JP3000530B2 - 遠心分離機の回転子囲い板 - Google Patents
遠心分離機の回転子囲い板Info
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- JP3000530B2 JP3000530B2 JP9509581A JP50958197A JP3000530B2 JP 3000530 B2 JP3000530 B2 JP 3000530B2 JP 9509581 A JP9509581 A JP 9509581A JP 50958197 A JP50958197 A JP 50958197A JP 3000530 B2 JP3000530 B2 JP 3000530B2
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- JP
- Japan
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- rotor
- shroud
- housing
- wall
- density
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D11/00—Solvent extraction
- B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
- B01D11/0446—Juxtaposition of mixers-settlers
- B01D11/0457—Juxtaposition of mixers-settlers comprising rotating mechanisms, e.g. mixers, mixing pumps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
- B04B1/02—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles without inserted separating walls
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 1.発明の分野 本発明は一般に密度の異なる混合液体を分離する遠心
分離機に関し、更に詳細には混合相入口流の混合作用を
制限する分離機組立体の改良に関する。
分離機に関し、更に詳細には混合相入口流の混合作用を
制限する分離機組立体の改良に関する。
2.従来の技術 遠心装置は密度の異なる物質を分離するのに広く使用
されている。このような装置は重量相の相違に基づき液
体を互いに分離する非常に満足な方法を提供することが
見いだされている。
されている。このような装置は重量相の相違に基づき液
体を互いに分離する非常に満足な方法を提供することが
見いだされている。
分離機は、抽出機とも言われるが、成分が別々の相の
ままであれば、混合された成分の入力流の個別成分を分
離することができる。多くの場合、装置内に第２の入力
流として注入される溶媒を使用して抽出を促進すること
ができる。この場合には、装置が廃流と溶媒流を親密に
接触させるので、装置をしばしば「接触器」と言う。溶
媒相を次に、可溶種と共に、相の密度の差により担体相
から分離する。典型的には、プロセス液体は軽い（密度
の小さい）溶媒または有機相と重い含水相から成り、こ
れらを混合領域とつながっている別々の入口を通して遠
心接触器に導入する。得られる液体混合物は次に接触器
の回転子に入り、そこで遠心力が重い方の相を回転子の
回転軸から外方遠くに流すことにより重い方の相を軽い
方の相から分離し、それにより軽い方の相が回転子の回
転軸の近くにくる。次に二つの相を回転子の上端に個別
に集め、重い相は外周に隣接する場所から出て行き、軽
い相は回転軸に隣接する場所から出て行く。典型的に
は、出て行く相の一方または双方は他の接触器を通して
循環させることによるような、一つ以上のその後の抽出
段階にかけられる。
ままであれば、混合された成分の入力流の個別成分を分
離することができる。多くの場合、装置内に第２の入力
流として注入される溶媒を使用して抽出を促進すること
ができる。この場合には、装置が廃流と溶媒流を親密に
接触させるので、装置をしばしば「接触器」と言う。溶
媒相を次に、可溶種と共に、相の密度の差により担体相
から分離する。典型的には、プロセス液体は軽い（密度
の小さい）溶媒または有機相と重い含水相から成り、こ
れらを混合領域とつながっている別々の入口を通して遠
心接触器に導入する。得られる液体混合物は次に接触器
の回転子に入り、そこで遠心力が重い方の相を回転子の
回転軸から外方遠くに流すことにより重い方の相を軽い
方の相から分離し、それにより軽い方の相が回転子の回
転軸の近くにくる。次に二つの相を回転子の上端に個別
に集め、重い相は外周に隣接する場所から出て行き、軽
い相は回転軸に隣接する場所から出て行く。典型的に
は、出て行く相の一方または双方は他の接触器を通して
循環させることによるような、一つ以上のその後の抽出
段階にかけられる。
水−石油混合物の成分を遠心分離する方法は本出願の
筆頭発明人に対して発行された米国特許第4,959,158号
に記述されている。そこに記述されている方法は核処理
プラントで放射性廃流から超ウラン元素を抽出するため
合衆国エネルギ省により開発された遠心接触器を利用し
ている。この装置は水−石油混合物の分離に有利に採用
できることが見いだされた。基本的接触器装置の改良に
ついては1995年９月１日に出願され、本出願と共通に譲
