特許 7342134 密度がより低い流体を密度がより高い流体から分離するための方法およびデバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-01

(45)【発行日】2023-09-11

(54)【発明の名称】密度がより低い流体を密度がより高い流体から分離するための方法およびデバイス

(51)【国際特許分類】

   B04B 5/12 20060101AFI20230904BHJP

   B01D 17/038 20060101ALI20230904BHJP

【ＦＩ】

B04B5/12

B01D17/038

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2021540773

(86)(22)【出願日】2019-09-17

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-19

(86)【国際出願番号】 US2019051583

(87)【国際公開番号】W WO2020061096

(87)【国際公開日】2020-03-26

【審査請求日】2021-05-14

(31)【優先権主張番号】62/733,493

(32)【優先日】2018-09-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/873,748

(32)【優先日】2019-07-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】521118167

【氏名又は名称】ヘイヴン テクノロジー ソリューションズ リミテッド ライアビリティ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【氏名又は名称】松下 満

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100144451

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 博子

(74)【代理人】

【識別番号】100159846

【弁理士】

【氏名又は名称】藤木 尚

(72)【発明者】

【氏名】エルムズ デイヴィッド ジェイムズ

(72)【発明者】

【氏名】ハズペス グレゴリー アレン

【審査官】塩谷 領大

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０６２１５４６４（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１８９９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５４０９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０９５５６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０４Ｂ １／００－１５／１２

Ｂ０４Ｃ １／００－１１／００

Ｂ０１Ｄ １７／００－１７／１２

Ｂ０１Ｄ １９／００－１９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

密度がより低い流体を液体から除去するための流体分離装置であって、前記流体分離装置が、
環状入口チャンバであって、中心軸の周りに形成され、前記環状入口チャンバの外壁に入口を有する、環状入口チャンバと、
前記環状入口チャンバと同軸であり、第１の端部と第２の端部との間に延在する第１の流体チャンバであって、前記第１の流体チャンバが、前記第１の端部と前記第２の端部との間で直径が減少する中空円錐形状を有する、第１の流体チャンバと、
前記環状入口チャンバと前記第１の流体チャンバとの間、かつ前記第１の流体チャンバの前記第１の端部に隣接して配置された固定インペラであって、前記固定インペラが、第１の外側シュラウドと、第２の外側シュラウドと、前記第１の外側シュラウドと前記第２の外側シュラウドとの間に延び、ハブ外径を有するハブと、前記ハブ外径に隣接して形成されたインペラ出口と、前記第１の外側シュラウドの外径に隣接して形成されたインペラ入口と、前記環状入口チャンバの前記外壁に隣接する、前記環状入口チャンバと流体連通する外側インペラブレード部分、および前記第１の流体チャンバの中心軸に隣接する、前記第１の流体チャンバと流体連通する内側インペラブレード部分を形成する複数のインペラブレードであって、前記外側インペラブレード部分及び前記内側インペラブレード部分が前記第１の外側シュラウドと前記第２の外側シュラウドとの間に配置される、複数のインペラブレードと、含む、固定インペラと、
前記第１の流体チャンバ内から前記ハブを通って延在する抽出パイプと、
を含む、流体分離装置。

【請求項2】

前記環状入口チャンバが、第１の端部から第２の端部に延在し、前記第２の端部が、前記第１の流体チャンバの前記第１の端部に隣接しており、前記環状入口チャンバは、前記環状入口チャンバが前記第１の端部から前記第２の端部まで直径Ｄが徐々に増加するボウル形状である、請求項１に記載の流体分離装置。

【請求項3】

前記環状入口チャンバが、第１の端部から第２の端部に延在し、前記第２の端部が、前記第１の流体チャンバの前記第１の端部に隣接しており、前記環状入口チャンバの第１の端部が、封止され、前記固定インペラが、前記環状入口チャンバの前記第２の端部に固定され、前記環状入口チャンバを封止している、請求項１に記載の流体分離装置。

【請求項4】

前記固定インペラの前記複数のインペラブレードが、一緒になって前記複数のインペラブレードを封止する前記第１の外側シュラウドと前記第２の外側シュラウドとの間の前記環状入口チャンバ壁に対して固定され、前記第１の外側シュラウドの外周に入口を有しかつ前記抽出パイプに隣接した出口を有する流路を形成し、前記入口が、前記環状入口チャンバと流体連通し、前記出口が、前記第１の流体チャンバと流体連通する、請求項１に記載の流体分離装置。

【請求項5】

前記環状入口チャンバの前記入口が、前記環状入口チャンバの前記軸から接線方向にオフセットされている、請求項１に記載の流体分離装置。

【請求項6】

前記外側インペラブレード部分が、複数の内向き螺旋状の離間されたインペラブレードを含む、請求項１に記載の流体分離装置。

【請求項7】

前記内側インペラブレード部分が、前記ハブから延在する複数の外向き螺旋状の離間されたインペラブレードを含む、請求項１に記載の流体分離装置。

【請求項8】

前記外側インペラブレード部分が、複数の第１のインペラブレードを含み、前記内側インペラブレード部分が、前記複数の第１のインペラブレードとは異なる複数の第２のインペラブレードを含む、請求項１に記載の流体分離装置。

【請求項9】

前記外側インペラブレード部分の前記インペラブレードが、前記内側インペラブレード部分の対応するインペラブレードと合体し、これにより、前記ハブから前記流体分離装置の内面まで延在するインペラブレードを形成する、請求項１に記載の流体分離装置。

【請求項10】

前記抽出パイプが、第１の端部および第２の端部を有し、前記抽出パイプの前記第１の端部が、前記第１の流体チャンバの前記第１の端部に隣接し、前記抽出パイプが、前記固定インペラを通って、かつ前記環状入口チャンバを通って、前記軸に沿って延在し、前記抽出パイプが、前記第１の流体チャンバの直径よりも実質的に小さい直径を有し、前記第１の流体チャンバの前記直径に対して十分に薄いか、または狭くなり、前記第１の流体チャンバに対して前記抽出パイプ内のより低い圧力を維持する、請求項１に記載の流体分離装置。

【請求項11】

前記抽出パイプの前記第２の端部が、前記固定インペラからの第１の距離と前記固定インペラからの第２の距離との間で移動可能である、請求項１０に記載の流体分離装置。

【請求項12】

前記第１の外側シュラウド及び前記第２の外側シュラウドは固定され、前記外側インペラブレード部分を封止しており、前記外側インペラブレード部分は、複数の内向き螺旋状インペラブレードを有し、前記固定インペラを通る流路を形成し、前記流路が、前記第１の外側シュラウドの外径における入口から前記第２の外側シュラウドの内径における出口まで延在する、請求項１に記載の流体分離装置。

【請求項13】

前記固定インペラの前記インペラブレード、前記第１の外側シュラウド、および前記第２の外側シュラウドが、前記環状入口チャンバ壁に対して固定される、請求項１２に記載の流体分離装置。

【請求項14】

前記複数のインペラブレードが、前記ハブと前記環状入口チャンバの外壁との間で螺旋状に外向きに延び、前記環状入口チャンバの外壁に隣接する前記インペラブレードが、前記外側インペラブレード部分を形成し、前記ハブに隣接する前記インペラブレードが、前記内側インペラブレード部分を形成する、請求項１に記載の流体分離装置。

【請求項15】

前記インペラ入口が前記外壁に隣接して形成され、前記インペラ出口が前記ハブに隣接して形成される、請求項１４に記載の流体分離装置。

【請求項16】

前記インペラ入口が前記外壁に隣接して形成され、前記インペラ出口が前記ハブに隣接して形成される、請求項１に記載の流体分離装置。

【請求項17】

前記第２の外側シュラウドが、内部の開口と、前記開口により画定される第２のシュラウド内径とを有し、前記ハブが、前記第２のシュラウド内径より小さいハブ外径を有することにより、前記第２のシュラウド内径と前記ハブ外径との間に前記インペラ出口を形成し、前記複数のインペラブレードが、前記ハブの周りに螺旋状に配置されている、請求項１に記載の流体分離装置。

【請求項18】

前記螺旋状のインペラブレードは、前記インペラ入口に隣接する部分から前記インペラ出口に隣接する部分まで延びている、請求項１７に記載の流体分離装置。

【請求項19】

前記第２の外側シュラウドの開口が、前記インペラ出口を形成する、請求項１７に記載の流体分離装置。

【請求項20】

前記第１の外側シュラウドが円形プレートであり、前記第２の外側シュラウドが円形プレートであり、前記第１の外側シュラウドと前記第２の外側シュラウドとが互いに平行である、請求項４に記載の流体分離装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

優先権の主張
本出願は、２０１８年９月１９日に出願された「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ Ｒｅｍｏｖｉｎｇ Ｂｕｂｂｌｅｓ ｆｒｏｍ Ｌｉｑｕｉｄ」と題する米国仮特許出願第６２／７３３，４９３号、および２０１９年７月１２日に出願された「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ Ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ ａ Ｌｉｇｈｔｅｒ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｆｌｕｉｄ ｆｒｏｍ ａ Ｈｅａｖｉｅｒ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｆｌｕｉｄ」と題する米国仮特許出願第６２／８７３，７４８号の利益を主張し、両方とも、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。

【0002】

本発明は、密度がより高い流体からガスまたは油などの密度がより低い流体を分離および除去することに関するものであり、より具体的には、密度がより高い流体から密度がより低い流体を分離および除去するためにインペラおよび／または可動抽出パイプを利用するシステムに関する。

【図面の簡単な説明】

【0003】

本開示の様々な実施形態は、以下に与えられる詳細な説明から、かつ本開示の様々な実施形態の添付の図面から、より完全に理解されるであろう。図面では、同じ参照番号は、同一または機能的に類似する要素を示し得る。

【0004】

【図1】流体システムを示す図であり、当該流体システムの中に、密度がより高い流体から密度がより低い流体を分離および除去するための流体分離装置がある。

【図2A】図１に示される流体分離装置の実施形態を示す断面側面図である。

【図2B】流体分離装置の別の実施形態を示す断面側面図である。

【図3A】図１に示される流体分離装置の実施形態の断面上面図である。

【図3B】図１に示される流体分離装置の実施形態の断面上面図である。

【図4】流体分離装置の抽出パイプが貫通している入口チャンバの部分組立図である。

【図5A】流体分離装置の入口チャンバ内に設置されたインペラの部分組立図である。

【図5B】図５Ａのインペラのためのインペラベーン構成の様々な可能な実施形態を示す。

【図6】流体分離装置の入口チャンバに設置するためのインペラの一実施形態の斜視図である。

【図7】流体分離装置の開示の流体分離装置の斜視図である。

【図8】エンジンによる燃料燃焼または消費を監視するためのシステムにおける二相フローセパレータを示す。

【図9】内燃機関の動作を改善するためのシステム内の二相フローセパレータを示す。

【図10】燃料バンカリング作業のためのシステム内の二相フローセパレータを示す。

【図11】タンク間で液体を移送するためのシステム内の二相フローセパレータを示す。

【図12】製造プロセスで利用されるシステム内の二相フローセパレータを示す。

【図13】密度がより高い流体から密度がより低い流体を分離および除去する流体分離方法である。

【発明を実施するための形態】

【0005】

以下では、本発明による密度がより高い流体から密度がより低い流体を分離および除去するための流体分離装置の実施形態が、添付の図面を参照して詳細に説明される。

【0006】

密度がより高い流体から密度がより低い流体を分離および除去するための流体分離装置の実施形態が本明細書に開示されており、流体分離装置は、旋回流体を第１の流体チャンバの長さの一部に沿って直径が減少する中空の円錐台形形状の第１の流体チャンバに導入する前に、インペラを利用して、処理される旋回入力流体の流路を第１のより大きな直径から第２のより小さい直径に向け直す。インペラにより、入力流体から第１の流体チャンバの中心軸に沿った密度がより低い流体の収集が容易となり、一方で、入力流体のうちの密度がより高い流体は、流体チャンバの外壁への遠心力によって押し出される。同軸に整列された抽出パイプは、抽出パイプの入口が、中心軸に沿って密度がより低い流体によって形成された密度がより低いエンベロープ内に位置決めされるように、流体チャンバ内に延在する。一部の実施形態では、抽出パイプは、密度がより低い流体エンベロープの形状に基づいて調整可能であってもよく、これは、第１の流体チャンバに流れる流体の粘度に基づいて変化してもよい。一部の実施形態では、センサは、インペラの上流または下流に位置決めされて、装置に流入する流体の品質または装置から流出する流体の品質を測定する。測定された品質を利用して、密度がより低い流体エンベロープ内の抽出パイプの位置を動的に調整することができる。動的に調整可能な抽出パイプを備えた特定の実施形態では、インペラを含める必要はない。

【0007】

図１は、本発明による密度がより高い流体から密度がより低い流体を分離および除去するための流体システム１００の適用を示す図である。

【0008】

図１に示される流体システム１００において、処理される流体１０１は、メインタンク１０２に貯蔵され、明確化のために「入力流体」１０１と称される。入力流体１０１は、一般に、例えば、密度がより高い流体およびガスが懸濁されている液体または油が懸濁されている水などの密度がより低い流体から構成され、そこに混入した密度がより低い流体をそこから除去することが望ましい。１つ以上の実施形態では、メインタンク１０２に貯蔵された入力流体１０１は、ポンプ１１２を使用することによって、パイプＰ１を介して流体分離装置１１０に圧力供給され得る。

【0009】

流体分離装置１１０において、入力流体１０１は、パイプＰ１を介して供給され、そこから除去される密度がより低い流体と混合された密度がより高い流体を含有する。入力流体１０１は、第１の流体成分（主に密度がより高い流体）および第２の流体成分（主に第１の流体成分に対して密度がより低い流体）に分離される。密度がより低い流体を有する第１の流体成分がそこから除去され、パイプＰ２を通して装置１１０を出る。第２の流体成分は、パイプＰ３を介して装置１１０に存在する。パイプＰ２を介して存在する第１の流体成分は、メインタンク１０２に戻され得る。パイプＰ３を介して存在する第２の流体成分は、別個の貯蔵タンク１０８内に収集され得る。一部の実施形態では、別個の貯蔵タンク１０８は、以下に説明されるように、装置１１０の一部として一体的に形成され得る。上流センサ１０４は、装置１１０に圧送された入力流体の特性を検出または測定するために提供され得る。下流センサ１０６は、パイプＰ３に沿って、密度がより低い流体出口装置１１０の特性を検出または測定するために提供され得る。同様に、パイプＰ３を通過する流体の流路に沿って流量制御機構１０７が位置決めされ、流体分離装置１１０から貯蔵タンク１０８への流体の放出を制御し得る。１つ以上の実施形態では、流量制御機構１０７は、バルブである。１つ以上の実施形態では、流量制御機構１０７は、密度がより低い流体を流体分離装置１１０から引き出すために利用され得るポンプである。圧力レギュレータ１４８は、パイプＰ２に沿って流れる密度がより高い流体の流路に沿って位置決めされ、分離装置１１０内の背圧を制御し得る。

