JP2009106940A - 遠心分離機 - Google Patents
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Abstract
【課題】ドラム内にケーキ掻取装置を設けなくても、ドラムからのケーキの剥離を行うことができる遠心分離機を提供する。
【解決手段】円錐面状内周面A1を周壁部の内周に有して円錐面状内周面の大径の端部側に開口部を有するドラム40と、ドラムの周壁部の内周に形成されたケーキブロックCとドラムの周壁部の内周の円錐面状内周面との間に隙間を形成するように、ケーキブロック全体をドラム40の開口部側に変位させるケーキブロック移動機構とを設け、ケーキブロックCの外周面とドラム40の円錐面状内周面A1との間に隙間を形成した状態で、ドラムの回転速度を上昇させることによりケーキブロックの径を遠心力により拡大してケーキブロックCに亀裂を生じさせ、その後ドラム40を減速することによりケーキブロックCを崩壊させてその破片をドラムから剥離することができる。
【選択図】図1
【解決手段】円錐面状内周面A1を周壁部の内周に有して円錐面状内周面の大径の端部側に開口部を有するドラム40と、ドラムの周壁部の内周に形成されたケーキブロックCとドラムの周壁部の内周の円錐面状内周面との間に隙間を形成するように、ケーキブロック全体をドラム40の開口部側に変位させるケーキブロック移動機構とを設け、ケーキブロックCの外周面とドラム40の円錐面状内周面A1との間に隙間を形成した状態で、ドラムの回転速度を上昇させることによりケーキブロックの径を遠心力により拡大してケーキブロックCに亀裂を生じさせ、その後ドラム40を減速することによりケーキブロックCを崩壊させてその破片をドラムから剥離することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、周壁部に透過孔を有するドラムを回転させて、該ドラム内で原液を液分とケーキ分とに分離する遠心分離機に関するものである。
特許文献1に示されているように、遠心分離機は、周壁部に透過孔を有するドラム(バスケット)と、ドラムを回転駆動する回転駆動装置とを備えていて、回転しているドラム内に供給された原液を遠心力により液分とケーキ分(固形物、結晶)とに分離する固液分離過程を行う。固液分離過程では、ドラムの内周に配置されたフィルタを通して脱液が行われ、ドラムの内周(フィルタの内周)にケーキが堆積していく。ドラムの内周に所定の厚さのケーキブロックが形成されるまで、ドラム内への給液と、脱液とを繰り返し、ドラム内周のケーキ層の厚みが所定値に達したところで固液分離過程を終了する。ドラムを高速回転させて脱液を行った後、ドラムの内周に形成されたケーキブロックを洗浄液により洗浄する洗浄過程と、洗浄液を除去するために脱液する過程とを行い、ドラムの内周に洗浄されたケーキブロックを得る。
このようにしてドラム内にケーキブロックを形成した後、ケーキをドラム外に排出するためにケーキブロックをドラムから剥離する過程を行い、次いで必要に応じてドラム内でケーキを乾燥する過程を行った後、吸引パイプを用いたり、排出シュートを用いたりしてドラム内のケーキを外部に排出する。
上記のように、遠心分離機においては、固液分離過程を行った後、ドラム内に形成されたケーキブロックをドラムから剥離する過程を行う必要があるため、従来の遠心分離機では、掻取刃を備えたケーキ掻取装置をドラム内に配置して、掻取刃でケーキブロックからケーキを削り取ることにより、ケーキをドラムから剥離するようにしていた。
上記のように、従来の遠心分離機においては、ドラム内にケーキ掻取装置を配置していたため、ドラム内に配置される機械部品が多くなり、ドラム内の構成が複雑になるのを避けられなかった。ドラム内に多くの機械部品が配置されていると、1ロットの処理が終了した後、遠心分離機の各部を洗浄する際に、多くの手間がかかるため、好ましくない。特にケーキに異物が混入することが許されない食品や薬品の分野で用いる遠心分離機では、各部の洗浄を念入りに行うことが要求されるため、ドラム内の構成はできるだけ簡素にしておくことが好ましい。
また固液分離過程を行って、ドラム内にケーキを形成した後、同じドラム内で該ケーキを乾燥する過程を行う場合には、ケーキが乾燥して粉体となった際に、ケーキの容積が乾燥前の2倍程度に増加するため、ドラム内にケーキ掻取装置のような大形の機器が配置されていると、1度に処理できる原液の量が制限され、好ましくない。
ドラム内でケーキを乾燥する過程を行う場合には、ケーキの粉塵がドラム内で舞い上がるため、ドラムの開口部は、蓋により密閉するかまたは密閉に近い状態にすることが好ましいが、ケーキ掻取装置をドラム内に挿入する場合には、ドラムの開口部を開口させておく必要があるため、ドラムの開口部を密閉したままでケーキの乾燥過程を行うことはできない。
そこで、例えば特許文献2に示されているように、ドラムの内周に残留するケーキをドラムから離脱させるために、ドラムの外周に圧縮空気を吹き付ける手段を設けて、この圧縮空気によりドラムの内周に付着したケーキをドラムから剥離させるようにしたものが提案された。
特開2005−21852号公報
特開平4−227865号公報
特許文献2に記載された遠心分離機によれば、ドラム内にケーキ掻取装置を配置する必要がないため、ドラム内の構成の簡素化を図ることができる。
しかしながら、原液を液分とケーキ分とに分離する処理を行う遠心分離機においては、ドラムの内周に、細かい目を有する金網、多孔板、布などからなるフィルタが必ず配置されるため、ドラムの外周に圧縮空気を吹き付けるだけでドラム内周のケーキを剥離させることは困難であり、特許文献2に示された構成だけでは、ケーキの剥離、破砕を確実に行わせることが困難である。特に、生成されたケーキに含まれている液分が少なく、ドラムの内周でケーキが堅く固まってケーキブロックの形態になっている場合には、ドラムの外周に圧縮空気を吹き付ける方法でケーキブロックを破砕してドラムから剥離させることは不可能に近い。
本発明の目的は、ドラム内にケーキ掻取装置を配置することなく、ドラムの内周に形成されたケーキブロックを破砕してドラムから剥離させることを可能にしてドラム内部の構成の簡素化を図ることができるようにした遠心分離機を提供することにある。
本発明の目的は、ドラム内でケーキを乾燥する過程を行う際に、ドラムの開口部を閉じた状態にして、ケーキの粉塵を外部に漏らすことなくケーキの乾燥過程を行うことができるようにした遠心分離機を提供することにある。
本発明は、遠心力により原液を液分とケーキ分とに分離する遠心分離機に係わるものである。
