JP4522932B2 - 固液分離方法 - Google Patents

Description

本発明は、混合体から液状物質と固形物質とを分離する固液分離方法に関するものである。

この種の固液分離方法を実施するための装置としては、例えば下記特許文献１に示されるような、表面に前記混合体が供給される濾過部と、該濾過部の表面に供給された前記混合体を加圧する加圧手段と、前記濾過部の裏面側に設けられ、真空吸引装置に連結された回収手段とが備えられた構成が知られている。さらに、この文献１の前記加圧手段は、複数の貫通孔が穿設されて、これらの貫通孔の開口する表面が前記混合体に接触して加圧する加圧板を備え、該加圧板により前記混合体を加圧した状態で、前記貫通孔に圧力流体を通過させて、この圧力流体により当該混合体を加圧する構成とされている。
以上により、混合体は、前記加圧板および前記圧力流体の双方により加圧されて、該混合体から液状物質が搾り出されるのと同時に、前記回収手段により回収されることによって、混合体から液状物質と固形物質とが分離されるようになっている。
特許第３３１１４１７号公報

ところで前記従来の固液分離方法では、前記加圧手段により加圧する初期段階の混合体には液状物質が大量に含有されているため、該加圧の初期段階で、混合体が周囲に飛散したり、あるいは前記濾過部の表面に沿った方向において、前記加圧板の、前記貫通孔が開口し、かつ混合体に接触して加圧する表面（以下、「加圧領域」という）の外周縁よりも外方に押出されるおそれがあった。
このように押出等された混合体は、前記加圧領域に位置しているものよりも液状物質の残存量が多くなり、得られる固形物質の純度にばらつきが生じて、この純度を向上させることが困難であるという問題があった。また、前記押出し等により、前記加圧領域に位置している混合体の量が僅少になり、固液分離効率の低下を招くおそれもあった。

本発明は、このような背景の下になされたもので、加圧の初期段階で、前記濾過部の表面に沿った方向において、混合体が加圧領域よりも外方に押出される、あるいは飛散することを防ぐことが可能になり、得られる固形物質の純度がばらつくことを抑制し、この固形物質の純度を向上させることができるとともに、固液分離効率の向上を図ることができる固液分離方法を提供することを目的とする。

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明の固液分離方法は、固液分離装置の装置本体に回転自在に設けられた案内ロールと、案内ロールに無端状に張設された濾布と、濾布のうち、上側に位置し略水平に走行可能とされた濾過部の表面側に設けられ、該濾過部の表面に供給された混合体を加圧する加圧手段と、前記濾過部の裏面側に設けられ、真空吸引装置に連結された回収手段と、を備える固液分離装置を用い、前記濾過部の表面に供給された混合体を、回収手段により真空吸引しながら加圧手段により加圧することによって、液状物質と固形物質とに分離する固液分離方法であって、前記固液分離装置には、前記濾過部の表面に向けて進退可能に支持されるとともに、枠状若しくは環状に設けられたシール部を有するシール手段が備えられ、前記濾過部を走行させ、この濾過部の表面に供給された混合体を前記加圧手段およびシール手段に対向させてこの濾過部の走行を停止させたときに、前記濾過部の表面において加圧手段およびシール手段よりも当該濾過部の走行方向の後側に位置する部分に混合体を供給しつつ、前記真空吸引を開始し、その後、該真空吸引を継続し、かつ前記シール部を前記濾過部の表面に向けて移動させ、前記加圧手段およびシール手段に対向させられた混合体を前記シール部により囲繞してシールした状態で、前記加圧を開始することを特徴とする。

この発明によれば、前記真空吸引を開始した後、該真空吸引を継続した状態で、前記加圧を開始するので、該加圧に先立って予め、混合体が含有する液状物質の量を低減させて、この混合体を硬くしておくことが可能になる。したがって、この混合体を前記加圧手段により加圧したときに、当該混合体が周囲に飛散したり、あるいは前記濾過部の表面に沿った方向において、前記加圧手段により加圧されている領域（以下、「加圧領域」という）から外方へ押出されることを防ぐことが可能になる。これにより、前記加圧手段による加圧時に、前記加圧領域内に位置する前記混合体の量が僅少になることを抑えることが可能になり、固液分離効率の向上を図ることが可能になるばかりでなく、得られる固形物質の純度がばらつくことを抑制し、この純度を向上させることができる。
また、前記シール手段が備えられているので、前記飛散等の発生を確実に抑えることができる。
さらに、混合体を濾布により間欠的に走行させながら、その停止時に前記加圧および真空吸引して、固液分離することが可能になり、得られる固形物質の純度が向上された固液分離処理を高効率に実施することができる。

ここで、前記混合体を前記加圧手段により加圧するに際し、前記混合体に対する加圧力を経時的に徐々に上昇させてもよい。
この場合、前記加圧力を経時的に徐々に上昇させるので、この加圧時に、混合体が周囲に飛散等することを防ぐことが可能になる。特に、前記加圧の初期段階における混合体では、液状物質の含有量が多いため、前記飛散等が発生し易いにもかかわらず、該初期段階の前記加圧力を、前記加圧されて液状物質の含有量が少なくなった後段階の混合体に対する加圧力と比べて小さくすることによって、このような飛散等の発生を抑えることが可能になる。
また、前記加圧して固液分離する過程において、前記加圧力を徐々に大きくすることによって、前記飛散等を発生させることなく、混合体の含有する液状物質の量を徐々に減少させてその硬さを高めながら、その硬さに適した加圧力、つまり前記飛散等を発生させない程度の最大の加圧力を、常に若しくはその都度、前記混合体に付与することが可能になる。したがって、前記飛散等を生じさせることなく、効率的な固液分離の実施をすることができる。

