JP6873733B2 - 遠心機、ならびに遠心機のためのインサートおよびベース要素 - Google Patents

Description

本発明は、遠心機に関する。本発明は、さらに、遠心機のためのインサートおよびベース要素に関する。

特許文献１から、内燃機関の潤滑油を洗浄するための遠心機、すなわちオープンジェット遠心機が知られている。従来技術において知られるオープンジェット遠心機は、筐体と、筐体に回転可能に取り付けられたロータとを備える。ロータは、半径方向内側ロータ軸と、半径方向外側ロータ筒と、半径方向内側ロータ軸と半径方向外側ロータ筒との間に配置され、洗浄されるべき液体の汚濁物のための堆積面を具備するインサートとを備える。洗浄されるべき液体は、ロータ軸とロータ軸内に導入される少なくとも１つの凹部とを介して、汚濁物のための堆積面を備えるインサートに供給され得る。特許文献１によると、堆積面は、ロータの回転軸に対して螺旋状に配向される。

欧州特許第１２６８０７４号明細書

従来技術において知られる遠心機は、汚濁物の限定的な分離性能しか有していない。遠心機の分離性能の向上への需要がある。従来技術において知られる遠心機のさらなる問題は、特には、遠心機のインサートが、汚濁物の沈殿物があまりも多くそこに充填された結果、交換される必要がある際に、堆積した沈殿物が、ベース部の方向またはベース部の領域に配置された出口ノズルの方向に到達することがあり、その結果出口ノズルが詰まってしまうことにある。このことによっても、遠心機の分離性能は制限される。特定の状況において、ノズルが過度に詰まってしまうと、遠心機は、非常にコストのかかる洗浄処理を行う必要がある。このことから出発して、本発明は、新しい種類の遠心機、ならびに遠心機のためのインサートおよびベース要素を作り出すという課題に基づく。

この課題は、請求項１による遠心機によって解決される。本発明によると、インサートは、複数の同心壁、すなわち、管状内側壁と、管状外側壁と、複数の管状中間壁とを有し、これらは、内側堆積面と外側堆積面との間に半径方向に延在するウェブによって接続される。さらに、ロータは、ベース要素を備え、ベース要素は凹部を備え、凹部の大きさは、液体を透過できるが、汚濁物の沈殿物の主要な部分を透過できないように寸法決めされている。最小限の量の小粒子が凹部を通過可能である。しかしながら、沈殿物の５０％よりもずっと多くが、遠心機内に残留する。

本発明による遠心機のインサートの構成は、洗浄されるべき液体の特に効果的な洗浄を可能にし、したがって、高い分離性能の提供を可能にする。インサートの交換の際に、干渉するほどの量の汚濁物の沈殿物が遠心機の出口ノズルの領域に到達する恐れがないため、遠心機のベース要素も、分離性能の向上を確実なものとする。

さらなる有利な発展形態によると、インサートの外側壁の外側径は、半径方向外側ロータ筒の内側径に対応し、インサートの内側壁の内側径は、半径方向内側ロータ軸の外側径に対応し、インサートのウェブは、半径方向外側に向けられた内側壁の堆積面と半径方向内側に向けられた外側壁の堆積面との間に、もっぱら延在する。このことによって、ロータ軸およびロータ筒によって半径方向に区切られる遠心機のロータの内部空間全体が、インサートによって最適に満たされ得、この結果、高い分離性能の提供が可能となる。

インサート、すなわち、同心壁およびウェブによって区切られるインサートの沈殿室は、底部において開口し、インサートまたは沈殿室内を、洗浄されるべき液体が方向反転なしに上から下へ流動する。このことによっても、高い分離性能が提供され得る。

好ましくは、内側ロータ軸は、洗浄されるべき液体のインサート内への入口のための少なくとも１つの凹部を備え、管状内側壁は、上側端部において、管状内側壁が、前述のまたは各凹部を覆うことなく、洗浄されるべき液体のインサート内への入口を開口するように寸法決めされ、管状中間壁は、上側端部において、管状内側壁と同じように寸法決めされる。このことによって、洗浄されるべき液体が、障害なしに、全ての堆積面の領域に到達し得ることが確実なものとされ、この結果としても、高い分離性能が提供され得る。

好ましくは、ベース要素は、ロータ筒およびインサートの下側端部に配置され、ロータ筒およびインサートは、下側端部によってベース要素上に面一で起立する。この詳細もまた、ロータの使用可能な内部空間をインサートによって最適に満たし、したがって、高い分離性能を提供することに役立つ。

