JP5154988B2 - 濾過材、濾過機、および濾過方法。 - Google Patents

Description

本発明は被処理液を濾過する場合に使用される濾過材、該濾過材を取付けた濾過機、および該濾過機を使用する濾過方法に関するものである。

被処理液を濾過する場合には、従来から密閉可能な容器内に回転軸を取付け、該回転軸に複数個の濾過材を支持させた濾過機が提供されている。
該濾過機にあっては、外側から該容器内に被処理液を圧入して該濾過材にて濾過を行ない、濾液は該濾過材中心部の濾液集液孔に集液し、濾液導通路を介して該容器外部へ排出し、該濾過材表面に付着したケーキは、該容器内に洗浄液を充たした状態で該回転軸を介して該濾過材を回転させると共に該濾過材内に洗浄液あるいは空気を圧入することによって該濾過材表面から剥離除去する濾過方法が適用される。

特開昭５３−３７９５０号公報 特開昭５６−５６７７２号公報 特開昭５６−７７２７０号公報 特開平８−２９４６０５号公報 特開平８−２９４６０６号公報

上記従来の濾過機にあっては、濾過材を回転させてケーキを剥離除去する場合、ケーキが粘着性の大きなものであると充分ケーキを濾過材から剥離除去することが出来ないと云う問題点があった。
上記問題点を解決する手段として、容器内にブラシを取付け、該ブラシによって濾過材表面をこすってケーキを落とす濾過機も考案されているが（特開平８−２９４６０５号公報、特開平８−２９４６０６号公報）、このような濾過機は容器内にブラシを設置するために構造が複雑になると云う問題点がある。

本発明は、上記従来の問題点を解決するための手段として、濾過機２９の回転軸８に取付けられる濾過材１であって、
中心部に回転軸８が貫通する濾液集液孔４が設けられ、該濾液集液孔４の周りに同心円状に複数条の周リブ６Ａ，６Ｂ，６Ｃを配し、該濾液集液孔４から該周リブ６Ａ，６Ｂ，６Ｃに交差して放射状に差出される複数条の径リブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃとからなる濾布支持体２と、
該濾布支持体２に被着される濾布３とからなり、
該濾布３は通気量が１ｃｍ^２あたり毎秒０．５〜５０ｃｍ^３（０．５〜５０ｃｍ^３／ｃｍ^２ｓｅｃ）の繊維シート３Ｂからなり、中心には濾液集液孔４が設けられており、該濾布３の濾液集液孔４の周りにはＪＩＳ Ｌ１０９６ ８．１２．１ Ａ法に準じた方法で測定した引張り強度が縦１００ｋｇｆ以上、横５０ｋｇｆ以上の補強繊維シート３Ａが貼着されている濾過材１を提供するものである。
上記濾過材１にあっては上記周リブ６Ａ，６Ｂ，６Ｃのうち中心側の複数条のリブ６Ａは横方向に扁平であり、かつ濾過面に対して平行な横リブ形状であり、外周側の複数条のリブ６Ｂは縦方向に扁平であり、かつ濾過面に対して垂直な縦リブ形状にされていることが望ましい。
更に本発明では、密閉可能な容器２３内に回転軸８を取付け、
上記回転軸８には上記濾過材１の複数個を円筒状スペーサー９を介して取付け、
該濾過材１の濾液集液孔４と該スペーサー９とによって該容器２３外部に連絡する濾液導通路１８を形成し、
該容器２３内には外側より被処理液注入路２５を連絡し、
該濾液導通路１８には該容器２３外側より濾液排出路３０を連絡し、
更に該容器２３にはバルブ付ドレン排出孔２６を取付け、
該回転軸８には該容器２３の外側で駆動源Ｍが接続されている濾過機２９、
および上記濾過機２９において、
被処理液注入路２５から該容器２３内に被処理液を圧入し、
該被処理液を該濾過材１の濾布３で濾過し、
濾液は該濾過材１中心部から濾液集液孔４に集液して、該濾液導通路１８を介し該容器２３外部に排出し、
上記濾過工程終了後は該容器２３内に洗浄液を充たして該回転軸８によって該濾過材１を回転させることにより、該濾過材１の濾布３表面に付着しているケーキを剥離除去し、
その後該容器２３のドレン排出孔２６のバルブを開いて、該容器２３内からドレンを外部に排出する濾過方法を提供するものである。
上記濾過材１の濾布３表面に付着しているケーキを剥離除去する際、該濾過材１は該回転軸８を介して１００〜２００ｒｐｍの回転速度で回転させることが望ましく、また該濾過材１内部に洗浄液または空気を圧入することが望ましい。

