JP2004148195A

JP2004148195A - 濾過乾燥装置

Info

Publication number: JP2004148195A
Application number: JP2002316141A
Authority: JP
Inventors: Tadashige Yamazaki; 忠成山崎; Hirotoshi Handa; 裕利半田; Hiromi Wada; 博美和田; Seiji Hirai; 清司平井; Masahiro Kamimura; 全弘上村
Original assignee: Kobelco Eco Solutions Co Ltd
Current assignee: Shinko Pantec Co Ltd
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2022-10-30
Also published as: JP4090844B2

Abstract

【課題】攪拌翼と容器底面との間に所定間隔を有しつつ、容器内の粉体等を効率的に排出可能な濾過乾燥装置を提供する。
【解決手段】本発明は、容器１０と、前記容器１０の略中心部に設けられた回転軸２１と、前記回転軸２１に固着された攪拌翼２０とを備えた濾過乾燥装置であって、前記容器１０を傾斜させ得る傾斜手段６０と、前記容器１０底面部を振動させ得る振動発生手段５０とを備えたことを特徴としている。前記振動発生手段５０は、前記容器１０底面部の略中心部に接すべく設けられた振動部５１と、前記振動部５１を振動させる駆動部５２とを用いて構成され、前記容器１０内の被処理物を排出する排出工程を行う際に、前記傾斜手段６０を用いて前記容器１０が所定角度傾けられ、前記振動発生手段５０を用いて前記容器底面部が振動させられる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、濾過乾燥装置に関し、詳しくは、装置内の粉体等を適切に全量排出することが可能な濾過乾燥装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術にかかる濾過乾燥装置としては、例えば、特開平８−１５５２１６号公報（特許文献１）に開示された技術が知られている。
【０００３】
この従来技術にかかる濾過乾燥装置は、密閉系の容器と、この容器の側壁外部に設けられた加熱ジャケットと、容器の内部に設けられた攪拌翼等とを用いて構成されている。そして、加熱ジャケットは、容器内に投入された被処理物を乾燥させるための機能を有し、また攪拌翼は、被処理物の乾燥を促進させるために攪拌する機能、乾燥後の粉体製品等を容器下部に設けられた排出口へ掻き寄せて排出する機能、濾過時のケーキ上面を滑らかにする機能、濾過後に洗浄液を投入し、ケーキを再度スラリーにする機能を有している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１５５２１６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術にかかる濾過乾燥装置においては、濾過乾燥処理後の粉体等の全量を、容器内から排出することが困難であるという問題があった。
従来技術によれば、攪拌翼を回転させることによって、粉体の排出が行われているが、攪拌翼と容器（底面の濾板部）との間には、接触による摩耗、損傷等を防止するために、所定の隙間が設けられている。したがって、必然的に、攪拌翼を回転させたとしても、この攪拌翼と容器底面との間に設けられた隙間内の粉体は、容易に排出することができないこととなる。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであって、攪拌翼と容器底面との間に所定間隔を有しつつ、容器内の粉体等を効率的に排出可能な濾過乾燥装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、上記課題を解決するための本発明は、容器と、前記容器の略中心部に設けられた回転軸と、前記回転軸に固着された攪拌翼とを備えた濾過乾燥装置であって、前記容器を傾斜させ得る傾斜手段と、前記容器底面部を振動させ得る振動発生手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
