JP5721117B2 - ガス流から固体及び／又は液体の粒子を遠心分離するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガス流から固体及び／又は液体の粒子を遠心分離するための装置に関する。

ガス流から固体及び／又は液体の粒子を分離する際、ロータを備えた分離器が用いられる。この分離器において、ロータは、ステーショナリー（ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ）筐体中に回転自在に取り付けられている。また、ロータは、狭い間隔で配置された複数の円錐板形状の表面部材を備えている。
このようなロータにおいて、ガス流は、表面部材の間を通過できる。そして、粒子は、粒子に働く遠心力により、ロータの中心軸方向を向いている内面上に捕捉され、周囲筐体の内部へと飛ばされ、最終的に少なくとも１つの粒子導出口を介して筐体から排出される。

このような遠心分離器を用いて、例えば、１０００ｍ^３／ｈ程度かそれ以上の非常に大きな流量を有するガスから粒子を取り除くためには、非常に大きな遠心分離器を製造するか、又は、上記のような分離器を、複数個並列に設置しなくてはならない。この場合、このような遠心分離機に対する投資や製造コストが非常に高くなる。また、このような遠心分離器は、大面積の設置スペースを必要とする。

特許文献１には、２以上の分離ロータが共通の周囲筐体中に設けられた、ガス流から粒子を遠心分離するための装置が開示されている。この装置は、軸周辺の羽根を有するドラム形状の分離ロータを備えている。このような分離ロータの分離能力は、円錐放射形状の表面部材を有するロータよりもはるかに低い。さらに、この装置は、分離ユニットから見て導出パイプの下流側に、外部ファンが設けられている。その結果、ガスの流通やそれぞれのロータの分離能力がより悪くなる。

英国特許第５３４０４２号明細書

本発明の目的は、大流量のガスを浄化する遠心分離器の製造コスト及び設置スペースを大幅に減少させること、及び、同時に、それぞれのロータのガスの流通及び分離能力を改善することができる装置を提供することである。

この目的のため、本発明は、独立クレーム１に示した特徴により特徴付けられている、ガス流から固体及び／又は液体の粒子を遠心分離する装置を提供する。このような、大きな分離能力を有し、カウンターカレント（ｃｏｕｎｔｅｒ−ｃｕｒｒｅｎｔ）分離方式にて動作する装置は、共通の周囲筐体中に、２又は好ましくはそれ以上のロータを含む。当該ロータは、それ自体は、円錐形状の表面部材を有するロータとして知られているものである。この装置においては、当該装置中を貫通するガス流を発生させ、それぞれのロータと一緒に回転するファンにより、浄化されたガスは筐体から排出される。当該装置では、収集チャンバーを定める筐体とは分離され隣接した、ロータからの浄化されたガスを共通に排出するための共通のファンハウジング中に、ロータのファンが設けられている。
これにより、１台の大規模な遠心分離器、又は、同程度の筐体を有する個別の小規模な遠心分離器を並列に複数設置し、合計して同程度の浄化能力を持たせた遠心分離器と比較して、必要な設置スペースを節約すると同時に、材料を節約し、それにより製造コストを節約できる。さらに、個別のロータのガスの流通及び分離能力も改善される。
本発明のもう１つの有利な点は、基本筐体モジュールを一緒に取り付けることにより、所望の最終サイズ、配置及び分離能力となるように、分離器を簡単に組み立てることができることである。
本発明の装置の他の有利な構造の詳細は、従属クレームに示されている。

以下に、本発明について、図を参照しながらさらに詳しく記載する。

カウンターカレント（ｃｏｕｎｔｅｒ−ｃｕｒｒｅｎｔ）分離方式にて動作する本発明の装置の対角断面斜視図 図１の装置全体を下から見た斜視図 ６個の部分円筒形状の筐体を有する分離器モジュールを組み立てて共通の筐体とした、本発明の装置を示す図

図１において、１０は、一般的には、ガス流から固体及び／又は液体の粒子を遠心分離するための本発明の装置の第１実施形態を示す。当該装置は、４個の垂直配置されたロータ１２（３個のみが示されている）を備えている。４個の垂直配置されたロータ１２は、粒子収集チャンバー１５を定める共通のステーショナリー（ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ）筐体１４に、回転自在にシーリングされて取り付けられている。ロータ１２は、従来どおり、多数の表面部材１６により組み上げられている。表面部材１６上には、ガス流中の粒子が捕捉される。この場合、円錐板形状の部材は、隣接した円板部材間に狭い半径方向のフローギャップを生ずるように互いに積み重ねられており、上部及び下部エンドプレート（ｅｎｄ ｐｌａｔｅ）１８及び２０間に、クランプ固定（ｃｌａｍｐ）されている。表面部材１６は、それぞれのロータ１２の中心部に排出シャフト２２を定めている。筐体１４の導入口２４から吸入された浄化されていないガス流は、表面部材１６間のフローギャップを通過して、当該排出シャフト２２へと流れ込む。ロータ１２と共に回転し、シャフト２２の上部排出端と近接して接続されるような位置に配置されたそれぞれのファン２６により、浄化されていないガスを筐体１４中へ、そしてロータ１２のシャフト２２へ取り込むことが好ましい。図１に示す実施形態においては、ファン２６は、それぞれらせん形状のカバー２８中に収容されており、収集チャンバー１５を定める筐体１４とは分離し隣接して配置され、ロータからのガスを共通して排出するための共通のファンハウジング３０に配置されている。浄化されたガスは、場合により、Ｈｅｐａフィルタのようなフィルタユニットを介して、環境中に排出可能である。図１において、Ｈｅｐａフィルタ（図示せず）は、ハウジング３０を覆い、浄化されたガスが環境中へ排出可能なように、ファンハウジング３０上部の内向きフランジ３１に備え付けられる。

