(57)【要約】【課題】本発明の目的は，超伝導磁石を浄化装置設置現地で励磁でき、超伝導磁石の長尺化に対しても回転円筒体の内側に良好に静止支持でき、浄化装置を小型化して浄化装置設置コストや製造コストを低減でき、磁気分離性能に優れた磁気分離用磁石および浄化装置を提供することにある。【解決手段】回転円筒体の内側に装着する長尺の磁気分離用超伝導磁石を複数の高温超伝導磁石で構成することにより、浄化装置設置現地において電流電源にから所定の電流を供給して強磁場を発生でき、かつ磁気分離用超伝導磁石を回転円筒体両端部で内側に静止両端支持する。また、超伝導磁石と永久磁石を組み合せ配置し、回転円筒体の内壁に沿って静止配置する。【選択図】図２
2014014759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性を持つ被除去物の磁性物質を含む被処理流体，あるいは，非磁性の被除去物を含む流体に，磁性体と凝集剤，または被除去物と化学反応し磁性物体を生じる添加物を添加することにより前記被除去物に磁性をもたせた磁性物質を含む被処理流体を、水密機能を有した移動壁を有する流路に導入し、前記隔壁を回転円筒体で構成し、前記回転円筒体の内側に、超伝導コイル磁石および冷却用冷凍機の低温部を内蔵した真空断熱容器内を静止配置し、前記真空断熱容器を前記回転円筒体の両端部において、浄化装置の静止部位から軸受を介して固定支持された静止支持軸で固定静止支持し、前記冷凍機の電源以外の構成要素を前記回転円筒体内に静止配置し、被処理流体中の前記磁性物質を、前記流路内において前記超伝導コイル式磁石の磁気力で水中からほぼ全量を磁気的に捕捉して磁気分離し、回転円筒体外周面に捕捉されて堆積した磁性物質は前記回転円筒体の回転とともに大気中に輸送され、前記磁性物質を磁場強度が小さい空間において前記堆積物を回転円筒体方面から掻き取る掻き取り手段を有することを特徴とする磁気分離用磁石および浄化装置。
【請求項２】
磁性を持つ被除去物の磁性物質を含む被処理流体，あるいは，非磁性の被除去物を含む流体に，磁性体と凝集剤，または被除去物と化学反応し磁性物体を生じる添加物を添加することにより，前記被除去物に磁性をもたせた磁性物質を含む被処理流体を、水密機能を有した移動壁を有する流路に導入し、前記隔壁を回転円筒体で構成し前記回転円筒体の内側に、超伝導コイル式磁石および冷却用冷凍機の低温部を内蔵した真空断熱容器内を静止配置し、前記真空断熱容器を前記回転円筒体の両端部において、浄化装置の静止部位から軸受を介して固定支持された静止支持軸で固定静止支持し、前記冷凍機の電源以外の構成要素を前記回転円筒体内に静止配置し、被処理流体中の前記磁性物質を、前記流路内において前記超伝導コイル式磁石の磁気力で水中からほぼ全量を磁気的に捕捉して磁気分離し、回転円筒体外周面に捕捉されて堆積した磁性物質は前記回転円筒体の回転とともに大気中に輸送される方向の回転円筒体の内側に、前記超伝導コイル磁石よりも磁性物質に対する磁気力が小さな磁場発生手段を静止配置させ、前記磁性物質を磁場強度が小さい空間において前記堆積物を回転円筒体方面から掻き取る掻き取り手段を有することを特徴とする磁気分離用磁石および浄化装置。
【請求項３】
前記円筒回転体を駆動する電動機および駆動伝達手段を、前記回転円筒体内部に静止配置したことを特徴とする請求項１及び２に記載の磁気分離用磁石および浄化装置。
【請求項４】
前記超伝導コイル式磁石を、複数の超伝導コイルを前記回転円筒体の回転軸方向に複数個配置して構成したことを特徴とする請求項１、２及び３に記載の磁気分離用磁石および浄化装置。
【請求項５】
前記超伝導コイル式磁石を回転円筒体内壁側に対し複数段設け、各段の複数の超伝導コイルの配置ビッチを隣接する各段においてずらして配置することを特徴とする請求項４に記載の磁気分離用磁石および浄化装置。
【請求項６】
前記複数の超伝導コイルの発生磁極の向きを隣接する超伝導コイルで同極、逆極に変更して磁気力を制御できる磁極変更手段を設けたことを特徴とする請求項４および５に記載の磁気分離用磁石および浄化装置。
【請求項７】
前記真空断熱容器に真空排気用の真空配管を前記静止支持軸の中空部内を貫通して、外部の真空排気装置に連結したことを特徴とする請求項１，２、３、４、５および６記載の磁気分離用磁石および浄化装置。
【請求項８】
