JPH10128242A - 空気分離器のための分離ホイール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】可能な限り一定の分離が分離ホイールの全軸長
に渡って達成され得る分離ホイールを提供する。 【解決手段】分離ホイールは、分離材を含む分離空気の
ための入口と、粗粒材のための出口とを備えたハウジン
グ内に収容されている。分離材を含む分離空気は、矢印
５方向から分離ホイールに供給され、軸方向出口を通っ
て流出端の所で分離ホイールから排出される。分離ホイ
ールは、軸方向に互いに離間した環状のキャリアを有
し、これらキャリアの周辺部間には軸方向に延びた複数
のホイールブレイド９，９´が支持されている。これら
ホイールブレイド間に分離空気が供給されるチャンネル
１２が規定されている。これらチャンネルは、分離ホイ
ールの径方向に対して所定角度αで傾斜している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微粒材をキャリア
した分離空気が外側から内側に分離ホイールを流れ、微
粒材をキャリアした分離空気が分離ホイールから軸方向
に排出される、周辺にチャンネルを有する空気分離器の
ための分離ホイールに関する。

【０００２】

【従来の技術】分離器は、分離材を微粒材と粗粒材とに
分離するようにデザインされている。このような分離器
の一例は、ＥＰ−Ａ１ ５５２ ８３７に開示されてい
る。この分離器においては、外側から内側にほぼ径方向
に空気分離器の分離ホイールを流れた後に、微粒材をキ
ャリアした分離空気は、分離ホイールから軸方向に排出
される。分離ホイールの回転、並びに、この結果のチャ
ンネル内、もしくはチャンネルの外ポートの領域内の遠
心力は、粗粒材を外側に加速し、この結果粗粒材は分離
空気並びに微粒材と共に内側には排出され得ない。

【０００３】かくして、分離ホイールの軸方向の流出端
の領域で流速が早くるので、即ち、圧力差が大きくなる
ので、より大きい大きい分離材が、分離ホイールの中央
領域でよりも、即ち、流出端から離れた領域でよりも、
同時に除去され、この結果、粗粒材と微粒材とへの分離
材の分離、即ち、クラス分けが、所望の精度で行われな
いという問題がある。

【０００４】分離ホイールの軸方向の端部ではエッジ流
により、より大きい粒子が、分離ホイールの中央部の場
合よりも運ばれるということが言える。かくして、分離
器のハウジングとの相互作用で、バック流が生じて、規
定できない分離が生じてしまう。もし、実際の結果が、
ストロークの後に、理論的な計算と比較されると、実際
には、微粒材のうちの最大の粒子が、実際の状態のもと
でよりも何度かの折り返しによりより大きくなり、科学
自体がストロークの後に粒子沈殿作用が生じることを実
証していることが容易に理解できよう。

【０００５】この問題を解決するために、ＥＰ−Ａ１
５５２ ８３７において、分離ホイール内に、分離ホイ
ールの流出端から離れるのに従ってサイズが大きくなっ
た複数の開口が中に設けられた分配チューブが置かれる
ことが提案されている。これら開口は、流出端近くでは
小さくなっているので、流れの抵抗が流出端から離れた
領域でよりも高くなり、かくして、この方法では、分離
ホイール内で軸方向の全長に渡って流速がより一定とな
り、即ち、アンダープレッシャーの作用が生じる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＥＰ−Ａ１
５５２ ８３７で提案された解決は、チョークとして機
能する分配チューブの開口により分離器のパワーの消費
が大きくなる欠点があり、この欠点は、特に、高流速の
場合には著しくなる。一方、比較的大きい粒子は、分離
ホイールの周壁に設けられたチャンネル中に入ることが
妨げられなければならないが、これはこの方法では達成
されない。

【０００７】従って、本発明の目的は、可能な限り一定
の分離が分離ホイールの全軸長に渡って達成され得る最
初に記載した形式の分離ホイールを提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的は、分離ホイー
ルの径方向に対して異なる角度を有する軸方向に異なる
径方向面で野チャンネルによる一般的な形式の分離ホイ
ールにより達成される。

【０００９】外周の軸方向に異なる径方向面に形成され
たチャンネルの変化した角度傾斜は、分離ホイールの全
軸長に渡って分離空気から粒子流の反発に変化する程度
に影響を与える。

