森田 穣 (〒66 東京都豊島区東池袋4丁目5番2号 株式会社日立プラントテクノロジー内 Tokyo, 1708466, JP)
TAKEMURA, Kiyokazu (5-2, Higashi-Ikebukuro 4-chome, Toshima-k, Tokyo 66, 1708466, JP)
武村 清和 (〒66 東京都豊島区東池袋4丁目5番2号 株式会社日立プラントテクノロジー内 Tokyo, 1708466, JP)
TERUI, Shigeki (5-2, Higashi-Ikebukuro 4-chome, Toshima-k, Tokyo 66, 1708466, JP)
株式会社日立プラントテクノロジー (〒66 東京都豊島区東池袋4丁目5番2号 Tokyo, 1708466, JP)
MORITA, Minoru (5-2, Higashi-Ikebukuro 4-chome, Toshima-k, Tokyo 66, 1708466, JP)
森田 穣 (〒66 東京都豊島区東池袋4丁目5番2号 株式会社日立プラントテクノロジー内 Tokyo, 1708466, JP)
TAKEMURA, Kiyokazu (5-2, Higashi-Ikebukuro 4-chome, Toshima-k, Tokyo 66, 1708466, JP)
武村 清和 (〒66 東京都豊島区東池袋4丁目5番2号 株式会社日立プラントテクノロジー内 Tokyo, 1708466, JP)
| 磁性フロックを含有する原水が流入する分離槽と、前記分離槽内に配設された回転軸に所定間隔を有して並設され、前記磁性フロックを磁性力により吸着する複数枚の磁気ディスクと、吸着した磁性フロックを回収する回収手段と、を備えた磁気分離装置において、 前記複数枚の磁気ディスクは、 前記回転軸の内側中央寄りに配置された少なくとも1枚の内側磁気ディスクであって、その両面に前記磁性力を発揮するための永久磁石片が設けられた内側磁気ディスクと、 前記回転軸両端に配置され、その内側面のみに前記磁性力を発揮するための永久磁石片が設けられると共に、前記永久磁石片を支持するディスク基板の剛性が前記内側磁気ディスクよりも大きくなるように形成された2枚の最外側磁気ディスクと、 で構成されると共に、 前記最外側磁気ディスクの外側面と前記分離槽内面との隙間が、前記最外側磁気ディスクの回転を阻害しない遮蔽部材で埋設されていることを特徴とする磁気分離装置。 |
| 前記最外側磁気ディスクは、前記ディスク基板の内側面に前記永久磁石片が配置され、外側面に鉄板が配置され、永久磁石片と鉄板とでディスク基板を挟む構造であることを特徴とする請求項1の磁気分離装置。 |
| 前記最外側磁気ディスクのディスク基板は、内側面が多数の凹部を有するハニカム構造に形成され、前記凹部に前記磁石が埋め込まれることを特徴とする請求項1の磁気分離装置。 |
| 磁気分離装置に設けられ、多数の永久磁石片が固定された磁気ディスクにおいて、 前記磁気ディスクは、 ケース内部に収納され、基板両面うちの少なくとも一方面に多数の穴がハニカム構造に形成されたディスク基板と、 前記ディスク基板の穴に嵌め込まれた永久磁石片と、から成ることを特徴とする磁気ディスク。 |
| 磁気分離装置に設けられ、多数の永久磁石片が固定された磁気ディスクにおいて、 前記磁気ディスクは、 多数の穴を有するハニカム構造に形成されたケース本体と、 前記ケース本体の穴に嵌め込まれた永久磁石片と、 前記ケース本体を覆う蓋部材と、から成ることを特徴とする磁気ディスク。 |
| 前記永久磁石片は接着剤により前記穴に固着されていることを特徴とする請求項4又は5の磁気ディスク。 |
| 磁気分離装置に設けられ、多数の永久磁石片が固定された磁気ディスクの製作方法において、 ディスク基板両面のうちの少なくとも一方面を多数の穴を有するハニカム構造に形成するディスク基板形成工程と、 前記形成されたディスク基板の穴に永久磁石片を嵌め込む磁石嵌め込み工程と、 前記永久磁石片が嵌め込まれたディスク基板を、ケース内部に収納する収納工程と、を備えたことを特徴とする磁気ディスクの製作方法。 |
| 磁気分離装置に設けられ、多数の永久磁石片が固定された磁気ディスクの製作方法において、 ケース本体自体を多数の穴を有するハニカム構造に形成するケース本体形成工程と、 前記形成されたケース本体の穴に永久磁石片を嵌め込む磁石嵌め込み工程と、 前記永久磁石片が嵌め込まれたケース本体に蓋部材を被せる蓋付け工程と、を備えたことを特徴とする磁気ディスクの製作方法。 |
| 前記磁石嵌め込み工程では、前記永久磁石片を接着剤により前記穴に固着することを特徴とする請求項7又は8の磁気ディスクの製作方法。 |
| 磁性フロックを含有する原水が流入する分離槽と、前記分離槽内に配設された回転軸に所定間隔を有して並設され、前記磁性フロックを磁性力により吸着する複数枚の磁気ディスクと、吸着した磁性フロックを回収する回収手段と、を備えた磁気分離装置において、 前記磁気ディスクとして、請求項4~6の何れか1の磁気ディスクを用いたことを特徴とする磁気分離装置。 |
本発明は磁気分離装置及び磁気ディスク びにその製作方法に係り、特に原水中の磁 フロックを磁性力により吸着分離する磁気 ィスクの改良に関する。
下水や工場排水等の原水中に存在する汚 物質を除去する装置として磁気分離装置が る。この磁気分離装置は、原水中に凝集剤 磁性粉を添加することにより、汚濁物質を 性を帯びた磁性フロックとして形成し、こ 磁性フロックを永久磁石片を固着した磁気 ィスクに吸着して分離除去するもので、マ シード法と呼ばれている。
