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コンクリート遠心成形機
説明

コンクリート遠心成形機

【課題】洗浄時に発生する懸濁水を容易に浄化することができ、維持・管理も容易なコンクリート遠心成形機を提供する。
【解決手段】コンクリート遠心成形機100の洗浄では、成形用管101を比較的低速で回転させながらその上方から散水し、成形用管101を水洗いする。成形用管101に付着していた大量のノロは洗浄によって除去され、その際に発生する懸濁水は排水回収皿103によって回収される。排水回収皿103に設けられた排水口から通水管106を通り、高分子マイクロフィルタ105に送り込まれる。高分子マイクロフィルタ105によってろ過された排水はそのまま排水されるか、あるいはポンプ107で汲み上げられて再び散水栓へ環流される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コンクリート遠心成形機に関し、特に、特に、コンクリート遠心成形機の洗浄機構に関するものである。
【背景技術】
【0002】
コンクリートパイルやポール、ヒューム管等のコンクリート製品は遠心成形法によって製造されている。遠心成形法では、成形用管に生コンクリートが投入されるが、この成形用管は定期的に洗浄され、このときコンクリートを含む大量の懸濁水が発生する。この懸濁水(ノロ)を河川等にそのまま流した場合には河川等が汚濁し、自然環境に重大な影響を及ぼすため、その汚水処理が問題となる。例えば、特許文献1には、洗浄廃液用ろ過装置を用いて生コンクリート等を含んだ洗浄廃液をろ過することが提案されている。また、特許文献2には、コンクリート二次製品の遠心成型後に発生したコンクリートスラッジの固形物と水の性状を把握し、スラッジの全量をコンクリート二次製品に再利用することができるようにし、価格的に安価なコンクリート二次製品を製造できるスラッジ処理方法が提案されている。
【特許文献1】特開2001−129319号公報
【特許文献2】特開2000−84920号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上述した従来のろ過装置においては、すぐに目詰まりが生じてしまうため、頻繁にフィルタ清掃を行う必要があるだけでなく、フィルタ交換を行わなければならなかった。
【0004】
したがって、本発明の目的は、洗浄時に発生する懸濁水を容易に浄化することができ、維持・管理も容易なコンクリート遠心成形機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の上記目的は、コンクリートを遠心成形するための成形用管と、成形用管の洗浄排水をろ過する浄化装置とを備え、浄化装置は高分子マイクロフィルタを含み、高分子マイクロフィルタは、多孔質空間の核となる独立核空間と、複数の独立核空間の間を連通させる連続微空間とで形成されたスクラム構造を有する多孔質層を備えることを特徴とするコンクリート遠心成形機によって達成される。
【0006】
本発明において、浄化装置は、成形用管の上方から散水する散水手段と、散水された水を回収する排水回収手段とを備え、高分子マイクロフィルタは、排水回収手段によって回収された水をろ過することが好ましい。
【0007】
本発明においては、多孔質層が、1以上の凸部及び/又は凹部で異形化された断面形状を有する繊維で形成されていることが好ましい。
【0008】
本発明においては、多孔質層が、不織布と、不織布の繊維層に含浸された多孔質性樹脂とで一体化されて形成されていることが好ましい。
【0009】
本発明においては、高分子マイクロフィルタが、多孔質層の下流側に形成された多孔質層よりも空隙率の高い不織布の中間繊維層と、中間繊維層の下流側に形成された支持層と、支持層の下流側に形成された中間繊維層よりも空隙率の高い不織布の基材繊維層をさらに有することが好ましい。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、洗浄時に発生する洗浄排水を容易に浄化することができ、維持・管理も容易なコンクリート遠心成形機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【0012】
図1は、本発明の好ましい実施形態によるコンクリート遠心成形機100の構成を示す模式図である。
【0013】
図1に示すように、このコンクリート遠心成形機100は、成形用管101と、成形用管101の上方に設けられた散水栓102と、成形用管の下方に設けられた排水回収皿103と、排水回収皿103で回収された水をろ過する高分子マイクロフィルタ105とを備えている。成形用管101はロープ104で吊り下げられており、回転可能な構成を有している。
