JP6165496B2 - 遠心分離機及び遠心分離機用ケーキ掻取装置 - Google Patents
遠心分離機及び遠心分離機用ケーキ掻取装置 Download PDFInfo
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Description
図1は本発明の第1の実施形態に係る遠心分離機の全体的な構成を示したものである。同図において、1はたケーシング、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、上端が開口した円筒状のケーシング本体101と、ケーシング本体101の上端の開口部を閉じる蓋板102とを備えていて、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(鉛直方向)に向けた状態で支持されている。図1においては、支持装置103が一つだけ示されているが、実際には、ケーシング1を安定に支持し得るように、等角度間隔で配置された少なくとも3つの支持装置103が設けられる。
(1)第1の発明
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バスケット駆動装置により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配置されたフィルタと、フィルタの内側に形成された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を対象とする。
本発明においては、上記ケーキ掻取装置が、回転自在に設けられてケーキを掻き取る際に回転中心軸線をバスケットの中心軸線と平行な方向に向けた状態でバスケット内に配置されるケーキ掻取ロータと、ケーキを掻き取る際にケーキ掻取ロータを少なくともバスケットの周壁部側に変位させる掻取駆動装置とを備えている。
ケーキ掻取ロータは、その回転中心軸線の回りを該回転中心軸線の長手方向に沿って螺旋状に延びるコイルを備えていて、回転しているバスケットの周壁部の内側に形成されたケーキを掻き取る際にコイルがバスケットの周壁部側に押圧されて該ケーキに接触した状態に保持されることにより回転駆動されるように設けられている。
本願に開示された第2の発明は、上記第1の発明に適用される。本発明においては、コイルが、帯板状の金属材料を螺旋状に曲げ加工したものからなっていて、少なくともその外周寄りの部分は、外周側に向うに従って次第に厚みが薄くなるようにテーパが付けられた形状を有している。
このように構成しておくと、コイルをケーキに押付けた際にコイルをケーキに接触させた際に、コイルの外周寄りの部分をケーキ内に進入させ易くすることができるため、ケーキの掻取を容易に行わせることができる。
本願に開示された第3の発明は、上記第1又は第2の発明に適用されるもので、本発明においては、上記掻取駆動装置が、ケーキを掻き取る際に軸線をバスケットの中心軸線と平行な方向に向けた状態で配置される掻取駆動軸と、該掻取駆動軸の軸線と直交する方向に伸びるように設けられて後端部が掻取駆動軸に固定され、先端部にケーキ掻取ロータを支持した旋回アームと、ケーキ掻取ロータを変位させるべく掻取駆動軸を駆動する駆動機構とを備えている。
本願に開示された第4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、旋回アームの先端にロータ支持フレームが取り付けられて、バスケットの軸線と平行な方向に伸びる中心軸の軸線方向の一端及び他端がロータ支持フレームに固定される。この場合、コイルは中心軸の周りを螺線状に延びるように設けられて、コイルの軸線方向の一端及び他端がそれぞれ中心軸に回転自在に支持された第1及び第2のコイル押え部材に固定され、コイルと中心軸との間には、コイルの軸線方向に伸びる空間が形成されている。
上記のように、コイルと中心軸との間に、コイルの軸線方向に伸びる空間が形成されていると、コイルにより剥離させられたケーキをバスケット内に容易に落下させることができるため、ケーキ層から剥離させられてコイルの隣接ターン間に保持されたケーキが落下せずに該コイルに保持されたままの状態になって、ケーキの掻取動作が滞るのを防ぐことができる。