特許文献1には、磁気分離装置を組み込んだ
固液分離装置が開示されている。特許文献1
示すように、磁気分離装置は、分離槽内に
永久磁石片を固着した複数枚の磁気ディス
を回転軸に間隔を置いて配設したものであ
、磁性フロックを磁気ディスクに吸着する
とで原水中から除去する。
ところで、従来の磁気ディスクは、平板 のディスク基板の面に多数の永久磁石片を 着剤で固着した後、固着された永久磁石片 士の隙間に溶融樹脂を流し込み、溶融樹脂 冷却固化することにより製作していた。溶 樹脂を流し込むことで磁気ディスクの剛性 確保することができる。
しかしながら、このように製作された従 の磁気ディスクは、溶融樹脂が冷却固化す ときにディスク基板が収縮するため、製作 れた磁気ディスクが歪み(例えば反り、変形 等)易くなるという欠点がある。歪んだ磁気 ィスクを磁気分離装置に使用すると、磁気 ィスクは回転するので、回転ブレ等が発生 装置故障の原因になる。
また、従来のように製作された磁気ディ クは、磁気ディスクの重量が重く、磁気デ スクを回転させるためのモータとして大容 のモータが必要になるという欠点がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされ もので、ディスク基板の歪みを解消するこ ができ、且つ十分な剛性を確保しながら軽 化を図ることができる磁気ディスク及びそ 製作方法並びにこの磁気ディスクを用いた 気分離装置を提供することを目的とする。
本発明の第一の態様は、前記目的を達成 るために、磁性フロックを含有する原水が 入する分離槽と、前記分離槽内に配設され 回転軸に所定間隔を有して並設され、前記 性フロックを磁性力により吸着する複数枚 磁気ディスクと、吸着した磁性フロックを 収する回収手段と、を備えた磁気分離装置 おいて、前記複数枚の磁気ディスクは、前 回転軸の内側中央寄りに配置された少なく も1枚の内側磁気ディスクであって、その両 面に前記磁性力を発揮するための永久磁石片 が設けられた内側磁気ディスクと、前記回転 軸両端に配置され、その内側面のみに前記磁 性力を発揮するための永久磁石片が設けられ ると共に、前記永久磁石片を支持するディス ク基板の剛性が前記内側磁気ディスクよりも 大きくなるように形成された2枚の最外側磁 ディスクと、で構成されると共に、前記最 側磁気ディスクの外側面と前記分離槽内面 の隙間が、前記最外側磁気ディスクの回転 阻害しない遮蔽部材で埋設されていること 特徴とする磁気分離装置を提供する。
第一の態様によれば、複数枚の磁気ディ クのうちの最外側磁気ディスクは、ディス 両面の内側面(内側磁気ディスクに対面する 面)のみに磁性力を発揮するための永久磁石 が設けられると共に、ディスク基板の剛性 内側磁気ディスクよりも大きくなるように 成されている。
このように、最外側磁気ディスクについ は、内側面のみに磁性力を発揮するための 久磁石片を設けたので、分離槽外への磁気 れが生じないか、生じたとしても顕著に低 できる。しかし、最外側磁気ディスクの内 面のみ磁性力を発生させると、内側磁気デ スクとの磁性力バランスが更に悪くなり、 気ディスクがますます変形し易くなる。こ に対しては、ディスク基板(ヨークともいう )の剛性を上げることで対応することができ 。また、最外側磁気ディスクの内側面にの 磁性力を発生させると、外側面で磁性フロ クを吸着することができなくなり、分離除 性能が低下する。これに対しては、最外側 気ディスクと分離槽内面との隙間を、最外 磁気ディスクの回転を阻害しない遮蔽部材 埋設することで解決できる。
従って、従来の磁気分離装置がかかえる 外側の磁気ディスクの問題点を解消し、磁 漏れの問題や最外側磁気ディスクの変形の 題を簡単な構成で解決することができ、し も磁性フロックの吸着性能が低減すること ない。これにより、装置コストやランニン コストを大幅に低減できる。
本発明の第二の態様は第一の態様におい 、前記最外側磁気ディスクは、前記ディス 基板の内側面に前記永久磁石片が配置され 外側面に鉄板が配置され、永久磁石片と鉄 とでディスク基板を挟む構造であることを 徴とする。
第二の態様は、最外側磁気ディスクの剛 を上げるための一態様として、永久磁石片 鉄板とでディスク基板を挟む構造としたも である。
本発明の第三の態様は第一の態様におい 、前記最外側磁気ディスクのディスク基板 、前記ディスク両面の内側面が多数の凹部 有するハニカム構造に形成され、前記凹部 前記永久磁石片が嵌め込まれることを特徴 する。
第三の態様は、最外側磁気ディスクの剛 を上げるための別の態様を示したものであ 、ディスク両面の内側面が多数の凹部を有 るハニカム構造に形成され、この凹部に永 磁石片が埋め込まれるようにした。これに り、凹部を形成する壁がリブの役目を行う で、磁性フロックの剛性をアップさせなが 磁性フロックの軽量化をも図ることができ 。従って、磁気ディスクが配設された回転 を回転駆動する駆動源の負荷を軽減できる
本発明の第四の態様は、前記目的を達成 るために、磁気分離装置に設けられ、多数 永久磁石片が固定された磁気ディスクにお て、前記磁気ディスクは、ケース内部に収 され、基板両面うちの少なくとも一方面に 数の穴がハニカム構造に形成されたディス 基板と、前記ディスク基板の穴に嵌め込ま た永久磁石片と、から成ることを特徴とす 磁気ディスクを提供する。
