JPS58186455A - 遠心分離機の作動方法及び遠心分離機 - 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】 本発明は、遠心分離機および当該遠心分離機を作動させ
る方法に関する。遠心分離機は液体を浄化する目的で液
体内に懸濁状態になっている固体を含む混合物を分離さ
せるのに用いられる。

作動にあたっては、液体は当該遠心分離機のロータと共
に回転し、高密度固体が回転ロータの内周壁に集まる。

遠心分離機の作動効率は液体が十分に高い角速度を達成
するかに依存しており、高い角速度を達成するためには
遠心分離するロータを高速度で回転させる必要がある。

回転運動は全体的にまたは主としてそれ自体の粘度によ
り液体を通じで伝えられるので、液体の速度は徐々にし
か上がらない。

液体がロータに達する際、遠心分離作用によって固体材
料をその液体から効果的に分離させるのに十分な角速度
を確実に達成するために、ロータを通過する液体の流量
を限定しなければならないだろう。

本発明の遠心分離機の作動方法は、中空ロータ内の半径
方向内側領域内にロータと共に回転するよう設置され、
かつ、懸濁固体を有する液体がロータ内へ流入する入口
を包囲する同心状囲い板（ｓｈｒｏｕｄ）を有する中空
ロータを含み、当該囲い板が中空ロータ内の半径方向外
側領域と連通するよう少なくとも一端部が開いており、
前記液体入口が液体を当該囲い板内のその表面に近接す
るところに排出するよう配設されたことを特徴としてい
る。

このようにして、液体の加速は主としてロータの外壁の
回転にのみ依存せず、液体は回転する面に近接する前記
入口から出るので、ロータの半径方向外側領域へその表
面上を液体が流れる際急速に加速可能である。

囲い板は截頭円錐構造を有し、開いた排出端部へ拡がっ
ているのが好ましい。

また、変位可能な即ち可撓的な部材が入口と囲い板の開
に設けられ、液体の流れを可変的に制限し、それにより
入口から出る液体は囲い板の隣接する表面上を比較的薄
い層で流れるのも望ましい。

また、本発明の遠心分離機は、液体内に懸濁された固体
を含む混合物を分離させる遠心分離機であって、空間を
有し、且つ、軸線の周りに回転するよう設置されている
ロータと、混合物をロータ内に導入するよう空間内に延
在する管と、空間内の管の出口端部を包囲し遠心分離機
の使用時に回転し分離過程を加速せしめてロータ内に流
入する液体をロータと共に回転せしめるようロータと同
一方向にロータ軸線の周りを回転するよう設置されてい
る素子とから成ることを特徴としている。

公知の遠心分離機は、通常ボウル即ちロータを連続的に
流れる液体と共に作動するよう配設されているが、集め
られた固体は通常手作業で除去しなければならない。こ
れは交換用のロータのシステムが採用されていない場合
には装置を相当の期間に亘り非使用状態にしなければな
らないなど不利な点が多い。従って、固体を自動的に除
去する機構が提案された。

これらの機構においては、Ｍ積された付着物をボウルの
周壁からすり落とす又は吸引するための部材がボウル内
に挿入されている。こうした機構は損傷を受は易く、設
計上、極めて複雑になり、遠心分離機のボウル内に当該
機構を永久的に位置付ける場合には当該機構は当該ボウ
ルでの液体の流れを６Ｌすこととなり、分離効率を低下
させることになる。

この本発明の遠心分離機によれば、直立軸線上に設置さ
れた中空ロータと、懸濁固体を有する液体を中空ロータ
の下方領域を通じて当該中空ロータ内に供給する手段と
から成り、上記ロータは固体の分離後に液体を排出する
上方出口装置および前記下方領域にある分離された固体
のための底部出口装置を有し、またさらにロータの回転
速度を急激に変化させ、集められた固体材料に働く押し
付は力（遠心力）を弱め、当該材料を前記底部出口装置
を通してロータ周壁から落下させるよう配設された制御
手段を含むロータのための駆動装置から成る液体遠心分
離機が提供される。

こうした構造においては、ロータの上方にロータと同、
軸的に駆動モーターを有すると便利である。

ロータの下側の開いた排出端部は変位される固体のため
の収集ホッパー内に突出し、入口の液体はホッパーへ向
けて上方に通っているパイプを通じてロータ内へ導かれ
る。

本発明の遠心分離機の作動方法は、低密度および高密度
の材料を含む懸濁物を遠心分離機のロータ内に導入する
段階と、高密度材料を低密度材料から分離させ、それを
ロータの内側表面上に蓄積させるようじロータを一方向
に回転させる段階と、高密度材料がこの方式で蓄積され
た際ロータの回転速度の急激な変化により当該蓄積され
た高密度材料を内側表面から除去し、かくして前記高密
度材料のロータからの除去を容易にする段階とから成る
ことを特徴としている。

