JP2667223B2

JP2667223B2 - 遠心分離機

Info

Publication number: JP2667223B2
Application number: JP63255057A
Authority: JP
Inventors: ストローケンクラウス
Original assignee: アルファラバルセパレーションアーベー
Priority date: 1987-10-13
Filing date: 1988-10-12
Publication date: 1997-10-27
Anticipated expiration: 2012-10-27
Also published as: KR970004700B1; DE3871481D1; BR8805243A; ES2032974T3; EP0312233B1; JPH01130747A; SE8703965D0; CN1016321B; KR890006301A; US4930412A; CN1032501A; EP0312233A1

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、密度の異なる２つの液体の混合物からそれ
ぞれの液体を分離するための遠心分離機に関する。

この遠心分離機は分離室を有するロータ本体を有し、
分離室内においてロータと同軸に配設された円錐形の分
離円板の積層体を持つ種類のものであり、この分離円板
の基部は分離室の一方の末端に向っており頂点部はもう
一方の末端に向っている。中央入口室には分離デイスク
が頂点部に向ける分離室の末端で入口室と分離室を接続
する入口通路がある。排出口は比較的軽い分離液体と比
較的重い分離液体が排出されるもので、この２つの排出
口はロータの同じ軸方向の排出口末端に配置される。こ
の入口通路はロータ軸に対して分離板とほぼ同じ傾斜角
を持っている。

この種の遠心分離機は、例えば1904年にスウエーデン
特許第19666号に公開されているが、製造され実際に使
用されてきたかどうかは不明である。

［従来の技術］今世紀の初め以後、遠心分離機は通常先に定義した様
には設計されず、分離室の入口は分離室の末端にあり、
分離デイスクはその方向に基部を向けていた。この種の
従来の遠心分離機は例えばアメリカ特許第3,986,663号
に示されるが、この種の遠心分離機のロータにも同じ軸
方向の末端に分離された２つの液体の排出口があり、こ
れにはいくつかの長所がある。とりわけ調節しなければ
ならないロータの排出口部材が、より簡単に手にとど
く。さらにそれにより、ロータから分離された液体を排
出するのに用いる固定されたいわゆるペアリング部材の
使用が容易になる。

初めに定義した種類の遠心分離機は、液体混合物が遠
心分離機の末端から遠心分離機中に取り入れられ、分離
デイスクが遠心分離機の末端に頂点部を向けているもの
であるが、その主な特長は、液体混合物が分離室に入る
前に前記入口通路ですでに予め分離されていて、それが
最大限に利用できることである。従って比較的重い液体
成分と液体混合物の中に混入している可能性のある固体
の一部が、液体混合物が中央入口室と分離室の注入口の
間の前記入口路を通る途中ですでに分離されていること
である。入口通路で分離された供給混合物のうちの比較
的重い成分は入口通路の外壁沿いに流れ、分離室の分離
デイスクの半径方向外側の最も外側の部分に、分離室に
流入して来る液体混合物に妨げられたり妨げたりせずに
流れ込む。

これに対して、分離デイスクの基部が向けられている
分離室の末端で入口通路から液体混合物が流れ込む従来
の遠心分離機（アメリカ特許第3,986,663号参照）にお
いては、入口通路で分離された混合物の比較的重い成分
は、混合物の残りが分離室に流れ込む時、その流れに交
叉させられる。これは入口通路がロータの軸線に関して
円錐形の分離デイスクとほぼ同じように傾斜している結
果である。そのため入口通路で予め分離されたものは完
全または部分的に損われる。流れの交叉による望ましく
ない影響は、混合物が全部注入路の最も近くに位置する
分離デイスクの外側のへりで分離室に流れ込む時、最も
大きい。

本発明の目的は第一にロータが分離室に液体混合物を
取り入れるのに好ましい少なくとも1904年から公知の配
置になっており、第二にロータの同じ末端に分離された
液体を排出するための２つの排出口のある遠心分離機を
提供することで、遠心分離機は密度の異なる２つの液体
を前記のスウエーデン特許第19666号に示す種類の遠心
分離機よりも効果的に分離する改良された設計である。

