JP2023549387A - ディスクスタックを備える遠心分離機 - Google Patents

Abstract

本発明は、液体供給混合物から、重相および軽相を分離するように構成された遠心分離機を提供する。分離機は、フレーム(2)と、駆動部材(3)と、回転部分(4)とを備える。駆動部材(3)は、回転部分(4)を回転軸(X)の回りでフレーム(2)に対して回転するように構成され、回転部分(4)は、分離チャンバ(9)を囲む遠心機ロータ(5)を備える。さらに、分離チャンバ(9)は、回転軸(X)の回りで同軸に、かつ上部ディスク(11)の下に軸方向に配置された分離ディスク(10a)のスタック(10)を備え、遠心分離機(1)は、液体供給混合物を遠心機ロータ(5)の中に受け入れるための入口(14)と、重相のための第1の出口(6)と、軽相のための第2の出口(7)とをさらに備える。第2の出口(7)は、前記上部ディスク(11)に一体化された出口チャンバ(8)に配置され、前記出口チャンバ(8)は、その最も下の軸方向位置(P1)が、分離ディスク(10a)のスタック(10)の最も上の軸方向位置(P3)の下に軸方向に位置するように配置される。

Description

本発明は、遠心分離機の分野に関し、より詳細には、船内の油性の水を浄化するための遠心分離機に関する。

遠心分離機は、概して、液体を分離するために、および/または液体から固体を分離するために使用される。動作中に、分離される液体混合物は、回転するボウルの中に導かれ、重い粒子、または通常は水である密度の高い液体が、回転するボウルの周辺に集まり、一方、密度の低い液体は、回転の中心軸の近くに集まる。これは、例えば、周辺部に、および回転軸の近くにそれぞれ配置された異なる出口を用いて、分離されたフラクションの収集を可能にする。

遠心分離機は、船内のビルジ水を処理するために使用することができる。ビルジ水は、環境中に放出するための国際規制を満たすレベルまで、油の含有量を低減するように処理されなければならない。しかし、ビルジ水を浄化することは、別個の課題を提示する。ビルジ水の組成および流量が絶えず変化して、連続的かつ効率的な処理を困難にするだけではなく、船内で処理することは、別の制約のセットも提示する。処理方法は、例えば、小型であること、および荒れた気象条件に耐えることなどに対する個々の船の要件および要求を満たさなければならない。

遠心分離は、液体の浄化において、その優れた効率に起因して、数十年間、船舶内で使用されてきたが、より小型であり、かつ海上における悪天候中の動作をさらに容易にする、ビルジ水を浄化するための遠心分離機が、本技術分野でなお求められている。

国際公開第00/5330は、液体の軽相に対する液体出口が、ディストリビュータ内に配置される遠心分離機を開示する。

国際公開第00/5330

従来技術の1つまたは複数の限界を少なくとも部分的に克服することが本発明の目的である。特に、小型の遠心分離機を提供することが目的である。さらに、海上で悪天候中に動作する高められた能力を有する遠心分離機を提供することが目的である。

本発明の第1の態様として、液体供給混合物から重相および軽相を分離するように構成された遠心分離機であって、
フレームと、駆動部材と、回転部分と
を備え、
駆動部材は、回転部分を回転軸(X)の回りでフレームに対して回転するように構成され、
回転部分は、分離チャンバを囲む遠心機ロータを備え、
分離チャンバは、回転軸(X)の回りで同軸に、かつ上部ディスクの下に軸方向に配置された分離ディスクのスタックを備え、
遠心分離機は、遠心機ロータの中に液体供給混合物を受け入れるための入口、重相のための第1の出口、軽相のための第2の出口をさらに備え、
第2の出口は、上部ディスクに一体化された出口チャンバに配置され、出口チャンバは、その最も下の軸方向位置が、分離ディスクのスタックの最も上の軸方向位置の下に軸方向に位置するように配置される、遠心分離機が提供される。

遠心分離機は、液体供給混合物の分離を行うためのものである。液体供給混合物は、水性液または油性液とすることができる。例として、遠心分離機は、水性液から、油および/または粒子などの不純物を分離するためのものであり得る。液体供給は、したがって、軽相および重相の少なくとも2つの相に分離される。重相は、軽相の密度よりも高い密度を有する。軽相および/または重相は、液相とすることができる。代替として、重相は固相とすることができる。遠心分離機は、液体供給混合物を、液体の軽相、液体の重相、および固相、すなわちスラッジ相へと分離するように構成され得る。

