(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定の、軸方向に見て螺旋を形成するケーシング（１）と、
調節可能な複数の羽根（１２）を備える、前記ケーシング（１）内に据え付け配置された案内羽根輪（１１）と、
該案内羽根輪（１１）と同軸に該案内羽根輪（１１）の内側に配置され、前記ケーシング（１）の軸線の回りを回転する羽根付きの分離羽根車（１４）と、
該分離羽根車（１４）と前記案内羽根輪（１１）の間の環状室内に入り込む接線方向の分離材料ガス入口（３）と、
該分離材料ガス入口（３）と平行に向いた、案内羽根輪（１１）と前記螺旋形ケーシング（１）の間の環状室内に入り込む分離空気入口（５）と、
前記案内羽根輪（１１）と分離羽根車（１４）の間の環状室内の分離材料ガスの流れの終端部領域に設けられた粗い材料の出口（８）と、
により行う空気分離方法であって、
分離空気と粗い材料及び微細な材料を含む分離材料とからなる製品流を、分離材料ガス入口（３）及び分離空気入口（５）から、粗い材料の出口（８）に至る少なくとも一回りの螺旋部に流すことを特徴とする空気分離方法。
【請求項２】
固定の、軸方向に見て螺旋を形成するケーシング（１）と、
調節可能な複数の羽根（１２）を備える、前記ケーシング（１）内に据え付け配置された案内羽根輪（１１）と、
該案内羽根輪（１１）と同軸に該案内羽根輪（１１）の内側に配置され、前記ケーシング（１）の軸線の回りを回転する羽根付きの分離羽根車（１４）と、
該分離羽根車（１４）と前記案内羽根輪（１１）の間の環状室内に入り込む接線方向の分離材料ガス入口（３）と、
該分離材料ガス入口（３）と平行に向いた、案内羽根輪（１１）と前記螺旋形ケーシング（１）の間の環状室内に入り込む分離空気入口（５）と、
前記案内羽根輪（１１）と分離羽根車（１４）の間の環状室内の分離材料ガスの流れの終端部領域に設けられた粗い材料の出口（８）とを備えて、請求項１に記載の空気分離方法を実施するための空気分離機であって、
前記粗い材料の出口（８）が前記螺旋形ケーシングの軸方向に分離材料入口（３）及び分離空気入口（５）に対して位置ずれしており、このために前記螺旋形ケーシング（１）は、分離材料ガス入口（３）及び分離空気入口（５）から、粗い材料の出口（８）に至る少なくとも一回りの螺旋部を有することを特徴とする空気分離機。
【請求項３】
前記空気分離機ケーシングの分離材料ガス入口（３）、分離空気入口（５）及び粗い材料の出口（８）付近において、据え付け配置された前記案内羽根輪（１１）が前記分離羽根車（１４）の羽根を十分覆うように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の空気分離機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、固定の、軸方向に見て螺旋を形成するケーシングと、調節可能な複数の羽根を備える、前記ケーシング内に据え付け配置された案内羽根輪と、該案内羽根輪と同軸に該案内羽根輪の内側に配置され前記ケーシングの軸線の回りを回転する羽根付きの分離羽根車と、該分離羽根車と前記案内羽根輪の間の環状室内に入り込む接線方向の分離材料ガス入口と、該分離材料ガス入口と平行に向いた、案内羽根輪と前記螺旋形ケーシングの間の環状室内に入り込む分離空気入口と、前記案内羽根輪と分離羽根車の間の環状室内の分離材料ガスの流れの終端部領域に設けられた粗い材料の出口により行う空気分離方法及び固定の、軸方向に見て螺旋を形成するケーシングと、調節可能な複数の羽根を備える、前記ケーシング内に据え付け配置された案内羽根輪と、該案内羽根輪と同軸に該案内羽根輪の内側に配置され前記ケーシングの軸線の回りを回転する羽根付きの分離羽根車と、該分離羽根車と前記案内羽根輪の間の環状室内に入り込む接線方向の分離材料ガス入口と、該分離材料ガス入口と平行に向いた、案内羽根輪と前記螺旋形ケーシングの間の環状室内に入り込む分離空気入口と、前記案内羽根輪と分離羽根車の間の環状室内の分離材料ガスの流れの終端部領域に設けられた粗い材料の出口を備える前記方法を実施するための空気分離機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明は、本出願人のWO93/09883及びDE-OS 2426 295による空気分離機が含む特徴を有する空気分離機に由来する。