固液分離装置、濾過装置、および固液分離方法
【課題】濾過装置の２次脱水機構として用いて、被処理物（ケーキ）の含液率を十分に低減することができるとともに連続的な固液分離が可能な固液分離装置、この固液分離装置を２次脱水機構として備えた濾過装置、および固液分離方法を提供する。
【解決手段】周方向に回転させられる分離ロール２Ｂの外周に、無端状の一対の分離濾布１、５が重ね合わされて巻回されつつ分離ロール２Ｂの回転方向に沿って走行可能とされ、これらの分離濾布１、５の間に供給された被処理物Ｐを、分離ロール２Ｂの外周で分離濾布１、５の間に挟み込んで圧搾するとともに、分離ロール２Ｂの径方向に通気することによって脱水させる。
【解決手段】周方向に回転させられる分離ロール２Ｂの外周に、無端状の一対の分離濾布１、５が重ね合わされて巻回されつつ分離ロール２Ｂの回転方向に沿って走行可能とされ、これらの分離濾布１、５の間に供給された被処理物Ｐを、分離ロール２Ｂの外周で分離濾布１、５の間に挟み込んで圧搾するとともに、分離ロール２Ｂの径方向に通気することによって脱水させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に複数のロールに巻回されて走行する濾布上に供給された被処理物を濾過する水平式真空濾過装置、ドラム式真空濾過装置、および機械圧搾脱水機構のみのベルトプレス脱水機のような濾過装置の２次脱水機構として用いて好適な固液分離装置、該固液分離装置を用いたこのような濾過装置、および固液分離方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような水平式真空濾過装置は一般に、真空トレイ上を連続的あるいは間欠的に走行する濾布の上に被処理物を供給し、この濾布を介して真空トレイにより真空吸引することによって濾過するものであり、またドラム式真空濾過装置は一般的に液槽内の被処理物スラリー中に浸漬された濾布を介する真空室により真空吸引することにより濾過するものであるが、通常は大気圧よりも大きな差圧を作用させることができない。このため、濾過されたケーキの到達含液率が目標値を達成することが難しく、当該濾過装置の後段にこれとは別に遠心分離器やフィルタープレス等の２次脱水装置を用意しなければならないことが多い。
【０００３】
そこで、本発明の発明者等は、例えば特許文献１、２において、このような水平式真空濾過装置の真空トレイのみによる濾過の後段に、濾過されたケーキに向けて進退可能な枠状または環状のシール材を有するシール手段と、このシール材の開口面内側で加圧板や圧力流体（エアー等）によってケーキを加圧する加圧手段とを備えた固液分離装置を設け、この後段に濾布の走行によって移動してきたケーキにシール材を密着させ、その内側で加圧手段によりケーキを加圧して脱水するものを提案している。
【特許文献１】特開２００６−２９７３６６号公報
【特許文献２】特開２００７−８３１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような固液分離装置を設けた水平式真空濾過装置等においても、被処理物の組成や性状によっては、加圧板や加圧ロールによる濾布に垂直な方向への面圧あるいは線圧だけでは、ケーキの含液率を十分に目標値を達成することが困難となる場合がある。また、上述のように濾布の走行によって後段に移動したケーキにシール材を前進させて密着させた上で加圧する固液分離装置では、濾布が連続的に走行する場合にそのまま適用することはできない。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたもので、特にこのような濾過装置の２次脱水機構として用いて、被処理物（ケーキ）の含液率を十分に低減することができるとともに連続的な固液分離が可能な固液分離装置、該固液分離装置を２次脱水機構として備えた濾過装置、および固液分離方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の固液分離装置は、周方向に回転させられる分離ロールの外周に、無端状の一対の分離濾布が重ね合わされて巻回されつつ上記分離ロールの回転方向に沿って走行可能とされ、これらの分離濾布の間に供給された被処理物が、上記分離ロールの外周で該分離濾布の間に挟み込まれて圧搾されるとともに、上記分離ロールの径方向に通気されることによって脱水させられることを特徴とするものであり、また本発明の固液分離方法は、周方向に回転させられる分離ロールの外周に、無端状の一対の分離濾布を重ね合わせて巻回しつつ上記分離ロールの回転方向に沿って走行させ、これらの分離濾布の間に供給した被処理物を、上記分離ロールの外周で該分離濾布の間に挟み込んで圧搾するとともに、上記分離ロールの径方向に通気することによって脱水することを特徴とする。
【０００７】
このように、上記構成の固液分離装置および固液分離方法においては、一対の分離濾布の間に被処理物が供給されて挟み込まれ、周方向に回転する分離ロールの外周に巻回されて押し付けられることにより圧搾される。このため、分離ロールの回転や、その回転方向に沿った分離濾布の走行が間欠的な場合は勿論、連続的な場合でも、供給された被処理物を確実に処理することができる。
【０００８】
そして、こうして回転する分離ロールの外周に押し付けられる際に、被処理物は、該分離ロールの径方向に押圧力を受けるだけでなく、被処理物を挟んで内周の分離ロール側の分離濾布と反対の外周側の分離濾布との走行速度の差、すなわち周速の差によって周方向にも剪断力を受けるため、効率的に圧搾される。さらに、こうして圧搾された被処理物は、分離ロールの径方向に通気されることによって液分が一方の分離濾布を介して分離されるため、濾布に垂直な方向への面圧や線圧および加圧だけでは十分な含液率の低下が困難であった被処理物に対しても、効果的な液分の除去を促すことが可能となる。
【０００９】
ここで、このように分離ロールの外周に巻回された一対の分離濾布の間に挟み込まれた被処理物を、分離ロールの径方向に通気することによって脱水するには、例えば分離ロールの内周部に通気のためのエアー等を供給して径方向外周側に吹き出すように通気させればよいが、このとき、分離ロールの内周部に、このように分離ロールの径方向に通気する複数の通気チャンバーを、互いに隔絶して周方向に略等間隔に形成することにより、被処理物を挟んだ一対の分離濾布が分離ロールに巻回された範囲で通気を行うことができて、この範囲以外の脱水に関与しない部分でも通気が行われるのを防ぐことができる。
【００１０】
特に、このような場合には、上記分離ロールにおいては、上記一対の分離濾布が巻回された範囲のうちでも、さらに周方向に所定の範囲においてのみ通気されるように制御することにより、通気のためのエアー等の供給量が必要以上に多くなるのを防いで、効率的な脱水を促すことが可能となる。
【００１１】
ところで、上記被処理物を上記分離ロールの径方向内周から外周に向けて通気した場合には、分離された液分は、上記一対の分離濾布のうち該分離ロールの外周側に巻回される分離濾布を介して排出されることになるが、ロールは円柱状であるため、排出された液分が外周側の分離濾布の外側を伝って再びこの分離濾布を通して脱水された被処理物に染みこみ、含液率の低下を損なうおそれがある。
【００１２】
そこで、そのような場合には、上記一対の分離濾布のうち該分離ロールの外周側に巻回される分離濾布のさらに外周に、上記被処理物から分離された液分をこの外周側の分離濾布から除去する液分除去手段を配設することにより、こうして脱水された液分が再び被処理物に染み込む前に回収して含液率の悪化を防ぐことができる。ここで、このような液分除去手段として、一つには、分離された液分を外周側の分離濾布から掻き取る掻き取り手段を採用することができ、こうして液分を掻き取って除去することによって、該液分が被処理物に再び染み込むのを防いで回収することができる。また、これとは別に、あるいはこれと合わせて、他の一つとして、上記被処理物から分離された液分を吸引する吸引手段を備えることにより、回収することもできる。
【００１３】