このような構成によれば、前記傾斜手段にて前記容器を傾斜させた状態で、前記振動発生手段を機能させることによって、前記容器底面部上の被処理物は振動によって上下運動を起こし、傾斜面に沿って（高い方から低い方へ）移動するため、容易に前記容器内の被処理物を排出することができる。
【０００９】
また、本発明にかかる濾過乾燥装置においては、前記振動発生手段が、前記容器底面部の略中心部に振動を与えるべく設けられている構成が好ましい。
【００１０】
この好ましい構成によれば、前記容器底面部に設置された濾過板（例えば円盤状の濾過板）の略中心部を最大振幅として周辺部に向かって振幅が減少する、いわゆる一次振動を容易に生じさせることが可能となる。そして、この構成によれば、このように一次振動を生じさせることによって、前記濾過板の略中心部から周辺部に向かって、粉体の移動を円滑に行わせることができる。
また、この構成によれば、振動を与えることによって、前記容器底面部の濾過板上から被処理物を、乖離あるいは浮き上がらせることが可能となる。したがって、前記攪拌翼を回転させることによって、容易に被処理物の排出処理を行うことができる。
【００１１】
また、本発明にかかる濾過乾燥装置においては、前記振動発生手段が、前記容器底面部の略中心部に接すべく設けられた振動部と、前記振動部を振動させる駆動部とを用いて構成されていることが好ましい。
【００１２】
また、本発明にかかる濾過乾燥装置においては、前記容器内の被処理物を排出する排出工程を行う際に、前記傾斜手段を用いて前記容器が所定角度傾けられ、前記振動発生手段を用いて前記容器底面部が振動させられる工程が好ましい。
【００１３】
また、本発明にかかる濾過乾燥装置においては、前記所定角度が、１°〜１０°程度である構成が好ましい。さらには、前記所定角度が、５°程度であることがより好ましい。
【００１４】
前記容器を傾斜させる際、傾斜角度を大きくすると、配管接続部および電力供給配線等の構造が煩雑化し、その分だけコストアップを生ずる。したがって、本発明によれば、上述したように「傾斜」と「振動」とを組み合わせることによって、より小さな傾斜角度（１°〜１０°）によって、被処理物の効果的な排出を可能としている。すなわち、本発明によれば、傾斜角度を大きくすることなく（すなわち、装置（配管および配線等）の煩雑化等を無くして）、適切に被処理物を排出可能な濾過乾燥装置を実現している。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態にかかる濾過乾燥装置の概略断面図を示したものである。図１において、本実施形態にかかる濾過乾燥装置は、被処理物たるケーキ等が投入される容器１０と、この容器１０内に設けられた攪拌翼２０と、容器１０の側壁外周に設けられた熱交換部たる加熱ジャケット３０と、被処理物を排出するための排出口４０と、容器１０の底面部（後述する濾過板等）を振動させ得る振動発生手段５０と、容器１０を傾斜させ得る傾斜手段６０等とを用いて構成されている。
【００１７】
容器１０は、ベル型ハウジング状に形成されており、その上部には、通常、被処理物たるスラリーあるいはケーキ等を投入するための被処理物供給口（図示省略）が設けられている。また、必要に応じて、容器１０の内部上方には、洗浄液配管（図示省略）等が配設されている。さらに、容器１０の上部（上壁外部）には、攪拌翼２０を回転させるための駆動手段１３、および攪拌翼２０を昇降等させる翼昇降用シリンダ１４等が設けられている。また、容器１０の内部下方には、濾布１５、濾過板１６および濾液排出部１７等が設けられている。
【００１８】
攪拌翼２０は、容器１０の略中央部に設けられた回転軸２１の下方端部に設けられており、回転軸２１の外周にはベローズ等から成る回転軸保護部２２が設けられている。この回転軸保護部２２は、容器１０内に配設された回転軸２１が、容器１０内で処理される被処理物等と接触することがないように、容器１０の上部内面から攪拌翼２０の上部に至るまで隙間を形成することがないように設けられている。ここで、回転軸２１は、容器１０内において、回転および昇降を行うべく構成されている。この際、回転軸保護部２２も、回転軸２１の昇降に伴って昇降すべく構成されている。
【００１９】
熱交換部たる加熱ジャケット３０は、上述したように、容器１０の側壁外周部に設けられており、熱交換を行うための媒体（例えば、温水等）が適宜循環あるいは交換等可能であるように形成されている。例えば、本実施形態においては、容器１０の側壁から所定の空間を有すべく形成されたジャケット３０の適当な位置に、媒体流入部および媒体流出部（図示省略）が設けられている。そして、本実施形態においては、媒体流入部を介してジャケット３０内に流入された温水等が、容器１０の側壁を介して容器１０内の被処理物と熱交換を行った後に、媒体流出部を介してジャケット３０外に流出されるべく構成されている。
