(57)【要約】【課題】濾材を交換する際に最下段以外の濾板を全て吊り上げるため、例えば、全ての濾板において原液が空気に触れると固化し始めたり原液の溶剤が蒸発したりする。また、全ての濾板を開放するため、ジャッキによる濾材の吊り上げ寸法が大きくなり、装置の高さが高くなる。【解決手段】本発明の水平濾板式濾過機１０は、原液を濾過する濾材１２Ａを有し且つ基台１１上に積み重ねて配置された複数の濾板１２と、最上段の濾板１２を開閉する開閉機構１３と、この開閉機構１３によって最上段の濾板１２を吊り上げた状態で他のいずれか一枚と係合して濾板１２を持ち上げる昇降機構１４とを備え、昇降機構１４は、濾板１２の四隅の外側にそれぞれ垂直に配置された駆動軸１４Ａと、各駆動軸１４Ａに沿って昇降する昇降体１４Ｂと、各昇降体１４Ｂにそれぞれ取り付けられた揺動駆動機構１４Ｃと、各揺動駆動機構１４Ｃを介して駆動軸１４Ａを中心に水平面内で揺動し濾板１４と係脱する係合爪１４Ｄとを有し、昇降機構１４を介して濾材１２を持上げる。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原液を濾過する濾材を介在させて積み重ねて配置された複数の濾板と、最上段の濾板を昇降させて開閉する開閉機構と、この開閉機構によって最上段の濾板を開放した状態で他のいずれか一枚と係合して濾板を持ち上げる昇降機構とを備え、上記昇降機構は、上記濾板の四隅の外側にそれぞれ垂直に配置された駆動軸と、各駆動軸に沿って昇降する昇降体と、各昇降体にそれぞれ取り付けられた揺動駆動機構と、各揺動駆動機構を介して上記駆動軸を中心に水平面内で揺動し上記濾板と係脱する係合爪とを有することを特徴とする水平濾板式濾過機。
【請求項２】
原液を濾過する濾材を介在させて積み重ねて配置された複数の濾板と、最上段の濾板を昇降させて開閉する開閉機構と、この開閉機構によって最上段の濾板を開放した状態で他のいずれか一枚と係合して濾板を持ち上げる昇降機構とを備え、上記昇降機構は、上記濾板の四隅の外側にそれぞれ垂直に配置された駆動軸と、各駆動軸に沿って昇降する昇降体と、各昇降体にそれぞれ取り付けられた揺動駆動機構と、各揺動駆動機構を介して上記駆動軸を中心に水平面内で揺動し上記濾板と係脱する係合爪とを有し、且つ、上記係合爪と上記濾板が係合した状態で上記濾材を挟んで上記濾板から剥離させる剥離機構を有することを特徴とする水平濾板式濾過機。
【請求項３】
上記昇降機構は上記駆動軸の回転量を検出する手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水平濾板式濾過機。
【請求項４】
上記揺動駆動機構はシリンダ機構を含むリンク機構からなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の水平濾板式濾過機。
【請求項５】
上記剥離機構はシリンダ機構を有することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の水平濾板式濾過機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、金属圧延油の浄化やファインケミカル分野の結晶の分離等の多方面で使用することができる水平濾板式濾過機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水平濾板式濾過機は、一般的には、垂直に積み重ねられた複数の濾板の間に通された濾紙等の濾材によって加圧下で濾過を行い、濾過作用が低下した場合には濾板を開けて濾材を自動的に交換するように構成されている。
【０００３】
