JPS6097006A - 流体浄化器 - Google Patents

流体浄化器

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JPS6097006A
JPS6097006A JP59207933A JP20793384A JPS6097006A JP S6097006 A JPS6097006 A JP S6097006A JP 59207933 A JP59207933 A JP 59207933A JP 20793384 A JP20793384 A JP 20793384A JP S6097006 A JPS6097006 A JP S6097006A
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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】 本発明は流体浄化器、特に揮発性汚染物を含んでいる流
体の浄化器に関する。
流体はしばしば使用中に汚染され、再循還される前に浄
化されなければならない。例えば、潤滑油、作動油、ト
ランス油および切削油はよく水、洗浄剤、その他の揮発
性汚染物で汚染され、流体を再使用する前にそれらを流
体から分離しなければならない。
流体から揮発性汚染物を分離するために、熱または真空
もしくはその両者を使用する種々の流体浄化器がこれ迄
に設計されてきた。従来の流体浄化器に伴う一つの問題
は、流体自体を損なうことなく浄化器への１回通しで充
分な浄化を生ずることである。過度の加熱または過度の
真空の如き苛酷な処理条件を伴う浄過器は１回通しで充
分な浄化を得るが、しばしば浄化される流体に破壊的影
響を与える。例えば、沸騰点の低い成分の逸失、添加物
の除去、もしくは流体の酸化または炭化等により流体が
ひどく変質することがある。
より低い温度またはより低い真空度の如き中庸の処理条
件を伴う浄化器は浄化される流体を損なうことは無くて
も、１回通しで部分的な浄化しか得られないことがよく
ある。充分な浄化を得るには流体を何度もポンプで浄化
器に通さなければならない。この複数回通しの行き方は
、被汚染流体を浄化するのに必要なエネルギと時間を著
しく増加させる。
真空を用いる従来の流体浄化器に伴う問題は汚染物を充
分放出させるために流体の一足容積当りの表面積を充分
に大きくすることである。流体の表面またはその近くで
は流体内部よりも揮発性汚染物の放出に対する抵抗が少
ない。表面積が不充分であると、部分的な浄化しか得ら
れず、浄化器に何度も流体を通さないと充分な浄化が得
られない。
従来の真空浄化器に伴ういま一つの問題は性能が被汚染
流体の粘性によって大幅に変わることである。これらの
浄化器は流体の表面積を増す被汚染流体の薄膜を形成さ
せろために、通常、流下円柱の如き手段を用いる。し７
：ｌ）シ流体の粘性が高いと、厚い膜が形成される。厚
い膜の内部から揮発性汚染物全放出させるのは時間のか
かる工程であり、流体を浄化するのに要する時間は長く
なる。
本発明の全般的な目的は改良された流体浄化器を与える
ことである。具体的な目的は、（１）流体自身を著しく
劣化または変質させることなく浄化器への１回通しで充
分に流体を浄化させる、（２）流体の一定容積当りの表
面積全充分に大きくする、（３）′Ｒ，体の粘性に拘わ
らずほぼ一定の性能全与える、（４）流体全浄化するた
めのエネルギと時間が最少である、流体浄化器を与える
こと、を含む。
従って本発明は被汚染流体ρ・ら揮発性汚染物の部分を
分離する流体浄化器を含む。この流体浄化器は、少くと
も部分的に排気した空間を画成する真空室と、該真空室
内にある少くとも１個の回転板と、該回転板の表面上に
汚染流体を導く手段と、を含む。回転板の遠心効果によ
り汚染流体は板の縁に移動し、微細な液滴の形で外方に
噴霧されろ。
