KR101347942B1 - 원심 분리기 - Google Patents

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알파 라발 코포레이트 에이비
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Abstract

본 발명은 액체 불순물을 포함하는 가스의 정화를 위한 원심 분리기에 관한 것이다. 고정 케이싱(1)은 분리 공간(2)을 둘러싸며, 내벽면(3)을 갖는다. 분리기는 정화될 가스를 위한 입구(9)를 포함한다. 회전 부재(4)는 회전축(x) 둘레로 회전하며, 가스로부터 액체 불순물의 적어도 대부분의 분리를 위해 회전 방향(r)으로 가스를 회전시킨다. 가스 출구(10)는 정화된 가스의 배출을 위해 회전 부재(4) 하류에 제공된다. 제1 액체 출구(11)는 액체 불순물을 배출하고, 내벽면을 통해 연장하는 적어도 하나의 출구 구멍(21)을 포함한다. 환형 표면(20)은 벽 표면으로부터 내향 연장하고, 출구 구멍의 하류에 배치된다. 제1 액체 출구(11)는 출구 구멍 반경방향 내측에 그리고 거리를 두고 환형 표면으로부터 연장하는 환형 차폐 요소(22)를 포함한다. 차폐 요소 및 환형 표면은 출구 구멍 반경방향 내측에 환형 홈(23)을 형성한다.
환형 표면, 환형 홈, 회전 부재, 액체 불순물, 원심 분리기

Description

원심 분리기 {CENTRIFUGAL SEPARATOR}
본 발명은 일반적으로 오일 입자 및 오일 미스트(oil mist) 같은 액체 불순물로부터 가스의 정화를 위한 원심 분리기에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 원심 분리기에 관한 것이다.
SE-C-523 690호는 오일 입자 및/또는 오일 미스트 형태의 액체 불순물을 함유하는 가스의 정화를 위한 이런 원심 분리기를 개시하고 있다. 공지된 원시 분리기에서, 정화된 가스를 위한 가스 출구는 분리 공간의 하부 부분으로부터 연장한다. 가스 출구 바로 위에는 분리 공간 내로 연장하는 환형 표면을 형성하는 반경방향 차폐 요소가 존재한다. 차폐 요소의 위쪽, 즉, 상류에는 차폐 요소로부터 거리를 두고 분리 공간으로부터의 분리된 오일의 배출을 위한 복수의 출구 구멍이 존재한다. 일 실시예에 따르면, 반경방향 차폐 요소로부터 상방으로 축방향 차폐 요소가 연장하지만, 이 축방향 차폐 요소는 출구 구멍의 축방향 아래, 즉, 축방향 하류에 배치되어 있다. 분리된 오일은 분리 공간의 내벽에 의해 포획되며, 출구 구멍을 향해 하방으로 유동한다. SE-C-523 690호에 개시된 기술은 차폐 요소가 차폐 요소 바로 위에 환형 가스 쿠션을 생성하고 이러한 가스 쿠션이 가스 쿠션의 상부 단부의 레벨과 출구 구멍의 레벨에서 하향 유동하는 오일을 정지시킴으로써 오일이 출구 구멍을 통해 배출될 수 있다는 현상에 기초한다.
분리 공간 내로 연장하는 환형 차폐 요소의 환형 표면에 매우 인접한 층 상에 퇴적된 또는 이 층 내에 위치된 액체 불순물, 예를 들어, 오일은 이 층 내의 가스 유동의 회전이 비회전 차폐 요소에 대한 마찰에 의해 감속되기 때문에 이 표면을 따라 분리 공간의 중심을 향해 반경방향 내향 이송된다.
본 출원인은 하향 유동하는 오일의 일부가 가스 쿠션 및 상기 차폐 요소를 통과하며, 이는 오일의 이 일부가 가스 출구를 통해 원심 분리기로부터 배출되는 정화된 가스를 뒤따른다는 것을 의미한다는 사실을 발견하였다.
공지된 원심 분리기의 출구 구멍은 케이싱의 외주를 따라 등거리로 배치된다. 이는 구멍으로부터 배출된 오일이 공통 출구로의 수송을 위해 케이싱 외부에 수집되어야한다는 것을 의미한다.