即ち、水平濾板式濾過機は、原液を濾過する濾過部と、濾過部の濾材を自動的に交換する濾材給排部とを備えている。濾過部は、垂直に積み重ねられ且つ互いに上下方向に離接可能に連結された複数の濾板と、最上段の濾板に連結された開閉機構（例えば、ジャッキ）とを有している。濾材を交換する時にはジャッキが駆動して最上段の濾板を吊り上げ、最上段の濾板に離接可能に連結された他の濾板を上側から順次吊り上げ、最終的には小田原提灯のように最下段以外の濾板を全て吊り上げて各段の濾板間に略同一寸法の隙間を形成する。そして、濾材給排部が駆動して各濾板の隙間から濾材を自動的に交換する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の水平濾板式濾過機の場合には、濾材を交換する際にジャッキによって最下段以外の濾板を全て吊り上げて各濾板間に濾材交換用の隙間を形成するようにしているため、種々の問題点があった。例えば、原液が固化し易い場合には各濾板において原液が空気に触れて固化し始め、一つの濾板の濾材を交換している間に他の濾材が濾板に固着し、他の濾板の濾材の交換作業が難しくなることがある。また、原液の溶剤が蒸発し易い場合には一枚の濾材を交換している間も他の濾板が全て開放されているため、他の濾板において大量の溶剤が蒸発し、溶剤回収装置が大型化する。また、上述のように全ての濾板を開放して各濾板間に濾材交換用の隙間を形成するため、ジャッキによる濾板の吊り上げストロークが大きくなり、濾材交換時の装置の高さが高くなる。例えば、濾板が１５段あれば、一段に付き１１０ｍｍ吊り上げるとすれば、全体で１１０ｍｍ×１５＝１６５０ｍｍの吊り上げストロークが必要になる。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、濾材を交換する間の他の濾材の固着や溶剤の蒸発を防止することができ、しかも濾材交換時の装置高さを格段に低くすることができる水平濾板式濾過機を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の水平濾板式濾過機は、原液を濾過する濾材を介在させて積み重ねて配置された複数の濾板と、最上段の濾板を昇降させて開閉する開閉機構と、この開閉機構によって最上段の濾板を開放した状態で他のいずれか一枚と係合して濾板を持ち上げる昇降機構とを備え、上記昇降機構は、上記濾板の四隅の外側にそれぞれ垂直に配置された駆動軸と、各駆動軸に沿って昇降する昇降体と、各昇降体にそれぞれ取り付けられた揺動駆動機構と、各揺動駆動機構を介して上記駆動軸を中心に水平面内で揺動し上記濾板と係脱する係合爪とを有することを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の請求項２に記載の水平濾板式濾過機は、原液を濾過する濾材を介在させて積み重ねて配置された複数の濾板と、最上段の濾板を昇降させて開閉する開閉機構と、この開閉機構によって最上段の濾板を開放した状態で他のいずれか一枚と係合して濾板を持ち上げる昇降機構とを備え、上記昇降機構は、上記濾板の四隅の外側にそれぞれ垂直に配置された駆動軸と、各駆動軸に沿って昇降する昇降体と、各昇降体にそれぞれ取り付けられた揺動駆動機構と、各揺動駆動機構を介して上記駆動軸を中心に水平面内で揺動し上記濾板と係脱する係合爪とを有し、且つ、上記係合爪と上記濾板が係合した状態で上記濾材を挟んで上記濾板から剥離させる剥離機構を有することを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項３に記載の水平濾板式濾過機は、請求項１または請求項２に記載の発明において、上記昇降機構は上記駆動軸の回転量を検出する手段を有することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項４に記載