JPH0268158A - 比重の異なる複数の流体からなる流れの成分を分離する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガス、液体及び固体からなる流体の流れの成
分（組成物）を分離する方法及び装置に関する。特に、
本発明は、分離装置（セパレータ）内に適正な流体レベ
ルを維持しかつ分離装置から排出される各成分中の不純
物を低減するのに使用される遠心形の分離装置及び制御
装置（システム）に関する０本願においては、本発明を
、オイル（石油）及びガスの形態をなす炭化水素の生産
という観点から説明するが、本発明の遠心分離方法及び
装置は、１つ以上の異なる比重をもつ多数の成分を含有
するあらゆる流体の流れを分離するのに使用することが
できる。

オイル及びガスを生産する場合、オイル又はガスの井戸
流（ｓｅｅｌｌ　５ｔｒｅａ＋ｍ）の中に含まれる多数
の成分を初期分離することは、最も基本的な操作の１つ
である。一般的に、炭化水素の井戸流中には、天然ガス
、炭化水素液、生成水（ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｗａｔｅｒ
）及び砂のような微粒子からなる多数の成分が含有され
ている。従って、オイル及びガスが販売される前又は生
産工程で使用される前に、これらの４つの成分を分離し
ておくことが必要である。

これらの井戸法成分を分離するのに、通常、重力分離容
器（ｇｒａｖｉｔｙ　５ｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｖｅｓｓ
ｅｌｓ）が使用される。一般的な生産設備には、少なべ
とも２つの重力分離容器、すなわち、遊離水取出し容器
（ｆｒｅｅ−ｗａｔｅｒ　ｋｎｏｃｋｏｕｔ　ｖｅｓｓ
ｅｌ）及びプロダクションセパレータ（ｐｒｏｄｕｃｔ
ｉｏｎ　５ｅｐａｒａｔｏｒ）が設けられている。両容
器共、内部層及びバッフルを備えたスチール製のシェル
（殻構造）を備えている。

オイル等の生産中に、井戸流から遊離水の大部分（約６
０〜９０％）を除去する遊離水取出し容器を介して井戸
流が生成される０次いで、プロダクションセパレータに
より、ガス、オイル及び生成水からなる残余の井戸流が
個々の成分に分離される。オイルは、生産分離装置から
、販売するための付加的な処理を行う別の容器に排出さ
れる。生産分離装置からの水は、排出されて更に別の容
器に送られ、該容器内で、水中に残留することがある少
量のオイルが除去される。次いでこの処理水は廃棄処理
される。生産分離装置からはガス成分も排出され、この
ガス成分はガス処理設備に送られて、販売又は使用のた
めに処理される。全ての砂は、遊離水取出し容器及びプ
ロダクションセパレータの稼働が停止されて洗浄される
まで、これらの容器内に堆積される。

以上の簡単な説明からも分かるように、オイル及びガス
の生産には、一般に、分離装置の多くの構成要素−（ピ
ース）が使用されるが、各構成要素はその設置、維持及
び作動に多額の費用を要する。

沖合プラットホームに関しては、分離装置の重量条件及
びスペース条件が重要である。沖合数十フィート、数百
フィート又は数千フィートの場所に設置されるプラット
ホーム上に沖合生産設備を取り付ける場合には、スペー
スを確保するのに極めて多額の費用が必要とされる。分
離装置の各構成要素のサイズ及び重量を小さ（すれば、
沖合プラットホームのサイズを小さ（することができる
。

本発明による分離装置の構成要素は、沖合プラットホー
ム上で使用する場合に価値あるものとなる。

比較的大容量のオイル、ガス及び水を分離できかつ従来
使用されている大型で重（高価な容器と取り替えること
ができる、単一の小型で比較的軽量の構成要素に対する
要望がある。

オイル又はガスの流れ中の多数の成分を分離するのに、
遠心分離装置を使用することが示唆されている。典型的
な構成では、井戸流は分離装置に導入され、遠心壁に衝
突するように回転される。

遠心壁からの距離が増大するにつれて成分層の比重が減
少するように、個々の成分層が形成される。

分離の完了後に、個々の分離層が除去される。この除去
方法は極めて困難である。米国特許第３，７９１　、５
７５号において説明されているように、遠心分離装置か
らの排出流体の流量制御は、遠心分離装置の作動に対し
重要な問題を提起している。流入流れ（ｉｌ１６ｊ　５
ｔｒｅａａ＋）のレベル及び連続分離を制御するのに、
遠心分離装置用の種々のレベル制御装置（システム）が
提案されている。流入流れ制御装置を備えたレベル制御
装置が米国特許第１，７９４．４５２号に、差圧制御装
置を備えたレベル制御装置が米国特許第４．６８７．５
７２号に、流量制御装置を備えたレベル制御装置が米国
特許第２，９４１，７１２号に、排出流体分析装置を備
えたレベル制御装置が米国特許第４．６２２．０２９号
に、水再循環制御装置を備えたレベル制御装置が米国特
許第３．２０８．２０１号に、及び調節自在の溢流堰制
御装置を備えたレベル制御装置が米国特許第４．１７５
．０４０号に開示されている。

所与の遠心分離装置に要求される稼働効率に基づいて、
上記遠心分離装置及びそれらのそれぞれの流体レベル制
御装置は充分に有効なものとすることができる。上記の
米国特許に開示された遠心分離装置の主な欠点は、井戸
流の成分を本質的に完全に分離することができないこと
である。流体の一部分離は、許容できない場合がある。

生成水を、プラットホームが配置されている場所の水中
に流し込むことにより生成水を処分する構成の沖合オイ
ル・ガス掘削作業においては、処分される水に殆どオイ
ルが含まれていないこと（通常、５０ｐｐ−以下）が望
まれている。

また、沿岸でのオイル又はガス掘削作業において、生成
水を処分弁（ｄｉｓｐｏｓａｌ　ｗｅｌｌ）すなわち圧
入井（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ　ｗｅｌｌ）を介して処分す
る場合には、上記のような完全な分離が望まれる。処分
弁内に圧入されろ水の中にオイルが含まれていると、生
成装置が詰まってしまい、水処分能力すなわち水圧入能
力を回復させるのに多大な費用が必要になる。

本発明の遠心分離装置及びレベル制御装置は、井戸流の
オイル、ガス、水及び砂成分の信頬性ある分離を行うこ
とを意図したものである。

本発明の目的は、種々の比重をもつ複数の流体からなる
流れの成分を分離する遠心分離方法及び装置を提供する
ことにある。本発明の特徴は、単一構成要素からなる分
離装置により、オイル、水、少量の砂又は他の微粒子を
含有する井戸流を高効率で連続分離することにある。流
れ相（ｓ　ｔｒｅａｍｐｈａｓｅｓ）の分離は、ロータ
、流体層（ｆｌｕｉｄ　１ａｙ−ｅｒ）検出センサ装置
及び流体除去スクープ（スコップ）を用いて行われる。

本発明の遠心分離装置の基本的実施例においては、回転
軸線の回りで回転することができるロータが流体の流れ
を受け取り、該流体をロータ壁で加速するようになって
いる。流入する流れに含有される全てのガスは、ロータ
に流入するときに、液体から分離される０次いで、ガス
が、ガススクープを通って遠心分離装置から排出される
。ガススクープの通路開口は、特定の圧力に到達したと
きに遠心分離装置からガスが流れることを可能にする圧
力調整装置により制御される。流体がロータ壁に到達し
た後、流体はロータ壁に沿って移動して、個々の成分に
分離される。すなわち、比重の大きな流体（水）は遠心
分離装置のライナに隣接する流体層を形成し、比重の小
さい流体（オイル）は、上記比重の大きな流体（水）の
上に載る流体層を形成する。流体が供給された側のロー
タの端部とは反対側の端部に流体が到達すると、流体の
流れは個々の成分に分離された状態になっており、オイ
ル層が堰を溢流してオイル（流体）保持チャンバ内に流
入する。このオイル保持チャンバ内のオイルレベルが特
定の高さに到達すると、検出装置及びケージに入ったフ
ロートを使用しているレベル制御装置によってオイル保
持チャンバからの流路が開放され、オイルを遠心分離装
置から流出できるようになる０次いで、水が水（流体）
保持チャンバ内に流入する。この水保持チャンバ内の水
が特定の高さに到達すると、第２の検出装置及び第２の
ケージ入り回転フロートを用いているレベル制御装置に
より、水保持チャンバからの流路が開放され、水を遠心
分離装置から排出できるようになる。

流れの中に砂又はその他の固形粒子が含まれていると想
定される場合には、本発明の第二実施例による遠心分離
装置を使用する。この第二実施例の遠心分離装置は、基
本的実施例において述べたロータの中に取り付けられる
第２の小型のロータを備えている。井戸流は、最初にこ
の第２の小型ロータ内で加速され、これにより、井戸流
中のあらゆる砂又は他の固形物は第２０−タの縁部に移
動して、砂／水スクープを介して除去される。残余の井
戸流はこの第２の小型ロータからインペラ上に流出し、
更に主ロータ内に流入して、上記第一実施例において説
明したようにして分離される。

遠心分離装置の効率を向上させるための他のエレメント
（部品）についても本願において説明する。

以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図に示すように、本発明の遠心分離装置１０は、静
止のセンターボスト１４の回りで回転できる円筒状のロ
ータ１２を有している。このロータ１２は、流入する井
戸流中に含有されている種々の比重の流体成分を充分に
分離できる速度で、高速電気モータ１６又は他の高速駆
動装置によりセンターボスト１４の回りで回転される。

ロータ１２は、脚２０上に支持された静止の保護収納容
器１８内に収納されている。第１図には、遠心分離装置
１０が脚２０上に直立している状態が示されているが、
本発明の遠心分離装置１０は任意の位置で作動できるも
のである。後述するように、遠心分離装置１０内で分離
すべき流体に作用する重力は、ロータ１２の回転運動に
より流体に作用する大きな遠心力に比べ、非常に小さな
力である。

従って、遠心分離装置１０は、ロータ１２（従ってセン
ターボスト１４）の回転軸線を垂直、水平又は他の任意
の位置にした状態で作動させることができる。また、本
発明の遠心分離装置１０はカラム（支柱）又は他の任意
の安定構造物に取り付けることができ、従って、脚２０
のみが本発明の遠心分離装置１０の本質的な支持構造物
ではない。

高速電気モータ１６は、カンプリング２２を介して駆動
シャフト２４に連結されている。該駆動シャフト２４は
、開口部２６を通って保護収納容器１８内に延入してい
て、ロータ１２の底部端キャンプ２８に固定されている
。ロータ１２は、駆動シャフト２４の周囲に設けられた
下部ベアリング３０及び上部ベアリング３２に、ミリ、
保護収納容器１８の内部に整合して配置されている。こ
の整合配置により、ロータ１２は、保護収納容器１８に
接触することなくセンターボスト１４の回りで同心状に
回転することが可能になる。作動中のロータ１２の運動
エネルギは非常に大きいので、保護収納容器１８は、遠
心分離装置１０の回転部品が故障して破損するようなこ
とがあってもこれに耐える構造になっていて、安全作動
を確保できるものでなくてはならない。下部シール３４
は、ロータ１２から漏洩することがあるかもしれない流
体が、保護収納容器１８から流出することを防止するた
めのものである。

