(57)【要約】【課題】所望の含水率の脱水ケーキを効率的に生成することに寄与する脱水機の脱水完了時検出装置を提供する。【解決手段】脱水機１の脱水開始からのろ液総量の測定により、脱水機による脱水完了時を検出する脱水機の脱水完了時検出装置１０である。そして、ろ液１２の流量を計測する超音波流量計と、目標とする脱水ケーキ含水率Ｗｋを入力値として入力するタッチパネル１８と、この入力値に基づいて演算して脱水完了までに排出されるろ液総量の理論値Ａ１を算出する演算手段１９と、ろ液総量の理論値Ａ１と実際に測定したろ液総量Ａ２とが略同一であれば、脱水完了の信号を脱水機１に送る制御手段２０とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱水機の脱水開始からのろ液総量の測定により、脱水機による脱水完了時を検出する脱水機の脱水完了時検出装置であって、
ろ液の流量を計測する流量計測手段と、
目標とする脱水ケーキ含水率を入力値として入力する入力手段と、
前記入力値に基づいて演算して脱水完了までに排出されるろ液総量の理論値を算出する演算手段と、
前記ろ液総量の理論値と前記流量計測手段により実際に測定したろ液総量とが略同一であれば、脱水完了の信号を脱水機に送る制御手段とを備えていることを特徴とする脱水機の脱水完了時検出装置。
【請求項２】
脱水機の脱水開始からのろ液総量の測定により、脱水機による脱水完了時を検出する脱水機の脱水完了時検出装置であって、
セキ板で仕切られ、脱水機から排出されたろ液が流入する流入部と、当該流入部のセキ板から溢れたろ液を排出する排出口を有する排出部とから成る容器体と、
前記容器体の流入部におけるろ液の流量を計測する流量計測手段と、
目標とする脱水ケーキ含水率を入力値として入力する入力手段と、
前記入力値に基づいて演算して脱水完了までに排出されるろ液総量の理論値を算出する演算手段と、
前記ろ液総量の理論値と前記流量計測手段により実際に測定したろ液総量とが略同一であれば、脱水完了の信号を脱水機に送る制御手段とを備えていることを特徴とする脱水機の脱水完了時検出装置。
【請求項３】
前記入力手段において、目標とする脱水ケーキ含水率の他に、原液スラリー中の固形分比重、原液スラリーの濃度及び脱水機の脱水ケーキ処理量が入力値として入力され、これらの入力値に基づいて前記演算手段で演算され、脱水完了までに排出されるろ液総量の理論値が算出されることを特徴とする請求項１又は２に記載の脱水機の脱水完了時検出装置。
【請求項４】
前記流量計測手段として、超音波流量計が用いられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の脱水機の脱水完了時検出装置。
【請求項５】
前記容器体の流入部における脱水機から排出されたろ液が流入する箇所と前記流量計測手段の計測箇所との間に、１乃至複数枚のろ液整流用の複数のスリット又は貫通孔を有する整流板が設けられていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の脱水機の脱水完了時検出装置。
【請求項６】
脱水機の脱水開始からのろ液総量の測定により、脱水機による脱水完了時を検出する脱水機の脱水完了時検出方法であって、
目標とする脱水ケーキ含水率に基づいて演算して脱水完了までに排出されるろ液総量の理論値を算出する工程と、
脱水時のろ液の流量を実際に計測する工程と、
前記ろ液総量の理論値と実際に測定したろ液総量の測定値とが略同一となったとき、脱水機の脱水完了時であると検出する工程とから成ることを特徴とする脱水機の脱水完了時検出方法。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の脱水機の脱水完了時検出装置を用い、
