JP4275658B2 - 固液分離装置および固液分離方法 - Google Patents

Description

本発明は、混合体から液状物質と固形物質とを分離する固液分離装置および固液分離方法に関するものである。

この種の固液分離装置としては、例えば下記特許文献１に示されるような、表面に前記混合体が供給される濾過部と、該濾過部の表面に供給された前記混合体を加圧する加圧手段と、前記濾過部の裏面側に前記液状物質を回収する回収手段とが備えられた構成が知られている。さらに、この文献１の前記加圧手段は、複数の貫通孔が穿設されて、これらの貫通孔の開口する表面が前記混合体に接触して加圧する加圧板を備えるとともに、該加圧板を前記混合体に接触させた状態で、前記貫通孔に圧力流体を通過させることにより、前記混合体を前記加圧板および前記圧力流体により加圧する構成とされている。
以上により、混合体は、前記加圧板および前記圧力流体の双方により加圧されて、該混合体から液状物質が搾り出されるのと同時に、前記回収手段により回収されることによって、混合体から液状物質と固形物質とが分離できるようになっている。
特許第３３１１４１７号公報

ところで前記従来の固液分離装置では、前記加圧板を用いて混合体を加圧する際、前記貫通孔が開口し、かつ混合体に接触して加圧する裏面側（以下、「加圧領域」という）で、混合体を濾過部の表面側に向けて単に押圧しているだけであったので、この加圧時に、前記濾過部の表面に沿った方向において、混合体が前記加圧領域よりも外方に押出される、あるいは飛散するおそれがあった。このようにして押出された混合体は、前記加圧領域に位置しているものよりも液状物質の残存量が多くなり、得られる固形物質の純度にばらつきが生じて、この純度を向上させることが困難であるという問題があった。

本発明は、このような背景の下になされたもので、加圧時に、前記濾過部の表面に沿った方向において、混合体が加圧領域よりも外方に押出される、あるいは飛散することを防ぐことが可能になり、得られる固形物質の純度がばらつくことを抑制し、この固形物質の純度を向上させることができる固液分離装置および固液分離方法を提供することを目的とする。

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明の固液分離装置は、混合体から液状物質と固形物質とを分離する固液分離装置であって、表面に前記混合体が供給される濾過部と、この濾過部の表面に向けて進退可能に支持されるとともに、枠状若しくは環状に設けられたシール部を有するシール手段と、前記濾過部の表面に供給された前記混合体を加圧する加圧手段とが備えられ、前記シール部は、その周方向における少なくとも一部が、前記濾過部の表面に供給された前記混合体をその厚さ方向に突き刺す壁部とされ、前記濾過部の表面に供給された前記混合体を、前記壁部により突き刺した状態で前記シール部により囲繞して、該囲繞された前記混合体を前記加圧手段により加圧し、液状物質と固形物質とを分離する構成とされたことを特徴とする。

この発明によれば、前記壁部を有するシール部が備えられ、前記濾過部の表面に供給された前記混合体を前記加圧手段で加圧するに際し、この混合体を前記壁部により突き刺した状態で前記シール部により囲繞するので、該加圧時に、前記濾過部の表面に沿った方向において、この混合体が前記シール部の開口面の内側よりも外方へ押出される、あるいは飛散することを防ぐことが可能になる。すなわち、前記シール部の開口面の内側に位置する前記混合体が、前記加圧により、前記開口面の内側から外方へ押出等されようとしても、前記壁部の内面によりその移動を阻止することが可能になり、前記シール部の開口面の内側に位置する混合体を、当該内側に留めた状態で加圧することが可能になる。これにより、固液分離効率の向上を図ることが可能になるばかりでなく、得られる固形物質の純度がばらつくことを抑制し、この純度を向上させることができる。

ところで、前記混合体が低粘度である場合には、前記シール部の開口面により、この混合体を例えば面加圧して囲繞しようとすると、前記混合体がこのシール部の開口面によりその外側に向けて押し退けられ、これに伴い、前記開口面の内側に位置する前記混合体も外方へ押出されることによって、シール部の開口面の内側に位置する前記混合体の量が僅少になり、固液分離効率の向上および固形物質の純度の向上を図れなくなるおそれが考えられる。

しかしながら、本発明では、前記シール部の周方向における少なくとも一部が、前記壁部とされているので、前記シール部の開口面により、その内側に位置する前記混合体が外方へ押出されようとしても、少なくとも前記壁部の内面により、その移動を阻止することが可能になり、前記加圧手段による加圧時に、前記開口面の内側に位置する前記混合体の量が僅少になることを確実に抑えることができる。

ここで、前記シール部は、枠状若しくは環状に設けられるとともに、その開口面が全周に亙って前記濾過部の表面、または該表面に供給された前記混合体を面加圧して密接可能とされたシール材を備えてもよい。

この場合、前記壁部のみならず、前記混合体を面加圧するシール材が備えられているので、前記加圧手段による加圧時に、この混合体が前記シール部の開口面の内側よりも外側へ押出される、あるいは飛散することを確実に防ぐことが可能になる。特に、前記混合体は、前記シール材により面加圧されると、液状物質が搾り出されて固められることになるので、前記加圧手段による加圧時に、前記開口面の内側に位置する混合体に前記開口面の外方へ向けて移動させる力が作用した場合においても、該混合体の前記固められた部分により、その移動を阻止させることが可能になる。

なお、前記シール材を駆動する駆動手段と、前記壁部を駆動する駆動手段とを各々独立して設けるようにしてもよい。この場合、例えば前記混合体の性状等に応じて、シール材による面加圧、および壁部による突き刺しのタイミングを異ならせることが可能になり、この混合体が前記シール部の開口面の内側よりも外側へ押出等されることを、前記混合体の種類を問わず防ぐことができる。これにより、様々な種類の混合体を圧搾・通気ろ過する際にも、この混合体を飛散させることなく安定したろ過を行うことが可能になり、固液分離効率の向上を図ることができるとともに、この固液分離装置の取り扱い性の向上を図ることが可能になる。

