JP5043819B2

JP5043819B2 - 濾布上のケーキを剥離する方法と剥離する装置

Info

Publication number: JP5043819B2
Application number: JP2008335379A
Authority: JP
Inventors: 邦男堂端
Original assignee: 邦男堂端
Priority date: 2008-12-27
Filing date: 2008-12-27
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2028-12-27
Also published as: JP2009226393A

Description

本発明は、化学工業、食品工業、鉱山冶金工業、廃棄物処理産業等に用いられる濾布走行式濾過機において、濾布上のケーキを剥離する方法と剥離する装置に関する。

図４、図５に示すように、濾布１を移動させながら濾過を行うと共に、濾布１に付着するケーキ２の除去を排出側で行う濾布走行式濾過機においては、濾布１に金属またはゴム製のスクレーパー６を当てて、ローラー３の回転に伴って濾布１に付着しているケーキ２を剥離することが行われている（特許文献１参照）。

特開平１１−１３７９２４号公報

前記特許文献１に記載のように、スクレーパー６を用いて濾布１上のケーキ２を剥離する場合、ケーキ２を完全に剥離することが困難である。特に剥離性の悪いケーキや脱水が不十分なケーキ２の場合、ケーキ２を完全に剥離することが困難となり易い。この理由は濾布１とスクレーパー６との間の間隔精度を、ローラー３の長手方向の全長にわたり高精度に保つことが困難であり、その上、作業中におけるローラー３やスクレーパー６の振動や変形により、ローラー３とスクレーパー６との間の間隔が変動することによると思われる。このため、ケーキを製品として得る場合、製品の回収率が悪くなるという問題点がある。

また、濾布１上にケーキ２の一部が残留したまま濾過機が運転されるため、濾布１に残留したケーキ２が濾布１を掛け回したローラーに移り、ローラーの外周面に凹凸が生じて濾布が蛇行し、その上濾布１に皺がよりやすくなり、さらにケーキ２の剥離が困難になるという問題点がある。

また、スクレーパー６が濾布１の表面に強く当てられることにより、濾布１の接続部分１ａに強い力がかかり、接続部分が摩耗して濾布の寿命を短くしてしまうという問題点がある。

本発明は、上記問題点に鑑み、剥離性の悪いケーキや脱水が不十分なケーキを濾布から剥離する場合であっても、濾布からケーキを円滑に剥離させることができ、ケーキ剥離回収率を大幅に向上させることが可能になると共に、濾布の接続部分への負担を軽減できる濾布上のケーキを剥離する方法と剥離する装置を提供することを目的とする。

請求項１の濾布上のケーキを剥離する方法は、複数のローラーに無端状に掛け回された濾布上に付着するケーキを剥離する方法において、
ケーキ排出側ローラーの外周面に掛け回した濾布に、複数本のワイヤーを、前記濾布の走行方向に対して斜めに当接させ、走行する濾布上のケーキを前記ワイヤーにより剥離することを特徴とする。

請求項２の濾布上のケーキを剥離する装置は、複数のローラーに無端状に掛け回された濾布上に付着するケーキを剥離する装置において、
ケーキ排出側ローラーの外周面に掛け回す濾布に、前記濾布の走行方向に対して斜めに当接させる複数本のワイヤーを備えたことを特徴とする。

請求項３の濾布上のケーキを剥離する装置は、請求項２に記載の濾布上のケーキを剥離する装置において、
前記各ワイヤーの端部と固定フレームとの間に弾性材を介在させたことを特徴とする。

請求項１、２の発明によれば、ワイヤーの有する可撓性により、ケーキ排出側ローラーの外周面の濾布に対してワイヤーがなじみ良く当接し、このため、ワイヤーとケーキ排出側ローラー外周面の濾布との間の隙間がなくなり、ケーキを効率良く剥離することができる。また、その結果、ケーキ回収率を大幅に向上させることができる。また、剛性の小さいワイヤーが濾布の表面に接する上、ワイヤーが外周面に対して斜めに接触するため、濾布に与えるダメージが少なくなり、濾布の接続部分の損傷の発生を回避することができ、濾布の寿命を延ばすことができる。

請求項３の発明によれば、ワイヤーと固定フレームとの間にスプリング等の弾性材を接続して設けたので、弾性材の持つ緩衝作用により、ワイヤーが強い力で濾布に接触することが回避され、濾布の寿命をさらに延ばすことができる。

図１は本発明の剥離する方法を適用する濾布走行式水平濾過機の一例を示す構成図である。図１において、１は濾布であり、この濾布１はスラリー供給側ローラー５、ケーキ排出側ローラー３および補助ローラー４に無端状に掛け回される。ローラー３には不図示の回転駆動用モータが取付けられる。７はスラリー供給装置８からのスラリー９を濾布１上に供給するスラリー分配装置である。１１，１２は濾布１上に供給されたスラリー９の濾過により生じたケーキ２を洗浄するために濾布１上に供給される洗浄水である。

