JP2010137122A - Magnetic grain separator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば工作機械等において切削加工時や研削加工時に生じるスラッジ(加工屑)をクーラント液(被処理流体)から分離・除去するためなどに使用される磁性粒子分離装置に関し、特に、磁性粒子を含む被処理流体を内周面に沿って旋回下降流動させ、その旋回下降流動によって生じる遠心力により被処理流体内の磁性粒子を分離して下方に排出するサイクロン式処理容器を備えた磁性粒子分離装置に関するものである。 The present invention relates to a magnetic particle separation device used for separating and removing sludge (machining waste) generated during cutting or grinding in a machine tool or the like from a coolant liquid (processed fluid). Magnetic material having a cyclone type processing vessel that causes a fluid to be treated containing particles to swirl down and flow along an inner peripheral surface, separates magnetic particles in the fluid to be treated by centrifugal force generated by the swirling and descending flow, and discharges the particles downward. The present invention relates to a particle separator.
従来の磁性粒子分離装置は、サイクロン式処理容器の内周面が下側ほど縮径する逆円錐状に形成されていて、該サイクロン式処理容器の上部側壁の導入開口から該容器内に導いたクーラント液をその内周面に沿って旋回流動させることでその遠心力により磁性粒子を該内周面近傍に集約して分離する。そして、このクーラント液の旋回流動に伴いその旋回中心部に生じる上昇流によって、磁性粒子を含まない浄化処理されたクーラント液を該旋回中心部に配設された排出管から容器外へと排出する。 The conventional magnetic particle separator is formed in an inverted conical shape in which the inner peripheral surface of the cyclonic processing container is reduced in diameter toward the lower side, and is led into the container from the introduction opening of the upper side wall of the cyclonic processing container. By causing the coolant liquid to swirl along the inner peripheral surface, the magnetic particles are concentrated and separated in the vicinity of the inner peripheral surface by the centrifugal force. Then, the purified coolant liquid that does not contain magnetic particles is discharged out of the container from the discharge pipe disposed in the swirling center portion by the upward flow generated in the swirling center portion with the swirling flow of the coolant liquid. .
このような磁性粒子分離装置において、磁性粒子をより効率良く分離・除去するための技術が種々提案されており、例えば特許文献1に示す装置では、サイクロン式処理容器の外周面に沿って上下方向の略全体に亘って磁石を配設することで、旋回流動に伴う遠心力に加えてこの磁石の磁気吸引力でもって磁性粒子をサイクロン式処理容器の内周面近傍に集約するようにしている。
In such a magnetic particle separation apparatus, various techniques for separating and removing magnetic particles more efficiently have been proposed. For example, in the apparatus shown in
この磁石は、サイクロン式処理容器の外周を囲むリング状の2分割体からなり、各分割体は、エアシリンダ等のアクチュエータ機構により互いに接近/離間する方向に変位可能に構成されている。そして、内周面近傍に集約された磁性粒子の量が所定量以上になったときには、アクチュエータ機構により該各分割体を径方向の外側(互いに離間する方向)に変位させて磁性粒子に作用する磁力を弱めることで、該磁性粒子を自重によりサイクロン式処理容器の下側の回収容器へと落下させるようになっている。
しかしながら、特許文献1の磁性粒子分離装置のように、旋回流動に伴う遠心力に加えて磁気吸引力でもって磁性粒子をサイクロン式処理容器の内周面近傍に集約するようにしても、必ずしも磁性粒子の分離が十分ではなく、特に、微小な磁性粒子や、被処理流体との比重の差が小さい磁性粒子は、サイクロン式処理容器の中心部の上昇流に巻き込まれて排出管から容器外へと排出されて装置全体の浄化能力の低下を招きやすい。このため、磁性粒子の除去効率を大幅に向上させることは困難という問題点を有していた。
However, as in the magnetic particle separation apparatus of
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、特に微小な磁性粒子や、被処理流体との比重の差が小さい磁性粒子などであっても、被処理流体からの除去効率を大幅に向上させることを目的としている。 The present invention has been made in view of such a point, and even if it is a magnetic particle or a magnetic particle having a small difference in specific gravity from the fluid to be treated, the removal efficiency from the fluid to be treated is greatly increased. The purpose is to improve.
上記の課題を解決するため、本発明の第1の例の装置は、
磁性粒子を含む被処理流体を内周面に沿って旋回下降流動させ、その旋回下降流動によって生じる遠心力により被処理流体内の磁性粒子を分離して下方に排出するサイクロン式処理容器と、
上記サイクロン式処理容器の中心部にて上下方向に延び、下端に該サイクロン式処理容器の内部に開口する開口部を有し、浄化後の被処理流体を該サイクロン式処理容器の上方から該容器外へと導く排出管と、
磁性粒子に対して、上記サイクロン式処理容器の径方向外側に向かう磁気吸引力を作用させる磁石部材と、
を備えた磁性粒子分離装置であって、
上記排出管の開口部の下方に、排出管の外側を下降する被処理流体の流れ方向が排出管の内側を上昇する方向に向くのを助勢する流れ制御部材が設けられていることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the apparatus of the first example of the present invention is
A cyclone type processing container for causing the fluid to be treated containing magnetic particles to swirl down and flow along the inner peripheral surface, and to separate and discharge the magnetic particles in the fluid to be treated by centrifugal force generated by the swirling and descending flow; and
The cyclone type processing container has an opening that extends in the vertical direction at the center of the cyclone type processing container and that opens at the lower end inside the cyclone type processing container. A discharge pipe leading outside,
A magnet member that applies a magnetic attractive force toward the radially outer side of the cyclonic processing vessel to the magnetic particles;
A magnetic particle separation device comprising:
A flow control member is provided below the opening of the discharge pipe to assist the flow direction of the fluid to be processed descending outside the discharge pipe in a direction rising inside the discharge pipe. To do.
また、第2の例の装置は、
第1の例の磁性粒子分離装置であって、
上記流れ制御部材は、上記サイクロン式処理容器の中心軸に垂直な方向の円板状部が設けられて構成されていることを特徴とする。
The device of the second example is
A magnetic particle separator according to a first example,
The flow control member is configured by being provided with a disk-shaped portion in a direction perpendicular to the central axis of the cyclonic processing vessel.
また、第3の例の装置は、
第2の例の磁性粒子分離装置であって、
上記流れ制御部材は、さらに、上記円板状部の外周部から下方に延びる円筒状部を有することを特徴とする。
The device of the third example is
A magnetic particle separator of a second example,
The flow control member further includes a cylindrical portion extending downward from an outer peripheral portion of the disk-shaped portion.
また、第4の例の装置は、
第3の例の磁性粒子分離装置であって、
上記流れ制御部材の円板状部の上面は、鈍角な頂角を有する円錐状に形成されていることを特徴とする。
The device of the fourth example is
A magnetic particle separator according to a third example,
The upper surface of the disk-shaped portion of the flow control member is formed in a conical shape having an obtuse apex angle.
また、第5の例の装置は、
第3の例の磁性粒子分離装置であって、
上記流れ制御部材の円筒状部の側面における少なくとも上部は、鋭角な頂角を有する円錐台状に形成されていることを特徴とする。
The device of the fifth example is
A magnetic particle separator according to a third example,
At least the upper part of the side surface of the cylindrical portion of the flow control member is formed in a truncated cone shape having an acute apex angle.
また、第6の例の装置は、
第3の例の磁性粒子分離装置であって、
上記流れ制御部材の円筒状部の下部は塞がれていることを特徴とする。
The device of the sixth example is
A magnetic particle separator according to a third example,
The lower part of the cylindrical part of the flow control member is blocked.
