JPS5912971Y2 - フイルタ集成体 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタ
ンなどの熱可塑性材料から形成された濾板あるいはさら
に濾枠を有するフィルタ集成体に関する。

本考案に係るフィルタ集成体は、懸濁液から固形分を濾
過するための濾板、濾枠及び濾布から成るフィルタプレ
ス用の構成部分として、あるいはまた、ビート糖溶液の
濾過など、いわゆるフレヤス（ｃｌａｉｒｃｅ）精製プ
ロセスに用いる場合の濾板及び濾布のみからなるフィル
タプレス用の構成部分として用いることができる。

周知のように、フィルタプレスは濾布並びに該濾布を挾
持する濾板及び濾枠を積層して構成されるが、従来使用
されてきた濾板及び濾枠は木材及び金属から形成されて
いる。

後者の場合、腐蝕の観点から金属表面はゴムまたは熱可
塑性材料などの有機材料被覆により保護されている。

最近、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなど熱可塑
性材料から加圧成形またはチップ加工により製造された
濾板及び濾枠が使用されるようになった。

しかし、このような技術的方法は、比較的長期間を要し
、あるいは長たらしい工程であり、しかもかなりコスト
高になることは言うまでもない。

その結果、このような技法は、濾板及び濾枠の双方の構
造自体に実質上影響を及ぼし、またこのことは逆に、そ
の構造は使用するそれぞれの材料の特性により濾板及び
濾枠の性能を限定することになる。

その他、濾板及び濾枠は重量がかさみ、かつその操作も
厄介である。

製造上の幾つかの支障のために、このような濾板及び濾
枠に望まれる最終仕上げが実施できないことがある。

さらに、このような濾板及び濾枠を製造するプロセスは
複雑であり、従って非常にコスト高になる。

一方、濾板及び濾枠のホルダは、比較的重くしかも製造
するのに労力を要する構造的に複雑な金属鋳物から一般
に製造される。

フィルタプレスの場合には、ホルダはボルトによって濾
板または濾枠に固着される。

ホルダは、フィルタプレスのガイド・レール上を転勤す
るローラを備えている。

熱可塑性材料製の既存のホルダは金属製ホルダのように
重くはないが、構造上の観点から複雑である。

というのは、その改良は実質上単にローラの省略以外に
ないからである。

また、その構造には、例えばボルト、ネジ、ネジ頭腐蝕
防止用キャップなどのさらに多数の部品を設けることが
必要となる。

さらに、ホルダの波板への取付けをボルトによって行な
う場合には、波板の厚さをかなり大きくする必要があり
、これはフィルタプレスの出力に悪影響を及ぼすことに
なる。

また、従来、濾布は変位をしないように配置しなければ
ならなかった。

その理由は、フィルタプレスの全長に沿って濾過される
べき懸濁液を送るように設計された開口部が閉塞する傾
向があるからである。

濾布の固定は、従来、濾板の上部水平端縁面上に延びる
諸点上に濾布をピンで留めるか、または前記水平端縁面
上に突設されている保合ピンに係合させるための円形孔
を濾布に設けることによってなされてきた。

このような孔を形成すると濾布は裂は易くなくなるので
、前記の固定方法はいずれも濾布の寿命を短くすること
になる。

さらに、使用中の濾布は望ましくない波状または折れ曲
りを受ける。

このような形状、構造及び比較的重い重量のために、既
存の濾板及び濾枠は、例えばフィルタプレスの開放など
の濾過工程の機械化を困難ならしめている。

容易に濾過しうる懸濁液を処理する場合には、約５０
ｍｍまたはそれ以上のかなりの厚さを有する濾枠を用い
ることが得策である。

しかし、熱可塑性材料製の濾枠及び濾板の従来の構造の
ために、このようなサイズの濾枠は今日まで製造されて
いない。

その理由は、濾枠の厚みを大きくすると、成型後の冷却
期間がかなり長くなり、従って製造コストが合理的かつ
経済的な限度以上に高くなるからである。

一般に、フィルタプレスの操作は、濾枠の内部空間が懸
濁液の固形相で完全に満たされた後に停止され、上記懸
濁液の固形相は濾枠の前記空間のみならず、その導入口
をも完全に満たすことになる。

フィルタプレスを開いた後、フィルタプレスへの次の懸
濁液の供給の間に濾枠の幾つかに懸濁液がゆきわたらな
いことに起因する濾布における差圧上昇を防止するため
に、上記導入口をかき出し作業により掃除しなければな
らない。

