JP4947623B2 - 遠心分離機及びそのロータ - Google Patents

Description

本発明は、ロータを流れる汚染液体から固体の汚染物質を分離する遠心分離機に関するもので、その液体はロータから噴流として噴出し、噴出する液体の反作用によってロータを回転させるものである。特に、自己駆動型の分離機のロータに関する。

このような自己駆動型遠心分離装置は、例えば特許文献１〜８（EP0193000、WO98/46361、WO99/54051、WO00/55515、GB2049494、GB1036661、GB0710510、DE1093617）に開示されている。

このような遠心分離機は一般に内燃機関を循環する潤滑油から粒子状物質を洗浄するのに使用される。また一般に、そのような分離機は、エンジンブロックに取り付けられて、高圧で流入するオイルを受けて洗浄後のオイルをエンジンオイル溜めへ戻す基部よりなる。

基部に取付けられるカバーは、基部とカバーの間に伸びる軸に対して自由に回転するロータを含む筐体を規定する。当業者には周知であるが、回転軸は望ましくはほぼ垂直であり、またロータは軸方向に離れて置かれたベアリングによって支持される。そうすることにより、汚染液体がロータの中にほぼ回転軸部分で流入し、洗浄後の液体が回転軸から離れて配置され接線方向に向けられた反動噴射ノズルによって洗浄された液がロータを出る。

最適化もしくは少なくとも効率的に作動するように構成して回転効率は失わないようにしながら、分離機を経済的に製造し作動するように多くの設計がなされてきた。

効率よく作動させてロータを分離された汚染物質で充満するようにするためには、定期的に筐体を解体しロータを取り外し空のロータと交換する、すなわち、取り外したロータを開けて洗浄するか新しいロータと交換する必要がある。

経済的に動かすための一つの方法として、メンテナンスを必要としない使い捨てのロータの使用が挙げられるが、そのためには高価な筐体ではなく安価に効率よく取り替えることができるロータが必要となる。

ロータの設計は筐体への取付け方法によって決まり、この点で２つのアプローチがある。

前述のEP0193000に記載されたアプローチでは、筐体に対し固定される中実軸またはスピンドルを有し、そこにロータと筐体カバーとが設置され、その中実軸の内部の穿孔を介してロータにオイルを供給し、ロータの円状ベアリングブッシュがスライドする軸頸の表面に作用する。供給された油の圧力及び／または反動噴射の押力はロータの軸に沿って重量に逆らう力を働かせるために使用してもよい。また前記のようなスライドベアリングブッシュが、フランジを有してロータと基部及び／又はカバーの間のスラスト軸受として機能するようにしてもよい。

この長手方向に延びる固定軸のアプローチの改良がGB0710510に示されている。ロータは安価な材料で作られており、ロータとの接触をボール接触とすることでカバー方向への押力を支持している。

筐体全体に伸びる固定軸の替わりに、筐体に固定されるか若しくはロータに回転可能に取付けられたより短いスタブアクスルを使用することもできる。

GB2049494では、ロータの端部に設けられたスライドベアリングブッシュと共働して機能するスタブアクスルを筐体とカバーに形成している。

GB1036661及びDE1093617では、ロータの両環状端壁の一部をスタブアクスルとして形成し、その少なくとも一のスタブアクスルは汚染液体がロータ内に流入するよう中空になっており、ベアリングから漏出する液体量を制御することによりベアリングの潤滑を行う。

比較的安価に製造できる分離機と取替え可能のロータを提供する点では、ロータの一部としてスタブアスクルを形成することは魅力的であるが、回転効率の点で妥協しなければならない。

例えば、前述のGB1036661あるいはGB2049495で示されるタイプのロータが、コスト的な理由から壊れやすい材料で作られた場合、回転による著しい内部圧力によって、環状端壁が分離するようなロータの変形が起こり、その結果スライドベアリングに大きな負荷がかかり故障につながる。

ロータを経済的に製造する為にさらに、プラスチック製で２以上の部材を結合して成形するロータもある。

WO98/46361、WO99/54051およびWO00/55515はすべて、ロータがプラスチック製で、少数の構成部品から組み立てられる遠心分離機を開示する。

前述のWO98/46361は、基部に固定される固定スピンドルアクスル若しくはロータに固定されるスタブアクスルシャフトを採用する分離機の構造を開示する。

前述のWO98/46361は、基部に固定されるスピンドルアクスル若しくはロータに固定されるスタブアクスルシャフトを採用する分離機の構造を開示する。

更に前述のWO99/54051およびWO00/55515は、成型されたプラスチックの構成要素で作られたロータを採用し、ロータおよび壁には、筐体基部およびカバーに設けられたベアリング部品と噛み合うスタブアクスルシャフトを一体成型している。これらの文献ではカバーにボールベアリングを使用することにより回転効率を改良し、回転抵抗が低くなり軸方向荷重を吸収する。また、基部に設けられるスライドベアリングに球状要素を含むことで、カバーに対するロータの位置が調整され、また製造の精密さが要求されることもなくなる。