また、本発明の濾過装置は、複数のロールに巻回されて走行させられる濾布上に、供給手段から被処理物が供給されて、この供給手段よりも上記濾布の走行方向側に備えられた濾過手段により上記被処理物が濾過される濾過装置であって、上記濾過手段よりも上記走行方向側に、上述した本発明の固液分離装置が配設されていて、上記複数のロールのうち上記濾過手段よりも上記走行方向側に位置するロールが上記分離ロールとされるとともに、上記濾布が上記一対の分離濾布のうちの一方とされていることを特徴とする。
【００１４】
従って、このような、例えば上述した水平式真空濾過装置等の濾過装置では、その上記濾過手段よりも走行方向側の当該濾過装置のロールが、上記固液分離装置の分離ロールとされ、また濾過装置の上記濾布が固液分離装置の上記一対の分離濾布のうちの一方とされているので、濾過手段によって濾過された濾布上の被処理物は、そのままこの濾過手段よりも濾布の走行方向側すなわち濾過手段の後段に移動させられ、他方の分離濾布との間に挟まれて分離ロールに巻回されることにより圧搾されるとともに通気させられて、上述のように効果的に脱水させられる。
【００１５】
このため、この濾過装置の後段に、該濾過装置とは別に遠心分離器やフィルタープレス等の２次脱水装置を用意しなくとも、含液率の少ない被処理物を得ることができて効率的であり、こうして脱水された被処理物を乾燥させる場合などに乾燥装置の負担を軽減することが可能となる。しかも、濾過装置の濾布およびロールを固液分離装置の上記分離濾布および分離ロールとして利用することができるので、経済的でもある。そして、上記固液分離装置が被処理物の連続的な供給にも対応可能であることから、濾布が連続的に走行する水平式真空濾過装置、ドラム式真空濾過装置、およびベルトプレス脱水機のような濾過装置でも確実な被処理物の含水率低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明の固液分離装置および固液分離方法によれば、回転する分離ロールに重ね合わされて巻回される一対の分離濾布の間に被処理物が挟み込まれることにより、この分離ロールの径方向による押圧力に加えて、周方向への剪断力を作用させて被処理物を効果的に圧搾することができ、さらにこの径方向に通気することによって液分を効果的に分離することが可能となる。また、本発明の濾過装置によれば、このような固液分離装置を用いて、２次脱水装置を要することなく効率的かつ経済的に、より低い含液率の被処理物を得ることができる。また、後段の乾燥設備へ製品を搬送する際にベルトコンベア、スクリューコンベア等の搬送機器への付着に起因する搬送トラブル等を解決することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１ないし図６は、本発明の固液分離装置および該固液分離装置を備えた濾過装置の一実施形態を示すものである。本実施形態における濾過装置は、図１に示すように、無端状の濾布１が、中心軸線を水平にして互いに平行に配置された複数のロール２に巻回されて周回するように張り渡され、このうちの１つが駆動ロール２Ａとされて上記中心軸線回りに回転駆動させられることにより、濾布１のうち装置上部に水平に渡された水平部１Ａが矢線Ｆで示す走行方向に移動するように走行可能とされて、この水平部１Ａの走行方向Ｆ後方側に配設された供給手段３から供給された被処理物Ｐが、その直ぐ走行方向Ｆ側の駆動ロール２Ａとの間に配設された濾過手段４によって濾布１を介して濾過される、水平式真空濾過装置の構成とされている。
【００１８】
ここで、上記駆動ロール２Ａは、上記水平部１Ａの走行方向Ｆ側の端部に位置して、図示されない駆動手段によって回転させられることにより、連続的、あるいは所定のピッチで間欠的に濾布１を走行させる。また、濾過手段４において被処理物Ｐは、水平部１Ａにおいて濾布１を支持する図示されない真空トレイにより液分が濾布１を介して吸引されて濾過される。そして、さらにこの濾過手段４よりも上記走行方向Ｆ側に、図１に破線で示すように本発明の一実施形態の固液分離装置が配設されている。
【００１９】
この実施形態の固液分離装置は、図２に示すように、回転方向Ｔに向けて周方向に回転させられる分離ロール２Ｂの外周に、無端状の一対の分離濾布１、５が重ね合わされて巻回されつつ上記回転方向Ｔに沿って走行可能とされたものとされている。そして、上記分離ロール２Ｂは、濾過装置におけるロール２のうち、上記走行方向Ｆにおいて上記駆動ロール２Ａの次に位置するロールとされ、また一対の分離濾布１、５のうちの一方は、濾過装置の濾布１がそのままこの分離ロール２Ｂに巻回されたものとされている。
【００２０】
分離ロール２Ｂは、本実施形態では駆動ロール２Ａの下方に間隔をあけて、かつ平面視に互いの周面同士が重なるように配置されている。なお、これら駆動ロール２Ａおよび分離ロール２Ｂ以外の濾過装置のロール２は、該駆動ロール２Ａおよび分離ロール２Ｂよりも十分小径とされていて、このうち上記走行方向Ｆにおいて分離ロール２Ｂの次のロール２Ｃは、分離ロール２Ｂの上方に間隔をあけて、かつやはり平面視に互いの周面同士が重なるように配置されている。
【００２１】
また、この分離ロール２Ｂは、図３に示すように概略中空の円筒状とされるとともに、その円筒面部分には該分離ロール２Ｂの中心軸線方向において上記濾布１の幅の範囲よりも内側に、多数の貫通孔６が開口させられている。一方、分離ロール２Ｂの概略中空とされた内周部には、中心軸線に直交する断面において該中心軸線部分から半径方向に延びて上記円筒面部分に達する複数の仕切り板７が、周方向に等間隔に、かつ上記貫通孔６が形成された範囲に亙って配設され、さらにこれらの仕切り板７の中心軸線方向両端部はそれぞれ円形の端板によって閉塞されるとともに、このうち一方の端板には、周方向に隣接する一対の仕切り板７間の空間にそれぞれ連通するように、仕切り板７と同数の通気配管８が接続されている。
【００２２】
従って、これにより、分離ロール２Ｂの内周部には、この通気配管８から上記貫通孔６に連通する通気チャンバー９が、仕切り板７および通気配管８と同数、互いに隔絶されて周方向に略均等に等間隔に形成され、各通気配管８に供給されたエアー（圧縮空気）Ａやスチーム等の通気流体がこの通気チャンバー９を介して上記貫通孔６から分離ロール２Ｂの外周に噴出して通気させられることになる。なお、これらの通気配管８に供給されるエアーＡは、図示されない供給源からロータリージョイントあるいは多段回転継手を介して、回転する分離ロール２Ｂに固定された通気配管８に供給されるとともに、このロータリージョイント等と各通気配管８との間には、分離ロール２Ｂの周方向に分離濾布１、５が巻回された範囲（図２における符号Ｅの範囲）のうち、さらに所定の回転位置にある通気チャンバー９のみに、エアーＡが分離ロール２Ｂの回転に伴い順次切り替えられながら連続して供給されるように制御する、やはり図示されないバルブ機構が介装されている。
【００２３】
なお、一対の分離濾布１、５のうち他方の分離濾布５は、濾布（一方の分離濾布）１と等しい幅とされ、分離ロール２Ｂの外周には該濾布１の内側に巻回されるとともに、上記駆動ロール２Ａとロール２Ｃの外周においても濾布１の外側に巻回され、さらに、これら駆動ロール２Ａおよびロール２Ｃよりも上方に位置して互いの間隔が駆動ロール２Ａとロール２Ｃとの間隔よりも大きくされた一対のロール１０に巻回されて無端状に配設されている。そして、この分離濾布５は、濾布１とともに巻回された部分では該濾布１の走行方向Ｆに沿って走行可能とされている。
【００２４】
また、当該濾過装置および固液分離装置において上記駆動ロール２Ａ以外のロール２、１０は、分離ロール２Ｂを始めとしていずれも駆動手段に連結されない従動ロールとされており、さらにこのうち分離ロール２Ｂを除いた濾過装置のロール２と固液分離装置のロール１０のそれぞれにおいて少なくとも１つには、該ロール２、１０を他のロール２、１０と離間する方向に付勢するなどして濾布１と分離濾布５の張力を所定の強さに制御する張力制御手段が備えられている。また、固液分離装置において分離ロール２Ｂの下方には受け皿１１が配設されている。
【００２５】
