物を除去するための、永久磁石を用いた磁性体異物除去装置に関する。

食品や薬品等の粉体製造ラインにおいては、金属製の粉砕機や金属篩い等を用いる工程が含まれるため、金属粉等の磁性体異物が混入する。この磁性体異物を除去する方法として従来から永久磁石を用いる装置が開発されている。例えば特許文献１によれば、粉体が流通する容器（チャンバー）内に棒状のバーマグネットを粉体の流れ方向に直交して複数配置し、バーマグネットの磁力により粉体内に混入した磁性体異物を除去する従来の装置において、各バーマグネットの上流側の面に形成される粉山を空気の噴射によって除去することにより、磁性体異物の除去効率を向上させる技術が公開されている。

上記特許文献１の方法は、従来のバーマグネット方式を踏襲してこれを改良したもので、空気噴射によりバーマグネット上に付着した粉山の除去方法としては一案であるが、空気噴射パイプを用いるにしろ、あるいはバーマグネット自体を空気噴射に用いるにしろ、装置に工夫を要し、特に後者の場合はバーマグネットの構造にかなり細かい細工が必要である。また、空気噴射による圧力調整用エアロック機構やフィルタも必要となる。

特開２００３−２１１０２２号公報

そこで本発明は、棒状のバーマグネットを用いず従って上記特許文献１のような空気噴射方式も必要としないで磁性体異物の除去能力を向上した永久磁石を用いた磁性体異物除去装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するための本発明は、所定の間隔をおいて対向した一対の永久磁石の間に配設されて、粉体中に含まれた磁性体異物を除去するフィルタを内蔵するフィルタ管からなり、前記フィルタは、複数の磁性体の薄板が前記永久磁石に面して所定の間隔で粉体の流れる方向に並行に配列されており、前記磁性体の薄板の表面全体に渡り、複数の互いに離間する点状の突起が均等に形成され、前記突起が角部を有することを特徴とする。また、本発明に係る磁性体異物除去装置は、前記突起が切り起こして形成されることを特徴とする。また、本発明に係る磁性体異物除去装置は、前記突起の平面形状が粉体の流れる方向と逆方向を頂点とする三角形状で、且つ前記突起を半四角錐状の立体形状として、前記突起が切り起こして形成されることを特徴とする。また、本発明に係る磁性体異物除去装置は、前記突起の平面形状が粉体の流れる方向と逆方向を頂点とする半円形状で、且つ前記突起を半球状の立体形状として、前記突起が切り起こして形成されることを特徴とする。また、本発明に係る磁性体異物除去装置は、前記薄板がメッシュ状に形成されると共に、前記突起が粉体の流れる方向に対して前記粉体の粉山が最小となる所定の角度に形成されることを特徴とする。また、本発明に係る磁性体異物除去装置は、前記フィルタ管は粉体の流入側に設けられた粉体導入部と粉体の流出側に設けられた粉体排出部とに接続され、連続した管路を形成し、前記フィルタ管と前記粉体導入部と前記粉体排出部との断面積が同一となることを特徴とする。また、本発明に係る磁性体異物除去装置は、前記粉体が前記フィルタ管の下側に設けられた前記粉体導入部から前記フィルタ管の上側に設けられた前記粉体排出部に向かって流されることを特徴とする。

上記本発明に係る磁性体異物除去装置は、対向した一対の永久磁石がヨークで連結されている構成（以下「磁石部」と記載する）をとるのが好適である。前記フィルタは、それを構成する前記複数の磁性体の薄板の両端を非磁性材からなる支持板で支持するように一体的に成形されたフィルタカートリッジとして、前記フィルタ管内に着脱可能に装着される。そのフィルタ本体を構成する磁性体の薄板は表面に複数の突起を形成したものであるのが好適であり、また、前記突起が角部を有することがさらに好ましい。突起はプレス加工によって形成することができる。

