JPH09512209A - 遠心分離機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 遠心力分離機は、回転軸を包囲する入口及び出口室（１７）を形成し、中に存在する液体が半径方向内側を向いた自由円筒形液面を形成するように回転軸の周りで回転するロータを有する。静止排出装置（２１）は、出口室（１７）内で回転液体本体から中央出口（２５）に半径方向内側へ伸びており、入口開口部（２３）を備えた流路（２６）を形成する。排出装置（２１）の周りでのはねかけを低減し、空気が混合する危険性を低減するために、排出装置（２１）は、回転軸に垂直な平面内で突出し、回転方向に対向している前方の輪郭部（２８）と、この平面内で突出し回転方向を向いている後方の輪郭部（２９）とを有し、この輪郭部（２８，２９）は、回転方向に方向成分を有し、前記前方の輪郭部（２８）は、前記平面内において自由液面の近傍かつ半径方向外側で自由液面と実質的に同じ方向に湾曲している。

Description

【発明の詳細な説明】 遠心分離機 本発明は、回転軸の周りで所定方向に回転可能であり、遠心力で処理されるべ き液体の入口と、分離された液体の出口室とを形成するロータを有する遠心分離 機に関する。出口室は、回転軸を包囲し、動作中には出口室に存在する液体は回 転軸の周りで回転する液体本体を形成し、液体本体はロータの所望の半径方向の 水準で半径方向内側を向いた自由液面を有する。また遠心力ロータは、出口室に 配置されると共に回転する液体本体から中央出口に半径方向内側に伸びる静止排 出装置を有する。排出装置はその内側において入口開口部を備えた流路を形成し 、入口開口部は、動作中に自由液面が位置する領域に半径方向に配置される。入 口開口部は、動作中に少なくとも一部が液体本体に配置され、流路を介して中央 出口に接続される。排出装置は、回転軸に垂直な平面内で突出して回転方向と対 向している前方の輪郭部と、この平面内で突出して回転方向に向かう後方の輪郭 部とを有する。 この種の公知の分離機の排出装置の輪郭部は、半径方向外側から見て、入口開 口部が回転方向に対向している。従って、出口を通って排出される高圧の液体を 得ることができる。しかしながら、排出装置の表面は動作中に回転液体本体に配 置されると共に回転方向に対向しているので、出口室で分離液がかなりはねかえ り、この結果、エネルギーの浪費が大きく、さらに、自由液体表面の半径方向内 側にある空気またはガスが動作中に排出装置の流路を通って出口室を出る液体と 混合するという大きな危険性が生じる。 排出装置の周りのいくつかの液体のしずくは、自由液体面の半径方向内側の共 に回転する空気またはガスの回転と混合し、静止排出装置の外側に堆積される。 排出装置の外側に沿った液体は、排出室の中央部分に向かって半径方向内側に向 かって流れ、そこで液体は、中央開口部を通って供給された液体から分離された 他の成分が他の出口室に流れ込み、分離した液体によって汚染されることがない 。 欧州特許出願公開第００５８３５３号明細書により公知の遠心分離機において 、排出装置はウイングとして構成され、内側の流路は、比較的に小さい流れ抵抗 で液体の流れが排出装置に沿って生じるように、回転する液体の本体に半径方向 外側に伸びている。排出装置の周りの分離液体のはねかえりが減少するように排 出装置を設計することによって、空気またはガスが分離液体の流れに乗る危険性 が減少する。しかしながら、排出装置がこのような構成にもかかわらず、排出装 置 の表面が回転方向に対向しているので、動作中に排出装置の周りで大量のはねか えりを生じ、この遠心分離機から出る分離液体に空気またはガスが混合される危 険性が比較的に大きくなる。 本発明の目的は、排出装置の周りでのはねかけがわずかであり、遠心力分離機 の液体の出口の流れに空気またはガスが混合される危険性が低く、分離液体は、 低いエネルギー消費で排出することができる遠心力分離機を達成することである 。本発明の他の目的は、液体が排出装置の外側に沿って半径方向内側には流れず 、供給された液体から分離されたが出口室に流れる危険性を減少させるか、なく するような遠心分離機を達成することである。 