(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された媒体中の複数の成分を分離するように構成されている遠心分離機の遠心ロータ（５）のディスクパッケージであって、
前記ディスクパッケージが、該ディスクパッケージ内に互いに重ね合わせて設けられた複数の分離ディスクを有し、
前記各分離ディスク（２０）が、前記遠心ロータ（５）の回転軸（ｘ）の周りを延びるとともに、内側表面（２２）および外側表面（２１）を含む、前記回転軸（ｘ）に沿った先細り形状を有し、
前記各分離ディスク（２０）が、該分離ディスクの中央開口部を形成する内縁部（２４）と、外縁部（２３）とを有し、
前記各分離ディスク（２０）が、プレス加工可能な材料から製造され、
前記複数の分離ディスクが、複数の第１の分離ディスク（２０’）を含み、該複数の第１の分離ディスク（２０’）が、プレス加工によって形成された、前記内側表面（２２）および前記外側表面（２１）の少なくとも一方から離れる方向に延びるいくつかの距離部材（２５）を有し、
前記各分離ディスク（２０）が、前記内側表面（２２）および前記外側表面（２１）上に前記距離部材を有さない部分を有し、
前記各距離部材（２５）が、前記ディスクパッケージ内で隣接する分離ディスクの外側表面（２１）または内側表面（２２）に当接する少なくとも１つの接触ゾーン（３３）を有し、
前記各距離部材（２５）が、前記ディスクパッケージ内で隣接する分離ディスクのうち、一方の分離ディスクの外側表面（２１）および他方の分離ディスクの内側表面（２２）の少なくとも一方の、前記距離部材を有さない前記部分の１つに当接するディスクパッケージにおいて、
前記複数の分離ディスク（２０）は、前記距離部材が前記隣接する分離ディスクにぴったりと当接するように予張力によって互いに押し付けられ、
前記接触ゾーン（３３）は、前記隣接する分離ディスクとの点当接部または線当接部を形成するように、断面で見たときに凸曲線形状を有することを特徴とするディスクパッケージ。
【請求項２】
前記各接触ゾーン（３３）は、前記回転軸（ｘ）に対して外側への伸長部を有する、請求項１に記載のディスクパッケージ。
【請求項３】
前記各距離部材（２５）は、前記内縁部（２４）からではなく前記内縁部（２４）の近傍から、前記外縁部（２３）までではなく前記外縁部（２３）の近傍までの、伸長部を有する、請求項２に記載のディスクパッケージ。
【請求項４】
前記接触ゾーン（３３）は、前記距離部材（２５）の前記伸長部の実質的に全体にわたって延びている、請求項３に記載のディスクパッケージ。
【請求項５】
前記距離部材（２５）の前記伸長部は直線状である、請求項２から４のいずれか一項に記載のディスクパッケージ。
【請求項６】
前記距離部材（２５）の前記伸長部は曲線状である、請求項２から４のいずれか一項に記載のディスクパッケージ。
【請求項７】
前記各接触ゾーン（３３）は、周方向を横切る断面で見たときに凸曲線形状を有する、請求項１に記載のディスクパッケージ。
【請求項８】
前記距離部材（２５）は、数対の突起を有し、該各対の突起が、前記外側表面（２１）から離れる方向に延びる第１の突起（３１）と前記内側表面（２２）から離れる方向に延びる第２の突起（３２）とを有し、前記第１および第２の突起（３１、３２）は、周方向において互いに対してずれている、請求項１から７のいずれか一項に記載のディスクパッケージ。
【請求項９】
前記第１および第２の突起（３１、３２）は、前記周方向において互いに隣接して設けられる、請求項８に記載のディスクパッケージ。
【請求項１０】
前記第１の突起（３１）は、前記内側表面（２２）の溝状くぼみを形成し、このくぼみは、前記複数の成分の１つを収集し、前記内側表面（２２）上の半径方向外側または内側に運ぶように構成されている、請求項９に記載のディスクパッケージ。
【請求項１１】
前記第２の突起（３２）は、前記外側表面（２１）の溝状くぼみを形成し、このくぼみは、前記複数の成分の１つを収集し、前記外側表面（２１）上の半径方向外側または内側に運ぶように構成されている、請求項９および１０のいずれか一項に記載のディスクパッケージ。
【請求項１２】
前記複数の分離ディスク（２０）は、距離部材を備えていない複数の第２の分離ディスク（２０”）を有し、前記第１および第２の分離ディスク（２０’、２０”）は、前記ディスクパッケージ（１９）内に交互に設けられている、請求項１から１１のいずれか一項に記載のディスクパッケージ。
【請求項１３】
前記第１の分離ディスク（２０’）の前記先細り形状および前記突起（３１、３２、５０）は、前記プレス加工された前記第１の分離ディスク（２０’）の前記突起を含む形状であって、前記先細り形状に対応する形状を有する型（６１）に対して、前記材料の素材片（９０）をプレス加工することによって設けられている、請求項８または１２に記載のディスクパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提記載部分による、供給された媒体中の複数の成分を分離するように構成された遠心分離機の遠心ロータのディスクパッケージであって、ディスクパッケージ内に互いに重ね合わせて設けられた複数の分離ディスクを有するディスクパッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
冒頭に定義された種類のディスクパッケージは米国特許第２０２８９５５号に記載されている。
【０００３】
