JP5577071B2 - 遠心分離機の掻取装置、シリンダ装置、および遠心分離機 - Google Patents

Description

本発明は、回転させられるバスケット内に供給された処理物を遠心力によって固液分離する遠心分離機にあって、この遠心力によりバスケットの内周面に付着した固形分を掻取る遠心分離機の掻取装置、この掻取装置のシリンダ装置、およびかかる掻取装置を備えた遠心分離機に関するものである。

このような掻取装置を備えた遠心分離機として、例えば特許文献１、２には、バスケットの回転軸線が鉛直方向に向けられてバスケットが基体に吊下げられるように配設された吊下式の遠心分離機が開示されている。このような遠心分離機では、特許文献１に記載のように、バスケットの下端開口部が蓋体により閉塞された状態で、上端開口部からバスケット内に供給された処理物が、バスケットの回転による遠心力によりバスケット内周面に押し付けられ、この内周面に設けられたスクリーンにより液分が分離させられてバスケット周壁に形成された脱液孔から排出される。

一方、こうして液分が分離された後の処理物の固形分はバスケット内周面に付着したままであるので、この付着した固形分を掻取装置のスクレーパにより剥離してバスケット底面に落下させる。この掻取装置は、中心軸線がバスケットの回転軸線と平行に鉛直方向を向くようにして、この中心軸線回りに所定の回転角度で回転自在に基体に取り付けられたシリンダ装置と、このシリンダ装置をこうして回転軸線回りに回転させる、やはりシリンダ装置よりなる回転手段とを備えたものであり、特許文献１に記載の遠心分離機では、このうち鉛直方向に向けられたシリンダ装置は、そのシリンダが基体側に回転自在に取り付けられて支持され、このシリンダに挿入されたシリンダロッドは下方に向けて上記上端開口部からバスケット内に突出させられて上記中心軸線方向に進退可能とされ、さらにこのシリンダロッドに上記スクレーパが取り付けられている。

このような掻取装置においては、バスケットを回転させつつ、上記回転手段によってシリンダ装置を回転させてスクレーパをバスケット内周面側に接触させることで、この内周面に付着した固形分を剥離し、さらにシリンダ装置のシリンダロッドをバスケットの上端位置から下端位置に向けて前進させることでスクレーパを下降させ、バスケット内周面の回転軸線方向全体に亙って固形分を剥離してゆく。そして、こうして剥離してバスケット底面に落下した固形分は、上記蓋体を移動させてバスケット下端開口部を開くことにより下方に排出される。

特許第３６８２６７１号公報 特許第３６１９１６４号公報

ところで、このような遠心分離機によって固液分離される処理物が、例えば特許文献１に記載された砂糖の精製過程における結晶と蜜の混合物である場合などのように、処理物の物性上、温度が下がると固まる性質を有しているときには、この処理物が延長方向に向けられたシリンダ装置のシリンダロッドなどに付着して固化すると、これがシリンダに引っ掛かったりしてシリンダロッドの動作不良を招き、スクレーパの上下動に支障を来すおそれがあった。

一方、例えば当該シリンダ装置が油圧シリンダ装置である場合には、このように処理物が付着して固化したシリンダロッドが進退することによりシリンダのシール部分が傷付けられたりシールの劣化が生じたりすると、作動媒体の油がバスケット内の処理物に混入するおそれがある。そして、このような作動媒体の混入が生じると、特に処理物が上述した砂糖であるなど当該遠心分離機が食品工業において用いられる場合や、あるいは製薬工業などで用いられる場合には、混入が生じたバッチの処理物や分離された固形分、液分は廃棄しなければならなくなってしまう。

そこで、このような処理物の付着を防ぐため、上記特許文献２に記載の掻取装置においては、スクレーパが取り付けられるロッドにワイパーブレードを押し付けた状態で配置して、ロッドに付着した処理物をこのロッドの進退と回転とによりワイパーブレードで除去する、クリーニング動作を行わせることが提案されている。また、この特許文献２に記載の掻取装置では、上記鉛直方向に向けられたシリンダ装置は、そのシリンダロッドが上向きに進退するようにされていて、このシリンダロッドと上記スクレーパが取り付けられたロッドとが互いに平行にその上端部同士が連結されることにより、スクレーパがバスケット内を上下動するようにされている。

しかしながら、このような特許文献２に記載の掻取装置でも、スクレーパが取り付けられたロッドに付着した処理物を完全に除去するのは困難であり、しかもこのロッドにワイパーブレードを押し付けた状態を維持したままクリーニング動作を行わなければならないため、ワイパーブレードの保持構造が複雑化することが避けられない。さらに、ワイパーブレードが弾力性を有する樹脂製である場合には、固化した処理物によりワイパーブレード自体に欠けや摩耗が生じたりして処理物に混入するおそれがある。

また、上述のようにシリンダ装置がシリンダロッドを上向きに進退させる構造であると、油圧シリンダ装置であっても作動媒体が混入するおそれはないが、スクレーパが取り付けられたシリンダロッドを直接バスケット内において進退させる場合に比べ、シリンダ装置の長さにシリンダロッドのストロークを加えた長さの大きなスペースを基体上に確保しなければならず、遠心分離機のコンパクト化を阻害することにもなる。

