ダイヤフラム、ろ板及びフィルタプレス脱水機
【課題】破損の虞が低減されたダイヤフラムと、加工が容易なろ板と、前記ダイヤフラムと前記ろ板とでろ室が形成されたフィルタプレス脱水機を提供する。
【解決手段】
ろ枠として機能する厚肉部２１が、原液を圧搾する薄肉部２２の周囲に一体に成形されたダイヤフラム２０と、一側面には隣接するろ板との間でダイヤフラム２０を圧縮する圧縮部３１が形成され、他側面にはダイヤフラム２０を嵌入可能で、厚肉部２１より厚さの小さい立上り部３７が形成されたろ板でろ室８を形成する。ろ室８に原液を供給しダイヤフラム２０を膨らますことで、原液を圧搾・脱水しケーキを得る。このときダイヤフラム２０の厚肉部２１はシール面として機能する。
【解決手段】
ろ枠として機能する厚肉部２１が、原液を圧搾する薄肉部２２の周囲に一体に成形されたダイヤフラム２０と、一側面には隣接するろ板との間でダイヤフラム２０を圧縮する圧縮部３１が形成され、他側面にはダイヤフラム２０を嵌入可能で、厚肉部２１より厚さの小さい立上り部３７が形成されたろ板でろ室８を形成する。ろ室８に原液を供給しダイヤフラム２０を膨らますことで、原液を圧搾・脱水しケーキを得る。このときダイヤフラム２０の厚肉部２１はシール面として機能する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろ枠とろ板で区画されるろ室に原液を供給して圧搾するフィルタプレス脱水機に組み込まれるダイヤフラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カーボン製造、チタン製造等の製品製造工程や、汚泥処理工程における固液分離用脱水機としてフィルタプレス脱水機が広く用いられている。
【０００３】
フィルタプレス脱水機は、並列したろ板とダイヤフラム間にろ室を形成し、ろ板と、ダイヤフラムの前面に吊設したろ布で固液分離を行い、ろ室に生成した脱水ケーキをダイヤフラムで圧搾するように構成されている。
【０００４】
このようなフィルタプレス脱水機に用いられるろ板及びダイヤフラムとして、特許文献１には、図１２（ａ）に示すように、平坦な凹面状の脱水ケーキの支持床６１と周縁部６２が一体成形されたダイヤフラム６０と、凹面状の支持面７１と、支持面７１の裏面にろ過床７５が形成され、支持面７１にダイヤフラム６０を張設するようにしたろ板７０が提案されている。
【０００５】
ダイヤフラム６０を張設するろ板７０の縁部には、凹溝７３とその外側に内部を拡開した蟻溝７４をそれぞれ無端状に形成してある。ダイヤフラム６０の縁部には、ろ板７０の凹溝７３に挿入するシール用の突条６３と、その外側にろ板７０の蟻溝７４に挿着する先端部を拡大して切欠斜面を有する係止用の係合突部６４をそれぞれ無端状に形成してある。
【０００６】
図１２（ｂ）に示すように、ダイヤフラム６０とろ板７０を並列させ、ダイヤフラム６０とろ板７０の間に図示しないろ布を配置して、ダイヤフラム６０の突条６３と係合突部６４をろ板７０の凹溝７３と蟻溝７４にそれぞれ当押し込み、ろ板７０にダイヤフラム６０を挿着してろ室を形成し、原液供給部材８０からろ室に圧搾対象物を供給した後、ダイヤフラム６０とろ板７０の支持床７１の間に加圧水を圧入してダイヤフラム６０の支持床６１をろ過床７５側へ膨らませることで、圧搾対象物を圧搾脱水する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１４４３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述ようなダイヤフラム６０では、圧搾工程でダイヤフラム６０の膨張・収縮を繰り返すたびに可動部６５に繰り返し応力が生じる。この可動部６５はろ板７０と接触しているため大きな応力が集中したり、圧搾脱水操作のたびに摩耗が生じるので、耐久性が悪化し、破損しやすいという問題があった。
【０００９】
また、ダイヤフラム６０の突条６３，係合突部６４と係合するような凹溝７３，蟻溝７４や、ダイヤフラム６０の支持床６１と沿うような支持面７１を形成するろ板７０の加工が煩雑であった。
【００１０】
そこで、煩雑なろ板の加工を減らすために、図１２（ｃ）に示すように、平らなろ板６６でダイヤフラム６７を挟持することも考えられるが、ろ板６６が平らなので、ろ板６６とダイヤフラム６７の間にろ室を形成する、つまり、ろ板６６とダイヤフラム６７の間に空間を形成するために、別に製作したろ枠６８が必要であり、さらに、ろ枠６８とろ板６６の接触面を確実にシールするためには、シール部材６９を備える必要があった。すると、構成品数が増加し、製作工程が増加するという問題があった。
【００１１】
本発明は、破損の虞が低減されたダイヤフラムと、加工が容易なろ板と、前記ダイヤフラムと前記ろ板とでろ室が形成されたフィルタプレス脱水機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の目的を達成するため、本発明によるダイヤフラムの特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、ろ枠とろ板で区画されるろ室に原液を供給して圧搾するフィルタプレス脱水機に組み込まれるダイヤフラムであって、ろ枠として機能する厚肉部が、原液を圧搾する薄肉部の周囲に一体に成形され、ろ板で圧縮されることによりシール面が形成される点にある。
【００１３】
上述の構成によれば、ろ枠として機能する厚肉部と、原液を圧搾する薄肉部を一体成型することで、ろ室を構成するために別に製作したろ枠を用いる必要がなくなり、厚肉部がろ板で圧縮されることによりシール面が形成されることで、シール部材が不要となり、部品点数が低減できる。
【００１４】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記薄肉部が平板状に形成され、前記薄肉部の縁部が前記厚肉部の内周の厚み方向一端部に連接されている点にある。
【００１５】
上述の構成によれば、例えば、縁部がろ枠として機能する厚肉部の端面と連なる薄肉部の一面と、前記一面に対向するろ板との間にろ室を形成した場合、薄肉部に働く弾性力をろ室に圧入された原液を圧搾する力として利用できるので、原液を十分に圧搾することができる。さらに、ろ室側の薄肉部の縁部付近に、ろ布の目を抜けた脱水ケーキが付着することを防止できる。
【００１６】
なお、上述とは逆に、縁部がろ枠として機能する厚肉部の端面と連なる薄肉部の一面の裏面と、前記裏面に対向するろ板との間にろ室を形成してもよい。
【００１７】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第二特徴構成に加えて、前記厚肉部の内周面と、前記内周面に連なる前記薄肉部の一面と、前記一面に対向するろ板との間にろ室が形成されるように構成されている点にある。
【００１８】
上述の構成によれば、前記厚肉部の内周面と、前記内周面に連なる前記薄肉部の一面と、前記一面に対向するろ板との間にろ室が形成されているので、前記内周面に連なる前記平板状に形成された薄肉部の一面全体をろ室として有効に利用することができるので、圧入する原液の量を増加させることができる。
【００１９】
さらに、原液の圧搾に利用した加圧水を排出する際には、薄肉部に働く弾性力を加圧水を排出する力として利用することができ、平板状に形成された薄肉部が元の位置に戻ることにより、加圧水が完全に排出されるので、開板、脱水ケーキ排出工程でろ過ユニットを開いた際に、加圧水がこぼれ落ち、周囲を汚す虞を低減することができる。
【００２０】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記薄肉部が平板状に形成され、前記薄肉部の縁部が前記厚肉部の内周の厚み方向両端部から離隔した位置に連接されている点にある。
【００２１】
ダイヤフラムが膨張・収縮する際に、ダイヤフラムの縁部には繰り返し応力が集中する。上述の構成によれば、当該縁部が厚肉部の内周の厚み方向端部から離隔した位置に連接されているので、ろ板に接することがなくなるので、摩耗の虞がなくなり破損の虞を低減できる。
【００２２】