本願に開示された第5の発明も第3の発明に適用される。本発明においては、旋回アームの先端にロータ支持フレームが取り付けられて、バスケットの軸線と平行な方向に伸びる中心軸の軸線方向の一端及び他端がロータ支持フレームに回転自在に支持される。この場合コイルは、上記中心軸の周りを螺線状に延びるように設けられて、コイルの軸線方向の一端及び他端がそれぞれ中心軸に固定された第1及び第2のコイル押え部材に固定される。またこの場合も、コイルと中心軸との間には、コイルの軸線方向に伸びる空間が形成される。
本願に開示された第6の発明は、第1ないし第5の発明の何れかに適用される。本発明においては、ケーキを掻き取る際にケーキ掻取ロータのコイルにガスを吹き付けるガス吹付け装置が更に設けられる。
上記のように、ガス吹付け装置を設けておくと、コイルに付着しているケーキを吹き飛ばすことができるため、特にケーキが高い粘性を有していてコイルに付着して離れ難いような場合に、コイルにケーキが付着したままになって、ケーキの掻取動作が滞るのを防ぐことができる。
本願に開示された第7の発明は、第5の発明に適用される。本発明においては、中心軸に、圧縮ガスが供給される中空部と、該中空部内に供給されたガスをコイルに向けて噴出させる多数のガス噴射孔とが設けられる。また中心軸の中空部内に圧縮ガスを供給するガス供給手段が設けられ、中心軸とガス供給手段とにより、ケーキを掻き取る際にケーキ掻取ロータにガスを吹き付けるガス吹付け装置が構成される。
上記のように中心軸を利用してガス吹付け装置を構成すると、部品点数の増加を抑えてガス吹付け装置を構成することができるため、ケーキ掻取装置の構成が複雑になるのを防ぐことができる。
本願に開示された第8の発明は、第1ないし第7の発明の何れかに適用される。本発明においては、ケーキ掻取ロータが、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し、掻取駆動装置は、フィルタの内側に形成されたケーキを掻き取る際にケーキ掻取ロータをバスケットの周壁部に接近する方向及び該周壁部から遠ざかる方向と、バスケットの軸線方向との双方に変位させるように構成されている。
本願に開示された第9の発明は、第1ないし第7の発明の何れかに適用されるもので、本発明においては、ケーキ掻取ロータが、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軸線方向寸法を有し、掻取駆動装置は、フィルタの内側に形成されたケーキを掻き取る際にケーキ掻取ロータをバスケットの周壁部に接近する方向及び該周壁部から遠ざかる方向にのみ変位させるように構成されている。
上記のように構成すると、ケーキを掻き取る際にケーキ掻取ロータをバスケットの軸線方向に変位させることなく、ケーキ掻取ロータにバスケットの周壁部側へ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、ケーキ掻取ロータをバスケットの軸線方向に変位させる機構を省略して、掻取駆動装置の構成を簡単にすることができる。
本願に開示された第10の発明は、第1ないし第8の発明の何れかに適用されるもので、本発明においては、上記コイルが、螺線の巻方向が互いに逆になっている第1のコイルエレメントと第2のコイルエレメントとを有し、該第1のコイルエレメントと第2のコイルエレメントとがバスケットの軸線方向に並べて配置されている。
ケーキ掻取ロータのコイルを回転しているバスケットの内周のケーキに接触させてケーキを掻き取る構成をとる場合に、コイル全体に亘ってその螺旋が一方向にのみ回転するように構成されていると、コイルによりケーキを掻き取る過程で、コイルがスラスト方向の推力を発生し、この推力はコイル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コイル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。