また、前記加圧手段は、前記濾過部の表面に対して進退可能に支持されるとともに、複数の貫通孔が穿設されて、これらの貫通孔に圧力流体が通過させられる通気板を備え、該通気板を前記濾過部の表面に向けて移動させて、この通気板の前記貫通孔が開口する表面を前記混合体に接触させた後に、該接触を維持した状態で、前記通気板の裏面側から前記貫通孔に前記圧力流体を通過させて、この圧力流体による前記混合体の加圧を開始してもよい。

この場合、前記通気板を混合体に接触させた後に、該接触を維持した状態で、前記圧力流体による加圧を開始するので、この圧力流体による加圧時に混合体が周囲に飛散することを確実に抑制することができる。すなわち、前記圧力流体による加圧では、この圧力流体を混合体に吹き付けることにより液状物質を搾り出すので、該吹き付けにより混合体は周囲に飛散し易いが、この圧力流体による加圧の前に予め、前記通気板を混合体に接触させる、つまり混合体を通気板と濾過部の表面とにより挟み込み拘束しておくことによって、このような飛散の発生を阻止することが可能になる。前述のように、加圧の初期段階では、混合体の含有する液状物質の量が多いので、この初期段階では、特に前記飛散が発生し易いが、このような場合においても、前記飛散の発生を抑えることができる。
ここで、前記通気板を混合体に接触させることには、該通気板により混合体を加圧することが含まれるものとする。つまり、前記加圧手段は、前記通気板および前記圧力流体の双方により混合体を加圧するようにしてもよい。

さらに、前記圧力流体による加圧を停止した後に、前記通気板を得られた固形物質から離間させてもよく、この場合、前記飛散の発生を確実に抑えることができる。

さらにまた、前記混合体を加圧した後、前記通気板を得られた固形物質から離間させたときに、前記貫通孔に圧力流体を通過させてもよく、この場合、前記貫通孔の内周面を含む前記通気板に付着していた混合体等を前記圧力流体により除去することが可能になり、次の混合体を加圧して固液分離するときに、前の混合体等が当該次の混合体に付着して混入されることを回避することが可能になる。したがって、固液分離により得られる固形物質の純度が、固液分離処理ごとでばらつくことを抑制することができる。なお、この圧力流体を貫通孔に通過させるには、通気板の表面側、および裏面側のいずれからでもよい。

なお、前記シール部を進退駆動する駆動手段と、前記通気板を進退駆動する駆動手段とを各々独立して設けることにより、シール部と通気板とが各々独立して駆動可能とされた場合には、前記濾過部の表面に向けたシール部の前進駆動力や、前記通気板による混合体に対する加圧力等を、例えば混合体の性状等に応じて適宜変更することが可能になり、前記加圧手段による混合体の加圧時に、この混合体が前記外方へ押出される、あるいは飛散することを、混合体の種類を問わず防ぐことができる。これにより、様々な種類の混合体を圧搾・通気ろ過する際にも、混合体を飛散させることなく安定したろ過を行うことが可能になり、固液分離効率の向上を図ることができるとともに、この固液分離装置の取り扱い性の向上を図ることが可能になる。

また、前記シール部として、その形態は特に限定されるものではないが、例えば枠状若しくは環状に設けられるとともに、その開口面が全周に亙って前記濾過部の表面、または該表面に供給された前記混合体に押圧されて密接可能となるように支持されたシール材を採用することもできる。あるいは、前記シール部の周方向における少なくとも一部が、前記濾過部の表面に供給された前記混合体をその厚さ方向に突き刺す壁部とされ、前記濾過部の表面に供給された前記混合体を、前記壁部により突き刺した状態で当該シール部により囲繞する構成を採用することもできる。さらに、前記壁部のみで前記シール部を構成するようにしてもよい。

固液分離効率の向上を図ることが可能になるばかりでなく、得られる固形物質の純度がばらつくことを抑制し、この固形物質の純度を向上させることができる。

以下、図１から図４に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
本実施形態の固液分離装置１０では、表面に混合体が供給される濾過部１１ａと、枠状若しくは環状のシール部を有するシール手段１２と、濾過部１１ａの表面に供給された混合体を加圧する加圧手段１３と、濾過部１１ａの裏面側に設けられ、図示されない真空吸引装置に連結された回収手段１４とが備えられている。本実施形態の前記シール部は、後述するシール材１２ａのみにより構成されている。

本実施形態の濾過部１１ａは、装置本体１０ａに略水平に走行可能に設けられた濾布１１の一部により構成されている。すなわち、濾布１１は、図４に示すように、装置本体１０ａに回転自在に設けられた多数の案内ロール１５に無端状に張設されていて、装置本体１０ａの上側に水平に張設された部分（以下、「水平部分」という）１１ａが前記濾過部を構成している（以下、前記水平部分１１ａを「濾過部１１ａ」という）。

回収手段１４は、濾過部１１ａの裏面側に、当該濾過部１１ａの走行方向Ｆに沿って複数（図示の例では４個）設けられるとともに、図示されない真空吸引装置に連結された箱形状の真空トレイＡ１〜Ａ４により構成されている。また、前記混合体は液状物質中に固形物質を含むいわゆるスラリーＳとされている。