好ましくは、ベース要素は、円錐台形状の外形に形成され、半径方向外側から半径方向内側へと見たときに、内側壁の軸方向長さ方向において中間壁の軸方向長さが徐々に減少されるように、インサートの管状内側壁およびインサートの管状中間壁は、それらの下側端部において、外側壁に対して軸方向に徐々に短くなり、各壁の領域におけるインサートが、その下側端部によってベース要素上に面一で起立する。このことによっても、遠心機の分離性能は向上され得る。

遠心機のためのインサートは、請求項１３において規定され、遠心機のためのベース要素は、請求項１５において規定される。

本発明の好ましいさらなる展開形態は、従属請求項および以下の説明から得られる。本発明の例示的実施形態は、図面を用いてさらに詳しく説明されるが、それに限定されるわけではない。

インサートが省略された、遠心機のロータの領域の詳細を示す図である。 遠心機のインサートを通る半径方向の断面図である。 遠心機のインサートを通る軸方向の断面図である。 下から見たインサートの透視図である。 上から見たベース要素の透視図である。 ベース要素を通る軸方向の断面図である。

本発明は、洗浄されるべき液体を洗浄するための、特には内燃機関の潤滑油を洗浄するための、オープンジェット遠心機として好ましくは設計された、遠心機に関する。

そのようなオープンジェット遠心機は、筐体（不図示）と、筐体に回転可能に取り付けられたロータ１０とを備える。

ロータ１０は、半径方向内側ロータ軸１１と、半径方向外側ロータ筒１２とを備え、ロータ１０の中空空間が、半径方向内側ロータ軸１１の外側径と半径方向外側ロータ筒１２の内側径とによって、半径方向に区切られている。

少なくとも１つの穴または凹部１３がロータ軸１１内に導入され、それを介して、洗浄されるべき液体は、ロータ軸１１とロータ筒１２との間の中空空間内に導入され得る。ロータ筒１２の下方には、洗浄された液体のための少なくとも１つの出口ノズル１５を具備するベース構造１４が配置される。

ロータ軸１１およびロータ筒１２によって画定される遠心機のロータ１０の自由空間には、図１には図示されていないが図２〜図４には描かれているインサート１６が配置され、これは汚濁物のための堆積面１７を備える。このインサート１６内を、その軸方向に、洗浄されるべき液体が流動する。

インサート１６は、複数の同心壁、すなわち、管状内側壁１８と、管状外側壁１９と、半径方向内側壁１８と半径方向外側壁１９との間に配置された複数の管状中間壁２０とを備える。この事例におけるインサート１６の全ての壁１８、１９および２０は、互いに対して同心的に配置され、これらの壁１８、１９および２０は、半径方向に延在するウェブ２１によって互いに対して接続される。この事例における汚濁物のための堆積面１７は、同心壁１８、１９および２０ならびにウェブ２１の両方によって提供される。

同心壁１８、１９、２０およびウェブ２１は、インサート１６の沈殿室を区切り、沈殿物の形態の汚濁物は、沈殿室の堆積面１７に堆積される。インサート１６またはその沈殿室は、底部において開口し、インサート１６または沈殿室内を、液体が方向反転なしにもっぱら上から下へ流動する。このことは、洗浄されるべき液体の最適な滞留時間、したがって高い分離性能のために有利である。

図２から最も明らかであるように、互いに対して同心的であり、堆積面１７を提供するインサート１６の壁１８、１９および２０は、半径方向において互いから均一に離間しておらず、インサート１６の同心壁１８、１９および２０間のこの半径方向距離は互いに異なっており、それ故、半径方向内側から半径方向外側へ見たときに半径方向距離は様々である。

インサート１６の半径方向外側壁１９の外側径は、半径方向外側ロータ筒１２の内側径に合致し、またはそれに対応する。さらに、インサート１６の半径方向内側壁１８の内側径は、半径方向内側ロータ軸１１の外側径に対応する。同心壁１８、１９および２０を接続する役目を果たすウェブ２１は、もっぱら、外側に向けられたインサート１６の内側壁１８の堆積面と半径方向内側に向けられた外側壁１９の堆積面との間で半径方向に延在する。ウェブ２１は、それ故、インサート１６の内側壁１８に対して半径方向内側に突出することも、外側壁１９に対して外側に半径方向に突出することもない。ロータ軸１１およびロータ筒１２によって半径方向に画定されたオープンジェット遠心機のロータ１０の中空空間は、インサート１６によって最適に満たされる。

