JP6940856B2 - 鉄粉除去用エアフィルタ、それを備えた装置およびその清掃方法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄粉除去用エアフィルタに関し、特に、駅構内などに設置される装置の外気取入口に設けられ、大気（空気；気体）中に舞っている鉄粉を除去するための鉄粉除去用エアフィルタ、それを備えた装置およびその清掃方法に関する。

自動販売機、ATM（automatic teller machine）、案内端末などの装置は、当該装置内の排熱の為に外気を取り入れる外気取入口を備えている。その外気取入口には、それを介して装置の内部に塵埃が侵入する防ぐために、エアフィルタが設けられる。しかしながら、装置が、駅構内などの大気（空気）中に鉄粉が存在する環境に設置された場合には、大気（空気）中に舞っている鉄粉が吸気と共に外気取入口から装置の内部に入ってくる。何故なら鉄粉は細かい（例えば、その粒子径はミクロンメートル以下）ので、エアフィルタを通過してしまうからである。そのため、駅構内などの鉄道付近で稼働する装置は、大気（空気）中の鉄粉の影響を受けることがある。その為、駅構内などに設置される装置は、塵埃だけでなく鉄粉までをも除去する為に、エアフィルタとして、通常環境よりも非常に目の細かな（即ち、鉄粉の粒子径よりも細かな）エアフィルタを使用して、鉄粉が装置内に侵入するのを防いでいる。

しかしながら、そのような目の細かなエアフィルタは、目が詰まり易く、十分な吸気を行うことができない。その為、装置の内部が高温になり、最悪の場合には、装置が故障する恐れもある。また、目の細かなエアフィルタは、通常のエアフィルタよりも清掃をする頻度が増加するので、その維持費用が増えるという問題もあった。

上述したような問題を解決するために、種々の鉄粉除去用エアフィルタが提案されている。

例えば、特許文献１は、気体中に混在された磁性不純物、特にμｍ以下の微小な磁性不純物を、気体から吸着分離する、磁気フィルタを開示している。特許文献１に開示された磁気フィルタは、磁力を有する材料よりなる支持体と、磁界を加えることにより磁力が誘起される有機繊維よりなる濾過材とから構成されている。有機繊維としては、磁界を加えることにより磁力を発現する粒子を含有した有機繊維が使用される。

また、特許文献２は、気体中の磁性粉末の吸着を司る、磁性を有するフィルタを開示している。特許文献２に開示された磁性を有するフィルタは、磁性を有する粒子（小片）と非磁性体の粒子（小片）とを混合し、焼成、或いは、接着剤によって多孔質なる状態に結合させ磁化処理により、空隙に磁束を発生しめている。特許文献２に開示された磁性を有するフィルタは、発泡性樹脂と磁石粒子とを混合して作られる。

特許文献３は、風路に侵入する鉄粉を効率的に吸着した除去するようにした磁気フィルタを開示している。特許文献３に開示された磁気フィルタは、磁性材料からなり複数の通気穴を有する平板又は磁性材料からなる金網に着磁して構成されている。エアフィルタにこの磁気フィルタを設けてフィルタ装置を構成している。

尚、エアフィルタではないが、特許文献４は、微細磁性体のスラッジを含んだダーティ液を処理する微細鉄粉捕集装置を開示している。特許文献４に開示された微細鉄粉捕集装置は、磁束密度が高く、しかも保持力が小さい合金繊維のフィルタを収めた捕集容器を挟んで、対面に複数の電磁石を設けている。この電磁石、及び該フィルタを直流磁界として、該捕集容器内に微細鉄粉のスラッジを含んだダーティ液を通過させて、このスラッジを該フィルタに吸着させている。フィルタが充満した時点で該電磁石をＯＦＦ（無勢）にし、該捕集容器内に与圧空気を圧入した洗浄液を流し、捕捉していた該スラッジを排除し該フィルタを再生させている。電磁石に直流磁界を作る直流電源が、切替えスイッチを経由して結線されている。

特許第３５８０３８９号公報 特開昭６０−１４３８１０号公報 特許第５６７９７９６号公報 特開平１０−０５２６１４号公報

しかしながら、特許文献１〜３に開示のエアフィルタは、次に述べるような問題がある。

特許文献１の磁気フィルタでは、磁力を有する材料よりなる支持体、すなわち、永久磁石を用いているので、磁力を調整することができない。また、特許文献１の磁気フィルタは、磁性不純物を気体から吸着分離することを開示するのみで、磁気フィルタを清掃して、その吸着した磁性不純物を磁気フィルタから取り除く方法について、何ら開示も示唆もしていない。

特許文献２の磁性を有するフィルタも、磁化処理されたものであるので、その磁力を調整することができない。特許文献２の磁性を有するフィルタでも、気体中の磁性粉末を吸着することを開示するのみで、フィルタを清掃して、その吸着した磁性粉末をフィルタから取り除く方法について、何ら開示も示唆もしていない。

