JP2001070702A

JP2001070702A - 分離濃縮装置及び分離濃縮方法

Info

Publication number: JP2001070702A
Application number: JP2000195510A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamazaki; 浩山崎; Katsuhiko Shinozaki; 勝彦篠崎; Yoshio Sugita; 良雄杉田
Original assignee: Fujisawa Pharmaceutical Co Ltd; Shin Nippon Air Technologies Co Ltd; YS Denshi Kogyo KK; Asahi Glass Engineering Co Ltd
Current assignee: Fujisawa Pharmaceutical Co Ltd; AGC Engineering Co Ltd; Shin Nippon Air Technologies Co Ltd; YS Denshi Kogyo KK
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2001-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】溶液の分離濃縮動作を連続的に行い、製造効率
の向上を図る。【解決手段】氷結晶粒子を含む懸濁液を連続的に生成す
る。懸濁液を供給端から生成筒２２に連続的に供給し、
懸濁液から液体成分を分離し排出し、結晶粒子の高密度
状態にして氷結晶粒子の集合体を生成する。氷結晶粒子
の集合体を生成筒２２の送出端から回転体４Ｒに連続的
に供給する。この集合体を回転させ、集合体から溶液を
遠心分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶液の分離濃縮装
置及び分離濃縮方法に関し、特に、飲料、アルコール類
又は医薬品等の濃縮及び産業排水や海水の淡水化処理な
どに用いられるものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、分離濃縮方法は、例えば、対象
とする水溶液を冷却し、該水溶液中の水を凍らせて氷と
し、この氷を固液分離によって取り除き、これによって
水溶液を分離濃縮する方法である。

【０００３】従来、この種の濃縮装置には、特開平１１
−５０１号公報に開示されているものがある。該濃縮装
置は、先ず、冷却用熱交換器によって水溶液を冷却し、
氷結晶粒子を含む懸濁液を連続的に生成する。そして、
該懸濁液が垂直方向に設けられた生成手段の氷柱生成筒
に供給される。該垂直な生成筒において、上記懸濁液か
ら液体成分を分離し排出して氷結晶粒子の高密度状態に
する。同時に、上記生成筒において、氷結晶粒子を成長
させて柱状の氷粒子集合体を生成する。その後、上記氷
粒子集合体を所定長さの氷柱に切断し、氷柱から濃縮溶
液を抜き取っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の濃縮装置は、生成手段によって柱状の氷粒子集合体を
生成した後、移送手段によって氷柱に切断して分離手段
に搬送していた。

【０００５】したがって、連続運転を行っているもの
の、溶液の分離濃縮動作が間欠的であり、濃縮液などの
生成効率が悪いという問題があった。

【０００６】本発明は、斯かる点に鑑みて成されたもの
で、溶液の分離濃縮動作を連続的に行い、製造効率の向
上を図ることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】〈発明の概要〉本発明
は、結晶粒子の集合体を回転させて該集合体から溶液を
遠心分離するものである。つまり、本発明の発明者は、
集合体から溶液を分離する方法として遠心分離が有用で
ある点に着目し、生成手段から遠心分離手段に集合体を
如何に移送するかの点に関し、鋭意研究をした結果、生
成手段がその配置方向に関係なく集合体を生成できるこ
とを確認した。この確認結果に基づいて、結晶粒子の集
合体を生成手段から直接に遠心分離手段に供給するよう
にしたものである。

【０００８】〈解決手段〉上記の目的を達成するため
に、本発明装置が講じた手段は、結晶粒子を含む懸濁液
を連続的に生成する晶析手段が設けられている。更に、
該晶析手段が生成した懸濁液が一端の供給端から連続的
に供給され、該懸濁液から液体成分を分離し排出し、上
記結晶粒子の高密度状態にして結晶粒子の集合体を生成
すると共に、該集合体を他端の送出端から送出する生成
手段が設けられている。加えて、該生成手段の送出端か
ら結晶粒子の集合体が連続的に供給され、該集合体を回
転させて該集合体から溶液を遠心分離する遠心分離手段
が設けられている。

【０００９】また、上記生成手段は、懸濁液を水平方向
又は水平方向に対して傾斜した斜め方向に移動させつつ
結晶粒子の集合体を生成する横型又は傾斜型に構成され
ることが好ましい。その際、上記生成手段の送出端は、
上記結晶粒子の集合体が生成手段から遠心分離手段に直
接に供給されるように該遠心分離手段の内部にまで臨ん
でいる。

【００１０】また、上記遠心分離手段は、水平方向の回
転軸と、一端面が開口されたドラム状に形成され且つ水
平方向に配置されて閉塞端面が回転軸に連結された回転
体とを備えていてもよい。その際、該回転体の内部に結
晶粒子の集合体が生成手段から連続的に供給される。

【００１１】また、上記生成手段は、水平状態又は水平
方向に対して傾斜した斜め状態に設置されて懸濁液が供
給される生成筒と、該生成筒の側面に形成されて懸濁液
から液体成分を分離し排出するためのフィルタとを備
え、上記生成筒の内部が、結晶粒子の高密度集合体を生
成する濾過ケーク生成室に構成されていてもよい。その
際、上記生成筒の送出端は、結晶粒子の集合体が遠心分
離手段へ連続的に直接に供給されるように遠心分離手段
の内部にまで導入されている。

【００１２】また、上記晶析手段は、冷却用熱交換器を
備え、該冷却用熱交換器によって水溶液を冷却し、氷結
晶粒子を含む懸濁液を連続的に生成するように構成さ
れ、生成手段は、晶析手段が生成した懸濁液から液体成
分を分離し排出し、氷結晶粒子を高密度状態にして氷結
晶粒子を成長させ、氷粒子集合体を生成するように構成
されていてもよい。

【００１３】また、上記生成筒の濾過ケーク生成室に
は、複数の小孔が形成されて懸濁液を整流する整流板が
設けられ、該整流板によって濾過ケーク生成室が第１生
成室と第２生成室とに区画される一方、生成筒の外側に
は、該生成筒より排出された液体成分を受ける外筒が設
けられていてもよい。

【００１４】また、上記生成手段の送出端から遠心分離
手段に供給される結晶粒子の集合体を砕く破砕手段を備
えるようにしてもよい。

【００１５】また、本発明方法が講じた手段は、結晶粒
子を含む懸濁液を連続的に生成する一方、上記懸濁液を
連続的に供給し、該結晶粒子を水平方向又は水平方向に
対して傾斜した斜め方向に移動させつつ懸濁液から液体
成分を分離し排出し、結晶粒子の高密度状態にして該結
晶粒子の集合体を生成する。その後、上記結晶粒子の集
合体を回転させて該集合体から溶液を遠心分離する。

