JPH09225690A - 圧縮脱水装置の加圧室構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リールの芯体４２にシート及び被脱水物が交
互に重なるように巻付けて形成された被脱水物積層ロー
ル１０を耐圧ドラム２０内において加圧室３０により押
圧し圧縮脱水する圧縮脱水装置において、加圧室からの
加圧流体の漏洩をなくし、且つ加圧工程中の加圧室の不
都合な移動を最少にすること。 【解決手段】 加圧室３０は、積層ロールに接触する内
周壁３４、耐圧ドラムの内周面に隣接する外周壁３３及
び両周壁の軸方向の端部を結合する端部分から成る膜部
材により袋状に形成され、加圧室の端部分は、端部分か
ら耐圧ドラムのドラム殻体２２の端面に沿う方向へ円板
状に伸長する鍔部３８を一体に具備する。鍔部３８は、
ドラム殻体２２の端面と端板２６の間に挟まれ固着され
る。鍔部３８、端部分及び外周壁３３を形成するゴム材
料は、繊維材料を含芯させたものである。内周壁３４の
厚さは、軸線方向の中央部分において比較的薄く、中央
部分から端部分に近づくに伴い増加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水分及び固形分を
含み流動性の小さい被脱水物をシート及び被脱水物が交
互に重なるように巻付けて円筒形の被脱水物積層ロール
を形成しこの被脱水物積層ロールを耐圧ドラム内におい
て加圧室により押圧し圧縮脱水する脱水装置に関し、特
に、そのような脱水装置における加圧室の構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】水分及び固形分を含み流動性の小さい物
質を圧縮し水分を分離する脱水装置は、醸造かすを扱う
食品工業や活性汚泥を処理する化学工業等の多くの産業
分野において利用されている。従来の脱水装置は、水分
及び固形分を含む物質から成る被脱水物をシートの間に
挟み、外から押圧することにより水分を被脱水物から流
出させ分離するものが一般的である。しかしながら、被
脱水物から水分を分離するため濾布を通して水分を流出
させる場合、濾布の損傷を避けるため充分な高圧をかけ
ることができないことや、濾布が目詰まりを起こした
り、濾布の再生のための洗浄に手数がかかる等の問題を
有する。

【０００３】上記のような濾布を使用する脱水装置の問
題を解決するために、発明者等は、先に特開平６−２３
８４９１号公報の圧縮脱水方法及び装置を提案した。こ
の公報の脱水方法においては、表面に微小凹凸を有する
シートを用意し、シートと被脱水物の薄層を交互に多数
重ねて円筒形の被脱水物積層ロールを形成し、シート表
面に対してほぼ垂直方向に被脱水物積層ロールを押圧
し、水分をシート表面に沿って流出させることにより、
水分が濾布を通過せずに分離されるようにしている。

【０００４】特開平６−２３８４９１号公報は、また、
水分をシート表面に沿って流出させる圧縮脱水装置を開
示する。この公報の圧縮脱水装置を本願図５〜図８を参
照して説明する。図５に示すように、シートロール３か
ら繰り出されたシート１７上にホッパー６から被脱水物
Ｑの薄層７を供給し、シート１７及び被脱水物の薄層７
をリールの芯体４２に巻付け、シート１７と被脱水物の
薄層７が多数積層された円筒形の被脱水物積層ロール１
０を形成する。積層ロール１０は、次に図６Ａ及び図７
の上半分に示すように、耐圧ドラム２０内に位置され
る。

【０００５】図６Ａは、積層ロール１０の加圧前の状態
を耐圧ドラム２０の軸線に垂直の断面で示し、図６Ｂ
は、積層ロールの加圧後の状態を同様の断面により示
す。図７は、積層ロールの軸線を含む断面であり、その
上半分は、加圧前の状態（図６Ａに対応）を示し、下半
分は、加圧後の状態（図６Ｂに対応）を示す。図７にお
いて、リールは、全体的に符号４０により指示され、そ
の芯体４２の両端に円板４４が固着され、円板４４は、
円板を貫通する多数の排水孔を具備する。耐圧ドラム
は、全体的に符号２０により指示され、内周面２１及び
内周面の両端に位置する端板２６を備え一体に形成され
たものである。耐圧ドラムの端板２６は、被脱水物積層
ロールを通過させるための円形開口２８を備える。

