JPH08206420A - 磁気分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】磁気分離装置の分離動作を高速化するため、運
転コストを増大させずに、小型化すること。また、逆先
時における処理を簡略化すること。 【解決手段】磁気分離装置における磁界発生手段を常電
導磁石から超電導磁石とし、この超電導磁石の冷却を磁
気分離装置に搭載された冷凍機で行うようにした。ま
た、超電導磁石を切らずに逆先を行うために、磁気フィ
ルタを磁場外に移動する手段を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水を浄化する磁気分
離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、海、湖沼や池等における水質の悪
化のため、赤潮やアオコの大量発生が社会問題となって
いる。これらは水温、栄養状態等の条件が整うと一時に
大量に発生するので、これらを高速に取り除く装置の出
現が切望されている。

【０００３】水処理装置としては、固液分離技術を応用
した装置が知られている。化学工学、第４５巻、第４号
（１９８１年）第２３５頁から２３９頁に記載の磁気分
離装置は、直流電源による電磁石を用いた磁場発生装置
により発生した磁場を利用して磁性粒子吸着手段に粒子
を吸着させるものである。この磁性粒子吸着手段とし
て、例えば、高勾配電磁フィルタを使用する。そして、
この高勾配電磁フィルタを鉄製のヨークで囲み、磁力線
の通路とその漏洩の防止をかねている。その内側には常
電導コイルが、更に中央部に高勾配電磁フィルタ部が配
置されており、フィルタ容器の中には多数の孔が開いた
磁極が高勾配電磁フィルタ部を挟んで上下に対置してい
る。

【０００４】高勾配電磁フィルタは磁性細線等で構成さ
れ、テ−プ状、スチ−ルウ−ル状、粒子状、金網状等の
磁性材等を充填している。このように均一な磁場内に、
曲率半径の極めて小さな部分を持つ磁性細線を配置する
ことによって、細線表面近傍で局部的な磁場の疎密がで
き大きな磁気勾配が発生する。水処理する原水中の磁性
粒子は、磁場が密な部分を通過するため、この細線表面
に吸引される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、水処
理速度の高速化や分離効率の向上等の高性能化が要求さ
れ、このためには空心コイル等の電磁石の磁場を大きく
する必要がある。しかしながら、上記従来技術において
は、常電導の空心コイルの磁場を大きくするためには、
通電電流を大きくするか、コイルの巻き数を増やさなけ
ればならない。このためには、コイルやその冷却装置も
大型となり、熱損失が増加し運転経費が上昇するという
問題がある。

【０００６】一方、空心コイルを超伝導磁石で構成する
場合は、コイルの直流電源を切る運転操作は、極低温に
冷却されたコイル内の電流を室温部の抵抗器で吸収し、
フィルタ洗浄後再び直流電源からコイル内に電流を流す
操作が必要となる。この操作では、極低温に冷却された
コイル内と室温部の抵抗器、直流電源を線径の大きな電
気伝導体で接続するため、電気伝導体からコイルに多量
の熱が侵入しコイル温度を上昇させる。このため、この
操作の間コイルの冷却冷媒例えば液体ヘリウムを補給し
ながら行う必要があり、頻繁に行うフィルタ洗浄が煩雑
となり、かつ補給用の冷却冷媒のコストが必要となる問
題がある。

【０００７】本発明の第１の目的は、水を浄化する磁気
分離装置において、低運転コストを維持しつつ高速分離
可能な磁気分離装置を提供することにある。

【０００８】本発明の第２の目的は、水を浄化する磁気
分離装置におけるフィルタの目詰まりを解消する逆洗時
の処理を簡略化することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的は、電磁
石と、その磁場内に配置され流入する原水中の磁性粒子
を吸着する磁性粒子吸着手段を備えた磁気分離装置にお
いて、前記電磁石を超電導電磁石とすることにより達成
される。

