JP4147206B2 - Centrifuge - Google Patents
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Description
本発明は、遠心分離装置に関するものであり、特に、比重の異なる複数の成分から構成された懸濁液を、遠心力を与える回転体の回転数を上げることなく効率的に分離することが可能な遠心分離装置に関するものである。 The present invention relates to a centrifugal separator, and in particular, a suspension composed of a plurality of components having different specific gravities can be efficiently separated without increasing the rotational speed of a rotating body that applies centrifugal force. The present invention relates to a centrifugal separator.
従来から、各種の切削装置や研磨装置などの工作機械や工場設備から排出される作業用のクーラントや潤滑剤などの工場廃液、或いはオフィスや一般家庭などから消費生活活動の結果として生み出される生活廃液を、河川等に放出する前に予め環境に対する処理を行うことがある。これらの工場廃液及び生活廃液の中には、汚泥、固形物、及び化学物質などの不純物が多く含まれ、一部には河川の水質汚濁や悪臭などの公害を発生する要因となるものがあった。さらに、自然環境に影響したり、或いは人体の健康を損なうおそれのある有害な成分も混在していることがある。そのため、国及び地方自治体などでは、前述したようにこれらの廃液を河川や土壌等に直接排出することを規制することが多い。さらに、工場などから排出される工場廃液の中には、リサイクル可能な成分も多く含まれており、排出前に再利用のために濾過等の分離処理を行う場合もあった。この分離処理において、特に、遠心力を利用して廃液の各成分の比重差を利用して固体及び液体などに分離することが可能な遠心分離装置が多く用いられることがある。 Conventionally, factory waste liquids such as coolant and lubricant for work discharged from machine tools and factory equipment such as various cutting devices and polishing equipment, or domestic waste liquids produced as a result of consumer activities from offices and general households May be processed in advance before being discharged into a river or the like. These factory effluents and domestic effluents contain a large amount of impurities such as sludge, solids, and chemical substances, and some may cause pollution such as river water pollution and odors. It was. Furthermore, harmful components that may affect the natural environment or harm the health of the human body may be mixed. For this reason, national and local governments often restrict the discharge of these waste liquids directly into rivers, soils, etc., as described above. Furthermore, factory waste liquids discharged from factories and the like contain a lot of recyclable components, and separation processing such as filtration may be performed for reuse before discharging. In this separation process, a centrifugal separator that can be separated into a solid, a liquid, and the like by using a specific gravity difference of each component of the waste liquid by utilizing centrifugal force is often used.
ここで、遠心分離装置の一般的な構成を示すと、例えば、開口部を下方に向けた略円錐形状の回転体(ボウル)と、該回転体を筒軸回りに高速で回転させる回転機構と、ボウル状の回転体の内部に遠心分離処理の対象となる処理液を取込んで、高速回転状態にある回転体の内壁面に向かって勢いよく噴霧させる噴霧部とを主に備えるものが知られている。これにより、噴霧された懸濁液は、高速で回転する回転体の内壁面に到達すると、回転体の回転によって遠心力を受ける。すなわち、回転体の外周方向に向かって移動しようとする力が強く作用する。このとき、比重の値が高い高比重成分は、この作用を受けやすい傾向が強く、一方、比重の値が低い低比重成分は、高比重成分よりもこの影響を受ける傾向が小さい。 Here, a general configuration of the centrifugal separator is described. For example, a substantially conical rotator (bowl) with an opening facing downward, and a rotating mechanism that rotates the rotator around a cylinder axis at a high speed. It is known that it mainly includes a spraying unit that takes a processing liquid to be centrifuged into a bowl-shaped rotating body and sprays it vigorously toward the inner wall surface of the rotating body in a high-speed rotation state. It has been. Thereby, when the sprayed suspension reaches the inner wall surface of the rotating body rotating at high speed, it receives a centrifugal force by the rotation of the rotating body. That is, the force which moves toward the outer peripheral direction of a rotary body acts strongly. At this time, a high specific gravity component having a high specific gravity value is more likely to be affected by this action, while a low specific gravity component having a low specific gravity value is less likely to be affected by this effect than a high specific gravity component.
そのため、回転体の内部では、比重の違いによって各成分が分離し、各々の領域を形成することになる。このとき、高比重成分の物質は、回転体の遠心力によって常に外周方向に向かう力が作用するものの回転体の内壁面によってその移動が阻害されることになる。これにより、回転体の内壁面に徐々に高比重成分が堆積することになる。そして、この高比重成分による堆積層の層厚がある程度の値までになると、遠心分離装置の回転体の回転体を一度停止し、主に固形物からなる高比重成分を、例えば、スクレーパと呼ばれる掻取り用の板状部材を利用して内壁面から剥離させ、開口部の下に設けた高比重成分の回収部で回収する。なお、この高比重成分からなる固形物は、スラッジなどとも呼ばれることがある。 Therefore, inside the rotating body, each component is separated due to the difference in specific gravity, and each region is formed. At this time, the substance having a high specific gravity component is always inhibited by the inner wall surface of the rotating body, although a force directed toward the outer peripheral direction is always applied by the centrifugal force of the rotating body. Thereby, a high specific gravity component is gradually deposited on the inner wall surface of the rotating body. When the layer thickness of the deposited layer due to the high specific gravity component reaches a certain value, the rotating body of the rotating body of the centrifugal separator is once stopped, and the high specific gravity component mainly made of solid matter is called, for example, a scraper. It peels from an inner wall surface using the plate-shaped member for scraping, and collect | recovers in the collection | recovery part of the high specific gravity component provided under the opening part. In addition, the solid substance which consists of this high specific gravity component may be called sludge etc.
一方、回転体の遠心分離作用によって分離された低比重成分(主に液体成分)は、回転体の内壁面に堆積する高比重成分によって内壁面に達することが困難であり、徐々に回転体の上方に向かって移動する。そして、回転体の上面に予め開口して回収口から回転体の外部に導かれ、回収される。ここで、回収口は回転体の内壁面よりも内周側に設けられること多い。これにより、処理対象の処理液を比重の違いを利用して、低比重成分及び高比重成分に遠心分離し、低比重成分は、回転体の上方から回収し、一方、高比重成分は回転体の下方からスクレーパなどを利用して排出し、回収することができる。これにより、処理液を物理的に分離処理することができ、各々の個別に分けることができる。その後、遠心分離された液体物を主とする低比重成分は、そのまま河川などに放出したり、或いはクーラント液などの場合には再利用を行うことも可能である。一方、回収された高比重成分は、主に汚泥などの固体物であるため、埋め立てなどのよって処理されている。 On the other hand, the low specific gravity component (mainly liquid component) separated by the centrifugal separation action of the rotating body is difficult to reach the inner wall surface due to the high specific gravity component deposited on the inner wall surface of the rotating body. Move upward. And it opens in the upper surface of a rotary body beforehand, is guide | induced to the exterior of a rotary body from a collection port, and is collect | recovered. Here, the recovery port is often provided on the inner peripheral side of the inner wall surface of the rotating body. Thereby, the processing liquid to be processed is centrifuged into a low specific gravity component and a high specific gravity component using the difference in specific gravity, and the low specific gravity component is recovered from above the rotating body, while the high specific gravity component is recovered from the rotating body. It can be discharged and recovered from below using a scraper or the like. As a result, the treatment liquid can be physically separated and can be separated individually. Thereafter, the low specific gravity component mainly composed of the centrifuged liquid can be directly discharged into a river or the like, or can be reused in the case of a coolant liquid or the like. On the other hand, since the recovered high specific gravity components are mainly solids such as sludge, they are treated by landfill.
その結果、従来の処理液の分離手法として知られている、例えば、化学薬品を利用して処理する化学的浄化処理方法、微生物などを利用する生物学的浄化処理方法、或いはフィルター材や吸着材を利用して固体物などを捕集する濾過吸着浄化処理方法と比べ、処理に係る手間や条件の管理が容易であるため、この遠心分離装置は多くの工場などで広く利用されている。加えて、化学薬品等や微生物などを利用することがないため、分離処理の作業に危険性を伴うことを回避することができ、さらに、濾過材や吸着材などの消耗品のコストをほとんど必要としない点においても優れた装置と言うことができる。 As a result, it is known as a conventional process liquid separation method, for example, a chemical purification method using chemicals, a biological purification method using microorganisms, or a filter material or adsorbent Compared with the filtration adsorption purification treatment method that collects solid matter using the above, it is easy to manage the labor and conditions related to the treatment, and therefore this centrifuge is widely used in many factories and the like. In addition, since chemicals, microorganisms, etc. are not used, it is possible to avoid the danger of separation work, and the cost of consumables such as filter media and adsorbents is almost required. It can be said that it is an excellent device in terms of not.
ところで、近年において、女性の社会進出に伴って所謂「共働き家庭」が増加している。そのため、家庭における家事時間の占める比率が低くなる傾向があることが知られるようになっている。特に、外食産業の発達によって、これら家事時間に占める料理・炊事時間の短縮化の傾向は特に顕著であり、食品製造会社などは、これらの時間を短縮するための商品を開発しているところもある。 By the way, in recent years, so-called “double-family households” are increasing as women advance into society. For this reason, it has been known that the ratio of household time in households tends to be low. In particular, due to the development of the restaurant industry, the trend of shortening the cooking and cooking time in the housework time is particularly remarkable, and food manufacturers and others are developing products to reduce these time is there.
