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７の外周に、無端状の一対の分離濾布１、８を重ね合わせて巻き掛けるとともに、分離濾布１、８の外周にはさらに圧搾ベルト１５を巻き掛けて、これら一対の分離濾布１、８と圧搾ベルト１５とを分離ロール７の回転方向Ｔに沿って走行させ、一対の分離濾１、８布の間に供給された被処理物Ｐを、分離ロール１５の外周で分離濾布１、８間に挟み込んで圧搾ベルト１５によって圧搾するとともに、分離ロール７の径方向に通気することによって脱水する。
【解決手段】周方向に回転させられる分離ロール７の外周に、無端状の一対の分離濾布１、８を重ね合わせて巻き掛けるとともに、分離濾布１、８の外周にはさらに圧搾ベルト１５を巻き掛けて、これら一対の分離濾布１、８と圧搾ベルト１５とを分離ロール７の回転方向Ｔに沿って走行させ、一対の分離濾１、８布の間に供給された被処理物Ｐを、分離ロール１５の外周で分離濾布１、８間に挟み込んで圧搾ベルト１５によって圧搾するとともに、分離ロール７の径方向に通気することによって脱水する。
【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】
このような濾過装置のうち、例えば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き掛けられるとともに、該一対の分離濾布の外周にはさらに圧搾ベルトが巻き掛けられて、これら一対の分離濾布と上記圧搾ベルトとが上記分離ロールの回転方向に沿って走行可能とされており、上記一対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上記圧搾ベルトによっ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。
【０００７】
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き掛けるとともに、該一対の分離濾布の外周にはさらに圧搾ベルトを巻き掛けて、これら一対の分離濾布と上記圧搾ベルトとを上記分離ロールの回転方向に沿って走行させ、上記一対の分離濾布の間に供給された被処理物を、上記分離ロールの外周で該分離濾布の間に挟み込んで上記圧搾ベルトによって圧搾するとともに、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。
【０００８】
従って、このように構成された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、その回転方向に沿って走行しつつ巻き掛けられて押圧されるとともに、さらにその外周から圧搾ベルトが同じく分離ロールの回転方向に走行しつつ巻き掛けら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。
【０００９】
さらに、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。そして、こうして圧搾された被処理物は、さらに分離ロールの径方向に通気されることによって液分が外周側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。
【００１０】
しかも、この外周側の分離濾布のさらに外周には圧搾ベルトが巻き掛けられていて、これにより分離濾布および被処理物を確実に分離ロール側に押さえ付けることができるので、例えば脱液の能力を上げるために通気の圧力を高くした場合でも、この分離ロールに巻き掛けられる圧搾ベルトの面圧を、分離ロールの径方向に通気する通気ガス圧よりも大きくすることにより、分離濾布が浮き上がることにより圧力流体（通気ガス）が分散してしまい通気による脱液効果が却って損なわれたり、分離濾布の幅方向の両側や走行方向の前後からケーキが吹き出して飛散したりするのを防止して、一層確実に脱液効果の向上を図ることが可能となる。
【００１１】
なお、上記圧搾ベルトは、分離濾布を介しての被処理物からの脱液を阻害しないように、分離濾布よりも通気度が高いことが望ましい。このように通気度が高く、しかも上述のように通気ガス圧よりも大きな面圧を発生させる張力に耐えられるものであれば、圧搾ベルトは濾布でもよく、または金網やチェーン等からなる金属ベルト、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、カーボン繊維等の高強度繊維からなる樹脂ベルト、あるいはゴムベルトであってもよい。
【００１２】
また、本発明の濾過装置は、複数のロールに巻き掛けら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、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。
【００１３】
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圧搾ベルトとともに分離ロールに巻き掛けられ、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。
【００１４】
ここで、本発明の固液分離装置では、上述のように分離ロールに巻き掛けられた一対の分離濾布の外周にさらに圧搾ベルトが巻き掛けられているため、通気による分離ロールと分離濾布との摩擦力の低下を抑えることができ、分離濾布を十分な面圧で分離ロールに押し付けて確実に分離ロールの回転に伴いその回転方向に走行させることができる。従って、この分離ロールが、水平式真空濾過装置等において濾布を走行させる駆動ロールであっても、その駆動力の低下を抑えることができて濾布の安定した走行を図ることができる。
【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巻き掛けられる一対の分離濾布の間に被処理物が挟み込まれるとともに、さらにその外周に圧搾ベルトが巻き掛けられて、分離ロールの回転とともにその回転方向に走行させられることにより、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る。さらに、径方向への通気によって分離濾布が分離ロールから浮き上がったり分離濾布の端からケーキが飛散したりするのを圧搾ベルトによって防ぐことができて、被処理物の液分を効果的に分離することが可能となる。
【００１７】
