(57)【要約】【課題】回収される液体成分の泡の発生を抑え、かつ液体成分の液温上昇の抑制、及び回転体の回転効率の低下を防ぐことが可能な遠心分離装置の提供を課題とする。【解決手段】遠心分離装置１は、円筒状の回転体本体３ａ、回転体本体３ａの上端を閉塞した上底部１５、及び、回転体本体３ａの下端に設けられた開口部１１を有し、開口部１１を下方に向けた回転体３と、比重の異なる複数の成分を含む懸濁液を回転体３の内空間４に吐出する懸濁液吐出機構部７と、上底部１５と連結された回転軸１９及び回転軸周りに回転体３を回転させる駆動用モータ２２を有し、内空間４に遠心力を発生させる回転機構部８と、回転体３を内包する収容空間９を内部に有する装置本体１０と、開口部１１から自重に従って収容空間９に放出された液体成分を回収する液体回収部１２とを具備する。【選択図】図１
2014091108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の回転体本体、前記回転体本体の上端を閉塞した上底部、及び、前記回転体本体の下端に設けられた開口部を有し、前記開口部を下方に向けた回転体と、
比重の異なる複数の成分を含む懸濁液を前記回転体の内空間に吐出する懸濁液吐出機構部と、
前記上底部と連結された回転軸及び前記回転軸周りに前記回転体を回転させる駆動用モータを有し、前記内空間に遠心力を発生させる回転機構部と、
前記回転体を内包する収容空間を内部に有する装置本体と、
前記内空間で発生させた遠心力によって前記懸濁液から遠心分離されるとともに、前記開口部から自重に従って前記収容空間に放出された液体成分を回収する液体回収部と
を具備することを特徴とする遠心分離装置。
【請求項２】
前記液体回収部は、
前記回転体の前記開口部よりも大きい開口径を有する平板の環状の上環板、前記上環板よりも小さい外径で、前記上環板の下方に配置された平板の環状の下環板、前記下環板から上方に拡開し、前記上環板と一部に隙間を有して接続した傾斜板を有し、
前記上環板の開口部分に前記回転体の前記開口部の一部が挿入された、円錐台形状の傾斜回収部をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の遠心分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心分離装置に関するものであり、特に開口部を下方に向けた回転体を有する縦型の遠心分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工場から排出される複数の成分が混在した使用済クーラントなどの工場廃液（懸濁液）を回収し、それぞれの成分毎に分離するための装置として、各成分の比重差に基づいて分離する遠心分離装置が多く用いられている。遠心分離装置は、処理対象の懸濁液に対して遠心力を与えることにより、懸濁液中の各成分の比重差の違いによって固形分及び液体成分にそれぞれ分離する固液分離、または複数の液体成分を各成分毎に分離する液液分離をすることができる。また、高速で回転する回転体の回転数を変化させることによって、発生させる遠心力の大きさをコントロールすることができ、任意の成分を懸濁液から選択的に抽出することができる。さらに、遠心分離処理によって比重の高い固形分をほとんどを除去した後に、中空糸膜フィルタのような膜分離フィルタを用いることで、固形分を完全に分離するものであってもよい。その後、分離された各成分は、自然環境への影響を確認した後に河川等に放出されたり、例えば、再生クーラントとして再利用されたり、或いは新たな製品の原材料の一部として活用されている。ここで、縦型の遠心分離装置は、回転体の回転を止めることなく懸濁液を内空間に連続的に供給して処理することができ、遠心分離された処理済液（液体成分）を回転体を回転させた状態で回収することができる。そのため、所定量の懸濁液を１バッチ毎に遠心分離処理し、固形分や液体成分などに分離する「横型の遠心分離装置」と比べ、大量の懸濁液を効率的に遠心分離することができる優れた利点を有している。
【０００３】
ここで、縦型の遠心分離装置の一般的な構成について説明すると、図５に示すように、遠心分離装置５０は、開口部５１を下方に向けた回転体５２と、回転体５２の内部の内空間５３に遠心分離の処理対象となる懸濁液Ｌを吐出するための吐出ノズル５４が挿入された懸濁液吐出機構部５５と、内空間５３に懸濁液Ｌが吐出される回転体５２を回転軸周りに高速で回転させ、内空間５３に遠心力を発生させるための回転機構部５７と、回転体５２を内包する装置本体６４の内部の収容空間５８に設置され、吐出された懸濁液Ｌから遠心力によって分離された液体成分６７を回収する液体回収部５９と、懸濁液Ｌから遠心力によって分離された固形分が回転体５２の内壁面６１に堆積したスラッジ６６を回収するスラッジ回収部６０とを具備している。
