(57)【要約】【課題】非常に細かい粒子を含むスラリーをろ過した場合でも、スラリーのろ過流量低下を防止できるろ過方法及びろ過装置を提供する。【解決手段】ろ過装置は、両面に凹部９が形成されたろ板６と、少なくとも前記凹部９を覆い、スラリーをろ過して粒子とろ液に分離するためのろ布と、前記ろ板６が重なることによって形成され、対向する凹部９で囲まれたろ過室と、複数のろ板６を凹部９が対向する重なり方向に移動させる移動ユニットと、ろ板６に形成され、ろ過室内に前記スラリーを導入する導入部１２と、ろ板６に形成され、ろ布を通過したろ液が排出される排出部と、凹部９とろ布との間に配されたメッシュ体１７を備えている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
不純物を含むスラリーをろ布の一方の面からろ過して不純物とろ液に分離し、且つ他方の面に複数本の縦糸と横糸とが交差して形成されたメッシュ体を配して前記ろ過中に前記他方の面を前記メッシュ体に押し当てるろ過工程と、
前記ろ布の一方の面に付着した前記不純物を除去する除去工程と、
前記メッシュ体が前記ろ布に押し当たる位置を変更させるために前記メッシュ体を移動又は回転する押し当て位置変更工程と、
該位置変更工程後、前記ろ過工程を再び行うことを特徴とするろ過方法。
【請求項２】
両面に凹部が形成されたろ板と、
少なくとも前記凹部を覆い、スラリーをろ過して不純物とろ液に分離するためのろ布と、
前記ろ板が重なることによって形成され、対向する前記凹部で囲まれたろ過室と、
複数の前記ろ板を前記凹部が対向する重なり方向に移動させる移動ユニットと、
前記ろ板に形成され、前記ろ過室内に前記スラリーを導入する導入部と、
前記ろ板に形成され、前記ろ布を通過した前記ろ液が排出される排出部と
を備えたフィルタプレス機において、
前記凹部と前記ろ布との間に配されて移動又は回転可能であり、且つ前記ろ過中に前記ろ布に当接する複数本の縦糸と横糸とが交差して形成されたメッシュ体をさらに備えたことを特徴とするろ過装置。
【請求項３】
前記メッシュ体は正面視で略円形状で中心を軸にして回転ユニットにより回転され、
前記回転ユニットは、
一方の端部が前記メッシュ体の下側に結束され、他方の端部に正転錘が取り付けられた正転索状体と、
一方の端部が前記メッシュ体の上側に結束され、他方の端部に逆転錘が取り付けられた逆転索状体とを有し、
前記正転索状体及び前記逆転索状体は、前記一方の端部から前記メッシュ体に沿って前記ろ板の外側まで延びて屈曲し、さらに前記重なり方向の一方側に延びていることを特徴とする請求項２に記載のろ過装置。
【請求項４】
前記回転ユニットは、前記正転索状体及び前記逆転索状体をそれぞれ互いに逆巻きになるように巻回されたローラをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のろ過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろ過方法及びろ過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ろ過方法に用いられるろ過装置の一例としてのフィルタプレス機は、スラリーに含まれる粒子をフィルタとなるろ布表面で捕集し、ろ布表面で捕集された粒子がその後の濾過のフィルタの役割を果たし、スラリーを粒子とろ液とに分離するものである。ろ過を続けることによってろ布表面には粒子が集まってできたケーキが形成される。ケーキがある程度の厚みになると、ケーキを排出してろ布を洗浄する。これは、ろ布に粒子が残存してしまうと、スラリーのろ過流量が低下してしまい、所定のろ過性能が発揮できなくなるためである。ろ布の洗浄方法として、種々の手段が公知となっている（例えば特許文献１及び２参照）。
【０００３】