これらにより、排出管の外側を下降する被処理流体の流れが乱れにくくなり、スムーズに排出管の内側を上昇する方向に向きやすくなる。それゆえ、サイクロン式処理容器内で被処理流体の旋回下降流動による遠心力および磁力によって径方向外側に移動した磁性粒子は、乱流に巻き込まれることなどによる径方向内側への移動が生じにくくなるので、被処理流体からの除去効率を大幅に向上させることができる。 As a result, the flow of the fluid to be processed descending the outside of the discharge pipe is less likely to be disturbed, and it is easy to face the direction of smoothly ascending the inside of the discharge pipe. Therefore, the magnetic particles that have moved radially outward due to centrifugal force and magnetic force due to the swirling and descending flow of the fluid to be processed in the cyclone type processing vessel are less likely to move radially inward due to being involved in turbulent flow. Therefore, the removal efficiency from the fluid to be processed can be greatly improved.
また、第7の例の装置は、
第3の例の磁性粒子分離装置であって、
上記円筒状部は非磁性体から構成され、
上記円筒状部の内部には、円筒状部の外周側に磁力を作用させる内部磁石部材が設けられていることを特徴とする。
The device of the seventh example is
A magnetic particle separator according to a third example,
The cylindrical portion is made of a non-magnetic material,
An internal magnet member for applying a magnetic force to the outer peripheral side of the cylindrical portion is provided inside the cylindrical portion.
また、第8の例の装置は、
第7の例の磁性粒子分離装置であって、
上記円筒状部の内部における上記内部磁石部材の上方に、さらに、内部上側磁石部材と、磁性体から成り上記内部上側磁石部材の上面および外周面を覆うヨークとが設けられていることを特徴とする。
The device of the eighth example is
A magnetic particle separator according to a seventh example,
Above the internal magnet member inside the cylindrical portion, an internal upper magnet member, and a yoke made of a magnetic material and covering the upper surface and the outer peripheral surface of the internal upper magnet member are provided. To do.
これらにより、流れ制御部材の円筒状部の側方付近に至った磁性粒子は、磁力によって円筒状部に補足され、上昇流に巻き込まれることがより確実に抑制される。 As a result, the magnetic particles that have reached the vicinity of the side of the cylindrical portion of the flow control member are captured by the cylindrical portion by the magnetic force, and are more reliably suppressed from being caught in the upward flow.
また、第9の例の装置は、
第1の例の磁性粒子分離装置であって、
上記サイクロン式処理容器の内周面に形成された螺旋溝、上記排出管の外周面に形成された螺旋突起、および上記排出管の外周面に形成された螺旋溝のうち少なくとも何れかを有すること特徴とする。
The device of the ninth example is
A magnetic particle separator according to a first example,
At least one of a spiral groove formed on the inner peripheral surface of the cyclonic processing container, a spiral protrusion formed on the outer peripheral surface of the discharge pipe, and a spiral groove formed on the outer peripheral surface of the discharge pipe Features.
これにより、サイクロン式処理容器に流入した被処理流体が、サイクロン式処理容器の内周面または排出管の外周面に形成された螺旋溝や螺旋突起に沿って、またはこれらを横切るように旋回下降流動すると、被処理流体中の磁性粒子は、遠心力および磁力が作用して径方向外側に移動し、螺旋溝に捕捉され、またはサイクロン式処理容器の内周面に沿って旋回しながら下降する。上記螺旋溝に捕捉された磁性粒子は、磁石部材との距離がより近いことから螺旋溝の底に押しつけられる力が強いので、径方向内側への移動は大幅に抑制される。このように、サイクロン式処理容器の内周面に螺旋溝が形成されていることによって、遠心力等によって径方向外側に移動した被処理流体中の磁性粒子は螺旋溝に捕捉されると径方向内側へ移動しにくくなるので、被処理流体からの除去効率を大幅に向上させることができる。また、螺旋溝や螺旋突起によって旋回速度が増大する場合には、遠心力が一層強くなるので、やはり除去効率を大幅に向上させることができる。 As a result, the fluid to be treated that has flowed into the cyclone type processing vessel swirls and descends along or along the spiral groove or spiral projection formed on the inner peripheral surface of the cyclone type processing vessel or the outer peripheral surface of the discharge pipe. When flowing, the magnetic particles in the fluid to be treated move outward in the radial direction by the action of centrifugal force and magnetic force, and are trapped in the spiral groove or descend while swirling along the inner peripheral surface of the cyclonic processing vessel. . Since the magnetic particles captured in the spiral groove are closer to the magnet member, the magnetic particles are strongly pressed against the bottom of the spiral groove, so that the movement inward in the radial direction is greatly suppressed. Thus, when the spiral groove is formed on the inner peripheral surface of the cyclonic processing container, the magnetic particles in the fluid to be processed that have moved radially outward due to centrifugal force or the like are captured in the spiral groove in the radial direction. Since it becomes difficult to move inward, the removal efficiency from the fluid to be processed can be greatly improved. Further, when the turning speed is increased by the spiral groove or the spiral projection, the centrifugal force becomes stronger, so that the removal efficiency can be greatly improved.
また、第10の例の装置は、
第9の例の磁性粒子分離装置であって、
上記サイクロン式処理容器は、内径が下方位置ほど縮径する逆円錐状部を有し、
上記螺旋溝は、上記逆円錐状部の内周面に形成されていることを特徴とする。
The device of the tenth example is
A magnetic particle separator according to a ninth example,
The cyclonic processing container has an inverted conical portion whose inner diameter is reduced toward a lower position,
The spiral groove is formed on the inner peripheral surface of the inverted conical portion.
また、第11の例の装置は、
第10の例の磁性粒子分離装置であって、
上記サイクロン式処理容器は、さらに、上記逆円錐状部の下方に配置され、内径が下方位置ほど縮径する下方側逆円錐状部を有し、
上記下方側逆円錐状部の上端の内径は、上方に位置する逆円錐状部の下端の内径よりも大きいものとされ、
上記排出管の開口部は、上記逆円錐状部と下方側逆円錐状部との境界部付近に配置されていることを特徴とする。
The eleventh example device is
A magnetic particle separator according to a tenth example,
The cyclonic processing container further includes a lower inverted conical portion that is disposed below the inverted conical portion and whose inner diameter is reduced toward the lower position,
The inner diameter at the upper end of the lower inverted conical portion is larger than the inner diameter at the lower end of the inverted conical portion located above,
The opening of the discharge pipe is arranged in the vicinity of the boundary between the inverted conical portion and the lower inverted conical portion.
また、第12の例の装置は、
第10の例の磁性粒子分離装置であって、
上記排出管の開口部は、上記逆円錐状部の上端と下端との間に配置され、
上記螺旋溝は、上記逆円錐状部の内周面における、上記排出管の開口部の上方位置から下方位置に亘って形成されていることを特徴とする。
The device of the twelfth example is
A magnetic particle separator according to a tenth example,
The opening of the discharge pipe is disposed between the upper end and the lower end of the inverted conical portion,
The spiral groove is formed from the upper position to the lower position of the opening of the discharge pipe on the inner peripheral surface of the inverted conical section.
これらにより、サイクロン式処理容器に流入した被処理流体は、下方に行くほど回転速度が増加して大きな遠心力が作用するとともに、磁気吸引力が作用して、磁性粒子は径方向外側へと移動し、効率的に螺旋溝に捕捉される。 As a result, the fluid to be treated that has flowed into the cyclone type processing vessel increases in rotational speed as it goes downwards, and a large centrifugal force acts and a magnetic attraction force acts to move the magnetic particles outward in the radial direction. And is efficiently trapped in the spiral groove.
また、第13の例の装置は、
第9の例の磁性粒子分離装置であって、
上記サイクロン式処理容器の内周面に螺旋溝が形成されるとともに、
上記排出管の外周面に螺旋突起および螺旋溝の少なくとも一方が形成されていることを特徴とする。
The device of the thirteenth example is
A magnetic particle separator according to a ninth example,
A spiral groove is formed on the inner peripheral surface of the cyclonic processing container,
At least one of a spiral protrusion and a spiral groove is formed on the outer peripheral surface of the discharge pipe.
