(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に配置されて回転自在に支持されたバスケットと、前記バスケットを回転駆動するバスケット駆動装置と、前記バスケットの軸線と平行な方向に軸線を向け、中心軸線の回りに回転可能な状態で、かつ前記バスケットの軸線方向に変位可能な状態で前記ケーシングに支持されて先端部側が前記バスケットの開口部を通して該バスケット内に挿入される掻取軸と、前記掻取軸の先端部に取り付けられた旋回アームと、前記旋回アームの先端に取り付けられた掻取刃と、前記掻取刃をバスケットの軸線方向に直線移動させるべく前記掻取軸を軸線方向に駆動する軸方向駆動機構と前記掻取刃を前記バスケット内で旋回させるべく前記掻取軸を一定の角度範囲で往復回転駆動する回転駆動機構とを有する掻取軸駆動機構とを備え、前記バスケットの内周に堆積した固形物を前記掻取刃の旋回運動と直線移動とにより掻き取るようにした遠心分離機において、
前記バスケット内に開口した開口部を先端に有し、前記ケーシング内で前記掻取軸を取り囲むように配置されて前記ケーシングに対して固定されたワイパ保持フレームと、
前記ワイパ保持フレームの内側で前記掻取軸の周方向に並ぶように配置されて、前記掻取軸の外周面に押し付けられた状態で前記ワイパ保持フレームに保持された複数のワイパブレードと、
前記掻取軸に付着した固形物を除去するために、前記掻取刃の直線移動と旋回運動とからなるクリーニング動作を行わせるように前記掻取軸駆動機構を制御する掻取軸駆動機構制御装置と、
を具備し、
前記クリーニング動作時に前記掻取軸とワイパブレードとの間に生じる相対的な変位により前記掻取軸に付着した固形物を除去することを特徴とする遠心分離機。
【請求項２】
前記複数のワイパブレードのそれぞれを前記掻取軸の外周面に押し付けるように付勢するバネが設けられて、前記複数のワイパーブレードがそれぞれに対して設けられたバネの付勢力により前記掻取軸の外面に押し付けられていることを特徴とする請求項１に記載の遠心分離機。
【請求項３】
前記複数のワイパブレードは弾力性を有する合成樹脂材料からなっていて、前記複数のワイパブレードがそれぞが有する弾性により前記掻取軸の外面に押し付けられていることを特徴とする請求項１に記載の遠心分離機。
【請求項４】
前記複数のワイパブレードは金属からなり、前記掻取軸は、少なくとも前記ワイパブレードと接触する部分の表面が前記ワイパブレードよりも大きな硬度を有するように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の遠心分離機。
【請求項５】
前記ワイパ保持フレーム内を通過してその先端の開口部から前記バスケット内に流出するガス流を生じさせるべく前記ワイパ保持フレームの後端部側から該ワイパ保持フレーム内に圧縮ガスを供給する圧縮ガス供給用ノズルが更に設けら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。
【請求項６】
ケーシング内に軸線を垂直方向に向け、開口部を上方に向けた状態で配置されて回転自在に支持されたバスケットと、前記バスケットを回転駆動するバスケット駆動装置と、前記バスケットの軸線と平行な方向に軸線を向け、中心軸線の回りに回転可能な状態で、かつ前記バスケットの軸線方向に沿って変位可能な状態で前記ケーシングに支持されて下端側が前記バスケットの開口部を通して該バスケット内に挿入される掻取軸と、前記掻取軸の下端に取り付けられた旋回アームと、前記旋回アームの先端に取り付けられた掻取刃と、前記掻取刃を上下方向に移動させるべく前記掻取軸を軸線方向に駆動する軸方向駆動機構と前記掻取刃を前記バスケット内で旋回させるべく前記掻取軸を一定の角度範囲で往復回転駆動する回転駆動機構とを有する掻取軸駆動機構とを備えた遠心分離機を用いて、前記バスケット内に供給した原液を固形物と液分とに分離する固液分離処理と、該固液分離処理によりバスケットの内周に堆積した固形物の洗浄及び脱液処理とを行った後、前記バスケットを低速回転させた状態で前記バスケットの開口部側に設定した初期位置で前記掻取刃をバスケットの外径側に旋回させて前記バスケットの内周に堆積した固形物中に進入させることにより固形物を掻き落す進入掻落し動作と前記固形物中に進入させた掻取刃をバスケットの開口部と反対側の端部に向けて下降させながら固形物を掻き落とす下降掻落し動作と前記掻取刃が前記バスケットの開口部と反対側の端部に近接した状態になる最終位置に達した後前記掻取刃をバスケットの内径側に旋回させて引き戻す旋回引き戻し動作と前記掻取刃を上昇させて前記初期位置側に引き戻す上昇引き戻し動作とを行うことにより前記バスケットの内周に堆積された固形物を掻き取る固形物掻取過程と、前記バスケット内から前記固形物を排出する固形物排出過程とを行う遠心分離機の運転方法であって、
前記バスケット内に開口した開口部を先端に有し、ケーシング内で前記掻取軸を取り囲むように配置されて前記ケーシングに対して固定されたワイパ保持フレームと、前記ワイパ保持フレームの内側で前記掻取軸の周方向に並ぶように配置されて前記掻取軸の外周面に押し付けられた状態で前記ワイパ保持フレームに保持された複数のワイパブレードとを設けておき、
前記固形物掻取過程で、前記上昇引き戻し動作を行なわせる際に、前記掻取刃を上昇させながら該掻取刃の往復旋回運動を行わせて、前記掻取軸に付着した固形物を前記ワイパブレードにより剥ぎ取って除去するクリーニング動作を行なわせることを特徴とする遠心分離機の運転方法。
