JPH0811201B2

JPH0811201B2 - セパレ−タ

Info

Publication number: JPH0811201B2
Application number: JP62007386A
Authority: JP
Inventors: カルレベルグヤコブ
Original assignee: カルレベルグヤコブ
Priority date: 1986-01-15
Filing date: 1987-01-14
Publication date: 1996-02-07
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: BR8700265A; DE3763148D1; EP0229749B1; SU1628843A3; JPS62183811A; EP0229749A3; US4816152A; ATE53514T1; NO860122L; KR960000002B1; NO157967B; KR870006919A; NO157967C; GR3000714T3; CA1298255C; CN87100330A; EP0229749A2; ES2016655B3; CN1014871B

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は例えばオイルで汚染された水のように異なる
比重を持つ２つの混合液体を分離するためのセパレータ
に関するものである。

（発明の要約）今日、異なる比重を持つた２つの混合液体を分離する
ためのセパレータに対する需用、要求がある。典型的な
例はオイルで汚染された水である。かくて、船上又は沿
岸で用いられる含油水の浄化を出来るセパレータに対す
る明白な需要がある。

本発明の目的は液体混合物を遠心力にさらして、重量
の差を顕著に増大させ、以つて当該２つの混合液体を分
離させることにある。本発明の遠心力を利用することに
より、連続する液体環体を誘起せしめ、これをその回転
軸線を横切る壁の両側に、かつ半径方向外側に作るとい
う原理に基づいている。ここに前記液体混合物は前記壁
の一方の側上において前記液体環体に送給され、当該液
体環体内の液体は該環体の各軸線方向端部におけるオー
バフローリム上を通過することが許容される。なお液体
の混合物が供給される前記壁の側にある前記オーバフロ
ーリムは他方のオーバフローリムよりも高い位置にあり
（より小さな半径を備えており）、前記横断方向壁の半
径は前記２つのオーバフローリムのそれぞれの半径より
も大きくされている。かくして得られる分離システムに
おいては、Ｕ字管において常に存在するバランス現象が
利用されている。オイルで汚染された水の場合には、オ
イルは前記液体混合物が供給される前記横断壁の側上に
おいて、前記液体環体の内側マントル表面上に集積し、
前記高いオーバフローリムを横切つて流出する一方、純
水は前記低い方のオーバフローリムを横切つて流出する
であろう。

かくして、本発明によれば、例えばオイルで汚染され
たオイルのような異なる比重を持つ２つの混合液体を分
離するためのセパレータが提案されており、当該セパレ
ータは各軸線方向端部において同軸状の開口を備えた回
転可能ケーシングを有しており、前記一方の同軸状開口
は他方の開口よりも大きな半径を備えている。本セパレ
ータの特徴とするところによれば、前記ケーシングには
１つの横断方向壁が設けられており、当該壁は前記最大
開口半径よりも大きな半径位置にあるその周縁におい
て、前記ケーシングの前記同軸状開口間の内部壁に沿つ
て周縁軸流接続部を、かつ又前記液体混合物のための軸
線方向取入口を画成しており、当該取入口はケーシング
内において前記より小さな半径を備えた同軸状開口が位
置する前記横断方向壁側で開口している。

前記セパレータの能力を増大させるために、前記軸線
方向取入口は、好適には、前記より大きな半径を備えた
軸線方向開口が位置する前記横断方向壁の側において前
記ケーシングに進入することが出来る。またこの進入地
点において前記取入口は第１の隔室を形成する同軸状拡
大部を備えることが可能であり、前記横断方向壁は前記
隔室の１つの壁を形成するとともに、同軸状の貫通開口
を備える。

好適には、前記ケーシング内には円錐ガイドカツプ及
び放散コーンが設けられており、当該円錐装置はより小
さな半径を備えた前記同軸状開口に面する側上において
前記横断方向壁から同軸状に延びるとともに、前記開口
に向けて収束している。前記円錐装置はその円錐の高さ
に関して相互に段が付けられており、前記ガイドカツプ
は前記横断方向壁付近の領域において開口を備えてい
る。前記取入口は最内側の前記円錐装置内側で開口して
おり、一方前記周縁軸流接続部は最外側円錐装置の外側
に位置している。このようにしてそのような円錐装置の
有利な効果が利用されている。

