JP2002539936A - 反作用駆動型遠心ロータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 反作用駆動型遠心ロータにおいて、そのケーシングの内部は１つの分離チャンバ（１１）と１つの出口チャンバ（１２）とに分割される。分離チャンバ（１１）は遠心ロータ内において処理される与圧液体のための入口（８）を有し、そして出口チャンバ（１２）は処理された液体のための出口（２４）を有する。出口（２４）は上記ケーシングの１つの端壁（１）を通って出口チャンバからケーシングの外側まで延びている。これらの出口は、遠心ロータの回転軸（Ｒ）から或る距離だけ離れて位置し、そして液体が出口から外に流出するとき、遠心ロータがその周方向に反力を受けるように、方向づけられている。ケーシングの内部において遠心ロータと同軸に配置されている環状の隔壁（９）が、分離チャンバ（１１）を出口チャンバ（１２）から隔てている。しかしながら、これら２つのチャンバは、隔壁（９）の半径方向内側の縁部にある間隙を通して互いに連通している。本発明は液体連行部材（２５、２６）にも関しているが、これら液体連行部材は、出口チャンバ（１２）に配置され、そして遠心ロータに対して出口チャンバ内における周方向の液体流動を局所的に妨げるように、形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、液体中に浮遊している固体粒子または液体粒子を除去して当該液体
を浄化するための遠心ロータに関する。より特殊的には、本発明は、この目的の
ための遠心ロータであって、この遠心ロータには、 分離チャンバと出口チャンバの双方を囲むケーシングであって、軸線方向に間隔
を置いて配置されている２つの端壁とそして軸線方向においてこれらの端壁の間
に位置している外周壁とを含むケーシングと、 環状の隔壁であって、その一方の側面は、この隔壁と上記端壁の一方との間に位
置する上記分離チャンバに軸線方向に向かって面し、そしてその他方の側面は、
上記隔壁と上記端壁の他方との間に位置する上記出口チャンバに面するように、
このロータと同軸にケーシング内に配置されており、上記分離チャンバは、上記
隔壁の半径方向内側部分にある空隙を介して出口チャンバと連通している環状の
隔壁と、 浄化される与圧液体を受け入れ、そしてこの液体を分離チャンバに案内するよう
になっている入口装置と、そして 出口を通して浄化された液体をロータから放出するための出口装置であって、上
記出口は、ロータの回転軸から或る距離だけ離れて位置し、そしてこの出口を通
って液体が流出するとき、ロータがその周方向に反力を受けるように、方向づけ
られており、ケーシングは、出口チャンバが形成されるケーシングの内側の部分
に、２つ以上の陥凹部を有し、これらの陥凹部はロータの周方向から見てそれぞ
れが互いに或る距離だけ離れて位置し、そして各陥凹部から上記出口が始まる出
口装置と、 が含まれる遠心ロータに関する。これらの陥凹部は通常、ケーシングの上記他方
の端壁内に形成されるが、その代わりにケーシングの外周壁に形成されることも
可能である。

【０００２】 この種の遠心ロータは、例えば、欧州特許ＥＰ０７２８ ０４２Ｂ１号、米国
特許ＵＳ５，６８３，３４２号、ＵＳ５，６３７，２１７号、ＵＳ５，７０７，
５１９号、ＵＳ５，７８５，８４９号および国際特許ＷＯ９７／２３２９６号に
よって公知である。

【０００３】 本発明の目的は、上に定義された種類の遠心ロータにおける分離効率の改善を
簡単な手段で可能にすることである。

【０００４】 この目的を達成するために、本発明においては、当初に定義された種類の遠心
ロータが、出口チャンバの内部に存在する液体を遠心ロータの回転に連行するた
めに、隔壁と遠心ロータの上記他方の端壁のとの間に配置されている少なくとも
１つの液体連行部材を備えており、この液体連行部材は、その領域において、ロ
ータに対してこのロータの周方向に液体が出口チャンバ内で流動することをほぼ
完全に妨げるように、形成されることが示唆されている。この液体連行部材は、
羽根またはこれと同様な形態を有することができる。

【０００５】 出口チャンバ内を上記出口のレベルまで半径方向外側に向かう液体の行程を、
このように連行することによって、大きな滑りロスまたはスライディングロスを
避けることができる。こうして、このような液体の連行がない場合に比して、液
体が遠心ロータ内で有する過剰圧力のより大きな部分を遠心ロータの駆動のため
に使用すること、即ち、相当程度、遠心ロータのより高い回転速度を達成するこ
とが可能になる。

