JP2011088118A - リーフフィルタの軸シール装置と方法 - Google Patents

Abstract

【課題】異物（固形物）がシール部に入り込むのを防止し、シール部の摩耗や損傷を大幅に低減することができるリーフフィルタの軸シール装置と方法を提供する。
【解決手段】鉛直軸Ｚ−Ｚに沿って延びる中空円筒形のガイド軸２２と、ガイド軸を囲む中空円筒形のシールハウジング２４とを備える。シールハウジング２４は、ガイド軸２２の外面に沿って軸方向に間隔を隔てて位置しガイド軸の外面との間を液密にシールする複数のシール２６を有する。ガイド軸２２又はシールハウジング２４のいずれか一方が、固定部に固定され、かつその外面から内部を通して複数のシールの間まで連通するフラッシング孔２７を有する。さらに、フラッシング孔２７にベッセルの外部からフラッシング液Ｆを供給するフラッシング管２８を備え、フラッシング管２８とフラッシング孔２７を介してフラッシング液を複数のシールの間に供給し、各シールのシール面を通してフラッシング液を流出させ、シール面を洗浄する。
【選択図】図３

Description

本発明は、リーフフィルタの軸シール装置と方法に関する。

図１は、従来のリーフフィルタの模式図である。リーフフィルタとは、表面に濾過面を有する円板状のフィルタエレメント１（フィルタリーフ又はフィルターディスクと呼ぶ）を用い、タンク内を原液で満たしてフィルタエレメント１の表面に原液中の固形物をケーキ層２として形成し、ケーキ層２により原液３を固形物４（ケーキ）と濾液５とに分離する固液分離装置である。

リーフフィルタは、ケーキを固形物（乾燥ケーキ）として排出するタイプと、ケーキをスラリーとして排出するタイプに大別される。
リーフィルタにおいて、フィルタエレメント１の集合体、すなわち複数のフィルタエレメント１を鉛直な中空回転軸（フィルタシャフト６）に固定したものをフィルタネスト７と呼ぶ。ケーキの排出はその構造により回転、振動、掻き取り、逆洗などのさまざまな方法が取られている。図の例では、フィルタネスト７の回転駆動装置８を備えており、固液分離が完了した後、フィルタネスト７を高速回転させてケーキ層２を遠心力でフィルタエレメント１の外側に移動し、ベッセル９の下方に設けられたホッパ９ａから排出して、１回の固液分離を終了するようになっている。
上述したリーフフィルタは、薬品や化学物質の分離に従来から広く用いられており、例えば特許文献１に開示されている。

特開２００２−３６１００８号公報、「水平濾葉式加圧葉状濾過器のケーキの排出方法」

図２は、従来のリーフフィルタの下部軸シールの構造図である。
この図において、１０は濾液出口管、１１は中空ガイド軸、１２はラジアル軸受、１３はシールハウジング、１４はシール（この例ではオイルシール）である。
濾液出口管１０と中空ガイド軸１１は、ホッパ９ａに固定された固定部である。中空ガイド軸１１は濾液出口管１０の内端から上方に延び、フィルタシャフト６の下端部６ａを回転可能に支持し、フィルタシャフト６の内側から中空ガイド軸１２と濾液出口管１０を介して濾液５を外部に取出すようになっている。
また、ラジアル軸受１２、シールハウジング１３、及びシール１４は、フィルタシャフト６と共に回転する回転部である。ラジアル軸受１２はフィルタシャフト６の下端部６ａ内面に固定され、フィルタシャフト６の下端部６ａの回転を支持する。さらに、シールハウジング１３はフィルタシャフト６の下端部６ａに固定され、シール１４はシールハウジング１３の内面に固定され中空固定軸１１の外面との間をシールするようになっている。

上述したように、従来のリーフフィルタでは、固液分離が完了した後、フィルタエレメント上のケーキ層を除去するために、フィルタエレメント１を回転させ、ケーキ層２を遠心力でフィルタエレメントの外側に移動し、下方からホッパ９ａで排出している。
しかし、フィルタネスト７のフィルタシャフト６を回転可能に支持するシャフトの貫通部分は、図２に示したように、シール１４でシールされているが、異物（固形物）がシール部に入り込みシール１４（この例ではオイルシール）が摩耗しやすい問題点があった。
また、弾性体のシール部を有するほかのシール形式（リップパッキン等）も同様の問題点がある。