例えば、日本人の主食である米に対する改良が行われ、従来行っていた炊飯前に米を洗う(米をとぐ)作業を省略することができる「無洗米」が開発されている。これまでは、米の炊飯時には、予め水を米で何度か洗い、精米時に米表面に残存した粘着性の高い「ヌカ」を洗い流していた。この粘着性の強いヌカは、従来の精米機によっては除去することができず、また、このまま、炊飯すると該ヌカの成分によって白米の味を損なうことがあった。 For example, improvements have been made to rice, which is a staple food for Japanese people, and “no-wash rice” has been developed that can eliminate the work of washing rice before rice cooking. In the past, when rice was cooked, water was previously washed several times with rice, and the highly sticky “Nuka” remaining on the surface of the rice was washed away during rice polishing. This strongly sticky Nuka cannot be removed by a conventional rice mill, and when it is cooked as it is, the Nuka component may impair the taste of white rice.
そこで、前述したように、家事(炊事)時間の短縮化及び手間のかかる作業を省略する目的で「無洗米」が開発され、その生産量及び消費量も消費者の認知度に伴って年々飛躍的に増加することがある。ここで、これらの無洗米を製造する精米工場では、無洗米製造工程において当然のことながら排出される洗浄後の米のとぎ汁を予め処理して河川等に放出する必要があった。すなわち、この米のとぎ汁には、米ヌカ成分に豊富に含まれる多くの栄養素が水に分散して混合されたものであり、各種のBOD(有機物)、窒素、リンなどの河川を富栄養化する要因となるものが含まれている。そのため、米のとぎ汁をそのまま河川等に放出することにより、富栄養化にともなってヘドロの発生や下流地域の海などでは赤潮の大量発生を引き起こすことがあった。そのため、これらの精米工場では、放出前に多孔性を有するフィルター材や吸着材の間に米のとぎ汁を通し、濾過処理によってBODなどを除去する工程を行っていた。 Therefore, as mentioned above, “no-wash rice” was developed for the purpose of shortening housework (cooking) time and omitting time-consuming work, and its production and consumption also jumped year by year with consumer awareness. May increase. Here, in the rice mill which manufactures these non-washed rice, it was necessary to process in advance and wash | clean the tomato soup of the rice after washing | cleaning discharged | emitted naturally in a non-washing rice manufacturing process. In other words, in this rice broth, many nutrients abundantly contained in rice bran ingredients are dispersed and mixed in water to eutrophicate various BOD (organic matter), nitrogen, phosphorus and other rivers. Is included. For this reason, the release of rice broth as it is to rivers, etc., may cause sludge generation and mass production of red tides in the seas of downstream areas, etc. due to eutrophication. For this reason, in these rice mills, a process of removing BOD and the like by filtration treatment is performed by passing rice broth between porous filter materials and adsorbents before release.
以上の従来技術は、公然実施されているものであり、出願人は、係る従来技術が記載された文献を、本願出願時においては特に知見していない。 The above prior art has been publicly implemented, and the applicant has not particularly known a document describing such prior art at the time of filing this application.
しかしながら、上述の遠心分離装置における遠心分離の効率及び性能は、一般に高速で回転する回転体の二乗に比例することが知られていた。すなわち、より作業性の高く、効率的に処理液(懸濁液)を処理することが可能な遠心分離の性能を得ようとすれば、回転体の回転数を必然的に上げる必要があった。その結果、遠心分離装置の開発者は、回転体を高速で回転させるための回転機構部の性能アップを行うこととなった。すなわち、回転体に回転力を与えるための回転駆動用のモータを大型化、及び回転数の増加による回転機構部の改良を図っていた。しかしながら、モータの大型化や高速回転をするための回転機構部の改良によって遠心分離装置自体のサイズアップ、重量増、及び電力等のエネルギー消費量も増大することがあった。さらに、モータの大型化に伴う振動対策及び騒音対策を行う必要があるとともに、高速回転する回転体及び回転機構部にかかる多大な負荷を軽減する必要あった。そのため、製造コストのアップ、メンテナンスコストのアップ、回転体等に係る負荷の増大による故障率の増加などの問題が生じていた。 However, it has been known that the efficiency and performance of centrifugation in the above-described centrifugal separator is generally proportional to the square of a rotating body that rotates at high speed. In other words, in order to obtain a centrifugal performance capable of processing the processing liquid (suspension) with higher workability and efficiency, it is necessary to inevitably increase the rotational speed of the rotating body. . As a result, the developer of the centrifugal separator has improved the performance of the rotating mechanism for rotating the rotating body at high speed. That is, the rotation driving motor for applying a rotational force to the rotating body has been increased in size and the rotation mechanism portion has been improved by increasing the number of rotations. However, an increase in the size of the centrifugal separator itself, an increase in weight, and energy consumption such as electric power may increase due to an increase in the size of the motor and an improvement in the rotation mechanism for high speed rotation. Furthermore, it is necessary to take measures against vibration and noise accompanying the increase in the size of the motor, and to reduce a great load on the rotating body and the rotating mechanism section that rotate at high speed. For this reason, problems such as an increase in manufacturing costs, an increase in maintenance costs, and an increase in failure rate due to an increase in loads related to rotating bodies have occurred.
さらに、遠心分離装置は、処理対象となる複数の異なる成分が懸濁した懸濁液を、各成分の比重の違いを利用して処理していた。そのため、前述した米のとぎ汁のように各成分の間の比重差が小さい場合には、遠心分離装置による処理は適していなかった。そのため、係る場合には、前述したフィルター材などによって濾過処理を行う必要があった。しかしながら、この濾過処理は、濾過処理時間が継続することにより、フィルター材の多孔質の箇所に米のヌカ成分が詰まり、濾過性能が著しく低下することがあった。その結果、フィルター材の交換作業や交換に係るコストが必要となった。さらに、遠心分離装置に比べ、これらの濾過処理による方法は、単位時間当たりの処理能力が遠心分離装置に対し圧倒的に低いものであり、高速でこれらの米のとぎ汁の分離処理を行うものが求められていた。 Furthermore, the centrifugal separator has processed a suspension in which a plurality of different components to be processed are suspended using the difference in specific gravity of each component. Therefore, when the specific gravity difference between each component is small like the above-mentioned rice broth, the treatment by the centrifugal separator is not suitable. Therefore, in such a case, it has been necessary to perform a filtration treatment using the filter material described above. However, in this filtration treatment, when the filtration treatment time is continued, the porous portion of the filter material is clogged with rice bran components, and the filtration performance may be significantly reduced. As a result, the cost for replacement work and replacement of the filter material is required. Furthermore, compared to the centrifugal separator, these filtration methods have a processing capacity per unit time that is overwhelmingly lower than that of the centrifugal separator. It was sought after.
そこで、本発明は、上記実情に鑑み、モータ等の回転機構部に多大な負荷をかけることなく、各成分間の比重差の小さい懸濁液を効率的に遠心分離処理をすることが可能な遠心分離装置の提供を課題とするものである。 Therefore, in view of the above circumstances, the present invention can efficiently centrifuge a suspension having a small specific gravity difference between components without imposing a great load on a rotating mechanism such as a motor. An object of the present invention is to provide a centrifugal separator.
上記の課題を解決するため、本発明の遠心分離装置は、「開口部を下方に向けて配設した略ボウル状を呈する回転体と、前記回転体と連結された回転軸を有し、前記回転体を前記回転軸に従って回転させる回転機構部と、比重の異なる複数の成分が懸濁した懸濁液を圧送する懸濁液送液手段と接続され、前記回転体の内空間に前記懸濁液を導く懸濁液供給管、及び前記懸濁液供給管の一部に設けられた吐出口を有し、前記懸濁液を前記吐出口から回転する前記回転体の内壁面に対して吐出する懸濁液吐出部と、回転する前記回転体によって遠心分離された前記懸濁液の低比重成分が滞留する前記内空間の低比重領域に配され、前記低比重成分を取込む取込口を有する低比重成分取込部、及び前記低比重成分取込部から垂下して形成され、取込んだ前記低比重成分を前記内空間から前記開口部を介して前記回転体の外部に案内する回収管を有し、前記低比重成分を選択的に回収する低比重成分回収部と、前記低比重成分回収部と接続し、前記低比重領域内に配される前記低比重成分取込部の前記取込口の取込位置を、前記回転体の前記内壁面に対して変位可能な取込位置変位機構部と」を具備して主に構成されている。 In order to solve the above-mentioned problem, the centrifugal separator of the present invention includes a “rotating body having a substantially bowl shape with an opening facing downward, a rotating shaft coupled to the rotating body, A rotating mechanism that rotates the rotating body according to the rotating shaft and a suspension liquid feeding means that pumps a suspension in which a plurality of components having different specific gravity are suspended are connected, and the suspension is suspended in the inner space of the rotating body. A suspension supply pipe for guiding the liquid, and a discharge port provided in a part of the suspension supply pipe, and discharging the suspension to the inner wall surface of the rotating body rotating from the discharge port A suspension discharge section that is disposed, and an intake port that is disposed in a low specific gravity region of the inner space in which the low specific gravity component of the suspension centrifuged by the rotating rotating body stays and takes in the low specific gravity component A low specific gravity component take-in part, and a low specific gravity component take-in part, A low specific gravity component recovery unit that selectively collects the low specific gravity component, and a recovery pipe that guides the low specific gravity component from the internal space to the outside of the rotating body through the opening. An intake position that is connected to a component recovery unit and is capable of displacing the intake position of the intake port of the low specific gravity component intake portion disposed in the low specific gravity region with respect to the inner wall surface of the rotating body It mainly comprises a displacement mechanism section.
