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【発明の名称】 回転ドラム型濾過機
【発明者】 【氏名】山下 昭男

【氏名】藤原 章

【氏名】谷口 健太郎
【要約】 【課題】従来の回転ドラム型濾過機においては、濾過ドラムの外上方に配置されたケーキ洗浄手段が、いずれも複数のスプレーノズルを、濾過ドラムの回転方向に所定の距離をもって多段に設け、千鳥状に配置しているが、脱水の不十分な状態のケーキ層部に洗浄液がかかる位置にも配置することとなり、ケーキの飛散や垂落ちが生じ、不純物の少ないケーキを効率よく回収することが不十分となるなどの問題を解決した回転ドラム型濾過機を提供する。

【解決手段】回転ドラム型濾過機における洗浄手段が、濾過ドラムの外部上方に配置され、濾過ドラムを横断して水平に設けられた長尺樋と、該長尺樋の上端に設けられたオーバーフロー口と、該オーバーフロー口部から下方に垂設され、濾過ドラムに張設された濾材幅と略同一長さの板状液垂部材と、前記長尺樋内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段からなることを特徴とする回転ドラム型濾過機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に濾材が張設され、回転軸を介してケーシング内に回転駆動可能に横設され、下部がケーシング内の原液スラリーに浸漬された密閉円筒形の濾過ドラムと、濾過ドラム内部に透過した濾液を排出する濾液排出手段と、濾材周面に形成されたケ−キを洗浄するケーキ洗浄手段と、ケーキを剥離して回収するケ−キ回収手段を設けた回転ドラム型濾過機において、前記洗浄手段が、濾過ドラムの外部上方に配置され、前記濾過ドラムを横断して水平に設けられた長尺樋と、該長尺樋の上端に設けられたオーバーフロー口と、該オーバーフロー口部から下方に垂設され、濾過ドラムに張設された濾材幅と略同一長さの板状液垂部材と、前記長尺樋内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段からなることを特徴とする回転ドラム型濾過機。
【請求項２】
外周面に濾材が張設され、回転軸を介してケーシング内に回転駆動可能に横設され、下部がケーシング内の原液スラリーに浸漬された密閉円筒形の濾過ドラムと、濾過ドラム内部に透過した濾液を排出する濾液排出手段と、濾材周面に形成されたケ−キを洗浄するケーキ洗浄手段と、ケーキを剥離して回収するケ−キ回収手段を設けた回転ドラム型濾過機において、前記洗浄手段が、濾過ドラムの外部上方に配置され、前記濾過ドラムを横断して水平に設けられた長尺樋と、該長尺樋の上端に設けられたオーバーフロー口と、該オーバーフロー口部から下方に垂設され、濾過ドラムに張設された濾材幅と略同一長さの板状液垂部材と、前記長尺樋内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と前記長尺樋よりも前記濾過ドラムの回転方向上流側に配置された洗浄液スプレー手段からなることを特徴とする回転ドラム型濾過機。
【請求項３】
前記板状液垂部材の下端が鋸歯状に形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転ドラム型濾過機。
【請求項４】
前記長尺樋は、長尺樋内を縦通仕切り板で横方向に第１区画室と第２区画室とに仕切られ、且つ両室は縦通仕切り板の下端で連通し、一方の第２区画室の側壁は他方の第１区画室の側壁よりも低く設定されてオーバーフロー口を形成していることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の回転ドラム型濾過機。
【請求項５】
