(57)【要約】【課題】磁性粒子や磁性フロックを流体から確実に分離できる磁気サイクロン装置およびその処理方法を提供する。【解決手段】本発明の磁気サイクロン装置１Ｓは、下方に頂点を向けた円錐台形状であり、側方に流入口２を有する円筒形状の円筒台部１ｂと円筒台部１ｂの下方に連続して形成され、頂点近傍に下流出口４が設けられる円錐形状の円錐部１ｃとを有するサイクロン１と、円筒台部１ｂの中央部に配置され上流出口３が設けられる円筒部１ｅと、円筒台部１ｂの外周近くに設けられる磁石５とを備え、流入口２から円筒台部１ｂ内に流入する被処理液体７に含有される磁性フロックを、円筒台部１ｂの内面１ｂ１近傍に磁石５で引き付けた後、下流出口４から排出し、磁性フロックが除去された被処理液体を円筒部１ｅの上流出口３から流出させている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方に頂点を向けた円錐台形状であり、側方に流入口を有する円筒形状の円筒台部と当該円筒台部の下方に連続して形成され、前記頂点近傍に下流出口が設けられる円錐形状の円錐部とを有するサイクロンと、
前記円筒台部の中央部に配置され上流出口が設けられる円筒部と、
前記円筒台部の外周近くに設けられる磁石とを備え、
前記流入口から前記円筒台部内に流入する被処理液体に含有される磁性フロックを、前記円筒台部の内面近傍に前記電磁石で引き付けた後、前記下流出口から排出し、磁性フロックが除去された被処理液体を前記円筒部の上流出口から流出させる
ことを特徴とする磁気サイクロン装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気サイクロン装置において、
前記磁石の磁極は、
前記被処理液体の前記流入口から流入する被処理液体の流入方向に対向して配置され、前記磁性フロックを前記流入方向に引き付ける
ことを特徴とする磁気サイクロン装置。
【請求項３】
請求項１に記載の磁気サイクロン装置において、
前記サイクロンは、第１サイクロンと第２サイクロンとであり、
前記第１サイクロンは、前記円筒台の第１円筒台部を有し、
前記第２サイクロンは、前記円筒台の第２円筒台部を有し、
前記磁石は、前記第１円筒台部と前記第２円筒台部との間に設けられる
ことを特徴とする磁気サイクロン装置。
【請求項４】
請求項１に記載の磁気サイクロン装置において、
前記サイクロンは、第１サイクロンと第２サイクロンとであり、
前記第１サイクロンは、前記円筒台の第１流入口をもつ第１円筒台部を有し、
前記第２サイクロンは、前記円筒台の第２流入口をもつ第２円筒台部を有し、
前記第１サイクロンの前記第１流入口から第１磁性フロックが含有される第１の被処理液体が前記第１円筒台部内に流入するとともに、前記第２サイクロンの前記第２流入口から第２磁性フロックが含有される第２の被処理液体が前記第２円筒台部内に流入し、
前記第１の被処理液体の前記第１流入口からの流入方向の第１流入方向と、前記第２の被処理液体の前記第２流入口からの流入方向の第２流入方向とが同方向であって互いに逆向きであり、
前記磁石は、前記第１流入方向と前記第２流入方向とに挟まれた位置に配置され、その両極でそれぞれ前記第１磁性フロックと前記第２磁性フロックとを引き付ける
ことを特徴とする磁気サイクロン装置。
【請求項５】
請求項１に記載の磁気サイクロン装置において、
前記サイクロンは、第１サイクロンと第２サイクロンとであり、
前記第１サイクロンは、前記円筒台の第１流入口をもつ第１円筒台部を有し、
前記第２サイクロンは、前記円筒台の第２流入口をもつ第２円筒台部を有し、
前記第１サイクロンの前記第１流入口から磁性フロックが含有される第１の被処理液体が前記第１円筒台部に流入するとともに、前記第２サイクロンの前記第２流入口から磁性フロックが含有される第２の被処理液体が前記第２円筒台部に流入し。
前記第１の被処理液体の前記第１流入口から流入する第１流入方向と、前記第２の被処理液体の前記第２流入口から流入する第２流入方向とに交差する方向に前記磁石の両磁極が配置される
ことを特徴とする磁気サイクロン装置。
【請求項６】
請求項１に記載の磁気サイクロン装置において、
前記磁石は、電磁石であり、
前記電磁石を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記電磁石の電源の入切を繰り返して行う
ことを特徴とする磁気サイクロン装置。
【請求項７】
下方に頂点を向けた円錐台形状であり、側方に流入口を有する円筒形状の円筒台部と当該円筒台部の下方に連続して形成され、前記頂点近傍に下流出口が設けられる円錐形状の円錐部とを有するサイクロンと、前記円筒台部の中央部に設けられ上流出口が設けられる円筒部と、前記円筒台部の外周近くに設けられる磁石とを備える磁気サイクロン装置の処理方法であって、
前記流入口から前記円筒台部内に被処理液体を流入させ、
前記磁石により、前記被処理液体に含有される磁性フロックを、前記円筒台部の内面近傍に引き付け、
前記磁性フロックを前記下流出口から排出させ、
前記磁性フロックが除去された被前記処理液体を前記上流出口から流出させる
