ろ過装置
【課題】ケーキを圧密して脱水を促進させると共に、その圧密度の調整を図ることができ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。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内の他端側から搬送流路２７を介してケーキを排出する。この搬送流路２７を、その内壁での摩擦抵抗によりケーキを圧搾するように構成する。
【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。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内の他端側から搬送流路２７を介してケーキを排出する。この搬送流路２７を、その内壁での摩擦抵抗によりケーキを圧搾するように構成する。
【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、ケーキ排出口でのケーキの圧密や含水率の低減には改善の余地があった。
そこで、本発明の主たる課題は、ケーキを圧密して脱水を促進させると共に、その圧密度の調整を図ることができ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搬送流路を介してケーキを排出し、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、前記搬送流路は、その内壁での摩擦抵抗によりケーキを圧搾す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、前記搬送流路は、その内壁での摩擦抵抗によりケーキを圧搾するように構成することにより、ケーキをより一層圧密して脱水して排出することができる。
【０００６】
＜請求項２記載の発明＞
請求項２記載の発明は、前記搬送流路は、ろ過空間の他端側に形成されたろ過空間出口に連結され、かつろ過空間を投影した部分に配設された円弧状流路を有し、
該円弧状流路の内周部分は、延在された前記内側ろ材で形成され、軸心周りに回転するように構成された、請求項１記載のろ過装置である。
【０００７】
（作用効果）
搬送流路は、ろ過空間の他端側に形成されたろ過空間出口に連結され、かつろ過空間を投影した部分に配設された円弧状流路を有し、該円弧状流路の内周部分は、延在された前記内側ろ材で形成され、軸心周りに回転するように構成することにより、搬送流路内のケーキの搬送性を向上させることができる。
【０００８】
＜請求項３記載の発明＞
請求項３記載の発明は、前記搬送流路には、流路内の断面積を調整する機構が設けられた、請求項１又は２記載のろ過装置である。
【０００９】
（作用効果）
搬送流路には、流路内の断面積を調整する機構が設けられた構成とすることにより、ケーキの成分や運転状況等に応じてケーキに与える圧搾力（圧力）の調整をすることができる。
【００１０】
＜請求項４記載の発明＞
請求項４記載の発明は、前記搬送流路には、ケーキを搬送する搬送手段が設けられた、請求項１乃至３のいずれか１項記載のろ過装置である。
【００１１】
（作用効果）
前記搬送流路には、ケーキを搬送する搬送手段が設けられた構成とすることにより、完全な排出が可能となり、清掃性に優れると共に、残留したケーキによる腐食等の問題を軽減できる。
【００１２】
＜請求項５記載の発明＞
請求項５記載の発明は、前記搬送手段は、スクリューコンベアである、請求項４記載のろ過装置である。
【００１３】
（作用効果）
搬送手段がスクリューコンベアであることにより、スクリューコンベアの回転数を調整することでケーキ排出速度を調整し、ケーキへの圧搾力を調整することができる。
また、スクリューコンベアによって強制的にケーキを排出するので、完全な排出が可能となり、清掃性に優れると共に、残留したケーキによる腐食等の問題を軽減できる。
【００１４】
＜請求項６記載の発明＞
請求項６記載の発明は、前記搬送流路から脱水ケーキ搬送設備まで、密閉性の管路で接続する構成とされた、請求項１乃至５のいずれか１項記載のろ過装置である。
【００１５】
（作用効果）
搬送流路から脱水ケーキ搬送設備まで、密閉性の管路で接続する構成とすることにより、ケーキの排出の際の臭気の抑制やシール構造の簡略化が図れる。
【００１６】
＜請求項７記載の発明＞
請求項７記載の発明は、前記搬送流路のケーキ排出口が、シュート状に形成された、請求項１乃至５のいずれか１項記載のろ過装置である。
【００１７】
＜請求項８記載の発明＞
請求項８記載の発明は、前記搬送流路のケーキ排出口近傍に、掻き取り羽根が配設され、この羽根の回転によりケーキが排出される構成とされた、請求項１乃至５のいずれか１項記載のろ過装置である。
【００１８】
（作用効果）
搬送流路のケーキ排出口が、シュート状に形成されることにより、ケーキの円滑な排出がなされる。
また、送流路のケーキ排出口近傍に、掻き取り羽根が配設され、この羽根の回転によりケーキが排出される構成とすることによっても、ケーキの円滑な排出がなされる。
【００１９】
＜請求項９記載の発明＞
請求項９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８のいずれか１項記載のろ過装置である。
【００２０】
（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。
【００２１】
