JPH01130747A - 遠心分離機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ィスクが
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年のスウエーデ
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、遠心分離機は通常光に定義した様に
は設計されず、分離室の入口は分離室の末端にあり、分
離ディ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３．９８６．６
６３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ベアリング部
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
ィ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
ィ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すせずに流
れ込む。

これに対、して、分離ディ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（アメリカ特許節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ィ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
位置する分離ディ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
体を前記のスウェーデン特許第１９６６６号に示す種類
の遠心分離機よりも効率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ィスクが
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、分離ディスクがその頂
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のある受は入れ室７と分離された比
較的重い液体を排出する排出口１０のある受は入れ室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１
３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、は
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１
４の管状上部中に形成される中央入口室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の生形
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１
３中にロータ軸線と同軸方向に一式の円錐台形の分離デ
ィスク２１が配置される。分離ディスク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。分離ディスク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に連通している。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に連通ずるような位置にある。互いに連絡する孔の
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、分離ディスク２「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は分離ディスク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１
２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３ｏ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３
８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ィスク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
れ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４
６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１
３に流入する。混合液は主に円錐形部分の１９のへこみ
４０と対応する分離ディスク２１のへこみを通って、分
離ディスク間に分配される。

流路２ｏ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ィスク間で分配さ
れる。

分離ディ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。重い液体は分離ディスク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ィスクを室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、分離ディスク２１と円錐形部分゛１
９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定部材
１５を取り除き、ロータ部分ｘｉ、ｔ２が切り離されな
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、液漏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゜１２．３
２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２３．３
８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、分離ディス
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は分離ディスク２
１のガイド部材の働きをし、分離ディスクがロータの回
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・・・・分離ディスク、 ２２．２４・・・・通し穴、２３・・・・管状部材、２
７．３４・・・・排出口、２９・・・・排出通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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（１３）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（２１）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。 ２、分離された比較的重い液体を排出する排出通路（２
   ９）が円錐形の分離ディスク（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。 ３、分離された液体を排出するための２つの排出口（２
   ７、３４）が、分離ディ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。 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。 ５、前記の排出手段（２８、３２）が分離ディスク（２
   １）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。 ６、仕切り部材（１８、１９）が前記入口通路（２０）
   の範囲を定め、かつ前記入口通路が多数の分離ディスク
   （２１）と分離ディ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。 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、分離ディスク（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、
   １９）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、１
   ９）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。 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。 ９、ロータが駆動シャフトの末端で支持され、分離ディ
   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。 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。