JP5686264B2 - 遠心分離機 - Google Patents

Description

本発明は、バスケットの回転により生じる遠心力を利用して原液を液分とケーキ（固形物）とに分離する遠心分離機に関するものである。

遠心分離機は、特許文献１に示されているように、電動機や油圧モータなどにより回転駆動されるバスケットと、該バスケットの内周に形成されたケーキを掻き取る掻き取り具を有するケーキ掻取装置とを備えている。

バスケットは、液分を透過させる多数の透過孔が形成された円筒形の周壁部と、該周壁部の軸線方向の一端側に設けられた底壁部と、周壁部の軸線方向の他端から径方向の内側に突出するように設けられた環状の端部壁とを備えた籠型の形状に形成されて、ケーシング内に回転自在に支持されている。バスケットの周壁部の内周には、ろ布、金網、多孔板、あるいはこれらを組合せたものからなるフィルタが取り付けられる。

ケーキ掻取装置は、バスケットの軸線と平行に延びるように設けられてバスケットの端部壁の内側の開口部を通してバスケット内に挿入された掻取駆動軸と、バスケット内に配置されて掻取駆動軸に一端が取り付けられた旋回アームと、該旋回アームに取り付けられて旋回アームの旋回に伴って先端がバスケットの端部壁の内周に相応する位置よりも更に径方向の内側に退避した状態になる退避位置と先端がフィルタの手前に設定された最終掻取位置に達した状態になる限界位置との間を旋回させられる掻取具と、掻取具の旋回とバスケットの軸線方向に沿った直線移動とを行なわせるように掻取駆動軸を駆動する掻取駆動装置とを備えていて、バスケットを回転させた状態で掻取具を退避位置から最終掻取位置まで旋回させる動作と掻取具をバスケットの軸線方向に直線移動させる動作とを行なうことによりフィルタの内周に形成されたケーキを掻き取る。特許文献１に示された遠心分離機では、掻取具が先端に刃部を備えた掻取刃からなっている。

特許文献１に示されているように、ケーキを掻き取る掻き取り具として掻取刃を用いた遠心分離機では、掻取刃がフィルタに接触して該フィルタを損傷するのを防ぐために、掻取刃が最終掻取位置に達したときの掻取刃の先端の位置（限界位置）をフィルタの手前３ないし５mmの位置（掻取刃の先端とフィルタとの間に３ないし５mmの隙間が形成される位置）に設定している。そのため、ケーキを掻き取る工程が終了した段階でフィルタの内周に３ないし５mmの厚みを有するケーキ層が残留することになるのを避けられない。フィルタの内周にケーキ層が残留していると、せっかく形成されたケーキが無駄になるだけでなく、フィルタのろ過性能が低下するため、次の固液分離工程で支障を来すことがある。

また特許文献２に示されたように、周方向に間隔を隔てて並ぶ断面Ｕ字形の刃部を外周部に有する回転自在な多数のディスクを積層して構成した掻取ローラを掻取具として用いた遠心分離機や、特許文献３に示されているように、周方向に並ぶ複数の切り刃を外周部に有する掻取ローラを掻取具として用いた遠心分離機も知られている。

特開平７−３２８４８４号公報 米国特許第２１７１８３９号公報 特開平５−２００３２７号公報

特許文献２や特許文献３に示された遠心分離機のように、ケーキを掻き取る掻き取り具として、回転自在な掻取ローラを用いると、掻取具をバスケットの内周に取り付けられたフィルタに接する位置まで変位させることが可能になるため、残留ケーキの量を少なくすることができる。しかしながら、特許文献２や特許文献３に示された遠心分離機のように、周方向に並ぶ刃部が掻取ローラの外周に設けられていると、回転しない掻取刃をフィルタに接触させた場合ほどではないにしても、フィルタが布のような柔らかい材料からなる場合に、多少なりとも掻取ローラの刃部がフィルタを傷めることになるため、フィルタの寿命が短くなるおそれがある。また周方向に並ぶ刃部を外周に備えた掻取ローラを用いる場合には、掻取ローラの回転に伴って刃部をケーキ内に垂直に進入させてケーキの付着力を弱めるというメカニズムによりケーキを除去することになるが、このようなメカニズムによったのでは、ケーキを効率良く掻き取ることが困難であり、ケーキの掻取工程を終了した時点で相当量のケーキが残留することになるのを避けられない。

本発明の目的は、周方向に並ぶ複数の刃部を外周に有する掻取ローラを用いた場合のようにフィルタを傷めることなく、バスケットの周壁部の内周に形成されたケーキを効率よく掻き取って、高い回収率でケーキを回収することができるようにした遠心分離機及び遠心分離機用ケーキ掻取装置を提供することにある。

本願においては、前記の目的を達成するため、少なくとも以下に示す第１ないし第２０の発明が開示される。

本願に開示された第１の発明は、液分を通過させる透過孔を備えた周壁部を有し、中心軸線を中心にして回転し得るように支持されて回転駆動されるバスケットと、バスケットの周壁部の内側に取り付けられたフィルタの内周に形成されたケーキ層からケーキを掻き取るケーキ掻取装置とを備えた遠心分離機に係るものである。本発明においては、ケーキ掻取装置が、バスケットの周壁部に向う方向と該周壁部から離れる方向とに変位し得るように設けられて、フィルタの内周に形成されたケーキ層に接触してバスケットにより回転駆動される掻取ローラを備えている。掻取ローラは、その回転中心軸線の回りを螺旋状に延びるネジ山を有する雄ネジ部を外周に備えていて、この雄ネジ部がケーキに接触して回転しながらケーキを掻き取る。

上記のように、外周部に雄ネジ部を備えた掻取ローラを用いると、回転している掻取ローラのネジ山をフィルタの内周に形成されたケーキ層に押付けた際に、掻取ローラの回転に伴って、傾斜したネジ山からケーキ層にバスケットの軸線方向に沿った力を加えることができるため、ケーキ層からケーキを容易に剥離させて掻き落とすことができる。

また掻取ローラの雄ネジ部がケーキ層に押付けられると、そのネジ山がケーキ層内にくい込むため、ネジ山とネジ山との間の溝部にケーキが入り込む。溝部に入り込んだケーキには、掻取ローラの回転に伴って、傾斜したネジ山からバスケットの軸線方向に沿った力が加えられるため、溝部に入り込んだケーキはバスケットの周壁部の内周に形成されたケーキ層から容易に剥離させられる。掻取ローラのネジ山とネジ山との間の溝部内に入り込んでケーキ層から剥離させられたケーキは、溝部内に保持された状態で、掻取ローラの回転方向の前方側に移送される。掻取ローラのネジ山とネジ山との間の溝部内に保持されて移送されるケーキは、該溝部による拘束が解かれれば容易に落下する状態にあるため、掻取ローラの回転に伴って、剥離されたケーキを保持していた溝部がケーキ層から離れると、バスケット内に容易に落下する。バスケットの周壁部側への掻取ローラの変位に伴って、これらの動作が連続的に行われるため、バスケット内のケーキを円滑かつ効率的に掻き落とすことができる。掻取ローラの外周には鋭い刃部を設ける必要がなく、また掻取ローラは回転しながらフィルタに接するため、フィルタに付着しているケーキをフィルタを損傷することなく除去することができる。従って、掻取ローラを最終的にフィルタに接触する位置まで変位させてケーキを殆ど残すことなく、掻き取ることができる。

外周部に雄ネジ部を有する掻取ローラは、長尺の丸棒又は円柱体の外周にネジ切り加工を施すことにより形成した長尺の雄ネジを所定の長さにカットすることにより製造することができる。丸棒や円柱体の外周にネジを形成することは容易であるため、上記の様に構成すると、掻取ローラの外周に周方向に並ぶ多数の刃部を形成する場合に比べて、掻取ローラの製造を容易にすることができる。

本願に開示された第２の発明では、掻取ローラが、バスケット内で、バスケットの軸線方向に沿って、バスケットの周壁部のほぼ全体に亘って延びる長さを有していて、バスケットの周壁部に向う方向と該周壁部から離れる方向とに変位し得るように設けられる。

上記のように構成すると、ケーキを掻き取る際に掻取ローラをバスケットの軸線方向に変位させることなく、掻取ローラにバスケットの周壁部側の変位を行わせるだけでバスケット内のケーキを掻き取ることができるため、掻取ローラを軸線方向に変位させる機構を省略することができ、掻取ローラを駆動する機構を簡単にすることができる。

上記のように構成する場合、掻取ローラはバスケット内でバスケットの周壁部の内面の全体に亘って延びるように設けることが好ましいが、バスケットの周壁部側への掻取ローラの変位を可能にするためには、掻取ローラの軸線方向の両端とバスケットの軸線方向に相対する内面との間に必要最小限のクリアランスを設けておく必要があるだけでなく、掻取ローラの両端とバスケットの軸線方向に相対する内面との間に、掻取ローラを支持する支持部を配置するスペースを確保しておく必要がある。従って、掻取ローラは、厳密にはバスケットの周壁部の全体に亘って延びるように設けることはできず、バスケットの周壁部の内面の軸線方向寸法よりも僅かに短く形成せざるをえない。この意味で、本発明においては、掻取ローラを、バスケットの軸線方向に沿って、バスケットの周壁部の「ほぼ」全体に亘って延びるように設けるとしている。