【請求項７】
前記クリーニング動作を行なわせる際には、前記ワイパ保持フレームの後端部側から該ワイパ保持フレーム内に圧縮空気を供給してワイパブレードにより剥ぎ取られた固形物を吹き飛ばすことを特徴とする請求項６に記載の遠心分離機の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バスケットの回転により生じる遠心力を利用して原液を液分と固形物とに分離する遠心分離機及びその運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原液を液分と固形物（結晶）とに分離する処理を行うために遠心分離機が用いられている。
【０００３】
図７は、従来の遠心分離機の要部の構造の一例を示したものである。同図において１は円筒状に形成された本体１０１と、その上端の開口部を閉じる蓋板１０２とを備えたケーシング、２はケーシング１内に配置されて回転自在に支持された籠型のバスケットである。バスケット２は、無数の透過孔２ａを有する円筒状の周壁部２０１と、該周壁部の軸線方向の一端に取り付けられた環状の端板２０２と、周壁部２０１の軸線方向の他端を閉じる底板（図示せず。）とを備えていて、端板２０２の内周部がバスケットの開口部２ｂとなっている。
【０００４】
バスケット２は、その軸線をケーシング１の軸線と同じ方向に向け、かつ開口部２ｂをケーシング１の蓋板１０２側に向けた状態でケーシング１内に配置され、その底板に取り付けられた図示しない回転軸がケーシング１に固定された軸受装置により回転自在に支持されている。
【０００５】
ケーシング１には、電動機や油圧モータ等を駆動源としてバスケット２を回転駆動するバスケット駆動装置が設けられていて、該駆動装置によりバスケット２が回転駆動される。バスケット２の周壁部２０１の内周には、ろ布、金網、多孔板などからなるフィルタ３が適宜の手段により固定されている。
【０００６】
遠心分離機にはまた、バスケット２の周壁部の内周に堆積する固形物を掻き取る固形物掻取装置４が設けられる。図示の固形物掻取装置４は、掻取軸４０１と、該掻取軸４０１の先端に旋回アーム４０２を介して取り付けられた掻取刃４０３と、掻取軸４０１を駆動する掻取軸駆動装置４０４とにより構成されている。掻取軸４０１は、バスケット２の軸線と平行な方向に軸線を向け、中心軸線の回りに回転可能な状態で、かつバスケット２の軸線方向に変位可能な状態で、フレーム４０５を介してケーシング１に支持されていて、その先端部側がバスケット２の開口部２ｂを通して該バスケット２内に挿入されている。旋回アーム４０２は掻取軸４０１の軸線と直角な方向に向けた状態で配置され、その後端部に設けられた円筒状のボス部４０２ａが掻取軸４０１の下端に嵌合されて、ボルト４０８により掻取軸４０１に固定されている。旋回アーム４０２の先端部に掻取刃４０３が取り付けられている。
【０００７】
図７には詳細に図示してないが、掻取軸駆動機構４０４は、掻取刃４０３をバスケット２の軸線方向に直線移動させるべく掻取軸４０１を軸線方向に駆動する軸方向駆動機構と、掻取刃４０３をバスケット内で旋回させるべく掻取軸４０１を一定の角度範囲で往復回転駆動する回転駆動機構とにより構成されている。
【０００８】
掻取軸４０１を支持するフレーム４０５内の下端に掻取軸４０１をスライド自在に貫通させたフランジ４０６が取り付けられ、このフランジ４０６に設けられた溝内にオイルシール４０７が収容されている。フレーム４０５は下端にフランジ４０５ａを有して、該フランジ４０５ａがフランジ板１０を介してケーシングの上蓋１０２に当接され、フランジ４０５ａとフランジ板１０とがボルト６及びナット７により上蓋１０２に締結されている。
【０００９】
またフランジ板１０と旋回アーム４０２の後端部のボス部４０２ａとの間に掻取軸４０１のバスケット２内に挿入される部分を覆うベローズ１１が取り付けられている。フランジ板１０の下面にはまた、ベローズ１１を周囲から囲むベローズカバー１２が取り付けられている。
【００１０】
図示してないが、この種の遠心分離機には更に、バスケット２内に挿入された給液パイプと該給液パイプにバルブを介して接続された原液供給源とを備えた給液装置と、バスケット２内に挿入された洗浄液供給パイプと該洗浄液供給パイプにバルブを介して接続された洗浄液供給源とを備えた洗浄液供給装置とが設けられる。
【００１１】
図示の遠心分離機を用いて原液を液分と固形物とに分離する処理を行なう際には、先ずバスケット２を所定の給液速度で回転させて、図示しない給液パイプを通してバスケット２内に原液を供給する給液過程を行う。次いでバスケットを高速回転させることにより、原液を液分と固形物とに分離する固液分離過程を行って、原液中の液分をバスケットの内周に配置されたフィルタ３とバスケット２の周壁部２０１に設けられた透過孔２ａとを通してバスケット外に排出する。
【００１２】
上記給液過程と固液分離過程とを繰り返すことによりバスケットの内周に固形物の層を形成していく。バスケットの内周に形成された固形物層の厚みが所定値を超えたときに固液分離過程を終了し、次いで図示しない洗浄液供給装置から回転しているバスケット内の固形物層に洗浄液（通常は清水）を供給して固形物を洗浄する固形物洗浄過程を行う。
【００１３】
固形物洗浄過程が終了した後、バスケットを所定時間高速回転させて遠心脱水を行うことにより固形物中の水分を除去する。次いで必要に応じてバスケット内の固形物を乾燥させる固形物乾燥過程を行った後、固形物掻取過程を行う。
【００１４】
