JP2779334B2 - 遠心濃縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、濃縮すべき原液を円筒
状の濾材内に供給し、該濾材を回転させることにより遠
心力を利用して上記原液を濃縮する遠心濃縮機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の遠心濃縮機は種々の構造
のものが知られている。例えば、外筒内に内周方向全周
にわたって延びた円環状凸部を複数個形成し、該円環状
凸部により外筒内に内筒を支持して、外筒と内筒とを一
体的に回転させることにより、内筒内に供給した原液の
遠心濾過を行い、濃縮した原液を内筒より取り出すよう
に構成したものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
造のものでは、外筒内の全周にわたって円環状の凸部を
形成して内筒を支持するため、多数の円環状の凸部が必
要となり、凸部の材料が多量に必要となり、濃縮機全体
の重量増加、部品点数の増加を招くとともに、濾液が外
筒と内筒との間で円滑に前端側から該前端側より下方に
傾斜した後端側に向けて流れず、滞留する可能性があっ
た。従って、本発明の目的は、上記問題を解決すること
にあって、外筒内で内筒を支持する部材の材料を少なく
し、軽量化を図ることかできるとともに、外筒と内筒と
の間で濾液を円滑に流すことができる遠心濃縮機を提供
することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、外筒内に内筒を支持する固定部材を、上
記外筒の軸方向に延びた複数の支持棒と、該支持棒間を
互い違いに連結する円弧状支持アームとを備えて、上記
内筒を上記外筒に一体的に回転可能に固定するように構
成する。すなわち、請求項１にかかる発明の遠心濃縮機
は、水平方向に対して傾斜し回転可能に配置された外筒
と、該外筒内に配置され、濃縮すべき原液が供給される
とともに濾液が外筒側に排出される円筒状濾材を有する
内筒と、上記外筒の軸方向に延びた複数の支持棒と、該
支持棒間を互い違いに連結する円弧状支持アームとを備
えて、上記内筒を上記外筒に一体的に回転可能に固定す
る固定部材と、上記外筒に対して上記内筒を回転駆動し
て上記内筒内の原液の濃縮を促進させる駆動装置と、上
記内筒内で濃縮された原液を排出する濃縮原液排出口
と、上記内筒から上記外筒内に排出された濾液を排出す
る濾液排出口と、を備えるように構成している。請求項
２にかかる発明の遠心濃縮機は、請求項１の遠心濃縮機
において、上記外筒と内筒との間で、上記支持棒は内筒
の中心軸回りに９０度間隔に４本配置されるとともに、
上記支持アームは上記内筒の中心軸回りに９０度の角度
範囲に延びた円弧状部材であるように構成している。請
求項３にかかる発明の遠心濃縮機は、請求項１又は２の
遠心濃縮機において、上記支持アームは、その各端部に
内筒の中心軸に対して径方向外向きに突出した係合部を
備え、該係合部の内側の凹部に上記支持棒を嵌合すると
ともに、上記係合部と係合部との間の支持アーム部分と
上記外筒の内周面との間には濾液が流れる隙間９０を形
成するように構成している。

【０００５】

【発明の効果】本発明の構成によれば、内筒を外筒に固
定する固定部材を、軸方向に延びる複数の支持棒と、隣
接する支持棒を連結する支持アームとで構成し、かつ、
支持アームは１カ所で内筒の全外周面に配置するのでは
なく、その一部に配置するようにしたので、その分だけ
支持アームの本数及び材料が少なくなり、部材点数の減
少を図ることができ、組み付け工数も少なくなり組み付
け易くなる。また、必要に応じて支持アームを配置する
ことができ、内筒の剛性度合いに応じて、支持アーム及
び支持棒の本数をより少なくすることもできる。また、
支持アームは外筒と内筒との間のいずれかの部分で軸方
向に切り欠かれた状態となり、この切り欠かれた部分よ
り濾液は軸方向に流れることができ、外筒と内筒との間
で濾液を円滑に流すことができる。さらに、各支持アー
ムの各端部に内筒の中心軸に対して径方向外向きに突出
した係合部を有するように構成し、上記係合部と係合部
との間の支持アーム部分と上記外筒の内周面との間に
は、濾液が流れる隙間を形成するようにしたので、外筒
と内筒との間を流れる濾液が支持アームにより内筒の軸
方向の流れを妨げられることが少なくなり、より円滑に
濾液を回収することができる。

