(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インペラ（４０）と、流れの方向から見て前記インペラ（４０）の後方に位置付けられた後壁と、ガス分離装置とを有する遠心ポンプであって、前記インペラ（４０）がシャフト（４２）に取り付けられており、前記シャフト（４２）が同時に前記ガス分離装置のシャフトとして作用しており、前記遠心ポンプの前記後壁が前記ガス分離装置の前壁（５０）として作用し、前記ガス分離装置は、
前記前壁（５０）に隣接する分離チャンバ（６２）と、
前記分離チャンバ（６２）内に配置され、前記シャフト（４２）に取り付けられたディスク（６０）であって、前記分離チャンバ（６２）を、前記前壁（５０）と前記ディスク（６０）との間の前側チャンバ（６４）と、前記ディスク側に対して前側チャンバ（６４）の反対側に位置する後側チャンバ（６６）とに分割するディスク（６０）と、
前記後側チャンバ（６６）に面したディスク表面に配置されたベーン（６８）と、
処理すべき液体又はガスが前記後側チャンバ（６６）に入ることができるようにする、前記ディスク（６０）の少なくとも１つの開口（７０）とを含み、
前記ディスク（６０）が、前記前側チャンバに向いた平滑な表面を有し、前記前壁（５０）の前記前側チャンバ（６４）に向いた表面が少なくとも部分的にリブ（７４）を有し、それにより、前記分離チャンバ（６２）内での液体の回転が前記前側チャンバ（６４）内で防止されるようになっていることを特徴とする、遠心ポンプ。
【請求項２】
前記ガス分離装置の前記前壁（５０）が、前記シャフト（４２）に面した内縁部（５２）を有する中央開口を有し、前記ディスク（６０）の前記少なくとも１つの開口（７０）が、前記シャフト（４２）に近接して前記内縁部（５２）の領域に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載された遠心ポンプ。
【請求項３】
前記少なくとも１つの開口（７０）の前記シャフト（４２）からの距離が、前記ベーン（６８）の内側先端の前記シャフト（４２）からの距離よりも大きいことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載された遠心ポンプ。
【請求項４】
前記分離チャンバ（６２）が、前記後側チャンバ（６６）に面し中央開口を有する後壁を有し、前記ディスク（６０）の前記少なくとも１つの開口（７０）が、前記分離チャンバの後壁の中央開口の内縁部の半径方向外側に配置されていることを特徴とする、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された遠心ポンプ。
【請求項５】
前記少なくとも１つの開口（７０）が、差圧を生成することができることを特徴とする、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された遠心ポンプ。
【請求項６】
前記分離チャンバ（６２）の前記ディスク（６０）が、軸線方向に前記前壁（５０）に向かって延びる円筒形の突出部（８０）を有し、前記突出部が、前記少なくとも１つの開口（７０）の半径方向外側に配置されていることを特徴とする、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された遠心ポンプ。
【請求項７】
前記前壁（５０）が、前記前壁（５０）の内縁部（８２）と前記ディスク（６０）の前記突出部（８０）との間に環状の隙間が形成されるような直径の中央開口を有することを特徴とする、請求項６に記載された遠心ポンプ。    
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載された遠心ポンプのガス分離装置用の前壁であって、前記前壁（５０）が、中央開口を有する環状のディスクを含み、前記前壁（５０）が、少なくとも部分的に前記分離チャンバ（６２）に面している放射状に延びる表面にリブ（７４）を有することを特徴とするガス分離装置用の前壁。
