JP2005144302A - 気液分離器 - Google Patents

Abstract

【課題】 蒸気管路内周壁面に沿って流下する復水を効率良く分離することによって、高い気液の分離効率を維持することのできる気液分離器を提供する。
【解決手段】 分離器ケーシング３に入口１と出口２を同軸上に形成する。分離器ケーシング３の中央部分に拡径部８を設けて、円筒形状の液体集合部材４を内蔵する。液体集合部材４の入口１側端部に変位部材１２，１３を取り付ける。液体集合部材４と分離器ケーシング３の間に液体通路５を設ける。液体通路５の下端部に液体排出口６を取り付ける。
蒸気管路の内周壁面を流下してきた復水は、気液分離器７の入口１から流入して、変位部材１２，１３から液体通路５を通過してバルブ１１から外部へ排出されることによって、復水と蒸気が分離される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、気体管路内を蒸気や圧縮空気や各種ガス等が流下する場合に、混入している復水や凝縮水等の液体を分離する気液分離器に関する。

気液分離器は、気体と液体の混合流体を、フィルターでろ過して両者を分離したり、旋回流を与えて遠心力により分離したり、あるいは、衝突部材に混合流体を衝突させて分離するものである。

この気液分離器においては、気液分離器へ流入して来るまでの管路内で気体と液体が一旦分離されて流下してくる混合流体を、気液分離器の入口部で本来不必要な気体と液体の混合を行い、次いで気液分離器本体内で再度気体と液体の分離を行っていたために、気液の分離効率を所定値以上へ高めることができない問題点があった。

直管状の気体管路内を気体と、気体に比較して少量の液体との混合流体が流下する場合、液体は円筒状の管路内周壁面に沿って流下しており、内周壁面から離れた管路内部ではほとんど気体のみが流下して、水滴状の液体が流下することはない。内周壁面から離れた管路内部では、目視では確認することのできないミスト状の液体が少量だけ気体に混入して流下している。また、液体は円筒状の管路内周壁面の底壁面だけに沿って流下するものではなく、気体の流れと共に円筒状内周壁面の側壁部や少量ではあるが上壁部に沿っても流下する。
特開２００２−２８４２２号公報

解決しようとする問題点は、気液分離器へ流入して来るまでの管路内で一旦分離されている気体と液体の混合流体を、気液分離器の入口部で混合することなく気液分離器へ流入させて気液分離することによって、高い気液の分離効率を維持することのできる気液分離器を提供することである。

本発明は、気体管路内を流下する気体と液体の混合流体を、液体と気体とにそれぞれ分離するものにおいて、気体管路の内周壁面にほぼ沿う円筒形状の液体集合部材を配置して、当該液体集合部材の入口側端部に、気体管路内の流体の流速に応じて又は流下する流体から受ける力に応じて変位する変位部材を取り付けて、当該変位部材が、流体の流速が速い場合又は流体から受ける力が大きい場合に、より大きく変位して流体抵抗を増すと共に、液体集合部材と分離器ケーシングの間に液体通路を形成して、当該液体通路から液体を系外へ排出するための液体排出口を設けたことを特徴とする。

本発明の気液分離器は、気体管路の内周壁面にほぼ沿う円筒形状の液体集合部材を配置して、この液体集合部材と分離器ケーシングの間に液体通路を形成したことにより、気体管路の内周壁面に沿って流下する液体を、液体集合部材から液体通路へ通過させることによって気体と液体を分離することができ、気液分離器の入口部に流下してくるまでに直管状の気体管路で既に分離している気体と液体を、気液分離器の入口部で混合してしまうことはなく、且つ、気体管路の内周壁面の底壁面に沿って流下する液体のみならず、気体管路の内周壁面の側壁部や上壁部に沿って流下する液体も含めて円筒形状の液体集合部材で分離することができ、気体管路内を流下する気体と液体とを確実に分離することができるという利点がある。

本発明の気液分離器は、液体集合部材の入口側端部に、気体管路内の流体の流速に応じて又は流下する流体から受ける力に応じて変位する変位部材を取り付けて、当該変位部材が、流体の流速が速い場合又は流体から受ける力が大きい場合に、より大きく変位して流体抵抗を増すことにより、気体管路内を流下する流体の流速が速い場合であっても、あるいは、多量の液体が流下してきた場合であっても、変位部材で液体を確実に捕捉することができ、気液の分離効率を高めることができる。

