(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心分離機において、
回転中心軸を有する分離処理用のベーンのモジュールを備え、
この分離処理用のベーンのモジュールに、
前記回転中心軸に沿って延びるハブ部分と、
前記ハブ部分の一端に配置された板と、
前記ハブ部分に接続する半径方向の内側端縁を有し、前記ハブ部分から半径方向外側に延びる複数のベーンと、
を備え、
前記複数のベーンは、前記板を貫通して、前記板の両面から前記回転中心軸に沿った方向に延びており、これにより、前記複数のベーンは、前記板と一体となっており、
前記板の外周端縁は、前記ハブ部分と前記複数のベーンの外側縁との間に位置する遠心分離機。
【請求項２】
請求項１に記載の遠心分離機において、前記複数のベーンの隣り合う対の間には、それぞれ分離処理用隙間が形成されている遠心分離機。
【請求項３】
請求項１に記載の遠心分離機において、前記複数のベーンは、前記板及び前記ハブ部分と一体に形成されている遠心分離機。
【請求項４】
請求項１に記載の遠心分離機において、前記板は、円錐形状である遠心分離機。
【請求項５】
請求項１に記載の遠心分離機において、前記複数のベーンは、螺旋形状である遠心分離機。
【請求項６】
請求項５に記載の遠心分離機において、前記回転中心軸から半径方向に延びる線と、この半径方向に延びる線が前記複数のベーンの一つと交差する交差点におけるベーンの接線が、３０度〜６０度の角度を持つ遠心分離機。
【請求項７】
請求項１に記載の遠心分離機において、前記複数のベーンは、前記回転中心軸から半径方向に延びる線とこの半径方向に延びる線が前記複数のベーンの一つと交差する交差点におけるベーンの接線がなす角度が前記交差点が前記ハブ部分から遠ざかるにしたがって大きくなる超螺旋形状を有する遠心分離機。
【請求項８】
請求項１に記載の遠心分離機において、前記複数のベーンの各々は、平坦な形状である遠心分離機。
【請求項９】
請求項１に記載の遠心分離機において、前記複数のベーンの隣接する対の間に配置される一部分が短縮されたベーンを更に備えた遠心分離機。
【請求項１０】
請求項１に記載の遠心分離機において、前記複数のベーンは、等間隔に配置されている遠心分離機。
【請求項１１】
請求項１に記載の遠心分離機において、前記複数のベーンの隣接する対の間にはそれぞれ隙間が形成され、この隙間は、前記回転中心軸から半径方向外側に向かうにしたがって幅が広くなっている遠心分離機。
【請求項１２】
請求項１に記載の遠心分離機において、前記複数のベーンの各々は、粒子の再混入を防止するための乱流防止部を備えた遠心分離機。
【請求項１３】
請求項１に記載の遠心分離機において、前記ハブ部分に対して滑りながら嵌め込まれるロータハブを更に備えた遠心分離機。
【請求項１４】
遠心分離機において、
回転中心軸を有する分離処理用のベーンのモジュールを備え、
この分離処理用のベーンのモジュールに、
前記回転中心軸に沿って延びるハブ部分と、
前記ハブ部分から半径方向外側に延びる複数のベーンと、
前記ハブ部分の周りに配置された板と
を備え、
前記複数のベーンは、前記板を貫通して、前記板の両面から前記回転中心軸に沿った方向に延びており、これにより、前記複数のベーンは、前記板と一体となっており、
前記複数のベーンの各々は、前記回転中心軸に対する周方向に延びて粒子の再混入を防止するための乱流防止部を形成する外側縁を有しており、
前記板は、前記ハブ部分と前記複数のベーンの外側縁との間に位置する外周端縁を備えた遠心分離機。
【請求項１５】
請求項１４に記載の遠心分離機において、前記板は、前記ハブ部分の一端に備えられる遠心分離機。
【請求項１６】
請求項１４に記載の遠心分離機において、前記板の外周端縁が、前記ハブ部分と前記複数のベーンの外側縁の中間地点に位置する遠心分離機。
【請求項１７】
請求項１４に記載の遠心分離機において、前記複数のベーンは、前記板及び前記ハブ部分と一体に形成されている遠心分離機。
【請求項１８】
請求項１４に記載の遠心分離機において、前記複数のベーンは螺旋形状を有し、前記回転中心軸から半径方向に延びる線と、この半径方向に延びる線が前記複数のベーンの一つと交差する交差点におけるベーンの接線が、３０度〜６０度の角度を持つ遠心分離機。
【請求項１９】
請求項１４に記載の遠心分離機において、前記複数のベーンは、前記回転中心軸から半径方向に延びる線とこの半径方向に延びる線が前記複数のベーンの一つと交差する交差点におけるベーンの接線がなす角度が前記交差点が前記ハブ部分から遠ざかるにしたがって大きくなる超螺旋形状を有する遠心分離機。
【請求項２０】
請求項１４に記載の遠心分離機において、前記ハブ部分に対して滑りながら嵌め込まれるロータハブを更に備えた遠心分離機。
【請求項２１】
遠心分離機において、
回転中心軸を有する分離処理用のベーンのモジュールを備え、
この分離処理用のベーンのモジュールに、
前記回転中心軸に沿って延びるハブ部分と、
前記ハブ部分から半径方向外側に延び、前記回転中心軸に沿って延びる複数の湾曲したベーンと、
前記ハブ部分の周りに配置された板と
を備え、
前記複数のベーンは、前記板を貫通して、前記板の両面から前記回転中心軸に沿った方向に延びており、これにより、前記複数のベーンは、前記板と一体となっており、
前記複数のベーンの各々は、前記回転中心軸から半径方向に延びる線とこの半径方向に延びる線が前記複数のベーンの一つと交差する交差点におけるベーンの接線がなす角度が前記交差点が前記ハブ部分から遠ざかるにしたがって大きくなる超螺旋形状を有し、
前記板は、前記ハブ部分と前記複数のベーンの外側縁との間に位置する外周端縁を備えた遠心分離機。
【請求項２２】
請求項２１に記載の遠心分離機において、前記ハブ部分の一端に形成された板を更に備える遠心分離機。
【請求項２３】
請求項２１に記載の遠心分離機において、前記板の外周端縁は、前記ハブ部分と前記複数のベーンの外側縁の中間地点に位置している遠心分離機。
【請求項２４】
請求項２１に記載の遠心分離機において、前記複数のベーンの各々は、粒子の再混入を防止するための乱流防止部を備える遠心分離機。
【請求項２５】
請求項２１に記載の遠心分離機において、前記ハブ部分に対して滑りながら嵌め込まれるロータハブを更に備えた遠心分離機。