また、前記シール材は、外側シール材と、該外側シール材の内側に設けられた内側シール材とを備え、前記壁部は前記外側シール材と内側シール材との間に設けられてもよい。
この場合、前記混合体において、前記壁部に突き刺された部分に、該壁面の内側に連なる部分および外側に連なる部分の双方を、前記各シール材により面加圧して固めることが可能になる。したがって、前記加圧手段による加圧時に、前記シール部の開口面の内側に位置する混合体に、その外側に向けて移動させる力が作用した場合においても、前記壁部の内面、および混合体の、前記壁部の内側および外側に連なり前記固められた部分により、前記移動を阻止させることができる。

さらにまた、前記壁部は、その先端が前記シール材の開口面よりも前記濾過部の表面側に向けて突出して設けられてもよい。
この場合、前記壁部を駆動する駆動部と、シール材を駆動する駆動部とを各々独立させて設けなくても、シール部全体を、前記濾過部の表面に向けて移動すると、混合体の表面はまず前記壁部に突き刺され、その後、前記シール材により面加圧されることになる。したがって、特に前記混合体の粘度が低い場合に、前記混合体をシール材により面加圧した後に、壁部により突き刺すと、前記シール材の開口面の内側に位置する混合体が、前記のように外方へ押出され、残存量が僅少になっているおそれが考えられるが、前記壁部により突き刺した後に、前記シール材により面加圧すると、該面加圧時に、前記内側に位置する混合体が外方に向けて押出されようとしても、その移動を壁部の内面によりせき止めさせることが可能になる。以上より、装置を大掛かりにすることなく、低粘度の前記混合体を高効率に固液分離することができる。

さらに、前記シール材は、弾性変形する材質により形成されてもよい。
この場合、シール材を、濾過部の表面、または該表面に供給された混合体に、弾性変形させて密接させた状態で、シール材の開口面の内側に位置する混合体を加圧することが可能になり、該加圧時に、当該混合体がシール材の開口面の内側から前記外方へ押出等されることを確実に抑制することが可能になる。

また、前記加圧手段は、前記シール部の開口面の内側に供給される圧力流体により前記混合体を加圧する構成とされてもよい。
さらに、前記加圧手段は、複数の貫通孔が穿設されて、これらの貫通孔が開口する表面が前記混合体に接触して加圧する加圧板を備えるとともに、該加圧板を前記混合体に接触させた状態で、前記貫通孔に前記圧力流体を通過させることにより、前記混合体を前記加圧板および前記圧力流体により加圧する構成とされてもよい。
これらの場合、固液分離効率の向上および固形物質の純度のばらつきの低減を確実に図ることができる。

また、前記濾過部の裏面側に、分離された前記液状物質を回収する回収手段が備えられ、該回収手段は、真空吸引装置に連結されてもよい。
この場合、固液分離効率のさらなる向上を図ることができる。

さらに、前記濾過部の裏面側に、分離された前記液状物質を回収する回収手段が備えられ、前記濾過部の表面は、装置本体に略水平に走行可能に設けられた濾布により構成され、前記回収手段は前記濾布の下に当該濾布の走行方向に複数設けられるとともに、真空吸引装置に連結された真空トレイにより構成され、前記濾布の上に供給された前記混合体を、前記壁部により突き刺した状態で前記シール部により囲繞して、該囲繞された前記混合体を前記加圧手段により加圧しながら、前記真空トレイによって前記濾布を介して真空吸引することにより液状物質と固形物質とを分離する構成とされてもよい。

この場合、混合体を濾布により間欠的または連続的に移動させながら加圧して、固液分離することが可能になり、得られる固形物質の純度が向上された固液分離処理を高効率に実施することができる。
なお、前記壁部は、少なくとも前記濾布の走行方向における前側および後側に設けられてもよい。

本発明の固液分離方法は、請求項１から１０のいずれかに記載の固液分離装置を用いて、前記濾過部の表面に供給された前記混合体を、前記壁部により突き刺した状態で前記シール部により囲繞してシールするとともに、該囲繞された前記混合体を前記加圧手段により加圧して液状物質を固形物質から分離することを特徴とする。

また、本発明の固液分離方法は、請求項２から１０のいずれかに記載の固液分離装置を用いて、前記濾過部の表面に供給された前記混合体に前記壁部を突き刺した後に、前記シール材の開口面をその全周に亙って前記濾過部の表面、または該表面に供給された前記混合体に密接させ、当該混合体を囲繞してシールするとともに、該囲繞された前記混合体を前記加圧手段により加圧して液状物質を固形物質から分離することを特徴とする。

これらの場合、固液分離効率の向上を図ることが可能になるばかりでなく、得られる固形物質の純度がばらつくことを抑制し、この固形物質の純度を向上させることができる。特に、後者の固液分離方法では、前記混合体の粘度が低い場合に、前記シール材により面加圧したときに、このシール材の内側に位置する混合体が外方へ向けて押出されようとしても、その移動を前記壁部の内面によりせき止めさせることが可能になる。したがって、粘度の低い混合体であっても、これを高効率に固液分離することができる。

固液分離効率の向上を図ることが可能になるばかりでなく、得られる固形物質の純度がばらつくことを抑制し、この固形物質の純度を向上させることができる。

以下、図１から図４に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
本実施形態の固液分離装置１０では、表面に混合体が供給される濾過部１１ａと、枠状のシール部１２ａを有するシール手段１２と、濾過部１１ａの表面に供給された混合体を加圧する加圧手段１３と、濾過部１１ａの裏面側に設けられ、前記混合体から分離された液状物質を回収する回収手段１４とが備えられている。

濾過部１１ａは、本実施形態では、装置本体１０ａに略水平に走行可能に設けられた濾布１１の一部により構成されている。すなわち、濾布１１は、図４に示すように、装置本体１０ａに回転自在に設けられた多数の案内ロール１５に無端状に張設されていて、装置本体１０ａの上側に水平に張設された部分（以下、「水平部分」という）が前記濾過部１１ａを構成している。

回収手段１４は、濾過部１１ａの裏面側に、当該濾過部１１ａの走行方向Ｆに沿って複数（図示の例では４個）設けられるとともに、図示されない真空吸引装置に連結された箱形状の真空トレイＡ１〜Ａ４により構成されている。また、前記混合体は液状物質中に固形物質を含むいわゆるスラリーＳとされている。

