JP2023531834A - 空気封止されたベアリングを有し化学的抽出を行う産業用遠心分離機 - Google Patents

Abstract

１つ以上の化合物をバイオマスから抽出する産業用遠心分離機（１０）は、円筒槽（２０）の中に配置された遠心分離バスケット（１００）を含む。遠心分離バスケット（１００）は、上側穿孔部分（３２０）および下側中実部分（３３０）を含む円筒状の側壁部と、側壁部に上側穿孔部分と下側中実部分の間で連結されたバスケットベースプレート（３５０）とを含む。遠心分離機は、バスケットベースプレート（３５０）に連結されたスピンドル（７０）と、スピンドルベアリングアセンブリ（４２０）と、スピンドルベアリングアセンブリとバスケットベースプレートの間に配置された接触封止部（４４０）とを含む。側壁部の下側中実部分と、スピンドルと、バスケットベースプレートとは、囲まれた体積部（３５４）を画定する。産業用遠心分離機の動作中に、囲まれた体積部の中に閉じ込められた空気は、円筒槽の中の抽出流体と、接触封止部、スピンドルベアリングアセンブリ、または、両方との間で空気封止部を提供し、抽出流体がスピンドルベアリングと接触して、そこに破損を生じるのを防ぐ。

Description

関連出願の相互参照

本願は、「Ａｉｒ Ｓｅａｌｅｄ Ｂｅａｒｉｎｇ ｆｏｒ ａｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｅｎｔｒｉｆｕｇｅ ｆｏｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ」という名称で２０２０年７月１日に出願された米国仮特許出願第６３／０４６，７８７号の優先権の利益を主張し、その内容は全体として依拠され、参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、産業用遠心分離機、特に、化学的抽出処理に用いられる産業用遠心分離機に関する。

産業用遠心分離機を用いて、植物性（植物）物質の混合物から１つ以上の化学物質を抽出しうる。植物性産物を抽出する一利用例において、カンナビジオール（ＣＢＤ）の油滴を、産業用大麻または、ある種の低ＴＨＣ品種のマリファナを含むバイオマスから低温化学的抽出するのに産業用遠心分離機を用いうる。典型的には、低温化学的抽出は、約－４０°Ｆ（約－４０℃）などの低温で、抽出流体存在下で行われる。抽出流体は、ＣＢＤ油滴を抽出するものであり、ＣＢＤ油滴は、抽出流体によって運ばれて、バイオマスから遠心分離力によって分離される。

産業用遠心分離機の様々なベアリングは抽出流体に曝されて、産業用遠心分離機のベアリングまたはモータに破損を生じうる。本開示は、抽出流体が、スピンドルベアリングアセンブリ、モータベアリングアセンブリ、または、両方へと漏れるのを防ぐための産業用遠心分離機のスピンドルベアリングアセンブリの空気封止部に関する。ベアリングアセンブリが抽出流体に曝されるのを減らすか、防ぐことで、スピンドルベアリングアセンブリ、モータベアリングアセンブリ、モータ、または、これらの組合せの破損を減らすか、防ぎうる。更に、空気封止部は、－４０°Ｆ（約－４０℃）の冷却抽出流体を用いた抽出遠心分離動作に使用可能な材料で構成され封止されたベアリングの代わりに、費用効果の高いベアリングを可能にしうる。空気封止部は、受動的で、ベアリングアセンブリを収容したチェンバに閉じ込められた空気を圧縮する抽出流体の重力のみによって駆動されうる。

本開示の１つ以上に態様において、化合物をバイオマスから抽出する産業用遠心分離機の遠心分離バスケットは、上側穿孔部分および下側中実部分を含む側壁部を含み、側壁部は円筒状で、下側中実部分は、穿孔を含まないものでありうる。遠心分離バスケットは、更に、側壁部の内面に上側穿孔部分と下側中実部分の間で連結されたバスケットベースプレートを含みうる。遠心分離バスケットは、更に、バスケットベースプレートに連結されたスピンドル取付けアセンブリを含みうる。側壁部の下側中実部分、バスケットベースプレートの最下面、および、スピンドル取付けアセンブリの筐体は、産業用遠心分離機の動作中に抽出流体と１つ以上のベアリングとの間に空気封止部を形成するように動作可能である囲まれた体積部を画定しうる。

本開示の１つ以上の他の態様において、１つ以上の化合物をバイオマスから抽出する産業用遠心分離機は、円筒槽の中に配置された遠心分離バスケットを含みうる。遠心分離バスケットは、円筒状の側壁部を含み、上側穿孔部分および下側中実部分を含みうる。遠心分離バスケットは、更に、側壁部の内面に上側穿孔部分と下側中実部分の間で連結されたバスケットベースプレートを含みうる。産業用遠心分離機は、バスケットベースプレートに連結されて、スピンドルを、軸を中心に回転させるように動作可能な駆動機構に動作自在に連結されたスピンドルを含みうる。産業用遠心分離機は、更に、円筒槽に連結されて、円筒槽の底部とバスケットベースプレートの間に配置されたスピンドルベアリングアセンブリを含みうる。産業用遠心分離機は、更に、スピンドルベアリングアセンブリとバスケットベースプレートの間に配置された接触封止部を含みうる。スピンドルは、スピンドルベアリングアセンブリを垂直に通り抜けて、円筒槽の底部の垂直方向下方に配置された駆動機構まで垂直に下方に向かって延伸しうる。側壁部の下側中実部分、バスケットベースプレート、および、スピンドルの一部は、囲まれた体積部を画定し、スピンドルベアリングアセンブリの少なくとも一部は、囲まれた体積部の中に配置されうる。産業用遠心分離機の動作中に、囲まれた体積部の中に閉じ込められた空気は、円筒槽の抽出流体と接触封止部の間で空気封止部を提供しうる。空気封止部は、接触封止部およびスピンドルベアリングアセンブリの一部が、動作中に、円筒槽に収容された抽出流体と接触するのを減らすか、防ぎうる。

