JPH0747205A - フィルター装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セラミックスのフィルターを備え、且つ、一
定な洗浄水量と一定の回転速度でもフィルター上での均
一なケーキの洗浄が可能な、デッドエンド濾過用フィル
ター装置を提供することを目的とする。 【構成】 フィルター装置は、固体と液体の混合物であ
る混濁液を収容する槽と、回転ドラムであり、セラミッ
クスで作られ、平板形状を有し、平板形状の厚さ方向に
離れて位置する第一表面と第二表面との間を貫通する小
径の孔を多数含む複数のフィルター板と、平板形状の厚
さ方向をほぼドラムの半径方向に一致させつつフィルタ
ー板をドラムの周方向に配列して保持するドラム本体と
を備え、槽内の混濁液内にその一部が潜行しつつ回転し
て、第一表面が混濁液に接し、その半径方向内側の第二
表面に、その半径方向外側の第一表面に加えられる圧力
より低い圧力が加えられて、混濁液に含まれる液体を、
小径の孔を介して固体から分離して第一表面から第二表
面に向けて吸引する回転ドラムと、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体と液体の混合物で
ある混濁液から、液体を分離する、フィルター装置に関
し、特に、回転ドラムのフィルター面を備える外周が混
濁液に浸漬され、回転ドラム内側に液体のみが吸い込ま
れて、混濁液から液体を分離する、フィルター装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】多孔質セラミックスは微細孔の径のバラ
ツキが非常に少ないため特に清澄濾過に向いており、多
くの産業分野で清澄濾過機の濾材として使用されてい
る。しかしその多くは混濁液の流れる貫通穴の方向と直
交する方向に液体を吸収するクロスフロー濾過でモノリ
ス型（レンコンのような貫通穴形状）又はハニカム構造
（蜂の巣のような貫通穴形状）に成形されて使用されて
いる。しかしクロスフロー濾過ではスラリーの濃縮は出
来ても固形物を脱水されたケーキとして取り出す事は出
来ない。ケーキとして取り出すためには平面状のフィル
ター面を混濁液中に浸漬させるデッドエンド濾過によら
なければならないが、デッドエンド濾過にセラミックス
が使われている例は少ない。一例として特許出願公開昭
６３−２５６１１０に記載されている濾過機はセラミッ
クスを扇型に焼成したものを複数円形に配列し一枚の円
盤とし、この円盤を中心の濾液の通路を備えた回転軸に
複数枚取り付けた構造のフィルターで一般に云うディス
クフィルターである。ディスクフィルターの特徴は設置
面積当たりの濾過面積を大きく取る事が出来、コンパク
トな設備になる事である。一方欠点としてはディスク表
面に形成されたケーキをスクレーパーにて掻き取る場
合、ディスクが回転により回転軸線の方向にふれるため
スクレーパーをディスク表面よりぶれ巾以上に離す必要
がある。濾過面とスクレーパーのクリアランスが大きい
とケーキの掻き残しが大となり、これが濾過抵抗を増大
し能力を大幅に低下させる。クリアランスを小さくする
と、時にはスクレーパーがディスクに接触しセラミック
スを破損する事故を招く。又ディスクタイプは、一定の
回転速度の下では、一般的にはフィルター面上に残った
ケーキの洗浄（ケーキ中に残存する母液を洗浄水で置換
しケーキの純度を上げること）が効率良く出来ない。一
定の回転速度の下でケーキの洗浄を良好に行うとすれば
半径方向における洗浄位置に応じて洗浄水量を変化させ
なければならず、それは現実的に困難であり、ディスク
の半径方向における均一な洗浄効果が得られない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明によれば、セラ
ミックスのフィルターを備え、且つ、一定な洗浄水量と
一定の回転速度でもフィルター上での均一なケーキの洗
浄が可能な、デッドエンド濾過用フィルター装置が提供
される。更に、本発明によれば、フィルター表面上に付
着した固形物のケーキをフィルターを損傷することなく
確実に取り除くスクレーパー装置が提供される。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によるフィルター
装置は、固体と液体の混合物である混濁液を収容する槽
と、外周に多数の小孔を設けたフィルター面を有し前記
槽内に一部を浸漬させて回転する回転ドラムと、前記小
孔を通して回転ドラム内に液体を吸引し回転ドラムの外
周面に固体を付着せしめるように回転ドラム内に、回転
ドラム外側より低い圧力、例えば負圧を加える手段とを
有するフィルター装置において、前記回転ドラムの外周
を、セラミックで平板状に作られ多数の小孔の貫通する
多数のフィルター板を周方向に隣接配置することによ
り、多角形体に形成する。