본 발명의 목적은 효율적 방식으로 가스로부터 액체 불순물을 분리할 수 있는 원심 분리기를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 가스가 원심 분리기를 벗어나기 이전에 분리된 액체 불순물이 가스와 재혼합되는 것을 방지하는 간단한 구조를 갖는 원심 분리기를 목적으로 한다.
이 목적은 제1 액체 출구가 환형 차폐 요소를 포함하고, 환형 차폐 요소가 출구 구멍으로부터 거리를 두고 환형 표면으로부터 연장하며, 출구 구멍의 반경방향 내측에 배치되고, 환형 차폐 요소와 환형 표면은 함께 출구 구멍 반경방향 내측에 배치된 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 서두에 규정된 원심 분리기에 의해 달성된다.
이런 홈에 의해, 내벽면을 따라 유동하는 액체 불순물이 포획된다. 액체 불순물은 회전 방향을 따라 회전 경로 내에서 비교적 고속으로 이동한다. 액체 불순물은 홈 내에 수집되고, 홈 내에서 회전 방향으로 유동한다. 가스가 분리 공간 내에서 회전한다는 사실로 인해, 환형 표면에 도달한 액체 불순물은 환형 표면 상에서 내향 이송된다. 본 발명에 따른 차폐 요소에 의해, 이런 내향 유동이 방지될 수 있다. 액체 불순물은 내향으로 유동하는 대신 홈 내에서 수집되며, 이들이 출구 구멍의 레벨에 도달할 때, 분리 공간으로부터 외부로 배출된다. 결과적으로, 홈은 액체 불순물을 위한 일종의 끝이 막힌 통로(dead-end street)를 형성한다. 회전축에 관하여 차폐 요소와 홈이 출구 구멍의 반경방향 내측에 배치된다는 사실 때문에, 즉, 축방향으로 출구 구멍을 통과해 연장한다는 사실 때문에, 어떠한 액체 불순물도 차폐 요소를 통해 가스 출구로 통과할 수 없다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 홈은 개방된 환형 상류 단부와 폐쇄된 환형 하류 단부를 갖는다. 상류 단부는 출구 구멍의 하류 단부의 축방향 상류에 배치될 수 있고, 바람직하게는, 또한, 출구 구멍의 상류 단부의 축방향 상류에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라서, 환형 표면은 환형 차폐 요소로부터 내향 연장한다.
본 발명의 다른 실시예에 따라서, 제1 액체 출구는 제1 환형 수집 채널을 포함하고, 이 제1 환형 수집 채널은 홈의 반경방향 외측에서, 바람직하게는, 내벽면의 외측에서 분리 공간 둘레로 연장한다. 이 방식으로, 분리된 액체 불순물은 쉽고 편리한 방식으로 홈으로부터 수집될 수 있고, 그후, 하나의 단일 도관에 의해 원심 분리기로부터 외부로 이송될 수 있다. 바람직하게는, 용이한 방식으로 홈 내에서 회전 방향으로 유동하는 액체 불순물이 제1 환형 수집 채널로 배출되는 방식으로 홈과 제1 수집 채널 사이에서 출구 구멍이 연장한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 환형 표면은 환형 차폐 요소 내측에 배치되어 가스 출구의 일부를 형성하는 적어도 하나의 개구를 포함한다. 상기 적어도 하나의 개구는 중앙 관통유동 개구 및/또는 회전축으로부터 실질적으로 동일한 반경방향 거리 또는 서로 다른 반경방향 거리에 배치될 수 있는 복수의 중간 관통유동 개구를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 이런 중간 관통유동 개구 각각은 관통유동 개구의 에지로부터 돌출하는 설상부(tongue)를 포함한다. 이런 설상부에 의해, 접선방향 가스 유동의 디스크 하류의 실질적인 축방향 가스 유동으로의 효율적 변환이 달성되며, 따라서, 원심 분리기를 통한 가스 유동의 효율 증가가 달성된다. 이 방식으로, 원심 분리기의 효율이 더 향상될 수 있다. 유리하게는, 설상부가 환형 표면 상류에 배치되는 방식으로 설상부가 에지로부터 돌출하며, 이는 설상부가 환형 표면 하류에 제공된 경우에 비해 증가된 가스 유동을 도출한다. 또한, 설상부는 각각의 에지로부터 회전 방향을 향해, 그리고, 환형 표면으로부터 회전 부재를 향해 돌출할 수 있다. 결과적으로, 설상부는 관통유동 개구를 통해 접선방향 가스 유동을 안내하는 안내 베인으로서 기능할 것이다. 관통유동 개구 및 설상부는 회전 방향으로 실질적 아치형 연장부를 가질 수 있으며, 이는 가스 유동에 대한 바람직한 영향을 갖는다.
