JP2020025913A - Gas-liquid separation device - Google Patents

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Abstract

To provide a gas-liquid separation device which can separate a liquid and air bubbles from each other with a simple structure.SOLUTION: A partition plate 102 included in a gas-liquid separation device 100 according to the invention is attached to a swirl flow tank 101, which has an internal space partitioned into an upstream side space 101a provided with a liquid inlet 103 and a downstream side space 101b provided with a liquid outlet 104 and includes a mechanism which generates swirl flow in a liquid at the upstream side space 101a, and partitions the internal space into the upstream side space 101a and the downstream side space 101b. The partition plate 102 includes: a first portion 111 which is an outer periphery side portion of the partition plate 102; a second portion 112 which is an inner periphery side portion; and a third portion 113 which is a portion located therebetween. The third portion 113 includes: a first surface 112a facing the upstream side space 101a; and a second surface 112b facing the downstream side space 101b. The third portion 113 is provided with multiple through holes 114 which communicate with the first surface 112a and the second surface 112b.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、気泡を含有する液体から気泡を分離する気液分離装置に関する。   The present invention relates to a gas-liquid separation device for separating bubbles from a liquid containing bubbles.

液体から気泡を除去することが可能な気液分離装置は、化学プラントや食品加工等の多くの分野で利用されている。気液分離装置の構造として、液体に旋回流を生じさせ、遠心力を利用して液体と気泡を分離するものがある。   Gas-liquid separators capable of removing air bubbles from liquids are used in many fields such as chemical plants and food processing. 2. Description of the Related Art As a structure of a gas-liquid separation device, there is a device that generates a swirling flow in a liquid and uses a centrifugal force to separate the liquid and bubbles.

例えば特許文献1には、洗浄槽と仕切りを備える洗浄装置が開示されている。洗浄槽内に供給された洗浄液は仕切りによって形成される流路を通過することによって旋回流を生じ、洗浄液に含まれる微細気泡によって被洗浄物が洗浄される。気泡は旋回流によって旋回流の中央部を上昇し、洗浄槽から排出される。   For example, Patent Literature 1 discloses a cleaning device including a cleaning tank and a partition. The cleaning liquid supplied into the cleaning tank generates a swirling flow by passing through a flow path formed by the partition, and the object to be cleaned is cleaned by fine bubbles contained in the cleaning liquid. Bubbles rise in the center of the swirling flow by the swirling flow and are discharged from the cleaning tank.

特開2011−36815号公報JP 2011-36815 A

本発明は、簡易的な構造で液体と気泡を分離することが可能な気液分離装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a gas-liquid separator capable of separating liquid and air bubbles with a simple structure.

上記目的を達成するため、本技術に係る気液分離装置は仕切板を備える。上記仕切板は、液入口が設けられた上流側空間と液出口が設けられた下流側空間に区画された内部空間を有し、上記上流側空間において液体に旋回流を生じさせる機構を備える旋回流タンクに装着され、上記内部空間を上記上流側空間と上記下流側空間に区画する仕切板であって、上記仕切板の外周側の部分である第1の部分と、上記仕切板の内周側の部分である第2の部分と、上記第1の部分と上記第2の部分の間の部分である第3の部分とを有する。
上記第3の部分は、上記上流側空間に面する第1の面と、上記下流側空間に面する第2の面を備える。
上記第3の部分には、上記第1の面と上記第2の面に連通する複数の貫通孔が設けられている。
In order to achieve the above object, the gas-liquid separation device according to the present technology includes a partition plate. The partition plate has an internal space partitioned into an upstream space provided with a liquid inlet and a downstream space provided with a liquid outlet, and includes a swirl mechanism that generates a swirling flow in the liquid in the upstream space. A partition plate attached to the flow tank and dividing the internal space into the upstream space and the downstream space, a first portion being an outer peripheral portion of the partition plate, and an inner periphery of the partition plate; A second portion that is a side portion; and a third portion that is a portion between the first portion and the second portion.
The third portion includes a first surface facing the upstream space and a second surface facing the downstream space.
The third portion has a plurality of through-holes communicating with the first surface and the second surface.

この構成によれば、旋回流タンクの上流側空間で旋回流が形成されると、液体に含まれる気泡は旋回流タンクの外周領域に沿って移動する。さらに旋回流が継続すると、液体に含まれる気泡は遠心力差で旋回流の内周領域に移動する。このため、仕切板の外周側の部分である第1の部分と、内周側の部分である第2の部分の間に位置する第3の部分に貫通孔を設けることにより、気泡は貫通孔を通過せず、液体のみが貫通孔を通過する。これにより、液体のみが上流側空間から下流側空間に移動し、液出口から排出される。即ち、液体から気泡を除去することが可能となる。   According to this configuration, when the swirling flow is formed in the space on the upstream side of the swirling flow tank, bubbles contained in the liquid move along the outer peripheral area of the swirling flow tank. When the swirling flow further continues, the bubbles contained in the liquid move to the inner peripheral region of the swirling flow due to a centrifugal force difference. For this reason, by providing a through-hole in the third portion located between the first portion on the outer peripheral side of the partition plate and the second portion on the inner peripheral side, the air bubbles can pass through the through-hole. And only the liquid passes through the through-hole. Thereby, only the liquid moves from the upstream space to the downstream space, and is discharged from the liquid outlet. That is, it is possible to remove bubbles from the liquid.