今日、遠心ロータ内のディスクパッケージ用の分離ディスクは通常、平面状のディスクを所望の先細り形状、たとえば円錐状に加圧旋削することによって製造されている。ディスクパッケージ内の分離ディスク間の距離を定める距離部材は通常、スポット溶接によって分離ディスクの外側表面にゆるく取り付けられた平坦な部材によって形成される。このような距離部材の１つの特性は、ディスクパッケージ内の隣接する分離ディスクの内側表面との接触面積が比較的大きいことである。もう一つの特性は、距離部材とその距離部材が溶接された分離ディスクの外側表面との間に隙間またはわずかな空間が形成されることである。これらの特性はどちらも、粒子および微生物が容易に収集される比較的大きい領域を形成するのに寄与する。これらの領域はまた、ディスクパッケージを洗浄する際に手を届かせるのが困難であり、すなわち、多くの用途では、要求される衛生要件を満たすのが困難になることがある。これらの公知の距離部材のもう一つの欠点は、各距離部材を後から取り付ける必要があるため、分離ディスクの製造コストが高くなることである。
【０００４】
米国特許第２０２８９５５号は、ディスクが、１枚おきに平坦であり、かつ１枚おきにディスクの突出部およびくぼみの形をしたいくつかの距離部材を有するように、交互に設けられた２種類の円錐状分離ディスクを有するディスクパッケージを開示している。突出部およびくぼみはある種のプレス加工法によって設けられている。米国特許第２０９８９５５号では、突出部およびくぼみは、ディスクに平行な平面部分を有するものと定義されており、すなわち、この公知の技術でも、距離部材と隣接する分離ディスクの表面との間に大きい接触面積が形成される。
【０００５】
さらに、突出部およびくぼみは、半径方向において突出部の後にくぼみが位置するように設けられる。さらに、米国特許第２０２８９５５号によれば、１つの突出部がディスクパッケージ内の隣接するディスクのくぼみの反対側に位置し、それによって、ディスクパッケージ内に交互に配置されたたくさんの突出部およびくぼみが形成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、容易に清潔な状態に維持することができ、かつ良好な衛生特性を示すディスクパッケージを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、冒頭に定義されたディスクパッケージであって、距離部材が隣接する分離ディスクにぴったりと当接するように分離ディスクが予張力によって互いに押し付けられ、接触ゾーンが、零に近づく接触面積を有するように、断面で見たときに連続的な凸形状を有することを特徴とするディスクパッケージによって実現される。
【０００８】
接触ゾーンのそのような連続的な凸形状によって、接触ゾーンと隣接する分離ディスクとの間に非常に小さい接触面積が確保され、すなわち接触面積は零に近づく。接触ゾーンは、隣接する分離ディスクの内側表面または外側表面と点または線当接部あるいは実質的な点または線当接部を形成するように形作ることができる。
【０００９】
このように接触面積を最小化することによって、ディスクパッケージの良好な衛生特性が得られる。というのは、このディスクパッケージは洗浄が容易であるからである。接触面積を最小化すると、距離部材の領域に蓄積することがある粒子および細菌などの微生物の量が著しく少なくなる。
【００１０】
本発明の一実施態様によれば、各接触ゾーンは、回転軸に対して外側への伸長部を有する。このように、接触ゾーンの伸長部に沿った線当接部あるいは実質的な線当接部が実現される。したがって、この接触ゾーンに沿って、複数の分離ディスクは互いにぴったりと接触してよく、このことは効率的な分離を行ううえで有利である。この場合、各距離部材は、内縁部からではなく内縁部近傍から外縁部までではなく外縁部近傍までの伸長部を有してよい。有利なことに、接触ゾーンは、距離部材の伸長部のほとんど全体にわたって延びるかあるいは実質的に全体に沿って延びる。突起は、外側表面および／または内側表面への緩やかに屈曲した遷移部を端部の所に有してよく、接触ゾーンは、突起の伸長部全体に沿って延びてはいない。
【００１１】
本発明の他の実施態様によれば、距離部材の伸長部は直線状である。他の実施態様によれば、距離部材の伸長部は曲線状であってもよい。たとえば、距離部材の伸長部は、半径方向からわずかにずれた緩やかに屈曲した経路に沿って延びてよい。直線状の伸長部が、伸長部を回転軸の方向から見たときに半径方向であっても半径方向からずれていてもよいことに留意されたい。
【００１２】
本発明の他の実施態様によれば、各距離部材は、内側表面および／または外側表面の法線方向から見たときに内側表面および／または外側表面において幅を有し、少なくともいくつかの距離部材の幅は、回転軸からの距離に応じて増減する。幅のこのような構成は、場合によっては、たとえば個々の分離ディスクの強度を高くするうえで有利であるかもしれない。しかし、距離部材の幅が増減する場合でも、距離部材が、点または線当接部あるいは実質的な点または線当接部を形成する接触ゾーンを有してよいことに留意されたい。
【００１３】
本発明の他の実施態様によれば、各接触ゾーンは、周方向を横切る断面で見たときに連続的な凸形状を有する。したがって、このような接触ゾーンは、すべての方向で連続的な凸形状を有し、隣接する分離ディスクと点当接部あるいは実質的な点当接部を形成する。複数の距離部材のこのような点状伸長部は、各距離部材の適切な補助当接部を確保することができる。
【００１４】
本発明の他の実施態様によれば、距離部材は、数対の突起を有している。その突起の各対は、外側表面から離れる方向に延びる第１の突起と内側表面から離れる方向に延びる第２の突起とを有しており、第１および第２の突起は、周方向において互いに対してずれている。有利なことに、第１および第２の突起は、周方向において互いに隣接するように設けることができる。
【００１５】
