JP2015199026A - 磁気分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】永久磁石を用いた磁気分離装置において、選別室の磁性体全体を効率よく使って磁気分離する磁気分離装置を提供する。
【解決手段】この磁気分離装置は、磁性体が配置され被処理水が流される選別室と、選別室に被処理水が流れる上流側から下流側に向かって磁性体を励磁する磁界が強くなるよう選別室を挟み込んで配置され、選別室の磁性体を励磁する永久磁石とヨークとを含む磁気回路とを備える。そして、選別室は、第１選別室、第２選別室および第３選別室を含み、第１選別室、第２選別室および第３選別室は、隣接して配置されており、磁気回路は、第１磁気回路および第２磁気回路を含み、第１磁気回路および第２磁気回路は、第１選別室、第２選別室および第３選別室のうち２つ以上の隣接する選別室の間を互いに独立して移動されることにより、被処理水が連続的に処理されるように構成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、永久磁石を用いた磁気分離装置に関する。

磁界を加えることで、磁性体は磁化され、非磁性体は磁化されないことを利用し、被処理水から磁性粉を含むフロックを分離する磁気分離装置が知られている。磁気分離装置の磁気回路には、電磁石又は永久磁石が用いられている。

電磁石の場合、磁気回路は、コイル電流を増やすことで強い磁界を発生させ、電流を止めることで磁界発生を止めることができるが、コイルの冷却機構が必要となり、装置が大型化する。一方、永久磁石の場合、磁気回路はコイルやその冷却機構が不要であり、小型化できるが、電磁石と比べて発生する磁界の強さに限界があり、また、電流のオンオフにより磁界発生をオンオフさせることはできない。

したがって、永久磁石の場合、磁気分離を行い続け、選別室内の磁性体からなるフィルターがフロックにより目詰まりすると、選別室を磁気回路の磁界が及ばない範囲まで遠ざけてから、選別室を洗浄しなければならず、その間磁気分離を止めなければならなかった。

そこで、選別室の洗浄の間、磁気分離が止まらないよう、複数の選別室を備えた永久磁石を用いた磁気分離装置が提案されている。

特許文献１の図４には、磁性体が配置され被処理水が流される２つの筒体（選別室）と、いずれか一方の筒体の側面を挟むように配置され、筒体の磁性体を励磁する永久磁石とを備える湿式磁力選別機が開示されている。特許文献１の湿式磁力選別機では、永久磁石は、２つの筒体間を移動可能に構成されており、一方の筒体に被処理水を流して磁気分離を行っている間に、他方の筒体の磁性体を洗浄することが可能に構成されている。

特開平９−１４１０１８号公報

永久磁石を用いた磁気分離装置において、磁気分離の効率を上げるためには、高磁気特性を有する永久磁石を用いたり、永久磁石の重量を増やすなど、フィルターを励磁する磁界を強くすることが効果的である。しかしながら、特許文献１の湿式磁力選別機（磁気分離装置）の構成では、強い磁界で磁気分離しようとすると、フロックは、被処理水が導入される筒体（選別室）の導入口付近の磁性体（フィルター）に多く吸着され、排水口付近のフィルターにはあまり吸着されない。

この場合、選別室の導入口付近のフィルターがフロックを多く吸着して限度を超えると目詰まりを起こすため、洗浄を行わなければならないが、選別室の排出口付近ではフロックがあまり吸着されていないにもかかわらず洗浄を行うこととなる。

このように、フロックの吸着が主に選別室の導入口付近で起こっているため、排出口付近のフィルターはほとんど機能していなかった。つまり、永久磁石を用いた磁気分離装置において、選別室のフィルター全体を効率よく使って磁気分離することが困難であるという問題点がある。

また、永久磁石を２つの選別室間で移動させて、一方の選別室に被処理水を流して磁気分離を行っている間に、他方の選別室のフィルターを洗浄するように構成されているため、強い磁界で磁気分離しようとすると、２つの選別室間は互いに磁界の及ばないよう十分に距離をあけなければならず、永久磁石を選別室間で移動している間は、２つの選別室のいずれにおいても被処理水の処理を行うことができないという不都合がある。このため、永久磁石を選別室間で移動している間は、被処理水の流れを停止させる必要があるので、被処理水を連続して処理することが困難であるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の一つの目的は、永久磁石を用いた磁気分離装置において、選別室の磁性体全体を効率よく使って磁気分離する磁気分離装置を提供することである。

