JP7281189B2

JP7281189B2 - フィルタプレス

Info

Publication number: JP7281189B2
Application number: JP2019178909A
Authority: JP
Inventors: 裕宮田
Original assignee: 株式会社三鷹工業所
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2023-05-25
Anticipated expiration: 2039-09-30
Also published as: JP2021053577A

Description

本発明は、積層した濾板の間に形成した濾室で濾過を行うフィルタプレスに関する。

複数枚積層した濾板の間に形成した濾室に被処理液を供給して、濾板の間に挟持した濾過シートで濾過を行うフィルタプレスが知られている。かかるフィルタプレスでは、濾板同士は積層方向に離近移動可能に保持されて、濾過終了後には、濾板同士を離間させることにより濾室を開放し、濾過物質を濾室から落下させる。また、濾室を開放する前には、濾室に空気を圧入して、濾室から空気とともに液体成分を排出して、濾室内の濾過物質を乾燥したケークとする脱液工程が行われる。

フィルタプレスでは、被処理液や空気は、濾板の積層方向の一端側に形成された供給口から、一端側の濾室に圧入される。濾板には、厚み方向に貫通して、隣接する濾室同士を連通する連通口が形成されており、一端側の濾室に圧入された被処理液や空気は、連通口を介して他端側の濾室まで供給される。そして、各濾室に供給された被処理液や空気は、濾過シートを透過して、濾板の外周部に開口する排出口から外部に排出される（例えば、特許文献１）。

特開平９－１５５１１１号公報

上記従来のフィルタプレスでは、被処理液や空気は、濾板の連通口を介して供給口側の濾室から他端側へと順番に供給されるため、供給口から遠い他端側の濾室では、連通口を通過する際の摩擦等による圧力損失で、被処理液や空気の圧力が、供給口側の濾室に比べて低くなる。このため、従来構成では、供給口から遠い他端側の濾室では、被処理液や空気の圧力差の分だけ、供給口側の濾室に比べて濾過や脱液の効率が低下している。濾板の積層枚数が比較的少ない場合は、供給口側と他端側との圧力差が小さいため不具合は生じないが、濾板の積層枚数が比較的多くなると、供給口側と他端側で濾室内の圧力差が大きくなることで、濾過や脱液の際に不具合が生じる。

具体的には、濾過工程においては、濾過効率の高い供給口側の濾室が、他端側の濾室よりも早く満杯となり、供給口側の濾室に蓄積された濾過物質が濾板の連通口を閉塞してしまうため、他端側の濾室に濾過物質を十分に蓄積できないという問題が生じる。一方、脱液工程においては、供給口側の濾室が、他端側の濾室に比べて早く脱液されるが、供給口側の濾室が十分に脱液されると、当該濾室から空気が抜け易くなって、供給口に圧入される空気の圧力が低下するため、脱液効率の低い他端側の濾室の脱液に時間がかかったり、脱液が不十分になったりし易いという問題がある。

本発明はかかる現状に鑑みて為されたものであり、濾板を多く積層した場合でも、濾過及び／又は脱液を適切に行うことのできるフィルタプレスの提供を目的とする。

本発明は、濾板を濾過シートを挟んで複数枚積層し、隣り合う濾板との間に濾室を形成するフィルタプレス本体と、前記フィルタプレス本体を、前記濾板を積層方向に締め付ける閉板状態と、隣り合う前記濾板同士を離間させて前記濾室を開放可能な開板状態とに変換する開閉装置とを備えるフィルタプレスであって、前記フィルタプレス本体は、前記濾板の積層方向の一端側に形成されて、前記一端側の前記濾室と連通する供給口と、前記濾板を厚み方向に貫通して前記濾板の両側に形成される前記濾室を相互に連通する連通口と、前記濾室と連通して、前記濾室内の濾液と空気を外部に排出するための複数の排出口とを備え、前記供給口から前記一端側の濾室へ被処理液と空気を選択的に圧入可能な供給装置と、前記各排出口から濾液と空気を導出する排出管と、該排出管を開閉可能な開閉弁とを具備してなる排出装置と、前記開閉装置と、前記供給装置と、前記排出装置とを制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記開閉装置により前記フィルタプレス本体を前記開板状態から前記閉板状態に変換する閉板工程と、前記供給装置により前記供給口から前記濾室へ被処理液を圧入して濾過シートで濾過し、濾過シートを透過した濾液を前記排出装置により前記排出口から排出する濾過工程と、前記供給装置により前記供給口から前記濾室へ空気を圧入して、前記排出装置により前記濾室内の液体成分を空気とともに前記排出口から排出する脱液工程と、前記開閉装置により前記フィルタプレス本体を前記閉板状態から前記開板状態に変換する開板工程とを順次実行させるものであり、前記排出装置は、前記開閉弁の開閉により、全ての前記濾室から濾液及び空気を排出可能となる全開放状態と、前記一端側から所定数の前記濾室で濾液及び空気を排出不能となり、残りの前記濾室では濾液及び空気を排出可能となる第１部分開放状態との少なくとも２つの状態に切替可能であり、前記制御装置は、前記脱液工程において、前記排出装置を前記全開放状態に制御して、前記供給口から空気を供給する第１全開放脱液工程と、前記第１全開放脱液工程の後に、前記排出装置を前記第１部分開放状態に制御して、前記供給口から空気を供給する第１の部分開放脱液工程とを実行することを特徴とするフィルタプレスである。

かかる構成では、第１の部分開放脱液工程において、脱液効率の高い一端側の濾室で濾液や空気を排出不能とすることで、他端側の濾室へ比較的高圧の空気を供給できる。このため、本発明では、第１全開放脱液工程において、一端側の濾室を十分脱液した後に、第１の部分開放脱液工程を実行すれば、従来構成に比べて、他端側の濾室の濾過物質を短時間で乾燥させ易くなり、また、他端側の濾室の脱液が不十分なまま脱液工程を終了してしまうおそれが低減される。したがって、本発明のフィルタプレスは、濾板を比較的多く積層した場合にも、脱液に不具合が生じ難いという利点がある。

また、本発明にあって、前記供給装置は、前記供給口に圧入する空気の圧力を測定可能な空気圧測定手段を備え、前記制御装置は、前記第１全開放脱液工程中に、前記空気圧測定手段の測定値が所定値まで低下したことを契機として、前記第１全開放脱液工程を終了することが提案される。