【0010】

図２Ａは、密度がより高い流体からの密度がより低い流体の分離除去および循環システム１００で使用される流体分離装置１１０の一例を示す断面側面図である。図３Ａおよび３Ｂは、流体分離装置１１０の様々な実施形態の断面上面図である。

【0011】

流体分離装置１１０は、流体分離装置１１０に導入され、そこから除去される密度がより低い流体（例えば、混入空気）を含有する液体が、旋回流を使用して、そこから実質的に除去された密度がより低い流体を有する第１の流体成分と、主に密度がより低い流体を含有する第２の流体成分とに分離されるように構成される。流体分離装置１１０は、中心軸１１５に沿って延在し、入口チャンバ１１６および第１の流体チャンバ１１８を有する本体１１４から形成される。第２の流体チャンバ１２０は、第１の流体チャンバ１１８から延在し得る。入口チャンバ１１６は、そこに導入された入力流体への円形旋回流を促進するように形作られている。１つ以上の実施形態では、入口チャンバ１１６は、第１の端部１１７および第２の端部１１９を有する環状チャンバである。１つ以上の実施形態では、入口チャンバ１１６は、環状チャンバが、第１の端部１１７から第２の端部１１９まで直径Ｄ１が徐々に増加するボウル形状である。他の実施形態では、入口チャンバ１１６は、シリンダである。一部の実施形態では、第１の端部１１７は、封止され得、第２の端部１１９は、開放され得る。

【0012】

メインタンク１０２と流体連通する入口１２２は、第１の端部１１７と第２の端部１１９との間の入口チャンバ１１６の壁１２４に設けられる。図２に最もよく見られるように、入口１２２は接線方向に配置される必要はないが、一部の実施形態では、入口１２２は、好ましくは、入口チャンバ１１６に導入される流体が壁１２４の内面１２５に沿って流れるように、概して壁１２４内で接線方向に位置決めされるように配置される。これに関して、図３Ａおよび図３Ｂに具体的に示されるように、入口１２２の軸または中心線１２３は、入口チャンバ１１６の中心軸１１５を垂直に通過する半径方向の線１２７を有する角度θを形成する。このように、入力流体は、その周囲の壁１２４を辿るようように、旋回流路を辿る。インペラ１３０は、入口チャンバ１１６の第２の端部１１９に位置決めされる。１つ以上の実施形態では、インペラ１３０は、入口チャンバ１１６に対して固定される。インペラ１３０は、入口チャンバ１１６の開放された第２の端部１１９内に取り付けられ得、それによって入口チャンバ１１６を封止する。

【0013】

インペラ１３０は、一般に、上側または第１の外側シュラウド１５８を有する内側インペラブレード部分１３４と流体連通する外側インペラブレード部分１３２と、少なくともインペラブレード部分１３２を部分的に封止する下側または第２の外側シュラウドとを含み、インペラブレード部分１３２を通る流体１０１のための流路を形成する。外側インペラブレード部分１３２は、概して、第１のインペラ直径ＤＩ１で、壁１２４の周囲に隣接する入口チャンバ１１６の円形旋回流体流と流体連通し、上部または第１の外側シュラウド１５８の外側半径方向縁部が外側壁１２４から離間して、入口チャンバ１６からインペラ１３０への入口１６４を形成する。内側インペラブレード部分１３４は、第１のインペラ直径ＤＩ１よりも小さい第２のインペラ直径ＤＩ２で、第１の流体チャンバ１１８と流体連通しており、これにより、入口チャンバ１１６から外側インペラブレード部分１３２に流入する入力流体は、内側インペラブレード部分１３４から第２のインペラ直径ＤＩ２で、旋回流接線方向に第１の流体チャンバ１１８内に排出される。

【0014】

第１の流体チャンバ１１８は、第１の端部１２１および第２の端部１２９を有し、その一部分１４３が、第１の端部１２１と第２の端部１２９との間で徐々に減少する直径Ｄ２を有する円錐台形形状であるように形成される。第２の流体チャンバ１２０の第１の端部１３９は、第１の流体チャンバ１１８の第２の端部１２９と流体連通し、第２の流体チャンバ１２０の第２の端部１４１は、パイプＰ２に接続される（図１を参照）。第２の端部１２９は、出口１３１で終端してもよい。

【0015】

さらに、第１の流体チャンバ１１８において、流体分離装置１１０の中心軸１１５に沿って、第１の端部１４２および第２の端部１４４を有する抽出パイプ１４０が設けられ、第２の端部１４４は、第１の流体チャンバ１１８に対して開放されている。１つ以上の実施形態では、抽出パイプ１４０は、好ましくは、十分に薄いか、または狭くなっており、すなわち、第１の端部１２１に隣接する第１の流体チャンバ１１８の直径Ｄ２よりも実質的に小さい直径であり、第１の流体チャンバ１１８に対して抽出パイプ１４０内でより低い圧力を維持する。これに関して、抽出パイプ１４０は、軸１１５が概して垂直であるベントチューブであり得る。そのため、気体は、圧力差に基づいてベントチューブ上を移動し得る。パイプＰ３は、抽出パイプ１４０の他端１４２に接続されている。一部の実施形態では、抽出パイプ１４０は、概して、中心軸１１５に沿ってインペラ３０の中心を通過する。

【0016】

上述のように構成された流体分離装置１１０では、密度がより高い流体から除去される密度がより低い流体を含有する入力流体が、メインタンク１０２から入口チャンバ１１６の入口１２２に導入されるように、ポンプ１１２によって加圧されると、入力流体は、インペラ１３０の外側インペラブレード部分１３２を通って流れ、インペラブレード部分１３４を通ってインペラ１３０から出るように導かれ、それによって、第１の流体チャンバ１１８内に入力流体の旋回流が形成される。

【0017】

第１の流体チャンバ１１８は、その直径Ｄ２が第１の端部１２１と第２の端部１２９との間で徐々に減少する円錐台形形状を含むように形成されるため、旋回流によって生成される遠心力により、入力流体のうちの密度がより高い流体が、第１の流体チャンバ１１８の周囲壁１４５の内側に沿って収集され、密度がより低い流体が、図２の密度がより低い流体エンベロープＢによって示されるように、渦中の第１の流体チャンバ１１８の中心軸１１５の近傍に収集される。一部の実施形態では、抽出パイプ１４０は、第１のチャンバ１１８の第１の端部１２１で、密度がより低い流体エンベロープＢに隣接している。一部の実施形態では、抽出パイプ１４０は、第１の流体チャンバ１１８の第１の端部１２１を超えて、密度がより低い流体エンベロープＢ内に延在する。一部の実施形態では、抽出パイプ１４０は、抽出パイプ１４０の第２の端部１４４と第１の流体チャンバ１１８の第１の端部１２１との間の距離Ｓを変更するために軸方向に並進され得、それによって、密度がより低い流体エンベロープＢ内の抽出パイプ１４０の位置決めが調整される。一部の実施形態では、第２の端部１４４における抽出パイプ１４０の一部が伸縮し、距離Ｓを所望に応じて調整することが可能となる。以下に説明するように、距離Ｓは、そこから密度がより低い流体が除去される特定の流体の粘度に基づいて選択される。流体の粘度によりエンベロープＢの形状が変化することが発見されており、このため、密度がより低い流体を最大限に除去するためには、流体の粘度に基づいて、エンベロープＢ内の第２の端１４４の位置を調整する必要がある。

【0018】

一部の実施形態では、抽出パイプ１４０を通る第２の密度がより低い流体の放出およびパイプＰ３に沿った密度がより高い流体の流れ（図１を参照）は、抽出パイプ１４０を通過する第２の密度がより低い流体の流路に沿って位置決めされたバルブ１０７によって制御され得る。これに関して、バルブ１０７は、スロットルバルブであり得る。

【0019】

一部の実施形態では、密度がより低い流体は、第１の流体チャンバ１１８に印加される背圧により、密度がより低い流体エンベロープＢ内の第１の流体チャンバ１１８の中心軸１１５に沿って収集される。密度がより低い流体は、第１のチャンバ１１８から抽出パイプ１４０に流れ出し、パイプＰ３に排出されるように促される。１つ以上の実施形態では、流体分離装置１１０は、第１の流体チャンバ１１８内の背圧を調整するための圧力レギュレータ１４８を含み得る。圧力レギュレータ１４８は、異なる流動条件に対して所望の背圧を変更するように調整可能であり得る。特定の場所に限定するものではないが、一部の実施形態では、圧力レギュレータ１４８は、第２の流体チャンバ１２０の下流に位置決めされ得る。

【0020】

さらに、密度がより低い流体が分離された第１の流体チャンバ１１８内の密度がより高い流体は、第１の流体としてチャンバ１１８から第２の流体チャンバ１２０を介してパイプＰ２内に流れ出し、メインタンク１０２に戻されるか、または所望に応じて別様に戻される。

【0021】

軸１１５は任意の特定の配向を有する必要はなく、流体分離装置１１０の配向は、入力流体の流量、ならびに重い流体成分と軽い流体成分との相対密度に基づいて決定され得ることが理解されるであろう。このように、軸１１５は、図２Ａにおいて実質的に垂直であるように図示されるが、そうである必要はない。例えば、流量が十分に高い場合、軸１１５は水平であってもよい。かかる場合、密度がより高い流体は依然として外壁１４５に押し付けられ、密度がより低い流体は、軸１１５に沿ってエンベロープＢを形成する。この場合、図２Ｂにおいて、軸１１５は、概して水平であるように図示される。

【0022】

さらに、図２Ｂの実施形態では、前述の貯蔵タンク１０８は、流体分離装置１１０の一部として一体的に形成される。したがって、貯蔵タンク１０８は、追加の貯蔵チャンバ１１１を形成するために、本体１１４の少なくとも一部の周囲に延在する追加の壁１０９で形成される。１つ以上の実施形態では、追加の壁１０９は、入口チャンバ１１６および第１の流体チャンバ１１８の両方の周囲に完全に延在し得る。１つ以上の実施形態では、追加の壁１０９は、壁１４５のうち、壁１４５が先細りになり始める場所から延在し得る。この実施形態では、追加の壁１０９は、流体分離装置１１０が軸１１５の長さに沿って均一な形状に見えるように、入口チャンバ１１６の形状を有していてもよい。いずれにしても、かかる実施形態では、追加の貯蔵チャンバ１１１は、壁１４５の先細り部分と追加の壁１０９との間に形成される。

【0023】

一体形成型貯蔵タンク１０８は、抽出パイプ１４０と流体連通する入口１１７ａを含み得、その結果、抽出パイプ１４０を通って出る第２の流体成分が追加の貯蔵チャンバ１１１内に流入し得る。同様に、一体成形貯蔵タンク１０８は、貯蔵チャンバ１１１から第２の流体成分を抽出するための第１の出口１１７ｂを含み得る。１つ以上の実施形態では、堰部１２６は、貯蔵チャンバ１１１内に位置決めされ得る。当業者は、第２の流体成分が主に密度がより低い流体から構成される一方で、一部の密度がより高い流体には、依然として密度がより低い流体が混入または混合し得ることを理解するであろう。ここで、貯蔵チャンバ１１１は沈降タンクとして機能し得、そのため、密度がより高い流体はチャンバ１１１の下部１１１ｂに沈降し、密度がより低い流体はチャンバ１１１の上部１１１ａに上昇する。かかる場合、示されるような堰部１２６は、業界で周知の方法で、残りの密度がより高い流体を密度がより低い流体から分離するために利用され得る。したがって、例えば、密度がより低い流体は、チャンバ１１１の上部１１１ａの堰部１２６の上に一般的に配置された第１の出口１１７ｂを通してスキミングまたは抽出されてもよく、密度がより高い流体は、チャンバ１１１の下部１１１ｂに一般的に位置決めされた、堰部１２６の底部に隣接する第２の出口１１７ｃなどを通して抽出されてもよい。

【0024】

図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、インペラ３０の様々な実施形態がより詳細に示されている。当業者は、インペラ３０が特定の種類または構成に限定されず、本明細書に記載されるインペラ３０が例示目的のみであることを理解するであろう。上述したように、インペラ３０は、一般に、外側インペラ部分１３２および内側インペラ部分１３４を含む。外側インペラ部分１３２および内側インペラ部分１３４は、図３Ｂに示されるように、別個のインペラであってもよく、または図３Ａに示されるように、一体的に形成されてもよい。外側インペラ部分１３２は、ハブ１５２に向かって内側に螺旋状となる１つ以上のブレードまたはベーン１５０を含む。インペラブレード部分１３４は同様に、ハブ１５２の周りに配置された１つ以上のブレードまたはベーン１５４を含む。一部のインペラ構成では、ブレード１５０およびブレード１５４は、（図３Ａに示されるような）同じセットのブレードであり、一方で、他のインペラ構成では、ブレード１５０および１５４は、（図３Ｂに示されるような）別個のセットのブレードであることが理解されるであろう。同様に、１つまたは２つのブレードのセットのみが記載されているが、本開示は、インペラ３０で利用されるブレードのセットの数に限定されない。図３Ｂに示されるような１つ以上の実施形態では、ブレード１５０および１５４は、交差してもよい。いずれにしても、ブレード１５０は、上部または第１の外側シュラウド１５８と下部または第２の外側シュラウド１６０との間に配置され得、これらは、連続するブレード１５０とともに、シュラウド１５８，１６０の半径方向縁部に形成された入口１６４を有する流体通路１６２を形成する。ハブ１５２は、概してシュラウド１５８、１６０と同軸の管状であり、第１のハブ端部１６６と第２のハブ端部１６８との間の流体通路１６２を画定するハブ壁１６３から形成される。内側インペラ部分１３４のブレード１５４は、ハブ壁１６３から外側に延在する。１つ以上の実施形態では、ブレード１５４は、第２のハブ端部１６８に隣接してハブ壁１６３から延在し、それによって、流体通路１６２のための出口１７０を形成する。したがって、記載されるように、流体通路１６２は、インペラ３０のシュラウド１５８の外周部に入口１６４、およびハブ１５２のハブ壁１６３に隣接する内周部に出口１７０を有する。

