(57)【要約】【課題】循環する流体の鉄系異物を効率良く捕獲すると共に、圧力損失の増加を抑制することが可能な濾過装置を提供する。【解決手段】ストレーナーメッシュ保持部１ｃの内部に、鉄系異物捕獲用の２枚の板状磁石５ａ、５ｂを設置する。板状磁石５ａ、５ｂは、細長い略長方形の主面を有し、蓋体３に固定され、円筒状のストレーナーメッシュ２の内側に配置される。板状磁石５ａ、５ｂは、循環水の流動を阻害しないよう、その主面が循環水の流動方向に対して略平行となるように設置される。また、各板状磁石５ａ、５ｂのＳ極の主面とＮ極の主面を対向させることにより、循環水の流動方向に対して交差する方向に磁力線を発生させる。【選択図】図２
2014138912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流入口と流出口を結ぶ経路の途中にストレーナーメッシュ保持部を有し、前記ストレーナーメッシュ保持部の内部にストレーナーメッシュが着脱可能に取り付けられた濾過装置であって、
前記ストレーナーメッシュ保持部の内部には、細長い略長方形の主面を有する複数の板状磁石が、流体の流動方向に対して前記主面が略平行となるように設置され、且つ、前記各板状磁石のＳ極の前記主面とＮ極の前記主面を対向させることにより、流体の流動方向に対して交差する方向に磁力線を発生させることを特徴とする濾過装置。
【請求項２】
前記板状磁石は、前記ストレーナーメッシュの内側に設置されることを特徴とする請求項１記載の濾過装置。
【請求項３】
前記板状磁石は、長辺側の両端面がストレーナーメッシュに当接するように設置されることを特徴とする請求項２記載の濾過装置。
【請求項４】
前記ストレーナーメッシュは、非磁性材料から構成され、前記板状磁石は、前記ストレーナーメッシュの外側に設置されることを特徴とする請求項１記載の濾過装置。
【請求項５】
前記ストレーナーメッシュは、非磁性材料から構成され、前記板状磁石は、前記ストレーナーメッシュと一体化されていることを特徴とする請求項１記載の濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、濾過装置に関し、特に給湯暖房機の温水循環回路中に設けられる濾過装置の鉄系異物捕獲機能に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯暖房機においては、循環水の回路中の異物を除去するために、該回路中に円筒状のストレーナーメッシュを有する濾過装置を設けている。このストレーナーメッシュには、圧力損失や捕獲した異物による頻繁な詰りを懸念し、通常、サブミリオーダーの粗めのメッシュサイズのものが採用されている。ストレーナーメッシュで捕獲しきれない異物のうち鉄系のものについては、ストレーナーメッシュ内に設置した磁石によって除去することが知られている
【０００３】
例えば特許文献１では、複数個の短寸の磁石を鉄板等の磁性材を挟んで同極同士対向させて固着した棒状の磁石を、ストレーナーメッシュの中央部に配置したストレーナー装置が提示されている。この例では、短寸の磁石に挟まれた磁性材により複数組のＮ極とＳ極が形成され、磁石の径方向、すなわち流体の流動方向に交叉する方向に強力な磁力線が発生するため、１本の長い棒状の磁石を配置した場合よりも鉄粉の吸着効率が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２９６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような循環回路においては、通常、単一のポンプにより水を循環させているため、循環回路を構成する各部品には圧力損失の小さいものが求められる。しかしながら、特許文献１のような従来技術においては、円筒状のストレーナーメッシュ内の中央部に棒状の磁石を配置しており、鉄系異物の捕獲効率を確保するために、ストレーナーメッシュ内の多くの領域を磁石が占有していた。このため、磁石を設置した部位における流路面積が局所的に狭くなり、圧力損失が増加するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、循環する流体の鉄系異物を効率良く捕獲すると共に、圧力損失の増加を抑制することが可能な濾過装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る濾過装置は、流体の流入口と流出口を結ぶ経路の途中にストレーナーメッシュ保持部を有し、ストレーナーメッシュ保持部の内部にストレーナーメッシュが着脱可能に取り付けられた濾過装置であって、ストレーナーメッシュ保持部の内部には、細長い略長方形の主面を有する複数の板状磁石が、流体の流動方向に対して主面が略平行となるように設置され、且つ、各板状磁石のＳ極の主面とＮ極の主面を対向させることにより、流体の流動方向に対して交差する方向に磁力線を発生させるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る濾過装置によれば、ストレーナーメッシュ保持部の内部に、細長い略長方形の主面を有する複数の板状磁石を、流体の流動方向に対して主面が略平行となるように設置し、各板状磁石のＳ極の主面とＮ極の主面を対向させたので、同一体積の１本の棒状
