(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルターブリッジを介して外周面に濾布を張設した回転ドラムをセンターパイプに軸着し、上記回転ドラムの下部を原液バットに浸漬して原液スラリーを吸引濾過し、濾液をセンターパイプに接続する濾液管によって機外に導出し、上記センターパイプに連結され且つ上記回転ドラム内周面との間に小間隙を存したバルブシュー上部の第１スリットからブローされる第１気体によって上記濾布外面に形成されたケーキ層を剥離して回収すると共に、上記バルブシュー下部の第２スリットからブローされる第２気体によって上記濾布の夾雑物を除去する回転式単室型濾過機であって、上記第１気体を供給する上記センターパイプに上記ケーキ層をリスラリー化するための第１液体を噴霧する第１液体噴霧手段を装着すると共に、上記第２気体を供給する配管に第２液体を噴霧する第２液体噴霧手段を装着したことを特徴とする回転式単室型濾過機。
【請求項２】
フィルターブリッジを介して外周面に濾布を張設した回転ドラムをセンターパイプを中心に回転させながら原液バット内の原液スラリーを濾過すると共に濾液をセンターパイプを介して機外に導出する一方、センターパイプに連通し上記回転ドラム内周面と小間隙を存するバルブシュー上部の第１スリットから第１気体をブローして濾布外面のケーキ層を剥離して回収すると共に、バルブシュー下部の第２スリットから第２気体をブローして濾布の夾雑物を除去する回転式単室型濾過機を用いた濾過方法において、上記第１気体に第１液体を噴霧して第１気液混合流体として調整した後、この第１気液混合流体を上記第１スリットからブローして上記ケーキ層をリスラリー化して剥離する一方、上記第２気体に第２液体を噴霧して第２気液混合流体として調整した後、この第２気液混合流体を上記第２スリットからブローして濾布を洗浄することを特徴とする濾過方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転式単室型濾過機及び濾過方法に関し、更に詳しくは濾布の目詰まりを防止して濾過効率を高めた回転式単室型濾過機及び濾過方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転式単室型濾過機は、濾過室が単室の回転ドラムを主体に構成されており、ドラムの開口率や濾液管の口径が大きいため濾過能力が高いこと、ケーキ全体に均一な洗浄液の流れを保つことができるため洗浄効果が高いこと、ブローバックエアーによって濾布を裏面から効率良く吹き返しを行っているため難濾過性の薄いケーキ層でも容易に剥離できること、しかも構造が簡単であるため故障が少なくメンテナンスが容易であることなどの多くの利点を有するため、一般化学工業、肥料工業、金属工業、食品工業等多くの分野で使用されている。
【０００３】
そこで、従来の回転式単室型型濾過機について図４を参照しながら説明する。この回転式単室型濾過機（以下、単に「濾過機」と称す。）は、同図に示すように、両端面が封止され周面に多数の濾液孔が形成された、可変減速機（図示せず）によって回転駆動する回転ドラム１、この回転ドラム１を回転可能に軸支するセンターパイプ２と、回転ドラム１の下方に配設された原液バット３とを備えている。上記回転ドラム１の外周面には図示しないフィルターブリッジを介して濾布（図示せず）が張設され、回転ドラム１の下部が原液バット３に満たされた原液スラリーＦ内に浸漬して濾過領域を形成し、回転ドラム１が回転する間に濾過領域で濾布表面に原液スラリーＦの固形成分からなるケーキ層が形成されると共に濾液が濾布を透過して回転ドラム１内に侵入し、上記センターパイプ２に接続する濾液管４により回転ドラム１内の濾液を図示しない真空装置によって吸引して機外へ導出する。
【０００４】
また、上記回転ドラム１内には四フッ化エチレン樹脂等の合成樹脂からなるバルブシュー５がセンターパイプ２の軸方向に沿って複数配設され、回転ドラム１の内周面に小間隙を存して摺接している。このバルブシュー５の上部と下部には細幅の第１、第２スリット（図示せず）が回転ドラム１の軸方向に沿って形成され、これらのスリットからブローガス等を噴出させて濾布を回転ドラム１の内側から洗浄してその目詰まりを防止している。そこで、本出願人が特開平１０−２１６４２０号において提案した目詰まりの防止手法について以下に説明する。