ことを特徴とする磁気サイクロン装置の処理方法。
【請求項８】
請求項７に記載の磁気サイクロン装置の処理方法において、
前記サイクロンは、第１サイクロンと第２サイクロンとであり、
前記第１サイクロンは、第１流入口を有する第１円筒台部と第１下流出口が設けられる第１円錐部と第１上流出口が設けられる第１円筒部とを有し、
前記第２サイクロンは、第２流入口を有する第２円筒台部と第２下流出口が設けられる第２円錐部と第２上流出口が設けられる第２円筒部とを有し、前記磁石は、前記第１円筒台部と前記第２円筒台部とに挟まれた位置に配置され、
前記第１サイクロンの第１流入口から第１磁性フロックが含有される第１被処理液体が前記第１円筒台部に流入するとともに、前記第２サイクロンの第２流入口から第２磁性フロックが含有される第２被処理液体が前記第２円筒台部に流入し、
前記磁石の両極は、それぞれ前記第１磁性フロックと前記第２磁性フロックとをそれぞれ前記第１円筒部の内面近傍と前記第２円筒部の内面近傍とに引き付け、
前記第１磁性フロックを前記第１下流出口から排出させるとともに、前記第２磁性フロックを前記第２下流出口から排出させ、
前記第１磁性フロックが除去された第１被前記処理液体を前記第１上流出口から流出させるとともに、前記第２磁性フロックが除去された第２被前記処理液体を前記第２上流出口から流出させる
ことを特徴とする磁気サイクロン装置の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気サイクロン装置およびその処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、汚濁水から透明な処理水を得る汚濁水処理装置については、下記の先行技術文献がある。
特許文献１には、原水からの不純物の分離能力を向上させ、分離した不純物の処理水への再混入を防止する固液分離装置が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、流体中に含まれる磁性粒子を効率よく分離・除去するための磁性流体回収装置が開示されている。
【０００４】
特許文献３には、磁性フロックを洗浄水をほとんど使用せずに分離し高密度スラッジを生成できる磁性分離装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2011-83696号公報
【特許文献２】特開2005-21835号公報
【特許文献３】特開2002-66375号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、磁性フロックを含む流体から磁性フロックを分離する方法として、遠心力を利用するハイドロサイクロン方式と磁気力を利用する磁気分離方式が存在する。
【０００７】
ハイドロサイクロン方式とは、磁性フロックを含む流体を、頂点を下方に向けた円錐形状容器の底面近くから内部に流入させる。そして、流入した流体を円錐形状の容器の内部で回転させ、比重差を利用して重い不純物を、円錐壁面を滑落させ円錐形状容器の頂点近傍から下方に除去する。そして、重い不純物を含まない処理水を上方から回収する方式である。
磁気分離方式は、流体中の磁性フロックを磁石の磁気力により引きつけ、流体から磁性フロックを除去した処理水を得る方式である。
【０００８】
特許文献１では、磁性フロックを分離させるために、遠心力を利用する。しかし、当該分離性能を高めるには、遠心力を高めることを目的に流体の速度を上げる必要がある。しかし、それに伴い、磁気フロックが遠心力等により破壊される問題があった。
【０００９】
特許文献２では、磁性フロックを流体から分離させるために、サイクロンから排出された磁性微粒子を磁石の磁気力で壁面に吸着させ、流体から磁性微粒子を分離させる。その後、磁石を壁面から物理的に離すことで磁性微粒子に加わる磁気力を低減または解消する。これにより、壁面から磁性微粒子を離脱させて重力で落下させ、磁性フロックを回収している。この場合は、流体の遠心力と磁気力は、別々に働くため、敢えて一つの装置で行う必要がない。
【００１０】
また、磁気力はＮ極とＳ極の両方向に働くのに、一方向しか活用していないという問題がある。また、遠心力のみでは、磁性体を流体から分離するための遠心力が、粒径の小さい粒子は質量が小さいために充分働かず、分離性能が悪いという問題がある。
また、磁性粒子はサイクロンの側面に付着させることで分離するため、最終的な分離を行うために出口付近のバルブの開閉や、磁場印加手段の移動による磁気力の低減という動作を用いる。そのため、連続的な動作には、不向きであるという問題もある。
【００１１】
特許文献３では、磁性フロックを分離させるために、磁気力を利用している。しかし、膜で磁性フロックを分離した後、磁気力で磁性フロックを分離する。磁性フロックを破壊することなく、膜で分離するために、流速を高めることはできないという問題がある。 
【００１２】
上述したように、磁性粒子や磁性フロックを含む流体から、磁性粒子や磁性フロックを分離するニーズは高い。しかし、磁性流体の大きさが小さく遠心力が十分働かない場合や、磁性フロックと流体との比重差が小さく、かつ、フロックの強度が低いため、高速で処理することができない等、磁性粒子や磁性フロックを流体から分離する場合、比重差分離やサイクロン等の遠心力分離が困難となっている。
