JP2987519B2

JP2987519B2 - デカンタ遠心機

Info

Publication number: JP2987519B2
Application number: JP3506758A
Authority: JP
Inventors: マトゼン，ベント
Original assignee: ARUFUA RABARU SEPARACHOON AS
Current assignee: ARUFUA RABARU SEPARACHOON AS
Priority date: 1990-03-13
Filing date: 1991-03-12
Publication date: 1999-12-06
Anticipated expiration: 2014-12-06
Also published as: DE69104715T2; DK170967B1; JPH05505557A; DK65190D0; DE69104715D1; WO1991013686A1; DK65190A; EP0520010B1; EP0520010A1

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、デカンタ遠心機に関するものであり、該遠
心機は、一端に分離された液相用の出口開口を有する回
転可能に枢支されたドラムと、分離すべきフイード用の
空所の形をした入口を含むコンベヤ本体を有するドラム
中にある回転可能に枢支されたコンベヤからなり、該入
口は、コンベヤ本体と同軸の壁によって半径方向に制限
されており、かつコンベヤの２つの隣接した受板の間に
位置し、該入口をコンベヤ本体とドラムの内側との間の
空間と連絡する入口開口を有し、該入口は回転対称の第
１端壁と、第１端壁の反対側に位置する第２端壁とによ
って軸方向に制限されており、該第２端壁は第１端壁に
向かって延びている中央突出部を有し、フィードの入口
菅の軸孔を含んでおり、該入口菅は前記ドラムと共軸で
あり、かつ、入口に面し、ドラムの軸に垂直な面内に位
置している口をゆうしている。

この型のデカンタ遠心機においては、コンベヤ本体の
角速度に加速中に、フィードが入口の内側を沿って液層
を形成するに必要なエネルギの２倍のエネルギを受ける
という問題がある。この余分なエネルギは、入口からコ
ンベヤ本体とドラムの内側との間の空間に向かう好まし
くない乱流を遠心機の液中に生じ、ここで、該エネルギ
は最終的に熱に変換される。

過剰のエネルギが液に供給されることは、入口の内部
液面に存在する液に単位キュウブ（cube）を調べること
により理解される。このキュウブは次式で与えられる運
動エネルギを有している。

1/2ρω²r² 上式で、ωはコンベヤ本体の角速度をあらわし、ｒは
オーバーフロー端の半径である。

回転軸の周りの液体キュウブの角運動量Ｌは次式とな
る。

ρωr² この角運動量は、角速度ωで回転している入口の影響
のよるものである。

デカンタ遠心機を駆動するモータから供給されるエネ
ルギは、したがって次の如くである。

Ｌω＝ρω²r² このエネルギが、液体キュウブを自由表面に保持する
に必要な前記したエネルギの２倍大きいことがわかる。

上記入口の内側上の比較的薄い液層中に干渉液流を起
こさなければ、この過剰のエネルギは液中に残らず消散
し、分離効果を減少させる。

上記の型のデカンタ遠心機が、米国特許第３、428、2
46号明細書に記載されており、この装置では、入口えの
固体の集結とこれによる入口菅の侵食を、入口開口の周
辺域中の第１端壁上に放射上リブを設けること、傾斜し
たそらせ板と同様な形に第２端壁、入口菅及び第２端壁
上の突出部の偏向アッセンブリ、および、入口開口の半
径より大きい半径で位置している分離された液体の出口
開口によって防いでいる。

欧州（EC）特許公開第０、177、838号には、第１端壁
と出口開口部との間の域で凝集剤をフィードに加えるタ
イプのデカンタ遠心機が記載されている。凝集剤をノズ
ルから加圧下に供給し、フィードの流れに部分的に業種
剤を混入させる。図面に示されるフィードの流れは、分
離された液体用の出口開口部が入口の入口開口部の半径
方向でより外側に位置していることを示している。