【００１０】また、上記第２の目的は、電磁石と、その
磁場内に配置され流入する原水中の磁性粒子を吸着する
磁性粒子吸着手段を備えた磁気分離装置において、前記
電磁石を超電導電磁石とし、前記磁性粒子吸着手段のフ
ィルタ能力回復のための逆洗時、前記超電導電磁石の励
磁電流を切らずに逆洗を行うようにすることにより達成
される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
を用いて説明する。磁性粒子を含んだ原水は配管４、下
部ヘッダ５を通って固液分離部の円筒状縦型圧力容器７
内に下部より流入する。円筒状縦型圧力容器７内には、
磁性粒子吸着手段として、例えば、磁性細線を充填した
高勾配磁気フィルタ８が配置され、これを挟むように磁
極９が上下に対置されている。円筒状縦型圧力容器７の
上部は、上部ヘッダ１１に連通し、上部ヘッダ１１には
配管１２を通じて処理水が流出し、また、配管１５を通
じて原水槽に処理水がながれ出るようになっている。磁
場発生装置は、電流が流れている超伝導空心磁石２１
と、これを真空断熱したクライオスタット２３で構成さ
れている。超電導磁石２１は液体ヘリウム等の冷媒を介
せず直接冷凍機３８で生成する寒冷によって冷却されて
いる。ここで用いられている冷凍機は、例えば、２温度
レベルの寒冷を発生するギフォ−ドマクマフォン式冷凍
機３８であり、超伝導空心磁石２１を取り巻く熱シ−ル
ド板４０は、冷凍機３８の寒冷発生部の発生温度が１０
０Ｋから２０Ｋの第１ステ−ジ３９により直接冷却さ
れ、超伝導空心磁石２１は、発生温度が２０Ｋから２Ｋ
の第２ステ−ジ４１によって直接冷却される。高勾配磁
気フィルタ８は鉄製のヨーク２４で囲まれており、超電
導磁石２１が発生する磁力線の通路とその漏洩の防止を
兼ねている。

【００１２】超伝導空心磁石２１による均一な磁場内に
設置した高勾配磁気フィルタ８内の曲率半径の極めて小
さな部分を持つ磁性細線には、その細線表面近傍で局部
的な磁場の疎密ができ大きな磁気勾配が発生する。この
磁場が密の部分に磁性粒子が流れ込み磁場に捕捉され結
果的に高勾配磁気フィルタ８に吸着される。

【００１３】磁気フィルタの運転操作を説明する。電流
を流した超伝導空心磁石２１により、磁場が、円筒状縦
型圧力容器７内に発生し、磁場は磁極９によって均一化
される。均一化された磁場によって、高勾配磁気フィル
タ８の磁性細線充填物が磁化される。磁場は、磁化され
た磁性細線充填物のために乱れを生じ、局部的に磁束の
疎密ができ、高磁場勾配となる部分が多数発生する。磁
性粒子（後述する）を含んだ原水を配管４及び下部ヘッ
ダ５を介して下方から上向流（上向流とする理由は後述
する）で円筒状縦型圧力容器７に送水すると、原水中の
磁性粒子は充填物の磁性細線表面に、大きな磁力で捕捉
され、浄化された原水は上部ヘッダ１１及び配管１２を
介して外部に送水される。

【００１４】本実施形態によれば、空心コイルを良好に
冷凍機で冷却された超伝導磁石で構成したので、超電導
磁石への冷媒の補給を不要とすることができ、装置の小
型化、ランニングコストを低減することができる。ま
た、コイルの直流電源を切り、再び流す操作をする時に
おいても、コイル温度の上昇も冷凍機により防止でき安
定にコイルを冷却することができる。さらに、ヘリウム
等の冷媒を介せずに冷凍機でコイルを直接冷却すること
により、これは、空心電磁石とその磁場内に高勾配磁気
フィルタの磁性粒子吸着手段を内蔵した容器を配置し、
該フィルタで原水中の磁性粒子を吸着除去する磁気分離
装置全般において有効である。

