(57)【要約】【課題】排土処理に用いるフィルタープレスを改良することで、充填する排土を効率良く脱水して脱水ケーキを形成すると共に、これを簡単な操作で容易に排出できるフィルタープレスを提供する。【解決手段】本発明のフィルタープレスは、中空リング濾枠１０をリング状に形成して積層された一方側に傾斜した内孔１０−２を形成し、中空リング濾枠１０のセンター両側に支持軸１０−４を水平に装備すると共に、積層される中空リング濾枠１０の両側に並行に分離させて延在する保持枠１０−３に上記支持軸１０−４を回動自在に載置させ、濾布９の開口９−４を上部位置に形成して、中空リング濾枠１０に連通させる充填ホースを挿脱自在に配備し、開口９−４に連通させて押圧ヘッド側に空気注入孔を設けている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方端に先端ヘッドを他方端に押圧ヘッドを配置して、その間に濾布を両側に装備した中空濾枠を横方向に積層させ、該中空濾枠に排出土を充填した後に脱水することで脱水ケーキとして排出するフィルタープレスであって、中空濾枠を積層された一方側に傾斜した内孔を形成してリング状に形成した中空リング濾枠とし、該中空リング濾枠のセンター両側に支持軸を水平に装備すると共に、積層される中空リング濾枠の両側に並行に分離させて延在する保持枠に該支持軸を回動自在に載置させ、先端ヘッドと濾布との上部位置に積層された中空リング濾枠を連通するホース挿入開口を形成し、充填ホースを該ホース挿入開口に挿脱自在に配備することを特徴とするフィルタープレス。
【請求項２】
ホース挿入開口が、押圧ヘッド側に空気注入孔を設けられていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタープレス。
【請求項３】
請求項１又は２に記載するフィルタープレスの操作方法であって、上記ホース挿入開口から挿脱される充填ホースを通じて排出土を中空リング濾枠に順次に充填し、しかる後にホース挿入開口から加圧して脱水し、次いで、押圧ヘッドを後退させて濾布から中空リング濾枠を解放させながら、中空リング濾枠を内孔の傾斜した方向に回動させて脱水ケーキを排出するフィルタープレスの操作方法。
【請求項４】
中空リング濾枠に充填された排出土が、沈降分離して成る上部の細砂泥土が空気注入孔からの送風でホース挿入開口から取り出され、次いで凝集調整された後の細粒分がフィルタープレスに再充填され、しかる後にホース挿入開口から加圧して脱水することを特徴とする請求項３に記載のフィルタープレスの操作方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排土処理に用いるフィルタープレスとその操作方法に関し、特に、充填する排出土を効率良く脱水して脱水ケーキを形成すると共に、脱水ケーキを容易に排出できるフィルタープレスとその操作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種産業界から発生するスラリー状の汚泥、残土等を分離、減容化しながら固形物として製造することで埋立材として利用したり、土壌改良材への各種用材化等として活用するための技術として、フィルタープレスが幅広く利用されており、  固液混合物からなる原液を渦巻きポンプ等の低圧ポンプで圧送し、濾過室に充填した後に高圧ポンプに運転を切替えて濾過室に更に原液を圧送することで、フィルタープレスの濾過時間を短縮し、濾過効率の向上を図ってきた。
【０００３】
例えば、大量の高含水排出土を処理コストの削減を図りながら、効率良くかつ確実に脱水するために、次の提案がなされているが、本提案によるフィルタープレスは、図６に示すように、フレーム２０の表裏面に濾過板２１、２２を取付けた中空板体を配置して、その表裏面のいずれか一方又は両方の周囲に、弾性パッキング２３を取付けて成る多数の脱水板２４を互いに密接して並列に垂下している。隣接する脱水板間は、弾性パッキング２３によって高含水土の充填空間を形成しており、この充填空間に高含水土を注入する注入孔２５、真空吸引する吸水管及び空気を導入する送気管を配管することで脱水処理している。（例えば、特許文献１を参照）
【０００４】
さらに、図７に示す他のフィルタープレスでは、濾枠の支持構造として互いに隣接する両濾過板２６の相対向側に、濾室を囲む濾枠２７を回動可能に片持ち支持して、その支持部２８の上方へ濾枠２７の自由端部Ｆを延設している。
【０００５】