前記磁場発生手段が発生する磁気力が小さな磁場空間を形成する前記流路に連通する空間に、前記被処理流体の流動の流れ抵抗を低減する隔壁を配置したことをを特徴とする請求項２に記載の磁気分離用磁石および浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気分離用磁石および浄化装置に係り、特に原水中の磁性物質を磁気分離によって前記原水を浄化する磁気分離用磁石および浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気分離による浄化装置とは、原水中の磁性物質を磁石の磁気力を利用して原水中から磁気分離して浄化する装置である。ここで、原水中の磁性を有しない非磁性物質を除去する場合には、原水に凝集剤と磁性粉を添加し、非磁性物質と磁性粉を化学、物理的に一体化した磁性フロックを形成し、前記磁性フロックを磁石の磁気力を利用して原水中から磁気分離して原水を浄化する浄化装置である。
【０００３】
特許文献１に開示された従来の浄化装置では、装着する磁石として、強い磁気力を有する超伝導バルク磁石を使用する。しかし、超伝導バルク磁石を使用する場合、磁気力を発生させるためには、外部の他の着磁用超伝導磁石の磁場で着磁する必要があり、浄化装置の設置現場に前記着磁用超伝導磁石を輸送し現地で着磁するか、着磁済の超伝導バルク磁石を構成する超伝導バルク体が、超伝導状態を維持できる超伝導遷移温度以下に冷凍機で冷却運転しながら設置現場に輸送する等の浄化運転前の作業が必要であり、両ケースとも浄化装置の設置コストを上昇させる課題があった。
【０００４】
また、従来の浄化装置では、超伝導バルク磁石で磁気分離した磁性物質は、磁石の磁気力作用空間領域に捕捉保留されるため、連続的に前記領域から排出する必要がある。このため、静止支持した磁石と原水との間に回転円筒体を設置し、流動する原水中から磁気分離した磁性物質を磁気力作用空間領域にある前記回転円筒体外表面に付着させ、円筒体の回転とともに磁気力作用空間領域外の大気中に移動させて、スクレーパ等で連続的に除去する構造となっている。
【０００５】
ここで、前記超伝導バルク磁石は、前記回転円筒体の内側に静止支持される。超伝導バルク磁石には冷凍機等の電動機器が装着されているので、電源ケーブルを円筒体外の設置した電源に接続する必要があり、回転円筒体の一端は大気に開口させ、この開口から超伝導バルク磁石を装着し、円筒体外部から片持ち梁で固定支持しなければならない。円筒体の他端は回転駆動電動機の回転軸と一体化されている。したがって、浄化処理能力を増すために超伝導バルク磁石を長尺化する場合には、磁石の先端が垂れないように追加の梁等を設け磁石の剛性を増強させて片持ち梁で支持しなければならず、このため磁石が大型化しそれを内側に配置する回転円筒体が大型化し、装置コストが上昇する課題があった。
【０００６】
また、捕捉した磁性物質が超伝導バルク磁石の磁気力作用領域外では捕捉保持力が低下し、脱落して磁気分離効率が低下する課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１９０９８１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の浄化装置では、浄化装置設置現場での超伝導バルク磁石の着磁方法や現地までの運搬方法が開示されておらず、浄化装置の運転前の設置コストが上昇するという問題があった。また、浄化装置の処理能力を上げる場合に必要となる超伝導バルク磁石の長尺化に対する磁石の支持構造が開示されておらず、支持構造の補強等による装置コストが上昇する課題があった。また、捕捉した磁性物質が超伝導バルク磁石の磁気力作用領域外では捕捉保持力が低下し、補足された回転円筒体外表面から脱落して回収ができず、磁気分離効率が低下する課題があった。
【０００９】
本発明は、このよう事情に鑑みてなされたもので、超伝導磁石を浄化装置を設置する現地で簡単に励磁でき、超伝導磁石の長尺化に対しても回転円筒体内側に良好に静止支持でき、浄化装置を小型化して浄化装置設置コストや製造コストを低減できる磁気分離用磁石および浄化装置を提供することを目的としている。また、超伝導磁石の磁気力作用域の磁気分離物移送方向の下流側に磁気力が前記超伝導時磁石より弱い磁石を配置して、捕捉した磁性物質の脱落を防止し、磁気分離効率が低下しない磁気分離用磁石および浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明は、回転円筒体内側に装着する磁気分離用超伝導磁石を高温超伝導線をドーナツ状に巻き付けて製作した複数の高温超伝導磁石で構成することにより、浄化装置設置現地において電流電源にから所定の電流を供給することによって強磁場を発生でき、かつ磁気分離用超伝導磁石を回転円筒体両端部で内側に静止両端支持することによって、超伝導磁石が長尺化した場合においても、両端固定梁の支持できることを特徴とする磁気分離用磁石および浄化装置を提供する。