本発明に係わる遠心分離機においては、円錐面状内周面を周壁部の内周に有して円錐面状内周面の大径の端部側に開口部が形成され、周壁部の円錐面状内周面が形成された部分に多数の透過孔が形成されて、中心軸線を横方向に向けて配置された(横型の)ドラムと、ドラムの開口部を開閉するドラム蓋と、ドラムの周壁部の円錐面状内周面に添わせて配置されたフィルタと、ドラムを回転駆動する回転駆動装置と、ドラムの周壁部の内周に形成されたケーキブロックとドラムの周壁部の内周の円錐面状内周面との間に隙間を形成するように、ケーキブロック全体をドラムの開口部側に変位させるケーキブロック移動機構とが設けられ、ケーキブロック移動機構によりケーキブロックをドラムの開口部側に移動させて該ケーキブロックとドラムの周壁部の円錐面状内周面との間に隙間を形成した状態で、ドラムの回転速度を上昇させた際に遠心力によりケーキブロックの径が拡大させられて該ケーキブロックに亀裂が生じさせられ、該ケーキブロックに亀裂が生じさせられた状態でドラムを減速させた際にケーキブロックが崩壊してドラムから落下するように構成されている。
十分な脱液が行われたケーキブロックは、相当な堅さを有するため、円錐面状内周面を周壁部の内周に有する横型のドラムを用いて、ケーキブロックにドラムの軸線方向に沿った力を加えると、ドラム内のケーキブロック全体をドラムの開口部側に変位させて、ドラムの内周とケーキブロックとの間に隙間を形成することができる。このように、ドラムの内周とケーキブロックとの間に隙間を形成することができるようにしておくと、ドラムの回転速度を上昇させることにより、ドラムの内周とケーキブロックとの間の隙間分だけケーキブロックの径を拡大して、ケーキブロックに亀裂を生じさせることができ、その後ドラムを急減速することにより、亀裂が生じさせられたケーキブロックを自己崩壊させて、ドラムから落下させ、破砕することができる。
ケーキブロックを破砕することができれば、ドラムを回転させて、ケーキブロックの破片同士を衝突させることにより、ケーキブロックの破片を細かくしていくことができるため、ドラムからのケーキブロックの排出は容易に行うことができる。またドラムを回転させながらドラム内に熱風を吹き込むなどの乾燥を促す手段を講じることにより、ケーキを容易に乾燥することができる。このようにドラム内でケーキを乾燥させる過程を行うと、ケーキの破片が崩れて微細な粒子になり、ケーキの流動性が増すため、ドラムからのケーキの排出はいっそう容易となる。
上記のように、ドラムの内周とケーキブロックとの間に隙間を形成することができるように遠心分離機を構成しておくと、ドラムの回転を制御するだけで、ケーキブロックを崩壊、破砕して回収することができるため、ケーキ掻取装置をドラム内に配置する必要性をなくすことができ、ドラム内の構成の簡素化を図って、遠心分離機の洗浄やメンテナンスを容易にすることができる。
本発明においては、ドラムとして円錐面状内周面を有するものを用いるので、ドラムの開口部を開いて、ドラムを回転させることにより、破砕されたケーキをドラムの内周の傾斜面に沿って容易に外部に排出することができる。
本発明に係わる遠心分離機の好ましい態様では、円錐面状内周面と該円錐面状内周面の大径側の端部に軸線方向の一端が隣接した円筒面状内周面とを周壁部の内周に有して、円筒面状内周面の軸線方向の他端側に開口部が形成されるとともに、円錐面状内周面の小径の端部側で周壁部の端末部が底壁部により閉じられ、周壁部の円錐面状内周面が形成された部分を貫通させて多数の透過孔が形成されて、中心軸線を横方向に向けて配置されたドラムと、ドラムの周壁部の円錐面状内周面に添わせて配置されたフィルタと、ドラムを回転駆動する回転駆動装置と、ドラムの軸線方向に変位し得るように設けられて円筒面状の内周面に嵌合している間ドラムの開口部を閉じ、円筒面状の内周面から外れる位置まで変位することによりドラムの開口部を開くドラム蓋と、ドラム蓋とともにドラムの軸線方向に変位するようにドラム蓋に連結されていて、ドラム内にあるときに先端がドラムの周壁部付近に配置されて、ケーキブロックの形成が完了するまでの間に少なくとも先端寄りの部分がドラム内のケーキブロック内に埋没した状態にされる棒状のケーキ保持部材と、ドラム蓋及びケーキ保持部材を同時にドラムの軸線方向に駆動するスラスト駆動装置とが設けられ、ドラムを一旦停止させるかまたは減速した状態で、スラスト駆動装置によりドラム蓋を円筒面状内周面から離脱させない範囲でケーキ保持部材を円錐面状内周面の大径側の端部側に変位させた際に、ドラム内のケーキブロック全体がドラムの開口部側に変位させられてケーキブロックの外周面とドラムの円錐面状内周面との間に隙間が形成され、ケーキブロックの外周面とドラムの内周面との間に隙間が形成された状態でドラムの回転速度が上昇させられた際に遠心力によりケーキブロックの径が拡大させられて該ケーキブロックに亀裂が生じさせられ、ケーキブロックに亀裂が生じさせられた状態でドラムが減速された際にケーキブロックが崩壊してドラムから落下させられるように構成される。
なお本発明においては、ケーキ掻取装置をドラム内に設けない代わりに、ケーキ保持部材をドラム内に設けるが、ケーキ保持部材は単なる棒状のものでよいので、ケーキ保持部材を設けたことによりドラム内の構造が、ケーキ掻取装置を設ける場合のように複雑になることはない。またケーキ保持部材は棒状の部材でよいので、その洗浄は容易に行うことができる。
本発明の他の好ましい態様では、円錐面状内周面と該円錐面状内周面の大径側の端部に軸線方向の一端が隣接した円筒面状内周面とを周壁部の内周に有して、前記円筒面状内周面の軸線方向の他端側に開口部が形成されるとともに、前記円錐面状内周面の小径の端部側で前記周壁部の端末部が底壁部により閉じられ、前記周壁部の円錐面状内周面が形成された部分を貫通させて多数の透過孔が形成されて、中心軸線を横方向に向けて配置されたドラムと、ドラムの周壁部の円筒面状内周面に添わせて配置されたフィルタと、ドラムと中心軸線を共有するように設けられてドラムの底壁部に先端が結合された主軸と、主軸の内側にスラスト自在に、かつ主軸とともに回転するように設けられたスラスト軸と、ドラム内でスラスト軸の先端に固定されてスラスト軸が主軸に対して相対的にドラムの開口方向と反対側の限界位置まで後退したときに前記ドラムの底壁部の一部に内接するように設けられた円盤状のケーキ剥離板と、ケーキ剥離板の外周部からドラムの周壁部に向けて放射状に突出するように設けられた複数のケーキ剥離部材と、ドラム内を該ドラムの軸線方向に伸びる連結部材を介してケーキ剥離板に連結されていて、スラスト軸が主軸に対して相対的にドラムの開口方向と反対側に向かって後退する過程でドラムの周壁部の円筒面状内周面に嵌合して該円筒面状内周面に嵌合している間ドラムの開口部を閉じ、スラスト軸が主軸に対して相対的に前記ドラムの開口方向に向かって前進する過程で前記ドラムの周壁部の円筒面状内周面から離脱して前記ドラムの開口部を開くように設けられたドラム蓋と、後端部が連結部材に固定されて、先端部がドラムの周壁部付近に達するように設けられた棒状のケーキ保持部材と、ドラム内に原液や洗浄液を含む流体を供給するためにドラム蓋の回転を許容する状態で該ドラム蓋の軸心部を貫通したフィードパイプと、主軸を回転駆動する回転駆動装置と、スラスト軸を主軸に対して前進及び後退させるように駆動するスラスト駆動装置とが設けられ、ドラムを一旦停止させるかまたは減速した状態で、スラスト駆動装置によりスラスト軸を前進させてドラム蓋を円筒面状内周面から離脱させない範囲でケーキ保持部材をケーキ剥離板とともにドラムの開口部側に変位させた際に、ドラム内のケーキブロック全体がドラムの開口部側に変位させられてケーキブロックの外周面とドラムの円錐面状内周面との間に隙間が形成されるように構成されていて、ケーキブロックの外周面とドラムの内周面との間に隙間が形成された状態でドラムの回転速度が上昇させられた際に遠心力によりケーキブロックの径が拡大させられて該ケーキブロックに亀裂が生じさせられ、ケーキブロックに亀裂が生じさせられた状態でドラムが減速された際にケーキブロックが崩壊してドラムから落下させられるように構成される。