この各濾枠２７を各濾過板２６に圧接する時には、各濾過板２６の相対移動方向に対して、対向濾枠２７側へ傾斜し得る傾動位置を取り得るようにしているが、互いに隣接する両濾過板２６が離間状態になると、両濾枠２７やその内側の濾布に付着した脱水ケーキは、その重量によって濾枠２７が濾布とともにばね２９の弾性力に抗して傾斜することになって脱水ケーキを落下させ、脱水ケーキが落下すると、濾枠２７は上記弾性力によって傾動位置から圧接位置に自動的に戻るように構成している。
【０００６】
これによって、濾枠２７の支持構造を簡単にし、各濾過板２６間に対する洗浄装置の挿脱を行い易くして、濾布の内側を容易に洗浄して洗浄効果を高めると共に、ばね２９を利用することで、各濾過板２６を開くだけで、脱水ケーキを自動的に排出し、濾枠２７と共に濾布も傾斜させて付着して残った脱水ケーキも確実に排出できるとしている。（例えば、特許文献２を参照）
【０００７】
これらの経過を経て、従来のフィルタープレスは、濾室の厚さを３０ｍｍにして、５〜７ｋｇ／ｍ２の圧力で脱水していたが、この方式では固液分離効率が悪く、脱水ケーキの状態はチップ状やピース状になることから、有効再使用化するのに効率的に移行出来ない難点があった。
【０００８】
又、これを改善して開発された高圧フィルタープレスでは、濾室の厚さを２１ｍｍの薄層にして、１５ｋｇ／ｍ２の中圧にしたり、濾室の厚さを３０ｍｍにして、４０ｋｇ／ｍ２の高圧にしているが、建設現場等から発生する砂礫や土砂を含む低含水率の泥土を含むスラリー等に対しては、処理費が高くつきながら操作性が悪く、そこで得られるケーキも、依然としてブロック状になっており、大きすぎて稼働効率も悪いために、排土資源の有効な再利用が図られていなかった。
【０００９】
【特許文献１】
特開平５−３２９３０４号公報、（段落符号「００１４」〜「００１９」末行、図１、３）
【特許文献２】
特開平７−６００２０号公報、（段落符号「０００６」〜「０００９」、「００１３」、図４〜６）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の状況に鑑みて提案するものであり、排土処理に用いるフィルタープレスを改良することで、充填する排土を効率良く脱水して脱水ケーキを形成すると共に、これを簡単な操作で容易に排出できるフィルタープレスを提供している。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によるフィルタープレスは、一方端に先端ヘッドを他方端に押圧ヘッドを配置して、その間に濾布を両側に装備した中空濾枠を横方向に積層させ、該中空濾枠に排出土を充填した後に脱水することで脱水ケーキとして排出するフィルタープレスにおいて、中空濾枠を積層された一方側に傾斜した内孔を形成してリング状に形成した中空リング濾枠とし、中空リング濾枠のセンター両側に支持軸を水平に装備すると共に、積層される中空リング濾枠の両側に並行に分離させて延在する保持枠に上記支持軸を回動自在に載置させ、先端ヘッドと濾布との上部位置に積層された中空リング濾枠を連通するホース挿入開口を形成して、充填ホースをホース挿入開口に挿脱自在に配備し、ホース挿入開口の押圧ヘッド側に空気注入孔を設けることを特徴としており、充填する排出土を効率良く脱水して脱水ケーキを形成すると共にこれを簡単な操作で容易に排出している。
【００１２】
本発明によるフィルタープレスの操作方法は、上記フィルタープレスの操作方法であって、上記ホース挿入開口から挿脱される充填ホースを通じて排出土を中空リング濾枠に順次に充填し、しかる後にホース挿入開口から加圧して脱水し、次いで、押圧ヘッドを後退させて濾布から中空リング濾枠を解放させながら、中空リング濾枠を内孔の傾斜した方向に回動させて脱水ケーキを排出することを基本にし、中空リング濾枠に充填された排出土の沈降分離して成る上部の細砂泥土を空気注入孔からの送風でホース挿入開口から取り出し、次いで凝集調整された後の細粒分をフィルタープレスに再充填して、ホース挿入開口から加圧して脱水することを特徴としており、充填する排出土の全てを効率良く脱水して、脱水ケーキを形成すると共に簡単な操作で容易に排出している。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明によるフィルタープレスは、一方端に先端ヘッドを他方端に押圧ヘッドを配置して、その間に濾布を両側に装備した中空濾枠を横方向に積層させ、該中空濾枠に排出土を充填した後に脱水することで脱水ケーキとして排出するフィルタープレスの中空濾枠を積層された一方側に傾斜した内孔を形成してリング状に形成した中空リング濾枠とし、中空リング濾枠のセンター両側に支持軸を水平に装備すると共に、積層される中空リング濾枠の両側に並行に分離させて延在する保持枠に上記支持軸を回動自在に載置させ、先端ヘッドと濾布との上部位置に積層された中空リング濾枠を連通するホース挿入開口を形成して、充填ホースをホース挿入開口に挿脱自在に配備し、ホース挿入開口の押圧ヘッド側に空気注入孔を設けることを特徴としている。
