JPS63194758A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、２つに分れた同軸ローター部分とこの２つを
軸方向にインターロックする装置とを有し、ローター内
で同軸ローター部分の間に画定され、ローターの回転中
に分離されるべき異なる成分の混合液を受入れるように
された分離室と、異なる液体圧が分離室内に生ずるよう
に、ローターが回転中、分離室から分離された成分を排
出するために配設されている手段とを含む遠心分離機に
関する。

［従来の技術］ この種の遠心分離機は、例えば米国特許第３．４８２，
７７１号から公知である。この公知の遠心分離機の利点
は、成る混合液を分離する時に分離室の半径方向の最も
外側の部分に集められる固体粒子を含むスラッジを排出
するために運転中に間欠的に遠心分離機を開けることが
できることである。よって、集められたスラッジの手作
業による除去のために、分れた同軸ローター部分を解体
する必要がないので、分離機の操作が容易である。

［発明が解決しようとする課題］ この公知の遠心分離機の欠点は、間欠的な排出のために
分離室内に運転中に生じ、ローター内の変動応力をもた
らす液体圧力変化がローターの疲労破壊を生ずる危険を
増すことである。運転中に最大の応力集中を生ずるロー
ターの部分、つまり何よりも、ローター部分を軸方向に
インターロックする手段およびスラッジ排出口するため
に脆弱化したローターの部分において、この危険度が最
も高い。疲労破壊が生ずるのを避けるために、この公知
の遠心分離機は、破壊的な変動応力の振幅を低く保つよ
うに、ローター速度、排出操作の１回当りのスラッジ排
出量、混合液の密度を制限するか、またはこれらの制限
を組合せて運転しなければならない。この形式の遠心分
離機の分離容量は従って、成る用途では比較的制限され
る。

本発明の目的は、疲労破壊の危険による前記の運用制限
が実質的に減少され、さらには除去され、それにより回
転速度、排出容積および混合物の密度を増して分離機の
容量を増すことができる、遠心分離機を与えることにあ
る。

［課題を解決するための手段］ ローター部分が２つの分離した同軸な壁、つまり内壁お
よび外壁からなっており、内壁が軸方向に他のローター
部分で支持され、軸方向のインターロックする手段が外
壁を他のローター部分に結合し、２つの壁の間に空間が
形成され、分離機の運転中に壁の間の空間にほぼ不変の
大きさの力を与える手段が配設され、その力が軸方向に
両壁に分れて作用することを特徴とする、最初に述べた
種類の遠心分離機により発明の目的は達成される。

［発明の効果］ 軸方向に作用して両壁を分離する前記力が内壁に対する
混合液の圧力によって生ずる軸方向の力よりも大きいな
らば、分離室の排出に関連して分離室内の混合液の圧力
変動とは無関係に、はぼ一定のひずみ状態がローターの
回転中に少なくとも軸方向のインターロック装置に与え
られる、という利点がここに得られる。よって、破壊的
な変動応力が軸方向のインターロック装置および隣接の
ローター部分の中で除去され、そのため、これらの部品
の疲労破壊の恐れがかなり減少する。確かに、排出の際
に変動応力が内壁に生ずるけれども、それは主として圧
縮応力の形をとり、この応力は材料の表面欠陥からのき
裂の発生および生長をより難かしくするので、内壁の疲
労破壊の恐れはたいしたものでなくなる。内壁に疲労き
裂が形成されたような場合、囲りで支持するローター部
分がき袋形成の進行を防ぎ、完全破壊に至らない。よっ
て、疲労破壊のためにローター壁の部分がローターから
飛び出して、ローターの周囲を損傷させる危険が除去さ
れる。

軸方向に作用して両壁を離す前記力が、内壁に及ぼす混
合液の圧力により生ずる軸方向力よりも小さいとすれば
、排出の際にインターロック装置に変動する引張り応力
が生ずる。しかし、壁を分離するように作用する前記力
が、排出に伴って残りの混合液による圧力によって生ず
る軸方向の力よりもかなり大きいならば、前記引張り応
力の振幅は小さくて、インターロック装置の疲労破壊の
危険を少なくする。

