(57)【要約】【課題】ケーキ受けリング内に排出されたケーキを、結晶の破砕等を生じることなく確実にケーキシュートから排出する。【解決手段】胴部に濾過スクリーンが設けられて軸線Ｏ回りに回転させられる筒状のバスケットと、このバスケット内に供給された処理物から濾過スクリーンによって濾過されたケーキをバスケットの開口端から排出する排出機構と、バスケットの開口端の外周に環状に配設されて内周部が開口し、排出機構によって排出されたケーキを収容してケーキシュート１４ａから排出するケーキ受けリング１４とを備え、ケーキ受けリング１４には、このケーキ受けリング１４の接線方向においてバスケットの回転方向Ｒにケーキシュート１４ａに向けてケーキ受けリング１４内に圧縮ガスＧを噴出するガス噴出機構１６が設けられている。【選択図】図２
2017217642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴部に濾過スクリーンが設けられて軸線回りに回転させられる筒状のバスケットと、このバスケット内に供給された処理物から上記濾過スクリーンによって濾過されたケーキを上記バスケットの開口端から排出する排出機構と、上記バスケットの開口端の外周に環状に配設されて内周部が開口し、上記排出機構によって排出されたケーキを収容してケーキシュートから排出するケーキ受けリングとを備え、上記ケーキ受けリングには、このケーキ受けリングの接線方向において上記バスケットの回転方向に上記ケーキシュートに向けて該ケーキ受けリング内に圧縮ガスを噴出するガス噴出機構が設けられていることを特徴とする遠心分離機。
【請求項２】
上記ケーキシュートの上記ケーキ受けリング内における開口部は、上記バスケットの回転方向に対向するように上記ケーキ受けリングの接線方向上向きに開口するとともに、上記ガス噴出機構は上記ケーキシュートの開口部に対向するように下向きに上記圧縮ガスを噴出す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】
上記ガス噴出機構による上記圧縮ガスの噴出速度は、上記バスケットの周速よりも速いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の遠心分離機。
【請求項４】
上記ガス噴出機構は、連続的に上記圧縮ガスを噴出することを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の遠心分離機。
【請求項５】
上記ガス噴出機構は、間欠的に上記圧縮ガスを噴出することを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の遠心分離機。
【請求項６】
上記ケーキ受けリングには周方向に間隔をあけて複数の上記ガス噴出機構が備えられており、これらのガス噴出手段が周方向に順次間欠的に上記圧縮ガスを噴出することを特徴とする請求項５に記載の遠心分離機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸線回りに回転させられるバスケット内に供給された処理物を、このバスケットの胴部に設けられた濾過スクリーンによって濾過するとともに、処理物から濾過されたケーキを排出機構によってバスケットの開口端から排出し、排出されたケーキをバスケットの開口端に設けられたケーキ受けリングに収容してケーキシュートから排出する遠心分離機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような遠心分離機として、例えば特許文献１には、それぞれ濾過スクリーンを備えて軸線回りに同軸かつ一体に回転させられる外バスケットおよび内バスケットと、処理物から濾過されて外バスケットの濾過スクリーンに堆積したケーキを、内バスケットを前進させて押し出すことにより外バスケットから排出する排出機構と、このケーキが排出される外バスケットの開口端に環状に配設されて排出されたケーキを収容し、ケーキシュートから排出するケーキ受けリングとを備えた押出型遠心分離機が記載されている。
【０００３】