これは、回転軸に実質的に垂直な平面において、半径方向外側から見た前方及 び後方の輪郭部は、全体の延長部に実質的に沿って回転方向の方向成分を有し、 前記前方の輪郭部は、自由液面の近傍かつ半径方向外側で回転方向を向くように 、前記平面において自由液面で湾曲している排出装置を有する、本発明の遠心分 離機によって達成される。 従って、回転液体本体の分離液体は、排出装置の外側に緩やかに運ばれて流れ 、排出装置の周りのはねかけは大幅に減少し、さらに、自由液面の半径方向内側 の静止排出装置の外側に位置する上述したような半径 方向内側を向いた液体の流れは、自由液面の半径方向内側で回転する空気または ガスの流れに接触することが防止される。 好ましくは、輪郭部は、回転方向での方向成分が、半径が大きくなるにつれて 増大するように湾曲している。 特に、入口開口部は、回転方向に延長部を有し、さらにエッジによって境界が 定められ、包囲される。このエッジは、前方では前方エッジ部を有し、下流では 後方エッジ部を有し、少なくとも後方エッジ部は、動作中は自由液面の半径方向 外側に位置され、前記各エッジ部を結んだ直線は、入口開口部で自由液面の接線 と所定の角度を形成し、その頂点は回転方向を向いており、角度は２０°より大 きく５０°より小さい。 入口開口部の半径方向の位置を変化させることができるように、排出装置の少 なくとも入口開口部を形成する一部分を半径方向に移動可能に設けることも可能 である。 次に、本発明を図面を参照して詳細に説明する。 第１図は、本発明による遠心分離機の一部を通る軸線方向の断面を示す。 第２図は、第１図のII-II線に沿った断面図である。 第３図は、第２図に詳細な実施例である。 第１図において、下方部分１と上方部分２とを備え るロータを有する遠心分離機の一部が示されており、下方部分１と上方部分２と は、固定リング３によって軸線方向に結合されている。ロータの内側には軸線方 向に可動な弁スライド４が配置されている。この弁スライド４は、上方部分２と 共に分離室５を構成し、分離室５と出口開口部６との間の出口通路を開閉して、 ロータに供給された混合物から分離されて分離室５の周縁に集められた成分を断 続的に放出する。弁スライド４は、下方部分１と共に閉鎖室７を形成し、閉鎖室 ７は、いわゆる閉鎖液の入口８及び絞り弁付きの出口９とを備えている。ロータ の回転中に、弁スライド４は、閉鎖室７に存在する閉鎖液からの遠心力による圧 力によって、上方部分２に配置されたガスケット１０に対して密封当接部に押圧 される。 分離室５の内側には、多数の円錐形の分離ディスクから成るディスクスタック １１がディストリビュータ１２と上方ディスク１３との間に配置される。第１図 に示す例として、ロータは、遠心力で処理する液体をロータに供給する中空の軸 １４に取り付けられている。上部ディスク１３は、図面に示す上端で、分離室５ で分離された特定の軽い液体成分用に中央に配置された第１の出口室１５を形成 する。この第１の出口室１５は、第１のオーバーフロー出口１６を介して分離室 ５と連通しており、特定の軽い液体成分は分離室５の外 に流れ出ることができる。 ロータの上方部分２は、中央に配置された第２の出口室１７を形成し、特定の 重い液体成分は、通路１８と第２のオーバーフロー出口１９を介して分離室５の 半径方向外側部分から流れることができる。 各出口室において、静止排出装置である第１の排出装置２０と、第２の排出装 置２１とが配置されている。これらの排出装置は、それぞれ中央出口である第１ の出口２４及び第２の出口２５と接続された、周囲の入口開口部である第１の入 口開口部２２及び第２の入口開口部２３とを備えている。排出装置２０及び２１ はそれぞれ、回転軸にほぼ垂直に伸びており、作動中には出口室１５，１７に位 置する回転液体本体中にに配置される。 第２の排出装置２１の構成は、第２図に示す第１図のII-II線に沿った断面に よってさらに詳しく示されている。排出装置２１は、出口室１７において、三角 で示した自由液面と同じ位置から出口管２７の内側に向かって半径方向内側に形 成された流路２６によって伸びている。 自由液面では、排出装置は、入口開口部２３を有し、その開口部２３を通って 、動作中に分離した液体及び出口室１７で回転する液体を出口室１７の外側に排 出することができる。ロータの回転方向、回転液体本体 及びその中の空気またはガスの流れは、図中の矢印によって示される。