JPH08309233A

JPH08309233A - 主要な流れの中の混合された異なる材料相を互いに分離するための装置およびその方法

Info

Publication number: JPH08309233A
Application number: JP8010014A
Authority: JP
Inventors: Ernst-August Bielefeldt; エルンスト−オーギュスト・ビールフェルト
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-01-25
Filing date: 1996-01-24
Publication date: 1996-11-26
Also published as: CA2167788A1; ATE194508T1; DE59605557D1; EP0723813B1; DE19502202A1; US5843211A; AU4481396A; WO1996022836A1; EP0723813A1

Abstract

(57)【要約】【課題】非凝集傾向などの悪い材料特性と関係なく、
ガス流れから最も細かい粒子でさえ効果的に分離できる
渦分離機を提供する。【解決手段】クリーンにされるべき主要な流れは、二
次的な渦流に適合されるように、軸方向のチャンバ長さ
より短い軸方向の長さと径方向のインレット深さとを有
する少なくとも１つのフローインレットチャネル１０を
通ってチャンバ端部間の中央に渦分離機チャンバ１内に
導入され、扇形に広がり、チャンバ壁の内面の近くで二
次的渦流と滑らかに合流し、乱流を避け、主要な流れエ
ネルギの損失が少なくなる。クリーンにされたガスは、
両端からチャンバ内に中心に延びる浸漬パイプ３，３Ａ
を通って吸い出される。より重い粒子は、遠心力によっ
て取出され、チャンバの端部壁の空隙を通って吐出され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】この発明は、遠心力による材料分離方
法、およびこの方法を行なうための渦分離機に関する。

【０００２】

【発明の背景】サイクロンセパレータを含めて渦分離機
は、中心の縦軸、軸方向の壁、および２つの端部壁を備
えたハウジング内に、ここでは単に「チャンバ」または
「分離機チャンバ」と呼ばれる渦チャンバを有する。２
つの浸漬パイプのうちの１つは、各端部壁を貫通してチ
ャンバ内へ同軸方向に延びる。浸漬パイプは互いに軸方
向に整列される。パイプ端部は、チャンバを通る中央の
径方向の面に対して互いに反対側に鏡のように対称的に
間隔をあけられる。生ガスインレットは、より軽い相か
らより重い相を分離するためのチャンバの軸方向の長さ
全体にわたって、軸方向に延びるチャンバ壁内へ接線方
向に延びる。より軽い相からより重い相を分離するため
のチャンバ内へ接線方向に導入される主要な生ガス流れ
は、チャンバ内に二次的な渦流を生じる。そのようなチ
ャンバは、たとえば生ガスからダスト粒子を分離するた
めに用いられる。しかしながら、原理的には、相間に十
分に大きい密度差がある場合に、多くの異なる材料相が
そのようなチャンバ内で互いに分離され得る。これらの
分離機の使用分野の拡大に関して、改善の余地がある。

【０００３】異なるタイプの分離機は、分離された材料
相の吐出の態様において互いに異なる。１つのタイプの
分離機では、分離された粒子が、分離された粒子を運ぶ
残りの生ガス流れでチャンバの外に運ばれる。別のタイ
プでは、分離された粒子が、吐出流れなしでハウジング
壁の吐出開口を通って直接に吐出される。この発明は両
方のタイプの分離機に適用できる。

【０００４】１９８０年６月３日に付与された米国特許
４，２０５，９６５号（ビールフェルト（Bielefeld
t））は、生ガスインレットがチャンバと同じ長さであ
る分離機を開示する。より重い粒子を運び出す残りの生
ガス流れは、やはりチャンバの全長に沿って延びる吐出
チャネルを通る。チャンバは、開いたパイプ端部の間に
空隙を備えて中央の径方向の面の方に鏡のように対称的
に延びる２つの浸漬パイプを囲む。生ガスインレット
は、軸方向のチャンバ長さ全体にわたって延びる平坦な
長方形の断面を有し、二次的な渦流を駆動する。より低
い密度を有するガス相は、通常、クリーンガスとして、
浸漬パイプに接続された吸込ファンによって吸出され
る。チャンバ内へ同軸方向に延びる２対の同軸の浸漬パ
イプが用いられてもよく、クリーンガスが２つの中央の
チューブを通って吸出され、一方、最も軽い粒子が各対
の２つの同軸のチューブの間の環状空間を通って吸出さ
れる。

【０００５】１９８１年５月５日に付与された米国特許
第４，２６５，６４０号（ビーレフェルト）は、軸方向
に延びる鏡のように対称的に配置された浸漬パイプをや
はり備えたチャンバを備えた分離機を開示する。より高
い密度の粒子の吐出は、チャンバ端部壁の吐出環状空隙
を通って直接に行なわれる。生ガスインレットチャネル
はまた、軸方向のチャンバ長さ全体にわたって延びる平
坦な長方形のインレット断面を有する。生ガスの吐出チ
ャネルは設けられない。チャンバ端部壁の環状空隙は、
軸方向の流れが径方向の流れに変わるコーナに位置決め
される。２つの重なった求心的な加速の影響下で、粒子
が環状空隙を通って軸方向に吐出される。一方の求心的
な加速は、入来する生ガス主要流れによって駆動される
二次的な渦流によって発生される。他方の求心的な加速
は、２回曲がった二次的な流れによってチャンバの端部
壁の近くで発生される。米国特許第４，２６５，６４０
号はまた、分離された粒子がチャンバから接線方向に移
動する、チャンバ壁のいわゆるピーリングスロットを開
示する。

【０００６】従来の分離機の両方に共通であるのは、軸
方向のチャンバ長さ全体にわたって延びる平坦な長方形
の断面を有するインレットチャネルである。生ガス主要
流れのためのそのような平坦なインレットチャネルは、
効果的な二次的な渦流を生じるのに必須であると考えら
れている。しかしながら、さらなるリサーチでは、主要
な流れが二次的な渦流を駆動する効率と、そのような分
離機の使用分野の拡大とに関して、改善の余地があるこ
とを示している。特に、従来の分離機では、主要な流れ
とインレットチャネル壁との間の壁摩擦が、接触する表
面領域が大きいために大きく、改善の余地がある。同様
に、主要な流れにおいて、および主要なインレットの流
れと主要な流れによって駆動される二次的な渦流との間
の境界において、乱流によって引起こされる主要な流れ
のエネルギ損失に関して、改善が望ましい。その結果と
して、従来、二次的な渦流を駆動するために、主要な流
れの潜在的なエネルギを完全に利用することができなか
った。さらに、その断面全体にわたる主要な流れの速度
の大きい勾配は望ましくない。なぜなら、これらの速度
勾配は、入来する粒子を非凝集する大きい引離し力を引
起こし、それにより、より小さい粒子を生じ、分離をさ
らにより困難にする。その結果、主要な流れの引離し力
によって非凝集されていない最も小さい粒子だけしか効
率的に分離できない。粒子が小さいほど、それらの分離
が困難になる。

【０００７】上述したことに鑑みて、この発明の目標
は、以下の目的を別々にまたは組合せて達成することで
ある。その目的とは、非凝集および望ましくない乱流な
どの上述の問題を避け、それにより、分離効率に悪影響
を及ぼす要因を少なくするかまたはなくすこと、渦分離
機を非凝集傾向などの悪い材料特性と無関係にし、その
結果、最も細かい粒子でさえガス流れから効果的に分離
され得るようにすること、従来の流れ速度を維持しなが
ら渦分離機の効率を増し、それにより、そのような分離
機の使用分野を増すこと、渦分離機の構造をより簡単に
し、その結果、渦分離機を製造するための連続的なまた
は大量の製造方法を用いて製造利点が達成され、モジュ
ール構造が、多チャンバ材料分離システムに容易に一体
化される渦チャンバを設けること、生ガスインレットチ
ャネルのそれぞれの形状によって生ガス主要流れの特性
に積極的に影響を及ぼすこと、チャンバの内側の壁表面
の近くで主要な流れの流れパターンを二次的な渦流の流
れパターンに適合させること、主要なおよび二次的な流
れにおいて、ならびに主要な流れと二次的な流れとの間
の境界において、乱流を最小にするかまたはさらに避け
ることである。

【０００８】

【発明の概要】この発明に従って、中心の縦軸（Ａ）お
よび軸方向のチャンバ長さ（ＡＣＬ）を有する分離機チ
ャンバ（１、Ｃ、１１６、１２１）を囲む軸方向に延び
る（アキシャル）壁（２）および径方向に延びる（ラジ
アル）端部壁（４、４Ａ）を有する分離機ハウジング
（Ｈ）と、浸漬パイプの内側の端部間に中央の間隙
（５）を備えて両側のチャンバ端部からその分離機チャ
ンバ内へ中心に延び、その分離機チャンバ（１、Ｃ）か
らその浸漬パイプを介してより軽い相を吐出すかまたは
引出す、浸漬パイプ（３、３Ａ）と、より重い相を除去
するためのその分離機チャンバからの吐出口（６、６
Ａ、１０７、１１３）とを含む、主要な流れの中の混合
された異なる材料相を互いに分離するための装置を提供
し、その分離機ハウジングは、そのアキシャルチャンバ
壁（２）を貫通し、その主要な流れをその分離機チャン
バ内へ吹込むフローインレット（７）をさらに含み、そ
のフローインレット（７）は、その軸方向のチャンバ長
さ（ＡＣＬ）より小さい軸方向のインレット長さ（ＡＩ
Ｌ）と、その軸方向のインレット長さ（ＡＩＬ）に等し
いかまたはこれより小さい径方向のインレット深さ（Ｒ
ＩＤ）とを含み、その分離機チャンバ内で主要な駆動流
れパターンを二次的な渦流（１１）に適合させ、実質的
に乱流を伴わずにその二次的な渦流を駆動する。好まし
くは、主要な駆動流れパターンは、二次的な渦流の形状
に適合され、実質的に乱流を伴わずに二次的な渦流を効
率的に駆動する扇形パターン（７Ｂ）である。

【０００９】好ましくは、軸方向のインレット長さ（Ａ
ＩＬ）およびその径方向のインレット深さ（ＲＩＤ）
は、１≧ＲＩＤ／ＡＩＬ≧０．０１の条件を満たし、一
方、軸方向のチャンバ長さ（ＡＣＬ）は常に軸方向のイ
ンレット長さより大きい（ＡＣＬ＞ＡＩＬ）。好ましい
実施例では、ＡＩＬのＲＩＤに対する比は約１である
か、または、たとえばインレットが正方形もしくは円形
のパイプ断面である場合は１である。

【００１０】この発明に従って、上で述べたような装置
内で主要な流れ（７Ａ）の中の混合された異なる材料相
を互いに分離する方法をさらに提供する。この発明の方
法は、（ａ）主要な流れを、フローインレットを介し
て分離機チャンバ内へチャンバ端部壁間の中間に供給
し、その分離機チャンバ内で二次的な渦流を発生しかつ
維持するステップと、（ｂ）そのフローインレット内
のその主要な流れの軸方向の寸法（ＡＩＬ）および径方
向の寸法（ＲＩＤ）を制限し、その分離機チャンバを通
る中央の径方向の面（ＣＲＰ）に対して対称的に主要な
駆動流れパターンを形成するステップと、（ｃ）主要
な流れの推進力の損失が減少するように、アキシャルハ
ウジング壁の内側の表面の近くで径方向に外側で、その
主要な駆動流れパターンをその二次的な渦流に適合させ
るステップと、（ｄ）その主要な流れ内の流れ速度勾
配が、流れ速度勾配の予め定められた範囲内に小さく保
たれるように、その主要な流れの流れ断面領域を構成
し、それにより、主要な流れの推進力の損失がさらに減
少し、乱流を防ぐことによって、すべての主要な流れの
推進力の損失が最小になるステップとを含む。

