JPH09506031A - ディスクデカンター型遠心機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 最適な作動姿勢を取ることができるように支持構造体（２）に旋回自在に係合せしめられた竪型遠心機（１）。この遠心機は、ボウル（５６）と、ボウル（５６）内に配設されたスクリューコンベヤ（６５）と、スクリューコンベヤ（６５）の上方部分内に配置され、スクリューコンベヤ（６５）との間に分離チャンバー（９８）を画定するハブ（６４）と、分離チャンバー（９８）内に配設され、層状に重ね合わされてハブ（６４）に担持された複数の分離ディスク（６）を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】 ディスクデカンター型遠心機技術分野 本発明は、遠心分離機（以下、単に「遠心機」とも称する）に関し、特に、高 効率の無拘束の遠心分離機に関する。技術背景 遠心機は、比重の異なる又は粒度の異なる物質を遠心力を発生する高速回転に よって分離するための装置である。通常、遠心機は、化学工業においては樹脂を 分離したり、顔料を清澄化し脱水するのに、又、食品工業ではコーンスターチを 回収したり、蛋白質や抽出物を濃縮するのに利用される。遠心機は、又、冶金分 野及び非冶金分野において皮なめし業者や金属メッキ業者のためにヒドロキシ系 スラリーを脱水するのにも用いられる。 在来の遠心機に随伴する１つの重大な問題は、遠心機の作動中に生じる振動で ある。そのような振動の１つの原因は、遠心機が最適な作動姿勢を取ることがで きないような態様に構成されていることである。そのような振動を軽減するため の従来の１つの方法は、遠心機の運動を拘束することである。しかしながら、遠 心機の運動を拘束すると、遠心機に用いられている軸受に大きな力が及ぼされ、 その力が、最終的に軸受を破壊し、遠心機の作動を不能にすることになる。 在来の遠心機のもう１つの欠点は、その分離効率が、 高い分離効率を求める産業界の厳しい要件を充足するには十分ではないことであ る。分離効率は、（1）分離速度、（2）分離度、及び、（3）分離能力の３つの 要素から成る。 従って、本発明の目的は、従来技術の上述した問題及び欠点を念頭において、 振動のない、そして運動を拘束する必要のない新規な改良された遠心機を提供す ることである。 本発明の他の目的は、高い分離効率を有する新規な改良された遠心機を提供す ることである。 本発明の更に他の目的は、妥当なコストで製造することができる新規な改良さ れた遠心機を提供することである。発明の開示 上記及びその他の目的を達成するために、本発明は、垂直回転軸線を有し、支 持構造体によって支持された、供給混合物の多相画分への分離を行うための遠心 機であって、前記支持構造体上に配置され、該支持構造体に回転自在に取り付け られた軸と、該軸と共に回転するように該軸に同心的に取り付けられたボウルと 、該ボウルの一端に近接して設けられており、重質画分排出開口を通して該ボウ ルの内部に連通している重質画分チャンバーと、前記供給混合物を前記ボウル内 へ導入するために該ボウルに連通した供給物入口手段と、前記ボウル内に長手方 向に該ボウルと同心関係に配置された回転自在のス クリューコンベヤと、該スクリューコンベヤの上方部分内に配置され、前記ボウ ルと共に回転するように該ボウルに同心的に取り付けられ、該スクリューコンベ ヤとの間に分離チャンバーを画定するハブと、前記分離チャンバー内に配設され 、層状に重ね合わされて前記ハブに担持された複数の分離ディスクと、前記供給 混合物を前記分離チャンバー内へ分配するための分配手段と、前記分離ディスク と、前記ボウルの回転によって創生される遠心力とが協同して前記供給混合物を 少くとも軽質画分と重質画分に分離し、かつ、該ボウルと前記スクリューコンベ ヤとの回転速度の差によって該重質画分を該ボウルの内側面に沿って前記重質画 分チャンバーへ押しやるように、前記軸及び前記スクリューコンベヤに連結され ており、該軸とスクリューコンベヤを互いに異なる速度で回転させるための回転 手段と、前記軽質画分を前記ボウルから排出するために前記分離チャンバーに連 通した軽質画分排出出口とから成る遠心機を提供する。図面の簡単な説明 図１は、本発明のディスクデカンター型遠心機の一部断面による正面図である 。 図２は、図１に示された遠心機のボウルの一部断面による拡大正面図である。 図３は、図１に示された遠心機の駆動機構の一部断面による拡大正面図である 。 図４は、本発明の遠心機に用いられる個別円形ディス クの上からみた平面図である。 図５は、本発明の遠心機に用いられる円錐形のスクリューコンベヤの縦断面図 である。 図６は、図５に示された円錐形のスクリューコンベヤの下方部分の側面図であ る。 図７は、図６の線７−７に沿ってみたスクリューコンベヤの端面図である。 図８は、図２に示された円筒形のスクリューコンベヤの上からみた平面図であ る。 図９は、図８の線９−９に沿ってみたスクリューコンベヤの一部断面による側 面図である。 