JP4668765B2 - 濾過脱水機 - Google Patents

Description

本発明は、濾材により固形物を有する水などの液体から固形物を濾過除去するとともに、濾過により形成された、固形物からなる濾過ケーキを装置内から容易に除去することができる濾過脱水機に関する。

濾材により固形物を有する水などの液体から固形物を濾過除去するとともに、濾過により形成された、固形物からなる濾過ケーキを装置内から容易に除去する装置として、特開昭６１−２２０７１４号公報（特許文献１）によって提案された自動式濾過脱水機が知られている。

この自動式濾過脱水機Ｂの概略を図４に示す。自動式濾過脱水機Ｂは大別して蓋体５０と皿体６０とからなり、蓋体５０には濾過原液および空気を供給する供給管を兼ねた供給管５１が備わり、蓋体５０内部の、下方は開放されている空間５２に接続されている。また、蓋体５０の下端にはゴムなどの柔軟材料からなるパッキン５３が配されている。

この蓋体５０の中央、即ち蓋体５０の重心位置の直上付近は、上方の梁５５によって懸垂されたエアシリンダ５６に接続されていて、蓋体５０全体が上下動可能となっている。

このような蓋体５０の下方には、皿体６０が配置されており、その上面には目皿状の濾材支持体６１が備わっている。この例では濾材支持体６１の上には長尺の濾材６９（濾布等）が配されており、長尺の濾材６９は必要に応じ（通常は一回の濾過作業につき１回）、図中矢印方向に所定長さだけ移動し、巻き取られる。

濾材支持体６１上の濾材６９により濾過された濾液は皿体６０の下部に設けられた濾液の排出管６２から濾過脱水機Ｂ外に排出される。

この濾過脱水機Ｂでは濾過作業時にはエアシリンダ５６により蓋体５０は皿体６０方向、即ち、下方に移動され、これにより蓋体５０と皿体６０により、内部に濾材７０を有する濾過空間が形成される。

次いで、蓋体５０に設けられた供給管５１から固形分を有する要濾過液がこの濾過空間に供給され、内部の濾材６９により濾過され、濾液は皿体６０の下部に設けられた濾液の排出管６２から濾過脱水機Ｂ外に排出される。

所定量の濾過後、あるいは、濾過による濾材６９前後の圧力損失の増大が所定値に達した後、または、所定の濾過作業時間後に、要濾過液の供給をやめ、供給管５１から空気などの圧搾気体を濾過空間内に導入し、濾過空間の濾材６９上に形成された濾過ケーキの水分を脱水する。

その後、エアシリンダ５６により蓋体５０を上方に移動し、濾材６９を図中矢印方向に移動させて、皿体６０上に濾材６９の未使用部分を供給すると共に、濾材６９上の濾過ケーキを図中αで示された太矢印方向に誘導し、図示しない容器などにより受ける。

このような工程を自動的に繰り返すことにより、この濾過脱水機Ｂにより連続的に濾過、脱水を行うことができる。
特開昭６１−２２０７１４号公報

上述のように濾過脱水機Ｂは、連続的に濾過脱水を行うことができる優れた装置であったが、処理量の増加への対応には困難があった。

すなわち、処理量の増加に対応するために、濾過面積を大きくしようとすると当然蓋体５０も大型化する。その結果、蓋体５０の重量も増加するのでエアシリンダ５６も蓋体５０の重量に見合ったものとする必要があるが、市販のエアシリンダでは対応が困難となり、高価な特注品を用いる必要があり、また、さらに大型化しようとすると特注品ですら対応できなくなるので、事実上、大型化が不可能となる、あるいは、高価な油圧ユニットを備えた油圧シリンダで対応する必要が生じるなどの問題があった。

そこで、本発明者等は蓋体の代わりに皿体を動かす濾過脱水機によって大型化を可能としてきた。図５（ａ）及び図５（ｂ）にこのような皿体を動かす濾過脱水機の一例である、濾過脱水機Ｃを示す。

濾過脱水機Ｃの蓋体７０は図示しない枠体に固定されていて動かない。蓋体７０には濾過原液および空気を供給する供給管を兼ねた供給管７１が備わり、蓋体７０内部の、下方は開放されている空間７２に接続されている。また、蓋体７０の下端にはゴムなどの柔軟材料からなるパッキン７３が配されている。

これに対して皿体８０は回動軸８５に軸止されており、回動軸８５を中心に図中両矢印方向に回動可能となっている。皿体８０の上面には目皿状の濾材支持体８１が備わっている。この例では濾材支持体８１の上には長尺の濾材８９（濾布等）が配されており、長尺の濾材８９は必要に応じ（通常は一回の濾過作業につき１回）、図５（ｂ）中矢印方向に所定長さだけ移動し、巻き取られる。