また、この特許文献１に記載された押出型遠心分離機では、外バスケットの開口端に、ケーキ受けリング内に位置するように羽根を取り付けることが記載されている。このような羽根を取り付けた押出型遠心分離機では、羽根が外バスケットと一体にケーキ受けリング内で回転してケーキを掻き出すので、ケーキ受けリング内においてケーキが堆積するのを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８３１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような外バスケットと一体に回転する羽根によってケーキ受けリング内のケーキを掻き出す場合、高速回転する外バスケットとともに回転する羽根がケーキに接触することによる衝撃によってケーキの結晶が細かく破砕されてしまい、有用な大粒子結晶の歩留まりが低下してしまう。また、外バスケットから排出されるケーキは、高速で回転しながら押し出されるため、ある程度はケーキ受けリング内を回転してケーキシュートから排出されるが、結晶の破砕を防ぐために単に羽根を取り外しただけでは、やはりケーキ受けリング内でケーキの堆積や閉塞を生じるおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような背景の下になされたもので、ケーキ受けリング内に排出されたケーキを、結晶の破砕等を生じることなく確実にケーキシュートから排出することが可能な遠心分離機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、胴部に濾過スクリーンが設けられて軸線回りに回転させられる筒状のバスケットと、このバスケット内に供給された処理物から上記濾過スクリーンによって濾過されたケーキを上記バスケットの開口端から排出する排出機構と、上記バスケットの開口端の外周に環状に配設されて内周部が開口し、上記排出機構によって排出されたケーキを収容してケーキシュートから排出するケーキ受けリングとを備え、上記ケーキ受けリングには、このケーキ受けリングの接線方向において上記バスケットの回転方向に上記ケーキシュートに向けて該ケーキ受けリング内に圧縮ガスを噴出するガス噴出機構が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
このように構成された遠心分離機において、処理物から濾過スクリーンによって濾過され、排出機構によりバスケットの開口端からケーキ受けリングに排出されて収容されたケーキは、ガス噴出手段から噴出される圧縮ガスによってケーキシュートに向けて押し出されて排出される。このため、ケーキ受けリング内にケーキが堆積したり閉塞したりすることがなく、確実にケーキシュートから排出することができるとともに、ケーキに与えられる衝撃を抑えることができ、結晶の破砕等を低減して大粒子結晶の歩留まり向上を図ることができる。
【０００９】
ここで、上記ケーキシュートの上記ケーキ受けリング内における開口部は、上記バスケットの回転方向に対向するように上記ケーキ受けリングの接線方向上向きに開口しているのが、重力によってケーキが落下してケーキシュートから排出されるので望ましい。そして、この場合に、上記ガス噴出機構は上記ケーキシュートの開口部に対向するように下向きに上記圧縮ガスを噴出するように構成することにより、一層確実なケーキの排出を促すことができる。
【００１０】
また、上記ガス噴出機構による上記圧縮ガスの噴出速度を、上記バスケットの周速よりも速くすることにより、上述のようにバスケットの回転に伴い回転しながらケーキ受けリング内に排出されるケーキを効率的にケーキシュートから排出することができる。なお、ガス噴出機構によって噴出させられる圧縮ガスは、圧縮空気や圧縮窒素ガス等の不活性ガスを用いることができる。
【００１１】
