JP4290289B2

JP4290289B2 - 濾過装置

Info

Publication number: JP4290289B2
Application number: JP24555099A
Authority: JP
Inventors: 孝一荒井
Original assignee: Arai Machinery Corp
Current assignee: Arai Machinery Corp
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2019-08-31
Also published as: JP2001062212A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多重回転羽根機構を備え、且つ逆洗不要とした濾過装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、広く使用されている織物等の繊維状など布製や、金網等を濾材とする濾過装置では、濾材自体が重く、通過穴が不均一であったりなどで目詰まりが早く、濾材としての寿命が短く、消耗品として扱われる場合が多い。
【０００３】
また、濾過操作が進み、目詰まりの進行と共に、濾過抵抗も増大し、生産効率が低下していく。これらの欠点を軽減するためや、清澄な濾液を得るために濾過助剤を用いて所謂プリコート層を形成し、濾過の進行と共に目詰まりした表面をスクレーパ等により少しづつ削りとってプリコート層の表層を更新しながら濾過操作を行うのが通例である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら上述の従来例では、例えば、布製の濾材等では所謂消耗品であり、常時交換、更新せねばならず、従って、生産効率が悪く、コスト高の要因となっている。
【０００５】
また被処理流体中に混在する固形物の比重が大きく、滞留、沈殿等が生じ易い場合では目詰まりが偏って発生し、濾過効率の低下と共に、均一な濾過操作が不可能となり停止せざるを得ない状態を引き起こすと同時に濾材の頻繁な廃棄のために環境問題を誘起する等の課題がある。
【０００６】
この発明は、上述の状況に鑑みて成されたもので、スクレーパブレードの上流側に混合攪拌機能を有する複数の羽根付き移動回転体を備え多重回転羽根機構とし、逆洗操作を不要とし、濾過操作中安定して被処理流体の濃度を均一に保ちながら筒状フィルターエレメントの表面に残留した付着物を掻落すると共に稼働中に濾過機能を自動的に回復可能とし、連続運転時間及び稼働率を向上し得る濾過装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、下記構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。
【０００８】
（１）被処理流体及び処理済流体の出入口を有する筐体内に、筒状フィルターエレメントを設け、該筒状フィルターエレメントの同心軸上に回動の中心を共有する、二以上の羽根付き移動回転体を二以上の異径同心円に沿って夫々独立して回動自在に配設して、順次内側から外側に向かって、前記筒状フィルターエレメントの外周に位置するものを第１の羽根付き移動回転体、この第１の羽根付き移動回転体の外周に位置するものを第２の羽根付き移動回転体とすると共に、これら複数の羽根付き移動回転体の作用により被処理流体を攪拌して該被処理流体の濃度を均一に保ちながら前記筒状フィルターエレメントの表面に残留した付着物を掻落すると共に稼働中に濾過機能を自動的に回復することができることを特徴とする濾過装置。
【０００９】
（２）第１の羽根付き移動回転体は、筒状フィルターエレメントの表面に沿って摺動して移動するスクレーパブレードを形成し、前記筒状フィルターエレメントと前記スクレーパブレードは相対的に移動可能であり、その外側に前記スクレーパブレードに対して相対または並行して移動可能に第２の羽根付き移動回転体を設けたことを特徴とする前記（１）記載の濾過装置。
【００１０】
（３）筒状フィルターエレメントは、セラミックや金属からなる燒結材料をポーラス状に成形した基板、またはステンレススティール、チタン、チタン合金の金属材料を用い、パンチングメタルの穴開き形状とした基板、また、ワイヤー状としてこれを捲装してスリット状の開口を有する形状とした基体を形成し、これらの基体の表面に珪藻土、活性炭、または卵殻の粉末を濾過助剤層（プリコート層）として用いた構成とした筒状フィルターエレメントは、セラミックや金属からなる燒結材料をポーラス状に成形した基板、またはステンレススティール、チタン、チタン合金の金属材料を用い、パンチングメタルの穴開き形状とした基板、また、ワイヤー状としてこれを捲装してスリット状の開口を有する形状とした基体を形成し、これらの基体の表面に珪藻土、活性炭、または卵殻の粉末を濾過助剤層（プリコート層）として用いた構成としたことを特徴とする前記（１）記載の濾過装置。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の一実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は、この発明に係る濾過装置の要部構成を示す縦断側面図、図２は、スクレーパブレードと攪拌用羽根付き移動回転体の構成を示す平面模式図である。
【００１３】