同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一、第二または第四の何れかの特徴構成に加えて、前記薄肉部の縁部が、ろ枠として機能する厚肉部の厚み方向一端部側に連接され、前記薄肉部の中央部が、前記厚肉部の厚み方向他端部側に張り出した平坦面に形成され、前記平坦面と前記縁部とが傾斜面で連接されている点にある。
【００２３】
上述の構成によれば、ろ室の容積を比較的大きくとりつつも、ろ室を形成する側の薄肉部の縁部付近に、ろ布の目を抜けた脱水ケーキが付着することを防止できる。
【００２４】
さらに、原液の圧搾に利用した加圧水を排出する際には、薄肉部に働く弾性力を加圧水を排出する力として利用することができ、薄肉部が元の位置に戻ることにより、加圧水を排出しやすいので、開板、脱水ケーキ排出工程でろ過ユニットを開いた際に、加圧水がこぼれ落ち、周囲を汚す虞を低減することができる。
【００２５】
本発明によるろ板の第一特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成を備えたダイヤフラムで原液を圧搾するフィルタプレス脱水機に組み込まれるろ板であって、他のろ板との間で前記ダイヤフラムを圧縮する圧縮部と、ダイヤフラムの圧縮を所定圧とするための立上り部が形成されている点にある。
【００２６】
上述の構成によれば、ダイヤフラムの圧縮を所定圧とする立上り部により、ダイヤフラムの厚肉部が圧縮される圧力を所定圧に維持できるので、シール面のシール効果を安定させることができ、厚肉部の締め付けすぎによる破損の虞も回避できる。
【００２７】
同第二の特徴構成は、請求項７に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記立上り部の厚さは、ダイヤフラムの厚肉部の厚さより小さく設定されている点にある。
【００２８】
上述の構成によれば、立上り部の厚さと厚肉部の厚さの差がダイヤフラムの圧縮代となる。ダイヤフラムが前記圧縮代以上に圧縮されることがなくなるので、シール面のシール効果を安定させることができ、厚肉部の締め付けすぎによる破損の虞も回避できる。
【００２９】
本発明によるフィルタプレス脱水機の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成を備えたダイヤフラムと、上述の第一または第二特徴構成を備えたろ板を備えた点にある。
【００３０】
上述の構成によれば、隣接するろ板の間にダイヤフラムが所定圧で保持された状態で圧搾を行うことができるので、安定したシール効果を得つつ、ダイヤフラムの締め付けすぎによる破損の虞が回避できる状態での脱水ができる。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明した通り、本発明によれば、破損の虞が低減されたダイヤフラムと、加工が容易なろ板と、前記ダイヤフラムと前記ろ板とでろ室が形成されたフィルタプレス脱水機を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明によるフィルタプレス脱水機の概略図
【図２】ダイヤフラムの説明図であって、（ａ）は正面図のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は正面図
【図３】（ａ）はダイヤフラムの縁部の詳細図、（ｂ）はダイヤフラムの厚さと立上が部の厚さの説明図
【図４】（ａ）はろ板の正面図、（ｂ）はろ板の側面図
【図５】（ａ）は原液供給部材の正面図、（ｂ）は原液供給部材の側面図
【図６】（ａ）がろ板の平面図、（ｂ）はろ板の裏面図
【図７】ダイヤフラムをろ板に嵌入した状態の説明図であって、（ａ）は側断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は裏面図
【図８】ろ過ユニットの説明図であって、（ａ）はろ過ユニットが開いた状態を表す概略図、（ｂ）はろ過ユニットが閉じた状態を表す概略図
【図９】（ａ）は閉板工程の説明図、（ｂ）はろ過工程の説明図、（ｃ）は圧搾工程の説明図、（ｄ）は開板・脱水ケーキ排出工程の説明図
【図１０】（ａ）は本実施形態によるろ過ユニットの概略図、（ｂ）は別実施形態によるろ過ユニットの概略図、（ｃ）は別実施形態によるダイヤフラムの説明図
【図１１】（ａ）は、別実施形態によるダイヤフラムの説明図、（ｂ）は、別実施形態によるダイヤフラムを備えたろ過ユニットの説明図、（ｃ）は、別実施形態によるダイヤフラムを備えたろ過ユニットの説明図
【図１２】従来のフィルタプレス脱水機に用いられるダイヤフラムとろ板の概略図であって、（ａ）はダイヤフラムとろ板の係合部分の概略図、（ｂ）はダイヤフラムとろ板を係合した状態の概略図、（ｃ）はろ板が平らである場合の説明図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に本発明によるダイヤフラム、ろ板及びフィルタプレス脱水機を説明する。
【００３４】
図１に示すように、フィルタプレス脱水機１００には、左フレーム１、右フレーム２間に一対のガイドレール３が横架してあり、一対のガイドレール３に複数のろ過ユニット４が左フレーム１と右フレーム２方向に摺動可能に載架されている。右フレーム２には押圧シリンダ６が設けられ、押圧シリンダ６のロッド６ａの先端には押圧部材５が備えられている。
【００３５】
複数のろ過ユニット４はそれぞれ隣接するろ過ユニット４とリンク部材（図示せず）で連結され、図１中右端のろ過ユニット４はろ過ユニット駆動装置と連結され、左端のろ過ユニット４は左フレーム１側と連結されている。右端のろ過ユニット４が右方向に移動すると、それにつられて順次ろ過ユニット４が右方向に移動し、リンク部材によってそれぞれのろ過ユニット４が所定間隔で離間するように構成されている。
【００３６】
なお、ろ過ユニット４の移動は上述の構成によるものに限らず、左フレーム１と右フレーム２に備えたスプロケット（図示せず）間に配設したチェーン（図示せず）にろ過ユニット４を懸架して、スプロケットを駆動しチェーンを移動させることで、当該チェーンに懸架されたろ過ユニット４を移動させる構成であってもよい。
【００３７】
隣接するろ過ユニット４間には、複数の上部支持部材７ａと下部支持部材７ｂの間に張設された無端状のろ布７ｃが上下方向に配設されている。
【００３８】
押圧部材５を介して押圧シリンダ６によって複数のろ過ユニット４がそれぞれの間にろ布７ｃを挟んだ状態で、右フレーム２方向から左フレーム１方向に所定圧力で押圧されて閉板されるように構成されている。
【００３９】
ろ過ユニット４は、ろ板３０とろ板３０の片面に支持されたダイヤフラム２０で構成され、ろ室８は、ろ枠として機能するダイヤフラム２０の厚肉部とろ板３０で区画されて構成される。
【００４０】
左フレーム１には、ろ室８内に圧搾対象物である原液を供給する原液供給口９と、ろ室８で圧搾されたろ過液が排出されるろ過液排出口１０が備えられている。
【００４１】
原液供給口９から、原液をろ室８内に供給し、ろ過ユニット４で圧搾すると、ろ過液はろ過液排出口１０から排出され、ろ過ユニット駆動装置でろ過ユニット４を開板すると、複数のろ過ユニット４間から脱水された脱水ケーキが排出される。
【００４２】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、ダイヤフラム２０は、ろ枠として機能する厚肉部２１が、原液を圧搾する薄肉部２２の周囲に一体に成形されている。厚肉部２１は、ろ板３０の間で圧縮されることにより、その被圧縮面がシール面として機能する。
【００４３】
薄肉部２２の縁部は、図３に示すように、厚肉部２１の内周の厚み方向一端部側、例えば、厚み方向一端部から距離ｄ離隔した位置に連接され、薄肉部２２の中央部は、厚肉部２１の厚み方向他端部側に張り出した平坦面に形成され、平坦面と縁部とが傾斜面２３で連接されている。薄肉部２２のろ室側面２２ａには複数のろ過液溝２５が形成されている。
【００４４】
薄肉部２２の縁部は、ろ室内の原液を圧搾する際に薄肉部２２が可動すると、応力集中が生じる部分である。しかし、上述の構成によれば、薄肉部２２の縁部が厚肉部２１の内周の厚み方向両端部から離隔した位置に連接されているので、応力集中が生じる前記縁部とろ板３０との接触を回避できるので、摩擦等による破損の虞を低減し、ダイヤフラム２０の寿命を延ばすことができる。