前記二つの出願の発明及び本発明において分離機ケーシングは螺旋状のもので、この分離機ケーシングは接線方向の分離空気入口及び分離空気入口に対して平行な分離材料入口並びに軸方向の細かい材料の出口を有する。細かい材料の出口の上には、外側から内側へ貫流する分離羽根車が設けられている。分離羽根車から細かい材料と共に移動せしめられた分離空気が軸方向に流れ出て、そして分離材料出口を通って分離機ケーシングから外へ案内され、例えばフィルタに供給される。接線方向に分離機ケーシング内に入った後、分離材料は分離羽根車の軸線の回りを螺旋状に回転し、粗い材料は分離空気と細かい材料からなる混合物から分離され、粗い材料の出口を通って分離機ケーシングから外へ到達する。
【０００３】
前記二つの出願の発明において、分離空気は分離機ケーシング内に接線方向に入った後、分離材料との混合が起こる前に、先ず調節可能な複数の羽根を備える案内羽根輪の流体路に到達する。この点では構成は似ているが、両案内羽根輪は、完全に問題の領域が異なるために、完全に異なる。ＤＥ−ＯＳ  ２４  ２６  ２９５  による空気分離機の場合、羽根輪は固有の分離手段である。即ち、羽根輪内で、原材料ガス流、即ち、「分離材料」の細かい材料部分と粗い材料部分への分解が起こる。この点では、分離羽根車は、羽根輪で専ら分離が行われ、細かい材料は他の物体と衝突した後、又は粗い材料の配達部にあたって跳ね返った後に発生する噴射粒により汚染せしめられることを考慮すれば、追加の構成部材である。分離羽根車は、螺旋形空気分離機、それ故固定の羽根輪に関して調節可能な、最も粗い分離限界より上の分離限界で操作されるので、前記噴射粒が細かい材料の配達部に入るのを妨げる。
【０００４】
またＷＯ  ９３／０９８８３  による空気分離機の場合の状況も重要である。その空気分離機の場合、分離は分離羽根車で行われる。上に始めに論じた空気分離機の場合、細かい材料と粗い材料への分離が固定の案内羽根輪にて起こるのに対して、ＷＯ  ９３／０９８８３  による空気分離機の場合、細かい材料と粗い材料に分離することが分離羽根車において起こり、また回転する羽根輪においても起こる。最初に述べた空気分離機の場合、回転する羽根輪は噴射粒を捕獲する形態の特別の機能を有する追加の構成要素であるのに対して、二番目に述べた空気分離機の場合、固定の案内羽根輪は、該固定の案内羽根輪の羽根の調節によって案内羽根輪と分離羽根車の間の環状室において分離羽根車の羽根の外側縁を支配する条件に相応するものよりも粗い分離粒を配達する螺旋空気分離が実現できるように形成され、配置され、また調節可能であるので、分離空気が分離羽根車の全周にわたって分離空気が存在することからなる特別の機能を有する追加の構成要素である。前者の場合の噴射粒の流入は後者の場合の分離羽根車の羽根通路の入口における流体条件の変化と対峙する。
【０００５】
この基本的な相違により左右されることなく、先に述べた二つの空気分離機は粗い材料の配達部の異なる形成によって区別される。二つの空気分離機の場合、半径方向外側に位置する、粗い材料を添加した分離空気成分を刃で剥落することが行われる。しかし、ＤＥ−ＯＳ  ２４２６２９５  による分離機の場合、粗い材料の配達は刃の後に配置された螺旋体によってもたらされ、それに対してＷＯ  ９３／０９８８３  の場合、目的に沿って配置された案内板によってもたらされる。案内板、特に螺旋体は追加の構成部分であり、これは費用を高め、重量を増加させるものであるのみならず摩耗の危険にさらされるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記の状況を認識して本発明の課題は、上に論じた技術の状態を認識して、粗い材料の配達のために案内板も渦巻きも必要とせずに、粗い材料と微細な材料の分離を行うことを可能にする空気分離方法及び空気分離機を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は分離材料の滞留時間を長くすることによって解決される。これは、本発明によって分離材料は材料入口と材料出口の間で少なくとも一回りの螺旋部を有する渦巻きの形態で供給されることによって行われる。その場合において前記分離材料の供給の形態は粗い材料の出口が前記螺旋形ケーシングの軸方向に前記分離材料入口に対して位置ずれしていることによって、もたらされる。