以下に、本発明によるフィルタープレスの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、フィルタープレスの実施の形態を示す正面図である。
フィルタープレスは、前方に土砂を充填するホース１を備えており、複数の濾室２が一方端の濾室２’から他方端の濾室２”まで横方向に積層されて、先端ヘッドとしてのファーストヘッド６と押圧ヘッドとしてのルーズヘッド７との間に開放可能に配置されている。
【００１５】
ファーストヘッド６には、開口３が濾室２の上部位置を連通するように設けられており、その端部には充填バルブ４と細砂泥土を出し入れすると共に、これを加圧するための注入孔５とが配置されており、ルーズヘッド７には、濾室２の上部位置に連通して、高圧空気を注入できる供給孔８が配置されている。
【００１６】
ホース１は、可撓性を備えていることで、フィルタープレス４への挿脱に従いながらガイドドラム８等によって柔軟に折り曲げられて、狭い場所に収まっている。
【００１７】
フィルタープレスの濾室２は、図２の開放した斜視図が示すように、濾布９を両側に装備した中空リング濾枠１０から構成されている。
図示のように濾布９は、平板９−１の両面にフィルター９−２が貼設されると共に複数の脱水溝９−３が設けられていることで、中空リング濾枠１０からの脱水を抽出し易いように形成されている。又、濾布９の上方側に偏らせた位置には、開口３に対応させてホース１を通すための開口９−４が設けられている。
【００１８】
一方、中空リング濾枠１０は、内部に一方側に傾斜した傾斜面１０−１を有する内孔１０−２を形成すると共に、外部には中空リング濾枠１０を支持枠１０−３に摺動及び回動が可能な形態で載置させる回転軸１０−４が、その中心位置に在って放射方向に装備されている。
【００１９】
従って、フィルタープレスの設置時には、ファーストヘッド６とルーズヘッド７との間を押圧することによって、濾布９と中空リング濾枠１０とが一体になって濾室２を形成することで所定粒度以下の土砂等を充填されているが、後述のように、脱水することによって脱水ケーキを形成すると、ルーズヘッド７の後退によってフィルタープレスは開放されることになり、自由状態になった中空リング濾枠１０を回動させることによって、脱水ケーキが落下し易いように構成されている。
【００２０】
尚、フィルタープレスの下方には、脱水ケーキを解砕して土砂ホッパー等に搬出するためのコンベア１１と、図示していないが前述したフィルタープレスからの抽出水を集めて濾水槽に貯留するための集水器が配置されている。
【００２１】
以上のように、本発明によるフィルタープレスは、上記実施の形態で説明したように構成されているので、泥土圧シールド機から掘削された玉石、砂礫、砂、シルト及び粘土等の混在している土砂、その他の掘削土砂や浚渫土砂及び建設排土等を対象にする排出土を、所定粒度以下の泥土に処理しながら充填して、これを効率良く脱水することで水／土粒分の重量比を２０〜３０％程度の含水率に低下させた脱水ケーキを形成している。
【００２２】
次に、フィルタープレスの操作方法について説明するが、本実施の形態では、排出土として、泥土圧シールド工法における玉石、砂礫、砂、シルト及び粘土等を対象にしており、この排出土を所定粒度以下にした土砂としてフィルタープレスに充填して、これを脱水することで脱水ケーキとして形成した後にフィルタープレスから排出している。
【００２３】
即ち、本発明によるフィルタープレスの操作方法は、上記フィルタープレスの操作方法であって、上記ホース挿入開口から挿脱される充填ホースを通じて排出土を中空リング濾枠に順次に充填し、しかる後にホース挿入開口から加圧して脱水し、次いで、押圧ヘッドを後退させて濾布から中空リング濾枠を解放させながら、中空リング濾枠を内孔の傾斜した方向に回動させて脱水ケーキを排出し、中空リング濾枠に充填された排出土の沈降分離して成る上部の細砂泥土を空気注入孔からの送風でホース挿入開口から取り出し、次いで凝集調整された後の細粒分をフィルタープレスに再充填して、ホース挿入開口から加圧して脱水することを特徴としている。
【００２４】
以下に、本発明によるフィルタープレスの操作方法に関する実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
図３は、フィルタープレスに所定粒度以下の泥土を充填する工程を示しており、  図３（ａ）は、フィルタープレスに所定粒度以下にした玉石、砂礫、砂、シルト及び粘土等の混在している土砂１２を充填する工程である。
