JP2001113109A - 回転式圧縮濾過機 - Google Patents

回転式圧縮濾過機

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JP2001113109A
JP2001113109A JP29222499A JP29222499A JP2001113109A JP 2001113109 A JP2001113109 A JP 2001113109A JP 29222499 A JP29222499 A JP 29222499A JP 29222499 A JP29222499 A JP 29222499A JP 2001113109 A JP2001113109 A JP 2001113109A
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孝治 大塚
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 排出される脱水ケーキにおける脱水効率の向
上を期待することができる回転式圧縮濾過機を提供す
る。 【解決手段】 断面が矩形状で、環状に延出する濾過室
10内に処理原液を連続的に導入し、透水性を有するド
ーナツ状のスクリーン5を濾過室10の終端方向へ連続
的に回転移動させることにより、濾過室10内において
処理原液をスクリーン5との摩擦によって順次終端方向
へ移動させるとともに圧縮する回転式圧縮濾過機1にお
いて、濾過室10内に加圧板13を設けることによっ
て、濾過室10の断面積が、処理原液の移動方向に従っ
て次第に減少するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、加工食品の原料や
その半加工品、又は汚泥等の含水物(処理原液)を濾過
・圧縮して脱水処理を行う圧縮濾過機に関し、特に、回
転軸周りに形成された環状の濾過室内を進行させるに従
って処理原液に次第に圧力を加えて脱水処理を行う回転
式圧縮濾過機に関する。
【0002】
【従来の技術】固体と液体を分離する装置には、遠心分
離機、遠心濾過機、フィルタープレス、スクリュープレ
ス、ロータリーバキュームフィルタ、回転式の圧縮濾過
機等、様々なタイプのものがある。これらのうち、回転
式の圧縮濾過機については、例えば、図7及び図8に示
すような構造のものが知られている。
【0003】図7は、従来の代表的な回転式圧縮濾過機
101の構造を示す一部切欠斜視図であり、図8は、図
7の回転式圧縮濾過機101のAA線による断面図であ
る。これらの図からも明らかなように、この回転式圧縮
濾過機101は、基本的には、回転軸102、内輪スペ
ーサ103、外輪スペーサ104、2枚のドーナツ状の
スクリーン105,105、隔壁板106、及び、図示
しない背圧装置、外部ケーシング、駆動装置等によって
構成されるものである。
【0004】より詳細には、回転軸102は、ほぼ水平
に保持されるとともに、図示しない駆動装置により駆動
力が供給されることにより、図7に示す矢印Bの方向に
低速(0.2〜1.3回転/分程度)で回転するように
なっている。内輪スペーサ103は、回転軸102周り
に固定されており、回転軸102に従って同方向に回転
する。
【0005】外輪スペーサ104は、内輪スペーサ10
3の外側に配置されるとともに、図示しない外部ケーシ
ングにより保持されており、基端部104aから回転軸
102の同心円上に約240°〜300°程度に亘って
延出する円状部分と、終端部104bまで当該同心円の
接線方向に延出する直線部分とからなっている。また、
外輪スペーサ104は、円状部分においては、その内周
面104cが、内輪スペーサ103の外周面103aと
常に一定の間隔をもって対向するように配置されてお
り、回転軸102の軸方向についての外輪スペーサ10
4の厚さ寸法W1は、内輪スペーサ103の厚さ寸法W
2と一致している。
【0006】2枚のスクリーン105,105は、内周
縁部105a,105aが内輪スペーサ103の両側面
上にそれぞれ固定されるとともに、外周縁部105b,
105bが外輪スペーサ104の両側面に接するような
位置及び寸法にて配置されている。従って、スクリーン
105,105は、回転軸102が回転すると、内輪ス
ペーサ103に従って同方向に回転することになり、こ
のとき、その外周縁部105b,105bは、外輪スペ
ーサ104の両側面上を摺動するようになっている。
【0007】また、各スクリーン105,105は、透
水性を確保するために直径0.18mm程度の多数の小
孔を有しており、後述するように、処理原液から水分を
取り除くためのフィルターとして機能するものである。
【0008】隔壁板106は、ほぼ水平に、かつ、回転
軸102の軸方向と直交する方向に保持されており、回
転軸102の軸方向についての隔壁板106の厚さ寸法
W3は、外輪スペーサ104の厚さ寸法W1及び内輪ス
ペーサ103の厚さ寸法W2と一致している。また、隔
壁板106の内側端部106aは、内輪スペーサ103
の外周面103aの曲率に一致し、これと面接触し、摺