しかしながら、太陽電池用シリコンウェーハをシリコンインゴットからスライスする装置で用いられている加工クーラント中に混入しているシリコン粒子のようなサブミクロンの細かい粒子を捕集するような場合は、ろ布表面だけではなく、ろ布の繊維中にも粒子が固着してしまう。このため、特許文献１のようにろ布表面に高圧水を噴射して洗浄する方法では、ろ布繊維中に固着した粒子を除去することはできず、スラリーのろ過流量低下を防ぐことは困難である。また、特許文献２のようなろ布を浸漬して洗浄する方法をケーキ排出ごとに実行していては、時間と費用がかかりすぎてしまい、実用性に欠ける。さらに、洗浄に薬液を用いるため、危険を伴い、使用後の薬液廃棄の問題も生じてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２１６４１４号公報
【特許文献２】特開２００１−２５６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来技術を考慮したものであり、非常に細かい粒子を含むスラリーをろ過した場合でも、スラリーのろ過流量低下を防止できるろ過方法及びろ過装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明では、不純物を含むスラリーをろ布の一方の面からろ過して不純物とろ液に分離し、且つ他方の面に複数本の縦糸と横糸とが交差して形成されたメッシュ体を配して前記ろ過中に前記他方の面を前記メッシュ体に押し当てるろ過工程と、前記ろ布の一方の面に付着した前記不純物を除去する除去工程と、前記メッシュ体が前記ろ布に押し当たる位置を変更させるために前記メッシュ体を移動又は回転する押し当て位置変更工程と、該位置変更工程後、前記ろ過工程を再び行うことを特徴とするろ過方法を提供する。
【０００７】
また、本発明では、両面に凹部が形成されたろ板と、少なくとも前記凹部を覆い、スラリーをろ過して不純物とろ液に分離するためのろ布と、前記ろ板が重なることによって形成され、対向する前記凹部で囲まれたろ過室と、複数の前記ろ板を前記凹部が対向する重なり方向に移動させる移動ユニットと、前記ろ板に形成され、前記ろ過室内に前記スラリーを導入する導入部と、前記ろ板に形成され、前記ろ布を通過した前記ろ液が排出される排出部とを備えたフィルタプレス機において、前記凹部と前記ろ布との間に配されて移動又は回転可能であり、且つ前記ろ過中に前記ろ布に当接する複数本の縦糸と横糸とが交差して形成されたメッシュ体をさらに備えたことを特徴とするろ過装置を提供する。
【０００８】
また、前記メッシュ体は正面視で略円形状で中心を軸にして回転ユニットにより回転され、前記回転ユニットは、一方の端部が前記メッシュ体の下側に結束され、他方の端部に正転錘が取り付けられた正転索状体と、一方の端部が前記メッシュ体の上側に結束され、他方の端部に逆転錘が取り付けられた逆転索状体とを有し、前記正転索状体及び前記逆転索状体は、前記一方の端部から前記メッシュ体に沿って前記ろ板の外側まで延びて屈曲し、さらに前記重なり方向の一方側に延びている。
【０００９】
また、前記回転ユニットは、前記正転索状体及び前記逆転索状体をそれぞれ互いに逆巻きになるように巻回されたローラをさらに含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ろ過工程中にメッシュ体がろ布に押し当たるため、除去工程を経たろ布にはメッシュ体が押し当てられた圧痕が形成されている。そして位置変更工程にてメッシュ体の位置が変更されるので、再びろ過工程を行った際には先のろ過工程とは異なるろ布の部位に対してメッシュ体が押し当てられる。このため、先のろ過工程とは異なる部位に圧痕が形成されながらろ過されるので、ろ過工程中にろ布の形状も先のろ過工程とは異なる形状となる。これがろ布に対してストレッチ効果を発揮させ、ろ布の繊維中に固着した不純物中の粒子を除去できることになる。したがって、非常に細かい粒子を含むスラリーをろ過した場合でも、ろ布の目詰まりを防止できる。
【００１１】
