(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端に上側の開口部が形成され、下端に下側の開口部が形成され、内部には多数の磁性体が収納された筒体を有し、この筒体の外周に設けられた励磁コイルに通電し、前記磁性体を励磁する励磁工程と、
励磁と同時または励磁後、前記下側の開口部から筒体内に磁性異物が混入された液体を供給し、前記励磁された磁性体に磁性異物を磁着させた後、前記上側の開口部から処理済みの液体を排出する磁着工程と、
磁着後、前記液体の供給を止めた後、前記筒体内の液体を下側の開口部から排出する排液工程と、
排液後、前記磁性体を消磁し、前記上側の開口部から筒体内に洗浄液を供給して磁性体に付着した磁性異物を洗い落とし、洗浄後の洗浄液を前記下側の開口部から排出する洗浄工程と、
洗浄後の洗浄液から、磁力により、該洗浄液に含まれる磁性異物を移送部材の外周面に吸着する吸着移送工程と、
該移送部材により移送されて、磁性異物が飛移部材の外周面に接近した飛移位置に達した時、前記移送部材と飛移部材との間の磁気勾配により、磁性異物を飛び移らせて飛移部材の外周面に吸着する飛移工程と、
該飛移部材により磁性異物を離脱位置に移送し、この磁性異物を飛移部材の外周面から離脱させる離脱工程とを備えた液体からの磁性異物の除去方法。
【請求項２】
前記排液工程における前記筒体内の液体の排出と、前記洗浄工程における洗浄後の洗浄液の排出とを、前記筒体内に供給された圧縮空気により行う請求項１に記載の液体からの磁性異物の除去方法。
【請求項３】
前記洗浄工程では、前記筒体を振動させながら各磁性体に磁着した磁性異物を洗浄する請求項１または請求項２に記載の液体からの磁性異物の除去方法。
【請求項４】
上端に上側の開口部が形成され、下端に下側の開口部が形成された筒体と、
該筒体の内部に収納される多数の磁性体と、
前記筒体の外周に設けられ、前記筒体内の磁性体を励磁する励磁コイルと、
前記筒体内に、前記下側の開口部から磁性異物が混入された液体を供給し、前記励磁コイルによる励磁により磁性異物が磁性体に磁着して除去された処理済みの液体を、前記上側の開口部から排出する液体供給手段と、
前記上側の開口部から排出された処理済みの液体を外部に排出する処理液排出手段と、
前記筒体内に残留した液体を下側の開口部から排出する液体排出手段と、
前記筒体内に、前記上側の開口部から洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
洗浄後の洗浄液が供給される磁力選別位置で、該洗浄後の洗浄液に含まれる磁性異物を、磁力により、その外周面に吸着するとともに、この吸着された磁性異物を磁力選別位置から飛移位置まで移送可能な移送部材と、
該移送部材によって磁性異物が飛移位置に達した時、前記移送部材との間の磁気勾配により、この磁性異物が移送部材の外周面からその外周面に飛び移り、吸着される飛移部材とを備え、
該飛移部材は、その外周面に吸着した磁性異物を飛び移り吸着位置からこれとは別の離脱位置に移送してその外周面から離脱可能とした液体からの磁性異物の除去装置。
【請求項５】
前記筒体内の液体の排出と、前記筒体内からの洗浄後の洗浄液の排出とは、圧縮空気発生手段から前記筒体内に供給された圧縮空気により行う請求項４に記載の液体からの磁性異物の除去装置。
【請求項６】
前記筒体には、各磁性体の洗浄時に筒体を振動させる振動手段が設けられた請求項４または請求項５に記載の液体からの磁性異物の除去装置。
【請求項７】
前記移送部材および飛移部材は、
磁性異物が外周面に載置される非磁性体製の円筒ドラムと、該円筒ドラムを周方向に回転させる回転手段と、前記円筒ドラムの内部空間のうち、前記磁力選別位置と対向する部分に、前記円筒ドラムの周方向の位置が固定された永久磁石とをそれぞれ有し、
前記飛移部材の円筒ドラムの外周面に作用する磁力の方が、前記移送部材の円筒ドラムの外周面に作用する磁力より大きい請求項４〜請求項６のうち、何れか１項に記載の液体からの磁性異物の除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は液体からの磁性異物の除去方法およびその装置、詳しくは磁化された磁性体を利用し、液体に混入された磁性異物を除去する液体からの磁性異物の除去方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、液体からの磁性異物の除去方法として、特許文献１が知られている。
特許文献１の除去方法によれば、まず外周面に励磁コイルが巻回された筒体内に多数の磁性球体を充填する。次に、金属加工機械の廃油等を上側の開口部から筒体内に供給し、その後、励磁コイルに通電して磁性球体を磁化する。これにより、廃油等に含まれる切り屑などの磁性異物が磁性球体に吸着される。
廃油等の供給を所定期間継続すると、磁性球体への磁性異物の付着量が過剰となり、磁性球体の磁性異物に対する吸着効率が低下する。この場合には油等の供給をいったん停止し、筒体の上側の開口部から空気を供給し、筒体内の廃油等を下側の開口部から排出する。【０００３】  次に、励磁コイルへの通電を断って消磁し、筒体の下側の開口部から洗浄液（有機用剤）を供給する。このとき、予め筒体内に挿入された攪拌棒を振動させる。その結果、磁性体に付着した磁性異物が振動により払い落とされながら、洗浄液により筒体の上側の開口部から排出される。