本工程では、濾室２の上方から充填するという実施の形態もあるが、本実施の形態では、濾室２の上部位置を連通する開口３から挿脱するホース１を通じて充填している。
【００２６】
本実施の形態では、ホース１を開口３から挿入して一方端の濾室２’迄到達させた後に、泥土の充填がホース１を通じて開始されることでホース１を開口３から脱出させながら濾室２に順次に充填しており、他方端の濾室２”に達した段階で充填バルブ４を閉鎖して泥土１２の充填を完了する。
【００２７】
図３（ｂ）は、濾室２において充填された泥土１２が形成する分離状態を示している。
即ち、泥土１２は、所定の時間が経過すると玉石や砂礫等と細砂泥土とが分離状態になって、各濾室２の下方部には、重量の重い玉石、砂礫、砂等の粗粒分１２−１が沈下して貯留されることになり、濾室２の上方位置には、玉石、砂礫、砂等から分離された細砂泥土１２−２が集積されることになって，相互に分離した状態で保持されることになる。
【００２８】
図３（ｃ）は、注入孔５から細砂泥土１２−２を取り出す前半の工程を示している。
濾室２に順次に充填された泥土１２は、上述したように所定の時間が経過すると、玉石や砂礫等の粗粒分１２−１と細砂泥土１２−２とが分離状態になって、図示のように粗粒分１２−１は下方に沈降することから、濾室２の上部位置には、細砂泥土１２−２のみが集積している状態になる。
【００２９】
図３（ｄ）は、注入孔５から細砂泥土１２−２を取り出す後半の工程を示している。
この時間帯に至った場合には、ルーズヘッド７に配置されている供給孔８から濾室２に高圧空気が吹き込まれるものであり、その上部位置に集積している細砂泥土１２−２を押出しながら、注入孔５から取り出して空気送付配管１３に送り込んでいる。従って、濾室２の上方部分は図示のように空室状態になる。
【００３０】
図４は、細砂泥土を別途の工程で凝集調整した後に、フィルタープレスに細粒分として再充填する工程を示している。
【００３１】
図４（ａ）は、フィルタープレスに凝集調整された後の細粒分１４を充填する工程であり、別工程の凝集調整装置で凝集調整された後の細粒分１４は、図示のように送給配管１５を経由して注入孔５から濾室２の上方部分の解放空間に再度充填される。
【００３２】
図４（ｂ）は、注入孔５から細砂分１４を濾室２の空室に充填して、粗粒分粗粒分１２−１と一体になって濾室２を充満状態にした工程を示している。
送給配管１５を経由する細砂分１４は、注入孔５から充填されることで全ての濾室２に充填されて行き、図示のように下方に沈降している粗粒分１２−１と上部位置に充填される細砂分１４とが一体になって、濾室２を充満状態にしている。
【００３３】
図４（ｃ）は、粗粒分１２−１と細砂分１４とを加圧脱水する工程を示している。
次いでの工程では、送給配管１５と注入孔５から１５〜１８ｋｇ／ｃｍ２の圧力が濾室２に加えられることで、粗粒分１２−１と細砂分１４とは、充分に加圧脱水されて、含水率を水／土粒分の重量比を２０〜３００％程度に低下させた状態に絞り込まれることで脱水ケーキ１６を形成している。
【００３４】
従って、本工程にあっては、模擬的な表示をすると図示のように濾室２の手前に在る開口３と注入孔５とにおいて空室状態を形成することになる。
【００３５】
図４（ｄ）は、加圧脱水された脱水ケーキ１６をフィルタープレスから排出する最終工程を示している。
本工程では、後述する形態でルーズヘッド７を後退させることで、積層状態にある濾室２を解放した後にこれを回動させている。これによって、濾室２を構成している中空リング濾枠１０は、一方側に傾斜した傾斜面１０−１を有している内孔１０−２を形成していることから、中空リング濾枠１０をその傾斜面１０−１の傾斜方向に回動させることで、脱水ケーキ１６は、濾布９と離反して傾斜する中空リング濾枠１０から容易に落下することになる。
【００３６】
しかして、上記工程におけるフィルタープレスの開放操作は、図５に見られるように簡易なものである。
即ち、フィルタープレスの設置時には、ファーストヘッド６とルーズヘッド７との間を押圧していたが、フィルタープレスの開放操作時には、図示のようにファーストヘッド６からルーズヘッド７を後退させることで、フィルタープレスの押圧状態を開放するものである。
【００３７】
フィルタープレスの開放後は、濾室２を形成して内部に脱水ケーキを抱えている中空リング濾枠１０を、支持枠１０−３の上に載置させている回転軸１０−４を適宜に摺動させることで、その前後に回動可能な空間を形成させるものであり、しかる後に、中空リング濾枠１０を脱水ケーキ１６が落下するまで回動させることで、脱水ケーキ１６をフィルタープレスから容易に排出できるものである。
