(57)【要約】【課題】簡素な構造で捕捉した鉄粉を確実に除去することができる磁気分離装置を提供する。【解決手段】被処理液に混入した鉄粉を磁気吸着させる磁気円盤３２を、回転軸３６に所定間隔をおいて平行に取り付けられた２枚の円板と、２枚の円板の間に配され、円板の半径より小さな曲率半径を有する外周面５４ａを備えた円形スペーサ部材５４と、円形スペーサ部材５４の外周面５４ａと一定の距離を保つ内周面５８ａを備え、周方向に一部区間を除いて２枚の円板の間を水密に塞ぐシール部材５８と、円形スペーサ部材５４の外周面５４ａとシール部材５８の内周面５８ａの間に形成された空間６６にシール部材５８が設けられていない一部区間を除いて環状に配された複数の永久磁石５６と、空間６６とシール部材５８が設けられていない一部区間との境界に配され、空間６６を水密に塞ぐパッキン部材６０で構成した。【選択図】図２
2012239989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液を収納する処理槽と、
処理槽内に配された回転軸と、
前記回転軸に取り付けられ、磁気吸着力を作用させる部分と作用させない部分を環状に連続して備えた磁気円盤と、
前記磁気円盤の前記環状部分に接触するスクレーパ、
を備えた磁気分離装置。
【請求項２】
前記磁気円盤が、
前記回転軸に所定間隔をおいて平行に取り付けられた２枚の円板と、
前記２枚の円板の間に配され、前記円板の半径より小さな曲率半径を有する外周面を備えたスペーサ部材と、
前記スペーサ部材の外周面と一定の距離を保つ内周面を備え、周方向に一部区間を除いて前記２枚の円板の間を水密に塞ぐシール部材と、
前記スペーサ部材の外周面と前記シール部材の内周面の間に形成された空間に前記シール部材が設けられていない一部区間を除いて環状に配された複数の磁石と、
前記複数の磁石が配された空間と前記シール部材が設けられていない一部区間との境界に配され、前記複数の磁石が配された空間を水密に塞ぐパッキン部材で構成された、請求項１に記載の磁気分離装置。
【請求項３】
前記スクレーパが前記処理槽の外部と連通するスクレーパボックスに備えられ、前記スクレーパボックスに内部空間を断続的に遮蔽するバルブが備えられた、請求項１または２に記載の磁気分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理液中の処理対象物を磁力を用いて集塵し、被処理液から分離除去する磁力分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鍛造油や作動油、潤滑油中の塵埃を油中から分離・除去する方法として、油の流路にフィルタを設置して塵埃を捕捉するフィルタ方式が広く用いられている。フィルタには様々な種類のものがあるが、近年は、油中に存在する塵埃の多くが鉄粉等の金属粉と引っ付いていることに着目して磁気フィルタが多く用いられている。磁気フィルタは磁気によって鉄粉等を捕捉することから、一般的なフィルタと比べて目を粗くすることができる。そのため磁気フィルタを用いれば圧力損出は低減し、鉄粉の捕捉能力は大幅に向上する。しかし、頻度は低下するとはいえ、定期的に洗浄、交換を行う必要があるという点では従来のフィルタと何ら変わりはない。
【０００３】
フィルタの洗浄や交換を行う際には油の流動を一時的に停止しなければならないため、フィルタ方式による鉄粉除去には稼動停止に伴う作業効率の低下という問題がある。また、洗浄や交換の時期を徒過した場合には過大な圧力損失が発生し、油の流量バランスが大きく崩れることになるため、最悪の場合には装置の故障や破損を招くこともある。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１には、永久磁石を適宜の間隔で配した円盤を油中で回転させ、円盤に磁気吸着された鉄粉は、円盤に接するように設けられたスクレーパによって掻き落とすことで除去するという装置が示されている。この特許文献１に示された装置によれば、磁気吸着された鉄粉は自動的に除去されるため、基本的には洗浄や交換といった作業は不要となり、連続的な使用が可能になるというものである。
【０００５】
