JPS603863B2 - 遠心分離機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は相互間で分離室を形成する軸方向に合体しかつ
相互に連結された二つの部分から成るロ−夕、液体と固
形粒子の混合物用の中央入口、分離された液体用の中央
出口、分離された固形粒子用で分離室の半径方向最外部
からロータ胴部外側へロータ胴を貫通する流路によって
構成される数個の円周出口、および円周出口の孔を囲み
ロータ胴部の外側に対しこれに向いかつ遠ざかるように
軸方向に移動可能に配置されかつその密封表面および出
口流路を囲むロータ月岡部の外側部分が密封作用に際し
て密封力がほぼ軸方向作用するように配置された装置か
らなる遠心分離機に関する。

１９３１年に公示されたドイツ特許第５８２，５８７号
によって公知のこの種の遠心分離機は下記による一連の
発展経過を示している。

１針世紀の終り１こ、連続運転可能な遠心分離機が発明
された。

初期段階では分離機は関口部をもたない周囲壁を有する
ロータをもち、すなわちロータ内に分離された固形粒子
用の円周方向出口を全く具えていなかった。２の世紀の
初期に、所謂ノズル分離機が発明されそ３のロータには
周囲に狭い出口孔が設けられこれを通って分離された固
形粒子が分離機の運転中外部に放出される。

間もなく、ノズル分離機の円周方向の出口孔の動作中に
間欠的な閉口作業を可能にするために種々の弁装置が発
明された。この種の４弁装置の一つは上記のドイツ特許
第５８２，５８７号に示されている。この種の弁装置は
円周出口孔を大型にできこの結果出口孔の詰まりを避け
られるから望まれていた。１９３０王項、逐に今日用い
られている種類の遠心分離機が発明された。

この種の遠心分離機はロータが円周出口孔の半径方向内
側でロータ胴部と密封接触せしめられるように配置され
た環状スラィ日こよって運転中に開閉可能な数タ個の円
周出口をもつことを特徴とする。この種の遠心分離機は
たとえば１９３ぷ牢からドイツ特許第６５２，２９２号
に記述されている。上記の発明がなされて以来、遠心分
離機ロータ内で分離された固形粒子を間欠的に放出する
ことｏに関する遠心分離機の分野におけるほとんどすべ
ての発展は、本発明の範囲内で進展してきた。

運転中に分離された固形流子を連続的に放出する所謂ノ
ズル分離機は新しい種類の遠心分離機と併行して発展し
てきたが、次第にその重要性が減じて夕きた。市場の大
部分は分離された固形粒子用として間欠的に関口可能な
円周出口を有する遠心分離機によって占められてきた。
遠心分離機の開発以来、改善された分離効率を求める絶
えざる要望があった。

この要望は当然特に分離された固形粒子用の間欠的に関
口可能な円周出口を有する遠心分離機に関してであるが
、種々の方法によって充たされており、その一つは遠心
分離機が一層大型に造られたことであり、また他の方法
は一層高い回転速度が用いられたことである。しかし、
これに伴って強度に関する大きな問題が生じ、これらの
問題は大部分分離された固形粒子が放出する円周出口孔
の半径方向内側で遠心分離機ロータ胴部と密封状態とな
るように配置された内側環状スライドをもつ遠心分離機
の本質構造によって引起されたものである。本発明は分
離された固形粒子用の間欠的に開口する円周方向出口を
有する遠心分離機に関し過去４０王間辿られてできた発
展過程からの飛躍を意味し、強度に関連する従来の諸問
題に煩らわされることなく更に優れた分離効率に対する
要望を充たすことを企図するものである。

この目的に対し本発明は１９３１年以来公知である当初
に述べた種類の遠心分離機を、ロータの一方が単体に形
成された半径方向内向きの縁部をもつ椀形で形成され他
方のロータが椀形ロータ部分よりも可成り小さい直径を
もち前記緑部と結合され、なお椀形ロータ部分の周辺部
がロータを通る軸万同断面で見て中空円錐体の鞠方向と
ほぼ同様な形状銭もつような方法で改造した。

