(57)【要約】本発明は１つ以上の成分を液体の流れから分離するプレート型回転分離機と方法に関する。本発明のプレート型回転分離機は汚れ除去の際に展開することのできるプレートを備える。
2010532257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能なキャリヤ（１、２）および１つ以上の曲面プレート（６）を持つプレート型回転分離機であって、
前記１つ以上のプレートは第１のキャリヤ（１）により支持され、柔軟性を持って第２のキャリヤ（２）に結合されており、
隣接する曲面プレート間および前記第１のキャリヤと第２のキャリヤの間で閉鎖空間が定められているプレート型回転分離機。
【請求項２】
請求項１に記載の分離機において、
前記プレートの少なくとも一部は柔軟性のある材質で作製されている分離機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の分離機において、
前記プレートの少なくとも一部は回転可能に前記第２のキャリヤ（２）に結合されている分離機。
【請求項４】
請求項３に記載の分離機において、
前記プレート（６）は剛性のある材質で作製されており、これらのプレート（６）は前記第２のキャリヤ（２）に対し旋回可能である分離機。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のプレート型分離機において、
前記分離機は更に、密閉されたドラム形状の第１のキャリヤ（１）を備え、回転軸を中心として回転可能に駆動されるプレート型分離機。
【請求項６】
請求項５に記載のプレート型分離機において、
前記分離機は更に、前記第１のキャリヤ（１）に同軸に設けられた第２のキャリヤ（２）を備えるプレート型分離機。
【請求項７】
請求項６に記載のプレート型分離機において、
前記１つ以上のプレートは前記第２のキャリヤ（２）に取付けられており、これらのプレートは少なくとも部分的に前記第２のキャリヤ（２）から前記第１のキャリヤ（１）に向かって延在しているプレート型分離機。
【請求項８】
請求項５から７のいずれか１項に記載のプレート型分離機において、
前記第２のキャリヤ（２）の一端に供給手段が設けられ、前記第２のキャリヤ（２）の他端に排出手段が設けられているプレート型分離機。
【請求項９】
請求項５から８のいずれか１項に記載のプレート型分離機において、
前記第２のキャリヤ（２）の径方向と前記プレートの接線方向の間の角度αは、前記第２のキャリヤに設けられた前記プレートのジョイントにおいて０°より大きいプレート型分離機。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載のプレート型分離機において、
前記１つ以上のプレートは曲面すなわち所定の弧の形状となっているプレート型分離機。
【請求項１１】
請求項７から１０のいずれか１項に記載のプレート型分離機において、
前記１つ以上のプレート（６）は柔軟性のあるジョイントによって前記第２のキャリヤ（２）に取付けられているプレート型分離機。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載のプレート型分離機において、
前記プレートは少なくとも２つの異なるプレート列を備え、少なくとも１つのバッフルプレートが２つのプレート列の間の空間に設けられており、好ましくは円形のバッフルプレートが設けられているプレート型分離機。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載のプレート型分離機において、
前記柔軟性のあるプレートは弾性があり、すなわち変形後に元の形状に戻るプレート型分離機。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載のプレート型分離機において、
前記第２のキャリヤに設けられた前記プレートのジョイントにおける、前記第２のキャリヤの径方向とプレートの接線方向との間の角度αは５〜８５°であり、更に好ましくは１０〜４５°であるプレート型分離機。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項に記載のプレート型分離機において、
前記分離機の前記供給手段の近くに、回転可能に設計されたドラム形状のブラシが設けられているプレート型分離機。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１項に記載のプレート型分離機において、
前記分離機の前記供給手段の入口に対して反対側に、更に、回転可能に設計されたドラム形状のブラシが設けられているプレート型分離機。
【請求項１７】
低濃度相から高濃度相を分離する方法であって、
請求項１から２２のいずれかに記載の分離機を準備するステップと、
前記分離機に２相流を供給するステップと、
前記第１のキャリヤと第２のキャリヤ、およびこれらの間のプレートを回転することによって、前記高濃度相を収集するステップと、
前記供給を停止するステップと、
前記分離機から前記低濃度相を除去するステップと、
前記第１のキャリヤをスライドして取り外して、前記分離機を開放するステップと、
前記第２のキャリヤとこれに接続された分離プレートとを回転することによって、前記プレートを展開するステップと、
