JP2004097995A - 気液分離器 - Google Patents
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Abstract
【課題】内筒の周辺に集まる飛散中の液滴を効率的に収集すると共に、再度旋回流に乗ることを抑制することで、高効率な気液分離ができる気液分離器を提供すること。
【解決手段】同心円状に配置された内筒2(20、21、22、23)及び外筒51を有し、外筒51内に供給された気液混合体60の旋回流61によって気液混合体60を気体62と液体63とに分離する気液分離器1において、内筒2(20、21、22、23)は、その外周面2a(20a、21a、22a、23a)に付着した液体66(66a)を保持する液体保持部を備えていることを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】同心円状に配置された内筒2(20、21、22、23)及び外筒51を有し、外筒51内に供給された気液混合体60の旋回流61によって気液混合体60を気体62と液体63とに分離する気液分離器1において、内筒2(20、21、22、23)は、その外周面2a(20a、21a、22a、23a)に付着した液体66(66a)を保持する液体保持部を備えていることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気液混合体に旋回流を生じさせ、その遠心力により気体と液体を分離させる気液分離器に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、気液分離器の一つとして、円筒容器に気液混合体を供給し、この円筒容器内に気液混合体の旋回流を生じさせ、この旋回流中の液体を遠心力によって円筒容器の壁部に付着させることで、気液混合体に含まれる液体と気体を分離させる旋回流式(サイクロン方式)気液分離器が知られている。
【0003】
図8は、従来のこの種の気液分離器の一例を示すものであり、また、図9は図8のA−A線から見た平断面図、図10は図8の符号Bに示す気液分離器の要部を示す側断面図である。
【0004】
気液分離器50は、外筒51と、外筒51に気液混合体60を供給する供給口53と、外筒51で捕集された液体54を排出する排出口55と、滑らかな外周面のストレート配管で形成された内筒56と、気液分離された気体62を排出する気体排出管58とによって構成されている。
また、供給口53は、気液混合体60を外筒51の内周面に沿って供給するように、外筒51の接線方向に延びた状態で設けられている。
【0005】
このように構成された気液分離器50において、気液混合体60が供給口53から外筒51内に供給されると、外筒51内に気液混合体60の旋回流61が生じ、図10に示すように気液混合体60に含まれる液滴65は霧状に飛散しながら、旋回流61の遠心力によって外筒51の内周面51aに付着する。内周面51aに付着した液滴65は、他の液滴と接触しつつ、次第にその自重を増加させながら内周面51aに沿って外筒51の下方へ流れ落ち、液体63として排出口55から排出される。
このように気液混合体60に含まれる液滴65を外筒51の下方に落下させて排出する一方、気液混合体60に含まれる気体62を内筒56を通じて気体排出管58から排出するので、気液混合体60は気体と液体とに分離された状態となる。
【0006】
【特許文献1】
特開平6−63452号公報
【特許文献2】
特開平6−414号公報
【特許文献3】
実開平6−64707号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、気液分離器50に供給される気液混合体60は、液滴65以外にそれよりも小径の液滴66も混合した状態となっている。この液滴66は、内周面51aに付着することなく旋回流61に乗って内筒56の周辺を旋回する。
この際に、内筒56は滑らかな外周面を有したストレート管であることから、内筒56の外周面にぶつかって付着してもすぐ離脱して再び旋回流61に乗り、そのまま気体排出管58を通って気体62に混入した状態で排出されることになる。これでは、排出される気体62に多くの液体が混入していることになり、十分な気液分離を行うことができないという問題があった。
