JP2005219050A

JP2005219050A - 電気浸透脱水機

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Publication number: JP2005219050A
Application number: JP2005029577A
Authority: JP
Inventors: Sein So; 世寅孫
Original assignee: ENVIRO ENGINEERING CO Ltd
Current assignee: ENVIRO ENGINEERING CO Ltd
Priority date: 2004-02-06
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2025-02-04
Also published as: JP4228312B2; KR20040017264A; KR100457628B1

Abstract

【課題】脱水作用の為の電気場を形成させる直流電源の電圧が脱水時間に依り降下し脱水能力が低下するのを防止する為に、三相交流の各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）別に整流された直流電圧パルスを、ドラムと、これと相互作用するキャタピラとに印加する電気浸透脱水機に関るものである。従来のキャタピラ全体に電源が印加された構造が持つキャタピラの磨耗と汚染に依る誤作動とこれによる脱水能力の低下を防止する。
【解決手段】ドラム１に直流電圧の陽極（または陰極）が印加され、ドラムの円筒面に巻き取られたキャタピラ２の部分にだけ直流電圧の陰極（または陽極）が印加された電気浸透脱水機に於いて、ドラムの内周面に多数個の電極棒５ａが接触するように設置され、ドラムとキャタピラの接する区間のキャタピラにだけ多数個の電極棒５ｂがキャタピラの曲率に沿って接触するように設置する。
【選択図】図９

Description

本発明は電気浸透脱水機に関するものであり、詳細には脱水作用の為の電気場を形成させる直流電源の電圧が脱水時間によって降下し脱水能力が低下するのを防止する為、三相交流の各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）別に整流された直流電圧パルスをドラムとこれと相互作用するキャタピラに印加する構造であり、ドラムに巻き取られて電気的な相互作用により脱水作用を起こすキャタピラのドラムに巻き取られた部分にだけ電源を印加することによって、従来のキャタピラ全体に電源が印加された構造が有するキャタピラの磨耗や汚染に依る誤作動とこの事による脱水能力の低下するのを防止する電気浸透脱水機に関するものである。

電気浸透脱水機はスラッジと結合した水を電気泳動性に依って除去する為の電気場を形成させる為に直流電源が印加され、その電圧差によってスラッジの含水を脱水させる装置である。

一般的な電気浸透脱水機は陽極（＋）の印加されたドラムと、上記ドラムと一定空間部を置いて設置され全体に陰極（−）の印加されたキャタピラと、上記ドラムとキャタピラとの間にスラッジの移送及び脱水の為に巻き取られた二つの濾過布ベルトで構成されている。

このような脱水機はドラムとキャタピラの間に一定の純粋直流電圧が印加され電気場が中に形成され、電気場の中で帯電した液体スラッジの粒子の周囲の水が電気泳動と毛細管現象に依りスラッジの粒子が帯びている電荷と反対の電極側へ移動し水分が分離されて除去される。即ち、スラッジの粒子は（−）表面電荷を帯びるのでスラッジに電気場を形成させるとスラッジの粒子は（＋）極へ移動し、スラッジ粒子層内の水分は（−）極へ移動して脱水が促進される。

しかし上記のような脱水機は６０Ｖの純粋直流が印加されるが、脱水時間の経過につれて電圧損失が大きく起こり実質的に作用する電圧は２０〜２５Ｖ程度になり脱水性能が大きく低下する問題点があり、これの解決の為に電圧降下が起こらないように三相交流を各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）別に整流し直流電圧パルスに変換して位相差に依る順次的な電圧印加の方法が開発された。即ち脱水される過程の間、電圧の損失なしに常に一定の電圧が維持されるようにする為に、電圧降下が起こる時点で直流電圧を断続した後、再び直流電圧を印加し一定週期に直流電圧が反復印加されるように三相交流電圧の各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）別に整流した直流電圧パルスを脱水機の負荷に印加して脱水性能を増大させた電気浸透脱水機が開発されている。

しかし脱水機の負荷に電圧を印加する構造が、ドラム全体に（＋）電圧が印加されてキャタピラ全体に（−）電圧が印加される構造を有するこのような電源印加の構造は、連続的に無限軌道運動するキャタピラの全体に電源が印加される事に依って汚染源に露出された脱水機で回動中のキャタピラが各種汚染物質に依って汚染される割合が多いため、電気的な欠陥である短絡等の事故が頻繁に発生して、汚染に依り電源の供給が断たれ脱水性能が低下する問題点がある。

