(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直な回転軸（Ｒ）を中心にして回転する遠心ロータ（７）と、前記回転軸（Ｒ）を中心にして前記遠心ロータ（７）を回転させる駆動装置（９）と、前記遠心ロータ（７）に連結され、この遠心ロータ（７）から下方に液体（４）の中へ延び、前記液体（４）を、前記遠心ロータ（７）の内部へ汲み上げる管状入口部材（８）とを有する分離装置において、
前記液体（４）内において、前記回転可能な入口部材（８）の少なくとも一部を囲む回転不能の静止壁（１２）と、前記回転不能の静止壁（１２）と前記回転可能な入口部材（８）との間を密封するシール装置（１３）とを備え、
前記回転可能な入口部材は、前記液体から離れる方向に直径が増加する円錐状になっており、
前記遠心ロータ（７）の動作中に、前記回転可能な入口部材（８）と前記回転不能の壁（１２）との間の相対的振り子運動を回避するために、前記遠心ロータ（７）が可とう性の懸架装置（１１ａ）から吊り下げられ、そして前記回転不能の壁（１２）も可とう性の同じ懸架装置（１１ａ）から吊り下げられていることを特徴とする分離装置。
【請求項２】
前記シール装置（１３）が、軸線方向に可動である環状のシール部材（１４）と、前記回転不能の壁（１２）または該壁に連結されている回転不能の部材と前記回転可能な入口部材（８）との間に軸線方向のシール力を作用させる手段（１５）とを有する、請求項１に記載の分離装置。
【請求項３】
前記環状のシール部材（１４）は回転不能であり、かつ前記回転可能な入口部材（８）のシーリング面に対して軸線方向に押しつけられるようになっている、請求項２に記載の分離装置。
【請求項４】
前記回転可能な入口部材（８）の１端面が前記シーリング面を形成する、請求項３に記載の分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、液体から、この液体中に浮遊しており、かつこの液体より軽い固体または液体の粒子および／またはより重い固体または液体の粒子を除去するための分離装置であって、この分離装置には、垂直の回転軸を中心にして回転する遠心ロータと、上記回転軸を中心にして遠心ロータを回転させる駆動装置と、遠心ロータに連結している管状の入口部材であって、遠心ロータから下方に延び、そしてこの入口部材を通して遠心ロータに吸い上げられる上記液体の内部まで入り込んでいる管状の入口部材とが設けられている。
【０００２】
この種の分離装置は、例えば、米国特許ＵＳ１，９２７，８２２号、ＵＳ３，４２４，３７５号または欧州特許ＥＰ０  ０４７  ６７７Ａ２号によって公知である。分離装置は、除去されるべき粒子を含む液体を収容している容器に直接、設置することができる。
【０００３】
このような液体の容器内における液面を常に所定の水位に保つことは、しばしば不可能である。上述の従来から知られている種類の分離装置を使用するとき、管状の入口部材は、このような場合、液体中に多かれ少なかれ浸され液面がかなり低い水位にあるときは、入口部材は液面より下に達してなければならないので、液面が相当に高い水位にあるときには、入口部材の望ましくないほど大きな部分が液体中に浸されることを意味する。
【０００４】
回転可能な入口部材が、上述の液体中に必要以上に浸されるべきではない１つの理由は、これによって、容器内で液体の回転が引き起こされることである。これは、入口部材の吸い上げ効果を減少させ、後に遠心分離器内で液体から分離しなければならない粒子の望ましくない分裂を引き起こす。もう１つの理由は、遠心ロータの運転のために必要以上に大きなエネルギーを要するようになることである。
【０００５】
本発明の目的は、当初に定義された種類の分離装置に関して生じる上述の問題を回避することである。
【０００６】
この目的は、回転可能な入口部材の少なくとも１部を、上記液体中において囲むようになっている回転しない壁と、この回転しない壁と上記回転可能な入口部材との間を密封するようになっているシール装置とを用いる、本発明にしたがって達成される。
【０００７】
本発明によって、液体面の水位に係わりなく、除去される粒子を含む液体と接触している回転可能な入口部材の表面を最小限にすることが可能になる。その結果、容器内に存在し、そして入口部材を通して上方にくみ上げられる液体の回転が最小限になる。更に、本発明によって、入口部材の回転の結果として、入口部材の外側において液体が上方に吸い上げられることが回避される。
【０００８】
シール装置は、適切な構造を有する。例えば、環状であるゴムのいわゆるリップガスケットまたは或る種の弾性材が、回転しない壁によって支持されて、入口部材を囲み、そしてこの入口部材の外側を半径方向において密封するようにすることもできる。代替として、同様な環状のリップガスケットが、遠心力によって、半径方向外側に向かって周囲の回転しない壁に押しつけられるように、回転可能な入口部材に取り付けられるようにしてもよい。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態では、このシール装置には、軸線方向に可動である環状のシール部材と、そして回転しない壁またはこの壁に連結されている回転しない部材と、回転可能な入口部材との間において、軸線方向のシーリング力を発揮させる手段を備えている。シール部材は、入口部材と一緒に回転してもよいが、回転しないで、回転可能な入口部材のシーリング面に、好ましくはその端面に、軸線方向に押しつけられるようになっていることが好ましい。