図１０は、図１に示された差速コンベヤの一部断面による拡大図である。 図１１は、図１の線１１−１１に沿って上からみた平面図である。実施の形態 図１に示された本発明のディスクデカンター型遠心機１は、支持構造体２によ って支持されており、基本的に、自由並進振子駆動機構即ち平衡（バランス）駆 動機構４と、ボウル組立体５６と、バック駆動機構即ち差速コンベヤ駆動機構８ とから成る。支持構造体２は、図１及び１１に示されるように、それぞれ対応す るベース２ｄ，２ｅ，２ｆに取り付けられたコラム２ａ，２ｂ，２ｃと、支持ア ーム２ｇ，２ｈから成る。 図３を参照して説明すると、自由並進振子駆動機構即 ち平衡駆動機構（以下、単に「駆動機構」とも称する）４は、同じ馬力を有する １対の直径方向に（１８０°）対置されたモータ１０ａ，１０ｂを含む。好まし い実施形態では、モータ１０ａ，１０ｂは、少くとも６，０００ｒｐｍの回転速 度を創生する能力を有するモータとする。モータ１０ａ，１０ｂは、それぞれベ ルト群１２ａ，１２ｂを介して、細長い中空スピンドル軸５に取り付けられたプ ーリ３に駆動係合される。ベルト群１２ａ，１２ｂは、各々、複数のベルトから 成り、好ましい実施形態では、各ベルト群は、５本のベルトを有するものとする 。ベルト群１２ａと１２ｂとは、モータ１０ａ，１０ｂのモータ軸１６ａと１６ ｂの高さの差を最少限にすることができるように互いに重ね合わされている。ベ ルト群１２ａは、プーリ３と、モータ軸１６ａに取り付けられたプーリ１８ａと に駆動係合される。同様にして、ベルト群１２ｂは、プーリ３と、モータ軸１６ ｂに取り付けられたプーリ１８ｂとに駆動係合される。 駆動機構４は、１組のベルトからの合成張力が、他方の組ベルトからの同等の 合成張力によって相殺されるように構成されている。即ち、これらの２つの等し い、互いに反対向きの荷重は、軸５に及ぼす正味合力をゼロにする。ベルト群（ 以下、単に「ベルト」とも称する）１２ａ，１２ｂは、伸縮自在タイプであり、 Ｖベルトであっても、平坦ベルトであってもよい。各ベルトは、それぞれ対応す るプーリのベルト溝２０内に嵌められている 。 図３にみられるように、各モータ１０ａ，１０ｂに関連してベルト緊張機構が 設けられている。モータ１０ａのためのベルト緊張機構は、プレート２４ａと、 ローラ２２ａと、ばね２６ａと、ばね受けハウジング２７ａと、ねじ付きロッド ２８ａと、六角ナット３０ａとから成る。六角ナット３０ａを調節すると、ばね ２６ａの張力が変更される。ばね２６ａの張力は、プレート２４ａが、モータ支 持板３５ａのリップ３１ａ上で移動することができる半径方向の距離をを決定す る。ローラ２２ａは、モータ１０ａ及びプーリ１８ａがプレート２４ａ上で移動 するのを可能にする。同様にして、モータ１０ｂのためのベルト緊張機構は、プ レート２４ｂと、ローラ２２ｂと、ばね２６ｂと、ばね受けハウジング２７ｂと 、ねじ付きロッド２８ｂと、六角ナット３０ｂとから成る。モータ１０ｂのため のベルト緊張機構の機能は、モータ１０ａのためのベルト緊張機構のそれと全く 同じである。 モータ１０ａ及び１０ｂのためのベルト緊張機構は、ベルトガード１４の下に 完全に収められ、それぞれ、モータ支持板３５ａ，３５ｂによって支持される。 ベルト１２ａ，１２ｂは、ベルトガード１４の下に完全に収められる。ベルトハ ウジング１３は、後述するハウジング１１に取り付けられており、ベルト１２ａ ，１２ｂのうち、プーリ３に接触する部分を囲包する。平衡駆動機構 ４は、軸５をハウジング１１内に心合された状態に保持することによって軸５の 心合状態を維持する。 細長い中空軸５の内部には、１対の同心円筒体１５ａ，１７ａが挿入されてい る。内側円筒体１７ａは、供給物入口チャンバー１７を画定する。内側円筒体１ ７ａと外側円筒体１５ａの間の空間は、オーバーフロー（軽質画分）出口チャン バー１５を画定する。供給物入口チャンバー１７及びオーバーフロー出口チャン バー１５にそれぞれ連通する供給物入口７及びオーバーフロー（軽質画分）出口 ９が、ハウジング１１によって支持されている。円筒体１５ａ，１７ａの上部は 、ハウジング１１に取り付けられており、従って、軸５と一緒には回転しない。 与圧状態を維持するためにラビリンスシールのようなシール４６，４８が用い られるが、高圧系が用いられる場合は、液体シールを用いることができる。供給 パイプ５０に取り付けられた対合（対をなすように組合わされた）ディスク５２ は、供給物から分離された液体をオーバーフロー出口チャンバー１５へ推進する ための求心ポンプ羽根として機能する。ディスク５２の機能については、後に詳 述する。 中空軸５は、軸受ハウジング内に配設された回転接触軸受３３及び円筒形ころ 軸受５５に回転自在に係合している。チャンバー４２は、軸受３３及び５５のた めのレースとして機能し、又、潤滑油を該チャンバーを通して 循環させるようになされている。回転接触軸受３３は、軸５から軸方向の荷重を 受けるのに対して、円筒形ころ軸受５５は軸５から半径方向の荷重を受ける。チ ャンバー４２の底部に下降した潤滑油は、油溜め４４内に収集される。