本発明の他の実施態様によれば、第１の突起は、内側表面の溝状くぼみを形成し、このくぼみは、内側表面上の半径方向外側または内側向きの上記の複数の成分の一つを収集し、運ぶように構成される。さらに、第２の突起は、外側表面の溝状くぼみを形成してもよい。このくぼみは、外側表面上の半径方向外側または内側向きの上記の複数の成分の一つを収集し、運ぶように構成される。
本発明の他の実施態様によれば、分離ディスクは複数の第２の分離ディスクを有し、第１および第２の分離ディスクは、ディスクパッケージ内に交互に設けられる。この場合、第２の分離ディスクは距離部材を有さなくてもよい。したがって、この実施態様によれば、第２の分離ディスクは、突起を有さないという意味で平坦である。したがって、各突起の接触ゾーンは、ディスクパッケージ内の隣接する分離ディスクの実質的に平坦な外側表面または内側表面に当接するだろう。
【００１６】
本発明の他の実施態様によれば、距離部材は、外側表面に対して同じ方向に延びる突起を有し、各突起は、分離ディスクの外縁部の方へ延びる向かい合う２本のサイドラインによって画定される。この場合、すべての分離ディスク、すなわち、第１の分離ディスクと第２の分離ディスクの両方が同一であってもよい。
【００１７】
本発明の他の実施態様によれば、第１の分離ディスクの先細り形状および突起は、プレス加工された分離ディスクの突起を含む先細り形状に対応する形状を有する型に材料の素材片をプレス加工することによって設けられている。このように、第１の分離ディスクをコストに関して効率的にかつ有利に製造することができる。
【００１８】
本発明の他の実施態様によれば、複数の分離ディスクの外側表面および／または内側表面は表面の粗さを有する。
【００１９】
次に、様々な実施形態を記述することによって、および添付の図面を参照することによって本発明について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】遠心ロータを有する遠心分離機の部分断面側面図である。
【図２】図１の遠心分離機のディスクパッケージの断面側面図である。
【図３】第１の実施形態によるディスクパッケージの分離ディスクの、上から見た図である。
【図４】図３の分離ディスクの側面図である。
【図５】図２のディスクパッケージの断面図である。
【図６】第２の実施形態によるディスクパッケージの一部の図５と同様の断面図である。
【図７】第３の実施形態による分離ディスクの図３と同様の図である。
【図８】参考形態による分離ディスクの図３と同様の図である。
【図９】参考形態による分離ディスクを含むディスクパッケージの図５と同様の断面図である。
【図１０】第４の実施形態による分離ディスクを含むディスクパッケージの図５と同様の断面図である。
【図１１】第５の実施形態による分離ディスクを含むディスクパッケージの図５と同様の断面図である。
【図１２】分離ディスクをプレス加工するためのプレス型の第１の変形の断面図である。
【図１３】分離ディスクをプレス加工するためのプレス型の第１の変形の断面図である。
【図１４】分離ディスクをプレス加工するためのプレス型の第１の変形の断面図である。
【図１５】図１２〜１４のプレス型の型の平面図である。
【図１６】分離ディスクをプレス加工するプレス型の第１の変形の断面図である。
【図１７】分離ディスクをプレス加工するプレス型の第１の変形の断面図である。
【図１８】分離ディスクをプレス加工するプレス型の第１の変形の断面図である。
【図１９】図１６〜１８のプレス型の型の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、供給された媒体の少なくとも第１の成分および第２の成分を分離するように構成されている遠心分離機を開示している。開示された遠心分離機は一例として開示されたものであり、その構成は変えてもよいことに留意されたい。遠心分離機は、回転不能にするかあるいは固定することができるフレーム１と、上部軸受３および下部軸受４に回転可能に支持されたスピンドル２とを有している。スピンドル２は、遠心ロータ５を保持しており、フレーム１に対して回転軸ｘの周りを遠心ロータ５と一緒に回転するように構成されている。スピンドル２は、スピンドル２に適切に連結され、たとえば駆動ベルト７または歯車伝動装置を介すかあるいは直接駆動によってスピンドル２を高速に回転させる駆動部材６によって駆動されている。すなわち、駆動部材６のロータ（不図示）は、スピンドル２または遠心ロータ５に直接連結されている。ここで、同じ機能を有する部材は後に述べる様々な実施形態において同一の参照符号を備えていることに留意されたい。
【００２２】
遠心分離機は、フレーム１に連結され、かつ遠心ロータ５を取り囲むケーシング８を有してよい。さらに、遠心分離機は、ケーシング８を貫通して、遠心ロータ５によって形成され遠心分離すべき媒体を供給する分離空間１０内へ延びる少なくとも１つの入口９を有し、かつ少なくとも、媒体から分離された第１の成分を分離空間１０から排出する第１の出口と、媒体から分離された第２の成分を分離空間１０から排出する第２の出口と、を有している。
【００２３】