本発明に係る磁性体異物除去装置は、磁性体異物を含む粉体の流れが磁石部のフィルタ管内に配列されたフィルタを下から上方向に向けて（重力に抗して）流通するように使用することが効果的である。そして上記の突起は後述するように、磁性体の薄板に沿って流れる粉体の流れの方向に対して所定の角度θで形成され、所定の角度θは、突起に付着する粉体の粉山が最小となるように設定される。

本発明に係る磁性体異物除去装置によれば、永久磁石の磁力によって磁化した磁性体の薄板により粉体中の磁性体を除去することができ、薄板表面に突起を設けたので、粉体との接触面積を増大することができるとともに、粉体が突起に衝突して、粉体に隠れた磁性体を除去する可能性を高めることができる。また、突起に角部を設けたので、磁力線が角部に集中して、より効率よく磁性体を除去することができ、さらに突起の形状は、粉体の粉山が小さくなるように設定されるので、粉体によるフィルタの閉塞を防止することができる。

また、フィルタ管に粉体を下から上に向けて（重力に抗して）流通させることにより、フィルタ管内における粉体の流動状態が均一になり、磁性体異物の除去効率を高めることができる。さらに、突起をプレス加工により成形するので、フィルタをなす磁性体の薄板自体も比較的低コストで大量生産することができる。さらに、磁性体の薄板を支持板で固定して、フィルタカートリッジとして一体的に構成し、フィルタ管内に着脱可能に装着されるので、フィルタ交換時のメンテナンス性を確保することができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態の例を説明する。図１（ａ）、（ｂ）と図２は、本発明に係る永久磁石を用いた磁性体異物除去装置の構成の一実施形態を示す概略図で、図１（ａ）はその正面図、図１（ｂ）は側面図、図２は磁石部の拡大した斜視図である。図１および図２に示したように、本発明に係る磁性体異物除去装置は、一対の永久磁石１、２と、この永久磁石１、２を保持するヨーク３とから構成される磁石部１０と、一対の永久磁石１、２に挟持されて配設されたフィルタ５とから構成される。

磁石部１０のヨーク３は、図２に示すようにＣ型形状であって、開口部に永久磁石１および２を配置することにより、いわゆるＣ形磁気回路を形成する。永久磁石１および２の磁力の強さは、取り扱う粉体の種類、粗さ等により選択することができる。

フィルタ５は、フィルタカートリッジを内装するフィルタ管５ａからなり、粉体の流入側（上流部）に設けられた粉体導入部５ｂ、および粉体流出側（下流部）に設けられた粉体排出部５ｃが接続し、連続した管路を形成する。ここでフィルタ管５ａの断面形状は略四角形（四隅は丸味を帯びる）であるが、粉体導入部５ｂ、および粉体排出部５ｃの断面形状は、断面円形の管である。そして、フィルタ管５ａと粉体導入部５ｂ、および粉体排出部５ｃの断面積はほぼ同一となるように形成される。このように各部の断面積を略同一とすることにより、フィルタを流れる粉体の流速を略一定とすることができる。

図１（ａ）、（ｂ）において、処理される粉体は矢印のようにフィルタ５の下方から粉体導入部５ｂに入り、磁石部１０の永久磁石１と２の間にフィルタカートリッジ４が内装されたフィルタ管５ａで磁性体異物が除去された後粉体排出部５ｃを経て上方へ流通させる。このような流れとすることにより、フィルタ内を粉体が一定分布で流れることになり、前述のフィルタ内を一定流速とすることと合わせて、フィルタカートリッジ４の各フィルタの面全体に亘り、粉体が均一に流通して、磁性体異物除去効率を向上させることができる。

