JPH07112551B2 - 遠心分離機 - Google Patents

遠心分離機

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JPH07112551B2
JPH07112551B2 JP61255974A JP25597486A JPH07112551B2 JP H07112551 B2 JPH07112551 B2 JP H07112551B2 JP 61255974 A JP61255974 A JP 61255974A JP 25597486 A JP25597486 A JP 25597486A JP H07112551 B2 JPH07112551 B2 JP H07112551B2
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ラゲルステッド トルグニー
ボルグストレーム レオナルド
カールソン クラエス−ヨラン
ノボ スヴェン−オロフ
モベルク ハンス
フランセン ペーター
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アルフア−ラヴアル セパラシヨン ア−ベ−
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/06—Arrangement of distributors or collectors in centrifuges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/04—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls
    • B04B1/08—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls of conical shape
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S494/00—Imperforate bowl: centrifugal separators
    • Y10S494/90—Imperforate bowl: centrifugal separators involving mixture containing one or more gases

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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、分離室を形成するロータおよびロータ内へ
の液体供給用静止流入チユーブを有する遠心分離機に関
し、前記ロータは、ロータ内に中央受容室を形成する装
置、ロータ軸線まわりに分布されかつ受容室を分離室に
接続する複数の通路を形成する装置、および供給された
液体を前記通路に入る前にロータとともに回転させる、
受容室内で差込み部材を形成する装置を含み、前記静止
流入チユーブは受容室内に延びかつその受容区画内に位
置する供給開口部をもつ。
この種の遠心分離機についての久しい昔からの１つの問
題点は、静止流入パイプを経て供給された液体を、分離
室内で分離される液体の分散様相をさらに分離や粉砕さ
せることなく如何にしてロータとともに回転させるかと
いうことである。従つて、遠心分離機の最大分離効率を
得るためには効果的でしかもおだやかな加速連動をこの
液体に作用することが望ましい。
なが年にわたつて、この問題に対する種々の解決手段が
提案されてきたが、効果的でしかもおだやかな作用を加
えるという切実な要求を完全に満足させるものはなかつ
た。普通の遠心分離ロータに用いられる最も一般的な形
式の差込み部材は受容室内のロータによつて支持された
半径方向および軸方向に延びる羽根部材を含む。そのよ
うな羽根部材は流入液体にはげしい衝撃を与え、その結
果、液体内に大きい剪断力を生ぜしめることが知られて
いる。そのような羽根部材はさらに、流入液体を飛散さ
せて液体と空気を混合させることも知られている。しか
し、この種の羽根部材は、それらが遠心分離ロータの全
般的な分離効率を明らかに悪くさせる上記のマイナス効
果があるにも拘らず現在でも頻繁に用いられている。
米国特許3,468,475において、受容室内の静止流入パイ
プに面しかつ該パイプを取り囲むロータ内に平滑な円錐
形加速面を提供することが提案された。流入する液体、
特にミルクは受容室内で既に回転している液体によつて
形成された円筒形の液体面まで、流入パイプの外側に接
触せずに前記加速面に沿つてやや薄い層として流動する
であろう。実際面で、この構造はこのようにして形成さ