第１全開放脱液工程において、一端側（供給口側）の濾室が十分に脱液されると、供給口に圧入される空気の圧力が低下するため、かかる構成のように、供給装置が供給口に圧入する空気の圧力低下を契機として、第１全開放脱液工程を終了させて次の工程を実行させるよう構成すれば、脱液工程を効率良く行うことが可能となる。

また、本発明にあって、前記制御装置は、前記第１全開放脱液工程の開始から所定時間が経過したことを契機として、前記第１全開放脱液工程を終了することも提案される。

第１全開放脱液工程において、一端側（供給口側）の濾室が十分に脱液されるタイミングは、概ね処理時間に依存するため、全開放脱液工程の処理時間を計測して、所定時間が経過したことを契機として、第１全開放脱液工程を終了させて次の工程を実行させるよう構成しても、脱液工程を効率良く行うことが可能となる。

また、本発明にあって、前記排出装置は、前記開閉弁の開閉により、前記一端側から所定数の濾室で濾液及び空気を排出不能となり、残りの前記濾室では濾液及び空気を排出可能となる第２部分開放状態に切替可能であり、前記第２部分開放状態で濾液及び空気を排出不能となる前記濾室の数は、前記第１部分開放状態で濾液及び空気を排出不能となる前記濾室の数よりも少なく、前記制御装置は、前記脱液工程において、前記第１全開放脱液工程の後であって、前記第１の部分開放脱液工程の前に、前記排出装置を前記第２部分開放状態に制御して、前記供給口から空気を供給する第２の部分開放脱液工程を実行することが提案される。

かかる構成では、脱液工程において、濾室が一端側（供給口側）から複数段階に分けて脱液不能となっていくため、濾板を比較的多く積層した場合にも、脱液工程を一層適切に行うことが可能となる。

また、本発明にあって、前記制御装置は、前記脱液工程の最後に、前記排出装置を前記全開放状態に制御して、前記供給口から空気を供給する第２全開放脱液工程を実行することが提案される。

かかる構成では、第２全開放脱液工程を脱液工程の最後に実行することにより、濾室から排出されなかった微量の液体成分を完全に排出することが可能となる。

本発明の別の態様は、濾板を濾過シートを挟んで複数枚積層し、隣り合う濾板との間に濾室を形成するフィルタプレス本体と、前記フィルタプレス本体を、隣り合う前記濾板同士を近接させて前記濾室を形成する閉板状態と、隣り合う前記濾板同士を離間させて前記濾室を開放する開板状態とに変換する開閉装置とを備えるフィルタプレスであって、前記フィルタプレス本体は、前記濾板の積層方向の一端側に形成されて、前記一端側の前記濾室と連通する供給口と、前記各濾板を厚み方向に貫通して前記各濾板の両側に形成される前記濾室を相互に連通する連通口と、前記濾室と連通して、前記濾室内の濾液と空気を外部に排出するための複数の排出口とを備え、前記供給口から前記一端側の濾室へ被処理液と空気を選択的に圧入可能な供給装置と、前記各排出口から濾液と空気を導出する排出管と、該排出管を開閉可能な開閉弁とを具備してなる排出装置と、前記開閉装置と、前記供給装置と、前記排出装置とを制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記開閉装置により前記フィルタプレス本体を前記開板状態から前記閉板状態に変換する閉板工程と、前記供給装置により前記供給口から前記濾室へ被処理液を圧入して濾過シートで濾過し、透過した濾液を前記排出装置により前記排出口から排出する濾過工程と、前記供給装置により前記供給口から前記濾室へ空気を圧入して、前記濾室内の液体成分と空気を前記排出装置により前記排出口から排出する脱液工程と、前記開閉装置により前記フィルタプレス本体を前記閉板状態から前記開板状態に変換する開板工程とを順次実行させるものであり、前記排出装置は、前記開閉弁の開閉により、全ての前記濾室で濾液及び空気を排出可能となる全開放状態と、前記一端側から所定数の濾室で濾液及び空気を排出不能となり、残りの濾室では濾液及び空気を排出可能となる第１部分開放状態との少なくとも２つの状態に切替可能であり、前記制御装置は、前記濾過工程において、前記排出装置を前記第１部分開放状態に制御して、前記供給口から被処理液を供給する第１の部分開放濾過工程と、前記第１の部分開放濾過工程の後に、前記排出装置を全開放状態に制御して、前記供給口から被処理液を供給する全開放濾過工程とを実行することを特徴とするフィルタプレスである。

かかる構成では、全開放濾過工程の前に、第１の部分開放濾過工程を実行するため、他端側の濾室では、一端側（供給口側）の濾室に比べて、被処理液の濾過が早期に開始されて、また、長時間実行される。このため、かかる構成とすれば、濾過効率の高い一端側の濾室よりも先に、他端側の濾室を濾過物質で満杯にすることができ、濾板が比較的多数積層された構成であっても、濾過工程において、他端側の濾室まで濾過物質を十分蓄積可能となる。

また、本発明にあって、前記供給装置は、前記供給口に圧入する被処理液の圧力を測定可能な液圧測定手段を備え、前記制御装置は、前記第１の部分開放濾過工程中に、前記液圧測定手段の測定値が所定値まで上昇したことを契機として、前記第１の部分開放濾過工程を終了することが提案される。

第１の部分開放濾過工程において、他端側の濾室に濾過物質が蓄積されるに連れて、供給装置が供給口に圧入する被処理液の圧力が上昇するため、かかる構成のように、供給口に圧入される被処理液の圧力上昇を契機として、第１の部分開放濾過工程を終了させて次の工程を実行させるよう構成すれば、濾過工程を効率良く行うことが可能となる。

また、本発明にあって、前記制御装置は、前記第１の部分開放濾過工程の開始から所定時間が経過したことを契機として、前記第１の部分開放濾過工程を終了することも提案される。

第１の部分開放濾過工程において、他端側の濾室に蓄積される濾過物質の量は、概ね処理時間に依存するため、第１の部分開放濾過工程の処理時間を計測して、所定時間が経過したことを契機として、第１の部分開放濾過工程を終了させて次の工程を実行させるよう構成しても、濾過工程を効率良く行うことが可能となる。