【００４５】
ダイヤフラム２０の左右下部には、厚肉部２１の厚み方向に貫通したろ過液排出通路２６がろ過液溝２５と連通して形成され、ろ過液を通水可能に構成されている。
【００４６】
このようなダイヤフラム２０は、材質は特に問わないが、厚肉部２１にはシール面として機能する程度の大きな圧力がかかり、薄肉部２２は原液を圧搾するために可動するので、適度な硬さと柔軟さを併せもつものが好ましい。
【００４７】
例えば、ダイヤフラム２０は、熱可塑性エラストマのような高分子化合物を射出成形により厚肉部２１及び薄肉部２２を一体成形することができる。厚肉部２１及び薄肉部２２を一体成形することで、別に製作したろ枠のようなろ室空間の形成に必要な構成品数を減らすことができる。なお、厚肉部２１は、ろ室内に供給される原液の供給圧力に耐え、シール面として機能する程度の圧力で挟まれる。
【００４８】
ダイヤフラム２０は、シール面としての機能を保ちつつ、原液を圧搾する可動部としての機能を保つ必要があるため、エラストマ樹脂を使用する場合の硬度は、ＪＩＳ Ａ硬度６５〜９０程度の範囲が好ましい。
【００４９】
厚肉部２１は、中実構造であってもよいし、図３に示すように、表裏互い違いになるように複数の凹部２４を形成して肉をぬすみ、ダイヤフラム２０の各部の厚さの差を減らすことで、射出成形の冷却時の縮みの偏りを防止するように形成してもよい。
【００５０】
図４（ａ）に示すように、ろ板３０の一側面には、隣接するダイヤフラムとの間で原液を圧縮する圧縮部３１を備え、圧縮部３１にろ室８で圧搾されたろ過液を通水する複数の波状のろ過液溝３２ａが上下方向に形成され、複数のろ過液溝３２ａは下部の連結溝３２ｂで連結されている。連結溝３２ｂはろ板３０の中央から左右側方にかけて下方へ傾斜して形成され、ろ板３０の左右下方に形成されたろ過液排出通路３３に連通するように構成されている。
【００５１】
さらに、ろ過液排出通路３３の下方には、ダイヤフラム２０をろ板３０で挟持した状態でろ過液排出通路２６と連通するようにろ過液排出通路３４が形成されている。
【００５２】
ろ板３０の左右上方には、前後に貫通する原液供給路３５が設けてあり、原液供給路３５の周縁部に原液供給部材４０が緩挿可能な凹部３６が形成され、凹部３６にはパッキン３６ａが備えられている。
【００５３】
ろ板３０の左右側方には、一対のガイドレール３に載架するための一対のスライドピース４５が取り付けられている。
【００５４】
図５に示すように、原液供給部材４０は原液供給路３５に挿通可能な原液供給管４１と、ろ板３０の凹部３６に緩挿される原液供給部４２で構成され、原液供給部４２には原液供給管４１から直交して分岐し、原液供給管４１から供給される原液をろ室８内へと供給する給液路４３が形成してある。
【００５５】
原液供給部材４０には、当該原液供給部材４０が緩挿されるろ板３０と、隣接するろ板とが開いた状態で、原液供給部材４０が所定の位置に配置されるように位置決めをする一対のリンク部材４４ａ，４４ｂがボルト４４ｃで固定されている。
【００５６】
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、隣接したろ過ユニット４ａ，４ｂによる一対のろ布７ｃの締め付けの際には、原液供給部材４０の原液供給部４２がダイヤフラム２０とろ板３０ｂの間に位置する二重のろ布７ｃに挟まれる格好となり、ダイヤフラム２０の薄肉部２２とろ板３０の圧縮部３１の間に形成されたろ室８内に原液を供給することになる。
【００５７】
原液供給部材４０は、隣接したろ過ユニット４ａ，４ｂを押圧し一対のろ布７ｃ間にろ室８を形成した際には、ろ板３０の凹部３６に緩挿される。原液供給管４１は、原液供給路３５内に収容され、隣接するろ過ユニット４の原液供給路３５と連なるように構成されている。
【００５８】
原液供給口９から、原液供給路３５に原液を供給すると、原液供給部材４０を介して、各ろ室８に原液が供給される。
【００５９】
図６（ａ），（ｂ）に示すように、ろ板３０の圧縮部３１の裏面の他側面にはダイヤフラム２０を嵌入可能な立上り部３７及び取付面３８が形成されている。立上り部３７の厚さは、ダイヤフラム２０の厚さよりも小さく設定されている。
【００６０】
つまり、ろ板３０にダイヤフラム２０を嵌入支持した際に、ダイヤフラム２０の厚肉部２１の厚さは、立上り部３７の厚さより大きいため、この厚さの差が隣接するろ板との圧縮代となる。
【００６１】
通常、押圧シリンダ６により加えられる押圧力は、ろ室８内の原液が漏れださないような大きさであるが、押圧シリンダ６による押圧力がダイヤフラム２０のシールに必要な所定圧力以上に強い場合でも、ダイヤフラム２０の厚肉部２１はろ板３０の立上り部３７と面一になった時点で、立上り部３７が隣接するろ板３０と圧力を支持するので、ダイヤフラム２０の厚肉部２１には所定圧以上の圧力がかからないので、ダイヤフラム２０の締め付けすぎによる破損、ずれ等を回避できる。
【００６２】
左右の立上り部３７は、取付面３８にダイヤフラム２０を嵌入支持した状態で、当該取付面３８と隣接するろ板３０の圧縮部３１でダイヤフラム２０を圧縮した際に、ダイヤフラム２０が所定圧で圧縮されるように構成されている。なお、ダイヤフラム２０は、取付面３８に適宜ボルト等で固定される。
【００６３】
ろ板３０の取付面３８の中央下方には、ダイヤフラム２０を隣接するろ板の圧縮部３１側へと膨らませるための加圧水を供給する加圧水導入口３９ａ及び加圧水導入路３９ｂが形成されている。
【００６４】
図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、ろ板３０にダイヤフラム２０を嵌入した際には、加圧水は、ろ板３０の下部に取り付けられた加圧水供給管４６から加圧水導入路３９ｂ、加圧水導入口３９ａを介して、取付面３８とダイヤフラム２０の薄肉部２２の間に供給され、ダイヤフラム２０の薄肉部２２が隣接するろ板３０の圧縮部３１側へと膨張することとなる。
【００６５】
なお、ダイヤフラム２０の薄肉部２２を隣接するろ板３０の圧縮部３１側へと膨張させるのは、加圧水に限らず流体であればよく、例えば、加圧気体であってもよい。
【００６６】
ろ板３０は、例えばポリプロピレンのような合成樹脂材を押出成形すれば、合性樹脂の特性である軽量性と耐薬品性を生かしながら、強度的にも従来の金属性ろ板に劣ることがない。ろ板３０が軽量となり、並列する複数のろ過ユニット４の重量が軽減される。
【００６７】
ろ布７ｃについて説明する。ろ布７ｃは無端状に形成され、ろ過ユニット４間毎に備えられた複数の上部支持部材７ａと下部支持部材７ｂ、及び、上フレーム１１内に備えられたろ布緊張装置７ｄ、ろ布蛇行防止装置７ｅによって張力を与えられて状態で、ろ布駆動装置７ｆによってろ過ユニット４間を駆動するように構成されている。なお、上フレーム１１内には洗浄装置７ｇが備えられ、ろ布７ｃが目詰まりしたときや脱水ケーキの残滓がろ布７ｃの表面に残留したときでも、外部から供給される洗浄液を噴射して、ろ布７ｃの汚れを洗浄できる。
【００６８】
このように、一枚のろ布７で複数のろ室８を覆えば、ろ布駆動装置７ｆによってろ布７ｃを循環させることで、全面を効率よく使用できる。なお、ろ布７ｃは、無端状の一枚のろ布７ｃを用いて、ろ布駆動装置７ｆによってろ布７ｃを循環させる構成でなくてもよい。複数のろ過ユニット４間にそれぞれ一対のろ布を張設して備え、各ろ過ユニット４間の一対のろ布がそれぞれ下方に移動するような構成であってもよい。
【００６９】
以上のように構成されたフィルタプレス脱水機１００は、閉板工程、ろ過工程、圧搾工程、開板・脱水ケーキ排出工程の順序で運転される。各工程を図９に示す概略図に基づいて説明する。
【００７０】
閉板工程は、押圧シリンダ６のロッド６ａを介して押圧部材５を前進させて複数のろ板ユニット４を押圧し、ダイヤフラム２０の薄肉部２２及びろ板３０の圧縮部３１の間に複数個のろ室を形成する工程である。図９（ａ）に示すように、閉板工程は、隣接するろ過ユニット４間にろ布７ｃが配置された状態で押圧シリンダ６を作動させてロッド６ａを介して押圧部材５を前進させ、ろ過ユニット４を左フレーム１方向に押圧して、ろ枠として機能するダイヤフラム２０の厚肉部２１とろ板３０で区画されるろ室８を複数形成する。
