JP2002081775A - 配管における水滴除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成簡略で小形でスペースをあまりとること
なく空気の流通抵抗を少なくし、かつ空気中の水滴を的
確に除去できる水滴除去装置を提供する。 【解決手段】 配管１に接続管２を介在させ、この接続
管２の内周面より空気の流通方向に対して垂直な壁２Ｗ
を突設するとともに、接続管２の内周面に排出孔２Ｈを
穿設する。したがって、空気中の水滴はその運動量によ
って壁２Ｗに衝突し、集められて排水口２Ｈより配管１
の外方に排出されることになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば航空機に
おける空調装置の構成機器として使用される配管におけ
る水滴除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】航空機におけるキャビン等の空調には、
ジェットエンジンからの抽気が利用される。この場合、
抽気された空気は、これを冷却する熱交換器と熱交換器
で冷却された空気を断熱膨張して更に冷却するタービン
との組み合わせからなるエアサイクルシステムが採用さ
れ、そしてタービンから出力された空気がダクト、すな
わち配管を介してキャビン等の室内に供給されるように
なっている。このような空調装置においては、タービン
から出力された空気には大気中の水蒸気が凝縮した水滴
が含まれている。そこで水滴を除去する装置（水滴除去
フィルター）が配管の途中に介設される。

【０００３】水滴除去フィルターによって大部分の水滴
は除去されるが、比較的小さな水滴は未だ空気中に残
り、空調室に導かれることになる。この場合、水滴を含
む空気は、その流通される過程で配管の内周面における
段差や内周壁面にて水滴同士が結合し、水となって外部
に漏出する。特に、配管に介設される開閉弁（チェック
弁）などの部位において、配管と弁の接結部、継ぎ目部
等から水が漏れ出る。そこで、このような水滴を除去す
る方法として水滴除去用のトラップを設置する方法が行
われている。

【０００４】図１０はその外観を示し、図１１はその縦
断面図を示している。すなわち、図１０はエアサイクル
システム（図示せず）に接続される配管Ｐの途中に水滴
トラップＷＴが設置された外観を示すもので、水滴トラ
ップＷＴの下方には排水筒ＨＴが付設されている。この
水滴トラップＷＴは図１１に示すとおり、下方部に排水
孔ＨＳが穿設されている。図１１に示すように、配管Ｐ
は中断されていて一定の間隔を有して対設され、この部
位を水滴トラップＷＴが包囲する形となっている。

【０００５】エアサイクルシステムから出力された空気
を導く配管は、冷却室までに曲がり管を有し、そのため
に流通される空気に含まれる水滴は配管の曲折で配管Ｐ
の内壁面付近を流れることになる。また、旋回しながら
流通する。このような冷却空気の特性を考慮して、配管
Ｐを途中で中断させ、この隙間から重い水滴を外方に放
出させ捕捉しようとするもので、放出された水滴は、集
められ下方の排水孔ＨＳから排水筒ＨＴに導かれる。そ
して、排出口ＨＫよりドレインに排出される。このよう
にして水滴の除去を行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような水滴トラッ
プＷＴの介設によって、特に曲折した配管部においては
空気中の水滴はある程度除去できるが、配管Ｐはすべて
が曲折しているばかりではなく、直線状部もあって、流
通する空気流が旋回しない場合は図示例のような水滴ト
ラップＷＴでは水滴の捕捉は充分に行い得ないという問
題を有している。また、この方式の水滴トラップＷＴ
は、配管Ｐの外方を包囲する形のもので、水滴除去の機
器が大形化し、空調システム全体の大形化、重量化を招
来することになる。本発明はこのような問題を解決する
配管における水滴除去装置を提供せんとするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明が提供する配管に
おける水滴除去装置は、上記課題を解決するために、配
管の内周面に沿って空気の流通方向に対して垂直な壁を
突設させ、この環状の壁に空気中の水滴を衝突させると
ともに、衝突され集められた水滴を配管外に排出する排
出孔を設ける。したがって、配管の内周面に沿って流通
する空気の中の水滴はその殆どがこの垂直な壁に衝突し
捕捉される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明が提供する配管にお
ける水滴除去装置について説明する。本発明が第１に提
供する水滴除去装置は、配管の外周に水滴除去装置を設
ける方式ではなくて、配管自体でその内周面近傍に水滴
除去装置を設置した点に特徴を有している。