しかしながら、プラスチック材料からのそのようなロータを成型するには精巧な成型装置が必要となり、部材を大量生産することで経済的となる。

前述のEP0193000に示されたロータの構造は、材料の点から見ると多少古いが、それほど精巧でない方法によって比較的安い薄い鋼板などで、経済的に作ることができ、また、材料もそれに限られるものではない。
EP0193000 WO98/46361 WO99/54051 WO00/55515 GB2049494 GB1036661 GB0710510 DE1093617

本発明の目的は、基部と、筐体内部を規定する分離可能なカバーとより成る筐体を有し、筐体内部でロータが前記基部とカバーとに配置されたロータ取付けベアリング部によって、前記基部とカバーの間に延びる軸を中心として回転可能であるような自己駆動型遠心分離機のための単純構造で安価なロータ、及びそのようなロータを備える遠心分離機を提供することである。

本発明は、基部と、筐体内部を規定する分離可能なカバーとより成る筐体を備え、筐体内部ではロータが前記基部とカバーとに配置されたロータ取付けベアリング部によって前記基部とカバーの間に延びる軸を中心として回転可能である自己駆動型遠心分離機のロータであって、該ロータは、
中心回転軸から間隔を存して囲む外側壁と、
前記外側壁から半径方向内側に向かって延び回転軸を中心とする開口の円周を終端とする、軸方向に離れて配置される第１及び第２の環状端壁と、
前記第１及び第２の環状端壁の開口の間を軸方向に延び、前記回転軸を囲む壁部材を備え、該壁部材はそれぞれ第１端部及び第２端部を有してロータの作動中に分離しようとする前記第１および第２の環状端壁をそれぞれ固定する一体型管状テンション部材と、
からなり、前記管状テンション部材の管壁部材は、管状テンション部材の内部に形成される入口領域の円周と、前記側壁および環状端壁の間に形成される環状の分離格納領域の内側壁とを構成し、前記管状テンション部材の壁部材には少なくとも１つの貫通口を有し、外側壁と第１の環状端壁と第２の環状端壁との少なくとも１つには前記開口の円周に対してほぼ接線方向に向けられた少なくとも１つの反動噴射ノズルを有し、
管状テンション部材は、第１端部の近傍に第１端の閉塞プラグを取り付けて前記管状テンション部材の第１端部からの液体の流出を遮断し、
そして第２端部の近傍に第２端の閉塞プラグを取り付けて、前記第２端部からの液体の流出を遮断すると共に、該第２端の閉塞プラグにプラグ軸方向に延び前記入口領域へ貫通する通路を設け、前記閉塞プラグのうち少なくとも一方は、管状テンション部材の各端部を越えて軸方向に延び、分離機の各取付けベアリング部に係合してロータを支持する寸法を有する取付けピン部を形成する部分を回転中心部に有し、
更に第２の端壁はプレス成形され、前記噴射ノズル噴口位置まで前記開口に対して角度をなし次第に深くなる溝を有しており、
更に前記管状テンション部材）の前記第１端部を閉塞する前記第１端の閉塞プラグを介して、前記カバーの上端にボールベアリングが設置され、該ボールベアリングは前記カバーに固定支持される外輪と、前記軸の一端を位置決めする内輪の貫通開口を有し、
一方前記基部の中心に位置する収容部には、前記管状テンション部材の前記第２端部を閉塞する前記第２端の閉塞プラグを介して、中空円筒状ブッシュを有するスライドベアリングが設置され、該中空円筒状ブッシュは前記収容部中心と同軸かつ長手方向に伸びるブッシュ開口を有し、該中空円筒状ブッシュは該ブッシュ開口を貫通して回転可能な中空円筒体を含み、該中空円筒体は貫通開口を有し、該貫通開口は両端が開口しており注入管路と一直線に合わせて前記基部から供給される液体が該中空円筒体の中を流れるように構成されることを特徴とするロータにある。