分離空間１０には、遠心ロータ５と一緒に回転するディスクパッケージ１９がある。ディスクパッケージ１９は、ディスクパッケージ１９内で互いに積み重ねられた複数の分離ディスク２０を有するかあるいは複数の分離ディスク２０を組み立てることによって形成されている（図２参照）。第１の実施形態による分離ディスク２０は、図３および４に、より詳しく示されている。各分離ディスク２０は、回転軸ｘの周りを延びており、回転軸ｘの周りを回転方向Ｒに回転する。各分離ディスク２０は、回転軸ｘに沿って先細りする回転対称的な面またはほぼ回転対称的な表面に沿って延びており、凸状の外側表面２１および凹状の内側表面２２を持つ回転軸ｘに沿った先細り形状を有している。分離ディスク２０の先細り形状は、円錐状であってもあるいは実質的に円錐状であってもよいが、分離ディスク２０の先細り形状に、内側または外側に屈曲した母線を有させることも可能である。したがって、分離ディスク２０は回転軸ｘに対する傾斜角αを有している（図２参照）。傾斜角度αは２０−７０度であってよい。各分離ディスク２０は、分離ディスク２０の半径方向外周に沿った外縁部２３と、分離ディスク２０の半径方向内周に沿って延び、かつ分離ディスク２０の中央開口部を形作る内縁部２４も有している。
【００２４】
分離ディスク２０の間には、外側表面２１および／または内側表面２２上に設けられ、かつディスクパッケージ１９内の隣接する分離ディスク２０の間に空間２６を確実に形成するように配置された距離部材２５がある（図５参照）。各分離ディスク２０は、外側表面２１および／または内側表面２２上に距離部材２５を有さない少なくとも１つの部分を有している。分離ディスク２０は、いわゆるディストリビュータ２７の周りに設けられていてもよい。複数の分離ディスク２０は、ある分離ディスクの距離部材２５が隣接する分離ディスク２０を密封するように該分離ディスク２０に当接し、特に隣接する分離ディスク２０の上述の部分に当接するようにディスクパッケージ１９内で予張力によって互いに押し付けられる。たとえばろう付けによって、複数の分離ディスク２０を互いに固定的に連結することもできる。
【００２５】
図１および２を見ると分かるように、遠心ロータ５は、ディストリビュータ２７の中央に設けられたいくつかの入口ディスク２８も有している。これらの入口ディスク２８は、分離ディスク２０と同様の方法で製造することができる。入口ディスク２８は、図１および２に示されているように平面状であっても、あるいは円錐状であってもよい。入口ディスク２８は、分離ディスク２０の距離部材２５と同様の構成を有する距離部材を有してよい。
【００２６】
分離ディスク２０の先細り形状は、材料の素材片を型にプレス加工することによって設けられている。材料は任意のプレス加工可能な材料、たとえばスチール、アルミニウム、チタン、様々な合金などのような金属材料、及び適切なプラスチック材料であってもよい。以下により詳しく説明する型は、プレス加工された分離ディスク２０の先細り形状に対応する形状を有している。しかしながら、このようなプレス加工の結果としての分離ディスク２０が、回転軸ｘからの距離に応じて変化する厚さｔを得てもよいことに留意されたい。
【００２７】
図３〜５により詳しく示す第１の実施形態では、距離部材２５は、材料の突起として形成され、分離ディスク２０の先細り形状および突起は、プレス加工された分離ディスク２０の突起を含む先細り形状に対応する形状を有する型に素材片をプレス加工することによって製造されている。第１の実施形態では、距離部材２５は、第１の突起３１の形をした第１の距離部材２５と第２の突起３２の形をした第２の距離部材２５とを有している。したがって、複数の突起は、数対の突起を有し、各突起対は、外側表面２１から離れる方向に延びる第１の突起３１と内側表面２２から離れる方向に延びる第２の突起３２とを有している。第１および第２の突起３１、３２は、外側表面２１の法線方向から見たときに互いにずれている。開示される実施形態では、第１および第２の突起３１、３２は、分離ディスク２０の周方向において互いに隣接するか、あるいはすぐ隣に位置するように設けられている。距離部材２５、すなわち開示される実施形態では第１および第２の突起３１、３２を、各対で互いにかなりの距離を置いて、たとえば第１の突起３１が２つの第２の突起３２の中央に配置されるように、設けることが可能である。場合によっては、突起３１、３２はより広い形状を与えられてもよく、極端な場合には、突起３１、３２は、第１の突起３１の頂部から隣接する第２の突起３２の頂部まで実質的に直線状に延びてよく、それはすなわち、距離部材２５にははっきりした始端部分またははっきりした終端部分が無いことを意味する。
【００２８】
図５を見ると分かるように、第１の突起３１は隣接する分離ディスク２０の内側表面２２に当接し、一方、第２の突起３２は隣接する分離ディスク２０の外側表面２１に当接する。したがって、第１の突起３１は内側表面２２の溝状くぼみを形成し、このくぼみは、上記の成分の１つを収集し、内側表面２２上の半径方向外側または内側に運ぶように構成されている。これに対応して、第２の突起３２は、外側表面２１の溝状くぼみを形成し、このくぼみは、上記の成分の１つを収集し、外側表面２１上の半径方向外側または内側に運ぶように構成されている。第１の実施形態では、第２の突起３２は回転方向Ｒに関して第１の突起３１の後に位置している。したがって、外側表面２１に対して、溝状くぼみは、上向きに突き出る第１の突起３１より前に位置している。内側表面２２に対して、溝状くぼみは、その代わりに、下向きに突き出る第２の突起３２より後に位置している。回転方向が反対の場合には逆の関係が生じる。
【００２９】
第１および第２の突起３１および３２はそれぞれ、外側表面２１および内側表面２２より高い高さｈを有している（図５参照）。この高さｈは、ディスクパッケージ１９内の分離ディスク２０間の空間２６の高さも決定する。分離ディスク２０の厚さｔが回転軸ｘからの距離に応じて増減してもよいため、有利なことに、第１および第２の突起３１および３２を高さｈが回転軸ｘからの距離に応じて増減するように構成してもよい。図３を見ると分かるように、距離部材２５、すなわち第１および第２の突起３１および３２は、半径方向内側位置から半径方向外側位置までの伸長部を有し、高さｈはこの伸長部に沿って増減し、この増減する高さが、増減する厚さを補う。このように、突起３１、３２の伸長部全体または実質的に全体に沿って、第１および第２の突起３１および３２の間の、それぞれ内側表面２２および外側表面２１とのぴったりとした一様な当接を実現することができる。