【０００４】
上記の縦型の遠心分離装置５０を用いることにより、懸濁液Ｌは高速で回転する回転体５２の内空間５３で遠心力の影響を受け、比重の違いによってそれぞれの成分毎に分離される。このとき、比重の高い固形分は遠心力の影響を受けやすく、回転体５２の外側に向かって大きく移動する。その結果、回転体５２の内壁面６１には、移動した固形分が堆積しスラッジ６６の層が形成される。一方、液体成分６７は固形分よりも比重が低いため、遠心力の影響を受けにくく、固形分のように大きく移動することがない。そのため、回転体５２の軸心付近の内空間５３に低比重の液体成分６７が滞留する。ここで、内空間５３には固形分及び液体成分６７の混在した懸濁液Ｌが連続的に供給されているため、係る軸心付近に滞留する液体成分６７は、遠心力の作用及び新たに供給された懸濁液Ｌによって徐々に内空間５３の上方に向かって押上げられる。その結果、液体成分６７は内空間５３の上端に位置する回転体５２の上底部６２に到達する。ここで、回転体５２の上底部６２には、到達した液体成分６７を回転体５２の外部に放出するための複数の貫通孔６３が所定の間隔で設けられている。そのため、液体成分６７は貫通孔６３を通じて回転体５２の内空間５３から外部に放出される。そして、放出された液体成分６７が液体回収部５９によって回収される。ここで、液体回収部５９は、回転体５２の側方を囲むように設けられている。その後、液体回収部５９の一部と接続された排液ドレン６８から遠心分離装置５０の外部に排出される（図５の矢印参照）。
【０００５】
上記の遠心分離装置５０を使用する場合、下記に掲げる問題を生じるおそれがあった。すなわち、回転体５２の上底部６２に設けられた貫通孔６３から液体成分６７を放出するため、液体成分６７に対して貫通孔６３の孔壁が横方向から強く当たり、液体成分６７に衝撃が加わることがあった。また、貫通孔６３から放出された液体成分６７は、遠心力によって水平方向に飛散し、その一部は回転体５２を内包する装置本体６４の側壁面６５に衝突することがあった。これにより、回転体５２から放出される液体成分６７は、貫通孔６３との衝突または側壁面６５との接触によって強い衝撃を受けることとなり、これに起因して液体成分６７が泡立つことがあった。特に、懸濁液Ｌの中には界面活性剤やそれに類する成分が含まれていることもあり、係る場合には液体成分６７の泡立ちは特に顕著となることがあった。その結果、液体回収部５９に回収された液体成分６７は泡状となって当該液体回収部５９から溢れ出ることがあり、装置本体６４の内部を汚したり、排液ドレン６４から泡立ったままの状態で回収されることがあった。なお、液体成分６７の泡が消えるまでは時間がかかることがあり、回収直後の液体成分６７を例えばクーラントなどとしてすぐに再利用することはできなかった。
【０００６】
加えて、液体成分６４と貫通孔６３等との接触により、摩擦熱が生じることがあった。その結果、液体回収部５９に回収された液体成分６７は、回転体５２への吐出前の懸濁液Ｌと比べて液温が上昇していることがあった。液体成分６７の中には、熱によって変性しやすいものもあり、これによって本来の性能を発揮することができず、例えばクーラントとしての再利用ができないこともあった。さらに、液温の上昇により液体成分６７の一部が空気中に蒸散することで、懸濁液Ｌに対する液体成分６７の回収率が低下することもあった。また、貫通孔６３の一部が液体成分６７と接触することは、回転体５２の回転に対する抵抗ともなり、回転数が低下することがあった。その結果、内空間５３で発生させる遠心力が想定よりも小さくなる可能性があった。また、発生させる遠心力を一定に維持するために、回転体５２を回転させる駆動用モータ６９に与える電流値を高くセットする必要があり、遠心分離におけるエネルギー効率が低下する問題もあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、上記実情に鑑み、遠心分離処理によって回収される液体成分の泡の発生を抑えるとともに、液体成分の液温の上昇を抑制し、さらに回転体の回転時のエネルギー効率の低下を防ぐことが可能な遠心分離装置の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明の遠心分離装置は、「円筒状の回転体本体、前記回転体本体の上端を閉塞した上底部、及び、前記回転体本体の下端に設けられた開口部を有し、前記開口部を下方に向けた回転体と、比重の異なる複数の成分を含む懸濁液を前記回転体の内空間に吐出する懸濁液吐出機構部と、前記上底部と連結された回転軸及び前記回転軸周りに前記回転体を回転させる駆動用モータを有し、前記内空間に遠心力を発生させる回転機構部と、前記回転体を内包する収容空間を内部に有する装置本体と、前記内空間で発生させた遠心力によって前記懸濁液から遠心分離されるとともに、前記開口部から自重に従って前記収容空間に放出された液体成分を回収する液体回収部と」を具備している。