【００１３】
本発明は上記実状に鑑み創案されたものであり、磁性粒子や磁性フロックを流体から確実に分離できる磁気サイクロン装置およびその処理方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するため、第１の本発明の磁気サイクロン装置は、下方に頂点を向けた円錐台形状であり、側方に流入口を有する円筒形状の円筒台部と当該円筒台部の下方に連続して形成され、前記頂点近傍に下流出口が設けられる円錐形状の円錐部とを有するサイクロンと、前記円筒台部の中央部に配置され上流出口が設けられる円筒部と、前記円筒台部の外周近くに設けられる磁石とを備え、前記流入口から前記円筒台部内に流入する被処理液体に含有される磁性フロックを、前記円筒台部の内側面近傍に前記磁石で引き付けた後、前記下流出口から排出し、磁性フロックが除去された被処理液体を前記円筒部の上流出口から流出させている。
第２の本発明の磁気サイクロン装置の処理方法は、第１の本発明を実現する方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、磁性粒子や磁性フロックを流体から確実に分離できる磁気サイクロン装置およびその処理方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態１の磁気サイクロン装置の浄化システムの構成例を示す図。
【図２】実施形態１に係る磁気サイクロン装置を側方から見た構成を示す図。
【図３】実施形態１の磁気サイクロン装置を上面から見た構成例を示す図。
【図４】実施形態２に係る磁気サイクロン装置を側方から見た内部構成例を示す図。
【図５】磁気サイクロン装置の制御パターンの例を示す図。
【図６】変形例１に係る磁気サイクロン装置を上方から見た構成例を示す図。
【図７】変形例２に係る磁気サイクロン装置を上方から見た構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の磁気サイクロン装置１Ｓ（図１参照）は、高速水処理装置における凝集磁気分離とサイクロン分離とを融合することにより、汚濁水を処理する高速、高信頼、高性能を可能とする汚濁水処理装置である。
【００１８】
そのため、磁気サイクロン装置１Ｓは、磁性フロックを破壊することがない低速（例えば、０．２ｍ/s以下）で磁性フロックを分離するために、流体力に加えて磁気力を利用する。汚濁水中に磁性フロックを作る。そして、磁性フロックに磁気力による吸引力を加えることで、サイクロン１内での旋回運動の流速がほぼゼロとなるサイクロン１の側面近傍に、磁性フロックが引きつけられる。これにより、磁性粒子や磁性フロックは、比重が水より重いため自重でサイクロン１の側面の下方が縮径した円錐面に沿って下降し、排出される。
【００１９】
さらに、電磁石５の磁気力はＮ極とＳ極の磁極５ａ、５ｂで大きい。そこで、サイクロン１近くに電磁石５の磁極５ａ、５ｂの何れかを配置することにより、電磁石５の磁気力を有効に利用し、少ない電流で効率の良い、磁性フロックの分離処置が可能となる。
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
＜＜実施形態１＞＞
図１に、実施形態１の磁気サイクロン装置の浄化システムの構成例を示す。
実施形態１の浄化システムＳは、磁性体供給装置３０ｓ、凝集剤供給装置３１ｓ、急速撹拌装置３２、ポリマー供給装置３６ｓ、緩速撹拌装置３４、および磁気サイクロン装置１Ｓを具備している。
【００２１】
磁性体供給装置３０ｓ、凝集剤供給装置３１ｓ、急速撹拌装置３２、緩速撹拌装置３４、および磁気サイクロン装置１Ｓは、配管ｋ（ｋ１、ｋ２、ｋ３）を介して接続される。配管ｋを被処理液である流体の汚濁水が流れる。汚濁水とは、例えば下水、バラスト水、油、重金属を含む随伴水、アオコ、ＳＳ（Suspended  Solid）を含む水等である。
【００２２】
磁性体供給装置３０ｓは、配管ｋ１を流れる被処理液に磁性フロックを作成するために磁性体を付与する。
凝集剤供給装置３１ｓは、配管ｋ１を流れる被処理液に、被処理液中の浮遊物質、異物を集めてマイクロフロックを作るために凝集剤を供給する。マイクロフロックとは、径が１００μｍ以下のかたまりである。
急速撹拌装置３２ｓは、磁性体、凝集剤が供給された汚濁水を急速に撹拌し、マイクロフロックを作る。
【００２３】
ポリマー供給装置３６ｓは、磁性体を含むマイクロフロック、磁性体を含まないマイクロフロックを集めて磁性体を含むフロックを作るために無機凝集剤であるポリマーを供給する。フロックとは、径が１ｍｍ以上のかたまりである。
緩速撹拌装置３４ｓは、無機凝集剤のポリマーで磁性体を含むマイクロフロックと磁性体を含まないマイクロフロックとを集めて磁性体を含有するフロックを作るために、配管ｋ２を流れる被処理液を緩速で撹拌する。
【００２４】