れた液体の薄層はミルク分離に関して或る程度の明白な
効果を示したが、該流入装置は遠心分離機の全体的な分
離効率には実質的に明白な効果を示さなかつた。
静止流入パイプを遠心分離ロータ内へ、周囲空気と連通
するすき間を該ロータとの間に保つて、比較的深く延設
する代りに、或る種の遠心分離機では密閉封密された流
入部を具備するロータが提供されている。これは、ロー
タと静止流入パイプの末端部分間に機械的シールが存在
してロータの内部が液体で完全に満たすことができるこ
とを意味する。事実、この形式の流入構造は、従来型の
開口式流入構造に比べてロータに供給された液体に一層
おだやかな加速を与えることが立証された。
この発明の目的は、開口式流入構造をもち、それによつ
てロータに供給された液体の加速が密閉封密式流入部を
もつ遠心分離ロータにおいて得られる場合とほぼ同様
に、有効にかつおだやかに実施される遠心分離機用流入
装置を提供することである。
この発明による遠心分離機によつて上記目的は達成さ
れ、すなわち、該分離機は、差込み部材が、静止流入チ
ユーブを囲みかつ受容室から分離されたほぼ受容室内に
位置する差込み区画内で受容室に供給された液体の飛沫
同伴作用を行うように配置されかつ飛沫同伴区画がその
中の液体の実質的な差込み作用を実施する部材とは接触
されていないこと、流入チユーブまわりに延びかつそれ
自身と流入チユーブ間に通路を形成している偏向部材
が、同一の半径方向レベルに位置する前記受容室と差込
み区画間の仕切りを形成すること、および差込み部材を
形成する装置の少くとも主要部分が偏向部材と流入チユ
ーブ間の前記単数または複数の通路の外側の半径方向水
平面において差込み区画内に配置されることを特徴とす
る。
この発明によつて、受容室内に広い範囲の貫流速度で、
流入チユーブの外側面と接触しかつ流入チユーブ内に存
在するがその中を通つて流動する連続様相の液体を形成
する液体を維持することが可能である。
流入する液体に可成りの撹拌または跳ねかかりを起こす
部材が受容室内には存在しないので、流入液体はおだや
かに加速され、同時に差込み区画に向つて軸方向に流動
され、その少くとも一部は偏向部材と流入チユーブ間の
前記単数または複数の通路の半径方向外側のレベルまで
移動されたのちに半径方向内方に移動される。液体の回
転に伴なう比較的僅かな差込み作用とともにこの液体の
運動はハイドロサイクロンにおけるような液体への旋転
効果を生ぜしめるので、液体が前記偏向部材と流入チユ
ーブ間の単数または複数の通路に達すると、この液体は
この半径方向レベルに位置するロータ部品と同じ大きさ
の接線速度をもつ。ロータと同一の接線速度をもつこと
によつて、当該関連レベルにおける液体は、普通のロー
タ流入装置におけるような激しい衝撃を受けることな
く、ロータとともに回転している差込み部材と接触する
に至る。
前記偏向装置を静止状態に流入チユーブによつて支持す
ることもできる。しかし、この発明の一好適実施例にお
いては、偏向装置はロータとともに回転するように支持
されている。それにより、偏向装置自身の半径方向内側
縁と流入チユーブ間に環状の通路を形成して、回転する
液体の貫流に対して少しも障害を示さない。
受容室をロータの分離室と接続する前記通路は、受容室
の任意の所望の部分から始めてもよい。よつて、受容区
画から遠い方の末端において差込み区画から始めること
もできる。しかし、受容区画は差込み区画と受容室内の
前記通路の開口との間に配置され、前記偏向部材はそれ
自身とそれを囲む受容室の壁間に単数または複数の通路
を形成して、前記壁に沿つて受容区画に流体が戻流する
のに用いられることが好適である。
前記好適形式の流入装置において、受容室の包囲壁の近
くでロータとほぼ同一の接線速度に差込み区画内で加速
された液体は、従つて、この接線速度を保ちながら受容
区画を通過して前記通路に流動する。この接線速度をも
つことによつて、この液体は、回転運動を伴わずに流入
チユーブを通つて受容区画に流入する液体が前記通路に
流入するのを防止する圧力をもつ。その代りに、前記流
入液体は、差込み区画に向つて軸方向へ押し流されかつ
前記偏向部材によつて偏向部材と流入チユーブ間に形成
された単数または複数の通路に向けて半径方向へ偏向さ
れるであろう。
この発明の２つの異なる実施例を示す図面を参照して、
この発明を以下に詳しく述べる。
図面に遠心分離ロータの軸方向断面を概示する。ロータ
本体１は、分離室２を形成し、その中に１セツトの載頭
円錐形の分離デイスク３が配置されている。デイスクセ
ツトは、ロータおよびデイスクセツトと同軸に配置され
た中央部材４の下方載頭円錐部分上に載設されている。
前記中央部材の上方円筒形部分は、分離デイスクの中央
孔を貫通し、かつその頂部に半径方向内方へ延びる環状
フランジをもつ。
