JPS6254549B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、遠心分離機に係る装置に関し、この
遠心分離機のロータは、分離される二種の液体成
分の混合物用流入部と、それぞれ分離された上記
成分用の二つの流出部をもち、ロータの分離室が
二種の成分のうち重量成分用でロータ内の中央に
形成された流出室と連通し、この室内に流出室か
ら始まり分離されたロータの外側の受入場所に通
ずる少くとも１つの通路を含む重量成分用の静止
流出部材が配設され、さらにロータの作動中に作
用される弁装置が、流出室から前記通路を通つて
前記受入場所に流れる液体の流量を選択的に流通
または阻止するように配設されている。

この種類の遠心分離機は、英国特許明細書第
1359157号に記載されかつ水及び固形粒体を油か
ら除去するために用いられるものである。

この種類の遠心分離機が含む問題は、遠心分離
機の中央流出室と分離された重量液体成分用の受
入場所との間の流量が阻止されている間に前記中
央流出室内に実質的に高い温度が生ずることであ
る。この理由は、この期間中、中央流出室は分離
された軽量液体成分で満たされ、この成分は流出
室内の静止流出部材が液中に比較的深く浸漬され
る程度まで流出室内で高いレベルを占めることに
よる。よつて、回転する液体と静止流出部材間に
高い摩擦が生じ、これにより発生された熱が流出
室内に存在する液体中に蓄積されることによる。

特に、分離された軽量成分が油で構成されてい
る場合は、流出室内が高温度になるという不利点
がある。

本発明の目的は、上記の問題を解決することに
あり、流出室内における温度が、ロータの分離室
内で処理されている液体の温度を実質的に超えな
いように維持することである。

上記目的は、本発明による本文において当初に
おいて述べた種類の遠心分離装置によつて達成さ
れ、この装置は、流出室内に流入する液体流量を
制限するため分離室と流出空間の接続部に設けら
れた規制穴と、弁装置が、前記通路を通つて重量
成分用の受入場所に流出する液体の流量を阻止し
ている間は、流出室から流出する流量を規制する
規制穴を有しかつ流出室内に延びる静止流出手段
を含み、前記規制穴及び前記規制流出部は、前記
弁装置が通路を通つて前記受入場所に流出する液
体の流量を阻止している間は常に、流出室内の予
め定めた液体レベルにおけるときと同一の単位時
間当りの液体量を流通させる流通面積をもつ。最
初に述べた静止流出部材と上記静止流出装置とは
別個の装置として構成することができる。しか
し、前記規制流出部は、流出室と前記弁装置間に
配設された前記通路からの流出部によつて構成さ
れることが好適である。

このようにして、液体が流出室から、分離され
た重量液体成分用の受入れ場所へ流動するのを阻
止されたときでも、流出室内で発生する摩擦熱を
最小値に保つようにこの室内の液体レベルを低く
保つことができる。規制穴及び規制流出部の貫通
面積はそれぞれ、分離された重量液体成分が遠心
分離機ロータから除去されかつ前記受入れ場所に
導かれるとき、流出室内に配置された流出部材に
おいて所要のポンプ圧力が得られるような、流出
室内の液体レベルに関して選択される。

本発明の範囲内において、前記規制穴を遠心分
離機ロータの流入部へ、またはロータの外側の或
る種の別の容器に接続することができる。しか
し、本発明の好適実施例によれば、この規制穴は
ロータの分離室に流通する液体を排出するように
配置される。これは、分離室の半径方向最外方部
分がロータ内で中央に配置された空所と連通し、
この空所に前記液体が規制穴から導入されるよう
に配置することが好適である。

図面を参照しつつ本発明を以下に説明する。

第１図の遠心分離機は、二つの部分１及び２か
ら成るロータを含み、これらの部分は固定リング
３によつて合体保持される。ロータは駆動軸４に
よつて支持される。

ロータ内には、滑り部材５が配設され、この部
材は環状ガスケツト６に向いかつガスケツトから
離れるように軸方向に可動である。滑り部材５と
上方ロータ部分１との間には分離室７が形成さ
れ、かつ滑り部材５と下方ロータ部分２との間に
は室８が形成されていわゆる作動液を収容する。