【0025】

インペラ３０は、ハブ１５２の第２のハブ端部１６８が第１の流体チャンバ１１８の第１の端部１２１に隣接するように、入口チャンバ１１６の第２の端部１１９に隣接して位置決めされる。したがって、出口１７０は、第１の流体チャンバ１１８と流体連通する。具体的には、出口１７０は、中心軸１１５の近傍で第１の流体チャンバ１１８と流体連通しており、したがって、概して密度がより低い流体エンベロープＢに隣接している。

【0026】

動作中、入力流体流は、入口１２２を介して流体分離装置１１０の入口チャンバ１１６内に導入される。入力流体流は、概して、第１の流体成分および第２の流体成分を含み、流体成分を互いに分離することが所望される。一部の実施形態では、第１の流体成分は、第１の密度の液体であり、第２の流体成分は、第１の流体成分の密度よりも小さい第２の密度の液体である。他の実施形態では、第１の流体成分は、主に液体であり、第２の流体成分は、主に密度がより低い成分である。他の実施形態では、第１の流体成分は、主に水であり、第２の流体成分は、主に油である。さらに他の実施形態では、第１の流体成分は、第１の重量の液体であり、第２の流体成分は、第１の流体成分の重量よりも小さい第２の重量の液体である。

【0027】

入口１２２は、進入時の入力流体の流れが一般に入口チャンバ１１６に対して接線方向であり、旋回流路内の入口チャンバ１１６の壁１２４の内面１２５に沿って流れるように配置される。インペラ３０の流体通路１６２の入口１６４は、入口チャンバ１１６の隣接壁１２４であるため、壁１２４に沿って流れる流体は、インペラ３０の流体通路１６２に導かれ、ブレード１５０は、流れを、ハブ１５２に向かって半径方向内側に、第１のハブ端部１６６から第２のハブ端部１６８に軸方向に導く。特に、ブレード１５０の形状は、壁１２４に沿って流れる流体の旋回流路と概して同じ時計回りまたは反時計回りの方向に螺旋状に選択され得る。流動流体は、円錐台形形状の第１の流体チャンバ１１８の第１の端部１２１で、概して中心軸１１５に隣接して、内側インペラブレード部分１３４を出る。流体が入口チャンバ１１６から通過し、インペラ３０に進入すると、外側インペラ部分１３２のブレード１５０は流体の旋回流を維持することが理解されよう。同様に、内側インペラ部分１３４のブレード１５４は、流体が第１の流体チャンバ１１８の外壁１４５から半径方向に内側に離間された（かつ概して中心軸１１５に隣接する）位置でインペラ３０を出るとき、流体の旋回流を維持する。本開示のインペラ３０は、内側半径から外側半径に向かって流れる典型的なインペラの用途とは対照的に、流れが外側半径から内側半径に向かって形成される逆流に使用されることが理解されるであろう。

【0028】

いずれにしても、入力流体１０１（図１を参照）が第１の流体チャンバ１１８内に流入すると、旋回入力流体に作用する遠心力により、入力流体のより重い流体成分が第１の流体チャンバ１１８の外壁１４５へと駆動される。ここで、第１の流体チャンバ１１８の円錐台形形状により、密度がより高い流体成分は、密度がより高い流体が第１の流体チャンバ１１８の第２の端１２９に向かって移動するにつれて旋回し続ける。入力流体１０１の密度がより低い流体成分に対する遠心力は、入力流体１０１のより重い流体成分に対する遠心力よりもはるかに小さいため、入力流体１０１の密度がより低い部分は、入力流体１０１を第１の流体チャンバ１１８に導入する地点の近傍に残る傾向がある。具体的には、入力流体１０１の密度がより低い部分は、第１の流体チャンバ１１８の中心軸１１５の近傍に収集され、概して密度がより低い流体エンベロープＢを形成する。一部の実施形態では、第１の流体チャンバ１１８に印加される背圧により、第１の流体チャンバ１１８の第１の端部１２１に概して隣接する中心軸１１５に沿って入力流体１０１の密度がより低い部分の収集が向上し得るが、密度がより低い流体エンベロープＢは、第２の端部１２９に向かって中心軸１１５に沿って範囲を伸長してもよい。

【0029】

さらに、抽出パイプ１４０の第２の端部１４４は、密度がより低い流体エンベロープＢ内で終端するため、密度がより低い成分は、第１の流体チャンバ１１８からの除去のために、抽出パイプ１４０内に流入し、次いでパイプＰ３内に流入する。抽出パイプ１４０は、一般に、第１の流体チャンバ１１８よりも低い圧力を有し、それによって、密度がより低い成分の抽出パイプ１４０への流れが促進されることが理解されよう。１つ以上の実施形態では、これは、第１の流体チャンバ１１８に印加される背圧によってさらに向上し得、背圧は、第１の流体チャンバ１１８と抽出パイプ１４０との間の圧力差を増加させるため、密度がより低い成分の抽出パイプ１４０への流れが向上する。１つ以上の実施形態では、これは、エンベロープＢから密度がより低い流体を抽出パイプ１４０に引き込むポンプ１０７によってさらに向上し得る。ポンプ１０７は、一部の実施形態では真空ポンプであり得る。

【0030】

特定の実施形態では、抽出パイプ１４０は固定され得るが、１つ以上の他の実施形態では、抽出パイプ１４０は可動であり、第１の流体チャンバ１１８に対して伸長または後退され得、第１の流体チャンバ１１８からの除去のために第２の端部１４４を位置決めして密度がより低い成分の抽出パイプ１４０への収集または流れを最適化する。これらの実施形態では、可動抽出点が提供され、可動抽出点では、第１の流体チャンバ１１８内に延在する抽出パイプ１４０の少なくとも一部分１４７が可動となる。可動部分１４７は、第１の流体チャンバ１１８の中心軸に沿って軸方向に可動であり得る。一部の実施形態では、可動部分１４７は、伸縮である得るか、または別様で伸縮可能に可動であり得る。他の実施形態では、抽出パイプ１４０は、単に第１の流体チャンバ１１８の中心軸に沿って、軸方向に移動し得る。密度がより低い流体エンベロープＢの形状および寸法は、第１の流体チャンバ１１８内に流れる流体の粘度に基づいて変化することが判明している。したがって、１つ以上の実施形態では、図１に示す距離Ｓは、第１の流体チャンバ１１８内に流れる流体の特定の粘度に基づいて調整される。言い換えれば、図１に示す距離Ｓは、エンベロープＢの形状に基づいて調整され、エンベロープＢからの密度がより低い流体の除去を最大化するものであり、エンベロープＢの形状は、第１の流体チャンバ１１８内に流れる特定の流体の粘度から生じる。これに関して、システム１００は、流体通路１６２の出口１７０の上流に、流体の特性を決定するセンサ１０４を含み得る（図１および２を参照）。システム１００は、測定された特性に基づいて、密度がより低い流体エンベロープ内の抽出パイプ１４０の第２の端部１４４の位置を自動的に調整することができる。例えば、上流センサ１０４は、粘度を測定してもよく、またはシステム１００によって利用されて、第１の流体チャンバ１１８に進入する流体の粘度を決定してもよい。上流センサ１０４に加えて、または代替的に、センサ１０６は、流体通路１６２の出口１７０の下流に位置決めされて、（１）第１のチャンバ１１８の第２の端部１２９を出る流体、または（２）抽出パイプ１４０に進入する流体の特性を決定し得る。システム１００は、センサ１０６によって測定された流体特性に基づいて、密度がより低い流体エンベロープＢ内の抽出パイプ１４０の第２の端部１４４の位置を自動的に調整することができる。例えば、密度がより低い流体がガスである場合、下流センサ１０６は、抽出パイプ１４０を通過する流体流内でガスの存在またはガスの切断を測定してもよく、あるいは第２の流体チャンバ１２０を介して、既存の第１の流体チャンバ１１８内のガスの含有量を決定するために利用されてもよい。上流センサ１０４または下流センサ１０６などのセンサを利用して、動作中に流体の状態を測定し、エンベロープＢ内の抽出パイプ１４０の位置を動的に調整することができる。

【0031】

可動抽出パイプ１４０は、一般に、インペラを有する流体分離装置１１０と関連して説明されているが、他の実施形態では、可動抽出パイプ１４０は、インペラを有しない流体分離装置と同等に良好に機能することがさらに理解されるであろう。したがって、一部の実施形態では、図２のシステムは、インペラ１３０なしで提供され得るが、概して、本明細書に概して説明されるように、調整可能な抽出パイプ１４０と組み合わせた他の構成要素の全てを含む。一部の実施形態では、抽出パイプ１４０は、センサ１０４および１０６などの１つ以上のセンサからのフィードバックに基づいて動的に調整可能であってもよい。

【0032】

図４は、入口チャンバ１１６の部分組立図である。特に、この実施形態では、入口チャンバ１１６は、概して、開放された第２の端部１１９を有するボウル形状として描写されている。抽出パイプ１４０は、入口チャンバ１１６を通って同軸に延在するように示されている。入口１２２は、入口チャンバ１１６と接線方向に交差するように示されている。

【0033】

図５Ａは、流体分離装置１１０とともに使用するためのインペラ１３０の実施形態を図示する。インペラ１３０は、外側インペラ部分１３２および内側インペラ部分１３４の両方を図示するために、逆向きに示されている。インペラ１３０は、第１の外側シュラウド１５８および第２の外側シュラウド１６０を有するものとして示されており、複数のスパイラルベーン１５０が、第１の外側シュラウド１５８と第２の外側シュラウド１６０との間に位置決めされている。外側インペラ部分１３２は、概して、シュラウド１５８、１６０の外径で画定される。さらに、隣接するベーン１５０は、ベーン１５０を支持する少なくとも１つのシュラウド１５８または１６０とともに、流体通路１６２を形成し、その入口１６４は、ベーン１５０の外側半径で図示されている。ハブ１５２は、インペラ１３０の軸方向に延在するように図示されている。内側インペラ部分１３４のベーン１５４は、シュラウド１５８、１６０の外径より小さい直径で終端するものとして示される。

【0034】

図５Ｂは、インペラ１３０のベーン１５０および１５４に関する構成の様々な非限定的な実施形態を図示している。

【0035】

図６は、入口チャンバ１１６の第２の端部１１９に配置されたインペラ１３０を図示している。第２のシュラウド１６０は、ハブ１５２と同軸であるように図示されている。さらに、ハブ１５２を通って延在する抽出パイプ１４０が示される。さらに、内側インペラ部分１３４のベーン１５４が図示されている。入口１２２は、入口チャンバ１１６と接線方向に交差するように示されている。

【0036】

図７は、組み立てられた装置１１０の一実施形態を図示する。したがって、示されるように、入口チャンバ１１６が、第１の流体チャンバ１１８に取り付けられ、第１の流体チャンバ１１８が、第２の流体チャンバ１２０に取り付けられるように示されている。示されるように、この実施形態では、入口チャンバ１１６は、徐々に拡張する直径を有するボウル形状である。入口１２２は、入口チャンバ１１６と接線方向に交差するように示されている。最後に、抽出パイプ１４０は、入口チャンバ１１６を通って同軸に延在することが示される。

【0037】

一部の実施形態では、流体分離装置１１０は、一般に、流体流中の液体からガスを分離するように説明されているが、他の実施形態では、流体分離装置１１０を利用して、液体または異なる密度の他の流体、例えば、油を水から分離することができる。かかる場合、密度がより低い液体またはより軽い液体、すなわち第２の流体は、一般に、密度がより低い流体エンベロープＢによって表される渦に移動し、密度がより高い液体またはより重い液体、すなわち第１の流体は、第１の流体チャンバ１１８の壁に外側に移動する。他の実施形態では、入力流体１０１は、主に液体が混入ガスから構成される湿式ガスであり得る。このように、流体分離装置１１０は、湿式ガスを乾燥させるために利用されてもよい。他の実施形態では、流体分離装置１１０はまた、入力流体１０１が単にガス状混合物である密度がより低いガスから密度がより高いガスを分離するために使用されてもよい。したがって、密度がより低い流体エンベロープＢは、単純に、第２の流体によって形成された渦Ｂとなる。次いで、この第２の流体は、抽出パイプ１４０などの渦Ｂ内に延在する固定または可動の抽出点を利用して、上述のように渦Ｂから抽出することができる。かかる場合、渦Ｂの形成および抽出パイプ１４０を介した第２の液体の除去を補助するために、背圧デバイス１４８などによって背圧が印加され得ることが理解されるであろう。

【0038】

図８を参照すると、１つの用途では、上記の流体分離装置を使用して、エンジンの燃料燃焼／消費を測定することができる。図８に、内燃機関などのエンジン５０２による燃料燃焼または消費を測定するためのエンジンシステム５００を示す。具体的には、燃料ポンプ５０４は、燃料容器５０６からエンジン５０２に燃料供給ライン５０８に沿って燃料を圧送する。本明細書に記載されるように、第１の流体分離装置５１０ａは、エンジン５０２の上流の燃料ライン５０８に沿って配置され、液体燃料をエンジン５０２に注入する前に液体燃料から空気を除去する。第１のセパレータシステム５１０ａによって燃料を処理すると、センサ５１２は、エンジン５０２に送達される液体燃料の体積などの燃料の特性を測定し、その後、燃料がエンジン５０２に噴射される。一部の実施形態では、第２の流体分離装置５１０ｂの下流にポンプを設けて、第２の流体分離装置５１０ｂに燃焼流体の流れを引き出すか、または代替的に第２の流体分離装置５１０ｂに組み込まれて、システム内に流体の流れを引き出すこともできる。その後、エンジンからの排気は、燃焼ガスが不燃液体燃料から分離される第２の流体分離装置５１０ｂに導かれる。センサ５１４は、燃料の性質、例えば、不燃液体燃料の体積を測定する。次いで、センサ５１２によって測定されるエンジン５０２に噴射される燃料の量、およびセンサ５１４によって測定される不燃燃料の量を、エンジン５０２の動作を最適化するために比較することができる。これに関して、コントローラ５１６は、センサ５１２および５１４からデータを受信し、データを比較するために提供され得る。コントローラ５１６はまた、この比較に応答して、エンジン５０２および／またはポンプ５０４を調整するために利用されてもよく、例えば、エンジン５０２の燃焼チャンバ（図示せず）に噴射される液体燃料の量を変更し、またはエンジン５０２の液体燃料と混合される燃焼空気の量を変更し、またはポンプ５０４の流量を調整する。同様に、コントローラ５１６はまた、各セパレータシステム５１０ａ、５１０ｂ内の流量、ならびに各セパレータシステム５１０ａ、５１０ｂ内の液体燃料流に印加される背圧を調整することによって、各々の動作を最適化するために、本明細書に概説されるように、１つまたは両方のセパレータシステム５１０ａ、５１０ｂのデータおよび／または制御動作を受信してもよい。第１のセパレータシステム５１０ａは、燃料容器５０６からの燃料フローを液体燃料および空気に分離する。第２のセパレータシステム５１０ｂは、エンジン５０２からの排気流を排気ガスおよび不燃液体燃料に分離する。