【００１１】好ましくは、主要な流れの流れ断面領域内
で、およびアキシャルハウジング壁の内側の壁表面に近
い、主要な流れパターンと二次的な渦流との間の境界に
おいて、速度勾配が小さくたもたれ、乱流を少なくする
かまたはなくし、それにより、推進力の損失を最小に保
つ。これらの速度勾配が引離し力を生じないほど小さく
保たれれば最良であることがわかっている。小さく保た
れなければ、たとえば小さい材料強さを有するフライア
ッシュ粒子などの粒子を分離するように細かくするかま
たは引離すかもしれない。

【００１２】この発明がはっきりと理解されるために、
ここで、例として、添付の図面を参照して説明する。

【００１３】

【好ましい実施例の詳細な説明】図１は、チャンバ１内
へのダストを運ぶ主要な流れ７Ａのための中央に位置決
めされたインレット７が設けられた円筒形のハウジング
Ｈによって形成される円形の円筒形の形状を有する渦チ
ャンバ１の斜視図である。この発明に従うと、インレッ
ト７は、円筒形のアキシャルハウジング壁２にハウジン
グＨの端部壁４と端部壁４Ａとの中間に位置決めされ
る。インレット７は、軸方向にかつハウジングＨの円周
の方向に扇形に広がるインレットフローチャネル１０を
形成するインレット流れ断面領域８を有する。２つの浸
漬パイプ３および３Ａは、互いに軸方向に整列して、チ
ャンバ１の中心の縦軸Ａに対して同軸方向にハウジング
Ｈ内へ延び、チャンバ１内の中央にかつハウジング端部
壁４とハウジング端部壁４Ａとの中間に間隙５を形成す
る。浸漬パイプ３、３Ａの内側の端部３′、３Ａ′は、
間隙５に面する吸込ポートを形成する。中央の径方向の
面ＣＲＰは、間隙５の中間に延びる。クリーンガスＣＧ
は、図示されないファンによって浸漬パイプ３、３Ａに
吸込まれ、吸込ファンに接続された浸漬パイプ３、３Ａ
の出口端部９、９Ａを通って吐出される。これらのパイ
プ３、３Ａは、端部壁４、４Ａを貫通して同軸方向に延
びる。ハウジング端部壁４、４Ａは、円筒形のハウジン
グ２より小さい直径を有し、粒子吐出空隙６、６Ａを形
成する。

【００１４】ここでは単に主要な流れと呼ばれるダスト
を運ぶ主要な流れ７Ａは、長方形の断面のインレット流
れ領域８を通ってインレット７に入る。実質的にインレ
ット流れと同じ量のクリーンガスＣＧの流出は、等しい
量比で出口端部９、９Ａを通って出る。遠心作用によっ
てチャンバ１内で渦流から分離されたダストは、両方の
空隙６、６Ａを通って現れる。この目的のために、中心
のチャンバ軸Ａが、複数個の分離機ハウジングＨを含む
システム内で水平に延びるように、ハウジングＨを装着
することが好ましい。空隙６、６Ａからダストを集める
ダスト搬送装置は、従来のものであるので図示されな
い。

【００１５】図２に示されるように、インレット７は、
ハウジングＨの壁２を貫通してチャンバ１内へ通じるフ
ローチャネル１０への入口として長方形の流れ断面８を
形成する軸方向のインレット長さＡＩＬおよび径方向の
インレット深さＲＩＤを有する簡単な構造的な形状を有
する。図１および図２の実施例では、インレット７は、
このためにインレット開口を有する円形のかつ円筒形の
アキシャルハウジング壁２の外側に取付けられる。その
フローチャネル１０を備えたこの発明に従うインレット
７の形状は、チャンバ１内で壁２の内側の表面の近くで
主要な流れを二次的な渦流の形に適合させることによっ
て、主要な流れ７Ａの駆動能力を向上させる。好ましく
は、この適合は、図２に矢印７Ｂで示されるような主要
な流れの扇形の広がりを引起こす。この目的のために、
軸Ａの方向のインレット７の長さ、したがってフローチ
ャネル１０の軸方向のインレット長さＡＩＬは、軸方向
にかつ円周の流れ方向に増加する。同時に、径方向のイ
ンレット深さＲＩＤが円周の流れ方向に減少する。軸方
向のかつ流れ方向の広がりまたは扇形の広がりは、この
発明に従って、チャンバ１内でハウジングＨの壁２の内
側の表面の隣で主な流れ７Ａを自然の二次的な渦流の局
部的な曲率に適合させ、乱流を避けることによってイン
レット流れ７Ａの駆動効率が向上する。

【００１６】今説明したチャンバ１内への接線方向の主
要な流れ７Ａは、チャンバ１内に二次的な渦流１１を発
生する。二次的な渦流１１は、壁２の内側の表面に沿っ
て軸方向に広がり、次に、端部壁４、４Ａに沿って径方
向に内側に曲がる。円周の空隙６、６Ａは、二次的な流
れ１１が径方向に内側に最初に９０°曲がるところに位
置決めされ、空隙６、６Ａを介してより重い粒子を吐出
す。径方向の二次的な流れ１１Ａは、浸漬パイプ３、３
Ａに遭遇するところでさらに９０°軸方向に内側に曲が
り、パイプ３、３Ａの周りの螺旋流１２で内側に流れ、
次に空隙５に流れる。インレット断面８でインレット７
の軸方向の長さＡＩＬが比較的短いために、および軸方
向のかつ円周の流れ方向の扇形の広がりのために、駆動
する主要な流れから駆動される二次的な流れへの滑らか
な遷移がこの発明に従って達成される。なぜなら、主要
な流れが二次的な流れと同じ方向に移動し、両方の流れ
がわずかな乱流を伴うかまたは乱流を伴わないで合流す
るからである。これはこの発明の重要な利点である。な
ぜなら、駆動する主要な流れと駆動される二次的な流れ
との間で乱流を避けるかまたは少なくとも減少すること
によって、推進力の損失が最小になるからである。

【００１７】インレット断面領域８の径方向のインレッ
ト深さＲＩＤは、先行技術と比較して実質的に増加す
る。この特徴は、この発明の別の利点をもたらす。なぜ
なら、主要な流れの断面内の流れ速度勾配が減少するか
またはそれどころか避けられ、非凝集を防ぐからであ
る。さらに、主要な流れと二次的な流れとの間の境界に
おける流れ速度勾配または差も最小にされ、乱流を少な
くし、それにより、駆動効率を高める。

【００１８】今説明した、主要な流れによる二次的な流
れの駆動は、２つの異なる分離をもたらす。第１に、粗
い粒子が空隙６、６Ａを通って吐出される。第２に、細
かい粒子が、パイプ３、３Ａの周りの鏡のように対称的
な螺旋流１２で、間隙５に面する内側の端部３′、３
Ａ′での吸込開口の領域内の方へ分離される。

【００１９】図２は、チャンバ１の軸方向の断面であ
り、上述の第１および第２の粒子の分離を示す。この発
明に従うと、主要な流れ７Ａは、矢印７Ｂで示されるよ
うに扇形に広がり、それにより、軸方向に延びる矢印１
１で示される二次的な渦流を駆動する。二次的な流れ１
１は、ハウジング壁２の内側の表面に沿って環状層渦流
を形成する。二次的な流れ１１の一方の半分の部分は、
軸流成分とともに軸方向に外側に右側にかつインレット
７から対称的に離れて移動する。他方の二次的な流れの
半分の部分は、同じ態様で左側に移動する。両方の流れ
部分１１は、１１Ａで示されるようにチャンバ１のそれ
ぞれの端部壁４、４Ａで径方向に内側に曲がる。粗い、
重い、または大きい粒子ＬＰの分離は、流れ１１が径方
向に内側に曲がるところで起こり、それにより、空隙
６、６Ａを介して粒子ＬＰを吐出し、重い粒子ＬＰが浸
漬パイプ３、３Ａの外側の表面の周りの領域に入るのを
回避する。二次的な流れ１１はまた、円周方向の流れ成
分を有し、それにより、螺旋形の二次的な渦流１１Ｂが
壁２の内側の壁表面の近くで形成される。さらなる渦流
が、矢印１２、１２Ａで記号的に示されるように浸漬パ
イプ３、３Ａの外側の表面の周りに形成される。矢印１
２Ａはまた渦流を表わすように意図される。端部壁４、
４Ａの近くで径方向において、二次的な流れ１１Ａは渦
巻流である。細かいまたは軽いまたは小さい粒子ＦＰ
は、浸漬パイプ３、３Ａの周りの領域で分離される。扇
形に広がった主要な駆動流れ７Ｂの、接線方向の、軸方
向に対称的な導入が、二次的な流れ１１に重ねられ、そ
れにより、主要な流れと二次的な流れとの間の摩擦の影
響下で渦流を発生する。しかしながら、扇形に広がるこ
とによって、主要な流れが二次的な流れと滑らかに整列
され、特に２つの流れの間の境界で乱流を避け、駆動効
率が向上する。

【００２０】浸漬パイプ３Ａの周りの流れは螺旋流１２
として示されている。浸漬パイプ３の周りのかつこれに
沿った流れは、単に軸方向の矢印１２Ａで示されてい
る。しかしながら、両方の浸漬パイプ３、３Ａに沿って
流れから粒子を分離するように粒子に作用する螺旋流に
は、２つの力成分、すなわち、渦流である螺旋流の、軸
方向の引込まれる流れ成分の軸方向の力成分ＦＳと、回
転流れ成分の径方向の遠心力成分ＦＺとがある。ここ
で、生ガスインレット流れ７Ａからクリーンガス流れＣ
Ｇへの変換を、浸漬パイプ３、３Ａの周りの細粒子分離
ゾーンにおける細かい粒子ＦＰの分離に関して説明す
る。遠心的な径方向の成分ＦＺは、細かい粒子でさえ
も、遠心的に、したがって、浸漬パイプ３、３Ａから離
れて実質的に径方向に外側に、移動させがちである。し
かしながら、細粒子分離ゾーンでは、細かい粒子はまた
軸方向に向けられる引込まれる流れ成分ＦＳを受けやす
い。軸方向の引込まれる流れ成分ＦＳは、両方の浸漬パ
イプ３、３Ａの外側の表面の隣で最も大きいが、浸漬パ
イプから径方向に離れて徐々に小さくなる。なぜなら、
浸漬パイプの周りの境界層における引込まれる流れの速
度は、浸漬パイプの近くで軸方向において最も大きい
が、半径が径方向に外側に増すにつれて、引込まれる流
れ成分ＦＳが漸近的にゼロに近づくまで、迅速に減少す
る。同時に、細かい粒子に対して効果的な遠心力ＦＺ
も、中心軸Ａからの径方向の距離が増すにつれて減少す
る。なぜなら、径方向の間隔が増すにつれて、求心的な
加速が少なくなるからである。しかしながら、遠心力Ｆ
Ｚが勝り、その結果、細かい粒子ＦＰも、細かい粒子Ｆ
Ｐを径方向に外側に運ぶ、結果として生じる力を示す矢
印ＦＲで示されるように、径方向に外側に移動し、壁２
の内側に面する表面の近くで境界層渦流１１に戻る。し
たがって、最も細かい粒子ＦＰでさえもスロット６、６
Ａを通って吐出される可能性が高くなる。１１Ａで示さ
れるように径方向に内側に移動し続ける、いかなる小さ
いかまたは細かい粒子ＦＰも、今説明した力を繰返し受
けやすく、したがって大きい粒子ＬＰとともに空隙６、
６Ａを通って吐出される。クリーンガスＣＧは、間隙５
に面する浸漬パイプ３、３Ａのインレットポート３′、
３Ａ′に吸込まれる。