本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、異物（固形物）がシール部に入り込むのを防止し、シール部の摩耗や損傷を大幅に低減することができるリーフフィルタの軸シール装置と方法を提供することにある。

本発明によれば、鉛直軸に沿って延びる中空円筒形のガイド軸と、前記ガイド軸を囲む中空円筒形のシールハウジングと、を備え、
該シールハウジングは、前記ガイド軸の外面に沿って軸方向に間隔を隔てて位置し前記ガイド軸の外面との間を液密にシールする複数のシールを有し、
前記ガイド軸又はシールハウジングのいずれか一方は、固定部に固定され、かつその外面から内部を通して前記複数のシールの間まで連通するフラッシング孔を有しており、
さらに、前記フラッシング孔にベッセルの外部からフラッシング液を供給するフラッシング管を備え、
前記フラッシング管とフラッシング孔を介してフラッシング液を複数のシールの間に供給し、各シールのシール面を通してフラッシング液を流出させ、前記シール面を洗浄する、ことを特徴とするリーフフィルタの軸シール装置が提供される。

本発明の実施形態によれば、前記ガイド軸は、複数のフィルタエレメントが取付けられ鉛直軸を中心に回転可能な中空のフィルタシャフトと、前記フィルタエレメントを内部に有するベッセルのいずれか一方に固定され、
前記シールハウジングは、前記フィルタシャフトとベッセルのいずれか他方に固定されている。

また本発明によれば、鉛直軸に沿って延びる中空円筒形のガイド軸と、前記ガイド軸を囲む中空円筒形のシールハウジングと、を備え、
該シールハウジングは、前記ガイド軸の外面に沿って軸方向に間隔を隔てて位置し前記ガイド軸の外面との間を液密にシールする複数のシールを有し、
前記ガイド軸又はシールハウジングのいずれか一方は、固定部に固定され、かつその外面から内部を通して前記複数のシールの間まで連通するフラッシング孔を有しており、
さらに、前記フラッシング孔にベッセルの外部からフラッシング液を供給するフラッシング管を備え、
前記フラッシング管とフラッシング孔を介してフラッシング液を複数のシールの間に供給し、各シールのシール面を通してフラッシング液を流出させ、前記シール面を洗浄する、ことを特徴とするリーフフィルタの軸シール方法が提供される。

本発明の実施形態によれば、前記ガイド軸は、複数のフィルタエレメントが取付けられ鉛直軸を中心に回転可能な中空のフィルタシャフトと、前記フィルタエレメントを内部に有するベッセルのいずれか一方に固定され、
前記シールハウジングは、前記フィルタシャフトとベッセルのいずれか他方に固定され、
前記フィルタシャフトを回転させる前、又は回転中に、前記フラッシング管を介してベッセルの外部から前記フラッシング孔までフラッシング液を圧送して前記シール面を洗浄する。

上記本発明の装置及び方法によれば、ガイド軸又はシールハウジングのいずれか一方が、固定部（例えばベッセル内部）に固定され、かつその外面から内部を通して複数のシールの間まで連通するフラッシング孔を有しており、さらに、前記フラッシング孔にフラッシング液を供給するフラッシング管を備えるので、リーフフィルタが回転せずに原液３を固形物４（ケーキ）と濾液５とに分離する分離工程中に異物がシールのシール面近傍に堆積していても、フィルタシャフトを回転させる前、又は回転中に、前記フラッシング孔を介してフラッシング液を複数のシールの間に供給し、各シールのシール面を通してフラッシング液を流出させて異物（固形物）がシール部に入り込むのを防止し、シール部の摩耗や損傷を大幅に低減することができる。
従って、シール部に噛み込む異物を除去できるので、シールの寿命を延ばすことができる。

従来のリーフフィルタの模式図である。 従来のリーフフィルタの下部軸シールの構造図である。 本発明による第１実施形態の軸シール装置を備えたリーフフィルタの部分構造図である。 図３の軸シール装置の拡大図である。 本発明による第２実施形態の軸シール装置の構造図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。

