(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中に浮遊しかつ前記液体よりも大きい質量を有する固体粒子を前記液体から取り除く遠心分離機であって、中心軸（４）を有しそれを中心として回転可能なロータ（２）を備えており、該ロータが、
軸方向に間隔をおいた２つの端壁（１３，１４）であって、分離室（２０）内の遠心力的に発生した液体の圧力によって軸方向を向き、２つの端壁（１３，１４）を互いに離すように押す力を受けるように設けられた２つの端壁（１３，１４）と、
該２つの端壁の間に軸方向に配置され、これらの端壁とともに分離室（２０）を囲み、軸方向の伸延の程度が半径方向の伸延の程度よりも実質的に大きい包囲壁（１７）と、
前記液体およびその液体中に浮遊している粒子を前記分離室（２０）内に取り入れる入口（２５）を形成する入口手段（２２）と、
前記分離室（２０）内に配置され、前記液体から粒子が分離するための小さい分離間隔を作る分離盤（２１）と、
粒子が取り除かれた液体を排出する第１の排出口（２６）を形成する第１の排出口手段と、
前記液体から分離された粒子を排出する第２の排出口（２８）を形成する第２の排出口手段と、
前記分離室（２０）内に配置され、前記ロータ（２）に対して回転可能であり、これが回転している間中、分離された粒子を軸方向に前記分離室（２０）内で移送する少なくとも１つのスラッジ移送部材（２９；６２）を有するスラッジ移送手段と、
前記スラッジ移送部材（２９；６２）を前記ロータ（２）に対して回転させる伝達手段（９，１０，３０，４２）と、
を有する遠心分離機において、
前記分離室（２０）を通って前記２つの端壁（１３，１４）の間に延び、前記ロータの動作中に前記２つの端壁（１３，１４）に軸方向に作用する力の大部分を受けるように大きさが決められ、かつ前記２つの端壁（１３，１４）に接続された中心部材（１５）を有し、かつ、前記スラッジ移送手段が、前記ロータと同軸に配置された１つだけのスラッジコンベアスクリュ（６２）を有し、前記伝達手段が、前記ロータ端壁の一方を通って前記ロータに対して偏心して延び、かつ前記分離室（２０）内で前記スラッジコンベアスクリュ（６２）に係合している少なくとも１つの回転可能な部材（６７）を有していることを特徴とする遠心分離機。
【請求項２】
前記中心部材（１５）が、前記ロータの動作中に前記軸方向に作用する力の少なくとも半分を受けるように構成されている、請求項１に記載の遠心分離機。
【請求項３】
前記中心部材（１５）が、前記ロータの動作中に前記軸方向に作用する力の少なくとも８０％を受けるように構成されている、請求項１に記載の遠心分離機。
【請求項４】
前記第２の排出口手段が、粒子を前記分離室（２０）から前記第２の排出口（２８）を通して断続的に排出するように構成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の遠心分離機。
【請求項５】
前記ロータ（２）を前記ロータの各端部で半径方向に軸支する軸受（１１，１２）が設けられている、請求項１から４のいずれか１項に記載の遠心分離機。
【請求項６】
前記包囲壁（１７）が、実質的に前記ロータの周囲方向に延びる、例えばグラスファイバあるいはカーボンファイバであるファイバによって強化されている、請求項１から５のいずれか１項に記載の遠心分離機。
【請求項７】
前記ロータ（２）が、垂直に向けられたその中心軸（４）とともに動作するように配置されている、請求項１から６のいずれか１項に記載の遠心分離機。
【発明の詳細な説明】
本発明は、液体中に浮遊しかつ液体よりも大きい密度を有する固体粒子を液体から取り除く遠心分離機に関する。
この目的のためのいくつかの異なるタイプの遠心分離機は、動作中に、分離された固体粒子を含むスラッジを連続的にまたは断続的に排出するようにされていることが知られている。これらの様々なタイプの各々は、一定量および／または一定種類の粒子を含んでいる液体の処理のために用いられるものである。