フランス特許第２、057、600号に記載の遠心機におい
ては、液相用の出口開口部が、液相が部分的に入口を満
たすように、入口開口部の内側に位置している。この目
的は、入口内の固体の分離を効果的に行うためである。
この遠心機においては、液相を入口から直接出口開口部
に向かわせるために、第２端壁を１組のスポークとな
し、菅状コンベヤ本体の一端を支えている。

本発明の主目的は、該過剰のエネルギがフィードが入
口開口部を流れる前に消散し、コンベヤ本体と、固体成
分の分離が効果的の行われるドラムの内側との間の空間
に放出されるような入口を有するデカンタ遠心機を提供
するにある。

本発明の他の目的は、入口の流れをか各種の流速と異
なるタイプのフィードに規定するためにはデカンタ遠心
機の入口がどのような形であるべきかを実証することに
ある。

本発明のデカンタ遠心機は先行記述とは次の点がこと
なっている。即ち、入口の入口開口部の口が、出口開口
部の半径より大きい半径で配置されていること、入口開
口の半径によって外側に制限された入口の周辺域がキャ
リヤ、内側に延びる突出部、等をもたないこと、およ
び、第２端壁の突出部が、先端が第１端壁にめんする截
頭円錐形をしていることである。

これは入口パイプを通って流れる送給物がそれが分割
しかつ入口の半径方向に制限する壁に向かって流れる第
１端壁に向かって直接噴流として導かれることを得るの
に設ける。壁は送給物を回転するのに寄与する部材を含
まないので、トルクは単に送給物と端壁の内側との間の
摩擦により決定された送給物に伝達される。入口におけ
る送給物の角速度はそれゆえコンベヤ本体の角速度より
実質上低く保持されることができる。入口の自由液体面
はそれゆえ出口堰に対する半径よりかなり小さい半径上
に位置決めされる。

その場合に得られることは、デカンタ遠心機がその通
常の差動条件に達したとき、入口の流れが主として第１
端壁からかつ第２端壁に向かって入口の自由面に対して
平行な方向に通過しかつ均一な流出が入口開口を通って
同時に行われるということである。送給物が入口開口に
接近するとき、それはやがてコンベヤ本体と同一の角速
度を達成するが、入口の厚い液体層うちの比較的長い通
路により、過剰エネルギがコンベヤ本体とドラム内側と
の間の空間に入口開口を通って運ばれる乱流の発生を阻
止するような方法において賞されるされる。

本発明の実施例は第２端壁の突起がその尖端が第１端
壁に向かい合う截切円錐の形状を有することを特徴とす
る。送給物中に発生するかまたは入口に流れながら送給
物によって運ばれる考え得る空気が第２端壁の突起の周
部に沿って通り過ぎることができ、それにより意図され
る流れに干渉するかもしれない入口に空気クツシヨンが
発生するのを阻止する。述べられた突起の設計により開
放された空気は突起の周部に沿って流れかつ該突起の軸
方向孔を通って入口を出る。

本発明の好適な実施例において、第２端壁の突起が実
質上突起の周部に沿って均一に分布される実質上半径方
向の、長手方向のリブを有することができるか、または
突起の周部に沿って螺旋に続いている１またはそれ以上
の実質上半径方向のリブであつても良い。かくして大き
な運動量が、例えば送給物の流量が増加するため、自由
な液体面が突起の周部に接近する場合に液体に伝達され
る。リブの形状を、例えば直線リブから螺旋に続いてい
る突起のまわりに数回捩じっているリブに変更すること
により、流れは第２端壁に向かってより強力に向けられ
ることができ、それにより送給物の改善された軸方向分
布を得、そしてリブの半径方向の延長を変更することに
より、液体の自由面が該液体が突起内に入口パイプの孔
を通って放出することができるような小さい半径に近づ
かないことを得ることができる。