〔作用〕
被処理液濾過工程において濾過材１の表面にはケーキが付着する。特に粘着性の大きなケーキの場合には、濾過材１を回転させてケーキを濾過材１から剥離除去する際の濾過材１の回転速度を大きく、望ましくは１００〜２００ｒｐｍにする。そうすると洗浄液がケーキに作用するせん断力が大きくなり、更に洗浄液が大きく騒乱され、ブラシでケーキをこすり落とさなくても、ケーキは順調に濾過材１から剥離除去される。

しかし濾過材１の回転数を大きくすると、該濾過材１の濾布３の中心部に大きな遠心力が及ぼされ、該濾布３の濾液集液孔４周辺部分が遠心力方向に変形して皺寄りを生じたり、濾液集液孔４がスペーサーからずれたりして濾過精度が低下する。そこで本発明では、このような不具合を防止するために該濾布３の濾液集液孔４の周りの部分にＪＩＳ Ｌ１０９６ ８．１２．１ Ａ法に準じた方法で測定した引張り強度が縦１００ｋｇｆ以上、横５０ｋｇｆ以上の補強繊維シート３Ａを貼着して該濾布３の濾液集液孔４の周辺部分の皺寄り、孔ずれ等の不具合を防止する。

〔効果〕
したがって本発明では、濾過材の濾布に付着しているケーキが粘着性の大きなものであっても、濾過精度を落とすことなく、かつ濾過材構造を複雑化することなく、効率良く濾過材表面から剥離除去することが出来る。

本発明を図１〜図８に示す一実施例によって以下に詳細に説明する。
図１に示す濾過材１は濾布支持体２と、該濾布支持体２に被着される濾布３とからなる。
上記濾布支持体２の中心部には後記する回転軸８が貫通する濾液集液孔４が設けられており、該濾液集液孔４の周りには中心カラー部５が形成され、該中心カラー部５から同心円状に複数条（３条）の内周側周リブ６Ａと複数条（４条）の外周側周リブ６Ｂおよび最外周には外周リブ６Ｃが配されており、図２に示すように該内周側周リブ６Ａは横方向に扁平であり、かつ濾過面に対して平行な形状（横リブ形状）であり、該外周側周リブ６Ｂは縦方向に扁平であり、かつ濾過面に対して垂直な形状（縦リブ形状）をしている。
更に該中心カラー部５から放射状に複数条の長径リブ７Ａ、中間径リブ７Ｂ、短径リブ７Ｃが配されており、該長径リブ７Ａは該濾液集液孔４の周囲から外周リブ６Ｃにかけて差渡され、該中間径リブ７Ｂは該長径リブ７Ａ間において最内周の内周側周リブ６Ａから外周リブ６Ｃにかけて差渡され、該短径リブ７Ｃは該長径リブ７Ａと該中間径リブ７Ｂとの間において最外周の内周側周リブ６Ａから外周リブ６Ｃにかけて差渡される。

上記中心カラー部５にあっては、図３に示すように片面に一体的に凸部５Ａ、それに対応して反対面に一体的に凹部５Ｂが形成されており、該凹部５Ｂにはリング状シール部材５Ｃがビス５Ｄ等で着脱可能に取付けられている。
なお中心カラー部５内周には後記する回転軸８の回り止め溝５Ｅの複数個（６個）が設けられている。
そして該外周側周リブ６Ｂのうち中心側の２本６Ｂ，６Ｂと外周側の２本６Ｂ，６Ｂとは径リブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃに対して相互反対側に配置されている。