【０００６】 幾つかの液体連行部材が、所望の結果を得るために様々な方法で形成されるこ
ともあり得る。互いに異なる形態を有する複数の液体連行部材が用いられること
もあり得る。

【０００７】 本発明の好ましい実施の態様では、上述の種類の液体連行部材は、遠心ロータ
の周方向から見て、出口チャンバ内におけるほぼ全流動域を覆って、上記複数陥
凹部の各領域に配置されている。液体連行部材はまた、関連する陥凹部に入り込
んでいることが好ましい。

【０００８】 この代わりに、液体連行部材を、遠心ロータの回転方向から見て、陥凹部の前
または後ろにおいて、その陥凹部に隣接して配置することもできる。

【０００９】 遠心ロータの周方向から見た、各陥凹部間の領域においては、出口チャンバの
様々な部分から陥凹部へと液体が流動するように、空間が存在しなければならな
い。所望ならば、これらの領域に液体連行部材が存在してもよいが、この場合、
これらの液体連行部材は遠心ロータの周方向への液体の流動を制限するのみであ
って、完全に防止してはならない。

【００１０】 隔壁とケーシングの上記他方の端壁との間の全距離に渉ってはいない液体連行
部材は、隔壁の内側の縁部から、上記陥凹部内に位置している遠心ロータの出口
の半径方向のレベルまでのみ半径方向に延びていることが好ましい。

【００１１】 液体連行部材の全てが、上記隔壁と一体成形になっていることが好ましい。そ
の代わりに、勿論、ケーシングの或る部分と一体成形にすることも、あるいは隔
壁とケーシングの端壁との間の出口チャンバ内に配置されている分離環状部材に
設けることも可能である。

【００１２】 本発明は、添付の図面を参照しながら、以下に説明される。

【００１３】 図に示されている遠心ロータは、回転軸Ｒを中心として回転され、この回転軸
はまた遠心ロータの中心軸を構成する。遠心ロータは、上部の端壁２および外周
壁３を含むキャップとそして下部の端壁１とから成る、外側のケーシングを備え
る。

【００１４】 下部の端壁１は中央の管状の円柱４を支えており、この円柱は、遠心ロータ全
体を貫通し、そして上部の端壁２にある開口部を貫通して上に延びている。端壁
２および外周壁３は、ナット５によって端壁１に固定され、このナットは円柱４
の上部にねじ込まれている。

【００１５】 図１の参照番号６および７は、模式的に図示されている軸受装置の部分に関し
ており、この軸受装置によって、遠心ロータは固定シャフト（図示されていない
）に回転するように嵌め込まれ、遠心ロータ内で処理される液体は上記シャフト
を通って供給される。図１に示されているように、中央の管状の円柱４は、この
種の液体を遠心ロータに流入させるための２つの開口部８を有する。

【００１６】 遠心ロータは、上記ケーシングの中に、環状の隔壁９を有し、この隔壁は、そ
の半径方向最も外側の部分において下部の端壁１における環状のフランジ１０に
接している。隔壁９は遠心ロータの内部を１つの分離チャンバ１１と１つの出口
チャンバ１２とに分割する。

【００１７】 分離チャンバ１１には、多数の分離ディスク１３を備えた分離装置が取り付け
られている。これらのディスクはそれぞれ、分離チャンバ１１内において小さな
半径からより大きな半径まで共に軸線方向にかつ弧状に延びている。これらの分
離ディスク１３は支持体に取り付けられ、この支持体は下部の支持部材１４およ
び上部の支持部材１５から成る。支持部材１４および１５はスリーブ状の部分を
有し、これらの部分は円柱４を囲み、そして円柱４によって案内され、更に開閉
可能なスナップロック装置１６により互いに連結されている。支持部材１４およ
び１５は更にそれぞれ環状のフランジ１７および１８を有し、これらのフランジ
によって、円柱４の近辺におけるその軸線方向の端末部分にある窪みを介して、
支持部材１４および１５は、分離ディスク１３と結合している。これらの分離デ
ィスク１３はまた、様々な軸線方向のレベルに配置されそして分離ディスクの周
囲に延びている幾つかのリング１９によって、互いに対して固定されている。

