KR0136369B1

KR0136369B1 - 액체로부터 이보다 큰 밀도를 갖고 이에 산포된 고체를 제거하는 방법 및 설비

Info

Publication number: KR0136369B1
Application number: KR1019900701445A
Authority: KR
Inventors: 클라에스 잉게; 페터 프란젠; 토그니 라게르스테트; 레오나드 보그스트룀; 크랄에스-괴란 카를슨; 한스 모베르크; 올레 나보
Original assignee: 잉게마르 클리베모; 알파-라발 세퍼레이션 에이비
Priority date: 1988-11-08
Filing date: 1989-10-27
Publication date: 1998-04-25
Also published as: EP0534943A1; JPH04501678A; KR900701401A; AU624195B2; SE462262B; AU4507089A; US5733239A; BR8907757A; JP2959575B2; EP0534943B1; WO1990005028A1; DE68928908T2; SE8804029L; SE8804029D0; CN1024905C; CN1042671A; US5720705A; ATE175593T1; DE68928908D1

Abstract

없음

Description

액체로부터 이보다 큰 밀도를 갖고 이에 산포된 고체를 제거하는 방법 및 설비

[도면의 상세한 설명]

본 발명을 첨부 도면을 참조하여 하기에 상세히 설명한다. 도면중

제1도는 본 발명에 따라 설계된 분리 디스크를 구비하는 원심 분리기 로터를 통한 축단면을 도시한다.

제2도 및 제3도는 제1도에 따른 원심 분리기 로터에 사용된 두가지 다른 종류의 분리 디스크를 도시한다.

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 액체보다 큰 밀도를 가지며 액체에 산포된 고체를 제거하는 방법 및 이를 수행하는 설비에 관한것이다. 본 발명에 관계된 종류의 설비는 소정의 방향으로 회전가능하고 분리챔버를 형성하며 로터를 포함하고 액체 공급원으로 부터 이격된 원심분리기와, 분리챔버의 로터와 동축으로 배열된 원추형 분리 디스크 스택과, 로터의 회전축으로부터 다른 거리에 위치한 입구부 및 출구부를 각각 갖는 수개의 유동 통로를 두개의 인접한 분리 디스크사이에 형성하도록 분리 디스크사이에 형성 및 배열된 간격 수단과, 상기 공급원으로부터 각 유동통로의 입구부로 액체를 공급하는 수단과, 고체가 제거된 액체를 각 유동 통로의 출구부로부터 제거하는 수단을 포함한다.

이러한 종류의 원심분리기는 오래전에 공지되었다. 이러한 원심분리기에서, 분리 디스크사이의 유동 통로는 분리 디스크사이에 방사상으로 연장되는 간격수단에 의해 통상적으로 한정된다. 액체용 입구 채널이 분리 디스크에 축방향으로 배열된 분배 구멍에 의해 형성되면, 이들 분배구멍은 대개 방사상 연장되는 간격 수단사이에 동일한 간격으로 이격 위치한다. 그러나, 상기 구멍을 간격 수단 가까이에 위치시키는 대신에 순수 방사상 연장부와는 다른 연장부에 간격 수단을 부여하려는 제안이 있었다. 이 제안은 예를들어, 스웨덴 특허 제156,317호에 기술되어 있다.

본 발명의 목적은 액체보다 큰 밀도를 가지며 운반 액체중에 산포된 고체를 분리시키는 이미 공지된 원심 분리기보다 더 나은 분리 효율을 갖는 상술한 형태의 원심 분리기를 제공하는 것이다. 고체 알맹이가 고체로 구성되는 것은 의심할 여지가 없으나, 운반 액체와는 다른 액체 입자로 구성될 수 있다.

이러한 목적은 두개의 인접 분리 디스크사이에 있는 두개의 인접한 간격부재가 하나의 방사상 성분 및 로터의 외주연 방향인 또 하나의 성분을 갖는 방향으로 입구로부터 출구부로 연장되는 유동 통로를 이들사이에 형성하는 형상을 취하며 로터의 예정된 회전방향에 대해 또는 대향하게 회전하는 본 발명에 따른 원심 분리기에 의해 성취된다.

이러한 방법으로 설계된 원심 분리기와 분리 디스크사이에서 방사상 연장되는 간격부재사이에 동일하게 이격 위치된 상술한 분배 구멍을 갖는 종래의 방법으로 설계된 원심 분리기를 비교하면, 본 발명의 원심 분리기의 분리 효율이 종래의 공지된 원심 분리기보다 약 20 내지 50% 정도 더 나은것을 알게 되었다. 분리 효율이 본 발명에 의해 개선될 수 있는 이유는 하기에 설명된다.