【００１６】また、本発明方法は、生成した結晶粒子の
集合体を砕いた後に回転させて該集合体から溶液を遠心
分離するようにしてもよい。

【００１７】すなわち、本発明では、晶析手段によって
結晶粒子を含む懸濁液を連続的に生成する。例えば、水
溶液を冷却用熱交換器によって連続的に冷却して氷結晶
粒子を含む懸濁液を生成する。

【００１８】この懸濁液を生成手段に供給端から供給
し、該懸濁液から液体成分を分離し排出し、上記結晶粒
子の高密度状態にして結晶粒子の集合体を生成すると共
に、該集合体を他端の送出端から送出する。

【００１９】例えば、上記懸濁液は水平方向又は斜め方
向に移動しつつ結晶粒子の集合体を生成する。より具体
的には、上記懸濁液は、生成手段における生成筒の濾過
ケーク生成室に流入し、流速によって攪拌し、整流板の
小孔を通ってより結晶粒子が均一に分散する。上記生成
筒の懸濁液は、液体成分がフィルタを介して排出されて
外筒に流れるので、例えば、氷結晶粒子が圧密され、氷
結晶粒子同士が融合して成長する。その結果、固体化し
た氷粒子集合体（結晶粒子の高密度集合体）となって該
集合体が生成手段の送出端に向かって押圧され、該送出
端から押し出される。

【００２０】その後、上記結晶粒子の集合体は、生成手
段から遠心分離手段に直接供給され、該遠心分離手段が
集合体を回転させて溶液を分離する。その際、上記集合
体を破砕手段によって砕いた後に遠心分離手段に供給し
てもよい。

【００２１】例えば、上記集合体は、遠心分離手段の回
転体に連続的に供給され、該回転体が回転して集合体が
結晶と濃縮溶液とに分離される。

【００２２】

【発明の効果】したがって、本発明によれば、結晶粒子
の集合体を生成手段より遠心分離手段へ直接に供給する
ようにしたために、従来の集合体の移送手段を省略する
ことができる。この結果、分離濃縮動作を連続的に行う
ことができるので、濃縮液等の生成効率を著しく向上さ
せることができる。

【００２３】また、従来の移送手段を要しないことか
ら、装置全体の構成を簡略化することができ、小型化を
図ることができ、設備投資の低減を図ることができる。

【００２４】また、対象液体が溶質の種類や濃縮度で異
なる場合であっても、遠心分離手段によってこの対象液
体に合わせた調整を容易に行うことができる。

【００２５】また、晶析手段が生成した懸濁液の氷結晶
粒子を生成手段で大きく且つ球形にすることができるの
で、製氷方式に拘りなく生成された氷結晶粒子を凍結濃
縮に使用することができることから、濃縮効率の大幅な
向上が可能となる。

【００２６】この結果、果汁やぶどう酒などの濃縮、医
薬品原料の濃縮、船舶・離島用の海水の淡水化及び、産
業排水処理などに極めて有用である。

【００２７】また、上記生成手段で生成された結晶粒子
の集合体を砕くようにすると、遠心分離手段の分離動作
を円滑に行えるようにすることができる。この結果、濃
縮液等の生成を円滑に行えるようにすることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態１】以下、本発明の実施形態１を図
面に基づいて詳細に説明する。

【００２９】図１は、本発明における分離濃縮装置１の
概略を示し、図２は、分離濃縮装置１の生成手段３を示
し、図３は、分離濃縮装置１の遠心分離手段４を示して
いる。つまり、該分離濃縮装置１は、氷結晶粒子Ｃｐを
含む懸濁液Ｌｓを生成する製氷手段２と、氷粒子集合体
Ｃｍを生成する生成手段３と、該氷粒子集合体Ｃｍから
濃縮溶液Ｌｔを分離する遠心分離手段４とを備えてい
る。

【００３０】上記製氷手段２は、空気調整装置における
夜間蓄熱用のもので、蒸気圧縮式冷凍システムで構成さ
れている。該製氷手段２は、圧縮機と凝縮機と膨張機構
を備えた熱源ユニット２１に冷却筒２２が接続されて構
成されている。そして、冷媒が上記熱源ユニット２１か
ら冷却筒２２の側壁内を循環する。該冷却筒２２は、冷
却用熱交換器を構成しているので、上記冷媒が側壁内で
蒸発する。

【００３１】上記冷却筒２２は、原料タンク１１が搬送
配管１２を介して接続されると共に、生成手段３が搬送
配管１４を介して接続されている。該冷却筒２２には攪
拌機構２３が設けられている。上記原料タンク１１に
は、水溶液Ｌｕが貯溜されている。該原料タンク１１の
水溶液Ｌｕは循環ポンプ１３を介して上記冷却筒２２に
供給されている。尚、上記搬送配管１２には、閉鎖弁１
ａと逆止弁１ｂとが設けられている。

【００３２】上記攪拌機構２３は、モータ２４に攪拌部
材２５が連結されて構成されている。該攪拌機構２３
は、冷却筒２２に流入した水溶液Ｌｕを攪拌するように
構成されている。上記冷却筒２２に流入した水溶液Ｌｕ
は、冷媒の蒸発によって冷却されると共に、攪拌部材２
５によって攪拌されて過冷却状態まで冷却される。この
過冷却状態の水溶液Ｌｕは、冷却筒２２から搬送配管１
４を介して生成手段３に流れる。

【００３３】その際、上部出口２６から搬送配管１４に
流出すると、衝撃エネルギー等によって過冷却の平衡状
態が崩れる。その結果、水溶液Ｌｕ内に氷結晶粒子Ｃｐ
の氷核が発生して氷結晶粒子Ｃｐを含む懸濁液Ｌｓとな
る。この懸濁液Ｌｓが、搬送配管１４を通って生成手段
３に搬送される。

【００３４】上記生成手段３は、図２にも示すように、
外筒３１を生成筒３２が貫通する横型の二重構造に形成
されている。

【００３５】上記生成筒３２は、本実施形態では真直な
円筒状に形成されている。該生成筒３２は、水平状態で
配置されて横型に構成されている。該生成筒３２の一端
（図１の左端）は懸濁液Ｌｓの供給端３ｉとなり、他端
（図１の右端）は氷粒子集合体Ｃｍの送出端３ｓとなっ
ている。

【００３６】上記生成筒３２の供給端３ｉは、搬送配管
１４が接続されて製氷手段２の冷却筒２２と連通してい
る。上記生成筒３２は、供給端３ｉからラッパ状に広が
っている。そして、該生成筒３２の内部が、濾過ケーク
生成室である氷晶ケーク生成室３Ｒに構成されている。

【００３７】上記生成筒３２の内部には、整流板３３が
設けられて氷晶ケーク生成室３Ｒが第１生成室３Ｆと第
２生成室３Ｂとに区画されている。該整流板３３は、例
えば、直径５〜１０ｍｍの複数の小孔が形成されたパン
チングプレートで構成されている。該整流板３３は、懸
濁液Ｌｓの流れを整流し、第１生成室３Ｆから第２生成
室３Ｂに流入する懸濁液Ｌｓの氷結晶粒子Ｃｐが均等に
分散するようにしている。

