(57)【要約】【課題】スラリーの濾過においてケーキの能率的且つ確実な回収及びメンテナンス性を向上させることのできる遠心濾過機を提供する。【解決手段】軸心が上下方向となるように配置された遠心濾過機において、ケーシングは上端面を覆蓋する開閉自在な蓋板からなり、回転バスケットは下端面が開口され、上端面の天板に回転軸及び駆動手段が接続され、スラリー供給手段及びケーキ排出手段はケーシングの底板を貫通して回転バスケットの下端開口から内部に挿入されている遠心濾過機。【選択図】図１
2005125245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心が上下方向となるように配置された円筒状ケーシングと、該円筒状ケーシング内に同軸的に内設され、多数の通液孔を有する回転バスケットと、該回転バスケットの内周面に張設される濾材と、前記回転バスケットの一端面側の軸心部に接続した回転軸と、回転軸に接続した回転駆動装置と、前記回転バスケット内にスラリーを供給するスラリー供給手段、濾材上に形成されたケーキを掻き出すケーキ排出手段及び濾液排出手段を設け、前記回転駆動装置により前記回転軸を介して前記回転バスケットを回転させ、回転による遠心力で、前記回転バスケット内に供給されたスラリーを前記濾材により固液分離する遠心濾過機において、前記円筒状ケーシングは円筒状側壁、円筒の下端面を閉鎖する底板及び円筒の上端面を覆蓋する開閉自在な蓋板からなり、前記回転バスケットは下端面が開口され、下端開口部の内側半径方向に突設された環状堰板、多数の通液孔を有する円筒状周壁及び円筒の上端面を閉鎖する天板からなり、前記回転軸は前記円筒状ケーシングの蓋板軸心部に設けられた軸受部を介し貫通して前記回転バスケットの天板の軸心部に接続され、前記スラリー供給手段及びケーキ排出手段は前記円筒状ケーシングの底板を貫通して前記回転バスケットの下端開口から内部に挿入されていることを特徴とする遠心濾過機。
【請求項２】
回転駆動装置が回転軸と直結して円筒状ケーシングの蓋板上に載設されている請求項１に記載の遠心濾過機。
【請求項３】
円筒状ケーシングの上端外側面に蓋板の一端側と接続するヒンジ機構を設け、該ヒンジ機構により前記蓋板の開閉が行われる請求項１又は請求項２に記載の遠心濾過機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラリーを遠心力で固液分離する遠心濾過機に関するものであり、さらに詳しくは、濾過部材である回転する回転バスケットの軸心が上下方向に配置された竪型遠心濾過機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
食品、医薬、バイオテクノロジーなどの多くの産業分野では、固形分を含有するスラリーを、液分と固形分に分離する固液分離操作において、高速で回転する回転体すなわち多数の通液孔を有する回転バスケットの高い遠心力作用により、バスケット内周面に張設される濾材により濾過して固形分と液分を分離する遠心濾過機が使用されている。また、前記遠心濾過機の中でも、回転する回転バスケットの軸心が上下方向に配置された竪型遠心濾過機がスラリーの清浄化や清澄化や有価物の回収に多数使用されている。
【０００３】
従来の竪型遠心濾過機は、図３の縦断面図及び図４の回転バスケットの平面図に示すように、軸心が上下方向となるように配置され、円筒状側壁１０３と円筒の上端面を覆蓋する上蓋１０５と円筒の下端面を閉鎖する下板１０４とで形成され、円筒状側壁１０３下端に濾液排出管１１２、下板１０４にはケーキ排出管１０８が接続された円筒状ケーシング１１９と、円筒状ケーシング１１９内に同軸的に内設され、上端面が開口され、上端開口部の内側半径方向に突設された環状堰板１０１Ｃと多数の通液孔を有する円筒状周壁１０１Ａと円筒の下端面を閉鎖する底板１０１Ｂで形成され、底板１０１Ｂには回転により円筒状ケーシングのケーキ排出管１０８と垂直方向に対向する位置に複数のケーキ排出口１１４が所定の間隔で穿設された回転バスケット１０１と、一端が円筒状ケーシングの下板１０４軸心部に設けられた軸受部１３２を介し貫通して回転バスケットの底板１０１Ｂの軸心部に接続され、他端側でベルト１３３を介して回転駆動装置１３１に接続した回転軸１０２と、回転バスケット周壁１０１Ａの内周面に張設される濾材１１０と、円筒状ケーシングの上蓋１０５を貫通して回転バスケットの上端開口から内部に挿入されているスラリー供給手段１０６及びケーキ排出手段１０７が設けられた構造である。
【０００４】