【０００９】
ここで、回転体とは、円筒状の回転体本体、回転体本体の上端を閉塞した上底部、及び、回転体の下端に設けられた開口部を有し、開口部を下方に向けたものであり、全体として円錐形状、截頭形状、椀状、或いは、すり鉢形状などの形状を呈するものであり、内部の空間（内空間）で発生させた遠心力の作用によって、懸濁液を比重の異なる各成分毎に分離可能なものである。なお、本発明において使用される回転体は、一般の縦型の遠心分離装置で用いられる回転体と異なり、上底部に複数の貫通孔が穿設されているものではなく、上底部によって回転体の外方と回転体の内空間とが遮断されている。
【００１０】
そのため、回転体の内空間で遠心分離された低比重成分の液体成分は、高速で回転する回転体及び連続的に供給される懸濁液によって、軸心付近から上底部に向かって移動するものの、閉塞された上底部によって回転体の外部に回転体の上方から放出されることがない。なお、上底部付近に到達した液体成分は、周囲の液体成分と凝集することで微細な粒状から次第に滴状の態様に変化する。その結果、凝集した滴状の液体成分によって自重が増加し、回転体内で発生する遠心力の作用を受けながら、重力に従って内空間を徐々に下方に移動する。そして、最終的に回転体の開口部から外部に放出される。液体成分は開口部からの放出によって水平方向への力が与えられ、開口部から斜め下側に向けて飛散する。このとき、従来の回転体に設けられた貫通孔を通過する必要がなく、液体成分と貫通孔の孔壁とが衝突することがない。そのため、液体成分に対して衝撃が加わることがない。その結果、回転体との衝突による泡立ちの発生を抑えることが可能となる。
【００１１】
一方、懸濁液吐出機構部とは、遠心分離の対象となる懸濁液を回転体の内空間まで導き、吐出するものであり、例えば、工場などから回収された懸濁液を予め貯留する貯留タンクと、貯留タンク及び回転体の内空間の間を連結する送液管と、送液管を通じて貯留タンク内の懸濁液を回転体の内空間まで空気圧によって送液する送液ポンプと、送液管の先端に取付けられ、回転体の内空間に少なくとも一部が挿設され、回転体の内空間に懸濁液を吐出するための吐出ノズルとを具備するものである。これにより、懸濁液が内空間に連続的に供給される。なお、内空間に吐出された懸濁液は、重力に従って落下しようとする力に抗する力で遠心力の作用を受けるため、吐出直後にそのまま開口部から落下することはなく、内空間にしばらく留まることになる。その結果、遠心分離が行われる。
【００１２】
回転機構部は、回転体の閉塞された上底部と接続した回転軸と、回転軸に従って回転体を高速で回転させるための回転力を発生させるための駆動用モータとを具備している。さらに、回転軸及び駆動用モータの間には、駆動用モータのモータ軸の回転を回転軸に伝達するための回転伝達部や、駆動用モータの回転力を調整した内空間で発生させる遠心力を制御する制御機構などの構成を備えている。なお、回転体の回転速度（一分間当たりの回転数）を変化させることにより、内空間で発生させる遠心力を調整することができる。ここで、遠心力は、処理対象の懸濁液の粘度や組成等の性状、及び回転体の内空間の容積及び形状などによって変化する。例えば、２８００ｒｐｍで回転体を回転させることにより、内空間に１７００Ｇの遠心力を発生させたり、３２００ｒｐｍで同一形状の回転体を回転させることにより、２２００Ｇの遠心力を発生させることができる。
【００１３】
一方、装置本体は、少なくとも上記の回転体を内部の収容空間に内包可能なものであり、遠心分離装置の主たる外殻構造の一部に相当するものである。例えば、回転体及び回転機構部の一部を収容空間に内包する略直方体状の筐体から構成させることができる。ここで、遠心分離処理によって、回転体の軸心付近の内空間に滞留した液体成分は、回転体の上底部が閉塞されていることによってそれ以上の移動が規制され、最終的には凝集した状態で回転体の内空間から開口部を通じて下方に落下する。すなわち、装置本体の収容空間に落下する。そして、収容空間に設けられた液体回収部によって液体成分が回収される。