【特許文献１】日本国特開平５−２１２３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、特許文献１の液体からの磁性異物の除去方法においては、以下の問題点があった。
（１）廃油等は、上側の開口部から筒体内に供給されていた。そのため、磁性球体が入った筒体内での廃油等の滞留時間が短くなり過ぎていた。その結果、廃油等に混入された磁性異物が、磁化された磁性球体に十分に磁着されないまま、筒体の下側の開口部を通って排出されていた。
（２）また、廃油等を上側の開口部から筒体内に供給していたので、大半の磁性異物は、筒体の上部内に存在する磁性球体に磁着される。そのため、磁性球体が消磁される洗浄時、下側の開口部から供給された洗浄液によって、筒体上部の磁性球体に付着した多量の磁性異物が自重により落ちる。その結果、筒体の全域に磁性異物が分散され、洗浄効率が低下していた。【０００５】（３）さらに、従来、使用後の洗浄液は、ドラム型の磁力選別機により洗浄液中から磁性異物だけが吸着され、回収されていた。具体的には、磁力選別機として、円筒ドラムの下部が、使用済み洗浄液の貯液槽の液面下に配置されたものを採用し、この磁力選別機を用いて、磁力により、円筒ドラムの外周面に磁性異物を吸着後、スクレーパにより、円筒ドラムの外周面から磁性異物を掻き落としていた。
しかしながら、円筒ドラムの下部が使用後の洗浄液に浸漬されているため、多量の洗浄液が磁性異物とともに、スクレーパにより掻き落とされていた。その結果、洗浄液の回収量が低減し、廃棄物量が増大していた。【０００６】  そこで、この発明は、筒体内での液体の滞留時間を長くすることができ、これにより液体に混入された磁性異物の除去効率を高めることができ、また磁性体の洗浄効率も高めることができ、しかも洗浄液の回収量の増大と、廃棄物量の削減とを同時に図ることができる液体からの磁性異物の除去方法およびその装置を提供することを目的とする。
また、この発明は、筒体からの液体および洗浄後の洗浄液の排出時間を短縮することができる液体からの磁性異物の除去方法およびその装置を提供することを目的としている。さらに、この発明は、磁性体に付着した磁性異物を効果的に除去することができる液体からの磁性異物の除去方法およびその装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、上端に上側の開口部が形成され、下端に下側の開口部が形成され、内部には多数の磁性体が収納された筒体を有し、この筒体の外周に設けられた励磁コイルに通電し、前記磁性体を励磁する励磁工程と、励磁と同時または励磁後、前記下側の開口部から筒体内に磁性異物が混入された液体を供給し、前記励磁された磁性体に磁性異物を磁着させた後、前記上側の開口部から処理済みの液体を排出する磁着工程と、磁着後、前記液体の供給を止めた後、前記筒体内の液体を下側の開口部から排出する排液工程と、排液後、前記磁性体を消磁し、前記上側の開口部から筒体内に洗浄液を供給して磁性体に付着した磁性異物を洗い落とし、洗浄後の洗浄液を前記下側の開口部から排出する洗浄工程と、洗浄後の洗浄液から、磁力により、該洗浄液に含まれる磁性異物を移送部材の外周面に吸着する吸着移送工程と、該移送部材により移送されて、磁性異物が飛移部材の外周面に接近した飛移位置に達した時、前記移送部材と飛移部材との間の磁気勾配により、磁性異物を飛び移らせて飛移部材の外周面に吸着する飛移工程と、該飛移部材により磁性異物を離脱位置に移送し、この磁性異物を飛移部材の外周面から離脱させる離脱工程とを備えた液体からの磁性異物の除去方法である。
【０００８】  請求項１に記載の発明によれば、励磁コイルにより筒体内の各磁性体を励磁し、この状態を維持して、下側の開口部から筒体内に磁性異物が混入された液体を供給する。これにより、従来の上側の開口部から液体を供給する場合に比べて、液体の筒体内での滞留時間が長くなる。その結果、液体中の磁性異物が各磁性体に磁着される量も増大し、磁性体の除去効率が高まる。
洗浄時には、液体の供給を止め、筒体内の液体を下側の開口部から排出する。その後、励磁コイルへの通電を止めて磁性体を消磁する。この状態のまま、上側の開口部から筒体内に洗浄液を供給し、磁性体に付着した磁性異物を下側の開口部から洗い落とす。【０００９】  このように、下側の開口部から液体を供給するので、前述したように従来に比べて液体が長時間、筒体内に滞留する。そのため、筒体の上部に存在する磁性体に磁性異物が偏って吸着されるおそれが解消される。よって、筒体内の全ての磁性体に略均一に磁性異物を磁着させることができる。これにより、洗浄液を上側の開口部から筒体内に供給するだけで、処理済みの磁性異物は、洗浄液とともに効率良く下側の開口部から排出される。このとき、磁性異物の自重は、従来とは反対に磁性異物の排出に貢献することになる。以上のことから、磁性体の洗浄効率を高めることができる。【００１０】  また、洗浄後は、使用済みの洗浄液に含まれる磁性異物が、磁力により、移送部材の外周面に吸着される。その後、磁性異物は、移送部材により飛移位置に達し、ここで、移送部材と飛移部材との間の磁気勾配により、洗浄後の洗浄液の中から磁性異物が飛移部材の外周面に飛び移り、吸着される。すなわち、移送部材の外周面には洗浄液が残り、飛移部材の外周面には、洗浄液の付着量が少ない磁性異物だけが付着する。これにより、洗浄液は、のちに移送部材から回収することでその回収量が従来に比べて増大される。しかも、離脱工程では、従来のように多量の洗浄液が付着した磁性異物を廃棄するのではなく、洗浄液の付着量が少ない磁性異物を廃棄するため、廃棄物の廃棄量を削減することができる。このように、洗浄液の回収量の増大と廃棄物量の削減とを、同時に図ることができる。【００１１】  筒体の素材、大きさは限定されない。ただし、筒体の素材は、その外周に励磁コイルが設けられるので、ステンレス、アルミニウムなどの非磁性の素材が好ましい。
