JP6894084B2 - テーブル式フィルタープレス - Google Patents

Description

本発明は、ろ過時における安定性、及び昇降時における同期性に優れたろ板の昇降手段を備えたテーブル式フィルタープレスに関する。

土木工事廃水、工場廃水等の作業廃水を処理する際に発生する汚泥は脱水処理が必要とされる。限られた空間（ろ室）に汚泥を加圧して詰め込むことで脱水する脱水装置としてフィルタープレスが知られている。フィルタープレスでは、汚泥はしぼられる形となるため、比較的含水率が低い脱水ケーキが得られる。

ろ布が張られた上下２枚のろ板と、水平に配置されたろ枠によってろ室が形成され、汚泥中の水分が上下方向にろ過されるフィルタープレスを、本明細書中では、「テーブル式フィルタープレス」と呼ぶこととする。

特許文献１には、ろ板全体を油圧で締め付けた状態で、ろ室に水を含んだ汚泥をポンプで圧入するテーブル式フィルタープレスが記載されている。特許文献１に記載されたテーブル式フィルタープレスでは、ろ室に汚泥が充満した後もさらに加圧して汚泥を詰め続けることによって、汚泥中の水分がろ過されて脱水が行われる。脱水終了後、可動側である上側のろ板が上昇することで、ろ室内で生成された脱水ケーキが取り出される。

特開平５−２２０３０６号公報（段落番号００２７〜００２８、図６〜図９）

特許文献１に記載されたテーブル式フィルタープレスのろ板の昇降手段は、ろ室の左右両側面に配置されたリンク機構によって、上側のろ板が昇降されるようになっている。すなわち、ろ板の両側を支持する構造であるので、ろ過時の内圧により発生するろ板の変形と応力を所定範囲内に収めるには、ろ板全体の強度・剛性を高くする必要がある。

また、水平を維持しながらろ板を昇降させるには、左右のリンク機構を同期させる必要があり、そのための装置が必要となる。さらに、テーブル式フィルタープレスを大型化するには、ろ板の面積を大きくする必要があるが、特許文献１の昇降手段では、取り得るろ板の強度・剛性に限界があるため、大型化が困難である。

そこで、本発明では、ろ板の強度・剛性を高くする必要がなく、水平を保ってろ板を昇降させることができ、装置全体の大型化にも容易に対応可能な昇降手段を備えたテーブル式フィルタープレスを提供する。

第１の発明に係るテーブル式フィルタープレスは、上ろ板、ろ枠及び下ろ板によってろ室が形成され、前記上ろ板と前記ろ枠を昇降手段によって昇降させることで前記ろ室が開閉可能なテーブル式フィルタープレスであって、前記昇降手段は、前記上ろ板の上の同一平面内の左右に配置される２つのパンタグラフ機構と、前記２つのパンタグラフ機構同士の動きを同期させる同期機構と、を備え、前記同期機構は、前記パンタグラフ機構の上下のリンクを連結する中間連結点のうち同じ側に位置する中間連結点同士を連結する同期リンクを備えることを特徴とする

第１の発明に係るテーブル式フィルタープレスは、上下のリンクを連結する中間連結点のうち同じ側に位置する中間連結点同士を連結する同期リンクという比較的簡単な機構でもって、同一平面内の左右に配置される２つのパンタグラフ機構の同期を図ることができる。それにより、上ろ板と下ろ板との平行が維持され、ろ室の安定した開閉が行える。

第２の発明に係るテーブル式フィルタープレスは、同一平面内の左右に配置される２つの前記パンタグラフ機構において、前記中間連結点のうち、近接する前記中間連結点間に両動型の油圧シリンダの基端と先端が介装される駆動機構を備え、前記油圧シリンダの伸び出力と縮み出力によって前記昇降手段が駆動されて前記ろ室が開閉されることを特徴とする。