しかし、円盤には複数の永久磁石が円盤の回転方向に満遍なく設けられているため、特に磁力の大きい永久磁石の場合、隣の永久磁石との間にも磁気吸引力が作用することになり、スクレーパに掻き取られた鉄粉はいつまでも落下することなくその位置に留まると考えられる。そのため永久磁石の磁力はある程度の大きさのところで抑えざるを得ず、十分な除去能力が期待できないという問題がある。
【０００６】
この点を改善した装置が特許文献２に示されている。この装置は、円盤に永久磁石を配するという点では特許文献１に示された装置と同じであるが、永久磁石を湾曲状に配する点に特徴があり、この特徴的な配列により、捕捉した鉄粉を円盤の外周に順送りして除去するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２４４４２４号公報
【特許文献１】特開２０１１−１６１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、永久磁石の特徴的な配列による特許文献２の装置は、特定の条件下においては所期の目的を達成することができるであろうが、設計条件を大きく外れるような場合には必ずしも期待する除去効果を発揮し得ないのではないかと考えられる。また永久磁石を特定の配列に配置する作業には手間も時間もかかるため製作コストが高くなるという問題もある。
【０００９】
本発明は、前記従来技術に存在した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡素な構造で捕捉した鉄粉を確実に除去することができる磁気分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明は、被処理液を収納する処理槽と、処理槽内に配された回転軸と、前記回転軸に取り付けられ、磁気吸着力を作用させる部分と作用させない部分を環状に連続して備えた磁気円盤と、前記磁気円盤の前記環状部分に接触するスクレーパ、を備えた磁気分離装置を提供する。
【００１１】
磁気円盤には、磁気吸着力を作用させる部分と作用させない部分が環状に連続して設けられている。磁気吸着力を作用させる部分には、被処理液中の鉄粉、さらには鉄粉に付着した塵埃等が吸着する。この吸着した鉄粉等はスクレーパによって掻き落とされるのであるが、磁気吸着力が作用させない部分がスクレーパに近接したときに磁気吸着力から開放され、磁気円盤から離脱し、除去される。
【００１２】
磁気円盤は、前記回転軸に所定間隔をおいて平行に取り付けられた２枚の円板と、前記２枚の円盤の間に配され、前記円板の半径より小さな曲率半径を有する外周面を備えたスペーサ部材と、前記スペーサ部材の外周面と一定の距離を保つ内周面を備え、周方向に一部区間を除いて前記２枚の円板の間を水密に塞ぐシール部材と、前記スペーサ部材の外周面と前記シール部材の内周面の間に形成された空間に前記シール部材が設けられていない一部区間を除いて環状に配された複数の磁石と、前記複数の磁石が配された空間と前記シール部材が設けられていない一部区間との境界に配され、前記複数の磁石が配された空間を水密に塞ぐパッキン部材で構成することができる。
【００１３】
ここでは、複数の磁石が配された部分が磁気吸着力を作用させる部分となり、パッキン部材とパッキン部材の間の磁石が配されていない部分が磁気吸着力をさせない部分となる。磁石はパッキン部材を着脱することで容易に交換が可能であるため、鉄粉除去の用途や目的に応じた性能のものを適宜選択して使用することができる。なお電磁石の使用も可能ではあるが、経済性や保守管理性を考慮すれば、アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石などの永久磁石が好適である。
【００１４】
被処理液から分離した鉄粉等を除去するために、処理槽の内部には処理槽の外部と連通するスクレーパボックスを設けてもよい。スクレーパボックスは上下が開口した箱状体であり、上部にスクレーパが取り付けられ、その下方に内部空間を上下方向に断続的に遮蔽するバルブを備えている。スクレーパで磁気円盤から掻き落とされた鉄粉等はスクレーパボックス内に落下し、バルブの開閉により処理槽の外部に排出される。
【発明の効果】
【００１５】