第四の態様はディスク基板をハニカム構 に形成したものである。即ち、第四の態様 よれば、ディスク基板をハニカム構造に形 し、このハニカム構造の穴に永久磁石片を め込むようにした。このように、ディスク 板をハニカム構造にすることで、磁気ディ クとしての剛性を確保することができ、且 軽量化を図ることができる。これにより、 来問題としていた磁気ディスク製作時の歪 を解消することができる。また、永久磁石 が破損したり磁性を失ったりしたときには 容易に交換できる。
本発明の第五の態様は、前記目的を達成 るために、磁気分離装置に設けられ、多数 永久磁石片が固定された磁気ディスクにお て、前記磁気ディスクは、多数の穴を有す ハニカム構造に形成されたケース本体と、 記ケース本体の穴に嵌め込まれた永久磁石 と、前記ケース本体を覆う蓋部材と、から ることを特徴とする磁気ディスクを提供す 。
第五の態様はケース本体をハニカム構造 形成したものである。即ち、第五の態様に れば、ケース本体をハニカム構造に形成し このハニカム構造の穴に永久磁石片を嵌め むようにしたので、第四の態様と同様の効 を得ることができる。尚、ハニカム構造を 部材に形成する態様も可能である。
本発明の第六の態様は第四又は第五の態 において、前記永久磁石片は接着剤により 記穴に固着されていることを特徴とする。
第六の態様は、隣接する磁気ディスク同 の磁性力が大きく、永久磁石片をディスク 板又はケース本体に固定しにくい場合であ ても、永久磁石片をディスク基板又はケー 本体に確実に固定することができる。
本発明の第七の態様は、前記目的を達成 るために、磁気分離装置に設けられ、多数 永久磁石片が固定された磁気ディスクの製 方法において、ディスク基板両面のうちの なくとも一方面を多数の穴を有するハニカ 構造に形成するディスク基板形成工程と、 記形成されたディスク基板の穴に永久磁石 を嵌め込む磁石嵌め込み工程と、前記永久 石片が嵌め込まれたディスク基板を、ケー 内部に収納する収納工程と、を備えたこと 特徴とする磁気ディスクの製作方法を提供 る。
第七の態様は、ディスク基板にハニカム 造を形成する場合の磁気ディスクの製作方 を規定したものであり、これにより磁気デ スクの歪みを解消することができ、且つ十 な剛性を確保しながら軽量な磁気ディスク 得ることができる。
本発明の第八の態様は、前記目的を達成 るために、磁気分離装置に設けられ、多数 永久磁石片が固定された磁気ディスクの製 方法において、ケース本体自体を多数の穴 有するハニカム構造に形成するケース本体 成工程と、前記形成されたケース本体の穴 永久磁石片を嵌め込む磁石嵌め込み工程と 前記永久磁石片が嵌め込まれたケース本体 蓋部材を被せる蓋付け工程と、を備えたこ を特徴とする磁気ディスクの製作方法を提 する。
第八の態様は、ケース本体にハニカム構 を形成する場合の磁気ディスクの製作方法 規定したものであり、これにより磁気ディ クの歪みを解消することができ、且つ十分 剛性を確保しながら軽量な磁気ディスクを ることができる。尚、ハニカム構造を蓋部 に形成する態様も可能である。
本発明の第九の態様は第七又は第八の態 において、前記磁石嵌め込み工程では、前 永久磁石片を接着剤により前記穴に固着す ことを特徴とする。
第九の態様は、磁石嵌め込み工程におい 、永久磁石片を接着剤により穴に固着する うにしたので、永久磁石片を確実にディス 基板に固定できる。
本発明の第十の態様は、前記目的を達成 るために、磁性フロックを含有する原水が 入する分離槽と、前記分離槽内に配設され 回転軸に所定間隔を有して並設され、前記 性フロックを磁性力により吸着する複数枚 磁気ディスクと、吸着した磁性フロックを 収する回収手段と、を備えた磁気分離装置 おいて、前記磁気ディスクとして、第四乃 第六の態様の何れか1の磁気ディスクを用い たことを特徴とする磁気分離装置を提供する 。
第十の態様は、磁気分離装置の磁気ディ クとして、本発明の磁気ディスクを用いる うにしたので、磁気ディスクに反りがなく 十分な剛性を確保しながら軽量化を図るこ ができる。これにより、磁気ディスクを回 するモータの負荷を軽減できるので、従来 りも小さい容量のモータを使用することが き、装置コストの削減になる。
以上説明したように、本発明に係る磁気 離装置によれば、従来の磁気分離装置がか える最外側の磁気ディスクの問題点を解消 、磁気漏れの問題や最外側磁気ディスクの 形の問題を簡単に解決することができ、し も磁性フロックの吸着性能が低減すること ない。
また、本発明に係る磁気ディスク及びそ 製作方法によれば、従来の磁気ディスクの 題であった歪みを解消することができ、且 剛性を確保しながら軽量化を図ることがで る。
10…汚濁水浄化システム、12…原水ポンプ 14…凝集装置、14A…急速攪拌槽、14B…緩速攪 拌槽、16…磁性粉添加装置、18…凝集剤添加 置、19…攪拌羽根、20…磁気分離装置、24… ィルター分離装置、25…脱水装置、26…回転 ラムフィルタ、28…シャワーリング装置、29 …循環ポンプ、30…ポンプ、31…スリーブ、32 …分離槽、33…ディスク基板、34…回転軸、35 …軸受、36…磁気ディスク、37…永久磁石片 38…回収手段、39…モータ、40…トラフ、41… 側壁、42…フロック回収槽、43…四角筒状の 管、44…給水口、45…ケース、46…分流部材 47…ケース本体、48…シール板、50…回動軸 52…補強部材、55…蓋部材、56…ポケット部( )、60…樋状スクレーパ、62…搬送手段、64… スクリューコンベア、66…ヒレ付きベルトコ ベア、68…プーリ、69…ヒレ、70…無端状ベ ト、F…磁性フロック