複数の真空トレイＡ１〜Ａ４の上面はそれぞれ、図１および図２に示すように、濾過部１１ａの走行方向Ｆから見てその断面の中央部が水平部１４ｂとされ、該水平部１４ｂの両端部に外方へ向けて斜め上方に立上がる傾斜部１４ｃが連設された略Ｖ字状とされている。ここで、濾過部１１ａは、真空トレイＡ１〜Ａ４の上面に配置されることにより、該濾過部１１ａも、真空トレイＡ１〜Ａ４の上面に沿うように前記略Ｖ字状とされている。なお、真空トレイＡ１〜Ａ４の上面のうち、前記水平部１４ｂ、および前記傾斜部１４ｃの水平部１４ｂ側には、複数の貫通孔が形成されており、該貫通孔を介して、濾過部１１ａの表面に供給されたスラリーＳに真空吸引力が作用し、かつ、スラリーＳからの液状物質が真空トレイＡ１〜Ａ４の内部に流入されるようになっている。

複数の真空トレイＡ１〜Ａ４は、それぞれ独立して、図示されない制御弁と濾液槽とに連結されており、各濾液槽は、図示されない真空ポンプおよび濾液ポンプに連結されている。そして、各真空トレイＡ１〜Ａ４は、独立して所要の真空圧および大気開放操作を行い得るようになっている。また、各真空トレイＡ１〜Ａ４上の濾布１１、つまり濾過部１１ａはそれぞれ、ケーキ形成区画、第１、第２洗浄区画、脱水区画に区分されている。

濾過部１１ａの上方には、移動フレーム１０ｂに支持されたスラリー供給装置１６および第１、第２洗浄装置１７ａ、１７ｂが、互いに連結された状態で、濾過部１１ａの走行方向Ｆに沿って往復移動自在に設けられている。また、スラリー供給装置１６は、前記ケーキ形成区画にスラリーＳを供給するとともに、各洗浄装置１７ａ、１７ｂは、前記第１、第２洗浄区画に、それぞれ、第２洗浄濾液（第２洗浄区画を透過した回収液）および新鮮な洗浄液（例えば水道水）を供給するようになっている。

また、装置本体１０ａの下部には、図４に示すように、支持部材１９が取り付けられており、この支持部材１９上に走行台車１８が濾過部１１ａの走行方向Ｆに沿って走行自在に配置されている。この走行台車１８には、真空トレイＡ１〜Ａ４の下方に位置する濾布１１をその厚さ方向から狭持する図示されない挟持シリンダが設けられている。
さらに、装置本体１０ａの下部には、軸線が前記走行方向Ｆに延在するように移動シリンダ２０が垂設されており、この移動シリンダ２０の一端部（走行方向Ｆの後端部）２０ａが走行台車１８に連結されている。

以上により、前記狭持シリンダが、真空トレイＡ１〜Ａ４の下方に位置する濾布１１を狭持した状態で、移動シリンダ２０の前記一端側２０ａが前記走行方向Ｆの反対方向へ向けて移動されると、走行台車１８、および真空トレイＡ１〜Ａ４の下方に位置する濾布１１が前記走行方向Ｆと反対側へ向けて走行させられるとともに、濾過部１１ａが前記走行方向Ｆに向けて走行されるようになっている。
なお、移動シリンダ２０の他端部（前記走行方向Ｆの前端部）２０ｂには、洗浄パイプ２１が連結されており、この洗浄パイプ２１の先端（前記走行方向Ｆの前端部）に、得られた固形物質を剥離した後の濾布１１を洗浄する洗浄ノズル２２が、洗浄水の飛散防止用の覆い２３に囲まれて設けられている。

そして、本実施形態の固液分離装置１０には、濾過部１１ａの上方において、第２洗浄液供給手段１７ｂよりも前記走行方向Ｆの前方側（図示の例では、前記走行方向Ｆにおける前端に位置する真空トレイＡ４の配設位置）に、前記加圧手段１３およびシール手段１２が配設されている。なお、加圧手段１３およびシール手段１２は、濾過部１１ａの走行方向Ｆにおける同一位置に配置されており、濾過部１１ａの表面における同一のスラリーＳに対して同時に作用させることができるようになっている。

加圧手段１３は、図１から図３に示すように、平面視矩形状の本体部１３ａと、濾過部１１ａの表面に対向する本体部１３ａの下面側に配設された平板状の通気板１３ｂと、本体部１３ａおよび通気板１３ｂを濾過部１１ａの表面に向けて進退可能に支持する加圧手段駆動部１３ｃと、本体部１３ａに圧力流体を供給する図示されない圧力流体供給手段とが備えられている。

本体部１３ａの前記下面には、図２に示すように、濾過部１１ａの表面に対して開口する開口部１３ｅ、１３ｆが設けられている。本実施形態の開口部１３ｅ、１３ｆは複数設けられ、濾過部１１ａの表面における幅方向中央部に開口する主開口部１３ｅと、濾過部１１ａの表面における幅方向両端部に開口する副開口部１３ｆ、１３ｆとが備えられている。これらの開口部１３ｅ、１３ｆの内部は、圧力流体供給孔１３ｈを介して前記圧力流体供給手段と連通されて、圧力流体が供給可能とされている。なお、本実施形態では、圧力流体としてエアを採用した。

また、本体部１３ａの上面には加圧手段駆動部１３ｃが連結されており、この駆動部１３ｃを駆動することによって、本体部１３ａが通気板１３ｂごと濾過部１１ａの表面に対して進退移動できるようになっている。

通気板１３ｂは、本体部１３ａの下面に開口部１３ｅ、１３ｆを閉塞するように取り付けられている。この通気板１３ｂには、厚さ方向に貫通する貫通孔１３ｇが複数穿設されており、これにより、前記開口部１３ｅ、１３ｆに圧力流体供給孔１３ｈを介して供給された圧力流体が、貫通孔１３ｇを通過して、濾過部１１ａの表面に供給されたスラリーＳに接触し、該スラリーＳを加圧できるようになっている。