図示の好ましい実施例においては、センターボスト１４
は、保護収納容器１８の開口部３６を通って延在してい
る。センターボスト１４と保護収納容器１８との間には
上部シール３８が設けられており、該上部シール３８は
、流体が保護収納容器１８から大気中又は保護収納容器
１８の周囲の他の媒体中に漏洩することを防止する。ま
た、センターボスト１４はロータ１２の頂部端キャップ
４２に形成された開口部４０を通ってロータ１２の内部
に延入している。圧力シール４４により、流体がロータ
１２から保護収納容器１８内に漏洩することが防止され
るようになっている。センターポスト１４は、第１図に
示すように必ずしもロータ１２の全長に亘って配置する
必要はない。図示のように、センターポスト１４は、遠
心分離装置１０の内部からロータ１２の外部及び保護収
納容器１８の外部に導くのに必要な流路及び制御ライン
（配線）を中央に配置しかつ支持する有効な機能を有し
ている。かような流路及び制御ラインを位置決めしかつ
支持する他の方法として、制御ライン及び流路を個々に
配置してもよい。

図示の実施例では、センターポスト１４は中空に構成さ
れている。これにより、供給流路、排出流路及び制御検
出ラインを、センターポスト１４に通してロータ１２の
中央に導くことが可能になる。流体は、流れ供給フラン
ジ４６から供給され、センターポスト１４を通って延在
している入口通路チューブ４８を通り、流体供給ノズル
５０からロータ１２内に流入される。流体供給ノズル５
０は、センターポスト１４から出て、供給加速インペラ
５２の近くにおいて加速ボウル（ａｃｃｅｌｅｒａｔ−
ｏｒ　ｂｏｗｌ）　５１内に延入している。加速ボウル
５１及び供給加速インペラ５２は、ロータ１２と共に回
転できるように、ロータ１２内に取り付けられている。

第３Ａ図及び第３８図は、加速インペラ５２のそれぞれ
側面図及び平面図である。加速インペラ５２の機能は、
ロータ１２内に流入する流体を、回転していない運動状
態から、分離を達成するのに充分な回転運動状態まで効
率良く運動させることである。省スペース化を図りかつ
材料的条件を節約するには、この流体の加速をロータ１
２の一部として、できる限り小さな領域で行うことが望
ましい、これは、インペラ５２上での流体のスリップを
防止する助けをなすベーン５５により達成される。再び
第１図に戻ると、センターポスト１４と加速ボウル５１
との間には開口部５３が形成されており、これにより、
ガスが加速ボウル５１から遠心分離装置１０の主空間（
ｍａｉｎ　ｏｐｅｎ−ｉｎｇ）　５７内に流入できるよ
うになっている。

ロータ１２内には更にライナ５４が取り付けられており
、該ライナ５４はロータ１２のほぼ全長に亘って延在し
ている。ロータ１２の内面とライナ５４との間の空間に
より、小さな流体流路５６が形成されている。ライナ５
４はスペーサ５９を介してロータ１２に取り付けられて
いて、ロータ１２と共に回転できるようになっている。

液体が加速インペラ５２から放出されてライナ５４の内
表面上で回転し始めるとき、液体は異なる成分に分離さ
れる。−数的な井戸流の場合、これらの異なる成分は、
軽い流体（オイル）と重い流体（水）とからなる。重い
流体はライナ５４上に液体層を形成し、軽い流体は重い
流体の層の上に流体層を形成する。ライナ５４には液体
レベルフロートケージ５８が取り付けられており、該フ
ロートケージ５８内には液体レベルフロート６０が収容
されている。フロートケージ５８は、ロータ１２と共に
回転できるようにライナ５４に取り付けられている。液
体とフロート６０とはライナ５４上で回転するので、液
体とフロート６０との間に相対回転運動が生じることは
ない。フロート６０は、軽い流体よりも小さな比重を有
しているので、軽い流体の表面上に浮く、フロート６０
は、軽い流体の層の表面厚さの増加又は減少に応じて、
ロータ１２の中心に向かって又は中心から離れる方向に
半径方向に移動することができるように、フロートケー
ジ５８内に取り付けられている。

第２の液体レベルフロートケージ６４内には、第２の液
体レベルフロート６２が取り付けられていて、重い液体
と軽い液体との間の界面における僅かな半径方向の運動
を検出できるように構成されている。このフロート６２
は、重い液体と軽い液体との間の界面で浮（ことができ
るようにするため、これらの２つの流体の比重の間の比
重を有している。一般に、原油の比重は約０．８０であ
り、生成塩水の比重は約１．０５である。従って、液体
レベルフロート６２は、約０．８０〜１．０５の間の比
重を有している。第２フロートケージ６４もライナ５４
に取り付けられていて、ロータ１２と共に回転できるよ
うになっている。従って、ロータ１２の作動中にフロー
ト６２と流体との間に相対回転運動が生じることはない
。フロート及びフロートケージの位置は、ライナ５４に
沿う任意の位置に定めることができる。

好ましい実施例においては、フロート構造を用いた流体
レベル検出装置について説明したが、このフロート構造
の代わりに、軽い流体層及び重い流体層の厚さ及び両流
体層の界面の位置を検出できる任意の検出装置を使用す
ることができる。また、本発明の遠心分離装置の試験に
よれば、ライナ５４（該ライナは、流れを反転させかつ
水の分離時間を増加させるものである）は分離作業を行
う上で必須のもではないが、このライナ５４を設けるこ
とにより最も効率良く分離できることが実証されている
。

ライナ５４に沿って及び該ライナ５４の下には、集合メ
ツシュ６６が配置されており、該集合メツシュ６６は、
分離フェーズ中に軽い流体の大きな滴（しずく）を形成
させる助けをするように使用される。軽い流体の大きな
滴を形成させることにより、流体をより迅速かつ効率良
く分離することができる。また集合メツシュ６６は、重
い流体とロータ１２の壁との間のスリップを防止するこ
とにより、ロータ１２内での流体の回転速度を維持する
助けをなす、好ましい実施例においては、破砕したポリ
エチレンマットを使用して、有効かつ容易に集合メツシ
ュ６６を形成した。メツシュ６６はエキスバンドメタル
で形成してもよいし、ベーン、スパイク又は大きなオイ
ルの滴を形成するための接触領域を与える任意の他の材
料又は表面で置き換えることもできる。

ロータ１２の一端には、該ロータ１２と共に回転できる
ようにロータ１２の内部に取り付けられたプレート７０
によりオイル保持チャンバ６８が形成されている。この
オイル保持チャンバ６８の前部は、堰７２及びプレート
７４により形成されている。オイル保持チャンバ６８の
後部は、底部端キャップ２８の内面により形成されてい
る。ロータ１２内に充分な量のオイルが堆積すると、オ
イルは開口部７３　（これらの開口部７３は堰７２の後
ろにある）を通って堰７２から溢流し、チャンバ６８内
に流入する。チャンバ６８の内部には、該チャンバ６８
内での流体の回転を維持しかつ補助するベーン７６．７
８が設けられている。これらのベーン７６．７８もロー
タ１２に連結されていて、ロータ１２と共に回転できる
ようになっている。オイル保持チャンバ６８を構成する
各構成要素（すなわち、プレート７０、堰７２及びプレ
ート７４）及びベーン７６．７８は、ロータ１２と共に
回転する。これらのコンポーネンツは個々にロータ１２
に連結することができるし、−緒に組み立ててロータ１
２に連結することもできる。

センターボスト１４からは、流体スクープ（流体スコッ
プ）８０．８２がオイル保持チャンバ６８内に延入して
いる。遠心分離装置から流体を除去するのにこれらの流
体スクープを使用することは当業者に良く知られており
、ここでこれ以上の説明は必要としない。流体スフ・−
プ８０，８２は流路８４に連結されている。該流路８４
はセンターボスト１４を通って延在していて、弁８６を
介して出口に通じている。弁８６は、弁作動装置８８に
より作動される。弁作動装置８８には、信号コントロー
ラ９２から制御ライン９０を介して制御信号が入力され
る。信号コントローラ９２は、検出エレメントから指示
信号を受け、これを設定レベルと比較して出力制御信号
を発生し、所望の制御機能を達成するように構成された
一般的な制御装置である。ここで、信号コントローラ９
２は、センターボスト１４に取り付けられた位置センサ
９６から制御ライン９４を介して指示信号を受けるよう
になっている０位置センサ９６は、回転するフロート６
０の相対位置を検出して、オイル層の表面の位置を決定
する。

信号コントローラ９２は、電気、空気圧又は油圧等のエ
ネルギを供給源から受け取る０位置センサ９６としては
、フロート６０の相対位置を決定できる磁気、光学、電
気、超音波又は利用可能な他の任意の検出方法を使用す
ることができる。本実施例においては、電子パルスセン
サを使用している。信号コントローラ９２は、位置セン
サ９６が回転フロート６０に応答するとき、位置センサ
９６が発生する電子パルス信号を受けることができる。

位置センサ９６は、フロート６０がライナ５４から離れ
る方向（すなわち、位置センサ９６に近付く方向）に移
動するときに、位置センサ９６からの信号が大きくなり
、フロート６０がライナ５４に近付く方向（位置センサ
９６から離れる方向）に移動するとき、位置センサ９６
からの信号が小さくなるように構成することができる。

最初の場合（すなわち、回転フロート６０がライナ５４
から離れる方向に移動する場合）は、ロータ１２内のオ
イルの増量を表すものであり、信号コントローラ９２は
位置センサ９６からの電子パルス信号を受け、この信号
を信号コントローラ９２の設定位置と比較する。弁８６
を制御する必要がある場合には、信号コントローラ９２
が、制御ライン９０を介して弁作動装置８８に出力信号
（一般に、この出力信号は４〜２０ｍＡの電気信号であ
る）を伝送し、ベーン８６を開放してロータ１２からオ
イルを排出できるようにする。オイルが排出されてオイ
ルレベルが下降すると、位置センサ９６は、ロータ１２
内に充分なオイルが残され、適正なオイルレベルに到達
した旨及び弁８６を閉鎖すべきである旨を、信号コント
ローラ９２に伝達する。遠心分離装置１０内のオイルが
増量した場合には、以上のサイクルが繰り返される。

堰７２及びプレート７０より下の位置に、高比重流体の
ための流路１００が設けられている。流路１００は、プ
レート７０と、ライナ５４の下端部の内面との間に形成
されている。水は、流路１００を通り、流れ方向を反転
して、ライナ５４の外面とロータ１２の内面とにより形
成される流路５６を通って流れる。この流路５６の上端
部近くには溢流ボート１０２が設けられており、該溢流
ボート１０２は、流路５６を流体保持チャンバ１０４に
連通させている。該流体保持チャンバ１０４の下端部は
、ライナ５４に固定されておりかつロータ１２と共に回
転することができるプレート１０５により形成されてい
る。チャンバ１０４の上端部はプレート１０７により形
成されており、該プレート１０７もロータ１２と共に回
転できるように取り付けられている。堰７２を越えては
オイル保持チャンバ６８内に流入せず、その代わりに流
路１００を通って流路５６内に流入する全てのオイルは
、流体保持チャンバ１０４内に強制的に送られ、該チャ
ンバ１０４内に延入している流体スクープ１０６により
除去される。流体スクープ１０６は流路１０８に連結さ
れている。該流路１０８は流体供給ノズル（入口通路チ
ューブ）４８内に連通していて、水除去領域に到達した
オイルを再循環させるようになっている。溢流ボート１
０２の上方でロータ１２の内壁の近くには、流路１１０
が設けられており、該流路１１０を通って水が水保持チ
ャンバ１１２に流入できるようになっている。水保持チ
ャンバ１１２の下端部は、プレート１０７により形成さ
れており、上端部は頂部端キャップ４２の内面により形
成されている。