【００１１】
本発明によれば、浄化装置の１構成品である回転円筒体の内側に静止装着する磁気分離用超伝導磁石が、小径の複数の高温超伝導磁石群を長尺方向に並べて内蔵し、前記磁石群を超伝導遷移温度以下に冷却する冷凍機を備えた断熱磁石容器と、回転円筒体の外側に設置した励磁用直流電源装置、冷凍機電源装置と、両電源装置と磁気分離用超伝導磁石を電気的に連結するケーブルで構成されることにより、磁気分離用超伝導磁石を浄化装置を設置する現地において容易に超伝導磁石を励磁して磁気力を発生でき、浄化装置設置コストを低減でき効果がある。
【００１２】
また、前記磁気分離用超伝導磁石を前記回転円筒体両端部で両端固定支持する構造とすることにより、長尺の磁気分離用超伝導磁石の支持剛性を高め、前記磁石および回転円筒体の小型化を実現し、磁気分離用超伝導磁石および浄化装置の製造コストを低減できる効果がある。
【００１３】
本発明は、前記小径の高温超伝導磁石群の磁極を励磁用直流電源装置から供給される電流の向きを調整できる電気回路制御器を備えていることが好ましい。
【００１４】
本発明によれば、磁気力および作用空間領域範囲を制御できるため、磁気分離する磁性物質の磁気特性によって磁気力および作用空間領域範囲を調整し、磁気分離効率を向上して浄化装置の浄化効率を向上できる磁気分離用超伝導磁石および浄化装置を提供できる効果がある。
【００１５】
本発明は、前記小径の高温超伝導磁石群を上下２層構造とし、長尺方向に並べるピッチを上下層でずらせて構成することが好ましい。
【００１６】
本発明によれば、作用空間領域内の磁気力を長尺方向により均一に強さを維持できるため、磁気分離効率を向上して浄化装置の浄化効率を向上できる磁気分離用超伝導磁石および浄化装置を提供できる効果がある。
【００１７】
本発明は、前記回転円筒体片端部もしくは両端部の固定軸を中空円筒軸とし、その外周側と回転軸受の内輪を一体化し、外輪を回転円筒体端部と一体化し、磁気分離用超伝導磁石を前記両端の中空円筒軸で静止固定支持し、前記磁気分離用超伝導磁石への電流供給ケーブルを、前記中空円筒軸の中空部内を貫通して励磁用直流電源装置と冷凍機電源装置に接続して構成することが好ましい。
【００１８】
本発明によれば、回転する回転円筒体の内側に磁気分離用超伝導磁石を静止支持して超伝導磁石を運転でき、これにより回転円筒体と磁気分離用超伝導磁石の組合せ部を小型化できる。このため、磁気分離部を小型化でき、小型化された浄化装置を提供できる効果がある。
【００１９】
本発明は、前記回転円筒体を回転駆動する電動機を前記回転円筒体内側に、前記中空円筒軸で固定支持し、回転円筒体内側から前記電動機で回転円筒体を回転駆動する構成とすることが好ましい。
【００２０】
本発明によれば、回転する円筒体の内側に、磁気分離用超伝導磁石と回転駆動電動機を静止支持設置し、超伝導磁石を励磁運転し、回転円筒体を回転運転できるので、回転円筒体および回転駆動用電動機と磁気分離用超伝導磁石の組合せ部を小型化できるため、さらに磁気分離部を小型化でき、さらに小型化された浄化装置を提供できる効果がある。
【００２１】
本発明は、前記磁気分離用超伝導磁石を収納する断熱容器内を真空排気する真空配管を、前記中空円筒軸の中空部内を貫通して、外部の真空排気装置に連結する構成とすることが好ましい。
【００２２】
本発明によれば、点検等により浄化装置の運転を長期間停止し、磁気分離用超伝導磁石の励磁、冷却運転を一旦停止して常温に戻した後、再度超伝導磁石を運転する場合、断熱容器内を真空排気して断熱する必要があるが、その際に旦苑つ容器を真空排気する前に一旦外部に搬出する必要がなく、回転円筒内に装着したままで真空排気できるので、短時間に着磁用超伝導磁石の高温超伝導磁石を再冷却して再励磁できるので、浄化装置の停止時間を短縮でき、浄化装置の浄化運転効率を向上できる磁気分離用超伝導磁石および浄化装置を提供できる効果がある。
【００２３】