好ましくは、インサート１６の軸方向長さは、ロータ筒１０の内側高さに対応する。既に説明したように、内側ロータ軸１１は、前述のまたは各凹部１３を備え、それを介して、洗浄されるべき液体は、インサート１６の方向に送られ得る。この事例におけるインサート１６の管状内側壁１８は、その上側端部において、インサート１６の内側壁１８が凹部１３を覆うことなく、それを開口するように寸法決めされ、インサート１６の方向への洗浄されるべき液体の流入は、障害なく可能となる。

さらに、インサート１６の中間壁２１もまた同様に構成され、すなわち、それらの上側端部において、投影法で見たそれらがロータ軸１１の前述のまたは各凹部１３を覆うことなく、洗浄されるべき液体が、全ての堆積面の領域に到達し得るように、すなわち、同心壁１８、１９および２０ならびにウェブ２１によって画定され、洗浄されるべき液体がその内部を流動すべきインサート１６の全ての室に到達し得るように寸法決めされる。

インサート１６の半径方向外側壁１９は、その上側端部において（図３を参照）、壁１８、２０と比較して伸長され得、それによって洗浄されるべき液体が、半径方向外側ロータ筒１２の半径方向内側壁に到達することを防止している。

インサート１６の交換の際に、沈殿物または堆積した汚濁物が出口ノズル１５の領域に到達することを防止するために、本発明による遠心機は、インサート１６に加えて、ベース要素２２を備え、ベース要素２２は、凹部２３（図５を参照）を備え、凹部２３の大きさは、洗浄された液体を透過できるが、汚濁物の沈殿物の主要な大部分を透過できないように寸法決めされている。

凹部は、例えば、約０．１ミリメートルから１０ミリメートルの直径を有する孔として具現化されてよい。ここで、ベース要素の孔の直径は、実際には異なってもよい。殊に、例えば船舶のためのものなど、大規模なディーゼルエンジンの分野においては、沈殿物の粒子径は、従来の乗用車のディーゼルエンジンの場合の粒子径に比べて、かなり大きいことがある。

それ故、多くの沈殿物はベース要素２２の凹部２３を通過できず、出口ノズル１５の領域に到達せず、それを詰まらせることがない。

特に図５および図６に図示されるように、穿孔された板として具現化され得るベース要素２２は、好ましくは、円錐台のように底部から上に向かって先細になる円錐台形状の外形を有し得る。ロータ１０の半径方向外側ロータ筒１２は、下端部によって、ベース要素２２、すなわち、ベース要素２２の半径方向外側部分上に面一で起立する。インサート１６の壁１８、１９および２０は、ベース要素２２の円錐台形状の外形と合致し、それらの下側端部において、すなわち、インサート１６の壁１８、１９および２０の全てがベース要素２２上に面一で起立するような外形に形成される。

このために、壁１８、１９および２０は、半径方向外側から半径方向内側に徐々に短くなり、それ故、半径方向外側から半径方向内側へと見たときに、特には中間壁２０の軸方向長さは、内側壁１８の方向に、徐々に減少するようになっている。このことによって、壁１８、１９および２０のそれぞれの領域におけるインサート１６は、ベース要素２２上に面一で起立することが可能となる。

ベース要素２２は、液体を透過できるが、汚濁物の沈殿物の主要な大部分を透過できないメッシュ状構造であってよい。

本発明による遠心機は、高い分離性能を有する。洗浄されるべき液体は、いかなる障害もなく、インサート１６によって提供される堆積面１７に到達し得る。ベース要素２２は、出口ノズル１５内への汚濁した液体の流入の大部分を防止し、それ故、インサート１６を交換する際の出口ノズル１５の詰まりを防止する。

様々な材料、例えば、金属材料またはプラスチックが、インサート１６およびベース要素２２のために利用され得る。

さらに、既存の遠心機の改修をそれによって可能とするために、本発明は、インサート１６およびベース要素２２自体にも関する。インサート１６およびベース要素２２の特徴的構成については、上記の説明が参照される。

１０ ロータ
１１ ロータ軸
１２ ロータ筒
１３ 凹部
１４ ベース構造
１５ 出口ノズル
１６ インサート
１７ 堆積面
１８ 管状内側壁
１９ 管状外側壁
２０ 管状中間壁壁
２１ ウェブ
２２ ベース要素
２３ 凹部

Claims (14)

