JP6914798B2 - 濾板およびフィルタプレス装置 - Google Patents

Description

本発明は、濾板およびフィルタプレス装置に関する。

従来、固液分離を行うために、加圧を伴う濾過（濾過・圧搾）を行うフィルタプレス装置が様々な分野で用いられている。フィルタプレス装置では、移動方向に配列された複数の濾板において、互いに隣接する２つの濾板の間に濾過室が形成される。各濾過室では、濾布を用いてスラリーの濾過が行われ、続いて、ダイヤフラムシートを用いてスラリーの圧搾が行われる。

フィルタプレス装置では、ダイヤフラムシートの周縁部が濾板本体に固定される。例えば、特許文献１の濾板では、濾板本体の周縁に凹溝が設けられ、凹溝の底部に剛性突条が形成される。また、ダイヤフラムシートの周縁に係合部が設けられ、当該係合部において剛性突条の上部を受け入れる凹条が形成される。これにより、ダイヤフラムシートを濾板本体に簡単かつ確実に固定することが可能となる。また、特許文献２の濾板では、濾板本体において周方向に延びる係合溝が形成される。また、ダイヤフラムシートの端縁部には係合片が形成され、係合片が係合溝に嵌合される。当該係合片はダイヤフラムシートの外端面から連続しており、ケーキ等の固形物がダイヤフラムシートと濾板本体との接触面に回り込むことが防止される。

実開昭６２−４８４０８号公報 実開昭６３−１６０９号公報

ところで、スラリーの濾過および圧搾を行う際には、複数の濾板を移動方向に互いに密着させた密着状態が形成される。具体的には、複数の濾板を挟むように、移動ヘッドおよび固定ヘッドが配置され、移動ヘッドを固定ヘッドに向けて移動方向に移動することにより、密着状態が形成される。密着状態の形成では、濾板同士が移動方向に傾いた状態で互いに接触し、その後、移動ヘッドによる押し込みにより、これらの濾板が直立状態となることがある。この場合、濾板間に挟まれたダイヤフラムシートに対して上向きまたは下向きの力が作用する。

一方、特許文献１および２のような、ダイヤフラムシートの固定構造では、略矩形のダイヤフラムシートの各辺に沿う線状凸部が、濾板本体に設けられた線状凹部に圧入される。このような固定構造において、密着状態の形成時にダイヤフラムシートに対して上向きまたは下向きの力が作用すると、ダイヤフラムシートにおける上下方向の部分的な伸縮を伴って、ダイヤフラムシートの側部における線状凸部の一部が、濾板本体の線状凹部に沿って上下方向に移動する。密着状態を解除した後においても、線状凸部の当該一部の位置が、線状凹部との摩擦により保持される。すなわち、ダイヤフラムシートの側部の一部が上下方向にずれた状態が維持されてしまう。ダイヤフラムシートにおけるこのような位置ずれにより、フィルタプレス装置において様々な不具合が発生することがある。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ダイヤフラムシートの側部の一部が上下方向に移動することによる、フィルタプレス装置における不具合の発生を抑制することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、フィルタプレス装置に用いられる濾板であって、フィルタプレス装置における使用状態において他の濾板と対向する主面を有する濾板本体と、伸縮性を有し、前記濾板本体の前記主面を覆う略矩形のダイヤフラムシートと、前記ダイヤフラムシートの前記濾板本体側の面における周縁部を前記濾板本体の前記主面に固定するシート固定構造とを備え、前記シート固定構造が、前記ダイヤフラムシートの前記周縁部のうち、前記使用状態において上下方向に延びる周縁側部に設けられ、前記上下方向に延びる線状凸部または線状凹部であるシート側部嵌合部と、前記濾板本体の前記主面上において前記周縁側部に対向する領域に設けられ、前記上下方向に延びる線状凹部または線状凸部であり、前記シート側部嵌合部と圧入状態で嵌合される本体側部嵌合部と、前記ダイヤフラムシートにおける前記上下方向の部分的な伸縮を伴って、前記シート側部嵌合部の一部が前記本体側部嵌合部に対して前記上下方向に移動することを防止する係止構造とを備え、前記係止構造が、前記濾板本体の前記主面に平行、かつ、前記上下方向に垂直な方向を幅方向として、前記本体側部嵌合部の前記線状凹部から前記幅方向に突出する凹部である、または、前記本体側部嵌合部の前記線状凸部から前記幅方向に突出する凸部である本体係止部と、前記シート側部嵌合部の前記線状凸部から前記幅方向に突出する凸部であり、または、前記シート側部嵌合部の前記線状凹部から前記幅方向に突出する凹部であり、前記本体係止部に嵌合されるシート係止部とを備える。
請求項２に記載の発明は、フィルタプレス装置に用いられる濾板であって、フィルタプレス装置における使用状態において他の濾板と対向する主面を有する濾板本体と、伸縮性を有し、前記濾板本体の前記主面を覆う略矩形のダイヤフラムシートと、前記ダイヤフラムシートの前記濾板本体側の面における周縁部を前記濾板本体の前記主面に固定するシート固定構造とを備え、前記シート固定構造が、前記ダイヤフラムシートの前記周縁部のうち、前記使用状態において上下方向に延びる周縁側部に設けられ、前記上下方向に延びる線状凸部または線状凹部であるシート側部嵌合部と、前記濾板本体の前記主面上において前記周縁側部に対向する領域に設けられ、前記上下方向に延びる線状凹部または線状凸部であり、前記シート側部嵌合部と圧入状態で嵌合される本体側部嵌合部と、前記ダイヤフラムシートにおける前記上下方向の部分的な伸縮を伴って、前記シート側部嵌合部の一部が前記本体側部嵌合部に対して前記上下方向に移動することを防止する係止構造とを備え、前記濾板本体が、前記主面に形成される凹部であり、前記使用状態において前記他の濾板との間で濾過室を形成する濾過凹部と、前記濾過凹部の底面から前記ダイヤフラムシートの中央部に向かって突出するボス部とを備え、前記シート固定構造が、前記ダイヤフラムシートの前記中央部が前記ボス部に対して前記上下方向に移動することを防止する補助係止構造をさらに備える。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の濾板であって、前記ダイヤフラムシートが、前記濾板本体とは反対側の面の下部において前記シート側部嵌合部と重なる位置に設けられ、前記上下方向に交差する方向に延びるシート排液溝を備え、前記濾板本体が、前記主面において前記ダイヤフラムシートの外側にて前記シート排液溝から連続する本体排液溝を備え、前記係止構造が、前記シート側部嵌合部において前記シート排液溝と重なる部位が前記本体側部嵌合部に対して前記上下方向に移動することを防止する。

