磁性粒体分離装置
【課題】流体中に含まれる磁性粒子を効率良く分離・除去するための磁性粒体分離装置を提供する。
【解決手段】磁性粒子を含む被処理流体が軸直交する接線方向から導入される流入口3を備え、下端部に排出を備えるサイクロン式処理容器2と、サイクロン式処理容器2の中央に軸方向に設けられ、処理流体を流出する筒状流出通路6と、筒状流出通路6の下端に設けられた導入口7と、サイクロン式処理容器2の側壁の外側に配設された永久磁石部材10と、永久磁石部材10と側壁間に配設され、永久磁石部材10がサイクロン式処理容器2内に対して作用する磁界をシールドするシールド手段20と、シールド手段20を磁界が作用する方向と直角な方向に移動する移動手段30とを備えている。
【解決手段】磁性粒子を含む被処理流体が軸直交する接線方向から導入される流入口3を備え、下端部に排出を備えるサイクロン式処理容器2と、サイクロン式処理容器2の中央に軸方向に設けられ、処理流体を流出する筒状流出通路6と、筒状流出通路6の下端に設けられた導入口7と、サイクロン式処理容器2の側壁の外側に配設された永久磁石部材10と、永久磁石部材10と側壁間に配設され、永久磁石部材10がサイクロン式処理容器2内に対して作用する磁界をシールドするシールド手段20と、シールド手段20を磁界が作用する方向と直角な方向に移動する移動手段30とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体中の磁性粒子や気体中の磁性粒子等の磁性を有する微粒子等をサイクロン式処理容器を使って分離除去するための磁性粒体分離装置に関する。特に、本発明は、機械加工機等の切削液等に含まれる加工屑(磁性粒子)を除去するための磁性粒体分離装置に関する。
【背景技術】
【0002】
機械加工機においては、供給タンクに貯蔵された切削液が被加工物に供給された後、被加工物の加工屑を含む切削液がポンプで供給タンクに戻されることによって、切削液が加工機内を循環している。一般的に、被加工物から発生した加工屑は、加工機の循環経路の途中に設けられたフィルタ装置によって回収・除去されている。
【0003】
フィルタ装置としては、ペーパーフィルタやバグフィルタやカートリッジフィルタ等の膜を用いたろ過式のものや加工屑を沈降させる沈降式のもの等がある。
【0004】
しかし、ろ過装置は、使用時間が長くなるに従って、加工屑の粒体によってフィルタ膜が目詰まりを起こすので、定期的にあるいは不定期に、フィルタ装置を分解して、フィルタ膜を洗浄するか又は交換する必要があり、メンテナンスに費用がかかる、メンテナンスが面倒である等の問題を有している。また、沈殿式濃縮装置(シックナー)は、装置が大型になる、設備費が高い、微粒子を沈降させるのに時間がかかる等の問題を有している。
【0005】
ところで、微粒子を捕集するために、遠心力を利用したサイクロンが広く利用されている。
【0006】
乾式サイクロンでは一般に5μm以上の微粒子が、湿式サイクロンでは一般に10μm以上の微粒子が、それぞれ捕集されている。したがって、大略10μmより粒子径の小さな微粒子を捕集するためには、サイクロンの入口速度を大幅にアップさせる必要がある。しかしながら、入口速度が大きくなるに従って、圧力損失が大きくなるので、エネルギー的に見て無駄の多い現実性の乏しいシステムとなってしまう。
【0007】
特に、切削加工や研削加工に使用される切削液では、切削液中に含まれる加工屑を完全に除去する必要がある。特に、切削加工や研削加工の切削屑には高硬度の切粉があり、この切粉が切削液に含まれたままであると、被加工物にスクラッチなどの傷を発生させる元となる。この切粉は平均10μm以下のものが多く、サイクロン処理装置では分離できない。そのために、現場では、フィルタと組み合わせ等の対応をしているが、十分でなく、更に別の対策が強く望まれていた。
【0008】
対策の一例として、磁性粒子の回収方法として、サイクロン式処理装置の側壁の外側に磁石を配設し、この磁石を直径方向或いは、上下方向に移動させて、磁力が作用する状態と作用しなくなる状態とにすることで、サイクロン式処理装置内の磁性スラッジを吸着させて、その後吸着した磁性スラッジを側壁から離してサイクロン式処理装置から排出することが知られている(例えば、特許文献1)。
【特許文献1】特開2005−21835号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、上記特許文献1に示す1つのタイプでは、サイクロン式処理装置の側壁の外側に配設した永久磁石を直径方向外側に移動させるために、即ち、サイクロン処理容器から離れる方向に動かすために、磁力に逆らった大きな力が必要であり、設備が大掛かりとなるばかりでなく、サイクロン処理容器の側壁内面に吸着した磁性粒子を効果的に分離除去できないという問題を有する。
【0010】
また、側壁に形成されたテーパー面に沿って磁石を下方向に動かして磁力を弱める別のタイプも開示しているが、このタイプでは、側壁のテーパー面に沿って大きく移動させないと磁力を弱めることができず、設備が大掛かりとなる。
【0011】
さらに、どちらのタイプでも磁石を強い力で移動させる、或いは大きく移動させるために、経年変化で磁石位置が変化する可能があり、安定して切屑を吸着できなくなる或いは確実に磁力を開放して切屑を分離除去できなくなる可能性がある。
【0012】
したがって、本発明は、サイクロン式処理容器と永久磁石を使って流体中に含まれる磁性粒子を分離・除去する磁性粒体分離装置において、効率良く且つ安定して分離・除去できる磁性粒体分離装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
具体的には、第1の発明は、磁性粒子を含む被処理流体が軸直交する接線方向から導入される流入口を備え、下端部に排出口を備えるサイクロン式処理容器と、
該サイクロン式処理容器の中央に軸方向に設けられ、処理流体を流出する筒状流出通路と、
該筒状流出通路の下端に設けられた導入口と、
該サイクロン式処理容器の側壁の外側に配設された永久磁石部材と、
該永久磁石部材と該側壁の内壁間に配設され、該永久磁石部材が該サイクロン式処理容器内に対して作用する磁界をシールドするシールド手段と、
該シールド手段と該永久磁石部材とを相対的に磁界が作用する方向と直角な方向に移動する移動手段とを備えることを特徴とする。
【0014】
第2の発明は、第1の発明において、永久磁石部材は、分割片からなるN極と分割片からなるS極が円周方向に隣接されて配置されたNS磁極が円周方向に連続して配置されていることを特徴とする。
【0015】
第3の発明は、第1の発明において、永久磁石部材は、分割片からなるN極と分割片からなるS極が円周方向に隣接されて配置されたNS磁極と非磁極とが、交互に円周方向に連続して配置されていることを特徴とする。
【0016】
第4の発明は、第1ないし3のいずれか1つの発明において、シールド手段はリング状部材からなり、リング状部材がサイクロン式処理容器の側壁の外周に沿って円周方向に回動可能に配設され、移動手段によって回動することを特徴とする。
【0017】
第5の発明は、第1ないし3のいずれか1つの発明において、シールド手段はリング状部材からなり、リング状部材がサイクロン式処理容器の側壁内に埋設され、永久磁石部材が円周方向に回動可能に配設され、移動手段によって永久磁石部材が回動することを特徴とする。
【0018】
第6の発明は、第4又は5の発明において、リング状部材は、複数の貫通孔を円周方向に備え、貫通孔に対面する位置にあるN極又はS極では側壁内に対して磁界を作用し、貫通孔と対面する位置にないN極又はS極では側壁内への磁界がシールドされるようになっていることを特徴とする。
【0019】
第7の発明は、第1ないし3のいずれか1つの発明において、シールド手段はリング状部材からなり、リング状部材がサイクロン式処理容器の側壁外周に沿って上下方向に移動可能に配設され、移動手段によって上下方向に移動することを特徴とする。
【0020】
第8の発明は、第1ないし3のいずれか1つの発明において、シールド手段はリング状部材からなり、リング状部材がサイクロン式処理容器の側壁内に埋設され、永久磁石部材が上下方向に移動可能に配設され、移動手段によって上下方向に移動することを特徴とする。
【発明の効果】
【0021】
第1の発明によれば、サイクロン処理容器内で側壁方向に運ばれた磁性粒子は、側壁に設けられた永久磁石部材によって、側壁の内壁上に吸着されるので、磁性粒子を含まないクリーンな流体が導入口から筒状流出通路に回収される。その上、シールド手段を側壁の内壁と永久磁石部材との間に介在させることによって、軽い力で簡単に磁力をシールドすることができるので、側壁の内壁上に吸着された磁性粒子を永久磁石の磁力から開放して、側壁の内壁から脱離することができ、磁性粒子を落下・排出できる。
【0022】
第2の発明によれば、磁力の調整が簡単であり、内壁の円周面に効率良く磁性粒子を吸着・脱離できる。
【0023】
第3の発明によれば、磁力を段階的に弱めることができるので、磁力を弱める際の移動手段の駆動力を小さいものとすることができ、且つ確実に安定して作動させることができる。
【0024】
第4の発明によれば、シールド手段を回転することで磁力が作用する場合と作用しない場合とを得られるので、その制御が容易であり、確実に安定して作動させることができる。
【0025】
第5の発明によれば、永久磁石部材を回転することで磁力が作用する場合と作用しない場合とを得られるので、その制御が容易であり、確実に安定して作動させることができる。
【0026】
第6の発明によれば、簡単な構成で、磁力の作用する状態と作用しない状態とを確実に制御することができ、場合によっては、磁力を段階的に弱めることができる。
【0027】
第7の発明によれば、シールド手段を上下動することで磁力が作用する場合と作用しない場合とを得られるので、その制御が容易であり、確実に安定して作動させることができる。
【0028】
第8の発明によれば、永久磁石部材を上下動することで磁力が作用する場合と作用しない場合とを得られるので、その制御が容易であり、確実に安定して作動させることができる。
【0029】
