WO2012118066A1

WO2012118066A1 - 磁気分離フィルター装置

Info

Publication number: WO2012118066A1
Application number: PCT/JP2012/054896
Authority: WO
Inventors: 一毅村橋; 森田　健太郎; 讓加藤; 篤村田
Original assignee: 新日鉄エンジニアリング株式会社
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2012-09-07
Also published as: EA024028B1; EA201391226A1; JP2012176382A; CA2828358C; US20130327687A1; US9463470B2; CA2828358A1

Abstract

　この磁気分離フィルター装置は、略円筒状のハウジングと、前記ハウジングの内部を仕切る仕切板と、前記ハウジングと前記仕切り板とで仕切られた第一領域内に充填された、アモルファス合金細線からなるフィルターメディアと、前記ハウジング外側に、第一領域に対向して配置された永久磁石とを備え、前記永久磁石により前記第一領域内に磁場を形成する。

Description

磁気分離フィルター装置

　本発明は、プロセスプラント等における高圧、高温下であっても、流体中に混入される強磁性体の異物を除去する磁気分離フィルター装置に関する。
　本願は、２０１１年２月２８日に日本に出願された特願２０１１－０４１６５４に対して優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　従来、機械潤滑油や機械加工油等の油や液中には、機械加工や内部摩耗等に伴って発生する鉄粉等が異物として懸濁している。これら異物を含む油や液は機械駆動の信頼性の低下、切削性、洗浄効率の低下等、多くの不具合を発生させることになる。そのため、油や液中のこれら異物を除去するためのフィルター装置が提案されている。
　例えば、特許文献１に記載された磁気分離型浄油装置は、磁性合金からなるフィルターメディアとそれに磁場を与える着磁装置とで構成されており、磁性フィルターメディアにアモルファス合金細線を用い、着磁装置に永久磁石を用いていた。
　また、特許文献２に記載された浄油装置では、四角筒状のシールド用外筒の中に磁場を供給するマグネットと液体通過用内筒とが設けられている。

特開平４－３４９９０８号公報特開平６－２５４３１４号公報

　しかしながら、上述した従来の磁気分離フィルター装置は、機械潤滑油や機械加工油等の常温、常圧の油中に含まれる異物を除去して清浄な状態にして油を再使用するものであり、高圧や高温の液体の浄化には直接適用できなかった。

　本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、常圧の流体だけでなく高圧の流体にも適用できて高効率で強磁性体の異物を吸着できるようにした磁気分離フィルター装置を提供することを目的とする。

　本発明による磁気分離フィルター装置は、略円筒状のハウジングと、前記ハウジングの内部を仕切る仕切板と、前記ハウジングと前記仕切り板とで仕切られた第一領域内に充填された、アモルファス合金細線からなるフィルターメディアと、前記ハウジング外側に、第一領域に対向して配置された永久磁石とを備えており、前記第一領域内に磁場を形成する。

　本発明による磁気分離フィルター装置は、高透磁物質からなり前記永久磁石に帰磁路として接続されたヨークを備えていることが好ましい。
　また、高透磁率で残留磁気のない物質からなり前記永久磁石と前記ハウジングの第一領域との間に配設されたティースを備え、前記ティースと永久磁石の当接面は平面とされていることが好ましい。

　本発明による磁気分離フィルター装置は、ハウジングに対してヨークと永久磁石を対向配置させ及び離間可能な開閉駆動装置を備えていることを特徴とする。
　開閉駆動装置によるヨークと永久磁石のハウジングに対する対向配置及び離間配置の切り換え制御は、タイマーによる着磁時間、フィルターメディアの上下流側間の差圧、或いはフィルターメディアを通液した流体の積算流量のいずれか１または複数のデータによって判別するようにしてもよい。

　本発明による磁気分離フィルター装置は、フィルターメディアで吸着すべき異物を含む流体が、第二領域を降下して反転した後に、第一領域に流入するようにしたことが好ましい。
　或いは、フィルターメディアで吸着すべき異物を含む流体が、第一領域内を下方から上方に向けて流れるようにしても良い。

　ティースは中央の一部が切除されていてもよい。或いはティースそのものを省略して、永久磁石をハウジングに密着させてもよい。
　永久磁石は、仕切り板で仕切られたハウジングの第一領域に対向して、それぞれ１または複数個配設されていてもよい。