＜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９のいずれか１項記載のろ過装置である。
【００２２】
（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。
【００２３】
＜請求項１１記載の発明＞
請求項１１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１０のいずれか１項記載のろ過装置である。
【００２４】
（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。
【００２５】
＜請求項１２記載の発明＞
請求項１２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１１のいずれか１項記載のろ過装置である。
【００２６】
（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。
【００２７】
＜請求項１３記載の発明＞
請求項１３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１２のいずれか１項記載のろ過装置である。
【００２８】
（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。
【００２９】
＜請求項１４記載の発明＞
請求項１４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１２のいずれか１項記載のろ過装置である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、ケーキを圧密して脱水を促進させると共に、その圧密度の調整を図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】
【００３１】
＜本発明に係るろ過装置の構成＞
本発明に係るろ過装置の搬送流路等を説明する前に、まず図１乃至図８に基づきろ過装置の基本構成を説明する。
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
スクレーパー１６は、図１及び図４に示すように、ケーシング７の軸方向に、仕切り３の内周縁と外周縁とに沿って、ケーシング７の上板７Ａと底板７Ｂとを両端部として取付けることが考えられる。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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。図３に示すように、ろ過空間出口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。
【００４９】
なお、後述するように本発明に係るろ過装置では、図３に示す背圧板１５に換えて搬送流路２７が設けられており、ろ過空間４の上部に形成されたろ過空間出口１４より排出されたケーキを搬送流路２７を介して排出することにより、より一層の脱水性能の向上を図っている。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
図３に示す実施の形態では、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、ケーキ排出口としてのろ過空間出口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。このろ過空間出口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。
【００５５】
（本発明に係るろ過装置の搬送流路の構成）
ところで、本発明に係るろ過装置では、上記実施の形態における背圧板１５に換えて、搬送流路２７が設けられている。この搬送流路２７は、図９乃至図１１に示すように、上板７Ａに形成されたろ過空間出口１４の上部に設けられ、かつろ過空間４を投影した部分に配設された円弧状流路部２７Ａと、この円弧状流路部２７Ａから延在する直線状の中継部２７Ｂと、脱水ケーキ搬送設備（図示せず）にケーキを排出する、シュート状に形成されたケーキ排出部２７Ｃと、を備えている。ろ過空間出口１４から出たケーキは、この搬送流路２７内を押し出されながら移動し、搬送流路２７の内壁での摩擦抵抗によりケーキは一層圧密され脱水され、最終的に、ケーキ排出部２７Ｃの排出口から排出され、脱水ケーキ搬送設備へ送られて、次の処理工程に進むものである。
【００５６】
円弧状流路部２７Ａは、ろ過空間出口１４と中継部２７Ｂとを接続するものであり、ろ過空間出口１４から押し出されてきたケーキをケーキ排出部２７Ｃへとガイドする機能を有すると共に、その内壁での摩擦抵抗によりケーキを圧搾する役割を担っている。ここで、ケーキの搬送性を向上させるために、図１２乃至図１４に示すように、内側ろ材１を上方に延在させ、円弧状流路２７Ａの内周部分を内側ろ材１で形成し、軸心周りに回転するように構成することによって円弧状流路部２７Ａ内のケーキの移動を促進させることも考えることができる。
【００５７】