本発明は、超伝導時磁石の磁気力作用域の磁気分離物移送方向の下流側に磁気力が前記超伝導時磁石より弱い永久磁石や常電導電磁石を配置した構成とすることが好ましい。
【００２４】
本発明によれば、水中で回転円筒体の外周面に磁気力で捕捉した磁性フロックを、大気中に移動する際に重力で外周面から滑り落ちることを防止できるので、浄化効率の低下を防止し良好な浄化処理を行える磁気分離用磁石および浄化装置を提供できる効果がある。
【発明の効果】
【００２５】
発明によれば、超伝導磁石を浄化装置設置現地で励磁でき、超伝導磁石の長尺化に対しても回転円筒体内側に、磁気分離用超伝導磁石を良好に静止支持でき、回転円筒体と磁気分離用超伝導磁石の組合せ構成部材を小型化できるので、浄化装置を小型化して浄化装置設置コストや製造コストを低減し、浄化効率を向上できる磁気分離用磁石および浄化装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例１の浄化装置の構成のフロ−図。
【図２】本発明の実施例１の図１の磁気分離装置の拡大断面図で、図４のＡ−Ａ矢視図。
【図３】本発明の実施例１の図２のＢ−Ｂ断面図。
【図４】本発明の実施例１の図２のＣ−Ｃ矢視図。
【図５】本発明の実施例１の高温超伝導コイル磁石２３周りの構成図。
【図６】本発明の実施例１の図５の側面図。
【図７】本発明の実施例１の図５のＤ−Ｄ矢視図。
【図８】本発明の実施例１の図７の側面図。
【図９】本発明の他の実施例２の磁気分離装置の拡大断面図。
【図１０】本発明の他の実施例３の磁石保持体８６の構成図。
【図１１】本発明の他の実施例３の図１０の正面図。
【図１２】本発明の他の実施例４の磁気分離装置の拡大断面図。
【図１３】本発明の他の実施例５の磁気分離装置の拡大断面図。
【実施例】
【００２７】
以下、図面に従って本発明に係る磁気分離用超伝導磁石と浄化装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００２８】
[実施例１]
【００２９】
本発明になる実施例１を図１、図２、図３、図４、図５、図６、図７および図８により説明する。図１は、浄化装置の構成図、図２は図１の磁気分離装置１９の拡大断面図であり図４のＡ−Ａ断面図、図３は図２のＢ−Ｂ断面図、図４は図２のＣ−Ｃ矢視図、図５は高温超伝導コイル磁石２３周りの構成図、図６は図５の側面図、図７は図５のＤ−Ｄ矢視図、図８は図７の側面図である。
【００３０】
原水貯槽１内に数ミリメートルの大きなゴミを取り除いた被処理水である原水２を貯留し、この原水２をポンプ３で配管４に所定の量を送水する。シーディング剤調整装置５から四酸酸化鉄等の磁性粉と、ｐＨ調整剤、ポリ塩化アルミニウムや塩化鉄や硫酸第二鉄等の水溶液等のアルミニュウムイオンや鉄イオンを提供する凝集剤や高分子補強剤等を、導管６を通じて配管４内に加え、撹絆槽７においてモータ８で回転駆動される攪拌翼９により高速度で撹絆し、大きさが数百ミクロンメートルの磁性マイクロフロックを生成する。その後、高分子剤調整装置１１から高分子補強剤等を、導管１２を通じて配管１０内に加え、撹絆槽１３のモータ１４で回転駆動される攪拌翼１５で低速度でゆっくりと撹絆し、数ミリメートル程度の大きさの磁性フロック１６を含む前処理水１７を生成する。
【００３１】
このように生成した前処理水１７を、導管１８を通じて磁気分離装置１９に通水する。図２、図３により磁気分離装置１９の詳細構造を説明する。水槽２０に流入した前処理水１７は、流路２１内に流入し、紙面反時計回りに回転する回転円筒体２２に沿って流動する。イットリウム系やビスマス系の高温超伝導線を巻きつけて製作した超伝導コイル磁石２３が発生する強磁場空間２４（２点鎖線で表示）は流路２１の一部を包含し、この部分を流動する前処理水中の磁性フロック１６は、その磁気力で吸引され、回転円筒体２２の外表面に付着し、その回転とともに水面２５上に移動し、余分な水分が落下しながら、強磁場空間２４外に移動しスクレーパ２６で剥ぎ取られ、磁性フロック１６は汚泥槽２７に回収される。
【００３２】
磁性フロック１６が磁気分離され、浄化された前処理水１７は、堰２８を越流し配管２９を通り磁気分離装置外に流出する。
【００３３】
超伝導コイル磁石２３は、図２、図３、図５、図６、図７および図８に示すように熱伝導率が大きな銅製やアルミニュウム製の磁石保持体３０内に６個埋め込まれ、エポキシ樹脂やパラフィン等の接着剤で保持、固定されている。磁石保持体３０には溝３１が設けられ、各超伝導コイル磁石２３の電流リード線３２を収納し、真空気密性を有した図３のコネクター９１を通して磁石外部の電流供給装置３３に結線している。