【請求項２６】
遠心分離機において、
回転中心軸を有する分離処理用のベーンのモジュールを備え、
この分離処理用のベーンのモジュールに、
前記回転中心軸に沿って延びるハブ部分と、
前記ハブ部分の一端に備えられた板と、
前記ハブ部分に接続された半径方向内側端縁と半径方向外周端縁とを有し、前記ハブ部分から半径方向外側に延び、前記回転中心軸に沿って延びる複数のベーンと、
を備え、
前記複数のベーンは、前記板を貫通して、前記板の両面から前記回転中心軸に沿った方向に延びており、これにより、前記複数のベーンは、前記板と一体となっており、
前記板の外周端縁が、前記ハブ部分と前記複数のベーンの外側縁の間隔の１／４から３／４の間に位置するようにした遠心分離機。
【請求項２７】
請求項２６に記載の遠心分離機において、前記板の外周端縁が、前記ハブ部分と前記複数のベーンの外側縁の中間地点にあるようにした遠心分離機。
【請求項２８】
請求項２６に記載の遠心分離機において、前記複数のベーンの各々は、前記回転中心軸から半径方向に延びる線とこの半径方向に延びる線が前記複数のベーンの一つと交差する交差点におけるベーンの接線がなす角度が前記交差点が前記ハブ部分から遠ざかるにしたがって大きくなる超螺旋形状を有する遠心分離機。
【請求項２９】
請求項２６に記載の遠心分離機において、前記複数のベーンの各々は、粒子の再混入を防止するための乱流防止部を備えた遠心分離機。
【請求項３０】
請求項２６に記載の遠心分離機において、前記複数のベーンは、前記板及び前記ハブ部分と一体に形成されている遠心分離機。
【請求項３１】
請求項２６に記載の遠心分離機において、前記板は、円錐形状を有する遠心分離機。
【請求項３２】
請求項２６に記載の遠心分離機において、前記複数のベーンの隣接する対の間に、少なくとも一つの一部分に短縮されたベーンを備えた遠心分離機。
【請求項３３】
請求項２６に記載の遠心分離機において、前記複数のベーンは等間隔に配置される遠心分離機。
【請求項３４】
請求項２６に記載の遠心分離機において、前記ハブ部分に対して滑りながら嵌め込まれるロータハブを更に備えた遠心分離機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠心力場を用いて行われる、流体からの粒状物の連続分離に、広く関連する。より詳しくは、本発明は、遠心分離機の容器内で、螺旋状の板すなわちベーンを、この螺旋状ベーンの自己駆動回転のための適当な推進装置とともに使用することに関する。本発明の一実施形態では、推進装置に、ジェットノズルを使用する。本発明の他の実施形態では、平坦な（平面状の）板を有するように、螺旋状ベーンの具体的な形状及び形式が変更される。
【０００２】
【従来技術】
本発明の好ましい実施形態における螺旋状ベーンの使用は、流体からの粒状物の分離の基礎として円錐形分離板の積重体を用いた従来技術からの設計変更であるので、円錐形分離板の積重体を用いた従来技術について検討することは、本発明と従来技術間の相違と、本発明により得られる利益を認識するのに有用である。
【０００３】
１９９６年１１月１９日付けでハーマン（Ｈｅｒｍａｎ）等に発行された米国特許第５，５７５，９１２号は、粒状物質を循環液体から分離するためのバイパス回路用の遠心分離機を開示している。この遠心分離機の構成は、中空で略円筒形の遠心分離機用容器を含んでいる。この遠心分離機用容器は、基部板と組み合わされて、液体が流動するチャンバーを形成する。この基部板を軸方向に貫通して、中空の中央管が設けられ、遠心分離機用容器の中空の容器内へと延びている。このバイパス回路用の遠心分離機は、カバーの組立体内に組み込まれるように設計され、基部板の反対側に配置された一対の接線方向を向いたジェットノズルがカバー内の遠心分離機を回転させることにより、粒子を液体から分離させるようになっている。遠心分離機用容器の内部には、複数の円錐形分離板が収容されている。これらの円錐形分離板は、一列の積重体をなし、互いに近接して配置され、分離効率が高められるようになっている。この円錐形分離板の一列の積重体は、遠心分離機用容器の頂部に隣接して配置された頂部板と、基部板の近くに配置された底部板との間に、挟持されている。流入してくる液体の流れは、２つの油入口を通って中央管から流れ出し、そこから、頂部板を貫通して流れる。頂部板は、遠心分離機用容器の内面上のリブと共に、この流れを加速し、円錐形分離板の一列の積重体の上側部分に差し向ける。この流れが、隣接する円錐形分離板間に形成された流路を通って半径方向内側に流れていくときに、粒子の分離がなされる。円錐形分離板の内径に達すると、この液体は、接線方向を向いたジェットノズルに向かって、下方に流れ続ける。
【０００４】
１９９７年６月１０日付けでハーマン等に発行された米国特許第５，６３７，２１７号は、米国特許第５，５７５，９１２号からの一部継続出願である。米国特許第５，６３７，２１７号には、循環する液体から粒子状物質を分離するためのバイパス回路用の遠心分離機が開示されている。この遠心分離機の構成は、中空で略円筒形の遠心分離機用容器を含んでいる。この遠心分離機用容器は、基部板と組み合わされ、液体が流動するチャンバーを形成する。この基部板を軸方向に貫通して、中空の中央管が設けられ、遠心分離機用容器の中空の容器内へと延びている。このバイパス回路用の遠心分離機は、カバーの組立体内に組み込まれるように設計され、基部板の反対側に配置された一対の接線方向を向いたジェットノズルがカバー内の遠心分離機を回転させることにより、粒子を液体から分離させるようになっている。遠心分離機用容器の内部には、複数の円錐形分離板が収容されている。流入してくる液体の流れは、２つの油入口を通って中央管から流れ出し、そこから、頂部板を貫通して流れる。一実施形態では、頂部板と、遠心分離機用容器の内面上のリブが、この流れを加速し、円錐形分離板の一列の積重体の上側部分へと差し向ける。他の実施形態では、一列の積重体は、使い捨て可能な組立体の一部とされる。それぞれの実施形態において、隣接する円錐形分離板間に形成された流路を流れが通過するときに、粒子の分離がなされ、その後、液体は、接線方向を向いたジェットノズルに向かって、下方に流れ続ける。
