ろ過装置
【課題】ろ過濃縮性能や圧密脱水性能、及びSS回収率の向上を図ると共に、搬送性を向上させるろ過装置を提供すること
【解決手段】ろ過装置は、同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材1と、外側ろ材2と、前記内側ろ材1と前記外側ろ材2との間のろ過空間4に設けられたスパイラル状の仕切り3とを備える。そして、前記ろ過空間の一端側から他端側にいくにしたがって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材におけるろ過面の開孔の大きさが小さくなるように構成する。前記スパイラル状の仕切り3は回転させないで、前記内側ろ材1及び/又は前記外側ろ材2のみを軸心周りに回転させる。この操作過程で、前記ろ過空間4内に、その一端側から被処理液を送入し、前記内側ろ材1を通してろ過し、前記外側ろ材2を通してろ過し、各ろ液は外部に排出し、前記ろ過空間4内の他端側からケーキを排出する。
【解決手段】ろ過装置は、同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材1と、外側ろ材2と、前記内側ろ材1と前記外側ろ材2との間のろ過空間4に設けられたスパイラル状の仕切り3とを備える。そして、前記ろ過空間の一端側から他端側にいくにしたがって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材におけるろ過面の開孔の大きさが小さくなるように構成する。前記スパイラル状の仕切り3は回転させないで、前記内側ろ材1及び/又は前記外側ろ材2のみを軸心周りに回転させる。この操作過程で、前記ろ過空間4内に、その一端側から被処理液を送入し、前記内側ろ材1を通してろ過し、前記外側ろ材2を通してろ過し、各ろ液は外部に排出し、前記ろ過空間4内の他端側からケーキを排出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ろ過装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
金属製のスクリーン、網、多孔板等のろ材は、布(繊維)製のものに比べて、運転性、保守性、耐久性等の面で優れており、これを利用したものとしてスクリュープレスや回転加圧式脱水機等の加圧式ろ過装置がある。この装置は、歴史が古く、非常にシンプルな構造のものであるため、低動力・低騒音・低コストなどを特徴とし、固形分濃度の低い難脱水性の固液混合物に適用した場合にも優れた脱水性能が得られることから、下水汚泥脱水分野でも多く用いられている(例えば、特許文献1,2参照)。
しかしながら、円筒状の外側ろ材とその内部に挿入されたスクリューからなるスクリュープレスでは、被処理液が入口側から出口側に向かって低速で移送されて行くと同時に、スクリューの締付力によって発生する圧搾圧力で、連続的に脱水されるが、ろ液は外側ろ材のみより搾り出されるものであるため、外側ろ材の長さの短縮化を図るのが困難であり、設備の小型化し難かった。
一方、回転加圧式脱水機においては、脱水ろ過の処理量を向上させるにはディスクの径を大きくする、又は脱水機を複数配置する必要性があり、設備の大型化やコスト増の問題を抱えていた。
そこで、本発明者らは、このような問題点を鑑み、同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、これら内側ろ材と外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、内側ろ材及び外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、内側ろ材及び/又は外側ろ材は軸心周りに回転し、スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされたろ過装置を提案した(例えば、特許文献3)。
【特許文献1】特開2001−212697号公報
【特許文献2】特開2001−113109号公報
【特許文献3】特願2005−176901号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上記の発明では、装置自体を小型化させ、脱水性能を向上させることができたが、ろ材については、より一層のろ過濃縮性能や圧密脱水性能、及びSS回収率の向上が求められていた。また、含水率が低下したケーキ分の搬送性の向上も求められていた。
そこで、本発明の主たる課題は、ろ過濃縮性能や圧密脱水性能、及びSS回収率の向上を図ると共に、搬送性を向上させるろ過装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上記課題を解決した本発明は、次のとおりである。
<請求項1記載の発明>
請求項1記載の発明は、同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、前記ろ過空間の一端側から他端側にいくにしたがって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材におけるろ過面の開孔の大きさが小さくなるように構成された、ことを特徴とするろ過装置である。
【0005】
(作用効果)
内側ろ材及び外側ろ材の二面によってろ過濃縮がなされることによって、従来の外側ろ材のみでろ過を行なっていたスクリュープレスに比べて設備の小型化を図ることができる。また、内側ろ材及び/又は外側ろ材は軸心周りに回転し、スパイラル状の仕切りは回転しない構成とすることにより、ろ過空間に送入された被処理液は、仕切りに沿って螺旋状に装置内を移動しながら、まず内外側ろ材の二面によるろ過濃縮がなされ、次に圧搾脱水がなされるが、内外側ろ材のみならずリボンスクリューも全てを回転自在とした構成のスクリュープレスに比べて、本発明に係るろ過装置は、構造を簡素化でき、製造コストの低減及びメンテナンス性の向上を図ることができる。
また、ろ過空間の一端側から他端側にいくにしたがって、内側ろ材及び/又は外側ろ材におけるろ過面の開孔の大きさが小さくなるように構成することにより、ケーキ濃度も低く流動性を持った被処理液が多いろ過空間の一端側では、ろ過濃縮を主とし、含水率が低下したケーキが多いろ過空間の他端側では、圧密脱水を主とし、脱水性能及びSS回収率の向上を図ることができる。
【0006】
<請求項2記載の発明>
請求項2記載の発明は、同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、前記ろ過空間の一端側から他端側にいくにしたがって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材におけるろ過面の開孔率が小さくなるように構成された、ことを特徴とするろ過装置である。
【0007】
(作用効果)
請求項1記載の発明と同様の作用効果を奏する。
【0008】
<請求項3記載の発明>
請求項3記載の発明は、同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材のろ材は、高摩擦処理が施された、ことを特徴とするろ過装置である。
【0009】
(作用効果)
内側ろ材及び/又は外側ろ材のろ材として、高摩擦処理を施したものを用いることにより、ケーキや被処理液の搬送性を向上させることができる。
【0010】
<請求項4記載の発明>
請求項4記載の発明は、同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、前記ろ過空間内には、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材の回転に伴って回転することにより、ケーキや被処理液の搬送を補助する搬送補助部材が取付けられた、ことを特徴とするろ過装置である。
【0011】
<請求項5記載の発明>
請求項5記載の発明は、前記搬送補助部材は、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材に取付けられたドーナッツ状の平板である、請求項4記載のろ過装置である。
【0012】
<請求項6記載の発明>
請求項6記載の発明は、前記搬送補助部材は、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材に取付けられたロッド状部材である、請求項4記載のろ過装置である。
【0013】
(作用効果)
ろ過空間内に、内側ろ材及び/又は外側ろ材の回転に伴って回転することにより、ケーキや被処理液の搬送を補助する搬送補助部材を取付けることによって、ケーキや被処理液の搬送を補助して促進させることができる。
搬送補助部材として、内側ろ材及び/又は外側ろ材に取付けられたドーナッツ状の平板とすることもできるし、ロッド状部材とすることもできる。
【0014】
<請求項7記載の発明>
請求項7記載の発明は、同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材には、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材の回転に伴って回転することにより、ケーキや被処理液の搬送を補助するロッド状部材が取付けられ、前記ロッド状部材は、前記仕切りとの交差を避けるように軸心方向に伸縮可能とされ、このロッド状部材の後端側には、該ロッド部材の後端部に当接させて伸縮を規制する周縁を有する環状部材が配置され、前記ロッド状部材は、この環状部材の周縁に沿って回転する構成とされた、ことを特徴とするろ過装置である。
【0015】
(作用効果)
内側ろ材及び/又は外側ろ材には、内側ろ材及び/又は外側ろ材の回転に伴って回転することにより、ケーキや被処理液の搬送を補助するロッド状部材が取付けられ、ロッド状部材は、仕切りとの交差を避けるように軸心方向に伸縮可能とされ、このロッド状部材の後端側には、該ロッド部材の後端部に当接させて伸縮を規制する周縁を有する環状部材が配置され、ロッド状部材は、この環状部材の周縁に沿って回転する構成とすることにより、仕切りに切欠を設けることなく、仕切りとの接触を防止しつつ、ケーキや被処理液の搬送を補助して促進させることができる。
【0016】
<請求項8記載の発明>
請求項8記載の発明は、前記スパイラル状の仕切りの少なくとも被処理液の送入口側の内周縁及び外周縁が、それぞれ前記内側ろ材及び前記外側ろ材に近接又は接触する、請求項1乃至7のいずれか1項記載のろ過装置である。