また、ろ過工程ごとにろ布に対してストレッチ効果を発揮できるので、繊維中に粒子が詰まっていない状態、いわゆるリフレッシュされたろ布を用いて毎回ろ過工程を行うことができ、スラリーの流量がろ過工程を重ねるたびに減少することを安全で簡単に、しかも余計な廃棄物を出すことなく防止できる。
【００１２】
また、本発明によれば、凹部とろ布との間にメッシュ体を配し、このメッシュ体は移動又は回転可能であり、且つろ過中にろ布に当接する複数本の縦糸と横糸とが交差して形成されている。このため、先のろ過と次なるろ過との間にメッシュ体を移動又は回転させれば、ろ過ごとにメッシュ体がろ布に当接する部位が変化することになり、これがろ布に対してストレッチ効果を発揮させ、ろ布の繊維中に固着した不純物中の粒子を除去できることになる。これにより、繊維中に固着した粒子を除去することができる。したがって、非常に細かい粒子を含むスラリーをろ過した場合でも、ろ布の目詰まりを防止できる。
【００１３】
また、回転ユニットに正転索状体と逆転索状体を含ませることにより、正転錘及び逆転錘を互いに逆方向に上昇又は下降させることでメッシュ体を回転させることができる。これにより、メッシュ体がろ布に形状の変化を与え、繊維中に固着した粒子を除去することができる。
【００１４】
また、回転ユニットに正転索状体及び逆転索状体をそれぞれ互いに逆巻きになるように巻回されたローラを含めることで、ローラを一方向に回転させると正転錘及び逆転錘が互いに逆方向に上昇又は下降するので、両索状体を巻回するためのローラを兼用でき、部品点数が減少する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るフィルタプレス機の概略図である。
【図２】スラリーのろ過方法を順番に説明する概略断面図である。
【図３】スラリーのろ過方法を順番に説明する概略断面図である。
【図４】スラリーのろ過方法を順番に説明する概略断面図である。
【図５】除去ユニットを説明するための概略斜視図である。
【図６】位置変更工程を行わなかったときのろ過時間とろ過流量の関係を示すグラフである。
【図７】位置変更工程を行ったときのろ過時間とろ過流量の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、本発明に係るろ過装置の一例としてのフィルタプレス機１について説明するが、本発明は同様の構造を有するろ過装置の全てに適用可能である。
図１に示すように、フィルタプレス機１は、立設されたフレーム２間に配されたろ過ユニット３を備えている。さらにフィルタプレス機１は、移動ユニット４と、回転ユニット５とを備えている。ろ過ユニット３は、複数枚のろ板６を有している。スラリーのろ過時、これらのろ板６は密着して重なっている。スラリーは、スラリー導入口（不図示）からろ過ユニット３内に導入され（矢印Ａ方向）、ろ過された後にろ液が排出口（不図示）から排出される（矢印Ｂ方向）。各ろ板６は間隔を存するように移動可能であり、この移動は移動ユニット４により行われる。具体的には、油圧シリンダ７を用いて各ろ板６を重なり方向に移動させる。ろ過ユニット３にはさらに容器８が備わっている。スラリーろ過後に生じた不純物からなるケーキはろ板６から掻き出され、容器８に落下する。回転ユニット５については後述する。
【００１７】
図２〜図５に示すように、ろ板６の両面には凹部９が形成されている。ろ板６の両面は、この凹部９を含んでろ布１０により覆われている。なお、図５ではろ布１０は省略している。ろ布１０は、スラリーをろ過して不純物とろ液に分離するためのものである。一方で、ろ布１０と凹部９との間にはメッシュ体１７が配されている。スラリーをろ過するためのろ過工程を行う場合、図２に示すように、各ろ板６は互いの凹部９が対向する重なり方向に移動されて重ねられる。この移動は上述した移動ユニット４（油圧シリンダ７）によって行われる。ろ板６が重ねられると、対向する凹部９で囲まれたろ過室１１が形成される。各ろ板６の中心は貫通していて、導入部１２が形成されている。スラリーは、上述したスラリー導入口を通って（図１の矢印Ａ方向）導入部１２からろ過室１１内に導入される。