これにより、より磁性粒子を螺旋溝に捕捉されやすくすることが容易にできる。 Thereby, it is possible to easily make the magnetic particles more easily captured in the spiral groove.
また、第14の例の装置は、
第1の例の磁性粒子分離装置であって、
上記サイクロン式処理容器は、内径が下方位置ほど縮径する逆円錐状部を有し、
上記排出管の開口部は、上記逆円錐状部の上端と下端との間に配置されていることを特徴とする。
The device of the 14th example is
A magnetic particle separator according to a first example,
The cyclonic processing container has an inverted conical portion whose inner diameter is reduced toward a lower position,
The opening of the discharge pipe is disposed between an upper end and a lower end of the inverted conical portion.
また、第15の例の装置は、
第1の例の磁性粒子分離装置であって、
上記サイクロン式処理容器は、内径が下方位置ほど縮径する逆円錐状部と、
上記逆円錐状部の下方に配置され、内径が下方位置ほど縮径する下方側逆円錐状部とを有し、
上記下方側逆円錐状部の上端の内径は、上方に位置する逆円錐状部の下端の内径よりも大きいものとされ、
上記排出管の開口部は、上記逆円錐状部と下方側逆円錐状部との境界部付近に配置されていることを特徴とする。
The device of the fifteenth example is
A magnetic particle separator according to a first example,
The cyclonic processing vessel has an inverted conical portion whose inner diameter is reduced toward a lower position,
A lower-side inverted conical portion that is disposed below the inverted conical portion and whose inner diameter is reduced toward the lower position;
The inner diameter at the upper end of the lower inverted conical portion is larger than the inner diameter at the lower end of the inverted conical portion located above,
The opening of the discharge pipe is arranged in the vicinity of the boundary between the inverted conical portion and the lower inverted conical portion.
これらにより、やはり、サイクロン式処理容器に流入した被処理流体は、下方に行くほど回転速度が増加して大きな遠心力が作用するとともに、磁気吸引力が作用して、磁性粒子は径方向外側へと移動し、効率的に螺旋溝に捕捉される。 As a result, the fluid to be treated that has flowed into the cyclonic processing vessel also increases in rotational speed as it goes downwards, and a large centrifugal force acts and a magnetic attractive force acts, so that the magnetic particles move radially outward. And is efficiently trapped in the spiral groove.
また、第16の例の装置は、
第1の例の磁性粒子分離装置であって、
上記磁石部材は、上記サイクロン式処理容器の内周面よりも径方向外側における上記排出管の開口部の高さ位置付近に配置されていることを特徴とする。
The device of the 16th example is
A magnetic particle separator according to a first example,
The magnet member is arranged in the vicinity of a height position of the opening of the discharge pipe on a radially outer side than an inner peripheral surface of the cyclone processing container.
これにより、排出管の開口部の上下に亘って、磁性微粒子を捕捉し、または捕捉された磁性微粒子をサイクロン式処理容器の内周付近に止めることができるので、磁性粒子の除去効率を向上させることが容易にできる。 As a result, magnetic fine particles can be captured over the upper and lower portions of the opening of the discharge pipe, or the captured magnetic fine particles can be stopped near the inner periphery of the cyclonic processing container, thereby improving the removal efficiency of the magnetic particles. Can be easily done.
本発明によれば、流れ制御部材によって、排出管の外側を下降する被処理流体の流れ方向が排出管の内側を上昇する方向に向くのを助勢され、被処理流体の流れが乱れにくくなるため、サイクロン式処理容器に流入し旋回下降流動した被処理流体中の磁性粒子は、遠心力および磁力が作用して径方向外側に移動するとともに、乱流に巻き込まれることなどによる径方向内側への移動が生じにくくなるので、特に微小な磁性粒子や、被処理流体との比重の差が小さい磁性粒子などであっても、被処理流体からの除去効率を大幅に向上させることが容易にできる。 According to the present invention, the flow control member assists the flow direction of the fluid to be processed descending the outside of the discharge pipe toward the direction of ascending the inside of the discharge pipe, so that the flow of the fluid to be treated is not easily disturbed. The magnetic particles in the fluid to be treated that flow into the cyclone type processing vessel and swirl down flow move radially outward due to the centrifugal force and magnetic force, and move radially inward due to being involved in turbulent flow. Since the movement is less likely to occur, the removal efficiency from the fluid to be processed can be easily greatly improved even if the magnetic particles are particularly small or the difference in specific gravity from the fluid to be processed is small.
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。なお、以下の各実施形態において、他の実施形態と同様の機能を有する構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each of the following embodiments, components having functions similar to those of the other embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
《発明の実施形態1》
図1は、本発明の実施形態1に係るサイクロン式分離除去装置1(磁性粒子分離装置)を含む被処理流体浄化システム100を示し、本実施形態では一例として、この被処理流体浄化システム100を、工作機械101のクーラント液(被処理流体)の浄化システムに適用した例を示す。
FIG. 1 shows a processing
すなわち、上記被処理流体浄化システム100は、工作機械101において、クーラント液(すなわち被処理流体)の中に混入する切粉(磁性粒子j)或いは該切粉と砥粒との溶着したもの等からなる切削屑である磁性粒子j(図2参照)と、クーラント液とを分離し、該磁性粒子jを分離回収する場合に適用したものである。より具体的には、この被処理流体浄化システム100は、上記サイクロン式分離除去装置1の他に、磁性粒子除去装置50と、コンベア式のダスト分離装置108と、ダーティタンク102と、ダスト分離用タンク103と、スーパクリーンタンク104とを備えており、工作機械101から排出されたダーティ液(磁性粒子jを除去する前の被処理流体)は先ず、ダーティタンク102内へと導かれて貯留される。ダーティタンク102内に貯留された被処理流体は、ポンプ105により汲み上げられてサイクロン式分離除去装置1へと導かれる。サイクロン式分離除去装置1では、後述するように、比重が比較的大きい磁性粒子jが遠心力により分離されて排出口4(図2参照)からダスト分離用タンク103へと排出され、比重が比較的小さい磁性粒子jが浮上物排出口21(図2参照)からダスト分離用タンク103へと排出され、浄化処理後の被処理流体が、筒状排出管6から排出されて磁性粒子除去装置50へと導かれる。
In other words, the
磁性粒子除去装置50では、サイクロン式分離除去装置1で除去しきれなかった磁性粒子jを含む被処理流体が分離されてダスト分離用タンク103へと導かれる一方、浄化処理後の被処理流体はスーパクリーンタンク104内に排出される。尚、図1中、符号106は、磁性粒子除去装置50にて分離した磁性粒子jを吸引するためのエジェクタバルブである。
In the magnetic
ダスト分離用タンク103内では、該ダスト分離用タンク103の底部に沈殿した磁性粒子jがダスト分離装置108により回収されてダストボックス107に排出される。ダスト分離用タンク103内の上層の被処理流体は、その水位が所定水位h1に達すると戻り管103bからダーティタンク102へと戻されて、再度、サイクロン式分離除去装置1へと導かれる。尚、ダスト分離用タンク103内に戻された磁性粒子jを含む被処理流体が戻り管103bからダーティタンク102に戻されないように、仕切り壁103cが設けられている。