【0008】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、内筒の周辺に集まる飛散中の液滴を効率的に収集すると共に、再度旋回流に乗ることを抑制することで、高効率な気液分離ができる気液分離器を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項1に係る発明は、同心円状に配置された内筒及び外筒を有し、前記外筒内に供給された気液混合体の旋回流によって前記気液混合体を気体と液体とに分離する気液分離器において、前記内筒は、その外周面に付着した液体を保持する液体保持部を備えていることを特徴とするものである。
この発明に係る気液分離器によれば、気液混合体が外筒の内周面に付着することなく外筒内を霧状に飛散する液滴は、内筒の周辺を旋回しつつ、その旋回速度が遅くなった段階で、内筒の外周面に付着し、また、霧状に飛散している他の液滴と接触することによって液滴は雫に成長する。更に、この雫と、他の飛散中の液滴とが接触を繰り返すことで雫の自重は増加し、内筒の下方へ流れ落ちる。このとき、内筒は液体保持部を備えているので、雫は液体保持部によって保持され、内筒の下端から垂れ落ちるのを抑制される。
この液体保持部によって保持された雫は、保持されたまま他の液滴及び近隣の雫との接触を繰り返すことによりその自重が増加する。更に、液体保持部と雫との接触面の表面張力よりも雫の自重が大きくなった時に、雫は液体保持部から離れて外筒の下方へ落ちていく。このとき、雫の自重が大きいため内筒に入り込む気体の流れに乗ることがない。
【0010】
請求項2に係る発明は、請求項1記載の気液分離器において、前記液体保持部は、前記内筒の外周面に設けられた凹凸部であることを特徴とするものである。
この発明に係る気液分離器によれば、先に記載の気液分離器と同様の効果を奏すると共に、液体保持部が凹凸部であるので、凹凸部と雫との表面張力が好適に働き、雫を保持することができる。
【0011】
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2記載の気液分離器において、前記液体保持部は少なくとも前記内筒の下端近傍に設けられることを特徴とするものである。
この発明に係る気液分離器によれば、先に記載の気液分離器と同様の効果を奏すると共に、雫を内筒から落ちる寸前で溜めることができることから、効率的に雫を大きくさせることができる。
【0012】
請求項4に係る発明は、請求項1又は請求項2記載の気液分離器において、前記液体保持部は、前記内筒の外周面に環状に形成されることを特徴とするものである。
この発明に係る気液分離器によれば、先に記載の気液分離器と同様の効果を奏すると共に、内筒から落ちる雫は、一旦、保持部を必ず通過するので、小さい雫を内筒から流れ落ちることを抑制することができる。
【0013】
請求項5に係る発明は、請求項1から請求項3のうちいずれかに記載の気液分離器において、前記液体保持部は、前記内筒の外周面に螺旋状に形成されることを特徴とするものである。
この発明に係る気液分離器によれば、先に記載の気液分離器と同様の効果を奏すると共に、内筒の外周面を伝って落ちる雫を螺旋状に形成された液体保持部の中に供給させ、この雫を最終的に下端まで導くことによって、雫をより大きくさせることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図1から図3はこの発明の一実施の形態に係る気液分離器を示す図であって、図1は気液分離器の概略構成を示す側断面図、図2は内筒の要部を示す側面図、図3は図2の符号Cに示す部分の側断面を拡大した拡大図である。図1から図3において、図8から図10の構成要素と同一部分については、同一符号を付し、その説明を省略する。なお、各図においては、各部材及び形状を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材及び形状毎に縮尺を異ならせてある。
【0015】