上述したように、比較的大量の粒子を含んでいる液体の処理に用いられる、いわゆるデカンタ型遠心分離機がある。普通のデカンタ型遠心分離機は、通常の細長のロータを、１つのみの単一のコンベアスクリューがロータと同じ回転軸の周りをロータとは異なる速度で回転するように設けられた分離室内に有している。このように分離された粒子は、コンベアスクリューによって、ロータの軸の方向にスラッジ排出口と呼ばれる開口へ普通は連続的に移送されうる。この種のデカンタ型遠心分離機は、例えば米国特許第４，２４５，７７７号明細書に示されている。
いくぶん異なる種類のデカンタ型遠心分離機が米国特許第３，６８５，７２１号明細書に示されている。このデカンタ型遠心分離機は、遠心ロータの回転軸の周りに等分された遠心分離機ロータ分離室に配置されたいくつかのコンベアスクリューを有している。コンベアスクリューの各々は、分離された粒子を分離室の一端にあるスラッジ排出口へそしてスラッジ排出口を通って外へ移送するように設けられている。
普通のデカンタ型遠心分離機の名残がある遠心分離機、すなわち断続的に開口可能ないわゆるスラッジ排出口を有する他に、１つのみのコンベアスクリューを有している遠心分離機が、米国特許第４，５０８，５３０号明細書に示されている。液体よりも重い固体粒子と、液体中に拡散／乳化されかつ運搬する液体よりも軽い液滴との両方を液体から分離するようにされたこの遠心分離機では、分離室内でコンベアスクリューの内側に放射状に配置された一組の円錐状の分離盤もまた分離に用いられている。
デカンタ型遠心分離機は大きなロータ容積を一般に有しており、したがって、大量の固体粒子を含んでいる比較的大きな容積、すなわち多くの流量の液体が処理されることができる。細長のロータは、普通はその両端で軸支され、水平の回転軸を中心として回転するようにされている。このことは、デカンタ型遠心分離機がそのロータ、その駆動手段、および、ロータ内のスラッジ移送装置の動作に必要なギアボックスのための比較的広い床面積を必要とすることを意味している。しかしながら、垂直軸を中心として回転可能な遠心ロータを有するデカンタ型遠心分離機もまた、例えば米国特許第２，８６２，６５８号明細書によって知られている。そのようなデカンタ型遠心分離機のロータは、その下端またはその上端のどちらか一方で軸支されている。
これまで説明した種の遠心分離機は、前述したように、比較的大量の粒子を含んでいる多くの流量の液体の処理にとりわけ用いられるものである。この目的のために、これらの遠心分離機は、遠心ロータの回転速度が速くならず、したがって分離された液体がかなり清浄であることが必要な場合に適さない構造となっている。
分離された液体がかなり清浄であるこのような必要性のために、他のタイプの遠心分離機がある。これらの遠心分離機は非常に役に立つが、大量の固体粒子を有している多くの流量の液体を処理することに適していない。したがって、例えば米国特許第２，３２１，９１８号明細書に示されている種類の、いわゆるノズル分離機がある。このタイプの遠心分離機のロータは通常、その分離室に一組の円錐状の分離盤と、半径方向の延長部分が軸方向の延長部分と同様であるロータ本体とを有している。ロータ本体がこのように形成されている理由は、分離室内の液体から分離される粒子が、分離スラッジ移送手段の補助無しに、ロータの包囲壁に配置されかつ開いているかあるいは断続的に開くことができるスラッジ排出口ノズルへ自ら移動すること、すなわち分離室の包囲壁上に滑り込むことが可能であるべきだからである。この場合には、分離室の包囲壁は、周囲の縁に沿って互いに合体された２つの円錐状のロータ端壁によって主に構成されている。このような構造を有するロータは製造するのが高価であり、大量のスラッジの処理のための使用に適した理由もなく必然的に直径がかなり大きくなる。
分離室内に円錐状の分離盤をさらに備えた遠心ロータが、分離室から分離開口すなわちロータの回転軸の全周に延びる通路を通して粒子を断続的に排出するための装置を有している遠心分離機もある。この種の遠心分離機用のロータは、ノズル分離機用のロータよりもさらに製造するのが高価であり、また、液体内に浮遊している大量の粒子を液体から取り除くことになおさら適していない。後者のタイプの遠心分離機の一例が、米国特許第４，６９８，０５３号明細書に示されている。