　本発明による磁気分離フィルター装置は、並列接続された複数の磁気分離フィルターを備え、逆洗タイミングが重ならない様に制御して交互に通液させ、連続通液で濾過処理が出来るようにしてもよい。

　本発明による磁気分離フィルター装置によれば、略円筒状のハウジングと仕切り板で仕切られた第一領域内にアモルファス合金細線からなるフィルターメディアを充填し、ハウジング外側から第一領域に対向する位置に着磁装置として永久磁石を配設して第一領域内に磁場を形成している。その為、耐圧が円筒形状のハウジングで担保出来るので、常圧だけでなく高圧の流体にも適用できる。しかも平行な仕切り板で仕切られた第一領域内に磁路を形成したことで、対向する永久磁石の磁束が第一領域内から外側に広がらず、漏れ磁束のない均一かつ高レベルの平行磁場が形成され、流体中に含まれる強磁性体の異物を高効率でアモルファス合金細線に吸着できる。

　永久磁石には高透磁物質からなるヨークが接続されているから、永久磁石を含む着磁装置と第一領域でロスのない磁気の閉回路を構成し、その結果、第一領域に均一で高レベルの磁場を形成できる。
　また、永久磁石とハウジングの第一領域の間には高透磁率で残留磁気のない物質からなるティースが配設され、前記ティースと永久磁石の当接面は平面とされているから、当接面で密着して磁気ロスを低減しつつも、永久磁石を含む着磁装置の着脱が容易かつ確実となる。

　ハウジングに対してヨークと永久磁石を対向配置可能で離間可能な開閉駆動装置を備えているから、前記開閉駆動装置によってハウジングに対して着磁装置が離れて離間位置に待避して着磁ＯＦＦとさせることで、第一領域内の磁場が消えてアモルファス合金細線の磁気勾配が消滅し、異物の吸着力を失わせ、逆洗等の別の作業を行うことができる。このときアモルファス合金は残留磁束密度が低いため吸着力がゼロ近傍になり逆洗浄が容易である。その後、ハウジングに対して着磁装置を近接対向配置して着磁ＯＮとさせることで、第一領域内に磁場を形成させ、アモルファス合金細線の磁気勾配によって異物の吸着力を発生させて、異物の吸着保持を行うことができる。

　開閉駆動装置によるヨークと永久磁石のハウジングに対する対向配置及び離間配置の切り換え制御は、タイマーによる着磁時間、フィルターメディアの上下流側間の差圧、或いはフィルターメディアを通液した流体の積算流量のいずれか１または複数のデータによって判別する。これにより、開閉駆動装置による着磁装置の近接対向配置と離間待避配置による着磁ＯＮ－ＯＦＦの切り換え制御に際し、磁気分離フィルターの目詰まりを適切に抑制しつつ、流体中の異物の吸着を行い適正な時期に異物の吸着作業を中止させて、逆洗等の別の作業を行うことができる。その結果、目詰まりトラブルが防止出来ると共にメンテナンス作業の間隔を長く設定できる。

　本発明による磁気分離フィルター装置によれば、仕切り板によってハウジングをアモルファス合金細線を充填する第一領域と第二領域に分けた結果、第二領域には磁場がほとんど形成されておらず流体の入口側の流路として用いることができる。この場合、第二領域を流体が仕切り板に沿って降下して下端で反転し、第一領域内を上昇することになる。そのため、流体の降下からの反転時に慣性力と重力によって流体中の一部の異物が沈降分離でき、フィルターメディアの負荷を軽減できる。
　異物を含む流体が第一領域内の下方から上方に向けて流れるようにしているため、重力によって流体中の異物がスリップし、沈降分離したり、流体流速より緩速上昇となる為、フィルターメディアの負荷軽減と捕集効率の向上ができる。

　ティースは中央の一部が切除されているから、ティースが積層された電磁鋼板で形成されていると、ティースとハウジングとの接合面の磁気抵抗が大きい場合に電磁鋼板の形状に沿って磁束が横流れし易いが、磁路の中央の一部が切除されていると磁束の横流れを防止でき、磁束密度の分布がより平準化できる。