【０００６】図６Ａに示される加圧前の状態から、加圧
室３０内へポート３２を介し加圧流体Ｆが供給され、加
圧室３０が半径方向に膨張され、膨張する加圧室の内周
壁３４により積層ロール１０が圧縮され、図６Ｂ及び図
７下半分の状態となる。積層ロール１０は、加圧室によ
り圧縮され半径方向の寸法が減少され、その間に積層ロ
ールから押出される水分は、排水孔４６を通って排出さ
れる。

【０００７】特開平６−２３８４９１号公報に開示され
る従来の圧縮脱水装置において、加圧室３０は、円筒形
のゴム膜３４と耐圧ドラムの内周面２１により画成さ
れ、図８の拡大断面から明瞭なように、ゴム膜３４の端
部３５が耐圧ドラムのドラム殻体２２の端面と端板２６
に挟まれ、図示しないネジにより強く締め付けられ、加
圧室３０から加圧流体がドラム殻体の端面付近を通り漏
洩することを防止している。しかしながら、被脱水物積
層ロールを圧縮する加圧室の圧力は、例えば、６０ｋｇ
／ｃｍ²の比較的大きな圧力となるため、加圧室３０の
内圧を支持するために、ゴム膜３４の端部３５は、極め
て大きな力で締め付けられ、そのためゴム膜の劣化が急
速に進み、その結果、またドラム殻体の端面とゴム膜の
端部３５の間から加圧流体Ｆが漏洩するという問題があ
った。

【０００８】

【解決しようとする課題】本発明の課題は、円筒形の被
脱水物積層ロールを耐圧ドラム内において圧縮手段によ
り押圧し脱水する脱水装置において、圧縮手段は、耐圧
ドラムの内周面に沿って配置される半径方向に伸縮可能
なほぼ円筒形の加圧室及び加圧室内へ加圧流体を供給排
出可能なポートを備えるものとし、加圧室は、加圧流体
の漏洩を生じることなく大きな圧力の加圧流体を受け入
れることが可能であり、また加圧室の膜部材が大きな密
封圧力により短時間で劣化することを防止することであ
る。

【０００９】本発明の他の目的は、加圧室へ加圧流体を
供給するとき加圧室が所定位置に充分位置決めされて所
定位置からの変位が最少にされることにより、脱水装置
の運転の安定性を保持することである。また、本発明の
別の目的は、耐圧ドラム内で圧縮脱水工程において、被
脱水物積層ロールが最初に軸線方向の中央部を強く圧縮
され、その後、軸線方向の端部が強く圧縮されることに
より、積層ロール内の水分が軸線方向に円滑に排出され
るようにすることである。本発明のその他の目的及び利
点は、以下の説明及び図面において明らかにされる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の脱水装置は、円
筒形芯体（４２）及び芯体の両端部に固着した円板（４
４）から成るリール（４０）にシート及び被脱水物の薄
層（７）が交互に重なるように巻付けて形成された円筒
形の被脱水物積層ロール（１０）を耐圧ドラム（２０）
内において圧縮手段により押圧し脱水する。耐圧ドラム
は、内周面（２１）及び内周面の両端に位置する端板
（２６）を備え一体に形成されたものである。耐圧ドラ
ムの端板の少なくとも一方は、被脱水物積層ロールを通
過させるための円形開口（２８）を備える。リールの円
板（４４）は、円板を貫通する多数の排水孔（４６）を
具備する。

【００１１】圧縮手段は、耐圧ドラムの内周面（２１）
に沿って配置される半径方向に伸縮可能なほぼ円筒形の
加圧室（３０）及び加圧室内へ加圧流体、具体的には、
高圧水、を供給排出可能なポート（３２）を備える。加
圧室（３０）は、被脱水物積層ロール（１０）に接触す
る内周壁（３４）、耐圧ドラムの内周面に接する外周壁
（３３）及び両周壁（３３、３４）の軸方向の端部を結
合する端部分（３７、３７）から成る膜部材により袋状
に形成され、加圧室の端部分は、端部分から耐圧ドラム
の端面に沿う方向へ円板状に伸長する鍔部（３８）を一
体に具備し、鍔部（３８）は、耐圧ドラムのドラム殻体
（２２）の端面と端板（２６）の間に挟まれ固着され
る。

