JPS62254855A

JPS62254855A - 遠心分離機

Info

Publication number: JPS62254855A
Application number: JP62055476A
Authority: JP
Inventors: ヨーラン　クロツク
Original assignee: Alfa Laval Separation AB
Current assignee: Alfa Laval Separation AB
Priority date: 1986-03-12
Filing date: 1987-03-12
Publication date: 1987-11-06
Anticipated expiration: 2010-07-12
Also published as: SE8601154D0; EP0241128B1; DE3762811D1; BR8701113A; SE462077B; SU1716958A3; SE8601154L; US4759744A; JPH0763653B2; CN87101854A; CN1007785B; EP0241128A1

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、分離室、分離されるべき成分の混合物のため
の中央入口部、分離された軽質成分のための中央出口部
および分離された重質成分のための中央出口部を有する
ロータと、前記成分混合物のための入口流路を形成して
いる第１の静止構造部分と、分離された軽質成分のため
の出口流路を形成している第２の静止構造部分と、分離
された重質成分のための出口流路を形成している第３の
静止構造部分と、前記第１の静止構造部分から来る成分
混合物を受入れるように配置されたロータの中の中央入
口室と、中央入口室を分離室と連通させるロータの中の
第１の流路と、分＃Ｉｉ室の半径方向最外方の部分を分
離された軽質成分のためのロータの中央入口部と連通さ
せるロータの中の第２の流路と、分離室の半径方向最外
方の部分を分離された重質成分のためのロータの中央出
口部と連通させるロータの中の第３０流路と、分離室か
ら前記第３０流路を経て出る分離された重質成分の１部
分を分離室に返すための循環手段を包含しているという
種類の遠心分離機に関する。

この種の遠心分離機は、混合物となっている中の、以下
においてはスラッジと称する重質成分の含有量が大きく
変動するとか常に低い場合に用いられるが、そこでは、
ある所定の濃度の分離されたスラッジを得たいという願
望が常にある。

〔従来の技術〕

公知のこの種の遠心分離機、例えば米国特許公報４．２
７　＆２００号に記載のものにおいてはロータが、半径
方向に伸びたいわゆる濃縮液管の形でのスラッジ出口流
路を有しており、それら流路には絞シのノズルが設けら
れている。濃縮液管を通った後にスラッジはロータの中
央室に集められ、そこからスラッジは静止の掻取シ部材
の働きＫよって排出される。排出されたスラッジの１部
分はロータに返され、残シが排出される。特別な検知手
段を用いれば、ロータに返されるスラッジの量の自動制
御が行われる。

上述の種類の公知の遠心分離機ロータの中のノズルの必
要数や各ノズルの必要開口面積は、種々の要因を検討の
上で決められねばならない。

それら要因のうち重要なものとしては先ず、流入するス
ラッジの粒子サイズと分離の容易さ、流入する混合物の
中でのスラッジの含量、および遠心分離機ロータから出
るスラッジａ度の所望値がある。ロータから出るスラッ
ジの濃度が正確に所望とお）得られるように遠心分離機
ロータの設計を最適化することは往々困離となっている
０例えば、スラッジの極めて高い濃度が得られることが
望まれるのが普通であるが、出口ノズルのつまシのおそ
れがあるため、この望みは往々満足され得ない。

遠心分離機の設計を最適化することが困難である理由の
一面は、ノズルで必要とされる流れ制限特性によシスラ
ツジ循環の所望度合の選定の自由度が制限されるという
事実にある。つまシ、分離室の半径方向最外方の部分か
ら中央の室へと伸びているいわゆる濃縮液管の中で、ス
ラッジの分離しやすさに関係して、ある最小の流速が確
保されねばならない。

上述の理由によシ、公知の種類の遠心分離機ロータでは
、新しい使用目的ごとに特定のノズルが設けられねばな
らず、さらに、スラッジの高い濃度が望まれる場合には
、スラッジ循環の調節については極めて小さな範囲しか
残されていないことが明らかである。