図面について説明すれば、筐体１に被処理流体Ｆ１を供給する入口部Ｉと処理済流体の濾液Ｆ２を排出する出口部Ｏとを設け、筐体１内に、固定用の支柱９を介して有頭筒体を形成する筒状フィルターエレメント２を固設し、該筒状フィルターエレメント２の同心軸３上に回動の中心を共有する、二以上の羽根付き移動回転体を二以上の異径同心円に沿って夫々独立して回動自在に配設して、順次内側から外側に向かって、前記筒状フィルターエレメント２の外周に位置するものを第１の羽根付き移動回転体４、この第１の羽根付き移動回転体４の外周に位置するものを第２の羽根付き移動回転体５、・・・とし、第１の羽根付き移動回転体４は、筒状フィルターエレメント２の表面に沿って摺動して移動するスクレーパブレードを形成し、前記筒状フィルターエレメント２と前記スクレーパブレードは相対的に移動可能であり、その外側に前記スクレーパブレードに対して相対または並行して移動可能に第２の羽根付き移動回転体５を配設し、第１、第２の羽根付き移動回転体４、５の羽根４ａ、５ａは夫々支持部材４ｂ、５ｂに支持されて角度調節自在であり、スクレーパブレードを形成する第１の羽根付き移動回転体４は第１回転軸６に嵌設され、該第１回転軸６は駆動源Ｍ１に接続されて回転方向、及び回転速度調節自在であり、更に、第１回転軸６の外側に嵌合して回転可能に第２回転軸７が、混合攪拌機能を有する第２の羽根付き移動回転体５に嵌設され、該第２の回転軸７は、スプロケットまたはプーリー等の動力伝達回転体８及びチェーンまたはベルト等の動力伝達部材８ａを介して駆動源Ｍ２に接続されて回転方向、及び回転速度調節自在であり、また、筒状フィルターエレメント２は、セラミックや金属等からなる燒結材料をポーラス状に成形した、またはステンレススティール、チタン、チタン合金等の金属材料を用い、パンチングメタル等の穴開き形状とした、また、前記金属材料をワイヤー状としてこれを捲装してスリット状の開口を有する形状とした基体を形成し、これらの基体の表面に珪藻土、活性炭、パーライト、セルロース粉末、または卵殻等の粉末を濾過助剤層（プリコート層）として用いた構成としてある。
【００１４】
なお、筒状フィルターエレメント２は、頂部に円盤状の蓋をシール部材を介して嵌設固着して有頭筒体を形成し、前記円盤状の蓋の中心部を挿通する支柱９により筐体１に固設され、前記有頭筒体の下方は開放されて濾液の出口部Ｏを有する前記筐体１と一体化され、全体として濾過装置を構成している。
【００１５】
なおまた、濾過装置内の圧力を検出する圧力計や濾過装置内の空気抜きとなるエアベント等が設けられ、また適宜クランプ等を用い全体として分解、組み立てが容易な構造である。
【００１６】
更になお、被処理流体の特性により、必要に応じて三重、四重構造とし多重回転羽根機構とすることも可能である。
【００１７】
上述の構成に基づいて作用を説明する。
【００１８】
例えば、固形物が混合した被処理流体Ｆ１を不図示の供給装置で入口部Ｉから送り込み、有頭筒体を形成する筒状フィルターエレメント２を通過する際に前記筒状フィルターエレメント２の表面にプリコートされた濾過助材の通過穴の形状、大きさ等に応じて濾過操作が行われ、前記濾過助剤層（プリコート層）の表層部に付着残留する残留物を残して通過した濾液Ｆ２は前記有頭筒体を形成する筒状フィルターエレメント２の内側を通過して出口部Ｏに導かれる。
【００１９】
固形物の比重が大きく、濾過前に被処理流体Ｆ１内で固形分のみが滞留するような現象が起き易い場合、筒状フィルターエレメント２の表面（濾過助剤層の表面）に被処理流体Ｆ１が濃度均一な状態で供給されるようにスクレーパブレードを形成する第１の羽根付き移動回転体４の上流側に位置する第２の羽根付き移動回転体５を回転操作して混合攪拌しながら濾過操作を行うことによって、即ち、スクレーパブレードの外側に位置する攪拌羽根が常時回転しているので、濾過量が多く取れ、目詰まりの偏りを防止し、付着残留物の発生状況に応じて、つまり目詰まりした時にのみ前記スクレーパブレードを作用させれば良く、通常の従来機であれば逆洗操作が必要であり、この場合は装置を停止せねばならず、その上被処理流体側に処理済の濾液が混入するなど非効率的な状態が発生するが、この発明による多重回転羽根機構を備えた濾過装置では、運転を停止することなく、且つ濾液が未処理の被処理流体側に混入することもなく、スクレーパブレードを形成する第１の羽根付き移動回転体４を間欠的に、または極端に低速、例えば、攪拌用の外側の羽根の速度が１０とすればスクレーパブレードの速度を１程度の比率で作動させれば良く、これにより、目詰まりを防止し、稼働中に濾過機能を自動的に回復することができ、逆洗操作のための途中運転停止を要さず長時間の連続運転が可能となる。
【００２０】
また、筐体１内の入口側圧力と筒状フィルターエレメント２通過後の出口側圧力との圧力差及び濾液の清澄度または濃度等を検出して、これらの検出結果を基にコンピュータ制御して、スクレーパブレードを形成する第１の羽根付き移動回転体４と混合攪拌機能を有する第２の羽根付き移動回転体５の、夫々の回転速度、回転数、及び両者の回転比等を決定して濾過操作の制御を行うことが出来る。
【００２１】
なお、第１、第２の羽根付き移動回転体４、５の羽根４ａ、５ａの取り付け角度や回転方向、回転速度等については、予め関連情報を取得したデータベースをコンピュータ内に記憶格納させておき、適宜読み出して制御操作を行うことが出来る。
【００２２】
なおまた、第１の羽根付き移動回転体４を形成するスクレーパブレードの形状や枚数、第２の羽根付き移動回転体以降の第２、第３・・・の混合攪拌機能を有する羽根付き移動回転体のセット数及び羽根の形状や枚数等は被処理流体の特性に応じて選択決定すれば良く特定するものではない。
【００２３】
更になお、この濾過装置を濃縮等の回収目的に使用する場合は、筐体の径と羽根付き移動回転体の間隙寸法等を調節し、筐体下方に別個に排出口を設け、被処理流体を筒状フィルターエレメント側に強制的に流れるように混合攪拌用の羽根の角度や回転速度等を制御して操作すれば良い。
【００２４】
【発明の効果】
この発明によれば、スクレーパブレードの上流側に混合攪拌機能を有する複数の羽根付き移動回転体を備えて多重回転羽根機構とし、逆洗操作を不要とし、濾過操作中安定して被処理流体の濃度を均一に保ちながら筒状フィルターエレメントの表面に残留した付着物を掻落すると共に稼働中に濾過機能を自動的に回復可能とし、連続運転時間及び稼働率を向上し得るという効果を呈する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る濾過装置の要部構成を示す縦断側面図
【図２】スクレーパブレードと攪拌用羽根付き移動回転体の構成を示す平面模式図
【符号の説明】
１筐体
２筒状フィルターエレメント
３同心軸
４第１の羽根付き移動回転体
４ａ羽根
４ｂ支持部材
５第２の羽根付き移動回転体
５ａ羽根
５ｂ支持部材
６第１回転軸
７第２回転軸
８動力伝達回転体
８ａ動力伝達部材
Ｆ１被処理流体
Ｆ２濾液（処理済流体）
Ｉ入口部
Ｏ出口部
Ｍ１、Ｍ２駆動源