【００２０】
振動発生手段５０は、一方の端部５１ａが容器１０内に設けられた濾過板１６に取り付けられた棒状の振動部５１と、この振動部５１の他方の端部５１ｂに連接されたエアバイブレータ５２（本発明の「駆動部」に相当）と、封止部５３等とを用いて構成されている。
図１に示すように、振動部５１は、濾液排出部１７を貫通しており、濾液排出部１７内にて、その一方端部５１ａが濾過板１６に固着され、濾液排出部１７外にて、その他方端部５１ｂが駆動部５２に取り付けられている。
また、振動部５１が濾液排出部１７を貫通している部分には、濾液排出部１７からの濾液洩れを防止すると共に、振動時および停止時における振動部５１を適切に保持しつつ振動部５１を介しての濾液洩れを防止するために、封止部５３が設けられている。この封止部５３は、例えば、ダイヤフラム、ベロー、Ｖリング、Ｏリング等を用いて構成されている。
【００２１】
傾斜手段６０は、容器１０に固着された支持部６１と、容器１０を保持する脚部の一つであって支持部６１と当接すべく設けられた傾斜脚部６２と、この傾斜脚部６２に固着された油圧シリンダ６３と、一端が支持部６１に固着されて油圧シリンダ６３にて往復動（図１の矢印Ｙ方向）可能なシャフト部６４等とを用いて構成されている。なお、図示は省略しているが、傾斜脚部６２以外の容器１０を保持する脚部６８（例えば二つの脚部６８）に対して、容器１０は、揺動可能なようにピン接合等にて取り付けられている。また、容器１０に接続されている各配管等は、この傾斜手段６０の傾斜可動範囲内にて、その傾斜状態を適切に吸収（緩和）可能とすべく、フレキシブルジョイント等を用いて接続されている。
【００２２】
本実施形態にかかる濾過乾燥装置は、以上のように構成されており、次のように作動する。ここでは、本実施形態にかかる濾過乾燥装置を用いて、原料スラリー中の固体粒子（粉粒体）を取り出す場合を例にあげ、この際の具体的な工程を順番に説明する。
【００２３】
〈濾過工程〉
本実施形態にかかる濾過乾燥装置においては、被処理物供給口から容器１０内に原料スラリーを供給した後、ガス供給部（図示省略）から供給されるガスを用いて容器１０内を加圧して（または、容器１０内を（濾液排出部方向に）減圧して）、すなわち、被処理物たる原料スラリーに圧力を作用させて、原料スラリーの濾過を行う。この際、濾布１５および濾過板１６を介して濾過された濾液は、容器１０の下部に設けられた濾液排出部１７から容器１０外に排出・回収される。なお、このように、原料スラリーに何らかの圧力を作用させているときは、本実施形態における攪拌翼２０は、原料スラリーの上方（容器１０の上方）に退避させている。
【００２４】
上記濾過工程が行われることによって、容器１０内には原料スラリーの固形分のみが残留することとなり、かかる固形分は、濾布１５上に湿潤したケーキ層として堆積されることとなる。
【００２５】
〈展延工程〉
濾過工程中においては、ケーキ表面に濾過面（容器１０の底面部）まで貫通したクラックが発生し、加圧ガス等がショートパスして、濾過が適切に進行しない場合がある。このような場合には、攪拌翼２０を用いてケーキ表面をならす処理等を行う必要がある。このような処理を行えば、濾過処理がさらに進行して、ケーキ中の母液含量を下げることが可能となる。
【００２６】
具体的には、一定時間の濾過工程を経た後、容器１０の上方に退避していた攪拌翼２０を下降させて、ケーキ層内に攪拌翼２０をやや侵入させた後に、攪拌翼２０を一定速度で回転させる。攪拌翼２０をこのように作動させることにより、上述したクラックがなくなると共に、ケーキ層の中からは水分が絞り出され、この水分は濾液排出部１７から排出されることとなる。この工程が、展延工程である。
ここで、攪拌翼２０は、昇降用シリンダ１４によって回転軸２１を昇降させることによって昇降可能であるように構成されており、この昇降に伴い、回転軸保護部２２も伸縮する。また、攪拌翼２０は、駆動手段１３によって回転駆動させられる回転軸２１を介して回転可能であるべく構成されている。
【００２７】
〈洗浄工程〉
次に、ケーキ中に存在する異物（残留した母液中の未反応物等の不純物）を排除するために、洗浄工程を実施するが、洗浄工程には置換洗浄と攪拌洗浄とがあり、これらは、被処理物の性質等に応じて、選択的にあるいは組み合わせて行われる。