上記仕切板は、上記上流側空間及び上記下流側空間からみて円形状を有し、上記仕切板の中心から上記仕切板の外周までの距離を1としたときに、上記複数の貫通孔は、貫通孔の中心が0.3以上0.5以下の範囲内に設けられていてもよい。   The partition plate has a circular shape as viewed from the upstream space and the downstream space, and when the distance from the center of the partition plate to the outer periphery of the partition plate is 1, the plurality of through holes are: The center of the through hole may be provided in a range of 0.3 or more and 0.5 or less.

上記第1の部分は、上記上流側空間に面する第3の面と、上記下流側空間に面する第4の面を備え、
上記第1の面は、上記第3の面に対して上記上流側空間に突出した面であってもよい。
The first portion includes a third surface facing the upstream space, and a fourth surface facing the downstream space,
The first surface may be a surface protruding into the upstream space with respect to the third surface.

上記第2の部分は、上記上流側空間に面する第5の面と、上記下流側空間に面する第6の面を備え、
上記第1の面は、上記第5の面に対して上記上流側空間に突出した面であってもよい。
The second portion includes a fifth surface facing the upstream space and a sixth surface facing the downstream space,
The first surface may be a surface protruding from the fifth surface to the upstream space.

上記貫通孔の上記第1の面及び上記第2の面における直径に対する上記第1の面と上記第2の面の距離は、0.7以上であってもよい。   A distance between the first surface and the second surface with respect to a diameter of the through hole in the first surface and the second surface may be 0.7 or more.

上記目的を達成するため、本技術に係る気液分離装置は、旋回流タンクと、仕切板とを具備する。
上記旋回流タンクは、液入口が設けられた上流側空間と液出口が設けられた下流側空間に区画された内部空間を有し、上記上流側空間において液体に旋回流を生じさせる機構を備える。
上記仕切板は、上記旋回流タンクに装着され、上記内部空間を上記上流側空間と上記下流側空間に区画する仕切板であって、上記仕切板の外周側の部分である第1の部分と、上記仕切板の内周側の部分である第2の部分と、上記第1の部分と上記第2の部分の間の部分である第3の部分とを有し、
上記第3の部分は、上記上流側空間に面する第1の面と、上記下流側空間に面する第2の面を備え、上記第3の部分には、上記第1の面と上記第2の面に連通する複数の貫通孔が設けられている。
In order to achieve the above object, a gas-liquid separation device according to the present technology includes a swirling flow tank and a partition plate.
The swirling flow tank has an internal space partitioned into an upstream space provided with a liquid inlet and a downstream space provided with a liquid outlet, and includes a mechanism for generating a swirling flow in the liquid in the upstream space. .
The partition plate is a partition plate mounted on the swirling flow tank and partitions the internal space into the upstream space and the downstream space, and a first portion that is an outer peripheral portion of the partition plate. A second portion that is an inner peripheral portion of the partition plate, and a third portion that is a portion between the first portion and the second portion,
The third portion includes a first surface facing the upstream space and a second surface facing the downstream space, and the third portion includes the first surface and the second surface. A plurality of through holes communicating with the second surface are provided.

以上のように、本技術によれば、簡易的な構造で液体と気泡を分離することが可能な気液分離装置を提供することが可能である。   As described above, according to the present technology, it is possible to provide a gas-liquid separation device that can separate liquid and air bubbles with a simple structure.

本発明の実施形態に係る気液分離装置の斜視図である。It is a perspective view of a gas-liquid separation device concerning an embodiment of the present invention. 同気液分離装置の断面図である。It is sectional drawing of the same gas-liquid separation apparatus. 同気液分離装置が備える仕切板の斜視図である。It is a perspective view of the partition provided in the same gas-liquid separation device. 同気液分離装置が備える仕切板の断面図である。It is sectional drawing of the partition plate with which the gas-liquid separation apparatus is provided. 同気液分離装置が備える仕切板の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a partition provided in the gas-liquid separation device. 同気液分離装置が備える仕切板の一部の断面図である。It is sectional drawing of a part of partition plate with which the gas-liquid separation apparatus is provided. 同気液分離装置の動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows operation | movement of the same gas-liquid separation apparatus. 同気液分離装置の動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows operation | movement of the same gas-liquid separation apparatus. 同気液分離装置が備える仕切板の貫通孔位置と気体流出率の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the position of the through-hole of the partition plate with which the gas-liquid separation apparatus is equipped, and a gas outflow rate. 同気液分離装置の各部サイズの例を示す表である。It is a table | surface which shows the example of each part size of the gas-liquid separation apparatus. 同気液分離装置と比較例の気体流出率の時間推移を示すグラフである。It is a graph which shows the time transition of the gas outflow rate of the same gas-liquid separation apparatus and a comparative example. 同気液分離装置と比較例の気体流出率の平均値を示すグラフである。It is a graph which shows the average value of the gas outflow rate of the same gas-liquid separation apparatus and a comparative example. 同気液分離装置が備える仕切板の他の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other structure of the partition provided with the same gas-liquid separation apparatus. 同気液分離装置が備える仕切板の他の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other structure of the partition provided with the same gas-liquid separation apparatus. 同気液分離装置が備える仕切板の他の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other structure of the partition provided with the same gas-liquid separation apparatus.