공급된 액체가 상술한 유동 통로를 따라 방사상 내부로 흐르는 종래의 방법으로 설계된 원심 분리기에서는 유동 통로의 입구와 출구사이의 대부분의 실제 액체 이송이 분리 디스크의 표면에 형성되는 소위 Ekman층이라 불리는 매우 얇은 경계층으로 일어난다. 지균류(geostrophic flow)라 불리는 실질적인 크기의 자유 액체 유동은 인접한 분리 디스크사이의 각 공간에 있는 두개의 경계층사이에 나타나지만, 이 액체 유동은 로터의 외주연 방향으로 일어나며 분리 디스크사이에서 특히, 상술한 분배구멍이 있는 곳에서 국부적인 소용돌이를 형성한다.

상술한 경계층에서 액체는 분리된 액체가 이동하는 분리 디스크 및 원심력의 결과로 다소 무거운 고체가 산포된 액체가 이동하는 표면을 따라 로터의 방사상 내향으로 대부분이 흐른다. 상기 표면을 따르는 경계층에서 방사상 내향으로 향한 액체 유동은 원심력에 의해 이들 표면에 밀착 이동되는 산포된 고체가 불필요한 전단력을 받게하며 또한 고체가 표면을 따라 방사상 외향으로 계획된 이동을 하는 것을 방해한다.

이러한 문제를 피하기 위해서 본 발명에 따른 분리 디스크사이의 액체 유동은 분리 디스크의 표면에 형성된 경계층에서의 액체 유동이 비교적 무거운 산포된 고체의 용이한 분리를 위해 한 방향을 취하도록 제어된다.

본 발명은 방사상 내향으로의 액체 유동뿐만아니라 분리 디스크사이의 공간에서의 방사상 외향으로의 액체 유동과 관련되어 적용될 수 있다. 상기의 제1경우에 있어서 유동 통로는 로터가 회전함으로써 액체가 이들 유동 통로의 종방향으로 실질적으로 흐르도록 연장된다. 그러나, 제2의 경우에 있어서 유동통로는 액체가 다른 방향으로 흐르게되는 대신에 로터의 회전에 의해 유도된 이의 원래 통로로부터 로터축을 향해 흐르는것이 간격 수단에 의해 방해된다. 그러나, 상기의 두경우에서 각 유동 통로의 입구와 출구사이의 대부분의 액체 유동은 분리 디스크의 표면에 형성되는 두 경계층사이의 공간에서 나타나는 것이 본 발명에 의해 성취된다. 이 결과로, 유동 통로의 입구 및 출구사이의 실제의 액체 유동이 분리 디스크 표면에 형성된 얇은 경계층에서 실질적으로 일어나는 공지된 종류의 원심 분리기에서의 대응 유동 저항보다 실제로 낮은 유동저항이 얻어진다.

각 분리 디스크의 하면에 형성된 경계층이 도달된 후에 비교적 무거운 산포된 고체가 각 유동 통로의 방사상 외향으로 많이 또는 적게 흐르며 상기 분리 디스크의 방사상 외부 모서리에 상기 고체를 남겨 놓는다. 산포된 고체의 방사상 외향 유동이 최소화되는 것을 방해하기 위해 본 발명에 따른 원심 분리기의 분리 디스크의 방사상 외부 모서리 가까이에서 일어나는 디스크 스택 외주연의 제한부로의 액체의 축방향 유동은 제한되는 것이 바람직하다.

따라서, 두 분리 디스크사이의 유동 통로에서의 방사상 외향으로의 액체 유동인 경우에는 로터의 회전 방향에 나타나있듯이 이의 후미부 가까이의 유동 통로 출구부와 연통하는 산포된 무거운 고체가 제거된 액체 방출용 통로를 형성하는 수단이 필요하다. 이는 이경우에서의 분리된 무거운 산포 고체의 방사상 유출물이 유동통로 출구부의 후미부에 가장 적게 나타나기 때문이다.

두 분리 디스크사이의 유동 통로에서의 방사상 내향으로의 액체 유동인 경우에는 로터의 회전 방향에 나타나있듯이 이의 전방부 가까이의 유동 통로 입구부와 연통하는 산포된 무거운 고체가 제거될 액체 도입용 통로를 형성하는 수단이 필요하다. 즉, 이경우에서는 분리된 무거운 산포 고체의 방사상 유출물이 유동 통로 입구부의 전방부에 가장 적게 나타난다.