渡されている同時係属中の出願08/522,520に開示されて
いる。
筆頭発明人に対して発行された米国特許第4,959,158号
に記述されている。そこに記述されている方法は核処理
プラントで放射性廃流から超ウラン元素を抽出するため
合衆国エネルギ省により開発された遠心接触器を利用し
ている。この装置は水−石油混合物の分離に有利に採用
できることが見いだされた。基本的接触器装置の改良に
ついては1995年９月１日に出願され、本出願と共通に譲
渡されている同時係属中の出願08/522,520に開示されて
いる。
発明の概要 本発明は液体成分の微細な混合を減らす遠心分離機を
提供する。円環状混合領域にある回転子囲い板が液体−
液体剪断（liquid−liquid shear）を極小にするが、回
転子の汲み上げ作用に悪影響を与えることはない。分離
機は内部の室を形成する全般的に円筒形の内面を備えて
いるハウジングを備えている。中空回転子が室内に設け
られてその中を回転し、回転子は上部開口、下部開口、
および内面および外面のある全般に円筒形の回転子壁を
備えている。回転子壁の外面はハウジングの内面から離
して設けられ、それにより円環状混合領域を形成してい
る。回転子囲い板は回転子よりわずかだけ大きい円筒か
ら構成されている。囲い板はハウジングに対して固定さ
れ、それにより円環状混合領域内部の液体が回転子の回
転外面に接触しないようにしている。混合作用の減少に
より剪断に敏感な液体混合物の分離効率が劇的に増大す
る。
提供する。円環状混合領域にある回転子囲い板が液体−
液体剪断（liquid−liquid shear）を極小にするが、回
転子の汲み上げ作用に悪影響を与えることはない。分離
機は内部の室を形成する全般的に円筒形の内面を備えて
いるハウジングを備えている。中空回転子が室内に設け
られてその中を回転し、回転子は上部開口、下部開口、
および内面および外面のある全般に円筒形の回転子壁を
備えている。回転子壁の外面はハウジングの内面から離
して設けられ、それにより円環状混合領域を形成してい
る。回転子囲い板は回転子よりわずかだけ大きい円筒か
ら構成されている。囲い板はハウジングに対して固定さ
れ、それにより円環状混合領域内部の液体が回転子の回
転外面に接触しないようにしている。混合作用の減少に
より剪断に敏感な液体混合物の分離効率が劇的に増大す
る。
図面の簡単な説明 図１は本発明に従って構成された遠心分離機の断面図
である。
である。
発明の詳細な説明 下記説明において、説明の目的でおよび限定しない目
的で、本発明の完全な理解を与えるために特定の細目を
説明する。しかし、当業者には本発明をこれら特定の細
目を離れた他の実施形態で実用化し得ることが明らかで
あろう。他の場合には、周知の方法および装置の詳細説
明を、本発明の説明を不必要な細目で曖昧にしないよう
に、省略してある。
的で、本発明の完全な理解を与えるために特定の細目を
説明する。しかし、当業者には本発明をこれら特定の細
目を離れた他の実施形態で実用化し得ることが明らかで
あろう。他の場合には、周知の方法および装置の詳細説
明を、本発明の説明を不必要な細目で曖昧にしないよう
に、省略してある。
図１は本発明に従って構成された分離機10の断面図で
ある。構成要素の全般的配置は当業者に既知の遠心分離
機にとってかなり典型的なものである。したがって、本
発明の特定の主題事項から離れている分離機の構造の詳
細をここでは長々と説明しないことにする。
ある。構成要素の全般的配置は当業者に既知の遠心分離
機にとってかなり典型的なものである。したがって、本
発明の特定の主題事項から離れている分離機の構造の詳
細をここでは長々と説明しないことにする。
分離機10は、垂直に向いて垂直向き円筒形回転子14を
収容する全般的に円筒形の空間を形成しているハウジン
グ12を備えている。回転子14は駆動モータ（図示せず）
により回転するシャフト16に取り付けられている。吊り
回転子構成を例示してあるが、シャフト16をハウジング
12の下部軸受により更に支えることができることが理解
されよう。
収容する全般的に円筒形の空間を形成しているハウジン
グ12を備えている。回転子14は駆動モータ（図示せず）
により回転するシャフト16に取り付けられている。吊り
回転子構成を例示してあるが、シャフト16をハウジング
12の下部軸受により更に支えることができることが理解
されよう。
回転子14の外径はハウジング12の内径より小さく、そ
れによりプロセス液体の混合領域18となる細長い円環室
を形成している。プロセス液体は入口ポート20および22
を通して円環状混合領域18に入る。これらポートはプロ
セスの別々の成分を入れるのに、または分離用混合相を
入れるのに使用することができる。図１に示したよう
に、重い相の成分は入口ポート20を通して入れられ、軽
い相の成分は入口ポート22を通して入れられる。通常の
分離機構成では、混合領域18の境界がハウジング12の静
止内壁と回転子14の回転外壁であるから、プロセス液体
は、円環状混合領域18の内部で激しい混合作用を受け
る。このような混合作用は一定のプロセスについては望
ましいこともあるが、他のプロセスでは分離効率に悪影
響を及ぼす可能性がある。
れによりプロセス液体の混合領域18となる細長い円環室
を形成している。プロセス液体は入口ポート20および22
を通して円環状混合領域18に入る。これらポートはプロ
セスの別々の成分を入れるのに、または分離用混合相を
入れるのに使用することができる。図１に示したよう
に、重い相の成分は入口ポート20を通して入れられ、軽