【０００５】
即ち、上記バルブシュー５の第１スリットはバルブバー６を介してセンターパイプ２と接続され、センターパイプに供給された窒素ガス等のブローガスを第１スリットからブローして濾布表面のケーキ層を剥離する。第１スリットと第２スリットの間には回転ドラム１の外側に配置した濾布洗浄用スプレイ９Ａが配設され、濾布洗浄用スプレイ９Ａから回転ドラム１の第２スリット５Ｂのやや上方に向けて洗浄液を高速噴射してケーキ層剥離後の濾布を洗浄し、濾布表面の夾雑物を洗浄、除去する。更に、バルブシュー５の下部の第２スリットはフレキシブルチューブ７を介してセンターパイプ２中の洗浄用配管（図示せず）から分岐するヘッダ配管８Ａに接続され、第２スリットから窒素ガス等のブローガスをブローし、洗浄液の高速噴射により濾布の濾過孔に詰まった夾雑物を除去して濾布の目詰まりを防止している。尚、図４において、Ｃは濾布から剥離したケーキ、９Ｂは回転ドラム１の外側に配設されたケーキ洗浄用スプレイで、このケーキ洗浄用スプレイ９Ｂで濾布に形成されたケーキ層を洗浄する。また、１０はケーキを機外へ排出するシュートである。
【０００６】
次に、上記回転式単室型濾過機を用いた従来の濾過方法について説明する。例えば回転ドラム１が図４に示すように反時計方向へ回転すると、その間に回転ドラム１の濾過領域で原液バット３内の原液スラリーＦを吸引し、濾布表面に固形成分をケーキ層として形成すると共に回転ドラム１内に濾液が溜まる。濾液は濾液管４からセンターパイプ２内を経由して図示しない真空装置により機外へ導出される。一方、ケーキ層は回転ドラム１の回転に連れて原液スラリーＦから外部へ出て徐々に脱液され、ケーキ洗浄用スプレイ９Ｂの下方を通過する間に洗浄される。回転ドラム１の回転に連れて洗浄後のケーキ層がバルブシュー５に到達すると、第１スリットからのブローガスが回転ドラム１の濾液孔及びフィルターブリッジを経由して濾布の内側から噴出してケーキ層を剥離し、シュート１０を介してケーキＣを機外へ排出する。ケーキ層が剥離された部分は濾布洗浄用スプレイ９Ａからの洗浄液によって洗浄された後第２スリットに到達し、第２スリットからのブローガスが回転ドラム１のフィルターブリッジ内の空間を経由し、フィルターブリッジの多数の孔から濾布内面へ噴出し、濾布に残存する夾雑物を除去する。しかる後、原液スラリーＦ内に到達し、次の濾過を行う。一連の濾過において、回転ドラム１の回転速度を速くすることによって濾過能力を高めることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の回転式単室型濾過機の場合には、バルブシュー５の第１スリットからのブローガス、濾布洗浄用スプレイ９Ａからの洗浄液及びバルブシュー５の第２スリットからのブローガスを用いて濾布の目詰まりを防止しているが、場合によっては比較的短時間で濾布の目詰まりを起こし、濾過効率を低下させるため、運転を停止しての濾布の洗浄回数が増えるという課題があった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、剥離したケーキをリスラリー化する場合に有効であり、如何なる場合であってもケーキ層を剥離した後の濾布の目詰まりを確実に防止し、長時間に渡って高い濾過効率を維持することができる回転式単室型濾過機及び濾過方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の回転式単室型濾過機は、フィルターブリッジを介して外周面に濾布を張設した回転ドラムをセンターパイプに軸着し、上記回転ドラムの下部を原液バットに浸漬して原液スラリーを吸引濾過し、濾液をセンターパイプに接続する濾液管によって機外に導出し、上記センターパイプに連結され且つ上記回転ドラム内周面との間に小間隙を存したバルブシュー上部の第１スリットからブローされる第１気体によって上記濾布外面に形成されたケーキ層を剥離して回収すると共に、上記バルブシュー下部の第２スリットからブローされる第２気体によって上記濾布の夾雑物を除去する回転式単室型濾過機であって、上記第１気体を供給する上記センターパイプに上記ケーキ層をリスラリー