In the
尚、ダスト分離装置108は、例えば特開2003−251542号公報に示す公知の構造を有するものとされ、ここではその説明を省略する。
The
上記スーパクリーンタンク104に導かれて貯留された、磁性粒子除去後のクリーンな被処理流体は、不図示のポンプにより工作機械101に供給されてクーラント液として使用される。尚、スーパクリーンタンク104内の被処理流体は、その水位が所定水位h2に達すると戻り管104bからダーティタンク102へと戻されるようになっている。
The clean fluid to be treated after removal of magnetic particles, which is guided and stored in the super
−サイクロン式分離除去装置の構成−
サイクロン式分離除去装置1は、図2に示すように、ステンレス、アルミニウムや樹脂等の非磁性体からなるサイクロン式処理容器2と、該サイクロン式処理容器2の上側に配設される浮上物回収タンク15と、サイクロン式処理容器2内の浄化後の被処理流体を該サイクロン式処理容器2外(サイクロン式分離除去装置1外)へと排出する筒状排出管6とを備えており、該サイクロン式処理容器2及び浮上物回収タンク15は、上端部が閉塞された略円筒状の本体部2aと、該本体部2aの下端部に接続される略円筒状の流体渦流部2eとで構成されている。より具体的には、本体部2aの内側空間13は、仕切り板18により上下に仕切られており、この仕切り板18がサイクロン式処理容器2の上壁部を構成するとともに、浮上物回収タンク15の底壁部を構成している。
-Configuration of cyclone separation and removal device-
As shown in FIG. 2, the cyclone separation /
このサイクロン式処理容器2は、上下方向に延びる内周面2gに、上側逆円錐状部2b,下側逆円錐状部2d等を形成した槽体からなるものであって、後述するように、磁性粒子jを含む被処理流体を該内周面2gに沿って旋回流動させることでその遠心力により該磁性粒子jを分離する。
This
より詳細には、サイクロン式処理容器2の内周面2gは、その上端部に形成されて内径が上下方向の全体に亘って略一定となる円筒状部2fと、該円筒状部2fの下側に連設され、下側ほど内径が小さくなる上記上側逆円錐状部2bと、該上側逆円錐状部2bに隣接してその下側に形成された下側逆円錐状部2dと、両逆円錐状部2b,2d同士を接続する円錐状部2cとからなる。該円筒状部2f、両逆円錐状部2b,2d、及び円錐状部2cの軸心は一致しており、この軸心が、サイクロン式処理容器2の中心軸1Cとされる。そして、この中心軸1Cは、被処理流体の旋回中心軸に略一致している。尚、円筒状部2fは、上記本体部2aの内周面における仕切り板18よりも下側の部分とされ、両逆円錐状部2b,2d及び円錐状部2cは、上記流体渦流部2eの内周面とされている。
More specifically, the inner
上記円筒状部2fの上端部(つまりサイクロン式処理容器2の上端部)には、図3に示すように、上記サイクロン式処理容器2内に被処理流体を導入するための導入口3が形成されている。この導入口3は、該円筒状部2fに対してその接線方向から貫通して開口するとともに、該開口からサイクロン式処理容器2内に流入する被処理流体を該円筒状部2fの中心軸(サイクロン式処理容器2の中心軸1C)周りに反時計回りr方向に旋回流動させるように構成されている(なお、図2に示す断面には、実際には導入口3は現れないが、図2では、便宜上、同断面に投影した位置に表している。)。こうして、被処理流体は、該円筒状部2fにおいて反時計回りr方向に旋回流動されることで、その勢いで流体渦流部2e内においても同方向(反時計回りr方向)に旋回流動される。ここで、例えば導入口3の位置に応じて被処理流体を時計回り方向に旋回流動させるようにしてもよいことは言うまでもない。
At the upper end of the
上記上側逆円錐状部2bには、被処理流体の旋回および下降流動に対応する方向の螺旋溝2jが形成されている。より具体的には、螺旋溝2jは、例えば断面形状が矩形、リード角が30°で、3条形成されている。ここで、螺旋溝2jの方向(右ネジ方向か左ネジ方向か)は、例えば旋回流動の方向に応じて決定すればよい。
A
上記下側逆円錐状部2dの上端の内径は、上側逆円錐状部2bの下端の内径よりも大きくなっており(つまり拡径している)、上記下側逆円錐状部2dの上端と上側逆円錐状部2bの下端とは、下側ほど拡径する円錐状部2cを介して接続されている。磁性粒子jは、後述するように、上記下側逆円錐状部2dの上端部に分離集約されるようになっている。
The inner diameter of the upper end of the lower inverted
下側逆円錐状部2dの下端(つまりサイクロン式処理容器2(流体渦流部2e)の底部)には、磁性粒子jを排出するための排出口4が設けられている。これらの両逆円錐状部2b,2d及び円錐状部2cが構成される流体渦流部2eは、円筒外筒5に嵌合挿入されて着脱可能になっている。尚、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、後述する永久磁石10の磁力の作用上で影響が無ければ、鋼管としてもよい。また、本体部2a及び流体渦流部2eは別体で構成しているが、一体でもよい。
A
円筒外筒5は、その上端部の外周面に形成された雄ねじ部9bを本体部2aの下端部に形成された雌ねじ部9aに螺合してねじ込み固定されている。流体渦流部2eの上端面の外周縁、及び、円筒外筒5の上端面の内周縁は共に面取り加工が施されていて、両面取り面によりV字状の溝部が形成され、この溝部にOリング8がセットされている。こうすることで、本体部2aと流体渦流部2eとの接続部から被処理流体が漏出するのを防止している。特に、円筒外筒5の上端部がねじ込まれて本体部2aの下端部に押しつけられ、且つ流体渦流部2eの上端面がスプリング(図示省略)で上方に押しつけられることで、組み付けでき且つシールできるので、組付性及びメンテナンス性に優れる。
The cylindrical
サイクロン式処理容器2の中心部には、上下方向に延びる筒状排出管6が配設されている。筒状排出管6の下端部に設けられた流体排出口7の高さ位置は、下側逆円錐状部2dの上端とほぼ同じ高さ位置か、その近傍(例えば、下側逆円錐状部2dの上端よりも上側で上側逆円錐状部2bの下端よりも下側)に位置するように設けられている。
A
筒状排出管6の下方には、円板状のじゃま板301(流れ制御部材)が設けられている。じゃま板301の直径は、例えば、筒状排出管6の内径または外径と同程度、または両者の間の径に設定されている。また、じゃま板301の上下位置は、例えば、このじゃま板301と筒状排出管6との間の有効流路面積が、筒状排出管6の外周側または内周側の流路面積と同程度、または両者の間の面積となる位置に設定されている。
A disc-shaped baffle plate 301 (flow control member) is provided below the
上記浮上物回収タンク15は、サイクロン式処理容器2内の上部に浮上した比較的比重の小さい浮上物(例えば、比重の小さい磁性粒子、油成分、浮遊カーボン、浮遊ゴミ等であり、以下浮上物と称す)を回収するためのものであって、上述のように、底壁部がサイクロン式処理容器2の上壁部(仕切り板18)で構成されている。
The levitated
浮上物回収タンク15の内周面15aは、上記サイクロン式処理容器2の円筒状部2fと同軸の円筒状をなしていて、上下方向において径寸法が略一定となるように形成されている。
An inner
また、浮上物回収タンク15の内周面15aには、回収した浮上物を含む被処理流体を該浮上物回収タンク15外(装置1外)へと排出するための浮上物排出口21が形成されている。この浮上物排出口21は、図3に併せて示すように、該浮上物回収タンク15の内周面15aに対してその接線方向から貫通して開口している。より詳細には、該浮上物排出口21は、上記導入口3に対して、サイクロン式処理容器2の中心軸1C(浮上物回収タンク15の中心軸)を挟んで略相対向する位置に形成されており、該浮上物排出口21の軸心方向は、該導入口3の軸心方向に対して垂直な関係にある。
In addition, a floating
上記浮上物回収タンク15の底壁部(つまりサイクロン式処理容器2の上壁部)を構成する仕切り板18には、該サイクロン式処理容器2の上部に浮上した浮上物を浮上物回収タンク15内に導くための回収用貫通孔が形成されている。
On the
この回収用貫通孔は、複数のスリット状孔19からなり、各スリット状孔19は、上側から見てサイクロン式処理容器2(円筒状部2f)の中心部側から径方向外側に延びるとともに、該サイクロン式処理容器2の中心軸1C(円筒状部2fの中心軸)周りに周方向に等間隔(本実施形態では90°間隔)に配設されている。
This through hole for collection is composed of a plurality of slit-shaped
各スリット状孔19は、仕切り板18の該各スリット状孔19に対応する部分を切り欠いて下側に折り曲げることで形成されている。該仕切り板18の該折り曲げた部分である折曲げ片は、各スリット状孔19から浮上物回収タンク15内へと浮上物を案内する案内用折曲げ片(本実施形態では、4つの折曲げ片のうちの3つ)と、仕切り板18の下面近傍の流れ(サイクロン式処理容器2内の上端部の流れ)を下方に向けることにより整流するための整流用折曲げ片とで構成されている。
Each slit-
上記案内用折曲げ片は、仕切り板18のスリット状孔19に対応する部分をその幅方向の旋回下流側(被処理流体の旋回方向の下流側)の側縁部に沿って下方に折り曲げることで形成されている。換言すると、各案内用折曲げ片の基端部は、スリット状孔19の幅方向の旋回下流側の側縁部に接続されている。そして、各案内用折曲げ片は、該基端部から下側に行くにしたがって旋回上流側に向かうように形成されている。
The bent piece for guide is bent downward along the side edge portion of the widthwise turning downstream side (downstream side in the turning direction of the fluid to be treated) of the
上記整流用折曲げ片は、仕切り板18のスリット状孔19に対応する部分をその幅方向の旋回上流側(被処理流体の旋回方向の上流側)の側縁部に沿って下方に折り曲げることで形成されている。整流用折曲げ片は、上記案内用折曲げ片の傾斜方向とは逆に、その基端部から下側に行くにしたがって被処理流体の旋回下流側に向かうように形成されている。
The rectifying folded piece bends the portion corresponding to the slit-shaped
なお、実施形態1では、案内用折曲げ片と整流用折曲げ片とを設けたが、旋回流の渦流形成状態によれば、案内用折曲げ片だけとして、整流用折曲げ片を省略することもあり得る。 In the first embodiment, the guide bent piece and the rectifying bent piece are provided. However, according to the swirl flow vortex forming state, the rectifying bent piece is omitted as the guide bent piece alone. It can happen.