【００１０】
シール装置については、機能に関して、最善の必要条件を得るためには、もし遠心ロータが可とう性の懸架装置から吊り下げられていれば、回転しない壁も同じ懸架装置から吊り下げられていることである。このようにして、遠心ロータの動作中に、回転可能な入口部材と回転しない壁との間の相対的振り子運動が回避される。
【００１１】
本発明は、添付の図面を参照しながら、以下に説明される。
【００１２】
図１は、分離される粒子を含む液体のための流入口２と、そしてこの液体中に浮遊する粒子が除去された液体のための流出口３とを有する容器１を示す。この容器１の中には液体４があって、この液体中において、ある種の比較的に軽い粒子は表層に蓄積され、そしてある種の比較的に重い粒子は底層に蓄積されている。
【００１３】
容器１は、開口部６を有する上部の壁５を有する。壁５には、本発明にしたがった分離装置が取り付けられ、この装置は下に延びて容器内に達している。分離装置には、遠心ロータ７と、この遠心ロータに連結されている入口部材８と、遠心ロータ７を回転させるためのモータ９と、そして垂直の回転軸Ｒを中心にした入口部材８とを有する。
【００１４】
管状でありそして幾らか円すい形でもある、入口部材８は、ロックリング１０によって遠心ロータに連結され、そして液体４の中に浸されるように、容器１内で下方に延びている。遠心ロータ７および入口部材８は双方とも、静止しているケーシング１１により囲まれており、このケーシング１１もまた、入口部材８の周囲において液体４の中に浸されるように、容器１内で下方に向かって延びている。
【００１５】
分離装置の全体は、ケーシング１１を含めて、容器の壁５の上側にある懸架装置１１ａに、たわむように吊り下げられている。したがって、もし遠心ロータ７およびその入口部材８が、動作中に、振動するか、または小さな振り子運動を行うならば、ケーシング１１もまた同じように動くことになる。
【００１６】
入口部材８に最も近く、ケーシング１１は円筒形の周壁１２を形成し、この周壁は、容器１の液体がない部分から液体４にまで下方に延びている。周壁１２は、その下部にシール装置１３を保持しており、このシール装置は、静止している周壁１２と回転可能な入口部材８との間を密封するようになっている。
【００１７】
図２に最もよく示されているように、シール装置１３は、軸線方向に可動のスリーブ状のシール部材１４を有する。シール部材１４は、その上部１４ａにおいて、その外周を密封するように円筒形の周壁１２の内側に接している。周壁１２に連結されている環状のフランジ１６の上に設けられているコイルスプリング１５によって、図２に示されているように、シール部材１４は軸線方向上方に押し上げられている。このため、シール部材１４の下部１４ｂは、回転可能な入口部材８の最低部に連結されている、もう１つのシール部材１７に対して軸線方向に押しつけられている。したがって、これらのシール部材１４と１７は、それぞれ軸線方向に向いているシール面を介して互いに接している。
【００１８】
シール部材１４の下部１４ｂは、中央の貫通孔を有し、この貫通孔には、容器１内に存在する液体の回転を分離装置の下において妨げるために設けられているウイング１８によって架橋されている。ウイング１８の延長部は、図５にも示されている。
【００１９】
図３は、図２の線Ａ−Ａにそって切断された入口部材８の断面図を示す。図示されているように、入口部材８は３つの内部ウイング１９を有し、これらのウイング１９は、入口部材８全体を通って遠心ロータ７まで半径方向および軸線方向の双方に延びている（図１参照）。内部ウイング１９は、分離装置の動作中に、液体を入口部材８の回転に同伴するようになっている。
【００２０】
図４は、図２の線Ｂ−Ｂにそって切断されたケーシング１１の断面図を示す。このケーシングはその外側にウイング２０を有し、これらのウイングは、半径方向外側および軸線方向の双方に延びており、そして容器１内の液体の回転を妨審することをその目的としている。
【００２１】
図１および２に示されているように、ケーシング１１内にはスペース２１が画されており、このスペースは、３つの流路２２によって、分離装置の下にある容器１の内部に連通している。
【００２２】
遠心ロータ７は、異なる構造を有する公知の種類の適宜な遠心ロータと交換することができるので、以下に詳細に説明されることはない。適宜な遠心ロータの詳細な説明に関しては、例えば、欧州特許ＥＰ３１２，２３３Ｂ１号、ＥＰ３１２，２７９Ｂ１号、国際特許ＷＯ９６／３３０２１号およびＷＯ９６／３３０２２号を参照できる。
【００２３】
入口部材８と遠心ロータ７との間の連結域において、遠心ロータ内に入口チャンバ２３が画されている。この入口チャンバ２３は、流入路２４を介して、分離チャンバ２５と連通している。遠心ロータ７は、分離された比較的に軽い液体のための出口２６と、そして分離された比較的に重い液体のための出口２７とを有する。
【００２４】