筒体の形状は、筒体の上端と下端とにそれぞれ開口部が形成されていれば限定されない。例えば平面視して円形、楕円形、三角形以上の多角形などが挙げられる。
磁性体の素材としては、例えば鉄、ニッケル、コバルトおよびこれらの合金を採用することができる。
また、磁性体の形状は限定されない。例えば、球形、４面体以上の多面体などが挙げられる。磁性体が球形の場合、その直径は限定されない。処理される液体の種類によっても異なるが、例えば３．２〜３２ｍｍである。磁性体は、筒体内に密に充填しても、一定の隙間が生じるように粗く収納してもよい。磁性体が収納される筒体内の領域は、磁気回路を構成するような領域である。
処理される液体としては、例えば水、油を乳化させた水（圧延油）、水酸化ナトリウムを含む水、油（金属加工機械からの廃油を含む）などを採用することができる。処理された液体の筒体内からの排出は、例えば上側の開口部から行うことができる。その他、筒体の上部または中間部に排出管を設け、ここから排出してもよい。さらには、液体の筒体内への供給を一旦停止し、バッチ式のように下側の開口部から排出してもよい。【００１２】  液体に混入される磁性異物としては、例えば金属加工機械から排出された切り屑などが挙げられる。素材としては、前記磁性体の素材と同じものが挙げられる。
洗浄液としては、例えば第２石油類、第３石油類などの石油系洗浄油、アルコール等の有機溶剤、アルカリ溶液またはこれらの少なくとも１つと温湯との混合液などが挙げられる。例えば、有機溶剤の洗浄液により磁性体を洗浄すると、有機溶剤が磁性体に付着した油分を溶解し、磁性体に付着した磁性異物の除去率が高まる。
洗浄液は圧縮空気とともに筒体内に吹き込んでもよい。これにより、筒体に収納された多数の磁性体の隙間に万遍なく洗浄液が浸透し、磁性体の洗浄効果がさらに高まる。圧縮空気の圧力は０．５ｋｇ／ｃｍ２以上が好ましい。
洗浄済みの洗浄液は、混入されている磁性異物を分離した後、液分だけ抽出すれば再使用してもよい。【００１３】  移送部材および飛移部材による磁性異物の移送は、移送部材および飛移部材を転して移動しても、直線的に移動しても、または曲線的に移動することで達成してもよい。
移送部材の外周面および飛移部材の外周面に、磁力により、磁性異物を吸着する手段は限定されない。例えば、ローラ式磁力選別手段、ドラム式磁力選別手段を採用することができる。その他、各種のマグネットコンベアなどを採用することができる。
ローラ式磁力選別手段とは、回転軸を中心にして回転する回転ドラムと、回転ドラムに収納され、回転ドラムの軸線に直交する断面形状が略Ｃ字形状の固定磁板とを備えたものである。ドラム式磁力選別手段における移送部材は、回転ドラムとなる。
磁力選別に使用される磁石としては、永久磁石を採用することができる。磁石のＮ極の面およびＳ極の面の磁束密度は、例えば１０００Ｇ（０．１テスラ）以上である。【００１４】  請求項２に記載の発明は、前記排液工程における前記筒体内の液体の排出と、前記洗浄工程における洗浄後の洗浄液の排出とを、前記筒体内に供給された圧縮空気により行う請求項１に記載の液体からの磁性異物の除去方法である。【００１５】  請求項２に記載の発明によれば、排液工程での液体の排出と、洗浄工程での洗浄後の洗浄液の排出とを、圧縮空気を筒体内に供給（エアブロー）してそれぞれ強制的に行う。これにより、筒体からの液体および洗浄後の洗浄液の排出時間を短縮することができる。
圧縮空気の供給量は０．３ｋｇ／ｃｍ２以上、好ましくは０．５〜３．０ｋｇ／ｃｍ２である。０．３ｋｇ／ｃｍ２未満では筒体内からの液体の排出時問および洗浄後の洗浄液の排出時間が長くなる。【００１６】  請求項３に記載の発明は、前記洗浄工程では、前記筒体を振動させながら各磁性体に磁着した磁性異物を洗浄する請求項１または請求項２に記載の液体からの磁性異物の除去方法である。【００１７】  請求項３に記載の発明によれば、洗浄工程において、筒体の振動に伴って各磁性体を振動させながら洗浄する。これにより、磁性体に付着した磁性異物を効果的に除去することができる。
筒体を振動させる方法は限定されない。例えば、筒体にバイブレータを取り付けてもよい。その他、超音波振動という方法も採用することができる。【００１８】
請求項４に記載の発明は、上端に上側の開口部が形成され、下端に下側の開口部が形成された筒体と、該筒体の内部に収納される多数の磁性体と、前記筒体の外周に設けられ、前記筒体内の磁性体を励磁する励磁コイルと、前記筒体内に、前記下側の開口部から磁性異物が混入された液体を供給し、前記励磁コイルによる励磁により磁性異物が磁性体に磁着して除去された処理済みの液体を、前記上側の開口部から排出する液体供給手段と、前記上側の開口部から排出された処理済みの液体を外部に排出する処理液排出手段と、前記筒体内に残留した液体を下側の開口部から排出する液体排出手段と、前記筒体内に、前記上側の開口部から洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、洗浄後の洗浄液が供給される磁力選別位置で、該洗浄後の洗浄液に含まれる磁性異物を、磁力により、その外周面に吸着するとともに、この吸着された磁性異物を磁力選別位置から飛移位置まで移送可能な移送部材と、該移送部材によって磁性異物が飛移位置に達した時、前記移送部材との間の磁気勾配により、この磁性異物が移送部材の外周面からその外周面に飛び移り、吸着される飛移部材とを備え、該飛移部材は、その外周面に吸着した磁性異物を飛び移り吸着位置からこれとは別の離脱位置に移送してその外周面から離脱可能とした液体からの磁性異物の除去装置である。
