JP6466257B2 - Gas-liquid separator - Google Patents
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Description
本発明は、液体(水等)と気体(空気、ガス等)とを含む混合流体から液体と気体とを分離する気液分離装置に関するものである。 The present invention relates to a gas-liquid separator that separates liquid and gas from a mixed fluid containing liquid (water, etc.) and gas (air, gas, etc.).
例えば、内燃機関からの排気を浄化するシステム(装置)の一つとして、EGR(Exhaust Gas Recirculation:排気再循環)システムが知られている。EGRシステムにおいては、燃焼室内に還流させるEGRガスを冷却することにより、燃焼温度を低下させることができ、これによりNOx(窒素酸化物)の排出量を低減することができる。EGRガスを冷却すると、EGRガス中に含まれる水分が凝縮してEGR流路内に凝縮水が発生する。外気温度が0℃以下となるような環境下では凝縮水がより発生し易くなる。 For example, an EGR (Exhaust Gas Recirculation) system is known as one of systems (devices) for purifying exhaust gas from an internal combustion engine. In the EGR system, by cooling the EGR gas that is recirculated into the combustion chamber, the combustion temperature can be lowered, thereby reducing the amount of NOx (nitrogen oxide) emissions. When the EGR gas is cooled, moisture contained in the EGR gas is condensed and condensed water is generated in the EGR flow path. In an environment where the outside air temperature is 0 ° C. or less, condensed water is more likely to be generated.
EGRガスは燃料中の硫黄分を含むためEGR流路内の凝縮水には硫酸が含まれる。この硫酸を含む凝縮水がEGR流路や内燃機関の燃焼室等の内部に付着・滞留すると、内燃機関の各部(EGR流路やEGRバルブ、吸気流路や燃焼室等)に腐食や損傷等を引き起こすことが考えられる。又、内燃機関の燃焼室が多量の凝縮水を吸い込んでしまうことで、いわゆる水撃(ウォーターハンマー)による内燃機関の破損等を招くことも考えられる。 Since EGR gas contains sulfur in the fuel, the condensed water in the EGR flow path contains sulfuric acid. If this condensed water containing sulfuric acid adheres to or stays in the EGR flow path or the combustion chamber of the internal combustion engine, etc., each part of the internal combustion engine (EGR flow path, EGR valve, intake flow path, combustion chamber, etc.) is corroded or damaged, etc. It is thought to cause. It is also conceivable that the combustion chamber of the internal combustion engine sucks in a large amount of condensed water, thereby causing damage to the internal combustion engine due to a so-called water hammer.
そこで、EGRガスから凝縮水を除くために気液分離装置(あるいは気水分離装置)や吸水材(フィルター)等が用いられる。気液分離装置としては、例えばサイクロン式気液分離装置が知られている。このサイクロン式気液分離装置は、液体を含んだ気体を分離筒内に接線方向に導入し、この分離筒内で旋回流を形成することによって液体と気体を分離する方式となしたもので、分離された液体を分離筒下部より排出し、気体のみを分離筒上部より取出す構造となったものが一般的である。又、分離筒からの分離液の排出を促進して分離性能を高めるために分離筒内に分離液の旋回を抑制するための障壁を設けたものも提案されている(特許文献1参照)。さらに、EGRガス流れ下流側のEGRガス流路の内壁に設けられた凹凸部によりEGRガスから生じた凝縮水を捕集する凝縮水捕集部を備え、該凝縮水捕集部により捕集した凝縮水を貯留部に収容して貯留するEGR装置も提案されている(特許文献2参照)。吸水材やフィルター等を採用したものとしては、例えば、排気管の内壁面から排気ガス流路内に突出する異物捕集フィルターに吸水材を設けた排気還流装置(特許文献3参照)等が知られている。 Therefore, a gas-liquid separator (or a gas-water separator), a water absorbing material (filter), or the like is used to remove condensed water from the EGR gas. As the gas-liquid separator, for example, a cyclone type gas-liquid separator is known. This cyclone type gas-liquid separator is a system that separates liquid and gas by introducing a gas containing liquid in a tangential direction into the separation cylinder, and forming a swirl flow in the separation cylinder. In general, the separated liquid is discharged from the lower part of the separation cylinder and only the gas is taken out from the upper part of the separation cylinder. In addition, there has also been proposed a barrier provided in the separation cylinder for suppressing the rotation of the separation liquid in order to enhance the separation performance by promoting the discharge of the separation liquid from the separation cylinder (see Patent Document 1). Furthermore, the condensate collecting part which collects the condensate produced from EGR gas by the uneven | corrugated | grooved part provided in the inner wall of the EGR gas flow path of the EGR gas flow downstream is provided, and it collected by this condensate collection part An EGR device that stores and stores condensed water in a storage section has also been proposed (see Patent Document 2). For example, an exhaust gas recirculation device (see Patent Document 3) in which a water absorbing material is provided on a foreign matter collecting filter protruding from the inner wall surface of the exhaust pipe into the exhaust gas flow path is known as a device that employs a water absorbing material, a filter, or the like. It has been.