動するように形成されている。
【0009】隔壁板106の、内側端部106aとは反
対側の端部(外側端部106b)は、外輪スペーサ10
4の基端部104a及び終端部104bとの間に、それ
ぞれ所定間隔を置いた位置に保持されている。そして、
外側端部106bと外輪スペーサ104の基端部104
aとの間に確保されたスペースは、原液供給口108と
して、装置内部に導入する処理原液を供給するために使
用され、外側端部106bと外輪スペーサ104の終端
部104bとの間に確保されたスペースは、ケーキ出口
109として機能するようになっている。
【0010】隔壁板106の底面106cは、内輪スペ
ーサ103の外周面103aの接線方向と一致してお
り、かつ、外輪スペーサ104の直線部分の上面104
dと平行に延出している。尚、この回転式圧縮濾過機1
01は、原液供給口108、ケーキ出口109、及び図
示しない液体排出口を除き、外部ケーシングにより密閉
される構造になっている。
【0011】また、ケーキ出口109の側方には、図1
2に示すような可動弁107を有する背圧装置が設けら
れている。この背圧装置の可動弁107は、可撓性の材
料によって形成され、ケーキ出口109側の端部107
aが反対側の外部ケーシング113の内壁に接するまで
撓むようになっており、図12の(1)に示す全開状態
から、同図の(2)に示す全閉状態まで、ケーキ出口1
09の開口面積を自由に調整できるようになっている。
【0012】ここで、上記のような構造の従来の回転式
圧縮濾過機101の運転方法とその作動原理について、
図9(図7の回転式圧縮濾過機101のCC線による断
面図)及び図12を用いて簡単に説明する。まず、運転
開始時においては、図12の(2)に示すように背圧装
置の可動弁107を全閉状態にし、図9に示す原液供給
口108より、濾過室110(内輪スペーサ103及び
隔壁板106と、外輪スペーサ104との間に形成され
ている、断面が矩形状(図8参照)のスペースであっ
て、環状(C字状)に延出する部分(環状部分)と直線
状に延出する部分(直状部分)を有する。原液供給口1
08から環状部分及び直状部分を経て、ケーキ出口10
9に至るまでのスペース。)内へ、処理原液を順次導入
していく。このとき、背圧装置の可動弁107は前述の
通り全閉状態にあるので、導入された処理原液は、ケー
キ出口109より外部に排出されることなく、濾過室1
10内に貯留されていくことになる。
【0013】濾過室110のうち、環状部分の全部及び
直状部分の一部においては、両側方が、対向する2枚の
スクリーン105,105によって閉塞(以下、濾過室
110のうち、これらのスクリーン105,105によ
って側方が閉塞されている部分を「スクリーン部」とい
う。)されているが、スクリーン105は、前述の通り
透水性を確保するための小孔を多数有しているので、処
理原液が濾過室110内に貯留されていく過程で、処理
原液中の水分がスクリーン105の小孔を抜けて、次第
に濾過室110外に排出されていくことになる。そうす
ると、処理原液は固形分濃度を増してスラリー状にな
り、その一部がスクリーン面に付着する。尚、濾過室1
10外に排出された水分は、外部ケーシングの内壁とス
クリーン105の間隙を流れ落ち、液体排出口より、装
置外部に排出される。
【0014】この状態で、図示しない駆動装置を駆動さ
せ、回転軸102に駆動力を供給し、回転軸102を図
9に示す矢印Bの方向に低速(0.2〜1.3回転/分
程度)で回転させる。そうすると、回転軸102周りに
固定された内輪スペーサ103、及び、内輪スペーサ1
03の両側面上に固定されたスクリーン105が同方向
に回転する。
【0015】スクリーン105が回転すると、濾過室1
10内に導入された処理原液は、回転するスクリーン1
05或いはこれに付着したスラリー状の処理原液との間
に生じる摩擦力により、原液供給口108からケーキ出
口109に向かって、濾過室110内を順次進行してい
くことになる。このようにしてスラリー状の処理原液が
濾過室110内を進行していくと、その過程で更に脱水
が進み、スラリー状の処理原液は、次第にケーキ状(脱
水ケーキ)になっていく。そうすると、スクリーン10
5との間の摩擦力もより大きくなっていき、その増大し
た摩擦力によって、脱水ケーキは更に先方へと搬送され
ることになるが、先行する脱水ケーキによって抵抗を受
けるため、スクリーン105と等速で搬送されることに
はならず、逆に、先行する脱水ケーキを圧縮することに
なる。このため、先行する脱水ケーキの脱水が更に進む
ことになる。
【0016】このようにして、濾過室110内に導入さ
れた処理原液は、ケーキ出口109に近づいて行くに従
って脱水が進行し、濾過室110内のケーキ出口109
付近には、脱水ケーキが滞留して行くことになる。そし
て、運転を開始してから所定時間経過後、背圧装置の可
動弁107を開くと、ケーキ出口109付近に滞留して
いた最初の脱水ケーキが、後続の脱水ケーキによって押
し出され、ケーキ出口109から外部に排出されること
になる。そして、最初の脱水ケーキが排出されたら、開