【００２１】図３は、互いに平行に配置された３つのイ
ンレットパイプ１３Ａ、１３Ｂおよび１３Ｃを有するフ
ローインレット１３の簡単な構造の斜視図である。イン
レットパイプ１３Ａ、１３Ｂおよび１３Ｃの各々は、標
準的な円形のパイプストックから切断された構造的に簡
単な構成要素である。小さいチャンバには１つのインレ
ットパイプで十分であろう。３つのパイプはまた、上で
説明されたように、二次的な流れパターン１４Ａに適合
されかつこれと対称的に整列される、扇形に広がる駆動
流れパターン１４を発生する。そのような群のインレッ
トパイプ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃでは、主要な流れの駆
動推進力のいかなる損失もさらに減少し、それにより、
特に浸漬パイプ３、３Ａの周りの細粒子分離ゾーンにお
いて、さらに高い渦流速度を実現する。

【００２２】図４は、平行してかつチャンバ１内へ円周
方向に延びる主要な流れ１５Ａ、１５Ｂおよび１５Ｃを
発生する３つのインレットパイプ１５の一群を示す。最
初は平行な主要な流れ成分はまた、いくぶん扇形に広が
りがちであり、二次的な渦流に滑らかに合流し、乱流を
少なくする。３つのインレット１５は、チャンバの端部
間の中間に集中している。

【００２３】図５は、図４のものと同様であるが、主要
な流れ１６Ａ、１６Ｂおよび１６Ｃを発生する３つのイ
ンレット１６を示す図である。インレット１６の角度の
ある位置決めのために、流れ１６Ａおよび１６Ｃは、中
央の流れ１６Ｂに対して軸方向にかつ円周方向により大
きい扇形の広がりをもたらす。流れ矢印１６Ｂで示され
るような水平方向と流れ１６Ａおよび１６Ｃのそれぞれ
の角度との間の角度を調整すると、駆動する主要な流れ
を制御し、したがって、壁２の内側の表面の近くで駆動
する主要な流れを二次的な流れ１１の流れパターンに適
合させることができる。

【００２４】図６は、縦の中心軸Ａの周りに等しい角度
で均一に分配された少なくとも４つのフローインレット
１３Ｄ、１３Ｅ、１３Ｆおよび１３Ｇを有する、この発
明に従うチャンバを概略的に示す。４つの位置の各々で
は、いくつかのインレットが、図３に示されるような一
群として、軸方向Ａに、図の平面に対して垂直に配置さ
れてもよい。これらのパイプインレットには、実質的
な、流れを向上させる利点がある。なぜなら、インレッ
トパイプの直径が主要な流れの径方向のインレット深さ
ＲＩＤを決定するからである。径方向の流れ深さは、主
要な流れによる二次的な流れの駆動の効率に寄与する。
さらに、パイプインレットには製造利点がある。なぜな
ら、それらは単に、中仕上された標準的なパイプストッ
クから切断され得るからである。そのようなパイプスト
ックは円形の断面でなくてもよい。他の断面形状もこの
目的に適している。

【００２５】図７は、丸い側面１８によって横方向に接
続された平坦な表面１９Ａおよび１９Ｂを有し、断面領
域１９を有しかつ壁１９Ａと壁１９Ｂとの間の一定の径
方向の深さ２１Ａを有するインレットフローチャネルを
形成する、パイプストックからインレット１７として形
成されたパイプセクションの斜視図を示す。平坦なパイ
プセクションの図示されない部分は、切取られており、
切断されたパイプセクションは、軸方向にかつ円周の流
れ方向に扇形に広がり、端縁２０Ａで軸方向の最も大き
いファン幅２０を有する、曲がったフローチャネルを形
成するように、曲げられている。曲がったフローチャネ
ルは、円周方向により小さくなりかつ端縁２０Ａの方向
により小さくなる径方向の深さ２１を有する。インレッ
ト１７は、その切取られた部分が図８に示される分離機
ハウジング壁２２の、それぞれの開口２３Ａに接線方向
に接続する曲がった台形の開口２３を有する。

【００２６】図８は、円筒形のハウジング壁２２に取付
けられたインレット１７を示し、ハウジング壁２２の円
周方向に延びる開口２３Ａは、切断によって形成された
曲がった台形の開口２３と同じ曲率を有し、チャンバ内
へのフローチャネルを形成する。インレット１７は、溶
接、リベット締め、結合などのいかなる従来の手段によ
っても、チャンバ壁２２に接続される。

【００２７】図９および図１０は、空気力学的な利点の
ある簡単な構造のパイプインレット２４を示す。最初は
丸いパイプセクションは、一方の端部で平坦にされ、図
９に示された三角形の断面の形２７を形成する。ハッチ
ングを施した部分２６は、平坦にされたパイプセクショ
ンおよび円筒形のハウジング壁２５から切取られ、部分
２６が切取られるときに形成される、円筒形のハウジン
グ壁２５の切抜かれた開口にインレット２４を取付け
る。平坦にされた部分２７は、インレットチャネルの外
壁を形成する真っ直ぐな平坦な表面２７Ａを有する。平
坦にされたパイプセクションは、２７Ｂで閉じられる
が、ハッチングを施した部分２６が切取られると、再び
開けられる。平坦にすると、製造手順が簡単になる。な
ぜならインレットの側壁を丸く維持するために注意を払
う必要がないからである。さらに、インレットは、図１
０に示されるようなノズルインレット２４Ａを形成する
カラー２８と組合されてもよい。パイプセクションを平
坦にすると、幅の広い平坦なインレット案内チャネル２
７Ｃが、簡単な製造ステップによって形成され、流れ案
内チャネルの、必要とされる軸方向に対称的な扇形の広
がりを与え、主要な流れ７Ａを二次的な流れ１１に有利
に適合させるという利点がある。このように軸方向に平
坦にすると、切取られた円筒形のパイプセクションによ
って形成される扇形の広がりよりも大きい扇形の広がり
を形成する。平坦にされた案内チャネル２７Ｃは、流れ
断面領域２７Ｄを有する。

【００２８】以下の明細書では、いくつかのいわゆる型
押しされたインレットまたは絞り加工されたインレット
を説明する。深絞りまたは型押しによる、渦チャンバ１
の軸方向のハウジング壁へのインレットの完全な形成
は、実質的な構造を有し、したがって、製造単純化およ
びそれぞれの利点がある。これらの利点は、多チャンバ
分離機システムにおけるそのようなチャンバの装着およ
びそれらのメンテナンスにも当てはまる。絞り加工また
は型押しは、インレットを円筒形のアキシャルハウジン
グ壁の凹みとして形成するのを可能にし、そのため、イ
ンレットがハウジングの径方向に外側に突出しない。こ
の特徴には、より小さい総チャンバ体積を必要とするク
リーニングまたは分離機システムを形成するために特
に、個々のチャンバを、一群のチャンバの各端部で単数
または複数の支持壁の円形の穴に装着できるという利点
がある。２つの平行した支持壁の間に装着された個々の
円筒形のチャンバは、少なくとも１つの壁を迅速に取外
してたとえばメンテナンス作業しやすいようにするため
に、普通の単純かつ素早いコネクタによって相互接続さ
れる。

【００２９】図１１の斜視図は、円筒形のチャンバ壁３
２の深絞りされたインレット２９を示す。インレット流
れ断面領域３３は、ここで、チャンバ壁３２の端縁およ
びインレット２９の後縁２９Ａによって取囲まれるかま
たは囲まれる。シアーラインまたは曲線３０、３１は、
第１の曲線３０が壁３２によって形成されたチャンバへ
の流れ方向３６で、かつ第２の曲線３１が流れ方向３６
に対して横方向で、インレットフローチャネル底部３７
を示す。そのような曲線３０、３１は、主要な流れ７Ａ
のための最適な案内を与える。インレット流れ断面領域
３３は、円筒壁３２の端縁とインレット後縁２９Ａとに
よって境界をつけられる。円筒壁３２は、インレット２
９の頂部でインレット流れ領域３３の真っ直ぐな端縁を
与え、やはりシアーラインである後縁２９Ａは、曲がっ
た流れ領域境界を与える。この深絞りされたインレット
２９は、径方向にチャンバ内へ達し、したがって、チャ
ンバ内の二次的な流れ１１を部分的に径方向に内側に曲
げる。したがって、インレット断面領域３３での径方向
に内側の寸法３３Ａは、二次的な流れ１１の回転対称が
受入れ可能な制限内に保持されるように、制限されなけ
ればならない。この目的のために、インレットフローチ
ャネル底部３７は、入口断面流れ領域３３を曲がった端
縁３４を除いて実質的に長方形に維持しながら、径方向
に外側でいくぶん平坦にされる。従来の分離機よりも高
い分離キャパシティを確実にするために、インレット断
面領域３３の軸方向の長さと径方向の深さとの比は、二
次的な流れのより効果的な駆動をもたらすように、径方
向により深い主要な流れの必要を考慮する。実質的に長
方形の断面流れ領域３３は、横のシアーライン３１で示
されるように底部３７へ延びる、いくぶんＳ字形の形状
の曲がった端縁３４を有する側壁を有する。Ｓ字形の形
状は、インレット２９の前縁３５まで平坦にする。縦の
シアーラインまたは曲線３０もいくぶんＳ字形に曲がっ
ており、空気力学的に最適な主要な流れのためのインレ
ットチャネル底部３７を形成する。シアーラインのわず
かにＳ字形の曲線も、損失を少なくすることによって、
底部３７の内側の曲がった表面に沿った二次的な流れに
有利な影響を与える。

【００３０】図１２は、前縁４０と後縁４２Ａと、チャ
ンバ１の壁３９の曲がった端縁３８を有するインレット
開口４１とを有する、変形された、絞り加工されるかま
たは型押しされたインレットチャネル４３を示す。イン
レットチャネル４３には、インレットチャネル４３の曲
がった側面４２の方へ主要な流れの扇形の広がりを大き
くするための分流部４４が設けられる。分流部４４は、
平坦な平面の三角形の表面を有し、絞り加工または型押
しによって壁３９から直接に形づくることができる。

【００３１】図１３、図１４および図１５は、絞り加工
されるかまたは型押しされたインレットチャネルの簡単
なものを示す。これらの実施例は、インレットチャネル
の簡単な構造とそれぞれのチャンバ内への主要な流れの
流れの質との間の妥協を表わす。図１３は、半円形のス
トック４５から切断され、切込５５によって前縁４６Ａ
および後縁４８を形成するインレットチャネル４６を示
す。チャンバ１のハウジング壁５１Ａに形成された真っ
直ぐな端縁５０は、インレットチャネル４６のさらなる
後縁を形成する。チャネル４６は、後縁４８に達する曲
がった側壁４８Ａを有する。