中継部２７Ｂは、図９乃至図１１に示すように、円弧状流路部２７Ａと同様に、ケーキをケーキ排出部２７Ｃへとガイドする機能を有すると共に、内壁での摩擦抵抗によりケーキを圧搾する役割を担っている。中継部２７Ｂには、流路内の断面積を調整する機構として、上下に可動し、流路内の断面積を変化させ、流路内のケーキを圧搾可能なフラッパー２８が取付けられている。フラッパー２８は、その一端がヒンジ２９を介して中継部２７Ｂの内壁上部に取付けられていると共に、その他端側にはロッド３０が取付けられている。エア又は油圧等のシリンダー３１が可動することによってロッド３０が上下に移動し、それによって、フラッパー２８が昇降をするものである。なお、シリンダー３１に換えて、図示はしないが、内側ろ材１や外側ろ材２を回転させる第１の回転駆動手段又は第２の回転駆動手段を駆動源としてロッド３０を上下させてもよい。
【００５８】
フラッパー２８は、前述したように、流路内の断面積を変化させ、流路内のケーキを圧搾するものであり、フラッパー２８の上下方向の位置を調整することにより、ケーキに与える圧搾力（圧力）を調整可能としている。この圧搾力は、ケーキの成分等によって調整される。なお、ケーキ排出側のフラッパー２８の部分（先端部分）やロッド３０との連結部分にそれぞれヒンジを取付け、先端部分を水平に保てるようにしてもよい。このフラッパー２８の上下の移動の制御は、フラッパー２８の位置や可動に要する動力（例えば、シリンダー内の圧力媒体の圧力など）を制御パラメータとしている。また、図示はしないが、フラッパー２８を中継部２７Ｂの内壁下部に取付けて、上下に可動させてもよく、さらに上部及び下部の双方に取付てもよい。
【００５９】
上記の実施の形態では、フラッパー２８は、上下に移動させているが、図１５乃至図１７に示すように、左右に移動させてもよい。この場合、図１５乃至図１７では、フラッパー２８は正面左方向に取付けられているが、右方向に取付けてもよいし、左右の両側に取付けてもよい。
【００６０】
また、上記のフラッパー２８による圧搾力の調整に換えて、図１８乃至図２０に示すように、搬送流路２７の中継部２７Ｂの途中にケーキ排出口２７Ｄを形成し、このケーキ排出口２８Ｄに挿入自在なテーパーコーン３２を用いた調整も考えることができる。テーパーコーン３２は、その厚みが搬送流路２７の内壁幅と略同一又は若干小さく、かつ、挿入量に応じて搬送流路２７におけるケーキの移動可能な断面積が小さくなるように、下方に斜面が形成された三角プレートである。なお、テーパーコーン３２の形状は、三角形状に限られず、円弧形状等でも、挿入量に応じて搬送流路の断面積が変化するようなものであればどのようなものでもよい。
【００６１】
テーパーコーン３２の後端部分には、ロッド３３が取付けられており、エア又は油圧等のシリンダー３４が可動することによってロッド３３が前後方向に移動し、それによって、テーパーコーン３２の搬送流路２７内への出入り可能となっている。この実施形態では、ケーキがテーパーコーン２７の斜面に押されて下方に排出されるため、ケーキ排出部としてのシュートを別途設ける必要はない。この形態では、ケーシング７の側面の一部を切欠き、下方に向う傾斜面７Ｃを形成しており、ケーキ排出の促進を図っている。なお、必ずしも切欠を設ける必要はなく、また、図示はしないが、搬送流路２８の先端部分をケーシング７の側面よりも先に延在させ、その先端部分に下方に向う傾斜面を形成してもよい。
【００６２】
また、図２１乃至図２３に示すように、搬送流路２７の途中にスクリューコンベア２７Ｅを設けて圧搾力の調整をしてもよい。この形態では、スクリューの回転数を調整することでケーキ排出速度を調整し、ケーキへの圧搾力を調整するものである。例えば、スクリューの回転数を遅くすることで、スクリューコンベア２７Ｅの円弧状流路部近傍にケーキが溜まり、内圧が高くなることによって圧搾される。
【００６３】
スクリューコンベア２７Ｅの先端側には、シュート状のケーキ排出部２７ａが形成され、ここからケーキが排出されるようになっている。なお、符号２７ｂは、スクリューを回転させるモータである。
【００６４】
ケーキの搬出を内側ろ材１や外側ろ材２の回転による慣性力（押出し）を利用する場合には、装置の運転停止時に、搬送流路２７内にケーキが残ってしまうことがあるが、スクリューコンベア２７Ｅによって強制的にケーキを排出するこの場合では、完全な排出が可能となり、清掃性に優れると共に、残留したケーキによる腐食等の問題を軽減できる。また、スクリューコンベア２７Ｅのケーキ排出部２７ａから脱水ケーキ搬送設備までを密閉性のダクト状の流路（図示せず）で接続すれば、臭気の抑制やシール構造の簡略化が図れる。
【００６５】
上記の図９乃至図２０に示す様々な実施の形態では、ケーキの排出口はシュート状であるが、必ずしもこれを形成する必要はなく、図示はしないが、搬送流路２７から脱水ケーキ搬送設備まで密閉性のダクト状の流路（図示せず）で直接接続してもよい。この場合には、完全密閉とすることができるので、前述したように、臭気の抑制やシール構造の簡略化が図れる。また、例えば図９乃至図１７に示すような実施の形態において、ケーキ排出部２７Ｃをシュート状に形成することなく、前述したようにケーシング７の側面の一部を切欠き、下方に向う傾斜面を形成してもよいし、中継部２７Ｂの先端を延在し、底面をスロープ状に形成してもよい。
【００６６】
また、図２４に示すように、中継部の先端部分の近傍に、掻き取り羽根３５を設置し、その推進力で傾斜面７Ｃからケーシングの上板７Ａ端までケーキを搬出してもよい。羽根の駆動については、内側ろ材１や外側ろ材２を回転させる第１の回転駆動手段又は第２の回転駆動手段を駆動源としてもよいし、別の駆動源を用いてもよい。
【００６７】
