JPS62183811A - セパレ−タ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は例えばオイルで汚染された水のように異なる比
重を持つ２つの混合液体を分離するためのセパレータに
関するものである。

（発明の要約） 今日、異なる比重を持った２つの混合液体を分離するだ
めのセパレータに対する需用、要求がある。典型的な例
はオイルで汚染された水である。

かくて、船上又は沿岸で用いられる含油水の浄化を出来
るセパレータに対する明白な霊要がある。

本発明の目的は液体混合物を遠心力にさらして、重最の
差を顕著に増大させ、以って当該２つの混合液体を分離
させることにある。本発明は遠心力を利用することによ
り、連続する液体環体を誘起せしめ、これをその回転軸
線を横切る壁の両側に、かつ半径方向外側に作るという
原理に基づいている。ここに前記液体混合物は前記壁の
一方の側上において前記液体環体に送給され、当該液体
環体内の液体は該環体の各軸線方向端部におけるオーバ
フローリム上を通過することが許容される。なお液体の
混合物が供給される前記壁の側にある前記オーバフロー
リムは他方のオーバフローリムよりも高い位置にあり（
より小さな半径を備えており）、前記横断方向壁の半径
は前記２つのオーバフローリムのそれぞれの半径よりも
大ぎくされている。かくして得られる分離システムにお
いては、０字管において常に存在するバランス現象が利
用されている。オイルで汚染された水の場合には、オイ
ルは前記液体混合物が供給される前記横断壁の側上にお
いて、前記液体環体の内側マントル表面上に集積し、前
記高いオーバフローリムを横切って流出する一方、純水
は前記低い方のオーバフローリムを横切って流出するで
あろう。

かくして□、本発明によれば、例えばオイルで汚染され
たオイルのような異なる比重を持つ２つの混合液体を分
離するためのセパレータが提案されており、当該セパレ
ータは各軸線方向端部において同軸状の開口を備えた回
転可能ケーシングを有しており、前記一方の同軸状開口
は他方の開口よりも大きな半径を備えている。本セパレ
ータの特徴とするところによれば、前記ケーシングには
１つの横断方向壁が設けられており、当該壁は前記最大
開口半径よりも大きな半径位置にあるその周縁において
、前記ケーシングの前記同軸状開口間の内部壁に沿って
周縁軸流接続部を、かつ又前記液体混合物のための軸線
方向取入口を画成しており、当該取入口はケーシング内
において前記より小さな半径を備えた同軸状開口が位置
する前記横断方向壁側で間口している。

前記Ｕパレータの能力を増大させるために、前記軸線方
向取入口は、好適には、前記より大きな半径を備えた軸
線方向開口が位置する前記横断方向壁の側において前記
ケーシングに進入することが出来る。またこの進入地点
において前記取入口は第１の隔室を形成する同軸状拡大
部を備えることが可能であり、前記横断方向壁は前記隔
室の１つの壁を形成するとともに、同軸状の貫通開口を
備える。

好適には、前記ケーシング内には円錐ガイドカップ及び
放散コーンが設けられており、当該円錐装置はより小さ
な半径を備えた前記同軸状開口に面する側上において前
記横断方向壁から同軸状に延びるとともに、前記開口に
向けて収束している。

前記円錐装置はその円錐の高さに関して相互に段が付け
られており、前記ガイドカップは前記横断方向壁付近の
領域において開口を備えている。前記取入口は最内側の
前記円錐装置内側で開口しており、一方前記周縁軸流接
続部は最外側円錐装置の外側に位置している。このよう
にしてそのような円錐装置の有利な効果が利用されてい
る。

最も好適には、前記円錐ガイドカップ及び放散コーンも
また前記第１の隔室内に設けることが可能であり、その
場合前記円錐装置は前記隔室の軸線方向に対称的な壁か
ら延びるとともに、前記横断方向壁に向けて傾斜し、相
互に段差のある頂部半径部を備えている。なお前記ガイ
ドカップは最小頂部半径部を備えるとともに前記壁付近
において開口を備えている。