【００３２】半円形のストックの使用は必然的ではな
い。他の断面のストックを用いてもよい。たとえば、図
１４および図１５は、比較的平坦なＵ字形の断面のスト
ック４７から切断され、チャンバ１の円筒形のハウジン
グ壁５１Ａに挿入されるインレットチャネル５４を形成
するインレット５１を示す。切込５５は、ハウジング壁
５１Ａの後縁５０を通る図１５に示された接線５６が、
インレットチャネル５４の底部に平行に延びるように位
置決めされ、それにより、インレットチャネル５４の前
縁５３が円筒形のハウジング５１Ａの壁の表面に合体す
る。図１４の切込５５と、図１３の端縁４８を形成する
同様の切込５５とは、流れを向上させる利点を有する。
一方、それぞれのチャネル４６および５４の流れ方向の
長さは、有利に短くされ、主要な流れ７Ａとインレット
チャネル４６、５４それぞれの表面との間の摩擦を少な
くする。短いインレットチャネルには、たとえば、図１
４のＵ字形の輪郭４７によって引起こされ得るコーナの
流れ損失が、減少するというさらなる利点がある。イン
レットチャネルの寸法は有利に、インレットの入口での
主要な流れの流れ集中とインレットの下流での主要な流
れ７Ａの適切な流れ案内または扇形の広がり７Ｂとの流
れ条件を満たすのに十分なだけできるだけ小さくされ
る。図１３および図１４の切込５５には、ハウジング壁
５１Ａに沿った後縁５０に対する主要な流れの衝撃を避
けるというさらなる利点がある。主要な流れ７Ａは、図
１５で最もよくわかるように後縁５０と接線方向に接触
し、それにより、衝撃損失が避けられる。切込５５がな
ければ、端縁５０でのおよび端縁５０の下流での分離バ
ブルが、乱流の発生のために衝撃損失を引起こすかもし
れない。これは避けられなければならない。なぜなら、
乱流が主要な流れとともに、主要な流れを有するチャン
バ内の二次的な流れ１１の中に入るかもしれず、それに
より、分離ゾーン内の乱流拡散によって分離キャパシテ
ィが減少するからである。端縁５０は、主要な流れが端
縁５０に衝撃を与えない限りは簡単な鋭い端縁でもよ
い。

【００３３】図１５を参照すると、主要な流れ７Ａは、
インレットフローチャネル５４の底部にほぼ平行に移動
するように引起こされる。好ましくは、インレットチャ
ネル５４の底部は、図１５に見られるように接線５６に
平行に延びるべきである。その場合、主要な流れは実質
的には後縁５０に衝撃を与えない。

【００３４】図１６、図１７、および図１８は、好まし
くは、円筒形のハウジング壁６３から直接に型押しされ
る舌部５７によって形成される絞り加工されるかまたは
型押しされたインレットチャネルを備えた変形された実
施例を示す。舌部５７は後縁６１を有し、ハウジング壁
６３は後縁６２を有する。シアーラインまたは曲線５９
Ａ、５９Ｂで示されるように、舌部５７が２つの曲率で
２つの方向に曲げられるので、インレット空隙５８Ａ
は、舌部５７と壁６３との間に形成された空隙５８Ａの
コーナ６２Ａ、６２Ｂを除いて、実質的に一定の幅５８
を有する。好ましくは、舌部５７の後縁６１は、６０で
示されるように切込まれ、そのため、端縁６１および６
２が縦軸Ａに対して径方向に互いに整列しない。２つの
曲率は、一定の幅５８の鎌形で舌部５７を設ける。述べ
られた切込６０も、実質的に一定のインレット空隙幅５
８に寄与する。

【００３５】図１７の斜視図は、図１６により詳細に示
されたインレットフローチャネル５９を形成する舌部５
７を示す。そのようなインレットは、壁６３に絞り加工
されるかまたは型押しされるので、円筒形のハウジング
壁６３の外側にいかなる突出も形成しない。

【００３６】図１８は、舌部５７Ａが、その下方端部で
舌部５７Ａに接続されかつその上方端部でハウジング壁
６３に接続される支柱６４によって強化される、変形例
を示す。そのような支柱６４は厳密な空隙幅の決定を可
能にする。いくつかのそのような支柱を空隙に沿って間
隔をあけて用いてもよい。

【００３７】図１９、図２０、および図２１は、この発
明に従う絞り加工されるかまたはパンチング加工された
インレットのさらなる簡単な実施例を示す。図１９は、
スロット６５によって分けられた２つの舌部セクション
６７、６７Ａを有する舌部によって形成されたインレッ
トチャネル６５Ａの展開平面図である。舌部セクション
６７、６７Ａは、インレットまたは前縁６６および６６
Ａに沿ってハウジング壁６３の外に曲げられ、真っ直ぐ
でありかつ円筒形のハウジング壁６３の母線に平行に延
びる後縁６８を有する。したがって、舌部セクションの
後縁６８と壁６３のインレット６５Ａの曲がった後縁７
１との間に切込６８Ｂが形成される。切込６８Ｂは、内
側の端縁または後縁６８を斜めに切断し、斜めにされた
後縁６８Ａを形成することによって、増大できる。スロ
ット６５は、チャンバの端部間の中間に中央に位置決め
され、そのため、スロットは図２に示された中央の径方
向の面ＣＲＰにある。後縁６８または６８Ａの位置は、
主要な流れがチャンバ内へ有利に損失がなく入ることを
十分に考慮して選択される。

【００３８】主要な流れの扇形の広がりは、舌部セクシ
ョン６７、６７Ａの曲がりと、舌部後縁６８または６８
Ａの形とによって、影響を与えられ得る。図２０は、舌
部セクション６７、６７Ａの後縁６８Ｃが曲げられ、そ
れにより、主要な流れの扇形の広がりを二次的な流れ１
１に適合させる簡単な方法を与える。好ましくは、舌部
セクション６７、６７Ａは、チャンバ内へ曲げられ、そ
のため、前縁６６および６６Ａに沿って、滑らかに曲が
った流れ遷移が始まる。チャンバの中央により近い舌部
部分は好ましくは、端縁６８Ｃの近くで平坦なままであ
る。楔形の空隙６９が舌部セクション６７と舌部セクシ
ョン６７Ａとの間に位置決めされる図２０を参照のこ
と。空隙６９によって引起こされるかもしれないいかな
る流れ損失も小さいので、空隙６９は単に開いたままで
もよい。

【００３９】図２１は、空隙６９を閉じる下方端部７０
Ａと、円筒形のハウジング壁６３のインレット流れ断面
の後縁７１に接続される上方端部７０Ｂとを有する、好
ましくは薄板金を折り重ねた支持体７０を備えた、図２
０の実施例の変形例を示し、舌部セクション６７、６７
Ａは所定位置に堅く保持される。図２０および図２１の
実施例では、乱流を少なくするために、後縁６８Ｃと後
縁７１との間の切込も、上で説明されたように形成され
る。

【００４０】インレットチャネルの端縁に沿って回転す
る段渦の形成を、ここで図２２ないし図２６を参照して
説明する。これらの渦は、インレットチャネルの端縁に
沿って互いに反対の方向へ回転する対称的な対として形
成される。そのような反対方向に回転する渦は、いくつ
かの点で主要な流れに有利に影響を与える。第１に、主
要な流れの速度分布が、主要な流れのインレット流れ断
面領域にわたって主要な流れにおいて実質的に一定であ
り、それにより、非凝集を少なくするかまたはこれを防
ぐ。さらに、主要な流れの一定の速度は、チャンバ内の
二次的な渦流の形成に有利に影響を与え、相対的な小さ
い構造上の大きさの絞り加工されるかまたは型押しされ
たインレットを通る主要な流れのより大きい量をもたら
す。第２に、反対方向に回転する渦流は、まだインレッ
トチャネル内にある主要な流れの最初の扇形の広がりに
有利に影響を与え、これは、チャンバ内の主要な流れの
次の軸方向の扇形の広がりを大きくし、それにより、チ
ャンバ内で駆動する主要な流れを駆動される二次的な流
れ１１に滑らかに適合させる。ついでながら、横方向の
または横の渦流は好ましくは、楔形またはファンネル形
のインレットチャネル内で発生される。

【００４１】図２２は、インレットの口Ｍから出口Ｏへ
増大する長方形の流れ断面ＣＳ１、ＣＳ２を有する簡単
な構造の、引っ込んだ段付きインレットチャネルを示
す。２つの段渦流７４、７４Ａは、インレットチャネル
内の段７２、７２Ａを超えて移動する主要な流れ７３に
よって形成される。インレットチャネルの底部８３は、
シアーラインＳＬで示されるような曲がった形状を有す
る。

【００４２】図２３は、段７２によって形成されるコー
ナと、主要な流れ７３によってコーナに形成される渦流
７４との断面図を示す。結果として生じる渦流７４は、
その扇形の広がりに関して、および主要な流れの断面流
れ領域全体にわたるその一定の流れ速度分布に関して、
主要な流れ７３に有利に影響を与え、また、インレット
チャネルを通る主要な流れ７３の案内に有利な影響を与
える。

【００４３】図２４は、インレットチャネル内に長方形
の段として形成された、変形例の段７５を示す。段７５
には、主要な流れ７３の流れ方向に対して鋭い後縁７７
を有する流れ遮断端縁７６が設けられる。流れ遮断端縁
７６は渦流７４を局部的に安定化させる。鋭い後縁７７
には、乱流逸れを避けるという利点がある。これは、主
要な流れによってチャンバ内へ導入されるいかなる乱流
も、分離キャパシティを少なくするので、重要である。

【００４４】図２５は、好ましくは少なくとも半円形の
曲がった断面と、後縁７８と、主要な流れの流れ方向に
対して曲がった前縁８１を有する案内部材８０とを備え
た段７９を示し、渦流７４は、乱流が避けられるので、
コーナの流れ損失を避ける。主要な流れ７３は、端縁７
８を超えて滑り、次に、前縁８１によって曲がった表面
８２上に案内され、引込チャネルの平坦なチャネル底部
８３上に滑らかに導かれる。鋭い後縁以外は丸いコーナ
を備えたこの構造は、段渦の案内において流れ損失が最
も少なく、インレットチャネルを通る主要な流れの最も
効果的な案内をもたらす。

【００４５】図２２をさらに参照すると、シアーライン
ＳＬは、インレットチャネルの底部８３が、壁６３によ
って形成されたチャンバ内へ実質的に円周方向に流れ方
向にわずかに曲げられることを示す。図２３および図２
４のチャネル底部８３も、今説明したように流れ方向に
内側に曲げられる。図２５では、チャネル底部８３は、
チャネル端縁に沿ったわずかな湾曲８２を除いて平坦で
ある。

【００４６】図２６は、図２２のシアーラインＳＬで示
されるように主要な流れの方向に曲げられ、かつ図２６
に示されるように軸方向の断面において径方向に内側に
さらに曲げられるインレットチャネル底部８４を示す。
図２６に底部８４として示されるような２つの曲率は、
主要な流れの拡大した断面流れ領域を有利に与え、それ
により、より厚い主要な流れの噴出が形成される。

【００４７】以下で、チャンバを囲むハウジングの周り
に円周方向に延びるいくつかのインレットを説明する。
これらのインレットには、主要な流れによってチャンバ
内の二次的な流れを、一様にかつチャンバ円周全体に沿
って中央の径方向の面ＣＲＰに対して軸方向に対称で、
駆動するのを容易にするという、特別な流体力学的利点
がある。インレット構造は、二次的な渦流への、主要な
流れの扇形の広がりの、有利な一体的な適合を達成す
る。これらのインレットは、チャンバ内の駆動される二
次的な渦流の回転対称の維持に有利な影響を与える、連
続的に循環する駆動する主要な流れを与える。

【００４８】図２７は、実質的に軸方向の側面図である
図２のものと同様の図を示し、図２８は、図２７にも示
された縦軸Ａの方向に中央の径方向の面ＣＲＰを通りか
つインレット８６の中央を通る概略断面図である。