最も好適には、前記円錐ガイドカツプ及び放散コーン
もまた前記第１の隔室内に設けることが可能であり、そ
の場合前記円錐装置は前記隔室の軸線方向に対称的な壁
から延びるとともに、前記横断方向壁に向けて傾斜し、
相互に段差のある頂部半径部を備えている。なお前記ガ
イドカツプは最小頂部半径部を備えるとともに前記壁付
近において開口を備えている。

前記予備分離隔室の前記軸線方向に対称的な壁が前記
ケーシングの端部における近接第１の開口中を延び、静
止する取入口パイプを収納するためのスリーブを形成し
た場合には特に好適な実施例が達成される。そのような
実施例においては、前記第１の隔室にはカツプ形状のス
ペースが設けられているのが好ましく、該スペースは前
記取入口パイプに向けて開口するとともに、前記第１の
隔室内の円錐ガイドプレートによつて取囲まれている。
前記静止取入口パイプ中を導入された前記液体混合物は
前記カツプ形状スペース内の回転トランペツト部内に偏
向され、前記カツプのリムを横切つて流れ、次に前記第
１の隔室中に流入する。ここで前記液体混合物は設けら
れた前記円錐装置の作用を受ける。

好適には、前記円錐装置上には半径方向壁が設けられ
る。前記円錐壁の目的はそれらが、液体混合物並びに分
離された液体を回転状態に維持し、以つて全ての直径部
分において完全な遠心力効果が維持されるようにする移
送プレートとして作用することである。そのような半径
方向壁はまた安定した液体環体を維持して、前記セパレ
ータ内にバランス作用を確保するのにも寄与している。

前記セパレータにはそれが回転し始め、かつ又液体混
合物が導入される以前において前記ケーシング内に一方
のより重い液体を構成成分とする液体環体を誘起させる
ための供給装置を設けることが特に好適である。こうす
ることは例えば含油水の場合に特に好適である。何故な
らば、純水を前記供給装置中に導入して、純水からの水
シールを誘起させ、これによりオイルがセパレータの純
水取出口中を外部に漏洩することを防止出来るからであ
る。

例えばセパレータ始動時において前記ケーシング内に
存在する分離オイルのような残滓を回収するために、シ
ーリングスクリーンを設けてケーシングの内部壁から、
より小さな半径を備えた前記同軸状開口を構成する横断
方向壁から横方向において同ケーシング内に突入させる
のが好適である。かくすればシーリングスクリーンは、
オイル、泥水等に関してはこれらを捕捉して、これらが
ケーシングの回転開始時ケーシング壁に向けて飛び散る
のを防止するとともに、これらが純水取出口に到達する
のを防止することが出来る。

以下付図を参照して本発明のより詳細な説明を行な
う。なお付図において示されるセパレータは含油水の純
化に用いるものである。

（実施例）ベースは符号１で示されている。ベースプレート３は
ゴムパツド２を介在させてベース１上に装着されてい
る。ベースプレート３はねじ４を介してベース１に取付
けられている。ベースプレートの上にはリング５が溶接
により取付けられている。前記リング５内にマントル６
がオーリング７とともに設けられている。マントル６は
タイロツド８を介してベースプレート３に取付けられて
いる。各タイロツト（１つのみが図示されている）はブ
ラケツト10と接触するカラー９を備えている。ナツト11
の助けを借りて、前記タイロツドはカラー９をブラケツ
ト10に押圧せしめ、かくてマントル６をベースプレート
３上の定位置に保持せしめるよう緊定されている。

ベースプレート３は１つの中央開口を備えており、該
開口内に下側軸受12及び上側軸受13を備えた軸受ケーシ
ング11が設けられている。更に、ベースプレート３内に
はオイルの取出口装置14が設けられている。

軸受ケーシング11内の前記２つの軸受12及び13内には
セパレータシヤフト15が装着されている。図示の如く、
前記セパレータシヤフトは段付形状とされており、セパ
レータシヤフトの最厚肉部分と、接続された軸受通路の
間にはエジエクタ16が設けられている。

図示の如く、セパレータシヤフトの最厚肉部分の他方
の端部には横断壁17が設けられている。前記横断壁は前
記セパレータの上側のより薄肉の部分を取囲む中央ボス
18を備えている。ボス18上には内側横断壁20を備えた円
筒装置19が装着されている。かくて、シリンダ19の上側
部分はカツプ形状の隔室20を形成している。