【0039】

したがって、一部の実施形態では、流体分離装置５１０は、一般に、中心軸１１５に沿って延在し、入口チャンバ１１６および第１の流体チャンバ１１８を有する本体１１４を含み得る。入口チャンバ１１６は、そこに導入された入力流体への円形旋回流を促進するように形作られている。１つ以上の実施形態では、入口チャンバ１１６は、入口チャンバ直径が徐々に増加するボウル形状を有する環状チャンバである。第１の流体チャンバ１１８は、その長さに沿って徐々に直径が減少する円錐台形形状であってもよい。インペラは、入口チャンバと第１の流体チャンバ１１８との間に位置決めされる。１つ以上の実施形態では、インペラ１３０は、入口チャンバ１１６および第１の流体チャンバ１１８に対して固定される。インペラ１３０は一般に、内側インペラブレード部分１３４と流体連通する外側インペラブレード部分１３２を含み得る。抽出パイプ１４０は、内側インペラブレード部分１３４に隣接して第１の流体チャンバ１１８内に延在し得る。一部の実施形態では、抽出パイプ１４０は、概して、中心軸１１５に沿って、入口チャンバ１１６およびインペラ３０の中心を通過する。入力流体が入口１２２を介して流体分離装置１１０に導入されると、入力流体は、入口チャンバ１１６によって形成された第１の円形流路に沿って導かれる。第１の円形流路は、第１の円形流路の最初から第１の円形流路の端部まで流路の長さに沿って徐々に増加する直径を有し得る。第１の円形流路の端部で、入力流体は、インペラ入口直径からインペラ出口直径に減少する第２の螺旋流路に沿って導かれる。第２の螺旋流路は、固定インペラ１３０のブレード部分１３２、１３４から形成される。インペラ出口直径に隣接して、中心エンベロープまたは渦は、密度がより低い流体成分によって形成され、一方で、密度がより低いエンベロープの周りの第３の直径には、概して、密度がより高い流体成分のトロイダル状または円錐状の流れが形成される。最後に、密度がより高い流体成分は、第１の流体チャンバ１１８によって形成された第３の円形流路に沿って出口１３１に導かれる。第３の円形流路は、第３の円形流路の最初から第３の円形流路の端部まで流路の長さに沿って徐々に減少する直径を有し得る。疑義を避けるために、流体分離装置５１０は、本開示に記載される流体分離装置のいずれであってもよい。

【0040】

図８のシステムの代替の実施形態では、流体分離装置５１０ａは排除されてもよく、不燃性液体燃料の量は、説明されるように、流体分離装置５１０ｂを利用して回収されてもよい。一部の実施形態では、回収された不燃燃料は、リターンライン５１８を介して単純に燃料容器５０６に戻されてもよいが、他の実施形態では、流体分離装置５１０ｂによって回収された不燃燃料は、センサ５１４によってなど分析されてもよく、エンジン５０２の効率を向上させるためにエンジン５０２を調整するために利用されてもよい。

【0041】

図９を参照すると、別の用途では、上記の流体分離装置を使用して、内燃機関に注入する前に液体燃料から空気を除去することによって、エンジン性能を改善することができる。図９に、エンジン６０２に注入する前に、ガソリン、ディーゼル、メタノール、エタノール、または他の液体燃料などの液体燃料を処理するためのエンジンシステム６００を示す。具体的には、燃料ポンプ６０４は、燃料を、燃料供給ライン６０８に沿って、車両燃料タンクなどの燃料容器６０６から燃焼のためにエンジン６０２に圧送する。本明細書に記載されるように、第１の流体分離装置６１０は、エンジン６０２の上流の燃料ライン６０８に沿って配置され、液体燃料をエンジン６０２に注入する前に液体燃料から空気を除去する。セパレータシステム６１０は、燃料容器６０６からの燃料フローを液体燃料および空気に分離する。疑義を避けるために、流体分離装置６１０は、本開示に記載される流体分離装置のいずれであってもよい。

【0042】

流体分離装置６１０は、一般に、中心軸１１５に沿って延在し、入口チャンバ１１６および第１の流体チャンバ１１８を有する本体１１４を含み得る。入口チャンバ１１６は、そこに導入された入力流体への円形旋回流を促進するように形作られている。１つ以上の実施形態では、入口チャンバ１１６は、入口チャンバ直径が徐々に増加するボウル形状を有する環状チャンバである。第１の流体チャンバ１１８は、その長さに沿って徐々に直径が減少する円錐台形形状であってもよい。インペラは、入口チャンバと第１の流体チャンバ１１８との間に位置決めされる。１つ以上の実施形態では、インペラ１３０は、入口チャンバ１１６および第１の流体チャンバ１１８に対して固定される。インペラ１３０は一般に、内側インペラブレード部分１３４と流体連通する外側インペラブレード部分１３２を含み得る。抽出パイプ１４０は、内側インペラブレード部分１３４に隣接して第１の流体チャンバ１１８内に延在し得る。一部の実施形態では、抽出パイプ１４０は、概して、中心軸１１５に沿って、入口チャンバ１１６およびインペラ３０の中心を通過する。入力流体が入口１２２を介して流体分離装置１１０に導入されると、入力流体は、入口チャンバ１１６によって形成された第１の円形流路に沿って導かれる。第１の円形流路は、第１の円形流路の最初から第１の円形流路の端部まで流路の長さに沿って徐々に増加する直径を有し得る。第１の円形流路の端部で、入力流体は、インペラ入口直径からインペラ出口直径に減少する第２の螺旋流路に沿って導かれる。第２の螺旋流路は、固定インペラ１３０のブレード部分１３２、１３４から形成される。インペラ出口直径に隣接して、中心エンベロープまたは渦は、密度がより低い流体成分によって形成され、一方で、密度がより低いエンベロープの周りの第３の直径には、概して、密度がより高い流体成分のトロイダル状または円錐状の流れが形成される。最後に、密度がより高い流体成分は、第１の流体チャンバ１１８によって形成された第３の円形流路に沿って出口１３１に導かれる。第３の円形流路は、第３の円形流路の最初から第３の円形流路の端部まで流路の長さに沿って徐々に減少する直径を有し得る。疑義を避けるために、流体分離装置６１０は、本開示に記載される流体分離装置のいずれであってもよい。

【0043】

図１０を参照すると、別の用途では、上述の流体分離装置は、燃料貯蔵タンクから船舶の船上燃料タンクに燃料を移送するなど、燃料貯蔵タンクから別の燃料貯蔵タンクに燃料（燃料油など）を移送するための燃料バンカリング作業に使用されてもよい。バンカー燃料とは、一般に、船舶に使用されるあらゆる種類の燃料を指す。バンカー燃料は、しばしば船舶上の大型タンクにバンカー燃料を保持するバージなどのバンカー船を介して、または陸上に燃料タンクを設置したターミナルから、商業船に配送され得る。バンカー燃料を供給する慣行は、一般的に「バンカリング」と称される。バンカー燃料は、典型的には、バンカーバージ上にあり得るような貯蔵タンクから、商業船上の貯蔵タンクへ圧送される。いずれにしても、バンカリング作業での燃料の圧送は、特に燃料の入った容器を空にする際に、多量の空気が吸い込まれ、燃料と一緒に圧送される傾向があり、これにより、圧送が困難になり、燃料の測定値が不正確になる。第１の燃料貯蔵タンク８１２と、燃料が圧送される燃料タンク、すなわち第２の燃料貯蔵タンク８１４との間の燃料ライン８０２に沿って配置される流体分離装置８００が図１０に示される。第１の燃料貯蔵タンク８１２は、船舶バージ８１６などの船舶上に運ばれ得、または陸上に配備されたドックサイドに運ばれ得る。第２の貯蔵燃料タンク８１４は、同様に陸上に配備され得、または船舶８１８などの船舶上に配置され得る。燃料ポンプ８０４は、第１の燃料貯蔵タンク８１２と流体分離装置８００との間で利用されて、燃料を第２の燃料貯蔵タンク８１４に圧送することができる。センサなどの液体測定デバイス８２０は、流体分離装置８００と第２の燃料貯蔵タンク８１４との間の燃料ライン８０２に沿って位置決めされ得る。コントローラ８２２は、センサ８２０を監視するために利用され得、一部の実施形態では、監視された液体に基づいて、制御ポンプ８０４を利用され得る。

【0044】

流体分離装置８００は、一般に、中心軸１１５に沿って延在し、入口チャンバ１１６および第１の流体チャンバ１１８を有する本体１１４を含み得る。入口チャンバ１１６は、そこに導入された入力流体への円形旋回流を促進するように形作られている。１つ以上の実施形態では、入口チャンバ１１６は、入口チャンバ直径が徐々に増加するボウル形状を有する環状チャンバである。第１の流体チャンバ１１８は、その長さに沿って徐々に直径が減少する円錐台形形状であってもよい。インペラは、入口チャンバと第１の流体チャンバ１１８との間に位置決めされる。１つ以上の実施形態では、インペラ１３０は、入口チャンバ１１６および第１の流体チャンバ１１８に対して固定される。インペラ１３０は一般に、内側インペラブレード部分１３４と流体連通する外側インペラブレード部分１３２を含み得る。抽出パイプ１４０は、内側インペラブレード部分１３４に隣接して第１の流体チャンバ１１８内に延在し得る。一部の実施形態では、抽出パイプ１４０は、概して、中心軸１１５に沿って、入口チャンバ１１６およびインペラ３０の中心を通過する。入力流体が入口１２２を介して流体分離装置１１０に導入されると、入力流体は、入口チャンバ１１６によって形成された第１の円形流路に沿って導かれる。第１の円形流路は、第１の円形流路の最初から第１の円形流路の端部まで流路の長さに沿って徐々に増加する直径を有し得る。第１の円形流路の端部で、入力流体は、インペラ入口直径からインペラ出口直径に減少する第２の螺旋流路に沿って導かれる。第２の螺旋流路は、固定インペラ１３０のブレード部分１３２、１３４から形成される。インペラ出口直径に隣接して、中心エンベロープまたは渦は、密度がより低い流体成分によって形成され、一方で、密度がより低いエンベロープの周りの第３の直径には、概して、密度がより高い流体成分のトロイダル状または円錐状の流れが形成される。最後に、密度がより高い流体成分は、第１の流体チャンバ１１８によって形成された第３の円形流路に沿って出口１３１に導かれる。第３の円形流路は、第３の円形流路の最初から第３の円形流路の端部まで流路の長さに沿って徐々に減少する直径を有し得る。疑義を避けるために、流体分離装置５１０は、本開示に記載される流体分離装置のいずれであってもよい。疑義を避けるために、流体分離装置８００は、本開示に記載される流体分離装置のいずれであってもよい。

【0045】

したがって、燃料は、第１のタンク８１２から除去され、流体分離装置８００を通過し、次いで第２のタンク８１４に導かれる。入口チャンバ１１６の入口１２２に進入する燃料は、液体燃料に含まれる空気のうちの大きな割合を有し得る。第１の流体チャンバ１１８の出口１３１を出る液体燃料では、第１の円形流路、第２の螺旋流路、および第３の円形流路に沿って通過した後、混入空気が実質的に洗浄されており、これは、抽出パイプ１４０を通して除去されている。

【0046】

図１１を参照すると、別の用途において、上述の流体分離装置は、（陸上または船舶上の）貯蔵タンクまたは容器間の液体移送システムにおいて使用されて、移送された液体の体積が正確に測定されることが保証され得る。図１１に、第１の液体貯蔵タンク８５４と第２の液体貯蔵タンク８５６との間の供給ラインまたはパイプライン８５２に沿って配置された流体分離装置８５０を示す。本明細書に記載されるように、第１の貯蔵タンク８５４および第２の貯蔵タンク８５６の一方または両方は、トラックまたはレールカー、バージなどの車両上に運ばれるものであってもよく、または固定構造であってもよい。同様に、貯蔵タンク８５４、８５６は、製造されたコンテナまたはリザーバであってもよく、化学物質、炭化水素、燃料、牛乳、または他の消耗性液体を含有するがこれらに限定されない任意の液体の貯蔵のために利用されてもよい。同様に、貯蔵タンク８５４、８５６は、液体の長期貯蔵または一時貯蔵のために配置されてもよく、クラッキングタワーなどのより大きな製造または処理システムの一過性のコンテナまたは容器であってもよい。いずれにしても、液体ポンプ８５８は、第１の貯蔵タンク８５４と流体分離装置８５０との間で利用されて、液体を第２の貯蔵タンク８５６に圧送することができる。センサなどの液体測定デバイス８６０は、流体分離装置８５０と第２の貯蔵タンク８５６との間のパイプライン８５２に沿って位置決めされ得る。コントローラ８６２は、センサ８６０を監視するために利用され得、一部の実施形態では、監視された液体に基づいて、制御ポンプ８５８を利用され得る。