複数の真空トレイＡ１〜Ａ４の上面はそれぞれ、図１および図２に示すように、濾過部１１ａの走行方向Ｆから見たその断面の幅方向（走行方向Ｆに直交する方向）における中央部が水平部１４ｂとされ、該水平部１４ｂの幅方向両端部に外方へ向けて斜め上方に立上がる傾斜部１４ｃが連設された略Ｖ字状とされている。ここで、濾過部１１ａは、真空トレイＡ１〜Ａ４の上面に配置され、該濾過部１１ａも、真空トレイＡ１〜Ａ４の上面に沿うように前記略Ｖ字状とされている。

なお、真空トレイＡ１〜Ａ４の上面のうち、前記水平部１４ｂ、および前記傾斜部１４ｃの水平部１４ｂ側には、図１に示されるように、複数の貫通孔が形成されており、該貫通孔を介して、濾過部１１ａの表面に供給されたスラリーＳに真空吸引力が作用し、かつ、スラリーＳからの液状物質が真空トレイＡ１〜Ａ４の内部に回収されるようになっている。

複数の真空トレイＡ１〜Ａ４は、それぞれ独立して、図示されない制御弁と濾液槽とに連結されており、各濾液槽は、図示されない真空ポンプおよび濾液ポンプに連結されている。そして、各真空トレイＡ１〜Ａ４は、独立して所要の真空圧および大気開放操作を行ない得るようになっている。また、各真空トレイＡ１〜Ａ４上の濾布１１、つまり濾過部１１ａはそれぞれ、ケーキ形成区画、第１、第２洗浄区画、脱水区画に区分されている。

濾過部１１ａの上方には、図４に示されるように、移動フレーム１０ｂに支持されたスラリー供給装置１６および第１、第２洗浄装置１７ａ、１７ｂが、互いに連結された状態で、濾過部１１ａの走行方向Ｆに沿って往復移動自在に設けられている。また、スラリー供給装置１６は、前記ケーキ形成区画にスラリーＳを供給するとともに、各洗浄装置１７ａ、１７ｂは、前記第１、第２洗浄区画にそれぞれ、第２洗浄濾液（第２洗浄区画を透過した回収液）および新鮮な洗浄液（例えば水道水）を供給するようになっている。

また、装置本体１０ａの下部には、支持部材１９が取り付けられており、この支持部材１９上に走行台車１８が濾過部１１ａの走行方向Ｆに沿って走行自在に配置されている。この走行台車１８には、真空トレイＡ１〜Ａ４の下方に位置する濾布１１をその厚さ方向から狭持する図示されない挟持シリンダが設けられている。
さらに、装置本体１０ａの下部には、軸線が前記走行方向Ｆに延在するように移動シリンダ２０が垂設されており、この移動シリンダ２０の一端部（走行方向Ｆの後端部）２０ａが走行台車１８に連結されている。

以上により、前記狭持シリンダが、真空トレイＡ１〜Ａ４の下方に位置する濾布１１を狭持した状態で、移動シリンダ２０の前記一端側２０ａが前記走行方向Ｆの反対方向へ向けて移動されると、走行台車１８、および真空トレイＡ１〜Ａ４の下方に位置する濾布１１が前記走行方向Ｆと反対側へ向けて走行させられるとともに、濾過部１１ａが前記走行方向Ｆに向けて走行されるようになっている。

なお、移動シリンダ２０の他端部（前記走行方向Ｆの前端部）２０ｂには、洗浄パイプ２１が連結されており、この洗浄パイプ２１の先端（前記走行方向Ｆの前端部）に、得られた固形物質を剥離した後の濾布１１を洗浄する洗浄ノズル２２が、洗浄水の飛散防止用の覆い２３に囲まれて設けられている。

そして、本実施形態の固液分離装置１０には、濾過部１１ａの上方において、第２洗浄液供給手段１７ｂよりも前記走行方向Ｆの前方側（図示の例では、前記走行方向Ｆにおける前端に位置する真空トレイＡ４の配設位置）に、前記加圧手段１３およびシール手段１２が配設されている。なお、加圧手段１３およびシール手段１２は、濾過部１１ａの走行方向Ｆにおける同一位置に配置されており、濾過部１１ａの表面における同一のスラリーＳに対して同時に作用させることができるようになっている。

加圧手段１３は、図１から図３に示すように、平面視矩形状の本体部１３ａと、濾過部１１ａの表面に対向する本体部１３ａの下面側に配設された平板状の通気板１３ｂと、本体部１３ａおよび通気板１３ｂを濾過部１１ａの表面に向けて進退可能に支持する加圧手段駆動部１３ｃと、本体部１３ａに圧力流体を供給する図示されない圧力流体供給手段とが備えられている。

本体部１３ａの前記下面には、図２に示すように、濾過部１１ａの表面に対して開口する開口部１３ｅ、１３ｆが設けられている。本実施形態の開口部１３ｅ、１３ｆは複数設けられ、濾過部１１ａの表面における幅方向中央部に開口する主開口部１３ｅと、濾過部１１ａの表面における幅方向両端部に開口する副開口部１３ｆ、１３ｆとが備えられている。これらの開口部１３ｅ、１３ｆの内部は、圧力流体供給孔１３ｈを介して前記圧力流体供給手段と連通されて、圧力流体が供給可能とされている。なお、本実施形態では、圧力流体としてエアを採用した。

また、本体部１３ａの上面には加圧手段駆動部１３ｃが連結されており、この駆動部１３ｃを駆動することによって、本体部１３ａが通気板１３ｂごと濾過部１１ａの表面に対して進退移動できるようになっている。

通気板１３ｂは、本体部１３ａの下面に開口部１３ｅ、１３ｆを閉塞するように取り付けられている。この通気板１３ｂには、厚さ方向に貫通する貫通孔１３ｇが複数穿設されており、これにより、前記開口部１３ｅ、１３ｆに圧力流体供給孔１３ｈを介して供給された圧力流体が、貫通孔１３ｇを通過して、濾過部１１ａの表面に供給されたスラリーＳに接触し、該スラリーＳを加圧できるようになっている。