【０００５】更に、本発明によるフィルター装置は、先
縁を有し該先縁を前記回転ドラムのフィルター面に近接
させて回転ドラムの回転に伴なって回転ドラムの外周面
に付着する固体を剥がすスクレーパーと、前記スクレー
パーの先縁が前記回転ドラムの多角形体の外周にならい
該フィルター面との間に常時ほぼ一定のゼロを越える微
小間隙を保つようにスクレーパーを可動状態に保持する
装置とを有してもよい。

【０００６】スクレーパーを可動状態に保持する装置
は、フィルター板の多角形体を形成する外周面とほぼ平
行な回転ドラム上の直線に接して案内されても良く、そ
の直線は、ドラム本体に含まれても良いし、フィルター
板のフィルター面に含まれても良いし、フィルター板の
小径の孔が存在するフィルター面以外の外周面の一部分
（小孔の穴がつぶされている部分等）に含まれても良
い。スクレーパー保持装置は、回転可能にローラーを支
持し、ローラーを介して、外周面やそれとほぼ平行な回
転ドラム上の直線に接触しても良いし、回転ドラムの回
転軸線とほぼ平行な軸線上で回転可能であっても良い。

【０００７】

【作用】本発明のフィルター装置は、固体と液体の混合
物である混濁液を収容する槽と、外周面に多数の小孔を
設けたフィルターを有し前記槽内に一部を浸漬させて回
転する回転ドラムと、前記小孔を通して回転ドラム内に
液体を吸引し回転ドラムの外周面に固体を付着せしめる
ように回転ドラム内に負圧を加える手段とを有し、前記
回転ドラムの外周面をセラミックで平板状に作られ多数
の小孔の貫通する多数のフィルター板を周方向に隣接配
置した多面体に形成するので、セラミックスフィルター
板の混濁液に接するフィルター面である回転ドラムの外
周の表面は、ディスクタイプのフィルター装置と異な
り、半径方向にではなく、ほぼ周方向に延びる。従っ
て、一定の回転速度の元で、フィルター面の移動速度は
ほぼ一定であり、一定な洗浄水量により、フィルター面
の全面に渡って、単位面積当たりに供給される洗浄水量
がほぼ一定となり、均一な洗浄が達成される。

【０００８】更に、セラミックスで作られるフィルター
板は、平板形状を有し、回転ドラムのフィルター面は、
円形ではなく、多角形を形成するので、セラミックスで
作られるフィルター板の製作が、極めて容易に且つ形状
精度良く行われ得る。

【０００９】フィルター装置が、更に、前記回転ドラム
の回転軸線方向に延びる先縁を有し該先縁を前記回転ド
ラムの外周面に近接させて回転ドラムの回転に伴なって
回転ドラムの外周面に付着する固体を剥がすスクレーパ
ーと、前記スクレーパーの先縁が前記回転ドラムの多面
体の外周面にならい該外周面との間に常時ほぼ一定の微
小間隙を保つようにスクレーパーを可動状態に保持する
装置とを有するならば、回転ドラムのフィルター面に沿
って、スクレーパーの尖端の位置を正確に案内し、例
え、第一表面上に分離した固体が無くとも、或いはその
固体が完全にはぎ取られた後でも、スクレーパー先端と
フィルター表面との間にゼロを越える微小な隙間を確実
に保持するので、いかなる時もスクレーパー先端とフィ
ルター面との接触が防止され、フィルター面がスクレー
パー先端により損傷させられることは無い。

【００１０】回転ドラムが回転する時に、フィルター面
に対してほぼ平行な回転ドラム上の直線とスクレーパー
保持装置との接触を保ちつつ、スクレーパー保持装置が
回転ドラムの回転に応じて移動することを抑制する構造
としては、スクレーパー保持装置を、固定された軸上で
回転可能に支持する構造を採用しても良いし、スクレー
パー保持装置と静止体との間に配置されて、回転ドラム
が回転する時に、それにともなう移動を抑制しつつも、
スクレーパー保持装置がそれに応じて弱冠は移動するこ
とを許容する弾性体を採用しても良い。