본 발명의 다른 실시예에 따라서, 환형 표면은 실질적으로 평면형이며, 원심 분리기를 통한 횡단면에 평행하다. 또한, 환형 표면은 미소하게 원추형 또는 돔형일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라서, 원심 분리기는 제1 액체 출구 상류에 제공된 제2 액체 출구를 포함한다. 유리하게는, 이때, 제2 액체 출구는 주 출구를 형성하며, 제1 액체 출구는 나머지 출구를 형성한다. 이런 배열에 의해, 정화될 가스로부터의 실질적 모든 액체 불순물의 매우 양호한 분리가 보증되며, 실질적으로 완전히 정화된 가스가 가스 출구를 거쳐 원심 분리기를 벗어날 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따라서, 제2 액체 출구는 내벽면 반경방향 외측에서 분리 공간 둘레로 연장하는 제2 환형 수집 채널을 포함한다. 또한, 제2 액체 출구는 분리 공간과 제2 환형 수집 채널 사이에서 연장하는 적어도 하나의 출구 구멍을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라서, 원심 분리기는 회전축이 실질적으로 수직으로 연장하는 방식으로 제공되도록 배열되며, 고정 케이싱은 상부 단부와 하부 단부를 가지고, 가스 출구는 상부 단부에 제공된다. 이때, 제2 액체 출구는 하부 단부에 제공될 수 있으며, 액체 불순물의 대부분은 내벽면을 따라 제2 액체 출구로 하향 유동한다. 아마도 더 작은 부분의 액체 불순물이 상향 유동 가스 유동으로 인해 내벽면을 따라 상방으로 홈과 제1 액체 출구로 이송될 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따라서, 회전 부재는 예를 들어 원추형, 반경방향 또는 축방향일 수 있는 복수의 분리 디스크를 포함한다.
이제, 본 명세서에 첨부된 도면을 참조로, 예로서, 개시된 다양한 실시예의 설명을 통해 보다 상세하게 본 발명을 설명한다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 원심 분리기를 통한 수직 단면을 도시한다.
도2는 도1의 선 II-II을 따른 횡단면을 도시한다.
도3은 도1의 선 III-III을 따른 횡단면을 도시한다.
도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 원심 분리기를 통한 수직 단면을 도시한다.
도5는 도1의 선 V-V를 따른 횡단면을 도시한다.
도1 및 도2는 액체 불순물, 예로서, 오일 미스트 또는 오일 입자 형태의 오일과, 가능하게는 고체 입자를 포함하는 가스의 정화를 위한 원심 분리기를 도시한다. 원심 분리기는 실질적으로 폐쇄된 분리 공간(2)을 둘러싸는 고정 케이싱을 포함한다. 케이싱(1)은 분리 공간(2)에 대면하는 내벽면(3)을 갖는다. 분리 공간(2)은 가스의 관통 유동을 허용하도록 배열된다.
또한, 원심 분리기는 회전 부재(4)를 포함하며, 이 회전 부재(4)는 분리 공간(2) 내에 제공되고 역시 케이싱(1)을 통한 중앙축을 형성하는 회전축(x) 둘레에 서 회전 방향(r)으로 회전하도록 배열된다. 원심 분리기는 회전축(x)이 실질적 수직으로 연장하여 고정 케이싱(1)이 상부 단부(1')와 하부 단부(1")를 갖는 방식으로 제공된다.