本発明では、磁性粒子を含む被処理流体が、略円筒状のサイクロン式処理容器内に接線方向に導入され、略円筒状処理容器内を高速で旋回運動して下方に移動する。旋回運動の過程で、流体中の固体成分である磁性粒子や液体成分や気体成分が、遠心力によって径方向外側に運ばれる。このとき、各成分の比重により各成分に作用する遠心力の大きさが異なっており、比重の大きい磁性粒子がより大きな遠心力を受ける。逆に、中心には比重の軽いものが多くなり、比重の軽いもの(磁性粒体を含まない液体成分や気体成分)が、中央に筒状流出通路を通って上方向から排出される。そして、側壁方向に運ばれた磁性粒子は、側壁に設けられた永久磁石部材によって、側壁の内壁面に吸着される。
【0030】
その後、シールド手段を側壁と永久磁石部材との間に介在させることによって、磁力を弱めるか或いは磁力をシールドすることによって、側壁の内壁上に吸着された磁性粒子は、側壁の内壁から脱離する。その結果、磁性粒子が落下して排出され、回収手段(図示せず)に回収される。したがって、流体中に含まれる磁性粒子が効率良く分離・除去される。
【0031】
特に、研削砥石のように、被加工物の切粉と砥粒とが一緒になった切削屑では、切削屑である磁性粒子が大略10μmより小さい磁性微粒子であり、通常のサイクロン式処理装置では分離・除去することが困難であるが、本発明では、より効果的に分離・除去できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0032】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【0033】
《発明の実施形態1》
図1ないし図4に基づいて、本発明の実施形態1を説明する。
【0034】
実施形態1の磁性粒体分離装置1は、研削加工や切削加工や研磨加工等の各種機械加工を行うための機械加工機において、切削液の中に混入する切粉(即ち磁性粒子)、或いは切粉と砥粒との溶着したもの等からなる切削屑と切削液とを分離し、切削屑を分離回収する場合に適用したものである
磁性粒体分離装置1は、ステンレス、アルミニウムや樹脂等の非磁性体から構成されたサイクロン式処理容器2を備える。このサイクロン式処理容器2は、略円筒状の本体部分2aを備える。この本体部分2aの側壁の上側部分に流入口3が接線方向に設けられている。本体部分2aの下方には、本体部分2aに連続して略逆円錐形状で下方に向かって径が小さくなる略逆円錐形状部分2bと、この略逆円錐形状部分2bの下端部に設けられた絞り部8から更に下方に向かって逆に径が大きくなる略円錐形状部分2cを備える。さらに、略円錐形状部分2cの下端部に設けられた拡大部9から更に下方に向かって再び径が徐々に小さくなった略円錐形状の排出部分2dを備える。この排出部分2dの下端部に磁性粒子jの排出口4が設けられている。本体部分2a、略逆円錐形状部分2b、略円錐形状部分2c及び排出部分2dの外周に円筒状の円筒外筒5が設けられている。なお、円筒外筒5はステンレス、合成樹脂等の非磁性体で構成するが、永久磁石部材の磁力の作用上で影響が無ければ、鋼管としても良い。本体部分2a、略逆円錐形状部分2b、略円錐形状部分2c及び排出部分2dは別体で構成しているが、全部或いは一部が一体でも良い。本体部分2a、略逆円錐形状部分2b、略円錐形状部分2c、排出部分2d及び円筒外筒5も一体としても良い。本発明で言う側壁とは、円筒外筒5と本体部分2a、略逆円錐形状部分2b、略円錐形状部分2c、排出部分2dを含む。
【0035】
サイクロン式処理容器2の中心部分には、軸方向に延びて筒状流出通路6が配設されている。筒状流出通路6の下端部に設けられた導入口7は、拡大部9とほぼ同じ高さ位置に設けられている。その理由は、流入口3から本体部分2aに流入され、略逆円錐形状部分2bに導かれた流体が、その流速を絞り部8で一端速められた後、略円錐形状部分2cによって、遠心力の作用で重量の重いもの(切削屑等の磁性粒子)は拡大部9に向かい、重量の軽いもの(切削液等)は、中央に残るようになる。そして、排出部分2dでは、拡大部9から排出口4に向かって絞られる構成であり、中央に残るようになった流体が導入口7から筒状流出通路6内に導かれる。その際に、導入口7が拡大部9よりも大きく離れて高い位置にあると、遠心力が十分に作用してない状態の流体(切削屑と切削液が混在した状態)が導入口7近辺に存在する結果となり、重量の重い切削屑も導入口7から筒状流出通路6に導かれる結果となる。また、逆に、導入口7が拡大部9よりも大きく離れて低い位置にあると、拡大部9の高さ位置で、遠心力の作用で重量の重い切削屑が拡大部9に分離集約し、中央部分に重量の軽い切削液に分離集約できるにも関わらず、再度両者が混ざり合う結果となる。そのために、筒状流出通路6の下端部に設けられた導入口7と拡大部9とは、ほぼ同じ高さ位置に設けられていることが好ましい。
【0036】
また、導入口7が設けられた下端部は僅かに外側に拡径して設けられており、流体により確実に遠心力が作用するようにしてある。しかし、場合によれば、下端部は筒状流出通路6の本体部分と同径のままでもよい。
【0037】
円筒外筒5の外側に永久磁石部材10が設けられている。永久磁石部材10には、図2〜図4に示すように、N極12とS極13からなるNS磁極群11が円周方向に並んで設けられている。このNS磁極群11の上端部が拡大部9や導入口7とほぼ同じ高さ位置に設けられている。NS磁極群11は円筒外筒5に設けられた支持フレーム15に取付けられている。円筒外筒5とNS磁極群11との間に、シールド手段20が回転可能に設けられている。シールド手段20のリング状部材21は、軟鋼等の磁性体からなっている。リング状部材21の高さはNS磁極群11の高さよりも少し高くなっている。リング状部材21には、NS磁極11の大きさに対応する大きさの貫通口27が、NS磁極11に対向する位置に設けられている。この貫通口27は、隣接する NS磁極11に対しては設けられてなく、その次のNS磁極に対して設けられているというように、隣接するNS磁極に対して間隔を空けて設けられている。リング状部材21の背面(即ち、NS磁極群11側)には、非磁性体からなるガイドリング23がリング状に設けられている。ガイドリング23を設けることにより、リング状部材21が滑らかに移動できるようになっている。リング状部材21の内面(即ち、円筒外筒5側)には、凹部24が形成され、この凹部24の上下端部に、円筒外筒5の外周に接触する接触部25が設けられている。リング状部材21が回転する際の接触抵抗を少なくするために、凹部24が設けられている。リング状部材21の下端部にブラケット部22が一体に設けられている。ブラケット部22は、支持フレーム15に設けられた孔15aを貫通して延びており、移動手段としてのエアシリンダ30に接続されている。移動手段としては、エアシリンダやモーター等の公知の駆動手段を使用できる。なお、シリンダ30は、図1に示すように2ヶ所設けているが、この数に限られるものではなく、1つでも良く、また2つより多くてもよい。
【0038】
次に、実施形態1の磁性粒体分離装置1の動作について説明する。シールド手段20は、図3(B)に示すように、シールド手段20の貫通口27が1つのNS磁極11(図3(B)の左側NS磁極)に対応する位置にあって、このNS磁極11には、排出部2dの内部に磁力が作用する状態にあり、隣接するNS磁極11に対しては貫通口27が位置せずにリング状部材21が塞ぐ状態にあり、この位置のNS磁極に対しては排出部分2dの内壁に付着した磁性粒子jが付着(トラップ)されない磁力状態にある。このように、NS磁極11は交互に磁力が作用する状態にある。この状態で、磁性粒子jを含む被処理流体rが、高速で、接線方向に流入口3からサイクロン式処理容器2内に導入される。導入された被処理流体rは、本体部分2aの側壁内面に沿うように、旋回運動を行う。本体部分2aの内部では、導入された被処理流体rが本体部分2a内を旋回運動することにより旋回流が生じ、略逆円錐形状部分2bに導かれる。略逆円錐形状部分2bの下端部に設けられた絞り部8によって、旋回流の速度が高くなり、略円錐形状部分2cに導かれる。略円錐形状部分2cにおいて、高速度の旋回運動による遠心力が強く作用する。その結果、比重の大きな磁性粒子jには、より大きな遠心力が作用して、径方向外方に運ばれて拡大部9に集約するようになる。この磁性粒子jは、NS磁極群11の磁力によって、拡大部9方向に引っ張られると同時に排出部分2dの内壁面に保持された状態となる。その結果、被処理流体rは、サイクロン式処理容器2の略中央部(筒状流出通路6の外壁付近)に存する液体成分と、拡大部9に偏在した磁性粒子jの層とに分離される。サイクロン式処理容器2の略中央部(筒状流出通路6の外壁付近)に存する液体成分は、排出部分2dにおいて上向き軸方向の力が働いて、導入口7から筒状流出通路6に導かれて、クリーンな液体として磁性粒体分離装置1から外部に流出される。
【0039】
そして、拡大部9の排出部分2dの内壁面に多くの磁性粒子jが付着した後、シールド手段20のリング状部材21を、図3(C)の位置に回転させ、貫通口27が隣接するNS磁極11の位置になるようにする。このことによって、貫通口27に対向する位置にあったNS磁極11に対しては、貫通口27がないリング状部材21が存在する位置となるので、NS磁極11の磁力が磁性粒子jに作用することが弱くなるか無くなりこととなり、逆に、今までリング状部材21が位置していて磁力が磁性粒子jに作用してなかったNS磁極11に対しては、貫通口27が対面することによって、NS磁極11の磁力が磁性粒子jに作用するようになる。このようにして、隣接するNS磁極11に対して交互に磁力が作用することで、連続して磁性粒子jをトラップしたり、トラップを解除したりでき、流出口4から磁性粒子jが排出される。実施形態1では、磁力が作用するNS磁極と磁力が作用しないNS磁極が半分ずつであり、磁力を解除する際のシールド手段20を移動させる駆動力が全部のNS磁極の磁力を解除することに比較して半分の駆動力で済む。また、磁力を剪断する方向にシールド手段20が移動するので、磁力を軽い力で確実に遮断できる。
【0040】
