KR101252336B1 - 분리판형 원심분리기와 그 분리판과 고액 분리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고액(固液) 분리성이 높은 분리판형 원심 분리기, 그 분리판 및 고액 분리 방법을 제공하는 것이다.

분리판형 원심분리기의 분리판의 분리공간 칸막이 돌조부의 회전 정면 가장자리를, 피처리액 중에 부유(浮遊)하는 고형 불순물 입자가 원심력에 의해 침강하고, 당해 회전 정면 가장자리에 안내되면서 당해 분리공간으로부터 방출 이동될 때, 당해 회전 정면 가장자리에 있어서, 경중(輕重)에 차이가 있는 각 고형 불순물 입자가 서로의 이동속도의 차이나 경로의 엉킴(錯綜)에 의한 접촉이나 충돌에 의해 단위 입자의 질량이 증대하도록 형성하여, 질량을 증대시킴으로써 원심력이 보다 효과적으로 단위 입자에 부여되고, 액과 고체와의 분리 성능을 높일 수 있는 것을 내용으로 하는 분리판형 원심분리기, 그 분리판 및 고액 분리 방법.

원추면, 고형 불순물

Description

분리판형 원심분리기와 그 분리판과 고액 분리 방법{A seperating disc type centrifugal seperator, and seperating disc for the centrifugal seperator, and a seperating method of the solid and liquid}

본 발명은, 고회전·고원심력에 의해 피처리액(원액)을 비중차에 따라서 액·액 및/또는 고·액으로 분리하는 분리판형 원심분리기와 그 분리판과 이들을 이용한 고액 분리 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 분리판 원심분리기(이하, 단순히 「분리기」라고도 함)는, 산업의 많은 분야에 이용되고 있고, 예를 들면, 선박용 디이젤 엔진의 연료유나 윤활유의 정화나 피처리액으로서의 이들 유중(油中)(피처리액중)에 혼합한 고형 불순물을 제거하는 청정기로서 이용되고 있다(특허 문헌 1).

<특허 문헌 1> 일본 특허 공개 제2002-336734호 공보

종래의 이 종류의 분리판형 원심분리기의 구조는, 회전체 내의 회전축 방향에 절두(截頭) 원추(圓錐) 형상의 분리판이 다수 적층된 분리판군을 구비하고, 분리판군의 각 층에 있어서 상하에 위치하는 각 분리판 상호의 상하 간극(間隙), 즉, 각 층에 있어서 위 분리판의 원추면의 내면(하면)과 아래 분리판의 원추면 외면(상면)과의 사이로서 형성된 원추면 간극을, 아래 분리판의 원추면의 외면(상면)의 원추 모선 방향으로 복수 배설(配設)된 분리공간 칸막이 돌조부에서, 회전체의 회전 방향으로 간격을 두고, 예를 들면, 8 분할해서 8 실의 분리공간이 형성되어 있다.

이러한 구조의 분리기에 의한 분리 처리는 다음과 같이 해서 이루어진다.

예를 들면, 사용 완료된 연료유나 윤활유 등인 피처리액(이하, 원액이라고도 함)이, 회전체의 회전축 방향으로부터 회전체 내에 도입되면, 원심력에 의해, 상기 분리판군의 하방측으로부터 분리판군을 상하 방향으로 관통한 유통공(流通孔)을 지나, 각 분리공간으로 유입하고 확산해 간다.

원심력이 부여된 피처리액은, 유입한 분리 공간에 확산하면서, 액체는 상하의 분리판의 원추면 사이를, 분리판의 중심 즉 회전축 방향을 향해서 원추면의 경사를 오르도록 흘러간다.

한편, 피처리액 중에 혼입하고 있는 잡다한 고형 불순물 입자는, 원심 침강에 의해, 당해 분리공간을 형성한 위 분리판의 원추면의 내면(하면)측에 침강하고, 침강한 원추면을 따라 분리공간의 외주 가장자리측 즉 원추면의 밑변측으로 유동(분리공간으로부터 배출 유동)해 간다.

침강한 고형 불순물 입자가, 이와 같이 분리공간의 외주 가장자리를 향하여 배출 유동될 때에는, 당해 분리공간을 형성하도록(칸막이 구분하도록) 회전방향의 전후에 배치되어 있는 2 개의 분리공간 칸막이 돌조부 중, 후방에 위치하는 분리공간 칸막이 돌조부에 의해, 상세하게는 당해 분리공간 칸막이 돌조부의 회전 방향측의 가장자리인 회전 정면 가장자리에 의해, 고형 불순물 입자가 안내되면서, 마치, 분리공간 칸막이 돌조부에서 분리공간으로부터 쓸어내려지듯이, 분리공간의 외주 가장자리측의, 위 분리판의 내면측의 밑변(당해 분리판의 외주단)으로 보내진다.