シール手段１２は、図１から図３に示すように、枠状のシール部１２ａと、該シール部１２ａの上面に接着されたバックアッププレート１２ｂと、バックアッププレート１２ｂの上面に連結されて、該プレート１２ｂをシール部１２ａごと濾過部１１ａの表面に対して進退可能に支持するシリンダ装置等のシール部駆動手段１２ｃとを備えている。
なお、シール部駆動手段１２ｃは、加圧手段駆動部１３ｃとは異なる別の構成要素により構成され、通気板１３ｂとは独立して、バックアッププレート１２ｂを介してシール部１２ａを濾過部１１ａの表面に向けて進退移動できるようになっている。

ここで、本実施形態のシール部１２ａは、その周方向における少なくとも一部が、濾過部１１ａの表面に供給されたスラリーＳをその厚さ方向に突き刺す壁部１２ｄとされている。図示の壁部１２ｄは、シール部１２ａの周方向において、濾過部１１ａの走行方向Ｆにおける前側および後側に位置され、それぞれの壁部１２ｄは濾過部１１ａの幅方向の略全域に亙って延在している。なお、壁部１２ｄは例えばステンレス鋼により形成されている。

また、シール部１２ａは、枠状とされ、その開口面が全周に亙って濾過部１１ａの表面、または該表面に供給されたスラリーＳを面加圧して密接可能とされたシール材１２ｅを備えている。本実施形態のシール材１２ｅは、例えば発泡ゴム、単泡スポンジ若しくはウレタンにより形成されており、濾過部１１ａのうち、真空トレイＡ４の前記傾斜部１４ｃと対応する部分の表面、および濾過部１１ａの表面に供給されたスラリーＳを面加圧して密接したときに弾性変形するようになっている。

さらに、シール材１２ｅは、外側シール材１２ｆと、該外側シール材１２ｆの内側に設けられた内側シール材１２ｇとを備え、壁部１２ｄは外側シール材１２ｆと内側シール材１２ｇとの間に設けられている。外側シール材１２ｆおよび内側シール材１２ｇは、濾過部１１ａの表面と対向する下面および該下面と反対側の上面の高さ位置が略同等となるように配設され、壁部１２ｄの先端は、外側シール材１２ｆおよび内側シール材１２ｇの前記下面よりも下方（濾過部１１ａの表面側）に向けて突出して位置されている。なお、外側シール材１２ｆおよび内側シール材１２ｇの開口面に沿った方向における厚さ（肉厚）は略同等とされ、壁部１２ｄは、外側シール材１２ｆおよび内側シール材１２ｇを一体としてみたときのシール材１２ｅの前記厚さ方向の中央部に位置されて、該壁部１２ｄの先端がシール材１２ｅの前記下面から濾過部１１ａの表面側に向けて突出するように配設されている。

また、シール手段１２は、加圧手段１３の本体部１３ａの外周縁部に設けられている。そして、シール材１２ｅは、その前記下面側が本体部１３ａの下面から突出するように配設され、バックアッププレート１２ｂは、本体部１３ａの内側に配設され、シール材駆動手段１２ｃは、本体部１３ａの上面に配設されている。

バックアッププレート１２ｂは、図１に示すように、シール材１２ｅおよび壁部１２ｄからなるシール部１２ａの上面の略全域を覆うように配設されるとともに、その周方向で複数に分割されている。図示のバックアッププレート１２ｂでは、前記走行方向Ｆの前端部および後端部と、該走行方向Ｆに直交する方向の両端部とで４分割されている。すなわち、前記前端部のバックアッププレート１２ｂにより、内側および外側シール材１２ｆ、１２ｇのうち、前記走行方向Ｆの前端部を構成する部分と、前記走行方向Ｆの前端に位置する壁部１２ｄとが濾過部１１ａの表面に向けて進退移動され、また、前記後端部のバックアッププレート１２ｂにより、内側および外側シール材１２ｆ、１２ｇのうち、前記走行方向Ｆの前端部を構成する部分と、前記走行方向Ｆの後端に位置する壁部１２ｄとが濾過部１１ａの表面に向けて進退移動されるようになっている。さらに、前記両端部のバックアッププレート１２ｂにより、内側および外側シール材１２ｆ、１２ｇのうち、前記走行方向Ｆに直交する方向の両端部を構成する部分が濾過部１１ａの表面に向けて進退移動されるようになっている。

シール材駆動手段１２ｃは、前記複数に分割されたバックアッププレート１２ｂに対応して複数備えられ、当該分割されたバックアッププレート１２ｂが各別に、これらのシール材駆動手段１２ｃにより濾過部１１ａの表面に対して互いに独立して進退移動されるようになっている。
これにより、シール部１２ａが、真空トレイＡ４の前記傾斜部１４ｃと対応する部分に位置する濾過部１１ａの表面を面加圧する部分（内側および外側シール材１２ｆ、１２ｇのうち、前記走行方向Ｆの両端部を構成する部分）と、濾過部１１ａの表面に供給されたスラリーＳを面加圧および突き刺す部分（内側および外側シール材１２ｆ、１２ｇのうち、前記走行方向Ｆに直交する方向の前端部および後端部を構成する部分と、前記走行方向Ｆの前端および後端に位置する壁部１２ｄ）とで、その前進駆動力を異ならせることができるようになっている。

ここで、シール手段１２および加圧手段１３の平面視において、シール部１２ａの内側シール材１２ｇの内周縁形状は、加圧手段１３の通気板１３ｂの外周縁形状と略同一の形状とされて、これらの内周縁と外周縁との間に略隙間がない状態とされている。すなわち、本実施形態では、通気板１３ｂの外周部の少なくとも一部が内側シール材１２ｇの内周面に食い込んでいる。

また、シール部１２ａが前記前進移動されると、図２に示されるように、外側シール材１２ｆの下面の前記両端部が、真空トレイＡ４の前記傾斜部１４ｃの上面に濾布１１を介して前記走行方向Ｆに延在して密接し、内側シール材１２ｇの下面の前記両端部が、スラリーＳのうち、前記傾斜部１４ｃに接して位置する部分に、前記走行方向Ｆに延在して密接するようになっている。