【０００５】
２０００年１月２５日付けでハーマン等に発行された米国特許第６，０１７，３００号は、循環する液体から粒子状物質を分離するための、円錐形分離板の積重体を用いた遠心分離機を開示している。この遠心分離機の構成には、円錐形分離板の積重体を含む組立体が含まれる。この円錐形分離板の積重体を含む組立体は、中空のロータハブを形成し、軸周りで回転するようになっている。この円錐形分離板の積重体を含む組立体は、シャフト型中央管に取り付けられる。このシャフト型中央管は、基部組立体の中空の基部ハブに固定されている。この基部組立体は、更に、液体入口と、第１の流路と、この第１の流路に連通した第２の流路とを備えている。液体入口は、第１の流路を介して、基部ハブに連通している。ロータハブとシャフト型中央管の間には、円錐形分離板の積重体を含む組立体の回転動作のために、軸受け装置が配置される。ロータハブには、衝動タービンの回転盤が取り付けられる。流体ジェットノズルは、このタービンの回転盤を向くように、配置される。流体ジェットノズルは、円錐形分離板の積重体を含む組立体に回転動作を与えるために、タービンの回転盤に液体の流体ジェットを差し向けるように、第２の流体通路と連通している。流体ジェットノズルへの液体は、液体入口を介して、円錐形分離板の積重体を用いた遠心分離機内に流入する。この液体入口には、また、円錐形分離板の積重体内を流れる流体も流入する。
【０００６】
２０００年２月１日付けでハーマンに発行された米国特許第６，０１９，７１７号は、米国特許第６，０１７，３００号からの一部継続特許である。この米国特許第６，０１９，７１７号は、親特許と同様の構造に加えて、入口における乱流を低減してタービンの効率を改善するために流体ジェットノズル内に組み込まれるハニカム状の挿入部材を含む構造を開示している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
これら米国特許第５，５７５，９１２号、米国特許第５，６３７，２１７号、米国特許第６，０１７，３００号、米国特許第６，０１９，７１７号の発明により得られる改善された分離効率は、一部は、円錐形分離板間の隙間である積重距離の減少に起因する。本発明の着想によれば、これと同様の効果が、円錐形分離板の積重体を含む組立体を、一様な軸方向断面形状を有する螺旋状ベーン又は板の放射状に広がる組に置き換えることによって達成されることが、理論的に結論される。本発明の螺旋状ベーンは、詳しく後述される本発明の実施形態において説明するように、中央ハブ及び頂部板に対して一体に接合される。好ましい実施形態では、これらの構成部分の組み合わせは、一部材となるように一体に成形された組み合わせとされる。頂部板は、ライナー殻体の内側面上の加速用ベーンと共に作用し、遠心分離機の中央部分から流れ出してくる流れを、流れのための入口穴が開口した頂部板の外周端縁部分に向けて送る。頂部板の外周に隣接する仕切板は、流れが入口穴から逸れて、つまりバイパスして、外周部のベーン間の隙間から螺旋状ベーンのモジュール内に流れ込むことを防止する。仮に、このような流れが許容されたならば、乱流が発生し、粒子がこの領域に注入されることによる粒子の再混入が生じてしまう恐れがある。いくつかの実施形態における各螺旋状ベーンの形態においては、頂部板の外周端縁は、乱流防止部となっている。この乱流防止部は、各螺旋状ベーンの軸方向の全長にわたって延び、外側の静止したスラッジ収集領域と、液体の流れからの粒子の分離がなされる螺旋状ベーン間の隙間との間での流体の相互作用を更に低減する手段となる。この実施形態の理論的着想により、実施における実際の低減が生じた。最初の試験は、この第１の実施形態により得られる利益及び改良を確認するために行われた。
【０００８】
米国特許第５，５７５，９１２号、米国特許第５，６３７，２１７号、米国特許第６，０１７，３００号、米国特許第６，０１９，７１７号に開示されている本発明の商業的実施形態では、２０個から５０個の円錐形分離板からなる積重体を含む組立体が使用される。個々の円錐形分離板は、ライナー殻体及び基部板との組み立ての前に、あるいは使い捨て式ロータの設計の場合にはハブ即ちスプール部分との組み立ての前に、別々に成形され、積み重ねられ、整列される必要がある。この具体的な形態は、大型で複数の空洞部を有する鋳型に起因する設備上のコストの上昇と、個々の円錐形分離板を別々に積み重ねて整列させるために必要な時間に起因する組立コストの上昇とを引き起こす。「一部材に成形された螺旋状」という本発明の着想は、従来技術における個々の円錐形分離板の総てを、一つの成形された構成要素に置き換えることを可能にする。一部材であるモジュールを構成する螺旋状ベーンは、モジュールのハブ部分と前述した頂部板と共に、同時に射出成形され得る。これの代替方法として、これらの個々の螺旋状ベーンをハブ部分と共に押し出し成形し、その後、別個に成形された頂部板と組み合わせても良い。この本発明の製造方法に関する代替方法であっても、全部品の数は、２０個から５０個の間の別個の部品から２個の部品に低減される。
【０００９】
本発明は、前述した円錐形分離板の積重体を用いた技術の代替となる設計を提供する。米国特許第５，５７５，９１２号、米国特許第５，６３７，２１７号、米国特許第６，０１７，３００号、米国特許第６，０１９，７１７号に開示された自己駆動式の円錐形分離板の積重体を用いた設計の新規性及び性能上の利点は、実際の使用において実証されてきた。これら先行技術の発明の成功の「秘訣」の一部、すなわち自己駆動式の着想と円錐形分離板間の積み重ね間隔の減少は、本発明においても維持されているが、基本となる設計は変更されている。個別に成形された円錐形分離板の垂直な積重体を、一部材である螺旋状ベーンのモジュールに置き換えることは、重要な構造上の変更であり、当該技術分野における新規で非自明な進歩を示していると考えられる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の一実施形態において、遠心分離機内を通過する液体から粒状物質を分離する遠心分離機は、ベースと、このベースに組み付けられ、ベースとともに中空の内部空間を形成する遠心分離機の殻体と、回転中心軸を有し、ベースに組み付けられ、中空の内部空間を貫いて延びる中空のロータハブと、中空の内部空間に配置され、中空のロータハブとの間に流れ出口となる開口を形成する支持板と、中空の内部空間内に配置され、支持板に支持されて中空のロータハブの回りに延びるように構成及び配置された分離処理用ベーンのモジュールと、を備える。