本開示の１つ以上の他の態様において、垂直の化学的抽出遠心分離機は、モータ駆動制御部、オペレータによる制御および安全システム、並びに、円筒状の遠心分離バスケットを収容した漏れ防止円筒槽を含みうる。遠心分離バスケットは、部分的に穿孔されたバスケット壁部領域を有する円筒状のバスケットを含み、その領域は、中実の遠心分離バスケットベースプレートへの封止された周囲取付け部の上に延伸しうる。遠心分離バスケットは、更に、バスケットベースプレートの下に延伸するバスケット壁部領域を含み、その領域は、遠心分離バスケットベースプレートの下に延伸する中実の円筒状の囲み部を形成しうる。遠心分離バスケットベースプレートは、ベースプレートの下に延伸する回転垂直スピンドルに取り付けられうる。産業用遠心分離機は、円筒槽に取り付けられたスピンドルベアリングアセンブリを含みうる。回転垂直スピンドルは、モータ駆動部に漏れ防止円筒槽を通って接続されたスピンドルベアリングアセンブリに載置されうる。中実の円筒状の囲み延伸部は、スピンドルベアリングアセンブリの下方に垂直に延伸しうる。円筒槽が抽出流体で充填された時に、空気バブル部が、バスケットベースプレートの下の囲み延伸領域に形成されうる。空気バブル部は、スピンドルベアリングアセンブリの空気封止部として作用して、抽出流体に曝されないように保護しうる。

次に示す本開示の具体的な実施形態の詳細な記載は、同様の構造物を類似の参照番号で示した添付の図面と共に読むことで最もよく理解しうるものである。

本明細書に示し記載した１つ以上の実施形態による産業用抽出遠心分離機を概略的に示す斜視図である。 本明細書に示し記載した１つ以上の実施形態による産業用抽出遠心分離機を概略的に示す断面図である。 本明細書に示し記載した１つ以上の実施形態による図１の産業用抽出遠心分離機の遠心分離バスケットを概略的に示す断面図であり、遠心分離バスケットは、バスケットベースプレートに連結されたスピンドル取付けアセンブリを含む。 本明細書に示し記載した１つ以上の実施形態による図３の遠心分離バスケットの一部を概略的に示す断面図である。 本明細書に示し記載した１つ以上の実施形態による図３の遠心分離バスケットを概略的に示す底面図である。 本明細書に示し記載した１つ以上の実施形態による図３のバスケットスピンドルベアリングアセンブリを有する図１の産業用遠心分離機を概略的に示す断面図であり、スピンドルベアリングの空気封止部が作動している。

本出願は、スピンドルベアリング、モータベアリング、または、両方が抽出流体に曝されることで生じる産業用遠心分離機のベアリングの破損を減らすか、防ぐための方法および封止部に関する。特に、本開示は、遠心分離バスケットおよびスピンドルベアリングアセンブリを有し、スピンドルベアリング、モータベアリング、または、両方が抽出流体に曝されるのを防ぐことが可能な空気封止部を生成する産業用遠心分離機に関し、それにより、スピンドルベアリング、モータベアリング、または、両方が破損するリスクを減らす。

回転シャフトボールおよびローラベアリングなどのベアリングを湿った環境から守るように封止することは、難しい課題でありうる。ボールベアリングは、３つの異なる種類である（ボールおよびボールレースが露出した）オープンベアリング、シールド付きベアリング、および、シール付きベアリングに識別されうる。オープンボールベアリングなどのオープンベアリングは、最も費用効率が高いベアリングであり、ボールベアリングおよびボールレースが露出したベアリングで、流体、固体片、または、両方が、ボールおよびボールレースに接触しうる。産業用抽出遠心分離機のオープンベアリングの場合、ボールおよびボールレースは抽出流体に曝されることから無防備で、ボールおよびボールレースの破損を生じうる。

シールド付きベアリングは、ボールおよびボールレースを保護する１つ以上のシールドを含みうる。シールドは外側ベアリングレースに接続した金属ディスクであり、シールドボアとベアリング内側レースは接触しない。シールド付きベアリングは、個体片、および、いくつかの液体がベアリングに侵入するのを防ぎうるが、液体がボールおよびボールレースに到達するのを完全に防ぐものではない。

シール付きベアリングは、様々なエラストマー材料から構成されて軸自体と接触しうる１つ以上の流体封止部を含みうる。流体封止材料の種類は、流体の組成、粘性、温度、および、流体の液圧などの環境要因に適合するかに応じて選択しうる。軸が摺動するか（油圧シリンダの場合）、または、回転するか（ポンプまたは遠心分離機の場合）などの機械的要因、並びに、軸表面速度も、封止物の種類の選択に影響しうる。