さらに、外側シール材１２ｆおよび内側シール材１２ｇの下面のうち、前記走行方向Ｆにおける前側および後側に位置する部分は、図３に示すように、スラリーＳにその幅方向における全域に亙って密接するとともに、これらの外側シール材１２ｆおよび内側シール材１２ｇの間から壁部１２ｄの先端が、濾過部１１ａの表面に向けて突出して、濾過部１１ａ上のスラリーＳのうち、外側および内側シール材１２ｆ、１２ｇの前記前端部および後端部により面加圧される部分同士の間を突き刺すようになっている。

次に、以上のように構成された固液分離装置１０によりスラリーＳから液状物質と固形物質とに分離する方法について説明する。
まず、各真空トレイＡ１〜Ａ４への真空吸引を休止した後、前記挟持シリンダにより、真空トレイＡ１〜Ａ４の下方に位置する濾布１１を挟み込んだ状態で、移動シリンダ２０の前記一端部２０ａを前記走行方向Ｆと反対方向に向けて所定距離だけ移動させる。これにより、真空トレイＡ１〜Ａ４の下方に位置する濾布１１は、前記走行方向Ｆの反対側へ向けて移動され、濾過部１１ａが前記走行方向Ｆに向けて所定距離だけ移動させられる。

次に、各真空トレイＡ１〜Ａ４の真空吸引を開始する。この際、スラリー供給装置１６によって真空トレイＡ１の上面のケーキ形成区画にスラリーＳが均一に供給されるとともに、第１、第２洗浄装置１７ａ、１７ｂによって真空トレイＡ２、Ａ３の上面の第１、第２洗浄区画にそれぞれ第２洗浄濾液および新鮮な洗浄液が万遍なく散布されて、該第１、第２洗浄区画に形成されたケーキ状のスラリーＳの洗浄が行なわれる一方、洗浄ノズル２２によって濾布１１に洗浄水が供給されて濾布１１の洗浄が行なわれる。また、前記脱水区画においては、洗浄後のスラリーＳを真空吸引することにより、脱水乾燥が行なわれる。

以上により、前記挟持シリンダおよび移動シリンダ２０によって、濾過部１１ａを走行方向Ｆに所定距離ずつ間欠移動するとともに、濾過部１１ａの表面にスラリー供給装置１６によってスラリーＳを供給してこれを真空吸引することによりケーキ状のスラリーＳとした後に、このスラリーＳに、第１、第２洗浄装置１７ａ、１７ｂによって、第２洗浄濾液および洗浄液を供給して真空吸引することによりこれを洗浄し、さらにこのスラリーＳを真空吸引することにより脱水乾燥を行ない固形物質として図示されないスクレーパによって濾布１１から剥ぎ取って回収する。

ここで、本実施形態では、前記走行方向Ｆにおける最先端部に位置する真空トレイＡ４において、前記第２洗浄濾液および洗浄液の供給されたスラリーＳを真空吸引する際、濾布１１を停止させた状態で、加圧手段１３の加圧手段駆動部１３ｃを濾過部１１ａの表面に向けて前進移動し、本体部１３ｃを通気板１３ｂごと当該濾過部１１ａの表面に向けて前進移動させる。

これと同時に、シール手段１２のシール材駆動手段１２ｃを濾過部１１ａの表面に向けて前進駆動させ、バックアッププレート１２ｂを介してシール部１２ａを当該濾過部１１ａの表面に向けて前進移動させ、壁部１２ｄの先端をスラリーＳに突き刺した状態で、内側および外側シール材１２ｆ、１２ｇの下面を、真空トレイＡ４の前記傾斜部１４ｃと対応する部分に位置する濾過部１１ａの表面、および該表面に供給されたスラリーＳを面加圧して密接させる。この際、内側および外側シール材１２ｆ、１２ｇの前記前端部および後端部における下面は、スラリーＳのうち、壁部１２ｄに突き刺された部分に前記走行方向Ｆの前側および後側に連なる部分を面加圧して密接する。また、内側および外側シール材１２ｆ、１２ｇはともに、その全周に亙って前記進退方向に弾性域内で圧縮変形される。
以上により、前記シール材１２ｆ、１２ｇの下面が、濾過部１１ａの表面、および該表面に供給されたスラリーＳを面加圧して密接するのと略同時に、通気板１３ｂの下面が、シール部１２ａに囲繞されてシールされたスラリーＳに接触する。

そして、シール部１２ａによるスラリーＳの前記囲繞を維持した状態で、前記圧力流体供給手段を作動させて、本体部１３ａに形成された圧力流体供給孔１３ｈを介して圧力流体を前記開口部１３ｅ、１３ｆに供給する。これにより、本体部１３ａの前記開口部１３ｅ、１３ｆの内部は、通気板１３ｂおよびスラリーＳにより閉塞されて、その内圧が上昇することとなる。そして、通気板１３ｂに穿設された貫通孔１３ｇを介して、当該上昇した内圧、および開口部１３ｅ、１３ｆに供給された前記圧力流体がスラリーＳに作用することとなる。

以上により、シール部１２ａの開口面内側に位置するスラリーＳは、前記開口部１３ｅ、１３ｆ内に供給された圧力流体により加圧されることとなる。この際、真空トレイＡ４により濾過部１１ａの下面側を真空引きしておくことにより、スラリーＳから押出された液状物質が真空トレイＡ４に回収されて、このスラリーＳが固形物質と液状物質とに分離される。

以上説明したように本実施形態による固液分離装置１０によれば、壁部１２ｄを有するシール部１２ａが備えられ、濾過部１１ａの表面に供給されたスラリーＳを加圧手段１３により加圧するに際し、このスラリーＳを壁部１２ｄにより突き刺した状態でシール部１２ａにより囲繞するので、該加圧時に、濾過部１１ａの表面に沿った方向において、このスラリーＳがシール部１２ａの開口面の内側から外方へ押出される、あるいは飛散することを防ぐことが可能になる。

すなわち、シール部１２ａの開口面の内側に位置するスラリーＳが、前記加圧により、前記開口面の内側から外方へ押出等されようとしても、壁部１２ｄの内面によりその移動を阻止することが可能になり、シール部１２ａの開口面の内側に位置するスラリーＳを、当該内側に留めた状態で加圧することが可能になる。これにより、固液分離効率の向上を図ることが可能になるばかりでなく、得られる固形物質の純度がばらつくことを抑制し、この固形物質の純度を向上させることができる。