【請求項９】
前記前壁（５０）が、前記前壁の半径方向外縁に、前記リブ（７４）を有する表面から軸線方向に延びるリングを含むことを特徴とする、請求項８に記載されたガス分離装置用の前壁。
【請求項１０】
前記前壁（５０）が、前記遠心ポンプの後壁として働くように、前記遠心ポンプ内に設けられていることを特徴とする、請求項８又は請求項９に記載されたガス分離装置用の前壁（５０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス分離装置、その前壁及び分離ロータに関するものである。本発明は、とりわけ、ガス及び液体を含む、またはガス及び液体懸濁液を含む混合物から前記分離ロータによって分離された液体又は液体懸濁液が、できるだけ簡単にプロセス流れに再循環でき、それと同時に、前記液体又は液体懸濁液から分離されたガスがプロセスの外に案内されるように、ガス分離装置の分離ロータ及び／又は前壁を改良することに係るものである。本発明は、ガスがプロセス液の流れから分離してその流れの特定の地点に向かい、そこから、ガス混合物、すなわちガスと液体との混合物又はガスと懸濁液との混合物がガス分離装置に運ばれるような、あらゆる位置に適用することができる。プロセス流れから、回転装置内の低圧の中央部分又は他の何らかの空洞部に蓄積したガスを分離するために、本発明によるガス分離装置を使用することはとりわけ有利である。言及に値する有利な回転装置は、遠心ポンプ又は特定のガス分離器である。
【０００２】
以下の説明では、遠心ポンプに関して、従来技術と本発明の両方をより詳細に論じる。しかし、本発明は、遠心ポンプに使用することのみに限定されるものではなく、遠心ポンプに関連する応用例は、本発明の好ましい実施例として示したものにすぎない。
【背景技術】
【０００３】
従来から、ガスを分離することのできる遠心ポンプが知られており、それらのポンプでは、ガスは、ポンプのインペラ（羽根車）の前に蓄積して泡を形成し、そこからガスが、インペラの背板にある開口を介してインペラの後ろの空洞部に放出される。ほとんどの場合、程度の差はあっても、ポンプ輸送される液体又は懸濁液は、ガスと共に運ばれる。インペラの背板の後ろにあるベーン（羽根）を使用する目的は、液体又は懸濁液がインペラの背板の外縁を回って、ポンプ輸送される液体又は懸濁液に戻され、ガスがポンプ・シャフトに沿ってポンプの外に放出されるように、インペラの後側に入り込む液体又は懸濁液を既に分離されたガスから分離するためである。
【０００４】
しかし、実際には、非常に多くの応用例で、液体又は懸濁液が依然としてガスと共に運ばれることが示されている。ポンプ輸送される液体又は懸濁液が、（例えば真空ポンプでよい）吸引装置にガスと共に運ばれることを防ぐために、別個の分離チャンバが、分離ロータ用のポンプのいわゆる後壁に接続して配置されてきた。前記空洞部に入ったガスと液体又は懸濁液との混合物は、混合物中のほぼすべての液体、及び存在する可能性のある固体物質が、それが放出され、ポンプ輸送され又はポンプ輸送される液体又は懸濁液に戻され得る場所から、分離チャンバの周縁に集まるように、前記分離ロータによって激しく回転運動させられる。従来構造では、分離ロータのハブ及びそれに取り付けられた放射状の又は傾斜したベーンから成るガス分離ロータが設けられる。従来のガス分離ロータの特異な特徴は、ベーンの間に中間空間、すなわちハブから外縁までのベーン通路が開いていることであり、それによって、ガスが、ベーン通路から実質的に軸線方向にガス放出部に向かって可能な限り簡単に流れることができるようになっている。
【０００５】
分離チャンバからの液体又は懸濁液の放出は、液体又は懸濁液をポンプの吸引ダクトまで搬送するように、最も一般的にはポンプの外側に配置される別個のチャネルに沿ってなされる。しかし、前記構造を実現することは、複雑且つ高価である。