이와 같이 하여, 각 분리공간으로부터 그 외주 가장자리에 보내지는 고형 불순물은, 그 외주가장자리에 모아져서 퇴적하고, 분리군의 주위의 회전체 내의 공간에 도달하고, 마지막에는 당해 회전체 내의 최외주공부(最外周空部)의 소위 고형 불순물 집진(集塵) 장소인 회전체 내의 최대 직경부에 일시적으로 저장되고, 적절한 수단에 의해 적절하게 회전체 외부로 배출된다.

그러나, 문제는, 고형 불순물 입자가 분리공간 칸막이 돌조부에 안내되면서 유동하고 있는 동안에 있다.

종래의 분리공간 칸막이 돌조부는, 그 회전 정면 가장자리가 직선적(실제로는 원추면 상에 일체적으로 장착되기 때문에 입체 형상이 되는데, 원추 모선과 일치시킨 방향으로 촘촘하게 장착하는 경우에는 직선이 됨)으로 형성되어 있기 때문에, 분리공간 칸막이 돌조부(의 직선적인 회전 정면 가장자리)에 접촉하고나서 당해 분리공간 칸막이 돌조부(의 직선적인 회전 정면 가장자리)를 따라 안내되고 있는 동안에 있어서의 잡다한 고형 불순물 입자는, 서로의 입자의 흐름이 엉킴해서 흐뜨러지거나, 입자가 접촉하거나 충돌하는 일이 적고, 어떤 의미에서는 정연하고 질서 있게 비교적 차례대로 흐르도록 안내되었다.

이 때문에, 비교적 입자가 작아서 미세한 미세 미립자의 고형 불순물의 경우에는, 부여된 원심력이 작고 유동력도 약하기 때문에, 침강속도나 유동속도가 느리고, 분리공간으로부터의 배출 유동에 시간을 필요로 하며, 미세 미립자의 고액 분리에 장시간을 요하므로, 미세 미립자의 제거능력 향상이 과제로 되어 있었다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하고, 피처리액 중에 혼입한 고형 불순물, 특히 미세 미립자의 분리성능이나 분리속도 등의 분리능력을 종래에 비해 한층 높인 분리판형 원심분리기와 그 분리판 및 분리 방법의 제공을 목적으로 한다.

