JPS6321335Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は遠心分離機に関する。特に、分離室を
自身の間で形成する２個の軸方向に結合され相互
に連結された部分を有するロータ、該ロータは液
体および固体粒の混合物用の中央入口および分離
された液体用の中央出口を有すること、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
された固体粒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の貫
通してスラツジ排出用の出口流路を形成するこ
と、円周出口流路の各々の出口の回りでロータ胴
部の外側に対し密封しかつはなれて移動するよう
に配置された手段からなる遠心分離機において、 (イ) １方のロータ部分は単体で形成されかつ半径
方向内向きの縁部分を備えた椀形により構成さ
れるのに対し、他のロータ部分は椀形に形成さ
れたロータ部分より実質的に小さい直径を有し
かつその前記縁部分において椀形部分と結合さ
れ、ロータを通した軸方向断面より見て中空円
錐形胴部の実質的に軸方向断面形である前記縁
部分を含むロータ部分を形成した椀形の周囲部
分を有すること、および、 (ロ) 出口流路を囲む前記手段の密封面とロータ胴
部の外側部分は、密封において、密封力が実質
的に軸方向に作用すること、 以上(イ)(ロ)の結合を特徴とする遠心分離機に関す
る。

1931年に公示されたドイツ特許第582587号によ
つ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。

19世紀の終りに、連続運転可能な遠心分離機が
発明された。初期段階ではこの分離機は開口部を
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つた。20世紀の初期に、所謂
ノズル分離機が発明されそのロータには周囲に狭
い出口孔が設けられこれを通つて分離された固形
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
間欠的な開口作業を可能にするために種々の弁装
置が発明された。この種の弁装置の一つは上記の
ドイツ特許第582587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年
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
出口孔の半経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イドによつ
て運転中に開閉可能な数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
1934年からドイツ特許第652292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
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粒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
きた。市場の大部分は分離された固形粒子用とし
て間欠的に開口可能な円周出口を有する遠心分離
機によつて占められてきた。

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つた。この要望は当然特
に分離された固形粒子用の間欠的に開口可能な円
周出口を有する遠心分離機に関してであるが、
種々の方法によつて充たされており、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、これに伴つ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
質構造によつて引起されたものである。

本考案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年間辿られて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。

この目的に対し本考案は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
が単体に形成され半径方向内向きの縁部をもち椀
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縁部と結合され、
なお椀形ロータ部分の周辺部がロータを通る軸方
向断面で見て中空円錐体の軸方向とほぼ同様な形
状をもつような方法で改造した。

また、本考案は、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の手段を設けた。

本考案によつ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。よつて
約13000ｇ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口
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6000ｇである。

本考案によれば、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、遠心ローター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心力が達成され
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、本考案によれば、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、ここで問題にしてい
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。ロータ
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
らかになつた。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
つ小さな開口部を介して、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
する不平衡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。

また考案によつ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
つて得られたという事実に依ると考えられる。よ
つ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つて、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。

また間欠的に開口可能な円周出口をもつ従来公
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つて分
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
つた。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つた。

本考案の重要な成果は、間欠的に開口可能な円
周方向出口を有する遠心分離機が本考案によつて
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れた数個の
周囲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、分離室内容物の圧力により前
記開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、したがつて小型寸法のものとすることができ
る。したがつて本考案による遠心分離機は、間欠
的に開口可能な円周出口を有する従来型遠心分離
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。

本考案実施例において、椀形ロータ部分の半径
方向内向きの縁部は通常分離室の内部に配置され
る円板群の外径よりもわずかに大きい内径をも
つ。これによつ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考案を詳述する。

第１図に固定リング３によつて相互に結合され
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。ロータは円板群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１
１内に開口する漸減流路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１
２が下方ロータ部分２を軸方向に貫通する。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１
３が配置される。スリーブ１３の出口を閉じまた
それによつて流路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心に配置されかつ
ロータに対し軸方向に可動である。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
的に軸方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１５は多数のばね１９によつ
て下方ロータ部分２に向つて押付けられロータ部
分２と結合された底板２０によつて支持される。

ロータ全体は軸方向の流路２２が設けられた回
転可能な軸２１によつて支持される。流路２２は
軸２１内の数個の交又する流路２３およびこれと
同数のロータ部分２の流路２４を通つて環状板１
５とロータ部分２との間の前記空所８と連通す
る。流路２２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つて空所１８が大気圧以
上になるように配置された機器２５と連通する。

第２図は第１図の線−に沿つてとられた断
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。
該詰物はロータ部分２と組合つて分離室内に漏斗
状ポケツトを形成するような方法で形成されそれ
らポケツトの最外側部から前述の流路１２が延び
る。

本考案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を通つ
て遠心分離機のロータ内に供給される。液体は分
配器６の内部を通つて分配器羽根７の間を通つて
分離室４の中に流入する。固形粒子は分離室４の
中で遠心力によつて分離され第２図の詰物２６の
間に形成された漏斗状ポケツト内に集められる。
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を通つ
てロータの外に流出する。

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２２〜２４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。
ロータの回転によつて分離室内に作用する高圧に
よつて分離された固形粒子は遠心力によつてロー
タ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２２〜２４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によつて部材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
固形粒子がなくなつてしまつ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の断面積は遠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に分離される場合
は約10mm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つて形成さ
れる詰物の漏斗状表面が作る角度は、したがつて
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。

上述の遠心分離機において、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つたドレン流
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
身によつ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
れる遠心力によつて環状板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、本考案は遠心分離機ロータの
円周に設けられた常時開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、前記ノズルを通つて分離室か
ら連続的に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
離機のロータは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
離室内の過量の分離された粒子を急速に除去する
ために間欠的に開口可能なものである。間欠的に
開口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。

間欠的に開口可能な出口は、本考案による円周
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タに実質的な摩耗を与
えずに、また開口時において遠心分離機ロータの
回転速度を実質的に減ぜずに高頻度で開閉され得
る。

間欠的に開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口ノズ
ル流路の入口部は分離室内で間欠的に開口可能な
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。これによつて極めて巾狭のノズル
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
らの孔が半径方向内向き、すなわちロータ軸線か
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。本考案の実施態様はつぎのとおりである。

半径方向内向きの縁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実用新案登録請求の範囲
による遠心分離機。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案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−に沿つてとら
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、１
１：出口室、１２：流路、１３：スリーブ、１
４：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。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 分離室を自身の間で形成する２個の軸方向に結
   合され相互に連結された部分を有するロータ、該
   ロータは液体および固体粒の混合物用の中央入口
   および分離された液体用の中央出口を有するこ
   と、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固体粒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
   軸方向にの貫通してスラツジ排出用の出口流路を
   形成すること、円周出口流路の各々の出口の回り
   でロータ胴部の外側に対し密封しかつはなれて移
   動するように配置された手段からなる遠心分離機
   において、 (イ) １方のロータ部分は単体で形成されかつ半径
   方向内向きの縁部分を備えた椀形により構成さ
   れるのに対し、他のロータ部分は椀形に形成さ
   れたロータ部分より実質的に小さい直径を有し
   かつその前記縁部分において椀形部分と結合さ
   れ、ロータを通した軸方向断面より見て中空円
   錐形胴部の実質的に軸方向断面形である前記縁
   部分を含むロータ部分を形成した椀形の周囲部
   分を有すること、および、 (ロ) 出口流路を囲む前記手段の密封面とロータ胴
   部の外側部分は、密封において、密封力が実質
   的に軸方向に作用すること、 以上(イ)(ロ)の結合を特徴とする遠心分離機。