【００１１】
本発明の一つの目的は、分離処理用ベーンのモジュールを備えた自己駆動型遠心分離機を改良することである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の原理の理解を促進するため、以下、図面に示した実施の形態に関して説明し、この説明のために具体的な用語を使用する。しかしながら、これは本発明の範囲を限定することを意図するものではない。説明された装置の変更及び更なる改変や、説明された本発明の原理の更なる応用は、当該技術分野の当業者によって、通常想到されうるものである。
【００１３】
図１及び図２には、一部材とされた螺旋状ベーンのモジュール２１を有する自動駆動式遠心分離機２０を示す。この螺旋状ベーンのモジュール２１は、米国特許第５，５７５，９１２号、米国特許第５，６３７，２１７号、米国特許第６，０１７，３００号、米国特許第６，０１９，７１７号に開示されているような従来設計における円錐形分離板の積重体を含む組立体から置き換えられるものである。
【００１４】
遠心分離機２０の全体的な容器及び構造の大部分は、上記で引用した２つの米国特許に開示されたものと同一である。顕著に相違する点は、従来技術の円錐形分離板の積重体を含む組立体が、本発明の螺旋状ベーンのモジュール２１に置き換えられた点である。図６における一部ずつを並べた比較に示すように、螺旋状ベーンのモジュール２１に適合するための、他の細かな構造上の変更もなされる。
【００１５】
遠心分離機２０は、米国特許第５，５７５，９１２号及び米国特許第５，６３７，２１７号に記載されたものと極めて類似した方法で作動するもので、典型的には油である流入液体を、支持ベース（図示せず）毎に設けられた入口開口部を通して受け入れるものである。この支持ベースに設けられた接続通路は、ロータハブの中空内部に液体が流入することを許容する。本明細書においては、ロータハブを支承管２２とも呼ぶ。液体は、その後、管頂部の開口２３に達するまで、上方に向けて流れる。管２２上側の外周面上には、典型的には、等間隔に隔てられた４つの開口２３が設けらている。液体は、これらの開口２３を通って流出し、螺旋状ベーンのモジュール２１近傍に至ると、半径方向外方に流れる。ライナー２４の上側部分は、加速用ベーン２５と一体に形成される。加速用ベーン２５は、ライナー２４の上側部分と共に、流路（隣接する加速用ベーン間に形成される通路）を形成する。これらの加速用ベーン２５は、典型的には、４つ、６つ又は８つが等間隔で配置され、油（又はその他の液体）が半径方向外方に流れることを容易にし、この液体の流れを、螺旋状ベーンのモジュール２１の頂部板２７内に成形された入口穴２６地点まで送る。ライナー２４は、ベース２９に組み立てられた殻体２８により包み込まれている。液体は入口穴２６に入り、螺旋状ベーンのモジュール２１を通って流れ、最終的にモジュール２１の下端縁３１から流出する。この場合、流れは、支持基部板３３と支承管２２即ちロータハブの外面との間の環状の隙間部３２を通って流れる。この流出流は、２つのジェットオリフィス３４（断面図では一方のみが図示される）まで流れ続ける。これら２つのジェットオリフィスは、接線方向を向いた２つのジェットノズルとしての内側開口部に相当する。ノズルであるオリフィスの各々から流出する高速ジェットは、反作用であるトルクを発生させる。このトルクは、、液体が螺旋状ベーンのモジュール２１を通って流れるときに螺旋状ベーンのモジュール内で粒子が分離され得るために十分な３０００乃至６０００ｒｐｍという高速度で、遠心分離機２０を駆動する（回転させる）。具体的な流路を含む遠心分離機２０を通る液体の流れ及び遠心分離機２０の自己駆動のための流出液体の使用は、螺旋状ベーンのモジュール２１内で生じる作用及び米国特許第５，５７５，９１２号と米国特許第５，６３７，２１７号に記載された円錐形分離板の積重体を含む組立体の構造と著しく異なるモジュール２１の構造という重要な相違点を除けば、米国特許第５，５７５，９１２号、米国特許第５，６３７，２１７号、米国特許第６，０１７，３００号、米国特許第６，０１９，７１７号に開示されたものと基本的に同一である。
【００１６】
図１及び図２を更に参照すると分かるように、螺旋状ベーンのモジュール２１は、ライナー２４内の、従来技術の円錐形分離板の積重体を含む組立体が占めていた位置と基本的に同一の位置に配置される。このモジュール２１は、頂部板２７と、同一形態とされ且つ等間隔（間隙３７を参照）に配置された一連の螺旋状ベーン３８とを有している。「等間隔で配置された」という概念は、単に螺旋状ベーン間の一様なパターンを意味するもので、隣接するベーンにより形成される空間即ち間隙が半径方向にわたって一様であることを意味するものではない。隣接するベーン３８間の空間又は間隙３７は、内側ハブ部分３９地点から最外周端縁４０に向けて半径方向外側に行くにしたがって、漸進的に大きくなる（すなわち、周方向に広くなる）。
【００１７】
螺旋状ベーンのモジュール２１の全体は、一体の単一部材として、プラスチックから成形されている。個々のベーン３８は、内側端縁に沿って、中央管即ちハブ部分３９に結合されている。このハブ部分は、遠心分離機の支承管即ちロータハブ２２上に、摺動して嵌め込まれる形状となっている。ハブ部分３９の内径４１をロータハブの外径に対して適切な寸法とすることにより、小さな公差で同軸上の嵌合をなすことができる。これは、遠心分離機の回転速度のために必要とされる全体的な重量バランスを得るのに寄与する。
【００１８】
