JP2006341212A - 磁性異物類除去清掃装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁性異物類を含有する気体，液体，粉体及び粒体等の原材料の輸送路の一部に設置され、磁性異物類を確実に除去排出して次工程側に清掃な原材料を送出する簡便構造の磁性異物類除去清掃装置を提供する。
【解決手段】ケース本体２０内に出入自在に配置されるバーマグネット５０のケース本体２０内を挿入により磁性異物類は吸着除去されると共に、バーマグネット５０をケース本体２０から大きく引き出すことによりバーマグネット５０の磁束の影響がなくなり、非磁性体６０に吸着している磁性異物類はスクレーパ７０により完全に除去される。
【選択図】図２

Description

本発明は、気体，液体，粉体もしくは粒体等に混入した異物類を分離・除去するために用いられるバーマグネット及びマグネットフィルタ装置に係り、食品工業，化学工業，窯業等の原材料に混入した微細な磁性異物類を原材料から除去し分離するために原材料供給経路の途中に設置されて使用され、バーマグネットに磁気的に吸着もしくは付着した異物類を効果的に除去する磁性異物類除去清掃装置に関する。

飲料や様々な食品，薬品類，香辛料，調味料各種のプラスチック原料，顔料，肥料など様々な気体，液体，粉体及び粒体等の流動体には、その加工工程や製造工程にて様々な金属類などの異物が混入する可能性がある。例えば、製造や加工の工程においてスクリューフィーダー，ロータリーバルブ，輸送パイプなど設備の金属磨耗粉や、ミキサー，スライサー，カッター，シュレッダー，チョッパーなどの破損片が考えられる。近年では、半導体製造工場等のハイテクノロジーに関連する分野においても、各種設備から発生する超微細な磨耗粉や、破損片を除去する要求が大きくなってきた。

様々な設備の多くは金属部品から作られているため、前記のような各種設備を用いた処理により金属異物が混入することを完全に避けることは困難である。一般に、多くの設備は、鉄もしくはステンレスにより構成されていることが多いため、混入する可能性の大きい金属異物は磁性金属異物であることが多い。

従来から用いられている金属異物類除去装置は、一般的に、気体，液体，粉体及び粒体等を通過させるための上部開口部及び下部開口部を有する磁性体異物除去室内部に磁石モジュールを装着した構造になっている。これを用いて各種粉体等に含まれる磁性異物類を除去するには、上部開口部を介して磁性体異物除去室内に各種の気体，液体，粉体もしくは粒体等を取り入れると共に、磁性体異物除去室を通過させた後、下部開口部より取り出す。該磁性体異物除去室内を各種の気体，液体，粉体及び粒体等が通過する過程において、磁性体異物除去室内部に設置された磁石モジュールにより磁性異物類が吸着され、前記各種粉体等に混入した磁性異物類を除去することができる。

前記のような磁性異物類を除去するためには、複数の永久磁石モジュールを組み合わせたバーマグネットを気体，液体，粉体及び粒体等の中に配置して、磁性を持つ異物類を磁気的に吸着させて除去するものが知られている。

バーマグネットに磁気的に吸着した磁性異物類は、異物除去機能を維持するために定期的に除去・掃除する必要がある。従来で、定期的もしくは磁性異物類が吸着した時点でウェス等によって拭き取って掃除したり、粘着テープにより除去したり、圧縮空気により除去した。また、除去・掃除を自動化する機構に関する出願もなされている。
特開２００２−１１３３８６号公報（第２−４項，第１−９図）

前記のように、バーマグネットの外周部に吸着された磁性異物類を除去するにおいて、磁性異物類を除去するため強力な磁力を持つバーマグネットから磁性異物類を除去・掃除することは容易なことではない。除去においてバーマグネット表面を傷つける可能性も考えられる。

バーマグネットに磁気的に吸着した磁性異物類を効率的に除去して、異物除去機能を維持するために、バーマグネットを本体内部から本体外部に引き出して、このときに非磁性管状体を利用することにより効果的に磁性異物類を除去する機能を設けたものが提案されている。
特開平７−２４３５５号公報（第２項、図１，図２）