なお固形物乾燥過程は、例えばケーシング内を真空引きして減圧した状態でバスケット内の温度を上昇させることにより行う。
【００１５】
固形物掻取過程では、バスケットを低速回転させた状態で、先ず掻取刃４０３をバスケット２の開口部２ｂ寄りの限界位置に設定した初期位置で掻取軸４０１を回転させて掻取刃をバスケットの外径側に旋回させることにより、掻取刃４０３をバスケットの内周に形成された固形物層中に進入させながら固形物を掻き落とす進入掻落し動作を行わせる。掻取刃４０３がバスケットの内周に配置されたフィルタ３に近接した状態になる進入限界位置に達したときに掻取刃の旋回動作を停止させる。次いで、進入限界位置まで進入した掻取刃４０３をバスケットの開口部２ｂと反対側の端部に向けて下降させながら固形物を掻き落とす下降掻落し動作を行わせ、掻取刃４０３がバスケット２の開口部２ｂと反対側の端部（底壁部）に近接した状態になる最終位置に達したところで掻取刃４０３をバスケットの内径側に旋回させて引き戻す旋回引き戻し動作を行わせる。次いで、掻取刃４０３を上昇させてバスケットの開口部２ｂ側の初期位置に引き戻す上昇引き戻し動作を行わせる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の遠心分離機において、掻取軸４０１のバスケット内に挿入された部分がむき出しになっていると、掻取軸４０１の外面に固形物が付着して固まることがある。掻取軸を上昇させた際に、その外面に付着した固形物が軸受装置４０５側に進入すると、軸受メタルが破損したり、掻取軸の上昇が妨げられたりする。そのため、オイルシール４０７よりも下方の位置に、掻取軸の外面に摺動接触する環状のダスターシールを取り付けて、掻取軸を上昇させる際にこのダスターシールにより、掻取軸に付着した固形物を除去することが行われていたが、このようなダスターシールでは掻取軸の外面に付着した固形物を完全に除去することができないため、掻取軸の外面に付着した固形部が軸受装置４０５側に進入するのを完全に防ぐことはできなかった。
【００１７】
そのため従来の遠心分離機では、図７に示したように、掻取軸４０１のバスケット２内に挿入される部分を完全に覆うようベローズ１１を取り付けて、掻取軸４０１の外面に固形物が付着するのを防止していた。
【００１８】
ところが、ベローズ１１を取り付けた場合には、ベローズ１１の外面に固形物が付着して固まるため、掻取軸４０１を上昇させてベローズ１１を収縮させた際に、ベローズのひだの間に固形物が挟まり、そのままベローズを更に収縮させるとベローズが破れるという問題があった。
【００１９】
本発明の目的は、ベローズを用いることなく、掻取軸の外面に付着した固形物が軸受装置側に進入するおそれをなくす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。
【００２０】
本発明の他の目的は、固形物を掻き取った後、掻取軸の外面に付着した固形物を軸受装置側に進入させることなく、掻取軸を上昇させて引き戻すことができるようにした遠心分離機の運転方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ケーシング内に配置されて回転自在に支持されたバスケットと、バスケットを回転駆動するバスケット駆動装置と、バスケットの軸線と平行な方向に軸線を向け、中心軸線の回りに回転可能な状態で、かつバスケットの軸線方向に変位可能な状態でケーシングに支持されて先端部側がバスケットの開口部を通して該バスケット内に挿入される掻取軸と、掻取軸の先端部に取り付けられた旋回アームと、旋回アームの先端に取り付けられた掻取刃と、掻取刃をバスケットの軸線方向に直線移動させるべく掻取軸を軸線方向に駆動する軸方向駆動機構と掻取刃をバスケット内で旋回させるべく掻取軸を一定の角度範囲で往復回転駆動する回転駆動機構とを有する掻取軸駆動機構とを備えて、バスケットの内周に堆積した固形物を掻取刃の旋回運動と直線移動とにより掻き取るようにした遠心分離機を対象とする。
【００２２】
本発明においては、バスケット内に開口した開口部を先端に有し、ケーシング内で掻取軸を取り囲むように配置されてケーシングに対して固定されたワイパ保持フレームと、ワイパ保持フレームの内側で掻取軸の周方向に並ぶように配置されて、掻取軸の外周面に押し付けられた状態でワイパ保持フレームに保持された複数のワイパブレードと、掻取軸に付着した固形物を除去するために、掻取刃の直線移動と旋回運動とからなるクリーニング動作を行わせるように掻取軸駆動機構を制御する掻取軸駆動機構制御装置とを設けて、クリーニング動作時に掻取軸とワイパブレードとの間に生じる相対的な変位により掻取軸に付着した固形物を剥ぎ取って除去するようにした。
【００２３】
上記のようにワイパブレードを設けて、掻取刃の直線運動と旋回運動とを組み合わせたクリーニング動作を行わせるようにすると、掻取軸とワイパブレードとの間に相対的な回動運動と軸線方向運動との双方を生じさせることができるため、掻取軸の外面に付着した固形物を完全に除去することができる。そのため、掻取軸のバスケット内に挿入される部分を覆うベローズを省略してコストの低減を図ることができる。またワイパブレードはベローズのように固形物の付着により破損することがなく、しかもワイパブレードはベローズに比べて安価に製作できるため、ベローズを用いる場合に比べてメンテナンスに要する費用を安くすることができる。
【００２４】