상기 통로 형성 수단은 가장 간단한 형태로써 분리 디스크의 천공부로 구성될 수 있다. 즉, 유동 통로를 제한하는 두 분리 디스크중 적어도 하나는 유동 통로 입구부 또는 출구부의 관련부에 유체 통로로의 또는 유체 통로로부터의 액체의 축방향 이송을 위한 관통 구멍을 갖는다.

이와는 달리, 통로 형성 수단은 분리 디스크의 모서리의 방사상 외측인 그러나 이에 인접한 축방향 채널을 제한하며 많은 유동 통로로부터 분리 챔버의 슬러지 공간이라 불리는 분리 챔버의 방사상 최외부로 분리된 무거운 산포 고체의 방사상 유출물을 이들의 공간사이에 남겨 놓는 축방향으로 연장되는 격벽 수단의 형태일 수 있다.

또 다른 변경에 의해, 상술한 통로는 분리 디스크의 스택에 방사상으로 개방되며 축방향으로 연장되는 홈을 형성하며 분리 디스크의 방사상 외부 모서리에 있는 축방향으로 배열된 리세스에 의해 형성될 수 있다.

제1도는 상부(1) 및 하부(2)로 구성되는 원심 분리기 로터를 도시한다. 상부(1) 및 하부(2)는 잠금 링(3)에 의해 축방향으로 함께 유지된다. 원심 분리기 로터는 하부 로터부(2)와 연결된 구동 축(4)에 의해 지지된다.

로터부(1,2)는 부분적으로 원추형인 분리 디스크(6a,6b)의 두 스택이 로터와 동축으로 배열되어 있는 분리챔버(5)를 형성한다. 부분적으로 원추형인 격벽(7)은 분리 디스크(6a,6b)의 스택들사이에 위치한다. 격벽 및 분리 디스크는 분리 디스크(6a,6b)의 양 스택을 통해 그리고 격벽(7)을 통해 축방향으로 연장되고 이들의 단부가 로터부(1,2)에 각각 연결된 많은 로드(도시않됨)에 의해 서로에 대해 그리고 로터에 대해 이들의 외주연 방향으로 방사상 고정된다.

제2도는 상술한 분리 디스크(6a)를 도시한다. 화살표(P)는 로터의 예정된 회전 방향을 도시하며 분리 디스크의 회전 방향도 도시한다.

분리 디스크(6a)는 중앙 환형 평면부(8a) 및 원추형부(9a)를 포함한다. 평면부(8a)는 분리 디스크 중심 둘레의 링에 위치한 수개의 축방향 구멍(10a)을 갖는다. 원추형부(9a)는 이의 상부측에 수개의 만곡 간격 부재(11a)를 갖는데, 이들은 분리 디스크의 중심 둘레에 균일하게 분포되어 있으며 중앙 평면부(8a)로 부터 분리 디스크의 외주연 모서리로 연장된다.

예정된 회전 방향에 대해 후방으로 만곡된 간격 부재(11a)는 액체의 처리를 위해 두개의 인접 분리 디스크사이에 유동 통로를 형성하도록 분리 디스크(6a, 제1도)의 스택에 배열된다. 두 간격 부재(11a)사이에 형성된 하나의 유동 통로는 제2도에서 (12a)로 도시되었다. 유동 통로(12a)는 분리 디스크의 중앙 평면부에 근접 위치한 입구부((13a)와 분리 디스크(6a)의 외주연 모서리에 근접 위치한 출구부(14a)를 갖는다. 각 유동 통로의 출구부(14a)에서 (예정된 회전 방향으로 도시된 후미 간격 부재 근처에서) 분리 디스크(6a)는 축방향 관통 구멍(15a)을 갖는다.

제3도는 상술한 분리 디스크(6a)를 도시한다. 화살표(P)는 분리 디스크(6b)가 제2도의 분리 디스크(6a)와 동일한 방향으로 회전하도록 예정된 것을 도시한다.

분리 디스크(6b)는 중앙 환형 평면부(8b) 및 원추형부(9b)를 포함한다. 평면부(8b)는 분리 디스크 중심 주위에 있는 링에 위치한 수개의 축방향 관통구멍(10b)을 갖는다. 원추형부(9b)는 이의 상부측에 수개의 만곡 간격 부재(11b)를 갖는데, 이들은 분리 디스크의 중심 주위에 균일하게 분포되며 중앙 평면부(8b)로부터 분리 디스크의 외주연 모서리로 연장된다. 예정된 회전 방향에 대해 전방으로 만곡된 간격 부재(11b)는 액체의 처리를 위해 두개의 인접한 분리 디스크사이에 유동 통로를 형성하도록 분리디스크(6b, 제1도)의 스택에 배열된다. 두개의 간격 부재(11b)사이에 있는 한 유동 통로가 제2도에(12b)로 도시되어 있다. 유동 통로(12b)는 분리 디스크(6b)의 외주연 모서리에 근접 위치한 입구부(13b) 및 분리 디스크의 중앙 평면부(8b)에 근접 위치한 출구부(14b)를 갖는다. 각 유동 통로의 입구부(13b)에서(예정된 회전 방향으로 도시된 전방 간격 부재(11b)에 근접해서) 분리 디스크는 축방향 관통 구멍(15b)을 갖는다.