濾材支持体８１上の濾材８９により濾過された濾液は皿体８０の下部に設けられた濾液の排出管８２から濾過脱水機Ｃ外に排出される。

皿体８０の下部には、エアシリンダ８３を備えたリンク部８４が設けられており、このリンク部８４により皿体８０の前記回動が行われる。回動により皿体８０と蓋体８０とが濾材８９を挟んで閉じ、これらにより濾材８９を内部に配した濾過空間が形成された状態をモデル的に示したが図５（ａ）で、回動により、この濾過空間内の濾材８９上に形成された濾過ケーキ８８を濾材の移動により取り出し可能とする状態をモデル的に示したのが図５（ｂ）である。

このような濾過脱水機Ｃは、大型化にも対応できるが、皿体８０の下方にリンク部８４を有しているために、蓋体７０と皿体８０との間などから漏れた濾液がこれらリンク部８４に及び、その結果腐食が生じて装置の寿命が短くなったり、頻繁なメンテナンスが必要になるなどの大きな問題があった。

このように、本発明は、大量処理ができる大型化が容易でありながら、高コストとならず、また、特別に頻繁なメンテナンスを行わずとも寿命の長い濾過脱水機を提供することを目的とする。

本発明の濾過脱水機は上記課題を解決するため、請求項１に記載の通り、濾過原液および空気を供給する供給管を備えた蓋体と、該蓋体の下方に配置され、上面に濾材支持体と下部に濾液の排出管とを有する皿体とを有し、該皿体の濾材支持体上に平面状の濾材を配置したのち該蓋体を下方に移動させることにより蓋体と皿体とからなる濾過空間を形成し、かつ、該蓋体を上方に移動させることにより濾材上の濾過ケーキを皿体上から除去可能とする濾過脱水機において、該蓋体の上下動用手段として、パンタグラフジャッキを有する。

請求項１に係る濾過脱水機は大量処理ができる大型化が容易でありながら、高コストとならず、また、特別に頻繁なメンテナンスが不要でありながら、寿命の長い濾過脱水機である。

さらに、前記蓋体の重心位置ないし該重心位置付近と前記パンタグラフジャッキとが、自在継手を介して接続されている構成により、蓋体の姿勢を修正可能として、後述する皿体とによって形成される濾過空間の気密性を確保する働きをするために、全体を特に高精度に工作する必要がなく、そのときでも、充分に液漏れが少ない濾過脱水機とすることができる。

以下に本発明に係る濾過脱水機の一例Ａについて、図面を用いて具体的に説明する。

濾過脱水機Ａは濾過原液および空気を供給する供給管を兼用する供給管１ａを備えた蓋体１と、蓋体１の下方に配置され、上面に目皿状の濾材支持体５ａと下部に濾液の排出管５ｂとを有する皿体５とを有し、皿体５の濾材支持体５ａ上に平面状の濾材７を配置したのち蓋体１を下方に移動させることにより蓋体１と皿体５とからなる濾過空間６を形成し、かつ、蓋体１を上方に移動させることにより濾材上の濾過ケーキ１０を皿体５上から除去可能とする濾過脱水機であって、蓋体１の上下動用手段として、パンタグラフジャッキ部２１を有する濾過脱水機である。

図１に蓋体１付近の拡大図（部分断面図）を示す。蓋体１は蓋体１を上下動させる蓋体上下動制御部２、及び、ボールジョイント式の自在継手部３を介して蓋体１上方に設けられた梁４によって、後述する皿体５上方に保持されている。

蓋体上下動制御部２はパンタグラフジャッキ部２１及びパンタグラフジャッキ部２１を操作するためのモータ２２から形成されている。なお、パンタグラフジャッキ部２１の雄ねじ部２１ａに対応する雌ねじ部２１ｂは例えば、自動車（車両）などで用いられる一般的なパンタグラフジャッキよりも長く、高負荷に耐えるようになっている。

モータ２２により、蓋体１は上下に移動するが、パンタグラフジャッキ部２１による昇降であるため蓋体１の水平位置は変化しない。また、モータ２２へは蓋体１の上下動の際にのみ通電すれば良く、上下動を行わない場合（蓋体１の垂直位置の維持）には電力は不要である。

自在継手部３は上記のようにボールジョイント式自在継手であり、蓋体１の姿勢を修正可能として、後述する皿体５とによって形成される濾過空間の気密性を確保する働きをする。

蓋体１には濾過原液および空気を供給する供給管を兼ねた供給管１ａが設けられ、蓋体１の下端全周にはゴム製のパッキン１ｂが配されていて、後述する皿体５との濾過空間形成時に内部を水密に保つ。なお、本発明おける蓋体には濾過原液および空気を供給する供給管がそれぞれ設けられていても、あるいは、濾過原液および空気を供給する供給管を兼用する供給管が設けられていても良く、共に本発明に含まれる。