しかしながら、前記した従来の気液分離手段には、以下に記載する欠点がある。
即ち、液体を含んだ気体を分離筒内に接線方向に導入し、この分離筒内で旋回流を形成することによって液体と気体を分離する方式のサイクロン式気液分離装置や、EGRガス流路に凝縮水捕集部を内蔵して気液分離する装置の場合は、水分の捕集作用が限定的であり、流速10〜100m/sのような広範囲のガス流速に対応できない。さらに、車両のエンジンルーム内は空きスペースが少なく、サイクロン方式のような比較的大型の気液分離装置の設置は難しい。又、排気還流装置の場合は、分離容器内にフィルターや吸水材等の分離部材を配置するため通気抵抗が高い上、風量が多く流速が速い領域においても通気抵抗が高まることにより、内燃機関に対して負荷がかかることになり燃費悪化をもたらす。
However, the conventional gas-liquid separation means described above has the following drawbacks.
That is, a cyclone type gas-liquid separation device or an EGR gas flow path that separates liquid and gas by introducing gas containing liquid into the separation cylinder in a tangential direction and forming a swirl flow in the separation cylinder In the case of an apparatus for gas-liquid separation with a built-in condensed water collecting part, the moisture collecting action is limited, and it cannot cope with a wide range of gas flow rates such as a flow rate of 10 to 100 m / s. Furthermore, there is little empty space in the vehicle engine room, and it is difficult to install a relatively large gas-liquid separator such as a cyclone system. Further, in the case of an exhaust gas recirculation device, a separation member such as a filter or a water absorbing material is disposed in the separation container, so that the ventilation resistance is high and the ventilation resistance is increased even in a region where there is a large amount of air and a high flow velocity. On the other hand, a load is applied, resulting in deterioration of fuel consumption.
本発明は、前記した従来の気液分離手段の有する欠点を解消するためになされたもので、フィルターや吸水材等の分離部材を無くし通気抵抗の低減をはかることにより、流速10〜100m/sのような広範囲のガス流速にも対応でき、かつ車両のエンジンルーム等の狭い場所にも設置可能な小型で捕集効率の高い気液分離装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in order to eliminate the disadvantages of the conventional gas-liquid separation means described above. By eliminating the separation member such as a filter and a water-absorbing material and reducing the air flow resistance, the flow rate is 10 to 100 m / s. Thus, the present invention is intended to provide a gas-liquid separation device that can cope with a wide range of gas flow rates as described above and can be installed in a narrow place such as an engine room of a vehicle and has high collection efficiency.