【００１０】ロータの外周方向での反発は、分離空気だ
けどはなく、粒子にも非常に効果的に影響を与える。三
次元的に非常に異なる流れの様子を考慮して、もしく
は、主として全体的に大きい粒子が通るロータの領域に
おいて、これを防ぐために、分離ホイールの径方向に対
して角度が異なるチャンネルにより、軸方向に異なる径
方向面での反発の度合いを変化させるように影響を与え
ることは有効である。

【００１１】かくして、本発明は、チャンネルの出口方
向への微粒材を含む分離空気の入れられた流れは、分離
ホイールの径方向に対するチャンネルの傾斜により影響
を受ける。かくして、チャンネルが夫々、分離ホイール
の径方向に対して異なる角度で、軸方向に異なる径方向
の面に配設されていると、上述したより均一な分離特性
が、チョークロスや高圧ロスを生じるＥＰ−Ａ１ ５５
２ ８３７に従う分配チューブのような付加手段を必要
としないで、分離ホイールにより達成できる。

【００１２】特に、チャンネルが回転方向に対して内側
から外側に傾斜されて特徴付けられた本発明の１つの好
ましい実施の形態において、分離ホイールの流出端での
チャンネルの傾斜角度が流出端から離れたチャンネルの
傾斜角度よりも大きくなっていることが、本発明に従っ
て提案されている。この実施の形態においては、上述し
た反発特性が分離空気岳ではなく、分離される粒子にも
作用するので、分離器の非常に良好な分離が達成され得
る。

【００１３】本発明の他の実施の形態は他の従属請求項
に従う。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を添付図面
を参照して説明する。

【００１５】図１は、本発明に係わる分離ホイール２０
を備えた空気分離器を概略的に示す。この分離ホイール
２０は、分離材を含む分離空気のための入口２３と、粗
粒材のための出口２２とを備えたハウジング２１内に収
容されている。分離材を含んだ分離空気は軸方向出口２
４を通って排出される。

【００１６】図１並びに２に示し説明したようなハウジ
ング２１に代えて、他の形態のハウジングが使用され
得、また、分離空気と分離材とは、互いに別々にハウジ
ング２１に供給されることもできる、ことは勿論であ
る。

【００１７】図３は、本発明に係る分離ホイール２０を
部分的に断面して示し、これは、５つの分離ホイールセ
グメント１，２，３により構成されている。

【００１８】分離材を含む分離空気は、矢印５方向から
分離ホイール２０に供給され、微粒材を運ぶ空気は、矢
印４の方向に、軸方向出口２４を通って流出端の所で分
離ホイール２０から排出される。

【００１９】図４の軸方向から見た図面に示す第１の実
施の形態において、分離ホイールセグメント１並びに２
は、ハブ８に５つのスポーク７により接続されたキャリ
ア（支持環状円板）６を有する。このキャリア６上に
は、分離ホイールセグメント１，２の軸方向に延びた複
数のホイールブレイド９，９´が設けられている。これ
らホイールブレイド９，９´は、ホイールブレイド９を
使用して示されるように、分離ホイールセグメント１，
２の径方向に折曲されるか、湾曲して曲げられ得る。し
かし、これらホイールブレイドは、図４でホイールブレ
イド９を使用して示すように、平坦なロータバー（ロー
タに使用される棒）のような極めて簡単な形態でも形成
され得る。これらホイールブレイド９，９´の外側の領
域で、ホイールブレイドは、径方向に対して所定の角度
αで傾斜している。この外側の領域での傾斜角度αは、
ホイールブレイド９のためのチャンネル１２の内側の領
域での傾斜角度よりも、より激しい分離作用を決定す
る。

【００２０】前記ホイールブレイド９，９´は、これら
が、分離ホイール２０の回転方向１０とは反対に内側か
ら外側へと傾斜するように、径方向に対して所定の角度
αで傾斜している。このような傾斜は、分離材のうちの
粗粒材が、外側から内側に向かって矢印５の方向に、分
離ホイール２０が流れることを困難にしている。この結
果、分離材の良好な分離が可能になっている。

【００２１】微粒材を含んだ分離空気が、ホイールブレ
イド９，９´間に形成されたチャンネル１２を通って外
側から内側に向かって流れた後に、この微粒材を含んだ
分離空気は、図３で矢印１１により示されているよう
に、９０°偏向されて分離器の軸方向に流れる。