遠心分離機のフレームは、非回転部分であり、回転部分は、ボールベアリングを備える少なくとも1つの軸受デバイスにより、フレームによって支持することができる。分離機の回転部分は、垂直な回転軸の回りで回転するように構成され得る、すなわち、回転軸(X)は、垂直に延びることができる。回転部分は、遠心機ロータを備える。遠心機ロータは、通常、スピンドル、すなわち、回転シャフトによって支持され、したがって、スピンドルと共に回転するように取り付けることができる。その結果、回転部分は、回転軸(X)の回りで回転可能なスピンドルを備えることができる。遠心分離機は、その遠心機ロータが、スピンドルの底端または上端など、その端部の一方において、スピンドルによって支持されるように構成され得る。

分離機の回転部分を回転させるための駆動部材は、ロータおよびステータを有する電気モータを備えることができる。ロータは、スピンドルなどの回転部分に固定的に接続することができる。有利には、電気モータのロータは、回転部分のスピンドル上に設けられる、またはそれに固定することができる。代替的には、駆動部材は、スピンドルの横に設けられて、ベルトまたは歯車変速機など、適切な変速機により回転部分を回転することができる。

遠心機ロータは、分離チャンバをロータ壁によって囲み、その中で、流体混合物の分離が行われる。分離チャンバは、分離ディスクのスタックをさらに備える。分離ディスクは、例えば、金属製のものであり得る。さらに、分離ディスクは、円錐台形状の分離ディスクとすることができる、すなわち、分離ディスクの円錐台形部分を形成する分離表面を有する。分離表面の傾斜角は、半径方向に対して、30～50度の範囲内、好ましくは約40度とすることができる。

分離ディスクは、それぞれ2つの隣接する分離ディスクの間に通路を形成するように、互いに距離を置いて回転軸(X)の回りで同軸に配置される。ディスクパッケージにおける分離ディスクは、分離される液体混合物が、スタックの各2つの隣接する分離ディスクの間の通路内を半径方向内側に流れるように構成され得る。

分離ディスクのスタックは、上部ディスクの下で軸方向にさらに配置される。

本明細書で使用される場合、「軸方向に」という用語は、回転軸(X)に平行な方向を示す。したがって、「上方」、「上側」、「上部」、「下方」、「下側」、「底部」などの相対的な用語は、回転軸(X)に沿った相対的な位置を指す。それに応じて、「半径方向に」という用語は、回転軸(X)から半径方向に延びる方向を示す。「半径方向に内側の位置」は、したがって、「半径方向に外側の位置」と比較して、回転軸(X)により近い位置を指す。

しかし、上部ディスクは、上部ディスクの軸方向に上に、分離チャンバから外へと分離された重相をガイドするために、ディスクスタックの分離ディスクよりも大きな外側半径を有することができる。上部ディスクは、ディスクスタックの分離ディスクと比較して、大きな厚みをさらに有することができる。

その結果、本発明の第1の態様の実施形態においては、上部ディスクは、分離ディスクのスタックの分離ディスクよりも大きな厚みを有する。

実施形態では、上部ディスクは、遠心機ロータの壁と一体化される。

したがって、上部ディスクは、例えば、遠心機ロータの上側部分の内壁などにより形成され得る。

遠心分離機は、分離された液体の重相が、分離チャンバの周辺に向けて移動し、次いで、上部ディスクの上側に沿って第1の出口へとガイドされるように構成され得る。

遠心分離機はまた、分離される液体混合物(液体供給混合物)のための入口を備える。この入口は、遠心機ロータの中へと延びる入口パイプを備えることができる。さらに、この入口パイプは、回転軸(X)に配置することができる。

重相に対する第1の出口は、液体出口またはスラッジ出口とすることができる。遠心機ロータは、例えば、その外側周辺部に、断続的に開くことのできる出口の形態の1組の半径方向スラッジ出口を軸方向に備えることができる。これらのものは、液体供給混合物におけるスラッジまたは他の固形物などのより高い密度の成分を放出するためのものとすることができる。遠心機ロータはまた、その外側周辺部に、開いたノズルを備えることができ、それを通して、一定流量のスラッジおよび/または重相が連続的に放出される。

軽相に対する第2の出口は、液体出口である。これは、第1の出口よりも小さい半径で構成される。

例として、遠心分離機は、重相に対する第1の液体出口、軽相に対する第2の液体出口、および分離されたスラッジに対するスラッジ出口を備えることができる。

遠心分離機は、分離された液体の重相が、分離チャンバの周辺方向に移動し、次いで、上部ディスクの上側に沿って第1の出口へとガイドされるように構成することができる。

さらに、第2の出口は、出口チャンバが、その最も下の軸方向位置に配置されるように上部ディスクに一体化される出口チャンバに配置されるが、その位置は、分離ディスクのスタックの最も上の軸方向位置の下に軸方向に位置する。第2の出口チャンバは、したがって、上部ディスクに一体化されるチャンバとして構成することができる。