実施形態1では、サイクロン式処理容器2の略逆円錐形状部分2bを通ってから絞り部8に向かって旋回流が高速になり、高速で略円錐形状部分2cで拡がるので、比重の重い磁性粒子jが効率的に拡大部9の方向に移動し、クリーンな液体が中心部に残るようになり、分離が効果的に行われる。更に、永久磁石部材10を動かすのではなく、円筒外筒5と永久磁石部材10との間に設けたシールド手段20を移動させて、永久磁石部材10の磁力が排出部分2dの内壁面の磁性粒子jに作用することをコントロールするので、磁力の作用・非作用の制御が確実であり、且つ安定している。
【0041】
《発明の実施形態2》
次に、図5に基づいて、本発明の実施形態2について説明する。なお、実施形態2において、実施形態1と共通する部分に関してはその説明を省略し、実施形態1と相違する特徴部分を中心に説明する。
【0042】
実施形態2では、N極12及びS極13からなるNS磁極11に隣接して非磁極14が配設されている。非磁極14は、N極12、S極13と同じ幅で設けられている。N極12、S極13及び非磁極14が順番に並接されている。また、シールド手段40のリング状部材41には、円形の貫通口47が設けられている。この貫通口47は、図5(B)に示すように、N極12の上半分に対応する位置とS極13の下半分に対応する位置に設けられている。このことによって、リング状部材41が図5(C)の位置まで回転すると、N極12がシールドされ、S極13は磁力が作用する状態にある。更に、図5(d)の位置まで回転すると、S極13がシールドされ、N極13は磁力が作用する状態にある。更に回転すると図5(b)の位置になり、N極12、S極13共に磁力が作用する状態となる。このように、リング状部材41を段階的に回転することで、N極12及びS極13の磁力を順次解除するようにすることができる。
【0043】
実施形態2でも、実施形態1と同様に、サイクロン式処理容器2の略逆円錐形状部分2bを通ってから絞り部8に向かって旋回流が高速になり、高速で略円錐形状部分2cで拡がるので、比重の重い磁性粒子jが効率的に拡大部9の方向に移動し、クリーンな液体が中心部に残るようになり、分離が効果的に行われる。また、磁力を剪断する方向にシールド手段40が移動するので、磁力を軽い力で確実に遮断できる。更に、永久磁石部材10を動かすのではなく、円筒部材5と永久磁石部材10との間に設けたシールド手段40を移動させて、永久磁石部材10の磁力が側壁5である排出部分2dも内壁面に付着した磁性粒子jに作用することをコントロールするので、磁力の作用・非作用の制御が確実であり、且つ安定している。
【0044】
なお、実施形態2では、リング状部材41は段階的に回転して、図5(B)の状態から図5(D)の状態になり、更に回転して図5(B)の状態になり順次回転するようになっているが、図5(B)の状態の後、逆回転して図5(D)、図5(C)、図5(B)に戻っても良く、図5(B)の状態から、図5(C)、図5(D)の状態になり、その後図5(C)、図5(B)と逆回転して戻っても良い。
【0045】
なお、貫通孔47は円形であるが、この形状に限られるものいではなく、どのような形状、例えば矩形状等でも良い。また、貫通孔47は上下逆にしても良く、同じ高さに設けることも可能である。
【0046】
《発明の実施形態3》
次に、図6及び図7に基づいて、本発明の実施形態3について説明する。なお、実施形態3において、実施形態1と共通する部分に関してはその説明を省略し、実施形態1と相違する特徴部分を中心に説明する。
【0047】
実施形態3では、永久磁石部材110が、回転可能に円筒外筒5の外周に設けられている。具体的には、永久磁石部材110のNS磁極111の上端部が、拡大部9とほぼ同じ高さになるように配置されて、支持フレーム115に支持されている。支持フレーム115は円筒外筒5の外周に回転可能に設けられ、移動手段であるシリンダ30に連結されている。永久磁石部材110のNS磁極111は、N極112及びS極113からなる。N極112及びS極113が隣接され、その次にはN極112及びS極113を合わせた幅分に相当する非磁極114が設けられ、この配列で連続して設けられている。また、シールド手段であるリング状部材120は、NS磁極111と対向する高さ位置で、排出部分2dの外壁に埋設されている。リング状部材120は、N極112及びS極113の幅(非磁極114の幅)に相当する貫通孔121が、同幅毎に設けられている。
【0048】
この実施形態3の作動状態を説明する。永久磁石部材110とシールド手段120とが、図7(A)の位置関係にある場合、NS磁極111のN極112及びS極113が、貫通孔121に対面する位置になく、シールド手段120によって、NS磁極111の磁力が排出部分2dの内壁に作用しなくなる状態になり、排出部分2dに吸着されていた磁性粒子jが脱落して落下し、排出口4から排出される。その後、シリンダ30によって、永久磁石部材110が回転されて、永久磁石部材110とシールド手段120とが、図7(B)の位置関係に来ると、NS磁極111のN極112及びS極113が貫通孔121に対面する位置になるので、NS磁極111の磁力が排出部分2dの内壁に作用することとなり、排出部分2dの内壁に集約する磁性粒子jを吸着する(トラップする)。
【0049】
実施形態3では、永久磁石部材110とシールド手段120とが、図7(A)と図7(B)との位置関係になるように、永久磁石部材110を往復回転させることで、排出部分2dの内壁に集約する磁性粒子jを吸着したり、脱落したりすることができる。
【0050】
実施形態3でも、実施形態1と同様に、サイクロン式処理容器2の略逆円錐形状部分2bを通ってから絞り部8に向かって旋回流が高速になり、高速で略円錐形状部分2cで拡がるので、比重の重い磁性粒子jが効率的に拡大部9の方向に移動し、クリーンな液体が中心部に残るようになり、分離が効果的に行われる。また、磁力を剪断する方向に永久磁石部材110が移動するので、軽い力で磁力を確実に遮断できる。
【0051】
実施形態3では、シールド手段120を排出部分2dに埋設し、円筒外筒5の外周には設けてないので、円筒外筒5の外周のスペースをコンパクトにできる。また、円筒外筒5の外周における構造が簡素化でき、製造コストを低減でき、メンテナンスも容易である。
【0052】
なお、NS磁極111の配列及び貫通孔121の大きさ・位置等はこの構造に限られるものではなく、シールド手段120を埋設し、永久磁石部材110を回転させることで、永久磁石部材110のNS磁極111群の磁力が排出部分2dの内壁の磁性粒子jに作用する状態と非作用状態にできれば、上記構造以外でも良い。また、シールド手段120は、排出部分2dの外周に埋設したが、この位置に限られるものではなく、永久磁石部材と排出部分2dの内壁との間にあればよいので、排出部分2d内で無く、円筒外筒5の内周や外周、或いは内部に埋設するようにしても良く、当然、排出部分2d内に埋設しても良い。
【0053】
《発明の実施形態4》
次に、図8及び図9に基づいて、本発明の実施形態4について説明する。
【0054】
なお、実施形態4において、実施形態1と共通する部分に関してはその説明を省略し、実施形態1と相違する特徴部分を中心に説明する。
【0055】
側壁である円筒外筒5の外側に永久磁石部材10が設けられている。永久磁石部材10のNS磁極群11は円筒外筒5に設けられた支持フレーム15’に取付けられている。円筒外筒5とNS磁極群11との間にシールド手段50が上下動可能に配設されている。このシールド手段50のリング状部材51が設けられている。リング状部材51の背面(即ち、NS磁極群11側)には、非磁性体からなるガイドリング53がリング状に設けられている。リング状部材51の下端部にフランジ部52が一体に設けられている。フランジ部52に移動手段としてのエアシリンダ59が接続されている。56は、リング状部材51が下降した際の下端の位置決めを行うストッパである。
【0056】
なお、シリンダ59は、図6に示すように2ヶ所設けているが、この数に限られるものではなく、1つでも良く、また2つより多くてもよい。シールド手段50のリング状部材51が同時に上下動するようになっているが、例えば、半円ずつ上下動する、或いは90°分ずつ上下動するようにしても良い。その場合は、シリンダを別々に設けると上下動がスムーズにコントロールできる。
【0057】
次に、実施形態4の動作について説明する。シールド手段50は図8に想像線で示すように、下端位置に移動して、永久磁石部材10のNS磁極群11がサイクロン式処理容器2内の磁性粒子jに作用する状態になっている。この状態で、磁性粒子jを含む被処理流体rが、高速で、接線方向に流入口3からサイクロン式処理容器2内に導入される。導入された被処理流体rは、本体部分2aの側壁内面に沿うように、旋回運動を行う。本体部分2aの内部では、導入された被処理流体rが本体部分2a内を旋回運動することにより旋回流が生じ、略逆円錐形状部分2bに導かれる。略逆円錐形状部分2bの下端部に設けられた絞り部8によって、旋回流の速度が高くなり、略円錐形状部分2cに導かれる。略円錐形状部分2cにおいて、高速度の旋回運動による遠心力が強く作用する。その結果、比重の大きな磁性微粒子jには、より大きな遠心力が作用して、径方向外方に運ばれて拡大部9に集約するようになる。この磁性微粒子jは、NS磁極群11の磁力によって、拡大部9方向に引っ張られると同時に排出部分2dの内壁面に保持された状態となる。
【0058】
その結果、被処理流体rは、サイクロン式処理容器2の略中央部(筒状流出通路6の外壁付近)に存する液体成分と、拡大部9に偏在した磁性粒子jの層とに分離される。サイクロン式処理容器2の略中央部(筒状流出通路6の外壁付近)に存する液体成分は、排出部分2dが逆円錐形状で絞られた形状となっているので、上向き軸方向の力が働いて、導入口7から筒状流出通路6に導かれて、クリーンな液体として磁性粒体分離装置1から外部に排出される。
【0059】
そして、拡大部9の排出部分2dの内壁面に多くの磁性粒子jが付着した後、シールド手段50のリング状部材51を上昇させ、円筒外筒5とNS磁極群11との間に介在させる。このことによって、NS磁極群11の磁力が磁性粒子jに作用する磁力が弱くなるか無くなり、排出部分2dの内壁面に偏在している磁性粒子jは、排出部分2dの内壁面に沿って落下していき、排出口17から排出される。