【０００６】
他方、例えば遠心ポンプに使用される動的密封構成が知られているが、前記密封構成の大部分は、ポンプの後壁と接続された動的密封チャンバからポンプのインペラの後ろにある空洞部に戻る、ポンプ内における内部液体サイクルである。動的密封装置は、周知のように、本質的にどんな機械的接触もなしにポンプの動作中に遠心ポンプを密封することのできる密封装置であり、したがって、液体は、シャフトに沿って軸受及び駆動装置まで（図の右側）全く流れることができない。例えば、特許文献１は、密封装置の構造及び動作原理、並びにポンプにおける従来の動的密封装置の位置を記載している。一例として、動的密封装置は、ポンプ軸受の前にあるポンプの渦形室の後ろ（吸引ダクトの方向から見て）で、ポンプのいわゆる後壁と接続して配置され、ポンプのインペラがそこで回転するポンプの渦形室と直接流れ連通した環状チャンバ中に位置する。ポンプのシャフトに取り付けられた回転ディスクが、前記チャンバを、インペラ側空洞部とポンプ軸受側空洞部とに分割する。前記ディスクは、軸受側空洞部に面する側にベーンを備えているので、エキスペラと呼ぶこともでき、一方、ディスクの反対側は平滑である。前記環状チャンバに液体が入っている場合、前記エキスペラのベーンは、液体を、まず半径方向外向きに、次にエキスペラ・ディスクの外縁を回って、チャンバのインペラ側空洞部までポンプ輸送する傾向がある。ただし、ポンプが動作中の場合は、インペラによってポンプの渦形室に対して生成された圧力が反対方向に作用し、それによって、前記エキスペラ・ベーンによって回転される液体リングがインペラによって生成された圧力を中和する平衡が見出され、ポンプの動作中にはチャンバの軸受側空洞部内のシャフト空間に液体が全く入り込まないように、ポンプが密封される。しかし、ポンプが動作中でない場合は、ポンプ輸送される液体は、チャンバ内のエキスペラ・ディスクの縁部（リム）を回ってシャフト空間に、または、何らかの適切な方式で防止されていなければそこを経て大気に自由に到達できる。この目的で、いわゆる静的密封装置が用いられるが、これは、最も簡単な形態としてはシャフトの周りに配置された回転ディスクであり、シャフト空間に入ってくる液体の圧力によって対向面に押し付けられて、液体がそれ以上流れないようにする。
【０００７】
この問題、すなわちガスの分離の点から見て、動的密封に関して不利な点は、従来の動的密封装置のエキスペラ・ディスクには、放出されるガス用の開口がないため、ガス除去遠心ポンプにも、他の何らかのガス分離回転装置にも、或いは他の何らかのガス分離装置にも使用できないことである。
【０００８】
ガスを分離する目的で、従来のガス分離チャンバ、その中で回転するガス分離インペラ、及び動的密封装置のエキスペラの構成をあるやり方で組み合わせた１つの解決策が、特許文献２、及び図１の部分断面図に示されている。特許文献２は、かご状のロータ１０を使用して、装置に入ってくる木材工業のパルプ中に、パルプ中のガスが装置の中央に分離するような強力な遠心力場を生成する、ガス分離器に関するものである。分離されたガスは、装置の中央部からロータ・ディスク１２の開口１４を介してディスクの後側に、またそこから更にハブ１６と装置の後壁との間の間隙を経て放出される。パルプがガスと共に運ばれる場合、分離チャンバ１８が、装置の後壁に接続して配置され、このチャンバはやはり装置のシャフトに取り付けられた分離ロータを備える。分離ロータは、ハブ１６、そこから外向きに延びるベーン２０、及びベーン２０のロータ１０に向いた側に取り付けられた一体の（ｓｏｌｉｄ）環状ディスク２２を備え、前記ディスクは、分離チャンバ１８を、前側（ロータ側）チャンバ２４と後側チャンバ２６とに分割する。この分離装置の動作原理では、分離ロータのベーン２０がその到達範囲に入ってきたパルプを旋回させて、分離チャンバの外周まで運ぶので、パルプは分離装置を軸線方向に通過できない。