説明

超臨界直接抽出塔

【課題】 連続的な抽出を実施することができる超臨界直接抽出塔を提供すること。
【解決手段】 超臨界ガス11との接触により抽出槽2の内部空間7に供給された粉体から所望の成分を抽出する超臨界直接抽出塔1であって、前記抽出槽2の上方には、第1の投入側弁4および第2の投入側弁3が配置され、前記抽出槽2の下方には、第1の排出側弁5および第2の排出側弁6が配置されているとともに、前記第1の投入側弁4と前記第2の投入側弁3との間には、投入チャンバC1が配置され、前記第1の排出側弁5と前記第2の排出側弁6との間には、排出チャンバC2が配置されており、前記粉体が、前記第1の投入側弁4、前記投入チャンバC1、前記第2の投入側弁3、前記内部空間7、前記第1の排出側弁5、前記排出チャンバC2、および前記第2の排出側弁6を順次通過していくように構成されていることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、超臨界直接抽出塔に関し、特に、超臨界ガスとの接触により抽出塔内に供給された粉体から所望の成分を抽出する超臨界直接抽出塔に関するものである。
【背景技術】
【0002】
超臨界ガスとの接触により抽出塔内に供給された粉体から所望の成分を抽出する超臨界直接抽出塔としては、例えば、特許文献1に開示された構成を有するものがある。
【特許文献1】特開平5−332899号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
この特許文献1に開示された発明では、粉体の抽出塔内へ充填が完了した後、超臨界ガスによる抽出が行われ、抽出が終わると抽出塔内の粉体が塔外に排出されるようになっている。
すなわち、抽出塔内に充填された粉体の抽出が終わる度に、塔内圧力を大気圧まで減圧して塔内の粉体をすべて塔外に排出しなければならず、連続的な抽出を実施することができないといった問題点があった。
【0004】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、連続的な抽出を実施することができる超臨界直接抽出塔を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明による超臨界直接抽出塔は、超臨界ガスとの接触により抽出槽の内部空間に供給された粉体から所望の成分を抽出する超臨界直接抽出塔であって、前記抽出槽の上方には、第1の投入側弁および第2の投入側弁が配置され、前記抽出槽の下方には、第1の排出側弁および第2の排出側弁が配置されているとともに、前記第1の投入側弁と前記第2の投入側弁との間には、投入チャンバが配置され、前記第1の排出側弁と前記第2の排出側弁との間には、排出チャンバが配置されており、前記粉体が、前記第1の投入側弁、前記投入チャンバ、前記第2の投入側弁、前記内部空間、前記第1の排出側弁、前記排出チャンバ、および前記第2の排出側弁を順次通過していくように構成されている。
【0006】
このような超臨界直接抽出塔によれば、第1の投入側弁が開放され、粉体がこの第1の投入側弁を通って投入チャンバ内に投入される。投入チャンバ内への粉体の投入が完了すると、第1の投入側弁が閉止され、つづいて第2の投入側弁が開放されて、投入チャンバ内の粉体が第2の投入側弁を通って抽出槽の内部空間内に投入された後、第2の投入側弁が閉止される。
抽出槽の内部空間内への粉体の投入が完了すると、内部空間内に超臨界ガスが供給されるとともに、粉体から所望の成分の抽出が行われる。
つぎに、第1の排出側弁が開放され、処理された粉体がこの第1の排出側弁を通って排出チャンバ内に移動する。排出チャンバ内への粉体の投入が完了すると、第1の排出側弁が閉止される。
つづいて、第1の投入側弁が開放され、粉体がこの第1の投入側弁を通って投入チャンバ内に投入される。また、第2の排出側弁が開放され、排出チャンバ内の粉体は第2の排出側弁を通って超臨界直接抽出塔の外へ排出されるとともに、第2の排出側弁の下方に用意された、例えば、搬送用容器に回収される。
【0007】
これにより、内部空間内の圧力を略一定に保った状態で、すなわち、抽出工程を中断することなく、粉体を内部空間内に順次供給することができるとともに、処理された粉体を内部空間内から外部に順次排出することができるようになっているので、粉体から所望の成分を連続して抽出することができる。
【0008】
本発明による超臨界直接抽出塔は、前記粉体が、所定量毎に袋詰めされた状態で前記内部空間内に複数投入されるとともに、前記抽出槽の下端部に、前記袋詰めされた粉体を保持する保持機構が配置されており、前記保持機構と前記第1の排出側弁との間に、前記袋詰めされた粉体を一時収容するチャンバが配置されていることが好ましい。
このような超臨界直接抽出塔によれば、所定量の粉体が収められた袋状のものを一つの単位として取り扱う(ハンドリングする)ことができるので、粉体の取り扱いを容易なものとすることができて、粉体が第1の投入側弁、第2の投入側弁、第1の排出側弁、および第2の排出側弁の隙間等に浸入してしまうことを防止することができる。
【0009】