１３，１４，１５は真空箱であり、これらの真空箱１３，１４，１５は濾布１の下面であってそれぞれスラリー分配装置７、洗浄水１１，１２の供給部に対応する箇所に濾布１の走行方向とその反対方向に移動可能に設置される。これらの真空箱１３〜１５は上面に透孔を有し、流体圧シリンダ等でなる移動装置１６により濾布１の走行方向およびその反対方向に後述のように往復動させるものである。

この濾過機は、不図示の真空ポンプによる吸気によって真空箱１３〜１５を真空状態としておき、ローラー３を回転駆動し、ローラー４，５を従動回転させて濾布１を走行させながら、スラリー分配装置７からスラリーを濾布１上に供給し、スラリーの液分および洗浄水を真空箱１３〜１５に吸引し、粒子を濾布１上に残す濾過を行う。この濾過作業のとき、真空箱１３〜１５は濾布１と共に移動する。そして予め設定された距離だけ濾布１と共に真空箱１３〜１５を走行させた後、真空箱１３〜１５の内部の真空を遮断して真空箱１３〜１５を濾布１から離す。そして、移動装置１６により真空箱１３〜１５を瞬時に元の位置に復帰させる。その後、真空箱１３〜１５の内部を再び真空にして再度真空箱１３〜１５の上面に濾布１に吸着させて濾布１と共に真空箱１３〜１５を走行させながら濾過を行う。この濾過作業に伴い、洗浄水１１，１２をケーキ２にかけて洗浄する。なお、濾過機の濾過対象物によってはこれらの洗浄水１１，１２によるケーキ２の洗浄工程は無くてもよい。

２０は本発明により設けた可撓性を有するワイヤーである。図２に示すように、このワイヤー２０はケーキ排出側ローラー３の軸心方向に等間隔をもって複数本設けられる。これらのワイヤー２０としては金属製あるいは合成樹脂製のものを用いることができるが、強度と耐蝕性の面でステンレスワイヤーを用いることが好ましい。各ワイヤー２０はその一端を固定フレーム２１に接続し、他端は弾性材２２を介して別の固定フレーム２３に接続して取付ける。なお弾性材２２として、この実施の形態ではスプリングを用いているが、ゴム等を用いてもよい。また、弾性材２２はワイヤー２０の両端に設けてもよい。

図２に示すように、ワイヤー２０は濾布１の走行方向Ｙに対して傾斜角度θをもって斜めに配置する。また、図１に示すように、ワイヤー２０はケーキ排出側ローラー３の外周に位置する濾布１にローラー３の所定角度αの範囲について濾布１に当接する。図２において、Ｌはワイヤー２０が濾布１に当接する範囲であり、この範囲Ｌは隣接するワイヤー２０，２０間でＷの範囲にわたって重複する。

なお、傾斜角度θは、濾過作業中にはワイヤー２０と濾布１との摩擦により上流側では小さく、下流側では大きくなる傾向がある。この傾斜角度θは作業休止状態において５〜５０度の範囲内に設定することが好ましく、より好ましくはこの角度θは１０〜３０度である。この傾斜角度θが５度より小さいとワイヤー２０の濾布１に対する接触抵抗は小さくなる利点はあるものの、ワイヤー２０の設置本数が多くなる。反対に、この傾斜角度θが５０度を超えると、ワイヤー２０の設置本数は少なくすむものの、ワイヤー２０と濾布１との摩擦抵抗が大きくなり、濾布１の接続部分を損傷し易くなる上、ワイヤー２０や弾性材２２のサイズを大きくしなければならなくなる。また、ワイヤー２０のサイズを大きくすると、剥離効率が悪くなり、その上、ワイヤー２０の剛性の増大により濾布１の接続部分を損傷させ易くなる。

また、ワイヤー２０の濾布１に対する当接角度範囲αは好ましくは２０度〜１２０度とする。この当接角度範囲αのより好ましい範囲は４０度〜６０度とする。この当接角度範囲αが２０度未満であるとワイヤー２０による剥離範囲が狭くなり、多数のワイヤー２０を設ける必要が生じる。また、この当接角度範囲αが１２０度を超えるとワイヤー２０の取付けが困難となる。

この構成において、ケーキ排出側ローラー３を図１の矢印２４で示すように回すと、濾布１上のケーキ２は、ローラー３の外周を通過する際にワイヤー２０により剥離される。このように、濾布１の走行方向に対して傾斜したワイヤー２０を用いてケーキ２の剥離を行えば、ワイヤー２０の有する可撓性により、ケーキ排出側ローラー３の外周面に対してワイヤー２０がなじみ良く当接する。このため、ワイヤー２０とケーキ排出側ローラー３の外周面との間の隙間がなくなり、ケーキ２を効率良く剥離することができる。また、その結果、ケーキ回収率を大幅に向上させることができる。また、従来のスクレーパー６に比較して剛性の小さいワイヤー２０がケーキ排出側ローラー３の外周面に至った濾布１の表面に接する上、ワイヤー２０が外周面に対して斜めに接触するため、濾布１に与えるダメージが少なくなり、濾布１の接続部分の損傷の発生を回避することができ、濾布１の寿命を延ばすことができる。

