JP3794714B2

JP3794714B2 - 遠心分離器

Info

Publication number: JP3794714B2
Application number: JP53636398A
Authority: JP
Inventors: コックス，イーアン，マルコム; サムウェイズ，アンドリュー，レオナード
Original assignee: フィルテルベルクマンウントフメルゲーエムベーハー
Priority date: 1997-02-21
Filing date: 1998-02-11
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2018-02-11
Also published as: DE69804975D1; WO1998036846A1; US6234949B1; EP1009535A1; GB9703684D0; GB2322314A; ZA981330B; ATE216288T1; GB2322314B; JP2001511703A; USRE38855E1; EP1009535B1

Description

本発明は例えば油圧油すなわち伝動油のような閉鎖回路の周りで繰返しくみ出される液体から微粒の汚染物質を分離する種類の液体駆動の遠心分離器に関する。
液体動力遠心分離器は種々の濃度の流体を分離したり、あるいは液体から微粒物質を分離するためのものとして周知であり、エンジンや車両の同様の部分に対する潤滑系統において長く使用されてきた。作動の共通原理はハウジングが概ね垂直の軸線の周りで高速で回転するように支持されているロータを収容していることである。ロータは回転軸線に亘って高圧で液体が供給され、接線方向に向いた反動噴射ノズルからハウジング内へ液体が排出される容器を含み、前記液体はハウジングからエンジンの液体溜めに排出される。汚染した液状潤滑剤もまたロータまで供給されそこを通過し、そうすることにおいて、より濃縮された汚染物質が遠心力によりロータから分離され、ロータ内に保持される。駆動流体は、例えば英国特許第Ａ−７３５６５８号、同第Ａ−７５７５３８号、同第Ａ−２１６０７９６号あるいは同第Ａ−２３８３１９４号に記載の型式の所謂自動動力遠心分離器内での汚染した液体からなり、あるいは英国特許第Ａ−２２２９７４９９号に記載のように個別の液体としてもよい。
ロータの駆動液体源とは無関係に、排出された液体によって喪失されたエネルギはロータ内で循環し、かつ通過している汚染した液体が軸線の半径方向外方に離隔され、軸線に向って半径方向内方に面する面上で固形の汚染物質を堆積するのに十分速い速度での軸線の回りでのロータの回転に影響を及ぼす。効率的な分離のために、並びに分離された汚染物質が反動噴射ノズルと干渉しないように保証するために、ロータ容器には、固体が集められる分離室と、回転軸線の近傍で移送開口を介して清浄にされた液体が通過する流出室とに効果的に分割する半径方向内方に延びる仕切り壁を設けることが出来る。仕切り壁が、回転軸線が垂直方向から傾斜している場合分離室内で固体および液体含有スラッジをより良好に保持する分離円錐体と称されることがあるものとして半径方向および軸線方向の双方に延びることが、例えば欧州特許第０１９３０００号および英国特許第２２８３６９４号のように、近代的な設計において一般的である。
前述の遠心分離器は、汚染物質が特に、ロータに保持された液体およびその他の固形材料と結合し、回転が停止した後でさえもロータの直立壁に粘着する濃密で凝集性の物質を作る傾向のある煤煙流体等のような燃焼の炭質生成物からなるような内燃機関のくみ出される液体系統内で基本的に採用され、ロータの簡単な内部構造を可能にする。たとえそのような材料がロータの壁から仕切り壁上へ落下するとしても、分離円錐体として仕切り壁に僅かな傾斜を形成することによって、その後の回転によって前記材料を周壁まで戻すに十分な遠心力を加える前に環状の移送開口を通して反動噴射ノズルまで新しく導入された液体に該材料が捕捉されないようにするのに十分である。しかしながら、燃焼生成物によって汚染されない液体の場合には、遠心分離は非凝集性の流体を生じる傾向があり、該非凝集性の汚染流体は相対的に流動性で簡単に洗い流されたり、あるいはスラリとして液体の流れに捕捉される湿った沈泥として液体から沈降する。そのような非凝集性の汚染物質が遠心分離の結果として急速に回転しているロータの周側壁上に沈降すると、該材料の非凝集性により該材料を概ね均一な厚さの沈泥として垂直の壁に亘って広げ、かつ回転速度が低下するか、ロータへの液体の供給を停止する結果全く回転が停止すると、非凝集性の沈泥は下方へどさっと落下し、仕切り壁に集まる。そのような状況において、かつ分離円錐体として仕切り壁が傾斜しているにも拘わらず、非凝集性の沈泥は、ロータが液体から汚染物質を分離し、それらをロータの容器内で周側壁に対して保持するような速度で回転するようにされる前に移送開口内へその後供給された液体によって簡単に捕捉されてしまう。