【0017】
(作用効果)
ろ過空間に送入された被処理液は、ケーキ濃度も低く、流動性を持った状態であるので、被処理液の入口側付近では、内外側ろ材によりろ過濃縮が生じていく。したがって、この被処理液の送入口側付近は、固液分離作用によるろ過濃縮が重要な機能となるが、スパイラル状の仕切りの少なくとも被処理液の入口側の内周縁及び外周縁を、それぞれ内側ろ材及び外側ろ材に近接又は接触する構成とすることにより、ろ材のろ過面に固着したケーキを掻き取り、ろ過濃縮の効率を維持することができる。また、送入された被処理液を仕切りに沿って螺旋状に移動させることができる。
【0018】
<請求項9記載の発明>
請求項9記載の発明は、前記内側ろ材の回転速度と前記外側ろ材の回転速度とが速度差をもって回転可能とされている、請求項1乃至8のいずれか1項記載のろ過装置である。
【0019】
(作用効果)
内側ろ材の回転速度と外側ろ材の回転速度とが速度差をもって回転することによって、ろ過空間内を移動するケーキにせん断力が生じる。そのため、例えば、繊維分の多い生汚泥や混合生汚泥が含まれる被処理液に対しては、このせん断力により、脱水効率を向上させる事が可能である。また、内外側ろ材それぞれの相対速度が大きい場合、速く回転するろ過面(例えば、内側ろ材のろ過面)近傍のケーキは、もう一方のろ過面(例えば、外側ろ材のろ過面)側へ移動する効果が現れ、ケーキ内での混合作用が生じることで、ろ過装置内での含水率分布を均一化することもできる。
【0020】
<請求項10記載の発明>
請求項10記載の発明は、前記内側ろ材に第1の回転駆動手段が設けられ、前記外側ろ材に第2の回転駆動手段が設けられ、前記第1の回転駆動手段と前記第2の回転駆動手段とは別の回転駆動手段である、請求項1乃至9のいずれか1項記載のろ過装置である。
【0021】
(作用効果)
内外側ろ材の回転速度差によりケーキにせん断力を加えて脱水効率を改善することが可能であるが、この効果は対象ケーキの性状に依存するため、最適状態で運転する場合はケーキ性状に合わせて内外の速度差を設定することが必要である。本発明においては、第1の回転駆動手段と第2の回転駆動手段とは別の回転駆動手段とすることにより、ケーキ性状に合わせて内外の速度差を簡易的に調整することができる。
【0022】
<請求項11記載の発明>
請求項11記載の発明は、前記スパイラル状の仕切りは、前記一端側から前記他端側にいくにしたがって、そのピッチ間隔が短くなるように構成されている、請求項1乃至10のいずれか1項記載のろ過装置である。
【0023】
(作用効果)
スパイラル状の仕切りは、ろ過空間の一端側からその他端側にいくにしたがって、そのピッチ間隔が短くなるように構成することによって、ケーキの排出経路を狭くして圧搾効果を高め、排出されるケーキの含水率のムラ(分布)をなくし均一にすることができる。
【0024】
<請求項12記載の発明>
請求項12記載の発明は、軸心が縦向きであり装置全体が縦向きに配置され、被処理液が下方から上方に向かって加圧状態で送入するように構成されている、請求項1乃至11のいずれか1項記載のろ過装置である。
【0025】
(作用効果)
ケーキの性状によっては、脱水の進行度とろ室体積のデザインとの釣り合いが取れず、ケーキの充填率が低下する場合がある。この場合、ろ過装置が横向きに配置されている構成(横型)のものでは、ろ液が重力の影響を受けて、充填率の低いケーキに浸出し、排出されるケーキの含水率が上がることがある。そこで、軸心が縦向きであり装置全体が縦向きに配置され、被処理液が下方から上方に向かって加圧状態で送入するように構成することにより、重力を利用してろ液を上方のケーキ排出側に浸出させないようにすることができ、そのため、排出されるケーキの含水率のムラ(分布)をなくし、より均一にすることができる。
【0026】
<請求項13記載の発明>
請求項13記載の発明は、軸心が横向きであり装置全体が横向きに配置されている、請求項1乃至11のいずれか1項記載のろ過装置である。
【発明の効果】
【0027】
本発明によれば、ろ過濃縮性能や圧密脱水性能、及びSS回収率の向上を図ると共に、搬送性を向上させることができる等の利点がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0028】
以下、本発明の実施の形態を図1乃至図12に基づき説明する。
<本発明に係るろ過装置の構成>
本発明に係るろ過装置におけるケーシング7の内部には、図1及び図2に示されるように、モータ等の第1の回転駆動手段(図示せず)によって駆動力が伝達される内筒回転軸5に上板1Aが連結された回転自在な円筒状の内側ろ材1と、この内側ろ材1と同心円状に配設された回転自在な円筒状の外側ろ材2と、ケーシング7の上板7A及び底板7Bに両端部を固定され、内側ろ材1と外側ろ材2との間に形成されるろ過空間4に配置されたスパイラル状(リボンスクリュー状)の仕切り3と、が備えられている。なお、ケーシング7は、本実施の形態では円筒型であるが、これに限られることなく、多面体等の形状でもよい。
【0029】
図2に示すように、ケーシング7の底板7Bにおける、ろ過空間4を投影した部分には被処理液送入口10,11が形成されており、これら被処理液送入口10,11から被処理液が送入される。なお、被処理液は、ポンプ(図示せず)により圧送され、この圧力と共に、内側ろ材1と外側ろ材2の回転による摩擦で、ケーシング7の底部から上部まで上昇するものである。なお、装置自体の軸心を横向きにし装置全体を横向きに配置する場合には、被処理液をポンプ圧送することなく、内側ろ材1と外側ろ材2の回転による摩擦力のみで、装置内を移動させてもよい。また被処理液送入口は、本実施の形態では2箇所であるが、これに限らず1以上形成されていればよい。
【0030】
内側ろ材1の側面(外周面)には、ろ材としてウェッジワイヤーが張設してあり、このウェッジワイヤーのスリットは回転軸心に沿って配列してある。内側ろ材1と外側ろ材2との間に形成されたろ過空間4に送入された被処理液のうち、固液分離がなされたろ液の一部が内側ろ材1内におけるケーシング7の底板7Bに溜められ、最終的には、ろ液排出口12から排出されるようになっている。
【0031】
外側ろ材2は、周状の上端はケーシング7の上板7Aからレールとこのレールに案内されるローラ等により回転可能に吊られる構成になっており、また、上端の側面は、図示はしないが、モータ等の第2の回転駆動手段(図示せず)によって駆動力が伝達される外側回転軸(図示せず)にピニオンギア(図示せず)等を介して連結され、外側ろ材2自体が回転するようになっている。また、外側ろ材2の内周面には、内側ろ材1と同様に、ろ材としてウェッジワイヤーが張設してある。このウェッジワイヤーのスリットは回転軸心に沿って配列してあり、ろ過空間4に送入された被処理液のうち、固液分離がなされたろ液の一部がケーシング7と外側ろ材2との間の部分の底板7Bに溜められ、最終的には、ろ液排出口13から排出されるようになっている。
【0032】
ここで、内側ろ材1と外側ろ材2とは、同角速度(°/sec)で回転させた場合においても、それぞれの半径差分の周速度(mm/sec)が生じるため、ケーキにせん断力が生じて脱水効率が向上される。例えば、繊維分の多い生汚泥や混合生汚泥が含まれる被処理液に対しては、このせん断力がより効果的であるため、内側ろ材1と外側ろ材2とに若干速度差を付けて、回転させることで更に脱水効率を向上させる事が可能である。また、内側ろ材1と外側ろ材2との相対速度が大きい場合、速く回転するろ過面(例えば、内側ろ材1のろ過面)近傍のケーキは、もう一方のろ過面(例えば、外側ろ材2のろ過面)側へ移動する効果が現れ、ケーキ内での混合作用が生じることで、ろ過装置内での含水率分布を均一化することもできる。
【0033】
このように、内外側ろ材1,2のろ過面の角速度差によりケーキにせん断力が加えられて脱水効率が改善されるが、この効果は対象ケーキの性状に依存するため、最適状態で運転する場合はケーキ性状に合わせて内外の速度差を設定することが望ましい。このため、簡易的に速度差を調整できるように、本実施の形態では、内外側ろ材1,2にそれぞれ個別のモータ等の回転駆動手段を設けている。
【0034】
一方、ケーキ性状によっては、せん断力を加えた場合、ケーキが流動化してしまい、逆に脱水性を損なう場合もあるので、このような場合には速度差一定で回転させることが好ましい。また、せん断力による脱水効果があり、かつケーキ性状が年間を通してほとんど変化しないケーキについては、速度差一定で回転させてもよく、これらのような対象ケーキに対しては、内外側ろ材1,2を一つのモータにより同速で回転させるようにしてもよい。
【0035】
なお、内側ろ材1と外側ろ材2は、必ずしも両者を回転させる必要はなく、一方のみを回転させるようにしてもよい。
【0036】
内外側ろ材1,2に用いられるろ材としては、ウェッジワイヤーに限られるものではなく、打ち抜き板(図示せず)、金網(図示せず)、ろ布(図示せず)等を用いることができる。打ち抜き板としては、例えば、スリットグリル、ダイヤスクリーン、ラスターメタル、丸穴、スリットヘリンボン角孔等の固形物の脱水用、分離用、濃縮用及び分級用などに用いられるものを採用することができる。また、固液分離がメインとなるろ過空間4の下部にろ過面の開口率(空間率)が高いウェッジワイヤー、圧搾脱水がメインとなるろ過空間4の上部にケーキとの接触面積の高い(開口率の低い)打ち抜き板を配置してもよい。
【0037】
図示はしないが、内側ろ材1及び/又は外側ろ材2のろ材として打ち抜き板を用いた場合、ケーキ濃度も低く流動性を持った被処理液が多いろ過空間4の下部には、ろ過濃縮を主とするため孔径(開口)の大きいものを用い、一方、含水率が低下したケーキが多いろ過空間4の上部には、圧密脱水を主とするため孔径の小さいものを用いて、全体としてろ過空間4の下部から上部にいくにしたがって、孔径が徐々に小さくなるような構成にすることもできる。すなわち、ろ過空間4の上部の孔径を小さくすると、ケーキ排出口側では高圧力が発生するため、ろ材からケーキ分を流出し難くして、SS回収率(%)を向上させる効果が生じるものである。
【0038】
この変形例として、ろ過空間4の下部から上部すべて同一の孔径の孔を形成するが、ろ過空間4の下部から上部にいくにしたがって、開孔率が徐々に小さくなるような構成にすることもできる。