シール手段１２は、図１から図３に示すように、枠状のシール材１２ａと、該シール材１２ａの上面に接着されたバックアッププレート１２ｂと、バックアッププレート１２ｂの上面に連結されて、バックアッププレート１２ｂをシール材１２ａごと濾過部１１ａの表面に対して進退可能に支持するシリンダ装置等のシール部駆動手段１２ｃとを備え、シール材１２ａの開口面をその全周に亙って、真空トレイＡ４の前記傾斜部１４ｃと対応する部分に位置する濾過部１１ａの表面、および該表面に供給されたスラリーＳに押圧されて密接させることができるようになっている。
なお、シール部駆動手段１２ｃは、加圧手段駆動部１３ｃとは異なる別の構成要素により構成され、シール材１２ａは、通気板１３ｂとは独立して、真空トレイＡ４の前記傾斜部１４ｃと対応する部分に位置する濾過部１１ａの表面、および該表面に供給されたスラリーＳを押圧できるようになっている。

また、シール手段１２は、加圧手段１３の本体部１３ａの外周縁部に備えられ、シール材１２ａは、その下面側が本体部１３ａの下面から突出するように配設され、バックアッププレート１２ｂは、本体部１３ａの内側に配設され、シール部駆動手段１２ｃは本体部１３ａの上面に配設された構成とされている。

バックアッププレート１２ｂは、図１に示すように、シール材１２ａの上面の略全域を覆うように配設されるとともに、その周方向で複数に分割された構成とされている。すなわち、バックアッププレート１２ｂは、シール材１２ａのうち、真空トレイＡ４の前記傾斜部１４ｃと対応する部分に位置する濾過部１１ａの表面を押圧する部分と、該表面に供給されたスラリーＳを押圧する部分とで分割された構成とされている。

シール部駆動手段１２ｃは、複数に分割されたバックアッププレート１２ｂに対応して複数備えられ、当該分割されたバックアッププレート１２ｂが各別に、複数のシール部駆動手段１２ｃにより濾過部１１ａの表面に対して互いに独立して進退されるようになっている。これにより、一体的に形成されたシール材１２ａが、真空トレイＡ４の前記傾斜部１４ｃと対応する部分に位置する濾過部１１ａの表面を押圧する部分と、該表面に供給されたスラリーＳを押圧する部分とで、その密接力を異ならせて、これらの密接状態がシール材１２ａの全周に亙って均一にできるようになっている。本実施形態のシール材１２ａは、例えば発泡ゴム、単泡スポンジ若しくはウレタンにより形成されており、真空トレイＡ４の前記傾斜部１４ｃと対応する部分に位置する濾過部１１ａの表面、および該表面に供給されたスラリーＳに押圧して密接したときに弾性変形するようになっている。

ここで、シール手段１２および加圧手段１３の平面視において、シール材１２ａの内周縁形状は、加圧手段１３の通気板１３ｂの外周縁形状と略同一の形状とされて、これらの内周縁と外周縁との間に略隙間がない状態とされている。すなわち、本実施形態の通気板１３ｂおよびシール材１２ａは、通気板１３ｂの外周縁の一部がシール材１２ａの内周縁に食い込むようにして配設された構成とされている。

また、シール材１２ａは前記前進移動された際、図２に示すように、その下面のうち、濾過部１１ａの幅方向における外周縁側が、真空トレイＡ４の前記傾斜部１４ｃの上面に濾布１１を介して密接し、濾過部１１ａの幅方向における内周縁側が、スラリーＳの当該幅方向の外周縁部に密接するようになっている。また、シール材１２ａの下面のうち、前記走行方向Ｆにおける両端部は、図３に示すように、スラリーＳに密接するようになっている。

次に、以上のように構成された固液分離装置１０によりスラリーＳから液状物質と固形物質とに分離する方法について説明する。
まず、各真空トレイＡ１〜Ａ４への真空吸引を休止した後、前記挟持シリンダにより、真空トレイＡ１〜Ａ４の下方に位置する濾布１１を挟み込んだ状態で、移動シリンダ２０の前記一端部２０ａを前記走行方向Ｆと反対方向に向けて所定距離だけ移動させる。これにより、真空トレイＡ１〜Ａ４の下方に位置する濾布１１は、前記走行方向Ｆの反対側へ向けて移動され、濾過部１１ａが前記走行方向Ｆに向けて所定距離だけ移動させられる。

次に、各真空トレイＡ１〜Ａ４の真空吸引を開始する。この際、スラリー供給装置１６によって真空トレイＡ１の上面のケーキ形成区画にスラリーＳが均一に供給されるとともに、第１、第２洗浄装置１７ａ、１７ｂによって真空トレイＡ２、Ａ３の上面の第１、第２洗浄区画にそれぞれ第２洗浄濾液および新鮮な洗浄液が万遍なく散布されて、該第１、第２洗浄区画に形成されたケーキ状のスラリーＳの洗浄が行なわれる一方、洗浄ノズル２２によって濾布１１に洗浄水が供給されて濾布１１の洗浄が行なわれる。また、真空トレイＡ４の上面の脱水区画においては、洗浄後のスラリーＳを真空吸引することにより、脱水乾燥が行なわれる。