換言すれば、ここまでは、その原理は上記したガス分離ポンプと同様である。ただし、分離ロータのベーン２０に取り付けられた環状ディスク２２が分離チャンバ１８を２つの部分に分割している場合、その遠い側２６の中までベーン２０がパルプをポンプ輸送し、ポンプ輸送されたパルプは、ディスク２２のリムを回って前側チャンバ２４に流入することができる。これは容易になっており、閉止部材３０が、前側チャンバ２４の前壁として働くポンプの後壁２８から前記ディスク２２まで延びている。前記閉止部材３０は、前側チャンバ２４と、ガス及びパルプの分離された混合物が最初に到達するシャフト空間との間の、半径方向流れ接続を閉止するために使用される。同様に、開口３２が、分離チャンバ１８の前壁として働くポンプの後壁２８を貫通して、閉止部材３０の半径方向外側に配置されており、この開口３２を介して、前側チャンバ２４に入ったパルプは後壁２８の前側の空間に戻され、そこで、実際のガス分離装置のロータ１０のディスク１２の後方ベーン３４は、パルプをプロセスに戻す働きをする。更に、特許文献２による装置では、分離チャンバ１８のディスク２２の前側チャンバ２４に面した表面に乱流生成ベーン３６があり、そのベーン３６を用いて、戻り開口３２にパルプが詰まるのを防いでいることに留意すべきである。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５３４４１６３号明細書
【特許文献２】国際公開第９０／１３３４４号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
図１に示す装置にはいくつかの不利な点がある。第１に、これは、比較的濃い（粘稠度（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）の大きい）繊維懸濁液用に設計されており、その流れ力学は、本発明の液体及び非常に低粘稠度の懸濁液とは大きく異なっている。例えば、単なる液体又は低濃度の懸濁液は、分離チャンバ内で非常に容易に回転する。高粘稠度のパルプでは、前記戻り開口にパルプが詰まることを防ぐために、回転ベーンが乱流を生成することが必要であるが、同じベーンを単なる液体に使用した場合、分離チャンバ内の液体の回転が強化されて、ポンプの渦形室への液体の戻りが大幅に妨害される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、それを用いてガスをポンプ輸送される液体から除去することのできるガス分離装置を提供することにより、従来技術のガス分離器及びガス分離装置の問題及び不利な点の少なくとも一部を取り除くことを目的とする。
【００１２】
前壁と、それに接続して配置された分離チャンバと、その中に配置され、シャフトに取り付けられた、分離チャンバを前側チャンバおよび後側チャンバに分割するディスクと、ディスク上に配置されたベーンと、ガスを含む液体又はガスがディスクの後ろの空間に入ることができるようにする少なくとも１つの開口とを含む、本発明によるガス分離装置の特徴的構成は、前記ディスクの前側チャンバに向いた表面が平滑であり、前壁の前側チャンバに向いた表面が少なくとも部分的にリブを有し、それにより、分離チャンバ内での液体の回転が前側チャンバ内では防止されるようになっていることである。
【００１３】
本発明によるガス分離装置で使用される前壁の特徴的構成は、前壁が、その実質的に放射状の表面の１つの上に、実質的に半径方向に延びるリブを有することである。
【００１４】
更に、本発明によるガス分離装置で使用される分離ロータの特徴的構成は、分離ロータのディスクが、その一方の側の表面上に実質的に半径方向に延びるベーンを有し、ディスクの対向する側の表面が平滑であることである。
【００１５】
ガス分離装置、その前壁及び分離ロータの他の特徴的構成は、添付の特許請求の範囲で明らかになる。
【実施例】
【００１６】