請求項４に記載の発明は、フィルタプレス装置であって、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の濾板を含み、移動方向に配列される複数の濾板と、前記複数の濾板を前記移動方向に移動可能に支持する濾板支持部と、前記移動方向において前記複数の濾板を挟んで配置される移動ヘッドおよび固定ヘッドを有し、前記移動方向への前記移動ヘッドの移動により、前記複数の濾板を前記移動方向に互いに密着させた密着状態と、前記密着状態を解除した解除状態とを選択的に形成する濾板開閉機構とを備える。

本発明によれば、シート側部嵌合部の一部が本体側部嵌合部に対して上下方向に移動することを防止して、フィルタプレス装置における不具合の発生を抑制することができる。

フィルタプレス装置の構成を示す図である。 濾板の近傍を示す図である。 ダイヤフラムシートの内面を示す図である。 濾板本体およびダイヤフラムシートを示す断面図である。 濾板本体およびダイヤフラムシートを示す断面図である。 ダイヤフラムシートの外面を示す図である。 圧搾濾板の一部を示す図である。 スラリーの処理を説明するための図である。 密着状態の形成途中における複数の濾板を示す図である。 密着状態の形成途中における複数の濾板を示す図である。 ダイヤフラムシートに作用する力を説明するための図である。 係止構造の他の例を示す図である。 係止構造の他の例を示す図である。 濾板の他の例を示す図である。

図１は、本発明の一の実施の形態に係るフィルタプレス装置１の構成を示す図であり、フィルタプレス装置１を示す側面図である。図１では、互いに直交する３つの方向をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向として矢印にて示している（他の図において同様）。典型的には、Ｘ方向およびＹ方向は水平な方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。

フィルタプレス装置１は、液体中に汚泥や鉱物が混ざった混合物（以下、「スラリー」という。）に対して加圧を伴う濾過を行う。フィルタプレス装置１は、制御部（図示省略）と、複数の濾板２と、濾板支持部３と、濾板開閉機構４とを備える。制御部は、フィルタプレス装置１の全体制御を担う。各濾板２は、ＺＸ平面に平行な板状部材であり、複数の濾板２はＹ方向（濾板２が移動する方向であるため、以下、「移動方向」という。）に配列される。後述するように、フィルタプレス装置１は、２種類の濾板２ａ，２ｂ、すなわち、圧搾濾板２ａおよび普通濾板２ｂ（図１０参照）を含む。濾板２の総数は、例えば、３以上である。以下の説明では、圧搾濾板２ａおよび普通濾板２ｂを区別する必要がない場合に、両者を単に「濾板２」という。

図２は、移動方向から見た場合における濾板の近傍を示す図である。図２では、圧搾濾板２ａを示しており、後述のダイヤフラムシート２２を取り外した状態を示している。各濾板２（圧搾濾板２ａおよび普通濾板２ｂ）は、略矩形の板状である濾板本体２１を備える。濾板本体２１は、濾過凹部２１５と、複数のボス部２１６とを備える。濾過凹部２１５は、濾板本体２１において他の濾板２と対向する主面２１０に形成される凹部である。移動方向から見た場合における濾過凹部２１５の外形は、略矩形である。濾過凹部２１５の外形は、他の形状であってもよい。

各ボス部２１６は、濾板本体２１の中央部において濾過凹部２１５の底面（ＺＸ平面に平行な面）から移動方向に突出する。図２の例では、ボス部２１６は、Ｚ方向（以下、「上下方向」という。）に長い線状であり、複数の（３個の）ボス部２１６がＸ方向（以下、「幅方向」という。）に配列される。移動方向に隣接する２つの濾板２では、２つの濾過凹部２１５が互いに対向する。また、一方の濾板２の複数のボス部２１６と、他方の濾板２の複数のボス部２１６とが移動方向にそれぞれ対向する。後述するように、当該２つの濾過凹部２１５の間に濾過室２０（図８参照）が形成される。

濾板本体２１には、２つの上側突出部２１１および２つの下側突出部２１２が設けられる。上側突出部２１１は、濾板本体２１の上部（（＋Ｚ）側の部位）に設けられ、下側突出部２１２は、濾板本体２１の下部（（−Ｚ）側の部位）に設けられる。２つの上側突出部２１１は、濾板本体２１から（＋Ｘ）方向および（−Ｘ）方向にそれぞれ突出する。２つの下側突出部２１２は、濾板本体２１から（＋Ｘ）方向および（−Ｘ）方向にそれぞれ突出する。各上側突出部２１１には、移動方向に延びる貫通孔２１３が設けられ、各下側突出部２１２にも、移動方向に延びる貫通孔２１４が設けられる。濾板２における他の構成の詳細については後述する。

図１および図２に示すように、濾板支持部３は、移動方向に長い一対のサイドバー３１を備える。一対のサイドバー３１は、幅方向における複数の濾板２の両側に配置される。図２では、移動方向に垂直な面におけるサイドバー３１の断面を示している。各濾板２の上側突出部２１１の下面が、サイドバー３１の上面に接触することにより、複数の濾板２が、移動方向に移動可能に支持される。上側突出部２１１は、ローラ等を介してサイドバー３１に接触してもよい。一対のサイドバー３１は、フィルタプレス装置１の全体を支持する支持フレーム１０の一部でもある。