油噴射ノ ズル４９は、潤滑のために十分な追加の潤滑油を供給する。チャンバー４２を通 しての潤滑油の循環を容易にするためにチャンバー４２に通じる通気孔４３が形 成されている。チャンバー４２内の余剰油は、潤滑油出口５３を通して排出され る。 曲面状旋回部材３６が、軸受ハウジング３４と旋回支持体３２との間に配置さ れ、軸受ハウジング３４に取り付けられている。ゴム製緩衝部材（第１振動吸収 手段）３８が、ブラケット３９によって軸受ハウジング３４と旋回部材支持体３ ２との間に保持されている。モータ支持体３５ａ，３５ｂは、軸受ハウジング３ ４に取り付けられている。作動中、軸５及び軸受ハウジング３４は、旋回部材３ ６と軸受ハウジング３４との間の接触点３７において旋回する。 駆動機構４は、軸５を第１回転速度で回転させ、軸５は、同じ回転速度でボウ ル５６，ディスクキャリア（「ハブ」とも称する）６４及び分離ディスク６６回 転させる。軸受３３の温度をモニターするために電子軸受温度モニター４５が、 軸受ハウジング３４の上方部分と下方部分に配置されている。軸受３３の温度が 所定の温度に達すると、モニター４５が制御器（図示せず）に制御信 号を送り、制御器が遠心機１の作動を停止させる。 図１及び３に示されるように、駆動機構４と、軸５と、軸受ハウジング３４と 、ボウル組立体６と、差速コンベヤ８とは、１つの「ユニット」として相互に連 結されている。この「ユニット」全体が、曲面状旋回部材３６の上に座置してい る。従って、この遠心機の作動中高いジャイロスコープ状の力が創生される結果 として、上記「ユニット」は、最適の作動姿勢を取るように自由に並進運動をす る、即ち旋回する。「ユニット」のこの旋回機能が、従来の運動拘束型遠心機に 通常生じる応力を大幅に減少させる。 この旋回機能は、又、モータ１０ａと１０ｂとがそれらの心合関係を保持する のを可能にし、それによって、上述した振子駆動機構４によって創生される正味 ゼロの合力を保持することを可能にする。 急激な有害偏倚運動（軸心から大きくぶれる運動）の発生をなくし、振動を減 衰させるために、軸受ハウジング３４と旋回支持体３２との間にゴム製緩衝リン グ３８が介設されている。緩衝リング３８は、遠心機が並進又は旋回する際の運 動可能範囲を制限することはなく、「ユニット」の偏倚運動速度を減速させるよ うにクッションとして機能し、「ユニット」が軸受３３，５５に過度の力を及ぼ すことなく徐々にその最適姿勢を取ることを可能にする。遠心機の旋回機能を促 進し、振動を減衰させるために、旋回支持体３２と支持アーム１０２ａ，１ ０２ｂとの間に振動吸収ゴム製取付部材（第２振動吸収手段）４０が介設されて いる。各支持アーム１０２ａ，１０２ｂは、それぞれの支持コラム（図１参照） ２ａ，２ｂに溶接されており、取付部材４０と緩衝リング１０８は、遠心機１の 外部の振動が遠心機に伝わるのを防止する。 図２を参照して説明すると、ボウル組立体６は、ボウル５６と、円筒形スクリ ューコンベヤ６５と、ディスクキャリア６４と、円形分離ディスク６６と、分配 器６２と、加速器７３と、円錐形スクリューコンベヤ７１とから成る。ボウル５ ６の上端は、スピンドル軸５に取り付けられている（図３参照）。円筒形スクリ ューコンベヤ６５は、ボウル５６の上方円筒形部分の中に配設されている。図８ 及び９に明示されているように、円筒形スクリューコンベヤ６５の外周面に溝７ ０が、らせん状に形成されている。らせん状の溝７０の間にリブ１１４が形成さ れ、リブ１１２は、垂直部材１１４に取り付けられてそれらによって支持されて いる。 引き続き図２を参照して説明すると、円筒形スクリューコンベヤ６５の内孔６ １（図８参照）の中にディスクキャリア６４が長手方向に配置され、ボウル５６ の上方部分にそれと同心関係をなして取り付けられている。ディスクキャリア６ ４と分配器６２を相対的に回転させることができるようにディスクキャリア６４ と分配器６２の間に円筒形のころ軸受１００が介設されている。 ディスクキャリア６４とスクリューコンベヤ６５の間に分離チャンバー９８が 画定される。分離チャンバー９８内に、複数の円形分離ディスク６６が配設され 、層状に重ね合わされてディスクキャリア６４に担持されている。ディスクキャ リア６４の下方半径方向突出部分６４ａには、分離チャンバー９８に通じる複数 の通路６３が穿設されている。 ボウル５６の上端５８にはオーバーフロー通路７６が形成されている。その目 的については後述する。ディスクキャリア６４の内孔６０は、軸５と同新関係を なしており、供給パイプ５０（図３参照）を受容するようになされている。供給 パイプ５０は、内側円筒体１７ａに取り付けられ、供給物入口チャンバー１７に 連通する。分配器６２は、ディスクキャリア６４内に長手方向に配置され、ねじ ５７によってコンベヤ６５に取り付けられている。かくして、分配器６２は、コ ンベヤ６５及び７１と一緒に回転する。分配器６２は、供給パイプ５０から供給 物を受取る。分配器６２には、供給物を通路６３を通して推進し、ディスクキャ リア６４の下方部分６４ａ全体に亙って均一に分配する加速器７３が付設されて いる。 