本発明の目的は非凝集性の微粒汚染物質をそこを通過する液体から分離し、汚染物質が液体に捕捉され直すことに関する問題を緩和するような遠心分離器を提供することである。
本発明によると、そこへ供給されてきた液体から非凝集性の微粒汚染物質を分離する遠心分離器は、ハウジング密閉体と、作動的に概ね垂直方向にハウジング密閉体を通って延びている軸線と、高圧で液体を受け取るように配置され、概ね接線方向にそこから液体の排出に反応して、少なくとも所定の最小速度で軸線の周りで回転し汚染された液体から前記非凝集性の汚染物質を分離するように配置されたロータとを含み、前記ロータは（ｉ）軸線からずれた周側壁を含む外側の周壁と、（ｉｉ）前記周壁から半径方向内方に延び、容器を分離室と流出室とに分離し、その半径方向内周において分離室と流出室との間の移送開口を画成する内側仕切り壁であって、前記分離室が回転軸線からそこに汚染された液体を導入する入口開口を含み、前記流出室が液体を容器から排出するための少なくとも１個のノズルを有する内側仕切り壁と、（ｉｉｉ）前記分離室内の障壁手段であって、仕切り壁から上方向に延び障壁の縁部に終わり、周側壁の半径方向内方に配置された障壁を含み、前記周側壁と仕切り壁とで汚染物質保持領域を画成し、ロータが少なくとも前記所定の最小速度で軸線の周りを回転しているときに、障壁に堆積した非凝集性の汚染物質が前記力によて障壁の縁部から周側壁まで流れるようにされ、前記ロータが少なくとも前記所定速度において回転していないとき周壁に堆積した分離された非凝集性の汚染物質が前記汚染物質保持領域内へどさっと落下し、入口と移送開口との間で流れている液体中へ捕捉されないような傾斜と間隔とで前記障壁が前記障壁の縁部に対する半径方向に抑制された首部を形成するように前記障壁縁部が離隔するように前記障壁が周壁に向って傾斜している障壁手段とを有する容器を含む。
本発明の実施例を添付図面を参照して例示として以下説明する。
図１（ａ）は本発明による液体駆動の遠心分離器の第１の実施例の断面側面図であって、半径方向内方に延びた仕切り壁によって分離された分離室および出口室とを密閉する周壁と、前記分離室内の仕切り壁から上方に延び、狭い環状の首によって周壁から分離された障壁縁部まで外方に広がった円錐形障壁の形態の障壁とを有するロータが装着されている端から送り込まれ、固定されたスピンドルが貫通しているハウジングを示す図、
図１（ｂ）は円形の障壁を示す図１（ａ）の線Ｉ−Ｉに沿って見た断面図、
図１（ｃ）は代替的な多角形の障壁を示す図１（ｂ）と類似の断面図、
図２は全体的に図１に示す実施例と類似であるが、分離室内にあって、上方に延びている障壁と軸線方向に面し、ロータの周壁から半径方向に分離され、かつ障壁縁部から軸線方向に分離されている対応する障壁縁部まで外方に広がっている下方に延びる対応する障壁を含む補完の障壁手段を含む遠心分離器の第２の実施例の断面側面図、
図３は補完の障壁がロータの周壁の円錐方向にテーパが付いている部分によって形成されている点が図２に示す実施例と相違する本発明による遠心分離器の第３の実施例の断面側面図、
図４、図５および図６は遠心分離器の第４、第５および第６の実施例の断面側面図であって、
図４は分離室が複数の軸線方向に離隔した内部仕切り壁を含み、障壁手段が内部仕切り壁から延びている追加の障壁を含み、補完の障壁手段が該障壁手段に面している対応する数の補完の障壁手段を含む第４の実施例を示し、
図５は最上方の補完の障壁がロータの周壁の円錐方向にテーパの付いている部分によって形成されている点で図４に示す実施例と相違する第５の実施例を示し、
図６は補完の障壁手段が何ら無く、仕切り壁が分離円錐体の仕方で密閉されるのではなく水平方向に延びている点が図４に示す実施例と相違する第６の実施例を示し、
図７は、全体的に図２と類似であるが、障壁と補完の障壁との障壁縁部の間の空隙が半径方向外方に向いた力に応答して開放可能な弁手段によって閉鎖されている、本発明による遠心分離器の第７の実施例の断面側面図、
図８は図７に示す実施例と類似であるが、弁手段が伸張可能な補完の障壁によって画成されている遠心分離器の第８の実施例の断面側面図、
図９はロータ容器が分解可能で、障壁手段がロータ容器内へ挿入し、かつそこから取り外しするように一体ものとして形成されている遠心分離器の第９の実施例の断面側面図である。