以下、添付図面に従って本発明に係る磁 分離装置及び磁気ディスク並びにその製作 法の好ましい実施の形態について詳説する
まず、添付図面に従って本発明に係る磁 分離装置の好ましい実施の形態について詳 する。
図1は、本発明の磁気分離装置20を、汚濁 浄化システム10に組み込んだフローを説明 るブロック図である。また、図2は、汚濁水 化システム10を構成する凝集装置14、磁気分 離装置20、フィルター分離装置24の概念図で る。
図1に示すように、汚濁水浄化システム10 、原水が原水ポンプ12によって先ず凝集装 14の急速攪拌槽14Aに送水される。また、原水 ポンプ12と急速攪拌槽14Aとをつなぐ配管途中 、磁性粉を添加する磁性粉添加装置16と、 集剤を添加する凝集剤添加装置18とが設けら れ、磁性粉及び凝集剤が配管内を流れる原水 中に添加される。磁性粉としては、例えば四 三酸化鉄を好ましく用いることができる。ま た、凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウム 、塩化鉄、硫酸第二鉄等の水溶性の無機凝集 剤を好ましく用いることができる。尚、図示 しなかったが、原水中に磁性粉や凝集剤を添 加する前に、数ミリの大きさの比較的大きな ゴミはストレーナーを設けて濾過しておくこ とが好ましい。
急速攪拌槽14Aでは、原水と、添加した磁 粉及び凝集剤とを高速回転する攪拌羽根19 急速攪拌することにより、数十μm程度の大 さの微小な磁性フロックF(磁性マイクロフロ ックともいう)を形成する。攪拌羽根19の先端 部における回転周速としては、1~2m/秒程度で うことが好ましい。磁性マイクロフロック は、磁性粉、原水中の固形浮遊粒子、バク リア、プランクトン等が取り込まれる。
次に、磁性マイクロフロックを含有する 水は凝集装置14の緩速攪拌槽14Bに送水され 。また、急速攪拌槽14Aと緩速攪拌槽14Bとを なぐ連通室14Cの近傍に、高分子凝集剤を添 する高分子凝集剤添加装置21が設けられ、連 通室14Cを流れる原水中に高分子凝集剤が添加 される。高分子凝集剤としては、アニオン系 及びノニオン系のものを好適に用いることが できる。
緩速攪拌槽14Bは、磁性マイクロフロック 高分子凝集剤とを低速回転する攪拌羽根19 緩やかに攪拌することにより、数百μm~数mm 度の大きな磁性フロックFを形成する。図2に 示すように、緩速攪拌槽14Bは、複数段の連続 した多段攪拌槽(A、B、C)として構成されるこ が好ましい。この場合、上流側の緩速攪拌 Aから下流側の緩速攪拌槽Cにいくに従って 攪拌羽根19の回転速度が遅くなるように設定 されている。これにより、上流側の緩速攪拌 槽Aから下流側の緩速攪拌槽Cにいくに従って 磁性フロックFが成長していくと共に、成長 した磁性フロックFが破壊されることを防止 きる。例えば、攪拌羽根19の先端部における 回転周速としては、緩速攪拌槽Aが0.5~1m/秒程 、緩速攪拌槽Bが0.3~0.7m/秒程度、緩速攪拌槽 Cが0.1~0.3m/秒程度であることが好ましい。
凝集装置14は、図2に示したように、急速 拌槽14A、連通室14C、緩速攪拌槽14Bとを一体 造の装置として構成することが好ましいが それぞれを配管でつなぐこともできる。
大きさが成長した磁性フロックFを含有す る原水は、本発明の磁気分離装置20に送水さ る。磁気分離装置20は、原水中の磁性フロ クFを磁性力によって吸着分離するものであ 、磁気分離装置20によって、原水中の磁性 ロックFの約90%が分離除去される。磁気分離 置20の装置構成については、汚濁水浄化シ テム10のフロー全体を説明した後で詳細に説 明する。
磁気分離装置20で除去された磁性フロッ Fは、遠心分離機やベルトプレス機等の脱水 置25により、含水率80%程度まで低減された 、トラック等により埋め立て処分場や焼却 、あるいは堆肥製造工場等に送られる。
一方、磁気分離装置20で処理された処理 は、次にフィルター分離装置24に送水される 。フィルター分離装置24では、処理水が回転 ラムフィルタ26の内側から外側に濾過され 処理水に残存する磁性フロックFが除去され 。
これにより、ゴミ、固形浮遊粒子、バクテ
ア、プランクトン等の汚濁物質が含まれる
水を浄化することができる。回転ドラムフ
ルタ26に付着した磁性フロックFは、回転ド
ムフィルタ26の上方に配設されたシャワー
ング装置28から洗浄水がシャワーリングされ
ることによって、回転ドラムフィルタ26内の
ッパーに集積され、装置外に排出される。
の場合、回転ドラムフィルタ26によって浄
された処理水の一部を、循環ポンプ29でシャ
ワーリング装置28に戻して洗浄水として再利
するとよい。また、シャワーリングにより
性フロックFを含む汚れた洗浄排水は、ポン
プ30により、原水ポンプの前段に戻される。
[磁気分離装置]
図3は、本発明の磁気分離装置20の一部を断
で示した斜視図であり、図4は側面断面図、
図5は正面断面図である。
これらの図に示すように、本発明の磁気 離装置20は、主として、磁性フロックFを含 する原水が流入する分離槽32と、分離槽32内 に水平方向に配設された回転軸34に所定間隔 有して並設され、磁性フロックFを磁性力に より吸着する複数枚の磁気ディスク36と、磁 ディスク36に吸着された磁性フロックFを回 する回収手段38とで構成される。尚、本実 の形態では3枚又は4枚の磁気ディスク36の例 説明するが、枚数には限定されない。