【００３４】
一方、前記超伝導コイル磁石２３を含有する磁石保持体３０は、真空空間において真空中間フランジ３４に溶接やボルト等の手段で固定支持された例えば非磁性で高強度のステンレス鋼で作製された支持材３５、前記支持材３５に接着やボルト等の手段で一体化され低熱伝度率の例えばエポキシ樹脂材で作製され、通気孔３６を有した支持円筒体３７、前記支持円筒体３７に接着やボルト等の手段で一体化された例えば非磁性で高強度のステンレス鋼で作製された長尺支持材３８、前記長尺支持材３８に接着やボルト等の手段で一体化された低熱伝度率の例えばエポキシ樹脂材で作製され非磁性の長尺支持材３９に接着やボルト等の手段で一体化されている。この構造により、超伝導コイル磁石２３は空中間フランジ３４で真空空間に固定支持される。
【００３５】
一方、前記磁石保持体３０の冷却は、冷却手段である例えばスターリング式の冷凍機４０で行う。前記冷凍機４０は真空気密フランジ４１で上部真空容器４２に取り付けられ、寒冷発生部のヘッド４３に熱伝導率が大きい例えば銅製の伝熱フランジ４４を熱的に一体化し、前記伝熱フランジ４４と熱伝導率が大きい例えば銅製やあるミニュウム製の伝熱中間フランジ４５を、熱伝導率が大きく可撓性のある例えば銅網製等の熱伝導体４６でボルト孔を介してボルト等で熱的に一体化され、前記伝熱中間フランジ４５と前記磁石保持体３０を溶接やボルト締結で熱的に一体化することによって行われる。
【００３６】
前記冷凍機４０は、外部の駆動電源装置９５から電源ケーブル４７で給電され、冷凍機のガス圧縮熱を排熱する空冷ファン４８も前記電源ケーブル４７で運転される。
【００３７】
前記上部真空容器４２は、前記真空中間フランジ３４と下部真空容器４９はボルト５０、真空Oリング（図示せず）で気密一体化され真空容器を構成している。前記真空容器は、真空配管５１、真空弁５２を介して真空排気装置５３と連通され、磁石冷却時に高真空度に真空排気される。
【００３８】
本構造によって、前記真空容器内を真空排気装置５３で高真空に排気したのち、前記冷凍機４０を運転し、前記超伝導コイル磁石２３を臨界温度以下の約５０Ｋに冷却する。冷凍機の圧縮熱の廃熱は、前記空冷ファン４８にて行い、前記回転円筒体２２の両端部の回転する端板５４に設けた通風口５５を通じて大気に放出し、冷気が大気から供給される。
【００３９】
前記超伝導コイル磁石２３を約５０Ｋに冷却したのち、前記電流供給装置３３から各超伝導コイル磁石２３に電流リード線３２を介して通電され、磁気分離に必要な例えば数テスラの磁場を前記強磁場空間２４内に発生させ、強力な磁気力を発生させる。ここで、真空弁５２を閉じ、真空排気装置５３を停止しても良い。
【００４０】
また、前記電流供給装置３３は、電気回路制御器（図示せず）を内部に備え前記超伝導コイル磁石２３群の磁極の向きを制御でき、全磁石の向きを合わせたり、隣合わせた磁石の磁極を逆方向にすることができる。すなわち同磁極同士が並ぶように制御すると、磁力線が磁石から遠くまで届くが、磁気勾配は小さくなり磁気力が若干小さくなる。これは、磁性フロック中の磁性粉量が多く含まれている場合において、前記磁気力で磁石より離れていても捕捉でき流路２１の深さ方向（磁石面から離れる方向）を大きくできるので、処理水量が大な浄化装置を提供できる。
【００４１】
また、隣り合う超伝導コイル磁石２３の磁極が交互に逆方向に制御する場合、前記の同極が並ぶ場合に比べ磁力線が磁石から届く距離は短くなるが、磁気勾配は大きくなり磁気力がより大きくなるので、流路２１の深さ方向の距離を浅くして、処理流量は減量するが、磁性フロックの捕捉効率を向上させ浄化効率を向上できる。また、磁性フロック中の磁性粉量が少ない場合においても、磁性フロックを捕捉できるので、磁性粉量を少なくして浄化処理運転コストを低減できる。
【００４２】
前記回転円筒体２２は、前記冷凍機４０、真空容器、前記超伝導コイル磁石２３を円筒内部に包含し、浄化装置の台座９０からボルト５６で固定された支持台５７、５８で支持固定された支持固定円筒体５９、６０の外周に装着されたベアリング６１、６２の外輪に一体化され、回転可能に、台座９０で支持されている。
【００４３】