磁気分離装置は、磁気円盤に磁気吸着力を作用させる部分と作用させない部分を環状に連続して備えたことにより、被処理液中の鉄粉等をスクレーパに滞留させることなく除去することができる。また磁気円盤に形成された空間に永久磁石を挿入するだけで所定の位置に配列される。さらにスクレーパボックスを使用することにより、分離除去した鉄粉等を処理槽の外部に確実に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】磁気分離装置の全体構造図
【図２】磁気円盤の構造図
【図３】図２の３−３線断面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態について添付された図面を参照しながら説明する。最初に図１を参照しながら磁気分離装置の構造について説明する。磁気分離装置１０は、基台１２に処理槽１４、バルブボックス１６、コントロールボックス１８、スラッジタンク２０を取り付けることで構成されている。処理槽１４は被処理液を収納するための中空の密閉容器である。中央のフランジ２２の部分で処理槽１４を上下に２分割することができる。また最上部のフランジ２４には蓋２６が取り付けられている。
【００１８】
処理槽１４には被処理液の流入口２８と流出口３０が設けられている。流入口２８からは使用後の作動油や潤滑油等の被処理液が流入する。流入口２８から流入した被処理液は、処理槽１４の内部で鉄粉等の分離除去処理が施され、流出口３０から処理槽１４の外部に流出する。
【００１９】
処理槽１４の内部には磁気円盤３２とスクレーパボックス３４が備えられている。磁気円盤３２は、被処理液中に混在する鉄粉、鉄屑、およびこれらに付着しているゴミなどの塵埃を磁気吸着力によって捕捉する装置である。磁気円盤３２は、処理槽１４のフランジ２２の部分に装着された回転軸３６に中心を合わせて取り付けられており、図示しないモータから回転軸３６に付与される回転駆動力によって処理槽１４の内部で緩やかな回転運動を行う。コントロールボックス１８には磁気円盤３２の回転運動を制御するための制御装置３８が収納されている。
【００２０】
スクレーパボックス３４は、磁気円盤３２によって捕捉された鉄粉等を磁気円盤３２から分離除去し、処理槽１４の外部に排出する装置である。スクレーパボックス３４は上下の両端が開口された箱状体の装置であり、受入部３４ａと排出部３４ｂで構成されている。受入部３４ａは上部が開口された受け皿状の部材であり、内側には磁気円盤３２の側面に接するスクレーパ４０が取り付けられている。スクレーパ４０は磁気円盤３２の両側に一つずつ設けられており、スクレーパ４０によって磁気円盤３２から掻き落とされた鉄粉等は受入部３４ａによって捕集される。排出部３４ｂは、上端が受入部３４ａと連続し、下端が処理槽１４の底壁を突き抜けて外部に露出し、受入部３４ａと処理槽３４ｂの外部とを連通させる通路を形成している。
【００２１】
排出部３４ｂには２つのバルブ４２、４４が備えられている。バルブ４２、４４は上下方向に間隔を空けて配置されており、スクレーパボックス３４の内部空間を断続的に遮蔽する機能がある。バルブボックス１６にはバルブ４２、４４の開け閉めを行う図示しないアクチュエータが備えられており、アクチュエータの動作はコントロールボックス１８内の制御装置４６によって制御される。
【００２２】
次に図２および図３を参照しながら磁気円盤３２の構造について説明する。磁気円盤３２は、ステンレス製の２枚の円板５２と、アルミ製の円形スペーサ部材５４と、１５個の円形の永久磁石５６を主要な部材とし、これにシール部材５８と２個のパッキン部材６０、さらに扇形スペーサ部材６２と蓋６４を加えた構成となっている。
【００２３】
２枚の円板５２は円の中心が回転軸３６の軸心と一致するように回転軸３６に取り付けられている。両円板５２は間隔をおいて平行に配置されており、その間には永久磁石５６の厚さに若干の余裕分を加えた一定幅の空間が形成されている。円形スペーサ部材５４は、円板５２より小径かつ肉厚な円板であり、円板５２と同様に円の中心を回転軸３６の軸心と一致させて２枚の円板５２の間に取り付けられている。２枚の円板５２の外周部はシール部材５８と溶接されている。シール部材５８は円板５２の外周のうち５／６の区間（３００度の中心角に対応する区間）にのみ設けられており、残りの１／６の区間（６０度の中心角に対応する区間）には設けられていない。