　永久磁石は、仕切り板で仕切られたハウジングの第一領域に対向して、それぞれ１または複数個配設されているから、第一領域に形成される磁場の強さを増減できる。

　複数の磁気分離フィルターを並列接続し、逆洗タイミングが重ならない様に制御して交互に通液させ、連続通液で濾過処理が出来るようにしてもよい。
　一つの制御装置に対して複数の磁気分離フィルター装置を並列的に接続する場合には、逆洗タイミングが重ならないように交互に逆洗を行うよう制御することによって、連続的に流れる流体に対しても対応が可能である。

本発明の実施形態による磁気分離フィルター装置の要部縦断面図である。図１に示す磁気分離フィルター装置の要部水平断面図である。実施形態による磁気分離フィルター装置の開閉駆動装置を示すもので、着磁装置が近接対向配置となった着磁ＯＮ状態を示す水平断面図である。実施形態による磁気分離フィルター装置の開閉駆動装置を示すもので、着磁装置が離間待避配置となった着磁ＯＦＦ状態を示す水平断面図である。磁気分離フィルター装置の流路構成を示す図である。磁気分離フィルター装置の開閉制御工程を示す図である。分離状態にあるハウジングの磁路と永久磁石及び帰磁路とを示す断面図である。永久磁石と磁路との構成に応じたハウジング内での磁束密度のベクトルとコンターを示す図である。永久磁石と磁路との構成に応じたハウジング内での磁束密度のベクトルとコンターを示す図である。図８の（１）において永久磁石からティースを経由してハウジングの内側領域へ流れる磁束密度のベクトル（全体）を示す図である。ハウジング内の仕切り板の有無による実施例１、実施例２、比較例について、中心からの距離と磁束密度との関係を示すグラフであり，（ａ）は半径方向の磁束密度、（ｂ）は長手方向の磁束密度である。実施例１、実施例２、比較例によるハウジング内の磁束密度の変化を示す図である。

　以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による磁気分離フィルター装置について説明する。
　図１及び図２に示す磁気分離フィルター装置１は、上下方向に配設された略円筒状のハウジング２の内部に一対の略平行板からなる非磁性金属の仕切り板３が上側から下方向に向けて延びている。仕切り板３の下端はハウジング２の直胴部下端と同じ長さもしくはより短く設定されている。仕切り板３の上端は略直角に外側に折り曲げられてハウジング２の周面で係止されて塞がれている。ハウジング２は例えばＳＵＳ配管からなる非磁性金属で形成され、高圧に耐え得るように例えばsch80等の肉厚管で形成されている。
　そして、ハウジング２において、一対の仕切り板３とハウジング２の円弧状部２ａとで仕切られた略小判型の第一領域が内側領域４とされ、各仕切り板３を挟んで内側領域４の両側に設けられた略円弧状の一対の第二領域が外側領域５とされている。内側領域４と外側領域５は仕切り板３が設けられた範囲内で流体が互いに流通しないように仕切られている。二つの外側領域５の水平断面積の和と内側領域４の水平断面積との比は１：５～１：１００の範囲とされている。
　ハウジング２の下部はテーパ状に縮径されたホッパー部２ｂとされ、その下端は逆洗液を排出させる逆洗液出口６が形成されている。

　ハウジング２の内側領域４には、その上下にステンレス等の非磁性金属で形成したグレーチングからなる一対の支持金具８ａ，８ｂが配設されている。支持金具８ａ，８ｂ間における２枚の仕切り板３に挟まれた内側領域４には、高透磁率で残留磁気の少ないアモルファス合金細線９が充填されている。
　また、ハウジング２の上部領域には、仕切り板３の折り曲げ部の下側に油等の流体の入口１１が形成され、入口１１はハウジング２内の外側領域５に連通している。入口１１は図１では二つ対向して配設されているが、入口１１は外側領域５に流体を流入させる構成であれば適宜数設けられていてよい。ハウジング２の上端には流体の出口１２が形成されている。