の水平濾板式濾過機は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、上記揺動駆動機構はシリンダ機構を含むリンク機構からなることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項５に記載の水平濾板式濾過機は、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、上記剥離機構はシリンダ機構を有することを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図６に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、各図中、図１は本発明の一実施形態の水平濾板式濾過機の濾過部を示す平面図、図２は図１に示す濾過部の側面図、図３は図２に示す昇降機構の要部を拡大して示す側面図、図４の（ａ）、（ｂ）は図３に示す昇降機構の駆動前後の状態を示す平面図、図５は図１に示す剥離機構を有する昇降機構を拡大して示す側面図、図６の（ａ）、（ｂ）は剥離機構を有する昇降機構の駆動前後の状態を示す平面図である。
【００１２】
本実施形態の水平濾板式濾過機は濾過部と濾材給排部とを備え、濾過部以外は従来のものに準じて構成されている。濾材給排部としては例えば本出願人が特開２０００−２７９７１０号公報において提案したものを適用することができる。そこで、本実施形態の特徴部分である濾過部について図１〜図６を参照しながら説明する。
【００１３】
本実施形態の水平濾板式濾過機１０は、例えば図１、図２に示すように、基台１１（図２参照）と、この基台１１上に垂直に積み重ねて配置された複数の矩形状の濾板１２と、最上段の濾板１２を昇降させて開閉する開閉機構１３と、この開閉機構１３によって最上段の濾板１２を吊り上げた状態で他のいずれか所望の一枚の濾板１２と係合しその濾板１２を上側の濾板１２と一緒に持ち上げる昇降機構１４とを有する濾過部と、この濾過部の濾板１２間の濾材を交換するために濾材を給排する濾材給排部（図示せず）とを備え、制御装置（図示せず）の制御下で濾板１２間に介在する濾材Ｓによって原液を加圧濾過し、濾材Ｓの濾過作用が低下した時には濾材給排部を介して濾材を交換するように構成されている。尚、図１では濾過部の上側に濾材給排部が配置されている。
【００１４】
而して、開閉機構１３は、例えばジャッキ１３Ａ及びボックス１３Ｂによって構成されている。ジャッキ１３Ａは例えば濾板１１を跨ぐ門型の枠体（図示せず）固定されている。また、この枠体には固定台（図示せず）が連結され、この固定台上に主モータ１５が設置されている。この主モータ１５には動力伝達機構１６を介して昇降機構１４が連結され、昇降機構１４を介して所望の濾板１２を持上げて下側の濾材Ｓを交換する。
【００１５】
昇降機構１４は、例えば図１、図２に示すように、濾板１２の四隅の外側にそれぞれ垂直に配置されたスクリュー軸からなる駆動軸１４Ａと、各駆動軸１４Ａに沿ってそれぞれ昇降する昇降体１４Ｂと、各昇降体１４Ｂの上下方向の略中央にそれぞれ水平に取り付けられた揺動駆動機構（例えば、エアシリンダを含むリンク機構）１４Ｃ（図４参照）と、各揺動駆動機構１４Ｃを介して駆動軸１４Ａを中心に水平面内で揺動し濾板１２と係脱する係合爪１４Ｄとを有している。また、昇降機構１４は駆動軸１４Ａの回転量を検出する検出器（例えば、ロータリエンコーダ）１４Ｅ（図２参照）を有し、図示しない制御装置の制御下でロータリエンコーダ１４Ｅを介して昇降体１４Ｂの昇降距離を検出している。
【００１６】