以上により、前記挟持シリンダおよび移動シリンダ２０によって、濾過部１１ａを走行方向Ｆに所定距離ずつ間欠移動するとともに、濾過部１１ａの表面にスラリー供給装置１６によってスラリーＳを供給してこれを真空吸引することによりケーキ状のスラリーＳとした後に、このスラリーＳに、第１、第２洗浄装置１７ａ、１７ｂによって、第２洗浄濾液および洗浄液を供給して真空吸引することによりこれを洗浄し、さらにこのスラリーＳを真空吸引することにより脱水乾燥を行い、図示されないスクレーパによって濾布１１から固形物質を剥ぎ取って回収する。

ここで、本実施形態では、前記走行方向Ｆにおける最先端部に位置する真空トレイＡ４（前記脱水区画）において、前記第２洗浄濾液および洗浄液の供給されたスラリーＳを、濾布１１の走行を停止させた状態で、まず真空トレイＡ４による真空吸引を開始する。そして、この真空吸引を継続した状態で、加圧手段１３の加圧手段駆動部１３ｃを濾過部１１ａの表面に向けて前進駆動し、本体部１３ｃを通気板１３ｂごと当該濾過部１１ａの表面に向けて、通気板１３ｂの下面がスラリーＳと接触するまで前進移動させる。

この際、シール手段１２のシール部駆動手段１２ｃを濾過部１１ａの表面に向けて前進駆動し、バックアッププレート１２ｂを介してシール材１２ａを当該濾過部１１ａの表面に向けて前進移動させ、シール材１２ａの下面を、真空トレイＡ４の前記傾斜部１４ｃと対応する部分に位置する濾過部１１ａの表面、および該表面に供給されたスラリーＳを押圧して密接させる。このとき、シール材１２ａはその厚さ方向に弾性変形される。
以上により、シール材１２ａの下面が、前記濾過部１１ａの表面、および該表面に供給されたスラリーＳに押圧して密接するのと略同時に、通気板１３ｂの下面がシール材１２ａに囲繞されてシールされたスラリーＳに接触する。

そして、シール材１２ａによるスラリーＳの前記囲繞、通気板１３ｂの下面による前記接触、および真空トレイＡ４による真空吸引を維持した状態で、前記圧力流体供給手段を作動させて、本体部１３ａに形成された圧力流体供給孔１３ｈを介して圧力流体を前記開口部１３ｅ、１３ｆに供給し始める。これにより、本体部１３ａの前記開口部１３ｅ、１３ｆの内部は、通気板１３ｂおよびスラリーＳにより閉塞されて、その内圧が上昇することとなる。そして、通気板１３ｂに穿設された貫通孔１３ｇを介して、当該上昇した内圧、および開口部１３ｅ、１３ｆに供給された前記圧力流体がスラリーＳに作用することとなる。

以上により、シール材１２ａの開口面内側で通気板１３ｂの下面に接触して位置するスラリーＳは、真空トレイＡ４により濾過部１１ａの下面側から真空吸引された状態で、前記開口部１３ｅ、１３ｆ内に供給された圧力流体により加圧されることによって、このスラリーＳが固形物質と液状物質とに分離される。
ここで、本実施形態では、前記圧力流体により加圧する過程において、スラリーＳに対する加圧力を経時的に徐々に上昇させる。例えば、加圧時間の経過に伴って、連続的若しくは段階的に前記加圧力を上昇させる。

以上より、固液分離が終了すると、まず前記圧力流体の供給を停止させ、その後、通気板１３ｂを後退移動させて、得られた固形物質の表面から離間させる。そして、通気板１３ｂの下面と当該固形物質とが非接触となったときに、圧力流体供給孔１３ｈを介して圧力流体を前記開口部１３ｅ、１３ｆに供給することによって、この圧力流体を通気板１３ｂの上面側から吹き掛ける。この圧力流体は、前記貫通孔１３ｇを通過することによって、通気板１３ｂの下面側にも吹き掛けられ、これにより、通気板１３ｂに付着していたスラリーＳ等が除去される。なお、この際の圧力流体の流量は、スラリーＳを前記加圧するときの流量と同等としてもよい。また、シール材１２ａは、前記圧力流体の供給を停止させた後に後退移動させ、真空トレイＡ４の前記傾斜部１４ｃと対応する部分に位置する濾過部１１ａの表面、および該表面上の得られた固形物質から離間させる。

以上説明したように本実施形態による固液分離方法によれば、前記真空吸引を開始した後、該真空吸引を継続した状態で、前記加圧を開始するので、該加圧に先立って予め、スラリーＳが含有する液状物質の量を低減させて、このスラリーＳを硬くしておくことが可能になる。したがって、このスラリーＳを加圧手段１３により加圧したときに、当該スラリーＳが周囲に飛散したり、あるいは濾過部１１ａの表面に沿った方向において、加圧手段１３により加圧されている領域（以下、「加圧領域」という）から外方へ押出されることを防ぐことが可能になる。これにより、加圧手段１３による加圧時に、前記加圧領域内に位置するスラリーＳの量が僅少になることを抑えることが可能になり、固液分離効率の向上を図ることが可能になるばかりでなく、得られる固形物質の純度がばらつくことを抑制し、この純度を向上させることができる。

また、加圧手段１３によるスラリーＳに対する加圧力を経時的に徐々に上昇させるので、この加圧時に、スラリーＳが前記飛散等されることを防ぐことが可能になる。特に、加圧手段１３により加圧する初期段階におけるスラリーＳでは、液状物質の含有量が多いため、前記飛散等が発生し易いにもかかわらず、該初期段階の前記加圧力を、前記加圧されて液状物質の含有量が少なくなった後段階のスラリーＳに対する加圧力と比べて小さくすることによって、このような飛散等の発生を抑えることが可能になる。
さらに、前記加圧して固液分離する過程において、前記加圧力を徐々に大きくすることによって、前記飛散等を発生させることなく、スラリーＳの含有する液状物質の量を徐々に減少させてその硬さを高めながら、その硬さに適した加圧力、つまり前記飛散等を発生させない程度の最大の加圧力を、常に若しくはその都度、スラリーＳに付与することが可能になる。したがって、前記飛散等を生じさせることなく、効率的な固液分離の実施をすることができる。

