竪型遠心分離装置
【課題】円筒状回転筒が高速回転することによって発生する空気の旋回流の影響を抑え、捕集カバーから分離液のミストが漏洩するのを防ぐことのできる竪型遠心分離装置を提供する
【解決手段】被処理液の供給口が下部側に形成され、遠心分離された分離液の排出口が上部側に形成され、遠心分離の実行時において鉛直軸廻りに回転する円筒状回転筒と、前記円筒状回転筒が鉛直軸廻りに回転可能に収容されるケーシングと、内周縁が円筒状回転筒の外周面に近接配置される円形開口部が底板に形成され、円筒状回転筒の排出口の周回軌道を全周に亘って囲うように配置される分離液の捕集室と、前記捕集室に連結された分離液の排出ノズルを有し、前記ケーシングの上部側に配置される分離液の捕集カバーと、前記捕集室の底板の裏面に配置され、少なくとも円筒状回転筒の回転軸側の表面が内側に向けて傾斜している１枚以上の整流用羽根と、を有する構成にする。
【解決手段】被処理液の供給口が下部側に形成され、遠心分離された分離液の排出口が上部側に形成され、遠心分離の実行時において鉛直軸廻りに回転する円筒状回転筒と、前記円筒状回転筒が鉛直軸廻りに回転可能に収容されるケーシングと、内周縁が円筒状回転筒の外周面に近接配置される円形開口部が底板に形成され、円筒状回転筒の排出口の周回軌道を全周に亘って囲うように配置される分離液の捕集室と、前記捕集室に連結された分離液の排出ノズルを有し、前記ケーシングの上部側に配置される分離液の捕集カバーと、前記捕集室の底板の裏面に配置され、少なくとも円筒状回転筒の回転軸側の表面が内側に向けて傾斜している１枚以上の整流用羽根と、を有する構成にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、竪型遠心分離装置に関し、特に、被処理液に遠心力を付与する円筒状回転筒が回転することによって発生する旋回流の影響を抑える技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心分離装置は、円筒状回転筒の内部に固形分を含有する被処理液を供給することにより、被処理液に遠心力を付与して固−液分離，液−液分離，或いは固−液−液分離などの目的に応じた分離操作を行うことのできる装置である。遠心分離装置は、分野を問わず各種の産業分野で広く採用されている。
【０００３】
遠心分離装置には、円筒状回転筒であるボウルが鉛直軸を回転軸にして回転する竪型遠心分離装置と、ボウルが水平軸を回転軸にして回転する横型遠心分離装置がある。竪型遠心分離装置は、機器上部に設置された軸受部からボウルを懸架した構造であり、回転することにより自身で回転の芯を出す特長があるため横型遠心分離装置に比較して超高速回転による高遠心力運転が容易である（例えば、特許文献１参照）。その為、その用途の多くは超高速回転、高遠心力による難分解性処理物の分離である。
【０００４】
特許文献１に開示されている竪型遠心分離装置は、ボウルを回転しながらボウル下部から被処理液を供給する。ボウル内で遠心分離された軽液と重液は、ボウル上部に形成されている異なる２箇所の排出口より排出され、重液用の捕集カバーと軽液用の捕集カバーのそれぞれに捕集される。各捕集カバーに捕集された重液と軽液は、各捕集カバーの排出ノズルを通じて機外へ重力排出される。
【０００５】
ボウルは高速で回転されるが捕集カバーは固定配置であるため、捕集カバーの底板とボウルの外周面との間には僅かな隙間が設けられている。この隙間は、ボウルの回転時の振動分を考慮しても１．５〜３．０ｍｍ程度であり、装置の構造上、遠心分離の実行時にこの隙間から分離液が漏れることは殆どないと考えられていた。事実、分離液の漏洩によるトラブル事例もなく、隙間を封止するシール機構の設置を希望するユーザーもいなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−２２０７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、本発明者らが確認したところ、僅かな量ではあるが分離液がケーシング内に漏洩していることが判明した。すなわち、特許文献１の構造では、高速回転するボウルの遠心力の作用によってボウル上部より排出される分離液が、捕集カバーの内壁に衝突し、その際に分離液の一部がミスト化する。そして、ケーシング内においては、高速回転するボウル大径部分によって強い空気の旋回流が発生しており、図８に模式的に示すように捕集カバー内でミスト化した分離液の一部がこの旋回流に引き込まれてケーシング内に漏洩する。
【０００８】
旋回流の引き込みによる漏洩はごく僅かな量である。しかしながら、例えば食品，医薬、バイオ関連の分野においてはケーシング内面に付着した分離液が腐敗して、機内環境を悪化させる懸念があり、衛生的に見れば漏洩を防ぐことが好ましい。さらに分離液の方が目的物の場合は、漏洩した分離液がロス分となってしまう。
【０００９】
すなわち、本発明は、一例として挙げた上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、円筒状回転筒が高速回転することによって発生する空気の旋回流の影響を抑え、捕集カバーから分離液のミストが漏洩するのを防ぐことのできる竪型遠心分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の竪型遠心分離装置は、被処理液の供給口が下部側に形成され、遠心分離された分離液の排出口が上部側に形成され、遠心分離の実行時において鉛直軸廻りに回転する円筒状回転筒と、前記円筒状回転筒が鉛直軸廻りに回転可能に収容されるケーシングと、内周縁が円筒状回転筒の外周面に近接配置される円形開口部が底板に形成され、円筒状回転筒の排出口の周回軌道を全周に亘って囲うように配置される分離液の捕集室と、前記捕集室に連結された分離液の排出ノズルを有し、前記ケーシングの上部側に配置される分離液の捕集カバーと、前記捕集室の底板の裏面に配置され、少なくとも円筒状回転筒の回転軸側の表面が内側に向けて傾斜している１枚以上の整流用羽根と、を有することを特徴とする。
【００１１】
整流用羽根の表面の傾斜角は、円筒状回転筒の回転軸の垂線に対して鋭角であることが好ましい。さらに、捕集室の底板が、外方側に向かうにつれて下方側に傾斜した構成において、整流用羽根の表面が、捕集室の底板の裏面に対する角度が６０度〜９０度となるように傾斜していることが好ましい。整流用羽根は、捕集室の底板に形成されている円形状開口部の内周縁、又は前記円形状開口部と同心円の接線方向であるか、或いは接線方向に対して±１５度の範囲内で延びるように配置されていることが好ましい。また、整流用羽根は、上から見たときに、捕集室の底板に形成されている円筒状回転筒の回転方向側の角部が前記円形開口部の内周縁と重なるように配置されていることが好ましい。
【００１２】