図３は、本発明による第１実施形態の軸シール装置２０を備えたリーフフィルタの部分構造図である。この図は、リーフフィルタの下部のみを示しており、この例における軸シール装置２０は、フィルタシャフト６の下端部６ａをシールする下部軸シール装置である。
以下、軸シール装置２０が下部軸シール装置である場合を説明するが、本願において、軸シール装置２０は、下部軸シール装置に限定されず、フィルタシャフト６の上端部をシールする上部軸シール装置であってもよい。

図４は、図３の軸シール装置２０の拡大図である。
図３、図４に示すように、本発明の軸シール装置２０は、鉛直軸Ｚ−Ｚに沿って延びる中空円筒形のガイド軸２２と、ガイド軸２２を囲む中空円筒形のシールハウジング２４とを備える。
また、シールハウジング２４は、ガイド軸２２の外面に沿って軸方向に間隔を隔てて位置する複数（この例で３つ）のシール２６（この例ではオイルシール）を有する。各シール２６は、ガイド軸２２の外面と、シールハウジング２４との間を液密にシールする。

この例において、ガイド軸２２は、フィルタエレメント１を内部に有するベッセル９、すなわち固定部に固定されている。すなわち濾液出口管１０とガイド軸２２は、ホッパ９ａに固定された固定部である。中空円筒形のガイド軸２２は濾液出口管１０の内端から上方に延び、フィルタシャフト６の下端部６ａを回転可能に支持し、フィルタシャフト６の内側からガイド軸２２と濾液出口管１０を介して濾液５を外部に取出すようになっている。

また、この例において、シールハウジング２４は、フィルタシャフト６の下端部６ａに固定された回転部である。すなわち、ラジアル軸受１２、シールハウジング２４、及びシール２６は、フィルタシャフト６と共に回転する回転部である。ラジアル軸受１２はフィルタシャフト６の下端部６ａ内面に固定され、フィルタシャフト６の下端部６ａの回転を支持する。さらに、シールハウジング２４はフィルタシャフト６の下端部６ａに固定され、シール２６はシールハウジング２４の内面に固定されガイド軸２２の外面との間をシールするようになっている。

本発明において、固定部に固定されているガイド軸２２は、その外面から内部を通して複数のシール２６の間まで連通するフラッシング孔２７を有している。
フラッシング孔２７のシール間の開口位置は、各シール２６のシール面を通して、できるだけ均等にフラッシング液Ｆを流出させるように設定するのがよい。
例えば、シール２６が２段の場合はその中間、３段の場合はそれぞれの間に２つ開口位置を設けるのがよい。

本発明の軸シール装置２０は、さらに、フラッシング孔２７にフラッシング液Ｆを供給するフラッシング管２８を備える。フラッシング管２８は、図示しない外部から加圧されたフラッシング液Ｆを供給する配管である。
フラッシング液Ｆは、例えば、水、洗浄水、各種の溶剤であり、原液及び濾液と混合しても悪影響がない限りで選択することができる。また、フラッシング液Ｆの供給圧力は、シール２６のシール面を通してフラッシング液Ｆを流出させることができる圧力に設定する。

上述した構成により、本発明の軸シール装置２０は、フラッシング管２８からフラッシング孔２７を介してフラッシング液Ｆを複数のシール２６の間に供給し、各シール２６のシール面を通してフラッシング液Ｆを流出させ、シール面を洗浄するようになっている。

図５は、本発明による第２実施形態の軸シール装置の構造図である。
この例において、ガイド軸２２はフィルタシャフト６の下端部６ａに固定され、シールハウジング２４は、ベッセル９のホッパ９ａに固定されている。また、フラッシング孔２７は、固定されたシールハウジング２４に固定され、かつその外面（この例では下面）から内部を通して複数のシール２６の間まで連通している。
その他の構成は、第２実施形態と同様である。

上述した構造の軸シール装置２０を用い、本発明の方法によれば、フラッシング孔２７を介してフラッシング液Ｆを複数のシール２６の間に供給し、各シールのシール面を通してフラッシング液Ｆを流出させ、シール面を洗浄する。
また、好ましくは、フィルタシャフト６を回転させる前、又は回転中に、フラッシング管２８を介してベッセル９の外部からフラッシング孔２７までフラッシング液Ｆを圧送してシール面を洗浄する。