前記支持固定円筒体５９内側に挿入した支持軸６３は、前記ベアリング６１の内輪に一体化され、真空容器の上部真空容器４２、真空中間フランジ３４、下部真空容器４９をボルト５０で固定支持している。また、他端部では、前記支持固定円筒体６０内側に挿入した支持円筒軸６４は、前記ベアリング６２の内輪に一体化され、内部空間部に静止する前記電流リード線３２、前記電源ケーブル４７、前記真空配管５１を通している。図示していないが、前記支持円筒軸６４で真空容器の上部真空容器４２、真空中間フランジ３４、下部真空容器４９をボルト（図示せず）で固定支持することで、両端にて固定支持する構造となる。
【００４４】
前記支持固定円筒体５９の端板５４にはスカート６５を溶接等で一体化し、回転モータ６６で回転する回転ベルト６７を前記スカート６５の外周部に連結させ、回転モータ６６の駆動力で回転させる。前記回転モータ６６の駆動電源供給および回転数等の制御は制御盤６８から電源ケーブル６９を介して行われる。
【００４５】
前記前記回転円筒体２２は前記水槽２０を貫通しており、その貫通部両端は、水密のシール材７０，７１で回転水密性を確保している。水槽２０は、ボルト７２で台座９０に固定支持している。
【００４６】
前記支持軸６３には、設置方向レバー７３が設けられ、超伝導コイル磁石２３の設置方向θを視覚的に掲示できるようになっている。前記θは、図３に示すように、磁性フロックが堰２８から超えて浄化水に入り込まないように磁性フロックを磁気分離する強磁場空間２４を配置できるように適切な角度に調整する。また、堰２８の形状は図４のＤ-Ｄ矢視方向から見て凹状であり、超伝導コイル磁石２３群の磁場発生領域外は領域内より高く構成され、捕捉できない磁性フロックが浄化水に混入することを防止している。
【００４７】
また、図１に示すように、汚泥槽２７に回収された磁性フロック１６は汚泥ポンプ（図示せず）で配管７４を介して汚泥処理装置７５に送り込まれ、遠心分離処理や加温脱水処理で減容処理を実施する。浄化された前処理水１７は、配管２９を通り浄化水槽７６に貯蔵される。
【００４８】
本実施によれば、回転円筒体２２内側に静止装着する磁気分離用の超伝導コイル磁石２３を、小径の複数の超伝導コイル磁石２３群を長尺方向に並べて長尺超伝導磁石を構成できるので、処理水量が多い浄化装置を設置する現地において超伝導磁石を励磁して磁気力を発生できるので、励磁前の強力な磁気力が存在しない状態で浄化装置設置を設置出来るので容易に短時間に設置でき、これによって設置コストを低減できる効果がある。
【００４９】
また、超伝導コイル磁石２３群を包含する真空容器を回転円筒体２２の両端部で両端固定支持する構造とすることにより、長尺の磁気分離用超伝導磁石の支持剛性を高めることができるので支持部材が小型化でき、これによって前記磁石および回転円筒体の小型化を実現し、磁気分離用超伝導磁石および浄化装置の製造コストを低減できる効果がある。
【００５０】
また、本実施例では、前記電流供給装置３３内の電気回路制御器で超伝導コイル磁石２３群の磁極の向きを制御できるので、磁性フロックの形成条件に応じて、全磁石の向きを合わせたり、隣合わせた磁石の磁極を逆方向にすることができるので、処理水量が多い浄化装置を提供したり、浄化効率を向上させたり、磁性粉量を少なくして浄化処理運転コストを低減できる効果がある。
【００５１】
また、本実施例では、超伝導コイル磁石２３を冷却する冷凍機を回転円筒体２２内に配置し、冷凍機のガス圧縮熱を回転円筒体端板５４に設けた通気孔５５を介して大気に排熱し、かつ回転円筒体の外面に接する前処理水１７で壁面が冷却され、その壁面で通気孔５５から流入した大気で冷却できるので冷凍機の冷却到達温度をより低くできて超伝導磁石を効率良く冷却できる効果と、冷凍機と超伝導磁石電源を静止固定した支持円筒軸６４内を介して外部の電源に接続できるため、回転する前記回転円筒体２２内に冷凍機、超伝導コイル磁石とこれらを内蔵する真空容器を収納できるので、磁気分離装置１９を小型化でき、これを有する浄化装置を小型化できる効果がある。
【００５２】
また、本実施例によれば、点検等により浄化装置の運転を長期間停止し、磁気分離用超伝導磁石の励磁、冷却運転を停止して一端常温に戻した後、再度超伝導磁石を運転する場合、磁石容器内を真空排気して断熱する際に磁気分離用超伝導磁石を回転円筒内に装着したままで真空排気できるので、短時間に磁気分離用超伝導磁石の高温超伝導磁石を冷却し励磁できる。したがって、浄化装置の停止時間を短縮でき、浄化装置の浄化運転効率を向上する浄化装置を提供できる効果がある。