【0014】
コンクリート遠心成形機100の洗浄では、成形用管101を比較的低速で回転させながらその上方から散水し、成形用管101を水洗いする。成形用管101に付着していた大量のノロは洗浄によって除去され、その際に発生する懸濁水は排水回収皿103によって回収される。排水回収皿103に設けられた排水口から通水管106を通り、高分子マイクロフィルタ105に送り込まれる。高分子マイクロフィルタ105によってろ過された水はそのまま排水されるか、あるいはポンプ107で汲み上げられて再び散水栓102へ環流される。
【0015】
コンクリート遠心成形機100を洗浄することにより、高分子マイクロフィルタ105には固形分が蓄積し、ろ過機能が低下するので、固形分を除去する必要がある。そのため、高分子マイクロフィルタ105は定期的に逆洗され、又はスクレーパ等による洗浄が行われる。詳細は後述するが、本実施形態の高分子マイクロフィルタ105は、多孔質空間の核となる独立核空間と、複数の独立核空間の間を連通させる連続微空間とで形成されたスクラム構造を有する多孔質層を備えることから、ろ過性能が高いだけでなく、比較的簡単に目詰まりを解消することができきる。
【0016】
次に、高分子マイクロフィルタ105について詳細に説明する。
【0017】
図2は、高分子マイクロフィルタ105の構造を示す略断面図である。
【0018】
図2に示すように、高分子マイクロフィルタ105は、不織布の繊維の断面形状を異形化することにより形成されたスクラム構造を有する多孔質層2と、多孔質層2の下流側に不織布で形成された多孔質層2よりも空隙率の高い中間繊維層3、織布、ネット、その他の多孔膜等の補強材で中間繊維層3の下流側に形成された支持層4、支持層4の下流側に不織布で形成された中間繊維層3よりも空隙率の高い下部繊維層5とを備えている。
【0019】
多孔質層2、中間繊維層3、下部繊維層5を形成する不織布の材質としては、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール(ビニロン)系などの合成繊維を用いることができる。各々の層の平均繊維径は、空隙率等に応じて適宜選択することができる。多孔質層2を形成する合成繊維の平均繊維径は、3μm〜25μmとすることが好ましい。平均繊維径が3μmより細くなるにつれ、取扱いが困難となり、不織布の量産性、耐久性に欠ける傾向があり、25μmより太くなるにつれ、空孔が大きくなって空隙率が増加し、ろ過性能が低下し易くなる傾向にあるからである。尚、耐水性、耐薬品性、耐候性の面からはポリエステルやポリプロピレンが好ましい。
【0020】
高分子マイクロフィルタ105の目付は500g/m〜1000g/mであることが好ましい。目付が500g/mより小さくなるにつれ、長期間使用により繰り返し加わる水圧に耐えることが困難となり、耐久性が低下し易くなる傾向があり、1000g/mよりおおきくなるにつれ、量産性が低下し易くなる傾向があるからである。
【0021】
支持層4は、織布、ネット、その他の多孔膜等の補強材を中間繊維層3と下部繊維層5の間に配設することにより形成されることが好ましい。補強材としては、ものフィラメントやマルチフィラメントの織物基布が好適に用いられるが、スパン織布を用いてもよい。尚、補強材の材質としては、前述の不織布の材質と同様のものが好適に用いられる。また、ネットの場合、ステンレス線とポリエステル等を複合させたものを縦横に網目状に配置してもよい。
【0022】
高分子マイクロフィルタ105の見かけ密度は0.35g/cm〜0.55g/cmであることが好ましい。見かけ密度が0.35g/cmより小さくなるにつれ、汚水と接触するろ過面積が不十分となり、ろ過効率が低下し易くなる傾向があり、0.55g/cmより大きくなるにつれ、通水量が不十分となり、大量の汚水をろ過することが困難になる傾向があるからである。
【0023】
高分子マイクロフィルタ105は、98kPaの圧力差を与えたときの空気通過量が1(cm/s)/cm〜10(cm/s)/cmとなるように形成されていることが好ましい。空気通過量が1(cm/s)/cmより小さくなるにつれ、通水量が不十分となり、大量の汚水をろ過することが困難になる傾向があり、10(cm/s)/cmより大きくなるにつれ、汚水と接触する繊維量が不十分となり、ろ過効率が低下し易くなる傾向があるからである。
【0024】
図3は、高分子マイクロフィルタ105の多孔質層2の構造を示す要部断面図である。
【0025】