第２の発明に係るテーブル式フィルタープレスは、油圧シリンダが中間連結点に駆動力（水平方向の力）を加えるので、パンタグラフ機構を構成するリンクには曲げ力が作用しない。そのため、パンタグラフ機構を構成するリンクには引張り力又は圧縮力のみ作用するため、リンクの強度の面で有利となる。また、油圧シリンダの出力がパンタグラフ機構に効率的に伝えることができるので、駆動機構をシンプルに構成できる。

第３の発明に係るテーブル式フィルタープレスは、前後左右に配置される４つの前記パンタグラフ機構を備え、平行な平面内の前後に投影されて配置される２つの前記パンタグラフ機構において、前記中間連結点のうち、同じ側に位置する前記中間連結点同士が同期シャフトで連結される同期機構を更に備え、前記同期リンクと前記同期シャフトによって４つの前記パンタグラフ機構同士の動きが全て同期されることを特徴とする。

第３の発明に係るテーブル式フィルタープレスは、同一平面内の左右に配置される２つのパンタグラフ機構が同期リンクで同期され、平行な平面内の前後に投影される２つのパンタグラフ機構が同期シャフトで同期される。その結果、４つ全てのパンタグラフ機構の同期を図ることができる。また、上ろ板の上部に４つのパンタグラフ機構がバランス良くコンパクトに配置されるので、上ろ板の強度・剛性の面で有利となる。

本発明のテーブル式フィルタープレスは、ろ板の上面に昇降手段がバランス良く配置されるので、ろ過の際にろ板に作用する内圧によりろ板が受ける力を効率的に昇降手段に伝えることができる。そのため、ろ板の強度・剛性を確保する点で有利である。また、本発明のテーブル式フィルタープレスは、昇降手段を構成するパンタグラフ機構及びその同期機構の数を増やすことが容易であるので、装置全体の大型化対応が可能である。

本発明の実施の形態に係るテーブル式フィルタープレスを備えた脱水装置全体図である。 本発明の実施の形態に係るテーブル式フィルタープレスである。 図２のテーブル式フィルタープレスから上部フレームを除いた図である。 実施の形態に係る昇降手段の全体図である。 実施の形態に係るパンタグラフ機構である。 同一平面内の左右に配置される２つのパンタグラフ機構である。 脱水作業を説明する模式図である。 脱水ケーキの取出しを説明する模式図である。

図１は、本発明の実施の形態に係るテーブル式フィルタープレス１を備えた脱水装置２全体図である。テーブル式フィルタープレス１は、４つの脚部を有する下部フレーム３の上に載置されている。これは、テーブル式フィルタープレス１で生成された脱水ケーキを落下させ廃棄作業用の容器に受け止める際に好都合だからである。

下部フレーム３の隣には、テーブル式フィルタープレス１の制御盤４が配置されている。テーブル式フィルタープレス１は、後述するように電気・油圧により制御・駆動されるシステムとして構成されている。テーブル式フィルタープレス１に使用される、電気・油圧アクチュエータ及び、電気・油圧センサーに対する制御・駆動が制御盤４によって行われる。

テーブル式フィルタープレス１は、その周囲がカバー５によって覆われている。テーブル式フィルタープレス１の稼働により発生する、騒音・臭気等をカバー５によって遮蔽するようになっている。テーブル式フィルタープレス１の点検・調整のために、カバー５は取り外し可能となっている。

図２は、本発明の実施の形態に係るテーブル式フィルタープレス１である。テーブル式フィルタープレス１は、上ろ板６、ろ枠７及び下ろ板８によってろ室９が形成されている。上ろ板６の上には本発明に係る昇降手段１０が配置されている。昇降手段１０の上部は、上部フレーム１１に連結されている。上部フレーム１１は、Ｈ型鋼を素材として形成される溶接構造物であって、４つの脚部を有している。上ろ板６とろ枠７を昇降手段１０によって昇降させることで、ろ室９が開閉可能となっている。