磁気サイクロン装置１Ｓは、被処理液から磁性体を含有するフロックを電磁石５で引きつけ、フロックとフロック以外の処理液とに分離する装置である。フロック以外の処理液は取得される。
浮遊物質、アオコ、油、重金属、プランクトン等を含む被処理液の流体１００が配管ｋ１内を任意の速度で流れてくる。配管ｋ１内の流体１００に磁性体供給装置３０ｓ、凝集剤供給装置３１ｓからそれぞれ磁性体３０、凝集剤３１を任意の濃度で添加する。なお、磁性体３０、凝集剤３１の添加順序は逆でも構わない。
【００２５】
磁性体３０、凝集剤３１が添加された流体１００は、急速撹拌装置３２の撹拌器３３で撹拌され、粒径数十μｍ程度のマイクロフロックが作られる。
その後、配管ｋ２を流れる流体１００に、ポリマー供給装置３６ｓから無機凝集剤のポリマー３６が添加される。そして、ポリマー３６が添加された流体１００は緩速撹拌装置３４の撹拌器３５で撹拌され、ポリマー３６の凝集作用により粒径１００μｍ以上の大きな磁性フロックが作られる。
【００２６】
磁性フロックを含む流体７は、サイクロン１に流入する。サイクロン１の外周近くには、電磁石５の磁極５ａ、５ｂの何れかが配置されている。電磁石５は、制御部１Ｃにより電流の入／切の制御が行われる。
サイクロン１に流入した流体７中の磁性フロックは電磁石５の磁極５ａに引き付けられ、流体７中から分離され、重力により下方に落下して下流出口４から排出される。一方、磁性フロックが除去された流体は上円筒部１ｄの上流出口３から流出され取得される。
【００２７】
なお、急速撹拌装置３２の撹拌器３３で撹拌され、全ての数十μｍ程度のマイクロフロックに、磁性体３０が含有されている場合は、無機凝集剤であるポリマー３６を添加し、緩速撹拌装置３４の撹拌器３５で撹拌し、粒径１００μｍ以上の大きな磁性フロックを作る工程は設けなくともよい。
【００２８】
＜磁気サイクロン装置１Ｓ＞
図２は、実施形態１に係る磁気サイクロン装置を側方から見た構成を示す図である。
実施形態１の磁気サイクロン装置１Ｓは、サイクロン１と電磁石５とを具備している
サイクロン１は、プラスチック、アルミニウムなどの非磁性体で構成されている。
サイクロン１は、流入口２と上流出口３と下流出口４を備えている。そして、サイクロン１は、入口部１ａと円筒台部１ｂ、逆円錐部１ｃと下円筒部１ｄと上円筒部１ｅとを有する。
【００２９】
入口部１ａは内面が横軸の筒形状をもつ。入口部１ａの一方が流入口２であり、他方の内面が下記の円筒形状の円筒台部１ｂに連通されている。
円筒台部１ｂと逆円錐部１ｃとで、頂点が下方に向いた逆円錐台部が形成される。
逆円錐台部は、上部の内面（側壁面１ｂ１）が円柱形状の円筒台部１ｂと、下部の内面（円錐側壁９）が逆円錐形の逆円錐部１ｃとをもつ。
【００３０】
逆円錐部１ｃは、その内面が円錐を逆さにした形状を有し、上方に位置する底面が円筒台部１ｂの下面に相当する形状をもって、円筒台部１ｂの下部に連続して形成される。
下円筒部１ｄは、内面が円筒形状をもつ。下円筒部１ｄは、その上方が逆円錐部１ｃに連通しており、その下方が下流出口４として開口されている。
上円筒部１ｅは、内面が円筒形状をもつ。上円筒部１ｅは、円筒台部１ｂの中央に設けられる。上円筒部１ｅは、下方が逆円錐部１ｃの内部または円筒台部１ｂの内部に開口され、上方が上流出口３として処理水回収部（図示せず）に連通されている。
【００３１】
サイクロン１の円筒台部１ｂの外周近くに電磁石５のＳ極、Ｎ極の磁極５ａ、５ｂのうち一方の磁極５ａが配置されている。具体的には、電磁石５のＳ極またはＮ極がサイクロン１の一方の流入口２に対して、他方側に位置するように設けられている。
電磁石５に電流が流されることにより、磁場５、６が生じ、強い磁気力がＳ極とＮ極の両磁極５ａ、５ｂに発生する。
【００３２】
磁性粒子や磁性フロックを含む被処理液の流体７が、不図示のポンプによって、流入口２から、入口部１ａを通過してサイクロン１の内部に流入する（図２の矢印α０）。流入した被処理液の流体７は、円筒台部１ｂの側壁面１ｂ１に案内されて、回って流れる（図２の実線矢印α１）。
【００３３】
この際、電磁石５の磁極５ａ、５ｂの磁気力によって、流体７に含まれる磁性粒子や磁性フロックは円筒台部１ｂの側壁面１ｂ１に向けて引き付けられる。つまり、磁気による停止力が働く。
そして、磁性粒子や磁性フロックは磁性粒子、磁性フロック以外の流体７より比重が重いので、破線矢印α２のように、磁気サイクロン１の円錐側壁９に沿って下降し、下流出口４を通過して排出される（図２の矢印α５）。
【００３４】
一方、磁性粒子や磁性フロック以外の水等の流体７ａは非磁性体であり、磁気力の影響を受けず、つまり磁気による停止力は働かず、しかも流体７より比重が軽い。そのため、遠心力を受けて円筒台部１ｂの側壁面１ｂ１に案内されて上向きに回転する流れとなる（図２の矢印α３）。そして、円筒形状の上円筒部１ｅに流入して廻って流れ上昇し、上流出口３より排出される（図２の矢印α４）。これにより、磁性粒子や磁性フロックを含む流体７は、磁性粒子や磁性フロックと、磁性粒子、磁性フロック以外の流体７ａとに分離される。
【００３５】
図３は、実施形態１の磁気サイクロン装置を上方から見た構成例を示す。