このような固液分離装置を備えた濾過装置において、上記濾過手段４により濾過された処理物Ｐは、図２に示すように駆動ロール２Ａの外周から一対の分離濾布１、５の間に挟み込まれて固液分離装置に供給され、これら分離濾布１、５とともに分離ロール２Ｂに巻回された後、上記ロール２Ｃにおいて分離濾布５が離れ、さらに走行方向Ｆにおいてロール２Ｃの次のロール２において濾布１から剥離して回収される。
【００２６】
そして、上記構成の固液分離装置およびこれを用いた本発明の固液分離方法の一実施形態では、被処理物Ｐは、分離ロール２Ｂの外周で一対の分離濾布１、５の間に挟み込まれ、特にこの被処理物Ｐの外側に巻回された濾布１に上記張力制御手段によって所定に張力が与えられていることにより、分離ロール２Ｂの径方向内周側に押圧力を受けて圧搾される。さらに、この分離ロール２Ｂでは、通気配管８から、上述のように分離濾布１、５が巻回された範囲のうち、さらに所定の回転位置の範囲の通気チャンバー９を介してエアーＡが貫通孔６から連続して噴出させられて分離濾布５、被処理物Ｐ、および分離濾布１を通して分離ロール２Ｂの径方向外周側に通気させられており、従って被処理物Ｐから圧搾された液分は、分離濾布１を介して該被処理物Ｐから分離させられ、受け皿１１に滴下して回収される。
【００２７】
しかも、この被処理物Ｐを挟み込んで分離ロール２Ｂに巻回された一対の分離濾布１、５は、被処理物Ｐの厚さ分だけ分離ロール２Ｂの中心軸線からの距離が異なり、かつ一方の分離濾布１が駆動ロール２Ａに直接巻回されて走行させられるのに対し、他方の分離濾布５はこの一方の分離濾布１と被処理物Ｐを介して従動的に走行させられるために、分離ロール２Ｂの外周ではこれら一対の分離濾布１、５に周速差が生じる。従って、この周速差により被処理物Ｐには、これを周方向に剪断しようとする剪断力が作用し、この剪断力と上記押圧力とによって被処理物Ｐは効率的に圧搾され、さらに上記通気によっても脱水させられるため、従来は十分な固液分離が困難とされていた被処理物Ｐに対しても十分な含液率の低減を図ることが可能となる。
【００２８】
また、上記固液分離装置および固液分離方法においては、上述のように濾布１の走行に伴い従動的に回転する分離ロール２Ｂの外周において被処理物Ｐの脱水が行われるため、濾過装置におけるこの濾布１の走行が連続的なものであっても、間欠的なものであっても、上記押圧力と剪断力とさらに通気とによって効率的な脱水を図ることができる。従って、駆動ロール２Ａを連続的または間欠的に回転させて濾布１を走行させる場合は勿論、例えば濾布１をクランプして所定のストロークで走行方向Ｆに間欠移動させることにより走行させるような水平式真空濾過装置にも対応して適用することが可能である。
【００２９】
一方、このような固液分離装置を備えた上記構成の濾過装置においては、濾過手段４よりも走行方向Ｆ側の駆動ロール２Ａの次のロール２が、上記固液分離装置における分離ロール２Ｂとされるとともに、上記濾過手段４において被処理物Ｐを濾過する濾布１自体が固液分離装置の一対の分離濾布１、５のうちの一方とされている。このため、濾過手段４によって濾過された濾布１上の被処理物Ｐを、そのまま濾布１の走行によって固液分離装置に供給し、上述のように効率的に脱水することができる。
【００３０】
従って、この濾過装置の濾過手段４によって濾過した被処理物Ｐを該濾過装置から一旦回収して、これとは別の遠心分離器やフィルタープレス等の２次脱水装置により脱水したりする必要がなく、また例えば既設の水平式真空濾過装置等の濾過装置にも、多少の改造を加える程度で適用することも可能であって、経済的である。さらに、上述のように十分な含液率の低減を図ることができるため、例えば液分が分離された被処理物Ｐを後段の乾燥装置において乾燥させたりする場合でも、該乾燥装置における負担を軽減することができる。また、このような後段の乾燥装置に製品を搬送する際にも、ベルトコンベアやスクリューコンベア等の搬送機器に液分の多い被処理物Ｐが付着することによるトラブル等も解決することが可能となる。
【００３１】
また、本実施形態の固液分離装置では、分離ロール２Ｂの内周部に、貫通孔６を介して分離ロール２Ｂの径方向に通気する複数の通気チャンバー９が、互いに隔絶して周方向に略等間隔に形成されており、例えば被処理物Ｐを挟んだ一対の分離濾布１、５が分離ロール２Ｂに巻回された範囲Ｅ以外の、脱水に関与しない部分においても通気が行われて通気のためのエアーＡが無駄に消費されるのを防ぐことができ、上記範囲Ｅの通気チャンバー９によって集中的に被処理物Ｐを通気することができる。
【００３２】
ここで、分離濾布１、５が巻回された範囲Ｅの回転位置にある通気チャンバー９すべてにエアーＡを供給してもよいが、エアーＡの供給量が必要以上に多くなり電力等の運転費用や設備費用の増大を抑えるため、所定の回転位置にある通気チャンバー９のみにエアーＡを供給するように制御することが好ましく、より効率的に脱水することができる。すなわち、上記バルブ機構によって通気チャンバー９を選択して通気を行うことにより、上記所定の回転位置では分離ロール２Ｂの回転に関わらずに常に連続して通気が行われて脱水が図られる一方、これ以外の位置では通気が行われないために不要なエアーＡ等の消費を一層確実に抑えることが可能となる。
【００３３】
ところで、本実施形態の固液分離装置では、分離ロール２Ｂの外周で圧搾された被処理物Ｐが、その内周側の分離ロール２Ｂ外周面における貫通孔６から通気させられるエアーＡ等の通気流体により液分が分離させられて脱水させられ、この被処理物Ｐから分離された液分は、上述のように受け皿１１に滴下して回収されるようになされているが、特に本実施形態では分離ロール２Ｂの下側に分離濾布１、５および被処理物Ｐが巻回されるため、分離させられた液分が受け皿１１に滴下せずにこの分離ロール２Ｂの下側に回り込んで、外周側に位置する分離濾布１を通して再び被処理物Ｐに染み込むことにより、被処理物Ｐの含液率の低下を阻害するおそれがある。
【００３４】
そこで、このような場合には、上記受け皿１１に代えて、あるいは受け皿１１と合わせて、図４や図５に示すように上記外周側の分離濾布１のさらに外周側に、被処理物Ｐから分離された液分をこの外周側の分離濾布１から除去する液分除去手段を配設すればよい。ここで、図４においてこの液分除去手段は、被処理物Ｐから分離された液分を吸引して回収する吸引手段１２であり、この吸引手段１２は、例えば図４（Ｂ）に示すように円管状の吸引管１２Ａに、この吸引管１２Ａの中心線に平行に延びる複数のスリット１２Ｂを、径方向に貫通するように、かつこの中心線方向には間隔をあけて１列に形成したものであり、該吸引管１２Ａの一端は閉塞されるとともに、他端にはエアーＡを吸引する図示されないポンプ等の吸引装置が接続されている。
【００３５】
図４に示す液分除去手段（吸引手段１２）では、このような吸引管１２Ａが、図４（Ａ）に示すようにその中心線を分離ロール２Ｂの中心軸線に平行として、上記スリット１２Ｂを外周側の分離濾布１に対向させ、あるいは接するように、分離ロール２Ｂの下側に周方向に複数間隔をあけて配設されている。従って、この分離ロール２Ｂの下側に回り込んだ液分は、この吸引手段１２における吸引管１２Ａのスリット１２ＢからエアーＡとともに吸い込まれて回収されるので、この液分が分離濾布１を通して再び被処理物Ｐに染み込むのを防ぐことができ、より確実に被処理物Ｐの含液率の低減を図ることが可能となる。
【００３６】
また、このような吸引手段１２よりなる液分除去手段に代えて、あるいはこれと合わせて、図５に示すように、外周側の分離濾布１のさらに外周側に、被処理物Ｐから分離された液分をこの分離濾布１から掻き取って除去する掻き取り手段１３を液分除去手段として配設してもよい。この掻き取り手段１３は、例えばゴム板等の弾性を有する長方形板材よりなるスクレーパ１３Ａであって、その一側縁を撓ませて分離濾布１の外周に摺接させるように配設されている。ここで、図５ではこのようなスクレーパ１３Ａが、分離ロール２Ｂの中心軸線の直下よりも僅かに分離濾布１の走行方向Ｆ後方側に配置され、しかも上記一側縁がこの走行方向Ｆ後方側に撓むようにして分離濾布１外周に接触させられている。
【００３７】