この目的は初めに定義した種類の遠心分離機により達
成され、本発明によれば、遠心分離機は少なくとも１つ
の排出管が分離室の半径方向外側部分から分離デイスク
がその基部を向ける分離室の末端のロータ中央に延び、
かつ、この排出管が分離された重い液体を末端から排出
する排出口と連絡することを特徴とする。

本発明による遠心分離機においては、前記入口通路で
液体混合物が予め分離されることが最大限に利用される
と同時に、混合物中の比較的重い液体成分が分離室中で
長い軸方向の流路を与えられる。これにより、比較的重
い液体は比較的軽い液体から効率的に分離されかつ同時
に混合物の中に存在する比較的重い液体よりも重い固体
が取り除かれる。さらに、分離された２つの液体はロー
タの同じ末端から排出することができる。

本発明の範囲では、ロータのどちらの端部にも分離さ
れた液体を排出するための２つのロータ排出口を配置す
ることができるが、ロータは排出口の反対側の末端で駆
動シャフトに接続されており、本発明の好適な実施例に
おいては、２つのロータ排出口は、分離デイスクがその
頂点部を向けるロータの末端に位置し、少なくとも１つ
の貫通路のある排出手段が、分離された比較的重い液体
を、前記の排出通路から分離室を軸方向に通って重い液
体を排出するロータ排出口に導くように配置されてい
る。それによりロータはロータの重心が軸方向に見て駆
動シャフトとそのベアリングのできるだけ近い位置に来
るよう駆動シャフトに接続できる。

本発明は添付の図面を参照しつつ以下により詳細に説
明される。

第１図は、ロータ１、ロータを支持する垂直駆動シャ
フト２、駆動シャフトと係合関係にある駆動装置３、駆
動装置３を収容するための下部ハウジング４およびロー
タを収容するための上部ハウジング５のある遠心分離機
である。

上部ハウジング５は異なる密度の２つの液体とその中
に浮遊する粒子から成る混合物を注入する入口管６を形
成する。さらにハウジング５は分離された比較的軽い液
体を排出する排出口８のある受け入れ室７と分離された
比較的重い液体を排出する排出口10のある受け入れ室９
を形成する。

ロータは軸方向に互いに押しつけられかつ分離室13を
取り囲む２つのロータ部分11,12を含む。分離室13の底
部を形成し、かつ駆動シャフト２と接続されるロータ部
分11には中央コラム14があり、中央コラムの上部は環状
固定部材15によりロータ部分12に固定される。ロータ部
分12はほぼ円筒形の側壁を形成し、ほぼ円錐形の上部壁
を形成する。

入口管６の狭い末端部は固定部材15から中央コラム14
の管状上部中に形成され中央入口室16中へ軸方向に延び
る。中央コラム14の管状部の周りの壁にはいくつかの開
口部17がある。固定部材15は入口室16上部に環状の末端
を形成する。

中央コラム14の周りには、スリーブ形部分18と円錐形
部分19のある仕切り部材が配置される。スリーブ形部分
18は前記開口部17の下方で中央コラム14を取り囲み、環
状ガスケットはスリーブ形部分18と中央コラム14の間を
密封する。円錐形部分19はロータの上部のエンドウオー
ルに当接する。円錐形部分19の半形方向の凹部とロータ
エンドウオールとの間にはいくつかの流路があり、開口
部17と分離室13が接続されている。

円錐形部分19と下部のロータ部分11の間の分離室13中
にロータ軸線と同軸方向に一式の円錐台形の分離デイス
ク21が配置される。分離デイスク21の外側のへりは前記
の円錐形部分19の外側のへりと半径方向にほぼ同じ半径
の位置にある。分離デイスク21の内側のへりはスリーブ
形部分18の半径方向外側にいくらかの距離をおいた位置
にあるので、分離室13中の半径方向内側には中央空間が
形成される。この空間はスリーブ形部分18に支持される
半径方向かつ軸方向に延びる翼により平行な軸方向の層
に分割される。

円錐形部分19にはいくつかの、例えば３つの、軸方向
の貫通孔22があり、その上部にこの貫通孔と同数の管状
部材23を支持し、この管状部材23の内側は貫通孔22に貫
通している。またロータ部12にも同数の軸方向の貫通孔
24があり、これらは管状部材23により孔22に連通するよ
うな位置にある。互いに連通する孔の周りに管状部材23
とロータ部12の間には環状ガスケットが置かれて密封さ
れている。