【００４９】２つのハウジングセクション８８および８
８Ａは、互いに軸方向に整列してかつセクション８８と
セクション８８Ａとの間の間隙を備えて配置される。渦
巻形のインレットチャネル８５は、ハウジングセクショ
ン８８とハウジングセクション８８Ａとの間の間隙に同
軸方向に位置決めされる。第１の曲がった遷移カラー８
９は、インレットチャネル８５の一方の側をハウジング
セクション８８に結合する。第２のインレットカラー８
９Ａは、インレットチャネル８５の反対側をハウジング
セクション８８Ａに結合する。カラー８９および８９Ａ
はそれぞれの湾曲９０および９０Ａを有する。インレッ
トチャネル８５は、その入口でインレット断面流れ領域
８６を有する。主要な流れ７Ａは入口領域８６を通って
入る。インレットチャネル８５は、丸いコーナ８５を備
えた長方形の流れ断面領域８７を備えた渦巻形のハウジ
ングを形成する。領域８７は入口領域８６から離れてチ
ャンバの円周の周りを減少する。流れ断面領域８７は径
方向に内側に開いており、そのため、主要な流れが接続
カラー８９、８９Ａの湾曲９０および９０Ａの周りを軸
方向に通れる。カラー８９、８９Ａは、回転対称の分配
および流れ案内チャンバを形成し、湾曲９０、９０Ａに
より、主要な流れが、回転のかつ軸方向の対称で二次的
な渦流に合流し、一体的な態様で二次的な渦流と実質的
に一致し、乱流を避けるかまたはそれどころか乱流をな
くす。渦巻形のインレットチャネル８５とハウジングセ
クション８８、８８Ａへの分配チャンバ８９、８９Ａと
の間の開いた境界はまた、有利に主要な流れと二次的な
流れとの間の大きい駆動境界を与え、それにより、主要
な流れからのトルク衝動を二次的な流れに効率的に伝達
する。図２８は、どのようにインレットチャネル８５が
要素８８、８８Ａ、８９、８９Ａによって形成されたチ
ャンバを渦巻形に囲むかを示す。

【００５０】図２９は、制限された円周長さの渦巻形の
ハウジングセクション９１、９１Ａ、９１Ｂ、９１Ｃを
示し、各セクションは渦巻形の態様でチャンバの周りの
制限された角度範囲を覆う。

【００５１】図３０および図３１は、ハウジングＨの周
りの回転対称の環状ハウジングの形状のインレット９２
を示す。インレット９２は、ハウジング壁２によって規
定される円筒に接線方向に延びる入口９３を有する。イ
ンレット９２のコーナ９２Ａは、主要な流れの流体力学
を向上させるように丸くされる。内部の中空の円筒９４
は、たとえば図示されないスポークによって、インレッ
ト９２の環状ハウジングと径方向に整列して装着され、
インレット９２は、円筒９４とインレット９２との間に
円周の空隙を備えて円筒９４を囲む。円筒９４は、右側
および左側の渦チャンバセクションへの主要な流れの軸
方向に対称的な入口を与える環状ノズル９５および９６
が形成されるように選択された、軸方向の長さ９４Ａお
よび直径９４Ｂを有する。したがって、駆動する主要な
流れＰＦは、中央の径方向の面ＣＲＰに対して軸方向に
対称で、ハウジングＨ内の駆動される二次的な渦流に滑
らかに合流する。入口９３を通る接線方向の主要な流れ
７Ａは、図３０および図３１に矢印で示されるように、
環状ノズル９５、９６を通って出て、チャンバ内の二次
的な流れに所要のトルクモーメントを与える。したがっ
て、主要な流れの軸方向に対称的な円周方向の速度成分
は、乱流を伴わずに二次的な渦流に合流し、最小の損失
で二次的な渦流を駆動する。

【００５２】図３２は、図３０のものと同様であるが、
フローインレット９２のハウジングを２つの環状チャン
バ９８、９８Ａに分ける分離環状壁９７が加えられた実
施例を示す。分離壁９７は、環状ノズル９５および９６
を設けるようにハウジング内に対称的に円筒９４を装着
するのに役立つ。環状壁９７は、中央に位置決めされ、
矢印で示されるように、主要な流れを、環状ノズル９
５、９６を通る２つの対称的な主要な流れ部分に分け
る。

【００５３】図３３は、図３２のものと同様の実施例を
示す。２つのチャンバ９８、９８Ａは、９９Ｃで共通の
中空円筒９９Ｂに接続された２つの別個のインレットハ
ウジングセクション９９、９９Ａによって形成される。
浸漬パイプ３、３Ａは、ハウジングセクション９９、９
９Ａの各々の端部壁を貫通して、環状ノズル９５、９６
が形成されるような外径を有する円筒９９Ｂ内に達す
る。

【００５４】図３４は、円形の円筒形のチャンバ１０３
の中心部分を通る軸方向の断面図を示し、図３５は完全
なチャンバ１０３の縦軸に対して垂直な端面図を示し、
渦巻形のインレットハウジング１００は円形の断面１０
１を有し、直径Ｄは、図３５に見られるようにインレッ
ト入口１０４から離れてチャンバ１０３の周りを円周方
向に減少する。インレットハウジング１００は、インレ
ットハウジング１００とチャンバ１０３との間の円形の
中間の環状チャネル１０２へ径方向に内側に開けられ
る。環状チャネル１０２の軸方向の幅は、最も小さい直
径Ｄよりも小さい。チャネル１０２は、主要な流れを渦
巻形のインレットハウジング１００からチャンバ１０３
へ通す流れコンペンセータとして機能する。主要な流れ
７Ａは、円周全体の周りの回転対称で、かつ一定の径方
向のおよび円周方向の流れ速度成分で、環状チャネル１
０２に入る。渦巻形のインレットハウジング１００と流
れコンペンセーティング中間チャネル１０２との間の遷
移は、乱流を避けるために丸くされる。同様に、チャネ
ル１０２と円形の円筒形のチャンバ１０３との間の回転
対称の遷移は、乱流を避けるために丸くされる。接線方
向のインレット入口１０４は、所要のトルクモーメント
で主要な流れを渦巻形のインレットハウジング１００に
案内し、それにより、円周方向の流れ速度成分を生じ
る。その円周方向に減少する直径Ｄを有するハウジング
１００の渦巻形の形状は、必要とされる径方向に延びる
流れ速度成分を与える。チャネル１０２の案内効果によ
って、径方向の流れ速度成分がコンペンセーティングチ
ャネル１０２を通ってチャネル１０２とチャンバ１０３
との間の遷移まで連続し、それにより、径方向の速度成
分の連続性が有利に影響される。この径方向の連続の影
響は、チャネル１０２とチャンバ１０３との間の遷移の
方へゼロまで減少する。この態様で、最初は径方向に向
けられた流れが、図３４に矢印で示されるように軸方向
に向けられたメリディアン流れにますます変わり、それ
により、ハウジング１００の直径Ｄが入口１０４から離
れて円周方向に減少するにつれて、円周方向の流れ速度
成分が増す。チャンバ１０３は、軸方向に対称で、中央
の径方向の面ＣＲＰから鏡のように対称的に離れて延び
る。したがって、径方向の流れ成分から軸方向の流れ成
分への変換は、対称的に起こり、それにより、同じ大き
さの２つの軸方向に対称的な流れ量で２つの軸方向の流
れを形成する。したがって、主要な流れを二次的な渦流
に一致するように回転的にかつ軸方向に対称的に適合さ
せることは、二次的な渦流に一体的な駆動効果を与えて
行なわれる。

【００５５】図３６は、縦の中心軸Ａに平行に延びる真
っ直ぐなピーリングスロット１０７を備えた渦チャンバ
２２５を示す。浸漬パイプ１１０、１１０Ａは、それら
の吐出端部でチャンバ２２５の端部壁から突出しないよ
うに配置される。しかしながら、浸漬パイプ１１０、１
１０Ａの吐出端部は、滑らかな遷移で端部壁１０９、１
０９Ａと合体するように１１１で丸くされる。チャンバ
内を端部壁１０９、１０９Ａに沿って径方向に内側に浸
漬パイプ１１０、１１０Ａの方へ流れる二次的な渦流の
改善された流れのために、ハウジングコーナ２２８も丸
くされる。フローパイプインレット７′は、上で説明さ
れたように渦チャンバの端部間に中央に位置決めされ
る。

【００５６】図３７は、図３８の矢印Ａ３７の方向で見
られるチャンバ２２５の側面図を示す。その端部壁１１
２を備えたピーリングスロット１０７は、重い粒子１０
７′を除去するために、図３８に見られるように、イン
レット７′とほぼ１８０°反対に位置決めされる。ピー
リングスロット１０７は有利に、単に切込であり、チャ
ンバ２２５の円筒形のジャケットの壁の、絞り加工され
るかまたは型押しされた部分である。図３６に見られる
ように、ピーリングスロット１０７は、ほぼ、チャンバ
の一方の端部での湾曲１１１からチャンバの他方の端部
での反対の湾曲１１１まで達し、チャンバ２２５の一体
的な壁部分である。スロット１０７を形成する壁部分
は、図３８に見られるように、径方向に外側にかつハウ
ジング円周に対して接線方向に曲げられる。

【００５７】図３９は、Ｖ字形のピーリングスロット１
１３を備えた、この発明に従う、変形例の渦チャンバ２
２５Ａの斜視図である。図４０の端面図は、ピーリング
スロット１１３が接線方向のハウジング壁部分１１４と
円周方向の案内部分２３２とによって覆われることを示
す。ハウジング壁部分１１４は、単に径方向に外側に曲
げられる。以下で説明するように、スロット１１３の端
部は必ずしも閉じられなくてよい。さらに、ピーリング
スロット１１３のＶ字形が、曲がった形状によって置き
換えられてもよい。Ｖ字形または曲がったスロット形状
は製造問題に依存して選択される。両方の場合、ピーリ
ングスロット１１３は、チャンバ壁の内側の表面の隣
の、チャンバ内の、二次的な軸方向に対称的な渦流から
離れる重い粒子の効率的な分離に有利に適合できる。

【００５８】図３７に示された穴をあけられたプレート
１１２′に装着された複数個のそのようなチャンバ２２
５を含むこの発明の実施例では、プレート１１２′に対
して、外へ曲げられたチャンバ壁部分１１４の端部を当
接することによって、単数または複数のピーリングスロ
ット１０７および１１３の軸方向に面する端部を閉じる
ためのクロージャとして、穴をあけられた装着プレート
１１２′を用いることが可能であり、それにより、壁部
分１１４の端部および案内部分２３２の端部が、図３７
に２つのダッシュ線によって示された装着プレート１１
２′のための軸方向のおよび径方向の止めを形成する。
チャンバ壁部分１１４および案内部分の両方とも、チャ
ンバ壁の外に曲げられてもよい。しかしながら、案内部
分２３２が壁部分１１４に取付けられた別個の部材であ
ってもよい。壁部分１１４および２３２は、ピーリング
スロット１１３が端部壁１１２間または端部壁１１２′
間のその全スロット長さに沿って径方向で一定の幅を有
するように、位置決めされる。

