JPH0716629B2

JPH0716629B2 - 遠心分離機

Info

Publication number: JPH0716629B2
Application number: JP61130440A
Authority: JP
Inventors: ノーストレームトーイエン
Original assignee: アルフア−ラヴアルセパレ−シヨンア−ベ−
Priority date: 1985-06-07
Filing date: 1986-06-06
Publication date: 1995-03-01
Anticipated expiration: 2010-03-01
Also published as: EP0205246B1; SE8502830D0; US4820256A; EP0205246A1; JPS61283364A; BR8602518A; DE3666920D1; SE448150B; SE8502830L

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、分離室、分離室への流入部と分離室からの
３つの流出部を含み、その第１の流出部が分離室の中央
付近に位置し、第２の流出部が分離室の周縁に位置し、
かつ第３の流出部が第１の流出部と第２の流出部との半
径方向中間に位置するロータを具備する遠心分離機に関
する。

この遠心分離機は、ロータの運転中に前記第２の流出部
を間欠的に開口させる装置と、第３の流出部及びさらに
固定導管を通って液体を流動させるための静止の流出装
置と、固定導管を通る流量を制限する絞り手段と、分離
室内の分離された軽い液体成分と重い液体成分との界面
層が予め定めたレベルまで半径方向内方へ移動された時
点を検出する検出手段と、前記界面層が予め定めたレベ
ルに達したとき前記第２の流出部を開口させる開口手段
に信号を発信するため、前記検出手段と開口手段と協働
するよに配置された制御手段とをさらに含む。

〔従来の技術〕

例えば水及び固形物から鉱物油を除去する作業に関連し
て用いることができるこの形式の遠心分離機は、スエー
デン特許明細書348,121（米国特許3,752,389に対応す
る）に記載されている。この既知の遠心分離機は、循環
導管を含み、この循環導管は前記静止に流出装置と連通
し、かつその前記第３の流出部を通ってロータの分離室
から流出する液体を遠心分離機流入部に戻すように配置
されている。循環導管内にはこの導管中を流通する液体
の流量を制限する絞り装置が配設される。静止の流出装
置と絞り装置間の循環導管中の一つの場所から分岐導管
が始まり、この分岐導管内に閉鎖弁が挿入されている。
この閉鎖弁は特別の検出装置と接続されかつ検出装置か
らの信号を受けて開くように配置されている。この検出
装置はまた、分離室の周縁流出部を間欠的に開くための
遠心分離機の上述に開口装置、いわゆるスラッジ流出部
に信号を発信できる。

この既知の形式の遠心分離機が作動すると、例えば油の
ような分離された軽量液体成分はまず、中央の第１の流
出部及び前記第３の流出部の両方を通って分離室から排
出される。第３の流出部を通って分離室から排出される
液体は、遠心分離機の流入部に再循環され、この動作は
ある予め定めた時間中、またはある量の、例えば水のよ
うな分離された重量液体成分が分離室内に収集されるま
で続行する。上記の予め定められた時間が経過すると、
スラッジ流出部が開かれて集められた水の全部または一
部が分離されたスラッジと共に分離室から放出される。
予め定めた時間に先だって水の前記の量が分離室内に収
集されると、上記の分岐導管内の閉鎖弁が開かれ、その
結果、第３の流出部を通って流出する分離された水は、
遠心分離機の流入部に戻されずに、分岐導管を通って再
循環導管から排出される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の既知の装置の欠点は、静止の流出装置が、第３の
流出部を通って分離室から排出される分離された軽量液
体成分に望ましくない温度上昇を起こさせることであ
る。この温度上昇は理由は、一般に分離ディスクと称し
ている上記流出装置が、ロータの中央部分に配設された
分流室の室内でロータと同じ速度で回転している分離さ
れた軽量液体成分中に比較的深く浸漬されているという
事実にある。この浸漬深さは、分離作用の以後の段階に
おいて分離室内の軽量液体成分に代る分離された重量液
体成分にまで、上記の流出装置を半径方向外方へとどか
せるために、十分に大きくなければならない。したがっ
て、上記の後段階において、分流室内の自由液面は、分
流室内に分離された軽量液体成分が収容されたときより
もロータ中心から一層遠い位置を占めるであろう。

ロータの運転中に、静止流出装置が回転する軽量液体成
分と接触している可なり広い表面をもつという状態にあ
ることは、多量のエネルギが無駄に失われることを意味
する。