ガス分離装置、その前壁及び分離ロータを、添付の図面を参照して、以下に例として説明する。
【００１７】
図２は、本発明の好ましい一実施例によるガス分離装置を示し、この分離装置は、遠心ポンプに接続された例示的な形態で示されている。図中、符号４０は遠心ポンプのインペラであり、従来のやり方でポンプに入った液体を、左側から吸引ダクト（図示せず）に沿ってポンプの渦形室の圧力開口（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｏｐｅｎｉｎｇ）（図示せず）までポンプ輸送する。インペラは、ポンプのシャフト４２に取り付けられており、このシャフトは、右側で、図では切り取られているポンプの軸受ハウジングに軸受と共に据え付けられる。インペラ４０は、その背板４４の前面にある作動ベーンと、背板の後面にあるいわゆる後方ベーン４６とから成り、この後方ベーンは、ポンプ輸送される液体の流れが、ポンプのいわゆる後壁５０の他方の側に入り込まないようにする働きをする。前記後方ベーン４６は、ポンプのシャフト４２まで半径方向に延びていてもよく、また、シャフト４２の近傍でシャフトの方向に、背板４４からポンプの軸受に向かって右方向に更に延びていてもよい。
【００１８】
ポンプ内におけるポンプ・インペラの後ろの空間は、同時にポンプの後壁としても働くガス分離装置の前壁５０が、小さな隙間を空けてインペラの後方ベーン４６へと延びるように、本発明によるガス分離装置まで軸線方向に延びている。ガス分離装置のいわゆる分離ロータは、ポンプのインペラ４０と同じシャフト４２に取り付けられる。前記分離ロータは、好ましくは、ガス分離装置の前壁５０に接続して配置された環状の分離チャンバ６２内に設置された、実質的に放射状のディスク６０を有する。シャフト４２上に取り付けられた回転ディスク６０は、本実施例では、チャンバ６２を、ディスク６０の外縁の外側でチャンバ間の流れ接続ができるように、前側チャンバ６４と呼ばれるインペラ側の空洞部と後側チャンバ６６と呼ばれるディスクのポンプ軸受側の空洞部とに分割する。前記ディスク６０は、軸受側空洞部内の後側チャンバに向いたその表面上に、ディスクの半径方向の幅をかなり越えて延びるベーン６８を備え、ディスクの反対側の表面は平滑である。ベーン６８の目的は、後側チャンバ６６内の液体を前側チャンバ６４に向かって外向きにポンプ輸送することであり、これはまた、本実施例では、ポンプのインペラ４０によって生成された圧力からインペラ４０の後方ベーンによって生成された逆圧を差し引いたものの影響を受ける。換言すれば、後側チャンバ６６から前側チャンバ６４に向かって、またポンプのインペラ４０に向かって作用する圧力が、ベーン６８によって生成され、この圧力により、インペラ４０の後ろの空間における圧力の釣り合いがとれる。ベーン６８の方向は実質的に半径方向であるが、この定義は、場合によってはポンピング・ベーンとして働く程度まで傾斜又は湾曲したベーンを包含する。
【００１９】
上記の構造は、原則的には従来技術の遠心ポンプの動的密封に類似したものである。図２による遠心ポンプに関する応用例では、インペラ４０は、背板４４に通じる多数のガス放出開口４８を更に有し、それらの開口を介して、ガス又はガスを含む液体若しくは懸濁液が、インペラの前側から（左側から）その後ろの空間まで流れることができるようになる。当然ながら、場合によっては、ポンプの構造は、前記ガス放出開口が必ずしも必要ではなく、他の何らかの経路を介して、例えばインペラの背板の外縁を回って、ガスがインペラの後ろを流れることができるような構造である。このような場合、ベーン通路は、少なくとも部分的に開いていることが、すなわち、背板の外縁からシャフトに向かって延びる溝であることが有利である。
【００２０】