上記のように、ドラム内に、少なくとも先端寄りの部分がケーキブロック内に埋没した状態にされるケーキ保持部材を設けて、このケーキ保持部材を移動させることによりケーキブロックをバスケットの開口部側に移動させることができるようにしておくと、ケーキ剥離過程においてケーキを崩壊させてドラムから剥離する過程を行うことができるだけでなく、固液分離過程を短縮するために上澄み液を排出する過程をも行うことができる。
即ち、固液分離過程でドラムの内周にケーキブロックが形成されて、該ケーキブロックの内周側に上澄み液が滞留する状態になったときに、ドラムを一旦停止させるかまたは減速した状態にして、ドラムの開口部をドラム蓋で閉じたままでケーキ保持部材をケーキブロックとともにドラムの開口部側に変位させることによりケーキブロックの外周面とドラムの円錐面状内周面との間に隙間を形成して、該隙間とドラムの周壁部の透過孔とを通して上澄み液を排出する上澄み液排出過程を行い、この上澄み液排出過程が終了した後にドラムを再度加速して固液分離過程の残りの過程(脱液過程)を行うようにすることができる。
このように上澄み液排出過程を行うと、固液分離処理に要する時間を短縮することができるため、原液をケーキ分と液分とに分離する処理を能率良く行うことができる。
本発明の他の好ましい態様では、ドラムの開口部側の端面から該ドラムの開口方向に突出した状態でドラム蓋をガイドする複数のガイド棒が取り付けられている。
本発明の更に他の好ましい態様では、ドラムの周壁部の外周に洗浄液を吹き付けるノズルがドラムの外側に配置されている。
またケーキの排出を容易にするため、ドラムの周壁部に設けられた透過孔に向けて圧縮ガスを吹き付ける高圧ガス吹きつけノズルをドラムの外側に配置しておくこともできる。
以上のように、本発明によれば、円錐面状内周面を周壁部の内周に有して円錐面状内周面の大径の端部側に開口部が形成され、周壁部の円錐面状内周面が形成された部分に多数の透過孔が形成されて、中心軸線を横方向に向けて配置されたドラムと、ドラムの開口部を開閉するドラム蓋と、ドラムの周壁部の円錐面状内周面に添わせて配置されたフィルタと、ドラムを回転駆動する回転駆動装置と、ドラムの周壁部の内周に形成されたケーキブロックとドラムの周壁部の内周の円錐面状内周面との間に隙間を形成するように、ケーキブロック全体をドラムの開口部側に変位させるケーキブロック移動機構とを設けて、ケーキブロック移動機構によりケーキブロックをドラムの開口部側に移動させて該ケーキブロックとドラムの周壁部の円錐面状内周面との間に隙間を形成した状態で、ドラムの回転速度を上昇させた際に遠心力によりケーキブロックの径を拡大して該ケーキブロックに亀裂を生じさせ、ケーキブロックに亀裂を生じさせた状態でドラムを減速させることによりケーキブロックを崩壊させてドラムから落下させることができるように構成したので、ケーキ掻取装置を省略してドラム内の構成の簡素化を図ることができ、遠心分離機の洗浄やメンテナンスを容易にすることができる。
また本発明においては、ドラム内にケーキ掻取装置を挿入しないので、ドラムからケーキを排出する過程よりも前の過程では、ドラムの開口部を閉じたままの状態とすることができる。従って、ドラムからケーキを排出するのに先立って、ドラム内でケーキを乾燥する過程を行う場合に、乾燥により微粉末化したケーキがドラム外に漏れるのを防ぐことができる。
以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図1ないし図4は本発明の好ましい実施形態の異なる動作状態を示した断面図で、図1はドラム蓋を閉じて固液分離過程を行う際の状態を示し、図2はケーキブロックを移動させるためにドラム蓋をドラムの軸線方向に移動させた状態を示している。また図3はドラムからケーキを排出するためのドラム蓋を移動させてドラムの開口部を開いた状態を示し、図4は各部を洗浄するためにドラム蓋を限界位置まで開いた状態を示している。
図1ないし図4は本発明の好ましい実施形態の異なる動作状態を示した断面図で、図1はドラム蓋を閉じて固液分離過程を行う際の状態を示し、図2はケーキブロックを移動させるためにドラム蓋をドラムの軸線方向に移動させた状態を示している。また図3はドラムからケーキを排出するためのドラム蓋を移動させてドラムの開口部を開いた状態を示し、図4は各部を洗浄するためにドラム蓋を限界位置まで開いた状態を示している。
図1ないし図4において、1は設置ベース、2は設置ベース1の上に配置されて該設置ベースにボルトなどにより固定されたベースフレームである。ベースフレーム2の上には、ベース板3が固定され、ベース板3の一端に、該ベース板3と板面が直交するように配置されたフレーム板4の下端が固定されている。フレーム板4には軸受装置5の一端が支持され、この軸受装置5の他端はベース板3に支持部材6を介して支持されている。軸受け装置5には軸受け7及び8が設けられており、これらの軸受けにより、中空の主軸9がその中心軸線を横方向(水平方向)に向けた状態で回転自在に支持されている。
主軸9の後端部にプーリ10が取り付けられ、ベース板3の上に支持されたモータ11の回転軸に取り付けられたプーリ12とプーリ10とにベルト13が巻き掛けされている。モータ11と、プーリ10及び12と、ベルト13とにより、主軸9を回転駆動する回転駆動装置14が構成されている。
主軸9の内部にはスラスト軸16がスラスト自在に配置されている。スラスト軸16は、主軸9とともに回転するように、主軸9にスプライン結合されている。スラスト軸16の軸心部には孔17が形成され、孔17の一端がスラスト軸16の後端部の端面に開口させられている。スラスト軸16の後端部にはナット18が固定され、ナット18が主軸9の内側の孔にスライド自在に嵌合されている。
ナット18には台形ネジを有するネジ棒19が螺合されて、このネジ棒19がスラスト軸16の軸心部の孔17内に挿入されている。主軸9の後端部側には、プーリ20が設けられている。プーリ20は図示しない手段により主軸9に対して相対的に回転自在に支持され、このプーリ20がネジ棒19の後端部に固定されている。またフレーム板4に一端が支持され、フレーム板3に図示しない支持手段を介して支持されたフレーム21にモータ22が取り付けられ、このモータ22の回転軸に取り付けられたプーリ23とプーリ20とにベルト24が巻き掛けされている。
