(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心として回転可能なロータを有する遠心分離機の巻き込み搬送装置であって、
前記ロータが、
流入管（１０）が内部に連通し、かつ出口開口（６）を有する入口室（５）であって、前記流入管（１０）は、作動中に、分離すべき成分の混合物の供給を行うものであり、前記出口開口（６）は、前記入口室（５）の軸方向のある位置に設けられている、前記入口室（５）と、
少なくとも１つの流路（７）を介して前記入口室（５）の前記出口開口（６）と連通しているが、それ以外の部分では隔壁（４）によって前記入口室（５）と分けられている分離室（３）であって、前記隔壁（４）は、前記回転軸を囲み、軸方向に延びている部分を有し、かつ内面によって前記入口室（５）の半径方向外側の境界を定めている、前記分離室（３）と、
作動中に分離された成分のための少なくとも１つの出口（２１）と、
を形成しており、
前記巻き込み搬送装置は、前記ロータと一緒に回転する部分に固定されるように連結されるとともに前記入口室（５）の中に配置され、前記入口室（５）の実質的な軸方向全長に亘って軸方向に延びており、かつ２つの軸方向境界形成面（１７、１８）を含む少なくとも１つの液体案内部材を有しており、
一方の前記軸方向境界形成面（１７）は軸方向に前記入口室（５）の前記出口開口（６）に向けられ、他方の前記軸方向境界形成面（１８）は軸方向に前記入口室（５）の前記出口開口（６）の反対側に向けられており、前記両軸方向境界形成面は、前記入口室（５）内で半径方向および円周方向に延び、少なくとも一部が、前記入口室（５）の、作動中に液体で満たされる部分の中に位置しており、
前記液体案内部材は半径方向内側縁部（１９）を有し、前記入口室（５）内の液面がこの縁部（１９）の半径方向内側にあるときには、作動中に液体が前記縁部を越えて溢れて流れることができ、前記入口室（５）内の、前記隔壁（４）の半径方向内面近傍には、少なくとも１つの流路（２０）が配置されている、
巻き込み搬送装置において、
前記入口室（５）の前記出口開口（６）の反対側に向けられた前記他方の軸方向境界形成面は、円周方向および軸方向に延びている表面部分を有し、該表面部分は、作動中に、少なくとも一部が、前記入口室（５）の液体で満たされる部分に位置し、かつ回転方向に見て該表面部分が前記入口室（５）の前記出口開口（６）に向かって延びるように円周方向および軸方向に延びている
ことを特徴とする巻き込み搬送装置。
【請求項２】
前記軸方向に延びている部分は、円周方向において、１周あたり０．５ｍｍより大きく１００ｍｍ未満の長さを有することを特徴とする、請求項１に記載の巻き込み搬送装置。
【請求項３】
前記表面部分は、軸方向に前記入口室（５）の前記出口開口（６）の反対側に向けられている前記軸方向境界形成面（１８）の全体からなり、前記軸方向に延びている部分は、円周方向において、前記軸方向境界形成面（１８）の全体に亘って一様であることを特徴とする、請求項１または２に記載の巻き込み搬送装置。
【請求項４】
前記２つの軸方向境界形成面（１７、１８）が実質的に平らであることを特徴とする、請求項３に記載の巻き込み搬送装置。
【請求項５】
前記２つの軸方向境界形成面（１７、１８）が平行であることを特徴とする、先行する請求項のうちのいずれか１項に記載の巻き込み搬送装置。
【請求項６】
前記軸方向境界形成面（１７、１８）が、前記回転軸のまわりを少なくとも１周にわたって、螺旋状経路をなすように円周方向に延びていることを特徴とする、請求項３、４、または５に記載の巻き込み搬送装置。
【請求項７】
前記流路が環状で前記回転軸を囲んでいることを特徴とする、先行する請求項のうちのいずれか１項に記載の巻き込み搬送装置。
【請求項８】