【００１１】

【実施例】図１は本発明のフィルター装置の側面図であ
る。第一表面であるフィルター面１１１を有する多角形
回転ドラム１は、被処理液（混濁液）を収容する液槽２
内にそのフィルター面を浸漬されている。被処理液中で
の固体の沈降防止のための攪拌機３は、液槽内で揺動す
る。図３に詳細に示されるように、スクレーパー本体４
の先端にスクレーパーブレード５がボルトにより取り付
けられ、スクレーパー本体４から延びるアーム６はスク
レーパーブレード５の両端付近に取り付けられ、これに
軸８が通され、軸８上で小径のローラー７が回転可能に
支持される。ローラー７は回転ドラム１の表面に接して
おり、ドラム１の回転と共に回転する。スクレーパーと
して機能するスクレーパーブレード５はフィルター面１
１１より１ｍｍ以内のクリアランスにセットされ、フィ
ルター面１１１上に付着したケーキを正確に掻き取るこ
とが出来る。スクレーパー支持部材であるスクレーパー
本体４は、回転ドラム１の回転軸線とほぼ平行に延びる
枢動軸２３上で回転可能に支持され、且つスプリング２
２により、フィルター面１１１に向けて付勢されてい
る。

【００１２】回転ドラム１の内部に真空を掛けたり逆洗
水を供給するための自動弁９は、フィルター面１１１が
逆洗区間を通過する時、加圧された逆洗水を回転ドラム
１内に供給し、吸収区間と脱水区間をフィルター面１１
１が通過する時、回転ドラム１内を負圧もしくは真空に
引くように動作する。セラミックス板１１の目詰まりを
解消するため超音波発振子１０は液槽２を振動させ、混
濁液中に高周波数の波動を生じさせる。

【００１３】図２と図４に示されるように、フィルター
板である多孔質のセラミックス板１１は、回転ドラム本
体であるドラムシェル１２上にはりつけられて、フィル
ター面１１１は１２面多角形の形状をしている。ドラム
シェル１２の表面には第二表面である面１１２からしみ
出た濾過された濾液の通路となる溝１２１と、濾液を抜
き出す又、逆洗液を供給するよう自動弁９と連通する配
管１４が設けられている。この配管１４と溝１２１は、
１２面それぞれのセラミックス板１１に対応してそれぞ
れ独立して設けられており、他の多角形の面のセラミッ
クス板１１に対応する配管や溝とは連通していない。セ
ラミックス板１１はドラムシェル１２の凸部に直接接着
剤で張り付けられても良いし、図４に示す如く、溝１２
１を設けた金属板１３にセラミックス板１１を接着剤で
張り付け、これをドラムシェル１２にボルト等で取り付
けても良い。この方法では目詰まりした時、又は破損し
たセラミックス板１１が簡単に交換可能となる。

【００１４】次に操作について説明すると、被処理液は
液槽２内にポンプ等（図示せず）で供給される。回転ド
ラム１はその直径の約１／３が液中に浸漬しており、吸
引区間において自動弁９と配管１４を介して真空又は負
圧が掛けられるとセラミックス板１１により濾過が行わ
れる。セラミックス板１１で濾過された濾液は配管１４
を通り、自動弁９に設けられた濾液抜き出し口１５より
系外に排出される。セラミックス板１１のフィルター面
１１に形成された被処理液から分離した固体のケーキは
回転ドラム１の回転と共に脱水区間において大気中に出
て脱水される。脱水されたケーキはスクレーパーブレー
ド５によりかきとられて排出され、再び濾過操作が繰り
返される。

【００１５】繰り返し濾過操作を行うとセラミックス板
１１の目詰まりにより能力が低下する。この目詰まりを
防止するため逆洗を行う。逆洗とは０．５〜１．５ｋｇ
／ｃｍ² に昇圧された濾液または清水を自動弁９に設け
られた逆洗水入り口１６より配管１４を介し、セラミッ
クス板１１の内側の溝１２１に導き、セラミックス板１
１を通過させその表面であるフィルター面１１１に付着
した固形物を洗い流す事により行う方法である。逆洗は
ケーキをスクレーパーにて排出した後に、逆洗区間にお
いて、１２面のセラミックス板１１の一つづつに対して
行う。逆洗は連続して行っても良く、タイマー等により
間欠的に行っても良い。逆洗だけでは目詰まりが防止で
きない処理物には超音波発振子１０による超音波洗浄が
有効で、２８キロヘルツの振動で一日一回３０〜６０分
間行うことにより能力を長期間維持することが可能とな
る。