本発明は、このような背景の下になされたもので、複雑な構造や大きなスペースを要することなく、シリンダ装置のシリンダロッドへの処理物の付着を確実に防いで、その動作不良や作動媒体の処理物への混入等を防止することが可能な遠心分離機の掻取装置を提供し、またこのような掻取装置に用いて好適なシリンダ装置を提供し、さらにはこのような掻取装置を備えたコンパクトな遠心分離機を提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の掻取装置は、基体に支持されて回転させられるバスケット内に供給された処理物を固形分と液分とに遠心分離する遠心分離機にあって、上記バスケットの内周面に付着した上記固形分を掻き取るスクレーパを備えた遠心分離機の掻取装置であって、上記基体には、上記バスケットの回転軸線と略平行な中心軸線に沿って進退可能とされたシリンダ装置と、このシリンダ装置を上記中心軸線回りに回転させる回転手段とが設けられ、上記シリンダ装置は、シリンダと該シリンダ内に回り止めされて挿入されるシリンダロッドとを備えて、このうち上記シリンダロッドが上記回転手段により回転可能に上記基体に支持されるとともに、上記シリンダが上記中心軸線に沿って進退させられて、このシリンダに上記スクレーパが取り付けられており、上記バスケットを回転させたまま、上記シリンダ装置および上記スクレーパを回転させることにより、このスクレーパを上記バスケットの内周面に近接させて上記固形分に食い込ませるとともに、上記シリンダを進退させることにより、上記固形分を上記回転軸線方向に剥離して掻き取ることを特徴とする。

また、本発明の遠心分離機は、基体に支持されて回転させられるバスケット内に供給された処理物を固形分と液分とに遠心分離する遠心分離機であって、上記構成による本発明の掻取装置が備えられていることを特徴とする。

従って、上記構成の掻取装置、および該掻取装置を備えた上記遠心分離機においては、このようにシリンダとシリンダロッドとを備えたシリンダ装置のうち、シリンダロッドが基体に回転可能に支持されていて、こうして支持されたシリンダロッドから、その外周を覆うシリンダがバスケット内で進退可能とされ、このシリンダに取り付けられたスクレーパがシリンダ装置ごと回転させられることにより、バスケット内周面に付着した処理物の固形分に食い込んでこれを剥離する。すなわち、上述した吊下式の遠心分離機では、上記シリンダ装置は、特許文献１に記載されたものに対して倒立した状態でシリンダロッドの上端部が支持されて、しかも特許文献２に記載されたものとも異なり、こうして支持されたシリンダロッドの外筒であるシリンダが下向きにバスケット内で進退させられる。

このため、シリンダロッドには処理物が付着することはなく、またスクレーパが取り付けられたシリンダの表面に処理物が付着して固化したとしても、シリンダ装置の進退動作に支障が生じたり、シリンダのシール部分が傷付けられたりすることもないので、たとえ当該シリンダ装置が油圧シリンダ装置であっても、作動媒体が処理物に混入するようなこともない。さらに、シリンダ装置は、概ねそのシリンダのストローク程度の長さのスペースをもって基体上にシリンダロッドが支持されていればよく、遠心分離機のコンパクト化を図ることができ、しかもこのシリンダロッド以外のロッドや、付着した処理物を除去するワイパーブレードなども不要であるので、簡略な構造とすることができる。なお、スクレーパの取付はシリンダだけでなく、シリンダを取付けた部材を介してもよい。

ところで、特許文献１、２に記載のようにシリンダを支持しておいてシリンダロッドを進退させる一般的なシリンダ装置では、シリンダロッドのピストンによってシリンダ内にその中心軸線方向に隔絶されて形成される２つの圧力室に、シリンダの周壁部や端壁部を通して外部から配管がそれぞれ接続されて作動媒体の流路が連通させられていて、これらの配管を介して作動媒体が各圧力室に供給、排出されることによりシリンダロッドが進退させられる。

ところが、上記構成の掻取装置においては、シリンダがバスケット内に出没させらて回転させられるため、その外部にこのような配管が接続されていると、スクレーパによって剥離した固形分がこの配管に当たって損傷を生じたり、あるいはこの配管に処理物や固形分が付着して、例えば処理物の固液分離が終了した後の清掃作業等が煩雑となったりするおそれがある。さらに、このような外部配管によって作動媒体の供給、排出を行うには、シリンダの進退、回転に配管が追従できるように、この配管をフレキシブルなものにしなければならない上、剥離の都度に撓んだり延びたりを繰り返すため、その寿命は短いものとなる。

そこで、本発明の掻取装置、および該掻取装置における本発明のシリンダ装置においては、上記シリンダロッドに作動媒体の流路を形成することにより、上述のようにシリンダの外部に配管を接続しなくても、上記２つの圧力室への作動媒体の供給、排出を行うことができ、このような問題が惹起されるのを避けることができる。例えば、シリンダの中心軸線に沿って１本のシリンダロッドが挿入された一般的なシリンダ装置を用いる場合などには、上記シリンダ装置において、この１つのシリンダロッドに複数の作動媒体の流路を形成して、これらの作動媒体の流路のうちの一部の作動媒体の流路を、上記シリンダ内において上記中心軸線方向に隔絶されて形成される２つの圧力室のうちの一方に連通するとともに、残りの作動媒体の流路は、上記２つの圧力室のうちの他方に連通させることにより、これらの流路を、シリンダロッドのピストンを挟んで両側に開口させて、上記シリンダのストローク内で常にこのピストンにより隔絶された両圧力室に連通するようにすればよい。

一方、このようにシリンダの中心軸線に沿って１本のシリンダロッドが挿入されているだけであると、シリンダロッドに対してシリンダが中心軸線回りに相対的に回転自在となってしまい、シリンダ装置を回転手段によって回転させても、シリンダに取り付けられたスクレーパを適正な押圧力でバスケット内周面の固形分に押しつけることができなくなってしまう。従って、そのような場合には、例えばキーとキーウェイ（キー溝）による嵌合によって相対回転を拘束しつつシリンダを進退させるようにすることができるが、この場合には、シリンダ側のキーまたはキーウェイはその外周に設けなければならないため、キーの摺動によって摩耗粉が発生して新たな混入の原因となるおそれがある。

そこで、本発明の掻取装置、および該掻取装置における本発明のシリンダ装置においては、上記シリンダに複数の上記シリンダロッドを互いに平行に挿入して、これらのシリンダロッドのうち少なくとも１つのシリンダロッドを上記中心軸線から偏心した位置に挿入することにより、この偏心した位置に挿入されたシリンダロッドのシリンダへの挿入部分が回り止めとなるため、上述のようなキーやキーウェイを外周に設けることなくシリンダの相対回転を拘束することができる。