フィルタプレスへの懸濁液の充填の間すでに、また特に
次のフィルタケーキの洗浄またはそれへの空気吹込みの
操作において、フィルタプレスの内部に圧力勾配が生じ
、これは波板に対して片側に偏した応力を与えて波板を
膨張させるかまたは損傷させる。

波板と濾枠の封止面ないし支持面は平面であるので、充
分な封止を与えるためには、かなりの密封圧力を作用さ
せることが必要である。

濾枠の作用空間内には、濾過された懸濁液がら分離され
たペースト状の固体沈澱物が残る。

この沈澱物は、濾枠の下側水平面からかき出さなければ
ならず、そのためにはかなりの労力を要する。

同様に、フレヤス精製プロセスに用いる濾板の製造にお
いても、かなりの時間及び労力を要し、また比較的貴重
な材料、特にアルミニウムを使用することが必要であり
、従って経済的に不利である。

さらにまた、有機材料被覆が僅かでも損傷すると、濾液
特に飲料の品質を損なうことになる。

既存の濾板の構造及び構成材料はまた、濾過プロセス自
体、ひいてはフィルタ集成体の出力に悪影響を及ぼして
いる。

この点に関しては、特に損傷した濾布から派生した物質
による溝またはダクトの閉塞である。

そのうえ、このような濾布の寿命は、特に紙またはセル
ロース系フィルムがら構成されている場合に比較的短い
。

以上要約すると、使用材料のために、従来の各種フィル
タ集成体の製造技術は、製造に多大の時間を要し、従っ
てコスト高であるということができる。

さらに、従来の濾布の波板への係合手段によれば、濾布
が破損し易く、従って波板の溝やダクトの閉塞の危険性
が高く、ひいてはフィルタプレスの出力低下や、偏圧発
生による他の濾布の破損につながり易い。

本考案は前記の事情に鑑みなされたものであり、その目
的とするところは、前述したような従来のフィルタ集成
体の欠点を解消すると共に、特に波板への濾布の係合が
簡単かつ確実であり、濾布の破損等及びそれに伴なう問
題がなく、材料の腐蝕等の問題もなく、また弁等の取付
部品の濾板への取付が簡単であると共に、組立及びメン
テナンスが容易な軽量のフィルタ集成体を安価に提供す
ることにある。

以下、実施例を示す添附図面を参照しながら、本考案に
ついて詳細に説明する。

なお、本考案は図面に示す実施例に限定されるものでな
いことはもとよりである。

第１図は、ポリプロピレン製の矩形濾板１７の部分断面
を示し、その両側の作用面には、濾材背面から濾液を回
収するように設計された、連結されかつ一定間隔で配置
された一連の溝４が形成されており、該一連の溝４は周
囲の収集用溝５により囲まれここで終端している。

濾板１７の全体の構造は一体であるが、その表面層１と
内部域２の密度は互いに異なり、表面層１は空泡化され
た内部域２よりも均質である。

濾板１７の表面層１は内部域２よりも高い密度を有しく
均質構造に近い）、内部域２の密度は表面層１の密度よ
りも６０％低くすることが好ましい。

熱可塑性材料は、濾板１７の前記内部域２の断面全域に
均一に分布した、例えばガラスピースや個々の無機質繊
維状粒子などの充填物質３を含有している。

材料の内部域２部分は、濾板１７の表面形状に略々類似
している。

前記好ましい実施態様に示すように、また例えばフィル
タプレスプラントに用いられるように設計された濾板１
７及び濾枠１８（第３図及び第４図参照）は、熱可塑性
材料を処理するための射出成形機により製造できる。

射出成形機のホッパーには、粒状重合体材料例えばポリ
プロピレンを、好ましくはジアゾカルバミドなどの発泡
剤の例えば０．６％と混合して供給する。

ホッパーの最下部において、前記粒子は４０重量％のガ
ラスピーズと連続的に混合される。

ついで、混合物は成形機のシリンダ中で溶融され、均質
化され、溶融物は最終的に予め冷却された金型中に高速
度で射出される。

金型の壁における溶融物の急冷により、表面層１を構成
する連続的な均質スキンが形成され、その中で溶融物の
残部はゆっくりと冷却され、従って発泡剤による発泡に
より低密度の内部域２が形成される。