前記予備分離隔室の前記軸線方向に対称的な壁が前記ケ
ーシングの端部における近接第１′の開口中を延び、静
止する取入口パイプを収納するためのスリーブを形成し
た場合には特に好適な実施例が達成される。そのような
実施例においては、前記第１の隔室にはカップ形状のス
ペースが設けられているのが好ましく、該スペースは前
記取入口パイプに向けて開口するとともに、前記第１の
隔室内の円錐ガイドプレートによって取囲まれている。

前記静止取入口パイプ中を導入された前記液体混合物は
前記カップ形状スペース内の回転トランペット部内に偏
向され、前記カップのリムを横切って流れ、次に前記第
１の隔室中に流入する。

ここで前記液体混合物は設けられた前記円錐装置の作用
を受ける。

好適には、前記円錐装置上には半径方向壁が設けられる
。前記円錐壁の目的はそれらが、液体混合物並びに分離
された液体を回転状態に維持し、以って全ての直径部分
において完全な遠心力効果が維持されるようにする移送
プレートとして作用することである。そのような半径方
向壁はまた安定した液体環体を維持して、前記セパレー
タ内にバランス作用を確保するのにも寄与している。

前記セパレータにはそれが回転し始め、かつ又−液体混
合物が導入される以前において前記ケーシング内に一方
のより重い液体を構成成分とする液体環体を誘起させる
ための供給装置を設けることが特に好適である。こうす
ることは例えば含油水の場合に特に好適である。何故な
らば、純水を前記供給装置中に導入して、純水からの水
シールを誘起さｕｌこれによりオイルがセパレータの純
水取出口中を外部に漏洩することを防止出来るからであ
る。

例えばセパレータ始動時において前記ケーシング内に存
在する分離オイルのような残滓を回収するために、シー
リングスクリーンを設けてケーシングの内部壁から、よ
り小さな半径を備えた前記同軸状開口を構成する横断方
向壁から横方向において同ケーシング内に突入させるの
が好適である。

かくすればシーリングスクリーンは、オイル、泥水等に
関してはこれらを捕捉して、これらがケーシングの回転
開始時ケーシング壁に向けて飛び散るのを防止するとと
もに、これらが純水取出口に到達するのを防止すること
が出来る。

以下付図を参照して本発明のより詳細な説明を行なう。

なお付図において示されるセパレータは含油水の純化に
用いるものである。

（実施例） ベースは符号１で示されている。ベースプレート３はゴ
ムバッド２を介在さけてベース１上に装着されている。

ベースプレート３はねじ４を介してベース１に取付けら
れている。ベースプレートの上にはリング５が溶接によ
り取付けられている。

前記リング５内にマントル６がオーリング７とともに設
けられている。マントル６はタイロッド８を介してベー
スプレート３に取付けられている。

各タイロッド（１つのみが図示されている）はブラケッ
ト１０と接触するカラー９を備えている。

ナツト１１の助けを借りて、前記タイロッドはカラー９
をブラケット１０に押圧せしめ、かくてマントル６をベ
ースプレート３上の定位置に保持せしめるよう緊定され
ている。

ベースプレート３は１つの中央開口を備えており、該開
口内に下側軸受１２及び上側軸受１３を備えた軸受ケー
シング１１が設けられている。更に、ベースプレート３
内にはオイルの取出口装置１４が設けられている。

軸受ケーシング１１内の前記２つの軸受１２及び１３内
にはセパレータシャフト１５が装着されている。図示の
如く、前記セパレータシャフトは段付形状とされており
、セパレータシャフトの最厚肉部分と、接続された軸受
通路の間にはエジェクタ１６が設けられている。

図示の如く、セパレータシャフトの最厚肉部分の使方の
端部には横断壁１７が設けられている。

前記横断壁は前記セパレータの上側のより薄肉の部分を
取囲む中央ボス１８を備えている。ボス１８上には内側
横断壁２０を備えた円筒装置１９が装着されている。か
くて、シリンダ１９の上側部分はカップ形状の隔室２０
を形成している。

横断壁１７上には円錐状の内部ケーシング２１が装着さ
れており、当該ケーシングの外側において前記横断壁１
７には外部ケーシング部分２２が設けられている。対応
して、横断壁１７の下側には外部下側ケーシング部分２
３が設けられている。