【００１５】また、上記実施形態では、２温度レベルの
寒冷を発生するギフォードマクマフォン式冷凍機を例に
取って説明したが、３温度レベルの寒冷を発生するギフ
ォ−ドマクマフォン式冷凍機４２を用いても有効であ
る。すなわち、図２において、３温度レベルの寒冷を発
生するギフォ−ドマクマフォン式冷凍機４２の場合、１
００Ｋから２０Ｋの寒冷を発生する第１ステ−ジ４３は
超伝導空心磁石２１を取り巻く第１熱シ−ルド板４４を
直接冷却し、発生温度２０Ｋから５Ｋの寒冷を発生する
第２ステ−ジ４５は第２熱シ−ルド板４６を直接冷却
し、発生温度５Ｋから２Ｋの寒冷を発生する第３ステ−
ジ４７は超伝導空心磁石２１を直接冷却する。この場
合、磁極９は多孔状の円盤を使用している。この磁気分
離装置はドーナツ状の中央空間に湖沼などからの原水を
通過させるものであるため、外部から超電動磁石内に熱
が侵入しやすくクエンチ現象の問題がある。本実施形態
によれば、熱シールドを夫々温度の違う２重構造とした
ので、熱の侵入を効果的に抑制することができ、クエン
チ現象を防止することができるという効果がある。

【００１６】さらに冷凍系の構成を変えた実施形態につ
いて図３を用いて説明する。冷凍機、例えば、２温度レ
ベルの寒冷を発生するギフォ−ドマクマフォン式冷凍機
４８を予冷冷凍機として使用し、ジュ−ルトムソン回路
４９を組み合わせた冷凍機５０の場合、ギフォードマク
マフォン式冷凍機４８における寒冷発生部では、１００
Ｋから２０Ｋの寒冷を発生する第１ステ−ジ５１は超伝
導空心磁石２１を取り巻く第１熱シ−ルド板５２を直接
冷却し、２０Ｋから７Ｋの寒冷を発生する第２ステ−ジ
５３は第２熱シ−ルド板５４を直接冷却する。一方、ジ
ュ−ルトムソン回路４９で発生する発生温度７Ｋから
１．８Ｋの寒冷で熱交換器５５を介して超伝導空心磁石
２１を直接冷却する。冷凍機４８およびジュ−ルトムソ
ン回路４９はヘリウムガス圧縮機５６から高圧ガスの供
給を配管５７、６０から受け、冷凍機４８内では断熱膨
張して第１ステ−ジ５１と第２ステ−ジ５３で寒冷を発
生し膨張後のガスは配管５８を通じて圧縮機５６に戻
る。ジュ−ルトムソン回路４９では、高圧ガスが第１ス
テ−ジ５１と第２ステ−ジ５３で予冷され、回路内のジ
ュ−ルトムソン弁（図示せず）や膨張タ−ビン（図示せ
ず）等の膨張手段で寒冷を発生し、この冷媒は熱交換器
５５に送られる。熱交換器５５からジュ−ルトムソン回
路４９に戻った冷媒は回路内でさらに膨張過程を通るか
または膨張せずに、回路内の熱交換器（図示せず）で前
記高圧ガスを冷却し、ほぼ常温になって配管５９を通じ
て圧縮機５６に戻る。ヘリウムガス圧縮機５６はクロ−
ズドサイクルで運転され、圧縮機は水冷もしくは空冷で
運転される。冷凍機３８、４２、５０にも、同様なヘリ
ウムガス圧縮機が備えられクロ−ズドサイクルで運転さ
れ、圧縮機は水冷もしくは空冷で運転される。