前記展開したプレートから放出される前記高濃度相を収集するステップと、を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は１つ以上の成分を流体（ガス、液体またはこれらの組み合わせ）の流れから分離するプレート型回転分離機と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体（ガス、液体またはこれらの組み合わせ）から成分を分離するための装置は技術的に公知である。１つの種類の分離装置は異なる液体および／または固体を液体または液滴から、または粒子をガスから固有の重力の違いによって分離する。例えば沈降分離槽においては、重力を駆動力として利用することにより、この種の分離技術が適用されている。小さな粒子または液滴が流体またはガスに分散している場合のような特定の利用では、重力はこれらの異なる相を分離するには不十分である。分離を改善するために、遠心力が用いられる。例えば、乳業においては全乳から脂肪粒子を分離するために、遠心分離機が適していることが分かっている。この高速回転速度のおかげで、これらの装置の遠心加速度は重力加速度より数桁大きいものとなっている。これにより分離速度は非常に大きく、分離効率は非常に良い。これらの遠心分離機の効率をさらに増大するために、これらの遠心分離機には内部装置が設けられている。これらの内部装置は乱流を防ぎ、そして有効面積領域を増加させることにより、この効率を増加する。最も頻繁に用いられる内部装置はプレートを異なる形状および大きさとしたものである。
【０００３】
ロバート・プラット（Robert Plat）氏は彼の博士論文「プレートパック内部装置を備えた重力および遠心力による油−水分離装置（“Gravitational centrifugal oil-water separators with plate pack internals”）」, デルフト工科大学、１９９４年（ISBN:90-6275-985-8）で、分離技術の中で、種々の配列形状のプレートパックを含むプレートパック遠心分離機を記載している。プラット氏により詳細に説明されている１つの特定の形状は回転軸に平行に配列されたプレートのセットである。これらの遠心分離機におけるこれらのプレートは径方向に対して斜めに設置されている。
【０００４】
この装置の長所は、汚水供給の流れ方向が回転軸に平行または実質的に平行であることである。この結果汚水の逆流は無いか、または無視できる。この逆流は、プラット氏の博士論文の付録Ｄに記載されているように、例えば積層ディスク遠心分離システムの欠点である。汚水の逆流が存在しないため、この装置は供給流、異なる各成分の密度、および異なる各成分の粘性にあまり依存しない。
【０００５】
径方向のプレートに関し、このプレート間の距離は径方向外側に向かって大きくなる。プレートパックの径方向外側に進入する液滴は、プレートの表面に達するまでプレートパックの径方向内側から進入する液滴より長い距離を移動する。連続相の流速はプレート間の距離と共に増加するので、プレートパックの径方向外側に進入する液体は滞留時間が比較的短くなる。沈殿距離が長くなると共に、これは径方向外側での分離効率に悪影響を与える。このためプラット氏は平板のプレートの代わりに曲面のプレートを用いることを提案しており、これによりプレートはおおよそ等間隔となる。
【０００６】
プラット氏により記載された装置の重大な欠点は汚れ除去が非常に難しいことであり、とりわけプレートパックから付着した固形物を除去することが困難である。曲面形状のプレート間隔が比較的小さいため、プレートパックの汚れ除去は困難である。この曲面形状は、プレートパックの回転軸の方向以外の方向から、プレート間の空間にスクレーパを入れることを困難にする。プラット氏は彼の博士論文でこのことを認めており、汚れ付着によるプレートパックの目詰まりがしばしば問題であり、とりわけ衛生面から食品工業において問題であると述べている。従来と同等以上の分離効率を持つ装置で、簡単に汚れ除去ができるものが望まれている。
【０００７】
更に、この装置では貴重な重金属を分離するために複雑な手順を要することが不利な点となっている。
【０００８】
他の型式の分離装置が英国特許公開公報ＧＢ−１４７６６７０Ａに記載されており、これは径方向の羽が取付けられた内部キャリヤを持つ分離装置を開示している。この内部キャリヤおよび羽は回転可能に外部容器に取付けられており、この外部容器は羽および内部キャリヤと独立して回転することができる。分離の間、外部容器は回転され、分離装置に進入する液体は外側容器の回転動作によって同様に回転される。この液体の回転動作は内部キャリヤと羽を引きずる。このようにして通常動作中は、この内部キャリヤは外部容器とほぼ同じ速度で回転している。この装置の汚れ除去を行う必要がある場合は、内部キャリヤの動きをブレーキによって急激に停止する。このブレーキ動作により、羽は外部容器の内面にそってワイピングし、これにより乱流が発生する。この乱流は外部容器の内側で発生する目詰まりをほぐす。しかしながら、羽への目詰まり自体はこの動作によっては解消されず、これがこの装置の欠点となっている。
【０００９】
英国特許公開公報ＧＢ−１４７６６７０Ａの装置の更にもう１つの欠点は、回転する外部部品と内部部品の間の複雑なシーリングである。更にもう１つの欠点は目詰まりの除去が困難であることである。もし固着した物質が貴重で再処理可能な物質である場合、この装置はこの固体相を除去するために液相を必要とするので、適した装置ではない。
【００１０】
更にもう１つの分離装置が国際出願公開公報ＷＯ−Ａ−９９／５４０２１に記載されている。この国際出願公開公報は、円盤形状の柔軟性のあるプレートを積み重ねたセットを備えた回転型のセパレータを開示している。プレートの汚れ除去を行うためには、分離機は静止していなければならない。重力によって分離プレートは下方に曲がり、これによって分離プレートは互いに擦り合う。この擦り合いの動きがプレートの汚れ除去を充分に行うことが開示されている。
【００１１】
この分離装置の欠点は固形物を分離機から回収することを非常に困難にしていることである。更なる欠点は、装置が稼働していない時、この柔軟性のあるプレートが互いに付着することである。