選択的に好適な実施例は第１端壁が入口パイプに向か
って突出するバツフルノブを中心に含むことを特徴とす
る。これは送給物が軸方向の流れから半径方向の流れに
変わるときかかる方向の急激な変化が阻止されるため流
入送給物の改善された制御を得るために設ける。

さらに他の実施例において、バツフルノブは該バツフ
ルノブの周部に沿って均一に分布される半径方向のリブ
を有することができる。リブが直線または螺旋に沿って
延在可能である。これは入口の安定な循環流れを得るた
めに入口の送給物に十分な回転を付与するために必要か
も知れない。

他の実施例において入口はコンベヤ本体の交換可能な
部分に設けられても良くそしてバツフルノブは第１端壁
に交換可能に固定されかつ入口パイプの軸方向孔に収容
する突起は第２端壁に交換可能に固定される。これらの
手段により得られるのは、１つおよび同一のデカンタ遠
心機が、前記構成要素の１またはそれ以上が交換される
ために、種々の型の送給物に使用されることができると
いうことである。

本発明によるデカンタ遠心機の好適な実施例におい
て、入口パイプは軸方向に移動可能である。したがつ
て、バツフルノブでの噴流の直径が入口パイプの移動に
より変更されることができることが得られ、送給物の型
および／またはその流量への入口の流れの適合を可能に
する。

本発明を以下に幾つかの実施例によりかつ図面を参照
して詳細に説明する。

図面の簡単な説明第１図は本発明によるデカンタ遠心機を非常に概略化
した形で示す断面図、第２図は、第１図に示されたような、デカンタ遠心機
の入口の実施例を示す図、第３図は入口における送給物の流れの通路が示される
第２図と同様な入口を示す図、第４図は第２端壁の突起が該突起の周部に沿って螺旋
に続いている２つのリブを有する第３図におけると同様
な入口を示す図、第５図は第１端壁が環状突起を有する第４図における
と同様な入口を示す図、第６図は入口、バツフルノブおよび第２端壁が交換可
能に取り付けられる第２図におけると同様な入口を示す
図、第７図は直線リブを備えたバツフルノブを示す概略
図、第８図は螺旋リブを備えたバツフルノブを示す概略図
である。

発明を実施するための最良の形態第１図に示したデカンタ遠心機は各端部でベアリング
22に回転可能に軸承されたドラム１を含んでいる。コン
ベヤ２は各端部でベアリング23によつてドラムに対して
該ドラム１に回転可能に軸承される。コンベヤ２は外部
螺旋フライト21を備えたコンベヤ本体３からなる。該コ
ンベヤ本体３は第１端壁11および第２端壁13によつて軸
方向に画成される入口４を含んでいる。入口４はコンベ
ヤ本体３と同軸である壁５により半径方向に画成されか
つ入口をコンベヤ本体３とドラム１の内側との間の空間
と接続する入口開口６からなる。デカンタ遠心機はさら
に入口４に向けられた口部分16を有する入口パイプ８を
含んでいる。

第２図は、この実施例において、半径方向に制限する
壁５に滑らかな遷移をそれ自体構成する端壁11に滑らか
に合流するほぼ球状面として形成されるバツフルノブ12
を中央に有する端壁11を備えた入口４を示す。バツフル
ノブと反対に第２端壁13は入口パイプ８用の孔15を含み
かつドラム軸線と同軸である突起14を有する。突起14は
その小さい端面がバツフルノブに向かい合う截切円錐の
形状を有する。大きな端部において突起14はそれ自体壁
５に滑らかに合流する端壁13に滑らかに合流する。突起
の周部に沿って均一に分布される６個の、実質上半径方
向の、僅かに螺旋状の、長手方向リブ17が突起の周部に
沿って位置決めされる。入口パイプ８の口部分はドラム
軸線に対して垂直な平面内に配置される。入口パイプ８
は軸方向に移動可能であり、それにより口部分16とバツ
フルノブ12との間の距離が変化されるのを許容する。こ
の距離の調整は選択により作動の間中行われても良くそ
して距離の変化は手でまたは図示されない制御機構によ
つて自動的行われることができる。