図１（ａ）と図１（ｂ）を参照すると、液体から非凝集性の汚染物質を分離する液体駆動の遠心分離器が全体的に１００で指示され、それは汚染した液体自体が汚染物質を遠心分離するための回転を与える動力源である自動動力型式のものである。
遠心分離装置１００はくみ出された液体を供給ダクト１３を介して受け取り、排出ダクト１４を介して液体溜めまで戻すように結合されることにより、くみ出された液体を使用する要素をバイパスしている支持構造体１２の形態のハウジング１１を含む。支持構造体１２には、少なくとも部分的に延びる通路１７を有し、下端で供給ダクト１３に結合されているスピンドルの形態の概ね垂直方向に延びる軸手段１６が固定されている。ハウジングは垂直方向に分離可能な部分１８₁と１８₂からなり、スピンドル１６₁が、ハウジング部分１８₁に解放可能にシールされたハウジング部分１８₂にナット１９によって固定されている。
ロータ２０がスピンドル１６の周りで回転するようにハウジング内に装着されている。ロータは、折り曲げた継ぎ目２３で接合されたプレス加工した鋼板の要素２１および２２から形成されている容器からなる点で、従来からのものである。要素２１は、軸線方向の側壁２４₁並びに中央の開口２５を備えた一体の半径方向内方の端壁２４₂として延びている周壁すなわち外壁２４を画成している。要素２２は一方のみを２８で示している一対の接線方向に向いた反動噴射ノズルを有するくぼみ２６、２７が形成されている周壁の概ね半径方向に延びるベースを形成しており、該ベースはロータの長手方向軸線にある開口２５と直線的に２９において開口を設けられている。
中空の部材３０が軸線方向に離隔した開口２５と２９との間で、かつそれらを貫通して延びており、容器の要素に対してすえ込みされ周壁の端部用のスペーサとして、かつスピンドル１６の周りで回転するようにロータを支持する軸受ブッシュ３１および３２の受入れ部として作用し、そのためロータの長手方向軸線は３４で指示するロータの回転軸線に対して同一である。
スピンドル内の通路１７は、回転軸線から容器へ供給圧力で液体を導入するように３３において入口開口を形成している管状部材内へ開放している。このように、スペーサ部材３０は容器用の半径方向内壁を形成している。
前記容器内で、内部仕切り壁３５は継ぎ目２３における周壁から半径方向内方に延び、容器を（汚染物質が液体から分離される）分離室３６と、反応ノズル２８等と連通している流出室３７とに分割する。仕切り壁の半径方向内周３８は分離室３６と流出室３７との間の移送開口３９を画成する。
スピンドル１６の上方部分１６₁は下方部分１６₂より小さい直径にされ、そのため管状部材３０内の液圧に露出しているブッシュ３１および３２の端部はそのような直径に関連した力の作用を受ける。このように、作動時、上側のブッシュ３２に上方向により大きな力が作用し、ロータをその重量に抗して持ち上げようとし、その持ち上げる程度は瞬間的な供給圧力によって変わる。圧力が、その圧力による持ち上げ力がロータの重量を上回るようなものである場合、ロータは運動してハウジングの部分１８₂と接触し、この運動を許容するために、圧力持ち上げスラスト軸受がブッシュ３２の概ね半径方向に延びたフランジ３２₁とハウジング部分に固定された静的ブッシュ３８とによって形成される。
ロータの重量は前記圧力によって生じる持ち上げ力が上回るときを除いて、重量スラスト軸受手段によって支えられている。従来は、そのような重量スラスト軸受手段は圧力持ち上げスラスト軸受をイメージしたもの、すなわちブッシュ３１の下端と支持構造体１２の上端１２₁まで半径方向に延びているフランジ面３１₁からなる。
これまで説明してきたロータは基本的に従来からのものであって、内燃機関の潤滑系統において周知の型式であり、排出された液体がロータを特定レベルの遠心力を発生させる少なくとも最小の速度で回転させると、微粒の汚染物質が液体から分離されて内方に面した周側壁２４₁に向って半径方向外方に投げ出される。更に、前述のように、そのような周知の用途において分離された汚染物質は周壁に対しておよび（または）相互に対して接触しようとする形態のものであり、仕切り壁３５は鋭角で回転軸線に対して傾斜し、それにより周壁の近傍で集積しようとする傾向の固形の汚染物質が流出室内へ落下し、その結果反動噴射ノズルが閉塞したり潤滑剤の溜めに戻らないようにすることが出来る。