発明の実施例は、添付の図面を参照して例として説明する。
図１および図２を参照し、ロータ10は、図２に示すように遠心分離機12の一部として配置されている。遠心分離機12は、筐体内部13’とロータの取付位置を規定する筐体13よりなり、筐体13は図示しない内燃機関ブロックに固定される基部14を有する。オイルは内燃機関ブロックから注入管路16を通って供給され、排出管路18からエンジンブロックのオイル溜めに油を戻す。筐体は、さらに円筒型カバー20を含み、円筒型カバーは、そのカバーの一端のねじ部22’と基部のねじ部22”とにより規定される接合部22で基部に対して着脱可能に取り付けられる。

カバーの他端の中心にボールベアリング24が設置される。基部の中心に、直立状の収容部26があり、その収容部にスライドベアリング28が設置されている。組み立てられた筐体のベアリング24及び28は、ロータ取付けベアリング手段の一部をなし、筐体内部に延びるベアリング軸心30を規定する。

取付けベアリング手段の一部であるボールベアリング24は、カバーに固定支持される外輪および軸の一端を位置決めする内輪の貫通開口32より成る。

取付けベアリング手段の一部であるスライドベアリング28は、青銅若しくはベアリングと同様の材質ででき基部の収容部に支持される中空円筒状ブッシュ34より成り、該ブッシュは収容部中心とほぼ同軸に長手方向に伸びる開口36を有し、ブッシュ開口36を貫通してスライドするスチール製の少なくとも回転可能な中空円筒体38を含む。中空円筒体38は貫通開口39を有し、該開口39は両端が開口しており注入管路16と一直線に合わせて基部から供給される液体が円筒体の中を流れるようになっている。

ベアリング24及び28の開口32及び39は、このように、カバーが基部に取付けられる毎にベアリング24の位置がベアリング28に対して若干変わっても、その間に伸びる筐体内部のベアリング軸30を規定する。

任意ではあるが、ブッシュ34は部分的に球状の外面34’を有する。その外面34’は基部の収容部に固定されたキャリア35と共に機能することにより、円筒部材の貫通穴39の傾きに多少変化があってもそれをカバーベアリングの開口32とベアリング軸30に一致させることができる。

ベアリング軸が離れた位置にあるベアリング24及び28それ自身によって、そしてその間によって規定される限り、これらのベアリングによるロータ10の取付けによって、ロータ10の回転軸は、ベアリングの開口32および39によって規定されるベアリング軸と一致する。

さらに、実施例に示されるように、中空円筒体38はまたブッシュ34に対して縦方向にスライド可能であってもよい。

更に、図１を参照して、ロータ10は、一般に円筒形状であり中央の縦の軸周りに形成され、その結果ロータ回転軸40が形成される。また、ロータ10は、中央回転軸40から一定間隔をおいて外を囲む外側壁42；該外から半径方向内側に延び回転軸40を中心とする開口を終端とし、回転軸方向に離れて設置される第１の環状端壁44及び第２の環状端壁46；及び筐体にロータを取付ける手段としてキャリアと共にロータの内52を規定する管状テンション部材50（詳細は後記する）；とより成る。

第２の環状端壁4６は鋼板より成り、第１の環状端壁44は外側壁42と一体に形成され、プレス成形によって軸方向に伸びるフランジ57を形成することで第１の環状端壁の開口54の開口縁を規定している。第２の環状端壁46は、プレス鋼板とは別に形成され、折り畳みの継ぎ目60によってその外周で外と結合される。第２の環状端壁46は軸方向に伸びるフランジ67によって半径方向内側の境界66で開口64を規定する。更に、第２の環状端壁46もプレス成形され、第２の環状端壁46には開口64の円周に対して接線方向に向けられた反動噴射ノズル69噴口位置まで前記開口64に対して角度をなし次第に深くなる溝68を有している。

管状テンション部材50は、回転軸40を囲む管壁70を有する一体部材であり、72と74でそれぞれ示された第１端部及び第２端部で第１及び第２の環状端壁の開口54及び64の間を貫通して伸びる。第１端部72では、管状テンション部材50は開口54に圧入され、管壁70は端壁フランジ57に接している。また、その端部では管壁70は開口に隣接する第１の環状端壁を覆うようにフランジ76として外側に曲げられている。第２端部74では、管状テンション部材が第２の環状端壁46の開口64に圧入され、その管状テンション部材の端部が第２の環状端壁を覆うようにフランジ78として外側に曲げられる。