회전 부재(4)는 베어링(6)에 의해 상부 단부(1')의 부근에서 케이싱(1) 내에 저널링되어 있는 스핀들 부재(5)와 복수의 분리 디스크(7)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 분리 디스크(7)는 원추형이며, 스핀들 부재(5)로부터 경사 하향 및 외향으로 연장한다. 또한, 본 발명은 완전한 반경방향 분리 디스크 또는 스핀들 부재(5)로부터 축방향 평면 내에서 연장하는 분리 디스크를 구비하는 회전 부재에도 적용될 수 있다.
회전 부재(4)는 구동 부재(8)에 의해, 예를 들어, 전기 모터에 의해 구동되며, 가스로부터 액체 불순물을 원심력에 의해 분리하기 위하여 회전 방향(r)으로 가스를 회전시키도록 구성된다. 제1 실시예에서, 구동 부재(8)는 예로서, 적절한 방식으로 장착된, 구동 부재(8)로부터 내벽면(3)으로 반경방향으로 연장하는 3개 또는 4개의 로드를 포함할 수 있는 지지 장치(14)에 의해 분리 공간(2) 내에 장착된다.
도시된 실시예에서, 원심 분리기는 또한 정화될 가스를 위한 입구(9)와 정화된 가스를 위한 가스 출구(10)와, 분리된 액체 불순물을 위한 제1 액체 출구(11)와, 분리된 액체 불순물을 위한 제2 액체 출구(12)를 포함한다.
입구(9)는 중앙에 제공되며 케이싱(1)의 하부 단부(1")를 통해 연장한다. 입구(9)는 가스를 회전 부재(4)의 중앙 공간(15) 내로 이송한다. 이 중앙 공 간(15)으로부터, 가스는 분리 디스크(7) 사이에 형성된 간극으로 반경방향 외향 이송된다. 가스 출구(10)는 회전 부재(4) 하류의 케이싱(1)의 상부 단부(1')에 제공된다. 따라서, 분리 디스크(7) 사이의 간극을 벗어나는 가스는 회전 방향(r)으로 높은 회전 속도로 회전하며, 정화된 가스가 분리 공간(2)을 벗어나는 가스 출구(10)까지 상방으로 이 회전 이동을 지속한다.
제1 액체 출구(11)는 가스 유동에 관하여 가스 출구(10) 상류에 제공된다. 제2 액체 출구(12)는 케이싱(1)의 하부 단부(1")에 제공되며, 가스 유동에 관하여, 제1 액체 출구(11) 상류에 제공된다. 도시된 실시예에서, 제2 액체 출구(12)는 액체 불순물의 대부분을 배출하도록 구성된 주 출구를 형성하며, 제1 액체 출구(11)는 실질적으로 모든 나머지 액체 불순물을 배출하도록 구성된 나머지 출구를 형성한다. 분리된 액체 불순물은 액체 출구(11, 12)를 거쳐 배출된 고체 입자를 포함할 수 있다는 것을 주의하여야 한다.
또한, 원심 분리기는 내벽면(3)으로부터 내향 연장하는 환형 표면(20)을 포함한다. 제1 실시예에서, 환형 표면(20)은 분리 공간(2)의 상부 단부 벽에 의해 형성된다. 환형 표면(20)은 제1 실시예에서, 실질적으로 평면형이며, 회전축(x)에 수직이고, 즉, 환형 표면(20)은 원심 분리기를 통한 횡단면과 평행하다. 또한, 환형 표면은 미소하게 원추형이거나, 다소 돔형일 수 있다.
제1 액체 출구(11)는 내벽면(3)을 통해 외향 연장하는 적어도 하나의 출구 구멍(21)을 포함한다. 제1 실시예에서, 제1 액체 출구(11)는 세 개의 이런 출구 구멍(21)을 포함하지만(도2 참조), 그 갯수는 변할 수 있으며, 예를 들어, 2, 4, 5 또는 그 이상의 출구 구멍(21)도 될 수 있다.