本発明に係る気液分離装置は、液体と気体の混合流体(以下、説明の便宜上「気液混合流体」と称する。)を分離容器内に導入し、該気液混合流体を分離容器内壁面に衝突させることによって液体と気体とに分離する方式の気液分離装置であって、前記分離容器の側面部に気液混合流体入口管が開口して接続され、前記入口管と対向する内壁面を気液混合流体の衝突壁面となし、前記分離容器の上面部には該分離容器内に開口部が突出する気体出口管が接続され、前記衝突壁面に連なり分離された液滴を前記気液混合流体入口管側に集液する傾斜底面部を有し、該傾斜底面部と分離容器の気液混合流体入口側内壁面との間にボックス形集液部を備え、前記傾斜底面部の終端部に連なりかつ前記ボックス形集液部の内部に突出する半円形又は円弧状の突出部を有し、前記ボックス形集液部に排液管を介して液体回収タンクが接続された構成となしたことを特徴とするものである。 The gas-liquid separation device according to the present invention introduces a liquid-gas mixed fluid (hereinafter referred to as “gas-liquid mixed fluid” for convenience of description) into the separation container, and the gas-liquid mixed fluid is supplied to the inner wall of the separation container. A gas-liquid separation device that separates liquid and gas by colliding with each other, wherein a gas-liquid mixed fluid inlet pipe is opened and connected to a side surface of the separation container, and an inner wall surface facing the inlet pipe And a gas outlet pipe with an opening projecting into the separation container is connected to the upper surface of the separation container, and the separated liquid droplets separated from the collision wall are separated from the gas-liquid mixture. An inclined bottom surface portion for collecting liquid on the mixed fluid inlet pipe side, and a box-shaped liquid collecting portion provided between the inclined bottom surface portion and the gas-liquid mixed fluid inlet side inner wall surface of the separation container; A semi-circle or circle that is continuous with the part and protrudes into the box-shaped liquid collecting part It has Jo protrusions, and is characterized in that the liquid recovery tank through the drain pipe to the box shape liquid collection unit is no connected thereto.
又、本発明に係る気液分離装置は、前記気液混合流体の入口管と分離された気体出口管の位置関係を分離容器最長のオフセット配置すること、前記気液混合流体の衝突壁面を粗面とすること、前記気体出口管の分離容器内突出長さを5〜20mmとすること、前記傾斜底面部の傾斜角度を10〜20度とすること、を好ましい態様とするものである。 In the gas-liquid separation device according to the present invention , the positional relationship between the gas-liquid mixed fluid inlet pipe and the separated gas outlet pipe is arranged with the longest offset of the separation container, and the gas-liquid mixed fluid collision wall is roughened. It is preferable that the surface of the gas outlet pipe is 5 to 20 mm, and the inclination angle of the inclined bottom surface portion is 10 to 20 degrees.