【０００６】

【実施例】以下に、本発明にかかる実施例を図１〜図８
に基づいて詳細に説明する。本実施例にかかる遠心濃縮
機は、図１に示すように、水平方向に対して傾斜し回転
可能に配置された外筒１と、該外筒１内に配置され濃縮
すべき原液が供給されるとともに濾液が外筒側に排出さ
れる円筒状濾材３を有する内筒２と、上記外筒１の軸方
向に延びた複数の支持棒３０，…，３０と該支持棒３
０，３０間を互い違いに連結する円弧状支持アーム３
１，…，３１とを備えて上記内筒２を上記外筒１に一体
的に回転可能に固定する固定部材４と、上記外筒１に対
して上記内筒２を回転駆動して上記内筒２内の原液の濃
縮を促進させる駆動装置５と、上記内筒２内で濃縮され
た原液を排出する濃縮原液排出口６と、上記内筒２から
上記外筒１内に排出された濾液を排出する濾液排出口７
と、を備えて大略構成している。

【０００７】上記外筒１は、連結部材２２により連結さ
れた前スタンド２１と後スタンド２３との間で、前後各
端部で３個のローラにより回転可能に支持されており、
かつ、原液の流れる方向に対して下向き傾斜するように
配置している。すなわち、図１〜３に示すように、外筒
１の前端は、その下部が２つの回転ローラ１４，１４に
より回転可能に支持され、その回転ローラ１４，１４間
の中心の上方に押さえローラ１１を配置するとともに、
対応する後端にも下部に２つのローラ１９，１９を配置
し、その上部に押さえローラ１３を配置して、２つの押
さえローラ１１，１３で外筒１が回転中に上方に飛び出
さないように押さえるようにしている。上記回転ローラ
１４，１４，１９，１９は、回転軸２０，２０により前
後スタンド２１，２３に回転自在に支持されている。上
記外筒１は、前スタンド２１の下部に両側に傾斜調整機
構６０を備えている。この各傾斜調整機構６０は、連結
部材２２と前スタンド２１，２１とをボルトで連結する
とき、上下に５個のボルト穴２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，
２１ｄ，２１ｅを形成して、２本のボルト６１，６１を
入れるボルト穴２１ａ〜２１ｅの位置を調整することに
より後スタンド２３との間で支持する外筒１及び内筒２
の傾斜角度を調整できるようにしている。この傾斜角度
は、濃縮すべき原液の種類や性状、外筒１の回転速度、
要求される濃縮速度などにより適宜調整されるが、通常
は２０〜３０度程度である。

【０００８】上記連結部材２２の前側には駆動モータ１
７が固定されており、この駆動モータ１７の回転軸に固
定されたプーリ１６と上記２つの回転ローラ１４，１４
とをベルト１５により連結して、駆動モータ１７の回転
駆動により回転ローラ１４，１４が同一方向に同期して
回転し、外筒１が回転するようにしている。なお、１８
はベルト１５をＶ字状に配置するためのガイドローラで
ある。このガイドローラ１８は、その回転軸を支持する
支持板６２がピン６３，６３で前スタンド２１，２１の
固定孔に固定されており、前スタンド２１，２１の他の
固定孔に位置を変えてピン６３，６３を差し込むことに
よりガイドローラ１８の位置を調整することができ、ベ
ルト１５の張り具合を調整することができる。また、押
さえローラ１１，１３は、前後スタンド２１，２３の両
側に固定された側板８，８より延びた支持部材２４，２
４の先端の円筒ガイド２５を前後に配置して、該一対の
円筒ガイド２５，２５により押さえローラ１１の回転軸
１２を回転自在に支持して上記所定位置から位置ずれし
ないようにしている。なお、外筒１の後端の外周面には
リブ１ａを形成して、該リブ１ａが後端側のローラ１
３，１９，１９の溝に嵌合して外筒１の回転を案内する
ようにしている。なお、この押さえローラ１１，１３は
外筒１の回転速度が低い場合には省略することも可能で
ある。

