(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物を濾過可能な単一の濾布ベルトが無端状に巻回されて順次移送される形式の濾布ベルト式脱水装置であって、
前記濾布ベルトを巻回してその移送方向に回転駆動されるプレスボトムロールと、
このプレスボトムロールとの間で前記濾布ベルト上に供給される被脱水処理物を加圧して脱水するプレストップロールと、
電動機により前記プレスボトムロールを前記濾布ベルトの移送方向に回転駆動させる回転駆動部と、
前記プレストップロールを前記プレスボトムロール側に押圧する圧力調整部と、
前記プレストップロールの周面に転着された被脱水処理物を掻き落すスクレーパと、
を備え、
前記プレストップロールは、前記濾布ベルト上の脱水された前記被脱水処理物を転着させるように周面が平滑に形成されて、前記濾布ベルト上の前記被脱水処理物を介して前記濾布ベルトと摩擦接触することにより、前記プレスボトムロールの周速度と同一の周速度で回転し、
前記回転駆動部は、前記プレストップロールが濾布ベルトに対するスリップ発生時にのみ前記プレストップロールを回転駆動させるクラッチを備えたこと
を特徴とする濾布ベルト式脱水装置。
【請求項２】
請求項１に記載された濾布ベルト式脱水装置であって、
前記回転駆動部は、前記プレスボトムロールに連動して同一の周速度で前記プレストップロールを回転駆動するように構成されていることを特徴とする濾布ベルト式脱水装置。
【請求項３】
請求項１に記載された濾布ベルト式脱水装置であって、
前記回転駆動部は、回転数が可変制御される前記電動機により、前記プレスボトムロールと同一の周速度で前記プレストップロールを回転駆動するように構成されていることを特徴とする濾布ベルト式脱水装置。
【請求項４】
請求項１に記載された濾布ベルト式脱水装置であって、
前記濾布ベルトは、前記被脱水処理物が供給される上面側を構成する表面層と、
前記上面側に対する下面側を構成する裏面層と、
前記表面層と前記裏面層との間に設けられた中間層と、を有する３層構造のフェルト材からなること
を特徴とする濾布ベルト式脱水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物を含水率の低いケーキ状に脱水処理する濾布ベルト式脱水装置に関し、詳しくは、その脱水処理を確実にして処理能力を向上させた濾布ベルト式脱水装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物を脱水処理する装置として、所謂、ベルトプレス型脱水装置が従来から知られている。この種のベルトプレス型脱水装置は、被脱水処理物を無端状の加圧ベルトにより無端状の濾布ベルトに押圧して濾過することを基本原理としており、例えば特開平６−７９１１３号公報には、被脱水処理物を挟み込む１本の無端加圧ベルト（無端高圧ベルト）と１本の無端濾布ベルトとを脱水ローラおよび加圧ローラに巻回させた構造を有する「脱水装置」が開示されている。
【０００３】
また、特開昭５８−１８１４９８号公報には、被脱水処理物を挟み込んだ状態で複数の圧搾ローラおよび高圧ローラに巻回される２本の無端濾布ベルト（上部濾布および下部濾布）と、これらを高圧ローラに押圧する１本の加圧ベルトとを備えた「ベルトプレス型汚泥脱水機」が開示されている。さらに、特開昭６２−２４４５９９号公報には、被脱水処理物を挟み込む２本の無端濾布ベルト（一方の濾布および他方の濾布）と、これらを挟み込む２本の加圧ベルト（一方の与圧ベルトおよび他方の与圧ベルト）とを複数の脱水ローラに巻回させた構造を有する「ベルトプレス形脱水分離機」が開示されている。
【０００４】
しかしながら、前記の各公報に記載された所謂ベルトプレス型脱水装置は、少なくとも１本の無端濾布ベルトを移送可能に巻回するための１組のローラユニットと、少なくとも１本の無端加圧ベルトを移送可能に巻回するための他の１組のローラユニットとの２組のローラユニットが最低限必要であり、構造が複雑化して大型化するという問題がある。また、無端濾布ベルトが目詰まりして十分な濾過性能を発揮できないことがあり、被脱水処理物の脱水効率が悪いという問題がある。
【０００５】