整流用羽根の数は４枚とすることができ、この場合、整流用羽根が周方向に等間隔に配置することが好ましい。また、竪型遠心分離装置が、固−液−液分離をすることのできる構造である場合には、重液を捕集する第１の捕集カバーと、軽液を捕集する第２の捕集カバーを上下に積層配置し、第１の捕集カバーと第２の捕集カバーのそれぞれの底板の裏面に整流用羽根を配置することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の竪型遠心分離装置によれば、円筒状回転筒の分離液排出口の周回軌道を全周に亘って囲うように配置された分離液捕集室の底板の裏面に、少なくとも円筒状回転筒の回転軸側の表面が内側に向けて傾斜している１枚以上の整流用羽根を配置したことにより、捕集室内で発生する分離液のミストが、ケーシング内で発生する空気の旋回流に引き込まれるのを抑えることが可能となる。すなわち、整流用羽根は、課題の発生原因である空気の旋回流を逆に利用して、ケーシングから捕集室、さらには捕集室に連結された分離液の排出ノズルの出口へ向かう空気の流れを積極的に作り出す。その結果、捕集室からケーシング内に引き込まれる空気の流れが形成されず、分離液が捕集室からケーシング内に漏洩するのを防止できる。
【００１４】
従って、本発明の竪型遠心分離装置は、例えば食品，医薬，バイオなど、特に衛生面に気を使う分野にも安心して適用することができる。また、目的物が液体（分離液）の場合、ロス分を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の好ましい実施形態に従う竪型遠心分離装置の縦断面図である。
【図２】上記竪型遠心分離装置の正面図である。
【図３】上記竪型遠心分離装置が備えるボウルの縦断面図である。
【図４】上記竪型遠心分離装置が備える第２捕集カバーの平面図と側面図である。
【図５】上記竪型遠心分離装置が備える第１捕集カバーの平面図と側面図である。
【図６】上記第２捕集カバーの作用を示す説明図である。
【図７】上記第２捕集カバーの整流用羽根を垂直方向に配置した比較例を示す。
【図８】従来の捕集カバー内の気流の流れを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施形態による竪型遠心分離装置について、添付図面を参照しながら詳しく説明する。但し、以下に説明する実施形態によって本発明の技術的範囲は何ら限定解釈されることはない。
【００１７】
図１は、本実施形態に従う竪型遠心分離装置の縦断面図であり、図２は、竪型遠心分離装置の正面図である。また、図３は、円筒状回転筒であるボウルの縦断面図である。
【００１８】
図１及び図２に示すように、本実施形態に従う竪型遠心分離装置１は、鉛直方向に配置された円筒状回転筒であるボウル２と、ボウル２を回転可能に収容する外装体をなすケーシング３と、遠心分離の実行時にボウル２を鉛直軸廻りに回転させる駆動装置としての駆動モータ４と、これらを支持する支持装置５を備えている。
【００１９】
ケーシング３は、支持装置５に支持されるケーシング本体３１と、ケーシング本体３１の上部に脱着可能に設けられる上部ケーシングとしての捕集カバー３２を備えている。捕集カバー３２は、遠心分離の実行時において、遠心力の作用によってボウル２の上部側から排出される分離液を受け止めて排出ノズル３４へと導く。竪型遠心分離装置１のボウル２は、被処理液を固−液−液の３相に分離する構造となっている。そのため、捕集カバー３２は、比重の小さい液（軽液）を捕集する第１捕集カバー３２ａと、比重の大きい液（重液）を捕集する第２捕集カバー３２ｂを上下に積層した構成となっている。第１捕集カバー３２ａ及び第２捕集カバー３２ｂは、各々の捕集室で分離液を捕集し、捕集した分離液を排出ノズル３４ａ及び排出ノズル３４ｂから排出する。排出ノズル３４ａ，３４ｂには配管（不図示）が脱着可能に接続され、これらの配管は分離液の貯留槽（不図示）にそれぞれ接続されている。なお、固−液−液の３相分離でなく、固−液の２相分離を行う装置の場合は、第２捕集カバー３２ｂを省略することができる。
【００２０】
ボウル２は、詳しくは図３に示すように、内部が空洞に形成された円筒形の胴部２１を有し、下部側に被処理液の供給口２２が形成され、上部側に軽液を排出する排出口２３ａと重液を排出する排出口２３ｂがそれぞれ形成されている。重液用の排出口２３ｂは、胴部２１（すなわち、ボウル２の大径部分）に配置されており、軽液用の排出口２３ａは、回転軸の部分（すなわち、ボウル２の小径部分）に配置されている。一方、ボウル２の下部側に形成されている供給口２２には、被処理液の供給ノズル２４が内挿されている。供給ノズル２４は、回転されるボウル２の内壁面に接触しないように、ボウル２の内壁面から離して配置している。被処理液は、例えばポンプなどの送液手段（不図示）によって送液され、供給ノズル２４の先端から吐出されてボウル２内に供給される。なお、図示は省略するが、ボウル２の内部には、ボウル２の内部空間を周方向に区画する羽根部材（例えば羽根が３枚のスリーウイング）が配置されている。
【００２１】
なお、図３の記載からも分かるように、ボウル２には分離された固形分の排出口が設けていない。すなわち、本実施形態の竪型遠心分離装置は、遠心分離の実行時において分離液は連続的に排出するが、固形分はボウル２内に蓄積させていく。ボウル２内に蓄積された固形分は、装置を停止し、ボウル２をケーシング３から抜き出して行う。すなわち、本実施形態の竪型遠心分離装置は、バッチ方式で運転される。
【００２２】
ボウル２の寸法は限定されないが、一例として、内径を９５〜１６０ｍｍ、長さを４５７〜７３０ｍｍの範囲内から選択される寸法に設定することができる。ボウル２は、脱着手段であるカップリングナット２５によって、ベアリングアッセンブリ２６の回転軸２６ａと脱着可能に連結されている。ベアリングアッセンブリ２６は、回転ベルト４１を通じて駆動モータ４の回転プーリ４２と連結されている。従ってボウル２の回転軸の上端は、カップリングナット２５と螺合するネジ部２７が形成されている。遠心分離の実行時においては、ボウル２とベアリングアッセンブリ２６とを連結することによってボウル２が懸架支持され、駆動モータ４の動力によって鉛直軸廻りに回転可能となる。一方、ボウル２をケーシング３から抜き出す際には、カップリングナット２５による連結を解除することによって、ボウル２とベアリングアッセンブリ２６の連結状態を解除する。なお、図１の符号４３は、アイドラアッセンブリである。
【００２３】
さらに、ボウル２の下端側には、例えばスリーブ部材２８が固定配置されている。このスリーブ部材２８は、例えばネジ部２８ａによってボウル２に固定されている。さらに、スリーブ部材２８と摺動するブッシング部材６１がケーシング３側に固定配置されている。なお、図１の符号６２は、ドレインを排出するための排出路である。
【００２４】
図１に示す第１捕集カバー３２ａと第２捕集カバー３２ｂは、遠心力の作用によってボウル２から周方向に排出される分離液を捕集する空間（捕集室）をそれぞれ有している。前述したように、捕集カバー３２は、第１捕集カバー３２ａと第２捕集カバー３２ｂを上下に積層した構成であり、第１捕集カバー３２ａの捕集室の底板は、第２捕集カバー３２ｂの捕集室の天井板を兼ねている。第１捕集カバー３２ａと第２捕集カバー３２ｂは、洗浄作業等が容易に行えるように、互いに脱着可能である。第１捕集カバー３２ａ及び第２捕集カバー３２ｂの構造を、図４及び図５にそれぞれ示す。図４（ａ）は、第２捕集カバー３２ｂの平面図を示し、図４（ｂ）は、第２捕集カバー３２ｂの縦断面図を示している。図５（ａ）は、第１捕集カバー３２ａの平面図を示し、図５（ｂ）は、第１捕集カバー３２ａの縦断面図を示している。