　次に図２により着磁装置について説明する。
　図２において、ハウジング２の外側に図１では省略されている帰磁路を構成するヨーク１４が設けられている。ヨーク１４は略半円弧状の電磁鋼板が積層されて略半円筒状に形成され、略半円筒状の一対のヨーク１４がハウジング２を囲むように対向して配設されている。ハウジング２と一対のヨーク１４とは好ましくは同心円状に配設されている。
　各ヨーク１４の両端部には径方向内側に向けて永久磁石１５がそれぞれ固定され密着している。ハウジング２の一対の仕切り板３で仕切られた円弧状部２ａの外側には高透磁率で残留磁気の少ない積層電磁鋼板で形成されたティース１６が磁路としてハウジングに固定されている。そして、ヨーク１４の永久磁石１５とティース１６は平面同士で面接触して密着させられている。
　なお、図２において、仕切り板３は対向する二つのティース１６の外側端部間に設けられた平行板に加えて、その外側のハウジング２の円弧状部分にも形成してもよい。これにより、外側領域５は非磁性金属からなる仕切り板３によって円弧状に囲われて形成されることになる。

　図２に示す例では、ハウジング２の仮想の中心線Ｌで仕切られた略半円状の帰磁路（ヨーク）１４の両端にそれぞれ形成した永久磁石１５とティース１６を通してハウジング２内の内側領域４内に均一で高い磁場が形成され、仕切り板３で仕切られた外側領域５には磁場はほとんど形成されない。そのため、永久磁石１５及びティース１６の外側端部に仕切り板３の端部が位置するように形成されており、外側領域５を流体の流入路として構成できる。
　ハウジング２の内側領域４内の磁場によってアモルファス合金細線９に磁気勾配が形成され、それによって流体中の強磁性体が吸着される。吸着される強磁性体として、例えば鉄、ニッケル、コバルト等がある。
　仮想線Ｌの両側に設けられた二つのヨーク１４、永久磁石１５、ティース１６は互いに当接状態でもよいし、分離状態でもよい。図２に示すように、装置は仮想線Ｌの部分で左右対称であり、仮想線Ｌを横切る磁束がないのでヨーク１４が略半円状に二つに分割されていても、磁気のロスがなく、又そのことによって離間待避配置まで開閉できる。

　図３及び図４において、磁気分離フィルター装置１は、両端に永久磁石１５を設けた略半円状のヨーク１４によって分割可能であり、ヨーク１４を開閉させる開閉駆動装置１８が設けられている。
　各略半円状のヨーク１４の例えば中央部にはロッド１９を介してエアシリンダー２０が接続されている。エアシリンダー２０のＯＮ、ＯＦＦによってロッド１９が伸縮することでヨーク１４に設けた永久磁石１５をハウジング２の円弧状部２ａに固定したティース１６に対して密着及び離間可能とされている。そして、ヨーク１４の両端部にはスライド２２が連結されており、各スライド２２は磁気分離フィルター装置１の両側に略平行に設けたガイドレール２３にガイドされて進退可能とされている。
　そのため、磁気分離フィルター装置１における着磁装置の離隔配置の着磁ＯＦＦ時には、図４に示すように一対のエアシリンダー２０でロッド１９を収縮することで、一対のヨーク１４及び永久磁石１５からなる着磁装置をティース１６から離間させ、閉鎖時には、図３に示すように一対のエアシリンダー２０でロッド１９を伸長させることで、一対のヨーク１４及び永久磁石１５からなる着磁装置をティース１６に密着させることになる。

　次に図５に示す磁気分離フィルター装置１の流路構成について説明する。
　磁気分離フィルター装置１のハウジング２における入口１１に連通する入口流路２５には入口開閉弁２６が設けられている。また、ハウジングの出口１２に連通する出口流路２７には出口開閉弁２８が形成されている。ハウジング２の内側領域４での流体の流速が早すぎると吸着が困難になるので、出口開閉弁２８で出口１２から排出される流量を調節することで、流体の流速を適正範囲内に調整し、メディアフィルターとしてのアモルファス合金細線９で強磁性体を効率的に吸着できるように制御する。

　そして、入口１１の上流側の入口流路２５と出口１２の下流側の出口流路２７との間には充填部差圧計２９が設けられている。また、出口流路２７において、出口開閉弁２８の下流側には出口流路２７の流量が適正範囲内で一定になるように調整する流量制御装置３０が設けられており、更に流量制御装置３０を流通した流量を積算する積算流量計３１が設けられている。
　充填部差圧計２９によって検知された差圧をデータＴＢ１として制御装置３３へ出力する。また、積算流量計３１によって、ハウジング２内のアモルファス合金細線９を内蔵した内側領域４を流通する流体の積算流量を計測してデータＴＢ２として制御装置３３へ出力する。また、制御装置３３には磁気分離フィルター装置１の通液時間を計測するタイマー３４が設けられており、計測した駆動時間をデータＴＢ３として出力する。
　なお、ハウジング２のテーパ部２ｂには逆洗液を流出させるための逆洗液出口６の下流側流路に開閉弁３６が設けられている。