サイクロン１の流入口２から侵入した流体７中の磁性粒子または磁性フロック１０、１１、１２は、流体力および電磁石５によって発生した磁気力によって、引っ張られ実線の細い矢印α０の方向に進行し、磁性粒子または磁性フロック２０、２１、２２のように、サイクロン１の内周面の側壁面１ｂ１近くに移動する。側壁面１ｂ１周辺は摩擦により流速がゼロに近い低速のため、さらには磁気による停止力により磁性粒子または磁性フロック２０、２１、２２は、他の流体７の流れに乗ることはできず、側壁面１ｂ１に付着するかその近傍に存在する。
磁性粒子または磁性フロック２０、２１、２２は、比重が１より大きいので、流体７中から逆円錐部１ｃの円錐側壁９に沿って自然落下し、下流出口４から排出される。
【００３６】
以上のことから、流入口２から流入する流体７の流量をＱ１とし、下流出口４（図２参照）から排出される磁性粒子や磁性粒子が含まれる磁性フロックの流量をＱ２とし、上流出口３（図２参照）から排出される処理水（磁性粒子や磁性フロック以外の水等の流体７ａ）の流量をＱ３とすると、
Ｑ１＝Ｑ２＋Ｑ３
と表される。
【００３７】
石油等の水を利用した液状物質の生産において、生産物は、水と混合した状態、つまり、随伴水という形で生産される。さらに、生産物が液体の場合や、下水処理場や藻類培養場等でも水との比重差が少ない物質を水から分離する場合等、比重差や遠心力を利用した分離方法では、効率よい分離は困難である。
そこで、実施形態１では、磁性粒子や磁性粉を石油や藻類と凝集させて、フロックを作り、分離することで、高性能な分離を可能としている。
【００３８】
上記構成によれば、磁性粒子や磁性フロックを連続的にサイクロン１で分離するため、サイクロン１に入ってくる磁性粒子や磁性フロックの移動方向と同じ方向、または直交方向に電磁石５の磁極５ａ、５ｂの何れかの磁気力で引っ張ることで、磁性粒子や磁性フロックをサイクロン１の側壁面１ｂ１近傍に引き付ける。
【００３９】
サイクロン１の側壁面１ｂ１近傍の流速はゼロに近いため、さらには磁気力により磁性粒子や磁性フロックの速度をほぼゼロに落とすことで、磁性粒子や磁性フロックは、逆円錐部１ｃの円錐側壁９に落下する。円錐側壁９は、重力方向に対して、斜めの傾斜があるため、磁性粒子や磁性フロックは、重力によって、円錐側壁９に沿って下降する。その結果、磁性粒子や磁性フロックは、サイクロン１の側面に沿って下降して下流出口４から排出される。
【００４０】
よって、フィルタを用いることなく汚濁水中の異物、浮遊物質を除去し、浄化水を取り出すことができる。そのため、フィルタ（膜）を必要とせず取扱い性に優れ、フィルタ（膜）やフィルタ交換の作業がなく、ランニングコストが低い。
従って、低コスト、取り扱い容易に汚濁水から浄化水を取り出すことが可能である。
以上のことから、取扱い性に優れ低コストの磁気サイクロン装置１Ｓを実現することができる。
【００４１】
＜＜実施形態２＞＞
図４に、実施形態２に係る磁気サイクロン装置を側方から見た内部構成例を示す。
実施形態２の磁気サイクロン装置２Ｓは、第１サイクロン２１Ａと第２サイクロン２１Ｂとが、電磁石２５を挟んで配置される。第１・第２サイクロン２１Ａ、２１Ｂは、プラスチック、アルミニウムなどの非磁性体で構成されている。
【００４２】
電磁石２５はＳ極とＮ極の磁極２５ａ、２５ｂをもつ。そこで、電磁石２５の磁極２５ａ、２５ｂの何れか一方の磁極を第１サイクロン２１Ａに対向して配置し、何れか他方の磁極を第２サイクロン２１Ｂに対向して配置している。
磁気サイクロン装置２Ｓにおいて、その他の構成は、実施形態１と同様であるから、同様な構成要素には２０番台の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。
【００４３】
第１サイクロン２１Ａは、第１入口部２１ａ１と第１円筒台部２１ｂ１、第１逆円錐部２１ｃ１と、第１下円筒部２１ｄ１と第１上円筒部２１ｅ１とを有する。
第１下円筒部２１ｄ１には、第１下流出口２４ａが設けられる。
【００４４】
第１上円筒部２１ｅ１は、内面が円筒形状をもつ。第１上円筒部２１ｅ１は、第１円筒台部２１ｂ１の中央に形成される。第１上円筒部２１ｅ１は、下方が第１逆円錐部２１ｃ１または第１円筒台部２１ｂ１の内部に開口され、上方が第１上流出口２３ａとして処理水回収部（図示せず）に連通されている。
【００４５】
同様に、第２サイクロン２１Ｂは、第２入口部２１ａ２と第２円筒台部２１ｂ３、第２逆円錐部２１ｃ２と、第２下円筒部２１ｄ２と第２上円筒部２１ｅ２とを有する。第２下円筒部２１ｄ２には、第２下流出口２４ｂが設けられる。第２上円筒部２１ｅ２は、内面が円筒形状をもつ。第２上円筒部２１ｅ２は、第２円筒台部２１ｂ３の中央に形成される。第２上円筒部２１ｅ２は、下方が第２逆円錐部２１ｃ２または第２円筒台部２１ｂ３の内部に開口され、上方が第２上流出口２３ｂとして処理水回収部（図示せず）に連通されている。
【００４６】
磁性粒子や磁性フロックを含む流体１０３、１０４は、それぞれ、第１サイクロン２１Ａの第１流入口２２ａと第２サイクロン２１Ｂの第１流入口２２ｂから、第１円筒台部２１ｂ１と第２円筒台部２１ｂ３とに反対方向から流入する。