【0060】
その後は、再び、シールド手段50を下降させて、初期の状態とする。この動作を繰り返すことによって、被処理流体rを、磁性粒子jとクリーンな液体とに分離し、夫々を排出して回収する。
【0061】
実施形態4では、サイクロン式処理容器2の略逆円錐形状部分2bを通ってから絞り部8に向かって旋回流が高速になり、高速で略円錐形状部分2cで拡がるので、比重の重い磁性粒子jが効率的に拡大部9の方向に移動し、クリーンな液体が中心部に残るようになり、分離が効果的に行われる。更に、永久磁石部材10を動かすのではなく、円筒外筒5と永久磁石部材10との間に設けたシールド手段20を移動させて、永久磁石部材10の磁力が排出部分2dの内壁面に付着した磁性粒子jに作用することをコントロールするので、磁力の作用・非作用の制御が確実であり、且つ安定している。
【0062】
《発明の実施形態5》
次に、図10に基づいて、本発明の実施形態5について説明する。
【0063】
実施形態5では、実施形態3と同様に、シールド手段であるリング状部材151を排出部分2dの外周に埋設しており、円筒外筒5の外側にあったシールド手段を無くす点で同様な考え方の構造を採用している。実施形態3と異なるのは、実施形態3では永久磁石部材が往復回転していたが、この実施形態5では、永久磁石部材が上下動することである。そのために、実施形態3とはリング状部材151の埋設位置が異なり、実施形態5では、永久磁石部材110が下降した位置にリング状部材151が埋設されている。実施形態5では、永久磁石部材110のリング状部材111が支持フレーム115に支持されている。支持フレーム115は、移動手段であるシリンダ159に連結されて、上下動するようになっている。156は支持フレーム115が下降した際のストッパを示す。
【0064】
実施形態5では、永久磁石部材110のリング状部材111を上下動させることで、リング状部材111の磁力が排出部分2dの内壁面に集約する磁性粒子jに作用したり、作用しなくなったりするので、簡単で且つ確実に磁性粒子jを分離・排出できる。
【0065】
実施形態5でも、実施形態3と同様に、リング状部材151を排出部分2dに埋設し、円筒外筒5の外周には設けてないので、円筒外筒5の外周のスペースをコンパクトにできる。また、円筒外筒5の外周における構造が簡素化でき、製造コストを低減でき、メンテナンスも容易である。実施形態5では、リング状部材151に貫通孔を設けることなく、単純なリング状部材とすれば良く、製造コストが大幅に低減できる。また、リング状部材151と永久磁石部材111との位置合わせも簡単であり、作業性に優れる。
【0066】
また、リング状部材151は、排出部分2dの外周に埋設したが、この位置に限られるものではなく、永久磁石部材と排出部分2dの内壁との間にあればよいので、排出部分2d内で無く、円筒部材5の内周や外周、或いは内部に埋設するようにしても良く、当然、排出部分2d内に埋設しても良い。
【0067】
なお、シリンダ159は、図10に示すように2ヶ所設けているが、この数に限られるものではなく、1つでも良く、また2つより多くてもよい。2つのシリンダ159が同期してリング状部材115が同時に上下動するようになっているが、例えば、半円ずつ上下動する、或いは90°分ずつ上下動するようにしても良い。その場合は、シリンダを別々に設けると上下動がスムーズにコントロールできる。
【0068】
《発明の実施形態6》
次に、図11に基づいて、本発明の実施形態6について説明する。
【0069】
なお、実施形態6において、実施形態1と共通する部分に関してはその説明を省略し、実施形態1と相違する特徴部分を中心に説明する。
【0070】
実施形態6において、実施形態1と異なるのは、サイクロン式処理容器2’の形状と筒状流出通路6の導入口7’の形状である。即ち、サイクロン式処理容器2’は、円筒状の本体部分2a’に連続して、略逆円錐形状部分2b’が設けられており、この略逆円錐形状部分2b’のテーパー面2c’の途中に導入口7’が配設されている。永久磁石部材10、シールド手段20は実施形態1と同じである。
【0071】
実施形態6では、比較的大きな磁性粒子を含む被処理流体に適しており、被処理流体が略逆円錐形状部分2b’のテーパー面2c’で流速を早めて落下している途中で、永久磁石部材10の磁力で磁性粒子がテーパー面2c’に吸着される。そしてシールド手段20を回転することで、永久磁石部材10の磁力を制御することで、吸着されるNS磁極11と吸着されないNS磁極とが制御されて、磁性粒子が回収されて流出口4から排出される。
【0072】
実施形態6でも、サイクロン式処理容器2’の略逆円錐形状部分2b’のテーパー面2c’を通って旋回流になって落下している際に、比重の重い磁性粒子jが永久磁石部材10に吸着されるので、クリーンな液体が中心部に残るようになり、分離が効果的に行われる。更に、永久磁石部材10を動かすのではなく、円筒外筒5と永久磁石部材10との間に設けたシールド手段20を移動させて、永久磁石部材10の磁力が円筒外筒5の内側の磁性粒子jに作用することをコントロールするので、磁力の作用・非作用の制御が確実であり、且つ安定している。
【0073】
なお、実施形態6においても、実施形態3と同様にシールド手段20を排出部分2dに埋設するように変更しても良い。
【産業上の利用可能性】
【0074】
以上説明したように、本発明は、液体中の磁性粒子や気体中の磁性粒子等の磁性を有する微粒子等をサイクロン式処理容器を使って分離除去するための磁性粒体分離装置、機械加工機等の切削液等に含まれる加工屑(磁性粒子)を除去するための磁性粒体分離装置に適用できる。また、気体中に磁性微粒子が含まれた被処理流体に対しても、適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0075】
【図1】本発明の実施形態1に係る磁性粒体分離装置を示す模式図である。(A)は平面図であり、(B)は側面図である。
【図2】図1の要部拡大図を示す。
【図3】本発明の実施形態1の永久磁石部材とシールド手段の位置関係を説明する図である。(A)は永久磁石部材のN極及びS極の配列を示す模式図である。(B)は、シールド手段の貫通口の位置を示す模式図である。(C)は、シールド手段の貫通口の位置が移動した状態を示す模式図である。
【図4】本発明の実施形態1の永久磁石部材とシールド手段の平面図を示す。
【図5】本発明の実施形態2に係る磁性粒体分離装置の部分図を示す模式図である。
【図6】本発明の実施形態3に係る磁性粒体分離装置を示す模式図である。
【図7】図6の磁性粒体分離装置の部分図を示す模式図である。
【図8】本発明の実施形態4に係る磁性粒体分離装置を示す模式図である。
【図9】図8の磁性粒体分離装置の部分図を示す模式図である。
【図10】本発明の実施形態5に係る磁性粒体分離装置を示す模式図である。
【図11】本発明の実施形態6に係る磁性粒体分離装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【0076】
1 磁性粒体分離装置
2 サイクロン式処理容器
3 流入口
5 円筒外筒
6 筒状流出通路
7 導入口
8 絞り部
9 拡大部
10 永久磁石部材
11 NS磁極群
12 N極
13 S極
15 支持フレーム
20 シールド手段
21 リング状部材
22 ブラケット部
30 移動手段
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体中の磁性粒子や気体中の磁性粒子等の磁性を有する微粒子等をサイクロン式処理容器を使って分離除去するための磁性粒体分離装置に関する。特に、本発明は、機械加工機等の切削液等に含まれる加工屑(磁性粒子)を除去するための磁性粒体分離装置に関する。
【背景技術】
【0002】
機械加工機においては、供給タンクに貯蔵された切削液が被加工物に供給された後、被加工物の加工屑を含む切削液がポンプで供給タンクに戻されることによって、切削液が加工機内を循環している。一般的に、被加工物から発生した加工屑は、加工機の循環経路の途中に設けられたフィルタ装置によって回収・除去されている。
【0003】
フィルタ装置としては、ペーパーフィルタやバグフィルタやカートリッジフィルタ等の膜を用いたろ過式のものや加工屑を沈降させる沈降式のもの等がある。
【0004】
しかし、ろ過装置は、使用時間が長くなるに従って、加工屑の粒体によってフィルタ膜が目詰まりを起こすので、定期的にあるいは不定期に、フィルタ装置を分解して、フィルタ膜を洗浄するか又は交換する必要があり、メンテナンスに費用がかかる、メンテナンスが面倒である等の問題を有している。また、沈殿式濃縮装置(シックナー)は、装置が大型になる、設備費が高い、微粒子を沈降させるのに時間がかかる等の問題を有している。
【0005】
ところで、微粒子を捕集するために、遠心力を利用したサイクロンが広く利用されている。
【0006】
乾式サイクロンでは一般に5μm以上の微粒子が、湿式サイクロンでは一般に10μm以上の微粒子が、それぞれ捕集されている。したがって、大略10μmより粒子径の小さな微粒子を捕集するためには、サイクロンの入口速度を大幅にアップさせる必要がある。しかしながら、入口速度が大きくなるに従って、圧力損失が大きくなるので、エネルギー的に見て無駄の多い現実性の乏しいシステムとなってしまう。
【0007】
特に、切削加工や研削加工に使用される切削液では、切削液中に含まれる加工屑を完全に除去する必要がある。特に、切削加工や研削加工の切削屑には高硬度の切粉があり、この切粉が切削液に含まれたままであると、被加工物にスクラッチなどの傷を発生させる元となる。この切粉は平均10μm以下のものが多く、サイクロン処理装置では分離できない。そのために、現場では、フィルタと組み合わせ等の対応をしているが、十分でなく、更に別の対策が強く望まれていた。
【0008】
対策の一例として、磁性粒子の回収方法として、サイクロン式処理装置の側壁の外側に磁石を配設し、この磁石を直径方向或いは、上下方向に移動させて、磁力が作用する状態と作用しなくなる状態とにすることで、サイクロン式処理装置内の磁性スラッジを吸着させて、その後吸着した磁性スラッジを側壁から離してサイクロン式処理装置から排出することが知られている(例えば、特許文献1)。