【００１２】好ましくは、本発明において、加圧室を形
成する膜部材は、ゴム材料又は繊維材料を含芯させたゴ
ム材料から成り、鍔部（３８）、端部分（３７）及び外
周壁（３３）を形成するゴム材料は、繊維材料を含芯さ
せたものである。被脱水物積層ロール（１０）に接触す
る膜部材の内周壁（３４）の厚さは、軸線方向の中央部
分（３６）において比較的薄く、中央部分から端部分
（３７）に近づくに伴い増加する。膜部材を構成する材
料は、ゴム材料であって、その種類は、脱水設備の用
途、即ち設備の設置個所、被脱水物の物性等に合わせて
選定され、例えば、天然ゴム、アクリロニトリルブタジ
エンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）等から
選定される。

【００１３】

【実施例】図１〜図３を参照し、本発明の実施例を説明
する。前述の図５〜図８の先行技術と同じ部材には、同
じ符号を付し、重複する説明を省略する。図１は、本発
明の脱水装置の脱水工程を示す図解的な断面図、図２
は、第１図の部分破断拡大図、図３は、本発明の脱水装
置に使用する膜部材の図解的な断面図である。図１に示
すように、耐圧ドラム２０は、内周面２１を有するドラ
ム殻体２２及び内周面２１の両端に位置する端板２６、
２６を備え、端板２６、２６は、円筒形の被脱水物積層
ロール１０を通過させるための円形開口２８を備える。
リール４０は、その芯体４２の両端に円板４４が固着さ
れ、円板４４は、円板を貫通する多数の排水孔４６を具
備する。積層ロール１０は、図５の先行技術の場合と同
様に、シート及び被脱水物の薄層が交互に重なるように
リール４０の芯体４２のまわりに巻付けて形成される。

【００１４】図１は、加圧室３０の構成を除き図７と同
様であり、図１の上半分は、加圧前の状態を示し、下半
分は、加圧後の状態を示す。図１の上半分に示された加
圧前の状態から、加圧室３０内へポート３２を介し加圧
流体Ｆが供給され、加圧室３０が半径方向に膨張され、
膨張する加圧室の内周壁３４により積層ロール１０が圧
縮され、図１下半分の状態とされる。積層ロール１０
は、加圧室３０により圧縮され半径方向の寸法が減少さ
れ、その間に積層ロール１０から押出される水分は、排
水孔４６を通って排出される。

【００１５】図１の脱水装置において、圧縮手段は、耐
圧ドラムの内周面２１に沿って配置される半径方向に伸
縮可能なほぼ円筒形の加圧室３０及び加圧室内へ加圧流
体、具体的には、高圧水、を供給排出可能なポート３２
を備える。加圧室３０は、図３に示す被脱水物積層ロー
ル１０に接触する内周壁３４、耐圧ドラムの内周面に接
する外周壁３３及び両周壁３３、３４の軸方向の端部を
結合する端部分３７、３７から成る膜部材により袋状に
形成される。加圧室３０の端部分３７は、端部分３７か
らドラム殻体２２の端面に沿う方向へ円板状に伸長する
鍔部３８を一体に具備する。鍔部３８は、ドラム殻体２
２の端面と端板２６の間に挟まれ、図示しない締め付け
用のボルトにより、ドラム殻体２２の端面と端板２６が
締め付けられることにより、両者の間に固定される。鍔
部３８は、ボルトが貫通する適当な数及び寸法形状のボ
ルト穴３９を備える。

【００１６】加圧室３０を形成する膜部材、即ち、内周
壁３４、外周壁３３及び端部分３７、３７は、ゴム材料
から作られ、また膜部材の端部分３７と一体の鍔部３８
も、ゴム材料から作られる。鍔部３８、端部分３７及び
外周壁３３を形成するゴム材料には、繊維材料が含芯さ
れる。これにより、これらの部分を構成するゴム材料の
伸縮性が無くされ、高圧力下における加圧室の位置の変
位を最少に維持することが可能である。