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。さらに、通気による分離ロールと分離濾布との摩擦力の低下を抑えることができ、上記圧搾ベルトによって確実に分離濾布を分離ロールの回転方向に一体的に走行させることができるので、該分離ロールを水平式真空濾過装置等の濾過装置の駆動ロールとするとともに、分離濾布を該濾過装置の濾過手段に用いる濾布としても、この濾布の安定走行を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１ないし図３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に巻き掛けら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。
【００１９】
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、図２に示すようにモータ等の駆動手段５により可変減速機６を介して回転させられることによって、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。
【００２０】
この実施形態の固液分離装置は、図２および図３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７の外周に、無端状の一対の分離濾布１、８が、濾過手段４によって濾過された被処理物Ｐを間に挟み込むように重ね合わされて巻き掛けら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。なお、分離濾布１、８は例えばポリエチレン繊維やポリエステル繊維などからなる。ここで、本実施形態では、上記濾過装置におけるロール２のうちの上記駆動ロール２Ａが分離ロール７とされ、また一対の分離濾布１、８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７に巻き掛けられたものとされている。
【００２１】
この分離ロール７（駆動ロール２Ａ）は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図３に示すように該分離ロール７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、また周方向には分離ロール７の全周に亙って、多数の貫通孔９が開口させられている。一方、分離ロール７の内周部には、これらの貫通孔９にそれぞれ連通する複数の通気ガスチャンバー１０が、上記中心軸線方向には貫通孔９が形成された範囲と略等しい範囲で、また周方向には分離ロール７の全周に亙って該分離ロール７の内周部をほぼ等間隔に弧状に仕切るようにして、互いに隔絶されて形成されている。
【００２２】
また、分離ロール７のさらに内周部には、中心軸線方向一端側（図３における右側）から通気ガスチャンバー１０と同数の通気配管１１が挿通されていて、それぞれ各通気ガスチャンバー１０と接続されており、各通気配管１１に供給されたエアー（圧縮空気）やスチーム等の通気ガスＡが、この通気ガスチャンバー１０を介して上記貫通孔９から分離ロール７の外周に噴出して通気させられる。なお、通気ガス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）１２を介して、回転する分離ロール７に固定された通気配管１１に供給される。
【００２３】
さらに、このロータリージョイント１２に接続された分離ロール７側の通気ガス分岐チャンバー１２Ａと各通気配管１１との間には、各通気配管１１ごとに自動弁１３が備えられている。ここで、この自動弁１３の開閉操作は、分離ロール７に取り付けられて各通気バスチャンバー１０の回転位置に応じて動作するリミットスイッチ１３Ａによって、上記通気ガス分岐チャンバー１２Ａからの通気ガスＡが信号ガスとして供給配管１３Ｂを介して該自動弁１３に供給または非供給の状態となることにより、制御される。
【００２４】
そして、こうして制御される自動弁１３により、本実施形態では、分離ロール７の周方向に分離濾布１、８が巻き掛けられた範囲にある通気ガスチャンバー１０のうち、さらに所定の回転位置にある通気ガスチャンバー１０のみに、通気ガスＡが、分離ロール７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なされている。すなわち、通気ガスチャンバー１０がこの所定の回転位置にあるときには、自動弁１３が開いて常に通気ガスＡが通気ガスチャンバー１０に供給されて貫通孔９から噴出させられる一方、この所定の回転位置以外の位置では、自動弁１３が閉じられて通気が行われないように制御される。
【００２５】
一方、一対の分離濾布１、８のうち他方の分離濾布８は、濾布（一方の分離濾布）１とほぼ等しい幅とされており、分離ロール７の外周においては該濾布１の外側に巻き掛けられてこの分離ロール７（駆動ロール２Ａ）の回転方向Ｔに向けて濾布１と一体的に走行方向Ｆと同じ走行方向Ｇに走行可能とされている。また、この走行方向Ｇにおいて分離ロール７の次に他方の分離濾布８が巻き掛けられるロール２Ｂは、図２に示すように濾布１が巻き掛けられたロール２と共通とされ、このロール２Ｂから他方の分離濾布８は下方に向けて濾布１と反対側に引き出されて離間し、複数のロール１４に巻き掛けられて再び分離ロール７の外周に至るように無端状に巻回されている。
【００２６】
そして、このように一対の分離濾布１、８が重ね合わされて巻き掛けられた分離ロール７の外周には、このうち上記他方の分離濾布８のさらに外周に圧搾ベルト１５が巻き掛けられており、この圧搾ベルト１５も上記一対の分離濾布１、８とともに分離ロール７の外周ではその回転方向Ｔに沿って走行方向Ｆ、Ｇと同じ走行方向Ｈに走行可能とされている。ここで、この圧搾ベルト１５は、分離濾布１、８と同様の濾布、または金網やチェーン等からなる金属ベルト、あるいはアラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、カーボン繊維等の高強度繊維からなる樹脂ベルト、もしくはゴムベルトによって構成され、ただしその通気度は分離濾布１、８よりも高くされている。
【００２７】