ここで、略ボウル状を呈する回転体とは、一般に金属製の素材で形成され、円錐形、截頭円錐形、あるいはすり鉢形のような態様で形成されているものを例示することができる。そして、一部に広径の開口部を有し、内部に液体や気体等を収容可能な内部空間(内空間)を有して形成され、開口部から外周方向に拡径するように形成されているものもある。そして、本発明の遠心分離装置は、この回転体の開口部を下方に向けた状態、すなわち、遠心分離装置の設置床面に対して開口部を対向させた状態で配され、連結された回転軸に従って高速で回転することができる。ここで、回転体の回転速度(若しくは回転数)は、処理する懸濁液の性状等及び与える遠心力による分離効率に応じて適宜設定することが可能であるが、一例を挙げると、回転体を5500rpmの回転数で回転させることにより、回転体の内壁面で約6000Gの遠心力を生じさせることができるものもある。 Here, the rotating body having a substantially bowl shape is generally formed of a metal material and can be exemplified by a cone shape, a truncated cone shape, or a mortar shape. And it has a wide-diameter opening part, and has an internal space (internal space) that can accommodate liquid, gas, etc. inside, and is formed so as to expand from the opening in the outer peripheral direction. Some have. The centrifuge of the present invention is arranged in a state where the opening of the rotating body is directed downward, that is, with the opening facing the installation floor surface of the centrifuge, and the connected rotation. Can rotate at high speed according to the axis. Here, the rotation speed (or the number of rotations) of the rotating body can be appropriately set according to the properties of the suspension to be treated, etc., and the separation efficiency due to the applied centrifugal force. Some of them can generate a centrifugal force of about 6000 G on the inner wall surface of the rotating body by rotating at a rotational speed of 5500 rpm.
さらに、回転体に連結された回転機構部は、回転軸以外の構成として、例えば、該回転軸を略垂直方向に沿って軸支する軸受部と、軸受された回転軸に回転力を伝達するための回転伝達部と、回転伝達部を介して回転軸に回転力を伝え、回転体を高速で回転させるための回転駆動モータとを具備して主に構成されるものが挙げられる。なお、これらの回転機構部の主たる構成は、既存の遠心分離装置、或いはその他の各種回転機構を有する装置において利用されている周知の回転機構技術を応用することが可能である。 Further, the rotating mechanism connected to the rotating body has a configuration other than the rotating shaft, for example, a bearing that pivotally supports the rotating shaft along a substantially vertical direction, and transmits the rotational force to the supported rotating shaft. And a rotation drive motor for transmitting a rotational force to the rotation shaft through the rotation transmission unit and rotating the rotating body at a high speed. In addition, the main structure of these rotation mechanism parts can apply the well-known rotation mechanism technique utilized in the existing centrifugal separator or the apparatus which has other various rotation mechanisms.
また、低比重成分回収部とは、回転体の回転によって生じる遠心力を利用して分離された低比重成分を選択的に回収するためのものであり、回転体の内空間の内周側に滞留して形成された低比重領域の領域内に開口した取込口を有する低比重成分取込部と、該低比重成分取込部と連通し、回転体の外部に低比重成分を案内するための回収管とによって主に構成されている。なお、この取込部の形状は、低比重領域内の低比重成分の回収を容易とするために、回転体の回転方向に対向するように辺縁部が大きく偏向して拡張された開口形状にすることが可能である。 The low specific gravity component recovery unit is for selectively recovering the low specific gravity component separated by utilizing the centrifugal force generated by the rotation of the rotating body, and is disposed on the inner peripheral side of the inner space of the rotating body. A low specific gravity component intake portion having an intake port opened in the region of the low specific gravity region formed by staying in communication with the low specific gravity component intake portion and guiding the low specific gravity component to the outside of the rotating body. And a recovery pipe for the main purpose. Note that the shape of the intake portion is an opening shape in which the edge portion is greatly deflected and expanded so as to face the rotation direction of the rotating body in order to facilitate collection of the low specific gravity component in the low specific gravity region. It is possible to
さらに、取込位置変位機構部は、前述した低比重成分取込部の取込位置を、回転体の内空間の中で変位させるものであり、具体的な構成について例示すると、遠心分離装置に取設された油圧シリンダ、エアシリンダ、或いはモータによるねじり機構などの駆動手段と、油圧シリンダ等の伸縮可能なシリンダ軸に連結され、係る伸縮に応じてシリンダ軸との間のアーム角度が変化するリンクアームと、該リンクアームの他端と前述した低比重成分回収部の一部とを連結し、アーム角度の変化を低比重成分回収部に伝達するための変位伝達軸などとから構成されるものを挙げることができる。 Furthermore, the take-in position displacement mechanism part is for displacing the take-in position of the low specific gravity component take-in part described above in the inner space of the rotating body. It is connected to the installed hydraulic cylinder, air cylinder, or drive means such as a torsion mechanism by a motor, and a telescopic cylinder shaft such as a hydraulic cylinder, and the arm angle between the cylinder shaft changes according to the expansion and contraction. It is composed of a link arm, a displacement transmission shaft for connecting the other end of the link arm and a part of the low specific gravity component recovery unit described above, and transmitting a change in arm angle to the low specific gravity component recovery unit. Things can be mentioned.
したがって、本発明の遠心分離装置によれば、回転体の内壁面に対して処理対象の懸濁液が懸濁液吐出部の吐出口から吐出される。このとき、回転機構部に連結された回転体は、回転軸に従って高速回転(例えば、5500rpmなど)している。これにより、吐出された懸濁液が回転体の内壁面に達すると、内壁面に当接することにより強い遠心力(例えば、6000Gなど)が与えられる。その結果、懸濁液は遠心力の作用によって回転体の外周方向に向かって飛散しようとする力を受ける。このとき、懸濁液を構成する主に固相成分などからなる高比重成分は、回転体の外周方向に向かう力が特に作用する。ところが、その飛散方向には、回転体の内壁面が存在しているため、係る飛散は阻害され、高比重成分は回転体の内壁面に付着し、堆積する。一方、懸濁液に含まれる低比重成分は、高比重成分ほど外周方向に向かう力が強く作用することがなく、高比重成分と分離した後は、回転体の内空間の内周側に存在し、この位置で低比重成分によって構成される低比重領域が形成される。これにより、高速回転する回転体の内壁面に懸濁液を吐出することにより、回転体の内周側と回転体の内壁面の近傍とに比重の異なる複数の層または領域(懸濁液が二成分系であれば、二つの層または領域)が形成されることになる。このとき、懸濁液の吐出時間を長時間とすることにより、回転体の内壁面に堆積する高比重成分の堆積層の厚みが徐々に増すことになる。 Therefore, according to the centrifugal separator of the present invention, the suspension to be processed is discharged from the discharge port of the suspension discharge unit to the inner wall surface of the rotating body. At this time, the rotating body connected to the rotating mechanism unit rotates at a high speed (for example, 5500 rpm) according to the rotation axis. Thereby, when the discharged suspension reaches the inner wall surface of the rotating body, a strong centrifugal force (for example, 6000 G) is applied by contacting the inner wall surface. As a result, the suspension receives a force of scattering toward the outer peripheral direction of the rotating body by the action of centrifugal force. At this time, a force directed toward the outer periphery of the rotating body acts particularly on the high specific gravity component mainly comprising a solid phase component constituting the suspension. However, since the inner wall surface of the rotating body exists in the scattering direction, the scattering is hindered, and the high specific gravity component adheres to and accumulates on the inner wall surface of the rotating body. On the other hand, the low specific gravity component contained in the suspension does not act as strongly toward the outer peripheral direction as the high specific gravity component, and after separating from the high specific gravity component, it exists on the inner peripheral side of the inner space of the rotating body. At this position, a low specific gravity region constituted by the low specific gravity component is formed. Thus, by discharging the suspension onto the inner wall surface of the rotating body that rotates at high speed, a plurality of layers or regions (suspensions of the suspension) having different specific gravity are formed on the inner peripheral side of the rotating body and the vicinity of the inner wall surface of the rotating body. In the case of a two-component system, two layers or regions) are formed. At this time, by increasing the discharge time of the suspension, the thickness of the high specific gravity component deposited layer deposited on the inner wall surface of the rotating body gradually increases.