複数のワイパブレードは、各ワイパブレードに対して設けたバネの付勢力により掻取軸の外面に押し付けるようにしてもよく、各ワイパブレードを弾力性を有する合成樹脂により製作して、複数のワイパブレードをそれぞれが有する弾性により掻取軸の外面に押し付けるようにしてもよい。
【００２５】
また複数のワイパブレードを金属により形成することもできる。この場合、掻取軸は、少なくともワイパブレードと接触する部分の表面がワイパブレードよりも大きな硬度を有するように形成する。
【００２６】
このように、ワイパブレードを金属により形成すると、固まった固形物が掻取軸に強固に付着している場合でも、該固形物を確実に剥ぎ取って除去することができるため、掻取軸のクリーニングを更に確実に行わせることができる。
【００２７】
掻取軸の外面に付着した固形物の除去をより効果的に行わせるためには、ワイパ保持フレームを筒状に形成するとともに、ワイパ保持フレームの後端部側から該ワイパ保持フレーム内に圧縮ガスを供給する圧縮ガス供給用ノズルを設けて、ワイパ保持フレーム内を通過してその先端の開口部からバスケット内に流出するガス流を生じさせるようにするのが好ましい。
【００２８】
本発明は、特にバスケットの中心軸線を垂直方向に向けた状態で配置して、掻取軸を上下方向に移動させるように軸方向駆動機構を設け、掻取刃を水平方向に旋回させるように掻取軸の回転駆動機構を設ける竪形の遠心分離機に適用した場合に顕著な効果を得ることができるが、バスケットの回転軸を横向きに配置する横形の遠心分離機にも本発明を適用できるのはもちろんである。
【００２９】
本発明に係わる運転方法は、バスケットの中心軸線を垂直方向に向けた状態にして、バスケット内に供給した原液を固形物と液分とに分離する固液分離処理と、該固液分離処理によりバスケットの内周に堆積した固形物の洗浄及び脱液処理とを行った後、バスケットを低速回転させた状態でバスケットの開口部側に設定した初期位置で掻取刃をバスケットの外径側に旋回させてバスケットの内周に堆積した固形物中に進入させることにより固形物を掻き落とす進入掻落し動作と固形物中に進入させた掻取刃をバスケットの開口部と反対側の端部に向けて下降させながら固形物を掻き落す下降掻落し動作と掻取刃がバスケットの開口部と反対側の端部に近接した状態になる最終位置に達した後掻取刃をバスケットの内径側に旋回させて引き戻す旋回引き戻し動作と掻取刃を上昇させて初期位置側に引き戻す上昇引き戻し動作とを行うことによりバスケットの内周に堆積された固形物を掻き取る固形物掻取過程と、バスケット内から固形物を排出する固形物排出過程とを行う遠心分離機の運転方法であって、本発明においては、バスケット内に開口した開口部を先端に有し、ケーシング内で掻取軸を取り囲むように配置されてケーシングに対して固定されたワイパ保持フレームと、ワイパ保持フレームの内側で掻取軸の周方向に並ぶように配置されて掻取軸の外周面に押し付けられた状態でワイパ保持フレームに保持された複数のワイパブレードとを設けておき、固形物掻取過程で上昇引き戻し動作を行なわせる際に、掻取刃を上昇させながら該掻取刃の往復旋回運動を行わせて、掻取軸に付着した固形物をワイパブレードにより剥ぎ取って除去するクリーニング動作を行なわせる。
【００３０】
クリーニング動作を行なわせる際には、ワイパ保持フレームの後端部側から該ワイパ保持フレーム内に圧縮空気を供給してワイパブレードにより剥ぎ取られた固形物を吹き飛ばすようにするのが好ましい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下図１ないし図６を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明に係わる遠心分離機の要部の構造の一例を示した断面図、図２は同要部の上面図、図３（Ａ）は、図１の遠心分離機で用いるワイパ保持フレームとワイパブレードとをその周辺部分とともに詳細に示した縦断面図、図３（Ｂ）は、同図（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って断面して示した横断面図、図４は、ワイパ保持フレームの保持構造の変形例を示した図３（Ｂ）と同様な横断面図である。また図５は、本発明に係わる遠心分離機を運転する際に用いる制御装置の構成を概略的に示したブロック図、図６は、固形物掻取過程の制御アルゴリズムを示したフローチャートである。
【００３２】
図１ないし図３において、図７に示した従来の遠心分離機の各部と同等の部分には同一の符号を付してある。図１ないし図３において、１は軸線を垂直方向に向けた円筒状の本体１０１と、上蓋１０２とを備えたケーシング、２は軸線を垂直方向に向けた状態でケーシング１内に配置されてケーシングに回転自在に支持された籠型のバスケットであり、これらは図７に示した従来の遠心分離機と同様に構成されている。後記する掻取軸をバスケット２内に挿入するため、ケーシング１の上蓋１０２には、バスケット２の開口部２ｂの内周縁よりも内径側に開口した孔１０２ａが形成されている。
【００３３】
ケーシング１には、電動機や油圧モータ等を駆動源としてバスケット２を回転駆動するバスケット駆動装置が設けられ、バスケット２の周壁部２０１の内周には、ろ布、金網、多孔板などからなるフィルタ３が適宜の手段により固定されている。
【００３４】
図１及び図２において、固形物掻取装置４は、基本的には従来の遠心分離機に設けられていたものと同様に構成されていて、ケーシング１の上蓋１０２に固定されたフレーム４０５に支持されて、先端部側がケーシングの上蓋１０２の孔１０２ａとバスケット２の開口部２ｂを通してバスケット２内に挿入された掻取軸４０１と、掻取軸４０１の先端に旋回アーム４０２を介して取り付けられた掻取刃４０３と、掻取軸４０１を駆動する掻取軸駆動装置４０４とを備えている。