本発明の実施形態に係る気液分離装置について説明する。以下の説明において鉛直方向をZ方向とし、水平方向に沿った互いに直交する二方向をX方向及びZ方向とする。   A gas-liquid separation device according to an embodiment of the present invention will be described. In the following description, a vertical direction is defined as a Z direction, and two directions orthogonal to each other along a horizontal direction are defined as an X direction and a Z direction.

[気液分離装置の構成]
図1は、本実施形態に係る気液分離装置100の斜視図であり、図2は気液分離装置100の断面図である。これらの図に示すように、気液分離装置100は、旋回流タンク101及び仕切板102を備える。
[Configuration of gas-liquid separator]
FIG. 1 is a perspective view of a gas-liquid separation device 100 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the gas-liquid separation device 100. As shown in these drawings, the gas-liquid separation device 100 includes a swirling flow tank 101 and a partition plate 102.

旋回流タンク101は液体を収容可能なタンクである。旋回流タンク101には、液入口103及び液出口104が設けられている。旋回流タンク101は、X−Y平面での断面が円形状となる、Z方向を中心とする円筒形状とすることができる。   The swirling flow tank 101 is a tank that can store liquid. The swirling flow tank 101 is provided with a liquid inlet 103 and a liquid outlet 104. The swirling flow tank 101 can be formed in a cylindrical shape having a circular cross section on the XY plane and centered on the Z direction.

旋回流タンク101の深さ(Z方向)は1000mm以下が好適である。旋回流タンク101の容量は特に限定されないが、1〜100L程度が好適である。また、旋回流タンク101の置換時間、即ち旋回流タンク101に収容された液体が入れ替わるのに要する時間は30秒以上が好適である。   The depth (Z direction) of the swirling flow tank 101 is preferably 1000 mm or less. The capacity of the swirling flow tank 101 is not particularly limited, but is preferably about 1 to 100 L. Further, the replacement time of the swirling flow tank 101, that is, the time required for replacing the liquid stored in the swirling flow tank 101 is preferably 30 seconds or more.

液入口103は、旋回流タンク101の内部空間に連通する開口であり、旋回流タンク101の鉛直上方に設けられ、液体を旋回流タンク101内に流入させる。液入口103には液入口配管105が接続されている。   The liquid inlet 103 is an opening communicating with the internal space of the swirl flow tank 101, is provided vertically above the swirl flow tank 101, and allows the liquid to flow into the swirl flow tank 101. A liquid inlet pipe 105 is connected to the liquid inlet 103.

液入口配管105は、旋回流タンク101の外周の接線方向に延伸しており、液入口103から旋回流タンク101に流入する液体が旋回流(図7参照)を形成するように構成されている。液入口配管105の配管サイズは、管内流速が1.0〜1.5m/sとなるものが好適であり、例えば8A〜25A(JIS G 3459)を利用することができる。   The liquid inlet pipe 105 extends in a tangential direction on the outer periphery of the swirling flow tank 101, and is configured so that the liquid flowing into the swirling flow tank 101 from the liquid inlet 103 forms a swirling flow (see FIG. 7). . The pipe size of the liquid inlet pipe 105 is preferably such that the flow velocity in the pipe is 1.0 to 1.5 m / s, and for example, 8A to 25A (JIS G 3459) can be used.

液出口104は、旋回流タンク101に連通する開口であり、旋回流タンク101の鉛直下方に設けられ、液体を旋回流タンク101内から排出させる。液出口には液出口配管106が接続されている。液出口配管106の配管サイズは、液入口配管105と同等のものが好適である。   The liquid outlet 104 is an opening communicating with the swirl flow tank 101 and is provided vertically below the swirl flow tank 101 to discharge liquid from the swirl flow tank 101. A liquid outlet pipe 106 is connected to the liquid outlet. The pipe size of the liquid outlet pipe 106 is preferably the same as that of the liquid inlet pipe 105.

仕切板102は、旋回流タンク101の内部に、外周が旋回流タンク101の内周に一致するように装着され、旋回流タンク101の内部空間を2つの空間に区画する。図2に示すように、旋回流タンク101の内部空間のうち、仕切板102より鉛直上方側であって、液入口103側の空間を上流側空間101aとし、仕切板102より鉛直下方側であって、液出口104側の空間を下流側空間101bとする。   The partition plate 102 is mounted inside the swirl flow tank 101 so that its outer periphery matches the inner periphery of the swirl flow tank 101, and divides the internal space of the swirl flow tank 101 into two spaces. As shown in FIG. 2, in the internal space of the swirling flow tank 101, the space on the liquid inlet 103 side, which is vertically above the partition plate 102, is the upstream space 101 a, and is vertically below the partition plate 102. The space on the liquid outlet 104 side is referred to as a downstream space 101b.