また、この圧搾ベルト１５は、本実施形態では分離濾布１、８よりは幅広とされて、その幅方向の両端が図３に示すように該分離濾布１、８の幅方向の両端をそれぞれ越えて分離濾布１、８に覆い被さるように分離ロール７に巻き掛けられている。ただし、圧搾ベルト１５の横幅は、一対の分離濾布１、８間に挟み込まれて圧搾される被処理物Ｐのケーキ幅よりも広ければ、必ずしも分離濾布１、８よりも幅広である必要はなく、すなわち分離濾布１、８とほぼ等しい幅であったり、これより幅狭であったりしてもよい。さらに、走行方向Ｈにおいて分離ロール７の次に圧搾ベルト１５は、上記一対の分離濾布１、８が巻き掛けられた共通の上記ロール２Ｂに巻き掛けられ、次いで図２に示すように分離ロール７と上記ロール１４に巻回された他方の分離濾布８との間に配設された複数のロール１６に順次巻き掛けられた後、分離ロール７に至る直前で他方の分離濾布８が巻き掛けられるロール１４Ａに該他方の分離濾布８とともに巻き掛けられて、再び分離ロール７の外周に至るように無端状に巻回されている。
【００２８】
なお、この圧搾ベルト１５が巻き掛けられる上記ロール２Ａ、１４Ａ、１６は、他の分離濾布１、８だけが巻き掛けられるロール２、１４よりも大径とされるとともに、分離ロール７よりは小径とされ、さらに複数のロール１６のうちの１つは、支持軸１７Ａを中心にシリンダ装置１７Ｂによって回動可能とされた圧搾ベルト緊張装置１７のアーム１７Ｃに取り付けられていて、こうしてアーム１７Ｃを回動させて所定の位置で位置決めすることにより、圧搾ベルト１５に所定の張力が与えられるようにされている。
【００２９】
また、複数のロール１６のうちの他の１つは、その少なくとも一端が、やはりシリンダ装置１８Ａにより圧搾ベルト１５の走行方向Ｈに向けて進退する圧搾ベルト蛇行修正装置１８のブラケット１８Ｂに取り付けられていて、こうしてブラケット１８Ｂを走行方向Ｈに進退させて該走行方向Ｈに対する当該ロール１６の傾きを微調整することにより、圧搾ベルト１５の走行に蛇行が生じたときには、これを修正するようにされている。ただし、これらのロール１６も含めて、本実施形態の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（分離ロール７）以外のロール２、１４、１６は、いずれも駆動手段に連結されない従動ロールとされている。
【００３０】
さらに、圧搾ベルト１５の走行経路には圧搾ベルト洗浄装置１９が、他方の分離濾布８の走行経路には分離濾布洗浄装置２０がそれぞれ設けられるとともに、一方の分離濾布１の走行経路にも図示されない洗浄装置が設けられ、また固液分離装置の底部には受け皿２１が配設されている。さらにまた、上記ロール２Ｂの下方には、当該固液分離装置によって固液分離された被処理物Ｐのケーキを排出する排出口２２が設けられるとともに、このロール２Ｂからそれぞれその走行方向Ｆに向けて互いに反対向きに離れてゆく一対の分離濾布１、８に対しては、被処理物Ｐと接していた面に接するようにスクレーパ２３やワイヤー等が配設される。また、分離ロール７に分離濾布１、８および圧搾ベルト１５が巻き掛けられた部分のさらに外周側には、断面円弧状の回収板２４が圧搾ベルト１５と間隔をあけて配設されていて、通気によって分離された液分を回収して上記受け皿２１に導くようにされている。
【００３１】
このような固液分離装置、この固液分離装置を備えた濾過装置、および該固液分離装置を用いた本発明の固液分離方法の一実施形態では、濾過装置の濾過手段４によって濾過された被処理物Ｐは、当該固液分離装置の分離ロール７の外周で一対の分離濾布１、８の間に挟み込まれるとともに、さらにその外周に圧搾ベルト１５が高張力で巻き掛けられることによって、分離ロール７の径方向内周側に押圧力を受けて圧搾される。従って、この固液分離装置による被処理物Ｐの固液分離工程の後段に乾燥工程があるような場合でも、この乾燥工程における負荷を低減することができる。
【００３２】
また、被処理物Ｐを挟み込んで分離ロール７に巻き掛けられた一対の分離濾布１、８は、被処理物Ｐの厚さ分だけ分離ロール７の中心軸線からの距離が異なり、しかも一方の分離濾布１が分離ロール７（駆動ロール２Ａ）に直接巻き掛けられて走行させられるのに対し、他方の分離濾布５と圧搾ベルト１５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７の外周ではこれら一対の分離濾布１、５に周速差が生じ、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て、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る。
【００３３】
さらに、分離ロール７においては、上述のように一対の分離濾布１、８が巻き掛けられた範囲のうちの所定の回転位置において、通気配管１１から通気ガスチャンバー１０を介して通気ガスＡが貫通孔９から噴出させられて分離濾布１、被処理物Ｐ、分離濾布８、および圧搾ベルト１５を通して分離ロール７の径方向外周側に通気させられる。従って、被処理物Ｐから圧搾された液分は、この通気ガスＡとともに分離濾布８および圧搾ベルト１５を介して該被処理物Ｐから分離させられ、回収板２４に滴下して回収されるため、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。
【００３４】
そして、こうして通気ガスＡを噴出させて被処理物Ｐからの液分の分離を行っても、分離ロール７に巻き掛けられた外周側の他方の分離濾布８のさらに外周には、圧搾ベルト１５が巻き掛けられてこの分離濾布８ごと被処理物Ｐを押さえ付けているので、たとえ脱液能力を高めるために通気ガスＡの圧力を大きくしても、分離濾布１、８が浮き上がって圧力流体（通気ガスＡ）の分散が生じたり、あるいは分離濾布１、８の幅方向両端や走行方向Ｆ、Ｇの前後からケーキが吹き出したりするのを防ぐことができる。従って、通気ガスＡにより確実に液分を除去することができて脱液効果の一層の向上を図ることができる。
【００３５】
また、特に本実施形態の固液濾過装置では、分離ロール７の内周部に複数の通気ガスチャンバー１０が周方向に互いに隔絶されてほぼ等間隔に形成されるとともに、これらの通気ガスチャンバー１０に接続されて通気ガスＡを供給する通気配管１１には自動弁１３が備えられていて、分離濾布１、８が巻き掛けられた範囲にある通気ガスチャンバー１０のうち、さらに所定の回転位置にある通気ガスチャンバー１０のみに、通気ガスＡが連続して供給されるようになされている。
【００３６】
このため、被処理物Ｐの脱液に関与しない部分で通気が行われて通気ガスＡの供給量や供給のための動力、ランニングコストが増大するのを防ぐことができるのは勿論、分離濾布１、８の走行方向Ｆ、Ｇの前後での分離濾布１、８の浮き上がりやケーキの吹き出しを一層確実に防ぐことができ、その一方で脱液に関与する部分では、分離ロール７の回転に伴い自動弁１３の開閉が順次切り替えられながら、通気ガスチャンバー１０の回転位置に関わらずに常に通気ガスＡが噴き出した状態を維持することができるので、一層効率的な液分の除去を促すことが可能となる。
