JPH01502407A - 混合物分離装置 - 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】 混合物分離装置 本発明は一般に液体、固体及び／又は気体を含むタイプの混合物分離装置に関し 、特に、それ専門というわけではないが例えばオイル、水及び／又はガス等の多 相流体の分離に関する。

本発明によれば提供される多相混合物分離装置は、入口端、出口端、及び中実軸 を有する細長い中空部材と、該部材の入口端の位置において、分離されるべき液 体混合物の部材への入口となる入口手段と、上記液体混合物の、比重の異なる少 なくとも２成分を分離された流れとして流出するための出口手段と、上記入口手 段を介して進入してから出口手段を介して排出されるまで混合物の成分の分離を 達成する上記部材回転手段とを有する。

好ましくは入口手段はその開放内部に延びる１個、もしくはそれ以上の供給入口 を備えた中空頭部から成り、該頭部は開口端を有し、上記部材の入口端は頭部の 開口端内に密封回転可能に係合されることにより、使用時ここに於いて入口手段 に送り込まれた液体混合物は各供給入口を介して頭部の開放内部へと通り次に頭 部の開口端を介して、そして回転部材の開口端等、隣接部を介して上記中空部材 の中に供給される。

−配置構造に於いて上記各入口を中空部材の中実軸に対しほぼ接線方向に配置し ても良い、又、他の配置構造では供給特表平１−５０２４０７　（２） 入口は中空部材の中実軸とほぼ同軸状に配置される。

後者の配置の場合、分離されるべき混合物は中空部材に対し軸方向にその中へ送 り込まれる０回転する中空部材に加えて混合物の回転速度を発生するのを補助す るための手段を設けても良い。

好ましくは出口手段は、上記回転可能中空部材の上記他端に密封状かつ回転可能 に係合する第２の中空頭部を有し、使用の際例えば部材の開口端を介して部材よ り第２の中空頭部の内部へと上記混合物の成分が通過することになり、第２の中 空頭部にはその内部に開口すると共に、分離された流れの１つを除去すべく位置 する少くとも１つの取り出しダクトが設けられる。第２の頭部には分離されたも う１つの流れを除去すべくさらに１つ、或いはそれ以上の取り出しダクトを設け ても良い。

他の配置構造において出口手段は、部材の軸に対し実質上接線方向に配置された １個、又はそれ以上の出口を有し、分離された比重の大きな流れを受容し、同軸 の出口を有して混合物の比重の小さな流れを除去するようにしても良い。

好ましい実施例において部材はその内部に、中空部材の軸と同軸の中実軸を持つ ほぼ螺旋状、或いはつる巻き状の分離要素を有し、要素は少くとも部分的に中空 部材内に配置され上記中実軸周りで部材と共に回転する。中実軸の近傍には中空 部材の入口及び出口との間に延びる軸方向通路又は領域を配置しても良い、好ま しい一形態において中空部材は、入口を形成する大きな端部と出口を形成する小 さな端部を備えなテーパ状中空部材から成る。

本発明の好ましい実施例は添付図面を参考として以下記述されるがその内： 第１図は本発明による装置の一形態の側断面図、第２図は本発明による装置の他 の形態の部分図、第３図は第２図に示す部分を含む装置の断面図、第４図は本発 明による装置を組み込んだシステムのレイアウト図、及び 第５図は本発明のさらなる実施例による装置を示す図である。

図面の内、第１図に関し、装置１０は回転可能な中空部材１２を有し、それは入 口端１３と出口端１９を備えた細長い中空シリンダの形態となる。中空部材１２ はベアリング１４内に据え付けられ、その中実軸Ｘ−Ｘ周りで回転可能となる。

電気モータ５４から成る駆動手段はベルト５５を介して部材１２に作用的に連結 され、部材１２を回転せしめる。

装置はさらにその一端に入口手段３０を有し、それは中空部材１２に連通する開 口端を備えた中空構造物３２から成る。

この場合、入口ダクト３６は構造物３２内に開口する接線方向供給管の形態をと る。構造物３２と中空部材１２との間には適当なシールが設けられる。又、後述 する様式を以って作動する構造物３２内には出口３８が設けられる。