本発明の目的は、上記のような従来の問題点を解消する為のもので、ドラムに（＋又は−）電源を印加し、ドラムに巻き取られて電気場に依って脱水性能を起こすキャタピラのドラムとの脱水作用部分にだけ（−又は＋）の電源を印加させ、ドラムとキャタピラに依って脱水される領域においてのみ電気の泳動性に依り脱水が進行するようにする電気浸透脱水機を提供する事にある。

一般的な電気浸透脱水機は陽極（＋）又は陰極（−）が印加されたドラム（１）と、上記ドラム（１）と一定空間部を置いて設置され陰極（−）又は陽極（＋）が印加されたキャタピラ（２）と、上記ドラム（１）とキャタピラ（２）の間にスラッジ（３）の移送及び脱水のため巻き取られた二つの濾過布ベルト（４）とで構成されている。

ここで本発明はドラム（１）とキャタピラ（２）に直流電源を印加する構造を提供する事に目的があり、特に三相交流を利用した直流電圧を印加する脱水機に於いて、各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）別に整流された直流電圧パルスを印加する構造であり、三相交流のＲ相とＳ相及びＴ相の各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）がダイオード等の整流素子を利用して半波整流され、各相別に半波整流された交流の（＋）の半サイクルを電波整流されたのと同じになるように、順に流し脱水機の負荷側、即ちドラム（１）とキャタピラ（２）に直流を印加する構造である。

このように本発明は、ドラム（１）とドラム（１）に巻き取られて電気場に依って脱水性能を起こすキャタピラ（２）のドラム（１）との脱水作用部分にだけ電源を印加させる事に依って、脱水の為の電気場の発生が正確であり、脱水機の汚染及びキャタピラ（２）の汚染から安全に電源を印加する事ができ、脱水性能が増大する効果がある。

上記の各相別に整流された（＋）の半サイクルを順に流してやるのは、三相交流の各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）が有する位相差に依って自然に成され、各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）の接続は順方向へ直列に連結された二つのダイオードの間に接続され、一方向へだけ電流が流れるように制御される。又上記脱水機の負荷は（＋）と（−）又は（−）と（＋）が接続するドラム（１）とキャタピラ（２）である。上記の順方向の意味は二個のダイオードが直列に連結される順序が一つのダイオードのカソードが別のダイオードのアノードに連結される事を意味する。

上記のように三相交流を各相別に整流し印加する構造が図１と図２にその実施例が図示されており、図３は各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）別に半波整流された直流電圧パルスがドラム（１）又はキャタピラ（２）に接続され電位差に依る電気場を形成させ脱水作用をする過程を図式化している。

このように直流電圧を印加せず、三相交流を各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）別に整流して供給するが、旦し三相交流を各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）別に整流し各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）別に整流された直流電圧パルスを順に印加する事に依って直流と同一な効果を現わし、これは三相交流の各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）の有する位相差に依って自然に成される。

上記のように三相交流を各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）別に整流した電圧パルスを印加すると、時間の経過につれて電圧が降下する従来の問題点が克服される。これは電圧降下が起ろうとする時点で電圧を断続し電圧降下が起こらないようにし、連続的な直流印加の為に他の相（Ｒ又はＳ又はＴ）のパルスを即時印加する事に依って、全体的に見た時、電圧降下の無い均一な直線状の純粋直流が印加される効果を現わす事になる。

上記の三相交流を各相別に整流して印加した特徴が図４に図示されているが、直線的な純粋直流に依って電圧降下がある反面、三相交流を各相別に整流して順次印加された方法に依る場合は、ほとんど電圧降下が起こらない事を示している。

このような三相交流を各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）別に整流し脱水する装置が図５以下に図示されているが、ドラム（１）とキャタピラ（２）に電源を印加する構造に本発明の特徴がある。即ち、三相交流を利用した電気浸透脱水機は三相交流の各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）が各々の相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）毎に設置された順方向へ直列に連結された二個のダイオードの間に連結され、上記ダイオードのカソードに連結された電極棒（５ａ）がドラム（１）に接触され、ドラム（１）全体がダイオードに依って三相交流の各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）が半波整流されたパルス電圧の（＋）極が印加され、上記ダイオードのアノードに連結された電極棒（５ｂ）がドラム（１）の円筒面に巻き取られているキャタピラ（２）に接触され、キャタピラ（２）全体が直流電圧の（−）極が印加されるように構成される。