1. ロータ（１０）を具備する、洗浄されるべき液体を洗浄するための遠心機であり、前記ロータ（１０）は、半径方向内側ロータ軸（１１）と、半径方向外側ロータ筒（１２）と、前記半径方向内側ロータ軸（１１）と前記半径方向外側ロータ筒（１２）との間に配置される汚濁物のための堆積面（１７）を有するインサート（１６）とを備え、前記インサート（１６）内を、前記洗浄されるべき液体が軸方向に流動し得る、遠心機であって、
   前記インサート（１６）は、複数の同心壁（１８、１９、２０）、すなわち、管状内側壁（１８）と、管状外側壁（１９）と、複数の管状中間壁（２０）とを備え、これらは半径方向に延在するウェブ（２１）によって接続され、
   前記ロータは、続いてベース要素（２２）を備え、前記ベース要素（２２）は孔（２３）を備え、前記孔（２３）の大きさは、前記液体を透過できるように寸法決めされていることを特徴とする、遠心機。
2. 前記インサート（１６）、すなわち、前記同心壁（１８、１９、２０）および前記ウェブ（２１）によって区切られる前記インサート（１６）の沈殿物室は、底部において開口し、前記インサート（１６）または前記沈殿物室内を、前記液体が方向反転なしに上から下へ流動することを特徴とする、請求項１に記載の遠心機。
3. 前記インサート（１６）の前記管状外側壁（１９）の外側径は、前記半径方向外側ロータ筒（１２）の内側径に対応し、前記インサート（１６）の前記管状内側壁（１８）の内側径は、前記半径方向内側ロータ軸（１１）の外側径に対応することを特徴とする、請求項１または２に記載の遠心機。
4. 前記インサート（１６）の前記ウェブ（２１）は、半径方向外側に向けられた前記管状内側壁（１８）の堆積面と半径方向内側に向けられた前記管状外側壁（１９）の堆積面との間に、もっぱら延在することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の遠心機。
5. 前記インサート（１６）の軸方向長さは、前記半径方向外側ロータ筒（１２）の内側高さに対応することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の遠心機。
6. 前記インサート（１６）の前記同心壁（１８、１９、２０）の間の半径方向距離は、半径方向内側から半径方向外側において、変化することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の遠心機。
7. 前記半径方向内側ロータ軸（１１）は、前記洗浄されるべき液体の前記インサート（１６）内への入口のための少なくとも１つの穴（１３）を備え、前記インサート（１６）の前記管状内側壁（１８）は、上側端部において、前記インサート（１６）の前記管状内側壁（１８）が前記半径方向内側ロータ軸（１１）の１つ以上の前記穴（１３）を覆うことなく、前記洗浄されるべき液体の前記インサート（１６）内への前記入口を開口するように寸法決めされることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の遠心機。
8. 前記インサート（１６）の前記管状中間壁（２０）は、それらの上側端部において、前記インサート（１６）の前記管状内側壁（１８）と同じように寸法決めされることを特徴とする、請求項７に記載の遠心機。
9. 前記ベース要素（２２）は、前記半径方向外側ロータ筒（１２）および前記インサート（１６）の下側端部に配置され、前記半径方向外側ロータ筒（１２）および前記インサート（１６）は、前記下側端部によって前記ベース要素（２２）上で面一で起立することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の遠心機。
10. 前記ベース要素（２２）は、穿孔された板としてまたは織物構造として具現化されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の遠心機。
11. 前記ベース要素（２２）は、円錐台形状の外形に形成されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の遠心機。
12. 半径方向外側から半径方向内側へと見たときに、前記管状中間壁（２０）の軸方向長さが、前記管状内側壁（１８）の軸方向長さ方向において、徐々に減少するように、前記インサート（１６）の前記管状内側壁（１８）および前記インサート（１６）の前記管状中間壁（２０）は、それらの下側端部において、前記インサート（１６）の前記管状外側壁（１９）に対して軸方向に徐々に短くなり、各壁（１８、１９、２０）の領域における前記インサート（１６）が、その前記下側端部によって前記ベース要素（２２）上に面一で起立することを特徴とする、請求項１１に記載の遠心機。
13. 洗浄されるべき液体を洗浄するための遠心機のためのインサート（１６）であって、複数の同心壁（１８、１９、２０）、すなわち、管状内側壁（１８）と、管状外側壁（１９）と、複数の管状中間壁（２０）とを備え、これらは半径方向に延在するウェブ（２１）によって接続されることを特徴とする、インサート（１６）。
14. 洗浄されるべき液体を洗浄するための遠心機のためのベース要素（２２）であって、孔（２３）を備え、前記孔（２３）の大きさは、前記液体を透過できるように寸法決めされ、
    前記ベース要素（２２）は、円錐台形状の外形に形成され、前記孔（２３）は、前記ベース要素（２２）の傾斜部に形成されていることを特徴とする、ベース要素（２２）。

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