ロータ部12に上部には環状部材25が配置され、環状部
材25はロータ部分12とともに室26を形成し、そこにはロ
ータ部分12の孔24が開放している。室26の外周には１つ
または数個の排出口27がある。

分離室13の下部には環状部材28が置かれる。環状部材
28はロータ部分11の軸方向内側および軸方向下側をシー
ルし、分離デイスク21よりも長い距離で半径方向外側の
分離室13中に延びる。環状部材28の下側にはいくつかの
半径方向の溝があり、分離室13とロータ部分11の中央に
ある同数の半径方向の通路30との間に通路29を形成す
る。半径方向の通路30は軸方向の通路31と連絡し、この
通路31には軸方向の管32が挿入されている。

管32は分離デイスク21中に一直線に並べられる穴、さ
らに前記の円錐形部分19中の穴、ロータ部12中の穴およ
び環状部材25中の穴を通って延びる。密封するガスケッ
トは前記の穴および管32の周りにロータ部12と円錐形部
分19と環状部材25の間にそれぞれ配置されている。

管32の内側は通路29〜31を介して分離室13と連通し、
環状部材25の半径方向内側に開放した溝33に開放してい
る。溝33の上部のへりはオーバフロー排出口34を形成す
る。

ドレン排出路35が各通路30の半径方向の最も内側の部
分からロータ部分11を通ってロータの外側に延びる。駆
動シャフト２にはシールド部材36が接続され、排出路35
を通ってロータを出る液体が駆動装置のハウジング４に
流れ落ちるのを防いでいる。そのような液体を排出する
ため、ロータハウジング５には別の排出口37がある。

第２図は円錐形部分19を含む仕切り部材を上から示
す。前記の２つの管状部材23以外にさらに３つの管状部
材38が示される。管32（第１図）はこの管状部材38の開
口部から挿入される。第２図から最もよくわかるよう
に、管状部材38は管状部材23よりも大きな半径に位置す
る。

円錐形部分19の上側の半径方向および軸方向に延びる
リッジ39は、その間に前記の凹部を形成し、ロータ部分
12とともに第１図に示す流路20を形成する。

円錐形部分19の周囲にはいくつかのへこみ40があり、
その機能は後述する。へこみ40と軸方向に対応するへこ
みが分離室13中のすべての分離デイスク21にある。

第３図は、円錐形部分19a、スリーブ形部分18aおよび
管状部材23a,38aを含む幾分改変した仕切り部材の断面
図を示す。第３図に示す仕切り部材は全体がプラスチッ
クで作られることになっており、図からわかるように管
状部材23aおよび38aは管状部材とロータ部分12がしっか
りと接続できるような形状をしている。小さな外部環状
エンドフランジ43,44のあるスリーブ形の延長部分41,42
はそれぞれロータ部分12の穴に挿入される時、弾性的で
あるような寸法で作られている。

第４図は第３図による仕切り部材を含む第１図による
ロータの上部を示す。管状部材23a,38aはロータ部分12a
の貫通口に挿入される。前記貫通口の壁には環状エンド
フランジ43,44（第３図）を収容する環状溝がある。従
って仕切り部材はいわゆるスナップ固定接続によりロー
タ部分12aと接続される。

さらにいわゆるスナップ固定接続はロータ部分12aと
環状部材25aの間にもある。環状部材25aにはロータ部分
12aの外部溝と係合する内部環状フランジ45がある。

環状部材25aには固定されたエンドウオールではなく
取り外し可能、従って交換可能な環状エンドウオール46
があり、環状エンドウオールの内側のへりは第１図のオ
ーバーフロー排出口34に相当するオーバーフロー排出口
を形成する。エンドウオール46もいわゆるスナップ固定
接続により環状部材25aの所定の位置に保持される。

第１図の遠心分離機は、ロータ１が駆動装置３により
回転された後、次のように作動することになっている。

密度の異なる２つの液体と中に浮遊する固体の混合液
は、管６を通って中央入口室16に取り入れられる。混合
液はさらに開口部17および流路20を通って分離室13に流
入する。混合液は主に円錐形部分の19のへこみ40と対応
する分離デイスク21のへこみを通って、分離デイスク間
に分配される。