さらにまた、こうしてシリンダに複数のシリンダロッドを互いに平行に挿入するとともに、上述のようにこのシリンダロッドに作動媒体の流路を形成する場合には、複数のシリンダロッドのうちのいずれか１本に上記２つの圧力室にそれぞれ連通する２つの流路を形成してもよいが、本発明の掻取装置、および該掻取装置における本発明のシリンダ装置にあっては、これら複数のシリンダロッドのうち、一部のシリンダロッドには、上記シリンダ内において上記中心軸線方向に隔絶されて形成される２つの圧力室のうちの一方に連通する作動媒体の流路を、残りのシリンダロッドのうち少なくとも一部のシリンダロッドには、２つの圧力室のうちの他方に連通する作動媒体の流路を、それぞれ形成することにより、特定のシリンダロッドの断面積が小さくなってその剛性が損なわれたりするのを防ぐことができる。

以上説明したように、本発明によれば、シリンダロッド以外のロッドやワイパーブレードを要することなく構造の簡略化を図りつつも、シリンダ装置の作動媒体が処理物に混入するのを確実に防ぐことができ、遠心分離機における処理物の固液分離の歩留まり向上を図ることができる。また、シリンダ装置を作動させるのに必要以上のスペースを要することもないので、よりコンパクトな遠心分離機を提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態の遠心分離機を示す側断面図である。 図１に示す遠心分離機に備えられる本発明の第１の実施形態の掻取装置１０のシリンダ装置１１部分を示す側面図である。 図２に示すシリンダ装置１１部分の平面図である。 図２に示す本発明の第１の実施形態のシリンダ装置１１の概略を示す側断面図である。 図４におけるＡＡ断面図である。 図２に示す掻取装置１０のスクレーパ１６部分を示す側面図である。 図６に示すスクレーパ１６部分の平面図である。 本発明の第２の実施形態の遠心分離機を示す側断面図である。 図８に示す遠心分離機に備えられる本発明の第２の実施形態の掻取装置２０のシリンダ装置２１部分を示す一部破断側面図である。 図９に示すシリンダ装置２１部分の平面図である。 図９に示す本発明の第２の実施形態のシリンダ装置２１の概略を示す側断面図である。 図９に示す掻取装置２０のスクレーパ１６部分を示す側面図である。 図１２に示すスクレーパ１６部分の平面図である。

図１ないし図７は、本発明の第１の実施形態の掻取装置１０およびシリンダ装置１１と該掻取装置１０を備えた本発明の第１の実施形態の遠心分離機を示すものである。本実施形態における遠心分離機は上述した吊下式の遠心分離機であり、図１に示すように、その回転軸線Ｏを鉛直方向に向けた回転軸１が、基体２の上部に設けられたモータ３によって該回転軸線Ｏ回りに回転可能に支持されており、この回転軸１の下部に、円筒状のバスケット４が同軸に取り付けられて吊下げられた構成とされている。

基体２は、回転軸１が中央に挿通させられる略正方形平板状のベース２Ａの上部に、上記回転軸線Ｏを中心として上向きに縮径する円錐台状をなす上部ケーシング２Ｂが設けられてその上端部に上記モータ３が取り付けられるとともに、ベース２Ａの下部には、バスケット４の外周から下部外周縁までを取り囲むように概略円筒状の下部ケーシング２Ｃが設けられたものであり、この下部ケーシング２Ｃの下部中央には、処理物から固液分離された固形分の排出口２Ｄが開口させられるとともに、下部ケーシング２Ｃの胴周部底側には、処理物から固液分離された液分を排出する排出口２Ｅが設けられている。

また、バスケット４には、円筒状とされたその胴周部に図示されない多数の貫通穴が形成されるとともに、この胴周部の内周面には網状体や濾布のようなスクリーン５が張り付けられるようにして固定されている。なお、バスケット４の上下端部には、それぞれ回転軸線Ｏに垂直な平面上において上記胴周部の上下端縁から内周側に延びる円環板部４Ａ、４Ｂが形成されていて、このうち下端の円環板部４Ｂの内径は上記排出口２Ｄの内径よりも小さくされ、この下端円環板部４Ｂの内周部に、上記回転軸１の下端部から外周側に向けて放射状に延びる複数の支持桿１Ａが連結されることにより、バスケット４は回転軸１と一体に図中に符号Ｔで示す回転方向に回転可能に支持される。

さらに、回転軸１の下端部には蓋体６が設けられている。この蓋体６は、回転軸１の外周に摺動自在に嵌挿させられた円筒状の摺動体６Ａの下部外周に、回転軸線Ｏを中心として上向きに縮径する円錐台状をなす弁体６Ｂが取り付けられて構成されており、回転軸１およびバスケット４とともに一体回転可能、かつ回転軸線Ｏ方向にはこれら回転軸１およびバスケット４に対して上下動可能とされていて、蓋体６が降下した状態では弁体６Ｂによってバスケット４の下端円環板部４Ｂの内周部が閉塞され、蓋体６を上昇させることにより、この下端円環板部４Ｂの内周部が開口させられて、バスケット４内の処理物から固液分離された固形分が、上記支持桿１Ａの間を通って下部ケーシング２Ｃの排出口２Ｄから排出させられる。

一方、バスケット４の上端の円環板部４Ａの上方には、バスケット４内に処理物を供給する供給手段７が、基体２の上記ベース２Ａ上に配設されている。この供給手段７は、回転軸１が挿通させられたベース２Ａの中央から僅かに外周側に離れた位置に形成された貫通穴に、バスケット４の上端円環板部４Ａの内周部に望んで開口するように供給管７Ａが取り付けられ、この供給管７Ａが回転軸１から離れるように斜め上方に延びて基体２の上部ケーシング２Ｂを通り抜け、処理物を保持するタンク７Ｂに接続された構成とされている。また、供給管７Ａにはバルブ７Ｃが備えられていて、このバルブ７Ｃを開閉することにより、所定量の処理物がタンク７Ｂから供給管７Ａを通って上記上端円環板部４Ａの内周部からバスケット４内に供給される。