中央部材４の上方円筒形部分内で前記フランジの下方
に、遠心分離ロータ内で処理される液状混合物用の受容
室が形成される。この受容室は下方受容区画５および上
方受容区画６をもつ。ロータ本体１の外側から差込み区
画６を通り受容区画５内へ静止流入チユーブ７が配設さ
れている。流入チユーブ７の開口部はロータ本体１の下
方部分に接近して受容区画５内に位置する。
流入チユーブ７と中央部材４の前記環状フランジ間には
すき間８が形成され、差込み区画６の中央部分とロータ
本体１の周囲の大気間の連通通路を提供する。
分離室２に向つて半径方向外方へ、受容区画５の最下方
部分から複数の通路９が延設される。これらの通路９
は、ロータ本体１および流入チユーブ７の共通軸線まわ
りに等間隔に配置される。通路９の半径方向外方の開口
部は、分離デイスク３に形成された軸方向に整合してデ
イスク３のセツトを通る軸方向通路10を形成する穴の下
方でこれと向き合つて位置する。
中央部材４の環状フランジの上側とロータ本体１の最上
方部分との間には単数または複数の通路11が形成され、
通路11はロータに供給された液状混合物の分離された比
較的軽量の成分用の、分離室からの流出通路を構成す
る。ロータ本体１の環状縁部12はロータを離れて流出す
る前記軽量成分用のオーバフロー流出部を形成し、かつ
それによつてロータ内に形成された種々の液体レベルの
位置を調整する。
受容区画５内において、流入チユーブ７は環状の外側フ
ランジ13を有する。
図において、ロータとともに回転する供給された液体混
合物を差込みするための差込み区画６内に配置された２
種の装置が図示されている。
流入チユーブ７の左側に示すものは、互いにかつロータ
本体１と同軸に配設された複数の環状デイスク14aの形
態を有する差込み部材である。これらのデイスク14a
は、軸方向に間隔を保ち、かつ中央部材４の環状フラン
ジから懸架されかつすべてのデイスクを貫通する多数の
ロツド（不図示）によつて支持することができる。これ
らのデイスクのうち、底部のデイスクは、受容区画５と
差込み区画６との部分間の環状仕切りを形成する。図か
ら分かるように、すべてのデイスク14aの半径方向内方
縁部は流入チユーブ７から等しい間隔を保つて配置され
るが、一方、デイスク14aの外径は底部から上方へ向つ
て増大されているので、デイスクと中央部材４の円筒形
部分との間の距離は変化している。
流入チユーブ７の右側に示すものは、流入チユーブ７の
全周を取り囲んで等間隔に配設された半径方向および軸
方向に延びる羽根14bの形態を有する差込み部材であ
る。環状の偏向部材15が前記羽根の底縁部によつて支持
され、この部材は流入チユーブ７まわりにそれと同軸関
係をもつて延び、受容区画５と差込み区画６の部分間の
仕切りを形成する。偏向部材15は、その半径方向内方縁
部と流入チユーブ７との間に環状のすき間、およびその
半径方向外方縁部とそれを取り囲む中央部材４の円筒形
部分との間に同様のすき間を形成する。
図に示すこの発明による流入装置の２種の実施例の作用
は類似しており、つぎのとおりである。
流入パイプ７を通つて供給された液状混合物は、ロータ
本体の下方部分およびフランジ13によつて半径方向外方
へ、次いで受容区画５を通つて軸方向へ偏向部材15（ま
たは底部デイスク14a）に向つて導かれる。このように
流動する間に、液状混合物は混合物自身と回転するロー
タ間の接触面に起こる摩擦によつて緩徐に回転させられ
る。偏向部材15が存在するので、混合物はハイドロサイ
クロンにおけるときと同様にその回転速度を自動的に増
加しながら半径方向内方へ強制的に流動される。
混合物が偏向部材15（または最下部デイスク14a）の内
方縁部に達すると、前記縁部および羽根14b（またはデ
イスク14a）の半径方向の内方縁部の速度とほぼ同一の
接線速度をもつ。
ゆえに、激しい衝撃を受けずに、混合物は羽根14bによ
る別の回転運動によつて差込みされ、かつ羽根間をおだ
やかな加速を受けながら半径方向外方へ導かれる。混合
物は中央部材４の羽根を囲む円筒形部分に達すると、こ
の円筒形部分に沿つて軸方向へ偏向部材15に向けて戻流
する。混合物は偏向部材15と中央部材４の円筒形部分間
の環状すき間を通過し、次いで受容区画５の半径方向外
方部分に入る。さて、この液体は中央部材４と同一速度
で回転しながら受容区画５内を軸方向に通り、次いで通
路９の開口部に入る。それから、液体はさらに分離室２
に導かれる。
デイスク14aの形態をもつ差込み部材に関しては、デイ
スク間の中間空所には円周方向に運動する部材は存在し
ない。このことは、液状混合物は半径方向に延びる羽根
による場合よりも一層おだやかな回転で差込みされるで
あろうことを意味する。ゆえに、混合物が差込み区画に