また、上記ガス噴出機構は、連続的に圧縮ガスを噴出するものであってもよいが、間欠的に圧縮ガスを噴出するものとすることにより、圧縮ガスの供給量を抑えて圧縮ガス供給設備の小型化を可能とすることができる。また、こうして間欠的に圧縮ガスを噴出する場合でも、上記ケーキ受けリングに周方向に間隔をあけて複数の上記ガス噴出機構を備え、これらのガス噴出手段が周方向に順次間欠的に圧縮ガスを噴出するように構成することにより、圧縮ガス供給量を抑えつつ効率的なケーキの排出を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、ケーキ受けリング内でのケーキの堆積や閉塞を防いで確実な排出を図るとともに、ケーキに衝撃が与えられるのを抑えて結晶の破砕等を低減し、大粒子結晶の歩留まりを向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態を示す側断面図である。
【図２】図１に示す実施形態を矢線Ｘ方向視に見た部分破断図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１および図２は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態における遠心分離機は、胴部に外濾過スクリーン１ａが取り付けられた水平な軸線Ｏを中心とする円筒状の外バスケット１と、この外バスケット１内に同軸に収容される胴部に内濾過スクリーン２ａが取り付けられた内バスケット２とを備えており、これら外バスケット１と内バスケット２はケーシング３内に収容されて上記軸線Ｏ回りに図２に示すバスケット回転方向Ｒ（図２における時計回り方向）に一体に回転させられる。なお、外濾過スクリーン１ａおよび内濾過スクリーン２ａとしては、例えば円筒形ワイヤスクリーンやプレートスクリーンが用いられる。
【００１５】
外バスケット１は、軸線Ｏに沿ってケーシング３内に挿通された中空の主軸４の先端側（図１において右側）に第１保持板１ｂを介して取り付けられており、図示されないモータの出力がプーリー５に伝達されて主軸４が回転することにより、外バスケット１および外濾過スクリーン１ａが軸線Ｏ回りに回転する。また、この主軸４の内部には押出軸６が一体に回転可能に嵌挿され、その後端はピストン７に取り付けられるとともに先端は第１保持板１ｂから突出して、この押出軸６の先端に第２保持板２ｂを介して上記内バスケット２が取り付けられており、この内バスケット２の先端部には外濾過スクリーン１ａの内周に摺接可能な外径を有する円環状の第１押出板８が取り付けられている。
【００１６】
さらに、内バスケット２内には、内濾過スクリーン２ａの内周に摺接可能な外径を有する円板状の第２押出板９が配設されている。この第２押出板９は、第２保持板２ｂに挿通された複数本の支持アーム９ａを介して外バスケット１を保持する第１保持板１ｂに固定されており、上記押出軸６、ピストン７、第２保持板２ｂ、および第１、第２押出板８、９により、内バスケット２は外バスケット１内を軸線Ｏ方向に進退可能とされていて、本実施形態における排出機構としての押出機構１０が構成されている。
【００１７】
また、第２押出板９の先端側には、軸線Ｏ方向に間隔をあけて対向するように円環板状のディストリビューター板１１が取り付けられている。さらに、ケーシング３には、このディストリビューター板１１の内周部を通して第２押出板９とディストリビューター板１１との間に処理物を供給する供給管１２が先端側から挿通されている。また、この供給管１２の下方には、外濾過スクリーン１ａおよび内濾過スクリーン２ａ上に堆積したケーキに洗浄液を噴射して洗浄する洗浄管１３が挿通されている。
【００１８】
一方、外バスケット１の先端側の開口端の外周には環状のケーキ受けリング１４がケーシング３内に固定されて配設されている。このケーキ受けリング１４は、図１に示すように内周部が開口した断面Ｕ字状、あるいは断面「コ」字状をなしており、外バスケット１の先端側開口端の外周を取り囲むようにして、軸線Ｏ方向視には図２に示すように軸線Ｏを中心とした円環状に配設されている。また、このケーキ受けリング１４には、図２に示すように環状をなす該ケーキ受けリング１４のケーシング回転方向Ｒに向けた接線方向に沿って下向きに延びる筒状のケーキシュート１４ａが、ケーキ受けリング１４の内周に上記接線方向上向きに開口するように設けられている。なお、このケーキシュート１４ａにはダンパー１５が備えられている。