分離槽32は、上面が開放されると共に、 端面が側壁41(図5参照)で閉塞された半円筒形 状に形成される。分離槽32の両側(図3の左右) は、回転軸34と平行に形成された断面凹状 一対のトラフ40が分離槽32と一体形成される 共に、トラフ40の外側には、トラフ40と平行 な断面凹状のフロック回収槽42が設けられる 尚、フロック回収槽42は、図3に示すように 回転する磁気ディスク36が原水中に進入す 右側(図3の右側)に設けられる。
また、図5のように、分離槽32の一対の側 41の上部には、軸受35を介して回転軸34が回 自在に支持されると共に、回転軸34の一端 モータ39に連結される。そして、回転軸34に 、中心部に嵌合穴を有する複数枚の磁気デ スク36が所定間隔を有して嵌合支持される 磁気ディスク36同士の間には、磁気ディスク 36同士の間隔を調整すると共に、磁気ディス 36の内周部を固定するスリーブ31が設けられ る。磁気ディスク36同士の間隔は、磁気ディ ク36の厚みに対して1倍~3倍の範囲に設定す ことが好ましい。間隔が1倍未満では原水が 気ディスク36同士の間に流れ込みにくくな と共に、3倍を超えて広過ぎると磁気ディス 36同士の間に強い磁性力を発生しにくくな 。
また、回転軸34に支持された複数枚の磁 ディスク36は、分離槽32内の原水中に1/2~2/3の 割合で水没させることが好ましい。このよう に磁気ディスク36を部分的に水没させた構成 場合には、原水中で磁気ディスク36に吸着 せた磁性フロックFを、磁気ディスク36が回 して磁性フロックFが大気中に搬送されたと に回収手段38で回収することになる。従っ 、磁性フロックFの吸着と回収との効率が最 良くなるように、磁気ディスク36の水没率 設定することが重要である。このためには えば、回転軸34を回転自在に支持する一対の 軸受35を、図示しない一対の昇降装置に支持 せて、磁気ディスク36を油圧機構等により 降させることにより水没率を可変できるよ に構成することも良い方法である。
また、分離槽32の下端には、回転軸34の軸 線方向に長い四角筒形状の給水口44が形成さ 、この給水口44と凝集装置14の出口とが四角 筒状の配管43(図4参照)で接続される。給水口4 4には、複数の分流部材46(図5参照)が配設され る。この分流部材46は、図5に示すように、そ れぞれの磁気ディスク36の真下に配置され、 端面の厚みW1が磁気ディスク36の厚みW2と同 に形成されると共に、下端にいくに従って みが薄くなる断面楔形状に形成される。ま 、図4から分かるように、分流部材46の幅寸 D1は、給水口44の幅D2よりも小さく、給水口4 4に給水された原水が給水口44と分流部材46と 間に形成された左右の隙間44A、44Bに分流さ るように構成される。
この分流部材46により、給水口44から給水 された原水は、分流部材46に衝突して図4に示 すように磁気ディスク36の径方向左右に分流 れる。このように、給水口44から給水され 原水が分流部材46に衝突して左右方向へ2つ 流れとして分流されることにより、磁気デ スク36同士の間を流れる原水の流速が減速さ れ、磁気ディスク36同士の間をゆっくりとし 上向流となって上昇する。これにより、原 中の磁性フロックFを磁気ディスク36に効率 に吸着することができる。また、上向流の 速を減速することで、磁気ディスク36に一 吸着した磁性フロックFが剥離しにくくなる
また、分流部材46により、給水口44から分 離槽32内に流入した原水は、図5に示すように 、磁気ディスク36の厚み方向にも分流される これにより、磁気ディスク36に吸着した磁 フロックFが、給水口44から給水された原水 水流で剥離することを防止できる。即ち、 5から分かるように、楔形状の分流部材46を けないと、磁気ディスク36の外周面36aが給水 口44から給水された原水の上向流に直接曝さ ることになる。
即ち、図6に示すように、分流部材46がな 状態における原水の流れは、点線で示すよ に流速の速い上向流となって磁気ディスク3 6の面近傍を流れるので、磁性フロックF面に 着した磁性フロックFのうち、特に外周面36a 部分に近い磁性フロックFが原水の流れで掻 取られて原水中に脱落してしまう。これに して、分流部材46により磁気ディスク36の外 面36aを原水の流れに直接曝さないようにす ことで、給水口44から流入した原水は、図5 実線で示すように、分流部材46に当たって 速が遅くなり、更に磁気ディスク36の厚み方 向に分流される。これにより、磁気ディスク 面に一旦吸着された磁性フロックFが原水の れで掻き取られることがない。
また、図4に示すように、分離槽32には、 気ディスク36の外周面36aと分離槽32内面との 隙間をシールして、給水口44から給水された 水が磁気ディスク36の外周面36aをショート スしてトラフ40に流出しないためのシール板 48が設けられる。
シール板48は、図7に示すように、基端部 分離槽32に回動自在に支持された回動軸50に 固定されると共に、先端部が自由端として磁 気ディスク36の外周面36aに接触している。そ て、回動軸50は図示しないスプリング等に り矢印方向に回転付勢されている。これに り、シール板48は、磁気ディスク36の外周面3 6aに対して所定の接触力で当接するので、磁 ディスクの回転を阻害することなく、原水 磁気ディスク36の外周面36aをショートパス ることを防止できる。シール板48の材質とし ては、磁気ディスク36よりも柔らかい弾性体 好ましく、例えばゴム板を好適に使用でき 。
次に、本発明の磁気ディスク36について 明する。
