JP2001505476A - 自己駆動式コーン−スタック型遠心分離器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 循環している液体から粒状物を分離するためのバイパス回路遠心分離器（１６０）は、中空で全体に円筒形の遠心分離ボウル（１９７）を有する。このボウルは、ベースプレート（１９８）と組み合わされ、液体流れチャンバを構成する。中空中央チューブ（１７７）が、ベースプレートを通って遠心分離ボウル中空内部内に軸線方向上方に延びている。バイパス回路遠心分離器は、カバーアッセンブリ（１６６）内に組み立てられるように設計されている。ベースプレートの両側に配置された一対の接線方向流れノズル（２０２、２０３）は、遠心分離器をカバー内で回転させ、粒子を液体から分離するのに使用される。遠心分離ボウル内部には、積み重ねられたアレイ（２０７）を形成する複数の截頭円錐形コーンが設けられている。分離効率を高めるため、これらのコーン間間隔は非常に小さい。

Description

【発明の詳細な説明】 自己駆動式コーン−スタック型遠心分離器 本願は、１９９５年１月２５日に出願された「自己駆動式コーン−スタック型 遠心分離器」という標題の現在継続中の米国特許出願第０８／３７８，１９７号 の一部継続出願である。 発明の背景 本発明は、全体として、遠心力場を使用することによる液体からの固体粒子の 連続分離に関する。更に詳細には、本発明は、分離効率を高めるためにコーン（ ディスク）スタック遠心分離体を自己駆動式遠心分離器内で使用することに関す る。 ディーゼルエンジンは、エンジンに塵埃等が入らないようにするため、比較的 高度の混合気フィルタ（クリーナー）を備えるように設計されている。塵埃等は 、このような混合気クリーナーが設けられていても、エンジンの潤滑オイルに入 り込んでしまう。その結果、エンジンの重要な構成要素が摩耗し、この状態が解 消若しくは緩和されない場合には、エンジンが破損してしまう。この理由により 、多くのエンジンは、オイルが潤滑サンプとエンジン部品との間で循環するとき にオイルを連続的に浄化する全量式オイルフィルタを備えるように設計されてい る。 このような全量式フィルタには、設計上、多くの制限及び考慮点があり、代表 的には、これらの制限は、１０μｍ又はそれ以上の塵埃粒子しか除去できないと いうことである。この範囲の大きさの粒子を除去することによって破壊的破損を 回避できるが、それでも、オイルに入り込んだままのこれ以下の粒径の粒子によ り、有害な摩耗が進行する。小径粒子に対処するため、設計者は、オイルの全量 のうちの所定の割合を濾過するバイパス濾過システムを使用した。全量式フィル タをバイパスフィルタと組み合わせることによって、エンジンの摩耗を充分なレ ベルにまで下げる。しかしながら、これは所望のレベルではない。バイパスフィ ルタは、約１０μｍ以下の粒子を捕捉できるため、全量式フィルタとバイパスフ ィルタとを組み合わせることによって、全量式フィルタだけを使用した場合より も大きな改善が提供される。 これらの小径の塵埃粒子を除去しようとするため、高速遠心分離クリーナーの 設計が提供された。設計上のこの発展を代表する一つの製品は、英国イルミニス ターのサマセットのグレイシャー・メタル社が製造し、テキサス州ヒューストン のハジン社が提供しているＳＰＩＮＮＥＲ II（登録商標）型オイルクリーニン グ遠心分離器である。ＳＰＩＮＮＥＲ II型製品についての以下の説明は、Ｔ． Ｆ．ハジンの１９８５年付けの製品のパンフレットから直接引用したものである 。 ＳＰＩＮＮＥＲ II型を御紹介いたします。これは、非常に高速の遠心分離器 であり、高密度で硬質の摩擦性の０．１μｍ程度の粒子を除去します。この大き さは、全量式フィルタが除去する塵埃の４００倍も小さい。ＳＰＩＮＮＥＲ II 型は、循環しているオイルの行路から汚れを遠心力で吹き飛ばす真の遠心分離器 であり、そのため、その作動サイクルに亘って一定の流れを維持します。実際、 実施した試験によれば、ＳＰＩＮＮＥＲ II型ユニットは非常に優れており、エ ンジンの摩耗を最良の全量／バイパスフィルタ組み合わせの半分に減少します。 ＳＰＩＮＮＥＲ II型オイルクリーニング遠心分離器の最も優れた点は、エン ジン自体のオイル圧力のみによって動力が与えられるため、費用がかからないと いうことであります。これは、従来の電動式遠心分離器の費用の５％以下です。 さあ、今日、対費用効率が最も優れ、耐摩耗性が最良のオイルクリーニングシス テムを貴社の産業用エンジンに設置しましょう。 ＳＰＩＮＮＥＲ II型オイルクリーニング遠心分離器の構造及び作動原理は、 上掲のパンフレットに以下のように記載されている。 ＳＰＩＮＮＥＲ II型オイルクリーニング遠心分離器は、三つの区分、即ち遠 心分離ボウル、駆動タービン、及びオイルレベル制御機構からなり、これらは全 てラグドスチール及び鋳造アルミニウムハウジング内に収容されている。 遠心力を得るため、エンジンからの汚れたオイルがＳＰＩＮＮＥＲ II型のハ ウジングの側部に進入し、中空スピンドルを通って上方に移動する。スピンドル の頂部で、バッフルがオイルを遠心分離ボウル内に均等に分配する。ボウルが約 ７５００rpmで回転しているため、オイルは迅速に高速に加速される。結果的に 得られた遠心力によって、汚れがボウル壁上に外方に吹き飛ばされ、そこに捕ら えられて稠密な固まりになる。 清浄なオイルは、スクリーンを通ってタービン区分に進入する。ここで、エン ジンのオイルの圧力によりオイルは二つの噴流となり、タービン及びこれに取り 付けられた遠心分離ボウルを回転させる。この高効率のユニットの駆動は、オイ ルの圧力だけで行われる。 ＳＰＩＮＮＥＲ II型は、オイルの効果的な濾過及び浄化についての完全な回 答であるように見えるけれども、この他にも高速遠心分離器設計がある。更に、 ＳＰＩＮＮＥＲ II型には、濾過及び浄化の効率の観点から見て設計上の欠点が ある。第１に、他の高速遠心分離器設計について、ＳＰＩＮＮＥＲ II型のパン フレットには、アルファ・ラヴァル社、バード社、及びウェストファリア社が製 造している他の電動モータ駆動式高速遠心分離器を参照している。ＳＰＩＮＮＥ Ｒ II型のパンフレットでは、これらのモータ駆動式遠心分離器は、「非常に高 価（最高１０，０００ドル）であり、一般的な使用に対して非常に複雑である」 と記載されている。 ＳＰＩＮＮＥＲ II型の上述の設計上の非効率に関し、第１図は、ＳＰＩＮＮ ＥＲ II型を代表する装置と同様の自己駆動式遠心分離器の概略断面図を示す。 第１図に示す全ての構成要素は、加圧オイルを中央チューブの入口ポートに提供 するシャフト上で回転する。オイルは、回転しているスピンドル即ちチューブの 二つの入口ポートを通過した後、バッフルによってシェル（ボウル）に向かって 差し向けられる。オイルは、次いで、バッフルに亘って拡がり、出口スクリーン に向かって直接短絡し、遠心分離を受けるオイルの大部分を完全に停滞状態にす る。これは、残念なことに、軸線からの距離の増大に比例して遠心力が増加する ために起こり、この設計では、流れが軸線に非常に近いところに滞まる。出口ス クリーンの通過後、オイルはボトムバッフルプレートの下を通過し、接線方向に 差し向けられた二つのノズルを通って流出する。これらのノズルは、遠心分離器 を通るオイルの流量を制限するのにも役立つ。二つのノズルから出た高速噴流は 、遠心分離器を粒子の分離を行うのに充分高い回転速度（３０００rpm乃至６０ ００rpm）で駆動するのに必要な反作用トルクを発生する。 ＳＰＩＮＮＥＲ II型の製品パンフレットに記載されているように、アルファ ・ラヴァル社が製造している遠心分離器等の電動モータで駆動される種類の設計 を 含む他の高速遠心分離器がある。モータ駆動式であることを除き、アルファ・ラ ヴァル社の設計は、ディスクスタックアッセンブリを使用しているため、本発明 に対して適当であると考えられる。ディスク−スタックアッセンブリの重要部分 を構成するディスク挿入体により沈降高さを下げ、これによって、濾過効率を高 めることができる。ディスク挿入体は、円錐形形状であり、填隙材として周知の 円形又は長矩形のプレートが隣接したディスク挿入体間に装着されている。その 結果、分離チャンネルが形成され、填隙材の厚さを変化させ、特定の粒径及び濃 度に対して分離チャンネルの高さを調節することができる。アルファ・ラヴァル 社のディスクスタックセパレータの作動原理及び構造は、アルファ・ラヴァル社 の製品パンフレットに記載されており、これは、当業者に周知であると考えられ る。スウェーデン国ツンバのアルファ・ラヴァル・セパレーションＡＢが、「分 離の原理」という表題のこのような製品パンフレットを発行している。同様の開 示又は教示がなされた別の刊行物は、１９９４年付けの化学工学会誌の第７０頁 乃至第７６頁にある、アルファ・ラヴァル・セパレーション社のセオドア・ド・ ロッジオ及びアラン・レトキが執筆した「遠心分離器における新たな方向」とい う論文である。 アルファ・ラヴァル社のディスクスタックセパレータ装置を通る液体の流れは 、上部での液体の進入で開始し、下部に流れ、そこで半径方向に変向され、流体 出口位置に向かって上方に流れる。上方に流れる液体は各分離チャンネルにその 外半径縁部で進入し、チャンネルを通って上方及び半径方向内方に内半径縁部に あるその出口点まで流れる。液体が分離チャンバを通って流れる際に固体流体の 分離が行われる。アルファ・ラヴァル社の他の構成では、ディスク−スタックを 通る流れが上縁部で開始する。しかしながら、両態様において、流体出口位置は 、アッセンブリの上部にある。 上述のＳＰＩＮＮＥＲ II型及びアルファ・ラヴァル社の構造による遠心分離 器装置の設計上の特長及び性能を考慮した後、本発明の発明者は、バイパス回路 遠心分離器についての改良設計を考えた。本発明の発明者による設計上の努力に は、自己駆動式エンジン潤滑システムの遠心分離器のコンピューターを用いた流 体力学的分析が含まれ、この分析により、流体分離の観点から見て最適下限の流 れ状態が明らかになった。別の研究によれば、必要な粒子沈降距離を小さくする ようにコーンのスタックを使用することによって遠心分離器の分離効率を高める ことができるということがわかった。