い相の成分は入口ポート22を通して入れられる。通常の
分離機構成では、混合領域18の境界がハウジング12の静
止内壁と回転子14の回転外壁であるから、プロセス液体
は、円環状混合領域18の内部で激しい混合作用を受け
る。このような混合作用は一定のプロセスについては望
ましいこともあるが、他のプロセスでは分離効率に悪影
響を及ぼす可能性がある。
分離のストークスの法則を、油および水の混合物の特
定の場合について、 と記述することができる。
定の場合について、 と記述することができる。
ここで VC ＝遠心設定速度 d ＝小滴の直径 ρｐ＝水相の密度 ρ１＝油相の密度 η ＝水相の粘度 r ＝分離容器の半径 ω ＝角速度 分散液体の設定速度は小滴の直径の二乗の関数である。
したがって、分離の効率は設定速度に直接関係するか
ら、過度に小さい小滴の発生を回避することが重要であ
る。したがって、円環状混合領域内部での混合作用を減
らすことが望ましい。このことは油と水のような混合成
分流の分離について特に正しい。
したがって、分離の効率は設定速度に直接関係するか
ら、過度に小さい小滴の発生を回避することが重要であ
る。したがって、円環状混合領域内部での混合作用を減
らすことが望ましい。このことは油と水のような混合成
分流の分離について特に正しい。
円環状混合領域18の内部での混合作用を減らすため
に、本発明は回転子14を囲む細長いスリーブまたは囲い
板24を設けている。円環状混合領域18の内部の液体はし
たがって回転子14の回転外面から遮蔽されている。囲い
板24には好適に回転子の下で広がっている下壁24aがあ
り、それにより回転子の下部を完全に取り囲んでいる。
これにより液体−液体剪断が極小になり、プロセス液体
が更に分散することがなくなる。囲い板24はハウジング
12に対して固定され、半径方向の翼板26の上面に固定す
ることができる。囲い板の下壁24aと回転子14の底との
間の円環状シール25はプロセス液体が囲い板を回転子か
ら分離している空間に入らないようにしている。
に、本発明は回転子14を囲む細長いスリーブまたは囲い
板24を設けている。円環状混合領域18の内部の液体はし
たがって回転子14の回転外面から遮蔽されている。囲い
板24には好適に回転子の下で広がっている下壁24aがあ
り、それにより回転子の下部を完全に取り囲んでいる。
これにより液体−液体剪断が極小になり、プロセス液体
が更に分散することがなくなる。囲い板24はハウジング
12に対して固定され、半径方向の翼板26の上面に固定す
ることができる。囲い板の下壁24aと回転子14の底との
間の円環状シール25はプロセス液体が囲い板を回転子か
ら分離している空間に入らないようにしている。
円環状混合領域18の内部の混合相はハウジング12の床
に向かって下方に移動する。半径方向の翼板26はハウジ
ングに固定され、混合物を円環状シール25を通して回転
子入口28に導く。混合物が回転子の内部に入ると、回転
の遠心力が重い相を回転子14の壁に向かって外側に押
し、軽い相をシャフト16の方に半径方向内側に移動させ
る。軽い相は堰30を超えて流れ、溝32に集められ、そこ
から出口ポート34を通って出て行く。重い相は底流溝3
6、堰38の上方を通り、コレクタ40に入り、そこから出
口ポート42を通って出て行く。
に向かって下方に移動する。半径方向の翼板26はハウジ
ングに固定され、混合物を円環状シール25を通して回転
子入口28に導く。混合物が回転子の内部に入ると、回転
の遠心力が重い相を回転子14の壁に向かって外側に押
し、軽い相をシャフト16の方に半径方向内側に移動させ
る。軽い相は堰30を超えて流れ、溝32に集められ、そこ
から出口ポート34を通って出て行く。重い相は底流溝3
6、堰38の上方を通り、コレクタ40に入り、そこから出
口ポート42を通って出て行く。
本発明を直径10インチの分離機で原油と水との混合物
について試験した。分離機をすべての試験で1150rpmで
動作させた。試験結果を下に表にして示す。
について試験した。分離機をすべての試験で1150rpmで
動作させた。試験結果を下に表にして示す。
上に説明した本発明を開示の精神または本質的特性か
ら逸脱することなく他の特定の形態で具体化できること
が認められるであろう。したがって本発明は前述の例示
的細目により限定されるべきでなく、付記した請求の範
囲により規定されるべきであることが理解される。
ら逸脱することなく他の特定の形態で具体化できること
が認められるであろう。したがって本発明は前述の例示
的細目により限定されるべきでなく、付記した請求の範
囲により規定されるべきであることが理解される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フェデリシ，アルフレッド・ジイ アメリカ合衆国・89706・ネバダ州・カ ーソン シティ・アローヘッド ドライ ブ・3535 ビイ (72)発明者 マカルソ，ローレンス・エル アメリカ合衆国・89706・ネバダ州・カ ーソン シティ・アローヘッド ドライ ブ・3535 ビイ (72)発明者 ハリス，ピーター・ジェームス アメリカ合衆国・89706・ネバダ州・カ ーソン シティ・アローヘッド ドライ ブ・3535 ビイ (72)発明者 サムス，エイチ・ウィリアム アメリカ合衆国・89706・ネバダ州・カ ーソン シティ・アローヘッド ドライ ブ・3535 ビイ (56)参考文献 米国特許4959158（ＵＳ，Ａ) 米国特許2474006（ＵＳ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】軸の周りに対称に設けられて内部室を形成
