JP2006136854A - 水平ベルトフイルター - Google Patents

Abstract

【課題】 水平ベルトフイルターのろ過面全体に平均した真空圧を維持させながら、ケーキの回収率と低含水率のケーキを得る装置を提供する。
【解決手段】 走行自在な支持ベルト（４）のろ過床（４ｂ）に金属貫通ベルト（１１）を重設し、支持ベルト（４）の裏面に格子状のシール帯（４ａ）を形成して、シール帯（４ａ）の間に通穴（５）を設け、支持ベルト（４）のろ過床（４ｂ）の下方全面に真空ボックス（１５）を配設し、真空ボックス（１５）に多数の支持ローラ（１６・・・）を配設し、真空ボックス（１５）の外周に注水路（１８）を設けたシールボックス（１７）を付設してあり、水封した支持ベルト（４）の真空度を高めると同時に摩擦抵抗を軽減し、金属貫通ベルト（１１）のろ過面（１１ａ）の全面から均一にろ液を吸引して、ばらつきのないケーキが得られる。金属貫通ベルト（１１）は屈曲したろ液通路がなく、目詰まりは進行せず、洗浄も容易となる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、化学工業や食品工業等の生産プロセス、或いは、金属水酸化物やパルプスラリー等の原液を対称とする真空式の水平ベルトフイルターの改良に関する。

真空式の水平ベルトフイルターは、比較的ろ過性の良い原液スラリーの脱水機として広く普及している。水平ベルトフイルターは、水平状のろ過面であり、均一な固液分離が行なえる。ろ過面の濃縮スラリーは、ケーキ洗浄やエアーブローにより含水率が低減し、或いは有効成分が回収され、ケーキ洗浄効率も高い。水平ベルトフイルターは、構造が簡単で設備、運転管理などが簡単に済むといった長所がある。従来の水平ベルトフイルターとしては、循環駆動するベルトに無端状のろ布を載置して、箱状の真空ボックスに配設したスライドプレートの通孔から、ベルトに形成した脱水溝のろ液を吸引するようにした固液分離装置は、例えば、特許文献１に記載してあるように良く知られている。また、ろ布の代わりにワイヤーメッシュ構造の無端ベルトを一対のプーリー間に掛け渡した濃縮装置も、例えば、特許文献２に記載してあるように公知である。

特開２００４−１０５８０８号公報（段落番号００１４乃至段落番号００１８、図２及び図３） 特開２００３−２３６５９６号公報（段落番号００１４、図１）

上記従来のベルトが摺接するスライドプレートの通孔からろ液を吸引する水平ベルトフイルターは、ろ布を支架するベルトの脱水溝から、ろ布に供給した原液スラリーを吸引するので、ろ過面全体の真空度が一定せず、含水率の低い均一なケーキが得られない恐れがある。水平ベルトフイルターに使用するろ布は、ポリプロピレンなどの合成繊維等を織ったろ材であり、ろ布の表面には微細な凹凸と、ろ布内部に屈曲したろ液通路がある。このろ布に付着する固形物は、スクレーパだけでは完全に剥離することは不可能であり、ケーキの回収率が悪い。ろ布の折り目に滞留する固形物は、高圧ジェッター洗浄や薬品洗浄を行えば、不純物除去は可能であるが、多量の洗浄水と洗浄排水処理が問題となる。ろ布は合成繊維、或いは綿等の天然繊維なので、高温、溶剤の脱水には適さない。交換した汚れたろ布はリサイクルできず、大量の廃棄物が発生して、焼却或いは埋立処分をせざるを得ない。

濃縮装置に用いるワイヤーメッシュ構造の無端ベルトは、メッシュ構造のため金属線材間の表面と裏面に微細な通穴が形成されており、ケーキの回収率が良いが、目詰まりしやすい。仮に水平ベルトフイルターにろ材として使用しても、ろ液を吸引するので、目詰まりを解消するために多量の洗浄水を必要とする。この発明は、金属ろ材を使用して、簡単なシール構造と工夫した真空吸引により、ろ過面全体に平均した真空圧を維持させて、ケーキの回収率を高めながら、ばらつきのない低含水率のケーキを得る水平ベルトフイルターを提供する。