【００１２】
もう１つの分離装置がソビエト連邦特許公開公報ＳＵ−１３６９８１０Ａに記載されている。この分離装置には、柔軟性のある分離プレートが取り付けられた第１のキャリヤが設けられている。この分離プレートは、第１のキャリヤに対し所定の角度で回転することができるカップのスリットを通して伸びている。カップを回転することにより、このスリットはキャリヤに対し相対的に動き、そしてプレートの表面に沿ってスライドする。これはプレート上での汚れ除去動作を行い、プレートはワイピングにより汚れ除去される。
【００１３】
この装置もまた固形物を分離機から回収することにあまり適していない。このワイピングおよび汚れ除去動作でも、汚れ除去には液相が必要であり、これによって貴重な固形物を再溶解することになる。このワイピングするカップの更なる欠点は、プレートにスペーサまたはコーキングを用いることができないことである。これはスペーサまたはコーキングが、ワイピングするカップのスリットでプレートがスライドすることを妨げるからである。スペーサを用いないと、高速回転においてこの柔軟性のあるプレートが変形する可能性があり、これによって分離機の性能が劣化するからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は従って、上記の既知の分離機を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らはこの課題が、固形物を放出する（汚れ除去を含む）際に展開するプレートを用いることにより解決されることを見出した。これはプレートに少なくとも部分的に柔軟性を持たせ、および／またはこのプレートを中央のキャリヤに回転可能に結合することにより達成される。必要であれば各々のプレートは、ピボット回転する第２のプレートによって延伸されてよく、外側キャリヤの半径に沿うように曲がり、これによって堆積した固形物が外側キャリヤに付着することが避けられる。
【００１６】
本発明は液体供給流の処理に適用することを中心としているが、本発明は液滴または粒子のガス流からの分離、例えば排気ガス流から粒子状物質をろ過することにも同様に適用できる。
【００１７】
このように、本発明の第１の態様は、回転可能な曲面キャリヤと１つ以上の曲面プレートを持つプレート型の回転分離機を対象とし、ここで１つ以上の曲面プレートは柔軟性を持って第２のキャリヤに結合され、そして第１のキャリヤによって支持されており、閉じ込め空間は隣接する曲面プレートと第１のキャリヤおよび第２のキャリヤによって定められる。
【００１８】
本発明の第２の態様では、柔軟性のある延長部を曲面プレートに使用することにより、第１のキャリヤの内側表面の大部分をカバーする。
【００１９】
本発明の１つの実施形態では、回転分離機は供給流から１つ以上の成分を分離するための装置であり、密閉されたドラム形状の第１のキャリヤと、回転軸により駆動される第１のキャリヤに同軸に設けられた第２のキャリヤとを備え、この第２のキャリヤには１つ以上の曲面プレートが取り付けられており、これらのプレートは所定の弧を持って前記第２のキャリヤから前記第１のキャリヤに向かって延在しており、第２のキャリヤの一方の終端に供給手段が設けられ、このキャリヤのもう一方の終端に排出手段が設けられた装置において、前記１つ以上のプレートは少なくとも部分的に柔軟性があり、および／または回転可能に第２のキャリヤに結合されていることを特徴とする。これらのプレートは好ましくは曲面である。本発明の１つの実施形態では、このプレートは柔軟性のある延長部を持つ。
【００２０】
更なる有利な実施形態は本明細書および付記された請求項に記載されている。
【００２１】
本明細書で用いられている「柔軟性を持って結合され」という表現は、移動、回転、弾性的曲げまたは弾性的延伸が可能なあらゆる結合を意味し、動き、回転曲げまたは延伸は可逆的であり、これにより結合された部品の元の配置が再設定可能である。柔軟性を持った結合は蝶番のような結合、柔軟な部品の曲げ、または他の屈曲または回転結合である。
【００２２】
本明細書で用いられている「柔軟性のある材質」という表現は、弾性的なあらゆる材質を意味し、これは変形した後で元の形状を保持することを意味する。これらの材質は一般的に弾性率が低く、一般的にこの弾性率は１０ｋＮ／ｍｍ２より小さく、好ましくは７ｋＮ／ｍｍ２より小さく、さらに好ましくは０．１−５ｋＮ／ｍｍ２であり、そして一般的には１０％より大きい弾性限界を持ち、好ましくは５％より大きく、更に好ましくは０．０１−２％である。小さな弾性率は簡単に変形可能であることを意味し、材質を変形するのに大きなな力は必要としない。大きな弾性限界とは１つ以上の方向で１０％以上の変形が、弾性変形領域（これはフック領域として知られている）を越えないで可能であることを意味する。この領域内の物体のいかなる変形も、変形力が解放された後は、この物体が元の形状に戻るという効果を持つ。柔軟性のある材質の例はゴムであり、シリコンゴム、天然ゴム、ブタジエンゴム、種々の弾塑性材質等、のようなものである。また、他の合成弾性材質または天然弾性材質も使用できる。これらの材質は通常１ｋＮ／ｍｍ２以下の弾性率を持ち、充分１００％を越える弾性限界を持つ。
【００２３】
本明細書で用いられている「固い材質」という表現は、剛性のある、変形することが難しい材質を意味し、とりわけ曲げが難しいものを意味する。これらの材質は通常低い弾性率を持ち、通常５０ｋＮ／ｍｍ２より大きく、好ましくは７５ｋＮ／ｍｍ２より大きく、更に好ましくは１００−１２００ｋＮ／ｍｍ２より小さい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