図3は、仕切板102の斜視図であり、図4は仕切板102の断面図である。図5は仕切板102の平面図である。これらの図に示すように仕切板102は、凹凸が設けられた円板形状を有し、第1の部分111、第2の部分112及び第3の部分113を備える。   FIG. 3 is a perspective view of the partition plate 102, and FIG. 4 is a sectional view of the partition plate 102. FIG. 5 is a plan view of the partition plate 102. As shown in these drawings, the partition plate 102 has a disc shape with irregularities, and includes a first portion 111, a second portion 112, and a third portion 113.

第1の部分111は、仕切板102の外周側の環状の部分であり、第2の部分112は、仕切板102の内周側の円板状の部分である。第3の部分113は、第1の部分111と第2の部分112の間の環状の部分である。   The first portion 111 is an annular portion on the outer peripheral side of the partition plate 102, and the second portion 112 is a disk-shaped portion on the inner peripheral side of the partition plate 102. The third portion 113 is an annular portion between the first portion 111 and the second portion 112.

図5に示すように第1の部分111の外周の直径を径Dとする。径Dは、旋回流タンク101の内径に一致する。第3の部分113の外周の直径を径D1とすると、径D1は0.65D以上0.7D以下が好適である。また、第2の部分112の外周の直径を径D2とすると、径D2は、0.2D以上0.4D以下が好適である。   As shown in FIG. 5, the diameter of the outer periphery of the first portion 111 is defined as a diameter D. The diameter D corresponds to the inner diameter of the swirling flow tank 101. Assuming that the diameter of the outer periphery of the third portion 113 is the diameter D1, the diameter D1 is preferably 0.65D or more and 0.7D or less. When the diameter of the outer periphery of the second portion 112 is a diameter D2, the diameter D2 is preferably 0.2D or more and 0.4D or less.

図4に示すように、第3の部分113は、上流側空間101aに面する第1の面113aと、下流側空間101bに面する第2の面113bを有する。   As shown in FIG. 4, the third portion 113 has a first surface 113a facing the upstream space 101a and a second surface 113b facing the downstream space 101b.

第1の部分111は、上流側空間101aに面する第3の面111aと、下流側空間101bに面する第4の面111bを有する。   The first portion 111 has a third surface 111a facing the upstream space 101a and a fourth surface 111b facing the downstream space 101b.

第2の部分112は、上流側空間101aに面する第5の面112aと、下流側空間101bに面する第6の面112bを有する。   The second portion 112 has a fifth surface 112a facing the upstream space 101a and a sixth surface 112b facing the downstream space 101b.

以下、図4に示すように第2の面113bに沿った面を基準面Lとする。図6は、各面の高さを示す断面図である。   Hereinafter, a surface along the second surface 113b as shown in FIG. FIG. 6 is a sectional view showing the height of each surface.

同図に示すように第1の面113aは、第3の面111a及び第5の面112aに対して上流側空間101a側に突出した面であり、即ち、第3の面111a及び第5の面112aは第1の面113aより基準面Lからの高さが低い面である。第3の面111a及び第5の面112aは同一平面上の面であってもよく、基準面Lからの高さが異なる面であってもよい。   As shown in the drawing, the first surface 113a is a surface protruding toward the upstream space 101a with respect to the third surface 111a and the fifth surface 112a, that is, the third surface 111a and the fifth surface 111a. The surface 112a is a surface whose height from the reference surface L is lower than the first surface 113a. The third surface 111a and the fifth surface 112a may be surfaces on the same plane, or may be surfaces having different heights from the reference plane L.

図6に示すように、第3の面111aに対する第1の面113aの高さを高さT1とすると、高さT1は5mm以上が好適である。また、第5の面112aに対する第1の面113aの高さを高さT2とすると、高さT2は7mm以上が好適である。   As shown in FIG. 6, assuming that the height of the first surface 113a with respect to the third surface 111a is height T1, the height T1 is preferably 5 mm or more. Further, assuming that the height of the first surface 113a with respect to the fifth surface 112a is height T2, the height T2 is preferably 7 mm or more.

第2の面113b、第4の面111b及び第6の面112bは同一平面上の面であってもよく、基準面Lからの高さが異なる面であってもよい。   The second surface 113b, the fourth surface 111b, and the sixth surface 112b may be surfaces on the same plane, or may be surfaces having different heights from the reference plane L.

第3の部分113には、第1の面113aと第2の面113bに連通する複数の貫通孔114が設けられている。   The third portion 113 is provided with a plurality of through holes 114 communicating with the first surface 113a and the second surface 113b.

図5に示すように、貫通孔114の直径を径Hとする。また、図6に示すように貫通孔114の深さ、即ち第1の面113aと第2の面113bの距離を深さSとする。   As shown in FIG. 5, the diameter of the through hole 114 is defined as a diameter H. 6, the depth of the through hole 114, that is, the distance between the first surface 113a and the second surface 113b is defined as a depth S.