そこで、本件出願人は、簡素な構造でありながら、各種のスラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物を含水率の低いケーキ状に効率的に脱水処理できる濾布ベルト式脱水装置を特願平１１−３６０２２７号（平成１１年１２月２０日出願）として出願した。この濾布ベルト式脱水装置は、スラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物を濾過可能なフェルト製の単一の濾布ベルトが無端状に巻回されて順次移送される形式の脱水装置であって、前記濾布ベルトを巻回してその移送方向に回転駆動されるプレスボトムロールと、このプレスボトムロールとの間で前記濾布ベルト上に供給される被脱水処理物を加圧して脱水するプレストップロールとを備えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記濾布ベルト式脱水装置において、前記プレストップロールは、濾布ベルト上の脱水された処理物を転着させるように周面が平滑に形成され、しかも、前記処理物を介して濾布ベルトに摩擦接触することで濾布ベルトに追従して回転するように構成されている。このため、プレストップロールは、濾布ベルトとの摩擦接触力が低下すると、スリップして回転が不安定となる。例えば、被脱水処理物の脱水処理能力を向上させるために濾布ベルトの移送速度を上昇させると、プレストップロールは、濾布ベルトとの摩擦接触力が低下して濾布ベルトの移送速度に確実に追従して回転することが困難となり、回転が不安定となる。そして、プレストップロールの回転が不安定になると、濾布ベルト式脱水装置は、プレストップロールとプレスボトムロールとの間で被脱水処理物を加圧して脱水する能力が低下する。すなわち、前記濾布ベルト式脱水装置においては、濾布ベルトの移送速度を大幅に上昇させることができず、被脱水処理物の脱水処理能力を大幅に向上させることができないという問題がある。
【０００７】
また、前記濾布ベルト式脱水装置においては、被脱水処理物の性状変化や濾布ベルトの移送速度の変動によってプレストップロールの直前の濾布ベルト上に被脱水処理物が滞溜すると、その含有水分によってプレストップロールの加圧周面に水分層が形成されることがある。この場合、プレストップロールは、濾布ベルトとの摩擦接触力が極端に低下して回転不能となり、被脱水処理物の脱水処理機能を失う。すなわち、この場合には、濾布ベルト式脱水装置が操業不能となるという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、各種のスラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物を確実に脱水処理でき、濾布ベルトの移送速度を大幅に上昇させることが可能な濾布ベルト式脱水装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決する手段として、本発明に係る濾布ベルト式脱水装置は、スラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物を濾過可能な単一の濾布ベルトが無端状に巻回されて順次移送される形式の濾布ベルト式脱水装置であって、前記濾布ベルトを巻回してその移送方向に回転駆動されるプレスボトムロールと、このプレスボトムロールとの間で前記濾布ベルト上に供給される被脱水処理物を加圧して脱水するプレストップロールと、電動機により前記プレスボトムロールを前記濾布ベルトの移送方向に回転駆動させる回転駆動部と、前記プレストップロールを前記プレスボトムロール側に押圧する圧力調整部と、前記プレストップロールの周面に転着された被脱水処理物を掻き落すスクレーパと、を備え、前記プレストップロールは、前記濾布ベルト上の脱水された前記被脱水処理物を転着させるように周面が平滑に形成されて、前記濾布ベルト上の前記被脱水処理物を介して前記濾布ベルトと摩擦接触することにより、前記プレスボトムロールの周速度と同一の周速度で回転し、前記回転駆動部は、前記プレストップロールが濾布ベルトに対するスリップ発生時にのみ前記プレストップロールを回転駆動させるクラッチを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る濾布ベルト式脱水装置では、プレスボトムロールが回転駆動されることにより、このプレスボトムロールに巻回された無端状の単一の濾布ベルトが移送方向に順次移送される。そして、回転駆動部がプレストップロールを回転駆動することにより、前記濾布ベルト上にスラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物が供給されると、前記プレストップロールがプレスボトムロールとの間で被脱水処理物を確実に加圧して脱水し、脱水された処理物を平滑に形成された周面に確実に転着させる。
【００１１】
本発明の濾布ベルト式脱水装置において、前記回転駆動部が前記プレスボトムロールに連動して同一の周速度で前記プレストップロールを回転駆動するように構成されていると、プレストップロールを回転駆動する専用の電動機などが不要となるので好ましい。また、プレストップロールがプレスボトムロールと協働して同一の周速度で濾布ベルトを移送するため、濾布ベルトには移送方向に無理な力が作用せず、濾布ベルトの耐久性が向上するので好ましい。
