JPH10512809A - 遠心分離器用ローター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 遠心分離器のローター（１）は作動中には空間（４）内で回転し、内側には分離室（１２）と通路（７）とが形成されている。通路（７）は分離室（１２）からローター（１）の外側まで半径方向外側に延びている。分離室（１２）および通路（７）内に存在するガスが音を発生しないようなローター（１）を低価格で完成するため、ローター内の通路（７）は、ローター（１）の外側から半径方向内側に延びる半径方向外側部（１３）を有している。半径方向外側部（１３）は通路（７）の中心軸に対し垂直な横断面を有し、この横断面は中心軸を貫通する回転軸に垂直な平面内で広がり範囲を有している。この広がり範囲はローター（１）の外側から半径方向内側横断面までの間隔だけ連続的に減少する。この半径方向内側横断面は、この平面内である広がり範囲を有し、ローター（１）の外側から中心軸に沿ったある距離、即ち、前記平面内における前記半径方向内側横断面の広がり範囲の少なくとも１／３の距離に位置する。前記平面内におけるローター（１）の外側における通路（７）の横断面の広がり範囲は前記平面内の前記半径方向内側横断面の広がり範囲の４／３から３倍である。

Description

【発明の詳細な説明】 遠心分離器用ローター 本発明は遠心分離器用ローターに関する。 このローターは、作動中には遠心分離器内の空間において、ローターの外周面 が遠心分離器空間内の気体と接触しながら回転軸の周りを回転する様に配置され ている。ローター自体の内部には、少なくとも一つの分離室と少なくとも一つの 通路とが形成され、この通路は中心軸とともに分離室からローター外側に向かっ て半径方向外側に延び、分離室をローター外側の空間に連絡させる。分離室およ び通路は、ローター内で分離された成分が作動中通常は間欠的にこの分離室およ び通路中に吹き飛ばされるように配置されている。 分離室と通路が詰まったり、分離室および通路中に吹き飛ばされる分離成分が 腐食によってローター本体に耐え難い損傷を生じさせることのないように、公知 の遠心分離器の多くのローターの分離室および通路は、ローター本体の内外とも 高価な円盤フライス加工を施して得られる複雑な形状を有する。 さらにこの種のローターは、多くの場合、許容できないレベルの音を作動中に 発する。これは特に比較的高速回転のローターに生ずる。多くの場合、発生する 音は主に前記したような種類の分離室および通路の内部で生じる。この音は、遠 心分離器の空間内の気体（通常は空気である）がローターの作動中に通路の空間 に向かって開口部を通り過ぎる時に生じる。発生音と圧力波の周波数は、分離室 と通路の幾何学的形状と寸法により制御される。 遠心分離器のこの種の通路のより簡単な構造が、ドイツ特許DE 1 298 449 に 見られる。これに開示されたローターにおいては、円筒孔形状の多数の通路が、 回転軸の周りに配置され半径方向を向いており、ローター内に形成され回転軸を 囲む分離室をローター外側の空間と連絡させている。この様に分離室と通路を設 計することにより、製造費を大幅に減少させることができる。 しかしながら、この種の円筒状孔内の気体は、オルガンのパイプ内の気体と同 様に、孔の開口部を通り過ぎる時に非常に容易に振動を生じ易く、それによりあ る周波数の音を発生し易い。 本発明の目的は、分離した成分が通路を詰まらせたり損傷を生じるおそれなく 流れ、そして作動中に分離室および通路内にあるガスが振動を生じず音を発生し ない、分離室と少なくとも一つの通路を有する遠心分離器用の、はじめに記述し た種類のローターを低い製造コストで完成させることにある。 この目的は、本発明によれば、ローターが作動中に外周面が遠心分離器内の空 間内の気体と接触しながら遠心分離器内の空間内の回転軸の周りを回転可能に設 けられ、前記ローター自体の内部には、少なくとも一つの分離室と少なくとも一 つの通路とが形成され、この通路は中心軸とともに前記分離室から前記ローター の外側に向って半径方向外側に延び、前記分離室を前記ローター外側の空間に連 絡させ、前記分離室および前記通路が、作動中に前記ローター内で分離された成 分がこの分離室および通路を通って吹き飛ばされるように配置されている遠心分 離器用ローターにおいて、前記通路が、前記ローターの外側から半径方向内側に 延び、該通路の中心軸に垂直な横断面を有する半径方向外側部を含み、前記横断 面が前記中心軸を貫通する前記回転軸に垂直な平面内に広がり範囲を有し、前記 広がり範囲がローターの外側から半径方向内側横断面までの間隔だけ連続的に減 少し、前記半径方向内側横断面がこの平面内においてある広がり範囲を有し、前 記半径方向内側横断面が前記ローターの外側から前記中心軸に沿ってある距離、 すなわち前記半径方向内側横断面の前記平面内の前記広がり範囲の少なくとも１ ／３の距離に位置し、前記ローターの外側における通路の横断面の前記平面内の 広がり範囲は、前記平面内の前記半径方向内側横断面の前記広がり範囲の４／３ から３倍の間であることによって達成される。 