前記入力手段により目標とする脱水ケーキ含水率の入力値を入力し、前記演算手段により前記入力値に基づいて演算して脱水完了までに排出されるろ液総量の理論値を算出し、前記流量計測手段によりろ液流量を測定し、前記ろ液総量の理論値と流量計測手段により実際に測定したろ液総量の測定値とが略同一となったとき、前記制御手段により脱水完了の信号を脱水機に送ることを特徴とする脱水機の脱水完了時検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚泥や水中混濁物質等の原液スラリーを脱水して脱水ケーキを生成するフィルタープレス等の脱水機による脱水完了時を検出する脱水機の脱水完了時検出装置及び検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィルタープレス等の脱水機による脱水完了時を検出する装置は、図６に一例を示したように、電極式のものが一般的であった。
【０００３】
この脱水完了時検出装置１００は、図１に示したフィルタープレス等の脱水機１のろ液排出経路７中に設けられ、脱水機１による脱水当初は、脱水中のケーキから脱離するろ液ａの量が多いので、ろ液ａは、セキ板ｂをオーバーして排水口ｃより直接排出される。
【０００４】
しかし、脱水の終了が近くなると、脱水中のケーキから脱離するろ液ａの量が減少し、ろ液ａがセキ板ｂからオーバーすることが無くなるので、ろ液ａは調整バルブｄを介して排出される。ここで、調整バルブｄからのろ液ａの排出量を少なく調整し、同調整バルブｄのレベル（中間長さの電極ｅのレベル）の位置まで達したときを脱水機１の脱水完了時としている。
【０００５】
例えば特許文献１に開示された技術でも、フィルタープレスによる脱水完了を検出する装置として、やはり電極式のものが用いられている。
【特許文献１】特公平６−２２６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した従来の電極式の脱水完了時検出装置では、フィルタープレス等の脱水機により生成される脱水ケーキの含水率は、脱水ケーキ生成後、サンプル試験を行って求めなければならない。同サンプル試験では、先ず含水状態での脱水ケーキの重量を測定し、続いてその脱水ケーキを絶対乾燥状態にさせた重量を測定し、その差分が蒸発した水分量なので、ここから脱水ケーキの含水率が算出される。
【０００７】
即ち、従来技術では、脱水ケーキの含水率の確認を、脱水ケーキ生成後に、サンプル試験により行っていたので、所望の含水率の脱水ケーキを効率的に生成することが困難であった。
【０００８】
そこで、本発明は、脱水機による脱水開始からのろ液総量を測定することで、脱水完了時を検出でき、所望の含水率の脱水ケーキを効率的に生成することに寄与する、脱水機の脱水完了時検出装置及び検出方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明の脱水機の脱水完了時検出装置は、脱水機の脱水開始からのろ液総量の測定により、脱水機による脱水完了時を検出する脱水機の脱水完了時検出装置であって、ろ液の流量を計測する流量計測手段と、目標とする脱水ケーキ含水率を入力値として入力する入力手段と、前記入力値に基づいて演算して脱水完了までに排出されるろ液総量の理論値を算出する演算手段と、前記ろ液総量の理論値と前記流量計測手段により実際に測定したろ液総量とが略同一であれば、脱水完了の信号を脱水機に送る制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
具体的には、本発明の脱水機の脱水完了時検出装置は、脱水機の脱水開始からのろ液総量の測定により、脱水機による脱水完了時を検出する脱水機の脱水完了時検出装置であって、セキ板で仕切られ、脱水機から排出されたろ液が流入する流入部と、当該流入部のセキ板から溢れたろ液を排出する排出口を有する排出部とから成る容器体と、前記容器体の流入部におけるろ液の流量を計測する流量計測手段と、目標とする脱水ケーキ含水率を入力値として入力する入力手段と、前記入力値に基づいて演算して脱水完了までに排出されるろ液総量の理論値を算出する演算手段と、前記ろ液総量の理論値と前記流量計測手段により実際に測定したろ液総量とが略同一であれば、脱水完了の信号を脱水機に送る制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記入力手段において、目標とする脱水ケーキ含水率の他に、原液スラリー中の固形分比重、原液スラリーの濃度及び脱水機の脱水ケーキ処理量が入力値として入力され、これらの入力値に基づいて前記演算手段で演算され、脱水完了までに排出されるろ液総量の理論値が算出される。