管状テンション部材の管壁70は、その管状テンション部材の内部に形成される入口領域80の外側境界を形成し、また、側壁と環状端壁との間で規定される環状の分離格納領域82を境界づける前記した内側壁52を形成する。また、壁70には入口領域80と分離格納領域82とを連通する少なくとも１の開口84を有する。

ロータ作動の際にオイルはまず高圧で入口領域80に供給され領域82に移動し、そして回転によってロータ内で高圧になった圧力でノズル69を通って放出されることが好ましい。このように液体で満たされ高速回転すると、ロータの側壁と環状端壁を歪めてしまう可能性があるような巨大な内部圧力が発生し、特に第１の環状端壁44と第２の環状端壁46を分離する力がかかることが多い。

この第１の環状端壁44と第２の環状端壁46に対して、管状テンション部材50がロータ作動中のそのような分離に対して第１の環状端壁44と第２の環状端壁46を固定する働きをしている。一方で、外側壁42に支持される第１の環状端壁44それ自体が強い構造を有していなくても管状テンション部材50の管壁70によって発揮される力によりロータの液密性を上げることができる。このような目的の為の管状テンション部材の使用は、前述のEP0193000に開示されている。

本発明のロータ10の相違点は、管状テンション部材50が、該管状テンション部材の第１端部72を液密に封止する第１端の閉塞プラグ86を第１端部72の側に備えることと、第２端の閉塞プラグ88を通って軸方向に入口領域80まで延びる通路90以外で管状テンション部材の第２端部74を液密に封止する第２端の閉塞プラグ88を、前記第２部端部74の側に備えることである。

本実施形態では、各閉塞プラグ86及び88は一体の金属ボディとして形成されており、少なくとも一方、好ましくは両方の閉塞プラグ86及び88が管状テンション部材の管壁70に圧入若しくは締まりばめによって組み込み固定される。好ましくは、そのような組み込み固定の圧力を管状テンション部材の管壁70に働かせて、第１の環状端壁44と第２の環状端壁46の円周フランジ57、67と第１端の閉塞プラグ86及び第２端の閉塞プラグ88との間に確実に管状テンション部材の管壁を挟み込ませることによって、物理的な固定と前記両閉塞プラグ86、88の接触面を介して入口領域からの液体オイル流の封鎖とを確実にする。

前記第１端の閉塞プラグ86は、回転軸40を中心とする取付けピン部86’を有し、軸部86’は第１端取付けピン部として軸方向に管状テンション部材の端を越えて伸び、ベアリングにロータを支持するボールベアリング24の開口32に配置される寸法を有する。前記第１端の閉塞プラグ86は、管状テンション部材50内に位置するプラグ本体部86”と、該本体部86”と一体である取付けピン部86’とより成る。前記第２端の閉塞プラグ88は管状テンション部材の内に位置するプラグ本体部88”と本体と一体である取付けピン部88’を有し、88’は軸方向に管状テンション部材の第２端部を越えて伸び、スライドベアリングにおけるシリンダ本体38の貫通穴39に配置される寸法を有する。通路90は第２端取付けピン部を貫通して延びその端部88”_Ｅで開口している。

好ましくは、第１端取付けピン部86’は、開口32に沿って自由にスライド可能であり、この場合、プラグ本体は管状テンション部材の第１端部を越えて延びて段部を形成し、ロータが作動中に軸方向にスライドしてボールベアリングに接触し、軸方向のスライドの限界を形成する。しかしながら、取付けピン部86’は、回転方向にはボールベアリングに対してそれほど自由にスライド可能ではなく、ロータとカバーとの間の相対回転を達成することを目的としている。

第２端取付けピン部88’はスライド可能ではあるが、組み立て容易なように筒体38に比較的きつく嵌められる。しかし、その後、ロータと筐体間の軸方向及び回転方向の動きは、プラグ取付けピン部と筒体との間よりもむしろ筒体38とブッシュ34との間の相対運動によって調整される。

このように、ロータはほとんど抵抗を抑えて筐体内を回転するよう取付けられ、取付けベアリングに対しては小さな軸方向の移動を受けるようにすることができる。軸方向において堅く固定される寸法にすると、寸法許容差や剛性の大きいロータを受ける筐体で使用することができる。

実施例に示すように、各閉塞プラグは残りの部分と一体になって取付けピン部と共に一体の金属本体として形成される。別々の第１端の閉塞プラグ及び第２端の閉塞プラグはそれぞれ、様々な材質で作られていてもよい。同様に両閉塞プラグ86,88は、同一の材質で作られてもよいし、異なる材質で作られてもよい。あるいは、さらに、様々な構造であってもよい。管状テンション部材も種々変更できる。