本発明による超臨界直接抽出塔は、前記袋詰めされた粉体が、カゴ体に収容されていることが好ましい。
このような超臨界直接抽出塔によれば、袋詰めにされた粉体が、堅固に作られたカゴ体に入れられているので、粉体を収容する袋状のものが傷つけられてしまうことを防止することができる。
【発明の効果】
【0010】
本発明による弁装置によれば、弁体の表面および弁座面(シート面)が、流体中に含まれた粉体等の異物により傷つけられてしまうことを防止することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明に係る超臨界直接抽出塔の第1実施形態を、図1ないし図3を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態に係る超臨界直接抽出塔1の概略構成図であり、図2は、図1における抽出槽2の要部拡大断面図である。
図1に示すように、本実施形態に係る超臨界直接抽出塔1は、抽出槽2と、この抽出槽2の上方に設けられた第2の投入側弁3と、この第2の投入側弁3の上方に設けられた第1の投入側弁4と、抽出槽2の下方に設けられた第1の排出側弁5と、この第1の排出側弁5の下方に設けられた第2の排出側弁6とを主たる要素として構成されたものである。
【0012】
抽出槽2は、鉛直方向に延びる円筒形の空間7をその内部に備えた概略円筒形の容器であり、その下端部側方には空間7と連通する超臨界ガス導入管8が接続されているとともに、その上端部側方には空間7と連通する超臨界ガス導出管9が接続されている。
空間7内には、例えば、セラミックファイバ製の袋体の中に粉体(例えば、使用済み原子燃料を粉体化したもの)が収容された、バッグ10が複数個充填されている。
第1の投入側弁4、第2の投入側弁3、第1の排出側弁5、および第2の排出側弁6はそれぞれ、バッグ10が通過する流路を開放したり閉止(閉鎖)したりする開閉弁である。また、第1の投入側弁4と第2の投入側弁3との間には投入チャンバC1が、第1の排出側弁5と第2の排出側弁6との間には排出チャンバC2が設けられている。
【0013】
超臨界ガス導入管8は、抽出槽2の空間7内に超臨界ガス(例えば、超臨界CO+TBP(tributyl phosphate:リン酸トリブチル)−硝酸錯体)11を連続供給する配管である。
超臨界ガス導出管9は、バッグ10内に収容された粉体から所望の成分(例えば、U(ウラン),Pu(プルトニウム),Np(ネプツニウム))を抽出(回収)し終えた超臨界ガス(例えば、超臨界CO+TBP+UNH(uranyl nitrate
hexahydrate:硝酸ウラニル)−錯体))12を、空間7内から抽出槽2の外へ導き出すための配管である。
すなわち、超臨界ガス導入管8から空間7内に導入された超臨界ガス11は、超臨界ガス導入管8の側(図1において下側)から超臨界ガス導出管9の側(図1において上側)に向かって移動する間に、バッグ10内に収容された粉体から所望の成分を抽出し、超臨界ガス12となって、超臨界ガス導出管9から空間7外に導き出された後、その下流側で逆抽出工程が行われるようになっている。
【0014】
一方、抽出槽2の下部でかつ超臨界ガス導入管8の下方には、第1の投入側弁4および第2の投入側弁3を介して空間7内に投入され、空間7内において鉛直方向に積層された複数個のバッグ10を保持(支持)するバッグ保持機構15が設けられている。
【0015】
図2に示すように、バッグ保持機構15は、左右一対(一組)の偏芯カム16と、これら偏芯カム16を収容するケース17とを主たる要素として構成されたものである。
各偏芯カム16は、その一端部(図2において上側の端部)が回転軸18を介してケース17に取り付けられている。各回転軸18は、それぞれ別の(あるいは一つの)駆動源(図示せず)に接続されており、この駆動源を作動させることにより各偏芯カム16の他端部(図2において下側の端部)が左右に揺動するようになっている。
【0016】
これら偏芯カム16は、通常、図2に示す実線のところに位置し、空間7内において鉛直方向に積層された複数個のバッグ10を保持(支持)している。そして、空間7内を第1の投入側弁4および第2の投入側弁3の側からバッグ保持機構15の側に順次進んできたバッグ(すなわち、空間7内において超臨界ガス11により所望の成分が十分に抽出された粉体を収容したバッグ)10は、偏芯カム16が図2に示す二点鎖線の位置に移動することによりその拘束状態(保持状態)が解かれて、一つまたは複数個(本実施形態では3個)単位で、バッグ保持機構15と第1の排出側弁5との間に配置されたチャンバC3内に送られる(自由落下していく)ようになっている。
【0017】
つぎに、図1ないし図3を用いて本実施形態に係る超臨界直接抽出塔1の作用を説明する。なお、図3は、第1の投入側弁4、第2の投入側弁3、バッグ保持機構15、第1の排出側弁5、および第2の排出側弁6の動作シーケンス図である。
第1段階(図3において「順1」)においては、第1の投入側弁4が開放され、バッグ10がこの第1の投入側弁4を通って投入チャンバC1内に投入される。