図４を参照して説明すると、円形ディスク６６は、先の述べたように、分離チ ャンバー９８内に配設され、層状に重ね合わされてディスクキャリア６４に担持 されている。各ディスク６６の取付耳片６９がディスクキャリ ア６４の外周面に形成された対応する長手方向の溝（図示せず）に受容される。 各ディスク６６の上面６８にスペーサ６７が付設されている。好ましい実施例で は、ディスク６６はステンレス鋼板で形成され、スペーサ６７は、ディスク６６ の上面６８に溶接される。各スペーサ６７の厚さが、各ディスク６６間の間隔を 決定し、従って、分離チャンバー９８内に配設することができるディスク６６の 数を決定する。ディスク間の間隔を狭くすれば、分離チャンバー９８内に配設す ることができるディスク６６の数を増やすことができ、それによって、供給物か ら粒子が沈降することができる沈降面積を、従って分離度を増大することができ る。かくして、各ディスク６６間の間隔は、特定の装入供給物に対する分離度（ 換言すれば、浄化度又は清澄度）を決定する。チャンバー９８とディスク６６は 、最大限２００枚までのディスク６６を収容することができるように構成されて いる。 円錐形スクリューコンベヤ７１は、ボウル５６の下方円錐形部分の中に長手方 向に配置され、円筒形スクリューコンベヤ６５に同心的に取り付けられている。 円錐形スクリューコンベヤ７１の外周面には溝７４が、らせん状に形成されてい る（図５〜７参照）。スクリューコンベヤ６５と７１は、ボウル５６に対して相 対的に回転自在である。図２、５及び６に示されるように、円錐形スクリューコ ンベヤ７１は、その下端７７近くに平滑部分８１を有している。平滑部分８１は 、ボウル５６の下端 の側壁に形成されたアンダーフロー（重質画分）出口７８に整合している。アン ダーフロー出口７８は、ボウル５６の下端に上下に間隔をおいて付設された上側 スリンガー（油切り）９４と下側スリンガー９６との間の中央に位置している。 図１０を参照して説明すると、円錐形スクリューコンベヤ７１の下端の端面７ ９に、バック駆動機構即ち差速コンベヤ駆動機構（以下、単に「コンベヤ駆動機 構」とも称する）８が着脱自在に取り付けられ、ハウジング２５（図１参照）に よって完全に囲われている。差速コンベヤ駆動機構８は、回転ディスク８７と軸 （モータ回転子）８６を有している。回転接触軸受８４が、回転自在の駆動機取 付プレート８９と軸８６の間に介設され、それらに回転自在に係合している。デ ィスク８７は、ボウル５６に着脱自在に取り付けられており、ボウル５６によっ てボウルの回転速度で回転駆動される。軸８６は、円錐形スクリューコンベヤ７ １の端面７９に着脱自在に取り付けられており、差速コンベヤ駆動機構８によっ て駆動され、従って、スクリューコンベヤ６５，７１を所定の第２回転速度で回 転させる。この第２回転速度は、好ましい実施例では、軸５の回転速度即ち第１ 回転速度より約１ｒｐｍ〜約１００ｒｐｍ高い又は低い範囲内である。従って、 好ましい実施例では、スクリューコンベヤ６５，７１は、約５９００ｒｐｍ〜約 ５９９９ｒｐｍ又は約６００１ｒｐｍ〜約６１００ｒｐｍ範囲内の回転 速度で回転させる。ボウル５６は６０００ｒｐｍの回転速度で回転するので、ス クリューコンベヤ６５，７１との間に、下式で表される差速△Ｖが創生される。 △Ｖ＝Ｖ_B−Ｖ_C ここで、Ｖ_Bはボウル５６の回転速度、Ｖ_Cはスクリューコンベヤ６５，７１の 回転速度である。 コンベヤ駆動機構８は、単一の一体ユニットとしてボウル５６に着脱される。 コンベヤ駆動機構８をボウル５６から外すには、ハウジング２５、駆動機取付プ レート８９と、中間取付プレート９７と、止めナット９１を取り外せばよい。次 いで、コンベヤ駆動機構８をボウル５６から単一の組立体として１回の操作で外 すことができる。 コンベヤ駆動機構８自体はボウル５６に取り付けられているので、先の述べた 「ユニット」がその最適作動姿勢を求めて自由に並進運動するとき、コンベヤ駆 動機構８も「ユニット」と共に並進即ち旋回する。従って、本発明のコンベヤ駆 動機構８ではなく、在来のベルト又は直接連結された駆動機構を用いた場合に生 じるような荷重が遠心機に課せられることがない。本発明の遠心機には、例えば 液圧式、電気式又は空圧式等のいろいろな竪型コンベヤ駆動機構を用いることが できるが、好ましい実施例では、コンベヤ駆動機構８は、Viscotherm AG社製の ロトディフ（商標名）Ｎｏ．１０６０Ｄ型である。らせん状溝７４から固形濃縮 物が漏出するのを防止する ために軸受８４上に例えばラビリンスシールのようなシール９２が設けられる。 上述した第１及び第２回転速度は、本発明の遠心機１の作動にとって好ましい ものであるが、本発明の遠心機１は、上記以外の異なる速度に設定された駆動機 構４及び差速コンベヤ駆動機構８で作動させることもできる。それは、小型の駆 動機構及び差速コンベヤ駆動機構が用いられる場合にも当てはまる。 図１１を参照して説明すると、側方揺動アーム１０４は、矢印１０５で示され る方向に揺動して、遠心機１を支持コラム２ａと２ｂの間の空間へ出し入れする ことができる。