この発明に係る水平ベルトフイルターは、走行自在な支持ベルトのろ過床にフイルターベルトのろ過面を重設し、支持ベルトのろ過床の裏面に真空ボックスを配設した固液分離装置において、フイルターベルトを厚み方向に貫通する金属貫通ベルトで構成し、支持ベルトの裏面に格子状のシール帯を形成して、シール帯の間に通穴を設けると共に、真空ボックスの外周部にシールボックスを付設して、シールボックスの上面に注水路を形成したもので、格子状の複数のシール帯がシールボックスの注水路に順次摺設し、注水された注水路で水封されて真空度を高めると同時に、潤滑水の作用により摩擦抵抗が軽減できる。そして、金属貫通ベルトは、従来の綾織や平織を施したろ布や金網のように、表面に微細な凹凸や段部、或いは屈曲したろ液流路がなく、ろ布のような固形物の繊維内滞留に起因する目詰まりは進行せず、ケーキの回収率も高くなる。金属貫通ベルトは表面が平らなので、従来のろ布と比較して、低い水圧と少ない洗浄水でケーキを洗い流し、ろ材面の再生が可能となる。

支持ベルトと金属貫通ベルトの走行駆動と蛇行防止は、支持ベルトを掛け回したベルト駆動ローラに駆動爪を突設し、支持ベルトの両端部に形成したガイド穴を係合させると共に、金属貫通ベルトを掛け回した剥離ローラに係合爪を突設し、金属貫通ベルトの両端部に形成したガイド穴を係合させたもので、支持ベルトの駆動により金属貫通ベルトは伴回りして、蛇行を防止しながら、走行駆動ができる。

真空ボックスは、支持ベルトのろ過床の下方全面に配設し、真空ボックスの両側壁に多数の支持ローラを支架したもので、金属貫通ベルトのろ過面全体のろ液を、金属貫通ベルトに形成した通穴から直接吸引するので、ばらつきのない均一なケーキが得られる。走行する支持ベルトは、支持ローラの回転により摩擦抵抗を軽減することができる。支持ベルトの外周に張設する金属貫通ベルトは、その厚み方向に貫通する０．１〜０．５ｍｍの多数の細孔を設け、金属貫通ベルトの孔サイズをろ材厚みと同等或いは厚みより大きな孔直径としたもので、ろ材の強度を維持しながら従来のろ布と同等の通水性を確保でき、ろ布に近似した脱水ケーキとなり、均一なケーキ水分と回収率が得られるもので、長期使用が可能なろ材機能となる。

この発明の水平ベルトフイルターは上記のように構成してあり、支持ベルトの格子状のシール帯が、真空ボックスに付設したシールボックスの注水路に摺設して、真空ボックスに軸支した支持ローラに転接させるので、水封により真空ボックスの真空度が維持されて、同時に摩擦抵抗が軽減し、ばらつきのない低含水率のケーキを得ることができる。そして、支持ベルトに張設する金属貫通ベルトは、表面に微細な凹凸と屈曲したろ液流路がないので、目詰まりが進行することがなく、ケーキの回収率が高くなる。金属貫通ベルトは表面が平らなので、低い水圧と少ない洗浄水でケーキを洗い流し、ろ材面の再生が可能となる。スチールベルトは耐摩耗性と剥離性に優れ、目詰まりの進行が遅くろ材の交換を大幅に減少する。スチールベルトの厚みが薄いので剥離ローラと案内ローラ等のローラ径が小さくなる。

この発明に係る水平ベルトフイルターを図面に基づき詳述すると、先ず、図１は水平ベルトフイルターの横断面図であって、フレーム１に支架された前後のベルト駆動ローラ２と従動ローラ３にゴム製又は樹脂製の支持ベルト４が無端状に掛け回してあり、ベルト駆動ローラ２に駆動機（図示せず）が連動連結してある。図２は支持ベルトの斜視図であって、支持ベルト４の裏面全面に多数の格子状のシール帯４ａ・・・が形成してあり、シール帯４ａ・・・の間に通穴５・・・を開口してある。ベルト駆動ローラ２と従動ローラ３に掛け回した支持ベルト４に通穴５・・・を設けた上面水平部をろ過床４ｂとしてある。図３は支持ベルトを走行させるベルト駆動ローラの正面図であって、ベルト駆動ローラ２の両側端部に駆動爪６、６が突設してあり、図４に示す、支持ベルト４の両端部に連続して形成したガイド穴７・・・を係合させて、支持ベルト４の走行駆動と蛇行防止を行う。なお、符号８は、ベルト駆動ローラ２に嵌着した駆動用のスプロケットである。