【００７１】
ろ過工程は、閉板工程によって形成されたろ室８の一対のろ布７ｃ内に原液を圧入してろ過する工程である。図９（ｂ）に示すように、ろ過工程では閉板工程によって形成されたろ室８に左フレーム１側の原液供給口９から原液を圧入してろ布７ｃでろ過し、ろ過液は底部のろ過液排出口１０から流下し、フィルタプレス脱水機１００の外部に排水される。
【００７２】
圧搾工程は、ろ過工程によってろ布７ｃ間に残った水分を含んだ残存物を圧縮して脱水し、脱水ケーキ状にする工程である。図９（ｃ）に示すように、圧搾工程では、加圧水供給管４６から加圧水導入口３９を通じてダイヤフラム２０の裏面に加圧水を供給し、ダイヤフラム２０をろ室８の中央側へ膨らませて、ろ布７ｃ間に残留したケーキを他方のろ板３０の圧縮部３１側へ押圧して圧縮脱水してケーキ状にする。
【００７３】
開板、脱水ケーキ排出工程は、加圧水の供給を停止し、ダイヤフラム２０を収縮させた後、押圧シリンダ６のロッド６ａを後退させて、各ろ過ユニット４を開き、脱水ケーキを排出する工程である。図９（ｄ）に示すように、各ろ過ユニット４を開板すると、脱水ケーキはその自重でろ布７ｃから落下する。粘性のある脱水ケーキがろ布に７ｃ付着し自重で落下しない場合は、ろ布駆動装置７ｆによりろ布７ｃを上下に動かすことで剥離させる。なお、原液の圧搾に利用した加圧水を排出する際には、薄肉部に働く弾性力を加圧水を排出する力として利用することができ、薄肉部が元の位置に戻ることにより、加圧水を排出しやすいので、開板、脱水ケーキ排出工程でろ過ユニットを開いた際に、加圧水がこぼれ落ち、周囲を汚す虞を低減することができる。
【００７４】
以下に本発明によるフィルタプレス脱水機の別実施形態について説明する。上述した実施形態では、図１０（ａ）に示すように、ろ過ユニット４を一対のダイヤフラム２０とろ板３０で構成し、ダイヤフラム２０の薄肉部と、隣接するろ板３０の圧縮部でろ室８を構成する場合について説明したが、図１０（ｂ）に示すように、一対のダイヤフラム２０を対向させてろ室５１を構成してもよい。この場合、ろ板５０の両面にダイヤフラム２０を嵌入支持するように構成することができる。
【００７５】
上述した実施形態では、ダイヤフラム２０の薄肉部２２の縁部が、厚肉部２１の厚み方向一端部側に連接され、薄肉部２２の中央部が、厚肉部２１の厚み方向他端部側に張り出した平坦面に形成され、平坦面と縁部とが傾斜面２３で連接された場合について説明したが、図１０（ｃ）に示すように、ダイヤフラム２０は、薄肉部２２が平板状に形成され、薄肉部２２の縁部が、ろ枠として機能する厚肉部２１の内周の厚み方向両端部から離隔した位置に連接されている構成であってもよい。
【００７６】
また、図１１（ａ）に示すように、ダイヤフラム２０は、薄肉部２２が平板状に形成され、薄肉部２２の縁部が、ろ枠として機能する厚肉部２１の内周の厚み方向一端部に連接された構成であってもよい。この場合、薄肉部２２の面２２ｂが、厚肉部２１の厚み方向端部と面一に形成され、あるいは、薄肉部２２の縁部が、厚肉部２１の厚み方向端部からわずかに離隔して連接され、薄肉部２２の面２２ｂが、厚肉部２１の厚み方向端部と略面一に形成される。
【００７７】
薄肉部２２の縁部を、厚肉部２１の厚み方向端部からわずかに、例えば、厚肉部の厚みに対して３％〜１０％程度の距離だけ離隔して連接することで、応力集中が生じる前記縁部とろ板との接触を回避できるので、摩擦等による破損の虞を低減し、ダイヤフラムの寿命を延ばすことができる。
【００７８】
図１１（ｂ）に示すように、上述のように構成されたダイヤフラム２０の薄肉部２２の面２２ｂの裏面２２ｃに排水溝を形成し、当該裏面２２ｃがろ室８に対向するようにダイヤフラム２０をろ板３０に嵌入して用いた場合、薄肉部２２自体が平板状に形成されているため、厚肉部２１の内周面に連なる裏面２２ｃの縁部２２ｄまで全体をろ室８として利用することができるので、圧入する原液の量を増加させることができる。
【００７９】
さらに、ダイヤフラム２０の薄肉部２２の面２２ｂ側に注入された加圧水を排出する際には、薄肉部２２に働く弾性力２２ｋを加圧水を排出する力として利用することができ、薄肉部２２の面２２ｂが厚肉部２１の厚み方向端部と面一となる位置まで戻ることにより、加圧水が完全に排出され、薄肉部２２の面２２ｂ側に残ることがないため、開板、脱水ケーキ排出工程でろ過ユニット４を開いた際に、加圧水がこぼれ落ち、周囲を汚す虞を低減することができる。
【００８０】
逆に、図１１（ｃ）に示すように、上述のように構成されたダイヤフラム２０の薄肉部２２の面２２ｂに排水溝を形成し、当該面２２ｂがろ室８に対向するようにダイヤフラム２０をろ板３０に嵌入して用いた場合、薄肉部２２の面２２ｂが厚肉部２１の厚み方向端部と面一の方向に戻ろうとする弾性力２２ｋを原液を圧搾する力として利用することができる。ろ室８内に圧入された原液全体を確実に圧搾することができる。薄肉部２２の縁部付近に、ろ布の目を抜けた脱水ケーキが付着することを防止できる。
【００８１】
上述した実施形態では、ろ板３０の圧縮部３１の裏面の他側面の左右にダイヤフラム２０を嵌入可能な立上り部３７を備える構成について説明したが、立上り部は、ろ板の左右に限らず、上下に備える構成であってもよい。さらに、立上り部を小さな突起で形成し、ダイヤフラムを保持するダイヤフラム保持部を別に備える構成であってもよく、立上り部はダイヤフラムの厚肉部の圧縮を所定圧に維持できればどのような形態であってもよい。
【００８２】
上述した実施形態は、何れも本発明の一例であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００８３】
１００：フィルタプレス脱水機
１：左フレーム
２：右フレーム
３：ガイドレール
４：ろ過ユニット
５：押圧部材
６：押圧シリンダ
６ａ：ロッド
７ａ：上部支持部材
７ｂ：下部支持部材
７ｃ：ろ布
７ｄ：ろ布緊張装置
７ｅ：ろ布蛇行防止装置
７ｆ：ろ布駆動装置
７ｇ：洗浄装置
８：ろ室
９：原液供給口
１０：ろ過液排出口
１１：上フレーム
２０：ダイヤフラム
２１：厚肉部
２２：薄肉部
２３：傾斜面
２４：凹部
２５：ろ過液溝
２６：ろ過液排出通路
３０：ろ板
３０ｂ：ろ板
３１：圧縮部
３２ａ：ろ過液溝
３２ｂ：連結溝
３３：ろ過液排出通路
３４：ろ過液排出通路
３５：原液供給路
３６：凹部
３６ａ：パッキン
３７：立上り部
３８：取付面
３９ａ：加圧水導入口
３９ｂ：加圧水導入路
４０：原液供給部材
４１：原液供給管
４２：原液供給部
４３：給液路
４４ａ，４４ｂ：リンク部材
４４ｃ：ボルト
４５：スライドピース
４６：加圧水供給管
５０：ろ板
５１：ろ室
ｄ：距離
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろ枠とろ板で区画されるろ室に原液を供給して圧搾するフィルタプレス脱水機に組み込まれるダイヤフラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カーボン製造、チタン製造等の製品製造工程や、汚泥処理工程における固液分離用脱水機としてフィルタプレス脱水機が広く用いられている。
【０００３】
フィルタプレス脱水機は、並列したろ板とダイヤフラム間にろ室を形成し、ろ板と、ダイヤフラムの前面に吊設したろ布で固液分離を行い、ろ室に生成した脱水ケーキをダイヤフラムで圧搾するように構成されている。
【０００４】
このようなフィルタプレス脱水機に用いられるろ板及びダイヤフラムとして、特許文献１には、図１２（ａ）に示すように、平坦な凹面状の脱水ケーキの支持床６１と周縁部６２が一体成形されたダイヤフラム６０と、凹面状の支持面７１と、支持面７１の裏面にろ過床７５が形成され、支持面７１にダイヤフラム６０を張設するようにしたろ板７０が提案されている。
【０００５】
ダイヤフラム６０を張設するろ板７０の縁部には、凹溝７３とその外側に内部を拡開した蟻溝７４をそれぞれ無端状に形成してある。ダイヤフラム６０の縁部には、ろ板７０の凹溝７３に挿入するシール用の突条６３と、その外側にろ板７０の蟻溝７４に挿着する先端部を拡大して切欠斜面を有する係止用の係合突部６４をそれぞれ無端状に形成してある。