化するための第１液体を噴霧する第１液体噴霧手段を装着すると共に、上記第２気体を供給する配管に第２液体を噴霧する第２液体噴霧手段を装着したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載の濾過方法は、フィルターブリッジを介して外周面に濾布を張設した回転ドラムをセンターパイプを中心に回転させながら原液バット内の原液スラリーを濾過すると共に濾液をセンターパイプを介して機外に導出する一方、センターパイプに連通し上記回転ドラム内周面と小間隙を存するバルブシュー上部の第１スリットから第１気体をブローして濾布外面のケーキ層を剥離して回収すると共に、バルブシュー下部の第２スリットから第２気体をブローして濾布の夾雑物を除去する回転式単室型濾過機を用いた濾過方法において、上記第１気体に第１液体を噴霧して第１気液混合流体として調整した後、この第１気液混合流体を上記第１スリットからブローして上記ケーキ層をリスラリー化して剥離する一方、上記第２気体に第２液体を噴霧して第２気液混合流体として調整した後、この第２気液混合流体を上記第２スリットからブローして濾布を洗浄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３に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、図１は本発明の回転式単室型濾過機の一実施形態を示す要部断面図、図２は図１に示す第１、第２気液混合流体を調製するための機構を示す正面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線方向からの平面図である。
【００１２】
本実施形態の回転式単室型濾過機は、従来のものと同様に、回転ドラム１、センターパイプ２、原液バット３、濾液管４、バルブシュー５、バルブバー６、フレキシブルチューブ７、洗浄用導管、ヘッダ配管８Ａ、ケーキ洗浄用スプレイ９Ｂ及びケーキ排出用シュート１０を備えて構成されている。
【００１３】
上記回転ドラム１の内部には図１、図２に示すようにバルブシュー５が軸方向に沿って複数配列され、各バルブシュー５はそれぞれ回転ドラム１の内周面と小間隙を存して配置されている。また、バルブシュー５の上部には細幅の第１スリット５Ａが軸方向に沿って形成され、第１スリット５Ａにバルブバー６が連結されてセンターパイプ２に連通している。また、バルブシュー５の下部には細幅の第２スリット５Ｂが軸方向に沿って形成され、第２スリット５Ｂにフレキシブルチューブ７が連結されている。このフレキシブルチューブ７にはセンターパイプ２内に軸方向に沿って装着された洗浄用導管８から分岐するヘッダ配管８Ａに接続されている。また、回転ドラム１の外側に洗浄液用スプレイ１３が配設され、そのスプレイノズル１３Ａから回転ドラム１の第２スリット５Ｂのやや上方に向けて洗浄液を高速噴射する。
【００１４】
また、図１に示すように上記回転ドラム１の外周面には複数のフィルターブリッジ１１が周方向に全周に渡って配列され、各フィルターブリッジ１１内面と回転ドラム１外周面間に狭い空間１２がぞれぞれ形成されている。このフィルターブリッジ１１には多数の小孔（図示せず）が全面に渡って均等に分散して形成されている。また、回転ドラム１の周壁には軸方向に等間隔に並ぶ多数の濾液孔１Ａが形成され、しかも、周方向に等間隔に配列されている。そして、例えば周方向２列の濾液孔１Ａが各フィルターブリッジ１１内に配置されている。また、各フィルターブリッジ１１表面には濾布１４が張設されてフィルターブリッジ１１と一体化している。
【００１５】
更に、本実施形態では、図１〜図３に示すようにセンターパイプ２の端部の盲フランジ２Ａには第１液体噴霧スプレイ１５が第１液体噴霧手段として装着されている。第１液体噴霧スプレイ１５は、例えばノズル１５Ａと、このノズル１５Ａを先端に有する配管１５Ｂとを備え、例えば図２に示すように盲フランジ２Ａの中心よりやや外側に偏倚させた位置からセンターパイプ２の軸方向に沿って挿入されている。そして、ノズル１５Ａはブローガスの入口２Ｂよりも内方に位置している。従って、第１液体噴霧スプレイ１５から液体を噴霧すると、液体の噴霧微粒子とブローガスが混合して第１気液混合流体となってセンターパイプ２内を流れ、バルブシュー５の第１スリット５Ａからブローしてケーキ層をリスラリー化しながら回転ドラム１から剥離させる。液体はケーキ層の剥離及び濾布洗浄に必要な量だけ気液混合流体に含まれている。液体はケーキ層の物質に応じて適宜選択することができる。例えばケーキ層がイソフタル酸の場合には液体としては酢酸が用いられる。