しかしながら、アルファ・ラヴァル社の遠 心分離器は、大きさ、重量、及び費用の点で大きな欠点となるモーター駆動装置 を必要とする。 本発明は、多くの点でＳＰＩＮＮＥＲ II型と類似しているが、積み重ねたコ ーンからなる独特の構成によって効率が高めてある低価格で自己駆動式の遠心分 離器を提供する。その結果、エンジン取り付け式の使い捨てバイパスフィルタに 代えて使用できる、耐費用効率に優れた高性能の遠心分離器が得られる。最初の うちは、自己駆動式遠心分離器の考えは、コーンを積み重ねた種類の遠心分離器 を駆動するのに充分な動力を提供しないと理論付けられていたが、本発明に従っ て特定の設備を設けることにより、独特で且つ自明でない方法で組み合わせを行 うことができる。考えられているように、本発明の改良設計は、自己駆動式遠心 分離器の低コストの利点を備えており、コーンのディスク−スタックの大きな効 率を備えでいる。ＳＰＩＮＮＥＲ II及び上文中に説明したアルファ・ラヴァル の考えのディスク−スタック形体を通るオイルの特定の流れ方向のため、これら の二つの設計を直接組み合わせることは不可能であった。両立可能な流れ方向を 提供するため、及びコーンからなるディスク−スタックを自己駆動式バイパス回 路遠心分離器と一体化できるようにするため、特定の独特の構成要素をつくり出 さなければならなかった。 本発明の一実施例によれば、エンジンの潤滑サンプの清浄性を維持するための バイパス回路遠心分離器が提供される。遠心分離器は接線方向ノズルによってシ ステムオイル圧力を作用することによって自己駆動式であり、分離効率を向上さ せるため、密接して間隔が隔てられた平行な截頭コーンからなるスタックを更に 含む。本発明の別の実施例では、遠心分離器への組み込み及び遠心分離器からの 取り外しを手早く行うことができるようにするための交換自在の使い捨てコーン −スタックサブアッセンブリが提供される。 本発明者は、コーンスタックセパレータを自己駆動式遠心分離器に組み込むこ とによって得られる利点を評価した後、新規であり且つ自明でない設計上の向上 を図った。簡単な入替えによる直接的な組み合わせは不可能であるため、様々な プレート及び取り付け装置を形成して所望の流路を構成しなければならなかった 。第２図は、本発明による第１の設計の実施例の図である。来入オイルは、半径 方向外方の流れ入口で隣接したコーン間の狭幅の空間に流れが進入し、半径方向 に傾斜した内方へ回転軸線に向かって移動するようにアッセンブリに通される。 各コーンの半径方向内側に設けられた孔により、オイルをコーンスタックから一 対の接線方向流れノズルに流すことができる。ノズルを出る際の圧力によりコー ンスタックに回転運動を与え（自己駆動式）、オイルに懸濁した重質の粒子を半 径方向傾斜流の方向に逆らって半径方向外方に圧送する。これらの粒子は、遠心 分離ボウルの内側面上にスラッジをなして溜まる。スラッジ層の厚さは経時的に 増加し、最終的には、スラッジはコーンスタックの外径内に溜まり始める。本明 細書中では、「スラッジ」という用語は、除去が困難な非常に稠密なアスファル ト状材料に関する。 幾つかの箇所では、スラッジの堆積が、コーンスタック遠心分離器の連続した 作動の大きな妨げとなる。そうした場合には、遠心分離器を分解し、構成部品の 洗浄を行う必要が出てくる。分解洗浄は恒常的に行われているが、分解して洗浄 する必要がある多くの部品がある。部品が損傷しないように、部品の取扱いには 注意を払わなければならない。更に、再組み立て中にコーンが適正に積み重ねら れ且つ整合するように注意を払わなければならない。この方法は時間がかかるが 、幾つかの部品を何回も再使用できる。使用者によっては、洗浄時間を短くする ことが望まれるため、本発明者は、第２図に示されている設計以外の設計変更を 考えた。本発明者は、洗浄時間を短くするための一つの方法は、使い捨てコーン −スタックサブアッセンブリを提供することであると考えた。従って、本発明者 は、交換式の使い捨てコーンスタックサブアッセンブリを備えた自己駆動式コー ン−スタック遠心分離器の設計に努力を傾注した。設計についてのこの努力の結 果を本発明の別の実施例によって代表する。この実施例を本明細書中に図示し且 つ説明する。 本発明のこの「交換式」サブアッセンブリは、三つの基本的な構成要素、即ち プラスチック製ライナシェル、３４枚の個々のプラスチックコーンからなるコー ンスタック、及びプラスチック製ボトムプレートからなる。これらの構成要素の 各々は、エンジンの潤滑システム内の熱的環境及び化学的環境に耐えることがで きる、充填材を含まない（焼却可能な）プラスチックで型成形されている。ナイ ロン６／６が有望な候補であるが、他の材料も適している。このコーンスタック サブアッセンブリは、再使用される使い捨てでない遠心分離ボウルに装着するよ うに設計されている。 「交換式」サブアッセンブリの実施例は、保守を迅速に且つ容易に行うことが できるコーンスタック遠心分離器の設計を提供する。遠心分離ボウルからスラッ ジを除去する必要もコーンの洗浄を行う必要もなく、コーンの分解及び再組み立 てという時間のかかる仕事もない。スラッジは、全部がライナシェル内に収容さ れており、全体としての清浄性及び取扱いの容易さに寄与する。コーンスタック サブアッセンブリは、全体がプラスチック部品で製作されており、そのため、焼 却又はリサイクルを行うことができる。本発明のコーンスタックサブアッセンブ リは、予め組み立てられているため、現場での不適切な組み立てによる破損の可 能性がない。 本発明の実施例には、エンジンの潤滑系以外の広範な用途がある。開示の遠心 分離器設計は、遠心分離器の駆動に必要な流体圧力が存在すると仮定すると、循 環している流れから粒状物を除去するのが所望である場合には、様々な流体につ いて使用できる。 上文中に言及した製品パンフレットの他に、様々な濾過−遠心分離器設計及び 特定の及び好ましい作動についての様々な理論の進展を開示する多数の特許があ る。以下の特許は、このような初期の設計及び理論を代表するものと考えられる 。 米国特許 特許番号 特許権者 発行日 ９５５，８９０ マーシャル １９１０年 ４月２６日 １，００６，６６２ ベイリー １９１１年１０月２４日 １，０３８，６０７ ローソン １９１２年 ９月１７日 １，１３６，６５４ キャラン １９１５年 ４月２０日 １，１５１，６８６ ハルト等 １９１５年 ８月３１日 １，２９３，１１４ ケンドリック １９１９年 ２月 ４日 １，４２２，８５２ ハル １９２２年 ７月１８日 １，４８２，４１８ アンガー １９２４年 ２月 ５日 １，５２５，０１６ ウェアー １９２５年 ２月 ３日 １，７８４，５１０ ベルリン １９３０年１２月 ９日 ２，０３１，７３４ リーベルジュニア等 １９３６年 ２月２５日 ２，０８７，７７８ ネリン １９３７年 ７月２０日 ２，１２９，７５１ ウェルズ等 １９３８年 ９月１３日 ２，３０２，３８１ スコット １９４２年１１月１７日 ２，３２１，１４４ ジョーンズ １９４３年 ６月 ８日 ２，５７８，４８５ ナイロップ １９５１年１２月１１日 ２，７５２，０９０ キセルカ等 １９５６年 ６月２６日 ２，７５５，０１７ キセルカ等 １９５６年 ７月１７日 ３，０３６，７５９ バーグナー １９６２年 ５月２９日 ３，９９０，６３１ シャル １９７６年１１月 ９日 ４，０６７，４９４ ウィルス等 １９７８年 １月１０日 ４，１０６，６８９ コズラ １９７８年 ８月１５日 ４，２２１，３２３ コールトット １９８０年 ９月 ９日 ４，２３０，５８１ ビーズレイ １９８０年１０月２８日 ４，２６２，８４１ バーバー等 １９８１年 ４月２１日 ４，２８８，０３０ ビアズレー等 １９８１年 ９月 ８日 ４，３４６，００９ アレクサンダー等 １９８２年 ８月２４日 ４，４００，１６７ ビアズレー等 １９８３年 ８月２３日 ４，４９８，８９８ ハゲット １９８５年 ２月１２日 ４，６１５，３１５ グラハム １９８６年１０月 ７日 ４，６９８，０５３ ストローケン １９８７年１０月 ６日 ４，７８７，９７５ パーベイ １９８８年１１月２９日 ４，８６１，３２９ ボルグストルム １９８９年 ８月２９日 ４，９１５，６８２ ストローケン １９９０年 ４月１０日 ４，９６１，７２４ ペース １９９０年１０月 ９日 ５，０５２，９９６ ランツ １９９１年１０月 １日 ５，３４２，２７９ クーパースタイン １９９４年 ８月３０日 ５，３５４，２５５ シャピロ １９９４年１０月１１日 ５，３６２，２９２ ボルグストルム １９９４年１１月 ８日 ５，３７４，２３４ マッドセン １９９４年１２月２０日 １，００６，６２２ バイレー １９１１年１０月２４日 １，１３６，６５４ キャラン １９１５年 ４月２０日 １，１５１，６８６ ハルツ等 １９１５年 ８月３１日 １，７８４，５１０ ベルリン １９３０年１２月 ９日 ２，０３１，７３４ リーベルジュニア等 １９３６年 ２月２５日 ２，３０２，３８１ スコット １９４２年１１月１７日 ２，７５２，０９０ キセルカ等 １９５６年 ６月２６日 ２，７５５，０１７ キセルカ等 １９５６年 ７月１７日 ３，９９０，６３１ シャル １９７６年１１月 ９日 ４，０６７，４９４ ウィラス等 １９７８年 １月１０日 ４，９１５，６８２ ストローケン １９９０年 ４月１０日 ４，９６１，７２４ ペース １９９０年１０月 ９日 ５，０５２，９９６ ランツ １９９１年１０月 １日 外国特許 特許番号 国名 発行日 １，５０７，７４２ 英国 １９７８年 ４月１８日 ２，０４９，４９４Ａ グレートブリテン １９８０年１２月３１日 １，２７５，７２８ フランス １９６１年１０月 ２日 １，０８９，３５５ グレートブリテン １９６７年１１月 １日 ８１２，０４７ グレートブリテン １９５９年 ４月１５日 ２２９，６４７ グレートブリテン １９２６年 ２月２６日 １，０７９，６９９ カナダ １９８０年 ６月１７日 発明の概要 循環している液体から粒状物を分離するため、中央支持シャフト上及び外カバ ーアッセンブリ内に組み立てられた、本発明の一実施例によるバイパス回路遠心 分離器は、遠心分離ボウルと、この遠心分離ボウルに組み立てたベースプレート と、このベースプレートに設けられた少なくとも一つの接線方向流れノズルと、 支持シャフト上に位置決めされており、ベースプレート及び遠心分離ボウルの内 部を軸線方向に貫通する中空中央チューブと、この中央チューブの上端と隣接し て位置決めされた流れ制御手段と、この流れ制御手段から間隔が隔てられており 、ベースプレートの近くに位置決めされたボトムプレートと、流れ制御手段とボ トムプレートとの間に位置決めされた積み重ねられたアレイ内に位置決めされた 複数の截頭コーンであって、出口開口部から半径方向内側開口部までの複数の液 体流路を構成するように配置され、流れ流路は、流れノズルと流体連通している 、截頭コーンとを有する。 