上述した本発明の装置及び方法によれば、ガイド軸２２又はシールハウジング２４のいずれか一方が、固定部（例えばベッセル内部）に固定され、かつその外面から内部を通して複数のシール２６の間まで連通するフラッシング孔２７を有しており、さらに、フラッシング孔２７にフラッシング液Ｆを供給するフラッシング管２８を備えるので、リーフフィルタ１が回転せずに原液３を固形物４（ケーキ）と濾液５とに分離する分離工程中に異物がシール２６のシール面近傍に堆積していても、フィルタシャフト６を回転させる前、又は回転中に、フラッシング孔２７を介してフラッシング液Ｆを複数のシール２６の間に供給し、各シール２６のシール面を通してフラッシング液Ｆを流出させて異物（固形物）がシール部に入り込むのを防止し、シール部の摩耗や損傷を大幅に低減することができる。
従って、シール部に付着している異物（固形物）を洗浄液（フラッシング液Ｆ）をシールの内側から流すことで除去し、その後にリーフフィルタ１を回転させるので、異物によるシール摺動部の早期摩耗を防止でき、シールの寿命を延ばすことができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更することができることは勿論である。

１ フィルタエレメント、２ ケーキ層、３ 原液、
４ 固形物（ケーキ）、５ 濾液、６ フィルタシャフト、
７ フィルタネスト、８ 回転駆動装置、９ ベッセル、
９ａ ホッパ、１０ 濾液出口管、１１ 中空ガイド軸、
１２ ラジアル軸受、１３ シールハウジング、
１４ シール、
２０ 軸シール装置、２２ ガイド軸、
２４ シールハウジング、２６ シール、
２７ フラッシング孔、２８ フラッシング管

Claims (4)

1. 鉛直軸に沿って延びる中空円筒形のガイド軸と、前記ガイド軸を囲む中空円筒形のシールハウジングと、を備え、
   該シールハウジングは、前記ガイド軸の外面に沿って軸方向に間隔を隔てて位置し前記ガイド軸の外面との間を液密にシールする複数のシールを有し、
   前記ガイド軸又はシールハウジングのいずれか一方は、固定部に固定され、かつその外面から内部を通して前記複数のシールの間まで連通するフラッシング孔を有しており、
   さらに、前記フラッシング孔にベッセルの外部からフラッシング液を供給するフラッシング管を備え、
   前記フラッシング管とフラッシング孔を介してフラッシング液を複数のシールの間に供給し、各シールのシール面を通してフラッシング液を流出させ、前記シール面を洗浄する、ことを特徴とするリーフフィルタの軸シール装置。
2. 前記ガイド軸は、複数のフィルタエレメントが取付けられ鉛直軸を中心に回転可能な中空のフィルタシャフトと、前記フィルタエレメントを内部に有するベッセルのいずれか一方に固定され、
   前記シールハウジングは、前記フィルタシャフトとベッセルのいずれか他方に固定されている、ことを特徴とする請求項１に記載のリーフフィルタの軸シール装置。
3. 鉛直軸に沿って延びる中空円筒形のガイド軸と、前記ガイド軸を囲む中空円筒形のシールハウジングと、を備え、
   該シールハウジングは、前記ガイド軸の外面に沿って軸方向に間隔を隔てて位置し前記ガイド軸の外面との間を液密にシールする複数のシールを有し、
   前記ガイド軸又はシールハウジングのいずれか一方は、固定部に固定され、かつその外面から内部を通して前記複数のシールの間まで連通するフラッシング孔を有しており、
   さらに、前記フラッシング孔にベッセルの外部からフラッシング液を供給するフラッシング管を備え、
   前記フラッシング管とフラッシング孔を介してフラッシング液を複数のシールの間に供給し、各シールのシール面を通してフラッシング液を流出させ、前記シール面を洗浄する、ことを特徴とするリーフフィルタの軸シール方法。
4. 前記ガイド軸は、複数のフィルタエレメントが取付けられ鉛直軸を中心に回転可能な中空のフィルタシャフトと、前記フィルタエレメントを内部に有するベッセルのいずれか一方に固定され、
   前記シールハウジングは、前記フィルタシャフトとベッセルのいずれか他方に固定され、
   前記フィルタシャフトを回転させる前、又は回転中に、前記フラッシング管を介してベッセルの外部から前記フラッシング孔までフラッシング液を圧送して前記シール面を洗浄する、ことを特徴とする請求項３に記載のリーフフィルタの軸シール方法。

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