そして、この低比重成分からなる低比重領域には、低比重成分回収部の低比重成分取込部が、回転体の下方に設けられた開口部から上方に向かって挿入されている。これにより、高速で回転した回転体の内空間から低比重成分を、取込口を介して取込み、さらに回収管によって回転体の内空間から外部へ低比重成分を案内することができる。このとき、低比重成分取込部の取込口の取込位置は、取込変位機構部によって任意に設定することが可能である。これにより、処理する懸濁液の性状及び成分比率に応じて取込位置を変化させ、形成される低比重領域に合わせて選択的に低比重成分が回収可能となる。例えば、低比重成分及び高比重成分の間の比重差が大きい場合には、内壁面から大きく回転軸方向に離間した位置に取込口をセットし、高比重成分が完全に分離された清浄度の高い低比重成分のみを回収することができ、或いは、各成分の間の比重差が小さい場合には、取込口を回転体の内壁面に近い位置に設置し、遠心分離直後の低比重成分を回収することができる。これにより、低比重成分の回収効率を高めることが可能となる。さらに、回転体を回転させた状態で係る取込位置を変化させることにより、遠心分離処理の途中で懸濁液の性状が変化した場合でも対応することができる。 In the low specific gravity region composed of the low specific gravity component, a low specific gravity component take-in portion of the low specific gravity component recovery portion is inserted upward from an opening provided below the rotating body. Thereby, a low specific gravity component can be taken in from the internal space of the rotating body rotated at high speed via the intake port, and further, the low specific gravity component can be guided from the internal space of the rotating body to the outside by the recovery pipe. At this time, the take-in position of the take-in port of the low specific gravity component take-in part can be arbitrarily set by the take-in displacement mechanism part. Thereby, the take-in position is changed according to the properties and the component ratio of the suspension to be processed, and the low specific gravity component can be selectively recovered according to the low specific gravity region to be formed. For example, if there is a large difference in specific gravity between the low specific gravity component and the high specific gravity component, the intake port is set at a position that is greatly separated from the inner wall surface in the direction of the rotation axis, and the cleanliness level in which the high specific gravity component is completely separated. If the specific gravity difference between each component is small, or if the specific gravity difference between each component is small, install the intake port at a position close to the inner wall surface of the rotating body, and the low specific gravity immediately after centrifugation Ingredients can be recovered. Thereby, it becomes possible to improve the recovery efficiency of a low specific gravity component. Further, by changing the take-in position in a state where the rotating body is rotated, it is possible to cope with a case where the properties of the suspension change during the centrifugation process.
また、回転体の上面に設けられた排出口を通じて低比重成分を回収していた従来の装置と比べ、回転体の内空間に挿入された低比重成分回収部によって回収することができるため、上述の排出口を通じて回収する場合よりも回転体の回転数をアップさせる必要が少なくなる。すなわち、該排出口から低比重成分を回収させるためには、回転体の回転に伴って低比重成分を上方に向かって移動させる必要があり、比重の差が小さい場合には回転数をより高速にしないと、この回収が行えなかった。しかしながら、回転体の内空間に設けられた低比重成分取込部によって、回転数をそれほどアップさせる必要がなくなり、回転体、回転機構部のモータなどに過大な負荷がかかることがなく、製造コストのアップなどにつながることがない。 Further, since it can be recovered by the low specific gravity component recovery unit inserted in the inner space of the rotating body, compared with the conventional device that recovered the low specific gravity component through the discharge port provided on the upper surface of the rotating body, the above-mentioned It is less necessary to increase the number of rotations of the rotating body than when collecting through the discharge port. That is, in order to collect the low specific gravity component from the discharge port, it is necessary to move the low specific gravity component upward as the rotating body rotates, and when the difference in specific gravity is small, the rotational speed is increased. Otherwise, this recovery could not be performed. However, the low specific gravity component take-in portion provided in the inner space of the rotating body eliminates the need to increase the rotational speed so much that it does not apply an excessive load to the rotating body, the motor of the rotating mechanism, etc. It will not lead to ups.
さらに、本発明の遠心分離装置は、上記構成に加え、「前記回転体の前記内壁面の形状に少なくとも一部が略一致するスクレーパ端部を有し、前記回転体による遠心分離によって前記内壁面に堆積した前記懸濁液の高比重成分を掻取り可能なスクレーパ、前記スクレーパを前記内空間に支持するスクレーパ支持部、及び前記スクレーパ端部を前記内壁面に近接させ、前記高比重成分を掻取り前記内壁面から剥離させる剥離位置及び前記内壁面から離間させた離間位置の間で変位させるスクレーパ変位部を備えるスクレーパ剥離機構部とをさらに具備し、前記取込位置変位機構部は、前記スクレーパ変位部と連動し、前記スクレーパ端部が前記剥離位置に存するとき、前記低比重成分回収部の前記低比重成分取込部を前記低比重領域の領域外に変位させ、前記スクレーパ端部が前記離間位置に存するとき、前記低比重成分取込部を前記低比重領域の領域内に変位させる連動変位機構部を」さらに具備するものであっても構わない。 Further, the centrifugal separator according to the present invention has, in addition to the above-described configuration, “having a scraper end portion that at least partially matches the shape of the inner wall surface of the rotating body, and the inner wall surface by centrifugal separation using the rotating body. A scraper capable of scraping off the high specific gravity component of the suspension deposited on the scraper, a scraper support portion for supporting the scraper in the inner space, and an end portion of the scraper are brought close to the inner wall surface to scrape the high specific gravity component. And a scraper peeling mechanism portion having a scraper displacement portion that is displaced between a peeling position to be peeled off from the inner wall surface and a separated position separated from the inner wall surface, wherein the take-up position displacement mechanism portion is the scraper In conjunction with the displacement portion, when the scraper end portion is in the peeling position, the low specific gravity component take-in portion of the low specific gravity component recovery portion is out of the low specific gravity region. Is position, when the scraper end resides in the separated position, the may be low density the components taking part interlocking displacement mechanism for displacing the low density regions within the region "and further comprising.
したがって、本発明の遠心分離装置によれば、剥離位置及び離間位置の範囲でのスクレーパの変位に連動して、低比重成分回収部の取込部の内空間における取込位置を変位させることができる。なお、これらの連動して変位させる機構は、リンクアームやギアなどの周知の駆動伝達機構を利用して達成することも可能であるが、最も単純化したものは、スクレーパ剥離機構部及び低比重回収部を接続し、一体化して形成したものが例示される。これにより、従来から遠心分離装置に備わっているスクレーパの変位部による動作を、取込位置変位機構部による変位動作に一致させることができる。 Therefore, according to the centrifugal separator of the present invention, the take-in position in the inner space of the take-in part of the low specific gravity component collecting part can be displaced in conjunction with the displacement of the scraper in the range of the peeling position and the separated position. it can. These interlocking displacement mechanisms can be achieved by using a well-known drive transmission mechanism such as a link arm or gear, but the most simplified one is the scraper peeling mechanism and the low specific gravity. The thing which connected the collection | recovery part and formed integrally is illustrated. Thereby, the operation | movement by the displacement part of the scraper conventionally provided in the centrifugal separator can be made to correspond with the displacement operation | movement by the taking-in position displacement mechanism part.
ここで、通常の遠心分離作用による処理では、まず回転体を高速で回転させ、その後回転体の内壁面に対して懸濁液を吐出する処理を行う。このとき、スクレーパは、懸濁液の吐出及び遠心分離作用に直接関係することがないため、係る吐出処理及び遠心分離処理の邪魔にならないように、回転体の内壁面から大きく内周側に振られた位置にスクレーパ端部がくるような離間位置に在ることが多い。そして、この離間位置にあるときに、低比重成分回収部の取込部が低比重領域の領域内に位置するように設定されている。これにより、回転体の回転による遠心分離処理と同時に、分離直後の低比重成分を取込部において回収することができる。なお、係る取込位置は、前述したように、処理する懸濁液において任意に変位させることが可能である。 Here, in the processing by the normal centrifugal separation action, first, the rotating body is rotated at a high speed, and then the suspension is discharged onto the inner wall surface of the rotating body. At this time, since the scraper does not directly relate to the suspension discharge and the centrifugal separation action, the scraper is greatly swung from the inner wall surface of the rotating body to the inner peripheral side so as not to interfere with the discharge process and the centrifugal separation process. In many cases, the scraper end is located at a separated position. And when it exists in this separation position, the taking-in part of the low specific gravity component collection | recovery part is set so that it may be located in the area | region of a low specific gravity area | region. Thereby, simultaneously with the centrifugation process by rotation of a rotary body, the low specific gravity component immediately after isolation | separation can be collect | recovered in a taking-in part. In addition, as described above, the take-in position can be arbitrarily displaced in the suspension to be processed.