この実施の形態の気液分離器1は、外筒51の内部に内筒2を有しており、この内筒2には、その外周面2a上に溝部(液体保持部)5が設けられている。この溝部5は、内筒2の下端から約10mm上方の位置に内筒2の中心に向かって形成された幅10mmの円弧状であって、外周面2aから円弧頂部までの深さが約2mmとなっており、円筒2を外周するように環状に形成されている。なお、溝部5の形状及び各寸法は、これに限ったものではなく、好適な形状及び寸法で形成される。
【0016】
このように構成された気液分離器1においては、図8に示すものと同様に、気液混合体60が供給口53から外筒51内に供給されると、外筒51内に気液混合体60の旋回流61が生じ、気液混合体60に含まれる液滴65は霧状に飛散しながら、旋回流61の遠心力によって外筒51の内周面51aに付着する。
このように内周面51aに付着した液滴65は、他の液滴と接触しつつ、次第にその自重を増加させながら内周面51aに沿って流れ落ち、液体63として排出口55から排出される。一方、気液混合体60中の気体62は、内筒2を通じて気体排出管58から排出される。
【0017】
また、気液混合体60のうち内周面51aに付着することなく外筒51内を霧状に飛散する液滴66(図10参照)は、内筒2の周辺を旋回しつつ、図3(a)に示すように内筒2の外周面2aに付着し、更に、旋回中の液滴66aと接触することによって、図3(b)に示すように雫10になる。更に、雫10と飛散している液滴66aとの接触や雫10同士の接触を繰り返すことで、雫10の自重は増加する。
続いて、図3(c)に示すように、自重が増加した雫10は、内筒2の下方へ流れ、溝部5に保持される。
溝部5によって保持された雫10は、溝部5に保持された状態で、飛散している液滴66a及び内筒2の上方から流れ落ちてくる他の雫10aとの接触を繰り返すことにより、その自重が更に増加する。
【0018】
更に、図3(d)に示すように、溝部5に保持された雫10と溝部5との接触面の表面張力よりも雫10の重量が大きくなった際に、雫10は、溝部5から外筒51の下方に流れ落ち、外筒51の内周面51aに沿って落下した液滴65と同様に液体63として外筒51の下部から排出口55を介して外部に排出される。
【0019】
上述したように、この気液分離器1においては、内筒2に溝部5が設けられているので、外周面2aに付着した雫10が下方に流れても、溝部5によって保持され、溝部5において更に大きな雫10になるまでは内筒2からの落下が抑制される。従って、内筒2から落ちる雫10が大きくなることにより、内筒2の内側に入り込む流れに乗りにくくなり、その結果、気体排出管58から排出される気体62に液体の混入が抑制される。なお、内筒2から落下した雫10は、液体63として排出される。このように気液混合体60を効率良く気液分離することができる。
【0020】
図4から図7は、この発明の他の実施形態を示す図であって内筒の他の例を示している。なお、これらの図に示す内筒を用いた気液分離器は、内筒2を除いて図1から図3に示す気液分離器1と基本的構成が同一である。
【0021】
図4に示す内筒20は、その外周面20aに液体保持部として環状の溝部5aが2つ設けられた構成となっている。これら溝部5aそれぞれの形態は図2に示す溝部5と同様である。
なお、図4に示すように溝部5aを2つ設けることに限定するものではなく、3つ以上設けてもよい。更に、溝部5a同士の間隔も任意である。
このように複数の溝部5aが設けられることにより、前述した実施形態と同様の効果が得られると共に、内筒20aに付着してこれに沿って落ちてくる雫10が複数段階において保持されることから、雫10はより大きくなり、また、複数の雫10を保持することから、気体排出管58から排出される気体62に液体の混入が更に抑制され、気液混合体60を効率良く気液分離することができる。
【0022】
図5に示す内筒21は、その外周面21aに液体保持部として螺旋状の溝部5bが設けられた構成となっている。なお、溝部5bの形状及び各寸法は、好適に形成される。
このように溝5bが設けられることにより、内筒21の外周面21aを伝って落ちる雫10を溝5bの中に供給させ、雫10を最終的に下端まで導くことによって、雫10はより大きくなる。また、溝5bから雫10が漏れた場合には、雫10の下方の溝5bに供給されるので、雫10は最終的に下端まで導かれる。このように気体排出管58から排出される気体62に液体の混入が抑制され、気液混合体60を効率良く気液分離することができる。
【0023】