上述の既知の装置のもつ他の欠点は、分離された液体成
分の密度に変化が起こった場合には直ちに、使用装置に
対して特別な変更処置を実施しなければならないことで
ある。このために、もし別の密度をもつ、例えば油のよ
うなものを除去するには、新規のいわゆる重力ディスク
（前記スエーデン特許明細書348,121による遠心分離機
におけるオーバーフロー流出部24を形成する環状部材に
相当する）を挿入しなければならない。したがって、こ
の既知の装置は、遠心分離機の運転中に分離された液体
成分の密度に変化が起こる場合には不適当である。

この発明の目的は、はじめに述べた形式の遠心分離機の
もつ上述の欠点を、簡単かつ安価な装置によって回避す
ることである。

〔課題を解決するための手段〕

この目的は、この発明によって、前記絞り装置を上述の
静止導管よりも小さい流通能力をもち、かつ第３の流出
部と静止流出装置間でロータ内に形成されるように構成
した構造を提供することにより達成される。

これにより、静止の流出装置は、分離された軽量液体成
分がその周りを流れることなく、常にロータの分離室内
の自由液面のレベルに相当するロータ内の所望のレベル
まで半径方向外方に延長させることができる。

この発明の好適実施例においては、絞り手段は、静止の
流出装置がその中まで延びる室と、第３の流出部と連通
しかつロータの運転中にその中に一つの自由液面が存在
するような距離をロータ内で半径方向内方に延びる空所
との間において、ロータ内に形成された仕切り部材に配
設される。

〔実施例〕

図面を参照して、この発明の一実施例について、この発
明を以下に詳細に説明する。

第１図に示す遠心分離機は、２つのロータ部分１及び２
からなるロータを含み、これらのロータ部分は固定リン
グ３によって軸方向に合体されている。ロータ内には、
分離室４が形成され、この分離室内に一組の円錐形分離
ディスク５が配設される。

分離ディスク５は、いわゆる分配部材６の上に載置さ
れ、分配部材６は下方のロータ部分２に支持された底板
７上に載置される。分配部材６内の中央空所８は、分配
部材の下方部分と底板７との間に流入部９を通って分離
室４と連通される。

中央空所８内には、ロータ内で遠心的に処理される混合
物用の静止の流入パイプ10が延びる。ロータの外側で流
入パイプ10は閉鎖弁11aを具備する流入導管11に接続さ
れる。

ロータは、下方のロータ部分２を貫通するポートの形態
の複数の周縁の第２の流出部12をもつ。これら第２の流
出部２は、通常分離室４に対して閉じられているが、ロ
ータの運転中は、環状の滑り部材13の軸方向移動によっ
て間欠的に分離室４と連通される。滑り部材13は、上方
のロータ部分１に形成された溝内に係合された環状のガ
スケット14に、その周縁に沿って当接する。

滑り部材13と下方のロータ部分２との間には、作用液体
用の閉鎖室15が構成される。閉鎖室15は作用液体用の中
央流入部16及び周縁流出部17をもつ。周縁流出部17は著
しく絞られ、したがって中央流入部16より可なり小さい
流通能力をもつ。中央流入部16は中央室18と連通し、ロ
ータの運転中、中央室18内には静止の流入部材19によっ
て或る液体レベルが維持される。流入部材19は、導管20
に接続され、この導管内には閉鎖弁21が配設される。

分離ディスク５上には円錐形の仕切り部材22が載置され
る。この仕切り部材は、その中央部に、環状フランジ23
及び24によって半径方向内方へ開口する中央流出部25を
形成する。下方の環状フランジ23の半径方向内縁部は、
ロータの運転中に、分離室４内の液体用のオーバーフロ
ー流出部である第１の流出部23aを構成する。

静止分流部材26が、第１の流出部23aのレベルより半径
方向へ幾分外側のレベルまで中央流出室25内に延びる、
静止分流部材26は、流入パイプ10によって支持されかつ
その周囲に環状通路27を形成し、この環状通路は中央流
出室25と流出導管28を連結する。

ロータ部分１は、軸方向上側、すなわち円錐形の仕切り
部材22の上方に環状フランジである仕切り部材29及び端
部壁29aを有する。環状フランジ29と端部壁29a間におい
て、ロータ部分１は半径方向内方へ開口する別の流出室
30を形成する。この流出室30内に静止の分流部材31が延
び、この分流部材31は静止分流部材26を介して流入パイ
プ10によって支持され、かつ流出室30を固定導管33に接
続させる環状通路32を形成する。