さらに、この供給手段７と回転軸線Ｏを挟んで反対側のベース２Ａ上には、上記掻取装置１０のシリンダ装置１１が配設されている。このシリンダ装置１１はエアシリンダ装置であり、図４に示すように中心軸線Ｃを中心とした円筒状のシリンダ１２と、このシリンダ１２内に上記中心軸線Ｃに沿って気密に挿入されるシリンダロッド１３とを備えていて、このシリンダロッド１３のピストン１４がシリンダ１２の内周面に摺動可能に密着することによりシリンダ１２内に２つの圧力室１２Ａ、１２Ｂが中心軸線Ｃ方向に気密に隔絶されて形成され、これらの圧力室１２Ａ、１２Ｂの一方に作動媒体である空気を供給し、他方からは排出することにより、中心軸線Ｃ方向に伸縮可能とされたものである。

また、このシリンダ装置１１は、基体２の上記ベース２Ａ上に回転手段１５を介して取り付けられていて、上記中心軸線Ｃ回りに回転可能とされている。より詳しくは、図２および図３に示すように上記シリンダ装置１１は、ベース２Ａ上に突設されたブラケット２Ｆに、回転手段１５の旋回アーム１５Ａを介して取り付けられており、この旋回アーム１５Ａがブラケット２Ｆに対して上記中心軸線Ｃ回りに回転自在となるように、かつ該中心軸線Ｃ方向には拘束された状態で支持されることにより、シリンダ装置１１も旋回アーム１５Ａと一体に回転自在とされてブラケット２Ｆ上に支持される。

さらに、ベース２Ａ上には、回転手段１５におけるシリンダ装置１５Ｂが、その中心軸線を水平にするとともに、そのシリンダが上記中心軸線Ｃと平行な軸線回りに回転自在に支持されて取り付けられており、このシリンダ装置１５Ｂのシリンダロッド先端は、上記旋回アーム１５Ａの中心軸線Ｃから離れた位置に、やはり中心軸線Ｃと平行な軸線回りに回転自在に連結されている。

なお、この回転手段１５のシリンダ装置１５Ｂも上記シリンダ装置１１と同様のエアシリンダ装置であり、やはり上記と同様に作動媒体である空気を供給、排出することによって伸縮するので、これに伴い当該回転手段１５においてはこのシリンダ装置１５Ｂの伸縮のストロークに応じた所定の回転角度の範囲で、旋回アーム１５Ａが上記シリンダ装置１１ごと中心軸線Ｃ回りに回転させられることになる。ただし、エアシリンダに限ることなく、油圧シリンダや電動シリンダを採用することもできる。また、ブラケット２Ｆには、シリンダ装置１５Ｂが伸張した状態で調節ボルトが旋回アーム１５Ａに当接することにより上記回転角度の範囲を規定するストッパ２Ｇが備えられている。

そして、上記掻取装置１０においてこのシリンダ装置１１は、そのシリンダロッド１３が回転手段１５の旋回アーム１５Ａに上向きに固定されて該旋回アーム１５Ａと一体に回転可能に支持されており、シリンダ装置１１が伸縮することにより、このシリンダロッド１３に対してシリンダ１２が中心軸線Ｃ方向に進退可能とされている。従って、シリンダ装置１１を伸張させるとシリンダ１２が突出させられて、このシリンダ１２の下端部が、ブラケット２Ｆおよびベース２Ａに形成された貫通穴から下向きに、上記上端円環板部４Ａ内を通ってバスケット４内に向けて前進（下降）させられることになり、このシリンダ１２の下端部に、バスケット４の内周面に付着した固形分を掻き取るスクレーパ１６が取り付けられている。

ここで、回転手段１５の上記旋回アーム１５Ａには、シリンダ１２よりも一回り大きな円筒状をなすカバー１５Ｃがシリンダ１２を覆うように中心軸線Ｏと同軸に配置されるとともに、このカバー１５Ｃの上端部には、該カバー１５Ｃよりもさらに一回り大きな円盤状をなすフランジ部材１５Ｄが装着されている。さらに、このフランジ部材１５Ｄには、カバー１５Ｃの周囲に周方向に等間隔に配置されるように複数本の長尺ボルト１５Ｅが中心軸線Ｃと平行に挿通されて、これらの長尺ボルト１５Ｅが旋回アーム１５Ａにねじ込まれることにより、カバー１５Ｃはフランジ部材１５Ｄとの間に挟み込まれるようにして旋回アーム１５Ａに固定され、そしてシリンダ装置１１は、そのシリンダロッド１３が上記フランジ部材１５Ｄに装着されて、これらカバー１５Ｃおよび長尺ボルト１５Ｅを介して旋回アーム１５Ａに取り付けられている。

また、この掻取装置１０においては、シリンダ装置１１の作動流体である空気をシリンダ１２内の上記２つの圧力室１２Ａ、１２Ｂに供給し、またこれら圧力室１２Ａ、１２Ｂから排出する作動流体の流路は、シリンダロッド１３に形成されている。より詳しくは、上記シリンダロッド１３は、厚肉の円柱状をなす外管１３Ａ内に、この外管１３Ａの内径よりも外径が小さな薄肉円柱状の内管１３Ｂが同軸に挿入された二重管とされて、上記中心軸線Ｃに沿ってシリンダ１２内に挿入されており、ピストン１４はこのうち外管１３Ａの下端部外周に気密に取り付けられている。