ベーン１１４．１１６は、ロータ１２と共に回転できる
ように取り付けられている。オイル保持チャンバ６８の
場合と同様に、水保持チャンバ１１２を形成する構成要
素は、個々のコンポーネンツを直接ロータ１２に取り付
けることにより構成してもよいし、組み立てて一緒にま
とめてロータ１２に取り付けてもよい。

水保持チャンバ１１２内には流体スクープ１１８が延入
しており、該流体スクープ１１８は、センターポスト１
４を通りかつ弁１２２を介して出口に導かれている流路
１２０に連結されている。弁１２２は、弁作動装置１２
４により作動される。

弁作動装置１２４は、信号コントローラ１２８から制御
ライン１２６を介して制御信号を受ける。

信号コントローラ１２Ｂの作動は、前述の信号コントロ
ーラ９２の作動と同様である。信号コントローラ１２８
は、センターボスト１４に取り付けられた位置センサ１
３２から、制御ライン１３０を介して指示信号を受ける
。また、信号コントローラ１２８は、エネルギ供給源１
３４から作動エネルギを受ける。位置センサ１３２は、
フロート６２の相対位置を検出して、水の層の厚さを決
定する。位置センサ１３２の作動は、前述の位置センサ
９６の作動と同様である。第４図には、上記レベル制御
装置（システム）の簡単化した制御装置が示されている
。

加速ボウル５１の近くにはガススクープ１３６が設けら
れており、加速ボウル５１にはガス加速ベーン１３７が
設けられている。ベーン１３７は、ガスがガススクープ
１３６に流入する前にガス相に捕捉される全ての小滴を
除去する助けをなす。

ガススクープ１３６は、センターボスト１４を通って延
在しておりかつ弁１４０を介して出口に導かれているガ
ス流路１３８に連結されている。弁１４０は、弁作動装
置１４２により作動される圧力調整弁であり、ロータ１
２の内部にプリセット内部圧力を維持するためのもので
ある。

第２図は、ロータ１２及びそのレベル制御装置の第二実
施例を示すものである。この第二実施例は、第一実施例
と同等の能力を有しておりかつ生成流（ｐｒｏｄｕｃｔ
ｉｏｎ　ｓｔｒｅａｍ）から更に微粒子を除去できるも
のである。第２図の実施例は、第１図の実施例と同様な
コンポーネンツを有しているが、第１図の実施例にはな
い内部ロータ組立体２００を更に有している。内部ロー
タ組立体２００は、内部ロータ２０２と、清浄水供給ノ
ズル２０４と、砂／水スクープ２０６と、砂／水流路２
０８と、清浄水流路２１０とを備えている。この第二実
施例においては、内部ロータ組立体２００内に生成法を
供給するための流体供給ノズル５０が配置されている。

センターボスト１４と内部ロータ組立体２００との間に
開口部５５が形成されており、該開口部５５は、ガスが
、内部ロータ２０２から遠心分離装置１０の主空間５７
内に流入することを可能にしている。

内部ロータ組立体２００の主たる機能は、流入する生成
流から砂粒子を分離しかつ除去することである。内部ロ
ータ２０２には、供給加速インペラ５２及びライナ５４
が、ロータ１２と共に回転できるように取り付けられて
いる。砂／水スクープ２０６は、センターボスト１４か
ら内部ロータ２０２内に延入している。また、清浄水供
給ノズル２０４も、センターボスト１４から内部ロータ
２０２内に延入している。スクープ２０６により拾集さ
れた砂／水混合物は、センターボスト１４を上昇してい
てオリフィス２１２を介してロータ１２から出ている流
路２０８を通して外部に排出される。

第５図には、砂／水スクープ２０６の詳細が示されてい
る０図示のように、砂／水スクープ２０６は突出する流
体ノズル２１９を有しており、該流体ノズル２１９は、
通路２２０を、スクープ２０６を介して開口部２２１に
連結している。ノズル２１９は、内部ロータ２０２内の
水を通路２２０を通して開口部２２１から排出させ、内
部ロータの壁の直ぐ近くで砂を攪拌し、砂をスクープ２
０６内に導入して、流路２０８から排出させる機能を有
している。砂がスクープ２０６に衝突することによる腐
食作用があるため、内部ロータ２０２に最も近接したス
クープ２０６の外端部には、耐蝕性の表面被覆２２２を
施しておくのが好ましい。

この腐食作用を低減させるには、人工ダイヤモンドプレ
ートが有効なことが判明しているが、任意の耐蝕性材料
を使用することができる。オリフィス２１２は、砂／水
混合物が内部ロータ組立体２００から流出する速度を制
御できる、調節可能なニードル弁又は確実チョーク弁で
構成することができる。清浄水供給ノズル２０４には、
センターボスト１４を通って延在している清浄水流路２
１０が取り付けられている。清浄水流路２１０は、清浄
水供給ノズル２０４に導かれる清浄水の導入速度を制御
するオリフィス２１４を備えている。

作動 以下、第１図を参照して、本発明の遠心分離装置及び液
体レベル制御装置の作動について説明する。

先ず、高速電気モータ１６を付勢し、カップリング２２
を介して駆動シャフト２４を高速回転させる。駆動シャ
フト２４は、保護収納容器１８内において、静止センタ
ーボスト１４の回りでロータ１２を回転させる。井戸流
の成分の充分な分離を達成するのに必要な回転速度は、
ロータ１２の直径により定まる。ロータ１２の直径が大
きな場合には、分離を達成するのに必要な回転速度は、
小さな直径のロータ１２に要求される回転速度より低速
にすることができる。有効な分離が行えるようにするに
は、流体が、ロータ壁においてライナ５４に沿う重力（
１，０００ｇ’ｓ）による加速力の少なくとも１　、０
００倍の遠心力を受けるようにロータ１２を回転するこ
とが必要である。ロータ１２は、上部ベアリング３２及
び下部ベアリング３ｏにより確実に中心に保持されてお
り、保護収納容器１８と接触することはない。ロータ１
２から流体が漏洩することがあっても、これらの流体は
、下部シール３４及び上部シール３８により、保護収納
容器１８から漏洩することが完全に防止される。

分離すべき流体の流れは、供給フランジ４６を通って流
路（入口通路チューブ）４８内に導入され、更に流体供
給ノズル５０から加速ボウル５１内に導入される。流体
供給ノズル５０を出ると、生成流の流体は加速ボウル５
′１内で回転し始める。流体が加速ボウル５１を出ると
、流体は供給加速インペラ５２に沿い、ライナ５４に向
がって更に加速される。流体がロータ１２の速度に到達
すると、個々の流体成分の比重の差が、流体成分に作用
する遠心力により増大される。流体がライナ５４に到達
すると、流体は、異なる比重により種々の成分の層に分
離される。原油及び塩水を含有する一般的な油井流（ｏ
ｉｌ　ｗｅｌｌ　５ｔｒｅａｏ＋）の場合には、ライナ
５４に隣接して水層が存在し、この水層の上にオイル層
が浮遊しており、水層とオイル層とはオイル−水界面に
より分離されることを意味している。ライナ５４に沿っ
て均一な流体層の厚さが生じかつ油井流が個々の成分に
分離されるときに、流体層はライナ５４に沿って遠心分
離装置１０の他端に向かって流れ始める。このとき、集
合メツシュ６６は大粒の油滴を形成する補助をなすため
１、オイルと水との分離を助け、これにより、流体の分
離効率を向上させることができる。オイルと水との流れ
が集合メツシュ部分を通って流れるとき、小さな油滴が
接触表面を形成し、これが大きな油滴の形成を促進する
。次いで、大きな油滴はオイル層に向かってより容易に
移動し、水層から出ていくことができる。更に集合メツ
シュ６６は、オイルと水との流体層が、ライナ５４及び
ロータ壁と同期的に運動することを維持し、接触遠心表
面の間にいかなるスリップも生じないようにする機能を
有している。また、集合メツシュ６６は、分離された個
々の成分が流体除去チャンバに移動するときに生じる流
体の二次流れを低減させる働きがある。

ライナ５４上でのオイルと水とが一体になった流体層の
厚さが堰７２の高さに到達する前に、流体は流路１００
を通り、ライナ５４とロータ１２との間の流路５６に沿
って逆流する。流路５６が充満されかつオイルと水とが
一体化した流体の厚さが堰７２の高さに到達したときに
、遠心分離装置１０が、その作動流体レベルまで充満さ
れたことになり、これにより、互いに隣接する２つの流
体層が分離されかつロータ１２から除去される条件が整
えられたことになる。

ロータ１２の回転により、ライナ５４の内面上には２つ
の異なる層（すなわち、１つはオイル層であり他は水層
である）が形成される。オイル及び水をロータ１２内に
付加導入することにより、オイルは堰７２から溢流して
オイル保持チャンバ６８内に流入し、水は流路１１０を
通ってライナ５４の下で水保持チャンバ１１２内に流入
する。

充分な量のオイルが導入されると、オイルは堰７２を溢
流し、開口部７３を通ってオイル保持チャンバ６８を充
満し始める。オイル保持チャンバ６８が充満されると、
オイルレベルが堰７２より上に上昇し、フロートケージ
５８内においてオイル層の表面上に浮遊しているフロー
ト６０を移動させる。オイル層の表面が移動すると、位
置センサ９６により、フロート６０の相対運動従ってオ
イル層表面の運動が信号コントローラ９２に伝送される
。この信号が、信号コントローラ９２にプリセットされ
たレベル（特定のオイルレベルの高さを表示するレベル
）に一致する場合には、信号コントローラ９２は、オイ
ル保持チャンバ６８からオイルを除去すのに必要な制御
工程を開始する。

位置センサ９６から適正な信号を受けると、信号コント
ローラ９２は、制御ライン９０を介して弁作動装置８８
に信号を送り、これにより弁８６が開放されて流路８４
が開放される。流路８４が開放されると、オイル保持チ
ャンバ６８内の流体の角速度が、遠心ポンプと同様に動
圧力に変換され、オイルを、流体スクープ８０，８２及
び出口流路８４に強制的に送り込む。オイルが遠心分離
装置１０から除去されると、オイル保持チャンバ６８内
のオイルレベルが下降し、これにより、フロートケージ
５８内のフロート６０が下降される。

次いで、オイルレベルが再びプリセットレベルまで上昇
するまで、位置センサ及び制御装置により弁８６が閉鎖
され、この排出サイクルが繰り返される。弁８６は、開
放作動、閉鎖作動又は絞り作動を行って、ロータ１２内
に適正なオイルレベルを維持することができる。

水層は、オイル層よりも比重が大きいため、ライナ５４
に隣接して形成される。ロータ１２内に多量の水が導入
されると、水層の厚さが増大する。

水層の厚さが増大すると、水はオイル保持チャンバ６８
の下の流路１００を通り、流れ方向を反転し、流路５６
を通って遠心分離装置１０の他端に向かって逆流し、更
に流路１１０を通って流れる。

流路５６．１１０を通る水のこの運動によって、水保持
チャンバ１１２が充満される。水保持チャンバ１１２が
充満されると、オイル−水界面がライナ５４に対して上
昇する。このオイル−水界面が上昇すると、フロートケ
ージ６４内の界面フロート６２も上昇し、前述のオイル
レベル制御装置と同様な制御シーケンスが開始される。