掻取ローラは、バスケットの周壁部に向う方向とバスケットの周壁部から離れる方向とに変位し得るように設ける必要があるが、この掻取ローラの変位は、掻取ローラをバスケット内で該バスケットの軸線と平行な回動中心軸線を中心に回動させる（旋回させる）ことにより行わせるようにしてもよく、流体圧シリンダなどを駆動源としたリニア駆動装置により、掻取ローラをバスケットの径方向に直線的に変位させることにより行わせるようにしてもよい。

本願に開示された第３の発明では、掻取ローラが、バスケットの周壁部の軸線方向寸法よりも短い軸線方向寸法を有するように形成されて、バスケットの周壁部に向う方向及び該周壁部から離れる方向だけでなく、バスケットの軸線方向にも変位し得るように設けられる。

上記のように構成する場合には、掻取ローラに、バスケットの周壁部側への変位と、バスケットの軸線方向への変位とを行わせることにより、バスケット内に形成されたケーキを掻き取る。このように構成すると、大形の掻取ローラを用いずにフィルタの内周に形成されたケーキを掻き取ることができる。

本願に開示された第４の発明は、第２の発明に適用されるもので、本発明においては、掻取ローラが、外周部に雄ネジ部を有してバスケットの軸線方向に並べて配置された複数の単位ローラにより構成される。

本願に開示された第５の発明は、第３の発明に適用されるもので、本発明においては、掻取ローラが複数個設けられて、該複数個の掻取ローラがバスケットの軸線方向に並べて配置される。

本願に開示された第６の発明は、第１ないし第５の発明に適用されるもので、本発明においては、雄ネジ部のネジ山が、切れ目なく連続的に伸びるように設けられる。

雄ネジ部によるケーキの掻取作用を効果的に行わせるためには、上記のように雄ネジ部のネジ山を連続的に設けるのが好ましいが、本発明はこのように雄ネジ部を設ける場合に限定されない。本願に開示された第７の発明においては、雄ネジ部のネジ山の途中に該ネジ山を分断する切り欠き部が設けられて、雄ネジ部のネジ山が複数の部分に区分された状態で設けられる。

本願に開示された第８の発明では、雄ネジ部が、掻取ローラの軸線方向に並ぶ複数の単位ネジ部により構成される。

本願に開示された第９の発明では、雄ネジ部が、掻取ローラの中心軸線の周りを螺旋状に伸びるネジ山を複数有して、該複数のネジ山が互いに平行に伸びる多重螺旋構造を有している。

掻取ローラの外周に雄ネジ部を設けた場合、雄ネジ部が一方向のネジ（右ネジ又は左ネジのいずれか一方）のみからなっていると、雄ネジ部でケーキを掻き取る過程で、掻取ローラからスラスト方向の推力が生じ、この推力は掻取ローラの両端を支持している支持部材の一方に集中的にかかるため、該一方の支持部材にかかる負担が過大になってその寿命が短くなったり、支持部材の損傷により掻取ローラをスムーズに回転させることができなくなったりするおそれがある。このような問題が生じるのを防ぐため、以下に示す第１０ないし第１６の発明が開示される。

第１０の発明においては、掻取ローラの外周に設ける雄ネジ部が、中心軸線を共有した状態で掻取ローラの軸線方向に並ぶ第１のネジ部と第２のネジ部とを備え、第１のネジ部と第２のネジ部とが互いに逆ネジの関係を有するように設けられる。

上記のように構成しておくと、第１のネジ部により生じる推力の向きと第２のネジ部により生じる推力の向きとが互いに逆になるため、第１のネジ部及び第２のネジ部の長さを等しくして両ネジ部が発生する推力の大きさを等しくしておけば、両ネジ部が発生する推力を相殺して掻取ローラの雄ネジ部全体が発生する推力を零とすることができる。また第１のネジ部と第２のネジ部の長さを異ならせた場合でも、両ネジ部を逆ネジとしない場合に比べて、掻取ローラの雄ネジ部全体が発生する推力を軽減することができる。このように、本発明によれば、掻取ローラの軸線方向の両端を支持する支持部材の一方に偏って大きな力が加わるのを防いで、ケーキ掻取装置の寿命を長くすることができる。また片側の支持部材に集中的に力が加わるのを防ぐことができるため、掻取ローラの回転を円滑に行わせることができる。

更に、ケーキ掻取装置の構成に応じて、左ネジとするネジ部の長さと右ネジとするネジ部の長さとを適宜に異ならせることにより、掻取ローラが発生する推力を適当な大きさに調整することもできる。

第１１の発明では、前記第４の発明のように、掻取ローラがバスケットの軸線方向に並部複数の単位ローラにより構成される場合に、複数の単位ローラのうちの少なくとも一つの単位ローラの外周の雄ネジ部が、他の単位ローラの外周に設けられた雄ネジ部に対して逆ネジの関係を有するように設けられる。

また第１２の発明では、前記第４の発明のように、掻取ローラがバスケットの軸線方向に並部複数の単位ローラにより構成される場合に、単位ローラが偶数個設けられて、該偶数個の単位ローラのうちの半数の単位ローラの外周の雄ネジ部が右ネジとされ、他の半数の単位ローラの外周の雄ネジ部が左ネジとされる。

第１３の発明では、前記第５の発明のように、掻取ローラが複数個設けられて、該複数個の掻取ローラがバスケットの軸線方向に並べて配置される場合に、複数の掻取ローラのうちの少なくとも一つの掻取ローラの外周の雄ネジ部が、他の掻取ローラの外周に設けられた雄ネジ部に対して逆ネジの関係を有するように設けられる。

第１４の発明では、第５の発明のように、掻取ローラが複数個設けられて、該複数個の掻取ローラがバスケットの軸線方向に並べて配置される場合に、掻取ローラが偶数個設けられて、該偶数個の掻取ローラのうちの半数の掻取ローラの外周の雄ネジ部が右ネジとされ、他の半数の掻取ローラの外周の雄ネジ部が左ネジとされる。

第１５の発明では、第８の発明のように、雄ネジ部が、掻取ローラの軸線方向に並ぶ複数の単位ネジ部により構成される場合に、複数の単位ネジ部のうちの少なくとも一つが、他の単位ネジ部に対して逆ネジの関係を有するように設けられる。

第１６の発明では、第８の発明のように、雄ネジ部が、掻取ローラの軸線方向に並ぶ複数の単位ネジ部により構成される場合に、単位ネジ部が偶数個設けられて、該偶数個の単位ネジ部のうちの半数が右ネジとされ、他の半数の単位ネジ部が左ネジとされる。

第１７の発明は、第１ないし第１６の発明のいずれかに適用されるもので、本発明においては、バスケットが、その中心軸線を鉛直方向に向けた状態で配置される。

第１８の発明も第１ないし第１６の発明のいずれかに適用されるもので、本発明においては、バスケットが、その中心軸線を水平方向に向けた状態で配置される。

第１９の発明は、遠心分離機のバスケットの周壁部の内側に取り付けられたフィルタの内周に形成されたケーキ層からケーキを掻き取るケーキ掻取装置に係るものである。本発明に係るケーキ掻取装置は、バスケットの周壁部に向う方向と該周壁部から離れる方向とに変位し得るように設けられて、フィルタの内周に形成されたケーキ層に接触してバスケットにより回転駆動される掻取ローラを備える。掻取ローラは、その回転中心軸線の回りを螺旋状に延びるネジ山を有する雄ネジ部を外周に備えて、雄ネジ部がケーキ層に接触して回転しながらケーキを掻き取るように構成されている。

第２０の発明は、第１９の発明に適用されるもので、本発明においては、掻取ローラの外周の雄ネジ部が、軸線方向に並ぶ第１のネジ部と第２のネジ部とを有し、第１のネジ部及び第２のネジ部が互いに逆ネジの関係を有している。

上記のように、本発明によれば、雄ネジ部を外周に有する掻取ローラを用いて、掻取ローラの雄ネジ部の傾斜したネジ山をケーキ層に接触させて回転させながらケーキを掻き取るようにしたので、掻取ローラの外周のネジ山がケーキ層内に食い込んだ状態で回転しながらネジ山とネジ山との間の溝部内に進入したケーキにバスケットの軸線方向に沿った力を加えることにより行われるケーキ剥離動作と、剥離したケーキをバスケット内に落下させる位置まで移送する移送動作とにより、ケーキの掻取を効率よく行わせることができ、バスケットの周壁部の内側に形成されたケーキを、殆ど残すことなく、回収することができる。