同様に、ガス分離装置の前にある回転装置は、液体の流れ、好ましくはプロセス液の流れを、遠心力場又は同様の力場などの、液体中のガスの高濃度化を促進する差圧を作り出す場にポンプ輸送するガス分離器であってもよい。場合によっては、液体の流れの適当な個所で、流れ力学によりガスが高濃度化した流れの一部分を捉え、それを本発明によるガス分離装置で処理することも可能である。換言すれば、ガス分離装置は、他の何らかの装置のシャフト上に位置する必要がなく、それ自体のシャフト及び駆動装置を備えた別個のユニットであってもよいことは明らかである。
【００２１】
図２の例示的なポンプでは、インペラ４０の後ろの空洞部は、上記のとおり、ポンプのいわゆる後壁５０によって限定され、インペラ４０の後方ベーンはそれらの間に小さな隙間を残す。したがって、後方ベーン４６は、ガスと液体との混合物又はガスのみがインペラ４０の開口４８を介してインペラの後ろの空洞部に放出される際に、混合物の液体成分があれば特にそれに半径方向の力をかけ、その力で、液体を、インペラ４０の背板４４の外縁を回ってポンプ輸送される液体のところに戻る方向に向かわせるように働く。ガスもまた、ポンプのシャフト４２に向かって、より低圧の領域に流れる傾向がある。
【００２２】
分離するガスをポンプから軸線方向に除去することができるようにするために、任意の形状の１つ又は複数の穴又は開口７０が、ディスク６０を貫通して配置されており、この開口を介して、ガス又はガスと液体との混合物が、原則的に前側チャンバ６４からディスク６０の反対側にある後側チャンバ６６に流れることができるようになる。図示された穴又は開口７０は、そこを介して入ってくるガスと液体との混合物が、分離チャンバ６２のディスク６０上のベーン６８の到達範囲内に入り、それによって、ベーン６８が、液体部分を、チャンバ６２内で循環する液体リングにポンプ輸送し、ガスをシャフトの近傍に残ったままにするように機能する。これにより、ガスをポンプから例えばチャネル７２に沿って放出することが可能になる。後側チャンバ６６に入った余分な液体は、液体リングまで流れ、また、液体リングが発達し、常にシャフト４２の近くにある前側チャンバ６４内に延びる間に、ガス分離装置の前壁５０の内縁部５２を回ってインペラ４０の後方ベーン４６の到達範囲内まで放出され、更に、ポンプ輸送される液体のところまで戻される。本発明による戻りサイクルを更に有効に動作させるために、固定のリブ７４が、前壁５０の前側チャンバ６４に向いた側の表面に配置されており、このリブを用いて、前側チャンバ６４における液体の回転（及び遠心力の生成）が防止される。リブ７４は、好ましくは、その半径方向の寸法が、チャンバのリブのない側の半径方向寸法の少なくとも半分に相当し、その方向は実質的に半径方向である。実際には、この定義は、場合によっては、リブの方向が好ましくは傾斜し、その外側端部が循環する液体リングに向かって傾斜するようにリブが湾曲することを含む。
【００２３】
本発明の更なる一実施例によれば、分離装置の分離チャンバ６２のディスク６０にある開口７０の位置及びサイズは、有利には、それぞれの応用例ごとに別々に規定されなければならない。分離チャンバ６２のディスクを、ある限定された条件において動的密封として機能させるために、開口７０のサイズは、好ましくは、開口内である程度の圧力損失が生じるようなサイズでなければならないが、一方、開口は、ガスと液体との混合物に混入している可能性のある繊維などの固体が、開口のいずれかを詰まらせる可能性がある程小さくてはならない。更に、開口７０で生じる前記圧力損失は、本発明の一実施例によれば、分離チャンバのディスクのベーン６８によって生成される圧力よりも大きくなければならない。この種の解決策により、ポンプの応用例において、ポンプの吸入圧と分離チャンバのディスクの後ろにあるガス分離空間との間で、確実に適当な差圧が得られるようになる。一方、前記差圧により、多数の応用例において、確実にガス分離装置がガス分離装置として使用でき、すなわち、分離されたガスを大気中に直接放出できるようになる。当然ながら、より困難な応用例では、真空ポンプ又は圧力バルブなどの、何らかの既知の補助装置を使用することが可能である。