これに対し、第10の発明のように、コイルが、螺線の巻方向が互いに逆になっている第1のコイルエレメントと第2のコイルエレメントとを有して、該第1のコイルエレメントと第2のコイルエレメントとがバスケットの軸線方向に並べて配置されていると、第1のコイルエレメントにより生じる推力の向きと第2のコイルエレメントにより生じる推力の向きとが互いに逆になるため、第1のコイルエレメント及び第2のコイルエレメントの数を等しくするとともに、それぞれの長さを等しくしておけば、両コイルエレメントが発生する推力を相殺してコイル全体が発生する推力を零とすることができる。また第1のコイルエレメントと第2のコイルエレメントの数を異ならせた場合や、それぞれの長さを異ならせた場合でも、コイル全体に亘って螺線の巻方向を一方向とした場合に比べて、コイル全体が発生する推力を軽減することができる。従って本発明によれば、コイル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過大な力が加わるのを防ぐことができるため、ケーキ掻取ロータの回転を円滑に行わせることができる。
本願に開示された第11の発明は、第1ないし第10の発明の何れかに適用される。本発明においては、ケーキ掻取装置が、フィルタの内側に形成されたケーキを掻き取る際に掻取駆動装置によりケーキ掻取ロータと共に変位させられる掻取刃を更に備えている。掻取刃は、バスケットの周壁部側に変位する過程でその先端がフィルタの手前の位置に設定された限界位置に達したときにバスケットの周壁部側への変位を停止するように設けられ、ケーキ掻取ロータは、ケーキを掻き取る過程でコイルがフィルタに接触した状態になる位置まで変位し得るように設けられている。
本願に開示された第12の発明は、遠心分離機のバスケットの周壁部の内側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わるものである。本発明に係るケーキ掻取装置は、ケーキを掻き取る際に回転中心軸線をバスケットの中心軸線と平行な方向に向けた状態でバスケット内に配置されるケーキ掻取ロータと、ケーキを掻き取る際にケーキ掻取ロータを少なくともバスケットの周壁部側に変位させる掻取駆動装置とを備えている。ケーキ掻取ロータは、回転中心軸線の回りを該回転中心軸線の長手方向に沿って螺旋状に延びるように設けられてフィルタの内側に形成されたケーキを掻き取る際にケーキに接触させられるコイルを備えていて、コイルがケーキに接触した際にバスケットによりケーキ掻取ロータが回転駆動されて、コイルからケーキにバスケットの軸線に沿った方向の力が加えられることによりケーキが掻き取られるように構成されている。
本願に開示された第13の発明は、第12の発明に適用されるもので、本発明においては、コイルが、帯板状の金属材料を螺旋状に曲げ加工したものからなっていて、少なくともその外周寄りの部分は、外周側に向うに従って次第に厚みが薄くなるようにテーパが付けられた形状を有している。
本願に開示された第14の発明は、第12又は第13の発明に適用されるもので、本発明においては、ケーキを掻き取る際に掻取駆動装置によりケーキ掻取ロータと共に変位させられる掻取刃が更に設けられる。掻取刃は、バスケットの周壁部側に変位する過程でその先端がフィルタの手前の位置に設定された限界位置に達したときにバスケットの周壁部側への変位を停止するように設けられ、ケーキ掻取ロータは、ケーキを掻き取る過程でコイルがフィルタに接触した状態になる位置まで変位し得るように設けられている。
本願に開示された第15の発明は、第12ないし第14の発明の何れかに適用されるもので、本発明においては、ケーキを掻き取る際に掻取駆動装置によりケーキ掻取ロータと共に変位させられる掻取刃を更に備えている。この場合掻取刃は、バスケットの周壁部側に変位する過程でその先端がフィルタの手前の位置に設定された限界位置に達したときにバスケットの周壁部側への変位を停止するように設けられる。またケーキ掻取ロータは、ケーキを掻き取る過程でコイルがフィルタに接触した状態になる位置まで変位し得るように設けられている。
本願に開示された第16の発明は、第12ないし第15の発明の何れかに適用されるもので、本発明においては、ケーキ掻取ロータのコイルが、螺線の巻方向が互いに逆向きの関係を有する第1のコイルエレメントと第2のコイルエレメントとを有して、該第1のコイルエレメントと第2のコイルエレメントとがバスケットの軸線方向に並べて配置される。
2 バスケット
201 バスケットの周壁部
202 バスケットの底壁部
203 バスケットの端部壁
2a バスケットの開口部
207 バスケットの回転軸
3 軸受け装置
4 フィルタ
5 電動機
6 ケーキ掻取装置
7 掻取駆動軸
8 旋回アーム
9 第1の掻取刃
10 第2の掻取刃
11 ケーキ掻取ロータ
12 掻取駆動装置
13 モータ
14 変位変換機構