また、この発明の他の目的は、各選別室を効率よく使って被処理水を連続して処理することが可能な磁気分離装置を提供することである。

この発明の一の局面による磁気分離装置は、磁性体が配置され被処理水が流される選別室と、選別室に被処理水が流れる上流側から下流側に向かって磁性体を励磁する磁界が強くなるよう選別室を挟み込んで配置され、選別室の磁性体を励磁する永久磁石とヨークとを含む磁気回路とを備え、選別室は、第１選別室、第２選別室および第３選別室を含み、第１選別室、第２選別室および第３選別室は、隣接して配置されており、磁気回路は、第１磁気回路および第２磁気回路を含み、第１磁気回路および第２磁気回路は、第１選別室、第２選別室および第３選別室のうち２つ以上の隣接する選別室の間を互いに独立して移動されることにより、被処理水が連続的に処理されるように構成されている。

上記磁気分離装置では、永久磁石とヨークとを含む磁気回路が選別室に被処理水が流れる上流側から下流側に向かって磁性体を励磁する磁界が強くなるように構成することによって、選別室の上流側で被処理水中の磁性粉を含むフロックが磁性体に吸着しすぎることを抑制し、選別室の下流側の磁性体でもフロックを磁性体に吸着させることができる。これにより、永久磁石を用いた磁気分離装置において、選別室の上流側から下流側の磁性体全体を効率よく使って磁気分離することができる。

また、上記のように、選別室は、第１選別室、第２選別室および第３選別室を含み、第１選別室、第２選別室および第３選別室は、隣接して配置されている。これにより、第１選別室、第２選別室および第３選別室にそれぞれ配置された磁性体のいずれかを常に挟むように磁気回路を移動させることができるので、移動元の磁性体と磁気回路との間で働く引力の移動方向の成分が、移動先の磁性体と磁気回路との間で働く引力の移動方向の成分により相殺されるため、磁気回路を移動させるための力が大きくなってしまうのを抑制することができる。その結果、最小限の力で磁気回路を移動させることができる。

また、上記のように、磁気回路は、第１磁気回路および第２磁気回路を含み、第１磁気回路および第２磁気回路は、第１選別室、第２選別室および第３選別室のうち２つ以上の隣接する選別室の間を互いに独立して移動することにより、被処理水が連続的に処理されるように構成されている。これにより、各選別室を効率よく使って容易に被処理水を連続的に処理することができる。その結果、被処理水の処理速度を容易に高めることができる。

上記一の局面による磁気分離装置において、好ましくは、第１選別室、第２選別室および第３選別室に流される被処理水の流れを制御するとともに、第１磁気回路および第２磁気回路の選別室間の移動を制御して、被処理水が連続的に処理されるように制御する制御部をさらに備える。このように構成すれば、選別室の切り替えや磁気回路の移動などを手動で行う場合と異なり、作業負担を軽減しながら、第１選別室、第２選別室および第３選別室のうち少なくとも１つの選別室を用いて、被処理水の流れを停止させることなく連続的に磁気分離を行うことができる。

本発明によれば、上記のように、選別室に被処理水が流れる上流側から下流側に向かって磁性体を励磁する磁界が強くなるよう選別室を挟み込んで配置される磁気回路を備えることで、選別室の磁性体全体を効率よく使って磁気分離することができる。

また、各選別室間で磁気回路を移動させながら被処理水の処理を行うことで、各選別室を効率よく使って被処理水を連続して処理することができる。

本発明の一実施形態による磁気分離装置を備える磁気分離システムを示した概略図である。 本発明の一実施形態による磁気分離装置の構成を概略的に示した正面図である。 本発明の一実施形態による磁気分離装置の構成を概略的に示した平面図である。 本発明の一実施形態による磁気分離装置の構成を概略的に示した側面図である。 本発明の一実施形態による磁気分離装置の磁気回路の永久磁石の配置を示した図である。 本発明の一実施形態による磁気分離装置の運転状態を説明するためのタイミング図である。 本発明の一実施形態による磁気分離装置の磁気回路の移動を説明するための図である。 本発明の一実施形態の変形例による磁気分離装置の構成を概略的に示した平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１〜図５を参照して、本発明の一実施形態による磁気分離装置３の構成について説明する。

本発明の一実施形態による磁気分離装置３は、図１に示すように、磁気分離システム１００に用いられる。磁気分離システム１００は、工業、農業、畜産業または家庭（生活用）などから排出される原水（被処理水）を磁気分離により処理するように構成されている。また、磁気分離システム１００は、撹拌槽１と、ポンプ２と、磁気分離装置３と、容器４と、制御部５とを備えている。

撹拌槽１には、撹拌翼１１が設けられており、撹拌翼１１の回転により、被処理水が撹拌されるように構成されている。また、撹拌槽１では、被処理水に磁性粉（鉄化合物など）および凝集剤（鉄やアルミニウムの塩など）が加えられて混合されるように構成されている。これにより、被処理水に含まれる分離物質が磁性粉とともに凝集されて、磁性粉を含む小さな塊り（フロック）が形成される。フロックを含む被処理水は、ポンプ２により、磁気分離装置３に供給される。