上記の中、電極棒（５ａ）（５ｂ）は各々多数個が具備され、その各々はケース（６）の内部に設置されたスプリング（７）に弾性支持される黒鉛（８）で構成され、キャタピラ（２）は絶縁体（９ａ）を媒介にしてキャタピラ（２）を回動させるチェーン（１０）と連結され、ドラム（１）はドラム（１）を回転させるドラム軸（１１）と絶縁体（９ｂ）に依って絶縁させるように固定される。

特に本発明の特徴は、キャタピラ（２）に電源を印加する構造がキャタピラ（２）がドラム（１）に巻き取られ電気場を発生させ脱水作用をする区間にだけ印加されるようにする構造にあるもので、図１２に図示されたように、電極棒（５ａ）を円形のドラム（１）に接触させ、電極棒（５ｂ）をドラム（１）に巻き取られるキャタピラ（２）の部分にだけ接触させるために、円形の固定板（１３）にドラム（１）の円筒面の曲率と同じ弧状の電極棒設置板（１２ａ）（１２ｂ）が設置される。

上記の固定板（１３）は、電極棒設置板（１２ａ）（１２ｂ）を支持する為の構成部分であり、これは電気浸透脱水機を構成するどの部分にも設置できる。即ち、図６に図示されたように固定板（１３）は、電気浸透脱水機の固定された如何なる部分にでも設置して使用する事ができる。又、上記の固定板（１３）無しでも、電極棒設置板（１２ａ）（１２ｂ）を、固定板（１３）を設置する場合と同様な方法で直接に電気浸透脱水機の構成部分に設置して使用する事もでき、電極棒（５ａ）（５ｂ）を直接電気浸透脱水機の構成部分に設置して使用する事もできる。

上記のような設置方法は結局電極棒（５ａ）（５ｂ）をドラム（１）或いはキャタピラ（２）に接触させる為のものであり、これは最も効率的な方法と電気浸透脱水機の構造によって多様に選択及び変更できるのである。即ち、図６に、固定板（１３）が電気浸透脱水機を構成するフレーム（１４）に固定された実施例が図示されており、これは別途のブラケット（１５）等を利用する事もできる。

上記の方法の中電極棒設置板（１２ａ）（１２ｂ）を利用する場合は、電極棒設置板（１２ａ）にはドラム（１）に接触する多数個の電極棒（５ａ）が固定され、電極棒設置板（１２ｂ）にはキャタピラ（２）のドラム（１）への相互作用する巻き取り部分にだけ電極棒（５ｂ）が固定される.

上記の電極棒設置板（１２ａ）はドラム（１）に電極棒（５ａ）を接触させる為のものであるためその大きさは電極棒設置板（１２ｂ）より小さい。即ち、キャタピラ（２）がドラム（１）に巻き取られるまわりの円弧の大きさぐらいに電極棒設置板（１２ｂ）の円弧の大きさが決定され、その殘りの部分が電極棒設置板（１２ａ）の大さになって、電極棒設置板（１２ａ）と電極棒設置板（１２ｂ）が合わせられると全体が一つの円形を構成するようになる。

勿論上記の電極棒設置板（１２ａ）（１２ｂ）は直接電気浸透脱水機に固定する事もできるが、図６に於いての如く固定板（１３）に固定し、固定板（１３）を電気浸透脱水機の適切な所に固定させるといいが、電気浸透脱水機のドラム軸（１１）の支持される所に固定させるほうが容易である。

上記のような構造を有する本発明の脱水機は図５と図６上に図示されており、ドラム（１）及びキャタピラ（２）に電源が印加される構造は図７と図９及び図１０に図示されている。

従って、脱水しようとするスラッジ（３）は、図５の上部ホッパーを通じて投入され、濾過布ベルト（４）の間に流入されてドラム（１）に従って移送されながらドラム（１）とキャタピラ（２）の間で脱水される。この時ドラム（１）とキャタピラ（２）には直流電圧の（＋）と（−）が印加されるが、ドラム（１）には（＋）を印加し、キャタピラ（２）には（−）を印加するのが望しいがこれは任意にできる。

三相交流が各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）別に整流された（＋）の直流電圧パルスは電極棒（５ａ）に依ってドラム（１）に印加されるが、図６と図７と図９及び図１２に詳細に図示されている。

又ドラム（１）に印加される（＋）電圧が脱水機全体に導電されないように、ドラム（１）とこれを回転させるドラム軸（１１）は絶縁体（９ｂ）に依って絶縁されているが、これは図８に図示してある。このような構造に依ってドラム（１）全体は（＋）電圧が印加されるようになる。