本発明の気液分離装置は、気液分離容器内にフィルターや吸水材等の分離部材を無くして通気抵抗の低減をはかるとともに、気液混合流体を分離容器内壁面に衝突させて気液分離させる方式としたことにより、装置の小型化がはかられるのみならず、流速10〜100m/sのような広範囲のガス流速にも十分に対応でき、内燃機関の燃費改善にも多大な効果を奏する。又、気液混合流体の入口管と、気液混合流体から分離された気体の出口管の位置関係を分離容器最長のオフセット配置することにより、分離容器に導入された気液混合流体が気体出口管より直接排出されるのを抑制できるので、気液混合流体の処理を効率よく行うことができる。さらに、分離容器内における気液混合流体の衝突壁面を粗面とすることにより、面衝突による液滴化を効率よく行うことができ、液滴の捕集効率を増加することが可能となる。又、分離容器の底部に排液管を介して液体回収タンクを設けることにより、回収された液滴の分離容器内への巻き上げが防止され、高流速域における液滴捕集率の低下を抑制できる。さらに、気体出口管の分離容器内突出長さを5〜20mmとすることにより、気体出口管からの液滴吸引をより効果的に抑制することができ、分離容器の傾斜底面部の傾斜角度を10〜20度に設定することにより、気体と分離後の液滴をより効果的に排液部に集めることができる。又、分離容器の傾斜底面部に連なる集液部を所望深さのボックス形とするとともに、傾斜底面部の終端部を半円形又は円弧状に形成して当該ボックス形集液部の内部に突出させることにより、傾斜底面部を流下してきた液滴が傾斜底面部の終端部に沿って落下してボックス形集液部に溜まり集液性を向上させるのみならず、分離容器内での旋回流による液滴の巻き上げを防止することができる。
The gas-liquid separation device of the present invention eliminates a separation member such as a filter and a water-absorbing material in the gas-liquid separation container to reduce ventilation resistance, and causes the gas-liquid mixed fluid to collide with the inner wall surface of the separation container for gas-liquid separation. By adopting this method, not only can the apparatus be miniaturized, but it can sufficiently handle a wide range of gas flow rates such as a flow rate of 10 to 100 m / s, and has a great effect on improving the fuel consumption of an internal combustion engine. Play. Also, the gas-liquid mixed fluid introduced into the separation container is placed in the gas outlet by arranging the positional relationship between the gas-liquid mixed fluid inlet pipe and the gas outlet pipe separated from the gas-liquid mixed fluid at the longest offset of the separation container. Since direct discharge from the pipe can be suppressed, the gas-liquid mixed fluid can be processed efficiently. Furthermore, by making the collision wall surface of the gas-liquid mixed fluid in the separation container rough, it is possible to efficiently form droplets by surface collision and increase the droplet collection efficiency. In addition, by providing a liquid recovery tank at the bottom of the separation vessel via a drainage pipe, the collected droplets are prevented from being rolled up into the separation vessel, and the drop in the droplet collection rate at high flow rates is suppressed. it can. Furthermore, by making the protruding length in the separation container of the