第2段階(図3において「順2」)では、まず第1の投入側弁4が閉止され、つぎに第2の投入側弁3が開放されて、投入チャンバC1内のバッグ10が第2の投入側弁3を通って空間7内に投入された後、第2の投入側弁3が閉止される。そして、空間7内に投入されたバッグ10は、バッグ保持機構15により保持される。
第1段階と第2段階とを交互に繰り返し行って、空間7内に複数個のバッグ10を積層した状態にして抽出工程の準備段階が完了する。
【0018】
第3段階(図3において「順3」)においては、超臨界ガス導入管8から空間7内に超臨界ガス11が供給されるとともに、バッグ10内に収容された粉体から所望の成分の抽出が行われる。
第4段階(図3において「順4」)では、バッグ保持機構15が作動して開放状態(図2において二点鎖線の状態)となり、一つまたは複数個(本実施形態では3個)のバッグ10がチャンバC3内に送られる。所定数のバッグ10がバッグ保持機構15を通過したら、バッグ保持機構15は閉止状態(図2において二点鎖線の状態)となり、空間7内に存するバッグ10を再び保持することとなる。
【0019】
第5段階(図3において「順5」)においては、第1の排出側弁5が開放され、バッグ10がこの第1の排出側弁5を通って排出チャンバC2内に移動する。
第6段階(図3において「順6」)では、第1の排出側弁5が閉止されて、第1の投入側弁4、第2の投入側弁3、バッグ保持機構15、第1の排出側弁5、および第2の排出側弁6がすべて閉止された状態となる。
【0020】
第7段階(図3において「順7」)においては、第1の投入側弁4が開放され、バッグ10がこの第1の投入側弁4を通って投入チャンバC1内に投入される。また、第2の排出側弁6が開放され、排出チャンバC2内のバッグ10は第2の排出側弁6を通って超臨界直接抽出塔1の外へ排出されるとともに、第2の排出側弁6の鉛直下方に用意された搬送用容器13に回収される。
第8段階(図3において「順8」)においては、前述した第2段階と同様、第1の投入側弁4が閉止され、つづいて第2の投入側弁3が開放されて、投入チャンバC1内のバッグ10が第2の投入側弁3を通って空間7内に投入された後、第2の投入側弁3が閉止される。そして、空間7内に投入されたバッグ10は、バッグ保持機構15により保持されているバッグ10の最上部に載置される。
【0021】
第9段階(図3において「順9」)においては、前述した第3段階と同様、超臨界ガス導入管8から空間7内に供給されてくる超臨界ガス11により、バッグ10内に収容された粉体から所望の成分の抽出が行われる。
以降、第4段階〜第9段階を繰り返し行って、粉体から所望の成分の抽出が連続的に実施されるようになっている。すなわち、空間7内の圧力(例えば、20MPa)を略一定に保ったまま(抽出工程(バッグ10内に収容された粉体から所望の成分を抽出する作業)を維持したまま)、未処理のバッグ10を空間7内に順次供給することができるとともに、処理後のバッグ10を空間7内から外部に順次排出することができるようになっている。
【0022】
本実施形態による超臨界直接抽出塔1によれば、空間7内の圧力を略一定に保った状態で、すなわち、抽出工程を中断することなく、粉体が収められたバッグ10を空間7内に順次供給することができるとともに、処理されたバッグ10を空間7内から外部に順次排出することができるようになっているので、粉体から所望の成分を連続して抽出することができる。
また、粉体が袋状のバッグ10の中に収められているので、粉体が第1の投入側弁4、第2の投入側弁3、第1の排出側弁5、および第2の排出側弁6の隙間に浸入してしまうことを防止することができるとともに、装置の延命化を図ることができて、装置の信頼性を向上させることができる。
さらに、駆動系(偏芯カム16および回転軸18)を収容する容積(空間)が少なくて済むので、装置の小型化を図ることができる。
さらにまた、偏芯カム16表面の湾曲面によりバッグ10が受け止められる(保持される)ようになっているので、バッグ10が傷つけられてしまうことを防止することができる。
【0023】
本発明による超臨界直接抽出塔の第2実施形態を、図4を参照しながら説明する。
図4(a)は、抽出槽2の要部拡大断面図であり、図4(b)は図4(a)のb−b矢視断面図である。
本実施形態に係る超臨界直接抽出塔21は、バッグ保持機構15の代わりにバッグ押出機構25が設けられているという点で前述した第1実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第1実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【0024】
バッグ押出機構25は、水平方向に延びる円筒形の空間22をその内部に備えた概略円筒形を有するケース23と、このケース23内を往復移動可能に構成されたピストン24とを主たる要素として構成されたものである。
ピストン24は、図4(b)に示すように、断面視略半円状を有する棒状の部材で、その一端部(図4(a)において右側端部)には傾斜面24aが形成されているとともに、その他端部(図4(a)において左側端部)には水平方向に延びるロッド24bが設けられている。