ところで、スラリーＳが低粘度である場合には、前記実施形態のように、外側および内側シール材１２ｆ、１２ｇの前記下面（シール部１２ａの開口面）により、このスラリーＳを面加圧して囲繞すると、スラリーＳがこれらのシール材１２ｆ、１２ｇの前記下面によりその外側に向けて押し退けられ、これに伴い、内側シール材１２ｇの内側に位置するスラリーＳも外方へ押出されることによって、内側シール材１２ｇの内側に位置するスラリーＳの量が僅少になり、固液分離効率の向上および固形物質の純度の向上を図れなくなるおそれが考えられる。

しかしながら、本実施形態の固液分離装置１０では、壁部１２ｄを有するシール部１２ａが設けられているので、外側および内側シール材１２ｆ、１２ｇの前記下面により、その内側に位置するスラリーＳが外方へ押出されようとしても、前記壁部１２ｄの内面により、その移動を阻止することが可能になり、加圧手段１３による加圧時に、内側シール材１２ｇの内側に位置するスラリーＳの量が僅少になることを確実に抑えることができる。

特に、本実施形態では、濾過部１１ａの前記両端部が外方へ向けて斜め上方に立上がる傾斜部１４ｃとされて、壁部１２ｄが、シール部１２ａの前記走行方向Ｆにおける前端部および後端部に設けられ、かつ濾過部１１ａの幅方向にその略全長に亙って延在しているので、加圧手段１３によるスラリーＳの加圧時に、シール部１３ａの開口面内側から外方へ向けてこのスラリーＳが押出等されることを確実に抑制することができる。

また、シール部１２ａが、壁部１２ｄのみならず、前記シール材１２ｆ、１２ｇを備えているので、加圧手段１３による加圧時に、このスラリーＳがシール部１２ａの開口面の内側よりも外側へ押出される、あるいは飛散することを確実に防ぐことが可能になる。特に、スラリーＳの、前記シール材１２ｆ、１２ｇにより面加圧される部分は、液状物質が搾り出されて固められることになるので、加圧手段１３による加圧時に、前記開口面の内側に位置するスラリーＳに前記開口面の外方へ向けて移動させる力が作用した場合においても、該スラリーＳの前記固められた部分により、その移動を阻止させることが可能になる。

また、シール材１２ａが外側シール材１２ｆと内側シール材１２ｇとを備え、壁部１２ｄは外側シール材１２ｆと内側シール材１２ｇとの間に設けられているので、スラリーＳにおいて、壁部１２ｄに突き刺された部分に該壁面１２ｄの内側に連なる部分および外側に連なる部分の双方を、前記各シール材１２ｆ、１２ｇにより面加圧して前記のように固めることが可能になる。したがって、加圧手段１３による加圧時に、シール部１２ａの開口面の内側に位置するスラリーＳに、その外側に向けて移動させる力が作用した場合においても、壁部１２ｄの内面、およびスラリーＳの、壁部１２ｄの内側および外側に連なり前記固められた部分により、前記移動を阻止させることができる。

さらにまた、壁部１２ｄは、その先端が内側および外側シール材１２ｆ、１２ｇの開口面よりも濾過部１１ａの表面側に向けて突出して設けられているので、壁部１２ｄを駆動する駆動部と、前記各シール材１２ｆ、１２ｇを駆動する駆動部とを各々独立させて設けなくても、シール部１２ａ全体を、濾過部１１ａの表面に向けて移動すると、スラリーＳの表面はまず壁部１２ｄに突き刺され、その後、前記各シール材１２ｆ、１２ｇにより面加圧されることになる。

したがって、特にスラリーＳの粘度が低い場合に、シール材１２ｆ、１２ｇにより面加圧し、その後、壁部１２ｄによりスラリーＳを突き刺すと、前記シール材１２ｆ、１２ｇの開口面の内側に位置するスラリーＳが、前記のように外方へ押出され、残存量が僅少になっているおそれが考えられるが、壁部１２ｄにより突き刺した後に、前記シール材１２ｆ、１２ｇにより面加圧すると、該面加圧時に、前記内側に位置するスラリーＳが外方に向けて押出されようとしても、その移動を壁部１２ｄの内面によりせき止めさせることが可能になる。以上により、装置を大掛かりにすることなく、低粘度のスラリーＳを高効率に固液分離することができる。

さらに、前記各シール材１２ｆ、１２ｇは、弾性変形する材質により形成されているので、これらのシール材１２ｆ、１２ｇを、濾過部１１ａの表面、または該表面に供給されたスラリーＳに、弾性変形させて密接させた状態で、シール材１２ｆ、１２ｇの開口面の内側に位置するスラリーＳを加圧することが可能になり、該加圧時に、当該スラリーＳがシール材１２ｆ、１２ｇの開口面の内側から前記外方へ押出等されることを確実に抑制することが可能になる。

また、濾過部１１ａの裏面側に、分離された前記液状物質を回収する回収手段１４が備えられ、この回収手段１４は真空吸引装置に連結されているので、固液分離効率のさらなる向上を図ることができる。
特に本実施形態では、濾過部１１ａの裏面側に、分離された前記液状物質を回収する回収手段１４が備えられ、濾過部１１ａの表面は、装置本体１０ａに略水平に走行可能に設けられた濾布１１により構成され、回収手段１４は濾布１１の下に当該濾布１１の走行方向Ｆに複数設けられるとともに、図示されない真空吸引装置に連結された真空トレイＡ１〜Ａ４により構成され、濾布１１の上に供給されたスラリーＳを、壁部１２ｄにより突き刺した状態でシール部１２ａにより囲繞して、加圧手段１３により加圧しながら、真空トレイＡ１〜Ａ４によって濾布１１を介して真空吸引することにより液状物質と固形物質とを分離する構成とされているので（以下、「水平式真空濾過機の構成」という）、スラリーＳを濾布１１により間欠的に移動させながら加圧して、固液分離することが可能になり、得られる固形物質の純度が向上された固液分離の処理を高効率に実施することができる。