特にロータに供給される混合物の中のスラッジ含量が低
い場合に起る公知の種類の遠心分離機ロータに関しての
特別な問題は、同一のスラッジ粒子が繰返し循環され、
したがってノズルを何回も通過することである。その通
過の間にスラッジが受ける圧力変化が繰返される結果、
ある種の敏感なスラッジ粒子が破壊されることとなシう
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、分離されたスラッジの１部分が循環さ
れることとした当初に述べた種類の遠心分離機を改善す
ることにあるが、その改善は、循環回路の中の絞られた
ノズルがな（てもよく、また、ロータを出るスラッジの
所望の濃度を得るために選定された設定とは無関係に循
環の流れの流速が選定されうるようにすることである。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的は本発明によれば、運転中に供給される混合物
と排出される分離された各成分が相互にそしてまたロー
タ周辺の外気と接触しないように、前記第１．第２．第
３の静止構造部分をそれらの各々に対応する中央入口部
、中央出口部と接せしめるためにシール手段が設けられ
ており、ロータの運転中に前記中央入口部から分離室を
経て各中央出口部に至る間において液圧的に剛な連通が
維持される形で前記成分の混合物を分離室に供給するた
めにポンプ手段が設けられており、前記のそれぞれの出
口流路を通る分離された軽質成分と重質成分の流れの間
の所望の関係を設定するためにロータの運転中に操作可
能の手段が設けられており、前記循環手段は、前記の分
離された重質成分すなわちスラッジの１部分がロータ周
辺の外気と接触することのない閉じた形で返されるよう
に形成されている、ということによって解決される。

本発明によれば、前記のそれぞれの出口流路を通って排
出されるスラッジの流れとスラッジから放出される液の
流れの関係を調整することだけで、ロータを出るスラッ
ジの所望の濃度が簡単に設定でき、もし望まれるならば
変更できる。さらに本発８ＩＩＫよれば、スラッジの循
環は、搬出されるスラッジの設定された濃度に影響を及
ぼすことなしに、必要に応じた所望とうシに設定でき、
また、ロータの運転中に増加させた）減少させたシでき
る。循環回路の中の絞シは不必要であシ、あるべきでな
い。

本発明の範囲に含まれることとして、循環されるスラッ
ジは、種々の方法、例えば前記のポンプ手段で供給され
る成分混合物と共に、分離案へと返される。

本発明の望ましい１つの実施態様は、出口流路を通って
流出するスラッジの１部分を返すために、循環流路ある
いは出口流路に前記とは別のポンプ手段が設けられてい
ることを特徴としていゐ。これによシ、循環されるスラ
ッジはロータ入口に接続された定置のポンプ手段の下流
側に供給されてもよい。

望ましい方法としては、前記循環手段は、分離された重
質成分のための前記出口流路から発する循環流路を形成
する静止部分と、中央入口室やそこから発している流路
とは隔離されてロータの中にある循環流路を形成するよ
うな、ロータと共に回転する部分を含んでいる。このよ
うにすれば、循環されるスラッジが新たに供給される混
合物の中に分散される結果としてそこから再び分離され
ねばならないということが避けられる。したがって本発
明によれば、返される分離された重質成分がロータ周辺
の外気とも供給される混合物や分離された軽質成分とも
接触しないようＫ、循環手段の静止部分を循環手段の回
転する部分に接せしめるためにシール手段が設けられて
いる。

このロータの中の循環流路が、分離室の半径方向最外方
の部分での、スラッジがロータの中央部に向って流れる
ための前記の複数の第３０流路の間の位置において開口
しているのが望ましい。このようにすれば、ロータの運
転中に分離室の前記最外方の部分においてスラッジのク
ッションが生成することがないようにこの部分に沿って
のスラッジの一定した流れを維持することが可能となる
。このようＫすればさらに、運転を終えた後の分離室の
洗浄が容易になる。

何故ならば、洗浄液をこれら流路を通して分離室の半径
方向最外方の部分を経て圧送すればよいからである。

以降においては本発明の望ましい実施例を示す添付の図
面を参照しつつ本発明をさらに説明する。

〔実施例〕

図においてロータは２つの部分１と２を有していて、こ
れら部分はロッキングリング３によって相互に軸方向に
結合されている。ロータは垂直の駆動軸４によって支持
されている。

ロータの中には分離室５があって、その中には積重なっ
た分離板６が配置されている。分離板は分配器７の下方
部分に着座していて、分配器の下面には分配羽根８がつ
いている。分配器７はロータの中心に位置した円錐形仕
切板９の上に、羽根８が当ることで着座している。