特許文献３の磁気フィルタも、通気穴を有する平板や金網を着磁して構成されているので、その磁力を調整することができない。特許文献３の磁気フィルタも、空気に含まれた鉄粉を吸着することを開示するのみで、磁気フィルタを清掃して、その吸着した鉄粉を磁気フィルタから取り除く方法について、何ら開示も示唆もしていない。

より具体的には、特許文献１〜３に開示された磁気フィルタ（エアフィルタ）では、いずれも磁力の調整が出来ないため、清掃時により強力な掃除用磁石を使用することが必要となる。その場合、掃除用磁石が磁気フィルタに張り付いて、磁気フィルタから離れないという問題や、清掃用磁石の磁力で装置に悪影響を及ぼす恐れがある。さらに、特許文献１のような、永久磁石から成る支持体と濾過材との組み合わせから磁気フィルタの場合、永久磁石（支持体）から濾過材を外した際に磁力が著しく低下するので、吸着（保持）した鉄粉をまき散らしてしまう恐れもある。

尚、特許文献４は、微細磁性体のスラッジを含んだダーティ液を処理する微細鉄粉捕集装置を開示しているに過ぎず、エアフィルタを開示していない。また、特許文献４でも、電磁石を切替えスイッチでＯＮ、ＯＦＦしているだけなので、フィルタに誘起される磁力を調整してはいない。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、吸着（保持）した鉄粉をまき散らすことなく、容易に清掃することが可能な、鉄粉除去用エアフィルタ、それを備えた装置およびその清掃方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の１つの態様として、鉄粉除去用エアフィルタは、大気中の鉄粉を除去するための鉄粉除去用エアフィルタであって、磁化できる素材からなるフィルタ本体と、該フィルタ本体に誘起される磁力を、少なくとも前記鉄粉を前記フィルタ本体に吸着させる吸着時よりも前記フィルタ本体から該吸着された鉄粉を取り除く清掃時に弱くするように、調整する磁力調整手段と、を備える。

本発明の他の態様として、掃除方法は、鉄粉除去用エアフィルタを清掃する方法であって、前記磁力調整手段によって前記フィルタ本体に誘起される磁力を弱めるように調整し、該弱められた磁力よりも強い磁力を持つ清掃用磁石を前記フィルタ本体に擦り付けて、前記フィルタ本体に吸着している鉄粉を前記清掃用磁石に移す。

本発明によれば、吸着（保持）した鉄粉をまき散らすことなく、容易に清掃することが可能である。

本発明の第１の実施形態に係る鉄粉除去用エアフィルタの概略構成を示す斜視図である。 図１に示す鉄粉除去用エアフィルタを、清掃用磁石を使用して清掃する方法を説明するための斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る鉄粉除去用エアフィルタの概略構成を示す側面図である。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る鉄粉除去用エアフィルタ１０の概略構成を示す斜視図である。

図示の鉄粉除去用エアフィルタ１０は、大気中に鉄粉のある場所に設置される装置の外気取入口２０に設けられる。大気中に鉄粉のある場所は、例えば、駅構内の鉄道付近や工場棟、およびその周辺であってよい。また、装置は、例えば、産業機器や、自動販売機、ATM（automatic teller machine）、案内端末のいずれかであってよい。

鉄粉除去用エアフィルタ１０は、磁化できる素材からなるフィルタ本体１２と、電磁石１４と、コントローラ１６とを備える。

フィルタ本体１２としては、種々のものを使用することができる。詳述すると、フィルタ本体１２は、例えば、特許文献１に記載されているような、磁界を加えることにより磁力を発現する粒子を含有した有機繊維から成る濾過材であってよい。或いは、フィルタ本体１２は、例えば、特許文献２に記載されているような、発泡性樹脂と磁石粒子とを混合して作られたフィルタであってもよいが、特許文献２とは異なり、磁化処理されてないものを使用する。又は、フィルタ本体１２は、例えば、特許文献３に記載されているような、磁性材料からなり複数の通気穴を有する平板又は磁性材料からなる金網からなる磁気フィルタであってよいが、特許文献３とは異なり、着磁されていないものを使用する。しかしながら、フィルタ本体１２は、これらには限定されず、磁化できる素材からなってさえいれば、どのようなものを使用してよい。

電磁石１４は、フィルタ本体１２の近傍に配置されている。電磁石１４は、フィルタ本体１２を磁化するためのものである。電磁石１４は、鉄芯１４２と、この鉄芯１４２に巻かれたコイル１４４とから成る。

尚、図示の例では、電磁石１４は、フィルタ本体１２の側面近傍に配置されているが、本発明はそれには限定されない。また、図示の例では、電磁石１４は、１個のみ備えているが、電磁石１４の個数に制限はない。