【００１６】
また、センターパイプ２の盲フランジ２Ａの中心から軸方向に延びる洗浄用導管８にはこれと直交する方向から第２液体噴霧スプレイ１６が第２液体噴霧手段として装着されている。第２液体噴霧スプレイ１６は、例えば図３に示すようにノズル１６Ａと、このノズル１６Ａを先端に有する配管１６Ｂとを備え、洗浄用導管８の分岐管８Ｂを閉じる盲フランジ８Ｃから挿入されている。ノズル１６Ａの噴出口は洗浄用導管８のほぼ軸心に配置され、洗浄用導管８の下流に向けて液体を噴霧する。従って、バルブシュー５の第２スリット５Ｂから洗浄用媒体を供給する時には、第２液体噴霧スプレイ１６のノズル１６Ａから洗浄用導管８を流れるブローガス中に液体を噴霧すると、ブローガスと噴霧微粒子が混合して第２気液混合流体となって第２スリット５Ｂからブローする。
【００１７】
第２気液混合流体の気体と液体の容量比（気体／液体）は、例えば１００／１〜１００／２０の範囲が好ましい。液体の量が上記範囲より少ないと後述する液体のもたらす作用効果を期することができない。また、液体の量が上記範囲より多くてもその量に見合った作用効果を期することができず、洗浄用導管８内で液滴になって液体として溜まる虞がある。また、第１気液混合流体の気体と液体のは容量比（気体／液体）は、例えば第２気液混合流体の液体の数倍（２〜５倍）の液体を含有していることが好ましい。液体の量がこの範囲よりも少ないと濾布の洗浄効果が少なく、この範囲よりも多いとケーキ層の剥離が阻害される虞がある。
【００１８】
また、図１からも明らかなように、第１スリット５Ａが回転ドラム１の濾液孔１Ａから外れている時には、第２スリット５Ｂが濾液孔１Ａと一致してフィルターブリッジ１１の空間１２と連通し、第１スリット５Ａが濾液孔１Ａと一致している時には、第２スリット５Ｂが濾液孔１Ａから外れるように両スリット５Ａ、５Ｂ間の距離が調節されている。従って、第１、第２スリット５Ａ、５Ｂが同時に濾液孔１Ａに当接することはないため、少ない気液混合流体で効率良く濾布の目詰まりを防止することができる。
【００１９】
第１気液混合流体を構成する液体の噴霧微粒子はブローガスと共に第１スリット５Ａから噴出されると、極めて迅速に回転ドラム１の濾液孔１Ａを通り抜けてフィルターブリッジ１１の空間１２を充満し、引き続きフィルターブリッジ１１の小孔を通過して濾布１４に到達し、液体の噴霧粒子及びブローガスが濾布１４に付着したケーキ層をリスラリー化して回転ドラム１から剥離させることができ、しかも濾布１４を洗浄してその目詰まりを防止する役目を担っている。また、第２気液混合流体も第１気液混合流体と同様に第２スリット５Ｂから噴出され、回転ドラム１の濾液孔１Ａ、フィルターブリッジ１１の空間１２、フィルターブリッジ１１の小孔を経由して濾布１４に到達する。この際、洗浄液用スプレイ１３による高速噴霧によってケーキ層の残渣が部分的に濾布１４の目に入り込み目詰まりの原因になってもフィルターブリッジ１１の小孔を通り抜けた第２気液混合流体の液体が濾布１４に付着して目詰まりのない開口部分を瞬時に封止し、ブローガスを濾布１４で閉じ込めてガス圧を高め、目詰まり部分にも均等にガス圧が作用し、液体と共に濾布１４の夾雑物を外部へ噴出し、濾布１４の夾雑物を確実に除去し、濾布１４の目詰まりを防止し、濾布１４の濾過能力を高めることができる。
【００２０】