本発明の別の実施例による自己駆動式コーンスタック遠心分離器は、再使用可 能な遠心分離ボウル及びこのボウル内に位置決めされた使い捨てのコーンスタッ クサブアッセンブリを含む。コーンスタックサブアッセンブリは、流れ制御第１ 端及びこれと反対側の開放した第２端を持つ環状ライナシェルと、このライナシ ェルの開放した第２端に取り付けられており、ライナシェルとともに内部コーン 空間を構成する環状ボトムプレートと、積み重ねられたアレイをなすように配置 された、内部コーン空間内に位置決めされた複数の分離コーンとを有する。 本発明の一つの目的は、改良バイパス回路遠心分離器を提供することである。 本発明の関連した目的及び利点は、以下の説明から明らかになるであろう。 図面の簡単な説明 第１図は、従来技術の構造とほぼ対応する自己駆動式遠心分離器の正面断面図 である。 第２図は、本発明の代表的な実施例によるバイパス回路遠心分離器の概略正面 断面図である。 第３図は、第２図の遠心分離器の一構成要素を構成するトッププレートの平面 図である。 第３Ａ図は、本発明による変形例のトッププレートの平面図である。 第４図は、第３図の４−４線の方向で見た第３図のトッププレートの正面断面 図である。 第４Ａ図は、第３Ａ図の４Ａ−４Ａ線の方向で見た第３Ａ図のトッププレート の正面断面図である。 第５図は、本発明による第２図の遠心分離器の一構成要素を構成するボトムプ レートの平面図である。 第６図は、第５図の６−６線の方向で見た第５図のボトムプレートの正面断面 図である。 第７図は、本発明による第２図の遠心分離器の一部として使用できる、従来技 術の構造と対応する截頭コーンの底面図である。 第８図は、第７図の８−８線の方向で見た、第２図の配向に合わせて伏せてあ る第７図の截頭コーンの拡大正面断面図である。 第９図は、本発明による第２図の遠心分離器の一部として使用できる、截頭コ ーンの底面図である。 第１０図は、第９図の１０−１０線の方向で見た、第２図の配向に合わせて伏 せてある第９図の截頭コーンの拡大正面断面図である。 第１１図は、本発明の代表的な実施例による自己駆動式コーンスタック遠心分 離器の概略正面断面図である。 第１２図は、第１１図の遠心分離器の一部を構成するコーンスタックサブアッ センブリの概略正面断面図である。 第１３図は、第１２図のサブアッセンブリの部分分解図であり、コーンが一つ だけ示してある。 第１４図は、第１２図のサブアッセンブリの一部を構成するライナシェルを上 方から見た斜視図である。 第１５図は、第１４図のライナシェルの正面断面図である。 第１６図は、第１４図のライナシェルの平面図である。 第１７図は、第１２図のサブアッセンブリの一部を構成するボトムプレートの 正面断面図である。 第１８図は、第１７図のボトムプレートの平面図である。 第１９図は、第１２図のサブアッセンブリの一部を構成するコーンスタックの 一つのコーンを下から見た斜視図である。 第２０図は、第１９図のコーンを上から見た斜視図である。 第２１図は、第１９図のコーンの側断面図である。 第２１Ａ図は、第２１図のコーンの一部の詳細図である。 第２２図は、第１９図のコーンの底面図である。 第２３図は、本発明による変形例の設計の部分正面断面図である。 実施例 本発明の原理の理解を促すため、添付図面に示す実施例及びこの実施例の説明 に使用した用語を参照する。本発明の範囲は、この実施例に限定されず、本発明 が属する分野の当業者は、例示の装置についての変形及び変更、及び例示の装置 以外への本発明の原理の適用を容易に考えつくであろうということは理解されよ う。 第１図を参照すると、この図には、従来技術の構造を例示する自己駆動式遠心 分離器２０が示してある。遠心分離器２０は、ベースプレート２２の周囲に密封 をなして固定された外ハウジング即ち遠心分離ボウル２１を有する。ボウル２１ は開放した下端を有し、その上端に隙間の小さい開口部を有する。中空ベアリン グチューブ２３が、プレート２２の幾何学的中心及び遠心分離ボウル２１の内部 を通って軸線方向に延びている。チューブ２３は、上端２４と隣接して雄ねじを 備えており、その反対側の下端２５に肩部を有する。チューブ２３の各端には真 鍮製ベアリング２６及び２７が装着されている。ナット２８は、チューブ２３を ボウル２１及びプレート２２に対して固定的に組み立てる。チューブ２３は、オ イル入口ボート３１及び３２を有し、ボウル２１とプレート２２が構成する環状 隅部の内側に対して環状シール３３が位置決めされている。プレート２２の下領 域には、二つの接線方向ノズルオリフィス３４及び３５が設けられている。これ らの接線方向ノズルオリフィスは、中央チューブ２３の軸線の両側に対称をなし て位置決めされており、これらのオリフィスの対応する流れ噴流方向は、互いに 反対方向である。その結果、これらの流れノズルは、当該技術分野で周知である と考えられているように、遠心分離器２０を協働カバーアッセンブリ（図示せず ）内で中央シャフトを中心として回転させるための駆動力を発生できる。単一の 流れノズルでも、二つ以上の流れノズルを使用することによっても回転運動を発 生できる。第１図では、両流れノズルを示すため、切断面が完全な１８０°平面 とは異なっている。 遠心分離器２０は、上バッフル３６、出口スクリーン３７、及び下バッフル３ ８を更に含む。バッフル及びスクリーンは、遠心分離器２０を通って流れる液体 用の流路を構成するのを補助するように協働するように組み立てられる。第１図 に示す全ての構成要素は、加圧オイルをオイル入口ポート３１及び３２に提供す るシャフト（図示せず）上で回転する。オイルは、回転チューブの入口ポート３ １及び３２を通過した後、上バッフル３６によってボウル２１の上方に向かって 差し向けられる。オイルは、次いで、バッフルに亘って外方即ち半径方向に広が り、第１図の一方の側に附してある流れ矢印３９が示すように、出口スクリーン ３７に向かって直接短絡する。この特定の流路が形成されるため、遠心分離ボウ ルの内部の大部分は、完全に停滞した状態のままである。このことは、流体力学 的挙動をコンピューター分析することによって明らかになった。この特定の欠点 は、遠心力が回転軸線からの距離に比例して増大するため、この自己駆動設計に 対する欠点である。開示の第１図の設計では、液体の流れが軸線の非常に近くで 停滞し、その結果、環状の停滞ゾーンが図示の流路の外側に形成される。 オイルは、出口スクリーン３７を通過した後、下バッフル３８の下を通って二 つの接線方向ノズル（ノズルオリフィス）３４及び３５を通って出る。これらの ノズルオリフィスは、遠心分離器を通るオイルの流量を制限するのにも役立つ。 各ノズルオリフィスから出る高速噴流は、粒子の分離を行うのに十分速い回転速 度（３０００rpm乃至６０００rpm）で遠心分離器を駆動するのに必要な反作用ト ルクを発生する。この回転は、協働カバーアッセンブリ（図示せず）内で生じる 。 第２図を参照すると、この図には本発明の好ましい実施例が示してあり、自己 駆動式遠心分離器２０の構造上の主要構成要素のうちの幾つかについて説明を始 める。先ず最初に、本発明を例示する第２図では、上バッフル３６、出口スクリ ーン３７、及び下バッフル３８が取り外してある。これらの構成要素は、或る程 度、別の構成要素に代えられており、別の大きな変更は、ボウル２１の内部が、 截頭円錐形コーン４３（第７図及び第８図参照）からなる一連のスタック４２を 受け入れているということである。截頭円錐形コーン４３は、均等であり且つ実 質的に平行なスタックをなして互いに組み立てられている。図示の好ましい実施 例では、６３枚のコーンが設けられている。コーン４３からなるスタック４２は 、遠心分離器の設計を本発明に従って高効率に改良するために提供される。 コーンの数は、スタックに利用できる空間、コーンの壁厚、及び隣接したコー ン間の離間距離に応じて増減できる。積み重ね内の５枚又は６枚のコーンで浄化 効率を大幅に改善できる。 自己駆動式積層コーン型遠心分離器４５は、ベースプレート２２の周囲に密封 をなして固定された外ハウジング即ち遠心分離ボウル２１を含む。第２図に示す チューブ２３の形体及びその関連部品は、第１図に例示したのと実質的に同じで ある。第１図の遠心分離器２０には、一連の截頭円錐形コーン４３からなるスタ ック４２の他に、機械加工で形成したトッププレート４６及びボトムプレート４ ７を加えることによる変更もなされている。更に、等間隔に間隔が隔てられた三 つのロッド４８（これらのロッドのうちの二つだけが示してある）が、６３枚の 截頭円錐形コーン４３からなるスタック４２を通って延びている。ロッド４８に はねじ山が設けられている。これらの三つのねじ山を備えたロッドは、截頭円錐 形コーンからなるスタックを中心決めし且つ整合させるのに役立つ。各ねじ山を 備えたロッド４８の上端４９は、機械加工で形成したトッププレート４６の対応 するねじ穴５０内に受け入れられている（第３図及び第４図参照）。各ねじ山を 備えたロッド４８の下端５１は、機械加工で形成したボトムプレート４７に位置 決めされた等間隔に間隔が隔てられた三つの通孔５２（第５図及び第６図参照） のうちの対応する一つの穴を通って延びる。各ねじ山を備えたロッド４８の下端 ５１は、六角ナット５３（添付図面参照）によって固定されているか或いは軸線 方向で自由なままである。 ６３枚のコーン４３の各々は、実質的に同じ構造を持ち、その詳細を第７図及 び第８図に示す。これらのコーンは、遠心分離理論の特定の特徴について、他の 積み重ねられたコーンと同じであるが、初期の設計とは流れ方向が変化している 。 本発明では、第２図に示すように（流れ矢印５４の方向に着目されたい）、液体 がスタック４２に至ったときの液体の初期流れは、スタック４２の頂部又は最も 上側の縁部で開始する。