【0047】

したがって、一部の実施形態では、流体分離装置８５０は、一般に、中心軸１１５に沿って延在し、入口チャンバ１１６および第１の流体チャンバ１１８を有する本体１１４を含み得る。入口チャンバ１１６は、そこに導入された入力流体への円形旋回流を促進するように形作られている。１つ以上の実施形態では、入口チャンバ１１６は、入口チャンバ直径が徐々に増加するボウル形状を有する環状チャンバである。第１の流体チャンバ１１８は、その長さに沿って徐々に直径が減少する円錐台形形状であってもよい。インペラは、入口チャンバと第１の流体チャンバ１１８との間に位置決めされる。１つ以上の実施形態では、インペラ１３０は、入口チャンバ１１６および第１の流体チャンバ１１８に対して固定される。インペラ１３０は一般に、内側インペラブレード部分１３４と流体連通する外側インペラブレード部分１３２を含み得る。抽出パイプ１４０は、内側インペラブレード部分１３４に隣接して第１の流体チャンバ１１８内に延在し得る。一部の実施形態では、抽出パイプ１４０は、概して、中心軸１１５に沿って、入口チャンバ１１６およびインペラ３０の中心を通過する。入力流体が入口１２２を介して流体分離装置１１０に導入されると、入力流体は、入口チャンバ１１６によって形成された第１の円形流路に沿って導かれる。第１の円形流路は、第１の円形流路の最初から第１の円形流路の端部まで流路の長さに沿って徐々に増加する直径を有し得る。第１の円形流路の端部で、入力流体は、インペラ入口直径からインペラ出口直径に減少する第２の螺旋流路に沿って導かれる。第２の螺旋流路は、固定インペラ１３０のブレード部分１３２、１３４から形成される。インペラ出口直径に隣接して、中心エンベロープまたは渦は、密度がより低い流体成分によって形成され、一方で、密度がより低いエンベロープの周りの第３の直径には、概して、密度がより高い流体成分のトロイダル状または円錐状の流れが形成される。最後に、密度がより高い流体成分は、第１の流体チャンバ１１８によって形成された第３の円形流路に沿って出口１３１に導かれる。第３の円形流路は、第３の円形流路の最初から第３の円形流路の端部まで流路の長さに沿って徐々に減少する直径を有し得る。疑義を避けるために、流体分離装置８５０は、本開示に記載される流体分離装置のいずれであってもよい。

【0048】

したがって、液体は、第１のタンク８５４から除去され、システム８５０を通過し、次いで第２のタンク８５６に導かれる。入口チャンバ１１６の入口１２２に進入する液体は、液体と一緒に大きな割合の空気を含んでいる可能性があり、この空気は、液体の製造または処理、あるいは単に液体の取り扱いなどの様々なプロセスを通じて、液体に混入した可能性がある。第１の流体チャンバ１１８の出口１３１を出る液体では、第１の円形流路、第２の螺旋流路、および第３の円形流路に沿って通過した後、混入空気が実質的に洗浄されており、これは、抽出パイプ１４０を通して除去されている。

【0049】

図１２を参照すると、別の用途において、上述の流体分離装置は、化学物質の処理または化学物質もしくは食品の製造等の様々な製造プロセスにおいて使用されてもよい。

【0050】

製造プロセスの１つ以上の実施形態では、流体分離装置は、純度または製品品質を改善するために、任意の液体成分からガスを除去するために使用され得る。一例として、牛乳の加工において、空気が存在すると、牛乳の味に悪影響を及ぼし得る。牛乳中の空気の存在はまた、腐敗前の牛乳の寿命を減少させる可能性がある。関連して、製造プロセス中に流体中の混入ガスまたは空気が熱に曝露されることにより、加熱中に膨張する可能性があり、これは、製造される最終製品の品質に影響を与える。例えば、アスファルト屋根板の製造において、屋根板の製造に使用される液体アスファルト中のガスの存在は、屋根板の品質を低下させる場合がある。これらの理由から、記載された流体分離装置を利用して、製造流体に混入したガスを除去することが望ましい。

【0051】

製造プロセスの１つ以上の他の実施形態では、流体分離装置は、製造プロセス中に不均一液体混合物から標的液体を抽出するために使用され得る。例えば、植物バイオマスまたは他のバイオマスから液体物質を抽出することがしばしば望ましい。バイオマスは、まず、粉砕、チョップ、破砕、または同様の処理を行い、水と混合して、標的液体物質を水に放出し、それによって、本開示の上記の流体分離装置の入力液体として使用される不均一液体混合物で得ることができる。これに関して、湿潤バイオマスは、湿潤バイオマスからの標的液体の放出をさらに向上させるために撹拌され得る。いずれにしても、不均一液体混合物は、次いで、不均一液体混合物から標的液体を回収するために、本開示の流体分離装置に導入され得る。例えば、上述のプロセスを使用して、麻バイオマスからカンナビジオール油を回収してもよい。

【0052】

いずれの製造プロセスについても、図１２は、プロセッサ８７４の下流の導管８７２に沿って配置された流体分離装置８７０を示している。プロセッサ８７４は、液体貯蔵タンクまたは供給源８７６からの製造液体と、貯蔵容器または固体貯蔵コンテナなどの添加剤源８７８からの添加剤とを混合またはブレンドするように配置され得る。添加剤は、食品成分もしくはバイオマスなどの固体、または化学物質などの別の液体であり得る。液体貯蔵タンクまたは供給源８７６は、液体供給ライン８８７を介してプロセッサ８７４と流体連通する。添加剤が粉砕植物バイオマスなどの固体である場合、コンベアまたはオーガーなどの固体送達システム８８５を利用して、添加剤源８７８からプロセッサ８７４に固体を供給し得る。これに関して、プロセッサ８７４は、様々な食品製造もしくは調整、または化学製造で使用されるブレンダであり得る。他の実施形態では、プロセッサ８７４は、高圧油圧破砕ポンプによる坑井への注入の前に、支持剤を流体と混合するために油圧破砕動作で使用されるブレンダであり得る。他の実施形態では、プロセッサ８７４は、グラインダ、チョッパ、破砕機、粉砕機、ミキサ、またはブレンダのうちの１つ以上であり得る。１つ以上の実施形態では、液体および固体の混合またはブレンドでは、ブレンド生成物内に、空気などの望ましくない混入ガスが導入される可能性があり、これらは、一般に液体またはスラリーの形態であり得る。他の実施形態では、液体と固体との混合またはブレンドは、液体貯蔵タンクまたは供給源８７６から製造液体への、固体から油などの標的液体の放出を促進し得る。いずれにしても、液体ポンプ８７９は、プロセッサ８７４と流体分離装置８７０との間で利用されて、製品送達ライン８８９に沿って液体を流体分離装置８７０に圧送することができる。セパレータシステム８７０は、プロセッサ８７４からの流体流を、一次流体流および二次流体流に分離する。１つ以上の実施形態では、一次流体流は、牛乳などの消耗品飲料である。１つ以上の実施形態では、一次流体流は、油圧破砕スラリーである。１つ以上の実施形態では、一次流体流は、アスファルトである。１つ以上の実施形態では、二次流体流は、空気などのガスである。１つ以上の実施形態では、二次流体流は、植物油または他の油などの油であり得る。

【0053】

したがって、一部の実施形態では、流体分離装置８７０は、一般に、中心軸１１５に沿って延在し、入口チャンバ１１６および第１の流体チャンバ１１８を有する本体１１４を含み得る。入口チャンバ１１６は、そこに導入された入力流体への円形旋回流を促進するように形作られている。１つ以上の実施形態では、入口チャンバ１１６は、入口チャンバ直径が徐々に増加するボウル形状を有する環状チャンバである。第１の流体チャンバ１１８は、その長さに沿って徐々に直径が減少する円錐台形形状であってもよい。インペラは、入口チャンバと第１の流体チャンバ１１８との間に位置決めされる。１つ以上の実施形態では、インペラ１３０は、入口チャンバ１１６および第１の流体チャンバ１１８に対して固定される。インペラ１３０は一般に、内側インペラブレード部分１３４と流体連通する外側インペラブレード部分１３２を含み得る。抽出パイプ１４０は、内側インペラブレード部分１３４に隣接して第１の流体チャンバ１１８内に延在し得る。一部の実施形態では、抽出パイプ１４０は、概して、中心軸１１５に沿って、入口チャンバ１１６およびインペラ３０の中心を通過する。入力流体が入口１２２を介して流体分離装置１１０に導入されると、入力流体は、入口チャンバ１１６によって形成された第１の円形流路に沿って導かれる。第１の円形流路は、第１の円形流路の最初から第１の円形流路の端部まで流路の長さに沿って徐々に増加する直径を有し得る。第１の円形流路の端部で、入力流体は、インペラ入口直径からインペラ出口直径に減少する第２の螺旋流路に沿って導かれる。第２の螺旋流路は、固定インペラ１３０のブレード部分１３２、１３４から形成される。インペラ出口直径に隣接して、中心エンベロープまたは渦は、密度がより低い流体成分によって形成され、一方で、密度がより低いエンベロープの周りの第３の直径には、概して、密度がより高い流体成分のトロイダル状または円錐状の流れが形成される。最後に、密度がより高い流体成分は、第１の流体チャンバ１１８によって形成された第３の円形流路に沿って出口１３１に導かれる。第３の円形流路は、第３の円形流路の最初から第３の円形流路の端部まで流路の長さに沿って徐々に減少する直径を有し得る。疑義を避けるために、流体分離装置８７０は、本開示に記載される流体分離装置のいずれであってもよい。

【0054】

１つ以上の実施形態では、液体生成物を残すプロセッサ８７４は、液体生成物の後続の通過の前に液体生成物から空気を除去するために、システム８７０を通過する。入口チャンバ１１６の入口１２２に進入する液体生成物は、液体生成物に含まれる空気のうちの大きな割合を有し得、この空気は、プロセッサ８７４による混合またはブレンドなどの様々なプロセスを通じて、液体生成物中に混入した可能性がある。第１の流体チャンバ１１８の出口１３１を出る液体生成物では、第１の円形流路、第２の螺旋流路、および第３の円形流路に沿って通過した後、混入空気が実質的に洗浄されており、混入空気は、抽出パイプ１４０を介してシステム８７０から除去され得る。

【0055】

１つ以上の他の実施形態では、プロセッサ８７４を離れる液体混合物は、液体混合物から標的液体を抽出するために、システム８７０を通過する。入口チャンバ１１６の入口１２２に進入する液体混合物は、溶媒として機能する水などの溶媒液体ベースを有し得、標的液体は、水と混合され、プロセッサ８７４による混合またはブレンドまたは撹拌などの様々なプロセスを通じて、標的液体が水基に放出される。標的液体は、抽出パイプ１４０を通して除去され、所望に応じて後続の使用のために回収されるが、一方で、第１の流体チャンバ１１８の出口１３１を出る溶媒液体では、第１の円形流路、第２の螺旋流路、および第３の円形流路に沿って通過した後、標的液体は実質的に洗浄されている。

【0056】

１つ以上の実施形態では、ポンプ構成要素への損傷を防止するために、スラリーを高圧油圧破砕ポンプに導入する前に、油圧破砕スラリーから空気を除去することが望ましい。油圧破砕流体に混入した支持剤とは異なり、気泡は、これらの内部ポンプ構成要素に対して著しく有害であり、キャビテーションを引き起こして構成要素を侵食し、ポンプ性能を低下させ、ポンプのメンテナンスを増加させ、構成要素の動作寿命を短縮することが判明している。したがって、液体貯蔵タンクまたは供給源８７６は、固体貯蔵コンテナ８７８を含有する砂などの固体支持剤とブレンドするための、水、ゲル、フォーム、または他の流体を含有し得る。流体ライン８８７により、液体貯蔵タンク８７６からブレンダ８７４に液体を送達してもよく、一方、コンベアまたはオーガーなどの固体送達システム８８５により、固体貯蔵容器８７８からブレンダ８７４に支持剤を送達してもよい。液体および固体が油圧破砕スラリーにブレンドされると、スラリーは、スラリーを坑井（図示せず）に圧送するために使用される高圧油圧破砕ポンプ（図示せず）にスラリーを導入する前に、スラリーから空気を除去するために、流体分離装置８７０の入口チャンバ１１６の入口１２２に導入される。

【0057】

他の実施形態では、坑井から回収された多相流体流を処理する方法が提供される。方法は、多相流体流を、主に気相を含む第１の流体成分と、主に液体相を含む第２の流体成分とに分離する。もちろん、第１の成分は、天然ガスなどの様々なガス状炭化水素を含んでもよく、流体成分は、液体炭化水素、掘削流体、水など、ならびに切削材などの固体を含んでもよい。

【0058】

図１３では、流体流中の液体または密度がより高い流体などの別の流体成分から、ガスまたは密度がより低い流体などの１つの流体成分を除去するための方法９００が図示されている。第１のステップ９０２では、第１の流体成分および第２の流体成分を有する入力流体は、軸１１５の周りの第１の直径で、第１の環状流路に沿って循環される。これに関して、入力流体は、第１の直径で環状チャンバに導入され得、流路に沿って徐々に増加する（環状チャンバがボウル形状である場合など）直径を有する第１の環状流路に沿って導かれ得る。

【0059】

ステップ９０４では、第１の直径で循環する循環入力流体がインペラに導入される。１つ以上の実施形態では、インペラは、固定されている。さらに、インペラの入口は、循環入力流体が第１の直径でインペラに進入するように、第１の直径に隣接して位置決めされる。

【0060】

ステップ９０６において、循環入力流体は、同様に、軸１１５の周りに形成される第２の螺旋流路に沿って導かれる。１つ以上の実施形態では、第２の螺旋流路は、第１の直径から第１の直径よりも小さい第２の直径に減少する。１つ以上の実施形態では、インペラのベーンは、螺旋流路を形成して、循環流体を第１の直径から第１の直径より小さい第２の直径に導く。

【0061】

ステップ９０８では、第２の直径で循環する流体は、第２の直径で、第２の直径よりも大きい直径を有するチャンバ内に放出される。１つ以上の実施形態では、チャンバは円形または丸形であり、概して、中心軸に沿って画定される。第２の直径は、概して、第２の直径で放出される循環流体が中心軸に隣接して放出されるように、概して、中心軸に隣接している。１つ以上の実施形態では、チャンバは、中心軸の周りに形成された細長い円錐台形形状チャンバである。

【0062】

ステップ９１０において、密度がより低い流体成分のエンベロープまたは渦は、概して、第２の直径に隣接するチャンバ内に形成される。これに関して、密度がより高い流体成分は、密度がより低い流体エンベロープの周囲にトロイドを形成し、トロイドは、第２の直径よりも大きい第３の直径を有する。密度がより低いエンベロープは、中心軸に沿って形成される。１つ以上の実施形態では、エンベロープの直径は、第２の直径とほぼ等しく、他の実施形態では、エンベロープの直径は、第２の直径よりも小さくてもよく、または大きくてもよい。いずれにしても、エンベロープは、密度がより低い流体成分を旋回させることで形成され、当該成分は、概して、入力流体を第２の直径でチャンバに放出することによって形成される「タイトな」旋回または渦にとどまる。エンベロープの形状は、密度がより低い流体成分を形成する密度がより低い流体の密度に依存する。より具体的には、密度がより低い流体成分の密度により、中心軸に沿ったエンベロープの直径ならびにエンベロープの長さが決定される。これに関して、エンベロープの形状は、密度がより低い流体成分の密度が変化するにつれて変化する場合がある。