【０００９】図１はその具体的な実施例を示す縦断面図
で、図において１が配管で、２はこの配管１の一部を構
成する接続管である。そして、この接続管２に本発明の
水滴除去装置が設置されている。接続管２は両側にフラ
ンジ部２Ｆが形成され、かつそのフランジ部２Ｆには配
管１との接続具（図示せず）を取り付けるための取付用
孔２Ｂが穿設されている。さて、この接続管２は図１か
らも明らかなように、空気の流通方向（矢印Ａ）に対し
て、その内周面から垂直方向に壁２Ｗが突設されてい
る。この壁２Ｗは、接続管２の内周面全域に形成されて
おり、したがって環状の壁盤が形成されていることにな
る。

【００１０】更に、この壁２Ｗの内方端には、配管１お
よび接続管２の軸芯方向と平行な円筒部２Ｔが連接され
ている。この壁２Ｗと円筒部２Ｔにより断面逆コ字形の
突設部が設けられているのである。さらに、この接続管
２の下方側の内周面には、捕捉した水滴（水）を外方に
排出するための排出孔２Ｈが穿設されている。さらに、
この下方部には両フランジ部２Ｆ間に閉塞板３が付設さ
れ、その閉塞板３にて貯水室が形成され、排出孔２Ｈか
らの水の滴下がこの貯水室に溜められる。そして、この
貯水室の閉塞板３には排水口３Ｓが設けられていて、溜
まった水がドレンに導かれるようになっている。

【００１１】本発明による水滴除去装置は以上のような
構成であるから、水滴を含んだ空気が矢印Ａ方向から流
通するとき、特に水滴を含んだ空気は、配管１の内周面
近傍にて流通するから、そのような空気は矢印Ｂに示す
ように壁２Ｗに向かって流れ、壁２Ｗに衝突する。空気
が衝突すると水滴が有している運動量（慣性）によって
壁２Ｗの面に集められることになる。この壁２Ｗの面に
集められた水滴は内周面に沿って下方部に合流し、下方
位の排出孔２Ｈより貯水室へと排出される。そして、貯
水室の水は排水口３Ｓよりドレンへと排出されることに
なる。

【００１２】図１の実施例では、円筒部２Ｔが連接され
ているので空気の流速が零値まで下げられるから水滴の
空気からの捕捉がより確実に行われることになる。この
円筒部２Ｔと接続管２の内周面との間隔（距離）は、水
滴が多く含まれて流通する空気層の厚さ（半径方向の
幅）によって設定されるのが効果的である。

【００１３】本発明が第２に提供する水滴除去装置は、
配管の内周面に垂直に突設された壁の内周端と配管の内
周面との間に、傾斜盤が斜設された点を特徴とする。こ
の傾斜盤によって空気の流れの抵抗が軽減される。

【００１４】図２は、その具体的な実施例を示す縦断面
図で、この実施例は図１に示すとおり接続管を利用する
点で共通している。本発明の場合は、壁４Ｗの内周端と
接続管４の内周面との間に傾斜盤５が斜設されているも
のである。この傾斜盤５は、図４に示すとおり円錐筒の
一部を横断した環状体で、全域に空気が貫流する孔５Ｓ
が千鳥状に多数穿設されている。図５は、この傾斜盤５
の縦断面図で、図２に示す形と同一である。この傾斜盤
５は、その大径部側が接続管４の内周面に接着され、小
径部側が壁４Ｗの内周端に接着されている。４Ｈは図１
における排出孔２Ｈと同様の機能を有する排出孔であ
り、また６は閉塞板で、６Ｓは排水口である。

【００１５】本発明による水滴除去装置は以上のように
構成されているから、空気の流通において、特に配管１
の内周面近傍の水滴を多く含んだ空気は、この接続管４
の壁４Ｗに衝突するも、傾斜盤５に沿って下流へと円滑
に流れる。そして、空気中の水滴は、その運動量（慣
性）によって傾斜盤５に衝突するものもあれば、図３の
拡大図に示すように傾斜盤５に穿設された孔５Ｓを貫流
して壁４Ｗに衝突し、ここで集められることになる。以
下の機能は図１の実施例と同様で、集められた水滴
（水）は排出孔４Ｈを経て配管１の外方に排出され、排
水口６Ｓより排水される。

【００１６】このように本発明が第２に提供する水滴除
去装置では、空気の流通において壁４Ｗの存在は大きな
抵抗とならず、流通を円滑にしてかつ水滴を確実に除去
できる。しかも、配管１の形状を拡大することなく簡略
な構成にて目的を達成できる点に大きな特徴がある。