Claims

被処理流体及び処理済流体の出入口を有する筐体内に、筒状フィルターエレメントを設け、該筒状フィルターエレメントの同心軸上に回動の中心を共有する、二以上の羽根付き移動回転体を二以上の異径同心円に沿って夫々独立して回動自在に配設して、順次内側から外側に向かって、前記筒状フィルターエレメントの外周に位置するものを第１の羽根付き移動回転体、この第１の羽根付き移動回転体の外周に位置するものを第２の羽根付き移動回転体とすると共に、これら複数の羽根付き移動回転体の作用により被処理流体を攪拌して該被処理流体の濃度を均一に保ちながら前記筒状フィルターエレメントの表面に残留した付着物を掻落すると共に稼働中に濾過機能を自動的に回復することができることを特徴とする濾過装置。
第１の羽根付き移動回転体は、筒状フィルターエレメントの表面に沿って摺動して移動するスクレーパブレードを形成し、前記フィルターエレメントと前記スクレーパブレードは相対的に移動可能であり、その外側に前記スクレーパブレードに対して相対または並行して移動可能に第２の羽根付き移動回転体を設けたことを特徴とする請求項１記載の濾過装置。
筒状フィルターエレメントは、セラミックや金属からなる燒結材料をポーラス状に成形した基板、またはステンレススティール、チタン、チタン合金の金属材料を用い、パンチングメタルの穴開き形状とした基板、また、ワイヤー状としてこれを捲装してスリット状の開口を有する形状とした基体を形成し、これらの基体の表面に珪藻土、活性炭、または卵殻の粉末を濾過助剤層（プリコート層）として用いた構成としたことを特徴とする請求項１記載の濾過装置。