【００１２】
また、本発明の濾布ベルト式脱水装置において、回転数が可変制御される電動機により、前記プレスボトムロールと同一の周速度で前記プレストップロールを回転駆動するように前記回転駆動部が構成されていると、プレストップロールがプレスボトムロールと協働して同一の周速度で濾布ベルトを移送するため、濾布ベルトには移送方向に無理な力が作用せず、濾布ベルトの耐久性が向上するので好ましい。
【００１３】
さらに、本発明の濾布ベルト式脱水装置において、前記回転駆動部がカムクラッチを介することにより、前記プレストップロールをスリップ発生時にのみ回転駆動するように構成されていると、スリップ発生時以外はプレストップロールを回転駆動する必要がなく、回転駆動部の省エネルギー化を達成できるので好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る濾布ベルト式脱水装置の実施の形態を説明する。参照する図面において、図１は本発明の第１実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の全体構造を示す正面図、図２は図１に示した濾布ベルト式脱水装置の濾布ベルトの巻回状態を模式的に示す正面図である。
【００１５】
第１実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置は、図１および図２に示すように、スラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物Ｓを濾過して脱水処理する装置である。被脱水処理物Ｓとしては、食品工業における余剰汚泥，グルテンミール、化学工業における余剰汚泥，水酸化アルミニウム，水酸化マグネシウム，炭酸カルシウム，セラミック原料、非鉄金属工業における含鉛スラッジ，含銅スラッジ，酸化亜鉛スラッジ、下水の活性余剰汚泥、生活排水汚泥などが挙げられる。
【００１６】
第１実施形態の濾布ベルト式脱水装置は、前記の被脱水処理物Ｓを濾過可能なフェルト材から成り、かつ、無端状に巻回されて順次移送される単一の濾布ベルト１と、この濾布ベルト１の上面側に供給される被脱水処理物Ｓに対し濾布ベルト１の下面側から吸引負圧を作用させて被脱水処理物Ｓを初期脱水する負圧脱水部２と、初期脱水された被脱水処理物Ｓを濾布ベルト１と共に上下一対のプレストップロール３Ａ，プレスボトムロール３Ｂ間で加圧して脱水し、かつ、脱水された処理物Ｃを上方のプレストップロール３Ａの周面に転着させて濾布ベルト１から剥離させる加圧脱水転着部３と、上方のプレストップロール３Ａの周面に転着された処理物Ｃを掻き落して回収する処理物回収部４と、処理物Ｃが剥離された濾布ベルト１を洗浄する洗浄部５と、洗浄された濾布ベルト１を一対のスクイズロール６Ａ，６Ｂ間で絞る絞り部６とを備えている。
【００１７】
前記の濾布ベルト１は、厚さが４〜８ｍｍ、幅が５００〜４，２００ｍｍ程度の無端ベルトであり、図３に示すように、その上面を構成する表面層１Ａと、その下面を構成する裏面層１Ｂと、これらの間の中間層１Ｃとを有する３層構造のフェルト材から成る。表面層１Ａは被脱水処理物Ｓを濾過する極細繊維層で構成され、中間層１Ｃは水分の透過を促進する中細繊維層で構成され、裏面層１Ｂは水切れを促進する基布層で構成されている。これらの表面層１Ａ、中間層１Ｃおよび裏面層１Ｂは、接着剤などを使用することなく、綿打ち加工と同様の加工によって相互に繊維が絡み合うように接合されている。
【００１８】
図１および図２に示すように、前記濾布ベルト１は、下方のスクイズロール６Ｂからガイダーロール７、プレスボトムロール３Ｂ、水中ロール８、フェルトロール９、ストレッチロール１０、フェルトロール１１、フェルトロール１２へと順次巻回され、このフェルトロール１２から再びスクイズロール６Ｂへと無端状に巻回されている。そして、この濾布ベルト１は、プレスボトムロール３Ｂが図示の反時計方向に回転駆動されることにより、毎分５〜５０ｍ程度の移送速度で矢印方向に順次移送されるように構成されている。
【００１９】
前記プレスボトムロール３Ｂとスクイズロール６Ｂとは左右に離間して配置され、ガイダーロール７はプレスボトムロール３Ｂとスクイズロール６Ｂとの中間部の若干上方に偏倚した位置に配置されている。そして、前記ガイダーロール７に内面がガイドされた濾布ベルト１は、緩いスロープの山形を描いてプレスボトムロール３Ｂとスクイズロール６Ｂとの間に張設されており、ガイダーロール７によって幅方向の位置ずれが修正されるようになっている。
【００２０】