軸方向に、両壁を分離するように作用する力を与える前
記手段が液体により構成されるのが適当であり、これは
ローターの回転中に壁に働く流体圧を発生する。代りに
、両壁の間に配置されるバネにより前記の力を与えるこ
とも可能であろう。

本発明により主として期待できる技術的効果は、同軸壁
が相手に対して移動可能であっても得られる。しかし、
少なくともローターが静止している時に、軸方向にイン
ターロック装置が協働する肩部な介して外壁を内壁に押
し付けるように配置されているので、内壁が他方のロー
ター部分に押し付けられる、本発明の実施例が望ましい
。

他方のローター部分に当てて内壁を軸方向に支持する位
置を適切に選ぶことにより、ローターの回転中に実質的
に一定の状態のひずみがローターの他の部分（つまり、
排出口により脆弱化された部分）に発生するようにする
ことで、前記他の部分を疲労破壊から保護することがで
きる。

内壁をローターの中心で他方のローター部分に当てて、
例えばローター軸の回りに分離室に配置される複数の円
錐形分離板または１本の中心軸方向柱により、軸方向に
支持するように配置することによって、ローターの回転
中に内壁以外の２つのローター部分内にほぼ一定の状態
のひずみを与えることも可能である。

［実施例］ 以下に添付図面を参照しつつ、本発明をより詳しく記載
する。

第１図ないし第４図は本発明の遠心分離機の４つの異な
る実施例を示す断面図である。

図中で、等しいローター部分に同じ参照番号が付与され
ている。

第１図の対応する参照番号に接尾文字ａ、ｂをそれぞれ
付加している第２図および第３図の参照番号は、第１図
のローターの対応するローター部分および細部部品と同
じ技術的機能を有する変形のローター部分または細部部
品を示す。同様に、第４図で接尾文字Ｃを付した番号は
、第２図によるローターの対応するローター部分および
細部部品を示す。

第１図において、２つの分離した同軸のローター部分、
すなわち上方部分１および下方部分２を含むローターが
示される。上方ローター部分１はほぼ円錐形を有し、そ
の半径方向外縁部を介して下方ローター部分２の半径方
向外縁部に結合され、ローター部分１，２の間に空間が
形成されるようになっている。下方ローター部分の半径
方向外縁部は円筒状の円周部３を有し、これが上方ロー
ター部分１の半径方向外縁部を包囲する。上方ローター
部分１は２つの分離した同軸の壁、つまり内壁４および
外壁５から成り、相互の間に空間６を形成する。内壁４
は円筒形円周部７を軸方向に延ばし、この円周部７は下
方ローター部分２の円周部３の内側にそって軸方向に延
び、肩部８を介して下方ローター部分２の円周部３の肩
部９に当って軸方向に支持されている。外壁５はその半
径方向外縁部にて肩部１０を協働する内壁４の肩部１１
に当てて軸方向に支持されている。　固定リング１２が
ねじ部により円周部３の自由端の近くでその内側に係合
し、外壁５の外側を軸方向に押し付けて、外壁５、内壁
４、および下方ローター部分２をＲ８−１１を介して相
互に押し付ける。

ローター部分１．２の間の空間は板状のスライドバルブ
１３により、分離室１４と閉鎖室１５に分割され、分離
室・１４は上方ローター部分１とスライドバルブ１３の
間に形成され、閉鎖室１５は下方ローター部分２とスラ
イドバルブ１３の間に形成される。閉鎖室１５は壁４，
５の間の空間６はどは半径方向に向って延びてはいない
。

内壁４の円周部７および下方ローター部分２の円周部３
にはそれぞれ分離室１４から出すスラッジのための排出
口１６．１７があり、排出口１６は排出口１７に整合す
る位置にある。スライドバルブ１３はローター内で、分
離室１４と排出口１６．１７の間に流通路が形成される
下方位置と、スライドバルブ１３が環状ガスケット１８
を内壁４に当てて、前記流通路が閉鎖されるように、密
封する上方位置との間で軸方向に移動可能である。　閉
鎖室１５は下方ローター部分２にある中央人口１９と周
囲出口２０を有する。出口２０には、出口２０を開閉す
るために液体制御される作動弁２１が設けられている。