図１に示されるように、ボウル５６、差速コンベヤ駆動機構８及 びコンベヤハウジング２５を完全に囲包するハウジングは、ハウジングセクショ ン５９ａ，５９ｂ，５９ｃ及び５９ｄから成る多セクション型ハウジングである 。ハウジングセクション５９ａは、縦割り型ハウジングセクションであり、側方 揺動アーム１０４と相俟って、遠心機１の側方組立てを可能にする。側方揺動ア ーム１０４を側方へ揺動させて遠心機１を支持コラム２ａと２ｂの間の空間から 外へ出すことにより、メンテナンス及び修理を行うために遠心機にアクセスする のを容易にする。これは、遠心機を上から囲い体内へ落し込まなければならない 従来の竪型遠心機に比べて大きな利点である。更に、遠心機の竪型（長手方向の ）組立てを行うには、側方組立てより大きい頭上空間を必要とす る。ある種の分離プロセスを実施するには例えば窒素のような加圧ガスを必要と するが、そのような加圧ガスをこの多セクション型ハウジング内に保持するため に、各ハウジングセクション間に気密シール２３を介設することができる。 軸受ハウジング３４とハウジングセクション５９ｂとの間に振動絶縁部材２１ が介設されている。振動絶縁部材２１は、二重機能を果たす。第１に、振動絶縁 部材２１は、囲い体（ハウジング５９ａ−５９ｄ）とフレーム（機枠）を振動絶 縁し、振動がボウル５６及び差速コンベヤ駆動機構８に伝わるのを防止する。第 ２に、振動絶縁部材２１は、囲い体５９ａ−５９ｄの頂部ハウジングセクション ５９ｂを取り外す必要なしに、縦割り型ハウジングセクション５９ａを取り外す ことを可能にする。即ち、振動絶縁部材２１は弾性であるから、頂部ハウジング セクション５９ｂを容易に上方へ滑らせることができ、それによって縦割り型ハ ウジングセクション５９ａを取り外すことができる。 縦割り型ハウジング構成は、遠心機１を平衡化（バランス）させるのにも役立 つ。図２を参照して説明すると、ボウル５６の外周の上部と下部にそれぞれ釣合 （平衡化）リング８３と８５が形成されている。各リング８３，８５には、ばち 形溝７５が形成されており、それらの溝に釣合錘り８２が挿着されている。錘り ８２は、作動中の遠心機の振動の大きさを最少限にするように位置ぎ めされる。又、釣合錘り８２を位置ぎめするための基準となる回転方向の角度表 示マークが各リング８３，８５の外周面に刻まれている。錘り８２は、ばち形溝 ７５内に任意の半径方向位置に挿入し、止めねじ（図示せず）を用いて固定され る。作動中遠心機の振動の振幅を測定するために非接触型近接探針１０６が用い られる。縦割り型ハウジングと、釣合リングと、非接触型近接探針１０６との組 み合わせにより現場での迅速な平衡操作を可能にする。作動 供給液体スラリー（以下、「供給混合物」又は単に「スラリー」、「供給物」 又は「混合物」とも称する）を供給物入口７へ供給する。供給物は、供給物入口 チャンバー１７を画定する内側円筒体１７ａを通って流下し、供給物入口チャン バー１７から出てボウル５６に流入し、加速器７３によってディスクキャリアの 下方半径方向突出部分６４ａの通路６３を通して分離チャンバー９４内へ推進さ れる。その際、加速器７３は、供給混合物をディスクキャリア６４の下方部分全 体に亙って均一に分配する働きをする。分離チャンバー９４内においてディスク ６６がボウル５６の回転によって創生される遠心力と協同して液体スラリーから 固形物（即ち、重質画分）を漸次分離させる。スラリーがディスク６６に沿って 上昇していく間に、固形物は、各ディスク６６の下面に堆積する。次いで、固形 物は、各ディスク６６の中心部か ら半径方向外方へ移動し、円筒形スクリューコンベヤ６５の開口１１０を通って 流出する。次いで、固形物は、円筒形スクリューコンベヤ６５のらせん溝７０を 経て円錐形スクリューコンベヤ７１へ搬送される。円錐形スクリューコンベヤ７ １のらせん溝７４が固形物をボウル５６内で下方へ搬送し、アンダーフロー出口 ７８から排出させる。その際、ボウル５６とスクリューコンベヤ６５，７１の差 速が、固形物のスクリューコンベヤのらせん溝７０，７４を通してのアンダーフ ロー出口７８への搬送を助成する。アンダーフロー出口７８から流出した固形物 は、ハウジングセクション５９ｄの内側表面上に落下し、そこから主アンダーフ ロー（重質画分）出口２９を通して排出される。 一方、分離された液体（即ち、軽質画分）は、６０００ｒｐｍの速度で回転し ており、対合ディスク（求心ポンプ羽根）５２によって加圧され、ボウル５６の 上端に設けられたオーバーフロー通路７６を通ってオーバーフロー出口チャンバ ー１５内へ送られる。かくして、対合ディスク５２は、回転する液体によって創 生される「速度ヘッド］を「圧力ヘッド」に変換する。分離された液体は、オー バーフロー出口９を通って遠心機から流出する。 本発明の遠心機は、又、供給スラリーを液体濃縮物と、固形濃縮物と、それら の両者の中間の密度を有する第３の濃縮物に分離する「三相」分離を行うことも できる 。