また、本発明は、密封手段の上に解除可能な軸方向の力
を加えるための、ロータの中へ加圧空気を供給する第１
の手段と、ロータ軸のまわりに配設された機械的ばねを
有しており、前記密封手段の上に反対方向へ軸方向の力
を常に加えるように設けられた第２手段を設けた。

本発明によって強度技術面から見て好適な方法で、運転
中に数個の円周出口を間欠的に開きその結果遠心分離機
のロータ直径を変更せずに少なくとも従前の２倍の大き
さの遠心力が分離室の中で得られるように動作できる装
置をもつ種類の遠心分離機ロータを形成することが可能
である。

よって約１３．０００夕の遠心力を得ることが実際に可
能であることが証明され、一方同一直径で間欠的に開□
する円周出口をもつ従来型遠心分離機の上記遠心力に対
応する値は約６．０００夕である。本発明によれば、断
続的に開く円周出口を有する遠心分離が、従来のこの種
類の遠心分離に比べより簡単な設計でかつより効果的な
遠心分離機を得ることができる。このように効果が増大
するのは、遠心ロータの外側直径を変化することなしに
、分離室内で従来より大きな遠０力が達成され得るとい
う事実によるものである。さらに、円周出口を閉じるた
めの力を発生させるのに必要な器具の寸法を非常に小さ
くできるという事実によるものである。そして更に、本
発明によれば、密封手段の非常に顕著かつ急速な運動を
行うことができるものであり、分離室からの分離された
泥状物の予め非常に正確に定めた少量を排出することが
可能である。

前記密封手段は、さらに、ここで問題としている種類の
遠心分離機において、従来の密封手段に比べてより頻繁
に操作することができる。

ロー夕周囲出口を閉じる手段を操作するために、液体の
代わりに加圧空気を用いることによる重大な結果として
、前記閉鎖手段がその軸方向運動をしている間、それが
傾斜する傾向が軽減されることが明らかになった。液体
が操作媒体として用いられる場合に、前記閉鎖手段のそ
のような傾斜は、操作液体が、ロータ周囲に設けられた
非常に少なくかつ小さな関口部を介して、操作室を通る
という事実により発生すると考えられる。そして、これ
が、密封手段に働く液体圧力に関する不平衛を生じさせ
ると考えられ、ロータ周囲出口を介しての分離された泥
状物の不均一な流れの発生を意味する。

この好ましくない効果は、操作媒体として加圧空気を用
いることで避けることができる。また本発明によって従
来得られたよりもさらに高い乾燥物質含有量をもつ分離
された固形粒子を運転中に遠心分離機のロータから除去
できることが証明された。

これは従来分離室の半径方向最外側部で得られたよりも
可成り高い圧力が本発明によって得られたという事実に
依ると考えられる。よって分離室の半径方向最外側部と
ロータ周囲の大気との間に生ずる圧力差によって、ロー
タの円周出口が開かれたとき分離室内に多量の分離固形
粒子が得られるからこれら粒子は極めて多量の乾燥含有
物質を保有するという事実にも拘らず比較的小さい出口
から流出することができる。また間欠的に関口可能な円
周出口もつ従来公知の遠心分離機を用いて、すなわち比
較的長い時間を掛けて分離作業を続けさせることによっ
て分離室内に高い含有量の乾燥物質をもつ粒子を得るこ
とも可能である。

しかしこの様にして得られた強固に圧縮された粒子のか
たまりをロータを囲む比較的小さい出口から放出するこ
とは不可能であった。ゆえに、一般に、実際に望まれる
よりも乾燥物質含有量の低い粒子群を遠心分離機ロータ
から放出させなければならなかった。本発明の重要な成
果は、間欠的に閉口可能な円周方向出口を有する遠心分
離機が本発明によって以前にも増して可成り簡単な構造
で提供できることである。