【００２４】
全く同様に、ガス分離装置の前壁５０の内縁部５２に対する分離チャンバ６２のディスクの開口７０の相対位置も、個別に規定しなければならない。好ましい一実施例では、開口７０は、内縁部５２の半径方向内側に、すなわちシャフト４２により近いところに位置する。全く同様に、分離チャンバ６２の他方の側にある後側チャンバ６６の後壁の内縁部７６に対する開口７０の相対位置も考慮しなければならない。好ましくは、後壁の内縁部７６は、開口７０の半径方向内側にあるので、開口を貫流するガスと液体との混合物は、ガス放出チャネルに向かって容易には流出せず、液体はベーン６８の到達範囲内に残り、ガスは、シャフト４２に近づいて放出経路を探さなければならなくなる。いずれにせよ、開口７０は、ディスク６０及びインペラ４０のシャフト４２に比較的近いところに位置する。換言すれば、ディスク６０自体の開口７０は、ディスクの中央のシャフト開口に近いところに位置する。当然ながら、開口７０が、ガス分離装置のシャフト４２の外側で、ある距離以内のところに位置すると、開口がシャフト４２の表面上にあった場合よりも大きな遠心力が、開口７０を介して放出される液体に作用するので有利であるが、必ずしもそうする必要はない。更に、前記開口７０はベーン６８の到達範囲内に位置するので、前記ベーンは、放出される液体部分を開口を介して半径方向外向きに移動させることができる。
【００２５】
図３は、本発明の第２の好ましい実施例によるガス分離装置の構造面での解決策を示す。図３に示される実施例は、ガス分離装置の前壁５０の中央開口が比較的大きな直径を有する点で、上記のものと異なる。同様に、突出部８０が、分離チャンバ６２のディスク６０上に、実質的に円筒状に、分離装置のシャフトと同軸に配置されており、前記突出部は、ディスク６０のベーン６８とはディスク上で反対の側に位置し、ディスク６０から、ガス分離装置の前壁５０にある中央開口の内縁部又はリム８２の内側を延びている。ポンプの応用例では、突出部は、ポンプ・インペラ４０の後方ベーン４６まで延びている。ガス分離装置内にある、戻ってくるプロセス液のための流路が、前記内縁部８２とディスク６０の前記突出部８０との間の環状の隙間である場合、その隙間を限定する表面の１つは回転しており、戻ってくる液体中の繊維又は他の何らかの固体物質によってそれが詰まる虞はない。本実施例では、ポンプのインペラの後方ベーン４６は、前記と同様に、インペラのハブ又はそのシャフトまで延びている。
【００２６】
ただし、本発明の別の実施例によれば、遠心ポンプの場合、ポンプ・インペラの後方ベーン４６の軸線方向寸法全体に、又はその一部分まで延びる、ディスク６０の円筒状の突出部８０用の陥凹部を配置することができる。それによって、突出部８０とインペラ４０の背板４４との間の隙間が、少なくともある程度きつく、すなわち小さくなる。
【００２７】
様々な実施例及び遠心ポンプに関して上記で示された装置は、ポンプが始動し、動的密封装置を備えた既知のポンプと同様の方式で液体リングが分離チャンバ内に形成された際に、ガス又はガスを含む液体が、インペラの開口４８を介してインペラ４０の後側まで流れるように動作する。そこでは、ガスは、ポンプのシャフト上の最も低圧の領域に蓄積する。ガス分離チャンバ内では、実質的に同じ液体が、ベーン６８の動作によって分離チャンバ６２のディスクの後側から前側に、また開口７０を介して前側から後側に循環する。ガスが、気泡の外縁部が分離チャンバのディスク６０の開口７０まで延びる程度まで、ポンプのシャフトの周りに蓄積すると、ガスは、開口７０を介してガス放出空間内に、また、そこを介して、例えば配水管（コンジット）７２を介してポンプ外に放出されることができる。
【００２８】