以下、図面を参照して、参考例1、2及び本発明の実施の形態について説明する。
図1〜図7において、1、11、21は気液分離装置、2、12、22は気液分離容器、2−1、12−1、22−1は気液混合流体の衝突壁面、2−2、12−2、22−2は傾斜底面部、2−3、12−3は水平底面部からなる集液部、22−3はボックス形の集液部、22−2aは傾斜底面部の半円形状突出部、22−2bは傾斜底面部の円弧状突出部、3、13、23は気液混合流体入口管、4、14、24は気体出口管、5、15、25は排液管、6、16、26は液体回収タンク(貯水タンク等)である。
Hereinafter, reference examples 1 and 2 and embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 7, 1, 11 and 21 are gas-liquid separators, 2, 12 and 22 are gas-liquid separation containers, 2-1, 12-1 and 22-1 are collision wall surfaces of gas-liquid mixed fluid, 2 -2, 12-2 and 22-2 are inclined bottom surface portions, 2-3 and 12-3 are liquid collecting portions composed of horizontal bottom surface portions, 22-3 is a box-shaped liquid collecting portion, and 22-2a is an inclined bottom surface portion. The semicircular projecting part, 22-2b is the arcuate projecting part of the inclined bottom surface part, 3, 13, 23 are gas-liquid mixed fluid inlet pipes, 4, 14, 24 are gas outlet pipes, 5, 15, 25 are exhausted The
図1、図2に示す参考例1の気液分離装置1は、ボックス形の気液分離容器2と、該気液分離容器の側面部に水平に接続された気液混合流体入口管3、及び、同気液分離容器の上面部に垂直に接続された気体出口管4、同気液分離容器の底面部に接続された液体回収タンク6とから構成され、かつ前記気液分離容器2の気液混合流体入口管3と対向する内壁面を気液混合流体の衝突壁面2−1となすとともに、該衝突壁面2−1に連なる気液分離容器の底面を傾斜底面部2−2となし、該傾斜底面部2−2の下端に連なる水平底面部からなる集液部2−3に排液管5を介して液体回収タンク6が接続されている。
1, the gas-
前記気液混合流体入口管3はその先端部が気液分離容器2に開口するように水平に接続され、気体出口管4は気液分離容器2の上面部にその開口部が気液分離容器2内に突出するように垂直に接続されている。この気液混合流体入口管3と気体出口管4は、気液混合流体入口管3より気液分離容器2内に流入した気液混合流体が気体出口管4より直接排出されるのを抑制するため、図2に示すようにその位置関係を気液混合流体入口管3は分離容器側面の中心位置よりも片端側へ設け、気体出口管4は分離容器上面の中心位置よりも前記入口管3と反対側端部に設けてオフセット配置されている。ここで、前記気体出口管4の気液分離容器2内突出部4−1の突出長さ(突出代)としては、特に限定するものではないが5〜20mmが好ましい。即ち、突出長さが5mm未満では気体出口管4からの液滴吸引の抑制効果が小さく、他方、20mmを超えると排液管5側への液滴集液が抑制されてしまうためである。
The gas-liquid mixed fluid inlet pipe 3 is connected horizontally such that the tip thereof opens to the gas-
前記気液分離容器2の衝突壁面2−1に連なる傾斜底面部2−2は、気液混合流体入口管3より気液分離容器2内に流入した気液混合流体が衝突壁面2−1に衝突して気体と分離した液滴を気液混合流体入口管3側に集液するために形成したもので、衝突壁面2−1側が高く、気液混合流体入口管3側が低く形成されている。この傾斜底面部2−2の傾斜角度θとしては、特に限定するものではないが10〜20度に設定するのが好ましい。即ち、傾斜角度θが10度未満では気体と分離後の液滴の捕集率が小さく、他方、20度を超えると液滴の捕集率は高くなるが、傾斜底面部2−2上における液滴の流れ状態(流速等)、排液管5及び液体回収タンク6との関係等を考慮すると上限は20度程度が好ましいためである。