磁気分離装置３は、３つの選別室（第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３）と、２つの磁気回路（第１磁気回路３４および第２磁気回路３５）とを含む。第１選別室３１には、磁性体である網目構造のフィルター３１１（図３参照）が複数配置されている。同様にして、第２選別室３２（第３選別室３３）には、磁性体である網目構造のフィルター３２１（３３１）が複数配置されている。

磁気分離装置３は、３つの選別室のうち、磁気回路が配置された選別室に被処理水が流されて、磁気分離により被処理水からフロックを分離するように構成されている。たとえば、図１に示すように、第１選別室３１を挟み込むように第１磁気回路３４を配置し、第３選別室３３を挟み込むように第２磁気回路３５を配置した場合、第１選別室３１および第３選別室３３に被処理水が流されて、磁気分離により被処理水からフロックが分離される。また、この際、第２選別室３２では、洗浄水が被処理水と反対向きに流されて、第２選別室３２内が洗浄される。

つまり、磁気回路により選別室内のフィルターが励磁されている場合は、励磁されたフィルターにフロックが吸着されて被処理水からフロックが分離される。また、選別室に磁気回路が配置されていない場合は、フィルターの励磁が解除され洗浄水が流されて、フロックが洗浄によりフィルターから取り除かれる。そして、フロックを含む洗浄水は、容器４に回収される。

図４に示すように、選別室（第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３）は、縦長かつ幅薄の（Ｚ方向に長く、かつ、Ｙ方向に薄い）構成となっている。つまり、選別室を挟んで対向配置している磁気回路（第１磁気回路３４および第２磁気回路３５）を構成する磁石間の距離を短くすることで、磁石の重量を増やさなくても、選別室内のフィルター（３１１、３２１および３３１）を励磁する磁界を強くすることが可能である。

また、図４に示すように、磁気回路（第１磁気回路３４および第２磁気回路３５）は上流側から下流側に向かって、選別室（第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３）内のフィルター（３１１、３２１および３３１）を励磁する磁界が強くなるように構成されている。

このような構成により、選別室（第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３）の上流側（入口側）でフロックがフィルター（３１１、３２１および３３１）に吸着しすぎることを抑制し、選別室（第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３）の下流側（出口側）でもフロックをフィルター（３１１、３２１および３３１）に吸着させることが可能である。これにより、選別室上流側のフィルターの目詰まりが防止され、フィルターの洗浄頻度を少なくすることができるため、磁気分離の処理能力が低下することを抑制することが可能である。

この場合、たとえば、フィルター（３１１、３２１および３３１）が収納される選別室（第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３）は、深さ（Ｚ方向の長さ）が１２５ｍｍ以上である。また、選別室の幅（磁気回路で挟まれる方向（Ｙ方向）の長さ）が１５ｍｍ以上であり、好ましくは、１５ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。選別室の幅を１５ｍｍ以上３０ｍｍ以下にすることで、磁気回路（第１磁気回路３４および第２磁気回路３５）を構成する永久磁石間の距離を短くすることができるので、永久磁石の重量を減らしても、フィルター（３１１、３２１および３３１）を励磁する磁界を強くすることが可能である。また、永久磁石の重量を減らすことができるので、磁石を薄くすることが可能である。その結果、磁気分離を行う選別室周辺への磁界の漏洩を少なくすることが可能である。

また、上記深さと幅とにより、選別室は細長い空間となっても、被処理水が選別室内を流れている間に、上流側から下流側にわたりフィルターに均一にフロックを吸着させることが可能である。

３つの選別室（第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３）は、非磁性体（たとえば、樹脂、アルミニウム合金、ステンレスなど）により形成されている。また、第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３は、Ｘ方向に隣接して配置されている。具体的には、第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３は、一体的に形成されている。また、第１選別室３１と第２選別室３２との間に仕切りが設けられ、第１選別室３１と第２選別室３２との室内が互いに仕切られている。また、第２選別室３２と第３選別室３３との間に仕切りが設けられ、第２選別室３２と第３選別室３３との室内が互いに仕切られている。

つまり、３つの選別室間は、仕切りがあることで、隣接している選別室内の磁気分離に影響しないようにしている。ただし、仕切りが厚いと、磁気回路を選別室間で移動させる場合に、移動元のフィルターと磁気回路との間で働く引力の移動方向の成分が、移動先のフィルターと磁気回路との間で働く引力の移動方向の成分により相殺される効果が小さくなるので、たとえば、選別室の間隔が２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下になるよう仕切りの厚さを設定するのが好ましい。