【００５３】
[実施例２]
【００５４】
本発明になる実施例２の構成を図９に示す。図９は図１の磁気分離装置１９の拡大断面図である。本図の構成が実施例１の図２と異なる点は、回転円筒体２２を回転駆動する回転モータ７７を上部真空容器７８の平面フランジ上にボルト（図示ぜず）等で静止固定支持し、回転円筒体２２の端板５４に固定した円筒状のスカート７９の内周部に施工した歯溝（図示せず）に整合した回転歯車８０を前記回転モータ７７で回転させることにより、回転円筒体２２を回転駆動する構造とした点であり、ここで、回転モータ７７の電源ケーブル６９は、浄化装置の台座９０からボルト５６で固定された支持台８１、８２で支持固定された空洞８３を有する支持固定円筒体８４内の前記空洞８３内を通り、電源ケーブル６９を介して駆動電源供給および回転数等の制御を行う制御盤６８に接続されている。前記支持固定円筒体８４は、支持固定円筒体８５の内周部で固定されている。
【００５５】
本実施例によれば、回転駆動する回転モータ７７を回転円筒体２２内側に、磁気分離用超伝導磁石２３を内蔵する真空容器とともに静止支持設置した状態で、超伝導磁石２３を励磁運転し、回転円筒体を回転運転できる。したがって、回転円筒体および回転駆動用回転モータと磁気分離用超伝導磁石の組合せ部を小型化でき、さらに、より小型の浄化装置を提供できる効果がある。
【００５６】
[実施例３]
【００５７】
本発明になる実施例３の構成を図１０、図１１に示す。図１０は磁石保持体８６の構成図で、図１１は図１０の正面図である。図１０、図１１が実施例２の図７と異なる点は、前記小径の超伝導コイル磁石２３群を上下２層構造とし、長尺方向に並べるピッチを上下層でずらせて構成する点である。
【００５８】
すなわち、磁石保持体８６内の前列の超伝導コイル磁石２３の後列に、半ピッチずらして後列に超伝導コイル磁石８７を配置し、各磁石を励磁する。
【００５９】
本実施例によれば、超伝導コイル磁石２３の列配置での隣接部で磁場が低下する領域を、その背後より超伝導コイル磁石８７の磁場で補完し、磁気分離作用空間領域内の磁気力を長尺方向により均一に強さを維持できるため、磁気分離効率を向上させることで、さらに浄化装置の浄化効率を向上できる磁気分離用超伝導磁石および浄化装置を提供できる効果がある。
【００６０】
また、以上の実施例では超伝導コイル磁石２３を前記回転円筒体の回転周方向に一列配置場合について説明したが、同一真空容器内に複数列配置し、強磁場空間２４の範囲を前記回転周方向に広げるように構成しても同様な効果が生じる。
【００６１】
[実施例4]
【００６２】
本発明になる実施例４の構成を図１２に示し、本図が図３と異なる点は、回転円筒体２２の内部に静止固定支持された下部真空容器８８に内蔵した超伝導バルク磁石２３と、回転円筒体２２の回転方向に対し、超伝導バルク磁石２３の下流側の回転円筒体２２の内壁側に非接触状態で複数の永久磁石８９、９２、９３を、一端を前記下部真空容器８８に溶接等で一体化した磁石支持体９４上に固定支持している構造にある。
【００６３】
本構造によれば、堰２８の頂部付近に最も強い磁気力が生じるように配置した超伝導コイル磁石２３は回転円筒体２２の水平線よりも角度θほど水面下にあり、捕捉された磁性フロック１６は回転円筒体の回転とともに水面と直角方向から水面上の大気中に移動する際に、捕捉された磁性フロック１６に重力が作用し、回転円筒体表面から滑り落ちる方向に力が働く。さらに、移動が進んだ大気中では、前記強磁場空間２４を外れるため磁気力が微弱となり磁性フロック１６はさらに滑り易くなる。
【００６４】
本実施例によれば、磁性フロック１６が滑り落ちて水面近くに磁性フロックが堆積することにより、堰付近の流路を閉塞して磁気分離処理流量が大幅に低減してしまうことがなく、また、堰２８を越えて浄化水に磁性フロックが混入して浄化効率を低減してしまうことを防止できる。すなわち、超伝導コイル磁石で回転円筒体２２の外周表面に捕捉された磁性フロックはすでに外表面に付着しているので、回転円筒体２２の内側からの距離が近く、回転円筒体２２内壁近傍に配置された永久磁石８９，９２、９３が発生するの10分の数テスラの磁場で、十分回転円筒体２２の表面に滑り落ちなように捕捉することが可能である。
【００６５】