螺旋状ベーンのモジュール２１は、環状形態のもので、略円筒形状となるように配置された個々の螺旋状ベーン３８（合計３４個）を備えている。ハブ部分３９は、円筒状に成形されている。頂部板２７は、略円錐形状のものであるが、中空の内部４２を取り囲む略平坦な環状のリング部分２７ａを有している。この頂部板２７の形状としては、半球状の上面を有するようにすることも考えられる。また、モジュール２１の一部として、頂部板２７の外周端縁４３に隣接して分割板４４が備えられる。分割板４４は、リング形状のもので、半径方向外側に向けて水平に延び出している。また、頂部板２７には複数の入口穴２６が成形されている。これらの入口穴２６は、頂部板の外周端縁４３に隣接して、また分割板４４が開始する位置に隣接して、配置されている。図２の断面図において、入口穴２６及び分割板４４は、実際には切断面２−２の上方にあるため、破線で示されている。この破線は、これらの部分のベーン３８に対する位置を図示するものである。
【００１９】
管の開口２３から流出して入口穴２６の方向に流れる液体の流れは、実際には、入口穴２６に対して（半径方向に）対応する位置にある加速用ベーン２５によって、「落とされる」。流れは、これらの入口穴から頂部板２７を通り抜けて流れる。この場合、隣接する螺旋状ベーン３８の各対間の分離処理用の間隙３７の各々に、一つの入口穴が対応している。流れが入口穴を通って各間隙３７内に流れ込むと、流れの出口がロータハブの外面と基部板の内側端縁との間にあるため、この流れは、半径方向内方、軸方向下方に向けて間隙内を通り抜ける。この流れの力学は、管の開口２３から流出する流れが頂部板の表面を横切って均等に分配され、これにより３４個の入口穴２６に均等に分配されるようなものである。上述したように、各間隙には１つの入口穴が対応し、各ベーン３８には１つの間隙が対応する。液体の流れが外側の広い地点からロータハブに隣接する内側の狭い地点に向けて間隙３７を通り抜けるとき、遠心分離機の高速回転に起因する遠心力が、重い粒状物質に作用する。これにより、重い粒状物質は、螺旋状ベーンの凹型面に集められながら、半径方向外側に徐々に移動し、さらに外方に滑り続け、最終的にモジュールから流れ出して、モジュール２１外周端縁とライナー殻体２４内面との間のスラッジ捕集領域内に蓄積することができる。粒子４５の１つの可能な経路が、図５に概略的に図示されている。
【００２０】
分割板４４は、入口穴２６付近からライナー２４の内面４８に接触しない内面４８の近傍まで、半径方向外側に延び出している。分割板４４は、流れが入口穴２６の周りを迂回して流れることによりスラッジ（即ち、分離された粒状物質及び油）が捕集される静止領域５０を攪乱するのを防止する。本発明の設計は、流れが静止領域５０を攪乱するのを防止することにより、流動液体から既に分離された粒状物質の再混入を大幅に抑制できる。再混入の概念には、液体の流れから既に分離された粒状物質の一部を解き放ち又は拾い上げ、これらの粒状物質が液体内に戻ることを許容し、これにより既に行われた処理を無効にしてしまうことを含む。なお、分割板４４とライナー２４の内面４８と離間距離は、加速用ベーン２５の領域内で分離される大きな粒状物質が静止領域５０内に排出され得る程度に大きなものとされる。
【００２１】
液体の流れは、入口穴２６を通過して、分離処理がなされる間隙３７に流入すると、この間隙内に広がり、半径方向内方かつ軸方向下方に進み、下方端縁３１に至り、ここから隙間部３２を通って流出する。この流れは、間隙３７を通る予定された流れから迂回してしまうことを、基部板３３の使用により防止される。この基部板は、隙間部３２における開口を除く他のいかなる出口経路をも遮断するものである。ここで、隙間部は、基部板３３の内側円形端縁５１と、支承管２２の外面５２即ちロータハブ（図１Ａ参照）との間に形成されるものである。
【００２２】
本発明の１つの代替的な実施の形態（図１Ｂ参照）においては、基部板３３ａは、支承管２２と接触するところまで延びて、隙間部３２が閉止されている。流路となるように、複数の隙間穴３３ｂが、隙間部３２と略同一の位置となるように、基部板３３ａに形成されている。簡単のため、個々ののベーン３８は図１Ａ及び図１Ｂの断面図から省略されている。円形の穴３３ｂに代えて、実質的に任意の型式の開口部を用いることができる。このような開口部としては、半径方向及び（又は）周方向のスロットが用いられ得る。
【００２３】
図３、図４及び図５を参照すると、螺旋状ベーンのモジュール２１の詳細な構造が図示されている。図３及び図４は、モジュール２１の一部材に成形された形状の斜視図である。図５は、一対の螺旋状ベーン３８と、この螺旋状ベーンの間に形成された間隙３７とを概略的に示す頂面図である。流路と関連して一部説明したように、螺旋状ベーンのモジュール２１は、３４個の螺旋状ベーン３８を含むものである。これら各ベーンは、実質的に同一の構造を持ち、一部材に成形されたモジュールとなるように一体に接続されている。これら３４個の螺旋状ベーン３８の各々は、一部材である構造体の一部として、頂部端縁において、頂部板２７の下側又は下側面に一体に接続されている。螺旋状ベーン３８の各々は、頂部板から軸方向に、対応する下側端縁３１に向けて延び出している。各ベーンの内側端縁は、一緒になって、内側ハブ部分３９を形成している。各螺旋状ベーン３８は、凸型外面５５と、凹型内面５６とを有している。これらの面は、約１．０ｍｍ（０．０４インチ）の実質的に均一な厚さの螺旋状ベーンを形作る。１つのベーンの凸型面５５と、隣接するベーンの凹型面５６は、２つのベーンの間に、それぞれ間隙３７を形作る。ベーン間の間隙の幅すなわち周方向の厚みは、ベーンの外側に行くしたがって大きくなっている。
【００２４】
各螺旋状ベーン３８は、内側ハブ部分３９から半径方向外方に行くにしたがって、湾曲し（湾曲部分５７）、対応する入口穴２６の一部を取り囲む。部分５７は、入口穴から離れる側に接線に沿って延び、乱流防止部５８を形成する。１つの螺旋状ベーン３８の乱流防止部５８は、頂面図から見て反時計回り方向に、隣接するベーンに向けて、周方向に延び出している。１つのベーンの乱流防止部５８の自由端即ち端縁と、隣接する螺旋状ベーンの湾曲部分５７との間には、分離間隙５９が形成される。この分離間隙は、実質上、軸方向の、即ち全長のスリットであり、周方向への幅は約１．８ｍｍ（０．０７インチ）である。各乱流防止部５８の小さな湾曲は、交互に並ぶ分離間隙５９と共に、略円筒形状を形成する。この円筒形状は、頂部板２７の下方に配置される螺旋状ベーンのモジュール２１の最も外側の側面を形作る。
【００２５】