【００１７】なお、図１、図２の実施例においては、接
続管２、４が配管１に介設された例であるが、これは長
い配管１の内方にこのような壁２Ｗ、４Ｗを突設するこ
とが事実上困難なことから、接続管２、４という短管で
壁２Ｗ、４Ｗの突設が容易な管体を製作し、これを接続
して配管１内に壁を出現させるようにしたまでのもので
ある。接続管２、４はあくまで配管の一部である。した
がって、これら発明の基本は配管１の内周面に壁を突設
する点にある。たとえば変形実施例として、配管１の端
部、すなわち他の流通路系と接続する部位に近い端部で
あれば配管１の内方に直接的に壁を垂直に突設すること
も可能で、本発明はこれら変形例を包含する。

【００１８】いずれにしても本発明が第１、第２に提供
する水滴除去装置は、配管（含む接続管）の内周面に壁
を突設した点を基本的な特徴とし、この壁に水滴を衝突
させて捕捉するようにしたものである。なお、円筒部２
Ｔの連接は必須条件ではない。

【００１９】本発明が第３に提供する水滴除去装置は、
除去機構を配管１自体に設けるのではなくて、配管１に
介設される開閉弁などの弁に設けるものである。すなわ
ち、この種の配管１においては、空気の流通路を開閉す
る弁（開閉弁、たとえばチェック弁、あるいは調節弁な
ど）が介設されるのが常である。そこで、この開閉弁に
水滴除去機構を設置するものである。図６から図８はそ
の具体的な実施例を示している。

【００２０】図６はチェック弁７を配管１に介設した状
態を示す平面図で、配管１は仮想線で示されチェック弁
７はその外観が示されている。このチェック弁７はいわ
ゆる逆止弁であって、空気の流通方向がＡの場合のみ配
管１を開成し、その逆流を阻止する機能を有している。
図７はこのチェック弁７をＡ方向から見た図であり、図
８は縦断面を示している。

【００２１】これらの図において７Ｆはチェック弁７の
フランジ部で、このフランジ部７Ｆにてチェック弁７が
配管１に挟持され介設されることになる。チェック弁７
はその内方に空気を流通させる流路孔（内孔）７Ｒが形
成されるが、７Ｔはその円筒部を示している。この円筒
部は空気の流通方向に対して一定の長さを有するが、特
に両側の側方部は凸状に形成されていて、この凸状部７
Ｚには、チェック弁７のフラッパ１０の開動作を制限す
る制限棒９が取り付けられている。８はこの凸状部７Ｚ
に設置された支軸で、図７に示すように、２枚のフラッ
パ１０が揺動可能に保持されている。図７は両フラッパ
１０が流路を閉塞した状態を示している。１０Ｍは両フ
ラッパ１０のボス部であって、このボス部１０Ｍにて両
フラッパ１０が支軸８に保持される。この状態は図８か
らも明らかである。

【００２２】以上のような構成によって、チェック弁７
は空気がＡ方向から流通するときは両フラッパ１０が支
軸８を中心に揺動して流路を開成し、逆流の場合は図７
の状態となってその逆流を阻止するようになっている。
ところで、このようなチェック弁７において、その流露
孔７Ｒには、その内周面よりＡ方向に対して垂直に壁７
Ｗが突設されている。７Ｔはこの壁７Ｗの内周端に連接
された円筒部であって、この壁７Ｗと円筒部７Ｔによっ
て水滴の捕捉機構が構成されている。この構成は図１の
水滴除去機構と同様の方式であり、水滴を捕捉する機能
の説明については省略する。なお、図８において７Ｈは
排出孔であり、集められた水滴（水）は配管１の外部に
排出される。

【００２３】さらに本発明が提供する水滴除去装置は、
上記のような弁に設置する装置であって、かつ空気の流
通の抵抗を少なくする傾斜盤を壁の前面に設置したもの
である。図９はその具体的な実施例の縦断面図を示して
いる。

【００２４】図９に示す実施例においては、チェック弁
７の内筒７Ｄと壁７Ｗに連接された円筒部７Ｔとの間に
傾斜盤７Ｋが設置されているが、これらはすべて一体的
に形成された構造となっている。もちろん図２で示した
ように、単体の傾斜盤の形としてチェック弁７の内筒７
Ｄや円筒部７Ｔと別個の部材として介設してもよい。あ
るいは、円筒部７Ｔを省略し、壁７Ｗの内周端と内筒７
Ｄとの間に傾設させてもよい。

【００２５】この傾斜盤７Ｋには、空気が貫通される孔
７Ｓが多数穿設されている。また、チェック弁７の内筒
７Ｄにおける下方位には、集められた水滴（水）を排出
する排出孔７Ｈが穿設されている。この傾斜盤７Ｋによ
る機能は、図２に示す実施例における傾斜盤５と同一で
あって詳細な説明は省略する。