図示の例では、ナット18と、ネジ棒19と、モータ22と、プーリ20及び23と、ベルト24とにより、スラスト軸16を主軸9に対して前進及び後退させるように駆動するスラスト駆動装置25が構成されている。主軸を回転駆動する回転駆動装置14とスラスト軸を駆動するスラスト駆動装置25とにより、遠心分離機駆動装置が構成され、この駆動装置の部分を覆うようにカバー26が配置されている。カバー26はフレーム板3及び4に適宜の手段により固定され、軸受け装置5の外殻に一端がネジ結合された連結棒27の他端がネジ28によりカバー26の上部に締結されている。
図示の遠心分離機駆動装置において、モータ11及び22のうち、モータ11のみを駆動したとすると、モータ11の回転により、主軸9が回転させられ、主軸9にスプライン結合されたスラスト軸16が主軸9とともに回転させられる。スラスト軸16が回転することにより、該スラスト軸とともにナット18も回転し、該ナット18に螺合されているネジ棒19も回転させられる。ネジ棒19の回転は、プーリ20とベルト24とを通してプーリ23に伝達されるため、モータ22の回転軸が回転させられる。この状態では、モータ22がモータ11の負荷となっており、モータ22の回転軸はモータ11の回転により回転させられる。このように、モータ22がモータ11により回転させられる状態では、ネジ棒19がナット18及びスラスト軸16と一緒に回転し、ネジ棒19とナット18との間には相対的な回転が生じないため、スラスト軸16はスラスト運動を行わない。
これに対し、モータ11を停止させた状態で、モータ22を駆動すると、ネジ棒19がナット18に対して相対的に回転するため、モータ22の回転方向に応じてナット18が前進または後退し、ナット18の前進及び後退に伴って、該ナットに固定されているスラスト軸16が前進または後退する。モータ11及び22が同時に駆動された時には、主軸9の回転速度とネジ棒19の回転速度との差に応じて、ネジ棒19がナット18に対して相対的に回転し、ネジ棒19のナット18に対する回転方向に応じて、スラスト軸16が前進または後退する。このときスラスト軸16の移動速度は、ネジ棒19の回転速度と主軸9の回転速度との差に比例する。
フレーム板4には、軸線を水平方向に向けた円筒状のケーシング30の一端に設けられたフランジ30aが固定され、ケーシング30の他端に固定されたフランジ板31に、前面カバー32が着脱可能に取り付けられている。前面カバー32の下部にケーキ排出用シュート33が設けられている。ケーシング30の下部には、液分を集めるための凹所を内側に有する膨出部30bが形成され、この膨出部に排液口34が設けられている。34aは排液口34に廃液パイプを接続するために廃液口43の周辺に設けられたフランジである。
主軸9の前端部は、ケーシング30内に臨む位置に達していて、該主軸の前端部に中心軸線を横方向(水平方向)に向けて配置されたドラム40が取り付けられている。本発明で用いるドラム40は、円錐面状内周面A1を内周に有する周壁部41aと、円錐面状内周面A1の小径の端部側で周壁部41aの端末部を閉じる底壁部41bと、円錐面状内周面A1の大径の端部側に位置する周壁部41aの端部から外側に突出したフランジ部41cとを一体に有するドラム本体41と、ドラム本体41の周壁部の内周の円錐面状内周面A1の大径側の端部に隣接して形成された拡大径部の内周に嵌合されて取り付けられたフィルタ押さえ部材42とからなっている。フィルタ押さえ部材42は、ドラム本体の拡大径部の内周に嵌合された円筒部42aと、円筒部42aの先端に形成されたフランジ部42bとからなり、フランジ部42bがドラム本体41のフランジ部41cにボルト(図示せず。)により締結されている。
本実施形態では、ドラム本体41の周壁部41aが、フィルタ押さえ部材42の円筒部42aとともにドラムの周壁部を構成しており、円筒部42aの内周面が、円錐面状内周面A1の大径側の端部に一端が隣接した円筒面状内周面A2(図2ないし図4参照)となっている。ドラム本体41の周壁部41aの円錐面状内周面A1が形成された部分を貫通させて多数の透過孔hが形成されている。ドラム40の底壁部でもあるドラム本体41の底壁部41bは、円錐面状内周面A1の小径の端部側に位置する周壁部41aの端部から径方向の内側に突出した環状の底板部41b1と、底板部41b1の内周部に大径側端部が接続された円錐状の傾斜壁部41b2と、傾斜壁部41b2の小径側端部を閉じる端板部41b3とからなり、端板部41b3の中心部が主軸9の先端部に連結されている。
なお本発明で用いるドラム40は、円錐面状内周面A1と該円錐面状内周面の大径側の端部に軸線方向の一端が隣接した円筒面状内周面A2とを周壁部の内周に有して、円筒面状内周面A2の軸線方向の他端側に開口部が形成されるとともに、円錐面状内周面A1の小径の端部側で周壁部の端末部が底壁部により閉じられ、周壁部の円錐面状内周面A1が形成された部分を貫通させて多数の透過孔hが形成されたものであればよく、その具体的な構成は図示の例に限定されない。
ドラム40の周壁部の円筒面状内周面に添わせた状態でフィルタ45が配置されている。フィルタ45は、金属板に微細な孔を無数に形成した多孔板からなっていて、円筒面状内周面A1に密接した状態で配置されるとともに、その小径側の端部がドラム40の底壁部の外周寄りの部分に当接され、その大径側の端部がフィルタ押さえ部材42の円筒部42bの端部に当接されている。
スラスト軸16の先端部はドラム40内に導入されて、ドラム40内に配置されたスラスト軸16の先端にケーキ剥離板46が取り付けられている。ケーキ剥離板46は、図5(A),(B)及び図6に示したように円盤状に形成されていて、スラスト軸16が主軸9に対して相対的にドラム40の先端の開口方向と反対側の限界位置まで後退したときに、ドラム40の底壁部の一部に内接するように設けられている。図示の例では、スラスト軸16が限界位置まで後退したときにケーキ剥離板46の外周寄りの部分が、底板部44b1の内周寄りの部分に内接するようになっている。
ケーキ剥離板46の外周部には、ドラム40の周壁部に向けて放射状に突出して伸びる複数のケーキ剥離部材47の一端が固定されている。図5ないし図7に示されているように、各ケーキ剥離部材47は、正三角柱状に形成された棒状の部材からなっていて、その断面の正三角形の1つの頂点(1つの稜線)がドラムの底板部41b1側に向き、1つの側面がドラム40の開口部側を向くように設けられている。ケーキ剥離部材47は、複数本設けられていればよいが、好ましい例では、ケーキ剥離部材47が、等角度間隔で6ないし12本(図示の例では8本)設けられる。
ケーキ剥離板46には、ドラム40内を該ドラムの軸線方向に伸びる複数の棒状の連結部材50を介してドラム蓋51が連結されている。連結部材50は、6ないし12本(図示の例では8本)設けられていて、それぞれの一端がケーキ剥離板46に固定され、他端がドラム蓋51に固定されている。