　そして、図６において、各データＴＢ１、ＴＢ２、ＴＢ３が制御装置３３に設けた判定手段３５へ入力され、判定手段３５によって各データＴＢ１，ＴＢ２，ＴＢ３の予め設定した少なくともいずれか１つ、または二つ、或いは３つのデータが予め設定した各基準値を超えた場合に、磁気分離フィルター装置１の停止信号を出力することになる。
　この停止信号によって、入口開閉弁２６をＯＦＦし、開閉駆動装置１８を駆動させて永久磁石１５とヨーク１４をティース１６から離間位置に待避させる。この状態で、ハウジング２の内側領域４内のアモルファス合金細線９に逆方向、例えば出口１２から逆洗液出口６に向けて逆洗液を流して逆洗することになる。
　このように、充填部差圧計２９、積算流量計３１、タイマー３４のデータＴＢ１、ＴＢ２、ＴＢ３によって、内側領域４での目詰まりの程度と、逆洗によるアモルファス合金細線９の洗浄のタイミングを検知できる。洗浄終了後は充填部差圧計２９、積算流量計３１、タイマー３４をリセットして流体の通液を再開する。一つの制御装置３３に対して、二つ以上の複数の磁気分離フィルター装置１を設ける場合は、逆洗タイミングが重ならないように交互に逆洗を行うよう制御することによって、連続的に流れる流体に対しても対応が可能である。

　本実施形態による磁気分離フィルター装置１は上述の構成を備えており、次に磁気分離フィルター装置１による強磁性体の吸着方法について説明する。
　図１及び図２において、開閉駆動装置１８によってヨーク１４の永久磁石１５をティース１６に密着させた状態の磁気分離フィルター装置１では、ハウジング２に設けた入口１１から流体として例えば鉄粉が異物として混入した油を流入させると、油はハウジング２内の略円筒状の周面と仕切り板３とで仕切られた外側領域５内で下方に向けて流れる。外側領域５内には永久磁石１５による磁場がほとんど発生しない。
　そして、図示しないポンプにより、仕切り板３の下端で油の流れを反転させて一対の仕切り板３で仕切られた内側領域４内を油が上昇する。このとき、下方から上方に向けて反転する油には、比較的重量の大きい鉄粉等の一部粒子は下方流の慣性力と重力によって沈降分離され、テーパ部２ｂ方向に降下する。これによってアモルファス合金細線９によるフィルター負荷が低減するため、逆洗までの期間を長くとれる。

　そして、ハウジング２の仕切り板３で仕切られた内側領域４では、各ヨーク１４の両端に対向して設けられた永久磁石１５及びティース１６間に高い磁場が均一に発生しており、内側領域４内に充填されたアモルファス合金細線９に発生した磁気勾配により、内側領域４内を上昇する油中の鉄粉等がアモルファス合金細線９に吸着される。
　ここで、ハウジング４の外側領域５と内側領域４の面積比を１：５～１：１００の範囲とすることで、外側領域５を降下する油の線速を例えば０．７５ｍ／ｓ～１．０ｍ／ｓとすると、内側領域４を上昇する油の線速は０．０１ｍ／ｓ～０．０５ｍ／ｓとなり、アモルファス合金細線９による磁気吸着に適した流速になる。

　所定時間経過すると、ハウジング２の内側領域４内のアモルファス合金細線９に吸着される鉄粉等の強磁性体が増大するため、内側領域４内を上昇して流通する油の流通抵抗が上昇する。これによって、図５、図６に示すように、充填部差圧計２９で検知する入口流路２５側の油圧と出口流路２７側の油圧との差圧が増大し、充填部差圧計２９から出力するデータＴＢ１が予め設定した基準値を超えると制御部３３の判定手段３５で検知される。同様に積算流量計３１から出力されるデータＴＢ２、タイマー３４で検知されるデータＴＢ３がそれぞれ各基準値を超えることを判定手段３５で検知される。