本発明の目的は、分離効率が大きくなり、大きな回転速度、すなわち大きな遠心力を受けることができ、かつ少量のみならず大量の粒子を含んでいる液体の処理に用いられることができるようにする遠心ロータの構成を可能にする遠心分離機を完成することである。その構成はまた、遠心ロータの製造費が比較的に安価になるようにすることが望ましい。
本発明によれば、この目的は、中心軸を有しそれを中心として回転可能なロータを有しており、そのロータが、軸方向に間隔をおいた２つの端壁であって、遠心力的に発生した分離室内の液体の圧力によって軸方向に向けられ、２つの端壁を互いに押すようにする力を受けるようにされている２つの端壁、及びこれらの端壁の間に配置され、これらの端壁とともに分離室を囲み、軸方向の伸延の程度が半径方向の伸延の程度よりも実質的に大きい包囲壁と、前記液体およびその液体中に浮遊している粒子を分離室内に取り入れる入口を形成する入口手段と、粒子が液体から分離される小さな分離間隔を作るために分離室内に配置された分離盤と、粒子が取り除かれた液体を排出する第１の排出口を形成する第１の排出口手段と、液体から分離された粒子を排出する第２の排出口を形成する第２の排出口手段と、分離室内に配置され、ロータに対して回転可能であり、回転している間中、分離された粒子を軸方向に分離室内に移送する少なくとも１つの移送部材を有する移送手段と、移送手段の駆動用の伝達手段と、上記２つの端壁の間を分離室内を通って延び、ロータの動作中に２つの端壁に軸方向に作用する力の大部分を受けるように寸法付けられ、かつ２つの端壁に接続された中心部材とを有する遠心分離機によって達成されることができる。
この種の遠心分離機においては、分離移送手段が液体から分離された固体粒子を軸方向に移送するように配置されているので、遠心ロータはそのロータの直径に対して軸方向の延長部分が長くされていてもよい。力はロータの２つの端壁と中心部材との接続部を伝わるので、ロータの包囲壁は、遠心分離機の動作中に分離室内にある液体の、ロータの２つの端壁に対する圧力によって生じる軸方向の大きな力を伝える必要がない。この結果、包囲壁と２つの端壁との間の接続部が軸方向の大きな力を伝える必要が全くないので、こららの接続部は比較的に簡略に設けられてもよい。したがって、ロータは比較的に安価に製造されることが可能であり、また依然として回転速度が非常に速くなるように構成されている。このことは、分離盤が細長の分離室の大部分を占め、最良の可能な方法で用いられ得るということから、本発明が、液体から大量の粒子を分離でき、また液体から粒子を速くかつ効率的に分離できる遠心分離機を製造することを可能にすることを意味する。
ロータの包囲壁は、回転速度が速いにもかかわらず軸方向の大きな力を受ける必要がないので、ロータの包囲壁は、例えばカーボンファイバまたはグラスファイバといった、１種類または他の種類のファイバによってロータの周囲方向に強化された薄い素材から作ることができる。このような包囲壁は、軽量であるにもかかからず、ロータを高速に回転可能にすることに強く寄与する高い強度がもたらされ得る。
本発明の所望の利点を得るためには、軸方向の力を受ける中心部材が、ロータが動作している間中に２つの端壁に軸方向に作用する力の少なくとも半分を受けるように配置されていることが必要である。しかしながら、中心部材は、実質的に全てのそのような軸方向の力、すなわち軸方向の力の８０％よりも多くを受けるようにされていることが好ましい。本発明の範囲内において、分離された粒子用のロータ排出口は、絶えず開き、かつ適切に寸法が合わされたノズルを備えていてもよい。
しかしながら、本発明の好ましい実施態様では、ロータは、分離された粒子用のロータ排出口が断続的に開くように設けられた排出口手段を有している。これにより、排出口は、その詰まりを安全に防止するために十分に大きく設けられてもよく、それは一部の粒子が他の粒子よりも十分に大きいときに特に重要である。
ロータ内の移送手段を作動させる上記の伝達手段は、ロータ内の分離された粒子の軸方向の移送が、処理された液体内にある粒子の実際の含有量に適応されることができるように制御可能であることが好ましい。