【００２４】
円形スペーサ部材５４の外周面５４ａとシール部材５８の内周面５８ａの間には、永久磁石５６の直径の長さより僅かに大きい高さの空間６６が形成されている。空間６６は、シール部材５８が設けられていない一部区間を欠いた環状をなしている。空間６６には１５個の永久磁石５６が挿入され、同じく一部区間を欠いた環状に配列されている。空間６６の両端の開口部はパッキン部材６０で閉鎖されている。パッキン部材６０は、永久磁石５６が配された空間６６とシール部材５８が設けられていない一部区間との境界となる２箇所にそれぞれ配され、空間６６の開口部ａに挿入された状態で空間６６を水密に塞いでいる。
【００２５】
扇形スペーサ部材６２は、２個のパッキン部材６０の間の空間を塞ぐための部材であり、磁気円盤３２の強度維持とパッキン部材６０の抜け落ち防止の機能を併せ持っている。扇形スペーサ部材６２の外側は蓋６４で覆われている。蓋６４はシール部材５８と同じ断面形状を有し、シール部材５８が設けられていない一部空間を補い、シール部材５８ともに磁気円盤３２の環状の外周部を形成する。蓋６４は２本のねじ６８でシール部材５８に固定されている。
【００２６】
永久磁石５６が配列された空間６６は、シール部材５８と２個のパッキン部材６０によって外部と水密に遮断されている。永久磁石５６は鉄粉が直接付着すると磁気吸着力が低下してしまうが、外部と水密に遮断された空間６６には被処理液は浸入できないので、永久磁石５６に鉄粉等が付着することはなく、その磁気吸着力は長期間にわたって維持される。従って、磁気分離装置１０は鉄粉等の除去能力を長期間にわたって維持することができる。
【００２７】
磁気円盤３２には永久磁石５６が存在する区間と存在しない区間が環状に連続する領域を有し、それぞれが磁気吸着力を作用させる部分と作用させない部分となっている。この磁気吸着力を作用させない部分と作用させる部分の面積比率は１：５であり、磁気吸着力を作用させない部分は作用させる部分に対して十分な領域が確保されている。スクレーパ４０によって磁気円盤３２から掻き落とされた鉄粉等は、空間６６がスクレーパ４０に近接している間は磁気吸着力が作用してスクレーパ４０に残留する傾向にあるが、永久磁石５６が存在していない一部区間がスクレーパ４０に近接している間は磁気吸着力が作用しなくなるため、自重によってスクレーパ４０の上から落下し、スクレーパボックス３４の受入部３４ａに捕集される。
【００２８】
受入部３４ａに捕集された鉄粉等は次のような手順を経て処分される。受入部３４ａに捕集された鉄粉等は上段のバルブ４２を開放することで排出部３４ｂに落下する。下段のバルブ４４は被処理液が流出しないように閉鎖しているため、排出部３４ｂに落下した鉄粉等はバルブ４４によって塞き止められる。バルブ４４を開放する前に、処理槽１４内の被処理液が流出しないように上段のバルブ４２を閉鎖する。その後バルブ４４を開放することで排出部３４ｂ内の鉄粉等を処理槽１４の外部に排出することができる。このとき、上段のバルブ４２と下段のバルブ４４の間の空間に閉じ込められていた少量の被処理液が鉄粉等とともに排出される。
【００２９】
処理槽１４の外部に排出された鉄粉等と被処理液はそのまま自由落下し、基台１２に組み込まれたスラッジタンク２０に貯留される。スラッジタンク２０には運搬用にキャスター７０とハンドル７２が備えられている。スラッジタンク２０は満杯になる前に基台１２から引き出して規定の処理場まで運搬し、鉄粉等と被処理液の混合物を処分する。
【符号の説明】
【００３０】
１０        磁気分離装置
１４        処理槽
３２        磁気円盤
３４        スクレーパボックス
４０        スクレーパ
４２、４４  バルブ
５２        円板
５４        円形スペーサ部材
５４ａ      外周面
５６        永久磁石
５８        シール部材
５８ａ      内周面
６０        パッキン部材
６６        空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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