本発明は、前記のような技術背景で発明されたものであり、気体，液体，粉体及び粒体等の流体等に混入した異物類を吸着除去するために用いるバーマグネットに磁気的に吸着した磁性異物類を自動的に除去する機能を効果的に実施するためになされたものである。

前記のように、特に飲料や食品類，薬品類，調味料等に混入した金属異物類は、衛生面からの要求もあり、製造物に対する責任の考え方が高度に意識される社会情勢もまた進展しつつある。様々な気体，液体，粉体及び粒体等の流体等に混入した異物類を分離除去するために、その製造工程や加工工程には多くのフィルタ類が組み込まれている。前記のマグネットフィルタは磁性金属混入異物を分離除去する装置のひとつの例である。

様々な気体，液体，粉体及び粒体等の流体類に混入した磁性混入異物類を分離除去するために、マグネットフィルタ装置が多く用いられており、磁性混入物類を除去する手段として他に代替できない重要な技術として広く利用されている。特に、バーマグネットの表面部分に磁気的に吸着した磁性混入異物類を自動的に除去して、磁性混入異物除去機能を高度な状態に維持することは極めて重要である。

前記バーマグネット表面に磁気的に吸着した磁性混入異物類を、バーマグネットを管状の非磁性体を利用し、該管状非磁性材の中を本体内部もしくは本体外部に位置するように移動可能な状態にて設置し、磁性異物類を吸着除去する場合では本体内部にバーマグネットを配置して混入した磁性異物類を吸着し、該吸着した磁性異物類を清掃する状態では、該バーマグネットを本体外部に配置することにより磁気的な吸引力を遮断して吸着して磁性異物類を効果的に清掃除去することが可能となる。
該磁性混入異物除去装置及び除去方法では、バーマグネットを本体外部に配置することで磁気的な吸引力を制御して吸着した磁性異物類を容易に清掃できると提案されているが、極めて強力なバーマグネットから発生した磁束を有効に遮断することについて十分な技術的な検討が不足しており極めて重要な技術領域に関して、技術的に未熟成な部分がある。

従来の該磁性混入異物除去装置及び除去方法では、バーマグネットの磁束により本体内部において吸着除去された磁性異物類を効果的に除去することに対して十分に技術的な検討が行われているため、従来の該磁性異物除去装置において効果的に吸着した磁性異物類を除去することが困難な状況となることが懸念された。

本発明は、このような前記磁性異物除去装置について、吸着した磁性異物類を容易に掃除するために前記バーマグネットを本体外部に配置した状態において、該バーマグネットから発生する磁束の分布状況を考慮して、該バーマグネットの影響を排除してより完全に吸着した磁性異物類を除去することが可能な磁性異物除去装置を提供するものである。

従来の磁性異物類除去装置、所謂マグネットフィルタでは、磁気的に吸着した磁性異物類をバーマグネット表面から効果的に、かつ確実に除去して清掃するために、該バーマグネットをケース本体内部とケース本体外部の配置に設置する構造を組み込んだものが提案されてきた。

前記マグネットフィルタでは、該バーマグネットから初性した磁束は非常に強力であり、バーマグネット近傍の空間に広がり、磁性異物類を磁気的に吸引・吸着する。バーマグネットが本体外部に配置された状態であっても、バーマグネットもしくはバーマグネットを収容した非磁性管体の表面部分に磁気的に吸着した磁性異物類は、前記バーマグネットから発生する磁束により一部は吸着した状態であった。この原因は、従来の提案のバーマグネット移動型磁性異物除去装置では、該バーマグネットを十分に引き出す構造となっていないため、該バーマグネットから発生した磁束の影響を受けてしまった。このような構造は、従来の提案技術において十分に検証がなされなかったためであると推定される。