例えば、水と、油と砂から成る供給スラリーを供給物入口７へ供給すれば、上 述した分離プロセスによって分離が行われ、油はオーバーフロー出口９を通して 排出され、砂はアンダーフロー出口７８を通して排出され、油と砂の中間の密度 を有する水は、ボウル５６の上端近くに設けられた第３相（中間密度）画分出口 ８０を通して排出される。 以上、本発明を実施の形態に関連して説明したが、本発明は、ここに例示した 実施形態の構造及び形状に限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から 逸脱することなく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更及び改変 を加えることができることを理解されたい。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９４年１２月５日 【補正内容】 請求の範囲 １．垂直回転軸線を有し、支持構造体によって支持された、供給混合物の多 相画分への分離を行うための遠心機であって、 前記支持構造体上に配置され、該支持構造体に回転自在に取り付けられた軸と 、 該軸と共に回転するように該軸に同心的に取り付けられたボウルと、 該ボウルの一端に近接して設けられており、重質画分排出開口を通して該ボウ ルの内部に連通している重質画分チャンバーと、 前記供給混合物を前記ボウル内へ導入するために該ボウルに連通した供給物入 口手段と、 前記ボウル内に長手方向に該ボウルと同心関係に配置された回転自在のスクリ ューコンベヤと、 該スクリューコンベヤの上方部分内に配置され、前記ボウルと共に回転するよ うに該ボウルに同心的に取り付けられ、該スクリューコンベヤとの間に分離チャ ンバーを画定するハブと、 前記分離チャンバー内に配設され、層状に重ね合わさ れて前記ハブに担持された複数の分離ディスクと、 前記供給混合物を受け取るように前記ハブ内に配設されて前記スクリューコン ベヤに取り付けられ、前記供給物入口手段に連通した分配器と、 該分配器に取り付けられており、該供給混合物を前記ハブの下方部分に形成さ れた前記分離チャンバー内に通じる複数の通路を通して該分離チャンバー内へ推 進するための加速器と、 前記軸及び前記スクリューコンベヤに連結されており、該軸とスクリューコン ベヤを互いに異なる速度で回転させるための回転手段と、 前記ボウルから軽質画分を排出するために前記分離チャンバーに連通した軽質 画分排出出口と、 から成る遠心機。 ２．垂直回転軸線を有し、支持構造体によって支持された、供給混合物の多 相画分への分離を行うための遠心機であって、 前記支持構造体上に配置され、該支持構造体に回転自在に取り付けられた軸と 、 該軸に回転自在に係合した複数の軸受と、 前記軸がその作動中最適な作動姿勢を取るために自由に並進運動をするのを可 能にするような態様に前記支持構造体に旋回自在に係合しており、前記複数の軸 受を囲包した軸受ハウジングと、 前記軸と共に回転するように該軸に同心的に取り付け られたボウルと、 該ボウルの一端に近接して設けられており、重質画分排出出口を通して該ボウ ルの内部に連通している重質画分チャンバーと、 前記供給混合物を前記ボウル内へ導入するために該ボウルに連通した供給物入 口手段と、 前記ボウル内に長手方向に該ボウルと同心関係に配置された回転自在のスクリ ューコンベヤと、 該スクリューコンベヤの上方部分内に配置され、前記ボウルと共に回転するよ うに該ボウルに同心的に取り付けられ、該スクリューコンベヤとの間に分離チャ ンバーを画定するハブと、 前記分離チャンバー内に配設され、層状に重ね合わされて前記ハブに担持され た複数の分離ディスクと、 前記供給混合物を前記分離チャンバー内へ分配するための分配手段と、 各々、前記軸受ハウジングによって支持されており、前記軸を第１回転速度で 回転させるための１対の直径方向に対置して配置されたモータと、 該モータの各々対応する１つに駆動係合した１組のベルトと、 前記スクリューコンベヤを第２回転速度で速度で回転させるために該スクリュ ーコンベヤに回転自在に係合せしめられた差速駆動機構と、 前記ボウルから軽質画分を排出するために前記分離チ ャンバーに連通した軽質画分排出出口と、 から成る遠心機。 ３．前記各１組のベルトの張力を調節するために前記モータの各々対応する １つに連結された張力調節手段を含むことを特徴とする請求の範囲第２項に記載 の遠心機。 ４．前記ボウルの外周に形成された、各々溝を有する１対の釣合リングと、 前記各釣合リングの溝に位置調節自在に挿入された少くとも１つの錘りと、 前記各リングに設けられた、該各錘りを所定の半径方向の位置に整列させるた めの手段を含むことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の遠心機。 ５．前記軸受ハウジングと前記支持手段との間に配置された第１振動吸収手 段と、 該第１振動吸収手段を前記軸受ハウジングと前記支持手段との間の所定位置に 保持するための手段を含むことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の遠心機。 ６．