理解を助けるためインタフェース装置の例を以下の図を用いて説明する。
【図１】図１は本発明の第１の実施形態による分離機の内部部品の概略の斜視図であり、特に第２のキャリヤ２を示す。
【図２】図２は本発明の第１の実施形態による分離機を、部分切断した概略の斜視図である。
【図３】図３は本発明の第１の実施形態による分離機の、プレートの配置を示す、概略の斜視図である。
【図４】図４は本発明の第１の実施形態による内側キャリヤにおける、プレートの配置を示す、概略の斜視図である。
【図５】図５は本発明の第１の実施形態によるプレート分離機を部分切断した、概略の斜視図である。
【図６】図６は本発明の第２の実施形態によるプレート分離機を部分切断した、概略の斜視図である。
【図７】図７は本発明の第３の実施形態によるプレート分離機を部分切断した、概略の斜視図である。
【図８】図８は本発明の第１の実施形態による分離機の内部プレートの、概略の上面図である。
【図９】図９は本発明の第１の実施形態による汚れ除去中の分離機の内部プレートの、概略の上面図である。
【図１０】図１０は本発明の第３の実施形態による分離機の内部プレートの、概略の上面図である。
【図１１】図１１は本発明の第４の実施形態による分離機の内部プレートの、概略の上面図である。
【図１２】図１２は本発明の第５の実施形態による分離機の内部プレートの、概略の断面図である。
【図１３】図１３は本発明の第５の実施形態による汚れ除去中の分離機の内部プレートの、概略の断面図である。
【図１４】図１４は動作中の分離装置の、概略図である。
【図１５】図１５は本発明の第６の実施形態による分離機の細部を含む概略図である。
【図１６】図１６は本発明のもう１つの実施形態による分離機の細部を含む概略図である。
【図１７】図１７は本発明の更にもう１つの実施形態による分離機の細部を含む概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本明細書では、同じまたは対応する部品には、同じまたは類似の参照記号を付す。ここに示す実施形態はいかなる方法または形態においても本発明を限定するものではない。
【００２６】
図１は本発明の装置の第２のキャリヤの斜視図を示す。この第２のキャリヤはフランジ３と４をそれぞれキャリヤ２の中央胴体部５の両側に備える。キャリヤ２は仮想的な軸１０の回りに回転することができる。
【００２７】
図２は分離機を示し、ここで第２のキャリヤは第１のキャリヤ１の中に同軸に設置されることができる。第１のキャリヤは密閉されたドラムの形状である。両方のキャリヤは、仮想的な軸１０の回りに回転することができる回転軸（図示せず）を中心として回転することができる。
【００２８】
図３は複数の曲面プレート６の正面図を示し、この曲面プレート６は第２のキャリヤ２と組み合わせて用いることができる。図２に示す実施形態で複数の曲面プレート６はプレートパックとして組み上げられ、このプレートパックは、図４に示すように、第２のキャリヤの中央胴体部５に簡単に取り付けることができる。複数の曲面プレート６は好ましくは第２のキャリヤに均等に分布され、すなわち実質的に等間隔となっている。プレート６はフランジ３とフランジ４との間に取り付けられる。図５は本発明の装置を示し、この装置は第１のキャリヤ１と第２のキャリヤ２を備え、第２のキャリヤ２には複数の曲面プレート６が取り付けられている。
【００２９】
図６は本発明の１つの実施形態を示し、ここでは複数の曲面プレート６が多数の異なる列のプレート６、６’、６’’、および６’’’、更に具体的には４つの異なる列のプレートを備える。図７に示すように、異なる列のプレート６、６’、６’’、および６’’’の間の空間には、１つ以上のバッフルプレート７、例えば円形のバッフルプレート７が設けられている。本装置に設けられるバッフルプレートの直径は異なっていてもよい。
【００３０】
図８は本発明の装置の上面図であり、曲面プレート６を持つ第２のキャリヤ２を示す。この図は第２ののキャリヤ２に対するプレートの位置形状を明瞭に示す。第２のキャリヤ２の径方向８とプレート６の接線方向９の間の角度αは、キャリヤ２の中央胴体部５に設けられたプレート６のジョイント１２において０°より大きくなければならない。このようにして、本発明により、曲面プレート６は第２のキャリヤに放射状に取り付けられるのではなく、角度αを持って取り付けられる。
【００３１】
図９は第２のキャリヤの中央胴体部に取り付けられた柔軟性のあるプレート６の断面図で、このプレート６の汚れ除去の際の状態を示す。汚れ除去の際、プレート６が設けられたキャリヤ２は第１のキャリヤから軸方向に取り出される。このキャリヤ２はプレート６から汚物を除去するように回転される。遠心力によってプレート６は放射上に外側向きに伸展するようになり、または殆ど放射状に外側向きとなる。プレート６の柔軟な変形により、汚物は簡単に振り落とされる。
【００３２】
図１０は本発明の１つの他の実施形態の分離装置で唯１つのプレートを持つものを示す。プレート６は第２のキャリヤ２の中央胴体部５の回りに巻き付けられ、複数のスペーサ１１によって間隔が維持され、これらのスペーサは通常各々のプレートの表面に設けられている。このプレート６の汚れ除去動作の際は、プレートは遠心力または他の手段によってほどかれる。
【００３３】
図１１は本発明のもう１つの他の分離機を示し、この分離機ではプレート６は第１のキャリヤ１に結合されている。図１１に示すように重なったプレートの汚れ除去の際は、プレート上の汚物は遠心力によりプレート同士が密に押し付けられることによって除去され、こうしていかなる汚物も絞り出される。
【００３４】
