JP2023520125A - 遠心分離機及び遠心分離機を作動させる方法 - Google Patents

Abstract

本発明は遠心分離器に関し、回転可能なロータ(1)と、動作中に静止しているアセンブリ(2)とを備え、回転可能なロータ(1)は、１つ以上のベアリング装置(3)によって、静止しているアセンブリ(2)内または静止しているアセンブリ(2)上に回転可能に取り付けられ、回転可能なロータ(1)は、回転可能なドラム(10)と、ドラム(10)を回転させるための駆動要素と、ロータ(1)上またはロータ(1)内に配置された１つ以上の電気的負荷(50)とを備えている。遠心分離器は、少なくとも１つの負荷または複数の負荷(50)に電力を供給するための少なくとも１つのバッテリ(51)が、ロータ(10)上またはロータ(10)内にさらに配置される。負荷(50)はロータ内又はロータ上のデータメモリ(506)を備える。少なくとも１つのアクチュエータ(502)が、少なくとも１つの負荷(50)として配備されたことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前段部に従う遠心分離機と、請求項２４の前段部に従う遠心分離機を作動させる方法に関する。

本発明による遠心分離機でもあるが、このような一般的な遠心分離機は、動作中に回転するか、又は作動中に回転可能なロータを有する。このロータは少なくとも１つの回転可能ドラムで構成され、その中で処理する懸濁液は別々の相に分離される。しかしながら、ロータはまた、駆動スピンドルのような他の要素を含んでもよい。ロータはまた、アクチュエータまたはエネルギー要求センサまたはイニシエータなど、少なくとも１つまたは複数の電気的消費要素(電気的な意味では負荷)を有し、従って該電気的消費要素は、作動中に回転するロータの他の要素または複数の要素と一緒に回転する。

ヨーロッパ特許公開公報3415239号では、発電機アセンブリの回転可能なロータは、完全に磁界中にあって、連続的に電流を発生させることが提案されており、この電流は、アクチュエータおよびセンサによって使用されるために、コンデンサによって整流され、平滑化される。

ヨーロッパ特許公開公報3533522号についても同様であり、トランスコアの静止側に一次コイルを、回転側に二次コイルを取り付けるようにトランスを構成することが提案されている。

米国特許6,011,490号から、セパレータのフレーム上のステータ磁石を用いて局所磁場を発生させることも知られており、この局所磁場は、セパレータのドラム上のコイルを繰り返し通過する。誘導電流は整流され、平滑化され、電圧調整器によって制限される。このようにして、誘導電流はドラム内のセンサのような負荷によって使用され得る。

米国特許5,529,566号では、デカンタシャフト上に発電機装置のロータを配置し、永久磁石の磁場中で回転させることが提案されている。発生する連続電流は、センサや信号送信機などの負荷で使用できるように調整される。

本発明の目的は、ロータ内又はロータ上の負荷への電力の十分な供給を簡単な方法で保証することである。

また、更なる展開例としてだけでなく、独立した発明としても考えられる解決策によれば、回転システムの外部からの電気負荷と情報を簡単な方法で交換することも可能である。

本発明によれば、本目的は、請求項１及び請求項２４の主題事項によって解決される。請求項１９乃至２３の発明も創出される。
また、独立した発明でもある更なる展開例に従って、ロータの外側の場所で、負荷と情報を簡単な方法で交換することも可能である。
本発明は、請求項５の主題によってこの更なる目的を解決する。

請求項１によれば、遠心分離機は、回転可能なロータと、作動時は静止しているアセンブリとを備え、回転可能なロータは、１つまたは複数のベアリング装置によって静止しているアセンブリ内または静止しているアセンブリ上に回転可能に取り付けられ、前記回転可能なロータは回転可能なドラムとドラムを回転させる要素と、ロータ上又はロータ内に配置された１以上の電気的負荷を有し、更に電力を少なくとも１つの負荷又は複数の負荷に供給する少なくとも１つのバッテリがロータ上又はロータ内に配置されている。バッテリは、直接、または中間要素を介して夫々の負荷に接続することができる。駆動要素は、駆動スピンドルまたはこの目的に適した別の要素であってもよい。少なくとも１つの負荷は、アクチュエータである。さらなる負荷が提供されてもよく、特に、さらなるアクチュエータまたは他の負荷が提供されてもよい。

ロータと一緒に回転することができるバッテリは、ロータ上またはロータ内の電力を容易に供給するために使用されて、、ロータ上またはロータ内の負荷に電力を供給する。この文脈では、バッテリーはまた、アイドル状態-すなわちロータが停止状態にあるとき-でも使用され、エネルギを負荷に供給し続けることができる。

従って、ロータの回転時にロータと共に回転するバッテリ故に、ドラムが静止しているときにも、バッファリングされたエネルギが利用可能である。これは、遠心分離機の回転可能なロータ内の負荷に供給するこれまでの開発では驚くほど見過ごされてきたいくつかの利点を提供している。これは、冒頭で言及した既知の遠心分離機の１つの見落とされた欠点は、ロータが旋回している場合または回転している場合にのみ、アクチュエータまたは付随的に１以上のセンサ及び/又はデータ通信及び/又はデータ処理のような他の負荷に電力が利用可能であることである。一方、ドラムが静止しているときには、アクチュエータ、センサ及びデータ通信及びデータ処理に電力を供給することはできない。この問題は発明によって簡単な方法で解決される。