【００１７】また、以上の実施例では超電導磁石が温度
２０Ｋ以下で超電導状態となる例えばニオブチタン系や
ニオブ３スズ系の超電導導体で磁石を構成した場合につ
いて述べたが、温度が２０Ｋ以上１５０Ｋ以下で超電導
状態となる例えばビスマス系の高温超電導導体で磁石を
構成しても同様な効果が生じ、この場合冷凍機してはフ
ロンガスアンモニアガス、炭化水素系のガス、窒素ガス
等の作動ガスを使用した冷凍機が適用できる。

【００１８】また、冷凍機のサイクルも、スタ−リング
式、タ−ビン式、パルスチュ−ブ式、キャピラリ−チュ
−ブによる膨張方式（通常の冷蔵庫に適用される冷凍方
式）、膨張弁による断熱膨張式を用いても同様な効果が
生じる。

【００１９】ところで、上述した磁気フィルタを運転す
ると、フィルタに磁性粒子が付着して目づまりを引き起
こす。そこで、磁気フィルタの逆洗という工程が必要と
なってくる。磁気フィルタへの磁場の供給が常電導磁石
で行われる場合は、電源から供給される電流を切って磁
場をなくして磁気フィルタを洗浄することができるが、
上記実施形態のように空心コイルを超電導磁石で構成す
る場合は、磁場をなくすためのコイルの直流電源を切る
運転操作は、極低温に冷却されたコイル内の電流を室温
部の抵抗器で吸収し、フィルタ洗浄後再び直流電源から
コイル内に電流を流す操作が必要となる。この操作で
は、極低温に冷却されたコイル内と室温部の抵抗器、直
流電源を線径の大きな電気伝導体で接続するため、電気
伝導体からコイルに多量の熱が侵入しコイル温度を上昇
させる。このため、この操作の間コイルの冷却冷媒例え
ば液体ヘリウムを補給しながら行う必要があり、頻繁に
行うフィルタ洗浄が煩雑となり、かつ補給用の冷却冷媒
のコストが必要となる問題がある。この問題点を解決す
る実施形態を図４に基づいて以下説明する。

【００２０】海、湖沼または池等の浄化したい水圏であ
る原水槽１内の原水は、分離物が磁性体であればそのま
ま弁３を介して配管４に流す。しかし、分離物が、アオ
コや赤潮である場合これらは非磁性体であるので、その
ままでは、磁気フィルタによって吸着できない。そこで
これら非磁性体（藻類、らん藻類、細菌類、固形有機
物、浮遊固形物等）である被除去物を含む原水中にマグ
ネタイト等の磁性粉と硫酸バンド、ＰＡＣ等の凝集剤を
添加、撹拌し、さらに高分子ポリマ−等の薬剤を添加、
撹拌して、原水中に磁性粒子体（フロック）を形成す
る。この場合、磁性粒子体は被除去物の数倍から数十倍
の体積となり、この中に含まれる磁性粉の量は少ない。
したがって、磁気分離部での原水中の磁性粒子体に対す
る流れの抗力は大きく、この抗力に逆らって磁気吸引す
るためには大きな磁場が必要となり、さらに分離効率や
分離速度を上げ、かつ運転コストを低減するためにコイ
ルを超電導で構成する必要がある。

【００２１】磁性粒子を含んだ原水２は弁３を通じ配管
４、下部ヘッダ５、伸縮配管６を通って固液分離部の円
筒状縦型圧力容器７内に下部より流入する。円筒状縦型
圧力容器７内には、磁性粒子吸着手段として例えば磁性
細線を充填した高勾配磁気フィルタ８とそれを挟むよう
に磁極９を上下に対置している。この磁極９は、超電導
空心磁石２１が発生する磁場をさらに広範囲において強
力なものとするために設けられている。すなわち、磁極
９が存在しないと、磁場は磁気フィルタ８の中央部付近
で弱まり、これをさらに強めるには通電電流を増やさざ
るを得ない。これでは、初期電力消費量があがってしま
う。このため、磁極９を設けて磁気フィルタの中央部ま
で強力な磁場が発生するようにしたものである。