の磁石を用いた場合よりも、流体の流動方向に対して交差する方向に発生する磁力線の密度が密であり、鉄系異物の捕獲効率が向上する。また、１本の棒状の磁石を用いた場合と比べて、同等の鉄系異物の捕獲効率を得るために必要な磁石の体積が小さいため、流体の流れを阻害しにくく、圧力損失の増加を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る濾過装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る濾過装置のA-A’部における断面図である。
【図３】従来の濾過装置における磁石の配置例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る濾過装置における２枚の板状磁石による効果を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る濾過装置における２枚の板状磁石による効果を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る濾過装置の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る濾過装置のB-B’部における断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る濾過装置の構成を示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る濾過装置のC-C’部における断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る濾過装置の構成を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態４に係る濾過装置のD-D’部における断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態５に係る濾過装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態１に係る濾過装置について、図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態１に係る濾過装置の構成を示す断面図であり、図２は、図１中A-A’で示す部分における断面図である。なお、図中、同一、相当部分には同一符号を付している。
【００１１】
本実施の形態１に係る濾過装置は、図１に示すようにＹ字型であり、給湯暖房機の温水循環回路中に設けられる。その胴体部１は、流体である循環水の流入口１ａと流出口１ｂを結ぶ経路の途中に、ストレーナーメッシュ保持部１ｃを有している。流入口１ａと流出口１ｂには配管（図示せず）が接続され、ポンプ（図示せず）により循環された水は、流入口１ａからストレーナーメッシュ保持部１ｃを通って流出口１ｂへ流動する（図１中、矢印は流体の流動方向を示している）。
【００１２】
ストレーナーメッシュ保持部１ｃは、流入口１ａと流出口１ｂを結ぶ線からＹ字状に分岐しており、その内部に円筒状のストレーナーメッシュ２が挿入され、蓋体３及びシール材４により着脱可能に取り付けられている。また、ストレーナーメッシュ保持部１ｃは、循環水が漏れないよう蓋体３とシール材４により気密に閉じられている。
【００１３】
ストレーナーメッシュ保持部１ｃの内部には、鉄系異物捕獲用の複数の板状磁石５ａ、５ｂが、互いに間隔をおいて設置されている。板状磁石５ａ、５ｂは、細長い略長方形の主面を有するもので、蓋体３に固定され、円筒状のストレーナーメッシュ２の内側に設置されている。なお、本実施の形態１では、２枚の板状磁石５ａ、５ｂを設置しているが、板状磁石の枚数はこれに限定されるものではなく、３枚以上設置してもよい（実施の形態５参照）。
【００１４】
各板状磁石５ａ、５ｂは、循環水の流動を阻害しないよう、その主面が循環水の流動方向に対して略平行となるように設置される。また、図２に示すように、各板状磁石のＳ極の主面とＮ極の主面（図２では、板状磁石５ａのＳ極の主面と、板状磁石５ｂのＮ極の主面）を対向させることにより、循環水の流動方向に対して交差する方向に磁力線を発生させる。
【００１５】
本実施の形態１の比較例として、従来の濾過装置のストレーナーメッシュ保持部１ｃに配置された磁石の例を図３に示す。この従来例では、１本の角柱状の磁石５０をストレーナーメッシュ２の内側の中央部に設置している。鉄系異物を効率良く捕獲するためには、磁石５０の表面積を大きくする必要があり、ストレーナーメッシュ２の内側の多くの領域を磁石５０が占有していた。このため、磁石５０を設置した部位における流路面積が狭くなり、圧力損失が大きくなる。
【００１６】
図３に示すような１本の磁石を用いた場合と比較して、本実施の形態１における２枚の板状磁石５ａ、５ｂを用いる効果について、図４及び図５を用いて説明する。前述のように、鉄系異物の捕獲効率は磁石の表面積に依存しており、同じ体積であっても表面積の大きい磁石を用いた方が、鉄系異物の捕獲効率が良い。
【００１７】
図４（ａ）は、１本の角柱状の磁石を用いた場合（比較例）、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す磁石と同じ総体積で２つの板状磁石に分割した場合を示している。図４（ａ）に示すように、角柱状の磁石５０の断面における辺の長さをｘ、ｙ、高さをｈとすると、その側面（上底と下底を除く）の表面積は２（ｘ＋ｙ）ｈである。