【００１４】
したがって、本発明の遠心分離装置によれば、比重の異なる複数の成分が混在した懸濁液を高速で回転する回転体の内空間に吐出することにより、遠心力の作用によって固形分及び液体成分などに比重差の違いによって分離し、それぞれの成分毎に回収することが可能となる。なお、回転体に吐出された懸濁液に泡が含まれている場合でも、遠心力の作用によって泡が懸濁液中から押しだされた状態（“つぶされた状態”）となり、回転体の内空間で消泡される。このとき、液体成分は、回転体の上底部が閉塞されていることによって、従来の縦型遠心分離装置のように回転体の上底部に設けられた貫通孔から回転体の外方に放出されることがない。そのため、液体成分は、自重に従って内空間を徐々に落下し、開口部に到達した後に収容空間に設けられた液体回収部に回収される。これにより、従来の回転体に設けられた貫通孔を通過する必要がなく、液体成分と貫通孔の孔壁とが衝突することがない。そのため、液体成分に対して衝撃が加わることがない。これにより、液体成分の液体回収部での泡立ちを抑えることが可能となる。つまり、回転体の内空間で消泡した状態を保ったままで液体成分を回収することができる。さらに、回転体及び液体成分の接触を極力抑えることで、摩擦熱の発生を抑え、液温の上昇を防ぐことができる。さらに、回転体及び液体成分の接触による回転体の回転効率の低下が防がれる。
【００１５】
さらに、本発明の遠心分離装置は、上記構成に加え、「前記液体回収部は、前記回転体の前記開口部よりも大きい開口径を有する平板の環状の上環板、前記上環板よりも小さい外径で、前記上環板の下方に配置された平板の環状の下環板、前記下環板から上方に拡開し、前記上環板と一部に隙間を有して接続した傾斜板を有し、前記上環板の開口部分に前記回転体の前記開口部の一部が挿入された、円錐台形状の傾斜回収部」を具備するものであっても構わない。
【００１６】
したがって、本発明の遠心分離装置によれば、開口部から落下し回転体の外部に排出された液体成分は、液体回収部の一部である傾斜回収部によって回収される。ここで、液体成分は、回転する回転体の開口部から放出されるため、回転体の外側に向かう力が作用している。そのため、液体成分の自重による鉛直下方向の力と、回転体によって加えられる水平方向の力とが合成され、斜め下方に向かって飛散する。回転体の開口部が上環板の開口部分に挿入された傾斜回収部の傾斜板の板面に到達する。
【００１７】
これにより、液体成分の一部は、飛散方向が傾斜板の板面によって斜め上方に向かう力に転換され、係る液体成分は斜め上方に板面を沿って移動し、傾斜板の上端（上環板の上外縁）に到達する。なお、傾斜板の上端及び上環板の上外縁の一部には隙間が形成されているため、上端に到達した液体成分は当該隙間から傾斜回収部の外に放出される。なお、傾斜板の上端の下方には、上方に開口した溝状の溝回収部などが設置されている。これにより、液体成分が回収される。
【００１８】
ここで、開口部から放出された液体成分の中には、比重の高い成分が一部混在していることもある。傾斜板の板面を昇り切ることができなかった液体成分の一部は、板面に沿って下方に移動する。すなわち、回転体の内空間を下方に移動する下底において、分離前の懸濁液や内壁面に堆積したスラッジと接触することがあり、これらの高比重成分を一部に含んでいるが高い。そのため、これらの高比重成分は遠心力によって水平方向への力を受けた場合でも鉛直下方向に作用する力が大きく、傾斜板を昇る切ることができない。そのため、傾斜回収部において、液体成分中の高比重成分が選別される。これにより、傾斜板の上端に到達し溝回収部などによって回収される液体成分は、他の成分が混入している比率が小さいものとなる。なお、傾斜回収部の傾斜板の傾斜角度を変更することにより、液体成分及び選別される高比重成分の回収比率を調整することが可能となる。そのため、回収量などのコントロールが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の効果として、上底部が閉塞された回転体を用いた遠心分離装置によって、液体成分と回転体との衝突を極力抑えることができ、回収される液体成分の泡立ちを抑えることができる。さらに、液体成分の液温の上昇及び回転数の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態の遠心分離装置の概略構成を示す模式断面図である。
【図２】回転体及び傾斜回収部の概略構成を示す拡大説明図である。