前記ボウルを囲包するハウジングと、 振動が該ハウジングに伝わるのを防止するように該ハウジングと前記軸との間 に配置された第２振動吸収手段を含むことを特徴とする請求の範囲第５項に記載 の遠心機。 ７．前記軸は、中空であり、その中に同心的に挿入された１対の内側円筒体 と外側円筒体とを有し、該内側 円筒体が前記供給物入口手段を画定し、内側円筒体と外側円筒体の間の空間が前 記軽質画分排出出口を画定することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の遠心 機。 ８．前記軸受の温度をモニターする軸受温度モニター手段を含むことを特徴 とする請求の範囲第２項に記載の遠心機。 ９．前記軸受手段を潤滑するための潤滑手段を含むことを特徴とする請求の 範囲第８項に記載の遠心機。 １０．前記ボウルは、上方円筒形部分と下方円錐形部分を有することを特徴と する請求の範囲第２項に記載の遠心機。 １１．前記スクリューコンベヤは、前記ボウルの前記上方円筒形部分内に配置 された上方円筒形部分と、該ボウルの前記下方円錐形部分内に配置された下方円 錐形部分から成ることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の遠心機。 １２．前記重質画分排出出口は、前記ボウルの前記下方円錐形部分に設けられ ていることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の遠心機。 １３．前記分離チャンバーに連通した中間密度画分排出出口を含むことを特徴 とする請求の範囲第１２項に記載の遠心機。 １４．前記各隣接する分離ディスクの間に空間を画定するように該各分離ディ スクの上面に付設された、所定の厚みを有する複数のスペーサを含むことを特徴 とする 請求の範囲第２項に記載の遠心機。 １５．前記支持構造体に側方に枢動自在に取り付けられた揺動アームを有し、 該揺動アームは、該遠心機を該支持構造体に大して側方へ移動させることができ るような態様に該遠心機を支持していることを特徴とする請求の範囲第２項に記 載の遠心機。 １６．前記軽質画分を前記分離チャンバーから前記軽質画分排出出口へ推進す るための手段を含むことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の遠心機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アリット，ケン ジェイ. アメリカ合衆国 ニューヨーク州 10536, カートウナ，アールエフディ ナンバー ４，コートランド マナー ロード （番 地なし) (72)発明者 ミーショウ，リチャード アール. アメリカ合衆国 コネチカット州 06705, ウォーターバリイ，ヒッチコック ロード ナンバー140 380 (72)発明者 プロウプストマイアー，ヘルムート アメリカ合衆国 コネチカット州 06606, ブリッジポート，マディソン アヴェニュ ナンバー38 2955 (72)発明者 タモン，マイケル アール. アメリカ合衆国 コネチカット州 06468, モンロー，ウエスト メイデン レーン 42

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．垂直回転軸線を有し、支持構造体によって支持された、供給混合物の多 相画分への分離を行うための遠心機であって、 前記支持構造体上に配置され、該支持構造体に回転自在に取り付けられた軸と 、 該軸と共に回転するように該軸に同心的に取り付けられたボウルと、 該ボウルの一端に近接して設けられており、重質画分排出開口を通して該ボウ ルの内部に連通している重質画分チャンバーと、 前記供給混合物を前記ボウル内へ導入するために該ボウルに連通した供給物入 口手段と、 前記ボウル内に長手方向に該ボウルと同心関係に配置された回転自在のスクリ ューコンベヤと、 該スクリューコンベヤの上方部分内に配置され、前記ボウルと共に回転するよ うに該ボウルに同心的に取り付けられ、該スクリューコンベヤとの間に分離チャ ンバーを画定するハブと、 前記分離チャンバー内に配設され、層状に重ね合わされて前記ハブに担持され た複数の分離ディスクと、 前記供給混合物を前記分離チャンバー内へ分配するための分配手段と、 前記分離ディスクと、前記ボウルの回転によって創生される遠心力とが協同し て前記供給混合物を少くとも軽 質画分と重質画分に分離し、かつ、該ボウルと前記スクリューコンベヤとの回転 速度の差によって該重質画分を該ボウルの内側面に沿って前記重質画分チャンバ ーへ押しやるように、前記軸及び前記スクリューコンベヤに連結されており、該 軸とスクリューコンベヤを互いに異なる速度で回転させるための回転手段と、 前記軽質画分を前記ボウルから排出するために前記分離チャンバーに連通した 軽質画分排出出口と、 から成る遠心機。 ２．前記軸は、該遠心機がその作動中最適な作動姿勢を取るために自由に並 進運動をするのを可能にするような態様に前記支持構造体に旋回自在に係合して いることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の遠心機。 ３．前記軸に回転自在に係合した軸受手段と、 該軸受手段を囲包する軸受ハウジングと、 前記支持構造体に取り付けられており、該軸受ハウジングに旋回自在に係合し た支持手段を含むことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の遠心機。 ４．前記回転手段は、第１駆動機構を含み、該第１駆動機構は、 前記軸を第１回転速度で回転させるための互いに直径方向に対置して配置され た１対のモータと、 該モータの各々対応する１つに駆動係合した１組のベルトと、 前記軸受ハウジングに取り付けられており、前記モー タの各々対応する１つを支持する１対のモータ支持手段から成ることを特徴とす る請求の範囲第３項に記載の遠心機。 ５．前記各１組のベルトの張力を調節するために前記モータの各々対応する １つに連結された調節手段を含むことを特徴とする請求の範囲第４項に記載の遠 心機。 ６．前記回転手段は、第２駆動機構を含み、該第２駆動機構は、 該第２駆動機構を該遠心機に着脱自在に取付けるための取付手段と、 前記ボウルと共に回転するように該ボウルに取り付けられた回転部材と、 前記ボウルと前記スクリューコンベヤの間に差速を創生するように該スクリュ ーコンベヤに取り付けられたモータ回転子とから成ることを特徴とする請求の範 囲第４項に記載の遠心機。 ７．前記ボウルの外周に形成された、各々溝を有する１対の釣合リングと、 前記各釣合リングの溝に挿入された少くとも１つの錘りと、 前記各リングに設けられた、該各錘りを所定の半径方向の位置に整列させるた めの手段を含むことを特徴とする請求の範囲第４項に記載の遠心機。 ８．前記軸受ハウジングと前記支持手段との間に配 置された第１振動吸収手段と、 該第１振動吸収手段を前記軸受ハウジングと前記支持手段との間の所定位置に 保持するための手段と、 前記支持手段と前記支持構造体との間に配置された第２振動吸収手段を含むこ とを特徴とする請求の範囲第３項に記載の遠心機。 ９．前記軸は、中空であり、その中に同心的に挿入された１対の内側円筒体 と外側円筒体とを有し、該内側円筒体が前記供給物入口手段を画定し、内側円筒 体と外側円筒体の間の空間が前記軽質画分排出出口を画定することを特徴とする 請求の範囲第１項に記載の遠心機。 １０．前記ボウル及び前記第２駆動機構を囲包するハウジングと、 振動が該ハウジングに伝えられるのを防止するように該ハウジングと前記軸と の間に配置された振動吸収手段を含むことを特徴とする請求の範囲第６項に記載 の遠心機。 １１．前記軸受手段の温度をモニターする軸受温度モニター手段を含むことを 特徴とする請求の範囲第３項に記載の遠心機。 １２．前記軸受手段を潤滑するための潤滑手段を含むことを特徴とする請求の 範囲第１１項に記載の遠心機。 １３．前記ハブの下方部分には、前記分離チャンバー内に通じる複数の通路が 形成されており、前記分配手段 は、前記供給混合物を受け取るように前記ハブ内に配設されて前記スクリューコ ンベヤに取り付けられ、前記供給物入口手段に連通した分配器と、該分配器に取 り付けられており、該供給混合物を前記ハブの前記複数の通路を通して前記分離 チャンバー内へ推進するための加速器とから成ることを特徴とする請求の範囲第 １項に記載の遠心機。 １４．前記ボウルは、上方円筒形部分と下方円錐形部分を有することを特徴と する請求の範囲第１項に記載の遠心機。 １５．前記スクリューコンベヤは、前記ボウルの前記上方円筒形部分内に配置 された上方円筒形部分と、該ボウルの前記下方円錐形部分内に配置された下方円 錐形部分を有することを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の遠心機。 １６．前記重質画分排出開口は、前記ボウルの前記下方円錐形部分に設けられ ていることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の遠心機。 １７．前記供給混合物の中間密度画分の分離をも行うことを特徴とする請求の 範囲第１項に記載の遠心機。 １８．前記分離チャンバーに連通し、前記ボウルの前記上方円筒形部分に設け られた中間密度画分排出出口を含むことを特徴とする請求の範囲第１７項に記載 の遠心機。 １９．前記各隣接する分離ディスクの間に空間を画定 するように該各分離ディスクの上面に付設された、所定の厚みを有する複数のス ペーサを含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の遠心機。 ２０．該遠心機は、前記支持構造体に側方から設置し、側方へ引き出すことが できるようになされていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の遠心機。 ２１．前記軽質画分を前記分離チャンバーから前記軽質画分排出チャンバー内 へ推進するための手段を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の遠心機 。