【００３５】
また５は本発明において新たに設けられた掻取軸クリーニング装置で、このクリーニング装置は、ワイパ保持フレーム５０１と、該ワイパ保持フレームに保持された複数のワイパブレード５０２とにより構成されている。
【００３６】
更に詳細に説明すると、ワイパ保持フレーム５０１は、フレーム本体５０３と、該フレーム本体に固定された外筒５０４とからなっている。図３（Ａ），（Ｂ）にも示したように、フレーム本体５０３は、ケーシング１に取り付けられた状態で掻取軸４０１を隙間を介して同心的に取り囲むように円筒状に形成された筒状部５０３ａと、該筒状部の上端に形成されたフランジ部５０３ｂとからなっていて、その筒状部５０３ａをケーシングの上蓋１０２の孔１０２ａを通してケーシング内に挿入し、かつそのフランジ部５０３ｂを孔１０２ａの周辺部の外面に当接させた状態で配置されている。
【００３７】
また外筒５０４は、フレーム本体５０３の筒状部５０３ａを同心的に取り囲むように配置された円筒部５０４ａと、該円筒部５０４ａの上端に形成されたフランジ部５０４ｂとを有する部材からなっていて、そのフランジ部５０４ｂが本体５０３のフランジ部５０３ｂの下面にボルト５０５により締結されている。
【００３８】
フレーム本体５０３の筒状部５０３ａには、掻取軸４０１の軸線方向に長く伸びる複数のスリット５０３ａ１が形成され、これら複数のスリットにそれぞれ複数個（図示の例では４個）の矩形板状に形成されたワイパブレード５０２がスライド自在に嵌合されている。４個のワイパブレード５０２は、例えばポリテトラフルオロエチレン（商品名テフロン）等の弾力性を有する合成樹脂からなっていて、図３（Ｂ）に示したように、それぞれの板面を掻取軸４０１の中心軸線を含む平面上に位置させた状態で放射状に配置されている。
【００３９】
また外筒５０４の円筒部５０４ａの内周には、４本のスリット５０３ａ１にそれぞれ整合する４つの溝５０４ａ１が形成されていて、これらの溝５０４ａ１内に嵌合保持された板バネ５０６が対応するワイパブレード５０２に当接され、各板バネ５０６により、ワイパブレード５０２が掻取軸の径方向の内側に付勢されて、掻取軸４０１の外面に押し付けられている。
【００４０】
クリーニング装置５のフレーム本体のフランジ部５０３ｂ内には、掻取軸４０１を同心的に取り囲む環状の空気室５０７が形成され、フランジ部５０３ｂの内径寄りの部分の内部には、一端が空気室５０７に連通し、他端が筒状部５０３ａの内側に向けて斜め下方に開口した複数のノズル５０８が、掻取軸４０１の周方向に等角度間隔をもって設けられている。空気室５０７内には、図示しない圧縮空気供給源からパイプ５０９を通して圧縮空気が供給され、空気室５０９から各ノズル５０８を通して、ワイパ保持フレーム５０１内に圧縮空気が供給されるようになっている。
【００４１】
固形物掻取装置４のフレーム４０５は、その下端にフランジ部４０５ａを備えていて、該フランジ部４０５ａがワイパ保持フレーム５０１のフランジ部５０３ｂの上面に当接されて、フランジ部５０３ｂとフランジ部４０５ａとがボルト６及びナット７によりケーシングの上蓋１０２に締結されている。
【００４２】
フレーム４０５内には、垂直方向に伸びる孔４０５ｂが、ケーシングの上蓋の孔１０２ａ及びワイパ保持フレーム５０１と中心軸線を共有した状態で設けられていて、この孔４０５ｂ内に掻取軸４０１を支持するスリーブ状の軸受メタル４０６及び４０７が上下に間隔をあけて保持されている。掻取軸４０１は、その中心軸線を垂直方向（バスケットの軸線と平行な方向）に向けた状態で、軸受メタル４０６及び４０７に嵌合されて、その中心軸線の回りに回転可能な状態で、かつバスケット２の軸線方向に変位可能な状態で、ケーシング１に対して支持されている。
【００４３】
旋回アーム４０２はその軸線を掻取軸４０１の軸線と直角な方向（水平方向）に向けた状態で配置され、その後端部に設けられた円筒状のボス部４０２ａが掻取軸４０１の下端に嵌合されて、ボルト４０８により掻取軸に固定されいる。
【００４４】
旋回アーム４０２の先端部には掻取刃４０３が取り付けられている。掻取刃４０３は、掻取軸４０１の回転により、バスケット２の開口部２ｂに相応する位置よりも更に径方向の内側に設定された退避位置と、図１及び図２に示した進入限界位置との間を水平方向に往復旋回させられる。
【００４５】
掻取軸駆動機構４０４は、掻取刃４０３をバスケット２の軸線方向に直線移動させるべく掻取軸４０１を軸線方向に駆動する軸方向駆動機構４０４Ａと、掻取刃４０３をバスケット２内で旋回させるべく掻取軸４０１を一定の角度範囲で往復回転駆動する回転駆動機構４０４Ｂとからなっている。
【００４６】
図示の軸方向駆動機構４０４Ａは、軸線を垂直方向に向け、かつピストンロッド４２０ａを上方に向けた状態でフレーム４０５に対して固定された油圧シリンダ４２０を軸方向駆動用駆動源として備えていて、該油圧シリンダ４２０のピストンロッド４２０ａの上端に連結具４２１の一端が固定されている。連結具４２１の他端には、掻取軸４０１の上端が回転自在に結合され、油圧シリンダ４２０のピストンロッド４２０ａの前進及び後退に伴って、掻取軸４０１がその回転を妨げられることなく、上方及び下方に直線駆動されるようになっている。フレーム４０５の上端には、掻取軸４０１の後端部側（上端部側）を覆うカバー４２２が取り付けられ、該カバー４２２の側壁に上限検出用リミットスイッチＬＳ１  及び下限検出用リミットスイッチＬＳ２  が上下に所定の間隔をあけて取り付けられている。