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でも、上記のケーシング７の外部へ搬出する手段を適宜選択することができる。
【００６８】
＜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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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ろ過空間出口１４から排出される。そして、このろ過空間出口１４から搬送流路内にケーキは移動し、円弧状流路部２７Ａや中継部２７Ｂの内壁での摩擦抵抗、前述したフラッパー２８等の圧搾力（圧力）の調整機構による排出抵抗によってさらなる圧搾が促進されて、含水率が低減されると共に体積縮減がなされて、最終的には、ろ過装置から排出される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】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】本発明に係る搬送流路の概要を示す斜視図である。
【図１０】その平面図である。
【図１１】搬送流路の概要を示す縦断面図（ＩＩ−ＩＩ断面図）である。
【図１２】搬送流路の他の実施例（１）の概要を示す斜視図である。
【図１３】その平面図である。
【図１４】その概要を示す縦断面図（ＩＩＩ−ＩＩＩ断面図）である。
【図１５】搬送流路の他の実施例（２）の概要を示す斜視図である。
【図１６】その平面図である。
【図１７】その概要を示す縦断面図（ＩＶ−ＩＶ断面図）である。
【図１８】搬送流路の他の実施例（３）の概要を示す斜視図である。
【図１９】その平面図である。
【図２０】その概要を示す縦断面図（Ｖ−Ｖ断面図）である。
【図２１】搬送流路の他の実施例（４）の概要を示す斜視図である。
【図２２】その平面図である。
【図２３】その概要を示す縦断面図（ＶＩ−ＶＩ断面図）である。
【図２４】搬送流路の他の実施例（５）の概要を示す平面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１…内側ろ材、１Ａ…上板、２…外側ろ材、３…仕切り、４…ろ過空間、５…内筒回転軸、７…ケーシング、７Ａ…上板、７Ｂ…底板、７Ｃ…傾斜面、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…ろ過空間出口、１５…背圧板、１６…スクレーパー、２７…搬送流路、２７Ａ…円弧状流路部、２７Ｂ…中継部、２７Ｃ…ケーキ排出部、２８Ｄ…ケーキ排出口、２７Ｅ…スクリューコンベア、２７ａ…ケーキ排出部、２７ｂ…モータ、２８…フラッパー、２９…ヒンジ、３０…ロッド、３１…シリンダー、３２…テーパーコーン、３３…ロッド、３４…シリンダー、３５…掻き取り羽根。
【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、ケーキ排出口でのケーキの圧密や含水率の低減には改善の余地があった。
そこで、本発明の主たる課題は、ケーキを圧密して脱水を促進させると共に、その圧密度の調整を図ることができ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搬送流路を介してケーキを排出し、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、前記搬送流路は、その内壁での摩擦抵抗によりケーキを圧搾す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、前記搬送流路は、その内壁での摩擦抵抗によりケーキを圧搾するように構成することにより、ケーキをより一層圧密して脱水して排出することができる。
【０００６】
＜請求項２記載の発明＞
請求項２記載の発明は、前記搬送流路は、ろ過空間の他端側に形成されたろ過空間出口に連結され、かつろ過空間を投影した部分に配設された円弧状流路を有し、
該円弧状流路の内周部分は、延在された前記内側ろ材で形成され、軸心周りに回転するように構成された、請求項１記載のろ過装置である。
【０００７】
（作用効果）
搬送流路は、ろ過空間の他端側に形成されたろ過空間出口に連結され、かつろ過空間を投影した部分に配設された円弧状流路を有し、該円弧状流路の内周部分は、延在された前記内側ろ材で形成され、軸心周りに回転するように構成することにより、搬送流路内のケーキの搬送性を向上させることができる。
【０００８】
＜請求項３記載の発明＞
請求項３記載の発明は、前記搬送流路には、流路内の断面積を調整する機構が設けられた、請求項１又は２記載のろ過装置である。
【０００９】
（作用効果）
搬送流路には、流路内の断面積を調整する機構が設けられた構成とすることにより、ケーキの成分や運転状況等に応じてケーキに与える圧搾力（圧力）の調整をすることができる。
【００１０】
＜請求項４記載の発明＞
請求項４記載の発明は、前記搬送流路には、ケーキを搬送する搬送手段が設けられた、請求項１乃至３のいずれか１項記載のろ過装置である。
【００１１】
（作用効果）
前記搬送流路には、ケーキを搬送する搬送手段が設けられた構成とすることにより、完全な排出が可能となり、清掃性に優れると共に、残留したケーキによる腐食等の問題を軽減できる。
【００１２】
＜請求項５記載の発明＞