遠心分離機ロータに設けらられた数個の円周出口は比較
的小さく作られることが好適であるという事実から、分
離室内客物の圧力により前記閉口可能装置に作用を及ぼ
しかつ前記出口が閉じられた場合には制圧される力は比
較的小さい。この閉鎖力を提供しかつ除去するのに必要
な機器は、したがって小型寸法のものとすることができ
る。したがって本発明による遠心分離機は、間欠的に閉
口可能な円周出口を有する従釆型遠心分離機よりも効率
が良いにも拘らずさらに簡単かつ安値に製造できる。本
発明実施例において、椀形ロータ部分の半径方向内向き
の綾部は通常分離室の内部に配置される円板群の外蓬よ
りもわずかに大きい内径をもつ。

これによってロータ胴部には強度技術面から見て極めて
有利な形状が与えられ、なお前記円板群は極めて簡単な
方法でロータ内に取付けられる。附図を参照しつつ以下
に本発明を詳述する。

第１図に固定リング３によって相互に結合された二つの
部分１および２からなる遠心分離機ロータを示す。〇ー
タは円板群５が内部に配置された分離室４を画成する。
ロータの内部にはまた分配器羽根７を具えた円錐状の分
配器６および分配器内に延びる静止入口管８が設けられ
ている。入口管８はその外側において分離された液体用
の出口室１１内に閉口する漸減流路１０をもつ漸減円板
９を支持する。分離室の半径方向の最外側部から数個の
流路１２が下方ロータ部分２を髄方向に貫通する。

ロータの外側にある流路１２の孔にはロータ胴部の外側
から或る距離だけ外側に延びる小型スリーブ１３が配置
され。スリーブ１３の出口を閉じまたそれによって流路
１２の出口を閉じるための小型部材１４が環状板１５に
固定され、なお該部材は遠心分離機のロータの軸線と同
ぴこ配置されかつロー外こ対し鞠方向に可動である。環
状密閉部材１６および１７がロータ軸線を囲んで延びる
ほぼ閉塞された空所１８が環状板１５とロータの下方部
分２との間に形成されるように配置される。空所１８は
環状板１５がロータの下方部分２と相対的に軸万向に移
動する間も同様にほぼ閉鎖された状態を保つ。環状板１
５は多数のばね１９によって下方ロータ部分２と結合さ
れた底板２川こよって支持される。ロータ全体は軸方向
の流路２２が設けられた回転価能な軸２１によって支持
される。

流路２２は軸２１内の数個の交叉する流路２３およびこ
れと同数のロータ部分２の流路２４を通って環状板１５
とｏ−タ部分２との間の前記空所８と運通する。流路２
２はまた流路２２に対し間欠的に圧縮空気を供給してこ
れによって空所１８が大気圧以上になるように配置され
た機器２５と蓮適する。第２図は第１図の線ロー川こ沿
ってとられた断面図である。図から分離室内にロータの
周辺に配置された詰物２６が設けられていることが判る
。談話物はロータ部分と組合って分離室内に漏斗状ポケ
ットを形成するような方法で形成されそれらポケットの
最外側部から前述の流路１２が延びる。本発明による遠
心分離機の作動はつぎのとおりである。

分離を受ける粒子を含む液体が入口管８を通って遠心分
離機のロータ内に供給される。液体は分配器６の内部を
通って分配器羽根７の間を通って分離室４の中に流入す
る。固形粒子は分離室４の中で遠Ｄ力によって分離され
第２図の詰物２６の間に形成された漏斗状ポケット内に
集められる。一方固形粒子を除去された液体はロータの
軸線方向に出口室１１へ流れつぎに漸減流路１０を通っ
てロー夕の外に流出する。分離された粒子が分離室から
除去されてから或る一定時間経過した後「流路２２〜２
４および空所１８が短時間大気圧以上に加圧されるよう
に機器２５がいずれか一方向に作動される。