各螺旋状ベーンの内側端縁から外側の湾曲部分５７に至るまでの湾曲形状は、特徴的な幾何学的形態を有している。遠心分離機の軸方向回転中心線６０ａから３４個の螺旋状ベーン３８の任意の１つの上の交差点６１まで引いた線６０は、この交差点における螺旋状ベーンの湾曲に対する接線６２に対し、４５゜の内角６０ｂを有する（図２）。この特徴的な幾何学的形態は、各螺旋状ベーンの主要部分の凸型部分及び凹型部分には当てはまるが、湾曲部分５７又は乱流防止部５８の何れにも当てはまらない。好ましい実施の形態においては４５゜である内角は、螺旋状ベーンのモジュール及び対応する遠心分離機に対する螺旋状ベーンの角度と呼び得る。この内角の好ましい範囲は、３０゜から６０゜であると考えられる。先に引用した米国特許第５，５７５，９１２号及び米国特許第５，６３７，２１７号は、各円錐体の円錐壁の勾配即ち傾斜に基づいて、典型的には４５゜である円錐体の角度を定義していたが、本発明では、螺旋状ベーンの角度を定義する。
【００２６】
流れが間隙３７を通過する過程において、分離されるべき粒状物質は、半径方向の遠心力成分の作用により、外側に向かう略半径方向の流路に沿って間隙を通過し、隣接するベーン間の間隙を通り抜ける。この粒状物質は、実際には、上述した米国特許第５，５７５，９１２号及び米国特許第５，６３７，２１７号の円錐形分離板の積重体を含む組立体の形状の場合におけるのと同様に、流れを遡る方向に向けて流れる。液体の流れから分離されるべき粒状物質を構成する粒子が、いったん、対応するベーンの凹型の内側螺旋状面に到着すると（図５参照）、流体の境界層における流れ速度の不存在により、これらの粒子は半径方向外方に移動していく。この半径方向外方の経路は、スラッジ捕集部分すなわち静止領域５０に向かうものである。粒子は、その後、螺旋状ベーンの周方向に不連続な乱流防止部（すなわち分離間隙５９）の間に形成された軸方向に連続するスリットを通って、螺旋状ベーンのモジュールから「脱落する」。上述したように、乱流防止部の機能は、間隙３７内で生ずる流れとスラッジの捕集領域（静止領域５０）との間の流体の相互作用を減少させることである。なお、スラッジ捕集領域を「静止領域」と称しているが、この用語は、好ましい状態を表わすものに過ぎない。理想的には、このスラッジ捕集領域５０は、完全に静止しており、その結果、実質的に乱流が存在せず、いかなる粒状物質も液体の流れ中に再混入する恐れがないようにするのがよい。本実施形態では、乱流防止部５８は、頂面側から見て、円形の輪郭を形作るように構成されている。しかしながら、本発明においては、これらの各乱流防止部５８は、外側に向けてわずかに傾かせ、これにより、各乱流防止部の内面に集められるであろう粒状物質も捕集領域に「滑り出す」ことができるようにしてもよい。各螺旋状ベーンの湾曲部分の位置には、隅部が形成されるので、一部の粒状物質がその隅部内に蓄積しがちとなる。乱流防止部を傾かせることにより、この隅部を広げ、集められた粒状物質がスラッジ捕集領域（静止領域５０）内に滑り出やすくすることができる。この代替的な乱流防止部部分の形状は、図５に破線で示されている。
【００２７】
流れは、隣接する螺旋状ベーンの間の間隙を後にして、ロータハブに隣接する隙間部から流出した後、ジェットノズルに達し、このジェットノズルから高速度で放出される。この結果、反力によって、ロータが高速度で回転する。この形態の１つの代替例として、ロータは、このロータが取り付けられた衝動タービンによって駆動してもよい。更に、成形された螺旋状ベーンのモジュールは、米国特許第５，６３７，２１７号に開示されたものと同様に、スラッジを保持するライナー殻体と基部板の組立体内部に「包み込まれる」。この独特の形態は、遠心分離機のロータの保守を迅速かつ容易に行うことを可能とする。これは、スラッジが内側カプセル内に完全に保持され、解体又は洗浄が全く不要となるからである。また、この代わりに、本発明の螺旋状ベーンのモジュールを、完全に使い捨て型の遠心分離機用ロータの部品である円錐形分離板の積重体を含む組立体と置き換えることもできる。
【００２８】
図６は、遠心分離機６３の左側半分の典型的な従来技術の円錐形分離板の積重体を含む組立体６４と、右側半分の本発明による螺旋状ベーンのモジュール２１を、横に並べた概略図である。図６は、本発明の螺旋状ベーンのモジュール２１は、米国特許第５，５７５，９１２号、米国特許第５，６３７，２１７号、米国特許第６，０１７，３００号、米国特許第６，０１９，７１７号に記載された従来技術の円錐形分離板の積重体を含む組立体と置き換えることができることを示した上記説明を、より一層明確にすることを目的とするものである。対応する基部板６５、３３の形状は、２つの型の間でわずかに異なっているが、遠心分離機の構造の残りの部分は、これらの型の間で実質的に同一である。
【００２９】
図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃには、螺旋状ベーンのモジュールの一部分として使用される螺旋状ベーンの形式の３つの代替形態を示す。これらの代替形態の一つ一つは従来技術の円錐形分離板の積重体を含む組立体を螺旋状ベーンのモジュールに置き換えるという着想を維持しながら、本発明と同一の理論及び作用の中で利用され得る。
【００３０】
図７Ａでは、モジュール２１の湾曲した螺旋状ベーン３８は、実質的に平坦な平面状表面を有するベーン６８と置き換えられている。ベーン６８は、正確に半径方向にではないが、外方に延びるように、ずらした状態で配置されている。図７Ａの頂面図には、合計２４個のベーン即ち平板６８が図示されているが、実際の数は、遠心分離機の全体寸法や、液体の粘度や、分離すべき粒子の大きさに対して要求される効率のような変数に基づいて、増減が可能である。各板の傾斜角度（α）すなわち勾配も別の変数である。各板６８は半径方向に対して同一の角度（α）に設定されるが、この角度の選択は変更可能である。角度の選択は、一部分、遠心分離機の回転速度に依存する。
【００３１】