【００４７】
上限検出用リミットスイッチＬＳ１  及び下限検出用リミットスイッチＬＳ２  は、掻取軸４０１が上限位置及び下限位置にそれぞれ達した時に、連結具４２１に固定された突子４２３により駆動されて検出動作を行う。これらのリミットスイッチは油圧シリンダ４２０を制御するために用いられる。即ち、油圧シリンダ４２０は、駆動軸４０１を上昇させている過程でリミットスイッチＬＳ１  が検出動作を行った時にその動作が停止させられ、掻取軸４０１を下方に移動させている過程でリミットスイッチＬＳ２  が検出動作を行った時にその動作が停止させられる。これにより、掻取軸４０１の移動範囲（バスケットの軸線方向への掻取刃４０３の移動範囲）が所定の範囲内に規制される。
【００４８】
油圧シリンダ４２０（軸方向駆動用駆動源）と、連結具４２１と、リミットスイッチＬＳ１  及びＬＳ２  と、図１及び図２には図示しない制御装置から与えられる駆動指令とリミットスイッチＬＳ１  ，ＬＳ２  の検出動作とに応じて油圧シリンダ４２０を制御する制御手段とにより、掻取軸４０１を軸線方向に駆動する軸方向駆動機構４０４Ａが構成されている。
【００４９】
また回転駆動機構４０４Ｂは、図２にも示されているように、軸線を水平方向に向けた状態でフレーム４０５にピン４３１を介して取り付けられた油圧シリンダ４３０を回転駆動用駆動源として備え、そのピストンロッド４３０ａの先端にアーム４３２の一端が固定されている。アーム４３２の他端は、掻取軸４０１の外周にスライド自在に嵌合された環状の駆動部材４３３に一端が固定されたアーム４３４の他端にピン４３５を介して連結されている。掻取軸４０１の外周には、該駆動軸の軸線方向に伸びる溝４０１ａが形成され、駆動部材４３３の内周に形成された突起４３３ａが溝４０１ａにスライド自在に嵌合されている。したがって、油圧シリンダ４３０が駆動されてそのロッド４３０ａが前進させられると、アーム４３４が図２において時計方向に回動させられる。このアームの回動により駆動部材４３２が時計方向に回転させられて、掻取軸４０１が図２において時計方向に回転させられ、これにより掻取刃４０３が図２において時計方向に旋回させられる。
【００５０】
図示してないが、掻取刃４０３の先端がバスケット２の開口部２ｂの内周縁に相応する位置よりも更に内径側に寄った位置に設定された退避位置（内径側の限界位置）に達した時、及びバスケット２の内周に配置されたフィルタ３の内周に近接した位置に設定された進入巻回位置に掻取刃４０３の先端が到達した時にそれぞれ駆動部材４３３により駆動されて検出動作を行う対のリミットスイッチが設けられていて、これらのリミットスイッチにより油圧シリンダ４３０を制御することにより、掻取軸４０１の回転範囲（掻取刃４０３の旋回範囲）が規制されるようになっている。
【００５１】
油圧シリンダ４３０（回転駆動用駆動源）と、アーム４３２及び４３４と、駆動部材４３３と、油圧シリンダ４３０を制御するリミットスイッチと、図示しない制御装置から与えられる駆動指令と上記リミットスイッチの検出動作とに応じて油圧シリンダ４３０を制御する制御手段とにより、掻取刃４３０をバスケット２内で旋回させるべく、掻取軸４０１を一定の角度範囲で往復回転駆動する回転駆動機構４０４Ｂが構成されている。
【００５２】
掻取軸４０１を支持するフレーム４０５の下端付近に設けられた空所に掻取軸４０１をスライド自在に貫通させたフランジ板４１０が配置され、このフランジ板４１０に設けられた溝内にオイルシール４１１が収容されている。オイルシールを保持したフランジ板４１０は、掻取軸４０１を貫通させたスペーサ４１２を介してフレーム４０５内の空所の内周に形成された段部に当接されて位置決めされている。フランジ板４１０の下方には、掻取軸４０１の外周に摺動接触してその外周に付着した異物を除去するダスタシール４１３が配置されている。このダスタシール４１３は、環状の板状部材の中央部の孔の周辺部をバスケット側に斜めに突出させるように変形させることにより、掻取軸４０１の外面に摺動接触する円錐形の膨出部４１３ａを形成したもので、フランジ板４１０とワイパ保持フレームのフランジ部５０３ｂとの間に挟み込まれた状態で保持されている。
【００５３】
なお図１ないし図３に示した例では、ワイパブレード５０２を掻取軸４０１に押し付けるための付勢手段として板バネ５０６を用いているが、図４に示したように、外筒５０４の内周に設けたバネ保持部５０４ａ２により保持したコイルスプリング５０６´により、各ワイパブレード５０２を掻取軸４０１側に付勢するようにしてもよい。
【００５４】
また各ワイパブレード５０２が弾力性を有する樹脂材料により形成される場合には、バネを特に設けずに、外筒５０４の内周面で各ワイパブレード５０２を掻取軸４０１側に押圧する構造にして、各ワイパブレード自身の弾性により、各ワイヤブレードを掻取軸４０１側に付勢するようにしてもよい。
【００５５】
本発明においては、上記のように、ワイパ保持フレーム５０１にワイパブレード５０２を保持させた上で、更に、掻取刃４０２の直線移動と旋回運動とからなるクリーニング動作を行わせるように、掻取軸駆動機構４０４を制御する掻取軸駆動機構制御手段を設ける。
【００５６】
上記の遠心分離機を運転する際に、バスケット駆動装置や掻取軸駆動機構を制御する制御装置の構成例を図５に示した。図５において２０は、マイクロコンピュータを備えた制御装置で、この制御装置は、マイクロコンピュータに所定のプログラムを実行させることにより、バスケット回転制御手段２１と、給液動作制御手段２２と、洗浄動作制御手段２３と、掻取軸駆動機構制御手段２４とを実現する。