貫通孔114の径H及び貫通孔114の数は、後述するように貫通孔114を通過する液体の流速(以下、貫通流速)が0.15m/s以下となるように設定する。ただし、貫通孔114の径Hは10mm以上が好適である。貫通孔114の数は2つ以上であればよい。貫通孔114のアスペクト比(深さS/径H)は0.7以上が好適である。   The diameter H of the through-hole 114 and the number of the through-holes 114 are set so that the flow velocity of the liquid passing through the through-hole 114 (hereinafter, the through-flow velocity) is 0.15 m / s or less as described later. However, the diameter H of the through hole 114 is preferably 10 mm or more. The number of the through holes 114 may be two or more. The aspect ratio (depth S / diameter H) of the through hole 114 is preferably 0.7 or more.

貫通孔114の形成位置は、P.C.D(Pitch Circle Diameter:貫通孔114の中心を通過する円の直径)で表される。図5において貫通孔114のP.C.Dを径D3として示す。貫通孔114のP.C.Dについては後述する。   The formation position of the through hole 114 is determined by C. D (Pitch Circle Diameter: diameter of a circle passing through the center of the through hole 114). In FIG. C. D is shown as diameter D3. P. of the through hole 114. C. D will be described later.

[気液分離装置の動作]
気液分離装置100の動作について説明する。図7及び図8は、気液分離装置100の動作を示す模式図である。
[Operation of gas-liquid separator]
The operation of the gas-liquid separation device 100 will be described. 7 and 8 are schematic diagrams showing the operation of the gas-liquid separation device 100.

液入口103から旋回流タンク101の内部空間に気泡を含有す液体を供給すると、図7において矢印で示すように、上流側空間101a内で旋回流が生じる。液体は、旋回流を形成しながら貫通孔114を通過して下流側空間101bに流入し、液出口104から排出される。図7及び図8において、旋回流を形成する液体の液面Eを示す。   When a liquid containing bubbles is supplied from the liquid inlet 103 to the internal space of the swirling flow tank 101, a swirling flow is generated in the upstream space 101a as indicated by an arrow in FIG. The liquid flows through the through hole 114 into the downstream space 101b while forming a swirling flow, and is discharged from the liquid outlet 104. 7 and 8, the liquid surface E of the liquid forming the swirling flow is shown.

気泡は、上流側空間101aの外周を流れる旋回流に沿って上流側空間101aの外周領域(図中A)に移動する。仕切板102の外周側の部分である第1の部分111には貫通孔が設けられておらず、また、第1の面113aが第3の面111aに対して突出しているため、気泡の貫通孔114への移動が妨げられ、気泡は貫通孔114を通過しない。   The bubbles move to the outer peripheral region (A in the figure) of the upstream space 101a along the swirling flow flowing on the outer periphery of the upstream space 101a. The first portion 111 on the outer peripheral side of the partition plate 102 is not provided with a through hole, and the first surface 113a projects from the third surface 111a. Movement to the hole 114 is hindered, and air bubbles do not pass through the through hole 114.

液入口103からの液体の供給が継続し、旋回流の流速が大きくなると、図8に示すように、気泡は遠心力差によって上流側空間101aの内周領域(図中B)に移動する。仕切板102の内周側の部分である第2の部分112には貫通孔が設けられておらず、また、第1の面113aが第5の面112aに対して突出しているため、気泡の貫通孔114への移動が妨げられ、気泡は貫通孔114を通過しない。   When the supply of the liquid from the liquid inlet 103 is continued and the flow velocity of the swirling flow is increased, as shown in FIG. 8, the bubbles move to the inner peripheral area (B in the figure) of the upstream space 101a due to a difference in centrifugal force. The second portion 112 on the inner peripheral side of the partition plate 102 is not provided with a through hole, and the first surface 113a protrudes from the fifth surface 112a. Movement to the through hole 114 is hindered, and air bubbles do not pass through the through hole 114.

このように、液入口103から旋回流タンク101の内部空間に気泡を含有す液体が供給されると、液体は、上流側空間101aから貫通孔114を介して下流側空間101bに流入し、液出口104から排出される。第3の部分113に複数の貫通孔114が設けられていることにより、上流側空間101a内の旋回流が下流側空間101bに伝搬することが防止されている。   As described above, when the liquid containing bubbles is supplied from the liquid inlet 103 to the internal space of the swirling flow tank 101, the liquid flows from the upstream space 101a into the downstream space 101b through the through hole 114, It is discharged from the outlet 104. By providing the plurality of through holes 114 in the third portion 113, the swirling flow in the upstream space 101a is prevented from propagating to the downstream space 101b.

気泡は第1の部分111又は第2の部分112によって上流側空間101aに留まり、液出口104からほとんど排出されない。これにより、気液分離装置100によって液体から気泡が除去され、気液分離がなされる。   Bubbles stay in the upstream space 101 a by the first portion 111 or the second portion 112 and are hardly discharged from the liquid outlet 104. Thereby, gas bubbles are removed from the liquid by the gas-liquid separation device 100, and gas-liquid separation is performed.