【図３】傾斜回収部の構成を示す（ａ）平面図、（ｂ）底面図、及び（ｃ）断面図である。
【図４】懸濁液及び処理済水の流れ、及び、スラッジの堆積状態を模式的に示す説明図である。
【図５】従来の縦型の遠心分離装置の概略構成を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態である遠心分離装置１について、図１乃至図４に基づいて説明する。ここで、本実施形態の遠心分離装置１は、処理対象の懸濁液Ｌとして、無洗米を製造する精米工場から大量に排出される「米のとぎ汁」を使用するものとし、固形分（高比重成分）の「米ぬか」と、液体成分（低比重成分）の「処理済水」とに分離し、それぞれ回収するものについて説明を行うものとする。なお、「米ぬか」は懸濁液Ｌから遠心分離によって除去され、スラッジ２として回転体３の内壁面６に堆積する。ここで、本実施形態の遠心分離装置１は、「処理済水５」として回収される液体成分の泡立ちを抑えることを主な目的とする。なお、図１乃至図４において、説明を簡略化するため、遠心分離装置１の一部構成については図示を省略している。
【００２２】
本実施形態の遠心分離装置１は、回転体３と、回転体３の内空間４に懸濁液Ｌを吐出するための懸濁液吐出機構部７と、回転体３を高速で回転させて内空間４に遠心力を発生させるための回転機構部８と、回転体３を内包する収容空間９を内部に備えた筐体状の装置本体１０と、遠心力によって懸濁液Ｌから分離された処理済水５を回転体３の開口部１１から回収する液体回収部１２と、回転体３の内壁面６に堆積したスラッジ２を当該内壁面６から掻落とすためのスクレーパ１３を有するスクレーパ機構部１４とを具備している。
【００２３】
さらに詳述すると、回転体３は、円筒状の回転体本体３ａと、回転体本体３ａの上端を閉塞した円板状の上底部１５と、回転体本体３ａの下端にから斜め下方に縮径した斜壁体１６によって構成される開口部１１とを具備している。ここで、回転体３は、従来の遠心分離装置とは異なり、回転体３の上底部１５に回転体３の外方及び内空間４の間を連通する貫通孔を有することがなく、外方及び内空間４が上底部１５によって完全に遮断されている。そのため、回転体３の内空間４に吐出された懸濁液Ｌ及び分離した処理済水５は、いずれも回転体３の上方から外部に放出されることはなく、下方に開口した開口部１１を通じて処理済水５が放出されることになる。なお、本実施形態の遠心分離装置１において、回転体３は、ステンレス材料を用いて構成されている。
【００２４】
一方、懸濁液吐出機構部７は、米のとぎ汁からなる懸濁液Ｌを回転体３の内空間４に向けて吐出する機能を備えるものであり、精米工場から回収された懸濁液Ｌを予め貯留する貯留タンク（図示しない）と、貯留タンク及び回転体３の内空間４までの間を連結する内部が断面円形状の中空構造をなす送液管１７と、貯液タンクから送液管１７を通じて回転体３の内空間４まで懸濁液Ｌを空気圧によって圧送するための送液ポンプ（図示しない）と、送液管１７の先端に取付けられ、少なくとも一部が内空間４に挿設された状態で内空間４に懸濁液Ｌを複数のノズル口（図示しない）から吐出するための吐出ノズル１８とを具備している。これにより、空気圧を用いて懸濁液Ｌを回転体３の内空間４に導入することができる。
【００２５】
回転機構部８は、回転体３と接続された回転軸１９と、回転軸１９を回転駆動する駆動用モータ２２を備えている。駆動用モータ２２のモータ軸２３にはモータ側歯付プーリ（図示しない）が取設され、回転軸１９の軸周の一部には回転軸側歯付プーリ（図示しない）が取設されている。それぞれの歯付プーリと噛合可能に形成された無端状の歯付ベルト２４によって、モータ側歯付プーリ及び回転軸側歯付プーリの間が接続され、駆動用モータ２２の回転力を回転軸１９まで伝達することができる。なお、回転軸１９は軸受部２０によって軸方向を鉛直方向に一致させた状態で軸支されている。これにより、駆動用モータ２２の回転力を用いて回転体３を高速で回転させることができる。
【００２６】