界面レベルが、特定の水層の厚さを示す成るプリセット
位置に到達すると、水保持チャンバ１１２から水を除去
する必要がある旨を、位置センサ１３２が信号コントロ
ーラ１２８に伝送する。次いで、信号コントローラ１２
８が、制御ライン１２６を介して弁作動装置１２４に信
号を伝送し、弁１２２を開放して流路１２０を開放する
。流路１２０が開放されると、水保持チャンバ１１２内
の流体の角速度が動圧力に変換され、これにより、水が
、流体スクープ１１８及び出口流路１２０内に強制的に
送り込まれる。水保持チャンバ１１２から充分な量の水
が除去されると、オイル−水界面のレベル（従って、必
然的にライナ５４に対するフロート６２の距離）が増大
する。この運動はセンサ１３２により検出され、最終的
には、水保持チャンバ１１２が充満状態にあり、別の水
排出サイクル（ｗａｔｅｒ　ｄｕｎ＋ｐ　ｃｙｃｌｅ）
を開始する旨の他の信号を受けるまで弁１２２を閉じて
おく、弁１２２の作動は、弁８６の作動と同様に、スナ
ップ作動によりオン・オフ操作ができるように構成して
もよいし、或いは、水層の液体の厚さに応答する絞り弁
として構成してもよい。水が、ライナ５４とロータ１２
との間の流路５６を通り水保持チャンバ１１２に向かっ
て流れるとき、水は集合メツシュ６６を通って流れる。

集合メツシュ６６は、流体保持チャンバ（オイル保持チ
ャンバ）６８から除去されない全てのオイルについて、
大きな油滴の形成を助ける働きをなす。流路５６に流入
したオイルが流体チャンバ（水保持チャンバ）１１２に
到達する前に、オイルは、その小さな比重によりライナ
５４の内壁に押し付けられる。このオイル（−最にスキ
ムオイルと呼ばれている）は、次いで、水と共にライナ
５４の内壁に沿って流れ、流路（溢流ボート）１０２を
通って流体保持チャンバー０４内に流入する。チャンバ
１０４内に流入したオイルと水との混合物は、オイル／
水入クープ（流体スクープ）１０６により除去され、流
路１０８を通して、再分離のために流路（入口通路チュ
ーブ）４８に送り戻される。この再循環法により、水保
持チャンバ１１２にオイルが到達せずかつ水の流路１２
０からオイルが排出されることがないように保証するこ
とができる。

遠心分離操作中において有効な分離が行われるようにす
るには、オイル−水界面が、ライナ５４の上方の所定の
作動範囲内に保持されるようにするのが好ましい。界面
制御装置は、オイル−水界面が堰７２の高さ以上に上昇
すること、又は流路１００のレベルまで下降することを
許容してはならない、もしも、ライナ５４上のオイル−
水界面が堰７２の高さ以上に上昇すれば、水は堰７２を
溢流してオイル保持チャンバ６８内に流入し、流体スク
ープ８０．８２により除去される。一方、もしも、ライ
ナ５４上のオイル−水界面が流路１００のレベルまで下
降すれば、オイルは流路１００を通って流路５６内に逆
流し、水保持チャンバ１１２に流入して流体スクープ１
１８を介して除去される。従って、オイル−水界面は、
ライナ５４から該界面までの距離が、ライナ５４から堰
７２までの高さ以下にありかつ流路１００の頂部からラ
イナ５４までの距離よりも大きい位置にあるようにして
、オイル相が流路１００を通って流れないようにしかつ
水相が堰７２を溢流しないようにすることが必要である
。

以上、大量のガス成分を含有しない井戸流を分離する方
法及び装置について説明した。井戸流がガス相を含有し
ている場合には次のようにする。

液体と共にガス相を、入口供給フランジ（流れ供給フラ
ンジ）４６及び流体供給ノズル５０を通してロータ１２
内に導入する。ガスの密度は液体の密度よりも小さいの
で、ガスは、加速ボウル５１に流入するときに液体から
分離され、開口部５３を通って遠心分離装置１０の主開
口部（主空間）５７に流入する。ロータ１２内に水層が
形成されかつ該水層の上にオイル層が形成されると、ガ
スは遠心分離装置１０の主空間５７を占拠し、オイル層
の表面においてガス−オイル界面を形成する。

ロータ１２と共に回転するガス加速ベーン１３７により
、ガス相中に捕捉されることがある流体の全ての小滴が
付加的に分離される。ガスは、ガススクープ１３６から
センターボスト１４内のガス流路１３８に流入し、ロー
タ１２から排出される。

ガス流路１３８は、ガス圧力調整装置（弁作動装置）１
４２及び弁１４０により制御される。多量のガスがロー
タ１２内に流入すると、装置の内部圧力が上昇する。装
置の内部圧力が指定圧力に到達すると、圧力調整装置１
４２により弁１４０が開放され、充分な量のガスが遠心
分離装置から排出されるため、遠心分離装置内の圧力が
低下される。かような圧力調整装置及び弁は、製油及び
製ガス工業の分野で良く知られており、ここでこれ以上
説明することは避ける。ガスが含有されていない流体の
流れは、供給加速インペラ５２により、前述の分離が行
われるロータ１２の全速度まで加速される。

流体の流れ中に砂その他の粒子が含有されていることが
想定される場合には、第二実施例による遠心分離装置及
び制御装置が使用さ゛れる。第二実施例は第２図に示さ
れている。第二実施例の作動は、第１図に示す第一実施
例の作動と同様であるが、第二実施例には内部ロータ組
立体２００及び砂その他の固形物を除去するための流路
が設けられている点で第一実施例とは異なっている。流
体供給ノズル５０により、粒子を含有する流体の流れが
内部ロータ２０２内に導入され、該内部ロータ２０２に
より流体が加速され始める。内部ロータ２０２のロータ
壁と接触後、砂及び他の固形物は内部ロータ２０２の大
きな半径領域に移動され、センターポスト１４から内部
ロータ２０２内に延入している砂／水スクープ２０６内
に吸引される。

オイル及び水の除去装置とは異なり、砂／水スクープ装
置は定ブリード装置であり、一定の少量の流れを内部ロ
ータ２０２から連続的に除去して、砂／水流路２０８を
介して遠心分離装置１０から排出するように構成されて
いる。砂／水流路２０８には、内部ロータ２０２から除
去される砂及び水の量を制御する小さなオリフィス２１
２を設けることができる。例えば調節自在のニードル弁
装置又は確実絞り弁のような他の制御装置を用いて定ブ
リード除去装置を構成することができる。清浄水流路２
１０及び清浄水供給ノズル２０４を通して少量の水流を
内部ロータ２０２内に噴射して、砂／水スクープ２０６
に連続的な水流が供給されるようにし、生成された砂か
らの微少なオイル粒子を「洗浄」する働きをなす清浄水
を維持できるようになっている。

内部ロータ２０２の壁から砂を除去する間に、砂／水ス
クープ２０６の前方で直接砂を攪拌することは有効であ
る。第５図には、粒子攪拌器を備えた流体スクープ（砂
／水スクープ）２０６が示されている。内部ロータ２０
２内で回転する水は、ノズル２１９及び通路２２０を通
って開口部２２１から、スクープの通路開口部２０８の
直ぐ前の点（位置）に噴出される。水が開口部２２１か
ら噴出されると、内部ロータ２０２の壁から砂が巻き上
げられて砂／水スクープ２０６により集給され、砂／水
流路２０８を通して排出される。

流体の流れ（今やこの流れには、遠心分離装置に導入さ
れた固形物が全く含有されていない）は、内部ロータ２
０２から出て、供給加速インペラ５２により、前述のよ
うにして分離が行われるロータの全速度まで加速される
。

遠心分離装置１０の始動時において、遠心分離装置１０
に、分離すべき少量の重い流体を呼び水として補給（プ
ライム）しておき、制御及びシールの目的の流体層を形
成するのが好ましい。このシールにより、遠心分離装置
の始動時に、水排出ラインからオイルが流出する好まし
からざる事態を防止することができる。

１日当たりｉｏ、ｏｏｏバレルの流体を処理できる典型
的なサイズのオイル−水遠心分離装置は、長さが約６フ
イート（約１．８３１１１）　、直径が約３フイート（
約０．９１　ｍ）である。このサイズの遠心分離装置に
は、約１８ガロンの水を補給するのが好ましい。ロータ
１２が回転するとき、補給水すなわち呼び水（ｐｒｉｍ
ｅ　ｗａｔｅｒ）は、供給フランジ４６から流路４８及
び流体供給ノズル５０を通して供給される。呼び水は、
供給加速インペラ５２からライナ５４に流出し、更に流
路１００を通って流路５６内に流入する。従ってこの呼
び水は、あらゆる生成オイルが流路５６から溢れて水保
持チャンバ１１２（該水保持チャンバ１１２では、生成
オイルが生成水として水流路１２０から排出される）に
到達することを防止する。

以上説明した本発明による遠心分離装置及びレベル制御
装置は、井戸流の成分を極めて効率良く分離できるもの
である。しかしながら、前述のように、第１図及び第２
図に示した好ましい実施例に含まれる幾つかの部分（部
品）は、本発明の遠心分離装置の作動に必要とされるも
のではない。

第６図は、これらの仕様に関連して構成することができ
る多くの可能性ある装置の中の一例を示すものであり、
第１図又は第２図に示した装置の全てのエレメント（部
品）が設けられているものではない。

第６図には、本発明の遠心分離装置１０の基本的コンポ
ーネンツが示されている。加速インペラ、加速ボウル、
ライナ、集合メツシュ、ベーン及びスキムオイルスクー
プ等の部品は必要ではなく、第６図の実施例からは省略
しである。また、第１図の実施例における流路１００．
１１０及び５６は、流路１０１で置換されている。この
流路１０１は、オイル保持チャンバ６８を形成するプレ
ート７０の底部とロータ１２との間に形成されている。

第６図の実施例の作動時に、入口通路４８を通して遠心
分離装置ｌＯ内に導入される流体は、入口ノズル５０か
ら出て、ロータ１２に向かって移動する。存在する全て
のガスは、ロータ１２の壁から離れて、ロータの主開口
部５７に向かって移動する。充分な量のガスがロータ１
２内に流入すると、ガス圧が増大し、前述の好ましい実
施例において説明したように、通路１３８から放出され
る。流体は、ガスの分離後、ロータ１２に向かって移動
し、ここで流体はロータ１２又は既にロータ１２内に存
在している他の流体と接触して、ロータの速度で回転し
始める。回転する流体がロータ１２の壁に沿って移動す
るとき、流体は、重い成分（水）と軽い成分（オイル）
とに分離される。

水はロータ１２に直接隣接した液体層（水層）を形成し
、オイルは、この水層の頂部に載った液体層を形成する
。充分な量のオイルが遠心分離装置に流入すると、この
オイルは堰７２を溢流してオイル保持チャンバ６８内に
流入し、該オイル保持チャンバ６８を充満し始める。

ガス層とオイル層との間にはガス−オイル界面６１があ
り、この界面６１上にフロート６０が浮遊している。充
分な量のオイルが生成されると、関連するレベル制御装
置がフロート６０、センサ及びコントローラ９２と共に
作動して流路８４を開放し、第１図の実施例の作動につ
いて説明したように、オイルを排出できるようにする。

オイル層と水層との間にはオイル−水界面６３が形成さ
れ、この界面６３上にフロート６２が浮遊している。充
分な量の水が生成されると、界面フロート６２が上昇し
、該フロート６２が特定の高さに到達すると、第１図の
実施例の作動について説明したように、流路１２０を開
放してロータ１２から水を排出できるようにする必要が
ある旨をセンサ１３２及びコントローラ１２８に伝達す
る。