これにより環状板１５がばね１９の作用に抗してロータ
部分２から押し離され流路１２の出口が開かれる。ロー
タの回転によって分離室内に作用する高圧によって分離
された固形粒子は遠心力によってロー夕の外側と接触せ
ずにスリーブ１３の出口から放出される。流路２２〜２
４および空所１８内の圧力が平常の圧力すなわち一般に
大気圧に戻されるとすぐに、環状板１５はばね１９によ
って部村１４がスリーブ１３の孔を閉じるその最初の位
置に戻る。

もちろん、遠心分離機のロータから分離された固形粒子
がなくなってしまった時を自動的に感知するためにそれ
自身既知の種類の機器を既述の遠心分離機に配置するこ
ともできる。その場合該機器を公知の方法で上述の機器
２５に自動的に作用を加えて流路２２〜２４および空所
１８に加圧空気を供給するように配置される。流路１２
の断面積は心分離機内で分離される。

固形粒子の種類に関連して変化される。たとえば、発酵
粒子がビールの製造時分離される場合は約１仇舷の直径
をもつ流路１２を用いることが適切であることが知られ
ている。さらに、前記詰物２６は分離される粒子の種類
と関連づけて形成される。遠心分離機ロータの半径とに
よって形成される詰物の漏斗状表面が作る角度は、した
がって分離された粒子が静止滞留するのに適した角度と
関連づけて選定される。上述の遠Ｄ分離機において、流
路１２を開口するのに加圧空気が利用される。

もし望むならば、もちろん液体を加圧流体と同様に用い
ることができる。その場合数個の通過面積を絞ったドレ
ン流路を空所１８の半径方向最外側部から設けなければ
ならない。このような場合、装置２５はそれ自身によっ
て何等大きな圧力を発生する必要はない。空所１８内に
液体が含まれているために得られる遠心力によって環状
板１５とロータ部分２とを押し離すのに必要な圧力が自
動的に発生される。もし望むならば、本発明は遠心分離
機ロータの円周に設けられた常時関口ノズルをもつ種類
の遠心分離機にも使用できる。

この種の遠心分離機において、運転中に、前記ノズルを
通って分離室から連続的除去された高粘度の分離粒子群
が存在することがある。これと関連してこの種の遠心分
離機のロー外ま分離された固形粒子用の他の出口をもつ
ことが望ましいことが立証されている。これらの出口は
通常閉鎖されているべきであるが分離室内の適量の分離
された粒子を急速に除去するために間欠的に関口可能な
ものである。間欠的に開□可能な出口とともに常時開い
ている出口を有するこの種の装置は常時開いている出口
を通り分離室から離れる粒子が所定値を超過して集積す
るのを防止するのに用いることができる。間欠的に閉口
可能な出口は、本発明による円周方向出口１２の構造を
もつことが好適である。

図に示すようにその構造が簡単であるから、これらの出
口は遠心分離機のロー外こ実質的な摩耗を与えずに、ま
た開□時において遠０分離機のロータの回転速度を実質
的に減ぜずに高頻度で開閉され得る。間欠的に関口可能
な出口は分離室内で回転軸線から最も離れた位置に配置
されまた常時開閉ノズル流路の入口部は分離室内で間欠
的に開□可能な出口よりも半径方向へ幾分内側に配置さ
れることが好適である。