特に、本発明において、掻取ローラの外周に設ける雄ネジ部が、掻取ローラの軸線方向に並ぶ第１のネジ部と第２のネジ部とを備えて、第１のネジ部と第２のネジ部とが互いに逆ネジの関係を有するようにした場合には、第１のネジ部により生じる推力の向きと第２のネジ部により生じる推力の向きとを逆向きにして、掻取ローラ全体から生じる推力を軽減するか又は打ち消すことができるため、掻取ローラの両端を支持する支持部材に無理な力が加わるのを防いで、ケーキ掻取装置の寿命を長くすることができる。

掻取ローラを複数個並べて配置して、複数の掻取ローラのうちの少なくとも一つの掻取ローラの外周の雄ネジ部を他の掻取ローラの外周の雄ネジ部に対して逆ネジの関係を有する雄ネジ部とした場合、掻取ローラを軸線方向に並ぶ複数の単位ローラにより構成して、複数の単位ローラのうちの少なくとも一つの単位ローラの外周の雄ネジ部を他の単位ローラの外周の雄ネジ部に対して逆ネジの関係を有する雄ネジ部とした場合、或いは掻取ローラの外周に設ける雄ネジ部を軸線方向に間隔をあけて並ぶ複数の単位ネジ部により構成して、複数の単位ネジ部のうちの少なくとも一つを、他の単位ネジ部に対して逆ネジの関係を有するネジ部とした場合にも、上記と同様の効果を得ることができる。

本発明に係る遠心分離機の第１の実施形態の構成を示した縦断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ図１の実施形態で用いる掻取装置の要部を拡大して示した側面図及び正面図である。 図１の実施形態で用いる掻取装置の要部の上面図である。 本発明に係る遠心分離機の第２の実施形態の構成を示した縦断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明に係る遠心分離機の第３の実施形態の要部の構成を示した上面図及び側面図である。 本発明に係る遠心分離機の第４の実施形態で用いる掻取装置を示した正面図である。 本発明に係る遠心分離機の第５の実施形態で用いる掻取装置を示した断面図である。 同実施形態で用いる掻取ローラの正面図である。

以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
先ず図１ないし図３を参照して、本発明の第１の実施形態に係わる遠心分離機の構成を説明する。図１において、１は円筒状のケーシング本体１０１と、その上端の開口部を閉じる蓋板１０２とを備えたケーシング、２はケーシング１内に配置されて回転自在に支持された籠型のバスケットである。ケーシング１は、ショックアブソーバを備えた支持装置１０３により、ケーシング本体１０１の中心軸線を垂直方向に向けた状態で支持されている。ケーシングの蓋板１０２は、ヒンジ１０５により開閉し得るように設けられている。

バスケット２は、液分を通過させるための無数の透過孔（図示せず。）を有する円筒状の周壁部２０１と、該周壁部の軸線方向の一端を閉じる底壁部２０２と、周壁部２０１の軸線方向の他端から径方向の内側に突出するように設けられた環状の端部壁２０３とを備えていて、端部壁２０３の内周部がバスケットの開口部２ａとなっている。バスケット２の底壁部２０２には、ケーキ排出口２０５が形成され、ケーキ排出口２０５の周壁部２０５ａに、放射状に設けられた複数のリブ２０６を介して回転軸２０７の下端が連結されている。バスケット２は、その軸線をケーシング１の軸線に一致させ、かつ開口部２ａをケーシング１の蓋板１０２側に向けた状態でケーシング１内に配置され、その底壁部２０２に接続された回転軸２０７が、ケーシング１の蓋板１０２に固定された軸受装置３により回転自在に支持されている。従ってバスケット２は、垂直方向（鉛直方向）に延びる中心軸線の回りを自在に回転することができる。バスケット２の周壁部２０１の内周には、ろ布、金網、多孔板などからなるフィルタ４が適宜の手段により固定されている。

ケーシング１の蓋板１０２に電動機５が取り付けられ、電動機５の回転軸がバスケット２の回転軸２０７に連結されている。電動機５によりバスケット２を回転駆動するバスケット駆動装置が構成されている。

本実施形態の遠心分離機にはまた、バスケット２の周壁部の内側に取り付けられたフィルタ４の内周に形成されたケーキＣを掻き取るケーキ掻取装置８が設けられている。ケーキ掻取装置８は、バスケット２の端部壁２０３の内側の開口部２ａを通してバスケット内に挿入された掻取駆動軸８０１と、バスケット２内に配置されて掻取駆動軸８０１に一端（後端部）が取り付けられた３本の旋回アーム８０２と、これらの旋回アーム８０２の他端（先端）に支持された掻取ローラ８０３と、掻取ローラ８０３を、バスケット２の周壁部に向う方向（接近していく方向）と該周壁部から離れていく方向とに変位させるように掻取駆動軸８０１を駆動する掻取駆動装置８０５とを備えている。

ケーキ掻取装置８は、掻取駆動装置８０５をケーシング外に位置させた状態でケーシングの蓋板１０２に支持されていて、蓋板１０２が閉じられる際に、掻取駆動軸８０１、旋回アーム８０２及び掻取ローラ８０３が、バスケット２内に挿入されるようになっている。ケーシングの蓋板１０２が閉じられた状態にあるときに、掻取駆動軸８０１及び掻取ローラ８０３のそれぞれの中心軸線Ｏ2−Ｏ2及びＯ3−Ｏ3 がバスケット２内で該バスケットの中心軸線Ｏ1−Ｏ1 と平行な方向に延びるように、掻取駆動軸８０１及び掻取ローラ８０３が設けられている。

掻取駆動装置８０５は、モータ８０６と、該モータの回転を掻取駆動軸８０１の軸線を中心とした回転に変換して掻取駆動軸８０１に伝達する旋回駆動機構８０７とからなっていて、掻取駆動軸８０１を往復回転させることにより、掻取ローラ８０３を、バスケット２の周壁部に接近していく方向と該周壁部から離れていく方向とに旋回させる。

図２（Ａ）及び（Ｂ）に示されているように、掻取ローラ８０３は、軸線方向に沿って均一な断面積を有する丸棒又は円柱体の外周にねじ切り加工を施すことにより、中心軸線Ｏ3−Ｏ3 の回りを螺旋状に延びる連続したネジ山８０３ａを外周に形成した雄ネジ状の部材からなっていて、その中心軸線Ｏ3−Ｏ3 をバスケット２の中心軸線Ｏ1−Ｏ1 と平行な方向に向けた状態で、旋回アーム８０２の先端に回転自在に支持されている。

図示の例では、バスケットの軸線方向に間隔をあけて配置されて掻取駆動軸８０１に後端部が固定された３本の旋回アーム８０２の先端に、長手方向をバスケットの軸線方向に向けた矩形状の第１のローラ支持板８１０が溶接されている。図２（Ｂ）に示されているように、第１のローラ支持板８１０の長手方向の両端には、一対の軸受け部材８１１，８１１が固定され、これらの軸受け部材により、バスケットの軸線と平行な方向に延びる回動軸８１３が回転自在に支持されている。

また長手方向をバスケットの軸線方向に向けた第２のローラ支持部板８１４が設けられて、この第２のローラ支持板８１４の幅方向の一端が回転軸８１３に溶接等により固定され、これにより、第２のローラ支持板８１４が第１のローラ支持板８１０に回動自在に支持されている。

第１のローラ支持板８１０と第２のローラ支持板８１４との間には、両支持板の長手方向に間隔をあけて、複数のコイルバネ８１５が配置され、これらのコイルバネにより第１のローラ支持板８１０と第２のローラ支持板８１４とが結合されている。第２のローラ支持板８１４の長手方向の両端には、第１の掻取ローラ支持板８１０と反対側に位置させて、バスケットの中心軸線と平行な方向に相対する１対の軸支持部材８１６，８１６が固定され、掻取ローラ８０３の軸心部を貫通した孔に回転自在に嵌合されたローラ支持軸８１７（図３参照）の両端が軸支持部材８１６，８１６に固定されている。掻取ローラ８０３は、第２のローラ支持板８１４の前方（第１のローラ支持板８１０と反対側）に配置されて、軸支持部材８１６，８１６に両端が固定されたローラ支持軸８１７により回転自在に支持されている。

なお本実施形態では、掻取ローラ８０３の軸心部を回転自在に貫通させたローラ支持軸の両端を軸支持部材８１６、８１６に固定することにより掻取ローラ８０３を回転自在に支持しているが、掻取ローラ８０３の軸心部に固定した回転軸の両端を軸支持部材に軸受けを介して回転自在に支持することにより、掻取ローラ８０３を回転自在に支持するようにしてもよい。

複数のコイルバネ８１５は、掻取ローラ８０３がバスケット内のケーキに接触して該ケーキを掻き取る際に掻取ローラ８０３にかかる衝撃を吸収するためと、掻取ローラ８０３をフィルタに接触させた際に、掻取ローラがフィルタから離れる側に変位するのを許容して、フィルタの損傷を防ぐために設けられている。本実施形態では、第１のローラ支持板８１０と、第２のローラ支持板８１４と、第１のローラ支持板８１０に第２のローラ支持板８１４を回動自在に支持する回動軸８１３と、コイルバネ８１５とにより、旋回アーム８０２の先端に掻取ローラ８０３を回転自在に支持する支持機構が構成されている。