【００１６】トラニオン１７は、ドラムシェル１２をそ
の外周に支持し、トラニオンベアリング１８はトラニオ
ン１７を回転可能に支持し、ドラムシャフト１９はトラ
ニオン１７の一端に結合され、ベアリング２０はドラム
シャフト１９を回転可能に支持し、スプロケット２１を
介して回転ドラム１は回転駆動される。トラニオン１７
の一端には、自動弁９の材質より摩耗しやすいプラスチ
ック、ゴム、金属等で作られる摩耗板２５が貼り付けら
れている。自動弁９は軸線方向に移動可能にしかし回転
不能に支持され、スプリング２４により密封状態を形成
されて摩耗板２５に押し付けられている。配管１４と、
濾水抜き出し口１５及び逆洗水入口１６との接続は、自
動弁９の摩耗板２５に接する面に設けられた、円周方向
に延びる長溝を介して行なわれ、逆洗区間における逆洗
水入口１６と配管１４との連通、吸収区間と脱水区間に
おける濾水抜き出し口１５と配管１４との連通が達成さ
れる。

【００１７】次に本発明のフィルター装置で有機薬品溶
液中の粉末活性炭の濾過に使用した場合の濾過データを
示す。 処理液 ：有機薬品溶液中の活性炭スラリー 活性炭濃度：２％ 活性炭粒度：平均１８μ 処理温度 ：４０℃ 操作真空度：６００ｍｍＨｇ ケーキ厚 ：３ｍｍ 濾過速度 ：３００リットル／ｍ² ｈｒ 濾液清澄度：０．５ｐｐｍ以下 ケーキ水分：７０％ セラミックス板：気孔率３５％アルミナ系セラミックス
孔系２μ 本処理液はこれまで珪藻土を使用したプリコートフィル
ターで処理されていた。しかし粉末活性炭に含まれるサ
ブμの粒子がプリコート層を通過するため、濾液の清澄
度は１〜３ｐｐｍが限度で、更にチェッキフィルターを
通して次工程へ送られていた。本フィルターで処理する
ことにより、濾液清澄度はチェッキフィルターと同等で
あり、チェッキフィルターは不要となった。

【００１８】

【発明の効果】本発明に係わる多角形ドラム型セラミッ
クスフィルター装置によれば、濾液の清澄度は最終のチ
ェッキフィルターで要求される清澄度と同等以上のもの
が得られ、処理工程が一つ減り、又珪藻土を使用しない
ため、それにかかる費用、産業廃棄物となる廃珪藻土の
処理費、廃珪藻土に付着してロスとなる製品の金額等を
計算すると、処理液１当たり３００円以上の経費節減と
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるフィルター装置を示す正面図。

【図２】本発明によるフィルター装置を示す側面断面
図。

【図３】本発明によるフィルター装置に適用されるスク
レーパー構造を示す図であり、（ａ）部は、その正面図
であり、（ｂ）部は、その側面図である。

【図４】本発明によるフィルター装置のセラミックスフ
ィルター板の固定構造とその内側の構造を示す図であ
り、（ａ）部は、その上方から見た図であり、（ｂ）部
は、その側面断面図である。

【符号の説明】

１ 回転ドラム ２ 液槽 ４ スクレーパー本体 ５ スクレーパーブレード ９ 自動弁 １１ セラミックス板 １２ ドラムシェル １１１ フィルター面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体と液体の混合物である混濁液を収容
   する槽と、外周面に多数の小孔を設けたフィルター面を
   有し前記槽内に一部を浸漬させて回転する回転ドラム
   と、前記小孔を通して回転ドラム内に液体を吸引し回転
   ドラムのフィルター面に固体を付着せしめるように回転
   ドラム内に負圧を加える手段とを有するフィルター装置
   において、前記回転ドラムの外周面を、セラミックで平
   板状に作られ多数の小孔の貫通する多数のフィルター板
   を周方向に隣接配置することにより、多角形体に形成し
   たことを特徴とするフィルター装置。
2. 【請求項２】 先縁を有し該先縁を前記回転ドラムの外
   周面に近接させて回転ドラムの回転に伴なって回転ドラ
   ムのフィルター面に付着する固体を剥がすスクレーパー
   と、前記スクレーパーの先縁が前記回転ドラムの多角形
   体の外周面にならい該フィルター面との間に常時ほぼ一
   定の微小間隙を保つようにスクレーパーを可動状態に保
   持する装置とを有することを特徴とする請求項１に記載
   のフィルター装置。
3. 【請求項３】 前記スクレーパー保持装置はスクレーパ
   ーの両端においてスクレーパー先縁に平行な軸線の周り
   に回転自在に保持され前記回転ドラムの外周面に接触転
   動するローラを有することを特徴とする請求項２に記載
   のフィルター装置。
4. 【請求項４】 前記スクレーパー先縁と回転ドラム外周
   面との間隙を１ｍｍ以下に保つようにしたことを特徴と
   する請求項２又は３に記載のフィルター装置。