排出装置 ２１は、回転軸に実質的に垂直な平面内で回転方向に対向する前方の輪郭部２８ を有し、回転方向では排出装置２１は、この平面内で後方の輪郭部２９を有する 。半径方向外側から見た輪郭部２８及び２９は、全体の延長部に実実的に沿った 回転方向の方向成分を有する。 少なくとも後方の輪郭部２９の一部に沿って、排出装置は、フィン３０を有し 、これは、排出装置２１に沿って回転方向及び半径方向に伸びている。このフィ ン３０は、排出装置の剛性を増大し、出口室１７の回転及び／またはガス流を安 定化する効果を与える。 第３図に、本発明による排出装置３１の半径方向外側部分の好ましい実施例を 示す。この実施例によれば、排出装置３１は、入口開口部３２を有し、この上流 は前方エッジ部３３によって境界が定められ、下流は後方エッジ部３４によって 境界が定められる。少なくとも後方エッジ部３４は、動作中には自由液面の半径 方向外側に配置されている。これらのエッジ部３３及び３４を結ぶ直線３５は、 入口開口部３２での自由液面との接線と角度Ｖを形成する。この角度は、回転方 向を向く頂点を有し、２０°より大きく５０°より小さい。この入口開口部は、 排出装置の前方の輪郭部の障害部を構成し、この輪郭部の障害部は、自由液面の 半 径方向外側で回転方向を向いている。 図面に示す遠心分離機は、次のように作動する。 この種の遠心分離機の作動の開始時においてロータを回転するにあたって、入 口８を通って閉鎮室７に閉鎮液を供給することによって分離室５が閉鎖される。 分離室５が閉鎖されるとすぐに、遠心的に処理される液体混合物は、中空の軸１ ４を通って分離室５に供給される。ロータが運転の回転速度に到達して分離室５ が一杯になると、液体混合物に含まれる成分は、それに作用する遠心力によって 分離される。この分離は、ディスクスタック１１の円錐形のディスクの間の中間 のスペースで生じる。分離中に特定の重い液体成分は、分離室５の周囲に向かっ て半径方向に移動して、そこに堆積する一方、特定の軽い液体成分は中間のスペ ースに向かって半径方向内側に流れる。 また、遠心力的に処理された混合物が特定の重い粒子を含むならば、その粒子 は分離室５の最も外周に堆積される。 特定の軽い液体成分は第１のオーバーフロー出口１６を介して第１の出口室１ ５に流れ、それによって、分離室５の自由液面の半径方向の水準が決定される。 軽い液体成分は圧力を受け、第１の静止排出装置２０を介して第１の出口２４を 通ってロータの外に排出される。ここでは、第１の静止排出装置２０は、通常の のペアリングディスクからなる。 分離室５の周囲に堆積した特定の重い液体成分は、通路１８を通って半径方向 内側に流れ、さらにオーバーフロー出口１９を介して出口室１７に流れ込む。こ こにおいて、重い液体成分は、回転を維持する円筒形液体本体を形成する。動作 中に、第２の排出装置２１は、第２の出口室１７に半径方向に伸びた小さな部分 が回転液体本体に浸けられる。しかしながら、少なくとも入口開口部２３または ３２の一部が回転液体に配置されているため、排出装置２１の大部分は回転液体 本体に浸けられる。それによって、第２の排出装置２１の外側と回転液体本体と の間の摩擦は低い。第２の排出装置２１を通って、特定の重い液体成分は圧力を 受けて第２の出口２５を通って遠心力分離機の外に排出される。 第１図に示す例において、排出装置２１は、動作中、分離された特定の重い液 体成分を排出するように構成される。もちろん、本発明の範囲内で構成された装 置２１は、分離した特定の軽い液体成分を排出するように構成することができる 。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年７月１６日 【補正内容】 請求の範囲 １． 