図6(a)は、内筒22を側面視した側面図であり、図6(b)は図6(a)の符号Bから見た下面図である。内筒22は、その外周面22aに液体保持部として溝5cが縦方向に一つ設けられた構成となっている。なお、溝部5cの幅、深さ等の寸法及び形状は、好適に形成され、複数本設けてもよい。
このような溝5cが設けられることにより、内筒22の外周面22aに付着した雫10は溝5cを伝って内筒22の下端に流れ落ち、この際に真下に落下するので雫10の落下速度は次第に大きくなりつつ落下する。また、旋回流61と共に飛散する液滴66を取り込むことができる。このように気体排出管58から排出される気体62に液体の混入が抑制され、気液混合体60を効率良く気液分離することができる。
【0024】
図7(a)は、内筒23を側面視した側面図であり、図7(b)は図7(a)の符号Cに示す部分の側断面を拡大した拡大図である。内筒23の端部には、内筒23から外方へ張り出す凸部(液体保持部)24が設けられた構成となっている。なお、内筒23の外周面23aと凸部24によって形成されたコーナー部25においては、外周面23a及び凸部24によって好適な角度が形成されており、また、凸部24を配置させる位置は内筒23の下端に限ることはなく、任意の位置に設けられる。
このような凸部24が設けられることにより、外周面23aを落下する雫10は、コーナー部25によって保持され、内筒23に付着した雫10が連続的にコーナー部25に流れ落ちることによって、雫10は液体30として成長し、凸部24の上方に溜まる。更に、液体30は少しずつ凸部24から符号Eに示すように零れ落ちる。このように気体排出管58から排出される気体62に液体の混入が抑制され、気液混合体60を効率良く気液分離することができる。
【0025】
なお、本実施形態では、凸部を設けた内筒23の外周面23aに溝部5a、5b、5cのいずれかを設けることで、気液分離の効率を向上させる構成であってもよい。
【0026】
また、以上に述べた実施形態は、内筒2、20、21、22、23に形状的な液体保持部を設けた構成となっているが、本発明の液体保持部は形状的なものに限らず、内筒の外周面に親液性を有する薄膜をコーティングして液体保持性を有する外周面を形成してもよい。
【0027】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項1に係る発明によれば、気液分離器は内筒の外周面に付着した液体を保持する液体保持部を備えているので、雫は液体保持部によって保持され、内筒の下端から垂れ落ちるのを抑制され、雫の自重が大きくなった時に雫を落下させることができる効果が得られる。
請求項2に係る発明によれば、液体保持部は前記内筒の外周面に設けられた凹凸部であるので、凹凸部と雫との表面張力が好適に働き、雫を保持することができる効果が得られる。
請求項3に係る発明によれば、液体保持部は少なくとも前記内筒の下端近傍に設けられているので、雫を内筒から落ちる寸前で溜めることができる効果が得られ、効率的に雫を大きくさせることができる効果が得られる。
請求項4に係る発明によれば、内筒の外周面に環状に形成されているので、雫を内筒から流れ落ちることを抑制することができる効果が得られる。
請求項5に係る発明によれば、液体保持部は内筒の外周面に螺旋状に形成されているので、雫をより大きくさせることができる効果が得れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る気液分離器の概略構成を示す側断面図である。
【図2】図1に示す気液分離器の内筒の要部を示す側断面図である。
【図3】図2の拡大図である。
【図4】本発明の他の実施形態に係る内筒の要部を示す側面図である。
【図5】本発明の他の実施形態に係る内筒の要部を示す側面図である。
【図6】本発明の他の実施形態に係る内筒の要部を示す側面図及び下面図である。
【図7】本発明の他の実施形態に係る内筒の要部を示す側面図及び拡大図である。
【図8】従来の気液分離器の概略構成を示す側断面図である。
【図9】図8のA−A線から見た断面図である。
【図10】図8の要部を示す側断面図である。
【符号の説明】
1 気液分離器
2、20、21、22、23 内筒
5、5a、5b、5c 溝部(液体保持部)
10、10a 雫(液体)