したがって、第1の態様による遠心分離機によれば、第2の出口チャンバは、ディスクスタックの中心部分の中に下方になど、分離ディスクのスタックの中に下方に軸方向に延びるように、上部ディスク内に形成される。中心部分は、したがって、ディスクスタックの分離ディスクの内側半径内に形成することができる。

例として、第2の出口チャンバ全体は、分離ディスクのスタック内に軸方向に配置することができる。代替的に、下側部分など、第2の出口チャンバの一部が、分離ディスクのスタック内に軸方向に配置することができる。

本発明の第1の態様は、第2の出口チャンバを、分離ディスクのスタックの中へと軸方向に下方に延びるように、上部ディスク内に一体化して形成することは、回転部分の高さ、したがって、遠心分離機の全体を、分離能力を維持した状態で、減らすことができるという洞察に基づいている。こうすることは、その幅に対してより少ない高さを有する分離機の回転部分を提供し、それは、海上での悪天候中に有益であり得る。

さらに、ディストリビュータ内に一体化された液体出口チャンバを有することとは対照的に、上部ディスクに一体化された出口チャンバに配置された第2の出口を有することにより、出口チャンバへの入口を画定するレベルリングは、円周全体の周囲で開くことができ、それにより、より少ない圧力減少を提供する。出口チャンバがディストリビュータ内にある場合、出口チャンバの中への開口部またはチャネルがあるだけであり、動作中に保持する部分に対するこのような開口部の間にディストリビュータの十分な固形材料があり得る。

第1の態様の実施形態では、第2の出口は、軽相を放出するための静止したペアリングデバイス(paring device)を備える。

したがって、動作中に、液体の軽相は、第2の出口チャンバにおける回転部分と回転する液体本体を形成することができ、第2の出口チャンバに配置された静止したペアリングデバイスは、第2の出口を介して遠心分離機外に液体の軽相を減少させるように構成され得る。静止したペアリングデバイスは、環状のペアリングディスクなどのペアリングディスクとすることができる。

例として、ペアリングデバイスは、分離ディスクのスタックの最も上の軸方向位置に、またはその下に軸方向に配置され得る。したがって、第2のチャンバは、分離ディスクのスタックの中へと軸方向下方に延びることができ、したがって、第2の出口チャンバ内のペアリングデバイスはさらに、分離ディスクのスタックの最も上の軸方向位置に、またはその下に軸方向に配置される。

例として、静止したペアリングデバイスは、ペアリングディスクとすることができる。このようなディスクは、したがって、回転軸(X)の回りで延びることができる。しかし、静止したペアリングデバイスは、任意の他のタイプの出口求心性ポンプとすることができる。

実施形態では、分離ディスクは、内側半径Rを備える中心貫通孔を備え、したがって、第2の出口チャンバは、分離ディスクの中心貫通孔により形成された開口部の中に下方に延びるように、上部ディスクに一体化され得る。

本発明の第1の態様の実施形態では、分離ディスクのスタックは、第1の内側半径R1を有する第1の組の分離ディスクと、第2の内側半径R2を有する第2の組の分離ディスクとを備え、R2>R1であり、出口チャンバの最も下の軸方向位置は、分離ディスクの第2の組の中に半径方向に位置する。

したがって、第2の組の分離セットは、第2の出口チャンバを囲むことができる。言い換えると、第2の出口チャンバの全体、またはその下側部分は、第2の組と同じ軸方向位置にあり得るが、半径方向にR2内に形成された内側空間に半径方向に配置される。

第2の組は、スタックにおける分離ディスクの軸方向に最も上の組として配置することもできる。

したがって、第2の出口チャンバに対して十分な空間を得るために、例えば、第2の出口チャンバ内に望ましいペアリングデバイスを嵌合させるために、最も上の分離ディスクの内側半径を拡大する必要があり得る。

例として、第2の組は、少なくとも20個の分離ディスクなど、少なくとも10個の分離ディスクを備える。

さらに、R2は、R1よりも少なくとも15%大きい、少なくとも20%大きいなど、少なくとも10%大きくすることができる。

分離ディスクの第1および第2の組は、同じ外側半径を有することができる。

さらに上記で論じたように、入口は、回転軸(X)の回りの遠心機ロータの中へと延びる入口パイプを備えることができる。第2の出口チャンバは、このような入口パイプの回りに配置することができる。したがって、入口パイプはまた、分離ディスクの組の中心貫通孔により形成された開口部の中に延びることができる。