제1도에 도시된것처럼, 분리 디스크(6a)의 구멍(10a)은 축방향으로 배열된다. 이로써, 축방향 채널은 분리 디스크 하부 스택의 중심부를 통해 형성된다. 대응 축방향 채널은 격벽(7)위의 분리 디스크(6b)에 있는 대응 구멍(10b)에 의해 형성된다. 격벽(7)은 두 채널사이의 직접적인 연통을 방지한다.

유사한 방법으로 분리 디스크(6a,6b)의 구멍(15a,15b)은 이들의 외주연 모서리에 근접한 두개의 분리 디스크를 통해 축방향 채널을 각각 형성한다. 구멍(15a)에 의해 형성된 각각의 채널은 구멍((15b)에 의해 형성된 채널에 축방향으로 나란하게 위치하여 격벽(7)의 구멍을 통해 이것과 연통한다.

분리 디스크(6a)의 하부 스택에는 로터의 외측으로부터 고정 입구 파이프(17)가 연장하는 입구챔버(16)가 중심적으로 형성된다. 입구 파이프(17)는 분리 디스크(6a)중 일부가 중앙 평면부를 갖지 않는 입구 챔버(16)의 하부에서 개방된다.

상부 로터부(1)에는 분리 디스크(6b)를 통해 구멍(10b)에 의해 형성된 축방향 채널과 연통하는 축방향 구멍(19)을 통해 방사상 내향으로 개방되는 환형 출구 챔버(18)가 형성된다. 페어링 부재(paring member)라 불리는 고정 출구 부재(20)은 입구 파이프(17)에 의해 지지되며 출구 부재(18)안으로 연장된다. 입구 챔버(16)의 축방향 상부와 로터의 외측사이에서 공기는 자유로이 통행할 수 있다.

외주연 방출 개구(21)는 분리 챔버(5)의 방사상 최외부로부터 로터부(2)를 통해 로터의 외측으로 연장된다.

제1도의 원심 분리기 로터위에는 도관(23)을 통해 고정 입구 파이프에(17)에 연결된 용기(22)가 도시되어 있다. 용기에는 액체보다 더 큰 밀도를 가지며 액체로부터 분리될 고체가 산포되어 있는 액체가 들어 있다.

제1도의 원심 분리기는 용기(22)내의 액체에 산포된 고체 알맹이가 고체상태로 구성되는것으로 가정되어 하기의 방법으로 작동된다.

용기(22)로부터의 액체는 입구 파이프(17)을 통해 입구 챔버(16)의 하부에 공급된다. 혼합물은 입구 파이프의 개구로부터 입구 파이프(17)와 분리 디스크(6a)의 방사상 내측 모서리사이의 입구 챔버(16)로 방사상 상방으로 흐른다. 액체는 분리 디스크(6a)의 몇몇 중앙 평면부(8a)사이의 공간에 점진적으로 분배되는데, 이공간에서 액체는 방사상 외향으로 이동하는 동안에 액체와 상기 평면부(8a)사이에 마찰이 생김으로써 로터의 회전에 점진적으로 연행된다.

입구 챔버(16)안으로의 액체의 일정한 유동에 의해 제1도의 실선 및 삼각형으로 도시된 수준에서 자유 액체 표면이 형성된다. 입구 챔버(16)안으로의 액체 유동이 증가함으로써 자유 액체 표면은 입구 챔버에 더 높은 수준으로 이동할 수 있다.

분리 디스크(6a)의 중앙부(8a)사이의 공간에 들어간 액체가 공간에서 일정한 방사상 이동하에서 적어도 부분적으로 로터 회전에 연행되면, 액체는 격벽(7)아래에 위치한 분리 디스크 스택을 축방향으로 교차하여 분배된다. 이는 구멍(10a)에 의해 형성된 채널을 통해 일어난다(제1도).