15 軸線方向駆動装置
16 モータ
17 変位伝達機構
21,22 ブッシュ
25A,25B 板バネ
40 ガス噴射パイプ
Claims (16)
- 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バスケット駆動装置により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配置されたフィルタと、前記フィルタの内側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、回転自在に設けられて、前記ケーキを掻き取る際に回転中心軸線を前記バスケットの中心軸線と平行な方向に向けた状態で前記バスケット内に配置されるケーキ掻取ロータと、前記ケーキを掻き取る際にケーキ掻取ロータを少なくともバスケットの周壁部側に変位させる掻取駆動装置とを備え、
前記ケーキ掻取ロータは、前記回転中心軸線の回りを該回転中心軸線の長手方向に沿って螺旋状に延びるコイルを備え、
前記フィルタの内側に形成されたケーキ層からケーキを掻き取る際に前記コイルが該ケーキ層に接触した状態に保持されて、前記バスケットの回転が前記ケーキ層を介して前記コイルに伝達されることによって前記ケーキ掻取ロータが前記バスケットにより回転駆動されること、
を特徴とする遠心分離機。 - 前記コイルは、帯板状の金属材料を螺旋状に曲げ加工したものからなっていて、少なくともその外周寄りの部分は、外周側に向うに従って次第に厚みが薄くなるようにテーパが付けられた形状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。
- 前記掻取駆動装置は、前記ケーキを掻き取る際に軸線を前記バスケットの中心軸線と平行な方向に向けた状態で配置される掻取駆動軸と、前記掻取駆動軸の軸線と直交する方向に伸びるように設けられて後端部が前記掻取駆動軸に固定され、先端部に前記ケーキ掻取ロータを支持した旋回アームと、前記ケーキ掻取ロータを変位させるべく前記掻取駆動軸を駆動する駆動機構とを備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の遠心分離機。
- 前記旋回アームの先端にロータ支持フレームが取り付けられ、
前記ロータ支持フレームに対して回転自在に支持された第1及び第2のコイル支持部材が設けられて、該第1のコイル支持部材及び第2のコイル支持部材にそれぞれ前記コイルの軸線方向の一端及び他端が支持され、
前記コイルの内側に前記コイルの軸線方向に伸びる空間が形成されていること、
を特徴とする請求項3に記載の遠心分離機。 - 前記旋回アームの先端にロータ支持フレームが取り付けられて、前記掻取駆動軸の軸線と平行な方向に伸びる中心軸の軸線方向の一端及び他端が前記ロータ支持フレームに固定され、
前記コイルは前記中心軸の周りを螺線状に延びるように設けられて、前記コイルの軸線方向の一端及び他端がそれぞれ前記中心軸に回転自在に嵌合された第1及び第2のブッシュに固定され、
前記コイルと前記中心軸との間に前記コイルの軸線方向に伸びる空間が形成されていること、
を特徴とする請求項3に記載の遠心分離機。 - ケーキを掻き取る際に前記ケーキ掻取ロータのコイルにガスを吹き付けるガス吹きつけ装置を更に備えていることを特徴とする請求項1ないし5の何れか一つに記載の遠心分離機。
- 前記中心軸は、圧縮ガスが供給される中空部と、該中空部内に供給されたガスを前記コイルに向けて噴出させる多数のガス噴射孔とを有し、
前記中心軸の中空部内に圧縮ガスを供給するガス供給手段が設けられ、
前記中心軸とガス供給手段とにより、前記ケーキを掻き取る際に前記ケーキ掻取ロータにガスを吹き付けるガス吹付け装置が構成されていること、
を特徴とする請求項5に記載の遠心分離機。 - 前記ケーキ掻取ロータは、前記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し、
前記掻取駆動装置は、前記フィルタの内側に形成されたケーキを掻き取る際に前記ケーキ掻取ロータを前記バスケットの周壁部に接近する方向及び該周壁部から遠ざかる方向と、前記バスケットの軸線方向との双方に変位させるように構成されていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一つに記載の遠心分離機。 - 前記ケーキ掻取ロータは、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軸線方向寸法を有し、