【００１９】  請求項４に記載の発明によれば、励磁コイルにより筒体内の各磁性体を励磁し、この状態のまま、液体供給手段により下側の開口部から筒体内に液体を供給する。これにより、筒体内での液体の滞留時間が長くなり、液体中の磁性異物の除去効率が高まる。磁性異物が磁性体に磁着して除去された処理済みの液体は、処理液排出手段により排出される。
洗浄時には液体の供給を止め、かつ磁性体を消磁する。筒体内の液体は、液体排出手段により下側の開口部から消磁前（励磁中）に排出する。次いで、上側の開口部から洗浄液を筒体内に供給し、磁性体に付着した磁性異物を洗い落とす。使用済み（洗浄後）の洗浄液は、下側の開口部から筒体の外部に排出される。【００２０】  このように、液体は下側の開口部から供給されることで、筒体内に、従来に比べて長時間滞留される。そのため、筒体内の全ての磁性体に略均一に磁性異物を付着させることができる。これにより、磁性体を消磁させた後、洗浄液を上側の開口部から筒体内に供給するだけで、処理済みの磁性異物は、洗浄液とともに効率良く下側の開口部から排出される。その結果、磁性体の洗浄効率を高めることができる。【００２１】  また、磁力選別位置では、洗浄後の洗浄液に含まれる磁性異物が、磁力により、移送部材の外周面に吸着される。その後、磁性異物は、移送部材により磁力選別位置から飛移位置まで移送される。そこで、移送部材と飛移部材との間の磁気勾配により、移送部材の外周面に付着した洗浄液の中から磁性異物が、飛移部材の外周面に飛び移り、吸着される。すなわち、移送部材の外周面には洗浄液が残り、飛移部材の外周面には、洗浄液の付着量が少ない磁性異物だけが付着する。これにより、洗浄液は、のちに移送部材から回収することでその回収量が従来に比べて増大される。しかも、離脱工程では、従来のように多量の洗浄液が付着した磁性異物を廃棄するのではなく、洗浄液の付着量が少ない磁性異物を廃棄するため、廃棄物の廃棄量を削減することができる。このように、洗浄液の回収量の増大と、廃棄物の廃棄量（廃棄物量）の削減とを、同時に図ることができる。【００２２】  液体供給手段としては、例えば渦巻ポンプ、ディフューザポンプ、ボリュートポンプ、往復ポンプ、ベーンポンプなどの各種のポンプを採用することができる。
処理液排出手段としては、例えば筒体の上端部に連通された処理済みの液体の排出管などを採用することができる。
液体排出手段としては、例えば筒体の下端部に連通された液体の排出管などを採用することができる。
洗浄液供給手段としては、液体供給手段と同種のポンプなどを採用することができる。【００２３】  請求項５に記載の発明は、前記筒体内の液体の排出と、前記筒体内からの洗浄後の洗浄液の排出とは、圧縮空気発生手段から前記筒体内に供給された圧縮空気により行う請求項４に記載の液体からの磁性異物の除去装置である。【００２４】  請求項５に記載の発明によれば、筒体内からの液体の排出と、筒体内からの洗浄後の洗浄液の排出とを、圧縮空気発生手段により発生した圧縮空気を筒体内に供給することでそれぞれ強制的に行う。これにより、筒体からの液体および洗浄後の洗浄液の排出時間を短縮することができる。
圧縮空気発生手段としては、例えばコンプレッサなどを採用することができる。【００２５】  請求項６に記載の発明は、前記筒体には、各磁性体の洗浄時に筒体を振動させる振動手段が設けられた請求項４または請求項５に記載の液体からの磁性異物の除去装置である。【００２６】  請求項６に記載の発明によれば、各磁性体の洗浄時において、筒体の振動に伴って各磁性体を振動させながら洗浄する。これにより、磁性体に付着した磁性異物を効果的に除去することができる。
振動手段としては、例えばバイブレータ、超音波発生装置などを採用することができる。【００２７】  請求項７に記載の発明は、前記移送部材および飛移部材は、磁性異物が外周面に載置される非磁性体製の円筒ドラムと、該円筒ドラムを周方向に回転させる回転手段と、前記円筒ドラムの内部空間のうち、前記磁力選別位置と対向する部分に、前記円筒ドラムの周方向の位置が固定された永久磁石とをそれぞれ有し、前記飛移部材の円筒ドラムの外周面に作用する磁力の方が、前記移送部材の円筒ドラムの外周面に作用する磁力より大きい請求項４〜請求項６のうち、何れか１項に記載の液体からの磁性異物の除去装置である。【００２８】  請求項７に記載の発明によれば、磁力選別位置では、洗浄後の洗浄液に含まれる磁性異物が、磁力により、移送部材の円筒ドラムの外周面に吸着される。その後、磁性異物は、移送部材の円筒ドラムにより磁力選別位置から飛移位置まで移送される。そこで、移送部材と飛移部材との間の磁気勾配により、移送部材の円筒ドラムの外周面に付着した洗浄液の中から、磁性異物が飛移部材の円筒ドラムの外周面に飛び移り、吸着される。【００２９】  円筒ドラムの素材は、非磁性体であれば限定されない。例えば、オーステナイト系ステンレス鋼などを採用することができる。