【００１８】
ろ過室１１内に導入されたスラリーは、ろ液のみがろ布１０を通過し、不純物はこのろ布１０に捕集される。ろ布１０を通過したろ液は、下方に流れ落ち、ろ板６に形成された排出部１３から排出される。具体的には、排出部１３はろ板６に穿設された排出管であり、各ろ板６に形成された排出管は集合されて上述した排出口から排出される（図１の矢印Ｂ方向）。ろ過を続けていくと、ろ布１０には不純物からなるケーキ１４が堆積してくる。このケーキ１４が堆積すると、ろ過効率が低下するため、定期的にこのケーキ１４は除去される。ケーキ１４を除去するために除去工程を行う。まず図３に示すように、ケーキ１４の圧搾を行う。この圧搾は、凹部９とろ布１０との間に介装されたダイヤフラム等の膨張収縮体１５を膨張させることにより行う。具体的には、膨張収縮体１５に空気又は水を供給して膨張させることで、ケーキ１４を両側から押圧することで行われる。
【００１９】
ケーキ１４の圧搾完了後、膨張収縮体１５から空気又は水を排出して収縮させる。そして、図４に示すように、ろ板６同士を離間させてケーキ１４を落下させる（矢印Ｃ方向）。このとき、ケーキ１４がろ布１０に付着していた場合は、図示しない掻き出し装置等を用いて物理的に掻き落とす。その後、位置変更工程を行う。
【００２０】
位置変更工程では、回転ユニット５が用いられる。回転ユニット５は、上述したメッシュ体１７を回転させるものである。メッシュ体１７は、複数本の縦糸と横糸とが交差して形成されたものであり、正面視で略円形状であり、中心には導入部１２が貫通していて、この中心軸にして回転可能である。
【００２１】
メッシュ体１７には、正転索状体１８及び逆転索状体１９の一方の端部がそれぞれ結束されている。正転索状体１８はメッシュ体１７の下側に、逆転索状体１９はメッシュ体１７の上側にそれぞれ結束されている。正転索状体１８及び逆転索状体１９は結束された一方の端部からメッシュ体１７に沿ってろ板６の外側まで延びている。したがって、正転索状体１８が引張られるとメッシュ体１７は正転し、逆転索状体１９が引張られるとメッシュ体１７は逆転する。正転索状体１８及び逆転索状体１９は、それぞれろ板６の両面に配されたメッシュ体１７にそれぞれ結束されている。
【００２２】
正転索状体１８及び逆転索状体１９は、ろ板６の外側で屈曲し、さらにろ板６の重なり方向の一方側（後側）に延びている。具体的には、ろ板６の周面に頭部を露出したピン２２が取り付けられていて、このピン２２の頭部に形成された円環形状のリング部２３に両索状体１８、１９は通されて延びている。ピン２２は正転索状体１８と逆転索状体１９を通すためにそれぞれ別々に形成されている。各ろ板６から延びる両索状体１８、１９は、正転索状体１８及び逆転索状体１９のそれぞれに対応したピン２２を共通して通されて装置１の後側に延びている。正転索状体１８及び逆転索状体１９はそこからさらに屈曲し、他方の端部に正転錘２０及び逆転錘２１が取り付けられている。具体的には、前側のフレーム２には取り付け台２４が備わっていて、この取り付け台２４にピン２２と同様の形状のピン２５が取り付けられている。ピン２５は正転索状体１８と逆転索状体１９のそれぞれを通すために２本取り付けられている。このピン２５の頭部にあるリング部２６を通って両索状体１８、１９は屈曲する。ピン２５の下方にはガイドブロック２７が配されていて、ガイドブロック２７の上方で両索状体１８、１９はそれぞれ正転錘２０又は逆転錘２１と結束される。両錘２０、２１は略棒状であり、それぞれガイドブロック２７を上下方向に貫通している。
【００２３】
このような構成となることで、回転ユニット５に正転索状体１８と逆転索状体１９が含まれることになり、正転錘２０及び逆転錘２１を互いに逆方向に上昇又は下降させることでメッシュ体１７を回転させることができる。
【００２４】