本発明によれば、負荷には例えば対応するロータの構成が供給される。従って、アクチュエータは、ドラムが静止しており、及び/又はセンサからのデータ及び/又は信号及びアクチュエータからのフィードバック信号が、ロータ上に対応する送信及び/又は受信ユニットが提供されたときに送信されることができるときであっても、負荷として操作され又は移動することができる。これは、例えば、傷みやすい製品のために冷蔵(室)ドラムで温度測定を実行する変形例に従い、処理する製品をドラムに装填する前に、ドラムの最高温度を超えてはならない場合など、種々の理由により有利であり得る。他の例は充填レベル測定であり、静止ドラムにも役立つ。

ロータおよびロータとともに回転する要素に関連するバッテリによってもたらされる他の利点は、比較的高い電力を提供するために、バッテリが直に、又は付随的に他の電気要素とともに使用され得ることであり、例えば、１つ以上のまたは複数の閉鎖弁、特にドラムのソレノイド弁又は制御弁として構成された１つまたは複数のアクチュエータを作動させることができる。

請求項１の前段部から出発する更なる展開例は、独立した発明とみなすことができるが、それは、回転システムの負荷が１つまたは複数のアクチュエータを備え、該アクチュエータは電力の補助を用いて、開口部またはライン、特に固形物排出開口またはドラム上の排出ラインなどのデバイスの断面を変更及び/又は開閉するように構成されている。この発明は、請求の範囲の１つ以上の従属形式の請求項と組み合わせることもできる。

上記説明した発明の有利な変形例によれば、分離ディスクのスタックを有するディスクパックがドラム内に配置される。その場合、ドラムは、外部及び/又は内部における単一又は二重の円錐形の構成であることが望ましい。特に遠心分離機、特にこのようなドラムを備えたセパレータ上では、１つまたは複数のアクチュエータ、特に１つまたは複数の弁を電気的に作動させることができることが特に有利であり、この弁によって固形物排出開口を、特にドラムの最大半径の領域にて開閉することができ、すなわちドラムが回転しているドラムの作動中でも、ドラムが静止していて回転していないときでも、固形物排出開口を開閉することができる。

アクチュエータは、特に、１つまたは複数の電気的に制御可能な弁として構成され得る。
このようにして、開口又はライン、特にドラム上の固体排出開口部又は排出ラインを、電力の補助を用いて開閉することが容易である。

好ましい構成によれば、バッテリ又は１つのバッテリは、再充電可能なバッテリとして構成される。しかし、バッテリまたはバッテリの１つが非充電式バッテリとして構成されていることも考えられ、ロータが停止しているときに、時々交換しなければならない。更なる展開例によれば、負荷がロータ上またはロータ上のデータメモリから成ることが有利に提供され、これはしかし独立した発明とみなすことができる。
何故なら、本発明のこの特に有利な変形例によれば、遠心分離機の動作に関するデータ、特に遠心分離機の動作挙動をロータ上又はロータ内に直接保存し、必要に応じて読み出し、例えば無線によって、ロータの外側の領域、例えば静止した制御装置に送信することができるようになるためである。あるいは、これらのデータをロータに直接記憶し及び/又は評価することも可能であり、もしそうすれば、あるいは、その目的のために適切なコンピュータ設備がそこで利用可能である。

本発明の更に有利な変形例によれば、負荷が、以下の装置のうちの１つ以上の装置、すなわちセンサ、アクチュエータ及び/又は表示器及び/又は送信及び/又は受信ユニット及び/又は制御ユニット及び/又はロータ内又はロータ上の制御ユニットから構成されていることが提供される。

ロータのベアリングは、機械的に動作するベアリングとして、例えば転がりベアリングとして、又は磁気的に動作するベアリングとして構成され得る。
それらの動作にエネルギーが必要な場合、それらは、負荷の１つとして、バッテリからのエネルギーが供給されるが、付随的に、他の手段によっても供給され得る。

ロータは、ドラムを含むことができ、さらに、ドラムに回転不能に結合され、駆動モータによって回転される回転可能な駆動スピンドルを含むことができる。しかしながら、ドラムは、非接触で(例えば、磁気カップリングまたはレビトロニカルに作用する駆動システムで)駆動または回転させることもできる。

さらに、遠心分離機には電力を発生する装置があり、該装置は、電力がロータ上またはロータ内に供給されるように構成され、再充電可能なバッテリに充電するための充電回路がロータ上またはロータ内に提供されるように構成されている。このようにして、遠心分離機の作動中にバッテリを直接充電又は再充電することができる。このような装置は、例えば冒頭に言及した先行技術から広範な種類の構成で知られており、この点について参照される。このような構成は、ロータが回転している限り、バッテリを充電するために充電回路を介して使用することができる。