傾斜面24aは、その下端がその上端よりも突出した(すなわち、下端の長さが上端の長さよりも長くなるように形成されており、その傾斜角は、例えば、45度に設定されている。
また、ピストン24の下端面とケース23との間には、往復スライド用ドライ軸受(図示せず)が設けられている。
【0025】
ロッド24bは、カップリング26を介して、水平方向(図4(a)において左右方向)に伸縮するシリンダ27の伸縮ロッド27aに連結されている。また、このロッド24bとケース23との間には、リニアガイド28およびグランドパッキン29が設けられている。
図4(a)に示すように、ピストン24が最も後退した状態(すなわち、シリンダ27のロッド27aが最も縮んだ状態)において、ピストン24の一端部上端面とケース23との間には、ケース30の天井面から鉛直下方に延びるとともに、断面視略半円状を有する仕切板30が設けられている。
【0026】
ピストン24は、通常、図4(a)に示す実線のところ(あるいは図4(a)に示す二点鎖線のところ)に位置しており、この位置から図4(a)に示す二点鎖線の位置(あるいは図4(a)に示す実線の位置)に移動させられることにより、空間7内に投入されたバッグ10を下方(バッグ押出機構25の方)に移動させることができるようになっている。すなわち、ピストン24が図4(a)に示す実線の位置から図4(a)に示す二点鎖線の位置に移動することにより、一つまたは複数個(本実施形態では3個)のバッグ10を押し退けて、これらバッグ10がチャンバC3内に送られる(自由落下していく)ようになっている。
【0027】
本実施形態に係る超臨界直接抽出塔21の作用は、前述した第1実施形態のものと略同じであるので、ここではその説明を省略する。
【0028】
本実施形態による超臨界直接抽出塔21によれば、空間7内の圧力を略一定に保った状態で、すなわち、抽出工程を中断することなく、粉体が収められたバッグ10を空間7内に順次供給することができるとともに、処理されたバッグ10を空間7内から外部に順次排出することができるようになっているので、粉体から所望の成分を連続して抽出することができる。
また、粉体が袋状のバッグ10の中に収められているので、粉体が第1の投入側弁4、第2の投入側弁3、バッグ押出機構25、第1の排出側弁5、および第2の排出側弁6の隙間に浸入してしまうことを防止することができるとともに、装置の延命化を図ることができて、装置の信頼性を向上させることができる。
さらに、ピストン24の一端部には傾斜面24aが形成されており、この傾斜面24aでバッグ10を押し退ける際に、バッグ10に若干上向きの力が作用するようになっている。そのため、ピストン24をスムース(円滑)に移動させることができて、駆動力の低減化を図ることができる。
さらにまた、ピストン24の上方には仕切板30が設けられており、これにより、ピストン24がシリンダ27側(図4(a)において左側)の空間22内に後退しても、ピストン24の上に載ったままのバッグ10がシリンダ27側の空間22内に引き込まれてしまうことを防止することができる。また、ピストン24の上に載ったままのバッグ10がシリンダ27側の空間22内に引き込まれ、詰まり等を生じるおそれがないので、作動性および操作性を向上させることができる。
【0029】
本発明による超臨界直接抽出塔の第3実施形態を、図5を参照しながら説明する。図5は、抽出槽2の要部拡大断面図である。
本実施形態に係る超臨界直接抽出塔31は、バッグ保持機構15の代わりにバッグ保持機構32が設けられているという点で前述した第1実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第1実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【0030】
バッグ保持機構32は、左右一対(一組)のリンク機構33と、これらリンク機構33を収容するケース34とを主たる要素として構成されたものである。
各リンク機構33は、水平方向に往復移動可能に構成されたシャッタ部35と、リンク36と、押付けパッド37とを備えている。
シャッタ部35は、その上面に取付部38を有する板状の部材であり、取付部38には鉛直方向に沿って長穴38aが形成されている。各シャッタ部35は、それぞれ別の(あるいは一つの)駆動源(図示せず)に接続されており、この駆動源を作動させることによりシャッタ部35が互いに離間する方向あるいは互いに近接する方向にスライドするようになっている。
【0031】
リンク36は、一端部(図5において下端部)が直線状に、他端部(図5において上端部)がへ字状に形成された棒状の部材であり、ピン39を介してケース34に取り付けられている。また、リンク36の一端部は、ピン39aを介して取付部38の長穴38aに取り付けられている。
押付けパッド37は、バッグ10を受け止める受け面を有する板状の部材であり、この受け面と反対側の面には取付部37aが設けられているとともに、この取付部37aには長穴37bが形成されている。そして、この押付けパッド37は、ピン39bを介してリンク36の他端部に取り付けられている。