上記濾布支持体２の外径は例えば６００ｍｍ、厚みは２０ｍｍ、中心カラー部５の外径は１５０ｍｍ、内径（濾液集液孔４の直径）は１００ｍｍであり、径リブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃの間隔は角度５度おきに設定されている。
上記濾布支持体２は例えばガラス繊維が２０〜４０質量％添加されているポリプロピレンを材料として軽量化が実現されている。
濾布３は繊維シート３Ｂと補強繊維シート３Ａとからなり、繊維シート３Ｂは円形袋状にされて上記濾布支持体２を収容することによって上記濾布支持体２に被着されるが、中心部の濾液集液孔４の周りにはリング状の補強繊維シート３Ａが縫着、融着、あるいは接着剤による接着等の手段によって貼着されている。

上記補強繊維シート３Ａは、濾過材１の高速回転によって大きな遠心力と洗浄液によるせん断力が及ぼされた時、濾布３中心部の皺寄りや孔ずれ等を防止するための補強材であって、そのためにＪＩＳ Ｌ１０９６ ８．１２．１ Ａ法に準じた方法で測定した引張り強度が縦１００ｋｇｆ以上、横５０ｋｇｆ以上、望ましくは伸び率が縦３５％以下、横３０％以下、ＪＩＳ Ｌ１０９６ ８．１９．２ Ｂ法に準じた方法で測定した剛柔性が縦１５以上、横７以上の繊維シートが使用される。上記寸法の濾布支持体２に被着される濾布３の場合、上記補強繊維シート３Ａの内径は濾液集液孔４の内径１００ｍｍに等しく設定され、外径は中心カラー部５の外径１５０ｍｍに等しく設定され、したがって巾は２５ｍｍに設定され、厚みは１ｍｍ以下に設定される。

上記繊維シート３Ｂの材料としては、被処理液が酸性の場合には例えばポリプロピレン繊維、油を含んでいる場合には例えばポリアミド繊維が使用され、濾過効果を良好にするために通気量は０．５〜５０ｃｍ^３／ｃｍ^２ｓｅｃ、厚みは０．３〜１．０ｍｍ程度に設定され、上記補強繊維シート３Ａの材料としては、繊維シート３Ｂと同様ポリプロピレン繊維やポリアミド繊維が使用されるが、強度を高めるために、繊維シート３Ｂの繊維よりも太い繊維が使用される。
上記濾布３を上記寸法の濾布支持体２に被着した状態で、上記濾過材１の重量は１０５０ｇであり、軽量化が達成されている。

上記濾過材１の複数個は図４に示す三又状回転軸８に濾液集液孔４を介して串刺し状に取付けられる。そして該濾過材１相互の間には円筒状スペーサー９が介在されて濾過材１相互間の一定の間隔（例えば２０〜３０ｍｍ）を規制している。
上記三又状回転軸８の三つの翼８Ａ，８Ａ，８Ａは、図５に示すように濾過材１の中心カラー部５の１つおきの回り止め溝５Ｅに係合することによって該濾過材１に対して該回転軸８は図５矢印に示す右回り回転方向に回り止めされている。

図６に示すように該回転軸８の根端には鍔板１０が固着されており、該回転軸８に取付けた濾過材１の最後位置のものと該鍔板１０との間にはパッキン１１が介在されている。
一方該回転軸８の先端にはナット１２を溶接した先端板１３が溶接され、更にパッキン１４を介して濾過材押え板１５が配置され、該濾過材押え板１５はパッキン１６を介してボルト１７を上記先端板１３のナット１２に螺入し締付けることによって、上記回転軸８に取付けられている複数個の濾過材１をスペーサー９を介して鍔板１０と濾過材押え板１５との間に押圧固定する。
このようにして濾過材１の複数個を取付けた回転軸８においては該複数個の濾過材１の濾液集液孔４とスペーサー９によって回転軸８に沿って濾液導通路１８が形成される。
該回転軸８の根端には排液孔２０を有する排液筒１９が溶接されており、更に該排液筒１９の根端からはプーリー２２を付した駆動軸２１が差出されている。

上記濾過材１を取付けた回転軸８は図７に示すように濾過機２９の円筒状の容器２３内に装着される。該容器２３は蓋２４によって密閉可能にされている。該容器２３には上部に被処理液注入路（図示略）が連絡している被処理液注入孔２５が設けられ、下部にはバルブ２７を付したドレン排出孔２６が設けられ、該容器２３の端部から外出している排液筒１９は排液外筒２８内に収容可能とされ、該排液外筒２８は排液路に連絡している。