液体回収部１２は、回転体３の開口部１１よりも大きい開口径を有する平板の環状の上環板２５と、開口部１１よりも小さい開口径を有し、かつ上環板２５よりも小さい外径で、上環板２５の下方に配置された平板の環状の下環板２６、下環板２６の外縁から上方に拡開し、上環板２５の外縁と一部に処理済水５が流通可能な隙間２７ｂを有して接続された傾斜板２７を備え、上環板２５の開口縁２５ａから回転体３の開口部１１の一部が挿入された、円錐台形状の傾斜回収部２８と、装置本体１０の側壁面１０ａの下端から内側に向けて水平方向に突設された底板２９ａ及び底板２９ａの端部から上方に曲折され、傾斜回収部２８の傾斜板２７の外部と先端が接続した側板２９ｂを有し、側壁面１０ａ、底板２９ａ、及び側板２９ｂによって上方に開口した断面コの字形状に形成された溝回収部２９とを具備している。ここで、溝回収部２９は、傾斜板２７の上端２７ａの下方に開口端が位置するように設けられている。そのため、傾斜板２７に沿って斜め上方に移動する処理済水５は隙間２７ｂを通過して、傾斜板２７の上端２７ａ（上環板２５の外縁に相当）から落下し、溝回収部２９に回収される。さらに、溝回収部２９の一部は、装置本体１０の外部と連通した回収部排出口３１と接続し、溝回収部２９で回収された処理済水５を外部に排出することができる。なお、図示しないが、溝回収部２９の底板２９ａの上面３２は、上記回収部排出口３１に向かって傾斜している。
【００２７】
スクレーパ機構部１４は、スクレーパ１３と、スクレーパ１３を回転体３の内空間４で支持するためのスクレーパアーム３４と、スクレーパ１３を内壁面６に近接させてスラッジ２を掻取る剥離位置及び内壁面６から離間させた離間位置の間で変位させるスクレーパ３４と接続された変位部（図示しない）とを具備している。ここで、スクレーパ１３は、回転体３の内壁面６の形状に合わせて形成されたスクレーパ刃３３を有し、変位部によって剥離位置にセットすることでスクレーパ刃３３を内壁面６に近接させることができる。これにより、内壁面６に体積したスラッジ２を物理的に掻取ることができる。
【００２８】
本実施形態の遠心分離装置１は、その他の構成として、回転体３の内壁面６に層状に堆積したスラッジ２を回収するスラッジ回収部３０が回転体３の開口部１１の下方位置に設けられている。ここで、スラッジ回収部３０は、回収口３６を開閉塞するシャッタ３７を有している。これにより、遠心分離処理が行われる状態では、回収口３６をシャッタ３７で閉塞することにより、回転体３の開口部１１から落下する処理済水５及び懸濁液Ｌがスラッジ回収部３０に回収されないような構成となっている。そして、所定時間の遠心分離処理が完了し、回転体３の内壁面６にスラッジ２が堆積した状態でスクレーパ機構部１４を作動させる際に、シャッタ３７を開放して回収口３６と開口部１１を相対させる。これにより、回転体３の開口部１１からスクレーパ１３によって掻落とされたスラッジ２を回収することができる。さらに、本実施形態の遠心分離装置１は、回転機構部８、懸濁液吐出機構部７、スクレーパ機構部１４、及びスラッジ回収部３０などの各構成を電気的に制御するための制御部（図示しない）を有している。
【００２９】
次に、本実施形態の遠心分離装置１を用いた懸濁液Ｌの遠心分離処理の一例について説明する。始めに、遠心分離装置１を作動させ、制御部による制御が可能な状態とする。これにより、回転機構部８の駆動用モータ２２の駆動が開始され、モータ軸２３の回転が歯付プーリ等を介して回転軸１９に伝達される。その結果、回転軸１９に従って軸端１９ａに接続された回転体３が回転する。なお、本実施形態では、回転体３の回転数を２８００ｒｐｍに設定し、回転体３の内空間４に１７００Ｇの遠心力を発生させるようにしている。このとき、内空間４に懸濁液Ｌを吐出しない“空転時”には、駆動用モータ２２を回転させるための電流値は８．８Ａである。
【００３０】
係る状態で、懸濁液吐出機構部７を制御し、貯液タンクに貯留された懸濁液Ｌを送液管１７を通じて空気圧を用いて内空間４に吐出する。このとき、内空間４には毎分１２０リットルの懸濁液Ｌが吐出されるように設定される。さらに、上記吐出時において、２８００ｒｐｍ、１７００Ｇの条件を維持するためには、駆動用モータ２２の電流値は１３Ａである。これにより、高速で回転する回転体３の内空間４に、懸濁液Ｌが吐出ノズル１８から連続的に供給される。なお、所定時間の経過後に、堆積したスラッジ２をスクレーパ１３によって掻取るスクレーパ動作を行うために、上記の懸濁液Ｌの吐出開始からの時間をカウントするものであってもよい。
【００３１】