그다음에, 액체는 분리 디스크(6a)사이에서 방사상 외향으로 더 흐르며 액체에 부유된 고체가 액체로부터 분리된다. 고체는 분리 디스크(6a)의 하측면쪽으로 이동하여 이들을 따라 분리 디스크의 방사상 외측의 분리 챔버(5)의 소위 슬러지 공간으로 이동한다. 고체는 외주연 방출 개구(21)를 통해 로터를 떠난다.

고체가 점진적으로 제거된 액체는 분리 디스크(6a)사이의 유동 통로(12a 제2도)로 방사상 외향으로 흐르며 그다음에 구멍(15b)에 의해 형성된 채널을 통해 그리고 분리 디스크(6b)의 구멍(15b)에 의해 형성된 채널을 통해 축방향 상방으로 흐른다. 격벽(7)위에서 유동 통로(12b)를 따라 흐르는 동안에 계속 분리 작동하에 있게하는 분리디스크(6b)사이의 공간안으로 점진적으로 흐른다. 액체는 구멍(10b)에 의해 형성된 채널 및 개구(19)를 통해 분리 챔버를 떠나 출구 챔버(18)를 통해 흘러 방출된다.

입구 챔버(16)내의 액체가 입구 파이프(17)와 분리 디스크(6a)의 내측 모서리 사이에서 축방향 상방으로는 흐르고 입구 파이프(17)의 개구로부터 최하부 분리 디스크(6a)사이의 공간을 통해 분리 챔버안으로는 직접적으로 흐르지 않는 이유는, 액체가 입구 파이프의 개구를 떠날때 회전하지 않음으로써 입구 챔버(16) 하부의 최하부 분리 디스크(6a)의 원추형부에 근접하게 나타나는 회전 액체의 압력만큼 높은 압력을 갖지 않기 때문이다.

액체가 분리 디스크6a, 제2도)사이의 유동 통로(12a)를 따라 흐르는 동안에 액체의 대부분은 유동 통로(12a)중 하나로 도시된 종류의 유동 선(24)을 따라 흐르게 된다. 따라서, 제1액체 유동이라 불리는 상기의 액체 유동은 방사상 외향인 한 성분과 이의 회전 방향에 대항하는 로터의 외주연 방향인 다른 성분으로된 방향을 갖는다.

제1액체 유동의 결과로써 그리고 로터의 회전 결과로써, 제2액체 유동이라 불리는 또다른 액체 유동이 유동 통로(12a)를 한정하는 분리 디스크 표면상에 에크만층이라고 하는 얇은 경계층으로 나타난다. 에크만층에서 액체는 제1액체 유동 방향과는 다른 방향으로 흐른다. 따라서, 분리 디스크의 표면에 근접하게 위치한 에크만층에 있는 액체는 제2도의 점 유동선(25)으로 도시된 방향으로 흐른다. 회전 장치의 몸체에 근접한 액체 유동의 공지된 이론에 따라 유동선(25)은 제1액체 유동을 위한 유동선(24)에 대해 45도의 각을 이룬다. 분리 디스크 표면으로부터 더 이격되어 위치한 에크만층에서 액체는 분리 디스크(6a)의 표면으로부터의 거리가 커질수록 유동선(24)과 더 작은 각을 형성하는 방향으로 흐른다.

분리 디스크(6a)사이의 공간에서 액체가 흐르는 동안에 액체에 부유된 고체는 원심력에 의해 분리 디스크의 하측면을 향해 방사상 외향으로 이동한다. 입자가 이들 하측면에 접근하면 하측면에 인접한 제2액체 유동에 의해 연행되며 이동 방향을 유동선(25)방향으로 접근하도록 점진적으로 조정한다. 따라서, 고체가 제거된 액체가 유동선(24)을 따라 분리 디스크(6a)의 구멍(15a)을 향해 이동하는 동안에 고체가 액체로부터 분리된다. 고체는 로터의 회전방향에서 알 수 있는 것처럼 유동 통로(12a)의 전방에 위치한 간격 부재(11a)를 향한 방향으로 이동한다. 고체가 간격 부재(11a)에 도달하면 원심력에 의해 분리 디스크의 외주연 모서리를 향해 간격 부재를 따라 이동하게 된다. 여기에서 고체는 로터부(2)의 방출 구멍(21)을 통해 고체가 떠나게되는 간격 챔버의 슬러지 공간안으로 흡입된다.

고체가 제거된 액체는 다른 유동 통로(12a)의 출구부(14a)로부터 구멍(15a)을 통해 축방향 상방으로 격벽(7)을 지나서 분리 디스크(6b)의 구멍(15b)을 통해 그사이의 공간으로 들어간다. 이 공간에서 액체는 간격 부재(11b, 제3도)에 의해 중심쪽으로 안내된다.