前記ケーシング部分２２．２３及び前記横断壁１７はね
じポル１−２４によって互いに保持されている。

前記円錐状内部ケーシング２１は頂部において倒立取入
口ホッパ２５内に終結している。前記取入ロホツバ２５
は前述のシリンダ１９と一体のものとして設計すること
も出来るが、好ましくは前記シリンダ１９と接続された
別個の部材とするのが良い。

前記上側外部ケーシング部分２２はいわゆる比重リング
２７を備えた軸線方向開口２５を備えて゛　いる。該リ
ングはプレートリングであり、当該リングの開口の横断
“面積すなわち軸線方向開口２６の横断面積は異なる開
口を備えた別のリングと交換することにより変更するこ
とが出来る。前記比重リングはこれを外部ケーシング部
分２２の頂部にねじ止めすることで締結される。

前記円錐状内部ケーシング２１の内側には円錐′状部材
２８．２９．３０が設けられている。シリンダ１９と取
入ロホツバ２５の間の円、錐状遷移領域には開口３１が
配設されている。前記円錐状部材２８及び３０において
は図示の如く前記円錐状内部ケーシング２１内の内部壁
近くに開口３２゜３３が配設されている。なおこれの円
錐状部材は円錐状ガイドカップと呼び、円錐状部材２９
は放散コーンと呼ぶ。断面図においては２つの開口３２
及び３３のみが示されているが、当然これらの開口は開
口３１のように幾つもが設けられている。

前記下側外部ケーシング部分２３内にはインサー　ｌ−
３４が設けられており、当該インサートは幾つかの円錐
状部材３５．３６．３７及び３８を有している。図示の
ように、横断壁１７の近隣上側部付近において、円錐部
材３６及び３８内には開口３９．４０が配設されており
、これらの部材は以下円錐状ガイドカップと呼び、部材
３５及び３７は放散コーンと呼ぶ。これらの表示の理由
については前記セパレータの作動のモードの以下の開示
から明らかになるであろう。

全ての円錐部材２８．３９．３０のみならず３５．３６
．３７及び３８上にはそれぞれ半径方向壁４１．４２及
び４３〜５２が位置している。内部ケーシング２１と外
部ケーシング部分２２の間には半径方向壁５３．５４が
設けられている。周縁に沿っての半径方向壁の数は変化
させることが出来るが、通常は４個の半径方向壁又は移
送プレートが一様に配置されて用いられている。横断面
積が大きくなる程、半径方向壁又は移送プレートの数を
多くする必要がある。

横ｌＷｉ壁１７内においては開口５５及び５６が図示の
ように設けられている。開口５６は内部ケーシング２１
内に形成された予備分離隔室と下側外部ケーシング部分
間のスペースとの間の接続部材を形成している。一方間
口５５は下側外部ケーシング部分２３内の軸線方向端部
開口５９と上側外部ケーシング部分２２内の軸線方向端
部開口２６の聞の周縁軸線方向流れ通路を形成している
。下側外部ケーシング部分内の軸線方向端部開口５９は
上側外部ケーシング部分２２内の軸線方向端部間０２６
の直径よりも小さな直径を備えている。

これらの直径間の差は比重リング２７を交換することで
調節が可能である。

静止マントル６上には、内部カバー５７及び外部カバー
５８が設けられている。当該カバーは図示のように、タ
イロッド８及び関連締結ユニット８′によって定位置に
保持されている。外部カバー５８には純水のための取出
口部材６０が設けられている。外部カバー５８の頂部に
は純水のための取入口部材６１が設けられている。前記
取入口部材には１本のバイブロ２が接続されており、該
バイブは前記軸線方向開口２６内に延びるとともに純水
を内部ケーシング２１と外部ケーシング２２の間のスペ
ースに供給している。

更に外部カバー５８にはスクリーン６３が関連する含油
水のための取入口パイプ６４とともに設けられている。

取入口パイプ６４は図示のように前記倒立取入ロボツパ
２５及びカップ形状隔室２０内へと延びている。

セパレータシャフト１５の下側端部上にはＶベルトプー
リ６５が装着されており、前記下側端部はベースプレー
ト３から懸架している。シャフト１５及び関連する部品
は■ベルト６６を介して、図示せぬモータによって回転
させることが出来る。