このような状況に鑑み、我々は該バーマグネットにより発生する磁界の大きさと磁気的な吸着の効果を詳細に検討し、本発明に至った。

本発明に係る請求項１に示された磁性異物類除去清掃装置は、円筒状のマグネット単体（磁石）と円筒状の軟磁性体よりなる磁気コア材とを交互に並設してなるバーマグネットと、該バーマグネットを出入自在に収納すると共に磁性異物類を含有する原材料の導入口と流出口とを備えるケース本体と、該ケース本体の内部及び外部に配設され前記バーマグネットを案内する非磁性体とを有する磁性異物類除去装置であって、該装置は、前記バーマグネットが前記ケース本体から外部側に引き出された状態で、前記バーマグネットの挿入端と前記ケース本体との間に前記バーマグネットの端面に生じている磁束が前記ケース本体側へ磁力作用を及ばさない距離を保持すべく形成されることを特徴とする。

本発明の請求項２に示された磁性異物類除去清掃装置は、前記距離がバーマグネットを構成する単一の磁石の１個分の距離であることを特徴とする。

本発明に係る請求項３に示された磁性異物類除去清掃装置は、前記非磁性体が、前記バーマグネットに吸着された磁性異物類を除去するスクレーパ機能を有するものからなることを特徴とする。

本発明の請求項１及び２の磁性異物類除去清掃装置によれば、磁性異物類は外周や両端から強力の磁束のでているバーマグネットにより吸着される。この吸着された磁性異物類は、ケース本体内にバーマグネットが収納されている場合には、その磁力により除去されているためケース本体からバーマグネットを引き出すことが必要であり、除去の完全化を図るためにバーマグネットをその一端の磁束がケース本体側に磁力作用をしない位置まで引き出し、これにより磁性異物類の除去がより確実に行われる。

また、本発明の請求項３の磁性異物類除去清掃装置によれば、非磁性体がスクレータ機能を有するものからなるため、異物除去の確実化が図れる。

以下、本発明の磁性異物類除去清掃装置の実施の形態を図面を参照して詳述する。まず、図４により、バーマグネット５０の構造と発生する磁束の状態を説明する。
バーマグネット５０は、円筒状の磁石５１と、軟磁性体の円筒状の磁気ヨーク５２を交互に隣接して配置し、これ等をチューブ５３で被包したものからなる。なお、磁石５１と磁気ヨーク５２はこれ等を貫通するセンタシャフト５５の両端にねじ止めされるエンドプラグ５６に固定される。以上の構造のバーマグネット５０から発生する磁束５４は図示のような広がりのある広範囲のものからなり、その両端のエンドプラグ５６の部分にも広がりのある磁束５４ａが形成される。

図１は本発明の磁性異物類除去清掃装置１００の全体構造を示す。磁性異物類除去清掃装置１００は、図４に示したバーマグネット５０と、これを複数本出入自在に収納するケース本体２０と、バーマグネット５０を案内する非磁性体６０等とからなる。本実施例では非磁性体６０はケース本体２０の内部とこの外部に張り出している筒体６０ａとからなり、バーマグネット５０には筒体６０ａ内を移動するための出入具８０が連結されている。なお、筒体６０ａはケース本体２０外の筒長がケース本体２０内の筒長よりも長く形成されている。また、筒体６０ａにはバーマグネット５０の磁力により吸着された磁性異物類を除去するためのスクレーパ７０が設けられている。また、ケース本体２０は磁性異物類を含有する原材料の導入される導入口１０と処理済の原材料を流出させる流出口３０が設けられている。

次に、本発明の磁性異物類除去清掃装置１００による作用について説明する。磁性異物類の除去作業時においてはバーマグネット５０は図１に示すようにケース本体２０の内部に挿入される。この状態で磁性異物類を含有する原材料が導入口１０からケース本体２０内に導入される。ここで磁性異物類はバーマグネット５０の磁力によりバーマグネット５０側に吸引され、例えば、非磁性体６０に吸着して除去される。

吸着している磁性異物類を除去して原材料を清浄化するにはこのものを排出しなければならないが、バーマグネット５０がケース本体２０内に挿入された状態では磁性異物類の除去排出ができない。よって、例えば、図３に示すように出入具８０によりバーマグネット５０をケース本体２０外に引き出すことが必要になる。しかし、図３に示したように、バーマグネット５０をケース本体２０にほぼ近接する位置までしか引き出さない場合には、図４において説明したようにバーマグネット５０の端部の磁束によりケース本体２０内に磁力が作用する。そのため、ケース本体２０内の磁性異物類の除去排出が十分にできない。