24 凸部(液体保持部)
25 コーナー部
51 外筒
60 気液混合体
61 旋回流
62 気体
65、66、66a 液滴(液体)
【発明の属する技術分野】
本発明は、気液混合体に旋回流を生じさせ、その遠心力により気体と液体を分離させる気液分離器に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、気液分離器の一つとして、円筒容器に気液混合体を供給し、この円筒容器内に気液混合体の旋回流を生じさせ、この旋回流中の液体を遠心力によって円筒容器の壁部に付着させることで、気液混合体に含まれる液体と気体を分離させる旋回流式(サイクロン方式)気液分離器が知られている。
【0003】
図8は、従来のこの種の気液分離器の一例を示すものであり、また、図9は図8のA−A線から見た平断面図、図10は図8の符号Bに示す気液分離器の要部を示す側断面図である。
【0004】
気液分離器50は、外筒51と、外筒51に気液混合体60を供給する供給口53と、外筒51で捕集された液体54を排出する排出口55と、滑らかな外周面のストレート配管で形成された内筒56と、気液分離された気体62を排出する気体排出管58とによって構成されている。
また、供給口53は、気液混合体60を外筒51の内周面に沿って供給するように、外筒51の接線方向に延びた状態で設けられている。
【0005】
このように構成された気液分離器50において、気液混合体60が供給口53から外筒51内に供給されると、外筒51内に気液混合体60の旋回流61が生じ、図10に示すように気液混合体60に含まれる液滴65は霧状に飛散しながら、旋回流61の遠心力によって外筒51の内周面51aに付着する。内周面51aに付着した液滴65は、他の液滴と接触しつつ、次第にその自重を増加させながら内周面51aに沿って外筒51の下方へ流れ落ち、液体63として排出口55から排出される。
このように気液混合体60に含まれる液滴65を外筒51の下方に落下させて排出する一方、気液混合体60に含まれる気体62を内筒56を通じて気体排出管58から排出するので、気液混合体60は気体と液体とに分離された状態となる。
【0006】
【特許文献1】
特開平6−63452号公報
【特許文献2】
特開平6−414号公報
【特許文献3】
実開平6−64707号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、気液分離器50に供給される気液混合体60は、液滴65以外にそれよりも小径の液滴66も混合した状態となっている。この液滴66は、内周面51aに付着することなく旋回流61に乗って内筒56の周辺を旋回する。
この際に、内筒56は滑らかな外周面を有したストレート管であることから、内筒56の外周面にぶつかって付着してもすぐ離脱して再び旋回流61に乗り、そのまま気体排出管58を通って気体62に混入した状態で排出されることになる。これでは、排出される気体62に多くの液体が混入していることになり、十分な気液分離を行うことができないという問題があった。
【0008】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、内筒の周辺に集まる飛散中の液滴を効率的に収集すると共に、再度旋回流に乗ることを抑制することで、高効率な気液分離ができる気液分離器を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項1に係る発明は、同心円状に配置された内筒及び外筒を有し、前記外筒内に供給された気液混合体の旋回流によって前記気液混合体を気体と液体とに分離する気液分離器において、前記内筒は、その外周面に付着した液体を保持する液体保持部を備えていることを特徴とするものである。
この発明に係る気液分離器によれば、気液混合体が外筒の内周面に付着することなく外筒内を霧状に飛散する液滴は、内筒の周辺を旋回しつつ、その旋回速度が遅くなった段階で、内筒の外周面に付着し、また、霧状に飛散している他の液滴と接触することによって液滴は雫に成長する。更に、この雫と、他の飛散中の液滴とが接触を繰り返すことで雫の自重は増加し、内筒の下方へ流れ落ちる。このとき、内筒は液体保持部を備えているので、雫は液体保持部によって保持され、内筒の下端から垂れ落ちるのを抑制される。