【０００６】
図１２（ｂ）に示すように、ダイヤフラム６０とろ板７０を並列させ、ダイヤフラム６０とろ板７０の間に図示しないろ布を配置して、ダイヤフラム６０の突条６３と係合突部６４をろ板７０の凹溝７３と蟻溝７４にそれぞれ当押し込み、ろ板７０にダイヤフラム６０を挿着してろ室を形成し、原液供給部材８０からろ室に圧搾対象物を供給した後、ダイヤフラム６０とろ板７０の支持床７１の間に加圧水を圧入してダイヤフラム６０の支持床６１をろ過床７５側へ膨らませることで、圧搾対象物を圧搾脱水する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１４４３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述ようなダイヤフラム６０では、圧搾工程でダイヤフラム６０の膨張・収縮を繰り返すたびに可動部６５に繰り返し応力が生じる。この可動部６５はろ板７０と接触しているため大きな応力が集中したり、圧搾脱水操作のたびに摩耗が生じるので、耐久性が悪化し、破損しやすいという問題があった。
【０００９】
また、ダイヤフラム６０の突条６３，係合突部６４と係合するような凹溝７３，蟻溝７４や、ダイヤフラム６０の支持床６１と沿うような支持面７１を形成するろ板７０の加工が煩雑であった。
【００１０】
そこで、煩雑なろ板の加工を減らすために、図１２（ｃ）に示すように、平らなろ板６６でダイヤフラム６７を挟持することも考えられるが、ろ板６６が平らなので、ろ板６６とダイヤフラム６７の間にろ室を形成する、つまり、ろ板６６とダイヤフラム６７の間に空間を形成するために、別に製作したろ枠６８が必要であり、さらに、ろ枠６８とろ板６６の接触面を確実にシールするためには、シール部材６９を備える必要があった。すると、構成品数が増加し、製作工程が増加するという問題があった。
【００１１】
本発明は、破損の虞が低減されたダイヤフラムと、加工が容易なろ板と、前記ダイヤフラムと前記ろ板とでろ室が形成されたフィルタプレス脱水機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の目的を達成するため、本発明によるダイヤフラムの特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、ろ枠とろ板で区画されるろ室に原液を供給して圧搾するフィルタプレス脱水機に組み込まれるダイヤフラムであって、ろ枠として機能する厚肉部が、原液を圧搾する薄肉部の周囲に一体に成形され、ろ板で圧縮されることによりシール面が形成される点にある。
【００１３】
上述の構成によれば、ろ枠として機能する厚肉部と、原液を圧搾する薄肉部を一体成型することで、ろ室を構成するために別に製作したろ枠を用いる必要がなくなり、厚肉部がろ板で圧縮されることによりシール面が形成されることで、シール部材が不要となり、部品点数が低減できる。
【００１４】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記薄肉部が平板状に形成され、前記薄肉部の縁部が前記厚肉部の内周の厚み方向一端部に連接されている点にある。
【００１５】
上述の構成によれば、例えば、縁部がろ枠として機能する厚肉部の端面と連なる薄肉部の一面と、前記一面に対向するろ板との間にろ室を形成した場合、薄肉部に働く弾性力をろ室に圧入された原液を圧搾する力として利用できるので、原液を十分に圧搾することができる。さらに、ろ室側の薄肉部の縁部付近に、ろ布の目を抜けた脱水ケーキが付着することを防止できる。
【００１６】
なお、上述とは逆に、縁部がろ枠として機能する厚肉部の端面と連なる薄肉部の一面の裏面と、前記裏面に対向するろ板との間にろ室を形成してもよい。
【００１７】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第二特徴構成に加えて、前記厚肉部の内周面と、前記内周面に連なる前記薄肉部の一面と、前記一面に対向するろ板との間にろ室が形成されるように構成されている点にある。
【００１８】
上述の構成によれば、前記厚肉部の内周面と、前記内周面に連なる前記薄肉部の一面と、前記一面に対向するろ板との間にろ室が形成されているので、前記内周面に連なる前記平板状に形成された薄肉部の一面全体をろ室として有効に利用することができるので、圧入する原液の量を増加させることができる。
【００１９】
さらに、原液の圧搾に利用した加圧水を排出する際には、薄肉部に働く弾性力を加圧水を排出する力として利用することができ、平板状に形成された薄肉部が元の位置に戻ることにより、加圧水が完全に排出されるので、開板、脱水ケーキ排出工程でろ過ユニットを開いた際に、加圧水がこぼれ落ち、周囲を汚す虞を低減することができる。
【００２０】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記薄肉部が平板状に形成され、前記薄肉部の縁部が前記厚肉部の内周の厚み方向両端部から離隔した位置に連接されている点にある。
【００２１】
ダイヤフラムが膨張・収縮する際に、ダイヤフラムの縁部には繰り返し応力が集中する。上述の構成によれば、当該縁部が厚肉部の内周の厚み方向端部から離隔した位置に連接されているので、ろ板に接することがなくなるので、摩耗の虞がなくなり破損の虞を低減できる。
【００２２】
同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一、第二または第四の何れかの特徴構成に加えて、前記薄肉部の縁部が、ろ枠として機能する厚肉部の厚み方向一端部側に連接され、前記薄肉部の中央部が、前記厚肉部の厚み方向他端部側に張り出した平坦面に形成され、前記平坦面と前記縁部とが傾斜面で連接されている点にある。
【００２３】
上述の構成によれば、ろ室の容積を比較的大きくとりつつも、ろ室を形成する側の薄肉部の縁部付近に、ろ布の目を抜けた脱水ケーキが付着することを防止できる。
【００２４】
さらに、原液の圧搾に利用した加圧水を排出する際には、薄肉部に働く弾性力を加圧水を排出する力として利用することができ、薄肉部が元の位置に戻ることにより、加圧水を排出しやすいので、開板、脱水ケーキ排出工程でろ過ユニットを開いた際に、加圧水がこぼれ落ち、周囲を汚す虞を低減することができる。
【００２５】
本発明によるろ板の第一特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成を備えたダイヤフラムで原液を圧搾するフィルタプレス脱水機に組み込まれるろ板であって、他のろ板との間で前記ダイヤフラムを圧縮する圧縮部と、ダイヤフラムの圧縮を所定圧とするための立上り部が形成されている点にある。
【００２６】
上述の構成によれば、ダイヤフラムの圧縮を所定圧とする立上り部により、ダイヤフラムの厚肉部が圧縮される圧力を所定圧に維持できるので、シール面のシール効果を安定させることができ、厚肉部の締め付けすぎによる破損の虞も回避できる。
【００２７】
同第二の特徴構成は、請求項７に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記立上り部の厚さは、ダイヤフラムの厚肉部の厚さより小さく設定されている点にある。
【００２８】
上述の構成によれば、立上り部の厚さと厚肉部の厚さの差がダイヤフラムの圧縮代となる。ダイヤフラムが前記圧縮代以上に圧縮されることがなくなるので、シール面のシール効果を安定させることができ、厚肉部の締め付けすぎによる破損の虞も回避できる。
【００２９】
本発明によるフィルタプレス脱水機の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成を備えたダイヤフラムと、上述の第一または第二特徴構成を備えたろ板を備えた点にある。
【００３０】
上述の構成によれば、隣接するろ板の間にダイヤフラムが所定圧で保持された状態で圧搾を行うことができるので、安定したシール効果を得つつ、ダイヤフラムの締め付けすぎによる破損の虞が回避できる状態での脱水ができる。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明した通り、本発明によれば、破損の虞が低減されたダイヤフラムと、加工が容易なろ板と、前記ダイヤフラムと前記ろ板とでろ室が形成されたフィルタプレス脱水機を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明によるフィルタプレス脱水機の概略図
