JP2007105586A - ろ過装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ろ過装置は、同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材1と、外側ろ材2と、前記内側ろ材1と前記外側ろ材2との間のろ過空間4に設けられたスパイラル状の仕切り3と、ろ過空間4の一端側及び/又は他端側に固定され、仕切り3を支持する支持部材19とを備える。前記スパイラル状の仕切り3は回転させないで、前記内側ろ材1及び/又は前記外側ろ材2のみを軸心周りに回転させる。この操作過程で、前記ろ過空間4内に、その一端側から被処理液を送入し、前記内側ろ材1を通してろ過し、前記外側ろ材2を通してろ過し、各ろ液は外部に排出し、前記ろ過空間4内の他端側からケーキを排出する。
【選択図】図1
Description
しかしながら、円筒状の外側ろ材とその内部に挿入されたスクリューからなるスクリュープレスでは、被処理液が入口側から出口側に向かって低速で移送されて行くと同時に、スクリューの締付力によって発生する圧搾圧力で、連続的に脱水されるが、ろ液は外側ろ材のみより搾り出されるものであるため、外側ろ材の長さの短縮化を図るのが困難であり、設備の小型化し難かった。
一方、回転加圧式脱水機においては、脱水ろ過の処理量を向上させるにはディスクの径を大きくする、又は脱水機を複数配置する必要性があり、設備の大型化やコスト増の問題を抱えていた。
そこで、本発明者らは、このような問題点を鑑み、同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、これら内側ろ材と外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、内側ろ材及び外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、内側ろ材及び/又は外側ろ材は軸心周りに回転し、スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされたろ過装置を提案した(例えば、特許文献3)。
そこで、本発明の主たる課題は、仕切りの強度の向上や形状の維持を図り、ろ過作業を安定的して行うことができるろ過装置を提供することにある。
<請求項1記載の発明>
請求項1記載の発明は、同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、前記仕切りは、前記ろ過空間の一端側及び/又は他端側に固定された支持部材によって支持される構成とされた、ことを特徴とするろ過装置である。
内側ろ材及び外側ろ材の二面によってろ過濃縮がなされることによって、従来の外側ろ材のみでろ過を行なっていたスクリュープレスに比べて設備の小型化を図ることができる。また、内側ろ材及び/又は外側ろ材は軸心周りに回転し、スパイラル状の仕切りは回転しない構成とすることにより、ろ過空間に送入された被処理液は、仕切りに沿って螺旋状に装置内を移動しながら、まず内外側ろ材の二面によるろ過濃縮がなされ、次に圧搾脱水がなされるが、内外側ろ材のみならずリボンスクリューも全てを回転自在とした構成のスクリュープレスに比べて、本発明に係るろ過装置は、構造を簡素化でき、製造コストの低減及びメンテナンス性の向上を図ることができる。
また、仕切りは、ろ過空間の一端側及び/又は他端側に固定された支持部材によって支持される構成であることにより、搬送に伴い移動する被処理液やケーキから応力を受ける仕切りの強度の向上と形状の維持を確保することができるため、安定したろ過作業を行い、かつ脱水性能を高めることができる。
請求項2記載の発明は、ケーシング内に同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、前記ケーシングの一端側から被処理液を送入して、ケーシングの他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、前記仕切りは、前記ケーシングの一端側及び/又は他端側に固定された支持部材によって支持される構成とされた、 ことを特徴とするろ過装置である。
仕切りは、ケーシングの一端側及び/又は他端側に固定された支持部材によって支持される構成であることにより、搬送に伴い移動する被処理液やケーキから応力を受ける仕切りの強度の向上と形状の維持を確保することができるため、安定したろ過作業を行い、かつ脱水性能を高めることができる。
請求項3記載の発明は、前記支持部材は、前記仕切りのスパイラル状の帯の略中央部分を連ねるように設けられた、請求項1又は2記載のろ過装置である。
支持部材が仕切りのスパイラル状の帯の略中央部分を連ねるように設けられていることにより、コストを低減させつつ仕切りの強度維持を確保することができる。
請求項4記載の発明は、少なくとも前記ろ過空間の一端側付近における前記支持部材は、前記仕切りのスパイラル状の帯の幅方向の両端部を、対向して挟み込むように設けられた、請求項1又は2記載のろ過装置である。