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청구항 1의 분리판형 원심 분리기의 분리판의 발명은,
분리판형 원심 분리기의 회전체 내에 상기 회전체의 회전축 방향으로 적층되는 절두 원추 형상의 분리판에 있어서,
적층된 상하의 각 상기 분리판 상호간의 원추면 간극을 상기 회전체의 회전 방향으로 간극을 두고 분리 공간이 형성되도록, 하방에 위치하는 분리판의 원추면의 원추 모선 방향으로 배설되는 분리 공간 칸막이 돌조부는, 상기 분리 공간 칸막이 돌조부를 지나는 원추 모선에 대해서, 상기 분리 공간 칸막이 돌조부의 상단부측이 회전방향측에 위치하고, 상기 분리 공간 칸막이 돌조부의 하단부측이 회전후방측에 위치하도록 비스듬하게 배설(配設)되며,
상기 분리 공간 칸막이 돌조부의 회전체의 회전 방향측 회전 정면가장자리가, 상기 회전체의 회전 방향과는 반대 방향으로 팽출하는 곡선을 그리도록 역 「ヘ」자 형상으로 만곡 형성된 만곡부를 포함하며,
상기 만곡부는 분리 공간 칸막이 돌조부의 전체 길이중 원추면의 밑변쪽 부분을 구부려서 형성되는 것을 특징으로 한다.
청구항 2의 분리판 원심 분리기의 발명은,
분리판형 원심 분리기의 회전체 내에 상기 회전체의 회전축 방향으로 적층되는 절두 원추 형상의 분리판을 구비한 분리판형 원심 분리기에 있어서,
적층된 상하의 각 상기 분리판 상호간의 원추면 간극을 상기 회전체의 회전 방향으로 간극을 두고 분리 공간이 형성되도록, 하방에 위치하는 분리판의 원추면의 원추 모선 방향으로 배설되는 분리 공간 칸막이 돌조부는, 상기 분리 공간 칸막이 돌조부를 지나는 원추 모선에 대해서, 상기 분리 공간 칸막이 돌조부의 상단부측이 회전방향측에 위치하고, 상기 분리 공간 칸막이 돌조부의 하단부측이 회전후방측에 위치하도록 비스듬하게 배설(配設)되며,
상기 분리 공간 칸막이 돌조부의 회전체의 회전 방향측 회전 정면가장자리가, 상기 회전체의 회전 방향과는 반대 방향으로 팽출하는 곡선을 그리도록 역 「ヘ」자 형상으로 만곡 형성된 만곡부를 포함하며,
상기 만곡부는 분리 공간 칸막이 돌조부의 전체 길이중 원추면의 밑변쪽 부분을 구부려서 형성되는 것을 특징으로 한다.
청구항 3의 분리판에서의 고액(固液) 분리 방법은,
분리판형 원심 분리기의 회전체 내에 상기 회전체의 회전축 방향으로 적층되는 절두 원추 형상의 분리판에서의 고액(固液) 분리 방법에 있어서,
적층된 상하의 각 상기 분리판 상호간의 원추면 간극을 상기 회전체의 회전 방향으로 간극을 두고 분리 공간이 형성되도록, 하방에 위치하는 분리판의 원추면의 원추 모선 방향으로 배설되는 분리 공간 칸막이 돌조부는, 상기 분리 공간 칸막이 돌조부를 지나는 원추 모선에 대해서, 상기 분리 공간 칸막이 돌조부의 상단부측이 회전방향측에 위치하고, 상기 분리 공간 칸막이 돌조부의 하단부측이 회전후방측에 위치하도록 비스듬하게 배설(配設)되며,
상기 분리 공간 칸막이 돌조부의 회전체의 회전 방향측 회전 정면가장자리가, 상기 회전체의 회전 방향과는 반대 방향으로 팽출하는 곡선을 그리도록 역 「ヘ」자 형상으로 만곡 형성된 만곡부를 포함하며,
상기 만곡부는 분리 공간 칸막이 돌조부의 전체 길이중 원추면의 밑변쪽 부분을 구부려서 형성되며,
상기 분리공간을 채우는 피처리액 중에 부유하는 고형 불순물 입자가 원심력에 의해 상기 회전 정면 가장자리에 안내되면서 상기 분리공간으로부터 방출 이동될 때, 상기 회전 정면 가장자리에 있어서, 경중에 차이가 있는 각 고형 불순물 입자가 서로의 이동속도의 차이나 유로의 엉킴에 의한 접촉이나 충돌에 의해 단위 입자의 질량이 증대되도록 형성하여,

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질량 증대에 의해 원심력이 보다 효과적으로 단위 입자에 부여되고, 액과 고체와의 분리 성능을 높이는 것을 내용으로 하는 분리판형 원심분리기에 있어서의 고액(固液) 분리 방법을 특징으로 한다.

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청구항 1 내지 청구항 3의 각 발명에 따르면, 모두, 각 분리공간 칸막이 돌조부의 회전 정면 가장자리가 만곡부를 구비한 구성으로 했기 때문에, 분리공간의 피처리액 중의 고형 불순물 입자가 원심력에 의해 회전 정면 가장자리에 안내되어 유동할 때, 상기 「ヘ」자 형상의 만곡부 및 그 근방에 있어서, 경중의 차이가 있는 개개의 고형 불순물 입자가 서로의 이동속도의 차이나 유로의 엉킴에 의한 접촉이나 충돌 또는 이들 접촉이나 충돌의 반복에 의해, 단위 입자의 질량이 증대하기 때문에, 원심력이 보다 효과적으로 고형 불순물 입자에 작용하여, 분리 소요 시간이 단축되거나, 종래에서는 분리가 어려웠던, 보다 미세한 고형 불순물 입자의 분리가 비교적 용이하게 되는 등 종래에 비해 고액 분리 성능을 한층 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 모두, 각 분리공간 칸막이 돌조부의 회전 정면 가장자리에 있어서, 경중에 차이가 있는 개개의 고형 불순물 입자가 원심력에 의해 당해 회전 정면 가장자리에 안내되어 유동할 때, 서로 접촉하거나, 충돌해서, 단위 입자의 질량이 증대되기 때문에, 증대한 고형 불순물 입자에 원심력이 보다 효과적으로 작용하여, 분리 소요 시간이 단축되거나, 종래에서는 분리가 어려웠던, 보다 미세한 고형 불순물 입자의 분리가 비교적 용이하게 되는 등 종래에 비해 고액 분리 성능을 한층 높일 수 있다.

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청구항 2의 발명에 의하면, 종래에 비해 분리 소요 시간이 짧고, 보다 미세한 고형 불순물 입자의 분리가 가능한 고액 분리 성능이 높은 분리판형 원심분리기를 제공할 수 있다.