この文脈では、装置がロータの回転期間の一部の間だけ電力を生成するように構成されていると考えられ、又は装置がロータの完全な回転中に電力を生成するように構成されていると考えられる。バッテリをエネルギ蓄積装置として使用することにより、エネルギ生成に依存しない時間に十分なエネルギーを提供することができる。

なぜなら、本発明は、電気化学的に作動するバッテリを用いて、極めて短期間にも再び放出可能なエネルギが貯蔵されるエネルギ貯蔵庫を充電するからである。

従って、発明の１つの変形例によれば、エネルギは、局所的に制限された磁場(１つまたは複数のセグメント)でのみ生成され又は送信される。
生成された電流は、ロータ内またはロータ上に配置されたバッテリを充電するために使用されるように変換され、そのエネルギーは、ドラムが回転しているときと静止しているときの両方で利用可能である。

あるいは、別の発明の文脈では、回転システムの外部で電力を生成し、該電力をバッテリへの導電接続を介して回転システムに転送することが考えられる。従って、スリップリング変圧器により、回転システムの外部から回転システムへの電力伝送が可能である。ボールベアリングを電流用変圧器として用いた動力伝達も実用的であり、容易に達成可能である。

本発明は、要求される電力が、装置を備えたドラムの動作中に生成され得る瞬間的電力よりも一時的または瞬間的に高いドラム内の負荷に電力を供給することも簡単な方法で可能にする。
ロータ内のエネルギ供給としてバッテリを使用することは、従って、広範囲の利点をもたらすことができる。

現在生成されているエネルギのみが利用可能である従来技術よりも、短期間の間、バッテリから多くのエネルギを引き出すことができる。これは、例えば、弁の短時間の作動に対して非常に有利である。何故なら、ここでは、レベルは高いがパルス状のエネルギ要件があるからである(例えば、固形物排出用の開閉弁)。
このパルス状のエネルギーは、主にバッテリの寸法によって決定され、充電電流によって決まることは少ない。

付随的に、ドラムに不変に属するデータ、および文書、例えば、ドラムの履歴は、ドラムに収容されたメモリの補助を借りて、このデータメモリに保存することができる。
これは、例えば、ドラム材料の負荷限界を超えた可能性を記録するひずみゲージからのデータ、またはメンテナンス間隔を決定するために使用できるドラムの作動時間、または処理する生成物の許容速度または最大許容密度を超えることによって、許容できないほど高い加速度からのデータである。このようにして、データロガーやブラックボックスと同様に、重要なデータを収集し、ドラムの寿命中に直接記録することができる。

温度センサ、加速度センサ、ひずみゲージ、リミットスイッチ、振動センサなど、データロガーについて説明したセンサは、ドラムに直接取り付けられ、ケーブルまたは無線を介して、記録された測定値を評価電子機器と交換する。評価電子機器で処理された測定値は、その後、ドラム内のメモリユニットにデータとして保存される。
全ての電気的負荷は、例えば誘導的に、ワイヤによって、またはワイヤなしに、上述のバッテリから電力を供給される。このようにして、機械的に高い負荷のドラムの動作データは、ドラムの全ライフサイクルを通していつでも利用でき、あらゆる許容できない負荷についての情報を提供することができる。

本発明の特に有利な用途は、ロータ内の圧力、レベル、温度、濁度、導電率のための１つまたは複数のセンサを提供することである。センサは、データを内部のデータメモリまたは外部のデータメモリに供給することができ、そこでこれらのデータは、専門システムによる評価および対応する最適化ソフトウェアによって、機械の処理技術特性を大幅に改善するために使用され得る。これらのデータは、ロータの外部の制御ユニットに送られて、遠心分離機の供給流量、ドラム速度または排出周波数のような処理パラメータに直接影響を与える。

さらに、本発明の１つの構成によれば、尋ねられる機械的状態(例えば、ピストンスライド弁のリミットスイッチ)のためにセンサが設けられて、機械的システムの適切な機能に関する結論を得ることも考えられる。

加えて、構造物の伝搬音、振動、またはキャビテーションを測定するためのセンサシステムが、ロータ内またはロータ上で作動する。
超音波アクチュエータを設けることも考えられ、例えば、堆積物がディスク表面から分離されるか、または最初の場所に付着しないような方法で、分離ディスクまたはディスクパック全体を機械的に励起することができる。

独立した発明と考えられる構成と同様に、請求項１から請求項１２の１つ以上の又はそれ以上の更なる展開例に有利な条件に従えば、データの無線伝送及び/又は受信のための少なくとも１つの送信及び/又は受信ユニットがロータ上に更に形成されることが提供される。これにより、ロータの１つまたは複数の電気的負荷と簡単な方法で通信することが可能になる。請求項１３の主題事項によれば、データ及び信号は、ロータと環境との間、特に遠心分離機の制御システム-例えば、無線又は光(例えば、光回転トランスダクタ)によって、非接触式で交換されるか、又は非接触式で交換され得る。

データの無線送信及び/又は受信のための対応する送信及び/又は受信ユニットが静止したアセンブリ上に形成されることが提供される。さらに、対応する送信及び/又は受信ユニットが遠心分離機を制御するための制御装置に接続されることが提供される。