【００３７】
なお、このように通気ガスＡによる分離濾布１、８の浮き上がりやケーキの吹き出しを一層確実に防ぐには、分離ロール７に巻き掛けられる圧搾ベルト１５の面圧を、この分離ロール７の径方向に通気する通気ガスＡの圧力（通気ガス圧）よりも大きくすることが望ましい。例えば、通気ガス圧が０．４ＭＰａの場合は、圧搾ベルト１５の面圧は０．５ＭＰａ程度とされるのが望ましい。そして、上記構成の固液分離装置では、上述した圧搾ベルト緊張装置１７によって圧搾ベルト１５の張力を調整することにより、この面圧も所定の大きさに制御することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、この圧搾ベルト１５の通気度が分離濾布１、８の通気度より高くされており、通気によって被処理物Ｐから分離させられた液分を速やかに排出して上記回収板２４から受け皿２１に回収することができる。
【００３９】
一方、このような固液分離装置を濾過手段４に対して濾布１の走行方向Ｆ側に備えた本実施形態の濾過装置では、この濾布１が固液分離装置における一対の分離濾布１、８の一方とされるとともに、分離ロール７が濾過装置の複数のロール２の１つとされている。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。
【００４０】
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。また、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、やはり該乾燥装置における負担を軽減することができるとともに、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。
【００４１】
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の走行とともに回転する分離ロール７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、分離ロール７が連続的または間欠的に回転させられて濾布１が走行する場合は勿論、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。
【００４２】
そして、さらに本実施形態の固液分離装置では、その分離ロール７に巻き掛けられた一対の分離濾布１、８の外周にさらに圧搾ベルト１５が巻き掛けられて押し付けられることにより、濾布１を分離ロール７外周に強く密着させて大きな摩擦力を発生させることができる。このため、たとえ通気によってこの摩擦力が低下しても、分離ロール７と分離濾布１との間に滑りを生じさせたりすることなく、一体的に分離ロール７を回転方向Ｔに回転させるとともに濾布１を安定して走行方向Ｆに走行させることができる。
【００４３】
従って、このような固液分離装置を備えた濾過装置においては、本実施形態のようにこの分離ロール７を当該濾過装置における濾布１の駆動ロール２Ａとすることができ、一対の分離濾布１、８の一方が濾過装置の濾布１と共用であることとも相俟って、設備コストやランニングコストの低減を図ることができる。特に、このような駆動ロール２Ａは、濾布１を確実に走行させるためにある程度の直径が必要となるのに対し、分離ロール７も、その内周部に通気ガスチャンバー１０が形成されるためにある程度の直径を要することになるので、これらを共用することによって他のロール２、１４、１６は、該駆動ロール２Ａや分離ロール７よりも小径とすることができて、一層経済的である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の濾過装置の一実施形態の概略を示す側面図である。
【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側面図である。
【図３】図２に示す固液分離装置を図２の右側から見た一部破断背面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 濾布（分離濾布）
２、１４、１６ ロール
２Ａ 駆動ロール
３ 供給手段
４ 濾過手段
７ 分離ロール
８ 分離濾布
９ 貫通孔
１０ 通気チャンバー
１１ 通気配管
１３ 自動弁
１５ 圧搾ベルト
１７ 圧搾ベルト緊張装置
Ａ 通気ガス
Ｐ 被処理物
Ｆ 濾布１の走行方向
Ｇ 分離濾布８の走行方向
Ｈ 圧搾ベルト１５の走行方向
Ｔ 分離ロール７の回転方向
【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】
このような濾過装置のうち、例えば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き掛けられるとともに、該一対の分離濾布の外周にはさらに圧搾ベルトが巻き掛けられて、これら一対の分離濾布と上記圧搾ベルトとが上記分離ロールの回転方向に沿って走行可能とされており、上記一対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上記圧搾ベルトによっ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。
【０００７】
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き掛けるとともに、該一対の分離濾布の外周にはさらに圧搾ベルトを巻き掛けて、これら一対の分離濾布と上記圧搾ベルトとを上記分離ロールの回転方向に沿って走行させ、上記一対の分離濾布の間に供給された被処理物を、上記分離ロールの外周で該分離濾布の間に挟み込んで上記圧搾ベルトによって圧搾するとともに、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。
【０００８】
従って、このように構成された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、その回転方向に沿って走行しつつ巻き掛けられて押圧されるとともに、さらにその外周から圧搾ベルトが同じく分離ロールの回転方向に走行しつつ巻き掛けら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。
【０００９】