図３は、図２のテーブル式フィルタープレス１から上部フレーム１１を除いた図である。昇降手段１０は、４つのパンタグラフ機構２０〜２３を有している。昇降手段１０は、パンタグラフ機構２０〜２３同士の動きを同期させる同期機構を備えている。４つのパンタグラフ機構２０〜２３は、上ろ板６の左右及び前後方向に対してほぼ均等にバランス良く配分された位置に取付けられている。

図３に示すように、上ろ板６は、上ろ板６全体の面積を有する平板１３と、複数の前後方向補強板１４と、複数の左右方向補強板１５とから構成されている。前後方向補強板１４と左右方向補強板１５とは、格子状に組み合わされている。この構造により、ろ板６は全体を軽量に構成しつつも、ろ室９の内圧に耐えうる強度と剛性を有している。

なお、１６は、下ろ板８の上面に配置される下ろ布（図示しない）を駆動するベルトコンベア駆動装置である。後述するように、テーブル式フィルタープレス１により汚泥を脱水した際に生成される脱水ケーキを取り出す際に、下ろ布をベルトコンベアとして右方向に移動させる駆動手段である。

図４は、実施の形態に係る昇降手段１０の全体図である。昇降手段１０は、同一平面内の左に配置されるパンタグラフ機構２０と、右に配置されるパンタグラフ機構２１を有している。さらに昇降手段１０は、その後ろ側にも、同一平面内の左に配置されるパンタグラフ機構２２と、右に配置されるパンタグラフ機構２３を有している。また、左に配置されるパンタグラフ機構２０とパンタグラフ機構２２とは、平行な平面の前後に投影される位置に配置されている。同様に、右に配置されるパンタグラフ機構２１とパンタグラフ機構２３とは、平行な平面の前後に投影される位置に配置されている。

図５は、実施の形態に係るパンタグラフ機構２０、２１、２２、２３である。４つのパンタグラフ機構２０、２１、２２、２３は基本的に全て同じ構成であるので、以降、パンタグラフ機構２０について、その詳細な構成を説明する。

パンタグラフ機構２０は、２つのフランジ３０と４つのリンク３１とから構成されている。リンク３１は、全て２枚の厚板の鋼板３１ａによって構成されている。鋼板３１ａの両端には、ピン用の穴が明けられている。

フランジ３０は、厚板の鋼板３０ａに２枚の厚板の鋼板３０ｂが溶接によって立設され構成されている。鋼板３０ｂには枢支点３４を構成するピン３５用の穴が明けられている。

図５に示されるように、上側の一方のリンク３１は、２枚の鋼板３１ａが合わされて構成されている。上側の他方のリンク３１は、一方のリンク３１の外側に２枚の鋼板３１ａが配置された状態で構成されている。さらに他方のリンク３１の外側にフランジ３０の２枚の鋼板３０ｂが配置されている。そして、重なった６枚の鋼板（２枚の鋼板３０ｂと４枚の鋼板３１ａ）を１本のピン３５が貫通して枢支点３４が構成されている。ピン３５の両端には、スナップリング用の溝が加工されており、スナップリング３６が装着されることで抜け止めされている。

また、上のリンク３１と下のリンク３１は、一方のリンク３１を構成する重なる２枚の鋼板３１ａの外側に他方のリンク３１を構成する２枚の鋼板３１ａが配置され、４枚の鋼板３１ａをピン３３が貫通して中間連結点３２が構成されている。上のリンク３１と下のリンク３１は、左右で上下が逆の構成となっている。フランジ３０の鋼板３０ａの四隅には、ボルト穴３７が設けられている。パンタグラフ機構２１を上ろ板６あるいは上部フレーム１１に連結する際に、必要に応じてボルト穴３７が利用できるようになっている。