図３は、図１（ａ）の磁性体除去装置のＡ−Ａ断面（拡大）図である。フィルタカートリッジ４は、図３に示すようにフィルタ本体である複数（図は５枚を例示）の磁性体の薄板６が所定間隔で永久磁石１と２に面して、粉体の流通方向に並行に配列され、これら薄板６の両端部は、非磁性体の支持板７、８により挟持されてフィルタ管５ａ内に固定される。永久磁石１と２の間に複数枚数の薄板６が配列されることにより、永久磁石の磁力により各薄板６は磁化され、粉体中の磁性体異物は薄板６の磁力により磁着し、粉体より分離除去される。フィルタカートリッジ４は、フィルタ管５ａに、例えばビス止めすることにより固定され、フィルタカートリッジ４の交換は、その固定したビスを外すのみで容易に行うことができる。

なお、粉体導入部５ｂと粉体排出部５ｃの断面形状は、フィルタ管５ａと同じ四角形状にしてフィルタ５全体を四角の管路としてもよく、またフィルタ管５ａの断面形状も四角形状に限定されず、例えば円形としてフィルタ５全体を断面円形の管路としてもよい。

磁性体の薄板６としては例えばフェライトまたはマルテンサイト系の鋼材などが好適に用いられ、厚さは０．８乃至３ｍｍ位が好ましい。この磁性体の薄板６は、フィルタ管内において永久磁石に面して粉体の流れる方向に並行に所定の長さ（例えば１００〜５００ｍｍ）で配列されることで、粉体が薄板６の表面近傍を流通する確率が高まり、粉体内に含有される磁性体異物を薄板６の磁力により薄板６に磁着させ、除去することができる。

図４乃至図６は、薄板６の突起の形状の例を示す図である。図４（ａ）は薄板６の１例を示す１部分の正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。また、図５（ａ）は薄板６の形状の他の１例を示す１部分の正面図、同（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。薄板６は平滑な板状であってもよいが、薄板６の表面に切り込みプレス加工などにより図４（ｂ）および図５（ｂ）に示すように突起６ａを形成することで、粉体が薄板６の表面と接触する接触面積が増大し、粉体が薄板６の表面と接触する機会が増加するとともに、粉体が突起６ａに接触して回転する回数が増え、一層粉体内に潜む磁性体異物が薄板６に磁着される可能性を高めることができる。

図６（ａ）は薄板６の形状のさらに他の１例を示す１部分の正面図、同（ｂ）は図６（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。薄板６は、例えばプレス加工により折り曲げられ、エキスパンデッドメタルのようなメッシュ状に形成されることにより、図６（ｂ）に示すような突起６ａが、プレス加工前の薄板表面（図６（ｂ）の２点鎖線示）より突出して形成される。突起６ａは粉体の流れる方向に対して所定の角度θで形成され、この突起６ａに粉体が衝突することにより、粉体内に隠れた異物が現れ出て、突起６ａに磁力により磁着する。

ここで所定角度θは、粉体との衝突を考慮した場合には小さい方が適当であるが、突起６ａに積もる粉体の安息角を考慮した場合には、θは、粉体の粉山が最小となる適正角度が設定される。したがって、所定角度θは、粉山が最小となるように設定し、薄板６での粉体による閉塞を防止する。また、粉体による閉塞を防止するためには、各薄板間の設置間隔が重要となり、さらに粉体の特性の他、粉体の流速や、密度に影響されるが、発明者らの実験結果では、５ｍｍから１５ｍｍの間隔で薄板を設置することで、良好な結果を得ている。

磁力線は角部に集中する特性を有しているため、本実施形態においては、突起６aのエッジ６ｂに磁力線が集中し、より効率よく磁性体異物を粉体から除去することが可能となる。さらに薄板の全面に渡り均等に突起６aを形成すれば、異物除去能力が全面に渡り一定にでき、さらに磁性体異物の除去効率を向上させることができる。また、本実施形態では、突起６ａを薄板６からプレス加工により成形するものとしたが、これに限らず、別ピースを薄板６上にロウ付け等により固定し、突起６ａとしてもよい。この場合には突起６ａの形状や大きさに自由度を増すことが可能となり、一層の異物除去効率を向上させることができる。