次に、アクチュエータ用の制御信号またはセンサからのデータまたは信号は、遠心分離機のフレーム内でドラムと受信機との間で、例えば無線または付随的に非接触または無線の方法で通信されるのが望ましい。
そこから、遠心分離機の制御装置へのデータ及び信号通信が提供され、そこでデータ及び信号が生成され又は評価される。データと信号をデータクラウドに直接伝送することも考えられるので、データ/信号を位置とは独立して処理することができる。

さらなる独立した発明とみなすことができるさらなる有利な実施形態によれば、回転可能なロータと、動作時に静止したアセンブリとを備える遠心分離機が提供され、回転可能なロータは、１つ以上のベアリング手段によって、静止したアセンブリ内またはアセンブリ上に回転可能に取り付けられ、回転可能なロータは、回転可能なドラムと、ドラムを回転させるための駆動要素と、ロータ上またはロータ内に配置された１つ以上の電気的負荷とを備え、電気的負荷は、電力によって１つまたは複数の開口部及び/又はライン、特に固形物排出開口及び/又はドラム上の入口または出口ラインに作用するように構成された１つまたは複数のアクチュエータを備え、特にその断面を変更し、及び/又は流れを開閉する。
このようにして、１つまたは複数の電気的に制御可能なアクチュエータによって、単純な方法で１つまたは複数のラインまたは開口部に状態変化をもたらすことができ、遠心分離の状態に影響を及ぼす。

別の発明としても考えられる別の変形例によれば、本発明は、回転可能なロータと、作動時に静止しているアセンブリとを備えた遠心分離機を提供し、回転可能なロータは、１以上のベアリング手段によって静止したアセンブリ内又は静止したアセンブリ上に回転可能に取り付けられ、回転可能なロータは回転可能なドラムとドラムを回転させる駆動要素を備える。ドラムは更に、１つまたは複数の固形物排出開口を開閉するための流体圧で作動するピストンスライド弁をさらに備える。

この場合、流体圧流体、特に制御用水は、制御室から特に下方に排出され、回転ドラム上または回転ドラム上に配置された１つ以上の電気機械弁によってピストンスライド弁にて排出され、該電気機械弁はピストンスライド弁を作動させ、特に開放し、流体圧流体はこのように排出される。弁は１以上の負荷を形成する。そのような弁は、非常にうまく、正確に制御される。ドラム内で弁には電力が供給される。

さらに、本発明は、独立した発明とみなすことができるが、さらなる変形例に従って、本発明は、回転可能なロータと、動作時に静止したアセンブリとを備えた遠心分離機を提供し、回転可能なロータは、１以上のベアリング手段によって静止したアセンブリ内又は静止したアセンブリ上に回転可能に取り付けられ、回転可能なロータは回転可能なドラムとドラムを回転させる駆動要素と、ロータ上又はロータ内に配置された１以上の電気的負荷を備え、ドラムは固形物排出開口を備え、固体排出ノズルのノズル断面を変更するための電気的に制御可能な装置が、負荷として提供される。

固形物排出ノズルのノズル断面を変更するためのこの装置は、好ましくは、通路断面内に移動される電気的に調整可能なノズル針として構成され、それによって、残りの通路断面を変更することができる。しかしながら、この装置は、可変ギャップ幅を有するギャップが形成されるように、ノズル開口部の前方に電気的に調整可能に押し込まれる衝撃体として構成することもできる。このようにして、作動中であっても、固形物排出ノズルの断面部分を容易に変更することができ、別のやり方では不可能であった。

最後に、本発明は、遠心分離機に言及する１つの請求項に従った遠心分離機を作動させる方法を提供する。該方法内でロータは第１の非回転状態から回転状態に移行して、ロータのドラム内の遠心領域にてドラム内に供給される生成物を異なる相に分離し、ロータ内又はロータ上に配置された負荷には、ロータが回転する作動状態中とロータが静止している状態の両方でロータに配置されたバッテリから電力が供給される。この方法は、とりわけ、独立形式の請求項の装置、特に請求項１に関して説明した利点を提供する。

独立形式の請求項は、個別には有利に組み合わせることができるが、一方またはそれ以上の他の代替の独立形式の請求項の特徴と組み合わせることができる特徴の組合せを示していることに留意すべきである。さらに、それぞれの独立した請求項は、全ての従属形式の請求項の特徴と有利に組み合わせることもできる。
本発明のさらなる有利な構成は、残りの従属形式の請求項に見ることができる。

有利な変形例は、添付図面を参照した好ましい例示的な実施形態を参照して、以下より詳細に説明されるが、これらは限定的であると理解されるべきでなく、または唯一考えられる例示的な構成と理解されるべきではない、特に、以下の説明の特徴を全ての例示的な本実施形態において結合する必要はない。
本発明に係る方法に応じて作動され得る遠心分離機の概念図を示す。 本発明に係る遠心分離機のロータに対する充電回路を示す。