円筒ドラムの回転数は、円筒ドラムの外周面上の被選別物に対する磁力の大きさによって異なる。例えば、磁力の調整範囲を３０００〜５０００Ｇとした場合、ドラム回転数は最大１００ｍ／ｍｉｎとなる。１００ｍ／ｍｉｎを超えると、オーステナイト系ステンレス鋼の場合、渦電流損による発熱と、渦電流抵抗損失による電動機電気容量の増大とが発生するおそれがある。
円筒ドラムの外周面のうち、磁力選別位置より下流には、磁力選別後の磁性物を掻き落とすスクレーパを当接させてもよい。【００３０】  永久磁石の素材としては、例えばネオジウム、サマリウムといった希土類金属などを採用することができる。
永久磁石のＮ極の面とＳ極の面との磁束密度は、例えば１０００（０．１テスラ）〜５０００Ｇ（０．５テスラ）である。１０００Ｇ未満では吸着力が不足する。
永久磁石は、少なくとも円筒ドラムの内部空間のうち、磁力選別位置との対向部分に配置されていればよい。例えば、円筒ドラムの外周面上における被選別物の移送路において、被選別物の投下位置から磁力選別位置（またはこれより若干下流）までの全範囲に、永久磁石を配置してもよい。
【発明の効果】
【００３１】  請求項１に記載の液体からの磁性異物の除去方法および請求項４に記載の液体からの磁性異物の除去装置によれば、下側の開口部から液体を筒体内に供給するので、従来に比べて長時間、液体が筒体内に滞留する。その結果、液体中の磁性異物が各磁性体に磁着される量も増加し、磁性体の除去効率が高まる。しかも、液体の供給時、筒体の上部内の磁性体に磁性異物が偏って吸着されるおそれが解消され、筒体内の全ての磁性体に略均一に磁性異物を付着させることができる。そのため、洗浄時には洗浄液を上側の開口部から筒体内に供給するだけで、磁性体から洗い落とされた磁性異物を、洗浄液とともに効率良く下側の開口部から排出することができる。その結果、磁性体の洗浄効率を高めることができる。
また、洗浄後の洗浄液に含まれる磁性異物は、磁力により、移送部材の外周面に吸着された後、移送部材により飛移位置に達し、洗浄液の中から飛移部材の外周面に飛び移って吸着される。その結果、洗浄液の回収量の増大と廃棄物の廃棄量の削減とを、同時に図ることができる。【００３２】  特に、請求項２および請求項５に記載の発明によれば、筒体内からの液体の排出と、筒体内からの洗浄後の洗浄液の排出とを、圧縮空気発生手段により発生した圧縮空気によりそれぞれ強制的に行う。これにより、筒体からの液体の排出時間および洗浄後の洗浄液の排出時間を短縮することができる。【００３３】  また、請求項３および請求項６に記載の発明によれば、各磁性体の洗浄時において、筒体の振動に伴って各磁性体を振動させながら洗浄する。これにより、磁性体に付着した磁性異物を効果的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】［図１］この発明の実施例１に係る液体からの磁性異物の除去装置の概略構成図である。
［図２］この発明の実施例１に係る液体からの磁性異物の除去装置の筒体回りの部分断面図である。
［図３］この発明の実施例１に係る移送部材および飛移部材の一部断面図を含む拡大側面図である。
［図４］この発明の実施例１に係る飛移部材の拡大横断面図である。
［図５］この発明の実施例１に係る飛移部材の拡大縦断面図である。
［図６］この発明の実施例１に係る移送部材と飛移部材とのあいだの磁束密度を表す説明図である。
【符号の説明】
【００３５】１０  液体からの磁性異物の除去装置、
１１  筒体、
１２  磁性球体（磁性体）、
１３  励磁コイル、
１４  スラリーポンプ（液体供給手段）、
１６  供給ポンプ（洗浄液供給手段）、
１７  バイブレータ（振動手段）、
２７  廃油排出パイプ（液体排出手段）、
４１  移送側磁選機（移送部材）、
４２  飛移側磁選機（飛移部材）、
４５  第１の円筒ドラム、
４８  第２の円筒ドラム、
５０  モータ（回転手段）、
５２  永久磁石、
Ａ  圧縮空気発生装置（圧縮空気発生手段）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】  以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００３７】  図１および図２において、１０はこの発明の実施例１に係る液体からの磁性異物の除去装置（以下、除去装置）で、この除去装置１０は、上端に上側の開口部が形成され、下端に下側の開口部が形成されたステンレス製の円筒形状を有する筒体１１と、筒体１１の内部に収納される多数の鋼製の磁性球体１２（磁性体）と、筒体１１の外周に設けられ、筒体１１内の磁性球体１２を励磁する励磁コイル１３と、筒体１１内に、下側の開口部から切り屑（磁性異物）が混入された廃油（液体）を供給するスラリーポンプ（液体供給手段）１４と、筒体１１内から処理済み油を排出する処理済み油排出パイプ３５と、筒体１１内の切り屑を含む廃油を排出する廃油排出パイプ（液体排出手段）２７と、筒体１１内に、上側の開口部から洗浄液を供給する供給ポンプ（洗浄液供給手段）１６と、筒体１１内に圧縮空気を供給する圧縮空気発生装置（圧縮空気発生手段）Ａと、磁性球体１２の洗浄時に筒体１１を振動させるバイブレータ（振動手段）１７と、洗浄後の洗浄液が供給される磁力選別位置で、洗浄後の洗浄液に含まれる磁性異物を、磁力により、その外周面に吸着するとともに、この吸着された磁性異物を磁力選別位置から飛移位置まで移送可能な移送側磁選機（移送部材）４１と、移送側磁選機４１によって磁性異物が飛移位置に達した時、移送側磁選機４１との間の磁気勾配により、この磁性異物が移送側磁選機４１の外周面からその外周面に飛び移り、吸着される飛移側磁選機（飛移部材）４２とを備えている。【００３８】  以下、各構成体を詳細に説明する。