始運転を完了し、定常運転へと移行する。
【0017】定常運転においては、図12に示されてい
る背圧装置の可動弁107を開いた状態で、開始運転時
と同様に原液供給口108より濾過室110内に処理原
液を順次導入するとともに、スクリーン105を所定の
速度で回転させることにより、処理原液を連続的に濾過
・脱水してケーキ出口109より脱水ケーキを排出する
ようにする。かかる定常運転においても、処理原液の導
入から脱水ケーキの排出に至るまでの濾過・脱水作用に
ついては、前述の開始運転時と基本的に異なるところは
ないが、処理原液の供給量、スクリーン105の回転速
度、及び、背圧装置の可動弁107の開度を適宜調節す
ることにより、所望の脱水度にて脱水ケーキを排出する
ことができるようになっている。
【0018】以上に説明したように、この回転式圧縮濾
過機101は、内輪スペーサ103及びスクリーン10
5を低速で回転させるだけで、処理原液を液体(水分)
と固体(脱水ケーキ)とに、好適に分離することができ
るようになっており、このため、エネルギー消費量及び
騒音が小さく、また、外部ケーシングにより密閉されて
いるため、食品の加工の場合は、衛生面での管理が容易
であり、汚物の処理の場合は、臭気の発生を最低限に抑
えることができるという利点がある。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この回
転式圧縮濾過機101には、次のような問題がある。即
ち、脱水ケーキ111は、図10に示すような状態で、
ケーキ出口109から外部に排出されるが、それらのう
ち、外輪スペーサ104に近い比較的下方の位置から排
出されるもの(例えば、この図中、Lで示す部位の脱水
ケーキ)は、隔壁板106に近い比較的上方の位置から
排出されるもの(例えば、この図中、Hで示す部位の脱
水ケーキ)に比べて脱水度が低い(即ち、含水率が高
い)という問題がある。
【0020】このような問題は、この種の回転式圧縮濾
過機101特有のものであり、その原因は概ね次の通り
であると考えられる。まず、図11に示されているよう
に、スクリーン105は、矢印Bの方向に回転するの
で、脱水ケーキとスクリーン105との摩擦力は、スク
リーン105の回転方向、即ち、図11に示す矢印F
(F1〜F5)の方向に作用することになる。これらの
うち、回転軸102の真下付近においては、摩擦力が作
用する方向F1及びF2は、脱水ケーキの進行方向D4
と一致しているが、F1、F2の位置から更にケーキ出
口109側に進むと、摩擦力はF3〜F5の方向に、即
ち、隔壁板106の底面106cに向かって作用するこ
とになる。
【0021】このようなことから、F1に位置していた
脱水ケーキは、スクリーン105との摩擦力に従ってF
3の方向へ進行するが、F3の位置では、摩擦力は隔壁
板106の底面106cに向かって作用しているので、
F1の位置から進行してきた脱水ケーキは、隔壁板10
6の底面106cに押しつけられつつ、底面106cに
沿ってP1の位置へと進行することになる。F1に位置
していた脱水ケーキがF1の位置から隔壁板106の底
面106cに沿ってP1の位置にまで達する間、F1よ
りも外側(外輪スペーサ104側)に位置していた脱水
ケーキがF3やF4の方向に作用する摩擦力に従って隔
壁板106の底面106cに向かって絶えず移動してく
るので、いわゆる力の衝突が起こり、従って、隔壁板1
06の底面106c付近、特に、P1付近においては、
脱水ケーキは高い圧力により圧縮されるほか、その圧縮
は、脱水ケーキの微粒子が互いに相対位置を変えつつ行
われることになる。
【0022】一方、F2に位置していた脱水ケーキは、
スクリーン105との摩擦力に従ってF5の方向へ進行
し、後続の脱水ケーキによってP2の方向に押し出され
るが、F5の位置では、摩擦力は隔壁板106の底面1
06cに向かって作用しているので、F2に位置してい
た脱水ケーキは、P2の位置へと進行する間にその一部
が隔壁板106側に流れることになる。従って、P2の
位置における脱水ケーキの密度及び圧力は、P1に位置
する脱水ケーキよりも低くなってしまい、また、隔壁板
106に近い部位において生じているような力の衝突
は、P2付近においては生じないため、脱水ケーキの微
粒子の相対位置変化も起こりにくい。
【0023】このような作用によって、濾過室110内
における脱水ケーキは、隔壁板106に近い部位では、
ある程度強く圧縮されて脱水が進み、反対に、外輪スペ
ーサ104に近い部位では、それほど強く圧縮されず、
脱水度が低いまま、ケーキ出口109より外部に排出さ
れてしまうのである。
【0024】また、図7に示したような従来の回転式圧
縮濾過機101においては、回転軸102の回転数、原
液供給量、及び、ケーキ出口109における背圧装置の
可動弁107を制御することにより運転を行っており、
回転軸102の回転数と原液供給量を一定にした場合で
も、背圧装置における背圧を調整することによって、排
出される脱水ケーキにおける脱水度をある程度制御する
ことができる。
【0025】しかしながら、より高い脱水度を得るため