図１は、回転可能なロータ1および作動中に静止しているアセンブリ2を備えた遠心分離機を示す。回転可能なロータ1および回転不可能なアセンブリ2は、概略的にのみ示されている。
回転可能なロータ1は、１つ以上のベアリング装置3によって静止したアセンブリ2に回転可能に取り付けられ、ここでこれらのベアリング装置3は、例えば、ロールベアリング又はプレーンベアリング及び/又は磁気ベアリングのように、任意の方法で構成することができる。ロータ1を回転状態に設定するために、駆動装置4が例えば電気モータとして構成されたロータに作用して、例えば、ロータ1にトルクを直接送ることができる、またはギアユニット(図示されない)を介してトルクを送ることができる。

回転可能なロータ1は、回転可能なドラム10を有する。更に、駆動要素として、例えばドラム10を回転させるための駆動スピンドル11と、更に１つ以上の要素とを備えることができる。

回転不可能なアセンブリ2は、ドラム10を覆うためのフード21と同様に機械式フレーム20を有する。更に、固形トラップ22のような更なる要素のみならず、１つ以上のライン、吸着要素、潤滑処理ユニットなどの更なる要素を構成することができる。このような要素は、ここでは図式的に示されるか、又は示されない、何故なら当業者はこのような要素に精通しており、従って、更なる情報なしにそれらを有利に構成することができるからである。

ドラム10は、入口101と分配器102を備え、付随的に分離したディスク104からなるディスクパック103と液体相用の少なくとも１つの第１の出口105と、付随的に固体相用の少なくとも１つの第２の出口106を備える。付随的に(ここには示されていない)別の出口を設けることができ、例えば、更なる液相を排出することができる。

ドラム10は、連続動作用に構成される。ドラム10は、回転の垂直軸を持つことが望ましい。しかし、回転軸をそうではないように配列することも考えられる。
第１の出口105は、剥離ディスクまたはグリッパとして構成することができる。しかし、オープンドレンや密閉ドレンなど、他の構成にすることもできる。
第２の出口106は、連続した固形物排出用に構成されてもよいし、固形物を排出する連続した固形物排出開口、特にノズル109を有してもよい。

これらの１以上のノズルは、出口または通路の断面が、電気的に変更できるように構成される。これは、例えば、通路の断面内に移動し、それによって残りの通路の断面を変更する電気的に調整可能なノズルニードルによって実現することができ、又はノズル開口部の前で電気的に調整可能に押され、それによって可変なギャップ幅を有するギャップを生成する衝撃体によって実現することができる。

このための電力は、記載されたバッテリから供給されることが好ましく、制御信号は、機械制御システムから、必要なアクチュエータのための対応する受信機および制御電子機器に無線で送られる。
ドラム10は、単一又は二重の円錐形の構成(内側及び/又は外側)とすることができる。次いで、第２の出口106をドラムの最大直径の領域に配置することが有利である。この場合、いくつかの固形物排出開口は、円周方向に分配される方法でドラム内に形成されて、第２の出口106を形成する。

しかしながら、第２の出口106は、断続的に開閉可能な固形物排出開口107をも含むことができる。
この場合、固形物排出開口107には、電動的に開閉可能な少なくとも１つの閉鎖弁108が割り当てられる。好ましくは、固形物排出開口107の各々が閉鎖弁108の１つに割り当てられ、閉鎖弁108を用いて、固形物排出開口107が不連続に開閉される。したがって、これらの弁は、負荷の1つを形成する。

固形物排出開口107が、従来の流体圧ピストンスライド弁(ここでは図示せず)によって閉鎖および開放される場合、この目的に必要な流体、通常は制御用水は、回転ドラム内に配置された電気機械弁によって閉鎖されるようにピストンスライド弁の下に供給することができ、また、開放のためにそこから排出することもできる。
ここでも、電力は、上述したバッテリによって供給され、制御信号は、機械式コントローラから、必要なアクチュエータのために、対応する受信機および制御電子機器に無線によって送られる。

このようにして、処理される流動可能な生成品は、遠心領域で相分離が起こるドラム10に流れることができ、分離された相は、種々の出口105、106によって、ドラム10から分離して排出される。
ドラム10は、示すように液体と固体の分離用に構成されてもよく-または(示されていない)液体と液体の分離用に構成されてもよいし液体と液体と固体の分離用に構成されてもよい。

ドラム10は、さらに、連続作動のために構成されてもよい。しかしながら、本発明の文脈では、例えば、ドラムの外側に蓄積される固形物を除去するために随時開放しなければならないチャンバセパレータとして構成されることによって、バッチ操作のために構成することもできる。

好ましい構成では、遠心分離機はディスク分離機として構成され得る。そのような例を図１に示す。しかしながら、特に電子機器、特にロータ上の負荷への電力供給、およびデータ伝送に関する以下の説明の個々のまたは全ての特徴は、他の設計の遠心分離機にも実施することができる。

遠心分離機はさらに電子アセンブリ5を構成する。この電子アセンブリは、静止しているアセンブリ2に関連する要素と、ロータ1に関連する要素とを備える。
電力を消費するための1つまたは複数の負荷50(即ち、１つまたは複数の負荷)が、ロータ1内又はロータ1上に配置され、これにより、負荷50は作動中にロータと共に回転する。

