(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の濾板（３，４）を可動板（６）を介して締め付けて、隣接する濾板の間に配置された濾布により濾室を形成する閉枠工程と、前記形成された濾室に供給された原液を濾過して濾液と濾滓と分離にする濾過工程と、前記濾室に残った濾滓を圧搾する圧搾工程とを連続して行い、
前記閉枠工程と濾過工程において前記濾板の締め付けを行う低圧油圧装置（１２，１３３）と、前記濾過工程と圧搾工程において前記濾板の締め付けを行う高圧油圧装置（１１，１２３）とを備えた締付装置と、
前記締付装置を駆動させるための油を、前記低圧油圧装置（１２，１３３）に連結され前記締付装置に低圧で油を供給する低圧ポンプと、
前記締付装置を駆動させるための油を、前記高圧油圧装置（１１，１２３）に連結され前記締付装置に前記低圧ポンプより高圧で油を供給する高圧ポンプと、
前記閉枠工程において前記低圧ポンプにより前記低圧油圧装置（１２，１３３）を駆動させ、前記濾過工程において前記高圧ポンプによる前記高圧油圧装置の締め付け圧が前記低圧ポンプによる前記低圧油圧装置の締め付け圧と略等しくなるまで、前記高圧ポンプと前記低圧ポンプとを双方駆動させた後前記高圧ポンプのみを駆動させて濾過を行ったのちに、前記圧搾工程において前記高圧ポンプにより増し締めを行うように低圧ポンプと高圧ポンプを駆動させるポンプ制御手段と、
前記濾過工程と圧搾工程における前記締付装置の最大油圧圧力を夫々設定する最大油圧設定手段（２３）と、
前記圧搾工程における圧搾圧力を検出する圧搾圧力検出手段（１９）と、
前記圧搾圧力検出手段（１９）により検出された圧搾圧力に基づいて演算し、前記最大油圧設定手段（２３）に入力して、前記圧搾工程で設定される最大油圧圧力を前記濾過工程の最大油圧圧力以上の値に制御する制御装置とを備えることを特徴とする圧搾式フィルタプレス。
【請求項２】
前記締付装置は、高圧油圧装置（１１，１２３）と低圧油圧装置（１２，１３３）とを備えた、締付装置用油圧シリンダ（１０）により構成され、
前記油圧シリンダの高圧油圧装置（１１，１２３）は、前記機枠に固定された第１シリンダ（１１）と、前記第１シリンダを前記高圧ポンプと連結する第１室（１２１）と第２室（１２２）に区画する第１ピストン（１２３）とを備え、
前記油圧シリンダの低圧油圧装置（１２，１３３）は、前記高圧油圧装置に挿入されて配置され、両端を前記高圧油圧装置の第１ピストン（１２３）と前記可動板（６）に固定された第２シリンダ（１２）と、前記第２シリンダを前記低圧ポンプに夫々接続された第３室（１３１）及び第４室（１３２）に区画しかつ前記第１シリンダ（１１）から前記第１ピストン（１２３）を貫通して延在するロッド（１３４）の先端に固定された第２ピストン（１３３）とを備える、請求項１に記載の圧搾式フィルタプレス。
【請求項３】
前記最大油圧設定手段（２３）は、供給側が前記高圧ポンプに接続されリリーフ側がタンク（１７）に接続された油圧圧力比例制御可能なリリーフ弁（２３）で構成される、請求項１又は２に記載の圧搾式フィルタプレス。
【請求項４】
前記制御手段は、圧搾工程における最大油圧圧力を式（１）に基づいて演算する、請求項１から３のいずれか１つに記載の圧搾式フィルタプレス
【数１】
0003663208.tif 000005
式（１）において、ＯＰ（ｓ）は最大油圧設定手段が設定する圧搾工程における最大油圧圧力、Ｐ（ｓ）は圧搾圧力検出手段で検出される圧搾圧力、Ａ（ｐ）は濾過面積、ＯＰ（ｆ）は最大油圧設定手段が設定する濾過工程における最大油圧圧力、Ａ（ｃ）は高圧油圧装置の油室の面積、αは比例定数を示す。
【請求項５】
前記圧搾圧力は、３ＭＰａ〜５ＭＰａである、請求項１から４のいずれか１つに記載の圧搾式フィルタプレス。
【請求項６】
低圧ポンプ（１４）に連結され閉枠工程及び濾過工程において作動する低圧油圧装置（１２，１３３）と、前記低圧ポンプよりも高い圧力を出力可能な高圧ポンプ（１５）に連結され前記濾過工程及び圧搾工程において作動する高圧油圧装置（１１，１２３）を備えた締付装置と、圧搾工程における圧搾圧力を検出する圧搾圧力検出手段（１９）と、を備える圧搾式フィルタプレスを用い、
前記高圧油圧装置は高圧ポンプに連結する一方、低圧油圧装置は低圧ポンプに連結し、前記閉枠工程において前記低圧ポンプにより低圧油圧装置を駆動させ、前記濾過工程において前記高圧ポンプによる高圧油圧装置の締め付け圧が前記低圧ポンプによる前記低圧油圧装置の締め付け圧と略等しくなるまで、前記高圧ポンプと前記低圧ポンプとを双方駆動させた後前記高圧ポンプのみを駆動させて濾過を行ったのちに、前記圧搾工程において前記高圧ポンプにより増し締めを行い、
前記高圧油圧装置による増し締め圧力を、前記圧搾圧力検出手段（１９）により検出された圧搾圧力の情報に基づいて演算される最大油圧圧力より小さくなるように制御し、前記濾室に残った濾滓を圧搾する、圧搾式フィルタプレスの油圧圧力制御方法。
【請求項７】
前記圧搾工程において、所定の第２油圧圧力を、前記濾過工程における第１油圧圧力以上となるように制御する、請求項６に記載の圧搾式フィルタプレスの油圧圧力制御方法。
【請求項８】
前記最大油圧圧力は、前記圧搾圧力検出手段（１９）により検出された圧搾圧力に基づいて式（１）にしたがって決定される、請求項６又は７に記載の圧搾式フィルタプレスの油圧圧力制御方法
【数２】
0003663208.tif 000006