横断壁17上には円錐状の内部ケーシング21が装着され
ており、当該ケーシングの外側において前記横断壁17に
は外部ケーシング部分22が設けられている。対応して、
横断壁17の下側には外部下側ケーシング部分23が設けら
れている。前記ケーシング部分22,23及び前記横断壁17
はねじボルト24によつて互いに保持されている。

前記円錐状内部ケーシング21は頂部において倒立取入
口ホツパ25内に終結している。前記取入口ホツパ25は前
述のシリンダ19と一体のものとして設計することも出来
るが、好ましくは前記シリンダ19と接続された別個の部
材とするのが良い。

前記上側外部ケーシング部分22はいわゆる比重リング
27を備えた軸線方向開口25を備えている。該リングはプ
レートリングであり、当該リングの開口の横断面積すな
わち軸線方向開口26の横断面積は異なる開口を備えた別
のリングと交換することにより変更することが出来る。
前記比重リングはこれを外部ケーシング部分22の頂部に
ねじ止めすることで締結される。

前記円錐状内部ケーシング21の内側には円錐状部材2
8,29,30が設けられている。シリンダ19と取入口ホツパ2
5の間の円錐状遷移領域には開口31が配設されている。
前記円錐状部材28及び30においては図示の如く前記円錐
状内部ケーシング21内の内部壁近くに開口32,33が配設
されている。なおこれの円錐状部材は円錐状ガイドカツ
プと呼び、円錐状部材29は放散コーンと呼ぶ。断面図に
おいては２つの開口32及び33のみが示されているが、当
然これらの開口は開口31のように幾つもが設けられてい
る。

前記下側外部ケーシング部分23内にはインサート34が
設けられており、当該インサートは幾つかの円錐状部材
35,36,37及び38を有している。図示のように、横断壁17
の近隣下側部付近において、円錐部材36及び38内には開
口39,40が配設されており、これらの部材は以下円錐状
ガイドカツプと呼び、部材35及び37は放散コーンと呼
ぶ。これらの表示理由については前記セパレータの作動
のモードの以下の開示から明らかになるであろう。

全ての円錐部材28,39,30のみならず35,36,37及び38上
にはそれぞれ半径方向壁41,42及び43〜52が位置してい
る。内部ケーシング21と外部ケーシング部分22の間には
半径方向壁53,54が設けられている。周縁に沿つての半
径方向壁の数は変化させることが出来るが、通常は４個
の半径方向壁又は移送プレートが一様に配置されて用い
られている。横断面積が大きくなる程、半径方向壁又は
移送プレートの数を多くする必要がある。

横断壁17内においては開口55及び56が図示のように設
けられている。開口56は内部ケーシング21内に形成され
た予備分離隔室と下側外部ケーシング部分間のスペース
との間の接続部材を形成している。一方開口55は下側外
部ケーシング部分23内の軸線方向端部開口59と上側外部
ケーシング部分22内の軸線方向端部開口26の間の周縁軸
線方向流れ通路を形成している。下側外部ケーシング部
分内の軸線方向端部開口59は上側外部ケーシング部分22
内の軸線方向端部開口26の直径よりも小さな直径を備え
ている。これらの直径間の差は比重リング27を交換する
ことで調節が可能である。

静止マントル６上には、内部カバー57及び外部カバー
58が設けられている。当該カバーは図示のように、タイ
ロツド８及び関連締結ユニツト８′によつて定位置に保
持されている。外部カバー58には純水のための取出口部
材60が設けられている。外部カバー58の頂部には純水の
ための取入口部材61が設けられている。前記取入口部材
には１本のバイプ62が接続されており、該パイプは前記
軸線方向開口26内に延びるとともに純水を内部ケーシン
グ21と外部ケーシング22の間のスペースに供給してい
る。

更に外部カバー58にはスクリーン63が関連する含油水
のための取入口パイプ64とともに設けられている。取入
口パイプ64は図示のように前記倒立取入口ポツパ25及び
カツプ形状隔室20内へと延びている。