また、本発明にあって、前記排出装置は、前記開閉弁の開閉により、前記一端側から所定数の濾室で濾液及び空気を排出不能となり、残りの前記濾室では濾液及び空気を排出可能となる第２部分開放状態に切替可能であり、前記第２部分開放状態で濾液及び空気を排出不能となる前記濾室の数は、前記第１部分開放状態で濾液及び空気を排出不能となる前記濾室の数よりも少なく、前記制御装置は、前記濾過工程において、前記第１の部分開放濾過工程の後であって、前記全開放濾過工程の前に、前記排出装置を前記第２部分開放状態に制御して、前記供給口から被処理液を供給する第２の部分開放濾過工程を実行することが提案される。

かかる構成では、濾過工程において、濾室が他端側から複数段階に分けて濾過可能となっていくため、濾板を比較的多く積層した場合にも、濾過工程を一層適切に行うことが可能となる。

また、本発明にあって、前記供給装置は、前記供給口に圧入する空気の圧力を測定可能な空気圧測定手段を備え、前記排出装置は、前記開閉弁の開閉により、全ての前記濾室で濾液及び空気を排出不能となる全閉止状態に切替可能であり、前記制御装置は、前記閉板工程の後であって、前記濾過工程の前に、前記排出装置を全閉止状態に制御した状態で、前記供給装置により前記供給口から前記濾室へ空気を圧入するシール確認工程を実行し、前記シール確認工程において、前記空気圧測定手段の測定値が規定値に達しない場合にエラーと判定することが提案される。

かかる構成では、濾板と濾板の間に異物が挟まるなどして、濾室が気密状態に保たれていない場合に、シール確認工程においてエラーとして検出できるため、濾室の密閉が不十分な状態で濾過工程を実行して、被処理液が濾室から漏出してしまう事態を防止できる。

以上のように、本発明のフィルタプレスによれば、濾板を比較的多く積層した場合にも、濾過や脱液を適切に行うことが可能となる。

フィルタプレス１のフローシートである。フィルタプレス本体２の断面図である。濾板３の斜視図である。シール確認工程を示す説明図である。（ａ）は、第１部分開放濾過工程を示す説明図である。（ｂ）は、第２部分開放濾過工程を示す説明図である。（ａ）は、第３部分開放濾過工程を示す説明図である。（ｂ）は、全開放濾過工程を示す説明図である。（ａ）は、第１全開放脱液工程を示す説明図である。（ｂ）は、第１部分開放脱液工程を示す説明図である。（ａ）は、第２部分開放脱液工程を示す説明図である。（ｂ）は、第３部分開放脱液工程を示す説明図である。濾過工程において圧力計２９が計測する被処理液の圧力の変化を示すグラフである。脱液工程において圧力計２９が計測する圧縮空気の圧力の変化を示すグラフである。

以下に、本発明の実施形態を実施例によって具体的に説明する。
なお、下記の実施例において、本発明に係る制御装置は制御盤５０に相当する。また、本発明に係る排出装置の開閉弁は、電磁弁Ｖ３～Ｖ６に相当する。また、本発明に係る空気圧測定手段は、圧力計２９に相当する。また、本発明に係るフィルタプレス本体の一端側は、固定端側（供給口１８側）に相当する。

図１は、本実施例のフィルタプレス１のフローシートである。図１に示すように、本実施例のフィルタプレス１は、フィルタプレス本体２と、フィルタプレス本体２を開板状態と閉板状態とに変換する開閉装置７と、フィルタプレス本体２に被処理液や圧縮空気を供給する供給装置２０と、フィルタプレス本体２から排出されるケーキを回収するケーキ回収部３８と、フィルタプレス１の作動を制御する制御盤５０とを備えている。本実施例のフィルタプレス１は、いわゆる全自動タイプであり、制御盤５０が各装置を統括的に制御することにより、被処理液の供給、濾過物質の乾燥、乾燥した濾過物質（ケーキ）の排出が自動的に行われる。かかるフィルタプレス１は、金属加工で発生する切削屑を含む廃液から、切削屑を濾過して回収する用途などに好適に用いられる。

フィルタプレス本体２は、濾枠を具備しない単式であり、複数積層した濾板３と濾板３の間に濾布４を挟持してなる構成となっている。フィルタプレス本体２は、濾板３の積層方向の一側端が固定端（ファストヘッド）、他側端が可動端（ルーズヘッド）となっており、可動端を固定端側に移動させて濾板３を積層方向に締め付けることにより、隣り合う濾板３の間に濾布４を挟持して濾室５（図２参照）を形成する閉板状態と、可動端を固定端から離間させる方向に移動させることにより、濾板３同士を離間させて、濾室５を開放可能な開板状態とに変換可能となっている。

開閉装置７は、濾板３を離近移動可能に保持する開閉機構８と、開閉機構８を駆動して濾板３を離近移動させる開閉モータ９と、濾板３を可動端側から押圧してフィルタプレス本体２を積層方向に締め付ける油圧シリンダ１０と、油圧シリンダ１０を作動させる油圧ポンプ１１とを備えている。

フィルタプレス本体２の上下には、濾布４を保持する濾布保持装置１３が配設される。濾布保持装置１３は、フィルタプレス本体２の開板状態にあっても、濾布４に皺が寄らないよう上下方向に張設する。また、フィルタプレス本体２の上方には、開板状態で濾布４を振動させて濾布４からケーキを剥離させるための振動装置１４が配設される。

フィルタプレス本体２には、固定端側（図中左側）と可動端側（図中右側）にエンドプレート１６ａ，１６ｂが夫々配設される。固定端側のエンドプレート１６ａには、固定端側の濾室５に被処理液や圧縮空気を供給するための供給口１８が厚み方向に貫設される（図２参照）。また、可動端側のエンドプレート１６ｂには、開閉装置７の油圧シリンダ１０のロッドの先端が固定されている。また、フィルタプレス本体２の下方には、閉板状態から開板状態に変換した際に、フィルタプレス本体２から落下するケーキを受け入れるケーキ回収部３８が配設される。