【００１９】
そして、さらにこのケーキ受けリング１４には、図２に示すようにケーキ受けリング１４の接線方向にケーキシュート１４ａに向けてケーキ受けリング１４内に圧縮ガスＧを噴出するガス噴出機構１６が設けられている。このガス噴出機構１６は、ケーキ受けリング１４の内周面に設けられたノズルから圧縮空気や圧縮窒素ガスのような不活性ガス等の圧縮ガスＧを噴出するものであって、本実施形態では複数（４つ）のガス噴出機構１６が周方向に等しい間隔をあけて配設されており、このうち１つのガス噴出機構１６は、バスケット回転方向Ｒに対向するようにケーキ受けリング１４の接線方向上向きに開口したケーキシュート１４ａの開口部に対向するように上記ノズルが配置され、上記接線方向下向きに圧縮ガスＧを噴出するように配設されている。
【００２０】
このような遠心分離機においては、外バスケット１と内バスケット２を高速で回転させつつ、押出機構１０のピストン７および押出軸６によって内バスケット２を軸線Ｏ方向後端側に後退させた状態から前進させると、供給管１２から供給された処理物が第２押出板９とディストリビューター板１１との間で拡散しつつ遠心力によって内バスケット２の内濾過スクリーン２ａ内周面に堆積し、脱水されてケーキＣに固液分離させられる。
【００２１】
また、この内バスケット２の前進の際に、図１の上側に示すように既に外濾過スクリーン１ａ内周面の先端側に堆積していたケーキＣは、後端側に堆積していたケーキＣが第１押出板８によって押し出されるのに伴い、先端側に押し出されて遠心力を受けたまま外バスケット１の先端側開口端から排出され、その外周を取り囲むケーキ受けリング１４内に収容される。
【００２２】
次いで、押出機構１０によって内バスケット２を軸線Ｏ方向後端側に後退させると、内バスケット２の内濾過スクリーン２ａ内周面に堆積していたケーキＣは、第２押出板９によって相対的に押し出されることにより、先端側から外バスケット１の外濾過スクリーン１ａ内周面に堆積し、さらに遠心力によって固液分離が進められる。このような内バスケット２の前進、後退操作を繰り返すことにより、処理物は順次固液分離されたケーキＣとしてケーキ受けリング１４に排出される。
【００２３】
このとき、ケーキ受けリング１４に排出されるケーキＣは外バスケット１とともに高速でバスケット回転方向Ｒに回転しながら押し出されるので、ケーキ受けリング１４内でもある程度は回転してケーキシュート１４ａから排出されるが、上記構成の遠心分離機によれば、このときガス噴出機構１６から圧縮ガスＧを噴出してケーキＣを押し出すことにより、ケーキ受けリング１４内での堆積や閉塞を防いで、ケーキＣを確実にケーキシュート１４ａから排出することが可能となる。なお、このときのガス噴出機構１６からの圧縮ガスＧの噴出速度は、外バスケット１の周速よりも速く設定される。
【００２４】
また、このように圧縮ガスＧによってケーキ受けリング１４内のケーキＣを押し出してケーキシュート１４ａから排出することにより、ケーキＣに衝撃が与えられるのを抑えることができる。このため、ケーキＣの結晶が衝撃によって破砕されてしまうのを防ぐことができ、有用な大粒子結晶が残存する割合を高くして歩留まりの向上を図ることができる。
【００２５】
さらに、本実施形態では、ケーキシュート１４ａのケーキ受けリング１４内における開口部が、外バスケット１と内バスケット２の回転方向Ｒに対向するようにして環状のケーキ受けリング１４の接線方向上向きに開口しており、上述のように回転しながら押し出されてケーキ受けリング１４内に排出されるケーキＣが重力によって落下したところでケーキシュート１４ａから排出されるので、効率的である。そして、複数設けられたガス噴出機構１６のうちの１つは、こうして接線方向上向きに開口したケーキシュート１４ａの開口部に対向するように下向きに圧縮ガスＧを噴出するので、一層確実なケーキの排出を促すことができる。
【００２６】