式（１）において、ＯＰ（ｓ）は設定される最大油圧圧力、Ｐ（ｓ）は圧搾圧力検出手段で検出される圧搾圧力、Ａ（ｐ）は濾過面積、ＯＰ（ｆ）は第１油圧圧力、Ａ（ｃ）は高圧油圧装置の油室の面積、αは比例定数を示す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は濾板締付機により可動板を前後動させて、前側及び後側固定板間に配置された濾板を締め付け、濾過、圧搾を行う圧搾式フィルタプレス及び圧搾式フィルタプレスの濾過圧搾方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧搾式フィルタプレスは特公昭３８−２０７９４号公報のような濾板締付機が使用され、１個のシリンダ内の１個のピストンの往復運動で作動する油圧シリンダにより濾板を締め付け、濾過、圧搾を行っている。従来の圧搾式フィルタプレスは、圧搾工程において、圧搾膜と濾板との間の空間に圧搾用流体を送り込み、圧搾膜の膨張を利用して濾滓の圧搾を行っている。圧搾工程では、圧搾用流体の流体圧力に基づく圧搾圧力が新たに加わって、濾板間に圧搾圧力の反力が働くことにより、濾板締付機は、その初期締付力に加えて、圧搾圧力に対抗する増し締めを行うことが求められる。そして、従来は、この増し締めの程度があまりに大きくならないように、濾過圧力と大きな差異を持たない圧搾圧力０．７ＭＰａ〜１．５ＭＰａで圧搾することがほとんどであった。
【０００３】
すなわち、従来の圧搾圧力（０．７ＭＰａ〜１．５ＭＰａ）を使用するフィルタプレスにおける油圧圧力は、濾過圧力（０．４〜０．７Ｍｐａ）と比べ大きな差異がないため、濾過工程と圧搾工程とで油圧圧力の差異を設けた運転を行わないか、油圧圧力を濾過工程に比べ０．３Ｍｐａ程度上昇させる処理を行っていた。圧搾圧力を高圧にすると、圧搾圧力の推力により発生する油圧シリンダの圧力が追従できず、濾板間から未処理原液が吹き出るという問題が生じる。
【０００４】
高圧の圧搾圧力の推力に耐える濾板締付機は、一般には、シリンダ径を大きくすることにより、これを構成することができる。しかし、シリンダ径を大きくすると濾板締め付けのために、油量を多くしないと、締め付けに要する時間が大幅に長くなり、圧搾式フィルタプレスの作業時間（サイクル）が、長くなるという問題がある。また、油圧シリンダ径を大きくすると油圧ポンプを大容量のものとしなければならないという問題がある。したがって、従来の圧搾式フィルタプレスは、装置の大型化と作業時間の問題と圧搾圧力の設定とのバランスを考慮する必要があり、前記０．７ＭＰａ〜１．５ＭＰａの圧搾圧力が設定されているものであった。
【０００５】
しかし、原液の種類及び使用目的によっては、例えば、パーム油などの植物油の濾過圧搾などに用いるような場合は、圧搾圧力を例えば、３ＭＰａ〜５ＭＰａ程度の高圧で圧搾することが好ましい場合がある。この場合、高圧の圧搾圧力に耐えることができ、締付圧の調節が可能な濾板締付機が求められる。
【０００６】
フィルタプレスの濾過工程又は圧搾工程における濾板などの締付圧の調節装置としては、一例として、特許第２５１８５７１号公報に開示されるようなものが知られている。このフィルタプレスは、原液供給路と締付装置の加圧側との間に第２流体圧作動装置を設けて、原液供給圧力を膜状圧力伝達部材により原液以外の流体圧力に変更したのち、第１流体圧作動装置に作用して前記締付装置の締付装置用油圧シリンダの締付装置用ピストンロッドに作用させて濾板の増し締めを行い、濾板締付圧を制御するものである。
【０００７】
このフィルタプレスは、第１流体圧作動装置や第２流体圧作動装置という複雑な装置を設ける必要がある。
【０００８】
【特許文献１】特公昭３８−２０７９４号公報
【特許文献２】特許第２５１８５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、前記構成のフィルタプレスにおいては、圧搾工程において用いられる第２流体圧作動装置の流体圧力をブースターなどにより濾板締付側の締付制御に用いることとしているため、両者のバランスを取ることが困難であり、締め付け圧調整の制御がうまく行われない場合があった。また、前記フィルタプレスは、圧搾工程における増し締めの問題を解決することができるが、作業時間を短くするために、締め付けに要する時間を短縮することとしピストンのストロークを短時間で行うための構成は一切開示されていない。
【００１０】
したがって、本発明は上記従来の問題を解決するもので、濾板締付機による締め付け時間の短縮を図るとともに、高圧の圧搾圧力に十分耐えることができる締付時の締付圧を大きくすることができる圧搾式フィルタプレスを提供することである。
【００１１】
また、本発明は前記従来の問題を解決するもので、特に、圧搾圧力が大きい圧搾工程における増し締めの制御を高精度に行うことができる圧搾式フィルタプレス及びその油圧制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１態様によれば、複数の濾板を可動板を介して締め付けて、隣接する濾板の間に配置された濾布により濾室を形成する閉枠工程と、前記形成された濾室に供給された原液を濾過して濾液と濾滓と分離にする濾過工程と、前記濾室に残った濾滓を圧搾する圧搾工程とを連続して行い、
前記閉枠工程と濾過工程において前記濾板の締め付けを行う低圧油圧装置と、前記濾過工程と圧搾工程において前記濾板の締め付けを行う高圧油圧装置とを備えた締付装置と、
前記締付装置を駆動させるための油を、前記低圧油圧装置に連結され前記締付装置に低圧で油を供給する低圧ポンプと、
前記締付装置を駆動させるための油を、前記高圧油圧装置に連結され前記締付装置に前記低圧ポンプより高圧で油を供給する高圧ポンプと、