삭제

청구항 2의 발명에 의하면, 고형 불순물 입자가 비교적 집적하는 원추면의 밑변 쪽에 만곡부가 설치된 분리판을 구비하고 있기 때문에, 고형 불순물 입자의 접촉이나 충돌의 빈도를 높일 수 있고, 질량 증대화에 의해 보다 분리 효율이 높은 분리판형 원심분리기를 제공할 수 있다.

청구항 3의 발명에 의하면, 피처리액 중의 고형 불순물 입자를 그대로 액과 분리할 뿐 아니라, 고형 불순물 입자끼리를 접촉시키거나 충돌시킴으로써, 단위 입자의 질량을 증대시키고, 증대시킨 고형 불순물 입자에 대해서 원심력을 보다 효과적으로 작용시킬 수 있다. 이에 의해, 종래에 비해, 분리 소요 시간이 단축되고, 종래에서는 분리가 어려웠던 보다 미세한 고형 불순물 입자의 분리도 가능하게 하는 분리성능이 높은 분리판형 원심분리기에 있어서의 고액 분리 방법을 제공할 수 있다.

삭제

청구항 3의 발명에 의하면, 고형 불순물 입자가 비교적 집적하는 원추면의 밑변 쪽에 설치된 만곡부 및 그 부근에서 고형 불순물 입자의 접촉이나 충돌의 빈도를 높일 수 있고, 질량 증대화에 의해 보다 분리 효율이 높은 분리판형 원심분리기에 있어서의 고액 분리 방법을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명을, 선박용 디이젤 엔진의 연료유나 윤활유 등을 피처리액으로 하는 분리판형 원심분리기(이하, 단순히 분리기라고도 함)를 예로 하여 설명한다.

<실시예>

실시예의 분리판형 원심분리기의 구조를 도 1 내지 도 6에 있어서 설명한다.

도 1은 분리판형 원심 분리기의 회전체의 단면도, 도 2는 분리판군을 구성하는 분리판의 평면도, 도 3은 분리판의 저면도, 도 4는 분리판의 측면도, 도 5는 분리판의 사시도, 도 6은 분리판의 종단면도이다.

도 1에 있어서, 회전체(1)의 내부에는, 회전체(1)의 회전축 방향으로 삿갓 형상의 분리판(2)이 다수 적층된 분리판군(20)이 설치되어 있다. 이 분리판군(20)을 구성하는 분리판(2)은, 도 2 내지 도 6에 나타내는 바와 같이, 평판을 드로잉 가공에 의해 절두 원추 형상으로 가공된 것이다.

분리판군(20)의 각 층에 있어서, 적층 방향의 상하에 상대적으로 위치하는 위의 각 분리판(2)과 아래 분리판(2)과의 상호의 상하 간극, 즉, 도 2 내지 도 6에 나타내는 분리판(2)에 있어서, 각 층에 있어서의 위 분리판(2)의 원추면(21)의 내면(하면)(212)과 아래 분리판(2)의 원추면(21)의 외면(상면)(211)과의 사이에는, 피처리액이 도입[도 1의 분리판군(20) 중에 도시한 경사 방향을 향한 다수의 화살표는 피처리액의 도입 방향을 나타냄]되는 간극으로서 원추면 간극(도시하지 않음)이 형성되어 있다.

상대적으로 아래에 위치하는 분리판(2)의 원추면(21)의 외면(상면)(211) 상에는, 당해 원추면(21)의 대략 원추 모선 방향으로 분리공간 칸막이 돌조부(3)가 회전체(1)의 회전방향(이 실시예에서는 도면에서 오른쪽 방향=반시계 방향)으로 간격을 두고, 예를 들면 8 분할하여 8 실의 분리공간(4)을 형성되도록 복수, 평면도에서는 회전 중심측으로부터 방사 형상으로 배설되어 있다.

이 분리기에 의한 피처리액(슬러지나 수분을 포함한 연료유나 윤활유 등)의 분리 처리는 크게 나누어서 1차 분리와 2차 분리에 의해 다음과 같이 원심분리 처리된다.

먼저, 도 1에 있어서, 피처리액은, 회전체(1)의 회전축에 회전 방향에 설치된 도입구(11)로부터 회전체(1) 내에 도입되고, 회전체(1)의 고속 회전에 의한 원심력으로 비중이 가벼운 경액(輕液), 비중이 무거운 중액(重液), 고형물 등으로 분리된다(이하, 이를 1차 분리처리라고 함).