Ａ．Ｗ．Ｃｈｅｓｔｅｒｔｏｎ ｏｆ Ｇｒｏｖｅｌａｎｄ、Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓなどの会社が、ポンプおよびバルブで広く用いられる回転軸シール剤を専門としている。軸シールは、簡単なエラストマーのリップシールから複雑な回転フェイスシールアセンブリまで様々である。－４０°Ｆ（約－４０℃）に冷却したアルコールまたは脂肪族系溶剤などの抽出流体を用いて動作する抽出遠心分離機で使用可能なシールは、複雑である。主な技術的課題は、－４０°Ｆ（－４０℃）でも弾性を有し、限定するものではないが、エタノール、ヘプタン、または、他の抽出流体などの有機溶剤に曝されても劣化しないエラストマーを見つけることである。したがって、－４０°Ｆ（約－４０℃）に冷却したエタノールまたはヘプタンなどの抽出流体と接触して使用可能な産業用遠心分離機の機能的モータベアリング封止アセンブリは、何千ドルもの費用が掛かってしまう。

本開示は、低温溶剤抽出を行う産業用遠心分離機のスピンドルベアリングアセンブリのスピンドルベアリング、モータベアリング、または、両方の空気封止部に関する。本開示の空気封止部は、回転スピンドル、モータ、および／または、静圧スピンドルベアリングシールと、化学的抽出遠心分離機において－４０°Ｆ（約－４０℃）のエタノールまたはヘプタンでありうる抽出流体との接触を防ぎうる。更に、低温抽出に適した他の抽出流体も企図している。

空気封止部は、封止面と抽出流体界面の間に配置された空気バブル部を形成することによって生成される。空気バブル部は、本開示で更に記載するように、遠心分離ベースプレートの下に形成されうる。特に、遠心分離ベースプレート、および、遠心分離バスケットの側壁部の下側中実部分は、気密である囲まれた体積部を画定しうる。遠心分離バスケットを支持する回転スピンドルのスピンドルベアリングは、遠心分離ベースプレートの下に画定された囲まれた体積部の中に形成された空気バブル部の中に常に位置するように配列されうる。空気バブル部の空気のみが、スピンドルベアリング、モータベアリング、または、両方と接触する。したがって、空気バブル部の空気が、スピンドルベアリング、モータベアリング、または、両方を、抽出流体から分離する。空気封止部は、リップまたは面シールなど、より簡単な市販の回転型非耐流体ベアリングシールを使用可能にしうる。これらの標準的なシールは、－４０°Ｆ（約－４０℃）の純エタノールまたはヘプタン抽出流体と接触させて使用可能な特注の耐流体ベアリング封止アセンブリの価格と比べて、僅かな費用で済む。

図１および２は、本開示の化学的抽出のための産業用遠心分離機１０を示している。化学的抽出を行う産業用遠心分離機１０の例は、ＯＥＭ販売用に設計製造されたＷｅｓｔｅｒｎ Ｓｔａｔｅｓ Ｍａｃｈｉｎｅ ＣｏｍｐａｎｙのモデルＣ４０植物用抽出遠心分離機でありうるが、それに限定されることを意図しない。図１を参照すると、産業用遠心分離機１０は、カーブと称しうる円筒槽２０を含む。円筒槽２０は、機械台３０に連結されうる。機械台３０は、円筒槽２０の底部を形成しうる。実施形態において、円筒槽２０は、円筒槽２０に連結された別体のカーブベースプレート４３０（図６）を有しうるもので、次に、カーブベースプレート４３０は機械台３０に連結される。図２を参照すると、産業用遠心分離機１０は、モータ６０に通信自在に連結されうる制御パネル４０を含みうる。図２を参照すると、円筒槽２０またはカーブは、円筒槽２０から取外し自在、かつ、それを封止自在な蓋部４１２を含みうる。蓋部４１２は、産業用遠心分離機１０にバイオ材料を追加するのに取り外されうる。蓋部４１２は、抽出流体または他の材料を円筒槽２０に導入可能にする１つ以上の投入パイプ４７０を含みうる。円筒槽２０は、更に、円筒槽２０から抽出流体および抽出された材料を取り出す１つ以上の放出パイプ４８０を含みうる。

図２を再び参照すると、産業用遠心分離機１０は、円筒槽２０の中に配置された遠心分離バスケット１００を含む。遠心分離バスケット１００は、その中で回転するバイオマスから化学的抽出が行われる回転式の円筒状遠心分離バスケットでありうる。遠心分離バスケット１００は、円筒槽２０と相対的に回転自在でありうる。遠心分離バスケット１００は、スピンドル７０に固定連結されうる。遠心分離バスケット１００は、段差のある機械台３０の下に配置された電気モータ６０にタイミングベルト８０によって接続されうるスピンドル７０によって駆動されうる。タイミングベルト８０を有するものとして示しているが、電気モータ６０は、他の種類の連結部を通して、スピンドル７０に動作自在に連結されうると理解されるものである。産業用遠心分離機１０は、遠心分離機１０を操作するための制御パネル４０、および、緊急停止ボタン５０を含みうるもので、どちらも、図１および２の右上に位置する。産業用遠心分離機１０は、更に、産業用遠心分離機１０を異なる位置間で容易に移動するためのキャスタ９０を含みうる。