作動液を下方ロータ部分２によつて形成された
空所１０に供給するための装置９が配置され、こ
の空所１０から通路１１が前記室８に通じる。絞
り通路１２が、室８の半径方向最外方部分から下
方ロータ部分２を通つてロータ外側へ通じる。

分離室７の内部には、一組の円錐形分離板１３
が配置される。これらの分離板は、円錐形状１５
とで分離室７への流入部１６をロータの下方部分
２内に形成するいわゆる分配器１４上に載置され
る。

分配器１４の上方部分には、ロータ内で中央に
おいて空所を囲み、この空所内に、ロータ内で分
離される液体成分混合物を供給するための静止パ
イプ１７が延びる。

分離室内の円錐形板組の上側に（図には少数の
円錐形板のみが示され）上方円錐形板１８が配設
され、この円錐形板は円錐形分離板１３よりも大
きい厚さをもちかつ円錐形分離板１３よりも分離
室内で半径方向外方へ幾分長く延びる。上方円錐
形板１８は、上方ロータ部分１とで通路１９を形
成しかつ円錐形分離板１３のほぼ外周縁のレベル
に貫通穴２０をもつ。

ロータの上方部分において、上方円錐形板１８
は二つの半径方向内方へ向いた環状フランジ２１
及び２２をもち、これらのフランジ間に室２３を
形成する。上方フランジ２２は、フランジ２１よ
りも半径方向内方へ長く延びる。上方ロータ部分
１は最上方フランジ２２の上方で環状の内向きフ
ランジ２４を支持し、このフランジは最下方フラ
ンジ２１よりも半径方向内方へ幾分長く延びる。
フランジ２４と２２の間には、空所２５が形成さ
れ、この空所は通路１９を通つて分離室７と連通
する。

上方ロータ部分１と該部分によつて支持された
フランジ２４との間には室２６が形成され、この
室はフランジ２４に設けられた規制穴２７を通つ
て前記空所２５と連通する。

既述の流入パイプ１７は、これと同軸関係をも
つて囲うパイプ２８を担持し、パイプ２８はその
下方部にいわゆる取入れ円板２９を担持する。

パイプ２８はつぎに、同軸関係をもつて取囲む
パイプ３０を担持し、パイプ３０はその下端にお
いて取入れ円板３１を担持する。取入れ円板３１
は、既述の室２６内に配置され、かつ取入れ円板
のまわりに配設された数個の通路３２をもち、こ
れらの通路は環状通路３２を通つて流出導管３４
と連通する。流出導管３４内にはしや断弁３５が
配置される。

取入れ円板３１は、その通路３２の一つまたは
幾つかの中に規制穴３６をもち、この規制穴３６
は、流出室２６と弁３５間に延びる接続部からの
規制流出部を構成する。

既述の取入れ円板２９は取入れ通路３７をも
ち、この通路を経て環状通路３８は導路３９と連
通する。導路３９内には普通形式の検出装置４０
が配設され、これは導路３９内を流動する或る液
体が別の液体の一部を含むかどうかを検出するの
に用いられる。

制御装置４１がライン４２及び４３を介して検
出装置４０及び弁３５それぞれに接続される。

上述の遠心分離機は、例えば燃料重油のような
油を、水及び固形粒体から浄化するのにも用いら
れる。これらの成分から成る混合物は、ほぼ100
℃に加熱されせて導管１７を通して遠心分離機ロ
ータ内に供給され、そこから通路１６を通つて分
離室７内に流入する。

この段階において、滑り部材５とロータ下方部
分２との間の室８は、作動水で満たされるので、
滑り部分５はガスケツト６に押し当てられた状態
を保つ。少量の作動水が穴１２を通つて室８から
流出するが、これに相当する量の新規作動水が連
続的に装置９から供給される。

分離室７内で、分離された油は、ロータの中心
に向つて移動し、室２３に流入し、そこから取入
板２９によつて、通路３７及び３８を通つて流出
導管３９に送り込まれる。半径方向内方へ向いた
環状フランジ２１は、分離された油のための、分
離室からの溢流流出部を形成し、これにより分離
室内の液体レベルはフランジ２１の内周縁の位置
によつて定まる。