スクープ及び保持チャンバは、第６図に示した端部とは
反対側の端部に配置することができ、或いは各端部に配
置することもできる。ロータ１２の両端部に、１つ又は
複数の流体チャンバを配置することもできる。同様に、
フロートセンサも、ロータ１２の壁に沿う任意の位置に
配置することができる。しかしながら、フロートレベル
は、ロータ１２に流入する流体からの干渉が最小になる
位置に定めるのが有効である。これは、多分、流体保持
チャンバの近（にフロートを配置するのが最良であるこ
とを意味している。

第６図に示すように構成して、スクープ８０．１１２に
より流体保持チャンバから液体を除去すれば、ロータ１
２の壁に沿って並流を生じさせることができる。スクー
プ及び保持チャンバをロータ１２の両端部に配置した場
合（すなわち、ロータの各端部に１つのスクープ及び１
つの保持チャンバを配置した場合）には、ロータ１２か
ら液体を除去することにより並流が誘起されるであろう
。

第１図及び第２図に示す本発明の好ましい実施例は、第
６図に示す基本的構成の実施例を幾つかの点で改善した
ものであり、流体の各成分をより完全に分離することが
できる。

第１図に示しかつ説明した遠心分離装置１０を使用して
、種々の試験を行った。直径１２！’（約３０．５　ｃ
ｍ）、長さ３０！ン（約７６．２　ｃｍ）のプロトタイ
プ（原型）の遠心分離装置に、５０％のオイルと５０％
の水との混合物を供給して試験をした結果は次の通りで
ある。

−タ１２の内面とライナ５４の外面との間に形成された
流路５６の厚さは約０．４！ン（約１０．２　ｎ＋ｎ＋
）であり、ライナ５４の内面から堰７２までの距離は約
１．０！ン（約２５．４　ｍｍ）であった。ライナ５４
の厚さは約０．１エン（約２．５　＋＋ｎ）であり、ロ
ータ１２から堰７２までの距離は約１．５！ン（約３８
．１ｍｓ＋）であった。

オイル層の表面上で浮動できるように、ライナ５４上で
ケージ５８に取り付けられたフロート６０は、堰７２と
ロータ１２の内面との間の距離（約１．５！ンすなわち
約３８．１ｍ５ｅ）にほぼ等しい、ロータ１２の内面か
らの距離におけるオイル表面上で僅かに動くことができ
た。ケージ５８内でのフロート６０の運動は、±０．１
！ン（約２．５４　ｍｍ）のオーダであった。同様に、
ケージ６４に取り付けられた界面フロート６２は、ライ
ナ５４の内面から約０．３５！ン（約８．９　ｍｍ＋）
の距離にあるオイル−水界面上で僅かに移動することが
できた。ケージ６４内でのフロート６２の運動は、±０
．１！ン（約２．５４−一）のオーダであった。

大型の遠心分離装置では、流路５６のクリアランスを大
きくとって、大量の流体を処理できるようにすることが
可能である。また、遠心分離装置の容量を増大するとき
、堰７２の高さを大きくして、大きな流路１００．５６
を形成できるようにしてもよい。堰７２の高さを増大す
ると、ライナ５４からのフロート６０．６２の距離を増
大させる必要がある。従って、上記の距離及び寸法は、
設計上の絶対的制限値又は作動範囲を意味するものでは
ない。