中空部材１２の他端には出口手段４０が設けられ、この出口手段は中空部材１２ に対向する開口端を有する構造物４４から成る。これは入口手段と構造的に類似 しており、接線方向の出口ダクト５１と軸方向の出口ダクト５２とを有する。

中空部材１２の内部にバッフル（図示せず）を設け、混合物が中空部材を通過す るようにその流れを発生するのを助けても良い、これらのバッフルは周状に隔置 された長手方向に延びるリブの形態であっても良い。

特に第２及び第３図に関し一般的に１で示された装置は、入・出口端を備え中実 軸Ｘ−Ｘを持つ中空シリンダなる回転可能な中空部材５を有する。

はぼ螺旋、又はつる巻状の分離要素７は、少なくとも部分的に部材５内に置かれ 、中実軸周りで共に回転する。中実軸Ｘ−Ｘ付近の軸方向通路又は領域は中空部 材の入口端と出口端との間を延びる。

その配置構造は使用時、分離のための多相混合物が供給入口１７を介して中空部 材に入り、軸方向通路又は領域内で中央コアを形成する低比重相と、そこから半 径方向外方に付勢される高化重相とを伴う分離相に少くとも部分的に分割される ようになる０回転するジェネレータと中空部材の作用により分離された相は、キ ャビティの出口に向かって分配され、そこから排出され、何らかの適切様式を以 って採集される。

一形態を以って示したように細長い部材はほぼ一定なる断面積を有する。他の形 態としては細長い部材は、好ましくは入口を形成する大きな端部と、出口を形成 する小さな端部を持つテーパ状中空部材を有する。テーパ部分は湾曲状、又はス トレート状の壁面を有しても良く、又それらの組合わせでも良い、又さらに平行 な側部を有しても良い、好ましくけ中空部材は開口端間の長手軸周りで回転可能 なように据え付けられる。

螺旋又はつる巻状部材の形態で示された分離要素７はその外方周端縁に於いて中 空部材５の内周面に固着される。中空部材５が図示したように一定の断面積の円 筒形態である場合、分離要素の螺旋も又、一定断面の外寸を持ち、その反面、テ ーパ状本体の場合、螺旋又はつる巻状要素は本体テーパ部分のテーパ度に追従す べく形成される。好ましくは、螺旋又はつる巻状部材はリボン状平帯から成り、 その内方周端縁と中実軸との間の空間が上述した軸方向通路又は領域を画成する ような空間関係を以って中実軸周りで旋回する。中央の採集管４は軸方向通路内 に置かれ、要素の長さに沿って部分的に延びる。

図示された装置はさらに、外ハウジング３を有し、その中で中空部材５はハウジ ングに対し相対的に回転可能に配置され、又、ハウジング３には供給入口１７が 設けられる。引取部１５及び１６は、混合物が中空部材を通過する間に分離され た相を受容すべく設けられる。ハウジングに対する回転のため適当なベアリング によって中空部材を、据え付けても良いし、その出・入口端間の気密を達成すべ く本体の各端にシールを設けても良い。

本体を回転させるため、駆動手段を設けても良い、駆動手段は本体をハウジング に対して回転させるなめ、ハウジングによって作動的に支持されるモータを有し ても良い、ギヤ、或いはそれと同様な適当な伝達手段を２つの部材の相対回転の ために設けても良い。エアモータ、電気モータ、或いはそれと同様ないかなる形 態の駆動手段も使用可能である。

本発明の装置はこれを複数連続して配置することで互いに種々の相を択一的に分 離するシステムに用いても良い、これに関しては第４図を参考とする。

分離されるべき材料は入口１５を通って装置内に供給され、中空部材５の回転に より少くとも部分的に分離される。入口１５は本体部分６と同一径であり得るこ とが留意されるべきである。混合物の内、最も軽い相はコア、又は通路１９の中 に集中する傾向にあり、出口１６で採集されることになる。