一方、前記水中ロール８は、ガイダーロール７の下方に配置された洗浄部５の洗浄プール５Ａ内に配置されており、プレスボトムロール３Ｂから繰り出される濾布ベルト１を洗浄プール５Ａ内の洗浄水に浸漬させるように濾布ベルト１の内面をガイドしている。また、フェルトロール９は前記水中ロール８の右斜め上方に配置されており、洗浄プール５Ａ内から濾布ベルト１を斜め上方に引き上げるように濾布ベルト１の内面をガイドしている。
【００２１】
前記ストレッチロール１０はフェルトロール９の左斜め上方に配置されており、濾布ベルト１の弛みを除去するように濾布ベルト１の外面を押圧している。また、フェルトロール１１は、スクイズロール６Ｂの下方に配置されたフェルトロール１２と前記ストレッチロール１０との間に配置されており、濾布ベルト１の外面を押圧している。そして、フェルトロール１２は、濾布ベルト１をスクイズロール６Ｂ側へ上向させるように濾布ベルト１の内面をガイドしている。
【００２２】
前記負圧脱水部２は、図示しない真空ポンプの吸引負圧が作用する第１サクションボックス２Ａおよび第２サクションボックス２Ｂを備えている。第１サクションボックス２Ａは、前記スクイズロール６Ｂとガイダーロール７との間に配置されており、図４に示すように、濾布ベルト１の下面に開口部を摺接させている。そして、この第１サクションボックス２Ａには、濾布ベルト１上の被脱水処理物Ｓ中の水分を濾布ベルト１の表面層１Ａから中間層１Ｃ、裏面層１Ｂへと浸透させる程度の弱い吸引負圧、例えば７ｋＰａ程度の吸引負圧が作用している。なお、被脱水処理物Ｓは、図１および図２に示すように、前記絞り部６から繰り出される濾布ベルト１上に供給ボックス１３を介して供給されるように構成されている。
【００２３】
一方、第２サクションボックス２Ｂは、ガイダーロール７とプレスボトムロール３Ｂとの間に配置されており、第１サクションボックス２Ａと同様に、濾布ベルト１の下面に開口部を摺接させている。そして、この第２サクションボックス２Ｂには、被脱水処理物Ｓ中の水分を濾布ベルト１の下面側へ吸引して排除できる程度の吸引負圧、例えば２５ｋＰａ程度の吸引負圧が作用している。なお、前記第１サクションボックス２Ａおよび第２サクションボックス２Ｂに回収された水分は、図２に示すドレンパイプ２Ｃを介して回収タンク２Ｄ内に回収されるように構成されている。
【００２４】
前記加圧脱水転着部３を構成する上方のプレストップロール３Ａは、両端部が回転自在に支持されており、濾布ベルト１を加圧する周面は、例えば硬質クロームメッキ等により平滑に形成されている。一方、下方のプレスボトムロール３Ｂは、両端部が回転自在に支持されており、濾布ベルト１を巻回する周面にはゴムライニングが施されている。このゴムライニングが施された周面には、図示しない複数の水切ガイド溝が形成されている。各水切ガイド溝の深さ、幅およびピッチ間隔は、濾布ベルト１を移送するプレスボトムロール３Ｂの機能を損わない範囲で適宜に設定される。
【００２５】
前記加圧脱水転着部３の上下一対のプレストップロール３Ａおよびプレスボトムロール３Ｂによるプレス圧力は、図１に示す一対の圧力調整部１４により１００〜６００ｋＰａの適正圧力に設定されている。前記圧力調整部１４は、プレストップロール３Ａを一端部に枢支した揺動アーム１４Ａと、濾布ベルト式脱水装置のフレーム１５上に立設されて前記揺動アーム１４Ａの中間部を枢支する支持アーム１４Ｂと、前記フレーム１５と揺動アーム１４Ａの他端部との間に架設された空気圧シリンダ装置１４Ｃとを備えている。そして、空気圧シリンダ装置１４Ｃの伸長に伴いプレストップロール３Ａが下方に揺動してプレスボトムロール３Ｂに圧接し、空気圧シリンダ装置１４Ｃの押圧力に応じて両者のプレス圧力が調整されるように構成されている。
【００２６】
前記処理物回収部４は、図２に示すように、上方のプレストップロール３Ａの周面に転着された処理物Ｃを掻き落すスクレーパ４Ａと、このスクレーパ４Ａによって掻き落されたケーキ状の処理物Ｃを回収ボックス４Ｂ側へ落下させるシュート４Ｃとを備えている。なお、これらのスクレーパ４Ａ、回収ボックス４Ｂ、シュート４Ｃは、プレストップロール３Ａおよびプレスボトムロール３Ｂの長さに応じた幅を有する。
【００２７】
前記洗浄部５は、洗浄水を貯溜する洗浄プール５Ａと、洗浄水を噴射するシャワーパイプ５Ｂ，５Ｃとを備えている。洗浄プール５Ａ内には前記水中ロール８が配置されており、この水中ロール８にガイドされた濾布ベルト１が洗浄プール５Ａ内の洗浄水で洗浄されるように構成されている。また、シャワーパイプ５Ｂ，５Ｃは、水中ロール８からその上方のフェルトロール９に向けて上向する濾布ベルト１の表面側および裏面側に分離して配置されており、洗浄水を濾布ベルト１の表面および裏面に噴射して濾布ベルト１を洗浄する。なお、絞り部６から滴下する水を洗浄プール５Ａ内に回収するため、洗浄プール５Ａには絞り部６の下方に延出するシュート部５Ｄが突設されている。
【００２８】