【００３８】
以上のように、本発明によるフィルタープレスの操作方法は、上記実施の形態で説明したように構成されているので、泥土圧シールド機から掘削された玉石、砂礫、砂、シルト及び粘土等の混在している土砂、その他の掘削土砂や浚渫土砂及び建設排土等を対象にする排出土を、水／土粒分の重量比を２０〜３０％程度の含水率に低下させた脱水ケーキとして、充填する排出土の全てを効率良く脱水して形成し、簡単な操作で容易に排出している。
【００３９】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明したが、本発明によるフィルタープレスとその操作方法は、これらの実施の形態に何ら限定されるものでなく、個々の装置や部材に関して、その形状と材質等を発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは当然のことである。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によるフィルタープレスは、一方端に先端ヘッドを他方端に押圧ヘッドを配置して、その間に濾布を両側に装備した中空濾枠を横方向に積層させ、中空濾枠に排出土を充填した後に脱水することで脱水ケーキとして排出するフィルタープレスの中空濾枠を、積層された一方側に傾斜した内孔を形成してリング状に形成した中空リング濾枠とし、中空リング濾枠のセンター両側に支持軸を水平に装備すると共に、積層される中空リング濾枠の両側に並行に分離させて延在する保持枠に上記支持軸を回動自在に載置させ、先端ヘッドと濾布との上部位置に積層された中空リング濾枠を連通するホース挿入開口を形成して、充填ホースをホース挿入開口に挿脱自在に配備し、ホース挿入開口の押圧ヘッド側に空気注入孔を設けることを特徴としているので、充填する排出土を効率良く脱水して脱水ケーキを形成すると共にこれを簡単な操作で容易に排出できる効果を発揮している。
【００４１】
本発明によるフィルタープレスの操作方法は、上記フィルタープレスの操作方法であって、上記ホース挿入開口から挿脱される充填ホースを通じて排出土を中空リング濾枠に順次に充填し、しかる後にホース挿入開口から加圧して脱水し、次いで、押圧ヘッドを後退させて濾布から中空リング濾枠を解放させながら、中空リング濾枠を内孔の傾斜した方向に回動させて脱水ケーキを排出することを基本にし、中空リング濾枠に充填された排出土の沈降分離して成る上部の細砂泥土を空気注入孔からの送風でホース挿入開口から取り出し、次いで凝集調整された後の細粒分をフィルタープレスに再充填して、ホース挿入開口から加圧して脱水することを特徴としているので、充填する排出土の全てを効率良く脱水して脱水ケーキを形成すると共に簡単な操作で容易に排出できる効果を発揮している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフィルタープレスを示す実施の形態の正面図
【図２】本発明のフィルタープレスの濾室を開放した斜視図
【図３】本発明によるフィルタープレスの操作方法に関する実施の形態を示す排出土の充填工程図
【図４】本発明によるフィルタープレスの操作方法に関する実施形態を示す細粒分の再充填工程図
【図５】フィルタープレスの濾室から脱水ケーキを排出する実施の形態図
【図６】従来のフィルタープレスを示す概要図
【図７】従来の他のフィルタープレスを示す概要図
【符号の説明】
１  ホース、  ２  濾室、  ２’  一方端の濾室、  ２”  他方端の濾室、
３  開口、４  充填バルブ、  ５  注入孔、  ６  ファーストヘッド、
７  ルーズヘッド、  ８  供給孔、  ９  濾布、  １０  中空リング濾枠、
１１  コンベア、  １２  泥土、  １３  空気送付配管、  １４  細砂分、
１５  送給配管、  １６  脱水ケーキ、
９−１  平板、  ９−２  フィルター、  ９−３  脱水溝、  ９−４  開口、
１０−１  傾斜面、  １０−２  内孔、  １０−３  保持枠、
１０−４  回転軸、  １２−１  粗粒分、  １２−２  細砂泥土、
２０  フレーム、  ２１、２２  濾過板、  ２３  弾性パッキング、
２４  脱水板、  ２５  注入孔、  ２６  濾過板、  ２７  濾枠、
２８  支持部、  ２９  ばね、
【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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