セパレータシヤフト15の下側端部上にはＶベルトプー
リ65が装着されており、前記下側端部はベースプレート
３から懸架している。シヤフト15及び関連する部品はＶ
ベルト66を介して、図示せぬモータによつて回転させる
ことが出来る。

セパレータは以下の態様で作動する。

セパレータが始動するのはシヤフト15がＶベルト駆動
部材65、66を介して回転させられる時である。純水は取
入口部材61及びパイプ62中を導入される。セパレータケ
ーシング22、23の内側壁には純水環体の形状をした水塊
が誘起される。当該水塊の誘起は水が軸線開口26のリム
を横切つて流出した時に完了する。前記水塊の目的はセ
パレータ内のオイル残滓が純水のための取出口部材60内
へと押出されることを防止することにある。

（例えばオイルブームからの）オイルで汚染された水
を前記取入口パイプ64を経てセパレータ内に導入するこ
とが出来る。液体混合物を過剰に攪拌することのないよ
うに、低速ラメラポンプ、ギヤポンプ又はねじポンプが
浄化すべき水に対して用いられるのが良い。前述の静止
取入口パイプ64はシリンダ乃至カツプ19内へと延びてい
る。流入する汚染水はかくて静かにセパレータ内に受取
られるので、エマルジヨンの形成又はその始まりが発生
するのが防止される。スペース20において液体は回転さ
せられ、ある程度の液体圧力が誘起される。このため液
体は開口又は穴31中を押出される。

液体がスクリーン63へと進まないようにするため、図
示の如くホツパ25内には取入口パイプ64のまわりに移送
プレート68が配設されている。もしも液体のレベルが
（例えば能力超過のため）この領域において高くなり過
ぎた場合には、前記移送プレート68に到達する液体は回
転され、流下され穴31中を押出される。

前記開口31を経て、導入された液体混合物は内部ケー
シング21内へと通過する。ここでは円錐要素28,29及び3
0を利用して予備分離が行なわれる。水は外向きに流れ
ようとし、当然のことながら幾分のオイルが取去られ
る。液体は最上側円錐部材28内の開口32中を通過し、部
材28はガイドカツプとして作用し、取去られたオイルは
部材38の下側において表面へと上昇しようとする。部材
28の端部リムを通つて流下する液体は当該リムにおいて
分離作用にさらされる。部材29に向つて流れる液体は前
記部材の内側リムにおいて極端に変更させられる。かく
てそのような部材は放散コーンと呼ばれる。このように
して、液体は下向きに流れ、最終的には横断壁17内の孔
56中を通過し、下側ケーシング部分23内へと流入する。
前記予備分離隔室すなわち内部ケーシング21内において
は予備分離が行なわれ、オイル粒子は最大可能点滴又は
実際のオイル流へと凝集する。この分離段階において、
オイルは固体の析出を防止するべく出来る限り迅速に表
面へと移送される。

下側ケーシング部分23内において水は外向きに流れよ
うとし、一方オイルは取出口59に向けて流れようとす
る。このことは水が横断壁17内の孔55中を通つて開口26
に向けて流れようとすることを意味している。前記下側
ケーシング部分23内において、図示の円錐部材はオイル
が常に表面に向けてすなわち半径方向内向きにかつ取出
口59に向けて下向きに流れようとするという点で所望の
分離作用に貢献している。何故水が開口26に向けて流れ
ようとするかの理由は、「過圧」が誘起されるからであ
る。すなわち孔26及び59によつて形成されるオーバフロ
ーリム間には高さの差があるからである。セパレータが
ある体積の液体を受けると、前記下側スペース内のレベ
ルが孔59のまわりのリムに到達する結果となる。かくて
高さの差は開口59及び26の開口半径の差となる。

分離されたオイルは徐々にたまり、取出口59に向けて
流れるであろう。

前記セパレータの能力が不足した状態になつた場合に
は、水はオイルとともに前記リムを横切つて流れる。か
くて純水は汚染されることが無いであろう。オーバフロ
ーリム59及び26間の流れは定格能力又はそれ以上の場合
一定となる。

下側ケーシング部分23内の隔室ではガイドカツプ36及
び38並びに放散コーン35及び37を利用して分離が完了さ
れる。この場合液体は外向きに流れるに従つて増大する
遠心力にさらされるので、殆んど半径方向の液体流れが
達成される。