この液体保持部によって保持された雫は、保持されたまま他の液滴及び近隣の雫との接触を繰り返すことによりその自重が増加する。更に、液体保持部と雫との接触面の表面張力よりも雫の自重が大きくなった時に、雫は液体保持部から離れて外筒の下方へ落ちていく。このとき、雫の自重が大きいため内筒に入り込む気体の流れに乗ることがない。
【0010】
請求項2に係る発明は、請求項1記載の気液分離器において、前記液体保持部は、前記内筒の外周面に設けられた凹凸部であることを特徴とするものである。
この発明に係る気液分離器によれば、先に記載の気液分離器と同様の効果を奏すると共に、液体保持部が凹凸部であるので、凹凸部と雫との表面張力が好適に働き、雫を保持することができる。
【0011】
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2記載の気液分離器において、前記液体保持部は少なくとも前記内筒の下端近傍に設けられることを特徴とするものである。
この発明に係る気液分離器によれば、先に記載の気液分離器と同様の効果を奏すると共に、雫を内筒から落ちる寸前で溜めることができることから、効率的に雫を大きくさせることができる。
【0012】
請求項4に係る発明は、請求項1又は請求項2記載の気液分離器において、前記液体保持部は、前記内筒の外周面に環状に形成されることを特徴とするものである。
この発明に係る気液分離器によれば、先に記載の気液分離器と同様の効果を奏すると共に、内筒から落ちる雫は、一旦、保持部を必ず通過するので、小さい雫を内筒から流れ落ちることを抑制することができる。
【0013】
請求項5に係る発明は、請求項1から請求項3のうちいずれかに記載の気液分離器において、前記液体保持部は、前記内筒の外周面に螺旋状に形成されることを特徴とするものである。
この発明に係る気液分離器によれば、先に記載の気液分離器と同様の効果を奏すると共に、内筒の外周面を伝って落ちる雫を螺旋状に形成された液体保持部の中に供給させ、この雫を最終的に下端まで導くことによって、雫をより大きくさせることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図1から図3はこの発明の一実施の形態に係る気液分離器を示す図であって、図1は気液分離器の概略構成を示す側断面図、図2は内筒の要部を示す側面図、図3は図2の符号Cに示す部分の側断面を拡大した拡大図である。図1から図3において、図8から図10の構成要素と同一部分については、同一符号を付し、その説明を省略する。なお、各図においては、各部材及び形状を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材及び形状毎に縮尺を異ならせてある。
【0015】
この実施の形態の気液分離器1は、外筒51の内部に内筒2を有しており、この内筒2には、その外周面2a上に溝部(液体保持部)5が設けられている。この溝部5は、内筒2の下端から約10mm上方の位置に内筒2の中心に向かって形成された幅10mmの円弧状であって、外周面2aから円弧頂部までの深さが約2mmとなっており、円筒2を外周するように環状に形成されている。なお、溝部5の形状及び各寸法は、これに限ったものではなく、好適な形状及び寸法で形成される。
【0016】
このように構成された気液分離器1においては、図8に示すものと同様に、気液混合体60が供給口53から外筒51内に供給されると、外筒51内に気液混合体60の旋回流61が生じ、気液混合体60に含まれる液滴65は霧状に飛散しながら、旋回流61の遠心力によって外筒51の内周面51aに付着する。
このように内周面51aに付着した液滴65は、他の液滴と接触しつつ、次第にその自重を増加させながら内周面51aに沿って流れ落ち、液体63として排出口55から排出される。一方、気液混合体60中の気体62は、内筒2を通じて気体排出管58から排出される。
【0017】
また、気液混合体60のうち内周面51aに付着することなく外筒51内を霧状に飛散する液滴66(図10参照)は、内筒2の周辺を旋回しつつ、図3(a)に示すように内筒2の外周面2aに付着し、更に、旋回中の液滴66aと接触することによって、図3(b)に示すように雫10になる。更に、雫10と飛散している液滴66aとの接触や雫10同士の接触を繰り返すことで、雫10の自重は増加する。
