JP4435692B2 - ダイヤフラム式フィルタプレス - Google Patents

Description

本発明は、多数のダイヤフラム付きフィルタ板と該フィルタ板間に配置されたダイヤフラム無しフィルタ板とを有する公知のダイヤフラム式フィルタプレスに関する。それらフィルタ板は運転状態において頭部部材と終端部材との間に締付け固定され、フィルタ板間に濾過室が生ずる。フィルタ板の濾過室を境界付ける面に突起又はリブが形成され、濾布が被せられる。ダイヤフラム式フィルタプレスの場合、突起付き又はリブ付き表面は、ゴムやプラスチックから成る可撓性又は弾性変形可能なダイヤフラムにより形成される。ダイヤフラムの背面は濾過室内における濾過時に形成されるケーキの残留水分を除去すべく圧力媒体で加圧される。

例えば材料疲労により加圧室に漏れが生じ、ダイヤフラム背面に圧力媒体で圧力をかけた際、十分なプレス圧が生じないことがある。圧力媒体が加圧室から漏れると、プレス圧が小さいために効果的な圧搾濾過ができない。また濾液を圧力媒体で汚染する虞がある。

この問題に基づき、本発明の課題は、ダイヤフラム式フィルタプレスにおいて必要な圧搾力の確実な発生を保証することにある。

この課題は、請求項１に記載の特徴を持つダイヤフラム式フィルタプレスにより解決される。本発明は、厚肉の周縁部を備えた基板と弾性変形可能な材料から成るダイヤフラムと濾布とを有する少なくとも１つのダイヤフラム付きフィルタ板を備え、前記ダイヤフラムが基板に形成された受け溝にはめ込まれ、この溝に対し相補的形状で形成された環状膨出部を有するダイヤフラム式フィルタプレスを提案する。同時に基板にシール溝を設け、該溝両端を受け溝にバイパスの形でつなぐ。前記シール溝に、環状膨出部に相補的に形成されたシール突起が気密に係合する。環状膨出部にシール溝に対し相補的形状で形成されたシール突起がシール溝にはめ込まれはめ合い結合する。ダイヤフラムがシール突起で上述のシール溝にはまり込んでいることで、ダイヤフラムの背面に圧力が加わったことによる基板からのダイヤフラムの浮き上がりが防止される。圧力媒体がダイヤフラム内側面と基板との接合面に沿って流れ、濾液排出孔を経て流出することはなく、加圧室内に確実に留まる。この結果、ダイヤフラムにかかるプレス圧の低下を防ぎ、必要なプレス圧を確実に形成し、同時に加圧室のシールで圧力媒体が濾液で汚染するのを防げる。

請求項２に記載の本発明の実施態様では、基板の受け溝とシール溝との間に少なくとも１つの濾液排出孔が存在し、該排出孔は、ダイヤフラムを貫通し同様に濾液排出路として働く孔に接続される。この結果、確実な濾液排出が保証される。同時にこの処置により、濾液排出孔のシールが形成される。

請求項３の教示に応じ、ダイヤフラムは断面略ダブテール状の環状膨出部を有し、該膨出部は基板にその環状膨出部に対する相補的形状で形成された受け溝にはめ込まれる。同じことはシール突起とシール溝の相互作用にも当てはまる。その断面ダブテール形状によって、特に確実なシールが達成される。

更に上述の形式のフィルタプレスにおいて、濾布の固定は液滴シール形式の場合に問題はない。例えば互いに接するフィルタ板間に濾布を外向きに案内し、両フィルタ板間に存在する接合面のシールとして用いることは公知である。通常、フィルタ板の両側面に付設した濾布は、フィルタ板の外に位置する濾布周縁部が、ループやクランプにより互いに結合されている。かかる形態は、液滴シールが存在しないためだけでなく、衛生上の観点からも不適当である。即ち、微生物が濾布を経てフィルタプレス内に到達し得る。異なる形態の場合、濾布はダイヤフラムから外側に続くダイヤフラム付きフィルタ板の周縁部に固定されている。これは特に、必要な所要場所に起因し、フィルタ板の濾過面積が減少するという欠点を有する。更にこの濾布固定方式は高価な組立費を必要とする。

このため、請求項４に記載の本発明の特に有利な実施態様では、ダイヤフラムの環状膨出部に固定溝を設け、該溝に固定枠をはめ込む。その際、濾布の周縁部を固定枠に間接的又は直接的に固定する。ダイヤフラムおよび濾布の固定はかくして互いに結び合わされ、この結果固定に必要な部品数が減少する。これに伴い、組立や分解も容易になる。更にこの濾布固定方式はフィルタ板周縁部に場所を必要としない。従って大きな濾過有効面積を持つ大きなダイヤフラムが採用でき、濾過容量が増える。また、濾布を経た衛生上危険な病原菌の侵入を防止できる。この濾布固定様式により、ダイヤフラム付きフィルタ板の、特に部品数と組立ないし分解費用とを改善できる。