図１に示すように、濾板開閉機構４は、移動ヘッド４１と、固定ヘッド４２と、進退機構４３とを備える。移動ヘッド４１および固定ヘッド４２は、移動方向において複数の濾板２を挟んで配置される。具体的には、固定ヘッド４２は、複数の濾板２の（＋Ｙ）側に配置され、支持フレーム１０に固定される。移動ヘッド４１は、複数の濾板２の（−Ｙ）側に配置され、一対のサイドバー３１により移動方向に移動可能に支持される。進退機構４３は、例えば油圧シリンダであり、移動ヘッド４１を移動方向に移動させる。

移動ヘッド４１を（＋Ｙ）方向に移動させることにより、複数の濾板２が固定ヘッド４２に向かって押し込まれ、移動方向に互いに密着する（正確には、後述の濾布５１を挟んで密着する。）。以下の説明では、移動ヘッド４１の（＋Ｙ）方向への移動により、複数の濾板２を移動方向に互いに密着させた状態を、「密着状態」という。また、密着状態において、移動ヘッド４１を（−Ｙ）方向に移動させることにより、密着状態を解除した解除状態が形成される。濾板開閉機構４では、移動方向への移動ヘッド４１の移動により、密着状態と解除状態とが選択的に形成される。

密着状態における複数の濾板２では、（＋Ｘ）側の上側突出部２１１の貫通孔２１３（図２参照）が、移動方向に連続した１つの流体流路を形成する。（−Ｘ）側の上側突出部２１１の貫通孔２１３も同様である。これらの流体流路は、後述の濾過室２０へと供給されるスラリーの流路や、後述のダイヤフラムシート２２の作動用のガスの流路として利用される。また、（−Ｘ）側の下側突出部２１２の貫通孔２１４、および、（＋Ｘ）側の下側突出部２１２の貫通孔２１４も、移動方向に連続した流体流路を形成する。これらの流体流路は、例えば、濾過室２０からの濾過液の回収に利用される。

フィルタプレス装置１では、２種類の濾板２ａ，２ｂが移動方向に交互に設けられる。一方の種類の濾板は、圧搾濾板２ａであり、他方の種類の濾板は、普通濾板２ｂである。圧搾濾板２ａおよび普通濾板２ｂは、共に濾板本体２１を備える。圧搾濾板２ａは、濾板本体２１に加えて、ダイヤフラムシート２２をさらに備える。ダイヤフラムシート２２は、普通濾板２ｂには設けられない。

図３は、ダイヤフラムシート２２を示す図であり、ダイヤフラムシート２２において濾板本体２１側に配置される内面２２９を示している。図４および図５は、濾板本体２１およびダイヤフラムシート２２を示す断面図である。図４では、図２中の矢印IV−IVの位置に対応する断面の幅方向における端部を示し、図５では、図２中の矢印Ｖ−Ｖの位置に対応する断面の幅方向における中央部を示している。図４および図５では、各ダイヤフラムシート２２を濾板本体２１から僅かに離して図示している。

ダイヤフラムシート２２は、濾板本体２１において普通濾板２ｂと対向する主面２１０を覆う。典型的には、濾板本体２１の（＋Ｙ）側の主面２１０、および、（−Ｙ）側の主面２１０に対して、２つのダイヤフラムシート２２がそれぞれ設けられる。各ダイヤフラムシート２２は、ゴム（例えば天然ゴム）等の弾性材料により形成され、伸縮性を有する。移動方向から見た場合に、ダイヤフラムシート２２の外形は、略矩形である。ダイヤフラムシート２２は、濾板本体２１の濾過凹部２１５よりも大きい。

ダイヤフラムシート２２は、周縁部２２１と、可動部２２３と、ボス対向部２２４とを備える。ダイヤフラムシート２２が濾板本体２１に取り付けられた状態では、周縁部２２１は、濾板本体２１における濾過凹部２１５の周囲の部位に接触する（図４参照）。これにより、濾過凹部２１５がダイヤフラムシート２２により閉塞される。可動部２２３は、その周囲が周縁部２２１により囲まれ、濾過凹部２１５に対向する。後述するように、周縁部２２１は、濾板本体２１に対する固定部位であり、可動部２２３は濾板本体２１に対する非固定部位である。フィルタプレス装置１における非処理時には、可動部２２３は、濾過凹部２１５の表面におよそ沿うように、濾板本体２１側に窪んだ形状を有する。すなわち、可動部２２３は、周縁部２２１よりも濾板本体２１側に配置される。

ボス対向部２２４は、濾板本体２１のボス部２１６とＹ方向に重なる位置に配置される（図５参照）。ボス対向部２２４の周囲は、可動部２２３により囲まれる。ボス対向部２２４は、ボス部２１６の表面に沿って濾板本体２１とは反対側に突出する。ダイヤフラムシート２２が濾板本体２１に取り付けられた状態では、ボス対向部２２４は、ボス部２１６と接触する。既述のように、ダイヤフラムシート２２は、濾過凹部２１５を閉塞する。圧搾濾板２ａにおける濾過凹部２１５には所定のガスが供給可能であり、当該ガスの供給によりダイヤフラムシート２２の可動部２２３が濾過凹部２１５の底面から離れる方向に向かって凸状となる（後述の図８にて二点鎖線にて示す可動部２２３参照）。

圧搾濾板２ａは、シート固定構造２３をさらに備える。シート固定構造２３は、ダイヤフラムシート２２の内面２２９における周縁部２２１を、濾過凹部２１５の外側において濾板本体２１の主面２１０に固定する。シート固定構造２３は、シート嵌合部２４と、本体嵌合部２５と、係止構造２６と、補助係止構造２７とを備える。