しかしながら、(液体の濃度に応じて)非凝集性のスラリあるいはスラッジとして留まる汚染物質に対処するために、仕切り壁をそのように簡単に僅かに傾斜させるだけではそのような集積する汚染物質が液体によって、ロータがそのような遠心力を発生させる所定の最小回転速度以下の速度で回転していて粒子を周側壁に対して保持するような遠心力が介在しない場合移送開口内へ洗い流されないようにするのには不十分である。仕切り壁に堆積されたそのような粒子は直ちにスラリーとされる、容器を貫流している液体中に捕捉されるのみならず、回転の間垂直の側壁に形成された堆積物の非凝集性がそのような堆積物がそのような回転の無い場合仕切り壁上に側壁からどさっと落下し、移送開口内への捕捉の可能性を増加させる。
本発明によると、ロータ容器の分離室３６内に全体的に１４０で指示し、周側壁２４₁の半径方向内方に配置した障壁手段が設けられている。
障壁手段は仕切り壁３５から上方に延び、障壁の縁部１４２に終わっている障壁１４１からなる。障壁は剛性であり、軸線３４の周りで周方向に完全に延びており、図１（ｂ）に示すように平面図では円形である、切頭円錐形にされている。障壁と、周側壁と仕切り壁とはそれらの間で汚染物質保持領域１４４を画成し、障壁は周側壁２４₁に向って傾斜しており、障壁の縁部１４２は、汚染物質領域と分離室の分離領域との間の唯一の連通通路である半径方向に抑制された首部１４３によって周壁から分離されている。
垂直軸線に対する障壁の傾斜は、所定の最低回転速度において、障壁の傾斜がそこに堆積された非凝集性の汚染物質が入口および移送開口の間を通過している液体による遠心分離力により分離され、壁に沿って作用している遠心力の成分によって障壁縁部１４２に向って流れ、次にそこから周側壁１４３に戻るように供給液体によって得られる回転速度と該液体が含有する非凝集性の汚染物質の性質とに関連して選択される。汚染物質堆積物の非凝集性は遠心力／所定の回転速度が留まっている間概ね均一な厚さの層になるように軸線方向に広がるようなものである。
ロータが著しく低速となったり、あるいは静止した場合、そのような非凝集性の堆積物はまとまって下方に落下し、汚染物質保持領域１４４に集められる。次に、液体が加圧されてロータに供給され、移送開口３９を通って流出室３７まで進み、必要に応じて、分離室を充満し始めると、著しい量の非凝集性の汚染物質の沈泥が十分首部１４３を貫流し、移送開口まで進行している流体に捕捉されるように阻害することなく分離室に充満する。分離室が液体で充満するや否やロータが回転を開始し、保持領域から洗い流された汚染物質の沈泥が遠心力により周側壁に向って推進される速度まで迅速に加速し、そのとき周側壁の上に広がり、保持領域から基本的によじ登るがロータの速度が次に低下すると再びまとまって落下する層に変換されることが認められる。従って、遠心分離器の一連の作動サイクルにおいて、非凝集性の汚染物質は徐々に沈泥を形成し、該沈泥はロータが作動するとロータの周側壁に亘って均等に集積され、遠心力が無くなると保持領域内へまとまって落下するが、双方の状態において、反応噴射ノズルへの液体の流れに捕捉されないようにされる。
分離室における液体からの汚染物質粒子の分離効率はロータ容器自体の回転速度ではなく、むしろ液体の回転速度の関数であって、すなわち液体はロータよりもゆっくりと回転すべきでなく、この目的に対して、障壁が半径方向内方に面した面に設けることが可能で、例えば障壁自体の1個以上の半径方向に細長い浮き出し１５０によって、あるいは障壁の面に固定された個別に形成したフランジ(図示せず)によって障壁と共に液体が回転し易くする半径方向に延びた障壁手段が配置されている。そのような障壁と関連した障壁手段はロータ容器の周壁に画成された同じ目的の類似の障壁手段に対して追加しうる。
図２を参照すると、これは全体的に２４０で指示されている障壁手段に関して分離器１００と相違する遠心分離器２００の第２の実施例の断面側面図である。同一の分離器における要素には同じ参照番号を付している。
障壁手段２４０は前述した円錐状の直立した障壁１４０からなり、該障壁は障壁縁部１４２に終わり、周側壁２４₁の近傍で抑制した首部１４３を介してアクセス可能な汚染物質保持領域１４４を画成している。それに加えて、障壁手段２４０は、前記障壁と関連して、ロータの周壁の上端部分２４₂から延び、周側壁２４₁に向って同様に傾斜し、側壁から半径方向に離隔して抑制された首部２４７を画成し、障壁縁部１４２から軸線方向に離隔しその間で周方向半径方向に向いた空隙２４８を画成している軸線方向に向き下方に延びている補完の障壁２４０を含む。前記補完の障壁に直立したそらせ手段を設けることが出来る。作動時、ロータが少なくとも前記所定の最低速度で回転している場合、前記障壁と補完の障壁とは、液体から分離された汚染物質が堆積する半径方向内方に面した面の入口および移送開口を囲む分離領域を効果的に画成することが認められる。前述のように、非凝集性の汚染物質は遠心力によって前記空隙２４８に向って移動し、そこを通って周側壁２４₁上に堆積する。また前述のように、堆積した汚染物質の非凝集性によって汚染物質は周側壁に亘って広がり、空隙の近傍に堆積するのではなくてむしろ概ね均一な厚さの層となる。