各液滴の寸法はほとんど流体の粘性に無関係であり各液
滴はその容積に対する表面積が非常に太きい。その結果
、揮発性汚染物は蒸気の形で谷液滴から急速かつ児全に
放出され、後に浄化されだ液滴を残す。蒸発した揮発性
汚染物は真空ポンプにより真空室から除去される。本流
体浄化器はさらに浄化された小滴を神化流体の形に果合
させる手段を含む。回転板の縁ハ・ら集合手段まで液滴
が移動する距離は、揮発性汚染物部分を液滴から分離さ
せる存続時間を生ずるために充分長くとられる。
集合を効果的にするために、液滴が内面に衝突するよう
に真空室の寸法を便宜上定めることもできる。
被汚染流体から揮発性汚染物のみならず粒子をも除去す
る総合浄化系も本発明の範囲である。本浄化系は、系内
で流体を動かす少くとも１個のポンプと、粒子を除去す
る前置フィルタと、流体から揮発性汚染物を除去するだ
めの回転板を有する流体浄化器と、を含む。
本発明は前記の目的の各々を達成する。さらに、本発明
は広範囲の流体を浄化する流体浄化器を与える。本流体
浄化器は小形軽量で、しかも大きな浄化容量を有し、高
度の信頼性をもって作動する。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例を説明する。
第１図に示されるように、流体浄化器１０はボンネット
１２および溜め］３を含む真空室１１を有する。真空室
１１は排気空間工を画成する。排気口１４を介して真空
室１１に連通ずる真空ポンプ（第１図に図示されず）は
真空を作り維持する。
ボンネット１２の中で、油圧モータ２０の駆動軸１６に
板組立体１５が回転自在に取付げられる。
油圧モータ２０は支持材２１に取付けられ、支持材２１
は溜め１３の中で真空室１１に取付けられる。
その代りとして、真空室１１の内側または外側に配置さ
れる電動モータまたは気圧モータにより板組立体１５を
回転させることもできる。真空室１１の中に配置される
油圧モータ２０は特に便利である。回転用真空シールが
不用であり、油圧モータ２０が高い信頼性と効率を有す
るからである。
運転に当っては、適当な作動油が供給ポンプ（第１図に
は図示されず）により供給口２２に送入され、油圧モー
タ２０を駆動し、従って板組立体１５を回転させる。そ
の後、作動油は排出口２３を通って油圧モータ２０から
出る。被汚染流体は入口２５からボンネット１２に入り
、分流器２６により回転板組立体１５に供給される。一
実施例では、被汚染流体が作動油として働く、すなわち
、被汚染流体が供給口２２から油圧モータ２０に先ず圧
送され、ついで排出口２３から出て、入口２５から直接
にボンネット１２に供給される。
この実施例では、板組立体１５の回転速度は供給ポンプ
により支配され、一定水準の性能を与えるためにモータ
速度は供給流量に見合っている。約６１５　Ｏｒｐｍ　
の回転速度が良好な結果を生む筈である。
第２図において、板組立体１５は駆動軸１６に取付けら
れた板３０に支持された円板２９の積重ねを含む。たと
えば、積重ねは単一の板３０に支持される２４枚以上も
の円板２９から成ることもある。円板２９および板３０
は、材料が所期の回転速度に耐え得る限り、どのような
口料からでも作られることができる。ナイロンおよびア
ルミニウムは使用される材料の例である。円板２９は中
心を合せて順々に重ねられ、その中心を結ぶ線は各円板
２９の上面３１に垂直であり、各円板２９の上面３１は
真空室１１の壁３２と交差する平面を画成する。円板２
９は中空スペーサ３３により相互に、また板３０から隔
置される。板組立体１５は円板２９、板３０および中空
スペーサ３３を貫通するボルト３５およびナツト３４に
よりボルト結合されろ。分流器２６は駆動軸１６に整合
する各円板２９の中心を通って延在する。
第３図に示されろように、各回転円板２９において、被
汚染流体の流れＦの一部Ｐは分流器２６を通って円板２
９の上面３１の上に供給される。