第１サイクロン２１Ａに流入した流体１０３および第２サイクロン２１Ｂに流入した流体１０４が進む方向は、電磁石２５の磁極２５ａ、２５ｂに向かう方向である。電磁石２５は、制御部１Ｃにより電流の制御が行われる。
【００４７】
第１サイクロン２１Ａ内の流体１０３の磁性粒子や磁性フロックは、電磁石２５の一方の磁極２５ａに発生する磁気力で、第１円筒台部２１ｂ１の第１側壁面２１ｂ２に引き付けられ、流速が大幅に低下する。
【００４８】
そして、第１サイクロン２１Ａの第１側壁面２１ｂ２に引き付けられた磁性粒子や磁性フロックは、水等の流体より比重が大きいので、第１逆円錐部２１ｃ１を矢印α２２ａに示すように回転しながら落下する。
最終的に、磁性粒子や磁性フロックは、第１サイクロン２１Ａの下流出口２４ａから排出される（図４の矢印α２５ａ）。
【００４９】
一方、磁性粒子や磁性フロックが除去された流体１０３ａは比重が流体１０３より軽いので、流入する流体１０３に押され、矢印α２３ａのように、らせん状の流れとなって上昇し、第１上円筒部２１ｅ１の第１上流出口２３ａより排出される（図４の矢印α２４ａ）。
【００５０】
同様に、第２サイクロン２１Ｂ内の流体１０４の磁性粒子や磁性フロックは、電磁石２５の他方の磁極２５ｂに発生する磁気力で、第２サイクロン２１Ｂの第２側壁面２１ｂ４に引き付けられ、流速が大幅に低下する。磁性粒子や磁性フロックと流体１０４ａとの速度差が生じる。
【００５１】
そして、第２サイクロン２１Ｂの第２側壁面２１ｂ４に引き付けられた磁性粒子や磁性フロックは、水等の流体より比重が大きいので、逆円錐部２１ｃ２を矢印α２２ｂに示すように回転しながら落下する。
最終的に、磁性粒子や磁性フロックは、第２サイクロン２１Ｂの第２下流出口２４ｂから排出される（図４の矢印α２５ｂ）。
【００５２】
一方、磁性粒子や磁性フロックが除去された流体１０４ａは比重が流体１０４より軽いので、流入する流体１０４に押され、矢印α２３ｂのように、らせん状の流れとなって上昇し、第２上円筒部２１ｅ２の第２上流出口２３ｂより排出される（図４の矢印α２４ｂ）。
【００５３】
＜磁気サイクロン装置２Ｓの制御パターン＞
図５は、磁気サイクロン装置の制御パターンの例を示す。図５の横軸に（経過）時間を示し、縦軸に電流の大きさを示す。
電磁石２５に磁気力を発生させるために、電磁石２５に加える電流のパターンの例を図５に示す。
【００５４】
一定の電流値を加える電流パターン２００は制御が簡単であるが、図４に示す第１サイクロン２１Ａの第１側壁面２１ｂ２と第２サイクロン２１Ｂの第２側壁面２１ｂ４とに流体中の磁性粒子や磁性フロックが付着し続けるおそれがある。そこで、制御パターンとしてはパルス的な電流パターン２０１が最適である。電流を印加する加電時間２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７は、基本的には同じ時間とするが、異なる時間に変化させることも可能ある。
【００５５】
一方、電流を印加しない非加電時間２１０、２１１、２１２、２１３、２１４も基本的には同じ時間であるが、変化させることも可能である。
被被処理液体中の磁性フロック等の濃度が同じとして、被処理液体の流体１０３、１０４の流速が遅いと第１サイクロン２１Ａと第２サイクロン２１Ｂとに流入する流体１０３、１０４中の磁性粒子や磁性フロック（処理すべき量）が少なくなる一方、被処理液体の流体１０３、１０４の流速が遅いと第１サイクロン２１Ａと第２サイクロン２１Ｂとに流入する流体１０３、１０４中の磁性粒子や磁性フロック（処理すべき量）が多くなる。
【００５６】
そこで、加電時間２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７は、流入する流体の流速によって変化させる。流速に応じて、第１サイクロン２１Ａ内と第２サイクロン２１Ｂ内とを一周する時間とほぼ同じ時間であることが望ましい。
【００５７】
上記制御パターンは、間欠的に電磁石２５に電流を加えるので、磁性粒子や磁性フロックが第１サイクロン２１Ａの第１側壁面２１ｂ２と第２サイクロン２１Ｂの第２側壁面２１ｂ４とに、付着し続けることがない。そのため、流体１０３、１０４中の磁性粒子や磁性フロックを効果的にかつ確実に流体１０３、１０４中から除去できる。
なお、以上説明した制御パターンは、実施形態１の磁気サイクロン装置１Ｓに適用してもよい。
【００５８】
実施形態２の構成によれば、電磁石２５は、第１サイクロン２１Ａの第１円筒台部２１ｂ１と第２サイクロン２１Ｂの第２円筒台部２１ｂ３との間に磁極２５ａ、２５ｂとを向けて設けられるので、電磁石２５が一つで済む。
２つの第１サイクロン２１Ａ、第２サイクロン２１Ｂに対して一つの電磁石２５で済むので構成が簡素であり、磁気サイクロン装置２Ｓの低コスト化が可能である。
【００５９】
また、磁気サイクロン装置２Ｓは、２つの第１サイクロン２１Ａ、第２サイクロン２１Ｂと一つの電磁石２５で構成できるので小型にできる。
加えて、電磁石２５に間欠的に電流を流すことで、流入した磁性粒子や磁性フロックが第１・第２サイクロン２１Ａの第１・第２円筒台部２１ｂ１、２１ｂ３の各第１・第２側壁面２１ｂ２、２１ｂ４に付着し続けることが抑制される。