図３に示すように、シート嵌合部２４は、ダイヤフラムシート２２の内面２２９における周縁部２２１に設けられる。シート嵌合部２４は、４個の線状凸部２４１，２４２を備える。４個の線状凸部２４１，２４２は、略矩形のダイヤフラムシート２２の４辺に沿ってそれぞれ設けられる。４個の線状凸部２４１，２４２のうち、２個の線状凸部２４１は、圧搾濾板２ａのフィルタプレス装置１での使用状態、すなわち、圧搾濾板２ａがフィルタプレス装置１に組み込まれた状態における上下方向（Ｚ方向）に真っ直ぐに延び、２個の線状凸部２４２は、濾板本体２１の主面２１０に平行、かつ、上下方向に垂直な幅方向（Ｘ方向）に真っ直ぐに延びる。４個の線状凸部２４１，２４２は、周縁部２２１に沿って周状に連続する。

図２に示すように、本体嵌合部２５は、濾板本体２１の主面２１０上に設けられ、４個の線状凹部２５１，２５２を備える。矩形の外形を有する濾過凹部２１５の外側において、４個の線状凹部２５１，２５２が、当該矩形の４辺に沿ってそれぞれ設けられる。４個の線状凹部２５１，２５２のうち、２個の線状凹部２５１は上下方向に真っ直ぐに延び、２個の線状凹部２５２は幅方向に真っ直ぐに延びる。４個の線状凹部２５１，２５２は、濾過凹部２１５の縁に沿って周状に連続する。本体嵌合部２５における４個の線状凹部２５１，２５２により形成される矩形は、シート嵌合部２４における４個の線状凸部２４１，２４２により形成される矩形と同じ大きさである。

ダイヤフラムシート２２を濾板本体２１に取り付ける際には、シート嵌合部２４における４個の線状凸部２４１，２４２が、本体嵌合部２５における４個の線状凹部２５１，２５２に嵌め込まれる。本実施の形態では、各線状凸部２４１，２４２の幅は、線状凹部２５１，２５２の幅とほぼ同じであり、ダイヤフラムシート２２において、濾板本体２１とは反対側の外面２２０（他の濾板２と対向する面）の周縁部２２１を叩くことにより、各線状凸部２４１，２４２が線状凹部２５１，２５２に圧入される（図４参照）。本実施の形態では、ダイヤフラムシート２２の濾板本体２１に対する固定において、ボルトは利用されない。

以下の説明では、シート嵌合部２４において上下方向に延びる各線状凸部２４１、および、本体嵌合部２５において上下方向に延びる各線状凹部２５１をそれぞれ「シート側部嵌合部２４１」および「本体側部嵌合部２５１」という。図３に示すダイヤフラムシート２２では、２個のシート側部嵌合部２４１が、幅方向に可動部２２３を挟んで配置される。各シート側部嵌合部２４１は、ダイヤフラムシート２２の周縁部２２１のうち、上下方向に延びる部分２２２（以下、「周縁側部２２２」という。）に設けられる。図２に示す濾板本体２１では、２個の本体側部嵌合部２５１が、幅方向に濾過凹部２１５を挟んで配置される。各本体側部嵌合部２５１は、濾板本体２１の主面２１０上においてダイヤフラムシート２２の周縁側部２２２に対向する領域に設けられる（図４参照）。

係止構造２６は、複数の本体係止部２６１と、複数のシート係止部２６２とを備える。図２および図４に示すように、各本体係止部２６１は、本体側部嵌合部２５１である線状凹部から幅方向に突出する（広がる）凹部である。本体係止部２６１および本体側部嵌合部２５１は、一繋がりの凹部である。本体係止部２６１は、半円状の外形を有し、濾過凹部２１５側に向かって突出する。本体係止部２６１の外形は他の形状であってもよく、濾過凹部２１５とは反対側に向かって突出してもよい（シート係止部２６２において同様）。複数の本体係止部２６１のうち半分の本体係止部２６１が、一方の本体側部嵌合部２５１において上下方向に等間隔に配置され、残りの本体係止部２６１が、他方の本体側部嵌合部２５１において上下方向に等間隔に配置される。図２の例では、各本体側部嵌合部２５１において、上下方向の中央に１個の本体係止部２６１が設けられ、当該本体係止部２６１から上方および下方に同じ距離だけ離れた位置に、２個の本体係止部２６１がそれぞれ設けられる。

図３および図４に示すように、各シート係止部２６２は、シート側部嵌合部２４１である線状凸部から幅方向に突出する凸部である。シート係止部２６２およびシート側部嵌合部２４１は、一繋がりの凸部である。本体係止部２６１と同様に、シート係止部２６２は、半円状の外形を有し、可動部２２３側に向かって突出する。シート係止部２６２は、本体係止部２６１と同じ大きさである。複数のシート係止部２６２のうち半分のシート係止部２６２が、一方のシート側部嵌合部２４１に配置され、残りのシート係止部２６２が、他方のシート側部嵌合部２４１に配置される。ダイヤフラムシート２２のシート嵌合部２４を濾板本体２１の本体嵌合部２５とＹ方向に重ねた状態において、複数のシート係止部２６２は、複数の本体係止部２６１と同じ位置に配置される。ダイヤフラムシート２２を濾板本体２１に取り付ける際には、複数のシート係止部２６２は、複数の本体係止部２６１にそれぞれ圧入状態で嵌合される。

補助係止構造２７は、複数の本体補助係止部２７１と、複数のシート補助係止部２７２とを備える。図２および図５に示すように、各本体補助係止部２７１は、ボス部２１６の頂部に設けられる凹部である。本体補助係止部２７１は、上下方向に延びる長円形の外形を有する。本体補助係止部２７１の外形は他の形状であってもよい（シート補助係止部２７２において同様）。図２の例では、各ボス部２１６において、２個の本体補助係止部２７１が上下方向に離れて設けられる。