前記洗浄液供給手段は長尺樋の上方に併設され、軸線方向に複数の洗浄液供給孔が所定の間隔で配置され、前記長尺樋の第１区画室に洗浄液を供給する洗浄液供給管であることを特徴とする請求項４に記載の回転ドラム型濾過機。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、固形物を含有した原液スラリー（以下単に「スラリー」ということもある。）を回転濾過ドラムにより固液分離する回転ドラム型濾過機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般化学工業、肥料工業、金属工業、食品工業又はパルプ工業などでは、円周面に多数の通液孔が穿設され、その外周面に濾布が張設された密閉濾過ドラムを回転軸に軸着して横設し、また、濾過ドラムは下部がケーシング内の原液スラリーに浸漬されており、スラリーを吸引濾過又は加圧濾過し、濾過ドラム内に濾過された濾液を濾液管で機外に排出し、濾布外周面に形成されたケーキ層を圧力気体などにより剥離して回収する回転ドラム型濾過機が多く使用されている。
【０００３】
従来の回転ドラム型濾過機の例として、外周面に濾材が張設され、回転軸を介してケーシング内に回転駆動可能に横設され、下部がケーシング内の原液スラリーに浸漬された密閉円筒形の濾過ドラムにより、原液スラリーを吸引濾過し、濾布を透過した濾液をセンターパイプに接続する濾液管によって機外に導出し、濾過ドラムの上方にケーキ洗浄ノズルを配置してケーキを洗浄し、センターパイプに連結され且つ濾過ドラム内周面との間に小間隙を持って配置されたバルブシューの上部スリットからブローされる気体によって濾布外面に形成されたケーキ層を剥離して回収する回転式単室型濾過機が特許文献１に開示されている。
【０００４】
また、結晶を含むスラリーが供給されるケーシングと、ケーシング内に配置されて回転駆動される円筒状の濾材と、濾材より剥離される結晶を含むウエットケーキが排出される排出口側より濾材の回転方向と逆向きに適当間隔を置いて濾材の外側に複数配置される洗浄液の散布装置（洗浄ノズル）と、回転方向と逆向きに並設される複数の散布装置を設けた密閉構造のロータリーフィルターが特許文献２に開示されている。
【０００５】
また、下部を回収槽で囲繞され多数の小孔が穿設され表面に濾布が巻回されている円筒状濾過ドラムと、濾過ドラム両側壁中心部に水平に貫通され軸受により両端部を回転自在に支持され一方に駆動部が連結された左右ドラム軸と、回収槽に連結された処理物供給部と堰板を有する排水路とを備え、回収槽内の被処理物レベルより上方の濾布に向けて端末に洗浄水供給源を有するスプレーノズルが配設されている簡易濾過機が特許文献３に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１９１９１２号公報
【特許文献２】特開平６−３２７９１５号公報
【特許文献３】特開平１０−２７７３２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、前記従来の回転ドラム型濾過機においては、濾過ドラムの外上方に配置されたケーキ洗浄手段が、いずれも複数のスプレーノズルのみであり、スプレーノズルでは、図３の（ハ）図に散水パターンを示すように、噴射された洗浄液が円形に拡散するため、単一段の洗浄手段では洗浄ムラが起こり、濾過効率が低い問題がある。従って、通常は、均一の液勢及び液量でケーキ層全体を洗浄するために、濾過ドラムの回転方向に所定の距離をもって多段に設け、複数のスプレーノズルを千鳥状に配置しているが、スプレーノズルを、脱水の不十分な状態のケーキ層部に洗浄液がかかる位置にも配置することとなり、ケーキの飛散や垂落ちが生じ、不純物の少ないケーキを効率よく回収することが不十分となるなどの問題がある点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記問題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明においては、外周面に濾材が張設され、回転軸を介してケーシング内に回転駆動可能に横設され、下部がケーシング内の原液スラリーに浸漬された密閉円筒形の濾過ドラムと、濾過ドラム内部に透過した濾液を排出する濾液排出手段と、濾材周面に形成されたケ−キを洗浄するケーキ洗浄手段と、ケーキを剥離して回収するケ−キ回収手段を設けた回転ドラム型濾過機において、前記洗浄手段が、濾過ドラムの外部上方に配置され、前記濾過ドラムを横断して水平に設けられた長尺樋と、該長尺樋の上端に設けられたオーバーフロー口と、該オーバーフロー口部から下方に垂設され、濾過ドラムに張設された濾材幅と略同一長さの板状液垂部材と、前記長尺樋内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段からなることを特徴とする回転ドラム型濾過機である。