図２及び図３に濾過脱水機Ａの主要部のモデル図を示す。図２は蓋体１が低位置へ降ろされて、蓋体１と皿体５とによって、内部に長尺の濾材（濾布等）７が配された濾過空間６が形成された状態を、図３は蓋体１が高位置へ移動されて、濾材７上に形成された濾過ケーキ１０を皿体５上から除去可能となった状態をそれぞれ示す。

このような濾過脱水機Ａを用いた濾過は図２に示す状態で供給管１から濾過対象液を濾過空間６に導入し、濾過空間６内の目皿状の濾材支持体５ａの上に配された濾材７により濾過した後、皿体５の下部に設けられた濾液の排出管５ｂにより濾過空間６から排出する。

このとき皿体５の下には濾過脱水機Ａの主要機器は存在しないので、蓋体１と皿体５との間から液が漏れた場合であっても、濾過脱水機Ａの機能を大きく損なうような障害の発生はない。

次いで、所定量の濾過後、あるいは濾過による濾材７前後の圧力損失の増大が所定値に達した後、または、所定の濾過作業時間経過後に、濾過対象液の供給をやめ、供給管１ａから空気などの圧搾気体を濾過空間６内に導入し、濾過空間６の濾材７上に形成された濾過ケーキ１０の水分を脱水する。

その後、モータ２２を駆動させて上下動用手段であるパンタグラフジャッキ部２１を操作し、蓋体１を上方に移動させる（図３参照）。次いで長尺の濾材７を一方に巻き取ることにより図３中矢印方向に移動させ、濾材７の未使用部分を皿体５上にセットする。このとき、同時に濾材７上に形成された濾過ケーキ１０が移動して図３中太矢印で示したα方向に落下し、図示しない所定の容器などに移される。

再度、濾過を行うには、モータ２２を駆動させて上下動用手段であるパンタグラフジャッキ部２１を操作し、蓋体１を下方に移動させ、蓋体１と皿体５とから再度濾過空間６を形成し（図２参照）、濾過空間６内に供給管１ａから濾過対象液を導入する。

これらサイクルを繰り返すことで、濾過脱水機Ａにより連続濾過が可能となり、さらに、シーケンサー、モータ等と組み合わせることで容易に自動化させることができる。

本発明の濾過脱水機によれば、装置の大型化が容易であり、製造コストも安価であり、蓋体の上下位置を維持するには圧空や電気エネルギーが不要である。また、パンタグラフジャッキは安価である上、軽量であるため、これを支える枠も従来のエアシリンダーを用いる濾過脱水機に比べ、簡易なもので済み、装置コストが低下する。このため、従来の濾過脱水機が用いられてきた分野に好適に応用することができる。

本発明に係る濾過脱水機Ａの蓋体１付近を示すモデル部分断面図である。 本発明に係る濾過脱水機Ａの主要部全体を示すモデル図である（濾過空間ｂが形成された状態を示す）。 本発明に係る濾過脱水機Ａの主要部全体を示すモデル図である（濾過ケーキ１０を皿体５上から除去可能とした状態を示す）。 従来技術に係る濾過脱水機Ｂの主要部全体を示すモデル図である。 従来技術に係る濾過脱水機Ｃの主要部全体を示すモデル図である。（ａ）濾過空間が形成された状態を示す図である。（ｂ）濾過ケーキを皿体上から除去可能とした状態を示す図である。

符号の説明

Ａ 本発明に係る濾過脱水機
１ 蓋体
１ａ 供給管
１ｂ パッキン
２ 蓋体上下動制御部
２１ パンタグラフジャッキ部
２１ａ 雄ねじ部
２１ｂ 雌ねじ部
２２ モータ
５ 皿体
５ａ 濾材支持体
５ｂ 排出管
６ 濾過空間
７ 濾材
１０ 濾過ケーキ

Claims (1)

1. 濾過原液および空気を供給する供給管を備えた蓋体と、
   該蓋体の下方に配置され、上面に濾材支持体と下部に濾液の排出管とを有する皿体とを有し、
   該皿体の濾材支持体上に平面状の濾材を配置したのち該蓋体を下方に移動させることにより蓋体と皿体とからなる濾過空間を形成し、かつ、該蓋体を上方に移動させることにより濾材上の濾過ケーキを皿体上から除去可能とする濾過脱水機において、
   前記蓋体の上下動用手段として、パンタグラフジャッキを有し、かつ、
   前記蓋体の重心位置ないし該重心位置付近と前記パンタグラフジャッキとが、自在継手を介して接続されていることを特徴とする濾過脱水機。

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