前記閉枠工程において前記低圧ポンプにより前記低圧油圧装置を駆動させ、前記濾過工程において前記高圧ポンプによる前記高圧油圧装置の締め付け圧が前記低圧ポンプによる前記低圧油圧装置の締め付け圧と略等しくなるまで、前記高圧ポンプと前記低圧ポンプとを双方駆動させた後前記高圧ポンプのみを駆動させて濾過を行ったのちに、前記圧搾工程において前記高圧ポンプにより増し締めを行うように低圧ポンプと高圧ポンプを駆動させるポンプ制御手段と、
前記濾過工程と圧搾工程における前記締付装置の最大油圧圧力を夫々設定する最大油圧設定手段と、
前記圧搾工程における圧搾圧力を検出する圧搾圧力検出手段と、
前記圧搾圧力検出手段により検出された圧搾圧力に基づいて演算し、前記最大油圧設定手段に入力して、前記圧搾工程で設定される最大油圧圧力を前記濾過工程の最大油圧圧力以上の値に制御する制御装置とを備えることを特徴とする圧搾式フィルタプレスを提供する。
【００１３】
本発明の第２態様によれば、前記締付装置は、高圧油圧装置と低圧油圧装置とを備えた、締付装置用油圧シリンダにより構成され、
前記油圧シリンダの低圧油圧装置は、前記高圧油圧装置に挿入されて配置され、両端を前記高圧油圧装置の第１ピストンと前記可動板に固定された第２シリンダと、前記第２シリンダを前記低圧ポンプに夫々接続された第３室及び第４室に区画しかつ前記第１シリンダから前記第１ピストンを貫通して延在するロッドの先端に固定された第２ピストンとを備える第１態様の圧搾式フィルタプレスを提供する。
【００１４】
上記構成において、油圧シリンダは、高圧油圧装置及び低圧油圧装置を備える多段シリンダである。低圧油圧装置を構成する第２シリンダは高圧油圧装置の第１ピストンと連結されており、第２シリンダは、第１シリンダに挿入されて構成されている。また、低圧油圧装置を構成する第２ピストンは、第１シリンダに固定され、第１ピストンを貫通して延在するロッドの先端に設けられている。すなわち、低圧油圧装置は高圧油圧装置よりも小径に構成され、可動部材としての第２シリンダの移動に必要な油量が少なくてすむ。また、低圧油圧装置は、一般的に大容量のポンプである低圧ポンプに接続されているので、供給される油量を多くすることができる。したがって、第２シリンダの移動に低圧ポンプを用いることによりストロークを迅速にすることができ、濾板の締め付け時間の短縮をはかることができる。
【００１５】
一方、高圧油圧装置は、低圧油圧装置に対して大径に構成されており、高い締付圧力を確保することができる。また、高圧油圧装置は、高圧ポンプに接続されているため、第２シリンダの締付圧を高く維持することができる。また、低圧油圧装置及び高圧油圧装置は、入れ子式に挿入されているため、高圧油圧装置による高圧締付を行っても、低圧油圧装置に過度の圧力がかかることがない。
【００１６】
したがって、前記構成によれば、濾板締付機による締め付け時間の短縮をはかると共に、高圧の圧搾圧力に十分耐えることができる締付時の締付圧を大きくすることができる。
【００１７】
本発明の第３態様によれば、前記油圧調整手段は、供給側が前記高圧ポンプに接続されリリーフ側がタンクに接続された油圧圧力制御可能なリリーフ弁で構成された第６又は第７態様の圧搾式フィルタプレスを提供する。
【００１８】
上記構成において、油圧調整手段は油圧圧力制御可能なリリーフ弁で構成されており、リリーフ側がタンクに接続されているため、設定された圧力を超えて供給された油はタンクに返還される。したがって、最大油圧圧力を設定しておくことにより、締付装置の油圧制御を容易に行うことができる。
【００１９】
本発明の第４態様によれば、前記制御手段は、圧搾工程における油圧圧力を下記式（１）に基づいて決定する第６態様の圧搾式フィルタプレスを提供する。
【００２０】
【数１】
0003663208.tif 000002
式（１）において、ＯＰ（ｓ）は圧搾工程における油圧圧力比例制御弁で設定する圧力、Ｐ（ｓ）は圧搾圧力検出手段で検出される圧搾圧力、Ａ（ｐ）は濾過面積、ＯＰ（ｆ）は濾過工程中の第２油圧装置の油圧圧力、Ａ（ｃ）は第２油圧装置の油室の面積、αは比例定数を示す。
【００２１】
上記式において比例定数αは概ね１．０から１．１程度の値を有する。
【００２２】
本発明の第５態様によれば、圧搾圧力は、３ＭＰａ〜５ＭＰａであることを特徴とする第６態様の圧搾式フィルタプレスを提供する。
【００２３】
本発明の第６態様によれば、低圧ポンプに連結され閉枠工程及び濾過工程において作動する低圧油圧装置と、前記低圧ポンプよりも高い圧力を出力可能な高圧ポンプに連結され前記濾過工程及び圧搾工程において作動する高圧油圧装置を備えた締付装置と、圧搾工程における圧搾圧力を検出する圧搾圧力検出手段と、を備える圧搾式フィルタプレスを用い、
前記高圧油圧装置は高圧ポンプに連結する一方、低圧油圧装置は低圧ポンプに連結し、前記閉枠工程において前記低圧ポンプにより低圧油圧装置を駆動させ、前記濾過工程において前記高圧ポンプによる高圧油圧装置の締め付け圧が前記低圧ポンプによる前記低圧油圧装置の締め付け圧と略等しくなるまで、前記高圧ポンプと前記低圧ポンプとを双方駆動させた後前記高圧ポンプのみを駆動させて濾過を行ったのちに、前記圧搾工程において前記高圧ポンプにより増し締めを行い、
前記高圧油圧装置による増し締め圧力を、前記圧搾圧力検出手段により検出された圧搾圧力の情報に基づいて演算される最大油圧圧力より小さくなるように制御し、前記濾室に残った濾滓を圧搾する、圧搾式フィルタプレスの油圧圧力制御方法を提供する。
【００２４】
本発明の第７態様によれば、前記圧搾工程において、所定の第２油圧圧力を、前記濾過工程における第１油圧圧力以上となるように制御する第６態様の圧搾式フィルタプレスの油圧圧力制御方法を提供する。
【００２５】