閉鎖室１５は内壁の円周部７を通して延びている流通路
２２を介して、内壁４と外壁５との間の空間６に通じて
いる。流通路２２の閉鎖室１５への開口部は、内壁の円
周部７の閉鎖室に露出した表面の一部分２３にある。空
間６は内壁４の中心部２５を通って延びている空気流通
路２４を介してローターの外部に通じている。

分離室１４に複数の同軸のセパレーションプレート２６
があり、下方ローター部分２の上に載っているいわゆる
セントラルディストリビュ−タ２７に担持されている。

分離室１４はディストリビュータ２７の下方ローター部
分２に近い所に入口２８を有し、内壁４の中心部２５に
１個以上の出口２９を有する。

内壁４は下方ローター部分の円周部３に接する内壁４の
周縁の円周部７により案内される。このために、前記円
周部７．３に、排出口１６．１７の下方にそれぞれ円筒
形表面３０．３１が設けられる。外壁５は、外壁５０半
径方向の最も内側にある、協働する円筒形表面３２．３
３および外壁５の半径方向の最も外側にある、協働する
円筒形表面３４．３５によって内壁に接して、半径方向
に案内される。

第１図の遠心分離機の動作を以下に説明する。

遠心分離機を始動する時、閉鎖室１５からの出口２０は
作動弁２１により閉じられ、その後、入口１９を通して
閉鎖液が閉鎖室に供給される。閉鎖液の一部は閉鎖室１
５から流通路２２を通って壁４，５の間の空間６に流れ
、閉鎖室１５の中で自由液面が有するレベルと同じレベ
ルまで空間６を満たす。代りに、内壁４と外壁５の半径
方向の最も内側に形成されることのできる別個の入口（
図示せず）を通して外部から壁間の空間６に供給される
液体でこの空間を満たずこともできる。

この場合は従って、閉鎖室と空間６の間に流通路は必要
でない。

ローターの回転のために閉鎖室１５の中に流体圧が生じ
、これはスライドバルブ１３がローター内で軸方向に上
方に動いて分離室１４と排出口１６．１７との間の通路
を閉じることを意味する。また流体圧が壁４．５の間の
空間６に生じ、これは、内壁４が軸方向に下方に向く力
を受けることを意味する。前記軸方向下方に向く力がス
ライドバルブ１３によって内壁４に及ぼされる軸方向上
向きの力よりも大きくなるような半径方向長さを空間６
は有する。結局生ずる軸方向下向きの力は内壁４の円周
部７を介して下方ローター部分２の円周部３の肩部９に
作用する。閉鎖室１５と空間６にだけ液体が存在するこ
の状態では、すでに固定リング１２および下方ローター
部分２の円周部３は全作動負荷および変形を受けている
。

分離すべき混合液を入口２８から分離室１４に供給する
ことにより、流体圧が分離室内に生じて、スライドバル
ブ１３および内壁４に対して作用する。ここで、スライ
ドバルブ１３の内壁４に及ぼす軸方向上向きの力は減す
る。しかし、内壁４に対する軸方向力の減少は内壁４に
対する混合液の圧力により生ずる追加の軸方向力によっ
て正確に補償される。よって前記の結果として生ずる、
内壁の円周部７から下方ローター部分２の肩部９にかか
る下方向きの軸方向力は一定のまま保たれる。内壁４と
スライドバルブ１３だけがひずみの状態を変え、他方、
外壁５、固定リング１２、および下方ローター部分２は
ひずみの状態を変えない。　分離室１４の中味を完全に
、または部分的に排出する時は、作動弁２１により閉鎖
室１５から閉鎖液を除き、排出口１６．１７を介して液
体を分離室１４から抜くので、それぞれの室１４．１５
の自由液面はローターの半径の大きい方へ移動する。流
通路２２にある逆止弁または絞り（図示せず）は、壁４
，５の間の空間６の中の液体が、短時間の排出過程の間
では、流通路２２、閉鎖室１５および出口２０を通って
流れ出さないことを保証する。よって、外壁５、固定リ
ング１２、および排出口１７の所の下方ローター部分の
円周部におけるひずみの状態は影響されない。