【００２２】円筒状縦型圧力容器７の上部は、伸縮配管
１０、上部ヘッダ１１に連通し、上部ヘッダ１１には配
管１２、弁１３を通じて処理水槽１４が連通し、また、
配管１５、弁１６を通じて空気タンク１７と配管１８、
弁１９と通じて原水槽１に連通している。

【００２３】磁場発生装置は、液体ヘリウム槽２０内に
設置され電流が流れている超電導空心磁石２１と液体ヘ
リウム槽２０を真空断熱したクライオスタット２３で構
成し、液体ヘリウム槽２０は冷凍機３４と断熱配管３５
で連結され、液体ヘリウム槽２０内で蒸発した液体ヘリ
ウム蒸発ガスは速やかに再凝縮され、超電導空心磁石２
１は常時良好に極低温に冷却される。また、前記超電導
磁石を液体ヘリウム等の冷媒を介せず上記した実施形態
のように直接冷凍機で製造する寒冷または冷凍機内部で
製造した低温冷媒で冷却しても良い。また、フィルタ８
を鉄製のヨーク２４で囲むことによって、磁力線の通路
とその漏洩の防止をかねている。

【００２４】超電導空心磁石２１による均一な磁場内に
設置したフィルタ８内の曲率半径の極めて小さな部分を
持つ磁性細線には、その細線表面近傍で局部的な磁場の
疎密ができ大きな磁気勾配が発生する。

【００２５】円筒状縦型圧力容器７はロッド２５に固定
され上下駆動装置２６で、円筒状縦型圧力容器７は上下
に移動することができる。高勾配磁気フィルタの運転操
作は次のように行われる。電流を流した超電導空心磁石
２１により、磁場が、円筒状縦型圧力容器７内に発生
し、磁場は磁極９によって均一化される。均一化された
磁場によって、フィルタ８の磁性細線充填物が磁化され
る。磁場は、磁化された磁性細線充填物のために乱れを
生じ、局部的に磁束の疎密ができ、高磁場勾配となる部
分が多数発生する。磁性粒子を含んだ原水２を弁３、配
管４、下部ヘッダ５、伸縮配管６を通じて下方から上向
流で円筒状縦型圧力容器７に送水すると、原水中の磁性
粒子は充填物の磁性細線表面に、大きな磁力で捕捉さ
れ、浄化された原水は伸縮配管１０、上部ヘッダ１１、
配管１２、弁１３を通じて処理水槽１４に送水される。

【００２６】磁性粒子が一定量捕捉されれた後、磁気分
離の性能を回復させるために逆先を行う必要がある。本
実施形態では、図５に示すように、弁３、弁１３を閉
じ、弁２７を開いて円筒状縦型圧力容器７内を逆洗槽２
８に連通させる。本図では、原水槽に溜っていた原水２
を全て処理してその一部を再び原水槽内に洗浄水として
蓄えるものとしているが、原水槽がなく直接湖沼などか
ら取水する場合、洗浄水を溜める容器が別途必要であ
る。ロッド２５に固定した円筒状縦型圧力容器７を上下
駆動装置２６で下方に動かし、円筒状縦型圧力容器７を
超電導空心磁石２１の磁場外に移動し磁場を小さくす
る。このとき、超電導空心磁石２１は磁場を発生し続け
ておりその漏れ磁束が磁気フィルタ８に及ぶことが懸念
されるが磁極９の上部側が磁路を形成しその影響を少な
くしている。そして、弁１９及び弁１６を開きフィルタ
上部から原水の洗浄処理水と空気タンク１７の空気によ
り、エヤーバブリングを行いながら、磁性細線表面に付
着した磁性粒子を洗浄除去し処理水を逆洗槽２８に送水
する。

【００２７】磁気分離動作時の水の流れを上向流とした
理由は、洗浄用水を磁気分離機の上部に貯水するように
すれば、洗浄する際に洗浄水は重力により磁気フィルタ
部に流れるので新たに動力源を必要としないためであ
る。