【０００９】上記外筒１の前端には円環状の前面板３５
が固定され、前面板３５の中央の原液供給口３５ａが形
成されている。また、上記外筒１の後端は内筒２よりも
短くして円環状の後面板３８を配置し、外筒１と内筒２
との間に溜まった濾液を後面板３８の中央開口を介して
濾液ポケット５１内に回収し、該濾液ポケット５１の下
方の濾液排出口７より濃縮機外に排出させるようにして
いる。上記内筒２は、濃縮カゴ又は脱水筒である円筒状
の濾材３より構成され、その前端には、図６，７に示さ
れたように中央に上記外筒１の前面板３５の原液供給口
３５ａに連通する原液供給口４０ａが形成された１枚の
円環状前板４０が固定され、かつ、該前板４０が上記前
面板３５に両原液供給口３５ａ，４０ａが相互に連通す
るようにボルトで連結される一方、後端は、外筒１より
後方に突出して開口されて濃縮原液ポケット５０に連通
するように配置され、内筒２内の濃縮された原液を濃縮
原液ポケット５０の下端中央の濃縮原液排出口６から濃
縮機外に排出させるようにしている。

【００１０】上記濾液排出口７を有する濾液ポケット５
１と濃縮原液排出口６を有する濃縮原液ポケット５０と
は仕切り板３７により完全に仕切られており、ボルト・
ナットにより側板８，８に固定されている。上記固定部
材４は、上記外筒１の軸方向に延びた４本の支持棒３
０，…，３０を外筒１の中心軸に対して９０度間隔毎に
上記外筒１の内周面に配置する。そして、外筒１の円周
方向に隣接する支持棒３０，３０間を外筒１の中心軸に
対して９０度の角度範囲まで円弧状に延びた円弧状支持
アーム３１で連結し、かつ、この支持アーム３１が外筒
１の軸方向沿いに９０度ずつ位相がずれるように配置さ
れている。すなわち、例えば、外筒１の最下端を０度と
し、該０度から時計方向に９０度まで１本の支持アーム
３１が配置されて０度の位置で軸方向に延びた支持棒３
０と９０度の位置で軸方向に延びた支持棒３０とを連結
する。次いで、外筒１の軸方向に所定間隔だけ後側にず
れた９０度の支持棒３０から、時計方向に１８０度の位
置で軸方向に延びた支持棒３０までを別の支持アーム３
１で連結する。次いで、外筒１の軸方向に所定間隔だけ
後側にずれた１８０度の支持棒３０から、時計方向に２
７０度の位置で軸方向に延びた支持棒３０までをさらに
別の支持アーム３１で連結する。次いで、外筒１の軸方
向に所定間隔だけ後側にずれた２７０度の支持棒３０か
ら、時計方向に３６０度の位置で軸方向に延びた支持棒
３０までをさらに別の支持アーム３１で連結する。この
ようにして、支持棒３０の同一位置では該支持棒３０と
直交する外筒１の内周方向沿いに４本の支持アーム３
１，…，３１が配置されるのではなく、所定間隔をおい
て、支持アーム３１，…，３１が９０度ずつ位相を異な
らせるように配置されている。よって、外筒１の軸方向
前側から後側を見た状態では、図４に示すように円形に
４本の支持アーム３１，…，３１が配置されているよう
に見えるが、側方又は上面から見れば図１，図５に示す
ように所定間隔ごとにずれて支持アーム３１，…，３１
が配置されている。図４，５に示すように、各支持アー
ム３１の各端部は、大略Ｃ字状に屈曲しかつ内筒２の中
心軸に対して径方向外向きに突出した係合部３１ａを有
し、この係合部３１ａの凹部３１ｂ内に上記支持棒３０
をボルト３２で固定するようにしている。上記係合部３
１ａの外面は外筒１の内周面に接触する一方、支持アー
ム３１の内面は内筒２の外周面に接触するようになって
おり、上記係合部３１ａと係合部３１ａとの間の支持ア
ーム部分と上記外筒１の内周面との間には、濾液が流れ
る隙間９０を形成するようにしている。

【００１１】各円弧状アーム３１と支持棒３０とのなす
角度は組み込みやすさ及び安定性の見地から９０度が好
ましいが、これに限らず、原液の流れる方向に向けて多
少傾斜するように組み付けてもよい。なお、必要に応じ
て、上記側板８，８の上方を図２，３に２点鎖線で示す
ように、把手３６ａ付きのカバー３６で覆うようにして
もよい。このカバー３６は、例えば一方をちょうつがい
で開閉可能に連結したり、又は、単に側板８，８の上に
載置するだけでもよい。