磁気ディスク36は、内部にドーナッ状の 洞が形成された非磁性体のケース45内部に、 永久磁石片37に挟まれた強磁性体のディスク 板33が配置されて構成される。尚、ディス 基板33の中心部には、回転軸34に挿通するた の孔が形成されている。そして、回転軸34 は通常3枚以上の磁気ディスク36が配設され 。
かかる複数枚の磁気ディスク36について 従来は図8(A)に示すように、回転軸34の両端 に配置される最外側磁気ディスク36Aも、回 軸34の両端より内側中央寄りに配置される内 側磁気ディスク36Bも、強磁性体のディスク基 板33の両面に永久磁石片37を配設していた。 の為、最外側磁気ディスク36Aから分離槽32外 への磁気漏れの問題や、最外側磁気ディスク 36Aの変形の問題が生じていた。
内側磁気ディスク36Bの場合には、両側に 向する磁気ディスクが存在するので、磁気 ィスク36が等間隔で配置される限り、内側 気ディスク36Bの磁性力が平衡状態を保つの 、磁気漏れや変形の心配はない。
この対策として、図8(B)に示すように、内 側磁気ディスク36Bについては従来通りディス ク基板33の両面に永久磁石片37を配置し、強 性体のディスク基板33を永久磁石片37同士で むようにする。一方、最外側磁気ディスク3 6Aについては、ディスク基板33両面の内側面( 側磁気ディスク36Bの側の面)のみに磁性力を 発揮するための永久磁石片37を配置し、ディ ク基板33の外側面には一枚の鉄板52を配置し て、ディスク基板33を磁石と鉄板52で挟むよ にした。この場合、ディスク基板33は、本質 的に強磁性体であるが、鉄板52は強磁性体で 非磁性体でもよい。また、ディスク基板33 鉄板52とは、一枚の厚い強磁性体で一体物と して構成してもよい。これにより、最外側磁 気ディスク36Aの剛性を内側磁気ディスク36Bの 剛性よりも大きくなるようにした。最外側磁 気ディスク36Aのディスク基板33の剛性をどの 度大きくするかは、内側磁気ディスク36Bの 性力に抗して最外側磁気ディスク36Aが変形 ないことが必要である。従って、最外側磁 ディスク36Aと内側磁気ディスク36Bとの距離 永久磁石片37の磁性力、ディスク基板33の材 質等により、鉄板52の厚みを適宜設定すると い。この場合、図9(A)の最外側磁気ディスク 36Aに示すように、ディスク基板33を設けずに 強磁性体の鉄板52のみを設けるようにする とも可能である。
最外側磁気ディスク36Aの場合も内側磁気 ィスク36Bの場合も、磁気ディスク36の剛性 高めるためには強磁性体のディスク基板33の 面に永久磁石片37を嵌め込むポケット部56を り付けて、このポケット部56(図9参照)に永久 磁石片37を嵌め込むようにしてもよい。更に 、図9(B)の内側磁気ディスク36Bように、ディ スク基板33を設けずに、磁気ディスク36のケ ス45の内側に、ポケット部56を設け、このポ ット部56に永久磁石片37を嵌め込むようにし てもよい。
強磁性体でディスク基板33あるいはケー 45を製作する場合には、永久磁石片37を磁気 によりディスク基板33あるいはケース45に直 接貼り付けることも可能であるが、接着剤で 貼り付ける方法がより好ましい。この際に、 ケース45内部に形成される空間に樹脂をモー ドする構造形態も可能である。
このように、ポケット部56に永久磁石片37を
嵌め込むには、ディスク基板33にポケット部5
6を形成する場合と、ケース45自体にポケット
部56を形成する場合との2通りがあり、下記の
(1)はディスク基板33にポケット部56を形成し
磁気ディスク36を製作する場合の製作ステッ
プである。また、下記の(2)は、ケース45自体
ポケット部56を形成して磁気ディスク36を製
作する場合の製作ステップである。
(1)ディスク基板33の面に多数の永久磁石片37
固定された磁気ディスク36の製作方法として
は、ディスク基板33を、基板33両面のうちの
なくとも一方面に多数の穴である上記のポ
ット部56を有するハニカム構造に形成するデ
ィスク基板形成工程と、形成されたディスク
基板33のポケット部56に永久磁石片37を嵌め込
む磁石嵌め込み工程と、永久磁石片37が嵌め
まれたディスク基板33を、内部にドーナッ
の空洞が形成されたケース45内部に収納する
収納工程と、で構成される。
これにより、ポケット部56の側壁がリブ( 強材)の役目をするので、剛性を高めること ができる。この場合、ポケット部56は、非磁 体の材料で形成することが必要であり、ポ ット部56を強磁性体のディスク基板33に接着 剤で貼り付ける。これは、ポケット部56を磁 体(特に強磁性体)で形成すると、ポケット 56の側壁に磁束が吸収され、結果として磁石 表面近傍の磁場だけが強くなり、磁化方向に 関し永久磁石片37から離れた位置に高い磁場 作りにくくなるためである。
このようにして最外側磁気ディスク36Aを 成すれば、簡単な対策で磁気シールドや磁 コイルを設けなくても磁気漏れを解消でき しかも最外側磁気ディスク36Aが変形するこ もない。尚、ポケット部56を備えた内側磁 ディスク36Bを製作するには、ディスク基板33 の両面にポケット部56を形成すればよい。