装置を下部から見た様子を示す図２に示されているように、ロータ１２は、モータ３２のプーリー３６、テンションプーリー３８、ロータシャフトのプーリー３９、及びガイドプーリー４０に張られたエンドレスベルト３４を介して、電気モータ３２により駆動される。図２には、導入口２４に接続され、浄化されていないガス流を導入する導入パイプ４２、及び、土台上にて当該装置を支持するためのスタンド部材４４も示されている。図１及び２において、４６は、筐体１４のチャンバー１５に収集された粒子や浮遊スラリーを排出するための導出口を示している。

さらに、装置１０は、収集チャンバー１５のロータ１２の表面部材１６を洗浄するための、少なくとも１つのユニット４８を備えることが好ましい。ユニット４８は、チャンバー１５の中心に配置され、それぞれのノズル５４をそれぞれのロータ１２に向けたノズルユニット５２を備えた、液体供給パイプ５０を有していてもよい。あるいは、ノズルユニットは筐体１４のガス導入口２４中に備えられていてもよい。

図１に示す実施形態において、本発明の装置１０は、共通の筐体１４中に４個のロータ１２を有している。しかしながら、１台の大規模な遠心分離器、又は、多数の個別の分離器を並列に接続することにより合計して同程度の分離能力を有するようにした分離器と比較して、重量、サイズ、そして製造コストを節約するため、装置は、共通の周囲筐体中により多くのロータを有していてもよい。その場合、筐体に含めるロータ数や型に従って、すなわち、浄化予定のガスの流量（すなわち、所望の分離器の浄化能力）に従って、所望の分離器の最終的なサイズや配置に適応可能な比較的小規模の基本筐体モジュールにより、分離器の最終的な共通の筐体が組み立てられる。そのため、装置１０は、同一の筐体に、少なくとも２個、しかし好ましくは数個のロータを有する。よって、モジュールの外部筐体部及び下部をさらに接続し一体化することにより、図１及び２に示す装置１０は、例えば、６又は８、さらにより多くのロータを有するように組み立てられていてもよい。

図３は、モジュールにより組み立てられた本発明の装置１０’の他の実施形態を開示している。ここで、装置１０’は６個のロータ（図示せず）を有しており、共通の筐体１４’は、６個の組み立てられた部分円筒形状の外壁５６により形成されている。場合により、７個目のロータが、６個の外部ロータの間の中心スペースに備えられていてもよい。

上記の装置は、以下のように動作する。

ロータ１７が適切な動作スピードに達すると、ファンハウジング３０中のファン２６が負圧を生じる。その負圧により、固体及び／又は液体の粒子を含む浄化されていないガスが、導入パイプ４２と導入口２４を介して、筐体１４のチャンバー１５内に吸引される。その後、ガスは、表面部材１６間の狭いフローギャップを通り、ロータのシャフト２２へと、半径内側方向に流れ込む。ガスがフローギャップを半径内側方向に通過する間に、ガス流中の粒子が、粒子に働く遠心力により、ロータの中心軸を向いた表面部材１６の内面上にトラップ又は捕捉される。これにより、粒子は凝集体を形成し、凝集体は表面部材の外側面へと滑り落ちる。その後、表面部材の外側面へと滑り落ちた凝集体は、筐体１４の内壁へと投げ飛ばされ、粒子導出口４６から流出する。
このように、この装置は、カウンターカレント（ｃｏｕｎｔｅｒ−ｃｕｒｒｅｎｔ）分離方式に従って動作している。なぜなら、ガス流の方向が、適切なロータの回転により生み出されるポンピング（ｐｕｍｐ）又は流れ方向とは反対だからである。

Claims (4)

1. ２以上のロータが、前記ロータにおいて分離された粒子の収集チャンバーを定めるステーショナリー筐体に回転自在に備えられ、前記ステーショナリー筐体が、粒子除去を行うガス流のための少なくとも１つの導入口と、前記ステーショナリー筐体にて分離、収集された粒子を排出するための少なくとも１つの粒子導出口とを有する、前記ガス流から固体及び／又は液体の粒子を遠心分離するための装置であって、
   それぞれのロータは、内面が前記ロータの軸方向を向いている複数の隣接した円錐状の表面部材を有しており、前記ガスが前記表面部材間のフローギャップを半径内側方向に通過する間に、遠心力により前記ガス流中の前記粒子が前記表面部材上に捕捉可能であり、
   それぞれのロータの前記表面部材は、前記ロータの中心部に少なくとも１つの軸状の排出シャフトを定めており、前記排出シャフトは、前記表面部材間の前記フローギャップとつながっており、
   浄化されたガスは、それぞれのロータとともに回転し前記装置にガス流を発生させるファンにより、前記排出シャフトから前記ステーショナリー筐体外へと排出可能であり、
   前記ファンは前記排出シャフトの排出端に隣接した位置に設けられ、前記ロータの全てのファンは、前記収集チャンバーを定める前記ステーショナリー筐体とは分離され隣接するように配置され、前記ロータからの浄化されたガスを共通に排出するためのファンハウジング中に設けられている、装置。
2. 前記ファンのそれぞれには、前記ロータからの浄化されたガスを排出するためのらせん状カバーがそれぞれ備えられている、請求項１に記載の装置。
3. 前記収集チャンバーの中心に前記表面部材を洗い流すためのユニットを備える、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記導入口中に前記表面部材を洗い流すためのユニットを備える、請求項１又は２に記載の装置。
   

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