분리 디스크(6b)사이의 유동 통로(12b)를 따른 액체의 유동중에 액체의 대부분은 유동통로(12b)중 하나로 공지된 유동선(26)을 따라 흐른다. 제1액체 유동인 상기의 액체 유동은 방사상 내향인 한 성분과 로터의 회전 방향에 대향하는 방향인 다른 성분으로된 방향을 갖는다.

제1액체 유동 및 로터 회전의 결과로 분리 디스크(6b)의 표면에 제2액체 유동이 에크만층으로 나타나게 된다. 분리 디스크의 표면에 근접하게 위치한 각각의 에크만층에서 액체는 제3도의 유동선으로 도시된 방향으로 흐른다. 유동선(27)은 제1액체 유동의 유동선(26)에 대해 45도의 각을 이룬다. 에크만층의 다른부분에서는 액체가 분리 디스크(6b)의 표면으로 부터의 거리가 멀수록 유동선(26)과의 각을 점진적으로 작아지게 하는 방향으로 흐른다.

액체가 분리 디스크(6b)사이의 공간에서 흐르는 동안에 액체에 남아있는 고체는 원심력에 의해 분리 디스크의 하측면으로 방사상 외향으로 이동한다. 고체가 이들 하측면에 접근하면 하측면에 근접한 에크만층에서 제2액체 유동에의해 연행되며 이동방향을 유동선(27)방향에 점진적으로 접근하도록 조정한다. 따라서, 나머지 고체가 점진적으로 제거된 액체가 유동선(26)을 따라 로터중심을 향해 이동함으로써, 고체는 액체로부터 분리된다. 고체는 로터의 회전 방향에서 알수있는 유동 통로(12b)뒤에 위치한 간격 부재(11b)를 향하는 방향으로 이동한다. 고체가 간격 부재(11b)에 도달하면 간격 부재를 따라 분리 디스크의 외주면 모서리쪽으로 이동시키려는 원심력을 받는다. 여기에서 고체가 슬러지 공간으로 배출되어 로터부(2)의 배출 구멍(21)을 통해 배출된다.

고체가 제거된 액체는 다른 유동 통로(12b)의 출구부(14b)로 부터 구멍(10b)을 통해 축방향 상방으로 로터의 출구 챔버(18)안으로 배출된다. 여기에서 액체가 고정 출구부재(20)에 의해 제거된다.

제1도에는 비교적 높은 분리 디스크(6a) 스택과 비교적 낮은 분리 디스크(6b)스택이 도시되어 있다. 이는 한 예에 불과하다. 다른 스택과의 높이사이의 관게는 가장 양호한 분리 결과를 제공하는 것을 실험으로부터 알게되었다.

방사상 외향인 액체 유동 및 방사상 내향인 액체 유동등 하나의 원심분리기 및 동일한 다른 원심 분리기 로터에 사용할 또 다른 가능성은 본 발명이 미합중국 특허 제3,606,147호에 기술된 종류의 로터와 결합되면 가능하다. 이러한 종류의 로터에서 액체는 원추형 분리 디스크사이의 제2공간에서 매번 방사상 외향으로 그리고 다른 디스크 내부공간에서 방사상 내향으로 흐른다. 따라서, 액체는 제2도에 도시된 종류의 유동 통로(12a)를 갖는 디스크 내부공간에서 방사상 외향으로 그리고 제3도에 도시된 종류의 유동 통로(12b)를 갖는 디스크 내부공간에서 방사상 내향으로 흐른다. 상기 제3도에 도시된 디스크 내부공간의 경우에는 방사상 내향으로 근접되어 서로 연통하며 튜브형 부재 같은 것을 통해 로터출구와 연통하는데 이로써 다른 디스크 내부공간을 로터의 축에 근접시킨다. 제2도 및 제3도에 도시된 것과 동일한 방법으로 심지어는 이 경우의 디스크 내부공간도 분리 디스크의 외주연 모서리에 근접한 구멍(15a,15b)를 통해 서로 연통한다.

그러나, 많은 경우의 분리에 있어서 원심 분리기 로터의 모든 디스크 내부공간에서 방사상 외향인 흐름 또는 방사상 내향인 흐름만을 사용하는 것이 적합한 것으로 나타났다.

제2도 및 제3도에서 간격 부재(11a,11b)는 원호형이다. 그러나, 예정된 흐름 방향으로 액체의 대부분을 흐르게하기 위해서는 다른 형상의 간격 부재도 가능하다.