セパレータは以下の態様で作動する。

セパレータが始動するのはシャフト１５がＶベルト駆動
部材６５．６６を介して回転させられる時である。純水
は取入口部材６１及びバイブロ２中を導入される。セパ
レータケーシング２２．２３の内側壁には純水環体の形
状をした氷塊が誘起される。当該氷塊の誘起は水が軸線
開口２６のリムを横切って流出した時に完了する。前記
氷塊の目的はセパレータ内のオイル残滓が純水のための
取出口部材６０内へと押出されることを防止することに
ある。

（例えばオイルブームからの）オイルで汚染された水を
前記取入口パイプ６４を経てセパレータ内に導入するこ
とが出来る。液体混合物を過剰に撹拌することのないよ
うに、低速ラメラポンプ、ギヤポンプ又はねじポンプが
浄化すべき水に対して用いられるのが良い。前述の静止
取入口パイプ６４はシリンダ乃至カップ１９内へと延び
ている。

流入する汚染水はか（て静かにセパレータ内に受取られ
るので、エマルジョンの形成又はその始まりが発生する
のが防止される。スペース２０において液体は回転させ
られ、ある程度の液体圧力が誘起される。このため液体
は開口又は穴３１中を押出される。

液体がスクリーン６３へと進まないようにするため、図
示の如くホッパ２５内には取入口パイプ６４のまわりに
移送プレート６８が配設されている。もしも液体のレベ
ルが（例えば能力超過のため）この領域において高くな
り過ぎた場合には、前記移送プレート６８に到達する液
体は回転され、流下され穴３１中を押出される。

前記開口３１を経て、導入された液体混合物は内部ケー
シング２１内へと通過する。ここでは円錐要素２８．２
９及び３０を利用して予備分離が行なわれる。水は外向
きに流れようとし、当然のことながら幾分のオイルが取
去られる。液体は最上側円錐部材２８内の開口３２中を
通過し、部材２８はガイドカップとして作用し、取去ら
れたオイルは部材３８の下側において表面へと上昇しよ
うとする。部材２８の端部リムを通って流下する液体は
当該リムにおいて分離作用にさらされる。

部材２９に向って流れる液体は前記部材の内側リムにお
いで極端に変更させられる。かくてそのような部材は放
散コーンと呼ばれる。このようにして、液体は下向きに
流れ、最終的には横断壁１７内の孔５６中を通過し、下
側ケーシング部分２３内へと流入する。前記予備分離隔
室すなわち内部ケーシング２１内においては予備分離が
行なわれ、オイル粒子は最大可能点滴又は実際のオイル
流へと凝集する。この分離段階において、オイルは固体
の析出を防止するべく出来る限り迅速に表面へと移送さ
れる。

下側ケーシング部分２３内において水は外向きに流れよ
うとし、一方オイルは取出口５９に向けて流れようとす
る。このことは水が横断壁１７内の孔５５中を通って開
口２６に向けて流れようとすることを意味している。前
記下側ケーシング部分２３内において、図示の円錐部材
はオイルが常に表面に向けてすなわち半径方向内向きに
かつ取出口５９に向けて下向きに流れようとするという
点で所望の分離作用に貢献している。何故水が開口２６
に向けて流れようとするかの理由は、「過圧」が誘起さ
れるからである。すなわち孔２６及び５９によって形成
されるオーバフローリム問には高さの差があるからであ
る。セパレータがある体積の液体を受けると、前記下側
スペース内のレベルが孔５９のまわりのリムに到達する
結果となる。かくて高さの差は開口５９及び２６の開口
半径の差となる。

分離されたオイルは徐々にたまり、取出口５９に向（プ
で流れるであろう。

前記セパレータの能力が不足した状態になった場合には
、水はオイルとともに前記リムを横切って流れる。かく
て純水は汚染されることが無いであろう。オーバフロー
リム５９及び２６間の流れは定格能力又はそれ以上の場
合一定となる。