또한, 제1 액체 출구(11)는 내벽면(3)과 출구 구멍(21)으로부터 거리를 두고 환형 표면(20)으로부터 연장하는 환형 차폐 요소(22)를 포함한다. 도1에서 볼 수 있는 바와 같이, 환형 차폐 요소(22)는 출구 구멍(21)의 반경방향 내측에 배치되고, 다시 말해서, 차폐 요소(22)는 회전축(x)으로부터 반경방향으로 볼 때 출구 구멍을 완전히 또는 실질적으로 완전히 덮는다. 제1 실시예의 차폐 요소(22)는 회전축(x)과 실질적으로 평행하게 연장하지만, 또한, 회전축(x)에 관하여 적어도 미소하게 경사질 수 있다.
따라서, 환형 차폐 요소(22) 및 환형 표면(20)은 내벽면(3)과 함께 출구 구멍(21) 반경방향 내측에 배치된 환형 홈(23)을 형성한다. 환형 홈(23)은 개방된 환형 상류 단부와 폐쇄된 환형 하류 단부를 갖는다. 제1 실시예에서, 환형 표면(20)은 환형 차폐 요소(22)로부터 내향 연장되고, 즉, 차폐 요소(22)를 통과한다.
또한, 제1 액체 출구(11)는 제1 환형 수집 채널(25)을 포함하고, 이 제1 환형 수집 채널은 환형 홈(23)의 레벨에서 그리고 반경방향 외측으로 분리 공간(2) 둘레로 외주 방향으로 연장한다. 제1 환형 수집 채널(25)은 고정 케이싱(1)의 벽 내에 제공된다. 환형 홈(23)은 출구 구멍(21)을 거쳐 제1 환형 수집 채널(25)과 연통하며, 따라서, 출구 구멍(21)은 제1 환형 수집 채널(25)과 환형 홈(23) 사이에서 연장하면서 환형 홈(23)과 제1 환형 수집 채널(25)을 연결한다.
환형 표면(20)은 환형 차폐 요소(22) 내측에 배치된 적어도 하나의 개구(26) 를 포함한다. 개구(26)는 제1 실시예에서, 중앙 관통유동 개구로서 구성되며, 가스 출구(10)의 일부를 형성한다.
또한, 제2 액체 출구(12)는 내벽면(3) 반경방향 외측에서 분리 공간(2) 둘레로 연장하는 제2 환형 수집 채널(30)을 포함한다. 또한, 적어도 하나의 출구 구멍(31)은 분리 공간(3)과 제2 환형 수집 채널(30) 사이에서 연장하는 방식으로 제공된다. 제2 액체 출구(12)은 예로서, 1, 2, 3, 4, 5, 6개의 또는 그 이상의 이런 출구 구멍(31)을 포함할 수 있다. 제2 액체 출구(12)는, 즉, 출구 구멍(31)은 하부 단부(1")에 제공된다.
도1에서 볼 수 있는 바와 같이, 제1 액체 출구(11)의 제1 환형 수집 채널(25)은 도시된 실시예에서 회전축(x)과 실질적으로 평행하게 연장하는 적어도 하나의 연결 채널(32)을 거쳐 제2 액체 출구(12)의 제2 환형 수집 채널(30)에 연결된다. 물론, 하나 이상의 이런 연결 채널(32)을 제공하는 것이 가능하다. 또한, 원심 분리기로부터의 분리된 액체 불순물의 배출을 위해 제2 환형 수집 채널(30)로부터 적어도 하나의 배출 도관(33)이 연장된다.
