特許 7426577 真空ろ過機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-25

(45)【発行日】2024-02-02

(54)【発明の名称】真空ろ過機

(51)【国際特許分類】

   B01D 33/048 20060101AFI20240126BHJP

【ＦＩ】

B01D33/14

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020193143

(22)【出願日】2020-11-20

(65)【公開番号】P2022081913

(43)【公開日】2022-06-01

【審査請求日】2022-10-31

(73)【特許権者】

【識別番号】000197746

【氏名又は名称】株式会社石垣

(72)【発明者】

【氏名】氏家 秀隆

【審査官】壷内 信吾

(56)【参考文献】

【文献】特公昭３９－００６５５８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】実開昭５０－００６８６０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実公昭４４－０００９５４（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開２００１－２２４５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－０９１１１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ２３／００－３５／０４，３５／０８－３７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転自在に配設したドラム（３）を原液槽（２）に支架してドラム（３）の一部を浸漬させ、ドラム（３）に巻き掛けた無端状のフィルター（４）を介して、液分のみを吸引配管から排出してフィルター（４）に固着した固形分を回収する真空ろ過機において、
ドラム（３）の筒部（５）に開口する多数の吸引口（７）と、
弾性部材（１４）と、弾性部材（１４）を固定する支板（１２）と、弾性部材（１４）により吸引口（７）に付勢される押圧体（１５）と、押圧体（１５）を案内する柱体（１６）で構成される吸引口開閉機構（１３）と、を備え、
押圧体（１５）で吸引口（７）を閉塞している時に、押圧体（１５）の頂部（１５ｂ）は筒部（５）から外側に向かって所定高さだけ突出しているとともに、
フィルター（４）がドラム（３）の筒部（５）に巻き回された時に、押圧体（１５）の頂部（１５ｂ）が筒部（５）の表面まで押圧されてドラム（３）の内外が連通される
ことを特徴とする真空ろ過機。

【請求項2】

前記筒部（５）に沿って吸引口（７）から所定の距離に複数の円環状の支板（１２）を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の真空ろ過機。

【請求項3】

前記筒部（５）に沿って吸引口（７）から所定の距離に複数の直線状の支板（１２）を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の真空ろ過機。

【請求項4】

前記フィルター（４）の張力を調整する張力調整機構（２３）を備える
ことを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の真空ろ過機。

【請求項5】

前記ドラム（３）の側板（６）に挿通したロータリージョイント（９）と、
ロータリージョイント（９）の内側に接続し、側板（６）に沿って下方近傍まで延設した吸引管（１０）と、を備える
ことを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の真空ろ過機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ドラムの筒部に設けた吸引口の改良に関し、特に、ろ過・脱水ゾーンのみ開放する吸引口開閉機構を有する真空ろ過機に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、真空脱水機は引用文献１で開示されるように、原液槽にその一部を浸漬させたドラムを回転させながら外周面に巻き掛けているフィルターを通して液分のみをドラム内に配設した吸引管によりドラム外に排出するとともに、フィルターに固着した固形分を回収する構成である。

【0003】

また、引用文献２には一方から弾性体に付勢された状態で板に形成された貫通孔を閉止する可動部材に、他方から力を加えることで可動部材と貫通孔の間に間隙を生じさせ、その間隙から吸引する除塵装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】実開平５－７４６０７号公報

【文献】特許第３４５２８５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来、真空脱水機は先行文献１に開示されているように、ドラムの周部に形成した真空吸引室に連通する吸引管を介して吸引する。真空吸引室は周方向に等間隔に区画してあり、吸引管の一方はドラム内部でそれぞれの真空吸引室に連通し、他方は側方のロータリーバルブに接続されている。

【0006】

このような構成であるため、吸引配管のメンテナンス時にはドラム内部に作業員が入る必要があり、作業環境が悪く工数やコストが多く掛かっていた。また、ドラム内部に作業員が入れないような小型の真空ろ過機は、ドラム内部の吸引配管の設置ができないため、殆ど製品として市場に出回っていない。さらに、ろ過・脱水を行っていない区域（原液槽の直前）では真空吸引を行わないようにロータリーバルブを設けてあり、その点でもコストおよび手間が掛かっていた。

【0007】

また、先行文献２の除塵装置は人や車両が工場や店舗等に入るときに、その人や車両の靴底、車輪に付着した塵埃、粉塵等を吸引除去するマットであり、液体中に含まれる固形物を分離するための水処理、汚泥処理の産業に適用することに関しては記載も示唆もない。