【図２】ダイヤフラムの説明図であって、（ａ）は正面図のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は正面図
【図３】（ａ）はダイヤフラムの縁部の詳細図、（ｂ）はダイヤフラムの厚さと立上が部の厚さの説明図
【図４】（ａ）はろ板の正面図、（ｂ）はろ板の側面図
【図５】（ａ）は原液供給部材の正面図、（ｂ）は原液供給部材の側面図
【図６】（ａ）がろ板の平面図、（ｂ）はろ板の裏面図
【図７】ダイヤフラムをろ板に嵌入した状態の説明図であって、（ａ）は側断面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は裏面図
【図８】ろ過ユニットの説明図であって、（ａ）はろ過ユニットが開いた状態を表す概略図、（ｂ）はろ過ユニットが閉じた状態を表す概略図
【図９】（ａ）は閉板工程の説明図、（ｂ）はろ過工程の説明図、（ｃ）は圧搾工程の説明図、（ｄ）は開板・脱水ケーキ排出工程の説明図
【図１０】（ａ）は本実施形態によるろ過ユニットの概略図、（ｂ）は別実施形態によるろ過ユニットの概略図、（ｃ）は別実施形態によるダイヤフラムの説明図
【図１１】（ａ）は、別実施形態によるダイヤフラムの説明図、（ｂ）は、別実施形態によるダイヤフラムを備えたろ過ユニットの説明図、（ｃ）は、別実施形態によるダイヤフラムを備えたろ過ユニットの説明図
【図１２】従来のフィルタプレス脱水機に用いられるダイヤフラムとろ板の概略図であって、（ａ）はダイヤフラムとろ板の係合部分の概略図、（ｂ）はダイヤフラムとろ板を係合した状態の概略図、（ｃ）はろ板が平らである場合の説明図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に本発明によるダイヤフラム、ろ板及びフィルタプレス脱水機を説明する。
【００３４】
図１に示すように、フィルタプレス脱水機１００には、左フレーム１、右フレーム２間に一対のガイドレール３が横架してあり、一対のガイドレール３に複数のろ過ユニット４が左フレーム１と右フレーム２方向に摺動可能に載架されている。右フレーム２には押圧シリンダ６が設けられ、押圧シリンダ６のロッド６ａの先端には押圧部材５が備えられている。
【００３５】
複数のろ過ユニット４はそれぞれ隣接するろ過ユニット４とリンク部材（図示せず）で連結され、図１中右端のろ過ユニット４はろ過ユニット駆動装置と連結され、左端のろ過ユニット４は左フレーム１側と連結されている。右端のろ過ユニット４が右方向に移動すると、それにつられて順次ろ過ユニット４が右方向に移動し、リンク部材によってそれぞれのろ過ユニット４が所定間隔で離間するように構成されている。
【００３６】
なお、ろ過ユニット４の移動は上述の構成によるものに限らず、左フレーム１と右フレーム２に備えたスプロケット（図示せず）間に配設したチェーン（図示せず）にろ過ユニット４を懸架して、スプロケットを駆動しチェーンを移動させることで、当該チェーンに懸架されたろ過ユニット４を移動させる構成であってもよい。
【００３７】
隣接するろ過ユニット４間には、複数の上部支持部材７ａと下部支持部材７ｂの間に張設された無端状のろ布７ｃが上下方向に配設されている。
【００３８】
押圧部材５を介して押圧シリンダ６によって複数のろ過ユニット４がそれぞれの間にろ布７ｃを挟んだ状態で、右フレーム２方向から左フレーム１方向に所定圧力で押圧されて閉板されるように構成されている。
【００３９】
ろ過ユニット４は、ろ板３０とろ板３０の片面に支持されたダイヤフラム２０で構成され、ろ室８は、ろ枠として機能するダイヤフラム２０の厚肉部とろ板３０で区画されて構成される。
【００４０】
左フレーム１には、ろ室８内に圧搾対象物である原液を供給する原液供給口９と、ろ室８で圧搾されたろ過液が排出されるろ過液排出口１０が備えられている。
【００４１】
原液供給口９から、原液をろ室８内に供給し、ろ過ユニット４で圧搾すると、ろ過液はろ過液排出口１０から排出され、ろ過ユニット駆動装置でろ過ユニット４を開板すると、複数のろ過ユニット４間から脱水された脱水ケーキが排出される。
【００４２】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、ダイヤフラム２０は、ろ枠として機能する厚肉部２１が、原液を圧搾する薄肉部２２の周囲に一体に成形されている。厚肉部２１は、ろ板３０の間で圧縮されることにより、その被圧縮面がシール面として機能する。
【００４３】
薄肉部２２の縁部は、図３に示すように、厚肉部２１の内周の厚み方向一端部側、例えば、厚み方向一端部から距離ｄ離隔した位置に連接され、薄肉部２２の中央部は、厚肉部２１の厚み方向他端部側に張り出した平坦面に形成され、平坦面と縁部とが傾斜面２３で連接されている。薄肉部２２のろ室側面２２ａには複数のろ過液溝２５が形成されている。
【００４４】
薄肉部２２の縁部は、ろ室内の原液を圧搾する際に薄肉部２２が可動すると、応力集中が生じる部分である。しかし、上述の構成によれば、薄肉部２２の縁部が厚肉部２１の内周の厚み方向両端部から離隔した位置に連接されているので、応力集中が生じる前記縁部とろ板３０との接触を回避できるので、摩擦等による破損の虞を低減し、ダイヤフラム２０の寿命を延ばすことができる。
【００４５】
ダイヤフラム２０の左右下部には、厚肉部２１の厚み方向に貫通したろ過液排出通路２６がろ過液溝２５と連通して形成され、ろ過液を通水可能に構成されている。
【００４６】
このようなダイヤフラム２０は、材質は特に問わないが、厚肉部２１にはシール面として機能する程度の大きな圧力がかかり、薄肉部２２は原液を圧搾するために可動するので、適度な硬さと柔軟さを併せもつものが好ましい。
【００４７】
例えば、ダイヤフラム２０は、熱可塑性エラストマのような高分子化合物を射出成形により厚肉部２１及び薄肉部２２を一体成形することができる。厚肉部２１及び薄肉部２２を一体成形することで、別に製作したろ枠のようなろ室空間の形成に必要な構成品数を減らすことができる。なお、厚肉部２１は、ろ室内に供給される原液の供給圧力に耐え、シール面として機能する程度の圧力で挟まれる。
【００４８】
ダイヤフラム２０は、シール面としての機能を保ちつつ、原液を圧搾する可動部としての機能を保つ必要があるため、エラストマ樹脂を使用する場合の硬度は、ＪＩＳ Ａ硬度６５〜９０程度の範囲が好ましい。
【００４９】
厚肉部２１は、中実構造であってもよいし、図３に示すように、表裏互い違いになるように複数の凹部２４を形成して肉をぬすみ、ダイヤフラム２０の各部の厚さの差を減らすことで、射出成形の冷却時の縮みの偏りを防止するように形成してもよい。
【００５０】
図４（ａ）に示すように、ろ板３０の一側面には、隣接するダイヤフラムとの間で原液を圧縮する圧縮部３１を備え、圧縮部３１にろ室８で圧搾されたろ過液を通水する複数の波状のろ過液溝３２ａが上下方向に形成され、複数のろ過液溝３２ａは下部の連結溝３２ｂで連結されている。連結溝３２ｂはろ板３０の中央から左右側方にかけて下方へ傾斜して形成され、ろ板３０の左右下方に形成されたろ過液排出通路３３に連通するように構成されている。
【００５１】
さらに、ろ過液排出通路３３の下方には、ダイヤフラム２０をろ板３０で挟持した状態でろ過液排出通路２６と連通するようにろ過液排出通路３４が形成されている。
【００５２】
ろ板３０の左右上方には、前後に貫通する原液供給路３５が設けてあり、原液供給路３５の周縁部に原液供給部材４０が緩挿可能な凹部３６が形成され、凹部３６にはパッキン３６ａが備えられている。
【００５３】
ろ板３０の左右側方には、一対のガイドレール３に載架するための一対のスライドピース４５が取り付けられている。
【００５４】
図５に示すように、原液供給部材４０は原液供給路３５に挿通可能な原液供給管４１と、ろ板３０の凹部３６に緩挿される原液供給部４２で構成され、原液供給部４２には原液供給管４１から直交して分岐し、原液供給管４１から供給される原液をろ室８内へと供給する給液路４３が形成してある。