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明においては、外周面に濾材が張設され、回転軸を介してケーシング内に回転駆動可能に横設され、下部がケーシング内の原液スラリーに浸漬された密閉円筒形の濾過ドラムと、濾過ドラム内部に透過した濾液を排出する濾液排出手段と、濾材周面に形成されたケ−キを洗浄するケーキ洗浄手段と、ケーキを剥離して回収するケ−キ回収手段を設けた回転ドラム型濾過機において、前記洗浄手段が、濾過ドラムの外部上方に配置され、前記濾過ドラムを横断して水平に設けられた長尺樋と、該長尺樋の上端に設けられたオーバーフロー口と、該オーバーフロー口部から下方に垂設され、濾過ドラムに張設された濾材幅と略同一長さの板状液垂部材と、前記長尺樋内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と前記長尺樋よりも前記濾過ドラムの回転方向上流側に配置された洗浄液スプレー手段からなることを特徴とする回転ドラム型濾過機である。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明においては、前記請求項１又は請求項２記載の回転ドラム型濾過機において、板状液垂部材の下端が鋸歯状に形成されたことを特徴とする回転ドラム型濾過機である。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明においては、前記請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の回転ドラム型濾過機において、前記長尺樋が、長尺樋内を縦通仕切り板で横方向に第１区画室と第２区画室とに仕切られ、且つ両室は縦通仕切り板の下端で連通し、一方の第２区画室の側壁は他方の第１区画室の側壁よりも低く設定されてオーバーフロー口を形成していることを特徴とする回転ドラム型濾過機である。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明においては、前記請求項４に記載に記載の回転ドラム型濾過機において、前記洗浄液供給手段が、長尺樋の上方に併設され、軸線方向に複数の洗浄液供給ノズルが所定の間隔で配置され、長尺樋の第１区画室に洗浄液を供給する洗浄液供給管であることを特徴とする回転ドラム型濾過機である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の回転ドラム型濾過機における洗浄手段においては、洗浄液を樋のオーバーフロー口からオーバーフローで導出し、板状液垂部材を伝わってケーキ層に落下させるため、洗浄液がケーキ層の横方向に均一な状態で供給でき、フィルム状でケーキ層の表面を覆って洗浄するため、極めてソフトかつ均一な洗浄となり、また、洗浄液が濾過ドラムの回転方向に拡散しないため、脱水が完全な状態のケーキ層部に配置でき、洗浄効率も高く、不純物の極めて少ないケーキを効率よく回収することができる。また、下端がフラットな形状の板状液垂部材であると、供給された洗浄液が下端部の任意位置に集結して落下し、ケーキ層を均一に洗浄できない恐れがあるが、下端が鋸歯状に形成された板状液垂部材を配置することにより、図３の（ヘ）図に散水パターンを示すように、洗浄液をよりケーキ層の横方向に均一な状態で供給でき、よりソフト且つ均一な洗浄が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の１実施形態の回転ドラム型濾過機の全体構成図であり、図２は、図１の回転ドラム型濾過機の要部構成図である。図３は、洗浄手段の構成図であり、（イ）図はスプレーノズル洗浄手段の側面図、（ロ）図は（イ）図の横断面図、（ハ）図は（イ）図の散水パターンであり、（ニ）図は下端が鋸歯状の板状液垂部材を設けた洗浄手段の側面図、（ホ）図は（ニ）図の横断面図、（ヘ）図は（ニ）図の散水パターンである。なお、全図において、相当する作用を有する部材については、同一の番号を付した。