本発明の第８態様によれば、前記第２油圧装置の油圧圧力は、前記圧搾圧力検出手段により検出された圧搾圧力から式（１）にしたがって決定されることを特徴とする、第６態様の圧搾式フィルタプレスの油圧圧力制御方法を提供する。
【００２６】
【数２】
0003663208.tif 000003
式（１）において、ＯＰ（ｓ）は圧搾工程における第２油圧装置の油圧圧力、Ｐ（ｓ）は圧搾圧力検出手段で検出される圧搾圧力、Ａ（ｐ）は濾過面積、ＯＰ（ｆ）は濾過工程中の第２油圧装置の油圧圧力、Ａ（ｃ）は第２油圧装置の油室の面積、αは比例定数を示す。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の第１態様及び第６態様によれば、濾過工程と圧搾工程により締付装置の締付圧が変化するので、圧搾工程における原液漏れなどの問題を解消することができる。また、圧搾工程における締付圧は、圧搾圧力に応じて決定されるため、実際の工程に応じた締付圧の決定を行うことができる。特に圧搾圧力が大きくなった場合において、より高精度で柔軟に締付圧の調整を行うことができる。
【００２８】
本発明の第２態様のフィルタプレスによれば、入れ子式に構成された高圧油圧装置及び低圧油圧装置を備え、高圧油圧装置には高圧ポンプが接続され、低圧油圧装置には、低圧ポンプが接続されているため、低圧ポンプによる可動部である第２ピストンの高速ストローク及び高圧ポンプによる高い締付圧との双方を実現することができる。したがって、従来のフィルタプレスにおける圧搾圧力（一般に０．７〜１．５Ｍｐａ）に対して３〜７倍程度の圧搾圧力を実現することができ、例えば、植物油の濾過・圧搾などに好適な圧搾圧力を３〜５ＭＰａ程度の高圧にすることができ、濾滓の含水率を著しく小さくすることができる。また、高速なストロークにより第２シリンダを移動させることができるため、処理工程時間を短縮することができるフィルタプレスを実現することができる。
【００２９】
本発明の第３態様のフィルタプレスによれば、最大油圧圧力を設定しておくことにより、締付装置の油圧制御を容易に行うことができ、圧搾工程における締付圧の調整を簡単な構成で実現することができる。
【００３０】
本発明の第４態様及び第８態様によれば、制御手段による演算により、圧搾工程における油圧圧力を簡単に決定することができ容易に制御することができる。
【００３１】
本発明の第５態様のフィルタプレスによれば、高圧の圧搾圧力を必要とする原液の濾過圧搾を高精度に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳しく説明する。なお、各図において、同じ構成部分については同じ符号を付している。
【００３３】
図１は、本実施例にかかる圧搾式フィルタプレスの全体構成を示す平面概略図である。圧搾式フィルタプレスは、機枠間を一対のサイドバー５で連結し、前記サイドバー５上に多数の濾板３、４を移動可能に載せて支持している。普通濾板３と圧搾濾板４は、交互に並入して設けられ、隣接する濾板間に公知の濾布４８（図２参照）を介在させつつ、前側固定板２ａ、後側固定板２ｂ間に配置し、濾板締付機としての油圧シリンダ１０の駆動により、油圧シリンダに固定された可動板６を前後動させることによって、前記普通濾板３及び圧搾濾板４をサイドバー５沿いに締付又は締付解除可能とする。可動板６は、機枠上に備いる油圧シリンダ１０を進退駆動して、濾板３、４を前側固定板２ａ側へ締め付け、また、後側固定板２ｂ側に後退することによって、締め付けた濾板３、４の開枠を行う。
【００３４】
図２は、図１のII−II断面図である。図２において、４８は圧搾濾板４に掛けた濾布を示している。前記濾板の表裏に掛ける濾布４８同士は中央の原液供給口４５内で連結している。圧搾濾板４は、周囲の両面を額縁状に突出した枠部４１と前記枠部４１の内側に設けられた凹部４２を備えた板材４０及び、板材４０の両面に取付けたゴムや合成樹脂などから構成される圧搾膜４３により形成される。前記板材４０と圧搾膜４３との間に形成された加圧用圧搾流体（空気、液体など）室を構成する。板材４０のコーナー部には加圧用圧搾流体室に加圧用圧搾流体を送り込む圧搾流体供給口４６が設けられている。また、板材４０の別のコーナー部には濾液排出口４７が設けられている。
【００３５】
なお、図示しない普通濾板３は、周囲の両面を額縁状に突出した枠部と前記枠部の内側に設けられた凹部を備え、圧搾濾板４と同形状を有する板材で構成されており、圧搾濾板４に設けられた圧搾流体供給口４６と濾液排出口４７とはトンネルで連通する圧搾流体供給口と濾液排出口を備えている。
【００３６】
普通濾板３及び圧搾濾板４の両端には、サイドバー５に普通濾板３及び圧搾濾板４を摺動可能に取りつけるための把手４４が設けられている。把手４４は、サイドバー５のレール５ａに沿って移動可能なキャリッジ５ｂから伸びる送り爪によってサイドバー５に沿って移動し、以下のように締め付け、開枠などが行われる（図３参照）。なお、隣り合う普通濾板３及び圧搾濾板４は、複数枚がチェーン（図示なし）などで連結されており、１つの濾板が移動することにより、連結されている複数枚の濾板全てが移動する。
【００３７】
フィルタプレス１は、油圧シリンダ１０を締め付けた状態で、原液を原液供給路４５ａから普通濾板３及び圧搾濾板４の原液供給口４５に通し、濾板３、４の間の１対の濾布の間に形成された濾室内に供給し、濾過を行うようにしている。この原液供給路への原液供給は原液供給ポンプ（図示なし）により供給される。濾室内で濾過された濾液は、普通濾板３及び圧搾濾板４の濾液排出口４７を通ってフィルタプレス１の外部へ排出される。
【００３８】