しかし、最外側磁気ディスク36Aのディス 基板33の外側面に永久磁石片37を配設しない ことにより、最外側磁気ディスク36Aの外側面 と分離槽32内面との間を通過した原水は、磁 フロックFが吸着分離されないままトラフに 流出する危険がある。この対策として、図5 示すように、最外側磁気ディスク36Aの外側 と分離槽32内面との間隙が、最外側磁気ディ スク36Aの回転を阻害しない遮蔽部材54で埋設 れるようにした。遮蔽部材54としては、最 側磁気ディスク36Aの回転を阻害しないこと 必要であり、樹脂やスポンジ等の摩擦が小 く柔らかい素材のものを好適に使用するこ ができる。これにより、最外側磁気ディス 36Aの外側面に永久磁石片37を配設しなくても 、磁性フロックFがそのままトラフ40に流出し てしまうことはない。図5から分かるように 遮蔽部材54でシールしても、最外側磁気ディ スク36Aの外側面と分離槽32内面との間に凹状 隙間が形成されるが、最外側磁気ディスク3 6Aが回転することで遠心力が作用するので、 状の隙間に原水が滞留することはない。
また、最外側磁気ディスク36Aの剛性を高め
ためには、磁気ディスク36のケース45自体を
ハニカム構造にする方法があり、この方法を
採用することで、磁気ディスク36の軽量化を
ることもできる。このハニカム構造の方法
、最外側磁気ディスク36Aに限らず、内側磁
ディスク36Bについても適用できる。
(2)次に、図10~図12により、ケース45自体をハ
カム構造にした磁気ディスク36の製作方法に
ついて説明する。
先ず、ケース本体形成工程を行う。この 程では、図10に示すように、ケース45を構成 するお盆形状のケース本体47と、該ケース本 47に被せる蓋部材55のうち、ケース本体47の 部に多数のポケット部56を形成して、ケー 本体47をハニカム構造に成形する。ケース本 体47をハニカム構造に成形する成形方法とし は、溶融したABS樹脂等のプラスチック樹脂 金型で射出成形する射出成形法を好適に使 できる。ポケット部56の形成位置は、永久 石片37の配置設計に基づいて位置決めされる 。
このポケット部56の四角形の枠である側 がリブの役目をしており、磁気ディスク36の 剛性を高めるだけでなく、磁気ディスク36の 量化を図ることができる。
次に、図11に示すように磁石嵌め込み工 を行う。この工程では、形成されたケース 体47のポケット部56に永久磁石片37を嵌め込 。この場合、永久磁石片37の裏面に接着剤を 塗布して、永久磁石片37をポケット部56に接 剤により固着することが好ましい。
次に、図12に示すように、蓋付け工程を う。この工程では、永久磁石片37が嵌め込ま れたケース本体47に蓋部材55を被せて固定す 。固定方法は、接着剤やビス等を使用でき 。尚、図12では、全てのポケット部56に永久 石片37が嵌め込まれていない図で示されて るが、蓋部材55を被せるときには、全てのポ ケット部56に永久磁石片37が嵌め込まれてい 。
これにより、ハニカム構造に形成された ース本体47と、ケース本体47のポケット部56 嵌め込まれた永久磁石片37と、ケース本体47 に被せる蓋部材55と、から成る磁気ディスク3 6が製作される。
また、このように製作された磁気ディス 36は、従来のように、永久磁石片37同士の隙 間に溶融樹脂を流し込んで冷却固化しなくて も必要な剛性を確保することができるので、 磁気ディスク製作時の歪みを防止できる。ま た、ポケット部56に永久磁石片37を嵌め込む 式であれば、永久磁石片37を新しいものに交 換するのも容易である。
尚、図10~図12では、ケース本体47にハニカ ム構造を成形した例で説明したが、蓋55にハ カム構造を成形してもよい。また、ケース4 5にポケット部56を備えた内側磁気ディスク36B を製作するには、上記図9(B)で説明したよう 、ケース45内側の両面にポケット部56を形成 ればよい。
次に、磁気ディスク36に吸着された磁性 ロックFを回収するフロック回収手段38につ て説明する。
フロック回収手段38は、主として、樋状 クレーパ60と、搬送手段62とで構成される。
樋状スクレーパ60は、回転する磁気ディ ク36が大気中から原水中に進入する直前の磁 気ディスク36同士の間に(図5参照)、回転軸34 傍からフロック回収槽42の上方まで樋状に配 設される。そして、樋状スクレーパ60の両側 上端のエッジ部分60Aが磁気ディスク36の面 所定の付勢力を有して当接することにより 磁気ディスク36の面に吸着された磁性フロッ クFを掻き取るように構成される。
また、搬送手段62は、樋状スクレーパ60内 に配設され、掻き取られて樋状スクレーパ60 に落下堆積した磁性フロックFをフロック回 収槽42の上方に搬送してフロック回収槽42に 下させる。搬送手段62としては、スクリュー コンベア64やヒレ付きベルトコンベア66を好 しく使用することができ、図13~図15はスクリ ューコンベア64の場合であり、図16、図17はヒ レ付きベルトコンベア66の場合である。尚、 13、図14、図16では、磁気ディスク36の大気 部分のみに磁性フロックFを図示した。
図13に示すように、樋状スクレーパ60は、 側面の上端エッジ部分60Aが磁気ディスク36の に所定の押圧力を有して当接していると共 、上端エッジ部分60Aはシャープな薄肉形状 形成される。これにより、時計周り方向に 転する磁気ディスク36の面に吸着された磁 フロックFは、樋状スクレーパ60の上端エッ 部分60Aで掻き取られ、樋状スクレーパ60内に 落下する。
図13~図15に示すように、樋状スクレーパ60 内には、スクリューコンベア64のスクリュー 64Aが収納され、スクリュー部64Aの一端がモ タ64Bに連結される。この場合、図15に示す うに、樋状スクレーパ60の側面から底面に至 る内面形状は、搬送のデッドスペースが形成 されないように半円状にすることが好ましい 。これにより、樋状スクレーパ60内に落下堆 された磁性フロックFは、スクリューコンベ ア64によりフロック回収槽42の上方まで搬送 れ、フロック回収槽42に落下する。