【００３８】上記生成筒３２には、整流板３３のやや前
方に位置してフィルタ３５が形成されている。該フィル
タ３５は、懸濁液Ｌｓから液体成分を分離し排出するよ
うに構成されている。

【００３９】上記生成筒３２は、押込み圧力等により懸
濁液Ｌｓの液体成分を分離し排出して氷結晶粒子Ｃｐを
融合させると共に、該氷結晶粒子Ｃｐを成長させて氷粒
子集合体Ｃｍを生成している。つまり、上記氷結晶粒子
Ｃｐを含む懸濁液Ｌｓは、第１生成室３Ｆに流入する。
該第１生成室３Ｆにおいて、懸濁液Ｌｓは、その流速に
より攪拌されて氷結晶粒子Ｃｐがほぼ均等に分散する。
更に、上記懸濁液Ｌｓは、整流板３３の小孔を通って氷
結晶粒子Ｃｐがより分散し、第２生成室３Ｂに流入す
る。

【００４０】上記懸濁液Ｌｓが第２生成室３Ｂに流入す
ると、氷結晶粒子Ｃｐは第２生成室３Ｂに堆積し、懸濁
液Ｌｓの押込み圧力等を受ける。更に、上記懸濁液Ｌｓ
は、フィルタ３５から液体成分である余剰溶液が散逸す
る。この散逸により、氷結晶粒子Ｃｐが圧密され、氷結
晶粒子Ｃｐ同士が融合して成長する。

【００４１】その結果、固体化した高密度集合体である
氷粒子集合体Ｃｍとなる。この氷粒子集合体Ｃｍが前方
の送出端３ｓに向かって移動し、該送出端３ｓから押し
出される。尚、上記氷結晶粒子Ｃｐは、循環ポンプ１３
の吐出圧力などによって圧密される。

【００４２】上記外筒３１は、生成筒３２のフィルタ３
５の部分を覆うように形成されている。該外筒３１は、
氷結晶粒子Ｃｐを分離するフィルタ３６を下部に備える
と共に、戻し配管１５及び排出管３ａが接続されてい
る。

【００４３】該外筒３１は、生成筒３２の懸濁液Ｌｓよ
り分離し排出された液体成分を受けるように構成されて
いる。上記戻し配管１５は、原液タンク１１と冷却筒２
２の間の搬送配管１２に接続されている。上記外筒３１
に流出した懸濁液Ｌｓ中の液体成分は、水溶液Ｌｕとし
て循環ポンプ１３により熱源ユニット２１に戻る。この
水溶液Ｌｕ中に残った水分は原料タンク１１からの水溶
液Ｌｕと共に再度冷却されて氷結晶粒子Ｃｐに変換され
る。

【００４４】尚、上記排出管３ａは閉鎖弁３ｂを備えて
いる。そして、上記外筒３１に流出した懸濁液Ｌｓ中の
液体成分は、装置外に排出して所定濃度の濃縮溶液Ｌｔ
として利用に供してもよく、又は原料タンク１１に戻し
て再度濃縮してもよい。

【００４５】また、上記原料タンク１１に水溶液Ｌｕ
（原料溶液）の補充は、原料タンク１１への追加で行う
ので連続運転で凍結濃縮が行われる。

【００４６】上記遠心分離手段４は、氷粒子集合体Ｃｍ
を氷結晶ケークＣｃと濃縮溶液とに遠心分離するもので
ある。該遠心分離手段４は、図３及び図４に示すよう
に、ケーシング４１に横向きの回転体４Ｒが収納されて
いわゆる押し出し型に構成されている。本発明の遠心分
離手段４は、この押し出し型が好ましい。

【００４７】上記回転体４Ｒは、外バスケット４２と内
バスケット４３とより形成されている。該外バスケット
４２と内バスケット４３とは、１側面が開口された横向
きの円筒体に形成されている。そして、上記外バスケッ
ト４２の内側に内バスケット４３が配置され、該外バス
ケット４２と内バスケット４３とが同心上に配置されて
いる。

【００４８】上記外バスケット４２の閉塞端面の端面板
には水平方向の回転軸４ｄが連結されている。該外バス
ケット４２における内周面の開放端側にはスクリーン４
ａが設けられている。

【００４９】上記内バスケット４３の閉塞端面の端面板
には、回転軸４ｄの中心を貫通する押出し軸４ｐが連結
されている。該内バスケット４３における内周面の開放
端側にはスクリーン４ｂが設けられている。

【００５０】上記内バスケット４３の内部には、端面板
と平行に押出し板４４と分配板４５とが配置されてい
る。該押出し板４４は、外バスケット４２の端面板に支
持ピン４ｎによって連結されている。上記分配板４５
は、所定間隔を存して押出し板４４に固定されている。
尚、上記支持ピン４ｎは内バスケット４３の端面板を貫
通している。上記内バスケット４３は、支持ピン４ｎに
よって外バスケット４２の回転に伴って回転する。

【００５１】上記生成手段３の生成筒３２は、遠心分離
手段４のケーシング４１を貫通して該ケーシング４１内
に導入されている。該生成筒３２は、内バスケット４３
の内部にまで延長され、送出端３ｓが分配板４５の中央
部に臨んでいる。

【００５２】つまり、上記生成筒３２から供給された氷
粒子集合体Ｃｍは、押出し板４４と分配板４５との間に
供給される。該氷粒子集合体Ｃｍは、外バスケット４２
と内バスケット４３の回転により内バスケット４３のス
クリーン４ｂ上から外バスケット４２のスクリーン４ａ
上に移動し、氷結晶ケークＣｃと濃縮溶液Ｌｔとに分離
される。尚、上記氷結晶ケークＣｃは、内バスケット４
３の前進移動及び後退移動により、各スクリーン４ａ，
４ｂ上を移動する。

【００５３】上記ケーシング４１の内側には、外バスケ
ット４２の外側に溶液受け部４６が形成されると共に、
外バスケット４２の前方にケーク受け部４７が形成され
ている。該溶液受け部４６はケーシング４１外の溶液排
出管４ｔに連通している。一方、上記ケーク受け部４７
はケーシング４１外のケーク排出管４ｃに連通してい
る。

【００５４】また、上記ケーシング４１には、洗浄水の
供給管４８が導入されている。該供給管４８は、外バス
ケット４２のスクリーン４ａ上の氷結晶ケークＣｃに洗
浄水を供給するように構成されている。

【００５５】上記遠心分離手段４から排出される濃縮溶
液Ｌｔは、そのまま利用されるか、又は原料タンク１１
に戻され、再度濃縮してもよい。一方、上記遠心分離手
段４から排出される氷結晶ケークＣｃは、冷熱源などに
再利用される。