【0032】
リンク機構33は、通常、図5に示す実線のところに位置し、空間7内において鉛直方向に積層された複数個のバッグ10を保持(支持)している。そして、空間7内を第1の投入側弁4および第2の投入側弁3の側からバッグ保持機構15の側に順次進んできたバッグ(すなわち、空間7内において超臨界ガス11により所望の成分が十分に抽出された粉体を収容したバッグ)10は、リンク機構33が図5に示す二点鎖線の位置に移動することによりその拘束状態(保持状態)が解かれて、一つまたは複数個(本実施形態では3個)単位で、閉状態(互いに近接した状態)にあるシャッタ部35の上面にて一時保持される。そして、リンク機構33が図5に示す二点鎖線の位置に移動することにより再び空間7内において鉛直方向に積層された複数個のバッグ10を保持(支持)するようになるとともに、シャッタ部35の上面に一時保持されていたバッグ10は、シャッタ部35が開放される(開状態とされる)ことによりシャッタ部35の下方に位置するチャンバC3内に送られる(自由落下していく)ようになっている。
【0033】
本実施形態に係る超臨界直接抽出塔31の作用は、前述した第1実施形態のものと略同じであるので、ここではその説明を省略する。
【0034】
本実施形態による超臨界直接抽出塔31によれば、空間7内の圧力を略一定に保った状態で、すなわち、抽出工程を中断することなく、粉体が収められたバッグ10を空間7内に順次供給することができるとともに、処理されたバッグ10を空間7内から外部に順次排出することができるようになっているので、粉体から所望の成分を連続して抽出することができる。
また、粉体が袋状のバッグ10の中に収められているので、粉体が第1の投入側弁4、第2の投入側弁3、バッグ保持機構32、第1の排出側弁5、および第2の排出側弁6の隙間に浸入してしまうことを防止することができるとともに、装置の延命化を図ることができて、装置の信頼性を向上させることができる。
さらに、押付けパッド37の受け面(平面)によりバッグ10が受け止められる(保持される)ようになっているので、バッグ10が傷つけられてしまうことを防止することができる。
【0035】
本発明による超臨界直接抽出塔の第4実施形態を、図6を参照しながら説明する。図6は、抽出槽2の要部拡大断面図である。
本実施形態に係る超臨界直接抽出塔41は、バッグ保持機構15の代わりにバッグ保持機構42が設けられているという点で前述した第1実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第1実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【0036】
バッグ保持機構42は、プーリ43と、このプーリ43を収容するケース44とを主たる要素として構成されたものである。
プーリ43は、その中央部が水平方向(図6の紙面に対して垂直な方向)に回転軸線を有する回転軸45を介してケース44に取り付けられている。回転軸45は、駆動源(図示せず)に接続されており、この駆動源を作動させることにより回転軸45が一方向(矢印の方向:反時計方向)に回転するようになっている。
また、このプーリ43には、例えば、90度間隔に計4つの凹所46が設けられており、各凹所46は、複数個(本実施形態では3個)のバッグ10が収容できる大きさ(容積)を有している。
【0037】
プーリ43は、通常、図6に示す位置、すなわち、凹所46内にバッグ10を受け入れることができる位置にあり、空間7内において鉛直方向に積層された複数個のバッグ10を保持(支持)している。そして、空間7内を第1の投入側弁4および第2の投入側弁3の側からバッグ保持機構42の側に順次進んできたバッグ(すなわち、空間7内において超臨界ガス11により所望の成分が十分に抽出された粉体を収容したバッグ)10は、プーリ43が180度回転した時にバッグ保持機構42と第1の排出側弁5との間に配置されたチャンバC3内に送られる(自由落下していく)ようになっている。
【0038】
本実施形態に係る超臨界直接抽出塔41の作用は、前述した第1実施形態のものと略同じであるので、ここではその説明を省略する。
【0039】
本実施形態による超臨界直接抽出塔41によれば、空間7内の圧力を略一定に保った状態で、すなわち、抽出工程を中断することなく、粉体が収められたバッグ10を空間7内に順次供給することができるとともに、処理されたバッグ10を空間7内から外部に順次排出することができるようになっているので、粉体から所望の成分を連続して抽出することができる。
また、粉体が袋状のバッグ10の中に収められているので、粉体が第1の投入側弁4、第2の投入側弁3、バッグ保持機構42、第1の排出側弁5、および第2の排出側弁6の隙間に浸入してしまうことを防止することができるとともに、装置の延命化を図ることができて、装置の信頼性を向上させることができる。
さらに、駆動系(プーリ43および回転軸45)が回転運動のみで作動可能となっているので、作動機構の簡略化を図ることができて、故障率を低減させることができて、装置の信頼性をさらに向上させることができる。