流出室30は、次のようにして分流室４と連通する。

ロータ部分１と仕切り部材22間には、複数の半径方向に
延びる通路34が形成される。この通路34の半径方向外方
の開口部分は、分離室４からの第３の流出部35を形成す
る。通路34は半径方向内方において流路室36内に開口
し、流路室36は半径方向内方へ開口されかつ環状フラン
ジ24と環状フランジ29間に配置される。環状フランジ29
を通る一個または数個の軸方向絞り孔37（第２図）を通
って、流路室36は流出室30と連通する。絞り手段として
の絞り孔37は、分流部材31が流出室30から液体を流出さ
せることができる流通能力より可なり小さい流通能力を
もっている。

固定導管33には流量検出装置38が連結され、この流量検
出装置38はさらの制御ユニット39に接続されている。作
用液体供給用の導管20内の既述の閉鎖弁21もこの制御ユ
ニット39に接続されている。第１図の破線40及び41は、
制御ユニット39と流量検出装置38、及び制御ユニット39
と閉鎖弁21間の電気的接続ラインをそれぞれ示す。

固定導管33は、容器42内に開口し、容器42は、遠心分離
機内で処理される混合物用に収集容器を構成する。した
がって、第１図から分かるように、既述の流入導管11
は、容器42に接続される。矢印43は、容器42内への混合
物の流入状態を示す。

図に示す遠心分離機は、水及び相対的に重い固形物の分
離に際して次のように作用する。

遠心分離機の始動時には、閉鎖弁21は開かれかつ作用液
体は閉鎖室15に供給されている状態にある。中央室18内
の液面を所望のレベルに調整するため、不図示の装置が
用いられる。作用液体は、その流出部17を通って閉鎖室
15から離脱する作用液体の量に見合う分だけ、中央流入
部16から供給される。このようにして、滑り部材13を、
分離室４がその週縁部において閉鎖された図に示す位置
に占めさせる。

こののち、遠心式に処理される混合物が、流入導管11及
び流入パイプ10を通って中央空所８に供給される。この
中央空所から、混合物はさらに流入部９を通って分離室
４内に流入する。

分離された油は、第１の流出部23aをオーバーフローし
て分離室４から離脱し、かつ静止分流部材26によって中
央流出室25から流出導管28へ送出される。

分離された水及び分離された固形物は、分離室４の半径
方向最外方部分に収集される。分離室４内で分離された
水及び固形物の量が極僅かである間は、分離された油も
第３の流出部35及び通路34を通って分離室から流出す
る。この分離された油はさらに流路室36に流入し、かつ
流路室36から絞り手段である絞り孔37を通って流出室30
に流入する。分流部材31は油を環状通路32及び固定導管
33を経て容器42内へ送り出し、この油は容器42から新規
に供給される混合物と共に分離室42へ供給される。

既述のように、絞り孔37は、分流部材31及び導管33より
可なり小さい流通能力をもつ。このことは、流出室30内
の自由液面がロータの軸線から半径方向へ可なり離れた
位置を占め、したがって分流部材31の外側部分が極めて
僅かな範囲だけ液体で覆われることを意味する（第２図
に明示するように）。したがって、流出室30内の油と分
流部材31間の相対運動の結果として発生される熱を最小
限に維持することができる。

固定導管33を通って油が流れるとき、この油の流量は流
量検出装置38によって検出される。検出された流量値
は、制御ユニット39内の予め定めた値と比較される。固
定導管33中の流量が予め定めた値より大きい間は、制御
ユニット39は作動しない。

水が第３の流出部35まで達するほど多量に水及び固形物
が分離室４内に分離されて収集されると、通路34、した
がって流路室36への液体の供給が減少される。分離室４
の第１の流出部23aのオーバーフロー液面とほぼ同一レ
ベルに位置している流路室36内の自由液面（第２図）
は、上述の供給減少に伴って沈下し、すなわちこの自由
液面は半径方法外方へ移動する。これにより、絞り孔37
から流出室30への液体の流量は減少し、この結果、固定
導管33を通って流れる液体の流量も減少するであろう。