また、この実施の形態においては、ワイヤー２０とフレーム２３との間にスプリング等の弾性材２２を設けたので、弾性材２２の持つ緩衝作用により、ワイヤー２０が強い力で濾布１に接触することが回避され、濾布１の寿命をさらに延ばすことができる。

また、ワイヤー２０によるケーキ２の剥離作業中において、ワイヤー２０が濾布１との摩擦により捻れてワイヤー２０はその軸心を中心に回動しようとするが、ワイヤー２０としてステンレスワイヤーのような比較的剛性のあるものを用いれば、この回動がある程度抑制され、剥離効率を上げることができる。

図３は本発明の他の実施の形態であり、この実施の形態は、ワイヤー２０，２０Ａを交差状に設けたものである。このようにワイヤー２０，２０Ａを交差状に設ければさらにケーキ２の剥離が確実となる。なお、図３のように傾斜方向を反対にした２組のワイヤー２０，２０Ａを用いる場合、異なる組のワイヤー２０，２０Ａはその濾布１に対する濾布１の走行方向についての当接位置が異なるように配置すれば、ワイヤー２０，２０Ａの重なりが少なくなり、ケーキ剥離効率をより向上させることができる。

図１、図２に示した濾布走行式水平真空濾過機を水酸化アルミニウムの製造工程で用いた。濾過機の濾過面積を３０ｍ^２（濾布１の幅２．２ｍ、長さ約４０ｍ）、ケーキ排出側ローラー３の直径を５０ｃｍ、濾布１の走行速度を１．８ｍ／ｍｉｎとし、平均粒子径が１．５μｍの水酸化アルミニウムを１０ｗｔ％含む水酸化ナトリウムの２０％溶液でなるスラリーを濾過した際、ケーキ水分は５０％でケーキ２の厚さは約３ｍｍであった。

濾布１に当接させるワイヤー２０として太さ０．７ｍｍ、長さ１ｍのステンレスワイヤーを用い、弾性材２２として長さが１０ｃｍのスプリングを用い、ワイヤー２０の間隔を２２本、当接角度範囲αを６０度、傾斜角度θを１５度とした場合、ケーキ２の回収率は９５〜９７％であった。また、濾布１の接続部分にワイヤー２０による過大な力がかからないため、濾布１の寿命は連続運転下で２ケ月以上であった。

比較例として、ワイヤー２０の代わりに図４、図５に示したスクレーパー６を用いた従来型ケーキを剥離する装置を用いた場合は、ケーキ２の回収率は約８０％であった。また、濾布１の寿命は連続運転で１週間であった。

本発明は、前記実施例で示した微粒の水酸化アルミニウムに限らず、一般的に難濾過、難剥離と言われる物質のケーキを剥離する装置として広く応用できる。また、図１においては濾布走行式水平真空濾過機に例をとって説明したが、本発明はこれに限らず、濾布走行式ドラムフィルター、濾布走行式フィルタープレス等、各種の濾過機に適用できる。

本発明によるケーキを剥離する方法の一実施の形態を示す濾過機の側面図である。図１のケーキを剥離する装置の正面図である。本発明の他の実施の形態を示す正面図である。従来のケーキを剥離する装置を示す側面図である。図４の正面図である。

符号の説明

１：濾布、２：ケーキ、３：ケーキ排出側ローラー、４：補助ローラー、５：ケーキ供給側ローラー、７：ホッパ、８：スラリー供給装置、９：スラリー、１１：回収水、１２：新水、１３，１４，１５：真空箱、１６：移動装置、２０：ワイヤー、２１，２３：固定フレーム、２２：弾性材

Claims

複数のローラーに無端状に掛け回された濾布上に付着するケーキを剥離する方法において、
ケーキ排出側ローラーの外周面に掛け回した濾布に、複数本のワイヤーを、前記濾布の走行方向に対して斜めに当接させ、走行する濾布上のケーキを前記ワイヤーにより剥離することを特徴とする濾布上のケーキを剥離する方法。
複数のローラーに無端状に掛け回された濾布上に付着するケーキを剥離する装置において、
ケーキ排出側ローラーの外周面に掛け回す濾布に、前記濾布の走行方向に対して斜めに当接させる複数本のワイヤーを備えたことを特徴とする濾布上のケーキを剥離する装置。
請求項２に記載の濾布上のケーキを剥離する装置において、
前記各ワイヤーの端部と固定フレームとの間に弾性材を介在させたことを特徴とする濾布上のケーキを剥離する装置。