The inclined bottom surface portion 2-2 connected to the collision wall surface 2-1 of the gas-
さらに、前記傾斜底面部2−2の下端に連なる水平底面部からなる集液部2−3には、排液口2−3aが設けられ、この排液口2−3aに排液管5を介して液体回収タンク6が付設されている。なお、排液口2−3aの位置は特に限定するものではなく、気液分離容器2内に導入される気液混合流体の流速等を考慮して、気体と分離後の液滴が溜まり易い場所に設定することとする。
Furthermore, the liquid collection part 2-3 which consists of a horizontal bottom face part connected to the lower end of the inclined bottom face part 2-2 is provided with a drainage outlet 2-3a, and the
上記図1、図2に示す構成の気液分離装置において、気液混合流体入口管3より気液分離容器2内に流入した気液混合流体Mは、図3(a)(b)に示すように、気液分離容器2の内周壁面に沿って旋回しながら衝突壁面2−1に対する衝突を繰り返しながら慣性力や遠心力によって気体Gと液滴Wとに分離される。その際、気液混合流体M中の分離された気体Gは分離容器上面の気体出口管4より外部に流出するが、液滴Wへの吸引の抑制効果や排液管5側への集液を考慮して設定された気体出口管4の気液分離容器2内突出部4−1の作用により、液滴Wを吸引することなく分離された気体Gのみが効果的に取出される。一方、分離された液滴Wは傾斜底面部2−2上に落下するとともに当該傾斜底面部上面を下方へ流れて集液部2−3に溜まる。この時、傾斜底面部2−2の上面に落下した液滴Wは、当該液滴の流れ状態(流速等)等を考慮して所望の傾斜角度θに設定して設けられた傾斜底面部2−2の作用により効率よく集液部2−3に捕集される。集液部2−3に捕集された液滴Wは、排液口2−3aより排液管5を介して液体回収タンク6に回収される。このように気液混合流体から分離された液滴Wを気液分離容器2とは別設の液体回収タンク6に回収することにより、回収された液滴の気液分離容器2内への巻き上げが防止され、高流速域における液体捕集率の低下を抑制できる。
1 and FIG. 2, the gas-liquid mixed fluid M flowing into the gas-
次に、図4に示す参考例2の気液分離装置11は、前記図1、図2に示す気液分離容器2の気液混合流体の衝突壁面2−1を粗面の衝突壁面12−1とした以外は、前記図1、図2に示す構成の気液分離装置と同様の構成を有するもので、分離容器内における気液混合流体の衝突壁面を粗面とすることにより、面衝突による液滴化を効率よく行うことができ、液滴の捕集効率の増加を可能とした気液分離装置である。
Next, the gas-
即ち、その構造は前記図1、図2に示す参考例1の気液分離装置1と同様に、ボックス形の気液分離容器12と、該気液分離容器の側面部に水平に接続された気液混合流体入口管13、及び、同気液分離容器の上面部に垂直に接続された気体出口管14、同気液分離容器の底面部に接続された液体回収タンク16とから構成され、かつ前記気液分離容器12の気液混合流体入口管13と対向する内壁面を粗面の衝突壁面12−1となすとともに、該衝突壁面12−1に連なる気液分離容器の底面を傾斜底面部12−2となし、該傾斜底面部12−2の下端に連なる水平底面部からなる集液部12−3に排液管15を介して液体回収タンク16が接続されている。
That is, the structure is horizontally connected to the box-shaped gas-
前記参考例1、2の気液分離装置1、11において、気液混合流体の衝突壁面を粗面の衝突壁面12−1としたのは、気液混合流体中の液滴粒子が衝突壁面に付着し易いようにするためである。ここで、粗面とは表面に液滴粒子が引っかかりやすく、気流の流れを妨げないような粗さである。例えば、気液混合流体中の液滴粒子の粒経が数μm〜数百μmの混合流体の場合は、衝突面の表面に凹部と凸部の差が数百μm〜5mm程度となる表面処理(凹凸形成)を施して捕集率を向上させることが望ましい。なお、この数値は気液混合流体の流速や液滴の種類(水滴、油滴等)、気液分離容器12の内部形状等によって変わるものであり、前記数値に限定されるものではない。又、粗面の衝突壁面12−1は前記表面処理に代えて、表面に液滴を付着しやすい材料を設けて形成してもよい。例えば、ステンレス等の金属繊維を網目状に織り込んだ織物や網体を貼り付けてもよく、さらに耐熱性、耐食性等の条件が満たされれば、合成樹脂、セラミック等のものであってもよい。
In the gas-
前記図4に示す気液分離装置11の場合も、前記図1、図2に示す気液分離装置1と同様に、気液混合流体入口管13はその先端部が気液分離容器12に開口するように水平に接続され、気体出口管14は気液分離容器12の上面部にその開口部が気液分離容器12内に突出するように垂直に接続されている。この気液混合流体入口管13と気体出口管14も前記と同様に、その位置関係を気液混合流体入口管13は分離容器側面の中心位置よりも片端側へ設け、気体出口管14は分離容器上面の中心位置よりも前記入口管13と反対側端部に設けてオフセット配置されている。前記気体出口管14の気液分離容器12内突出部14−1の突出長さ(突出代)も前記と同様に、5〜20mmが好ましい。