【0040】
本発明による超臨界直接抽出塔の第5実施形態を、図7を参照しながら説明する。図7は、抽出槽2の要部拡大断面図である。
本実施形態に係る超臨界直接抽出塔51は、バッグ保持機構15の代わりにバッグ保持機構52が設けられているという点で前述した第1実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第1実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【0041】
バッグ保持機構52は、プーリ53と、このプーリ53を収容するケース54とを主たる要素として構成されたものである。
プーリ53は、その中央部が鉛直方向(図6において上下方向)に回転軸線Lを有する回転軸55を介してケース54に取り付けられている。回転軸55は、駆動源(図示せず)に接続されており、この駆動源を作動させることにより回転軸55が一方向(矢印の方向)に回転するようになっている。
また、このプーリ53には、例えば、180度間隔に計2つの凹所56が設けられており、各凹所56は、複数個(本実施形態では3個)のバッグ10が収容できる大きさ(容積)を有している。
【0042】
プーリ43は、通常、図7に示す位置、すなわち、凹所56内にバッグ10を受け入れることができる位置にあり、空間7内において鉛直方向に積層された複数個のバッグ10を保持(支持)している。そして、空間7内を第1の投入側弁4および第2の投入側弁3の側からバッグ保持機構52の側に順次進んできたバッグ(すなわち、空間7内において超臨界ガス11により所望の成分が十分に抽出された粉体を収容したバッグ)10は、プーリ53が180度回転した時にバッグ保持機構52と第1の排出側弁5との間に配置されたチャンバC3内に送られる(自由落下していく)ようになっている。
【0043】
本実施形態に係る超臨界直接抽出塔51の作用は、前述した第1実施形態のものと略同じであるので、ここではその説明を省略する。
【0044】
本実施形態による超臨界直接抽出塔51によれば、空間7内の圧力を略一定に保った状態で、すなわち、抽出工程を中断することなく、粉体が収められたバッグ10を空間7内に順次供給することができるとともに、処理されたバッグ10を空間7内から外部に順次排出することができるようになっているので、粉体から所望の成分を連続して抽出することができる。
また、粉体が袋状のバッグ10の中に収められているので、粉体が第1の投入側弁4、第2の投入側弁3、バッグ保持機構52、第1の排出側弁5、および第2の排出側弁6の隙間に浸入してしまうことを防止することができるとともに、装置の延命化を図ることができて、装置の信頼性を向上させることができる。
さらに、駆動系(プーリ53および回転軸55)が回転運動のみで作動可能となっているので、作動機構の簡略化を図ることができて、故障率を低減させることができて、装置の信頼性をさらに向上させることができる。
【0045】
本発明による超臨界直接抽出塔の第6実施形態を、図8を参照しながら説明する。図8は、抽出槽2の要部拡大断面図である。
本実施形態に係る超臨界直接抽出塔61は、バッグ保持機構15の代わりにバッグ保持機構62が設けられているという点で前述した第1実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第1実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【0046】
バッグ保持機構62は、一端部に押付けパッド63を備えたスライド軸64と、これら押付けパッド63およびスライド軸64を収容するケース65とを主たる要素として構成されたものである。
押付けパッド63は、バッグ10を受け止める受け面を有する板状の部材であり、この受け面と反対側の面には取付部63aが設けられており、この取付部63aは、ピン66を介してスライド軸64の一端部に取り付けられている。
【0047】
スライド軸64の他端部は、カップリング67を介して、水平方向(図8において上下方向)に伸縮するシリンダ68の伸縮ロッド68aに連結されている。また、このスライド軸64とケース65との間には、スライド軸受69およびグランドパッキン70が設けられている。
また、図8に示すように、ケース65には、スライド軸64が最も後退した状態(すなわち、シリンダ68のロッド68aが最も縮んだ状態)において、押付けパッド63を収容する凹所65aが設けられている。
【0048】
押付けパッド63は、通常、図8に示す実線のところに位置しており、この位置から図8に示す二点鎖線の位置に移動させられることにより、空間7内に投入されたバッグ10を下方(バッグ保持機構62の方)に移動させることができるようになっている。すなわち、押付けパッド63が図8に示す実線の位置から図8に示す二点鎖線の位置に移動させて、一つまたは複数個(本実施形態では3個)のバッグ10を通過させるとともに、押付けパッド63を図8に示す二点鎖線の位置から図8に示す実線の位置に移動させることにより、一つまたは複数個(本実施形態では3個)のバッグ10をチャンバC3内に送り込む(自由落下させる)ことができるようになっている。