当業者には、本発明の精神及び範囲から逸脱することな
く、上記本発明の方法及び装置に種々の改変を施すこと
ができることは明白であろう。しかしながら、かような
改変は、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲に含まれ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第一実施例による遠心分離装置を断
面したところを示す側面図である。 第２図は、本発明の第二実施例による遠心分離装置を断
面したところを示す側面図である。 第３Ａ図は、加速インペラの断面図である。 第３８図は、加速インペラの平面図である。 第４図は、流体を除去する制御装置の概略構成図である
。 第５図は、砂／水スクープ及び攪拌器の一部を断面した
平面図である。 第６図は、本発明の別の実施例に係る遠心分離装置の一
部を断面した側面図である。 Ｏ・・・遠心分離装置、　　１２・・・ロータ、４・・
・センターポスト、１６・・・高速電気モータ、８・・
・保護収納容器、　４６・・・流体供給フランジ、０・
・・流体供給ノズル、５１・・・加速ボウル、２・・・
供給加速インペラ、 ４・・・ライナ、　　　　　５６・・・流路、８・・・
フロートケージ、６０．６２・・・フロート、４・・・
フロートケージ、６６・・・集合メツシュ、８・・・オ
イル保持チャンバ、 ２・・・堰、　　　　　　７６．７８・・・ベーン、０
．８２・・・流体スクープ、 ４・・・流路、　　　　　　８６・・・弁、８・・・弁
作動装置、 ２・・・信号コントローラ、 ６・・・位置センサ、　　１００・・・流路、０２・・
・溢流ボート、 ０４・・・流体保持チャンバ、 ０６・・・流体スクープ、１０８．１１０・・・流路、
１２・・・水保持チャンバ、 １４．１１６・・・ベーン、 ８・・・流体スクープ、 ０・・・流路、 ４・・・弁作動装置、 ８・・・信号コントローラ、 ２・・・位置センサ、　１３ ０・・・弁、　　　　　１４ １２２・・・弁、 ６・・・ガススクープ、 ２・・・弁作動装置。 ＦＩＧ、　５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）比重の異なる複数の流体からなる流れの成分を分
   離する方法において、 ロータ壁を備えたロータであって、対向する第１端部及
   び第２端部とロータに取り付けられた複数の流体除去セ
   クションとを更に備えているロータに流れを導入する工
   程と、 前記ロータ壁に隣接する流体層が最大の相対比重を有し
   、ロータの回転軸線に近付く方向に連続する層の比重が
   徐々に小さくなり、分離された各流体の間に界面が形成
   されるように複数の流体層を形成すべく、前記ロータを
   回転して、前記ロータ壁に向けて流体を外方に押しやり
   、流体を半径方向に分離させる工程と、 検出器の手段により各界面の位置を検出する工程と、 各流体を流体除去セクションに流入させ、かつ各流体層
   が特定の厚さに到達したときに、各界面の前記検出に応
   答して流体スクープ通路を開放して前記ロータから個々
   の流体を除去する工程とを有していることを特徴とする
   比重の異なる複数の流体からなる流れの成分を分離する
   方法。 （２）前記流体層の間の界面上に浮遊する複数のフロー
   トの位置を決定することにより各界面の位置を検出する
   工程を更に有しており、各フロートは、該フロートが浮
   遊している層の比重より小さくかつ該フロートが沈入し
   ている層の比重より大きな比重を有していることを特徴
   とする請求項１に記載の方法。 （３）前記流体の中の少なくとも１つはガスであり、ガ
   ス層の圧力が特定の圧力に到達した場合にはガスを除去
   して特定のロータ圧力を維持する工程を更に有している
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 （４）前記流体の中の少なくとも１つはガスであり、ガ
   ス層の圧力が特定の圧力に到達した場合にはガスを除去
   して特定のロータ圧力を維持する工程を更に有している
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。 （５）比重の異なる複数の流体からなる流れの成分を分
   離する方法において、 内部ロータ及び主ロータを備えた遠心分離装置に前記流
   れを導入する工程を有しており、前記内部ロータが前記
   主ロータの内部に配置されていて凹状のロータ壁を備え
   ており、前記主ロータが、ロータ壁と、互いに対向する
   第１端部及び第２端部と、ロータに取り付けられた複数
   の流体除去セクションとを備えており、 前記内部ロータを回転して、粒子を内部ロータの壁に向
   かって移動させるに充分な遠心力を発生させる工程と、 分離された粒子を前記内部ロータから除去する工程と、 複数の流体を内部ロータから主ロータに溢流させる工程
   と、 前記主ロータのロータ壁に隣接する流体層が最大の相対
   比重を有し、主ロータの回転軸線に近付く方向に連続す
   る層の比重が徐々に小さくなるように複数の流体層を形
   成すべく、前記主ロータを回転して、前記主ロータの壁
   に向けて流体を外方に押しやり、流体を半径方向に分離
   させる工程と、 検出器の手段により各界面の位置を検出する工程と、 各流体を流体除去セクションに流入させ、かつ各流体層
   が特定の厚さに到達したときに、各界面の前記検出に応
   答して流体スクープ通路を開放して前記ロータから個々
   の流体を除去する工程とを有していることを特徴とする
   比重の異なる複数の流体からなる流れの成分を分離する
   方法。 ６）前記流体層の間の界面上に浮遊する複数のフロート
   の位置を決定することにより各界面の位置を検出する工
   程を更に有しており、各フロートは、該フロートが浮遊
   している層の比重より小さくかつ該フロートが沈入して
   いる層の比重より大きな比重を有していることを特徴と
   する請求項５に記載の方法。 （７）前記流体の中の少なくとも１つはガスであり、ガ
   ス層の圧力が特定の圧力に到達した場合にはガスを除去
   して特定のロータ圧力を維持する工程を更に有している
   ことを特徴とする請求項５に記載の方法。 （８）前記流体の中の少なくとも１つはガスであり、ガ
   ス層の圧力が特定の圧力に到達した場合にはガスを除去
   して特定のロータ圧力を維持する工程を更に有している
   ことを特徴とする請求項６に記載の方法。 （９）第１液体の方が第２液体よりも重い関係にあるこ
   れらの第１液体と第２液体とからなる流れの成分を遠心
   分離する方法において、 ロータ壁と互いに対向する第１端部及び第２端部とを備
   えた回転するロータに、前記流れを連続的に導入する工
   程を有しており、前記第１液体及び第２液体は、前記ロ
   ータ内で回転して第１液体層と第２液体層とを形成し、
   これらの両層の間には界面が存在し、 前記第１液体層と第２液体層との間の前記界面の運動を
   第１検出手段により検出する工程と、前記第２液体層の
   内面の運動を第２検出手段により検出する工程と、 前記第１検出手段に応答して前記ロータから第１液体を
   抽出して、前記第１液体と第２液体との間の前記界面を
   、前記ロータ壁から所定の距離内に維持する工程と、 前記第２検出手段に応答して前記ロータから第２液体を
   抽出して、前記第２液体の前記内面を所定の範囲内に維
   持する工程とを更に有していることを特徴とする遠心分
   離方法。 （１０）比重の異なる複数の流体からなる流れの成分を
   分離する装置において、 １つの軸線の回りで回転できるロータであって、該ロー
   タ内に空間を形成するロータ壁と互いに対向する第１端
   部及び第２端部とを備えているロータと、 前記流れをロータ内に導入すべく、ロータ内の前記空間
   内に取り付けられた流体供給通路と、前記ロータに取り
   付けられた重い流体のチャンバと、 ロータの前記空間内に取り付けられた重い流体のスクー
   プであって、前記重い流体のチャンバから重い流体を除
   去すべく、前記ロータの回転軸線から前記重い流体のチ
   ャンバ内へと外方に延在している流路を備えている重い
   流体のスクープと、 前記ロータに取り付けられた軽い流体のチャンバと、 ロータの前記空間内に取り付けられた軽い流体のスクー
   プであって、前記軽い流体のチャンバから軽い流体を除
   去すべく、前記ロータの回転軸線から前記軽い流体のチ
   ャンバ内へと外方に延在している流路を備えている軽い
   流体のスクープと、 第１流体の界面及び第２流体の界面の半径方向位置を検
   出して該半径方向位置の信号を発生する手段と、 前記検出手段に応答して前記重い流体のスクープを通る
   流れを調整し、前記第１流体の界面の半径方向位置を位
   置決めする手段と、 前記検出手段に応答して前記軽い流体のスクープを通る
   流れを調整し、前記第２流体の界面の半径方向位置を位
   置決めする手段とを有していることを特徴とする比重の
   異なる複数の流体からなる流れの成分を分離する装置。 （１１）比重の異なる複数の流体からなる流れの成分を
   分離する装置において、 １つの軸線の回りで回転できるロータであって、該ロー
   タ内に空間を形成するロータ壁と互いに対向する第１端
   部及び第２端部とを備えているロータと、 前記流れをロータ内に導入すべく、ロータ内の前記空間
   内に取り付けられた流体供給通路と、前記ロータに取り
   付けられた重い流体のチャンバと、 ロータの前記空間内に取り付けられた重い流体のスクー
   プであって、前記重い流体のチャンバから重い流体を除
   去すべく、前記ロータの回転軸線から前記重い流体のチ
   ャンバ内へと外方に延在している流路を備えている重い
   流体のスクープと、 前記ロータに取り付けられた軽い流体のチャンバと、 ロータの前記空間内に取り付けられた軽い流体のスクー
   プであって、前記軽い流体のチャンバから軽い流体を除
   去すべく、前記ロータの回転軸線から前記軽い流体のチ
   ャンバ内へと外方に延在している流路を備えている軽い
   流体のスクープと、 前記軽い流体のチャンバに隣接して前記ロータに連結さ
   れた堰であって、前記軽い流体が堰を溢流して前記軽い
   流体のチャンバに流入できるのに充分な距離だけ前記ロ
   ータ壁から半径方向内方に延在している堰と、 第１流体層の界面の半径方向位置を検出しかつこの半径
   方向位置の信号を発生する第１検出器と、 第２流体層の界面の半径方向位置を検出しかつこの半径
   方向位置の信号を発生する第２検出器と、 前記第１検出器に接続された第１信号変換器であって、
   第１検出器により発生された信号を受けることができか
   つ前記重い流体のスクープを通る流れを調整する手段に
   可変出力信号を伝送することができる第１信号変換器と
   、 前記第２検出器に接続された第２信号変換器であって、
   第２検出器により発生された信号を受けることができか
   つ前記軽い流体のスクープを通る流れを調整する手段に
   可変出力信号を伝送することができる第２信号変換器と
   、 前記第１信号変換器からの可変出力信号に応答して前記
   重い流体のスクープを通る流れを調整し、重い流体の特
   定のレベルを維持する手段と、 前記第２信号変換器からの可変出力信号に応答して前記
   軽い流体のスクープを通る流れを調整し、軽い流体の特
   定のレベルを維持する手段とを有していることを特徴と
   する比重の異なる複数の流体からなる流れの成分を分離
   する装置。 （１２）比重の異なる複数の流体からなる流れの成分を
   分離する装置において、 １つの軸線の回りで回転できるロータであって、該ロー
   タ内に空間を形成するロータ壁と互いに対向する第１端
   部及び第２端部とを備えているロータと、 前記流れをロータ内に導入すべく、ロータ内の前記空間
   内に取り付けられた流体供給通路と、前記ロータに取り
   付けられた重い流体のチャンバと、 ロータの前記空間内に取り付けられた重い流体のスクー
   プであって、前記重い流体のチャンバから重い流体を除
   去すべく、前記ロータの回転軸線から前記重い流体のチ
   ャンバ内へと外方に延在している流路を備えている重い
   流体のスクープと、 前記ロータに取り付けられた軽い流体のチャンバと、 ロータの前記空間内に取り付けられた軽い流体のスクー
   プであって、前記軽い流体のチャンバから軽い流体を除
   去すべく、前記ロータの回転軸線から前記軽い流体のチ
   ャンバ内へと外方に延在している流路を備えている軽い
   流体のスクープと、 前記軽い流体のチャンバに隣接して前記ロータに連結さ
   れた堰であって、前記軽い流体が堰を溢流して前記軽い
   流体のチャンバに流入できるのに充分な距離だけ前記ロ
   ータ壁から半径方向内方に延在している堰と、 前記ロータの前記空間内において第１流体の界面上に浮
   遊していて前記ロータの回転軸線に関して半径方向に移
   動することができる第１フロートと、 前記ロータの前記空間内において第２流体の界面上に浮
   遊していて前記ロータの回転軸線に関して半径方向に移
   動することができる第２フロートと、 前記第１フロートの半径方向位置を検出しかつこの半径
   方向位置の信号を発生する第１検出器と、 前記第２フロートの半径方向位置を検出しかつこの半径
   方向位置の信号を発生する第２検出器と、 前記第１検出器に接続された第１信号変換器であって、
   第１検出器により発生された信号を受けることができか
   つ前記重い流体のスクープを通る流れを調整する手段に
   可変出力信号を伝送することができる第１信号変換器と
   、 前記第２検出器に接続された第２信号変換器であって、
   第２検出器により発生された信号を受けることができか
   つ前記軽い流体のスクープを通る流れを調整する手段に
   可変出力信号を伝送することができる第２信号変換器と
   、 前記第１信号変換器からの可変出力信号に応答して前記
   重い流体のスクープを通る流れを調整し、重い流体の特
   定のレベルを維持する手段と、 前記第２信号変換器からの可変出力信号に応答して前記
   軽い流体のスクープを通る流れを調整し、軽い流体の特
   定のレベルを維持する手段とを有していることを特徴と
   する比重の異なる複数の流体からなる流れの成分を分離
   する装置。 （１３）付加的にガスを取り扱うことができ、かつ、前
   記ロータの前記空間内に取り付けられた第３の流体スク
   ープであって、前記ロータからガスを除去すべくロータ
   の回転軸線から外方に延在している流路を備えている第
   ３の流体スクープと、 該第３の流体スクープの前記流路に連通していて、特定
   のロータ圧力を維持することができる圧力調整装置とを
   更に有していることを特徴とする請求項１１に記載の装
   置。 （１４）付加的にガスを取り扱うことができ、かつ、前
   記ロータの前記空間内に取り付けられた第３の流体スク
   ープであって、前記ロータからガスを除去すべくロータ