遠心分離機および遠心分離機を作動させる方法の例につ
いて添付図面を参照しながら説明すると、第１図は本発
明の方法を実施するための遠心分離機の一部分を破断し
て示す斜視図であり、第２図および第３図は各々遠心分
離機の細断面図と平面図である。

図面を参照すると、遠心分離機の基部２上には設置用プ
ラットホーム４が耐振マウント６を介して支持されてい
る。設置用プラットホーム４の下側には静的な外側容器
１０がクランプ８により固定されてあり、外側容器１０
はヒンジ手段１４によって設置用プラットホーム４に接
続された蓋１２で覆われた設置用プラットホーム４の中
央開口部を包囲している。外側容器１０内には蓋１２の
下方に懸架された中空ロータ１６を含む内側容器が同心
的に配設されている。

中空ロータ１６はヒンジ止めされた蓋１−２上にボルト
止めされているモーター２０の垂直駆動軸１８がら懸架
されている。垂直駆動軸１８は蓋１２が閉じている時は
少なくとも全体的に垂直な中空ロータ１６の回転軸線を
定める。

第２図は蓋１２および外側容器１０の縁の開に設けられ
たＯリングシール２２を示し、蓋１２には遠心分離され
た材料を蓋１２がら偏向させるためにＯリングシール２
２に隣接して存在する周縁リップ２４が備えられている
。

遠心分離機には中空ロータ１６内に流体を導入するよう
に中空ロータ１６により作られた空間の中へ延在してい
る入口管２８として形成された管を含む。コーン（囲い
板）状の形をした素子が入口管２８の出口端部端部を覆
い、中空ロータ１６の回転軸線の周りに回転するよう設
置され、中空ロータ１６と共に回転するよう設置されて
いる。

コーン３０は中空ロータ１６内で流体が通過する経路と
なり、当該経路は遠心分離機の作動中に流体から分離さ
れた高密度材料が蓄積するロータの上方領域から離れる
方向に入口管２８の出口端部から延在している。コーン
３０はロータ軸線の周方向に入口管２８の出口端部の周
りに連続的に延在し、経路の長さ方向にロータ軸線から
拡がる前記経路の表面を提供する。入口管２８の一部は
全体的に半径方向外側に面する経路の表面を提供する。

遠心分離機は入口管２８からコーン３０に導入された液
体を案内する目的で入口管２８の出口端部に隣接した部
分からコーン３０の内側表面に向かって延在する可撓性
ダイアフラム３２状の案内手段を含む。ダイアフラム３
２はダイアフラム３２を全体的に下方向へ通過した液体
が入口管２８に戻るのを阻止する弁として作用する。

中空ロータ１６は最大直径の上方領域１６ａがら中央底
部開口部２６へ円錐状に下方向へ傾斜し、液体用入口管
２８は中央底部開口部２６を通って、中空ロータ１６の
一部を成し入口管２８からの入口を包囲する同心状の入
口コーン３０内へ上方に突出している。可撓性ダイアフ
ラム３２は入口管２８の出口端部に固定され、ロータが
静止状態にある際コーンの内側をシールする。その上方
領域においてロータは截頭円錐状のシールド板３４によ
り補強されている。シールド板３４の半径方向外側縁部
分と中空ロータ１６の上壁とを貫通して一連の開口部３
６が延在して中空ロータ１６の外側の容器空間と連通し
ている。これらの開口部３６は流入した流れの中に混し
って運ばれてトた高密度固体材料が液体から分離されて
全体的に又は主としてその最大直径を有する上方領域１
６ａ内でロータの内壁上に堆積された後、遠心分離され
た液体を外側容器１０へ出す出口として作用する。図示
されてはいないが、開口部３６は当該開口部３６を通る
流れを助けるよう１一方および外方に面する形で形成可
能である。

分離された液体は垂直駆動軸１８からずれた位置に開口
する底部出口３８を通って外側容器１０から流出する。

中空ロータ１６の内壁上に収集された固体は以下に説明
するように除去可能であり、中空ロータ１６の底部開口
端部を包囲する固定されたホ・ンパーコーン４０内に落
下し、廃棄管４２を通って外へ導かれる。