図７Ｂでは、個々のベーン６９は、ベーン３８と同様に湾曲しているが、より大きな湾曲形状即ち凹型となっている。更に、各ベーン６９は、支承管２２から離れた地点に至るにしたがって、湾曲が徐々に大きくなっている。このようなベーンの形状を「超螺旋状」と呼び、この「超螺旋状」を幾何学的に次のように定義する。まず、モジュール２１の軸方向中心線でもある支承管２２の軸方向中心線から半径方向の線７２を引く。この線は、１つのベーンの凸型面上と、点７３で交差する。この交差点７３における接線７４は、半径方向の線７２との間に内角７５を持つ。この内角７５の大きさは、交差点７３が支承管２２から離れるにしたがって大きくなる。この螺旋状ベーンの実施の形態における理論は、回転軸からの距離に比例して慣性力が増大したときに粒子の滑り速度が一定となるように、各ベーンを形作るものである。各ベーン６９の湾曲形状を除けば、図７Ｂの概略図に示した螺旋状ベーンのモジュールは、螺旋状ベーンのモジュール２１と同一である。
【００３２】
図７Ｃでは、モジュールにおける螺旋状ベーンの形状は、図７Ｂのベーン６９の形状を基本として、一部分が短縮されたベーン７０を加えたものである。完全な長さのベーン６９の各対の間に、それぞれ、短縮されたベーン７０が配置される。各短縮されたベーンの寸法、形状及び配置は、モジュールの全体にわたって同一である。これらの短縮されたベーン７０は、ハブの内径において密集して配置されることによりベーンの数及びベーンの間隔が制限される場合にベーンの全表面積を増し得るようにターボ過給機コンプレッサ内で使用されるものと同様である。
【００３３】
本発明における他の設計上の変更としては、製造及び成形方法の変更がある。例えば、ベーン（又は板）の略円筒形状を、一繋がりの部材として押し出し成形し、その後、所望の軸方向の長さ即ち高さに切断し、別個に製造（典型的には成形）された頂部板に組み付けることもできる。頂部板は、モジュール２１の構成要素として前に説明したように、所望の入口穴及び分割板を有するように成形される。
【００３４】
本発明における他の設計上の変更として考えられるものは、螺旋状ベーンのモジュールを２つの部分、即ち、頂部側の部分と底部側の部分に分割することである。この製造技術は、ベーンとベーンの間隔が狭いことに起因する成形上の困難を回避するために使用され得る。２つの部分を製造した後、これらを一体のモジュールとなるように接続する。この場合、頂部板をベーンの組立体の頂部側部分と一緒に成形し、基部板をベーンの組立体の底部側部分一緒に成形することが考えられる。
【００３５】
螺旋状ベーンのモジュール２１及び／又は図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃの３つの代替となる（螺旋状）ベーン型式は、図８及び図８Ａに図示するように、衝動タービン駆動式の遠心分離機８０と組み合わせて使用することができる。以下の説明では、螺旋状ベーンのモジュール２１を組み合わせた場合を説明する。図８Ａには、衝動タービン装置８１を概略図で示す。
【００３６】
螺旋状ベーンのモジュール２１及び／又は図７Ａ、図７Ｂ及び図７Ｃの３つの代替となる（螺旋状）のベーン型式の一つは、遠心分離機に使用される使い捨て型ロータ８２の一部分とされ得る。図９には、螺旋状ベーンのモジュール２１が含まれている。図９の使い捨て型ロータ８２は、遠心分離機８０のような衝動タービン駆動型遠心分離機と組み合わせて使用することもできると考えられる。
【００３７】
衝動タービン装置８１を備えた衝動タービン駆動型遠心分離機８０を、図１０に概略的に示す。遠心分離機８０ａには、本発明の他の実施形態と同様に、螺旋状ベーンのモジュール９１が組み込まれている。なお、螺旋状ベーンのモジュール９１は、他の型式の遠心分離機にも使用し得る。上記実施形態の遠心分離機と同様に、遠心分離機８０ａは、多数の管頂部側の開口２３ａを有する支承管２２ａを備える。作動中、管頂部側の開口２３ａから、螺旋状ベーンのモジュール９１に作動流体が供給される。
【００３８】
図１１から図１４に示すように、螺旋状ベーンのモジュール９１は、中央管即ちハブ部分９２と、多数のベーン９４と、頂部板９５とを備える。図１１に示すように、中央管９２は、遠心分離機８０ａの回転中心軸Ｌに沿って延びている。ベーン９４は、中央管９２から半径方向外側に延び、また回転中心軸Ｌに沿って延びている。図１４に示すように、各ベーン９４の半径方向の内側端縁９８は、中央管９２に取り付けられており、半径方向の外側縁９９は、中央管９２から離れる方向に延び出している。複数のベーン９４の内側端縁９８は、ベーン内側径ＶＩＤを形作る。また、複数のベーン９４の外側縁９９は、ベーン外側径ＶＯＤを形作る。一実施形態では、中央管９２とベーン９４と頂部板９５は、一体に成形され、螺旋状ベーンのモジュール９１は一部材となっている。ベーン９４は、図示の実施形態では螺旋形状をしているが、例えば上記した図７Ａ〜Ｃのような他の形状のものとすることもできる。
【００３９】
図１１に示すように、頂部板９５は、中央管９２の第１の（入口側の）端部分１００に取り付けられている。中央管９２の第１の端部分１００と反対側端部は、第２の（出口側の）端部分１０１である。本実施形態では、中央管９２の小部分１０２が頂部板９５の上方に延び出しているが、頂部板９５は中央管９２の上端１０３と同一平面にあるようにしてもよい。図１０に示すように、中央管９２はベーン９４の全長にわたって延びているわけではない。そして、中央管９２の第１の端部分１００においては、中央管９２の上端部１０３とベーン９４の内側端縁９８により、複数の流体入口通路１０６が形成されている。同様に、第２の端部分１０１においては、中央管の下側端部１０２とベーン９４の内側端縁９８により、複数の流体出口通路１０７が形成されている。流体入口通路１０６においては、ベーン９４の上側部分１０８は、頂部板９５を貫通して上方に延び出している。遠心分離機８０ａの作動中、ベーン９４の上側部分１０８は、頂部板９５に沿って流体が滑ることを防止する。
【００４０】