動力伝達機構１６は、例えば図１に示すように、第１ギヤボックス１６Ａと、第１ギヤボックス１６Ａとカップリング１６Ｂを介して連結され且つ開閉機構１３のボックス１３Ｂの右上コーナ部に配置された第２ギヤボックス１６Ｃと、第２ギヤボックス１６Ｃと第１連結軸１６Ｄを介して連結され且つボックス１３Ｂの右下コーナ部に配置された第３ギヤボックス１６Ｅとを備えている。また、第２、第３ギヤボックス１６Ｃ、１６Ｅにはそれぞれカップリング１６Ｆ、１６Ｇ及びウォームギヤ１６Ｈ、１６Ｉを介して濾板１２の右辺側で対向する駆動軸１４Ａ、１４Ａが連結されている。更に、第２、第３ギヤボックス１６Ｃ、１６Ｅにはそれぞれ左方に延設された第２、第３連結軸１６Ｊ、１６Ｋ及びウォームギヤ１６Ｌ、１６Ｍを介して濾板１２の左辺側で対向する駆動軸１４Ａ、１４Ａが連結されている。
【００１７】
各駆動軸１４Ａの上端には図１に示すように例えばウォームホイール１４Ｆがそれぞれ固定され、これらのウォームホイール１４Ｆが動力伝達機構１６のウォームギヤ１６Ｈ、１６Ｇ、１６Ｌ、１６Ｍと噛合している。従って、主モータ１５が駆動すると、昇降機構１４が動力伝達機構１６を介して駆動し、昇降体１４Ｂが図２の実践位置と破線位置間の所望の濾板まで昇降し、昇降体１４Ｂに取り付けられた係合爪１４Ｄを介して所望の濾板１２を下側の濾板１２から持ち上げて下側の濾板１２を開放する。
【００１８】
また、図１、図３及び図４の（ａ）、（ｂ）に示すように駆動軸１４Ａの外側には二本のガイドロッド１４Ｇが併設され、駆動軸１４Ａ及び二本のガイドロッド１４Ｇは昇降体１４Ｂをそれぞれ貫通している。昇降体１４Ｂは駆動軸１４Ａと螺合するナット部材（図示せず）に連結され、駆動軸１４Ａの正逆回転によってガイドロッド１４Ｇ、１４Ｇに沿って昇降する。この昇降体１４Ｂの側面には揺動駆動機構１４Ｃが取り付けられている。
【００１９】
揺動駆動機構１４Ｃは、図４の（ａ）、（ｂ）に示すように、エアシリンダ１４Ｈと、このエアシリンダ１４Ｈのロッド先端にピン結合されたリンク１４Ｉとを有し、リンク１４Ｉが係合爪１４Ｄに連結されている。係合爪１４Ｄは駆動軸１４Ａが貫通するカラー部を有し、揺動駆動機構１４Ｃを介して駆動軸１４Ａを中心に正逆回転自在になっている。この係合爪１４Ｄは、図４の（ａ）に示すように一部が駆動軸１４Ａから突出し、突出部が濾板１２の側面に固定されたブラケットの係合部１２Ａ（図４の（ａ）、（ｂ）では破線で示してある）と同図の（ｂ）及び図４に示すように係合し、離脱する。この係合部１２Ａはブラケットの下面の一部を切り欠いて形成されている。
【００２０】
また、濾過部の濾材給排部側の昇降機構１４には、図１、図５及び図６の（ａ）、（ｂ）に示すように、濾材Ｓを濾板１２から剥離する剥離機構１７が装着されている。この剥離機構１７は図５に示すように昇降体１４Ｂの上部に水平に取り付けられた揺動駆動機構１４Ｃのリンク１４Ｉの先端に連結され、係合爪１４Ｄと一緒に揺動する。この剥離機構１７は、図５及び図６の（ａ）、（ｂ）に示すように、リンク１４Ｉの先端に取り付けられた垂直ガイド１７Ａと、この垂直ガイド１７Ａに連結された濾材昇降用駆動機構（例えば、第１エアシリンダ）１７Ｂと、第１エアシリンダ１７Ｂの下端に取り付けられたクランプ機構１７Ｃとを有している。第１エアシリンダ１７Ｂのロッド先端は垂直ガイド１７Ａの上端部に連結具を介して連結され、第１エアシリンダ１７Ｂのシリンダ部はロッドの伸縮によって係合部材を介して垂直ガイド１７Ａに沿って昇降可能に連結されている。従って、第１エアシリンダ１７Ｂが駆動すると、ロッドを介してシリンダ部に固定されたクランプ機構１７Ｃが垂直ガイド１７Ａに従って昇降する。
【００２１】