【００３０】
実際のプレス加工方法に応じて、分離ディスク２０の厚さｔを回転軸からの距離が遠くなるにつれて厚くしてもよく、この場合、高さｈは回転軸ｘからの距離が遠くなるにつれて低くなる。分離ディスク２０の厚さｔを回転軸からの距離が遠くなるにつれて薄くしてもよく、この場合、距離部材２５の高さは回転軸ｘからの距離が遠くなるにつれて高くなる。分離ディスク２０がプレス加工方法で製造され、対応する形状を有する型にプレス加工されるため、高さｈを増減することができると有利であることに留意されたい。したがって、型は、それぞれ、突起を形成するように構成され、型製造に関連して適用されるプレス加工法に従って増減する高さｈが与えられた突出部およびくぼみを有してよい。
【００３１】
このプレス加工法では、少なくとも突起３１、３２を回転軸ｘの方向から見た場合に、突起３１、３２の伸長部を直線状でかつ半径方向向きまたは実質的に半径方向向きにするか、直線状であるが半径方向に対して傾斜させるか、あるいは屈曲させるのを容易に可能にもする。第１の実施形態では、突起３１、３２の伸長部は、内縁部２４の近傍から外縁部２３の近傍まで延びている。
【００３２】
このプレス加工法では、距離部材２５、すなわち第１および第２の突起３１、３２を、内側表面または外側表面２１の法線方向から見たときに内側表面および／または外側表面２１における幅を有するように構成することも可能であり、少なくともいくつかの距離部材２５のこの幅は、回転軸ｘからの距離に応じて増減する。
【００３３】
さらに、このプレス加工法は、分離ディスク２０の凝固ひだ部または型押し部（不図示）を形成することも可能にする。このようなひだ部は直線状または曲線状であっても、あるいは適切な方向に延びていてもよい。
【００３４】
第１および第２の突起３１および３２の各々は、それぞれ、ディスクパッケージ１９内の隣接する分離ディスク２０の内側表面２２および外側表面２１に当接するようになっている少なくとも１つの接触ゾーン３３を有している。図５を見ると分かるように、接触ゾーン３３は、断面で見たときに、第１の実施形態では実質的な半径方向を横切る断面で見たときに、連続的な凸形状を有している。第１の実施形態では、接触ゾーン３３は、第１および第２の突起３１および３２の伸長部の全体あるいは実質的に全体に沿って延びている。接触ゾーン３３のこのような連続的な凸形状によって、接触ゾーン３３と隣接する分離ディスク２０との間の接触面積は確かに小さくなり、すなわち接触面積は零に近づく。接触ゾーン３３は、第１の実施形態では、突起３１および３２の伸長部全体に沿って隣接する分離ディスク２０のそれぞれ内側表面２２および外側表面２１との線当接部かあるいは実質的な線当接部を形成するように形作ることができる。
【００３５】
図２および５を見ると分かるように、分離ディスク２０は、第１の分離ディスク２０’と第２の分離ディスク２０”とを有する。第１の分離ディスク２０’は、上述の第１および第２の突起３１および３２を有する。第２の分離ディスク２０”は、そのような突起を有さず、すなわち、距離部材２５を有さない上述の部分のただ１つのみを有するかあるいは上述の部分のただ１つのみから成っている。したがって、第２の分離ディスク２０”は平坦なあるいは実質的に平坦な先細り形状を有している。第１および第２の分離ディスク２０’および２０”はディスクパッケージ１９内に交互に設けられ、すなわち分離ディスク２０は、１枚おきに第１の分離ディスク２０’および第２の分離ディスク２０”になっている。
【００３６】
図３を見ると分かるように、各分離ディスク２０は内縁部２４に沿って１つまたはいくつかのくぼみ３５を有している。このようなくぼみは、ディスクパッケージ１９内の分離ディスク２０の中心位置決めを可能にするという目的を有してよい。さらに、各分離ディスク２０は外縁部２３に沿って１つまたはいくつかのくぼみ３６を有している。くぼみ３６は、媒体をディスクパッケージ１９を通して移送するのを可能にし、かつ媒体を様々な空間２６に送り込むという目的を有してよい。くぼみ３５および３６が、プレス加工された分離ディスク２０内の材料における固有の応力を低下させるのに有利でありうることに留意されたい。くぼみ３６は、本来公知のように分離ディスク２０を貫通して延び、内縁部２４および外縁部２３からある距離に設けられる穴で置き換えてよい。
【００３７】
分離ディスク２０は、第１の分離ディスク２０’の第１の突起３１が回転軸ｘの方向から見たときにディスクパッケージ１９内で互いに整列するように中心位置決めされる（図５参照）。ディスクパッケージ１９のこのような構成は、ディスクパッケージ１９が取り付けられるときにディスクパッケージ１９に予張を含めることを可能にするため有利である。第２の分離ディスク２０”は、ディスクパッケージ１９の圧縮時に、隣接する分離ディスク２０’の第１および第２の突起３１および３２によって交互に上向きおよび下向きに弾性変形される。遠心分離機の動作時には、第２の分離ディスク２０”に力が生じ、その力は弾性変形を解消しようとする。その結果、ディスクパッケージ１９内の分離ディスク２０間の当接力が増大する。開示される実施形態では、第１の分離ディスク２０’と第２の分離ディスク２０”は同じ厚さｔを有する。しかし、第１の分離ディスク２０’と第２の分離ディスク２０”が異なる厚さｔを有してもよいことに留意されたい。特に、第２の分離ディスク２０”は、突起を有しておらず、第１の分離ディスク２０’の厚さｔより著しく小さい厚さｔを有してよい。第１の分離ディスク２０’の各距離部材２５の高さｈが、第１の分離ディスク２０’の増減する厚さｔおよび隣接する第２の分離ディスク２０”の増減する厚さｔを補うように増減することにも留意されたい。