コントローラ１６は、電磁石１４のコイル１４４に流す電流を制御する。コイル１４４に流す電流を制御することによって、フィルタ本体１２に誘起される磁力を調整することが可能となる。

したがって、電磁石１４とコントローラ１６との組み合わせは、フィルタ本体１２に誘起される磁力を調整する磁力調整手段（１４；１６）として働く。磁力調整手段は、これには限定されず、フィルタ本体１２に誘起される磁力を調整可能であれば、どのような構成を採用してもよい。

例えば、磁力調整手段は、永久磁石と、その永久磁石を移動するアクチュエータとから成ってもよい。その場合、アクチュエータは、永久磁石をフィルタ本体１２に対して近づけたり、遠ざけるように移動することで、フィルタ本体１２に誘起される磁力を調整する。また、磁力調整手段は、例えば、永久磁石と、磁気遮蔽体と、磁気遮蔽体を移動するアクチュエータとから成ってもよい。その場合、磁気遮蔽体を永久磁石とフィルタ本体１２との間に挿入した状態で、アクチュエータは、磁気遮蔽体を移動することで、フィルタ本体１２に誘起される磁力を調整する。

このように、図示の鉄粉除去用エアフィルタ１０は、駅構内など大気（空気）中に鉄粉が存在する環境に設置される装置に取り付ける鉄粉除去用フィルタであって、電磁石１４を利用し、磁力の強弱を調整しながら大気中の鉄粉をフィルタ本体１２に吸着させる。

図１に示す構成の様に、磁化できるフィルタ本体１２を使用することで、大気（空気）中の鉄粉は非常に小さいため、フィルタ本体１２を通る際に磁気により吸い寄せられ、フィルタ本体１２の繊維に貼り付く。よって、関連技術のエアフィルタのように、フィルタ本体１２の目を非常に細かくする必要はない。

また、図２に示すように、鉄粉除去用エアフィルタ１０の清掃時には、フィルタ本体１２の磁力（電磁石１４の磁力）を弱めることで、清掃用磁石１８に鉄粉を移すことが容易である。この場合、清掃用磁石１８は、その弱められた磁力よりも強い磁力を持つ。

本第１の実施形態では、このような環境下で磁化できる素材で出来たフィルタ本体１２を、コントローラ１６で磁力の強弱をコントロールできる電磁石１４により磁化させて、大気中の鉄粉を吸い寄せフィルタ本体１２にて確保（吸着；保持）する。これにより、フィルタ本体１２の目が細かくなくても、鉄粉が装置内に侵入するのを防ぐことができる。

また、図２に示すように、鉄粉除去用エアフィルタ１０の清掃時には、フィルタ本体１２に清掃用磁石１８を擦り付ける様にしてフィルタ本体１２の鉄粉を清掃用磁石１８に移すことになる。このとき、電磁石１４の磁力を弱めることでフィルタ本体１２の磁力も弱くなり、保持している鉄粉がフィルタ本体１２から離れやすくなる。これにより、清掃用磁石１８の磁力を特別に強力にしなくとも、フィルタ本体１２から鉄粉を容易に移すことが可能である。また、フィルタ本体１２の磁力を維持したまま清掃できるので、保持した鉄粉をまき散らすこともない。

換言すれば、鉄粉除去用エアフィルタ１０は、図1に示す様に、磁化できる素材（鉄など）を細かく繊維化し、それらをまとめて成型したフィルタ本体１２と、磁力をコントロールできる電磁石１４を有したフィルタ固定枠２２とから成る。

コントローラ１６により電磁石１４が磁化され、それに接しているフィルタ本体１２も同時に磁化される。

吸気ファン（図３参照）などの吸気により、装置外気がフィルタ本体１２を通る際に、大気中の鉄粉は非常に小さいため、磁気により吸い寄せられフィルタ本体１２の繊維に張り付く。

フィルタ本体１２を清掃する時には、図２に示すように、清掃用磁石１８を用いてフィルタ本体１２を擦る様にして鉄粉を清掃用磁石１８側に移す。その際には、コントローラ１６により電磁石１４の磁力を低下させて、清掃用磁石１８に鉄粉を移し易くさせる。

次に、本第１の実施形態の効果について説明する。第１の効果は、フィルタ本体１２が目詰まりし難くなることから、装置の吸気を十分確保しながら鉄粉を除去できることである。第２の効果は、鉄粉除去用エアフィルタ１０の清掃の頻度を少なくできることである。第３の効果は、フィルタ本体１２の清掃がし易いことである。