図3に示すように、多孔質層2はスクラム構造を有しており、多孔質層2を形成する不織布の繊維層に含浸され不織布と一体化された多孔質性樹脂15と、多孔質層2の多孔質空間の核となる独立核空間15aと、複数の独立核空間15aの間を連通させる連続微空間15bを備えている。
【0026】
多孔質層2の連続微空間(連続気泡)15bの平均空孔径は、0.5μm〜8μmであることが好ましく、1μm〜4μmであることがさらに好ましい。平均空孔径が1μmより小さくなるにつれ、目詰まりが発生し易くなり、大量の汚水をろ過することが困難になる傾向が見られ、4μmより大きくなるにつれ、通水量が多くなり、ろ過性能が低下し易くなる傾向が見られるからである。また、平均空孔径が、0.5μmより小さくなるにつれ、通水性が大幅に低下してろ過効率が低下し易くなる傾向があり、8μmより大きくなるにつれ、微小な懸濁物質を捕捉することが困難となり、懸濁物質が内部の空孔に引っ掛かって閉塞状態となり、逆洗や洗浄で除去できなくなる傾向があるからである。
【0027】
多孔質層2の厚さは、10μm〜1000μmであることが好ましい。多孔質層2の厚さが10μmより薄くなるにつれ、連続微空間15bを十分に確保することができず、ろ過能力が不足すると共に、刷毛等による物理的な洗浄などによって短時間で多孔質層2全体が破損し易く、スクラム構造の効果が不十分となって寿命が低下し易くなる傾向があり、1000μmより厚くなるにつれ、通水性が不足してろ過効率が低下し易くなる傾向があるからである。多孔質層2の厚さを10μm〜1000μmの範囲にすることで、多孔質層2の表層側が破損しても、その内側が新たな表層となって連続微空間15bで継続的にろ過を行うことができ、ろ過性能の信頼性、長寿命性に優れる。
【0028】
図4(a)乃至(c)は、多孔質層2を形成する繊維の構造を示す模式斜視図である。
【0029】
図4(a)は、多孔質層2を形成する繊維10の円周上に複数の凸部11が形成された例であり、図4(b)は、多孔質層2を形成する繊維10aの外周に凸部11aが螺旋状の凸条に形成された例であり、図4(c)は、多孔質層2を形成する繊維10bの外周表面に略球状の複数の凸部11bが形成された例である。これらの凸部11,11a,11bは、表面に凸部11,11a,11bに対応する凹凸が形成された圧延ローラの間に繊維10,10a,10bを通すことにより形成することができる。
【0030】
凸部が11,11a,11bの大きさは繊維10,10a,10bの繊維径にもよるが、繊維径が10μm〜25μmの場合、凸部11,11a,11bの直径は2μm〜5μmであることが好ましい。凸部11,11a,11bの直径が2μmより小さくなるにつれ、異形化の効果が不十分となり、通水性が低下し易くなってろ過効率が低下する傾向があり、凸部11,11a,11bの直径が5μmより大きくなるにつれ、断面形状を維持するのが困難となり生産性が低下し易くなると共に、空隙率が高くなってろ過性能が低下し易くなる傾向があるからである。
【0031】
高分子マイクロフィルタ105の多孔質層2の形成工程において、1以上の凸部11,11a,11bで異形化された断面形状を有する繊維10,10a,10bをニードルパンチやウォータージェットニードル等の方法によって、三次元に交絡させて多孔質層2を形成することにより、独立核空間15aを連通する略均一な連続微空間15bを形成することができ、多孔質層2の連続微空間(微細空孔)15bの平均空孔径を前述の0.5μm〜8μm、好ましくは1μm〜4μmに形成することができる。
【0032】
図5(a)乃至(f)は、多孔質層2を形成する繊維の構造の変形例を示す略断面図である。
【0033】
図5(a)は繊維10cの外周に5個の凸部11cが形成された例であり、図5(b)は繊維10dの外周に4個の凸部11dが形成された例であり、図5(c)は繊維10eの外周に3個の凸部11eが形成された例であり、図5(d)は繊維10fの外周に4個の凹部11fが形成された例であり、図5(e)は繊維10gの外周に3個の凹部11gが形成された例であり、図5(f)は繊維10hの外周に2個の凹部11hが形成された例である。
【0034】
図5に示した繊維10c乃至10hの断面形状と同様の断面形状を有する金型から繊維を延伸させることにより、繊維の断面形状を異形化することができ、繊維の長手方向に連続的な凸条や凹条を形成することができる。また、延伸の際に繊維を捻ることにより、図4(b)で示したように凸条や凹条を螺旋状に形成することができる。尚、繊維を液中で延伸させることにより、異形化された断面形状を確実に維持することができ生産性に優れる。
【0035】