ロータが回転を停止すると、周側壁上に堆積した層は前述のように汚染物質保持領域１４４にどさっと落下する。次に、液体が静止した、あるいはゆっくり回転しているロータに供給されると、液体によってスラリ中へ洗い流された沈泥は抑制された首部１４３を通るのみならず、移送開口３９を貫流する流れに捕捉されうる前に空隙２４８も通過する。
図３を参照すると、この図は機能的には図２に示すものと類似である遠心分離器３００の第３の実施例を示す。遠心分離器３００は全体的に３４０で指示するように、障壁縁部１４２に終わり、首部１４３を介してアクセスする汚染物質保持領域１４４を画成する前述の障壁１４１を含む障壁手段を有する。補完の障壁手段は端壁２４₂と側壁２４₁との間の中間でロータの周壁の一部によって形成されている下方に延び、外方に傾斜した補完の障壁３４５によって提供されている。補完の側壁は、作動時に少なくとも所定の最低ロータ速度において、直接堆積したか、あるいは障壁の縁部１４２から周側壁部分３４５から堆積した非凝集性の汚染物質が垂直方向に延びる側壁２４まで下方に移動され、該側壁に亘って広がり、かつ該側壁が十分な回転力が無い場合にどさっと落下するように首部１４３のレベルより僅かに下方で側壁部分と合流する。補完の障壁および（または）周壁３４５の半径方向内方に面している面に、ロータと同じ速度で流体が回転し易くするように１個以上のそらせ手段３５０を設けることが出来る。
図４、図５および図６は断面側面図で遠心分離器の第４と、第５と、第６の実施例を複合して示している。図４を参照すると、遠心分離器４００は全体的に４４０で指示する障壁の別の変形を有する。障壁手段は、以前のものと同様に、仕切り壁３５から上方に延び、周側壁２４向って半径方向外方に傾斜し、障壁縁部１４２に終わり、首部１４３と汚染物質保持領域１４４とを画成している。分離室３６内には、周側壁２４₁から半径方向内方に延びている２個の追加の仕切り壁４６１、４６２が設けられている。前記追加の仕切り壁のそれぞれから周側壁２４₁に向って傾斜し、追加の障壁の縁部４６５、４６６に終わっている追加の障壁４６３、４６４が延びており、前記障壁の縁部４６５、４６６は周側壁と共に首部４６７、４６８を画成しており、前記追加の障壁と追加の仕切り壁との間で追加の汚染物質保持領域４６９、４７０を画成している。
各障壁１４１と追加の障壁４６３、４６４とにはそれぞれ、補完の障壁４７１、４７２、および４７３が関連している。補完の各障壁は前述の補完の障壁２４５と概ね同じであって、下方に延び、周側壁に向って半径方向外方に傾斜し、補完の障壁縁部４７４、４７５、４７６に終り、該障壁縁部は抑制された首部によって周側壁２４₁から離隔し、関連の障壁あるいは追加の障壁の縁部の上に位置して周方向の空隙を画成している。最上側の補完の障壁４７３はロータの端壁２４₂に固定され、一方補完の障壁４７２、４７１はそれぞれ追加の障壁４６４、４６３と共に追加の仕切り壁４６２、４６１によって担持されている。各々の追加の仕切り壁によって担持されている追加の補完の障壁は相互に一体形成してもよい。
機能は、軸線方向の異なる高さにおいて３個の汚染物質保持領域が提供され、周壁壁に堆積された汚染物質がどさっと落ちる距離が短くなっており、移動開口３９への流体の流れに沈泥を戻す危険性があること以外は遠心分離器２００について前述したものと概ね同じである。
2個の追加の仕切り壁および追加の障壁よりも多く、あるいは少なくしてもよいことが認められる。
図５に戻ると、遠心分離器５００は全体的に５４０で指示する障壁手段に関して基本的に遠心分離器４００と類似であって、分離室において最上方にある補完の障壁５７３が側壁２４₁と端壁２４₂との間で傾斜した周壁によって画成されることのみが相違するが、追加の障壁および対応する数の上に位置する補完の障壁とを有する。
図６を参照すると、遠心分離器６００は全体的に６４０で指示し、直立した障壁１４１と、追加の直立した障壁６６３が担持されている少なくとも１個の追加の仕切り壁６６１とを含む障壁手段を有する。しかしながら、下方に延びた補完の障壁を有する補完の障壁手段は設けられていない。遠心分離器６００は、また分離室と流出室との間の仕切り壁３５が種々の用途において凝集性の汚染物質に対する保持領域を提供するのにそれ自体十分である円錐形分離手段の仕方で上方に傾斜しているのではなく、追加の仕切り壁の仕方で概ね水平方向に延びている点が前述した遠心分離器と相違する。仕切り壁をそのような姿勢とすることは直立する障壁が堆積物を保持する能力を決める主要な手段であるので、本明細書で説明した実施例のいずれに対しても採用可能である。