そして、内管１３Ｂの内周部は、上記フランジ部材１５Ｄの上端部に開口して図示されない作動媒体の供給、排出手段に接続されるとともに、中心軸線Ｃに沿って延びてシリンダロッド１３の下端に開口し、ピストン１４の下端側に形成される圧力室１２Ａに連通する流路１７Ａとされる。一方、この内管１３Ｂの外周と外管１３Ａの内周との間に形成される中心軸線Ｃを中心とした円筒状の空間は、フランジ部材１５Ｄの上端部において中心軸線Ｃから外周側に離れた位置に開口する孔部に連通させられてやはり図示されない作動媒体の供給、排出手段に接続されるとともに、シリンダロッド１３の下端では開口することなく封止されて、その手前でピストン１４の上端面側に開口する孔部に連通させられ、このピストン１４の上端側に形成される圧力室１２Ｂに作動媒体を供給、排出する流路１７Ｂとされる。

なお、こうしてシリンダロッド１３の外管１３Ａが円柱状をなし、従って該シリンダロッド１３のシリンダ１２への挿入部分も円形孔をなすことから、そのままではシリンダ１２が中心軸線Ｃ回りに回転自在となってしまうため、上記掻取装置１０ではシリンダ１２の回り止めとして、シリンダ１２にはキー１２Ｃが、上記カバー１５Ｃの内周面にはキーウェイ１５Ｆが設けられている。すなわち、図５に示すようにキー１２Ｃは中心軸線Ｃに直交する断面が方形状をなしてシリンダ１２の上端部外周に配設される一方、キーウェイ１５Ｆは、このキー１２Ｃに係合してカバー１５Ｃの略全長にわたって中心軸線Ｃに平行に延びる凹溝とされ、本実施形態ではカバー１５Ｃの内周部にキー１２Ｃを周方向に挟み込むようにして一対のレール部材１５Ｇが取り付けられることによって形成されている。

また、上記スクレーパ１６は、中心軸線Ｃと平行に延びるように配置された平板状の部材であり、シリンダ１２の下端との間に曲折板１６Ａを介して取り付けられて中心軸線Ｃから離れた位置に配置されている。そして、このスクレーパ１６は、上記回転手段１５によるシリンダ装置１１の回転に伴い、中心軸線Ｃ回りに上記所定の回転角度の範囲で図７に矢線Ｆで示すように回転させられることになり、このうち回転手段１５のシリンダ装置１５Ｂが収縮した状態の回転角度の位置においては、平板状のスクレーパ１６がバスケット４の内周面と中心軸線Ｃを挟んで略対向して、これらスクレーパ１６とバスケット４内周面との間に大きな間隔があけられるように配設される。

これに対して、回転手段１５のシリンダ装置１５Ｂが伸張した状態における回転角度の位置においてスクレーパ１６は、その端縁のうち中心軸線Ｃ方向に延びる端縁の１つがバスケット４の内周面に近接した位置に配置され、この端縁からバスケット４の回転方向Ｔ側に向かうに従い該バスケット４の内周側に向かうように配設される。また、こうしてバスケット４の内周面に近接した位置に配置されるスクレーパ１６の端縁には、バスケット４の回転方向Ｔ側からこの回転方向Ｔの後方側に向けて凹湾曲しつつさらに内周面に接近するブレード１６Ｂが該端縁の全長に亙って取り付けられていて、このブレード１６Ｂがスクリーン５に近接しつつバスケット４が回転させられることにより、バスケット４の回転方向Ｔと同じ回転方向Ｒに周回するバスケット４内周に付着した固形分Ｓがスクリーン５から剥離させられる。

一方、このブレード１６Ｂが取り付けられた端縁とは反対側の、上記シリンダ装置１５Ｂが伸張した状態でバスケット４の内周側に向けられるスクレーパ１６の端縁には、この端縁から突出するようにテールプレート１６Ｃが、その突出量を調整可能に取り付けられている。このテールプレート１６Ｃは、スクレーパ１６の上記端縁から突出した部分において、その突端側に向かうに従い上端縁が下方に向けて傾斜するように形成された板状部材であって、上記シリンダ装置１５Ｂが伸張した状態で、バスケット４の回転軸線Ｏからこの突端までの距離が蓋体６における弁体６Ｂの半径（最大半径）よりも僅かに大きくなるように上記突出量が調整され、蓋体６の昇降に干渉しないようにされている。

なお、このテールプレート１６Ｃ、スクレーパ１６、およびブレード１６Ｂの下端縁は上記回転軸線Ｏおよび中心軸線Ｃに垂直な１の平面上に位置するようにされる一方、スクレーパ１６の上端縁はブレード１６Ｂの上端縁より僅かに突出して、曲折板１６Ａの上面と略同じ高さで、上記回転軸線Ｏおよび中心軸線Ｃに垂直な他の１の平面上に位置するようにされている。そして、掻取装置１０のシリンダ装置１１によるシリンダ１２のストロークは、このスクレーパ１６の上端縁がバスケット４の上端円環板部４Ａの下面に近接した位置から、スクレーパ１６の下端縁がバスケット４の下端円環板部４Ｂの上面に近接した位置の間で上下動する範囲とされている。

このように構成された掻取装置１０を備えた遠心分離機により、例えば特許文献１に記載されたような砂糖の精製過程における結晶と蜜の混合物を処理物として、これを固液分離するには、まず蓋体６を下降させてバスケット４の下端円環板部４Ｂの内周部を閉塞するとともに、掻取装置１０のシリンダ装置１１および回転手段１５のシリンダ装置１５Ｂをともに収縮させて、図６および図７に実線で示したようにスクレーパ１６がバスケット４内の上端側に位置するとともにバスケット４の内周面と間隔をあけた状態とする。

次いで、モータ３により回転軸１を介してバスケット４を回転させるとともに、バルブ７Ｃを開いてタンク７Ｂから供給管７Ａを通してバスケット４内に処理物を供給すると、供給された処理物は遠心力によってバスケット４の内周面に押し付けられて、その液分がスクリーン５により濾過されて固形分Ｓから分離される。さらに、こうして分離させられた液分は、バスケット４胴周部の貫通穴から飛散して基体２の下部ケーシング２Ｃ内に回収され、排出口２Ｅから排出される。