本発明の所定の実施態様においては、通路の半径方向外側部が円形横断面を有 する。 通路の半径方向外側部は、中心軸が通過し、延びる中心点を有する球形、また は中心軸と一致する対称軸の周りの円錐形をとることができる。 本発明の変形実施態様においては、通路の半径方向外側部が楕円の主軸が円周 方向を向いている楕円形の横断面を有している。 本発明の他の実施態様においては、中心軸を半径方向内側に通り回転軸に垂直 な平面内の通路が、ローターの外側から半径方向内側に連続的に減少する、中心 軸に垂直で中心軸の両側に延びる広がり範囲を有する。 本発明の更に他の実施態様においては、通路がさらに、通路の半径方向外側部 の半径方向内側に位置する半径方向内側円筒部を有する。 本発明の適宜な実施態様においては、通路は真直で完全に半径方向を向くが、 代案として通路は真直で半径方向外側かつ回転方向後ろ向きに向くことができる 。 以下、添付図面を参照して本発明を更に詳細に説明する。 図１は本発明のローター備えた遠心分離器、一部軸方向断面で示す慨略図、 図２は本発明の一実施例のローターの一部の半径方向断面図、 図３は本発明の他の実施例のローターの一部の半径方向断面図、 図４は本発明のさらに他の実施例のローターの一部の半径方向断面図、 図５は本発明の変形実施例のローターの細部を外側から半径方向に見た図、 図６は公知の種類のローターの通路に作動中に発生する音の音響レベルの周波 数スペクトル線図、 図７はローターの他の通路に作動中に発生する音の音響レベルの周波数スペク トル線図、 図８は本発明のローターの通路に作動中に発生する音の音響レベルの周波数ス ペクトル線図である。 図１に示す遠心分離器は、ローター１とこれを支持し駆動する駆動軸２とを有 する。ローター１は固定ケース３により取り囲まれており、固定ケース３は空間 ４を形成する。この空間内で、ローター１は、作動中に空間４内の空気または他 の気体と接触しながら外周面に沿って回転する。ローター１の内部には分離室５ が形成され、複数の分離円盤６が重なって配置されている。これらの分離円盤６ の間では、作動中に主たる遠心分離が行われる。液体混合物が加えられた成分か ら分離された特定の軽量の成分は半径方向内側に流れる。一方、液体状またはス ラッジ状の特定の重量の分離成分は半径方向外側に流れ、分離室５の半径方向最 外周部に堆積する。 必要な場合または一定時間間隔で、分離室５内の内容物の全てまたは一部が、 通路７を通って排出される。この通路７は、ローターカバー１０と軸方向可動弁 スライド１１との間で、回転軸を囲む環状間隙９を開放することにより、中心軸 とともにローター１の壁８を貫通して半径方向に延びる。間隙９と通路７との間 には、ローター壁８、ローターカバー１０及び弁スライド１１により区画される 分離室１２が設けられている。 通路７は半径方向外側部１３を有し、外側部１３はローター１の外側から半径 方向内側に延びている。この外側部１３は通路中心軸と垂直に横断面を有し、こ の横断面は、中心軸を貫通する回転軸に垂直な平面内に広がり範囲を有しており 、この広がり範囲は、ローター１外側から半径方向内側横断面までの間隔だけ連 続的に減少する。この半径方向内側横断面は前記平面内においてある広がり範囲 を有し、ローター１の外側から半径方向を向いた中心軸に沿って離れて位置する 。この離れる距離は、前記平面内の半径方向内側横断面の広がり範囲の少なくと も１／３の距離である。ローターの外側における通路７の横断面の前記平面内の 広がり範囲は、半径方向内側部横断面の広がり範囲の５／３倍である。 本発明に係るローター１の図１に示す例において、通路は半径方向内側部１４ を含む。半径方向内側部１４は、前記半径方向内側横断面で半径方向外側部１３ に接続している。半径方向内側部１４は、半径方向外側部１３との接続部から分 離室１２まで半径方向内側に延びる。これにより分離室１２は通路７を経てロー ター１外側の空間４に連通する。この例においては、半径方向内側部１４は円筒 状であり、半径方向外側部１３は先端が半径方向内側を向いた円錐台形である。 通路７の中心軸は真直でローター内で完全に半径方向に延びている。 図２は、図１に示す通路７を、中心軸を通る半径方向断面で更に詳細に示して いる。 図３は、通路１５の設計方法の他の例について、中心軸を通る半径方向断面図 で示している。この例においても、通路は真直で全体としてローターの半径方向 に延びている。この通路１５は球形の半径方向外側部１６と円筒形の半径方向内 側部１７とを有する。 図４に中心軸を通る半径方向断面図が示された通路１８の例では、中心軸は真 直だが半径方向外側向き且つ矢印Ａで示す回転方向の逆方向を向いている。図１ 、２に示す通路７と同じく、この通路１８は半径方向外側円錐台部１９と半径方 向内側円筒部２０とを有する。 図５は変形された通路２１の外側から半径方向に見た図である。通路２１は、 楕円主軸が円周方向を向いた楕円断面を有する半径方向外側部２２を持つよう設 計されている。 本発明の技術的効果を示すために、図６〜８は、この種の通路の三つの異なる 設計の音響レベルの実測周波数スペクトル線図を示す。 