したがって、本発明では、一対の永久磁石間にフィルタ本体である磁性体の薄板を所定間隔で永久磁石１と２に面して、粉体の流通方向に並行に配列し、薄板間を磁性体異物を含有した粉体が流通するようにしたので、磁化した薄板に磁性体異物が磁着して、効率よく磁性体異物を除去することができる。また、この突起にさらに角部を形成すれば、磁力線がこの角部に集中して、磁力が高まり、粉体が衝突して隠れた磁性体異物が薄板に磁着する可能性が増し、磁性体異物の除去効率を高めることができる。

また、薄板表面上の突起は、粉体の粉山が小さくなるように形状を決定するため、配列された薄板で構成されるフィルタが閉塞されることを防止できる。さらに粉体は下から上に向けて流通するため、上から下へ重力と同方向に流通する場合に比べ、フィルタ内でより流れが均一になり、磁性体異物の除去効率を高めることができる。薄板の突起は、プレス加工により形成されるため、大量生産が容易である。フィルタは、カートリッジ式として、取り外し可能としたので、メンテナンスが簡便となる。

本発明は、粉体内に混入した磁性体異物を除去することができるマグネット式異物除去装置であり、食品や薬品等に限らず粉体製造ラインに広く利用することが可能である。

（ａ）本発明の磁性体異物除去装置の実施形態の一例を示す正面図。（ｂ）同異物除去装置の側面図。ヨークで連結した対向する一対の永久磁石を示す図。図１（ａ）のＡ−Ａ断面図。薄板の１例を示す図。（ａ）１部分の正面図（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ断面図。薄板の他の１例を示す図。（ａ）１部分の正面図（ｂ）（ａ）のＣ−Ｃ断面図。薄板の他の１例を示す図。（ａ）１部分の正面図（ｂ）（ａ）のＤ−Ｄ断面図。

符号の説明

１、２永久磁石
３ヨーク
４フィルタカートリッジ
５フィルタ
５ａフィルタ管
５ｂ粉体導入部
５ｃ粉体排出部
６薄板
６ａ突起
６ｂ角部
７、８支持板
１０磁石部

Claims

所定の間隔をおいて対向した一対の永久磁石の間に配設されて、粉体中に含まれた磁性体異物を除去するフィルタを内蔵するフィルタ管からなり、
前記フィルタは、複数の磁性体の薄板が前記永久磁石に面して所定の間隔で粉体の流れる方向に並行に配列されており、
前記磁性体の薄板の表面全体に渡り、複数の互いに離間する点状の突起が均等に形成され、
前記突起が角部を有すると共に、
前記突起の平面形状が粉体の流れる方向と逆方向を頂点とする三角形状で、且つ前記突起を半四角錐状の立体形状として、前記突起が切り起こして形成されていることを特徴とする磁性体異物除去装置。
所定の間隔をおいて対向した一対の永久磁石の間に配設されて、粉体中に含まれた磁性体異物を除去するフィルタを内蔵するフィルタ管からなり、
前記フィルタは、複数の磁性体の薄板が前記永久磁石に面して所定の間隔で粉体の流れる方向に並行に配列されており、
前記磁性体の薄板の表面全体に渡り、複数の互いに離間する点状の突起が均等に形成され、
前記突起が角部を有すると共に、
前記突起の平面形状が粉体の流れる方向と逆方向を頂点とする半円形状で、且つ前記突起を半球状の立体形状として、前記突起が切り起こして形成されていることを特徴とする磁性体異物除去装置。
前記フィルタ管は粉体の流入側に設けられた粉体導入部と粉体の流出側に設けられた粉体排出部とに接続され、連続した管路を形成し、
前記フィルタ管と前記粉体導入部と前記粉体排出部との断面積が同一となることを特徴とする請求項１又は２記載の磁性体異物除去装置。
前記粉体が前記フィルタ管の下側に設けられた前記粉体導入部から前記フィルタ管の上側に設けられた前記粉体排出部に向かって流されることを特徴とする請求項３記載の磁性体異物除去装置。