冷却された後、濾板１７または濾枠１８の形状を有する
製品を金型から取り出す。

成形された製品は、濾板または濾枠に必要な全ての構造
上の細部、外観を備えている。

第２図に示す本考案の他の実施例によれば、濾材１７の
表面層１はホモ重合されたエチレンから成り、一方、そ
の内部域２は発泡剤により気泡構造を付与され低密度化
されている。

表面層１は内部域２容積の１５％の容積を有する。

内部域２よりも高密度を有するより均質な表面層１は、
濾板１７の表面形状と略々似た断面輪郭に沿って前記内
部域２と一体となっている。

この場合には、濾板１７または濾枠１８は以下のように
して製造される。

すなわち、まず金型キャビティの容量の１５％に相当す
る量のポリエチレン容融物（発泡剤を含有しないもの）
を射出し、金型内にスキンを形成し、その後、該スキン
内で低密度領域を形成するために、１％の発泡剤を含有
する上記溶融物の６０％分をさらに金型中に供給する。

別の態様としては、発泡剤含有物は他の重合体タイプの
もので構成してもよい。

溶融物を供給した後、上記発泡剤含有重合体（１回分）
が膨張し、濾板１７の均質な表面層１を構成するスキン
に固着された気泡構造もしくは低密度構造が形成される
。

第３図は濾枠１８の断面構造を示し、その下部内壁８は
３０°の角度に傾斜しており、その各封止面ないし支持
面７の間には即成（あるいは円錐状）の複数の凹陥部２
０が設けられており、該凹陥部２０の断面は濾枠中央部
に向って収束するＶ字状である。

濾枠１８のスラッジスペースの中央部には、円柱状また
は角柱状の支持体２３が配設されている。

第４図に示すように、濾枠１８の外側の垂直側部の対向
部にはカップリング用突起部１０．１０が形成され、か
つ濾枠１８の周辺に沿って前記凹陥部２０゜２０、・・
・・・・が形成されている。

濾枠１８の一方の側部の流路から中央スラッジスペース
に向って、円錐状にフレアのついた導入口９，９が放射
状に延びている。

上記スラッジスペースの中央部には支持体２３が配設さ
れ、その両端面は平行であり、濾枠１８の支持面７，７
と同一面にある。

濾板１７と濾枠は一体状のカップリング用突起部１０
（第４図及び第５図参照）を有しており、これにホルダ
１１が第５図及び第６図に示すように固定され、好まし
くは突合せ溶接により固定される。

ホルダ１１の底部には互いに直角の二つの蟻柄（鳩尾状
突起）が形成され、保護用ストリップカバー１５が嵌め
込まれるように構成されている。

第５図及び第６図に示すように、濾板１７の上側端角部
は面取りされており、かつ濾布１９（第６図及び第７図
参照）を固定するためにクリップ２２により挾持される
ように構成された濾布固定用突起２１が形成されている
。

クリップ２２によって濾布１９が固定された濾板１７は
、ホルダ１１と共に一つのユニットを形成している。

ホルダ１１の本体及びスペーサ突起部１３に形成された
各蟻柄１４には、ストリップカバー１５が嵌め込まれる
。

ストリップカバー１５は、ポリホルムアルテ゛ヒトから
作成することが好ましい。

第７図に示すように、濾板１７の下部の右側隅部には、
溝４から濾液を回収するための排出ダクト１２が形成さ
れている。

この排出ダクト１２は、その一端が収集用溝５に接続さ
れ、他端は濾板１７下部の右側縁部に設けられた鳩尾状
切欠部１６に接続されている。

該鳩尾状切欠部１６は、何ら付加的な締結要素を必要と
することなく、好ましくは弁等の取付部品の取付部（嵌
合部）として供する。

この鳩尾状切欠部１６は、２個の截頭円錐形状に構成す
ることが好ましい。

使用に際しては、フィルタ集成体は第５図乃至第７図に
示すように濾板と濾布から構成してもよく、あるいはさ
らに第３図及び第４図に示す濾枠と共にフィルタプレス
集成体として構成してもよい。

前記のように、濾板または濾枠に即成乃至円柱状の凹陥
部２０．２０．・・・・・・を形成することによって、
性能に悪影響を及ぼすことなく、しかも経済的に好まし
い製造条件下で、大寸法のフィルタ構造上の問題をうま
く解決することができる。