【0039】
なお、上述の構成は、打ち抜き板だけに限られず、ウェッジワイヤー等の開口についても同様の構成を採用することができる。
【0040】
また、図示はしないが、内側ろ材1及び/又は外側ろ材2のろ材として、高摩擦処理を施したろ材を用いることができる。ケーキや被処理液は、回転するろ材との摩擦により、内外側ろ材1,2の円周方向へ搬送が行われ、仕切り3と干渉することで、軸を中心に回転しつつ軸方向への移動し、最終的にケーキ排出口14から排出されるものであるため、ろ材に高摩擦処理を施すことによって搬送性を向上させることができる。なお、高摩擦処理とは摩擦抵抗(摩擦係数)の高い材質を用いること、凸凹等の表面処理をした摩擦抵抗の高い加工をすること、又はこのような加工が施された部材を表面に取付けることをいうものとする。この高摩擦処理としては、例えば、ダイヤスクリーンやスリットグリル等の表面に凹凸が形成された打ち抜き板を考えることができる。表面の凹凸によりケーキや被処理液との接触面積が大きくなり、かつ摩擦抵抗が大きいことで搬送性が向上するものである。
【0041】
特に、含水率が低下したケーキが多いろ過空間4の上部部分に、少なくとも高摩擦処理を施したろ材を用いることにより、ろ材との摩擦力を高めてケーキを搬送しやすくすることができる。また、ケーキ濃度も低く流動性を持った被処理液が多いろ過空間4の下部に用いても、攪拌効率を向上させることができる。
【0042】
図9及び図10に示すように、内側ろ材1に、ケーキや被処理液の搬送を補助する搬送補助部材24を取付けた形態も考えることができる。この搬送補助部材24は、ドーナッツ状の平板であり、内側ろ材1の回転に伴って回転し、表面に接触して生ずる摩擦力によりケーキや被処理液の搬送を補助して促進させるものである。仕切り3は回転しない構成であるため、搬送補助部材24と交差する部分に予め切欠部3Cを形成し、両者が干渉しないようにする必要がある。また、摩擦力を大きくするために、搬送補助部材24の表面を高摩擦処理することが好ましい。なお、搬送補助部材24は複数箇所に設けてもよく、また、図示はしないが、外側ろ材2に取付けてもよく、さらに、内側ろ材1と外側ろ材2との両方に高さ方向の位置をずらして取付けてもよい。本実施例では、搬送補助部材24はろ材の周面に連続的にしたドーナッツ形状の平板であるが、これに限られず、図示はしないが、非連続のロッド状の部材であってもよい。このロッド状部材は、複数箇所に設けてもよい。
【0043】
図11及び図12に示すように、外側ろ材2に、ケーキや被処理液の搬送を補助し、かつ仕切り3との交差を避けるように軸方向に伸縮可能なロッド状の搬送補助部材25を取付けた形態も考えることができる。この搬送補助部材25は、圧縮バネを介して外側ろ材2の外周に取付けられており、環状部材26の周縁に後端部を押圧されるようになっている。環状部材26は、外側ろ材2を取巻くように設けられ、搬送補助部材25の後端部に当接して外側ろ材2の半径方向への伸縮を規制している。搬送補助部材2が軸方向に伸縮可能であるのは、仕切り3との接触を避けるためであり、図12に示すように、仕切り3と交差する部分では、搬送補助部材2が仕切り3と接触しないように環状部材26の周縁に凹部26Aが形成されている。
【0044】
なお、搬送補助部材25は複数箇所に設けてもよく、また、図示はしないが、搬送補助部材25を内側ろ材1に取付け、搬送補助部材25を規制する環状部材26を内側ろ材1の内側に取付けてもよい。
【0045】
上述した図9及び図10に示す形態や図11及び図12に示す形態は、特に、含水率が低下したケーキが多いろ過空間4の上部部分に、少なくとも用いることによりケーキの搬送性が向上する。
【0046】
仕切り3は、図1及び図4に示されるように、スパイラル状(リボンスクリュー状)であり、内側ろ材1と外側ろ材2との間に形成された環状のろ過空間4に配設されている。この仕切り3は、ケーシング7の上板7Aと底板7Bとに固定されていることによって、仕切り3は軸芯周りに回転しない構成となっている。このことによって、内外側ろ材のみならずリボンスクリューも全てを回転自在とした構成のスクリュープレスに比べて、本発明に係るろ過装置は、構造を簡素化でき、製造コストの低減及びメンテナンス性の向上を図ることができる。
【0047】
仕切り3の内周縁と外周縁は、それぞれ内側ろ材1及び外側ろ材2のろ過面に近接または接触する構成となっている。この構成によって、内外側ろ材1,2のろ過面に固着したケーキを掻き取り易くし、ろ過濃縮の効率を維持することができると共に、被処理液送入口10,11から送入された被処理液を仕切り3に沿って螺旋状に上昇させることができる。なお、ろ過空間4の下部、すなわち被処理液送入口10,11側付近が、固液分離作用によるろ過濃縮がメインとなってくるため、仕切り3の内周縁と外周縁は少なくとも被処理液の送入口10,11側付近が内外側ろ材1,2とそれぞれ近接又は接触する構成であればよい。
【0048】
また、図4に示すように、仕切り3の内周縁と外周縁にゴムなどにより形成されるスクレーパー16を取付けることにより、内側ろ材1及び外側ろ材2は軸心周りに回転し、仕切り3は回転しない構成であることによって、ろ過面に補足されたケーキをこのスクレーパー16で掻き取ることができる。なお、前述したように、ろ過空間4の下部、すなわち被処理液送入口10,11側付近が、固液分離作用によるろ過濃縮がメインとなってくるため、少なくとも被処理液の送入口10,11側付近にスクレーパーが取付けられていればよい。
【0049】
仕切り3は、スパイラルピッチをろ過空間4内すべてにおいて均一にしてもよいが、排出されるケーキの含水率のムラ(分布)をなくし均一にするため、図1及び図4で示すように、スパイラル状の仕切り3をケーシング7の底板7B側から上板7A側にいくにしたがって、そのピッチ間隔が短くなるように構成することが好ましく、具体的には、ろ過空間4の上部部分で、スパイラルピッチを短くしケーキの排出経路を狭くし、圧搾効果を高めることが好ましい。他方、後述する図5乃至図8に示すように、ろ過空間4の上部において脱水効率を向上させるために内外側ろ材1,2の半径差を狭めた場合には、スパイラル状の仕切り3をケーシング7の底板7B側から上板7A側にいくにしたがって、そのピッチ間隔が長くなるように構成してもよい。
【0050】
また、図示はしないが、スパイラルの羽根の一部にケーキが通過可能な孔を穿設し、ケーキの攪拌混合を促進することもできる。さらに、ろ過空間4の下部、すなわち被処理液送入口10,11側付近において、仕切り3の下部をケーシング7の底板7Bから離間して設け(スパイラルの羽根の下部をカットし)てもよく、この場合には、仕切り3とケーシング7の底板7Bとの固定は、任意の支持部材(例えば、柱状部材等)を介して固定すればよい。
【0051】
スクレーパー16は、図1及び図4に示すように、ろ過面に近接又は接触するように、ケーシング7における内側ろ材1及び外側ろ材2の軸方向で、かつ仕切り3の内周縁と外周縁とにそれぞれ沿って、ケーシング7の上板7Aと底板7Bとにその両端部が取付けられ固定されている。このスクレーパー16は、図4には内周縁と外周縁とにそれぞれ1つ取付けてあるが、複数箇所に取付けてもよい。また、この変形例として、固液分離がメインとなるろ過空間4の下部にのみ、スクレーパー16を取付けるようにしてもよい。この場合の取付け方として、図示はしないが、ケーシング7の底板7Bのみに設置してもよいし、ケーシング7の底板7Bと仕切り3とを連結するように設置してもよいし、軸方向に隣接する仕切り3の周縁相互を橋渡しして連結するように設置してもよい。また、スクレーパー16を軸方向に平行に取付けるのではなく、図示はしないが、仕切り3の内周縁及び外周縁に沿うように、それぞれの先端にスクレーパー16を取付けてもよい。
【0052】
スクレーパー自体の材質・構造は、前述したように、弾性力によりろ過面に押し付けることができるゴム、樹脂等を用いてもよいが、変形例として、図示はしないが、スクレーパーの先端にバネを取付けた刃を仕込み、バネ等により内側ろ材1及び外側ろ材2の半径方向に刃の移動可能にする機能を有したもの等を用いることができる。
【0053】
ここで、内側ろ材1、外側ろ材2及び仕切り3との関係を説明する。後述するケーシング7の底板7Bに形成された被処理液送入口10,11から送入された被処理液は、ケーキ濃度も低く流動性を持った状態であり、ろ過空間4の下部では、内側ろ材1と外側ろ材2における円筒状のろ材の目開きを介してろ過濃縮が生じる。ろ過空間4の下部では、固液分離作用によるろ過濃縮が重要な機能となるが、ろ過濃縮がある程度進行すると濃縮されたケーキがろ過面に固着し、ろ過効率が低下する。そこで、濃縮効率を維持するために、仕切り3にスクレーパー16を取付け、内側ろ材1と外側ろ材2におけるろ材の表面を高頻度でスクレーピングすることで、表面に固着したケーキを掻取っている。
【0054】
また、濃縮作用により流動性を失ったケーキは、ろ材との摩擦力が生じるため、回転するろ材により、内外側ろ材1,2の円周方向へ搬送が行われる。しかし、ろ過空間4にはスパイラル状(リボンスクリュー状)の仕切り3が配置されており、内外側ろ材1,2に沿って回転するするケーキが、この仕切り3と干渉することで、軸を中心に回転すると共に、軸方向への移動するようになる。この運動によりケーキはろ過濃縮を受けながら、最終的に、ろ過空間4の上部に形成されたケーキ排出口14より排出されるものである。なお、後述するが、ケーキ排出口14には、ケーキの排出を抑制する背圧板15が取付けられており、排出量が強制的に抑制されることでケーキはろ過空間4内で圧密され、更に含水率を低下させることができる。
【0055】
実施の形態に係るろ過空間4は、上から下まで同一の横断面積を有する環状のものを示しているが、ろ過空間4の下部は、処理量を確保するために大容量のろ室容積を持たせ、他方、ろ過空間4の上部において脱水効率を向上させるために内外側ろ材1,2の半径差を狭めることが好適である。具体的には、図5に示すように、外側ろ材2の形状は同一のままで、被処理液送入口10,11側からケーキ排出口14側に向って、内側ろ材1の半径方向を連続的に拡大していく形状(略円錐形状)、又は図6に示すように階段状に拡大していく形状(多段円筒形状)を提案できる。また、図7に示すように、内側ろ材1の形状は同一のままで、被処理液送入口10,11側からケーキ排出口14側に向って、外側ろ材2の半径方向を連続的に縮小していく形状、又は図8に示すように階段状に縮小していく形状も提案することができる。