ドラム蓋51は、ドラムの円筒面状内周面A2に嵌合し得る円筒部51aと、円筒部51aの軸線方向の一端を閉じる円板部51bとからなっていて、円筒部51aの軸線方向の一端をドラム40の底壁部側に向けた状態で、円板部51bが、連結部材50の他端に固定されている。そして、図1に示すように、スラスト軸16を限界位置まで後退させて、ケーキ剥離板46をドラム40の底板部41b1に当接させた状態にしたときに、ドラム蓋51の円筒部51aがドラム40の円筒面状内周面A2に嵌合して、円筒部51aの軸線方向の一端が円錐面状傾斜面A1の大径側端部に隣接する位置に達するように、連結部材50の長さが設定されている。
本実施形態では、スラスト軸16と、スラスト軸駆動用モータ22とにより、ドラム蓋及びケーキ保持部材を同時にドラムの軸線方向に駆動するスラスト駆動装置が構成されている。
本実施形態ではまた、スラスト軸16と、スラスト駆動装置25と、ケーキ剥離板46と、連結部材50と、ケーキ保持部材52とにより、ドラム40の周壁部の内周に形成されたケーキブロックとドラムの周壁部の内周の円錐面状内周面A1との間に隙間を形成するように、ケーキブロック全体をドラム40の開口部側に変位させるケーキブロック移動機構が構成されている。
図示してないが、ドラム蓋51の円筒部51aの外周には、該円筒部とドラムの円筒面状内周面A2との間に介在するOリングが取りつけられていて、ドラム蓋51がドラム40の開口部を閉じた状態にあるときに、このOリングにより、ドラム蓋とドラムの円筒面状内周面A2との間のシールが図られるようになっており、これによりドラム開口部からの液漏れや、ケーキの粉末の漏れが防止されるようになっている。
各連結部材50にはまた、ドラム40の径方向に角(つの)状に伸びて先端がドラムの内周面の手前の位置に達する複数本(図示の例では2本ずつ)の棒状のケーキ保持部材52が、ドラム40の軸線方向に間隔をあけて取り付けられている。図示の例では、ケーキ保持部材52が丸棒からなっているが、三角柱状、角柱状或いは帯板状の部材によりケーキ保持部材52を構成することもできる。
ドラム蓋51は、スラスト軸16が主軸9に対して相対的にドラム40の開口方向と反対側に向かって後退する過程でドラム40の周壁部の円筒面状内周面A2に嵌合してドラムの開口部を閉じ、スラスト軸16が主軸9に対して相対的にドラム40の開口方向に向かって前進する過程で、ドラム40の周壁部の内周の円筒面状内周面A2から離脱してドラム40の開口部を開く。ドラム40の開口部は、ドラム蓋51が円筒面状内周面A2に嵌合している間閉じた状態に保たれる。
ドラム40内に原液及び洗浄液を供給したり、乾燥用の高温ガスを供給したりするため、フィードパイプ55が設けられている。フィードパイプ55の一端は前面カバー32の前面に取り付けられた管継ぎ手56を介して図示しない原液供給タンクなどの流体供給源に接続され、フィードパイプ55の他端はドラム蓋51の回転を許容する状態で該ドラム蓋51の軸心部を貫通している。ドラムの高速回転を妨げないようにするため、フィードパイプ55と該フィードパイプを貫通させる孔の内周との間には適当な隙間を形成しておく。スラスト軸16の先端側の軸心部には、該スラスト軸16が前進していったときにフィードパイプ55の先端を受け入れる穴57が形成されている。
また、ドラム40の開口部側の端面から該ドラムの開口方向に突出した状態で、ドラム蓋51をガイドする複数のガイド棒58が取り付けられている。ガイド棒58はドラム40の開口部側の端面に一端が固定された丸棒または角棒からなっていて、ドラム蓋51がドラム40の円筒状内周面A2から外れてドラム40の開口部を開いた後、更にドラムの開口方向の前方側に変位していく過程で、ドラム蓋51の外周面にスライド自在に接してドラム蓋51を支える。ガイド棒58は、ドラム蓋51の周囲に等角度間隔で6ないし12本程度設けるのが好ましい。
ケーシング30内に洗浄液を噴射するため、ケーシング30の上部に洗浄液噴射ノズル60が取り付けられ、前面カバー32内の洗浄を行うため、前面カバー32の上部及び前面にそれぞれ洗浄液噴射ノズル61及び62が取り付けられている。またスラスト軸16と主軸9との間にケーキの粉末が侵入するのを防ぐため、ドラム40の底壁部の内面とケーキ剥離板46との中央部との間に、スラスト軸16を取り囲む伸縮継ぎ手管65が取り付けられている。
本実施形態の遠心分離機において、円錐面状内周面A1の傾斜が1/10であるとする。この場合、円筒面状内周面A2の軸線方向長さを70〜80mmに設定する。またガイド棒58の長さは130〜150mmに設定し、ケーキ保持部材52はその先端がドラムの内周のフィルタ45の手前1〜3cmの位置に達するように設ける。
上記の遠心分離機を用いて原液をケーキと液分とに分離する処理を行う際には、図1に示したようにドラム蓋51をドラム40の円筒面状内周面A2に嵌合させて、ドラムの開口部を閉じた状態にし、モータ11を駆動してドラム40を高速回転させる。この状態でフィードパイプ55を通してドラム40内に原液を供給する。
ドラム40内に供給された原液は、遠心力により液分とケーキ分とに分離され、液分はフィルタ45の微細な孔とドラムの周壁部の透過孔hとを通してケーシング30内に排出される。ケーシング30内に排出された液は排液口34を通して外部に排出される。ドラム40の周壁部の内周にはケーキが堆積していく。ケーキが堆積していくと、ケーキを通して脱液が行われるようになるため、脱液速度が低下していく。ドラムの内周に所定量のケーキが堆積し、ドラム内周のケーキの層の厚さが所定値(脱液に支障を来さない厚さの範囲の最大値)に達したときにドラム内への原液の供給を停止する。ドラム内に形成されるケーキ層の厚さは、ドラム内に供給した原液の量とケーキ層の厚さとの関係を調べる実験の結果に基づいて推定することができる。従って、ドラム内への原液の供給を停止するタイミングは、フィードパイプ55を通して供給される原液の量を計測することにより管理することができる。
ドラム40内への原液の供給を停止した後、ドラム40を高速回転させた状態を維持して脱液を行い、ケーキ中に残留している液の量を減少させる。ケーキに残留している液の量が十分に少なくなった時に固液分離過程を終了する。固液分離過程を終了するタイミングは、脱液が完了してもよい時間として予め求めた時間をタイマに計測させることにより管理することができる。固液分離過程においてケーキ層の厚みが厚くなっいく過程で、ケーキ保持部材52がケーキ層中に埋没していき、ケーキ層とケーキ保持部材52との機械的結合が強くなっていく。
なお、固液分離過程において、固液の分離が進行し、ドラムの周壁部の内周にケーキブロックCが形成されると、該ケーキブロックの内周側に上澄み液が滞留した状態になり、この上澄み液をケーキブロック内を通してドラムの周壁部の透過孔から離脱させるために長い時間を要することがある。本発明に係わる遠心分離機によれば、このような状態が生じたときに、上澄み液を速やかに排出する上澄み液排出過程を行って、固液分離過程を行うのに要する時間を短縮することができる。