【００２５】
まず、第２捕集カバー３２ｂについて、図４を参照しながら説明する。第２捕集カバー３２ｂは、図４に示されるように、ボウル２の胴部２１が挿入される円形開口部７ｂが中央に形成されている。円形開口部７ｂの内周縁の直径は、ボウル２の胴部２１の外周面に対して僅かな隙間（例えば２〜２．５ｍｍ）を有するように設定されている。さらに、円形開口部７ｂの内周縁は、前記隙間から分離液が落下しないように、ボウル２の外周面に沿って上方に曲げられている。
【００２６】
第２捕集カバー３２ｂの捕集室の底板７１ｂは、捕集した分離液が外周に向かって流れるように、外周に向かって下方側に傾斜している。底板７１ｂの外周縁には、周方向に側壁板７２ｂが立設されており、側壁板７２ｂが一部欠けている部分に排出ノズル３４ｂが連結されている。排出ノズル３４ｂは、幅が順次狭くなると共に下方側に傾斜する平面流路７３ｂの部分と、平面流路７３ｂの先端に連結された鉛直方向に下がる管状流路７４ｂの部分で構成されている。平面流路７３ｂは、ボウル２の回転方向側の一辺（７５ｂ）が、底板７１ｂの外周縁の接線方向に延びるように形成されている。既述の通り、第２捕集カバー３２ｂの捕集室の天井板は、第１捕集カバー３２ａの捕集室の底板７１ａが兼ねるので、第２捕集カバー３２ｂの上部は開放されている。但し、必ずしも第１捕集カバー３２ａの捕集室の底板７１ａが第２捕集カバー３２ｂの捕集室の天井板を兼ねる構造にしなくともよく、第２捕集カバー３２ｂに天井板を設けて捕集室を形成するようにしてもよい。
【００２７】
捕集室の底板７１ｂの裏面には、複数の整流用羽根８ｂが配置されている。図４には、好ましい一例として４枚の整流用羽根８ｂを配置した構成を示しているが、整流用羽根８ｂの設置数が限定されることはない。整流用羽根８ｂは、図４（ａ）に示すように、平面形状が概ね短冊状の平板の板材であり、表面がボウル２の回転軸側に向かって傾斜（θ１）するように取り付けられている。整流用羽根８ｂは、ボウル２の回転方向側の短辺から反対の短辺に向かうにつれて幅が狭くなっている。整流用羽根８ｂの材料は特に限定されることはなく、金属，樹脂など種々の材料を選択することができる。
【００２８】
整流用羽根８ｂの傾斜角（θ１）は、９０度未満であればよいが、好ましい傾斜角は、ボウル２の回転軸の垂線に対して鋭角（例えば、２０〜７０度）である。また、捕集室の底板７１ｂとの関係に着目すると、底板７１ｂに対する整流用羽根８ｂの傾斜角（θ２）が６０度〜９０度となっていることが好ましい。整流用羽根８ｂの傾斜角（θ１）を、ボウル２の回転軸の垂線に対して鋭角（例えば、２０〜７０度）になるように配置し、且つ、底板７１ｂに対する整流用羽根８ｂの傾斜角（θ２）を６０度〜９０度に設定すると、後述する気流の流れを効果的に形成することができる（図６参照）。整流用羽根８ｂの取り付け方法は、例えば溶接等によって底板に固着してもよく、底板に取付片を設けてボルトやネジなどの固定手段によって着脱可能なように取り付けてもよい。
【００２９】
４枚の整流用羽根８ｂは、上から見て、周方向に等間隔（９０度間隔）に配置されている。さらに、各整流用羽根８ｂは、上から見て、円形開口部７ｂの略接線方向であって、且つ、ボウル２の回転方向とは反対の方向に延びるようにそれぞれ配置されている。但し、必ずしも接線方向に延びていなくともよく、接線方向±１５度の範囲内であればよい。さらに、直線状に延びていなくともよく、上から見て、前記範囲内であればボウル回転軸側に湾曲していてもよい。
【００３０】
整流用羽根８ｂは、上から見て、ボウル２の回転方向側の角部の頂点（Ｔ）が、円形開口部７ｂの内周縁上に重なっていることが好ましい。このように整流用羽根８ｂを配置すれば、後述する空気の流れを効率的に形成し、空気をボウル２と円形開口部７ｂとの隙間に送り込むことができる（図６参照）。但し、必ずしもボウル２の回転方向側の角部の頂点（Ｔ）が、円形開口部７ｂの内周縁上に重なっていなくともよく、円形開口部７ｂよりも直径の大きい同心円（仮想円）の内周縁上に重なるように配置してもよい。
【００３１】
次に、第１捕集カバー３２ａについて、図５を参照しながら説明する。第１捕集カバー３２ａは、中央の円形開口部７ａの直径がボウル２の少径部分に対応していること、及び図１に示される捕集室の天井板が取り付けられることを除けば、第２捕集カバー３２ｂと同様の構造である。すなわち、第１捕集カバー３２ａは、第２捕集カバー３２ｂと同様に、円形開口部７ａ，底板７１ａ，側壁板７２ａ，排出ノズル３４ａの平面流路７３ａと管状流路７４ａ、整流用羽根８ａを備えている。整流用羽根８ａの配置も、第２捕集カバー３２ｂと同様の配置とすることができる。
【００３２】
上記のように構成された竪型遠心分離装置１を用いて遠心分離を行う手順を説明する。まず、ボウル２を鉛直軸廻りに回転させると共に、供給ノズル２４を通じてボウル２内に被処理液を連続的に供給する。ボウル２は、例えば１万Ｇ以上、好ましくは２万Ｇ以上の遠心力が発生するまで高速に回転させる。ボウル２内に供給された被処理液は、遠心力の作用と比重差によって固形物，重液，軽液の３相に分離され、重液と軽液は排出口２３ａ，２３ｂからそれぞれ連続的に排出される。排出口２３ａから排出される軽液は、第１捕集カバー３２ａの捕集室に捕集され、排出ノズル３４ａを通じて装置外に排出される。排出口２３ｂから排出される重液は、第２捕集カバー３２ｂの捕集室に捕集され、排出ノズル３４ｂを通じて装置外に排出される。一方、固形分は、ボウル２内の内周面側から順次蓄積されていく。
【００３３】
上記の手順で遠心分離を行っている最中は、高速で回転するボウル２によりケーシング内に空気の旋回流が形成される。旋回流は、ボウル２外周面の空気摩擦に起因して発生するので、ボウル２の回転方向と同じ方向（順方向）に向かって流れる。ボウル２の大径部の一部は、第２捕集カバー３２ｂの捕集室内に位置しており、捕集室内でも旋回流は発生する。しかし、旋回流はボウル２外周面の空気摩擦に起因して発生するので、表面積が圧倒的に大きいケーシング３内で発生する旋回流の方が風力は大きい。従って、整流用羽根８ｂが無い場合、この旋回流によって第２捕集カバー３２ｂ内のミストを含む空気がケーシング３内に引き込まれる現象が生じる。
【００３４】
これに対し、整流用羽根８ｂを設けた場合、図６に模式的に示すように、旋回流の流れが整流用羽根８ｂの表面によって規制され、円形開口部７ｂ側に向かう流れとなる。しかも整流用羽根８ｂの表面は内側に向いて傾斜しているので、気流は、円形開口部７ｂ側に向かうに従って水平よりも上向きに向かう流れとなる。これにより、ケーシング３内に発生する旋回流の一部が、ボウル２と円形開口部７１ｂとの隙間を通って第２捕集カバー３２ｂの捕集室に進入し、さらに排出ノズル３４ｂを通って装置外に排出される。換言すると、第２捕集カバー３２ｂからケーシング３に引き込まれる空気の流れが無くなるか、有ったとしても従来に比べて格段に減少する。