さらに、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。そして、こうして圧搾された被処理物は、さらに分離ロールの径方向に通気されることによって液分が外周側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。
【００１０】
しかも、この外周側の分離濾布のさらに外周には圧搾ベルトが巻き掛けられていて、これにより分離濾布および被処理物を確実に分離ロール側に押さえ付けることができるので、例えば脱液の能力を上げるために通気の圧力を高くした場合でも、この分離ロールに巻き掛けられる圧搾ベルトの面圧を、分離ロールの径方向に通気する通気ガス圧よりも大きくすることにより、分離濾布が浮き上がることにより圧力流体（通気ガス）が分散してしまい通気による脱液効果が却って損なわれたり、分離濾布の幅方向の両側や走行方向の前後からケーキが吹き出して飛散したりするのを防止して、一層確実に脱液効果の向上を図ることが可能となる。
【００１１】
なお、上記圧搾ベルトは、分離濾布を介しての被処理物からの脱液を阻害しないように、分離濾布よりも通気度が高いことが望ましい。このように通気度が高く、しかも上述のように通気ガス圧よりも大きな面圧を発生させる張力に耐えられるものであれば、圧搾ベルトは濾布でもよく、または金網やチェーン等からなる金属ベルト、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、カーボン繊維等の高強度繊維からなる樹脂ベルト、あるいはゴムベルトであってもよい。
【００１２】
また、本発明の濾過装置は、複数のロールに巻き掛けら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、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。
【００１３】
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圧搾ベルトとともに分離ロールに巻き掛けられ、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。
【００１４】
ここで、本発明の固液分離装置では、上述のように分離ロールに巻き掛けられた一対の分離濾布の外周にさらに圧搾ベルトが巻き掛けられているため、通気による分離ロールと分離濾布との摩擦力の低下を抑えることができ、分離濾布を十分な面圧で分離ロールに押し付けて確実に分離ロールの回転に伴いその回転方向に走行させることができる。従って、この分離ロールが、水平式真空濾過装置等において濾布を走行させる駆動ロールであっても、その駆動力の低下を抑えることができて濾布の安定した走行を図ることができる。
【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巻き掛けられる一対の分離濾布の間に被処理物が挟み込まれるとともに、さらにその外周に圧搾ベルトが巻き掛けられて、分離ロールの回転とともにその回転方向に走行させられることにより、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る。さらに、径方向への通気によって分離濾布が分離ロールから浮き上がったり分離濾布の端からケーキが飛散したりするのを圧搾ベルトによって防ぐことができて、被処理物の液分を効果的に分離することが可能となる。
【００１７】
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。さらに、通気による分離ロールと分離濾布との摩擦力の低下を抑えることができ、上記圧搾ベルトによって確実に分離濾布を分離ロールの回転方向に一体的に走行させることができるので、該分離ロールを水平式真空濾過装置等の濾過装置の駆動ロールとするとともに、分離濾布を該濾過装置の濾過手段に用いる濾布としても、この濾布の安定走行を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１ないし図３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に巻き掛けら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。
【００１９】
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、図２に示すようにモータ等の駆動手段５により可変減速機６を介して回転させられることによって、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。
【００２０】
この実施形態の固液分離装置は、図２および図３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７の外周に、無端状の一対の分離濾布１、８が、濾過手段４によって濾過された被処理物Ｐを間に挟み込むように重ね合わされて巻き掛けら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。なお、分離濾布１、８は例えばポリエチレン繊維やポリエステル繊維などからなる。ここで、本実施形態では、上記濾過装置におけるロール２のうちの上記駆動ロール２Ａが分離ロール７とされ、また一対の分離濾布１、８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７に巻き掛けられたものとされている。
【００２１】
この分離ロール７（駆動ロール２Ａ）は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図３に示すように該分離ロール７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、また周方向には分離ロール７の全周に亙って、多数の貫通孔９が開口させられている。一方、分離ロール７の内周部には、これらの貫通孔９にそれぞれ連通する複数の通気ガスチャンバー１０が、上記中心軸線方向には貫通孔９が形成された範囲と略等しい範囲で、また周方向には分離ロール７の全周に亙って該分離ロール７の内周部をほぼ等間隔に弧状に仕切るようにして、互いに隔絶されて形成されている。
【００２２】
また、分離ロール７のさらに内周部には、中心軸線方向一端側（図３における右側）から通気ガスチャンバー１０と同数の通気配管１１が挿通されていて、それぞれ各通気ガスチャンバー１０と接続されており、各通気配管１１に供給されたエアー（圧縮空気）やスチーム等の通気ガスＡが、この通気ガスチャンバー１０を介して上記貫通孔９から分離ロール７の外周に噴出して通気させられる。なお、通気ガス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）１２を介して、回転する分離ロール７に固定された通気配管１１に供給される。