【００５６】〈作用〉次に、上述した分離濃縮装置１の
濃縮動作について、分離濃縮方法と共に説明する。

【００５７】先ず、製氷手段２を駆動して熱源ユニット
２１と冷却筒２２との間で冷媒を循環して該冷却筒２２
を冷却する。一方、循環ポンプ１３を駆動して原料タン
ク１１の水溶液Ｌｕを製氷手段２に供給する。この冷却
筒２２の内部において、水溶液Ｌｕは、冷媒によって冷
却されると共に、攪拌部材２５によって攪拌され、過冷
却状態になる。

【００５８】該過冷却状態の水溶液Ｌｕは、冷却筒２２
の出口２６から搬送配管１４に流出する。その際、上記
水溶液Ｌｕには、衝撃エネルギ等によって氷核が発生す
る。そして、該水溶液Ｌｕは、氷結晶粒子Ｃｐを含む懸
濁液Ｌｓと成って生成手段３に流れる。

【００５９】上記懸濁液Ｌｓは、生成手段３の内筒３２
の第１生成室３Ｆに流入する。該懸濁液Ｌｓは、流速に
よって攪拌され、氷結晶粒子Ｃｐが均一に分散する。そ
の後、上記懸濁液Ｌｓは、整流板３３の小孔を通って第
２生成室３Ｂに流入し、より氷結晶粒子Ｃｐが均一に分
散する。

【００６０】上記第２生成室３Ｂの懸濁液Ｌｓは、液体
成分がフィルタ３５を通って生成筒３２の内部から外筒
３１に分離し排出されるので、氷結晶粒子Ｃｐは押込み
圧力などを受けて圧密され、氷結晶粒子Ｃｐ同士が融合
して成長する。その結果、固体化した氷粒子集合体Ｃｍ
となって送出端３ｓに向かって成長する。

【００６１】一方、上記外筒３１に排出された懸濁液Ｌ
ｓ中の液体成分は、フィルタ３６を通過した後、水溶液
Ｌｕになり、循環ポンプ１３により熱源ユニット２１に
戻り、原料タンク１１の水溶液Ｌｕと共に再度冷却され
る。

【００６２】また、上記第２生成室３Ｂの氷粒子集合体
Ｃｍは、生成筒３２の内部を水平移動し、該生成筒３２
の送出端３ｓから遠心分離手段４に供給される。上記氷
粒子集合体Ｃｍは、生成筒３２から押し出されると、遠
心分離手段４の分配板４５の中央部に位置する。そし
て、上記氷粒子集合体Ｃｍは、外バスケット４２及び内
バスケット４３の回転により押出し板４４と分配板４５
との間を移動する。

【００６３】該氷粒子集合体Ｃｍは、内バスケット４３
のスクリーン４ｂ上に移動すると、氷結晶ケークＣｃと
濃縮溶液Ｌｔとに遠心分離される。更に、上記内バスケ
ット４３が後退移動すると、該内バスケット４３の氷結
晶ケークＣｃが押出し板４４によって外バスケット４２
のスクリーン４ａ上に移動する。該氷結晶ケークＣｃ
は、更に濃縮溶液Ｌｔが外バスケット４２において遠心
分離される。該外バスケット４２の氷結晶ケークＣｃ
は、内バスケット４３が前進移動すると、該内バスケッ
ト４３によってケーク受け部４７に移動し、ケーク排出
管４ｃから排出される。

【００６４】一方、遠心分離された濃縮溶液Ｌｔは、溶
液受け部４６に流れ、該濃縮溶液Ｌｔは、溶液排出管４
ｔから排出される。

【００６５】この濃縮溶液Ｌｔは、そのまま利用される
か、又は原料タンク１１に戻り、再度濃縮される一方、
上記氷結晶ケークＣｃは、冷熱源として再利用される。
また、上記生成手段３の生成筒３２から外筒３１に排出
された水溶液Ｌｕは、所定濃度の濃縮溶液Ｌｔとして利
用されるか、又は原料タンク１１へ戻して再度濃縮され
る。そして、上述した操作を繰り返して濃縮を行う。

【００６６】〈実施例１〉上述した凍結濃縮装置１にお
いて、塩化ナトリウムが４％〜５％含まれた塩化ナトリ
ウム水溶液を用い、遠心分離手段４が分離した結果は、
表１〜表３に示す通りである。この表１〜表３における
条件１は、遠心分離手段４に供給する氷粒子集合体Ｃｍ
の供給速度が１２３０g／minであり、条件２は、２０３
０g／minであり、条件３は、２４６０g／minである。

【００６７】また、表１は、回転体４Ｒの回転数が３０
００rpmであり、表２は、回転体４Ｒの回転数が２４０
０rpmであり、表３は、回転体４Ｒの回転数が１３００r
pmである。

【００６８】この結果、回転体４Ｒの回転数が３０００
rpm（表１）の場合、濃縮液に残存している氷結晶の含
有率の平均値は０．０４８９であり、表２及び表３に比
較して最も良い。

【００６９】

【表１】

【００７０】

【表２】

【００７１】

【表３】

【００７２】〈実施例２〉また、上述した凍結濃縮装置
１の遠心分離手段４において、供給管４８より洗浄水を
供給した場合、濃縮液に残存している氷結晶の含有率
は、表４に示す通りである。この表４の条件は、回転体
４Ｒの回転数が３０００rpmであり、氷粒子集合体Ｃｍ
の供給速度が２０３０g／minであり、濃縮液の濃度が５
４１６８ppmである。この結果、１００ml/minの洗浄水
の供給により、約３０％の洗浄効果が認められた。

【００７３】

【表４】

【００７４】〈実施形態の効果〉以上のように、本実施
形態によれば、氷粒子集合体Ｃｍを生成手段より遠心分
離手段４に直接に供給するようにしたために、従来の氷
粒子集合体Ｃｍの移送手段を省略することができる。こ
の結果、濃縮動作を連続的に行うことができるので、濃
縮液の生成効率を著しく向上させることができる。

【００７５】また、従来の移送手段を要しないことか
ら、装置全体の構成を簡略化することができ、小型化を
図ることができ、設備投資の低減を図ることができる。

【００７６】また、対象液体が溶質の種類や濃縮度で異
なる場合であっても、遠心分離手段４によってこの対象
液体に合わせた調整を容易に行うことができる。

【００７７】また、製氷手段２が生成した懸濁液Ｌｓの
氷結晶粒子Ｃｐを生成手段３で大きく且つ球形にするこ
とができるので、製氷方式に拘りなく生成された氷結晶
粒子Ｃｐを凍結濃縮に使用することができることから、
濃縮効率の大幅な向上が可能となる。