【００３５】
また、既述したように第２捕集カバー３２ｂ内でも旋回流は発生するし、第１捕集カバー３２ａ内でも旋回流は発生する。但し、ボウル２の大径部分によって第２捕集カバー３２ｂ内に発生される旋回流に比べると、ボウル２の小径部分によって第１捕集カバー３２ａ内に発生される旋回流方が風力は弱い。従って、整流用羽根８ａが無い場合は、第２捕集カバー３２ｂ内の旋回流によって第１捕集カバー３２ａ内のミストを含む空気が第２捕集カバー３２ｂへ引き込まれてしまう。そこで、本実施形態では第１捕集カバー３２ａの底板７１ａの裏面にも整流用羽根８ａを配置している。これにより、第１捕集カバー３２ａから第２捕集カバー３２ｂに引き込まれる空気の流れが無くなるか、有ったとしても従来に比べて格段に減少する。
【００３６】
上述の実施形態によれば、第２捕集カバー３２ｂの捕集室の底板７１ｂの裏面に、ボウル２の回転軸側に傾斜する整流用羽根８ｂを配置したことにより、ケーシング３内に発生する旋回流の一部が、ボウル２と円形開口部７ｂとの隙間を通って捕集室に進入し、さらに排出ノズル３４ｂを通って装置外に排出される。すなわち、第２捕集カバー３２ｂからケーシング３に引き込まれる空気の流れが無くなるか、有ったとしても従来に比べて格段に減少するので、捕集した分離液がケーシング３内に漏洩するのを防止することができる。
【００３７】
さらに、上述の実施形態によれば、第１捕集カバー３２ａの底板７１ａの裏面にも整流用羽根８ａを配置したことにより、第１捕集カバー３２ａから第２捕集カバー３２ｂに引き込まれる空気の流れが無くなるか、有ったとしても従来に比べて格段に減少する。その結果、第１捕集カバー３２ａから第２捕集カバー３２ｂへの分離液の漏洩も防止することができる。
【００３８】
また、上述の実施形態によれば、捕集した分離液の漏洩を防止できるので、例えば食品，医薬，バイオなど、特に衛生面に気を使う分野にも安心して本実施形態の竪型遠心分離装置１を適用することができる。また、目的物が液体（分離液）の場合、回収ロス分を少なくすることができる。
【００３９】
さらに上述の実施形態によれば、上記の整流効果により排出ノズル３４を通って機外へ排出される空気の流れが形成されるので、これまで重力のみでの排出されていた分離液が、重力と空気の流れの相互作用により排出可能となる。その結果、排出ノズル３４（特に、平面流路７３ａ，７３ｂ）の小型化が可能であり、装置の低コスト及び省スペース化を期待できる利点がある。
【実施例】
【００４０】
以上の通り、上述の実施形態は、課題の発生原因である旋回流を逆に課題解決に利用したことに特長がある。そのためには、整流用羽根８ａ，８ｂが少なくとも９０度未満に傾斜している必要があり、ボウル２の回転軸の垂線に対して鋭角（例えば、２０〜７０度）に傾斜していることが好ましい。
【００４１】
本試験例は、ボウル２の回転軸の垂線に対して鋭角（４５度）に傾斜角（θ１）を設定した場合と、図７に示すように整流用羽根を傾斜させなかった場合と、整流用羽根８ａ，８ｂを有しない従来構造の場合の３者で分離液の漏洩量を比較した。整流用羽根８ａ，８ｂの有無及び傾斜角を除けば、３者の構造は同じであり、試験条件も同じに設定した。
【００４２】
評価試験の結果、整流用羽根を有しない従来構造の漏洩量は１２０ｍｌ／ｍｉｎ．であった。また、図７のように整流用羽根を垂直方向に配置したときの漏洩量は４２ｍｌ／ｍｉｎ．であった。これに対し、整流用羽根８ｂを鋭角に取り付けたときの漏洩量は０ｍｌ／ｍｉｎ．であり、格段に量が少なかった。整流用羽根を垂直方向に配置したときの効果が少ない理由について、本発明者らは次のように考えている。すなわち、垂直方向に配置した整流用羽根は、図７に模式的に示すように、空気の旋回流を軽減させる邪魔板として作用するのみであり、本発明のように旋回流を規制してボウルと底板の隙間から捕集室に積極的に進入させることはできないのである。
【００４３】
以上、本発明を具体的な実施形態に則して詳細に説明したが、形式や細部についての種々の置換、変形、変更等が、特許請求の範囲の記載により規定されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行われることが可能であることは、当該技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。従って、本発明の範囲は、前述の実施形態及び添付図面に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。
【符号の説明】
【００４４】
１ 竪型遠心分離装置
２ ボウル
３ ケーシング
３２ａ 第１捕集カバー
３２ｂ 第２捕集カバー
３４ａ 第１排出ノズル
３４ｂ 第２排出ノズル
４ 駆動モータ
５ 支持装置
７ａ，７ｂ 円形開口部
７１ａ，７１ｂ 底板
７２ａ，７２ｂ 側壁板
８ａ，８ｂ 整流用羽根
【技術分野】
【０００１】
本発明は、竪型遠心分離装置に関し、特に、被処理液に遠心力を付与する円筒状回転筒が回転することによって発生する旋回流の影響を抑える技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心分離装置は、円筒状回転筒の内部に固形分を含有する被処理液を供給することにより、被処理液に遠心力を付与して固−液分離，液−液分離，或いは固−液−液分離などの目的に応じた分離操作を行うことのできる装置である。遠心分離装置は、分野を問わず各種の産業分野で広く採用されている。
【０００３】
遠心分離装置には、円筒状回転筒であるボウルが鉛直軸を回転軸にして回転する竪型遠心分離装置と、ボウルが水平軸を回転軸にして回転する横型遠心分離装置がある。竪型遠心分離装置は、機器上部に設置された軸受部からボウルを懸架した構造であり、回転することにより自身で回転の芯を出す特長があるため横型遠心分離装置に比較して超高速回転による高遠心力運転が容易である（例えば、特許文献１参照）。その為、その用途の多くは超高速回転、高遠心力による難分解性処理物の分離である。
【０００４】
特許文献１に開示されている竪型遠心分離装置は、ボウルを回転しながらボウル下部から被処理液を供給する。ボウル内で遠心分離された軽液と重液は、ボウル上部に形成されている異なる２箇所の排出口より排出され、重液用の捕集カバーと軽液用の捕集カバーのそれぞれに捕集される。各捕集カバーに捕集された重液と軽液は、各捕集カバーの排出ノズルを通じて機外へ重力排出される。
【０００５】