筒体１１は、下端部が下方に向かって徐々に先細り化している。筒体１１の下端部には、磁性球体１２の落下を防ぐ金網１８が展張状態で収納されている。励磁コイル１３は、筒体１１の外周に、筒体１１の長さ方向に向かって所定ピッチで数段配設されている（ただし、１段でも数十段でもよい）。励磁コイル１３には直流電流が供給され、筒体１１内の磁性球体１２を磁化する。励磁コイル１３の側方には、発熱した励磁コイル１３を冷やす冷却ファン１９が設けられている。筒体１１の周壁のうち、各励磁コイル１３の間の部分には、筒体１１内に洗浄液を１０ｋｇ／ｃｍ２で噴射する複数の噴射ノズル２０が配設されている。ただし、各噴射ノズル２０は省略してもよい。
バイブレータ１７は、筒体１１の下端部に装着され、筒体１１の全体を振動させる。なお、バイブレータ１７に代えて、振動発生装置に連結された振動棒を筒体１１内に挿入し、直接、磁性球体１２を振動させてもよい。【００３９】  磁性球体１２の直径は１２．７ｍｍである。磁性球体１２は、筒体１１内に密に充填されている。筒体１１のうち、磁性球体１２が充填される領域は、外周に励磁コイル１３が巻回されて磁気回路を構成する部分である。
筒体１１の下端部には、第１の弁２１とスラリーポンプ１４とを介して、廃油貯留槽２２内の廃油を筒体１１内に供給する廃油パイプ２３が連通されている。廃油パイプ２３の途中には、筒体１１内を洗浄した洗浄液を排出する洗浄液排出パイプ２５と、筒体１１内に残留した廃油を排出する前記廃油排出パイプ２７とがそれぞれ連通されている。
洗浄液排出パイプ２５には第２の弁２４が設けられ、廃油排出パイプ２７には第３の弁２６が設けられている。また、洗浄液排出パイプ２５の下流側の端部は、前記移送側磁選機４１の直下に設けられた洗浄液貯留槽５９の液面上に配置されている。【００４０】  筒体１１の上端部には、第４の弁２８および供給ポンプ１６を介して、洗浄液貯留槽５９内の洗浄液を筒体１１内に供給する洗浄液供給パイプ３０と、圧縮空気発生装置Ａにより発生した圧縮空気を第５の弁３１および逆止弁３２を介して筒体１１内に供給する圧縮空気供給パイプ３３と、筒体１１内で切り屑が除去された処理済み油を、第６の弁３４を介して外部に排出する処理済み油排出パイプ３５が連通されている。洗浄液供給パイプ３０の上流側の端部は、洗浄液貯留槽５９の液面下に配置されている。【００４１】  次に、図３〜図６を参照して、移送側磁選機４１および飛移側磁選機４２の構成を詳細に説明する。まず、移送側磁選機４１を説明する。
図３に示すように、移送側磁選機４１は、図示しない駆動源によって中央の固定軸４１ａを中心にして回転駆動される第１の円筒ドラム４５の内側において、略４分の３周（図３において略Ｃ字形状）に複数の第１の磁石４４が磁石取付け盤４３を介して固定配置されている。
飛移側磁選機４２は、第１の円筒ドラム４５とのあいだに隙間４６を開け、固定軸４７を介して、第１の円筒ドラム４５と軸線を平行にして配置された第２の円筒ドラム４８と、駆動ベルト４９を介して、第２の円筒ドラム４８を駆動する駆動源の一例であるモータ５０とを有する。図３〜図５に示すように、第２の円筒ドラム４８は、第１の円筒ドラム４５とは反対方向に回転駆動される。第２の円筒ドラム４８の内部には、磁石取付け盤５１を介して、２つの第２の磁石５２がそれぞれ固定状態で配置されている。各第２の磁石５２は、第１の磁石４４の磁力により、第１の円筒ドラム４５に吸着された状態で移動している切り屑（磁着物）を、第１の磁石４４群の終端付近で吸着する。この終端位置は、第１の円筒ドラム４５の上方である。【００４２】  以下、飛移側磁選機４２を詳細に説明する。
固定軸４７は、両側を図示しない固定軸受によって支持され、第２の磁石５２の取付け角度が調整できるように設けられている。第２の磁石５２は、軸方向に複数の単位磁石が磁石取付け盤５１に並べて固定され（図４および図５）、円周方向に隣り合う磁石がＮ極、Ｓ極と交互になるように円弧状に配置されている。磁石の材質は任意であるが、本実施の形態では、希土類磁石のネオジウム系磁石を使用している。第１の円筒ドラム４５の構造も任意である。ただし、各第１の磁石４４を構成する軸方向に隣り合う単位磁石はＮ極、Ｓ極、Ｎ極・・・と交互になるように配置されている。また、第１の磁石４４群の始端位置の外方には、使用済みの洗浄液を、第１の円筒ドラム４５の外周面に供給するシュータ５８が設けられている（図３）。また、第１の円筒ドラム４５の外周面には、その周方向に向かって等間隔で複数個、ドラム軸線と平行な突条の掻き寄せ部材６０が配設されている。各掻き寄せ部材６０は、ステンレス製で、溶接などにより第１の円筒ドラム４５に固着されている。第２の円筒ドラム４８の外周面にも、同様に掻き寄せ部材６０が溶接されている。【００４３】  第２の円筒ドラム４８は、ＳＵＳ３０４などのステンレス製で、側板５３、５４の中央には固定軸４７を通す孔がそれぞれ形成されている。第２の円筒ドラム４８は、防塵型の軸受５３ａ、５４ａを介して、固定軸４７に装着されている。Ｖプーリ５７は、第２の円筒ドラム４８と軸心を同一とし、側板５３にパイプ５３ｂを介して取付けられている。Ｖプーリ５７は、駆動ベルト４９によりモータ５０の出力軸に固着されたプーリに連結されている。モータ５０の回転力は、駆動ベルト４９を介して第２の円筒ドラム４８に伝達される。なお、他の動力伝達手段としては、例えばスプロケットとチェーンとの組み合わせを採用することができる。【００４４】  第２の円筒ドラム４８の外周面のうち、隙間４６とは反対側付近の端部には、スクレーパ７０の先端部が押し当てられている。これにより、第２の円筒ドラム４８の外周面に付着した切り屑を、スクレーパ７０により剥ぎ落とすことができる。