掻取ローラ８０３は、掻取駆動装置８０５により駆動されて、バスケット２の開口部２ａに相応する位置よりもバスケットの径方向の内側に設定された退避位置と、バスケット２の内周に取り付けられたフィルタ４に接触した状態になる最終掻取位置との間を旋回させられる。

第１のローラ支持板８１４のバスケットの底壁部２０２寄りに配置された第１のローラ支持板８１４の端部には、バスケット内に掻き落とされたケーキをケーキ排出口２０５側に案内する案内羽８２０が取り付けられている。

図１に示されたケーシング１にはまた、バスケット２の開口部２ａを通してバスケット２内に挿入されて、バスケット２内に原液を供給する給液パイプ等が取り付けられるが、これらの図示は省略されている。ケーシング１内の下部には、底壁部１１０が設けられ、底壁部１１０の中央部に、バスケット２のケーキ排出口２０５の周壁部２０５ａを隙間を介して同心的に取り囲むケーキ案内ダクト１１１が取り付けられている。ダクト１１１とケーシングの周壁部１０１との間に、固液分離処理を行う際にバスケット２から排出された液分を受ける溝部１１２が形成されている。溝部１１２内に落下した液分は、ケーシング１の底壁部１１０に接続された排液管１１３を通して外部に排出される。

図示の遠心分離機を用いて原液を液分とケーキとに分離する処理を行なう際には、先ずバスケット２を所定の給液速度で回転させて、図示しない給液パイプを通してバスケット２内に原液を供給する給液工程を行う。次いでバスケット２を高速回転させることにより、原液を液分とケーキとに分離する固液分離工程を行って、原液中の液分をバスケット２の内周に配置されたフィルタ４とバスケット２の周壁部２０１に設けられた透過孔とを通してバスケット２外に排出させる。給液工程と固液分離工程とを繰り返すことにより、フィルタ４の内周にケーキ層Ｃを形成していく。フィルタの内周に形成されたケーキ層Ｃの厚みが所定値を超えたときに固液分離工程を終了し、次いで図示しない洗浄液供給装置から回転しているバスケット２内のケーキ層に洗浄液（通常は清水）を供給してケーキを洗浄するケーキ洗浄工程を行う。

ケーキ洗浄工程が終了した後、バスケットを所定時間高速回転させて遠心脱水を行うことによりケーキ中の水分を除去する。次いで必要に応じてバスケット内のケーキを乾燥させるケーキ乾燥工程を行った後、ケーキ掻取工程を行う。

ケーキ掻取工程では、バスケットを８０rpm程度の低速の掻取時回転速度で回転させた状態で、掻取駆動軸８０１を回転させて、掻取ローラ８０３をバスケット２の開口部２ａの内側に設定した退避位置からバスケットの周壁部側に旋回させることにより、掻取ローラ８０３をフィルタ４の内周に形成されたケーキ層Ｃ中に進入させながらケーキを掻き落とす掻落し動作を行わせる。掻取ローラ８０３がフィルタ４に接する最終掻取位置に達した後、バスケットを一定時間の間回転させることにより、掻取ローラによる掻き落とし動作を継続させ、フィルタに付着しているケーキの大部分を掻き落とす。次いで掻取ローラ８０３を退避位置まで旋回させて、ケーキ掻取工程を終了する。

掻取ローラ８０３により掻き取られてバスケットの底面に落下したケーキは、バスケットの回転に伴って、掻取ローラの下部に取り付けられた案内羽８２０に当たり、該案内羽によりバスケットの底壁部の中央寄りに移動させられて、バスケットの底部に設けられたケーキ排出口２０５から下方に排出される。

掻取ローラ８０３を構成する雄ネジ状部材のネジ部は、右ネジでも左ネジでもよいが、本実施形態では、掻取ローラ８０３を構成する雄ネジ状部材のネジ部が左ネジの形で（雄ネジ部を横から見た場合に、ネジ山が左上がりに傾斜した形に見えるように）設けられている。

上記実施形態のように、外周部に雄ネジ部を構成するネジ山８０３ａを備えた掻取ローラ８０３をケーキＣに接触させる（押付ける）と、掻取ローラ８０３は、バスケットの回転により駆動されて、ローラ支持軸８１７の周りを回転する。このとき掻取ローラのネジ山８０３ａがケーキ層内にくい込み、ネジ山とネジ山との間に形成された掻取ローラの外周の溝部内にケーキが入り込む。掻取ローラの外周の溝部内に入り込んだケーキには、掻取ローラ８０３の回転に伴って、傾斜したネジ山からバスケットの軸線方向に沿った力が加えられる。そのため、掻取ローラのネジ山の間の溝部に入り込んだケーキはケーキ層Ｃから強制的に剥離させられる。掻取ローラ８０３の外周の溝部内に入り込んでケーキ層Ｃから剥離させられたケーキは、溝部内に保持された状態で、掻取ローラの回転方向の前方側に移送される。掻取ローラのネジ山とネジ山との間の溝部内に保持されて移送されるケーキは、該溝部による拘束が解かれれば容易に落下する状態にあるため、掻取ローラの回転に伴って、剥離されたケーキを保持していた溝部がケーキ層Ｃから離れると、剥離させられたケーキがバスケット内に落下する。

掻取ローラ８０３の回転に伴って、上記の動作が連続的に行われるため、バスケット内のケーキを円滑かつ効率的に掻き落とすことができる。掻取ローラ８０３は、外周に刃部を有していないため、最終的にフィルタに接した状態になってもフィルタを損傷することがない。特に本実施形態では、旋回アームの先端に掻取ローラ８０３を支持する支持機構にバネ８１５を設けて、掻取ローラ８０３がフィルタ４に接触したときに、掻取ローラ８０３がバネ８１５の付勢力に抗してフィルタから離れる方向に変位することが許容されるようにしたので、掻取ローラ８０３からフィルタ４に無理な力が加わってフィルタが損傷するのを防ぐことができる。そのため掻取ローラ８０３が最終掻取位置に達してフィルタに接触した状態になった後も、ケーキ掻取動作を継続させて、フィルタに付着しているケーキを掻き取ることができ、フィルタの内周に殆どケーキを残すことなく、ケーキの回収を行うことができる。

上記の実施形態では、バスケットの軸線方向に沿って、該バスケットの周壁部の内面のほぼ全体に亘って延びる掻取ローラ８０３を、一つの雄ネジ状部材により構成しているが、掻取ローラ８０３を一つの雄ネジ状の部材により構成する代りに、その軸線方向に並ぶ複数のローラにより構成してもよい。このように構成すると、比較的短い雄ネジ状の部材を組み合わせることによりバスケットの軸線方向のほほ全体に亘って延びる掻取ローラを構成することができる。

上記の実施形態では、掻取ローラ８０３に、バスケット２の周壁部の内面の軸線方向寸法にほぼ等しい軸線方向寸法を持たせて、掻取ローラ８０３をバスケット２の周壁部側へ変位させるだけで、バスケット内のケーキを掻き取る形式の遠心分離機に本発明を適用したが、本発明を適用できる遠心分離機はこのような形式の遠心分離機に限られるものではなく、掻取ローラにバスケットの周壁部の内面の軸線方向寸法よりも短い軸線方向寸法を持たせて、該掻取ローラをバスケットの周壁部に接離する方向と、バスケットの軸線方向との双方向に変位させることによりケーキを掻き取る形式の遠心分離機にも本発明を適用することができる。

図４は、バスケットの周壁部の内面の軸線方向寸法よりも短い軸線方向寸法を有する掻取ローラを用いる遠心分離機に本発明を適用した実施形態を示したものである。図４に示した実施形態では、ケーキ掻取装置８′が、バスケット２の端部壁２０３の内側の開口部２ａを通してバスケット内に挿入された掻取駆動軸８０１′と、バスケット２内に配置されて掻取駆動軸８０１′に一端（後端部）が取り付けられた２本の旋回アーム８０２′と、バスケットの周壁部の内面の軸線方向寸法よりも短い長さを有するように形成されて旋回アーム８０２′の他端（先端）に固定された支持板８１０′に取り付けられた掻取ローラ８０３′と、掻取ローラ８０３′の旋回とバスケット２の軸線方向に沿った直線移動とを行なわせるように掻取駆動軸８０１′を駆動する掻取駆動装置８０５′とを備えている。

ケーキ掻取装置８′は、掻取駆動装置８０５′をケーシング外に位置させた状態でケーシングの蓋板１０２に支持されて、蓋板１０２が閉じられる際に掻取駆動軸８０１′、旋回アーム８０２′及び掻取ローラ８０３′がバスケット２内に挿入されるようになっている。ケーシングの蓋板１０２が閉じられた状態にあるときに、掻取駆動軸８０１′がバスケットの中心軸線と平行な方向に延び、旋回アーム８０２′がバスケット２の中心軸線と交差する方向に延びるように、掻取駆動軸８０１′及び旋回アーム８０２′が設けられている。