固定溝と固定枠との間で、基板平面に対し直角に作用するはめ合い結合が特に有利であり（請求項５参照）、フィルタプレスの開放状態においても、特に確実に有効な濾布固定が保証される。この意味で、例えば固定溝を押し広げる固定枠による復帰力で、上述の部品間に圧力ばめ結合も作用する（請求項６参照）。かくして、微生物の侵入を防止する気密シールが生ずる。更に、ダイヤフラムの環状膨出部が基板の断面ダブテール状溝内に圧入され、濾布を保持する固定枠の締付け固定作用が高まる。同時にその固定範囲で微生物の侵入を防止するシールが行われ、このようなシールは特にフィルタプレスが食料品、薬品或いは毒物の製造に採用する際に絶対に必要である。

この問題の固定範囲は、請求項７に記載の本発明の実施態様では、固定枠と濾布が環状膨出部の範囲で基板の周縁部で囲まれた平面から突出しないように形成される。この結果濾布および固定枠がフィルタ板相互のその周縁部における接触を妨げず、従って、例えばシールリングの介在によってフィルタ板相互間の気密シールが簡単にできる。

固定枠が固定溝をほぼ完全に塞いでいる請求項８に示す実施の形態は、微生物で汚染される隙間の発生を防止することを目的としている。

既に上述したように、フィルタプレスの外向きのシールは、フィルタ板の周縁部の範囲で行う。そして好適には、環状膨出部に固定溝を囲い込む、即ち固定溝の半径方向外側に位置するシール舌片を設け、該舌片は基板周縁部で囲まれた平面から突出する（請求項９参照）。従ってシール舌片は気密シールを形成すべく対向板と共働する。この結果、フィルタ板へのシール溝の設置と、シール紐の挿入のような追加的な構造的処置が不要となる。従ってダイヤフラムの環状膨出部は三重の機能を持つ。即ち環状膨出部はダイヤフラムを固定し、同時に濾布を固定し、更に濾過室およびダイヤフラム背面の室の外側に対するシールを保証する。この結果、ダイヤフラム式フィルタプレスにとって必要な部品数が一層減少する。それに応じ、製造費および濾布とダイヤフラムの組立分解費を低減できる。

請求項１０〜１３は、本発明に基づく濾布の異なった固定方式を示す。

以下、図示の実施例を参照し本発明を詳細に説明する。

ここで対象とするフィルタプレスは、主に多数のダイヤフラム付きフィルタ板１と、各２つのダイヤフラム付きフィルタ板間に配置されたダイヤフラム無しの中間フィルタ板２からなる。特に図１〜３から解る如く、ダイヤフラム付きフィルタ板１は、厚肉の周縁部４を備えた基板３と、該基板３に固定され、外側面に突起５を持つダイヤフラム６と、濾布７から成る。中間フィルタ板２も同様に厚肉の周縁部４ａを持つ。上述のフィルタ板は運転時頭部部材と終端部材（図示せず）との間に締付け固定され、前記フィルタ板は周縁部４、４ａで相互に接する。該周縁部４、４ａに半径方向内側に続くフィルタ板部は内側に窪んでおり、この結果共働する２枚のフィルタ板間に濾過室１１（図３参照）が生じている。ダイヤフラム６を基板３に固定すべく、周縁部４に断面ダブテール状の収容凹所又は受け溝８がある。該溝８は、円周方向に周縁部全周にわたって延び、環状をなしている。ダイヤフラム６は縁で立つ環状膨出部９を有し、該膨出部９は受け溝８に対応した断面形状を持ち、該受け溝８にはめ込まれてはめ合い結合している。受け溝８へのダイヤフラム６のはめ込みは、ゴムや弾性プラスチック製のダイヤフラム６の弾性変形の下で行う。この結果生ずる復帰力で、環状膨出部９と受け溝８との圧力ばめ結合が生じる。

環状膨出部９に、ダイヤフラム６の突起５を備えた外側面から固定溝１０が設けられ、この溝１０はその底に向けて広がっている。その広がりは、固定溝１０の両側溝壁１２がまず互いに平行に延び、続いて断面ほぼ円形部分１３に移行するように形成される。固定溝１０内に、その固定溝断面に相当した断面形状を持つ固定枠１４がはめ込まれている。固定枠１４の断面形状寸法は、固定枠１４が環状膨出部９の弾性広がり変形下で固定溝１０内にはまり込むように定められている。かくして、一方ではダイヤフラム６と基板３との結合強度が、他方では固定枠１４と固定溝１０との結合強度が高まる。固定枠１４に濾布７が固定され、この結果濾布７とダイヤフラム６との結合強度も上述のように高まる。固定枠１４は固定溝１０をほぼ完全に塞ぎ、この結果汚れや微生物が集まる恐れがある隙間や死空間の発生を防止できる。