【００１７】被脱水物積層ロールに接触する内周壁３４
の厚さは、図３に示すように、軸線方向の中央部分３６
において比較的薄く、中央部分から端部分３７に近づく
に伴い増加される。この構造により、加圧室へ加圧流体
を供給する加圧工程において、加圧室の内周壁３４は、
軸線方向の中央部分３６において先に膨張し、積層ロー
ル１０の軸線方向中央部分を強く圧縮脱水し、その後、
内周壁３４の膨張部分が軸線方向端部に近づくように生
じるに伴い、積層ロールの端部が圧縮脱水されるから、
圧縮脱水工程において、押出された積層ロール中の水分
が、積層ロールの中央部分から端部分へ順次押出され、
円滑に効率的に脱水することができる。

【００１８】図４は、本発明の加圧室の構造に対する比
較例である。図７の先行技術の脱水装置において、加圧
室に６０ｋｇ／ｃｍ²の加圧水を入れると、図８に示す
ように、ドラム殻体２２の端面とゴム膜の端部３５の間
の締め付け部から、加圧水Ｆが漏洩することがあった。
この漏洩を無くするために考え出された形状が、図４の
ように加圧室をゴム膜の袋とすることである。しかしな
がら、図４のように、加圧室を袋状のゴム膜で構成する
場合、耐圧ドラム１０とゴム膜との固定を充分に行うこ
とができず、加圧水を供給すると、袋状ゴム膜が移動
し、安定した圧縮脱水運転が不可能であった。

【００１９】本発明の脱水装置の加圧室の構造は、図４
の比較例の利点、即ち、加圧水の漏洩を防止する利点を
生かしながら、その欠点を無くすることを目的として開
発されたものである。本発明においては、ゴム膜の袋か
ら成る加圧室に固定用の鍔部を一体に形成し、この鍔部
をドラム殻体の端面と端板の間で適当な力で締め付け固
定することにより、図４の構造の移動の問題が効果的に
解決されることを見い出している。また、鍔部３８、端
部分３７及び外周壁３３を形成するゴム材料に、繊維材
料を含芯させることにより、移動の問題を更に減少させ
得ることが見い出した。更に、軸線方向の水分を円滑に
排出するため、内周壁３４の厚さを、図３に示すよう
に、軸線方向の中央部分３６において比較的薄く、中央
部分から端部分３７に近づくに伴い増加させる構造が好
適であることを見い出している。

【００２０】

【発明の効果】本発明の脱水装置の加圧室は、被脱水物
積層ロールに接触する内周壁、耐圧ドラムの内周面に隣
接する外周壁及び両周壁の軸方向の端部を結合する端部
分から成る膜部材により袋状に形成されるから、加圧室
に供給される高圧流体の漏洩を無くすることができ、先
行技術におけるゴム膜と耐圧ドラム端面からの高圧流体
の漏洩の問題を解決することができる。

【００２１】本発明の脱水装置の加圧室の端部分は、端
部分から耐圧ドラムのドラム殻体の端面に沿う方向へ円
板状に伸長する鍔部を一体に具備し、鍔部は、ドラム殻
体の端面と端板の間に挟まれ固着される。この構成によ
り、耐圧ドラムと加圧室の間の固定を充分に行うことが
でき、加圧流体の供給による加圧室の不都合な移動を最
少にし、圧縮脱水工程を安定して行うことができる。加
圧室を形成する膜部材がゴム材料又は繊維材料を含芯さ
せたゴム材料であり、鍔部、端部分及び外周壁を形成す
るゴム材料が繊維材料を含芯させたものであることによ
り、耐圧ドラムと加圧室の間の固定は、一層良好に行う
ことが可能である。