ここで図３を参照すると、遠心分離バスケット１００の一実施形態を概略的に示す断面図である。遠心分離バスケット１００は、側壁部３１０、側壁部３１０の最上部に連結された補強リング３４０、および、バスケットベースプレート３５０を含みうる。遠心分離バスケット１００は、更に、遠心分離バスケット１００のバスケットベースプレート３５０に連結されたスピンドル取付けアセンブリ３８０を含みうる。側壁部３１０は、円筒状で、円筒状の側壁部３１０の中心軸Ａが図３の座標軸の＋／－Ｚ方向と平行となるように垂直でありうる。側壁部３１０は、上側穿孔部分３２０および下側中実部分３３０を含みうる。上側穿孔部分３２０は、上側穿孔部分３２０に亘って離間して位置する複数の穿孔３１４を含みうる。側壁部３１０の下側中実部分３３０は、穿孔を有さないものでありうる。遠心分離バスケットの側壁部３１０の上側穿孔部分３２０と下側中実部分３３０は、最下列３１６の穿孔３１４の底部に接する水平な平面Ｐ（例えば、図３の座標軸の＋／－Ｚ方向に垂直な平面）によって区切られうる。穿孔３１４の最下列３１６は、遠心分離バスケット１００の周囲の穿孔３１４の水平な列であり、穿孔３１４の他のいずれの列よりも低い垂直方向の位置（例えば、図３の座標軸の＋／－Ｚ方向の位置）を有しうる（例えば、全ての他の穿孔３１４より-Ｚ方向に位置する）。

遠心分離バスケット１００の側壁部３１０は、平坦な金属シートの一部を穿孔して、上側穿孔部分３２０を生成することによって、形成されうる。次に、部分的に穿孔された平坦な金属シートは円筒形に丸められて、部分的に穿孔された金属シートの端部同士をシーム３１５に沿って溶着させて、円筒形を有する遠心分離バスケット１００の側壁部３１０を製造しうる。次に、側壁部３１０の最上縁部を補強リング３４０の縁部に溶着させうる。

更に、遠心分離バスケット１００は、ディスク状のプレートでありうるバスケットベースプレート３５０を含みうる。バスケットベースプレート３５０は、側壁部３１０に、側壁部３１０の上側穿孔部分３２０と下側中実部分３３０の間で連結／溶着されうる。バスケットベースプレート３５０は、水平に向けられて、バスケットベースプレート３５０の中心平面Ｃが図３の座標軸の＋／－Ｚ方向に垂直となるようにしうる。バスケットベースプレート３５０は、最下面３５２、および、外径方向縁部３５６を有しうる。バスケットベースプレート３５０は側壁部３１０に連結されて、バスケットベースプレート３５０の外径縁部３５６が側壁部３１０の内面３１２に接続されうる。

図３を参照すると、バスケットベースプレート３５０は、円筒状の側壁部３１０の中で、側壁部３１０の上側穿孔部分３２０の底部のちょうど下など、側壁部３１０の上側穿孔部分３２０と下側中実部分３３０の間に配置されて、側壁部３１０の穿孔がバスケットベースプレート３５０の高さより下には存在しないようにしうる。ここで図４を参照すると、バスケットベースプレート３５０は側壁部３１０と相対的に配置されて、バスケットベースプレート３５０の中心平面Ｃが、最下列３１６の穿孔３１４の底部に接する水平な平面Ｐより垂直方向下方に（例えば、図４の座標軸の-Ｚ方向に）位置しうる。バスケットベースプレート３５０は、側壁部３１０と相対的に配置されて、側壁部３１０の下側中実部分３３０の少なくとも一部がバスケットベースプレート３５０の下に延伸しうる。実施形態において、バスケットベースプレート３５０は、側壁部３１０と相対的に配置されて、バスケットベースプレート３５０の中心平面Ｃが、側壁部３１０の最下端部３３２の垂直方向上方に（例えば、図４の座標軸の＋Ｚ方向に）位置しうる。実施形態において、バスケットベースプレート３５０は、側壁部３１０と相対的に配置されて、バスケットベースプレート３５０の最下面３５２が側壁部３１０の最下端部３３２より垂直方向上方に（例えば、図４の座標軸の＋Ｚ方向に）かつ、そこから離間して位置しうる。バスケットベースプレート３５０の下に延伸する側壁部３１０の下側中実部分３３０は、いずれの穿孔も孔も含まないものでありうる。ここで図５を参照すると、ディスク状のバスケットベースプレート３５０は、側壁部３１０の内面３１２に、側壁部３１０の上側穿孔部分３２０と下側中実部分３３０の間で円筒内周３６０に沿って連結／溶着されうる。

バスケットベースプレート３５０は、側壁部３１０の内面に、バスケットベースプレート３５０と側壁部３１０の内面の間に抽出流体が侵入するのを防ぐように連結されうる。バスケットベースプレート３５０は、側壁部３１０に溶着などで連結されて、バスケットベースプレート３５０が側壁部３１０に封止されて、液体または気体がバスケットベースプレート３５０と側壁部３１０の間の接合部を通り抜けないようにしうる。バスケットベースプレート３５０を側壁部３１０に連結する接合部は、バスケットベースプレート３５０および側壁部３１０の下側中実部分３３０が空気バブル部を形成し、接合部を通して、空気が空気バブル部から漏れたり、抽出流体が空気バブル部に侵入したりしないために、気密でありうる。