分離された油は、上方円錐形板１８とロータ部
分１との間の通路１９の中においてもロータ中心
部に向つて流れる。この油は通路１９から中央空
所２５に流入し、ここにおいて分離室７内と同一
のレベルにおいて一つの表面が形成される。

或る量の油が、フランジ２４の規制穴２７を通
つて室２６に流入する。そこから、油は取入れ円
板３１によつて通路３２と３３を通つて弁３５へ
の導管３４内に圧送される。始動位置において、
弁３５は閉じられているので、通路３２，３３及
び導管３４が油で満たされたのちは、導管３４を
通つては、それ以上の油は流れない。しかし、取
入れ円板３１は室２６から油を圧送し続け、この
油は取入れ円板の通路３２の一つの中で、或る距
離にある規制流出部３６（第２図）を通つて排出
される。流出部３６を通つて流出する油は空所２
５内に収集され、ここにおいてこの油は液体レベ
ルには影響を与えず、ここから規制穴２７を通つ
て室２６に流入する。

穴２７と３６は、単位時間に同一の油量が流通
するように寸法づけられ、これによつて室２６内
の液体レベルは、後述するように、分離された水
の満足できる流出が得られるように半径方向外方
へできる限り離れて維持される。

もし流出部３６及び／または多孔フランジ２４
が設けられていなければ、室２６内の液体レベル
は、この段階において、分離室７内と同一であつ
たであろう。このことは取入れ円板３１の比較的
大部分の表面が室２６内で回転する油と接触され
ていることを意味し、このことはこの室内の温度
が望ましくなく高くなることを意味する。

流出部３６及び多孔フランジ２４をもたない上
記種類の遠心分離機ロータの作用について述べれ
ば、ほぼ150℃の温度が室２６内で測定された。
上述した図示の装置によれば、この温度はほぼ
105℃まで下げられた。

或る使用時間後において、油と水との間の界層
が分離室内においてレベルＡに位置されるような
分離室の半径方向外方部分に、分離された水が蓄
積されたとき、水の一部分が導路３９から流出す
る分離された油によつて引きずり込まれる。この
状態は装置４０によつて検出されて、制御装置４
１に信号を発する。制御装置４１は次に弁３５を
開き、この弁を予め定めた時間中、開状態に維持
する。この時間中、分離室内における油と水の界
層がレベルＢまで移動するようになるまでの分離
された水の量が、通路１９を通り、フランジ２４
に設けられた流量規制穴２７を通過して分離室７
から流出される。

弁３５が閉じられた後に、この段階において室
２６、空所２５及び通路１９内に存在する水は分
離室に戻流し、従つて油は上方円錐形板１８に設
けられた穴２０を通つて流れ、前記空所を図に示
すレベルまで再び満たす。

上述のようにして、分離された水は、間欠的に
分離室７から流出される。分離室内で分離された
固形粒子は一般に、除去されることはまれであ
る。この除去は供給装置９を通る作動水の供給を
一時的に中断することによつて達成される。従つ
て、制御装置４１は、分離室内の油と水の界層が
レベルＡに達したことを示す信号が該制御装置に
発せられた場合、例えばその四番目の信号ごとに
弁３５が閉じた状態に保たれる代りに、供給装置
９への作動液の供給が一時的に中断されるように
プログラムされる。このようにして、滑り部材５
は軸方向下方へ動かされて滑り部材自身とガスケ
ツト６との間の開口溝孔を離れる。分離された固
形粒体及び所望量の水は、次にこの溝孔及び下方
ロータ部分２に設けられた溝孔の半径方向外側に
配設されたポートを通つて分離室７を離れる。

規制穴２７及び３６の相互のサイズを定める場
合には、まず室２６内の或る所望の液体レベル及
び穴２７の或る所望のサイズから始める。（或る
サイズへのこれらの特に必要な要求事項は、分離
された水が室２６を通つてロータから除去される
時間中に所望される状態による。） 穴２７の区域内でフランジ２４の両側における
液体にあらわれる圧力差を基礎として、穴２７を
流通する流量が決定できる。