請求項５記載の発明は、前記搬送手段は、スクリューコンベアである、請求項４記載のろ過装置である。
【００１３】
（作用効果）
搬送手段がスクリューコンベアであることにより、スクリューコンベアの回転数を調整することでケーキ排出速度を調整し、ケーキへの圧搾力を調整することができる。
また、スクリューコンベアによって強制的にケーキを排出するので、完全な排出が可能となり、清掃性に優れると共に、残留したケーキによる腐食等の問題を軽減できる。
【００１４】
＜請求項６記載の発明＞
請求項６記載の発明は、前記搬送流路から脱水ケーキ搬送設備まで、密閉性の管路で接続する構成とされた、請求項１乃至５のいずれか１項記載のろ過装置である。
【００１５】
（作用効果）
搬送流路から脱水ケーキ搬送設備まで、密閉性の管路で接続する構成とすることにより、ケーキの排出の際の臭気の抑制やシール構造の簡略化が図れる。
【００１６】
＜請求項７記載の発明＞
請求項７記載の発明は、前記搬送流路のケーキ排出口が、シュート状に形成された、請求項１乃至５のいずれか１項記載のろ過装置である。
【００１７】
＜請求項８記載の発明＞
請求項８記載の発明は、前記搬送流路のケーキ排出口近傍に、掻き取り羽根が配設され、この羽根の回転によりケーキが排出される構成とされた、請求項１乃至５のいずれか１項記載のろ過装置である。
【００１８】
（作用効果）
搬送流路のケーキ排出口が、シュート状に形成されることにより、ケーキの円滑な排出がなされる。
また、送流路のケーキ排出口近傍に、掻き取り羽根が配設され、この羽根の回転によりケーキが排出される構成とすることによっても、ケーキの円滑な排出がなされる。
【００１９】
＜請求項９記載の発明＞
請求項９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８のいずれか１項記載のろ過装置である。
【００２０】
（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。
【００２１】
＜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９のいずれか１項記載のろ過装置である。
【００２２】
（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。
【００２３】
＜請求項１１記載の発明＞
請求項１１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１０のいずれか１項記載のろ過装置である。
【００２４】
（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。
【００２５】
＜請求項１２記載の発明＞
請求項１２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１１のいずれか１項記載のろ過装置である。
【００２６】
（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。
【００２７】
＜請求項１３記載の発明＞
請求項１３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１２のいずれか１項記載のろ過装置である。
【００２８】
（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。
【００２９】
＜請求項１４記載の発明＞
請求項１４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１２のいずれか１項記載のろ過装置である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、ケーキを圧密して脱水を促進させると共に、その圧密度の調整を図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】
【００３１】
＜本発明に係るろ過装置の構成＞
本発明に係るろ過装置の搬送流路等を説明する前に、まず図１乃至図８に基づきろ過装置の基本構成を説明する。
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
スクレーパー１６は、図１及び図４に示すように、ケーシング７の軸方向に、仕切り３の内周縁と外周縁とに沿って、ケーシング７の上板７Ａと底板７Ｂとを両端部として取付けることが考えられる。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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。図３に示すように、ろ過空間出口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。
【００４９】
なお、後述するように本発明に係るろ過装置では、図３に示す背圧板１５に換えて搬送流路２７が設けられており、ろ過空間４の上部に形成されたろ過空間出口１４より排出されたケーキを搬送流路２７を介して排出することにより、より一層の脱水性能の向上を図っている。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