従って、低コスト、小型であり、信頼性が高い磁気サイクロン装置２Ｓを実現できる。
【００６０】
＜＜変形例１＞＞
図６は、変形例１に係る磁気サイクロン装置を上方から見た構成例を示す。
変形例１の磁気サイクロン装置３Ｓは、第１サイクロン３１Ａと第２サイクロン３１Ｂとで電磁石３５を挟んで配置される。そして、磁気サイクロン装置３Ｓは、第１サイクロン３１Ａの入口部３１ａ１の流入方向と第２サイクロン３１Ｂの入口部３１ａ２の流入方向とが逆方向に配置される。第１・第２サイクロン３１Ａ、３１Ｂは、プラスチック、アルミニウムなどの非磁性体で構成されている。
【００６１】
電磁石３５は、それぞれの第１サイクロン３１Ａの第１入口部３１ａ１の流入方向（図６の矢印α３１）と第２サイクロン３１Ｂの入口部３１ａ２の流入方向（図６の矢印α３２）とに挟まれる位置に配置される。
【００６２】
詳細には、電磁石３５の一方の磁極３５ａを第１サイクロン３１Ａの第１入口部３１ａ１の流入方向に対向させて第１円筒台部３１ｂ１の外周近傍に配置している。また、電磁石３５の他方の磁極３５ｂを第２サイクロン３１Ｂの入口部３１ａ２の流入方向に対向させて第２円筒台部３１ｂ３の外周近傍に配置している。
その他の構成は、実施形態２の構成と同様であるので詳細な説明は省略する。
【００６３】
これにより、第１サイクロン３１Ａの第１入口部３１ａ１に流入する被処理液体の流体中の磁性粒子や磁性フロックが、流体の流れの力（図６の矢印α３１）に加えて電磁石３５の磁極３５ａの磁気力により引き付けられる。
また、第２サイクロン３１Ｂの第２入口部３１ａ２に流入する被処理液体の流体中の磁性粒子や磁性フロックが、流体の流れの力（図６の矢印α３２）に加えて電磁石３５の磁極３５ｂの磁気力により引き付けられる。
【００６４】
そのため、第１サイクロン３１Ａの第１入口部３１ａ１から流入する流体中の磁性粒子や磁性フロックが、電磁石３５の磁極３５ａの磁気力により、第１円筒台部３１ｂ１の第１側壁面３１ｂ２の側に引き付けられ、第１側壁面３１ｂ２に付着または第１側壁面３１ｂ２近傍に存在する。
【００６５】
同様に、第２サイクロン３１Ｂの第２入口部３１ａ２から流入する流体中の磁性粒子や磁性フロックが、電磁石３５の磁極３５ｂの磁気力により、第２円筒台部３１ｂ３の第２側壁面３１ｂ４の側に引き付けられ、第２側壁面３１ｂ４に付着または第２側壁面３１ｂ４近傍に存在する。
【００６６】
その後、第１サイクロン３１Ａの第１側壁面３１ｂ２に付着または第１側壁面３１ｂ２近傍に存在する磁性粒子や磁性フロックは、重力により不図示の第１逆円錐部の円錐側壁を滑落して、第１下流出口３４ａから排出される。一方、磁性粒子や磁性フロックが除去された流体は、第１上流出口３３ａから取水される。
【００６７】
同様に、第２サイクロン３１Ｂの第２側壁面３１ｂ４に付着または第２側壁面３１ｂ４近傍に存在する磁性粒子や磁性フロックは、重力により不図示の第２逆円錐部の円錐側壁を滑落して、第２下流出口３４ｂから排出される。一方、磁性粒子や磁性フロックが除去された流体は、第２上流出口３３ｂから取水される。
【００６８】
上記構成によれば、第１サイクロン３１Ａの第１入口部３１ａ１の流入方向と第２サイクロン３１Ｂの第２入口部３１ａ２の流入方向とが逆方向である。
そして、電磁石３５の磁極３５ａと磁極３５ｂを第１サイクロン３１Ａの第１入口部３１ａ１の流入方向と第２サイクロン３１Ｂの第２入口部３１ａ２の流入方向とに向かい合う位置に配置する。
そのため、流体中の磁性粒子や磁性フロックがそれぞれ第１円筒台部３１ｂ１の第１側壁面３１ｂ２と第２円筒台部３１ｂ３の第２側壁面３１ｂ４とに、流体の流れの力（図６の矢印α３１、α３２）に加えて電磁石３５の磁極３５、３５ｂの各引力により引き寄せられる。
従って、効果的に流体中の磁性粒子や磁性フロックを流体から分離することができる。
【００６９】
＜＜変形例２＞＞
図７は、変形例２に係る磁気サイクロン装置を上方から見た構成例を示す。
変形例２の磁気サイクロン装置４Ｓの第１サイクロン４１Ａと第２サイクロン４１Ｂは、図７に示すように、電磁石４５を挟んで対称に配置されている。第１・第２サイクロン４１Ａ、４１Ｂは、プラスチック、アルミニウムなどの非磁性体で構成されている。
【００７０】
電磁石４５は、第１サイクロン４１Ａと第２サイクロン４１Ｂのそれぞれの第１入口部４１ａ１と第２入口部４１ａ２の各流入方向（図７の矢印α４１、α４２）に直交した位置に配置されている。変形例２では、磁気力は流体の流れに直交して、第１入口部４１ａ１および第２入口部４１ａ２の各最外面の流路に向かって該磁性粒子や磁性フロックを吸引する。この場合、流路の磁性粒子や磁性フロックが磁気力で第１側壁面４１ｂ２、第２側壁面４１ｂ４に固着する可能性は低いため、電磁石４５は永久磁石でも構わない。その他の構成は、実施形態２の構成と同様であるので詳細な説明は省略する。
【００７１】
磁気サイクロン装置４Ｓでは、電磁石４５が第１サイクロン４１Ａの第１円筒台部４１ｂ１と第２サイクロン４１Ｂの第２円筒台部４１ｂ３とに挟まれて配置される。