前記凹陥部を設けることによって、プラスチック材料の
重量及び最大厚みを低減でき、製造コストを低減できる
と共に構造上の問題がうまく解決される。

また、濾枠の下部内壁８が傾斜しているので、スラッジ
スペースからフィルタケーキをより容易に除去すること
ができる。

同様に、スラッジスペースに向っている導入口９にフレ
ヤをつけることによって、ペースト状物質の完全な落下
を保証することができ、それはまた濾板に片側に偏した
応力がかかったり、あるいは濾板の損傷または破壊を惹
起するような差圧の上昇のおそれもなく、全フィルタプ
レスの信頼しうる操作に貢献している。

操作中、取扱者が導入口９を適当な工具で掃除する必要
がまったくなく、したがって、濾過プロセスの信頼可能
な自動化を行うための条件が確立される。

濾板１７及び濾枠１８に形成されたカップリング用突起
部１０．１０は、好ましくは溶接によるホルダ１１の完
全な固着用に供する。

これにより、結合用要素を用いる必要性はなくなり、従
ってステンレス鋼を用いた場合でさえも問題となる腐蝕
の問題を暫定的に解消できる。

さらに、ホルダ１１と共に濾板１７と濾枠１８を一体に
構成することにより、構成部品数を減少でき、従って製
造コス１−を低減できる。

ホルダ１１下部に被着される交換可能なストリップカバ
ー１５は、ホルダの摩擦を防止し、集成体中で濾板及び
濾枠を定位置に保持することを可能とし、また必要時に
容易に取り替えることができる。

さらに、濾板の上側端角部に形成された濾布固定用突起
２１及びクリップ２２により、濾布のゆがみが阻止され
、かつ、同時にその調整をより正確にしかも短時間で実
施することができる。

公知の構造のものと異なり、本考案による構造のフィル
タ集成体では、濾布に補助的なりランプ用切取部分を設
ける必要がなく、また、濾板辺縁部の各点上への濾布の
装着が不正確になることもない。

濾過されるべき懸濁液中へのあらゆる望ましくない汚染
物質の侵入により発生し、前記した差圧上昇を惹起する
臨界的状況は、濾枠のスラッジスペースの中央部に配置
される支持体２３を設けることによって解決することが
できる。

また、排出ダクト１２に接続される鳩尾状切欠部１６に
より、濾板に付属品を緊密にかつ堅固に連結することが
でき、あらゆる他の金属製あるいは熱可塑性材料製の接
合用部材を使用する必要性がなくなる。

第８図は濾枠を介在させずに使用されうるフィルタ集成
体、すなわちフレヤス精製プランＩ・に用いるように設
計されたフィルタ集成体の第２の態様を示す。

濾板の上部の左側隅部には連絡用ダクト２６が形成され
ており、該連絡用ダクト２６には接続溝２５が接続され
ている。

接続溝２５には、濾液を回収するための半径方向の溝２
４が順次開口されている。

既に述べたように、濾板の作用面には一連の溝４が形成
されている。

使用に際しては隣接する濾板の各ダクト２６が連結され
る。

溝２４は断面において接続溝２５に向う方向に深くなっ
ている。

このように、接続溝２５に向って溝２４にはその断面に
おいてフレアがつけられており、かつ半径方向に配列さ
れているので、濾液の導入及び導出に関する問題を最も
簡単に解決することができる。

好ましい実施例として前述したフィルタ集成体は、例え
ば、ポリプロピレンのような単一材料から構成される。

ポリプロピレンは金型中での製造中に気泡体化されて同
時に本考案による構造体を形成するよう成形される。

このようにして、操作において高い効率を発揮する一構
成単位かえられる。

気泡体化された熱可塑性物質からなるフィルタ集成体は
、射出成形技術により製造することが好ましい。

ポリプロピレンのような処理されるべき重合体物質は、
例えば、０．６重量％の比率で発泡剤を含むか、または
例えば細かいガラスピーズのようなその他の型式の発泡
剤を任意に含むことができる。

または、別の態様として、前記成分を重合体状顆粒とと
もに射出成形機の中に直接に供給することができる。

射出成形機中でえられた溶融物質は、比較的高い速度で
予冷された型の中に送られる。

そのとき、製品の所望の重量は、発泡剤の含有率の調整
以外に、１回分の供給量によって調整される。

濾板１７及び濾枠１８に用いるホルダ１１は、別々の型
の中で、射出成形機により製造されるか、または前記濾
板及び濾枠とともに同時に製造される。

前者の場合には、同じ技術が前記濾板及び濾枠を製造す
るプロセスに応用されるが、その取りつけは溶接用鏡を
用いて衝合せ溶接によって実施される。

濾板及び濾枠中に例えばガラスピーズ、繊維状粒子など
の無機質充填剤を含有せしめる場合、これらの充填剤は
０．１〜７５重量％範囲内が好ましい。

本考案に係るフィルタプレスの各部材（濾板及び濾枠）
、及びこれから成るフィルタ集成体は、従来のフィルタ
集成体よりも優れた数多くの利点を有しているが、その
中の最も重要な利点は、濾板及び濾枠の剛性にある。