【００５９】図４１および図４２は、渦チャンバを囲む
ハウジング１１６がバレル形の形状を有する実施例を示
す。インレット１１６Ａは、チャンバ内への主要な流れ
を加速するためのノズルインレット１１６Ｂを有するパ
イプセクションから形成される。バレル形のハウジング
１１６は、中央の径方向の面ＣＲＰに対して鏡のように
対称的に配置された２つのハウジングセクション１１６
Ｃおよび１１６Ｄを有する。これらのハウジングセクシ
ョン１１６Ｃおよび１１６Ｄはまた、より大きい切頭体
端部が互いに面する切頭体の形でもよい。より小さいバ
レル端部またはより小さい切頭体端部は、吐出空隙６、
６Ａを備えたチャンバ端部壁４、４Ａを形成する。ハウ
ジング１１６の今説明した構造は、ハウジング１１６内
への円周方向の主要な流れの貫通深さをより大きくし、
それにより、チャンバ内の二次的な渦流を駆動するため
に接線方向の推進力の改善された変換が達成される。な
ぜなら、主要な流れの扇形の広がりが、より大きい円周
の範囲にわたって起こるからである。そのようなより大
きい扇形の広がりは、分離機キャパシティをさらに増
し、したがって効率をさらに高める。ハウジング１１６
の壁にはまた、示された吐出空隙６、６Ａの代わりにま
たはこれらに加えて、より重い相のためのピーリングス
ロットが設けられてもよい。

【００６０】図４３は、図４４に示された生ガス供給チ
ャネル１２０への接続のために装着フランジ１１７が設
けられたパイプインレット１２１Ａを備えたバレル形の
チャンバ１２１の端面図を示す。パイプインレット１２
１Ａは、インレット流れ７Ａのための滑らかに曲がった
案内表面１１８と、流れに面する端縁１１９とを有す
る。案内表面１１８は、乱流を避けるためにフランジ１
１７と滑らかに合体し、それにより、チャンバ１２１に
入る主要な流れの流れ損失を少なくする。同様に、比較
的鋭い端縁１１９は流れ損失を少なくする。滑らかに丸
い案内表面１１８および比較的鋭い端縁１１９は、イン
レットパイプ１２１Ａと円周方向に合体し、供給チャネ
ル１２０を通ってインレットパイプ１２１Ａに来る乱流
を最小にする。チャネル１２０への複数個のチャンバ１
２１の今説明したフランジ装着は、個々のチャンバの分
離キャパシティに悪影響を及ぼさない。このフランジ装
着には構造が簡単であるという利点があり、そのため、
それらのフランジ付きインレットを備えたチャンバを大
量生産オペレーションで効率的に製造できる。さらに、
大量生産チャンバと組合されたフランジ１１７は、複数
個の同じ型のチャンバを同じチャネル１２０に装着する
のを可能にする。この構造には、モジュール構造技術を
用いて、図４４に示されたようなモジュール内に複数個
のチャンバ１２１を組立てることができるというさらな
る利点がある。

【００６１】図４４は、たとえば正方形の断面を有し、
かつチャンバ１２１のための支持柱として機能する生ガ
ス供給チャネル１２０にそれらのフランジ１１７ととも
に接続された複数個のチャンバ１２１を備えたモジュー
ルを示す。チャンバ１２１の浸漬パイプ３、３Ａには、
パイプ延長部１２１Ｂが設けられ、これは装着壁１２２
を貫通してクリーンガス収集装置１２１Ｃに達し、装着
壁１２２は、支持柱として機能するチャネル１２０に堅
く接続される。支持壁１２２は、クリーンガス収集装置
１２１Ｃよりも表面領域が大きいので、これらの支持壁
１２２間にさらなるモジュールユニットを設置すること
ができる。パイプ延長部１２１Ｂは、すべてのチャンバ
１２１の端部壁の空隙６、６Ａを介してダストを収集す
るために十分な空間１２３を設ける。各支持壁１２２
は、複数個のチャンバ１２１のそれぞれの端部で浸漬パ
イプ延長部１２１Ｂをすべて保持する。チャネル１２０
への装着壁１２２の堅い接続は、浸漬パイプ延長部１２
１Ｂを介する支持壁１２２の相互接続と組合されて、た
とえば薄板金からなるチャネル１２０によって形成され
た箱形の支持柱によって、凹凸があるが軽量の構造をも
たらす。チャンバ１２１、浸漬パイプ３、３Ａ、および
パイプ延長部１２１Ｂも、薄板金からなり、各モジュー
ルユニットに対して高い剛性をもたらす。端部壁４、４
Ａは、図示されないスポークなどを介してハウジング壁
に堅く接続され、それにより、チャネル１２０を介する
接続に加えて、チャンバ１２１を介する多くの接続が、
支持壁１２２間に設けられる。

【００６２】図４５および４６は、図４４に従うチャン
バモジュールの側面図および立面図を示し、２つの供給
チャネル１２０は、３つのレベルでコンパクトハウジン
グＨ内に保持される６つのチャンバ１２１を各々が含
む、２つのモジュールユニットを保持する。各供給チャ
ネル１２０は、生ガスインレット１２４Ａを有する生ガ
ス分配主要チャネル１２４に接続される。主要チャネル
１２４は、図４６から最もよくわかるように、モジュー
ルクリーンガス収集装置１２１Ｃに接続された２つのク
リーンガス収集ダクト１２６の間の中央に、ハウジング
Ｈの上に装着される。ハウジングＨの上に収集装置ダク
ト１２６および生ガス供給チャネル１２４を配置するこ
とにより、図示されないダストコンテナに接続される収
集装置ファンネル１２５内のダストを収集するために、
ハウジングＨ内に十分な空間１２３を与える。図４５に
示されるように複数個の収集ファンネル１２５を設ける
ことにより、クリーニングシステムの全体的な高さを減
少できる。クリーンガス収集装置１２１Ｃは、チャンバ
１２１をすべて互いに平行に接続する。

【００６３】図４７および４８は、図４７および図４８
ではチャンバ１２１に曲がったピーリングスロットＰＳ
が設けられることを除き、図４１および図４２のものと
同様である、構造を示す。ピーリングスロットの使用
は、ハウジングＨ内の多数の個々のチャンバ１２１の組
立またはコンパクトな構造をさらに容易にし、個々のチ
ャンバは、図４９から最もよくわかるように、ハウジン
グＨ内の生ガス分配チャンバ１２７およびダスト収集空
間１２８を形成する分離機壁セクション１３０、１３１
によって装着される。

【００６４】図４９では、生ガスインレット１３２、１
３３はチャンバ１２７に通じる。生ガスインレット１３
２、１３３は、図示されない分配ダクトに接続され、生
ガス７Ａが吸込ファンによって分配ダクトから分配チャ
ンバ１２７へ運ばれる。ピーリングスロットＰＳは、ダ
スト収集空間１２８へ通じる。この目的のために、隣接
する群のチャンバのピーリングスロットＰＳは、図４９
に示されたように互いに面する。生ガスインレット１１
６Ｂは、チャンバ１２７内に位置決めされ、ここで生ガ
スが直列のインレット１１６Ｂの各々に分配される。分
離機壁セクション１３０、１３１は、個々のチャンバを
直列に装着する。そのような配置は、構造高さが比較的
小さいコンパクトな多チャンバクリーニングシステムを
与える。

【００６５】図５０は、穴をあけられた壁セクション１
２９に装着されたチャンバ端部壁４、４Ａおよび浸漬パ
イプ３、３Ａを示す。浸漬パイプの出口は、壁１２９の
穴と整列され、それぞれのクリーンガス出口１３５に通
じる２つのクリーンガス収集ダクト１３４へクリーンガ
スを吐出す。ダストは、空間１２８から収集装置ファン
ネル１２８Ａを通って図示されない収集装置容器へ吐出
される。クリーンガス収集装置チャンバ１３４は沈降チ
ャンバと同時に機能する。

【００６６】図５１は、ハウジングＨ内のスタックの各
レベルで４つの個々の分離機チャンバＣを含む多レベル
の多チャンバクリーニングシステムを図５４の断面５１
−５１で切取った断面図を示す。生ガスが中央の中空柱
１３６を通って供給され、中央の中空柱１３６の周りに
は４つの個々のチャンバＣが配置され、上で説明され
た、フランジが装着されたインレットを通る生ガスを受
取る。さらに、液体分配パイプ１４０、１４１が柱１３
６内に装着される。パイプ１４０、１４１を図５２を参
照して以下でより詳細に説明する。チャンバＣの各々に
は、収集したダストをハウジングＨ内の空間１３８へ吐
出す、軸方向に面するダスト吐出空隙６、６Ａが設けら
れる。浸漬パイプ３、３Ａからのクリーンガスは、ハウ
ジングＨのコーナに装着されたチャネル１３７に収集さ
れる。

【００６７】図５１および図５２を参照すると、個々の
チャンバには、すべてのチャンバＣのための支持柱とし
て機能する生ガス供給柱１３６へのそれらのインレット
Ｉを備えたフランジ１１７が装着され、チャンバＣはさ
らに、ハウジングＨに接続されるクリーンガス収集チャ
ネル１３７によってそれらの浸漬パイプ３、３Ａを介し
て堅く相互接続される。十分な空間１３８は、ダスト出
口空隙６、６Ａとこれらの空間１３８のダストを収集す
るためのチャネル１３７との間に設けられる。ダストは
図５１に示されない収集装置ファンネルを通って吐出さ
れる。今説明した構造も、非常にコンパクトであるが、
中央の支持柱、およびチャンバ３を介する多数の相互接
続などのために凹凸がある。

【００６８】図５２は、細かい液滴の形態の水またはミ
ストなどの液体をそれぞれのチャンバＣの各インレット
Ｉへ霧吹きするための吐出ノズル１３９を備えた１つの
液体分配パイプ１４０を示す。水の液滴によりチャンバ
Ｃ内のダスト粒子の収集が増し、したがってチャンバＣ
は、同じ大きさであるが湿式渦分離ではなく乾式渦分離
で動作するチャンバと比較して、増大した分離キャパシ
ティを有する湿式分離機チャンバとなる。湿式分離にお
ける分離キャパシティのこの増大は、ダスト粒子が液体
の液滴の助けによって凝集し、より少ない渦流エネルギ
でより容易に分離できるより重い粒子を形成するという
事実に起因する。

【００６９】基本的には、クリーンにされるべき生ガス
流れに液体を霧吹きするための注入ノズルを備えた異な
る型のインレットを有するこれらのチャンバのいずれも
装備することができる。液体の液滴の蒸発および導入
は、インレットの上流の異なる位置で行なわれてもよ
く、必ずしもインレット自体で行なわれなくてもよい。
液滴注入は、沈降チャンバ、パイプおよびパイプまたは
ダクトシステムなどの分配ハウジング内のインレットの
上流で行なわれてもよい。実際のインレットの外側での
液体の液滴のこの導入は、個々のチャンバ、チャンバモ
ジュール、および多チャンバシステムに適合する。注入
ノズルは、円錐形の液体の液滴をガス流れ方向にまたは
反対の流れ方向に分配できる。さらに、パイプラインま
たはパイプライン分配システムを通る生ガスを受取るガ
ス流れ断面領域で流れ方向に平行に、１つまたは複数個
の注入ノズルを配置してもよい。

【００７０】図５３では、そのノズル１３９を備えたパ
イプ１４０は、霧吹きされた液滴ＤＲが、主要な流れ７
Ａに巻込まれ、実質的にインレット内の主要な流れの断
面領域全体を満たすように、位置決めされる。これは、
示されるようにノズル１３９を、流れ方向に霧吹きする
ように位置決めすることによって、達成できる。ノズル
１３９を、主要な流れ７Ａの流れ方向と反対の方向に霧
吹きするように位置決めすることによって、同じ効果が
達成できる。それぞれのノズルを備えた１つまたはいく
つかのパイプを、流れ方向にまたはそれと反対に霧吹き
するように配置してもよい。図５３では、ノズル１３９
は、流れ方向に、ノズル１３９の方へ円錐形の先端を有
しかつ流れ方向に扇形に広がるパターンで、液滴ＤＲを
霧吹きし、それにより、主要な流れ７Ａの巻込力が液滴
をインレット断面領域全体にわたって分配する。