【００１２】
また、流量計測手段として、超音波流量計を用いることができる。
【００１３】
また、前記容器体の流入部における脱水機から排出されたろ液が流入する箇所と前記流量計測手段の計測箇所との間に、１乃至複数枚のろ液整流用の複数のスリット又は貫通孔を有する整流板を設けてもよい。
【００１４】
さらに、本発明の脱水機の脱水完了時検出方法は、脱水機の脱水開始からのろ液総量の測定により、脱水機による脱水完了時を検出する脱水機の脱水完了時検出方法であって、目標とする脱水ケーキ含水率に基づいて演算して脱水完了までに排出されるろ液総量の理論値を算出する工程と、脱水時のろ液の流量を実際に計測する工程と、前記ろ液総量の理論値と実際に測定したろ液総量の測定値とが略同一となったとき、脱水機の脱水完了時であると検出する工程とから成ることを特徴とする。
【００１５】
具体的には、本発明の脱水機の脱水完了時検出方法は、上記した脱水機の脱水完了時検出装置を用い、前記入力手段により目標とする脱水ケーキ含水率の入力値を入力し、前記演算手段により前記入力値に基づいて演算して脱水完了までに排出されるろ液総量の理論値を算出し、前記流量計測手段によりろ液流量を測定し、前記ろ液総量の理論値と流量計測手段により実際に測定したろ液総量の測定値とが略同一となったとき、前記制御手段により脱水完了の信号を脱水機に送ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の脱水機の脱水完了時検出装置及び検出方法は、目標とする脱水ケーキ含水率をもとに算出した脱水完了までに排出されるろ液総量の理論値と実際に測定したろ液総量の測定値とが略同一となったとき、脱水機の脱水完了時であると検出する構成なので、従来技術では困難であった所望の含水率の脱水ケーキを効率的に生成することができる。
【００１７】
また、流量計測手段として超音波流量計を用いた場合は、簡易な構成とすることができる。
【００１８】
さらに、整流板を設けた場合は、その整流作用によって流量計測手段による流量の測定がより正確に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の脱水機の脱水完了時検出装置及び検出方法は、図１に例示したフィルタープレス等の脱水機１の脱水開始からのろ液総量の測定により、脱水機１による脱水完了時を検出するものである。そして、目標とする脱水ケーキ含水率をもとに算出した脱水完了までに排出されるろ液総量の理論値と実際に測定したろ液総量の測定値とが略同一となったときを、脱水機の脱水完了時であると検出することを特徴とする。
【００２０】
図１に例示した脱水機１の大概部は、一般的なフィルタープレスの構成である。
【００２１】
すなわち、この脱水機１では、先ず、枠材３ａとろ布３ｂとから成るろ布板３を複数並列してフィルタープレス本体を構成する。ここで、複数のろ布板３，・・・間には脱水ケーキ型枠用の隙間１ａ，・・・が形成されるように、枠材３ａ，・・・の外端部同士を当接させた閉じた状態に閉枠しておく。その後、これらの隙間１ａ，・・・にポンプ２から原液スラリーが供給される。そして、フィルタープレス本体を複数のろ布板３，・・・の直角方向に油圧シリンダー４で圧縮し、隙間１ａ，・・・中の原液スラリーからろ布３ｂ，・・・を通してろ液を排出させる。
【００２２】
そして、最終的には、エアブローコンプレッサー５により、脱水機１の中央に残留した残留スラリーを取り除き、ろ布板３，・・・を開枠して複数の脱水ケーキ６，・・・を生成する。
【００２３】
本発明の脱水機の脱水完了時検出装置１０は、図１に例示したフィルタープレス等の脱水機１のろ液排出経路７中に設けられる。
【００２４】
なお、脱水処理で排出されたろ液は、排水経路７の終端部からろ液排出槽８にためられる。また、コンプレッサー５により取り除かれた残留スラリーは、残留スラリー排出槽９にためられる。
【００２５】
以下、本発明の最良の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