少なくともろ過空間の一端側付近における支持部材は、仕切りのスパイラル状の帯の幅方向の両端部を、対向して挟み込むように設けられることにより、ケーキ濃度も低く流動性を持った被処理液が多いろ過空間における送入部分において、搬送抵抗に起因して被処理液の圧密度を向上させることができ、脱水性能を向上させることができる。
請求項5記載の発明は、少なくとも前記ろ過空間の他端側付近における前記支持部材は、前記仕切りのスパイラル状の帯の幅方向の両端部を、対向せずに互い違いに挟み込むように設けられた、請求項1、2又は4のいずれか1項記載のろ過装置である。
少なくともろ過空間の他端側付近における支持部材は、仕切りのスパイラル状の帯の幅方向の両端部を、対向せずに互い違いに挟み込むように設けられることにより、含水率が低下したケーキが多いろ過空間のケーキ排出側部分において、抵抗を少なくしてケーキ搬送しやすくすることができる。
請求項6記載の発明は、前記支持部材は、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材に近接又は接触するように配置され、ろ材に付着したケーキを掻取る構成とされた、請求項4又は5項記載のろ過装置である。
支持部材は、内側ろ材及び/又は前記外側ろ材に近接又は接触するように配置され、ろ材に付着したケーキを掻取る構成とすることにより、別途スクレーパーを設ける必要がなく、部点数の削減をすることができ、製造コストを低減させることができる。
請求項7記載の発明は、前記スパイラル状の仕切りの少なくとも被処理液の送入口側の内周縁及び外周縁が、それぞれ前記内側ろ材及び前記外側ろ材に近接又は接触する、請求項1乃至6のいずれか1項記載のろ過装置である。
ろ過空間に送入された被処理液は、ケーキ濃度も低く、流動性を持った状態であるので、被処理液の入口側付近では、内外側ろ材によりろ過濃縮が生じていく。したがって、この被処理液の送入口側付近は、固液分離作用によるろ過濃縮が重要な機能となるが、スパイラル状の仕切りの少なくとも被処理液の入口側の内周縁及び外周縁を、それぞれ内側ろ材及び外側ろ材に近接又は接触する構成とすることにより、ろ材のろ過面に固着したケーキを掻き取り、ろ過濃縮の効率を維持することができる。また、送入された被処理液を仕切りに沿って螺旋状に移動させることができる。
請求項8記載の発明は、前記内側ろ材の回転速度と前記外側ろ材の回転速度とが速度差をもって回転可能とされている、請求項1乃至7のいずれか1項記載のろ過装置である。
内側ろ材の回転速度と外側ろ材の回転速度とが速度差をもって回転することによって、ろ過空間内を移動するケーキにせん断力が生じる。そのため、例えば、繊維分の多い生汚泥や混合生汚泥が含まれる被処理液に対しては、このせん断力により、脱水効率を向上させる事が可能である。また、内外側ろ材それぞれの相対速度が大きい場合、速く回転するろ過面(例えば、内側ろ材のろ過面)近傍のケーキは、もう一方のろ過面(例えば、外側ろ材のろ過面)側へ移動する効果が現れ、ケーキ内での混合作用が生じることで、ろ過装置内での含水率分布を均一化することもできる。
請求項9記載の発明は、前記内側ろ材に第1の回転駆動手段が設けられ、前記外側ろ材に第2の回転駆動手段が設けられ、前記第1の回転駆動手段と前記第2の回転駆動手段とは別の回転駆動手段である、請求項1乃至8のいずれか1項記載のろ過装置である。
内外側ろ材の回転速度差によりケーキにせん断力を加えて脱水効率を改善することが可能であるが、この効果は対象ケーキの性状に依存するため、最適状態で運転する場合はケーキ性状に合わせて内外の速度差を設定することが必要である。本発明においては、第1の回転駆動手段と第2の回転駆動手段とは別の回転駆動手段とすることにより、ケーキ性状に合わせて内外の速度差を簡易的に調整することができる。
請求項10記載の発明は、前記スパイラル状の仕切りは、前記一端側から前記他端側にいくにしたがって、そのピッチ間隔が短くなるように構成されている、請求項1乃至9のいずれか1項記載のろ過装置である。
スパイラル状の仕切りは、ろ過空間の一端側からその他端側にいくにしたがって、そのピッチ間隔が短くなるように構成することによって、ケーキの排出経路を狭くして圧搾効果を高め、排出されるケーキの含水率のムラ(分布)をなくし均一にすることができる。
請求項11記載の発明は、軸心が縦向きであり装置全体が縦向きに配置され、被処理液が下方から上方に向かって加圧状態で送入するように構成されている、請求項1乃至10のいずれか1項記載のろ過装置である。
ケーキの性状によっては、脱水の進行度とろ室体積のデザインとの釣り合いが取れず、ケーキの充填率が低下する場合がある。この場合、ろ過装置が横向きに配置されている構成(横型)のものでは、ろ液が重力の影響を受けて、充填率の低いケーキに浸出し、排出されるケーキの含水率が上がることがある。そこで、軸心が縦向きであり装置全体が縦向きに配置され、被処理液が下方から上方に向かって加圧状態で送入するように構成することにより、重力を利用してろ液を上方のケーキ排出側に浸出させないようにすることができ、そのため、排出されるケーキの含水率のムラ(分布)をなくし、より均一にすることができる。