ボウルは高速で回転されるが捕集カバーは固定配置であるため、捕集カバーの底板とボウルの外周面との間には僅かな隙間が設けられている。この隙間は、ボウルの回転時の振動分を考慮しても１．５〜３．０ｍｍ程度であり、装置の構造上、遠心分離の実行時にこの隙間から分離液が漏れることは殆どないと考えられていた。事実、分離液の漏洩によるトラブル事例もなく、隙間を封止するシール機構の設置を希望するユーザーもいなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−２２０７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、本発明者らが確認したところ、僅かな量ではあるが分離液がケーシング内に漏洩していることが判明した。すなわち、特許文献１の構造では、高速回転するボウルの遠心力の作用によってボウル上部より排出される分離液が、捕集カバーの内壁に衝突し、その際に分離液の一部がミスト化する。そして、ケーシング内においては、高速回転するボウル大径部分によって強い空気の旋回流が発生しており、図８に模式的に示すように捕集カバー内でミスト化した分離液の一部がこの旋回流に引き込まれてケーシング内に漏洩する。
【０００８】
旋回流の引き込みによる漏洩はごく僅かな量である。しかしながら、例えば食品，医薬、バイオ関連の分野においてはケーシング内面に付着した分離液が腐敗して、機内環境を悪化させる懸念があり、衛生的に見れば漏洩を防ぐことが好ましい。さらに分離液の方が目的物の場合は、漏洩した分離液がロス分となってしまう。
【０００９】
すなわち、本発明は、一例として挙げた上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、円筒状回転筒が高速回転することによって発生する空気の旋回流の影響を抑え、捕集カバーから分離液のミストが漏洩するのを防ぐことのできる竪型遠心分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の竪型遠心分離装置は、被処理液の供給口が下部側に形成され、遠心分離された分離液の排出口が上部側に形成され、遠心分離の実行時において鉛直軸廻りに回転する円筒状回転筒と、前記円筒状回転筒が鉛直軸廻りに回転可能に収容されるケーシングと、内周縁が円筒状回転筒の外周面に近接配置される円形開口部が底板に形成され、円筒状回転筒の排出口の周回軌道を全周に亘って囲うように配置される分離液の捕集室と、前記捕集室に連結された分離液の排出ノズルを有し、前記ケーシングの上部側に配置される分離液の捕集カバーと、前記捕集室の底板の裏面に配置され、少なくとも円筒状回転筒の回転軸側の表面が内側に向けて傾斜している１枚以上の整流用羽根と、を有することを特徴とする。
【００１１】
整流用羽根の表面の傾斜角は、円筒状回転筒の回転軸の垂線に対して鋭角であることが好ましい。さらに、捕集室の底板が、外方側に向かうにつれて下方側に傾斜した構成において、整流用羽根の表面が、捕集室の底板の裏面に対する角度が６０度〜９０度となるように傾斜していることが好ましい。整流用羽根は、捕集室の底板に形成されている円形状開口部の内周縁、又は前記円形状開口部と同心円の接線方向であるか、或いは接線方向に対して±１５度の範囲内で延びるように配置されていることが好ましい。また、整流用羽根は、上から見たときに、捕集室の底板に形成されている円筒状回転筒の回転方向側の角部が前記円形開口部の内周縁と重なるように配置されていることが好ましい。
【００１２】
整流用羽根の数は４枚とすることができ、この場合、整流用羽根が周方向に等間隔に配置することが好ましい。また、竪型遠心分離装置が、固−液−液分離をすることのできる構造である場合には、重液を捕集する第１の捕集カバーと、軽液を捕集する第２の捕集カバーを上下に積層配置し、第１の捕集カバーと第２の捕集カバーのそれぞれの底板の裏面に整流用羽根を配置することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の竪型遠心分離装置によれば、円筒状回転筒の分離液排出口の周回軌道を全周に亘って囲うように配置された分離液捕集室の底板の裏面に、少なくとも円筒状回転筒の回転軸側の表面が内側に向けて傾斜している１枚以上の整流用羽根を配置したことにより、捕集室内で発生する分離液のミストが、ケーシング内で発生する空気の旋回流に引き込まれるのを抑えることが可能となる。すなわち、整流用羽根は、課題の発生原因である空気の旋回流を逆に利用して、ケーシングから捕集室、さらには捕集室に連結された分離液の排出ノズルの出口へ向かう空気の流れを積極的に作り出す。その結果、捕集室からケーシング内に引き込まれる空気の流れが形成されず、分離液が捕集室からケーシング内に漏洩するのを防止できる。
【００１４】
従って、本発明の竪型遠心分離装置は、例えば食品，医薬，バイオなど、特に衛生面に気を使う分野にも安心して適用することができる。また、目的物が液体（分離液）の場合、ロス分を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の好ましい実施形態に従う竪型遠心分離装置の縦断面図である。
【図２】上記竪型遠心分離装置の正面図である。
【図３】上記竪型遠心分離装置が備えるボウルの縦断面図である。
【図４】上記竪型遠心分離装置が備える第２捕集カバーの平面図と側面図である。
【図５】上記竪型遠心分離装置が備える第１捕集カバーの平面図と側面図である。
【図６】上記第２捕集カバーの作用を示す説明図である。
【図７】上記第２捕集カバーの整流用羽根を垂直方向に配置した比較例を示す。
【図８】従来の捕集カバー内の気流の流れを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施形態による竪型遠心分離装置について、添付図面を参照しながら詳しく説明する。但し、以下に説明する実施形態によって本発明の技術的範囲は何ら限定解釈されることはない。
【００１７】
図１は、本実施形態に従う竪型遠心分離装置の縦断面図であり、図２は、竪型遠心分離装置の正面図である。また、図３は、円筒状回転筒であるボウルの縦断面図である。
【００１８】
図１及び図２に示すように、本実施形態に従う竪型遠心分離装置１は、鉛直方向に配置された円筒状回転筒であるボウル２と、ボウル２を回転可能に収容する外装体をなすケーシング３と、遠心分離の実行時にボウル２を鉛直軸廻りに回転させる駆動装置としての駆動モータ４と、これらを支持する支持装置５を備えている。
【００１９】
ケーシング３は、支持装置５に支持されるケーシング本体３１と、ケーシング本体３１の上部に脱着可能に設けられる上部ケーシングとしての捕集カバー３２を備えている。捕集カバー３２は、遠心分離の実行時において、遠心力の作用によってボウル２の上部側から排出される分離液を受け止めて排出ノズル３４へと導く。竪型遠心分離装置１のボウル２は、被処理液を固−液−液の３相に分離する構造となっている。そのため、捕集カバー３２は、比重の小さい液（軽液）を捕集する第１捕集カバー３２ａと、比重の大きい液（重液）を捕集する第２捕集カバー３２ｂを上下に積層した構成となっている。第１捕集カバー３２ａ及び第２捕集カバー３２ｂは、各々の捕集室で分離液を捕集し、捕集した分離液を排出ノズル３４ａ及び排出ノズル３４ｂから排出する。排出ノズル３４ａ，３４ｂには配管（不図示）が脱着可能に接続され、これらの配管は分離液の貯留槽（不図示）にそれぞれ接続されている。なお、固−液−液の３相分離でなく、固−液の２相分離を行う装置の場合は、第２捕集カバー３２ｂを省略することができる。
【００２０】