　この場合、上述したデータＴＢ１、ＴＢ２、ＴＢ３のうち、予め設定した１または複数のデータが基準値を超えたことを判別手段３５で検知することで、制御部３３からの信号出力により入口流路２５の開閉弁２６を閉弁し、入口１１から外側領域５内への油の通液をＯＦＦにする。
　そして、図３に示す開閉駆動装置１８の一対のエアシリンダー２０をＯＮして各ロッド１９を収縮することで、図４に示すようにヨーク１４をそれぞれハウジング２から離間させる。これにより、各ヨーク１４の両端に設けた永久磁石１５がハウジング２の円弧状部２ａに固定したティース１６から離間する。そして、ハウジング２の内側領域４内のアモルファス合金細線９の着磁はＯＦＦとなる。これによって、油の通液が停止されると共に油中の鉄粉等の強磁性体の吸着が停止される。

　この状態で、出口流路２７からハウジング２の出口１２を通して内側領域４内に逆洗液を流し、消磁状態のアモルファス合金細線９に吸着された鉄粉等の強磁性体を洗い流す。
そして、鉄粉等の強磁性体を含む逆洗液をハウジング２の下部のテーパ部２ｂから逆洗液出口６、そして開弁された開閉弁３６を通して排出させる。
　所定時間逆洗した後、制御部３３からのＯＮ信号により、開閉駆動装置１８のエアシリンダー２０を駆動させてロッド１９を伸長させることで、図４に示すように永久磁石１５がハウジング２のティース１６から分離された状態から図３に示すように永久磁石１５がティース１６に密着する状態になるようヨーク１４が移動させられる。この状態で、磁気分離フィルター装置１は着磁ＯＮ状態になり、内側領域４内のアモルファス合金細線９に磁場が形成される。
　そして、入口流路２５の開閉弁２６を開弁することで、油がハウジング２の外側領域５に流入される。

　上述のように本実施形態による磁気分離フィルター装置１によれば、ハウジング２を略円筒状に形成したことで、高圧の油等の流体に適用できる。そして、ハウジング２内に平行板からなる仕切り板３を対向配置させ、仕切り板３で仕切られた内側領域４内にアモルファス合金細線９を充填させて磁場を形成するようにしたから、磁場が高く均一であり内側領域４を大径化できる。しかも、ハウジング２内の外側領域５には磁場がほとんど形成されないから、油の流入側流路として使用できる。
　また、ハウジング２内に流入する油は、入口１１から仕切り板３で内側領域４と仕切られた外側領域５を降下して流れ、仕切り板３の下端で反転して内側領域４内を上昇するものであるから、反転時に慣性力と重力の沈降分離によって一部の鉄粉等の粒子を事前に分離できるため、フィルターメディアとしてのアモルファス合金細線９の負担を軽減できる。
　しかも、外側領域５と内側領域４の面積比を１：５～１；１００に設定することで、吸着を行う内側領域４での油の流速を鉄粉等の非磁性体等の吸着に適するように低速に設定できる。
　ハウジング２の下部にテーパ部２ｂを設けたことで、逆洗液を上側から下側に流す際の逆洗浄を安定的に行える。

　永久磁石１５を固定したヨーク１４を磁束のない部分で２分割でき、しかも、ハウジング２に固定したティース１６と永久磁石１５の接合面を平面にしたことで、磁気のロスを低減できる。
　また、従来、磁気分離フィルター装置の永久磁石をハウジングから着脱する場合には手作業で行っていたが、本実施形態の磁気分離フィルター装置１によれば充填部差圧計２９、積算流量計３１、タイマー３４等の測定量や測定時間を検知して判定手段３５で洗浄時期を判別して開閉駆動装置１８によって自動的にハウジング２に対するヨーク１４及び永久磁石１５の着脱を切り換えできる。しかも、開閉駆動装置１８はエアシリンダー２０による簡単な機構であり、充填部差圧計２９、積算流量計３１、タイマー３４の少なくとも１以上のデータによって着磁と逆洗とを自動的に切り換え制御することができて適正な逆洗が可能であり、連続使用してもメンテナンスを行う間隔を長くできる。また、一つの制御装置３３に対して、二つ以上の複数の磁気分離フィルター装置１を設けることで、連続的に流れる流体に対しても対応出来る。