図３を再び参照すると、バスケットベースプレート３５０は、遠心分離バスケット１００の封止されたバスケット底面を含みうる。バスケットベースプレート３５０は、最上面３５１および最下面３５２を有する中実の円形プレートでありうる。バスケットベースプレート３５０は、中心にスピンドル取付けアセンブリ３８０を受け付ける孔を有しうる。封止されたスピンドル取付けアセンブリ３８０は、バスケットベースプレート３５０に溶着されうる。実施形態において、スピンドル取付けアセンブリ３８０は、バスケットベースプレート３５０の孔に配置されて、溶着または他の方法で、そこに連結されうる。

スピンドル取付けアセンブリ３８０は、筐体３８２および中実のカバー３９０を含みうる。本明細書で既に示したように、バスケットベースプレート３５０は、中心開口部を有し、スピンドル取付けアセンブリ３８０の筐体３８２は、開口部の中に配置されて、バスケットベースプレート３５０に連結されうる。実施形態において、バスケットベースプレート３５０は、スピンドル取付けアセンブリ３８０の筐体３８２に、１つ以上の溶着部３７０で溶着されうる。スピンドル取付けアセンブリ３８０は、抽出流体がバスケットベースプレート３５０とスピンドル取付けアセンブリ３８０の間に侵入するのを防ぐように、バスケットベースプレート３５０に連結されうる。バスケットベースプレート３５０は、スピンドル取付けアセンブリ３８０に溶着などで連結されて、バスケットベースプレート３５０がスピンドル取付けアセンブリ３８０に封止されて、液体または気体がバスケットベースプレート３５０とスピンドル取付けアセンブリ３８０の間の接合部を通り抜けるのを防ぐようにしうる。バスケットベースプレート３５０をスピンドル取付けアセンブリ３８０に連結する接合部は、バスケットベースプレート３５０および側壁部３１０の下側中実部分３３０が空気バブル部を形成し、バスケットベースプレート３５０とスピンドル取付けアセンブリ３８０の間の接合部を通して、空気がバブル部から漏れたり、抽出流体がバブル部に侵入したりしないために、気密でありうる。

図３を再び参照すると、実施形態において、中実のカバー３９０を、スピンドル取付けアセンブリ３８０の筐体３８２に取り付けうる。中実のカバー３９０は、産業用遠心分離機１０の動作中に回転スピンドル７０（図２、６）を遠心分離バスケット１００内の抽出流体から封止しうる。スピンドル取付けアセンブリ３８０は、モータ駆動スピンドル７０に固定して取り付けられうる。

１つの種類の化学的抽出遠心分離機において、円筒状の遠心分離バスケット１００は、毎分約１００回転（ＲＰＭ）までの回転速度で逆回転自在に回転しうる。しかしながら、いくつかの実施形態において、本開示の産業用遠心分離機１０は、１００ＲＰＭより速い回転速度で動作しうる。

ここで図６を参照すると、遠心分離バスケット１００は、流体を通さない容器である円筒槽２０（カーブ）の中に載置される。円筒槽２０は、開放自在に封止された上蓋部４１２を有し、カーブベースプレート４３０に取り付けられ、更に、カーブベースプレート４３０は、段差のある機械台３０に取り付けられうる。カーブベースプレート４３０は、円筒槽２０の底部を形成しうる。

回転スピンドル７０は、遠心分離バスケット１００に、スピンドル取付けアセンブリ３８０を用いて取り付けられうる。スピンドル７０は、ベアリング筐体４６５に載置されたスピンドルベアリングアセンブリ４２０、４６０を通り抜け、ベアリング筐体４６５はカーブベースプレート４３０に連結されうる。ベアリング筐体４６５は、スピンドルベアリングアセンブリを囲みうる。カーブベースプレート４３０は、段差のある機械台３０に取り付けられうる。スピンドル７０は、スピンドルベアリングアセンブリ４２０、４６０を垂直に通り抜けて、垂直に下方に向かって（例えば、図６の座標軸の-Ｚ方向に）延伸して、円筒槽２０のカーブベースプレート４３０の垂直方向下方に配置された駆動機構と係合しうる。本明細書で用いるように、駆動機構という用語は、電気モータ６０（図２）または他の種類のモータ、並びに、限定するものではないが図２に示したタイミングベルト８０など、モータ６０とスピンドル７０の間の任意の連結部のことを称しうる。

図６を再び参照すると、産業用遠心分離機１０は、スピンドル取付けアセンブリ３８０の底部とスピンドルベアリングアセンブリ４２０の間に配置された簡単なリップ型接触封止部４４０を含みうる。リップ型接触封止部４４０を示しているが、例えば、面シールなど、他の種類の封止部を、スピンドル取付けアセンブリ３８０の底部とスピンドルベアリングアセンブリ４２０の間に配置しうると理解されるものである。

産業用遠心分離機１０は、投入パイプ４７０および放出パイプ４８０を含みうる。抽出流体の投入パイプ４７０は、封止された上蓋部４１２を通ってなど、円筒槽２０の最上部を通って、挿入されうる。全ての抽出流体は、カーブから放出パイプ４８０を通って排出されうる。放出パイプ４８０およびベアリング筐体４６５の両方は、カーブベースプレート４３０に取り付けられて、抽出流体がカーブベースプレート４３０とベアリング筐体４６５および放出パイプ４８０との間で漏れるのを防ぐように封止されうる。