分配器７の中には中央入口室１０が形成されていて、こ
の室は複数ある羽根８０間の通路を経て最下方の分離板
の半径方向最外方の縁の場所において分離室５と連通し
ている。

分配器７は、軸方向にロータから出て伸びて入口室１０
と連通した入口流路１２を形成している中央管状体１１
を支持している。管状体１１は、もう１つの部分的に管
状のメンバー１３で包囲されていて、このメンバーはロ
ータの上方部分工で支持され、それとロッキングリング
１４によって結合されている。管状体１１とメンバー１
３の間には、分離室５の中央部分と直接に連通してそこ
からの出口流路となっている環状の流路１５が形成され
ている。

メンバー１３も含めた管状体１１の周りには静止のメン
バー１６がある。そのメンバーには、ロータに供給され
るべき液混合物のための入口１７と、ロータの中で分離
されて来た液のための出口１８が設けられている。入口
１７は入口流路１２と連通し、出口１８は環状の出口流
路１５と連通している。入口ｌフには入口配管１９が接
続されていて、そこにポンプ２０があシ、出口１８には
出口配管２１が接続されていてそこには調節可能の弁２
２がある。

静止のメンバー１６と入口管状体１１の間には第１のメ
カニカルシール２３が設けられており、静止のメンバー
１６と部分的に管状のメンバー１３の間には第２のメカ
ニカルシール２４゜２５が設けられている。第１のメカ
ニカルシール２３は軸方向に互に押し当っている１１□
□□の静止のシーリングリングと１個の回転シーリング
リングを有するシングル型である。第２のメカニカルシ
ール２４，２５は同様のシールリングの組合せ２対を有
するいわゆるダブ／Ｉｚ！である。

自明のこととしてダブルメカニカルシールでは２対のシ
ールリングの中間のスペースにいわゆるシール液を注入
することが行われる。しかし、図を簡単にするために、
シール液を供給するための設備は図示していない。

円錐形仕切板９とロータの下方部分２との間には、短か
い円筒形のスリーブ２６が設けられている。スリーブ２
６は、そこから分離室５０半径方向最外方の部分へと、
ａ−夕の軸の周シで均等に配列されて半径方向に伸びて
いる数本の管２７を支持している。スリーブ２６におけ
る開口を通じてｖ２７の内部は、ロータ中心部へと半径
方向く伸びている流路２８と連通している。

さらに別の管２９が分１ＩＩｌＩ室の半径方向最外方の
部分から半径方向内方へと伸びている。これら管２９は
円錐形の仕切板９によって支持されている。仕切板９に
おける開口を通じて管２９の内部は、ロータ中心部へと
半径方向内方へと伸びている流路３ｏと連通している。

垂直な駆動軸４には中空ボアーがあって、その中に管状
体３１が挿入されている。この管状体３１は、中央流路
３２を形成し、外側においてはこｎを包囲している駆動
軸４との間に＠方向の流路３３を形成する数個の溝を有
している。

ロータの中心部において、管状体３１の中の中央流路３
２の上端は半径方向の流路３ｏと連通しておシ、軸方向
の流路３３は半径方向の流路２８と連通している。

図を簡単にするためＫ、駆動軸４の駆動や軸受の設備は
図示していない。駆動軸はその最下部においては静止の
メンバー３４で包囲されている。このメンバーと、駆動
軸４とその中に設けられている管状体３１の各々との間
Ｋ、２つのメカニカルシール３５と３６が設ケラれてい
る。一方ノメカニカルシール３５は、メンバー３４で支
持されている１個の静止のシーリングリングと、駆動軸
４で支持されている１個の回転するシーリングリングを
有している。他方のメカニカルシール３６は、メンバー
３４で支持されている１個の静止のシーリングリングと
、管状体３１で支持されている１個の回転するシーリン
グリングを有している。望まれる場合にはシール３５は
、シール２４．２５のようなダブル型にできる。

静止のメンバー３４は、管状体３１の中の流路３２と連
通している入口３７と、管状体３１と駆動軸４０間の流
路３３と連通している出口３８を有している。出口３８
は出口配管３９と接続されていて、そこに調節可能の弁
４０が設けられている。出口配管３９の、出口３８と弁
４００間の区間から分岐して、ポンプ４２０入口と接続
されている分岐配管４１がある。ポンプ４２の出口は配
管４３を経てメンバー３４の入口３７に接続している。