たとえ本発明が、例えば米国特許第４，２４５，７７７号明細書による通常のデカンタ型遠心分離機に見られる種類のスラッジコンベアと組み合わせて同様に用いられることができても、前記の移送手段は、ロータ内に軸支され、ロータの包囲壁の近くに実質的にロータの軸方向に延びている垂直軸を中心に回転するように設けられた少なくとも２つのコンベアスクリューを含んでいることが好ましい。この場合には、分離室は分離された粒子の分離排出口を有することが好ましく、各々のコンベアスクリューは分離された粒子を分離排出口の１つに移送するように配置されている。
本発明による遠心分離機が、ロータの包囲壁に沿ってロータの中心軸の周りに螺旋状に延びるスラッジコンベアをロータ内に１つのみ有する場合には、上記の中心部材が、ロータの動作中に分離室内の液体によってもたらされる軸方向の力を実質的にすべて受けることが望ましい。さもなければ、ロータの包囲壁が、実質的にロータの周囲方向にのみ延びているファイバで強化された薄くかつ軽い素材で製造され得るという本発明の利点を用いることが難しい。しかしながら、遠心分離機がロータの中心軸の周りに分配されたいくつかのスラッジコンベアスクリューを有している種類のものである場合には、必須条件がいくぶん異なる。このような場合には、いくつかのボルトが、ロータの２つの端壁の間の、包囲壁の径方向内側のスラッジコンベアスクリューの間の領域内に延びていてもよい。これらの領域内には、通常はいわゆる充填片（filler piece）が配置されており、前記のボルトはこれらの充填片を通って延びていることが好ましい。
この種のボルトは、望むのであれば、２つの端壁に対して軸方向に作用し、ロータの動作中に分離室内の液体の圧力によってもたらされる力の５０％よりも多くを、しかしながら好ましくは６０％またはそれ以下を受けるようにされていてもよい。
あるいは、もちろん、ロータの包囲壁が、望むのであれば、上記の中心部材によって受けられない軸方向の力の全部または一部を受けるようにされていてもよい。
分離室内の分離盤は、任意の適切な種類のものであってもよい。これらの分離盤は、円錐台形に形成され、ロータと同軸に互いに重ね合わされていることが好ましい。あるいは、これらの分離盤は、これらの分離盤が分離室の全部または一部を通って実質的に軸方向に延び、かつこれらの分離盤の各々が前記の中心部材からロータの包囲壁へ向かって弓状に延びるように形成されていてもよい。ドイツ国特許第４８６１５号明細書には、本発明による遠心分離機に用いられるいくつかの異なる種類の分離盤が示されかつ説明されている。
本発明を、次の添付図面を参照して以下に説明する。
図１は、本発明の好ましい実施例による遠心分離機の縦断面を示す。
図２は、図１のII−II線に沿った断面を示す。
図３は、図１の拡大部を示す。
図４は、図１に示される遠心ロータの、２つの隣接した分離盤の間での横断面を示す。
図５は、図４に示される種類の分離盤を示す。
図６は、本発明の変形例の図４と同様の横断面を示す。
図７は、本発明の他の変形例の図４と同様の横断面を示す。
図８は、図７による本発明の変形例を含む種類の分離盤を示す。
図９は、図７及び８に示される種類の分離盤を有する遠心分離機の部分の縦断面を示す。
図１０は、本発明の他の実施例による遠心分離機の縦断面を示す。
図１１は、図１０に示される遠心ロータを通る横断面を示す。
図１は、液体中で浮遊しその液体の密度よりも大きな密度を有する固体粒子を液体から取り除く遠心分離機を示す。遠心分離機は、フレーム１と、フレーム１によってその中に回転可能に支持されたロータ２と、フレームによってその外側に支持され、ロータ２をロータの中心軸と一致する垂直回転軸４回りに回転させるために設けられたモータ３とを有している。この目的のため、モータ３は、その駆動シャフト上にベルトプーリ５を支持し、ロータは、その下部でベルトプーリ６を支持している。駆動ベルト７は、両ベルトプーリ５，６を囲んでいる。
モータ３はその駆動シャフト上に別のベルトプーリ８を支持しており、そのベルトプーリは、ロータ２と同軸上に配置され、ロータに対して回転可能な環状伝達部材９とともに、他の駆動ベルト１０に囲まれている。