図３および図５に示すように、各シート補助係止部２７２は、ボス対向部２２４の内面２２９に設けられる凸部である。図３の例では、本体補助係止部２７１と同様に、シート補助係止部２７２は、上下方向に延びる長円形の外形を有する。シート補助係止部２７２は、本体補助係止部２７１と同じ大きさである。ダイヤフラムシート２２のシート嵌合部２４を濾板本体２１の本体嵌合部２５とＹ方向に重ねた状態において、複数のシート補助係止部２７２は、複数の本体補助係止部２７１と同じ位置に配置される。ダイヤフラムシート２２を濾板本体２１に取り付ける際には、複数のシート補助係止部２７２は、複数の本体補助係止部２７１にそれぞれ圧入状態で嵌合される。圧搾濾板２ａの設計によっては、本体補助係止部２７１が凸部として設けられ、シート補助係止部２７２が凹部として設けられてもよい。なお、図５に示す断面において、ダイヤフラムシート２２の内面２２９におけるボス対向部２２４の幅は、ボス部２１６の幅よりも僅かに大きい。

図６は、ダイヤフラムシート２２の外面２２０を示す図である。ダイヤフラムシート２２の外面２２０には、縦溝領域２２５と、横溝領域２２６とが設けられる。外面２２０において、可動部２２３の下部の領域が横溝領域２２６であり、他の領域（可動部２２３の上部および中央部）が縦溝領域２２５である。縦溝領域２２５には、上下方向に長い複数の微小突起が上下方向および幅方向に配列される（後述の図７参照）。換言すると、上下方向に沿う複数の溝が形成される。横溝領域２２６には、幅方向に長い複数の微小突起が上下方向および幅方向に配列される。換言すると、幅方向に沿う複数の溝が形成される。

図７は、圧搾濾板２ａを示す図であり、後述のシート排液溝２２７および本体排液溝２１７の近傍を示している。ダイヤフラムシート２２は、それぞれが幅方向に延びる複数のシート排液溝２２７をさらに備える。複数のシート排液溝２２７は、外面２２０の下部においてシート側部嵌合部２４１と重なる位置にて上下方向に配列される。複数のシート排液溝２２７は、周縁側部２２２において横溝領域２２６から幅方向に連続する。シート排液溝２２７は、横溝領域２２６から斜め下等に延びる形状であってもよい。すなわち、シート排液溝２２７は、上下方向に交差する方向に延びていればよい（本体排液溝２１７において同様）。

濾板本体２１は、それぞれが幅方向に延びる複数の本体排液溝２１７をさらに備える。複数の本体排液溝２１７は、主面２１０の下部においてダイヤフラムシート２２と下側突出部２１２との間にて上下方向に配列される。複数の本体排液溝２１７は、ダイヤフラムシート２２の外側にて複数のシート排液溝２２７からそれぞれ連続する。すなわち、上下方向において、複数の本体排液溝２１７は、複数のシート排液溝２２７とそれぞれ同じ位置に配置される。複数の本体排液溝２１７においてダイヤフラムシート２２とは反対側の端部は、回収溝２１８に接続される。回収溝２１８は、上下方向に延びる。回収溝２１８の下部には、回収口２１９が設けられる。回収口２１９は、濾板本体２１の内部に設けられる流路を介して貫通孔２１４と連続する。

既述のように、フィルタプレス装置１では、複数の圧搾濾板２ａおよび複数の普通濾板２ｂが移動方向に交互に設けられる。また、圧搾濾板２ａの濾板本体２１において普通濾板２ｂと対向する主面２１０には、ダイヤフラムシート２２が設けられ、普通濾板２ｂの濾板本体２１には、ダイヤフラムシート２２は設けられない。したがって、ダイヤフラムシート２２の外面２２０は、普通濾板２ｂの濾板本体２１と対向する。普通濾板２ｂの濾板本体２１において濾過凹部２１５の底面には、上下方向に延びる複数の溝が幅方向に配列して形成される。

フィルタプレス装置１におけるスラリーの処理では、図１の進退機構４３が、移動ヘッド４１を固定ヘッド４２に向かって移動させる。これにより、複数の圧搾濾板２ａおよび複数の普通濾板２ｂが密着状態とされ、図８に示すように、互いに対向する圧搾濾板２ａの濾過凹部２１５と普通濾板２ｂの濾過凹部２１５との間に濾過室２０が形成される。図８では、縦方向が移動方向となる。実際には、圧搾濾板２ａのダイヤフラムシート２２の外面２２０、および、普通濾板２ｂの主面２１０（主として濾過凹部２１５）は、濾布５１により個別に覆われる。密着状態では、圧搾濾板２ａのボス部２１６と普通濾板２ｂのボス部２１６とが、ダイヤフラムシート２２および濾布５１を介して間接的に接触する。圧搾濾板２ａおよび普通濾板２ｂにおけるボス部２１６同士の接触により、後述のスラリーの注入および圧搾の際に、濾板本体２１の損傷が防止される。

各濾過室２０では、図示省略のスラリー供給部により、濾布５１間にスラリーが供給される。スラリーは濾布５１間に高い圧力にて注入され、当該スラリーが濾布５１により濾過される。濾布５１を通過した液体は、ダイヤフラムシート２２の外面２２０および普通濾板２ｂの濾過凹部２１５の底面に形成された複数の溝を介して濾過室２０の下部に移動する。図７に示すダイヤフラムシート２２の外面２２０上の液体は、複数のシート排液溝２２７および複数の本体排液溝２１７を介して回収溝２１８に導かれ、回収口２１９を介して貫通孔２１４（複数の濾板２が形成する流体流路）へと排出される。普通濾板２ｂの濾過凹部２１５の下部にも、貫通孔２１４に連続する回収口（図示省略）が設けられており、当該濾過凹部２１５の底面上にて下部へと移動した液体が、当該回収口にて回収される。