クランプ機構１７Ｃは、図５に示すように、第１エアシリンダ１７Ｂのシリンダ部の下端に連結された第２エアシリンダ１７Ｄと、第２エアシリンダ１７Ｄのシリンダ部の下端に隙間を介して連結された基板１７Ｅと、基板１７Ｅ上で一端を中心に上下に揺動するように第２エアシリンダ１７Ｄのロッド下端にピン結合されたクランプ部材１７Ｆと、クランプ部材１７Ｆと基板１７Ｅ間に介在するバネ部材（図示せず）とを有し、第１エアシリンダ１７Ｂの下端においてこれとは独立して駆動し、クランプ部材１７Ｆの一端（濾材側）を揺動させて基板１７Ｅとで濾材Ｓをクランプし、解放する。
【００２２】
次に、動作について説明する。原液の加圧濾過により濾材Ｓの濾過作用が低下するとその濾材Ｓを交換する。濾材Ｓを交換する時には、まず、制御装置の制御下で開閉機構１３のジャッキ１３Ａが駆動して最上段の濾板１２を吊り上げて所定の隙間を形成する。次いで、主モータ１５が駆動し、動力伝達機構１６を介して昇降機構１４が駆動する。
【００２３】
昇降機構１４では濾板１２の四隅の各駆動軸１４Ａが回転して各昇降体１４Ｂが昇降し、各係合爪１４Ｄが所定の濾板１２の係合部１２Ａのやや下方に達する。昇降体１４Ｂに昇降距離はロータリエンコーダ１４Ｅによって検出する。つまり、制御装置は係合爪１４Ｄが所定の濾板１２に達するまでの駆動軸１４Ａの回転量をロータリエンコーダ１４Ｅに設定する。ロータリエンコーダ１４Ｅは駆動軸１４Ａの回転量を検出し、検出値が設定値に達した時点で制御装置にその旨通知すると、駆動軸１４Ａは制御装置を介して停止する。
【００２４】
昇降機構１４では駆動軸１４Ａが停止すると同時に揺動駆動機構１４Ｃが駆動し、そのエアシリンダ１４Ｈが図４の（ａ）に示す状態からロッドを伸ばす。これにより係合爪１４Ｄがリンク１４Ｉを介して駆動軸１４Ａを中心に反時計方向に９０°回転し、同図の（ｂ）に示すように濾板１２の係合部１２Ａの真下に達する。この際係合爪１４Ｄと係合部１２Ａ間は僅かな隙間が形成される。
【００２５】
一方、濾材給排部側の昇降機構１４では係合爪１４Ｄと一緒に剥離機構１７が図６の（ａ）に示す状態から同図の（ｂ）に示す状態まで反時計方向に９０°回転する。この際、剥離機構１７の第２エアシリンダ１７Ｄのロッドが縮んだ状態でクランプ部材１７Ｆが開いているため、基板１７Ｅとクランプ部材１７Ｆ間に濾材Ｓが入り込む。濾材Ｓが基板１７Ｅとクランプ部材１７Ｆ間に入り込んだ瞬間に第２エアシリンダ１７Ｄがロッドを伸ばしてクランプ部材１７Ｆを基板１７Ｅ上に倒し、これら両者１７Ｅ、１７Ｆで濾材Ｓをクランプする。
【００２６】
次いで、昇降機構１４の駆動軸１４Ａが逆回転して昇降体１４Ｂが上昇すると、係合爪１４Ｄが濾板１２の係合部１２Ａと係合した後、係合した濾板１２をその上に積み重ねられた濾板１２と一緒に図３、図５に示すように持ち上げる。持ち上げる距離は例えば１００〜１５０ｍｍである。この動作と同期して剥離機構１７の第１エアシリンダ１７Ａが駆動してロッドを伸ばし、クランプした濾材Ｓを元の位置に留め、図３、図５に示すように濾材Ｓを濾板１２から剥離させる。濾材Ｓが上側の濾板１２殻剥離した時点で、更に駆動軸１４Ａが駆動して上側の濾板１２を濾材Ｓと一緒に例えば１００〜１５０ｍｍ持ち上げる。この動作によって濾材Ｓを下側の濾板１２から剥離する。
【００２７】
然る後、濾材給排部が駆動して濾板１２から剥離した濾材Ｓを排出した後、新たな濾材Ｓを同一場所に供給し、濾材Ｓの交換を終了する。濾材Ｓを交換する時には剥離機構１７の第２エアシリンダ１７Ｄが駆動してクランプ部材１７Ｆを揺動させて古い濾材Ｓを解放し、新しい濾材Ｓをクランプする。濾材Ｓの交換を終了する。その後、昇降機構１４は上述した一連の動作と逆の動作で濾板１２を下降させて持ち上げた濾板１２を下側の濾板１２に重ねると共に濾材Ｓを上下の濾板１２、１２で挟み、元の状態に戻し、揺動駆動機構１４Ｃを介して係合爪１４Ｄ及び剥離機構１７が９０°逆回転して濾板１２から離れて元の位置に戻る。他の濾材Ｓを交換する場合にはロータリエンコーダ１４Ｅの制御下で駆動軸１４Ａが正逆回転し、係合爪１４Ｄが所望の濾板１２に到達した後、上述した一連の動作を繰り返して濾材Ｓを交換する。