　なお、本発明は上述の実施形態による磁気分離フィルター装置１の構成に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない限り適宜の変更や追加等が行える。
　図７は、磁気分離フィルター装置１におけるハウジング２におけるティース１６及び仕切り板３とヨーク１４の両端部に設けた永久磁石１５との関係を示すものである。図７において、例えば略円筒状のハウジング２の外側領域５と内側領域４との水平断面における面積比を１：７に設定した場合、ハウジング２の中心Ｏから磁路（ティース）１６の両端部までの角度範囲は例えば４６．２度となる。また、外側領域５と内側領域４との面積比を１：１０に設定した場合には磁路１６の両端部までの角度範囲は４９．９度(図７参照)、外側領域５と内側領域４との面積比を１：２０に設定した場合にはティース１６の両端部までの角度範囲は５５．７度となる。
　このように設定することで、ヨーク１４の両端部に設けた二つの永久磁石１５間において、永久磁石１５に密着するティース１６の幅の磁束がそのまま仕切り板３でほぼ仕切られた範囲のハウジング２内の内側領域４内のアモルファス合金細線９を平行に通過する。
仕切り板３によって磁束がその外側に広がらないために内側領域４で均一な磁場が形成される。一方、仕切り板３が設けられないと磁束が外側に広がり、好ましくない。

　次に、磁気分離フィルター装置１の実施例において、外側領域５と内側領域４との面積比に応じた着磁装置とハウジング２の内側領域４内の磁場について行ったシミュレーション結果を図８～図１０に示す。
　図８及び図９において、（１）外側領域５と内側領域４との面積比を１：７に設定した場合、永久磁石１５、ティース１６から内側領域４へ磁束が真っ直ぐ進もうとするが、積層電磁鋼板からなるティース１６は磁気抵抗が小さいため磁束はティース１６内の幅方向外側に流れる傾向がある（図１０参照）。そのため、磁路１６の外側端部まで流れた後に内側領域４へ流れる傾向にある。面積比を（２）１：１０と（３）１：２０に設定した場合も同様な傾向にあるが、内側領域４内の磁場強度は（１）面積比１：７の場合より僅かずつ減縮した。
　また、（４）面積比１：７で、ハウジング２に固定するティース１６を省略した場合、（１）と比較して内側領域４内の磁場は低下したが、減衰幅は小さかったので、ティース１６は省略してもよいことがわかった。（５）面積比１：７で、永久磁石１５とハウジング２との間でギャップが広い両端側のみ積層電磁鋼板からなるティース１６を形成し、その中間を空間に形成した場合、ティース１６内で幅方向外側に流れる磁束を防止できて磁束密度の分布がより平準化される。（５）は（１）と比較して全体的には微減しているが、内側領域４の長手方向両端の磁束密度が上昇し（０．１７９Ｔ）全断面が均一化している。

　本発明の実施例と比較例についての磁束密度のシミュレーションを行い、その結果を図１１及び図１２に示す。
　実施例と比較例の基本構成は上述した実施形態による磁気分離フィルター装置１と同じとし、図８の（１）のように、外側領域５と内側領域４との面積比を１：７に設定した場合で１対の仕切り板３を設けた構成を実施例１とし、図９の（５）に示すようにティース１６の幅方向中央部の積層電磁鋼板を切除した（周方向の１／２程度の長さ分切除した）構成を実施例２とし、仕切り板３を設けない構成を比較例として、シミュレーションを行った。
　図１１において、磁束密度の測定は、ハウジング２の中心Ｏから内側領域４の仕切り板３に直交する半径方向をＸ方向とし、Ｘ方向に直交する内側領域４の長手方向（磁路１６の方向）をＹ方向として下記表１及び表２に示す間隔で磁束密度[Ｔ]（テスラ）を測定した。

　図１１（ａ）、（ｂ）に示す測定結果において、Ｘ方向では実施例１及び実施例２とも比較例よりも磁束密度は高かった。特にＸ方向（幅方向）において、端部へ近づくほど磁束密度は上昇した。Ｙ方向においても実施例１及び実施例２とも比較例よりも磁束密度は高かった。実施例１は中心から離れる程、磁束密度が減衰して比較例に近づく傾向にあった。
　また、図１２においては、実施例１及び２とも磁束密度は閾値０．１６Ｔより大きく、両端部を除いて０．１８以上であった。実施例２は磁束密度の分布がより平準化されている。これに対し、比較例では実施例１，２より低かった。