【００２３】
さらに、このロータリージョイント１２に接続された分離ロール７側の通気ガス分岐チャンバー１２Ａと各通気配管１１との間には、各通気配管１１ごとに自動弁１３が備えられている。ここで、この自動弁１３の開閉操作は、分離ロール７に取り付けられて各通気バスチャンバー１０の回転位置に応じて動作するリミットスイッチ１３Ａによって、上記通気ガス分岐チャンバー１２Ａからの通気ガスＡが信号ガスとして供給配管１３Ｂを介して該自動弁１３に供給または非供給の状態となることにより、制御される。
【００２４】
そして、こうして制御される自動弁１３により、本実施形態では、分離ロール７の周方向に分離濾布１、８が巻き掛けられた範囲にある通気ガスチャンバー１０のうち、さらに所定の回転位置にある通気ガスチャンバー１０のみに、通気ガスＡが、分離ロール７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なされている。すなわち、通気ガスチャンバー１０がこの所定の回転位置にあるときには、自動弁１３が開いて常に通気ガスＡが通気ガスチャンバー１０に供給されて貫通孔９から噴出させられる一方、この所定の回転位置以外の位置では、自動弁１３が閉じられて通気が行われないように制御される。
【００２５】
一方、一対の分離濾布１、８のうち他方の分離濾布８は、濾布（一方の分離濾布）１とほぼ等しい幅とされており、分離ロール７の外周においては該濾布１の外側に巻き掛けられてこの分離ロール７（駆動ロール２Ａ）の回転方向Ｔに向けて濾布１と一体的に走行方向Ｆと同じ走行方向Ｇに走行可能とされている。また、この走行方向Ｇにおいて分離ロール７の次に他方の分離濾布８が巻き掛けられるロール２Ｂは、図２に示すように濾布１が巻き掛けられたロール２と共通とされ、このロール２Ｂから他方の分離濾布８は下方に向けて濾布１と反対側に引き出されて離間し、複数のロール１４に巻き掛けられて再び分離ロール７の外周に至るように無端状に巻回されている。
【００２６】
そして、このように一対の分離濾布１、８が重ね合わされて巻き掛けられた分離ロール７の外周には、このうち上記他方の分離濾布８のさらに外周に圧搾ベルト１５が巻き掛けられており、この圧搾ベルト１５も上記一対の分離濾布１、８とともに分離ロール７の外周ではその回転方向Ｔに沿って走行方向Ｆ、Ｇと同じ走行方向Ｈに走行可能とされている。ここで、この圧搾ベルト１５は、分離濾布１、８と同様の濾布、または金網やチェーン等からなる金属ベルト、あるいはアラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維、カーボン繊維等の高強度繊維からなる樹脂ベルト、もしくはゴムベルトによって構成され、ただしその通気度は分離濾布１、８よりも高くされている。
【００２７】
また、この圧搾ベルト１５は、本実施形態では分離濾布１、８よりは幅広とされて、その幅方向の両端が図３に示すように該分離濾布１、８の幅方向の両端をそれぞれ越えて分離濾布１、８に覆い被さるように分離ロール７に巻き掛けられている。ただし、圧搾ベルト１５の横幅は、一対の分離濾布１、８間に挟み込まれて圧搾される被処理物Ｐのケーキ幅よりも広ければ、必ずしも分離濾布１、８よりも幅広である必要はなく、すなわち分離濾布１、８とほぼ等しい幅であったり、これより幅狭であったりしてもよい。さらに、走行方向Ｈにおいて分離ロール７の次に圧搾ベルト１５は、上記一対の分離濾布１、８が巻き掛けられた共通の上記ロール２Ｂに巻き掛けられ、次いで図２に示すように分離ロール７と上記ロール１４に巻回された他方の分離濾布８との間に配設された複数のロール１６に順次巻き掛けられた後、分離ロール７に至る直前で他方の分離濾布８が巻き掛けられるロール１４Ａに該他方の分離濾布８とともに巻き掛けられて、再び分離ロール７の外周に至るように無端状に巻回されている。
【００２８】
なお、この圧搾ベルト１５が巻き掛けられる上記ロール２Ａ、１４Ａ、１６は、他の分離濾布１、８だけが巻き掛けられるロール２、１４よりも大径とされるとともに、分離ロール７よりは小径とされ、さらに複数のロール１６のうちの１つは、支持軸１７Ａを中心にシリンダ装置１７Ｂによって回動可能とされた圧搾ベルト緊張装置１７のアーム１７Ｃに取り付けられていて、こうしてアーム１７Ｃを回動させて所定の位置で位置決めすることにより、圧搾ベルト１５に所定の張力が与えられるようにされている。
【００２９】
また、複数のロール１６のうちの他の１つは、その少なくとも一端が、やはりシリンダ装置１８Ａにより圧搾ベルト１５の走行方向Ｈに向けて進退する圧搾ベルト蛇行修正装置１８のブラケット１８Ｂに取り付けられていて、こうしてブラケット１８Ｂを走行方向Ｈに進退させて該走行方向Ｈに対する当該ロール１６の傾きを微調整することにより、圧搾ベルト１５の走行に蛇行が生じたときには、これを修正するようにされている。ただし、これらのロール１６も含めて、本実施形態の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（分離ロール７）以外のロール２、１４、１６は、いずれも駆動手段に連結されない従動ロールとされている。
【００３０】
さらに、圧搾ベルト１５の走行経路には圧搾ベルト洗浄装置１９が、他方の分離濾布８の走行経路には分離濾布洗浄装置２０がそれぞれ設けられるとともに、一方の分離濾布１の走行経路にも図示されない洗浄装置が設けられ、また固液分離装置の底部には受け皿２１が配設されている。さらにまた、上記ロール２Ｂの下方には、当該固液分離装置によって固液分離された被処理物Ｐのケーキを排出する排出口２２が設けられるとともに、このロール２Ｂからそれぞれその走行方向Ｆに向けて互いに反対向きに離れてゆく一対の分離濾布１、８に対しては、被処理物Ｐと接していた面に接するようにスクレーパ２３やワイヤー等が配設される。また、分離ロール７に分離濾布１、８および圧搾ベルト１５が巻き掛けられた部分のさらに外周側には、断面円弧状の回収板２４が圧搾ベルト１５と間隔をあけて配設されていて、通気によって分離された液分を回収して上記受け皿２１に導くようにされている。
【００３１】