【００２８】また、逆洗時に磁気フィルタ８を超電導空
心磁石２１よりも下側に移動させる理由は、上側に移動
させて逆洗を施すと磁気フィルタ８から剥がれ落ちた磁
性粒子が再び磁場内で捕捉されることを防止するためで
ある。

【００２９】逆洗後、図４に示すようにロッド２５に固
定した円筒状縦型圧力容器７を上下駆動装置２６で上方
に動かし、円筒状縦型圧力容器７を超電導空心磁石２１
の磁場内に再度移動し磁場をかける。そして、弁１６、
弁１９、弁２７を閉じ、弁３、弁１３を開いて円筒状縦
型圧力容器７内に原水２を送水する。

【００３０】本実施例によれば、空心コイル等の電磁石
を良好に冷凍機で冷却された超電導磁石で構成すること
ができるので、超電導磁石への冷媒の補給が不要とな
り、また磁石の電気抵抗がゼロとなるのでコイルからの
発熱量がほぼゼロとなり、通電および冷却運転コストが
大幅に低減できる。このため、通電および冷却運転電流
が大きく確保できない車上や船上や飛行物体や水陸両用
車等の移動体に装置を設置することができる。とくに、
船上（専用船でもよい）に配置すれば、アオコや赤潮が
多く発生している水域に移動可能であるので、早く対策
を講じることが可能となる。

【００３１】一方、磁石の電流を切らずにフィルタを洗
浄できるので、磁石の冷却冷媒を再度補給する必要もな
く、洗浄作業を容易に行うことができる。

【００３２】また、一般の固液分離用の磁場発生装置を
含む磁場発生装置では、液体ヘリウム槽２０内に設置さ
れ永久電流を流している超電導空心磁石２１と液体ヘリ
ウム槽２０を真空断熱したクライオスタット２３で構成
し、液体ヘリウム槽２０は冷凍機３４と断熱配管３５で
連結され、液体ヘリウム槽２０内で蒸発した液体ヘリウ
ム蒸発ガスを速やかに再凝縮して超電導空心磁石２１を
常時良好に極低温に冷却する場合について述べたが、上
記のように冷凍機で冷却してもよい。

【００３３】上記実施形態では伸縮配管１０を利用して
磁気フィルタの移動を行っていたが、配管の耐久性が問
題になる。この点を解決した実施形態を図６を用いて説
明する。上記実施形態と異なる点は、伸縮配管１０に代
えて、縦方向に長い円筒状縦型圧力容器２９を設置し、
高勾配磁気フィルタ８とそれを挟む磁極９を円筒容器３
０で連結しこれらをロッド２５に固定した点で相違す
る。ロッド２５はＯリング３１で円筒状縦型圧力容器７
内外を気密状態にして上下移動できる。本図はロッド２
５に固定した高勾配磁気フィルタ８とそれを挟む磁極９
を上下駆動装置２６で円筒状縦型圧力容器２９の下方に
動かし、高勾配磁気フィルタ８とそれを挟む磁極９を超
電導空心磁石２１の磁場外に移動しフィルタ内の磁場を
小さくする。そして、弁３、弁１３を閉じ、弁２７を開
いて円筒状縦型圧力容器７内を逆洗槽２８に連通させ
る。弁１９、弁１６を開きフィルタ上部から原水の洗浄
処理水と空気タンク１７の空気により、エヤーバブリン
グを行いながら磁性細線表面に付着した磁性粒子を洗浄
除去し処理水を逆洗槽２８に送水する。

【００３４】逆洗後、ロッド２５に固定した高勾配磁気
フィルタ８とそれを挟む磁極９を上下駆動装置２６で上
方に動かし、高勾配磁気フィルタ８とそれを挟む磁極９
を超電導空心磁石２１の磁場内に再度移動し磁場をかけ
る。そして、弁１６、弁１９、弁２７を閉じ、弁３、弁
１３を開いて円筒状縦型圧力容器７内に原水２を送水す
る。