前記流入管（１０）が内部に連通し、かつ前記出口開口（６）が配置されている軸端部を有する前記入口室（５）内の液体を巻き込み搬送するように配置されていることを特徴とする、先行する請求項のうちのいずれか１項に記載の巻き込み搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、回転軸を中心として回転可能なロータを有する遠心分離機の巻き込み搬送装置であって、ロータが、流入管が内部に連通し、かつ出口開口を有する入口室を形成しており、流入管は、作動中に、分離すべき成分の混合物の供給を行うものであり、出口開口は、入口室の軸方向のある位置に設けられている、巻き込み搬送装置に関する。また、ロータは、少なくとも１つの流路を介して入口室の出口開口と連通しているが、それ以外の部分では隔壁によって入口室と分けられている分離室も形成しており、隔壁は、回転軸を囲み、軸方向に延びている部分を有し、かつ内面によって入口室の半径方向外側の境界を定めている。さらに、ロータは、作動中に分離された成分のための少なくとも１つの出口を形成している。この巻き込み搬送装置は、ロータと一緒に回転する部分に固定されるように連結されるとともに入口室の中に配置され、入口室の実質的な軸方向全長に亘って軸方向に延びており、かつ２つの軸方向境界形成面を含む少なくとも１つの液体案内部材を有しており、一方の軸方向境界形成面は軸方向に入口室の出口開口に向けられ、他方の軸方向境界形成面は軸方向に入口室の出口開口と反対側に向けられており、両軸方向境界形成面は、入口室内で半径方向および円周方向に延び、少なくとも一部が、入口室の、作動中に液体で満たされる部分の中に位置している。液体案内部材は半径方向内側縁部を有し、入口室の中の液面がこの縁部の半径方向内側にあるときには、作動中に液体が縁部を越えて溢れて流れることができ、入口室内の、隔壁の半径方向内面近傍には、少なくとも１つの流路が配置されている。
【０００２】
米国特許明細書第４，７０１，１５８号、米国特許明細書第４，７２１，５０５号、およびＰＣＴ特許出願公開明細書第９５／１２０８２号のそれぞれに、回転軸を囲んで半径方向および円周方向に延び、供給される液体が半径方向に外に向かって流れていく隙間を間に形成する多数のディスクの形態の、この種の巻き込み搬送装置を入口室の中に有する遠心分離機が開示されている。
【０００３】
これらの遠心分離機の巻き込み搬送装置は、作動中に、供給された液体混合物をロータの回転の流れに乗せて運ぶ、半径方向および円周方向に延びる大きな接触面を有するため、液体の巻き込み搬送がこれらの遠心分離機の大きな面に沿って発生する。遠心分離機に供給される液体混合物の流れが速ければ速いほど、液体が液体案内部材の半径方向内側縁部から半径方向外側に向かってより多くの隙間に溢れ出ることにより、液体の巻き込み搬送に対してより多くのディスクが必要となる。
【０００４】
しかしながら、特に、供給される流体混合物の流れが遅い場合、液体がすべての隙間において半径方向外側に向かって流れるわけではなく、このことは、ここに記載した従来より公知の遠心分離機の分離室に向かって半径方向外側の入口室を形成する隔壁の内側のある部分に沿う軸方向の流れが存在しないことを意味する。多くの場合、このことは、スラッジ粒子が隔壁の内側に堆積することを意味する。隔壁の内面を、これらのスラッジ粒子を遠心力によって隔壁の内面に沿って入口室の出口開口に向かう方向に滑らせ得るような大きな角度を回転軸に対して有するように設計するだけの空間が、これらの遠心分離機内に無いため、スラッジ粒子が隔壁の内面のこれらの部分に蓄積する。これが続くと、入口室がついには、隔壁のこれらの部分が位置する場所で詰まり、そして遠心分離機の清掃のために遠心分離機を途中停止しなくてはならない。
【０００５】
ドイツ特許発明明細書第３０４１２１０号およびＰＣＴ特許出願公開明細書第９７／１７１３９号には、遠心分離機の内部を清掃する提案がなされている。しかしながら、これらの２通りの提案では、遠心分離機を途中停止しなくてはならず、貴重な生産時間が失われることになる。多くの場合、提案されている方法で遠心分離機を十分にきれいすることができず、遠心分離機を分解し、清掃し、再組立しなくてはならず、これは非常に労力がいり時間のかかる作業である。