上記濾過機２９において、例えばメッキ廃液、生物学的処理廃液等の被処理液は、被処理液注入路から被処理液注入孔２５を介して容器２３内に圧入され、該濾過材１の外側から濾布３によって濾過され、濾液は図６に示すように濾布３内部を流動して濾液導通路１８に流入する。この際、前記したように該濾過材１の濾布支持体２の周リブ６Ｂのうち中心側の２本６Ｂ，６Ｂと外周側の２本６Ｂ，６Ｂとは径リブ７Ａ，７Ｂ，７Ｃに対して相互反対側に配置され、更に内周側周リブ６Ａは横に扁平な濾過面に対して平行な横リブ形状であるから、濾布３内側を濾液が流動する際、該濾布支持体２の濾液流動に対する干渉が少なくされており、したがって濾液は円滑に濾液導通路１８に流入する。該濾液は該濾液導通路１８を根端側へ流動して排液筒１９へと流入し、該排液筒１９の排液孔２０から排液外筒２８に流入し、該排液外筒２８から排液路に排出される。

該濾過材１の濾布３の外面にケーキが付着蓄積し、該濾布３が目詰り状態になってきたら、上記濾過工程を中断し、濾布３の洗浄再生工程を行う。上記濾布３の洗浄再生工程にあっては、通常洗浄液として被処理液を容器２３内に充たし、モーターＭによって駆動軸２１および回転軸８を介して濾過材１を回転させる。濾布３に付着するケーキの粘着性により、濾過材１の回転速度は調節されるが、粘着性の大きいケーキの場合には回転速度は１００〜２００ｒｐｍ、望ましくは１２０〜１８０ｒｐｍ程度に設定される。上記濾過材１の回転によって濾布３の表面に付着しているケーキには洗浄液のせん断力が及ぼされ、更に遠心力も相俟って、ケーキは効率良く濾布３表面から剥離除去される。所望なれば、濾液導通路１８から濾液等の逆洗液を濾過材１内に圧入したり、圧力空気を濾過材１内に圧入したりして逆洗を行ってもよい。逆洗液としては例えば被処理液が使用される。
前記したように該濾過材１の内周側周リブ６Ａは横に扁平な濾過面に対して平行な横リブ形状であるから、該濾過材１の中心から濾過材１内に圧入される逆洗液は濾過材１中心部で容易に流動して該逆洗液が該濾過材１内に導入され易くなり、したがって該逆洗液が遠心力によって該濾過材１の外周近傍に片寄って流出しないようにされている。

上記したように濾過材１は高速回転するが、濾布３の中心部には上記補強繊維シート３Ａが貼着されているから、濾布３の中心部は遠心力やせん断力によって皺寄りやずれを生じないので、次回の濾過工程の精度が低下しない。該補強繊維シート３Ａの補強効果が確実であるためには、該補強繊維シート３Ａの引張り強度がＪＩＳ Ｌ１０９６ ８．１２．１ Ａ法に準じた方法で測定して縦１００ｋｇｆ以上、横５０ｋｇｆ以上が必要である。また濾布３の変形を更に確実に阻止するには、該補強繊維シート３Ａの伸び率が縦３５％以下、横３０％以下であり、ＪＩＳ Ｌ１０９６ ８．１９．２ Ｂ法に準じた方法で測定した剛柔性が縦１５以上、横７以上であることが望ましい。
上記濾布洗浄再生工程が終了したら、バルブ２７を開いてドレン排出孔２６からケーキを含んだ洗浄液をドレンとして排出する。

上記濾布洗浄再生工程にあっては、洗浄液として被処理液以外に水等が使用されてもよいが、被処理液を使用すれば、排出したドレンを被処理液側に戻して混合し、再び被処理液として濾過を行うことが出来、被処理液量の増加を防ぐことが出来る。

本発明では、濾過機における濾布に付着したケーキが粘着性の高いものであっても、簡単に剥離除去して濾布を再生することが出来るから、被処理液の種類を問わず効率的に濾過を行なうことが出来る。したがって本発明は産業上利用可能である。

