JP4090844B2 - 濾過乾燥装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、濾過乾燥装置に関し、詳しくは、装置内の粉体等を適切に全量排出することが可能な濾過乾燥装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来技術にかかる濾過乾燥装置としては、例えば、特開平8−155216号公報(特許文献1)に開示された技術が知られている。
【0003】
この従来技術にかかる濾過乾燥装置は、密閉系の容器と、この容器の側壁外部に設けられた加熱ジャケットと、容器の内部に設けられた攪拌翼等とを用いて構成されている。そして、加熱ジャケットは、容器内に投入された被処理物を乾燥させるための機能を有し、また攪拌翼は、被処理物の乾燥を促進させるために攪拌する機能、乾燥後の粉体製品等を容器下部に設けられた排出口へ掻き寄せて排出する機能、濾過時のケーキ上面を滑らかにする機能、濾過後に洗浄液を投入し、ケーキを再度スラリーにする機能を有している。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−155216号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術にかかる濾過乾燥装置においては、濾過乾燥処理後の粉体等の全量を、容器内から排出することが困難であるという問題があった。
従来技術によれば、攪拌翼を回転させることによって、粉体の排出が行われているが、攪拌翼と容器(底面の濾板部)との間には、接触による摩耗、損傷等を防止するために、所定の隙間が設けられている。したがって、必然的に、攪拌翼を回転させたとしても、この攪拌翼と容器底面との間に設けられた隙間内の粉体は、容易に排出することができないこととなる。
【0006】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであって、攪拌翼と容器底面との間に所定間隔を有しつつ、容器内の粉体等を効率的に排出可能な濾過乾燥装置を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
すなわち、上記課題を解決するための本発明は、内部下方に濾布が設けられた容器と、前記容器の略中心部に設けられた回転軸と、前記回転軸に固着された攪拌翼と、前記攪拌翼と共に前記容器を傾斜させ得る傾斜手段と、前記濾布をその面交差方向に振動させ得る振動発生手段とを備え、
前記容器内に収容されている被処理物を、当該容器内から排出する際に、
前記傾斜手段にて前記容器と前記攪拌翼とを傾斜させると共に、前記振動発生手段にて前記濾布をその面交差方向に振動させた状態で、前記攪拌翼を回転させることを特徴としている。
【0008】
このような構成によれば、前記傾斜手段にて前記容器を傾斜させた状態で、前記振動発生手段を機能させることによって、前記濾布上の被処理物は濾布の面交差方向の振動によって上下運動を起こし、傾斜面に沿って(高い方から低い方へ)移動するため、容易に前記容器内の被処理物を排出することができる。
【0009】
また、本発明にかかる濾過乾燥装置においては、前記振動発生手段は、前記濾布の略中心部にその面交差方向の振動を与えるべく設けられており、前記濾布は、前記振動発生手段から与えられる振動によってその中心部を最大振幅として周辺部に向かって振幅が減少する一次振動する構成が好ましい。
【0010】
この好ましい構成によれば、前記濾布は、その略中心部を最大振幅として周辺部に向かって振幅が減少する、いわゆる一次振動する。そして、この構成によれば、このように一次振動を生じさせることによって、前記濾布の略中心部から周辺部に向かって、粉体の移動を円滑に行わせることができる。
また、この構成によれば、振動を与えることによって、前記濾布上から被処理物を、乖離あるいは浮き上がらせることが可能となる。したがって、前記攪拌翼を回転させることによって、容易に被処理物の排出処理を行うことができる。
【0013】