前記構造の遠心濾過機においては、回転駆動装置１３１により回転軸１０２を介して回転バスケット１０１を回転させ、回転による遠心力で、スラリー供給手段１０６から回転バスケット１０１内に供給されたスラリーを濾材１１０により固液分離し、濾材上に形成されたケーキ１１１をケーキ排出手段１０７であるケーキ掻取ナイフで掻き落とし、回転バスケット底板１０１Ｂのケーキ排出口１１４から円筒状ケーシングのケーキ排出管１０８を経て排出するが、回転バスケット１０１からケーキ１１１を排出する際に回転バスケットの底板１０１Ｂと回転軸１０２との接続部分の仕切部１１３がケーキの排出の妨げとなり、ケーキ排出に時間を要している。また、回転バスケット１０１を高速回転したままケーキを排出すると、急速なケーキの排出により圧密化し、ケーキ排出口１１４がケーキにより閉塞する恐れがあるため、回転バスケット１０１の回転を低速に減速する必要があり、更にケーキ排出に時間を要する結果となっている。
【０００５】
また、前記ケーキを排出する構造のひとつとして、掻き取ったケーキを回転バスケット内から吸引管により排出する構造のものがある。
前記の排出方法ではケーキを回転バスケット下板のケーキ排出口からでなく、閉鎖された回転バスケット底板上にケーキ掻取ナイフでケーキを掻き落とした後、吸引管で排出する構造で、ケーキ排出口がないためにケーキ排出口の閉塞の問題は解消可能であるが、掻き取ったケーキの回収に吸引装置と吸引配管敷設が必要であり、そのために遠心濾過機の構造が複雑でメンテナンスに手数や時間がかかりまた、前記吸引装置を含めた設備費が極めて高価となる。前記吸引管によるケーキ排出機構を装着した遠心濾過機の例が特許文献1に記載されている。
【特許文献１】特開平２０００−３１７３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、従来の遠心濾過機の構造では、回転バスケット１０１を回転軸１０２に接続するには、ケーキ排出側の回転バスケット底板１０１Ｂに接続部分を確保しなければならず、ケーキ排出口１１４を仕切る仕切部１１３が不可欠であるため、十分大きなケーキ排出口１１４を確保することが困難であり、回転バスケット１０１からケーキを排出する際に回転バスケットの底板１０１Ｂと回転軸１０２との接続部分の仕切部１１３がケーキの排出の妨げとなり、ケーキ排出に時間を要している点である。また、回転バスケット１０１を高速回転したままケーキを排出すると、急速なケーキの排出により圧密化し、ケーキ排出口１１４がケーキにより閉塞する恐れがあるため、回転バスケット１０１の回転を低速に減速する必要があり、更にケーキ排出に時間を要する点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、第一の発明は、軸心が上下方向となるように配置された円筒状ケーシングと、該円筒状ケーシング内に同軸的に内設され、多数の通液孔を有する回転バスケット１と、該回転バスケットの内周面に張設される濾材と、前記回転バスケットの一端面側の軸心部に接続した回転軸と、回転軸に接続した回転駆動装置と、前記回転バスケット内にスラリーを供給するスラリー供給手段、濾材上に形成されたケーキを掻き出すケーキ排出手段及び濾液排出手段を設け、前記回転駆動装置により前記回転軸を介して前記回転バスケットを回転させ、回転による遠心力で、前記回転バスケット内に供給されたスラリーを前記濾材により固液分離する遠心濾過機において、前記円筒状ケーシングは円筒状側壁、円筒の下端面を閉鎖する底板及び円筒の上端面を覆蓋する開閉自在な蓋板からなり、前記回転バスケットは下端面が開口され、下端開口部の内側半径方向に突設された環状堰板、多数の通液孔を有する円筒状周壁及び円筒の上端面を閉鎖する天板からなり、前記回転軸は前記円筒状ケーシングの蓋板軸心部に設けられた軸受部を介し貫通して前記回転バスケットの天板の軸心部に接続され、前記スラリー供給手段及びケーキ排出手段は前記円筒状ケーシングの底板を貫通して前記回転バスケットの下端開口から内部に挿入されていることを特徴とする遠心濾過機である。
【０００８】
また、第二の発明は、第一の発明における回転駆動装置が、回転軸と直結して円筒状ケーシングの蓋板上に載設されていることを特徴とする。
【０００９】
また、第三の発明は、第一又は第二の発明における蓋板の開閉が円筒状ケーシングの上端外側面に蓋板の一端側と接続するヒンジ機構を設け、該ヒンジ機構により蓋板の開閉が行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