固定導管33中の流量が前記予め定めた値よりも小さい値
まで低下したときは、制御ユニット39は予め定めた長さ
の極めて短時間の間作用液体用の導管20内の閉鎖弁21を
閉じる。そのため閉鎖室内15内の圧力が減少して、滑り
部材13は分離室４内の圧力によって押し下げられるの
で、第２の流出部12が開口される。閉鎖弁21が再び開か
れると新たに供給された作用液体は閉鎖室15内にまだ残
っている作用液体と共に滑り部材13をその閉鎖位置に戻
させる。したがってこの場合、分離室４内の収容物はそ
の一部のみが第２の流出部12を通って流出されるに過ぎ
ない。そして分離された固形物と水のみが排出される。

固定導管33中の流量が予め定めた値よりも大きい値まで
再び増大されると、上述の作用過程が繰り返される。

上述の遠心分離機においては、油から分離された水はす
べて、このようにして、分離された固形物の除去に用い
られる第２の流出部である周縁流出部を通って分離室か
ら除去される。さらに、固定導管33を通ってロータから
排出される液体はすべて、遅かれ早かれ、分離室４に戻
されることになる。

環状フランジ29の絞り孔37の半径方向の位置（第２図）
の選択について言えば、この選択は、この絞り孔37を通
る油の量に変化が、第３の流出部35を過ぎって分離室４
内の油と水の間の界面層が半径方向内方へ移動する結果
生ずるので重要である。そし絞り孔37がロータに軸線に
対して比較的接近して配置されれば、前記界面層が第３
の流出部35の位置に達したとき、特にもし油と水との間
の密度の差が比較的大きければ、油の流れは比較的速や
かに終止する。これに対し、もし絞り孔37がロータの軸
線から比較的外方へ遠ざかった位置に設けられれば、絞
り孔37を通る油の流れは、多かれ少なかれある量まで減
少されるだけである。もし絞り孔37がロータの軸線から
十分に遠く離れた位置に設けられれば、水さえも絞り孔
37及び分流部材31を通ってロータから流出することが可
能になる。このことは、もし分離室４に供給された混合
物が時々著しく多量の水を含む場合には、有利である。
そのような場合は、周辺部の流出部である第２の流出部
12は比較的高い頻度で開かれねばならないが、この開放
の頻度には限度があり、そのためある量の水が容器42へ
戻される。したがって、この場合の混合物中の水の含有
量は、前述のように時々分離室４に供給される水分の高
い混合物の含有量ほど高くはないが、水が容器に戻され
ることによって水が分離室内の大部分を占めることが防
がれる。これにより、ある量の水が分離された油と共に
ロータから排出される。

この理由から、ロータの運転中に分離室４内で油と水と
の間に形成された界面層が、絞り孔37の流通能力が分離
室内への新規の液体混合物に随伴する水の供給量を超え
ている場合は、分離ディスク５の半径方向内方へ達する
のを防止するように、ロータ軸線から十分に離れて位置
されることが適当である。

上述の説明では、固定導管33を通ってロータから流出す
る液体は、新規の混合物をロータに供給する容器42を経
てロータに戻される。これはこの発明の一つの実施例で
ある。しかし、この発明の範囲内で、固定導管33を直接
に流入導管11に連結することができる。さらに、第２の
流出部12の開口を開始させるために、流量検出装置38以
外のある種の別の検出装置を使用することもできる。例
えば、圧力検出装置が使用でき、或いは固定導管33を流
通する液体の誘電率の変化を検出する装置を使用するこ
ともできる。

同様にして、分離された水が分離室４の第３の流出部35
に達すると、流量検出装置38が反応し、もし供給された
混合物が油と固形物のみを含みかつ分離された油と分離
された固形物との間の界面層が流出部35に達すれば、第
２の流出部12が開かれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による遠心分離機の一実施例の軸方
向断面図、第２図は、第１図に示す遠心分離機の部分拡
大断面図である。 1,2…ロータ、３……固定リング４……分離室、５……分離ディスク６……分配部材、７……底板８……中央空所、９……流入部 10……流入パイプ、11……流入導管 12……第２の流出部（周縁流出部）、13……滑り部材 14……ガスケット、15……閉鎖室 16……中央流入部、17……流出部 18……中央室、19……流入部材 20……導管、21……閉鎖弁 22……仕切り部材、23,24……環状フランジ 23a……第１の流出部、25……中央流出室 26……静止分流部材、27……環状通路 28……流出導管 29……仕切り部材（環状フランジ） 29a……端部壁、30……流出室 31……分流部材、32……環状通路 33……固定導管、34……通路 35……第３の流出部、36……流路室 37……絞り手段（絞り孔）38……流量検出装置 39……制御ユニット、40,41……電気的接続ライン 42……容器、43……矢印