図１に示すように、フレーム１に支架された前後の剥離ローラ９と案内ローラ１０に金属貫通ベルト１１が無端状に掛け回わされて、金属貫通ベルト１１を支持ベルト４の外周に張設してある。図５は金属貫通ベルトを掛け回した剥離ローラの正面図であって、剥離ローラ９の両側端部に係合爪１２、１２が突設してあり、図６に示すように、金属貫通ベルト１１の両端部に連続して形成したガイド穴１３を剥離ローラ９の係合爪１２に係合させてある。支持ベルト４の水平部に金属貫通ベルト１１が重設してあり、支持ベルト４の水平部をろ過床４ｂとして、重接する金属貫通ベルト１１の水平部をろ過面１１ａとしてある。ベルト駆動ローラ２で支持ベルト４を走行駆動して、重接してある金属貫通ベルト１１を伴回りさせて、金属貫通ベルト１１の蛇行を防止する。なお、支持ベルト４と金属貫通ベルト１１を掛け回す従動ローラ３と案内ローラ１０は摺動調節自在にフレーム１に軸支してある。

図６に示す、支持ベルト４に張設する金属貫通ベルト１１は、厚みが０．１〜０．５ｍｍの薄板のステンレスベルトを使用して、厚み方向に貫通する孔直径が０．１〜０．５ｍｍの多数の微細孔を開口してある。金属貫通ベルト１１は、加工性、強度、脱水性能を総合的に考慮して、孔サイズをろ材厚みと同等或いは厚みより大きな孔直径としてある。薄板の金属貫通ベルト１１の孔加工は、電子ビーム、レーザービーム、もしくは、パンチング加工や化学腐食／エッチングが可能となる。厚みの薄い金属貫通ベルト１１を剥離ローラ９と案内ローラ１０に掛け回すので、ローラ径を比較的細く設定できる。厚み方向に貫通した薄板の金属貫通ベルト１１は、ろ布や金網のように綾織等の織目の屈曲したろ液通路や平織等の段付きがなく、薄板の微細孔に汚泥が滞留し、或いは、ろ液に含まれる成分が析出固着することがなく、ケーキの回収率も高くなる。金属貫通ベルト１１は表面が平らなので、洗浄が容易であり、水圧、水量とも著しく少なくてよい。また、金属貫通ベルト１１は耐摩耗性と剥離性に優れ、目詰まりの進行が遅いので、ろ材の交換は大幅に減少し、短期消耗品であるろ布のように廃棄物が発生することもない。金属貫通ベルト１１は、高温、溶剤等への適用も可能である。

図１に示すように、金属貫通ベルト１１のろ過面１１ａの始端側に原液供給ボックス１４と、支持ベルト４のろ過床４ｂの裏面に真空ボックス１５が配設してある。図７は水平ベルトフイルターの要部縦断面図であって、支持ベルト４の裏面に配設した真空ボックス１５の大きさは、図１及び図５に示すように、支持ベルト４のろ過床４ｂの面積と同等としてある。真空ボックス１５の両側壁に軸支した多数の回転自在な支持ローラ１６・・・で支持ベルト４を支架してあり、走行する支持ベルト４は支持ローラ１６を転動させながら支持される。

図７に示すように、真空ボックス１５の外周壁に沿ってシールボックス１７が付設してあり、シールボックス１７の上面に水を供給する注水路１８が形成してある。金属貫通ベルト１１のろ過面１１ａを載置する支持ベルト４を支持ローラ１６とシールボックス１７で水平状に支持させて走行可能としてある。真空ボックス１５の周部を囲繞するシールボックス１７の注水路１８に、支持ベルト４の裏面に形成した両側部のシール帯４ａを連続して摺接させ、幅方向に配設したシール帯４ａを断続的に摺接させる。走行する支持ベルト４のろ過床４ｂの周部を注水路１８に注水した水で水封し、金属貫通ベルト１１のろ過面１１ａ全体の負圧を均一に維持させる。支持ベルト４は支持ローラ１６に転接させ、シールボックス１７で水封しながら摺接させるので、支持ベルト４と真空ボックス１５のシール性を高め、同時に摩擦抵抗を軽減できる。なお、符号１９はシール用の可撓板を設けたガイド板であって、金属貫通ベルト１１のろ過面１１ａの両側に配設してある。