제1도 내지 제3도에서 구멍(15a,15b)은 분리 디스크의 각 스택을 통해 연장되는 축방향 채널을 형성한다. 구멍(15a)은 유동 통로(12a)의 출구부로부터의 축방향 배출채널을 형성하며, 구멍(15b)은 유동 통로(12b)의 입구부로의 축방향 입구채널을 형성한다.

이와달리, 구멍(15a,15b)은 디스크 스택의 외측에 축방향으로 연장되며 방사상 외향인 개방 배출 또는 유입홈을 형성하도록 분리 디스크의 모서리에 있는 리세스에 의해 대체될 수도 있다.

다른 변형은 제2도 및 제3도에 점선으로 도시되어 있다. 제2도에 도시된것처럼, 축방향 방사상으로 연장되는 배플 부재(29a,29b)는 몇몇 유동 통로(12a)를 지나 방사상 외측으로 축방향으로 연장되지만 분리 디스크의 스택에 근접한 배출 통로 또는 채널(30a)을 그들사이에 형성한다. 각 배출 채널(30a)은 로터의 회전 방향(P)으로 도시된 것처럼 이들의 후미부에서 몇몇 유동 통로(12a)의 출구부와 연통한다. 각 유동 통로 출구부의 전방부는 인접한 배출 채널(30a)사이에 위치한 통로를 통해 분리 챔버(5)의 방사상 최외부와 방사상 외향으로 연통한다.

제3도에 도시된것처럼, 대응 배플 부재(28b,29b)는 로터의 회전 방향(P)으로 도시된것처럼 이들의 전방부에서 몇몇 유동 통로(12b)의 입구부와 연통하는 축방향으로 연장되는 입구 채널(30b)을 형성한다. 각 유동 통로 입구부의 후미부는 인접한 입구 채널(30b)사이의 분리 챔버(5)의 방사상 최외부와 방사상 외향으로 연통한다.