本発明の流路は、初期流れがスタックの最も下で開始し 、積み重ねたコーンを通して上方に液体出口位置まで移動する特定の種類のアル ファ・ラヴァ・ルスタックコーン（背景部分を参照されたい）とは対照的である 。積み重ねたコーンを通る流れが上部で開始するアルファ・ラヴァル形体でも、 流れ入口及び出口の両方がユニットの頂部にある。本発明の変更した流路は、液 体流れを自己駆動式遠心分離器設計の部分として使用するため、トッププレート ４６の形体を使用して特定的に設計されており且つ形成されている。６３枚の截 頭円錐形コーン４３を所望の必要な配向で位置決めできるようにするため、トッ ププレート４６及びボトムプレート４７を加えることが重要である。トッププレ ート４６は、所望の液体流れ方向をつくりだし、流れを所望の速度にするのにも 役立つ。同様に、ボトムプレート４７は、スタック４２からの出口流を接線方向 流れノズルオリフィス３４及び３５に適正に差し向けることができるように分離 された液体の流れ方向に寄与する。 遠心分離器４５の作動では、中央チューブ２３を通って進入したオイルは、オ イル入口ボート３１及び３２を通して差し向けられる。オイルが入口ポートを離 れるとき、オイルは、第１図の設計におけるように、上バッフルに亘って自由に カスケードをなして落下することができない。その代わりに、オイルは、先ず最 初に、トッププレート４６の複数の間隔が隔てられた環状開口部を通して差し向 けられ、次いでボウルの上壁の内側面上に形成された垂下した半径方向リブがト ッププレートの上面と協働して構成する通路を通る。これらの二つの構成要素間 の協働嵌合は、流体が外方に進むときに流体に接線方向に大きな加速度が加わる ことによる流体の接線方向滑りを阻止する上で役立つ。流体は、ひとたびトップ プレート及び形成された加速ベーンを通過した後、ベースプレートに向かって戻 り、隣接したコーン４３間の多数の平行な隙間間で均等に拡がる。次いで、流れ はボウル２１の中央に向かって戻る。オイルは、隣接したコーン４３間で内方及 び上方に戻るとき、コーン通路間に位置決めされた流体の接線方向滑りを阻止す る半径方向ベーンによって、「スピニングアップ」（即ち回転方向での加速度） が加わらないようにされる。このようにして、流体を本来の流れ方向から外す方 向に加速するために費やされるエネルギを回収する。流体は、ひとたびコーン通 路を通過すると、ベースプレート２２に向かって戻り、ボトムプレート４７の下 を流れ、流れノズルオリフィス３４及び３５を通過する。 第３図及び第４図を参照すると、これらの図には、機械加工で形成したトップ プレート４６が詳細に示してある。第３図には平面図が示してあり、第４図には 、全体が断面の正面図で示してある。トッププレート４６は、全体に円筒形の下 本体５７及び半径方向外方に延びるに従って軸線方向厚さが全体に増大する環状 上フランジ５８からなる中空環状部材である。内リップ５９は、ボウル２１の内 壁部分６１に当接するように構成された全体に円筒形の内壁６０を有する。内壁 部分６１は、壁６０とチューブ２３の上端２４との間に位置決めされる。 内リップ５９には、オイル入口ポート３１及び３２から出た液体（オイル）用 の流路を提供する等間隔に間隔が隔てられた一連の３０個の流通隙間穴６４が設 けられている。下本体５７の壁６５がリップ５９及び下フランジ６６に対してア ンダーカットされているため、オイルの流れを隙間穴６４を通して差し向けるた めの隙間領域６７が入口ポート３１及び３２と隣接して形成される。 環状下フランジ６６には、エラストマー製のＯ−リング６９が装着される環状 内Ｏ−リングチャンネル６８が設けられている。フランジ６６は、オイル入口ポ ート３１及び３２の直ぐ下でチューブ２３の外径に当接し、Ｏ−リング６９と関 連してこの位置に液密シールを形成する。 環状上フランジ５８は、内リップ５９の上面まで延びる全体に水平な上面７１ 、及びこの表面７１と外壁部分７３との間を延びる球面７２を有する。フランジ ５８には、軸線方向に延びる三つの雌ねじ穴５０が設けられており、これらの穴 は、表面７２を貫通している。これらの三つの穴は、１２０°の間隔で等間隔に 離間されている。雌ねじのピッチは、ロッド４８の上端４９に設けられた雄ねじ のピッチと同じである。 ボウル２１の湾曲部分即ちドーム状部分７９の内側面には、所定の間隔が隔て られた内方及び下方に差し向けられた半径方向に延びるリブ７７が形成されてい る（第２図参照）。第２図に示すように、球面７２はこれらのリブ７７に当接し 、 ３０個の隙間穴６４から出た液体流れを加速するのに使用される流れチャンネル 又はベーンを形成する。 次に第３Ａ図及び第４Ａ図を参照すると、これらの図には、機械加工で形成し た別の態様のトッププレート４６ａが示してある。トッププレート４６ａは、一 点を除く全ての点でトッププレート４６と同じである。トッププレート４６ａの 球面７２ａ及び表面７１ａの一部には、半径方向外方に延びる一連の（直線状） リブ８０が設けられている。好ましい実施例では、表面７２ａに亘って等間隔に 間隔が隔てられた全部で六つのリブ８０が設けられている。トッププレート４６ ａの部分として一体に成形されたリブ８０は、ボウル２１の部分７９の内側面７ ８上に位置決めされたリブ７７に代わるように設計されている。リブ７７を取り 除くと、内側面７８は滑らかに湾曲した又はドーム状（球形）をなし、その湾曲 はリブ８０の上面と合致し、その結果、所望の流れチャンネル（ベーン）が形成 される。 第５図及び第６図を参照すると、これらの図には、機械加工で形成したボトム プレート４７が詳細に図示してある。第５図にはボトムプレートの平面図が示し てあり、第６図にはボトムプレートの全断面の側面図が示してある。ボトムプレ ート４７は中空であり、幾分截頭円錐形形状である。下外壁８２は、ベースプレ ート２２に形成された環状チャンネル８３に嵌入するような大きさ及び構成（環 状）になっている。外壁８２は、環状シール３３を設けることによって、組み立 て状態の界面を完成する。環状シール３３は、ボウル２１、ベースプレート２２ 、及び壁８２の間で楔状に変形し、オイル漏れを阻止する液密界面をその位置に 形成する。 等間隔に間隔が隔てられた三つの隙間穴５２を越えて半径方向内方に延びる円 錐形壁部分８４は、６３枚のコーン４３からなるスタック４２を支持するための 支持面を提供する。ボトムプレート４７はベースプレート２２によって支持され 、コーンのスタック４２はプレート４７によって支持される。アッセンブリ（第 ２図参照）の残りは上文中に説明した通りである。上開口部８５の内径は、コー ンチャンネル（即ち、隣接したコーン４３間に形成された空間）の各々を離れた 液体用の流れ隙間をチューブ２３に対して形成する。この流出流は下方にノズル オ リフィス３４及び３５まで通る。これらのノズルは、接線方向反対方向に向いて おり、液体噴流の流出速度を使用して遠心分離器２０を関連したカバーアッセン ブリ（図示せず）内で回転させる。 第７図及び第８図を参照すると、これらの図には６３枚のコーン４３のうちの 一枚が詳細に図示してある。第７図にはコーンの底面図が示してあり、第８図に はコーンの全断面の側面図が示してある。第８図では、図面の明瞭化を図るため 、後側内面に設けられた特徴が省略してあり、第２図のコーン配向と合致するよ うに引っ繰り返してある。各コーン４３は傾斜壁８９を有し、この壁は截頭され ており、これによって上開口部（内径）９０を形成する。壁８９の内側面には一 連の六つの間隔が隔てられた湾曲したリブ９１−９６が形成されている。これら の湾曲した即ち螺旋状をなしたリブは、２つの異なる形状に形成されているもの と考えられる。リブ９１、９３、及び９５は互いに同じ形状を有し、その一方で リブ９２、９４、及び９６は互いに同じ形状を有する。全ての六つのリブは、同 じ幅、長さ、高さ、及び湾曲を有するが、これらのリブは一点において異なって いる。リブ９２、９４、９６は壁８９の周囲に等間隔に間隔が隔てられた取り付 け穴９７を通って延びている。これらの三つの取り付け穴の各々は、ねじ山を備 えたロッド４８のうちの一つを受け入れる。 第７図に関し、螺旋状リブ９１−９６が六つ設けられており、コーンの回転方 向は紙面に向かって見て時計廻り方向である。別の態様では、六つの螺旋状（湾 曲）リブ９１−９６を直線状の半径方向リブ１０３−１０８（第９図及び第１０ 図参照）に変えることができ、その場合には、回転方向は時計廻り方向であって も反時計廻り方向であってもよい。更に、リブの数はこれよりも多くても少なく てもよく、液体流れが対称であり且つバランスがとれているようにするためには 、リブが等間隔に間隔が隔てられており且つ同じ形状であるのが好ましい。 ６つのリブ（ベーン）の各々の高さが実質的に均等であることが重要である。 これは、これらのリブが隣接したコーン４３間のコーン間間隔を決定するためで ある。事実、一枚づつ積み重ねた６３枚のコーンは、第２図に示す形体をとる。 隣接したコーン間に残る隙間は、リブによって形成される。この際、一つのコー ンのリブがそのコーンの下に幾何学的に位置決めされた隣接したコーンの外面と 接触する。 各リブ９１−９６間に存在する壁８９の内面領域が、浄化されるべき液体の流 路を提供する。６つの流れ隙間穴９８は、壁８９に亘って等間隔に間隔が隔てら れている。第２図から理解されるように、隣接したコーン間の離間の程度は極め て小さく（０．５０８mm乃至０．７６２mm（０．０２インチ乃至０．０３インチ ））、各リブ９１−９６の高さもこれと対応して極めて小さい。コーンのいずれ かが潰れたり変形したりして、隣接したコーンと、リブ間のコーン表面領域の任 意の部分に沿って接触することがないようにするため、多数の小さな盛り上がっ た隆起部９９が設けられている。各隆起部９９の高さは、各リブ９１−９６の高 さとほぼ同じである。隆起部９９の間隔及び位置はランダムであるように見える けれども、或る程度ランダムな同じ全体パターンが壁８９に亘って６回繰り返し てある、これは、隆起部９９の支持パターンのバランスを壁８９に亘って維持す るためである。ボウル２１内の所望の空間を満たすのに少数のコーンを使用した 場合には、隣接したコーン間の隙間（即ちコーンの離間距離）が増大する。コー ン本体間の離間距離は、０．５０８mm乃至７．６２mm（０．０２インチ乃至０． ３０インチ）であるのが適当であると考えられる。 