する全般的に円筒形の内面を備えたハウジング、 前記室の内部に設けられて軸の周りを回転する回転子で
あって、上部開口、下部開口、および内面および外面の
ある全般的に円筒状の回転子壁を備え、回転子壁の前記
外面はハウジングの内面から離して設けられている中空
回転子、 前記ハウジングに固定された囲い板であって、回転子壁
の前記外面から離して設けられ且つその外面を囲み、そ
れにより囲い板とハウジングの内面との間に円環状空間
を形成し、回転子の前記下部開口が円環状空間と連絡し
ている全般的に円筒形の囲い板、 密度のある液体混合物を円環状空間に導入する少なくと
も一つの入口、および回転子の上部開口に隣接して設け
られ、液体混合物の混合物の密度より大きい密度の第１
の成分を第１の出口に導き、液体混合物の混合物の密度
より小さい密度の第２の成分を第２の出口に導く分離手
段、 を備えている遠心分離機。 - 【請求項２】前記囲い板には回転子の前記下部開口と整
列している穴を備えた下壁がある請求項１に記載の遠心
分離機。 - 【請求項３】更に囲い板の前記下壁と回転子との間に前
記穴を囲むシールを備え、前記液体混合物が囲い板と回
転子との間に入らないようにした請求項２に記載の遠心
分離機。 - 【請求項４】前記ハウジングには複数の直立する全般的
に半径方向の翼板を備えた下面があり、囲い板の前記下
面は前記翼板に取り付けられている請求項１に記載の遠
心分離機。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US586,964 | 1996-01-16 | ||
| US08/586,964 US5571070A (en) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | Rotor sleeve for a centrifugal separator |
| US08/586,964 | 1996-01-16 | ||
| PCT/US1996/017316 WO1997026085A1 (en) | 1996-01-16 | 1996-10-30 | Rotor shroud for a centrifugal separator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11500353A JPH11500353A (ja) | 1999-01-12 |
| JP3000530B2 true JP3000530B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=24347796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9509581A Ceased JP3000530B2 (ja) | 1996-01-16 | 1996-10-30 | 遠心分離機の回転子囲い板 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5571070A (ja) |
| JP (1) | JP3000530B2 (ja) |
| AU (1) | AU7481796A (ja) |
| WO (1) | WO1997026085A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108249508A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-07-06 | 叶利萍 | 一种水中微量有机污染物富集装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6363611B1 (en) * | 1998-11-16 | 2002-04-02 | Costner Industries Nevada, Inc. | Method of making an easily disassembled rotor assembly for a centrifugal separator |
| US6440054B1 (en) | 2000-09-18 | 2002-08-27 | George M. Galik | Apparatus for liquid-liquid extraction |
| FR2841485B1 (fr) * | 2002-07-01 | 2004-08-06 | Commissariat Energie Atomique | Extracteur centrifuge annulaire a rotor d'agitation noye |
| JP3757197B2 (ja) * | 2002-08-02 | 2006-03-22 | 核燃料サイクル開発機構 | 遠心抽出器 |
| JP3711277B2 (ja) * | 2002-12-17 | 2005-11-02 | 核燃料サイクル開発機構 | 非接触軸支構造の遠心抽出器 |
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| WO2019092017A1 (de) | 2017-11-10 | 2019-05-16 | Evonik Degussa Gmbh | Verfahren zur extraktion von fettsäuren aus triglyceridölen |
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