また、本発明にかかる濾過乾燥装置においては、前記傾斜の傾斜角度は、1°〜10°程度である構成が好ましい。さらには、前記傾斜角度が、5°程度であることがより好ましい。
【0014】
前記容器を傾斜させる際、傾斜角度を大きくすると、配管接続部および電力供給配線等の構造が煩雑化し、その分だけコストアップを生ずる。したがって、本発明によれば、上述したように「傾斜」と「振動」とを組み合わせることによって、より小さな傾斜角度(1°〜10°)によって、被処理物の効果的な排出を可能としている。すなわち、本発明によれば、傾斜角度を大きくすることなく(すなわち、装置(配管および配線等)の煩雑化等を無くして)、適切に被処理物を排出可能な濾過乾燥装置を実現している。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
【0016】
図1は、本発明の実施形態にかかる濾過乾燥装置の概略断面図を示したものである。図1において、本実施形態にかかる濾過乾燥装置は、被処理物たるケーキ等が投入される容器10と、この容器10内に設けられた攪拌翼20と、容器10の側壁外周に設けられた熱交換部たる加熱ジャケット30と、被処理物を排出するための排出口40と、容器10の底面部(後述する濾過板等)を振動させ得る振動発生手段50と、容器10を傾斜させ得る傾斜手段60等とを用いて構成されている。
【0017】
容器10は、ベル型ハウジング状に形成されており、その上部には、通常、被処理物たるスラリーあるいはケーキ等を投入するための被処理物供給口(図示省略)が設けられている。また、必要に応じて、容器10の内部上方には、洗浄液配管(図示省略)等が配設されている。さらに、容器10の上部(上壁外部)には、攪拌翼20を回転させるための駆動手段13、および攪拌翼20を昇降等させる翼昇降用シリンダ14等が設けられている。また、容器10の内部下方には、濾布15、濾過板16および濾液排出部17等が設けられている。
【0018】
攪拌翼20は、容器10の略中央部に設けられた回転軸21の下方端部に設けられており、回転軸21の外周にはベローズ等から成る回転軸保護部22が設けられている。この回転軸保護部22は、容器10内に配設された回転軸21が、容器10内で処理される被処理物等と接触することがないように、容器10の上部内面から攪拌翼20の上部に至るまで隙間を形成することがないように設けられている。ここで、回転軸21は、容器10内において、回転および昇降を行うべく構成されている。この際、回転軸保護部22も、回転軸21の昇降に伴って昇降すべく構成されている。
【0019】
熱交換部たる加熱ジャケット30は、上述したように、容器10の側壁外周部に設けられており、熱交換を行うための媒体(例えば、温水等)が適宜循環あるいは交換等可能であるように形成されている。例えば、本実施形態においては、容器10の側壁から所定の空間を有すべく形成されたジャケット30の適当な位置に、媒体流入部および媒体流出部(図示省略)が設けられている。そして、本実施形態においては、媒体流入部を介してジャケット30内に流入された温水等が、容器10の側壁を介して容器10内の被処理物と熱交換を行った後に、媒体流出部を介してジャケット30外に流出されるべく構成されている。
【0020】
振動発生手段50は、一方の端部51aが容器10内に設けられた濾過板16に取り付けられた棒状の振動部51と、この振動部51の他方の端部51bに連接されたエアバイブレータ52(本発明の「駆動部」に相当)と、封止部53等とを用いて構成されている。
図1に示すように、振動部51は、濾液排出部17を貫通しており、濾液排出部17内にて、その一方端部51aが濾過板16に固着され、濾液排出部17外にて、その他方端部51bが駆動部52に取り付けられている。
また、振動部51が濾液排出部17を貫通している部分には、濾液排出部17からの濾液洩れを防止すると共に、振動時および停止時における振動部51を適切に保持しつつ振動部51を介しての濾液洩れを防止するために、封止部53が設けられている。この封止部53は、例えば、ダイヤフラム、ベロー、Vリング、Oリング等を用いて構成されている。
【0021】