【００７１】図５４は、図５１に断面で示された１つの
モジュールを形成する複数個の個々のチャンバＣを備え
た湿式分離タワーを示す。３つのレベルのチャンバＣは
中空の中央の支持および供給柱１３６に装着され、これ
は、図５１に示されるように、実質的に生ガスのインレ
ット流れと中央の霧吹き液体供給パイプ１４１のための
空間とを同時に与える。合計２０のチャンバＣが図５４
のタワーハウジングＨ内に組立てられる。生ガスインレ
ットＲＧＩは柱１３６の頂部に接続される。好ましく
は、中央のパイプ１４１は、図５１から最もよくわかる
ように、そのノズル１３９を各々が備えた４つのパイプ
１４０を各々が保持するセクション１４１Ａを有する。
液体内のダスト粒子の懸濁物は、チャンバＣのタワーの
下に配置されたチャンバ１４２に集められる。好ましく
は、柱１３６は、その開いた端部１４４で液体レベル１
４３より下に達する下方延長部１３６Ａを有する。した
がって、柱１３６の下方端部はチャンバ１４２内の液体
によってシールされる。チャンバ１４２内の液体に柱の
開いた端部１４４を浸漬することによって、柱１３６内
で既にダストを集積しておりかつチャンバＣへ吹込まれ
ないほど重くなっている液体の液滴が、柱１３６内で、
沈降または沈澱チャンバとして機能し得る収集チャンバ
１４２内へ直接に落ち、ポート１４５を通ってポンピン
グされ得るという利点が得られる。したがって、その開
いた端部１４４が柱１３６の断面全体にわたって延び
る、柱１３６は、分離機チャンバＣと同じ１つの収集チ
ャンバ１４２と協働する予備分離機として作用する。分
離機チャンバＣからのダストは、空隙６を通って吐出さ
れ、チャンバ１４２内に集められる。

【００７２】上で述べたチャンバのいずれも、ダスト粒
子を空間１３８へ除去するために端部空隙６、６Ａおよ
び／または１１３などのピーリングスロットが備えられ
てもよい。しかしながら、ピーリングスロットは好まし
くは、それぞれの分離チャンバを通る繰返される遷移の
ために主チャネルに戻される得る吐出チャネルまたは残
りの生ガス流れチャネルに通じる。

【００７３】この発明の工業応用は、より重い相が流体
流れのより軽い相から分離されなければならないすべて
の場合に関する。鉱抗で、煙突で、クリーニング動作な
どでダストが発生される場合はいつでも、これらの分離
機を、コンパクトな大きさのために、およびいかなる大
きい量または小さい量の生の流体の流れも扱うことがで
きるために、利点を伴って用いることができる。クリー
ンにされるべきいかなる量の生の流体の流れの適合も、
いかなる大きさのクリーニングシステムも組立てるよう
に、モジュール形態でいかなる数のより小さい渦チャン
バも組合せることによって、容易に達成される。

【００７４】この発明を特定の例示の実施例を参照して
説明したが、前掲の特許請求の範囲内のすべての変形例
および均等物を網羅するように意図されることが理解さ
れるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】生ガス主要流のための制限された軸方向の長さ
および断面形状のフローインレットを有するこの発明の
渦分離機の斜視概略図である。

【図２】図１の分離機の概略的な縦の軸方向の断面図に
おける主要なインレット流れパターンを示す図である。

【図３】３つのパイプインレットを備えた分離機の斜視
図である。

【図４】平行に配置された３つのパイプインレットを備
えた分離機チャンバの展開図である。

【図５】扇形に広がる流れパターンを形成する３つのパ
イプインレットの末広形の配置を示す図である。

【図６】円周方向に分配された少なくとも４つのパイプ
インレットを有する分離機の概略断面図である。

【図７】図８に示された円筒形の分離機ハウジングで用
いるための平坦なパイプフローインレットの斜視図であ
る。

【図８】図７のフローインレットのためのアキシャルハ
ウジング壁の曲がった実質的に台形の開口を示すように
部分的に切取られた円筒形のハウジングの斜視図であ
る。

【図９】真っ直ぐな主要な流れ案内チャネルを設けるパ
イプインレットを示す、部分的に破断された径方向の面
の縦のチャンバ軸（Ａ）の方向の断面図である。

【図１０】円筒形の分離機ハウジングに取付けられた図
９のインレットを示す図である。

【図１１】アキシャルハウジング壁に与えられた型押し
または絞り加工動作によって形成された２つに曲がった
インレットチャネルのシアーラインまたは曲線（３０、
３１）を示す図である。

【図１２】図１１のインレットを変形した分流部を示す
図である。

【図１３】半円形の断面ストックから形成されたインレ
ットの斜視図である。

【図１４】図１３のものと同様であるが、Ｕ字型の輪郭
を有する断面ストックから形成されたインレットの図で
ある。

【図１５】図１３または図１４に従うインレットを備え
た、径方向の面のかつ縦のチャンバ軸（Ａ）の方向の断
面図である。

【図１６】アキシャルハウジング壁の一部をチャンバ内
へ撓ませる舌部として形成された、変形された、型押し
されるかまたは絞り加工されたインレットを示す図であ
る。

【図１７】図１６に従うインレットを備えたチャンバの
斜視図である。

【図１８】定位置でインレット舌部を保持する強化支柱
が設けられた、図１６に従うインレットの斜視図であ
る。

【図１９】２つの舌部セクションを備えた型押しされる
かまたは絞り加工されたインレットの展開図である。

【図２０】図１９に従う舌部セクションの両方を撓ませ
かつ曲げた後のインレットの斜視図である。

【図２１】両方の舌部セクションのための支持体を備え
た変形されたインレットを示す、図２０のものと同様の
斜視図である。

【図２２】インレットチャネルを通る主要な流れの端縁
に沿って横方向の段渦を生じるためのインレットチャネ
ルを形成するファンネル形のインレットの斜視図であ
る。

【図２３】横方向の段渦の形成を示すインレットチャネ
ルの段の断面図である。

【図２４】主要な流れを案内するための後縁を備えたイ
ンレットチャネルの変形された段を示す図である。

【図２５】主要な流れを案内するための前縁および後縁
を備えたインレットチャネルの段を示す図である。

【図２６】ボールト形の（vaulted ）チャネル底部を備
えた、図２２に従うインレットチャネルの変形例の断面
図である。

【図２７】分離機ハウジングの周りを中央に延びる主要
な流れのための渦巻形のインレットを備えたチャンバの
概略的な軸方向の断面図である。

【図２８】図２７の渦巻形のインレットの、径方向の面
のかつ縦軸（Ａ）の方向の断面図である。

【図２９】図２８のものと同様であるが、分離機ハウジ
ングの周りに円周方向に間隔を空けられた４つの渦巻形
のインレットセクションを示す図である。

【図３０】インレット領域内の主要な流れ案内円筒ジャ
ケットの周りの回転対称の円周のインレットハウジング
セクションを備えた分離機ハウジングの断面図である。

【図３１】図３０の分離機の、径方向の面のかつ縦のチ
ャンバ軸（Ａ）の方向の中央の断面図である。

【図３２】図３０のものと同様であり、かつ主要な流れ
案内円筒ジャケットを装着するための環状プレートを示
す図である。

【図３３】２つの主要な流れのためのそれぞれのインレ
ットを備えた、２つの鏡のように対称的な個々のハウジ
ングセクションを有する、図３２の実施例の変形例の図
である。

【図３４】その直径が入口断面から離れて減少する円形
の断面を有する渦巻形のインレットハウジングによって
形成された、インレットチャネルを備えた分離機ハウジ
ングの軸方向の断面図である。

【図３５】図３４の実施例の縦のチャンバ軸の方向にお
ける端面図である。

【図３６】軸方向のハウジング壁の前方部分が部分的に
破断されて示された、中央のパイプインレットを備えか
つインレットと反対側の軸方向のハウジング壁に真っ直
ぐなピーリングスロットを備えた分離機ハウジングの図
である。