【０００８】
【実施例】
以下に本発明について図面を用いて詳細に説明する。その場合においてＷＯ  ９３／０９８８３  による空気分離機が基礎として用いられる。分離羽根車は固有の分離手段であり、分離羽根車の前方には案内羽根輪が配置され、分離羽根車の全周にわたり分離空気に対して同じ流れの状態があるように考慮されている。分離羽根車の羽根は、案内羽根輪の羽根を調節することによって案内羽根輪と分離羽根車として働く羽根車の間の環状室に螺旋状空気分離を実現させるように配置され、形成されている。この空気分離は分離羽根車として働く羽根車の外側縁を支配する条件に相応する分離粒よりも粗い分離粒を配達する。
【０００９】
このような空気分離機の形成は本発明にとって好ましい形成であるが、ＤＥ−ＯＳ  ２４２６９５による空気分離機の形成も基礎とすることができる。その場合において固有の分離要素は固定の案内羽根輪であり、案内羽根輪の後ろに分離羽根車が、噴射粒を捕獲するように配置されている。螺旋状空気分離機で調節可能な最も粗い分離限界を越える分離限界においても羽根車分離機は働く。
【００１０】
図面において
図１は、ＷＯ  ９３／０９８８３  による空気分離機と同様の、本発明により形成され、働く空気分離機の縦中央断面図であり、
図２は、図１の矢印Ａの方向に見た分離機ケーシングの図であり、及び
図３は、図１のＩＩＩ  −ＩＩＩ  線に沿って取られた断面である。
【００１１】
図面中、図１において、分離機は横に配置されており、したがって図１は、水平中央断面図である。
【００１２】
分離室９は固定式の案内羽根輪１１により包囲されている。案内羽根輪１１の案内羽根１２はそれぞれ縦軸１３を中心として調節可能である。案内羽根輪１１は分離機軸６と同心に位置する円の部分を形成する。
【００１３】
案内羽根輪１１により包囲される分離室９内に、分離機軸６と同心のそれ自体既知の回転する複数の羽根１５を備える分離羽根車１４が配置される。分離羽根車１４の外側円と案内羽根輪１１の内側円の間の環状室は、その中で分離が起こるべきではないので、比較的幅の狭いものである。分離羽根車と案内羽根輪の間の環状室の幅は、環状室が分離材料及び分離空気からなる原材料の、案内羽根輪から分離羽根車内への秩序正しい移行が保証されるように、選択される。
【００１４】
分離材料入口３は案内羽根輪１１と分離羽根車１４の間の環状室の領域の分離室９の中に接線方向にいりこんでいる。２はその外壁、２０はその分離部である。分離空気入口５は案内羽根輪１１と図１に示す螺旋状のケーシングの間の環状室１７内に接線方向にいりこんでいる。４はその外壁である。分離材料入口３と分離空気入口５は互いに平行に配列された管である。粗い材料出口８は、図１に示すように分離空気入口５と分離材料入口３に対置され、下方に向けられた管であり、その場合において両入口３、５及び粗い材料出口８は分離機縦軸線乃至は分離羽根車１４の回転軸の方向に、少なくとも螺旋体の一回り分だけ位置ずれしている。ケーシングは螺旋ケーシングであり、これは図２、３から明らかである。
【００１５】
図２に示すように、入口領域３、５において及び出口領域８において、案内羽根輪１１の羽根は分離羽根車の羽根を十分に覆っている。
【００１６】
分離空気は案内羽根輪１１の案内羽根１２の間の流体路を通って外側から内側に流れる。案内羽根１２はケーシングにより定められた螺旋の輪郭に応じて位置し、ケーシング１内に回転可能に支承されており、分離ガスの流入角度及び貫流する羽根１２間の間隙幅を変えることができるように構成されている。分離材料は案内羽根輪１１の案内羽根１２の内側に送り込まれ、分離ガスにより間隙に集中的に流入せしめられる。羽根の姿勢と羽根の形状により生ぜしめられる、優勢を占める流れの状態により、案内羽根輪１１の羽根の間の流体路内に渦が発生する。この渦は分離材料が案内羽根にあたることを妨げる。
【００１７】