ボウル２は、詳しくは図３に示すように、内部が空洞に形成された円筒形の胴部２１を有し、下部側に被処理液の供給口２２が形成され、上部側に軽液を排出する排出口２３ａと重液を排出する排出口２３ｂがそれぞれ形成されている。重液用の排出口２３ｂは、胴部２１（すなわち、ボウル２の大径部分）に配置されており、軽液用の排出口２３ａは、回転軸の部分（すなわち、ボウル２の小径部分）に配置されている。一方、ボウル２の下部側に形成されている供給口２２には、被処理液の供給ノズル２４が内挿されている。供給ノズル２４は、回転されるボウル２の内壁面に接触しないように、ボウル２の内壁面から離して配置している。被処理液は、例えばポンプなどの送液手段（不図示）によって送液され、供給ノズル２４の先端から吐出されてボウル２内に供給される。なお、図示は省略するが、ボウル２の内部には、ボウル２の内部空間を周方向に区画する羽根部材（例えば羽根が３枚のスリーウイング）が配置されている。
【００２１】
なお、図３の記載からも分かるように、ボウル２には分離された固形分の排出口が設けていない。すなわち、本実施形態の竪型遠心分離装置は、遠心分離の実行時において分離液は連続的に排出するが、固形分はボウル２内に蓄積させていく。ボウル２内に蓄積された固形分は、装置を停止し、ボウル２をケーシング３から抜き出して行う。すなわち、本実施形態の竪型遠心分離装置は、バッチ方式で運転される。
【００２２】
ボウル２の寸法は限定されないが、一例として、内径を９５〜１６０ｍｍ、長さを４５７〜７３０ｍｍの範囲内から選択される寸法に設定することができる。ボウル２は、脱着手段であるカップリングナット２５によって、ベアリングアッセンブリ２６の回転軸２６ａと脱着可能に連結されている。ベアリングアッセンブリ２６は、回転ベルト４１を通じて駆動モータ４の回転プーリ４２と連結されている。従ってボウル２の回転軸の上端は、カップリングナット２５と螺合するネジ部２７が形成されている。遠心分離の実行時においては、ボウル２とベアリングアッセンブリ２６とを連結することによってボウル２が懸架支持され、駆動モータ４の動力によって鉛直軸廻りに回転可能となる。一方、ボウル２をケーシング３から抜き出す際には、カップリングナット２５による連結を解除することによって、ボウル２とベアリングアッセンブリ２６の連結状態を解除する。なお、図１の符号４３は、アイドラアッセンブリである。
【００２３】
さらに、ボウル２の下端側には、例えばスリーブ部材２８が固定配置されている。このスリーブ部材２８は、例えばネジ部２８ａによってボウル２に固定されている。さらに、スリーブ部材２８と摺動するブッシング部材６１がケーシング３側に固定配置されている。なお、図１の符号６２は、ドレインを排出するための排出路である。
【００２４】
図１に示す第１捕集カバー３２ａと第２捕集カバー３２ｂは、遠心力の作用によってボウル２から周方向に排出される分離液を捕集する空間（捕集室）をそれぞれ有している。前述したように、捕集カバー３２は、第１捕集カバー３２ａと第２捕集カバー３２ｂを上下に積層した構成であり、第１捕集カバー３２ａの捕集室の底板は、第２捕集カバー３２ｂの捕集室の天井板を兼ねている。第１捕集カバー３２ａと第２捕集カバー３２ｂは、洗浄作業等が容易に行えるように、互いに脱着可能である。第１捕集カバー３２ａ及び第２捕集カバー３２ｂの構造を、図４及び図５にそれぞれ示す。図４（ａ）は、第２捕集カバー３２ｂの平面図を示し、図４（ｂ）は、第２捕集カバー３２ｂの縦断面図を示している。図５（ａ）は、第１捕集カバー３２ａの平面図を示し、図５（ｂ）は、第１捕集カバー３２ａの縦断面図を示している。
【００２５】
まず、第２捕集カバー３２ｂについて、図４を参照しながら説明する。第２捕集カバー３２ｂは、図４に示されるように、ボウル２の胴部２１が挿入される円形開口部７ｂが中央に形成されている。円形開口部７ｂの内周縁の直径は、ボウル２の胴部２１の外周面に対して僅かな隙間（例えば２〜２．５ｍｍ）を有するように設定されている。さらに、円形開口部７ｂの内周縁は、前記隙間から分離液が落下しないように、ボウル２の外周面に沿って上方に曲げられている。
【００２６】
第２捕集カバー３２ｂの捕集室の底板７１ｂは、捕集した分離液が外周に向かって流れるように、外周に向かって下方側に傾斜している。底板７１ｂの外周縁には、周方向に側壁板７２ｂが立設されており、側壁板７２ｂが一部欠けている部分に排出ノズル３４ｂが連結されている。排出ノズル３４ｂは、幅が順次狭くなると共に下方側に傾斜する平面流路７３ｂの部分と、平面流路７３ｂの先端に連結された鉛直方向に下がる管状流路７４ｂの部分で構成されている。平面流路７３ｂは、ボウル２の回転方向側の一辺（７５ｂ）が、底板７１ｂの外周縁の接線方向に延びるように形成されている。既述の通り、第２捕集カバー３２ｂの捕集室の天井板は、第１捕集カバー３２ａの捕集室の底板７１ａが兼ねるので、第２捕集カバー３２ｂの上部は開放されている。但し、必ずしも第１捕集カバー３２ａの捕集室の底板７１ａが第２捕集カバー３２ｂの捕集室の天井板を兼ねる構造にしなくともよく、第２捕集カバー３２ｂに天井板を設けて捕集室を形成するようにしてもよい。
【００２７】
捕集室の底板７１ｂの裏面には、複数の整流用羽根８ｂが配置されている。図４には、好ましい一例として４枚の整流用羽根８ｂを配置した構成を示しているが、整流用羽根８ｂの設置数が限定されることはない。整流用羽根８ｂは、図４（ａ）に示すように、平面形状が概ね短冊状の平板の板材であり、表面がボウル２の回転軸側に向かって傾斜（θ１）するように取り付けられている。整流用羽根８ｂは、ボウル２の回転方向側の短辺から反対の短辺に向かうにつれて幅が狭くなっている。整流用羽根８ｂの材料は特に限定されることはなく、金属，樹脂など種々の材料を選択することができる。
【００２８】
整流用羽根８ｂの傾斜角（θ１）は、９０度未満であればよいが、好ましい傾斜角は、ボウル２の回転軸の垂線に対して鋭角（例えば、２０〜７０度）である。また、捕集室の底板７１ｂとの関係に着目すると、底板７１ｂに対する整流用羽根８ｂの傾斜角（θ２）が６０度〜９０度となっていることが好ましい。整流用羽根８ｂの傾斜角（θ１）を、ボウル２の回転軸の垂線に対して鋭角（例えば、２０〜７０度）になるように配置し、且つ、底板７１ｂに対する整流用羽根８ｂの傾斜角（θ２）を６０度〜９０度に設定すると、後述する気流の流れを効果的に形成することができる（図６参照）。整流用羽根８ｂの取り付け方法は、例えば溶接等によって底板に固着してもよく、底板に取付片を設けてボルトやネジなどの固定手段によって着脱可能なように取り付けてもよい。
【００２９】
４枚の整流用羽根８ｂは、上から見て、周方向に等間隔（９０度間隔）に配置されている。さらに、各整流用羽根８ｂは、上から見て、円形開口部７ｂの略接線方向であって、且つ、ボウル２の回転方向とは反対の方向に延びるようにそれぞれ配置されている。但し、必ずしも接線方向に延びていなくともよく、接線方向±１５度の範囲内であればよい。さらに、直線状に延びていなくともよく、上から見て、前記範囲内であればボウル回転軸側に湾曲していてもよい。
【００３０】