流路20では供給された混合物を形成する３つの成分の
予備的分離がすでにはじまる。浮遊する固体の大部分と
重い方の液体の一部は、分離室への混合物の連続した流
れを妨げることなく、ロータ部分12沿いに分離室の周り
のウオールへと流出する。その後液体混合物とおそらく
その中に残っている固体とが分離デイスク間で分配され
る。分離デイスク間では密度の異なる２つの液体が分離
されるが、軽い液体は半径方向内側に流出されて、通路
22,24を通って室26に導かれ、重い液体は半径方向外側
に流出される。重い液体は分離デイスク21の外側で分離
室の軸方向下側に流れ、通路29を通って分離室を出、さ
らに通路30,31を通って、管32により環状溝33に導かれ
る。

分離された重い液体はオーバーフロー排出口34から流
出し、分離された軽い液体は室26の排出口27から流出す
る。従って排出口27は室26の通常の作動中に部分的にの
み満たされるような大きさである。このことは、管状部
材23と通路22,24の半径方向外側を画するウオールが分
離室13で分離された軽い液体のオーバーフロー排出口を
形成するということである。作動中、分離室で分離され
た２つの液体の間に形成された境界面の位置は、分離室
にある前記の２つのオーバーフロー排出口の位置によっ
て決定される。境界面の位置は、環状部材25を、オーバ
ーフロー排出口34が異なる半径方向の位置にある別の環
状部材と取り替えることによって変えることができる。
もちろん代案としては、取り替え可能ないわゆる重力デ
イスクを室26または溝33のいずれかに配置することがで
きる。

望ましい場合には、分離デイスク21と円錐形部分19を
軸方向に通って延びる従来の分配用通路はロータ軸線か
らのいかなる望ましい距離にも配置できる。

分離室の底にある環状部材28は、必要な際には、半径
方向に大きいか小さい別の環状部材に取り替えることが
できる。

分離室から分離された固体を取り除く場合には固体部
材15を取り除き、ロータ部分11,12が切り離さなければ
ならない。

通路22,24は作動中に分離室13のオーバーフロー排出
口の働きをするので、分離室中の中央コラム14の周りに
あるスリーブ形部分18の半径方向外側に遊離した液体表
面が形成される。従って中央コラム14とスリーブ形部分
18の間のガスケットを通って入口室16から分離室13に液
漏れが起り得る。スリーブ形部分18の下部は分離された
軽い液体が排出されるオーバーフロー排出口24から軸方
向に相当な距離に位置するので、液洩れが少量である場
合にはロータ中の分離に影響はない。

本発明の好適な実施例においては、部材11,12,32は金
属製で、部材18,19,25,28はプラスチック製である。こ
のため、管状部材23,38とロータ部分12の間に配置され
るガスケットのような個々の密封部材の代わりに、プラ
スチック製の管状部材23,38がそれ自体で密封を行な
う。好適には、問題の環状部材23,38が、部材とロータ
部材12の間に例えばいわゆるスナップ固定接続のような
しっかりとした接続ができるような形をしている（第４
図）。これによりロータを分解する度に管状部材23,38
とロータ部分12の間の重要な密封状態が破られることが
避けられる。言い換えれば、密封機能はより安全にな
り、摩耗または破損のために危くなることはない。さら
にロータの部品数か少なくなることにより、ロータの分
解および取り付けは容易になる。また最も上部の環状部
材25も、環状部材とロータ12の間がしっかりと固定され
るように形成される（第４図）。