続いて、圧搾濾板２ａにおいて、ダイヤフラムシート２２と濾板本体２１の濾過凹部２１５の底面との間の空間にガスを供給することにより、図８中に二点鎖線にて示すように、ダイヤフラムシート２２の可動部２２３が普通濾板２ｂに向かって凸状となる。これにより、濾過室２０内のスラリーに対する圧搾が行われ、圧搾濾板２ａにおける回収口２１９、および、普通濾板２ｂにおける回収口にて液体が回収される。スラリーの圧搾が完了すると、圧搾濾板２ａにおいて、ダイヤフラムシート２２と濾板本体２１との間におけるガスが除去され、ダイヤフラムシート２２の可動部２２３が当該濾板本体２１側へと戻る。その後、進退機構４３により移動ヘッド４１が（−Ｙ）方向に移動し、複数の濾板２の密着状態が解除される。換言すると、密着状態を解除した解除状態が形成される。なお、各濾過室２０に残留する固形物（脱水ケーキ）は、所定の手法にて除去される。

図９Ａおよび図９Ｂは、密着状態の形成途中における複数の濾板２近傍を示す図であり、図１０は、密着状態の形成時にダイヤフラムシート２２に作用する力を説明するための図である。既述のように、複数の濾板２は、濾板支持部３（図１参照）により移動方向に移動可能に支持される。このとき、図９Ａに示すように、互いに離れた複数の濾板２が移動方向に傾斜する（すなわち、濾板２の主面の法線が移動方向から上下方向に傾く）場合がある。図９Ａおよび図９Ｂでは、濾板２の傾きを強調している。この場合に、移動ヘッド４１を固定ヘッド４２に向かって移動させると、図９Ｂに示すように、複数の濾板２が傾斜した状態で互いに接触する。このとき、図１０の左側に示すように、互いに接触する圧搾濾板２ａおよび普通濾板２ｂにおいて、幅方向に垂直、かつ、濾板本体２１の主面２１０に沿う方向に、矢印Ａにて示す距離だけ位置ずれが生じる。

その後、移動ヘッド４１が固定ヘッド４２に向かってさらに移動すると、移動ヘッド４１と固定ヘッド４２との間にて複数の圧搾濾板２ａおよび複数の普通濾板２ｂが密着して挟まれる。これにより、複数の圧搾濾板２ａおよび複数の普通濾板２ｂが直立し、上記位置ずれが解消される。換言すると、互いに隣接する圧搾濾板２ａおよび普通濾板２ｂにおいて、図６のダイヤフラムシート２２の周縁部２２１が普通濾板２ｂの濾板本体２１と接触した状態で、圧搾濾板２ａと普通濾板２ｂとが、およそ上下方向に距離Ａだけずれる。このとき、ダイヤフラムシート２２の周縁部２２１と普通濾板２ｂの濾板本体２１との間の摩擦により、周縁部２２１に対して上下方向の力が作用する。図１０の右側の例では、矢印Ｂにて示すように、圧搾濾板２ａの一方のダイヤフラムシート２２において周縁部２２１に対して上方の力が作用し、他方のダイヤフラムシート２２において周縁部２２１に対して下方の力が作用する。

ここで、圧搾濾板２ａにおいて係止構造２６および補助係止構造２７を省略した比較例のフィルタプレス装置を想定する。比較例のフィルタプレス装置では、密着状態の形成時においてダイヤフラムシート２２の周縁部２２１に上下方向の力が作用すると、ダイヤフラムシート２２における上下方向の部分的な伸縮を伴って、周縁側部２２２の一部が圧搾濾板２ａの濾板本体２１に対して上下方向に移動する。換言すると、シート側部嵌合部２４１の一部が本体側部嵌合部２５１に対して上下方向に移動する。なお、周縁部２２１において幅方向に延びる部位は、幅方向に延びる線状凸部２４２および濾板本体２１の線状凹部２５２により上下方向に移動しない。

シート側部嵌合部２４１の一部の移動により、上下方向における複数のシート排液溝２２７の位置が、複数の本体排液溝２１７の位置とずれると（図７参照）、濾過および圧搾において液体の排出ができなくなる。また、密着状態を解除しても、シート側部嵌合部２４１と本体側部嵌合部２５１との間の摩擦により、シート側部嵌合部２４１の一部の位置ずれが維持される。そして、次に密着状態を形成する際に、シート側部嵌合部２４１の当該一部がさらに移動して、位置ずれが増大する可能性がある。当該位置ずれが増大すると、ダイヤフラムシート２２の外面２２０が上下方向において部分的に大きく弛んだ状態となる。

この場合、移動方向に互いに密着した状態における複数の濾板２において、ダイヤフラムシート２２が弛んだ部分において濾板２間の距離が大きくなり、濾板２が移動方向に傾斜することがある。フィルタプレス装置が、濾布５１に付着した固形物をスクレーパにより掻き取る機構を有する場合、濾板２が傾いていると、固形物を適切に掻き取ることができなくなる。また、ダイヤフラムシート２２の部分的な弛みの程度によっては、ダイヤフラムシート２２の一部が折れ曲がった状態で、２つの濾板本体２１の間に挟まれ、ダイヤフラムシート２２が損傷することもある。以上のように、濾板２同士が密着する際に、ダイヤフラムシート２２における上下方向の部分的な伸縮を伴って、シート側部嵌合部２４１の一部が本体側部嵌合部２５１に対して上下方向に移動することにより、比較例のフィルタプレス装置において様々な不具合が発生する。