さらに、シール部１２ａは、その周方向に複数に分割された領域で互いに独立して、濾過部１１ａの表面に向けて進退可能に支持されているので、シール部１２ａの周方向位置ごと、すなわち本実施形態では、真空トレイＡ４の前記傾斜部１４ｃと対応する部分に位置する濾過部１１ａの表面を面加圧する部分（内側および外側シール材１２ｆ、１２ｇのうち、前記走行方向Ｆに直交する幅方向における両端部を構成する部分）と、濾過部１１ａの表面に供給されたスラリーＳを面加圧および突き刺す部分（内側および外側シール材１２ｆ、１２ｇのうち、前記走行方向Ｆの前端部および後端部を構成する部分と、前記走行方向Ｆの前端および後端に位置する壁部１２ｄ）とで、その前進駆動力を異ならせることが可能になる。

したがって、濾過部１１ａの表面に供給されたスラリーＳの性状等に応じて、前記前進駆動力をシール部１２ａの周方向位置ごとで異ならせることによって、加圧手段１３による加圧時に、スラリーＳがシール部１２ａの開口面の内側から前記外方へ押出等されることを確実に抑制することができる。

また、シール材駆動手段１２ｃは、加圧手段駆動部１３ｃとは異なる別の構成要素により構成され、通気板１３ｂとは独立して、真空トレイＡ４の前記傾斜部１４ｃと対応する部分に位置する濾過部１１ａの表面、および該表面に供給されたスラリーＳを前記シール部１２ａにより面加圧等できるようになっているので、例えば濾過部１１ａの表面に供給されるスラリーＳの性状等に応じて、通気板１３ｂおよびシール部１２ａの、濾過部１１ａの表面に向けた前記面加圧の荷重を適宜変更することが可能になる。

以上により、加圧手段１３によるスラリーＳの加圧時に、このスラリーＳが前記外方へ押出される、あるいは飛散することを、スラリーＳの種類を問わず防ぐことができる。これにより、様々な種類のスラリーＳを圧搾・通気ろ過する際にも、スラリーＳを飛散させることなく安定したろ過を行うことが可能になり、固液分離効率の向上を図ることができるとともに、この固液分離装置１０の取り扱い性の向上を図ることが可能になる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、シール部１１ａとして、シール材１２ｆ、１２ｇと壁部１２ｄとを有する構成を示したが、これに代えて、図５に示すような、壁部１２ｄのみによりシール部１１ａを構成させるようにしてもよい。また、シール材として、内側シール材１２ｆと外側シール材１２ｇとを備える構成を示したが、図６および図７に示すような、これら１２ｆ、１２ｇを一体としたシール材１２ｈを採用してもよい。この場合、壁部１２ｄは、図６（ｂ）に示すように、シール材１２ｈの内周面側から濾過部１１ａの表面に向けて突出させてもよく、また、図７（ｂ）に示すように、シール材１２ｈの外周面側から濾過部１１ａの表面に向けて突出させて設けてもよい。

また、前記実施形態では、固液分離装置１０として、前記水平式真空濾過機の構成を示したが、これに代えて、表面が固定され、走行可能に支持されていない濾過部１１ａとシール手段１２と加圧手段１３とを有する構成を採用してもよい。さらに、この構成に、前記真空吸引装置に連結された回収手段１４を設けるようにしてもよい（以下、「他の実施形態」という）。該他の実施形態により、濾過部１１ａの表面に供給されたスラリーＳを壁部１２ｄで突き刺し、かつシール部１２ａで囲繞した状態で、回収手段１４で真空吸引しながら、前記圧力流体により加圧して固液分離するようにしてもよい。

また、前記他の実施形態において、通気板１３ｂを、濾過部１１ａの表面に供給されたスラリーＳを加圧する加圧板として用いてもよい。すなわち、加圧手段駆動部１３ｃを濾過部１１ａの表面に対して前進駆動したときに、通気板１３ｂの下面により濾過部１１ａの表面のスラリーＳを加圧するようにして、該加圧を維持した状態で、前記圧力流体でスラリーＳを加圧するようにしてもよい。この場合、固液分離効率および固形物質の純度の向上をさらに確実に図ることができる。さらには、圧力流体による加圧を行わず、通気板１３ｂに代えて、加圧板のみを用いてスラリーＳを加圧してもよい。
さらにまた、前記水平式真空濾過機としての前記実施形態において、通気板１３ｂを前記加圧板として用い、前記他の実施形態と同様に、圧力流体とともにスラリーＳを加圧してもよいし、加圧板のみによりスラリーＳを加圧するようにしてもよい。

また、前記実施形態および前記他の実施形態において、濾過部１１ａの表面に供給されたスラリーＳを、回収手段１４により真空吸引した後に、前記圧力流体、および前記加圧板としての通気板１３ｂの少なくとも一方により加圧するようにしてもよい。さらに、前記圧力流体または前記加圧板によるスラリーＳに対する加圧力を、経時的に段階的に高めるようにしてもよい。なお、前記水平式真空濾過機の構成としての前記実施形態の場合において、前記加圧力を経時的に段階的に高めるのは、濾過部１１ａの走行を停止させて同一位置に位置するスラリーＳに対して行うものとする。

さらに、前記実施形態および前記他の実施形態の加圧手段１３が、前記通気板１３ｂを備えるとともに、少なくとも前記圧力流体によりスラリーＳを加圧する構成とされた場合において、前記加圧手段１３によりスラリーＳを加圧した後に、この加圧手段１３を濾過部１１ａの表面に対して後退移動させる際、または後退移動させながら、前記圧力流体を供給することにより、通気板１３ｂの表面に付着したスラリーＳ等を吹飛ばし、通気板１３ｂの表面をクリーニングするようにしてもよい。

前記実施形態では、濾布１１を前記走行方向Ｆに間欠的に移動させる構成を示したが、連続的に移動させてもよい。さらに、回収手段１４として、真空トレイＡ１〜Ａ４を示したが、これに限られるものではない。
さらにまた、前記実施形態では、圧力流体としてエアを採用したが、例えば水や洗浄液等といった液体を採用してもよい。また、通気板１３ｂを有さない固液分離装置１０を採用してもよい。