下部軸受１１及び上部軸受１２によってフレームに回転可能に支持されたロータ２は、下部端壁１３及び上部端壁１４を有している。下部端壁１３は、下部軸受１１の領域から下部端壁１３を越えて上部端壁１４までその中心開口を通って上方にずっと延びるシャフト１５と一体に形成されている。ロック部材１６により上部端壁１４はシャフト１５に、少なくとも下部端壁１３から離れる方向には移動できないように固定されている。不図示の手段により上部端壁１４はシャフト１５に対して周方向にも固定されている。ロータは他に、端壁１３，１４間で軸方向に延びシャフト１５と間隔をおいてシャフトを同軸で取り囲む円筒状の包囲壁１７を有している。包囲壁１７は、実質的に軸方向にかかる力を伝えず、従って、端壁１３，１４に強固には結合されていない。その代わりに、包囲壁１７はその端部で環状のガスケット１８および１９を介して各端壁１３，１４に半径方向に接している。しかし、包囲壁１７は、その周方向に非常に大きな力を受けることができるように形成されており、従って、実質的に上記周方向に延びるカーボンあるいはグラスファイバーによって強化されている。
端壁１３，１４および包囲壁１７は、ロータ内の分離室２０を囲んでいる。分離室２０はシャフト１５を囲み、また、その半径方向の延長部分よりも実質的に大きい軸方向の延長部分を有している。
分離室２０内には、円錐形の分離盤２１の重ね合わせ体が端壁１３，１４の間にロータと同軸に配置されている。間隔部材によって、これらの分離盤は互いに軸方向にいくらかの距離をおいて保持されている。
上部端壁１４の外側の上には、中央の垂直な入口流路２３を形成する入口部材２２が接続されている。この入口流路２３は、その上端で、ロータ内で処理される液体の入口２４に通じており、また、入口流路２３は、その下端でいくつかの支流路２５に分岐している。部分的に入口部材２２内および上部端壁１４内に形成された支流路２５は、中心ロータシャフト１５と包囲壁１７との間の半径方向に約半分の位置で、分離室２０の上部内に開口している。
下部端壁１３はロータ内で処理された液体用のいくつかの支流路２６を有している。支流路２６は分離室２０の下部から始まり、共通排出口流路２７へ延び、その共通排出口流路２７は今度はロータシャフト１５内をさらに中心にロータシャフト１５の下端へ延び、そしてロータシャフト１５の下端の外に抜けている。
分離室２０内の前記の液体から分離された固体粒子のために、ロータは、分離室の最上部から上部端壁１４を軸方向に通って分離室の半径方向の最外部へ延びているいくつかの排出口流路２８を有している。分離室２０内で分離された粒子を排出口流路２８へ移送するために、ロータはいくつかのコンベアスクリュ２９を含んでいるコンベアスクリュ装置を有している。これらのコンベアスクリュ２９は、分離室２０を通って包囲壁１７の近くに延びており、またロータシャフト１５の周りに等しく分布している。各コンベアスクリュ２９は、両端で各々の端壁１３，１４に軸支されており、また、ロータがその回転軸４を中心に回転している間中にコンベアスクリュ２９の中心軸を中心としてロータの壁に対して回転可能である。
コンベアスクリュ２９をロータに対して回転させるために、ロータシャフト１５は下部端壁１３のすぐ下の上記の環状部材９を支持している。この部材９は、ロータシャフト１５を囲んでおり、駆動ベルト１０を介したモータ３によってロータの速度とは異なる速度でロータの回転軸４を中心として回転するようになっている。環状部材９は、その外側に駆動ベルト１０の軸方向の上方に、ロータシャフト１５の周りに等しく分布したいくつかの支持手段３１にかみ合っているギアリング３０を有している。各支持部材３１は、コンベアスクリュ２９に接続されているとともに滑り軸受の一部を形成し、その滑り軸受によってコンベアスクリュ２９が下部端壁１３内に軸支されている。支持部材３１とギアリング３０との協働作用、端壁１３、およびコンベアスクリュ２９を、図３を参照して以下により詳しく説明する。
上部端において、各コンベアスクリュ２９はピン３２によって上部端壁１４内に軸支されている。コンベアスクリュ２９の最上部端部の半径方向の外側であって最上部の分離盤２１の領域内には、分離室２０内に上部端壁１４によって空間、すなわちコンベアスクリュの前記の端部から半径方向の外側に包囲壁１７の内部の位置に半径方向に外へ向かって延びるポケット３３が画定されている。各々のそのようなポケットの半径方向の最外部には、前述の排出口流路２８の１つが配置されている。図２は、図１のII−IIに沿った、上部端壁１４の断面を示す。隣り合うポケット３３の間には、端壁１４の一部が、ロータの周囲方向にあるスラッジポケット同士の連通を防ぐ充填片を形成している。