回転軸の周りで所定方向に回転可能なロータであって、遠心力で処理さ れるべき液体の入口と前記ロータで分離された液体の出口室（１７）とを形成し 、前記出口室（１７）は、前記回転軸を包囲し、動作中に前記出口室（１７）に 存在する液体が前記ロータの所望の半径の水準で半径方向内側を向いた自由液面 を有し前記回転軸の周りで回転する液体本体を形成するように構成されたロータ と、 前記出口室（１７）に配置された静止排出装置（２１）であって、前記回転す る液体本体から中央出口（２５）へ半径方向内側に伸び、入口開口部（２３，３ ２）と共に流路（２６）を形成し、前記入口開口部（２３，３２）は動作中に前 記自由液面が位置する領域に配置されるとともに動作中に少なくとも一部が前記 液体本体に配置されて前記流路（２６）を介して前記中央出口（２５）に接続さ れ、さらに、前記回転軸に垂直な平面内で突出して回転方向と対向している前方 の輪郭部（２８）、及びこの平面内で突出して前記回転方向に向かう後方の輪郭 部（２９）を有する静止排出装置（２１）とを有する遠心分離機において、 半径方向外側から見た前記各輪郭部（２８，２９）は、それら全体の延長部に 実質的に沿って回転方向に方向成分を有し、前記前方の輪郭部（２８）は、前記 自由液面の近傍かつ半径方向外側で回転方向を向くように前記平面内において前 記自由液面で湾曲していることを特徴とする遠心分離機。 ２． 前記後方の輪郭部（２９）は、半径が大きくなるにつれて前記方向成分 が増大するように前記平面で湾曲することを特徴とする請求項１に記載の遠心分 離機。 ３． 前記前方の輪郭部（２８）は、半径が大きくなるにつれて前記方向成分 が増大するように湾曲することを特徴とする請求項１または２に記載の遠心力分 離機。 ４． 前記入口開口部（２３，３２）は回転方向に延長部を有することを特徴 とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の遠心分離機。 ５． 前記入口開口部（３２）は、エッジによって境界が定められて包囲され 、この上流は前方エッジ部（３３）を有し、下流は後方エッジ部（３４）を有し 、少なくとも前記後方エッジ部（３４）は、動作中には前記自由液面の半径方向 外側に位置され、前記各エッジ部（３３，３４）を結んだ直線（３５）は、前記 入口開口部（３２）で前記自由液面の接線と所定の角度（Ｖ）を形成し、前記角 度（Ｖ）は、回転方向を向いた頂点を有し、２０°より大きく５０°より小さい ことを特徴とする請求項４に記載の遠心力分離機。 ６． 前記入口開口部（２３，３２）を形成する前記排出装置（２１，２３） の少なくとも一部は、前記入口開口部（２３，３２）の半径方向の位置変化する ことができるように半径方向に移動可能に配置されていることを特徴とする請求 項１ないし５のいずれか１項に記載の遠心力分離機。 ７．（追加） 回転軸の周りで所定方向に回転可能なロータであって、遠心力 で処理されるべき液体の入口と前記ロータで分離された液体の出口室（１７）と を形成し、前記出口室（１７）は、前記回転軸を包囲し、動作中に前記出口室（ １７）に存在する液体が前記ロータの所望の半径の水準で半径方向内側を向いた 自由液面を有し前記回転軸の周りで回転する液体本体を形成するように構成され たロータを有する遠心分離機に用いられる排出装置であって、 前記出口室（１７）に配置され、前記回転する液体本体から中央出口（２５） へ半径方向内側に伸び、入口開口部（２３，３２）と共に流路（２６）を形成し 、前記入口開口部（２３，３２）は動作中に前記自由液面が位置する領域に配置 されるとともに動作中に少なくとも一部が前記液体本体に配置されて前記流路（ ２６）を介して前記中央出口（２５）に接続され、さらに、前記回転軸に垂直な 平面内で突出して回転方向と対向している前方の輪郭部（２８）、及びこの平面 内 で突出して前記回転方向に向かう後方の輪郭部（２９）を有する排出装置（２１ ）において、 半径方向外側から見た前記各輪郭部（２８，２９）は、それら全体の廷長部に 実質的に沿って回転方向に方向成分を有し、前記前方の輪郭部（２８）は、前記 自由液面の近傍かつ半径方向外側で回転方向を向くように前記平面内において前 記自由液面で湾曲していることを特徴とする排出装置。 ８．（追加） 前記後方の輪郭部（２９）は、半径が大きくなるにつれて前記 方向成分が増大するように前記平面で湾曲することを特徴とする請求項７に記載 の排出装置。 ９．（追加） 前記前方の輪郭部（２８）は、半径が大きくなるにつれて前記 方向成分が増大するように湾曲することを特徴とする請求項７または８に記載の 排出装置。 １０．