濾過工程が終了すると、圧搾濾過を行うため、圧搾ポンプ（図５参照）を駆動させて圧搾流体を普通濾板３及び圧搾濾板４の圧搾流体供給口４６から加圧用圧搾流体室へ給送し、圧搾濾板の圧搾膜を膨張させて濾室を狭くさせて、濾滓を圧搾する。
【００３９】
圧搾工程が終了すると、上述のように、キャリッジ５ｂによって、係合する普通濾板３及び圧搾濾板４が開枠され、濾室内に蓄積した濾滓の除去を行う。
【００４０】
次に図４を参照して油圧シリンダ１０について説明する。前記油圧シリンダ１０は２段シリンダであり外シリンダ１１、内シリンダ１２により形成されている。内シリンダ１２は、外シリンダ１１のピストン１２３と連結されており、外シリンダ１１に挿入されて配置される。ピストン１２３は、外シリンダ１１を前側の第１室１２１及び後側の第２室１２２に区画し、外シリンダ１１（第１シリンダ）及びピストン１２３（第１ピストン）で１つの油圧装置（高圧油圧装置）を形成する。
【００４１】
内シリンダ１２は、その前壁１２４に、可動板６を固定する一方、後壁にピストン１２３を固定する。また、内シリンダ１２（第２シリンダ）は、外シリンダ１１の後側固定板１１２に固定され、ピストン１２３を貫通して延在するロッド１３４の先端に設けられたピストン１３３（第２ピストン）によって前側の第３室１３１及び後側の第４室１３２に区画され、１つの油圧装置（低圧油圧装置）を形成する。なお、ピストン１２３とロッド１３４との間は完全に密閉されており、第４室１３２と第１室１２１との間で油が漏出しないように構成されている。
【００４２】
ロッド１３４及びピストン１３３から構成されるピストン組立体１３は、外シリンダに固定されており、また、内シリンダは、可動板６に固定されているため、油圧シリンダ１０の可動部材は、内シリンダ１２となり、内シリンダ１２に固定されている可動板６を介して濾板３，４が締め付けられる。
【００４３】
油圧シリンダ１０の第１室１２１には、外シリンダ１１の側面に設けられた第１室ポート１１１が設けられており、外シリンダ１１の第１室１２１に流体が供給されることにより、内シリンダ１２が前進する。また、外シリンダの第２室には、外シリンダの潤滑のための第２室ポート１１２を介して油圧油が自由に出入りすることができるようになっている。第２室に流入する油は油圧シリンダを移動させるためのものではなく、後述する油圧回路図（図５参照）からも明らかなように、油圧がかけられることはない。
【００４４】
また、内シリンダの第３室１３１及び第４室１３２は、外シリンダ１１の固定板１１２からロッド１３の内部を通って延在して設けられた、第３室ポート１３５及び第４室ポート１３６が設けられている。内シリンダ１２の第３室１３１又は第４室１３２に流体が供給されることにより、内シリンダ１２が可動板６とともに前後動する。
【００４５】
図５は、図１のフィルタプレスの油圧回路を示す図である。本実施形態にかかるフィルタプレスは、油圧シリンダ１０の駆動用のポンプとして、低圧油圧ポンプ１４（４３リットル／分、７ＭＰａ）と高圧油圧ポンプ１５（９．２リットル／分、７０ＭＰａ）の２つの油圧ポンプを備えている。低圧油圧ポンプ１４は、低圧域の油圧圧力に使用されるものであり、低圧大容量のポンプで、０〜７ＭＰａまでの油圧圧力に使用する。高圧油圧ポンプ１５は、高圧域の油圧圧力に使用されるものであり、高圧小容量のポンプで、０〜７０ＭＰａまでの油圧圧力に使用する。低圧油圧ポンプ１４と高圧油圧ポンプ１５は、油圧ポンプ用モータ１６により同時に駆動される。
【００４６】
また、フィルタプレス１には、板材４０と圧搾膜４３との間に形成された加圧用圧搾流体室に圧搾流体を送り込む圧搾ポンプ１８が設けられており、フィルタプレス１への圧搾流体（圧縮空気、液体など）の移送と圧入を行う。なお、圧搾流体の送路５９には、圧搾圧力電送器１９が設けられており、圧搾圧力を検知しシーケンサーにその信号を伝える。
【００４７】
低圧油圧ポンプ１４は、配管５１により内シリンダ１２の油圧切り替えを行う低圧用油圧切替弁２１に接続する。配管５１の途中には低圧ポンプ動作中の低圧ポンプの油圧圧力を検出する圧力計２４が設けられている。低圧用油圧切替弁２１は、内シリンダ１２の第３室１３１及び第４室１３２への油圧シリンダの油圧方向を切り替えシリンダの開閉を行う。低圧用油圧切替弁２１から第３室１３１へつながる配管５２には、その途中に圧力スイッチ（ＯＰＳ）３３が設けられており、内シリンダの圧力検知を行う。
【００４８】
また、低圧用油圧切替弁２１から第４室１３２へつながる配管５３には、途中に可変絞り付き逆止め弁２６が設けられており、シリンダの開枠時に開枠方向に入る油量を制限し、シリンダから出て行く油量が多くなりすぎるのを防ぐ。
【００４９】
また、配管５１と５６との間は、１０ＭＰａのリリーフ弁２８により連結されており、設定圧力以上になると、低圧ポンプ１４の吐出作動油を配管５６へリリーフする。また、配管５６には、シリンダから吐出された高温の油を冷却する冷却装置２７が設けられている。冷却装置２７は油温が４５℃以上となるとサーモスタット（図示なし）が作動して冷却水が流れ配管５６に流れてくる昇温した油を冷却する。
【００５０】