【００２２】本発明において、被脱水物積層ロールに接
触する膜部材の内周壁の厚さは、軸線方向の中央部分に
おいて比較的小さく、中央部分から端部分に近づくに伴
い増加する。この構成により、圧縮脱水工程において、
加圧室の内周壁は、軸線方向の中央部分において先に膨
張し、積層ロールの軸線方向中央部分を強く圧縮脱水
し、その後、内周壁の膨張部分が軸線方向端部に近づく
ように生じ、積層ロールの端部が圧縮脱水されるから、
圧縮により押出される積層ロール中の水分が積層ロール
の中央部分から端部分へ順次押出され、円滑に効率的に
脱水を行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の脱水装置の加圧室の実施例の構造を示
す図解的な断面図。

【図２】図１の部分拡大断面図。

【図３】本発明の脱水装置に使用する膜部材の図解的な
断面図

【図４】比較例を示す図２に相当する拡大断面図。

【図５】従来技術の被脱水物積層ロールを形成する工程
を示す斜視図。

【図６】従来技術の圧縮脱水工程を示す耐圧ドラム軸線
に垂直に取った断面図。

【図７】従来技術の圧縮脱水工程を示す耐圧ドラム軸線
に沿う断面図である。

【図８】図７の部分拡大断面図である。

【符号の説明】

３：シートロール、６：ホッパー、７：被脱水物の薄
層、１０：積層ロール、１７：シート、２０：耐圧ドラ
ム、２１：内周面、２２：ドラム殻体、２６：端板、２
８：円形開口、３０：加圧室（圧縮手段）、３２：ポー
ト、３３：外周壁、３４：ゴム膜（内周壁）、３６：中
央部分、３７：端部分、３８：鍔部、３９：ボルト穴、
４０：リール、４２：芯体、４４：円板、４６：排水
孔、Ｆ：加圧流体、Ｑ：被脱水物。

フロントページの続き (72)発明者 渡辺 和志 静岡県清水市有東坂23の５ (72)発明者 冨田 陽 神奈川県平塚市追分２−１

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒形芯体（４２）及び芯体の両端部に
   固着した円板（４４）から成るリール（４０）にシート
   及び被脱水物の薄層（７）が交互に重なるように巻付け
   て形成された円筒形の被脱水物積層ロール（１０）を耐
   圧ドラム（２０）内において圧縮手段により押圧し脱水
   する脱水装置において、 耐圧ドラムは、内周面（２１）及び内周面の両端に位置
   する端板（２６）を備え一体に形成されたものであり、
   耐圧ドラムの端板の少なくとも一方は、被脱水物積層ロ
   ールを通過させるための円形開口（２８）を備えるもの
   であり、リールの円板（４４）は、円板を貫通する多数
   の排水孔（４６）を具備するものであり、圧縮手段は、
   耐圧ドラムの内周面（２１）に沿って配置される半径方
   向に伸縮可能なほぼ円筒形の加圧室（３０）及び加圧室
   内へ加圧流体を供給排出可能なポート（３２）を備え、 加圧室（３０）は、被脱水物積層ロール（１０）に接触
   する内周壁（３４）、耐圧ドラムの内周面に接する外周
   壁（３３）及び両周壁（３３、３４）の軸方向の端部を
   結合する端部分（３７、３７）から成る膜部材により袋
   状に形成され、加圧室の端部分は、端部分から耐圧ドラ
   ムのドラム殻体（２２）の端面に沿う方向へ円板状に伸
   長する鍔部（３８）を一体に具備し、鍔部（３８）は、
   ドラム殻体（２２）の端面と端板（２６）の間に挟まれ
   固着されることを特徴とする脱水装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の脱水装置において、加
   圧室を形成する膜部材は、ゴム材料又は繊維材料を含芯
   させたゴム材料から成ることを特徴とする脱水装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の脱水装置において、膜
   部材の鍔部（３８）、端部分（３７）及び外周壁（３
   ３）は、繊維材料を含芯させたゴム材料から成ることを
   特徴とする脱水装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
   脱水装置において、被脱水物積層ロール（１０）に接触
   する膜部材の内周壁（３４）の厚さは、軸線方向の中央
   部分（３６）において比較的薄く、中央部分から端部分
   （３７）に近づくに伴い増加することを特徴とする脱水
   装置。