実施例においては２段階構造（１段は１つのガイドカ
ツプ、もう１段は放散コーン）が図示されている。より
大きなセパレータにおいては、より大きな個数の段を用
いることが出来る。すなわちスペースに見合う実用的な
最大段数が採用出来る。前記放散コーンは液体流れに対
してある上向き速度を与えるので、小さなオイル粒子
は、水の流れが偏向され、取出口26に向けて通過する時
に、より容易に破砕されることが可能である。前記放散
コーンはまた水が取出口26に向けてより長いパスを流れ
させる。かくてより長期間にわたる分離作用が達成され
る。

混合物は外向きに流れる間に、幾度も、かつまた所望
の分離に適した態様を以つて流れの方向を変化させられ
る。最後に、純水は外部円錐部材35の外側に沿つて上昇
し、開口55を通り、更に上向きかつ軸線方向開口26中を
取出口部材60へと流れていく。

分離されたオイルは、前述したように、徐々に水の表
面上に一層をなして形成され、軸線方向端部開口59並び
にオイル取出口部材14中を通つて出て行く。

前述したように、各円錐部材間並びに内部ケーシング
21と外部ケーシング22間には移送プレートとして作用す
る半径方向壁が設けられている。こうすることはオイル
及び水の混合物を回転状態に維持し、最大の遠心効果が
全ての直径部に対して発揮されることを保証するために
主として必要である。前記移送プレートはまた水及びオ
イルの安定した環体を保持し、すべてをバランス状態に
保持しておくのに寄与している。

比重リング27はその開口径が重要なるが故に交換する
ことが出来る。形成されたオイル層はオイルの比重とと
もに増大し、もしも比重リングの開口が大き過ぎて、オ
イルの比重が高過ぎる場合には、オイルは純水のための
通路に進入する可能性がある。もしも比重リングの直径
が小さすぎる場合には、セパレータの能力は減少する。

分離作業が完了した時にはセパレータは停止される。
ケーシング22,23が静止している時には、水及びオイル
残滓は開口55及び56並びにオイル取出口14中を流出す
る。図示のように、プレート17の頂部側は傾斜乃至円錐
状態となつている。こうすることにより静止中における
固体及び泥土が外向きに流れることを容易にする。水は
低温状態で分離されるので、分離中には単にルースな被
膜が形成され、これらの多くは静止中装置中から消え去
る。しかしながら、しばしばある種の樹脂質被膜が残存
する可能性がある。前記水シールを別個の取入口61,62
内に設けて、そのような樹脂質残滓を純水で押し流す代
りに表面に向けて上昇させるのはこのような理由によ
る。前記水シールはオイルが水とともに流出するのを防
止するために必要である。セパレータが始動された時に
は、前記下側外部ケーシング内に存在しているかも知れ
ないオイル残滓はキヤツチリング67によつて捕捉され
る。