各隙間穴９８の最内縁部は、トッププレート４６の外壁部分７３と軸線方向に 整合するように位置決めされる。このようにして、トッププレート４６の外縁部 を越えて流れる液体は、流れ穴９８内に下方に流れる。液体はここから隣接した コーン間で上方及び内方に開口部９０に向かって移動する。利用可能な流れチャ ンネル又はベーンを隣接したコーン間に構成するリブ９１−９６が湾曲（螺旋） しているため、隣接したコーン間の移動方向もまた、角度成分を有する。流れは 、開口部９０に到達すると軸線方向下方への流れを開始し、ボトムプレート４７ を通過し、ノズルオリフィス３４及び３５に至る（第２図の流れ方向矢印を参照 されたい）。 第９図及び第１０図を参照すると、これらの図には、変形例の截頭コーン１０ ２が示してある。第９図及び第１０図の構成は、第７図及び第８図とほぼ対応す る。第９図は底面図であり、第１０図は、第２図のコーン配向と合致するように 引っ繰り返してある断面図である。図面の明瞭化を図るため、後側内面の特徴は 省略してある。コーン１０２は、その円錐面１０９に亘って等間隔に間隔が隔て られた６つの直線状半径方向リブ１０３−１０８を有する。６つの流れ穴１１０ が同じ直径上で等間隔に間隔が隔てられている。３つの取り付け穴１１１もまた 等間隔に間隔が隔てられているが、これらの穴は小さな直径上に配置されている 。コーン１０２は、スタック４２を構成するように配置された６３枚のコーンの 各々に対する適当な交換体である。直線状リブを使用することによって、コーン １０２の回転方向を時計廻り方向にでも反時計廻り方向にでもすることができる 。 遠心分離器４５は、エンジンブロックに対し、垂直な即ち直立した配向で示し てある。この配向では、スラッジが遠心分離ボウル２１の底部及び側部に沿って 蓄積することが明らかである。蓄積したスラッジが、コーンを通るオイルの流れ の邪魔になる程溜まったときが、遠心分離器の清掃を行う時期である。 遠心分離器４５の分解に含まれる工程は、添付図面から非常に明らかである。 ナット２８を外すことによって、遠心分離ボウル２１及びコーンスタック４２を ベースプレート２２と係合した状態から引き離し、チューブ２３から滑り出すこ とができる。その後、ねじ山を備えた三つのロッド４８を取り外し、個々のコー ン４３を分解する。この時点で、全ての個々の構成部品の清掃を行うことができ る。ひとたび清掃を終えてスラッジを取り除くと、遠心分離器４５は再組み立て の準備ができる。分解工程を逆に行うことができるけれども、全ての部品、特に コーン４３が確実に適正に整合するように大きな注意を払わなければならなない 。 第２図の形体設計に対するオプションを提供するため、取り外し自在で使い捨 てのコーン−スタックサブアッセンブリを形成することに注意を向ける。本発明 のこの関連した実施例を第１１図乃至第２２図に示す。この実施例は、全体がプ ラスチックで製作されており且つ使い捨てであり、新たな清浄なサブアッセンブ リと交換されるように設計されているコーン−スタックサブアッセンブリによっ て、新規であり且つ自明でない利点を提供する。 第１１図を参照すると、本発明の別の実施例による自己駆動式コーン−スタッ ク遠心分離器１６０が示してある。遠心分離器１６０は、垂直位置に配向されて おり、エンジンブロックの取り付けパッド１６１に取り付けられている。特定の 取り付け方法は、取り付けパッドの一部として形成された環状リップ１６２、環 状バンドクランプ１６３、及びＯ−リング１６４を必要とする。外シェル１６６ の環状縁リップ１６５は、リップ１６２にクランプされており、Ｏ−リング１６ ４は、チャンネル１６７に挟まれている。これにより、固定的な液密界面が形成 される。これは、遠心分離器４５に使用できる代表的な構成である。 取り付けパッド１６１は、オイル送出口１７０及び雌ねじを備えた環状取り付 けステム１７１を含む。長さの一部に亘って中空の中央シャフト１７２をステム １７１にねじ込む。シャフト１７２の中空部分１７３は、二つの流体孔１７４と 隣接して終端する。フランジ１７５がステム１７１の端部に着座し、このとき、 肩部を備えたベアリングスリーブ１７６が中央シャフト１７２を中央チューブ１ ７７内に同軸に位置決めする。スリーブ１７６によってつくりだされた同軸の空 間が、中央シャフト１７２と中央チューブ１７７との間に環状隙間空間１７８を 構成する。 中央チューブ１７７の一端には、ベアリングスリーブ１７６に当接する環状フ ランジ１７７ａが形成されている。中央チューブ１７７の他端では、凹所をなし た環状部分１８２が、肩部を持つ環状ベアリングスリーブ１８３を受け入れる。 中央チューブ１７７のこの反対端の外面には雄ねじが設けられており、固定ナッ ト１８４を受け入れる。固定ナット１８４と交換式コーンースタックサブアッセ ンブリ１８６との間には、環状支持ワッシャ１８１が位置決めされている。ワッ シャ１８１は、コーン−スタックサブアッセンブリ１８６の上部分にぴったりと 嵌まるような形状を備えている。中央チューブ１７７は、等間隔に間隔が隔てら れた四つの流体出口孔１８５を、雄ねじ部分と軸線方向に隣接した所定位置に有 する。 遠心分離器１６０を通るオイル循環路は、オイル送出口１７０を通って流入す る来入オイルで始まり、中空部分１７３を通って孔１７４に進む。ナットは、孔 １７４を通って環状隙間空間１７８に進む。流れは、第１１図で見て右方に続き 、出口孔１８５を通って隙間空間１７８を出る。この時点で、オイルは交換式コ ーン−スタックサブアッセンブリ１８６に進入する。これを以下に詳細に説明す る。 中央シャフト１７２は、雄ねじが設けられた縮径部分１８７をベアリングスリ ーブ１８３の外に有し、この部分がハンドル１８８と噛み合う。ハンドル１８８ は、肩部を備えた内ステム１８８ａ、Ｏ−リングチャンネル１８９、及び保持フ ランジ１９０を含む。スペーサ１９０ａがアッセンブリのこの部分を完成する。 外シェル１６６の環状リップ部分１９１がＯ−リング１９２に当接し、保持フラ ンジ１９０は、組み立てられた構成要素の軸線方向位置の維持を助ける。理解さ れるように、ひとたびバンドクランプ１６３を外した後、ねじを解除して外シェ ル及びハンドル１８８を互いに連結されたサブアッセンブリとして中央シャフト １７２から外すことができる。環状の永久式遠心分離ボウル１９７がベース１９ ８の外環状面に嵌合している。ひとたび遠心分離ボウル１９７を所定位置に押し 込むと、Ｏ−リング１９９が圧縮されてクランプされ、液密界面を形成する。遠 心分離ボウル１９７をベース１９８に組み立てた後、固定ナット１８４を中央チ ューブ１７７にねじ込む。 コーンースタックサブアッセンブリ１８６を通って流れるオイルは、中央チュ ーブ１７７の外面と隣接した環状ゾーン２００を通って出る。このオイルは、環 状ゾーン２０１に流入し、このゾーンから接線方向流れノズル２０２及び２０３ を通って出る。接線方向流れノズル２０２及び２０３を通って出るオイル噴流の 高い圧力により、コーン−スタックサブアッセンブリ１８６が中央シャフト１７ ２を中心として高速で回転する。ノズル２０２及び２０３から出るオイルは、開 口部２０４を通してドレンされる。中央チューブ１７７、ナット１８４、遠心分 離ボウル１９７、ベース１９８、及びＯ−リング１９９もまた回転するけれども 、これらの構成要素は、使い捨て交換式コーン−スタックサブアッセンブリとし てここに定義するコーン−スタックサブアッセンブリ１８６には含まれない。コ ーン−スタックサブアッセンブリ１８６は、第１２図に示すように、ライナシェ ル２０６、コーンスタック２０７、及びボトムプレート２０８を含む。これらの 構成要素の分解図を第１３図に示す。この図には、コーンスタック２０７のコー ン２０９が１枚だけ示してある。遠心分離ボウル１９７は、ライナシェル２０６ の外面と嵌合する。圧力負荷は遠心分離ボウル１９７によって支持されるが、コ ーンースタックサブアッセンブリ１８６はスラッジ負荷を捕捉する。ライナシェ ル２０６の追加の詳細を第１４図、第１５図、及び第１６図に示す。ボトムプレ ート２０８の追加の詳細を第１７図及び第１８図に示す。コーンスタック２０７ の 例示のコーン２０９の詳細を第１９図乃至第２２図に示す。 先ず、コーン−スタックサブアッセンブリ１８６の詳細が示してある第１２図 及び第１３図を参照する。エンジンブロックに対する遠心分離器の好ましい配向 として、遠心分離器１６０の垂直配向を第１１図について選択した。従って、第 １２図は、サブアッセンブリをその通常の配向で示す。残りの図は、第１１図の 垂直配向に基づいている。 ライナシェル２０６（第１４図、第１５図、及び第１６図）は、型成形により 形成された環状中空形状の一体の薄壁プラスチック容器であり、等間隔に間隔が 隔てられた６つの半径方向加速ベーン２１０を備えている。これらの半径方向加 速ベーンがコーンスタック２０７を支持する。ライナシェル１０６は、開放端２ １２から部分的に閉鎖された端２１３まで僅かに（約２°のテーパで）先細にな った環状本体部分２１１を含む。本体部分２１１と端部２１３との間を、４５° の角度でテーパした截頭円錐形部分２１４が延びている。端部２１３は、内壁２ １５ａ及び実質的に平らなシェルフ２１６が構成する円筒形凹所２１５で開放し ている。凹所２１５の内壁２１５ａには、等間隔に間隔が隔てられた６つの流れ 孔２１７及び分割ベーンチップ２１８が形成されている。６つのベーンチップ２ １８は、隣接した流れ孔２１７間の（周方向）中央に配置されており、チップは 、半径方向加速ベーン２１０の同一平面内にある延長部である。ベーン２１０は 、截頭円錐形部分２１４を構成する壁の内側面上に形成されており、内壁２１５ ａの外側には、本体部分２１１内に延びる各ベーンの小さな部分（チップ）が設 けられている。ベーンチップ２１８は、壁２１５ａの内面と、隣接したシェルフ ２１６の外面との間の隅部に位置決めされている。 流体出口孔１８５を通って流出するオイルは、内壁２１５ａに向かって半径方 向に差し向けられ、シェルフ２１６及び開口部２２１と中央チューブ１７７との 嵌合により、流れ孔２１７を通って半径方向外方に本体部分２１１に向かって流 れる。隙間空間２２２が、コーンスタック２０７の第１コーン２０９と截頭円錐 形部分２１４との間に配置されている。この空間は、ベーン２１０によって６つ の流路に分割される。