【００１４】
図１及び図２において、１は密閉構造のケーシングであり、横設された濾過ドラム２が内設され、下部にスラリーを貯留する原液スラリーバット１aが形成され、供給スラリーの供給口１０、供給スラリーのオーバーフロー口１２、剥離ケーキの排出口１３が具備され、ケーシング１内部に加圧ガスを供給する加圧ガス供給管１６が接続している。前記濾過ドラム２は、原液スラリーバット１a内のスラリーに下部が浸漬し、両端面が封止され円周面に多数の通液孔が穿設され、外周全面に濾布２aが張設された密閉単室型の濾過体であり、回転軸である軸心部を貫通する中空のセンターパイプ３に軸着し、センターパイプ３の両端部でケーシング１に具備された軸受けで支持され、ケーシング１上に配置された可変減速機などの回転駆動装置６により回転される構成となっている。また、５は濾過ドラム２の周方向に複数段５ａ、５bで併設される長尺樋部の洗浄手段、４は単一段で配置されるスプレーノズル部の洗浄手段である。なお、図１及び図２では、長尺樋部は２段の構成となっているが、単段や３段以上であってもよい。
【００１５】
前記濾過ドラム２は、回転方向に濾過ゾーン、一次脱液ゾーン、洗浄ゾーン、二次脱液ゾーン及びケーキ剥離ゾーンとして区分けされており、濾過ドラム２の外部空間は窒素ガスなどの加圧不活性ガスが供給されて加圧状態とされている。また、前記センターパイプ３は、下端が濾過ドラム内の濾液に浸漬し、濾過ドラム２により濾過された濾液を機外に吸引排出する濾液管１１が接続している。
【００１６】
また、７はバルブシューであり、センターパイプ３の軸方向に沿って複数配設され、濾過ドラム２内周面に摺接ている。前記バルブシュー７はブローガスを供給するバルブバー１４の先端に接続し、ブローガスをケーキ層の裏面側から噴射し、濾布外周面に形成されたケーキ層を剥離して回収する第１スリット部材７aと、センターパイプ３内を挿通する図示しない洗浄管に接続するヘッダ管１５の先端部に接続し、洗浄液を噴射して濾布に付着残存するケーキを除去する第２スリット部材７bとに区画されて設けられている。
【００１７】
また、前記長尺樋部の洗浄手段は、図３の（ニ）図および（ホ）図において、濾過ドラムを横断する長さの長尺樋２０と、長尺樋２０の上端に設けられたオーバーフロー口２２と、該オーバーフロー口２２部から下方に垂設され、濾過ドラム２に張設された濾材幅と略同一長さの板状液垂部材２１と、長尺樋２０内に洗浄液を供給する洗浄液供給手段の洗浄液供給管３０とからなり、長尺樋２０は樋内を縦通仕切り板２３で横方向に第１区画室２５と第２区画室２６とに仕切られ、また、両室は縦通仕切り板２３の下端で連通し、一方の第２区画室２６の側壁は他方の第１区画室２５の側壁よりも低く設定されてオーバーフロー口２２を形成し、板状液垂部材２１はオーバーフロー口２２の外側壁にビスなどの係着部材２４で濾過ドラム２外表面に形成されるケーキ層近傍まで垂設されるのが好ましい。また、前記板状液垂部材２１の下端は鋸歯状２１aに形成されている。更に、洗浄液供給管３０は軸線方向に複数の洗浄液供給孔３１が所定の間隔で配置され、前記長尺樋２０の第１区画室２５に洗浄液を供給する構成となっている。
【００１８】
前記スプレーノズル部の洗浄手段は、図３の（イ）図および（ロ）図において、洗浄液供給管４０の軸線方向に、複数の洗浄液供給スプレーノズル４１が所定の間隔で配置され、長尺樋２０よりも濾過ドラム２の回転方向上流側に配置されている。
【００１９】
次に、前記構成からなる本発明の回転ドラム型濾過機の濾過方法について説明する。
図２において、図示しない原液スラリー供給ポンプにより、ケーシング１底に具備された原液供給管１０からスラリーの一定流量を原液スラリーバット１aに供給する。なお、供給されたスラリー中の固形分が沈降しないように図示しないアジテータにより攪拌しながら、濾過ドラム２を回転駆動装置６により回転するとともに、濾過ドラム２の外部空間には加圧ガスが供給され加圧状態に維持される。これにより、濾過ドラム２のスラリーに接している原液スラリーバット１a内のスラリーは加圧濾過され、液分が濾布２aを通過して濾過ドラム２内に溜まり、濾布２a表面にケーキ層ａが形成される。