前記絞り部６を構成する一対のスクイズロール６Ａ，６Ｂは、図１に示す一対の圧力調整部１６により、洗浄された濾布ベルト１から水分を絞る程度のプレス圧力に調整されている。この圧力調整部１６は、前記圧力調整部１４と同様の揺動アーム１６Ａ、支持アーム１６Ｂおよび空気圧シリンダ装置１６Ｃで構成されているため、これらの詳しい説明は省略する。なお、スクイズロール６Ａ，６Ｂの周面は、通常、平滑面となっているが、その周面に複数の水切ガイド溝を形成してもよい。
【００２９】
ここで、第１実施形態の濾布ベルト式脱水装置においては、図５に示すように、前記プレストップロール３Ａを濾布ベルト１の移送方向に回転駆動する回転駆動部１７が設けられている。この回転駆動部１７は、前記プレスボトムロール３Ｂを回転駆動し、このプレスボトムロール３Ｂに連動して前記プレストップロール３Ａをスリップ発生時にのみ回転駆動するものであり、前記フレーム１５に支持された減速機付電動機１７Ａを単一の駆動源として備えている。
【００３０】
前記プレスボトムロール３Ｂを回転駆動する構成として、前記減速機付電動機１７Ａの回転軸には小径のモータスプロケット１７Ｂが固定され、前記プレスボトムロール３Ｂの軸端には大径の第１ボトムロールスプロケット１７Ｃが固定されている。そして、両者の間には駆動チェーン１７Ｄが巻回されている。この構成により、前記プレスボトムロール３Ｂは、減速機付電動機１７Ａにより毎分５〜５０ｍ程度の周速度で回転駆動される。
【００３１】
一方、前記プレスボトムロール３Ｂに連動して前記プレストップロール３Ａを回転駆動可能とする構成として、プレスボトムロール３Ｂの軸端には前記第１ボトムロールスプロケット１７Ｃと同心状に中径の第２ボトムロールスプロケット１７Ｅが固定され、前記プレストップロール３Ａの軸端にはトップロールギヤ１７Ｆが固定されている。また、前記支持アーム１４Ｂの上端に配置された揺動アーム１４Ａの枢止軸１７Ｇには、前記トップロールギヤ１７Ｆに噛み合う中継ギヤ１７Ｈが回転自在に支持されている。この中継ギヤ１７Ｈには、中継スプロケット１７Ｉが同心状に一体に固定されており、この中継スプロケット１７Ｉと前記第２ボトムロールスプロケット１７Ｅとの間には、伝動チェーン１７Ｊが巻回されている。すなわち、プレスボトムロール３Ｂは、第２ボトムロールスプロケット１７Ｅ、伝動チェーン１７Ｊ、中継スプロケット１７Ｉ、中継ギヤ１７Ｈおよびトップロールギヤ１７Ｆを介してプレストップロール３Ａに伝動構成されている。そして、この構成により、プレストップロール３Ａは、プレスボトムロール３Ｂの周速度より僅かに遅い周速度で濾布ベルト１の移送方向に回転駆動可能となっている。
【００３２】
ここで、前記プレストップロール３Ａをスリップ発生時にのみ回転駆動するため、前記トップロールギヤ１７Ｆは、カムクラッチ１７Ｋを介してプレストップロール３Ａの軸端に固定されている。前記カムクラッチ１７Ｋは、前記プレストップロール３Ａの軸端に嵌合して固定される内輪と、前記トップロールギヤ１７Ｆのボス部に嵌合して固定される外輪との間に特殊形状の多数のカムが配列された構造を有し、外輪に対して内輪が濾布ベルト１の移送方向に相対的に速く回転するのを許容し、内輪の回転速度が外輪の回転速度より遅くなると、カムを介して内輪と外輪とが一体に接続されるように構成されている。この構成により、プレストップロール３Ａは、通常、濾布ベルト１上の脱水された処理物Ｃを介して濾布ベルト１と摩擦接触することにより、プレスボトムロール３Ｂの周速度と同一の周速度で自由回転し、スリップ発生時には、前記トップロールギヤ１７Ｆによりプレスボトムロール３Ｂの周速度より僅かに遅い周速度で濾布ベルト１の移送方向に回転駆動されるようになっている。
【００３３】
以上のように構成された第１実施形態の濾布ベルト式脱水装置は、例えばスラッジ状の被脱水処理物Ｓを脱水処理し、含水率の低いケーキ状の処理物Ｃを回収するために使用される。この使用にあたって、回転駆動部１７の減速機付電動機１７Ａによりプレスボトムロール３Ｂが濾布ベルト１の移送方向に回転駆動されると、濾布ベルト１が図１および図２の矢印へ移送され、この濾布ベルト１に追従してプレストップロール３Ａが濾布ベルト１の移送方向に回転する。そして、被脱水処理物Ｓが供給ボックス１３を介して濾布ベルト１の上面側に順次連続的に供給され、濾布ベルト１と共に負圧脱水部２を通過して加圧脱水転着部３に移送される。
【００３４】
濾布ベルト１上の被脱水処理物Ｓが負圧脱水部２の第１サクションボックス２Ａおよび第２サクションボックス２Ｂの上方を順次通過する際、第１サクションボックス２Ａは、図４に示すように、例えば７ｋＰａ程度の吸引負圧を濾布ベルト１の下面側から被脱水処理物Ｓに作用させる。これに伴い、被脱水処理物Ｓ中の水分が濾布ベルト１に浸透する。その際、図４に示すように、濾布ベルト１の極細繊維層から成る表面層１Ａが毛細管現象により水分のみを透過させて被脱水処理物Ｓを確実に濾過する。また、中細繊維層から成る中間層１Ｃが毛細管現象により水分の透過を促進する。そして、基布層から成る裏面層１Ｂが水切れを促進する。