そして、第１サイクロン４１Ａの第１入口部４１ａ１からの流入方向に対して、電磁石４５のＮ極とＳ極の何れか一方の磁極４５ａが交差する方向の略垂直方向であって第１円筒台部４１ｂ１の近傍に配置されている。
【００７２】
また、第２サイクロン４１Ｂの第２入口部４１ａ２からの流入方向に対して、電磁石４５のＮ極とＳ極の何れか他方の磁極４５ｂが交差する方向の略垂直方向であって第２円筒台部４１ｂ３の近傍に配置されている。
【００７３】
第１サイクロン４１Ａには、第１入口部４１ａ１から、被処理液体の磁性フロックを含有する流体が第１円筒台部４１ｂ１に流入する（図７の矢印α４１）。電磁石４５のＮ極とＳ極の何れか一方の磁極４５ａが、第１入口部４１ａ１からの被処理液体の磁性フロックを含有する流体の流入方向に交差する略垂直方向に配置され、流体中の磁性フロックを第１円筒台部４１ｂ１の第１側壁面４１ｂ２に向けて引き付ける。
【００７４】
これにより、流体中の磁性フロックを第１側壁面４１ｂ２に付着または第１側壁面４１ｂ２近傍に存在させる。そして、磁性フロックは、重力により不図示の第１逆円錐部の円錐側壁を滑落して、第１下流出口４４ａから下方に排出される。
一方、磁性粒子や磁性フロックが除去された流体は、第１上流出口４３ａから取水される。
【００７５】
第２サイクロン４１Ｂには、第２入口部４１ａ２から、被処理液体の磁性フロックを含有する流体が第２円筒台部４１ｂ３に流入する（図７の矢印α４２）。電磁石４５のＮ極とＳ極の何れか他方の磁極４５ｂが、第２入口部４１ａ２からの被処理液体の磁性フロックを含有する流体の流入方向に交差する略垂直方向に方向に配置され、流体中の磁性フロックを第２円筒台部４１ｂ３の第２側壁面４１ｂ４に向けて引き付ける。
【００７６】
これにより、流体中の磁性フロックを第２側壁面４１ｂ４に付着または第２側壁面４１ｂ４近傍に存在させる。そして、磁性フロックは、重力により不図示の第２逆円錐部の円錐側壁を滑落して、第２下流出口４４ｂから下方に排出される。
一方、磁性粒子や磁性フロックが除去された流体は、第２上流出口４３ｂから取水される。
【００７７】
上記構成によれば、電磁石４５を第１サイクロン４１Ａの第１入口部４１ａ１の流入方向と第２サイクロン４１Ｂの第２入口部４１ａ２の流入方向とに略垂直な方向に電磁石４５のＮ極とＳ極の磁極４５ａ、４５ｂを配置する。そのため、流体中の磁性粒子や磁性フロックが、それぞれ第１円筒台部４１ｂ１の第１側壁面４１ｂ２と第２円筒台部４１ｂ３の第２側壁面４１ｂ４とに磁力により効果的に引き寄せられる。
従って、流体中の磁性粒子や磁性フロックを流体から効果的に分離することができる。
【００７８】
なお、図７では、電磁石４５の磁極４５ａ、４５ｂが、第１サイクロン４１Ａの第１入口部４１ａ１からの流入方向と第２サイクロン４１Ｂの第２入口部４１ａ２からの流入方向とに略垂直の場合を説明したが、交差するように配置すれば必ずしも垂直でなくてもよい。
【００７９】
なお、前記実施形態１、２、変形例１、２では、電磁石５、２５、３５、４５を例示して説明したが、電磁石５、２５、３５、４５に代えて永久磁石を用いてもよい。
【００８０】
また、前記実施形態１、２、変形例１、２で説明した各構成を適宜組み合わせて構成してもよい。
【００８１】
また、前記実施形態１、２、変形例１、２は、本発明の例を示したものであり、本発明は特許請求の範囲内で様々な具体的形態、変形形態が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明では、磁性粒子や磁性粉を上記石油や藻類と凝集させて、フロックを作り、分離することで、高性能な分離が可能となる。従来、高効率な処理が困難であった石油生産現場や下水処理場、藻類等の培養施設での利用の可能性は高い。
また、バラスト水の浄化装置にも活用が可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１      磁気サイクロン（サイクロン）
１ｂ    円筒台部
１ｂ１  側壁面（内面）
１ｃ    逆円錐部（円錐部）
２      流入口
３      上流出口
４      下流出口
５、２５    電磁石
６    磁場
７    流体（被処理液体）
２１Ａ、３１Ａ、４１Ａ  第１サイクロン
２１Ｂ、３１Ｂ、４１Ｂ  第２サイクロン
２２ａ  第１流入口
２２ｂ  第２流入口
２１ｂ１  第１円筒台部
２１ｂ２  第１側壁面（内面）
２１ｂ３  第２円筒台部
２１ｂ４  第２側壁面（内面）
２１ｃ１  第１逆円錐部（第１円錐部）
２１ｃ２  第２逆円錐部（第２円錐部）
２４ａ  第１下流出口
２４ｂ  第２下流出口
３１ｂ２  第１側壁面（内面）
３１ｂ４  第２側壁面（内面）
４１ｂ２  第１側壁面（内面）
４１ｂ４  第２側壁面（内面）
１０３  流体（第１被処理液体）
１０４  流体（第２被処理液体）
１Ｃ、２Ｃ  制御部
【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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