入るときに偏向部材、すなわち最下部デイスク14aの半
径方向内縁部とほぼ同じ大きさの接線速度を既にもつて
いるということの重要性は低い。
デイスク14aの差込み効果は、デイスクの表面における
液体によつて形成されるいわゆるエクマン（Ekman）層
によつて実質的に生ぜしめられる。そのようなエクマン
層は極めて薄く、すなわち、この形式の遠心分離機で論
議される液体に対しては30〜300μｍの大きさである。
しかし、遠心分離機に供給された液状混合物中にはしば
しば固形物が存在するという事実から、隣接するデイス
ク間の空所は300μｍより小さいことは稀である。デイ
スク間の共通的な距離は、0.3mmと5.0mmの間と考えられ
る。
液状混合物がデイスク14a間の空所を通過すると、この
混合物は中央部材４の円筒形内側面とほぼ同一の速度で
回転する。従つてデイスクと前記円筒形表面間の空所内
をほぼ軸方向へ受容区画５内に戻流し、さらに通路９を
通つて分離室２に流入する。
この発明の２つの実施例においてはいずれも、差込み区
画６内に自由液体面が形成され、その位置は流入チユー
ブ７を通つて供給される液体の流速によつて定まる。図
において、液体面の２つのそのような位置が示されてい
る。図から明らかなように、供給液体の流速が高くなれ
ば差込み区画６内の液面は上昇し、従って巻込み手段の
増加した部分が有効に作用する。このことは、流入装置
が自己制御性をもちかつ広い範囲の供給流速に対して有
効であることを意味する。
デイスク14aが種々のサイズをもつことは、別のデイス
ク間隔が、供給流速が増加したために充満されたときは
常に、下方のデイスクより幾分大きい他のデイスク14a
が使用され、そのようにして回転中の液体のその差込み
がさらに幾分有効となる。
前記の供給流速範囲は、流入チユーブ７によつて支持さ
れたフランジ13のようなフランジによつて極めて低い流
速まで拡大できる。そのようなフランジは、極めて低い
流速で流入流体が飛散するのを防ぎ、凝集性の液体量が
流入チユーブ７の内部と差込み区画６間に維持されるこ
とを保証する。この効果を与えるために、前記フランジ
13は、上述の偏向部材15（または底部デイスク14a）の
内径よりも大きい外径をもたなければならない。
図から分かるように、受容区画５内の通路９の開口部
は、前記差込み部材（14a;14b）の半径方向最外方部分
とほぼ同一の半径方向レベルに位置している。これによ
つて、加速された液体はそれが通路９の前記開口部に達
するときは、通路９を形成する仕切りとほぼ同一の接線
速度をもつことを保証する。
【図面の簡単な説明】
図面は、この発明による遠心分離機の、概略の軸方向断
面図で、中心軸線の左，右に異なる形式の差込み手段を
それぞれ付設して示す。 1:ロータ本体 2:分離室 3:分離デイスク 4:中央部材 5:受容区画 6:差込み区画 7:流入チユーブ 8:すき間 9:通路 10:軸方向通路 11:通路 12:ロータ内側縁部 13:外側フランジ 14a:デイスク 14b:羽根 15:偏向部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レオナルド ボルグストレーム スウェーデン国 エス−124 35 バンド ハーゲン スケボクヴァルンスヴェーゲン 269 (72)発明者 クラエス−ヨラン カールソン スウェーデン国 エス−146 00 トゥー リンゲ スコグスヘムスヴェーゲン 63 Ｂ (72)発明者 スヴェン−オロフ ノボ スウェーデン国 エス−135 54 ティレ ソー リコゴンエン 36 (72)発明者 ハンス モベルク スウェーデン国 エス−116 47 ストッ クホルム ベルマンスガータン 21 (72)発明者 ペーター フランセン スウェーデン国 エス−146 00 トゥー リンゲ モンストルプスヴェーゲン 22

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】分離室（２）を形成するロータと、ロータ
    内に液体を供給する静止流入チューブ（７）と、ロータ
    内に画定された中央の受容室と、ロータの軸線まわりに
    配列されかつ受容室から分離室（２）へ流入する液体が
    通過するように配設された複数の通路（９）と、供給さ
    れた液体が前記通路（９）に流入する前に該液体をロー
    タとともに回転させるための受容室内の巻き込み手段
    （14a;14b）と、受容室内に延びかつその受容区画
    （５）内に配置された開口を備えた前記静止流入チュー
    ブ（７）とを有する遠心分離機において、 巻き込み手段（14a;14b）が、静止流入チューブ（７）
    を囲みそして前記受容区画（５）から離れている巻込み
    区画（６）の中で、受容室へ供給される液体の巻込みを