【００１８】
これに対し、図４（ｂ）に示すように、磁石５０と同じ体積で、これを２つに分割した板状磁石５ａ、５ｂの側面の表面積の合計は、２（ｘ＋２ｙ）ｈである。従って、磁石５０を２つの板状磁石５ａ、５ｂに分割することにより、磁力線を発する表面積の合計は大きくなり、磁石の体積（量）を増やすことなく鉄系異物の捕獲効率が向上する。
【００１９】
また、図５（ａ）は、１本の円柱状の磁石を用いた場合（比較例）、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す磁石と同じ総体積で２つの板状磁石とした場合を示している。図５（ａ）に示すように、円柱状の磁石５１の断面における半径をｄ、高さをｈとすると、その体積はπｄ２ｈ、周面（上底と下底を除く）の表面積は２πｄｈである。
【００２０】
これに対し、図５（ｂ）に示すように、磁石５１と同じ総体積の板状磁石５ａ、５ｂの表面積を求める。板状磁石５ａ、５ｂの短辺の長さをｗ、高さをｈとするとき、長辺の長さはπｄ２ｈ／２ｈｗ＝πｄ２／２ｗである。すなわち１つの板状磁石５ａの側面の表面積は、（πｄ２／ｗ＋２ｗ）ｈであるから、２つの板状磁石５ａ、５ｂの表面積の合計は２πｄ２ｈ／ｗ＋４ｗｈである。
【００２１】
従って、短辺の長さｗが円柱状の磁石５１の半径ｄより小さい場合には、磁力線を発する表面積の合計が円柱状の磁石５１より大きくなり、磁石の体積を増やすことなく鉄系異物の捕獲効率が向上する。ただし、短辺の長さｗが磁石の半径ｄより僅かに大きくても、表面積の合計が円柱状の磁石５１より大きくなる場合がある。
【００２２】
本実施の形態１に係る濾過装置によれば、ストレーナーメッシュ保持部１ｃの内部に、細長い略長方形の主面を有する２枚の板状磁石５ａ、５ｂを、循環水の流動方向に対して主面が略平行となるように設置し、各板状磁石５ａ、５ｂのＳ極の主面とＮ極の主面を対向させたので、同一体積の１本の角柱状あるいは円柱状の磁石を用いた場合よりも、循環水の流動方向に対して交差する方向に発生する磁力線の密度が密であり、鉄系異物の捕獲効率が向上する。
【００２３】
また、板状磁石５ａ、５ｂの主面を循環水の流動方向に対して略平行に配置していること、２枚の板状磁石５ａ、５ｂを用いた場合、１本の角柱状あるいは円柱状の磁石を用いた場合と同等の鉄系異物捕獲効率を得るために必要な磁石の体積が小さいことから、循環水の流れを阻害しにくく、圧力損失の増加が抑制される。また、従来と比較して体積の小さい磁石で同等の鉄系異物捕獲効率が得られることから水循環回路の設計が容易となる。以上のことから、本実施の形態１によれば、循環水の鉄系異物を効率良く捕獲すると共に、圧力損失の増加を抑制することが可能な濾過装置が得られる。
【００２４】
実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２に係る濾過装置の構成を示す断面図であり、図７は、図６中B-B’で示す部分における断面図である。なお、図６中、図１と同一、相当部分には同一符号を付している。本実施の形態２に係る濾過装置は、ストレーナーメッシュ２の内側に設置した２枚の板状磁石５ｃ、５ｄの長辺側の両端面を、ストレーナーメッシュ２に当接させたものである。それ以外の構成については、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００２５】
本実施の形態２では、各板状磁石５ｃ、５ｄは、図７に示すように、長辺側の両端面がストレーナーメッシュ２に接触するように設置されている。従って、上記実施の形態１よりも、磁石の表面積が大きいものとなっている。これにより、ストレーナーメッシュ２内側のほぼ全領域において均等な磁力密度を確保することが可能となり、特に、ストレーナーメッシュ２の外周部における鉄系異物の捕獲効率が向上する。
【００２６】
本実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様の効果に加え、２枚の板状磁石５ｃ、５ｄの長辺側の両端面をストレーナーメッシュ２に当接させることにより、鉄系異物の捕獲効率がさらに向上する。
【００２７】
実施の形態３．
図８は、本発明の実施の形態３に係る濾過装置の構成を示す断面図であり、図９は、図８中C-C’部で示す部分における断面図である。なお、図８中、図１と同一、相当部分には同一符号を付している。本実施の形態３に係る濾過装置は、非磁性材料からなるストレーナーメッシュ２ａを用い、板状磁石５ｅ、５ｆを、ストレーナーメッシュ２ａの外側に設置したものである。それ以外の構成については、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００２８】
従来の一般的なストレーナーメッシュは、磁性材料であるステンレス系の材料で構成されていたため、磁石により磁化され、ストレーナーメッシュ自体に鉄系異物が付着し、メッシュの目を閉塞させ、圧力損失を増大させるという問題があった。このため、磁性材料からなるストレーナーメッシュ２を用いる場合には、ストレーナーメッシュ２の目詰まりを抑制するために、ストレーナーメッシュ２の内側に鉄系異物捕獲用の磁石を設置していた。
【００２９】