이 1차 분리처리에 의해 분리된 비중이 가벼운 경액은, 분리판군(20)의 하방측으로부터 상방측에 걸쳐서 당해 분리판군(20)을 상하방향으로 관통하고, 적어도, 각 분리 공간(4)마다에 당해 분리공간(4)을 관통하도록 설치된 각각의 유통공(22)을 상방향으로 흐르고, 순차적으로 아래로부터 위의 각 층의 각 분리공간(4)으로 유입하고, 각 분리공간(4) 내에 확산해 간다.

다음에 2차 분리처리를 설명한다.

각 분리공간(4) 내에 확산해 가는 피처리액은, 원심력이 부여되어 있기 때문에, 각 분리공간(4)에 당해 유통공(22)으로부터 확산하면서, 피처리액의 액체는, 상하의 분리판(2, 2)의 원추면(21) 사이, 즉, 위 분리판(2)의 원추면(21)의 내면(하면)(212)과 아래 분리판(2)의 원추면(21)의 외면(상면)(211)과의 간극인 분리공간(4) 내를, 분리판(2)의 중심 즉 회전축 방향을 향해서 아래의 원추면(21)의 경사면(211)을 오르도록 상방을 향해서 흘러간다. 이 흐름 즉 상향 유통(流通)은, 도 1의 분리판군(20) 중에 있어서, 경사방향을 향하고 회전축 방향을 향하도록 나타낸 다수의 화살표와 같다.

이와 같이 하여, 분리판군(20)의 각 층의 분리판(2)의 분리공간(3)의 간극을 지나, 분리판군(20)의 상층측 즉 상방향으로 유통한 비교적 가벼운 피처리액은, 최종적으로는, 도 1에 나타내는 회전체(1)의 회전축 근방에 설치된 회수구(15)로부터 정화액으로서 회수된다.

한편, 피처리액 중에 혼입하고 있는 처리 대상 개개의 고형 불순물 입자 중 비교적 비중이 큰 입자는, 회전체(1)의 고속회전에 의한 원심 침강에 의해, 신속하게 회전체(1) 내의 공간(12)의 최대 직경부(13)에 도달하여 집적되고, 회전체(1)의 몸체 둘레에 있어서의 최대 직경부(13)에 설치된 배출구(14)로부터, 적절한 타이밍과 적절한 수단에 의해 회전체(1) 외부로 배출된다. 이 최대 직경부(13)는, 회전체(1)의 내부측에서 보면, 내부에 있어서의 최외주공부(最外周空部)로서 고형 불순물을 일시적으로 저장하는 집진·집적 장소이다.

또한, 비중이 가벼운 피처리액이나 피처리액 중에 포함되는 고형 불순물 입자 등은, 분리판군(20)에 의해 형성되는 광대한 침강면[분리판(2)의 원추 면적×분리판(3)의 수]을 구성하는 각 분리공간(3)에 있어서, 당해 분리공간(3)의 침강면의 분리공간(4)을 형성하는 상대적으로 위(천정측)에 위치하는 위 분리판(2)의 원추면(21)의 내면(하면)(212)측[당해 분리공간(4)의 천정측에 원심력에 의해 침강]에 침강하고, 침강한 원추면(21)을 따라 당해 분리공간(4)의 외주 가장자리(41)측 즉 당해 원추면(21)의 밑변(41)측으로 유동해 간다. 이하, 이 유동을 분리공간(4)으로부터의 배출 유동을 말한다.

이와 같이 하여 각 분리공간(4) 내에 있어서 침강한 개개의 잡다한 질량의 고형 불순물 입자가, 각 분리공간(4)의 외주 가장자리(41)를 향해서 배출 유동될 때에는, 당해 분리공간(4)이 회전 방향으로 복수 형성되도록(칸막이 구분되도록), 회전방향의 전후 방향으로 간격을 두고 배치되어 있는 상대적으로 한 쌍을 이루는 2 개의 분리공간 칸막이 돌조부(3, 3) 중의, 회전방향의 후방에 위치하는 분리공간 칸막이 돌조부(3)[예를 들면, 도 4에 있어서의 부호 3F로 나타내는 분리공간 칸막이 돌조부]에 대한 분리공간 칸막이 돌조부(3R)]에 의해, 정확하게는, 당해 분리공간 칸막이 돌조부(3R)의 회전 방향측의 가장자리(앞가장자리)인 회전 정면 가장자리(31)에 의해, 고형 불순물 입자가 예를 들면 도 5의 파선 화살표의 유동 궤적으로 나타내는 바와 같이, 안내되면서, 마치 분리공간 칸막이 돌조부(3R)에 의해 당해 분리공간(4)으로부터 쓸어내려지듯이 해서, 당해 분리공간(4)의 외주 가장자리(41)측의, 위 분리판(2)의 내면(212)측의 밑변(41)[당해 분리판(2)의 외주 가장자리(41)]으로 보내진다.