排出口流路２８を覆い、また断続的に覆いを取るように、ロータには軸方向に移動可能なスライド３４が備えられている。入口部材２２とスライド３４との間に配置されたばね３５によって、スライド３４は、上部端壁１４の外側に押圧され、スライド３４の軸方向の突出部が各排出口流路２８の開口の周りでその端壁に閉じるように接している状態となる。
スライド３４と端壁１４との間には、排出口流路２８の半径方向の内側に、流路によって入口部材２２およびロータシャフト１５を通って、入口部材２２を軸方向に上方に通って空気の圧力源（不図示）へ延びている狭管３７の内部に連通しているいわゆる開口室３６が画定されている。
加圧された空気が前記の開口室３６へ供給されると、ロータが回転している間のスライド３４は、ばね３５の作用に抗して軸方向に上方へ移動し得るので、排出口流路２８は覆いが取れた状態となる。
図３は図１の拡大部を示す。したがって、支持部材３１が、ボア３９内で端壁１３内に延びかつコンベアスクリュ２９に連結された短いタップ３８の形態の伝達シャフトによって支持されていることが、図３からわかる。そのタップ２８を備えた支持部材３１に加えてコンベアスクリュ２９も、プラスチックで構成されている。シール装置４０が、ボア３９内に配置され、タップ３８と端壁１３との間をシールするようにされている。
支持部材３１は、外側にはめ歯４２が設けられ、内側に滑り支持面４３を有する環状の包囲部４１を有している。はめ歯４２は環状部材９のギアリング３０に噛み合い、滑り支持面４３は、端壁１３の外側の環状の突起部４５上に形成された対応する滑り支持面４４と共働する。前記の滑り支持面４４を備えたセラミック素材の表層を有する突起部４５は、端壁１３内のボア３９の開口を囲み、したがって、共働する２つの滑り支持面４３，４４は、ボア３９よりも大きい外周を有している。
ロータ端壁１３の外側には、環状の他の壁４６が取り付けられている。この壁は、付加壁４６と端壁１３の外側との間に半径方向に外に向かって閉じているがロータシャフト１５へ向かって半径方向に内側に開いている環状の伝達室４７を画定している。ロータが作動している間の室４７は液体、たとえば供給管４８を通った水で満たされ、またロータが作動している間は常に満たされているようにされている。付加壁４６の半径方向に中心に近い縁４９は、室４７に供給される液体のオーバーフロー排出口として役立ち得る。
図３からわかるように、支持部材３１のかなりの部分は、ロータが動作している間は室４７内にある液体内にあるであろう。この液体は２つの目的を有しており、第１に、液体がコンベアスクリュ２９がロータに対して回転しているときに滑り軸受４３および４４の間の潤滑剤として働くことであり、第２に、液体がロータの回転軸４の方へ向かう方向に支持部材３１に作用する液圧力を生じることである。液圧力は、ロータの回転軸４の周りを支持部材が回転している間に支持部材が受ける遠心力に対抗し、したがって、支持部材３１とロータ端壁１３の突出部４５とによって形成された滑り軸受に働く荷重を除く。
図４は図１のロータ２を通る横断面を示す。この断面は、２つの隣り合う円錐形の分離盤２１の間で取られている。図５は図４にも示された種類の単一の分離盤２１を示す。
ロータの中心シャフト１５が、分離室２０内で固体粒子が取り除かれた液体のための、分離盤２１の半径方向の内側の軸方向の流路を形成する軸方向の溝５０を有していることが、図４からさらにわかる。分離盤２１は、半径方向の全方向にシャフト１５によって支持されている。図４はまた、分離盤２１が、シャフト１５の周りに均一に分布しかつ分離盤を互いに所望の距離をおいた状態にするいくつかの従来の間隔部材５１を備えていることを示している。
分離盤２１は２つの隣り合う間隔部材５１の間に配置されているいくつかの貫通穴５２を有しており、これらの穴は他の分離盤２１の対応する穴と軸方向に位置合わせされている。これらの穴５２は、上部端壁１４の上述の支流路２５の開口に軸方向に位置合わせされた分離盤の重ね合わせ体を通る軸方向のいわゆる分配流路５３（図１）を形成している。