【００３５】
一方、第２サクションボックス２Ｂは、例えば２５ｋＰａ程度の吸引負圧を濾布ベルト１の下面側から被脱水処理物Ｓに作用させる。これに伴い、濾布ベルト１は、前記のように被脱水処理物Ｓ中の水分のみを毛細管現象を利用して効率的に透過させ、被脱水処理物Ｓを表面層１Ａで確実に濾過する。こうして濾布ベルト１は、目詰まりを生じることなく被脱水処理物Ｓを効率的に確実に初期脱水する。なお、第１サクションボックス２Ａおよび第２サクションボックス２Ｂ内に吸引された被脱水処理物Ｓ中の水分は、図２に示すドレンパイプ２Ｃを介して回収タンク２Ｄ内に回収される。
【００３６】
負圧脱水部２により初期脱水された濾布ベルト１上の被脱水処理物Ｓは、図５に示すように、加圧脱水転着部３のプレストップロール３Ａとプレスボトムロール３Ｂとの間を通過することにより加圧脱水される。その際、濾布ベルト１は、前記のように被脱水処理物Ｓ中の水分のみを毛細管現象を利用して効率的に透過させ、被脱水処理物Ｓを表面層１Ａで確実に濾過する。また、濾布ベルト１に圧接するプレスボトムロール３Ｂは、その周面に形成された図示しない複数の水切ガイド溝が濾布ベルト１を透過する水分の水切れを促進し、被脱水処理物Ｓの加圧脱水を一層促進させる。そして、被脱水処理物Ｓに圧接するプレストップロール３Ａは、周面が平滑に形成されているため、加圧脱水された処理物Ｃを確実に転着させて濾布ベルト１から剥離させる。
【００３７】
加圧脱水転着部３のプレストップロール３Ａの周面に転着した処理物Ｃは、処理物回収部４のスクレーパ４Ａによって掻き落され、シュート４Ｃを介して回収ボックス４Ｂ内に回収される。この回収されたケーキ状の処理物Ｃは、含水率の低い０．５〜２ｍｍ程度のフレーク状であり、通気性に優れているため取扱いやすい。また、含水率が低いことから、後工程としての乾燥工程および乾燥装置が不要となる。
【００３８】
加圧脱水転着部３を通過して処理物Ｃが剥離された濾布ベルト１は、その上面に新たな被脱水処理物Ｓを供給可能とするため、洗浄部５により洗浄されて絞り部６により絞られる。すなわち、洗浄部５の洗浄プール５Ａが内部の洗浄水に濾布ベルト１を浸漬させて洗浄し、シャワーパイプ５Ｂ，５Ｃが濾布ベルト１の外面および内面に洗浄水を噴射して洗浄する。そして、絞り部６のスクイズロール６Ａ，６Ｂが所定のプレス圧力を加えつつ濾布ベルト１を通過させることで、濾布ベルト１を毛細管現象の維持できる程度に絞る。
【００３９】
ここで、第１実施形態の濾布ベルト式脱水装置においては、濾布ベルト１上に供給される新たな被脱水処理物Ｓの性状が含水率の大きい性状に変化し、あるいは濾布ベルト１の移送速度が変動して遅くなると、加圧脱水転着部３を構成するプレストップロール３Ａの直前の濾布ベルト１上に被脱水処理物Ｓが滞溜することがある。そして、滞溜した被脱水処理物Ｓの含有水分によってプレストップロール３Ａの平滑な加圧周面に水分層が形成されることがある。この場合、プレストップロール３Ａは、濾布ベルト１に対する摩擦接触力が極端に低下してスリップし、回転力を失う。しかしながら、第１実施形態の濾布ベルト式脱水装置においては、プレストップロール３Ａがスリップして回転力を失うと、回転駆動部１７を構成するカムクラッチ１７Ｋの内輪が多数のカムを介して外輪と一体化され、カムクラッチ１７Ｋが接続状態となる。このため、プレストップロール３Ａは、回転駆動部１７のトップロールギヤ１７Ｆによりプレスボトムロール３Ｂの周速度より僅かに遅い周速度で濾布ベルト１の移送方向に回転駆動される。そして、このプレストップロール３Ａは、回転駆動されることによりスリップ状態から回復し、再び濾布ベルト１に追従してプレスボトムロール３Ｂと同一の周速度で回転するようになる。
【００４０】
すなわち、第１実施形態の濾布ベルト式脱水装置によれば、回転駆動部１７によってプレストップロール３Ａを確実に回転させることができ、被脱水処理物Ｓの脱水処理を確実に行うことができる。その結果、濾布ベルト１の移送速度を毎分５０ｍ程度まで上昇させて被脱水処理物Ｓの処理能力を大幅に向上させることが可能となる。また、プレストップロール３Ａはプレスボトムロール３Ｂの回転に連動して回転駆動されるため、プレストップロール３Ａ専用の電動機が不要であり、装置をコンパクトに、かつ、廉価に構成することができる。さらに、回転駆動部１７は、カムクラッチ１７Ｋによりプレストップロール３Ａをスリップ発生時にのみ回転駆動するように構成されており、スリップ発生時以外はプレストップロール３Ａを回転駆動しないため、回転駆動部１７の省エネルギー化を達成することができる。