傾斜手段60は、容器10に固着された支持部61と、容器10を保持する脚部の一つであって支持部61と当接すべく設けられた傾斜脚部62と、この傾斜脚部62に固着された油圧シリンダ63と、一端が支持部61に固着されて油圧シリンダ63にて往復動(図1の矢印Y方向)可能なシャフト部64等とを用いて構成されている。なお、図示は省略しているが、傾斜脚部62以外の容器10を保持する脚部68(例えば二つの脚部68)に対して、容器10は、揺動可能なようにピン接合等にて取り付けられている。また、容器10に接続されている各配管等は、この傾斜手段60の傾斜可動範囲内にて、その傾斜状態を適切に吸収(緩和)可能とすべく、フレキシブルジョイント等を用いて接続されている。
【0022】
本実施形態にかかる濾過乾燥装置は、以上のように構成されており、次のように作動する。ここでは、本実施形態にかかる濾過乾燥装置を用いて、原料スラリー中の固体粒子(粉粒体)を取り出す場合を例にあげ、この際の具体的な工程を順番に説明する。
【0023】
〈濾過工程〉
本実施形態にかかる濾過乾燥装置においては、被処理物供給口から容器10内に原料スラリーを供給した後、ガス供給部(図示省略)から供給されるガスを用いて容器10内を加圧して(または、容器10内を(濾液排出部方向に)減圧して)、すなわち、被処理物たる原料スラリーに圧力を作用させて、原料スラリーの濾過を行う。この際、濾布15および濾過板16を介して濾過された濾液は、容器10の下部に設けられた濾液排出部17から容器10外に排出・回収される。なお、このように、原料スラリーに何らかの圧力を作用させているときは、本実施形態における攪拌翼20は、原料スラリーの上方(容器10の上方)に退避させている。
【0024】
上記濾過工程が行われることによって、容器10内には原料スラリーの固形分のみが残留することとなり、かかる固形分は、濾布15上に湿潤したケーキ層として堆積されることとなる。
【0025】
〈展延工程〉
濾過工程中においては、ケーキ表面に濾過面(容器10の底面部)まで貫通したクラックが発生し、加圧ガス等がショートパスして、濾過が適切に進行しない場合がある。このような場合には、攪拌翼20を用いてケーキ表面をならす処理等を行う必要がある。このような処理を行えば、濾過処理がさらに進行して、ケーキ中の母液含量を下げることが可能となる。
【0026】
具体的には、一定時間の濾過工程を経た後、容器10の上方に退避していた攪拌翼20を下降させて、ケーキ層内に攪拌翼20をやや侵入させた後に、攪拌翼20を一定速度で回転させる。攪拌翼20をこのように作動させることにより、上述したクラックがなくなると共に、ケーキ層の中からは水分が絞り出され、この水分は濾液排出部17から排出されることとなる。この工程が、展延工程である。
ここで、攪拌翼20は、昇降用シリンダ14によって回転軸21を昇降させることによって昇降可能であるように構成されており、この昇降に伴い、回転軸保護部22も伸縮する。また、攪拌翼20は、駆動手段13によって回転駆動させられる回転軸21を介して回転可能であるべく構成されている。
【0027】
〈洗浄工程〉
次に、ケーキ中に存在する異物(残留した母液中の未反応物等の不純物)を排除するために、洗浄工程を実施するが、洗浄工程には置換洗浄と攪拌洗浄とがあり、これらは、被処理物の性質等に応じて、選択的にあるいは組み合わせて行われる。
【0028】
置換洗浄は、洗浄液配管の先端のノズル部(図示省略)から容器10内に洗浄液を供給し(ノズル部からケーキ上に洗浄液を噴霧し)、ケーキの洗浄を行い、ケーキ中の異物は洗浄液と共に濾液排出部17から排出する。このとき、攪拌翼20は、ケーキ上面位置に固定している。
攪拌洗浄は、洗浄液配管の先端のノズル部から容器10内に洗浄液を溜め、攪拌翼20によってケーキを再度スラリー状態にする。このとき、攪拌翼20はスラリー液内の一定位置で固定した状態で所定速度で回転駆動させる。その後、再び濾過工程を行うことによって、攪拌洗浄が終了する。
【0029】
〈乾燥工程〉
次に、容器10内を減圧すると共に、媒体流入部から熱交換部30内に熱交換媒体を導入させて容器10の側壁を加熱する。また、攪拌翼20については、所定速度で回転させながら、容器10内を昇降させる。