一方、このように液分が分離された後の処理物の固形分Ｓは、遠心力によりバスケット４の内周面に張り付いたままであるので、これを掻取装置１０によって掻き取って排出するには、まずバスケット４の回転速度を固液分離の際の回転速度よりも遅くしてから、回転手段１５のシリンダ装置１５Ｂを伸張させることにより旋回アーム１５Ａごとシリンダ装置１１およびスクレーパ１６を回転させ、図７に２点鎖線で示したようにこのスクレーパ１６の上記ブレード１６Ｂ側をバスケット４内周面に近接させてこの内周面に付着した固形分に食い込ませるとともに、蓋体６を上昇させてバスケット４の下端円環板部４Ｂの内周部を開口させる。

従って、スクレーパ１６が食い付いた部分ではバスケット４の回転に伴い固形分Ｓが剥離させられて、バスケット４が１回転するとスクレーパ１６が配設された回転軸線Ｏ方向の位置においては固形分が全周に亙って掻き取られて落下し、開口したバスケット４の下端円環板部４Ｂの内周部を通って下部ケーシング２Ｃの排出口２Ｄから排出される。そこで、次に掻取装置１０のシリンダ装置１１において、シリンダ１２内の上記圧力室１２Ａに流路１７Ａを介して作動媒体である空気を供給するとともに上記圧力室１２Ｂからは流路１７Ｂを介して空気を排出することにより、シリンダ装置１１を徐々に伸張させてシリンダ１２を前進させ、図６に２点鎖線で示したようにスクレーパ１６の下端縁をバスケット４の下端円環板部４Ｂの上面に近接して位置させることで、バスケット４内周面に付着した固形分Ｓは回転軸線Ｏ方向の全長に亙って剥離させられて、全て排出させられる。

そして、こうして固形分Ｓが排出された後に、次のバッチの処理物をバスケット４内に供給して固液分離するとき、シリンダ装置１１において上記とは逆に、シリンダ１２内の上記圧力室１２Ａから流路１７Ａを介して空気を排出するとともに上記圧力室１２Ｂに流路１７Ｂを介して空気を供給してシリンダ装置１１を収縮させ、シリンダ１２を再び元の位置（スクレーパ１６の上端縁がバスケット４の上端円環板部４Ａの下面に近接した位置）に後退させる際に、このシリンダ１２の外周面に処理物やその固形分Ｓが付着しても、上記構成の掻取装置１０では、このようにシリンダ装置１１の外筒であるシリンダ１２がバスケット４内に進退させられるため、これをそのまま後退させても、シリンダ１２にシリンダロッド１３が装入される部分を気密にシールするシール部分が付着した固形分Ｓによって傷付けられたりすることがない。

このため、このシール部分が傷付けられることによって作動媒体である空気の漏れが生じてシリンダ装置１１の動作に支障を来したりすることはなく、また上記シリンダ装置１１はエアシリンダ装置であるが、これがたとえ油圧シリンダ装置であっても、作動媒体となる油が漏れ出て処理物や固液分離された液分、固形分Ｓに混入したりすることもない。従って、シリンダ装置１１の円滑な動作によって、バスケット４内周面に付着した固形分Ｓを確実に掻き取って排出することができるとともに、特に食品工業や製薬工業などで用いられる場合でも作動媒体の混入によって製品歩留まりの低下を招くようなこともなく、これらにより効率的な処理物の分離を図ることが可能となる。

また、上記構成の掻取装置１０では、シリンダロッド１３がシリンダ装置１１の中心軸線Ｃ方向に上向きに固定されていて、このシリンダロッド１３に対してシリンダ１２が進退してバスケット４内に出没する構成であり、同じくシリンダロッドが上向きとされていてもシリンダが固定されていて、このシリンダロッドとこれに平行な他のロッドの上端部同士を連結してこの他のロッドをバスケット内に出没させるように構成した上記特許文献２に記載の掻取装置と比べては、このような他のロッドが必要なく、またシリンダ装置１１上にシリンダロッドを出没させるスペースを要することもないため、掻取装置１０の構造の簡略化と遠心分離機のコンパクト化を図ることができる。

さらに、この特許文献２に記載された掻取装置のように、上記他のロッドに付着した処理物を掻き落とすワイパーブレードなども不要であるので、装置構造のさらなる簡略化を図るとともに、このワイパーブレードの欠けや摩耗などによる異物の混入も防止することができる。なお、上記掻取装置１０では上述のようにシリンダ１２の外周面に処理物が付着したままシリンダ１２を後退させても構わないのであるが、例えば一連のバッチの固液分離操作が終了した後に、バスケット４やスクレーパ１６を洗浄したりする際には、図２に示すように基体２のベース２Ａに形成されてシリンダ１２が突出する貫通穴に臨んで洗浄装置１８を設け、この洗浄装置１８からシリンダ１２の外周面に向けて洗浄水を噴射して、この外周面に付着した処理物を洗い流すようにしてもよい。

また、上記掻取装置１０においては、シリンダ装置１１のシリンダ１２内に形成される圧力室１２Ａ、１２Ｂに作動媒体を供給、排出する流路１７Ａ、１７Ｂが、このシリンダ１２に挿入されるシリンダロッド１３に形成されており、一般的なシリンダ装置のようにシリンダの外部に流路を形成する配管を接続したりする必要がないので、特にバスケット４内に突出した部分において、このような配管に剥離した固形分が当たって損傷を生じたりすることがない。しかも、このような配管をシリンダの進退に追従可能なフレキシブルなものとする必要もないので、長期に亙って安定したシリンダ装置１１の進退による固形分の掻取を行うことが可能となる。