下側ケーシング部分２３内の隔室ではガイドカップ３６
及び３８並びに放散コーン３５及び３７を利用して分離
が完了される。この場合液体は外向ぎに流れるに従って
増大する遠心力にさらされるので、殆んど半径方向の液
体流れが達成される実施例においては２段階構造（１段
は１つのガイドカップ、もう１段は放散コーン）が図示
されている。より大きなセパレータにおいては、より大
きな個数の段を用いることが出来る。すなわちスペース
に見合う実用的な最大段数が採用出来る。

前記放散コーンは液体流れに対しである上向き速度を与
えるので、小さなオイル粒子は、水の流れが偏向され、
取出口２６に向けて通過する時に、より容易に破砕され
ることが可能である。前記放散コーンはまた水が取出口
２６に向けてより長いバスを流れさせる。かくてより長
期間にわたる分離作用が達成される。

混合物は外向きに流れる間に、幾度も、かつまた所望の
分離に適した態様を以って流れの方向を変化させられる
。最後に、純水は外部円錐部材３５の外側に沿って上昇
し、開口５５を通り、更に上向きかつ軸線方向開口２６
中を取出口部材６０へと流れていく。

分離されたオイルは、前述したように、徐々に水の表面
上に一層をなして形成され、軸線方向端部開口５９並び
にオイル取出口部材１４中を通って出て行く。

前述したように、各円錐部材間並びに内部ケーシング２
１と外部ケーシング２２間には移送プレートとして作用
する半径方向壁が設けられている。

こうすることはオイル及び水の混合物を回転状態に維持
し、最大の遠心効果が全ての直径部に対して発揮される
ことを保証するために主として必要である。前記移送プ
レートはまた水及びオイルの安定した環体を保持し、す
べてをバランス状態に保持しておくのに寄与している。

比重リング２７はその開口径が重要なるが故に交換する
ことが出来る。形成されたオイル層はオイルの比重とと
もに増大し、もしも比重リングの開口が大き過ぎて、オ
イルの比重が高過ぎる場合には、オイルは純水のための
通路に進入する可能性がある。もしも比重リングの直径
が小さすぎる場合には、セパレータの能力は減少する。

分離作業が完了した時にはセパレータは停止される。ケ
ーシング２２．２３が静止している時には、水及びオイ
ル残滓は開口５５及び５６並びにオイル取出口１４中を
流出する。図示のように、プレート１７の頂部側は傾斜
乃至円錐状態となっている。こうすることにより静止中
における固体及び泥土が外向きに流れることを容易にす
る。水は低温状態で分離されるので、分離中には単にル
ーズな被膜が形成され、これらの多くは静止中表ｕ中か
ら消え去る。しかしながら、しばしばある種の樹脂質被
膜が残存する可能性がある。前記水シールを別個の取入
口６１．６２内に設けて、そのような樹脂質残滓を純水
で押し流す代りに表面に向けて上昇させるのはこのよう
な理由による。

前記水シールはオイルが水とともに流出するのを防止す
るために必要である。セパレータが始動された時には、
前記下側外部ケーシング内に存在しているかも知れない
オイル残滓はキャツヂリング６７によって捕捉される。