又上記ドラム（１）に巻き取られて無限軌道運動をするキャタピラ（２）はドラム（１）とは相対的に（−）電圧が印加されるが、図６と図１０に図示されたように多数個の電極棒（５ｂ）がキャタピラ（２）に接触するように設置されている。

特にここで、本発明の特徴はキャタピラ（２）の全体に電源が印加されず、ドラム（１）に巻き取られて脱水作用の為の電気場の必要な所に於いてだけ電源が印加される事にある。これに比べ従来の場合はキャタピラ（２）全体に電源が印加されるが、キャタピラ（２）を回動させるチェーン（１０）に電源を印加する事に依ってチェーン（１０）に締結されたキャタピラ（２）の全体に電源が印加され、脱水機の多くの部分に無限軌道運動するキャタピラ（２）に各種の汚染物が付着し、電源が断たれる問題点と、これに因る脱水性能の低下があったが、本発明はこれを解消できるようになる。

上記のような電圧の印加によって、濾過布ベルト（４）の間のスラッジ（３）はドラム（１）とキャタピラ（２）の間で電気場に依って脱水が起こるようになる。これは図９と図１１に詳細に図示されており、電気場の発生は図１と図３に図示されたように直流パルス電圧の（＋）と（−）に依って形成されるようになる。即ち、図３に図示されたように各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）別に位相差に依って順次に直流電圧パルスが脱水機のドラム（１）に印加されるようになり、三相交流の各相（Ｒ、Ｓ、Ｔ）を整流した各々の整流された半波直流電圧パルスは交流の位相差が有する時間間隔に順次的に印加され、結局純粋直流が断続されて反復印加されるのと同様な作用をする事になる。

連続した純粋直流電圧がドラム（１）とキャタピラ（２）に印加された時は、脱水時間が経過するにつれて電圧降下が起こって脱水性能が低下したが、三相交流を各相別に整流して印加する場合は、電圧降下が起きる時、電圧が断続され再び新しい電圧パルスが印加されるため、電圧降下の機会が与えられなくなり、脱水性能の低下なく始終同一な脱水性能を有するようになる。このような比較図表が図４に図示されている。

尚、本発明に於いて、電極棒（５ａ）（５ｂ）はスプリング（７）に支持された黒鉛（８）で構成されているため、磨耗が有っても電極棒（５ａ）（５ｂ）は電極としての機能を果す事ができるようになる。

三相交流を利用した電気浸透脱水機の概略的な回路構成図。三相交流を利用した電気浸透脱水機の別の実施例の回路構成図。電気浸透脱水機に各相別の直流パルスが印加される状態図。三相交流と直流電源による電圧降下比較図。本発明の全体構成図。図５のＡ−Ａ断面図。図６のＢ部詳細図。図６のＣ部詳細図。図６のＤ−Ｄ断面図。図９のＥ部詳細斜視図。図９のＥ部詳細図。本発明の電極棒の設置を示した斜視図。

符号の説明

１ドラム
２キャタピラ
３スラッジ
４濾過布ベルト
５ａ、５ｂ電極棒
６ケース
７スプリング
８黒鉛
９ａ、９ｂ絶縁体
１０チェーン
１１ドラム軸
１２ａ、１２ｂ電極棒設置板
１３固定板
１４フレーム
１５ブラケット

Claims

ドラム（１）に直流電圧の陽極（又は陰極）が印加され、ドラム（１）の円筒面に巻き取られたキャタピラ（２）の部分にだけ直流電圧の陰極（又は陽極）が印加された電気浸透脱水機を構成するに於いて；ドラム（１）の内周面に多数個の電極棒（５ａ）が接触するように設置され、ドラム（１）とキャタピラ（２）が接する区間のキャタピラ（２）だけに多数個の電極棒（５ｂ）がキャタピラ（２）の曲率に沿って接触するように設置される事を特徴とする電気浸透脱水機。
電極棒（５ａ）（５ｂ）はケース（６）と、上記ケース（６）の内部に設置されたスプリング（７）と、上記スプリング（７）に弾性支持される黒鉛（８）で構成された事を特徴とする請求項１に記載の電気浸透脱水機。
キャタピラ（２）は絶縁体（９ａ）を介してキャタピラ（２）を回動させるチエーン（１０）と連結された事を特徴とする請求項１に記載の電気浸透脱水機。
ドラム（１）はドラム（１）を回転させるドラム軸（１１）と絶縁体（９ｂ）に依って絶縁されるように固定された事を特徴とする請求項１に記載の電気浸透脱水機。