【００１８】 上部の支持部材１５は、軸線方向および半径方向に延びている幾つかの羽根２
０を備えており、これらの羽根は、円柱４の周囲に配分されている。これら羽根
２０のうちの２つは、開口部８の領域内の円柱４から分離ディスク１３の半径方
向最も外側の部分までずっと、半径方向に延びているが、他の羽根２０は主とし
て、分離ディスク１３の半径方向内側から半径方向外側の縁部まで延びている。
羽根２０は全てほぼ半径方向に延びているが、これは即ち、弧状の分離ディスク
１３と或る角度を成しているということである。

【００１９】 また分離ディスク１３と隔壁９との間の領域にも、羽根２１が配置されており
、これらの羽根２１は、分離ディスクの半径方向内側の縁部と半径方向外側の縁
部との間において、一方では軸線方向にまた一方では半径方向に、または弧状に
延びている。円柱４の周囲に配分されている羽根２１もまた、分離ディスク１３
と或る角度を成している。

【００２０】 図１の弧状の線２２によって示されているように、また図２にも見出せるよう
に、端壁１は溝を形成し、この溝は、円柱４の周囲に延びており、そして遠心ロ
ータの内部において上記出口チャンバ１２の主要部分を形成する。端壁は、この
溝内における窪みの形態で、それぞれが円柱４の直径方向反対側に位置する２つ
の陥凹部２３を有する。出口チャンバ１２の部分を形成するこれら陥凹部の各々
には、端壁１を貫通してその外側まで延びている出口２４が形成されており、そ
してこの出口は、遠心ロータの回転軸Ｒの周囲に延びている円に対してほぼ接線
方向に向いている。各陥凹部２３は、ロータの周方向に向かって限定的な拡張部
を有し、そして遠心ロータの回転方向から見て後部の制限壁を有し、この制限壁
を貫通して出口２４が延びている。この後部の制限壁は隔壁９に対してほぼ垂直
に延びているが、前部の制限壁は隔壁９に対して鋭角を成している。

【００２１】 図２に見られるように、隔壁９はその下側に、ほぼ軸線方向にそして半径方向
に延びている２つの羽根２５を有する。図１に示されているように、これらの羽
根の各々は、陥凹部２３の１つに入り込むように延びており、そこで、遠心ロー
タの回転方向から見て、陥凹部の後部の制限壁に近接するか、または接して配置
される。羽根２５は、出口２４を覆わない程度にのみ陥凹部２３の中に延びてい
る。

【００２２】 羽根２５に加えて、隔壁９はその下側に、円柱４の周囲に配分されている多数
の半径方向のリブ２６を有しており、そしてこれらのリブは、出口チャンバ１２
内において、軸線方向に向かってほんの小さな距離だけ延びている。リブ２６は
、隔壁９の半径方向内側の縁部から外側に向かって、出口２４が位置している半
径方向の同じレベルの近辺まで延びている。

【００２３】 本発明による遠心ロータは以下のように作動する。

【００２４】 液体中に浮遊している粒子、例えば、この液体よりも大きい密度を有する、す
す粒子が除去される液体、例えばオイルは、円柱４の内部を通りそして入口の開
口部８を通って、過剰な圧力で分離チャンバ１１に供給される。液体は複数の羽
根２０によって円柱４の周囲に均等に配分され、そしてこれら羽根の間を半径方
向外側に向かって流れる。この後、液体は、複数の分離ディスク１３の間に形成
される流路を通って、分離ディスク１３と隔壁９との間に位置している複数の羽
根２１の間にある空間まで軸線方向に流動する。次に液体は、円柱４に向かって
流れ、そして隔壁９の半径方向内側の縁部において分離チャンバ１１を離れる。
円柱４と隔壁９の半径方向内側の縁部との間の空隙を通って、液体は出口チャン
バ１２に入る。出口チャンバ１２において、液体は、陥凹部２３へ流れ込み、そ
して出口２４を通って放出される。液体が出口２４を通って遠心ロータから出る
時に生じる反力によって、遠心ロータは回転し始め、そして回転し続ける。

【００２５】 複数の羽根２０の間を液体が通過するとき、この液体は羽根２０によってロー
タの回転の中に連行される。複数の分離ディスク１３の間を液体が通過するとき
、遠心力によって上記の粒子は液体から分離される。これらの分離ディスク１３
は遠心ロータの周囲に向かって弧状に延びているので、分離ディスク１３間の各
隙間内の粒子は、分離ディスク１３の表面に向かって強制的に移動させられる。
その後、粒子はこの表面を滑動し、分離ディスク１３の外側の縁部に向かい、こ
こから遠心ロータの回転軸に対して更に遠くへ移動し、そして最後にケーシング
の外周壁３の内側に付着する。