【００５７】
バスケット回転制御手段２１は、給液過程、脱液過程、固形物掻取過程、固形物排出過程などの各過程において最適の回転速度でバスケット２を回転させるようにバスケット駆動装置を制御する。
【００５８】
給液動作制御手段２２は、バスケット２内に挿入された図示しない給液パイプを通して行われるバスケット内への原液の供給動作を制御する手段で、バスケット内に形成される液面のレベルが設定レベルに達したときに検出動作を行う図示しない液面レベル検出手段と共働して、バスケット内への原液の供給を制御する。
【００５９】
洗浄動作制御手段２３は、バスケット内に供給された原液を固形物と液分とに分離する固液分離過程が終了したときに、バスケット２内に洗浄液を供給する洗浄液供給装置を制御して、固形物の洗浄を行わせる。
【００６０】
また掻取軸駆動機構制御手段２４は、掻取軸駆動機構４０４を制御するもので、固形物の洗浄が終了した後に、掻取軸４０１を軸線方向に駆動する軸方向駆動用駆動源（図１に示した例では油圧シリンダ４２０）と、掻取軸を回転駆動する回転駆動用駆動源（油圧シリンダ４３０）とを制御して、固形物の掻取りを行う固形物掻取過程を行わせるとともに、掻取刃の直線移動と旋回運動とからなるクリーニング動作を行わせる。
【００６１】
上記遠心分離機の動作の一例を示すと下記の通りである。
【００６２】
原液を固形物と液分とに分離する固液分離処理を行うに当たっては先ずバスケット２を起動し、加速する。バスケット２の回転速度が予め設定した給液速度に達したときに、給液動作制御手段２２による給液動作の制御を開始し、原液供給源と給液パイプとの間に設けられた給液バルブを開いて、原液を給液パイプを通してバスケット２内に供給する。
【００６３】
回転しているバスケット内に原液が供給されると、バスケットの内周に液層が形成され、その液面レベルが上昇していく（液面がバスケットの内径側に移動していく）。バスケット内に形成された液面が所定のレベルに達して、液面検出手段が検出動作を行ったときに給液バルブを閉じ、バスケットの回転速度を上昇させて脱液過程を行わせる。原液はバスケットの回転により生じる遠心力により固形物と液分とに分離され、バスケットの内周のフィルタの上に固形物が堆積していく。液分は、固形物層とフィルタとを通してバスケットの周壁部に設けられた透過孔２ａから外部に排出される。
【００６４】
液面レベルが所定のレベルまで低下したときに、バスケットの回転速度を給液速度まで低下させて、再び給液バルブを開き、バスケット内に原液を供給する。バスケット２内の液面が所定のレベルに達したときに給液動作を停止して、バスケットを再び加速し、脱液過程を行わせる。これらの動作を繰り返すことにより、バスケットの内周に固形物を形成していく。バスケット内に所定量の固形物層が形成されたときに、給液を終了し、バスケットを増速して脱液を行う。
【００６５】
その後、バスケットを所定の速度で回転させた状態で洗浄動作制御手段２３を働かせ、バスケット内に洗浄液を供給して固形物の洗浄を行う。
【００６６】
固形物の洗浄が終了した後、掻取軸駆動機構制御手段２４を動作させて、クリーニング動作を含む固形物掻取過程を行う。
【００６７】
掻取軸駆動機構制御手段２４を実現するためにマイクロコンピュータに実行させるプログラムのアルゴリズムの一例を図６に示した。
【００６８】
図６は固形物の洗浄が終了し、脱液過程が終了した後に実行されるルーチンで、図６に示したアルゴリズムに従う場合には、先ずステップ１において、掻取刃４０３を図１に示したように、バスケットの開口部２ｂ側の端部に近接した初期位置に位置させた状態で、掻取軸４０１を回転させて、掻取刃４０３をバスケットの外径側に旋回させる旋回進入動作を行わせる。これにより掻取刃４０３をバスケットの内周に堆積している固形物層中に進入させ、該固形物をバスケットの底部側に掻き落としていく。ステップ２において掻取刃４０３がバスケットの外径側の限界位置（掻取刃がフィルタ３に許容限界まで近接した状態になる位置）に達したか否かを判定し、その結果、外径側限界位置に達したと判定された時に掻取刃４０３の外径側への旋回動作を停止させる。次いで掻取軸４０１を下降させて掻取刃４０３をバスケットの底部側に下降させ、ステップ４において掻取刃４０３がバスケットの底部側の端部に近接した状態になる最終位置に到達したか否かを判定する。その結果、掻取刃４０３が最終位置まで下降したと判定されたときに（リミットスイッチＬＳ２  が検出動作を行ったときに）、ステップ５に移行して、掻取刃の下降を停止させ、掻取刃４０３をバスケットの内径側の限界位置（バスケットの開口部２ａに相応する位置よりも更に内径側に設定された位置）まで旋回させる。ステップ６において掻取刃４０３が内径側の限界位置に達したと判定されたときにステップ７に移行して掻取刃の旋回動作を停止させ、掻取刃７の上昇を開始する。この掻取刃７の上昇過程でステップ８を実行して、掻取刃４０３をバスケットの外径側に旋回させる動作（旋回進入動作）と、掻取刃４０３を内径側に旋回させる動作（旋回引き戻し動作）とを交互に行わせる。これらの旋回動作の繰り返しが掻取軸のクリーニング動作となる。
【００６９】
このクリーニング動作を行わせる過程では、空気室５０７に圧縮空気を供給して、ノズル５０８からワイパ保持フレーム５０１の内側に圧縮空気を噴出させてフレーム５０１内を通してバスケット側に流出する空気流を生じさせることにより、ワイパブレード及び掻取軸の外面に空気を吹き付けて、ワイパブレードにより剥ぎ取られた固形物を吹き飛ばすようにするのが好ましい。このようにワイパブレード及び掻取軸の外面に圧縮空気を吹き付けるようにすると、固形物の除去を更に確実にすることができる。