In the case of the gas-
又、前記気液分離容器12の衝突壁面12−1に連なる傾斜底面部12−2も前記と同様に、気液混合流体入口管13より気液分離容器12内に流入した気液混合流体Wが粗面の衝突壁面12−1に衝突して気体と分離した液滴を気液混合流体入口管13側に集液するために、衝突壁面12−1側が高く、気液混合流体入口管13側が低く形成されている。この傾斜底面部12−2の傾斜角度θも前記同様に、10〜20度に設定するのが好ましい。
In addition, the inclined bottom surface portion 12-2 connected to the collision wall surface 12-1 of the gas-
さらに、前記傾斜底面部12−2の下端に連なる水平底面部からなる集液部12−3も前記のものと同様に、排液口12−3aが設けられ、この排液口12−3aに排液管15を介して液体回収タンク16が付設されている。なお、排液口12−3aの位置は特に限定するものではなく、気液分離容器12内に導入される気液混合流体の流速等を考慮して、気体と分離後の液滴が溜まり易い場所に設定することとすることはいうまでもない。
Furthermore, the liquid collection part 12-3 which consists of a horizontal bottom face part connected to the lower end of the inclined bottom face part 12-2 is also provided with a drainage port 12-3a, and the drainage port 12-3a A
上記図4に示す構成の気液分離装置11において、気液混合流体入口管13より気液分離容器12内に流入した気液混合流体Mは、気液分離容器12の内周壁面に沿って旋回しながら衝突壁面12−1に対する衝突を繰り返しながら慣性力や遠心力によって気体Gと液滴Wとに分離されるが、本装置の場合は、衝突壁面12−1が粗面となっているので、前記図1、図2に示す衝突面に粗面処理が施されていない衝突壁面に比べ気液混合流体中の液滴粒子が多く付着し、液滴化率が高くなる。粗面の衝突壁面12−1に衝突して分離された液滴Wは、傾斜底面部12−2上に落下するとともに当該傾斜底面部上面を下方へ流れて集液部12−3に溜まり、排液口12−3aより排液管15を介して液体回収タンク16に回収される。なお本実施例装置の場合も、気液混合流体から分離された液滴Wを気液分離容器12とは別設の液体回収タンク16に回収することにより、回収された液滴の気液分離容器12内への巻き上げが防止され、高流速域における液体捕集率の低下を抑制できることはいうまでもない。
In the gas-
図5〜図7に示す本発明に係る気液分離装置21は、前記図1〜図4に示す気液分離容器2、12の集液部2−3、12−3を所望深さのボックス形とするとともに、傾斜底面部2-2、12−2の終端部を半円形又は円弧状に形成して当該ボックス形集液部の内部に突出させる構造とした以外は、前記図1〜図4に示す構成の気液分離装置と同様の構成を有するもので、集液部を所望深さのボックス形とすることにより集液性を向上できるとともに、傾斜底面部の終端部を半円形又は円弧状に形成して当該ボックス形集液部の内部に突出させることにより、当該突出部の遮蔽作用により分離容器内での旋回流による液滴の巻き上げ、飛散が防止され、液滴の捕集率のさらなる増加を可能とした気液分離装置である。
The present invention engaging Ru gas-
即ち、その構造は図5、図6に示すように、前記図1〜図4に示す気液分離装置1、11と同様に、ボックス形の気液分離容器22と、該気液分離容器の側面部に水平に接続された気液混合流体入口管23、及び、同気液分離容器の上面部に垂直に接続された気体出口管24、同気液分離容器の底面部に連なる所望深さのボックス形集液部22−3に接続された液体回収タンク26とから構成され、かつ前記気液分離容器22の気液混合流体入口管23と対向する内壁面を衝突壁面22−1となすとともに、該衝突壁面22−1に連なる気液分離容器の底面を傾斜底面部22−2となし、該傾斜底面部22−2の終端部に、半円形状に形成されて前記ボックス形集液部22−3の内部に突出させた半円形状突出部22−2aを有し、該半円形状突出部22−2aを有するボックス形集液部22−3の水平底面部に排液管25を介して液体回収タンク26が接続されている。なお、前記ボックス形集液部22−3の深さ、半円形状突出部22−2aの突出量及び大きさ等は、当該気液分離装置21の規模、気液分離容器22の容積等に応じて適宜定めることとする。又、ボックス形集液部22−3の底面部は、半円形状突出部22−2aより落下した液滴が排液管25へ集まり易くするために傾斜底面としてもよい。24−1は気体出口管24の気液分離容器22内突出部である。