また、３つの選別室（第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３）の被処理水の入口側（図１の下側）には、それぞれ、弁３１ａ、３２ａおよび３３ａが設けられている。また、３つの選別室（第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３）の被処理水の出口側（図１の上側）には、それぞれ、弁３１ｂ、３２ｂおよび３３ｂが設けられている。弁３１ａ、３２ａ、３３ａ、３１ｂ、３２ｂおよび３３ｂの開閉により、第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３への被処理水の供給のオンオフ制御が行われる。

具体的には、第１選別室３１に被処理水を供給する場合は、弁３１ａおよび３１ｂが開放される。また、第１選別室３１に被処理水を供給しない場合（洗浄水によりフィルター３１１を洗浄する場合）は、弁３１ａおよび３１ｂが閉塞される。また、同様にして、第２選別室３２（第３選別室３３）に被処理水を供給する場合は、弁３２ａおよび３２ｂ（弁３３ａおよび３３ｂ）が開放される。また、第２選別室３２（第３選別室３３）に被処理水を供給しない場合（洗浄水によりフィルター３２１（３３１）を洗浄する場合）は、弁３２ａおよび３２ｂ（弁３３ａおよび３３ｂ）が閉塞される。

また、３つの選別室（第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３）の洗浄水の入口側（図１の上側）には、それぞれ、弁３１ｃ、３２ｃおよび３３ｃが設けられている。また、３つの選別室（第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３）の洗浄水の出口側（図１の下側）には、それぞれ、弁３１ｄ、３２ｄおよび３３ｄが設けられている。弁３１ｃ、３２ｃ、３３ｃ、３１ｄ、３２ｄおよび３３ｄの開閉により、第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３への洗浄水の供給のオンオフ制御が行われる。

具体的には、第１選別室３１に洗浄水を供給してフィルター３１１の洗浄を行う場合は、弁３１ｃおよび３１ｄが開放される。また、第１選別室３１に洗浄水を供給しない場合（被処理水を流す場合）は、弁３１ｃおよび３１ｄが閉塞される。また、同様にして、第２選別室３２（第３選別室３３）に洗浄水を供給してフィルター３２１（３３１）の洗浄を行う場合は、弁３２ｃおよび３２ｄ（弁３３ｃおよび３３ｄ）が開放される。また、第２選別室３２（第３選別室３３）に洗浄水を供給しない場合（被処理水を流す場合）は、弁３２ｃおよび３２ｄ（弁３３ｃおよび３３ｄ）が閉塞される。

図４に示すように、フィルター３１１（３２１、３３１）は、被処理水が流れる方向（Ｚ方向）に沿って延びるように第１選別室３１（第２選別室３２、第３選別室３３）内に配置されている。また、上記の通りフィルター３１１（３２１、３３１）は網目構造からなり、その網目は、磁気回路（第１磁気回路３４または第２磁気回路３５）に対向するように配置されている。つまり、フィルター３１１（３２１、３３１）には、Ｙ方向に貫通するように網目（開口）が形成されている。

また、フィルター３１１（３２１、３３１）は、磁気回路により励磁されている場合にフロックを吸着するように構成されている。具体的には、第１選別室３１のフィルター３１１は、第１磁気回路３４により励磁されるように構成されている。第２選別室３２のフィルター３２１は、第１磁気回路３４または第２磁気回路３５により励磁されるように構成されている。第３選別室３３のフィルター３３１は、第２磁気回路３５により励磁されるように構成されている。

つまり、第１磁気回路３４は、第１選別室３１または第２選別室３２を挟み込むように配置されており、第１選別室３１のフィルター３１１または第２選別室３２のフィルター３２１を励磁するように構成されている。第２磁気回路３５は、第２選別室３２または第３選別室３３を挟み込むように配置されており、第２選別室３２のフィルター３２１または第３選別室３３のフィルター３３１を励磁するように構成されている。

第１選別室３１のフィルター３１１、第２選別室３２のフィルター３２１および第３選別室のフィルター３３１のＸ方向（選別室が隣接する方向）の長さは、たとえば、第１磁気回路３４、第２磁気回路３５のＸ方向の長さに対して０．７倍以上０．９倍以下になるように構成されている。

フィルター３１１（３２１、３３１）の長さを、第１磁気回路３４、第２磁気回路３５のＸ方向の長さに対して０．７倍以上０．９倍以下に構成することで、第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３にそれぞれ配置されたフィルター３１１（３２１、３３１）のいずれかを常に挟むように磁気回路を移動させることができ、かつ、磁気回路を選別室間で移動させる場合に移動元のフィルターと磁気回路との間で働く引力の移動方向の成分が、移動先のフィルターと磁気回路との間で働く引力の移動方向の成分により相殺される効果を得ることができる。