分流器２６は、たとえば多孔材で形成された棒状部材か
ら成ることができる。被汚染流体が比較的細目（たとえ
ば１０〜２０μ程度）の前置フィルタを通して沢過され
る系においては比較的粗い材料を分流器２６に使用する
ことができる。具体的には、３０メツシ以上の多孔材が
良好な結果を生む筈である。各回転円板２９の遠心力効
果により、円板２９の上面３１の上に供給された被汚染
流体は円板２９の縁に移動し、第１図の如く、極く微細
な液滴３６の形で外方に噴霧される。液滴３６を生ずる
のに必要なエネルギは低い値、すなわちほぼ、自由回転
する板組立体１５を回転させるのに必要な値に保たれる
。
一般に各円板２９の縁から放出される各液滴３６の寸法
はある理論値を中心に分布する範囲の中に入る。その理
論値は次式で表わされる：に ただし、ｄ−液滴の理論直径、■＝内円板回転速度、Ｄ
−円板直径、ｆ＝流体密度、Ｔ＝流体表面張力、そして
に−他の変数をＣＧＳ単位で、またＶをｒｐｍで表わし
た時に約４．５に等しい経験常数。たとえば、密度１ｇ
／ｃｒｔｌ、表面張力１０ダイン／ｃ１ｎの流体を６１
５０　ｒｐｍで回転する直径２０ｃｒ＋＋（８ｉｎ）の
円板の表面に導いた時に、円板の縁から放出される液滴
の直径は約５μの理論値を中心に分布するものと予想さ
れる。
上式から明らかなように、回転円板２９により発生する
各液滴３６の寸法、従って液滴３６の表面積は、流体に
よって数桁も違のある流体粘性にほとんど無関係である
。むしろ液滴寸法は通常狭い幅に入る値を有する流体の
密度および表面張力に左右される。よって広範囲の流体
が極く微細な液滴の形となって分散し、浄化器１０の性
能が処理される流体の粘性により変化することはあって
も、その性能の範囲は比較的に限定され、比較的に粘性
の高い流体でも高く保たれる。一般に本発明による流体
浄化器１０は、望むらくは約４０μ以Ｆ１最も望ま１〜
くは約２５〜２０μの範囲に入る理論的液滴直径を画成
するように構成され、運用される。実際に生ずる液滴の
直径はその理論液滴直径を中心に分布すると予想される
。
各円板２９に供給されろ被汚染流体の流量が成る限界を
或える時、液滴の発生は上記の値から外れる。谷円板２
９に対するこの限界流量は次式で表わされることが判明
した： ただし、Ｒ−円板半径、ｄ−液滴直径（両式により決ま
る）。一般に望ましい流量はＱｍａｘの１０〜２５係に
保たれる。
被汚染流体の液滴３６が形成されて回転円板２９から室
壁３２の方へ放出される時、揮発性汚染物は液滴３６か
ら解放され゛て排気空間■に入り）、後に浄化されだ液
滴３６′が残される。一般に、被汚染流体からの揮発性
汚染物の解放に対する抵抗の大部分は流体容積内部で生
ずる。しかし回転円板２９により生じた極く微細な液滴
３６は非常に大きな表面積／容積比を有する。よって、
液滴３６内の拡散距離は極く小さくて解放の抵抗は最少
限にされる。揮発性汚染物は液滴３６から急速かつ完全
に脱出し、液滴３６が高度の浄化を達成するのに傾く短
かい存続時間しか必要とせず、そのために１回通しで流
体を浄化することができる。たとえば、約６０αの内径
を有する真空室１１の中で約６４−００ｃｒｎ／秒の速
度（すなわち６１５０ｒｐｍ　で回転する前記提案の２
０ｚ（８ｉｎ　）円板の縁におげろ線速度）にて円板２
９から放出されろ５μの液滴については、約４ミリ秒の
存続時間で充分に高度の浄化が可能である。この短い存
続時間が小形の円板寸法と相まって、小形で稠密な浄化
器１０、たとえば直径僅かに６０ｔｙｎの浄化器の設計
を可能とする。
汚染物の解放を容易にするために、浄化器１０は高真空
度の下で運転されるが、流体の温度は周囲温度より僅か
に高い値に保たれるだけでよい。
たとえば、約５５Ｃｒｎ（２２ｉ、ｎ　）Ｈｇの真臭度
と約５５℃（１３０’Ｆ）の被汚染流体温度で非常に良
好な結果を得ることが予想される。室の真空計３７と温