即ち、固液分離過程でドラム40の内周にケーキブロックCが形成されて、該ケーキブロックの内周側に上澄み液が滞留する状態になったときに、ドラムを一旦停止させるかまたは微速まで減速した状態にして、ドラムの開口部をドラム蓋で閉じたままでケーキ保持部材をケーキブロックとともにドラムの開口部側に変位させることによりケーキブロックの外周面とドラムの円錐面状内周面との間に隙間を形成して、該隙間と周壁部41aの透過孔とを通して上澄み液を排出する上澄み液排出過程を行い、この上澄み液排出過程が終了した後にドラムを再度加速して固液分離過程の残りの過程(脱液過程)を行うようにすることもできる。
固液分離過程における脱液過程が終了した後、フィードパイプ55を通して純水などの洗浄液をドラム内に供給し、ケーキ層を通して脱液を行うことによりケーキの洗浄を行う。所定の洗浄時間が経過した時にドラム内への洗浄液の供給を停止する。洗浄液を供給する時間は、先にドラム内に原液を供給した時間から推定されるケーキの量に応じて決定することができる。
ドラム内への洗浄液の供給を停止した後、ケーキの含水率が十分に小さくなるまで、ドラムを高速回転させて脱液を行う。洗浄液の脱液を行う時間を、実験結果に基づいて推定した脱液時間よりも長目に設定することにより、十分な脱液を行うことができる。
ケーキを洗浄した後、十分に脱液を行うと、ドラムの内周に所定の厚さのケーキブロックCが形成される。このとき、図7に示すように、各ケーキ保持部材52の先端寄りの部分がケーキブロックC内に埋没した状態にあり、ケーキブロックがケーキ保持部材52に機械的に結合された状態にある。
ドラムの洗浄、脱液を終了した後、ドラム内に形成されたケーキブロックをドラムから剥離するケーキ剥離過程を行う。このケーキ剥離過程では、ドラム40を一旦停止させてて、ドラム40の開口部をドラム蓋51で閉じたままの状態でケーキ保持部材52をドラム40の開口部側に所定量変位させることによりドラム40内のケーキブロックC全体をドラム40の開口部側に変位させて、図8に示すように、ケーキブロックCの外周面とドラム40の円錐面状内周面A1との間に隙間Gを形成する過程と、ドラム40の回転速度を上昇させて遠心力によりケーキブロックCの径を拡大して図9に示すように該ケーキブロックに無数の亀裂bを生じさせた後、直ちにドラム40を減速することによりケーキブロックCを崩壊させてその破片をドラム40から剥離する過程とを行う。
ケーキ剥離過程でドラム40を一旦停止させてて、ドラム40の開口部をドラム蓋51で閉じたままの状態でケーキ保持部材52をドラム40の開口部側に所定量変位させると、ケーキブロックCがケーキ保持部材52に機械的に結合され、またケーキ剥離部材47がケーキブロックの端部に係合しているため、ケーキブロックC全体がドラムの軸線方向に沿ってドラムの開口部側に変位し、ケーキブロックCの外周とドラムの円錐面状内周面A1(厳密にいえば、フィルタ45の内周面)との間に隙間Gが形成される。ケーキブロックCの移動量は、ドラム40の内周の円筒面状内周面A2の軸線方向長さ(70mm〜80mm)よりも短く設定しておき、ドラム蓋51がドラムの円筒面状内周面A2から外れない範囲でケーキブロックCを移動させる。今の例では、ドラムの内周の円錐面状内周面A1の傾斜が1/10に設定されているため、ケーキブロックの移動量を50mmとすると、ケーキブロックCの外周面とドラムの円錐面状内周面A1との間に5mmの隙間Gが形成される。
上記のようにケーキブロックCの外周面とドラムの円錐面状内周面A1との間に隙間Gが形成された状態でドラム40を回転させると、最初はケーキブロックCがケーキブロック保持部材52により保持された状態にあるため、ドラム40は振動を伴うことなくケーキブロックCとともにスムースに回転するが、ドラムの回転速度が上昇していくと、ケーキブロックCが遠心力に耐えきれなくなるため、図9に示すようにその径が隙間Gの分だけ拡大し、ケーキブロック全体に無数の亀裂bが形成される。ケーキブロックCが遠心力に耐えきれなくなってその径が拡大する瞬間には、ドラム40に衝撃が加わり、異音や振動が発生するため、ケーキブロックの径が拡大したことは容易に検出することができる。
ケーキブロックの径が拡大した後、ドラム40を回転させ続けるとケーキブロックは遠心力によりドラムの内周に押しつけられたままの状態に保持され、ケーキブロックはドラムから剥離しないが、ケーキブロックの径が拡大したことが検出された時に直ちにドラム40を急減速すると、ケーキブロックに作用する遠心力がなくなるため、無数の亀裂が生じたケーキブロックは容易に自己崩壊してドラム40から剥離し、ドラム40の下になっている部分に落下する。
このようにしてケーキをドラムから剥離した後、ドラム40を一方向にゆっくりと回転させるか、または一方向への回転及び急減速と他方向への回転及び急減速とからなる動作を1サイクルの反転動作として、これを複数サイクル繰り返すと、崩壊したケーキはドラムの内周とともに持ち上げられた後反転して落下し、また落下の途中で、バスケット内に存在する多数のケーキ保持部材52に突き当たるため、次第に細かく砕かれていき、細分化されていく。本発明に係わる遠心分離機では、ドラム40内に多数のケーキ保持部材52が存在し、反転するケーキがこれらのケーキ保持部材にぶつかって砕かれるため、ケーキの細分化が促進される。ケーキ保持部材52の数やそれぞれの形状を変えることにより、ケーキが自己崩壊した際に形成されるケーキの破片の大きさや、ケーキを砕く際のドラムの回転速度を調整することができる。ケーキ保持部材52の数や、ケーキ保持部材52の形状を工夫することにより、ドラムを低い回転速度で回転させた状態で、ケーキを細かく砕くことができる。
このように、ドラム40内でケーキを反転させながらフィードパイプ55から乾燥した高温の空気をドラム40内に供給することにより、ドラム内でケーキを乾燥させることができる。フィードパイプ55を通してドラム内に供給された高温の空気はフィルタ45に形成された孔とドラム40の周壁部の透過孔hとを通してドラム外に排出される。図1ないし図4には図示されていないが、ドラム40の外側にエア噴射ノズルを設けておいて、フィードパイプ55を通してドラム内に高温の空気を供給する際に同時にドラム40の外周に高温の空気を吹き付けてドラムを暖めるようにすると、ケーキの乾燥を効率よく行わせることができる。
上記のようにしてケーキを乾燥させると、ケーキは自ら微細化して、乾いた微粉末となり、流動性が良好になる。ケーキの乾燥が完了したか否かの判定は、ドラムから排出された空気の湿度を測定するこにより行うことができる。即ち、ドラムから排出される空気の湿度が設定された判定値以下になったときに、ケーキ乾燥過程が終了したと判定することができる。