空間２２２は、コーン２０９の外縁部と本体部分２１１と の間に配置された環状隙間空間２２３内に延びている。ひとたび空間２２３がオ イルで満たされると、最小抵抗の流路は、６つの開口部の各々を通って各コーン を通過し、次いで各コーンの表面に沿って中央チューブ１７７に向かって半径方 向内方に向かう流路である。各コーン２０９が円錐形形状をなしているというこ とは、第１１図に流れ矢印２２４で示すように流れが傾斜しているということを 意味する。各コーンの内側縁部には、中央チューブ１７７の外面に沿った、ゾー ン２００の方向への流路を提供する拡大孔が設けられている。 第１７図及び第１８図を参照すると、ボトムプレート２０８は、一体の成形プ ラスチック製の全体に截頭円錐形の部材であり、比較的短い円筒壁２２８、テー パした本体部分２２９、及び中央開口部２３１を構成する半径方向シェルフ２３ ０を有する。等間隔に間隔が隔てられた６つの補剛ウェブ２３２が本体部分２２ ９及びシェルフ２３０の内面上に配置されている。本体部分２２９及びウェブ２ ３２は、ベーン２１０の傾斜角度及び及びコーン２０９の円錐形のテーパと合致 する４５°の角度で配向されている。このように、ボトムプレート２０８は、コ ーンスタックの「底」に対して支持を与える。ボトムプレートは、第１１図にお いて、ベース１９８に最も近い下端である。円筒壁２２８は、等間隔に間隔が隔 てられており且つ開放端２１２と隣接した６つの箇所で環状本体部分２１１にス ポット溶接されている。このようにプラスチックをスポット溶接することによっ て内シェル２０６とボトムプレート２０８を互いに固定し、一体のサブアッセン ブリにする。かくして、この一体のサブアッセンブリは、着脱を行うための取扱 いが容易な内蔵モジュールである。円筒壁２２８を含む一体のサブアッセンブリ の二重壁の厚さは、ベース１９８に配置された環状溝２３５内に受け入れられる 。この二重壁の厚さは、Ｏ−リング１９９と接触するための一つの衝合面を提供 する。プラスチックをスポット溶接することによってボトムプレート２０８をラ イナシェル２０６に組み立てる代わりに短い円筒壁２２８にプラスチック製のス ナップ嵌め押縁を設け、これをライナシェルと協働させてもよい。 中央開口部２３１の直径は、コーンスタック２０７から出た流れがゾーン２０ ０に流入できるように、中央チューブ１７７の外径よりも大きい所定の大きさを 有する。 コーンスタック２０７は、実際上同じ截頭円錐形の３４個の薄壁プラスチック コーン２０９（第１９図乃至第２２図参照）からなる整合したスタックを含む。 各コーン２０９は、型成形によって形成された一体の構造であり、截頭円錐形本 体２３８、上シェルフ２３９、本体２３８の内面及びシェルフ２３９に形成され た等間隔に間隔が隔てられた６つのベーン２４０を含む。各コーン２０９の外面 ２４１は、全体に亘って実質的に平滑であるが、内面２４２には、６つのベーン ２４０の他に複数の突起２４３が設けられている。これらの突起により、高圧状 況下において、隣接したコーン間のコーン間間隔を正確に且つ均等に維持するこ とができる。本体２３８には、等間隔に間隔が隔てられた６つの開口部２４６が 配置されており、これらの開口部は、オイルを隣接したコーン２０９間に流すた めの入口行路を提供する。各開口部２４６は、６つのベーン２４０のうちの異な る対応するベーンと隣接して位置決めされている。 コーン２０９の整合は、二つの点で重要である。軸線方向では、隣接したコー ン間の間隔が均等であるため、流路、粒子の分離、及び分離効率の向上が全体と してバランスのとれたものとなる。周方向では、一つのコーンの開口部２４６が 隣接したコーンの開口部と整合するようにコーンを回転させて整合させるのが重 要である。これにより、各コーンを通って隣接したコーン間の分離空間に流入す るオイルの流れを均等であり且つバランスのとれた流れにすることができる。所 望の軸線方向間隔を得るため、突起２４３のパターンを使用する。周方向（半径 方向）整合について、一方のコーンのリブが隣接したコーンの対応する溝と噛み 合って係合する。この関係は、コーン１０９からなる積み重ねられたアレイに亘 って繰り返される。 暫く本題から逸れる。第１１図及び第１２図は、主要な概略図であると考えら れるべきである。これは、図面の明瞭化を図るために省略された、図面における 特定の技術的な細かい事柄のためである。個々のコーン２０９がサブアッセンブ リ１８６内で区分けされているため、隣接したコーンを僅かに分離することによ って、開口部２４６の幾つかの部分、各コーンの裏側に設けられたベーン２４０ 及び突起２４３を部分的に見ることができる。各コーン２０９のこれらの特徴は 第１９図乃至第２２図に示してあるため、これらの特徴は第１１図及び第１２図 では省略してある。同様の説明が第２図にも適用される。 シェルフ２３９の中央には孔２４７が同心に設けられている。等間隔に間隔が 隔てられた６つのＶ字形状溝２４８がこの孔２４７から半径方向に延びている。 これらの溝は、６つのベーン２４０と整合している。一つのコーンの溝２４８は 、隣接したコーンのベーンの上部分を受け入れ、これによって、適正な周方向整 合を制御する。孔２４７は、全体に円形の縁部２４９を有し、この縁部は、６つ の半円形の拡大開口部２５０によって変形してある。開口部２５０は、等間隔に 間隔が隔てられており、隣接したベーン２４０間の（周方向）中央に位置決めさ れている。隣接した開口部２５０間に配置された縁部２５１は、同じ円形縁部の 部分であり、その直径は、中央チューブ１７７の外径に非常に近い直径を有する 。縁部２５１が中央チューブ１７７にぴったりと嵌まり、開口部２５０がこれを 拡大するため、孔２４７を通るオイルの流出流は、開口部２５０を通るように制 限される。このように、コーンスタック２０７からのオイルの流出流は、等間隔 に間隔が隔でられた６つの流路に差し向けられ、中央チューブ１７７の外径に沿 ってゾーン２００に流入する。開口部２５０が周方向でこのように位置決めされ ているため、これらの開口部は、ライナシェル２０６のベーン２１０間の中央に 配置され、更に、ウェブ２３２間の中央に配置される。このため、ライナシェル ２０６、コーンスタック２０７、及びボトムプレート２０８が中央チューブ１７ ７の長さ方向軸線を中央として回転し、ベーン２１０、ベーン２４０、及びウェ ブ２３２を全て周方向及び軸線方向で整合させる。このように整合させることに よって、ライナシェル２０６、コーンスタック２０７、及びボトムプレート２０ ８を通って延びる周方向に間隔が隔てられた６つの流路が形成される。 ベーン２４０の各々は、二つの部分２５５及び２５６を持つように形成されて いる。側部分２５５は、厚さが均等であり、丸味を付けた隅部２５７から本体２ ３８に沿って環状縁部２５８を僅かに越えるまで延びている。６つの一体の上部 分２５６の各々は、下方に凹所をなしている。上部分の中心は、対応する溝２４ ８上にある（第２１Ａ図参照）。部分２５６は、隣接したコーンに設けられた対 応するＶ字形状溝２４８に入り込むリブとして機能する。 ライナシェル２０６、コーンスタック２０７、及びボトムプレート２０８から なるコーン−スタックサブアッセンブリ１８６は、独特の自明でない改善を提供 する使い捨ての交換式構成要素である。環状隙間空間２２３内に遠心分離器１６ ０の所望の作動に影響するのに充分なレベルにまでスラッジが溜まると、サブア ッセンブリ１８６全体を遠心分離器の残りから取外して廃棄し、新たな清浄なサ ブアッセンブリを設置する。取り外したサブアッセンブリ１８６は焼却してもよ いしリサイクルしてもよく、全体がプラスチックで形成されているため、こうし た方法を利用できる。 二つの主要な実施例を説明したが、これらの二つの主要な実施例から選択した 特徴の独特の組み合わせである別の遠心分離器構成もある。第２３図では、遠心 分離器２７０は、遠心分離器４５と同様の構成を持ち、交換式サブアッセンブリ １８６を持たない。しかしながら、トッププレート４６がなくしてあり、コーン ２７２の截頭円錐形形状と合致するように設計された所定の上角度を持ち且つ最 も上側のコーン２７２ａを入口穴２７４の下に位置決めする深ディンプルリブ２ ７３を持つように、再設計した遠心分離ボウル２７１によってトッププレートの 機能を行う。コーン２７２は、実際上、コーン２０９と同じであり、孔２４７及 び半円形開口部２５０の設計を備えている。しかしながら、最も上側のコーン２ ７２ａの形体は、開口部２５０をなくすように変更してある。その結果、コーン と中央チューブとの間でコーン２７２ａの中央孔を通るオイルの流路はない。そ のため、流れはコーン２７２ａの外縁部を迂回し、次いで隣接したコーン間を中 央チューブ１７７に向かって進む。この実施例では、第１コーン２７２ａは、そ の独特の形体、及びオイルが中央チューブ１７７から出たときにこの形体がオイ ルの流れを制御する方法のため、実際には、トッププレート即ち流れ制御プレー トとして機能する。 本発明を添付図面及び以上の説明に例示し且つ詳細に説明したが、これは特徴 を例示するものであって限定するものではなく、単なる好ましい実施例を示し且 つ説明したものと考えられるべきであり、本発明の精神の範疇の全ての変形及び 変更が保護されるべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成８年７月２５日（１９９６．７．２５） 【補正内容】 （請求項１ないし２８は補正なし。） ２９．中央支持シャフトに組み付けられたコーンスタック遠心分離器において、 遠心分離ボウルと、 前記遠心分離ボウルに組み付けられ、前記遠心分離ボウルと共働して中空内部 を構成するベース部材と、 前記中央支持シャフト上に位置決めされるように構成され、前記ベース部材を 通って前記中空内部内に延びる中央チューブと、 前記中央チューブ隙間孔を各々構成する複数の遠心分離コーンであって、軸線方 向に延びる積み重ねられたアレイを構成するように配置され、前記アレイは、前 記中空内部内に位置決めされ、前記中央チューブは、前記複数の遠心分離コーン の各遠心分離コーンのシャフト隙間孔を通って延び、前記複数の遠心分離コーン の各遠心分離コーンは、突出したＶ字形状リブと凹状のＶ字形状溝とからなる周 方向に整合した組み合わせを含み、前記Ｖ字形状リブと前記Ｖ字形状溝は、一つ の遠心分離コーンのＶ字形状リブを隣接した遠心分離コーンのＶ字形状溝内に位 置決めすることによって、前記積み重ねられたアレイの遠心分離コーンに整合装 置を提供する、複数の遠心分離コーンと、 を有することを特徴とする、コーンスタック遠心分離器。 ３０．複数のＶ字形状リブと複数のＶ字形状溝とが各遠心分離コーンの部分とし て配置され、前記複数のＶ字形状リブは、各遠心分離コーンの周りに実質的に等 間隔に間隔を隔てて位置され、前記複数のＶ字形状溝は、各遠心分離コーンの周 りに実質的に等間隔に間隔を隔てて形成されている、請求項２９に記載のコーン −スタック遠心分離器。 ３１．前記複数の遠心分離コーンの各遠心分離コーンは、実質的に円錐形の側壁 部分と実質的に平らな頂壁部分とを備え、該頂壁部分は、第１表面と該第１表面 と反対側の第２表面とを有し、前記Ｖ字形状リブは、前記第１表面と前記第２表 面のうちの一方の表面に配置され、前記Ｖ字形状溝は、前記第１表面と前記第２ 表面のうちの他方の表面に配置されている、請求項２９に記載のコーン−スタッ ク遠心分離器。 ３２．全部で６つのＶ字形状リブと全部で６つのＶ字形状溝とが各遠心分離コー ンの頂壁部分の部分として配置され、前記６つのＶ字形状リブは前記頂壁部分の 周りに実質的に等間隔に間隔を隔てては位置され、前記６つのＶ字形状溝は前記 頂壁部分の周りに実質的に等間隔に間隔を隔てては位置されている、請求項３１ に記載のコーン−スタック遠心分離器。 ３３．各遠心分離コーンの各Ｖ字形状リブ及びＶ字形状溝の組み合わせは、前記 シャフト隙間孔からほぼ真っ直ぐに半径方向外方に前記頂壁部分に亘って延びる 、請求項３２に記載のコーン−スタック遠心分離器。 ３４．各遠心分離コーンは、実質的に等間隔に間隔を隔てては位置された６つの 側壁リブを更に有し、これらのリブは、中空中央チューブを中心として一つのコ ーンを６０°以下の距離に亘って回転することによって隣接した遠心分離コーン 間のコーン間の整合を図ることができるように、前記遠心分離コーンを実質的に 同じ形体の６つの区分に分けた構成を有する、請求項３３に記載のコーン−スタ ック遠心分離器。 ３５．各遠心分離コーンは一体の成形部材である、請求項３４に記載のコーン− スタック遠心分離器。 ３６．各遠心分離コーンは、前記遠心分離コーンを実質的に同じ形体の６つの区 分に分割し、実質的に等間隔に間隔を隔てては位置された６つの側壁リブを更に 有し、区分の形体が実質的に同じであるため、一つのコーンを中央チューブを中 心として６０°以下の所定距離に亘って回転させることによって、隣接した遠心 分離コーン間のコーン間の周囲の整合を図ることができるように構成された、請 求項３２に記載のコーン−スタック遠心分離器。 ３７．各遠心分離コーンは一体の成形部材である、請求項３６に記載のコーン− スタック遠心分離器。 ３８．各遠心分離コーンは一体の成形部材である、請求項２９に記載のコーン− スタック遠心分離器。 ３９．積み重ねられたアレイをなして中央ポスト上に配置される複数の遠心分離 コーンのうちの一つの遠心分離コーンとしてコーン−スタック遠心分離器で使用 されるように構成され、積み重ね可能な遠心分離コーンにおいて、 中空内部を構成する周囲側壁と前記中央ポストを受け入れるための隙間孔を構 成する上壁とを備えた主本体部分と、 前記上壁の第１表面と該第１表面とは反対側の第２表面と、 突出したＶ字形状リブと凹状のＶ字形状溝とからなる周方向に整合した組み合わ せを含み、前記Ｖ字形状リブ及び前記Ｖ字形状溝は、一つの遠心分離コーンのＶ 字形状リブを前記積み重ねられたアレイの隣接した遠心分離コーンのＶ字形状溝 内に位置決めすることによって、積み重ねられたアレイの部分である前記積み重 ね可能な遠心分離コーンを他の積み重ね可能な遠心分離コーンと整合させるため の装置を提供する、複数の遠心分離コーンと、 を有することを特徴とする、コーン−スタック遠心分離器。 ４０．複数のＶ字形状リブと複数のＶ字形状溝とが前記遠心分離コーンの部分と して配置され、前記複数のＶ字形状リブは、前記遠心分離コーンの周りに実質的 に等間隔に間隔を隔てては位置され、前記複数のＶ字形状溝は、前記遠心分離コ ーンの周りに実質的に等間隔に間隔を隔てては位置された、請求項２９に記載の コーン−スタック遠心分離器。 ４１．前記周囲側壁は実質的に円錐形を成し、前記上壁は、第１表面と該第１表 面とは反対側の第２表面とを有し、前記Ｖ字形状リブは、前記第１表面と前記第 ２の表面のうちの一方の表面に配置され、前記Ｖ字形状溝は、前記第１表面と前 記第２の表面のうちの他方の表面に配置された、請求項３９に記載のコーン−ス タック遠心分離器。 ４２．全部で６つのＶ字形状リブと全部で６つのＶ字形状溝とが各遠心分離コー ンの上壁の部分として配置され、前記６つのＶ字形状リブは、前記上壁部分の周 りに実質的に等間隔に間隔を隔てては位置され、前記６つのＶ字形状溝は、前記 上壁の周りに実質的に等間隔に間隔を隔てては位置された、請求項４１に記載の コーンースタック遠心分離器。 ４３．各遠心分離コーンの各Ｖ字形状リブとＶ字形状溝との組み合わせは、前記 隙間孔からほぼ真っ直ぐに半径方向外方に前記上壁に亘って延びる、請求項４２ に記載のコーン−スタック遠心分離器。 ４４．実質的に等間隔に間隔を隔てては位置され且つ前記遠心分離コーンを実質 的に同じ形体の６つの区分に分割した、実質的に等間隔に間隔を隔てては位置さ れた６つの側壁リブを更に有し、前記各区分は、形体が実質的に同じであるため 、一つのコーンを中央ポストを中心として６０°以下の所定距離に亘って回転さ せることによって、隣接した遠心分離コーン間のコーン間の周囲に整合を図るこ とができるように構成された、請求項４３に記載のコーン−スタック遠心分離器 。 ４５．前記遠心分離コーンは一体の成形部材である、請求項４４に記載のコーン −スタック遠心分離器。 ４６．実質的に等間隔に間隔を隔てては位置され且つ前記遠心分離コーンを実質 的に同じ形体の６つの区分に分割し、実質的に等間隔に間隔を隔てては位置され た６つの側壁リブを更に有し、前記各区分は、形体が実質的に同じであるため、 一つのコーンを中央ポストを中心として６０°以下の所定距離に亘って回転させ ることによって、隣接した遠心分離コーン間のコーン間の周囲の整合を図ること ができるように構成された、請求項４３に記載のコーン−スタック遠心分離器。 【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成９年１月２８日（１９９７．１．２８） 【補正内容】 １．循環している液体から粒状物を分離するため、外カバーアッセンブリ内に 組み込まれるように構成されたバイパス回路遠心分離器において、 軸線を中心として回転するように構成された遠心分離ボウルと、 前記遠心分離ボウルに組み付けられ、前記遠心分離ボウルを回転させる出口流 れ噴流をつくりだすための少なくとも一つの接線方向流れノズルを含む、ベース プレートと、 中央支持シャフト上に位置決めされるように構成され、前記ベースプレート及 び前記遠心分離ボウルを軸線方向に貫通する、中空の中央チューブと、 前記中央チューブの第１端に隣接して位置決めされ、液体の流れに指向性を与 えるための流れ制御手段と、 前記流れ制御手段から間隔を隔てて且つ前記ベースプレートに隣接して位置決 めされた支持プレートと、 前記流れ制御手段と前記支持プレートとの間に挟まれ、積み重ねられたアレイ内 に位置決めされた、複数の截頭コーンであって、第１開口部から該第１開口部の 半径方向内方に配置された第２開口部までの複数の液体流路を構成するように配 置され、前記液体流路は、前記少なくとも一つの接線方向流れノズルと流体連通 している、前記截頭コーンと、 を有することを特徴とする、バイパス回路遠心分離器。 ２．前記遠心分離ボウルの内面には複数のリブが形成され、前記流れ制御手段 は前記リブに隣接して位置決めされ、複数の液体流れチャンネルを前記リブと共 働して形成するように構成されている、請求項１に記載のバイパス回路遠心分離 器。 ３．前記流れ制御手段は複数の隆起したリブを有し、前記流れ制御手段の前記 隆起したリブは前記遠心分離ボウルの内面に隣接して位置決めされ、複数の液体 流れチャンネルを前記流れ制御手段と前記内面との間に形成する、請求項１に記 載のバイパス回路遠心分離器。 ４．前記流れ制御手段は、前記複数の截頭コーンの一端に位置決めされた環状 プレートを含む、請求項１に記載のバイパス回路遠心分離器。 ５．前記流れ制御手段は環状本体部分と環状フランジ部分とを有し、前記環状 本体部分は中空内部を構成し、前記環状本体部分の一端に隣接した環状リップを 有し、前記環状リップは前記中空中央チューブの外面に密封関係をなして組み付 けられる、請求項４に記載のバイパス回路遠心分離器。 ６．前記流れ制御手段はコーン部材を有し、該コーン部材は前記複数の截頭コ ーンの一端に位置決めされている、請求項１に記載のバイパス回路遠心分離器。 ７．前記流れ制御手段、前記支持プレート、及び前記複数の截頭コーンは、前 記遠心分離ボウル内からそっくりそのまま分離できる交換式モジュールに一緒に 組み込まれている、請求項１に記載のバイパス回路遠心分離器。 ８．カバーアッセンブリ内と軸線方向シャフト上とに組み付けられるように構 成されたバイパス回路遠心分離器において、 中央に孔が位置決めされた部分的に閉鎖された第１端と開放した第２端とを備 え、軸線を中心として回転するように構成された、遠心分離ボウルと、 前記遠心分離ボウルの前記第２端に組み付けられ、前記遠心分離ボウルを回転 させるための出口流れ噴流を発生するための少なくとも一つの接線方向流れノズ ルを有する、ベースプレートと、 前記ベースプレートと前記遠心分離ボウルの前記第１端の前記孔とを通って軸 線方向に延びる、流れ通路を備えた流れチューブと、 前記孔に隣接して位置決めされた第１支持プレートと前記ベースプレートに組 み込んだ第２支持プレートとを有する、間隔が隔てられた一対の支持プレートと 、 前記流れチューブの周りに位置決めされ、前記支持プレート対間を軸線方向に 延びる、粒子分離コーンからなる積み重ねられたアレイと、 前記積み重ねられたアレイと前記一対の支持プレートとを一緒に固定するための 整合手段と、 を有することを特徴とする、バイパス回路遠心分離器。 ９．