本発明は、気体管路の内周壁面にほぼ沿う円筒形状の液体集合部材を配置して、気体管路内を流下してくる蒸気や圧縮空気、あるいは、各種ガス等から混入している復水や凝縮水等の液体を分離するものであり、既設の気体管路の一部を改良するだけですみ、簡単に気液分離器を設置することができる。

本実施例においては、蒸気配管中に混在する蒸気の凝縮水としての復水を蒸気と分離する気液分離器の例を説明する。図１において、入口１と出口２をほぼ同軸上に形成した分離器ケーシング３と、分離器ケーシング３内に配置した円筒形状の液体集合部材４と、液体集合部材４の入口側端部に取り付けた変位部材１２，１３と、液体集合部材４の外周に設けた液体通路５、及び、液体通路５の下端部に取り付けた液体排出口６とで気液分離器７を構成する。

入口１には図示しない直管状の入口側蒸気管路を接続し、同様に、出口２には出口側蒸気配管を接続する。この入口側蒸気管路の内径と入口１の内径及び液体集合部材４の内径を同じ径とする。分離器ケーシング３の中央部に、入出口１，２よりも径の大きな拡径部８を設け、この拡径部８に液体集合部材４の入口1側端部に位置する変位部材１２，１３を配置すると共に、液体集合部材４の外周と拡径部８の内周との間に液体通路５を形成する。

変位部材１２，１３は、部分円筒形状で断面が略米粒状で、液体集合部材４の端部に取り付けた回転支持ピン１４，１５で出口２側端部を回転可能に支持され、入口１側の他端部を入口１の内径よりも僅かに中心側に位置させると共に、回転支持ピン１４，１５に図示しないコイルスプリングを取り付けて、入口１から出口２側へ流下する流体によって、回転支持ピン１４，１５を中心にその入口側他端部が中心軸側且つ出口２側へ変位するものである。なお、変位部材１２は図１に示した状態から時計回り方向へは回転することがなく、また、変位部材１３は図１に示した状態から反時計回り方向へは回転することがないものである。

本実施例においては、変位部材１２，１３を上下２箇所に取り付けた例を示したが、流入する液体の状態に応じて、変位部材は管路の底部だけに取り付けることも、管路の低部と側方に複数取り付けることも、あるいは、管路のほぼ全周にわたって複数の変位部材を取り付けることもできる。

入口１と液体通路５は連続して且つ滑らかに接続する。液体通路５は、円筒形状の液体集合部材４の全周を覆う形状にすると共に、その下端部に液体排出口６を取り付ける。液体排出口６には液体排出管１０とバルブ１１を取り付ける。バルブ１１は、その弁開度を微小開度から全開まで任意に調節できるものが好ましい。

入口１に接続した入口側蒸気管路内を左側から流下してきた蒸気と復水の混合流体の復水は、蒸気管路の内周壁面の底壁面のみならず側壁面あるいは上方壁面等にも沿って流下してくる。このように、蒸気管路の内周壁面を流下してきた復水は、入口１から分離器ケーシング３内に至り、円筒形状の液体集合部材４の端部に取り付けた変位部材１２，１３から液体通路５へと導かれることによって、管路の中央部分を流下する蒸気と分離される。気液分離された復水は、液体通路５の液体排出口６からバルブ１１を介して系外へ排出される。

変位部材１２，１３は、分離器ケーシング３内を流下する蒸気の流速が速い場合に、あるいは、内周壁面に沿って多量の復水が流下してくると、中心軸側へ変位して流体抵抗を増すことによって、復水をより確実に液体通路５内へ導くことができ、気液の分離効率を高めることができる。

蒸気管路の内周壁面に沿って流下する復水を、簡単な構成で効率的に分離することができる。

本発明の気液分離器の実施例を示す断面構成図。

符号の説明

１ 入口
２ 出口
３ 分離器ケーシング
４ 液体集合部材
５ 液体通路
６ 液体排出口
７ 気液分離器
８ 拡径部
１２，１３ 変位部材
１４，１５ 回転支持ピン

Claims (1)

1. 気体管路内を流下する気体と液体の混合流体を、液体と気体とにそれぞれ分離するものにおいて、気体管路の内周壁面にほぼ沿う円筒形状の液体集合部材を配置して、当該液体集合部材の入口側端部に、気体管路内の流体の流速に応じて又は流下する流体から受ける力に応じて変位する変位部材を取り付けて、当該変位部材が、流体の流速が速い場合又は流体から受ける力が大きい場合に、より大きく変位して流体抵抗を増すと共に、液体集合部材と分離器ケーシングの間に液体通路を形成して、当該液体通路から液体を系外へ排出するための液体排出口を設けたことを特徴とする気液分離器。
   

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