【００２８】
以上説明したように本実施形態によれば、原液を濾過する濾材Ｓを介在させて積み重ねて配置された複数の濾板１２と、最上段の濾板１２を昇降させて開閉する開閉機構１３と、この開閉機構１３によって最上段の濾板１２を開放した状態で他のいずれか一枚と係合して濾板１２を持ち上げる昇降機構とを備えているため、濾材Ｓを交換する時には開閉機構１２によって最上段の濾板１２を、濾材Ｓを交換する隙間分だけ吊り上げれば、昇降機構１４が駆動して所望の一枚の濾板１２をその下側の濾板１２から２００〜３００ｍｍ持ち上げ、他の濾板１２は全て密着した状態で濾材Ｓの交換を行なうことができ、濾材Ｓを交換する間の他の濾材１２の固着や溶剤の蒸発を防止することができる、しかも濾材交換時には濾板１２を２００〜３００ｍｍ持ち上げるだけで済み、従来の吊り上げストローク（１６５０ｍｍ）と比較して濾材交換時の装置高さを格段に低くすることができる。
【００２９】
また、本実施形態によれば、係合爪１４Ｄと濾板１２が係合した状態で濾材Ｓを挟んで濾板１２から剥離させる剥離機構を有するため、濾材Ｓを交換する際に濾材Ｓと上下の濾板１２との固着を確実に防止することができる。また、昇降機構１４は駆動軸１４Ａの回転量を検出するロータリエンコーダ１４Ｅを有するため、係合爪１４Ｄの昇降距離を確実に制御することができ、濾材Ｓを正確に交換することができる。また、揺動駆動機構１４Ｃはエアシリンダ１４Ｈを含むリンク機構からなるため、簡単な構成で係合爪１４Ｄを確実且つ正確に動作させることができる。また、剥離機構１７は第１、第２エアシリンダ１７Ｂ、１７Ｄを有するため、簡単な構成で濾材Ｓを濾板１２から確実且つ正確に剥離することができる。
【００３０】
尚、本発明は上記実施形態に何等制限されるものではなく、必要に応じて各構成要素を設計変更することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の請求項１〜請求項５に記載の発明によれば、濾材を交換する間の他の濾材の固着や溶剤の蒸発を防止することができ、しかも濾材交換時の装置高さを格段に低くすることができる水平濾板式濾過機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の水平濾板式濾過機の濾過部を示す平面図である。
【図２】図１に示す濾過部の側面図である。
【図３】図２に示す昇降機構の要部を拡大して示す側面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は図３に示す昇降機構の駆動前後の状態を示す平面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は剥離機構を有する昇降機構の駆動前後の状態を示す平面図である。
【図６】図５の（ａ）の状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１０　　水平濾板式濾過機
１２　　濾板
１３　　開閉機構
１４　　昇降機構
１４Ａ　駆動軸
１４Ｂ　昇降体
１４Ｃ　揺動駆動機構
１４Ｄ　係合爪
１４Ｅ　ロータリエンコーダ（回転量検出手段）
１４Ｈ　エアシリンダ（シリンダ機構）
１７　　剥離機構
１７Ｂ　第１エアシリンダ（シリンダ機構）
１７Ｄ　第２エアシリンダ（シリンダ機構）
【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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