（追加） 前記入口開口部（２３，３２）は、回転方向に延長部を有す るとともに、エッジによって境界が定められて包囲され、この上流は前方エッジ 部（３３）を有し、下流は後方エッジ部（３４）を有し、少なくとも前記後方エ ッジ部（３４）は、動作中には前記自由液面の半径方向外側に位置され、前記各 エッジ部（３３，３４）を結んだ直線（３５）は、前記入口開口部（３２）で前 記自由液面の接線と所定の角度 （Ｖ）を形成し、前記角度（Ｖ）は、回転方向を向いた頂点を有し、２０°より 大きく５０°より小さいことを特徴とする請求項７、８または９に記載の排出装 置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カールソン，クラエス−ゲーラン スェーデン国 エス−146 36 ツリンゲ ショグスヘムスヴェーゲン 63 ベー (72)発明者 フランツェン，ペーター スェーデン国 エス−146 35 ツリンゲ モンストルプスヴェーゲン 22 (72)発明者 インゲ，クラエス スェーデン国 エス−131 50 サルツヤ ー−ドゥヴネス クリスチナヴェーゲン 15 (72)発明者 ラエルステッツ，トルニー スェーデン国 エス−113 52 ストック ホルム デーベルンスガータン 89 (72)発明者 モーベルグ，ハンス スェーデン国 エス−118 52 ストック ホルム ブヨルンゴードスガータン 16ベ ー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 回転軸の周りで所定方向に回転可能なロータであって、遠心力で処理さ れるべき液体の入口と前記ロータで分離された液体の出口室（１７）とを形成し 、前記出口室（１７）は、前記回転軸を包囲し、動作中に前記出口室（１７）に 存在する液体が前記ロータの所望の半径の水準で半径方向内側を向いた自由液面 を有し前記回転軸の周りで回転する液体本体を形成するように構成されたロータ と、 前記出口室（１７）に配置された静止排出装置（２１）であって、前記回転す る液体本体から中央出口（２５）へ半径方向内側に伸び、入口開口部（２３，３ ２）と共に流路（２６）を形成し、前記入口開口部（２３，３２）は動作中に前 記自由液面が位置する領域に配置されるとともに動作中に少なくとも一部が前記 液体本体に配置されて前記流路（２６）を介して前記中央出口（２５）に接続さ れ、さらに、前記回転軸に垂直な平面内で突出して回転方向と対向している前方 の輪郭部（２８）、及びこの平面内で突出して前記回転方向に向かう後方の輪郭 部（２９）を有する静止排出装置（２１）とを有する遠心分離機において、 半径方向外側から見た前記各輪郭部（２８，２９）は、それら全体の延長部に 実質的に沿って回転方向に方向成分を有し、前記前方の輪郭部（２８）は、前記 自由液面の近傍かつ半径方向外側で回転方向を向くように前記平面内において前 記自由液面で湾曲していることを特徴とする遠心分離機。 ２． 前記後方の輪郭部（２９）は、半径が大きくなるにつれて前記方向成分 が増大するように前記平面で湾曲することを特徴とする請求項１に記載の遠心分 離機。 ３． 前記前方の輪郭部（２８）は、半径が大きくなるにつれて前記方向成分 が増大するように湾曲することを特徴とする請求項１または２に記載の遠心力分 離機。 ４． 前記入口開口部（２３，３２）は回転方向に延長部を有することを特徴 とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の遠心分離機。 ５． 前記入口開口部（３２）は、エッジによって境界が定められて包囲され 、この上流は前方エッジ部（３３）を有し、下流は後方エッジ部（３４）を有し 、少なくとも前記後方エッジ部（３４）は、動作中には前記自由液面の半径方向 外側に位置され、前記各エッジ部（３３，３４）を結んだ直線（３５）は、前記 入口開口部（３２）で前記自由液面の接線と所定の角度（Ｖ）を形成し、前記角 度（Ｖ）は、回転方向を向いた頂点を有し、２０°より大きく５０°より小さい ことを特徴とする請求項４に記載の遠心力分離機。 ６． 前記入口開口部（２３，３２）を形成する前記排出装置（２１，２３） の少なくとも一部は、前記入口開口部（２３，３２）の半径方向の位置変化する ことができるように半径方向に移動可能に配置されていることを特徴とする請求 項１ないし５のいずれか１項に記載の遠心力分離機。