室２６内の油に対するこのようにして選択され
た液体レベルを維持するために、流出導管３４内
の弁装置３５が閉じられている間は常に、穴２７
を通過する量と正確に同一の流量が、流出部３６
を流通することが必要である。従つて、経験によ
れば室２６内の液体レベルが所望レベルに位置さ
れたとき、流出部３６の場所で取入れ円板３１の
通路３２内にあらわれる圧力が測定されなければ
ならない。こののち、二つの前記流量が等しくな
るように流出部３６のサイズが決定される。本発
明の一実施例において、一つの穴２７の直径は４
mm、四つの穴３６の直径は3.5mmと定めて配置す
ることが適切なことが立証された。

前記穴２７及び３６が正しく寸法決めされかつ
上記の装置が作動状態に入つたのちは、室２６内
の液体表面は自動的に所望レベルに設定されるで
あろう。このように、この装置は自己制御性をも
つ。

弁３５が間欠的に開かれかつ液体流量が取入れ
円板３１の通路３２まで到達すると、通路３２内
の液体静圧力は低下し、この結果、規制流出部３
６を流通する液体流量を減少する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、遠心分離機の断面図、第２図は、第
１図の遠心分離機の拡大部分図である。 １……ロータ部分、２……ロータ部分、３……
固定リング、４……駆動軸、５……滑り部分、６
……ガスケツト、７……分離室、８……室、９…
…作動流体供給装置、１０……空所、１１……通
路、１２……絞り通路、１３……円錐形分離板、
１４……分配器、１５……円錐形板、１６……流
入部、１７……静止パイプ、１８……上方円錐形
板、１９……通路、２０……貫通穴、２１，２２
……フランジ、２３……室、２４……フランジ、
２５……空所、２６……室、２７……規制穴、２
８……パイプ、２９……取入れ円板、３０……パ
イプ、３１……取入れ円板、３２……通路、３３
……環状通路、３４……流出導管、３５……しや
断弁、３６……規制穴、３７……取入れ通路、３
８……環状通路、３９……導路、４０……検出装
置、４１……制御装置、４２，４３……ライン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロータが、分離される二つの液体成分用の流
   入部１７とそれぞれの分離された成分用の二つの
   流出部３４，３９とをもち、ロータの分離室７が
   ロータ内の中央部に形成された前記二つの成分の
   うちの重量成分用の流出室２６と連通され、前記
   流出室２６内に、該流出室２６から始まりロータ
   の外側の、分離された重量成分用の受入場所に通
   ずる少くとも１つの通路３２，３３，３４を含む
   静止流出部材３１が配設され、さらにロータの作
   動中に作用される弁装置３５が、流出室２６から
   前記通路３２，３３，３４を通つて前記受入場所
   に流れる液体の流量を選択的に流通または阻止す
   るように配設された遠心分離装置であつて、 前記流出室２６内に流入する液体の流量を制限
   するために前記分離室７と流出室２６間を接続す
   る規制穴２７、及び前記弁装置３５が前記通路を
   通つて前記受入場所に流れる液体を阻止している
   間は、流出室から流出する液体の流量を規制する
   規制流出部３６を有しかつ前記流出室２６内に延
   びる静止流出手段を含み、 前記規制穴２７と前記規制流出部３６は、前記
   弁装置３５が通路３２，３３，３４を通つて前記
   受入場所に流出する液体の流量を阻止している間
   は常に、流出室２６内の予め定めた液体レベルに
   おけるときと同一の単位時間当りの液体量を流通
   させる流通面積をもつことを特徴とする遠心分離
   装置。 ２ 前記規制流出部３６が、前記流出室２６と前
   記弁装置３５間の前記通路３２，３３，３４から
   の流出部によつて構成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の遠心分離装置。 ３ 前記規制流出部３６が、該規制流出部を流通
   する液体をロータの分離室に排出するように配置
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の遠心分離装置。 ４ 前記分離室７の半径方向最外方部分が、通路
   １９を介して前記規制穴２７が配設された仕切り
   ２４によつて前記流出室２６から分離されている
   ロータ内の中央空所２５と連通し、前記規制流出
   部３６がそれを流通する液体を前記中央空所２５
   に排出するように配置されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲上記各項のいずれか一項に記載
   の遠心分離装置。 ５ 前記静止流出部材３１が、取入れ円板を含
   み、かつ前記規制流出部３６が、前記取入れ円板
   に形成された穴によつて構成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲上記各項のいずれか一項
   に記載の遠心分離装置。