以上説明した設備は次のように作動すべく意図されたも
のである。

スラッジを含む液の混合物がポンプ２０によってロータ
に供給される。この混合物は流路１２を経てロータの中
央入口室１０に入シ、そこから複数の分配羽根８の間を
流れて分離室５に至る。

分離室５の中でスラッジは混合物から分離され、分離室
の半径方向最外方の部分に集められる。清澄化された液
は半径方向内方へと流れ、流路１５、出口１８、配管２
１を経て分離室から流出する。

分離されたスラッジと少量の残った液は、ポンプ２０の
正圧に押され、管２７を通って半径方向内方に、そして
さらに流路２８と３３を経て出口３８へと進む。出口配
管３９を経て出たスラッジの１部分は弁４０を仔て排出
され、残シのスラッジはポンプ４２によって、配管４１
゜４３、流路３２，３０および管２９を経て分離室５へ
と返される。

供給される混合物の中のスラッジ含量と、出口配管３９
を通って出る分離されたスラッジの所望の濃度に応じて
、弁２２と４０が、これら弁を通る流れ相互の間で、あ
る所望の関係が得られるように設定される。つまシ、弁
２２と４０はそれぞれ配’１７２１と３９の中の絞りを
形成し、分離室５を通して、相互間もまた入口ポンプ２
０との間も液圧的に剛につながっている。

ポンプ４２は可変速にもできるが、スラッジ循環の所望
の度合が得られるように、このポンプの吐出量が調整さ
れる。この調整を決定するのは何よシも先ず管２７の中
で必要とされるある大きさの流速である。この流速は、
管２７の中を半径方向内方へと動かねばならないスラッ
ジの粒子が遠心力によって止められることな（そのよう
な動きをなし、スラッジ粒子がそれを浮遊させて運んで
いる少量の液から分離されることとなるように、十分な
大きさを有しなければならない。

もし供給される混合物の中のスラッジの含量が運転中に
変ると予測されるならば、弁２２と４０の少くとも一方
のものの設定を自動的に変える手段があるのが望ましい
。そのような手段は、弁２２と４０の少くとも一方のも
のの設定を制御するように構成された種々の方式の検知
手段を包含して実現される。つまシその検知手段は配管
１９，２１．３９のいずれか１つにあればよい。入口配
管１９においてならば供給される混合物のスラッジ含量
の変化が直接的に検知される。出口配管２１においてな
らば、清澄化された液の中の残されたスラッジの含量が
増加しているかあるいは減少しているかが検知される。

出口配管３９においてならば、分離されたスラッジの３
度が増加しているかあるいは減少しているかが検知され
る。これらすべての場合に、検知された変化に起因して
弁２２と４０の一方あるいは両方の設定の調整がなされ
ることになる。このようにして、分離されたスラッジの
濃度が実質上一定に維持されうるし、遠心分離機ロータ
の中で蓄積したスラッジの量も実質的に不変に維持され
うる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明による、分離されたスラッジの循環を行う遠
心分離機の縦断面図と共に、その遠心分離機と、それを
スラッジ濃度を一定に保って運転するために必要なポン
プや弁との関係を示す図である。５・・・・・・分離室　　　　１０・・・中央入口室１
２・・・中央入口部（入口流路）１５・・・中央出口部（出口流路）１９・・・入口流路（配管）２０・・・ポンプ２１・・・出口流路（配管）２２・・・弁２３．２４．２５・・・シール２７．２８・・・第３（スラッジ排出）の流路２９．３
０．３２・・・循環（スラッジ返り）流路３３・・・中
央出口部（出口流路）３５．３６・・・シール３９・・・出口流路（配管）４０・・・弁４１・・・循環配管４２・・・ポンプ４３・・・循環配管