なお、上述のように貫通孔114のアスペクト比(深さS/径H)は0.7以上が好適である。これは、貫通孔114のアスペクト比が0.7未満であり、即ち径Hに対して深さSが小さいと、上流側空間101a内の旋回渦が下流側空間101bに伝搬し、気泡が貫通孔114を通過しやすくなるためである。   As described above, the aspect ratio (depth S / diameter H) of the through hole 114 is preferably 0.7 or more. This is because, when the aspect ratio of the through hole 114 is less than 0.7, that is, when the depth S is smaller than the diameter H, the swirling vortex in the upstream space 101a propagates to the downstream space 101b, and the bubbles penetrate. This is because it is easy to pass through the hole 114.

なお、気液分離装置100によって気液分離が可能な液体は典型的には水であるが、気液分離装置100は他にも水と同等の性質を有する液体の気液分離に用いることが可能である。   The liquid that can be gas-liquid separated by the gas-liquid separator 100 is typically water, but the gas-liquid separator 100 may be used for gas-liquid separation of a liquid having properties equivalent to water. It is possible.

[貫通孔の位置について]
第3の部分113における貫通孔114の位置について説明する。図9は、貫通孔114の位置と気泡の流出率の関係を示すシミュレーション結果のグラフである。横軸の貫通孔位置は、仕切板102の中心から外周までの距離を1とした場合の、仕切板102の半径方向における貫通孔114の中心の位置であり、仕切板102の直径(図5中、径D)に対する貫通孔114のP.C.D(図5中、径D3)の比率に一致する。
[Position of through hole]
The position of the through hole 114 in the third portion 113 will be described. FIG. 9 is a graph of a simulation result showing the relationship between the position of the through hole 114 and the outflow rate of bubbles. The position of the through hole on the horizontal axis is the position of the center of the through hole 114 in the radial direction of the partition plate 102 when the distance from the center to the outer periphery of the partition plate 102 is 1, and the diameter of the partition plate 102 (see FIG. 5). Medium, diameter D) of P. C. D (diameter D3 in FIG. 5).

縦軸は、気泡の流出率であり、液入口103から流入した気泡の全量が液出口104から排出された場合の流出率を1とする。   The vertical axis represents the outflow rate of bubbles, and the outflow rate when the entire amount of bubbles flowing in from the liquid inlet 103 is discharged from the liquid outlet 104 is set to 1.

同図に示すように、貫通孔114の中心が0.2以上0.5以下の範囲内に位置する場合、気泡の流出率は小さい。一方、貫通孔114の中心の位置が0.5を超えると、気泡の流出率は大きくなる。これは、貫通孔114が仕切板102の外周側に位置すると、上流側空間101a(図7参照)の外周領域Aに集められた気泡が貫通孔114を通過しやすくなるためである。   As shown in the figure, when the center of the through-hole 114 is located in the range of 0.2 or more and 0.5 or less, the outflow rate of bubbles is small. On the other hand, when the position of the center of the through hole 114 exceeds 0.5, the outflow rate of the bubbles increases. This is because, when the through-hole 114 is located on the outer peripheral side of the partition plate 102, the bubbles collected in the outer peripheral area A of the upstream space 101a (see FIG. 7) easily pass through the through-hole 114.

また、貫通孔114の中心の位置が0.2を未満であると、気泡の流出率は大きくなる。これは、貫通孔114が仕切板102の外周側に位置すると、上流側空間101a(図8参照)の内周領域Bに集められた気泡が貫通孔114を通過しやすくなるためである。   If the position of the center of the through hole 114 is less than 0.2, the outflow rate of the bubbles increases. This is because, when the through-hole 114 is located on the outer peripheral side of the partition plate 102, bubbles collected in the inner peripheral area B of the upstream space 101a (see FIG. 8) easily pass through the through-hole 114.

このため、仕切板102の中心から外周までの距離を1とした場合に仕切板102の半径方向における貫通孔114の中心の位置は0.3以上0.5以下の範囲内が好適である。   Therefore, assuming that the distance from the center of the partition plate 102 to the outer periphery is 1, the position of the center of the through hole 114 in the radial direction of the partition plate 102 is preferably in the range of 0.3 to 0.5.

[気液分離装置のサイズ例]
図10は、気液分離装置100の各部サイズの一例を示す表である。同図に示すように、旋回流タンク101の容量が5L、旋回流タンク101に供給する液体の流量(供給流量)が10L/minの場合、旋回流タンク101内の液体が置換されるタンク置換時間は30秒となる。
[Example of size of gas-liquid separator]
FIG. 10 is a table showing an example of the size of each part of the gas-liquid separation device 100. As shown in the drawing, when the capacity of the swirling flow tank 101 is 5 L and the flow rate (supply flow rate) of the liquid supplied to the swirling flow tank 101 is 10 L / min, the liquid in the swirling flow tank 101 is replaced. The time is 30 seconds.

また、液入口配管105及び液出口配管106のサイズを10Aとすると、管内流速は1.08m/sとなり旋回流の角速度は16.7rad/sとなる。   When the size of the liquid inlet pipe 105 and the liquid outlet pipe 106 is 10 A, the flow velocity in the pipe is 1.08 m / s, and the angular velocity of the swirling flow is 16.7 rad / s.