濾過材の一部濾布を切欠いた状態の正面図 濾布支持体の中央断面図 濾過材の中心部付近の側断面図 回転軸に濾過材を取付ける状態を示す説明斜視図 回転軸に取付けた状態の濾過材の中心部分正面図 濾過材取付け状態回転軸説明図 濾過材を挿着した濾過機の説明側断面図 洗浄水の流動状態の説明図

符号の説明

１ 濾過材
２ 濾布支持体
３ 濾布
３Ａ 補強繊維シート
３Ｂ 繊維シート
４ 濾液集液孔
５ 中心カラー部
５Ａ 凸部
５Ｂ 凹部
５Ｃ リング状シール部材
５Ｄ ビス
５Ｅ 回り止め溝
６Ａ 内周側周リブ
６Ｂ 外周側周リブ
６Ｃ 外周リブ
７Ａ 長径リブ
７Ｂ 中間径リブ
７Ｃ 短径リブ
８ 三又状回転軸
８Ａ 翼
９ 円筒状スペーサー
１０ 鍔板
１１ パッキン
１２ ナット
１３ 先端板
１４ パッキン
１５ 濾過材押え板
１６ パッキン
１７ ボルト
１８ 濾液導通路
１９ 排液筒
２０ 排液孔
２１ 駆動軸
２２ プーリー
２３ 容器
２４ 蓋
２５ 被処理液注入孔
２６ ドレン排出孔
２７ バルブ
２８ 排液外筒
２９ 濾過機
３０ 濾液排出路

Claims (6)

1. 濾過機の回転軸に取付けられる濾過材であって、
   中心部に回転軸が貫通する濾液集液孔が設けられ、該濾液集液孔の周りに同心円状に複数条の周リブを配し、該濾液集液孔から該周リブに交差して放射状に差出される複数条の径リブとからなる濾布支持体と、
   該濾布支持体に被着される濾布とからなり、
   該濾布は通気量が１ｃｍ^２あたり毎秒０．５〜５０ｃｍ^３の繊維シートからなり、中心には濾液集液孔が設けられており、該濾布の濾液集液孔の周りにはＪＩＳ Ｌ１０９６ ８．１２．１ Ａ法に準じた方法で測定した引張り強度が縦１００ｋｇｆ以上、横５０ｋｇｆ以上の補強繊維シートが貼着されていることを特徴とする濾過材。
2. 上記周リブのうち中心側の複数条のリブは横方向に扁平であり、かつ濾過面に対して平行な横リブ形状であり、外周側の複数条のリブは縦方向に扁平であり、かつ濾過面に対して垂直な縦リブ形状にされている請求項１に記載の濾過材。
3. 密閉可能な容器内に回転軸を取付け、
   上記回転軸には請求項１または請求項２に記載の濾過材の複数個を円筒状スペーサーを介して取付け、
   該濾過材の濾液集液孔と該スペーサーとによって該容器外部に連絡する濾液導通路を形成し、
   該容器内には外側より被処理液注入路を連絡し、
   該濾液導通路には該容器外側より濾液排出路を連絡し、
   更に該容器にはバルブ付ドレン排出孔を取付け、
   該回転軸には該容器の外側で駆動源が接続されていることを特徴とする濾過機。
4. 請求項３に記載の濾過機において、
   被処理液注入路から該容器内に被処理液を圧入し、
   該被処理液を該濾過材の濾布で濾過し、
   濾液は該濾過材中心部から濾液集液孔に集液して、該濾液導通孔を介し該容器外部に排出し、
   上記濾過工程終了後は該容器内に洗浄液を充たして該回転軸によって該濾過材を回転させることにより、該濾過材の濾布表面に付着しているケーキを剥離除去し、
   その後該容器のドレン排出孔のバルブを開いて、該容器内からドレンを外部に排出することを特徴とする濾過方法。
5. 上記濾過材の濾布表面に付着しているケーキを剥離除去する際、該濾過材は該回転軸を介して１００〜２００ｒｐｍの回転速度で回転させる請求項４に記載の濾過方法。
6. 上記濾過材の濾布表面に付着しているケーキを剥離除去する際、該濾過材内部に洗浄液または空気を圧入する請求項４または請求項５に記載の濾過方法。