従って、このような液分除去手段（掻き取り手段１３）においても、分離ロール２Ｂの下側に回り込んだ液分は、分離濾布１の走行に伴いこの掻き取り手段１３のスクレーパ１３Ａに掻き取られるように該分離濾布１の表面から除去されて、スクレーパ１３Ａを伝って滴下するので、これを上記受け皿１１等によって回収することにより、該液分が再び被処理物Ｐに染み込んだりするのを防ぐことができる。なお、図５では１つの掻き取り手段１３しか示されていないが、複数の掻き取り手段１３を分離ロール２Ｂの周方向に間隔をあけて設けてもよい。
【００３８】
一方、上記実施形態の濾過装置では、駆動ロール２Ａが濾過手段４の直ぐ走行方向Ｆ側に配設されていて、固液分離装置の分離ロール２Ｂはその次のロール２とされていたが、例えば図６に示す水平式真空濾過装置のように、濾過手段４の走行方向Ｆ側に位置して濾布１の上記水平部１Ａを形成するロール２を固液分離装置の分離ロール２Ｂとして、駆動ロール２Ａはこれとは別に、例えば固液分離装置よりも走行方向Ｆ側で供給手段３よりも走行方向Ｆ手前側の、濾布１が濾過装置の下部を周回する位置に設けてもよい。すなわち、水平式真空濾過装置のような複数のロール２に巻回された濾布１上に被処理物Ｐが供給されて濾過手段４により濾過される濾過装置においては、濾過された被処理物Ｐが濾布１上にある範囲では、いずれのロール２を分離ロール２Ｂとしても本発明の固液分離装置を配設することが可能となる。ただし、図６に示した場合には、濾過手段４において被処理物Ｐを濾過する濾布１は内周側の分離濾布として分離ロール２Ｂに接して巻回されるとともに、固液分離装置の分離濾布５が外周側の分離濾布として被処理物Ｐを挟んで分離ロール２Ｂの外周側に巻回されることになる。
【００３９】
なお、上記駆動ロール２Ａと分離ロール２Ｂとを共用することも可能ではあるが、本実施形態の固液分離装置のように分離ロール２Ｂの外周面からエアーＡを噴出して通気を行う場合には、これにより分離ロール２Ｂと濾布１との摩擦が低減して滑りが生じ、濾布１を確実に所定の速度やピッチで走行させることが困難となるおそれがあるため、濾布１を走行させる駆動ロール２Ａと固液分離装置の分離ロール２Ｂとは別に設けられるのが望ましい。ただし、例えば十分な圧搾圧力を作用させることにより濾布１の走行のための十分な摩擦力を発生することができるなら、このように駆動ロール２Ａと分離ロール２Ｂとを共用することも可能であり、すなわちいずれのロール２を分離ロール２Ｂとしても本発明の固液分離装置を配設することはやはり可能である。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明の実施例を挙げてその効果を実証する。本実施例では、図１ないし図３に示した実施形態の濾過装置を用いて、固形物の粒子径が２．５μｍ〜３０μｍである４種の被処理物Ｐ（サンプルＡ〜Ｄ）を濾過手段４において真空脱水のみにより濾過した含液率の異なるケーキを、そのまま該濾過装置に備えた上記実施形態の固液分離装置に供給して液分を分離し、その際に分離ロール２Ｂから通気するエアーＡの圧力を変化（増大）させて、この固液分離装置で脱水されたケーキの含液率を測定した。
【００４１】
ただし、この実施例において用いた分離濾布１、５は通気度０．５〜５ｃｃ／ｓｅｃ／ｃｍ２、分離ロール２Ｂは円筒面部分に直径５ｍｍの貫通孔６が８ｍｍピッチで穿孔されたものであり、また固液分離装置におけるケーキ厚みは３〜１０ｍｍ、脱水時間は１０〜３０ｓｅｃであり、圧搾圧力は０．１〜０．３ＭＰａＧであった。
【００４２】
この結果を、各サンプルＡ〜Ｄごとに真空脱水のみの含液率と合わせて次表１〜４に示す。また、図７には、サンプルＡ〜Ｄをまとめて、エアー圧力とケーキ含水率との関係とその傾向とを示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【００４５】
【表３】
【００４６】
【表４】
【００４７】
これら表１〜４および図７の結果より、本発明の実施例によれば、真空脱水のみのケーキよりも含液率が低下していることは明らかであり、特にサンプルＤに至ってはケーキ含液率が真空脱水のみと比べて半分近くにまで低減していることが分かる。また、エアー圧力を大きくするのに従いケーキ含液率も大きく低下する傾向にあることも分かるが、その含液率の低下率はサンプルによって異なり、また徒にエアー圧力を大きくしてもケーキを通過するエアー量が多いと全体のエネルギー効率が悪くなることにもなる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の濾過装置の一実施形態を示す概略図である。
【図２】図１に示す濾過装置に用いられる、本発明の固液分離装置の一実施形態を示すものである。
【図３】図２に示す固液分離装置の分離ロール２Ｂを示す部分破断斜視図である。
【図４】図２に示す固液分離装置の変形例を示す（Ａ）分離ロール２Ｂ下側の部分断面図、（Ｂ）吸引管１２Ａの斜視図である。
【図５】図２に示す固液分離装置の他の変形例を示す分離ロール２Ｂ下側の部分断面図である。
【図６】図１に示す濾過装置の変形例を示す概略図である。
【図７】本発明の実施例において、各サンプルＡ〜Ｄにおけるエアー圧力とケーキ含液率との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 濾布（分離濾布）
２、１０ ロール
２Ａ 駆動ロール
２Ｂ 分離ロール
３ 供給手段
４ 濾過手段
５ 分離濾布
９ 通気チャンバー
１２ 吸引手段
１３ 掻き取り手段
Ｐ 被処理物
Ａ エアー
Ｆ 濾布１の走行方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に複数のロールに巻回されて走行する濾布上に供給された被処理物を濾過する水平式真空濾過装置、ドラム式真空濾過装置、および機械圧搾脱水機構のみのベルトプレス脱水機のような濾過装置の２次脱水機構として用いて好適な固液分離装置、該固液分離装置を用いたこのような濾過装置、および固液分離方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような水平式真空濾過装置は一般に、真空トレイ上を連続的あるいは間欠的に走行する濾布の上に被処理物を供給し、この濾布を介して真空トレイにより真空吸引することによって濾過するものであり、またドラム式真空濾過装置は一般的に液槽内の被処理物スラリー中に浸漬された濾布を介する真空室により真空吸引することにより濾過するものであるが、通常は大気圧よりも大きな差圧を作用させることができない。このため、濾過されたケーキの到達含液率が目標値を達成することが難しく、当該濾過装置の後段にこれとは別に遠心分離器やフィルタープレス等の２次脱水装置を用意しなければならないことが多い。
【０００３】
そこで、本発明の発明者等は、例えば特許文献１、２において、このような水平式真空濾過装置の真空トレイのみによる濾過の後段に、濾過されたケーキに向けて進退可能な枠状または環状のシール材を有するシール手段と、このシール材の開口面内側で加圧板や圧力流体（エアー等）によってケーキを加圧する加圧手段とを備えた固液分離装置を設け、この後段に濾布の走行によって移動してきたケーキにシール材を密着させ、その内側で加圧手段によりケーキを加圧して脱水するものを提案している。
【特許文献１】特開２００６−２９７３６６号公報