Claims

【特許請求の範囲】（１）分離室（５）、分離されるべき成分の混合物のた
めの中央入口部（１２）、分離された軽質成分のための
中央出口部（１５）および分離された重質成分のための
中央出口部（３３）を有するロータと、前記成分混合物のための入口流路（１９）を形成してい
る第１の静止構造部分と、分離された軽質成分のための出口流路（２１）を形成し
ている第２の静止構造部分と、分離された重質成分のための出口流路（３９）を形成し
ている第３の静止構造部分と、前記第１の静止構造部分から来る成分混合物を受入れる
ように配置された、ロータの中の中央入口室（１０）と
、中央入口室（１０）を分離室（５）と連通させるロータ
の中の第１の流路と、分離室（５）の半径方向最外方の部分を分離された軽質
成分のためのロータの中央入口部（１５）と連通させる
ロータの中の第２の流路と、分離室（５）の半径方向最外方の部分を分離された重質
成分のためのロータの中央出口部（３３）と連通させる
ロータの中の第３の流路（２７、２８）と、分離室から前記第３の流路を経て出る分離された重質成
分の１部分を分離室に返すための循環手段（４１〜４３
）、を包含している遠心分離機において、運転中に供給される混合物と排出される分離された各成
分が相互にそしてまたロータ周辺の外気と接触しないよ
うに、前記第１、第２、第３の静止構造部分をそれらの
各々に対応する中央入口部（１２）、中央出口部（１５
、３３）と接せしめるためにシール手段（２３〜２５、
３５）が設けられており、ロータの運転中に前記中央入口部（１２）から分離室（
５）を経て各中央出口部（１５、３３）に至る間におい
て液圧的に剛な連通が維持される形で前記成分混合物を
分離室（５）に供給するためにポンプ手段が設けられて
おり、前記のそれぞれの出口流路（２１、３９）を通る分離さ
れた軽質成分と重質成分の流れの間の所望の関係を設定
するためにロータの運転中に操作可能の手段（２２、４
０）が設けられており、前記循環手段は、前記の分離された重質成分の１部分が
ロータ周辺の外気と接触することのない閉じた形で返さ
れるように形成されていること、を特徴とする遠心分離機。（２）前記循環手段が、分離された重質成分のための前
記出口流路（３９）から発する循環流路（４１、４３）
を形成する静止部分を有しており、出口流路（３９）を
通つて流出する分離された重質成分の１部分を返すため
に、この循環流路（４１、４３）あるいは出口流路（３
９）に前記とは別のポンプ手段（４２）が設けられてい
る、特許請求の範囲第１項に記載の遠心分離機。（３）前記循環手段が、中央入口室（１０）やそこから
発している流路とは隔離されてロータの中にある循環流
路（２９、３０、３２）を形成するような、ロータと共
に回転する部分を含んでいる遠心分離機において、ロー
タの中の循環流路が分離室（５）の半径方向最外方の部
分でのロータ周方向で相隣る前記第３の流路（２７、２
８）の間の位置において開口していることを特徴とする
特許請求の範囲第１または２項に記載の遠心分離機。（４）前記循環手段が、分離された重質成分のための前
記出口流路（３９）から発する循環流路（４１、４３）
を形成する静止部分と、中央入口室（１０）やそこから
発している流路とは隔離されてロータの中にある循環流
路（２９、３０、３２）を形成するような、ロータと共
に回転する部分とを有している遠心分離機において、返
される分離された重質成分がロータ周辺の外気とも供給
される混合物や分離された軽質成分とも接触しないよう
に、循環手段の静止部分を循環手段の回転する部分に接
せしめるためにシール手段（３６）が設けられているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１ないし３項のいずれ
かに記載の遠心分離機。（２）供給される混合物あるいは分離された成分のいず
れかにおいて特定の物質の濃度を検知するための検知手
段が配置されている遠心分離機において、前記の操作可
能の手段（２２、４０）が、ロータから出る分離された
重質成分での濃度が実質的に不変となるように、分離さ
れた軽質成分と重質成分のそれぞれの出口流路（２１、
３９）を通る流れの間の関係を、検出された濃度に応じ
て自動的に調整することとなるように、検出手段と接続
され構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
１ないし４項いずれかに記載の遠心分離機。（６）分離された重質成分の１部分を分離室に返すため
の前記の手段（４１〜４３）が、前記の操作可能の手段
（２２、４０）の設定とは無関係に、返される重質成分
の所望の流量を設定しうるように構成されている、特許
請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の遠心
分離機。