本発明の第1の態様の実施形態では、分離ディスクのスタックは、ディストリビュータと上部ディスクの間に軸方向に配置され、ディストリビュータは、上部ディスクおよび出口チャンバとは別の部品として構成される。

したがって、分離ディスクのスタックは、ディストリビュータによって支持され、かつ上部ディスクとディストリビュータとの間で軸方向に圧縮され得る。ディストリビュータは、液体供給混合物を、入口から分離チャンバへとガイドするように配置される。したがって、ディストリビュータは、液体供給混合物をガイドするための1組のチャネルを備える、または形成することができる。これらのチャネルは、供給物を半径方向外側にガイドするように構成され得る。入口は、ディストリビュータを通って延びる入口パイプを備えることができる。

ディストリビュータは、液体の軽相に対して上部ディスクおよび出口チャンバとは別の部品として構成することができ、それは、液体の軽相に対する出口チャンバが、ディストリビュータの中に一体化されず、上部ディスクにだけ一体化できることを意味する。

結果として、実施形態では、分離ディスクのスタックは、ディストリビュータと上部ディスクの間に軸方向に配置され、ディストリビュータは、入口からの液体供給混合物を分離チャンバにガイドするように構成され、かつ上部ディスクおよび出口チャンバとは別の部品として構成される。

第2の出口に対する出口チャンバは、したがって、ディストリビュータの上部の上に、軸方向に配置することができる。

本発明の第1の態様の実施形態では、上部ディスクは、分離チャンバからの、第2の出口チャンバへの入口の半径レベルをさらに画定する。半径レベルは、したがって、上部ディスクに一体化されたレベルリングにより画定することができ、このようなレベルリングは、その円周全体の周りなど、その円周の大部分の周りで開放され得る。その円周の大部分は、したがって、その円周の50%を超えることを意味することができる。例として、レベルリングは、その円周の90%を超える、円周全体の周りで開くなど、その円周の75%を超える周囲で開くことができる。

遠心分離機において形成された液体の重相と液体の軽相の間の界面の半径方向位置は、せき(weir)の半径方向位置によって制御することができ、それは、分離チャンバのオーバーフロー境界を画定する。オーバーフロー境界は、したがって、出口チャンバへの入口を形成し、そこから分離された相が放出され得る。軽相側のせきは、通常、レベルリングと呼ばれるが、重相側のせきは、重力ディスクと呼ばれる。上部ディスクは、したがって、レベルリングが上部ディスクに一体化されるように構成され得る。したがって、実施形態では、遠心分離機は、液体の軽相に対して出口チャンバへの半径方向のオーバーフロー境界を画定するために別のせきまたはレベルリングを備えるのではなく、それに代えて、この機能は、上部ディスクの寸法に統合される。

界面位置を制御する代替的な方法は、一方または両方の相に対して逆圧制御を使用することである。レベルリングが沈んだとき(界面を制御しない)、ペアリングチャンバの外壁がペアリングディスクにより生じた乱れを保護するので、なお、プラスの効果があり、その方法において、ディスクスタックにおける流れは乱されない。

本発明の第1の態様の実施形態においては、遠心分離機は、船内のビルジ水から船用油の汚染を分離するためのものである。

ビルジ水は、したがって、分離された液体の重相を形成することでき、一方、油の汚染は、液体の軽相として遠心分離機から放出することができる。

分離機は、分離した後、ビルジ水を船外に放出するのに安全であるように構成することができる。

本発明の第2の態様として、水性の供給混合物から不純物を分離する方法が提供され、その方法は、
a)上記の第1の態様による遠心分離機を提供し、かつ分離機の回転部分を回転させるステップと、
b)水性の供給混合物を、分離チャンバの中に導入するステップと、
c)分離機から、浄化された水性相および分離された不純物を、2つの異なる相として放出するステップと
を含む。

この態様は、概して、前の態様と同じ、または対応する利点を提示することができる。この第2の態様の効果および特徴は、第1の態様に関して上記で述べたものに大きく類似している。第1の態様に関して説明された実施形態は、第2の態様と大部分は互換性がある。

不純物は、油性相とすることができる。不純物は、第2の液体出口から放出することができ、一方、浄化された水性相は、第1の出口から放出することができる。

第2の態様の実施形態では、水性の供給混合物は、船内のビルジ水である。

ビルジ水は、船のビルジウェル(bilge well)に収集され、それは、船体の直ぐ上の船の最も低い部分に位置する。ビルジ水は、機械装置空間、内部の排水システム、スラッジタンク、および様々な他のソースからの流体を含むことができ、したがって、洗剤および他の化学物質、燃料油、潤滑油、油圧油、触媒粉、油添加物、すす、ならびに汚物と水の混合物から構成され得る。したがって、分離された不純物は、例えば、燃料油、潤滑油、油圧油、触媒粉、油添加物、すす、および/または汚物などを含むことができる。