【００１２】上記構成によれば、駆動モータ１７の正逆
回転駆動又はいずれか一方向の回転駆動により、ベルト
１５で回転ローラ１４，１４が回転駆動され、ローラ１
１，１９，１９，１３の案内により外筒１が内筒２とと
もに一体的に前後スタント２１，２３に対して回転させ
られる。この状態で、前面板３５の原液供給口３５ａ及
び円環状前板４０の原液供給口４０ａを介して原液を内
筒２内に供給し、内筒２の濾材３により濾過を行いつつ
原液を内筒２の後端側に送る。このとき、原液中の液体
は内筒２の回転に伴い発生する遠心圧力により内筒２外
に排出されて濾過が行われる。濾過された濾液は内筒２
と外筒１との間を外筒１の後端側に流れる。このときの
内筒２内での原液の流れの模式図を図８（Ａ）に、濾液
の流れを図８（Ｂ）にそれぞれ示す。この図８は模式的
なものであり、現実の原液及び濾液の流れは必ずしもこ
のようなものではなく、より複雑なものとなっているこ
とが多い。この図８では、（Ａ）に示すように、反時計
方向に内筒２が回転するとき、内筒２の内周面に０．５
〜２ｃｍ程度の厚さとなるように原液を少しずつ供給す
る。内筒２内では矢印７０に示すように内筒２の内周面
を回転しながら内筒２の後側に原液が流れる一方、矢印
７１で示すように内筒２から濾液が排出される。図８
（Ｂ）は、平面的に内筒内を見たものであり、矢印７２
で示すように内筒２の外周面において支持アーム３１と
外筒１の内周面との間の隙間９０を通過するようにして
軸方向後側に流れる濾液と、矢印７３で示すように内筒
２の外周面を支持アーム３１に沿ってジクザク状に流れ
る濾液とが示されている。そして、内筒２内で液体が濾
材３外に排出されて濃縮された原液は、濃縮原液ポケッ
ト５０内に入り濃縮原液排出口６より排出される一方、
内筒２から外筒１側に排出された濾液は濾液ポケット５
１内に入り濾液排出口７より排出される。

【００１３】上記実施例によれば、内筒２を外筒１に固
定する固定部材４を、軸方向に延びる４本の支持棒３
０，…，３０と、隣接する支持棒３０，３０を連結する
支持アーム３１とで構成し、かつ、支持アーム３１は１
カ所で内筒２の全外周面に配置するのではなく、その一
部に配置するようにしたので、その分だけ支持アーム３
１の本数が少なくなり、部材点数の減少を図ることがで
き、組み付け工数も少なくなり組み付け易くなる。ま
た、必要に応じて支持アーム３１を配置することがで
き、内筒２の剛性度合いに応じて、支持アーム３１及び
支持棒３０の本数をより少なくすることもできる。ま
た、支持アーム３１が全周に配置されるのではなく外筒
１と内筒２との間のいずれかの部分で軸方向に切り欠か
れた状態となり、この切り欠かれた部分より濾液は軸方
向に（すなわち図８（Ｂ）の矢印７３のように）流れる
ことができ、外筒１と内筒２との間で濾液を円滑に流す
ことができる。さらに、各支持アーム３１の各端部は、
大略Ｃ字状に屈曲しかつ内筒２の中心軸に対して径方向
外向きに突出した係合部３１ａを有し、上記係合部３１
ａと係合部３１ａとの間の支持アーム部分と上記外筒１
の内周面との間には、濾液が流れる隙間９０を形成する
ようにしたので、外筒１と内筒２との間を流れる濾液が
支持アーム３１により内筒２の軸方向の流れを妨げられ
ることが少なくなり、より円滑に濾液を回収することが
できる。