次に、上記回転式単室型濾過機を用いた本発明の濾過方法の一実施態様について説明する。尚、原液スラリーＦを濾過し、ケーキ層を回転ドラム１の外側から洗浄するまでの工程は従来と同様であるためその説明は省略し、ケーキ層を剥離する工程から説明する。ブローガスをセンターパイプ２内へ供給すると共にブローガスの入口２Ｂやや下流側に配置された第１液体噴霧スプレイ１５から酢酸等の液体を噴霧すると、ブローガスの入口下流側でブローガスと液体の噴霧微粒子が混合して第１気液混合流体となる。この気液混合流体はブローガスの流速でセンターパイプ２内を下流側へ流れる。この際、回転ドラム１が図１に示すように反時計方向へ回転していると、第１気液混合流体がセンターパイプ２、バルブバー６を経由してバルブシュー５の第１スリット５Ａに到達し、第１スリット５Ａから噴出し、回転ドラム１の濾液孔１Ａを通ってフィルターブリッジ１１の空間１２に充満し、フィルターブリッジ１１の小孔から濾布１４を通過してケーキ層に向けて噴出する。この際第１気液混合流体の噴霧微粒子及びブローガスでケーキ層をリスラリー化して濾布１４から剥離すると共に濾布１４を洗浄し、ケーキＣはシュート１０を介して機外へ排出される。
【００２１】
引き続き、ケーキ層が剥離された部分が洗浄液用スプレイ１３と対向する部分に到達すると、洗浄液用スプレイ１３からの噴射液によって濾布１４を洗浄し、濾布１４表面の残渣を洗浄、除去する。次いで、洗浄された部分がバルブシュー５の第２スリット５Ｂに到達すると、第２スリット５Ｂから第２気液混合流体が噴出する。即ち、洗浄用導管８内にブローガスを供給すると共に第２液体噴霧スプレイ１６のノズル１６Ａから液体を噴霧してブローガス中に混合して第２気液混合流体となる。第２気液混合流体はブローガスの流速で洗浄用導管８から回転ドラム１内のヘッダ配管８Ａ、フレキシブルチューブ７を経由して第２スリット５Ｂに到達する。この際、回転ドラム１の洗浄後の部分が第２スリット５Ｂに到達すると、第２スリット５Ｂからの第２気液混合流体が第２スリット５Ｂから噴出し、回転ドラム１の濾液孔１Ａを通ってフィルターブリッジ１１の空間１２に充満し、フィルターブリッジ１１の小孔から濾布１４に到達する。この時、濾布１４に目詰まりのない開口部分と目詰まり部分が混在していても、フィルターブリッジ１１の小孔を通り抜けた第２気液混合流体の液体の噴霧微粒子が濾布１４に付着して目詰まりのない開口部分を瞬時に封止してブローガスのガス圧を高め、ガス圧が目詰まり部分にも均等に作用し、このガス圧で液体が濾布１４の夾雑物と共に外部へ噴出し、濾布１４の夾雑物を確実に除去し、濾布１４の目詰まりを防止し、濾布１４の濾過能力の低下を防止することができる。その後、この部分が原液バット３に到達すると、濾布１４に目詰まりが殆どないため、原液スラリーＦを効率良く濾過することができる。従って、回転ドラム１が回転して原液スラリーＦを繰り返し濾過しても、濾過能力がそれほど低下せず、濾過機を長時間連続運転することができる。
【００２２】
尚、上記実施形態では、バルブシュー５の第１スリット５Ａと第２スリット５Ｂの間に洗浄液用スプレイ１３を設けたものについて説明したが、洗浄液用スプレイ１３は設けなくても良い。また、第１スリット５Ａのブローガスと第２スリット５Ｂのブローガスとは同一ガス供給源にしても良いし、別のガス供給源にしても良い。また、第１、第２液体噴霧スプレイ１５、１６から噴霧する液体は同一であっても異なっていても良い。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、如何なる場合であってもケーキ層をリスラリー化して剥離した後の濾布の目詰まりを確実に防止し、長時間に渡って高い濾過効率を維持することができる回転式単室型濾過機及び濾過方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回転式単室型濾過機の一実施形態を示す要部断面図である。
【図２】図１に示す第１、第２気液混合流体を調製するための機構を示す正面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線方向からの平面図である。
【図４】従来の回転式単室型濾過機の一例を示す軸方向に直交する断面図である。
【符号の説明】
１ 回転ドラム
２ センターパイプ
３ 原液バット
４ 濾液管
５ バルブシュー
５Ａ 第１スリット
５Ｂ 第２スリット
８ 洗浄用導管（配管）
１１ フィルターブリッジ
１４ 濾布
１５、１６ 第１、第２液体噴霧スプレイ（第１、第２液体噴霧手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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