    実質的に生じさせるように配設されており、受容区画
    （５）は液体の実質的な巻込みを生じさせる手段と無関
    係であり、 流入チューブ（７）の周りに延びて、それによって１個
    以上の通路を画定する偏向手段（15）が、同一の半径方
    向水平面に位置する前記受容区画と巻込み区画の部分と
    を分離し、そして 前記巻込み手段の少なくとも主要部分が、偏向手段（1
    5）と流入チューブ（７）の間の前記通路の外側の半径
    方向水平面において、巻込み区画（６）の中に配設され
    ることを特徴とする遠心分離機。
  2. 【請求項２】前記偏向手段（15）が、ロータとともに回
    転するように支持され、かつ環状通路が半径方向内側縁
    部と流入チューブ（７）との間に画定されている特許請
    求の範囲第１項記載の遠心分離機。
  3. 【請求項３】受容区画（５）が、受容室内で巻込み区画
    （６）と前記通路（９）の開口部との間に配置され、前
    記偏向手段（15）が、前記壁に沿って液体を受容区画
    （５）に戻流させるために、受容室を囲繞する壁との間
    に１個以上の通路を形成する特許請求の範囲第１項また
    は第２項記載の遠心分離機。
  4. 【請求項４】巻込み手段が、受容室の囲繞壁によって支
    持された軸方向及び半径方向に延びる羽根（14b）を含
    む、特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項
    に記載の遠心分離機。
  5. 【請求項５】巻込み手段が、ロータと同軸関係をもって
    取り付けられた環状ディスク（14a）を含む、特許請求
    の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の遠心
    分離機。
  6. 【請求項６】前記ディスク（14a）がほぼ平坦形態であ
    る特許請求の範囲第５項記載の遠心分離機。
  7. 【請求項７】前記通路（９）が、前記巻込み手段（14a;
    14b）の半径方向最外方部分とほぼ同一の半径方向レベ
    ルにおいて受容室の中に位置する開口を有する、特許請
    求の範囲第１項ないし第６項のいずれか１項に記載の遠
    心分離機。
  8. 【請求項８】環状の外側フランジ（13）が、流入チュー
    ブの開口部と前記偏向手段（15）との間に流入チューブ
    （７）によって支持され、該フランジ（13）は偏向手段
    （15）の内径よりも大きい外径を有する、特許請求の範
    囲第１項ないし第７項のいずれか１項に記載の遠心分離
    機。
JP61255974A 1985-10-30 1986-10-29 遠心分離機 Expired - Lifetime JPH07112551B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8505128A SE450093B (sv) 1985-10-30 1985-10-30 Inloppsanordning vid centrifugalseparator
SE8505128-2 1985-10-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62102847A JPS62102847A (ja) 1987-05-13
JPH07112551B2 true JPH07112551B2 (ja) 1995-12-06

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ID=20361967

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61255974A Expired - Lifetime JPH07112551B2 (ja) 1985-10-30 1986-10-29 遠心分離機
JP61255973A Expired - Lifetime JP2542372B2 (ja) 1985-10-30 1986-10-29 遠心分離機

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US (2) US4701158A (ja)
EP (2) EP0221723B1 (ja)
JP (2) JPH07112551B2 (ja)
CN (2) CN1005461B (ja)
BR (2) BR8605294A (ja)
DE (2) DE3665995D1 (ja)
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