ケーキ乾燥過程が終了し、ケーキが微粉末となって流動性が良好になったときにスラスト軸16を100mm程度前進させることにより図3に示すようにドラム蓋51をドラム40の円筒面状内周面A2から離脱させてドラムの開口部を開き、ドラム40の開口端とドラム蓋51との間に50〜70mmの隙間を形成する。このようにドラム40の開口端とドラム蓋51との間に隙間を形成すると、粉末化したケーキがドラムの内周の傾斜面上を流下してドラム40の開口部の下部からシュート33内に落下し、外部に搬送される。このときドラム40をゆっくりと回転させるとケーキの粉末の排出を助けることができ、ケーキ内に残留するケーキの量を少なくすることができる。どうしてもドラム40の開口部の下部付近にケーキが残る場合には、フィードパイプ55を通してドラム40内に圧縮空気を吹き込むことにより、ドラム内に流入した後ドラムの大径側の開口部から流出する気流を生じさせて、この気流により残留しているケーキを吹き飛ばすようにするとよい。
また、遠心分離機全体を傾けるための機構(例えばフレーム板3をベースフレーム2に対して傾斜させる機構)を設けておいて、ドラムからケーキを排出する際に、ドラム40の開口部の開口方向を水平方向に対して斜め下方に傾斜させる(ドラム40の内周面の下部の、ケーキが流動する部分の傾斜を急にする)ことにより、ドラムからのケーキの排出を容易にすることもできる。
シュート33を通して落下させたケーキは、スクリューコンベア、吸引パイプ、高圧空気を用いた搬送装置などの適宜の搬送手段(図示せず。)により機外に搬出する。
上記の説明では、ドラム内でケーキを乾燥してからドラム蓋を開いてケーキをドラム外に排出するとしたが、ケーキブロックCの含水率が十分に小さく、ドラムから剥離させられて砕かれたケーキがある程度の流動性を有する場合には、ケーキを乾燥させる過程を行うことなく、ドラム蓋51を開いて、ドラム40を低速で回転させながら、または回転、急減速及び反転を繰り返しながらケーキをドラムの内周の傾斜面に沿って移動させて外部に排出するようにすることもできる。このとき、ドラム40の内周に付着したケーキがドラムの回転に伴って持ち上げられるが、持ち上げられたケーキは、ある程度の高さに達したところで落下し、その落下の途中でドラム内に角状に突出した状態で存在する多数のケーキ保持部材52に当たることにより砕かれて微細化される。このように、ケーキ保持部材52は、ケーキを排出する際にケーキを微細化する作用をも持つことになる。ケーキを微細化することができれば、フィードパイプ55を通してドラム内に圧縮空気を供給することによりケーキの排出を容易に行わせることができる。
1ロットの原液の処理が終了した後、機内を洗浄する際には、図4に示すように、スラスト軸16を更に前進させて、ドラム蓋51を開側の限界位置まで変位させる。この状態で、噴射ノズル60ないし62から洗浄液やスチームを噴射することにより、機内を洗浄する。なお噴射ノズルの数や配設場所は図示の例に限定されない。洗浄を効果的に行うように噴射ノズルの数及び設置箇所を適宜に設定すればよい。
またケーシング30及び前面カバー32を取り外した状態で、図4に示すように、ドラム蓋51を限界位置まで変位させることにより、各部のスワブテスト(各部を布等で拭き取って汚れの有無を調べるテスト)や目視確認を容易に行うことができる。
上記のように、本発明においては、ドラム40として、円錐面状内周面A1を周壁部の内周に有して該円錐面状内周面の大径の端部側に開口部を設けたものを用いて、ケーキブロック剥離過程で、ドラムを一旦停止させるかまたは減速して、ドラム内のケーキブロックC全体をドラムの開口部側に変位させることによりケーキブロックの外周面とドラムの円錐面状内周面との間に隙間Gを形成する過程と、ドラムの回転速度を上昇させて遠心力によりケーキブロックの径を拡大して該ケーキブロックに亀裂を生じさせた後ドラムを減速することによりケーキブロックを崩壊させてその破片をドラムから剥離する過程とを行うようにしたので、ドラム内にケーキ掻取装置を配置する必要がない。またドラム内に吸引パイプなどのケーキ排出手段を挿入することなく、ドラムの内周の傾斜面を利用してケーキを排出することができるため、ケーキ掻取装置が不要になることと相俟って、ドラム内の構成の簡素化を図ることができ、遠心分離機の洗浄やメンテナンスを容易にすることができる。
図10は本発明の他の実施形態の要部の構成を示した断面図である。この実施形態では、ドラム40の外側に、ドラムの周壁部の外周に洗浄液を吹き付ける多数のノズルを備えた洗浄液噴射装置70が配置されている。このような洗浄液噴射装置を設けておくと、該噴射装置からドラムの外周に洗浄液を吹き付けることにより、ドラムの周壁部の透過孔hを通して洗浄液を流入させて、フィルタ45の裏面やドラム40の円錐面状内周面A1の洗浄を行うことができる。
上記の説明では、ケーキ剥離行程において、ドラムを停止させてからケーキブロックCをドラム40の開口部側に移動させるとしたが、ドラムを100rpm程度の低速で回転させた状態でケーキブロックCを移動させて、ケーキブロックの外周とドラムの円錐面状内周面A1との間に隙間を形成してから、ドラムの回転速度を上昇させることによりケーキブロックの径を拡大して崩壊させるようにしてもよい。
上記の実施形態では、ドラムの円錐面状内周面の傾き(勾配)を1/10としたが、円錐面状内周面の傾きは上記の例に限定されるものではない。ドラムの円錐状内周面の傾きは、ケーキブロックをドラムの開口方向に変位させた際にケーキブロックの外周とドラムの円錐状内周面との間に形成される隙間が、遠心力によりケーキブロックに亀裂を生じさせるために十分な大きさとなること、破砕されたケーキをドラム外に排出する際にケーキを円滑に流動させてドラムの開口部側に移行させることができること、及びドラムの円錐状内周面の小径側と大径側とでケーキブロックの厚みに極端な差が生じないこと等の条件を満たすように設定すればよい。ドラムの円錐面状内周面の傾きは、通常は、該内周面の傾斜角(ドラムの軸線に対する傾斜角)で表して、5°ないし15°の範囲の適宜の角度に設定する。
上記の実施形態では、各連結部材50に2本の棒状のケーキ保持部材52を取りつけているが、各連結部材に取りつけるケーキ保持部材の本数は任意である。例えば、各連結部材に、5ないし8cmの間隔で、各連結部材の長さに応じた本数のケーキ保持部材を取りつけるようにすることができる。
上記の実施形態では、フィルタ45として、金属板に微細な孔を無数に形成した多孔板を円錐面に添うように成形したものを用いたが、金網や布などからなるフィルタを用いることもできる。
9 主軸
11 主軸駆動用モータ
16 スラスト軸
22 スラスト軸駆動用モータ
40 ドラム
46 ケーキ剥離板
50 連結部材
51 ドラム蓋
52 ケーキ保持部材
A1 円錐面状内周面
A2 円筒面状内周面
55 フィードパイプ
11 主軸駆動用モータ
16 スラスト軸
22 スラスト軸駆動用モータ
40 ドラム
46 ケーキ剥離板
50 連結部材
51 ドラム蓋
52 ケーキ保持部材
A1 円錐面状内周面
A2 円筒面状内周面
55 フィードパイプ
Claims (6)
- 遠心力により原液を液分とケーキ分とに分離する遠心分離機において、
円錐面状内周面を周壁部の内周に有して前記円錐面状内周面の大径の端部側に開口部が形成され、前記周壁部の円錐面状内周面が形成された部分に多数の透過孔が形成されて、中心軸線を横方向に向けて配置されたドラムと、
前記ドラムの開口部を開閉するドラム蓋と、