半径方向の壁５はそのすべてが螺旋フライト21の間に
位置決めされる入口開口６を備えている。開口は、さら
に、壁５の軸方向延長部全体を均一に横切って設けられ
る。液体はその場合に乱流および渦巻を引き起こす部材
を通すことなく入口から入口開口を通って空間７に自由
に流れることができる。

第３図は入口の流路を示す。点線で図の上方半分が送
給物が入口を通るとき流れる種々の特性の流れ区域を示
す。

図の下方半分の矢印は入口の送給物の非接線速度を示
す。

入口を通る送給物の通路は以下のように説明すること
ができる。送給物は入口パイプ８を出てそしてバツフル
ノブと自由な液体面に配置される渦巻区域31との間で半
径方向に分散されるバツフルノブ12に向かって噴流にお
いて継続する。送給物は続いて混合が入口の半径方向に
外方の区域33から液体により行われる攪拌領域31に通過
し、それにより送給物の角速度を増加する。前記角速度
は隣接する区域33、いわゆる消散区域の角速度より幾ら
か小さく、そして送給物はそれゆえリブ17の半径方向外
方縁部に向かう方向に液体面に向かって強制される。リ
ブがコンベヤ本体と同一の速度で回転するという事実に
鑑みて、この区域の液体が付与され角加速は液体が突起
14に向かってさらに突出するのを阻止する。リブは僅か
に螺旋状であり、それにより液体を端壁に向けて強制す
る。加速区域32において送給物はリブと同一の角速度を
達成しこれに反してこの加速により引き起こされた過剰
エネルギは突起14の長さを通して消散区域33に送給物を
運んでいる半径方向速度として発生する。

乱流により消散区域33の半径方向速度は送給物の温度
上昇に変換されかつ混合がリブ17から到来する液体内の
高い角速度が入口開口６を取り囲む区域34に向かって半
径方向に移動する液体の平均角速度に変換されるように
行われる。３つの入口開口６が乱流を付与することがで
きる縁部または保持ネジまたは送給物中の同様により大
きな粒子がないようにフライト間に位置決めされる。開
口はこれらが流れに対する制限を形成しないように大き
くかつそれらがフライトに追随するのでそれらは相対的
に軸方向に配置されかつ円形筒状の壁５のほぼ長さ全体
を被覆する。入口開口の１つの通過により送給物は小さ
い補完加速が付与されるが、この作用は送給物が前記位
置でのコンベヤ本体とほぼ同一の角速度を得たため僅か
のみである。

図は端壁11および13が円形筒状壁に滑らかに合流する
ことを示す。これは入口が上述されたように作動するた
めに必要な先行条件ではない。端壁と円形筒状壁との間
の遷移が直角の隅部として設計されたならば静止した流
れがこの隅部内に直ちに作られかつ上述した流れと干渉
しない。かかる場合に送給物からの沈澱物が実際のスポ
ツトに沈澱することを可能にし、そしてこれは何回かの
作動後の入口のクリーニングに必要かも知れない。これ
を回避するために、入口の種々の面が互いに滑らかに合
流する。

第４図に示される入口は突起14の周部に沿って螺旋状
に位置決めされるリブ17を有する。かかるリブは第３図
に示したリブより端壁に向かって加速区域32に強力な流
れを引き起こす。そのすべてがネジフライト21間に位置
決めされる６個の入口開口がこの後者の入口の実施例に
設けられる。

第５図に示した入口は突起の半径方向内側および外側
で端壁11に滑らかに合流する角度的突起20を備えた端壁
11を有する。かかる突起により入口の流路の強力な制御
を得ることができかつ第３図の上方半分との比較によ
り、突起が攪拌領域を消散領域から分割し、それにより
送給物をより長い距離を通って流れるようにし、それに
よりそのエネルギを入口区域34に近づく前に消散するこ
とが明らかである。