重い相はジェネレータの外側部に向かって移動せしめられ、出口１７で採集され 得る。

本発明による装置を使用したオイル／水／ガス混合物分離システムの一例を第４ 図に示す０本システムにおいては分離されるべき混合物は絞り２０を介゛して本 発明の第１装置２１に供給される。ガスはライン２２を通って排出され、検出器 ２５はガスと共に排出されるオイル量を検知する。オイル／水混合物はライン２ ７を通って本発明の第２装置２３に供給され、そこでさらにオイルと水は互いに 分離される。ガス検出器２つは第２装置２５に入るガスの質を検知する。分離さ れた水は、本願出願人によって共に継続出願中のいくつかに記載されているタイ プのものでも良いサイクロン分離器３７を通過する。ポンプ３５は分離されたオ イルを第２装置２５に戻す。

図中、第５図に示す装置１０は第１図のそれと同様であって、例えば一定の径、 或いはテーパの様にその長さに沿って場所により径を変化させる細長い中空シリ ンダの形態でも良い中空回転部材１２を有する。

部材１２はベアリング１４内に据え付けられ、軸Ｘ−Ｘの周りで回転する０図示 したようにこの回転は、電気モータ２４と、部材１２、モータ２４の出力軸に夫 々同軸を成して据え付けられる協働ギヤ２６　、２８とを有する駆動手段２２に より達成される。

装置１０はさらに部材１２の一端に入口手段３０を有し、それはこの場合、端壁 ３４によって一端が閉じられ、部材１２の一関目端が対向する開口端内に延びる 、中空シリンダ構造物３２を以って形成される中空構造物３２を有する。構造物 ３２はこの場合、接線方向供給管の形態をとる入口ダクト３６を有し、供給管は 構造物の閉止端に向かう位置で構造物３２に開口する。入口構造物３２の開口端 の中に延びる部材１２の開口端には封止手段（図示せず）が設けられ、部材１２ の外面と、部材１２が入り込む構造物３２の開口端の内面との間の環状間隙を外 周に亘って密封すると共に、構造物３２に対し部材１２が自由に回転できるよう にしている。

部材１２の反対側の端部において分離器１０には出口手段４０が設けられる。こ れは図示したように細長い中空出口構造物４４から成る。構造物４４は円形断面 の中空路テーパ状部材４４ａを有し、それは部材１２の隣接開口端の中に入り込 ゛　む、封止部材（図示せず）が、部材１２の中に入り込む部材４４ａの外周面 と、その位置での部材１２の開口端の内面との間の環状間隙を密封すべく設けら れる。。

部材１２から最も遠い構造物３３端部において、部材４４ａは、分離器内で分離 されるべき液体の一成分を取り去るための出口ダクト４６に開口する。ダクト４ ６は部材４４ａを延長することにより構成しても良い、又、ダクト４６の中に延 びその中央でダクト４６に開口する管の形態をとる第２の出口ダクト４８も設け られ、この管の周縁とダクト４６の内面との間には環状の空間が形成される。