【００３５】本実施形態においても、電磁石の電流を切
らずにフィルタを洗浄できるので、磁石の冷却冷媒を補
給する必要もなく洗浄作業を容易に行うことができるこ
とはもちろん、口径の大きな伸縮配管を使用しないので
伸縮部の疲労破壊も無く運転の信頼性が向上する効果が
ある。

【００３６】上記実施形態では、逆洗時の磁気フィルタ
内を防磁するため上部磁極９を利用していたが、さらに
防磁の必要がある場合について、図７を用いて説明す
る。本図が図７に示した実施形態と異なる点は、高勾配
磁気フィルタ８とそれを挟む磁極９の上部の磁極９の上
にさらにもう一重の磁極３２を設け、高勾配磁気フィル
タ８とそれを挟む磁極９と磁極３１を円筒容器３３で連
結しこれらをロッド２５に固定することである。本図は
ロッド２５に固定した高勾配磁気フィルタ８とそれを挟
む磁極９、磁極３２を上下駆動装置２６で円筒状縦型圧
力容器２９の下方に動かし、高勾配磁気フィルタ８とそ
れを挟む磁極９を超電導空心磁石２１の磁場外に移動
し、磁極３２を鉄製のヨーク２４の下部と同じ位置に移
動しフィルタ内の磁場を小さくする。ここで、磁極３１
は超電導磁石２１の漏れ磁場を吸収するので、フィルタ
内の磁場を更に小さくできる。このため、本実施形態に
よれば、さらに多くの磁性細線表面に付着した磁性粒子
を洗浄除去できる効果がある。

【００３７】また、以上説明した実施形態では空心コイ
ルの電磁石を使用した磁気分離装置について述べたが、
電磁石が鞍形コイル等の電磁石や複数の空心コイルを組
み合わせた電磁石、形式の異なったコイルを組み合わせ
た電磁石を使用した場合についても同様な効果を生じ
る。

【００３８】また、以上の実施形態では空心コイルの電
磁石と高勾配磁気フィルタを使用した磁気分離装置につ
いて述べたが、電磁石単体または複数の電磁石の組合せ
によって生じる電磁石周りの磁気勾配を利用し、高勾配
磁気フィルタを使用せずに原水中の磁性粒子または磁性
粒子体を分離、分別する磁性粒子吸着手段を有した磁気
分離装置の場合についても、電磁石を超電導磁石で構成
し冷凍機で電磁石を直接冷却することで、分離、分別効
率の向上および運転コストの低減、装置の小型、軽量
化、移動体への装置の搭載が可能となる等の同様な効果
を生じる。この場合の分離物の分離部からの除去は、電
磁石の電源を一旦オフしてから逆洗して洗浄する。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、空心コイルを良好に冷
凍機で冷却された超電導磁石で構成することができるの
で冷媒の補給が不要となる。また、磁石の電気抵抗がゼ
ロとなるのでコイルからの発熱量がほぼゼロとなり、通
電および冷却運転コストが大幅に低減できる。このた
め、通電および冷却運転電流が大きく確保できない車上
や船上に装置を設置することができる。また、磁石の電
流を切らずにフィルタを洗浄できるので、洗浄作業を容
易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷凍機を搭載した超電導磁気分離装置の一実施
形態を示す図。