本発明の概念の上記の、ならびにさらなる目的、特徴、および利点は、添付図面を参照し、以下の例示的かつ非限定的な詳細な記述によって、さらによく理解されよう。図面において、特段の指定がない限り、同様の参照符号は、同様の要素に使用される。

本発明の一実施形態による遠心分離機の概略図である。 遠心機ロータの横断面の概略図である。 上部ディスク、軽相に対する出口、および分離ディスクの細部をさらに示す図である。 分離ディスクの一実施形態を示す図である。

本開示による遠心分離機は、添付図面を参照し、以下の記述によりさらに示される。

図1および図2は、液体供給混合物から重相および軽相を分離するように構成された遠心分離機1の一実施形態の横断面図を示す。遠心分離機1は、遠心機ロータ5および駆動スピンドル4aを備える回転部分4を有する。

遠心分離機1は、駆動モータ3をさらに備える。このモータ3は、例えば、静止要素と回転可能な要素を備えることができ、その回転可能な要素は、スピンドル4aを囲んでそれに接続され、したがって、動作中に、駆動トルクをスピンドル4aに、かつ遠心機ロータ5に伝達する。駆動モータ3は、電気モータとすることができる。代替的に、駆動モータ3は、伝達手段により、スピンドル4aに接続され得る。伝達手段は、駆動トルクを受け取るために、スピンドル4aに接続される小歯車および要素を備えるウォーム歯車の形態とすることができる。伝達手段は、代替的に、プロペラシャフト、駆動ベルト、または同様のものなどの形態を取ることもでき、駆動モータは、代替的に、スピンドル4aに直接的に接続することができる。

図2でより詳細に示される遠心機ロータ5は、スピンドル4aにより支持され、それは、底部軸受22、および上部軸受21において、フレーム2内で、垂直な回転軸(X)の周りで回転可能に配置される。静止フレーム2は、遠心機ロータ5を囲む。

遠心機ロータ5は、それ自体の内部に、分離チャンバ9を形成し、その中で、分離ディスク10aのスタック10が、回転軸(X)の周りで同軸に、かつ上部ディスク11の下に軸方向に配置され、したがって、遠心機ロータ5と共に回転するように構成される。分離ディスク10aは、液体混合物を少なくとも軽相および重相へと効率的な分離を提供する。軽相は、液体の軽相とすることができる。したがって、分離チャンバ9において、例えば、液体供給混合物の遠心分離が、動作中に行われる。

分離チャンバ9は、この実施形態では、遠心機ロータ5の上側部分28、ディストリビュータ13、および軸方向に移動可能な動作スライド18の間に制限される。

スタック10は、ディストリビュータ13によって、その軸方向に最も下の部分で支持される。ディストリビュータ13は、液体を、ロータの中心からロータの分離チャンバ9における所定の半径レベルへと伝達するように構成された環状の円錐形のベース部分と、ベース部分から上方へと延びる中心の首部分とを備える。

遠心分離機1は、ディストリビュータ13内に、またはその下に形成される中心入口チャンバの形態の入口14をさらに備え、その中に、静止した入口パイプ14aが、分離すべき液体供給混合物を供給するように延びる。入口14は、ディストリビュータ13に形成された通路20を介して分離チャンバ9と通じている。

遠心機ロータ5の上部ディスク11および上側の内壁部分は、分離チャンバ9の少なくとも1つの半径方向外側部分から、遠心機ロータ5の中心部分に向けて延びる少なくとも1つのチャネル25の範囲を定める。第1の出口6は、第1の出口チャンバ15に構成され、それは、分離された液体の重相の放出を行うために、少なくとも1つのチャネル25と流体連通している。ペアリングディスクの形態の静止したペアリングデバイス16は、重相を出口パイプ6aの中に放出するために、分離された重相に対して出口チャンバ15内に構成される。

ディスクスタック10の半径方向内側部分は、液体供給混合物の分離された軽相に対する第2の出口7に通じている。第2の出口7は、ディスクスタック10の上側の軸方向端部に設けられた上部ディスク11に一体化される第2の出口チャンバ8に構成される。分離される液体の軽相に対する第2の出口チャンバ8は、出口パイプ7aの中に軽相を放出するために、ペアリングディスクの形態の静止したペアリングデバイス12を備える。ペアリングディスク12は、静止した入口パイプ14aにより、第2の出口チャンバ8に支持される。