分離操作が停止される以前に、純水による一定期間の分
離作業（好ましくはセパレータの能力を超えた分離作業
）を行なうと、浄化効果が発揮されて、オイル残滓はあ
る程度純水によって流し去られる。温水を使用すること
は特に効果的であろう。また、セパレータの内部部品は
出来るだけ平滑な表面を備えているべきである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係るセパレータの１つの好ましい実施例を
示す断面図である。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）例えばオイルで汚染された水のように、異なる比
   重を持つ２つの混合液体を分離するためのセパレータで
   あって、回転可能ケーシング（２２、２３）が設けられ
   ており、該ケーシングはそれぞれ各軸線方向端部におい
   て同軸状開口（２６、５９）を備え、一方の同軸状開口
   （２６）は他方の開口よりも大きな半径を備えており、
   前記ケーシングの内側には横断方向壁（１７）が含まれ
   ており、該横断方向壁の周縁は、前記２つの同軸状開口
   （２６、５５）間においてかつ前記ケーシングの内側壁
   に沿っての周縁軸流接続部（５５）を画成する最大の開
   口半径よりも大きな半径を備えており、前記液体混合物
   のための軸線方向取入口（６４、２１、５６）内におい
   ては、前記取入口は横断方向壁の、小さな半径を備えた
   前記同軸状開口（５９）が位置する側において前記ケー
   シング中に開口していることを特徴とするセパレータ。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載のセパレータにおい
   て、前記軸線方向取入口は横断方向壁（１７）の、前記
   より大きな半径を備えた前記同軸状開口（２６）が位置
   する側においてケーシング（２２、２３）内に延びてお
   り、第１の隔室を形成する同軸状拡大部（２１）が設け
   られており、前記横断方向壁（１７）は前記第１の隔室
   内に１つの壁を形成しており、１つの同軸状貫通開口（
   ５６）を備えていることを特徴とするセパレータ。
3. （３）特許請求の範囲第１項又は第２項に記載のセパレ
   ータにおいて、前記ケーシング内には円錐部材（３５、
   ３６、３７、３８）が設けられており、前記円錐部材は
   より小さな半径を備えた前記同軸状開口（５９）と対面
   する側において横断方向壁（１７）から同軸状に延びる
   とともに、前記開口に向けて傾斜し、円錐高さに関して
   段付き状とされており、前記最高円錐部材（３６、３８
   ）は横断方向壁（１７）近くの領域において開口（３９
   、４０）を備えており、前記取入口（５６）は前記最内
   側円錐部材（３８）の内側に開口しており、一方周縁軸
   流接続部（５５）は前記最外側円錐部材（３５）の外側
   に位置していることを特徴とするセパレータ。
4. （４）特許請求の範囲第２項又は第３項に記載のセパレ
   ータにおいて、前記第１の隔室（２１）内には円錐部材
   （２８、２９、３０）が設けられており、前記円錐部材
   は前記隔室の軸線方向に対称な壁から延び、横断方向壁
   （１７）に向けて傾斜するとともに、相互に段の付いた
   半径部分を備えており、下側頂部半径部分を備えた前記
   円錐部材（２８、２０）は前記隔室壁近傍において開口
   （３２、３３）を備えていることを特徴とするセパレー
   タ。
5. （５）特許請求の範囲第２項又は第３項又は第４項に記
   載され、予備分離隔室を備えたセパレータにおいて、前
   記軸線方向に対称な壁又は前記第１の隔室は前記ケーシ
   ング内の近接同軸開口（２６）中を外向きに延び、そこ
   で静止取入口パイプ（６４）を収納するためのコネクタ
   部材（２５）を形成していることを特徴とするセパレー
   タ。
6. （６）特許請求の範囲第４項及び第５項のいずれか１つ
   の項に記載のセパレータにおいて、前記第１の隔室は１
   つのカップ形状スペースを有しており、該スペースは取
   入口パイプ（６４）に向けて開口するとともに、前記第
   １の隔室内の前記円錐部材（２８、２９、３０）によっ
   て取囲まれていることを特徴とするセパレータ。
7. （７）特許請求の範囲第３項から第６項迄のいずれか１
   つの項に記載のセパレータにおいて、前記円錐部材上に
   は半径方向壁（４１、４２、４３〜５２）が設けられて
   いることを特徴とするセパレータ。
8. （８）特許請求の範囲第１項から第７項迄のいずれか１
   つの項に記載のセパレータにおいて、前記ケーシングが
   回転を開始し、液体の前記混合物が導入される以前に、
   一方のより重い液体からなる液体のリングをケーシング
   （２２、２３）内に誘起せしめるための送り装置（６１
   、６２）が設けられていることを特徴とするセパレータ
   。
9. （９）特許請求の範囲第１項から第８項までのいずれか
   １つの項に記載のセパレータにおいて、１つの阻止スク
   リーンが設けられており、該スクリーンは横断方向壁（
   １７）の、より小さな半径を備えた同軸状開口（５９）
   が位置する側上においてケーシング内側壁から同ケーシ
   ング（２３）内に突入していることを特徴とするセパレ
   ータ。
10. （１０）特許請求の範囲第５項に記載のセパレータにお
    いて、前記コネクタ部材（２５）の内側には半径方向の
    移送プレート（６８）が配設されており、前記静止取入
    口パイプ（６４）のまわりに配置されていることを特徴
    とするセパレータ。