図１１に示すように、頂部板９５は、内側の平坦部分１１０と、外側の傾斜部分１１１と、外周端縁１１２と、中央管９２に取り付けられた内周縁１１３とを備えている。（サブミクロンの）超微粒子の捕集の保持は、ロータの回転に対する流体速度が最小化されたときに達成される。遠心分離機８０ａのスラッジ捕集領域５０ａ（図１０参照）における最小の平均相対速度は、頂部板９５の外側縁１１２が、ベーン内側径ＶＩＤとベーン外側径ＶＯＤ（図１４参照）間の距離の約１／４から３／４の間に配置されたときに得られる。特に、頂部板９５の外側径ＰＯＤがベーン内側径ＶＩＤとベーン外側径ＶＯＤの中間地点にあるときにスラッジ捕集領域５０ａの平均相対速度が最小化される。言い換えれば、頂部板９５の最適な径は、略ベーン内側径ＶＩＤとベーン外側径ＶＯＤの平均値であり、この場合、頂部板９５の外側縁１１２は、中央回転軸Ｌから半径方向に沿って計ったベーン９４の長さの半分の地点にある。例えば、螺旋状ベーンの内側径ＶＩＤが約５ｃｍ（２インチ）で、螺旋状ベーンの外側径ＶＯＤが約１２．５ｃｍ（５インチ）である場合には、頂部板９５の最適の径は、約８．７５ｃｍ（３．５インチ）となる（（１２．５−５）／２＝８．７５）。図１１には、この関係を他の観点から図示している。ここでは、頂部板９５の幅ＰＷは、ベーン９４の幅ＶＷの半分となっている。
【００４１】
図１５の流体解析（ＣＦＤ：computational fluid dynamics）のグラフ１１４には、頂部板９５の外側径をベーン９４の内側径ＶＩＤと外側径ＶＯＤの間に配置した効果が示される。このグラフ１１４は、隣接するベーン９４間の流体通路内における流体速度勾配１１５を、３つの異なる条件毎に示す。これらの流体速度勾配１１５は、ロータの軸方向の中間地点（即ち、頂部板９５と底部の出口との中間地点）における、中央回転軸Ｌに垂直な断面におけるものである。グラフ１１４において、グラフ部分１２０は、遠心分離機８０ａ内に頂部板９５を備えなかった場合の速度勾配１１５の分布を示す。また、グラフ部分１２１は、頂部板９５の外側径ＰＯＤがベーン内側径ＶＩＤとベーン外側径ＶＯＤの略半分である場合の速度勾配１１５の分布を示す。また、グラフ部分１２２は、頂部板９５の外側径ＰＯＤがベーン外側径ＶＯＤと等しい場合の速度勾配１１５の分布を示す。
【００４２】
グラフ部分１２１と比較すると、頂部板９５がない場合と、頂部板９５がベーン９４全体を覆う場合は、いずれも多数の速度勾配１１５が存在していることが分かる。頂部板９５がない場合（グラフ部分１２１）、流路の軸方向全体にわたる相対速度の体積平均は、０．０２３ｍ／ｓｅｃである。図示の実施形態では、螺旋状ベーンのモジュール９１は反時計回転方向に回転し、この結果、圧力面１２４が、各ベーン９４の回転方向を向く表面に形成される。グラフ部分１２０に示されるように、頂部面９５がない場合、圧力面１２４には、多数の速度勾配が存在する。なお、螺旋状ベーンのモジュール９１は、時計回転方向に回転するようにしてもよい。頂部板９５の外側径ＰＯＤがベーン外側径ＶＯＤと等しい場合（グラフ部分１２２）、相対速度の体積平均は、０．０２１ｍ／ｓｅｃである。グラフ部分１２２に示されるように、多数の速度勾配１１５が、頂部板９５が終端となる地点であるベーン９４の外側端部９９付近に生じる。頂部板９５の外側径ＰＯＤがベーン内側径ＶＩＤとベーン外側径ＶＯＤの半分である場合（グラフ部分１２１）、速度勾配１１５の数は、ベーン９４の圧力面１２４及び外側端部９９付近のいずれにおいても減少している。この設計によれば、流体の平均速度は、０．００６ｍ／ｓｅｃまで最小化される。この流体速度の全体的な減少により、超微粒子の捕集能力が高められる。
【００４３】
なお、上記実施形態において、本発明を詳細に説明してきたが、これは例示であって本発明の範囲を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の典型的実施形態における自己駆動型遠心分離機を正面から見た全断面図である。
【図１Ａ】図１の１Ａ−１Ａ線から見た遠心分離機の部分断面図である。
【図１Ｂ】本発明の他の実施形態における遠心分離機を、図１の１Ａ−１Ａ線に対応する線から見た部分断面図である。
【図２】図１の２−２線から見た遠心分離機の全断面図である。
【図３】図１の遠心分離機に含まれる螺旋状ベーンのモジュールを示す斜視図である。
【図４】図３の螺旋状ベーンのモジュールを底面側から見た斜視図である。
【図５】図３の螺旋状ベーンのモジュール内の二つの螺旋状ベーン及び流路を示す図である。
【図６】従来技術における円錐状分離板の積重体と、本発明による図３の螺旋状ベーンのモジュールとを、左右に並べて比較した断面図である。
【図７Ａ】本発明におけるベーンの一代替形態を示す平面図である。
【図７Ｂ】本発明におけるベーンの他の代替形態を示す平面図である。
【図７Ｃ】本発明におけるベーンの更に他の代替形態を示す平面図である。
【図８】本発明の更に他の実施形態における衝動タービン駆動式遠心分離機を正面から見た全断面図である。
【図８Ａ】図８の遠心分離機における衝動タービン装置を示す平面図である。
【図９】本発明の更に他の実施形態における使い捨て型ロータを正面から見た全断面図である。
【図１０】本発明の更に他の実施形態における衝動タービン駆動式遠心分離機を正面から見た全断面図である。
【図１１】図１０の遠心分離機に用いられる螺旋状ベーンのモジュールを正面から見た全断面図である。
【図１２】図１１の螺旋状ベーンのモジュールの正面図である。
【図１３】図１１の螺旋状ベーンのモジュールの斜視図である。
【図１４】図１１の螺旋状ベーンのモジュールの平面図である。
【図１５】３種類の異なる設計における相対流体速度を、流体解析により算出した図である。
【符号の説明】
２０  自己駆動式遠心分離機
２１  螺旋状ベーンのモジュール
２２  支承管（ロータハブ）
２３  開口
２７  頂部板
２８  殻体
２９  ベース
３２  環状の隙間部
３３  支持基部板
３４  ジェットオリフィス
３７  間隙
３８  螺旋状ベーン
３９  ハブ部分（中央管）
４４  分割板
５８  乱流防止部
５９  間隙
６８  ベーン（平板）
６９  超螺旋形状のベーン
７０  短縮されたベーン
７２  半径方向の線
７３  交差点
７４  接線
９１  螺旋状ベーンのモジュール
９２  ハブ部分
９４  ベーン
９５  頂部板
【図１】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図８Ａ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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