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】その中心軸のまわりに回転自在なロータ
（1,2）であって、前記ロータ（1,2）内に形成された分離室（４）と、こ
の分離室（４）内に開口する、軽い成分と重い成分とか
らなる混合液の流入部（９）と、前記中心軸から半径方
向外方へ所定距離離れて前記分離室（４）内の上部に位
置する第１の流出部（23a）と、前記所定距離より大な
る距離だけ前記中心軸から離れて、分離室（４）の外周
縁部に位置する第２の流出部（12）と、前記第１と第２
の流出部の半径方向中間部に位置する第３の流出部（3
5）とを備えたロータ（1,2）と、前記ロータ（1,2）の端部壁（29a）の内側に形成された
流出室（30）と、前記ロータ（1,2）に固定され、前記第３の流出部（3
5）と前記流出室（30）との間に通路（34）と流路室（3
6）を形成する仕切り部材（22）と、前記ロータ（1,2）の外部へ液を排出するための固定導
管（33）に環状通路（32）を介して連通し、前記流出室
（30）の内部までロータに半径方向外方へ延び、前記流
出室（30）内に開口する分流部材（31）と、ガスケット（14）に当接可能に中心軸方向に往復動自在
な滑り部材（13）と、前記滑り部材（13）とロータ間に
形成され、中央流入部（16）、中央室（18）、流入部材
（19）、及び閉鎖弁（21）を介して作用液体用の導管
（20）に連結され、かつ、外部へ開口する流出部（17）
を有する閉鎖室（15）とからなる、前記第２の流出弁を
間欠的に開放するための開口手段（13〜21）と、前記第３の流出部（35）と分流部材（31）の間に設けら
れ、前記流出部材（31）、環状通路（32）、及び固定導
管（33）への液の流通を制限するための絞り手段（37）
と、前記固定導管（33）内に設けられ、固定導管内の液の流
量を検出するための流量検出装置（38）と、前記流量検出装置（38）と前記開口手段（13〜21）とに
接続され、前記流量検出装置（38）の検知流量に基づい
て、前記開口手段（13〜21）を介して、前記第２の流出
部（12）の開閉を制御するための制御手段（39）とから
なる遠心分離機において、前記絞り手段（37）が、前記分流部材（31）、環状通路
（32）及び固定導管（33）の液の流通能力より小さい流
通能力をもつことを特徴とする遠心分離機。
【請求項２】絞り手段（37）が、分流部材（31）がその
内部へ延びる流出室（30）と、第３の流出部（35）に連
通し、かつロータの運転中にロータ内に自由液面が形成
されるようにロータ内で半径方向内方へ延びる流路室
（36）との間で、ロータ内に形成された仕切り部材（2
9）内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項記載の遠心分離機。
【請求項３】固定導管（33）が、第３の流出部（35）を
経てロータから外部へ排出された液の分離室（４）への
環流路を形成している特許請求の範囲第１項または第２
項記載の遠心分離機。
【請求項４】ロータの分離室（４）に混合液を供給する
ための容器（42）が設けられ、固定導管（33）が容器
（42）内に開口することを特徴とする特許請求の範囲第
３項記載の遠心分離機。
【請求項５】１組の円錐形の分離ディスク（５）が分離
室（４）の中央に配置され、絞り手段（37）がロータの
軸線から十分離れて配置されており、軽い液体成分と重
い液体成分間に形成された界面層が、絞り手段（37）の
流通能力が分離室（４）への重い液体成分の供給量を超
えている間は、半径方向内方へ分離ディスク（５）まで
達するのが防止されることを特徴とする特許請求の範囲
第１〜４項のいずれか１項に記載の遠心分離機。
【請求項６】流量検出装置（38）が固定導管（33）中の
流量の変化を検出するために配置されることを特徴とす
る特許請求の範囲第１〜５項のいずれか１項に記載の遠
心分離機。
【請求項７】第１の流出部（23a）が、混合物の分離さ
れた軽い液体成分の遠心分離機からの流出部を構成し、
かつロータの第２の流出部（12）が混合物の分離された
固形物と分離された重い液体成分の遠心分離機からの唯
一の流出部を構成することを特徴とする特許請求の範囲
第１〜６項のいずれか１項に記載の遠心分離機。