掻取駆動装置８０５′は、モータ８０６′と、該モータの回転を掻取駆動軸８０１′の軸線を中心とした回転に変換して掻取駆動軸８０１′に伝達する伝達機構（図示せず。）とを備えて掻取駆動軸８０１′をその中心軸線の回りに回転させることによりバスケット内で旋回アーム８０２′を所定の範囲で旋回させる旋回駆動機構と、モータ８３０′と、該モータの回転を直線運動に変換して掻取駆動軸８０１′に伝達する伝達機構８３１′とを備えて、掻取駆動軸８０１′をバスケットの軸線方向（本実施形態では図４の上下方向）に駆動する軸線方向駆動装置とからなっている。掻取駆動軸８０１′のケーシング内に配置される部分を覆うように、掻取駆動軸８０１′の直線変位に追従して伸縮するシール用のベローズ８３２′が設けられていて、このベローズにより、バスケット内で生じるミストや粉塵等が掻取駆動装置８０５′側に侵入するのが防止されている。

掻取ローラ８０３′は、外周にネジ山が形成された雄ネジ状の部材からなっていて、図１ないし図３に示した実施形態における掻取ローラ８０３の支持構造と同様の、衝撃を吸収するためのコイルバネ８１５′を備えた支持機構により、旋回アーム８０２′の先端に回転自在に支持されている。掻取ローラ８０３′は、バスケット２の端部壁の内周（開口部２ａ）に相応する位置よりも更に径方向の内側に退避した状態になる退避位置と、バスケットの内周に取付けられたフィルタ４に接した状態になる最終掻取位置との間を旋回させられる。

掻取ローラ８０３′はまた、バスケット２の軸線方向に沿った掻取駆動軸８０１′の直線運動に伴って、バスケットの底壁部２０２に近接した状態になる第１の位置と、バスケット２の端部壁２０３に近接した状態になる第２の位置（図４に示された位置）との間をバスケットの軸線方向に沿って直線移動させられる。その他の構成は、図１ないし図３に示された実施形態と同様である。

本実施形態による場合にも、バスケットを８０rpm程度の低速の掻取時回転速度で回転させた状態で、ケーキ掻取工程を行う。ケーキ掻取工程では、ケーキの掻取を、バスケットの底壁寄りの位置から開始してもよく、バスケットの端部壁２０３寄りの位置から開始してもよい。何れの場合も、掻取ローラ８０３′を退避位置からバスケットの周壁部側に移動させる動作と、バスケットの周壁部側の位置から退避位置に戻す動作とを、掻取ローラをバスケットの軸線方向に移動させながら繰り返し行わせることにより、バスケットの内周に形成されたケーキを掻き取る。

例えば、ケーキの掻取をバスケットの端部壁２０３寄りの位置から開始する場合には、掻取ローラ８０３′をバスケットの端部壁２０３に近接した第１の位置に位置させた状態で、掻取駆動軸８０１′を回転させて、バスケットの開口部２ａよりも更に径方向の内側に設定された退避位置にある掻取ローラ８０３′を、バスケットの外径側（フィルタ４側）に旋回させる。これにより、掻取ローラ８０３′をフィルタ４の内周に形成されたケーキ層Ｃ中に進入させながらケーキを掻き取る掻き取り動作を行わせる。掻取ローラ８０３′がバスケット２の内周に配置されたフィルタ４に接した状態になる最終掻取位置に達したときに掻取ローラ８０３′のフィルタ側への旋回動作を停止させ、その状態で一定時間の間掻取ローラによる掻取動作を行わせる。一定時間が経過した後、掻取駆動軸８０１′の回転方向を反転させて、掻取ローラを退避位置に戻す。次いで、掻取駆動軸８０１′を掻取ローラ８０３′の軸線方向寸法分だけ下降させて、掻取ローラ８０３′を、ケーキ層Ｃの次に掻き取るべき部分に対向させる。その後、掻取ローラ８０３′を再度バスケットの外径側に旋回させて、掻取ローラによるケーキの掻取動作を行わせる。掻取ローラ８０３′がバスケットの底壁部２０２に近接した第２の位置で行うケーキの掻取動作を完了するまで、上記の動作を繰り返す。掻取ローラ８０３′のネジ山がケーキを掻き取るメカニズムは、図１ないし図３に示した実施形態と同様である。

上記の説明では、掻取ローラ８０３′を退避位置だら最終掻取位置まで移動させた後退避位置に戻す動作と、掻取ローラ８０３′をバスケットの軸線方向に移動させる動作とを繰り返し行わせることによりケーキを掻き取るとしたが、掻取ローラ８０３′によるケーキの掻取方は上記の例に限定されない。例えば、掻取ローラ８０３′を一定量だけ（ケーキ層の一定の厚みに相当する分だけ）バスケットの周壁部側に移動させる（ケーキ内に進入させる）動作と、掻取ローラ８０３′を退避位置に戻してバスケットの軸線方向に移動させる動作とを、掻取ローラがバスケットの軸線方向の端部に達するまで繰り返すことにより、ケーキ層をその軸線方向（バスケットの軸線方向と同じ。）の全長に亘って一定の厚みだけ掻き取る動作を複数回繰り返すことにより、バスケット内に形成されたケーキ層を掻き取るようにしてもよい。

上記の実施形態では、旋回アーム８０２又は８０２′にコイルバネ８１５又は８１５′を介して掻取ローラ８０３又は８０３′を支持するようにしたが、コイルバネに代えて板バネを用いることもできる。

図４に示した実施形態において、旋回アーム８０２′に板バネを介して掻取ローラ８０３′を支持した実施形態の要部の構成を図５（Ａ），（Ｂ）に示した。図５（Ａ），（Ｂ）において８３０′は、相対する一対の帯板部８３０ａ′，８３０ｂ′と、両帯板部の幅方向の一端を相互に連結する連結部８３０ｃ′とを一体に有して横断面がＵ字形を呈する板バネである。旋回アーム８０２′の先端に固定された支持板８１０′に板バネ８３０′の一方の帯板部８３０ａ′がネジ止めなどの適宜の手段により固定され、板バネ８３０′の他方の帯板部８３０ｂ′に、ローラ支持具８３１′を介して掻取ローラ８０３′が回転自在に支持されている。

ローラ支持具８３１′は、バスケットの軸線方向に延びるように形成されて板バネ８３０′の帯板部８３０ｂ′の外面に適宜の手段により固定された板状部８３１ａ′と、板状部８３１ａ′の長手方向の一端及び他端から板バネ８３０′と反対側に突出した一対の突出部８３１ｂ′，８３１ｃ′とを一体に有するコの字型の部材からなっている。掻取ローラ８０３′は、その軸線Ｏ3−Ｏ3をバスケットの中心軸線と平行な方向に向けた状態でローラ支持具の一対の突出部８３１ｂ′，８３１ｃ′の間に配置され、掻取ローラ８０３′を軸線方向に回転自在に貫通した回転軸８１７′の一端及び他端がそれぞれ突出部８３１ｂ′及び８３１ｃ′に固定されている。

図５に示したように、掻取ローラ８０３′を板バネを介して旋回アームの先端に支持する構造にすると、掻取ローラの支持構造の簡素化を図ることができる。また板バネは、コイルバネのようにケーキの破片が侵入する部分を有しないので、旋回アームの先端に板バネを介して掻取ローラを支持する構造にすると、掻取装置の洗浄を容易にすることができる。

図１ないし図３に示した実施形態においても、掻取ローラ８０３を板バネを介して旋回アーム８０２の先端に支持する構造を採用することができるのはもちろんである。

上記の各実施形態において、雄ねじ部のネジ山をケーキ内に容易に食い込ませるためには、ネジ山を、内周側から外周側に向うに従って厚みが薄くなっていくようにテーパが付けられた形状に形成しておくことが好ましい。この場合、ネジ山の外縁部は、フィルタの損傷を防ぐために、尖鋭な刃を形成しないような形（例えば先端に僅かに丸みがついた形）にしておくことが好ましい。

上記のように、掻取ローラの雄ネジ部のネジ山を、内周側から外周側に向うに従って厚みが薄くなっていく形状に形成しておくと、雄ネジ部のネジ山をケーキ内にくい込ませやすくすることができるため、掻取ローラによるケーキの掻取を円滑かつ効率よく行わせることができる。また掻取ローラの雄ネジ部の外縁部を、尖鋭な刃を形成しない形状に形成しておくと、掻取ローラがフィルタを損傷するおそれをなくすことができる。

掻取ローラが一度に掻き取るケーキの量を多くするためには、掻取ローラの軸線方向の全長に亘って雄ネジ部を連続的に伸びるように設けることが好ましいが、本発明はこのように雄ネジ部を設ける場合に限定されるものではない。例えば、ケーキを掻き取る際にバスケットにかかる負荷を軽減するために、雄ネジ部を、掻取ローラの軸線方向に間隔をあけて並ぶ複数の単位ネジ部により構成することもできる。