フィルタプレス本体２の供給口１８には、被処理液と圧縮空気を供給口１８へ選択的に供給可能な供給装置２０が接続される。供給装置２０は、供給口１８と連通する共通管２２と、機外の被処理液タンク（図示省略）から共通管２２へ被処理液を供給するための被処理液供給管２３と、機外のエアコンプレッサ（図示省略）から共通管２２へ圧縮空気を供給するための空気供給管２４とを備えている。被処理液供給管２３には、被処理液を圧送するための被処理液ポンプ２６と、被処理液供給管２３を開閉する電磁弁Ｖ１が配設される。また、空気供給管２４には、圧縮空気の圧力を調整するレギュレータ２８と、空気供給管２４を開閉する電磁弁Ｖ２が配設される。また、共通管２２には、供給口１８へ圧送される被処理液の液圧や圧縮空気の圧力を計測する圧力計２９が配設される。

図２に示すように、フィルタプレス本体２は、濾板３を１９枚積層してなるものであり、閉板状態において、濾板３の間、及び、濾板３とエンドプレート１６ａ，１６ｂの間に、合計２０室の濾室５が形成される。上述のように、被処理液や空気は、固定端側に形成された供給口１８から供給される。供給口１８から供給される被処理液や空気は、まず、固定端側の濾室５に供給され、各濾板３に形成された連通口４５を通って、可動端側の濾室５へ順次供給される。そして、被処理液に含まれる濾過物質は、各濾室５において濾布４で濾し取られて、濾布４を透過した濾液や空気は外部に排出される。

本実施例のフィルタプレス１では、濾布４を透過した濾液や空気が、いわゆるオープン方式で濾室５から排出される。すなわち、濾室５で濾布４を透過した濾液や空気は、各濾板３の下部側面に開口する排出口３１（図２参照）から排出される。フィルタプレス１には、各排出口３１から濾液や空気を選択的に導出可能な排出装置３３が配設される。具体的には、排出装置３３は、各排出口３１から機外の濾液タンク（図示省略）へ濾液や空気を導出する排出管３５～３７と、排出管３６を開閉可能な電磁弁Ｖ３～Ｖ６とにより構成される。排出管３５～３７は、各排出口３１と接続されて、排出口３１から濾液や空気を外部に排出する個別排出管３５と、４本又は５本の個別排出管３５を合流させてなる４本の中間排出管３６と、４本の中間排出管３６を合流させてなる全体排出管３７とによって構成される。

排出装置３３の電磁弁Ｖ３～Ｖ６は、各中間排出管３６に１つずつ配設されており、電磁弁Ｖ３～Ｖ６により各中間排出管３６を選択的に開閉することで、濾室５からの濾液及び空気の排出を、ブロック単位で制御可能となっている。具体的には、電磁弁Ｖ３の開放時は、固定端側（供給口１８側）から１～６番目の濾室５から濾液及び空気を排出可能となる。同様に、電磁弁Ｖ４の開放時は６～１１番目の濾室５から、電磁弁Ｖ５の開放時は１１～１６番目の濾室５から、電磁弁Ｖ６の開放時は１６～２０番目の濾室５から濾液及び空気を排出可能となる。なお、以下の説明では、「固定端側（供給口１８側）からｎ番目の濾室」のことを、単に「ｎ番目の濾室」と省略して表記する。

図３に示すように、濾板３は、矩形板状の樹脂成形品である。濾板３は、ロ字状をなす外周部４０が、隣接する濾板３同士で濾布４を挟持する挟持部となっており、外周部４０の内側に形成された凹部４１が、隣接する濾板３同士で濾室５を形成する濾室形成部となっている。なお、濾板３は、表裏対称形状であり、図３に示す外周部４０及び凹部４１は、濾板３の表裏に形成される。濾板３の下隅には、上述した排出口３１が、表裏の凹部４１の下部と濾板３の外側面とを連通するように形成される。また、凹部４１の底面には、濾布４を支持する上下方向のリブ４３が多数形成されており、濾布４を透過した濾液や空気が、リブ４３の間の溝を通って排出口３１から排出されるよう構成される。また、凹部４１の底部には、外周部４０と同じ高さとなる凸部４４が四箇所に配設されており、隣接する濾板３の凸部４４同士を閉板状態で当接させることにより、濾板３が油圧シリンダ１０の締結力に耐えられるよう構成している。また、凹部４１の下部には、上述した連通口４５が、濾板３を厚み方向に貫通するように形成されており、かかる連通口４５によって、濾板３を挟んで隣り合う濾室５が相互に連通される（図２参照）。

フィルタプレス１を制御する制御盤５０は、開閉装置７や供給装置２０、排出装置３３などを制御することにより、フィルタプレス本体２の閉板から、濾過、脱液、開板までの各工程を実行させる。ここで、制御盤５０は、供給装置２０の圧力計２９の計測値を監視して、当該計測値を制御処理に反映させる。なお、本実施例のフィルタプレス１の大部分の構成は、後述する本発明の要部を除き、既存のフィルタプレスと共通する構成であるため、本発明の要部構成以外については、詳細な説明は省略する。

本実施例のフィルタプレス１は、制御盤５０によって各処理が自動で実行される全自動タイプである。具体的には、フィルタプレス１は、オペレータによるスタート操作を契機として、以下の（１）～（５）の工程を順番に繰り返すことにより連続的に作動する。
（１）閉板工程
（２）シール確認工程
（３）濾過工程
（４）脱液工程
（５）開板工程

閉板工程は、フィルタプレス本体２を開板状態から閉板状態に変換する工程である。閉板工程では、制御盤５０は、油圧ポンプ１１を作動させて、油圧シリンダ１０によってフィルタプレス本体２を濾板３の積層方向に締め付けることにより、フィルタプレス本体２を閉板状態に保持する。これにより、隣り合う濾板３の間に濾布４が挟持され、濾室５が形成される。