管32はロータ部分12が取り除かれる時、分離デイスク
21が一定の位置に保たれるようにロータ部分11に固定さ
れる（第４図）。従って管32は分離デイスク21のガイド
部材の働きをし、分離デイスクがロータの回転中に互い
に向きが変わるのを防ぐ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適な実施例による遠心分離機を示
す。第２図は第１図を上から見た第１図による遠心分離機に
含まれる一部材を示す。第３図は第１図および第２図による幾分改変した細部の
縦方向断面図を示す。第４図は第１図の遠心分離機の一部を改変した実施例を
示す。 11,12……ロータ部分、 13……分離室、16……中央入口、 18,19……仕切り部材、 20……入口通路、 21……分離デイスク、 22,24……通し穴、23……管状部材、 27,34……排出口、29……排出通路。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】分離室（13）と、円錐形の分離円板（21）
の積層体と、中央入口室（16）と、入口通路（20）と、
別々の排出口（27,34）を有するロータ本体を含み、該
円錐形の分離円板（21）は該ロータと同軸に分離室（1
3）の中に配置され、その円錐形の基部を分離室（13）
の一方の端部に向けており、その円錐形の上端部を他方
の端部に向けており、該入口通路（20）は分離円板（2
1）がその上端部を向けている分離室（13）の端部にお
いて入口室（16）を分離室（13）に接続しており、比較
的軽い分離液体と比較的重い分離液体が排出される別個
の排出口（27,34）はロータの同じ軸方向の排出端に位
置しており、該入口通路（20）はロータの軸線に関して
分離円板（21）とほぼ同じ傾斜をしている、密度の異な
る２つの液体をその混合物から分離するための遠心分離
機において、少なくとも１つの排出通路（29）が分離室（13）の半径
方向外側部から、分離円板（21）がその基部を向けてい
る分離室（13）の端部において、ロータ中央部に向かい
延び、この排出通路（29）がロータの前記排出端におい
て、分離された重い液体を排出するロータの排出口と連
通することを特徴とする遠心分離機。
【請求項２】分離された比較的重い液体を排出する排出
通路（29）が円錐形の分離デイスク（21）の外側のへり
の半径方向外側の、分離室（13）中のある位置から始ま
ることを特徴とする請求項１に記載の遠心分離機。
【請求項３】分離された液体を排出するための２つの排
出口（27,34）が、分離デイスクがその頂点部を向ける
ロータの端部に位置し、排出手段（28,32）が分離され
た比較的重い液体を、前記の排出通路（29）から分離室
（13）を軸方向に通って、分離された重い液体を排出す
るロータの排出口（34）に導くように配置される少なく
とも１つの通し通路を有することを特徴とする請求項１
または２に記載の遠心分離機。
【請求項４】前記の排出手段（28,32）がロータ軸線の
周りに配設されたいくつかの管（32）を含むことを特徴
とする請求項３に記載の遠心分離機。
【請求項５】前記の排出手段（28,32）が分離デイスク
（21）の中を通って延びることを特徴とする請求項３ま
たは４に記載の遠心分離機。
【請求項６】仕切り部材（18,19）が前記入口通路（2
0）の範囲を定め、かつ前記入口通路が多数の分離デイ
スク（21）と分離デイスクが頂点部を向ける分離室の端
部にあるロータ本体の部分（12）との間に配置され、前
記排出手段（28,32）は仕切り部材（18,19）の中を軸方
向に通って延びることを特徴とする請求項３乃至５のい
ずれか１項に記載の遠心分離機。
【請求項７】分離された２つの液体を排出するロータ本
体の排出口（27,34）が、分離デイスク（21）がその頂
点部を向けるロータの末端に位置し、仕切り部材（18,1
9）には分離された軽い液体を排出するいくつかの通し
穴（22）があり、ロータ本体の前記部分（12）にはこの
通し穴（22）に対応する通し穴（24）があり、かつ、分
離室（13）から分離された軽い液体を排出するために閉
ざされた排出通路が形成されるように管状部材（23）が
各通し穴（22,24）の周りにおいてロータ本体の前記部
分（12）と仕切り部材（18,19）に接続されることを特
徴とする請求項６に記載の遠心分離機。
【請求項８】管状部材（23）がロータ本体の前記部分
（12）と仕切り部材（18,19）のうち１つと一体に形成
されることを特徴とする請求項７に記載の遠心分離機。
【請求項９】ロータが駆動シャフトの末端で支持され、
分離デイスクはその円錐形の頂点部が駆動シャフトから
離れる方向に向いており、かつ、分離された２つの液体
を排出するロータの排出口が駆動シャフトから離れる方
向のロータの端部に位置することを特徴とする請求項１
〜８項のいずれか１項に記載の遠心分離機。
【請求項１０】ロータが駆動シャフトから離れる方向に
ある該ロータの端部に、混合物を中央入口室（16）に取
り入れる入口を有することを特徴とする請求項９に記載
の遠心分離機。