充填片５４が、分離盤２１の重ね合わせ体およびコンベアスクリュ２９の周りの包囲壁１７の内部を延びている。この充填片５４は、コンベアスクリュ２９のための凹部を有し、分離盤２１と接触している軸方向に延びている隆起部を半径方向の内側に向かってコンベアスクリュ同士の間に形成する領域内に延びている。比較的に薄くプラスチックから作られ得る分離盤は、したがって、ロータの回転中に充填片５４の前記の隆起部から支えを受ける。コンベアスクリュの間に充填片が形成されているので、ロータの動作中に液体から分離され分離盤同士の間に半径方向の外に向かって移動する固体粒子は、前記の隆起部の丘部の上をコンベアスクリュの方へかつコンベアスクリュのネジ山の間に滑り込むであろう。
図５は、各分離盤が、コンベアスクリュ２９用の凹部５６および充填片５４用の凹部５７の両方を有していることを示している。
充填片５４は、一部材で、好ましくはプラスチックまたはその他の比較的軽量な材料から形成されている。あるいは、充填片は、図４の充填片５４に示された断面形状を有するいくつかの環状要素、または、ロータの回転軸回りに均等に配置され真っ直ぐに軸方向に延びているいくつかの要素から構成されていてもよい。この種の環状または真っ直ぐな要素の間に存在する内部空間を覆うために、図６に示すように、プラスチックまたは他の材料からなるライニング５８が充填片５４の内側に配置されていてもよい。
充填片５４の構成のさらに他の変形例は、円錐形分離盤が、それが一緒になって前記充填片を構成するように形成されていることである。この変形例は、図７〜９に示されている。
図７および８からわかるように、この場合の分離盤２１は、完全に円形の外周を有し、その外周が全周にわたってロータの包囲壁１７に接触するまで広がっている。分離盤にはコンベアスクリュ２９用の貫通穴５９が形成されている。
図５に示した分離盤と同様に、図８の分離盤は、その下面に間隙部材５１が形成されている。これら間隙部材５１が分離盤２１と一体に形成されている場合には、分離盤は間隙部材５１の領域では一定の厚みを有し、間隙部材５１同士の間の領域６０ではより薄い厚みを有する。したがって、領域６０では、２つの分離盤が互いに積み重ねられて接したときに、分離盤の間に液体が流れることができる空間が形成される。
図８の分離盤の間隙部材５１における厚さは、分離盤の周囲全体に沿って穴５９の半径方向外側へ延び、隣接する隔たれた穴５９同士の間ではロータシャフト１５に向かって半径方向内側へ延びている連続領域６１における厚さと同じである。
図８に示すように形成された分離盤の積み重ね体では、分離盤は、領域６１で互いに接し（図９参照）、それにより、これらの領域に図４の充填片５４と同様の充填片を形成するであろう。
充填片５４の異なった実施例に共通であることは、充填片がロータの全周にわたって、ロータの周方向に大きな力を受けるために形成された円筒状の包囲壁１７の内側に作られていることである。したがって、ロータの包囲壁が、分離室２０およびスラッジコンベアスクリュ２９を取り囲む円筒状の強固部を有することが重要である。
図１〜９を参照して上述した遠心分離機は、簡単には以下のように動作する。
ロータ２がその回転軸４の回りに回転させられ、コンベアスクリュ２９が一斉にロータ２に対してそれぞれの回転軸回りに回転させられた後に、液体および液体中に拡散され液体の密度よりも大きな密度を有する粒子の懸濁液が入口２４から供給される。懸濁液は、流路２３および２５を通って、分離盤２１の積み重ね体内の分配流路５３に導入される。懸濁液は、分離盤２１の各穴５２から、分離盤２１間の空間内に流れ込み、隣り合う間隙部材５１の間からロータシャフト１５の軸流路５０へ導かれる（図４参照）。
穴５２と流路５０との間の途中で、前記粒子は、液体から分離され、分離盤の下面に沿ってコンベアスクリュ２９に向かって半径方向外側へ滑り戻る。充填片５４の傾斜面５５（図４参照）は、粒子をコンベアスクリュ２９の領域に正確に集める。
コンベアスクリュ２９の領域では、粒子は、コンベアスクリュによって分離盤２０内で上部ロータ端壁１４に向かって軸方向に移送されるスラッジを形成する。