これにより、回転体の内壁面に懸濁液から遠心分離された高比重成分が堆積する。その後、回転体の回転を一端停止するとともに、さらにスクレーパ連動変位機構部を作動させ、スクレーパのスクレーパ端部を内壁面に近接させ、堆積した高比重成分を掻取って内壁面から剥離させる剥離位置に変位させる。そして、回転体を再び回転させる。なお、係る回転の場合は、遠心分離の作用を生じる必要がないため、従前したように高速で回転させる必要はなく、低速の回転で十分である。さらに、係る低速回転のために、新たに低速回転用のモータを設けるものであってもよい。 Thereby, the high specific gravity component centrifuged from the suspension is deposited on the inner wall surface of the rotating body. After that, while the rotation of the rotating body is stopped once, the scraper interlocking displacement mechanism is further operated, the scraper end of the scraper is brought close to the inner wall surface, and the accumulated high specific gravity component is scraped off from the inner wall surface. Displace to. Then, the rotating body is rotated again. In the case of such rotation, since it is not necessary to cause the action of centrifugation, it is not necessary to rotate at a high speed as before, and a low-speed rotation is sufficient. Furthermore, a new motor for low-speed rotation may be provided for such low-speed rotation.
このとき、回転体が高速で回転することがなく、かつ懸濁液吐出部から懸濁液が吐出されることがないため、内空間に低比重成分による低比重領域が形成されることがない。そのため、低比重成分回収部は、その機能を果たすことがない。そこで、スクレーパの変位に連動し、かつスクレーパによる内壁面からの高比重成分の掻取及び剥離処理を阻害することがないように、回転体の内周側(軸心近傍)に移動させる。これにより、回転体の高速回転時にその機能を発揮する低比重成分回収部及びその取込部と、剥離処理の最に機能するスクレーパ剥離機構部及びスクレーパを協働して変位させることができる。特に、低比重成分回収部及びスクレーパ剥離機構部を、前述のように一体化して形成することにより、回転体の内空間に挿入される係る構成を簡略化し、かつ内空間に示すこれらの構成を小さく抑えることが可能となる。 At this time, the rotating body does not rotate at a high speed and the suspension is not discharged from the suspension discharge section, so that a low specific gravity region due to a low specific gravity component is not formed in the inner space. . Therefore, the low specific gravity component recovery unit does not fulfill its function. Therefore, the rotating body is moved to the inner peripheral side (near the shaft center) so as to interlock with the displacement of the scraper and not to inhibit the scraping and peeling of the high specific gravity component from the inner wall surface. Thereby, the low specific gravity component collection | recovery part which exhibits the function at the time of high speed rotation of a rotary body, its intake part, and the scraper peeling mechanism part and scraper which function most at the time of a peeling process can be cooperated and displaced. In particular, the low specific gravity component recovery unit and the scraper peeling mechanism unit are integrally formed as described above, thereby simplifying the configuration inserted into the internal space of the rotating body, and showing these configurations shown in the internal space. It can be kept small.
さらに、本発明の遠心分離装置は、上記構成に加え、「前記懸濁液吐出部は、前記低比重成分回収部及び前記スクレーパ剥離機構部の少なくともいずれか一方と一体化して形成されている」ものであっても構わない。 Furthermore, in addition to the above-described configuration, the centrifugal separator according to the present invention “the suspension discharge unit is formed integrally with at least one of the low specific gravity component recovery unit and the scraper peeling mechanism unit” It doesn't matter.
したがって、本発明の遠心分離装置によれば、懸濁液吐出部が低比重成分回収部及びスクレーパ剥離機構部の少なくともいずれか一方と一体化して形成されることにより、回転体の内空間に各々の構成をさらにコンパクトに収容して形成することができる。特に、懸濁液吐出部、低比重成分回収部、及びスクレーパ剥離機構部の三つの構成を一体化することにより、回転体の内空間に占める係る構成のスペースをさらに小さくすることが可能となる。 Therefore, according to the centrifugal separator of the present invention, the suspension discharge part is formed integrally with at least one of the low specific gravity component recovery part and the scraper peeling mechanism part, so that each in the inner space of the rotating body. This configuration can be accommodated in a more compact manner. In particular, by integrating the three configurations of the suspension discharge unit, the low specific gravity component recovery unit, and the scraper peeling mechanism unit, it is possible to further reduce the space of the configuration that occupies the internal space of the rotating body. .
本発明の効果として、遠心分離装置は、高速で回転する回転体による遠心力を利用して懸濁液を高比重成分及び低比重成分に遠心分離することができる。そして、回転体の内空間に配され、低比重領域に設けられた低比重成分回収部の取込部から低比重成分を選択的に回収することができる。さらに、取込部の内空間における取込位置を、取込位置変位機構部によって任意に設定することができる。これにより、処理対象となる懸濁液の性状、及び各成分の成分比率に応じて適切な取込位置に合わせることができ、回収される低比重成分に高比重成分が混在することがないような良好な回収を行うことができる。加えて、液相取込部によって低比重成分を下方に抜き取ることができ、回転体の内空間で遠心分離された直後の低比重成分を回収することができる。その結果、各成分の比重差が小さい懸濁液であっても、回転体の回転数を速やかに上げることなく効率的に回収することができる。そのため、回転用のモータ等に過大な負荷を与えることがない。 As an effect of the present invention, the centrifugal separator can centrifuge the suspension into a high specific gravity component and a low specific gravity component by using a centrifugal force generated by a rotating body that rotates at high speed. And a low specific gravity component can be selectively collect | recovered from the intake part of the low specific gravity component collection | recovery part which was distribute | arranged to the internal space of a rotary body and was provided in the low specific gravity area | region. Furthermore, the take-in position in the internal space of the take-in part can be arbitrarily set by the take-in position displacement mechanism part. Thereby, it can be adjusted to an appropriate take-in position according to the properties of the suspension to be treated and the component ratio of each component, so that the high specific gravity component is not mixed with the low specific gravity component to be recovered. Good recovery can be performed. In addition, the low specific gravity component can be extracted downward by the liquid phase take-in portion, and the low specific gravity component immediately after being centrifuged in the inner space of the rotating body can be recovered. As a result, even a suspension having a small specific gravity difference between components can be efficiently recovered without rapidly increasing the number of rotations of the rotating body. Therefore, an excessive load is not applied to the motor for rotation.