そこで、本発明では図２に示すように、バーマグネット５０はその端面がケース本体２０から距離ａだけ離れた位置まで引き出される。この距離ａはバーマグネット５０の端部に発生する磁束の大きさよりも少なくとも大きい寸法のものからなり、その寸法はバーマグネット５０の構成，形状により決められる。バーマグネット５０の端部から磁界の影響を抑制するためには、バーマグネット５０をケース本体２０より遠くまで引き出した配置にすることが好ましいが、装置を構成する容積が大きくなり現実的ではない。概ね、バーマグネットを構成する磁石の長さの数倍程度が最適であると考えられるが、実際の配置については磁石の強さ等の影響があり特定できない。本発明においては、磁石の長さ以上と既述したが、この間隔についての既述により限定されるものではなく、少なくとも磁石の長さ以上とする。

図１では、非磁性体６０について特に詳細な説明は行わなかったが、非磁性体６０に凸部を設けて磁気的に吸着した磁性異物類をしごき取る構造や、ストッパー部を設けて磁界の影響を効果的に減衰する構造や様々な機械的な力で吸着異物類を清掃する機能等の付加的な工夫が多数なされている。本発明における特徴は、これらの様々な工夫について制限されるものではなく、これらの工夫による機能を更に効果的に機能させるために基本的な構成を提供するものであり、これらの工夫と合わせて複合的に機能を発揮させることもまた可能である。

産業上の利用の可能性

以上述べたように、本発明であるバーマグネット配置はバーマグネットにより発生する磁界により吸着除去した気体，液体，粉体及び粒体等の流動体の中に混入した磁性異物類を効果的に清掃する機能を提供するものであり、簡単であり効率的であるバーマグネット清掃方法を提供することができる。本発明によれば、バーマグネットを利用して構成される全ての所謂マグネットフィルタ類である磁性異物除去装置において、バーマグネットを効果的、かつ簡単に清掃する方法を提供することができる。

本発明の磁性異物類除去清掃装置の全体概要構造を示す断面図。 本発明の磁性異物類除去清掃装置の磁性異物類の除去作用を説明するための断面図。 従来の磁性異物類の除去作用を説明するための断面図。 バーマグネットの構造と、その磁束の発生状況を示す断面図。

符号の説明

１０ 導入口
２０ ケース本体
３０ 流出口
５０ バーマグネット
５１ 磁石
５２ 磁気ヨーク
５３ チューブ
５４ 磁束
５４ａ 磁束
５５ センタシャフト
５６ エンドプラグ
６０ 非磁性体
６０ａ 筒体
７０ スクレーパ
８０ 出入具
１００ 磁性異物類除去清掃装置

Claims (3)

1. 円筒状のマグネット単体（磁石）と円筒状の軟磁性体よりなる磁気コア材とを交互に並設してなるバーマグネットと、該バーマグネットを出入自在に収納すると共に磁性異物類を含有する原材料の導入口と流出口とを備えるケース本体と、該ケース本体の内部及び外部に配設され前記バーマグネットを案内する非磁性体とを有する磁性異物類除去装置であって、該装置は、前記バーマグネットが前記ケース本体から外部側に引き出された状態で、前記バーマグネットの挿入端と前記ケース本体との間に前記バーマグネットの端面に生じている磁束が前記ケース本体側へ磁力作用を及ばさない距離を保持すべく形成されることを特徴とする磁性異物類除去清掃装置。
2. 前記距離がバーマグネットを構成する単一の磁石の１個分の距離であることを特徴とする請求項１に記載の磁性異物類除去清掃装置。
3. 前記非磁性体が、前記バーマグネットに吸着された磁性異物類を除去するスクレーパ機能を有するものからなることを特徴とする請求項１に記載の磁性異物類除去清掃装置。
   

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