これによって極めて中狭のノズル流路が遠心分離される
液体中の大型固形粒子で詰まることが防がれる。ノズル
流路の入口部はそれらの孔が蓬方向内向き、すなわちロ
ータ離縁から離れた方向に曲げた向きを採ることが好適
で、ノズル流路の詰りはこの方法で実質的に避けられる
。本発明の実施態様はつぎの通りである。半径方向内向
きの綾部が分離室内に配置された普通型の円板群の外径
よりもわずかに大きい内径をもつことを特徴とする特許
請求の範囲による遠心分離機。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による構造をもつ遠心分離機の断面図、
第２図は第１図の線ローローこ沿ってとられた断面図で
ある。 １，２：ロータ部分、３：固定リング、４：分離室、５
：円板群、６：分離器、７：分配器羽根、８：入口管、
９：漸減室、１０：漸減流路、１１：出口室、１２：流
路、１３：スリーブ、１４：閉止部材、１５：環状板、
１６，１７：密閉部材、１８：閉塞空所、１９：ばね、
２０：底板、２１：回転軸、２２，２３：流路、２４：
流路、２５：機器、２６：詰物。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 遠心分離器において、軸の回りを回転するために備
   えられまた液体および固体の混合物用の入口および分離
   された液体用の出口を備えた分離室を有するロータ、そ
   のロータはまたそれの外周において前記分離室中で分離
   されたスラジ用の出口として作用する複数の分離流路を
   有すること、該分離流路は前記分離室の半径方向の最外
   側部からロータ部分を軸方向に貫通してスラツジ排出用
   の出口流路を形成すること、前記分離流路の間において
   分離室内に位置しそして分離されたスラジを蓄積するた
   めの対応するスラジ出口に向って半径方向外方向にそれ
   ぞれ収束するじようご形のポケツトを形成する手段、前
   記周囲の分離流路の下側端を取りまいてロータと封着し
   また離れるように軸方向に移動可能でありまたロータに
   対する軸方向の力によりスラジ出口を断続的に密封する
   ために適合される密封手段、加圧空気により前記密封手
   段の操作用に操作されまたロータの軸方向に運動可能な
   板を包含しかつ密封される第２室を形成するためにロー
   タの下側面と共に協働する操作手段、また前記操作手段
   はロータ軸の周囲に分配された機械スプリングを含みそ
   してスラジ出口を密封するための前記密封手段を操作す
   るための方向において軸方向の力を前記版へ一様に適用
   すること、前記操作手段は、また、１前記スプリングの
   動作に対向しまた密封手段の操作のためにスラジ出口を
   開放する方向にむいて前記板を間歇的に動かすように前
   記第２室への圧力空気を間歇的に供給するための装置を
   含むこと、ロータと前記密封および操作手段は排出され
   たスラジがロータからいかなる支障もなく除去されるよ
   うに形成されること、および前記第２室を密封するため
   の手段がロータと板の半径方向内側部分との間に位置す
   る第１シールおよびロータと板の半径方向外側部分との
   間に位置する第２シールとを含むこと、前記両シールが
   周囲スラジ出口から半径方向内向に位置されることより
   なることを特徴とする遠心分離機。 ２ 前記ロータ部分の１つが１片で成形された椀形で構
   成されまた半径方向内向に方向づけられた縁部分を備え
   、他のロータ部分は椀形部より実質的に小さい直径を有
   しまた前記縁部分においてそれと連結されており、前記
   縁部分を含む室周囲部分は、ロータを通した軸方向断面
   に見るごとく、実質的に中空円錐体の軸方向断面形状で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の遠心
   分離機。 ３ 前記椀形の縁部分は前記ポケツト形成手段をこえて
   半径方向内向き延長することを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の遠心分離機。 ４ 密封手段は前記板に確着されかつロータ軸の周囲に
   間隔を置かれた複数の密封部材を包含し、前記密封部材
   は前記円周流路の外側端に整列されることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の遠心分離機。 ５ 分離室内に配置された円錐形円板を有し、椀形の前
   記縁部分は前記ポケツト形成手段から半径方向内向であ
   るが配置された円板から半径方向外向に配置されること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の遠心分離機。 ６ 前記スプリングは半径方向に前記第１および第２シ
   ールとの間に配置されることを特徴とする特許請求範囲
   第１項記載の遠心分離機。