図１２は本発明の更にもう１つの他の実施形態の分離機を示す。この実施形態では、複数のプレート６は第２のキャリヤ２の中央胴体部５の回りに、ディスクボウル型遠心分離機のプレートのように配置される。この場合もまた、複数のプレート６は柔軟性のある材質でできている。この場合、図１３に示すように、汚れ除去の際は遠心力によって、この複数のプレート６は平たい円盤形状を形成するようになる。これによって同様に汚物は簡単に除去されるが、これは複数のプレート６がほぼ平たい円盤形となり、これによって他のプレートの妨害が避けられるからである。
【００３５】
図１４は動作中の分離機の概略図である。動作中は、この装置の１つの端部１６にある供給手段を介して回転している分離機に供給される供給流１３は、この装置のもう１つの端部に設けられた排出手段１４、１５に向かって、回転軸１０に対し、平行に、または実質的に平行に流れる。好ましくはこの装置は少なくとも２つの排出手段１４、１５を持ち、１つの排出手段１４は第１のキャリヤの壁１８の近くに設置され、これによって重い部分を排出するの適しており、もう１つの排出手段１５は第２のキャリヤ２の中央胴体部５の近くに設置され、これによって軽い部分を排出するのに適している。
【００３６】
供給流１３（これは液体、ガス、懸濁液、または分散液であってよい）は柔軟性のある複数のプレート６の間で遠心力を受ける。遠心力の影響の下で、供給液の１つ以上の成分は第２のキャリヤ２の中央胴体部５に向かって移動するか、または回転軸から遠ざかり、外側の第１のキャリヤ１の壁１８に向かって移動するが、これはこれらの成分の固有の重量と周囲の成分の固有の重量との相対的関係に依存する。供給液１３はこのようにして種々の成分の固有の重量に基づいて分離される。とりわけ本発明の装置は２つの異なる液体の混合物の分離、分散液または混濁液からの固形物の分離、および２つの異なる液体の混合物からの固形物の分離に適しており、２つの異なる液体を、任意で同時に分離するものである。
【００３７】
図１５は本発明の第５の実施形態による分離機を開示し、ここでは複数のプレート６が固い材質、例えばステンレス鋼で、できており、この複数のプレート６は曲面状であり、キャリヤ２の中央胴体部５に蝶番１９で結合されている。蝶番１９は係合する部品２１および２２を持ち、係合部品２１はキャリヤ２の中央胴体部５に結合されており、係合部品２２はプレート６に結合されている。係合部品２１および２２はピン２０によって互いに保持されている。ピン２０の回りに、これらの係合部品２１および２２は、互いに相対的に回転可能である。通常の分離動作の際には、プレート６はキャリヤ１内に収まるように、互いに密に配置される。汚れ除去動作の際、外側キャリヤ１が取り外され、プレート６の付いたキャリヤ２が回転されると、これらのプレートは遠心力によって外側に伸展し、これによりプレート上の汚物は容易に除去される。
【００３８】
図１６は複数の曲面プレート６を持つ中央胴体部５を示し（ここでは曲面プレート６は１つのみ示す）、曲面プレート６は柔軟性のある結合部２３を介して第２の曲面状の柔軟性のあるプレート（またはフラップ）２４に結合されている。この実施形態では、複数の柔軟性のあるプレート２４は集合的に、キャリヤ１の内面の少なくとも一部、好ましくは全体を覆っており、好ましくは全長（または全高、図１６の垂直方向の大きさに対応する）に渡り伸びている。この構造の有利な点は第１のキャリヤ１の内側の表面に沈着する物質が積み重なることが避けられることにあり、これは沈着した物質は第１のキャリヤ１の内側に対してではなく、柔軟性のあるプレート２４に対して積み重なるからである。このようにして第１のキャリヤ１の表面における沈着物の積み重なりは、柔軟性のあるプレート２４によって効果的に防止される。この結果キャリヤ１を摺動させて取り外すことはもっと容易になる。これは第１のキャリヤ１に沈着した物質が無い場合はこの摺動力は大幅に小さいからである。この構造の１つの実施形態では、曲面状プレートの量および柔軟性のあるプレート２４の大きさは、曲面状の柔軟性のあるプレート２４の全幅が揃ってキャリヤ１の内面を周方向に覆うように選択される。好ましくはこの実施形態では、柔軟性のあるプレート２４の長さ（すなわち高さ）はまた、キャリヤ１の全長を覆うような長さであり、これにより基本的にキャリヤ１の内側表面領域の全てが覆われるようになる。言い換えれば、この実施形態では、各々の柔軟なプレート２４の長さはキャリヤ１の内径にπを掛けたものを柔軟性のあるプレート２４の数（すなわち曲面状プレートの数）で割ったものである。
【００３９】
１つ以上の成分が供給流から分離され、装置内に保持される場合、この１つ以上の成分を装置から取り出すことが可能となる。このため、第１のキャリヤ１は、この分離機の第２のキャリヤ２から軸方向に取り外される。これによって、第１のキャリヤ１の壁に付着した成分の除去または分離を行うために、第１のキャリヤ１に到達可能となる。
【００４０】
キャリヤ１の壁に物質が付着することを避けるために、この壁は第２の曲面状のプレート２４で覆われる。第２の曲面状の柔軟性のあるプレート２４は、第１のキャリヤ１の半径と同様かまたは殆ど同様の曲率を持つ。
【００４１】
本発明の重要な有利な点は、柔軟性のあるプレート６の表面および第２の柔軟性のあるプレート２４の表面に保持される成分は、もしこれらがあれば、複数のプレート６および任意の第２のプレート２４を持つ第２のキャリヤ２を第１のキャリヤ１の無い状態で高速回転することによって、容易に除去または分離できることである。これは柔軟性のあるプレート６および任意の第２のプレート２４を、回転軸１０に対して少なくとももっと放射状に変形させる。プレート６および任意の第２のプレート２４の変形は、プレート６および任意の第２のプレート２４に強く付着した固形成分がプレート６および任意の第２のプレート２４から切り離される効果を持つ。同時にこの遠心力はこれらの成分を柔軟性のあるプレート６および任意の第２のプレート２４から飛び出させる。放出されたこれらの成分は、例えば別の容器に集められる。プレートの変形はこれらの成分のプレート６および任意の第２のプレート２４からの放出に顕著に寄与するので、プレート６および任意の第２のプレート２４を持つ第２のキャリヤ２を従来技術で用いられたものより遥かに低い回転速度で回転させることができる。