分離室９に同心に配置された、複数の羽根１５を備える分離羽根車１４内では同一の物理的関係が支配し、半径方向の、及び周方向の速度はガス流及び羽根の姿勢に影響されるよりもむしろ、分離羽根車１４のガス流及び回転数により影響される。分離羽根車１４は圧倒的に微細に定められており、環状中間室内の分離限界は分離羽根車１４におけるよりも粗く調整されている。
【００１８】
外側の案内羽根輪１１は場合により比較的僅かな予分離をし、特に分離材料の集中的な分散と集積の役目をする。固有の分離は良好な効率で分離羽根車において行われる。
【００１９】
細かい材料は分離羽根車１４の細かい材料の出口７ａを通して分離機を離れ、案内羽根輪１１の近くをまわる分離材料は特に粗い材料出口８を通して分離室から運びさられる。分離材料入口３及び分離空気入口５と粗い材料出口８がケーシングの軸方向に位置ずれしているため、粗い材料及び場合により散乱材料が、案内板又は配達螺旋体等の特別の付加的な組み込み要素を必要とすることなく、ケーシング壁の内側に沿って粗い材料出口８の領域に到達する。
【００２０】
図１の矢印Ａによって示す方向に見た分離機ケーシング１の図で、図３に本発明の空気分離機を示す。分離材料入口３と分離空気入口５（図では相前後して位置する）と粗い材料出口８が、分離機軸線６の方向に互いに渦巻きの一回旋分だけ位置ずれし、上方を指して（入口３、５）乃至は下方を指して（粗い材料の出口８）分離機ケーシング１に組み込まれている。
【００２１】
外側の固定の案内羽根輪１１の案内羽根１２は調節され、案内羽根１２の貫流角度と案内羽根輪１１と分離羽根車間の案内羽根通路の横断面は、案内羽根輪１１と分離羽根車１４の間の環状分離室９の中に、分離羽根車の外側縁を支配する条件に相応するものよりも大きな分離粒を配達する螺旋空気分離部を生じる。空気分離機の作動中に分離材料に働く力は図１に矢印で示す。
【００２２】
環状室１７内で全く分離が行われるべきではないので、この環状室１７は流れ方向に細くなっているが、この環状室１７は一定の幅にすることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の空気分離方法によれば、これは、本発明によって分離材料を材料入口と材料出口の間で少なくとも一回りの螺旋部を有し粗い材料の出口が前記螺旋形ケーシングの軸方向に前記分離材料入口に対して位置ずれしていることにより分離材料の滞留時間を長くすることによって、粗い材料の配達のために案内板も渦巻きも必要とせずに、粗い材料と微細な材料の分離を行うことが可能になる。
また、粗い材料の出口が前記螺旋形ケーシングの軸方向に分離材料入口及び分離ガス入口に対して位置ずれしており、前記螺旋形ケーシングは少なくとも一回りの螺旋部を有する空気分離機によれば、粗い材料の配達のために案内板も渦巻きも必要とせずに、粗い材料と微細な材料の分離を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＷＯ  ９３／０９８８３  による空気分離機と同様の本発明により形成され、働く空気分離機の縦中央断面図である。
【図２】図１の矢印Ａの方向に見た分離機ケーシングの図である。
【図３】図１のＩＩＩ  −ＩＩＩ  線に沿って取られた断面である。
【符号の説明】
１                ケーシング
３                分離材料入口
５                分離空気入口
６                分離機軸
７                分離羽根車
７ａ                細かい材料出口
８                粗い材料出口
９                分離室
１１                案内羽根輪
１２                案内羽根
１３                縦軸
１４                分離羽根車
１５                羽根
１７                環状室
【図１】
0003628357.tif 000002
【図２】
0003628357.tif 000003
【図３】
0003628357.tif 000004