また、通気板１３ｂをスラリーＳに接触させた後に、該接触を維持した状態で、前記圧力流体による加圧を開始するので、この圧力流体による加圧時にスラリーＳが周囲に飛散することを確実に抑制することができる。すなわち、前記圧力流体による加圧では、この圧力流体をスラリーＳに吹き付けることにより液状物質を搾り出すので、該吹き付けによりスラリーＳは周囲に飛散し易いが、圧力流体による加圧の前に予め、通気板１３ｂをスラリーＳに接触させる、つまりスラリーＳを通気板１３ｂと濾過部１１ａの表面とにより挟み込み拘束しておくことによって、このような飛散の発生を阻止することが可能になる。前述のように、加圧の初期段階では、スラリーＳの含有する液状物質の量が多いので特に前記飛散が発生し易いが、この初期段階においても、前記飛散の発生を抑えることができる。

さらに、前記圧力流体による加圧を停止した後に、通気板１３ｂを後退移動させ、得られた固形物質から離間させるので、前記飛散の発生を確実に抑えることができる。
さらにまた、通気板１３ｂを前記離間させたときに、前記貫通孔１３ｇに圧力流体を通過させるので、前記貫通孔１３ｇの内周面を含む通気板１３ｂに付着していたスラリーＳ等を前記圧力流体により除去することが可能になり、次のスラリーＳを加圧して固液分離するときに、前のスラリーＳ等が当該次のスラリーＳに付着して混入されることを回避することが可能になる。したがって、固液分離により得られる固形物質の純度が、固液分離の処理ごとでばらつくことを抑制することができる。

また、本実施形態では、シール手段１２が備えられ、シール材１２ａによりスラリーＳを囲繞してシールした状態で、該囲繞されたスラリーＳを前記真空吸引しながら前記加圧して、液状物質を固形物質から分離するので、前記飛散等の発生を確実に抑えることができる。
さらに、前記圧力流体による加圧を停止した後に、シール材１２ａを後退移動させ、このシール材１２ａによる前記囲繞を解除するので、前記加圧の過程において、シール材１２ａによりスラリーＳを囲繞し続けることが可能になり、前記飛散等の発生をさらに確実に抑えることができる。

また、シール材１２ａは前記弾性変形する材質により形成されているので、シール材１２ａを、濾過部１１ａの表面、および該表面に供給されたスラリーＳに弾性変形させて密接させた状態で、シール材１２ａの開口面内側に位置するスラリーＳを加圧して固液分離することが可能になり、該加圧時に、このスラリーＳがシール材１２ａの開口面内側から前記外側へ押出等されることを確実に抑制することが可能になり、固液分離効率の向上および固形物質の純度のばらつきをさらに抑制することができる。

なお、シール材１２ａが、バックアッププレート１２ｂを介して、シール部駆動手段１２ｃにより前記進退移動可能に支持されているので、シール材１２ａが前記材質により形成され、高い柔軟性を具備するにもかかわらず、このシール材１２ａをシール部駆動手段１２ｃにより容易かつ確実に進退移動させることが可能になる。

さらに、シール材１２ａは、その周方向に複数に分割された領域で互いに独立して、濾過部１１ａの表面、および該表面に供給されたスラリーＳに対して押圧可能とされているので、シール材１２ａの周方向位置ごと、すなわち本実施形態では、真空トレイＡ４の前記傾斜部１４ｃと対応する部分に位置する濾過部１１ａの表面を押圧する部分と、該表面に供給されたスラリーＳを押圧する部分とで、その密接力を異ならせることが可能になる。例えば、前記スラリーＳを押圧する部分における押圧力を、前記濾過部１１ａの表面を押圧する部分における押圧力よりも小さくすることが可能になる。これにより、シール材１２ａの全周に亙って前記密接の状態を均一にすることが可能になり、スラリーＳがシール材１２ａの開口面内側から前記外方へ押出等されることを確実に抑制することができる。

さらにまた、濾過部１１ａの表面は、装置本体１０ａに略水平に走行可能に設けられた濾布１１により構成され、回収手段１４は濾布１１の下に当該濾布１１の走行方向Ｆに複数設けられるとともに、図示されない真空吸引装置に連結された真空トレイＡ１〜Ａ４により構成され（以下、「水平式真空濾過機の構成」という）、濾過部１１ａの表面の走行を停止させた状態で、前記真空吸引を開始した後に、該真空吸引を継続しつつ加圧手段１３による加圧を開始するので、スラリーＳを濾布１１により間欠的に走行させながら、その停止時に前記加圧および真空吸引して固液分離することが可能になり、得られる固形物質の純度が向上された固液分離処理を高効率に実施することができる。

また、シール部駆動手段１２ｃは、加圧手段駆動部１３ｃとは異なる別の構成要素により構成され、シール材１２ａは、通気板１３ｂとは独立して、真空トレイＡ４の前記傾斜部１４ｃと対応する部分に位置する濾過部１１ａの表面、および該表面に供給されたスラリーＳを押圧できるようになっているので、例えば濾過部１１ａの表面に供給されるスラリーＳの性状等に応じて、通気板１３ｂおよびシール材１２ａの、濾過部１１ａの表面に向けた前記押圧の荷重を適宜変更することが可能になる。これにより、加圧手段１３によるスラリーＳの加圧時に、このスラリーＳが前記外方へ押出される、あるいは飛散することを、スラリーＳの種類を問わず防ぐことができる。これにより、様々な種類のスラリーＳを圧搾・通気ろ過する際にも、スラリーＳを飛散させることなく安定したろ過を行うことが可能になり、固液分離効率の向上を図ることができるとともに、この固液分離装置１０の取り扱い性の向上を図ることが可能になる。