【００４１】
加えて、第１実施形態の濾布ベルト式脱水装置は、単一の濾布ベルト１を移送可能に巻回した簡素な構造でありながら、各種のスラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物Ｓを効率的に脱水処理することができる。そして、脱水処理されたケーキ状の処理物Ｃは、含水率の低いフレーク状を呈するため、通気性がよく、また後処理の乾燥が不要となるため、取扱い易い。
【００４２】
また、第１実施形態の濾布ベルト式脱水装置においては、極細繊維層で構成された表面層１Ａと、中細繊維層で構成され中間層１Ｃと、基布層で構成された裏面層１Ｂとの３層構造のフェルト材を濾布ベルト１として使用しているため、被脱水処理物Ｓ中の細かい粒子を表面層１Ａ上に架橋させて凝集させることが可能である。
【００４３】
次に、本発明の第２実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置を説明する。第２実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置は、第１実施形態に係る回転駆動部１７の代わりに図６に示す回転駆動部１８を設けたものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。そこで、同様の構成部分については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。前記回転駆動部１８は、前記プレストップロール３Ａとプレスボトムロール３Ｂとをそれぞれ独立して回転駆動するものであり、プレストップロール３Ａを回転駆動するためのインバータ電動機１８Ａと、プレスボトムロール３Ｂを回転駆動するための減速機付電動機１８Ｂとを備えている。
【００４４】
前記インバータ電動機１８Ａは、供給される電力の周波数が可変に制御されることで回転数が連続的に変化する、所謂インバータ制御方式の交流電動機である。このインバータ電動機１８Ａは、その下方に配置される減速機１８Ｃと共に前記フレーム１５に支持されており、減速機１８Ｃの入力軸にベルト伝動機構１８Ｄを介して伝動構成されている。そして、この減速機１８Ｃの出力軸は、ユニバーサルジョイント１８Ｅを介して前記プレストップロール３Ａの軸端部に連結されている。この場合、プレストップロール３Ａを一対の空気圧シリンダ装置１４Ｃの作動により上方に揺動可能とするため、前記減速機１８Ｃは、プレストップロール３Ａに対し図６の紙面に直交する方向にオフセットして配置され、前記ユニバーサルジョイント１８Ｅは、平面視において減速機１８Ｃの出力軸とプレストップロール３Ａの軸端部との間に斜めに架設されている。
【００４５】
一方、前記減速機付電動機１８Ｂは、前記回転駆動部１７の減速機付電動機１７Ａと同様の電動機であり、前記減速機１８Ｃの下方に配置されて前記フレーム１５に支持されている。そして、この減速機付電動機１８Ｂの回転軸には小径の駆動スプロケット１８Ｆが固定され、前記プレスボトムロール３Ｂの軸端部には大径の従動スプロケット１８Ｇが固定されており、両者の間には駆動チェーン１８Ｈが巻回されている。この構成により、前記プレスボトムロール３Ｂは、減速機付電動機１８Ｂにより毎分５〜５０ｍ程度の周速度で回転駆動される。
【００４６】
第２実施形態の濾布ベルト式脱水装置においては、回転駆動部１８の減速機付電動機１８Ｂにより駆動スプロケット１８Ｆ、駆動チェーン１８Ｈ、従動スプロケット１８Ｇを介してプレスボトムロール３Ｂが濾布ベルト１の移送方向に毎分５〜５０ｍ程度の周速度で回転駆動される。一方、インバータ制御されるインバータ電動機１８Ａによりベルト伝動機構１８Ｄ、減速機１８Ｃ、ユニバーサルジョイント１８Ｅを介してプレストップロール３Ａがプレスボトムロール３Ｂと同一の周速度で濾布ベルト１の移送方向に回転駆動される。
【００４７】
すなわち、第２実施形態の濾布ベルト式脱水装置によれば、回転駆動部１８のインバータ電動機１８Ａによりプレストップロール３Ａをプレスボトムロール３Ｂと同一の周速度で確実に回転させることができ、被脱水処理物Ｓの脱水処理を確実に行うことができる。その結果、濾布ベルト１の移送速度を毎分５０ｍ程度まで上昇させて被脱水処理物Ｓの処理能力を大幅に向上させることが可能となる。また、プレストップロール３Ａがプレスボトムロール３Ｂと協働して同一の周速度で濾布ベルト１を移送するため、濾布ベルト１には移送方向に無理な力が作用せず、濾布ベルト１の耐久性を向上させることができる。
【００４８】