前記掻取駆動装置は、前記フィルタの内側に形成されたケーキを掻き取る際に前記ケーキ掻取ロータを前記バスケットの周壁部に接近する方向及び該周壁部から遠ざかる方向にのみ変位させるように構成されていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一つに記載の遠心分離機。 - 前記コイルは、螺旋の巻方向が互いに逆になっている第1のコイルエレメントと第2のコイルエレメントとを有して、該第1のコイルエレメントと第2のコイルエレメントと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1ないし9の何れか一つに記載の遠心分離機。
- 前記ケーキ掻取装置は、前記フィルタの内側に形成されたケーキを掻き取る際に前記掻取駆動装置により前記ケーキ掻取ロータと共に変位させられる掻取刃を更に備え、
前記掻取刃は、前記バスケットの周壁部側に変位する過程でその先端が前記フィルタの手前の位置に設定された限界位置に達したときに前記バスケットの周壁部側への変位を停止するように設けられ、
前記ケーキ掻取ロータは、前記ケーキを掻き取る過程で前記コイルが前記フィルタに接触した状態になる位置まで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ないし10のいずれか一つに記載の遠心分離機。 - 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バスケット駆動装置により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配置されたフィルタとを備えた遠心分離機の前記フィルタの内側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、
ケーキを掻き取る際に回転中心軸線を前記バスケットの中心軸線と平行な方向に向けた状態で前記バスケット内に配置されるケーキ掻取ロータと、
前記ケーキを掻き取る際にケーキ掻取ロータを少なくともバスケットの周壁部側に変位させる掻取駆動装置とを備え、
前記ケーキ掻取ロータは、前記回転中心軸線の回りを該回転中心軸線の長手方向に沿って螺旋状に延びるコイルを備え、
前記フィルタの内側に形成されたケーキ層からケーキを掻き取る際に前記コイルが該ケーキ層に接触した状態に保持されて、前記バスケットの回転が前記ケーキ層を介して前記コイルに伝達されることによって前記ケーキ掻取ロータが前記バスケットにより回転駆動されること、
を特徴とする遠心分離機用ケーキ掻取装置。 - 前記コイルは、帯板状の金属材料を螺旋状に曲げ加工したものからなっていて、少なくともその外周寄りの部分は、外周側に向うに従って次第に厚みが薄くなるようにテーパが付けられた形状を有していることを特徴とする請求項12に記載の遠心分離機用ケーキ掻取装置。
- ケーキを掻き取る際にケーキ掻取ロータのコイルにガスを吹き付けるガス吹付け装置が更に設けられている請求項13に記載の遠心分離機用ケーキ掻取装置。
- 前記ケーキを掻き取る際に前記掻取駆動装置により前記ケーキ掻取ロータと共に変位させられる掻取刃を更に備え、
前記掻取刃は、前記バスケットの周壁部側に変位する過程でその先端が前記フィルタの手前の位置に設定された限界位置に達したときに前記バスケットの周壁部側への変位を停止するように設けられ、
前記ケーキ掻取ロータは、前記ケーキを掻き取る過程で前記コイルが前記フィルタに接触した状態になる位置まで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12,13又は14に記載の遠心分離機用ケーキ掻取装置。 - 前記ケーキ掻取ロータのコイルは、螺線の巻方向が互いに逆向きの関係を有する第1のコイルエレメントと第2のコイルエレメントとを有して、該第1のコイルエレメントと第2のコイルエレメントとが前記バスケットの軸線方向に並べて配置されている請求項12ないし15のいずれか一つに記載の遠心分離機用ケーキ掻取装置。
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