또한, 원심 분리기는 하부 환형 단부면(50)을 포함하고, 이 하부 환형 단부면(50)은 회전 부재(4)와 내벽면(3) 사이에서 연장된다. 하부 단부면(50)은 액체 불순물을 제2 액체 출구(12)로 반경방향 외향 이송하도록 구성된다. 하부 단부면(50)은 도시된 실시예에서 미소하게 원추형이며, 외향 및 하향 경사져있다(도1 참조). 그러나, 하부단부면(50)은 또한 실질적으로 평면형이거나, 심지어, 다소 상향 및 외향으로 경사질 수도 있다는 것을 주의하여야 한다. 또한, 원심 분리기 는 복수의 안내 요소(51)를 포함하며, 이 안내 요소(51)는 하부 단부면(50) 상에 제공되며, 내벽면(3)과 출구 구멍(31)을 향해 외향으로 액체 불순물의 이송을 촉진하도록 배열된다(도3 참조). 안내 요소(51)는 반경방향 외향으로 볼 때, 회전 방향(r)으로 전방으로 지향된다. 안내 요소(51)는 직선이거나 굴곡될 수 있다. 각 안내 요소(51)는 제1 반경방향 내부 단부(51')와 제2 반경방향 외부 단부(51")를 갖는다. 내벽면(3)과 반경방향 외부 단부(51") 사이에 반경방향 외부 통로가 형성되는 방식으로, 내벽면(3)에 근접하지만, 내벽면(3)으로부터 거리를 두고 반경방향 외부 단부(51")가 배치된다(도3 참조). 각 안내 요소의 반경방향 내부 단부(51')와 환형 내부 단부 사이에 반경방향 내부 통로가 형성되는 방식으로 환형 표면(50)의 환형 내부 단부에 근접하지만, 환형 내부 단부로부터 거리를 두고 반경방향 내부 단부(51')가 배치된다(도3 참조).
도시된 원심 분리기는 예를 들어, 오일 입자 및/또는 오일 미스트 형태의 오일을 포함하는 가스의 정화를 위해 사용될 수 있다. 정화될 가스는 입구(9)를 거쳐 공간(15)에 공급될 수 있다. 회전 부재(4)의 회전으로 인해, 가스는 또한 분리 디스크(7) 사이의 간극 내로 흡입되고, 오일은 이들 디스크(7)에 부착되며, 원심력으로 인해 디스크(7) 상에서 외향 이송된다. 그후, 오일은 디스크(7)를 벗어나며, 내벽면(3)에 대하여 투사된다. 그후, 오일은 내벽면(3) 상에서 제2 액체 출구(12)와 하부 단부면(50)까지 아래로 하향 유동하고, 제2 액체 출구(12)에서 오일은 출구 구멍(31)을 통해 제2 환형 수집 채널(30) 내로 유동 배출된다. 내벽면(3)에 충돌한 오일의 일부는 가스 출구(10)로 상향하는 회전 부재로부터의 가스 유동으로 인해, 내벽면(3)을 따라 상향 이송된다. 이 오일은 환형 홈(23) 내로 하향 유동하고, 출구 구멍(21)을 거쳐 제1 환형 수집 채널(25) 내로 이송된다. 제1 환형 수집 채널(25)로부터, 분리된 오일은 그후, 제2 환형 수집 채널(30)로 하향 이송된다. 따라서, 분리된 오일은 이 수집 채널(30)로 이송되며, 그곳으로부터 배출 도관(33)을 거쳐 원심 분리기를 벗어난다.