【００７８】この結果、本実施形態は、果汁やぶどう酒
などの濃縮、医薬品原料の濃縮、船舶・離島用の海水の
淡水化及び、産業排水処理などに極めて有用である。

【００７９】

【発明の実施の形態２】次に、本発明の実施形態２を図
面に基づいて詳細に説明する。

【００８０】本実施形態は、図５に示すように、実施形
態１における生成手段３の生成筒３２を変形したもので
ある。

【００８１】本実施形態の生成筒３２は、懸濁液Ｌｓの
供給端面３ｉが有底の円錐台形状に形成されている。

【００８２】一方、上記製氷手段２から懸濁液Ｌｓを搬
送する搬送配管１４は、生成筒３２の側壁から該生成筒
３２に導入されている。そして、該搬送配管１４の流出
部１４ａは、供給端面３ｉの中央部に向かうように屈曲
して形成されている。

【００８３】つまり、上記搬送配管１４の流出部１４ａ
は、生成筒３２を流れる懸濁液Ｌｓの流れ方向と逆方向
に該懸濁液Ｌｓを噴き出すように逆噴出し型に構成され
ている。

【００８４】また、上記生成筒３２には、実施形態１の
整流板３３が省略されている。したがって、上記生成筒
３２の内部は第１生成室３Ｆと第２生成室３Ｂとに区画
されていない。

【００８５】そこで、上記搬送配管１４を逆噴出し型に
構成した理由について説明する。実施形態１において
は、懸濁液Ｌｓが循環ポンプ１３等によって搬送配管１
４から生成筒３２に供給される。したがって、上記供給
端３ｉに対応する生成筒３２の中央部に氷結晶粒子Ｃｐ
が多く堆積し、円滑な固液分離が行われ難い場合があ
る。例えば、運転初期の場合や懸濁液Ｌｓの流量を増大
した場合、固液分離が行われ難い。

【００８６】そこで、運転初期には懸濁液Ｌｓの流量を
少なくし、懸濁液Ｌｓの流量を増大する場合は、徐々に
増大するように循環ポンプ１３を制御することが考えら
れる。しかしながら、これでは、製氷手段２の氷発生条
件が乱れることになり、安定した運転を行い難い。

【００８７】また、実施形態１の整流板３３は、噴出し
圧力を分散させるようにしている。しかし、懸濁液Ｌｓ
の条件が変化すると、整流板３３が詰まるという可能性
がある。つまり、原液の追加などによって懸濁液Ｌｓの
濃度が変わると、詰まる可能性がある。

【００８８】そこで、本実施形態では、図５の矢符に示
すように、搬送配管１４から懸濁液Ｌｓを生成筒３２の
供給端面３ｉに向かって供給する。この供給された懸濁
液Ｌｓは、供給端面３ｉによって流れ方向が反転すると
共に、氷結晶粒子Ｃｐがほぼ均一に分散する。その後、
上記懸濁液Ｌｓは、実施形態１と同様に、生成筒３２を
前方の送出端３ｓに向かって移動することになる。

【００８９】したがって、本実施形態では、懸濁液Ｌｓ
の固液分離を確実に行うことができる。しかも、懸濁液
Ｌｓの流量制御を行う必要がない。この結果、製氷手段
２の氷発生条件が乱れることがなく、安定した運転を行
うことができる。

【００９０】また、上記整流板３３を設けていないの
で、閉塞を確実に防止することができる。

【００９１】その他の構成、作用及び効果は、実施形態
１と同様である。

【００９２】

【発明の実施の形態３】次に、本発明の実施形態３を図
面に基づいて詳細に説明する。

【００９３】本実施形態は、図６及び図７に示すよう
に、実施形態２の生成筒３２を垂直型の生成手段３に適
用したものである。尚、本実施形態の製氷手段２及び原
料タンク１１は実施形態１と同様である。また、本実施
形態は、実施形態１の遠心分離手段４に代えて、氷柱Ｉ
ｐを移送する氷柱切断移送手段５と、上記氷柱Ｉｐから
濃縮溶液Ｌｔを抜き取る分離手段６とを備えている。

【００９４】上記生成手段３は、氷柱Ｉｐを生成するも
ので、外筒３１に内筒３２が挿入された二重管構造に形
成されている。そして、該外筒３１及び内筒３２は、垂
直方向に配置されている。

【００９５】上記内筒３２は、下端部に搬送配管１４が
接続されて製氷手段２の冷却筒２２と連通する生成筒で
ある。該内筒３２の内部が集積室３Ｒに構成されてい
る。そして、上記内筒３２の下端面３ｄが有底の逆円錐
台形状に形成されている。

【００９６】一方、製氷手段２から懸濁液Ｌｓを搬送す
る搬送配管１４は、内筒３２の側壁から該内筒３２に導
入されている。該搬送配管１４の流出部１４ａは、下端
面３ｄの中央部に向かうように逆Ｌ字状に屈曲して形成
されている。

【００９７】つまり、上記搬送配管１４の流出部１４ａ
は、内筒３２を上方に流れる懸濁液Ｌｓの流れ方向と逆
方向の下向きに該懸濁液Ｌｓを噴き出すように下噴出し
型に構成されている。この下噴出し型に構成した理由
は、上記実施形態２と同様である。

【００９８】上記内筒３２には、搬送配管１４のやや上
方に位置してフィルタ３５が形成されている。該フィル
タ３５は、懸濁液Ｌｓから液体成分を分離し排出するよ
うに構成されている。

【００９９】上記内筒３２は、懸濁液Ｌｓを集積する。
更に、該内筒３２は、自重により懸濁液Ｌｓの液体成分
を分離し排出して氷結晶粒子Ｃｐを融合させると共に、
該氷結晶粒子Ｃｐを成長させて柱状の氷粒子集合体Ｃｍ
を生成している。つまり、上記氷結晶粒子Ｃｐを含む懸
濁液Ｌｓは、集積室３Ｒに下向きに流入する。該懸濁液
Ｌｓは、下端面３ｄで反転し、攪拌されて氷結晶粒子Ｃ
ｐがほぼ均等に分散する。

【０１００】上記懸濁液Ｌｓが集積室３Ｒに流入する
と、氷結晶粒子Ｃｐは上部に浮上して堆積する。この氷
結晶粒子Ｃｐは、懸濁液Ｌｓの圧力と上部の氷粒子集合
体Ｃｍの重量を受ける。更に、フィルタ３５から液体成
分である余剰溶液が散逸し、氷結晶粒子Ｃｐが圧密さ
れ、氷結晶粒子Ｃｐ同士が融合して成長する。その結
果、固体化した氷粒子集合体Ｃｍと成り、該氷粒子集合
体Ｃｍが上方に向かって押し上げられる。尚、上記氷粒
子集合体Ｃｍの成長高さの上限は、上記懸濁液Ｌｓを循
環させる循環ポンプ１３の吐出圧力で定まる。