【特許文献1】特開2005−21835号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、上記特許文献1に示す1つのタイプでは、サイクロン式処理装置の側壁の外側に配設した永久磁石を直径方向外側に移動させるために、即ち、サイクロン処理容器から離れる方向に動かすために、磁力に逆らった大きな力が必要であり、設備が大掛かりとなるばかりでなく、サイクロン処理容器の側壁内面に吸着した磁性粒子を効果的に分離除去できないという問題を有する。
【0010】
また、側壁に形成されたテーパー面に沿って磁石を下方向に動かして磁力を弱める別のタイプも開示しているが、このタイプでは、側壁のテーパー面に沿って大きく移動させないと磁力を弱めることができず、設備が大掛かりとなる。
【0011】
さらに、どちらのタイプでも磁石を強い力で移動させる、或いは大きく移動させるために、経年変化で磁石位置が変化する可能があり、安定して切屑を吸着できなくなる或いは確実に磁力を開放して切屑を分離除去できなくなる可能性がある。
【0012】
したがって、本発明は、サイクロン式処理容器と永久磁石を使って流体中に含まれる磁性粒子を分離・除去する磁性粒体分離装置において、効率良く且つ安定して分離・除去できる磁性粒体分離装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
具体的には、第1の発明は、磁性粒子を含む被処理流体が軸直交する接線方向から導入される流入口を備え、下端部に排出口を備えるサイクロン式処理容器と、
該サイクロン式処理容器の中央に軸方向に設けられ、処理流体を流出する筒状流出通路と、
該筒状流出通路の下端に設けられた導入口と、
該サイクロン式処理容器の側壁の外側に配設された永久磁石部材と、
該永久磁石部材と該側壁の内壁間に配設され、該永久磁石部材が該サイクロン式処理容器内に対して作用する磁界をシールドするシールド手段と、
該シールド手段と該永久磁石部材とを相対的に磁界が作用する方向と直角な方向に移動する移動手段とを備えることを特徴とする。
【0014】
第2の発明は、第1の発明において、永久磁石部材は、分割片からなるN極と分割片からなるS極が円周方向に隣接されて配置されたNS磁極が円周方向に連続して配置されていることを特徴とする。
【0015】
第3の発明は、第1の発明において、永久磁石部材は、分割片からなるN極と分割片からなるS極が円周方向に隣接されて配置されたNS磁極と非磁極とが、交互に円周方向に連続して配置されていることを特徴とする。
【0016】
第4の発明は、第1ないし3のいずれか1つの発明において、シールド手段はリング状部材からなり、リング状部材がサイクロン式処理容器の側壁の外周に沿って円周方向に回動可能に配設され、移動手段によって回動することを特徴とする。
【0017】
第5の発明は、第1ないし3のいずれか1つの発明において、シールド手段はリング状部材からなり、リング状部材がサイクロン式処理容器の側壁内に埋設され、永久磁石部材が円周方向に回動可能に配設され、移動手段によって永久磁石部材が回動することを特徴とする。
【0018】
第6の発明は、第4又は5の発明において、リング状部材は、複数の貫通孔を円周方向に備え、貫通孔に対面する位置にあるN極又はS極では側壁内に対して磁界を作用し、貫通孔と対面する位置にないN極又はS極では側壁内への磁界がシールドされるようになっていることを特徴とする。
【0019】
第7の発明は、第1ないし3のいずれか1つの発明において、シールド手段はリング状部材からなり、リング状部材がサイクロン式処理容器の側壁外周に沿って上下方向に移動可能に配設され、移動手段によって上下方向に移動することを特徴とする。
【0020】
第8の発明は、第1ないし3のいずれか1つの発明において、シールド手段はリング状部材からなり、リング状部材がサイクロン式処理容器の側壁内に埋設され、永久磁石部材が上下方向に移動可能に配設され、移動手段によって上下方向に移動することを特徴とする。
【発明の効果】
【0021】
第1の発明によれば、サイクロン処理容器内で側壁方向に運ばれた磁性粒子は、側壁に設けられた永久磁石部材によって、側壁の内壁上に吸着されるので、磁性粒子を含まないクリーンな流体が導入口から筒状流出通路に回収される。その上、シールド手段を側壁の内壁と永久磁石部材との間に介在させることによって、軽い力で簡単に磁力をシールドすることができるので、側壁の内壁上に吸着された磁性粒子を永久磁石の磁力から開放して、側壁の内壁から脱離することができ、磁性粒子を落下・排出できる。
【0022】
第2の発明によれば、磁力の調整が簡単であり、内壁の円周面に効率良く磁性粒子を吸着・脱離できる。
【0023】
第3の発明によれば、磁力を段階的に弱めることができるので、磁力を弱める際の移動手段の駆動力を小さいものとすることができ、且つ確実に安定して作動させることができる。
【0024】
第4の発明によれば、シールド手段を回転することで磁力が作用する場合と作用しない場合とを得られるので、その制御が容易であり、確実に安定して作動させることができる。
【0025】
第5の発明によれば、永久磁石部材を回転することで磁力が作用する場合と作用しない場合とを得られるので、その制御が容易であり、確実に安定して作動させることができる。
【0026】
第6の発明によれば、簡単な構成で、磁力の作用する状態と作用しない状態とを確実に制御することができ、場合によっては、磁力を段階的に弱めることができる。
【0027】
第7の発明によれば、シールド手段を上下動することで磁力が作用する場合と作用しない場合とを得られるので、その制御が容易であり、確実に安定して作動させることができる。
【0028】
第8の発明によれば、永久磁石部材を上下動することで磁力が作用する場合と作用しない場合とを得られるので、その制御が容易であり、確実に安定して作動させることができる。
【0029】
本発明では、磁性粒子を含む被処理流体が、略円筒状のサイクロン式処理容器内に接線方向に導入され、略円筒状処理容器内を高速で旋回運動して下方に移動する。旋回運動の過程で、流体中の固体成分である磁性粒子や液体成分や気体成分が、遠心力によって径方向外側に運ばれる。このとき、各成分の比重により各成分に作用する遠心力の大きさが異なっており、比重の大きい磁性粒子がより大きな遠心力を受ける。逆に、中心には比重の軽いものが多くなり、比重の軽いもの(磁性粒体を含まない液体成分や気体成分)が、中央に筒状流出通路を通って上方向から排出される。そして、側壁方向に運ばれた磁性粒子は、側壁に設けられた永久磁石部材によって、側壁の内壁面に吸着される。
【0030】
その後、シールド手段を側壁と永久磁石部材との間に介在させることによって、磁力を弱めるか或いは磁力をシールドすることによって、側壁の内壁上に吸着された磁性粒子は、側壁の内壁から脱離する。その結果、磁性粒子が落下して排出され、回収手段(図示せず)に回収される。したがって、流体中に含まれる磁性粒子が効率良く分離・除去される。
【0031】
特に、研削砥石のように、被加工物の切粉と砥粒とが一緒になった切削屑では、切削屑である磁性粒子が大略10μmより小さい磁性微粒子であり、通常のサイクロン式処理装置では分離・除去することが困難であるが、本発明では、より効果的に分離・除去できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0032】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【0033】
《発明の実施形態1》
図1ないし図4に基づいて、本発明の実施形態1を説明する。
【0034】
実施形態1の磁性粒体分離装置1は、研削加工や切削加工や研磨加工等の各種機械加工を行うための機械加工機において、切削液の中に混入する切粉(即ち磁性粒子)、或いは切粉と砥粒との溶着したもの等からなる切削屑と切削液とを分離し、切削屑を分離回収する場合に適用したものである
磁性粒体分離装置1は、ステンレス、アルミニウムや樹脂等の非磁性体から構成されたサイクロン式処理容器2を備える。このサイクロン式処理容器2は、略円筒状の本体部分2aを備える。この本体部分2aの側壁の上側部分に流入口3が接線方向に設けられている。本体部分2aの下方には、本体部分2aに連続して略逆円錐形状で下方に向かって径が小さくなる略逆円錐形状部分2bと、この略逆円錐形状部分2bの下端部に設けられた絞り部8から更に下方に向かって逆に径が大きくなる略円錐形状部分2cを備える。さらに、略円錐形状部分2cの下端部に設けられた拡大部9から更に下方に向かって再び径が徐々に小さくなった略円錐形状の排出部分2dを備える。この排出部分2dの下端部に磁性粒子jの排出口4が設けられている。本体部分2a、略逆円錐形状部分2b、略円錐形状部分2c及び排出部分2dの外周に円筒状の円筒外筒5が設けられている。なお、円筒外筒5はステンレス、合成樹脂等の非磁性体で構成するが、永久磁石部材の磁力の作用上で影響が無ければ、鋼管としても良い。本体部分2a、略逆円錐形状部分2b、略円錐形状部分2c及び排出部分2dは別体で構成しているが、全部或いは一部が一体でも良い。本体部分2a、略逆円錐形状部分2b、略円錐形状部分2c、排出部分2d及び円筒外筒5も一体としても良い。本発明で言う側壁とは、円筒外筒5と本体部分2a、略逆円錐形状部分2b、略円錐形状部分2c、排出部分2dを含む。
【0035】