図６を再び参照すると、バスケットベースプレート３５０、バスケットベースプレート３５０の下に延伸する側壁部３１０の下側中実部分３３０、および、スピンドル７０の少なくとも一部は囲まれた体積部３５４を画定する。実施形態において、囲まれた体積部３５４は、バスケットベースプレート３５０、バスケットベースプレート３５０の下に延伸する側壁部３１０の下側中実部分３３０、スピンドル取付けアセンブリ３８０の筐体３８２、リップ型接触封止部４４０、および、スピンドルベアリングアセンブリ４２０の少なくとも一部によって画定されうる。囲まれた体積部３５４は、側壁部３１０の下側中実部分３３０の内面とスピンドル７０の間に画定された環状体積部でありうる。実施形態において、囲まれた体積部３５４は、側壁部３１０の下側中実部分３３０の内面３１２、スピンドル取付けアセンブリ３８０の筐体３８２の外面、リップ型接触封止部４４０、スピンドル７０、および、スピンドルベアリングアセンブリ４２０の間に画定された環状体積部でありうる。囲まれた体積部３５４は、下方に（つまり、図６の座標軸の-Ｚ方向に）バスケットベースプレート３５０の最下面３５２から側壁部３１０の下側中実部分３３０の最下端部３３２に延伸しうる。

囲まれた体積部３５４は、最初、産業用遠心分離機１０の動作前には空気で充填されていて、動作中に抽出流体が円筒槽２０に加えられた時に、囲まれた体積部３５４内に空気バブル部４９０を形成可能にしうる。囲まれた体積部３５４に形成された空気バブル部４９０は、円筒槽２０の抽出流体４７２と、スピンドル取付けアセンブリ３８０とスピンドルベアリングアセンブリ４２０間に配置されたリップ型接触封止部４４０との間に空気封止部を提供しうる。空気バブル部４９０によって形成された空気封止部は、抽出流体４７２とリップ型接触封止部４４０の間の接触を減らすか、防ぎ、それにより、抽出流体４７２がスピンドルベアリングアセンブリ４２０、４６０に侵入するのを減らすか、防ぎうる。

実施形態において、スピンドルベアリングアセンブリ４２０の少なくとも一部は、囲まれた体積部３５４の中に配置されて、円筒槽２０が抽出流体４７２で充填された時に、スピンドルベアリングアセンブリ４２０の一部は空気バブル部４９０の中に収容されうる。スピンドルベアリングアセンブリ４２０の少なくとも一部は、側壁部３１０の下側中実部分３３０の最下端部３３２の垂直方向上方に配置されうる。円筒槽２０が抽出流体４７２で作動レベル４７５まで充填された時、円筒槽２０内の抽出流体４７２の体積は、静水圧力を加えるように作動して、囲まれた体積部３５４の空気バブル部を圧縮し、それにより、囲まれた体積部３５４内の抽出流体４７２の最終的な垂直高さを、側壁部３１０の下側中実部分３３０の最下端部３３２より高くさせうる。この影響を補うために、スピンドルベアリングアセンブリ４２０の最上部と側壁部３１０の下側中実部分３３０の最下端部３３２の間の垂直距離ｄを十分に長くして、空気バブル部４９０が、－４０℃の温度など、産業用遠心分離機１０の動作温度で作動レベル４７５まで充填された時の抽出流体４７２によって圧縮された時に、囲まれた体積部３５４に閉じ込められた空気バブル部４９０がスピンドルベアリングアセンブリ４２０の少なくとも一部を収容するようにしうる。換言すれば、垂直距離ｄは、スピンドルベアリングアセンブリ４２０の一部を空気バブル部４９０内に維持しながら、充填中に空気バブル部４９０を抽出流体によって圧縮可能とするのに十分な長さであるべきである。スピンドルベアリングアセンブリ４２０の最上部と側壁部３１０の下側中実部分３３０の最下端部３３２の間の垂直距離ｄは、円筒槽２０の寸法（例えば、高さ）、囲まれた体積部３５４によって画定された全体積、産業用遠心分離機１０の動作温度、および、抽出流体４７２の物性に応じたものでありうる。

実施形態において、ベアリング筐体４６５の少なくとも一部は、囲まれた体積部３５４に配置されて、円筒槽２０が抽出流体４７２で充填された時に、ベアリング筐体４６５の最上部は空気バブル部４９０内に収容されうる。ベアリング筐体４６５の少なくとも一部は、側壁部３１０の下側中実部分３３０の最下端部３３２の垂直方向上方に配置されうる。既に記載したように、円筒槽２０が作動レベル４７５まで充填された時に、抽出流体４７２は空気バブル部４９０を圧縮しうる。したがって、ベアリング筐体４６５の最上部と側壁部３１０の下側中実部分３３０の最下端部３３２の間の垂直距離を十分に長くして、空気バブル部４９０が、－４０℃の温度など、産業用遠心分離機１０の動作温度で作動レベル４７５まで充填された時の抽出流体４７２によって圧縮された時に、囲まれた体積部３５４に閉じ込められた空気バブル部４９０がベアリング筐体４６５の少なくとも一部を収容するようにしうる。換言すれば、垂直距離は、ベアリング筐体４６５の一部を空気バブル部４９０内に維持しながら、充填中に空気バブル部４９０を抽出流体によって圧縮可能とするのに十分な長さであるべきである。ベアリング筐体４６５の最上部と側壁部３１０の下側中実部分３３０の最下端部３３２の間の垂直距離は、円筒槽２０の寸法（例えば、高さ）、囲まれた体積部３５４によって画定された全体積、産業用遠心分離機１０の動作温度、および、抽出流体４７２の物性に応じたものでありうる。