濾布７と固定枠１４は、それらがまずフィルタプレスの閉鎖状態において基板の周縁部４で囲まれた平面１５から突出しないように配置されている。このため周縁部４だけがフィルタ板相互の面接触機能および場合によってはそこで必要なシール機能を負うことが保証される。相互に接触するフィルタ板間のシール機能は環状膨出部９が担う。この結果追加的なシール処置、即ち周縁部におけるシール溝および対応したシールリングが不要となる。そのため環状膨出部９の半径方向外側壁１６は平面１５より突出するシール舌片１７の形に延長されている。運転時シール舌片１７は対向板、例えば中間フィルタ板２の周縁部に接し、ダイヤフラム式フィルタプレスの構造的に単純で有効なシールを形成する。

濾布７は種々の方式で固定枠１４に固定できる。図４の実施例の場合、弾性広がり変形下で固定溝１０にはめ込まれた固定枠１４の固定溝１０を覆う端面は、濾布７の周縁部を固定枠１４に接着する固着面１８を形成する。濾布７と固着面１８との結合は、例えば両者が互いに溶着可能なプラスチックから成るなら溶着でも行える。図５に示す固定様式の場合、濾布７を固定枠１４と固定溝１０の溝壁との間にはめ込んでいる。固定枠１４は、環状膨出部９が半径方向に押し広げられ、その結果濾布７と固定枠１４が環状膨出部の復帰力により固定溝内に締付け固定されるように寸法づけられている。また固定枠１４の端面１９は平面１５内に配置されている。固定溝１０にはめ込まれた濾布７の縁部端面２０も同様に平面１５に面一にされている。かくして、環状膨出部９の範囲に非常に平らで隙間のない平面的配列が形成される。

濾液の排出を保証すべく、ダイヤフラム６は環状膨出部９近傍に多数の孔２２を持つ。孔２２は、基板３を横切って延びる濾液排出孔２３と一致するか流体的に接続される。該濾液排出孔２３自体は接続孔２４を経て、基板３の角部に配置された濾液通路２５（図１および図２参照）に接続されている。従って濾布７とダイヤフラム６との間又はダイヤフラム６の突起間に集まる濾液は、上述の孔を経て矢印２６の方向に排出される。ダイヤフラム６と内側に引き込まれた基板部２８の間に存在し、ケーキを圧搾すべく圧力が加わる加圧室２７の濾液排出孔に対するシールを保証すべく、基板３の周縁部に２つの断面ダブテール状シール溝２９、２９ａを設けている。該シール溝２９、２９ａは基板３の受け溝８で包囲された領域に配置されている。シール溝は受け溝８をバイパスすべく両端でつながっている。各シール溝２９、２９ａ内に、断面がシール溝２９、２９ａに対し相補的形状で環状膨出部９に一体に形成されたシール突起３０が、特に弾性バイアスをもってはめ込まれ、はめ合い結合している。上述の構成で、加圧室２７に圧力が加わった際、ダイヤフラムが基板表面から矢印３２（図３と４参照）の方向に浮き上がり、圧力媒体がダイヤフラム６と基板３の間に存在する隙間を経て濾液排出孔２３に達するのを防止できる。この濾液の漏れは、必要なプレス圧の発生を妨げ、更に圧力媒体が濾液内に達してしまう。ダイヤフラム６を固定した図７のダイヤフラム式フィルタプレス１ａの場合、孔２２ａの輪郭で示す補助シールは存在しない。背面に圧力媒体により圧力を加えた際のダイヤフラムの浮き上がりは、ダイヤフラムを孔２２ａに対応する範囲で、支持突起３１で対向板、即ち例えば中間フィルタ板２に接触支持することで防止できる。

基板３の濾液排出路２５を包囲する周縁部は断面ダブテール状の環状溝３３を持つ。この溝３３内に濾液排出路２５をシールするシールリング３４がはめ込まれている。

中間フィルタ板２の両側に、ダイヤフラム付きフィルタ板１の固定溝１０と同様に形成された固定溝３５が存在する。これら溝３５内に、濾布７ａを介して断面略環状の締付け枠３６がはめ込まれている。濾布７ａの外周端は、締付け枠３６を包囲するヘムステッチ３７の形で縫われている。かかる形成はダイヤフラム付きフィルタ板１の固定枠１４および濾布７においても可能である。固定溝３５の深さ、締付け枠３６の断面形状寸法および濾布７ａの厚さは、濾布７ａの外側面３８が周縁部４ａで囲まれた平面１５ａと一致するか、そこから殆ど突出しないように寸法づけられる。ヘムステッチ３７の形成に必要な濾布７ａの二重層３９は、固定溝３５の範囲に配置されている。