サイクロン式処理容器2の中心部分には、軸方向に延びて筒状流出通路6が配設されている。筒状流出通路6の下端部に設けられた導入口7は、拡大部9とほぼ同じ高さ位置に設けられている。その理由は、流入口3から本体部分2aに流入され、略逆円錐形状部分2bに導かれた流体が、その流速を絞り部8で一端速められた後、略円錐形状部分2cによって、遠心力の作用で重量の重いもの(切削屑等の磁性粒子)は拡大部9に向かい、重量の軽いもの(切削液等)は、中央に残るようになる。そして、排出部分2dでは、拡大部9から排出口4に向かって絞られる構成であり、中央に残るようになった流体が導入口7から筒状流出通路6内に導かれる。その際に、導入口7が拡大部9よりも大きく離れて高い位置にあると、遠心力が十分に作用してない状態の流体(切削屑と切削液が混在した状態)が導入口7近辺に存在する結果となり、重量の重い切削屑も導入口7から筒状流出通路6に導かれる結果となる。また、逆に、導入口7が拡大部9よりも大きく離れて低い位置にあると、拡大部9の高さ位置で、遠心力の作用で重量の重い切削屑が拡大部9に分離集約し、中央部分に重量の軽い切削液に分離集約できるにも関わらず、再度両者が混ざり合う結果となる。そのために、筒状流出通路6の下端部に設けられた導入口7と拡大部9とは、ほぼ同じ高さ位置に設けられていることが好ましい。
【0036】
また、導入口7が設けられた下端部は僅かに外側に拡径して設けられており、流体により確実に遠心力が作用するようにしてある。しかし、場合によれば、下端部は筒状流出通路6の本体部分と同径のままでもよい。
【0037】
円筒外筒5の外側に永久磁石部材10が設けられている。永久磁石部材10には、図2〜図4に示すように、N極12とS極13からなるNS磁極群11が円周方向に並んで設けられている。このNS磁極群11の上端部が拡大部9や導入口7とほぼ同じ高さ位置に設けられている。NS磁極群11は円筒外筒5に設けられた支持フレーム15に取付けられている。円筒外筒5とNS磁極群11との間に、シールド手段20が回転可能に設けられている。シールド手段20のリング状部材21は、軟鋼等の磁性体からなっている。リング状部材21の高さはNS磁極群11の高さよりも少し高くなっている。リング状部材21には、NS磁極11の大きさに対応する大きさの貫通口27が、NS磁極11に対向する位置に設けられている。この貫通口27は、隣接する NS磁極11に対しては設けられてなく、その次のNS磁極に対して設けられているというように、隣接するNS磁極に対して間隔を空けて設けられている。リング状部材21の背面(即ち、NS磁極群11側)には、非磁性体からなるガイドリング23がリング状に設けられている。ガイドリング23を設けることにより、リング状部材21が滑らかに移動できるようになっている。リング状部材21の内面(即ち、円筒外筒5側)には、凹部24が形成され、この凹部24の上下端部に、円筒外筒5の外周に接触する接触部25が設けられている。リング状部材21が回転する際の接触抵抗を少なくするために、凹部24が設けられている。リング状部材21の下端部にブラケット部22が一体に設けられている。ブラケット部22は、支持フレーム15に設けられた孔15aを貫通して延びており、移動手段としてのエアシリンダ30に接続されている。移動手段としては、エアシリンダやモーター等の公知の駆動手段を使用できる。なお、シリンダ30は、図1に示すように2ヶ所設けているが、この数に限られるものではなく、1つでも良く、また2つより多くてもよい。
【0038】
次に、実施形態1の磁性粒体分離装置1の動作について説明する。シールド手段20は、図3(B)に示すように、シールド手段20の貫通口27が1つのNS磁極11(図3(B)の左側NS磁極)に対応する位置にあって、このNS磁極11には、排出部2dの内部に磁力が作用する状態にあり、隣接するNS磁極11に対しては貫通口27が位置せずにリング状部材21が塞ぐ状態にあり、この位置のNS磁極に対しては排出部分2dの内壁に付着した磁性粒子jが付着(トラップ)されない磁力状態にある。このように、NS磁極11は交互に磁力が作用する状態にある。この状態で、磁性粒子jを含む被処理流体rが、高速で、接線方向に流入口3からサイクロン式処理容器2内に導入される。導入された被処理流体rは、本体部分2aの側壁内面に沿うように、旋回運動を行う。本体部分2aの内部では、導入された被処理流体rが本体部分2a内を旋回運動することにより旋回流が生じ、略逆円錐形状部分2bに導かれる。略逆円錐形状部分2bの下端部に設けられた絞り部8によって、旋回流の速度が高くなり、略円錐形状部分2cに導かれる。略円錐形状部分2cにおいて、高速度の旋回運動による遠心力が強く作用する。その結果、比重の大きな磁性粒子jには、より大きな遠心力が作用して、径方向外方に運ばれて拡大部9に集約するようになる。この磁性粒子jは、NS磁極群11の磁力によって、拡大部9方向に引っ張られると同時に排出部分2dの内壁面に保持された状態となる。その結果、被処理流体rは、サイクロン式処理容器2の略中央部(筒状流出通路6の外壁付近)に存する液体成分と、拡大部9に偏在した磁性粒子jの層とに分離される。サイクロン式処理容器2の略中央部(筒状流出通路6の外壁付近)に存する液体成分は、排出部分2dにおいて上向き軸方向の力が働いて、導入口7から筒状流出通路6に導かれて、クリーンな液体として磁性粒体分離装置1から外部に流出される。
【0039】
そして、拡大部9の排出部分2dの内壁面に多くの磁性粒子jが付着した後、シールド手段20のリング状部材21を、図3(C)の位置に回転させ、貫通口27が隣接するNS磁極11の位置になるようにする。このことによって、貫通口27に対向する位置にあったNS磁極11に対しては、貫通口27がないリング状部材21が存在する位置となるので、NS磁極11の磁力が磁性粒子jに作用することが弱くなるか無くなりこととなり、逆に、今までリング状部材21が位置していて磁力が磁性粒子jに作用してなかったNS磁極11に対しては、貫通口27が対面することによって、NS磁極11の磁力が磁性粒子jに作用するようになる。このようにして、隣接するNS磁極11に対して交互に磁力が作用することで、連続して磁性粒子jをトラップしたり、トラップを解除したりでき、流出口4から磁性粒子jが排出される。実施形態1では、磁力が作用するNS磁極と磁力が作用しないNS磁極が半分ずつであり、磁力を解除する際のシールド手段20を移動させる駆動力が全部のNS磁極の磁力を解除することに比較して半分の駆動力で済む。また、磁力を剪断する方向にシールド手段20が移動するので、磁力を軽い力で確実に遮断できる。
【0040】
実施形態1では、サイクロン式処理容器2の略逆円錐形状部分2bを通ってから絞り部8に向かって旋回流が高速になり、高速で略円錐形状部分2cで拡がるので、比重の重い磁性粒子jが効率的に拡大部9の方向に移動し、クリーンな液体が中心部に残るようになり、分離が効果的に行われる。更に、永久磁石部材10を動かすのではなく、円筒外筒5と永久磁石部材10との間に設けたシールド手段20を移動させて、永久磁石部材10の磁力が排出部分2dの内壁面の磁性粒子jに作用することをコントロールするので、磁力の作用・非作用の制御が確実であり、且つ安定している。
【0041】
《発明の実施形態2》
次に、図5に基づいて、本発明の実施形態2について説明する。なお、実施形態2において、実施形態1と共通する部分に関してはその説明を省略し、実施形態1と相違する特徴部分を中心に説明する。
【0042】
実施形態2では、N極12及びS極13からなるNS磁極11に隣接して非磁極14が配設されている。非磁極14は、N極12、S極13と同じ幅で設けられている。N極12、S極13及び非磁極14が順番に並接されている。また、シールド手段40のリング状部材41には、円形の貫通口47が設けられている。この貫通口47は、図5(B)に示すように、N極12の上半分に対応する位置とS極13の下半分に対応する位置に設けられている。このことによって、リング状部材41が図5(C)の位置まで回転すると、N極12がシールドされ、S極13は磁力が作用する状態にある。更に、図5(d)の位置まで回転すると、S極13がシールドされ、N極13は磁力が作用する状態にある。更に回転すると図5(b)の位置になり、N極12、S極13共に磁力が作用する状態となる。このように、リング状部材41を段階的に回転することで、N極12及びS極13の磁力を順次解除するようにすることができる。
【0043】
実施形態2でも、実施形態1と同様に、サイクロン式処理容器2の略逆円錐形状部分2bを通ってから絞り部8に向かって旋回流が高速になり、高速で略円錐形状部分2cで拡がるので、比重の重い磁性粒子jが効率的に拡大部9の方向に移動し、クリーンな液体が中心部に残るようになり、分離が効果的に行われる。また、磁力を剪断する方向にシールド手段40が移動するので、磁力を軽い力で確実に遮断できる。更に、永久磁石部材10を動かすのではなく、円筒部材5と永久磁石部材10との間に設けたシールド手段40を移動させて、永久磁石部材10の磁力が側壁5である排出部分2dも内壁面に付着した磁性粒子jに作用することをコントロールするので、磁力の作用・非作用の制御が確実であり、且つ安定している。
【0044】
なお、実施形態2では、リング状部材41は段階的に回転して、図5(B)の状態から図5(D)の状態になり、更に回転して図5(B)の状態になり順次回転するようになっているが、図5(B)の状態の後、逆回転して図5(D)、図5(C)、図5(B)に戻っても良く、図5(B)の状態から、図5(C)、図5(D)の状態になり、その後図5(C)、図5(B)と逆回転して戻っても良い。
【0045】
なお、貫通孔47は円形であるが、この形状に限られるものいではなく、どのような形状、例えば矩形状等でも良い。また、貫通孔47は上下逆にしても良く、同じ高さに設けることも可能である。
【0046】
《発明の実施形態3》
次に、図6及び図7に基づいて、本発明の実施形態3について説明する。なお、実施形態3において、実施形態1と共通する部分に関してはその説明を省略し、実施形態1と相違する特徴部分を中心に説明する。
【0047】
実施形態3では、永久磁石部材110が、回転可能に円筒外筒5の外周に設けられている。具体的には、永久磁石部材110のNS磁極111の上端部が、拡大部9とほぼ同じ高さになるように配置されて、支持フレーム115に支持されている。支持フレーム115は円筒外筒5の外周に回転可能に設けられ、移動手段であるシリンダ30に連結されている。永久磁石部材110のNS磁極111は、N極112及びS極113からなる。N極112及びS極113が隣接され、その次にはN極112及びS極113を合わせた幅分に相当する非磁極114が設けられ、この配列で連続して設けられている。また、シールド手段であるリング状部材120は、NS磁極111と対向する高さ位置で、排出部分2dの外壁に埋設されている。リング状部材120は、N極112及びS極113の幅(非磁極114の幅)に相当する貫通孔121が、同幅毎に設けられている。