【0056】
内側洗浄管8は、図1及び図2に示されるように、内側ろ材1の内周面に沿って設けられており、また、複数の洗浄ノズル8A,8A,…が、内側ろ材1の内周面に対向するように内側洗浄管8に取付けられている。同様に、外側洗浄管9は、外側ろ材2の外周面に沿って設けられており、また、複数の洗浄ノズル9A,9A,…が、外側ろ材2の内周面に対向するように外側洗浄管9に取付けられている。そして、内側ろ材1 と外側ろ材2 を軸回りに回転させながら、これら複数の洗浄ノズル8A,8A,…;9A,9A,… から洗浄水を噴射して、目詰まりした内側ろ材1 と外側ろ材2のろ過面が洗浄されるものである。洗浄の際に噴射された洗浄水は洗浄排水として、ろ液と共に内側ろ材1内におけるケーシング7の底板7B、ケーシング7と外側ろ材2との間の部分の底板7Bに溜められ、最終的には、ろ液排出口12,13から排出されるようになっている。
【0057】
ここで、内外側ろ材1,2には、高圧の洗浄液が吹付けられ、洗浄されるが、洗浄液としてアルカリ性の薬品を吹付けて洗浄することが好ましい。また、内外側ろ材1,2のろ過面に超音波発信機を設置し、ろ材自体を振動させ洗浄すると洗浄力が向上するのでより好適である。
【0058】
なお、内外側洗浄管8,9及び洗浄ノズル8A,9Aの設置位置としては上記に限られず、ろ過空間4内に設置し、仕切り3等に洗浄ノズル(図示せず)を取付けて、ろ過空間4内から洗浄液を噴射してもよい。また、内外側洗浄管8,9を複数箇所設置してもよい。
【0059】
図3に示すように、ケーシング7の上板7Aにおける、ろ過空間4を投影した部分には、ケーキ排出口14が形成されており、ここから、脱水されたケーキが排出される。このケーキ排出口14には、背圧板15が取付けられており、この背圧板15によって排出抵抗が生じさせ、排出される汚泥の量を調整することで、さらにケーキを圧搾し、含水率の低下と、体積縮減が図られるものである。
【0060】
<本発明に係るろ過方法>
本発明に係るろ過装置を用いてのろ過方法について、以下に説明する。
まず、被処理液送入口10,11へ被処理液をポンプ圧送し、ろ過空間4内に被処理液を送入する。ろ過空間4内に送入された被処理液は、仕切り3に沿って螺旋状に上昇しながら、内側ろ材1と外側ろ材2 とにより二面ろ過が行なわれる。内側ろ材1 と外側ろ材2 をそれぞれ、モータ等の第1及び第2の回転駆動手段(図示せず)によって回転させられる。この際、必要に応じて内側ろ材1と外側ろ材2とをそれぞれ速度差をもって同一方向に回転させる。なお、内側ろ材1と外側ろ材2は、必ずしも両者を回転させる必要はなく、一方のみを回転させるようにしてもよい。
【0061】
被処理液は、ポンプ圧送の圧力と、回転の摩擦力で仕切り3に沿って上昇していくが、内側ろ材1 と外側ろ材2との間のろ過空間4の下部で固液分離がなされ、その上部で圧搾脱水がなされ、最終的に、ケーキ排出口14が形成されており、ここから、脱水されたケーキが排出される。
【0062】
内側ろ材1 と外側ろ材2 とを回転させ、仕切り3を回転させないようにすることで、スクレーパー16がそれぞれのろ過面に蓄積されたケーキを掻き取る。この際には、前述したように、複数の洗浄ノズル8A,8A,…;9A,9A,… から洗浄水を噴射して、目詰まりした内側ろ材1 と外側ろ材2のろ過面が洗浄され、噴射された洗浄水は洗浄排水として、ろ液と共に内側ろ材1内におけるケーシング7の底板7B、ケーシング7と外側ろ材2との間の部分の底板7Bに溜められ、最終的には、ろ液排出口12,13から排出される。
【0063】
ろ過空間4内の上部には、固液分離がなされた後の含水率の高いケーキが上昇してくるが、このケーキは内側ろ材1と外側ろ材2 との回転摩擦、及び背圧板15による排出抵抗によって圧搾が促進されて、含水率が低減されると共に体積縮減がなされてケーキ排出口14から排出される。
【図面の簡単な説明】
【0064】
【図1】本発明に係るろ過装置の縦断面図である。
【図2】そのI−I断面図(横断面図)である。
【図3】その平面図である。
【図4】仕切りとスクレーパーとの関係を説明するための概略図である。
【図5】ろ過装置の他の実施例の概略を示す縦断面図である。
【図6】ろ過装置の他の実施例の概略を示す縦断面図である。
【図7】ろ過装置の他の実施例の概略を示す縦断面図である。
【図8】ろ過装置の他の実施例の概略を示す縦断面図である。
【図9】搬送補助部材の概略を示す平面図である。
【図10】その正面の部分図である。
【図11】他の実施例の搬送補助部材の概略を示す平面図である(伸長時)。
【図12】その縮小時の概略を示す平面図である
【符号の説明】
【0065】
1…内側ろ材、1A…上板、2…外側ろ材、3…仕切り、3C…切欠部、4…ろ過空間、5…内筒回転軸、7…ケーシング、7A…上板、7B…底板、8…内側洗浄管、9…外側洗浄管、10…被処理液送入口、11…被処理液送入口、12…ろ液排出口、13…ろ液排出口、14…ケーキ排出口、15…背圧板、16…スクレーパー、24…搬送補助部材、25…搬送補助部材、26…環状部材。
【技術分野】
【0001】
本発明は、ろ過装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
金属製のスクリーン、網、多孔板等のろ材は、布(繊維)製のものに比べて、運転性、保守性、耐久性等の面で優れており、これを利用したものとしてスクリュープレスや回転加圧式脱水機等の加圧式ろ過装置がある。この装置は、歴史が古く、非常にシンプルな構造のものであるため、低動力・低騒音・低コストなどを特徴とし、固形分濃度の低い難脱水性の固液混合物に適用した場合にも優れた脱水性能が得られることから、下水汚泥脱水分野でも多く用いられている(例えば、特許文献1,2参照)。
しかしながら、円筒状の外側ろ材とその内部に挿入されたスクリューからなるスクリュープレスでは、被処理液が入口側から出口側に向かって低速で移送されて行くと同時に、スクリューの締付力によって発生する圧搾圧力で、連続的に脱水されるが、ろ液は外側ろ材のみより搾り出されるものであるため、外側ろ材の長さの短縮化を図るのが困難であり、設備の小型化し難かった。
一方、回転加圧式脱水機においては、脱水ろ過の処理量を向上させるにはディスクの径を大きくする、又は脱水機を複数配置する必要性があり、設備の大型化やコスト増の問題を抱えていた。
そこで、本発明者らは、このような問題点を鑑み、同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、これら内側ろ材と外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、内側ろ材及び外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、内側ろ材及び/又は外側ろ材は軸心周りに回転し、スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされたろ過装置を提案した(例えば、特許文献3)。
【特許文献1】特開2001−212697号公報
【特許文献2】特開2001−113109号公報
【特許文献3】特願2005−176901号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上記の発明では、装置自体を小型化させ、脱水性能を向上させることができたが、ろ材については、より一層のろ過濃縮性能や圧密脱水性能、及びSS回収率の向上が求められていた。また、含水率が低下したケーキ分の搬送性の向上も求められていた。
そこで、本発明の主たる課題は、ろ過濃縮性能や圧密脱水性能、及びSS回収率の向上を図ると共に、搬送性を向上させるろ過装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上記課題を解決した本発明は、次のとおりである。
<請求項1記載の発明>
請求項1記載の発明は、同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、前記ろ過空間の一端側から他端側にいくにしたがって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材におけるろ過面の開孔の大きさが小さくなるように構成された、ことを特徴とするろ過装置である。
【0005】
(作用効果)
内側ろ材及び外側ろ材の二面によってろ過濃縮がなされることによって、従来の外側ろ材のみでろ過を行なっていたスクリュープレスに比べて設備の小型化を図ることができる。また、内側ろ材及び/又は外側ろ材は軸心周りに回転し、スパイラル状の仕切りは回転しない構成とすることにより、ろ過空間に送入された被処理液は、仕切りに沿って螺旋状に装置内を移動しながら、まず内外側ろ材の二面によるろ過濃縮がなされ、次に圧搾脱水がなされるが、内外側ろ材のみならずリボンスクリューも全てを回転自在とした構成のスクリュープレスに比べて、本発明に係るろ過装置は、構造を簡素化でき、製造コストの低減及びメンテナンス性の向上を図ることができる。
また、ろ過空間の一端側から他端側にいくにしたがって、内側ろ材及び/又は外側ろ材におけるろ過面の開孔の大きさが小さくなるように構成することにより、ケーキ濃度も低く流動性を持った被処理液が多いろ過空間の一端側では、ろ過濃縮を主とし、含水率が低下したケーキが多いろ過空間の他端側では、圧密脱水を主とし、脱水性能及びSS回収率の向上を図ることができる。
【0006】
<請求項2記載の発明>
請求項2記載の発明は、同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、前記ろ過空間の一端側から他端側にいくにしたがって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材におけるろ過面の開孔率が小さくなるように構成された、ことを特徴とするろ過装置である。
【0007】
(作用効果)
請求項1記載の発明と同様の作用効果を奏する。
【0008】
<請求項3記載の発明>
請求項3記載の発明は、同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材のろ材は、高摩擦処理が施された、ことを特徴とするろ過装置である。
【0009】
(作用効果)