モーター２０を挟んで正反対の位置における蓋１２には
２個の摩擦ブレーキ４４が設置されており、各摩擦ブレ
ーキ４４はその外径部分付近でロータの上面に当接でき
るようなブレーキパッドを含んで−する。当該パッドは
摩擦ブレーキ４４のソレノイド４８を励起することによ
りロータ外に保持可能であるが、ソレノイド４８のスイ
ッチが切られている場合には重力の作用で中空ロータ１
６に当接している。また摩擦ブレーキ４４はばね負荷さ
れた上部キャップ４６を押すことにより手動的にも作動
可能である。モーター２０および摩擦ブレーキ４４のソ
レノイド制御の作動は筐体５２内の電子制御ユニット５
０を介して実施される。

中空ロータ１６がモーター２０により高速度で回転され
る際の遠心分離モードにおいては、懸濁状態で固体材料
を有している液体が入口管２８を介して且つ可撓性ダイ
アフラム３２を通り、更に、入口のコーン３０を通って
ロータの主要領域に供給される。ダイアフラム３２はダ
イアフラム３２に作用する液体の圧力の差により入口コ
ーン壁から可撓的に離されるが、そのことは流入する液
体を比較的薄い層を以ってコーン３０の包囲する壁に流
す効果を有している。中空ロータ１６の回転が直ちに液
体に伝えられるよう当該液体が入口管２８から放出され
ると直ちにそれは強力な粘性抵抗を受ける。

入口コーン３０は全体的にロータ軸線の周りで截頭円錐
状であり、その軸方向下端部が広くなっている。

包囲する入口コーン３０の軸方向下端の開いている部分
からコーン３０を出て行く流れの急速な運動は、コーン
３０の鋭く広がる形態で援助され、コーン３０の下方領
域も第２図に３”’　Ｏａで示す如く外方へ広がらせる
ことができ、そのため中空ロータ１６の外周壁にその流
れを近付けて案内する付加的な効果を奏する。中空ロー
タ１６の広がる面上には固体材料の集まる傾向が少なく
、主要な付着は上方領域１６ａの壁になされる。

遠心分離機は遠心分離機の中空ロータ１６内で低密度材
料から分離された高密度材料の除去を容易にするように
作動可能である。遠心分離機の作動中に、多量の高密度
材料が中空ロータ１６の内側壁上、特に上方領域１６ａ
の内側壁に蓄積した際、その蓄積した材料を除去する目
的で中空ロータ１６の回転速度に急激な変化がおこる。

この急激な変化は通常中空ロータ１６の初期の回転方向
と反対の方向に中空ロータ１６を回転せしめるのに十分
な期間、ロータに対し確実に与えることのできる急速な
減速である。

この方法によって、内側壁から除去された材料は全体的
に軸方向に中空ロータ１６の下方領域に落下し、廃棄管
４２の形態になった管を通って中空ロータ１６から出さ
れる。

蓄積された固体を中空ロータ１６の壁から除去すること
が要求される場合には、中空ロータ１６を摩擦ブレーキ
４４により停止するが又は殆んど停止すればよく、これ
により、壁への押し付は力が弱くなった材料がもはや壁
に対し保持されなくなる。

粘着性材料は、モーター２０の使用により、例えばモー
ターを逆転させたりまたはロータの速度を急速に変える
というような、電子制御ユニット５０によって行なわれ
る予めプログラムが組まれた作動に従って振り離すこと
ができる。

この清浄化作動は電子制御ユニット５０により予めプロ
グラムが組まれた時間間隔で駆動されるよう実施可能で
ある。

代替的に、本願と同時的に出願された係争中の出願（ケ
ースＢ）には中空ロータ１６の慣性を検出し、十分な付
着物が蓄積して所定の限度以上に慣性が増加した際清浄
作動が開始されるような制御形態が説明されている。

清浄または整備上の目的から中空ロータ１６の内部に接
近する必要がある場合には、単にヒンジ止めされた蓋１
２を持ち上げ、蓋１２と共に入ロコーン３０を含む中空
ロータ１６を持ち上げることによりこの作動が行なえる
ことが図示の構造の特徴である。