これに対し、フィルタプレス装置１では、本体係止部２６１およびシート係止部２６２を含む係止構造２６が設けられる。そして、濾板２同士が密着する際に、ダイヤフラムシート２２における上下方向の部分的な伸縮を伴って、シート側部嵌合部２４１の一部が本体側部嵌合部２５１に対して上下方向に移動することが、係止構造２６により防止される。これにより、ダイヤフラムシート２２の損傷等、フィルタプレス装置１における不具合の発生を抑制することができる。

また、図７に示す本体係止部２６１およびシート係止部２６２が、シート排液溝２２７の近傍に設けられることにより、シート側部嵌合部２４１においてシート排液溝２２７と重なる部位が、本体側部嵌合部２５１に対して上下方向に移動することが防止される。その結果、シート排液溝２２７と本体排液溝２１７との位置ずれを防止して、排液不良が生じることを防止することができる。

フィルタプレス装置１では、係止構造２６の本体係止部２６１が、本体側部嵌合部２５１の線状凹部から幅方向に突出する凹部である。また、シート係止部２６２が、シート側部嵌合部２４１の線状凸部から幅方向に突出する凸部である。これにより、ダイヤフラムシート２２を濾板本体２１に取り付ける際に、シート側部嵌合部２４１の本体側部嵌合部２５１に対する圧入と、シート係止部２６２の本体係止部２６１に対する圧入とをほぼ同時に行うことができる。その結果、ダイヤフラムシート２２の濾板本体２１への取り付けを、効率よく行うことができる。また、各周縁側部２２２において、本体係止部２６１およびシート係止部２６２の複数の組合せが、上下方向に均等に配置される。これにより、ダイヤフラムシート２２のほぼ全体において、ダイヤフラムシート２２の弛み等を防止することができる。

圧搾濾板２ａでは、濾板本体２１において、濾過凹部２１５の底面からダイヤフラムシート２２の中央部に向かって突出するボス部２１６が設けられる（図５参照）。また、補助係止構造２７の本体補助係止部２７１がボス部２１６に設けられ、シート補助係止部２７２がダイヤフラムシート２２に設けられ、両者が互いに嵌合する。これにより、ダイヤフラムシート２２の中央部がボス部２１６に対して上下方向に移動することが防止され、フィルタプレス装置１における不具合の発生をさらに抑制することができる。

上記フィルタプレス装置１、および、フィルタプレス装置１に用いられる濾板２では様々な変形が可能である。

ダイヤフラムシート２２の周縁側部２２２を比較的厚くする場合には、ダイヤフラムシート２２において線状凹部がシート側部嵌合部２４１として設けられ、濾板本体２１において線状凸部が本体側部嵌合部２５１として設けられてもよい。この場合、好ましくは、係止構造２６のシート係止部２６２が、シート側部嵌合部２４１の線状凹部から幅方向に突出する凹部とされ、本体係止部２６１が、本体側部嵌合部２５１の線状凸部から幅方向に突出する凸部とされる。

以上のように、シート側部嵌合部２４１は、上下方向に延びる線状凸部または線状凹部であればよく、本体側部嵌合部２５１は、上下方向に延びる線状凹部または線状凸部であればよい。また、本体係止部２６１は、本体側部嵌合部２５１の線状凹部から幅方向に突出する凹部、または、本体側部嵌合部２５１の線状凸部から幅方向に突出する凸部であることが好ましい。さらに、シート係止部２６２は、シート側部嵌合部２４１の線状凸部から幅方向に突出する凸部、または、シート側部嵌合部２４１の線状凹部から幅方向に突出する凹部であることが好ましい。

係止構造２６の本体係止部およびシート係止部は、本体側部嵌合部２５１およびシート側部嵌合部２４１の近傍に設けられるのであるならば、本体側部嵌合部２５１およびシート側部嵌合部２４１から孤立して設けられる凸部および凹部であってもよい。図１１では、本体側部嵌合部２５１の近傍にて、本体側部嵌合部２５１から幅方向（Ｘ方向）に離れて設けられる凸部２６３（本体係止部）を示している。凸部２６３は、本体側部嵌合部２５１の内側（濾過凹部２１５側）および外側のいずれに設けられてもよい。当該凸部２６３は、ダイヤフラムシート２２に設けられる凹部（シート係止部）と嵌合される。もちろん、濾板本体２１に本体係止部である凹部が設けられ、ダイヤフラムシート２２にシート係止部である凸部が設けられてもよい。

また、図１２に示すように、濾板本体２１において、上下方向（Ｚ方向）に延びる波状の本体側部嵌合部２５１が設けられてもよい。この場合、ダイヤフラムシート２２に波状のシート側部嵌合部２４１が設けられ、本体側部嵌合部２５１およびシート側部嵌合部２４１が圧入状態で互いに嵌合される。図１２の例では、本体側部嵌合部２５１およびシート側部嵌合部２４１において、上下方向に対して交差する方向に延びる部位により、シート側部嵌合部２４１の一部が本体側部嵌合部２５１に対して上下方向に移動することを防止する係止構造２６が実現される。このように、本体側部嵌合部２５１およびシート側部嵌合部２４１の一部が、係止構造２６を兼ねてもよい。この場合に、本体側部嵌合部２５１およびシート側部嵌合部２４１は、上下方向に対して交差する方向に延びる部位を有するのであるならば、ジグザグ状等、他の形状であってもよい。

補助係止構造２７の本体補助係止部２７１が、ボス部２１６の頂部からずれた位置に設けられてもよい。シート補助係止部２７２も同様である。

圧搾濾板２ａでは、係止構造２６の本体係止部２６１およびシート係止部２６２を、図７のシート排液溝２２７と重なる位置に設けることにより、シート側部嵌合部２４１においてシート排液溝２２７と重なる部位が、本体側部嵌合部２５１に対して上下方向に移動することが防止されてもよい。シート排液溝２２７と本体排液溝２１７との位置ずれを防止するという観点では、本体係止部２６１およびシート係止部２６２が、シート排液溝２２７の近傍、または、シート排液溝２２７と重なる位置に設けられることが好ましい。