【0049】
本実施形態に係る超臨界直接抽出塔61の作用は、前述した第1実施形態のものと略同じであるので、ここではその説明を省略する。
【0050】
本実施形態による超臨界直接抽出塔61によれば、空間7内の圧力を略一定に保った状態で、すなわち、抽出工程を中断することなく、粉体が収められたバッグ10を空間7内に順次供給することができるとともに、処理されたバッグ10を空間7内から外部に順次排出することができるようになっているので、粉体から所望の成分を連続して抽出することができる。
また、粉体が袋状のバッグ10の中に収められているので、粉体が第1の投入側弁4、第2の投入側弁3、バッグ保持機構62、第1の排出側弁5、および第2の排出側弁6の隙間に浸入してしまうことを防止することができるとともに、装置の延命化を図ることができて、装置の信頼性を向上させることができる。
さらに、本実施形態による超臨界直接抽出塔61によれば、超臨界ガス11が充填される空間の容積(すなわち、抽出槽2の内容積)の低減化を図ることができるので、使用する超臨界ガス11の総量を減らすことができて、ランニングコストの低減化を図ることができる。
【0051】
本発明による超臨界直接抽出塔の第7実施形態を、図9を参照しながら説明する。図9は、抽出槽2の要部拡大断面図である。
本実施形態に係る超臨界直接抽出塔71は、バッグ10がそれぞれ専用のカゴ体(容器)72に入れられているとともに、バッグ保持機構15の代わりにバッグ保持機構73が設けられているという点で前述した第1実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第1実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【0052】
バッグ保持機構73は、上方に位置する第1の開閉機構74と、下方に位置する第2の開閉機構75とを主たる要素として構成されたものである。また、これら第1の開閉機構74と第2の開閉機構75との間には、カゴ体72を一つだけ収容することができるチャンバC4が設けられている。
第1の開閉機構74および第2の開閉機構75はそれぞれ、一端部にピストン76を備えたスライド軸77と、これらピストン76およびスライド軸77を収容するケース78とを具備したものである。
第1の開閉機構74のピストン76は、チャンバC4に通じる通路を開閉し、第2の開閉機構75のピストン76は、チャンバC4からチャンバC3に通じる通路を開閉するものである。そして、各ピストン76が通路を閉じる(閉鎖する)際、その先端の上側角部がカゴ体72の下部に形成されたテーパ部(傾斜面)72aと当接しながらカゴ体72を上方に押し上げて、ピストン76がカゴ体72の下側に潜り込む(入り込む)ようになっている。
なお、図9にはピストン76の高さ(上下方向の厚み)がテーパ部72aの高さ(上下方向の厚み)よりも大きく描かれているが、実際はピストン76の高さ(上下方向の厚み)がテーパ部72aの高さ(上下方向の厚み)よりも小さく(薄く)なるように構成されている。
【0053】
また、各ピストン76は、スライド軸77の一端部に取り付けられており、このスライド軸77の他端部は、カップリング79を介して、水平方向(図9において左右方向)に伸縮するシリンダ80の伸縮ロッド80aに連結されている。そして、このスライド軸77とケース78との間には、リニアガイド81およびグランドパッキン82が設けられている。
【0054】
第1の開閉機構74のピストン76および第2の開閉機構75のピストン76はそれぞれ、通常、図9に示すところに位置しており、第1の開閉機構74のピストン76の上面によって、空間7内において鉛直方向に積層された、複数個のカゴ体72が保持(支持)されている。そして、チャンバC4内にカゴ体72が存する場合には、第2の開閉機構75のピストン76を開状態とし、このカゴ体72をバッグ保持機構73と第1の排出側弁5との間に配置されたチャンバC3内に送り込む(自由落下させる)ようにしている。チャンバC3内にカゴ体72が投入されると、第2の開閉機構75のピストン76は閉状態とされる。つづいて、第1の開閉機構74のピストン76が開状態とされ、カゴ体72の一つがチャンバC4内に送り込まれる(自由落下させられる)。チャンバC4内にカゴ体72が投入されると、第1の開閉機構74のピストン76は閉状態とされる。
【0055】
本実施形態に係る超臨界直接抽出塔71の作用は、前述した第1実施形態のものと略同じであるので、ここではその説明を省略する。
【0056】
本実施形態による超臨界直接抽出塔71によれば、空間7内の圧力を略一定に保った状態で、すなわち、抽出工程を中断することなく、粉体が収められたバッグ10を空間7内に順次供給することができるとともに、処理されたバッグ10を空間7内から外部に順次排出することができるようになっているので、粉体から所望の成分を連続して抽出することができる。