遠心機ロータ5は、分離チャンバ9の半径方向外側周辺部からの出口17をさらに備える。これらの出口17は、ロータ軸(X)の回りに均一に配分され、液体供給混合物のスラッジ成分の断続的な放出用に構成される。スラッジ成分は、スラッジ相を形成する密度の高い粒子を含む。出口17の開口部は、当業者に知られるように、チャネル19における水を動作させることにより作動される動作スライド18により制御される。図面で示されるその位置において、動作スライド18は、遠心機ロータ5の上側部分28に対して、その周辺部で封止的に当接し、それにより、遠心機ロータ5を通って延びている出口17との接続から、分離チャンバ9を閉鎖する。

しかし、遠心分離機1はまた、固体壁ボウルの遠心機、すなわち、遠心機ロータ5の周辺部に出口のない遠心機とすることもできる。

図1および図2で示される分離機の動作中に、遠心機ロータ5は、駆動モータ3により回転される。分離される液体供給混合物は、入口パイプ14aを介して分離空間9の中に送られる。密度に応じて、液体供給混合物における異なる相は、スタック10の分離ディスク10aの間で分離される。水相およびスラッジ相などの重い成分は、分離ディスク10aの間で半径方向外側に移動し、一方、油相などの最も低い密度の相は、分離ディスク10aの間で半径方向内側に移動し、第2の液体出口チャンバ8に構成された第2の出口7を通るように強制される。より高い密度の液体は、それに代えて、軽相に対する出口7の半径方向レベルよりも大きい半径距離に配置された重相に対する液体出口6を通って出るように強制される。したがって、分離中に、低密度の液体と、高密度の液体の間の界面相が、分離ディスクのスタック内に半径方向になど、分離チャンバ9に形成される。固形物、またはスラッジは、スラッジ空間において、分離チャンバ9の周辺に集まり、スラッジ出口17が開放されることにより、遠心機ロータ内から断続的に空になり、さらに、スラッジ、および流体の一定量は、遠心力によって分離チャンバ9から放出される。しかし、スラッジの放出はまた、連続的に行うこともでき、その場合、スラッジ出口17は、開いたノズルの形態を取り、スラッジおよび/または重相の一定の流量は、遠心力により連続的に放出される。

図3は、上部ディスク11、および分離ディスク10aのスタック10の上側部分の拡大図を示す。図3で分かるように、軽相に対する第2の出口7は、上部ディスク11に一体化された出口チャンバ8に構成される。この実施形態では、第2の出口チャンバは、したがって、上部ディスク11内のチャンバとして構成される、すなわち、出口チャンバ8および上部ディスク11は、単一部品を形成する。さらに、見て分かるように、軽相に対する出口チャンバ8は、その最も下の軸方向位置P1が、分離ディスク10aのスタック10の最も上の軸方向位置P3の下に軸方向に位置するように配置される。P3は、この実施形態では、ディスクスタック10の上側ディスクとして配置された分離ディスク10aの中心貫通孔の軸方向位置である。さらに、静止したペアリングディスク12は、分離ディスク10aのスタック10の最も上の軸方向位置P3の軸方向下に配置され得る。しかし、静止したペアリングディスク12は、ほぼ分離ディスク10aのスタック10の最も上の軸方向位置P3に配置することもできる。

したがって、出口チャンバ8は、軸方向上側位置P2と、軸方向下側位置P1の間において、上部ディスク11と一体化される。実施形態では、軸方向上側位置P2はさらに、分離ディスク10aのスタック10の最も上の軸方向位置P3の下に位置する。

上部ディスク11に一体化された出口チャンバ8に対する空間を作るために、分離ディスク10aのスタック10は、第1の内側半径R1を有する分離ディスク10aの第1の下側の組10bと、第2の内側半径R2を有する分離ディスク10aの第2の上側の組10cとを備える。図3で示されるように、R2は、R1よりも大きく、したがって、出口チャンバ8の最も下の軸方向位置P1は、分離ディスク10aの第2の上側の組10c内に半径方向に位置する。

この例では、分離ディスクの第1の組10bおよび第2の組10cの外側半径R_outerは、同じである。

第2の組10cは、例えば、10個と30個の間の分離ディスク10aなど、少なくとも10個の分離ディスク10aを備えることができる。さらに第2の組10cは、スタック10における分離ディスク10aの軸方向に最も上の組として配置される。図3では、数個の分離ディスクだけが示されている。全体で、ディスクスタックは、例えば、80～180個の分離ディスクを備えることができる。

間隔を空ける部材21により生成される分離ディスク10aの間の典型的な距離は、0.6mm未満、約0.5mmなど、0.75mm未満とすることができる。実施形態では、分離ディスク間の距離は、0.4～0.6mm、約0.4～0.5mmなど0.4～0.75mmである。