シール確認工程は、閉板状態に変換したフィルタプレス本体２において、濾室５が正しく密閉されているか否かを確認する工程である。シール確認工程では、制御盤５０は、図４に示すように、排出装置３３を、電磁弁Ｖ３～Ｖ６を全て閉止して、全ての濾室５から濾液及び空気を排出不能となる全閉止状態に制御する。そして、供給装置２０の空気供給管２４の電磁弁Ｖ２（図１参照）を開放し、圧縮空気を供給口１８から濾室５に供給する。かかる状態では、全ての濾室５が正しく気密状態に保たれている場合は、供給口１８から濾室５に供給される圧縮空気は行き場を失うため、圧力計２９の計測値は、レギュレータ２８から供給される圧縮空気の圧力まで上昇することとなる。一方、濾板３の外周部４０に夾雑物が挟まるなどして、一部の濾室５が気密状態に保たれていない場合は、圧縮空気が当該濾室５から外部に漏出するため、圧力計２９の計測値は、正常に密閉されている場合よりも低くなる。このため、かかるシール確認工程では、制御盤５０は、圧縮空気の供給開始から所定時間内に、圧力計２９の計測値が規定値まで上昇した場合は、濾室５が正しく密閉されているとして、空気供給管２４の電磁弁Ｖ２を閉止してシール確認工程を終了し、濾過工程に移行する。一方、制御盤５０は、圧縮空気の供給開始から所定時間内に、圧力計２９の計測値が規定値まで上昇しない場合は、エラーと判定して、空気供給管２４の電磁弁Ｖ２を閉止してシール確認工程を終了し、濾過工程に移行せずに、エラーの発生を報知する。

このように、本実施例では、濾過工程前のシール確認工程において、濾室５が気密状態に保たれているか否かを確認するため、濾室５の密閉が不十分な状態で濾過工程を実行して、被処理液が濾室５から漏出してしまう事態を防止できる。

濾過工程は、供給口１８から濾室５へ被処理液を供給し、濾室５の内部で被処理液を濾過し、濾布４を透過した濾液を排出口３１から排出する工程である。濾過工程で各排出口３１から排出される濾液は、排出口３１に接続された排出装置３３から濾液タンクへ導出される。ここで、濾過工程では、最初は、被処理液を濾過する濾室５を可動端側の一部の濾室５に限定し、その後、被処理液を濾過する濾室５を段階的に固定端側の濾室５に拡大していき、最終的に全ての濾室５で被処理液を濾過するようにする。

具体的には、濾過工程では、排出装置３３の一部の電磁弁Ｖ３～Ｖ６を閉止して行う部分開放濾過工程と、排出装置３３の全ての電磁弁Ｖ３～Ｖ６を開放して行う全開放濾過工程とが実行される。部分開放濾過工程は、閉止する電磁弁Ｖ３～Ｖ６の相違する３種類の部分開放濾過工程からなり、濾過工程では、以下の順序で３種類の部分濾過工程と、全開放濾過工程が実行される。
（１）第１部分開放濾過工程（電磁弁Ｖ３～Ｖ５を閉止）
（２）第２部分開放濾過工程（電磁弁Ｖ３，Ｖ４を閉止）
（３）第３部分開放濾過工程（電磁弁Ｖ３を閉止）
（４）全開放濾過工程

濾過工程について詳述すると、シール確認工程の終了後、制御盤５０は、図５（ａ）に示すように、排出装置３３の１つの電磁弁Ｖ６を開放して、１６番目から２０番目の濾室５からのみ濾液や空気を排出可能となる第１部分開放状態に制御する。そして、供給装置２０の被処理液供給管２３の電磁弁Ｖ１を開放して、供給口１８から濾室５へ被処理液を圧入することにより、第１部分開放濾過工程を開始する。なお、かかる第１部分開放濾過工程は、本発明に係る第１の部分開放濾過工程に相当するものである。

かかる第１部分開放濾過工程では、１６番目から２０番目の濾室５でのみ被処理液が濾過されて、排出口３１から濾液が排出される。第１部分開放濾過工程を継続すると、濾し取られた泥状の濾過物質（スラッジ）６０が１６～２０番目の濾室５に蓄積されていく。このため、図９に示すように、第１部分開放濾過工程では、濾室５に蓄積された濾過物質６０によって濾過効率が徐々に低下して、被処理液の液圧が上昇していく。制御盤５０は、圧力計２９が計測する被処理液の液圧が所定閾値Ｐ１に達すると、閉止していた電磁弁Ｖ５を開放することで、第１部分開放濾過工程から第２部分開放濾過工程に移行する。

第２部分開放濾過工程では、図５（ｂ）に示すように、排出装置３３の２つの電磁弁Ｖ５，Ｖ６を開放して、１１番目から２０番目の濾室５から濾液や空気を排出可能な第２部分開放状態に制御する。かかる工程では、新たに１１番目～１５番目の濾室５で被処理液の濾過が可能となるため、図９に示すように、被処理液の液圧は一時的に減少する。しかしながら、第２部分開放濾過工程においても、濾し取られた濾過物質６０が濾室５に蓄積していくことで、被処理液の液圧が上昇していく。そして、制御盤５０は、圧力計２９が計測する被処理液の液圧が所定閾値Ｐ１に達すると、閉止していた電磁弁Ｖ４を開放することで、第３部分開放濾過工程に移行する。

第３部分開放濾過工程では、図６（ａ）に示すように、排出装置３３の３つの電磁弁Ｖ４～Ｖ６を開放して、６番目から２０番目の濾室５から濾液や空気を排出可能な第３部分開放状態に制御する。かかる工程では、新たに６番目～１０番目の濾室で被処理液の濾過が可能となるため、図９に示すように、被処理液の液圧は一時的に減少する。しかしながら、第３部分開放濾過工程においても、濾し取られた濾過物質６０が濾室５に蓄積していくことで、被処理液の液圧が上昇していく。そして、制御盤５０は、圧力計２９が計測する被処理液の液圧が所定閾値Ｐ１に達すると、閉止していた電磁弁Ｖ３を開放することで、全開放濾過工程に移行する。

全開放濾過工程では、図６（ｂ）に示すように、排出装置３３の全ての電磁弁Ｖ３～Ｖ６を全て開放して、全ての濾室５から濾液や空気を排出可能な全開放状態に制御する。かかる工程では、新たに１番目～５番目の濾室で被処理液の濾過が可能となるため、図９に示すように、被処理液の液圧は一時的に減少する。しかしながら、全開放濾過工程においても、濾し取られた濾過物質６０が全ての濾室５に蓄積していくことで、被処理液の液圧が上昇していく。そして、制御盤５０は、圧力計２９が計測する被処理液の液圧が所定閾値Ｐ２に達すると、被処理液供給管２３の電磁弁Ｖ１を閉止して、供給口１８からの被処理液の供給を停止して、濾過工程を終了し、脱液工程に移行する。