ここで、本実施形態では、図２および図３に示すように、第１磁気回路３４は、第１選別室３１および第２選別室３２の間を第２磁気回路３５と干渉しない範囲で独立して移動可能に構成されている。また、第２磁気回路３５は、第２選別室３２および第３選別室３３の間を第１磁気回路３４と干渉しない範囲で独立して移動可能に構成されている。つまり、磁気分離装置３は、第１磁気回路３４および第２磁気回路３５が、第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３のうち２つの隣接する選別室の間を互いに独立して移動されることにより、被処理水が連続的に処理される（連続的に被処理水からフロックが分離される）ように構成されている。

具体的には、第１磁気回路３４は、図２に示すように、エアシリンダ３４１と、ブラケット３４２とを含む。また、第１磁気回路３４は、ガイド３６にブラケット３４２を介してＸ方向に移動可能に取り付けられている。また、第１磁気回路３４は、エアシリンダ３４１の移動部材３４１ａのＸ方向の移動に伴って、Ｘ方向に移動可能に構成されている。

第２磁気回路３５は、エアシリンダ３５１と、ブラケット３５２とを含む。また、第２磁気回路３５は、ガイド３６にブラケット３５２を介してＸ方向に移動可能に取り付けられている。また、第２磁気回路３５は、エアシリンダ３５１の移動部材３５１ａのＸ方向の移動に伴って、Ｘ方向に移動可能に構成されている。

また、第１磁気回路３４は、選別室（第１選別室３１または第２選別室３２）を挟み込む一対の永久磁石群を含む。第１磁気回路３４の一対の永久磁石群は、それぞれ、ヨーク３４３に取り付けられた８つの永久磁石３４４を含む。また、永久磁石３４４は、たとえば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石により構成されている。図４および図５に示すように、８つの永久磁石３４４は、Ｘ方向において２列、Ｚ方向において４列に隙間なく配列されている。また、複数の永久磁石３４４は、選別室（第１選別室３１または第２選別室３２）のフィルター３１１または３２１に向くＮ極およびＳ極のそれぞれが千鳥状に配置されている。つまり、Ｘ方向に隣接する永久磁石３４４の磁極は互いに反対方向（一方がＮ極、他方がＳ極）を向くとともに、Ｚ方向に隣接する永久磁石３４４の磁極は互いに反対方向を向くように配置されている。また、選別室（第１選別室３１または第２選別室３２）を挟んで対向する永久磁石３４４は、互いに異なる磁極を対向させるように（Ｎ極とＳ極とを対向させるように）配置されている。なお、第１磁気回路３４の一対の永久磁石群は、選別室を挟み込む方向（Ｙ方向）において一定の間隔を保つために、上側または下側において、流路に干渉しないように接続部材（図示せず）により、所定の間隔を隔てて連結されている。

また、図４に示すように、第１磁気回路３４は、対向するヨーク３４３がヨーク３４３ａにより互いに接続されている。これにより、磁界の漏洩を抑制することができるので、第１磁気回路３４が挟み込んで選別を行っている選別室に隣接して洗浄を行っている選別室に第１磁気回路３４の磁界が影響することを抑制することが可能である。

ここで、本実施形態では、第１磁気回路３４は、選別室（第１選別室３１または第２選別室３２）に被処理水が流れる上流側から下流側に向かって磁性体であるフィルター３１１（３２１）を励磁する磁界が強くなるように構成されている。

具体的には、図４に示すように、下流側の永久磁石３４４の厚み（磁石が対向する方向（Ｙ方向）の長さ）が上流側の永久磁石３４４の厚みより厚くなるように構成されている。これにより、選別室（第１選別室３１または第２選別室３２）の上流側でフロックがフィルター３１１（３２１）に吸着しすぎることを抑制し、選別室（第１選別室３１または第２選別室３２）の下流側でもフロックをフィルター３１１（３２１）に吸着させることが可能である。