スタック10における分離ディスク10aは、すなわち、ディスクの第1の組10bと第2の組10cの両方において、同じ厚さを有することができる。しかし、上部ディスク11は、スタック10の分離ディスク10aよりも大きな厚さを有することできる。さらに、上部ディスク11は、分離ディスク10aのスタック10の半径R_outerよりも大きい半径R_topを有することができる。

さらに、図3で示されるように、上部ディスク11は、分離チャンバ9から第2の出口チャンバ8への入口の半径レベルr1をさらに規定する。したがって、レベルリング30は、上部ディスクに一体化される、すなわち、上部ディスク11それ自体が、分離された液体の軽相を出口チャンバ8に移送するための通路27、すなわち、オーバーフロー出口の外側半径レベルを規定する。本発明による構成を用いると、レベルリング30は、その全円周周りで開くことができ。それにより、出口チャンバ8に入るとき、分離された液体の軽相の圧力低下をほとんど生じない。図3で分かるように、出口チャンバ8は、ディストリビュータ13の上の軸方向に構成される。

他の実施形態では、上部ディスク11は、遠心機ロータ5の壁に一体化される。例として、上部ディスクは、遠心機ロータ5の上側部分28の内壁に形成され得る。その場合、分離チャンバ9の少なくとも1つの半径方向外側部分から、遠心機ロータ5の中心部分へと延びるチャネル25は、遠心機ロータ5の上側部分28内のチャネルとして形成することもできる。

図4は、分離ディスクのスタック10において使用され得る分離ディスク10aの例を示す。分離ディスク10aは、内側半径R1を画定する中心貫通孔26の周囲に、内側および外側の分離面を備える円錐台形の分離部分22を有する。

分離部分22は、分離ディスク10aのスタックにより形成されたスタック10における各2つの隣接する分離ディスクの間に通路を形成するための距離を提供する真っ直ぐな細長い充填材21の形態の複数の距離部材を備える。図4の充填材21は、ディスク10aの半径と角度をなして形成されるが、充填材21はまた、真っ直ぐな半径方向の充填材を、すなわち、ディスク10aの半径と角度を形成しない充填材とすることもできる。充填材は、ディスク10aの円錐台形の分離部分の外側表面に固定され、かつディスクの円周周りに分散される。充填材21はまた、または代替として、ディスクの内面に提供され得る。充填材はまた、ディスク10aの一体部分として形成することができる。分離ディスク10aは、分離ディスク10aの半径方向外側部分23において、スリット24の形の複数の切抜きをさらに備え、そのスリット24は、分離ディスク10aの外側半径に向けて開いている。スリット24の数は、充填材21の数に対応しており、スリットは、充填材21の中間に、ディスク10aの円周周りに分散される。

加えて、または補完として、分離ディスク10aは、分離部分22にいくつかの貫通孔を備えることもできる。切抜きおよびこのような貫通孔は、次いで、液体供給混合物がスタックを通るための軸方向の分散チャネルを形成するように、分離ディスク10aのスタック10において整列させることができる。

本発明は、開示された実施形態に限定されないが、以下に記載の請求項の範囲内で変更および修正を行うことができる。本発明は、図で開示された回転軸(X)の方向に限定されない。「遠心分離機」という用語はまた、実質的に水平に方向付けられた回転軸を備える遠心分離機も含む。上記において、本発明の概念は、主として、限定された数の例を参照して述べられてきた。しかし、当業者であれば容易に理解されるように、上記で開示されたもの以外の他の例も、添付の特許請求の範囲により定義される本発明の概念の範囲に含まれることは同様に可能である。

1 遠心分離機
2 フレーム
3 駆動モータ
4 回転部分
4a 駆動スピンドル
5 遠心機ロータ
6 第1の出口、液体出口
6a 出口パイプ
7 第2の出口
7a 出口パイプ
8 第2の出口チャンバ、第2の液体出口チャンバ
9 分離チャンバ、分離空間
10 ディスクスタック
10a 分離ディスク
10b 第1の下側の組
10c 第2の上側の組
11 上部ディスク
12 静止したペアリングデバイス、ペアリングディスク
13 ディストリビュータ
14 入口
14a 入口パイプ
15 第1の出口チャンバ
16 ペアリングデバイス
17 スラッジ出口
18 動作スライド
19 チャネル
20 通路
21 上部軸受、間隔を空ける部材、充填材
22 底部軸受、円錐台形の分離部分
23 半径方向外側部分
24 スリット
25 チャネル
26 中心貫通孔
27 通路
28 上側部分
30 レベルリング
P1 最も下の軸方向位置
P2 軸方向上側位置
P3 最も上の軸方向位置
r1 入口の半径レベル
R1 第1の内側半径
R2 第2の内側半径
R_outer 外側半径
R_top 上部ディスクの半径
X 回転軸、ロータ軸