上記筒状排出管6(図1参照)は、サイクロン式処理容器2及び浮上物回収タンク15の中心部を通って上下方向に延びるとともに、該サイクロン式処理容器2の内外を連通することで該サイクロン式処理容器2内のクリーンな被処理流体を該サイクロン式処理容器2外(装置1外)へと導くように構成されている。
The cylindrical discharge pipe 6 (see FIG. 1) extends in the vertical direction through the center of the cyclone
より詳細には、筒状排出管6は、その下端部がサイクロン式処理容器2内に位置していて、そこから上側に向かって延びるとともに、該サイクロン式処理容器2の上壁部(仕切り板18であって浮上物回収タンク15の底壁部)及び浮上物回収タンク15の上壁部(本体部2aの上端部)を貫通して該サイクロン式処理容器2外(装置1外)へと延設されている。換言すると、上記筒状排出管6は、浮上物回収タンク15を串刺すようにその中心部を通って上下方向に延設されている。後述するように、磁性粒子jが除去されたクリーンな被処理流体は、該流体排出口7から筒状排出管6内を通って装置1外へと導かれる。また、流体排出口7が設けられた筒状排出管6の下端部の外周面は僅かに外側に拡径しており、こうすることで、流体により確実に遠心力が作用するようになっている。しかし、場合によれば、該下端部は筒状排出管6の本体部分(該下端部を除く部分)と同径のままでもよい。
More specifically, the lower end portion of the
上記サイクロン式処理容器2(流体渦流部2e)における下側逆円錐状部2dの上端部および上側逆円錐状部2bの下端部付近の外周面2h(側壁部2iの外周面)には、図4に示すように円周溝12,11が形成され、それぞれ8個の永久磁石10が嵌め込まれている。これらの永久磁石10は、例えば矩形の薄板状をなし、円周方向に隣り合う2個ずつがヨーク20によって連結されている。上記ヨーク20は、例えばパーマロイの薄板が折り曲げられて形成されている。各永久磁石10の円周方向の位置決めは、間に交互に配置された薄肉スペーサ16および厚肉スペーサ17によってなされている。また、ヨーク20の円周方向の位置決めは、上記厚肉スペーサ17によってなされている。上記のようにヨーク20を設けることによって、該永久磁石10による磁気吸引力をより一層強めることができる。すなわち、ヨーク20を永久磁石10の径方向外側に配置し、2個ずつの永久磁石10を連結することで、径方向外側に逃げる磁力線を減らせるので、永久磁石10の径方向内側に作用する磁力が強くなる。したがって、永久磁石10のコンパクト化を図ることができる。また、永久磁石10の径方向外側に、鉄製部材等の強磁性体を配設したとしても該強磁性体に対して永久磁石10からの磁気吸引力の影響が低減される。このため、サイクロン式処理容器2やその周辺装置を設計する際の設計自由度を高めることができる。
The outer
なお、図4においてはヨーク20の厚さを永久磁石10の厚さよりも薄く描いているが、例えば、永久磁石10としてネオジム磁石やサマリウムコバルト磁石などを用い、ヨーク20として鋼板を用いる場合には、ヨーク20を永久磁石10と同等以上の厚さに設定するなどしてもよい。
In FIG. 4, the thickness of the
また、上記ヨーク20に加えて、例えば図2に2点鎖線で示すように、円筒外筒5の外周にさらに同様のヨーク20’を設け、吸引力をより大きくできるようにしてもよい。
Further, in addition to the
各永久磁石10は、円周溝11,12共に、半径方向内側がS極になるものとN極になるものとが、互いに隣り合うように配設されている。
In each of the
また、上方側の円周溝11に設けられる永久磁石10の上下方向の長さおよび位置は、例えば1ピッチ以上の螺旋溝2jが形成されている範囲に設定される。
Further, the length and position of the
−サイクロン式分離除去装置の動作−
以上のように構成されたサイクロン式分離除去装置1における磁性粒子jの分離回収動作について説明する。
-Operation of cyclone separation and removal device-
The separation / recovery operation of the magnetic particles j in the cyclone separation /
先ず、磁性粒子jを含む被処理流体が、高速で、導入口3(図2参照)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は、該サイクロン式処理容器2の内周面2gの円筒状部2fに沿って筒状排出管6周りに旋回運動することで旋回流が生じる。ここで、被処理流体中に含まれる比重の小さい浮上物は、これを浮上させようとする浮力によって、サイクロン式処理容器2内の上部に浮上集約されることとなる。この浮上集約された浮上物は、被処理流体が筒状排出管6周りに旋回流動する過程で、スリット状孔19から浮上物回収タンク15内へと流入する。より具体的には、サイクロン式処理容器2内の上端部(仕切り板18の下面近傍)に集約された浮上物は、被処理流体の旋回流動により該処理流体と共にその旋回上流側から旋回下流側へと流れる中で、上記案内用折曲げ片の案内面に衝突することでその進路を上方へと変更し、浮上物回収タンク15内へと導かれる。浮上物回収タンク15内へと導かれた浮上物を含む被処理流体は、その旋回慣性により該浮上物回収タンク15内においてもその内周面15aに沿って上記筒状排出管6周りに旋回流動して、上記浮上物排出口21から接線方向に排出され、装置1外へと導かれる。
First, a fluid to be processed including magnetic particles j is introduced into the
一方、上記導入口3からサイクロン式処理容器2内に流入した被処理流体のうち、浮上物回収タンク15内に流入しなかった残りの流体(つまり比重の小さい浮上物が除去された被処理流体)は、上側逆円錐状部2bに導かれて下側に行くほど回転速度を増加させていく。これに伴って、被処理流体中の磁性粒子jは、遠心力が作用して径方向外側に移動し、螺旋溝2jに捕捉され、または内周面2gに沿って旋回しながら下降する。そして、被処理流体の回転速度が最も速くなる上側逆円錐状部2bの下端部にて、被処理流体中の磁性粒子jには、大きな遠心力が作用するとともに、上方側の円周溝11に嵌入された永久磁石10から径方向外側へと向かう磁気吸引力が作用することとなる。この結果、該磁性粒子jは、内周面2g側(径方向外側)に分離される。特に、螺旋溝2jに捕捉された磁性粒子jは、永久磁石10との距離がより近いことから螺旋溝2jの底に押しつけられる力が強いので、径方向内側への移動は大幅に抑制される。
On the other hand, of the fluid to be treated that has flowed into the cyclone
一方、磁性粒子jが極めて少なくなったクリーンな流体は上側逆円錐状部2bの中心部寄りに残ることとなる。ここで、磁性粒子jが極めて少なくなったクリーンな流体と表現した理由は、1μm〜5μmの磁性粒子が、軽いためにクリーンな流体と共に筒状排出管6に導かれることがあり、僅かに磁性粒子が含まれている可能性があるからである。
On the other hand, the clean fluid in which the magnetic particles j are extremely reduced remains near the center of the upper inverted
そして、被処理流体は、主として5μm以上の磁性粒子jが内周面2g側に偏って分離された状態のまま円錐状部2cに導かれる。
The fluid to be treated is guided to the