また、粉体が袋状のバッグ10の中に収められているので、粉体が第1の投入側弁4、第2の投入側弁3、バッグ保持機構62、第1の排出側弁5、および第2の排出側弁6の隙間に浸入してしまうことを防止することができるとともに、装置の延命化を図ることができて、装置の信頼性を向上させることができる。
さらに、各バッグ10は、堅固に作られたカゴ体72に入れられているので、バッグ10が傷つけられてしまうことを防止することができる。
【0057】
なお、本発明は上述した実施形態のものに限定されるものではなく、例えば、第1実施形態の偏芯カム16を片側のみ(一つだけ)とすることもできる。
また、第1実施形態のところで説明した一対の偏芯カム18は、必ずしも同時に(同期させて)作動させる必要はなく、一方の偏芯カム18が動き始めた後、所定時間あけて他方の偏芯カム18が動き始めるように構成することもできる。偏芯カム18をこのように作動させることにより、バッグ10を少しずつ(ゆっくりと)下方に移動させることができて、バッグ10の損傷を防止することができる。
さらに、第6実施形態のところでは、バッグ保持機構62を一方(図8において左方)にのみ有するものを説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、同様のバッグ保持機構62を他方(図8において右方)にも設けるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【0058】
【図1】本発明による超臨界直接抽出塔の第1実施形態を示す概略構成図である。
【図2】図1における抽出槽の要部拡大断面図である。
【図3】第1の投入側弁、第2の投入側弁、バッグ保持機構(またはバッグ押出機構)、第1の排出側弁、および第2の排出側弁の動作シーケンス図である。
【図4】本発明による超臨界直接抽出塔の第2実施形態を示す図であって、抽出槽の要部拡大断面図である。
【図5】本発明による超臨界直接抽出塔の第3実施形態を示す図であって、抽出槽の要部拡大断面図である。
【図6】本発明による超臨界直接抽出塔の第4実施形態を示す図であって、抽出槽の要部拡大断面図である。
【図7】本発明による超臨界直接抽出塔の第5実施形態を示す図であって、抽出槽の要部拡大断面図である。
【図8】本発明による超臨界直接抽出塔の第6実施形態を示す図であって、抽出槽の要部拡大断面図である。
【図9】本発明による超臨界直接抽出塔の第7実施形態を示す図であって、抽出槽の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【0059】
1 超臨界直接抽出塔
2 抽出槽
3 第2の投入側弁
4 第1の投入側弁
5 第1の排出側弁
6 第2の排出側弁
7 内部空間
10 バッグ
11 超臨界ガス
15 バッグ保持機構
21 超臨界直接抽出塔
25 バッグ押出機構(保持機構)
31 超臨界直接抽出塔
32 バッグ保持機構
41 超臨界直接抽出塔
42 バッグ保持機構
51 超臨界直接抽出塔
52 バッグ保持機構
61 超臨界直接抽出塔
62 バッグ保持機構
71 超臨界直接抽出塔
72 カゴ体
73 バッグ保持機構
C1 投入チャンバ
C2 排出チャンバ
C3 チャンバ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
超臨界ガスとの接触により抽出槽の内部空間に供給された粉体から所望の成分を抽出する超臨界直接抽出塔であって、
前記抽出槽の上方には、第1の投入側弁および第2の投入側弁が配置され、
前記抽出槽の下方には、第1の排出側弁および第2の排出側弁が配置されているとともに、
前記第1の投入側弁と前記第2の投入側弁との間には、投入チャンバが配置され、
前記第1の排出側弁と前記第2の排出側弁との間には、排出チャンバが配置されており、
前記粉体が、前記第1の投入側弁、前記投入チャンバ、前記第2の投入側弁、前記内部空間、前記第1の排出側弁、前記排出チャンバ、および前記第2の排出側弁を順次通過していくように構成されていることを特徴とする超臨界直接抽出塔。
【請求項2】
前記粉体が、所定量毎に袋詰めされた状態で前記内部空間内に複数投入されるとともに、
前記抽出槽の下端部に、前記袋詰めされた粉体を保持する保持機構が配置されており、
前記保持機構と前記第1の排出側弁との間に、前記袋詰めされた粉体を一時収容するチャンバが配置されていることを特徴とする請求項1に記載の超臨界直接抽出塔。
【請求項3】
前記袋詰めされた粉体が、カゴ体に収容されていることを特徴とする請求項2に記載の超臨界直接抽出塔。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate


【公開番号】特開2006−346517(P2006−346517A)
【公開日】平成18年12月28日(2006.12.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−172159(P2005−172159)
【出願日】平成17年6月13日(2005.6.13)
【出願人】(000006208)三菱重工業株式会社 (10,378)
【Fターム(参考)】