次に、図８ないし図１３は、本発明の第２の実施形態の掻取装置２０およびシリンダ装置２１と該掻取装置２０を備えた遠心分離機を示すものであって、第１の実施形態と同じく吊下式の遠心分離機に本発明を適用したものであり、第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を配して説明を簡略化する。ここで、上記第１の実施形態の掻取装置１０では、そのシリンダ装置１１においてシリンダ１２に１本のシリンダロッド１３が中心軸線Ｃに沿って挿入されていたが、そのような掻取装置１０では、シリンダ１２の回り止めのために上述のようにキー１２Ｃおよびキーウェイ１５Ｆを設けなければならず、キー１２Ｃがキーウェイ１５Ｆを摺動することによりこれらが摩耗して摩耗粉が発生し、これが処理物等に混入してしまうおそれが生じる。

そこで、この掻取装置２０では、このようなキー１２Ｃおよびキーウェイ１５Ｆに代えて、そのシリンダ装置２１において、シリンダ１２に複数本のシリンダロッド１３を中心軸線Ｃに平行かつ互いにも平行に挿入し、これらのシリンダロッド１３のうち少なくとも１本を、上記中心軸線Ｃから偏心した位置に挿入して、この偏心したシリンダロッド１３によりシリンダ１２を回り止めするように構成されている。ここで、上記掻取装置２０においては、図９および図１０に示すようにシリンダ１２に同径の２本のシリンダロッド１３が挿入されてピストン１４と連結されており、これら２本のシリンダロッド１３はともに中心軸線Ｃから偏心するように、該中心軸線Ｃに関して対称な位置に配置されている。

なお、この掻取装置２０においてもシリンダ装置２１はエアシリンダ装置であって、そのシリンダ１２内にピストン１４によって形成される２つの圧力室１２Ａ、１２Ｂに作動媒体である空気を供給、排出する流路１７Ａ、１７Ｂはシリンダ１２に挿入される上記シリンダロッド１３に形成されている。ただし、この掻取装置２０では、上述のようにシリンダ１２に挿入された複数のシリンダロッド１３において、一方の圧力室１２Ａに連通する流路１７Ａはこれら複数のシリンダロッド１３のうち１部（２本のシリンダロッド１３のうち一方）に、また他方の圧力室１２Ｂに連通する流路１７Ｂは複数のシリンダロッド１３のうち上記１部を除いた残りのシリンダロッド１３のうちの少なくとも一部（２本のシリンダロッド１３のうち他方）に形成されている。

すなわち、これら２本のシリンダロッド１３は、上記掻取装置１０のシリンダロッド１３のような二重管ではなく、図１１に示すように単に一重の円筒状に形成されたものであって、その内周部がそれぞれ上記流路１７Ａ、１７Ｂとされており、これらのシリンダロッド１３は２本ともが、シリンダ装置２１を中心軸線Ｃ回りに回転自在に保持する回転手段１５の旋回アーム１５Ａにおけるフランジ部材１５Ｄを貫通して支持されるとともに、流路１７Ａ、１７Ｂがこのフランジ部材１５Ｄの上端部側に開口して、図示されない作動媒体の供給、排出手段に接続される。さらに、これらの流路１７Ａ、１７Ｂは、シリンダロッド１３先端（下端）に設けられたピストン１４においては、その上下端面に形成された凹所にそれぞれ連通して開口するようにされている。

また、この掻取装置２０においても、回転手段１５は、カバー１５Ｃ、フランジ部材１５Ｄ、および長尺ボルト１５Ｅによってシリンダ装置２１が取り付けられた旋回アーム１５Ａが、基体２のベース２Ａ上に設けられたブラケット２Ｆに上記中心軸線Ｃ回りに回転自在に支持され、この旋回アーム１５Ａをシリンダ装置１５Ｂによって所定の回転角度の範囲で回転させる構成とされている。

ただし、フランジ部材１５Ｄは厚肉の正方形平板状とされてその４隅に長尺ボルト１５Ｅが挿通されており、このフランジ部材１５Ｄには、シリンダ１２の上端面から中心軸線Ｃ方向に突出した被係止ピンに、エアシリンダ機構によって水平方向に進退する係止部材を係止させることにより、シリンダ１２をそのストロークの上端で係止して保持する保持手段１５Ｈが備えられている。

一方、シリンダ１２の下端部に取り付けられるスクレーパ１６は、やはり中心軸線Ｃに平行に延びる平板状とされている。また、この掻取装置２０のスクレーパ１６における回転軸線Ｃ方向の長さは、上記掻取装置１０のスクレーパ１６の長さがバスケット４の回転軸線Ｏ方向の長さの半分以下であったのに対し、バスケット４の回転軸線Ｏ方向の長さの半分を超える長さとされている。

なお、この掻取装置２０のスクレーパ１６にはテールプレート１６Ｃは取り付けられておらず、上記回転手段１５のシリンダ装置１５Ｂを伸張させてシリンダ装置２１を回転させた回転角度の位置において、バスケット４の内周面に近接したスクレーパ１６の端縁に取り付けられたブレード１６Ｂがスクリーン５に接するとともに、これとは反対側のスクレーパ１６の端縁の回転軸線Ｏからの距離が、蓋体６における弁体６Ｂの半径（最大半径）より僅かに大きくなるようにされている。

また、このような掻取装置２０が備えられた本実施形態の遠心分離機においては、回転軸１の下端部とバスケット４の下端円環板部４Ｂとを連結する複数の支持桿１Ａが、回転軸１との連結部が下端円環板部４Ｂとの連結部よりも一段低くなるようにＬ字状とされている。一方、蓋体６は、この下端円環板部４Ｂの内周部を閉塞していた弁体６Ｂが、上記支持桿１Ａによって該内周部の下方に一段低められるように形成された空間に降下することにより、この内周部を開口するようになされている。

従って、スクレーパ１６によって掻き取られた固形分Ｓは、この下端円環板部４Ｂの内周部から円錐台状をなす弁体６Ｂ上に落下し、さらにＬ字状をなす複数の支持桿１Ａの縦軸同士の間から排出口２Ｄに排出される。なお、本実施形態の蓋体６の摺動体６Ａには、図８に示したように弁体６Ｂよりも上方に、回転軸線Ｏを中心とした円錐板状のディストリビュータ６Ｃが設けられている。