【0063】

ステップ９１２において、密度がより低い流体成分がチャンバから抽出または除去される。１つ以上の実施形態では、密度がより低い流体成分は、中心軸に沿ってチャンバから抽出される。抽出パイプの入口は、より軽い流体エンベロープ内に位置決めされ得る。１つ以上の実施形態では、抽出パイプは、中心軸に沿って延在する。１つ以上の実施形態では、エンベロープ内の抽出パイプおよび抽出パイプの入口の位置は、エンベロープの形状に基づいて調整される。したがって、例えば、抽出パイプは、エンベロープの形状に基づいて、中心軸に沿って伸長または後退されてもよい。これに関して、エンベロープの形状を決定するのは、エンベロープを形成する流体成分の密度であるため、エンベロープ内の抽出パイプの位置は、密度がより低い流体成分の密度に基づいて調整され得る。１つ以上の実施形態では、密度がより低い流体成分の密度は、流体チャンバの上流または下流で測定され得、抽出パイプの位置は、測定された密度に基づいて調整され得る。この測定値および位置調整は、チャンバからの密度がより低い流体成分の抽出を最大化するために、動的であってもよく、リアルタイムで生じてもよい。

【0064】

ステップ９１４において、密度がより高い流体成分は、第２の環状流路の長さの少なくとも一部に沿って、第３の直径から第４の直径に徐々に直径が減少する第３の環状流路に沿って循環される。１つ以上の実施形態では、第３の環状流路は、中心軸１１５の周りに形成された細長い円錐台形形状チャンバによって形成される。

【0065】

ステップ９１６において、密度がより高い流体成分がチャンバから抽出または除去される。１つ以上の実施形態では、密度がより高い流体成分は、第２の直径よりも大きい第４の直径で流体チャンバから抽出され得る。しかしながら、他の実施形態では、第２の環状流路は、第２の直径より小さい第４の直径まで先細り状であり得る。１つ以上の実施形態では、密度がより高い流体成分は、密度がより低い流体成分が第１の方向で軸１１５に沿って抽出され、密度がより高い流体成分が反対の方向で軸１１５に沿って抽出されるように、軸１１５に沿って抽出されてもよい。

【0066】

このように、密度がより低い流体などの１つの流体成分を、液体などの別の流体成分から除去するための流体分離装置が説明されている。１つ以上の実施形態では、流体分離装置は、中心軸の周りに形成され、入口チャンバの外壁に入口を有する、環状入口チャンバと、入口チャンバと同軸であり、第１の端部と第２の端部との間に延在する第１の流体チャンバであって、第１の流体チャンバが、その直径が第１の端部と第２の端部との間で減少する中空円錐台形形状を有する、第１の流体チャンバと、入口チャンバと第１の流体チャンバとの間に配置されたインペラであって、インペラが、外壁に隣接して入口チャンバと流体連通する外側インペラブレード部分、および第１の流体チャンバの中心軸に隣接して第１の流体チャンバと流体連通する内側ブレード部分を含む、インペラと、第１の流体チャンバの第１の端部から、インペラを通って、環状入口チャンバを通って延在する抽出パイプと、を含み得る。他の実施形態では、流体分離装置は、中心軸の周りに形成され、入口チャンバの外壁に入口を有する、環状入口チャンバと、入口チャンバと同軸であり、第１の端部と第２の端部との間に延在する第１の流体チャンバであって、第１の流体チャンバが、その直径が第１の端部と第２の端部との間で減少する中空円錐台形形状を有する、第１の流体チャンバと、入口チャンバと第１の流体チャンバとの間に配置されたインペラであって、インペラが、インペラを通る流路を形成する複数のブレードを含み、流路が、インペラの外径の入口からインペラの内径の出口まで延在する、インペラと、第１の流体チャンバ内の軸に隣接して延在する抽出パイプと、を含み得る。他の実施形態では、流体分離装置は、中心軸の周りに形成され、入口チャンバの外壁に入口を有する、環状入口チャンバと、入口チャンバと同軸であり、第１の端部と第２の端部との間に延在する第１の流体チャンバであって、第１の流体チャンバが、その直径が第１の端部と第２の端部との間で減少する中空円錐台形形状を有する、第１の流体チャンバと、第１の流体チャンバの第２の端部と流体連通する第２の流体チャンバと、第１の流体チャンバの第１の端部から延在する可動抽出パイプと、を含み得る。さらに他の実施形態では、流体分離装置は、中心軸に沿って形成され、その第１の端部に入口と、その第２の端部に出口とを有する円形断面の流体通路であって、入口は、流体を流体通路内で接線方向に流入させ、流体通路が、入口から出口ポートに向かって徐々に連続的に流体通路の直径を減少させる第１の流体部分、および第１の流体部分内に直接接続される第２の流体部分を有する、流体通路と、その第１の端部から流体通路内に同軸に延在する抽出パイプであって、抽出パイプが、中心軸に沿って伸長するか、または後退することができる軸方向可動部分を有する、抽出パイプと、を含み得る。さらに他の実施形態では、流体分離装置は、第１の流体チャンバの中心軸に沿った直径が第１の流体チャンバの下流側の出口に向かって減少する中空円錐台形形状を有する第１の流体チャンバと、そこから除去される密度がより低い流体を含有する流体の流れが、排出ポートを介して第１の流体チャンバに導入されるように位置決めされた、第１の流体チャンバの上流側に設けられた排出ポートであって、第１の流体チャンバの内壁接線方向に沿って排出され、第１の流体チャンバ内で除去される密度がより低い流体を含有する流体の旋回流を形成する、排出ポートと、第１の流体チャンバ内に突出する遠位端を有し、旋回流によって第１の流体チャンバの近傍に収集された第２の密度がより低い流体を第１の流体チャンバの中心軸上に引き出すように構成された可動抽出パイプであって、可動抽出パイプが、中心軸に沿って伸長または後退することができる軸方向可動部分を有する、可動抽出パイプと、第１のパイプによって除去された密度がより低い流体とともに第１の流体を排出するように構成された第１の流体チャンバ出口と、を含み得る。

【0067】

同様に、液体から気泡を除去するための流体分離装置が説明されており、中心軸の周りに形成され、入口チャンバの外壁に入口を有する、環状入口チャンバと、入口チャンバと同軸であり、第１の端部と第２の端部との間に延在する第１の流体チャンバであって、第１の流体チャンバが、その直径が第１の端部と第２の端部との間で減少する中空円錐台形形状を有する、第１の流体チャンバと、入口チャンバと第１の流体チャンバとの間に配置されたインペラであって、インペラが、外壁に隣接して入口チャンバと流体連通する外側インペラブレード部分、および第１の流体チャンバの中心軸に隣接して第１の流体チャンバと流体連通する内側ブレード部分を含む、インペラと、第１の流体チャンバの第１の端部から、インペラを通って、環状入口チャンバを通って延在するガス抽出パイプと、を含み得る。他の実施形態では、液体から気泡を除去するための流体分離装置は、中心軸の周りに形成され、入口チャンバの外壁に入口を有する、環状入口チャンバと、入口チャンバと同軸であり、第１の端部と第２の端部との間に延在する第１の流体チャンバであって、第１の流体チャンバが、その直径が第１の端部と第２の端部との間で減少する中空円錐台形形状を有する、第１の流体チャンバと、入口チャンバと第１の流体チャンバとの間に配置されたインペラであって、インペラが、インペラを通る流路を形成する複数のブレードを含み、流路が、インペラの外径の入口からインペラの内径の出口まで延在する、インペラと、第１の流体チャンバの第１の端部から、インペラを通って、環状入口チャンバを通って延在するガス抽出パイプと、を含み得る。他の実施形態では、液体から気泡を除去するための流体分離装置は、中心軸の周りに形成され、入口チャンバの外壁に入口を有する、環状入口チャンバと、入口チャンバと同軸であり、第１の端部と第２の端部との間に延在する第１の流体チャンバであって、第１の流体チャンバが、その直径が第１の端部と第２の端部との間で減少する中空円錐台形形状を有する、第１の流体チャンバと、第１の流体チャンバの第２の端部と流体連通する第２の流体チャンバと、第１の流体チャンバの第１の端部から、インペラを通って、環状入口チャンバを通って延在する可動抽出パイプと、を含み得る。さらに他の実施形態では、液体から気泡を除去するための流体分離装置は、中心軸に沿って形成され、その第１の端部に入口と、その第２の端部に出口とを有する円形断面の流体通路であって、入口は、流体を流体通路内で接線方向に流入させ、流体通路が、入口から出口ポートに向かって徐々に連続的に流体通路の直径を減少させる第１の流体部分、および第１の流体部分内に直接接続される第２の流体部分を有する、流体通路と、その第１の端部から流体通路内に同軸に延在するガス抽出パイプであって、ガス抽出パイプが、中心軸に沿って伸長するか、または後退することができる軸方向可動部分を有する、ガス抽出パイプと、を含み得る。液体から気泡を除去するための装置の別の実施形態は、第１の流体チャンバの中心軸に沿った直径が第１の流体チャンバの下流側の出口に向かって減少する中空円錐台形形状を有する第１の流体チャンバと、そこから除去される気泡を含有する流体の流れが、排出ポートを介して第１の流体チャンバに導入されるように位置決めされた、第１の流体チャンバの上流側に設けられた排出ポートであって、第１の流体チャンバの内壁接線方向に沿って排出され、第１の流体チャンバ内で除去される気泡を含有する流体の旋回流を形成する、排出ポートと、第１の流体チャンバ内に突出する遠位端を有し、第１の流体チャンバの中心軸上で、旋回流によって第１の流体チャンバの近傍に収集された、そこから除去される気泡を含有する流体の気泡を含有する第２の流体を吸引するように構成された可動抽出パイプであって、可動抽出パイプが、中心軸に沿って伸長または後退することができる軸方向可動部分を有する、可動抽出パイプと、第１のパイプによって除去された気泡とともに第１の流体を排出するように構成された第１の流体チャンバ出口と、を含み得る。

【0068】

他の実施形態では、概して、液体源、添加剤源、ブレンダ、ブレンダと流体連通するポンプ、およびブレンダとポンプとの間にインラインに配置される第１の流体分離装置を含み得る油圧破砕システムが説明されている。

【0069】

第１の流体分離装置は、中心軸の周りに形成され、入口チャンバの外壁に入口を有する、環状入口チャンバであって、入口チャンバが、燃料入口と流体連通する、環状入口チャンバと、入口チャンバと同軸であり、第１の端部と第２の端部との間に延在する第１の流体チャンバであって、第１の流体チャンバが、その直径が第１の端部と第２の端部との間で減少する中空円錐台形形状を有し、燃料出口が、第１の流体チャンバの第２の端部と流体連通する、第１の流体チャンバと、入口チャンバと第１の流体チャンバとの間に配置されたインペラであって、インペラが、外壁に隣接して入口チャンバと流体連通する外側インペラブレード部分、および第１の流体チャンバの中心軸に隣接して第１の流体チャンバと流体連通する内側ブレード部分を含む、インペラと、第１の流体チャンバの第１の端部から、インペラを通って、環状入口チャンバを通って延在する抽出パイプであって、ガス出口と流体連絡する、抽出パイプと、含む。

【0070】

したがって、燃料燃焼を測定するためのエンジンシステムが説明されている。１つ以上の実施形態では、エンジンシステムは、燃料容器と、燃料容器と流体連通する燃料ポンプと、燃料ポンプと流体連通する第１の流体分離装置であって、燃料入口、燃料出口、および気体出口を有する、第１の流体分離装置と、燃料入口および排気出口を有するエンジンであって、エンジンの燃料入口が、第１の流体分離装置と流体連通する、エンジンと、を含み得、第１の流体分離装置は、中心軸の周りに形成され、入口チャンバの外壁に入口を有する、環状入口チャンバであって、入口チャンバが、燃料入口と流体連通する、環状入口チャンバと、入口チャンバと同軸であり、第１の端部と第２の端部との間に延在する第１の流体チャンバであって、第１の流体チャンバが、その直径が第１の端部と第２の端部との間で減少する中空円錐台形形状を有し、燃料出口が、第１の流体チャンバの第２の端部と流体連通する、第１の流体チャンバと、入口チャンバと第１の流体チャンバとの間に配置されたインペラであって、インペラが、外壁に隣接して入口チャンバと流体連通する外側インペラブレード部分、および第１の流体チャンバの中心軸に隣接して第１の流体チャンバと流体連通する内側ブレード部分を含む、インペラと、第１の流体チャンバの第１の端部から、インペラを通って、環状入口チャンバを通って延在する抽出パイプであって、ガス出口と流体連絡する、抽出パイプと、含み得る。

【0071】

また、燃料バンカリング装置についても説明されている。１つ以上の実施形態では、燃料バンカリング装置は、概して、出口を有する第１の燃料貯蔵タンクと、入口を有する第２の燃料貯蔵タンクと、第１の流体分離装置であって、中心軸の周りに形成され、入口チャンバの外壁に入口を有する、環状入口チャンバであって、入口が、第１の燃料貯蔵タンクの出口と流体連通する、環状入口チャンバと、入口チャンバと同軸であり、第１の端部と第２の端部との間に延在する第１の流体チャンバであって、第１の流体チャンバが、その直径が第１の端部と第２の端部との間で減少する中空円錐台形形状を有し、第２の燃料貯蔵タンクの燃料入口が、第１の流体チャンバの第２の端部と流体連通する、第１の流体チャンバと、入口チャンバと第１の流体チャンバとの間に配置されたインペラであって、インペラが、外壁に隣接して入口チャンバと流体連通する外側インペラブレード部分、および第１の流体チャンバの中心軸に隣接して第１の流体チャンバと流体連通する内側ブレード部分を含む、インペラと、第１の流体チャンバ内の軸に隣接して延在する抽出パイプと、を含む、第１の流体分離装置と、を含み得る。