【００２６】以上、本発明が提供する４つの水滴除去装
置について説明したが、これらの水滴除去装置によれば
空気中の水滴は壁に衝突されて集められ、排出孔を介し
て配管の外方に排出される。

【００２７】本発明が提供する水滴除去装置は以上詳述
したとおりであるが、上記ならびに図示例に限定される
ものではなく、種々の変形例を挙げることができる。す
なわち、たとえば配管１の内周面に壁２Ｗを突設する場
合、空気が流通してくる側の壁２Ｗの付け根部分に若干
の凹部溝（リング状溝）を形成して集まってくる水滴の
合流をより円滑にする方法や、多数の孔の穿設された環
状円盤を傾斜盤の代わりに配管１の内周面に並設させ、
壁とこの多孔円盤との間で水滴の合流を円滑にする方法
なども考えられる。

【００２８】また、弁に水滴除去装置を設ける場合、弁
の種類、形成に限定されない点は前述したとおりである
が、チェック弁７の場合でも図示例に限定されない。た
だ、図示例の片側のみへ揺動するフラッパ方式で制限棒
を設けた構造は、チェック弁７の介設による空気の流通
抵抗を少なくする利点を有している。しかも、このよう
な水滴除去装置は、空調装置における配管のみに実施で
きるというものではなく、水滴を含む空気が流通する配
管でこの水滴除去が必要とする各種分野における配管に
も適用可能である。

【００２９】

【発明の効果】本発明が提供する配管における水滴除去
装置は以上詳述したとおりであるから、空気の流通にお
ける抵抗を最小限にして、かつ空気中における水滴を的
確に捕捉し除去することができる。弁が介在される場合
でも、特別な装置を要せず弁体内に設置することもで
き、簡略にして小型でスペース的にも小さくまとまり経
済的な除去装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による配管における水滴除去装置の構成
を示す図である。

【図２】本発明による配管における水滴除去装置の他の
構成を示す図である。

【図３】図２の水滴除去装置の一部拡大図である。

【図４】本発明による水滴除去装置の傾斜盤の構成を詳
細に示す図である。

【図５】本発明による水滴除去装置の傾斜盤の構成を詳
細に示す図である。

【図６】本発明による水滴除去装置をチェック弁に設け
た構成を示す図である。

【図７】本発明による水滴除去装置におけるチェック弁
を示す図である。

【図８】本発明による水滴除去装置をチェック弁に設け
た構成を示す図である。

【図９】本発明による水滴除去装置をチェック弁に設け
た他の構成を示す図である。

【図１０】従来の配管における水滴除去装置の外観を示
す図である。

【図１１】従来の配管における水滴除去装置の構成を示
す図である。

【符号の説明】

１…配管 ２、４…接続管 ２Ｗ、４Ｗ、７Ｗ…壁 ３、６…閉塞板 ５…傾斜盤 ７…チェック弁 ７Ｋ…傾斜盤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｌ 55/00 Ｆ１６Ｌ 55/24 Ｚ 55/24 55/00 Ｍ (72)発明者 齋藤 浩一 京都市中京区西ノ京下合町26番地 島津エ ンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 水野 健吾 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会 社島津製作所内 Ｆターム(参考） 3H025 BA21 BB02 3H051 AA01 AA02 BB03 BB10 CC03 CC11 FF08 3H058 AA07 AA08 BB37 BB40 CC01 CD12 EE04 EE09 EE13 EE17 EE18 3H066 AA01 BA38

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水滴を含む空気の流通を案内する配管に
   おいて、この配管の内周面に沿って空気の流通方向に対
   して垂直な壁を前記内周面から突設するとともに、この
   壁に衝突し集められた空気に含まれていた水滴を配管の
   外方に排出する排出孔を設けたことを特徴とする配管に
   おける水滴除去装置。
2. 【請求項２】 壁の内周端部と配管の内周面との間に斜
   設された傾斜盤を設け、この傾斜盤に空気が貫流する孔
   を穿設したことを特徴とする請求項１項記載の配管にお
   ける水滴除去装置。
3. 【請求項３】 水滴を含む空気の流通を案内する配管に
   おいて、配管に介設され、配管内の流路開閉を行う弁を
   設け、前記空気が流通する弁の内周面に沿って空気の流
   通方向に対して垂直な壁を前記弁の内周面から突設する
   とともに、この壁に衝突し集められた空気に含まれてい
   た水滴を弁の外方に排出する排出孔を設けたことを特徴
   とする配管における水滴除去装置。
4. 【請求項４】 壁の内周端部と弁の内周面との間に斜設
   された傾斜盤を設け、この傾斜盤に空気が貫流する孔を
   穿設したことを特徴とする請求項３記載の配管における
   水滴除去装置。