以下、本発明の一実施形態である遠心分離装置1について、図1乃至図7に基づいて詳細に説明をする。ここで、図1は本実施形態の遠心分離装置1の概略構成を示す模式断面図であり、図2は遠心分離装置1の概略構成を示す模式平面図であり、図3は遠心分離装置1の概略構成を示すA−A断面図であり、図4は回転体2及び複合ユニット3の構成を示す斜視図であり、図5は複合ユニット3を回転体2に取付けた状態を示す斜視図であり、図6は離間位置LPにあるスクレーパ19を示す説明図であり、図7は剥離位置SPにあるスクレーパ19を示す説明図である。
Hereinafter, a
ここで、本実施形態の遠心分離装置1において、処理対象となる懸濁液Lには、無洗米を製造する精米工場から排出される「米のとぎ汁」を処理するものについて例示する。なお、米のとぎ汁には、米ヌカ成分を主とする固形物からなる固相成分6、及び洗浄時に使用して水を主とする液体物からなる液相成分7の二つの成分が懸濁して形成されており、かつ固相成分6及び液相成分7のそれぞれの比重差はそれほど大きいものではない。ここで、固相成分6が本発明における高比重成分に相当し、液相成分7が本発明における低比重成分に相当する。
Here, in the
本実施形態の遠心分離装置1は、図1乃至図5に主に示すように、遠心分離装置1の主外殻形状を構成し、回転体2を内包して収容可能な回転体収容空間4を内部に有し、正面(図1参照)から観察すると、断面略L字形状を呈する基本筐体部5と、基本筐体部5の回転体収容空間4内に、回転軸8の下軸端部9aから垂下するよにして吊下げ支持あれ、かつ開口部10を下方に向けて配設されたボウル状の回転体2と、回転体2の回転体上面図2aに前述の下軸端部9aが連結された回転軸8を有し、回転体収容空間4内で回転体2を回転駆動モータ11の作用により高速で軸回転させるための回転機構部12と、回転体2の内部の内空間13に、開口部10の下方から一部が挿入され、回転体2の内壁面14に懸濁液Lを霧状にして噴霧させる懸濁液吐出部15、遠心分離作用によって内壁面14に堆積した固相成分6からなる堆積層6aを掻取って外部に排出するためのスクレーパ剥離機構部16、及び内空間13に形成された低比重の液相成分7からなる液相領域17から該液相成分7を回収する液相回収部18の三つの機能を有する構成を一体化して形成した複合ユニット3と、複合ユニット3の一部と連結され、スクレーパ剥離機構部16のスクレーパ19及び液相回収部18の液相取込部20の内空間13における各々の位置(スクレーパ位置21及び取込位置22)を相対的に連動して変位させる連動変位機構部23と、開口部10に対向するように回転体2の下方に設けられ、スクレーパ剥離機構部16によって内壁面14から掻取られた堆積層6aの固相成分6を回収する固相回収部24と、固相回収部24の回収口24aを開閉塞するための蓋部25と、蓋部25と連結し、遠心分離装置1の処理操作に応じて該蓋部25の開閉を制御する蓋部開閉制御機構部26と、スクレーパ19によって堆積層6aを剥離させる際に回転体2を低速で回転させる低速回転モータ27を有し、前述した回転機構部12の回転軸8に接続した第二回転機構部28と、回転機構部12の回転駆動モータ11及び第二回転機構部28の低速回転モータ27のいずれか一方の回転を回転軸8に切替えて伝達するクラッチ機構部29とを具備して主に構成されている。なお、実際の使用時には、回転機構部12及び第二回転機構部28を被覆する上部カバー(図示しない)が上方からかぶせられており、係る構成を作業者が通常の操作時において視認することはない。
As shown mainly in FIGS. 1 to 5, the
さらに、詳細に説明すると、本実施形態の遠心分離装置1に利用される回転体2は、下方に開口部10を有し、該開口部10から斜め上方の外周方向(図1における紙面左右方向に相当)に向かって側壁部30が拡開するように形成された傾斜壁部31を有し、開口部10の開口径に対して、双方に膨らんだ最大外径部を有する截頭円錐形状を呈して構成されている。また、傾斜壁部31の終端からは、設置床面に対して略垂直方向に曲折された垂壁部32を有して形成されている(図1及び図4等参照)。さらに、垂壁部32の端から回転体2の内周側に略水平方向に曲折された曲折部33を有し、係る曲折部33によって回転体上面部2aが形成されている。さらに、回転体上面部2aは、回転機構部12の回転軸8の下軸端部9aに連結されている。これにより、回転体2は収容された基本筐体部5の回転体収容空間4の中で、該回転軸8を軸として開口部10を下方にむけたままで高速回転することができる。ここで、図4及び図5において、回転体2は図示を簡略化するため、上部付近をカットした状態を示している。
More specifically, the
一方、回転機構部12は、その基本的構成として、前述の回転体2に接続された回転軸8と、回転軸の下軸端部9a及び上軸端部9bの近傍に設けられ、複数のベアリング34によって回転軸8を略垂直方向に沿って回転可能に軸支した下軸受部35a及び上軸受部35bと、回転軸8の上軸端部9bに取設されたプーリ36と、回転体2を回転させるための回転力を発生させる回転駆動モータ11と、回転駆動モータ11のモータ軸に取設されたモータ側プーリ38及びプーリ36の間を連結する伝達ベルト37と、回転軸8、軸受部35a等、及びプーリ36を被覆するように、基本筐体部5の上面に立設された回転軸筐体部39とを具備して構成されている。また、前述のクラッチ機構部29は、回転機構部12の回転軸8の上軸端部9bに接続されている。さらに、該クラッチ機構部29には、回転体2を低速で回転させるための低速回転モータ27を有して構成される第二回転機構部28が、上述の回転軸筐体部39の上部に設けられている。
On the other hand, the
さらに、本実施形態の遠心分離装置1は、前述したように、懸濁液吐出部15、スクレーパ剥離機構部16、及び液相回収部18の三つの構成が一体化した複合ユニット3を有している。ここで、各々の構成について、詳述すると、懸濁液吐出部15は、遠心分離装置1の基本筐体部5の外部に設けられ、遠心分離処理の対象となる懸濁液Lを予め貯留するための懸濁液貯留タンク(図示しない)及び該懸濁液Lを回転体2の内空間13まで圧送するための送液ポンプ(図示しない)と接続し、回転体2の内空間13に開口部10の下方から一部が挿入された懸濁液供給管41と、挿入された懸濁液供給管41の一部に、回転体2の内壁面14に対向するように開口し、圧送された懸濁液Lを該内壁面14に向かって霧状に噴霧する吐出口42とによって構成されている。ここで、懸濁液供給管41は、二種類鋸となる素材によってそれぞれ形成された管状部材を互いに接続することによって形成されている。すなわち、送液ポンプから回転体2の開口部10の下方位置に至るまでは、後述する複合ユニット3の変位運動に対応して自在に変形可能なように、樹脂製のフレキシブルパイプから形成したフレキシブル管41aによって構成され、一方、係る接続箇所から開口部10を通じて回転体2の内空間13に挿入される箇所は、容易に変形することのない剛性の高い金属材料からなる金属管41bによって構成されている。なお、回転体2の内空間13に挿入される部分は、回転軸8に軸方向を合わせて略垂直方向に支持されている。さらに、挿入された金属管41bの管上端43は、回転体2の傾斜壁部31及び垂壁部32の曲折箇所付近に設定されている。さらに、金属管41bに設けられる吐出口42も、開口部10の僅かに上方位置から、管上端43の僅かに下方位置に至るまでの長さの長円形状に形成されている。そのため、懸濁液吐出部15から吐出された懸濁液Lは、略水平方向に向かって吐出されると、回転体2の傾斜壁部31の内壁面14に接することにより、係る箇所において回転による遠心力の作用を受けることとなる。
Furthermore, as described above, the
一方、本実施形態の複合ユニット3におけるスクレーパ剥離機構部16は、回転体2の傾斜壁部31及び垂壁部32によって形成される内壁面14の内壁形状と略一致するように形成されたスクレーパ端部44を有し、固相成分6を掻取るための板状部材からなるスクレーパ19と、スクレーパ19を回転体2の内空間13に収容し、支持するスクレーパ支持部45とを具備して構成されている。ここで、本実施形態の遠心分離装置1において、スクレーパ19及びスクレーパ支持部45は、一枚の板状部材を略中央付近で曲折するとともに、さらにスクレーパ端部44を鋭角にカットすることによって形成されたものである。なお、スクレーパ19(特に、スクレーパ端部44)は、後述する固相成分6の剥離操作によって回転体2の内壁面14と接触し、摩耗することがある。そこで、スクレーパ支持部45及びスクレーパ19を互いに分離可能に形成し、スクレーパ支持部45にスクレーパ19を脱着可能な構成にすることができる。
On the other hand, the scraper
このスクレーパ19及びスクレーパ支持部45は、回転体2の内空間13の高さとほぼ一致するように形成されている。そして、スクレーパ支持部45の下部と、前述した懸濁液吐出部15の金属管41bの一部とが溶接などによって固定されている。これにより、スクレーパ剥離機構部16及び懸濁液吐出部15が一体となって軽視されている。なお、スクレーパ19を回転体2の内空間13において変位させるスクレーパ変位部は、後述する連動変位機構部23がその機能を果たすものであり、ここでは詳細な説明は省略する。
The
加えて、複合ユニット3は、上記構成に、液相回収部18がさらに一体化して形成されている。ここで、液相回収部18は、遠心分離作用によって懸濁液Lから分離した液相成分7を選択的に回収するためのものであり、スクレーパ剥離機構部16及び懸濁液吐出部15とともに、回転体2の内空間13に収容された状態で形成されている(図4及び図5参照)。さらに、詳細に説明すると、液相回収部18は、そして、分離された液相成分7が滞留して形成された液相領域17の領域内に設置され、かつ回転体2の内空間13の最上位置、換言すれば、回転体上面部2aのほぼ直下に配設され、液相領域17に開口した取込口46を有する液相取込部20と、該液相取込部20から垂下して形成され、取込口46から取込まれた液相成分7を下方に向かって導き、さらに開口部10を通過した液相成分7を遠心分離装置1の外部に向かって案内する回収管47を有して構成されている。なお、回収管47は、前述した懸濁液供給管41と同様に、二種類の異なる素材によってそれぞれ形成された管状部材を互いに接続して形成されている。すなわち、回転体2の開口部10から回転体収容空間4に導出された金属製の素材からなる金属管47aと、回転体収容空間4の中で金属管47aと背宇tぞくし、回収した液相成分7を遠心分離装置1の外まで案内するための容易に変形可能なフレキシブルパイプによって構成されてフレキシブルパイプ管47bとによって構成されている。ここで、上述した金属管47aは、懸濁液供給管41の金属管41bと同様に回転体2の内空間13に略垂直方向の沿って支持されている。また、液相取込部20は、内空間13に滞留して形成された液相領域17の液相成分7を回収しやすいように、回転体2の回転方向に向かって取込口46が大きく開口するように、鳥の嘴の形状に形成されている。そして、回収管47の金属管47aの一部とスクレーパ支持部45の一面が当接するように形成されている。ここで液相回収部18が本発明における低比重成分回収部に相当し、液相領域17が本発明における低比重領域に相当し、液相取込部20が本発明における低比重成分取込部に相当する。
In addition, the