流体を回転させ易くするために障壁、追加の障壁および補完の障壁のいずれか、あるいは全てに対して突出したそらせ手段を設けても良いことが認められる。
図７と図８を参照すると、遠心分離器の第７および第8の実施例７００および８００がそれぞれ複合的に示されている。
図７においては、全体的に７４０で指示する障壁手段は、障壁の縁部１４２に終わる上方向に延びた障壁１４１と補完の障壁の縁部２４６に終わっている下方に延びている補完の障壁２４５とを有する点において図２を参照して前述した障壁手段２４０と類似であり、前記縁部の双方はロータの周側壁２４に近接しているが、そこから分離されて配置されている。補完の壁の縁部２４６は、これらの半径方向に偏位した縁部の間で画成される周方向の空隙７４８が上方に傾斜するように障壁縁部１４２よりも周側壁２４₁から更に離隔することが好ましい。
障壁手段７４０は、更に全体的に７８０で指示する弁手段を含む。弁手段は、ロータが静止しているか、あるいは極くゆっくりと回転しているとき、障壁の縁部１４２と当接するように重力により引き摺り下ろされるように補完の障壁の縁部２４６によって担持された可撓性で非浸透性の材料で作られたフラップ７８１からなる。所定の最低速度において、（汚染物質および液体の外方の力によって助勢可能な）フラップに対する遠心力の作用によりフラップを障壁の縁部から持ち上げ、非凝集性の汚染物質が、点線７８２で示すようにロータの周側壁２４₁まで非凝集性の汚染物質が進行できるようにする。
十分な回転速度が存在しないと汚染物質保持領域において液体によって洗い流された非凝集性の汚染物質は分離室の主要部分まで戻り、移動開口３９内へ捕捉されるのが困難になる。
そのような簡単な形態の弁手段を図４に示す追加の障壁と補完の障壁との間に採用可能であり、また弁手段が、所定の最低作動回転速度以上の遠心力が加えられると、各保持領域への通路を開放させるその他のいずれかの形態を取って良いことが認められる。
例えば、弁手段は可撓性材料の周方向に連続したフラップから構成する代わりに複数の断続した、可能なら剛性のあるフラップから構成してもよい。
また、障壁１４１およびいずれかの追加のあるいは補完の障壁は断面が円形である円錐体の一部分以外の形としてもよい。図１（ｃ）を参照すると、障壁１４１′は、例えば外形が平坦あるいは湾曲してよい壁部材１４１₁、１４１₂、１４１₃、．．．．を配列して当接させたものから形成された断面が六角形のものとしてもよい。弁手段を使用しているにもかかわらず、部材間の接合部によって形成されて角部１４５₁、１４５₂、１４５₃．．．．が壁と共に液体を回転させやすくする前述のそらせ手段として作用可能である。弁手段が採用された場合、そのような壁部材は弁手段フラップ用の壁縁部１４２₁、１４２₂、１４２₃．．．．を提供するように作用し、壁部材のあるもの、あるいは全てが前記最低の作動回転速度において得られる遠心力に応答して半径方向に撓み可能であるため弁手段として作用し、さもなければ撓むことなく協働する壁縁部に対して閉鎖される。障壁１４１′が示されているが、前述のことは追加の障壁あるいは補完の障壁に対して均等に適用される。
障壁、追加の障壁あるいは補完の障壁の材質が伸張可能で、たわみ可能である場合、そのような材質からなる壁は一体の弁手段を構成可能である。図８を参照すると、遠心分離器８００は障壁縁部１４２に終わる障壁１４１であって、可撓性のある材料で形成され縁部８４６が障壁縁部１４２の上に位置し、軸線の周りで周方向に該縁部と概ね当接している補完の障壁８４５とからなる障壁手段８４０を有する。前記壁８４５の材質は弾性変形可能であって、かつ伸張性があるため、縁部８４６は半径方向外方の遠心力自体および（または）分離領域における中味によって加えられる力とに応答して障壁の縁部１４２から離れる方向に動き、分離された汚染物質を通すことが可能で、十分な遠心力が無い場合には当接位置まで戻す。補完の障壁の縁部および可能ならば壁全体が弁手段８８０を構成する。
希望に応じて、追加の障壁のいずれか、あるいは全ては可撓性で、可能なら弾性的に伸張性のある材料から作ればよい。遠心力によって作動する弁手段はそれ自体周知であって、そのような障壁、追加の障壁および補完の障壁に対していずれかの適当な弁手段を採用すればよい。