仕切板102の貫通孔114の径Hを12mm、貫通孔114の数を10、貫通孔114の深さSを10mmとすると、貫通孔114を通過する液体の流速(貫通流速)は0.15m/sとなる。   Assuming that the diameter H of the through holes 114 of the partition plate 102 is 12 mm, the number of the through holes 114 is 10, and the depth S of the through holes 114 is 10 mm, the flow rate of the liquid passing through the through holes 114 (through flow rate) is 0.15 m. / S.

[実施例と比較例の比較結果について]
本発明の実施例と比較例の比較結果について説明する。実施例は気液分離装置100であり、比較例は気液分離装置100から仕切板102を除いた構成である。
[Comparison results between Examples and Comparative Examples]
A comparison result between the embodiment of the present invention and a comparative example will be described. The example is a gas-liquid separator 100, and the comparative example has a configuration in which a partition plate 102 is removed from the gas-liquid separator 100.

図11は、気体流出率の時間推移を示すグラフである。気体流出率は、0.02体積%の割合で気泡を混入させた液体を液入口から継続して旋回流タンクに供給した場合に、液出口から排出される液体に含まれる気泡の割合を示す。   FIG. 11 is a graph showing the time transition of the gas outflow rate. The gas outflow rate indicates the rate of bubbles contained in the liquid discharged from the liquid outlet when the liquid mixed with bubbles at a rate of 0.02% by volume is continuously supplied from the liquid inlet to the swirling flow tank. .

図12は、図11に示す気体流出率の、旋回流タンク内の液体が置換されるまでの平均値を示すグラフである。同図に示すように、実施例では比較例に対して気体流出率が小さく、液体から気泡を除去することが可能である。   FIG. 12 is a graph showing the average value of the gas outflow rate shown in FIG. 11 until the liquid in the swirl flow tank is replaced. As shown in the drawing, the gas outflow rate in the example is smaller than that in the comparative example, and air bubbles can be removed from the liquid.

[変形例]
仕切板102の構成は上述のものに限られない。図13乃至図15は、仕切板102の他の構成を示す断面図である。
[Modification]
The configuration of the partition plate 102 is not limited to the above. 13 to 15 are cross-sectional views illustrating another configuration of the partition plate 102. FIG.

図13に示すように、第5の面112aは、第1の面113aと同一平面上に位置し、即ち、第2の部分112と第3の部分113は、基準面Lからの高さが同一であってもよい。   As shown in FIG. 13, the fifth surface 112a is located on the same plane as the first surface 113a, that is, the second portion 112 and the third portion 113 have a height from the reference plane L. They may be the same.

また、図14に示すように、第3の面111aは、第1の面113aと同一平面上に位置し、即ち、第1の部分111と第3の部分113は、基準面Lからの高さが同一であってもよい。   Further, as shown in FIG. 14, the third surface 111a is located on the same plane as the first surface 113a, that is, the first portion 111 and the third portion 113 are higher than the reference surface L. May be the same.

さらに、図15に示すように、第5の面112a及び第3の面111aは第1の面113aと同一平面上に位置し、即ち、第1の部分111、第2の部分112及び第3の部分113は、基準面Lからの高さが同一であってもよい。   Further, as shown in FIG. 15, the fifth surface 112a and the third surface 111a are located on the same plane as the first surface 113a, that is, the first portion 111, the second portion 112, and the third May have the same height from the reference plane L.

図13乃至図15のいずれの構成であっても、貫通孔114を通過する気泡を抑制することは可能である。しかしながら、第1の面113aが第3の面111a及び第5の面112aより突出した構成(図4参照)では内周側と外周側からの貫通孔114への気泡の流入を効果的に防止できるため、最も高い効果が得られる。   13 to 15, it is possible to suppress bubbles passing through the through-hole 114. However, in a configuration in which the first surface 113a protrudes from the third surface 111a and the fifth surface 112a (see FIG. 4), bubbles are effectively prevented from flowing into the through holes 114 from the inner peripheral side and the outer peripheral side. The highest effect can be obtained.

また、気液分離装置100では、上述のように液入口配管105が旋回流タンク101の外周の接線方向に延伸するように設けられることによって上流側空間101a内の液体に旋回流を生じさせるものにしたが、この構成に限られない。例えば上流側空間101aの内部に撹拌翼を設け、撹拌翼を回転させることによって旋回流を生じさせてもよい。   Further, in the gas-liquid separation device 100, the liquid inlet pipe 105 is provided so as to extend in a tangential direction on the outer periphery of the swirl flow tank 101 as described above, thereby generating a swirl flow in the liquid in the upstream space 101a. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, a stirring blade may be provided inside the upstream space 101a, and the swirling flow may be generated by rotating the stirring blade.