前記遠心分離ボウルの内面には複数のリブが形成され、前記第１支持プレ ートは前記リブに隣接して位置決めされ、複数の流れチャンネルを前記リブと共 働して形成するように構成された、請求項８に記載のバイパス回路遠心分離器。 １０．前記複数の分離コーンの各々は、複数の積み重ねられた半径方向リブを有 し、前記複数のリブは、前記積み重ねられたアレイにコーン間間隔を構成する、 請求項８に記載のバイパス回路遠心分離器。 （請求項１１ないし４６は補正なし。）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＲ，ＣＮ，Ｊ Ｐ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．循環している液体から粒状物を分離するため、中央支持シャフト上に及び外 カバーアッセンブリに組み込まれるように構成されたバイパス回路遠心分離器に おいて、 遠心分離ボウルと、 前記遠心分離ボウルに組み立てた、出口流れ噴流をつくりだすための少なくと も一つの接線流ノズルを含むベースプレートと、 前記中央支持シャフト上に位置決めされるように構成されており、前記ベース プレート及び前記遠心分離ボウルを軸線方向に貫通する中空中央チューブと、 前記中央チューブの第１端と隣接して位置決めされた、液体の流れを差し向け るための流れ制御手段と、 前記ベースプレートと隣接して位置決めされた支持プレートと、 前記流れ制御手段と前記支持プレートとの間に挟まれた積み重ねられたアレイ内 に位置決めされた複数の截頭コーンであって、第１開口部からこの第１開口部の 半径方向内方に配置された第２開口部までの複数の液体流路を構成されており且 つ配置され、前記液体流路は、前記少なくとも一つの接線方向流れノズルと流体 連通している、前記截頭コーンと、 を有することを特徴とする、バイパス回路遠心分離器。 ２．前記遠心分離ボウルの内面には、複数のリブが形成されており、前記流れ制 御手段は、前記リブと隣接して位置決めされており、複数の流体流れチャンネル を前記リブとともに形成するように構成された、請求項１に記載のバイパス回路 遠心分離器。 ３．前記流れ制御手段は、複数の盛り上がったリブを含み、前記流れ制御手段の 前記盛り上がったリブは、前記遠心分離ボウルの内面と隣接して位置決めされて おり、複数の流体流れチャンネルを前記流れ制御手段と前記内面との間に形成し た、請求項１に記載のバイパス回路遠心分離器。 ４．前記流れ制御手段は、前記複数の截頭コーンの一端に位置決めされた環状プ レートを含む、請求項１に記載のバイパス回路遠心分離器。 ５．前記流れ制御手段は、環状本体部分及び環状フランジ部分を有し、前記環状 本体部分は、中空内部を構成し、前記環状本体部分の一端と隣接した環状リップ を有し、前記環状リップは、前記中空中央チューブの外面に密封関係をなして組 み立てられた、請求項４に記載のバイパス回路遠心分離器。 ６．前記流れ制御手段は、前記複数のコーンとは形体が異なるコーン部材を含み 、該コーン部材は、前記複数の截頭コーンの一端に位置決めされた、請求項１に 記載のバイパス回路遠心分離器。 ７．前記流れ制御手段、前記支持プレート、及び前記複数の截頭コーンは、前記 遠心分離ボウル内からそっくりそのまま分離できる交換式モジュールに一緒に組 み込んだ、請求項１に記載のバイパス回路遠心分離器。 ８．カバーアッセンブリ及び軸線方向シャフトと組み合わせて使用するためのバ イパス回路遠心分離器において、 中央に孔が位置決めされ部分的に閉鎖された第１端と開放した第２端とを有す る遠心分離ボウルと、 前記遠心分離ボウルの前記第２端に組み込まれ、出口流れ噴流を発生するため の少なくとも一つの接線方向流れノズルを有する、ベースプレートと、 前記ベースプレート及び前記遠心分離ボウルの前記第１端の前記孔を通って軸 線方向に延びる、流れ通路を含む流れチューブと、 前記孔と隣接して位置決めされた第１支持プレートと前記ベースプレートに組 み込んだ第２支持プレートとを有する、間隔が隔てられた一対の支持プレートと 、 前記流れチューブの周りに位置決めされ、前記一対の支持プレートの間を軸線 方向に延びる、粒子分離コーンからなる積み重ねられたアレイと、 前記積み重ねられたアレイと前記一対の支持プレートとを一緒に固定するための 整合手段と、 を有することを特徴とする、バイパス回路遠心分離器。 ９．前記遠心分離ボウルの内面には、複数のリブが形成され、前記第１支持プレ ートは、前記リブと隣接して位置決めされ、複数の流れチャンネルを前記リブと ともに形成するように構成された、請求項８に記載のバイパス回路遠心分離器。 １０．前記複数の分離コーンの各々は、複数の積み重ねられた半径方向リブを含 み、これらのリブは、前記積み重ねられたアレイにコーンの間に間隔を形成する 、 請求項８に記載のバイパス回路遠心分離器。 １１．前記第１支持プレートは環状本体部分と環状フランジ部分とを有し、前記 環状本体部分は中空内部を構成し、前記環状本体部分の一端と隣接して環状リッ プを有し、該環状リップは前記流れチューブの外面と密封関係をなして組み込ま れた、請求項８に記載のバイパス回路遠心分離器。 １２．中央支持シャフトに組み込まれ、外カバーアッセンブリ内に配置されるよ うに設計され且つ構成された、流動中の液体から粒状物を除去するための自己駆 動式コーン−スタック遠心分離器において、 遠心分離ボウルと、 前記遠心分離ボウルに組み立てることによって内部遠心分離空間を構成し、出 口流れ噴流を発生するための少なくとも一つの接線方向流れノズルを有する、ベ ースプレートと、 前記中央支持シャフト上に位置決めされ、前記ベースプレートと前記遠心分離 ボウルとを通って軸線方向に延びるように設計され且つ構成された、中空中央チ ューブと、 前記内部遠心分離空間内で前記中空中央チューブ上に取り付けられた交換式内蔵 型コーン−スタックサブアッセンブリと、 を有することを特徴とする、自己駆動式コーン−スタック遠心分離器。 １３．前記コーン−スタックサブアッセンブリは、環状ライナシェルと、該ライ ナシェルとともに内部コーン空間を構成するようにライナシェルに取り付けられ たボトムプレートと、積み重ねられたアレイをなすように配置され、前記内部コ ーン空間内に位置決めされた複数の分離コーンとを含む、請求項１２に記載の遠 心分離器。 １４．前記環状ライナシェルは一体の部材からなり、流れ制御を行う第１端とこ れと反対側に開放した第２端とを有する、請求項１３に記載の遠心分離器。 １５．前記流れ制御を行う第１端は、等間隔で間隔が隔てられた複数の流れ分離 ベーンと、これらのベーンと交互に設けられ、前記流動中の液体が前記内部コー ン空間に流入できるようにする複数の等間隔に間隔が隔てられた流れ入口孔とを 含む、請求項１４に記載の遠心分離器。 １６．前記ボトムプレートは環状外壁を有し、前記環状外壁は、前記開放した第 ２端に密封界面を介在させて取り付けられ、前記開放した第２端を閉鎖し、前記 内部コーン空間を密封をなして閉鎖する、請求項１５に記載の遠心分離器。 １７．前記複数の分離コーンのうちの各分離コーンは、中央開口部を持つ截頭円 錐形形状を有し、複数の流れ孔が前記中央開口部から外方に間隔が隔てられて設 けられた、請求項１６に記載の遠心分離器。 １８．前記中央開口部は、前記中空中央チューブに嵌合するように設計された実 質的に円形の縁部と、前記コーンと前記中央チューブとの間で液体を流すための 流れ隙間を構成する複数の拡径縁部とを有する、請求項１７に記載の遠心分離器 。 １９．前記複数の分離コーンのうちの各分離コーンは、中央開口部を持つ截頭円 錐形形状を有し、複数の流れ孔が前記中央開口部から外方に間隔が隔てられて設 けらた、請求項１３に記載の遠心分離器。 ２０．前記中央開口部は、前記中空中央チューブに嵌合するように設計された実 質的に円形の縁部と、前記コーンと前記中央チューブとの間で液体を流すための 流れ隙間を構成する複数の拡径縁部とを有する、請求項１９に記載の遠心分離器 。 ２１．前記環状ライナシェルは一体の部材であり、流れ制御を行う第１端とこれ と反対側の開放した第２端とを有する、請求項２０に記載の遠心分離器。 ２２．流動中の液体から粒状物を分離するように設計された自己駆動式コーン− スタック遠心分離器で使用するための交換式内蔵型コーン−スタックサブアッセ ンブリにおいて、 流れ制御を行う第１端とこれと反対側の開放した第２端とを有する環状ライナ シェルと、 前記ライナシェルと共働して内部コーン空間を構成するように前記ライナシェ ルに取り付けられた、環状ボトムプレートと、 積み重ねられたアレイを構成するように配置され、前記内部コーン空間内に位置 決めされた複数の分離コーンと、 を含むことを特徴とする、交換式内蔵型コーン−スタックサブアッセンブリ。 ２３．前記流れ制御を行う第１端は、等間隔に間隔が隔てられた複数の流れ分離 ベーンと、これらのベーンと交互に設けられ、前記流動中の液体が前記内部コー ン空間に流入できるようにする、複数の等間隔に間隔が隔てられた流れ入口孔と を含む、請求項２２に記載のコーン−スタックサブアッセンブリ。 ２４．前記ボトムプレートは環状外壁を有し、前記外壁は前記開放した第２端に 密封界面を介在させて取り付けられて、前記開放した第２端を閉鎖し、前記内部 コーン空間を密封をなして閉鎖する、請求項２３に記載のコーン−スタックサブ アッセンブリ。 ２５．前記複数の分離コーンのうちの各分離コーンは中央開口部を有する截頭円 錐形形状を備え、複数の流れ孔が前記中央開口部から外方に間隔を隔てて設けら れている、請求項２４に記載のコーン−スタックサブアッセンブリ。 ２６．前記中央開口部は、前記中空中央チューブに嵌合するように設計された実 質的に円形の縁部と、前記コーンと前記中央チューブとの間に液体を流動させる ための流れ隙間を構成する複数の拡径縁部とを有する、請求項２５に記載のコー ン−スタックサブアッセンブリ。 ２７．前記複数の分離コーンのうちの各分離コーンは、中央開口部を有する截頭 円錐形形状を備え、複数の流れ孔が前記中央開口部から外方に間隔を隔てて設け られている、請求項２２に記載のコーン−スタックサブアッセンブリ。 ２８．前記中央開口部は、前記中空中央チューブに嵌合するように設計された実 質的に円形の縁部と、前記コーンと前記中央チューブとの間に液体を流すための 流れ隙間を構成する複数の拡径縁部とを有する、請求項２７に記載のコーン−ス タックサブアッセンブリ。