【００５５】
原液供給部材４０には、当該原液供給部材４０が緩挿されるろ板３０と、隣接するろ板とが開いた状態で、原液供給部材４０が所定の位置に配置されるように位置決めをする一対のリンク部材４４ａ，４４ｂがボルト４４ｃで固定されている。
【００５６】
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、隣接したろ過ユニット４ａ，４ｂによる一対のろ布７ｃの締め付けの際には、原液供給部材４０の原液供給部４２がダイヤフラム２０とろ板３０ｂの間に位置する二重のろ布７ｃに挟まれる格好となり、ダイヤフラム２０の薄肉部２２とろ板３０の圧縮部３１の間に形成されたろ室８内に原液を供給することになる。
【００５７】
原液供給部材４０は、隣接したろ過ユニット４ａ，４ｂを押圧し一対のろ布７ｃ間にろ室８を形成した際には、ろ板３０の凹部３６に緩挿される。原液供給管４１は、原液供給路３５内に収容され、隣接するろ過ユニット４の原液供給路３５と連なるように構成されている。
【００５８】
原液供給口９から、原液供給路３５に原液を供給すると、原液供給部材４０を介して、各ろ室８に原液が供給される。
【００５９】
図６（ａ），（ｂ）に示すように、ろ板３０の圧縮部３１の裏面の他側面にはダイヤフラム２０を嵌入可能な立上り部３７及び取付面３８が形成されている。立上り部３７の厚さは、ダイヤフラム２０の厚さよりも小さく設定されている。
【００６０】
つまり、ろ板３０にダイヤフラム２０を嵌入支持した際に、ダイヤフラム２０の厚肉部２１の厚さは、立上り部３７の厚さより大きいため、この厚さの差が隣接するろ板との圧縮代となる。
【００６１】
通常、押圧シリンダ６により加えられる押圧力は、ろ室８内の原液が漏れださないような大きさであるが、押圧シリンダ６による押圧力がダイヤフラム２０のシールに必要な所定圧力以上に強い場合でも、ダイヤフラム２０の厚肉部２１はろ板３０の立上り部３７と面一になった時点で、立上り部３７が隣接するろ板３０と圧力を支持するので、ダイヤフラム２０の厚肉部２１には所定圧以上の圧力がかからないので、ダイヤフラム２０の締め付けすぎによる破損、ずれ等を回避できる。
【００６２】
左右の立上り部３７は、取付面３８にダイヤフラム２０を嵌入支持した状態で、当該取付面３８と隣接するろ板３０の圧縮部３１でダイヤフラム２０を圧縮した際に、ダイヤフラム２０が所定圧で圧縮されるように構成されている。なお、ダイヤフラム２０は、取付面３８に適宜ボルト等で固定される。
【００６３】
ろ板３０の取付面３８の中央下方には、ダイヤフラム２０を隣接するろ板の圧縮部３１側へと膨らませるための加圧水を供給する加圧水導入口３９ａ及び加圧水導入路３９ｂが形成されている。
【００６４】
図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、ろ板３０にダイヤフラム２０を嵌入した際には、加圧水は、ろ板３０の下部に取り付けられた加圧水供給管４６から加圧水導入路３９ｂ、加圧水導入口３９ａを介して、取付面３８とダイヤフラム２０の薄肉部２２の間に供給され、ダイヤフラム２０の薄肉部２２が隣接するろ板３０の圧縮部３１側へと膨張することとなる。
【００６５】
なお、ダイヤフラム２０の薄肉部２２を隣接するろ板３０の圧縮部３１側へと膨張させるのは、加圧水に限らず流体であればよく、例えば、加圧気体であってもよい。
【００６６】
ろ板３０は、例えばポリプロピレンのような合成樹脂材を押出成形すれば、合性樹脂の特性である軽量性と耐薬品性を生かしながら、強度的にも従来の金属性ろ板に劣ることがない。ろ板３０が軽量となり、並列する複数のろ過ユニット４の重量が軽減される。
【００６７】
ろ布７ｃについて説明する。ろ布７ｃは無端状に形成され、ろ過ユニット４間毎に備えられた複数の上部支持部材７ａと下部支持部材７ｂ、及び、上フレーム１１内に備えられたろ布緊張装置７ｄ、ろ布蛇行防止装置７ｅによって張力を与えられて状態で、ろ布駆動装置７ｆによってろ過ユニット４間を駆動するように構成されている。なお、上フレーム１１内には洗浄装置７ｇが備えられ、ろ布７ｃが目詰まりしたときや脱水ケーキの残滓がろ布７ｃの表面に残留したときでも、外部から供給される洗浄液を噴射して、ろ布７ｃの汚れを洗浄できる。
【００６８】
このように、一枚のろ布７で複数のろ室８を覆えば、ろ布駆動装置７ｆによってろ布７ｃを循環させることで、全面を効率よく使用できる。なお、ろ布７ｃは、無端状の一枚のろ布７ｃを用いて、ろ布駆動装置７ｆによってろ布７ｃを循環させる構成でなくてもよい。複数のろ過ユニット４間にそれぞれ一対のろ布を張設して備え、各ろ過ユニット４間の一対のろ布がそれぞれ下方に移動するような構成であってもよい。
【００６９】
以上のように構成されたフィルタプレス脱水機１００は、閉板工程、ろ過工程、圧搾工程、開板・脱水ケーキ排出工程の順序で運転される。各工程を図９に示す概略図に基づいて説明する。
【００７０】
閉板工程は、押圧シリンダ６のロッド６ａを介して押圧部材５を前進させて複数のろ板ユニット４を押圧し、ダイヤフラム２０の薄肉部２２及びろ板３０の圧縮部３１の間に複数個のろ室を形成する工程である。図９（ａ）に示すように、閉板工程は、隣接するろ過ユニット４間にろ布７ｃが配置された状態で押圧シリンダ６を作動させてロッド６ａを介して押圧部材５を前進させ、ろ過ユニット４を左フレーム１方向に押圧して、ろ枠として機能するダイヤフラム２０の厚肉部２１とろ板３０で区画されるろ室８を複数形成する。
【００７１】
ろ過工程は、閉板工程によって形成されたろ室８の一対のろ布７ｃ内に原液を圧入してろ過する工程である。図９（ｂ）に示すように、ろ過工程では閉板工程によって形成されたろ室８に左フレーム１側の原液供給口９から原液を圧入してろ布７ｃでろ過し、ろ過液は底部のろ過液排出口１０から流下し、フィルタプレス脱水機１００の外部に排水される。
【００７２】
圧搾工程は、ろ過工程によってろ布７ｃ間に残った水分を含んだ残存物を圧縮して脱水し、脱水ケーキ状にする工程である。図９（ｃ）に示すように、圧搾工程では、加圧水供給管４６から加圧水導入口３９を通じてダイヤフラム２０の裏面に加圧水を供給し、ダイヤフラム２０をろ室８の中央側へ膨らませて、ろ布７ｃ間に残留したケーキを他方のろ板３０の圧縮部３１側へ押圧して圧縮脱水してケーキ状にする。
【００７３】
開板、脱水ケーキ排出工程は、加圧水の供給を停止し、ダイヤフラム２０を収縮させた後、押圧シリンダ６のロッド６ａを後退させて、各ろ過ユニット４を開き、脱水ケーキを排出する工程である。図９（ｄ）に示すように、各ろ過ユニット４を開板すると、脱水ケーキはその自重でろ布７ｃから落下する。粘性のある脱水ケーキがろ布に７ｃ付着し自重で落下しない場合は、ろ布駆動装置７ｆによりろ布７ｃを上下に動かすことで剥離させる。なお、原液の圧搾に利用した加圧水を排出する際には、薄肉部に働く弾性力を加圧水を排出する力として利用することができ、薄肉部が元の位置に戻ることにより、加圧水を排出しやすいので、開板、脱水ケーキ排出工程でろ過ユニットを開いた際に、加圧水がこぼれ落ち、周囲を汚す虞を低減することができる。
【００７４】
以下に本発明によるフィルタプレス脱水機の別実施形態について説明する。上述した実施形態では、図１０（ａ）に示すように、ろ過ユニット４を一対のダイヤフラム２０とろ板３０で構成し、ダイヤフラム２０の薄肉部と、隣接するろ板３０の圧縮部でろ室８を構成する場合について説明したが、図１０（ｂ）に示すように、一対のダイヤフラム２０を対向させてろ室５１を構成してもよい。この場合、ろ板５０の両面にダイヤフラム２０を嵌入支持するように構成することができる。
【００７５】
上述した実施形態では、ダイヤフラム２０の薄肉部２２の縁部が、厚肉部２１の厚み方向一端部側に連接され、薄肉部２２の中央部が、厚肉部２１の厚み方向他端部側に張り出した平坦面に形成され、平坦面と縁部とが傾斜面２３で連接された場合について説明したが、図１０（ｃ）に示すように、ダイヤフラム２０は、薄肉部２２が平板状に形成され、薄肉部２２の縁部が、ろ枠として機能する厚肉部２１の内周の厚み方向両端部から離隔した位置に連接されている構成であってもよい。