【図３７】真っ直ぐなピーリングスロットを備えた図３
６のハウジングの背面を示す図である。

【図３８】縦軸（Ａ）の方向における図３６の分離機の
端面図である。

【図３９】軸方向のハウジング壁のＶ字形のピーリング
スロットを備えた分離機ハウジングの斜視図である。

【図４０】縦軸（Ａ）の方向における図３９の分離機の
端面図である。

【図４１】バレル形の分離機ハウジングの概略的な縦方
向の断面図である。

【図４２】図４１のチャンバの端面図である。

【図４３】図４２のものと同様であるが、インレットの
周りの分離機ハウジング装着フランジを示す図である。

【図４４】いくつかのバレル形の分離機ハウジングを備
えたモジュール分離機の立面図である。

【図４５】複数個の分離機ハウジングが柱に配置された
分離機システムの立面側面図である。

【図４６】図４５のシステムの側面図である。

【図４７】曲がったピーリングスロットを有するバレル
分離機ハウジングを備えた分離機を示す図である。

【図４８】図４７のバレル分離機ハウジングの端面図で
ある。

【図４９】図４７に従う複数個のバレル分離機ハウジン
グを備えた分離機システムの立面側面図である。

【図５０】図４９の断面線５０−５０における横断面図
である。

【図５１】軸方向のダスト吐出空隙を備えた４つの円筒
形分離機モジュールを備えた分離機システムの端面図で
ある。

【図５２】液体の液滴をインレットに注入するためのノ
ズルを備えた分離機の断面における部分端面図である。

【図５３】液滴パターンを示す、図５２に従うインジェ
クタノズルの拡大図である。

【図５４】ダスト吐出空隙およびインジェクタノズルを
有する複数個の円筒形のチャンバを備えた分離機タワー
の立面図である。

【符号の説明】

１分離機チャンバ２アキシャル壁３浸漬パイプ３Ａ浸漬パイプ４ラジアル端部壁４Ａラジアル端部壁６吐出口７フローインレット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主要な流れの中の混合された異なる材料
相を互いに分離するための装置であって、中心の縦軸
（Ａ）および軸方向のチャンバ長さ（ＡＣＬ）を有する
分離機チャンバ（１、Ｃ、１１６、１２１）を囲むアキ
シャル壁（２）およびラジアル端部壁（４、４Ａ）を有
する分離機ハウジング（Ｈ）と、両側のチャンバ端部か
ら前記分離機チャンバ内へ中心に延びる浸漬パイプ
（３、３Ａ）とを含み、前記浸漬パイプは、前記浸漬パ
イプの内側の端部間に中央の間隙（５）を備え、前記分
離機チャンバから前記浸漬パイプを介してより軽い相を
吐出し、前記装置は、より重い相を除去するための前記
チャンバからの吐出口（６、６Ａ、１０７、１１３）を
さらに含み、前記分離機ハウジング（Ｈ）は、前記アキ
シャルチャンバ壁（２）を貫通し、前記主要な流れを前
記分離機チャンバ内に吹込む少なくとも１つのフローイ
ンレット（７）をさらに含み、前記フローインレット
（７）は、前記軸方向のチャンバ長さ（ＡＣＬ）より小
さい軸方向のインレット長さ（ＡＩＬ）と、前記軸方向
のインレット長さ（ＡＩＬ）と等しいかまたはこれより
小さい径方向のインレット深さ（ＲＩＤ）とを含み、前
記分離機チャンバ内で主要な駆動流れパターンを二次的
な渦流（１１）に適合させ、実質的に乱流を伴わずに前
記二次的な渦流を駆動する、主要な流れの中の混合され
た異なる材料相を互いに分離するための装置。
【請求項２】前記軸方向のインレット長さ（ＡＩＬ）
および前記径方向のインレット深さ（ＲＩＤ）は、１≧
ＲＩＤ／ＡＩＬ≧０．０１の条件を満たす、請求項１に
記載の主要な流れの中の混合された異なる材料相を互い
に分離するための装置。
【請求項３】前記主要な駆動流れパターンは、扇形パ
ターン（７Ｂ）である、請求項２に記載の主要な流れの
中の混合された異なる材料相を互いに分離するための装
置。
【請求項４】前記フローインレット（７）は、前記主
要な流れの前記扇形パターンを引起こすための少なくと
も１つの主要な流れ案内チャネルを含む、請求項３に記
載の主要な流れの中の混合された異なる材料相を互いに
分離するための装置。
【請求項５】前記主要な流れ案内チャネルは、実質的
に長方形の流れ断面領域、実質的に正方形の流れ断面領
域、実質的に楕円形の流れ断面領域、円形の流れ断面領
域、半円形の流れ断面領域、および少なくとも一部分が
曲線の境界をつけられた断面領域のグループから選択さ
れる流れ断面領域（８）を含む、請求項４に記載の主要
な流れの中の混合された異なる材料相を互いに分離する
ための装置。
【請求項６】前記主要な流れ案内チャネルは、前記主
要なインレット流れの流れ方向で真っ直ぐである流れ案
内底部（８３）を含む、請求項４に記載の主要な流れの
中の混合された異なる材料相を互いに分離するための装
置。
【請求項７】前記主要な流れ案内チャネルは、少なく
とも前記主要な流れの前記流れ方向に対して横方向の径
方向において径方向に曲げられる流れ案内底部（８４）
を含む、請求項４に記載の主要な流れの中の混合された
異なる材料相を互いに分離するための装置。
【請求項８】前記主要な流れ案内チャネルは、前記主
要な流れの流れ方向に曲げられる流れ案内底部（８４）
を含む、請求項４に記載の主要な流れの中の混合された
異なる材料相を互いに分離するための装置。
【請求項９】前記主要な流れ案内チャネルは、前記分
離機ハウジングの前記アキシャル壁（２）の一体的部分
であるチャネル壁を有し、絞り加工またはパンチング加
工動作によって形成され、さらに前記チャネル壁と前記
分離機ハウジングの前記アキシャル壁（２）との間にイ
ンレット空隙（３３）を有する、請求項４に記載の主要
な流れの中の混合された異なる材料相を互いに分離する
ための装置。
【請求項１０】前記主要な流れ案内チャネルは、前記
分離機ハウジングの前記アキシャル壁（２、６３）から
パンチング加工された舌部（５７）として形成されたチ
ャネル底部（５９）を含む、請求項９に記載の主要な流
れの中の混合された異なる材料相を互いに分離するため
の装置。
【請求項１１】前記チャネル底部と前記分離機ハウジ
ングの前記アキシャル壁（２）との間の前記インレット
空隙（３３）に位置決めされる少なくとも１つの支持体
（６４、７０）をさらに含み、前記支持体（６４、７
０）は、第１の端部が前記チャネル底部に接続され、第
２の端部が前記分離機ハウジングの前記アキシャル壁に
接続される、請求項９に記載の主要な流れの中の混合さ
れた異なる材料相を互いに分離するための装置。
【請求項１２】前記支持体（７０）は、三角形の形状
を含み、前記三角形の形状の１つの側は前記チャネル底
部に接続され、前記三角形の形状の１つのコーナは前記
アキシャル壁（２）に接続される、請求項１１に記載の
主要な流れの中の混合された異なる材料相を互いに分離
するための装置。
【請求項１３】前記主要な流れ案内チャネルは、開い
た長手方向の側を有する断面ストックから切断されたチ
ャネル部材（４６、５４）を含む、請求項４に記載の主
要な流れの中の混合された異なる材料相を互いに分離す
るための装置。
【請求項１４】前記主要な流れ案内チャネルは、Ｖ字
形の断面形状を有するチャネル底部を含む、請求項４に
記載の主要な流れの中の混合された異なる材料相を互い
に分離するための装置。
【請求項１５】前記主要な流れ案内チャネルは、中に
スロット（６５）を有するチャネル底部を含む、請求項
４に記載の主要な流れの中の混合された異なる材料相を
互いに分離するための装置。
【請求項１６】前記分離機ハウジングの前記アキシャ
ル壁（２）は、前記縦軸（Ａ）の周りの回転対称の形状
を有し、前記装置は、前記分離機ハウジングの前記アキ
シャル壁（２）の中央に位置決めされかつ前記アキシャ
ル壁（２）を貫通する、複数個の絞り加工されるかまた
はパンチング加工されたインレットを含み、前記インレ
ットは、前記端部壁から間隔をあけられ、前記中央の間
隙（５）の中心を通る前記縦軸（Ａ）に対して垂直に延
びる中央の径方向の面（ＣＲＰ）に対して鏡のように対
称的に配置される、請求項１に記載の主要な流れの中の
混合された異なる材料相を互いに分離するための装置。
【請求項１７】前記分離機ハウジング内に位置決めさ
れた中空円筒（９４）をさらに含む、請求項１に記載の
主要な流れの中の混合された異なる材料相を互いに分離
するための装置。
【請求項１８】前記分離機ハウジングは、互いに対し
てかつ前記中空円筒の周りの前記中央の径方向の面（Ｃ
ＲＰ）に対して鏡のように対称的に配置された２つの分
離機ハウジングセクション（９９、９９Ａ）を含む、請
求項１７に記載の主要な流れの中の混合された異なる材
料相を互いに分離するための装置。
【請求項１９】前記分離機ハウジングは渦巻形の断面
形状を有する、請求項１に記載の主要な流れの中の混合
された異なる材料相を互いに分離するための装置。
【請求項２０】前記分離機ハウジングは、より重い相
を除去するための前記ハウジング壁のピーリングスロッ
ト（１０７、１１３、ＰＳ）をさらに含む、請求項１に
記載の主要な流れの中の混合された異なる材料相を互い
に分離するための装置。
【請求項２１】前記分離機ハウジングは、バレル形、
円筒形、２切頭体形、および２つの切頭体の間に円筒セ
クションを備えた２切頭体形から選択される形状を有す
る、請求項１に記載の主要な流れの中の混合された異な
る材料相を互いに分離するための装置。
【請求項２２】前記フローインレットは、それを超え
て前記主要駆動流が通り、前記主要駆動流に沿って少な
くとも１つの横方向の渦流（７４）を形成しなければな
らない、少なくとも１つの段（７２、７５）を含む、請
求項１に記載の主要な流れの中の混合された異なる材料
相を互いに分離するための装置。
【請求項２３】前記フローインレットは、前記分離機
ハウジングの周りを円周方向に延びる渦巻形のインレッ
トハウジング（８５、１００）を含む、請求項１に記載
の主要な流れの中の混合された異なる材料相を互いに分
離するための装置。
【請求項２４】前記渦巻形のフローインレットハウジ
ング（８５、１００）は、入口断面流れ領域（８６、１
０４）から離れて円周方向に減少する断面流れ領域を有
する、請求項２３に記載の主要な流れの中の混合された
異なる材料相を互いに分離するための装置。
【請求項２５】前記渦巻形のインレットハウジング
（１００）と前記分離機ハウジング（１０３）との間に
コンペンセーティングチャネル（１０２）をさらに含
む、請求項２３に記載の主要な流れの中の混合された異
なる材料相を互いに分離するための装置。
【請求項２６】前記フローインレット（Ｉ）に固定さ
れかつこれを囲む装着フランジ（１１７）をさらに含
む、請求項１に記載の主要な流れの中の混合された異な
る材料相を互いに分離するための装置。
【請求項２７】前記フローインレットは、ノズルイン
レット（１１６Ｂ）を形成し、前記主要な流れを前記分
離機チャンバ内へ注入する注入ノズルを含む、請求項１
に記載の主要な流れの中の混合された異なる材料相を互
いに分離するための装置。
【請求項２８】前記主要な流れに液体を霧吹きするた
めの少なくとも１つのノズル（１３９）をさらに含む、
請求項１に記載の主要な流れの中の混合された異なる材
料相を互いに分離するための装置。
【請求項２９】前記装置は、複数個の分離チャンバ
と、前記異なる材料相のための少なくとも１つの分配柱
（１３６）とを含み、前記分離チャンバの前記フローイ
ンレットは、前記分配柱（１３６）に接続され、前記少
なくとも１つのノズルは、前記分配柱に装着される、請
求項２８に記載の主要な流れの中の混合された異なる材
料相を互いに分離するための装置。
【請求項３０】中心の縦軸（Ａ）を有する分離機チャ
ンバ（１、Ｃ、１１６、１２１）と、両側のチャンバ端
部（４、４Ａ）から前記分離機チャンバ内へ中心に延び
る浸漬パイプ（３、３Ａ）とにおいて、主要な流れの中
の混合された異なる材料相を互いに分離する方法であっ
て、前記浸漬パイプは、前記浸漬パイプ（３、３Ａ）の
内側の端部（３′、３Ａ′）の間に中央の間隙（５）を
備え、前記分離機チャンバから前記浸漬パイプを介して
より軽い相を吐出し、前記分離機チャンバは、より重い
相を除去するための吐出口（６、６Ａ、１０７、１１
３）と、前記主要な流れ（７Ａ）を前記分離機チャンバ
内へ供給するための前記分離機チャンバ内への少なくと
も１つのフローインレット（７）とをさらに含み、前記
方法は、（ａ）前記主要な流れ（７Ａ）を、前記フローインレ
ット（７）を介して前記分離機チャンバ内へチャンバ端
部壁間の中間に供給し、前記分離機チャンバ内で二次的
な渦流を発生しかつ維持するステップと、（ｂ）前記フローインレット（７）内で前記主要な流
れ（７Ａ）の軸方向の寸法（ＡＩＬ）および径方向の寸
法（ＲＩＤ）を制限し、前記分離機チャンバ内で中央の
径方向の面（ＣＲＰ）に対して対称的に主要な駆動流れ
パターンを形成するステップと、（ｃ）主要な流れの推進力の損失が少なくなるよう
に、アキシャルハウジング壁の内側の表面の近くで径方
向に外側で、前記主要な駆動流れパターンを二次的な渦
流（１１）に適合させるステップと、（ｄ）前記主要な流れ内の流れ速度勾配が、速度勾配
の予め定められた範囲内に小さく保たれるように、かつ
前記二次的な流れへの前記主要な流れの十分な貫通深さ
が達成されるように、前記主要な流れの流れ断面領域を
構成し、それにより、主要な流れの推進力の損失がさら
に少なくなり、乱流を防ぐことによって、すべての主要
な流れの推進力の損失が最小になるステップとを含む、
方法。
【請求項３１】前記分離機チャンバの上流で前記主要
な流れに液体を霧吹きするステップをさらに含む、請求
項３０に記載の方法。
【請求項３２】前記主要な流れパターンを扇形に広が
る流れパターン（７Ｂ）として形成するステップをさら
に含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】前記速度勾配は、前記主要な流れパタ
ーンの断面流れ領域内で、および前記分離機チャンバの
内側の壁表面に近い、主要な流れパターンと二次的な渦
流との間の境界において、小さく保たれ、乱流を避ける
かまたは乱流を最小に少なくする、請求項３０に記載の
方法。
【請求項３４】前記流れ速度勾配の前記予め定められ
た範囲は、粒子を分離するように細かくするかもしれな
い引離し力を避けるに足るだけ小さく保たれる、請求項
３０に記載の方法。