【0030】
この工程においては、攪拌翼20等を上述すべく作動させることにより、濾布15上に堆積されたケーキ層は、攪拌翼20によって攪拌・混合されると共に、容器10の側壁を介して熱交換部30からの熱を受けることとなる。すなわち、この攪拌作用と熱交換とによって、被処理物に対する乾燥工程が行われることとなる。
そして、固形分の乾燥が一定程度まで進むと、攪拌翼20の高さをケーキ層内の一定位置で固定して回転駆動させつつ、さらに乾燥工程を進める。その結果、被処理物が所定の乾燥状態に達した段階で、容器10内を大気圧に戻し、熱交換部30に対する熱交換媒体の供給を停止して、乾燥工程を終了する。
【0031】
〈排出工程〉
次に、本実施形態においては、容器10を所定角度傾斜させた状態で且つ容器10内の濾過板16等を振動させた状態にて、容器10内の乾燥された粉体物(被処理物)についての排出工程が行われる。
ここで、図2は、本実施形態にかかる濾過乾燥装置の概略断面図を示したものであり、図2(a)は、容器10の傾斜角度が「0°」の状態を示し、図2(b)は、容器10の傾斜角度が「5°」の状態を示している。
【0032】
本実施形態においては、図2(a)に示されたように、容器10の傾斜角度が「0°」の状態で、上述した濾過工程から乾燥工程までの処理が行われる。すなわち、装置の接地面Gと容器10を成す濾過板16等とが略平行となり、容器10内の被処理物に対して均等に重力が作用するような状態にて、濾過工程から乾燥工程までの処理がなされる。このような状態(図2(a)参照)にて、濾過から乾燥までの処理がなされるのは、容器10が傾いていると、被処理物に対して、不均一な濾過、乾燥等が行われることとなるからである。
【0033】
一方、先にも述べたように、本実施形態においては、容器10を所定角度(ここでは5°、図2(b)参照。)傾けた状態で且つ容器10内の濾過板16等を振動させた状態にて、容器10内の粉体物の排出処理がなされる。
具体的には、まず第一に、図2(b)に示すように、油圧シリンダ63内のシャフト64を駆動させて、容器10を傾ける。ここでは、容器10内の粉体物が排出口40側に移動すべく、容器10を傾かせる。第二に、エアバイブレータ52を駆動させて、振動部51を介して濾過板16および濾布15を振動させる。第三に、傾斜および振動を加えた状態において、駆動手段13(電動モータ等)を駆動させて攪拌翼20を回転させる。この際、攪拌翼20と濾布15との間には、所定間隔(例えば、5mm〜10mm)の隙間が設けられている。
【0034】
本実施形態においては、以上のように、傾斜(容器10の傾斜)、振動(容器10の底面部たる濾過板16の振動)、および回転(攪拌翼20の回転)を行いつつ、排出口40が開放されるため、容器10内における乾燥された粉体物(被処理物)は、排出口40を介して容器10外に適切に排出され、効率よく粉体物の全量回収を行うことができる。
【0035】
具体的には、本実施形態によれば、小さな傾斜角度(例えば5°)と振動とを組み合わせ、攪拌翼20を回転させることによって、粉体物の排出処理を行っているため、容器10およびこの容器10に接続された配管および配線等についても、小さな動きが可能な程度に構成すればよい。すなわち、各配管等は小さな動きをするにすぎないため、容器10可動時に着脱作業等を行うことなく、フレキシブルジョイントおよびベローズ等を用いて常時接続状態とすることが可能となる。
このように、本実施形態によれば、容器10をわずかに傾斜させることによって、配管等を着脱することなく、容器10内の被処理物の全量排出が可能となるため、完全自動運転が可能となり(人手が不要で省力化を実現でき)、コンタミの発生を防止することができる。
【0036】
また、本実施形態においては、容器底面部(を成す濾過板16)の略中心部に振動を与えるべく、振動発生手段50が設けられているため、濾過板16の略中心部を最大振幅として周辺部(濾過板16の周辺部)に向かって振幅が減少する振動形態(いわゆる「一次振動」)が得られる。したがって、本実施形態によれば、濾過板16上の粉体が効果的に濾過板16の周辺部に向かって移動させられ、上述したような必要最小限の「傾斜」を行わせることとの相互作用に基づき、適切に粉体の排出を実施することができる。