なお、本発明の濾布ベルト式脱水装置における回転駆動部は、プレスボトムロールに連動して同一の周速度でプレストップロールを回転駆動するように構成してもよい。例えば、前記した第１実施形態の濾布ベルト式脱水装置における回転駆動部１７の第２ボトムロールスプロケット１７Ｅからトップロールギヤ１７Ｆに至るギヤ比をプレストップロール３Ａがプレスボトムロール３Ｂと同一の周速度で回転駆動するように設定し、かつ、カムクラッチ１７Ｋを排除してトップロールギヤ１７Ｆによりプレストップロール３Ａを回転駆動するように構成してもよい。
【００４９】
また、本発明の濾布ベルト式脱水装置における回転駆動部は、前記インバータ電動機１８Ａに限らず、可変抵抗器により回転数が可変制御される電動機などによってプレストップロールをプレスボトムロールと同一の周速度で回転駆動するように構成してもよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る濾布ベルト式脱水装置では、プレスボトムロールが回転駆動されることにより、このプレスボトムロールに巻回された無端状の単一の濾布ベルトが移送方向に順次移送される。そして、回転駆動部がプレストップロールを回転駆動することにより、前記濾布ベルト上にスラリー状またはスラッジ状の被脱水処理物が供給されると、前記プレストップロールがプレスボトムロールとの間で被脱水処理物を確実に加圧して脱水し、脱水された処理物を平滑に形成された周面に確実に転着させる。すなわち、本発明の濾布ベルト式脱水装置によれば、回転駆動部によりプレストップロールを確実に回転させることができ、被脱水処理物の脱水処理を確実に行うことができる。その結果、濾布ベルトの移送速度を大幅に上昇させて被脱水処理物の脱水処理能力を大幅に向上させることが可能となる。
【００５１】
本発明の濾布ベルト式脱水装置において、前記回転駆動部が前記プレスボトムロールに連動して同一の周速度で前記プレストップロールを回転駆動するように構成されている場合、プレストップロールを回転駆動する専用の電動機などを不要とすることができる。また、プレストップロールがプレスボトムロールと協働して同一の周速度で濾布ベルトを移送するため、濾布ベルトには移送方向に無理な力が作用せず、濾布ベルトの耐久性を向上させることができる。
【００５２】
また、本発明の濾布ベルト式脱水装置において、回転数が可変制御される電動機により、前記プレスボトムロールと同一の周速度で前記プレストップロールを回転駆動するように前記回転駆動部が構成されている場合、プレストップロールがプレスボトムロールと協働して同一の周速度で濾布ベルトを移送するため、濾布ベルトには移送方向に無理な力が作用せず、濾布ベルトの耐久性を向上させることができる。
【００５３】
さらに、本発明の濾布ベルト式脱水装置において、前記回転駆動部がカムクラッチを介することにより、前記プレストップロールをスリップ発生時にのみ回転駆動するように構成されている場合、スリップ発生時以外はプレストップロールを回転駆動する必要がなく、回転駆動部の省エネルギー化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の全体構造を示す正面図である。
【図２】図１に示した濾布ベルト式脱水装置の濾布ベルトの巻回状態を模式的に示す正面図である。
【図３】図１および図２に示した濾布ベルトの層構造を示す部分斜視図である。
【図４】図１および図２に示した負圧脱水部の作用を説明する断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の回転駆動部を示す部分背面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る濾布ベルト式脱水装置の回転駆動部を示す部分側面図である。
【符号の説明】
１  ：濾布ベルト
２  ：負圧脱水部
３  ：加圧脱水転着部
３Ａ：プレストップロール
３Ｂ：プレスボトムロール
４  ：処理物回収部
５  ：洗浄部
６  ：絞り部
１４  ：圧力調整部
１６  ：圧力調整部
１７  ：回転駆動部
１７Ａ：減速機付電動機
１７Ｂ：モータスプロケット
１７Ｃ：第１ボトムロールスプロケット
１７Ｄ：駆動チェーン
１７Ｅ：第２ボトムロールスプロケット
１７Ｆ：トップロールギヤ
１７Ｇ：枢止軸
１７Ｈ：中継ギヤ
１７Ｉ：中継スプロケット
１７Ｊ：伝動チェーン
１７Ｋ：カムクラッチ
１８  ：回転駆動部
１８Ａ：インバータ電動機
１８Ｂ：減速機付電動機
１８Ｃ：減速機
１８Ｄ：ベルト伝動機構
１８Ｅ：ユニバーサルジョイント
１８Ｆ：駆動スプロケット
１８Ｇ：従動スプロケット
１８Ｈ：駆動チェーン
【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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