Claims (15)

1. 液体供給混合物から重相および軽相を分離するように構成された遠心分離機(1)であって、
   フレーム(2)と、駆動部材(3)と、回転部分(4)と
   を備え、
   前記駆動部材(3)は、前記回転部分(4)を回転軸(X)の回りで前記フレーム(2)に対して回転するように構成され、
   前記回転部分(4)は、分離チャンバ(9)を囲む遠心機ロータ(5)を備え、
   前記分離チャンバ(9)は、前記回転軸(X)の回りで同軸に、かつ上部ディスク(11)の下に軸方向に配置された分離ディスク(10a)のスタック(10)を備え、
   前記遠心分離機(1)は、前記遠心機ロータ(5)の中に前記液体供給混合物を受け入れるための入口(14)、前記重相のための第1の出口(6)、前記軽相のための第2の出口(7)をさらに備え、
   前記第2の出口(7)は、前記上部ディスク(11)に一体化された出口チャンバ(8)に配置され、前記出口チャンバ(8)は、その最も下の軸方向位置(P1)が、分離ディスク(10a)の前記スタック(10)の最も上の軸方向位置(P3)の下に軸方向に位置するように配置される、遠心分離機(1)。
2. 分離ディスク(10a)の前記スタック(10)は、ディストリビュータ(13)と前記上部ディスク(11)との間で軸方向に配置され、前記ディストリビュータ(13)は、前記入口(14)からの前記液体供給混合物を、前記分離チャンバ(9)へとガイドするように配置され、かつ前記上部ディスク(11)および前記出口チャンバ(8)とは別の部品として構成される、請求項1に記載の遠心分離機(1)。
3. 前記第2の出口(7)は、前記軽相を放出するための静止したペアリングデバイス(12)を備える、請求項1または2に記載の遠心分離機(1)。
4. 前記静止したペアリングデバイス(12)は、分離ディスク(10a)の前記スタック(10)の前記最も上の軸方向位置(P3)に、またはその下に軸方向に配置される、請求項3に記載の遠心分離機(1)。
5. 前記静止したペアリングデバイス(12)は、ペアリングディスクである、請求項3または4に記載の遠心分離機(1)。
6. 分離ディスク(10a)の前記スタック(10)は、第1の内側半径R1を有する分離ディスク(10a)の第1の組(10b)と、第2の内側半径R2を有する分離ディスク(10a)の第2の組(10c)とを備え、R2>R1であり、前記出口チャンバ(8)の前記最も下の軸方向位置(P1)は、分離ディスク(10a)の前記第2の組(10c)内に半径方向に位置する、請求項1から5のいずれか一項に記載の遠心分離機(1)。
7. 前記第2の組(10c)は、少なくとも10個の分離ディスク(10a)を備える、請求項6に記載の遠心分離機(1)。
8. 前記第2の組(10c)は、前記スタック(10)における分離ディスク(10a)の軸方向に最も上の組として配置される、請求項6または7に記載の遠心分離機(1)。
9. 前記上部ディスク(11)は、分離ディスクの前記スタック(10)の前記分離ディスク(10a)よりも大きな厚さを有する、請求項1から8のいずれか一項に記載の遠心分離機(1)。
10. 前記上部ディスク(11)は、前記分離チャンバ(9)から前記出口チャンバ(8)への入口の半径レベル(r1)をさらに画定する、請求項1から9のいずれか一項に記載の遠心分離機(1)。
11. 前記半径レベル(r1)は、前記上部ディスク(11)に一体化されたレベルリング(30)により画定され、前記レベルリング(30)は、その円周の大部分で開いている、請求項10に記載の遠心分離機(1)。
12. 前記上部ディスク(11)は、前記遠心機ロータ(5)の壁と一体化される、請求項1から11のいずれか一項に記載の遠心分離機(1)。
13. 前記遠心分離機(1)は、船内のビルジ水から船用油の汚染を分離するためのものである、請求項1から12のいずれか一項に記載の遠心分離機(1)。
14. 水性の供給混合物から不純物を分離する方法であって、
    a)請求項1から13のいずれか一項に記載の遠心分離機(1)を提供し、前記遠心分離機(1)の前記回転部分(4)を回転させるステップと、
    b)前記水性の供給混合物を、前記分離チャンバ(9)の中に導入するステップと、
    c)前記遠心分離機(1)から、浄化された水性相および分離された不純物を、2つの異なる相として放出するステップと
    を含む、方法。
15. 水性の供給混合物は、船内のビルジ水である、請求項14に記載の方法。

Images