第６図は第２図の入口として実質上設計された入口を
示すが、入口部分はボルト25およびコンベヤ本体上のフ
ランジによりコンベヤ本体と接合される別個の構成要素
として適宜に設計される。バツフルノブ12はまた中央ボ
ルト26によつて端壁11に堅固にボルトで止められる別個
の構成要素として設計される。突起14は同様にボルト27
らより端壁13にボルトで固定して止められる別個の構成
要素として設計される。

特別な作動の形式への本発明によるデカンタ遠心機の
適合により、記載された入口は最適な収率を得る観点に
関連して種々の部材の大きさおよび形状を変化する大き
な可能性を提起する。入口の半径は狭い制限内でのみ変
更されることができるが、入口を軸方向に延長すること
もできる。この点において、入口の延長が突起14が、液
体が突起の孔15を通って放出する回転軸線に向かってこ
れまでは貫通しないこととを保証するために入口の液体
の内面を制御する必要があるため、延長され過ぎるにち
がいないことを一般に意味することを考慮しなければな
らない。長い入口の入口開口６が壁５を通して均一に分
布されるならば、送給物の部分が入口開口を通過しかつ
空間７に貫通する前に入口を通る短い通路のみを有する
危険がある。かかる場合に、第５図に示すように、環状
突起20を備えた端壁11を好都合に使用することができ
る。

流量の大きな範囲を通してリブ17の作用は孔５を通る
流出を阻止し、送給物に角速度を付与しかつ送給物を入
口全体を通して軸方向に分配することであり、それによ
り入口の消散区域33全体を通して消散するように加速か
ら生じる過剰エネルギを可能にする。リブ17の軸方向延
長はそれゆえ入口の軸方向長さに適合されねばならな
い。しかしながら、リブ17は入口開口において区域を被
覆するべきである。半径方向にリブは、入口パイプのか
つまたは孔15の直径、および突起14の長さかつまた強さ
に関連して考え得る最小の半径に位置決めされねばなら
ない。

個々のリブは回転軸線に関連して一定の角度において
または軸線に対して可変角度において完全に軸方向に延
長することができる。軸線に対する角度は消散区域33を
通して送給物の軸方向分布を考慮しかつ上述のごとく、
流量、分離されるべき送給物の型およびリブ17および入
口４の軸方向延長に適合されねばならない。リブは送給
物中の毛髪および糸が縁部にまとまりかつくつつかずし
かも投げ出されるように設計される。バツブルノブの目
的は送給物が入口の送給物の自由面との最小の干渉によ
り攪拌区域30に運ばれかつ端壁11の表面を横切って均一
の分布を得るように送給物の方向を変更することであ
る。突起14のリブ17が所望の回転を生じない場合には第
６図に示したように、バツフルノブの周辺に沿って均一
に分布されかつ第７図に示すように、直線にまたは第８
図に示すように、螺旋に追随する半径方向リブ19を設け
ても良い。前記リブは同様に毛髪および糸がまとまらな
いように設計されるべきである。

入口開口６を通って空間７に通すことにより、小さな
加速が、上述したように、付与される。この補完加速を
減少する観点により、入口開口での区域の材料の厚さが
強さおよび磨耗に関する検討により同様に小さく許容さ
れるのが好都合である。

入口開口が入口の液体の自由面の下に配置される事実
に関して、非常に少量の空気のみが入口を通って放出す
ることができる。これは、突起が、上述したように、截
切円錐の形に好都合に付与される理由であり、それによ
り入口内の考え得る空気が入口パイプに沿って運び返さ
れる。