【００３８】
ディスクパッケージ１９の第２の実施形態によれば（図６参照）、それぞれの第２の分離ディスク２０”も、プレス加工された第１および第２の突起３１および３２の形をしたいくつかの距離部材を有してよく、すなわち、すべての分離ディスク２０は第１および第２の突起３１および３２を備えている。この場合、分離ディスク２０は、第１の分離ディスク２０’の第１の突起３１が、回転軸ｘの方向から見たときにディスクパッケージ１９内の第２の分離ディスク２０”の第１の突起３１に対してずれるように中心位置決めをしてもよい。
【００３９】
ディスクパッケージ１９内で上述の予張を実現するには、変形できない距離部材２５であって、たとえば、分離ディスク２０にろう付けまたは溶接されるが第１および第２の突起３１および３２に対応するように配置される従来の距離部材によって形成することができる距離部材２５をディスクパッケージ１９に備えることが可能であることに留意されたい。このような従来の距離部材は、上述のような連続的な凸状接触ゾーンを有してもよい。
【００４０】
図７は、距離部材２５が点状伸長部を有する第３の実施形態を示している。この実施形態でも、距離部材２５の高さは、点状距離部材２５の回転軸ｘからの距離に応じて異なっていてよい。これらの距離部材２５は有利なことに、外側表面２１から離れる方向に延びる第１の突起３１および内側表面２２から離れる方向に延びる第２の突起３２として構成してもよい。各突起３１、３２は有利なことに、周方向を横切りかつ半径方向を横切る断面で見たときに連続する凸形状を有してよい。この実施形態では、隣接する分離ディスク２０の内側表面２２または外側表面２１との点当接部を形成するかあるいは実質的に点当接部を形成するように接触ゾーン３３を形作ることができる。突起３１および３２は、互いに対してずれており、互いにある距離離して設けるかあるいは互いに隣接するように設けることができる。さらに、他の実施形態による分離ディスク２０は、点状距離部材２５と細長い距離部材２５の両方を有してよいということをここで述べておくべきである。
【００４１】
図８および９は、距離部材２５が、すべての突起が外側表面２１から離れる同じ方向に延びる突起５０によって形成される、プレス加工された分離ディスク２０の参考形態を示している。各突起５０は、分離ディスク２０の外縁部２３の方へ延びる互いに向かい合う２本のサイドライン５１によって画定されている。この参考形態では、すべての分離ディスク２０または実質的にすべての分離ディスク２０が同一である。図９は、分離ディスク２０がどのように中心位置決めされており、互いと当接するかを示している。各サイドライン５１の周りの領域において、突起５０は外側表面２１上の接触ゾーン５３と内側表面２２上の接触ゾーン５３とを有している。ディスクパッケージ１９内で、分離ディスク２０の接触ゾーン５３は隣接する分離ディスク２０の接触ゾーン５３に当接している。この場合も、各接触ゾーン５３は、実質的な半径方向を横切る断面で見たときに連続的な凸形状を有する。接触ゾーン５３は、突起５０の伸長部全体に沿って延びるかあるいは実質的に全体に沿って延びており、分離ディスク２０間に線当接部を形成するかあるいは実質的に線当接部を形成するように形作ることができる。
【００４２】
参考形態では、突起５０は、突起５０間の領域と実質的に同じ幅を有する。しかし、突起５０の幅がこれらの領域の幅より大きくてもあるいは小さくてもよいことに留意されたい。図８を見ると分かるように、突起５０は、半径方向にあるいは実質的に半径方向に、内縁部２４の近傍から外縁部２３の近傍まで延びている。突起５０を半径方向に対して傾斜させること、および／または内縁部２４までおよび／または外縁部２３まで延ばすことが可能である。参考形態でも、プレス加工された分離ディスク２０の増減する厚さを補うために突起５０の高さを増減させることが可能である。
【００４３】
図５および６に示されている方法以外に多数の異なる方法で分離ディスク２０の中心位置決めを変化させてもよいことを理解されたい。図１０は、２つの第１の分離ディスク２０’が互いに近くに設けられ、かつ第１の分離ディスク２０’のそのような各対が第２の分離ディスク２０”によって分離される第４の実施形態を示している。このような対の第１の分離ディスク２０’の第１の突起３１は、この対の第２の第１の分離ディスク２０’の第２の突起３２と向かい合い、かつ残りの対の対応するディスク２０’の第１の突起３１と向かい合うように配置されている。
【００４４】
図１１は、第４の実施形態に類似しているが、第１の分離ディスク２０’の一つが修正され、第１の突起３１を有するが第２の突起３２を有さない第３の分離ディスク２０”’になっているため第４の実施形態とは異なる第５の実施形態を示している。各対の第３の分離ディスクの第１の突起３１は、各対の第１の分離ディスク２０’の第２の突起３２と向かい合うように配置されている。第４の実施形態では、断面において閉じている空間が形成される。第３の分離ディスク２０”’の第２の突起３２がないため、この空間に横方向の開口部が形成される。突起の伸長部に沿った長さを増減させることによって、図１０に示されているこの閉鎖空間を両端部の所で開放することができると言ってもよい。
【００４５】