排出中には、分離室１４および閉鎖室１５の中の流体圧
はかなり下がる。このことは、壁４，５の即の空間６に
おける流体圧はほとんど変らないので、下方ローター部
分２の円周部３の肩部９にかかる内壁の円周部７による
下向きの軸方向力が増すことを意味する。よって、排出
に関連して変動応力が、排出口１６によって弱められた
内壁の円周部７に生ずることを意味する。しかし、この
変動応力は主として圧縮応力の形で生ずるので、疲労き
裂の発生、生長をより難かしくする。

下方ローター部分の円周部３に対する内壁４の円周部７
の半径方向の案内が、円周部７の下部２３で、下方ロー
ター部分の円周部３から強固な下部への遷移部の近くで
行われるという事実の故に、下方ローター部分に対する
内壁の好ましい半径方向案内が分離機の運転中にも達成
され、これがローター内の破壊的振動が生ずる可能性を
減する。下方ローター部分２に内壁４を取付けることが
できるために存在しなければならない円筒表面３０．３
１の間の遊びは分離機の運転中に減少する。ローターの
回転中に円周部３．７に作用する動的力によって生ずる
、ローター部分２の下部の近くにある円周部３の比較的
強固な部分の外向きの半径方向変位よりも、円周部７の
比較的弱い下部２３の外向きの半径方向変位の方が大き
いからである。

第２図に、内壁４ａが下方に延びる軸方向円周部を欠い
ているという点で、第１図に示すローターとは異なるロ
ーターが示される。円周部３ａに対して内壁を半径方向
に案内するために、内壁４ａの環状みぞ３７の中の軸方
向上方に延在する環状突起部３６が下方ローター部分２
ａの円周部３ａに設けられる。内壁４ａはみぞ３７の底
部が突起部３６の肩部３８で支持され、みぞ３７の底部
は円周部３ａにある排出口１７ａと固定リング１２との
軸方向中間にある。よって、排出口を単純な従来の仕方
で下方ローター部分２ａの円周部３ａに配置すればよい
。しかし、排出口１７ａにおける円周部３ａは分離機の
運転中に一定のひずみの状態を有せず、スラッジの間欠
的排出の関連して前記円周部３ａに変動する引張り応力
が生ずる。閉鎖室１５ａと、壁４ａ、５間の空間６との
間の流通路２２ａの設計は第１図のローターよりも複雑
である。それは流通路２２ａが円周部３ａと内壁４ａの
双方を通して延びているからである。円周部３ａと内壁
４ａの間の、流通路２２ａの遷移部分に余分のガスケッ
ト装置を必要とする。

第３図において、下方ローター部分２ｂに環状みぞ３９
が設けられ、その中に内壁の円周部７の端部２３が軸方
向に移動可能に配設されているという点で、第１図のロ
ーターとは異なるローターが示される。内壁４は同軸の
分離板２６およびディストリビュータ２７により下方ロ
ーター部分２ｂで支持される。よって、外壁５、固定リ
ング１２および下方ローター部分２ｂの円周部３ｂは分
離機の運転中に一定のひずみの状態を生ずる。

第４図に、ディストリビュータ２７ｃと内壁４ｃの設計
が異なる点で第２図のローターとは異なるローターが示
される。内壁４ｃは中央部４０によりディストリビュー
タ２７ｃを介して中央部４０で下方ローター部分２ａに
支持され、中央部４０はディストリビュータの上端に載
っている。内壁４ｃのみぞ３７ｃは、みぞの底部と突起
部３６との間に隙間が形成されるような深さで設計され
ているので、内壁４ｃの円周部は下方ローター部分の円
周部３ａに当って支持されることはない。このローター
の実施例でも、外壁５、固定リング１２および下方ロー
ター部分２ａの円周部３ａには、分離機の運転中に一定
のひずみ状態が生ずる。