次に、本発明に係る第２実施形態について図５に従い説明するが、前記第１実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
このシール手段４０は、シール手段１２のシリンダ装置等からなるシール部駆動手段１２ｃに代えて、ダイヤフラムからなるシール部駆動手段４１を備えた構成とされている。すなわち、加圧手段１３の本体部１３ａに形成された圧力流体供給孔４２に圧力流体が供給され、該圧力流体がシール部駆動手段４１内に供給されたときに、該シール部駆動手段４１が弾性的に膨張変形し、該変形によってシール材１２ａが濾過部１１ａの表面側へ向けて前進移動され、真空トレイＡ４の前記傾斜部１４ｃと対応する部分に位置する濾過部１１ａの表面、および該表面に供給されたスラリーＳを押圧できるようになっている。

本実施形態では、シール部駆動手段４１が複数備えられ、これらのシール部駆動手段４１の個数に応じて本体部１３ａに複数の圧力流体供給孔４２が形成されており、個々の圧力流体供給孔４２からそれぞれのシール部駆動手段４１の内部に互いに独立して圧力流体が供給可能とされている。これにより、シール材１２ａにおいて、濾過部１１ａの表面を押圧する部分と、濾過部１１ａの表面に供給されたスラリーＳを押圧する部分とで、その押圧力を異ならせることができるようになっている。

本実施形態においても、前記第１実施形態と同様の固液分離方法を実施することが可能になり、前記第１実施形態と略同様の作用効果を奏することができる。特に、前記第１実施形態のシール手段１２と比べて、シール手段４０の構成要素の数を削減することが可能になり、取り扱い性の向上を図ることが可能になるとともに、装置の高コスト化を抑制することができる。

次に、本発明に係る第３実施形態について図６に従い説明するが、前記第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。
本実施形態のシール手段３０は、第１実施形態のシール材１２ａおよびバックアッププレート１２ｂに代えて、ダイヤフラムにより形成されたシール材３１が備えられるとともに、加圧手段１３の本体部１３ａに、シール材３１の内部と、図示されない圧力流体供給手段とを連結する圧力流体供給孔３２が配設された構成とされている。そして、該圧力流体供給孔３２を介してシール材３１の内部に圧力流体が供給されることにより、該シール材３１が膨張変形し、これにより、シール材３１の下面が、濾過部１１ａの表面に弾性変形した状態で密接するようになっている。
本実施形態においても、前記第１実施形態と同様の固液分離方法を実施することが可能になり、前記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができるばかりでなく、前記第２実施形態と比べて、シール手段３０のさらなる構成要素の削減を図ることが可能になる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、シール手段１２のシール部として、シール材１２ａのみからなる構成を示したが、これに代えて、図７に示すように、前記シール部の周方向における少なくとも一部が、濾過部１１ａの表面に供給されたスラリーＳをその厚さ方向に突き刺す壁部１２ｄとされ、このスラリーＳを、壁部１２ｄにより突き刺した状態で当該シール部により囲繞する構成とすることもできる。この場合、前記シール部をその全周に亙ってシール材１２ａにより構成するとともに、該シール部の前記走行方向Ｆにおける両端部を、前記壁部１２ｄおよびシール材１２ａの双方により構成するようにしてもよい。さらに、図８に示すように、前記壁部１２ｄのみで前記シール部を構成するようにしてもよい。

また、前記実施形態では、圧力流体として、エアを採用した構成を示したが、例えば水や洗浄液等といった液体を採用してもよい。また、通気板１３ｂを有さない固液分離装置１０を採用してもよい。
さらに、通気板１３ｂを、濾過部１１ａの表面に供給されたスラリーＳを加圧する加圧板として用いてもよい。例えば、加圧手段駆動部１３ｃを濾過部１１ａの表面に対して前進駆動したときに、通気板１３ｂの下面により濾過部１１ａの表面のスラリーＳを加圧するようにして、この通気板１３ｂによる加圧を維持した状態で、前記圧力流体によりスラリーＳを加圧するようにしてもよい。あるいは、前記圧力流体を用いずに、通気板１３ｂのみによりスラリーＳを加圧するようにしてもよい。

加圧手段１３によりスラリーＳを加圧する態様として、前記圧力流体および通気板１３ｂのいずれか一方のみによるものと、前記圧力流体および通気板１３ｂの双方によるものとの３つを示したが、これらの各態様において、前記加圧時に、シール手段１２、４０、３０によりスラリーＳを囲繞しなくてもよい。

また、図６で示したシール手段３０に代えて、シール材３１をその周方向で複数に分割した構成を採用してもよい。言い換えると、図５で示したシール手段４０において、シール材１２ａを取り除き、ダイヤフラムにより形成された複数のシール部駆動手段４１をシール材として用いるようにしてもよい。そして、この場合、複数のシール材（シール部駆動手段４１）の内部に圧力流体供給孔４２を介して各別に圧力流体が供給されて、各シール材が膨張変形したときに、それらの下面が、真空トレイＡ４の前記傾斜部１４ｃと対応する部分に位置する濾過部１１ａの表面、および該表面に供給されたスラリーＳに密接するとともに、その周方向で隣り合うシール部駆動手段４１の周端部同士が弾性変形した状態で密接するようにするのが望ましい。