【００２８】
置換洗浄は、洗浄液配管の先端のノズル部（図示省略）から容器１０内に洗浄液を供給し（ノズル部からケーキ上に洗浄液を噴霧し）、ケーキの洗浄を行い、ケーキ中の異物は洗浄液と共に濾液排出部１７から排出する。このとき、攪拌翼２０は、ケーキ上面位置に固定している。
攪拌洗浄は、洗浄液配管の先端のノズル部から容器１０内に洗浄液を溜め、攪拌翼２０によってケーキを再度スラリー状態にする。このとき、攪拌翼２０はスラリー液内の一定位置で固定した状態で所定速度で回転駆動させる。その後、再び濾過工程を行うことによって、攪拌洗浄が終了する。
【００２９】
〈乾燥工程〉
次に、容器１０内を減圧すると共に、媒体流入部から熱交換部３０内に熱交換媒体を導入させて容器１０の側壁を加熱する。また、攪拌翼２０については、所定速度で回転させながら、容器１０内を昇降させる。
【００３０】
この工程においては、攪拌翼２０等を上述すべく作動させることにより、濾布１５上に堆積されたケーキ層は、攪拌翼２０によって攪拌・混合されると共に、容器１０の側壁を介して熱交換部３０からの熱を受けることとなる。すなわち、この攪拌作用と熱交換とによって、被処理物に対する乾燥工程が行われることとなる。
そして、固形分の乾燥が一定程度まで進むと、攪拌翼２０の高さをケーキ層内の一定位置で固定して回転駆動させつつ、さらに乾燥工程を進める。その結果、被処理物が所定の乾燥状態に達した段階で、容器１０内を大気圧に戻し、熱交換部３０に対する熱交換媒体の供給を停止して、乾燥工程を終了する。
【００３１】
〈排出工程〉
次に、本実施形態においては、容器１０を所定角度傾斜させた状態で且つ容器１０内の濾過板１６等を振動させた状態にて、容器１０内の乾燥された粉体物（被処理物）についての排出工程が行われる。
ここで、図２は、本実施形態にかかる濾過乾燥装置の概略断面図を示したものであり、図２（ａ）は、容器１０の傾斜角度が「０°」の状態を示し、図２（ｂ）は、容器１０の傾斜角度が「５°」の状態を示している。
【００３２】
本実施形態においては、図２（ａ）に示されたように、容器１０の傾斜角度が「０°」の状態で、上述した濾過工程から乾燥工程までの処理が行われる。すなわち、装置の接地面Ｇと容器１０を成す濾過板１６等とが略平行となり、容器１０内の被処理物に対して均等に重力が作用するような状態にて、濾過工程から乾燥工程までの処理がなされる。このような状態（図２（ａ）参照）にて、濾過から乾燥までの処理がなされるのは、容器１０が傾いていると、被処理物に対して、不均一な濾過、乾燥等が行われることとなるからである。
【００３３】
一方、先にも述べたように、本実施形態においては、容器１０を所定角度（ここでは５°、図２（ｂ）参照。）傾けた状態で且つ容器１０内の濾過板１６等を振動させた状態にて、容器１０内の粉体物の排出処理がなされる。
具体的には、まず第一に、図２（ｂ）に示すように、油圧シリンダ６３内のシャフト６４を駆動させて、容器１０を傾ける。ここでは、容器１０内の粉体物が排出口４０側に移動すべく、容器１０を傾かせる。第二に、エアバイブレータ５２を駆動させて、振動部５１を介して濾過板１６および濾布１５を振動させる。第三に、傾斜および振動を加えた状態において、駆動手段１３（電動モータ等）を駆動させて攪拌翼２０を回転させる。この際、攪拌翼２０と濾布１５との間には、所定間隔（例えば、５ｍｍ〜１０ｍｍ）の隙間が設けられている。
【００３４】
本実施形態においては、以上のように、傾斜（容器１０の傾斜）、振動（容器１０の底面部たる濾過板１６の振動）、および回転（攪拌翼２０の回転）を行いつつ、排出口４０が開放されるため、容器１０内における乾燥された粉体物（被処理物）は、排出口４０を介して容器１０外に適切に排出され、効率よく粉体物の全量回収を行うことができる。
【００３５】
具体的には、本実施形態によれば、小さな傾斜角度（例えば５°）と振動とを組み合わせ、攪拌翼２０を回転させることによって、粉体物の排出処理を行っているため、容器１０およびこの容器１０に接続された配管および配線等についても、小さな動きが可能な程度に構成すればよい。すなわち、各配管等は小さな動きをするにすぎないため、容器１０可動時に着脱作業等を行うことなく、フレキシブルジョイントおよびベローズ等を用いて常時接続状態とすることが可能となる。