図６は、同一平面内の左右に配置される２つのパンタグラフ機構２０、２１である。上下のリンク３１、３１を連結する中間連結点３２のうち同じ左側に位置する中間連結点３２同士が同期リンク４０で連結される同期機構を備えている。図６に示すように、同期リンク４０は、両端に中間連結点３２を構成するピン３３用の穴を有する、断面が長方形の棒材で構成されている。同期リンク４０は、引っ張り荷重と圧縮荷重に耐えうるよう設計される。

なお、同期リンク４０は、中間連結点３２のうち同じ右側に位置する中間連結点３２同士を連結するよう配置しても良い。また、２つの同期リンク４０を図６に示した２つのパンタグラフ機構２０、２１の紙面前側と紙面後ろ側の両側に配置するようにしても良い。同期リンク４０の働きにより、左のパンタグラフ機構２０と、右のパンタグラフ機構２１とは、同期して動作する。

図６に示すように、同一平面内の左右に配置される２つのパンタグラフ機構２０、２１において、上下のリンク３１、３１を連結する中間連結点３２のうち、近接する中間連結点間に駆動シリンダ４１の基端４４と先端４３が介装される駆動機構が備えられている。駆動シリンダ４１は、伸び側出力と縮み側出力を有する両動型の油圧シリンダが使用される。図１に示した制御盤４の近傍には、駆動シリンダ４１に油圧を供給する油圧ユニットが配置されている。油圧ユニットと駆動シリンダとは、図示しない油圧配管によって連絡されている。油圧ユニットが駆動シリンダに供給する油圧は、７〜１４ＭＰａの圧力範囲に調整されている。駆動機構の働きにより、左右のパンタグラフ機構２０、２１は、上下のフランジ３０、３０の間の距離を増減させることができる。

図４に示すように、平行な平面内の前後に投影される位置に配置される２つのパンタグラフ機構２１と２３（又は、２０と２２）において、中間連結点３２のうち、同じ側に位置する中間連結点３２同士が同期シャフト４２で連結される同期機構を備えている。図４に示す昇降手段１０では、右側のパンタグラフ機構２１、２３の左右の中間連結点３２が２つの同期シャフト４２で連結されている。また、左側のパンタグラフ機構２０、２２の左右の中間連結点３２が２つの同期シャフト４２で連結されている。同期シャフト４２の働きにより、前のパンタグラフ機構２１と後ろのパンタグラフ機構２３（又は、２０と２２）が同期して動作する。

なお、図４に示した４つのパンタグラフ機構を備える昇降手段１０において、同期シャフト４２は１個であっても理論上は同期機能を発揮する。しかし、前後に配置されたパンタグラフ機構２１と２３（及び、２０と２２）の間には必ず１個又は２個の同期シャフト４２を配置することで、より安定的に同期機能を発揮させることができる。

図４に示すように、同期リンク４０（図６参照）が、左のパンタグラフ機構２０と右のパンタグラフ機構２１（及び、２２と２３）の間に備えられている。また、駆動シリンダ４１（図６参照）が、左のパンタグラフ機構２０と右のパンタグラフ機構２１（及び、２２と２３）の間に備えられている。

以上の構成により、図４に示したテーブル式フィルタープレス１の昇降手段１０は、駆動シリンダ４１により駆動させることができ、４つのパンタグラフ機構２０〜２３を全て同期して動作させることができる。なお、図４に示した前後に配置された２つの駆動シリンダ４１を、油圧的に同調させることも可能である。具体的には、絞り弁、フローコントロールバルブ、分流弁を用いる油圧バルブによる同調回路、オイルモータ、油圧シリンダなどのアクチュエータを用いた同調回路、サーボ機構を利用した同調回路など、各種の公知の同調回路の採用が可能である。図４に示した前後に配置された２つの駆動シリンダ４１を、油圧的に同調させた場合には、同期シャフト４２が不必要となる。