に背圧を高くすると、図9のケーキ通路112(濾過室
110のうち、スクリーン部以外の部分であって、スク
リーン部の終端からケーキ出口109に至るまでのスペ
ース)内の圧力が増加し、ケーキ通路112の内壁と脱
水ケーキとの摩擦が大きくなるため、脱水ケーキの移動
が阻害され、詰まりが生じたり、内部圧力により装置の
破損を招くこともある。
【0026】本発明は、従来の回転式圧縮濾過機にわず
かな改良を加えることにより、上記のような問題を解決
することができ、排出される脱水ケーキにおける平均脱
水度の飛躍的な向上を期待することができ、また、脱水
効率の向上や、脱水ケーキの円滑な排出をも期待するこ
とができる回転式圧縮濾過機を提供することを目的とす
る。
【0027】
【課題を解決するための手段】本発明は、断面が矩形状
で、環状に延出する濾過室内に処理原液を連続的に導入
し、前記濾過室を構成する少なくとも一つの壁面を当該
濾過室の終端方向へ連続的に回転移動させることによっ
て、当該濾過室内において前記処理原液を前記回転移動
壁面との摩擦により順次終端方向へ移動させるとともに
圧縮する装置であって、前記濾過室を構成する少なくと
も一つの壁面が透水性を有する材料によって形成される
ことにより、前記処理原液の圧縮の際に処理原液から水
分を取り除き、残余の脱水ケーキが、ケーキ通路を通っ
てケーキ出口より外部へ排出されるように構成した回転
式圧縮濾過機において、前述のような問題点を解決すべ
く、濾過室内に加圧手段を設けることによって、濾過室
の断面積が、処理原液或いは脱水ケーキの移動方向に従
って、次第に減少するように構成したことを特徴として
いる。
【0028】このような構成とすることにより、脱水ケ
ーキの移動方向と直交する方向に脱水ケーキを圧縮する
ことが可能になり、その結果、排出される脱水ケーキに
おける平均脱水度を向上させることができる。
【0029】尚、前記濾過室は、回転軸周りに固定さ
れ、回転軸に従って回転する内輪スペーサの内周面と、
内輪スペーサの外側に配置され、外部ケーシングにより
保持された外輪スペーサの内周面と、内周縁部が内輪ス
ペーサの両側面上にそれぞれ固定されるとともに、外周
縁部が外輪スペーサの両側面に接するような位置及び寸
法にて配置された2枚のスクリーンの各内側面とによっ
て構成され、前記回転軸を回転させることによって、前
記スクリーンの各内側面を濾過室の終端方向へ連続的に
回転移動させるように構成することが好ましく、この場
合、濾過室内において加圧手段は内輪スペーサ側若しく
は外輪スペーサ側のいずれにも設けることができる。加
圧手段を内輪スペーサ側に設けた場合には、直径の異な
る少なくとも2種類の小孔を多数有し、直径の小さな小
孔が直径の大きな小孔よりも外側に配置されたスクリー
ンを用い、更に濾過室内の圧力が高くなる部位におい
て、加圧手段が直径の大きな小孔を内側から閉塞するよ
うに形成すれば、装置全体としての脱水効率の向上を期
待することができる。
【0030】また、前記加圧手段として、濾過室内に加
圧板を設け、当該加圧板が上下方向に変位可能なように
構成すれば、定常運転に適した加圧板の位置を設定する
ことが可能であり、また、ケーキ通路内において脱水ケ
ーキが詰まることを防止することができる。
【0031】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図1は、本発明に係る回転式圧縮濾
過機1の第1の実施形態の構造を示す断面図である。こ
の回転式圧縮濾過機1は、従来のものと同様に、基本的
には回転軸2、内輪スペーサ3、外輪スペーサ4、2枚
のドーナツ状のスクリーン5、隔壁板6、及び、図示し
ない外部ケーシング、駆動装置等によって構成されるも
のであり、濾過室10(内輪スペーサ3及び隔壁板6
と、外輪スペーサ4との間に形成されている、断面が矩
形状のスペースであって、環状(C字状)に延出する部
分(環状部分)と直線状に延出する部分(直状部分)を
有する。原液供給口8から環状部分及び直状部分を経
て、ケーキ出口9に至るまでのスペース。)内に、原液
供給口8を介して処理原液を連続的に導入し、濾過室1
0を構成する壁面の一つであるスクリーン5を、濾過室
10の終端方向へ連続的に回転移動させることによっ
て、濾過室10内において処理原液をスクリーン5との
摩擦により矢印Dの方向へ順次移動させるとともに圧縮
し、その際、透水性を有する材料によって形成されたス
クリーン5を介して処理原液から水分を取り除き、残余
の脱水ケーキがケーキ出口9より外部へ排出されるよう
に構成されている。
【0032】そして、図1からも明らかなように、この
回転式圧縮濾過機1には、加圧手段として、濾過室10
内に加圧板13が設けられており、濾過室10の断面積
が、処理原液或いは脱水ケーキの移動方向に従って次第
に減少するように構成されている。このため、処理原液
或いは脱水ケーキが濾過室10内を進行していくと、濾
過室10の断面積が次第に減じられ、処理原液或いは脱
水ケーキには、その進行に従って進行方向と直交する方
向に圧力が生じることになる。
【0033】このように、本実施形態における回転式圧