前述の実施例の全てにおいて、ロータ容器は所謂使い捨て型式であって、構成要素は、例えば折り曲げた継ぎ目２３やすえ込みした管状部材３０のように相互に対して永続的に固定されている。障壁手段の追加の構造体を掃除のために開放可能であるロータ容器内で使用可能なことは勿論である。
ロータ容器構造にも拘わらず、障壁手段を構成する追加の要素が、適当に製造の間にロータ容器内へ挿入可能で、かつ掃除の間に取り外し可能である小組み立て体として装着可能である。そのような小組み立て体は、また現存のロータ容器に障壁手段を容易に、かつ任意に組み込むことが可能である。
図９を参照すると、ロータ容器９０が掃除のために分解可能で、管状部材３０がベース部材２２と一体であり、上端３０₁において、密閉体２１の周端壁２４₂の開口２５を通して延びており、前記上端３０₁は、端壁によってロータの壁要素２１を保持し、分離可能継ぎ目２３′に対してシール圧を加えるクランプナット３０₂を受け入れるように外ねじを切っている遠心分離器９００を断面側面図で示す。ロータ室９０内で、仕切り壁３５はそれを分離室３６と流出室３７とに分割する。本発明による障壁手段９４０は障壁９４１、追加の障壁９６３および補完の障壁９７１とを有する一体の小組み立て体として分離室内に配置されている。追加の障壁と補完の障壁とは追加の仕切り壁９６１によって担持され、障壁９４１は真正の仕切り壁３５に支持された副仕切り壁９３５によって担持され、仕切り壁の第２の層からなる。同様に、ロータ容器の要素２１の周壁は、機能的に周側壁２４₁を提供し、周端壁２４₂、追加の仕切り壁９６１および副仕切り壁は層９２１に接続されるか、あるいは一体に形成され、そのため、周側壁に位置するか、あるいは保持領域９４４および９６９にあるか否かには関係なく非凝集性の堆積物が収容されている一体の小組み立て構造体を形成する。そのような汚染物質の堆積物を入れた一体の小組み立て体をロータの容器から取り外すことが可能であり、堆積物の非凝集性に鑑みて掃除、および再使用が可能である。一体の障壁手段の小組み立て体は、前述の弁手段を提供するように壁の縁部が十分な可撓性を有しうるプラスチック材料を都合よく一品成形可能である。
前述の実施例の全てにおいて、障壁、追加の障壁および補完の障壁は一定の角度で傾斜しており、単純な縁部に終わっているものとして説明し、かつ図示してきた。いずれのも壁も傾斜は変えてもよく、および（または）汚染物質が周側壁まで通し易くし、および（または）そのような汚染物質が分離領域内へ戻るのを阻止するようにしたリップ構造に終わるようにしてもよいことが認められる。
本発明を軸手段が静止したスピンドルの形態である実施例について説明してきたが、障壁手段は、シャフトに装着され、形状端がロータに対して固定されており、ハウジングに対して回転可能なロータ容器内に設けることが可能であることが認められる。
また、前述した実施例の全てにおいて、ロータ容器は汚染された液体がノズル４８から排出されることによりロータを回転させるような圧力で供給される自動動力型式である。ロータ容器は前述の英国特許第Ａ−２２９７４９９号に記載の汚染した液体とは別にこの目的のために供給される液体によって駆動しうることを繰返して述べておく。

Claims

供給されてくる液体から非凝集性の微粒汚染物質を分離するための遠心分離器（１００、２００、３００、４００）であって、ハウジング密閉体（１１）と、作動的に垂直の方向に前記ハウジング密閉体を貫通する軸線（３４）と、高圧で液体を受け取るように配置され、そこからの液体の排出に応答して、前記非凝集性の汚染粒子をその中の汚染された液体から分離するように少なくとも所定の最低速度で前記軸線の周りで接線方向に回転するように配置された、容器（２１）を構成するロータ（２０）とを含む遠心分離器において、前記ロータが、
（ｉ）前記軸線から離隔した周側壁（２４ ₁）を含む外側の周壁（２４）と、
（ｉｉ）周壁から半径方向内方に延び、容器を分離室（３６）と流出室（３７）とに分割し、半径方向内周において分離室と流出室との間で移相開口（３９）を画成する内側仕切り壁（３５；３９１）であって、前記分離室が回転軸線から汚染された液体を入れる入口開口（３３）を含み、流出室が容器から液体を排出するための少なくとも１個のノズル（２８）を有する内側仕切り壁と、