円錐状部2cにおいては、被処理流体の旋回流速は若干低下するものの、上記のように、螺旋溝2jに捕捉され、または既に内周面2g側に偏った状態にある磁性粒子jは、さらに径方向外側へと移動する。
In the
そうして、円錐状部2cを通過した被処理流体中の磁性粒子jは、下側逆円錐状部2dの上端部に流入すると、その径方向外側への流動慣性力に加えて、下方側の円周溝12に嵌入された永久磁石10から径方向外側へと向かう磁気吸引力を受けて、下側逆円錐状部2dの上端部に分離集約される。上記下側逆円錐状部2dの上端部に分離集約された磁性粒子jは、いずれ団塊状になってその自重により下側逆円錐状部2dの傾斜面に沿って落下し、排出口4から排出され、該排出された磁性粒子jは、図示しない回収容器内に回収される。なお、上記のように下側逆円錐状部2dの内壁に吸着した磁性粒子は自重で落下するが、更に吸着した磁性粒子の落下を促進したい場合には、磁石部材の磁力を弱める機構、例えば、磁石部材及び/またはヨークを上下動させるような機構を設けて積極的に分離除去するようにしてもよい。
Then, when the magnetic particles j in the fluid to be treated that have passed through the
一方、下側逆円錐状部2dに流入した被処理流体は、旋回流動(渦流)するとともに、中心部の被処理流体には上向き軸方向の力が作用して、流体排出口7から筒状排出管6を通って磁性粒子除去装置50へと供給される。ここで、上記下側逆円錐状部2dに流入した被処理流体の旋回下降流から筒状排出管6内部の上昇流への変化は、じゃま板301に助勢されることによってスムーズになされる。このため、磁性粒子jが乱流に巻き込まれることなどによって径方向内側へ移動することは生じにくくなるので、被処理流体からの除去効率を大幅に向上させることができる。
On the other hand, the fluid to be treated that has flowed into the lower inverted
なお、螺旋溝2jの条数は、3条に限らず、1条でもよいし、2条や4条以上でもよいが、概ね、多い方が磁性粒子jの捕捉効果が大きい。また、リード角も、30°に限らず、例えば10°以上30°未満でもよいし、さらに10°未満や、30°より大きくてもよい。また、例えば条数が2条で5°にしたり1条でより小さい角度にするなど、条数などに対応して設定したりしてもよい。さらに、リード角を被処理流体の旋回下降方向に対応させて下方ほど小さくしたり大きくしたりするなどしてもよい。すなわち、螺旋溝2jの方向が被処理流体の旋回下降流の方向に一致している場合には、被処理流体の流れがスムーズになって磁性粒子jが安定して内周面2gや螺旋溝2jの底に押しつけられる作用が大きくなる。一方、螺旋溝2jの方向が被処理流体の旋回下降流の方向と異なる場合には、被処理流体が螺旋溝2jを横切ることになるので、磁性粒子jが螺旋溝2jに引っかかって捕捉されやすくなる作用が大きくなる。また、被処理流体の旋回下降流の方向よりも螺旋溝2jのリード角を小さく設定し、回転速度を増加させるようにして、より大きな遠心力を作用させるようにすることもできる。それゆえ、被処理流体の流速や粘度、磁性粒子jの大きさ、形状、比重の相異などに応じて、螺旋溝2jのリード角や条数、断面形状などを設定すればよい。
The number of
《発明の実施形態2》
上記のような円板状のじゃま板301に代えて、図5に示すように、頂部311aと円筒部311bとを有する流れ制御部材311を設けるようにしてもよい。上記流れ制御部材311は、より詳しくは、図6に示すように、底部が底部材312によって塞がれ、支持部材314にボルト315によって取付けられている。支持部材314は、サイクロン式処理容器2の側壁部2iにロックナット313によって位置決め固定されている。
<<
Instead of the disk-shaped
流れ制御部材311の頂部311aは、例えば、水平面に対してわずかな傾斜を有する頂角が鈍角の円錐状に形成される一方、円筒部311bの上部は、鉛直線に対してわずかな傾斜を有する頂角が鋭角の円錐状に形成されている。頂部311aの直径は、前記実施形態1(図2)のじゃま板301と同程度に設定されている。また、流れ制御部材311の上下位置は、例えば頂部311aにおける筒状排出管6の下端からの距離が、実施形態1のじゃま板301と同程度になるように設定されている。
The
上記のような流れ制御部材311を用いることによって、筒状排出管6の外側の下降流から内側の上昇流に変化する被処理流体の流れがスムーズになることに加えて、流れ制御部材311の側方を下降する流れも、よりスムーズになるので、一層、磁性粒子jの除去効率を向上させることができる。
By using the
《発明の実施形態3》
流れ制御部材311の内部に、図7、図8に示すように、例えば円環状のフェライト磁石などの永久磁石321を設けてもよい。このような永久磁石321を設けることによって、流れ制御部材311の側方を下降する被処理流体中の磁性粒子jは、流体渦流部2eの外方側の永久磁石10に吸着されなくても流れ制御部材311に吸着されることによって、筒状排出管6内部の上昇流に巻き込まれるのをより確実に抑制することができる。
<<
As shown in FIGS. 7 and 8, a
《発明の実施形態4》
流れ制御部材311の内部に、図9、図10に示すように、さらに永久磁石323を設けて、流れ制御部材311の上方に漏れる磁束を少なくするようにしてもよい。より詳しくは、永久磁石321の上方には、非磁性体からなるスペーサ322を介して、円環状のフェライト磁石などの永久磁石323が設けられている。永久磁石323の上面および外周面は、ヨーク324によって覆われている。
<<
As shown in FIGS. 9 and 10, a
上記のように永久磁石323が設けられることによって、永久磁石321から上方に向かう磁力線が抑制されるので、流体渦流部2eの外方側の永久磁石10の吸着力に与える提供を抑制することが容易にできる。
By providing the
《変形例1》
上側逆円錐状部2bに螺旋溝2jを形成するのに加えて、例えば図11に示すように、筒状排出管6の外周に螺旋突起6aを形成してもよい。これによって、より磁性粒子jが螺旋溝2jに捕捉されやすいようにすることができる。上記のような螺旋突起6aの断面形状は、螺旋溝2jの断面形状に対応させてもよいし、異ならせてもよい。また、螺旋突起6aの位置も、螺旋溝2jに対応させてもよいし、所定のピッチだけずらして設けたりしてもよい。
<<
In addition to forming the
また、上側逆円錐状部2bに、螺旋溝を形成するのに代えて、中心軸1Cに平行な方向の溝や突起を設けたり、被処理流体の旋回下降方向と逆ネジの関係になるようなリード角の螺旋溝2jを設けるなどしてもよい。
In addition, instead of forming a spiral groove in the upper inverted
さらに、上記のような螺旋突起6aに代えて(または螺旋突起6aと伴に)、図12に示すような螺旋溝6bを形成したりしてもよい。なお、同図の例では螺旋溝6bが形成されたスリーブ6cが筒状排出管6に嵌挿される例を示しているが、これに限らず、肉厚を厚くした筒状排出管6に、直接、螺旋溝6bを形成してもよい。また、このようなスリーブを用いる手法を図11のように螺旋突起6aを形成するために用いてもよい。
Furthermore, a
またさらに、各実施形態で説明したような上側逆円錐状部2bの螺旋溝2jは形成されていないサイクロン式分離除去装置1に、上記のように螺旋突起6aや螺旋溝6bが形成された筒状排出管6を適用したりしてもよい。
Furthermore, the cylinder in which the
これらにより、やはり、磁性粒子jが外周側に集約されやすくなるようにすることができる。 As a result, the magnetic particles j can be easily concentrated on the outer peripheral side.