図３には、100で示される本発明におけるロータの第２実施例の断面図を示す。第１実施例と同じ構成要素には同じ符号を付しており、説明は省略する。異なる構成要素には、“１”で始まる符合を付する。

ロータ100は、その長さ方向に沿ってほぼ同じ断面である壁170によって規定される管状テンション部材150を有し、しかし別に形成されそして管状テンション部材50と同じ又は機能的に似た方法で第１及び第２の環状端壁44、46に取付けられる。

第１端の閉塞プラグ186は管状テンション部材150の第１端部172の中に保持されて配置され、第２端の閉塞プラグ188は管状テンション部材の第２端部174の中に保持されて配置される。

少なくとも１の、好ましくはそれぞれの閉塞プラグ186及び188は、２以上の構成部品で形成される。例えば、前記閉塞プラグ186は縦方向に延びる取り付けピン186’が閉塞プラグ本体186”から分離可能に形成して管状テンション部材150内の取付けられる前でも、その間でも、後であっても組み付けることができるようになっている。閉塞プラグ本体186”は、取り付けピン186’が組み付けられる回転軸40を中心とする開口186”’を備えた単一の管状本体である。その開口は貫通穴でも閉塞プラグ本体内で終了するものでもよい。このような別個の取付けピン部は前記閉塞プラグ本体に機械的に且つ／又は接着固定され、その結果、前記閉塞プラグ本体に永久に固定されるか、分離可能に固定されるか、又は可動可能に固定される。前記閉塞プラグ本体186”は、管状テンション部材内で組み立てられる２以上の部分に縦方向に分割されてもよいし、取付ピン186'は同様に縦方向に分割されて本体186”の部材と一体構造としてもよい。

ロータ構造は、前記EP0193000に基づいて設計され、中央貫通穴のある環状ベアリングブッシュを第１及び第２端部に備える管状テンション部材を含んで達成される。すなわち、第１端の閉塞プラグ186及び第２端の閉塞プラグ188は、186'あるいは188'のようなピンをブッシュに挿入してそこに固定することで提供される。

ここまで記述したように、ロータの取り付けは、個別の第１端及び第２端の閉塞プラグ186、188によって行なわれる。いかに管状テンション部材150の長さ方向における断面形状を変化させるかにもよるが、単一の一体閉塞プラグとして形成するか、両方に共通の構成要素を形成するかして、管状テンション部材によって互いに結合させて相互連結させる第１端の閉塞プラグ及び第２端の閉塞プラグを提供することが好ましい。

図４に第３実施例のロータ200を示す。壁と管状テンション部材はロータ100に関するものであり、第１端の閉塞プラグ286及び第２端の閉塞プラグ288は、長手方向に伸びるシャフト289’によって管状テンション部材の内部で結合されて一体閉塞プラグ289として設けられている。シャフトの端部はそれぞれ第１端及び第２端取付けピン部286’、288’の形状をなし、閉塞プラグ本体を形成する拡張部286”、287”によって管状テンション部材150に支持される。このような閉塞プラグは、その一方の端部から管状テンション部材の内部へ案内されることにより組み付けられる。

第３実施例の特徴としては、シャフト289’を閉塞プラグ本体拡張部の両方の間で、もしくは拡張部の内部で２分割して分離させるようにすることが好ましい。その結果、管状テンション部材内で結合されて、事実上取付けピン部の延長部を有して管状テンション部材に沿って延びる別個の閉塞プラグを備えることになる。そのような内部に伸びる取り付けピンの延長部（シャフト289’）は、挿入前後に他方に対して固定可能であり互いの端部閉塞位置及び取付けピン部の長手方向の位置を保つことができる。

他の構造として、第１端及び第２端の閉塞部が別個のものではなく一部共有である部材から組み立てられる構造が図５において300で示されるロータの第４実施例の断面図に示されている。ロータ300は、第1端部172に回転軸を中心とする貫通穴386”’を持つ環状プラグ本体386”よりなる第１端の閉塞プラグ386が、第2端部174に回転軸を中心とする貫通穴388”’を持つ環状プラグ本体388”よりなる第2端の閉塞プラグ382が配置される管状テンション部材150を備える限りにおいては、上記したロータ100と概ね同様のものである。貫通穴は異なる大きさであってもよい。