縮濾過機1は、処理原液或いは脱水ケーキを、濾過室1
0の進行方向だけでなく、進行方向と直交する方向へも
圧縮することができるので、ケーキ出口9から排出され
る脱水ケーキにおいて、より高い脱水度が得られるよう
になっている。
【0034】尚、本実施形態においては、加圧板13
が、内輪スペーサ3の外周面3a、及び、隔壁板6の底
面6cに沿って設けられ、この加圧板13は、主として
スクリーン部(濾過室10のうち、スクリーン5によっ
て側方を閉塞されている部分)において濾過室10の断
面積を次第に減じるようになっている一方、ケーキ通路
12(濾過室10のうち、スクリーン部以外の部分であ
って、スクリーン部の終端からケーキ出口9に至るまで
のスペース)においては、加圧板13の底面と外輪スペ
ーサ4の上面4dとがほぼ平行となっており、ケーキ通
路12においては濾過室10の断面積は殆ど減じられな
いような構造となっているので、従来の回転式圧縮濾過
機と比べ、濾過室10内において効率良く濾過・脱水が
行われ、排出される脱水ケーキにおいて、より高い脱水
度が得られる。
【0035】この点についてより詳細に説明すると、ケ
ーキ通路12は、上下方向が加圧板13の底面及び外輪
スペーサ4の上面4dにより、そして、側方が図示しな
い外部ケーシングの内壁によって構成されており、ケー
キ通路12内の水分が速やかに外部に排出されるような
構造にはなっていないため、ケーキ通路12内におい
て、進行方向と直交する方向に脱水ケーキを圧縮して
も、脱水ケーキから水分だけを有効に分離することがで
きず、脱水ケーキの濾過・脱水を促進するには至らない
が、スクリーン部において、進行方向と直交する方向に
脱水ケーキを圧縮した場合には、搾り出された水分がス
クリーン5から速やかに外部に排出されることになるの
で、効率よく濾過・脱水が行われ、より高い脱水度の脱
水ケーキを排出させることが可能となるのである。
【0036】尚、本実施形態においては、スクリーン5
は、多数の小孔を有する平滑な金属板によって形成され
ているが、多孔質材であって、透水性を有するものであ
れば、例えば、プラスチック、金属或いはセラミックの
焼結体等によって形成されたものであっても良い。
【0037】図2は、本発明に係る回転式圧縮濾過機1
の第2の実施形態の構造を示す断面図である。この図に
示されているように、本実施形態における回転式圧縮濾
過機1は、加圧板13が外輪スペーサ4の上面4dに沿
って設けられており、スクリーン部において濾過室10
の断面積を次第に減じるような構造となっている。従っ
て、第1の実施形態における回転式圧縮濾過機1と同様
に、濾過室10内を進行する処理原液或いは脱水ケーキ
を、その進行方向と直交する方向に圧縮することがで
き、また、その圧縮は搾り出された水分がスクリーン5
から速やかに外部に排出されるスクリーン部において行
われるので、従来の回転式圧縮濾過機1にくらべ、効率
よく濾過・脱水を行うことができ、また、より高い脱水
度にて脱水ケーキを排出することができる。
【0038】また、従来の回転式圧縮濾過機において
は、外輪スペーサに近い部位の脱水ケーキは、微粒子の
相対位置変化が起こりにくく、また、圧縮も低調であっ
たために脱水度が低かったが、本実施形態の回転式圧縮
濾過機1においては、外輪スペーサ4に近い部位(例え
ば、図2においてPで示す部位)の脱水ケーキについて
も濾過・脱水が促進され、より高い脱水度が得られる。
これは、外輪スペーサ4に沿って設けられた加圧板13
の作用により、外輪スペーサ4に近い部位の脱水ケーキ
中の微細部分(微粒子の集団)が変形し、微粒子の集団
に取り囲まれていた水分が押し出されるチャンスが増加
するためである。
【0039】尚、第1の実施形態及び第2の実施形態の
いずれにおいても、一つの装置につき単一の加圧板13
を取り付けた例を示したが、加圧板13の数は必ずしも
1個に限定されるものではなく、図1に示したような加
圧板13と図2に示したような加圧板13とを組み合わ
せ、適宜寸法を調整した上で、その両方を一つの回転式
圧縮濾過機1内に設けるように構成しても良い。
【0040】また、加圧手段については、第1の実施形
態及び第2の実施形態(図1及び図2)のように、必ず
しも隔壁板6或いは外輪スペーサ4のほかに、これらと
は別個独立の部材としての加圧板13を設ける必要はな
く、隔壁板6或いは外輪スペーサ4そのものを、濾過室
10の断面積を次第に減少させるような形状及び寸法に
て形成することにより、処理原液又は脱水ケーキを進行
方向と直交する方向に圧縮するような構成とすることも
できる。
【0041】図3は、本発明に係る回転式圧縮濾過機1
の第3の実施形態の構造を示す断面図である。本実施形
態においては、隔壁板6の内側下部の加圧部位6aが加
圧手段としての機能を有し、図3に示すように変位加圧
板13aが任意の点を回動支点16として、ケーキ出口
9側が上下方向に変位可能なように、或いは、一定の周
期で変位(即ち、揺動)可能なように構成されている。
加圧板13を変位させるための機構については説明を省
略するが、カム機構やクランク機構等を適宜利用するこ
とができる。