図３に示す実施の形態では、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、ケーキ排出口としてのろ過空間出口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。このろ過空間出口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。
【００５５】
（本発明に係るろ過装置の搬送流路の構成）
ところで、本発明に係るろ過装置では、上記実施の形態における背圧板１５に換えて、搬送流路２７が設けられている。この搬送流路２７は、図９乃至図１１に示すように、上板７Ａに形成されたろ過空間出口１４の上部に設けられ、かつろ過空間４を投影した部分に配設された円弧状流路部２７Ａと、この円弧状流路部２７Ａから延在する直線状の中継部２７Ｂと、脱水ケーキ搬送設備（図示せず）にケーキを排出する、シュート状に形成されたケーキ排出部２７Ｃと、を備えている。ろ過空間出口１４から出たケーキは、この搬送流路２７内を押し出されながら移動し、搬送流路２７の内壁での摩擦抵抗によりケーキは一層圧密され脱水され、最終的に、ケーキ排出部２７Ｃの排出口から排出され、脱水ケーキ搬送設備へ送られて、次の処理工程に進むものである。
【００５６】
円弧状流路部２７Ａは、ろ過空間出口１４と中継部２７Ｂとを接続するものであり、ろ過空間出口１４から押し出されてきたケーキをケーキ排出部２７Ｃへとガイドする機能を有すると共に、その内壁での摩擦抵抗によりケーキを圧搾する役割を担っている。ここで、ケーキの搬送性を向上させるために、図１２乃至図１４に示すように、内側ろ材１を上方に延在させ、円弧状流路２７Ａの内周部分を内側ろ材１で形成し、軸心周りに回転するように構成することによって円弧状流路部２７Ａ内のケーキの移動を促進させることも考えることができる。
【００５７】
中継部２７Ｂは、図９乃至図１１に示すように、円弧状流路部２７Ａと同様に、ケーキをケーキ排出部２７Ｃへとガイドする機能を有すると共に、内壁での摩擦抵抗によりケーキを圧搾する役割を担っている。中継部２７Ｂには、流路内の断面積を調整する機構として、上下に可動し、流路内の断面積を変化させ、流路内のケーキを圧搾可能なフラッパー２８が取付けられている。フラッパー２８は、その一端がヒンジ２９を介して中継部２７Ｂの内壁上部に取付けられていると共に、その他端側にはロッド３０が取付けられている。エア又は油圧等のシリンダー３１が可動することによってロッド３０が上下に移動し、それによって、フラッパー２８が昇降をするものである。なお、シリンダー３１に換えて、図示はしないが、内側ろ材１や外側ろ材２を回転させる第１の回転駆動手段又は第２の回転駆動手段を駆動源としてロッド３０を上下させてもよい。
【００５８】
フラッパー２８は、前述したように、流路内の断面積を変化させ、流路内のケーキを圧搾するものであり、フラッパー２８の上下方向の位置を調整することにより、ケーキに与える圧搾力（圧力）を調整可能としている。この圧搾力は、ケーキの成分等によって調整される。なお、ケーキ排出側のフラッパー２８の部分（先端部分）やロッド３０との連結部分にそれぞれヒンジを取付け、先端部分を水平に保てるようにしてもよい。このフラッパー２８の上下の移動の制御は、フラッパー２８の位置や可動に要する動力（例えば、シリンダー内の圧力媒体の圧力など）を制御パラメータとしている。また、図示はしないが、フラッパー２８を中継部２７Ｂの内壁下部に取付けて、上下に可動させてもよく、さらに上部及び下部の双方に取付てもよい。
【００５９】
上記の実施の形態では、フラッパー２８は、上下に移動させているが、図１５乃至図１７に示すように、左右に移動させてもよい。この場合、図１５乃至図１７では、フラッパー２８は正面左方向に取付けられているが、右方向に取付けてもよいし、左右の両側に取付けてもよい。
【００６０】
また、上記のフラッパー２８による圧搾力の調整に換えて、図１８乃至図２０に示すように、搬送流路２７の中継部２７Ｂの途中にケーキ排出口２７Ｄを形成し、このケーキ排出口２８Ｄに挿入自在なテーパーコーン３２を用いた調整も考えることができる。テーパーコーン３２は、その厚みが搬送流路２７の内壁幅と略同一又は若干小さく、かつ、挿入量に応じて搬送流路２７におけるケーキの移動可能な断面積が小さくなるように、下方に斜面が形成された三角プレートである。なお、テーパーコーン３２の形状は、三角形状に限られず、円弧形状等でも、挿入量に応じて搬送流路の断面積が変化するようなものであればどのようなものでもよい。
【００６１】
テーパーコーン３２の後端部分には、ロッド３３が取付けられており、エア又は油圧等のシリンダー３４が可動することによってロッド３３が前後方向に移動し、それによって、テーパーコーン３２の搬送流路２７内への出入り可能となっている。この実施形態では、ケーキがテーパーコーン２７の斜面に押されて下方に排出されるため、ケーキ排出部としてのシュートを別途設ける必要はない。この形態では、ケーシング７の側面の一部を切欠き、下方に向う傾斜面７Ｃを形成しており、ケーキ排出の促進を図っている。なお、必ずしも切欠を設ける必要はなく、また、図示はしないが、搬送流路２８の先端部分をケーシング７の側面よりも先に延在させ、その先端部分に下方に向う傾斜面を形成してもよい。
【００６２】
また、図２１乃至図２３に示すように、搬送流路２７の途中にスクリューコンベア２７Ｅを設けて圧搾力の調整をしてもよい。この形態では、スクリューの回転数を調整することでケーキ排出速度を調整し、ケーキへの圧搾力を調整するものである。例えば、スクリューの回転数を遅くすることで、スクリューコンベア２７Ｅの円弧状流路部近傍にケーキが溜まり、内圧が高くなることによって圧搾される。