【００１４】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、
内筒２の濾材３の形状は単なる円筒に限らず、前端から
後端に向かうに従いその内径寸法が小さくなるような円
錐形状や、前端から中央部分までは円筒形状で、該中央
部分から後端に向かうに従いその内径寸法が小さくなる
円錐形状となるように構成してもよい。また、支持アー
ム３１は４本に限らず２本以上の任意の本数でよい。ま
た、その角度も９０度に限らず任意の角度でよく、相互
に異なる角度で構成してもよい。また、支持アーム３１
と支持アーム３１とを連結する支持棒３０は１本の支持
棒３０に限らず、２本の支持棒３０，３０で構成して、
図４に示すように支持棒３０，…，３０と支持アーム３
１，…，３１とで完全な円を構成するのではなく、一部
隙間があくように構成してもよい。また、カバー３６を
遠心濃縮機に備えるとき、押さえローラ１１，１３をカ
バー３６に取り付けるようにすれば、支持部材２４，２
４を省略することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例にかかる遠心濃縮機の一部
破断状態での正面図である。

【図２】 図１の遠心濃縮機の前端部分を示す左側面図
である。

【図３】 回転軸１２を支持する支持部材２４の配置を
省略した状態での図１の遠心濃縮機の後端部分を示す右
側面図である。

【図４】 支持棒の配置を一部省略した状態での図１の
遠心濃縮機の固定部材を内筒の軸方向前側から後側に向
けて見た状態での正面図である。

【図５】 支持棒の配置を一部省略した状態での図４の
Ｖ−Ｖ線断面図である。

【図６】 支持棒の配置を一部省略した状態での図１の
遠心濃縮機の円環状前板の正面図である。

【図７】 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。

【図８】 （Ａ）は内筒内の原液の流れを示す模式図、
（Ｂ）は内筒外の濾液の流れを示す模式図である。

【符号の説明】

１…外筒、１a…リブ、２…内筒、３…濾材、４…固定
部材、５…駆動装置、６…濃縮原液排出口、７…濾液排
出口、８…側板、１１…押さえローラ、１２…回転軸、
１３…押さえローラ、１４…回転ローラ、１５…ベル
ト、１６…プーリ、１７…駆動モータ、１９…ローラ、
２０…回転軸、２１…前スタンド、２１ａ〜２１ｅ…ボ
ルト穴、２２…連結部材、２３…後スタンド、２４…支
持部材、２５…円筒ガイド、３０…支持棒、３１…支持
アーム、３１ａ…端部、３１ｂ…凹部、３２…ボルト、
３５…前面板、３５ａ…原液供給口、３６…カバー、３
６ａ…把手、３７…仕切り板、３８…後面板、４０…円
環状前板、４０ａ…供給口、６０…傾斜角度調整機構、
６１…ボルト、６２…支持板、６３…ピン、７０…原液
の流れ、７１…濾液の流れ、７２，７３…濾液の流れ。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平方向に対して傾斜し回転可能に配置
   された外筒（１）と、 該外筒内に配置され、濃縮すべき原液が供給されるとと
   もに濾液が外筒側に排出される円筒状濾材（３）を有す
   る内筒（２）と、 上記外筒の軸方向に延びた複数の支持棒（３０）と、該
   支持棒間を互い違いに連結する円弧状支持アーム（３
   １）とを備えて、上記内筒を上記外筒に一体的に回転可
   能に固定する固定部材（４）と、 上記内筒と上記外筒とを一体的に回転駆動して上記内筒
   内の原液の濃縮を促進させる駆動装置（５）と、 上記内筒内で濃縮された原液を排出する濃縮原液排出口
   （６）と、 上記内筒から上記外筒内に排出された濾液を排出する濾
   液排出口（７）と、を備えるようにしたことを特徴とす
   る遠心濃縮機。
2. 【請求項２】 上記外筒と内筒との間で、上記支持棒
   （３０）は内筒の中心軸回りに９０度間隔に４本配置さ
   れるとともに、上記支持アーム（３１）は上記内筒の中
   心軸回りに９０度の角度範囲に延びた円弧状部材である
   請求項１に記載の遠心濃縮機。
3. 【請求項３】 上記支持アーム（３１）は、その各端部
   に内筒の中心軸に対して径方向外向きに突出した係合部
   （３１ａ）を備え、該係合部の内側の凹部（３１ｂ）に
   上記支持棒（３０）を嵌合するとともに、上記係合部と
   係合部との間の支持アーム部分と上記外筒の内周面との
   間には濾液が流れる隙間（９０）を形成するようにした
   請求項１又は２に記載の遠心濃縮機。