図８は水平ベルトフイルターの縦断面図であって、支持ベルト４の裏面に配設した真空ボックス１５は、真空源に連通する吸引管２０が連結してある。原液供給ボックス１４から金属貫通ベルト１１のろ過面１１ａに供給した原液は、真空ボックス１５から真空吸引されて、金属貫通ベルト１１で固液分離を行ない、ろ液を真空ボックス１５に排出する。金属貫通ベルト１１のろ過面１１ａに供給された原液は、ろ過面１１ａの全面に開口する支持ベルト４の通穴５から均一にろ液を吸引するので、含水率が低く、水分のばらつきのないケーキが得られる。ケーキ洗浄による有効成分の回収も良好に行える。なお、符号２１は支持ベルト４のベルト受ローラ、符号２２は金属貫通ベルト１１のサポートローラである。

この発明に係る水平ベルトフイルターは、金属貫通ベルトを使用して、支持ベルトのろ過床全面に配設した真空ボックスに多数の支持ローラを軸支し、真空ボックスの外周端に注水路を設けたシールボックスを付設したので、水封した支持ベルトの真空度を高めると同時に摩擦抵抗を軽減し、ろ過面全体の真空圧を維持させながら均一なケーキが回収できる。金属ろ材を使用して、ケーキの回収率を高め、洗浄水も少なくて済み、目詰まりの少ない、剥離性の良いろ過機となるものである。従って、化学工業や食品工業等の生産プロセス、或いは、金属水酸化物やパルプスラリー等の原液を対象とする水平ベルトフイルターに適するものである。

この発明に係る水平ベルトフイルターの横断面図である。 同じく、支持ベルトの斜視図である。 同じく、支持ベルトを走行させるベルト駆動ローラの正面図である。 同じく、支持ベルトのろ過床の平面図である。 同じく、金属貫通ベルトを掛け回した剥離ローラの正面図である。 同じく、金属貫通ベルトの平面図である。 同じく、水平ベルトフイルターの要部縦断面図である。 同じく、水平ベルトフイルターの縦断面図である。

符号の説明

２ ベルト駆動ローラ
４ 支持ベルト
４ａ シール帯
４ｂ ろ過床
５ 通穴
６ 駆動爪
７、１３ ガイド穴
９ 剥離ローラ
１１ 金属貫通ベルト
１１ａ ろ過面
１２ 係合爪
１５ 真空ボックス
１６ 支持ローラ
１７ シールボックス
１８ 注水路

Claims (4)

1. 走行自在な支持ベルト（４）のろ過床（４ｂ）にフイルターベルトのろ過面（１１ａ）を重設し、支持ベルト（４）のろ過床（４ｂ）の裏面に真空ボックス（１５）を配設した固液分離装置において、フイルターベルトを厚み方向に貫通する金属貫通ベルト（１１）で構成し、支持ベルト（４）の裏面に格子状のシール帯（４ａ）を形成して、シール帯（４ａ）の間に通穴（５）を設けると共に、真空ボックス（１５）の外周部にシールボックス（１７）を付設して、シールボックス（１７）の上面に注水路（１８）を形成したことを特徴とする水平ベルトフイルター。
2. 上記支持ベルト（４）を掛け回したベルト駆動ローラ（２）に駆動爪（６）を突設し、支持ベルト（４）の両端部に形成したガイド穴（７・・・）を係合させると共に、金属貫通ベルト（１１）を掛け回した剥離ローラ（９）に係合爪（１２）を突設し、金属貫通ベルト（１１）の両端部に形成したガイド穴（１３）を係合させて、支持ベルト（４）と金属貫通ベルト（１１）の走行駆動と蛇行防止を行うことを特徴とする請求項１に記載の水平ベルトフイルター。
3. 上記支持ベルト（４）のろ過床（４ｂ）の下方全面に真空ボックス（１５）を配設し、真空ボックス（１５）の両側壁に多数の支持ローラ（１６・・・）を支架したことを特徴とする請求項１または２に記載の水平ベルトフイルター。
4. 上記金属貫通ベルト（１１）に厚み方向に貫通する０．１〜０．５ｍｍの多数の細孔を設け、金属貫通ベルト（１１）の孔サイズをろ材厚みと同等或いは厚みより大きな孔直径としたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の水平ベルトフイルター。

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