第２磁気回路３５は、選別室（第２選別室３２または第３選別室３３）を挟み込む一対の永久磁石群を含む。第２磁気回路３５の一対の永久磁石群は、それぞれ、ヨーク３５３に取り付けられた８つの永久磁石３５４を含む。また、永久磁石３５４は、たとえば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石により構成されている。図４および図５に示すように、８つの永久磁石３５４は、Ｘ方向において２列、Ｚ方向において４列に隙間なく配列されている。また、複数の永久磁石３５４は、選別室（第２選別室３２または第３選別室３３）のフィルター３２１または３３１に向くＮ極およびＳ極のそれぞれが千鳥状に配置されている。つまり、Ｘ方向に隣接する永久磁石３５４の磁極は互いに反対方向（一方がＮ極、他方がＳ極）を向くとともに、Ｚ方向に隣接する永久磁石３５４の磁極は互いに反対方向を向くように配置されている。また、選別室（第２選別室３２または第３選別室３３）を挟んで対向する永久磁石３５４は、互いに異なる磁極を対向させるように（Ｎ極とＳ極とを対向させるように）配置されている。なお、第２磁気回路３５の一対の永久磁石群は、選別室を挟み込む方向（Ｙ方向）において一定の間隔を保つために、上側または下側において、流路に干渉しないように接続部材（図示せず）により、所定の間隔を隔てて連結されている。

また、図４に示すように、第２磁気回路３５は、対向するヨーク３５３がヨーク３５３ａにより互いに接続されている。これにより、磁界の漏洩を抑制することができるので、第２磁気回路３５が挟み込んで選別を行っている選別室に隣接して洗浄を行っている選別室に第２磁気回路３５の磁界が影響することを抑制することが可能である。

第２磁気回路３５も、第１磁気回路３４と同様に、選別室（第２選別室３２または第３選別室３３）に被処理水が流れる上流側から下流側に向かってフィルターを励磁する磁界が強くなるように構成されている。

制御部５は、被処理水の流れ、洗浄水の流れ、および磁気回路（第１磁気回路３４および第２磁気回路３５）の移動を制御するように構成されている。具体的には、制御部５は、弁３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３３ａおよび３３ｂの開閉を制御して、３つの選別室（第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３）への被処理水の流れを制御するように構成されている。また、制御部５は、弁３１ｃ、３１ｄ、３２ｃ、３２ｄ、３３ｃおよび３３ｄの開閉を制御して、３つの選別室（第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３）への洗浄水の流れを制御するように構成されている。また、制御部５は、エアシリンダ３４１の駆動を制御して、第１選別室３１および第２選別室３２間の第１磁気回路３４の移動を制御するとともに、エアシリンダ３５１の駆動を制御して、第２選別室３２および第３選別室３３間の第２磁気回路３５の移動を制御するように構成されている。

次に、図６および図７を参照して、制御部５による磁気分離装置３の３つの選別室を用いた磁気分離処理について説明する。

図６の時間ｔ０では、図７のＡに示すように、第１選別室３１および第３選別室３３において、被処理水が流されて磁気分離処理が行われている。つまり、第１磁気回路３４が第１選別室３１を挟むように配置され、第２磁気回路３５が第３選別室３３を挟むように配置されている。また、第２選別室３２において、洗浄水が流されて洗浄が行われている。

図６の時間ｔ１において、第１選別室３１のバルブ３１ａおよび３１ｂが閉塞され、第１選別室３１による被処理水の磁気分離処理が停止される。この際、第３選別室３３における被処理水の磁気分離処理は継続される。また、時間ｔ１において、第２選別室３２のバルブ３２ｃおよび３２ｄが閉塞され、第２選別室３２の洗浄が停止される。また、第１選別室３１での磁気分離処理の停止、および、第２選別室３２での洗浄の停止後、時間ｔ１からｔ２（図７のＢ参照）において、第１磁気回路３４が第１選別室３１を挟む位置から第２選別室３２を挟む位置に移動される。

時間ｔ２において、第１磁気回路３４が第２選別室３２を挟む位置に位置した状態で、第１選別室３１のバルブ３１ｃおよび３１ｄが開放され、第１選別室３１に洗浄水が流されて洗浄が開始される。また、時間ｔ２において、第２選別室３２のバルブ３２ａおよび３２ｂが開放され、第２選別室３２において、被処理水が流されて磁気分離処理が開始される。

時間ｔ２からｔ３の間（図７のＣ参照）は、第２選別室３２および第３選別室３３において、被処理水が流されて磁気分離処理が行われる。時間ｔ３において、第２選別室３２のバルブ３２ａおよび３２ｂが閉塞され、第２選別室３２による被処理水の磁気分離処理が停止される。この際、第３選別室３３における被処理水の磁気分離処理は継続される。また、時間ｔ３において、第１選別室３１のバルブ３１ｃおよび３１ｄが閉塞され、第１選別室３１の洗浄が停止される。第１選別室３１での洗浄の停止、および、第２選別室３２での磁気分離処理の停止後、時間ｔ３からｔ４（図７のＤ参照）において、第１磁気回路３４が第２選別室３２を挟む位置から第１選別室３１を挟む位置に移動される。