このような固液分離装置、この固液分離装置を備えた濾過装置、および該固液分離装置を用いた本発明の固液分離方法の一実施形態では、濾過装置の濾過手段４によって濾過された被処理物Ｐは、当該固液分離装置の分離ロール７の外周で一対の分離濾布１、８の間に挟み込まれるとともに、さらにその外周に圧搾ベルト１５が高張力で巻き掛けられることによって、分離ロール７の径方向内周側に押圧力を受けて圧搾される。従って、この固液分離装置による被処理物Ｐの固液分離工程の後段に乾燥工程があるような場合でも、この乾燥工程における負荷を低減することができる。
【００３２】
また、被処理物Ｐを挟み込んで分離ロール７に巻き掛けられた一対の分離濾布１、８は、被処理物Ｐの厚さ分だけ分離ロール７の中心軸線からの距離が異なり、しかも一方の分離濾布１が分離ロール７（駆動ロール２Ａ）に直接巻き掛けられて走行させられるのに対し、他方の分離濾布５と圧搾ベルト１５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７の外周ではこれら一対の分離濾布１、５に周速差が生じ、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て、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る。
【００３３】
さらに、分離ロール７においては、上述のように一対の分離濾布１、８が巻き掛けられた範囲のうちの所定の回転位置において、通気配管１１から通気ガスチャンバー１０を介して通気ガスＡが貫通孔９から噴出させられて分離濾布１、被処理物Ｐ、分離濾布８、および圧搾ベルト１５を通して分離ロール７の径方向外周側に通気させられる。従って、被処理物Ｐから圧搾された液分は、この通気ガスＡとともに分離濾布８および圧搾ベルト１５を介して該被処理物Ｐから分離させられ、回収板２４に滴下して回収されるため、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。
【００３４】
そして、こうして通気ガスＡを噴出させて被処理物Ｐからの液分の分離を行っても、分離ロール７に巻き掛けられた外周側の他方の分離濾布８のさらに外周には、圧搾ベルト１５が巻き掛けられてこの分離濾布８ごと被処理物Ｐを押さえ付けているので、たとえ脱液能力を高めるために通気ガスＡの圧力を大きくしても、分離濾布１、８が浮き上がって圧力流体（通気ガスＡ）の分散が生じたり、あるいは分離濾布１、８の幅方向両端や走行方向Ｆ、Ｇの前後からケーキが吹き出したりするのを防ぐことができる。従って、通気ガスＡにより確実に液分を除去することができて脱液効果の一層の向上を図ることができる。
【００３５】
また、特に本実施形態の固液濾過装置では、分離ロール７の内周部に複数の通気ガスチャンバー１０が周方向に互いに隔絶されてほぼ等間隔に形成されるとともに、これらの通気ガスチャンバー１０に接続されて通気ガスＡを供給する通気配管１１には自動弁１３が備えられていて、分離濾布１、８が巻き掛けられた範囲にある通気ガスチャンバー１０のうち、さらに所定の回転位置にある通気ガスチャンバー１０のみに、通気ガスＡが連続して供給されるようになされている。
【００３６】
このため、被処理物Ｐの脱液に関与しない部分で通気が行われて通気ガスＡの供給量や供給のための動力、ランニングコストが増大するのを防ぐことができるのは勿論、分離濾布１、８の走行方向Ｆ、Ｇの前後での分離濾布１、８の浮き上がりやケーキの吹き出しを一層確実に防ぐことができ、その一方で脱液に関与する部分では、分離ロール７の回転に伴い自動弁１３の開閉が順次切り替えられながら、通気ガスチャンバー１０の回転位置に関わらずに常に通気ガスＡが噴き出した状態を維持することができるので、一層効率的な液分の除去を促すことが可能となる。
【００３７】
なお、このように通気ガスＡによる分離濾布１、８の浮き上がりやケーキの吹き出しを一層確実に防ぐには、分離ロール７に巻き掛けられる圧搾ベルト１５の面圧を、この分離ロール７の径方向に通気する通気ガスＡの圧力（通気ガス圧）よりも大きくすることが望ましい。例えば、通気ガス圧が０．４ＭＰａの場合は、圧搾ベルト１５の面圧は０．５ＭＰａ程度とされるのが望ましい。そして、上記構成の固液分離装置では、上述した圧搾ベルト緊張装置１７によって圧搾ベルト１５の張力を調整することにより、この面圧も所定の大きさに制御することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、この圧搾ベルト１５の通気度が分離濾布１、８の通気度より高くされており、通気によって被処理物Ｐから分離させられた液分を速やかに排出して上記回収板２４から受け皿２１に回収することができる。
【００３９】
一方、このような固液分離装置を濾過手段４に対して濾布１の走行方向Ｆ側に備えた本実施形態の濾過装置では、この濾布１が固液分離装置における一対の分離濾布１、８の一方とされるとともに、分離ロール７が濾過装置の複数のロール２の１つとされている。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。
【００４０】
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。また、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、やはり該乾燥装置における負担を軽減することができるとともに、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。
【００４１】
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の走行とともに回転する分離ロール７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、分離ロール７が連続的または間欠的に回転させられて濾布１が走行する場合は勿論、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。
【００４２】
そして、さらに本実施形態の固液分離装置では、その分離ロール７に巻き掛けられた一対の分離濾布１、８の外周にさらに圧搾ベルト１５が巻き掛けられて押し付けられることにより、濾布１を分離ロール７外周に強く密着させて大きな摩擦力を発生させることができる。このため、たとえ通気によってこの摩擦力が低下しても、分離ロール７と分離濾布１との間に滑りを生じさせたりすることなく、一体的に分離ロール７を回転方向Ｔに回転させるとともに濾布１を安定して走行方向Ｆに走行させることができる。
【００４３】