【００４２】
更に、分離プロセスの際には成分が集められる、第１のキャリヤ１と、２つのプレート６および任意の第２のプレート２４と、第２のキャリヤ２とで囲まれた体積は、成分の切り離しの際には大きくなる。このようにして成分の切り離しプロセスの際に、集積した成分をウェッジング（wedging）により除去することが避けられる。
【００４３】
好ましくは、プレート６は弾性材質から製造され、このプレート６が変形後は元の形状に戻るようにされる。プレート６からの成分の切り離しと除去の後、これらのプレートは元の形状を取り戻す。第２のプレート２４が有る場合は、同様の理由から、これらは好ましくはプレート６と同じ材質で製造される。
【００４４】
これは特に、この分離装置の第１のキャリヤ１の中に第２のキャリヤ２を再設置する際に有利である。汚れ除去の際に遠心力下で、プレート６が伸展することは有利である。この伸展は更にプレート６の表面の汚物の除去を可能とする。これは第２のプレートの２４が有る場合にも同様に有利である。
【００４５】
本発明の１つの好ましい実施形態では、プレート６は第２のキャリヤ２にフレキシブルジョイント１２によって取り付けられる。このようなフレキシブルジョイント１２は、プレート６から成分が切り離される際に回転軸と回転の軸１０に対し、プレート６が放射状となることに寄与する。このフレキシブルジョイントは例えば蝶番の接続も可能である。
【００４６】
本発明の１つの好ましい実施形態では、第２のプレート２４はプレート６の上にフレキシブルジョイント２３によって取り付けられる。このようなフレキシブルジョイント２３は、プレート２４から成分が切り離される際に回転軸と回転の軸１０に対し、プレート２４が放射状となることに寄与する。このフレキシブルジョイントは例えば蝶番の接続も可能である。
【００４７】
汚れの除去が行われた後、プレートはキャリヤ１の中に戻されるために、これらのプレートは元の位置に戻されなければならない。
【００４８】
これは例えば、プレートが取り付けられているキャリヤが緩やかに回転している時に、プレートが元の位置に戻るようにガイドするアームによって行われる。このアームは機械的、自動的または手動で動作することが可能である。プレートパックを元に位置に設置する他の手段が用いられることも可能である。
【００４９】
第２のキャリヤ２の中央胴体部５にプレート６を取り付けられるのに用いられるフレキシブルジョイント１２は、弾性のある材質および／または柔軟性のある材質でも作製することができる。このフレキシブルジョイント１２はプレート６と同じおよび／または異なる材質で作製されることが可能である。このジョイントにはピボットが設けられることも可能である。このジョイントは他の、例えば蝶番、くびれ、等でも可能である。このジョイント１２には他に、汚れ除去動作が終了した後に元の形状に戻すために、ばねが設けられてよく、これらのばねもまたプレートと同じかまたはこれと異なる、柔軟性のある材質から作製されることが可能である。これらのばねは他に、金属によって適切な形状で作製されることが可能である。
【００５０】
プレート６の上にプレート２４を取り付けるために用いられるフレキシブルジョイント２３もまた、ばね性のある材質および／または柔軟性のある材質でも作製することができる。このフレキシブルジョイント２３はプレート２４と同じかまたは異なる材質で作製されることが可能である。このジョイントにはピボットが設けられることも可能である。また他のジョイント、例えば蝶番、くびれ、等でも可能である。このジョイント１２には他に、汚れ除去動作が終了した後に元の形状に戻すために、ばねが設けられてよい。このようなばねもまたプレートと同じかまたはこれと異なる、柔軟性のある材質から作製されることが可能である。これらのばねは他に、金属、例えばステンレス鋼によって適切な形状で作製されることが可能である。
【００５１】
本発明の１つの特別な実施形態では、複数のプレート６は少なくとも２つの異なる列のプレートを備える。これらの列は第２のキャリヤに上下に重なり合って取り付けられ、好ましくはフレキシブルジョイントで取り付けられる。
【００５２】
このプレート６の独立した列は同じかまたは異なる大きさであってよく、このプレートの数は各々の列で同じでもまたは異なっていてもよい。プレート６の配置は全てのプレートで同様であってよいが、分離機の最適な性能を得るために、プレート６を異なる層で異なる配置で設けることが有利である。異なる列のプレートが用いられる場合は、プレート６の異なる列と列の間にバッフルプレートを設けることが可能である。このバッフルプレートは好ましくは円形であり、有孔であってもまたは有孔でなくともよい。このバッフルプレートの直径は中央胴体部（５）と第１のキャリヤの直径との間であってよい。好ましくはこのバッフルプレートの直径は第１のキャリヤの直径の９５−９９％であり、更に好ましくは９８−９９％である。１つの列のプレートは１つのプレート６の異なる列および／または１つのバッフルプレートに固定されているか、またはプレート６の異なる列および／またはバッフルプレートから離間している。
【００５３】