出口構造物４０と部材１２の間に設けられる封止手段は、部材１２と出口構造物 との間の流体密を保持しつつ、部材１２が自由に回転できるように配置される。

入口構造物３２と部材１２との間の封止手段も又、その様に特徴づけられるため 、構造物３２及び４０は、使用時部材１２が回転するにもかかわらず静止し得る 。

装置使用にあたっては、分離されるべき液体混合物はダクト３２を介して入口手 段３０の中に入り込み、次いで入口構造物３２の内方円筒内部の中で、構造物３ ２及び部材１２の供軸周りでうず巻き運動を伴って通過する。その後、分離され るべき液体は、部材１２内に入り込み軸Ｘ−Ｘ周りでうず巻き運動をしながら部 材１２に沿って移動し、遠心力作用のもと構造物４４に最も近い部材１２の端部 で混合物を構成する成分の内、比°重のあるものは外側に寄せられ、部材１２の 内周に沿って環状形態の層をつくり、−大小さい比重の成分は部材１２の軸Ｘ− Ｘに近接した中央コアを形成する。この様に分離された成分は次に部材４４を軸 方向に通過し、太きい比重の成分はダクト４６へと直接排出され、−大小さい比 重の成分は、前述したように軸２０の周りで中央に位置する場所に開口するダク ト４８へと排出される。

以上述べた装置は、オイルがダクト４８より出て、水がダクト４６より出るよう な場合のオイル−水混合物分離の際に非常に満足すべきものであることが判明し ている。

図では部材４４ａはテーパ状であるが、他の形態としては平行な側部の円筒形で も良い。

国際調査報告 ｍｅｍｌ−・＊ａ＋＾−−−ｃ纏−−−−ＰＣＴ／ＡＬＩ８７１０００９３Ａｋ 、、ｃＸ　Ｔｏ　Ｔ１４Ｅ　ｒＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥＰ ＯＲ，ＪＮ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．入口端、出口端及び中央軸（Ｘ−Ｘ）を有する、細長い中空部材（５，１２ ）と、中空部材の入口端に位置して分離されるべき液体混合物の中空部材（５， １２）への入口となる入口手段（３０）と、液体混合物の内、異なる比重の少な くとも２成分を分割された流れとして流出するための出口手段（４０，３８）と 、前記入口手段を介して入り込み前記出口手段を介して流出される際には混合物 成分の分離を達成すべく前記中空部材（５，１２）を回転させる手段（２４，５ ４）とにより特徴づけられる多相混合物分離装置。
2. ２．前記入口手段（３０）は１個、或いはそれ以上の供給入口（１７，３６）を 備えた中空頭部を有し、入口は頭部の開放内部まで延び、前記頭部（３２）は開 口端を有し、前記中空部材（５，１２）の入口端は頭部（３２）の開口端内に気 密状、かつ回転可能に係合され、以って使用時入口手段に供給された液体混合物 は上記供給入口を介して頭部の開放内部に入り込み、次いで前記頭部の開口端を 介して前記中空部材に入り込む請求の範囲第１項に記載の装置。
3. ３．前記出口手段（４０）は、前記回転可能な部材の出口端、及びその内部へと 密封状、かつ回転可能に係合される第２の頭部（４４）を有し、使用時前記混合 物の成分は前記部材よりその開口端を介して第２の頭部の内部へと通過し、前記 第２の頭部にはその内部に開口すると共に分離された流れを除去すべく位置する 取り出しダクト（４６，４８，５１，５２，１５）が設けられる請求の範囲第２ 項に記載の装置。
4. ４．前記出口手段は、部材の軸に対し、実質上接線方向に配置された１個又はそ れ以上の出口（５１）を有して比重のある混合物を受容し、同軸の出口（５２， ３８）を有して混合物の内、小さな比重の相を除去する請求の範囲第１項又は第 ２項に記載の装置。
5. ５．前記同軸状の出口（５２）は前記部材の出口端に配置される請求の範囲第４ 項に記載の装置。
6. ６．前記部材はその中央軸と同軸を成す、ほぼ螺旋状、或いはつる巻状の分離要 素（４）を有し、分離要素は少くとも部分的に中空部材内に配置されて中央軸周 りで中空部材と共に本体を回転し、中央軸の近傍には中空部材の入口と出口との 間を延びる軸方向通路又は領域がある請求の範囲第１項〜第５項の内、いずれか １つに記載の装置。
7. ７．前記中空部材は好ましくは入口を形成する大きな端部と、出口を形成する小 さな端部を備えたテーパ状中空部材から成る請求の範囲前出項のいずれか１つに 記載の装置。