内側ろ材及び/又は外側ろ材のろ材として、高摩擦処理を施したものを用いることにより、ケーキや被処理液の搬送性を向上させることができる。
【0010】
<請求項4記載の発明>
請求項4記載の発明は、同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、前記ろ過空間内には、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材の回転に伴って回転することにより、ケーキや被処理液の搬送を補助する搬送補助部材が取付けられた、ことを特徴とするろ過装置である。
【0011】
<請求項5記載の発明>
請求項5記載の発明は、前記搬送補助部材は、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材に取付けられたドーナッツ状の平板である、請求項4記載のろ過装置である。
【0012】
<請求項6記載の発明>
請求項6記載の発明は、前記搬送補助部材は、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材に取付けられたロッド状部材である、請求項4記載のろ過装置である。
【0013】
(作用効果)
ろ過空間内に、内側ろ材及び/又は外側ろ材の回転に伴って回転することにより、ケーキや被処理液の搬送を補助する搬送補助部材を取付けることによって、ケーキや被処理液の搬送を補助して促進させることができる。
搬送補助部材として、内側ろ材及び/又は外側ろ材に取付けられたドーナッツ状の平板とすることもできるし、ロッド状部材とすることもできる。
【0014】
<請求項7記載の発明>
請求項7記載の発明は、同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材には、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材の回転に伴って回転することにより、ケーキや被処理液の搬送を補助するロッド状部材が取付けられ、前記ロッド状部材は、前記仕切りとの交差を避けるように軸心方向に伸縮可能とされ、このロッド状部材の後端側には、該ロッド部材の後端部に当接させて伸縮を規制する周縁を有する環状部材が配置され、前記ロッド状部材は、この環状部材の周縁に沿って回転する構成とされた、ことを特徴とするろ過装置である。
【0015】
(作用効果)
内側ろ材及び/又は外側ろ材には、内側ろ材及び/又は外側ろ材の回転に伴って回転することにより、ケーキや被処理液の搬送を補助するロッド状部材が取付けられ、ロッド状部材は、仕切りとの交差を避けるように軸心方向に伸縮可能とされ、このロッド状部材の後端側には、該ロッド部材の後端部に当接させて伸縮を規制する周縁を有する環状部材が配置され、ロッド状部材は、この環状部材の周縁に沿って回転する構成とすることにより、仕切りに切欠を設けることなく、仕切りとの接触を防止しつつ、ケーキや被処理液の搬送を補助して促進させることができる。
【0016】
<請求項8記載の発明>
請求項8記載の発明は、前記スパイラル状の仕切りの少なくとも被処理液の送入口側の内周縁及び外周縁が、それぞれ前記内側ろ材及び前記外側ろ材に近接又は接触する、請求項1乃至7のいずれか1項記載のろ過装置である。
【0017】
(作用効果)
ろ過空間に送入された被処理液は、ケーキ濃度も低く、流動性を持った状態であるので、被処理液の入口側付近では、内外側ろ材によりろ過濃縮が生じていく。したがって、この被処理液の送入口側付近は、固液分離作用によるろ過濃縮が重要な機能となるが、スパイラル状の仕切りの少なくとも被処理液の入口側の内周縁及び外周縁を、それぞれ内側ろ材及び外側ろ材に近接又は接触する構成とすることにより、ろ材のろ過面に固着したケーキを掻き取り、ろ過濃縮の効率を維持することができる。また、送入された被処理液を仕切りに沿って螺旋状に移動させることができる。
【0018】
<請求項9記載の発明>
請求項9記載の発明は、前記内側ろ材の回転速度と前記外側ろ材の回転速度とが速度差をもって回転可能とされている、請求項1乃至8のいずれか1項記載のろ過装置である。
【0019】
(作用効果)
内側ろ材の回転速度と外側ろ材の回転速度とが速度差をもって回転することによって、ろ過空間内を移動するケーキにせん断力が生じる。そのため、例えば、繊維分の多い生汚泥や混合生汚泥が含まれる被処理液に対しては、このせん断力により、脱水効率を向上させる事が可能である。また、内外側ろ材それぞれの相対速度が大きい場合、速く回転するろ過面(例えば、内側ろ材のろ過面)近傍のケーキは、もう一方のろ過面(例えば、外側ろ材のろ過面)側へ移動する効果が現れ、ケーキ内での混合作用が生じることで、ろ過装置内での含水率分布を均一化することもできる。
【0020】
<請求項10記載の発明>
請求項10記載の発明は、前記内側ろ材に第1の回転駆動手段が設けられ、前記外側ろ材に第2の回転駆動手段が設けられ、前記第1の回転駆動手段と前記第2の回転駆動手段とは別の回転駆動手段である、請求項1乃至9のいずれか1項記載のろ過装置である。
【0021】
(作用効果)
内外側ろ材の回転速度差によりケーキにせん断力を加えて脱水効率を改善することが可能であるが、この効果は対象ケーキの性状に依存するため、最適状態で運転する場合はケーキ性状に合わせて内外の速度差を設定することが必要である。本発明においては、第1の回転駆動手段と第2の回転駆動手段とは別の回転駆動手段とすることにより、ケーキ性状に合わせて内外の速度差を簡易的に調整することができる。
【0022】
<請求項11記載の発明>
請求項11記載の発明は、前記スパイラル状の仕切りは、前記一端側から前記他端側にいくにしたがって、そのピッチ間隔が短くなるように構成されている、請求項1乃至10のいずれか1項記載のろ過装置である。
【0023】
(作用効果)
スパイラル状の仕切りは、ろ過空間の一端側からその他端側にいくにしたがって、そのピッチ間隔が短くなるように構成することによって、ケーキの排出経路を狭くして圧搾効果を高め、排出されるケーキの含水率のムラ(分布)をなくし均一にすることができる。
【0024】
<請求項12記載の発明>
請求項12記載の発明は、軸心が縦向きであり装置全体が縦向きに配置され、被処理液が下方から上方に向かって加圧状態で送入するように構成されている、請求項1乃至11のいずれか1項記載のろ過装置である。
【0025】
(作用効果)
ケーキの性状によっては、脱水の進行度とろ室体積のデザインとの釣り合いが取れず、ケーキの充填率が低下する場合がある。この場合、ろ過装置が横向きに配置されている構成(横型)のものでは、ろ液が重力の影響を受けて、充填率の低いケーキに浸出し、排出されるケーキの含水率が上がることがある。そこで、軸心が縦向きであり装置全体が縦向きに配置され、被処理液が下方から上方に向かって加圧状態で送入するように構成することにより、重力を利用してろ液を上方のケーキ排出側に浸出させないようにすることができ、そのため、排出されるケーキの含水率のムラ(分布)をなくし、より均一にすることができる。
【0026】
<請求項13記載の発明>
請求項13記載の発明は、軸心が横向きであり装置全体が横向きに配置されている、請求項1乃至11のいずれか1項記載のろ過装置である。
【発明の効果】
【0027】
本発明によれば、ろ過濃縮性能や圧密脱水性能、及びSS回収率の向上を図ると共に、搬送性を向上させることができる等の利点がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0028】
以下、本発明の実施の形態を図1乃至図12に基づき説明する。
<本発明に係るろ過装置の構成>
本発明に係るろ過装置におけるケーシング7の内部には、図1及び図2に示されるように、モータ等の第1の回転駆動手段(図示せず)によって駆動力が伝達される内筒回転軸5に上板1Aが連結された回転自在な円筒状の内側ろ材1と、この内側ろ材1と同心円状に配設された回転自在な円筒状の外側ろ材2と、ケーシング7の上板7A及び底板7Bに両端部を固定され、内側ろ材1と外側ろ材2との間に形成されるろ過空間4に配置されたスパイラル状(リボンスクリュー状)の仕切り3と、が備えられている。なお、ケーシング7は、本実施の形態では円筒型であるが、これに限られることなく、多面体等の形状でもよい。
【0029】
図2に示すように、ケーシング7の底板7Bにおける、ろ過空間4を投影した部分には被処理液送入口10,11が形成されており、これら被処理液送入口10,11から被処理液が送入される。なお、被処理液は、ポンプ(図示せず)により圧送され、この圧力と共に、内側ろ材1と外側ろ材2の回転による摩擦で、ケーシング7の底部から上部まで上昇するものである。なお、装置自体の軸心を横向きにし装置全体を横向きに配置する場合には、被処理液をポンプ圧送することなく、内側ろ材1と外側ろ材2の回転による摩擦力のみで、装置内を移動させてもよい。また被処理液送入口は、本実施の形態では2箇所であるが、これに限らず1以上形成されていればよい。
【0030】
内側ろ材1の側面(外周面)には、ろ材としてウェッジワイヤーが張設してあり、このウェッジワイヤーのスリットは回転軸心に沿って配列してある。内側ろ材1と外側ろ材2との間に形成されたろ過空間4に送入された被処理液のうち、固液分離がなされたろ液の一部が内側ろ材1内におけるケーシング7の底板7Bに溜められ、最終的には、ろ液排出口12から排出されるようになっている。
【0031】
外側ろ材2は、周状の上端はケーシング7の上板7Aからレールとこのレールに案内されるローラ等により回転可能に吊られる構成になっており、また、上端の側面は、図示はしないが、モータ等の第2の回転駆動手段(図示せず)によって駆動力が伝達される外側回転軸(図示せず)にピニオンギア(図示せず)等を介して連結され、外側ろ材2自体が回転するようになっている。また、外側ろ材2の内周面には、内側ろ材1と同様に、ろ材としてウェッジワイヤーが張設してある。このウェッジワイヤーのスリットは回転軸心に沿って配列してあり、ろ過空間4に送入された被処理液のうち、固液分離がなされたろ液の一部がケーシング7と外側ろ材2との間の部分の底板7Bに溜められ、最終的には、ろ液排出口13から排出されるようになっている。
【0032】