コンベヤ本体内に軸承された回転入口パイプを有する
デカンタ遠心機において、入口がベアリングを通って通
気されることができる手段が設けられねばならない。か
かるデカンタ遠心機においてさらに排出により入口に部
分的な真空を作り出すことにより分離を改善することが
できる。かかる部分的な真空は消散されるべきエネルギ
を減少し、過剰エネルギの幾らかはこの場合に部分的な
圧力を補償するのに使用される。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】分離した液相のための出口開口（９）を一
端に有する回転可能に枢支されたドラム（１）と、分離
すべきフイードのための空所の形の入口（４）を含むコ
ンベヤ本体（３）を有するドラムの中に回転可能に枢支
されたコンベヤ（２）とからなり、該入口（４）はコン
ベヤ本体と共軸に壁（５）によって半径方向に制限され
ていて、コンベヤの隣接する２個の受板の間に配置され
た入口開口（６）が設けられ、入口（４）をコンベヤ本
体（３）とドラム（１）の内側との間の空間（７）と連
絡しており、入口（４）は回転対称第１端壁（11）およ
び第１端壁（11）に対向して配置された第２端壁（13）
によって軸方向に制限されており、第２端壁（13）は第
１端壁（11）に向かって伸びている中央突起（14）を有
し、かつフイードのための入口管（８）に対する軸孔
（15）を含んでおり、該入口管（８）はドラムと共軸に
なっていて、入口に面する口（16）を有し、かつドラム
の軸に対して垂直な面の中に配置されているデカンタ遠
心機において、入口（４）の入口開口（６）の口が出口
開口（９）半径よりも大きな半径で配置されており、入
口開口（６）に対して外方に向って半径により制限され
た入口（４）の周囲部分がキャリヤ、内方に伸びる突起
などを有しておらず、第２端壁（13）が回転対称であ
り、第２端壁（13）の突起（14）は、その先端が第１端
壁（11）に面している載頭円錐の形を有していることを
特徴とするデカンタ遠心機。
【請求項２】第２端壁（13）の突起（14）が、突起の周
囲に沿う螺旋に従った実質的に放射状のリブ（17）を有
することを特徴とする請求項１に記載のデカンタ遠心
機。
【請求項３】第２端壁（13）の突起（14）が、突起の周
囲に沿う螺旋に従った実質的に放射状のリブ（17）を有
することを特徴とする請求項１に記載のデカンタ遠心
機。
【請求項４】第２端壁（13）の突起（14）に、突起の周
囲に沿う均等に分配された実質的に放射状の縦リブ（1
7）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載
のデカンタ遠心機。
【請求項５】第１端壁（11）の中央に入口管（８）に向
って突出するそらせノブ（12）が設けられていることを
特徴とする前記請求項の何れか１項に記載のデカンタ遠
心機。
【請求項６】そらせノブ（12）が、そらせノブの周囲に
沿って均等に分配された実質的に放射状のリブを有する
ことを特徴とする前記請求項の何れか１項に記載のデカ
ンタ遠心機。
【請求項７】そらせノブ（12）の実質的に放射状のリブ
が、そらせノブの周囲に沿う螺旋に従うことを特徴とす
る請求項５に記載のデカンタ遠心機。
【請求項８】第１端壁（11）が入口管（８）に面する環
状突起（20）を有することを特徴とする前記請求項の何
れか１項に記載のデカンタ遠心機。
【請求項９】コンベヤ本体（３）が入口（４）に適合す
る交換可能な部材（24）を有することを特徴とする前記
請求項の何れか１項に記載のデカンタ遠心機。
【請求項１０】そらせノブ（12）が第１端壁（11）に交
換可能に取付けられていることを特徴とする前記請求項
４〜７の何れか１項に記載のデカンタ遠心機。
【請求項１１】入口管（８）のための軸孔（15）を含ん
でいる突起（14）が第２端壁（13）に交換可能に取付け
られていることを特徴とする前記請求項の何れか１項に
記載のデカンタ遠心機。
【請求項１２】入口管（８）が軸方向に移動可能である
ことを特徴とする前記請求項の何れか１項に記載のデカ
ンタ遠心機。