【００２６】 粒子を除去された液体は、分離ディスク１３間の流路を通って流動してから、
羽根２１間を中央の円柱４に向かう方向に流れる。その時、羽根２１のために、
液体はその角速度の増大が妨げられる。

【００２７】 隔壁９の内側の縁部にある上記の空隙を通って、浄化された液体は、円柱４の
周囲に均等に配分されて出口チャンバ１２に導かれる。次に、液体の一部は隔壁
９の内側の縁部から直接、２つの陥凹部２３に流れ込むが、残りの液体は出口チ
ャンバ１２の他の部分に流れ込む。

【００２８】 各陥凹部２３内に入り込んでいる２つの羽根２５が存在するので、出口チャン
バ１２において、遠心ロータの周方向に向かって、妨げられずに液体の流動が生
じることはない。その代わりに、出口チャンバ１２に入り込む液体は、リブ２６
と同様に羽根２５によって、ほぼ半径方向外側に向かって押される。リブ２６は
軸線方向に特に大きな拡張部を有していないが、その中でこのリブ２６が半径方
向に延びている円柱４の周囲の環状空間において、リブ２６は出口チャンバ１２
内に存在する液体に対して実質的に軸線方向反対側への回転連行効果を有する。

【００２９】 リブ２６の半径方向外側の領域において、液体は、各陥凹部２３に向かって遠
心ロータの周方向に向かった流動を行うことができる。しかしながら、出口チャ
ンバ１２の他の部分においてもさえも、液体は各陥凹部２３に向かって周方向に
流動する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による遠心ロータの軸線方向断面図を示す。