도4는 제2 실시예를 도시한다. 실질적으로 동일한 기능을 갖는 요소는 두 실시예에서 동일한 참조 번호가 제공되어 있다는 것을 주의하여야 한다. 제2 실시예는 가스 출구(10)와 회전 부재(4) 사이에 제공된 디스크(40)를 원심 분리기가 포함하는 점에서 제1 실시예와 다르다. 디스크(40)는 복수의 관통유동 개구(41)를, 제2 실시예에서는 네 개의 관통유동 개구(41)를 구비한다(도5 참조). 그러나, 디스크는 더 많거나 더 적은 이런 관통유동 개구(41), 예로서, 2, 3, 5, 6, 7 개의 또는 그 이상의 관통유동 개구(41)를 포함할 수 있다는 것을 주의하여야 한다. 관통유동 개구 각각은 회전 방향(r)에 관하여 전방 에지(41')와 후방 에지(41")를 포함한다(도5 참조). 또한, 관통유동 개구(41) 각각은 관통유동 개구(41)의 후방 에지(41")로부터 돌출하는 설상부(42)를 포함한다. 도4로부터 볼 수 있는 바와 같이, 설상부(42) 각각은 설상부(42)가 디스크(40) 상류에 배치되는 방식으로, 즉, 각 설상부(42)가 회전 부재(4)와 디스크(40) 사이에 배치된 외부 단부(43)를 갖는 방식으로 에지(41")로부터 돌출한다. 또한, 각 설상부(42)는 후방 에지(41")와 일치하는 내부 단부(44)를 갖는다. 따라서, 각 설상부(42)는 각 후방 에지(42")로부터 회전 방향(r)을 향해 돌출한다. 또한, 도5에서 볼 수 있는 바와 같이, 각 관통유동 개구(41)는 회전 방향(r)으로 실질적 아치형 연장부를 갖는다. 또한, 각 설상부(42)는 회전 방향(r)으로 실질적 아치형 연장부를 갖는다. 도시된 실시예에서, 디스크(40)는 실질적 평면형이며, 원심 분리기를 통한 횡단면 평면과 평행하다. 회전축(x)은 이 횡단면 평면에 대한 법선을 형성한다. 각 설상부(40)는 횡단면 평면에 관하여 경사각(α)으로 경사진다. 경사각(α)은 변할 수 있으며, 1°내지 40°사이이다.
제2 실시예에서, 디스크(40)는 환형 표면(20)을 형성하며, 환형 차폐 요소(22)는 디스크(40)와 환형 표면(20)으로부터 상향 방향으로, 즉, 제2 실시예에서 하향으로 연장된다. 따라서, 홈(23)은 차폐 요소(22), 내벽면(3) 및 디스크(40)의 환형 표면(20)에 의해 형성된다.
따라서, 분리 디스크(7) 사이의 간극으로 인도된 가스는 회전 방향(r)으로 매우 높은 회전 속도로 회전된다. 이 회전 운동은 가스가 디스크(40)에 도달할 때까지 지속된다. 그후, 설상부(42)는 안내 베인으로서 기능하며, 관통유동 개구(41)를 통해 가스를 안내한다. 가스가 관통유동 개구(41)를 통과할 때, 높은 회전속도는 감속되고, 축방향 유동 속도로 변환된다. 이 방식으로, 많은 가스 유동이 가스 출구(10)를 향해 축방향 상향 이송될 수 있다. 입구(9)로부터 가스 출구(10)로 유동하는 모든 가스는 디스크(40)의 관통유동 개구(31)를 통해 이송되고, 내벽면(3)에 대하여 투사된다는 것을 주의하여야 한다. 그후, 액체 불순물은 액체 불순물이 제2 환형 수집 채널(30) 내로 유동 배출되는 제2 액체 출구(12)와 분리 공간(2)의 하부 단부로 내벽면(3) 상에서 하향 유동한다. 내벽면(3)에 충돌한 액체 불순물의 일부는 디스크(40)를 향해 상향하는 회전 부재(4)로부터의 가스 유동으로 인해 내벽면(3)을 따라 상향 이송된다. 이들 액체 불순물은 내벽면(3)을 따라 홈(23) 내로 하향 유동하고, 그곳으로부터 출구 구멍(21)을 거쳐 제1 환형 수집 채널(25) 내로 유동한다.
본 발명은 설명된 실시예에 한정되지 않으며, 하기의 청구범위의 범주 내에서 변경 또는 수정될 수 있다.