【０１０１】上記外筒３１は、実施形態１とほぼ同様で
あり、内筒３２よりやや大径に形成されている。該外筒
３１は、氷結晶粒子Ｃｐを分離するフィルタ３６を下部
に備えると共に、戻し配管１５及び排出管３ａが接続さ
れている。

【０１０２】上記氷柱切断移送手段５は、生成手段３が
生成した氷粒子集合体Ｃｍを所定長さの氷柱Ｉｐに切断
して分離手段６に移送するものである。該氷柱切断移送
手段５は、基台に設けられたスライド台７上に設置さ
れ、搬送筒５１及びカッタ５２を備えている。該搬送筒
５１は、生成手段３及び分離手段６の上方を往復移動可
能に構成されている。該搬送筒５１の内径は、生成手段
３の内筒３２にほぼ一致している。更に、該搬送筒５１
は、内筒３２に連続する位置において、氷粒子集合体Ｃ
ｍが生成手段３での生成に伴って搬送筒５１に侵入する
ように構成されている。

【０１０３】上記カッタ５２は、搬送筒５１の下部に設
けられている。該カッタ５２は、例えば、搬送筒５１に
侵入した氷柱Ｉｐが約４０ｃｍの長さに成長すると切断
する。上記カッタ５２が搬送筒５１の下端開口を閉鎖し
た状態で氷柱切断移送手段５は、氷柱Ｉｐを分離手段６
に移送する。

【０１０４】上記分離手段６は、生成手段３に隣接され
たカラム６１を備えている。該カラム６１は、内径が氷
柱切断移送手段５の搬送筒５１とほぼ同径に形成されて
いる。つまり、該カラム６１は、生成手段３の内筒３２
とほぼ同径に形成され、下部が漏斗状に形成されて排出
管６ａが接続されている。

【０１０５】上記分離手段６は、冷水圧入機構６２を備
えている。該冷水圧入機構６２は、ヘッド部６３と冷水
の注入管６４とを備えている。該冷水圧入機構６２は、
基台に設けられた支柱に取り付けられて上下移動自在に
構成されている。

【０１０６】上記ヘッド部６３は、カラム６１の上部開
口に密着嵌合するように構成されている。上記注入管６
４は、図示しないが、冷水タンク等に接続されている。
該注入管６４は、氷柱Ｉｐの内部に存在する濃縮溶液Ｌ
ｔを冷水に置換して濃縮溶液Ｌｔを抜き取るために、ヘ
ッド部６３からカラム６１に冷水Ｉｗを圧入するように
構成されている。

【０１０７】つまり、上記分離手段６は、氷柱Ｉｐがカ
ラム６１に押し込まれた後、ヘッド部６３でカラム６１
の上部を密閉し、１〜２℃の冷水Ｉｗを圧入する。この
冷水Ｉｗの圧入によって、氷柱Ｉｐ内に存在している濃
縮溶液Ｌｔが冷水Ｉｗに置換され、カラム６１の外部に
排出される。

【０１０８】上記カラム６１から排出される濃縮溶液Ｌ
ｔは、そのまま利用してもよく、又は原料タンク１１に
戻して再度濃縮してもよい。一方、上記置換が終了した
氷柱Ｉｐは、カラム６１に下部から加圧等により氷柱切
断移送手段５の搬送筒５１に戻る。該氷柱Ｉｐは、カッ
タ５２で搬送筒５１の下端開口を閉鎖してカラム６１に
隣接する貯溜タンク１６に搬送し、置換用冷水Ｉｗの原
料やその他の冷熱源として再利用される。

【０１０９】〈濃縮動作〉次に、上述した凍結濃縮装置
１の濃縮動作について説明する。

【０１１０】先ず、実施形態１と同様に、製氷手段２に
供給された水溶液Ｌｕは、冷媒によって冷却されると共
に、攪拌部材２５によって攪拌され、過冷却状態にな
る。その後、上記過冷却状態の水溶液Ｌｕは、搬送配管
１４を通り、生成手段３に流れる。

【０１１１】上記懸濁液Ｌｓは、生成手段３の内筒３２
の集積室３Ｒに流入する。その際、該懸濁液Ｌｓは、図
７の矢符に示すように、下向きに噴き出す。そして、該
懸濁液Ｌｓは、内筒３２の下端面３ｄによって流れ方向
が上方に反転すると共に、氷結晶粒子Ｃｐがほぼ均一に
分散する。その後、上記懸濁液Ｌｓは上方に移動し、よ
り氷結晶粒子Ｃｐが均一に分散する。更に、氷結晶粒子
Ｃｐが懸濁液Ｌｓの上部に浮上する。

【０１１２】上記懸濁液Ｌｓの液体成分がフィルタ３５
を通って内筒３２の内部から外筒３１に分離し排出され
るので、氷結晶粒子Ｃｐが集積室３Ｒの上部に堆積す
る。該氷結晶粒子Ｃｐは、懸濁液Ｌｓの圧力と上部の氷
粒子集合体Ｃｍの重量を受けて圧密され、氷結晶粒子Ｃ
ｐ同士が融合して成長する。その結果、固体化した氷粒
子集合体Ｃｍとなって上方に向かって成長する。

【０１１３】上記集積室３Ｒの氷粒子集合体Ｃｍは、上
方に成長し、氷柱切断移送手段５の搬送筒５１に侵入す
る。該氷粒子集合体Ｃｍは、例えば、カッタ５２で約４
０ｃｍの長さの氷柱Ｉｐに切り取られる。該氷柱切断移
送手段５の搬送筒５１は、カッタ５２で下端開口が閉鎖
されたままスライド台７に沿って移動し、分離手段６の
カラム６１の上方に氷柱Ｉｐを移送する。続いて、カッ
タ５２を移動して搬送筒５１の下端開口を開放し、氷柱
Ｉｐをカラム６１に落下挿入する。

【０１１４】その後、上記氷柱切断移送手段５の搬送筒
５１を移動させた後、分離手段６のヘッド部６３によっ
てカラム６１の上部を密閉する。そして、例えば、１〜
２℃の冷水Ｉｗをカラム６１に約１kg／cm²で圧入す
る。この冷水Ｉｗの圧入により、氷柱Ｉｐ内に存在して
いる濃縮溶液Ｌｔが冷水Ｉｗに置換し、カラム６１の外
部に排出される。

【０１１５】この濃縮溶液Ｌｔは、そのまま利用される
か、又は原料タンク１１に戻り、再度濃縮される。一
方、上記置換が終了した氷柱Ｉｐは、カラム６１から氷
柱切断移送手段５の搬送筒５１に戻し、貯溜タンク１６
に搬送し、置換用冷水Ｉｗの原料やその他の冷熱源とし
て再利用される。