整流用羽根８ｂは、上から見て、ボウル２の回転方向側の角部の頂点（Ｔ）が、円形開口部７ｂの内周縁上に重なっていることが好ましい。このように整流用羽根８ｂを配置すれば、後述する空気の流れを効率的に形成し、空気をボウル２と円形開口部７ｂとの隙間に送り込むことができる（図６参照）。但し、必ずしもボウル２の回転方向側の角部の頂点（Ｔ）が、円形開口部７ｂの内周縁上に重なっていなくともよく、円形開口部７ｂよりも直径の大きい同心円（仮想円）の内周縁上に重なるように配置してもよい。
【００３１】
次に、第１捕集カバー３２ａについて、図５を参照しながら説明する。第１捕集カバー３２ａは、中央の円形開口部７ａの直径がボウル２の少径部分に対応していること、及び図１に示される捕集室の天井板が取り付けられることを除けば、第２捕集カバー３２ｂと同様の構造である。すなわち、第１捕集カバー３２ａは、第２捕集カバー３２ｂと同様に、円形開口部７ａ，底板７１ａ，側壁板７２ａ，排出ノズル３４ａの平面流路７３ａと管状流路７４ａ、整流用羽根８ａを備えている。整流用羽根８ａの配置も、第２捕集カバー３２ｂと同様の配置とすることができる。
【００３２】
上記のように構成された竪型遠心分離装置１を用いて遠心分離を行う手順を説明する。まず、ボウル２を鉛直軸廻りに回転させると共に、供給ノズル２４を通じてボウル２内に被処理液を連続的に供給する。ボウル２は、例えば１万Ｇ以上、好ましくは２万Ｇ以上の遠心力が発生するまで高速に回転させる。ボウル２内に供給された被処理液は、遠心力の作用と比重差によって固形物，重液，軽液の３相に分離され、重液と軽液は排出口２３ａ，２３ｂからそれぞれ連続的に排出される。排出口２３ａから排出される軽液は、第１捕集カバー３２ａの捕集室に捕集され、排出ノズル３４ａを通じて装置外に排出される。排出口２３ｂから排出される重液は、第２捕集カバー３２ｂの捕集室に捕集され、排出ノズル３４ｂを通じて装置外に排出される。一方、固形分は、ボウル２内の内周面側から順次蓄積されていく。
【００３３】
上記の手順で遠心分離を行っている最中は、高速で回転するボウル２によりケーシング内に空気の旋回流が形成される。旋回流は、ボウル２外周面の空気摩擦に起因して発生するので、ボウル２の回転方向と同じ方向（順方向）に向かって流れる。ボウル２の大径部の一部は、第２捕集カバー３２ｂの捕集室内に位置しており、捕集室内でも旋回流は発生する。しかし、旋回流はボウル２外周面の空気摩擦に起因して発生するので、表面積が圧倒的に大きいケーシング３内で発生する旋回流の方が風力は大きい。従って、整流用羽根８ｂが無い場合、この旋回流によって第２捕集カバー３２ｂ内のミストを含む空気がケーシング３内に引き込まれる現象が生じる。
【００３４】
これに対し、整流用羽根８ｂを設けた場合、図６に模式的に示すように、旋回流の流れが整流用羽根８ｂの表面によって規制され、円形開口部７ｂ側に向かう流れとなる。しかも整流用羽根８ｂの表面は内側に向いて傾斜しているので、気流は、円形開口部７ｂ側に向かうに従って水平よりも上向きに向かう流れとなる。これにより、ケーシング３内に発生する旋回流の一部が、ボウル２と円形開口部７１ｂとの隙間を通って第２捕集カバー３２ｂの捕集室に進入し、さらに排出ノズル３４ｂを通って装置外に排出される。換言すると、第２捕集カバー３２ｂからケーシング３に引き込まれる空気の流れが無くなるか、有ったとしても従来に比べて格段に減少する。
【００３５】
また、既述したように第２捕集カバー３２ｂ内でも旋回流は発生するし、第１捕集カバー３２ａ内でも旋回流は発生する。但し、ボウル２の大径部分によって第２捕集カバー３２ｂ内に発生される旋回流に比べると、ボウル２の小径部分によって第１捕集カバー３２ａ内に発生される旋回流方が風力は弱い。従って、整流用羽根８ａが無い場合は、第２捕集カバー３２ｂ内の旋回流によって第１捕集カバー３２ａ内のミストを含む空気が第２捕集カバー３２ｂへ引き込まれてしまう。そこで、本実施形態では第１捕集カバー３２ａの底板７１ａの裏面にも整流用羽根８ａを配置している。これにより、第１捕集カバー３２ａから第２捕集カバー３２ｂに引き込まれる空気の流れが無くなるか、有ったとしても従来に比べて格段に減少する。
【００３６】
上述の実施形態によれば、第２捕集カバー３２ｂの捕集室の底板７１ｂの裏面に、ボウル２の回転軸側に傾斜する整流用羽根８ｂを配置したことにより、ケーシング３内に発生する旋回流の一部が、ボウル２と円形開口部７ｂとの隙間を通って捕集室に進入し、さらに排出ノズル３４ｂを通って装置外に排出される。すなわち、第２捕集カバー３２ｂからケーシング３に引き込まれる空気の流れが無くなるか、有ったとしても従来に比べて格段に減少するので、捕集した分離液がケーシング３内に漏洩するのを防止することができる。
【００３７】
さらに、上述の実施形態によれば、第１捕集カバー３２ａの底板７１ａの裏面にも整流用羽根８ａを配置したことにより、第１捕集カバー３２ａから第２捕集カバー３２ｂに引き込まれる空気の流れが無くなるか、有ったとしても従来に比べて格段に減少する。その結果、第１捕集カバー３２ａから第２捕集カバー３２ｂへの分離液の漏洩も防止することができる。
【００３８】
また、上述の実施形態によれば、捕集した分離液の漏洩を防止できるので、例えば食品，医薬，バイオなど、特に衛生面に気を使う分野にも安心して本実施形態の竪型遠心分離装置１を適用することができる。また、目的物が液体（分離液）の場合、回収ロス分を少なくすることができる。
【００３９】
さらに上述の実施形態によれば、上記の整流効果により排出ノズル３４を通って機外へ排出される空気の流れが形成されるので、これまで重力のみでの排出されていた分離液が、重力と空気の流れの相互作用により排出可能となる。その結果、排出ノズル３４（特に、平面流路７３ａ，７３ｂ）の小型化が可能であり、装置の低コスト及び省スペース化を期待できる利点がある。
【実施例】
【００４０】
以上の通り、上述の実施形態は、課題の発生原因である旋回流を逆に課題解決に利用したことに特長がある。そのためには、整流用羽根８ａ，８ｂが少なくとも９０度未満に傾斜している必要があり、ボウル２の回転軸の垂線に対して鋭角（例えば、２０〜７０度）に傾斜していることが好ましい。
【００４１】
本試験例は、ボウル２の回転軸の垂線に対して鋭角（４５度）に傾斜角（θ１）を設定した場合と、図７に示すように整流用羽根を傾斜させなかった場合と、整流用羽根８ａ，８ｂを有しない従来構造の場合の３者で分離液の漏洩量を比較した。整流用羽根８ａ，８ｂの有無及び傾斜角を除けば、３者の構造は同じであり、試験条件も同じに設定した。
【００４２】
評価試験の結果、整流用羽根を有しない従来構造の漏洩量は１２０ｍｌ／ｍｉｎ．であった。また、図７のように整流用羽根を垂直方向に配置したときの漏洩量は４２ｍｌ／ｍｉｎ．であった。これに対し、整流用羽根８ｂを鋭角に取り付けたときの漏洩量は０ｍｌ／ｍｉｎ．であり、格段に量が少なかった。整流用羽根を垂直方向に配置したときの効果が少ない理由について、本発明者らは次のように考えている。すなわち、垂直方向に配置した整流用羽根は、図７に模式的に示すように、空気の旋回流を軽減させる邪魔板として作用するのみであり、本発明のように旋回流を規制してボウルと底板の隙間から捕集室に積極的に進入させることはできないのである。