これにより、高速で回転する回転体３の内空間４に遠心力が発生し、かつ吐出された懸濁液Ｌは当該遠心力の作用を受けることになる。したがって、懸濁液Ｌに含まれる高比重成分の固形分（米ぬか）は、遠心力の影響を強く受け、回転体３の外側方向に向かって移動する。そして、回転体３の内壁面６に到達した米ぬかは、徐々に堆積してスラッジ２として溜まる。一方、遠心力の作用によって米ぬかが除去された後に残る低比重成分の処理済水５は、米ぬかほど遠心力の影響を強く受けることがないため、外側方向に向かう力をそれほど受けることなく、内空間４の中央付近（軸心付近）に滞まる。このとき、懸濁液Ｌの中に泡が含まれている場合でも、回転体３の内空間４によって遠心力の作用を受けることにより、懸濁液Ｌまたは分離された処理済水５の中から気泡がつぶされるようにして除去される。その結果、分離された処理済水５にはほとんど泡が含まれることがない。ここで、吐出ノズル１８からは懸濁液Ｌが連続的に供給されること等の要因により、滞留する低比重の処理済水５は吐出された懸濁液Ｌによって押上げられ、徐々に回転体３の上底部１５に向かって移動する。しかしながら、回転体３の上底部１５には、従来の回転体に設けられている貫通孔がなく閉塞されているため、上底部１５に到達した処理済水５は上底部１５から回転体３の外部に出ることはできない。その結果、上底部１５から下方の開口部１１に向かって自重に従って移動することになる。このとき、処理済水５は内壁面６に堆積したスラッジ２の表面に沿って移動する。そして、開口部１１に到達すると、当該開口部１１から回転体３の外部に排出される。ここで、開口部１１は高速で回転する回転体３の一部であり、開口部１１の開口縁１１ａから落下する処理済水５には、処理済水５の自重に従って鉛直下方向に働く力と、回転体３の回転による遠心力によって水平方向に飛散しようとする力との二つが作用する。その結果、これらの二つを合成した斜め下方向に落下する。ここで、回転体３の内空間４で受けた遠心力によって処理済水５はほとんどの泡が消失している。係る処理済水５が回転体３との接触を最小限にして外部に排出される。
【００３２】
係る斜め下方向には、円錐台形状の傾斜回収部２８の傾斜板２７が位置している。そのため、斜め下方に落下した処理済水５は傾斜板２７と当接する。このとき、処理済水５には回転体３の外側方向に向かう遠心力が作用しているため、傾斜板２７と接触した処理済水５は、下環板２６の外縁から外側に拡開した傾斜板２７の上端２７ａに向かって斜め上方に移動しようとする。そして、傾斜板２７を昇り切った処理済水５は、上端２７ａの下方に開口して設けられた溝回収部２９に隙間２７ｂを通って落下し回収される。これにより、処理済水５は、開口部１１を通じて回転体３の外部に放出され、さらに傾斜回収部２８を介して溝回収部２９に回収される過程で回転体３から強い衝撃を受けることがない。特に、回転体３の上底部１５が閉塞されているため、従来の回転体に設けられた貫通孔を通過する際の貫通孔の孔壁との接触が回避される。これにより、回転体から受ける衝撃を最小限に抑えることができ、衝撃に起因する泡立ちの発生を抑制することができる。さらに、傾斜板２７によって処理済水５の移動方向が変化させられるため、従来の装置本体の本体壁面に正面から衝突するものと比べ、衝突時の衝撃が小さくなる。その結果、処理済水５の泡立ちをさらに抑えることができる。
【００３３】
なお、傾斜板２７に到達した処理済水５の一部は、上述したように斜め上方に沿って移動することなく、傾斜面に沿って下方に流れるものもある。ここで、開口部１１から排出された処理済水５は、遠心分離処理により固形分が除去されているものの、上底部１５から開口部１１に至るまでの間で堆積したスラッジ２の表面と接触し、さらに吐出された懸濁液Ｌの一部とも接触している。そのため、一部にスラッジ２または未分離の懸濁液Ｌを含んでいる。係る場合、高比重成分を含む一部の処理済水５は上記傾斜板２７を上端２７ａまで昇り切ることができず、自重に従って傾斜板２７に沿って下方に移動し、さらに下環板２６に沿って装置本体１０の収容空間９の下方に落下する。なお、底面９ａの一部は係る落下した高比重液体３８を回収するための排液ドレン３９と接続されている。これにより、処理済水５に含まれる高比重成分が傾斜板２７によって分別され、溝回収部２９に回収される処理済水５の分離精度が安定したものとなる。なお、傾斜回収部２８の傾斜板２７の傾斜角度を変更することにより、係る傾斜板２７による分離精度を調整することができる。
【００３４】
これにより、処理済水５は、従来とは異なり高速で回転する回転体の上底部に設けられた貫通孔と接触することがなく、水平方向に強い衝撃を受けることがない。そのため、溝回収部２９から回収部排出口３１を通じて回収された処理済水５は泡立ちが抑制される。係る処理済水５は、米ぬかの成分が取除かれているため、そのまま河川に排出しても自然環境に悪影響を及ぼすことがない。また、処理済水５は、上記のように回収の際に回転体３との強い衝突が避けられている。これにより、回転体３から受ける衝撃によって発生する摩擦熱を抑制することができる。その結果、回収される処理済水５の液温が高くなることがない。そのため、液温が高い状態で河川等に処理済水５を放流した場合と比べ、河川の生息する魚類や繁殖する植物などの自然環境への影響を考慮する必要がない。また懸濁液Ｌとして使用済クーラントを使用した場合、液温が高くなることがないため、クーラント自体が熱によって変性することがない。そのため、クーラントの性能を劣化させることなく再利用することができる。