   の回転軸線から外方に延在している流路を備えている第
   ３の流体スクープと、 該第３の流体スクープの前記流路に連通していて、特定
   のロータ圧力を維持することができる圧力調整装置とを
   更に有していることを特徴とする請求項１２に記載の装
   置。 （１５）前記ロータと共に回転することができかつ前記
   流体供給通路からの流体を受け取ることができる流体加
   速インペラと、 前記ロータと共に回転することができる集合材料とを更
   に有していることを特徴とする請求項１１に記載の装置
   。 （１６）前記ロータと共に回転することができかつ前記
   流体供給通路からの流体を受け取ることができる流体加
   速インペラと、 前記ロータと共に回転することができる集合材料とを更
   に有していることを特徴とする請求項１２に記載の装置
   。 （１７）前記ロータと共に回転することができかつ前記
   流体供給通路からの流体を受け取ることができる流体加
   速インペラと、 前記ロータと共に回転することができる集合材料とを更
   に有していることを特徴とする請求項１３に記載の装置
   。 （１８）前記ロータと共に回転することができかつ前記
   流体供給通路からの流体を受け取ることができる流体加
   速インペラと、 前記ロータと共に回転することができる集合材料とを更
   に有していることを特徴とする請求項１４に記載の装置
   。 （１９）比重の異なる複数の流体からなる流れの成分を
   分離する装置において、 １つの軸線の回りで回転できるロータであって、該ロー
   タ内に空間を形成するロータ壁と互いに対向する第１端
   部及び第２端部とを備えている主ロータと、 該主ロータと共に回転できるように主ロータの内部に取
   り付けられた内部ロータとを有しており、該内部ロータ
   は、この内部ロータの内部に空間を形成する内部ロータ
   壁を備えておりかつ流体供給通路からの流体を受け入れ
   ることができ、 前記内部ロータの前記空間内に取り付けられた砂／水ス
   クープであって、内部ロータから砂を除去すべく、前記
   主ロータ及び内部ロータの回転軸線から内部ロータのロ
   ータ壁に向かって外方に延在している流路を備えている
   砂／水スクープと、 該砂／水スクープの前記流路に連通している砂／水出口
   オリフィスと、 前記内部ロータの空間内に取り付けられておりかつ前記
   主ロータ及び内部ロータの回転軸線から内部ロータに向
   かって外方に延在している流路を備えている水補給ライ
   ンと、 該水補給ラインの前記流路に連通している水入口オリフ
   ィスと、 前記内部ロータ内に流れを導入すべく、内部ロータの前
   記空間内に取り付けられた流体供給通路と、 前記主ロータに取り付けられた重い流体のチャンバと、 ロータの前記空間内に取り付けられた重い流体のスクー
   プであって、前記重い流体のチャンバから重い流体を除
   去すべく、前記主ロータの回転軸線から前記重い流体の
   チャンバ内へと外方に延在している流路を備えている重
   い流体のスクープと、 前記ロータに取り付けられた軽い流体のチャンバと、 ロータの前記空間内に取り付けられた軽い流体のスクー
   プであって、前記軽い流体のチャンバから軽い流体を除
   去すべく、前記主ロータの回転軸線から前記軽い流体の
   チャンバ内へと外方に延在している流路を備えている軽
   い流体のスクープと、 前記軽い流体のチャンバに隣接して前記ロータに連結さ
   れた堰であって、前記軽い流体が堰を溢流して前記軽い
   流体のチャンバに流入できるのに充分な距離だけ前記ロ
   ータ壁から半径方向内方に延在している堰と、 第１流体層の界面の半径方向位置を検出しかつこの半径
   方向位置の信号を発生する第１検出器と、 第２流体層の界面の半径方向位置を検出しかつこの半径
   方向位置の信号を発生する第２検出器と、 前記第１検出器に接続された第１信号変換器であって、
   第１検出器により発生された信号を受けることができか
   つ前記重い流体のスクープを通る流れを調整する手段に
   可変出力信号を伝送することができる第１信号変換器と
   、 前記第２検出器に接続された第２信号変換器であって、
   第２検出器により発生された信号を受けることができか
   つ前記軽い流体のスクープを通る流れを調整する手段に
   可変出力信号を伝送することができる第２信号変換器と
   、 前記第１信号変換器からの可変出力信号に応答して前記
   重い流体のスクープを通る流れを調整し、重い流体の特
   定のレベルを維持する手段と、 前記第２信号変換器からの可変出力信号に応答して前記
   軽い流体のスクープを通る流れを調整し、軽い流体の特
   定のレベルを維持する手段とを有していることを特徴と
   する比重の異なる複数の流体からなる流れの成分を分離
   する装置。 （２０）比重の異なる複数の流体からなる流れの成分を
   分離する装置において、 １つの軸線の回りで回転できるロータであって、該ロー
   タ内に空間を形成するロータ壁と互いに対向する第１端
   部及び第２端部とを備えている主ロータと、 該主ロータと共に回転できるように主ロータの内部に取
   り付けられた内部ロータとを有しており、該内部ロータ
   は、この内部ロータの内部に空間を形成する内部ロータ
   壁を備えておりかつ流体供給通路からの流体を受け入れ
   ることができ、 前記内部ロータの前記空間内に取り付けられた砂／水ス
   クープであって、内部ロータから砂を除去すべく、前記
   主ロータ及び内部ロータの回転軸線から内部ロータのロ
   ータ壁に向かって外方に延在している流路を備えている
   砂／水スクープと、 該砂／水スクープの前記流路に連通している砂／水出口
   オリフィスと、 前記内部ロータの空間内に取り付けられておりかつ前記
   主ロータ及び内部ロータの回転軸線から内部ロータに向
   かって外方に延在している流路を備えている水補給ライ
   ンと、 該水補給ラインの前記流路に連通している水入口オリフ
   ィスと、 前記内部ロータ内に流れを導入すべく、内部ロータの前
   記空間内に取り付けられた流体供給通路と、 前記主ロータに取り付けられた重い流体のチャンバと、 ロータの前記空間内に取り付けられた重い流体のスクー
   プであって、前記重い流体のチャンバから重い流体を除
   去すべく、前記主ロータの回転軸線から前記重い流体の
   チャンバ内へと外方に延在している流路を備えている重
   い流体のスクープと、 前記ロータに取り付けられた軽い流体のチャンバと、 ロータの前記空間内に取り付けられた軽い流体のスクー
   プであって、前記軽い流体のチャンバから軽い流体を除
   去すべく、前記主ロータの回転軸線から前記軽い流体の
   チャンバ内へと外方に延在している流路を備えている軽
   い流体のスクープと、 前記軽い流体のチャンバに隣接して前記ロータに連結さ
   れた堰であって、前記軽い流体が堰を溢流して前記軽い
   流体のチャンバに流入できるのに充分な距離だけ前記ロ
   ータ壁から半径方向内方に延在している堰と、 前記ロータの前記空間内において第１流体の界面上に浮
   遊していて前記ロータの回転軸線に関して半径方向に移
   動することができる第１フロートと、 前記ロータの前記空間内において第２流体の界面上に浮
   遊していて前記ロータの回転軸線に関して半径方向に移
   動することができる第２フロートと、 前記第１フロートの半径方向位置を検出しかつこの半径
   方向位置の信号を発生する第１検出器と、 前記第２フロートの半径方向位置を検出しかつこの半径
   方向位置の信号を発生する第２検出器と、 前記第１検出器に接続された第１信号変換器であって、
   第１検出器により発生された信号を受けることができか
   つ前記重い流体のスクープを通る流れを調整する手段に
   可変出力信号を伝送することができる第１信号変換器と
   、 前記第２検出器に接続された第２信号変換器であって、
   第２検出器により発生された信号を受けることができか
   つ前記軽い流体のスクープを通る流れを調整する手段に
   可変出力信号を伝送することができる第２信号変換器と
   、 前記第１信号変換器からの可変出力信号に応答して前記
   重い流体のスクープを通る流れを調整し、重い流体の特
   定のレベルを維持する手段と、 前記第２信号変換器からの可変出力信号に応答して前記
   軽い流体のスクープを通る流れを調整し、軽い流体の特
   定のレベルを維持する手段とを有していることを特徴と
   する比重の異なる複数の流体からなる流れの成分を分離
   する装置。 （２１）付加的にガスを取り扱うことができ、かつ、前
   記ロータの前記空間内に取り付けられた第３の流体スク
   ープであって、前記ロータからガスを除去すべくロータ
   の回転軸線から外方に延在している流路を備えている第
   ３の流体スクープと、 該第３の流体スクープの前記流路に連通していて、特定
   のロータ圧力を維持することができる圧力調整装置とを
   更に有していることを特徴とする請求項１９に記載の装
   置。 （２２）付加的にガスを取り扱うことができ、かつ、前
   記ロータの前記空間内に取り付けられた第３の流体スク
   ープであって、前記ロータからガスを除去すべくロータ
   の回転軸線から外方に延在している流路を備えている第
   ３の流体スクープと、 該第３の流体スクープの前記流路に連通していて、特定
   のロータ圧力を維持することができる圧力調整装置とを
   更に有していることを特徴とする請求項２０に記載の装
   置。 （２３）前記ロータと共に回転することができかつ前記
   流体供給通路からの流体を受け取ることができる流体加
   速インペラと、 前記ロータと共に回転することができる集合材料とを更
   に有していることを特徴とする請求項１９に記載の装置
   。 （２４）前記ロータと共に回転することができかつ前記
   流体供給通路からの流体を受け取ることができる流体加
   速インペラと、 前記ロータと共に回転することができる集合材料とを更
   に有していることを特徴とする請求項２０に記載の装置
   。 （２５）前記ロータと共に回転することができかつ前記
   流体供給通路からの流体を受け取ることができる流体加
   速インペラと、 前記ロータと共に回転することができる集合材料とを更
   に有していることを特徴とする請求項２１に記載の装置
   。 （２６）前記ロータと共に回転することができかつ前記
   流体供給通路からの流体を受け取ることができる流体加
   速インペラと、 前記ロータと共に回転することができる集合材料とを更
   に有していることを特徴とする請求項２２に記載の装置
   。 （２７）比重の異なる複数の流体からなる流れの成分を
   分離する装置において、 １つの軸線の回りで回転できるロータであって、該ロー
   タ内に空間を形成するロータ壁と互いに対向する第１端
   部及び第２端部とを備えているロータと、 前記流れをロータ内に導入すべく、ロータ内の前記空間
   内に取り付けられた流体供給通路と、前記ロータに取り
   付けられたライナであって、該ライナと前記ロータとの
   間で前記ロータに沿って流路を形成しているライナと、 前記ロータに取り付けられた重い流体のチャンバと、 ロータの前記空間内に取り付けられた重い流体のスクー
   プであって、前記重い流体のチャンバから重い流体を除
   去すべく、前記ロータの回転軸線から前記重い流体のチ
   ャンバ内へと外方に延在している流路を備えている重い
   流体のスクープと、 前記ロータに取り付けられた軽い流体のチャンバと、 ロータの前記空間内に取り付けられた軽い流体のスクー
   プであって、前記軽い流体のチャンバから軽い流体を除
   去すべく、前記ロータの回転軸線から前記軽い流体のチ
   ャンバ内へと外方に延在している流路を備えている軽い
   流体のスクープと、 前記軽い流体のチャンバに隣接して前記ロータに連結さ
   れた堰であって、前記軽い流体が堰を溢流して前記軽い
   流体のチャンバに流入できるのに充分な距離だけ前記ロ
   ータ壁から半径方向内方に延在している堰と、 前記ロータに取り付けられたスキムオイル流体のチャン
   バと、 前記ロータの前記空間内に取り付けられたスキムオイル
   流体の除去スクープであって、前記スキムオイル流体の
   チャンバからスキムオイルを除去してロータ内で再分離
   すべく、前記流体供給通路から前記スキムオイル流体の
   チャンバ内へと外方に延在している流路を備えているス
   キムオイル流体の除去スクープと、 第１流体層の界面の半径方向位置を検出しかつこの半径
   方向位置の信号を発生する第１検出器と、 第２流体層の界面の半径方向位置を検出しかつこの半径
   方向位置の信号を発生する第２検出器と、 前記第１検出器に接続された第１信号変換器であって、
   第１検出器により発生された信号を受けることができか
   つ前記重い流体のスクープを通る流れを調整する手段に
   可変出力信号を伝送することができる第１信号変換器と
   、 前記第２検出器に接続された第２信号変換器であって、
   第２検出器により発生された信号を受けることができか
   つ前記軽い流体のスクープを通る流れを調整する手段に
   可変出力信号を伝送することができる第２信号変換器と
   、 前記第１信号変換器からの可変出力信号に応答して前記
   重い流体のスクープを通る流れを調整し、重い流体の特
   定のレベルを維持する手段と、 前記第２信号変換器からの可変出力信号に応答して前記
   軽い流体のスクープを通る流れを調整し、軽い流体の特
   定のレベルを維持する手段とを有していることを特徴と
   する比重の異なる複数の流体からなる流れの成分を分離
   する装置。 （２８）比重の異なる複数の流体からなる流れの成分を
   分離する装置において、 １つの軸線の回りで回転できるロータであって、該ロー
   タ内に空間を形成するロータ壁と互いに対向する第１端
   部及び第２端部とを備えているロータと、 前記流れをロータ内に導入すべく、ロータ内の前記空間
   内に取り付けられた流体供給通路と、前記ロータに取り
   付けられたライナであって、該ライナと前記ロータとの
   間で前記ロータに沿って流路を形成しているライナと、 前記ロータに取り付けられた重い流体のチャンバと、 ロータの前記空間内に取り付けられた重い流体のスクー
   プであって、前記重い流体のチャンバから重い流体を除
   去すべく、前記ロータの回転軸線から前記重い流体のチ
   ャンバ内へと外方に延在している流路を備えている重い
   流体のスクープと、 前記ロータに取り付けられた軽い流体のチャンバと、 ロータの前記空間内に取り付けられた軽い流体のスクー
   プであって、前記軽い流体のチャンバから軽い流体を除
   去すべく、前記ロータの回転軸線から前記軽い流体のチ
   ャンバ内へと外方に延在している流路を備えている軽い
   流体のスクープと、 前記軽い流体のチャンバに隣接して前記ロータに連結さ