【0042】このように、加圧板13を変位可能なよう
に構成することにより、定常運転に適した加圧板13の
位置を設定することが可能であり、更に、開始運転時に
おいて、機内に十分な処理原液或いは脱水ケーキが蓄積
し、濾過・脱水に十分な内部圧力が発生するまでの間、
未だ十分に濾過・脱水されていない脱水ケーキがケーキ
出口9から外部に排出されてしまわないように、ケーキ
通路12を極端に狭めることにも使用することができ
る。従って、従来の回転式圧縮濾過機において使用され
ていた、図12に示したような可動弁107を有する背
圧装置は、本実施形態における回転式圧縮濾過機1にお
いては省略することもできる。
【0043】また、加圧板13を揺動可能なように構成
した場合、ケーキ通路12内において脱水ケーキが詰ま
ることを防止し、また、最高圧力を高めに設定した場合
でも安定した運転が可能になる。
【0044】尚、図3においては、変位或いは揺動可能
な加圧板13が隔壁板6側に設けられている例を示した
が、加圧板13を図2に示したように外輪スペーサ4に
沿って設けた場合でも揺動可能なように構成することが
可能であり、この場合も前記と同様の効果を期待するこ
とができる。また、加圧板13は、全体が変位するよう
に構成しても良いし、一部分のみが変位するように構成
しても良い。
【0045】更に、図3に示したような加圧板13の変
位は、自動制御にも応用することができる。例えば、処
理原液の固形分濃度や固形分の成分に時間的又は季節的
変動がある場合、回転軸、処理原液の供給量、加圧板1
3の変位量等の運転条件を一定にすると、処理原液の性
状の差異により、排出される脱水ケーキの脱水度も変化
してしまうことになるが、濾過室10内の加圧板13の
表面に圧力センサーを取り付け、濾過室10内各部の圧
力を検出し、これに応じて加圧板13を変位させるよう
に構成すれば、濾過室10内部の圧力を容易に制御する
ことができ、排出される脱水ケーキの脱水度も所望の範
囲内に制御することができる。
【0046】尚、従来の回転式圧縮濾過機の場合は、同
様の検出装置を用いて背圧装置の可動弁107(図12
参照)を変位させた場合、ケーキ通路112の内壁と濾
過室110からケーキ出口109までの脱水ケーキの摩
擦力の積算値が誤差要因となり、満足の行く制御は不可
能であった。
【0047】図4は、本発明に係る回転式圧縮濾過機1
の第4の実施形態の構造を示す断面図である。この図か
らも明らかなように、本実施形態においては、隔壁板6
が濾過室10の断面積を次第に減じるような形状となっ
ており、隔壁板6そのものが加圧手段として機能するよ
うになっている。より詳細には、従来の回転式圧縮濾過
機101(図9参照)においては、隔壁板106の底面
106cは外輪スペーサ104の直線部分の上面104
dと平行に延出しており、濾過室110の断面積を減じ
るような構成とはなっていなかったが、本実施形態にお
ける隔壁板6の底面6cは、内輪スペーサ3の外周面3
aに面接触する内側端部6aから外側端部6bにかけ
て、最初は外輪スペーサ4の直線部分の上面4dに対し
てほぼ垂直な方向に、次いで緩やかな曲線を描きつつケ
ーキ出口9側に延びていき、最終的にケーキ通路12に
おいては、外輪スペーサ4とほぼ平行に延出して外側端
部6bへと至るようになっており、濾過室10の断面積
が、スクリーン部において次第に減じられるようになっ
ている。
【0048】従って、本実施形態においても、濾過室1
0内を進行する脱水ケーキを、スクリーン部において、
進行方向と直交する方向に圧縮することができ、従来の
回転式圧縮濾過機に比べ、効率よく濾過・脱水を行うこ
とができ、より高い脱水度の脱水ケーキを得ることがで
きる。
【0049】また、本実施形態においてもスクリーン5
は、多数の小孔によって透水性を有する平滑な金属板に
よって形成されている。そして、それらの小孔は、図5
に示されているように、内周縁部5a側のゾーンG1
と、外周縁部5b側のゾーンG2とで、異なる径のもの
が配設されている。より具体的には、ゾーンG1には、
直径が0.16〜0.20mm程度(好ましくは0.1
8mm)の、従来と同程度の直径の小孔14が配設さ
れ、ゾーンG2には、直径が0.11〜0.15mm程
度(好ましくは0.13mm)の、ゾーンG1の小孔1
4よりも直径の小さい小孔15が配設されている。即
ち、スクリーン5上においては、直径の小さな小孔15
が、直径の大きな小孔14よりも外側(外周縁部5b
側)に配置されている。尚、図4及び図5に示されてい
る線5cは、ゾーンG1とゾーンG2の境界線である。
【0050】このように本実施形態においては、スクリ
ーン5の外周縁部5b側に、従来のものよりも小さな直
径の小孔15を配設したことにより、従来の回転式圧縮
濾過機よりも、処理原液中の浮遊物質(微粒子)のスク
リーン5による捕捉効率が向上している。この点につい
てより詳細に説明すると、まず、機内に導入された処理
原液は、濾過室10のうち、隔壁板6の上面6dから約
200°の範囲の濾過ゾーンK(図4参照)を通過中
に、大部分の水分(遊離水)がスクリーン5の小孔1