ダイヤフラムを外した状態のダイヤフラム付きフィルタ板の角部の平面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。 ダイヤフラム付きフィルタ板およびダイヤフラム無し中間フィルタ板の角部の図２に相当した断面図。 図３における部分ＩＶの詳細図。 図３における部分Ｖの詳細図。 図３における部分ＶＩの部分図。 ダイヤフラムが固定されたダイヤフラム付きフィルタ板の異なった実施例の平面図。

符号の説明

１、１ａ、２ 中間フィルタ板、３ 基板、４、４ａ 周縁部、５ 突起、６ ダイヤフラム、７ 濾布、８、３３ 受け溝、９ 環状膨出部、１０、３５ 固定溝、１１ 濾過室、１２、１６ 溝壁、１３ 円形部分、１４ 固定枠、１５、１５ａ 平面、１７ シール舌片、１８ 固着面、１９、２０ 端面、２２、２２ａ、２３ 濾液排出孔、２４ 接続孔、２５ 濾液通路、２７ 加圧室、２８ 基板の窪み部、２９、２９ａ シール溝、３０ シール突起、３１ 支持突起、３４ シールリング、３６ 締付け枠、３７ ヘムステッチ、３８ 濾布外側面、３９ 二重層

Claims (13)

1. 厚肉の周縁部（４）を備えた基板（３）と、弾性変形可能な材料から成るダイヤフラム（６）と、濾布（７）とを有する少なくとも１つのダイヤフラム付きフィルタ板（１）を備え、前記ダイヤフラム（６）が、基板（３）に形成された受け溝（８）にはめ込まれ、該受け溝（８）に対し相補的形状で形成された環状膨出部（９）を有するダイヤフラム式フィルタプレスにおいて、基板（３）にシール溝（２９）が設けられ、このシール溝（２９）が両端で受け溝（８）にバイパスの形でつながり、環状膨出部（９）にシール溝（２９）に対する相補的形状で形成されたシール突起（３０）がシール溝（２９）にはめ込まれはめ合い結合することを特徴とするフィルタプレス。
2. 受け溝（８）およびシール溝（２９）で境界づけられた基板領域に、少なくとも１つの濾液排出孔（２３）が存在し、該排出孔（２３）がダイヤフラム（６）を貫通する孔（２２）に接続されたことを特徴とする請求項１記載のフィルタプレス。
3. 環状膨出部（９）および／又はシール溝（２９）が断面ダブテール状をなすことを特徴とする請求項１又は２記載のフィルタプレス。
4. 環状膨出部（９）に固定溝（１０）が形成され、この固定溝（１０）の中に固定枠（１４）がはめ込まれ、該固定枠（１４）に濾布（７）の周縁部が間接或いは直接的に固定されたことを特徴とする請求項１から３の１つに記載のフィルタプレス。
5. 固定枠（１４）が、基板（３）の平面に対し直角に作用するはめ合い結合で固定溝（１０）にはめ込まれたことを特徴とする請求項４記載のフィルタプレス。
6. 固定枠（１４）が、固定溝（１０）に圧力ばめ結合ではめ込まれたことを特徴とする請求項４又は５記載のフィルタプレス。
7. 環状膨出部（９）の範囲で、固定枠（１４）および濾布（７）が、それらが基板（３）の周縁部（４）で囲まれた平面（１５）から突出しないように配置されたことを特徴とする請求項４から６の１つに記載のフィルタプレス。
8. 固定枠（１４）が固定溝（１０）を完全に塞ぐことを特徴とする請求項４から７の１つに記載のフィルタプレス。
9. 環状膨出部（９）が固定溝（１０）を囲い込むシール舌片（１７）で基板周縁部（４）で囲まれた平面（１５）から突出することを特徴とする請求項４から８の１つに記載のフィルタプレス。
10. 濾布（７）の周縁部が固定枠（１４）と固定溝（１０）との間に挟み付けられたことを特徴とする請求項４から９の１つに記載のフィルタプレス。
11. 固定枠（１４）が濾布（７）のヘムステッチ（３７）として形成された縁部内にはめ込まれたことを特徴とする請求項４から１０の１つに記載のフィルタプレス。
12. 濾布（７）の周縁部が固定枠（１４）の固着面（１８）に物質的に結合されたことを特徴とする請求項４から１１の１つに記載のフィルタプレス。
13. 固着面（１８）が平面（１５）に対し平行に延び、該平面（１５）から内側にずれた環状膨出部（９）の領域と接することを特徴とする請求項１２記載のフィルタプレス。

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