従って、このような固液分離装置を備えた濾過装置においては、本実施形態のようにこの分離ロール７を当該濾過装置における濾布１の駆動ロール２Ａとすることができ、一対の分離濾布１、８の一方が濾過装置の濾布１と共用であることとも相俟って、設備コストやランニングコストの低減を図ることができる。特に、このような駆動ロール２Ａは、濾布１を確実に走行させるためにある程度の直径が必要となるのに対し、分離ロール７も、その内周部に通気ガスチャンバー１０が形成されるためにある程度の直径を要することになるので、これらを共用することによって他のロール２、１４、１６は、該駆動ロール２Ａや分離ロール７よりも小径とすることができて、一層経済的である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の濾過装置の一実施形態の概略を示す側面図である。
【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側面図である。
【図３】図２に示す固液分離装置を図２の右側から見た一部破断背面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 濾布（分離濾布）
２、１４、１６ ロール
２Ａ 駆動ロール
３ 供給手段
４ 濾過手段
７ 分離ロール
８ 分離濾布
９ 貫通孔
１０ 通気チャンバー
１１ 通気配管
１３ 自動弁
１５ 圧搾ベルト
１７ 圧搾ベルト緊張装置
Ａ 通気ガス
Ｐ 被処理物
Ｆ 濾布１の走行方向
Ｇ 分離濾布８の走行方向
Ｈ 圧搾ベルト１５の走行方向
Ｔ 分離ロール７の回転方向
【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き掛けられるとともに、該一対の分離濾布の外周にはさらに圧搾ベルトが巻き掛けられて、これら一対の分離濾布と上記圧搾ベルトとが上記分離ロールの回転方向に沿って走行可能とされており、上記一対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上記圧搾ベルトによっ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】
上記圧搾ベルトは、上記分離濾布よりも通気度が高い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】
複数のロールに巻き掛けら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または請求項２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４】
上記分離ロールが、上記濾布を走行させる駆動ロールであることを特徴とする請求項３に記載の濾過装置。
【請求項５】
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き掛けるとともに、該一対の分離濾布の外周にはさらに圧搾ベルトを巻き掛けて、これら一対の分離濾布と上記圧搾ベルトとを上記分離ロールの回転方向に沿って走行させ、上記一対の分離濾布の間に供給された被処理物を、上記分離ロールの外周で該分離濾布の間に挟み込んで上記圧搾ベルトによって圧搾するとともに、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６】
上記分離ロールに巻き掛けられる上記圧搾ベルトの面圧を、上記分離ロールの径方向に通気する通気ガス圧よりも大きくすることを特徴とする請求項５に記載の固液分離方法。
【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き掛けられるとともに、該一対の分離濾布の外周にはさらに圧搾ベルトが巻き掛けられて、これら一対の分離濾布と上記圧搾ベルトとが上記分離ロールの回転方向に沿って走行可能とされており、上記一対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上記圧搾ベルトによっ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】
上記圧搾ベルトは、上記分離濾布よりも通気度が高い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】
複数のロールに巻き掛けら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または請求項２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４】
上記分離ロールが、上記濾布を走行させる駆動ロールであることを特徴とする請求項３に記載の濾過装置。
【請求項５】
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き掛けるとともに、該一対の分離濾布の外周にはさらに圧搾ベルトを巻き掛けて、これら一対の分離濾布と上記圧搾ベルトとを上記分離ロールの回転方向に沿って走行させ、上記一対の分離濾布の間に供給された被処理物を、上記分離ロールの外周で該分離濾布の間に挟み込んで上記圧搾ベルトによって圧搾するとともに、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６】
上記分離ロールに巻き掛けられる上記圧搾ベルトの面圧を、上記分離ロールの径方向に通気する通気ガス圧よりも大きくすることを特徴とする請求項５に記載の固液分離方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１０４８９２（Ｐ２０１０−１０４８９２Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７８４０８（Ｐ２００８−２７８４０８）
【出願日】平成２０年１０月２９日（２００８．１０．２９）
【特許番号】特許第４３８１４６２号（Ｐ４３８１４６２）
【特許公報発行日】平成２１年１２月９日（２００９．１２．９）
【出願人】（０００１６５２７３）月島機械株式会社 (253)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２９日（２００８．１０．２９）
【特許番号】特許第４３８１４６２号（Ｐ４３８１４６２）
【特許公報発行日】平成２１年１２月９日（２００９．１２．９）
【出願人】（０００１６５２７３）月島機械株式会社 (253)
【Ｆターム（参考）】
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