Claims (20)

  1. 가스의 관통 유동을 허용하는 분리 공간(2)을 둘러싸고, 분리 공간에 대면하는 내벽면(3)을 구비하는 고정 케이싱(1)과,
    정화될 가스를 위한 입구(9)와,
    가스 유동에 관하여 입구(9) 하류에서 분리 공간(2) 내에 제공되며, 회전축(x) 둘레에서 회전 방향(r)으로 회전하도록 배열되고, 가스로부터 액체 불순물의 적어도 일부의 분리를 위해, 원심력에 의해 회전 방향(r)으로 가스를 회전시키도록 구성되는 회전 부재(4)와,
    정화된 가스의 배출을 위해, 가스 유동에 관하여 회전 부재(4) 하류에 제공된 가스 출구(10)와,
    내벽면(3)을 통해 연장하는 적어도 하나의 출구 구멍(21)을 포함하는 액체 불순물의 배출을 위한 적어도 제1 액체 출구(11)와,
    분리된 액체 불순물의 배출을 위해 제1 액체 출구(11) 상류이면서 회전 부재(4) 하류에 제공되어 있는 제2 액체 출구(12)와,
    출구 구멍(21) 하류에 배치되고, 내벽면(3)으로부터 내향 연장하는 환형 표면(20)을 포함하는 액체 불순물을 포함하는 가스의 정화를 위한 원심 분리기에 있어서,
    상기 제1 액체 출구(11)는 환형 차폐 요소(22)를 포함하고, 환형 차폐 요소(22)는 출구 구멍(21)으로부터 거리를 두고 환형 표면(20)으로부터 연장되며, 출구 구멍(21) 반경방향 내측에 배치되며,
    환형 차폐 요소(22) 및 환형 표면(20)은 출구 구멍(21) 반경방향 내측에 배치된 환형 홈(23)을 형성하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  2. 제1항에 있어서, 환형 홈(23)은 개방된 환형 상류 단부와 폐쇄된 환형 하류 단부를 갖는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 환형 표면(20)은 환형 차폐 요소(22)로부터 내향 연장하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 액체 출구(11)는 환형 홈(23) 반경방향 외측에서 분리 공간(2) 둘레로 연장하는 제1 환형 수집 채널(25)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  5. 제4항에 있어서, 출구 구멍(21)은 환형 홈(23)과 제1 환형 수집 채널(25) 사이에서 연장하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 환형 표면(20)은 환형 차폐 요소(22) 내측에 배치되어 가스 출구(10)의 일부를 형성하는 적어도 하나의 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 개구는 중앙 관통유동 개구(26)를 포함 하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  8. 제6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 개구는 복수의 중간 관통유동 개구(41)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 중간 관통유동 개구(41) 각각은 중간 관통유동 개구(41)의 에지(41")로부터 돌출하는 설상부(42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  10. 제9항에 있어서, 설상부(42)는 설상부(42)가 환형 표면 상류에 배치되는 방식으로 에지(41")로부터 돌출하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  11. 제10항에 있어서, 설상부(42)는 각 에지(41")로부터 회전 방향(r)을 향해, 그리고, 환형 표면(20)으로부터 회전 부재(4)를 향해 돌출하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  12. 제9항에 있어서, 중간 관통유동 개구(41)와 설상부(42)는 회전 방향(r)으로 아치형 연장부를 갖는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 환형 표면(20)은 평면형이고, 원심 분리기를 통한 횡단면과 평행한 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  14. 삭제
  15. 제1항에 있어서, 제2 액체 출구(12)는 주 출구를 형성하고, 제1 액체 출구(11)는 나머지 출구를 형성하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  16. 제1항에 있어서, 제2 액체 출구(12)는 내벽면(3)의 반경방향 외측에서 분리 공간(2) 둘레로 연장하는 제2 환형 수집 채널(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  17. 제16항에 있어서, 제2 액체 출구(12)는 분리 공간(2)과 제2 환형 수집 채널(30) 사이에서 연장하는 적어도 하나의 출구 구멍(31)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  18. 제1항 또는 제2항에 있어서, 원심 분리기는 회전축(x)이 수직으로 연장하는 방식으로 제공되도록 배열되고, 고정 케이싱(1)은 상부 단부(1')와 하부 단부(1")를 구비하며, 가스 출구는 상부 단부(1')에 제공되는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  19. 제18항에 있어서, 원심 분리기는 분리된 액체 불순물의 배출을 위해 제1 액체 출구(11) 상류이면서 회전 부재(4) 하류에 제공되어 있는 제2 액체 출구(12)를 포함하고,
    제2 액체 출구(12)는 하부 단부(1")에 제공되는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
  20. 제1항 또는 제2항에 있어서, 회전 부재(4)는 복수의 분리 디스크(7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
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