また掻取ローラの軸線方向の全長に亘って雄ネジ部を設ける場合、該雄ネジ部は必ずしもその全体が連続している必要はなく、掻取ローラ８０３の軸線方向の全長に亘って設けた雄ネジ部のネジ山８０３ａの途中に少なくとも一つの切り欠きを設けることにより、雄ネジ部を不連続に設けて、雄ネジ部を複数の部分に区分（分割）するようにしてもよい。この場合、

掻取ローラの外周に設ける雄ネジ部を複数の単位ネジ部により構成した場合や、複数の部分に区分した場合でも、雄ネジ部が複数の部分に区分されていても、雄ネジ部のネジ山をケーキ層内にくい込ませてネジ山からケーキにバスケットの軸線方向に沿った力を加えることによりケーキを強制的に剥離させる剥離動作と、剥離したケーキをネジ山とネジ山との間に保持してケーキ層から離れる位置まで移送する移送動作とを行わせることができることに変わりはないので、ケーキの掻取動作を効率良く行わせることができる。

また掻取ローラに設ける雄ネジ部は、掻取ローラの中心軸線の周りを螺旋状に伸びるネジ山を複数有して、該複数のネジ山が互いに平行に伸びるように設けられている多重螺旋構造を有していてもよい。

上記の各実施形態においては、掻取ローラ８０３が単一の雄ネジ状部材からなっているが、掻取ローラ８０３は、外周部に雄ネジ部を有してバスケットの軸線方向に隙間無く並べて配置された複数の単位ローラ（雄ネジ状部材）からなっていてもよい。この場合複数の単位ローラはそれぞれが自在に回転するように設けられてもよく、複数の単位ローラが一体となって回転するように設けてもよい。

上記の各実施形態では、掻取ローラの外周の雄ネジ部が一方向のネジ（右ネジ又は左ネジのいずれか一方）のみからなっている。このように構成されていると、雄ネジ部でケーキを掻き取る過程で、掻取ローラからスラスト方向の推力が生じ、この推力は掻取ローラの両端を支持している支持部材の一方に集中的にかかる。例えば、図１及び図２に示した例において、掻取ローラ８０３の外周に設けられている雄ネジ部が左ネジであって、掻取ローラ８０３が上から見て右回転すると、掻取ローラ８０３が上向きの推力を発生し、掻取ローラ８０３の上端及び下端を支持している軸支持部材８１６のうち、上側の軸支持部材８１６に力がかかり、上側の軸支持部材にかかる負担が過大になってその寿命が短くなるおそれがある。図４に示した実施形態においても同様の問題が生じる。

上記のような問題が生じるのを防ぐためには、例えば図６に示したように、掻取ローラの外周に設ける雄ネジ部を、中心軸線を共有した状態で掻取ローラの軸線方向に並ぶ第１のネジ部８０３Ａと第２のネジ部８０３Ｂとにより構成して、第１のネジ部８０３Ａと第２のネジ部８０３Ｂとに互いに逆ネジの関係を持たせておけばよい。即ち、第１のネジ部８０３Ａを右ネジとする場合には、第２のネジ部８０３Ｂを左ネジとし、第１のネジ部８０３Ａを左ネジとする場合には、第２のネジ部８０３Ｂを右ネジとすればよい。

上記のように構成しておくと、第１のネジ部８０３Ａにより生じる推力の向きと第２のネジ部８０３Ｂにより生じる推力の向きとが互いに逆になるため、第１のネジ部８０３Ａ及び第２のネジ部８０３Ｂの長さを等しくして両ネジ部が発生する推力の大きさを等しくしておけば、両ネジ部が発生する推力を相殺して掻取ローラの雄ネジ部全体が発生する推力を零とすることができる。また第１のネジ部８０３Ａと第２のネジ部８０３Ｂの長さを異ならせた場合でも、両ネジ部を逆ネジとしない場合に比べて、掻取ローラの雄ネジ部全体が発生する推力を軽減することができる。従って、掻取ローラ８０３の軸線方向の両端を支持する軸支持部材８１６，８１６の一方に偏って大きな力が加わるのを防いで、ケーキ掻取装置の寿命を長くすることができる。また片側の軸支持部材８１６に集中的に力が加わるのを防ぐことができるため、掻取ローラの回転を円滑に行わせることができる。

また、ケーキ掻取装置の構成に応じて、左ネジとするネジ部の長さと右ネジとするネジ部の長さとを適宜に異ならせることにより、掻取ローラが発生する推力を適当な大きさに調整することもできる。例えば、図６に示した例において、第１のネジ部８０３Ａの軸線方向寸法と、第２のネジ部８０３Ｂの軸線方向寸法との間に差を持たせて、必要に応じて、掻取ローラが発生する推力を調整するようにすることができる。例えば、第１のネジ部８０３Ａの長さを第２のネジ部８０３Ｂの長さよりも長くして、掻取ローラに働く重力と第２のネジ部８０３Ｂが発生する下向きの推力とを第１のネジ部８０３Ａが発生する推力によりほぼ打ち消すことにより、掻取ローラ８０３の回転をより円滑に行わせるようにすることもできる。

上記の各実施形態では、バスケットの底壁部にケーキの排出口を設けるタイプの遠心分離機に本発明を適用したが、バスケットの底壁部にケーキの排出口を設けずに、バスケットの開口部からバスケット内に挿入した吸引パイプやスクリューコンベアなどのケーキ排出手段により掻き取られたケーキを外部に排出するタイプの遠心分離機にも本発明を適用することができる。この場合、案内羽８２０は不要である。

上記の実施形態では、バスケットの軸線を垂直方向に向けて配置する縦型の遠心分離機に本発明を適用したが、バスケットの軸線を水平方向に向けて配置する横型の遠心分離機や、バスケットの軸線を水平方向に対して傾斜した方向に向けて配置する遠心分離機にも本発明を適用することができる。

図７は、横型の遠心分離機に本発明を適用した例を示している。図７において、２′は液分を透過させる孔を有する周壁部２０１′と、周壁部２０１′の軸線方向の一端を閉じる底壁部と、周壁部２０１′の軸線方向の他端の内周から径方向の内側に突出した環状の端部壁とを有するかご形のバスケットで、このバスケットは、その中心軸線を水平方向に向けて配置されている。バスケットの周壁部２０１′の内周には、布や、多孔板と金網との積層体などにより構成されたフィルタ４′が取り付けられている。バスケット２′は図示しないケーシング内に配置されて、電動機や油圧モータ等の図示しない駆動源により回転駆動される。

１０はフィルタ４′の内側に形成されたケーキを回収するためにバスケット２′内に挿入されたシュートである。シュート１０は、傾斜した状態で配置されて、その上端寄りの部分が、バスケット２′の開口部を通してバスケット内に挿入され、シュート１０の上端１０ａはバスケット２′内で上方に開口させられている。シュート１０の下端（図示せず。）は、バスケット２′の開口部と、バスケット２′を収容したケーシングの蓋板に設けられたシュート導出孔とを通して外部に導出されて下方に開口させられている。

２０は、バスケット２′を収容した図示しないケーシングの蓋板（図１に示された蓋板１０２と同様の板）が閉じられているときに、該蓋板を貫通してバスケット２′の開口部からバスケット内に挿入されてバスケットの中心軸線と平行な方向に伸びる掻取駆動軸、２１は掻取駆動軸２０に取り付けられて固液分離処理時にバスケット２′内に配置されるケーキ掻取部である。図示しないケーシングには、モータを駆動源として、ケーキ掻取部２１を図に鎖線で示した退避位置と、図に実線で示した最終掻取位置との間で往復回動させるように掻取駆動軸２０を駆動する掻取駆動装置（図示せず。）が取り付けられ、この掻取駆動装置と、掻取駆動軸２０と、ケーキ掻取部２１とによりケーキ掻取装置が構成されている。

ケーキ掻取部２１は、ケーキ案内ダクト２２と、ケーキ案内ダクト２２に取り付けられた掻取ローラ２３とにより構成されている。ケーキ案内ダクト２２は、板面を掻取駆動軸２０の中心軸線と平行な方向に向けた状態で相互間に所定の間隔を隔てて配置された第１及び第２の側板部２２ａ及び２２ｂと、第１の側板部２２ａの内側に配置されて後端部が掻取駆動軸２０に固定されたローラ支持板２２ｃと、第１の側板部２２ａ及び第２の側板部２２ｂの幅方向（掻取駆動軸２０の軸線方向に沿う方向）の両端部間を相互に連結する２つの側板部２２ｄ、２２ｄと、第１の側板部２２ａの外側の面を覆うカバー板２２ｅとを備えていて、その内側に、掻き取られたケーキをシュート１０内に案内するガイド空間Ｓが形成されている。