Claims

적어도 부분적으로는 원추형인 분리 디스크의 스택을 갖는 로터가 일정한 방향으로 회전하도록 구성되어 있는 원심분리기에 의해서 인접한 분리 디스크들 사이의 공간에 있는 수개의 분리 유동 통로를 통해 각 유동 통로의 입구부로부터 출구부로 유동하고 로터의 상이한 반경방향 높이들에 위치한 액체로부터 이 액체보다 큰 밀도를 갖고 이 액체에 산포된 고체를 제거하는 방법에 있어서, 액체의 대부분이 로터의 회전방향(P)에 대해 회전된 로터의 주연 방향인 일 성분과 반경방향인 일 성분을 갖는 방향으로 각 유동 통로(12a,12b)에 도입되는 것을 특징으로 하는 액체에 산포된 고체를 제거하는 방법.
제1항에 있어서, 액체가 로터의 회전 방향에 대해 회전된 로터의 주연 방향인 일성분과 반경방향 외향을 취하는 일 성분을 갖는 방향으로 상기 유동 통로(12a)에 도입되는 것을 특징으로 하는 액체에 산포된 고체를 제거하는 방법.
제1항에 있어서, 액체가 로터의 회전 방향에 대해 회전된 로터의 주연 방향인 일성분과 반경방향 내향을 취하는 일 성분을 갖는 방향으로 상기 유동 통로(12b)에 도입되는 것을 특징으로 하는 액체에 산포된 고체를 제거하는 방법.
소정의 방향으로 회전가능하고 분리 챔버를 형성하는 로터, 분리 챔버의 로터와 동축으로 배열된 원추형 분리 디스크 스택, 로터의 회전축으로부터 상이한 거리에 위치한 입구부 및 출구부를 각각 가지며 두개의 인접한 분리 디스크들 사이에 있는 수개의 유동 통로를 한정하는 분리 디스크들 사이에 형성 및 배열된 간격 수단, 공급원으로부터 각 유동 통로의 입구부로 액체를 공급하는 수단, 산포되어 있던 고체가 제거된 액체를 각 유동 통로의 출구부로부터 제거하는 수단을 포함하는 원심분리기와, 액체보다 큰 밀도를 갖는 고체가 산포되어 있는 액체 공급원을 구비하는 분리 설비에 있어서, 두개의 인접한 분리 디스크(6a, 6b)사이의 두개의 인접한 간격 수단(11a, 11b)가 로터의 소정의 회전 방향(P)에 대해 회전된 로터의 주연 방향인 일 성분과 반경방향인 일 성분을 갖는 방향으로 그 입구부(13a, 13b)로부터 출구부(14a, 14b)로 연장되는 유동 통로(12as, 12b)를 그들 사이에 형성하는 형상을 취하는 것을 특징으로 하는 분리 설비.
제4항에 있어서, 유동 통로의 입구부(13a)는 로터의 회전축으로부터의 거리가 유동 통로의 출구부(14a)로부터의 거리보다 작은 곳에 위치하며, 두개의 인접한 간격 수단(11a)는 유동 통로(12a)가 반경방향 외향을 취하는 성분을 갖는 방향으로 그 입구부로부터 출구부로 연장되도록 형성된 것을 특징으로 하는 분리 설비.
제5항에 있어서, 로터의 회전 방향으로 도시된 유동 통로 후미부 근처의 유동 통로의 출구부와 연통하고 산포되어 있던 무거운 고체가 제거된 액체를 배출시키기 위한 통로를 형성하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 분리 설비.
제6항에 있어서, 두개의 인접한 분리 디스크(6a)중 적어도 하나는 분리 디스크의 주연의 반경방향 내측에 그리고 로토의 회전 방향(P)로 도시된 상기 두개의 간격 수단(11a)중 후미에 있는 것에 근접하게 위치하고 유동 통로의 출구부(14a)로부터 액체를 축방향으로 배출시키기 위한 리세스(15a)를 갖는 것을 특징으로 하는 분리 설비.
제7항에 있어서, 후미 간격 수단(11a)가 분리 디스크(6a)의 리세스(15a)를 지나 리세스(15a)의 반경방향 외측 높이로 연장되는 것을 특징으로 하는 분리 설비.
제6항 내지 제8항중 어느 항에 있어서, 통로 형성 수단은 수개의 유동 통로를 지나 축방향으로 연장되어 유동 통로의 출구부와 연통하는 채널을 형성하는 것을 특징으로 하는 분리 설비.
제4항 내지 제8항중 어느 항에 있어서, 각 간격 수단(11a)는 연장되어 로터의 회전 방향(P)로 도시된 후방쪽으로 반경이 증가하는 적어도 한 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 분리 설비.
제10항에 있어서, 각 간격 수단(11a)가 원호형인 것을 특징으로 하는 분리 설비.
제4항에 있어서, 유동 통로의 입구부(13b)는 로터의 회전축으로부터의 거리가 유동 통로의 출구부(14b)로부터의 거리보다 큰 곳에 위치하며, 두개의 간격 수단(11b)는 유동 통로(12b)가 반경방향 내향을 취하는 성분을 갖는 방향으로 그 입구부로부터 출구부로 연장되도록 형성된 것을 특징으로 하는 분리 설비.
제12항에 있어서, 로터의 회전 방향으로 도시된 유동 통로의 전방부 근처의 유동 통로의 입구부와 연통하고 산포되어 있는 무거운 고체가 제거될 액체를 도입하기 위한 통로를 형성하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 분리 설비.
제13항에 있어서, 두개의 인접한 분리 디스크(6b)중 적어도 하나는 분리 디스크의 주연의 반경방향 내측에 그리고 로터의 회전 방향(P)로 도시된 두개의 간격 수단중 전방에 있는 것에 근접하게 위치하고 그 입구부(13b)에 있는 유동 통로(12b) 안으로 액체를 축방향으로 도입하기 위한 리세스(15b)를 갖는 것을 특징으로 하는 분리 설비.
제14항에 있어서, 전방 간격 수단(11b)는 분리 디스크(6b)의 리세스(15b)를 지나 리세스(15b)의 반경방향 외측 높이로 연장되는 것을 특징으로 하는 분리 설비.
제13항 내지 제15항중 어느 항에 있어서, 통로 형성 수단이 수개의 유동 통로를 지나 축방향으로 연장되어 유동 통로의 입구부와 연통하는 채널을 형성하는 것을 특징으로 하는 분리 설비.
제4항, 제12항 내지 제15항중 어느 항에 있어서, 각 간격 수단(11b)가 연장되어 로터의 회전 방향으로 도시된 전방쪽으로 반경이 증가하는 적어도 한 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 분리 설비.
제4항에 있어서, 분리 디스크(6a,6b) 및 간격 수단(11a, 11b)는 몇몇 디스크 상호 간격이 제5항 내지 제11항중 어느 항에 따른 유동 통로(12a)를 포함하고 다른 디스크 상호 간격이 제12항 내지 제17항중 어느 항에 따른 유동 통로 (12b)를 포함하도록 형성된 것을 특징으로 하는 분리 설비.
제18항에 있어서, 다른 형태의 디스크 상호 간격은 분리 디스크의 주연 모서리에 근접한 분리 디스크의 리세스를 통해 서로 연통하는 것을 특징으로 하는 분리 설비.