代りに、第３図に示すローターは、第４図に示すロータ
ーの前記配置による、軸方向下方に延びる円周部を欠い
た内壁で設計されることもできる。

つ１ また、第４図によるローターは、第３図のローターにお
ける前記の配置による下方に延びる軸方向円周部を内壁
に設けることにより代替の設計にされることもできる。

本発明は、排出口を開閉するための内方の軸方向に移動
可能なスライドバルブを欠く遠心分離機の種類にも適用
可能である。例えば、そのような遠心分離機における排
出口は分離室の外側にある装置により間欠的に開かれる
こともできる。この場合、内壁と外壁の半影方向の最も
内側との間に形成される入口によって、ローター外部か
ら同軸壁の間の空間に液体が供給されるのが適当である
。

図示の本発明による遠心分離機の全ての実施例には、外
壁の半径方向外縁部を下方ローター部分の半径方向外縁
部の円周部に取付ける、ねじ付き固定リングの形を取る
インターロック装置が設けられる。しかし、可能な代替
例として、インターロック装置を中心に配設して、外壁
の半径方向の最も内側を、下方ローター部分に結合され
るローターの中心軸に組み付けるようにすることもでき
る。この代替例においても、インターロック装置は分離
機の運転中に一定のひずみ状態を有する。

インターロック装置は別個の部材である必要はなく、そ
れぞれのローター部分１．２のねじ部によって構成する
こともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明による遠心分離機の４つの
異なる実施例の断面図である。 １・・・・上方（一方の）ローター部分、２．２ａ、　
２ｂ・・・・下方（他方の）ローター部分、３、３ａ、
　３ｂ・・・・円周部、 ４、４ａ、　４ｂ・・・・内壁、　　　５・・・・外壁
、６・・・・空間、　　　　　　７・・・・円周部、８
．９・・・・肩部、 １０．１１．ｌｌａ、ｌｌｃ　・−・・肩部、１２・・
・・インターロック装置、 １３・・・・スライドバルブ、 １４・・・・分離室、 １５．１５ａ、１５ｂ　・−−−閉鎖室、１６・・・・
排出口、 １７．１７ａ、１７ｂ　・・−・排出口、２２、２２ａ
・・・・流通路、　２６・・・・分離板、２７、２７ｃ
・・・・中実軸方向柱、３８・・・・肩部。 特許出願人　　アルファーラヴアル セパレーション　アーベー 代　　理　　人　　　若　　　　　林　　　　　　　　
忠ｆ　１　図 矛　２　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２つの分離した同軸のローター部分（１、２、２ａ
   、２ｂ）とこれらを軸方向にインターロックする手段（
   １２）とを有するローターと、前記ローターの中で前記
   同軸のローター部分の間に画定され、前記ローターの回
   転中に分離されるべき異なる成分の混合液を受入れるよ
   うにされた分離室（１４）と、前記分離室内で変動する
   流体圧が生ずるように、前記ローターの回転中に分離室
   から分離された成分を排出するように配設された手段（
   １３、１６、１７、１７ａ）とを有する遠心分離機にお
   いて、 前記一方のローター部分（１）が２つの分離した同軸な
   壁、つまり内壁（４、４ａ、４ｂ）と外壁（５）とを有
   し、 前記内壁（４、４ａ、４ｃ）が軸方向に前記他方のロー
   ター部分（２、２ａ、２ｂ）に当って支持され、前記軸
   方向にインターロックする手段（１２）が前記外壁（５
   ）を前記他方のローター部分（２、２ａ、２ｂ）と結合
   し、 前記２つの壁（４、４ａ、４ｃ、５）の間に空間（６）
   が形成され、 分離機の運転中に前記壁（４、４ａ、４ｃ、５）の間に
   空間（６）中に、軸方向に働いて前記壁を分離する実質
   的に変化しない大きさの力を生ずる手段が配設されてい
   ることを特徴とする遠心分離機。 ２、分離機の運転中に前記力を生ずる手段が液体により
   構成される請求項１に記載の遠心分離機。 ３、少なくとも前記ローターが静止している時、前記外