度計３８でそれぞれ真空度および温度を監視する。浄化
器１０内の流体の存続時間は短かいから、高真空度によ
り流体が著しく劣化または変質することはない。１回通
しの浄化と僅かしか加熱しないこととで、流体神化に必
要なエネルギの量が少なくなる。
揮発性汚染物が液滴３６から放出された後、気化した汚
染物は真空ポンプ（第１図に示されず）により排気口１
４から排出される。かさ３６１）と網３６ｃとが排気口
１４を蔽っている。気化した汚染物、寸たは真空室１１
内の他の任意の気体が排気口１４から排出される時、網
３６ｃは気体から油霧を１過する。６０メツシの網で良
好な結果が得られる筈である。
浄化済の液滴３６′は板組立体１５と室壁３２の間に配
置された取外し自在のスリーブ３９に衝突する。取外し
自在のスリーブ３９は真空室１１の有効内径を減するか
ら液滴３６　、３６’の存続時間を減する。徐々に存続
時間を長くするために一連の徐々に直径を太きくシタ取
外し自在スＩＪ−プを準備することもでき、その場合の
最大存続時間は室壁３２により確定される。
浄化済液滴３６′は衝突して、浄化済流体に合体する。
液滴３６′はその利用し得る運動エネルギに比して大き
な表面張力を有するρ・ら、液滴３６′は取外し自在ス
リーブ３９に対して砕けて２次流体エアロゾルを発生す
ることなく、合体する。浄化済流体は取外し自在スリー
ブ３９を流れ落ちて真空室１１の下部に集合する。浄化
済流体は還流ポンプ（第１図に図示されず）により排液
口４１を通して真空室１１から排出される。該ポンプは
ボンネット１２の底部にある液面スイッチ４２により制
御される。液面スイッチ４２は還流ポンプを作動させる
高液面指示器４３と還流ポンプを止める低液面指示器４
４を有する。真空室１１に液が入ってからの時間は短か
い。この短い存続時間が１回通しの浄化と相まって、浄
化時間を大幅に減し、容量を増すことになる。
第１図の流体浄化器１０は揮発性汚染物のみならず粒子
を除去する総合流体浄化系に容易に組込まれることがで
きる。＄４図の如く、流体浄化系は作動油駆動系４５と
、汚染流体供給系４６と、真空維持系４７と、浄化済流
体排出系４８と、を流体印化器１０の他に有する。本実
施例の流体浄化器１０の油圧モータ２０は作動油駆動系
４５により供給される別個の作動油により駆動される。
作動油供給ポンプ４９は作動油タンク５０と油圧モータ
２０の間で作動油を循還させ、作動油は供給口２２から
流体浄化器に入り、排出口２３から出る。
被汚染流体は被汚染流体供給系４６により温められて流
体浄化器１０に供給される。循還ポンプ５５は被汚染流
体タンク５６とヒーター６０の間で被汚染流体を循還さ
せ、ヒーター６０はタンク温度計６１による監視に従っ
て周囲温度より少しだけ高い温度に被汚染流体を維持す
る。被汚染流体は流体浄化器１０内の真空により、また
は随意の供給ポンプ６２により、被汚染流体タンクから
流体浄化器１０に送られる。
途中で、被汚染流体は玉形弁６３と前置粒子フィルタ６
４を通過し、フィルタにより被汚染流体中の粒子の大部
分が除去される。前置粒子フィルタ６４から被汚染流体
はニードル弁６５を通り、流体入口温度計６６を過ぎて
、入口２５を通って流体浄化器１０の中に入り、前記の
如く揮発性汚染物が被汚染流体から分離される。
真空維持系４７は真空を維持する他に、流体浄化器１０
から気化した揮発性汚染物を除去する。
真空ポンプ７０は気化した揮発性汚染物を含む流体浄化
器内の気体を排気口１４から、気体出口温度計７１を通
し、気体流量を監視する気流量オリフィス板７２を通し
て引き出す。この気体は浄化されつつある流体の小滴を
含んでいることもあるので、気体をマフラー７５に通し
て排出する前に油トラツプ７３および集合フィルタ７４
の中にも通す。流体浄化器１０に近接したい場合などに
、真空を逃すために真空逃し弁７６が設けられる。
浄化流体排出系４８は流体浄化器１０内の液面スイッチ