4,15を抜けて濾過室10外に排出されることにな
る。
【0051】この濾過ゾーンKにおける脱水作用は、処
理原液の供給圧力が比較的低圧(0.1MPa以下)で
あるため、スクリーン5の内周縁部5a側のゾーンG1
に配設された直径の大きい(従来と同程度の直径の)小
孔14を抜けて濾過室10外に排出されるおそれはない
が、圧搾ゾーンJ(図4参照)においては、濾過室10
内の圧力が、加圧手段として機能する隔壁板6により、
処理原液或いは脱水ケーキの進行に従って濾過室10内
の圧力が次第に増加(最大0.6MPa程度)していく
ため、処理原液或いは脱水ケーキ中の微粒子が、その増
大した内部圧力によって、スクリーン5の小孔14を抜
けて濾過室10外に排出されるおそれがあり(尚、外周
縁部5b側のゾーンG2に配設されている小孔15は、
従来よりも直径が小さいので、濾過室10の内部圧力が
増大しても、微粒子が抜けてしまうおそれはそれ程大き
くはない。)、この場合、微粒子の捕捉効率が低下して
しまうことになる。
【0052】しかしながら、本実施形態においては、隔
壁板6が濾過室10の断面積を次第に減じるように形成
されているので、濾過室10内の内輪スペーサ3側に位
置していた処理原液或いは脱水ケーキは、この隔壁板6
により、濾過室10内を進行するに従って内輪スペーサ
3から次第に離れ、外輪スペーサ4側に移動させられる
ことになる。そうすると、濾過室10内のうち、隔壁板
6によって内部圧力が高くなる位置(図4において、M
で示す位置)においては、処理原液或いは脱水ケーキ
は、スクリーン5の外周縁部5b側のゾーンG2(従来
よりも小さな直径の小孔15が配設されているゾーン)
に対応するところを通過していくことになり、スクリー
ン5の内周縁部5a側のゾーンG1に配設されている従
来と同程度の直径の小孔14は、隔壁板6によって内側
から閉塞されることになる。従って、処理原液或いは脱
水ケーキの微粒子が、小孔14から濾過室10外に排出
されてしまうことはなく、処理原液中の微粒子の捕捉効
率の低下といった問題を好適に回避できるようになって
いるのである。
【0053】尚、本実施形態においては、スクリーン5
上に直径の異なる2種類の小孔14,15が設けられ、
直径の小さい小孔15が直径の大きい小孔14よりも外
側に配置されているが、例えば、スクリーン5上に直径
の異なる10種類(或いはそれ以上)の小孔を設け、内
側から外側にかけて、配設された小孔の直径が次第に小
さくなっていくように構成しても良い。
【0054】最後に、図6に従って、ケーキ通路12が
水平ではない回転式圧縮濾過機1の第5の実施形態につ
いて説明する。これまでの説明は、ケーキ通路12がほ
ぼ水平に配置された例を示したが、これは説明の便宜の
ためであり、本発明においては、ケーキ通路12の角度
を何ら限定するものではない。ケーキ通路12が機械の
最下部に配置され、ケーキ通路12及びケーキ出口9を
閉じる機構が全くない場合、運転開始時において処理原
液の一部は、スクリーン5の小孔14,15を抜けず
に、ケーキ通路12を通ってケーキ出口9から流れてし
まうため、ケーキ通路12を一時的に閉鎖するための装
置(例えば、図12に示されているような可動弁107
を有する背圧装置等)が必要になっていた。これに対し
図6に示されているように、ケーキ通路12が上向きに
なっていれば、運転開始時において特別な措置を講ずる
ことなく、処理原液或いは脱水ケーキの蓄積を待つこと
ができる。
【0055】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではな
い。また、本明細書においては、「透水性」、「脱
水」、「水分」などのように「水」という言葉を用いて
いるが、これらは説明の便宜上用いたもので、「油」等
を排除する趣旨ではなく、広く「液体」を意味するもの
であることを付言しておく。
【0056】
【発明の効果】本発明は、上記のような構成により、排
出される脱水ケーキにおける平均脱水度の飛躍的な向上
を期待することができ、また、脱水効率の向上を期待す
ることができる。また、加圧手段の作用により圧搾ゾー
ンにおいてスクリーン部の圧力を高めることができ、濾
過室の最終脱水部分の圧力を高めることができ、結果的
に脱水ケーキ全体の脱水度を向上させることができる。
【0057】更に、加圧手段として濾過室内に加圧板を
設け、この加圧板を上下に揺動可能なように構成した場
合には、安定した運転条件を選択する幅が広がり、ま
た、より高い圧力をもって脱水処理を行うことが可能に
なるため、脱水ケーキの脱水度が向上する。更に、加圧
板の変位を圧力センサー等の信号と組合わせて自動制御
することにより、処理原液の性状変化に対応し、脱水ケ
ーキの脱水度を一定範囲に収めることが可能となる。
【0058】また、本発明による回転式圧縮濾過機は、
あらゆる固液混合処理液の分離の用途に使用できるが、
処理原液に含まれる固形分が圧密性を有する場合に他の
固液分離機と比較して特に顕著な優位性を発揮する。一
例を挙げるならば、果物や野菜を細断粉砕物からのジュ
ースの分離、豆乳の分離、製紙廃液等の微細な繊維を含