時間ｔ４において、第１磁気回路３４が第１選別室３１を挟む位置に位置した状態で、第１選別室３１のバルブ３１ａおよび３１ｂが開放され、第１選別室３１において、被処理水が流されて磁気分離処理が開始される。また、時間ｔ４において、第２選別室３２のバルブ３２ｃおよび３２ｄが開放され、第２選別室３２に洗浄水が流されて洗浄が開始される。

時間ｔ４からｔ５の間（図７のＥ参照）は、第１選別室３１および第３選別室３３において、被処理水が流されて磁気分離処理が行われる。時間ｔ５において、第３選別室３３のバルブ３３ａおよび３３ｂが閉塞され、第３選別室３３による被処理水の磁気分離処理が停止される。この際、第１選別室３１における被処理水の磁気分離処理は継続される。また、時間ｔ５において、第２選別室３２のバルブ３２ｃおよび３２ｄが閉塞され、第２選別室３２の洗浄が停止される。第２選別室３２での洗浄の停止、および、第３選別室３３での磁気分離処理の停止後、時間ｔ５からｔ６（図７のＦ参照）において、第２磁気回路３５が第３選別室３３を挟む位置から第２選別室３２を挟む位置に移動される。

時間ｔ６において、第２磁気回路３５が第２選別室３２を挟む位置に位置した状態で、第２選別室３２のバルブ３２ａおよび３２ｂが開放され、第２選別室３２において、被処理水が流されて磁気分離処理が開始される。また、時間ｔ６において、第３選別室３３のバルブ３３ｃおよび３３ｄが開放され、第３選別室３３に洗浄水が流されて洗浄が開始される。

時間ｔ６からｔ７の間（図７のＧ参照）は、第１選別室３１および第２選別室３２において、被処理水が流されて磁気分離処理が行われる。時間ｔ７において、第２選別室３２のバルブ３２ａおよび３２ｂが閉塞され、第２選別室３２による被処理水の磁気分離処理が停止される。この際、第１選別室３１における被処理水の磁気分離処理は継続される。また、時間ｔ７において、第３選別室３３のバルブ３３ｃおよび３３ｄが閉塞され、第３選別室３３の洗浄が停止される。第２選別室３２での磁気分離処理の停止、および、第３選別室３３での洗浄の停止後、時間ｔ７からｔ８（図７のＨ参照）において、第２磁気回路３５が第２選別室３２を挟む位置から第３選別室３３を挟む位置に移動される。

時間ｔ８において、第２磁気回路３５が第３選別室３３を挟む位置に位置した状態で、第３選別室３３のバルブ３３ａおよび３３ｂが開放され、第３選別室３３において、被処理水が流されて磁気分離処理が開始される。また、時間ｔ８において、第２選別室３２のバルブ３２ｃおよび３２ｄが開放され、第２選別室３２に洗浄水が流されて洗浄が開始される。時間ｔ８からｔ９の間（図７のＩ参照）は、第１選別室３１および第３選別室３３において、被処理水が流されて磁気分離処理が行われる。

なお、時間ｔ１〜ｔ９の間の処理が時間ｔ９以降も繰り返し行われる。つまり、図６の時間ｔ９〜ｔ１４の処理は、時間ｔ１〜ｔ６の処理と同様であるので、説明を省略する。

本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、第１磁気回路３４および第２磁気回路３５を、選別室３１（３２、３３）に被処理水が流れる上流側から下流側に向かって磁性体であるフィルター３１１（３２１、３３１）を励磁する磁界が強くなるように構成する。具体的には、図４に示すように、下流側の永久磁石３４４（３５４）の厚みを上流側の永久磁石３４４（３５４）の厚みより厚くするように構成する。これにより、選別室３１（３２、３３）の上流側でフロックがフィルター３１１（３２１、３３１）に吸着しすぎることを抑制し、選別室３１（３２、３３）の下流側でもフロックをフィルター３１１（３２１、３３１）に吸着させることができる。これにより、永久磁石を用いた磁気分離装置３において、選別室の上流側から下流側のフィルター全体を効率よく使って磁気分離することができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３を、隣接して配置し、磁気回路（第１磁気回路３４または第２磁気回路３５）を、隣接する選別室の間を移動可能に構成する。これにより、第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３にそれぞれ配置されたフィルター３１１、３２１および３３１のいずれかを常に挟むように磁気回路（第１磁気回路３４または第２磁気回路３５）を移動させることができるので、移動元のフィルターと磁気回路との間で働く引力の移動方向の成分を、移動先のフィルターと磁気回路との間で働く引力により相殺することができる。これにより、磁気回路をフィルターから一旦引き離してから他の選別室のフィルターを挟むように移動させる場合と異なり、磁気回路の間にフィルターがないことにより移動元のフィルターと磁気回路との間で働く引力が相殺されないことに起因して磁気回路を移動させるための力が大きくなってしまうのを抑制することができる。その結果、磁気回路（第１磁気回路３４または第２磁気回路３５）を移動させるための力を小さくすることができるので、磁気回路を隣接する選別室間で容易に移動させることができる。