［第２の実施形態］
図３は、本発明の第２の実施形態に係る鉄粉除去用エアフィルタ１０Ａの概略構成を示す側面図である。

図示の鉄粉除去用エアフィルタ１０Ａは、コントローラの動作が後述するように相違すると共に、吸気ファン２４と流量センサ２６と更に備えている点を除いて、図１に示す鉄粉除去用エアフィルタ１０と同様の構成を有し、動作をする。したがって、コントローラに１６Ａの参照符号を付してある。説明を簡略化するために、以下では相違点についてのみ詳細に説明する。

吸気ファン２４は、装置内のフィルタ本体１２の吐出側近傍に備えられている。

流量センサ２６は、フィルタ本体１２の吐出側に設けられて、吐出された気流の量を検出する。この流量センサ２６は、フィルタ本体１２の目詰まり状況を把握する目詰まり把握手段として働く。

コントローラ１６Ａは、流量センサ２６で把握されたフィルタ本体１２の目詰まり状況に応じて、電磁石１４のコイル１４４に流す電流と吸気ファン２４の回転数とを制御する。これにより、装置の消費電力を最適化することが可能となる。

尚、流量センサ２６で把握されたフィルタ本体１２の目詰まり状況が「目詰まり」であると判断した場合、コントローラ１６Ａは、図示しない通知手段を介して、管理センタへ鉄粉除去用エアフィルタ１０Ａが「目詰まり」の状況にある旨を通知するようにしてもよい。

次に、本第２の実施形態の効果について説明する。上記第１〜３の効果に加えて、第４の効果は、装置の設置環境、稼働時間などの個々の状況に合わせた最適な電力調整により、省電力を図ることができることである。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、これらに限られるものではない。例えば、本発明は、これまで説明した実施の形態の一部又は全部を適宜組み合わせた形態、その形態に適宜変更を加えた形態をも含む。

例えば、上記第２の実施形態では、目詰まり把握手段が流量センサ２６の場合を例に挙げているが、本発明は流量センサ以外の他の目詰まり把握手段を用いてもよい。

本発明は、駅構内や工場棟の気中に鉄粉がある場所に設置される産業機器、自動販売機、ATM（automatic teller machine）、案内端末等の鉄粉除去用エアフィルタとして利用可能である。

１０、１０Ａ 鉄粉除去用エアフィルタ
１２ フィルタ本体
１４ 電磁石
１４２ 鉄芯
１４４ コイル
１６、１６Ａ コントローラ
１８ 清掃用磁石
２０ 外気取入口
２２ フィルタ固定枠
２４ 吸気ファン
２６ 流量センサ（目詰まり把握手段）

Claims (8)

1. 大気中の鉄粉を除去するための鉄粉除去用エアフィルタであって、
   磁化できる素材からなるフィルタ本体と、
   該フィルタ本体に誘起される磁力を、少なくとも前記鉄粉を前記フィルタ本体に吸着させる吸着時よりも前記フィルタ本体から該吸着された鉄粉を取り除く清掃時に弱くするように、調整する磁力調整手段と、
   を備える鉄粉除去用エアフィルタ。
2. 前記磁力調整手段は、
   前記フィルタ本体を磁化する電磁石と、
   該電磁石のコイルに流す電流を制御するコントローラと、
   から成る、請求項１に記載の鉄粉除去用エアフィルタ。
3. 前記フィルタ本体の吐出側近傍に備えられた吸気ファンと、
   前記フィルタ本体の目詰まり状況を把握する目詰まり把握手段と、
   を更に備え、
   前記目詰まり把握手段で把握された前記フィルタ本体の目詰まり状況に応じて、前記コントローラは、前記電磁石のコイルに流す電流と前記吸気ファンの回転数とを制御する、
   請求項２に記載の鉄粉除去用エアフィルタ。
4. 前記目詰まり把握手段は、前記フィルタ本体の吐出側に設けられて、前記フィルタ本体から吐出された気流の量を検出する流量センサから成る、請求項３に記載の鉄粉除去用エアフィルタ。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の鉄粉除去用エアフィルタを備えた装置であって、前記鉄粉除去用エアフィルタは、大気中に鉄粉のある場所に設置される前記装置の外気取入口に設けられる、装置。
6. 前記大気中に鉄粉のある場所は、駅構内および工場棟のいずれかである、請求項５に記載の装置。
7. 前記装置は、産業機器、自動販売機、ATM（automatic teller machine）、および案内端末のうちから選択されたいずれか１つから成る、請求項５又は６に記載の装置。
8. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の鉄粉除去用エアフィルタを清掃する方法であって、
   前記磁力調整手段によって前記フィルタ本体に誘起される磁力を弱めるように調整し、
   該弱められた磁力よりも強い磁力を持つ清掃用磁石を前記フィルタ本体に擦り付けて、前記フィルタ本体に吸着している鉄粉を前記清掃用磁石に移す、
   清掃方法。

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