また、第１の円筒ドラム４５の駆動方式としては、図示しないものの、例えば第２の円筒ドラム４８と同様にモータ、駆動ベルト、Ｖプーリの組み合わせを採用することができる。第１、第２の円筒ドラム４５、１８は、Ｖプーリで減速比を調整し、同一のモータを駆動源としてもよい。
第２の円筒ドラム４８の内部には、図５に示すように、予備の磁石取り付け盤６１が配設されている。これにより、磁石取り付け盤６１に磁石５２を追加して取り付け角度の調整を行うことができる。【００４５】  次に、図１および図２に示すように、除去装置１０を採用した廃油からの切り屑の除去方法を説明する。
まず、冷却ファン１９を作動し、この状態のまま、励磁コイル１３により筒体１１内の磁性球体１２を励磁する。よって、励磁コイル１３は電磁石となる。
次いで、第１の弁２１と第６の弁３４を開く。これにより、スラリーポンプ１４によって導出された廃油貯留槽２２内の廃油（切り屑を含む）が、廃油パイプ２３を通して、下方から徐々に筒体１１内に供給される。その結果、廃油は連続して筒体１１内を上方へ移動する。この途中、廃油に含まれる切り屑は、磁化された多数の磁性球体１２にそれぞれ磁着される。こうして切り屑が除去された処理済み油が、筒体１１の上端部から処理済み油排出パイプ３５を通って外部に排出される。【００４６】  一定の期間運転を継続すると、多量の切り屑等が各磁性球体１２に磁着する。この場合、第１の弁２１および第６の弁３４を閉じて廃油の供給を停止する。その後、第３の弁２６および第５の弁３１を開き、圧縮空気発生装置Ａにより発生した圧縮空気を、圧縮空気供給パイプ３３を通して上方から筒体１１内に供給する（エアーブロー）。これにより、筒体１１内に残留した廃油が、筒体１１の下部から廃油排出パイプ２７を通して外部に排出される。なお、前記エアーブローの前に弁２８ａを開き、温水を筒体１１の上部から筒体１１内に供給し、廃油パイプ２７から排出される残留廃油の量を増加させることもできる。
所定の時間が経過した後、第３の弁２６および第５の弁３１を閉じ、圧縮空気発生装置Ａからの圧縮空気の圧送を中止する。ここで、残留液を処理済み油として使用することも可能である。しかしながら、残留液には鉄分等が多くなる傾向にあるので、特別な場合で磁性異物の混入を極力防止するには、この残留液を使用済み油として使用せず、廃油貯留槽２２に戻して再び磁選を行うようにした方が好ましい。【００４７】  その後、励磁コイル１３に瞬間的に所定の大きさの電流を流して逆励磁し、消磁する。次に、バイブレータ１７により筒体１１に振動を与え、筒体１１内で磁性球体１２を攪拌する。しかも、第２の弁２４および第４の弁２８を開き、供給ポンプ１６を作動し、洗浄液貯留槽５９から洗浄液供給パイプ３０を経て、洗浄液を筒体１１内に供給する。このとき、図示しない複数の噴射ポンプを作動し、洗浄液の一部を、筒体１１の周壁に配設された複数の噴射ノズル２０から筒体１１内に噴射するようにしてもよい。その際には、圧縮空気発生装置Ａを作動し、図示しないパイプを通して１ｋｇ／ｃｍ２以上の圧縮空気とともに洗浄液を噴射する。噴射ノズル２０から噴射された洗浄液は、磁性球体１２間に満遍なく浸透し、磁性球体１２に付着した切り屑を含む油分を、超音波の作用も伴って溶解し、脱離させる。【００４８】  上方から筒体１１内に流入された洗浄液は、筒体１１内の切り屑および油分を、筒体１１の下部から外へ押し出す。押し出された使用済み洗浄液は、洗浄液排出パイプ２５を通して、移送側磁選機４１のシュータ５８に供給される。
一方、磁性球体１２は、バイブレータ１７による筒体１１の振動によって攪拌され、多数の磁性球体１２が回転、衝突して相互に接触する。これにより、噴射ノズル２０から噴射された洗浄液を、磁性球体１２の表面全域で受けることができる。そのため、磁性球体１２に付着した油分および切り屑が完全に除去される。その後、所定の時間を経過することで、略完全に筒体１１内の切り屑は除去される。【００４９】  次に、図３〜図６を参照して、移送側磁選機４１および飛移側磁選機４２の作用を説明する。
まず、図示しない駆動源により第１の円筒ドラム４５を回転させる。第１の円筒ドラム４５の回転速度は任意であるが、ここでは５ｍ／ｍｉｎ程度としている。なお、第２の円筒ドラム４８の回転速度は、第１の円筒ドラム４５の回転速度の１／４〜３倍、ここでは５ｍ／ｍｉｎとしている。【００５０】  図３に示すように、シュータ５８を通って第１の円筒ドラム４５の円周面に供給される使用済み洗浄液のうち、切り屑は第１の磁石４４の磁力により、第１の円筒ドラム４５の表面に吸着される。切り屑は、第１の円筒ドラム４５に吸着されたまま回転し、複数配置された第１の磁石４４群の回転方向の終端付近で第１の円筒ドラム４５の表面を滑りながら滞留している。このとき、軸線方向に隣り合う第１の磁石４４はＮ極、Ｓ極と交互になるように配置されている。そのため、切り屑は、これに合わせて滑らかに回転する。