一方、本実施の形態３では、図９に示すように、ストレーナーメッシュ２ａを非磁性材料で構成し、鉄系異物捕獲用の板状磁石５ｅ、５ｆを、ストレーナーメッシュ２ａの外側に設置している。非磁性材料からなるストレーナーメッシュ２ａは磁化されないため、メッシュサイズより小さい鉄系異物によりメッシュが目詰まりすることはない。従って、板状磁石５ｅ、５ｆをストレーナーメッシュ２ａの外側に配置することが可能となり、内側に配置した場合よりも循環水の流れを阻害しにくい。
【００３０】
なお、本実施の形態３におけるストレーナーメッシュ２ａを構成する非磁性材料は、特に限定するものではなく、耐腐食性やコスト面を考慮して選択すれば良い。ステンレス系の非磁性材料もあるが、磁化されず磁界の影響を受けない材料であれば、必ずしも金属材料に限定されるものではない。
【００３１】
本実施の形態３によれば、上記実施の形態１と同様の効果に加え、ストレーナーメッシュ２ａを非磁性材料で構成し、板状磁石５ｅ、５ｆをストレーナーメッシュ２ａの外側に設置することにより、圧力損失をさらに低減する効果が得られる。また、ストレーナーメッシュ２ａに鉄系異物が付着しないため、ストレーナーメッシュ２ａのメンテナンスの頻度を少なくすることが可能である。
【００３２】
実施の形態４．
図１０は、本発明の実施の形態４に係る濾過装置の構成を示す断面図であり、図１１は、図１０中D-D’部で示す部分における断面図である。なお、図１０中、図１と同一、相当部分には同一符号を付している。本実施の形態４に係る濾過装置は、非磁性材料からなるストレーナーメッシュ２ｂを用い、板状磁石５ｇ、５ｈを、ストレーナーメッシュ２ｂと一体化したものである。それ以外の構成については、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００３３】
本実施の形態４では、ストレーナーメッシュ２ｂを非磁性材料で構成しているので、ストレーナーメッシュ２ｂが磁化されず、メッシュ自体に鉄系異物が付着して目詰まりすることがない。また、鉄系異物捕獲用の板状磁石５ｇ、５ｈをストレーナーメッシュ２ｂと一体形成しているので、上記実施の形態３よりもさらに循環水の流れを阻害しにくい。また、円筒状のストレーナーメッシュ２ｂの径を、上記実施の形態３よりも大きくすることが可能となり、鉄系異物以外の異物についても捕獲効率を向上させることができる。
【００３４】
本実施の形態４によれば、上記実施の形態３と同様の効果に加え、板状磁石５ｇ、５ｈをストレーナーメッシュ２ｂと一体化することにより、圧力損失をさらに低減する効果が得られる。
【００３５】
実施の形態５．
図１２は、本発明の実施の形態５に係る濾過装置におけるストレーナーメッシュ保持部の断面図である。上記実施の形態１〜実施の形態４では、ストレーナーメッシュ保持部１ｃに二枚の板状磁石を設置したが、本実施の形態５では、３枚の板状磁石５ａ、５ｂ、５ｉをストレーナーメッシュ２の内側に設置した例について説明する。それ以外の構成については、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００３６】
本実施の形態５においても、図１２に示すように、各板状磁石５ａ、５ｂ、５ｉのＳ極の主面とＮ極の主面を対向させることにより、循環水の流動方向に対して交差する方向に磁力線を発生させている。３枚の板状磁石５ａ、５ｂ、５ｉを設置することにより、上記実施の形態１と比較して圧力損失は増加すると考えられるが、循環水の流動方向に対して交差する方向に発生する磁力線の密度が非常に密になり、鉄系異物の捕獲効率がさらに向上する効果が得られる。
【００３７】
なお、上記実施の形態１〜実施の形態５においては、円筒状のストレーナーメッシュを用いているが、ストレーナーメッシュの形状はこれに限定されるものではなく、四角形状やその他の多角形状でも同様の効果が得られる。また、板状磁石として長方形の主面を有するものを例に挙げて説明したが、板状磁石の形状は細長い略長方形であれば良く、様々な変形が可能である。さらに、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、給湯暖房機の温水循環回路中に設けられる濾過装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  胴体部、１ａ  流入口、１ｂ  流出口、１ｃ  ストレーナーメッシュ保持部、２、２ａ、２ｂ  ストレーナーメッシュ、３  蓋体、４  シール材、
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈ、５ｉ  板状磁石、
５０、５１  磁石。
【図１】
2014138912.tif 000003
【図２】
2014138912.tif 000004
【図３】
2014138912.tif 000005
【図４】
2014138912.tif 000006
【図５】
2014138912.tif 000007
【図６】
2014138912.tif 000008
【図７】
2014138912.tif 000009
【図８】
2014138912.tif 000010
【図９】
2014138912.tif 000011
【図１０】
2014138912.tif 000012
【図１１】
2014138912.tif 000013
【図１２】
2014138912.tif 000014