これらの負荷50には、例えば、センサ501、アクチュエータ502、及び/又はイニシエータ503、及び/又は送信及び/又は受信ユニット504、及び/又はロータ内又はロータ上の制御ユニット及び/又はロータ内又はロータ上のデータメモリ506を含むことができる。

ここで、例として、閉鎖弁108は作動させるために電力を必要とするソレノイド弁の形態で構成される。したがって、これらはまた、アクチュエータ502の形態の負荷50を形成する。さらに、１つ以上のセンサ501がロータ1上に、特にドラム10上又はドラム10内に配置される。
負荷50にエネルギを供給するために、バッテリ51がロータ1内又はロータ1上に配置される。本発明の意味でのバッテリは、電気化学ベースで電力を貯蔵する装置である。バッテリ51は、ショートパワーパック又は二次バッテリにおいて、再充電可能バッテリとして、すなわちアキュムレータとして構成することができる。しかし、ショート用の一次バッテリと呼ばれる非充電式バッテリとして構成することもできる。

バッテリ51は、１つまたは複数の負荷50に電力を供給するために使用される。
ロータ1が静止して動作が中断しているときに随時変更されなければならない再充電不可能なバッテリ51は、特に、１つまたは複数の負荷50に要求される低エネルギを供給するために使用することができ、ロータ1の送信及び/又は受信ユニット504、特に無線発信機、特に電波規格を使用している無線発信機に要求される比較的低エネルギを供給するために使用することができる。

一方、再充電可能バッテリ51は、１つ以上の負荷に、要求される高エネルギを供給するために使用され、特に閉鎖弁108として構成された１つ以上のソレノイド弁を作動させるのに使用される。バッテリは、ノズル109の出口または通路断面を変更するための機構を電気的に作動させるために使用することもできる。

また、固形物排出開口で要求される断面を開閉できる高速スイッチング電磁弁では、作動のために「数１０ワット」の電力が必要である。例えば、１０ワットから２０ワットである数１０ワットの弁が、ドラム周縁上に分布されており、コンマ数秒の動作と定電圧には「約１００ワット」以上が必要である。この電力は、ＮｉＭｈバッテリやリチウムイオンバッテリなどの最新のバッテリに供給することができる。これらのバッテリは、集中的に制御されるために、夫々の負荷/弁に分散して取り付けることもできる。

バッテリ51が再充電可能なバッテリ51として形成される場合、電力を誘導的に生成するための装置52が、少なくとも再充電可能バッテリ51を充電するためにセパレータ上に直接形成されるように設けられてもよい。装置52とバッテリ51との間に充電回路523が形成されて、装置52によって生成されるエネルギーまたは誘発される電圧を整流し、該電圧をバッテリ51の端子に適切に提供して、バッテリ51を充電する。

装置52は、様々な方法で形成され得る。装置52は、静止しているアセンブリ2に関連付けられた１つまたは複数の磁石521および回転可能なロータ１に関連付けられた１つまたは複数のインダクタ(コイル)522など、ロータとともに回転しない１つまたは複数の第１の要素を備えることができ、該装置は、作動中、すなわちドラムが回転するとき、コイル522が磁石521を通過して回転するときにコイル522に電流が誘導され、回転システムまたはロータ1内で電力が直接生成されるようになっている。

第１の可能な構成によれば、回転システム又はロータ1で発生するこのエネルギは、ロータの完全な回転中、又は-周囲に関連して-特定の領域で-即ち、回転中にそれぞれのコイル522が磁石521を通過して移動するときにのみ-連続的に発生させることができる。これは、対応する円周方向の分布および磁石521およびコイル522の数の対応する寸法決定によって影響を受ける。このようにして、コイル522自体もロータ1の一部を形成し、作動中にロータ1とともに回転する。

１つ以上の負荷50は、バッテリに直接に連結され、又は中間要素を通して連結され、回路を形成することができる(図では示されない)。装置52は、固定磁石521の近くを通過するためにドラムに取り付けられたインダクタ(コイル)522に適した位置に配置することができる。装置52は、ドラムの底または天井にあるが、ドラムの外周にある場合もあれば、駆動スピンドルの領域にある場合もあれば、入口又は出口の領域にある場合もある。

各負荷50は、夫々の送信及び/又は受信ユニット504に割り当てられ、又は負荷501、502、503のいくつかが、ロータ1の共通の送信及び/又は受信ユニット504に割り当てられる。図１では、送信及び/又は受信ユニット504が一種のファン状の信号シンボルによって概略的に表現されている。送信及び/又は受信ユニットは、センサ501上に直接配置されてもよいし、構造ユニットとしてセンサ501と一緒に形成されてもよい。好ましくは、送信及び/又は受信ユニットの各々は、アンテナ、特にドラム10から外側に突出するか、またはドラムの外側に取り付けられたアンテナを備える。

図１では、センサ501が純粋に概略的に示されている。これらが示される方法は、充填レベル測定(右上のセンサ501)、温度センサ(左上のセンサ501)、またはひずみセンサ(左端のセンサ)のような、夫々の機能のタイプのセンサ501を例示する。