【００４３】
以上、本発明を具体的な実施形態に則して詳細に説明したが、形式や細部についての種々の置換、変形、変更等が、特許請求の範囲の記載により規定されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行われることが可能であることは、当該技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。従って、本発明の範囲は、前述の実施形態及び添付図面に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。
【符号の説明】
【００４４】
１ 竪型遠心分離装置
２ ボウル
３ ケーシング
３２ａ 第１捕集カバー
３２ｂ 第２捕集カバー
３４ａ 第１排出ノズル
３４ｂ 第２排出ノズル
４ 駆動モータ
５ 支持装置
７ａ，７ｂ 円形開口部
７１ａ，７１ｂ 底板
７２ａ，７２ｂ 側壁板
８ａ，８ｂ 整流用羽根
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液の供給口が下部側に形成され、遠心分離された分離液の排出口が上部側に形成され、遠心分離の実行時において鉛直軸廻りに回転する円筒状回転筒と、
前記円筒状回転筒が鉛直軸廻りに回転可能に収容されるケーシングと、
内周縁が円筒状回転筒の外周面に近接配置される円形開口部が底板に形成され、円筒状回転筒の排出口の周回軌道を全周に亘って囲うように配置される分離液の捕集室と、前記捕集室に連結された分離液の排出ノズルを有し、前記ケーシングの上部側に配置される分離液の捕集カバーと、
前記捕集室の底板の裏面に配置され、少なくとも円筒状回転筒の回転軸側の表面が内側に向けて傾斜している１枚以上の整流用羽根と、を有することを特徴とする竪型遠心分離装置。
【請求項２】
前記整流用羽根の表面の傾斜角は、円筒状回転筒の回転軸の垂線に対して鋭角であることを特徴とする請求項１に記載の竪型遠心分離装置。
【請求項３】
前記整流用羽根の表面の傾斜角は、円筒状回転筒の回転軸の垂線に対して２０度〜７０度であることを特徴とする請求項２に記載の竪型遠心分離装置。
【請求項４】
前記捕集室の底板は、外方側に向かうにつれて下方側に傾斜しており、
前記整流用羽根の表面は、前記捕集室の底板の裏面に対する角度が６０度〜９０度となるように傾斜していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の竪型遠心分離装置。
【請求項５】
前記整流用羽根は、前記円形状開口部の内周縁、又は前記円形状開口部と同心円の接線方向±１５度の範囲内で延びるように配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の竪型遠心分離装置。
【請求項６】
前記整流用羽根は、上から見たときに、前記円筒状回転筒の回転方向側の角部が前記円形開口部の内周縁と重なるように配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の竪型遠心分離装置。
【請求項７】
４枚の整流用羽根が周方向に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の竪型遠心分離装置。
【請求項８】
重液を捕集する第１の捕集カバーと、軽液を捕集する第２の捕集カバーとが上下に積層配置されており、第１の捕集カバーと第２の捕集カバーのそれぞれの底板の裏面に整流用羽根が配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の竪型遠心分離装置。
【請求項１】
被処理液の供給口が下部側に形成され、遠心分離された分離液の排出口が上部側に形成され、遠心分離の実行時において鉛直軸廻りに回転する円筒状回転筒と、
前記円筒状回転筒が鉛直軸廻りに回転可能に収容されるケーシングと、
内周縁が円筒状回転筒の外周面に近接配置される円形開口部が底板に形成され、円筒状回転筒の排出口の周回軌道を全周に亘って囲うように配置される分離液の捕集室と、前記捕集室に連結された分離液の排出ノズルを有し、前記ケーシングの上部側に配置される分離液の捕集カバーと、
前記捕集室の底板の裏面に配置され、少なくとも円筒状回転筒の回転軸側の表面が内側に向けて傾斜している１枚以上の整流用羽根と、を有することを特徴とする竪型遠心分離装置。
【請求項２】
前記整流用羽根の表面の傾斜角は、円筒状回転筒の回転軸の垂線に対して鋭角であることを特徴とする請求項１に記載の竪型遠心分離装置。
【請求項３】
前記整流用羽根の表面の傾斜角は、円筒状回転筒の回転軸の垂線に対して２０度〜７０度であることを特徴とする請求項２に記載の竪型遠心分離装置。
【請求項４】
前記捕集室の底板は、外方側に向かうにつれて下方側に傾斜しており、
前記整流用羽根の表面は、前記捕集室の底板の裏面に対する角度が６０度〜９０度となるように傾斜していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の竪型遠心分離装置。
【請求項５】
前記整流用羽根は、前記円形状開口部の内周縁、又は前記円形状開口部と同心円の接線方向±１５度の範囲内で延びるように配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の竪型遠心分離装置。
【請求項６】
前記整流用羽根は、上から見たときに、前記円筒状回転筒の回転方向側の角部が前記円形開口部の内周縁と重なるように配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の竪型遠心分離装置。
【請求項７】
４枚の整流用羽根が周方向に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の竪型遠心分離装置。
【請求項８】
重液を捕集する第１の捕集カバーと、軽液を捕集する第２の捕集カバーとが上下に積層配置されており、第１の捕集カバーと第２の捕集カバーのそれぞれの底板の裏面に整流用羽根が配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の竪型遠心分離装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−６５２（Ｐ２０１３−６５２Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３３８６４（Ｐ２０１１−１３３８６４）
【出願日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【出願人】（５９１１６２０２２）巴工業株式会社 (32)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【出願人】（５９１１６２０２２）巴工業株式会社 (32)
【Ｆターム（参考）】
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