む液体の処理に使用できる。また、下水処理場における
汚泥の脱水の場合は、前述の通り、ケーキ出口以外の部
分を密閉構造にすることができるために、悪臭による環
境汚染と作業環境の悪化を最小限にすることができると
ともに、脱水ケーキを焼却処理する場合は、燃料を節約
することができ、省エネルギーにも寄与することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る回転式圧縮濾過機1の第1の実
施形態の基本構造を示す断面図。
【図2】 本発明に係る回転式圧縮濾過機1の第2の実
施形態の基本構造を示す断面図。
【図3】 本発明に係る回転式圧縮濾過機1の第3の実
施形態の基本構造を示す断面図。
【図4】 本発明に係る回転式圧縮濾過機1の第4の実
施形態の基本構造を示す断面図。
【図5】 図4の回転式圧縮濾過機1に用いるスクリー
ン5の正面図。
【図6】 本発明に係る回転式圧縮濾過機1の第5の実
施形態の基本構造を示す断面図。
【図7】 従来の代表的な回転式圧縮濾過機101の基
本構造を示す一部切欠斜視図。
【図8】 図7の回転式圧縮濾過機101のAA線によ
る断面図。
【図9】 図7の回転式圧縮濾過機101のCC線によ
る断面図。
【図10】 図7の回転式圧縮濾過機101のケーキ出
口109付近の拡大断面図。
【図11】 図7の回転式圧縮濾過機101の作用を説
明するための断面図。
【図12】 図7の回転式圧縮濾過機101のケーキ出
口109付近に設けられた背圧装置の可動弁107の説
明図。
【符号の説明】
1,101:回転式圧縮濾過機、 2,102:回転軸、 3,103:内輪スペーサ、 3a,103a:外周面、 4,104:外輪スペーサ、 4d,104d:上面、 5,105:スクリーン、 5a,105a:内周縁部、 5b,105b:外周縁部、 5c:境界線、 6,106:隔壁板、 6a,106a:内側端部、 6b,106b:外側端部、 6c,106c:底面、 6d:上面、 6e:加圧部位、 8,108:原液供給口、 9,109:ケーキ出口、 10,110:濾過室、 12,112:ケーキ通路、 13:加圧板、 13a:変位加圧板、 14,15:小孔、 16:回動支点、 104a:基端部、 104b:終端部、 104c:内周面、 107:可動弁、 111:脱水ケーキ、 113:外部ケーシング

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】断面が矩形状で、環状に延出する濾過室内
    に処理原液を連続的に導入し、前記濾過室を構成する少
    なくとも一つの壁面を当該濾過室の終端方向へ連続的に
    回転移動させることによって、当該濾過室内において前
    記処理原液を前記回転移動壁面との摩擦により順次終端
    方向へ移動させるとともに圧縮する装置であって、前記
    濾過室を構成する少なくとも一つの壁面が透水性を有す
    る材料によって形成されることにより、前記処理原液の
    圧縮の際に処理原液から水分を取り除き、残余の脱水ケ
    ーキが、ケーキ通路を通ってケーキ出口より外部へ排出
    されるように構成した回転式圧縮濾過機において、 前記濾過室内に加圧手段を設けることによって、前記濾
    過室の断面積が、処理原液或いは脱水ケーキの移動方向
    に従って、次第に減少するように構成されていることを
    特徴とする、回転式圧縮濾過機。
  2. 【請求項2】前記濾過室は、回転軸周りに固定され、回
    転軸に従って回転する内輪スペーサの外周面と、内輪ス
    ペーサの外側に配置された外輪スペーサの内周面と、内
    周縁部が内輪スペーサの両側面上にそれぞれ固定される
    とともに、外周縁部が外輪スペーサの両側面に接するよ
    うな位置及び寸法にて配置された2枚のスクリーンの各
    内側面とによって構成され、 前記回転軸を回転させることによって、前記スクリーン
    の各内側面を濾過室の終端方向へ連続的に回転移動させ
    るように構成したことを特徴とする、請求項1に記載の
    回転式圧縮濾過機。
  3. 【請求項3】前記加圧手段は、前記濾過室内の内輪スペ
    ーサ側に設けられることを特徴とする、請求項2に記載
    の回転式圧縮濾過機。
  4. 【請求項4】前記加圧手段は、前記濾過室内の外輪スペ
    ーサ側に設けられることを特徴とする、請求項2に記載
    の回転式圧縮濾過機。
  5. 【請求項5】前記スクリーンは、直径の異なる少なくと
    も2種類の小孔を多数有し、 前記スクリーン上において、直径の小さな小孔が、直径
    の大きな小孔よりも外側に配置されることを特徴とす
    る、請求項3に記載の回転式圧縮濾過機。
  6. 【請求項6】前記加圧手段として、前記濾過室内に加圧
    板が設けられ、 当該加圧板は、上下方向に変位可能なように構成されて
    いることを特徴とする、請求項1〜請求項5に記載の回
    転式圧縮濾過機。
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