図5では、2個〜5個の凸部11c乃至11eや凹部11f乃至11hにより、断面形状を異形化したものを示したが、凸部11c乃至11eや凹部11f乃至11hの数は2個〜8個、形成することができる。凸部11c乃至11eや凹部11f乃至11hの数が2個より少なくなるにつれ、異形化の効果が不十分となり、通水性が低下し易くなってろ過効率が低下する傾向があり、凸部11c乃至11eや凹部11f乃至11hの数が8個より多くなるにつれ、断面形状を維持するのが困難となり生産性が低下し易くなると共に、空隙率が高くなってろ過性能が低下し易くなる傾向があるからである。尚、図4及び図5で示した各々の繊維10a乃至10hは、それぞれ単独で用いてもよく、複数種類を組み合わせて用いてもよい。
【0036】
以上のように構成された高分子マイクロフィルタ105によれば、以下の作用を有する。まず、スクラム構造を有する上流側の多孔質層2の目を細かくすることにより、表面部で汚水中の粒子を確実に捕捉して、内部への侵入を阻止でき、ろ過性能に優れる。また、ろ過時に上流側となる多孔質層2側から下流側の下部繊維層5側に向かって空隙率が高くなるように各層の空隙率を調整することにより、微細な懸濁物質であっても確実に多孔質層2の表面で捕捉して、ろ過することができると共に、ろ過された汚水のろ過水を下部繊維層5側から速やかに排出することができ、ろ過効率に優れる。
【0037】
また、上流側の多孔質層2の目を細かくし、下流側の下部繊維層5の目を粗くすることにより、逆洗や物理的な剥離により多孔質層2の表面に付着した懸濁物質を容易に取り除くことができ、目詰まりが発生し難く、長期間連続して使用することが可能でメンテナンス性、実用性に優れる。
【0038】
また、中間繊維層3と下部繊維層5との間に形成された支持層4を有することにより、全体を補強して縦横の変形を防止することができ耐久性に優れる。また、下部繊維層5により高分子マイクロフィルタ105の全体の厚みと強度を調整することができ、スクレーパやブラシ等により洗浄を行う際に、そのクッション性で衝撃を吸収することができ、多孔質層2の破損が発生し難くなると共に、ろ過水を自由に移動、排出させることができ、通水性を向上させることができる。
【0039】
さらにまた、多孔質層2を形成する繊維10乃至10hが、1以上の凸部11乃至11eや凹部11f乃至11hで異形化された断面形状を有することにより、多孔質層2内に略均一な連続微空間を形成することができ、ろ過性能の均一性に優れる。また、多孔質層2が、略均一な連続微空間が多重に形成されたスクラム構造を有するので、多孔質層2の表面で繊維10乃至10hが断裂する等にしても、さらにその内側の繊維10乃至10hで形成された連続微空間によって継続的にろ過を行うことができ、ろ過性能の信頼性、長寿命性に優れる。
【0040】
この高分子マイクロフィルタ105は、重力ろ過を行うことができ、目詰まり画発生し難く、外部からの小さな刺激で懸濁物質を剥離することができるので、逆洗で洗浄する以外に、ブラシ洗浄方式、ウォータージェット洗浄方式、吸引洗浄方式、スクレーパ洗浄方式等により洗浄することができ、濃度の濃い汚水にも対応することができ汎用性に優れる。 また、ブラシ洗浄やスクレーパ洗浄などの剥離洗浄により、多孔質層2の表面に付着した懸濁物質を凝集した状態で剥離させてろ過槽などの底部に沈降させることができるので、汚水の濃度が濃くなることが防止でき、安定したろ過流量を得ることができる。
【0041】
また、高分子マイクロフィルタ105はろ過圧力装置を必要としないので省エネルギー性に優れ、ろ過装置全体を小型化、軽量化することができ、量産性、取り扱い性を向上させることができる。また、凝集剤等を使用することなく、汚水に含まれているミネラル分を残存させたまま、懸濁物質のみを取り除いて浄化処理を行うことができ、清水として河川等に放流することができるので環境保護性に優れる。また、汚水中の懸濁物質が高分子マイクロフィルタ105の多孔質層2の表面に付着しても、ろ過効率が低下することがなく、優れたろ過性能を維持することができ、実用性、信頼性に優れる。
【0042】
図6(a)及び(b)は、高分子マイクロフィルタ105の多孔質層2の変形例を示す断面図であって、(a)は要部断面図、(b)は(a)におけるAで示す部分の拡大図である。
【0043】
図6(a)及び(b)に示すように、本実施形態においては、多孔質層2を構成する不織布の繊維10の一部が、連続微空間15bの各空孔の内側へ突き出した構造となっている。そして、多孔質層2を構成する不織布の繊維10の平均繊維径dは、連続微空間15bの平均空孔径dよりも小さく構成されている。
【0044】