４２により制御される還流ポンプ８０を含む。通電され
ろと、還流ポンプ８０は浄化済流体を流体浄化器１０か
ら排液口４１を通し排出流体温度計８１を経て、浄化器
１０への逆流を防ぐ逆止弁８２に送る。逆止弁８２から
浄化済流体は後置フィルタ８３を通って浄化済流体タン
ク８４に圧送される。
本発明の特定実施例が以上に記載されたけれども本発明
はそれに限定されない。本発明に包含される代替実施例
および変形が、特に上記の教示に照して当業者により為
されることができる。従って前記の特許請求の範囲は請
求される本発明の精神および範囲に含まれる代替実施例
、変形または同等品を包含することを意図される。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による流体浄化器の断面斜視図、第２図
は第１図の流体浄化器の板組立体要素の部分正面図、 第３図は第２図の板組立体要素の円板の１個の中央部分
の拡大正面断面図、 第４図は第１図の流体浄化器を組込んだ流体浄化体系の
ブロック図。 １０・・・流体浄化器　１１・・・真空室１５・・・板
組立体　２９・・・円板 （外５名）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）被汚染流体から揮発汚染物部分を分離する装置に
    おいて、内部空間を少くとも部分回に真空排気されるこ
    とのできる真空室と、前記被汚染流体を小滴に分散させ
    るための、前記真空室内に配設される少くとも１個の回
    鴨板および前記被汚染流体を前記回転板の表面上に導入
    する手段を含む手段と；前記小滴を乗合させるために前
    記回転板から隔置される手段であって、前記小滴が前記
    回転板の縁と該集合手段の間を移動する間に前記揮発性
    汚染物部分が前記被汚染流体から分離するのに充分な小
    滴存続時間を生ずるように前記回転板からの距離ヲとら
    れている集合手段と、を含む装置。 （２）相互に隔置された円板の積重ねを有して該円板の
    中心が谷円板の表面に垂直な直線上にある板組立体をさ
    らに含み、前記導入手段が前記被汚染流体を各円板の表
    面上に配分する手段を含むことを特徴とする特許請求の
    範囲第（１）項に記載の分離装置。 （３）前記配分手段が垂直線上に同軸に配設される分流
    器を含むことを特徴とする特許請求の範囲第（２）項に
    記載の分離装置。 （４）約４０μ以下の理論小滴寸法を画成する特許請求
    の範囲第（１）項に記載の分離装置。 （５）前記回転板の縁と前記集合手段の距離を変えるた
    めの手段を特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載
    の分離装置。 （６）被汚染流体から揮発性汚染物部分全分離する方法
    において、少くとも部分的に真空排気されることのでき
    る空間を与える段階と；該真空空間内に配設される板を
    回転させる段階と、前記被汚染流体を前記回転する板の
    表面上に導入する段階と、を含み、前記被汚染流体の小
    滴が前記回転板の縁から遠心的に噴霧され、前記真空空
    間内に配設された表面に前記小滴全当てて集合させ、前
    記回転板の縁と前記集合表面の間を前記小滴が移動する
    間に前記揮発性汚染物部分を前記被汚染流体から分離さ
    せるために前記真空空間内の小滴存続時間を生ずるのに
    充分な距離だけ前記回転板の縁を前記集合表面から隔置
    させ、浄化済流体金集′収することを特徴とする方法。 （７）被汚染流体から揮発性汚染物部分を分離する装置
    において、内部空間が少くとも部分的に真空排気された
    真空室と、該真空室内に回転自在に取付けられて、周縁
    から成る距離だけ離れた所で該真空室の内面に交差する