【特許文献２】特開２００７−８３１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような固液分離装置を設けた水平式真空濾過装置等においても、被処理物の組成や性状によっては、加圧板や加圧ロールによる濾布に垂直な方向への面圧あるいは線圧だけでは、ケーキの含液率を十分に目標値を達成することが困難となる場合がある。また、上述のように濾布の走行によって後段に移動したケーキにシール材を前進させて密着させた上で加圧する固液分離装置では、濾布が連続的に走行する場合にそのまま適用することはできない。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたもので、特にこのような濾過装置の２次脱水機構として用いて、被処理物（ケーキ）の含液率を十分に低減することができるとともに連続的な固液分離が可能な固液分離装置、該固液分離装置を２次脱水機構として備えた濾過装置、および固液分離方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の固液分離装置は、周方向に回転させられる分離ロールの外周に、無端状の一対の分離濾布が重ね合わされて巻回されつつ上記分離ロールの回転方向に沿って走行可能とされ、これらの分離濾布の間に供給された被処理物が、上記分離ロールの外周で該分離濾布の間に挟み込まれて圧搾されるとともに、上記分離ロールの径方向に通気されることによって脱水させられることを特徴とするものであり、また本発明の固液分離方法は、周方向に回転させられる分離ロールの外周に、無端状の一対の分離濾布を重ね合わせて巻回しつつ上記分離ロールの回転方向に沿って走行させ、これらの分離濾布の間に供給した被処理物を、上記分離ロールの外周で該分離濾布の間に挟み込んで圧搾するとともに、上記分離ロールの径方向に通気することによって脱水することを特徴とする。
【０００７】
このように、上記構成の固液分離装置および固液分離方法においては、一対の分離濾布の間に被処理物が供給されて挟み込まれ、周方向に回転する分離ロールの外周に巻回されて押し付けられることにより圧搾される。このため、分離ロールの回転や、その回転方向に沿った分離濾布の走行が間欠的な場合は勿論、連続的な場合でも、供給された被処理物を確実に処理することができる。
【０００８】
そして、こうして回転する分離ロールの外周に押し付けられる際に、被処理物は、該分離ロールの径方向に押圧力を受けるだけでなく、被処理物を挟んで内周の分離ロール側の分離濾布と反対の外周側の分離濾布との走行速度の差、すなわち周速の差によって周方向にも剪断力を受けるため、効率的に圧搾される。さらに、こうして圧搾された被処理物は、分離ロールの径方向に通気されることによって液分が一方の分離濾布を介して分離されるため、濾布に垂直な方向への面圧や線圧および加圧だけでは十分な含液率の低下が困難であった被処理物に対しても、効果的な液分の除去を促すことが可能となる。
【０００９】
ここで、このように分離ロールの外周に巻回された一対の分離濾布の間に挟み込まれた被処理物を、分離ロールの径方向に通気することによって脱水するには、例えば分離ロールの内周部に通気のためのエアー等を供給して径方向外周側に吹き出すように通気させればよいが、このとき、分離ロールの内周部に、このように分離ロールの径方向に通気する複数の通気チャンバーを、互いに隔絶して周方向に略等間隔に形成することにより、被処理物を挟んだ一対の分離濾布が分離ロールに巻回された範囲で通気を行うことができて、この範囲以外の脱水に関与しない部分でも通気が行われるのを防ぐことができる。
【００１０】
特に、このような場合には、上記分離ロールにおいては、上記一対の分離濾布が巻回された範囲のうちでも、さらに周方向に所定の範囲においてのみ通気されるように制御することにより、通気のためのエアー等の供給量が必要以上に多くなるのを防いで、効率的な脱水を促すことが可能となる。
【００１１】
ところで、上記被処理物を上記分離ロールの径方向内周から外周に向けて通気した場合には、分離された液分は、上記一対の分離濾布のうち該分離ロールの外周側に巻回される分離濾布を介して排出されることになるが、ロールは円柱状であるため、排出された液分が外周側の分離濾布の外側を伝って再びこの分離濾布を通して脱水された被処理物に染みこみ、含液率の低下を損なうおそれがある。
【００１２】
そこで、そのような場合には、上記一対の分離濾布のうち該分離ロールの外周側に巻回される分離濾布のさらに外周に、上記被処理物から分離された液分をこの外周側の分離濾布から除去する液分除去手段を配設することにより、こうして脱水された液分が再び被処理物に染み込む前に回収して含液率の悪化を防ぐことができる。ここで、このような液分除去手段として、一つには、分離された液分を外周側の分離濾布から掻き取る掻き取り手段を採用することができ、こうして液分を掻き取って除去することによって、該液分が被処理物に再び染み込むのを防いで回収することができる。また、これとは別に、あるいはこれと合わせて、他の一つとして、上記被処理物から分離された液分を吸引する吸引手段を備えることにより、回収することもできる。
【００１３】
また、本発明の濾過装置は、複数のロールに巻回されて走行させられる濾布上に、供給手段から被処理物が供給されて、この供給手段よりも上記濾布の走行方向側に備えられた濾過手段により上記被処理物が濾過される濾過装置であって、上記濾過手段よりも上記走行方向側に、上述した本発明の固液分離装置が配設されていて、上記複数のロールのうち上記濾過手段よりも上記走行方向側に位置するロールが上記分離ロールとされるとともに、上記濾布が上記一対の分離濾布のうちの一方とされていることを特徴とする。
【００１４】
従って、このような、例えば上述した水平式真空濾過装置等の濾過装置では、その上記濾過手段よりも走行方向側の当該濾過装置のロールが、上記固液分離装置の分離ロールとされ、また濾過装置の上記濾布が固液分離装置の上記一対の分離濾布のうちの一方とされているので、濾過手段によって濾過された濾布上の被処理物は、そのままこの濾過手段よりも濾布の走行方向側すなわち濾過手段の後段に移動させられ、他方の分離濾布との間に挟まれて分離ロールに巻回されることにより圧搾されるとともに通気させられて、上述のように効果的に脱水させられる。
【００１５】
このため、この濾過装置の後段に、該濾過装置とは別に遠心分離器やフィルタープレス等の２次脱水装置を用意しなくとも、含液率の少ない被処理物を得ることができて効率的であり、こうして脱水された被処理物を乾燥させる場合などに乾燥装置の負担を軽減することが可能となる。しかも、濾過装置の濾布およびロールを固液分離装置の上記分離濾布および分離ロールとして利用することができるので、経済的でもある。そして、上記固液分離装置が被処理物の連続的な供給にも対応可能であることから、濾布が連続的に走行する水平式真空濾過装置、ドラム式真空濾過装置、およびベルトプレス脱水機のような濾過装置でも確実な被処理物の含水率低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明の固液分離装置および固液分離方法によれば、回転する分離ロールに重ね合わされて巻回される一対の分離濾布の間に被処理物が挟み込まれることにより、この分離ロールの径方向による押圧力に加えて、周方向への剪断力を作用させて被処理物を効果的に圧搾することができ、さらにこの径方向に通気することによって液分を効果的に分離することが可能となる。また、本発明の濾過装置によれば、このような固液分離装置を用いて、２次脱水装置を要することなく効率的かつ経済的に、より低い含液率の被処理物を得ることができる。また、後段の乾燥設備へ製品を搬送する際にベルトコンベア、スクリューコンベア等の搬送機器への付着に起因する搬送トラブル等を解決することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１ないし図６は、本発明の固液分離装置および該固液分離装置を備えた濾過装置の一実施形態を示すものである。本実施形態における濾過装置は、図１に示すように、無端状の濾布１が、中心軸線を水平にして互いに平行に配置された複数のロール２に巻回されて周回するように張り渡され、このうちの１つが駆動ロール２Ａとされて上記中心軸線回りに回転駆動させられることにより、濾布１のうち装置上部に水平に渡された水平部１Ａが矢線Ｆで示す走行方向に移動するように走行可能とされて、この水平部１Ａの走行方向Ｆ後方側に配設された供給手段３から供給された被処理物Ｐが、その直ぐ走行方向Ｆ側の駆動ロール２Ａとの間に配設された濾過手段４によって濾布１を介して濾過される、水平式真空濾過装置の構成とされている。
【００１８】
ここで、上記駆動ロール２Ａは、上記水平部１Ａの走行方向Ｆ側の端部に位置して、図示されない駆動手段によって回転させられることにより、連続的、あるいは所定のピッチで間欠的に濾布１を走行させる。また、濾過手段４において被処理物Ｐは、水平部１Ａにおいて濾布１を支持する図示されない真空トレイにより液分が濾布１を介して吸引されて濾過される。そして、さらにこの濾過手段４よりも上記走行方向Ｆ側に、図１に破線で示すように本発明の一実施形態の固液分離装置が配設されている。