さらに、本実施形態の遠心分離装置1における連動変位機構部23は、図2乃至図5に示すように、複合ユニット3の液相回収部18の金属管47aに接続された板上の連結支持部48と、該連結支持部48と接続された下端部49aを有するとともに、基本筐体部5の上面を貫通するように上端部49bが突出したユニット変位軸50と、該ユニット変位軸50を略垂直方向に沿って軸支する変位軸受部51と、ユニット変位軸50の上端部49aと軸連結部52を介して連結されたリンクアーム53と、リンクアーム53の接続部54と回動自在に一端が連結されたシリンダ軸55を有し、他端が基本筐体部5に筐体軸部56aを介して取設された油圧シリンダ56とを具備して主に構成されている。なお、図1及び図3においては、説明を簡略化するため、係る連動変位機構部23の構成を適宜省略したものを図示している。これにより、油圧シリンダ56のシリンダ軸55の伸縮(図2における矢印B方向に相当)に応じ、筐体軸部56a及びユニット変位軸50の間を連結した油圧シリンダ56及びリンクアーム53の間の挟角αが変化し、軸連結部52に連結されたユニット変位軸50が変位軸受部51に軸支された状態で回動する(図2における矢印C方向に相当)。その結果、下端部49a及び連結支持部48によって連結された複合ユニット3が変位することになる(詳細は後述する)。このとき、懸濁液供給管41及び回収管47は、各々の一部が応力によって容易に変形可能な樹脂製のフレキシブル管41a,47bによって構成されているため、この複合ユニット3の変位に対しても対応することができる。
Furthermore, as shown in FIGS. 2 to 5, the interlocking
さらに、本実施形態の遠心分離装置1は、回転体2の開口部10の下方に設けられた固相回収部24の回収口24aを開放及び閉塞するための蓋部25の移動を制御する蓋部開閉制御機構部26を有している。すなわち、蓋部25の上面に一端が接続された蓋支持アーム57と、蓋支持アーム57と接続した蓋変位軸58と、該蓋変位軸58を軸支する蓋変位軸受部59とを具備して主に構成されている。ここで、蓋部25の開閉に係る動力は、小型のモータ(図示しない)が用いられている。なお、この蓋部25及び蓋部開閉制御機構部26の構成は、従来の遠心分離装置1に対して取設されている既存の技術を応用することが可能であり、ここでは詳細な説明は省略する。また、図1において、回収口24aを閉塞した蓋部25を実線で図示するとともに、蓋部25を回転体収容空間4内で変位させ、固相回収部24の回収口24aを開口した状態を破線によって示している。
Furthermore, the
また、本実施形態の遠心分離装置1は、その他の構成として、基本筐体部5の筐体側壁5aの一部に貫設され、回転体2の内壁面14に吐出された懸濁液Lのうち、固相成分6及び液相成分7として回収されることなく、開口部10から回転体収容空間4の空間底面部4aに落下したドレン液60を外部に排出するためのドレン液排出口61が形成されている。ここで、図1に示すように、空間底面部4aは、係るドレン液60の排出を容易にするために、ドレン液排出口61に向かって斜め下方に傾斜して形成されている。また、機の基本筐体部5の上端近傍から略水平方向に互いに対向するように突設され、回転体2の回転体上面部2a及び回動軸8との連結箇所等に懸濁液L或いはドレン液60等が侵入しないようにする侵入防止片62が設けられている。
In addition, the
次に、本実施形態の遠心分離装置1を利用した懸濁液Lの遠心分離処理の一例について、主に図6及び図7に基づいて説明する。ここで、始めに複合ユニット3に接続した連動変位機構部23を作動させ、複合ユニット3の液相取込部20を液相領域17にある液相成分7を取込み可能な取込位置22にくるようにセットする。なお、これに伴い、スクレーパ剥離機構部16のスクレーパ19(及びスクレーパ端部44)は、回転体2の内壁面14から離間した離間位置LPに変位している(図6参照)。このとき、シリンダ軸55は最小の長さになっている。さらに、回転体2の開口部10の下方に設けられた固相回収部24の回収口24aを蓋部25によって閉塞するように蓋部開閉制御機構部26が制御される。これにより、懸濁液吐出部15によって吐出され、回転体収容空間4内に存する懸濁液L及びドレン液60等が、回収口24aを通って固相回収部24の中に侵入することがない。そして、回転機構部12の回転駆動モータ11を作動させ、モータ軸(図示しない)を高速で回転させる。このとき、前述のクラッチ機構部29は、該回転駆動モータ11の回転を、伝達ベルト37を介して回転軸8に伝達するように切替えられている。
Next, an example of the centrifugation process of the suspension L using the
これにより、回転駆動モータ11の回転が軸受部35a,35bに軸支された回転軸8に伝達され、さらに回転体収容空間4に収容された回転体2が該回転軸8に従って高速で回転する(回転操作)。このとき、回転体2は開口部10を下方に向けた状態で回転されている。さらに、開口部10から挿入された複合ユニット3の一部は、前述したように、液相取込部20やスクレーパ19などが、予め設定した位置に配置されているため、この回転体の高速回転を阻害することはない。
As a result, the rotation of the
そして、回転する回転体2の内壁面14に、懸濁液供給管41を通じて外部から圧送された懸濁液L(米のとぎ汁)が供給される。そして、懸濁液供給管41の一部に設けられた吐出口42から、高速で回転する回転体2の内壁面14に向かって霧状になった懸濁液Lが吐出される(吐出操作)。このとき、吐出口42は、傾斜壁部31に対向する位置に配されているため、吐出された懸濁液Lは最初にこの傾斜壁部31の内壁面14に達する。
Then, the suspension L (rice soup) fed from the outside through the
ここで、傾斜壁部31と接した懸濁液Lは、回転体2のよって回転方向への向かう力が作用し、回転外周方向(図1における紙面左右方向に相当)に飛散しようとする。これにより、懸濁液Lは、その成分を構成する比重の違いによって、高比重成分に相当する固相成分6が回転体2の内壁面14に押付けられるようにして堆積する。一方、固相成分6と分離された後の低比重成分に相当する液相成分7は、固相成分6のように大きな遠心力を受け、内壁面14に押付けられることがなく、固相成分6が堆積した堆積層6aよりも内周側(回転軸8の軸心側)に滞留することにより、液相領域17を形成する(図6参照)。そして、この回転操作及び吐出操作を継続することにより、固相成分6からなる堆積層6aは次第にその層厚を増し、一方、液相領域17にある液相成分7は、回転体2の内空間13に滞留するともに徐々に内空間13に向かって移動する。なお、遠心分離されなかった懸濁液L、及び液相成分7に分離されたものの重力によって上方に移動することができないものは、その自重に従って下方に落下する。
Here, the suspension L in contact with the
そして、回転体2の内空間13の上方位置には、液相回収部18の液相取込部20が取込口46を液相領域17内に大きく開口して設けられている。そのため、係る取込位置22にある取込口46によって液相成分7が取込まれる。ここで、回転体2の回転方向は、図2、図6、及び図7において、半時計回りに設定されている。その後、液相取込部20に連通して接続された回収管47(金属管47a)を通って下方に案内され、回転体2の開口部10から基本筐体部5の外部に導かれる。これにより、懸濁液Lから米ヌカ成分が除去され、水から主として構成される液相成分7が選択的に回収される(回収操作)。
In the upper position of the
なお、この液相取込部20の取込位置22は、処理する懸濁液Lの性状に合わせて適宜変更することができる。この場合、連動変位機構部23の油圧シリンダ56の伸縮を調整することにより、回転体2の内空間13における任意の位置、特に、回転体2の内壁面14に対して近接した位置及び離間した位置の間で変位させることができる。例えば、懸濁液Lに示す固相成分6の含有比率が多い場合、内壁面14に堆積する固相成分6の堆積量は非常に多くなる。そのため、液相取込部20の取込位置22を堆積した固相成分6の堆積層6aに近づけるようにすることにより、堆積層6aの層界面の近傍に位置する液相成分7を回収しやすくなる。一方、懸濁液Lに占める液相成分7の含有量が多い場合、内壁面14から液相取込部20を離した位置に変位させることにより、内周側に滞留する液相成分7の中からさらに不純物の混在の少ない液相成分7のみを回収することができる。
In addition, the taking-in
ここで、吐出口42から吐出されたものの、回転体2の内壁面14に到達しなかった懸濁液L、或いは内壁面14に到達したものの十分な遠心分離の作用を受けることができず遠心分離されなかった懸濁液L、及び遠心分離された液相成分7で自重によって下方に落下し、液相取込部20の取込口46まで至らなかった液相成分7は、回転体収容空間4の空間底面部4aに落下して到達する。そして、傾斜した空間底面部4aによってドレン液排出口61まで導かれ、ドレン液60として排出される。
Here, the suspension L that has been discharged from the
その後、回転操作及び吐出操作を継続することにより、回転体2の内壁面14には堆積した固相成分6からなる堆積層6aが徐々にその層厚を増していく。その後、予め設定した分離処理時間を経過すると、回転駆動モータ11による回転体2の回転、及び懸濁液Lの吐出を停止する(停止操作)。この結果、回転体2の内空間13には、液相領域17が形成されることがなくなる。そのため、停止時に内空間13に存している液相成分7は、一部は液相取込部20に取込まれ、残りは重力に従って下方に落下し、開口部10を経て空間底面部4aまで到達し、ドレン液60として排出される。一方、回転体2の内壁面14には、固相成分6が堆積した堆積層6aが残っている。この堆積層6a及び固相成分6は、比較的粘性の高い物質によって形成されることが多く、一部に液相成分7を含んだ状態にある。そのため、内壁面14に対する接着(粘着)力が強固であり、自重によっては落下することはほとんどない。
Thereafter, by continuing the rotation operation and the discharge operation, the deposited
ここで、連動変位機構部23を作動させ、複合ユニット3のスクレーパ19のスクレーパ端部44を、回転体2の内壁面14に近接し、堆積層6aを剥離するための剥離位置SPまで変位させる。このとき、スクレーパ19の変位に伴って液相取込部20は、回転体2の中央付近に変位することになる(図7参照)。このとき、図7に示すように、複合ユニット3の変位には、油圧シリンダ56のシリンダ軸55を伸張させる(図7における紙面略下方に相当)。その結果、シリンダ軸55に連結されたリンクアーム53がユニット変位軸50を軸として回動し、それに伴って複合ユニット3が移動することとなる(剥離位置変位操作)。
Here, the interlocking
さらに、回転体2の下方に設けられた固相回収部24の回収口24aを開放し、開口部10と回収口24aを対向させる。このとき、蓋部開閉制御機構部26は、蓋変位軸58を回動させ、蓋支持アーム57に取付けられた蓋部25を開放位置(図1における破線、図2における矢印D参照)まで変位させる(蓋変位操作)。これにより、回転体2に堆積した固相成分6は、開口部10から排出されると、回収口24aを通じて固相回収部24に回収されるようになる。
Further, the
さらに、クラッチ機構部29を切替え操作し、回転軸8に第二回転機構部28の低速回転モータ27の回転が伝達されるようにする(クラッチ切替操作)。その後、低速回転モータ27の駆動を開始する(低速回転操作)。これにより、スクレーパ19のスクレーパ端部44が内壁面14に近接し、該内壁面14に堆積した固相成分6の堆積層6aを掻取りながら、剥離させることができる(図7参照)。そして、掻取られ、内壁面14から剥離した固相成分6は、下方に向かって落下し、開口部10に対向するように開口した回収口24aから固相回収部24に回収される(固相回収操作)。
Further, the
以上述べたように、本実施形態の遠心分離装置1によれば、処理対象となる懸濁液Lの液相成分7を、回転体2の内空間13に設けた液相取込部20によって取込んで回収することができる。さらに、本実施形態の遠心分離装置1は、この液相取込部20の取込位置22を回転体2の内空間13内で適宜変更することができる。これにより、懸濁液Lの性状に合わせて任意の取込位置22で液相成分7を回収することができる。さらに、各成分の間の比重差が小さい懸濁液Lであっても、遠心分離された直後の液相成分7を内空間13において回収することができるため、従来の遠心分離装置と比して回収効率及び回収精度を上げることができる。そのため、従来と比して、回転体2の回転数をそれほど上げることなく、これらの懸濁液Lに対して遠心分離処理を行うことができる。特に、本実施形態で示した米のとぎ汁のような懸濁液Lに対して好適と言える。