【０１１６】したがって、本実施形態では、実施形態２
と同様に、生成手段３における懸濁液Ｌｓの固液分離を
確実に行うことができる。しかも、懸濁液Ｌｓの流量制
御を行うことがないので、製氷手段２の氷発生条件が乱
れることがなく、安定した運転を行うことができる。

【０１１７】また、上記整流板３３を設けていないの
で、閉塞を確実に防止することができる。

【０１１８】

【発明の実施の形態４】次に、本発明の実施形態４を図
面に基づいて詳細に説明する。

【０１１９】本実施形態は、図８に示すように、実施形
態１における生成手段３の生成筒３２に氷粒子集合体Ｃ
ｍを砕く破砕手段８を設けたものである。

【０１２０】該破砕手段８は、例えば、３本のワイヤ８
１で構成されている。つまり、上記生成筒３２の送出端
３ｓには、該送出端３ｓの開口を６つに分割するように
３本のワイヤ８１が設けられている。該各ワイヤ８１
は、送出端３ｓの開口を横断するように設けられ、生成
筒３２から押し出される氷粒子集合体Ｃｍを６分割して
小片Ｃｎに砕くように構成されている。

【０１２１】上記破砕手段８を設けた理由は、次の通り
である。

【０１２２】上記実施形態１における生成手段３の生成
筒３２は、送出端３ｓが単に開口されているのみであ
る。したがって、図９に示すように、上記生成筒３２か
ら押し出される氷粒子集合体Ｃｍは、円柱状のまま遠心
分離手段４の内バスケット４３に搬入されることにな
る。この結果、この内バスケット４３において、円柱状
のままの氷粒子集合体Ｃｍが回転することになり、該内
バスケット４３の他、回転体４Ｒが偏心し、回転不良が
生ずる可能性がある。

【０１２３】そこで、本実施形態では、上述したよう
に、ワイヤ８１より成る破砕手段８を設け、上記生成筒
３２から押し出される氷粒子集合体Ｃｍを分割して小片
Ｃｎにし、この小片Ｃｎが遠心分離手段４の内バスケッ
ト４３に搬入されるようにしている。

【０１２４】したがって、上記小片Ｃｎが回転体４Ｒの
内バスケット４３に搬入されるので、氷粒子集合体Ｃｍ
が内バスケット４３の内部にほぼ均等に配置され、つま
り、満遍なく氷粒子集合体Ｃｍが内バスケット４３に分
配される。よって、上記回転体４Ｒの偏心が確実に防止
され、良好な回転を維持させることができる。この結
果、上記遠心分離手段４の分離動作を円滑に行えるよう
にすることができ、濃縮溶液Ｌｔなどの生成を円滑に行
えるようにすることができる。

【０１２５】その他の構成、作用及び効果は、実施形態
１と同様である。また、生成手段３の生成筒３２は、実
施形態２を適用してもよいことは勿論である。

【０１２６】また、上記破砕手段８のワイヤ８１は、３
本に限られず、４本以上でもよく、逆に２本又は１本で
もよいことは勿論である。

【０１２７】

【発明の実施の形態５】次に、本発明の実施形態５を図
面に基づいて詳細に説明する。

【０１２８】本実施形態は、図１０に示すように、破砕
手段８を実施形態４のワイヤ８１に代えて、スクレパ８
２で構成するようにしたものである。

【０１２９】該スクレパ８２は、接続リング８３と、該
接続リング８３を横断するように接続リング８３に設け
られた切削刃８４とによって構成されている。上記接続
リング８３の外周部は、例えば、遠心分離手段４の内バ
スケット４３に取り付けられ、上記切削刃８４が、生成
手段３における生成筒３２の送出端３ｓの前方に配置さ
れている。そして、上記破砕手段８は、生成筒３２から
押し出される氷粒子集合体Ｃｍを細かく砕くように構成
されている。

【０１３０】したがって、本実施形態では、上記氷粒子
集合体Ｃｍが生成筒３２から押し出される一方、内バス
ケット４３が回転すると、切削刃８４も回転する。そし
て、上記氷粒子集合体Ｃｍの端面は、回転する切削刃８
４によって削られ、該氷粒子集合体Ｃｍが細かく粉砕さ
れる。この粉砕された氷粒子集合体Ｃｍが遠心分離手段
４の内バスケット４３に搬入される。

【０１３１】この結果、実施形態４と同様に、氷粒子集
合体Ｃｍが内バスケット４３の内部に満遍なく分配さ
れ、上記回転体４Ｒの偏心が確実に防止され、良好な回
転を維持させることができる。特に、実施形態４に比し
て、氷粒子集合体Ｃｍがより細かく粉砕されるので、上
記遠心分離手段４の分離動作をより円滑に行えるように
することができ、濃縮溶液Ｌｔなどの生成をより円滑に
行えるようにすることができる。

【０１３２】その他の構成、作用及び効果は、実施形態
４と同様である。また、上記スクレパ８２の切削刃８４
は、実施形態に限られず、各種の形状及び個数にしても
よいことは勿論である。

【０１３３】

【発明の他の実施の形態】本実施形態における製氷手段
２は、攪拌機構２３を設けて水溶液Ｌｕの過冷却状態を
解消して懸濁液Ｌｓを生成するようにしたが、本発明に
おける製氷手段は、冷却筒２２の表面に生成した氷を掻
き取る掻き取り刃機構を備えたものであってもよい。

【０１３４】また、上記生成手段３に整流板３３を設け
たが、氷晶ケーク生成室３Ｒの寸法、つまり、氷晶ケー
ク生成室３Ｒの長さ方向が大きい場合には整流板３３は
必ずしも設ける必要はない。

【０１３５】また、上記生成手段３の懸濁液Ｌｓは、別
個の加圧手段によって加圧するようにしてもよく、加圧
により懸濁液Ｌｓの氷結晶粒子Ｃｐを融合させるように
してもよい。

【０１３６】また、本実施形態は、氷結晶粒子Ｃｐを含
む懸濁液Ｌｓについて説明したが、本発明は、有機や無
機の結晶粒子を含む懸濁液を対象としてもよく、その
際、製氷手段２に代えて、結晶粒子を含む懸濁液を連続
的に生成する晶析手段を適用する。

【０１３７】また、本発明の生成手段３の生成筒３２
は、水平状態に設置したが、本発明は、必ずしも厳密な
水平状態を必要とするものではない。例えば、上記生成
筒３２は、水平方向に対して傾斜した斜め方向に設置し
た傾斜型でもよい。

【０１３８】例えば、上記生成筒３２は、送出端３ｓに
向かって上方に傾斜した前上がりでもよい。この場合の
傾斜角度は、遠心分離手段４の回転体４Ｒと干渉しない
程度の前上がりであればよい。