シャフト389は、適宜最大のプラグ本体開口を経由して挿入され、他のプラグ本体を貫通して管状テンション部材軸線に沿って延びる。そのシャフトは管状テンション部材よりも長く、その端部386’及び388'はそれぞれ第１端及び第２端取付けピン部の大きさを備えている。

本実施例では、環状プラグ本体386”及び388”は、前述のEP0193000のロータ構造におけるベアリングブッシュを構成する。貫通穴は断面においてシャフト端部と同様に円形であり、シャフト端部はブッシュを貫通して滑り嵌合されて、その嵌合は入口領域80からの液体の流出を妨げるのに十分な程度に閉塞されるが、各ブッシュにおいてシャフトの回転を潤滑にする程度にほんの少量の液体が表面に漏れるようになっている。従って、筐体に取付けられると、ロータの管状テンション部材、管壁、及びその内部は、シャフト端部に設けられた取付けピン部に対して回転することができ、またピンは筐体と相対回転できる。

好ましくは、環状プラグ本体386”及び388”の一方若しくは両方がベアリングブッシュ以外であることが望ましい。そうであってもなくても、シャフト389をロータ100の個々の取付けピン部186’及び188’について前記した方法により回転に関して位置決めするために貫通して一方若しくは両方の本体に固定されるようにしてもよい。

好ましくは、既に説明したロータ100の環状プラグ本体186”及び188”の一方または両方をベアリングブッシュで構成して、取付けピン部186’及び188’がブッシュに対して回転可能であってもよく、つまり取付けピン部がロータの壁及び分離機筐体に対して「浮かせた」回転状態になるようにロータを構成することが望ましい。

286及び288のように一体型の閉塞プラグを管状テンション部材の一端から挿入して押し込む制約はあるにしても、管状テンション部材はその長さに沿った断面形状や断面の大きさは様々でよく、図に描かれる形状に限られるものではない。

上記したように、管状テンション部材の端部各々の閉塞プラグは、金属製でもプラスチック製でもよい。また、組み立てられた形状において、材質が同じでも異なっていてもよい。

同様に、ロータ壁及び／又は管状テンション部材は互いに異なる材質であってもよく、鋼製以外の金属や非金属であってもよい。

管状テンション部材に対する各閉塞プラグを取付ける方法は種々あってもよく、特定のプラグ及び取付けピン部の材質に適する方法がある。

ロータ10の第１実施例において、各閉塞プラグ86および88は、本体が金属材料で形成され締りばめによって管状テンション部材に取付けられている。もしくは、そのような閉塞プラグ本体は、管状テンション部材の管壁70の内部で機械的に噛み合っていてもよい。例えば、ねじ山であるとか差込型の突起と収納部である。第１端の閉塞プラグと第２端の閉塞プラグが管状テンション部材内の領域80から液体を流出するのを防ぐものであるとする限りにおいては、完全に液体を流出させない構造にして通路を塞ぐか、適宜従来技術を取り入れて管状テンション部材の端部から少量の液体を漏洩させるようにしてもよい。ベアリングを潤滑することはボールベアリング24に必要とされるわけではないが、各閉塞プラグは完全には液密にしない方法で管状テンション部材に嵌めるようにしてもよい。また、管状テンション部材の管壁に対してプラグを、またプラグ本体に対してピンを固定することも可能であり、密封手段を使用する方法及び／又は接合部を合成接着剤によって結合するか、接合部で材質もしくは充填材を一時的に融解する方法で行われる。

図２に示される筐体構造は、前記したWO99/54051及びWO00/55515に示されるものとほぼ同じであるが、これらの文献ではカバーにボールベアリングが設けられ、回転の為に球状の表面を有するハウジング構造の収容部にスライドベアリングが設けられている。

ロータ10、100、200、300は前記文献の中でも開示されている様々なベアリングとともに使用されてもよく、ボールベアリング24はカバーの球状面に取付けられる。更に、上記文献とWOの98/46361に示されているように、スライドベアリングブッシュ34はハウジング構造の収容部26に対して旋回しないように取付けられる。

上記文献の主な実施例に記載されるロータが、各ベアリング開口内で軸方向にスライド可能の場合には、本発明のロータを、上記文献と同様に動くような大きさの閉塞プラグの取付けピン部を有するロータとしてもよい。