前記ドラムの周壁部の円錐面状内周面に添わせて配置されたフィルタと、
前記ドラムを回転駆動する回転駆動装置と、
前記ドラムの周壁部の内周に形成されたケーキブロックと前記ドラムの周壁部の内周の円錐面状内周面との間に隙間を形成するように、前記ケーキブロック全体を前記ドラムの開口部側に変位させるケーキブロック移動機構と、
を具備し、
前記ケーキブロック移動機構により前記ケーキブロックをドラムの開口部側に移動させて該ケーキブロックとドラムの周壁部の円錐面状内周面との間に隙間を形成した状態で、前記ドラムの回転速度を上昇させた際に遠心力により前記ケーキブロックの径が拡大させられて該ケーキブロックに亀裂が生じさせられ、該ケーキブロックに亀裂が生じさせられた状態で前記ドラムが減速された際にケーキブロックが崩壊してドラムから落下するように構成されていること、
を特徴とする遠心分離機。 - 遠心力により原液を液分とケーキ分とに分離する遠心分離機において、
円錐面状内周面と該円錐面状内周面の大径側の端部に軸線方向の一端が隣接した円筒面状内周面とを周壁部の内周に有して、前記円筒面状内周面の軸線方向の他端側に開口部が形成されるとともに、前記円錐面状内周面の小径の端部側で前記周壁部の端末部が底壁部により閉じられ、前記周壁部の円錐面状内周面が形成された部分を貫通させて多数の透過孔が形成されて、中心軸線を横方向に向けて配置されたドラムと、
前記ドラムの周壁部の円錐面状内周面に添わせて配置されたフィルタと、
前記ドラムを回転駆動する回転駆動装置と、
前記ドラムの軸線方向に変位し得るように設けられて前記円筒面状の内周面に嵌合している間前記ドラムの開口部を閉じ、前記円筒面状の内周面から外れる位置まで変位することにより前記ドラムの開口部を開くドラム蓋と、
前記ドラム蓋とともに前記ドラムの軸線方向に変位するように前記ドラム蓋に連結されていて、前記ドラム内にあるときに先端が前記ドラムの周壁部付近に配置されて、前記ケーキブロックの形成が完了するまでの間に少なくとも先端寄りの部分が前記ドラム内のケーキブロック内に埋没した状態にされる棒状のケーキ保持部材と、
前記ドラム蓋及びケーキ保持部材を同時に前記ドラムの軸線方向に駆動するスラスト駆動装置とを具備し、
前記ドラムを一旦停止させるかまたは減速した状態で、前記スラスト駆動装置により前記ドラム蓋を前記円筒面状内周面から離脱させない範囲で前記ケーキ保持部材を前記円錐面状内周面の大径側の端部側に変位させた際に、前記ドラム内のケーキブロック全体が前記ドラムの開口部側に変位させられて前記ケーキブロックの外周面と前記ドラムの円錐面状内周面との間に隙間が形成され、
前記ケーキブロックの外周面とドラムの内周面との間に隙間が形成された状態で前記ドラムの回転速度が上昇させられた際に遠心力により前記ケーキブロックの径が拡大させられて該ケーキブロックに亀裂が生じさせられ、該ケーキブロックに亀裂が生じさせられた状態で前記ドラムが減速された際にケーキブロックが崩壊してドラムから落下するように構成されていること、
を特徴とする遠心分離機。 - 遠心力により原液を液分とケーキ分とに分離する遠心分離機において、
円錐面状内周面と該円錐面状内周面の大径側の端部に軸線方向の一端が隣接した円筒面状内周面とを周壁部の内周に有して、前記円筒面状内周面の軸線方向の他端側に開口部が形成されるとともに、前記円錐面状内周面の小径の端部側で前記周壁部の端末部が底壁部により閉じられ、前記周壁部の円錐面状内周面が形成された部分を貫通させて多数の透過孔が形成されて、中心軸線を横方向に向けて配置されたドラムと、
前記ドラムの周壁部の円筒面状内周面に添わせて配置されたフィルタと、
前記ドラムと中心軸線を共有するように設けられて前記ドラムの底壁部に先端が結合された主軸と、
前記主軸の内側にスラスト自在に、かつ前記主軸とともに回転するように設けられたスラスト軸と、
前記ドラム内で前記スラスト軸の先端に固定されて前記スラスト軸が前記主軸に対して相対的に前記ドラムの開口方向と反対側の限界位置まで後退したときに前記ドラムの底壁部の一部に内接するように設けられた円盤状のケーキ剥離板と、
前記ケーキ剥離板の外周部から前記ドラムの周壁部に向けて放射状に突出するように設けられた複数のケーキ剥離部材と、
前記ドラム内を該ドラムの軸線方向に伸びる連結部材を介して前記ケーキ剥離板に連結されていて、前記スラスト軸が前記主軸に対して相対的に前記ドラムの開口方向と反対側に向かって後退する過程で前記ドラムの周壁部の円筒面状内周面に嵌合して該円筒面状内周面に嵌合している間前記ドラムの開口部を閉じ、前記スラスト軸が前記主軸に対して相対的に前記ドラムの開口方向に向かって前進する過程で前記ドラムの周壁部の円筒面状内周面から離脱して前記ドラムの開口部を開くように設けられたドラム蓋と、
後端部が前記連結部材に固定されて、先端部が前記ドラムの周壁部付近に達するように設けられた棒状のケーキ保持部材と、
前記ドラム内に原液や洗浄液を含む流体を供給するために前記ドラム蓋の回転を許容する状態で該ドラム蓋の軸心部を貫通したフィードパイプと、
前記主軸を回転駆動する回転駆動装置と、
前記スラスト軸を前記主軸に対して前進及び後退させるように駆動するスラスト駆動装置と、
を具備し、
前記ドラムを一旦停止させるかまたは減速した状態で、前記スラスト駆動装置により前記スラスト軸を前進させて前記ドラム蓋を前記円筒面状内周面から離脱させない範囲で前記ケーキ保持部材を前記ケーキ剥離板とともに前記ドラムの開口部側に変位させた際に、前記ドラム内のケーキブロック全体が前記ドラムの開口部側に変位させられて前記ケーキブロックの外周面と前記ドラムの円錐面状内周面との間に隙間が形成されるように構成されていて、前記ケーキブロックの外周面とドラムの内周面との間に隙間が形成された状態で前記ドラムの回転速度が上昇させられた際に遠心力により前記ケーキブロックの径が拡大させられて該ケーキブロックに亀裂が生じさせられ、該ケーキブロックに亀裂が生じさせられた状態で前記ドラムが減速された際にケーキブロックが崩壊してドラムから落下するように構成されていること、
を特徴とする遠心分離機。 - 前記ドラムの開口部側の端面から該ドラムの開口方向に突出した状態で前記ドラム蓋をガイドする複数のガイド棒が取り付けられていること、
を特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の遠心分離機。 - 前記ドラムの周壁部の外周に洗浄液を吹き付けるノズルが前記ドラムの外側に配置されていること、
を特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の遠心分離機。 - 前記ドラムの周壁部に設けられた透過孔に向けて圧縮ガスを吹き付ける高圧ガス吹きつけノズルが前記ドラムの外側に配置されていること、
を特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の遠心分離機。
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