回転バスケットの下端面が大きく開口された構造となるため、任意のケーキ排出手段を回転バスケット内に挿入でき、掻き取ったケーキは何ら障害を受けることなく重力にて機外に排出できる。また、掻取ナイフとシュートを組み合わせたケーキ排出手段とすることにより、掻き取られたケーキの全量を確実に回収でき、さらにケーキ排出口のケーキによる閉塞を防止するために、ケーキ掻き取り時に円筒状バスケットの回転を減速して排出量を調節する必要がなく、高速回転のまま短時間にケーキを排出することができる。
【００１１】
回転バスケットが蓋板軸心部に設けられた軸受部を介して円筒状ケーシングの蓋板と一体化され、蓋板の開閉に伴われて上下移動し、円筒状ケーシングより出入可能な構造となっているため、回転バスケットの外面及び円筒状ケーシング内面を広範囲かつ容易に点検および洗浄することができ更に、回転バスケットの内面に張設された濾材の交換を容易に行うことができる。
【００１２】
円筒状ケーシングの上端外側面に蓋板の一端側と接続するヒンジ機構を設け、このヒンジ機構により蓋板の開閉が行われる構造であるため、少ない動力で容易かつ安全に蓋板の開閉と回転バスケットの出入を行うことができ、円筒状ケーシング内面及び回転バスケットの内外面を広範囲かつ容易に点検及び洗浄することができ、更に、回転バスケットの内面に張設された濾材の交換を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
遠心濾過機においてケーキの能率的且つ確実な回収及びメンテナンス性を向上させる目的を、回転バスケットの下端面を開口端とする構成により実現した。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明の遠心濾過機の要部断面図であり、図２は本発明の遠心濾過機ケーシングの開放動作を示す作動図である。
【００１５】
１９は円筒状側壁３、円筒の下端面を閉鎖する底板４及び円筒の上端面を覆蓋する開閉自在な蓋板５からなり、軸心が上下方向となるように配置された円筒状ケーシング（以下、単にケーシングという。）、１は下端面が開口され、下端開口部の内側半径方向に突設された環状堰板1C、多数の通液孔を有する円筒状周壁１Ａ及び円筒の上端面を閉鎖する天板１Ｂからなり、ケーシング内に同軸的に内設された回転バスケット（以下、単にバスケットという。）、２は一端側がケーシングの蓋板５の軸心部を貫通してバスケットの天板１Ｂ軸心部に接続され、他端側に軸受３２を介して回転駆動手段３１が連結された回転軸、１０はバスケットの内周面に張設される濾材、６はスラリー供給手段、７はケーキ排出手段、８はケーシングの蓋板５の開閉が行われるケーシング側壁３の上端外側面にケーシング蓋板５の一端側と接続するヒンジ機構、１２は濾液排出管である。
【００１６】
スラリー供給手段６は、濾材１０側に向かって被分離スラリーを供給するノズル部を有し、上下方向に移動可能としてケーシング の底板を貫通して立設されている。また、ケーキ排出手段７は、濾材１０の表面に形成されたケーキ層１１の表面を削り取る刃先を有する掻取ナイフと掻き取られたケーキを受け入れて外部に排出するシュートからなり、掻取ナイフは、ケーキ層１１の所定の厚さを削り取ることができるように、水平方向へ移動可能として設けられ、掻き取られたケーキを確実にシュート内に導入できる形状となっている。
【００１７】
前記ケーシングの蓋板５を開閉する機構としては、ケーシング側壁３の上端外側面にケーシング蓋板５の一端側と接続するヒンジ機構８を付設し、ヒンジ機構８は、エアーシリンダ又は油圧シリンダなどのピストン機構９で揺動される構成となっている。また、回転駆動装置３１は、モータとモータの駆動軸である回転軸とからなり、回転軸２の軸受３２を介してケーシング蓋板５上に載設され、回転駆動装置３１、蓋板５及びバスケット１などが一体となって上下移動可能な構成となっている。
なお、本発明におけるケーシング蓋板５を開閉する機構としては、単にチェーンブロックなどにより懸吊する構造でもよいが、開閉の容易性や安全性などからヒンジ機構８をもうけるのが好ましい。
【００１８】
以下、本発明の遠心濾過機の一実施例を作用と共に、更に詳細に説明する。
被処理スラリーを、スラリー供給管６からノズル部を介して、高速で回転するバスケット１内の濾材１０上に供給する。供給されたスラリーは、遠心力の作用で濾材１０上に押し付けられ、スラリー中の固形分は濾材１０で捕捉されて層状となって蓄積し、液分は濾材１０及びバスケット１の側壁に穿設された通液孔を通過してバスケット１とケーシング１９との間隙部に排出されたのち、濾液排出管１２から系外に抜き出される。
【００１９】