　なお、上述した実施形態による磁気分離フィルター装置１では、入口１１からハウジング２の仕切り板３で仕切られた外側領域５に油等の流体を流入させて降下させ、仕切り板３の下端で反転させて内側領域４内を上昇するようにしたが、この構成に代えて、油等の流体を逆洗液出口６からハウジング２内に流入させ、内側領域４を通して上昇させて出口１２から排出させるようにしてもよい。
　上述の実施形態では、略半円弧状のヨーク１４の両端にそれぞれ永久磁石１５を連結して、アモルファス合金細線９を充填した内側領域４の対向する円弧状部分２ａにそれぞれ２個ずつの永久磁石１５を設けたが、本発明に用いる永久磁石１５はこの構成に限定されるものではなく、例えば片側に１個ずつ設けてもよい。或いは、片側のヨーク１４に偶数個ずつ配設してもよい。
　また、ヨーク１４は電磁鋼板を積層して形成したものに限定されるものではなく、フェライトなどでもよい。

　本発明は、プロセスプラント等における高圧、高温下であっても、流体中に混入される強磁性体の異物を除去する磁気分離フィルター装置に関する。本発明によれば、常圧の流体だけでなく高圧の流体にも適用できて高効率で強磁性体の異物を吸着することができる。

１　磁気分離フィルター装置
２　ハウジング
３　仕切り板
４　内側領域
５　外側領域
８ａ、８ｂ　支持金具
９　アモルファス合金細線
１１　入口
１２　出口
１４　ヨーク
１５　永久磁石
１６　ティース
１８　開閉駆動装置
２０　エアシリンダー
２９　充填部差圧計
３１　積算流量計
３３　制御装置
３４　タイマー
３５　判定手段

Claims

　略円筒状のハウジングと、
　前記ハウジングの内部を仕切る仕切板と、
　前記ハウジングと前記仕切り板とで仕切られた第一領域内に充填された、アモルファス合金細線からなるフィルターメディアと、
　前記ハウジング外側に、第一領域に対向して配置された永久磁石とを備え、
　前記第一領域内に磁場を形成する磁気分離フィルター装置。
　高透磁物質からなり、前記永久磁石に帰磁路として接続されたヨークを備えている請求項１に記載された磁気分離フィルター装置。
　高透磁率で残留磁気のない物質からなり、前記永久磁石と前記ハウジングの第一領域との間に配設されたティースを備え、
　前記ティースと前記永久磁石の当接面は平面とされている請求項１または２に記載された磁気分離フィルター装置。
　前記ハウジングに対して前記ヨークと前記永久磁石とを対向配置させ及び離間可能な開閉駆動装置を備えている請求項1乃至３のいずれか１項に記載された磁気分離フィルター装置。
　前記開閉駆動装置によるヨークと永久磁石のハウジングに対する対向配置及び離間の切り換え制御は、タイマーによる着磁時間、前記フィルターメディアの上下流側間の差圧、或いは前記フィルターメディアを通液した流体の積算流量のいずれか１または複数のデータによって判別されるようにした請求項1乃至４のいずれか１項に記載された磁気分離フィルター装置。
　前記フィルターメディアで吸着すべき異物を含む流体が、前記ハウジングと仕切り板で仕切られたアモルファス合金細線を充填する第一領域内を下方から上方に向けて流れるようにした請求項１乃至５のいずれか１項に記載された磁気分離フィルター装置。
　前記フィルターメディアで吸着すべき異物を含む流体が、前記ハウジングと仕切り板で第一領域と仕切られた第二領域を降下して反転し、前記第一領域を上昇するようにした請求項１乃至６のいずれか１項に記載された磁気分離フィルター装置。
　前記ティースは中央の一部が切除されている請求項１乃至７のいずれか１項に記載された磁気分離フィルター装置。
　前記永久磁石は、仕切り板で仕切られたハウジングの第一領域に対向して、それぞれ１または複数個配設されている請求項１乃至８のいずれか１項に記載された磁気分離フィルター装置。
　並列接続された複数の磁気分離フィルターを備え、
　逆洗タイミングが重ならない様に制御して交互に通液させ、連続通液で濾過処理が出来るようにした請求項１乃至９のいずれか１項に記載された磁気分離フィルター装置。