なお、前記気液混合流体入口管23と気体出口管24も前記と同様に、その位置関係を気液混合流体入口管23は分離容器側面の中心位置よりも片端側へ設け、気体出口管24は分離容器上面の中心位置よりも前記入口管23と反対側端部に設けてオフセット配置されている。さらに、前記気体出口管24の気液分離容器22内突出部24−1の突出長さ(突出代)も前記と同様に、5〜20mmが好ましい。又、前記傾斜底面部22−2の傾斜角度θも前記同様に、10〜20度に設定するのが好ましい。
That is, as shown in FIGS. 5 and 6, the structure is similar to the gas-
Note that the gas-liquid mixed
上記図5、図6に示す構成の気液分離装置21において、気液混合流体入口管23より気液分離容器22内に流入した気液混合流体Mは、気液分離容器22の内周壁面に沿って旋回しながら衝突壁面22−1に対する衝突を繰り返しながら慣性力や遠心力によって気体Gと液滴Wとに分離され、衝突壁面22−1に衝突して分離された液滴Wは、傾斜底面部22−2上に落下するとともに当該傾斜底面部上面を下方へ流れてその終端部に形成された半円形状突出部22−2aからボックス形集液部22−3内に落下する。この時、半円形状突出部22−2aの遮蔽作用により当該分離容器内での旋回流によるボックス形集液部22−3内の液滴の巻き上げ、飛散が減少する。ボックス形集液部22−3内の液滴は、排液管25を介して液体回収タンク26に回収される。
このように、本実施例装置の場合は、集液部を所望深さのボックス形とすることにより集液性を向上できるのみならず、傾斜底面部の終端部に形成した半円形状突出部22−2aの作用により分離容器内での旋回流による液滴の巻き上げ、飛散が防止されるので、液滴捕集率をより高めることが可能となる。
なお、ここでは図面は省略しているが、本実施例においても、気液混合流体の衝突壁面22−1を粗面とした場合には、前記と同様の作用効果が得られることはいうまでもない。
In the gas-
Thus, in the case of the apparatus of the present embodiment, not only can the liquid collecting property be improved by making the liquid collecting portion into a box shape with a desired depth, but also a semicircular protruding portion formed at the end portion of the inclined bottom surface portion. The action of 22-2a prevents the liquid droplet from being rolled up and scattered by the swirling flow in the separation container, so that the liquid droplet collection rate can be further increased.
In addition, although drawing is abbreviate | omitted here, it cannot be overemphasized that the effect similar to the above is acquired also in a present Example, when the collision wall surface 22-1 of a gas-liquid mixed fluid is made into a rough surface. Nor.
上記図5、図6に示す構成の気液分離装置21における傾斜底面部22−2の終端部に形成する突出部は、前記半円形状突出部22−2aに替えて、例えば図7(a)に示す下部を水平部22−2cとした円弧状突出部22−2bと、同(b)に示す下部を斜面部22−2dとした円弧状突出部22−2bとすることもできる。そして、この円弧状突出部22−2bの場合も、前記半円形状突出部22−2aの場合と同様に分離容器内での旋回流によるボックス形集液部22−3内の液滴の巻き上げ、飛散が減少することはいうまでもない。
The protrusion formed at the terminal end of the inclined bottom surface portion 22-2 in the gas-
1、11、21 気液分離装置
2、12、22 気液分離容器
2−1、12−1、22−1 衝突壁面
2−2、12−2、22−2 傾斜底面部
2−3、12−3 集液部
2−3a、12−3a 排液口
3、13、23 気液混合流体入口管
4、14、24 気体出口管
4−1、14−1、24−1 突出部
5、15、25 排液管
6、16、26 液体回収タンク
12−1 粗面の衝突壁面
22−2a 半円形状突出部
22−2b 円弧状突出部
22−2c 水平部
22−2d 斜面部
22−3 ボックス形集液部
M 気液混合流体
G 気体
W 液滴
1, 11, 21 Gas-
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