【０００６】
本発明の目的は、供給された液体混合物を巻き込み搬送して、入口室を詰まらせることなく長時間のあいだ遠心分離機を作動させることを可能にする、遠心分離機の巻き込み搬送装置を完成することである。
【０００７】
本発明によれば、これは、入口室の出口開口の反対側に向けられた軸方向境界形成面が、円周方向および軸方向に延びている表面部分を有し、この表面部分が、作動中に、少なくとも一部が、入口室の液体で満たされる部分に位置し、かつ回転方向に見てこの表面部分が入口室の出口開口に向かって延びるように円周方向および軸方向に延びていることによって達成される。言い換えると、入口室の出口開口の反対側に向けられた軸方向境界形成面は、通常の状態では、回転方向の構成要素を有する。
【０００８】
本発明の一実施態様では、軸方向に延びている部分が、円周方向において、１周あたり０．５ｍｍより大きく１００ｍｍ未満の長さを有する。
【０００９】
本発明の他の実施態様では、表面部分が、軸方向に入口室の出口開口の反対側に向けられている軸方向境界形成面の全体からなり、軸方向に延びている部分は、円周方向において、軸方向境界形成面の全体に亘って一様である。
【００１０】
本発明のさらに他の実施態様では、２つの軸方向境界形成面が実質的に平らである。２つの軸方向境界形成面が平行であるのが適切である。
【００１１】
本発明の好適な実施態様では、軸方向境界形成面が、回転軸のまわりを少なくとも１周にわたって、螺旋状経路をなすように円周方向に延びている。
【００１２】
流路が環状で回転軸を囲んでいることが好ましい。
【００１３】
本発明の特定の実施態様では、入口室が、流入管が内部に連通し、かつ出口開口が配置されている軸端部を有する。
【００１４】
以下、遠心分離機内の本発明による巻き込み搬送装置の一実施形態を図示する添付図面を参照しながら本発明をより詳しく説明する。
【００１５】
図面に概略的に示された遠心分離機の一部分の断面は、駆動軸２に支持されているロータ本体１を有する。ロータ本体１は、それ自体の内側に分離室３を形成している。ロータ本体１の中心には、隔壁４を形成しロータ本体１の各部とともに入口室５の境界を定める壁部材が配置されている。入口室５は、図面では下方の軸端部に示されている出口開口６を有し、隔壁４とロータ本体１との間に形成された流路７を介して分離室３と連通している。分離室３の中には、分離室３を主分離工程が行われる多数の隙間に分割する截頭円錐形の分離ディスク８の積み重ねが配置されている。分離ディスク８の、互いに真上に位置するように設けられた穴によって形成された多数の通路９が、分離ディスク８の積み重ねを軸方向に貫通して延びている。
【００１６】
内部流入路１１を備えた静止流入管１０が、図面上方から、ロータ本体１の中心開口を通ってロータの中に延び、さらに、隔壁４の中心開口１２を通って入口室５の中に延びている。流入路１１は、入口室５の図面下方の軸端部に位置する開口１３を有している。本発明による巻き込み搬送装置１４が、入口室の中において、ロータと一緒に回転する部分、１つの案として隔壁４またはロータ本体１０に固定されるように連結されて配置され、流入路１１の開口１３と、入口室５の軸方向反対側の端部との間の、入口室５内の実質的な全長に亘って軸方向に延びている。巻き込み搬送装置１４には、流入路１１の開口１３に最も近い位置に、流入管との間に間隙１６を残しながら流入管１０を囲む環状のディスク１５が設けられている。
【００１７】