ここで、内側ろ材1と外側ろ材2とは、同角速度(°/sec)で回転させた場合においても、それぞれの半径差分の周速度(mm/sec)が生じるため、ケーキにせん断力が生じて脱水効率が向上される。例えば、繊維分の多い生汚泥や混合生汚泥が含まれる被処理液に対しては、このせん断力がより効果的であるため、内側ろ材1と外側ろ材2とに若干速度差を付けて、回転させることで更に脱水効率を向上させる事が可能である。また、内側ろ材1と外側ろ材2との相対速度が大きい場合、速く回転するろ過面(例えば、内側ろ材1のろ過面)近傍のケーキは、もう一方のろ過面(例えば、外側ろ材2のろ過面)側へ移動する効果が現れ、ケーキ内での混合作用が生じることで、ろ過装置内での含水率分布を均一化することもできる。
【0033】
このように、内外側ろ材1,2のろ過面の角速度差によりケーキにせん断力が加えられて脱水効率が改善されるが、この効果は対象ケーキの性状に依存するため、最適状態で運転する場合はケーキ性状に合わせて内外の速度差を設定することが望ましい。このため、簡易的に速度差を調整できるように、本実施の形態では、内外側ろ材1,2にそれぞれ個別のモータ等の回転駆動手段を設けている。
【0034】
一方、ケーキ性状によっては、せん断力を加えた場合、ケーキが流動化してしまい、逆に脱水性を損なう場合もあるので、このような場合には速度差一定で回転させることが好ましい。また、せん断力による脱水効果があり、かつケーキ性状が年間を通してほとんど変化しないケーキについては、速度差一定で回転させてもよく、これらのような対象ケーキに対しては、内外側ろ材1,2を一つのモータにより同速で回転させるようにしてもよい。
【0035】
なお、内側ろ材1と外側ろ材2は、必ずしも両者を回転させる必要はなく、一方のみを回転させるようにしてもよい。
【0036】
内外側ろ材1,2に用いられるろ材としては、ウェッジワイヤーに限られるものではなく、打ち抜き板(図示せず)、金網(図示せず)、ろ布(図示せず)等を用いることができる。打ち抜き板としては、例えば、スリットグリル、ダイヤスクリーン、ラスターメタル、丸穴、スリットヘリンボン角孔等の固形物の脱水用、分離用、濃縮用及び分級用などに用いられるものを採用することができる。また、固液分離がメインとなるろ過空間4の下部にろ過面の開口率(空間率)が高いウェッジワイヤー、圧搾脱水がメインとなるろ過空間4の上部にケーキとの接触面積の高い(開口率の低い)打ち抜き板を配置してもよい。
【0037】
図示はしないが、内側ろ材1及び/又は外側ろ材2のろ材として打ち抜き板を用いた場合、ケーキ濃度も低く流動性を持った被処理液が多いろ過空間4の下部には、ろ過濃縮を主とするため孔径(開口)の大きいものを用い、一方、含水率が低下したケーキが多いろ過空間4の上部には、圧密脱水を主とするため孔径の小さいものを用いて、全体としてろ過空間4の下部から上部にいくにしたがって、孔径が徐々に小さくなるような構成にすることもできる。すなわち、ろ過空間4の上部の孔径を小さくすると、ケーキ排出口側では高圧力が発生するため、ろ材からケーキ分を流出し難くして、SS回収率(%)を向上させる効果が生じるものである。
【0038】
この変形例として、ろ過空間4の下部から上部すべて同一の孔径の孔を形成するが、ろ過空間4の下部から上部にいくにしたがって、開孔率が徐々に小さくなるような構成にすることもできる。
【0039】
なお、上述の構成は、打ち抜き板だけに限られず、ウェッジワイヤー等の開口についても同様の構成を採用することができる。
【0040】
また、図示はしないが、内側ろ材1及び/又は外側ろ材2のろ材として、高摩擦処理を施したろ材を用いることができる。ケーキや被処理液は、回転するろ材との摩擦により、内外側ろ材1,2の円周方向へ搬送が行われ、仕切り3と干渉することで、軸を中心に回転しつつ軸方向への移動し、最終的にケーキ排出口14から排出されるものであるため、ろ材に高摩擦処理を施すことによって搬送性を向上させることができる。なお、高摩擦処理とは摩擦抵抗(摩擦係数)の高い材質を用いること、凸凹等の表面処理をした摩擦抵抗の高い加工をすること、又はこのような加工が施された部材を表面に取付けることをいうものとする。この高摩擦処理としては、例えば、ダイヤスクリーンやスリットグリル等の表面に凹凸が形成された打ち抜き板を考えることができる。表面の凹凸によりケーキや被処理液との接触面積が大きくなり、かつ摩擦抵抗が大きいことで搬送性が向上するものである。
【0041】
特に、含水率が低下したケーキが多いろ過空間4の上部部分に、少なくとも高摩擦処理を施したろ材を用いることにより、ろ材との摩擦力を高めてケーキを搬送しやすくすることができる。また、ケーキ濃度も低く流動性を持った被処理液が多いろ過空間4の下部に用いても、攪拌効率を向上させることができる。
【0042】
図9及び図10に示すように、内側ろ材1に、ケーキや被処理液の搬送を補助する搬送補助部材24を取付けた形態も考えることができる。この搬送補助部材24は、ドーナッツ状の平板であり、内側ろ材1の回転に伴って回転し、表面に接触して生ずる摩擦力によりケーキや被処理液の搬送を補助して促進させるものである。仕切り3は回転しない構成であるため、搬送補助部材24と交差する部分に予め切欠部3Cを形成し、両者が干渉しないようにする必要がある。また、摩擦力を大きくするために、搬送補助部材24の表面を高摩擦処理することが好ましい。なお、搬送補助部材24は複数箇所に設けてもよく、また、図示はしないが、外側ろ材2に取付けてもよく、さらに、内側ろ材1と外側ろ材2との両方に高さ方向の位置をずらして取付けてもよい。本実施例では、搬送補助部材24はろ材の周面に連続的にしたドーナッツ形状の平板であるが、これに限られず、図示はしないが、非連続のロッド状の部材であってもよい。このロッド状部材は、複数箇所に設けてもよい。
【0043】
図11及び図12に示すように、外側ろ材2に、ケーキや被処理液の搬送を補助し、かつ仕切り3との交差を避けるように軸方向に伸縮可能なロッド状の搬送補助部材25を取付けた形態も考えることができる。この搬送補助部材25は、圧縮バネを介して外側ろ材2の外周に取付けられており、環状部材26の周縁に後端部を押圧されるようになっている。環状部材26は、外側ろ材2を取巻くように設けられ、搬送補助部材25の後端部に当接して外側ろ材2の半径方向への伸縮を規制している。搬送補助部材2が軸方向に伸縮可能であるのは、仕切り3との接触を避けるためであり、図12に示すように、仕切り3と交差する部分では、搬送補助部材2が仕切り3と接触しないように環状部材26の周縁に凹部26Aが形成されている。
【0044】
なお、搬送補助部材25は複数箇所に設けてもよく、また、図示はしないが、搬送補助部材25を内側ろ材1に取付け、搬送補助部材25を規制する環状部材26を内側ろ材1の内側に取付けてもよい。
【0045】
上述した図9及び図10に示す形態や図11及び図12に示す形態は、特に、含水率が低下したケーキが多いろ過空間4の上部部分に、少なくとも用いることによりケーキの搬送性が向上する。
【0046】
仕切り3は、図1及び図4に示されるように、スパイラル状(リボンスクリュー状)であり、内側ろ材1と外側ろ材2との間に形成された環状のろ過空間4に配設されている。この仕切り3は、ケーシング7の上板7Aと底板7Bとに固定されていることによって、仕切り3は軸芯周りに回転しない構成となっている。このことによって、内外側ろ材のみならずリボンスクリューも全てを回転自在とした構成のスクリュープレスに比べて、本発明に係るろ過装置は、構造を簡素化でき、製造コストの低減及びメンテナンス性の向上を図ることができる。
【0047】
仕切り3の内周縁と外周縁は、それぞれ内側ろ材1及び外側ろ材2のろ過面に近接または接触する構成となっている。この構成によって、内外側ろ材1,2のろ過面に固着したケーキを掻き取り易くし、ろ過濃縮の効率を維持することができると共に、被処理液送入口10,11から送入された被処理液を仕切り3に沿って螺旋状に上昇させることができる。なお、ろ過空間4の下部、すなわち被処理液送入口10,11側付近が、固液分離作用によるろ過濃縮がメインとなってくるため、仕切り3の内周縁と外周縁は少なくとも被処理液の送入口10,11側付近が内外側ろ材1,2とそれぞれ近接又は接触する構成であればよい。
【0048】
また、図4に示すように、仕切り3の内周縁と外周縁にゴムなどにより形成されるスクレーパー16を取付けることにより、内側ろ材1及び外側ろ材2は軸心周りに回転し、仕切り3は回転しない構成であることによって、ろ過面に補足されたケーキをこのスクレーパー16で掻き取ることができる。なお、前述したように、ろ過空間4の下部、すなわち被処理液送入口10,11側付近が、固液分離作用によるろ過濃縮がメインとなってくるため、少なくとも被処理液の送入口10,11側付近にスクレーパーが取付けられていればよい。
【0049】
仕切り3は、スパイラルピッチをろ過空間4内すべてにおいて均一にしてもよいが、排出されるケーキの含水率のムラ(分布)をなくし均一にするため、図1及び図4で示すように、スパイラル状の仕切り3をケーシング7の底板7B側から上板7A側にいくにしたがって、そのピッチ間隔が短くなるように構成することが好ましく、具体的には、ろ過空間4の上部部分で、スパイラルピッチを短くしケーキの排出経路を狭くし、圧搾効果を高めることが好ましい。他方、後述する図5乃至図8に示すように、ろ過空間4の上部において脱水効率を向上させるために内外側ろ材1,2の半径差を狭めた場合には、スパイラル状の仕切り3をケーシング7の底板7B側から上板7A側にいくにしたがって、そのピッチ間隔が長くなるように構成してもよい。
【0050】
また、図示はしないが、スパイラルの羽根の一部にケーキが通過可能な孔を穿設し、ケーキの攪拌混合を促進することもできる。さらに、ろ過空間4の下部、すなわち被処理液送入口10,11側付近において、仕切り3の下部をケーシング7の底板7Bから離間して設け(スパイラルの羽根の下部をカットし)てもよく、この場合には、仕切り3とケーシング7の底板7Bとの固定は、任意の支持部材(例えば、柱状部材等)を介して固定すればよい。
【0051】