【図２】 図１の遠心ロータの分離された２つの部分を示す斜視図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ラルソン、 レイフ スウェーデン国 エス−147 00 ツムバ ヴィルツティーガン 39 Ｆターム(参考） 4D057 AA06 AB01 AC06 AD01 AE02 BA02 BC13 BC15 【要約の続き】 おける周方向の液体流動を局所的に妨げるように、形成 されている。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体中に浮遊している固体粒子または液体粒子を除去して当
   該液体を浄化するための遠心ロータであって、該遠心ロータは回転軸（Ｒ）を中
   心にして回転され、そして該遠心ロータには、 − 分離チャンバ（１１）と出口チャンバ（１２）の双方を囲むケーシングであ
   って、軸線方向に間隔を置いて配置されている２つの端壁（１、２）とそして軸
   線方向において前記端壁（１、２）の間に位置している外周壁（３）とを含むケ
   ーシングと、 − 環状の隔壁（９）であって、その一方の側面は該隔壁（９）と前記端壁（１
   、２）の一方との間に位置する前記分離チャンバ（１１）に軸線方向に向かって
   面し、そしてその他方の側面は該隔壁（９）と前記端壁（１、２）の他方との間
   に位置する前記出口チャンバ（１２）に面するように、該遠心ロータと同軸に前
   記ケーシング内に配置されており、前記分離チャンバ（１１）は前記隔壁（９）
   の半径方向内側部分にある空隙を介して前記出口チャンバ（１２）と連通してい
   る環状の隔壁（９）と、 − 浄化される与圧液体を受け入れ、そして当該液体を前記分離チャンバ（１１
   ）に案内するようになっている入口装置（４、８）と、そして − 浄化された液体を出口（２４）を通して該遠心ロータから放出するための出
   口装置であって、前記出口（２４）は該遠心ロータの回転軸（Ｒ）から或る距離
   だけ離れて位置し、そして前記出口（２４）を通って液体が流出するとき、該遠
   心ロータがその周方向に反力を受けるように方向づけられており、前記ケーシン
   グは前記出口チャンバ（１２）が形成されるその内側の部分に２つ以上の陥凹部
   （２３）を有し、前記陥凹部（２３）は該遠心ロータの周方向から見て各々が互
   いに或る距離だけ離れて位置し、そして前記陥凹部（２３）の各々から前記出口
   （２４）が始まる出口装置と、が含まれている遠心ロータにおいて、 前記出口チャンバ（１２）内に存在する液体を該遠心ロータの回転に連行する
   ために、前記隔壁（９）と該遠心ロータの前記他方の前記端壁（１、２）との間
   に少なくとも１つの液体連行部材（２５）が配置されており、前記液体連行部材
   （２５）は前記出口チャンバ内においてほぼ全流動域を覆い、したがって該液体
   連行部材（２５）の領域において、液体が前記出口チャンバ（１２）内で、該遠
   心ロータに対して該遠心ロータの周方向に流動することがほぼ完全に妨げられる
   ように、前記液体連行部材（２５）が形成されている、ことを特徴とする遠心ロ
   ータ。
2. 【請求項２】 前記液体連行部材（２５）は羽根の形状を有する、請求項１
   に記載の遠心ロータ。
3. 【請求項３】 前記陥凹部（２３）の各々のために前記種類の少なくとも１
   つの液体連行部材（２５）が配置されており、該液体連行部材（２５）は該遠心
   ロータの周方向から見て前記出口チャンバ（１２）内におけるほぼ全流動域を覆
   っている、請求項１または２に記載の遠心ロータ。
4. 【請求項４】 前記液体連行部材（２５）の各々は、それぞれの陥凹部（２
   ３）の領域内に配置されている、請求項３に記載の遠心ロータ。
5. 【請求項５】 前記液体連行部材（２５）の各々は、それぞれの陥凹部（２
   ３）の内部に入り込んでいる、請求項４に記載の遠心ロータ。
6. 【請求項６】 前記陥凹部（２３）の各々は、該遠心ロータの回転方向から
   見て、前部および後部を有し、そして前記出口（２４）の１つは前記陥凹部の前
   記後部から始まり、関連の液体連行部材（２５）はその前記後部において前記陥
   凹部（２３）の内部に入り込んでいる、請求項５に記載の遠心ロータ。
7. 【請求項７】 前記陥凹部（２３）の各々は、該遠心ロータの回転方向から
   見て後部の制限壁を有し、そして前記陥凹部（２３）内にそして該陥凹部（２３
   ）と前記隔壁（９）との間に存在する液体が該遠心ロータの回転に連行されるよ
   うに、前記液体連行部材（２５）が前記後部の制限壁に接している、請求項６に
   記載の遠心ロータ。
8. 【請求項８】 追加液体連行部材（２６）が前記出口チャンバ（１２）内に
   配置されており、全ての前記液体連行部材（２５、２６）はその数量において前
   記陥凹部（２３）より多数であり、そして前記回転軸（Ｒ）の周囲に配分されて
   いる、請求項１に記載の遠心ロータ。
9. 【請求項９】 前記液体連行部材の少なくとも幾つかは、該遠心ロータの周
   方向から見て、隣り合った陥凹部（２３）間の領域内に位置する、請求項８に記
   載の遠心ロータ。
10. 【請求項１０】 該遠心ロータに対してその周方向に液体流動が許容される
    ような形状を前記出口チャンバ（１２）は隣り合った陥凹部（２３）間において
    有するが、前記液体連行部材（２６）は前記出口チャンバ（１２）の該部分にお
    いてこのような液体流動を制限するように配置されている、請求項９に記載の遠
    心ロータ。
11. 【請求項１１】 前記出口チャンバ（１２）において、前記遠心ロータに対
    してその周方向における液体流動をほぼ完全に妨げるように、前記陥凹部（２３
    ）の各々において少なくとも１つの液体連行部材（２５）が当該陥凹部の内部に
    入り込んでおり、これに加えて、該遠心ロータの周方向から見て隣り合った２つ
    の陥凹部（２３）間における各領域において、少なくとも更にもう１つの液体連
    行部材（２６）が該遠心ロータの周方向における液体流動を許容しながら、制限
    するように形成されている請求項１に記載の遠心ロータ。
12. 【請求項１２】 前記陥凹部（２３）は前記ケーシングの前記他方の前記端
    壁（１、”）に形成され、そして１つの陥凹部（２３）の内部に入り込んでいる
    前記少なくとも１つの液体連行部材（２５）は該陥凹部（２３）の半径方向の拡
    張空間全体を覆っており、一方では、２つの陥凹部（２３）間に位置する１つの
    液体連行部材（２６）は前記出口（２４）と同じレベルまでのみ半径方向外側に
    延びている、請求項１１に記載の遠心ロータ。
13. 【請求項１３】 前記液体連行部材（２５、２６）は前記隔壁（９）と一体
    成形になっている、請求項１１に記載の遠心ロータ。