第１の磁石４４群の回転方向の終端付近で滞留している切り屑は、掻き寄せ部材６０によって掻き寄せられ、一定量ごとに集められる。【００５１】  次に、飛移側磁選機４２により、第１の円筒ドラム４５から第２の円筒ドラム４８に切り屑が移動する経過を、図６を用いて説明する。
図６中の数値は、第１の円筒ドラム４５と第２の円筒ドラム４８のあいだの隙間４６の各測定点において、磁束密度を測定した数値で、単位はガウス（Ｇａｕｓｓ）である。縦横方向に格子状に区切った区画の上部に記入されたアルファベットＤ〜Ｍ列と、右側に縦に並んだ１〜１６行で、座標を表している。例えば（Ｍ、１）の点の磁束密度は３０ガウスである。【００５２】  第１の円筒ドラム４５の表面に吸着され、回転して移動する切り屑は、（Ｌ、１６）付近から上方向に向かって移動する。このとき、磁束密度の変化は、２２００ガウスから徐々に低下する。次に、横方向の磁束密度の変化を比較すると、１６行の（Ｉ、１６）〜（Ｍ、１６）の範囲では、９００〜２２００ガウスで図６の右側の方が大きいが、１０行の範囲では、２９００〜９００ガウスで図６の左側の方が大きくなっている。そして、９〜６行では、図６の左側と右側の磁束密度の差は、さらに広がっている。つまり、（Ｌ、１６）付近から掻き寄せ部材６０により上方向に運ばれた切り屑は、（Ｌ、１０）付近まで運ばれたときから、徐々に図６左側の第２の円筒ドラム４８に引き寄せられ、最終的には第２の円筒ドラム４８の表面に向かって飛移するのである。【００５３】  このとき、両ドラム４５、４８のあいだの隙間４６は、掻き寄せ部材６０を挟み込まない１５〜５０ｍｍであればよい。切り屑が隙間４６を移動するとき、切り屑の表面に付着したほとんどの使用済み洗浄液はここで払い落とされ、略切り屑だけが第２の円筒ドラム４８に吸着する。このとき、切り屑の移動距離は１５〜５０ｍｍと大きく、使用済み洗浄液を払い落とす効果も大きい。
第２の円筒ドラム４８のうち、隙間４６とは反対側の端部付近（第２の円筒ドラム４８の略４分の１周の回転位置）に切り屑が達すると、スクレーパ７０により、切り屑が第２の円筒ドラム４８の外周面から掻き落とされ、外部に排出される。【００５４】  一定時間の洗浄後、第４の弁２８を閉じ、供給ポンプ１６を停止する。その後、第５の弁３１を開き、圧縮空気発生装置Ａからの圧縮空気を、圧縮空気供給パイプ３３を通して、筒体１１の上部から筒体１１内に供給する。これにより、筒体１１内に残留した洗浄済み液が、筒体１１の下部から洗浄液排出パイプ２５を通して、移送側磁選機４１のシュータ５８に供給される。一定時間後、第２の弁２４および第５の弁３１を閉じる。
そして、再び冷却ファン１９を作動し、励磁コイル１３により筒体１１内の磁性球体１２を励磁するとともに、第１の弁２１と第６の弁３４を開き、スラリーポンプ１４によって廃油貯留槽２２内の廃油を、下方から徐々に筒体１１内に供給する。【００５５】  このように、下方から廃油を筒体１１内に供給するようにしたので、従来に比べて長時間、廃油が筒体１１内に滞留される。その結果、廃油中の切り屑が各磁性球体１２に磁着される量も増加し、磁性球体１２の除去効率が高まる。しかも、廃油の供給時、筒体１１の上部内の磁性球体１２に切り屑が偏って吸着されるおそれが解消され、筒体１１内の全ての磁性球体１２に略均一に切り屑を付着させることができる。これにより、洗浄時には洗浄液を上方から筒体１１内に供給するだけで、磁性球体１２から洗い落とされた切り屑を、洗浄液とともに効率良く筒体１１の下方から排出することができる。その結果、磁性球体１２の洗浄効率を高めることができる。【００５６】  また、筒体１１内からの液体の排出と、筒体１１内からの洗浄後の洗浄液の排出とは、圧縮空気発生装置Ａにより発生した圧縮空気によりそれぞれ強制的に行なわれる。これにより、筒体１１からの液体および洗浄後の洗浄液の排出時間を短縮することができる。
さらに、各磁性球体１２の洗浄時において、筒体１１の振動に伴って各磁性球体１２を振動させながら洗浄する。これにより、磁性球体１２に付着した切り屑を効果的に除去することができる。【００５７】  さらにまた、前述したように使用済み洗浄液に含まれる切り屑は、磁力により、第１の円筒ドラム４５の外周面に吸着後、飛移位置において、移送側磁選機４１と飛移磁選機４２との間の磁気勾配により、洗浄済み洗浄液の中から切り屑が第２の円筒ドラム４８の外周面に飛び移り、吸着される。すなわち、第１の円筒ドラム４５の外周面には洗浄液が残り、第２の円筒ドラム４８の外周面には、洗浄液の付着量が少ない切り屑だけが付着される。これにより、洗浄液は、のちに第１の円筒ドラム４５の外周面から自重により洗浄液貯留槽５９に落下して回収されることで、その回収量が従来に比べて増大される。しかも、スクレーパ７０により回収される廃棄物は、従来のように多量の洗浄液が付着した切り屑ではなく、洗浄液の付着量が少ない切り屑であるため、廃棄物の廃棄量を削減することができる。その結果、洗浄液の回収量の増大と廃棄物量の削減とを、同時に図ることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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