図面に例示されている、本発明による巻き込み搬送装置１４の実施形態は、一方１７が入口室５の出口開口６に向けられ、他方が入口室５の出口開口６の反対側に向けられている、２つの境界形成面１７と１８によって軸方向に境界が定められている液体案内部材を有する。境界形成面１７と１８は、流入管１０および回転軸のまわりを半径方向および円周方向に延びており、動作時に少なくとも一部が、入口室５の液体で満たされる部分に位置する。液体案内部材は、流入管に向けられ、回転軸を囲んでいる半径方向内側縁部を有しており、入口室内の、図面中に三角形で示される半径方向の液面がこの縁部１９の半径方向内側に位置しているときには、作動中にこの縁部から液体を溢れさせて流すことができる。液体案内部材と隔壁との間に、回転軸を囲む環状の流路２０が配置されている。
【００１８】
図面に概略的に示されている遠心分離機には、分離された軽い成分のための溢流出口の形態の出口２１が設けられている。
【００１９】
図示されている実施形態の２つの境界形成面１７と１８は、作動中に少なくとも一部が、入口室５の、液体で満たされる部分に位置し、回転方向に見て入口室５の入口開口に向かう方向に延びるように、円周方向および軸方向に延びる表面部分を有する。図示されている実施形態では、境界形成面１７と１８がいずれも、回転方向に見て入口室５の出口開口６に向かって延びるように、円周方向および軸方向に延びている。また、２つの境界形成面１７と１８は実質的に平らで平行で、回転軸のまわりの数周の螺旋状の経路をなすように延びている。
【００２０】
図示されている遠心分離機の巻き込み搬送装置は、以下のように作動する。
【００２１】
ロータが回転しているときに、分離されるべき成分の液体混合物が、流入路１１を通って入口室５に供給される。流入した液体は半径方向内側にて入口室の下部を満たし、ついには液体は、流入管１０と巻き込み搬送装置１４の環状ディスク１５との間の間隙１６を通って流れ、そこで、ロータと一緒に回転している液体案内部材の境界形成面１７および１８と接触するようになる。これにより、境界形成面１７と１８が液体を巻き込み搬送する動作を行う。噴流するためのロータの回転速度が得られなかった液体は、回転方向に見て、軸方向に延びている部分を有する境界形成面１７と１８に対して相対的に回転方向と反対に移動しており、入口室５の出口開口６から送り出される。これにより、入口室に流れ込む液体の少なくとも一部が、主分離が行われる分離室３に流れ出る前に、確実に、出口開口６から見て入口室５の先の部分および流路２０を通って流れる。
【００２２】
供給された液体混合物の、図示されている遠心分離機へのある流れにおいて、入口室５の回転している液体本体の自由液面は、図中の連続線および小さな三角形によって示されるように位置する。供給される混合物の流れが増大すると、液体が数周の液体案内部材の間のより多くの隙間を通って流れ込むように液面が徐々に移動する。
【００２３】
遠心分離機をこのように設計することによって、入口室を有することの危険を減少させることができるのと同時に、供給される液体混合物を効率的かつ穏やかに巻き込み搬送することができる。
【００２４】
図面に示された実施形態では、巻き込み搬送装置に単一の螺旋状液体巻き込み搬送部材が設けられている。この巻き込み搬送装置は、もちろん、より多くの螺旋状の液体巻き込み搬送部材を備えることもでき、すなわち、回転軸の周りに軸方向に配置された多数の部材から構成することもできる。１つの案として、これらは羽根状に形成することもできる。
【００２５】
図示されている実施形態では、境界形成面の軸方向に延びている部分は一様であるが、出口開口に対する距離を変えることもできる。
【００２６】
示されている実施形態では、本発明は縦軸を有する遠心分離機に使用されているが、もちろん、デカンタ型のような水平駆動軸を有する遠心分離機にも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  遠心分離機内の本発明による巻き込み搬送装置を示す図である。
【図１】
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