ケーキ案内ダクト２２に十分な強度を持たせるため、ローラ支持板２２ｃが十分に厚い板により構成されるとともに、第２の側板部２２ｂの先端寄りの部分に肉厚部２２b1が設けられ、これらの部分の幅方向の両端部間を連結する側板部２２ｄ，２２ｄが十分に厚い板材により構成されて、ローラ支持板２２ｃ、第２の側板部２２ｂ及び側板部２２ｄ、２２ｄの突合わせ部が溶接により接合されることにより、ケーキ案内ダクト２２が組立てられている。本実施形態では、ローラ支持板２２ｃの先端部側に位置するケーキ案内ダクト２２の一端２２Ａをケーキ案内ダクトの先端部とし、ケーキ案内ダクトの他端２２Ｂを該ケーキ案内ダクトの後端部とする。

掻取ローラ２３は、図８に示されているように、バスケット２′の周壁部２０１′の軸線方向寸法よりも僅かに短い長さを有する円柱状のローラ２３ａの外周に、中心軸線を共有した状態で軸線方向に並ぶ第１のネジ部２３Ａと第２のネジ部２３Ｂとからなる雄ネジ部を設けたもので、第１のネジ部２３Ａと第２のネジ部２３Ｂとは互いに逆ネジの関係を有するように設けられている。

掻取ローラ２３は、ケーキ案内ダクト２２の先端部側のガイド空間Ｓに臨む位置に、その中心軸線を掻取駆動軸２０の中心軸線と平行な方向に向けた状態で配置されてローラ支持板２２ｃに支持されている。図示の例では、掻取駆動軸２０の軸線方向と平行な方向に伸びるローラ支持部材２５が、掻取駆動軸２０の軸線方向に間隔を隔てて配置された一対の板バネ２６，２６を介してローラ支持板２２ｃに支持され、ローラ支持部材２５の長手方向の両端に設けられた相対するローラ支持部２５ａ，２５ａに、掻取ローラ２３の軸心部に取り付けられた回転軸２４の両端が軸受けを介して回転自在に支持されている。

本実施形態では、第１のネジ部２３Ａが左ネジからなり、第２のネジ部２３Ｂが右ネジからなっている。本実施形態ではまた、第１のネジ部２３Ａの軸線方向長さと、第２のネジ部２３Ｂの軸線方向長さとが等しく設定されていて、第１のネジ部２３Ａ及び第２のネジ部２３Ｂがそれぞれ、大きさが等しく、向きが１８０度異なるスラスト方向の推力を発生するようになっている。

本実施形態では、ケーキ掻取部２１が図７に鎖線で示した退避位置と、同図に実線で示した最終掻取位置との間を回動するように、ケーキ掻取部２１の回動範囲がストッパにより規制されている。

ケーキ掻取部２１は、回転駆動されているバスケット２′内に原液を供給して固液分離処理を行う際に、図７に鎖線で示した退避位置に配置される。固液分離処理を行う際にケーキ掻取部２１がバスケット内に形成される液面と干渉することがないようにするため、ケーキ掻取部２１が退避位置にあるときに、ケーキ掻取部２１の各部のうち、バスケットの周壁部に最も近い位置に配置された部材である掻取ローラ２３が、バスケット２′の端部壁に形成された開口部の内周に相応する位置よりも更に内径側に配置されるように、ケーキ掻取部２１の退避位置が設定されている。

またケーキ掻取部２１が図７に実線で示された最終掻取位置に達して停止させられたときに、ケーキ案内ダクト２２の第２の側板部２２ｂの先端寄りの部分に形成された肉厚部２２b1の先端（ケーキ案内ダクト２２の最先端）がフィルタ４′との間に僅かな隙間を形成するように（ケーキ案内ダクト２２の先端がフィルタに接触しないように）、最終掻取位置が設定されている。掻取ローラ２３は、板バネ２６によりケーキ案内ダクトの内側のガイド空間Ｓから離れる方向に（外側に）付勢されているため、フィルタにケーキが付着していない状態で（バスケットが空の状態で）、ケーキ掻取部２１を最終掻取位置側に回動させたときには、ケーキ掻取部２１が最終掻取位置に達する前に掻取ローラ２３がフィルタ４′に接触し、ケーキ掻取部２１が最終掻取位置に達した状態では、掻取ローラ２３が板バネ２６の付勢力によりフィルタ４′に押付けられた状態になる。

本実施形態の遠心分離機においては、ケーキ掻取部２１が退避位置から最終掻取位置に向けて回動していく過程で、掻取ローラ２３がケーキとの接触を開始する（ケーキの掻取を開始する）までの間に、ケーキ掻取部２１の内側のガイド空間Ｓの下端の開口部Ｓａが、図７に示したようにシュート１０の上端の開口部１０ａ内に開口した状態になって、掻取ローラ２３が最終掻取位置に達するまでの間（ケーキの掻取が行われる間）、ケーキ掻取部２１の内側のガイド空間Ｓの下端の開口部Ｓａが、図７に示したようにシュート１０の上端の開口部１０ａ内に開口した状態を維持するように、ケーキ掻取部２１とシュート１０との間の位置関係が設定されている。

固液分離処理が終了し、ケーキ洗浄工程が終了した後、バスケット２′の周壁部の内側に取り付けられたフィルタ４′の内周に形成されたケーキ層からケーキを掻き取る際には、図示しない掻取駆動装置によって掻取駆動軸２０を駆動することにより、ケーキ掻取部２１を図７に鎖線で示した退避位置から、図７に実線で示した最終掻取位置に向けて回動させる。この過程では、掻取ローラ２３がケーキ案内ダクト２２の第２の側板部２２ｂの先端よりも先行した状態でバスケット２′の周壁部側に変位していく。掻取ローラ２３は、板バネ２６によりバスケットの周壁部側に付勢された状態でケーキに押付けられるため、前述した掻取ローラ２３の雄ネジ部による掻取作用によりケーキが掻き取られる。掻取ローラ２３により掻き取られたケーキは、ケーキ案内ダクト２２の内側のガイド空間Ｓ内に落下してシュート１０内に落下させられる。このときケーキ案内ダクト２２の第２の側板部２２ｂの先端寄りの部分に形成された肉厚部２２b1は、掻取ローラ２３により掻き取られて飛散したケーキがケーキ案内ダクト２２の先端を越えるのを妨げて、ガイド空間Ｓ内に落下させる働きをする。掻取ローラ２３はケーキ掻取部２１が最終掻取位置に達して停止した後もバネ２６の付勢力によりケーキに接触した状態を保持してケーキを掻き取るため、フィルタの内周に付着したケーキの殆どを掻き取って回収することができ、フィルタの内周に付着した状態で残るケーキの量を従来のケーキ掻取装置を用いた場合よりも大幅に少なくすることができる。

従来のケーキ掻取装置を用いた場合には、フィルタ４′を目視し得る状態になるまでケーキを掻き取ることは困難であったが、本発明に係るケーキ掻取装置を用いた場合には、フィルタのほぼ全体を目視し得る状態になるまでケーキを回収することができることが実験により確認された。

本実施形態においても、掻取ローラ２３の外周の雄ネジ部が、等しい長さを有する第１のネジ部２３Ａと第２のネジ部２３Ｂとからなっていて、両ネジ部が逆ネジの関係を有するため、第１のネジ部２３Ａ及び第２のネジ部２３Ｂがそれぞれ発生するスラスト方向の推力を互いにを打ち消して掻取ローラ全体が発生する推力をほぼ零にすることができる。従って、掻取ローラ２３の両端を支持しているローラ支持部２５ａ，２５ａの一方に偏った力が加わるのを防ぐことができ、ケーキ掻取装置の寿命が短くなったり、掻取ローラの円滑な回転が妨げられたりするのを防ぐことができる。

上記の各実施形態では、掻取ローラのネジ部を構成する第１のネジ部と第２のネジ部の長さを等しくして、掻取ローラが発生する推力をほぼ零とするようにしたが、本発明はこのように雄ネジ部を構成する場合に限定されるものではない。例えば、第１のネジ部と第２のネジ部の長さを異ならせた場合でも、両ネジ部を逆ネジとすれば、逆ネジとしない場合に比べて、掻取ローラの雄ネジ部全体が発生する推力を軽減することができる。

更に、掻取ローラがその軸線方向を垂直方向（鉛直方向）に向けて配置されていて、掻取ローラの軸線方向に重力が作用する場合のように、ケーキ掻取装置の構造上、掻取ローラの両端を支持する支持部材にかかる力が不均一になる場合には、第１のネジ部と第２のネジ部の長さを調整することにより、ケーキ掻取時に掻取ローラが発生する推力を調整して、掻取ローラの両端を支持する支持部材にほぼ均等に力が加わるようにすることもできる。

また掻取ローラを複数個設ける場合には、複数の掻取ローラのうちの少なくとも一つの掻取ローラの外周に設けられた雄ネジ部を、他の掻取ローラの外周に設けられた雄ネジ部に対して逆ネジの関係を有するように設けておくことより上記と同様の効果を得ることができる。この場合、掻取ローラの数を偶数として、偶数個の掻取ローラのうちの半数の掻取ローラの外周の雄ネジ部を右ネジとし、他の半数の掻取ローラの外周の雄ネジ部を左ネジとすることにより、掻取ローラ群全体から生じるスラスト方向の推力の軽減を顕著に図ることができる。また偶数個の掻取ローラのそれぞれの外周に設ける雄ネジ部の長さを等しくしておくと、複数の掻取ローラ群全体から生じるスラスト方向の推力をほぼ零にすることができる。