【００２２】図３に示す分離ホイールセグメント３は、
図４に示す実施の形態において、分離ホイールセグメン
ト１，２とは、キャリア６がスポークによりハブ８に接
続されているのではなく、図３に示すように、連続した
ディスク１４に接続されている点が異なる。これは、分
離ホイールセグメント３は分離ホイール２０の流出端１
３に配置されて分離ホイールの終端を形成するために、
必要である。

【００２３】分離ホイールセグメント１，２，３の傾斜
角度αは、分離ホイールセグメント１よりも分離ホイー
ルセグメント２，３の方が大きい。このようなホイール
ブレイド９，９´、即ち、これらホイールブレイド間に
形成されたチャンネル１２のより大きい角度は、分離空
気粒子流れのための反発を増す。この結果、ここでの比
較的大きい粒子の通過が阻止され、かくして、より高精
度の分離のための全ロータの改良された分離作用が達成
される。

【００２４】図４に示す分離ホイールセグメントは、図
３に示す分離ホイールセグメントとは正確には一致して
いない、即ち、図４に示す分離ホイールセグメントは、
ホイールブレイド９，９´がキャリア６にモールド成型
されて一体となっているのに対して、図３に示す分離ホ
イールセグメントでは、図５並びに６に詳細に示すよう
に、ホイールブレイド９，９´が支持ディスク１６，１
６´，１６”間に形状的に一致されて支持されている。

【００２５】このために、中間の支持ディスク１６は、
ホイールブレイド９，９´を端部２７で支持する環状溝
２６を両面２５に有する。支持ディスク１６のこの位置
へのホイールブレイド９，９´の固定のために、全体が
環状のスペーサ２８のが、支持ディスク１６の両側の溝
２６中に挿入されている。ホイールブレイド９，９´の
前記端部２７を支持するために、スペーサ２８は、径方
向（径方向に対して角度αだけ傾斜して）外方に開口し
中にホイールブレイド９，９´が位置されるスロットを
有する。

【００２６】両側の支持ディスク１６´，１６”は、前
記中間の支持ディスク１６と同様にデザインされてお
り、分離ホイール２０内方に向いた面にホイールブレイ
ド９，９´を支持するための１つの溝２６を有する。

【００２７】支持ディスク１６，１６´，１６”を貫通
しないで、形状を適合させることによりホイールブレイ
ド９，９´が間に支持された支持ディスクを有する分離
ホイール２０の上述した構造は、分離ホイール２０の構
造が全体を通して非常に安定である効果を有する。これ
は、支持ディスク１６が、これらの連続した環状の断面
により、高い支持キャパシティを有するからである。勿
論、形状を適合させることにより支持された支持ディス
クとブレイドとを有する分離ホイールのこの構造は、ブ
レイド間のチャンネルが分離ホイールの全長に渡って実
質的に同じようにアラインメントされている分離器にも
使用され得る。

【００２８】図１並びに３に示すように、分離ホイール
セグメント１，２，３は、これらが図示しない駆動源を
使用して駆動されるシャフト１５に捩れに対して強くな
るように装着されている。

【００２９】ホイールブレイド９，９´間に形成された
チャンネル１２の傾斜角度は、３０ないし４５°が望ま
しいが、分離材の粒子の特定の重量もしくは粒子サイ
ズ、または、粗粒材と微粒材との間の所望の分離比によ
り、これ以上でも以下でも良く、例えば１５ないし６０
°でも良い。

【００３０】図示していない異なる実施の形態では、ホ
イールブレイド９，９´間に形成されたチャンネル１２
の代わりに、孔のような開口でも良く、また、分離ホイ
ール２０は個々がチャンネルを有する複数のセグメント
で構成されていなくても良い。しかし、異なる径方向の
面で異なる傾斜角度を有するチャンネルは、一体的な分
離ホイールもしくは単一の分離ホイールセグメントに配
置される。

【００３１】図示していない異なる実施の形態におい
て、微粒材を含んだ空気は、本発明に係る分離器の効率
を高めるために、夫々の流出端を介して分離ホイールの
２つの軸方向の端部から排出され得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】３つのセグメントを有する空気分離器の概略的
な縦断面図である。

【図２】図１を左側から見た空気分離器の背面図であ
る。

【図３】５つのセグメントを有する本発明に係る分離ホ
イールの一部の断面図である。

【図４】分離ホイールセグメントの第１の実施の形態の
軸方向から見た端面図である。

【図５】分離ホイールセグメントの第２の実施の形態の
軸方向から見た端面図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う分離ホイールセグメ
ントの一部の断面図である。