【0072】

同様に、液体処理装置についても説明されている。１つ以上の実施形態では、液体モニタリング装置は、出口を有する第１の液体貯蔵容器と、入口を有する第２の液体貯蔵容器と、第１の流体分離装置であって、中心軸の周りに形成され、入口チャンバの外壁に入口を有する、環状入口チャンバであって、入口が、第１の液体貯蔵容器の出口と流体連通する、環状入口チャンバと、入口チャンバと同軸であり、第１の端部と第２の端部との間に延在する第１の流体チャンバであって、第１の流体チャンバが、その直径が第１の端部と第２の端部との間で減少する中空円錐台形形状を有し、第２の液体貯蔵容器の入口が、第１の流体チャンバの第２の端部と流体連通する、第１の流体チャンバと、入口チャンバと第１の流体チャンバとの間に配置されたインペラであって、インペラが、外壁に隣接して入口チャンバと流体連通する外側インペラブレード部分、および第１の流体チャンバの中心軸に隣接して第１の流体チャンバと流体連通する内側ブレード部分を含む、インペラと、第１の流体チャンバの第１の端部に隣接して延在する抽出パイプと、を含む、第１の流体分離装置と、を含み得る。

【0073】

他の実施形態では、製造システムが説明されている。製造システムは、概して、第１の流体源、第１の添加剤源、第１の流体源と流体連通し、第１の添加剤源と連通するプロセッサであって、プロセッサが、流体出口を有する、プロセッサと、第１の流体分離装置であって、中心軸の周りに形成され、入口チャンバの外壁に入口を有する、環状入口チャンバであって、入口が、プロセッサの出口と流体連通する、環状入口チャンバと、入口チャンバと同軸であり、第１の端部と第２の端部との間に延在する第１の流体チャンバであって、第１の流体チャンバが、その直径が第１の端部と第２の端部との間で減少する中空円錐台形形状を有する、第１の流体チャンバと、入口チャンバと第１の流体チャンバとの間に配置されたインペラであって、インペラが、外壁に隣接して入口チャンバと流体連通する外側インペラブレード部分、および第１の流体チャンバの中心軸に隣接して第１の流体チャンバと流体連通する内側ブレード部分を含む、インペラと、第１の流体チャンバの第１の端部から、インペラを通って、環状入口チャンバを通って延在する抽出パイプと、を含む第１の流体分離装置と、を含み得る。

【0074】

前述の実施形態のいずれかは、単独で、または互いに組み合わせて、以下のいずれか１つをさらに含み得る。

【0075】

入口チャンバは、第１の端部から第２の端部に延在し、環状チャンバは、第１の端部から第２の端部まで直径Ｄが徐々に増加するボウル形状である。

【0076】

入口チャンバは、シリンダである。

【0077】

入口チャンバは、第１の端部から第２の端部に延在し、第１の端部は、封止され、第２の端部は、開放され、インペラは、環状入口チャンバの第２の開口端部に固定されて、入口チャンバを封止する。

【0078】

インペラのブレードは、入口チャンバ壁に対して固定される。

【0079】

入口は、入口チャンバの軸から接線方向にオフセットされる。

【0080】

入口は、それを通過する中心線を有し、中心線は、入口部分の中心軸を垂直に通過する線を有する角度θを形成し、角度θは、鋭角である。

【0081】

入口は、それを通過する中心線を有し、中心線は、入口部分の中心軸を垂直に通過する線を有する角度θを形成し、角度θは、ゼロ度より大きい。

【0082】

外側ブレード部分は、複数の内向き螺旋状の離間されたブレードを含む。

【0083】

内側ブレード部分は、インペラハブから延在する複数の外向き螺旋状の離間されたブレードを含む。

【0084】

インペラは、インペラの内径にあるインペラのハブからインペラの外径に延在する複数のブレードを含み、インペラの外径にあるインペラブレードは、環状入口チャンバの外壁に隣接しており、インペラのハブにあるインペラブレードは、第１の流体チャンバの第１の端部に隣接している。

【0085】

外側インペラブレード部分は、第１の複数のブレードを含み、内側インペラブレード部分は、第１の複数とは異なる第２の複数のブレードを含む。

【0086】

外側インペラブレード部分および内側インペラブレード部分は、同じブレードを含む。

【0087】

抽出パイプは、第１の流体チャンバの任意の直径よりも小さい直径を有する。

【0088】

抽出パイプは、第１の端部および第２の端部を有し、抽出パイプの第２の端部は、第１の流体チャンバの第１の端部に隣接している。

【0089】

抽出パイプの第２の端部は、第１の流体チャンバ内に延在する。

【0090】

抽出パイプの第２の端部は、伸縮している。

【0091】

抽出パイプの第２の端部は、インペラからの第１の距離とインペラからの第２の距離との間で移動可能である。

【0092】

抽出パイプは、インペラおよび第１の流体チャンバと同軸である。

【0093】

第１の流体チャンバの第２の端部に背圧を印加するための圧力レギュレータ。

【0094】

インペラは、入口部分および第１の流体部分と同軸のインペラハブを含む。

【0095】

第１の複数のブレードの一部に、第２の複数のブレードが差し挟まれている。

【0096】

第１の流体チャンバの上流に配置され、入口チャンバ内の流体の粘度を決定するために利用されるセンサ。

【0097】

抽出パイプ内の流体の流れのガスの切断を測定するために配置されるセンサ。

【0098】

第１の流体部分は、直径が流体通路の出口に向かって減少する中空円錐台形形状を有する第１の流体チャンバである。

【0099】

第１の流体成分は、第１の密度の液体であり、第２の流体成分は、第１の流体成分の密度よりも小さい第２の密度の液体である。

【0100】

第１の流体成分は、主に液体であり、第２の流体成分は、主に密度がより低い成分である。

【0101】

第１の流体成分は、第１の重量の液体であり、第２の流体成分は、第１の流体成分の重量よりも小さい第２の重量の液体である。

【0102】

第１の流体チャンバの第２の端部と流体連通する第２の流体チャンバ。

【0103】

第２の流体分離装置であって、中心軸の周りに形成され、入口チャンバの外壁に入口を有する、環状入口チャンバであって、入口チャンバが、エンジンの排気出口と流体連通する、環状入口チャンバと、入口チャンバと同軸であり、第１の端部と第２の端部との間に延在する第１の流体チャンバであって、第１の流体チャンバが、その直径が第１の端部と第２の端部との間で減少する中空円錐台形形状を有する、第１の流体チャンバと、入口チャンバと第１の流体チャンバとの間に配置されたインペラであって、インペラが、外壁に隣接して入口チャンバと流体連通する外側インペラブレード部分、および第１の流体チャンバの中心軸に隣接して第１の流体チャンバと流体連通する内側ブレード部分を含む、インペラと、第１の流体チャンバの第１の端部から、インペラを通って、環状入口チャンバを通って延在する抽出パイプであって、ガス出口と流体連絡する、抽出パイプと、含む、第２の流体分離装置。

【0104】

第１の流体チャンバの第２の端部と流体連通する高圧油圧破砕ポンプ。

【0105】

流体分離装置と一体的に形成された貯蔵タンク。

【0106】

第１の流体チャンバと貯蔵タンク壁との間に追加の貯蔵チャンバを形成するように、第１の流体チャンバの少なくとも一部の周囲に延在する貯蔵タンク壁。

【0107】

第１の流体チャンバと貯蔵タンク壁との間に追加の貯蔵チャンバを形成するように、第１の流体チャンバの中空円錐台形形状の少なくとも一部の周囲に延在する貯蔵タンク壁。

【0108】

貯蔵タンク壁は、第１の流体チャンバの壁の先細り部分から延在する。

【0109】

追加の貯蔵チャンバに配置された堰部。

【0110】

抽出パイプは、一体形成型貯蔵タンクと流体連通している。

【0111】

抽出パイプは、追加の貯蔵チャンバと流体連通している。

【0112】

堰部の上に位置決めされた第１の出口と、堰部の基部に隣接して位置決めされた第２の出口。

【0113】

堰部は、上向きに延在するプレートである。

【0114】

プロセッサは、ブレンダである。

【0115】

プロセッサは、グラインダ、チョッパ、破砕機、粉砕機、ミキサ、およびブレンダからなる群から選択される。

【0116】

第１の添加剤源は、植物バイオマス源である。

【0117】

第１の添加剤源とプロセッサとの間に延在する固体送達システム。

【0118】

固体送達システムは、コンベアである。

【0119】

固体送達システムは、オーガーである。

【0120】

第１の添加剤源は、貯蔵容器である。

【0121】

第１の添加剤源は、液体タンクである。

【0122】

インペラブレードは、内側に螺旋状である。

【0123】

プロセッサ出口および流体分離装置入口と流体連通する液体ポンプ。

【0124】

第１の液体貯蔵容器の出口および第１の流体分離装置の入口と流体連通する液体ポンプ。

【0125】

第２の液体貯蔵容器の入口と流体連通する液体測定デバイス。

【0126】

第１の燃料貯蔵タンクは、バージ上にある。

【0127】

第２の燃料貯蔵タンクは、船舶上にある。

【0128】

第１の燃料貯蔵タンクの出口および第１の流体分離装置の入口と流体連通する燃料ポンプ。

【0129】

第２の燃料貯蔵タンクの入口と流体連通する液体測定デバイス。

【0130】

第２の流体分離装置の第１の流体チャンバの第２の端部と流体連通する追加のポンプ。

【0131】

第２の流体分離装置から排出される不燃燃料の特性を測定するように配置されたセンサ。

【0132】

第１の流体分離装置から排出される燃料の特性を測定するように配置されたセンサ。

【0133】

製造システムは、植物バイオマスプロセッサである。

【0134】

環状入口チャンバの入口と流体連通する第１の流体出口を有する第１の液体貯蔵容器。

【0135】

第１の流体チャンバの第２の端部と流体連通する内燃機関。

【0136】

第１の流体チャンバの第２の端部と流体連通する流体入口を有する第２の液体貯蔵容器。

【0137】

環状入口チャンバの入口と流体連通する製造システム。

【0138】

第１の流体チャンバの第２の端部との入口と流体連通する製造システム。

【0139】

液体処理システムは、流体測定システムである。

【0140】

インペラの出口に隣接して延在する抽出パイプ。

【0141】

第１の流体チャンバ内の軸に隣接して延在する抽出パイプ。

【0142】

第１の流体チャンバの第１の端部から延在する抽出パイプ。

【0143】

第１の流体チャンバからインペラを通って、かつ環状入口チャンバを通って延在する抽出パイプ。

【0144】

第１の流体チャンバから軸に沿って、インペラを通って、かつ環状入口チャンバを通って延在する抽出パイプ。

【0145】

このように、密度がより低い流体などの１つの流体成分を、流体流中の液体などの別の流体成分から除去する方法が説明されている。１つ以上の実施形態では、方法は、第１の円形流路に沿って入力流体を軸の周りに導くことと、第１の円形流路の端部で、入力流体を軸の周りの第２の螺旋流路に沿って導くことであって、螺旋流路が、第１の直径から第２の直径に減少する、導くことと、第２の直径に隣接する軸に沿って、密度がより低い流体成分の中心渦状エンベロープを形成することと、密度がより低い渦状エンベロープの周りの第３の直径で、概して、密度がより高い流体成分のトロイダル状または円錐状の流れを形成することと、密度がより低い流体成分を渦状エンベロープから抽出することと、密度がより高い流体成分を軸の周りに形成される第３の円形流路に沿って導くことと、を含み得る。１つ以上の実施形態では、方法は、徐々に増加する直径の第１の円形流路に沿って導かれる入力流体を導くことであって、第１の流路が、軸の周りに形成される、導くことと、第１の円形流路の端部で、入力流体を軸の周りの第２の螺旋流路に沿って導くことであって、螺旋流路が、第１の直径から第２の直径に減少する、導くことと、第２の直径に隣接する軸に沿って、密度がより低い流体成分の中心渦状エンベロープを形成することと、密度がより低い渦状エンベロープの周りの第３の直径で、概して、密度がより高い流体成分のトロイダル状または円錐状の流れを形成することと、密度がより低い流体成分を渦状エンベロープから抽出することと、密度がより高い流体成分を軸の周りに形成された直径が徐々に減少する第３の円形流路に沿って導くことと、を含み得る。１つ以上の実施形態では、方法は、徐々に直径が増加する第１の円形流路に沿って導かれた入力流体を導くことであって、第１の流路が、軸の周りに形成される、導くことと、第１の円形流路の端部で、入力流体を軸の周りの第２の螺旋流路に沿って導くことであって、螺旋流路が、第１の直径から第２の直径に減少する、導くことと、第２の直径に隣接する軸に沿って、密度がより低い流体成分の中心渦状エンベロープを形成することと、密度がより低い渦状エンベロープの周りの第３の直径で、概して、密度がより高い流体成分のトロイダル状または円錐状の流れを形成することと、密度がより低い流体成分を軸に沿って渦状エンベロープから抽出することと、密度がより高い流体成分を軸の周りに形成された直径が徐々に減少する第３の円形流路に沿って導くことと、軸に沿って密度がより高い流体成分を抽出することと、を含み得る。１つ以上の実施形態では、方法は、流体を環状チャンバに導入することと、第１の直径で環状チャンバの周囲に流体を循環させることと、第１の直径で循環する流体を、第１の直径に隣接するインペラ入口内に導くことと、インペラのブレードを利用して、循環流体を第１の直径から第１の直径より小さい第２の直径に導くことと、より小さい直径で循環する流体をチャンバの中心軸に隣接する細長い円錐台形形状チャンバ内に放出することと、細長い円錐台形形状チャンバの中心軸の周囲に密度がより低い流体のエンベロープを形成することと、エンベロープ内に抽出パイプを位置決めして、密度がより低い流体を細長い円錐台形形状チャンバから除去することと、を含み得る。他の実施形態では、方法は、第１の直径で環状流路に沿って流体を循環させることと、第１の直径で循環する流体を、第１の直径に隣接するインペラ入口内に導くことと、インペラのブレードを利用して、循環流体を第１の直径から第１の直径より小さい第２の直径に導くことと、第２のより小さい直径に隣接する低密度の密度がより低い流体エンベロープを形成し、密度がより低い流体エンベロープから密度がより低い流体を除去することと、密度がより低い流体エンベロープより大きい第３の直径で、第２の直径の循環流体から液体を循環させることと、を含み得る。他の実施形態では、方法は、流体を環状チャンバに導入することと、第１の直径で環状チャンバの周囲に流体を循環させることと、循環流体を隣接する細長い円錐台形形状チャンバに放出することと、細長い円錐台形形状チャンバの中心軸の周囲に密度がより低い流体のエンベロープを形成することと、エンベロープ内に抽出パイプを位置決めして、チャンバから密度がより低い流体を除去することと、エンベロープ内の抽出パイプの位置を調整することと、を含む。１つ以上の実施形態では、方法は、第１の流体成分および第２の流体成分を有する流体を環状チャンバに導入することと、第１の直径で環状チャンバの周囲に流体を循環させることと、第１の直径で循環する流体を、第１の直径に隣接するインペラ入口内に導くことと、インペラのブレードを利用して、循環流体を第１の直径から第１の直径より小さい第２の直径に導くことと、より小さい直径で循環する流体をチャンバの中心軸に隣接する細長い円錐台形形状チャンバ内に放出することと、細長い円錐台形形状チャンバの中心軸の周囲に１つの流体成分の渦を形成することと、渦内に抽出パイプを位置決めして、１つの流体成分を細長い円錐台形形状チャンバから除去することと、を含み得る。他の実施形態では、方法は、第１の直径で環状流路に沿って第１の流体成分および第２の流体成分を有する流体を循環させることと、第１の直径で循環する流体を、第１の直径に隣接するインペラ入口内に導くことと、インペラのブレードを利用して、循環流体を第１の直径から第１の直径より小さい第２の直径に導くことと、第２のより小さい直径に隣接する第２の流体成分の渦を形成し、第２の流体成分を除去することと、密度がより低い流体エンベロープよりも大きい第３の直径で、第２の直径の循環流体から第１の流体成分を循環させることと、を含み得る。他の実施形態では、方法は、第１の流体成分および第２の流体成分を環状チャンバに導入することと、第１の直径で環状チャンバの周囲に流体を循環させることと、循環流体を隣接する細長い円錐台形形状チャンバに放出することと、細長い円錐台形形状チャンバの中心軸の周囲に第２の流体成分の渦を形成することと、渦内に抽出パイプを位置決めして、第２の流体成分をチャンバから除去することと、渦内の抽出パイプの位置を調整することと、を含む。