周囲のケーシング１１は、遠心ロータから出る、分離された軽い液体のための受入れチャンバ２８と、そしてそこからの出口２９とを有する。更に、ケーシング１１は、遠心ロータから出る、分離された重い液体のための受入れチャンバ３０を有する。受入れチャンバ３０は、ケーシング１１内の上記スペース２１に連通している。
【００２５】
上述の分離装置は、分離される液体よりも軽い液体粒子と当該液体よりも重い固体粒子との双方を含む液体を分離する際に、以下のように作動する。
【００２６】
遠心ロータ７と回転軸Ｒの周りでこのロータに連結されている入口部材８とを駆動させるために、モータ９が始動されると、入口部材８が吸い上げ部材として作動するので、液体４から遠心ロータに液体が吸い上げられる。図１および２に示されているように、入口部材８の内部に、ほぼ円筒形の液面が形成され、この液面は、入口部材の下部から遠心ロータの入口チャンバ２３までずっと延びている。このように、入口部材８の中に形成され、そして内部ウイング１９（図３参照）によってこの部材８の回転に同伴される液体は、図１および２に矢印によって示されているように、軸線方向上方に向かって流動する。入口部材８の中央には、空気を満たされているスペースがあり、必要なら、このスペースは入口部材８の周囲にある空気と連通していてもよい。この目的のために、入口部材８は、入口部材の中心から入口部材の外側まで半径方向外側に向かっての延びている細い管を有してもよい。この種のパイプは、図１では入口部材８の上部に点線で示されている。
【００２７】
入口部材８を通って遠心ロータ７の入口チャンバ２３に入る液体は、このチャンバから流入路２４を通って分離チャンバ２５に導かれる。このチャンバ２５中には、１群の円すい形の分離ディスクが配置されており、これらのディスクはその間に薄い分離スペースを形成する。軽い液体粒子は遠心力によって遠心ロータの回転軸に向かって移動させられ、そして連続相に合体した後に、出口２６を通って排出されるが、他方、重い固体粒子は分離チャンバ２５の半径方向最外側部分に向かって移動させられ、ここで遠心ロータの周壁に堆積するので、分離スペースにおいて、液体に浮遊している様々な種類の粒子は分離される。このように粒子が分離された液体は先ず、遠心ロータの回転軸から離れる方向に流動して上記分離スペースから外に出て、その後１つ又はそれ以上の捕集流路を通って再び回転軸に向かい、分離された比較的重い液体のための遠心ロータ出口２７に至る。
【００２８】
これに対して、分離された比較的に軽い液体はケーシング１１の出口２９を通って特定の受器に導かれるが、粒子が除かれた液体は、出口２７から容器１内の液体４に戻るように導かれる。こうして、粒子を除かれた液体は受入れチャンバ３０を通ってケーシング１１内のスペース２１に導かれ、そして、ここから流路２２を通って液体４に導かれる。
【００２９】
もし、より重い液体から分離された軽い液体の量が少ないときは、液体４から遠心ロータ７に吸い上げられる液体とほぼ同じ量の液体の流れが液体４に戻される。図１および２に示されているように、スペース２１と周囲の容器１の液面間には、一定の水位の差が生ずる。
【００３０】
入口部材８を囲み、そしてシール装置１３の一部を支持する、静止している周壁１２は、必ずしもケーシング１１により支持される必要はない。代替として、この壁１２は、容器１により支持してもよい。しかしながら、図に示されている配置は、シール装置１３の機能にとって有利である。したがって、共働するシール部材１４および１７は共に、同一の懸架装置に取り付けられることが、１つの利点になる。回転可能な遠心ロータ７のための懸架装置が可とう性を有すると、シール装置１３の回転部分も、可とう性を有するように吊り下げられる。従ってシール装置の回転しない部分も可とう性をもって吊り下げられる。
【００３１】
上述のように、本発明による分離装置は、液体より重い粒子あるいは液体より軽い粒子のいずれを除去するにしても、これに係わりなく液体の分離のために用いることができる。もちろん、その時遠心ロータの構造は、当該の分離効率に適合していなければならない。また、液体から分離される粒子は、それが固体にしろ液体にしろ、当該の液体自体よりも貴重であり、したがって、分離作業は本当は液体浄化作業と呼べないようなこともあり得る。更に、粒子を除去された液体が容器１に戻されることは、本発明の必要条件ではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による分離装置と、この分離装置によって浄化される液体を収容する容器とを示す。
【図２】  図１における分離装置の一部を拡大して示したものである。
【図３】  図２における対応する線にそって切断された断面Ａ−Ａを示す。
【図４】  図２における対応する線にそって切断された断面Ｂ−Ｂを示す。
【図５】  図２における対応する線にそって切断された断面Ｃ−Ｃを示す。
【図１】
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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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