このように、本実施形態によれば、容器１０をわずかに傾斜させることによって、配管等を着脱することなく、容器１０内の被処理物の全量排出が可能となるため、完全自動運転が可能となり（人手が不要で省力化を実現でき）、コンタミの発生を防止することができる。
【００３６】
また、本実施形態においては、容器底面部（を成す濾過板１６）の略中心部に振動を与えるべく、振動発生手段５０が設けられているため、濾過板１６の略中心部を最大振幅として周辺部（濾過板１６の周辺部）に向かって振幅が減少する振動形態（いわゆる「一次振動」）が得られる。したがって、本実施形態によれば、濾過板１６上の粉体が効果的に濾過板１６の周辺部に向かって移動させられ、上述したような必要最小限の「傾斜」を行わせることとの相互作用に基づき、適切に粉体の排出を実施することができる。
さらに、本実施形態においては、円盤状の濾過板１６の略中心部の一箇所に振動が与えられているため、濾過板１６の全域に容易に均一な振動を与えることができる。
また、上述した「一次振動」が得られない場合であっても、円盤状の濾過板１６の略中心部の一箇所に振動が与えられていることから、濾過板１６においては、振動波が中心部から周辺部に伝わる。したがって、本実施形態によれば、濾過板１６上の粉体（被処理物）は、この振動波によって濾過板１６の周辺部に向けて移動し、適切に排出されることとなる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【００３８】
例えば、上記実施形態においては、駆動部としてエアバイブレータ５２を用いる場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、駆動部として、振動モータ、圧電素子等を用いてもよい。
【００３９】
また、上記実施形態においては、傾斜手段６０が油圧シリンダ６３を用いて構成された場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、必要に応じて電動ジャッキ、エアシリンダ等を用いてもよい。
【００４０】
また、上記実施形態においては、排出工程時に容器１０を「５°」傾ける場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、必要に応じて、１°〜１０°の傾きにて、排出工程を実施してもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては、容器の傾斜、容器底面部の振動、および攪拌翼の回転を行いつつ、容器内の被処理物の排出工程がなされる。
したがって、本発明にかかる濾過乾燥装置によれば、傾斜と振動とによって被処理物の排出口方向への移動が促進されるため、攪拌翼と容器底面との間に所定間隔を有した場合であっても、容器内の被処理物（粉体等）を効率的に全量排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる濾過乾燥装置の概略断面図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる濾過乾燥装置の概略断面図であり、図２（ａ）は容器の傾斜角度が０°の状態を示し、図２（ｂ）は容器の傾斜角度が５°の状態を示している。
【符号の説明】
１０…容器、１３…駆動手段、１４…翼昇降用シリンダ、１５…濾布、１６…濾過板、１７…濾液排出部
２０…攪拌翼、２１…回転軸、２２…回転軸保護部
３０…熱交換部（加熱ジャケット）
４０…排出口
５０…振動発生手段、５１…振動部、５２…エアバイブレータ、５３…封止部
６０…傾斜手段、６１…支持部、６２…傾斜脚部、６３…油圧シリンダ、６４…シャフト部、６８…脚部

Claims

容器と、前記容器の略中心部に設けられた回転軸と、前記回転軸に固着された攪拌翼とを備えた濾過乾燥装置であって、
前記容器を傾斜させ得る傾斜手段と、
前記容器底面部を振動させ得る振動発生手段と
を備えたことを特徴とする濾過乾燥装置。
前記振動発生手段が、前記容器底面部の略中心部に振動を与えるべく設けられている
請求項１に記載の濾過乾燥装置。
前記振動発生手段が、前記容器底面部の略中心部に接すべく設けられた振動部と、前記振動部を振動させる駆動部とを用いて構成されている
請求項２に記載の濾過乾燥装置。
前記容器内の被処理物を排出する排出工程を行う際に、前記傾斜手段を用いて前記容器が所定角度傾けられ、前記振動発生手段を用いて前記容器底面部が振動させられる
請求項１から３のいずれか１項に記載の濾過乾燥装置。
前記所定角度が、１°〜１０°である
請求項４に記載の濾過乾燥装置。