上記構成の掻取装置２０およびこれを備えた遠心分離機においては、掻取装置２０のシリンダ装置２１が、互いに平行な複数のシリンダロッド１３をシリンダ１２に挿入したものであって、そのうち少なくとも１つのシリンダロッド１３は中心軸線Ｃから偏心した位置に挿入され、特に上記掻取装置２０では複数（２本）のシリンダロッド１３とも中心軸線Ｃから偏心した位置に挿入されているので、シリンダ１２はこれらのシリンダロッド１３に対する中心軸線Ｃ回りの相対回転が拘束されることになる。このため、シリンダ１２の外周にキーやキーウェイを設けなくても、スクレーパ１６を固液分離と掻き取りとで確実に所定の回転角度の位置に配しつつ中心軸線Ｏ方向に進退させることができ、キー等の摩耗による処理物への異物混入を防止することができる。

また、上記掻取装置２０では、こうしてシリンダ１２に挿入された複数のシリンダロッド１３のうち一部に、シリンダ１２内に形成される２つの圧力室１２Ａ、１２Ｂのうち一方に連通する流路１７Ａが、また残りのシリンダロッド１３のうちさらに少なくとも一部に２つの圧力室１２Ａ、１２Ｂのうち他方に連通する流路１７Ｂが形成されており、従ってこれらのシリンダロッド１３は構造の簡略な一重管とすることができるとともに、その断面積が小さくなるのを避けて剛性を確保し、安定したシリンダ１２の進退および回転を図ることが可能となる。

ただし、上記掻取装置２０ではこのように圧力室１２Ａ、１２Ｂに連通する流路１７Ａ、１７Ｂを異なるシリンダロッド１３に形成しているが、複数のシリンダロッド１３をシリンダ１２に挿入する場合においても、上記掻取装置１０と同じようにいずれか１つのシリンダロッド１３に両方の流路１７Ａ、１７Ｂを形成するようにしてもよい。また、複数のシリンダロッド１３のうち１つは回転軸線Ｃに沿って挿入されていてもよく、さらにこれらのシリンダロッド１３は異なる外径とされていてもよい。

１ 回転軸
２ 基体
２Ｄ 固形分の排出口
２Ｅ 液分の排出口
３ モータ
４ バスケット
５ スクリーン
６ 蓋体
６Ｂ 弁体
７ 処理物の供給手段
１０、２０ 掻取装置
１１、２１ シリンダ装置
１２ シリンダ
１２Ａ、１２Ｂ 圧力室
１３ シリンダロッド
１４ ピストン
１５ 回転手段
１５Ｂ 回転手段１５のシリンダ装置
１６ スクレーパ
１７Ａ、１７Ｂ 作動媒体の流路
１８ 洗浄装置
Ｏ バスケット４の回転軸線
Ｔ バスケット４の回転方向
Ｃ シリンダ装置１１、２１の中心軸線

Claims (7)

1. 基体に支持されて回転させられるバスケット内に供給された処理物を固形分と液分とに遠心分離する遠心分離機にあって、上記バスケットの内周面に付着した上記固形分を掻き取るスクレーパを備えた遠心分離機の掻取装置であって、
   上記基体には、上記バスケットの回転軸線と略平行な中心軸線に沿って進退可能とされたシリンダ装置と、このシリンダ装置を上記中心軸線回りに回転させる回転手段とが設けられ、
   上記シリンダ装置は、シリンダと該シリンダ内に回り止めされて挿入されるシリンダロッドとを備えて、このうち上記シリンダロッドが上記回転手段により回転可能に上記基体に支持されるとともに、上記シリンダが上記中心軸線に沿って進退させられて、このシリンダに上記スクレーパが取り付けられており、
   上記バスケットを回転させたまま、上記シリンダ装置および上記スクレーパを回転させることにより、このスクレーパを上記バスケットの内周面に近接させて上記固形分に食い込ませるとともに、上記シリンダを進退させることにより、上記固形分を上記回転軸線方向に剥離して掻き取ることを特徴とする遠心分離機の掻取装置。
2. 上記シリンダ装置において、上記シリンダロッドに作動媒体の流路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の遠心分離機の掻取装置。
3. 上記シリンダ装置において、１つの上記シリンダロッドに複数の作動媒体の流路が形成されていて、これらの作動媒体の流路のうちの一部の作動媒体の流路は、上記シリンダ内において上記中心軸線方向に隔絶されて形成される２つの圧力室のうちの一方に連通するとともに、残りの作動媒体の流路は、上記２つの圧力室のうちの他方に連通させられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の遠心分離機の掻取装置。
4. 上記シリンダ装置において、上記シリンダには複数の上記シリンダロッドが互いに平行に挿入されていて、これらのシリンダロッドのうち少なくとも１つのシリンダロッドが上記中心軸線から偏心した位置に挿入されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の遠心分離機の掻取装置。
5. 上記シリンダ装置において、上記シリンダには複数の上記シリンダロッドが互いに平行に挿入されており、これらのシリンダロッドのうち、一部のシリンダロッドには、上記シリンダ内において上記中心軸線方向に隔絶されて形成される２つの圧力室のうちの一方に連通する作動媒体の流路が、残りのシリンダロッドのうち少なくとも一部のシリンダロッドには、上記２つの圧力室のうちの他方に連通する作動媒体の流路が、それぞれ形成されていることを特徴とする請求項１に記載の遠心分離機の掻取装置。
6. 請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の遠心分離機の掻取装置におけるシリンダ装置。
7. 基体に支持されて回転させられるバスケット内に供給された処理物を固形分と液分とに遠心分離する遠心分離機であって、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の遠心分離機の掻取装置が備えられていることを特徴とする遠心分離機。

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