この実施の形態の脱水機の脱水完了時検出装置１０は、図２に示したように、セキ板１１で仕切られた流入部１３と排出部１５とから成る箱型の容器体１６と、この容器体１６の流入部１３におけるろ液１２の流量を計測する流量計測手段としての超音波流量計１７と、目標とする脱水ケーキ含水率等を入力値として入力する入力手段としてのタッチパネル１８と、その入力値に基づいて演算して脱水完了までに排出されるろ液総量の理論値を算出する演算手段１９と、このろ液総量の理論値と超音波流量計１７により実際に測定したろ液総量とが略同一であれば、脱水完了の信号を脱水機１に送る制御手段２０とで主に構成されている。
【００２７】
この箱型の容器体１６は、セキ板１１で仕切られ、脱水機１の排水経路７端部の排水口７ａから排出されたろ液１２が流入する流入部１３と、この流入部１３のセキ板１１から溢れたろ液１２を排出する排出口１４を有する排出部１５とから成り、ろ液流量測定用の排水経路を形成している。
【００２８】
但し、この容器体１６の形状は、流量を計測するのに適した形状であればよく、箱型に限定されない。
【００２９】
また、このセキ板１１は、図３に示したように、四角セキ１１ａが設けられており、ろ液１２の流量が多い脱水当初でも、ろ液１２がセキ板１１の上端部１１ｂを超えることなく排出でき、超音波流量計１７での流量の測定が支障なく行える。勿論、このような四角セキ１１ａに限定されるものではなく、三角セキ等でも実施できる。
【００３０】
さらに、超音波流量計１７は、セキ板１１の流入部１３側手前の上方に設けられており、容器体１６の流入部１３におけるろ液１２の流量を計測する。
【００３１】
ここで、この超音波流量計１７は、市販のもので、センサーにて超音波パルスを発信・受信し、流入部１３のろ液の液面レベルを計測し、水路形状（ここでは箱型の容器体１６の形状）に対応した演算式により、流量の換算を行うものであり、このような超音波流量計１７を用いることによって、装置全体を簡易な構成にできる。
【００３２】
また、タッチパネル１８は、目標とする脱水ケーキ含水率、原液スラリー中の固形分比重、原液スラリーの濃度及び脱水機１の脱水ケーキ処理量の入力値を演算手段１９へ入力する機能を有する。
【００３３】
この演算手段１９は、前記入力値に基づいて演算して、脱水完了までに排出されるろ液総量の理論値を算出する演算機能を有する。
【００３４】
また、制御手段２０は、前記ろ液総量の理論値と超音波流量計１７により実際に測定したろ液総量とを比較し、両者が略同一であれば脱水完了の信号を脱水機１に送る制御機能を有する。
【００３５】
この演算手段１９と制御手段２０は、演算手段１９の演算機能と制御手段２０の制御機能を併せ持つＰＬＣ(Programmable Logic Controller)２２に組み込まれている。そして、その上面に前記タッチパネル１８が設けられている。
【００３６】
また、箱型の容器体１６の流入部１３における排出経路７の排水口７ａから排出されたろ液１２が流入する箇所と超音波流量計１７の計測箇所との間には、ろ液整流用の複数のスリット２１ａ・・・を有する整流板２１Ａ（図４（ａ）を参照）、又は貫通孔２１ｂ・・・を有する整流板２１Ｂ（図４（ｂ）を参照）が３枚設けられている。
【００３７】
図示例では、整流板２１を３枚設けたが、これに限らない。１乃至複数枚設けて実施することで、脱水機１のろ液排出経路７の排水口７ａから流入するろ液を整流させ、超音波流量計１７での流量測定をより正確なものとすることができる。
【００３８】
次に、この実施の形態の脱水機の脱水完了時検出方法について説明する。図５は、この脱水完了時検出方法のフローチャートである。
【００３９】
この脱水機の脱水完了時検出方法では、上記した本実施の形態の脱水完了時検出装置１０を用いる。
【００４０】
先ず、タッチパネル１８により目標とする脱水ケーキ含水率Ｗｋ％、原液スラリー中の固形分比重γｄ、原液スラリーの濃度Ｃｖ％、脱水機１の脱水ケーキ処理量Ｖリットル（但し、このＶは、脱水機の機種毎の処理能力によって異なる。）の入力値を、ＰＬＣ２２へ入力する（ステップＳ１）。
【００４１】
ここで、固形分比重γｄと原液スラリーの濃度Ｃｖ％は、事前に分かっていない場合は、脱水処理前に測定しておく。