以上のように、濾過工程では、可動端側の濾室５から段階的に被処理液の濾過が可能となるため、可動端側の濾室５では、固定端側の濾室５に比べて、被処理液の濾過が早く開始されて、長時間実行される。このため、かかる濾過工程では、固定端側の濾室５の方が濾過効率が高くても、可動端側の濾室５を、固定端側の濾室５よりも先に濾過物質６０で満杯にすることが可能となる。したがって、本実施例では、濾板３が多数積層されていても、濾過工程において、可動端側の濾室５に従来よりも多くの濾過物質６０を蓄積できる。

また、本実施例では、濾過工程において供給口１８に供給される被処理液の液圧を圧力計２９で計測し、当該液圧の計測値に基づいて、可動端側の濾室５に適度な量の濾過物質が蓄積されたタイミングで各工程の切替えを行うため、濾過工程を効率良く行うことができる。

脱液工程は、供給口１８から濾室５へ圧縮空気を供給し、濾室５の内部に残留した液体成分を空気とともに排出口３１から排出する工程である。かかる工程により、濾室５に蓄積された濾過物質が、泥状物（スラッジ）から乾燥した塊（ケーク）に変化する。また、かかる脱液工程で各排出口３１から排出される空気と濾液は、排出口３１に接続された排出装置３３から濾液タンクへ導出される。ここで、脱液工程では、最初は、全ての濾室５で脱液を行ない、その後、脱液を行う濾室５を段階的に可動端側の濾室５に限定していく。

具体的には、脱液工程では、排出装置３３の全部の電磁弁Ｖ３～Ｖ６を開放して行う全開放脱液工程と、排出装置３３の一部の電磁弁Ｖ３～Ｖ６を閉止して行う部分開放脱液工程とに大別される。部分開放脱液工程は、閉止する電磁弁Ｖ３～Ｖ６の相違する３種類の部分開放脱液工程からなり、脱液工程では、以下の順序で全開放脱液工程と、３種類の部分開放脱液工程が実行される。
（１）第１全開放脱液工程
（２）第１部分開放脱液工程（電磁弁Ｖ３を閉止）
（３）第２部分開放脱液工程（電磁弁Ｖ３，Ｖ４を閉止）
（４）第３部分開放脱液工程（電磁弁Ｖ３～Ｖ５を閉止）
（５）第２全開放脱液工程

脱液工程について詳述すると、制御盤５０は、濾過工程の終了後、供給装置２０の空気供給管２４の電磁弁Ｖ２を開放して、供給口１８から濾室５へ圧縮空気を圧入するとともに、図７（ａ）に示すように、全開放濾過工程から継続して、排出装置３３を全開放状態に制御することにより、第１全開放脱液工程を開始する。かかる第１全開放脱液工程では、全ての濾室５において、残留した液体成分が圧縮空気とともに濾布４を透過して、排出口３１から排出される。そして、濾室５に残留する泥状の濾過物質（スラッジ）６０は、液体成分の排出により、乾燥した塊状のケーキ６１となっていく。乾燥塊であるケーキ６１は、泥状のスラッジ６０に比べて通気性が高いため、図９に示すように、第１全開放脱液工程では、スラッジ６０がケーキ６１に変化するにつれて、圧縮空気が濾布４を通りやすくなり、圧縮空気の圧力が低下していく。

ここで、第１全開放脱液工程では、供給口１８に近い濾室５ほど、供給される圧縮空気の圧力が高く、液体成分の排出効率が高いため、固定端側（供給口１８側）の濾室５が、可動端側よりも早く脱液が進行する。そして、固定端側の濾室５が十分に脱液されると、当該濾室５の濾過物質が通気性の高いケーキ６１となることで、空気が当該濾室５から抜け易くなり、これに伴い、他端側の濾室５では、供給される空気の圧力が低下して、脱液効率が低下してしまう。このため、制御盤５０は、固定端側の濾室５が十分に脱液されるタイミングで、開放していた電磁弁Ｖ３を閉止して、第１全開放脱液工程から第１部分開放脱液工程に移行する。具体的には、図９に示すように、制御盤５０は、圧力計２９の計測値を監視して、圧力計２９が計測する圧縮空気の圧力が所定閾値Ｐ３まで低下した時を、固定端側の濾室５が十分に脱液されたタイミングとみなして、第１全開放脱液工程から第１部分開放脱液工程に移行する。

第１部分開放脱液工程では、図７（ｂ）に示すように、排出装置３３の３つの電磁弁Ｖ４～Ｖ６を開放して、６～２０番目の濾室５から濾液や空気を排出可能な第３部分開放状態に制御する。かかる工程では、十分に脱液された１～５番目の濾室５からは空気や濾液を排出不能となるため、図９に示すように、圧縮空気の圧力は一時的に上昇する。しかしながら、第１部分開放脱液工程においても、６～２０番目の濾室５で脱液が行われて、濾過物質６０が乾燥していくため、第１部分開放脱液工程では、濾過物質６０の通気性が徐々に向上して、圧縮空気の圧力が低下していく。このため、制御盤５０は、第１全開放脱液工程と同様に、圧力計２９が計測する圧縮空気の圧力が所定閾値Ｐ３まで低下すると、開放していた電磁弁Ｖ４を閉止することで、第２部分開放脱液工程に移行する。なお、かかる第２部分開放脱液工程は、本発明に係る第２の部分開放脱液工程に相当するものである。

第２部分開放脱液工程では、図８（ａ）に示すように、排出装置３３の２つの電磁弁Ｖ５，Ｖ６を開放して、１１～２０番目の濾室５から濾液や空気を排出可能な第２部分開放状態に制御する。かかる工程では、十分に脱液された１～１０番目の濾室５からは空気や濾液を排出不能となるため、図９に示すように、圧縮空気の圧力は一時的に上昇する。しかしながら、第２部分開放脱液工程においても、１１～２０番目の濾室５で脱液が行われて、濾過物質６０が乾燥していくため、第２部分開放脱液工程では、濾過物質６０の通気性が徐々に向上して、圧縮空気の圧力が低下していく。このため、制御盤５０は、第１全開放脱液工程と同様に、圧力計２９が計測する圧縮空気の圧力が所定閾値Ｐ３まで低下すると、開放していた電磁弁Ｖ５を閉止することで、第３部分開放脱液工程に移行する。なお、かかる第３部分開放脱液工程は、本発明に係る第１の部分開放脱液工程に相当するものである。