【００７６】
また、図１１（ａ）に示すように、ダイヤフラム２０は、薄肉部２２が平板状に形成され、薄肉部２２の縁部が、ろ枠として機能する厚肉部２１の内周の厚み方向一端部に連接された構成であってもよい。この場合、薄肉部２２の面２２ｂが、厚肉部２１の厚み方向端部と面一に形成され、あるいは、薄肉部２２の縁部が、厚肉部２１の厚み方向端部からわずかに離隔して連接され、薄肉部２２の面２２ｂが、厚肉部２１の厚み方向端部と略面一に形成される。
【００７７】
薄肉部２２の縁部を、厚肉部２１の厚み方向端部からわずかに、例えば、厚肉部の厚みに対して３％〜１０％程度の距離だけ離隔して連接することで、応力集中が生じる前記縁部とろ板との接触を回避できるので、摩擦等による破損の虞を低減し、ダイヤフラムの寿命を延ばすことができる。
【００７８】
図１１（ｂ）に示すように、上述のように構成されたダイヤフラム２０の薄肉部２２の面２２ｂの裏面２２ｃに排水溝を形成し、当該裏面２２ｃがろ室８に対向するようにダイヤフラム２０をろ板３０に嵌入して用いた場合、薄肉部２２自体が平板状に形成されているため、厚肉部２１の内周面に連なる裏面２２ｃの縁部２２ｄまで全体をろ室８として利用することができるので、圧入する原液の量を増加させることができる。
【００７９】
さらに、ダイヤフラム２０の薄肉部２２の面２２ｂ側に注入された加圧水を排出する際には、薄肉部２２に働く弾性力２２ｋを加圧水を排出する力として利用することができ、薄肉部２２の面２２ｂが厚肉部２１の厚み方向端部と面一となる位置まで戻ることにより、加圧水が完全に排出され、薄肉部２２の面２２ｂ側に残ることがないため、開板、脱水ケーキ排出工程でろ過ユニット４を開いた際に、加圧水がこぼれ落ち、周囲を汚す虞を低減することができる。
【００８０】
逆に、図１１（ｃ）に示すように、上述のように構成されたダイヤフラム２０の薄肉部２２の面２２ｂに排水溝を形成し、当該面２２ｂがろ室８に対向するようにダイヤフラム２０をろ板３０に嵌入して用いた場合、薄肉部２２の面２２ｂが厚肉部２１の厚み方向端部と面一の方向に戻ろうとする弾性力２２ｋを原液を圧搾する力として利用することができる。ろ室８内に圧入された原液全体を確実に圧搾することができる。薄肉部２２の縁部付近に、ろ布の目を抜けた脱水ケーキが付着することを防止できる。
【００８１】
上述した実施形態では、ろ板３０の圧縮部３１の裏面の他側面の左右にダイヤフラム２０を嵌入可能な立上り部３７を備える構成について説明したが、立上り部は、ろ板の左右に限らず、上下に備える構成であってもよい。さらに、立上り部を小さな突起で形成し、ダイヤフラムを保持するダイヤフラム保持部を別に備える構成であってもよく、立上り部はダイヤフラムの厚肉部の圧縮を所定圧に維持できればどのような形態であってもよい。
【００８２】
上述した実施形態は、何れも本発明の一例であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００８３】
１００：フィルタプレス脱水機
１：左フレーム
２：右フレーム
３：ガイドレール
４：ろ過ユニット
５：押圧部材
６：押圧シリンダ
６ａ：ロッド
７ａ：上部支持部材
７ｂ：下部支持部材
７ｃ：ろ布
７ｄ：ろ布緊張装置
７ｅ：ろ布蛇行防止装置
７ｆ：ろ布駆動装置
７ｇ：洗浄装置
８：ろ室
９：原液供給口
１０：ろ過液排出口
１１：上フレーム
２０：ダイヤフラム
２１：厚肉部
２２：薄肉部
２３：傾斜面
２４：凹部
２５：ろ過液溝
２６：ろ過液排出通路
３０：ろ板
３０ｂ：ろ板
３１：圧縮部
３２ａ：ろ過液溝
３２ｂ：連結溝
３３：ろ過液排出通路
３４：ろ過液排出通路
３５：原液供給路
３６：凹部
３６ａ：パッキン
３７：立上り部
３８：取付面
３９ａ：加圧水導入口
３９ｂ：加圧水導入路
４０：原液供給部材
４１：原液供給管
４２：原液供給部
４３：給液路
４４ａ，４４ｂ：リンク部材
４４ｃ：ボルト
４５：スライドピース
４６：加圧水供給管
５０：ろ板
５１：ろ室
ｄ：距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ枠とろ板で区画されるろ室に原液を供給して圧搾するフィルタプレス脱水機に組み込まれるダイヤフラムであって、
ろ枠として機能する厚肉部が、原液を圧搾する薄肉部の周囲に一体に成形され、ろ板で圧縮されることによりシール面が形成されるダイヤフラム。
【請求項２】
前記薄肉部が平板状に形成され、前記薄肉部の縁部が前記厚肉部の内周の厚み方向一端部に連接されている請求項１記載のダイヤフラム。
【請求項３】
前記厚肉部の内周面と、前記内周面に連なる前記薄肉部の一面と、前記一面に対向するろ板との間にろ室が形成されるように構成されている請求項２記載のダイヤフラム。
【請求項４】
前記薄肉部が平板状に形成され、前記薄肉部の縁部が前記厚肉部の内周の厚み方向両端部から離隔した位置に連接されている請求項１記載のダイヤフラム。
【請求項５】
前記薄肉部の縁部が、ろ枠として機能する厚肉部の厚み方向一端部側に連接され、前記薄肉部の中央部が、前記厚肉部の厚み方向他端部側に張り出した平坦面に形成され、前記平坦面と前記縁部とが傾斜面で連接されている請求項１、２または４の何れかに記載のダイヤフラム。
【請求項６】
請求項１から５の何れかに記載のダイヤフラムで原液を圧搾するフィルタプレス脱水機に組み込まれるろ板であって、
他のろ板との間で前記ダイヤフラムを圧縮する圧縮部と、ダイヤフラムの圧縮を所定圧とするための立上り部が形成されているろ板。
【請求項７】
前記立上り部の厚さは、ダイヤフラムの厚肉部の厚さより小さく設定されている請求項６記載のろ板。
【請求項８】
請求項１から５の何れかに記載のダイヤフラムと、請求項６または７記載のろ板を備えたフィルタプレス脱水機。
【請求項１】
ろ枠とろ板で区画されるろ室に原液を供給して圧搾するフィルタプレス脱水機に組み込まれるダイヤフラムであって、
ろ枠として機能する厚肉部が、原液を圧搾する薄肉部の周囲に一体に成形され、ろ板で圧縮されることによりシール面が形成されるダイヤフラム。
【請求項２】
前記薄肉部が平板状に形成され、前記薄肉部の縁部が前記厚肉部の内周の厚み方向一端部に連接されている請求項１記載のダイヤフラム。
【請求項３】
前記厚肉部の内周面と、前記内周面に連なる前記薄肉部の一面と、前記一面に対向するろ板との間にろ室が形成されるように構成されている請求項２記載のダイヤフラム。
【請求項４】
前記薄肉部が平板状に形成され、前記薄肉部の縁部が前記厚肉部の内周の厚み方向両端部から離隔した位置に連接されている請求項１記載のダイヤフラム。
【請求項５】
前記薄肉部の縁部が、ろ枠として機能する厚肉部の厚み方向一端部側に連接され、前記薄肉部の中央部が、前記厚肉部の厚み方向他端部側に張り出した平坦面に形成され、前記平坦面と前記縁部とが傾斜面で連接されている請求項１、２または４の何れかに記載のダイヤフラム。
【請求項６】
請求項１から５の何れかに記載のダイヤフラムで原液を圧搾するフィルタプレス脱水機に組み込まれるろ板であって、
他のろ板との間で前記ダイヤフラムを圧縮する圧縮部と、ダイヤフラムの圧縮を所定圧とするための立上り部が形成されているろ板。
【請求項７】
前記立上り部の厚さは、ダイヤフラムの厚肉部の厚さより小さく設定されている請求項６記載のろ板。
【請求項８】
請求項１から５の何れかに記載のダイヤフラムと、請求項６または７記載のろ板を備えたフィルタプレス脱水機。
【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２０１１−６７７９７（Ｐ２０１１−６７７９７Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２３２７０（Ｐ２００９−２２３２７０）
【出願日】平成２１年９月２８日（２００９．９．２８）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２８日（２００９．９．２８）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
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