また、高圧油圧ポンプ１５は、配管５４の途中に外シリンダ１１の高圧用油圧切替弁２２を備えており、外シリンダ１１の油圧を切り替え、濾過中、圧搾中に必要に応じて油圧を送り込む。また、配管５４の途中には、７０ＭＰａのリリーフ弁３０が設けられており、高圧油圧ポンプ１５の油圧が７０ＭＰａを越えたときはタンクに油をかえすように構成されている。高圧用油圧切替弁２２から伸びる配管５５の途中に内シリンダ１２が後退する場合に吐出される油の流動を阻止する逆止弁及び外シリンダの油圧圧力を設定する油圧圧力比例制御弁２３を備える。油圧圧力比例制御弁２３は、入力電流値に応じて第１室１２１の油圧圧力を設定することができるようになっている。また、配管５５には、油圧圧力を検知する油圧圧力電送器２０が設けられており、後述するように、濾過工程中の油圧シリンダ圧力を検知しシーケンサーにその信号を伝え、濾過中の油圧圧力保証を行う。高圧用油圧切替弁２２は、内シリンダ１２が後退する開枠工程中は、パイロットチェック弁を開く役割をする。パイロットチェック弁を開いているときは、１０ＭＰａのリリーフ弁２９により、高圧油圧ポンプ１５の油圧が１０ＭＰａを越えるときは、タンクに油を返却する。なお、高圧ポンプ動作中の圧力は、圧力計２５により検査される。
【００５１】
次に、本発明の圧搾式フィルタプレスの動作を説明する。図７は、図１のフィルタプレスのシーケンスチャートである。内シリンダ１２のストローク及び低圧油圧ポンプの油圧及び高圧油圧ポンプの油圧の推移を示す。
【００５２】
本圧搾式フィルタプレスの一連の動作は、図７に示すように、閉枠、昇圧、濾過、圧搾、減圧、開枠の各工程にわかれている。
【００５３】
（閉枠工程）
閉枠工程は、濾板の締付を行う工程であり、内シリンダ１２を前進させて、濾板３、４を閉枠する工程である。この工程においては、低圧用油圧切替弁２１はソレノイドＳＯＬ１−ａ側に通電し、配管５１と配管５２とが連結することにより、低圧油圧ポンプ１４により昇圧された油（流体）が内シリンダ１２の第３室１３１に供給され、内シリンダ１２に固定された可動板６が前方へ移動する。一方、高圧用油圧切替弁２２はソレノイドＳＯＬ２−ｂ側に通電し、配管５５と配管５７が連結され、高圧ポンプから吐出された油がタンクへ返還される。内シリンダ１２の前進に伴い、タンク１７より、配管５８を通って外シリンダ１１の第１室１２１に油が自然に供給されるようになっている。内シリンダ１２の内径は小さく、また、濾板締付工程においては、高い圧力を必要とすることがないため、低圧油圧ポンプ１４を用いることで大量の油を供給することができ、濾板締付に要する時間を大幅に短縮することができる。各濾板３、４が密着すると、内シリンダ１２が昇圧を開始する。
【００５４】
シリンダ１２の上昇圧力を検知し、所定の油圧圧力（７ＭＰａ）となると、圧力スイッチ３３が検知し、以降の締め付け推力を外シリンダ１１に切り替える。すなわち、圧力計２４により、内シリンダ１２の油圧が７Ｍｐａになったことが検出されると、圧力スイッチ３３により高圧用油圧切替弁２２がソレノイドＳＯＬ２−ａ側へ通電され、高圧油圧ポンプ１５から第１室１２１へ油の供給を開始する。油圧圧力電送器２０により、第１室１２１の油圧が７Ｍｐａとなったことが検出されると、低圧用油圧切替弁２１のソレノイドＳＯＬ１−ａを非通電とし、低圧用油圧切替弁２１をソレノイドＳＯＬ１−ａ側位置に切り替えることによって内シリンダの第３室の圧力を抜く（０Ｍｐａとする）。第３室１３１から吐出した油は、タンクに返却される。
【００５５】
油圧圧力電送器２０が所定圧力（例えば、７．８ＭＰａ）を検出すると、高圧油圧ポンプ１５を停止し、濾過工程に移行する。なお、油圧圧力比例制御弁２３には、圧搾工程に移行するまでの間、所定圧力（例えば、８．５ＭＰａ）の値が入力されている。
【００５６】
（濾過工程）
濾過工程では、図示しない原液供給ポンプを駆動させて、濾液と濾滓とを含む原液を供給する。濾過中の濾過圧力０．４Ｍｐａ（最大）において、内シリンダ１２の油圧圧力が所定圧力（例えば、５．７ＭＰａ）となると、油圧保証（昇圧）動作を行う。具体的には、高圧用油圧切替弁２２はソレノイドＳＯＬ２−ｂ側に通電し、高圧用油圧切替弁２２をソレノイドＳＯＬ２−ｂ側位置に切り替えて、高圧油圧ポンプ１５を稼動する。濾過工程の開始により油圧圧力電送器２０が作動し、外シリンダ１１の油圧圧力の検知を開始する。油圧圧力電送器２０が所定圧力（例えば、７．８ＭＰａ）となると、高圧油圧ポンプ１５を停止する。
【００５７】
（圧搾工程）
前記濾過工程では、圧搾板材４２と圧搾膜４３間室へ加圧用圧搾流体（圧縮空気、液体など）を供給し、濾過された濾滓を圧搾圧力３ＭＰａ〜５ＭＰａの高圧にて圧搾濾過する。その結果、濾滓の含水率は著しく小さくなる。この圧搾圧力を大きく設定した場合であっても、油圧シリンダ１０は外シリンダ１１と内シリンダ１２によって、圧搾時の濾板締付圧力に加えて増し締めすることができる。すなわち、図６に示すように、濾板締め付け力Ｔｐに加え、圧搾圧力の反力Ｔｃが加わるため、油圧初期締付力Ｔｏに圧搾圧力に対する増し締め分の推力Ｔｏ’を加える必要がある。この制御を行うために、圧搾工程の開始に伴って圧搾圧力電送器１９が圧搾ポンプの圧搾圧力の検出を開始する。圧搾圧力電送器１９の信号はシーケンサー（図示なし）に取りこまれ、シーケンサーで演算された値を油圧圧力比例制御弁２３に入力し、油圧圧力比例制御弁２３の設定を変更するとともに、高圧油圧ポンプ１５から第１室１２１へ油を供給することにより、シリンダの油圧圧力を制御する。
【００５８】
圧搾工程における油圧圧力比例制御弁２３で設定する圧力は、例えば、以下の式（１）により演算される。
【００５９】
【数３】
0003663208.tif 000004
式（１）において、ＯＰ（ｓ）は圧搾工程における油圧圧力比例制御弁２３で設定する圧力、Ｐ（ｓ）は圧搾圧力電送器１９で検出される圧搾圧力、Ａ（ｐ）は濾過面積、ＯＰ（ｆ）は濾過工程中の油圧シリンダの油圧圧力、Ａ（ｃ）は油圧シリンダの第１室の面積、αは比例定数を示す。例えば、αは１．０〜１．１程度に設定することができる。
【００６０】
（減圧・開枠工程）