図６には、前記のように本発明のローター内の通路に設けられている半径方向 外側部を持たない種類の円筒状通路の音響レベルの周波数スペクトルが示されて いる。 図７には、本発明のローター内通路と同様に半径方向外側部を有する円筒状通 路の音響レベルの周波数スペクトルが示されている。半径方向外側部はローター 外側から半径方向内側に延び、通路中心軸に垂直な横断面を有し、この横断面は 中心軸を貫通する回転軸に垂直な平面内で広がり範囲を有している。この広がり 範囲は、ローター外側部から半径方向内側横断面までの距離に応じて連続的に減 少している。半径方向内側横断面はこの平面内にある広がり範囲を有しているが 、ローターの外側から中心軸に沿う距離、即ち、前記平面内の半径方向内側横断 面の広がり範囲の１／３より短い距離の位置にある。 これら二つの線図から、発生音がベースとなる背景ノイズレベルを有しそれに 多くの音が引き起こされ重畳されていることが明らかである。また図７の線図か ら、たとえ一つまたは複数の通路がこの種の短い半径方向外側部を備えていても 、この種の音が引き起こされ背景ノイズに加えられることもまた明らかである。 図８の線図は、本発明のローター内の通路の半径方向内側横断面が、ローター 外側から離れて、即ち中心軸を貫通する回転軸に垂直な平面内の半径方向内側横 断面の広がり範囲の少なくとも１／３の距離に位置する様に設計されていれば、 音の励起は大幅に減少されその結果背景ノイズのみが残ることを示している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｇ Ｅ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ 【要約の続き】 断面の広がり範囲の４／３から３倍である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ローター（１）が作動中に外周面が遠心分離器内の空間（４）内の気体と 接触しながら遠心分離器内の空間（４）内の回転軸の周りを回転可能に設けられ 、前記ローター自体の内部には、少なくとも一つの分離室（１２）と少なくとも 一つの通路（７、１５、１８、２１）とが形成され、この通路は中心軸とともに 前記分離室（１２）から前記ローターの外側に向って半径方向外側に延び、前記 分離室（１２）を前記ローター外側の空間（４）に連絡させ、前記分離室（１２ ）および前記通路（７、１５、１８、２１）が、作動中に前記ローター内で分離 された成分がこの分離室（１２）および通路（７、１５、１８、２１）を通って 吹き飛ばされるように配置されている遠心分離器用ローターにおいて、 前記通路（７、１５、１８、２１）が、前記ローターの外側から半径方向内側 に延び、該通路（７、１５、１８、２１）の中心軸に垂直な横断面を有する半径 方向外側部（１３、１６、１８、２１）を含み、前記横断面が前記中心軸を貫通 する前記回転軸に垂直な平面内に広がり範囲を有し、前記広がり範囲がローター （１）の外側から半径方向内側横断面までの間隔だけ連続的に減少し、前記半径 方向内側横断面がこの平面内においてある広がり範囲を有し、前記半径方向内側 横断面が前記ローターの外側から前記中心軸に沿ってある距離、すなわち前記半 径方向内側横断面の前記平面内の前記広がり範囲の少なくとも１／３の距離に位 置し、前記ローターの外側における通路（７、１５、１８、２１）の横断面の前 記平面内の広がり範囲は、前記平面内の前記半径方向内側横断面の前記広がり範 囲の４／３から３倍の間であることを特徴とする遠心分離器用ローター。 ２．前記通路（７、１５、１８）の前記外側部（１３、１６、１９）が円形横 断面を有する請求項１に記載のローター。 ３．前記通路（１５）の前記外側部（１６）が、前記中心軸が通る点を中心と する球形をなす請求項２に記載のローター。 ４．前記通路（７、１８）の前記外側部（１３、１９）が、前記中心軸と一致 する対称軸を囲む円錐形である請求項２に記載のローター。 ５．前記通路（２１）の前記半径方向外側部（２２）が楕円形横断面を有し、 楕円の主軸が実質的に円周方向を向いている請求項１または２に記載のローター 。 ６．前記平面内の通路（７、１５、１８、２１）が前記中心軸に垂直な広がり 範囲を有し、前記広がり範囲が前記ローターの外側から前記通路（７、１５、１ ８、２１）のこの部分に沿って半径方向内側に向かって前記中心軸の両側で連続 的に減少する請求項１から５のいずれか１項に記載のローター。 ７．前記通路（７、１５、１８、２１）が半径方向内側円筒状部（１４、１７ 、２０）も有し、この半径方向内側円筒状部（１４、１７、２０）が、前記通路 （７、１５、１８、２１）の半径方向外側部（１３、１６、１９）の半径方向内 側に位置する請求項１から６のいずれか１項に記載のローター。 ８．前記通路（７、１５、２１）が真直で完全に半径方向を向いている請求項 １から６のいずれか１項に記載のローター。 ９．前記通路（１８）が真直で半径方向外側かつ回転方向に対する逆方向を向 いている請求項１から７のいずれか１項に記載のローター。