第３部分開放脱液工程では、図８（ｂ）に示すように、排出装置３３が１つの電磁弁Ｖ６を開放して、１６～２０番目の濾室５から濾液や空気を排出可能な第１部分開放状態に制御する。かかる工程では、十分に脱液された１～１５番目の濾室５からは空気や濾液を排出不能となるため、図９に示すように、圧縮空気の圧力は一時的に上昇する。しかしながら、第３部分開放脱液工程においても、１６～２０番目の濾室５で脱液が行われて、濾過物質６０が乾燥していくため、濾過物質６０の通気性が徐々に向上して、圧縮空気の圧力が低下していく。そして、制御盤５０は、第１全開放脱液工程と同様に、圧力計２９が計測する圧縮空気の圧力が所定閾値Ｐ３まで低下すると、閉止していた電磁弁Ｖ３～５を閉止することで、第２全開放脱液工程に移行する。

第２全開放脱液工程は、第１全開放脱液工程と同様に、全ての濾室５において圧縮空気が濾布４を透過して、排出口３１から排出される。かかる第２全開放脱液工程は、第３部分開放濾過工程までの工程で濾室５から排出されなかった微量の液体成分を、完全に排出するためのものである。制御盤５０は、第２全開放脱液工程を一定時間実行すると、供給装置２０の空気供給管２４の電磁弁Ｖ２を閉止して、供給口１８から濾室５への圧縮空気の供給を停止して、脱液工程を終了する。

以上のように、脱液工程では、電磁弁Ｖ３～Ｖ５を段階的に閉止して、十分に脱液された固定端側の濾室５から圧縮空気を排出不能としていくことで、脱液が不十分な可動端側の濾室５に比較的高圧の圧縮空気を供給し続けることができる。このように、本実施例にあっては、濾板３が比較的多数積層されているものの、固定端側の濾室５が十分脱液された後も、可動端側の濾室５に比較的高圧の圧縮空気を供給できるため、脱液工程を短時間で終了させることができ、また、可動端側の濾室５の脱液が不十分なまま脱液工程を終了してしまうおそれも低減できる。

また、本実施例では、脱液工程において供給口１８に供給される圧縮空気の圧力を圧力計２９で計測し、当該圧力の計測値に基づいて、固定端側の濾室５が十分に脱液されたタイミングで各工程の切替えを行うため、脱液工程を効率良く行うことができる。

開板工程は、フィルタプレス本体２を閉板状態から開板状態に変換し、乾燥した濾過物質（ケーキ）６１を濾室５から排出する工程である。具体的には、開板工程では、制御盤５０は、油圧ポンプ１１を作動させて、油圧シリンダ１０で可動端側のエンドプレート１６ｂを移動させることにより、フィルタプレス本体２の締め付けを解除して、開板状態に変換する。そして、開閉モータ９を作動させ、開閉機構８によって濾板３を相互に離間させて濾室５を開放し、濾室５の内部の濾過物質（ケーキ）６１をケーキ回収部３８へ落下させる。また、開板工程では、制御盤５０は、振動装置１４により濾布４を振動させることで、濾布４に付着した濾過物質６１をケーキ回収部３８へ落下させる。

以上のように、制御盤５０は、閉板工程から開板工程までの一連の工程を実行させることにより、被処理液を濾過して、濾し取った泥状の濾過物質（スラッジ）６０を脱液し、乾燥した濾過物質（ケーキ）６１を濾室５の下方のケーキ回収部３８に排出して回収する。そして、制御盤５０は、閉板工程から開板工程までの一連の工程を繰り返すことにより、被処理液の濾過を連続的に実行する。

なお、本発明のフィルタプレスは、上記実施例の形態に限らず本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えることができる。

例えば、上記実施例では、濾板３が１９枚積層されているが、濾板３の積層枚数は適宜変更可能である。また、上記実施例は、濾板３と濾板３の間に濾枠を挟まない単式のフィルタプレスであるが、本発明は、濾板と濾板の間に濾枠を介在させる複式のフィルタプレスにも適用可能である。

また、上記実施例は、濾液や空気の排出可否を濾室５～６室単位で制御可能となっていたが、本発明は、濾液や空気の排出を濾室１室単位で制御可能なものでもよい。また、上記実施例では、濾過シートとして濾布４を用いているが、本発明に係るフィルタプレスは、濾紙を使用するものを含む。

また、上記実施例に係る濾過工程では、圧力計２９が計測する被処理液の圧力に基づいて、各工程の切替えを行っているが、濾過工程における各工程の切替えは、濾室５に濾過物質がある程度蓄積されたタイミングで行えばよいため、被処理液の圧力に限らず、被処理液の供給時間や供給量が所定値に達したタイミングで、各工程の切替えを行うようにしてもよい。同様に、上記実施例に係る脱液工程では、圧力計２９が計測する圧縮空気の圧力に基づいて、各工程の切替えを行っているが、脱液工程における各工程の切替えは、固定端側の濾室５が十分に脱液されたタイミングで行えばよいため、圧縮空気の圧力に限らず、圧縮空気の供給時間や供給量が所定値に達したタイミングで、各工程の切替えを行うようにしてもよい。

１フィルタプレス
２フィルタプレス本体
３濾板
４濾布（濾過シート）
５濾室
７開閉装置
１８供給口
２０供給装置
２９圧力計（空気圧測定手段）
３１排出口
３３排出装置
３５個別排出管（排出管）
３６中間排出管（排出管）
３７全体排出管（排出管）
４５連通口
５０制御盤（制御装置）
６０濾過物質（スラッジ）
６１濾過物質（ケーキ）
Ｖ３～Ｖ６電磁弁（開閉弁）