【0048】
この実施形態3の作動状態を説明する。永久磁石部材110とシールド手段120とが、図7(A)の位置関係にある場合、NS磁極111のN極112及びS極113が、貫通孔121に対面する位置になく、シールド手段120によって、NS磁極111の磁力が排出部分2dの内壁に作用しなくなる状態になり、排出部分2dに吸着されていた磁性粒子jが脱落して落下し、排出口4から排出される。その後、シリンダ30によって、永久磁石部材110が回転されて、永久磁石部材110とシールド手段120とが、図7(B)の位置関係に来ると、NS磁極111のN極112及びS極113が貫通孔121に対面する位置になるので、NS磁極111の磁力が排出部分2dの内壁に作用することとなり、排出部分2dの内壁に集約する磁性粒子jを吸着する(トラップする)。
【0049】
実施形態3では、永久磁石部材110とシールド手段120とが、図7(A)と図7(B)との位置関係になるように、永久磁石部材110を往復回転させることで、排出部分2dの内壁に集約する磁性粒子jを吸着したり、脱落したりすることができる。
【0050】
実施形態3でも、実施形態1と同様に、サイクロン式処理容器2の略逆円錐形状部分2bを通ってから絞り部8に向かって旋回流が高速になり、高速で略円錐形状部分2cで拡がるので、比重の重い磁性粒子jが効率的に拡大部9の方向に移動し、クリーンな液体が中心部に残るようになり、分離が効果的に行われる。また、磁力を剪断する方向に永久磁石部材110が移動するので、軽い力で磁力を確実に遮断できる。
【0051】
実施形態3では、シールド手段120を排出部分2dに埋設し、円筒外筒5の外周には設けてないので、円筒外筒5の外周のスペースをコンパクトにできる。また、円筒外筒5の外周における構造が簡素化でき、製造コストを低減でき、メンテナンスも容易である。
【0052】
なお、NS磁極111の配列及び貫通孔121の大きさ・位置等はこの構造に限られるものではなく、シールド手段120を埋設し、永久磁石部材110を回転させることで、永久磁石部材110のNS磁極111群の磁力が排出部分2dの内壁の磁性粒子jに作用する状態と非作用状態にできれば、上記構造以外でも良い。また、シールド手段120は、排出部分2dの外周に埋設したが、この位置に限られるものではなく、永久磁石部材と排出部分2dの内壁との間にあればよいので、排出部分2d内で無く、円筒外筒5の内周や外周、或いは内部に埋設するようにしても良く、当然、排出部分2d内に埋設しても良い。
【0053】
《発明の実施形態4》
次に、図8及び図9に基づいて、本発明の実施形態4について説明する。
【0054】
なお、実施形態4において、実施形態1と共通する部分に関してはその説明を省略し、実施形態1と相違する特徴部分を中心に説明する。
【0055】
側壁である円筒外筒5の外側に永久磁石部材10が設けられている。永久磁石部材10のNS磁極群11は円筒外筒5に設けられた支持フレーム15’に取付けられている。円筒外筒5とNS磁極群11との間にシールド手段50が上下動可能に配設されている。このシールド手段50のリング状部材51が設けられている。リング状部材51の背面(即ち、NS磁極群11側)には、非磁性体からなるガイドリング53がリング状に設けられている。リング状部材51の下端部にフランジ部52が一体に設けられている。フランジ部52に移動手段としてのエアシリンダ59が接続されている。56は、リング状部材51が下降した際の下端の位置決めを行うストッパである。
【0056】
なお、シリンダ59は、図6に示すように2ヶ所設けているが、この数に限られるものではなく、1つでも良く、また2つより多くてもよい。シールド手段50のリング状部材51が同時に上下動するようになっているが、例えば、半円ずつ上下動する、或いは90°分ずつ上下動するようにしても良い。その場合は、シリンダを別々に設けると上下動がスムーズにコントロールできる。
【0057】
次に、実施形態4の動作について説明する。シールド手段50は図8に想像線で示すように、下端位置に移動して、永久磁石部材10のNS磁極群11がサイクロン式処理容器2内の磁性粒子jに作用する状態になっている。この状態で、磁性粒子jを含む被処理流体rが、高速で、接線方向に流入口3からサイクロン式処理容器2内に導入される。導入された被処理流体rは、本体部分2aの側壁内面に沿うように、旋回運動を行う。本体部分2aの内部では、導入された被処理流体rが本体部分2a内を旋回運動することにより旋回流が生じ、略逆円錐形状部分2bに導かれる。略逆円錐形状部分2bの下端部に設けられた絞り部8によって、旋回流の速度が高くなり、略円錐形状部分2cに導かれる。略円錐形状部分2cにおいて、高速度の旋回運動による遠心力が強く作用する。その結果、比重の大きな磁性微粒子jには、より大きな遠心力が作用して、径方向外方に運ばれて拡大部9に集約するようになる。この磁性微粒子jは、NS磁極群11の磁力によって、拡大部9方向に引っ張られると同時に排出部分2dの内壁面に保持された状態となる。
【0058】
その結果、被処理流体rは、サイクロン式処理容器2の略中央部(筒状流出通路6の外壁付近)に存する液体成分と、拡大部9に偏在した磁性粒子jの層とに分離される。サイクロン式処理容器2の略中央部(筒状流出通路6の外壁付近)に存する液体成分は、排出部分2dが逆円錐形状で絞られた形状となっているので、上向き軸方向の力が働いて、導入口7から筒状流出通路6に導かれて、クリーンな液体として磁性粒体分離装置1から外部に排出される。
【0059】
そして、拡大部9の排出部分2dの内壁面に多くの磁性粒子jが付着した後、シールド手段50のリング状部材51を上昇させ、円筒外筒5とNS磁極群11との間に介在させる。このことによって、NS磁極群11の磁力が磁性粒子jに作用する磁力が弱くなるか無くなり、排出部分2dの内壁面に偏在している磁性粒子jは、排出部分2dの内壁面に沿って落下していき、排出口17から排出される。
【0060】
その後は、再び、シールド手段50を下降させて、初期の状態とする。この動作を繰り返すことによって、被処理流体rを、磁性粒子jとクリーンな液体とに分離し、夫々を排出して回収する。
【0061】
実施形態4では、サイクロン式処理容器2の略逆円錐形状部分2bを通ってから絞り部8に向かって旋回流が高速になり、高速で略円錐形状部分2cで拡がるので、比重の重い磁性粒子jが効率的に拡大部9の方向に移動し、クリーンな液体が中心部に残るようになり、分離が効果的に行われる。更に、永久磁石部材10を動かすのではなく、円筒外筒5と永久磁石部材10との間に設けたシールド手段20を移動させて、永久磁石部材10の磁力が排出部分2dの内壁面に付着した磁性粒子jに作用することをコントロールするので、磁力の作用・非作用の制御が確実であり、且つ安定している。
【0062】
《発明の実施形態5》
次に、図10に基づいて、本発明の実施形態5について説明する。
【0063】
実施形態5では、実施形態3と同様に、シールド手段であるリング状部材151を排出部分2dの外周に埋設しており、円筒外筒5の外側にあったシールド手段を無くす点で同様な考え方の構造を採用している。実施形態3と異なるのは、実施形態3では永久磁石部材が往復回転していたが、この実施形態5では、永久磁石部材が上下動することである。そのために、実施形態3とはリング状部材151の埋設位置が異なり、実施形態5では、永久磁石部材110が下降した位置にリング状部材151が埋設されている。実施形態5では、永久磁石部材110のリング状部材111が支持フレーム115に支持されている。支持フレーム115は、移動手段であるシリンダ159に連結されて、上下動するようになっている。156は支持フレーム115が下降した際のストッパを示す。
【0064】
実施形態5では、永久磁石部材110のリング状部材111を上下動させることで、リング状部材111の磁力が排出部分2dの内壁面に集約する磁性粒子jに作用したり、作用しなくなったりするので、簡単で且つ確実に磁性粒子jを分離・排出できる。
【0065】
実施形態5でも、実施形態3と同様に、リング状部材151を排出部分2dに埋設し、円筒外筒5の外周には設けてないので、円筒外筒5の外周のスペースをコンパクトにできる。また、円筒外筒5の外周における構造が簡素化でき、製造コストを低減でき、メンテナンスも容易である。実施形態5では、リング状部材151に貫通孔を設けることなく、単純なリング状部材とすれば良く、製造コストが大幅に低減できる。また、リング状部材151と永久磁石部材111との位置合わせも簡単であり、作業性に優れる。
【0066】
また、リング状部材151は、排出部分2dの外周に埋設したが、この位置に限られるものではなく、永久磁石部材と排出部分2dの内壁との間にあればよいので、排出部分2d内で無く、円筒部材5の内周や外周、或いは内部に埋設するようにしても良く、当然、排出部分2d内に埋設しても良い。
【0067】
なお、シリンダ159は、図10に示すように2ヶ所設けているが、この数に限られるものではなく、1つでも良く、また2つより多くてもよい。2つのシリンダ159が同期してリング状部材115が同時に上下動するようになっているが、例えば、半円ずつ上下動する、或いは90°分ずつ上下動するようにしても良い。その場合は、シリンダを別々に設けると上下動がスムーズにコントロールできる。
【0068】
《発明の実施形態6》
次に、図11に基づいて、本発明の実施形態6について説明する。
【0069】
なお、実施形態6において、実施形態1と共通する部分に関してはその説明を省略し、実施形態1と相違する特徴部分を中心に説明する。
【0070】
実施形態6において、実施形態1と異なるのは、サイクロン式処理容器2’の形状と筒状流出通路6の導入口7’の形状である。即ち、サイクロン式処理容器2’は、円筒状の本体部分2a’に連続して、略逆円錐形状部分2b’が設けられており、この略逆円錐形状部分2b’のテーパー面2c’の途中に導入口7’が配設されている。永久磁石部材10、シールド手段20は実施形態1と同じである。