【００１９】
この実施形態の固液分離装置は、図２に示すように、回転方向Ｔに向けて周方向に回転させられる分離ロール２Ｂの外周に、無端状の一対の分離濾布１、５が重ね合わされて巻回されつつ上記回転方向Ｔに沿って走行可能とされたものとされている。そして、上記分離ロール２Ｂは、濾過装置におけるロール２のうち、上記走行方向Ｆにおいて上記駆動ロール２Ａの次に位置するロールとされ、また一対の分離濾布１、５のうちの一方は、濾過装置の濾布１がそのままこの分離ロール２Ｂに巻回されたものとされている。
【００２０】
分離ロール２Ｂは、本実施形態では駆動ロール２Ａの下方に間隔をあけて、かつ平面視に互いの周面同士が重なるように配置されている。なお、これら駆動ロール２Ａおよび分離ロール２Ｂ以外の濾過装置のロール２は、該駆動ロール２Ａおよび分離ロール２Ｂよりも十分小径とされていて、このうち上記走行方向Ｆにおいて分離ロール２Ｂの次のロール２Ｃは、分離ロール２Ｂの上方に間隔をあけて、かつやはり平面視に互いの周面同士が重なるように配置されている。
【００２１】
また、この分離ロール２Ｂは、図３に示すように概略中空の円筒状とされるとともに、その円筒面部分には該分離ロール２Ｂの中心軸線方向において上記濾布１の幅の範囲よりも内側に、多数の貫通孔６が開口させられている。一方、分離ロール２Ｂの概略中空とされた内周部には、中心軸線に直交する断面において該中心軸線部分から半径方向に延びて上記円筒面部分に達する複数の仕切り板７が、周方向に等間隔に、かつ上記貫通孔６が形成された範囲に亙って配設され、さらにこれらの仕切り板７の中心軸線方向両端部はそれぞれ円形の端板によって閉塞されるとともに、このうち一方の端板には、周方向に隣接する一対の仕切り板７間の空間にそれぞれ連通するように、仕切り板７と同数の通気配管８が接続されている。
【００２２】
従って、これにより、分離ロール２Ｂの内周部には、この通気配管８から上記貫通孔６に連通する通気チャンバー９が、仕切り板７および通気配管８と同数、互いに隔絶されて周方向に略均等に等間隔に形成され、各通気配管８に供給されたエアー（圧縮空気）Ａやスチーム等の通気流体がこの通気チャンバー９を介して上記貫通孔６から分離ロール２Ｂの外周に噴出して通気させられることになる。なお、これらの通気配管８に供給されるエアーＡは、図示されない供給源からロータリージョイントあるいは多段回転継手を介して、回転する分離ロール２Ｂに固定された通気配管８に供給されるとともに、このロータリージョイント等と各通気配管８との間には、分離ロール２Ｂの周方向に分離濾布１、５が巻回された範囲（図２における符号Ｅの範囲）のうち、さらに所定の回転位置にある通気チャンバー９のみに、エアーＡが分離ロール２Ｂの回転に伴い順次切り替えられながら連続して供給されるように制御する、やはり図示されないバルブ機構が介装されている。
【００２３】
なお、一対の分離濾布１、５のうち他方の分離濾布５は、濾布（一方の分離濾布）１と等しい幅とされ、分離ロール２Ｂの外周には該濾布１の内側に巻回されるとともに、上記駆動ロール２Ａとロール２Ｃの外周においても濾布１の外側に巻回され、さらに、これら駆動ロール２Ａおよびロール２Ｃよりも上方に位置して互いの間隔が駆動ロール２Ａとロール２Ｃとの間隔よりも大きくされた一対のロール１０に巻回されて無端状に配設されている。そして、この分離濾布５は、濾布１とともに巻回された部分では該濾布１の走行方向Ｆに沿って走行可能とされている。
【００２４】
また、当該濾過装置および固液分離装置において上記駆動ロール２Ａ以外のロール２、１０は、分離ロール２Ｂを始めとしていずれも駆動手段に連結されない従動ロールとされており、さらにこのうち分離ロール２Ｂを除いた濾過装置のロール２と固液分離装置のロール１０のそれぞれにおいて少なくとも１つには、該ロール２、１０を他のロール２、１０と離間する方向に付勢するなどして濾布１と分離濾布５の張力を所定の強さに制御する張力制御手段が備えられている。また、固液分離装置において分離ロール２Ｂの下方には受け皿１１が配設されている。
【００２５】
このような固液分離装置を備えた濾過装置において、上記濾過手段４により濾過された処理物Ｐは、図２に示すように駆動ロール２Ａの外周から一対の分離濾布１、５の間に挟み込まれて固液分離装置に供給され、これら分離濾布１、５とともに分離ロール２Ｂに巻回された後、上記ロール２Ｃにおいて分離濾布５が離れ、さらに走行方向Ｆにおいてロール２Ｃの次のロール２において濾布１から剥離して回収される。
【００２６】
そして、上記構成の固液分離装置およびこれを用いた本発明の固液分離方法の一実施形態では、被処理物Ｐは、分離ロール２Ｂの外周で一対の分離濾布１、５の間に挟み込まれ、特にこの被処理物Ｐの外側に巻回された濾布１に上記張力制御手段によって所定に張力が与えられていることにより、分離ロール２Ｂの径方向内周側に押圧力を受けて圧搾される。さらに、この分離ロール２Ｂでは、通気配管８から、上述のように分離濾布１、５が巻回された範囲のうち、さらに所定の回転位置の範囲の通気チャンバー９を介してエアーＡが貫通孔６から連続して噴出させられて分離濾布５、被処理物Ｐ、および分離濾布１を通して分離ロール２Ｂの径方向外周側に通気させられており、従って被処理物Ｐから圧搾された液分は、分離濾布１を介して該被処理物Ｐから分離させられ、受け皿１１に滴下して回収される。
【００２７】
しかも、この被処理物Ｐを挟み込んで分離ロール２Ｂに巻回された一対の分離濾布１、５は、被処理物Ｐの厚さ分だけ分離ロール２Ｂの中心軸線からの距離が異なり、かつ一方の分離濾布１が駆動ロール２Ａに直接巻回されて走行させられるのに対し、他方の分離濾布５はこの一方の分離濾布１と被処理物Ｐを介して従動的に走行させられるために、分離ロール２Ｂの外周ではこれら一対の分離濾布１、５に周速差が生じる。従って、この周速差により被処理物Ｐには、これを周方向に剪断しようとする剪断力が作用し、この剪断力と上記押圧力とによって被処理物Ｐは効率的に圧搾され、さらに上記通気によっても脱水させられるため、従来は十分な固液分離が困難とされていた被処理物Ｐに対しても十分な含液率の低減を図ることが可能となる。
【００２８】
また、上記固液分離装置および固液分離方法においては、上述のように濾布１の走行に伴い従動的に回転する分離ロール２Ｂの外周において被処理物Ｐの脱水が行われるため、濾過装置におけるこの濾布１の走行が連続的なものであっても、間欠的なものであっても、上記押圧力と剪断力とさらに通気とによって効率的な脱水を図ることができる。従って、駆動ロール２Ａを連続的または間欠的に回転させて濾布１を走行させる場合は勿論、例えば濾布１をクランプして所定のストロークで走行方向Ｆに間欠移動させることにより走行させるような水平式真空濾過装置にも対応して適用することが可能である。
【００２９】
一方、このような固液分離装置を備えた上記構成の濾過装置においては、濾過手段４よりも走行方向Ｆ側の駆動ロール２Ａの次のロール２が、上記固液分離装置における分離ロール２Ｂとされるとともに、上記濾過手段４において被処理物Ｐを濾過する濾布１自体が固液分離装置の一対の分離濾布１、５のうちの一方とされている。このため、濾過手段４によって濾過された濾布１上の被処理物Ｐを、そのまま濾布１の走行によって固液分離装置に供給し、上述のように効率的に脱水することができる。
【００３０】
従って、この濾過装置の濾過手段４によって濾過した被処理物Ｐを該濾過装置から一旦回収して、これとは別の遠心分離器やフィルタープレス等の２次脱水装置により脱水したりする必要がなく、また例えば既設の水平式真空濾過装置等の濾過装置にも、多少の改造を加える程度で適用することも可能であって、経済的である。さらに、上述のように十分な含液率の低減を図ることができるため、例えば液分が分離された被処理物Ｐを後段の乾燥装置において乾燥させたりする場合でも、該乾燥装置における負担を軽減することができる。また、このような後段の乾燥装置に製品を搬送する際にも、ベルトコンベアやスクリューコンベア等の搬送機器に液分の多い被処理物Ｐが付着することによるトラブル等も解決することが可能となる。