【００６３】
スクリューコンベア２７Ｅの先端側には、シュート状のケーキ排出部２７ａが形成され、ここからケーキが排出されるようになっている。なお、符号２７ｂは、スクリューを回転させるモータである。
【００６４】
ケーキの搬出を内側ろ材１や外側ろ材２の回転による慣性力（押出し）を利用する場合には、装置の運転停止時に、搬送流路２７内にケーキが残ってしまうことがあるが、スクリューコンベア２７Ｅによって強制的にケーキを排出するこの場合では、完全な排出が可能となり、清掃性に優れると共に、残留したケーキによる腐食等の問題を軽減できる。また、スクリューコンベア２７Ｅのケーキ排出部２７ａから脱水ケーキ搬送設備までを密閉性のダクト状の流路（図示せず）で接続すれば、臭気の抑制やシール構造の簡略化が図れる。
【００６５】
上記の図９乃至図２０に示す様々な実施の形態では、ケーキの排出口はシュート状であるが、必ずしもこれを形成する必要はなく、図示はしないが、搬送流路２７から脱水ケーキ搬送設備まで密閉性のダクト状の流路（図示せず）で直接接続してもよい。この場合には、完全密閉とすることができるので、前述したように、臭気の抑制やシール構造の簡略化が図れる。また、例えば図９乃至図１７に示すような実施の形態において、ケーキ排出部２７Ｃをシュート状に形成することなく、前述したようにケーシング７の側面の一部を切欠き、下方に向う傾斜面を形成してもよいし、中継部２７Ｂの先端を延在し、底面をスロープ状に形成してもよい。
【００６６】
また、図２４に示すように、中継部の先端部分の近傍に、掻き取り羽根３５を設置し、その推進力で傾斜面７Ｃからケーシングの上板７Ａ端までケーキを搬出してもよい。羽根の駆動については、内側ろ材１や外側ろ材２を回転させる第１の回転駆動手段又は第２の回転駆動手段を駆動源としてもよいし、別の駆動源を用いてもよい。
【００６７】
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でも、上記のケーシング７の外部へ搬出する手段を適宜選択することができる。
【００６８】
＜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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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ろ過空間出口１４から排出される。そして、このろ過空間出口１４から搬送流路内にケーキは移動し、円弧状流路部２７Ａや中継部２７Ｂの内壁での摩擦抵抗、前述したフラッパー２８等の圧搾力（圧力）の調整機構による排出抵抗によってさらなる圧搾が促進されて、含水率が低減されると共に体積縮減がなされて、最終的には、ろ過装置から排出される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】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】本発明に係る搬送流路の概要を示す斜視図である。
【図１０】その平面図である。
【図１１】搬送流路の概要を示す縦断面図（ＩＩ−ＩＩ断面図）である。
【図１２】搬送流路の他の実施例（１）の概要を示す斜視図である。
【図１３】その平面図である。
【図１４】その概要を示す縦断面図（ＩＩＩ−ＩＩＩ断面図）である。
【図１５】搬送流路の他の実施例（２）の概要を示す斜視図である。
【図１６】その平面図である。
【図１７】その概要を示す縦断面図（ＩＶ−ＩＶ断面図）である。
【図１８】搬送流路の他の実施例（３）の概要を示す斜視図である。
【図１９】その平面図である。
【図２０】その概要を示す縦断面図（Ｖ−Ｖ断面図）である。
【図２１】搬送流路の他の実施例（４）の概要を示す斜視図である。
【図２２】その平面図である。
【図２３】その概要を示す縦断面図（ＶＩ−ＶＩ断面図）である。
【図２４】搬送流路の他の実施例（５）の概要を示す平面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１…内側ろ材、１Ａ…上板、２…外側ろ材、３…仕切り、４…ろ過空間、５…内筒回転軸、７…ケーシング、７Ａ…上板、７Ｂ…底板、７Ｃ…傾斜面、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…ろ過空間出口、１５…背圧板、１６…スクレーパー、２７…搬送流路、２７Ａ…円弧状流路部、２７Ｂ…中継部、２７Ｃ…ケーキ排出部、２８Ｄ…ケーキ排出口、２７Ｅ…スクリューコンベア、２７ａ…ケーキ排出部、２７ｂ…モータ、２８…フラッパー、２９…ヒンジ、３０…ロッド、３１…シリンダー、３２…テーパーコーン、３３…ロッド、３４…シリンダー、３５…掻き取り羽根。
【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搬送流路を介してケーキを排出し、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、
前記搬送流路は、その内壁での摩擦抵抗によりケーキを圧搾す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】