しかしながら、筐体及びカバーの取付けベアリング部材の形状の変更に対応して、使用可能なように上記ロータ及び取付けピン部を変更する。

またこれらの文献に示されるように、ボールベアリング24は回転効率を下げることなく大きな軸方向の負荷を吸収可能であることが望ましい。そのために、第１端の閉塞プラグの取り付けピン部86'(あるいは他の実施例において相当するもの)および／またはボールベアリング開口32は、ピンが開口内で動作中に軸方向にスライドすることがない形状及び大きさであることが好ましい。

ハウジング構造の収容部内のスライドベアリング28に関して、第２端の閉塞プラグの取り付けピン部88’がブッシュ34に直接的に接するベアリングに適した材質であれば中空円筒体38はなくてもよい。

ベアリング24および28は互いに同じ型のもの、つまり両方がスライドベアリングであってもよいし、両方がボールベアリング（もしくは類似のローラベアリング）であってもよい。例えば、より低コストもしくは取替可能のカバーにおいて、上記したボールベアリング24をカバーにブッシュを備えたスライドベアリング構造にして、該構造がブッシュの材質及び／又は使用中に筐体内部に存在するオイルもしくはオイルミストによって潤滑にされるようにしてもよい。その場合、第１端の取付けピン部が、ブッシュと接触してスライドするベアリングピンより成るものであってもよい。

上記したように、第１端及び第２端の閉塞プラグは、異なる構造であってもよいし、それぞれの最適な構造は、ベアリングの内部に組み付けられるか、ベアリングの一部をなすかによって決めてもよい。例えば、上記したWO99/554051にも示される遠心分離の実施例の中で、中空円筒体38は、ロータから突き出る取付けピン部を受けずに、そのロータ自体がロータの端部の凹部に突出していてもよい。本発明におけるロータにおいては、第２端の閉塞プラグ88が製造過程で取付けピン部88’なしで形成され、プラグの端部に簡単な凹部を備え、ロータを筐体に設置する際に取付けピン部としてスライドベアリングである中空円筒体38を受けるようにしてもよい。

本発明による遠心分離機のロータの第１実施例を示す立断面図であり、別個の第１及び第２端の閉塞プラグを一体形成したものを示す。 本発明による、図１のロータを組み込んだ自己駆動型遠心分離機の立断面図である。 本発明による遠心分離機のロータの第２実施例を示す立断面図であり、別個の第１及び第２端の閉塞プラグを組立形成したものである。 本発明による遠心分離機のロータの第３実施例を示す立断面図であり、第１及び第２端の閉塞プラグを一体形成したものを示す。 本発明による遠心分離機のロータの第４実施例を示す立断面図であり、第１及び第２端の閉塞プラグを共有本体から組み立てたものを示す。

Claims (19)