図７は、実施の形態に係るテーブル式フィルタープレス１を用いた脱水作業を説明する模式図である。図８は、実施の形態に係るテーブル式フィルタープレス１を用いて生成された脱水ケーキの取出しを説明する模式図である。以降、図７と図８を中心に、必要に応じ他の図面も参照しながら、実施の形態に係るテーブル式フィルタープレス１の機能を説明する。

（脱水作業）
図７に示されるように、脱水作業中のテーブル式フィルタープレス１では、昇降手段１０によって上ろ板６とろ枠７は下降しており、ろ枠７の下端が下ろ板８と接触することで、ろ室９が形成されている。上ろ板６には、パンチングメタル等の空間を持った透水性を有する材料が適所に使用されている。上ろ板６の下面には上ろ布５０が全面に張られている。

下ろ板８にも、パンチングメタル等の空間を持った透水性を有する材料が適所に使用されている。下ろ板８の上面には、２つのドラム５１に掛け回されベルトコンベアが形成された下ろ布５２が張られている。ドラム５１は、図３に示したベルトコンベア駆動装置１６によって駆動される。

作業廃水タンク５３内には、土木工事廃水、工場廃水等の汚泥を含んだ作業廃水が蓄えられている。テーブル式フィルタープレス１のろ室９内部と作業廃水タンク５３とは、ダイアフラムポンプ５４の一方のポンプ室を介して管路５６によって連絡されている。また、上ろ板６及び下ろ板８と、ろ過水タンク５５とは、ダイアフラムポンプ５４の他方のポンプ室を介して管路５７によって連絡されている。

作業廃水タンク５３の汚泥を含んだ作業廃水は、ダイアフラムポンプ５４によって管路５６を通ってろ室９内に打込まれる。上ろ布５０又は下ろ布５２によって濾されたろ過水は、管路５７を通ってダイアフラムポンプ５４によって吸い出され、ろ過水タンク５５に集められる。この時、ろ室９内には打ち込み圧が掛って上ろ板６の全面に内圧が作用する。このように、脱水の際にろ室９に対しダイアフラムポンプ５４によって圧入と吸入が同時に行われるので、効率的な脱水が可能となる。

図２（図３）に示すように、上ろ板６の上面は本発明に係る昇降手段１０によって合理的に支持されているので、上ろ板６が受ける力を効率的に昇降手段１０に伝えることができる。そのため、上ろ板６の強度・剛性を確保する点で有利である。すなわち、４つのパンタグラフ機構２０〜２３が、上ろ板６の左右及び前後方向に対してほぼ均等にバランス良く配分された位置に取付けられていので、安定して上ろ板６を支持することができる。

（脱水ケーキの取出し）
図７に示したろ室９内には、脱水ケーキが形成される。脱水ケーキがろ室９内にほぼ満杯となると、ダイアフラムポンプ５４が止まり作業廃水の打ち込みが終了する。次に、昇降手段１０により上ろ板６とろ枠７とが上方に移動させられ、ろ室９内の脱水ケーキが現れる。この時、図１〜図６で説明したように、４つのパンタグラフ機構（２０〜２３）が同期して上ろ板６とろ枠７とを引き上げるので、上ろ板６と下ろ板８との平行が維持され、ろ室９の安定した開閉を行うことができる。

図８は、昇降手段１０によって上ろ板６とろ枠７とが引き上げられた状態を示している。下ろ板８の上の下ろ布５２の上面には、形成された脱水ケーキ６０が上ろ板６とろ枠７から抜き出された状態となっている。

次に、ベルトコンベア駆動装置１６（図３参照）によって下ろ布５２のベルトコンベアが駆動される。図８に示した矢印の方向（右回り）にドラム５１が回転し、下ろ布５２によって脱水ケーキ６０が右に運ばれる。ドラム５１を過ぎると、重力により脱水ケーキ６０は、下方に載置された脱水ケーキ収納容器６１に落下する。脱水ケーキ収納容器６１に集められた脱水ケーキ６０は所定の処理場へと運ばれる。