１つの具体的な実施形態では、複数のプレート６の少なくとも一部、および任意でプレート２４、および好ましくはこれら全部にコーティングが施される。このコーティングは１つの列のプレートの全プレートに施される。異なる列は、混合物の成分が分離される特性に依存して異なるようにコーティングされることが可能である。１つ以上のプレートが化学的に活性または非活性のコーティングでコーティングされてよい。このコーティングは化学的に活性であることが好ましい。とりわけ好ましいコーティングは、分離プロセスを促進または加速することができるコーティングである。このコーティングは例えば疎水性または親水性のコーティングが可能であるが、化学的な特異性を導入するために、特定の化学的官能基を与えることも可能である。もう１つの可能性はプレートにシリコンコーティングまたはこれと類似のコーティングを行うことである。このようなコーティングはプレートから固形成分を切り離すのに役立つ。適合したコーティングには例えばテフロン(R)のようなコーティング、シリコンコーティング、または他のコーティングがある。表面特性もまた、プレート自体の材質を選択することで調整することができる。１つの好ましい実施形態では、適用されるコーティングは摩耗しにくいコーティングである。この装置で使用されるプレートの量は使用目的と要求されるプレート間の距離に依存する。
【００５４】
異なるプレート６間の最も短い距離は好ましくは０．１−５００ｍｍであり、好ましくは０．１−５０ｍｍであり、そして最も好ましくは０．１−５ｍｍである。１つの好ましい実施形態では、これらのプレートは実質的に等間隔に前記の第２のキャリヤに分布している。「実質的に等間隔に分布している。」という表現はここでは、胴体部５および各々のプレートを結合する結合点が実質的に同じ距離を持つということを示しており、例えば２５％のマージン以内で等間隔で、好ましくは１０％のマージン以内で、胴体部５の外周に沿って分布している。
【００５５】
第２のキャリヤ２に設けられたプレート６のジョイント１２における、第２のキャリヤの径方向８とプレートの接線方向９との間の角度αは、０°より大きく、好ましくは１０°より大きく、そして更に好ましくは２０°より大きい。実際にはこの角度は９０°より大きくなることはあり得ない。好ましくはこの角度αは５−６０°であり、更に好ましくは１０−４５°である。
【００５６】
本発明の分離機においては、プレート６は分離される液体と同じかまたはこれより大きい密度の材質から作製されることが可能である。この、分離動作の際のプレート６の遠心力による変形は、あまり大きくてはならない。プレートが剛性のある、分離される液体と異なる密度の材質で構成されている場合、プレートの機械的強度は、分離プロセスの際にプレートが変形することを少なくとも部分的に避けるのに充分でなければならない。
【００５７】
変形は分離プロセスの効率に影響を及ぼす。本発明におけるプレートにおいて隣り合うプレートの間に特定の距離を保証するために、コーキングまたはスペーサを設けることができる。これらのスペーサはプレート自体と同じ材質で構成されてよく、また異なる材質で構成されてもよい。これらのコーキングまたはスペーサは、プレート自体を成型するのと同じ金型で成形されてよい。コーキングは、例えば耳朶状の突出物、エンボス加工の凹部、指状の突出物、カム形状のスペーサ等のように様々な形状に成形されることができる。これらはプレート上に後で取り付けることもできる。コーキングは様々なスペーサが他のスペーサを支持するように用いられることができ、これにより放射状の多数のスペーサの列が得られ、動作の際の力を最大限分散できるようになっている。
【００５８】
プレート６はこの全長および全幅に渡って均一の厚さであってよく、または厚さが変化していてもよい。最大効率を向上するために、プレートのどのような形状で用いられてもよい。これらのプレートは従って例えば長方形、正方形、三角形、または他のどのような形状であってよい。これらのプレートには小さな穴、溝または他のどのような表面形状でも分離機の性能を向上できるようなものが設けられてよい。
【００５９】
プレート６は外側キャリヤ１および／または内側キャリヤ２に取付けることができる。更に多くの適合する改変および変形が可能である。例えばプレートは部分的にリブおよび／または様々な材質の細長い材片を用いて補強することが可能である。柔軟性のあるプレートは例えば１回限り使用され、使用後はこれらのプレートはリサイクルされるか、または廃棄されてもよい。
【００６０】
図１７は本発明の更にもう１つの有利な実施形態を示し、ここでは分離機に更にドラム形状の回転ブラシ部品２５を分離機の入口側に設けている。この部品はキャリヤ１およびキャリヤ２と同軸で回転することができる。この部品は内側キャリヤから外側キャリヤに達する柔軟性のある撚り糸２７を備えてよく、外側キャリヤを取り外す時にこの外側キャリヤの内面をワイピングすることを補助するが、これは通常外側キャリヤが上方に引き抜かれ、固形物が回収される前に行われる。このブラシ部品は流入する液体を加速することもできる。ブラシ部品２６は同様にこの分離機のもう一方の側に用いられて、液体の回転運動からエネルギーを回収するために用いられてよい。フランジ３と第１のキャリヤ１との間に集積され、フランジ３およびキャリヤ１を固着するような沈着物は、ワイピングにより除去され、キャリヤ１とフランジ３との固着が防止される。放出サイクルの際は、ブラシ部品もまた遠心力によって汚れ除去される。ブラシ部品２５および２６の高さはプレート６の高さに対応して選択され、最適に汚れ除去動作が行われる。
【００６１】
上記に示された全ての様々な実施形態の組み合わせもまた可能であり、本発明の範囲内である。 