さらに、本実施形態においては、円盤状の濾過板16の略中心部の一箇所に振動が与えられているため、濾過板16の全域に容易に均一な振動を与えることができる。
また、上述した「一次振動」が得られない場合であっても、円盤状の濾過板16の略中心部の一箇所に振動が与えられていることから、濾過板16においては、振動波が中心部から周辺部に伝わる。したがって、本実施形態によれば、濾過板16上の粉体(被処理物)は、この振動波によって濾過板16の周辺部に向けて移動し、適切に排出されることとなる。
【0037】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【0038】
例えば、上記実施形態においては、駆動部としてエアバイブレータ52を用いる場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、駆動部として、振動モータ、圧電素子等を用いてもよい。
【0039】
また、上記実施形態においては、傾斜手段60が油圧シリンダ63を用いて構成された場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、必要に応じて電動ジャッキ、エアシリンダ等を用いてもよい。
【0040】
また、上記実施形態においては、排出工程時に容器10を「5°」傾ける場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、必要に応じて、1°〜10°の傾きにて、排出工程を実施してもよい。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては、容器の傾斜、容器底面部の振動、および攪拌翼の回転を行いつつ、容器内の被処理物の排出工程がなされる。
したがって、本発明にかかる濾過乾燥装置によれば、傾斜と振動とによって被処理物の排出口方向への移動が促進されるため、攪拌翼と容器底面との間に所定間隔を有した場合であっても、容器内の被処理物(粉体等)を効率的に全量排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態にかかる濾過乾燥装置の概略断面図である。
【図2】本発明の実施形態にかかる濾過乾燥装置の概略断面図であり、図2(a)は容器の傾斜角度が0°の状態を示し、図2(b)は容器の傾斜角度が5°の状態を示している。
【符号の説明】
10…容器、13…駆動手段、14…翼昇降用シリンダ、15…濾布、16…濾過板、17…濾液排出部
20…攪拌翼、21…回転軸、22…回転軸保護部
30…熱交換部(加熱ジャケット)
40…排出口
50…振動発生手段、51…振動部、52…エアバイブレータ、53…封止部60…傾斜手段、61…支持部、62…傾斜脚部、63…油圧シリンダ、64…シャフト部、68…脚部
Claims (3)
- 内部下方に濾布が設けられた容器と、前記容器の略中心部に設けられた回転軸と、前記回転軸に固着された攪拌翼と、前記攪拌翼と共に前記容器を傾斜させ得る傾斜手段と、前記濾布をその面交差方向に振動させ得る振動発生手段とを備え、
前記容器内に収容されている被処理物を、当該容器内から排出する際に、
前記傾斜手段にて前記容器と前記攪拌翼とを傾斜させると共に、前記振動発生手段にて前記濾布をその面交差方向に振動させた状態で、前記攪拌翼を回転させることを特徴とする濾過乾燥装置。 - 前記振動発生手段は、前記濾布の略中心部にその面交差方向の振動を与えるべく設けられており、前記濾布は、前記振動発生手段から与えられる振動によってその中心部を最大振幅として周辺部に向かって振幅が減少する一次振動する請求項1に記載の濾過乾燥装置。
- 前記傾斜の傾斜角度は、1°〜10°である請求項1又は2に記載の濾過乾燥装置。
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