所定時間、濾過・圧搾が行われると、第１室１２１の油圧を減圧する。減圧・開枠工程では、高圧用油圧切替弁２２のソレノイドＳＯＬ２−ａを非通電とし、高圧用油圧切替弁２２をソレノイドＳＯＬ２−ａ側位置に切り替えて、油圧シリンダの油圧を減圧させる。このとき第１室から吐出した油は、油圧圧力比例制御弁２３の値を調整することにより、徐々にタンクに返還されるようになっている。十分に減圧されると、低圧用油圧切替弁２１はソレノイドＳＯＬ１−ｂ側に通電し、低圧用油圧切替弁２１をソレノイドＳＯＬ１−ｂ側位置に切り替えて、第４室１３２に油を供給して内シリンダ１２を後退させる。配管５３に可変絞り付き逆止め弁２６が設けられており、第４室に供給される油の量は制限され、内シリンダ１２の後退の速度が制限される。また、内シリンダ１２の後退にともない、第３室１３１から吐出した油はタンクに返還される。なお、このとき、高圧用油圧切替弁２２はソレノイドＳＯＬ２−ｂ側に通電し、高圧用油圧切替弁２２をソレノイドＳＯＬ２−ｂ側位置に切り替えて、高圧油圧ポンプ１５から送られた油がタンクに返還される。すなわち、高圧油圧ポンプ１５からの油圧は、パイロット圧用油圧流れ配管を通って、逆止弁３４を押し上げ、油圧油がタンク１７に流れる状態となっており、配管５８を通ってタンク１７に返還される。
【００６１】
内シリンダのロッド１３の第３室１３１の流体が排出されるとともに第４室１３２に油が供給されることにより、可動板６は後退する。また、内シリンダ１２の内径は小さいので濾板開枠に要する時間を短縮することができるが、大径の第１室から吐出される油の量が多くなるため、可変絞り付き逆止め弁２６により、その速度は制限される。可動板６が完全に後退したことが、シリンダの開度限界を検知する退限センサ３１により検出されると、前述のように、キャリッジ５ｂにより濾板３、４が開枠される。
【００６２】
次に上記実施形態の変形例について説明する。
【００６３】
図８は、図１にかかるフィルタプレスに用いられる油圧回路の変形例を示す図である。図８に示す油圧回路は、大部分において、図５の油圧回路と共通するが、高圧ポンプ１５に接続した配管５７から低圧ポンプ１４に接続した配管５１に絞り弁７０と逆止弁７１を組み込んだバイパスライン６１を設けた点において相違する。このようにバイパスライン６１を設けることにより、内シリンダ１２への駆動オイルに高圧ポンプ１５の油量も使用することができるようになり、その結果、内シリンダの移動スピードをより早くすることができる。
【００６４】
すなわち、図５において内シリンダの締め付け動作において高圧用油圧切替弁２２がソレノイドＳＯＬ２−ｂ側に切りかわったときに流れる油は、パイロットチェックバルブ３４の開放のみに使用し、全量リリーフ弁２９で配管５７に逃がしていた油量をバイパスライン６１を通して内シリンダ１２の方へ流すことができる。よって、シリンダ低圧域において内シリンダ１２の移動スピードを早くすることができる。
【００６５】
図９は、図１にかかるフィルタプレスに用いられる油圧回路の他の変形例を示す図である。図１０は、図９の油圧回路を有するフィルタプレスのシーケンスチャートである。図９に示す油圧回路は、大部分において図５の油圧回路と共通するが、低圧ポンプ１４に接続した配管５１から高圧ポンプ１５に接続した配管５４に逆止弁７２を組み込んだバイパスライン６２を設けた点において相違する。また、このバイパスラインを設けることによって低圧用油圧切替弁２１ａ及び高圧用油圧切替弁２２ａの構成を異ならせた。
【００６６】
すなわち、外シリンダ１１への油圧圧力の上昇に、低圧ポンプ１５の油量を使用することができるようにしたものであり、油圧ポンプの電動機（モータ）の出力に余裕がある場合、この回路を採用することで油圧圧力の上昇をできるだけ早くすることができる。
【００６７】
シリンダの締め付け動作において、高圧用油圧切替弁２２ａがソレノイドＳＯＬ２−ｂ側位置からソレノイドＳＯＬ２−ａ側位置に切り替わったとき、外シリンダ１１の締め付け圧は非常に低圧である。この圧力から低圧ポンプリリーフ弁２８の設定圧力まで低圧ポンプ１４からの油は、バイパスライン６２を通って配管５４に送られることとなる。そして、配管５１の圧力が低圧ポンプリリーフ弁２８の設定圧力まで上昇すると、低圧ポンプリリーフ弁２８を通って低圧ポンプから吐出された油は配管５６へ送られることとなる。すなわち、本変形例は、外シリンダ１１の締め付け圧が、低圧ポンプリリーフ弁２８の設定圧力となるまでの低圧ポンプ１４からの油を外シリンダ１１の圧力上昇に利用するもので、外シリンダ１１の締め付け時間の短縮を図ることができる。
【００６８】
図１１は、図１にかかるフィルタプレスに用いられる油圧回路のさらに別の変形例を示す図である。図１２は、図１０の油圧回路を有するフィルタプレスのシーケンスチャートである。図１１に示す油圧回路は、大部分において、図５の油圧回路と共通するが、濾過工程中の油圧圧力保持状態において、常時油圧ポンプ１４，１５と油圧比例制御弁２３を動作させ油圧圧力を保持するのではなく、規定値に圧力が下がればポンプ１４，１５を動作させて油圧圧力を上げるとともに、規定の圧力に油圧圧力が上がれば油圧ポンプ１４，１５の運転を止めることにより、油圧ポンプ１４，１５の運転に伴う消費電力を少なくすることができるものである。この油圧回路は、例えば数時間にわたるような長い濾過時間を必要とする場合に特に有効である。
【００６９】