また、前記シール材１２ｆ、１２ｇを駆動する駆動手段と、壁部１２ｄを駆動する駆動手段とを各々独立して設けるようにしてもよい。この場合、例えばスラリーＳの性状等に応じて、前記シール材１２ｆ、１２ｇによる面加圧、および壁部１２ｄによる突き刺しのタイミングを任意に異ならせることが可能になり、このスラリーＳが前記シール部１２ａの開口面の内側よりも外側へ押出等されることを、前記スラリーＳの種類を問わず防ぐことができる。

加圧時に、混合体が、前記濾過部の表面に沿った方向において、加圧領域よりも外方に押出される、あるいは飛散することを防ぐことが可能になり、得られる固形物質の純度がばらつくことを抑制し、この固形物質の純度を向上させることができる。

本発明の第１実施形態として示した固液分離装置の要部概略図である。 図１の固液分離装置において、濾布の走行方向から見た断面平面図である。 図１の固液分離装置において、濾布の走行方向と直交する方向から見た断面平面図である。 本発明の一実施形態として示した固液分離装置の全体概略図である。 本発明の第２実施形態として示した固液分離装置の要部概略図であって、（ａ）濾布の走行方向から見た断面平面図、（ｂ）濾布の走行方向と直交する方向から見た断面平面図である。 本発明の第３実施形態として示した固液分離装置の要部概略図であって、（ａ）濾布の走行方向から見た断面平面図、（ｂ）濾布の走行方向と直交する方向から見た断面平面図である。 本発明の第４実施形態として示した固液分離装置の要部概略図であって、（ａ）濾布の走行方向から見た断面平面図、（ｂ）濾布の走行方向と直交する方向から見た断面平面図である。

符号の説明

１０ 固液分離装置
１０ａ 装置本体
１１ 濾布
１１ａ 濾過部
１２ シール手段
１２ａ シール部
１２ｄ 壁部
１２ｅ、１２ｈ シール材
１２ｆ 外側シール材
１２ｇ 内側シール材
１３ 加圧手段
１３ｂ 通気板（加圧板）
１４ 回収手段
Ａ１〜Ａ４ 真空トレイ
Ｆ 走行方向
Ｓ スラリー（混合体）

Claims (12)

1. 混合体から液状物質と固形物質とを分離する固液分離装置であって、
   表面に前記混合体が供給される濾過部と、この濾過部の表面に向けて進退可能に支持されるとともに、枠状若しくは環状に設けられたシール部を有するシール手段と、前記濾過部の表面に供給された前記混合体を加圧する加圧手段とが備えられ、
   前記シール部は、その周方向における少なくとも一部が、前記濾過部の表面に供給された前記混合体をその厚さ方向に突き刺す壁部とされ、
   前記濾過部の表面に供給された前記混合体を、前記壁部により突き刺した状態で前記シール部により囲繞して、該囲繞された前記混合体を前記加圧手段により加圧し、液状物質と固形物質とを分離する構成とされたことを特徴とする固液分離装置。
2. 請求項１記載の固液分離装置において、
   前記シール部は、枠状若しくは環状に設けられるとともに、その開口面が全周に亙って前記濾過部の表面、または該表面に供給された前記混合体を面加圧して密接可能とされたシール材を備えることを特徴とする固液分離装置。
3. 請求項２記載の固液分離装置において、
   前記シール材は、外側シール材と、該外側シール材の内側に設けられた内側シール材とを備え、前記壁部は前記外側シール材と内側シール材との間に設けられていることを特徴とする固液分離装置。
4. 請求項２または３に記載の固液分離装置において、
   前記壁部は、その先端が前記シール材の開口面よりも前記濾過部の表面側に向けて突出して設けられていることを特徴とする固液分離装置。
5. 請求項２から４のいずれかに記載の固液分離装置において、
   前記シール材は、弾性変形する材質により形成されていることを特徴とする固液分離装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の固液分離装置において、
   前記加圧手段は、前記シール部の開口面の内側に供給される圧力流体により前記混合体を加圧する構成とされたことを特徴とする固液分離装置。
7. 請求項６記載の固液分離装置において、
   前記加圧手段は、複数の貫通孔が穿設されて、これらの貫通孔が開口する表面が前記混合体に接触して加圧する加圧板を備えるとともに、該加圧板を前記混合体に接触させた状態で、前記貫通孔に前記圧力流体を通過させることにより、前記混合体を前記加圧板および前記圧力流体により加圧する構成とされたことを特徴とする固液分離装置。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の固液分離装置において、
   前記濾過部の裏面側に、分離された前記液状物質を回収する回収手段が備えられ、該回収手段は、真空吸引装置に連結されていることを特徴とする固液分離装置。
9. 請求項８記載の固液分離装置において、
   前記濾過部の表面は、装置本体に略水平に走行可能に設けられた濾布により構成され、前記回収手段は前記濾布の下に当該濾布の走行方向に複数設けられるとともに、真空吸引装置に連結された真空トレイにより構成され、
   前記濾布の上に供給された前記混合体を、前記壁部により突き刺した状態で前記シール部により囲繞して、該囲繞された前記混合体を前記加圧手段により加圧しながら、前記真空トレイによって前記濾布を介して真空吸引することにより液状物質と固形物質とを分離する構成とされたことを特徴とする固液分離装置。
10. 請求項９記載の固液分離装置において、
    前記壁部は、少なくとも前記濾布の走行方向における前側および後側に設けられていることを特徴とする固液分離装置。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載の固液分離装置を用いて、前記濾過部の表面に供給された前記混合体を、前記壁部により突き刺した状態で前記シール部により囲繞してシールするとともに、該囲繞された前記混合体を前記加圧手段により加圧して液状物質を固形物質から分離することを特徴とする固液分離方法。
12. 請求項２から１０のいずれかに記載の固液分離装置を用いて、前記濾過部の表面に供給された前記混合体に前記壁部を突き刺した後に、前記シール材の開口面をその全周に亙って前記濾過部の表面、または該表面に供給された前記混合体に密接させ、当該混合体を囲繞してシールするとともに、該囲繞された前記混合体を前記加圧手段により加圧して液状物質を固形物質から分離することを特徴とする固液分離方法。

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