多孔質層2を図6のように構成した場合、多孔質層2の連続微空間(連続気泡)15bの平均空孔径dは、0.5μm〜8μmであることが好ましい。また、多孔質層2を構成する不織布の繊維10の平均繊維径dは、8μm以下とすることが好ましく、4μm以下とすることがより好ましい。連続微空間の平均空孔径dが、0.5μmより小さくなると、通水性が大幅に低下してろ過効効率が悪くなる。また、多孔質層2を構成する不織布の繊維10の平均繊維径dが8μmより大きくなると、連続微空間の平均空孔径dを不織布の繊維10の平均繊維径dよりもさらに大きくする必要があることから、微小な固形物質を捕捉することが困難となり、空孔に引っ掛かって閉塞状態となり、逆洗や洗浄で除去できなくなってしまうからである。従って、連続微空間の平均空孔径dを4μm以上とし、不織布の繊維10の平均繊維径dを4μm以下とすることが特に好ましい。
【0045】
このような構成によれば、ろ過により微粒子16が連続微空間内に入った場合でも、連続微空間内に存在する不織布の繊維10に微粒子16引っ掛かるので、多孔質層2の内部深くまで微粒子16が入り込むことを防止できる。これにより、高分子マイクロフィルタの目詰まりを防止することができる。また、逆洗においても、微粒子16が多孔質層2内の深いところまで入り込んでいないため、洗浄効果を高くすることができる。
【0046】
以上説明したように、本実施形態のコンクリート遠心成形機100によれば、浄化装置内に設けられた高分子マイクロフィルタ105を用いて洗浄廃液のろ過を行うので、浄化廃液に含まれる微細な固形分を除去することができ、洗浄廃液が環境に与える悪影響を大幅に低減することができる。また特に、高分子マイクロフィルタを用いることから、微細な固形分を確実に除去することができ、比較的簡単に目詰まりを解消することができ、ろ過効率の向上を図ることができる。
【0047】
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、それらも本発明の範囲に包含されるものであることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図1】図1は、本発明の好ましい実施形態によるコンクリート遠心成形機100の構成を示す模式図である。
【図2】図2は、高分子マイクロフィルタ105の構造を示す略断面図である。
【図3】図3は、高分子マイクロフィルタ105の多孔質層2の構造を示す要部断面図である。
【図4】図4(a)乃至(c)は、多孔質層2を形成する繊維の構造を示す模式斜視図である。
【図5】図5(a)乃至(f)は、多孔質層2を形成する繊維の構造の変形例を示す略断面図である。
【図6】図6(a)及び(b)は、高分子マイクロフィルタ105の多孔質層2の変形例を示す断面図であって、(a)は要部断面図、(b)は(a)におけるAで示す部分の拡大図である。
【符号の説明】
【0049】
2 多孔質層
3 中間繊維層
4 支持層
5 下部繊維層
10 繊維
10a-10h 繊維
11 凸部
11a-11e 凸部
11f-11h 凹部
15 多孔質性樹脂
15a 独立核空間
15b 連続微空間
100 コンクリート遠心成形機
101 成形用管
102 散水栓
103 排水回収皿
104 ロープ
105 高分子マイクロフィルタ
106 通水管
107 ポンプ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンクリートを遠心成形するための成形用管と、
前記成形用管の洗浄排水をろ過する浄化装置とを備え、
前記浄化装置は高分子マイクロフィルタを含み、
前記高分子マイクロフィルタは、多孔質空間の核となる独立核空間と、複数の前記独立核空間の間を連通させる連続微空間とで形成されたスクラム構造を有する多孔質層を備えることを特徴とするコンクリート遠心成形機。
【請求項2】
前記浄化装置は、前記成形用管の上方から散水する散水手段と、
前記散水された水を回収する排水回収手段とを備え、
前記高分子マイクロフィルタは、前記排水回収手段によって回収された前記水をろ過することを特徴とする請求項1に記載のコンクリート遠心成形機。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2009−23265(P2009−23265A)
【公開日】平成21年2月5日(2009.2.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−190083(P2007−190083)
【出願日】平成19年7月20日(2007.7.20)
【出願人】(000211307)中国電力株式会社 (6,505)
【Fターム(参考)】