スクレーパー16は、図1及び図4に示すように、ろ過面に近接又は接触するように、ケーシング7における内側ろ材1及び外側ろ材2の軸方向で、かつ仕切り3の内周縁と外周縁とにそれぞれ沿って、ケーシング7の上板7Aと底板7Bとにその両端部が取付けられ固定されている。このスクレーパー16は、図4には内周縁と外周縁とにそれぞれ1つ取付けてあるが、複数箇所に取付けてもよい。また、この変形例として、固液分離がメインとなるろ過空間4の下部にのみ、スクレーパー16を取付けるようにしてもよい。この場合の取付け方として、図示はしないが、ケーシング7の底板7Bのみに設置してもよいし、ケーシング7の底板7Bと仕切り3とを連結するように設置してもよいし、軸方向に隣接する仕切り3の周縁相互を橋渡しして連結するように設置してもよい。また、スクレーパー16を軸方向に平行に取付けるのではなく、図示はしないが、仕切り3の内周縁及び外周縁に沿うように、それぞれの先端にスクレーパー16を取付けてもよい。
【0052】
スクレーパー自体の材質・構造は、前述したように、弾性力によりろ過面に押し付けることができるゴム、樹脂等を用いてもよいが、変形例として、図示はしないが、スクレーパーの先端にバネを取付けた刃を仕込み、バネ等により内側ろ材1及び外側ろ材2の半径方向に刃の移動可能にする機能を有したもの等を用いることができる。
【0053】
ここで、内側ろ材1、外側ろ材2及び仕切り3との関係を説明する。後述するケーシング7の底板7Bに形成された被処理液送入口10,11から送入された被処理液は、ケーキ濃度も低く流動性を持った状態であり、ろ過空間4の下部では、内側ろ材1と外側ろ材2における円筒状のろ材の目開きを介してろ過濃縮が生じる。ろ過空間4の下部では、固液分離作用によるろ過濃縮が重要な機能となるが、ろ過濃縮がある程度進行すると濃縮されたケーキがろ過面に固着し、ろ過効率が低下する。そこで、濃縮効率を維持するために、仕切り3にスクレーパー16を取付け、内側ろ材1と外側ろ材2におけるろ材の表面を高頻度でスクレーピングすることで、表面に固着したケーキを掻取っている。
【0054】
また、濃縮作用により流動性を失ったケーキは、ろ材との摩擦力が生じるため、回転するろ材により、内外側ろ材1,2の円周方向へ搬送が行われる。しかし、ろ過空間4にはスパイラル状(リボンスクリュー状)の仕切り3が配置されており、内外側ろ材1,2に沿って回転するするケーキが、この仕切り3と干渉することで、軸を中心に回転すると共に、軸方向への移動するようになる。この運動によりケーキはろ過濃縮を受けながら、最終的に、ろ過空間4の上部に形成されたケーキ排出口14より排出されるものである。なお、後述するが、ケーキ排出口14には、ケーキの排出を抑制する背圧板15が取付けられており、排出量が強制的に抑制されることでケーキはろ過空間4内で圧密され、更に含水率を低下させることができる。
【0055】
実施の形態に係るろ過空間4は、上から下まで同一の横断面積を有する環状のものを示しているが、ろ過空間4の下部は、処理量を確保するために大容量のろ室容積を持たせ、他方、ろ過空間4の上部において脱水効率を向上させるために内外側ろ材1,2の半径差を狭めることが好適である。具体的には、図5に示すように、外側ろ材2の形状は同一のままで、被処理液送入口10,11側からケーキ排出口14側に向って、内側ろ材1の半径方向を連続的に拡大していく形状(略円錐形状)、又は図6に示すように階段状に拡大していく形状(多段円筒形状)を提案できる。また、図7に示すように、内側ろ材1の形状は同一のままで、被処理液送入口10,11側からケーキ排出口14側に向って、外側ろ材2の半径方向を連続的に縮小していく形状、又は図8に示すように階段状に縮小していく形状も提案することができる。
【0056】
内側洗浄管8は、図1及び図2に示されるように、内側ろ材1の内周面に沿って設けられており、また、複数の洗浄ノズル8A,8A,…が、内側ろ材1の内周面に対向するように内側洗浄管8に取付けられている。同様に、外側洗浄管9は、外側ろ材2の外周面に沿って設けられており、また、複数の洗浄ノズル9A,9A,…が、外側ろ材2の内周面に対向するように外側洗浄管9に取付けられている。そして、内側ろ材1 と外側ろ材2 を軸回りに回転させながら、これら複数の洗浄ノズル8A,8A,…;9A,9A,… から洗浄水を噴射して、目詰まりした内側ろ材1 と外側ろ材2のろ過面が洗浄されるものである。洗浄の際に噴射された洗浄水は洗浄排水として、ろ液と共に内側ろ材1内におけるケーシング7の底板7B、ケーシング7と外側ろ材2との間の部分の底板7Bに溜められ、最終的には、ろ液排出口12,13から排出されるようになっている。
【0057】
ここで、内外側ろ材1,2には、高圧の洗浄液が吹付けられ、洗浄されるが、洗浄液としてアルカリ性の薬品を吹付けて洗浄することが好ましい。また、内外側ろ材1,2のろ過面に超音波発信機を設置し、ろ材自体を振動させ洗浄すると洗浄力が向上するのでより好適である。
【0058】
なお、内外側洗浄管8,9及び洗浄ノズル8A,9Aの設置位置としては上記に限られず、ろ過空間4内に設置し、仕切り3等に洗浄ノズル(図示せず)を取付けて、ろ過空間4内から洗浄液を噴射してもよい。また、内外側洗浄管8,9を複数箇所設置してもよい。
【0059】
図3に示すように、ケーシング7の上板7Aにおける、ろ過空間4を投影した部分には、ケーキ排出口14が形成されており、ここから、脱水されたケーキが排出される。このケーキ排出口14には、背圧板15が取付けられており、この背圧板15によって排出抵抗が生じさせ、排出される汚泥の量を調整することで、さらにケーキを圧搾し、含水率の低下と、体積縮減が図られるものである。
【0060】
<本発明に係るろ過方法>
本発明に係るろ過装置を用いてのろ過方法について、以下に説明する。
まず、被処理液送入口10,11へ被処理液をポンプ圧送し、ろ過空間4内に被処理液を送入する。ろ過空間4内に送入された被処理液は、仕切り3に沿って螺旋状に上昇しながら、内側ろ材1と外側ろ材2 とにより二面ろ過が行なわれる。内側ろ材1 と外側ろ材2 をそれぞれ、モータ等の第1及び第2の回転駆動手段(図示せず)によって回転させられる。この際、必要に応じて内側ろ材1と外側ろ材2とをそれぞれ速度差をもって同一方向に回転させる。なお、内側ろ材1と外側ろ材2は、必ずしも両者を回転させる必要はなく、一方のみを回転させるようにしてもよい。
【0061】
被処理液は、ポンプ圧送の圧力と、回転の摩擦力で仕切り3に沿って上昇していくが、内側ろ材1 と外側ろ材2との間のろ過空間4の下部で固液分離がなされ、その上部で圧搾脱水がなされ、最終的に、ケーキ排出口14が形成されており、ここから、脱水されたケーキが排出される。
【0062】
内側ろ材1 と外側ろ材2 とを回転させ、仕切り3を回転させないようにすることで、スクレーパー16がそれぞれのろ過面に蓄積されたケーキを掻き取る。この際には、前述したように、複数の洗浄ノズル8A,8A,…;9A,9A,… から洗浄水を噴射して、目詰まりした内側ろ材1 と外側ろ材2のろ過面が洗浄され、噴射された洗浄水は洗浄排水として、ろ液と共に内側ろ材1内におけるケーシング7の底板7B、ケーシング7と外側ろ材2との間の部分の底板7Bに溜められ、最終的には、ろ液排出口12,13から排出される。
【0063】
ろ過空間4内の上部には、固液分離がなされた後の含水率の高いケーキが上昇してくるが、このケーキは内側ろ材1と外側ろ材2 との回転摩擦、及び背圧板15による排出抵抗によって圧搾が促進されて、含水率が低減されると共に体積縮減がなされてケーキ排出口14から排出される。
【図面の簡単な説明】
【0064】
【図1】本発明に係るろ過装置の縦断面図である。
【図2】そのI−I断面図(横断面図)である。
【図3】その平面図である。
【図4】仕切りとスクレーパーとの関係を説明するための概略図である。
【図5】ろ過装置の他の実施例の概略を示す縦断面図である。
【図6】ろ過装置の他の実施例の概略を示す縦断面図である。
【図7】ろ過装置の他の実施例の概略を示す縦断面図である。
【図8】ろ過装置の他の実施例の概略を示す縦断面図である。
【図9】搬送補助部材の概略を示す平面図である。
【図10】その正面の部分図である。
【図11】他の実施例の搬送補助部材の概略を示す平面図である(伸長時)。
【図12】その縮小時の概略を示す平面図である
【符号の説明】
【0065】
1…内側ろ材、1A…上板、2…外側ろ材、3…仕切り、3C…切欠部、4…ろ過空間、5…内筒回転軸、7…ケーシング、7A…上板、7B…底板、8…内側洗浄管、9…外側洗浄管、10…被処理液送入口、11…被処理液送入口、12…ろ液排出口、13…ろ液排出口、14…ケーキ排出口、15…背圧板、16…スクレーパー、24…搬送補助部材、25…搬送補助部材、26…環状部材。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、
前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、
前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、
前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、
前記ろ過空間の一端側から他端側にいくにしたがって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材におけるろ過面の開孔の大きさが小さくなるように構成された、
ことを特徴とするろ過装置。
【請求項2】
同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、
前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、
前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、
前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、
前記ろ過空間の一端側から他端側にいくにしたがって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材におけるろ過面の開孔率が小さくなるように構成された、
ことを特徴とするろ過装置。
【請求項3】
同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、
前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、
前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、
前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、