また、搬送手段62として、ヒレ付きベル コンベア66を採用する場合には、図16、図17 示すように構成される。即ち、ヒレ付きベ トコンベア66は、磁気ディスク36の径方向両 に一対のプーリ68が配置され、この一対の ーリ同士の間に、ヒレ69を有する無端状ベル ト70が巻き懸けられる。また、一対のプーリ6 8のうちの一方が図示しないモータ等の駆動 段に連結される。この無端状ベルト70は、磁 気ディスク36の面には接触しない。ヒレ69は 端状ベルト70の外側面に所定間隔を置いて多 数配置され、無端状ベルト70に対して垂直に 成される。この場合、図17に示すように、 状スクレーパ60の側面から底面に至る内面形 状は、搬送のデッドスペースが形成されない ようにヒレ69の形状に合わせることが好まし 。例えば、ヒレ69の形状を逆台形にした場 には、樋状スクレーパ60の内面形状も逆台形 にする。
尚、図13~図17では、樋状スクレーパ60の支 持構造やヒレ付きベルトコンベア66のプーリ6 8の支持構造については特に示していないが 例えば磁気分離装置20の装置本体に支持する ことができる。また、樋状スクレーパ60の傾 については、図14(スクリューコンベア)では 右上がりで示し、図16(ヒレ付きベルトコンベ ア)では右下がりで示したが、右上がりに形 することがより好ましい。これは、樋状ス レーパ60内に落下体積した磁性フロックFが 送手段62で搬送される間に、磁性フロック中 の水分が樋状スクレーパ60を伝って流れるが 右上がりにすることで、水分がフロック回 槽42に流れ込むことを防止できる。フロッ 回収槽42に回収する磁性フロックFはできる け低水分にして減容化を図ることが重要で る。この為、樋状スクレーパ60の右上がりの 傾きを調整できるように、回収手段38全体の きを調整する調整手段(図示せず)を設ける とが好ましい。例えば、スクリューコンベ 方式の回収手段38の場合には、樋状スクレー パ60の長さ方向中心部を回動軸で支持するよ にして、シリンダ装置等の伸縮装置により 状スクレーパ60をシーソーのように揺動可 に構成することもできる。
次に、上記の如く構成された磁気分離装 20の作用について説明する。
磁性フロックFを含有した原水は、分離槽 32の下端に形成された給水口44から流入し、 流部材46によって分流される。この分流部材 46によって、原水は連続回転する磁気ディス 36の面に対して左右両側に分流されると共 、磁気ディスク36同士の間の強磁性空間に流 れ込むように分流される。分流された原水が 分離槽32内を上昇する途中で、原水中の磁性 ロックFが磁気ディスク36の面に吸着される 磁性フロックFが吸着されて浄化された処理 水は、磁性フロックFの左右両側に設けられ 一対のトラフ40に越流する。
一方、磁気ディスク36に吸着された磁性 ロックFは、磁気ディスク36の連続回転によ 水面上の大気中に搬送され、大気中に露出 る。磁性フロックFが大気中に露出すること より、磁性フロックFの水分が重力により磁 気ディスク36の面を伝って分離槽32内に流れ ちる。更に、磁気ディスク36に吸着された磁 性フロックFは、磁気ディスク36の磁性力によ り圧密化される。これにより、磁性フロック Fの脱水が促進され、含水率が約90%のスラッ 状になる。
脱水が促進された磁性フロックFは、磁気 ディスク36の連続回転により樋状スクレーパ6 0の位置まで搬送され、樋状スクレーパ60の側 面エッジ部分60Aで掻き取られ、樋状スクレー パ60内に落下する。樋状スクレーパ60内に落 した磁性フロックFは、スクリューコンベア6 4又はヒレ付きベルトコンベア66の搬送手段62 より搬送されて、フロック回収槽42の上方 で搬送されてフロック回収槽42に落下する。
かかる磁気分離装置20による磁性フロッ Fの磁気分離において、複数枚の磁気ディス 36の真下に分流部材46を設けたので、原水中 の磁性フロックFを磁気ディスク36に効率的に 吸着することができる。
また、磁気ディスクと分離槽との間にシ ル板48を設けたことにより、磁性力が発揮 れない磁気ディスク36の外周面を原水がショ ―トパスしてトラフ40に越流しないようにで る。これにより、トラフ40に越流する処理 の水質が悪化することがない。
また、回転軸34に配設された複数枚の磁 ディスク36のうち、内側磁気ディスク36Bにつ いては従来通りディスク基板33の両面に永久 石片37を配置する一方、最外側磁気ディス 36Aについては、ディスク基板33の内側面(内 磁気ディスクの側の面)のみに磁性力を発揮 るための永久磁石片37を配設した。そして 最外側磁気ディスク36Aの永久磁石片を配設 るディスク基板33の剛性が内側磁気ディスク のディスク基板の剛性よりも大きくなるよう にした。この場合、ハニカム構造の磁気ディ スク36を採用すれば、必要な剛性を確保した で、軽量化を図ることができる。
更には、最外側磁気ディスク36Aの外側面と
離槽32内面との間に遮蔽部材54を埋め込むよ
うにした。これにより、最外側磁気ディスク
36Aからの磁性漏れや変形を防止できると共に
、最外側磁気ディスク36Aの外側面を原水が通
過してトラフ40に越流しないので、処理水の
質が悪くなることもない。
また、回収手段38として、樋状スクレーパ60
設けたことで、磁気ディスク36に吸着した磁
性フロックFを確実に回収することができる