ロータの送信及び/又は受信ユニット504は、データ又は信号を送信し、及び/又はデータ又は信号を受信するように構成される。Bluetooth(商標)やNear Field Communication(NFC)(商標)や光信号(見える範囲の光)など、あらゆる標準自体をこの目的のために使用することができる。好ましくは、送信及び/又は受信ユニット504が、低電力が要求される無線規格を使用する送信及び/又は受信ユニットとして形成される。

ロータの外側には、対応する送信及び/又は受信ユニット505が、特に静止しているアセンブリ2上に配置される。静止しているアセンブリ2の送信及び/又は受信ユニット505は、データ又は信号を受信し、かつ/又はデータ及び/又は信号を送信するように構成することもできる。好ましくは、送信及び/又は受信ユニット504が、低電力が要求される無線規格で動作する送信及び/又は受信ユニットとして形成される。

送信及び/又は受信ユニット505は、セパレータの制御装置53に接続されるのが好ましい。送信及び/又は受信ユニット504、505の間のデータ及び/又は信号の伝送は、一方向のみ、又は双方向の場合がある。
従って、例えばセンサ501の１つまたは複数によって検出されるロータ1またはロータ内の動作状態に関するデータのみが、ロータ1の送信及び/又は受信ユニット504から送信及び/又は受信ユニット505に送信されることが考えられるので、例えば制御装置53によってこれらを評価することができる。

しかし、逆に、例えば、アクチュエータ502を制御するために、アセンブリ2の送信及び/又は受信ユニット505からロータ1の送信及び/又は受信ユニット504にデータ及び/又は信号が送信されることも考えられる。さらに、これらの伝送タイプの組合せと変形例が考えられる。

バッテリ51は、ドラム内の様々な位置に位置することができる。例えば、バッテリは、ドラムの下部内又は下部上の受け部に配置され、又はドラムの上部に配置されることができる。
ロータの送信及び/又は受信ユニット504は、アンテナがロータより外側に、例えばドラムの上部の円錐状領域に突き出るように配置されるのが好ましい。

図１によれば、ドラムが静止している場合には、バッファリングされたエネルギも利用可能である。したがって、ドラムが静止している場合であっても、弁108などのアクチュエータ501は動かされ、及び/又はセンサからのデータ及び/又は信号、およびアクチュエータからのフィードバック信号を無線で伝送することができる。

符号の一覧
回転可能なロータ 1
ドラム 10
駆動スピンドル 11
入口 101
分配器 102
ディスクパック 103
分離ディスク 104
第１の出口 105
第２の出口 106
固形物排出開口 107
閉鎖弁 108
ノズル 109
静止しているアセンブリ 2
機械的フレーム 20
フード 21
固体トラップ 22
ベアリング装置 3
駆動デバイス 4

電子アセンブリ 5
負荷 50
センサ 501
アクチュエータ 502
イニシアティブ 503
送信及び/又は受信ユニット 504, 505
データメモリ 506
バッテリ 51
装置 52
磁石 521
インダクタ(コイル) 522
充電回路 523
制御装置 53

Claims (23)