すなわち、回路５５のライン比例制御弁２３の前にストップ弁７３を設け、比例制御弁２３の動作を停止させ、油圧圧力制御を油圧圧力センサ２０の値に基づいて、油圧ポンプ１４，１５の運転、停止を切り替え、油圧圧力が一定の圧力内に入るように制御するものである。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態にかかるフィルタプレスは、油圧シリンダが内シリンダと外シリンダとの多段シリンダで構成され、かつ、径が小さい内シリンダの油室に対容量で低圧の低圧油圧ポンプを接続し、径が大きい外シリンダの油室に小容量で高圧の高圧油圧ポンプを接続しているため、シリンダの高速移動と高圧締付との双方を実現することができる。圧搾圧力を例えば、３〜５ＭＰａと従来よりも高圧に設定した場合でも、原液もれなどを起こすことがなく、工程に要する時間を短縮することができる。よって、パーム油などの植物油の濾過圧搾を、好適な例えば、３〜５ＭＰａといった高圧でかつ短時間で行うことができる。
【００７１】
また、本実施形態にかかるフィルタプレスは、圧搾工程における油圧シリンダの締付圧の調整に、圧搾ポンプによる圧搾流体の圧力を用いて演算しているため、実際の圧搾工程に応じた締付圧の調整を行うことができる。したがって、圧搾ポンプによる圧搾圧力が大きくなったとしても、これに応じて締付圧を高精度に調整することができるため、原液漏れなどの問題を起こすことがない。
【００７２】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。
【００７３】
例えば、前記シーケンス例では、高圧油圧ポンプ１５の油圧が７Ｍｐａとなると、低圧用油圧切替弁２１を非通電とし、低圧油圧ポンプ１４の油圧を抜き０Ｍｐａとなるように制御しているが、低圧用油圧切替弁２１を通電のままにしておいてもよい。
【００７４】
本発明において用いられる油圧シリンダの構成は、上記実施形態において説明したもの限定されるものではなく、高圧油圧ポンプと低圧油圧ポンプの切り替えによって高精度に増し締めできるように構成されたものを用いることができる。
【００７５】
また、例えば、前記シーケンス例では、高圧油圧ポンプ１５の油圧が７Ｍｐａとなると、低圧用油圧切替弁２１を非通電とし、低圧油圧ポンプ１４の油圧を抜くように制御しているが、低圧用油圧切替弁２１を通電のままにしておいてもよい。
【００７６】
さらに、第１シリンダの油圧圧力の制御に、油圧圧力比例制御弁２３を用い、当該設定された圧力を超えて高圧油圧ポンプから油が供給された場合は、タンクに返還するように制御しているが、例えば、油圧圧力電送器２０により検出される高圧油圧ポンプの圧力を制御することにより第１シリンダの油圧圧力を制御することもできる。具体的には、圧搾圧力電送器１９により検出された圧搾圧力に基づいて、式（１）により求められたＯＰ（ｓ）を越えないように油圧圧力電送器２０の出力に基づいて高圧油圧ポンプを駆動させるようにすればよい。
【００７７】
なお、前記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【００７８】
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本実施例にかかる圧搾式フィルタプレスの全体構成を示す平面概略図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】図１のフィルタプレスの部分拡大側面図である。
【図４】図１のフィルタプレスに使用される油圧シリンダの構成を示す断面図である。
【図５】図１のフィルタプレスの油圧回路を示す図である。
【図６】圧搾圧力がかかった場合に必要となる締付圧力の増し締めの原理を説明するための図である。
【図７】図１のフィルタプレスのシーケンスチャートである。
【図８】図１のフィルタプレスに用いられる油圧回路の変形例を示す図である。
【図９】図１にかかるフィルタプレスに用いられる油圧回路の他の変形例を示す図である。
【図１０】図９の油圧回路を有するフィルタプレスのシーケンスチャートである。
【図１１】図１にかかるフィルタプレスに用いられる油圧回路のさらに別の変形例を示す図である。
【図１２】図１１の油圧回路を有するフィルタプレスのシーケンスチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１  フィルタプレス
２ａ  前側固定板
２ｂ  後側固定板
３  普通濾板
４  圧搾濾板
５  サイドバー
６  可動板
１０  油圧シリンダ
１１  外シリンダ（第１シリンダ）
１２  内シリンダ（第２シリンダ）
１３  ピストン組立体
１４  低圧油圧ポンプ
１５  高圧油圧ポンプ
１７  タンク
１８  圧搾流体ポンプ
１９  圧搾圧力電送器
２０  油圧圧力電送器
２１，２２  油圧切替弁
２３  油圧圧力比例制御弁
４０  板材
４１  枠部
４２  凹部
４３  圧搾膜
４５  原液供給口
４８  濾布
１１１  第１室ポート
１２１  第１室
１２２  第２室
１２３  ピストン部（第１ピストン）
１３１  第３室
１３２  第４室
１３３  ピストン（第２ピストン）
１３４  ロッド
１３５  第３室ポート
１３６  第４室ポート
【図１】
0003663208.tif 000007
【図２】
0003663208.tif 000008
【図３】
0003663208.tif 000009
【図４】
0003663208.tif 000010
【図５】
0003663208.tif 000011
【図６】
0003663208.tif 000012
【図７】
0003663208.tif 000013
【図８】
0003663208.tif 000014
【図９】
0003663208.tif 000015
【図１０】
0003663208.tif 000016
【図１１】
0003663208.tif 000017
【図１２】
0003663208.tif 000018