さらに、図１から図３に示す前記第１実施形態、図５に示す第２実施形態、図７に示す第４実施形態、および図８に示す第５実施形態において、シール部（シール材１２ａ、壁部１２ｄ）を濾過部１１ａの表面に向けて進退移動させるシール部駆動手段１２ｃ、４１を、前記本体部１３ａおよび通気板１３ｂを濾過部１１ａの表面に向けて進退可能に支持する加圧手段駆動部１３ｃとは別の構成要素により構成したが、これに代えて、前記シール部を加圧手段駆動部１３ｃにより濾過部１１ａの表面に向けて進退移動させるようにしてもよい。すなわち、前記第１、第２、第４および第５実施形態において、シール部駆動手段１２ｃ、４１、およびバックアッププレート１２ｂを有しない固液分離装置を採用してもよい。このような構成においても、前記シール部は、加圧手段駆動部１３ｃにより本体部１３ａおよび通気板１３ｂとともに、濾過部１１ａの表面に向けて進退移動されることとなり、濾過部１１ａの表面に供給されたスラリーＳを加圧手段１３により加圧する際に、このスラリーＳを前記シール部により囲繞することが可能になる。

また、前記各実施形態では、固液分離装置１０として、前記水平式真空濾過機の構成を示したが、これに代えて、表面が固定され、走行可能に支持されていない濾過部１１ａと加圧手段１３と前記真空吸引装置に連結された回収手段１４とを有する構成を採用してもよい。さらに、前記各実施形態では、回収手段１４として、真空トレイＡ１〜Ａ４を示したが、この構成に限られるものではない。

加圧時に、混合体が、前記濾過部の表面に沿った方向において、加圧領域よりも外方に押出される、あるいは飛散することを防ぐことが可能になり、得られる固形物質の純度がばらつくことを抑制し、この固形物質の純度を向上させることができる。

本発明の第１実施形態として示した固液分離装置の要部概略図である。 図１の固液分離装置において、濾布の走行方向から見た断面平面図である。 図１の固液分離装置において、濾布の走行方向と直交する方向から見た断面平面図である。 本発明の一実施形態として示した固液分離装置の全体概略図である。 本発明の第２実施形態として示した固液分離装置の要部概略図である。 本発明の第３実施形態として示した固液分離装置の要部概略図である。 本発明の第４実施形態として示した固液分離装置において、濾布の走行方向と直交する方向から見た断面平面図である。 本発明の第５実施形態として示した固液分離装置の要部概略図であって、（ａ）濾布の走行方向から見た断面平面図、（ｂ）濾布の走行方向と直交する方向から見た断面平面図である。

符号の説明

１０ 固液分離装置
１０ａ 装置本体
１１ 濾布
１１ａ 濾過部
１２ シール手段
１２ａ シール材（シール部）
１３ 加圧手段
１３ｂ 通気板
１３ｇ 貫通孔
１４ 回収手段
Ａ１〜Ａ４ 真空トレイ
Ｆ 走行方向
Ｓ スラリー（混合体）

Claims (5)

1. 固液分離装置の装置本体に回転自在に設けられた案内ロールと、
   案内ロールに無端状に張設された濾布と、
   濾布のうち、上側に位置し略水平に走行可能とされた濾過部の表面側に設けられ、該濾過部の表面に供給された混合体を加圧する加圧手段と、
   前記濾過部の裏面側に設けられ、真空吸引装置に連結された回収手段と、を備える固液分離装置を用い、
   前記濾過部の表面に供給された混合体を、回収手段により真空吸引しながら加圧手段により加圧することによって、液状物質と固形物質とに分離する固液分離方法であって、
   前記固液分離装置には、前記濾過部の表面に向けて進退可能に支持されるとともに、枠状若しくは環状に設けられたシール部を有するシール手段が備えられ、
   前記濾過部を走行させ、この濾過部の表面に供給された混合体を前記加圧手段およびシール手段に対向させてこの濾過部の走行を停止させたときに、
   前記濾過部の表面において加圧手段およびシール手段よりも当該濾過部の走行方向の後側に位置する部分に混合体を供給しつつ、前記真空吸引を開始し、その後、該真空吸引を継続し、かつ前記シール部を前記濾過部の表面に向けて移動させ、前記加圧手段およびシール手段に対向させられた混合体を前記シール部により囲繞してシールした状態で、前記加圧を開始することを特徴とする固液分離方法。
2. 請求項１記載の固液分離方法において、
   前記混合体を前記加圧手段により加圧するに際し、前記混合体に対する加圧力を経時的に徐々に上昇させることを特徴とする固液分離方法。
3. 請求項１または２記載の固液分離方法において、
   前記加圧手段は、前記濾過部の表面に対して進退可能に支持されるとともに、複数の貫通孔が穿設されて、これらの貫通孔に圧力流体が通過させられる通気板を備え、
   該通気板を前記濾過部の表面に向けて移動させて、この通気板の前記貫通孔が開口する表面を前記混合体に接触させた後に、該接触を維持した状態で、前記通気板の裏面側から前記貫通孔に前記圧力流体を通過させて、この圧力流体による前記混合体の加圧を開始することを特徴とする固液分離方法。
4. 請求項３記載の固液分離方法において、
   前記圧力流体による加圧を停止した後に、前記通気板を得られた固形物質から離間させることを特徴とする固液分離方法。
5. 請求項３または４に記載の固液分離方法において、
   前記混合体を加圧した後、前記通気板を得られた固形物質から離間させたときに、前記貫通孔に圧力流体を通過させることを特徴とする固液分離方法。

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