As described above, according to the
加えて、本発明の遠心分離装置1によれば、内壁面14から固相成分6を掻取って剥離させるスクレーパ剥離機構部16と、液相成分7を回収する液相回収部18と、懸濁液吐出部15とが一体化して形成された複合ユニット3が回転体2の内空間13に収容されている。そして、これらの複合ユニット3の変位を連動して行うことができる連動変位機構部23が備えられている。これにより、遠心分離処理の際には、その機能を果たすことのないスクレーパ剥離機構部16、及び固相回収操作の際には、その機能を果たすことのない液相回収部18を一体化することにより、回転体2の開口部10から挿入され、内空間13の一部を占有する係る構成をコンパクトに形成することができる。また、各々を変位させる機構を共通化することにより、機構の複雑化を回避し、さらに装置全体のコストを軽減することができる。さらに、懸濁液吐出部15の吐出口42に対して液相取込部20の取込口46が内空間13において上方に設置されているため、固相成分6が分離し、かつ不純物の混在の少ない液相成分7のみを選択的に回収することができる。
In addition, according to the
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。 The present invention has been described with reference to preferred embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention as described below. And design changes are possible.
すなわち、本実施形態の遠心分離装置1において、処理対象の懸濁液Lとして、米のとぎ汁を用いるものを示したが、これに限定されるものではなく、従来の遠心分離の対象として処理可能な懸濁液を利用するものであってももちろん構わない。さらに、複合ユニット3の各構成の形状及び回転体2の形状については、特に限定されるものではなく、各々の構成の形状に合わせて適宜変更することも可能である。したがって、既存の遠心分離装置に僅かな改良を施すことにより、本発明の遠心分離装置1の効果を享受することができるようになる。
That is, in the
1 遠心分離装置
2 回転体
3 複合ユニット(懸濁液吐出部、スクレーパ剥離機構部、液相回収部)
5 基本筐体部
6 固相成分(高比重成分)
6a 堆積層(高比重成分)
7 液相成分(低比重成分)
8 回転軸
10 開口部
12 回転機構部
13 内空間
14 内壁面
15 懸濁液吐出部
16 スクレーパ剥離機構部
17 液相領域
18 液相回収部(低比重成分回収部)
19 スクレーパ
20 液相取込部
21 スクレーパ位置
22 取込位置
23 連動変位機構部(取込位置変位機構部、スクレーパ変位部)
41 懸濁液供給管
42 吐出口
44 スクレーパ端部
45 スクレーパ支持部
46 取込口
47 回収管
L 懸濁液
LP 離間位置
SP 剥離位置
DESCRIPTION OF
5
6a Deposited layer (high specific gravity component)
7 Liquid phase components (low specific gravity components)
DESCRIPTION OF
19
41
Claims (3)
前記回転体と連結された回転軸を有し、前記回転体を前記回転軸に従って回転させる回転機構部と、
比重の異なる複数の成分が懸濁した懸濁液を圧送する懸濁液送液手段と接続され、前記回転体の内空間に前記懸濁液を導く懸濁液供給管、及び前記懸濁液供給管の一部に設けられた吐出口を有し、前記懸濁液を前記吐出口から回転する前記回転体の内壁面に対して吐出する懸濁液吐出部と、
回転する前記回転体によって遠心分離された前記懸濁液の低比重成分が滞留する前記内空間の低比重領域に配され、前記低比重成分を取込む取込口を有する低比重成分取込部、及び前記低比重成分取込部から垂下して形成され、取込んだ前記低比重成分を前記内空間から前記開口部を介して前記回転体の外部に案内する回収管を有し、前記低比重成分を選択的に回収する低比重成分回収部と、
前記低比重成分回収部と接続し、前記低比重領域内に配される前記低比重成分取込部の前記取込口の取込位置を、前記回転体の前記内壁面に対して変位可能な取込位置変位機構部と
を具備することを特徴とする遠心分離装置。 A rotating body having a substantially bowl shape with the opening facing downward;
A rotating mechanism having a rotating shaft coupled to the rotating body and rotating the rotating body according to the rotating shaft;
A suspension supply pipe connected to suspension liquid feeding means for pumping a suspension in which a plurality of components having different specific gravities are suspended, and leading the suspension to the inner space of the rotating body, and the suspension A suspension discharge part having a discharge port provided in a part of the supply pipe, and discharging the suspension to the inner wall surface of the rotating body rotating from the discharge port;
A low specific gravity component take-in portion that is arranged in a low specific gravity region of the inner space where the low specific gravity component of the suspension centrifuged by the rotating body stays and has an intake port for taking in the low specific gravity component And a recovery pipe that is formed by hanging from the low specific gravity component take-in part, and guides the taken-in low specific gravity component from the internal space to the outside of the rotating body through the opening, A low specific gravity component recovery section for selectively recovering specific gravity components;
Connected to the low specific gravity component recovery unit, the intake position of the intake port of the low specific gravity component intake unit arranged in the low specific gravity region can be displaced relative to the inner wall surface of the rotating body A centrifuge having a take-in position displacement mechanism.
をさらに具備し、
前記取込位置変位機構部は、
前記スクレーパ変位部と連動し、前記スクレーパ端部が前記剥離位置に存するとき、前記低比重成分回収部の前記低比重成分取込部を前記低比重領域の領域外に変位させ、前記スクレーパ端部が前記離間位置に存するとき、前記低比重成分取込部を前記低比重領域の領域内に変位させる連動変位機構部をさらに具備することを特徴とする請求項1に記載の遠心分離装置。 It has a scraper end portion that at least partially matches the shape of the inner wall surface of the rotating body, and can scrape off the high specific gravity component of the suspension deposited on the inner wall surface by centrifugation by the rotating body. A scraper, a scraper support portion for supporting the scraper in the inner space, and an end portion of the scraper are brought close to the inner wall surface, and a separating position for scraping off the high specific gravity component from the inner wall surface and separating from the inner wall surface. And a scraper peeling mechanism having a scraper displacement portion that is displaced between the separated positions.
The take-in position displacement mechanism is
In conjunction with the scraper displacement portion, when the scraper end portion is at the peeling position, the low specific gravity component collection portion of the low specific gravity component recovery portion is displaced outside the low specific gravity region, and the scraper end portion 2. The centrifugal separator according to claim 1, further comprising an interlocking displacement mechanism that displaces the low specific gravity component take-in portion into the low specific gravity region when the second specific gravity component is in the separated position.
前記低比重成分回収部及び前記スクレーパ剥離機構部の少なくともいずれか一方と一体化して形成されていることを特徴とする請求項2に記載の遠心分離装置。 The suspension discharge part is
The centrifugal separator according to claim 2, wherein the centrifugal separator is formed integrally with at least one of the low specific gravity component recovery unit and the scraper peeling mechanism unit.
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