前記固液分離操作が所定の時間行われると、濾材上に蓄積したケーキ層１１の厚さが許容量に達し、ケーキ掻取操作が行われる。ケーキ掻取操作は、バスケット１の回転を減速せずにケーキ排出手段７の刃先をケーキ層１１表面に接触させ、濾材１０の表面に形成されたケーキ層１１の表面を削り、所定厚さの基礎層を残して削り取り、掻き取られたケーキはシュート内に落下させて回収し、シュートを介して系外に排出される。前記ケーキ掻取操作は固液分離操作と所定の時間間隔で交互に行われる。
【００２０】
前記固液分離操作及びケーキ掻取操作が長時間行われると、濾材１０の目詰まりにより濾過効率が低下してくるため、内部状況の点検や洗浄操作及び濾材交換が行われる。洗浄操作は、ケーシングの蓋板５を締着しているボルト・ナット又はクランプなどの締着部材を外し、ピストン機構９を稼動させてヒンジ機構８を揺動することにより、蓋板５が上昇移動し、回転駆動装置３１、蓋板５及びバスケット１などが一体化されているため、バスケット１が蓋板５に伴われてケーシング１９から取り出される。
【００２１】
前記ヒンジ機構８による蓋板５の開放操作は、図２のＡの位置に示すようにバスケットが、斜め状態に保持して点検や洗浄操作を行ってもよいが、図２のＢの位置に示すように１８０°反転した状態で保持して点検や洗浄操作を行うこともできる。なお、劣化した濾材１０の交換では、安全性や容易性などから１８０°反転し、地上や比較的低い架台上の作業性のよい場所に保持して行うのが好ましい。前記洗浄操作はホースなどを用いての水洗浄など適宜方法により行われる。これにより、バスケット１、ケーシング１９などの内外面を上方、側方及び下方より容易に洗浄が行えると共に、バスケット１の内面に張設された濾材１０の交換を容易に行うことができる。
【００２２】
前記ケーシングの蓋板５の開放による点検や洗浄操作が終了したのち、ケーシング内へのバスケット１の内設や蓋板５による開口部の閉鎖操作が行われる。前記操作は、ピストン機構９を稼動させてヒンジ機構８を揺動することにより、蓋板５が下降移動し、一体化された回転駆動装置３１、蓋板５及びバスケット１などが、蓋板５に伴われて移動し、バスケット１がケーシング１９内の所定の位置に配置され、ケーシングの蓋板５を締着部材で締着する。
【００２３】
前記それぞれの操作が繰り返されて、スラリーの固液分離が効率的に行われる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
化学工業、食品工業、における遠心濾過機、特にケーシング内部の洗浄操作や濾布交換を頻繁に行う必要のある多品種少量生産の医薬品、食品などを製造する分野やバイオテクノロジー関連分野の用途に好適に使用することができる遠心濾過機である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の遠心濾過機の要部断面図である。（実施例１）
【図２】本発明の遠心濾過機ケーシングの開放動作を示す作動図である。（実施例１）
【図３】従来の遠心濾過機の断面図である。
【図４】図３の回転バスケットの平面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１     回転バスケット
１Ａ   回転バスケット周壁
１Ｂ   回転バスケット天板
１Ｃ   回転バスケット堰板
２     回転軸
３     円筒状ケーシング側壁
４     円筒状ケーシング底板
５     円筒状ケーシング蓋板
６     スラリー供給手段
７     ケーキ排出手段
８     円筒状ケーシング蓋板ヒンジ機構
９        蓋板開閉シリンダ機構
１０     濾材
１１     ケーキ層
１２     濾液排出口
１９     円筒状ケーシング
３１     回転駆動手段
３２     軸受
１０１ 回転バスケット
１０１Ａ回転バスケット周壁
１０１Ｂ回転バスケット底板
１０１Ｃ回転バスケット堰板
１０２ 回転軸
１０３ 円筒状ケーシング側壁
１０４ 円筒状ケーシング下板
１０５ 円筒状ケーシング上蓋
１０６ スラリー供給手段
１０７ ケーキ排出手段
１０８ ケーキ排出管
１１０  濾材
１１１  ケーキ層
１１２  濾液排出管
１１３ 仕切部
１１４ ケーキ排出口
１１９  円筒状ケーシング
１３１  回転駆動装置
１３２  軸受
１３３  ベルト
Ａ        円筒状ケーシングの半開放動作状態（実施例１）
Ｂ        円筒状ケーシングの全開放動作状態（実施例１）
【図１】
2005125245.tif 000003
【図２】
2005125245.tif 000004
【図３】
2005125245.tif 000005
【図４】
2005125245.tif 000006