【００７０】
ステップ９において掻取刃４０３が初期位置に到達したか否かを判定し、初期位置に到達したと判定されたときに（リミットスイッチＬＳ１  が動作したときに）、掻取刃を停止させる。
【００７１】
上記のように、掻取刃４０３を初期位置に戻すために上昇させる過程で、掻取刃４０３の外径側への旋回動作と、内径側への旋回動作とを行わせると、掻取軸４０１とワイパブレード５０２との間に生じる相対的な回動変位により、掻取軸４０１の外面に付着している固形物が剥ぎ取られるため、掻取軸４０１の外面のクリーニングを確実に行わせることができ、掻取軸に付着した固形物が軸受側に進入するのを防ぐことができる。従って、掻取軸の先端を覆うベローズが不要になり、コストの低減を図ることができる。
【００７２】
上記の説明では、固形物を掻き取る過程の終期において、掻取刃を初期位置に戻す過程で、掻取刃の往復旋回動作を繰り返し行わせることによりクリーニング動作を行わせるとしたが、掻取軸のクリーニング動作は、掻取刃の直線移動と、旋回運動とを組み合わせであればよく、このクリーニング動作を行う時期は固形物掻取過程の終期でなくてもよい。例えば、掻取刃を最終位置から初期位置まで戻して固形物掻取過程を終了した後に、改めて掻取刃を下降及び上昇させながら往復旋回運動を繰り返し行わせることにより、クリーニング動作を行わせるようにしてもよい。
【００７３】
また掻取軸の外面に付着している固形物が固まっていて除去しにくい場合には、バスケット内から固形物を排出した後に、掻取軸に洗浄液を吹き付けながら、上記クリーニング動作を行わせるようにしてもよい。
【００７４】
上記の説明では、ワイパブレード５０２を樹脂により形成するとしたが、ワイパブレード５０２をステンレス鋼などの金属板により形成することもできる。このように金属板によりワイパブレードを形成する場合には、掻取軸４０１の少なくともワイパブレードに接触する部分の表面の硬度をワイパブレードの硬度よりも大きくする処理（例えば焼き入れなどの熱処理）を掻取軸に対して施しておく。
【００７５】
上記のように、ワイパブレードを金属により形成すると、固まった固形物が掻取軸の表面に接着されたような状態で強固に付着している場合でも、該固形物を確実に剥ぎ取って除去することができるため、掻取軸のクリーニングを更に確実に行わせることができる。
【００７６】
上記の例では、バスケットの回転軸を垂直方向に向けた状態で配置する竪形の遠心分離機に本発明を適用したが、本発明は、バスケットの回転軸をほぼ横方向（水平方向または水平方向に対して傾斜した方向）に向けた状態で配置する横形の遠心分離機にも適用することができるのはもちろんである。
【００７７】
図１に示した例において、ダスータシール３１３は、万一ワイパブレード５０２により固形物を除去できなかった場合に備えて設けられているが、このダスターシールは省略することもできる。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、掻取軸の外面に押し付けられた状態に保持されるワイパブレードを設けて、掻取刃の直線運動と旋回運動とを組み合わせたクリーニング動作を行わせるようにしたので、掻取軸とワイパブレードとの間に相対的に回動運動と軸線方向運動との双方を生じさせて、掻取軸の外面に付着した固形物を剥ぎ取って完全に除去することができる。そのため、掻取軸のバスケット内に挿入される部分を覆うベローズを省略してコストの低減を図ることができる。
【００７９】
またワイパブレードはベローズのように固形物の付着により破損することがなく、しかもワイパブレードはベローズに比べて安価に製作できるため、ベローズを用いる場合に比べてメンテナンスに要する費用を安くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる遠心分離機の要部の構成を示す縦断面図である。
【図２】図１に示した要部の上面図である。
【図３】（Ａ）は、図１の遠心分離機で用いるワイパ保持フレームと該フレームに保持されたワイパブレードとを示した縦断面図である。（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って断面して示した横断面図である。
【図４】図１の遠心分離機で用いるワイパブレードの支持構造の変形例を示した横断面図である。
【図５】本発明に係わる遠心分離機を運転するために用いる制御装置の構成例を示したブロック図である。
【図６】図５に示した制御装置により行われる固形物掻取過程の制御アルゴリズムの一例を示したフローチャートである。
【図７】従来の遠心分離機の要部の構成を示した縦断面図である。
【符号の説明】
１…ケーシング、２…バスケット、２０１…周壁部、２０２…端板、２ａ…透過孔、２ｂ…バスケットの開口部、３…フィルタ、４…固形物掻取装置、４０１…掻取軸、４０２…旋回アーム、４０３…掻取刃、４０５…フレーム。
【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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【図７】
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