その後、下ろ布５２は図示しない洗浄シャワー装置によって洗浄される。昇降手段１０によって上ろ板６とろ枠７が降ろされろ室９が形成され、図７で説明した脱水作業が繰り返される。

以上、説明したように、本発明のテーブル式フィルタープレス１は、上ろ板６の上面に昇降手段１０が配置されるので、ろ過の際に上ろ板６に作用する内圧により上ろ板６が受ける力を効率的に昇降手段１０に伝えることができる。そのため、上ろ板６の強度・剛性を確保する点で有利である。

また、本発明のテーブル式フィルタープレス１は、昇降手段１０を構成するパンタグラフ機構及びその同期機構の数を増やすことが容易であるので、テーブル式フィルタープレス１の大型化に対する対応が容易である。

すなわち、本実施の形態に係るテーブル式フィルタープレス１では、昇降手段１０が２行×２列＝４個のパンタグラフ機構で構成されていたが、３行×２列＝６個のパンタグラフ機構、あるいは２行×３列＝６個のパンタグラフ機構に構成することもできる。あるいは、３行×３列＝９個のパンタグラフ機構とすることもできる。この場合、本発明の同期機構及び駆動機構もパンタグラフ機構の数に合わせて増やしていけばよく、非常に拡張性の高い昇降手段となっている。

あるいは、本実施の形態に係る２行×２列＝４個のパンタグラフ機構からなる昇降手段１０を１ユニットと考え、そのユニットの数を増やす方法も可能である。この場合、１行×２列＝２個のユニット、２行×１列＝２個のユニット、２行×２列＝４個のユニット、という風に昇降手段の拡張が可能である。

テーブル式フィルタープレスが大型化し、上ろ板の面積が大きくなった場合であっても、本発明のパンタグラフ機構及びその同期機構を用いた昇降手段によれば、上ろ板に対し左右及び前後方向に対して均等にバランス良く配分して配置できるので、上ろ板の強度・剛性を確保することが容易である。すなわち、テーブル式フィルタープレスを大型化することが容易である。

１：テーブル式フィルタープレス
６：上ろ板
７：ろ枠
８：下ろ板
９：ろ室
１０：昇降手段
２０、２１、２２、２３：パンタグラフ機構
３１：リンク
３２：中間連結点
４０：同期リンク
４１：駆動シリンダ
４２：同期シャフト

Claims (3)

1. 上ろ板、ろ枠及び下ろ板によってろ室が形成され、前記上ろ板と前記ろ枠を昇降手段によって昇降させることで前記ろ室が開閉可能なテーブル式フィルタープレスであって、
   前記昇降手段は、前記上ろ板の上の同一平面内の左右に配置される２つのパンタグラフ機構と、前記２つのパンタグラフ機構同士の動きを同期させる同期機構と、を備え、
   前記同期機構は、前記パンタグラフ機構の上下のリンクを連結する中間連結点のうち同じ側に位置する中間連結点同士を連結する同期リンクを備えることを特徴とするテーブル式フィルタープレス。
2. 同一平面内の左右に配置される２つの前記パンタグラフ機構において、前記中間連結点のうち、近接する前記中間連結点間に両動型の油圧シリンダの基端と先端が介装される駆動機構を備え、前記油圧シリンダの伸び出力と縮み出力によって前記昇降手段が駆動されて前記ろ室が開閉されることを特徴とする、請求項１に記載されたテーブル式フィルタープレス。
3. 前後左右に配置される４つの前記パンタグラフ機構を備え、
   平行な平面内の前後に投影されて配置される２つの前記パンタグラフ機構において、前記中間連結点のうち、同じ側に位置する前記中間連結点同士が同期シャフトで連結される同期機構を更に備え、前記同期リンクと前記同期シャフトによって４つの前記パンタグラフ機構同士の動きが全て同期されることを特徴とする、請求項２に記載されたテーブル式フィルタープレス。

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