【0008】

本発明は、ドラム表面の開口部に接続する吸引配管を設置することなく、フィルターの張力を利用して、ろ過・脱水ゾーンのみドラム表面に吸引口を開口する真空ろ過機を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、回転自在に配設したドラムを原液槽に支架してドラムの一部を浸漬させ、ドラムに巻き掛けた無端状のフィルターを介して、液分のみを吸引配管から排出してフィルターに固着した固形分を回収する真空ろ過機において、ドラムの筒部に開口する多数の吸引口と、弾性部材と、弾性部材を固定する支板と、弾性部材により吸引口に付勢される押圧体と、押圧体を案内する柱体で構成される吸引口開閉機構と、を備え、押圧体で吸引口を閉塞している時に、押圧体の頂部は筒部から外側に向かって所定高さだけ突出しているとともに、フィルターがドラムの筒部に巻き回された時に、押圧体の頂部が筒部の表面まで押圧されてドラムの内外が連通されるもので、ドラム表面の開口部に接続する吸引配管を設置していないので、吸引配管に係るメンテナンスが容易となるとともに、フィルターの張力で容易に揺動可能となる。

【0011】

筒部に沿って吸引口から所定の距離に複数の円環状、あるいは筒部に沿って吸引口から所定の距離に複数の直線状の支板を備えるもので、吸引口の配置や真空ろ過機の仕様に応じて適宜選択可能である。

【0012】

フィルターの張力を調整する張力調整機構を備えると、常時最適な張力に設定可能となる。

【0013】

ドラムの側板に挿通したロータリージョイントと、ロータリージョイントの内側に接続し、側板に沿って下方近傍まで延設した吸引管と、を備えると、ドラム内部にろ過された処理液をまとめて外部に排出可能となる。

【発明の効果】

【0014】

本発明の真空ろ過機は、ドラム表面の開口部に接続する吸引配管を設置していないので、組立・分解およびメンテナンスの際に作業員がドラム内部に入って作業を行う必要がない。したがって、作業環境が良く作業時間や費用の削減が可能となる。また、フィルターの張力を利用することで、ドラムの筒部にフィルターが接するろ過・脱水ゾーンのみ吸引口が開放するため、安定した固液分離処理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】この発明に係る真空ろ過機の側断面図である。

【図2】同じく、真空ろ過機の正面断面図である。

【図3】同じく、吸引口開閉機構の配置図である。

【図4】この発明に係る真空ろ過機の他の実施例の吸引口開閉機構の配置図である。

【図5】この発明に係る真空ろ過機の吸引口を閉塞した状態の吸引口開閉機構の要部詳細図である。

【図6】同じく、吸引口を開放した状態の吸引口開閉機構の要部詳細図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の実施例を図面に基づき詳述すると、図１、図２はそれぞれ真空ろ過機の側断面図と正面断面図である。
原液を満たした原液槽２と、原液槽２に下側を浸漬させて回転自在に支架している円筒体のドラム３と、ドラム３に掛け回した無端状のフィルター４で真空ろ過機１を構成している。

【0017】

ドラム３は円筒状の筒部５と側板６，６から構成してあり、筒部５は内外に連通する多数の吸引口７…を有する。側板６には原液槽２に回転自在に支持されたドラム軸８，８を接続してあり、一方のドラム軸８は図示しない駆動機に連結してドラム３を回転させる。他方のドラム軸８は中空に形成してあり、ロータリージョイント９を介して吸引管１０をドラム３内部に挿通させている。

【0018】

ロータリージョイント９のドラム３内方には吸引管１０の一端を接続してあり、吸引管１０の他端をドラム３内部で側板６に沿って下方近傍まで延設させている。ロータリージョイント９のドラム３外方には排出管１１を接続してあり、図示しない吸引源（真空ポンプ等）に接続している。ロータリージョイント９により、吸引管１０および排出管１１はドラム３の回転に左右されず、吸引管１０は常時ドラム３下方に向かって固定された状態を維持している。

【0019】

図３は吸引口開閉機構の配置図であり、図４は他の実施例の吸引口開閉機構の配置図である。
筒部５は内外に連通する多数の吸引口７…を有する。吸引口７は円状で筒部５の全周、全幅に亘ってほぼ均等に配されている。

【0020】

ドラム３内には筒部５に沿って吸引口７から所定の距離に複数の支板１２…を備える。支板１２は図３のように、筒部５の周面に沿って複数の円環状の支板１２を並列に構成してもよく、図４のように筒部５の幅方向に直線状に構成してもよい。なお、支板１２は公知の手段にてドラム内面に固定する。

【0021】

図５は吸引口を閉塞した状態の吸引口開閉機構の要部詳細図である。
吸引口開閉機構１３は、弾性部材１４と弾性部材１４を固定する支板１２と、弾性部材１４により吸引口７に付勢される押圧体１５と、押圧体１５を筒部５方向へ案内する柱体１６で構成される。

【0022】

吸引口７に対向した所定の距離に支板１２を備え、各吸引口７に対応する弾性部材１４を支板１２に固定する。本実施例では、弾性部材１４にコイルばねを用い、支板１２に形成した凹部１７にコイルばねの一部を挿通させて位置決めを行っている。

【0023】

弾性部材１４の端部には押圧体１５を付設し、ドラム３の筒部５方向へ付勢する。押圧体１５は略円錐状に形成してあり、テーパ面１５ａが吸引口７に押圧することで開口を閉塞する。このとき、押圧体１５の頂部１５ｂは筒部５から外側に向かって所定高さだけ突出してあり、外側からの外圧によって内部方向に揺動可能である。なお、押圧体１５は吸引口７を閉塞している状態で頂部１５ｂが筒部５から突出可能な形状であれば、円錐状に限定しない。