図１３に示すように、フィルタプレス装置１の設計によっては、濾板２において、濾板本体２１の一方の主面のみにダイヤフラムシート２２が設けられてもよい（いわゆる、片側濾板）。圧搾濾板２ａおよび普通濾板２ｂの２種類の濾板を用いる場合と比較して、１種類の濾板２のみを用いる図１３の例では、濾板の設計および製作が容易となる。また、濾板２，２ａ，２ｂでは、濾板本体２１におけるボス部２１６が省略されてもよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

１ フィルタプレス装置
２，２ａ，２ｂ 濾板
３ 濾板支持部
４ 濾板開閉機構
２０ 濾過室
２１ 濾板本体
２２ ダイヤフラムシート
２３ シート固定構造
２６ 係止構造
２７ 補助係止構造
４１ 移動ヘッド
４２ 固定ヘッド
２１０ （濾板本体の）主面
２１５ 濾過凹部
２１６ ボス部
２１７ 本体排液溝
２２０ （ダイヤフラムシートの）外面
２２１ 周縁部
２２２ 周縁側部
２２７ シート排液溝
２２９ （ダイヤフラムシートの）内面
２４１ シート側部嵌合部
２５１ 本体側部嵌合部
２６１ 本体係止部
２６２ シート係止部

Claims (4)

1. フィルタプレス装置に用いられる濾板であって、
   フィルタプレス装置における使用状態において他の濾板と対向する主面を有する濾板本体と、
   伸縮性を有し、前記濾板本体の前記主面を覆う略矩形のダイヤフラムシートと、
   前記ダイヤフラムシートの前記濾板本体側の面における周縁部を前記濾板本体の前記主面に固定するシート固定構造と、
   を備え、
   前記シート固定構造が、
   前記ダイヤフラムシートの前記周縁部のうち、前記使用状態において上下方向に延びる周縁側部に設けられ、前記上下方向に延びる線状凸部または線状凹部であるシート側部嵌合部と、
   前記濾板本体の前記主面上において前記周縁側部に対向する領域に設けられ、前記上下方向に延びる線状凹部または線状凸部であり、前記シート側部嵌合部と圧入状態で嵌合される本体側部嵌合部と、
   前記ダイヤフラムシートにおける前記上下方向の部分的な伸縮を伴って、前記シート側部嵌合部の一部が前記本体側部嵌合部に対して前記上下方向に移動することを防止する係止構造と、
   を備え、
   前記係止構造が、
   前記濾板本体の前記主面に平行、かつ、前記上下方向に垂直な方向を幅方向として、前記本体側部嵌合部の前記線状凹部から前記幅方向に突出する凹部である、または、前記本体側部嵌合部の前記線状凸部から前記幅方向に突出する凸部である本体係止部と、
   前記シート側部嵌合部の前記線状凸部から前記幅方向に突出する凸部であり、または、前記シート側部嵌合部の前記線状凹部から前記幅方向に突出する凹部であり、前記本体係止部に嵌合されるシート係止部と、
   を備えることを特徴とする濾板。
2. フィルタプレス装置に用いられる濾板であって、
   フィルタプレス装置における使用状態において他の濾板と対向する主面を有する濾板本体と、
   伸縮性を有し、前記濾板本体の前記主面を覆う略矩形のダイヤフラムシートと、
   前記ダイヤフラムシートの前記濾板本体側の面における周縁部を前記濾板本体の前記主面に固定するシート固定構造と、
   を備え、
   前記シート固定構造が、
   前記ダイヤフラムシートの前記周縁部のうち、前記使用状態において上下方向に延びる周縁側部に設けられ、前記上下方向に延びる線状凸部または線状凹部であるシート側部嵌合部と、
   前記濾板本体の前記主面上において前記周縁側部に対向する領域に設けられ、前記上下方向に延びる線状凹部または線状凸部であり、前記シート側部嵌合部と圧入状態で嵌合される本体側部嵌合部と、
   前記ダイヤフラムシートにおける前記上下方向の部分的な伸縮を伴って、前記シート側部嵌合部の一部が前記本体側部嵌合部に対して前記上下方向に移動することを防止する係止構造と、
   を備え、
   前記濾板本体が、
   前記主面に形成される凹部であり、前記使用状態において前記他の濾板との間で濾過室を形成する濾過凹部と、
   前記濾過凹部の底面から前記ダイヤフラムシートの中央部に向かって突出するボス部と、
   を備え、
   前記シート固定構造が、前記ダイヤフラムシートの前記中央部が前記ボス部に対して前記上下方向に移動することを防止する補助係止構造をさらに備えることを特徴とする濾板。
3. 請求項１または２に記載の濾板であって、
   前記ダイヤフラムシートが、前記濾板本体とは反対側の面の下部において前記シート側部嵌合部と重なる位置に設けられ、前記上下方向に交差する方向に延びるシート排液溝を備え、
   前記濾板本体が、前記主面において前記ダイヤフラムシートの外側にて前記シート排液溝から連続する本体排液溝を備え、
   前記係止構造が、前記シート側部嵌合部において前記シート排液溝と重なる部位が前記本体側部嵌合部に対して前記上下方向に移動することを防止することを特徴とする濾板。
4. フィルタプレス装置であって、
   請求項１ないし３のいずれか１つに記載の濾板を含み、移動方向に配列される複数の濾板と、
   前記複数の濾板を前記移動方向に移動可能に支持する濾板支持部と、
   前記移動方向において前記複数の濾板を挟んで配置される移動ヘッドおよび固定ヘッドを有し、前記移動方向への前記移動ヘッドの移動により、前記複数の濾板を前記移動方向に互いに密着させた密着状態と、前記密着状態を解除した解除状態とを選択的に形成する濾板開閉機構と、
   を備えることを特徴とするフィルタプレス装置。

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