그리고, 도 1에 있어서, 상기와 같이 각 분리공간(4)으로부터 외주 가장자리(41)측에 보내져서, 분리판군(20)의 외부로 방출된 고형 불순물(도시하지 않음)은, 분리판군(20)의 주위의 회전체(1) 내의 공간(12)에 도달하고, 마지막에는, 상기와 마찬가지로, 당해 회전체(1) 내의 최외주공부의 소위 고형 불순물 집진 장소인 회전체(1) 내의 최대 직경부(13)에 일시적으로 저장되고, 적절한 수단에 의해 배출구(14)로부터 회전체(1) 외부로 배출된다.

상기와 같이, 분리공간(4)을 채우는 피처리액 중에 부유하는 고형 불순물 입자를 원심력에 의해 분리공간 칸막이 돌조부(3)의 회전 정면 가장자리(31)에 안내시키면서, 당해 분리공간(4)으로부터 외부, 즉 분리판군(20)의 외주부로 당해 분리공간(4) 내를 방출 이동시킬 때, 당해 회전 정면 가장자리(31)에 있어서, 경중에 차이가 있는 개개의 잡다한 고형 불순물 입자가 서로의 이동속도의 차이나 유로의 엉킴에 의한 접촉이나 충돌(도 5의 파선 화살표)에 의해 단위 입자의 질량이 증대하도록 분리공간 칸막이 돌조부(3)를, 보다 정확하게는, 분리공간 칸막이 돌조부(3)의 회전 정면 가장자리(31)를 형성한다.

분리판(2)의 원추면(21)의 원추 모선에 대한 분리공간 칸막이 돌조부(3)의 배치는, 예를 들면, 원추 모선과 교차하도록 비스듬히 기울여서 배치하는데, 도시되지 않지만, 원추 모선과 대략 평행으로 배설(배치)해도 된다.

어느 경우도, 이 분리공간 칸막이 돌조부(3)는, 당해 분리공간(4) 중의 고형 불순물 입자를 원심력에 따라서 당해 분리공간(4)의 하방의 밑변(41)측에, 상대적으로 쓸어내려지도록 작용시키는 장치이기 때문에, 당해 분리공간 칸막이 돌조부(3)를 지나는 원추 모선에 대해서, 분리공간 칸막이 돌조부(3) 상단부측이 회전 방향측에 위치하고, 분리공간 칸막이 돌조부(3)의 하단부측이 회전 후방측에 위치하는 기울기(이하, 단순히 경사라고도 함)가 되도록 배설한다.

이 기울기 즉 경사는, 피처리액의 성분이나 피처리액에 혼입하는 고형 불순물의 물성에 따라 분리에 가장 적합한 각도가 되도록 분리공간 칸막이 돌조부(3)를 배설한다.

이와 같이 분리 공간 칸막이 돌조부(3)를 설치하면, 고형 불순물 입자 상호의 접촉이나 충돌에 의해 불순물 입자의 질량을 증대시킬 수 있고, 입자 질량의 증대에 의해 원심력이 보다 효과적으로 증대한 고형 불순물 입자(단위 입자)에 부여되어 작용하기 때문에, 고액의 분리, 즉 액체와 고체와의 분리 성능을 종래의 분리판에 비해 한층 높일 수 있다.

한편, 실시예에서는 절두 원추 형상으로 형성한 원추면(21)에, 'ヘ'자 형상으로 성형한 분리공간 칸막이 돌조부(3)를 스폿 용접으로 일체로 장착하여 분리판(3)을 설치하고, 분리판(3)의 본체인 원추면판(21)과 쉽게는 분리하기 어려운 견뢰한 구성으로 하고 있다.

이 실시예의 분리공간 칸막이 돌조부(3)의 회전 정면 가장자리(31)의 형태는, 당해 회전 정면 가장자리(31)의 전체 길이에 걸쳐서 회전체(1)의 회전방향(도면에서 우회전)과는 반대방향(도면에서 왼쪽 방향)으로 팽출하는 곡선을 그리도록 만곡 형성하여 있다.

이와 같이 분리공간 칸막이 돌조부(3)의 앞가장자리 즉 회전 정면 가장자리(31)의 전체 길이에 걸친 곡선으로 함으로써, 비교적 넓은 영역에서 고형 불순물 입자의 접촉이나 충돌에 의한 질량 증대화를 꾀할 수 있다.

또한, 그 만곡은 회전 정면 가장자리(31)의 전체 길이 중 원추면(21)의 밑변(41)측 쪽의 부분이 가장 깊게 형성되어 있다.