取り付け台２４には、さらにローラ２８が取り付けられている。このローラ２８には、正転索状体１８及び逆転索状体１９とがそれぞれ互いに逆巻きになるように巻回されている。このように、除去ユニット５に正転索状体１８及び逆転索状体１９をそれぞれ互いに逆巻きになるように巻回されたローラ２８を含めることで、ローラ２８を一方向に回転させると正転錘２０及び逆転錘２１が互いに逆方向に上昇又は下降させることができる。これを用いて、メッシュ体１７を回転させることができる。また、両索状体１８、１９を巻回するためのローラとして兼用でき、部品点数が減少する。
【００２５】
上述した位置変更工程の手順について説明する。
上述したように、物理的にろ布１０からケーキ１４を掻き落とす除去工程を行った際、各ろ板６を離間させるため、移動ユニット４（油圧シリンダ７）により重なり方向の一方側である方向（後側）にろ板６は後進している。これにより、正転錘２０及び逆転錘２１は下降した状態となる。このようにケーキ１４の除去のために各ろ板６を離間させた状態で、ローラ２８を一方向に回転すると、正転錘２０が上昇して逆転錘２１はさらに下降する。これにより、メッシュ体１７は正転索状体１８がローラ２８に巻き取られた分から錘部のたわみをなくす分を差し引いた分だけ回転する。
【００２６】
このようにしてメッシュ体１７は回転され、位置変更工程は終了する。メッシュ体１７が回転した状態で移動ユニット４によりろ板６を前進させ、再びろ過工程を行う。
先のろ過工程中にメッシュ体１７がろ布１０に押し当てられているため、除去工程を経たろ布１０にはメッシュ体１７が押し当てられた圧痕が形成されている。そして位置変更工程にてメッシュ体１７の位置が変更されるので、再び次なるろ過工程を行った際には先のろ過工程とは異なるろ布１０の部位に対してメッシュ体１７が押し当てられる。このため、先のろ過工程とは異なる部位に圧痕が形成されながらろ過されるので、ろ過工程中にろ布１０の形状も先のろ過工程とは異なる形状となる。これがろ布１０に対してストレッチ効果を発揮させ、ろ布１０の繊維中に固着した不純物中の粒子を除去できることになる。したがって、非常に細かい粒子を含むスラリーをろ過した場合でも、ろ布１０の目詰まりを防止できる。
【００２７】
また、ろ過工程ごとにろ布１０に対してストレッチ効果を発揮できるので、繊維中に粒子が詰まっていない状態、いわゆるリフレッシュされたろ布１０を用いて毎回ろ過工程を行うことができ、スラリーのろ過流量がろ過工程を重ねるたびに減少することを防止できる。
【００２８】
実際に、位置変更工程を行った場合と行わなかった場合の効果の違いを実験にて確認した。実験では、３回のろ過工程を繰り返し行った。位置変更工程を行わなかった場合、すなわち繰り返されるろ過工程でろ布１０に対するメッシュ体１７が押し当てられる位置が同一である場合、図６に示すようにろ過時間の経過とともにろ過時のろ布１０を通過するろ液の流量は低下する。一方で、位置変更工程を行うと、図７に示すように繰り返されるろ過工程でろ布１０を通過するろ液の流量はほぼ変わらない。したがって、位置変更工程を行ってろ布１０のリフレッシュを行った方が、ろ過効率の低減が防止されていることが確認できる。
【符号の説明】
【００２９】
１  フィルタプレス機
２  フレーム
３  ろ過ユニット
４  移動ユニット
５  除去ユニット
６  ろ板
７  油圧シリンダ
８  容器
９  凹部
１０  ろ布
１１  ろ過室
１２  導入部
１３  排出部
１４  ケーキ
１５  膨張収縮体
１７  メッシュ体
１８  正転索状体
１９  逆転索状体
２０  正転錘
２１  逆転錘
２２  ピン
２３  リング部
２４  取り付け台
２５  ピン
２６  リング部
２７  ガイドブロック
２８  ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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