分離操作が停止される以前に、純粋による一定期間の
分離作業（好ましくはセパレータの能力を超えた分離作
業）を行なうと、浄化効果が発揮されて、オイル残滓は
ある程度純水によつて流し去られる。温水を使用するこ
とは特に効果的であろう。また、セパレータの内部部品
は出来るだけ平滑な表面を備えているべきである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係るセパレータの１つの好ましい実施例を
示す断面図である。 22,23……回転ケーシング、26,59……同軸状開口、17…
…横断方向壁、55……軸流接続部材、64,21,56……軸線
方向取入口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】異なる比重の二液体を含む混合物を分離す
るセパレータであって、横断壁と、前記横断壁の上側に設けられ、軸方向上端部に開口が形
成された上側外部ケーシング部分と、前記横断壁の下側に設けられ、軸方向下端部に形成さ
れ、有効径が前記上側ケーシング部の軸方向上端部開口
の有効径より小さい開口を有する下側外部ケーシング部
分と、前記上側外部ケーシング部分の内側に隔置して設けられ
た内部ケーシングと、前記内部ケーシング内部に軸方向に隔置して設けられ、
前記横断壁に向かって径が減少する円錐周壁を有し、底
端部に開口を有する上側円錐部材と、前記横断壁に設けられ、前記下側外部ケーシング部分の
内部を前記上側外部ケーシング部分と前記内部ケーシン
グとの間の空間に連通する少なくとも一つの第１開口
と、前記第１開口の径方向内側で前記横断壁に設けられ、前
記内部ケーシングと前記下側外部ケーシングとを連通す
る第２開口と、前記内部ケーシングの上端部に設けれ、異なる比重の二
液体からなる混合物を該内部ケーシングに導入する入口
手段と、前記横断壁、前記上側および下側外部ケーシング部分な
らびに前記内部ケーシングを軸周りに回転する回転手段
と、を有し、前記回転手段の回転により生じる遠心力により
前記内部ケーシング内で前記混合物の環体が形成され、
該混合物が前記第２開口を通して前記横断壁を横切って
前記下側下部ケーシング内に流入する際に該混合物の比
重の小さな液体が径方向内方へ分離する傾向となり、さ
らには下側外部ケーシング部分内に前記混合物の環体が
形成され、前記比重の小さな液体が径方向内方へさらに
分離して下方に流れ、前記下側外部ケーシングの軸方向
下端部開口を通して流出し、しかして前記混合物の比重
の大きい液体は径方向外方へ指向され、さらに前記第１
開口を通して前記横断壁を横切って上昇して前記上側外
部ケーシング部分と前記内部ケーシングとの間の前記空
間に流入し、さらには前記上側外部ケーシング部分の前
記軸方向上端部開口を通して外部に流出するようなって
いるセパレータ。
【請求項２】特許請求の範囲の第１項に記載のセパレー
タにおいて、前記入口手段は、前記内部ケーシングの上
端に接続され、前記混合物を受け入れる軸方向室を構成
する逆さホッパーを有し、かつ前記横断壁の前記第２開口は、前記上側および下側外部
ケーシング部分の軸方向上端部および下端部開口と同軸
であるセパレータ。
【請求項３】特許請求の範囲の第２項に記載のセパレー
タにおいて、さらに前記混合物を上端から導入する固定
入口パイプをさらに有し、前記逆さホッパーの上端部
は、前記上側外部ケーシングの前記軸方向上端部開口を
同軸で貫通し、該上端部で前記入口パイプを受けるよう
になっているケーシング。
【請求項４】特許請求の範囲の第３項に記載のセパレー
タにおいて、前記逆さホッパーの前記下側部分に接続さ
れ、前記入口パイプの開口端を受けるカップ形状部材を
さらに有するセパレータ。
【請求項５】特許請求の範囲の第３項に記載のセパレー
タにおいて、前記逆さホッパーの上端部の周りに径方向
にインペラプレートが設けられているセパレータ。
【請求項６】特許請求の範囲の第１項に記載のセパレー
タにおいて、前記下側外部ケーシング部分内に、前記横
断壁から延在する少なくとも二つの径方向に隔置された
下側円錐部材が設けられ、該二つの下側円錐部材の周壁
面は前記下側外部ケーシング部分の軸方向下端部の開口
に向けて径を減少し、前記下側円錐部材の内側のものに
は、前記横断壁の近くで貫通開口を有し、該横断壁を貫
通する前記第１と第２開口は、該下側円錐部材の径方向
両側に位置しているセパレータ。
【請求項７】特許請求の範囲の第６項に記載のセパレー
タにおいて、前記下側円錐部材上に、前記下側外部ケー
シング内の前記混合物を回転させるように駆動する少な
くとも一つの径方向プレートを有するセパレータ。
【請求項８】特許請求の範囲の第１項に記載のセパレー
タにおいて、前記上側外部ケーシング部分と前記内部ケ
ーシングの間の空間に該上側外部ケーシング部分の軸方
向上端部開口を通して液体を導入する液体シール手段を
有するセパレータ。
【請求項９】特許請求の範囲の第１項に記載のセパレー
タにおいて、前記上側外部ケーシング部分の前記軸方向
上端部の開口位置に、回転する該上側外部ケーシング部
分との接触を防止する固定ブロッキングスクリーン手段
が設けられているセパレータ。
【請求項１０】特許請求の範囲の第１項に記載のセパレ
ータにおいて、前記上側円錐部材の軸方向の一つ置きの
ものの底端部は、他のものの底端部より径方向内側にあ
り、該上側円錐部材の該一つ置きのものは、その底端部
に開口を有するセパレータ。