また、本実施形態では、上述のようにガス噴出機構１６からの圧縮ガスＧの噴出速度を外バスケット１の周速よりも速く設定することにより、外バスケット１の周速とほぼ同じ速度でケーキ受けリング１４に排出されるケーキＣを効率的に押し出してケーキシュート１４ａから排出することができる。さらに、このように高速で圧縮ガスＧを噴出することにより、ケーキ受けリング１４におけるケーキＣの堆積や閉塞もより確実に防止することが可能となる。
【００２７】
なお、ガス噴出機構１６からの圧縮ガスＧの噴出は連続的なものであってもよい。連続的に圧縮ガスＧを噴出することにより、ケーキ受けリング１４内のケーキＣを常にケーキシュート１４ａに圧送して堆積や閉塞を防止することができる。ただし、このように連続的に圧縮ガスＧを噴出するには、多くの圧縮ガスＧを要するとともに圧縮ガスＧの供給設備も大型化するので、ガス噴出機構１６からの圧縮ガスＧの噴出は間欠的なものであってもよい。
【００２８】
特に、本実施形態のように、複数のガス噴出機構１６がケーキ受けリング１４の周方向に間隔をあけて設けられている場合には、これらのガス噴出機構１６が周方向に順次間欠的に圧縮ガスＧを噴出するように構成することにより、圧縮ガスＧの供給量を抑えつつ効率的なケーキＣの排出を図ることができる。この場合は、外バスケット１の回転方向に向けて順次間欠的に圧縮ガスＧを噴出するのがより望ましい。
【００２９】
なお、本実施形態では、押出軸６やピストン７、第２保持板２ｂ、第１、第２押出板８、９よりなる押出機構１０によってケーキＣを排出する排出機構を構成しているが、例えばバスケットが円錐状をなすコニカル型や、スクリュー等の排出機構を有する遠心分離機に本発明を適用することも可能である。
【実施例】
【００３０】
次に、本発明の実施例を挙げて本発明の効果について実証する。本実施例では、上述した実施形態に基づいて、外バスケットの直径が５００ｍｍ、外バスケットの周速を１８．２ｍ／ｓとした遠心分離機において硫酸アンモニウム結晶を遠心分離し、ケーキ受けリングにおいて圧縮ガスとして圧縮空気を周方向に等間隔に配置した４つのガス噴出手段からそれぞれ噴出速度４９．２ｍ／ｓ、噴出量１７Ｎｍ３／ｈで噴出してケーキシュートに排出し、排出された結晶の粒度分布を測定して所定の粒径の結晶の残存率を計算した。
【００３１】
また、本発明の実施例に対する比較例として、圧縮ガスは供給せずに、実施例と同じ直径５００ｍｍの外バスケットの開口端に周方向に等間隔に２箇所の羽根をケーキ受けリング内に配置されるように設けた遠心分離機によっても、同様の周速１８．２ｍ／ｓで硫酸アンモニウム結晶の遠心分離を行い、ケーキシュートから排出された結晶の粒度分布を測定して所定の粒径の結晶の残存率を計算した。従って、ケーキ受けリング内で回転する羽根の周速も１８．２ｍ／ｓである。
【００３２】
その結果、供給された処理物中の結晶の粒度分布に対する遠心分離されてケーキシュートから排出された結晶の粒度分布の割合である上記残存率が、比較例では１２メッシュの篩上に残存したものの残存率が８４．０％、１０メッシュの篩上に残存したものの残存率が７４．８％であったのに対し、実施例では１２メッシュの篩上に残存したものの残存率が９３．１％、１０メッシュの篩上に残存したものの残存率でも８５．６％と、粒径の大きな結晶が１割前後多く残存して歩留まりが向上していることが分かった。なお、ケーキ受けリング内でのケーキの堆積や閉塞は実施例、比較例ともに認められなかった。
【符号の説明】
【００３３】
１  外バスケット
１ａ  外濾過スクリーン
２  内バスケット
２ａ  内濾過スクリーン
２ｂ  第２保持板
３  ケーシング
４  主軸
５  プーリー
６  押出軸
７  ピストン  
８  第１押出板
９  第２押出板
１０  押出機構（排出機構）
１１  ディストリビューター板
１２  供給管
１４  ケーキ受けリング
１４ａ  ケーキシュート
１６  ガス噴出機構
Ｏ  外バスケット１と内バスケット２の軸線
Ｒ  外バスケット１と内バスケット２の回転方向
Ｃ  ケーキ
Ｇ  圧縮ガス
【図１】
2017217642.tif 000003
【図２】
2017217642.tif 000004