【０１３９】また、上記生成筒３２は、送出端３ｓに向
かって下方に傾斜した前下がりでもよい。この場合の傾
斜角度は、懸濁液Ｌｓの液体成分が生成筒３２から漏洩
しない程度であればよい。

【０１４０】また、上記遠心分離手段４は、実施形態に
限られるものではなく、例えば、回転体４Ｒは外バスケ
ット４２又は内バスケット４３の何れか１つのものであ
ってもよい。

【０１４１】また、上記遠心分離手段４は、縦型のもの
であってもよく、例えば、回転体４Ｒが上方に向かって
開口するものでよい。その際、生成筒３２の送出端３ｓ
は、単に回転体４Ｒの開口上方に位置しておいればよ
い。

【０１４２】この場合、生成筒３２の送出端３ｓには格
子状や放射状のグリル等の破砕手段を設けることが好ま
しい。つまり、生成筒３２から遠心分離手段４に供給さ
れる氷粒子集合体Ｃｍが分断されることが好ましいから
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す分離濃縮装置の概略構
成図である。

【図２】分離濃縮装置の生成手段を示す概略構成図であ
る。

【図３】分離濃縮装置の遠心分離手段を示す縦断面図で
ある。

【図４】分離濃縮装置の遠心分離手段を示す正面図であ
る。

【図５】実施形態２の生成手段を示す概略構成図であ
る。

【図６】実施形態３を示す分離濃縮装置の概略構成図で
ある。

【図７】実施形態３の生成手段を示す概略構成図であ
る。

【図８】実施形態４の破砕手段を示す要部の斜視図であ
る。

【図９】実施形態４の破砕手段を説明するために実施形
態１の生成筒の要部を示す斜視図である。

【図１０】実施形態５の破砕手段を示す要部の斜視図で
ある。

【符号の説明】

１凍結濃縮装置２製氷手段２１熱源ユニット２２冷却筒（冷却用熱交換器）３生成手段３１外筒３２生成筒３３整流板３５フィルタ４遠心分離手段４Ｒ回転体４ｄ回転軸８破砕手段８１ワイヤ８２スクレパ８４切削刃

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｄ 9/02 ６０４Ｂ０１Ｄ 9/02 ６０４６０５６０５６０７６０７Ｚ６０９６０９Ｚ６１１６１１Ａ６１４６１４６１５６１５Ａ６１８６１８Ｚ６１９６１９ＺＣ０２Ｆ 1/22 Ｃ０２Ｆ 1/22 ＡＤ 1/38 1/38 // Ｂ０４Ｂ 3/02 Ｂ０４Ｂ 3/02 (71)出願人 390018474 新日本空調株式会社東京都中央区日本橋本石町４丁目４番20号三井第二別館 (72)発明者山崎浩大阪府東大阪市高井田元町２丁目５−８ (72)発明者篠崎勝彦大阪府茨木市新堂３丁目18−17 (72)発明者杉田良雄山梨県甲府市国母５丁目19−18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】結晶粒子を含む懸濁液を連続的に生成す
る晶析手段と、該晶析手段が生成した懸濁液が一端の供給端から連続的
に供給され、該懸濁液から液体成分を分離し排出し、上
記結晶粒子の高密度状態にして結晶粒子の集合体を生成
すると共に、該集合体を他端の送出端から送出する生成
手段と、該生成手段の送出端から結晶粒子の集合体が連続的に供
給され、該集合体を回転させて該集合体から溶液を遠心
分離する遠心分離手段とを備えている分離濃縮装置。
【請求項２】請求項１に記載の分離濃縮装置におい
て、生成手段は、懸濁液を水平方向又は水平方向に対して傾
斜した斜め方向に移動させつつ結晶粒子の集合体を生成
する横型又は傾斜型に構成され、上記生成手段の送出端は、上記結晶粒子の集合体が生成
手段から遠心分離手段に直接に供給されるように該遠心
分離手段の内部にまで臨んでいる分離濃縮装置。
【請求項３】請求項２に記載の分離濃縮装置におい
て、遠心分離手段は、水平方向の回転軸と、一端面が開口さ
れたドラム状に形成され且つ水平方向に配置されて閉塞
端面が回転軸に連結された回転体とを備え、該回転体の
内部に結晶粒子の集合体が生成手段から連続的に供給さ
れる分離濃縮装置。
【請求項４】請求項２に記載の分離濃縮装置におい
て、生成手段は、水平状態又は水平方向に対して傾斜した斜
め状態に設置されて懸濁液が供給される生成筒と、該生
成筒の側面に形成されて懸濁液から液体成分を分離し排
出するためのフィルタとを備え、上記生成筒の内部が、
結晶粒子の高密度集合体を生成する濾過ケーク生成室に
構成され、上記生成筒の送出端は、結晶粒子の集合体が遠心分離手
段へ連続的に直接に供給されるように遠心分離手段の内
部にまで導入されている分離濃縮装置。
【請求項５】請求項１に記載の分離濃縮装置におい
て、晶析手段は、冷却用熱交換器を備え、該冷却用熱交換器
によって水溶液を冷却し、氷結晶粒子を含む懸濁液を連
続的に生成するように構成され、生成手段は、晶析手段が生成した懸濁液から液体成分を
分離し排出し、氷結晶粒子を高密度状態にして氷結晶粒
子を成長させ、氷粒子集合体を生成するように構成され
ている分離濃縮装置。
【請求項６】請求項４に記載の分離濃縮装置におい
て、生成筒の濾過ケーク生成室には、複数の小孔が形成され
て懸濁液を整流する整流板が設けられ、該整流板によっ
て濾過ケーク生成室が第１生成室と第２生成室とに区画
される一方、生成筒の外側には、該生成筒より排出された液体成分を
受ける外筒が設けられている分離濃縮装置。
【請求項７】請求項１〜６の何れか１項に記載の分離
濃縮装置において、生成手段の送出端から遠心分離手段に供給される結晶粒
子の集合体を砕く破砕手段を備えている分離濃縮装置。
【請求項８】結晶粒子を含む懸濁液を連続的に生成す
る一方、上記懸濁液を連続的に供給し、該結晶粒子を水平方向又
は水平方向に対して傾斜した斜め方向に移動させつつ懸
濁液から液体成分を分離し排出し、結晶粒子の高密度状
態にして該結晶粒子の集合体を生成し、その後、上記結晶粒子の集合体を回転させて該集合体か
ら溶液を遠心分離する分離濃縮方法。
【請求項９】結晶粒子を含む懸濁液を連続的に生成す
る一方、上記懸濁液を連続的に供給し、該結晶粒子を水平方向又
は水平方向に対して傾斜した斜め方向に移動させつつ懸
濁液から液体成分を分離し排出し、結晶粒子の高密度状
態にして該結晶粒子の集合体を生成し、その後、上記結晶粒子の集合体を砕いた後に回転させて
該集合体から溶液を遠心分離する分離濃縮方法。