【００４２】
続いて、ＰＬＣ２２の演算機能（演算手段１９）により、前記した全ての入力値を次式［数１］を用いて演算し、脱水完了までに排出されるろ液総量の理論値Ａ１を算出する（ステップＳ２）。
【００４３】
【数１】
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なお、スラリー内の泥粒子への水分吸収等を考慮して理論値Ａ１をより正確に求める場合は、脱水機１による脱水処理中に、原液スラリーの実含水率を測定し、これにより算出された補正係数αを上記［数１］の式に乗じたものを理論値Ａ１としてもよい。
【００４４】
続いて、脱水機１の排水経路７端部の排水口７ａから排出され、箱型の容器体１６の流入部１３へ流入し、３枚の整流板２１，・・で整流されたろ液１２の流量を、超音波流量計１７により測定する（ステップＳ３）。
【００４５】
そして、ＰＬＣ２２の制御機能（制御手段２０）により、脱水完了までに排出されるろ液総量の理論値Ａ１と、超音波流量計１７により実際に測定したろ液総量の測定値Ａ２とを比較し、両者が略同一（Ａ２＝Ａ１）となったとき、脱水完了の信号を脱水機１に送り、脱水機１の脱水処理を停止させる（ステップＳ４）。
【００４６】
このように構成された本実施の形態の脱水機の脱水完了時検出装置１０及び検出方法によれば、目標とする脱水ケーキ含水率をもとに算出した脱水完了までに排出されるろ液総量の理論値Ａ１と、実際に測定したろ液総量の測定値Ａ２とが略同一となったとき、脱水機１の脱水完了時であると検出する構成であるので、従来技術では困難であった所望の含水率の脱水ケーキを効率的に生成することができる。
【００４７】
以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００４８】
例えば、前記実施の形態では、フィルタープレス型の脱水機１について説明したが、これに限定されるものではなく、遠心型脱水機その他の本発明が実施できる構成の脱水機であればよい。
【００４９】
また、流量計測手段は、ろ液流量を測定できるものであればよく、超音波流量計１７に限定されない。
【００５０】
また、超音波流量計１７による計測は、常時行うことに限定されない。すなわち、超音波流量計１７により、一定間隔で、ろ液１２の瞬時流量を計測すれば、近似的な値として、実際に測定したろ液総量の測定値Ａ２が分かる。
【００５１】
さらに、脱水完了時検出装置１０の突然のフリーズ等の支障を避けるために、演算手段１９の演算機能と制御手段２０の制御機能を併せ持つＰＬＣ２２を用いたが、これに限らず、例えば、パーソナルコンピュータ等をこのＰＬＣ２２に代用して実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の最良の実施の形態の脱水機の脱水完了時検出装置を備えたフィルタープレスの一例を示した説明図である。
【図２】本発明の最良の実施の形態の脱水機の脱水完了時検出装置の概略構成を示した縦断面図である。
【図３】四角セキを設けたセキ板を示した正面図である。
【図４】（ａ）は複数のスリットを有する整流板の正面図であり、（ｂ）は複数の貫通孔を有する整流板の正面図である。
【図５】本発明の最良の実施の形態の脱水機の脱水完了時検出方法のフローチャートである。
【図６】従来のフィルタープレスの脱水完了時検出装置の概略構成を示した縦断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１      脱水機
１０    脱水完了時検出装置
１１    セキ板
１２    ろ液
１３    流入部
１４    排出口
１５    排出部
１６    容器体
１７    超音波流量計（流量計測手段）
１８    タッチパネル（入力手段）
１９    演算手段
２０    制御手段
２１    整流板
２１ａ  スリット
２１ｂ  貫通孔
【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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