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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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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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年8月14日(2009.8.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給流の１つ以上の成分を分離するための、回転可能なキャリヤ（１、２）を持つ、プレート形回転遠心分離機であって、
回転可能な第１の外側キャリヤ（１）と回転可能な第２の内側キャリヤ（２）とを備え、前記第２のキャリヤは前記第１のキャリヤ（１）の中に１つの軸の回りに同軸に設けられ、これら両方のキャリヤは前記軸の回りに回転することができ、
そして１つ以上の曲面プレート（６）を備え、前期１つ以上の曲面プレートは前記第１のキャリヤ（１）によって支持されており、そして柔軟性を持って第２のキャリヤに結合されており、
更に分離機の一方の終端に分離される供給流を供給する供給手段と、前記分離機の反対側の終端に分離された流れを排出する排出手段とを備え、隣接する曲面プレート間および前記第１のキャリヤと第２のキャリヤの間で、遠心力による前記供給流の分離のための閉鎖空間が定められており、前記第１のキャリヤ（１）は前記プレート上に集積された成分を除去するために前記第２のキャリヤから軸方向に取り外すことができる、プレート型回転遠心分離機。
【請求項２】
請求項１に記載の分離機において、
前記プレートの少なくとも一部は柔軟性のある材質で作製されている分離機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の分離機において、
前記プレートの少なくとも一部は回転可能に前記第２のキャリヤ（２）に結合されている分離機。
【請求項４】
請求項３に記載の分離機において、
前記プレート（６）は剛性のある材質で作製されており、これらのプレート（６）は前記第２のキャリヤ（２）に対し旋回可能である分離機。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の分離機において、
前記分離機は更に、密閉されたドラム形状の第１のキャリヤ（１）を備え、回転軸を中心として回転可能に駆動される分離機。
【請求項６】
請求項５に記載の分離機において、
前記１つ以上のプレートは前記第２のキャリヤ（２）に取付けられており、これらのプレートは少なくとも部分的に前記第２のキャリヤ（２）から前記第１のキャリヤ（１）に向かって延在している分離機。
【請求項７】
請求項５または６に記載の分離機において、
前記第２のキャリヤ（２）の径方向と前記プレートの接線方向の間の角度αは、前記第２のキャリヤに設けられた前記プレートのジョイントにおいて０°より大きい分離機。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の分離機において、
前記１つ以上のプレートは曲面すなわち所定の弧の形状となっている分離機。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか１項に記載の分離機において、
前記１つ以上のプレート（６）は柔軟性のあるジョイントによって前記第２のキャリヤ（２）に取付けられている分離機。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の分離機において、
前記プレートは少なくとも２つの異なるプレート列を備え、少なくとも１つのバッフルプレートが２つのプレート列の間の空間に設けられており、好ましくは円形のバッフルプレートが設けられている分離機。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の分離機において、
前記柔軟性のあるプレートは弾性があり、すなわち変形後に元の形状に戻る分離機。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の分離機において、
前記第２のキャリヤに設けられた前記プレートのジョイントにおける、前記第２のキャリヤの径方向とプレートの接線方向との間の角度αは５〜８５°であり、更に好ましくは１０〜４５°である分離機。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載の分離機において、
前記分離機の前記供給手段の近くに、回転可能に設計されたドラム形状のブラシが設けられている分離機。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の分離機において、
前記分離機の前記供給手段の入口に対して反対側に、更に、回転可能に設計されたドラム形状のブラシが設けられている分離機。
【請求項１５】
供給流の１つ以上の成分を分離するための方法であって、
請求項１から１４のいずれかに記載の分離機を準備するステップと、
前記分離機に供給流を供給するステップと、
前記第１のキャリヤと第２のキャリヤ、およびこれらの間のプレートを回転することによって、１つ以上の成分を収集するステップと、
前記供給を停止するステップと、
前記分離機から前記供給の残りを除去するステップと、
前記第１のキャリヤを軸方向に取り外して、前記分離機を開放するステップと、
前記第２のキャリヤとこれに接続された分離プレートとを回転することによって、前記プレートを展開するステップと、
前記展開したプレートから放出される成分を収集するステップと、を含む方法。
【国際調査報告】
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