同様に、掻取ローラの軸線方向長さをバスケットの周壁部の軸線方向長さにほぼ等しくして、掻取ローラの旋回運動のみによりバスケット内のケーキを掻き取る構成をとるに当たり、掻取ローラをバスケットの軸線方向に並べて配置された複数の単位ローラにより構成する場合にも、複数の単位ローラのうちの少なくとも一つの単位ローラの外周の雄ネジ部を、他の単位ローラの外周の雄ネジ部に対して逆ネジの関係を有するように設けておくことより、上記と同様の効果を得ることができる。この場合、単位ローラの数を偶数として、偶数個の単位ローラのうちの半数の単位ローラの外周の雄ネジ部を右ネジとし、他の半数の単位ローラの外周の雄ネジ部を左ネジとすることにより、掻取ローラ全体から生じるスラスト方向の推力の軽減を顕著に図ることができ、偶数の単位ローラのそれぞれの外周に設ける雄ネジ部の長さを等しくしておくと、掻取ローラ全体から生じるスラスト方向の推力をほぼ零にすることができる。

更に、掻取ローラの外周の雄ネジ部を、掻取ローラの軸線方向に間隔をあけて並ぶ複数の単位ネジ部により構成する場合には、複数の単位ネジ部のうちの少なくとも一つを、他の単位ネジ部に対して逆ネジの関係を有するように設けることができる。この場合も、単位ネジ部の数を偶数として、偶数の単位ネジ部のうちの半数を右ネジとし、他の半数の単位ネジ部を左ネジとすることにより、掻取ローラが発生する推力をほぼ零にすることができる。

またケーキ掻取装置の構成に応じて、左ネジとするネジ部の長さと右ネジとするネジ部の長さとを適宜に異ならせることにより、掻取ローラが発生する推力を適当な大きさに調整することもできる。

例えば、掻取ローラがその軸線方向を垂直方向（鉛直方向）に向けて配置されていて、掻取ローラの軸線方向に重力が作用する場合のように、ケーキ掻取装置の構造上、掻取ローラの両端を支持する支持部材にかかる力が不均一になる場合には、第１のネジ部と第２のネジ部の長さを調整することにより、ケーキ掻取時に掻取ローラが発生する推力を調整して、掻取ローラの両端を支持する支持部材にほぼ均等に力が加わるようにすることができる。

本発明は、縦型または横型の遠心分離機において、バスケットの内周に形成されたケーキを殆ど残すことなく掻き取って回収することを可能にするので、遠心分離機の産業分野での利用可能性が大である。

１ ケーシング
２ バスケット
２０１ 周壁部
２０２ 底壁部
２０３ 端部壁
２ａ 開口部
４ フィルタ
８ ，８′ケーキ掻取装置
８０１，８０１′ 掻取駆動軸
８０２，８０２′ 旋回アーム
８０３，８０３′ 掻取ローラ
８０３ａ ネジ山
８０５，８０５′ 掻取駆動装置
８３０′ 板バネ
８３１′ ローラ支持具
２′ バスケット
２０１′ 周壁部
４′ フィルタ
２１ ケーキ掻取部
２２ ケーキ案内ダクト
２３ 掻取ローラ
２５ ローラ支持部材
２５ａ ローラ支持部
２６ 板バネ

Claims (20)

1. 液分を通過させる透過孔を備えた周壁部を有し、中心軸線を中心にして回転し得るように支持されて回転駆動されるバスケットと、前記バスケットの周壁部の内側に取り付けられたフィルタの内周に形成されたケーキ層からケーキを掻き取るケーキ掻取装置とを備えた遠心分離機において、
   前記ケーキ掻取装置は、前記バスケットの周壁部に向う方向と該周壁部から離れる方向とに変位し得るように設けられて、前記フィルタの内周に形成されたケーキ層に接触して前記バスケットにより回転駆動される掻取ローラを備え、
   前記掻取ローラは、その回転中心軸線の回りを螺旋状に延びるネジ山を有する雄ネジ部を外周に備えて、前記雄ネジ部がケーキ層に接触して回転しながらケーキを掻き取ることを特徴とする遠心分離機。
2. 前記掻取ローラは、前記バスケット内で、前記バスケットの軸線方向に沿って、前記バスケットの周壁部のほぼ全体に亘って延びる長さを有していることを特徴とする請求項１に記載の遠心分離機。
3. 前記掻取ローラは、前記バスケットの周壁部の軸線方向寸法よりも短い軸線方向寸法を有するように形成されて、前記バスケットの周壁部に向う方向と該周壁部から離れる方向だけでなく、前記バスケットの軸線方向にも変位し得るように設けら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。
4. 前記掻取ローラは、外周部に雄ネジ部を有して前記バスケットの軸線方向に並べて配置された複数の単位ローラからなっていることを特徴とする請求項２に記載の遠心分離機。
5. 前記掻取ローラは複数個設けられて、該複数個の掻取ローラが前記バスケットの軸線方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項３に記載の遠心分離機。
6. 前記雄ネジ部のネジ山は、切れ目なく連続的に伸びるように設けられている請求項１ないし５のいずれか一つに記載の遠心分離機。
7. 前記雄ネジ部のネジ山の途中に該ネジ山を分断する切り欠き部が設けられて、前記雄ネジ部のネジ山が複数の部分に区分されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の遠心分離機。
8. 前記雄ネジ部は、前記掻取ローラの軸線方向に並ぶ複数の単位ネジ部からなっている請求項１ないし５のいずれか一つに記載の遠心分離機。
9. 前記雄ネジ部は、前記掻取ローラの中心軸線の周りを螺旋状に伸びるネジ山を複数有して、該複数のネジ山が互いに平行に伸びるように設けられている多重螺旋構造を有している請求項１ないし５のいずれか一つに記載の遠心分離機。
10. 前記雄ネジ部は、中心軸線を共有した状態で掻取ローラの軸線方向に並ぶ第１のネジ部と第２のネジ部とを有し、前記第１のネジ部と第２のネジ部とが互いに逆ネジの関係を有していることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一つに記載の遠心分離機。
11. 前記複数の単位ローラのうちの少なくとも一つの単位ローラの外周の雄ネジ部が、他の単位ローラの外周に設けられた雄ネジ部に対して逆ネジの関係を有するように設けられている請求項４に記載の遠心分離機。
12. 前記単位ローラは偶数個設けられ、
    前記偶数個の単位ローラのうちの半数の単位ローラの外周の雄ネジ部は右ネジであり、他の半数の単位ローラの外周の雄ネジ部は左ネジである請求項４に記載の遠心分離機。
13. 前記複数の掻取ローラのうちの少なくとも一つの掻取ローラの外周の雄ネジ部が、他の掻取ローラの外周に設けられた雄ネジ部に対して逆ネジの関係を有している請求項５に記載の遠心分離機。
14. 前記掻取ローラは偶数個設けられ、
    前記偶数個の掻取ローラのうちの半数の掻取ローラの外周の雄ネジ部は右ネジであり、他の半数の掻取ローラの外周の雄ネジ部は左ネジである請求項５に記載の遠心分離機。
15. 前記複数の単位ネジ部のうちの少なくとも一つは、他の単位ネジ部に対して逆ネジの関係を有するように設けられている請求項８に記載の遠心分離機。
16. 前記単位ネジ部は偶数個設けられ、
    前記偶数個の単位ネジ部のうちの半数は右ネジであり、他の半数の単位ネジ部は左ネジである請求項８に記載の遠心分離機。
17. 前記バスケットが、その中心軸線を鉛直方向に向けた状態で配置されている請求項１ないし１６のいずれか一つに記載の遠心分離機。
18. 前記バスケットが、その中心軸線を水平方向に向けた状態で配置されている請求項１ないし１６のいずれか一つに記載の遠心分離機。
19. 遠心分離機のバスケットの周壁部の内側に取り付けられたフィルタの内周に形成されたケーキ層からケーキを掻き取るケーキ掻取装置において、
    前記バスケットの周壁部に向う方向と該周壁部から離れる方向とに変位し得るように設けられて、前記フィルタの内周に形成されたケーキ層に接触して前記バスケットにより回転駆動される掻取ローラを備え、
    前記掻取ローラは、その回転中心軸線の回りを螺旋状に延びるネジ山を有する雄ネジ部を外周に備えて、該雄ネジ部が前記ケーキ層に接触して回転しながらケーキを掻き取るように構成されていることを特徴とする遠心分離機用ケーキ掻取装置。
20. 前記掻取ローラの外周の雄ネジ部は、軸線方向に並ぶ第１のネジ部と第２のネジ部とを有し、
    前記第１のネジ部及び第２のネジ部は互いに逆ネジの関係を有している請求項１９に記載の遠心分離機用ケーキ掻取装置。

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