請求項12記載の発明は、軸心が横向きであり装置全体が横向きに配置されている、請求項1乃至10のいずれか1項記載のろ過装置である。
<本発明に係るろ過装置の構成>
本発明に係るろ過装置におけるケーシング7の内部には、図1及び図2に示されるように、モータ等の第1の回転駆動手段(図示せず)によって駆動力が伝達される内筒回転軸5に上板1Aが連結された回転自在な円筒状の内側ろ材1と、この内側ろ材1と同心円状に配設された回転自在な円筒状の外側ろ材2と、ケーシング7の上板7A及び底板7Bに両端部を固定され、内側ろ材1と外側ろ材2との間に形成されるろ過空間4に配置されたスパイラル状(リボンスクリュー状)の仕切り3と、が備えられている。なお、ケーシング7は、本実施の形態では円筒型であるが、これに限られることなく、多面体等の形状でもよい。
本発明に係るろ過装置を用いてのろ過方法について、以下に説明する。
まず、被処理液送入口10,11へ被処理液をポンプ圧送し、ろ過空間4内に被処理液を送入する。ろ過空間4内に送入された被処理液は、仕切り3に沿って螺旋状に上昇しながら、内側ろ材1と外側ろ材2 とにより二面ろ過が行なわれる。内側ろ材1 と外側ろ材2 をそれぞれ、モータ等の第1及び第2の回転駆動手段(図示せず)によって回転させられる。この際、必要に応じて内側ろ材1と外側ろ材2とをそれぞれ速度差をもって同一方向に回転させる。なお、内側ろ材1と外側ろ材2は、必ずしも両者を回転させる必要はなく、一方のみを回転させるようにしてもよい。
Claims (12)
- 同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、
前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、
前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、
前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、
前記仕切りは、前記ろ過空間の一端側及び/又は他端側に固定された支持部材によって支持される構成とされた、
ことを特徴とするろ過装置。 - ケーシング内に同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、
前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、
前記ケーシングの一端側から被処理液を送入して、ケーシングの他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、
前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、
前記仕切りは、前記ケーシングの一端側及び/又は他端側に固定された支持部材によって支持される構成とされた、
ことを特徴とするろ過装置。 - 前記支持部材は、前記仕切りのスパイラル状の帯の略中央部分を連ねるように設けられた、請求項1又は2記載のろ過装置。
- 少なくとも前記ろ過空間の一端側付近における前記支持部材は、前記仕切りのスパイラル状の帯の幅方向の両端部を、対向して挟み込むように設けられた、請求項1又は2記載のろ過装置。
- 少なくとも前記ろ過空間の他端側付近における前記支持部材は、前記仕切りのスパイラル状の帯の幅方向の両端部を、対向せずに互い違いに挟み込むように設けられた、請求項1、2又は4のいずれか1項記載のろ過装置。
- 前記支持部材は、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材に近接又は接触するように配置され、ろ材に付着したケーキを掻取る構成とされた、請求項4又は5項記載のろ過装置。
- 前記スパイラル状の仕切りの少なくとも被処理液の送入口側の内周縁及び外周縁が、それぞれ前記内側ろ材及び前記外側ろ材に近接又は接触する、請求項1乃至6のいずれか1項記載のろ過装置。
- 前記内側ろ材の回転速度と前記外側ろ材の回転速度とが速度差をもって回転可能とされている、請求項1乃至7のいずれか1項記載のろ過装置。
- 前記内側ろ材に第1の回転駆動手段が設けられ、前記外側ろ材に第2の回転駆動手段が設けられ、前記第1の回転駆動手段と前記第2の回転駆動手段とは別の回転駆動手段である、請求項1乃至8のいずれか1項記載のろ過装置。
- 前記スパイラル状の仕切りは、前記一端側から前記他端側にいくにしたがって、そのピッチ間隔が短くなるように構成されている、請求項1乃至9のいずれか1項記載のろ過装置。
- 軸心が縦向きであり装置全体が縦向きに配置され、被処理液が下方から上方に向かって加圧状態で送入するように構成されている、請求項1乃至10のいずれか1項記載のろ過装置。
- 軸心が横向きであり装置全体が横向きに配置されている、請求項1乃至10のいずれか1項記載のろ過装置。
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