   れた堰であって、前記軽い流体が堰を溢流して前記軽い
   流体のチャンバに流入できるのに充分な距離だけ前記ロ
   ータ壁から半径方向内方に延在している堰と、 前記ロータに取り付けられたスキムオイル流体のチャン
   バと、 前記ロータの前記空間内に取り付けられたスキムオイル
   流体の除去スクープであって、前記スキムオイル流体の
   チャンバからスキムオイルを除去してロータ内で再分離
   すべく、前記流体供給通路から前記スキムオイル流体の
   チャンバ内へと外方に延在している流路を備えているス
   キムオイル流体の除去スクープと、 前記ロータの前記空間内において第１流体の界面上に浮
   遊していて前記ロータの回転軸線に関して半径方向に移
   動することができる第１フロートと、 前記ロータの前記空間内において第２流体の界面上に浮
   遊していて前記ロータの回転軸線に関して半径方向に移
   動することができる第２フロートと、 前記第１フロートの半径方向位置を検出しかつこの半径
   方向位置の信号を発生する第１検出器と、 前記第２フロートの半径方向位置を検出しかつこの半径
   方向位置の信号を発生する第２検出器と、 前記第１検出器に接続された第１信号変換器であって、
   第１検出器により発生された信号を受けることができか
   つ前記重い流体のスクープを通る流れを調整する手段に
   可変出力信号を伝送することができる第１信号変換器と
   、 前記第２検出器に接続された第２信号変換器であって、
   第２検出器により発生された信号を受けることができか
   つ前記軽い流体のスクープを通る流れを調整する手段に
   可変出力信号を伝送することができる第２信号変換器と
   、 前記第１信号変換器からの可変出力信号に応答して前記
   重い流体のスクープを通る流れを調整し、重い流体の特
   定のレベルを維持する手段と、 前記第２信号変換器からの可変出力信号に応答して前記
   軽い流体のスクープを通る流れを調整し、軽い流体の特
   定のレベルを維持する手段とを有していることを特徴と
   する比重の異なる複数の流体からなる流れの成分を分離
   する装置。 （２９）前記ロータの前記空間内に取り付けられた第３
   の流体スクープであって、前記ロータからガスを除去す
   べくロータの回転軸線から外方に延在している流路を備
   えている第３の流体スクープと、 該第３の流体スクープの前記流路に連通していて、特定
   のロータ圧力を維持することができる圧力調整装置とを
   更に有していることを特徴とする請求項２７に記載の装
   置。 （３０）前記ロータの前記空間内に取り付けられた第３
   の流体スクープであって、前記ロータからガスを除去す
   べくロータの回転軸線から外方に延在している流路を備
   えている第３の流体スクープと、 該第３の流体スクープの前記流路に連通していて、特定
   のロータ圧力を維持することができる圧力調整装置とを
   更に有していることを特徴とする請求項２８に記載の装
   置。 （３１）前記ロータと共に回転することができかつ前記
   流体供給通路からの流体を受け取ることができる流体加
   速インペラと、 前記ライナと前記ロータとの間の流路に設けられた第１
   集合材料と、 前記ライナの内面上に設けられた第２集合材料とを更に
   有していることを特徴とする請求項２７に記載の装置。 （３２）前記ロータと共に回転することができかつ前記
   流体供給通路からの流体を受け取ることができる流体加
   速インペラと、 前記ライナと前記ロータとの間の流路に設けられた第１
   集合材料と、 前記ライナの内面上に設けられた第２集合材料とを更に
   有していることを特徴とする請求項２８に記載の装置。 （３３）前記ロータと共に回転することができかつ前記
   流体供給通路からの流体を受け取ることができる流体加
   速インペラと、 前記ライナと前記ロータとの間の流路に設けられた第１
   集合材料と、 前記ライナの内面上に設けられた第２集合材料とを更に
   有していることを特徴とする請求項２９に記載の装置。 （３４）前記ロータと共に回転することができかつ前記
   流体供給通路からの流体を受け取ることができる流体加
   速インペラと、 前記ライナと前記ロータとの間の流路に設けられた第１
   集合材料と、 前記ライナの内面上に設けられた第２集合材料とを更に
   有していることを特徴とする請求項３０に記載の装置。 （３５）比重の異なる複数の流体からなる流れの成分を
   分離する装置において、 １つの軸線の回りで回転できるロータであって、該ロー
   タ内に空間を形成するロータ壁と互いに対向する第１端
   部及び第２端部とを備えている主ロータと、 該主ロータと共に回転できるように主ロータの内部に取
   り付けられた内部ロータとを有しており、該内部ロータ
   は、この内部ロータの内部に空間を形成する内部ロータ
   壁を備えておりかつ流体供給通路からの流体を受け入れ
   ることができ、 前記内部ロータの前記空間内に取り付けられた砂／水ス
   クープであって、内部ロータから砂を除去すべく、前記
   主ロータ及び内部ロータの回転軸線から内部ロータのロ
   ータ壁に向かって外方に延在している流路を備えている
   砂／水スクープと、 該砂／水スクープの前記流路に連通している砂／水出口
   オリフィスと、 前記内部ロータの空間内に取り付けられておりかつ前記
   主ロータ及び内部ロータの回転軸線から内部ロータに向
   かって外方に延在している流路を備えている水補給ライ
   ンと、 該水補給ラインの前記流路に連通している水入口オリフ
   ィスと、 前記内部ロータ内に流れを導入すべく、内部ロータの前
   記空間内に取り付けられた流体供給通路と、 前記主ロータに取り付けられたライナであって、該ライ
   ナと前記主ロータとの間で前記主ロータに沿って流路を
   形成しているライナと、前記主ロータに取り付けられた
   重い流体のチャンバと、 ロータの前記空間内に取り付けられた重い流体のスクー
   プであって、前記重い流体のチャンバから重い流体を除
   去すべく、前記主ロータの回転軸線から前記重い流体の
   チャンバ内へと外方に延在している流路を備えている重
   い流体のスクープと、 前記主ロータに取り付けられた軽い流体のチャンバと、 ロータの前記空間内に取り付けられた軽い流体のスクー
   プであって、前記軽い流体のチャンバから軽い流体を除
   去すべく、前記主ロータの回転軸線から前記軽い流体の
   チャンバ内へと外方に延在している流路を備えている軽
   い流体のスクープと、 前記軽い流体のチャンバに隣接して前記ロータに連結さ
   れた堰であって、前記軽い流体が堰を溢流して前記軽い
   流体のチャンバに流入できるのに充分な所定の距離だけ
   前記ロータ壁から半径方向内方に延在している堰と、 前記ロータに取り付けられたスキムオイル流体のチャン
   バと、 前記ロータの前記空間内に取り付けられたスキムオイル
   流体の除去スクープであって、前記スキムオイル流体の
   チャンバからスキムオイルを除去してロータ内で再分離
   すべく、前記流体供給通路から前記スキムオイル流体の
   チャンバ内へと外方に延在している流路を備えているス
   キムオイル流体の除去スクープと、 第１流体層の界面の半径方向位置を検出しかつこの半径
   方向位置の信号を発生する第１検出器と、 第２流体層の界面の半径方向位置を検出しかつこの半径
   方向位置の信号を発生する第２検出器と、 前記第１検出器に接続された第１信号変換器であって、
   第１検出器により発生された信号を受けることができか
   つ前記重い流体のスクープを通る流れを調整する手段に
   可変出力信号を伝送することができる第１信号変換器と
   、 前記第２検出器に接続された第２信号変換器であって、
   第２検出器により発生された信号を受けることができか
   つ前記軽い流体のスクープを通る流れを調整する手段に
   可変出力信号を伝送することができる第２信号変換器と
   、 前記第１信号変換器からの可変出力信号に応答して前記
   重い流体のスクープを通る流れを調整し、重い流体の特
   定のレベルを維持する手段と、 前記第２信号変換器からの可変出力信号に応答して前記
   軽い流体のスクープを通る流れを調整し、軽い流体の特
   定のレベルを維持する手段とを有していることを特徴と
   する比重の異なる複数の流体からなる流れの成分を分離
   する装置。 （３６）比重の異なる複数の流体からなる流れの成分を
   分離する装置において、 １つの軸線の回りで回転できるロータであって、該ロー
   タ内に空間を形成するロータ壁と互いに対向する第１端
   部及び第２端部とを備えている主ロータと、 該主ロータと共に回転できるように主ロータの内部に取
   り付けられた内部ロータとを有しており、該内部ロータ
   は、この内部ロータの内部に空間を形成する内部ロータ
   壁を備えておりかつ流体供給通路からの流体を受け入れ
   ることができ、 前記内部ロータの前記空間内に取り付けられた砂／水ス
   クープであって、内部ロータから砂を除去すべく、前記
   主ロータ及び内部ロータの回転軸線から内部ロータのロ
   ータ壁に向かって外方に延在している流路を備えている
   砂／水スクープと、 該砂／水スクープの前記流路に連通している砂／水出口
   オリフィスと、 前記内部ロータの空間内に取り付けられておりかつ前記
   主ロータ及び内部ロータの回転軸線から内部ロータに向
   かって外方に延在している流路を備えている水補給ライ
   ンと、 該水補給ラインの前記流路に連通している水入口オリフ
   ィスと、 前記内部ロータ内に流れを導入すべく、内部ロータの前
   記空間内に取り付けられた流体供給通路と、 前記主ロータに取り付けられたライナであって、該ライ
   ナと前記主ロータとの間で前記主ロータに沿って流路を
   形成しているライナと、前記主ロータに取り付けられた
   重い流体のチャンバと、 ロータの前記空間内に取り付けられた重い流体のスクー
   プであって、前記重い流体のチャンバから重い流体を除
   去すべく、前記主ロータの回転軸線から前記重い流体の
   チャンバ内へと外方に延在している流路を備えている重
   い流体のスクープと、 前記主ロータに取り付けられた軽い流体のチャンバと、 ロータの前記空間内に取り付けられた軽い流体のスクー
   プであって、前記軽い流体のチャンバから軽い流体を除
   去すべく、前記主ロータの回転軸線から前記軽い流体の
   チャンバ内へと外方に延在している流路を備えている軽
   い流体のスクープと、 前記軽い流体のチャンバに隣接して前記ロータに連結さ
   れた堰であって、前記軽い流体が堰を溢流して前記軽い
   流体のチャンバに流入できるに充分な距離だけ前記ロー
   タ壁から半径方向内方に延在している堰と、 前記ロータに取り付けられたスキムオイル流体のチャン
   バと、 前記ロータの前記空間内に取り付けられたスキムオイル
   流体の除去スクープであって、前記スキムオイル流体の
   チャンバからスキムオイルを除去してロータ内で再分離
   すべく、前記流体供給通路から前記スキムオイル流体の
   チャンバ内へと外方に延在している流路を備えているス
   キムオイル流体の除去スクープと、 前記ロータの前記空間内において第１流体の界面上に浮
   遊していて前記ロータの回転軸線に関して半径方向に移
   動することができる第１フロートと、 前記ロータの前記空間内において第２流体の界面上に浮
   遊していて前記ロータの回転軸線に関して半径方向に移
   動することができる第２フロートと、 第１流体層の界面の半径方向位置を検出しかつこの半径
   方向位置の信号を発生する第１検出器と、 第２流体層の界面の半径方向位置を検出しかつこの半径
   方向位置の信号を発生する第２検出器と、 前記第１検出器に接続された第１信号変換器であって、
   第１検出器により発生された信号を受けることができか
   つ前記重い流体のスクープを通る流れを調整する手段に
   可変出力信号を伝送することができる第１信号変換器と
   、 前記第２検出器に接続された第２信号変換器であって、
   第２検出器により発生された信号を受けることができか
   つ前記軽い流体のスクープを通る流れを調整する手段に
   可変出力信号を伝送することができる第２信号変換器と
   、 前記第１信号変換器からの可変出力信号に応答して前記
   重い流体のスクープを通る流れを調整し、重い流体の特
   定のレベルを維持する手段と、 前記第２信号変換器からの可変出力信号に応答して前記
   軽い流体のスクープを通る流れを調整し、軽い流体の特
   定のレベルを維持する手段とを有していることを特徴と
   する比重の異なる複数の流体からなる流れの成分を分離
   する装置。 （３７）前記ロータの前記空間内に取り付けられた第３
   の流体スクープであって、前記ロータからガスを除去す
   べくロータの回転軸線から外方に延在している流路を備
   えている第３の流体スクープと、 該第３の流体スクープの前記流路に連通していて、特定
   のロータ圧力を維持することができる圧力調整装置とを
   更に有していることを特徴とする請求項３５に記載の装
   置。 （３８）前記ロータの前記空間内に取り付けられた第３
   の流体スクープであって、前記ロータからガスを除去す
   べくロータの回転軸線から外方に延在している流路を備
   えている第３の流体スクープと、 該第３の流体スクープの前記流路に連通していて、特定
   のロータ圧力を維持することができる圧力調整装置とを
   更に有していることを特徴とする請求項３６に記載の装
   置。 （３９）前記ロータと共に回転することができかつ前記
   流体供給通路からの流体を受け取ることができる流体加
   速インペラと、 前記ライナと前記ロータとの間の流路に設けられた第１
   集合材料と、 前記ライナの内面上に設けられた第２集合材料とを更に
   有していることを特徴とする請求項３５に記載の装置。 （４０）前記ロータと共に回転することができかつ前記
   流体供給通路からの流体を受け取ることができる流体加
   速インペラと、 前記ライナと前記ロータとの間の流路に設けられた第１
   集合材料と、 前記ライナの内面上に設けられた第２集合材料とを更に
   有していることを特徴とする請求項３６に記載の装置。 （４１）前記ロータと共に回転することができかつ前記
   流体供給通路からの流体を受け取ることができる流体加
   速インペラと、 前記ライナと前記ロータとの間の流路に設けられた第１
   集合材料と、 前記ライナの内面上に設けられた第２集合材料とを更に
   有していることを特徴とする請求項３７に記載の装置。 （４２）前記ロータと共に回転することができかつ前記
   流体供給通路からの流体を受け取ることができる流体加
   速インペラと、 前記ライナと前記ロータとの間の流路に設けられた第１
   集合材料と、 前記ライナの内面上に設けられた第２集合材料とを更に
   有していることを特徴とする請求項３８に記載の装置。