【0146】

同様に、液体から気泡を除去する方法が説明されており、流体を環状チャンバに導入することと、第１の直径で環状チャンバの周囲に流体を循環させることと、第１の直径で循環する流体を、第１の直径に隣接するインペラ入口内に導くことと、インペラのブレードを利用して、循環流体を第１の直径から第１の直径より小さい第２の直径に導くことと、より小さい直径で循環する流体をチャンバの中心軸に隣接する細長い円錐台形形状チャンバ内に放出することと、細長い円錐台形形状チャンバの中心軸の周囲に気泡エンベロープを形成することと、エンベロープ内に抽出パイプを位置決めして、気泡を細長い円錐台形形状チャンバから除去することと、を含み得る。液体から気泡を除去するための方法の他の実施形態は、第１の直径で環状流路に沿って流体を循環させることと、第１の直径で循環する流体を、第１の直径に隣接するインペラ入口内に導くことと、インペラのブレードを利用して、循環流体を第１の直径から第１の直径より小さい第２の直径に導くことと、第２のより小さい直径に隣接する気泡エンベロープを形成して、気泡エンベロープからガスを除去することと、気泡エンベロープより大きい第３の直径で、第２の直径の循環流体から液体を循環させることと、を含み得る。液体から気泡を除去するための方法のさらに他の実施形態は、流体を環状チャンバ内に導入することと、第１の直径で環状チャンバの周囲に流体を循環させることと、循環流体を隣接する細長い円錐台形形状チャンバ内に放出することと、細長い円錐台形形状チャンバの中心軸の周囲に気泡エンベロープを形成することと、エンベロープ内に抽出パイプを位置決めして、チャンバから気泡を除去することと、エンベロープ内の抽出パイプの位置を調整することと、を含み得る。流体流中の１つの流体成分を別の流体成分から除去するための方法のさらに他の実施形態は、第１の流体成分および第２の流体成分を有する流体を環状チャンバに導入することと、第１の直径で環状チャンバの周囲に流体を循環させることと、第１の直径で循環する流体を、第１の直径に隣接するインペラ入口内に導くことと、インペラのブレードを利用して、循環流体を第１の直径から第１の直径より小さい第２の直径に導くことと、より小さい直径で循環する流体をチャンバの中心軸に隣接する細長い円錐台形形状チャンバ内に放出することと、細長い円錐台形形状チャンバの中心軸の周囲に１つの流体成分の渦を形成することと、渦内に抽出パイプを位置決めして、１つの流体成分を細長い円錐台形形状チャンバから除去することと、を含み得る。流体流中の１つの流体成分を別の流体成分から除去するための他の方法は、第１の直径で環状流路に沿って第１の流体成分および第２の流体成分を有する流体を循環させることと、第１の直径で循環する流体を、第１の直径に隣接するインペラ入口内に導くことと、インペラのブレードを利用して、循環流体を第１の直径から第１の直径より小さい第２の直径に導くすることと、第２のより小さい直径に隣接する第２の流体成分の渦を形成し、第２の流体成分を除去することと、気泡エンベロープより大きい第３の直径で、第２の直径の循環流体から第１の流体成分を循環させることと、を含み得る。最後に、流体流中の１つの流体成分を別の流体成分から除去するための他の方法は、第１の流体成分および第２の流体成分を環状チャンバ内に導入することと、第１の直径で環状チャンバの周囲に流体を循環させることと、循環流体を隣接する細長い円錐台形形状チャンバ内に放出することと、細長い円錐台形形状チャンバの中心軸の周囲に第２の流体成分の渦を形成することと、渦内に抽出パイプを位置決めして、チャンバから第２の流体成分を除去することと、渦内の抽出パイプの位置を調整することと、を含み得る。

【0147】

他の実施形態では、坑井の油圧破砕方法が説明されており、概して、流体をブレンダに導入することと、添加剤をブレンダに導入することと、ブレンダを利用して流体を添加剤と混合し、油圧破砕流体を生成することと、徐々に直径が増加する第１の円形流路に沿ってブレンダから油圧破砕流体を導くことであって、第１の流路が、軸の周りに形成される、導くことと、第１の円形流路の端部で、軸に沿って第２の螺旋流路に沿って油圧破砕流体を導くことであって、螺旋流路が、第１の直径から第２の直径に沿って減少する、導くことと、第２の直径に隣接する軸に沿って、ガス性流体の中心渦状エンベロープを形成することと、ガス性流体の渦状エンベロープの周りに第３の直径で残りの油圧破砕流体の概してトロイダル状または円錐状の流体を形成することと、軸に沿って渦状エンベロープからガス性流体を抽出することと、軸の周りに形成された直径が徐々に減少する第３の円形流路に沿って残りの油圧破砕流体を導くことと、軸に沿って油圧破砕流体を抽出することと、抽出された油圧破砕流体を油圧破砕ポンプに送ることと、を含み得る。

【0148】

１つ以上の他の実施形態では、製造方法が説明されており、概して、第１の流体をプロセッサに送達するステップと、第１の追加の成分をプロセッサに送達するステップと、第１の流体および第１の追加の成分を処理して、液体混合物をもたらすステップと、徐々に直径が増加する第１の円形流路に沿って液体混合物を導くステップであって、第１の流路が、軸の周りに形成される、導くステップと、第１の円形流路の端部で、液体混合物を軸の周りの第２の螺旋流路に沿って導くステップであって、螺旋流路が、第１の直径から第２の直径に減少する、導くステップと、第２の直径に隣接する軸に沿って、液体混合物の密度がより低い流体成分の中心渦状エンベロープを形成するステップと、密度がより低い流体成分の渦状エンベロープの周りの第３の直径で、概して、液体混合物の密度がより高い流体成分のトロイダル状または円錐状の流れを形成するステップと、密度がより低い流体成分を軸に沿って渦状エンベロープから抽出するステップと、密度がより高い流体成分を軸の周りに形成された直径が徐々に減少する第３の円形流路に沿って導くステップと、軸に沿って密度がより高い流体成分を抽出するステップと、を含む。

【0149】

１つ以上の他の実施形態では、液体移送方法が説明されており、概して、第１の液体貯蔵容器内の液体を第２の液体貯蔵容器に圧送するステップと、徐々に直径が増加する第１の円形流路に沿って、圧送された液体を第１の液体貯蔵容器から導くステップであって、第１の流路が、軸の周りに形成される、導くステップと、第１の円形流路の端部で、液体を軸の周りの第２の螺旋流路に沿って導くステップであって、螺旋流路が、第１の直径から第２の直径に減少する、導くステップと、第２の直径に隣接する軸に沿って、液体の密度がより低い流体成分の中心渦状エンベロープを形成するステップと、密度がより低い流体成分の渦状エンベロープの周りの第３の直径で、概して、液体の密度がより高い流体成分のトロイダル状または円錐状の流れを形成するステップと、密度がより低い流体成分を軸に沿って渦状エンベロープから抽出するステップと、密度がより高い流体成分を軸の周りに形成された直径が徐々に減少する第３の円形流路に沿って導くステップと、軸に沿って密度がより高い流体成分を抽出するステップと、抽出された密度がより高い流体成分を第２の液体貯蔵容器に導くステップと、を含む。

【0150】

１つ以上の他の実施形態では、燃料バンカリング方法が説明されており、概して、第１の燃料貯蔵タンク内のバンカー燃料を第２の燃料貯蔵タンクに圧送するステップと、圧送されたバンカー燃料を、第１の燃料貯蔵タンクから徐々に直径が増加する第１の円形流路に沿って導くステップであって、第１の流路が、軸の周りに形成される、導くステップと、第１の円形流路の端部で、バンカー燃料を軸の周りの第２の螺旋流路に沿って導くステップであって、螺旋流路が、第１の直径から第２の直径に減少する、導くステップと、第２の直径に隣接する軸に沿って、ガス性流体の中心渦状エンベロープを形成するステップと、ガス性流体の渦状エンベロープの周りの第３の直径で、概して、残りのバンカー燃料のトロイダル状または円錐状の流れを形成するステップと、軸に沿って渦状エンベロープからガス性流体を抽出するステップと、軸の周りに形成された直径が徐々に減少する第３の円形流路に沿って残りのバンカー燃料を導くステップと、軸に沿って残りのバンカー燃料を抽出するステップと、抽出されたバンカー燃料を第２の燃料貯蔵タンクに導くステップと、を含む。

【0151】

前述の方法の実施形態のいずれかは、単独で、または互いに組み合わせて、以下のいずれか１つをさらに含み得る。

【0152】

環状チャンバに導入された流体の粘度を決定し、流体粘度に基づいてエンベロープ内の抽出パイプの位置を調整すること。

【0153】

抽出パイプによって除去された流体のガスの切断を判定し、ガスの切断に基づいてエンベロープ内の抽出パイプの位置を調整すること。

【0154】

抽出パイプを伸長または後退させて、エンベロープ内の抽出パイプの位置を調整すること。

【0155】

エンベロープ内の抽出パイプの位置を調整すること。

【0156】

密度がより低い流体がエンベロープから除去されるにつれて、エンベロープ内の抽出パイプの位置を動的に調整すること。

【0157】

第１の円形流路の直径を徐々に増加させること。

【0158】

第２の螺旋流路の直径を減少させること。

【0159】

第３の円形流路の直径を徐々に減少させること。

【0160】

密度がより低い流体成分を軸に沿って抽出すること。

【0161】

密度がより高い流体成分を軸に沿って抽出すること。

【0162】

細長い円錐台形形状チャンバに背圧を印加し、背圧を利用してエンベロープ内の密度がより低い流体を抽出パイプ内に駆動すること。

【0163】

チャンバの中心軸に対して接線方向に流体を環状チャンバ内に放出すること。

【0164】

密度がより低い流体エンベロープよりも大きい第３の直径で、第２の直径の循環流体から液体を循環させること。

【0165】

細長い円錐台形形状チャンバと抽出パイプとの間の圧力差を増加させて、密度がより低い流体の抽出パイプへの流れを向上させること。

【0166】

細長い円錐台形形状チャンバから循環液体を除去すること。

【0167】

第１の流体成分は、第１の密度の液体であり、第２の流体成分は、第１の流体成分の密度よりも小さい第２の密度の液体である。

【0168】

第１の流体成分は、主に液体であり、第２の流体成分は、主に密度がより低い成分である。

【0169】

第１の流体成分は、第１の重量の液体であり、第２の流体成分は、第１の流体成分の重量よりも小さい第２の重量の液体である。

【0170】

添加剤は、化学物質である。

【0171】

添加剤は、支持剤である。

【0172】

油圧破砕ポンプを利用して、第１の流体成分を坑井に注入することと。

【0173】

添加剤は、支持剤である。

【0174】

添加剤は、化学物質である。

【0175】

添加剤は、液体である。

【0176】

添加剤は、植物バイオマスである。

【0177】

添加剤は、麻バイオマスである。

【0178】

第１の追加の成分を送達することは、植物バイオマスをプロセッサに送達することを含み、密度がより低い流体成分を抽出することは、植物油を抽出することを含む。

【0179】

植物バイオマスは、麻バイオマスである。

【0180】

植物油は、カンナビジオール油である。

【0181】

流体を添加剤と混合して、油圧破砕流体を生成すること。

【0182】

流体を化学物質と混合して、油圧破砕流体を生成すること。

【0183】

油圧破砕ポンプを利用して、油圧破砕流体を坑井に圧送すること。

【0184】

ブレンダを使用して、支持剤を、水分補給ユニットによって調整された油圧破砕流体中にブレンドすること。

【0185】

ブレンダに導入する前に、水分補給ユニットを使用して油圧破砕流体を準備すること。

【0186】

第２の流体成分に背圧を印加して、第１の流体成分分離の下流に液体の波を形成し、第１の流体成分の流れを階層化された二相流体流から離れるように促進すること。

【0187】

バンカー燃料を圧送することは、第１の貯蔵タンクが空になると、第１の貯蔵タンクから空気を引き出すことを含む。

【0188】

抽出された残りのバンカー燃料の量を測定すること。

【0189】

製造方法は、カナビジオール油を製造することを含む。

【0190】

製造方法は、麻を加工することを含む。

【0191】

製造方法は、牛乳を製造することを含む。

【0192】

製造方法は、アスファルト製品を製造することを含む。

【0193】

前述の説明および図面は、縮尺通りに描かれるのではなく、むしろ、単純な形態で本開示の様々な実施形態を説明するために例示される。様々な実施形態および方法が示され、説明されているが、本開示は、かかる実施形態および方法に限定されず、当業者には明らかであるような全ての修正および変形を含むと理解されるであろう。したがって、本開示は、開示された特定の形態に限定されることを意図するものではないことを理解されたい。したがって、その意図は、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の趣旨および範囲内にある全ての修正、同等物、および代替物を網羅することである。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】