《変形例2》
また、例えば図13に示すように、下側逆円錐状部を有さず、例えば流体渦流部2eの全長に亘って設けられた上側逆円錐状部2bに螺旋溝2jを形成してもよい。この場合、螺旋溝2jの下端は、限定されないが、例えば筒状排出管6の下端から筒状排出管6の略直径d程度下方まで形成すればよい。
<<
Further, as shown in FIG. 13, for example, the
ここで、同図では、永久磁石10が円筒外筒5の外周に設けられる例を示している。すなわち、永久磁石10は、円筒状のヨーク201によって円周方向の位置決めがなされるとともに、ヨーク201の上下に配置された位置決めリング202が押しボルト203によって円筒外筒5に固定されることにより、上下方向の位置決めがなされるようになっている。ここで、永久磁石10は、上下に分割するようにしたり、さらに、間にスペーサを介在させ間隔を空けるようにしたりしてもよい。これらの場合には、永久磁石10の位置を実際の動作条件に応じて調整し、磁性粒子jの分離効率を容易に高めることができる。
Here, in the same figure, the example in which the
《変形例3》
また、例えば図14、図15に示すように、上側逆円錐状部2bに螺旋溝が形成されていないサイクロン式処理容器2に、前記のような流れ制御部材311を設けるようにしてもよい。これらの場合でも、下側逆円錐状部2dに流入した被処理流体の旋回下降流から筒状排出管6内部の上昇流への変化がじゃま板301に助勢されることによりスムーズになされることによって、磁性粒子jの除去効率を大幅に向上させることができる点については同様である。
<<
Further, for example, as shown in FIGS. 14 and 15, the
《その他の変形例》
なお、上記のような上側逆円錐状部2bを有するサイクロン式分離除去装置1に限らず、上下に亘って内径が一定の円筒状部を有する装置にじゃま板301や流れ制御部材311を設けてもよい。
<< Other modifications >>
The
また、上記の例では、浮上物回収タンク15が設けられている例を示したが、これは必ずしも設けなくてもよい。
In the above example, the floating
また、上記各実施形態や変形例で説明した構成要素は、論理的に可能な範囲で種々組み合わせてもよい。 In addition, the constituent elements described in the above embodiments and modifications may be variously combined within a logically possible range.
具体的には、例えば実施形態1(図2)で示したようなじゃま板301を他の実施形態や変形例で用いるようにしてもよい。また、変形例2、3(図13、図15)に示した構成で、永久磁石10を、実施形態1(図2)等で示したように、サイクロン式処理容器2(流体渦流部2e)の外周面2h(側壁部2iの外周面)に形成された円周溝11,12設けるようにしたり、逆に、実施形態1(図2)等のようなサイクロン式分離除去装置1に、変形例2、3(図13、図15)で説明したように円筒外筒5の外周に永久磁石10を設けるようにしたりしてもよい。
Specifically, for example, the
また、例えば変形例1(図11)で説明したような筒状排出管6の外周に螺旋突起6aや螺旋溝6bを形成する構成を実施形態1等に適用してもよい。
Further, for example, a configuration in which the
本発明にかかる磁性粒子分離装置は、例えば工作機械等において切削加工時や研削加工時に生じるスラッジ(加工屑)をクーラント液(被処理流体)から分離・除去するためなどに使用される磁性粒子分離装置等として有用である。 The magnetic particle separator according to the present invention is a magnetic particle separator used for separating / removing sludge (processing waste) generated during cutting or grinding in a machine tool or the like from a coolant liquid (processed fluid). It is useful as a device.
1 サイクロン式分離除去装置
2 サイクロン式処理容器
2a 本体部
2b 上側逆円錐状部
2c 円錐状部
2d 下側逆円錐状部
2e 流体渦流部
2f 円筒状部
2g 内周面
2h 外周面
2i 側壁部
2j 螺旋溝
3 導入口
4 排出口
5 円筒外筒
6 筒状排出管
6a 螺旋突起
6b 螺旋溝
6c スリーブ
7 流体排出口
8 Oリング
9a 雌ねじ部
9b 雄ねじ部
10 永久磁石
11 円周溝
12 円周溝
13 内側空間
15 浮上物回収タンク
15a 内周面
16 薄肉スペーサ
17 厚肉スペーサ
18 仕切り板
19 スリット状孔
20 ヨーク
20’ ヨーク
21 浮上物排出口
50 磁性粒子除去装置
100 被処理流体浄化システム
101 工作機械
102 ダーティタンク
103 ダスト分離用タンク
103b 戻り管
103c 仕切り壁
104 スーパクリーンタンク
104b 戻り管
105 ポンプ
106 エジェクタバルブ
107 ダストボックス
108 ダスト分離装置
201 ヨーク
202 位置決めリング
203 押しボルト
301 じゃま板
311 流れ制御部材
311a 頂部
311b 円筒部
312 底部材
313 ロックナット
314 支持部材
315 ボルト
321 永久磁石
322 スペーサ
323 永久磁石
324 ヨーク
1 Cyclone separation and removal equipment
2 Cyclone processing container
2a Body
2b Upper inverted cone
2c Conical part
2d lower inverted cone
2e Fluid vortex section
2f Cylindrical part
2g inner circumference
2h outer peripheral surface
2i side wall
2j spiral groove
3 introduction port
4 outlet
5 Cylindrical outer cylinder
6 cylindrical discharge pipe
6a Spiral protrusion
6b Spiral groove
6c sleeve
7 Fluid outlet
8 O-ring
9a Female thread
9b Male thread
10 Permanent magnet
11 Circumferential groove
12 Circumferential groove
13 inner space
15 Floating object collection tank
15a Inner peripheral surface
16 Thin spacer
17 Thick spacer
18 Partition plate
19 Slit hole
20 York
20 'York
21 Floating object outlet
DESCRIPTION OF
Claims (16)
上記サイクロン式処理容器の中心部にて上下方向に延び、下端に該サイクロン式処理容器の内部に開口する開口部を有し、浄化後の被処理流体を該サイクロン式処理容器の上方から該容器外へと導く排出管と、
磁性粒子に対して、上記サイクロン式処理容器の径方向外側に向かう磁気吸引力を作用させる磁石部材と、
を備えた磁性粒子分離装置であって、
上記排出管の開口部の下方に、排出管の外側を下降する被処理流体の流れ方向が排出管の内側を上昇する方向に向くのを助勢する流れ制御部材が設けられていることを特徴とする磁性粒子分離装置。 A cyclone type processing container for causing the fluid to be treated containing magnetic particles to swirl down and flow along the inner peripheral surface, and to separate and discharge the magnetic particles in the fluid to be treated by centrifugal force generated by the swirling and descending flow; and
The cyclone type processing container has an opening that extends in the vertical direction at the center of the cyclone type processing container and that opens at the lower end inside the cyclone type processing container. A discharge pipe leading outside,
A magnet member that applies a magnetic attractive force toward the radially outer side of the cyclonic processing vessel to the magnetic particles;
A magnetic particle separation device comprising:
A flow control member is provided below the opening of the discharge pipe to assist the flow direction of the fluid to be processed descending outside the discharge pipe in a direction rising inside the discharge pipe. Magnetic particle separator.