前述したように、各部材は比較的厚みが小さく、しかも
非常に軽量であるため、これらにより構成されるフィル
タプレスのメンテナンス及び操作が容易となり、他方、
濾過プラントの自動化に際して遭遇したある構造上の問
題をさらに容易に解決することが可能になるとともに、
該プラントの重量を実質上軽減することができる。

このようにして既存のプレスでさえもその生産性をかな
り高めることができることはいうまで゛もない。

考案に係るフィルタ集成体は、有害な薬品の作用に対し
て優れた耐力を持っており、その耐力は、プラント全体
の寿命を倍増するものである。

さらに、このフィルタ集成体は操作に多大の労力を要せ
ず、操作自体も厄介ではない。

１種またはそれ以上の熱可塑性材料から濾板及び濾枠を
一体に構成することにより、腐蝕され易いボルトのよう
な金属結合部品を使用することが不必要になる。

そのうえ、本考案による濾板及び濾枠の構造によると、
フィルターシートまたは濾布が比較的高い濾過圧力の場
合にすらも濾板ど濾枠の間から外方に引出されることを
阻止するように設計された付加的な装置を使用すること
ができる。

また、濾枠からフィルタケーキを容易に除去することが
できる。

従来公知のフィルタプレス用の濾板及び濾枠と比べて、
本考案によるフィルタ集成体においては、漏洩を阻止す
るための多大の時間を要する調整を行う必要がなく、シ
たがって、フィルタ集成体を完全に洗浄する厄介なプロ
セスを設ける必要がない。

この洗浄プロセスのために公知の木製濾板及び濾枠の場
合には、１ケ月に一回数日間プラン１〜を休止しなけれ
ばならなかった。

公知の熱可塑性材料から構成された濾板と比較して、本
考案による濾板は、実質上より小さい比重を有している
。

この比重がより小さいことは、濾板の操作性に良い影響
をおよぼすともに、公知の機械加工された集成体では実
現しえない簡単な構造形態の利点を発揮することができ
る。

前述した公知のフィルタ集成体の製造の場合、複数の特
殊の機械および操作が必要であるのにたいし、本考案に
よる濾板及び濾枠は実際上単一の製造工程で製造される
。

従って、本考案によるフィルタ集成体の製造コストは慣
用のフィルタ集成体の製造コストの数分の１で済む。

【図面の簡単な説明】

第１図は単一の熱可塑性材料から構成された濾板の部分
断面図、第２図は二成分材料から構成され、かつ均質な
表面層を有する濾板の部分断面図、第３図は濾枠の部分
断面図、第４図は第３図に示す濾枠の正面図、第５図は
ストリップカバーと共に濾板に固定されたホルダを示し
た部分拡大図、第６図は第５図の右側面図、第７図は濾
布が取り付けられた濾板の概略正面図、第８図はフレヤ
ス精製プラント用フィルタ集成体の部分破断正面図であ
る。 １・・・表面層、２・・・内部域、３・・・充填物質、
４・・・溝、５・・・収集用溝、９・・・導入口、１ｏ
・・・カップリング用突起部、１１・・・ホルダ、１２
・・・排出ダクト、１７・・・濾板、１８・・・濾枠、
１９・・・濾布、２ｏ・・・凹陥部、２１・・・濾布固
定用突起、２２・・・クリップ、２３・・・支持体、２
６・・・連結用ダクト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 発泡熱可塑性材料から形成された剛性体からなり、その
   作用面に多数の瀘液流通用の溝を有する濾板にして、該
   濾板の上部両端角が面取りされていると共に、該両端角
   部に、別個独立の挾持手段と協同して上記濾板に濾布を
   保持するための濾布固定用突起が上記面取り部の上方に
   突出するように形成され、かつ、該濾板の下部にはその
   一端縁に延びている排出ダクトが形成されていると共に
   、該排出ダクトの開放端部には取付部品嵌合用の鳩尾状
   切欠部が形成されてなる濾板を有することを特徴とする
   フィルタ集成体。