이와 같이, 고형 불순물 입자가 비교적 집적하는 원추면(21)의 밑변(41) 쪽에 만곡부를 설치하면, 입자 상호의 접촉이나 충돌의 빈도를 높일 수 있어, 그만큼 입자의 질량 증대화를 보다 효율화시킬 수 있다.

실시예에 나타내는 'ヘ'자 형상의 분리공간 칸막이 돌조부(3)의 형상은, 선박용 디이젤 엔진의 연료유나 윤활유 등을 피처리액으로 하는 고액 분리 성능 실험에 있어서, 실시 실힘을 거듭한 실험상 발견된 최량의 형상이다.

따라서, 분리기의 성능이나 용도, 예를 들면, 피처리액의 성분의 여하나 피처리액 중에 혼입하는 고형 불순물(입자)의 물성 여하에 따라서는, 분리공간 칸막이 돌조부(3)의 형상은 달라지는 경우도 있다.

그러나, 여하튼, 그 분리공간 칸막이 돌조부(3)의 형상, 정확하게는 그 회전 정면가장자리(31)의 형상은, 종래와 같은 직선 형상이 아니고, 당해 회전 정면 가장자리(31)에 안내되면서 유동하는 개개의 잡다한 고형 불순물 입자가 상호로 접촉이나 충돌이 보다 효율적으로 발생하는 곡선적 형상으로 하면 된다.

한편, 종래의 분리공간 칸막이 돌조부는, 예를 들면, 특허 문헌 1에서는, 분리공간 칸막이 돌조부에 상당하는 가늘고 긴 문패 형상의 간극편(상기 특허 문헌의 도면에서 부호 2)의 회전 정면 가장자리가 직선적(실제로는 원추면 상에 일체적으로 장착되기 때문에 입체 형상이 되는데, 원추 모선과 일치시킨 방향으로 가늘게 장착하는 경우에는 직선이 됨)으로 성형되어 있기 때문에, 가늘고 긴 문패 형상의 간극편 즉 분리공간 칸막이 돌조부(의 직선적인 회전 정면가장자리)를 따라서 안내되고 있는 동안에 있어서의 잡다한 고형 불순물 입자는, 서로의 입자의 흐름이 엉킴하여 흐뜨러지거나, 입자가 접촉하거나 충돌하는 일이 적고, 어떤 의미에서는 정연하고 질서있게 비교적 순서대로 흐르도록 안내되고 있었다.

이 때문에, 피처리액 중에 혼입한 고형 불순물 입자는, 혼입시의 입자의 크기 그대로 부유해서 안내되고 있었기 때문에, 특별히 비교적 입자가 작아서 미세한 미세 미립자의 고형 불순물의 경우에는, 부여된 원심력이 작아서 유동력이 약하고, 침강속도나 유동속도가 늦어지고, 분리공간(4)으로부터의 배출 유동에 장시간을 요하며, 미세 미립자의 고액 분리에도 장시간을 요함에도 불구하고, 미세 미립자의 제거 능력에 대해서는 불충분했다.

본 발명은, 상기 실시예에 있어서 선박용 디이젤 엔진의 연료유나 윤활유 등을 피처리액으로 하는 분리판형 원심분리기에 대해 설명했는데, 이에 한정하지 않고, 산업상 이용하는 고액 분리기에 있어서 널리 이용할 수 있다.

도 1은 분리판형 원심 분리기의 회전체의 단면도이다.

도 2는 분리판군을 구성하는 분리판의 평면도이다.

도 3은 분리판의 저면도이다.

도 4는 분리판의 측면도이다.

도 5는 분리판의 사시도이다.

도 6은 분리판의 종단면도이다

<도면 주요 부호의 설명>

1 : 회전체 11 : 도입구(피처리액)

12 : 공간(회전체) 13 : 최대직경부(회전체)

14 : 배출구(고형 불순물) 15 : 회수구(정화액)

2 : 분리판 20 : 분리판군

21 : 원추면 211 : 원추면의 외면(상면)

212 : 원추면의 내면(하면) 22 : 유통공

3 : 분리 공간 칸막이 돌조부

3R : 분리 공간 칸막이 돌조부(도 5)

3F : 분리 공간 칸막이 돌조부(도 5)

31 : 회전 정면가장자리(분리 공간 칸막이 돌조부의 앞가장자리)

4 : 분리공간

41 : 원추면의 밑변(분리판의 외주가장자리)

Claims (22)