   壁（５）を前記内壁（４、４ａ、４ｃ）に対して、それ
   らの協働する肩部（１０、１１、１１ａ、１１ｃ）を介
   して押し付けることにより、前記内壁が前記他方のロー
   ター部分（２、２ａ、２ｂ）に対して押し付けられるよ
   うに、前記軸方向にインターロックする手段（１２）が
   配設されている請求項１または請求項２に記載の遠心分
   離機。 ４、前記他方のローター部分（２、２ａ、２ｂ）が前記
   内壁（４、４ａ、４ｃ）の円周部（７）を取り巻く円周
   部（３、３ａ、３ｂ）を有する請求項１ないし請求項３
   のいずれか１項に記載の遠心分離機。 ５、前記軸方向にインターロックする手段（１２）が前
   記外壁（５）を前記他方のローター部分（２、２ａ、２
   ｂ）の前記円周部（３、３ａ、３ｂ）と結合する請求項
   ４に記載の遠心分離機。 ６、前記分離された成分を排出する手段が、前記他方の
   ローター部分（２、２ａ、２ｂ）の前記円周部（３、３
   ａ、３ｂ）の排出口（１７、１７ａ、１７ｂ）と、前記
   ローター部分（１．２、２ａ、２ｂ）の間にあって、前
   記排出口（１７、１７ａ、１７ｂ）を開閉するように用
   いられている、軸方向に移動自在のスライドバルブ（１
   ３）とから成る請求項４または請求項５に記載の遠心分
   離機。 ７、前記スライドバルブ（１３）と前記他方のローター
   部分（２、２ａ、２ｂ）の間に、少なくとも１個の流通
   路（２２、２２ａ）を介して前記内壁（４、４ａ、４ｃ
   ）と前記外壁（５）との間の空間（６）に通ずる閉鎖室
   （１５、１５ａ、１５ｂ）が形成されている請求項６に
   記載の遠心分離機。 ８、前記流通路（２２ａ）が前記他方のローター部分の
   円周部（３ａ）を通って延びている請求項７に記載の遠
   心分離機。 ９、前記内壁（４）の円周部（７）が、前記他方のロー
   ター部分（２、２ｂ）の円周部（３、３ｂ）にある排出
   口（１７、１７ｂ）をよぎって軸方向に延びており、前
   記排出口（１７、１７ｂ）に合うように調整された排出
   口（１６）を有する請求項６に記載の遠心分離機。 １０、前記内壁の円周部（７）を通って延びる少なくと
   も１個の流通路（２２）を介して、前記内壁（４）と前
   記外壁（５）の間の空間（６）に通ずる閉鎖室（１５、
   １５ｂ）が前記スライドバルブ（１３）と前記他方のロ
   ーター部分（２、２ｂ）の間に形成されている請求項９
   に記載の遠心分離機。 １１、前記内壁（４、４ａ）が前記他方のローター部分
   の円周部（３、３ａ）において肩部（９、３８）を当て
   て支持される請求項４ないし請求項１０のいずれか１項
   に記載の遠心分離機。 １２、前記内壁（４）が、前記他方のローター部分（２
   ）の円周部（３）にある排出口（１７）をよぎって延び
   、前記他方のローター部分の円周部（３）の肩部（９）
   に当る、前記内壁の円周部（７）の部分にある肩部（８
   ）によって軸方向に支持され、前記他方のローター部分
   （２）の円周部（３）にある排出口（１７）はインター
   ロックする手段（１２）と前記肩部（８、９）の軸方向
   中間に位置している請求項９または請求項１０に記載の
   遠心分離機。 １３、前記ローターの軸の回りに同軸線上に前記分離室
   （１４）の中に配設されている複数の円錐形の分離板（
   ２６）を含み、前記内壁（４）は前記分離板（２６）を
   介して前記他方のローター部分（２ｂ）により軸方向に
   支持される請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に
   記載の遠心分離機。 １４、中心の軸方向柱（２７ｃ）を含み、前記内壁（４
   ｃ）が前記柱（２７ｃ）を介して、前記他方のローター
   部分（２ａ）により軸方向に支持される請求項１ないし
   請求項１０のいずれか１項に記載の遠心分離機。