ここで、図６を再び参照して、本開示の産業用遠心分離機１０の動作を記載する。円筒槽２０に抽出流体４７２がない場合、次に、円筒槽２０を、封止された上蓋部４１２を開くことによって一時的に開放し、限定するものではないが、ＣＢＤなど、１つ以上の化学物質をそこから抽出すべきバイオマス（不図示）を、円筒槽２０に配置された遠心分離バスケット１００の中に配置しうる。次に、封止された上蓋部４１２を閉じて封止しうる。限定するものではないが、エタノール、ヘプタン、または、他の抽出流体などの－４０°Ｆ（約－４０℃）の抽出流体４７２を、円筒槽に２０に投入パイプ４７０を通して導入し、円筒槽２０を、カーブベースプレート４３０から遠心分離バスケット１００の最上部のちょうど上である典型的な作動レベル４７５まで充填しうる。図６に不図示であるが、抽出流体４７２は、バイオマスと共に、側壁部３１０の上側穿孔部分３２０によって画定された遠心分離バスケット１００の一部も充填する。円筒槽２０を抽出流体４７２で充填する間に、抽出流体４７２の高さが高くなることによって、空気が囲まれた体積部３５４に閉じ込められるようになりうる。したがって、空気バブル部４９０が、遠心分離バスケットベースプレート３５０の下に画定された囲まれた体積部３５４に形成されうる。この空気バブル部４９０は、－４０°Ｆ（約－４０℃）である抽出流体の温度で、僅かに圧縮された空気でありうる。遠心分離バスケット１００の側壁部３１０の下側中実部分３３０の長さ、および、直径は、空気バブル部４９０の大きさ、および、囲まれた体積部３５４から空気バブル部４９０によって排除された抽出流体の体積である流体排除体積を確定しうる。

既に記載したように、回転スピンドル取付けアセンブリ３８０は、遠心分離バスケット１００に固定して取り付けられうる。スピンドルベアリングアセンブリ４２０は、カーブベースプレート４３０に取り付けられ、リップ型接触封止部４４０は、スピンドルベアリングアセンブリ４２０に取り付けられうる。設計によって、スピンドル取付けアセンブリ３８０とスピンドルベアリングアセンブリ４２０の間の間隙を、囲まれた体積部３５４によって画定された空気バブル部４９０に閉じ込めて、リップ型接触封止部４４０が空気バブル部４９０の中心近くに位置するようにしうる。したがって、空気バブル部４９０は、リップ型接触封止部４４０を含む空気封止部を形成し、それによって、抽出流体４７２をスピンドルベアリングアセンブリ４２０から排除しうる。

図６に示すように、空気バブル部４９０を、遠心分離バスケットベースプレート３５０の下に画定された囲まれた体積部３５４に形成することで、円筒槽２０を作動レベル４７５まで充填するのに要する抽出流体４７２の全体積を、空気バブル部４９０の体積の分だけ減らしうる。したがって、産業用遠心分離機１０を動作するのに必要な抽出流体４７２の体積を減らしうる。

本開示の主題に関する分野の当業者には、ここまでの記載および添付の図面を見れば、本明細書に示した本開示についての多くの変更例および他の実施形態が分かるだろう。したがって、本開示の主題は、開示した特定の実施形態に限定されず、他の実施形態も添付の請求項の範囲に含まれることを意図すると理解されるものである。本明細書において、特定の用語を用いているが、一般的かつ記載のための意味で用いたものにすぎず、限定するためではない。

２０ 円筒槽
７０ スピンドル
１００ 遠心分離バスケット
３１０ 側壁部
３２０ 上側穿孔部分
３３０ 下側中実部分
３５０ 遠心分離バスケットベースプレート
３８０ スピンドル取付けアセンブリ
４２０ スピンドルベアリングアセンブリ

Claims (19)