【００３５】
加えて、処理済水５と回転体３との接触により、回転体３の回転数を低下させることがない。本実施形態の場合、５．５ｋＷ規格の駆動用モータ２２を用い、回転数２８００ｒｐｍ、１７００Ｇの遠心力を達成するために、前述したように、１３Ａの電流値を必要としている。これに対し、従来の縦型の遠心分離装置で、同様の処理条件を得ようとした場合、必要な電流値は１８Ａであった。すなわち、同一条件の遠心力を発生させるために、本実施形態の遠心分離装置１は、従来の遠心分離装置に比べて少ない電流値で達成することができる。これにより、回転体の回転効率の低下を防ぐことができる。その結果、遠心分離装置１の省電力化が図られる。また、本実施形態の遠心分離装置１の場合、３３７０ｒｐｍの回転数で、２５００Ｇの遠心力を発生させようとしたとき、必要な電流値は１６Ａであった。一方、従来の遠心分離装置で同一条件の遠心力を発生させようとする場合、５．５ｋＷ規格の駆動用モータでは達成することができず、１１．０ｋＷ規格の駆動用モータに変更する必要があった。
【００３６】
さらに、本実施形態の遠心分離装置１から距離１ｍ、床面から１ｍの高さで遠心分離装置１の周囲を四方向から騒音計を用いて測定した結果、四方向の平均騒音値は７３ｄｂであった。一方、同一条件で従来の縦型の遠心分離装置の騒音値を計測した場合、７８ｄｂであった。すなわち、本実施形態の遠心分離装置１は、回転体３による処理済水５の水切り音が低減化されるため、上記のように騒音値の改善が認められた。
【００３７】
以上、説明したように、本実施形態の遠心分離装置１によれば、回転体３の上底部１５を閉塞し、処理済水を開口部１１から排出する構成とすることにより、回転体３及び処理済水５の接触を最低限に抑えることができ、回転体３の中で消泡化された処理済水５に対して衝撃を与えることなくそのままの状態で回収することができる。さらに、回収の際に回転体３との接触による衝撃がほとんどないため、回転体３から排出された後での処理済水５の泡立ち、接触による摩擦熱の発生に伴う液温の上昇などを抑えることができる。また、処理済水５との接触が小さくなったことにより、回転体３の回転を阻害する要因が除去され、回転体３の回転効率を向上させることができ、遠心分離装置１を所定の回転数で回転させるために必要な消費電力（または消費電流）を抑え、かつ可動時に静音化を図ることができる。
【００３８】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。
【００３９】
すなわち、本実施形態の遠心分離装置１において、液体回収部１２として、回転体３の下方及び周囲に傾斜回収部２８を設けるものを示したが、これに限定されるものではなく、処理対象となる懸濁液Ｌの成分によっては係る構成を必要としないものであってもよい。また、懸濁液Ｌとして、米のとぎ汁の例について示したが、これに限定されるものではなく、例えば、半導体製造工場でシリコンウェハーの切断工程の際に使用された使用済クーラントを処理対象とし、クーラント及びシリコン切削屑の分離をするものであっても構わない。特に、クーラントは液温が高くなることによって熱変性がしやすいため、本実施形態の遠心分離装置１を用いることにより、回収された使用済クーラントをそのまま再利用することが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１，５０  遠心分離装置
２，６６  スラッジ（固形分）
３，５２  回転体
４，５３  内空間
５  処理済水（液体成分）
６，６１  内壁面
７，５５  懸濁液吐出機構部
８，５７  回転機構部
９，５８  収容空間
１０，６４  装置本体
１０ａ，６５  内壁面
１１，５１  開口部
１２，５９  液体回収部
１５，６２  上底部
１９，５６  回転軸
１９ａ  軸端
２５  上環板
２５ａ  開口部分
２６  下環板
２７  傾斜板
２７ａ  上端
２７ｂ  隙間
２８  傾斜回収部（液体回収部）
２９  溝回収部（液体回収部）
Ｌ  懸濁液
【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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