端壁１４では、各コンベアスクリュ２９は、ポケット３３（図１および２参照）に開口している短い筒状の穴を貫通している。これにより、分離室２０内に形成されたスラッジは、これらの穴を通ってポケット３３内に移送される。ここからスラッジは、所望の時間間隔でスライド部３４によって覆われていない排出路２８を通って断続的に放出される。スライド部は、開放室３６へ圧縮空気を供給することによって動作させることができる。スラッジが前記穴を通ってポケット３３に供給されると、移送された液体は、ポケット３３から離れ、ロータの中心軸４に最も近い位置にある、コンベアスクリュ２９のねじ山と穴の壁面との間に細いスロットが形成されている穴の部分で分離室２０へ導かれる。粒子が取り除かれている液体は、流路２６および２７を通ってロータの外の下部端壁１３の下へ導かれる。
スライド３４は、あるいは、コンベアスクリュ２９の回転に対する所定の抵抗力が得られたときに排出流路２８を自動的に開くようにされていてもよく、これは、一定量のスラッジが分離室内に集められたことを示す。
懸濁液の入口が分離室２０の一端に配置され、液体の排出口が分離室の反対側の端に配置されており、かつ、スラッジの排出口が分離室の入口端に配置されているので、分離室から離れている液体が実質的に粒子を含まないための良好な必要条件が得られる。
上記に説明し図面に示した本発明の実施例では、円錐形の分離盤は、先端が上を向くように配置されている。望むならば、これらは先端を下にして、清浄化された液体の排出口へ向けて配置してもよい。その場合には、端壁１３および１４は対応する方法で適宜形成され、下部端壁１３は、その頂部が清浄化された液体の中央排出口となる上方開口漏斗を形成する。このように下端壁１３が形成されれば、分離動作後に分離室を完全に空にすることが容易になる。
分離動作の間中、分離室内の液体および粒子が受ける遠心力により、ロータの端壁１３および１４の双方に対して軸方向の圧力が生じる。端壁１３および１４の双方に対して固定されたロータシャフト１５は、この力の全てを受ける。
図１０および１１は、本発明による遠心分離機の他の実施例を示す。以下では、本実施例と前述した実施例との最も重要な違いのみを述べる。図１０および１１では、他の図面と同様に、互いに実質的に対応する項目については同じ参照番号が用いられている。
図１０および１１の遠心分離機は、ただ１つの単一のコンベアスクリュ６２を有しており、このコンベアスクリュは分離室２０を通ってロータシャフト１５の回りに螺旋状に延びている。
コンベアスクリュ６２はその両端において支持部材６３および６４によってロータシャフト１５に直接に軸支されている。支持部材６３および６４は、分離盤２１の外縁で分離室２０を通って軸方向に延びる軸方向リブ付き要素６５によって互いに強固に結合されている。分離盤が例えばプラスチックから作られ半径方向に広がる志向を有するならば、ロータが回転している間中、要素６５は半径方向で分離盤２１を支持していてもよい。要素６５は同時にコンベアスクリュ６２さえも支持している。
下方の支持部材６４は、内側に歯車リング６６を保持する管状の包囲部を有している。この歯車リング６６は、ロータシャフト１５の周囲に等しく配置され、図３のタップ３８にそれぞれ対応する短いタップ６７によって支持されている多数の歯車と噛み合っている。したがって、タップ６７は、ロータ端壁１３を貫通して延び、図１および３の支持部材３１のような支持部材によって外側が軸支されている。タップ３８を参照して先に述べたのと同じようにタップ６７を回転させることによって、支持部材６４、ひいてはコンベアスクリュ６２が、ロータシャフト１５に対して回転するであろう。
図１０および１１の遠心分離機は、その他は図１による遠心分離機と同様に動作する。
【図１】
0004010571.tif 000002
【図２】
0004010571.tif 000003
【図３】
0004010571.tif 000004
【図４】
0004010571.tif 000005
【図５】
0004010571.tif 000006
【図６】
0004010571.tif 000007
【図７】
0004010571.tif 000008
【図８】
0004010571.tif 000009
【図９】
0004010571.tif 000010
【図１０】
0004010571.tif 000011
【図１１】
0004010571.tif 000012