【0071】
実施形態6では、比較的大きな磁性粒子を含む被処理流体に適しており、被処理流体が略逆円錐形状部分2b’のテーパー面2c’で流速を早めて落下している途中で、永久磁石部材10の磁力で磁性粒子がテーパー面2c’に吸着される。そしてシールド手段20を回転することで、永久磁石部材10の磁力を制御することで、吸着されるNS磁極11と吸着されないNS磁極とが制御されて、磁性粒子が回収されて流出口4から排出される。
【0072】
実施形態6でも、サイクロン式処理容器2’の略逆円錐形状部分2b’のテーパー面2c’を通って旋回流になって落下している際に、比重の重い磁性粒子jが永久磁石部材10に吸着されるので、クリーンな液体が中心部に残るようになり、分離が効果的に行われる。更に、永久磁石部材10を動かすのではなく、円筒外筒5と永久磁石部材10との間に設けたシールド手段20を移動させて、永久磁石部材10の磁力が円筒外筒5の内側の磁性粒子jに作用することをコントロールするので、磁力の作用・非作用の制御が確実であり、且つ安定している。
【0073】
なお、実施形態6においても、実施形態3と同様にシールド手段20を排出部分2dに埋設するように変更しても良い。
【産業上の利用可能性】
【0074】
以上説明したように、本発明は、液体中の磁性粒子や気体中の磁性粒子等の磁性を有する微粒子等をサイクロン式処理容器を使って分離除去するための磁性粒体分離装置、機械加工機等の切削液等に含まれる加工屑(磁性粒子)を除去するための磁性粒体分離装置に適用できる。また、気体中に磁性微粒子が含まれた被処理流体に対しても、適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0075】
【図1】本発明の実施形態1に係る磁性粒体分離装置を示す模式図である。(A)は平面図であり、(B)は側面図である。
【図2】図1の要部拡大図を示す。
【図3】本発明の実施形態1の永久磁石部材とシールド手段の位置関係を説明する図である。(A)は永久磁石部材のN極及びS極の配列を示す模式図である。(B)は、シールド手段の貫通口の位置を示す模式図である。(C)は、シールド手段の貫通口の位置が移動した状態を示す模式図である。
【図4】本発明の実施形態1の永久磁石部材とシールド手段の平面図を示す。
【図5】本発明の実施形態2に係る磁性粒体分離装置の部分図を示す模式図である。
【図6】本発明の実施形態3に係る磁性粒体分離装置を示す模式図である。
【図7】図6の磁性粒体分離装置の部分図を示す模式図である。
【図8】本発明の実施形態4に係る磁性粒体分離装置を示す模式図である。
【図9】図8の磁性粒体分離装置の部分図を示す模式図である。
【図10】本発明の実施形態5に係る磁性粒体分離装置を示す模式図である。
【図11】本発明の実施形態6に係る磁性粒体分離装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【0076】
1 磁性粒体分離装置
2 サイクロン式処理容器
3 流入口
5 円筒外筒
6 筒状流出通路
7 導入口
8 絞り部
9 拡大部
10 永久磁石部材
11 NS磁極群
12 N極
13 S極
15 支持フレーム
20 シールド手段
21 リング状部材
22 ブラケット部
30 移動手段
【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁性粒子を含む被処理流体が軸直交する接線方向から導入される流入口を備え、下端部に排出口を備えるサイクロン式処理容器と、
該サイクロン式処理容器の中央に軸方向に設けられ、処理流体を流出する筒状流出通路と、
該筒状流出通路の下端に設けられた導入口と、
該サイクロン式処理容器の側壁の外側に配設された永久磁石部材と、
該永久磁石部材と該側壁の内壁間に配設され、該永久磁石部材が該サイクロン式処理容器内に対して作用する磁界をシールドするシールド手段と、
該シールド手段と該永久磁石部材とを相対的に磁界が作用する方向と直角な方向に移動する移動手段とを備えることを特徴とする磁性粒体分離装置。
【請求項2】
永久磁石部材は、分割片からなるN極と分割片からなるS極が円周方向に隣接されて配置されたNS磁極が円周方向に連続して配置されていることを特徴とする請求項1に記載の磁性粒体分離装置。
【請求項3】
永久磁石部材は、分割片からなるN極と分割片からなるS極が円周方向に隣接されて配置されたNS磁極と非磁極とが、交互に円周方向に連続して配置されていることことを特徴とする請求項1に記載の磁性粒体分離装置。
【請求項4】
シールド手段はリング状部材からなり、リング状部材がサイクロン式処理容器の側壁の外周に沿って円周方向に回動可能に配設され、移動手段によって回動することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の磁性粒体分離装置。
【請求項5】
シールド手段はリング状部材からなり、リング状部材がサイクロン式処理容器の側壁内に埋設され、永久磁石部材が円周方向に回動可能に配設され、移動手段によって永久磁石部材が回動することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の磁性粒体分離装置。
【請求項6】
リング状部材は、複数の貫通孔を円周方向に備え、貫通孔に対面する位置にあるN極又はS極では側壁内に対して磁界を作用し、貫通孔と対面する位置にないN極又はS極では側壁内への磁界がシールドされるようになっていることを特徴とする請求項4又は5に記載の磁性粒体分離装置。
【請求項7】
シールド手段はリング状部材からなり、リング状部材がサイクロン式処理容器の側壁外周に沿って上下方向に移動可能に配設され、移動手段によって上下方向に移動することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の磁性粒体分離装置。
【請求項8】
シールド手段はリング状部材からなり、リング状部材がサイクロン式処理容器の側壁内に埋設され、永久磁石部材が上下方向に移動可能に配設され、移動手段によって上下方向に移動することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の磁性粒体分離装置。
【請求項1】
磁性粒子を含む被処理流体が軸直交する接線方向から導入される流入口を備え、下端部に排出口を備えるサイクロン式処理容器と、
該サイクロン式処理容器の中央に軸方向に設けられ、処理流体を流出する筒状流出通路と、
該筒状流出通路の下端に設けられた導入口と、
該サイクロン式処理容器の側壁の外側に配設された永久磁石部材と、
該永久磁石部材と該側壁の内壁間に配設され、該永久磁石部材が該サイクロン式処理容器内に対して作用する磁界をシールドするシールド手段と、
該シールド手段と該永久磁石部材とを相対的に磁界が作用する方向と直角な方向に移動する移動手段とを備えることを特徴とする磁性粒体分離装置。
【請求項2】
永久磁石部材は、分割片からなるN極と分割片からなるS極が円周方向に隣接されて配置されたNS磁極が円周方向に連続して配置されていることを特徴とする請求項1に記載の磁性粒体分離装置。
【請求項3】
永久磁石部材は、分割片からなるN極と分割片からなるS極が円周方向に隣接されて配置されたNS磁極と非磁極とが、交互に円周方向に連続して配置されていることことを特徴とする請求項1に記載の磁性粒体分離装置。
【請求項4】
シールド手段はリング状部材からなり、リング状部材がサイクロン式処理容器の側壁の外周に沿って円周方向に回動可能に配設され、移動手段によって回動することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の磁性粒体分離装置。
【請求項5】
シールド手段はリング状部材からなり、リング状部材がサイクロン式処理容器の側壁内に埋設され、永久磁石部材が円周方向に回動可能に配設され、移動手段によって永久磁石部材が回動することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の磁性粒体分離装置。
【請求項6】
リング状部材は、複数の貫通孔を円周方向に備え、貫通孔に対面する位置にあるN極又はS極では側壁内に対して磁界を作用し、貫通孔と対面する位置にないN極又はS極では側壁内への磁界がシールドされるようになっていることを特徴とする請求項4又は5に記載の磁性粒体分離装置。
【請求項7】
シールド手段はリング状部材からなり、リング状部材がサイクロン式処理容器の側壁外周に沿って上下方向に移動可能に配設され、移動手段によって上下方向に移動することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の磁性粒体分離装置。
【請求項8】
シールド手段はリング状部材からなり、リング状部材がサイクロン式処理容器の側壁内に埋設され、永久磁石部材が上下方向に移動可能に配設され、移動手段によって上下方向に移動することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の磁性粒体分離装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2009−50826(P2009−50826A)
【公開日】平成21年3月12日(2009.3.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−222484(P2007−222484)
【出願日】平成19年8月29日(2007.8.29)
【出願人】(594190574)岡野機工株式会社 (19)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年3月12日(2009.3.12)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年8月29日(2007.8.29)
【出願人】(594190574)岡野機工株式会社 (19)
【Fターム(参考)】
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