【００２０】
濾過ドラム２内に溜まった濾液は、濾液管１１により吸引され、センターパイプ３を経て機外に排出される。また、濾布２a上に形成されたケーキ層ａは、濾過ドラム２の回動に伴われて一時脱液ゾーンを経て洗浄ゾーンに移動し、スプレーノズル４部の洗浄手段である洗浄液供給管４０の洗浄液供給スプレーノズル４１から噴射される洗浄液により予備洗浄される。更に、複数段で併設される長尺樋５部の洗浄手段５ａ、５bから供給された洗浄液により不純物が洗浄除去される。なお、長尺樋５部での洗浄は、洗浄液が洗浄液供給管３０の洗浄液供給孔３１から長尺樋２０の第１区画室２５に供給され、縦通仕切り板２３の下端の連通口を介して第２区画室２６に流入し、第２区画室２６の側壁に具備されたオーバーフロー口２２を経て、下端が鋸歯状に形成された板状液垂部材２１を伝わって下降し、ケーキ層表面に落下供給される。この作用により、常に所定の洗浄液量がオーバーフローで供給され、ケーキ層の横方向に均一な状態で薄膜状に供給でき、よりソフト且つ均一な洗浄が可能となる。
【００２１】
洗浄されたケーキはさらに移動して二次脱液ゾーンで脱液され、ケーキ剥離ゾーンに達し、バルブシュー７の第１スリット部材７aからケーキ層の裏面側に噴射されるブローガスでケーキ層が剥離され、ケーキシュート１３を介して機外に排出される。ケーキ層が除去された濾布２aは、洗浄液管に接続するヘッダ管１４を介してバルブシュー７の第２スリット部材７bから洗浄液を噴射して付着残存ケーキを除去し、原液スラリーバット１a内に落下させる。この操作が繰り返されることにより、連続的に濾過処理が行われる。
【００２２】
（比較テスト）
従来のスプレーノズルを千鳥状多段に設けた洗浄手段により洗浄する回転ドラム型濾過機と本発明の下端が鋸歯状に形成された板状液垂部材を具備する長尺樋によるオーバーフロー洗浄手段により洗浄する回転ドラム型濾過機とでテレフタル酸の結晶を含むスラリーを濾過処理し、純水で洗浄して残存酢酸の含有量を測定しその洗浄効果を比較した。結果を図４のグラフで示す。その結果、本発明の洗浄手段による洗浄効果が高いことが明確となった。
【００２３】
前記実施の形態では、洗浄液を樋のオーバーフロー口からオーバーフローで導出し、板状液垂部材を伝わってケーキ層に落下させるため、洗浄液が均一な状態で供給され、フィルム状でケーキ層の表面を覆い、極めてソフトな洗浄となり、また、洗浄液が濾過ドラムの回転方向に拡散しないため、脱水が完全な状態のケーキ層部に配置でき、洗浄効率も高く、不純物の極めて少ないケーキを効率よく回収することができる。特に、下端が鋸歯状に形成された板状液垂部材を配置することにより、洗浄液をよりソフト且つ均一に供給することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
一般化学工業、肥料工業、金属工業、食品工業又はパルプ工業などの分野における固液分離装置として利用され、特に、純度の高い結晶などを多量に製造するのに好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の１実施形態の密閉型回転ドラム型濾過機の全体構成図である。（実施例１）
【図２】図１の回転ドラム型濾過機の要部構成図である。
【図３】洗浄手段の構成図である。
【図４】従来の洗浄手段と本発明の洗浄手段の効果を比較したグラフである。
【符号の説明】
【００２６】
１ ケーシング
２ 濾過ドラム
３ センターパイプ
４ スプレーノズル部の洗浄手段
５ 長尺樋部の洗浄手段
２０ 長尺樋
３０ 洗浄液供給管
４０ スプレーノズル部の洗浄液供給管
【出願人】 【識別番号】０００１７６７５２
【氏名又は名称】三菱化工機株式会社
【出願日】 平成１５年１０月２７日（２００３．１０．２７）
【代理人】
【公開番号】 特開２００５−１２５２６３（Ｐ２００５−１２５２６３Ａ）
【公開日】 平成１７年５月１９日（２００５．５．１９）
【出願番号】 特願２００３−３６５３９５（Ｐ２００３−３６５３９５）