安全の目的上、蓋１２と設置用プラットホーム４との間
のラッチ５６もラッチを解放する前にロータが停止する
かまたは殆んど停止した時点を検出する手段（これも係
争中の出願（ケースＢ）に説明されている）を含む電子
制御ユニット５０により制御される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するための遠心分離機の一
部分を破断して示す斜視図であり、第２図および第３図
は各々遠心分離機の軸断面図と平面図である。 ２・・遠心分離機の基部、４・・設置用プラットホーム
、６・・耐振マウント、８・・クランプ、１０・・外側
容器、１２・・蓋、１４・・ヒンジ手段、１６・・中空
ロータ、１６ａ・・中空ロータ１６の上方領域、１８・
・垂直駆動軸、２０・・モーター、２２・・０リングシ
ール、２４・・周縁リップ、２６・・中央底部開口部、
２８・・入口管、３０・・コーン（囲い板）、３０ａ・
・コーン３０の拡がる部分、３２・・グイア７ラム、３
４・・シールド板、３６・・開口部、３８・・底部出口
、４０・・ホッパーコーン、４２・・廃棄管、４４・・
摩擦ブレーキ、４６・・上部キャップ、４８・・ソレノ
イド、５０・・電子制御ユニット、５２・・筐体、５６
・・ラッチ。 代理人　弁理士　飯沼義彦 図面の浄書（内容に変更なし） ＦＩＧ　　’１ ＦＩ６　　３ 特許庁長官若杉和夫殿 １　事件の表示 昭和５８年　特　許願　第２８３８６号２　発明の名称 遠心分離機の作動方法及び遠心分離機 ３　補正をする者 事件との関係　出願人 住所　　　英国、バークシャー、スルー、フコーンハム
ロード１６５−１７５ 名称　　　ホラカム　ディベロップメンツ　リミテッド
代表者　　ジェイ　エイチ　ジー　ライウッド国籍　　
　英国 ４代理人 郵便番号　１６０ 住所　　　東京都新宿区南元町５番地３号小田急信濃町
マンション第７０６号室 ６　補正の対象 願書、委任状、委任状訳文、優先権証明書、優先権証明
書訳文および図面。 ７　補正の内容 （１）願書を別紙のとおり補正する。 （特許出願人の代表者名を記載するため）（２）委任状
および委任状訳文を別紙のとおり補充する。 （３）優先権証明書および優先権証明書訳文を別紙のと
おり補充する。 （４）図面第１〜３図を別紙のとおり補正する。 （正式の紙質および製果を用いた図面に補正するため） ８　添付書類の目録 （１）訂正願書　　　　　１通 （２）委　　任　　状　　　　　　　　　　　　　　１
通（３）委任状訳文　　　　　　　１通

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）低密度および高密度の材料を含む懸濁物を遠心分
   離機のロータ内に導入する段階と、高密度材料を低密度
   材料から分離させ、それをロータの内側表面上に蓄積さ
   せるようにロータを一方向に回転させる段階と、高密度
   材料がこの方式で蓄積された際ロータの回転速度の急激
   な変化により当該蓄積された高密度材料を内側表面から
   除去し、かくして前記高密度材料のロータからの除去を
   容易にする段階とから成ることを特徴とする、遠心分離
   機の作動方法。
2. （２）中空ロータ内の半径方向内側領域内にロータと共
   に回転するよう設置され、かつ、懸濁固体を有する液体
   がロータ内へ流入する入口を包囲する同心状囲い板を有
   する中空ロータを含み、当該囲い板が中空ロータ内の半
   径方向外側領域と連通するよう少なくとも一端部が開い
   ており、前記液体入口が液体を当該囲い板内のその表面
   に近接するところに排出するよう配設されたことを特徴
   とする、遠心分離機。
3. （３）液体内に懸濁された固体を含む混合物を分離させ
   る遠心分離機であって、空間を有し、且つ、軸線の周り
   に回転するよう設置されているロータと、混合物をロー
   タ内に導入するよう空間内に延在する管と、空間内の管
   の出口端部を包囲し遠心分離機の使用時に回転し分離過
   程を加速せしめてロータ内に流入する液体をロータと共
   に回転せしめるようロータと同一方向にロータ軸線の周
   りを回転するよう設置されている素子とから成ることを
   特徴とする、遠心分離機。
4. （４）上記素子が少なくとも部分的に経路を定める表面
   を有し、上記表面が経路の長さに沿って軸線から拡がっ
   ている、特許請求の範囲＠３項に記載の遠心分離機。
5. （５）上記管から上記素子に向かって通過した液体を案
   内する案内装置が設けられた、特許請求の範囲第３項ま
   たは第４項に記載の遠心分離機。