1. 回転可能なロータ(1)と、動作中に静止しているアセンブリ(2)とを備え、回転可能なロータ(1)は、１つ以上のベアリング装置(3)によって、静止しているアセンブリ(2)内または静止しているアセンブリ(2)上に回転可能に取り付けられ、回転可能なロータ(1)は、回転可能なドラム(10)と、ドラム(10)を回転させるための駆動要素と、ロータ(1)上またはロータ(1)内に配置された１つ以上の電気的負荷(50)とを備えた遠心分離機において、
   少なくとも１つの負荷または複数の負荷(50)に電力を供給するための少なくとも１つのバッテリ(51)が、ロータ(10)上またはロータ(10)内にさらに配置され、少なくとも１つのアクチュエータ(502)が、少なくとも１つの負荷(50)として配備された、遠心分離機。
2. バッテリ(51)又は複数のバッテリ(51)の１つが、再充電可能なバッテリとして構成されている、請求項１に記載の遠心分離機。
3. バッテリ(51)又は複数のバッテリ(51)の１つが、非充電式バッテリとして構成されている、請求項１又は２に記載の遠心分離機。
4. 分離ディスクのスタックを有するディスクパックが、ドラムの中に配置される、請求項１乃至３の何れかに記載の遠心分離機。
5. 前記負荷(50)が、ロータ内又はロータ上のデータメモリ(506)から構成されている、請求項１乃至４の何れかに記載の遠心分離機。
6. 回転可能なロータ(1)と、動作中に静止しているアセンブリ(2)とを備え、回転可能なロータ(1)は、１つ以上のベアリング装置(3)によって、静止しているアセンブリ(2)内または静止しているアセンブリ(2)上に回転可能に取り付けられ、前記回転可能なロータ(1)は、回転可能なドラム(10)と、前記ドラム(10)を回転させるための駆動要素と、ロータ(1)上またはロータ(1)内に配置された、又は請求項１乃至５の何れかの遠心分離機内に配置された １つ以上の電気的負荷(50)とを備えた遠心分離機において、
   前記負荷(50)は、センサ(501)、アクチュエータ(502)及び/又はイニシエータ(503)及び/又は送信及び/又は受信ユニット(504)及び/又は前記ロータ内又はロータ上の制御ユニットのうちの１つ以上を備える、遠心分離機。
7. 電力を生成するための装置(52)を備え、該装置は、電力がロータ(1)に提供されるように構成され、再充電可能なバッテリ(51)を充電するための充電回路が設けられている、請求項１乃至６の何れかに記載の遠心分離機。
8. 前記装置(52)は、ロータ(1)の回転期間の一部でのみ電力を生成するように構成されている、請求項７に記載の遠心分離機。
9. 前記装置(52)は、ロータ(1)の完全な回転期間中に電力を生成するように構成されている、請求項７に記載の遠心分離機。
10. ロータ(1)は負荷として、更にデータメモリ(505)及び/又は制御装置を備える、請求項１乃至９の何れかに記載の遠心分離機。
11. 少なくとも１つのセンサ(501)が負荷(50)として更に配備される、請求項１乃至１０の何れかに記載の遠心分離機。
12. アクチュエータ(502)は、ソレノイド弁または電動操作可能な制御弁として構成されている、請求項１乃至１１の何れかに記載の遠心分離機。
13. アクチュエータ(502)は、ドラム(10)の固形物排出開口(107)を開閉するように構成され、及び/又はドラム(10)の１つ以上の固形物排出開口(107)の断面を変えるように構成されたソレノイド弁、または電動操作可能な制御弁として構成されている、請求項１乃至１２の何れかに記載の遠心分離機。
14. 前記ドラム(10)は、入口(101)と少なくとも２つの別個の出口(105,106)を備えていることを特徴とする、請求項１乃至１３の何れかに記載の遠心分離機。
15. 前記ドラムは回転の垂直軸を有する、請求項１乃至１４の何れかに記載の遠心分離機。
16. 前記ドラム(10)は、内側及び/又は外側が単一または二重の円錐状の構成である、請求項１乃至１５の何れかに記載の遠心分離機。
17. ディスクセパレータまたは固形物ドラムスクリュ遠心分離機として構成されている、請求項１乃至１６の何れかに記載の遠心分離機。
18. 無線送信及び/又はデータ受信のための少なくとも１つの送信及び/又は受信ユニット(504)がロータ上又はロータ内に形成される、請求項１乃至１７の何れかに記載の遠心分離機。
19. 無線送信及び/又はデータ受信のための少なくとも１つの送信及び/又は受信ユニット(505)が、ロータ(1)から突き出るアンテナを含んでいる、請求項１８に記載の遠心分離機。
20. データの無線送信及び/又は受信のために、対応する送信及び/又は受信ユニット(505)が静止したアセンブリ(2)上に形成される、請求項１８又は１９に記載の遠心分離機。
21. 対応する送信及び/又は受信ユニット(505)が遠心分離機を制御するための制御装置(53)に接続される、請求項２０に記載の遠心分離機。
22. 回転可能なロータ(1)と、動作中に静止しているアセンブリ(2)を備え、回転可能なロータ(1)は、１つ以上のベアリング装置(3)によって、静止しているアセンブリ(2)内または静止しているアセンブリ(2)上に回転可能に取り付けられ、回転可能なロータ(1)は、回転可能なドラム(10)と、ドラム(10)を回転させるための駆動要素と、ロータ(1)上またはロータ(1)内に配置された又は請求項１乃至２１の何れかの遠心分離機内に配置された１つ以上の電気的負荷(50)とを備えた遠心分離機において、
    固形物排出ノズルを備え、負荷として、固形物排出ノズルのノズル断面を変化させるための電気的に制御可能な装置を含み、
    該装置は通路断面内に動かされて、それによって残りの通路の断面を変えることができる電気的に調整可能なノズル針として構成され、又はノズルの開口の前に電気的に調整可能に押し込まれて、可変なギャップ幅が形成される衝撃体として構成される、遠心分離機。
23. 回転可能なロータ(1)と、動作中に静止しているアセンブリ(2)を備え、回転可能なロータ(1)は、１つ以上のベアリング装置(3)によって、静止しているアセンブリ(2)内または静止しているアセンブリ(2)上に回転可能に取り付けられ、回転可能なロータ(1)は、回転可能なドラム(10)と、ドラム(10)を回転させるための駆動要素と、ロータ(1)上またはロータ(1)内に配置された又は請求項１乃至２１の何れかの遠心分離機内に配置された１つ以上の電気的負荷(50)とを備えた遠心分離機において、
    ドラムは、１以上の固形物排出開口を開閉する流体圧で作動可能なピストンスライド弁を有し、流体圧流体、特に制御用水がピストンスライド弁上、特にピストンスライド弁下の制御室から負荷としての１以上の電子機械式弁によって排出可能であり、該電子機械式弁は回転ドラム上、又は回転ドラム内に配置され、ピストンスライド弁を作動、特に開放する、遠心分離機。

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