1. １つ以上の化合物をバイオマスから抽出する産業用遠心分離機において、
   円筒槽の中に配置された遠心分離バスケットであって、
   上側穿孔部分および下側中実部分を含む円筒状の側壁部、
   前記側壁部の内面に、前記上側穿孔部分と前記下側中実部分の間で連結されたバスケットベースプレート、および、
   前記バスケットベースプレートに連結されたスピンドルであって、該スピンドルを軸を中心に回転させるように動作可能な駆動機構に動作自在に連結されたスピンドルを
   含む遠心分離バスケットと、
   前記円筒槽に連結されて、該円筒槽の底部と前記バスケットベースプレートの間に配置されたスピンドルベアリングアセンブリと、
   前記スピンドルベアリングアセンブリと前記バスケットベースプレートの間に配置された接触封止部と
   を含み、
   前記スピンドルは、前記スピンドルベアリングアセンブリを垂直に通過し、前記円筒槽の前記底部の垂直方向下方に配置された前記駆動機構まで垂直に下方に向かって延伸し、
   前記側壁部の前記下側中実部分、前記スピンドルの一部、および、前記バスケットベースプレートは、囲まれた体積部を画定し、
   前記スピンドルベアリングアセンブリの少なくとも一部は、前記囲まれた体積部の中に配置され、
   前記産業用遠心分離機の動作中に、前記囲まれた体積部の中に閉じ込められた空気は、前記円筒槽の抽出流体と前記接触封止部の間の空気封止部を提供するものである産業用遠心分離機。
2. 前記バスケットベースプレートの中心平面は、前記側壁部の前記上側穿孔部分の最下列の穿孔における該穿孔の底部に接する水平な平面Ｐの垂直方向下方に配置されたものである、請求項１に記載の産業用遠心分離機。
3. 前記バスケットベースプレートは前記側壁部へ封止されて、液体または気体が該バスケットベースプレートと該側壁部の間の接合部を通り抜けるのを防ぐものである、請求項１または２に記載の産業用遠心分離機。
4. 前記バスケットベースプレートに連結されたスピンドル取付けアセンブリを、
   更に含み、
   前記スピンドル取付けアセンブリは、前記スピンドルを前記バスケットベースプレートに連結し、
   前記囲まれた体積部は、前記側壁部の前記下側中実部分、前記バスケットベースプレート、前記スピンドル取付けアセンブリの筐体、前記スピンドルの前記一部、および、前記スピンドルベアリングアセンブリの前記一部によって画定された環状体積部を含むものである、請求項１から３のいずれか１項に記載の産業用遠心分離機。
5. 前記スピンドル取付けアセンブリは、前記バスケットベースプレートの最下面に連結されたものである、請求項４に記載の産業用遠心分離機。
6. 前記バスケットベースプレートは前記スピンドル取付けアセンブリへ封止され、その封止部が、液体または気体が前記バスケットベースプレートと前記スピンドル取付けアセンブリの間の接合部を通り抜けるのを防ぐものである、請求項４または５に記載の産業用遠心分離機。
7. 前記スピンドルベアリングアセンブリの少なくとも一部は、前記側壁部の前記下側中実部分の最下端部の垂直方向上方に配置されたものである、請求項１から６のいずれか１項に記載の産業用遠心分離機。
8. 前記側壁部の前記下側中実部分の最下端部と前記バスケットベースプレートの最下面上の点の間の垂直距離は、前記スピンドルベアリングアセンブリと該バスケットベースプレートの該最下面上の該点の間の最短垂直距離より長いものである、請求項１から７のいずれか１項に記載の産業用遠心分離機。
9. 前記スピンドルベアリングアセンブリは、該スピンドルベアリングアセンブリを囲むベアリング筐体に載置されたものである、請求項１から８のいずれか１項に記載の産業用遠心分離機。
10. 前記ベアリング筐体の少なくとも一部は、前記囲まれた体積部の中に配置されたものである、請求項９に記載の産業用遠心分離機。
11. 前記側壁部の前記下側中実部分の最下端部は、前記ベアリング筐体の少なくとも一部の垂直方向下方に配置されたものである、請求項９または１０に記載の産業用遠心分離機。
12. 前記遠心分離バスケットの前記側壁部の前記下側中実部分は、穿孔も開口部も有さないものである、請求項１から１１のいずれか１項に記載の産業用遠心分離機。
13. 前記バスケットベースプレートは、中実の円盤状のプレートである、請求項１から１２のいずれか１項に記載の産業用遠心分離機。
14. 前記バスケットベースプレートは、気体または流体が該バスケットベースプレートの最下面と該バスケットベースプレートの最上部の間で流れるのを可能にする穿孔も開口部も有さないものである、請求項１から１３のいずれか１項に記載の産業用遠心分離機。
15. 前記接触封止部は、リップ型接触封止部である、請求項１から１４のいずれか１項に記載の産業用遠心分離機。
16. 化合物をバイオマスから抽出する産業用遠心分離機の遠心分離バスケットにおいて、
    上側穿孔部分および下側中実部分を含む円筒状の側壁部であって、該下側中実部分は穿孔を含まないものである側壁部と、
    前記側壁部の内面に、前記上側穿孔部分と前記下側中実部分の間で連結されたバスケットベースプレートと
    を含み、
    前記側壁部の前記下側中実部分および前記バスケットベースプレートの最下面は、前記遠心分離バスケットを含む産業用遠心分離機の動作中に、抽出流体と１つ以上のベアリングの間で空気封止部を形成するように動作可能な囲まれた体積部を画定するものである遠心分離バスケット。
17. 前記バスケットベースプレートの中心平面は、前記側壁部の前記上側穿孔部分の最下列の穿孔における該穿孔の底部に接する水平な平面Ｐの垂直方向下方に配置されたものである、請求項１６に記載の遠心分離バスケット。
18. 前記バスケットベースプレートは前記側壁部へ封止されて、液体または気体が前記バスケットベースプレートと該側壁部の間の接合部を通り抜けるのを防ぐものである、請求項１６または１７に記載の遠心分離バスケット。
19. 前記バスケットベースプレートに連結されたスピンドル取付けアセンブリを、
    更に含み、
    前記スピンドル取付けアセンブリは、前記バスケットベースプレートを前記スピンドルに連結するように動作可能であり、
    前記囲まれた体積部は、前記側壁部の前記下側中実部分、前記バスケットベースプレート、前記スピンドル取付けアセンブリの筐体、および、該スピンドル取付けアセンブリに連結された前記スピンドルの一部によって画定された環状体積部を含むものである、請求項１６から１８のいずれか１項に記載の遠心分離バスケット。

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