前記内側ろ材及び/又は外側ろ材のろ材は、高摩擦処理が施された、
ことを特徴とするろ過装置。
【請求項4】
同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、
前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、
前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、
前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、
前記ろ過空間内には、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材の回転に伴って回転することにより、ケーキや被処理液の搬送を補助する搬送補助部材が取付けられた、
ことを特徴とするろ過装置。
【請求項5】
前記搬送補助部材は、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材に取付けられたドーナッツ状の平板である、請求項4記載のろ過装置。
【請求項6】
前記搬送補助部材は、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材に取付けられたロッド状部材である、請求項4記載のろ過装置。
【請求項7】
同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、
前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、
前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、
前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、
前記内側ろ材及び/又は外側ろ材には、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材の回転に伴って回転することにより、ケーキや被処理液の搬送を補助するロッド状部材が取付けられ、
前記ロッド状部材は、前記仕切りとの交差を避けるように軸心方向に伸縮可能とされ、
このロッド状部材の後端側には、該ロッド部材の後端部に当接させて伸縮を規制する周縁を有する環状部材が配置され、
前記ロッド状部材は、この環状部材の周縁に沿って回転する構成とされた、
ことを特徴とするろ過装置。
【請求項8】
前記スパイラル状の仕切りの少なくとも被処理液の送入口側の内周縁及び外周縁が、それぞれ前記内側ろ材及び前記外側ろ材に近接又は接触する、請求項1乃至7のいずれか1項記載のろ過装置。
【請求項9】
前記内側ろ材の回転速度と前記外側ろ材の回転速度とが速度差をもって回転可能とされている、請求項1乃至8のいずれか1項記載のろ過装置。
【請求項10】
前記内側ろ材に第1の回転駆動手段が設けられ、前記外側ろ材に第2の回転駆動手段が設けられ、前記第1の回転駆動手段と前記第2の回転駆動手段とは別の回転駆動手段である、請求項1乃至9のいずれか1項記載のろ過装置。
【請求項11】
前記スパイラル状の仕切りは、前記一端側から前記他端側にいくにしたがって、そのピッチ間隔が短くなるように構成されている、請求項1乃至10のいずれか1項記載のろ過装置。
【請求項12】
軸心が縦向きであり装置全体が縦向きに配置され、被処理液が下方から上方に向かって加圧状態で送入するように構成されている、請求項1乃至11のいずれか1項記載のろ過装置。
【請求項13】
軸心が横向きであり装置全体が横向きに配置されている、請求項1乃至11のいずれか1項記載のろ過装置。
【請求項1】
同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、
前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、
前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、
前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、
前記ろ過空間の一端側から他端側にいくにしたがって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材におけるろ過面の開孔の大きさが小さくなるように構成された、
ことを特徴とするろ過装置。
【請求項2】
同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、
前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、
前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、
前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、
前記ろ過空間の一端側から他端側にいくにしたがって、前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材におけるろ過面の開孔率が小さくなるように構成された、
ことを特徴とするろ過装置。
【請求項3】
同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、
前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、
前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、
前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、
前記内側ろ材及び/又は外側ろ材のろ材は、高摩擦処理が施された、
ことを特徴とするろ過装置。
【請求項4】
同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、
前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、
前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、
前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、
前記ろ過空間内には、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材の回転に伴って回転することにより、ケーキや被処理液の搬送を補助する搬送補助部材が取付けられた、
ことを特徴とするろ過装置。
【請求項5】
前記搬送補助部材は、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材に取付けられたドーナッツ状の平板である、請求項4記載のろ過装置。
【請求項6】
前記搬送補助部材は、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材に取付けられたロッド状部材である、請求項4記載のろ過装置。
【請求項7】
同心状に配置された、円筒状又は円錐状の内側ろ材及び外側ろ材と、
前記内側ろ材と前記外側ろ材との間のろ過空間に設けられたスパイラル状の仕切りと、を備え、
前記ろ過空間の一端側から被処理液を送入して、ろ過空間内の他端側からケーキを排出し、前記内側ろ材及び前記外側ろ材内を通したろ液を外部に排出する構成のろ過装置であって、
前記内側ろ材及び/又は前記外側ろ材は軸心周りに回転し、前記スパイラル状の仕切りは回転しない構成とされ、
前記内側ろ材及び/又は外側ろ材には、前記内側ろ材及び/又は外側ろ材の回転に伴って回転することにより、ケーキや被処理液の搬送を補助するロッド状部材が取付けられ、
前記ロッド状部材は、前記仕切りとの交差を避けるように軸心方向に伸縮可能とされ、
このロッド状部材の後端側には、該ロッド部材の後端部に当接させて伸縮を規制する周縁を有する環状部材が配置され、
前記ロッド状部材は、この環状部材の周縁に沿って回転する構成とされた、
ことを特徴とするろ過装置。
【請求項8】
前記スパイラル状の仕切りの少なくとも被処理液の送入口側の内周縁及び外周縁が、それぞれ前記内側ろ材及び前記外側ろ材に近接又は接触する、請求項1乃至7のいずれか1項記載のろ過装置。
【請求項9】
前記内側ろ材の回転速度と前記外側ろ材の回転速度とが速度差をもって回転可能とされている、請求項1乃至8のいずれか1項記載のろ過装置。
【請求項10】
前記内側ろ材に第1の回転駆動手段が設けられ、前記外側ろ材に第2の回転駆動手段が設けられ、前記第1の回転駆動手段と前記第2の回転駆動手段とは別の回転駆動手段である、請求項1乃至9のいずれか1項記載のろ過装置。
【請求項11】
前記スパイラル状の仕切りは、前記一端側から前記他端側にいくにしたがって、そのピッチ間隔が短くなるように構成されている、請求項1乃至10のいずれか1項記載のろ過装置。
【請求項12】
軸心が縦向きであり装置全体が縦向きに配置され、被処理液が下方から上方に向かって加圧状態で送入するように構成されている、請求項1乃至11のいずれか1項記載のろ過装置。
【請求項13】
軸心が横向きであり装置全体が横向きに配置されている、請求項1乃至11のいずれか1項記載のろ過装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2007−105589(P2007−105589A)
【公開日】平成19年4月26日(2007.4.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−297394(P2005−297394)
【出願日】平成17年10月12日(2005.10.12)
【出願人】(000165273)月島機械株式会社 (253)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年4月26日(2007.4.26)
【国際特許分類】
【出願日】平成17年10月12日(2005.10.12)
【出願人】(000165273)月島機械株式会社 (253)
【Fターム(参考)】
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