101…旋回流タンク
101a…上流側空間
101b…下流側空間
102…仕切板
103…液入口
104…液出口
105…液入口配管
106…液出口配管
111…第1の部分
111a…第3の面
111b…第4の面
112…第2の部分
112a…第5の面
112b…第6の面
112a…面
113…第3の部分
113a…第1の面
113b…第2の面
114…貫通孔
101 ... swirling flow tank 101a ... upstream space 101b ... downstream space 102 ... partition plate 103 ... liquid inlet 104 ... liquid outlet 105 ... liquid inlet piping 106 ... liquid outlet piping 111 ... first part 111a ... third surface 111b ... 4th surface 112 ... 2nd portion 112a ... 5th surface 112b ... 6th surface 112a ... surface 113 ... 3rd portion 113a ... 1st surface 113b ... 2nd surface 114 ... through hole

Claims (6)

液入口が設けられた上流側空間と液出口が設けられた下流側空間に区画された内部空間を有し、前記上流側空間において液体に旋回流を生じさせる機構を備える旋回流タンクに装着され、前記内部空間を前記上流側空間と前記下流側空間に区画する仕切板であって、
前記仕切板の外周側の部分である第1の部分と、前記仕切板の内周側の部分である第2の部分と、前記第1の部分と前記第2の部分の間の部分である第3の部分とを有し、
前記第3の部分は、前記上流側空間に面する第1の面と、前記下流側空間に面する第2の面を備え、
前記第3の部分には、前記第1の面と前記第2の面に連通する複数の貫通孔が設けられている
仕切板を備えた気液分離装置。
It has an internal space partitioned into an upstream space provided with a liquid inlet and a downstream space provided with a liquid outlet, and is mounted on a swirling flow tank provided with a mechanism for generating a swirling flow in the liquid in the upstream space. A partition plate for partitioning the internal space into the upstream space and the downstream space,
A first portion that is an outer peripheral portion of the partition plate; a second portion that is an inner peripheral portion of the partition plate; and a portion between the first portion and the second portion. A third part,
The third portion includes a first surface facing the upstream space, and a second surface facing the downstream space,
A gas-liquid separator including a partition plate, wherein the third portion is provided with a plurality of through holes communicating with the first surface and the second surface.
請求項1に記載の気液分離装置であって、
前記仕切板は、前記上流側空間及び前記下流側空間からみて円形状を有し、前記仕切板の中心から前記仕切板の外周までの距離を1としたときに、前記複数の貫通孔は、貫通孔の中心が0.3以上0.5以下の範囲内に設けられている
気液分離装置。
The gas-liquid separation device according to claim 1,
The partition plate has a circular shape when viewed from the upstream space and the downstream space, and when the distance from the center of the partition plate to the outer periphery of the partition plate is 1, the plurality of through holes are: A gas-liquid separator in which the center of the through hole is provided within a range of 0.3 or more and 0.5 or less.
請求項2に記載の気液分離装置であって、
前記第1の部分は、前記上流側空間に面する第3の面と、前記下流側空間に面する第4の面を備え、
前記第1の面は、前記第3の面に対して前記上流側空間に突出した面である
気液分離装置。
The gas-liquid separation device according to claim 2, wherein
The first portion includes a third surface facing the upstream space and a fourth surface facing the downstream space,
The first surface is a surface protruding into the upstream space with respect to the third surface.
請求項2又は3に記載の気液分離装置であって、
前記第2の部分は、前記上流側空間に面する第5の面と、前記下流側空間に面する第6の面を備え、
前記第1の面は、前記第5の面に対して前記上流側空間に突出した面である
気液分離装置。
The gas-liquid separation device according to claim 2 or 3,
The second portion includes a fifth surface facing the upstream space and a sixth surface facing the downstream space,
The first surface is a surface protruding into the upstream space with respect to the fifth surface.
請求項1から4のうちいずれか一項に記載の気液分離装置であって、
前記貫通孔の前記第1の面及び前記第2の面における直径に対する前記第1の面と前記第2の面の距離は、0.7以上である
気液分離装置。
The gas-liquid separation device according to any one of claims 1 to 4,
The distance between the first surface and the second surface with respect to the diameter of the through hole in the first surface and the second surface is 0.7 or more.
液入口が設けられた上流側空間と液出口が設けられた下流側空間に区画された内部空間を有し、前記上流側空間において液体に旋回流を生じさせる機構を備える旋回流タンクと、
前記旋回流タンクに装着され、前記内部空間を前記上流側空間と前記下流側空間に区画する仕切板であって、前記仕切板の外周側の部分である第1の部分と、前記仕切板の内周側の部分である第2の部分と、前記第1の部分と前記第2の部分の間の部分である第3の部分とを有し、
前記第3の部分は、前記上流側空間に面する第1の面と、前記下流側空間に面する第2の面を備え、前記第3の部分には、前記第1の面と前記第2の面に連通する複数の貫通孔が設けられている仕切板と
を具備する気液分離装置。
A swirling flow tank having an internal space partitioned into an upstream space provided with a liquid inlet and a downstream space provided with a liquid outlet, and having a mechanism for generating a swirling flow in the liquid in the upstream space;
A partition plate attached to the swirling flow tank and dividing the internal space into the upstream space and the downstream space, a first portion being an outer peripheral portion of the partition plate, A second portion that is an inner peripheral portion, and a third portion that is a portion between the first portion and the second portion,
The third portion includes a first surface facing the upstream space and a second surface facing the downstream space, and the third portion includes the first surface and the second surface. And a partition plate provided with a plurality of through holes communicating with the second surface.
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