図１２〜１５は、上に定義されたような分離ディスクを製造するプレス型の第１の変形実施形態を示している。このプレス型は、適切な構成のプレス（不図示）に導入されるようになっている。プレス型は、第１の型６１および第２の型６２を有している。第１の型６１は、分離ディスク２０の外側表面２１がプレス加工の終了後に当接する凹形状を有している。第１の型６１は、実質的に平面状の底面と、底面を囲む先細り側面、開示される例では底面を囲む実質的に円錐状の側面とを有している。したがって、第１の型６１は、プレス加工された分離ディスク２０の先細り形状に対応する形状を有している。分離ディスク２０が突起３１、３２、５０を備えている場合、第１の型６１は、底面を囲む先細り側面上に配置され、これらの突起、開示されるプレス型では突起３１および３２の形状に対応する第１のフォーム部材６３も有している。プレス型は、第１の型６１にプレス加工するべき素材片９０を保持力によって保持するように構成された保持部材６４を有するかあるいは保持部材６４に結合される。分離ディスク２０が突起を有さない場合、第１のフォーム部材６３を含まない第１の型６１が使用される。
【００４６】
さらに、プレス型は、素材片９０と第２の型６２との間に、圧力をかけながら液体を供給するのを可能にするように構成された供給装置を有している。供給装置は、第２の型６２を貫通し素材片９０に面する第２の型６２の表面を貫通して延びる溝６５を有している。
【００４７】
第１の型６１は、プレス加工された素材片９０の１つまたはいくつかの心合わせ部材を形成し、後で、素材片９０の以後の処理に関連して素材片９０の心合わせを可能にする１つまたはいくつかの第２のフォーム部材６６（図１５参照）も有している。フォーム部材６６は底面上に配置されており、すなわち、心合わせ部材は素材片９０の中央領域に設けられている。心合わせ部材を素材片９０の縁部領域に設けることも可能であり、その場合、対応する第２のフォーム部材は先細り側面の外側に配置される。
【００４８】
さらに、第１の型６１は、素材片９０と第１の型６１との間に存在する気体を排出する複数の通路６７を有している。排出通路６７は、非常に小さい流路面積を有し、第１の型６１の底面および底面を囲む先細り側面を貫通して延びるように設けられている。特に、第１および第２の突起３１および３２を形成する第１のフォーム部材６３ならびに心合わせ部材を形成する第２のフォーム部材６６の所に上記の表面を貫通して延びる排出通路６７があることが重要である。
【００４９】
プレス型は、充填位置において、プレス加工すべき素材片９０を第１の型６１と第２の型６２との間に導入するのを可能にするように構成されている。その後、素材片９０は第１の型６１と保持部材６４との間に固定される（図１２参照）。次に、第１の部分ステップで、第１の型６１および／または第２の型６２は互いに向かって最終位置まで動かされる（図１３参照）。第１の部分ステップは機械プレスステップと考えることができる。その後、第２の部分ステップで、圧力を有する液体が、溝６５を通じて素材片９０と第２の型６２との間の空間に供給され、素材片９０が、第１の型６１にプレス加工されて当接しその最終形状をとる（図１４参照）。第２の部分ステップの間、素材片９０と第１の型６１との間に存在する気体が排出通路６７を介して排出される。第２の部分ステップをハイドロホーミング法のステップと考えることができる。
【００５０】
図１６〜１８は、上に定義された分離ディスクを製造するプレス型の第２の変形実施形態を示している。プレス型は、適切な構成のプレス（不図示）に導入されるようになっている。プレス型は、第１の型６１および第２の型６２を有している。第１の型６１は、分離ディスク２０の外側表面２１がプレス加工の終了後に当接する凹形状を有している。第１の型６１は、底面を囲む先細り側面、開示される例では底面を囲む実質的に円錐状の側面を有している。したがって、第１の型６１は、プレス加工された分離ディスク２０の先細り形状に対応する形状を有している。分離ディスク２０が突起３１、３２、５０を備えている場合、第１の型６１は、底面を囲む先細り側面上に配置され、これらの突起、開示されるプレス型では突起３１および３２の形状に対応する第１のフォーム部材６３も有している。プレス型は、第１の型６１にプレス加工するべき素材片を保持力によって保持するように構成された保持部材６４を有するかあるいは保持部材６４に結合される。分離ディスク２０が突起を有さない場合、第１のフォーム部材６３を含まない第１の型６１が使用される。
【００５１】
第２の型６２は、プレス加工すべき素材片９０の中央開口部を貫通して延びて、この中央開口部に嵌るように構成された突出中央部８０を有している。この中央部８０によって、プレス加工の前に素材片９０をプレス型内に位置させることができる。第１および第２の型６１および６２はさらに、それぞれ、第１および第２の型６１、６２が互いに向かって移動させられたときに互いに協働して中央開口部の周りに領域を形成し、この領域内の材料が、円筒状または少なくとも部分的に円筒状に延び、かつ回転軸ｘに同心円状に延びる心合わせ部材９１を形成するように構成された、それぞれのフォーム部材８１および８２を有している（図１８参照）。第２の型６２は、突出中央部８０の半径方向外側に設けられた密封部材８３も有している。密封部材８３は、中央部の周りを中央部からある距離をおいて延びている。密封部材８３は、中央開口部の周りで素材片９０にぴったりと当接するように構成されている。密封部材８３の内側の素材片９０の中央がマスクされており、したがって、プレス加工を受けないため、総プレス力は弱められる。中央部８０は、素材片９０を位置決めするとともに、素材片９０の中央および素材片９０の周縁部からどれだけの量の材料が移送されるかに関する、プレス加工の最初の段階での素材片９０における材料の流れの案内も可能にする。材料の流れの案内は、中央開口部のサイズを増減させることおよび／または保持力を増減させることによって実現することができる。