ポンプの吸入圧が変わると、それが液体リングの動作にも影響することにも留意すべきである。ポンプの吸入圧が上昇すると、開口７０の前側の圧力も上昇し、それによって、新しい液体が開口を介して分離チャンバのディスクの後側まで流れることができる。その結果、チャンバ６６内の液体リングの回転半径が減少する。全く同様に、ポンプの吸入圧が低下すると、開口７０の前側の圧力も低下し、それによって、分離チャンバのディスクのベーン６８によって生成される圧力が、ある程度の量の液体を、ポンプの後壁５０の内縁部又はリム５２を回ってポンプの渦形室まで押し流すことができる。
【００２９】
ガス分離装置が遠心ポンプと接続されていない場合も、装置の動作は非常に類似している。実際、装置が別の回転装置と接続されて構成されている場合、動作は実質的に上記のものと同様である。更に、ガスと液体との混合物が流れから直接装置に搬送される場合も、装置の動作は上記のものとはそれほど違わない。例えば、ガスと液体との混合物を、流れ自体の圧力によって、又は場合によってガス分離装置に接続される真空装置（ポンプの応用例でも使用することができる）により生成される差圧によって、流れから直接搬送することができる。それによって、ガスと液体との混合物を、軸線方向に装置に運び、分離装置のディスクの開口７０を介してディスクの後ろの後側チャンバまで案内することができる。後側チャンバ内では、ベーンを有するディスクが混合物から液体部分を分離し、それを、分離装置の前壁を介してプロセス液に戻す。
【００３０】
本発明は、ガス分離装置及び遠心ポンプ全体だけでなく、ガス分離装置の前壁及び分離ロータにも関することにも留意すべきである。本発明の好ましい一実施例によるガス分離装置の前壁は、装置のシャフト用の中央開口を有するディスクと、開口の外側に、壁の半径方向の一方の側で壁の表面から突出するリブとを有し、そのリブは実質的に半径方向、すなわち半径方向であるか又はある程度傾斜若しくは湾曲している。リブは、上記から明らかになるように、組み立てられたガス分離装置において、そのガス分離チャンバ内に位置している。更に、本発明の更なる一実施例では、前壁の外縁に、リブの設けられた壁の表面から軸線方向に延びるリングがあり、前記リングは、ガス分離装置のガス分離チャンバの外周を形成する。
【００３１】
上記の説明から分かるように、従来のガス分離装置よりも大幅に簡単な装置を作製することが可能になった。この装置により、装置の内部／内側チャネル構成を利用することによって、ガスの分離からプロセス液を戻すことが可能になる。上記のことから、異なる状況では、同じ構成要素に異なる用語が使用されることに留意すべきである。換言すれば、ガス分離装置又はチャンバの前壁５０が、遠心ポンプではポンプの後壁としても知られていることがそうである。しかし、上記の説明では、常にポンプの後壁５０又はガス分離装置の前壁５０のどちらかを指しているので、混乱する虞はない。上記のことから、本発明は、いくつかの好ましい実施例のみによって開示されていることにも、やはり留意すべきである。ただし、これらは、それだけで本発明の範囲を規定する特許請求の範囲で規定される範囲から、本発明の範囲を限定することを目的とするものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来技術によるガス分離器の図。
【図２】遠心ポンプと接続された本発明の好ましい一実施例によるガス分離装置の図。
【図３】遠心ポンプと接続された本発明の別の好ましい実施例によるガス分離装置の図。
【符号の説明】
【００３３】
４０  インペラ
４２  シャフト
４４  背板
４６  後方ベーン
４８  開口
５０  前壁（後壁）
５２  内縁部
６０  ディスク
６２  分離チャンバ
６４  前側チャンバ
６６  後側チャンバ
６８  ベーン
７０  開口
７２  チャネル
７４  リブ
８０  突出部
８２  内縁部
【図１】
0004724610.tif 000002
【図２】
0004724610.tif 000003
【図３】
0004724610.tif 000004