    平面金はぼ画成する表面を有する少くとも１個の板と、
    前記核汚染流体ヲ載板の表面上に導入する手段と、該板
    金回転させて被汚染流体の小滴を前記真空室の内面に回
    けて載板の表面から遠心的に投げ出す手段と、を含み、
    前記板の縁と前記内１ｍｌの間を前記小滴が移動する間
    に剖紀挿発性汚染物部分を前記被汚染流体から分離させ
    るのに光分な小滴存続時間全前記板の縁と前記内面の１
    司のｒｇｔｓｔが生み出し、前記小滴が前記円面に衝突
    して集合すること全特徴とする装置。 （８）前記浄化済流体を集収するために前記真空室内に
    配設される手段と、前記浄化済流体を前記真空室から排
    出するために前記集成手段に連通ずる手段と、分離され
    た汚染物を前記真空室から引出すために前記真空室によ
    り画成される前記真空排気空間に連通ずる手段と、全さ
    らに有する、特許請求の範囲第（７）項に記載の分離装
    置。 （９）前記１ｆｔ回転させる手段が装置に取付けられた
    モータを含んでいる、特許請求の範囲第（７）項に記載
    の分離装置。 （１０）前記モータが前記真空室内に取付けられた油圧
    モータを含んでいる、特許請求の範囲第（９）項に記載
    の分離装置。 （ｌυ　前記油圧モータが前記板へ導入される前の前記
    流体の流れにより駆動される、特許請求の範囲第四項に
    記載の分離装置。 ０２　前記真空室内に回転自在に取付けられた少くとも
    １個の第２の板をさらに宮み、被汚染流体の流れを前記
    真空室へ受入れるための取入手段と、前記流れの第１お
    よび第２の部分をそれぞれ前記第１および第２の板の上
    に配分する手段とを前記導入手段が含んでいる、特許請
    求の範囲第（７）項に記載の分離装置。 （ｌ■　前記第２の板が前記第１の板と平行な隔置関係
    に配設され、前記第１および第２の板の中心が各板によ
    り画成される平面に垂直な直線上にあり、前記配分手段
    が該垂直線にそって同軸上に配設される分流器を含んで
    いる、特許請求の範囲第０２１項に記載の分離装置。 Ｑ４）　粒子および揮発性汚染物を含有する被汚染流体
    を浄化する体系において、系内で該流体を移動させる手
    段と、該被汚染流体から該粒子の少くとも一部全除去す
    る前置フィルタと；該被汚染流体から前記揮発性汚染物
    部分を分離するために前記フィルタの下流に配設される
    分離手段であって、内部空間が少なくとも部分的に真空
    排気されて内部に少くとも１個の板が回転自在に取付け
    られている真空室と、前記板の表面上に前記被汚染流体
    を導入する手段と、前記板を回転させて前記被汚染流体
    の小滴を前記板の縁から前記真空室の内面に向けて遠心
    的に投げ出して前記板の縁と前記内面の間を前記小滴が
    移動する間に前記揮発性汚染物部分を前記被汚染流体か
    ら分離させるのに充分な小滴存続時間を前記板の縁と前
    記内面の間の距離が生み出すようにされた手段と、前記
    小滴を集合する手段と、浄化済流体を集収する手段と、
    全含む分離手段と；該浄化済流体全前記真空室から排出
    する手段と、該排出手段に流体連通する集合フィルタ全
    含み解放された揮発性汚染物を前記真空室から排気する
    排気手段と、全方する浄化体系。 Ｑ５１　前記排出手段が付加的な微粒子を除去するため
    の後置フィルタを含んでいる、特許請求の範囲第０４）
    項に記載の浄化体系。 （１６）前記被汚染流体を加熱する手段をさらに含んで
    いる、特許請求の範囲第０４）項に記載の浄化体系。
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