【００５２】
さらに、プレス型は、素材片９０と第２の型６２との間に、圧力をかけながら液体を供給するのを可能にするように構成された供給装置を有している。供給装置は、第２の型６２を貫通し素材片９０に面する第２の型６２の表面を貫通して延びる溝６５を有している。
【００５３】
さらに、第１の型６１は、素材片９０と第１の型６１との間に存在する気体を排出する複数の通路６７を有している。排出通路６７は、非常に小さい流路面積を有し、第１の型６１の底面および底面を囲む先細り側面を貫通して延びるように設けられている。特に、第１および第２の突起３１、３２を形成する第１のフォーム部材６３ならびに心合わせ部材を形成する第２のフォーム部材６６の所に上記の表面を貫通して延びる排出通路６７があることが重要である。
【００５４】
プレス型は、突出中央部が中央開口部を通って延びるように、充填位置において、プレス加工すべき素材片９０を第１の型６１と第２の型６２との間に導入するのを可能にするように構成されている。その後、素材片９０は第１の型６１と保持部材６４との間に固定される（図１６参照）。次に、第１の部分ステップで、第１の型６１および／または第２の型６２は互いに向かって最終位置まで動かされる（図１７参照）。第１の部分ステップは機械プレスステップと考えることができる。その後、第２の部分ステップで、ある圧力の液体が、溝６５を通じて素材片９０と第２の型６２との間の空間に供給され、素材片９０が、第１の型６１にプレス加工されて当接しその最終形状をとる（図１８参照）。すると、密封部材８３は液体が中央開口部に到達するのを妨げる。第２の部分ステップの間、素材片９０と第１の型６１との間に存在する気体が排出通路６７を介して排出される。第２の部分ステップをハイドロホーミング法のステップと考えることができる。
【００５５】
プレス加工の後、素材片９０がプレス型から取り除かれ、任意の適切な加工機（不図示）に移される。素材片９０は、加工機において１つまたは複数の心合わせ部材によって心合わせされる。次に、加工機が、以後の加工ステップにおいて分離ディスク２０の内縁部２４および外縁部２３を形成するように構成される。
【００５６】
この以後の加工ステップは、内縁部２４に沿って上述の１つまたはいくつかのくぼみ３５を形成し、外縁部２３に沿って上述の１つまたはいくつかのくぼみ３６を形成することを含む。この以後の加工ステップは任意の適切な切削またはせん断工程を含んでよい。
【００５７】
第１の型６１が凹形状ではなく凸形状を有してよく、その場合、分離ディスク２０の内側表面２２がプレス加工の終了後に第１の型６１に当接することに留意されたい。
【００５８】
分離ディスク２０が外側表面および／または内側表面にある表面粗さを有してよいことに留意されたい。このような表面粗さは、外側表面２１および／または内側表面２２の全体あるいは１つまたは２つ以上の部分を事前に処理しておくことによって与えることができ、たとえば、分離ディスクをプレス加工する前に実際の表面がエッチングされるという点でそうである。この表面粗さはプレス加工の後に残る。型６１、６２の一方または両方を表面粗さを持つように構成することも可能であり、その場合、プレス加工によって、分離ディスクの外側表面および／または内側表面に所望の表面粗さが与えられる。この表面粗さの適切な例はスウェーデン特許第４５７６１２号に開示されている。したがって、この表面粗さは、実際の表面の上方にある高さを有し、かつ相互にある距離離れた、複数の流れ作用部材を含んでよい。このある高さとある距離との関係は、０．２〜０．５の範囲にある関係であってよい。上で指摘したように、選択された部分に粗さを与えることが可能である。実際の表面の異なる部分が異なる粗さを有してもよい。有利なことに、外側表面２１と内側表面２２の一方のみに粗さが与えられる。好適には、突起３１、３２と、突起３１、３２が当接する表面部は粗さを有さない。
【００５９】
本発明は、開示された実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲内で変形し修正することができる。特に、たとえば遠心ロータがスラッジを半径方向に排出する固定開口部または断続的に開放可能なそのような開口部を有するような（図１参照）、実質的にすべての種類の遠心分離機で前述の分離ディスクを使用することができることに留意されたい。本発明は、液体や気体のようなすべての種類の媒体を分離し、たとえば気体から固体または液体の粒子を分離するように構成されている遠心分離機に適用することができる。
【図１】
0005746627.tif 000002
【図２】
0005746627.tif 000003
【図３】
0005746627.tif 000004
【図４】
0005746627.tif 000005
【図５】
0005746627.tif 000006
【図６】
0005746627.tif 000007
【図７】
0005746627.tif 000008
【図８】
0005746627.tif 000009
【図９】
0005746627.tif 000010
【図１０】
0005746627.tif 000011
【図１１】
0005746627.tif 000012
【図１２】
0005746627.tif 000013
【図１３】
0005746627.tif 000014
【図１４】
0005746627.tif 000015
【図１５】
0005746627.tif 000016
【図１６】
0005746627.tif 000017
【図１７】
0005746627.tif 000018
【図１８】
0005746627.tif 000019
【図１９】
0005746627.tif 000020