続いて、図3(c)に示すように、自重が増加した雫10は、内筒2の下方へ流れ、溝部5に保持される。
溝部5によって保持された雫10は、溝部5に保持された状態で、飛散している液滴66a及び内筒2の上方から流れ落ちてくる他の雫10aとの接触を繰り返すことにより、その自重が更に増加する。
【0018】
更に、図3(d)に示すように、溝部5に保持された雫10と溝部5との接触面の表面張力よりも雫10の重量が大きくなった際に、雫10は、溝部5から外筒51の下方に流れ落ち、外筒51の内周面51aに沿って落下した液滴65と同様に液体63として外筒51の下部から排出口55を介して外部に排出される。
【0019】
上述したように、この気液分離器1においては、内筒2に溝部5が設けられているので、外周面2aに付着した雫10が下方に流れても、溝部5によって保持され、溝部5において更に大きな雫10になるまでは内筒2からの落下が抑制される。従って、内筒2から落ちる雫10が大きくなることにより、内筒2の内側に入り込む流れに乗りにくくなり、その結果、気体排出管58から排出される気体62に液体の混入が抑制される。なお、内筒2から落下した雫10は、液体63として排出される。このように気液混合体60を効率良く気液分離することができる。
【0020】
図4から図7は、この発明の他の実施形態を示す図であって内筒の他の例を示している。なお、これらの図に示す内筒を用いた気液分離器は、内筒2を除いて図1から図3に示す気液分離器1と基本的構成が同一である。
【0021】
図4に示す内筒20は、その外周面20aに液体保持部として環状の溝部5aが2つ設けられた構成となっている。これら溝部5aそれぞれの形態は図2に示す溝部5と同様である。
なお、図4に示すように溝部5aを2つ設けることに限定するものではなく、3つ以上設けてもよい。更に、溝部5a同士の間隔も任意である。
このように複数の溝部5aが設けられることにより、前述した実施形態と同様の効果が得られると共に、内筒20aに付着してこれに沿って落ちてくる雫10が複数段階において保持されることから、雫10はより大きくなり、また、複数の雫10を保持することから、気体排出管58から排出される気体62に液体の混入が更に抑制され、気液混合体60を効率良く気液分離することができる。
【0022】
図5に示す内筒21は、その外周面21aに液体保持部として螺旋状の溝部5bが設けられた構成となっている。なお、溝部5bの形状及び各寸法は、好適に形成される。
このように溝5bが設けられることにより、内筒21の外周面21aを伝って落ちる雫10を溝5bの中に供給させ、雫10を最終的に下端まで導くことによって、雫10はより大きくなる。また、溝5bから雫10が漏れた場合には、雫10の下方の溝5bに供給されるので、雫10は最終的に下端まで導かれる。このように気体排出管58から排出される気体62に液体の混入が抑制され、気液混合体60を効率良く気液分離することができる。
【0023】
図6(a)は、内筒22を側面視した側面図であり、図6(b)は図6(a)の符号Bから見た下面図である。内筒22は、その外周面22aに液体保持部として溝5cが縦方向に一つ設けられた構成となっている。なお、溝部5cの幅、深さ等の寸法及び形状は、好適に形成され、複数本設けてもよい。
このような溝5cが設けられることにより、内筒22の外周面22aに付着した雫10は溝5cを伝って内筒22の下端に流れ落ち、この際に真下に落下するので雫10の落下速度は次第に大きくなりつつ落下する。また、旋回流61と共に飛散する液滴66を取り込むことができる。このように気体排出管58から排出される気体62に液体の混入が抑制され、気液混合体60を効率良く気液分離することができる。
【0024】
図7(a)は、内筒23を側面視した側面図であり、図7(b)は図7(a)の符号Cに示す部分の側断面を拡大した拡大図である。内筒23の端部には、内筒23から外方へ張り出す凸部(液体保持部)24が設けられた構成となっている。なお、内筒23の外周面23aと凸部24によって形成されたコーナー部25においては、外周面23a及び凸部24によって好適な角度が形成されており、また、凸部24を配置させる位置は内筒23の下端に限ることはなく、任意の位置に設けられる。