Claims

濾板を濾過シートを挟んで複数枚積層し、隣り合う濾板との間に濾室を形成するフィルタプレス本体と、
前記フィルタプレス本体を、前記濾板を積層方向に締め付ける閉板状態と、隣り合う前記濾板同士を離間させて前記濾室を開放可能な開板状態とに変換する開閉装置と
を備えるフィルタプレスであって、
前記フィルタプレス本体は、
前記濾板の積層方向の一端側に形成されて、前記一端側の前記濾室と連通する供給口と、
前記濾板を厚み方向に貫通して前記濾板の両側に形成される前記濾室を相互に連通する連通口と、
前記濾室と連通して、前記濾室内の濾液と空気を外部に排出するための複数の排出口と
を備え、
前記供給口から前記一端側の濾室へ被処理液と空気を選択的に圧入可能な供給装置と、
前記各排出口から濾液と空気を導出する排出管と、該排出管を開閉可能な開閉弁とを具備してなる排出装置と、
前記開閉装置と、前記供給装置と、前記排出装置とを制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記開閉装置により前記フィルタプレス本体を前記開板状態から前記閉板状態に変換する閉板工程と、
前記供給装置により前記供給口から前記濾室へ被処理液を圧入して濾過シートで濾過し、濾過シートを透過した濾液を前記排出装置により前記排出口から排出する濾過工程と、
前記供給装置により前記供給口から前記濾室へ空気を圧入して、前記排出装置により前記濾室内の液体成分を空気とともに前記排出口から排出する脱液工程と、
前記開閉装置により前記フィルタプレス本体を前記閉板状態から前記開板状態に変換する開板工程と
を順次実行させるものであり、
前記排出装置は、前記開閉弁の開閉により、
全ての前記濾室から濾液及び空気を排出可能となる全開放状態と、
前記一端側から所定数の前記濾室で濾液及び空気を排出不能となり、残りの前記濾室では濾液及び空気を排出可能となる第１部分開放状態と
の少なくとも２つの状態に切替可能であり、
前記制御装置は、前記脱液工程において、
前記排出装置を前記全開放状態に制御して、前記供給口から空気を供給する第１全開放脱液工程と、
前記第１全開放脱液工程の後に、前記排出装置を前記第１部分開放状態に制御して、前記供給口から空気を供給する第１の部分開放脱液工程と
を実行することを特徴とするフィルタプレス。
濾板を濾過シートを挟んで複数枚積層し、隣り合う濾板との間に濾室を形成するフィルタプレス本体と、
前記フィルタプレス本体を、前記濾板を積層方向に締め付ける閉板状態と、隣り合う前記濾板同士を離間させて前記濾室を開放可能な開板状態とに変換する開閉装置と
を備えるフィルタプレスであって、
前記フィルタプレス本体は、
前記濾板の積層方向の一端側に形成されて、前記一端側の前記濾室と連通する供給口と、
前記濾板を厚み方向に貫通して前記濾板の両側に形成される前記濾室を相互に連通する連通口と、
前記濾室と連通して、前記濾室内の濾液と空気を外部に排出するための複数の排出口と
を備え、
前記供給口から前記一端側の濾室へ被処理液と空気を選択的に圧入可能な供給装置と、
前記各排出口から濾液と空気を導出する排出管と、該排出管を開閉可能な開閉弁とを具備してなる排出装置と、
前記開閉装置と、前記供給装置と、前記排出装置とを制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記開閉装置により前記フィルタプレス本体を前記開板状態から前記閉板状態に変換する閉板工程と、
前記供給装置により前記供給口から前記濾室へ被処理液を圧入して濾過シートで濾過し、濾過シートを透過した濾液を前記排出装置により前記排出口から排出する濾過工程と、
前記供給装置により前記供給口から前記濾室へ空気を圧入して、前記排出装置により前記濾室内の液体成分を空気とともに前記排出口から排出する脱液工程と、
前記開閉装置により前記フィルタプレス本体を前記閉板状態から前記開板状態に変換する開板工程と
を順次実行させるものであり、
前記排出装置は、前記開閉弁の開閉により、
全ての前記濾室から濾液及び空気を排出可能となる全開放状態と、
前記一端側から所定数の前記濾室で濾液及び空気を排出不能となり、残りの前記濾室では濾液及び空気を排出可能となる第１部分開放状態と
の少なくとも２つの状態に切替可能であり、
前記制御装置は、前記濾過工程において、
前記排出装置を前記第１部分開放状態に制御して、前記供給口から被処理液を供給する第１の部分開放濾過工程と、
前記第１の部分開放濾過工程の後に、前記排出装置を全開放状態に制御して、前記供給口から被処理液を供給する全開放濾過工程と
を実行することを特徴とするフィルタプレス。
前記供給装置は、前記供給口に圧入する空気の圧力を測定可能な空気圧測定手段を備え、
前記排出装置は、前記開閉弁の開閉により、全ての前記濾室で濾液及び空気を排出不能となる全閉止状態に切替可能であり、
前記制御装置は、
前記閉板工程の後であって、前記濾過工程の前に、前記排出装置を全閉止状態に制御した状態で、前記供給装置により前記供給口から前記濾室へ空気を圧入するシール確認工程を実行し、
前記シール確認工程において、前記空気圧測定手段の測定値が規定値に達しない場合にエラーと判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフィルタプレス。
前記供給装置は、前記供給口に圧入する空気の圧力を測定可能な空気圧測定手段を備え、
前記制御装置は、前記第１全開放脱液工程中に、前記空気圧測定手段の測定値が所定値まで低下したことを契機として、前記第１全開放脱液工程を終了することを特徴とする請求項１に記載のフィルタプレス。
前記制御装置は、前記第１全開放脱液工程の開始から所定時間が経過したことを契機として、前記第１全開放脱液工程を終了することを特徴とする請求項１に記載のフィルタプレス。
前記排出装置は、前記開閉弁の開閉により、前記一端側から所定数の濾室で濾液及び空気を排出不能となり、残りの前記濾室では濾液及び空気を排出可能となる第２部分開放状態に切替可能であり、
前記第２部分開放状態で濾液及び空気を排出不能となる前記濾室の数は、前記第１部分開放状態で濾液及び空気を排出不能となる前記濾室の数よりも少なく、
前記制御装置は、前記脱液工程において、
前記第１全開放脱液工程の後であって、前記第１の部分開放脱液工程の前に、前記排出装置を前記第２部分開放状態に制御して、前記供給口から空気を供給する第２の部分開放脱液工程を実行することを特徴とする請求項１、請求項４、請求項５のいずれか１項に記載のフィルタプレス。
前記制御装置は、前記脱液工程の最後に、前記排出装置を前記全開放状態に制御して、前記供給口から空気を供給する第２全開放脱液工程を実行することを特徴とする請求項１、請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載のフィルタプレス。