1. 분리판형 원심 분리기의 회전체 내에 상기 회전체의 회전축 방향으로 적층되는 절두 원추 형상의 분리판에 있어서,

   적층된 상하의 각 상기 분리판 상호간의 원추면 간극을 상기 회전체의 회전 방향으로 간극을 두고 분리 공간이 형성되도록, 하방에 위치하는 분리판의 원추면의 원추 모선 방향으로 배설되는 분리 공간 칸막이 돌조부는, 상기 분리 공간 칸막이 돌조부를 지나는 원추 모선에 대해서, 상기 분리 공간 칸막이 돌조부의 상단부측이 회전방향측에 위치하고, 상기 분리 공간 칸막이 돌조부의 하단부측이 회전후방측에 위치하도록 비스듬하게 배설(配設)되며,

   상기 분리 공간 칸막이 돌조부의 회전체의 회전 방향측 회전 정면가장자리가, 상기 회전체의 회전 방향과는 반대 방향으로 팽출하는 곡선을 그리도록 역 「ヘ」자 형상으로 만곡 형성된 만곡부를 포함하며,

   상기 만곡부는 분리 공간 칸막이 돌조부의 전체 길이중 원추면의 밑변쪽 부분을 구부려서 형성되는 것을 특징으로 하는 분리판형 원심 분리기용 분리판.
2. 분리판형 원심 분리기의 회전체 내에 상기 회전체의 회전축 방향으로 적층되는 절두 원추 형상의 분리판을 구비한 분리판형 원심 분리기에 있어서,

   적층된 상하의 각 상기 분리판 상호간의 원추면 간극을 상기 회전체의 회전 방향으로 간극을 두고 분리 공간이 형성되도록, 하방에 위치하는 분리판의 원추면의 원추 모선 방향으로 배설되는 분리 공간 칸막이 돌조부는, 상기 분리 공간 칸막이 돌조부를 지나는 원추 모선에 대해서, 상기 분리 공간 칸막이 돌조부의 상단부측이 회전방향측에 위치하고, 상기 분리 공간 칸막이 돌조부의 하단부측이 회전후방측에 위치하도록 비스듬하게 배설(配設)되며,

   상기 분리 공간 칸막이 돌조부의 회전체의 회전 방향측 회전 정면가장자리가, 상기 회전체의 회전 방향과는 반대 방향으로 팽출하는 곡선을 그리도록 역 「ヘ」자 형상으로 만곡 형성된 만곡부를 포함하며,

   상기 만곡부는 분리 공간 칸막이 돌조부의 전체 길이중 원추면의 밑변쪽 부분을 구부려서 형성되는 것을 특징으로 하는 분리판형 원심 분리기.
3. 분리판형 원심 분리기의 회전체 내에 상기 회전체의 회전축 방향으로 적층되는 절두 원추 형상의 분리판에서의 고액(固液) 분리 방법에 있어서,

   적층된 상하의 각 상기 분리판 상호간의 원추면 간극을 상기 회전체의 회전 방향으로 간극을 두고 분리 공간이 형성되도록, 하방에 위치하는 분리판의 원추면의 원추 모선 방향으로 배설되는 분리 공간 칸막이 돌조부는, 상기 분리 공간 칸막이 돌조부를 지나는 원추 모선에 대해서, 상기 분리 공간 칸막이 돌조부의 상단부측이 회전방향측에 위치하고, 상기 분리 공간 칸막이 돌조부의 하단부측이 회전후방측에 위치하도록 비스듬하게 배설(配設)되며,

   상기 분리 공간 칸막이 돌조부의 회전체의 회전 방향측 회전 정면가장자리가, 상기 회전체의 회전 방향과는 반대 방향으로 팽출하는 곡선을 그리도록 역 「ヘ」자 형상으로 만곡 형성된 만곡부를 포함하며,

   상기 만곡부는 분리 공간 칸막이 돌조부의 전체 길이중 원추면의 밑변쪽 부분을 구부려서 형성되며,

   상기 분리공간을 채우는 피처리액 중에 부유하는 고형 불순물 입자가 원심력에 의해 상기 회전 정면 가장자리에 안내되면서 상기 분리공간으로부터 방출 이동될 때, 상기 회전 정면 가장자리에 있어서, 경중에 차이가 있는 각 고형 불순물 입자가 서로의 이동속도의 차이나 유로의 엉킴에 의한 접촉이나 충돌에 의해 단위 입자의 질량이 증대되도록 형성하여,

   질량 증대에 의해 원심력이 보다 효과적으로 단위 입자에 부여되고, 액과 고체와의 분리 성능을 높이는 것을 내용으로 하는 분리판형 원심분리기에 있어서의 고액(固液) 분리 방법.
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