【００３１】
また、本実施形態の固液分離装置では、分離ロール２Ｂの内周部に、貫通孔６を介して分離ロール２Ｂの径方向に通気する複数の通気チャンバー９が、互いに隔絶して周方向に略等間隔に形成されており、例えば被処理物Ｐを挟んだ一対の分離濾布１、５が分離ロール２Ｂに巻回された範囲Ｅ以外の、脱水に関与しない部分においても通気が行われて通気のためのエアーＡが無駄に消費されるのを防ぐことができ、上記範囲Ｅの通気チャンバー９によって集中的に被処理物Ｐを通気することができる。
【００３２】
ここで、分離濾布１、５が巻回された範囲Ｅの回転位置にある通気チャンバー９すべてにエアーＡを供給してもよいが、エアーＡの供給量が必要以上に多くなり電力等の運転費用や設備費用の増大を抑えるため、所定の回転位置にある通気チャンバー９のみにエアーＡを供給するように制御することが好ましく、より効率的に脱水することができる。すなわち、上記バルブ機構によって通気チャンバー９を選択して通気を行うことにより、上記所定の回転位置では分離ロール２Ｂの回転に関わらずに常に連続して通気が行われて脱水が図られる一方、これ以外の位置では通気が行われないために不要なエアーＡ等の消費を一層確実に抑えることが可能となる。
【００３３】
ところで、本実施形態の固液分離装置では、分離ロール２Ｂの外周で圧搾された被処理物Ｐが、その内周側の分離ロール２Ｂ外周面における貫通孔６から通気させられるエアーＡ等の通気流体により液分が分離させられて脱水させられ、この被処理物Ｐから分離された液分は、上述のように受け皿１１に滴下して回収されるようになされているが、特に本実施形態では分離ロール２Ｂの下側に分離濾布１、５および被処理物Ｐが巻回されるため、分離させられた液分が受け皿１１に滴下せずにこの分離ロール２Ｂの下側に回り込んで、外周側に位置する分離濾布１を通して再び被処理物Ｐに染み込むことにより、被処理物Ｐの含液率の低下を阻害するおそれがある。
【００３４】
そこで、このような場合には、上記受け皿１１に代えて、あるいは受け皿１１と合わせて、図４や図５に示すように上記外周側の分離濾布１のさらに外周側に、被処理物Ｐから分離された液分をこの外周側の分離濾布１から除去する液分除去手段を配設すればよい。ここで、図４においてこの液分除去手段は、被処理物Ｐから分離された液分を吸引して回収する吸引手段１２であり、この吸引手段１２は、例えば図４（Ｂ）に示すように円管状の吸引管１２Ａに、この吸引管１２Ａの中心線に平行に延びる複数のスリット１２Ｂを、径方向に貫通するように、かつこの中心線方向には間隔をあけて１列に形成したものであり、該吸引管１２Ａの一端は閉塞されるとともに、他端にはエアーＡを吸引する図示されないポンプ等の吸引装置が接続されている。
【００３５】
図４に示す液分除去手段（吸引手段１２）では、このような吸引管１２Ａが、図４（Ａ）に示すようにその中心線を分離ロール２Ｂの中心軸線に平行として、上記スリット１２Ｂを外周側の分離濾布１に対向させ、あるいは接するように、分離ロール２Ｂの下側に周方向に複数間隔をあけて配設されている。従って、この分離ロール２Ｂの下側に回り込んだ液分は、この吸引手段１２における吸引管１２Ａのスリット１２ＢからエアーＡとともに吸い込まれて回収されるので、この液分が分離濾布１を通して再び被処理物Ｐに染み込むのを防ぐことができ、より確実に被処理物Ｐの含液率の低減を図ることが可能となる。
【００３６】
また、このような吸引手段１２よりなる液分除去手段に代えて、あるいはこれと合わせて、図５に示すように、外周側の分離濾布１のさらに外周側に、被処理物Ｐから分離された液分をこの分離濾布１から掻き取って除去する掻き取り手段１３を液分除去手段として配設してもよい。この掻き取り手段１３は、例えばゴム板等の弾性を有する長方形板材よりなるスクレーパ１３Ａであって、その一側縁を撓ませて分離濾布１の外周に摺接させるように配設されている。ここで、図５ではこのようなスクレーパ１３Ａが、分離ロール２Ｂの中心軸線の直下よりも僅かに分離濾布１の走行方向Ｆ後方側に配置され、しかも上記一側縁がこの走行方向Ｆ後方側に撓むようにして分離濾布１外周に接触させられている。
【００３７】
従って、このような液分除去手段（掻き取り手段１３）においても、分離ロール２Ｂの下側に回り込んだ液分は、分離濾布１の走行に伴いこの掻き取り手段１３のスクレーパ１３Ａに掻き取られるように該分離濾布１の表面から除去されて、スクレーパ１３Ａを伝って滴下するので、これを上記受け皿１１等によって回収することにより、該液分が再び被処理物Ｐに染み込んだりするのを防ぐことができる。なお、図５では１つの掻き取り手段１３しか示されていないが、複数の掻き取り手段１３を分離ロール２Ｂの周方向に間隔をあけて設けてもよい。
【００３８】
一方、上記実施形態の濾過装置では、駆動ロール２Ａが濾過手段４の直ぐ走行方向Ｆ側に配設されていて、固液分離装置の分離ロール２Ｂはその次のロール２とされていたが、例えば図６に示す水平式真空濾過装置のように、濾過手段４の走行方向Ｆ側に位置して濾布１の上記水平部１Ａを形成するロール２を固液分離装置の分離ロール２Ｂとして、駆動ロール２Ａはこれとは別に、例えば固液分離装置よりも走行方向Ｆ側で供給手段３よりも走行方向Ｆ手前側の、濾布１が濾過装置の下部を周回する位置に設けてもよい。すなわち、水平式真空濾過装置のような複数のロール２に巻回された濾布１上に被処理物Ｐが供給されて濾過手段４により濾過される濾過装置においては、濾過された被処理物Ｐが濾布１上にある範囲では、いずれのロール２を分離ロール２Ｂとしても本発明の固液分離装置を配設することが可能となる。ただし、図６に示した場合には、濾過手段４において被処理物Ｐを濾過する濾布１は内周側の分離濾布として分離ロール２Ｂに接して巻回されるとともに、固液分離装置の分離濾布５が外周側の分離濾布として被処理物Ｐを挟んで分離ロール２Ｂの外周側に巻回されることになる。
【００３９】
なお、上記駆動ロール２Ａと分離ロール２Ｂとを共用することも可能ではあるが、本実施形態の固液分離装置のように分離ロール２Ｂの外周面からエアーＡを噴出して通気を行う場合には、これにより分離ロール２Ｂと濾布１との摩擦が低減して滑りが生じ、濾布１を確実に所定の速度やピッチで走行させることが困難となるおそれがあるため、濾布１を走行させる駆動ロール２Ａと固液分離装置の分離ロール２Ｂとは別に設けられるのが望ましい。ただし、例えば十分な圧搾圧力を作用させることにより濾布１の走行のための十分な摩擦力を発生することができるなら、このように駆動ロール２Ａと分離ロール２Ｂとを共用することも可能であり、すなわちいずれのロール２を分離ロール２Ｂとしても本発明の固液分離装置を配設することはやはり可能である。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明の実施例を挙げてその効果を実証する。本実施例では、図１ないし図３に示した実施形態の濾過装置を用いて、固形物の粒子径が２．５μｍ〜３０μｍである４種の被処理物Ｐ（サンプルＡ〜Ｄ）を濾過手段４において真空脱水のみにより濾過した含液率の異なるケーキを、そのまま該濾過装置に備えた上記実施形態の固液分離装置に供給して液分を分離し、その際に分離ロール２Ｂから通気するエアーＡの圧力を変化（増大）させて、この固液分離装置で脱水されたケーキの含液率を測定した。
【００４１】
ただし、この実施例において用いた分離濾布１、５は通気度０．５〜５ｃｃ／ｓｅｃ／ｃｍ２、分離ロール２Ｂは円筒面部分に直径５ｍｍの貫通孔６が８ｍｍピッチで穿孔されたものであり、また固液分離装置におけるケーキ厚みは３〜１０ｍｍ、脱水時間は１０〜３０ｓｅｃであり、圧搾圧力は０．１〜０．３ＭＰａＧであった。
【００４２】
この結果を、各サンプルＡ〜Ｄごとに真空脱水のみの含液率と合わせて次表１〜４に示す。また、図７には、サンプルＡ〜Ｄをまとめて、エアー圧力とケーキ含水率との関係とその傾向とを示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【００４５】
【表３】
【００４６】
【表４】
【００４７】