また、第１磁気回路３４および第２磁気回路３５を、第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３のうち隣接する２つの選別室の間を互いに独立して移動可能に構成することによって、たとえば、第１磁気回路３４を第１選別室３１から第２選別室３２に移動させる間でも、第２磁気回路３５が第３選別室３３を挟むように配置した状態で被処理水を流して磁気分離を行うことができるので、被処理水の流れを停止させる必要がない。つまり、常に少なくとも１つの選別室に被処理水を流して磁気分離を行うことができるので、被処理水を連続して処理することができる。その結果、被処理水の流れをすべて一時停止させて磁気回路を移動させる場合に比べて、被処理水を連続的に処理して被処理水の処理速度を高めることができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３に流される被処理水の流れを制御するとともに、第１磁気回路３４および第２磁気回路３５の選別室間の移動を制御して、被処理水が連続的に処理されるように制御する制御部５を設けることによって、選別室の切り替えや磁気回路の移動などを手動で行う場合と異なり、作業負担を軽減しながら、第１選別室３１、第２選別室３２および第３選別室３３のうち少なくとも１つの選別室を用いて、被処理水の流れを停止させることなく連続的に磁気分離を行うことができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、磁気分離装置は、３つの選別室と、２つの磁気回路とを備える構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、磁気分離装置は、４つ以上の選別室と、３つ以上の磁気回路とを備える構成であってもよい。

また、上記実施形態では、第１磁気回路は、第１選別室および第２選別室の間を移動可能に構成され、第２磁気回路は、第２選別室および第３選別室の間を移動可能に構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１磁気回路および第２磁気回路は、第１選別室、第２選別室および第３選別室の間を互いに独立して移動可能に構成されていてもよい。

たとえば、図８に示す変形例のように、第１選別室、第２選別室および第３選別室を、円形状に隣接して配置し、第１磁気回路および第２磁気回路を、第１選別室、第２選別室または第３選別室を挟み込むように円弧状に配置し、第１磁気回路および第２磁気回路を、選別室に沿って回転移動させることにより、第１選別室、第２選別室および第３選別室の間を移動可能に構成してもよい。

また、上記実施形態では、複数の選別室の磁気分離および洗浄の切り替えを制御部の制御により行う構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、複数の選別室の磁気分離および洗浄の切り替え（弁の開閉および磁気回路の移動）を手動操作により行うようにしてもよい。

また、上記実施形態では、洗浄水を流して選別室を洗浄する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、エアにより選別室を洗浄してもよい。

また、上記実施形態では、磁性体として網目構造のフィルターの例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、球体の磁性体を選別室に導入し、フィルターとして用いた場合でも本発明の効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、磁気回路の下流側の永久磁石の厚みが上流側の永久磁石の厚みより厚くなるように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、磁気回路の下流側の永久磁石の対向する間隔を上流側の永久磁石の対向する間隔よりも小さくすることにより、選別室に被処理水が流れる上流側から下流側に向かってフィルターを励磁する磁界が強くなるようにしてもよい。

３ 磁気分離装置
５ 制御部
３１ 第１選別室
３２ 第２選別室
３３ 第３選別室
３４ 第１磁気回路
３５ 第２磁気回路
３１１、３２１、３３１ フィルター（磁性体）
３４４、３５４ 永久磁石

Claims (2)

1. 磁性体が配置され被処理水が流される選別室と、
   前記選別室に前記被処理水が流れる上流側から下流側に向かって前記磁性体を励磁する磁界が強くなるよう前記選別室を挟み込んで配置され、前記選別室の前記磁性体を励磁する永久磁石とヨークとを含む磁気回路とを備え、
   前記選別室は、第１選別室、第２選別室および第３選別室を含み、
   前記第１選別室、前記第２選別室および前記第３選別室は、隣接して配置されており、
   前記磁気回路は、第１磁気回路および第２磁気回路を含み、前記第１磁気回路および前記第２磁気回路は、前記第１選別室、前記第２選別室および前記第３選別室のうち２つ以上の隣接する選別室の間を互いに独立して移動されることにより、前記被処理水が連続的に処理されるように構成されている、磁気分離装置。
2. 前記第１選別室、前記第２選別室および前記第３選別室に流される被処理水の流れを制御するとともに、前記第１磁気回路および前記第２磁気回路の前記選別室間の移動を制御して、前記被処理水が連続的に処理されるように制御する制御部をさらに備える、請求項１に記載の磁気分離装置。

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