1. 基部と、筐体内部を規定する分離可能なカバーとより成る筐体を備え、筐体内部ではロータが前記基部とカバーとに配置されたロータ取付けベアリング部によって前記基部とカバーの間に延びる軸を中心として回転可能である自己駆動型遠心分離機のロータであって、
   該ロータは、
   中心回転軸から間隔を存して囲む外側壁と、
   前記外側壁から半径方向内側に向かって延び回転軸を中心とする開口の円周を終端とする、軸方向に離れて配置される第１及び第２の環状端壁と、
   前記第１及び第２の環状端壁の開口の間を軸方向に延び、前記回転軸を囲む壁部材を備え、該壁部材はそれぞれ第１端部及び第２端部を有してロータの作動中に分離しようとする前記第１および第２の環状端壁をそれぞれ固定する一体型管状テンション部材と、
   からなり、前記管状テンション部材の管壁部材は、管状テンション部材の内部に形成される入口領域の円周と、前記側壁および環状端壁の間に形成される環状の分離格納領域の内側壁とを構成し、前記管状テンション部材の壁部材には少なくとも１つの貫通口を有し、外側壁と第１の環状端壁と第２の環状端壁との少なくとも１つには前記開口の円周に対してほぼ接線方向に向けられた少なくとも１つの反動噴射ノズルを有し、
   管状テンション部材は、第１端部の近傍に第１端の閉塞プラグを取り付けて前記管状テンション部材の第１端部からの液体の流出を遮断し、
   そして第２端部の近傍に第２端の閉塞プラグを取り付けて、前記第２端部からの液体の流出を遮断すると共に、該第２端の閉塞プラグにプラグ軸方向に延び前記入口領域へ貫通する通路を設け、前記閉塞プラグのうち少なくとも一方は、管状テンション部材の各端部を越えて軸方向に延び、分離機の各取付けベアリング部に係合してロータを支持する寸法を有する取付けピン部を形成する部分を回転中心部に有し、
   更に第２の端壁はプレス成形され、前記噴射ノズル噴口位置まで前記開口に対して角度をなし次第に深くなる溝を有しており、
   更に前記管状テンション部材）の前記第１端部を閉塞する前記第１端の閉塞プラグを介して、前記カバーの上端にボールベアリングが設置され、該ボールベアリングは前記カバーに固定支持される外輪と、前記軸の一端を位置決めする内輪の貫通開口を有し、
   一方前記基部の中心に位置する収容部には、前記管状テンション部材の前記第２端部を閉塞する前記第２端の閉塞プラグを介して、中空円筒状ブッシュを有するスライドベアリングが設置され、該中空円筒状ブッシュは前記収容部中心と同軸かつ長手方向に伸びるブッシュ開口を有し、該中空円筒状ブッシュは該ブッシュ開口を貫通して回転可能な中空円筒体を含み、該中空円筒体は貫通開口を有し、該貫通開口は両端が開口しており注入管路と一直線に合わせて前記基部から供給される液体が該中空円筒体の中を流れるように構成されることを特徴とするロータ。
2. 前記第１端の閉塞プラグは前記管状テンション部材内で前記第２端の閉塞プラグと連結されることを特徴とする請求項１記載のロータ。
3. 前記第１端の閉塞部材及び第２端の閉塞部材のうちの少なくとも一方が、前記管状テンション部材内に取付けられる前記閉塞プラグ本体と該本体と一体の取付けピン部とよりなることを特徴とする請求項１もしくは２記載のロータ。
4. 前記第１端及び第２端の前記閉塞プラグの両方が一体構造であることを特徴とする請求項３記載のロータ。
5. 前記第１端及び第２端の前記閉塞プラグのうち少なくとも一方が前記管状テンション部材に取付けられて、回転軸を中心とした開口を有する前記閉塞プラグ本体と、該開口に取付けられ開口から軸方向に延びる取付けピン部とより成ることを特徴とする請求項１又は２記載のロータ。
6. 前記第１端及び第２端の前記閉塞プラグがそれらの取付けピン部を介して互いに連結されることを特徴とする請求項２記載のロータ。
7. 前記第１端及び第２端の前記閉塞プラグがその間に延びる共通の取付けピン部を有することを特徴とする請求項６記載のロータ。
8. 少なくとも１の閉塞プラグ本体の開口がスライドベアリングによって構成され、結合された取付けピン部が回転軸に対してスライド可能であることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載のロータ。
9. 前記第１端及び第２端の前記閉塞プラグのうち少なくとも一方のプラグ本体が金属ボディであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のロータ。
10. 前記管状テンション部材が金属チューブであることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のロータ。
11. 前記第１端及び第２端の前記閉塞プラグの少なくとも一方が前記管状テンション部材に軸方向に固定して取付けられることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のロータ。
12. 前記第１端及び第２端の前記閉塞プラグの少なくとも一方が前記管状テンション部材の軸方向に伸びる壁に取付けられることを特徴とする請求項１１記載のロータ。
13. 前記第１端及び第２端の前記閉塞プラグの少なくとも一方が前記管状テンション部材の壁に機械的に係合することにより該管状テンション部材に取付けられることを特徴とする請求項１２記載のロータ。
14. 前記第１端及び第２端の前記閉塞プラグの少なくとも一方が前記管状テンション部材に締まりばめされることを特徴とする請求項１３記載のロータ。
15. 前記管状テンション部材の壁は前記第１又は第２の環状端壁の開口を貫通して前記閉塞プラグと環状端壁の境界との間に挟み込んで固定されることを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１項に記載したロータ。
16. 前記第１端又は第２端の前記閉塞プラグの少なくとも１の取付けピン部が前記筐体のスライドベアリング部と共同機能するように配置されることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載したロータ。
17. 前記第２端の前記閉塞プラグは前記液体通路が貫通する取付けピン部を備えることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載したロータ。
18. 前記第２端の前記閉塞プラグの取付けピン部の外面はベアリング潤滑剤として液体を受けるようにさらされたベアリング表面に供給するように配置されることを特徴とする請求項１７に記載のロータ。
19. 基部と、筐体内部を規定する分離可能なカバーとからなり、基部とカバーに配置されるロータ取付けベアリング部を内部に含む筐体と、前記ベアリング部に取付けられその間に延びる軸に対して回転可能である請求項１から１８のいずれか１項に記載したロータと、を有する自己駆動型の遠心分離機。

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