【符号の説明】

１，２，３…分離ホイールセグメント、６…キャリア、
９，９´…ホイールブレイド、１２…チャンネル、２０
…分離ホイール、２１…ハウジング、２２…出口、２３
…入口、２４…軸方向出口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨーゼフ・コイシュニック オーストリア国、アー − 8324 キルヒ ベルク（シュタイアーマルク）、ロルマン ベルク 67 (72)発明者 ユルゲン・ロート オーストリア国、アー − 8773 カメル ン（シュタイアーマルク）、シュバルツェ ンバハベーク ６アー

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外側から内側へと微粒材を含む分離空気
   が通るチャンネル１２を周辺部に有し、微粒材を含む分
   離空気が軸方向に排出される空気分離器の分離ホイール
   において、軸方向に異なる径方向面に形成されたチャン
   ネル（１２）は、分離ホイールの径方向に対して異なる
   角度（α）を有することを特徴とする分離ホイール。
2. 【請求項２】 前記チャンネル（１２）は、分離ホイー
   ルのジャケット面に形成された開口、特に、孔により形
   成された請求項１の分離ホイール。
3. 【請求項３】 前記チャンネル（１２）は、ほぼ軸方向
   にアラインメントされたホイールブレイド（９，９´）
   間に形成された請求項１もしくは２の分離ホイール。
4. 【請求項４】 少くとも２つの分離ホイールセグメント
   （１，２，３）により構成されており、一方の分離ホイ
   ールセグメントのチャンネル（１２）は、他方のチャン
   ネル（１２）よりも径方向に対して異なる角度（α）で
   アラインメントされている請求項１ないし３のいずれか
   １の分離ホイール。
5. 【請求項５】 径方向に対するチャンネル（１２）の傾
   斜の角度（α）は、外側から内側に向かって変化してい
   る請求項１ないし４のいずれか１の分離ホイール。
6. 【請求項６】 前記ホイールブレイド（９，９´）は湾
   曲している請求項３もしくは５の分離ホイール。
7. 【請求項７】 前記チャンネル（１２）は、回転方向
   （１０）とは反対に、内側から外側に向かって傾斜して
   いる請求項１ないし６のいずれか１の分離ホイール。
8. 【請求項８】 前記チャンネル（１２）の傾斜角度は、
   回転方向に対して、ほぼ１５ないし６０°、特に、３０
   ないし４５°である請求項１ないし７のいずれか１の分
   離ホイール。
9. 【請求項９】 分離ホイールの流出端（１３）の近くの
   チャンネル（１２）の傾斜の角度（α）は、流出端（１
   ３）から離れたチャンネル（１２）の傾斜の角度（α）
   よりも大きくなっている請求項１ないし８のいずれか１
   の分離ホイール。
10. 【請求項１０】 対向する側で軸方向に分離ホイールを
    接続する２つの流出チャンネルを有し、これらチャンネ
    ルを介して微粒材を含む分離空気が排出される請求項１
    ないし９のいずれか１の分離ホイール。
11. 【請求項１１】 前記分離ホイールセグメント（１，
    ２）は、ホイールブレイド（９，９´）が軸方向に突出
    してモールド成型された環状のディスク形状キャリア
    （６，６´）を有する請求項３ないし１０のいずれか１
    の分離ホイール。
12. 【請求項１２】 前記ホイールブレイド（９，９´）が
    形状を適合させることにより間に支持され、径方向に延
    びた複数の支持ディスク（１６，１６´，１６”）が設
    けられた請求項３ないし１０のいずれか１の分離ホイー
    ル。
13. 【請求項１３】 前記ホイールブレイド（９，９´）
    は、支持ディスク（１６，１６´，１６”）を貫通して
    いない請求項１２の分離ホイール。
14. 【請求項１４】 支持ディスク（１６，１６´，１
    ６”）の外端の領域で、前記ホイールブレイド（９，９
    ´）を一端（２７）で支持する凹所（２６）を面（２
    ５）に有する請求項１２もしくは１３の分離ホイール。
15. 【請求項１５】 前記凹所（２６）は、環状の溝であ
    り、前記ホイールブレイド（９，９´）はスペーサ（２
    ８）により環状の溝（２６）内に所定位置で固定されて
    いる請求項１４の分離ホイール。