これら表１〜４および図７の結果より、本発明の実施例によれば、真空脱水のみのケーキよりも含液率が低下していることは明らかであり、特にサンプルＤに至ってはケーキ含液率が真空脱水のみと比べて半分近くにまで低減していることが分かる。また、エアー圧力を大きくするのに従いケーキ含液率も大きく低下する傾向にあることも分かるが、その含液率の低下率はサンプルによって異なり、また徒にエアー圧力を大きくしてもケーキを通過するエアー量が多いと全体のエネルギー効率が悪くなることにもなる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の濾過装置の一実施形態を示す概略図である。
【図２】図１に示す濾過装置に用いられる、本発明の固液分離装置の一実施形態を示すものである。
【図３】図２に示す固液分離装置の分離ロール２Ｂを示す部分破断斜視図である。
【図４】図２に示す固液分離装置の変形例を示す（Ａ）分離ロール２Ｂ下側の部分断面図、（Ｂ）吸引管１２Ａの斜視図である。
【図５】図２に示す固液分離装置の他の変形例を示す分離ロール２Ｂ下側の部分断面図である。
【図６】図１に示す濾過装置の変形例を示す概略図である。
【図７】本発明の実施例において、各サンプルＡ〜Ｄにおけるエアー圧力とケーキ含液率との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 濾布（分離濾布）
２、１０ ロール
２Ａ 駆動ロール
２Ｂ 分離ロール
３ 供給手段
４ 濾過手段
５ 分離濾布
９ 通気チャンバー
１２ 吸引手段
１３ 掻き取り手段
Ｐ 被処理物
Ａ エアー
Ｆ 濾布１の走行方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に回転させられる分離ロールの外周に、無端状の一対の分離濾布が重ね合わされて巻回されつつ上記分離ロールの回転方向に沿って走行可能とされ、これらの分離濾布の間に供給された被処理物が、上記分離ロールの外周で該分離濾布の間に挟み込まれて圧搾されるとともに、上記分離ロールの径方向に通気されることによって脱水させられることを特徴とする固液分離装置。
【請求項２】
上記分離ロールの内周部には、該分離ロールの径方向に通気する複数の通気チャンバーが、互いに隔絶されて周方向に略等間隔に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の固液分離装置。
【請求項３】
上記分離ロールにおいては、上記一対の分離濾布が巻回された範囲のうち周方向に所定の範囲においてのみ通気されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固液分離装置。
【請求項４】
上記被処理物は上記分離ロールの径方向内周から外周に向けて通気されるとともに、上記一対の分離濾布のうち該分離ロールの外周側に巻回される分離濾布のさらに外周には、上記被処理物から分離された液分をこの外周側の分離濾布から除去する液分除去手段が配設されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の固液分離装置。
【請求項５】
上記液分除去手段が、分離された液分を掻き取る掻き取り手段であることを特徴とする請求項４に記載の固液分離装置。
【請求項６】
上記液分除去手段が、分離された液分を吸引する吸引手段を備えることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の固液分離装置。
【請求項７】
複数のロールに巻回されて走行させられる濾布上に、供給手段から被処理物が供給されて、この供給手段よりも上記濾布の走行方向側に備えられた濾過手段により上記被処理物が濾過される濾過装置であって、上記濾過手段よりも上記走行方向側には、請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の固液分離装置が配設されていて、上記複数のロールのうち上記濾過手段よりも上記走行方向側に位置するロールが上記分離ロールとされるとともに、上記濾布が上記一対の分離濾布のうちの一方とされていることを特徴とする濾過装置。
【請求項８】
周方向に回転させられる分離ロールの外周に、無端状の一対の分離濾布を重ね合わせて巻回しつつ上記分離ロールの回転方向に沿って走行させ、これらの分離濾布の間に供給した被処理物を、上記分離ロールの外周で該分離濾布の間に挟み込んで圧搾するとともに、上記分離ロールの径方向に通気することによって脱水することを特徴とする固液分離方法。
【請求項１】
周方向に回転させられる分離ロールの外周に、無端状の一対の分離濾布が重ね合わされて巻回されつつ上記分離ロールの回転方向に沿って走行可能とされ、これらの分離濾布の間に供給された被処理物が、上記分離ロールの外周で該分離濾布の間に挟み込まれて圧搾されるとともに、上記分離ロールの径方向に通気されることによって脱水させられることを特徴とする固液分離装置。
【請求項２】
上記分離ロールの内周部には、該分離ロールの径方向に通気する複数の通気チャンバーが、互いに隔絶されて周方向に略等間隔に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の固液分離装置。
【請求項３】
上記分離ロールにおいては、上記一対の分離濾布が巻回された範囲のうち周方向に所定の範囲においてのみ通気されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固液分離装置。
【請求項４】
上記被処理物は上記分離ロールの径方向内周から外周に向けて通気されるとともに、上記一対の分離濾布のうち該分離ロールの外周側に巻回される分離濾布のさらに外周には、上記被処理物から分離された液分をこの外周側の分離濾布から除去する液分除去手段が配設されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の固液分離装置。
【請求項５】
上記液分除去手段が、分離された液分を掻き取る掻き取り手段であることを特徴とする請求項４に記載の固液分離装置。
【請求項６】
上記液分除去手段が、分離された液分を吸引する吸引手段を備えることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の固液分離装置。
【請求項７】
複数のロールに巻回されて走行させられる濾布上に、供給手段から被処理物が供給されて、この供給手段よりも上記濾布の走行方向側に備えられた濾過手段により上記被処理物が濾過される濾過装置であって、上記濾過手段よりも上記走行方向側には、請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の固液分離装置が配設されていて、上記複数のロールのうち上記濾過手段よりも上記走行方向側に位置するロールが上記分離ロールとされるとともに、上記濾布が上記一対の分離濾布のうちの一方とされていることを特徴とする濾過装置。
【請求項８】
周方向に回転させられる分離ロールの外周に、無端状の一対の分離濾布を重ね合わせて巻回しつつ上記分離ロールの回転方向に沿って走行させ、これらの分離濾布の間に供給した被処理物を、上記分離ロールの外周で該分離濾布の間に挟み込んで圧搾するとともに、上記分離ロールの径方向に通気することによって脱水することを特徴とする固液分離方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２５５０２８（Ｐ２００９−２５５０２８Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６６４８４（Ｐ２００８−２６６４８４）
【出願日】平成２０年１０月１５日（２００８．１０．１５）
【出願人】（０００１６５２７３）月島機械株式会社 (253)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１５日（２００８．１０．１５）
【出願人】（０００１６５２７３）月島機械株式会社 (253)
【Ｆターム（参考）】
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