したがって、本実施例によれば、大気中において磁性フロック１６が回転円筒体２２表面を滑り落ちことが無く、浄化効率の低減および磁気分離処理流量の低減を防止できる効果がある。
【００６６】
また、本実施例において、永久磁石８９，９２、９３の磁場の強さは、磁場を作用させる回転円筒体の部位における接線方向が角度が緩やかになるほど磁場が小さくできるので、磁場の強さは永久磁石８９，９２、９３の順であってもよい。
【００６７】
また、本実施例において、永久磁石の磁石の変わりに常電導の電磁石を配置しても同様な効果が生じる。また、磁気分離用超伝導コイル磁石が、レーストラック状のコイル磁石であっても同様な効果が生じる。
【００６８】
[実施例５]
【００６９】
本発明になる実施例５の構成を図１３に示し、本図が図１２と異なる点は、回転円筒体２２の回転方向を紙上時計回りとし、流路２１内において回転円筒体２２側に外周部を囲うように、かつ回転円筒体２２の長手方向に連続な隔壁９９を設け、回転遠投体の回転方向で、かつ超伝導コイル磁石２３の下流側で、回転円筒体の内部に静止固定支持された複数の永久磁石９６、９７を設け、スクレーパ９８、汚泥槽２７を図１２と反対側に設けた構造にある。
【００７０】
本構造によれば、堰２８の頂部付近に最も強い磁気力が生じるように配置した超伝導コイル磁石２３で回転円筒体２２の外周面上に捕捉された磁性フロック１６は、前記超伝導コイル磁石２３の強磁場空間外において回転円筒体内部の永久磁石９６，９７の磁気力で前記外周面上に保持し、ここで、隔壁９９により、配管１８で流路２１内に流入する前処理水１７水流で捕捉された磁性フロック１６が剥離することを防止する。水面２５上に移動した磁性フロック１６から重力で滑り落ちることを、永久磁石９７の磁気力で防止でき、良好に磁性フロック１６をスクレーパ９８で、汚泥槽２７に回収できる。ここで、磁場の強さは永久磁石９６，９７の順であってもよい。
【００７１】
したがって、本実施例によれば、同様に大気中において磁性フロック１６が回転円筒体２２表面を滑り落ちことが無く、浄化効率の低減および磁気分離処理流量の低減を防止できる効果がある。
【００７２】
以上の本実施例では、超伝導コイル磁石２３の冷却のために空冷方式の冷凍機を適用する場合について説明したが、水冷方式の冷凍機を選定し、水冷配管を、外部の冷水供給装置（図示せず）と、前記支持固定円筒体６０の内部を通り接続するようして、冷凍機のガス圧縮熱を排出するようにしても同等の効果が生じる。
【００７３】
以上、本発明によれば、磁気分離用の超伝導磁石を浄化装置設置現地で励磁でき、超伝導磁石の長尺化に対しても回転円筒体内側に磁気分離用超伝導磁石を良好に静止支持でき、回転円筒体と磁気分離用超伝導磁石の組合せの構成部材を小型化できるので、浄化装置を小型化して、浄化装置設置コストや製造コストを低減できる磁気分離用磁石および浄化装置を提供できる。
【００７４】
また、捕捉された磁性フロックの流動方向において、超伝導磁石の配置位置より下流側に永久磁石を配置することにより、水中で回転円筒体外周面に捕捉した磁性フロックを、大気中に移動する際に滑り落ちることを防止できるので、浄化効率の低下を防止し良好な浄化処理を行える磁気分離用磁石および浄化装置を提供できる。
【符号の説明】
【００７５】
１６・・・磁性フロック
１７・・・前処理水
１９・・・磁気分離装置
２２・・・回転円筒体
２３・・・超伝導コイル磁石
２６・・・スクレーパ
２７・・・汚泥槽
３０・・・磁石保持体
３２・・・電流リード線
３３・・・電流供給装置
３４・・・真空中間フランジ
３５・・・支持材
３６・・・通気孔
３７・・・支持円筒体
３８・・・長尺支持材
３９・・・長尺支持材
４０・・・冷凍機
４１・・・真空気密フランジ
４２・・・上部真空容器
４３・・・ヘッド
４４・・・伝熱フランジ
４５・・・伝熱中間フランジ
４６・・・熱伝導体
４７・・・電源ケーブル
４８・・・空冷ファン
４９・・・下部真空容器
５１・・・真空配管
５３・・・真空排気装置
５５・・・通風口
７７・・・回転モータ
７８・・・上部真空容器
７９・・・スカート
８０・・・歯車
８７・・・超伝導コイル磁石
８９，９２，９３・・・永久磁石
９５・・・駆動電源装置
９６、９７・・・・永久磁石
９９・・・隔壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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