【0024】

押圧体１５の底面１５ｃには柱体１６が突設してあり、弾性部材１４が押圧体１５を付勢する方向を案内する。本実施例では、コイルばねの内径に近似する外径の柱体１６を挿通することにより、押圧体１５が傾斜することなく筒部５の吸引口７に押圧して確実に閉塞可能な構成としている。

【0025】

図６は吸引口を開放した状態の吸引口開閉機構の要部詳細図である。
ドラム３の筒部５の外方にフィルター４が巻き回されると、筒部５から突出している押圧体１５の頂部１５ｂにフィルター４が当接する。フィルター４の張力により押圧体１５の頂部１５ｂを筒部５の表面まで押圧する。このとき、押圧体１５のテーパ面１５ａと吸引口７との間に間隙１８が形成され、ドラム３の内外が連通される。

【0026】

フィルター４はドラム３と剥離ロール１９と複数の案内ロール２０…に掛け回して無端状に形成している。

【0027】

ドラム３には、原液槽２から液分を吸引しつつフィルター４に固形物を吸着させるろ過ゾーンと、フィルター４に吸着した固形物を大気下で自重による重力分離する脱水ゾーンでフィルター４を掛け回してあり、具体的には、原液槽２に供給した原液の水面近傍から頂上近傍まで掛け回す。ドラム３の直後には剥離ロール１９を設けてあり、スクレーパ２１を摺設させている。剥離ロール１９からドラム３までの間には複数の案内ロール２０・・・を設けてあり、洗浄液を噴射あるいは洗浄液に浸漬させる洗浄機構２２を備えている。また、一部のロールにはフィルター４の張力を調整する張力調整機構２３を備える。

【実施例】

【0028】

吸引源を駆動すると排出管１１および吸引管１０を介してドラム３内を吸引し、ドラム３内が負圧状態となる。原液槽２の入口からドラム３頂部近傍までフィルター４を掛け回してあり、この間にて吸引口７が解放され、ドラム３内部に向かって吸引作用が発生する。

【0029】

具体的には、原液槽２（ろ過ゾーン）では、原液槽２内の固液混合物がドラム３に吸い寄せられる。この時、フィルター４の通過面積より大きい固形分はフィルター４上に堆積していき、フィルター４の通過面積より小さい液分はフィルター４を透過して筒部５に形成する吸引口７と押圧体１５の間隙１８からドラム３内に吸引される。

【0030】

原液槽２の後段（脱水ゾーン）では、吸引口７と押圧体１５の間隙１８からの吸引力によりフィルター４上に堆積する固形物は、大気下で自重による重力分離を促進される。ろ過ゾーンと同様に、フィルター４の開口率より小さい液分はフィルター４を透過して筒部５に形成する間隙１８からドラム３内に吸引される。

【0031】

ドラム３のフィルター４が掛け回されていないゾーンでは、押圧体１５が吸引口７を閉塞してあり、外部からの空気流入を防止している。

【0032】

ドラム３内に吸引された処理液は、吸引管１０とロータリージョイント９と排出管１１で構成された吸引配管から連続的に外部に排出される。

【0033】

フィルター４に堆積した固形分は、剥離ロール１９に摺設したスクレーパ２１により掻き取られて回収される。さらに、剥離ロール１９の後段にてフィルター４は洗浄機構２２により固形分を洗浄して再生される。フィルター４は複数の案内ロール２０…に掛け回して無端状に形成されてあり、連続的に原液槽２内の固液混合物を固液分離する。

【0034】

ドラム３と各ロール１９，２０に無端状に巻き回したフィルター４を周回させる真空ろ過機１において、ドラム３を回転駆動させる場合、一般的にドラム３の上流側のフィルター４張力は増大するが、ドラム３の下流側のフィルター４張力は減少する。脱水ゾーンで押圧体１５をドラム３の筒部５まで押し下げる張力を確保するために、ドラム３下流側の剥離ロール１９までの間に張力調整機構２３を備えることが望ましい。

【産業上の利用可能性】

【0035】

本発明に係る真空ろ過機は、フィルターが接しているドラムの表面のみ吸引作用が発生する構成で、ドラム内部から表面への吸引配管が不要であり、従来のようにドラム内部から表面への吸引配管やロータリーバルブが不要である。
したがって、吸引配管の接続不良や空気漏洩等のリスクが低減し、メンテナンス効率がよいので、作業時間や費用の削減が可能となる。また、作業員が入るスペースがない小型機種の設計も可能となり、大型から小型までの全ての真空ろ過機に適用できる。

【符号の説明】

【0036】

１ 真空ろ過機
２ 原液槽
３ ドラム
４ フィルター
５ 筒部
６ 側板
７ 吸引口
９ ロータリージョイント
１０ 吸引管
１２ 支板
１３ 吸引口開閉機構
１４ 弾性部材
１５ 押圧体
１５ｂ 頂部
１６ 柱体
２３ 張力調整機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】