上記流れ制御部材は、上記サイクロン式処理容器の中心軸に垂直な方向の円板状部が設けられて構成されていることを特徴とする磁性粒子分離装置。 The magnetic particle separator according to claim 1,
The magnetic particle separation device according to claim 1, wherein the flow control member is provided with a disk-shaped portion in a direction perpendicular to a central axis of the cyclonic processing vessel.
上記流れ制御部材は、さらに、上記円板状部の外周部から下方に延びる円筒状部を有することを特徴とする磁性粒子分離装置。 The magnetic particle separator according to claim 2, wherein
The said flow control member further has a cylindrical part extended below from the outer peripheral part of the said disk-shaped part, The magnetic particle separation apparatus characterized by the above-mentioned.
上記流れ制御部材の円板状部の上面は、鈍角な頂角を有する円錐状に形成されていることを特徴とする磁性粒子分離装置。 The magnetic particle separator according to claim 3, wherein
The magnetic particle separator according to claim 1, wherein the upper surface of the disk-shaped portion of the flow control member is formed in a conical shape having an obtuse apex angle.
上記流れ制御部材の円筒状部の側面における少なくとも上部は、鋭角な頂角を有する円錐台状に形成されていることを特徴とする磁性粒子分離装置。 The magnetic particle separator according to claim 3, wherein
At least the upper part of the side surface of the cylindrical part of the flow control member is formed in a truncated cone shape having an acute apex angle.
上記流れ制御部材の円筒状部の下部は塞がれていることを特徴とする磁性粒子分離装置。 The magnetic particle separator according to claim 3, wherein
The magnetic particle separation device according to claim 1, wherein a lower portion of the cylindrical portion of the flow control member is closed.
上記円筒状部は非磁性体から構成され、
上記円筒状部の内部には、円筒状部の外周側に磁力を作用させる内部磁石部材が設けられていることを特徴とする磁性粒子分離装置。 The magnetic particle separator according to claim 3, wherein
The cylindrical portion is made of a non-magnetic material,
A magnetic particle separation device characterized in that an internal magnet member for applying a magnetic force to the outer peripheral side of the cylindrical portion is provided inside the cylindrical portion.
上記円筒状部の内部における上記内部磁石部材の上方に、さらに、内部上側磁石部材と、磁性体から成り上記内部上側磁石部材の上面および外周面を覆うヨークとが設けられていることを特徴とする磁性粒子分離装置。 The magnetic particle separator according to claim 7, wherein
Above the internal magnet member inside the cylindrical portion, an internal upper magnet member, and a yoke made of a magnetic material and covering the upper surface and the outer peripheral surface of the internal upper magnet member are provided. Magnetic particle separator.
上記サイクロン式処理容器の内周面に形成された螺旋溝、上記排出管の外周面に形成された螺旋突起、および上記排出管の外周面に形成された螺旋溝のうち少なくとも何れかを有すること特徴とする磁性粒子分離装置。 The magnetic particle separator according to claim 1,
At least one of a spiral groove formed on the inner peripheral surface of the cyclonic processing container, a spiral protrusion formed on the outer peripheral surface of the discharge pipe, and a spiral groove formed on the outer peripheral surface of the discharge pipe A magnetic particle separator characterized by the above.
上記サイクロン式処理容器は、内径が下方位置ほど縮径する逆円錐状部を有し、
上記螺旋溝は、上記逆円錐状部の内周面に形成されていることを特徴とする磁性粒子分離装置。 The magnetic particle separator according to claim 9, wherein
The cyclonic processing container has an inverted conical portion whose inner diameter is reduced toward a lower position,
The magnetic particle separation device, wherein the spiral groove is formed on an inner peripheral surface of the inverted conical portion.
上記サイクロン式処理容器は、さらに、上記逆円錐状部の下方に配置され、内径が下方位置ほど縮径する下方側逆円錐状部を有し、
上記下方側逆円錐状部の上端の内径は、上方に位置する逆円錐状部の下端の内径よりも大きいものとされ、
上記排出管の開口部は、上記逆円錐状部と下方側逆円錐状部との境界部付近に配置されていることを特徴とする磁性粒子分離装置。 The magnetic particle separator according to claim 10, wherein
The cyclonic processing container further includes a lower inverted conical portion that is disposed below the inverted conical portion and whose inner diameter is reduced toward the lower position,
The inner diameter at the upper end of the lower inverted conical portion is larger than the inner diameter at the lower end of the inverted conical portion located above,
An opening of the discharge pipe is disposed in the vicinity of a boundary portion between the inverted conical portion and the lower inverted conical portion.
上記排出管の開口部は、上記逆円錐状部の上端と下端との間に配置され、
上記螺旋溝は、上記逆円錐状部の内周面における、上記排出管の開口部の上方位置から下方位置に亘って形成されていることを特徴とする磁性粒子分離装置。 The magnetic particle separator according to claim 10, wherein
The opening of the discharge pipe is disposed between the upper end and the lower end of the inverted conical portion,
2. The magnetic particle separator according to claim 1, wherein the spiral groove is formed from an upper position to a lower position of the opening of the discharge pipe on the inner peripheral surface of the inverted conical section.
上記サイクロン式処理容器の内周面に螺旋溝が形成されるとともに、
上記排出管の外周面に螺旋突起および螺旋溝の少なくとも一方が形成されていることを特徴とする磁性粒子分離装置。 The magnetic particle separator according to claim 9, wherein
A spiral groove is formed on the inner peripheral surface of the cyclonic processing container,
A magnetic particle separation device, wherein at least one of a spiral protrusion and a spiral groove is formed on an outer peripheral surface of the discharge pipe.
上記サイクロン式処理容器は、内径が下方位置ほど縮径する逆円錐状部を有し、
上記排出管の開口部は、上記逆円錐状部の上端と下端との間に配置されていることを特徴とする磁性粒子分離装置。 The magnetic particle separator according to claim 1,
The cyclonic processing container has an inverted conical portion whose inner diameter is reduced toward a lower position,
An opening of the discharge pipe is disposed between the upper end and the lower end of the inverted conical portion.
上記サイクロン式処理容器は、内径が下方位置ほど縮径する逆円錐状部と、
上記逆円錐状部の下方に配置され、内径が下方位置ほど縮径する下方側逆円錐状部とを有し、
上記下方側逆円錐状部の上端の内径は、上方に位置する逆円錐状部の下端の内径よりも大きいものとされ、
上記排出管の開口部は、上記逆円錐状部と下方側逆円錐状部との境界部付近に配置されていることを特徴とする磁性粒子分離装置。 The magnetic particle separator according to claim 1,
The cyclonic processing vessel has an inverted conical portion whose inner diameter is reduced toward a lower position,
A lower-side inverted conical portion that is disposed below the inverted conical portion and whose inner diameter is reduced toward the lower position;
The inner diameter at the upper end of the lower inverted conical portion is larger than the inner diameter at the lower end of the inverted conical portion located above,
An opening of the discharge pipe is disposed in the vicinity of a boundary portion between the inverted conical portion and the lower inverted conical portion.
上記磁石部材は、上記サイクロン式処理容器の内周面よりも径方向外側における上記排出管の開口部の高さ位置付近に配置されていることを特徴とする磁性粒子分離装置。 The magnetic particle separator according to claim 1,
The magnetic particle separation device according to claim 1, wherein the magnet member is disposed in the vicinity of a height position of the opening of the discharge pipe on a radially outer side than an inner peripheral surface of the cyclonic processing container.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106865673A (en) * | 2017-04-13 | 2017-06-20 | 中国石油大学(华东) | A kind of swirl flow air supporting oil-contained waste water treatment device |
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2008
- 2008-12-09 JP JP2008313091A patent/JP2010137122A/en active Pending
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