前記搬送流路は、ろ過空間の他端側に形成されたろ過空間出口に連結され、かつろ過空間を投影した部分に配設された円弧状流路を有し、
該円弧状流路の内周部分は、延在された前記内側ろ材で形成され、軸心周りに回転するように構成された、請求項１記載のろ過装置。
【請求項３】
前記搬送流路には、流路内の断面積を調整する機構が設けられた、請求項１又は２記載のろ過装置。
【請求項４】
前記搬送流路には、ケーキを搬送する搬送手段が設けられた、請求項１乃至３のいずれか１項記載のろ過装置。
【請求項５】
前記搬送手段は、スクリューコンベアである、請求項４記載のろ過装置。
【請求項６】
前記搬送流路から脱水ケーキ搬送設備まで、密閉性の管路で接続する構成とされた、請求項１乃至５のいずれか１項記載のろ過装置。
【請求項７】
前記搬送流路のケーキ排出口が、シュート状に形成された、請求項１乃至５のいずれか１項記載のろ過装置。
【請求項８】
前記搬送流路のケーキ排出口近傍に、掻き取り羽根が配設され、この羽根の回転によりケーキが排出される構成とされた、請求項１乃至５のいずれか１項記載のろ過装置。
【請求項９】
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９のいずれか１項記載のろ過装置。
【請求項１１】
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１０のいずれか１項記載のろ過装置。
【請求項１２】
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１１のいずれか１項記載のろ過装置。
【請求項１３】
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１２のいずれか１項記載のろ過装置。
【請求項１４】
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１２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搬送流路を介してケーキを排出し、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、
前記搬送流路は、その内壁での摩擦抵抗によりケーキを圧搾す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】
前記搬送流路は、ろ過空間の他端側に形成されたろ過空間出口に連結され、かつろ過空間を投影した部分に配設された円弧状流路を有し、
該円弧状流路の内周部分は、延在された前記内側ろ材で形成され、軸心周りに回転するように構成された、請求項１記載のろ過装置。
【請求項３】
前記搬送流路には、流路内の断面積を調整する機構が設けられた、請求項１又は２記載のろ過装置。
【請求項４】
前記搬送流路には、ケーキを搬送する搬送手段が設けられた、請求項１乃至３のいずれか１項記載のろ過装置。
【請求項５】
前記搬送手段は、スクリューコンベアである、請求項４記載のろ過装置。
【請求項６】
前記搬送流路から脱水ケーキ搬送設備まで、密閉性の管路で接続する構成とされた、請求項１乃至５のいずれか１項記載のろ過装置。
【請求項７】
前記搬送流路のケーキ排出口が、シュート状に形成された、請求項１乃至５のいずれか１項記載のろ過装置。
【請求項８】
前記搬送流路のケーキ排出口近傍に、掻き取り羽根が配設され、この羽根の回転によりケーキが排出される構成とされた、請求項１乃至５のいずれか１項記載のろ過装置。
【請求項９】
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９のいずれか１項記載のろ過装置。
【請求項１１】
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１０のいずれか１項記載のろ過装置。
【請求項１２】
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１１のいずれか１項記載のろ過装置。
【請求項１３】
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１２のいずれか１項記載のろ過装置。
【請求項１４】
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１２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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００７−１６０２４６（Ｐ２００７−１６０２４６Ａ）
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６１４３８（Ｐ２００５−３６１４３８）
【出願日】平成１７年１２月１５日（２００５．１２．１５）
【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６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１５日（２００５．１２．１５）
【出願人】（０００１６５２７３）月島機械株式会社 (253)
【Ｆターム（参考）】
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