【図２】冷凍機を搭載した超電導磁気分離装置の他の実
施形態を示す図。

【図３】冷凍機を搭載した超電導磁気分離装置の他の実
施形態を示す図。

【図４】超電導磁気分離装置における磁気分離動作時の
説明図である。

【図５】図４に示す超電導磁気分離装置の逆先時の説明
図である。

【図６】逆先時における磁場の影響をなくす他の実施形
態を示す図。

【図７】逆先時における磁場の影響をなくす他の実施形
態を示す図。

【符号の説明】

６、１０…伸縮配管、７…円筒状縦型圧力容器、８…高
勾配磁気フィルタ、９、３２…磁極、２１…超電導空心
磁石、２５…ロッド、２６…上下駆動装置、３４、３
８、４２、５０…冷凍機。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電磁石と、その磁場内に配置され流入する
   原水中の磁性粒子を吸着する磁性粒子吸着手段を備えた
   磁気分離装置において、前記電磁石を超電導電磁石とし
   た磁気分離装置。
2. 【請求項２】電磁石と、その磁場内に配置され流入する
   原水中の磁性粒子を吸着する磁性粒子吸着手段を備えた
   磁気分離装置において、前記電磁石を超電導電磁石と
   し、この超電導電磁石を冷却する冷凍機を備えた磁気分
   離装置。
3. 【請求項３】電磁石と、その磁場内に配置され流入する
   原水中の磁性粒子を吸着する磁性粒子吸着手段を備えた
   磁気分離装置において、前記電磁石を超電導電磁石と
   し、前記磁性粒子吸着手段のフィルタ能力回復のための
   逆洗時、前記超電導電磁石の励磁電流を切らずに逆洗を
   行うようにした磁気分離装置。
4. 【請求項４】電磁石と、その磁場内に配置され流入する
   原水中の磁性粒子を吸着する磁性粒子吸着手段を備えた
   磁気分離装置において、前記電磁石を超電導電磁石と
   し、前記磁性粒子吸着手段のフィルタ能力回復のための
   逆洗時、超電導電磁石により発生する磁場の小さい箇所
   に移動する移動手段を備えた磁気分離装置。
5. 【請求項５】電磁石と、その磁場内に配置され流入する
   原水中の磁性粒子を吸着する磁性粒子吸着手段を備えた
   磁気分離装置において、前記電磁石を超電導電磁石と
   し、前記磁性粒子吸着手段とそれを挟むように上下に対
   置した磁極と、前記磁性粒子吸着手段のフィルタ能力回
   復のための逆洗時、超電導電磁石により発生する磁場の
   小さい箇所に移動する移動手段とを備えた磁気分離装
   置。
6. 【請求項６】電磁石と、その磁場内に配置され流入する
   原水中の磁性粒子を吸着する磁性粒子吸着手段を備えた
   磁気分離装置において、前記電磁石を超電導電磁石と
   し、前記磁性粒子吸着手段を挟むように上下に対置した
   磁極と、前記磁性粒子吸着手段のフィルタ能力回復のた
   めの逆洗時、前記磁性粒子吸着手段を前記上側に配置さ
   れた磁極が超電導電磁石より下に位置するように前記磁
   性粒子吸着手段を移動する移動手段とを備えた磁気分離
   装置。
7. 【請求項７】電磁石と、その磁場内に配置され流入する
   原水中の磁性粒子を吸着する磁性粒子吸着手段を備えた
   磁気分離装置において、前記電磁石を超電導電磁石と
   し、この超電導電磁石を囲うヨークと、前記磁性粒子吸
   着手段を挟むように上に２つ下に１つ対置した磁極と、
   前記磁性粒子吸着手段のフィルタ能力回復のための逆洗
   時、前記磁性粒子吸着手段を前記最も上側に配置された
   磁極が前記ヨーク下部と共に磁路を形成する位置に前記
   磁性粒子吸着手段を移動する移動手段とを備えた磁気分
   離装置。
8. 【請求項８】電磁石と、その磁場内に配置され流入する
   原水中の磁性粒子を吸着する磁性粒子吸着手段を備えた
   磁気分離装置において、前記電磁石を超電導電磁石と
   し、この超電導電磁石を冷却する冷凍機を備え、車両、
   船舶、水陸両用車、飛行物体等の移動体上に配置した磁
   気分離装置。