（ｉｉｉ）前記分離室内の障壁手段（１４０；２４０；３４０；４４０；５４０；６４０；７４０；８４０；９４０）であって、前記仕切り壁から上方に延びて障壁縁部（１４２）に終わり、周側壁の半径方向内方に配置され前記周側壁と仕切り壁と共に汚染物質保持領域（１４４；９４４）を画成し、前記仕切り壁は周側壁（２４ ₁）に向って傾斜し、前記障壁縁部がそこから離隔して、ロータが少なくとも前記所定の最低速度で軸線の周りを回転しているとき、そのような傾斜と離隔とにおいて汚染物質保持領域への半径方向に抑制された首部（１４３）を形成し、遠心力によって障壁（１４１；９４１）に堆積された非凝集性の汚染物質は前記遠心力によって障壁縁部（１４２）から周側壁（２４ ₁）まで流れるようにされ、ロータが少なくとも前記所定の速度で回転していないときは、周側壁（２４ ₁）に堆積された、分離された非凝集性の汚染物質が前記汚染物質保持領域（１４４；９４４）内へどさっと落下し、入口と移送開口との間で流れている液体中へ捕捉されないようにする障壁手段とを含むことを特徴とする遠心分離器。
障壁手段（４００；５４０；６４０；９４０）が周側壁（２４ ₁）から半径方向内方に延び、追加の障壁縁部（４６５、４６６）に終わり、周側壁の半径方向内方に配置された追加の障壁（４６３；４６４；６６３；９６３）の各々から上方に延び、前記周側壁と仕切り壁と共に追加の汚染物質保持領域（４６９；４７０；９６９）を画成する少なくとも１個の追加の仕切り壁（４６１；４６２；６６１；９６１）を含み、前記追加の障壁が周側壁に向って傾斜し、前記追加の障壁の縁部がそこから離隔し、ロータが少なくとも前記所定の最低速度で回転していると、そのような傾斜と離隔とにおいて追加の汚染物質保持領域への半径方向に抑制された首部（４６７；４６８）を形成し、遠心力によって前記追加の障壁に堆積した非凝集性の汚染物質が前記遠心力によって前記追加の障壁の縁部から周側壁まで流れるようにされ、前記ロータが少なくとも前記所定速度で回転していないときは、周側壁に堆積されて分離された非凝集性の汚染物質が前記追加の汚染物質保持領域（４６９；４７０）内へどさっと落下出来るようにし、入口と移送開口との間で流れている液体中へ捕捉されないようにすることを特徴とする請求項１に記載の遠心分離器。
障壁手段（２４０；３４０；４４０；５４０；７４０；８４０；９４０）が少なくとも１個の障壁あるいは追加の障壁（１４１；４６３；４６４；９６３）と関連して補完の障壁（２４５；３４５；４７１；４７２；４７３；８４５；７４２）を構成し、前記補完の障壁は、ロータが軸線の周りで少なくとも前記所定の最低速度で回転しているとき周側壁（２４ ₁）に向って傾斜し、関連の障壁あるいは追加の障壁と軸線方向に対面し、それによって遠心力によって補完の障壁に堆積している非凝集性の汚染物質が前記遠心力によって汚染物質の保持領域あるいは追加の汚染物質保持領域の首部の近傍の周側壁まで流れるようにされ、ロータが少なくとも前記所定の速度で回転していないときは非凝集性の汚染物質が前記保持領域内へどさっと落下出来るようにし、かつ前記首部によって入口と移送開口との間を流れている液体中へ捕捉されないようにする下方に延びている壁からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の遠心分離器。
各々の補完の障壁（４７１；４７２；４７３；２４ ₂）が、ロータが少なくとも前記所定の最低速度で回転していないとき、補完の障壁の縁部が関連の障壁あるいは追加の障壁縁部から空隙（２４８；７４８）によって軸線方向に離隔していることを特徴とする請求項３に記載の遠心分離器４００；５００；７００；９００）。
障壁手段（７４０）が前記空隙（７４８）を閉鎖するように弾圧され、半径方向外方に向けられた遠心分離力に応答して前記弾圧力を上回り前記空隙を開放するように配置されている弁手段（７８０）を含むことを特徴とする請求項４に記載の遠心分離器（７００）。
前記障壁手段の少なくとも１個の壁の半径方向内方に面する面が壁と共に液体が回転し易くするように配置されたそらせ手段（１５０）を有することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか1項に記載の遠心分離器。
前記障壁手段の少なくとも１個の壁（１４１）が軸線の周りに配置された複数の断続した壁部材（１４１ ₁、１４１ ₂．．．．）によって画成され、前記壁が周方向に相互に対して傾斜され、それらの接合部（１４５ ₁、１４５ ₂、１４５ ₃、．．．）において半径方向に延びているそらせ手段を画成することを特徴とする請求項６に記載の遠心分離器。
前記障壁手段（９４２）が、少なくとも１個の側壁（９２１）と、仕切り壁（９６１）と、副仕切り壁（９３５）とそこから延び汚染物質保持領域を一体的に画成する障壁（９４１）とを有する一体の小組み立て体として形成されることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の遠心分離器（９００）。