このような凸部24が設けられることにより、外周面23aを落下する雫10は、コーナー部25によって保持され、内筒23に付着した雫10が連続的にコーナー部25に流れ落ちることによって、雫10は液体30として成長し、凸部24の上方に溜まる。更に、液体30は少しずつ凸部24から符号Eに示すように零れ落ちる。このように気体排出管58から排出される気体62に液体の混入が抑制され、気液混合体60を効率良く気液分離することができる。
【0025】
なお、本実施形態では、凸部を設けた内筒23の外周面23aに溝部5a、5b、5cのいずれかを設けることで、気液分離の効率を向上させる構成であってもよい。
【0026】
また、以上に述べた実施形態は、内筒2、20、21、22、23に形状的な液体保持部を設けた構成となっているが、本発明の液体保持部は形状的なものに限らず、内筒の外周面に親液性を有する薄膜をコーティングして液体保持性を有する外周面を形成してもよい。
【0027】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項1に係る発明によれば、気液分離器は内筒の外周面に付着した液体を保持する液体保持部を備えているので、雫は液体保持部によって保持され、内筒の下端から垂れ落ちるのを抑制され、雫の自重が大きくなった時に雫を落下させることができる効果が得られる。
請求項2に係る発明によれば、液体保持部は前記内筒の外周面に設けられた凹凸部であるので、凹凸部と雫との表面張力が好適に働き、雫を保持することができる効果が得られる。
請求項3に係る発明によれば、液体保持部は少なくとも前記内筒の下端近傍に設けられているので、雫を内筒から落ちる寸前で溜めることができる効果が得られ、効率的に雫を大きくさせることができる効果が得られる。
請求項4に係る発明によれば、内筒の外周面に環状に形成されているので、雫を内筒から流れ落ちることを抑制することができる効果が得られる。
請求項5に係る発明によれば、液体保持部は内筒の外周面に螺旋状に形成されているので、雫をより大きくさせることができる効果が得れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る気液分離器の概略構成を示す側断面図である。
【図2】図1に示す気液分離器の内筒の要部を示す側断面図である。
【図3】図2の拡大図である。
【図4】本発明の他の実施形態に係る内筒の要部を示す側面図である。
【図5】本発明の他の実施形態に係る内筒の要部を示す側面図である。
【図6】本発明の他の実施形態に係る内筒の要部を示す側面図及び下面図である。
【図7】本発明の他の実施形態に係る内筒の要部を示す側面図及び拡大図である。
【図8】従来の気液分離器の概略構成を示す側断面図である。
【図9】図8のA−A線から見た断面図である。
【図10】図8の要部を示す側断面図である。
【符号の説明】
1 気液分離器
2、20、21、22、23 内筒
5、5a、5b、5c 溝部(液体保持部)
10、10a 雫(液体)
24 凸部(液体保持部)
25 コーナー部
51 外筒
60 気液混合体
61 旋回流
62 気体
65、66、66a 液滴(液体)
Claims (5)
- 同心円状に配置された内筒及び外筒を有し、前記外筒内に供給された気液混合体の旋回流によって前記気液混合体を気体と液体とに分離する気液分離器において、
前記内筒は、その外周面に付着した液体を保持する液体保持部を備えていることを特徴とする気液分離器。 - 請求項1記載の気液分離器において、
前記液体保持部は、前記内筒の外周面に設けられた凹凸部であることを特徴とする気液分離器。 - 請求項1又は請求項2記載の気液分離器において、
前記液体保持部は少なくとも前記内筒の下端近傍に設けられることを特徴とする気液分離器。 - 請求項1から請求項3のうちいずれかに記載の気液分離器において、
前記液体保持部は、前記内筒の外周面に環状に形成されることを特徴とする気液分離器。 - 請求項1から請求項3のうちいずれかに記載の気液分離器において、
前記液体保持部は、前記内筒の外周面に螺旋状に形成されることを特徴とする気液分離器。
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