JP2022515218A - 多相流体の気液分離のための装置および方法 - Google Patents

Abstract

多相分離装置は、流体ベッセルの垂直軸に沿って配置された複数の下降する、垂直に積み重ねられた曲線状のループを有する、流れを形作る線内に流体流を形作り、流体流を、主に液体構成成分および主に気体状構成成分へと階層化する。複数のループの下方の点において、主に気体状構成成分は、一次液体構成成分から抜き出される。主に気体状構成成分は、気体状構成成分中に同伴された液体をさらに分離するために、渦クラスターへと導入されてもよく、この分離された液体は、次いで主に液体構成成分に戻すように組み合わされてもよい。垂直に積み重ねられた曲線状のループは、ループを保護および断熱するために流体ベッセル内に配置されてもよく、またはベッセルの外部の周りに配置されてもよい。渦クラスターシステムは、ベッセル内に位置付けられてもよく、また直線状流れチャネルまたは螺旋状の流れチャネルのいずれかに沿って展開された渦管を採用してもよい。【選択図】図１

Description

関連技術の相互参照
本出願は、２０１８年１２月２０日に出願された米国仮特許出願第６２／７８３，１５８号の優先権を主張する、２０１９年１２月１９日に出願された米国仮特許出願第１６／７２１，４０６号の利益を主張するものであり、これらの両方はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、概して、流動様式を再構築するために流れを形作る装置を利用する、多相流体流内の構成成分の分離に関する。特に、本開示は、垂直に積み重ねられた曲線状のループおよび渦クラスターシステムを利用する全体的なシステムの改善に関する。

気液二相流体流は、空気および水、蒸気および水、または油と天然ガスなどの異なる相を有する異なる流体の混合物を含む。しばしば流体流の気体構成成分と液体構成成分とを互いから分離することが望ましい。液体から気体を分離するための、従来の垂直または水平気液分離器が、入手可能である。従来の分離器は、典型的に機械的構造を採用し、入ってくる流体は転向バッフルに突き当たり、気体構成成分と液体構成成分との間の一次的な分離を開始する。次いで、浮遊している液体をさらに取り除くためにメッシュパッドまたはデミスターパッドが使用される。分離器のサイズ設定および分離器の特定の特徴は、数多くの要因に依存し、これには、液体の流量、液体密度、ベイパー密度、ベイパー速度、および入口圧力が含まれる場合がある。ベイパー液体比が高い、または総流量が低いとき、垂直分離器が、典型的に選択される。低いベイパー液体比に対して、または大きい体積の総流体に対しては、典型的には水平分離器が好ましい。

最近では二相流分離器は、流体構成成分の流路からの分離の前に、複数のループまたはコイルで形成された曲線状の流線を採用する場合がある。多相流を曲線状の経路へと形作ることは、遠心力が、より容易に、より重い、より高密度の液体を湾曲した経路内の流れを形作る線の外側壁、すなわち外径壁へと強制することを可能にし、かつより軽い、より密度の低いベイパーまたは気体が流れを形作る線の内側壁または内径壁に沿って流れることを可能にする。曲線状の流線内で流動様式が再構築されると、液気流体流の気体構成成分は、湾曲した流れを形作る線の内径壁に沿って収集されることになり、気体構成成分を、内壁上に位置する出口ポートへと引き出す、または送ることができ、それによって気体のすべてではないとしても大部分を、少量の液体と共に従来の気液分離器へと送ることができる。分離された流体は、当初の流体流よりも高い液体に対する気体の比を有するが、分離された流体流は、典型的に湿った気体であり、気体中に同伴されたある量の液体を有する。様々な目的のためにも、この液体を捕捉することが望ましい。

本開示およびこれらの利点のより完全な理解は、以下の記述を、添付図面と併せて参照することによって、得られる場合がある。

図１は、分離を最適化するために分離タンクおよび逆流防止弁を採用する、本開示の二相流分離器システムの立面図である。 図２は、図１の流れ分離器システムの斜視図である。 図３は、分離タンクを採用する本開示の二相流分離器システムの別の実施形態の立面図である。 図４は、曲線状の流線システムが渦クラスターシステムと組み合わされた、二相流分離器システムの別の実施形態の切り欠き上面図である。 図５は、その中に配置された直線状渦クラスターシステムを有する二相流分離器ベッセルの別の実施形態の切り欠き側面図である。 図６は、図８の二相流分離器システムの別の実施形態の切り欠き上面図である。 図７は、図１の曲線状の流線システムが環状渦クラスターシステムと組み合わされた、二相流分離器システムの別の実施形態の切り欠き斜視図である。 図８は、環状渦クラスターシステムの分解組立斜視図である。 図９は、環状渦クラスターシステムの本体の平面図である。 図１０は、図８の渦クラスターシステムの斜視図である。 図１１は、図８の渦クラスターシステムの斜視図である。 図１２は、ブレーカープレートを有する図８の渦クラスターシステムの斜視図である。 図１３は、流体受容部を有する図８の渦クラスターシステムの立面図である。 図１３ｂは、独立型のシステムとしての、図８の渦クラスターシステムの立面図である。 図１４は、曲線状の流線システムが環状渦クラスターシステムと組み合わされた、二相流分離器システムの別の実施形態の切り欠き斜視図である。 図１５は、図１４の二相流分離器システムの立面図である。 図１６は、図１４の二相流分離器の上板の斜視図である。 図１７は、二相流分離器の別の実施形態である。 図１８は、エンジンによる燃料の燃焼をモニターするためのシステム内の二相流分離器を図示する。 図１９は、内燃エンジンの動作を改善するためのシステム内の二相流分離器を図示する。 図２０は、燃料バンカリング動作のためのシステム内の二相流分離器を図示する。 図２１は、液体をタンク間で移送するためのシステム内の二相流分離器を図示する。 図２２は、製造プロセスで利用されるシステム内の二相流分離器を図示する。

本発明の詳細な記述では、全体を通して同様の部品を指定するために同様の参照番号が採用される。パイプ、弁、ポンプ、締結具、継ぎ手等などの、設備のアイテムは、記述を簡略化するために省略される場合がある。しかしながら、当業者は、こうした従来の設備を望む通りに採用することができることに気付くであろう。

一般的に、二相流分離器システムが提供される。一部の実施形態では、二相流分離器システムは、曲線状の流線システムの動作を改善するために、曲線状の流線システムを流体ベッセルと組み合わせて採用し、二相流体を主に液体構成成分および主に気体状構成成分へと分離する。１つ以上の実施形態では、曲線状の流線システムは、流体ベッセルの外周の周りに配置されるが、他の実施形態では、曲線状の流線システムは、ベッセルの内部内に配置される。１つ以上の実施形態では、渦クラスターシステムは、曲線状の流線システムの下流の主に気体状の気体構成成分を処理するために利用されてもよい。渦クラスターシステムは、ベッセルの内部に位置付けられてもよいが、他の実施形態では、渦クラスターシステムは、ベッセルの外部であってもよい。さらに別の実施形態では、曲線状の流線システムは、開示の渦クラスターシステムと、いかなるベッセルも有することなく組み合わされてもよい。渦クラスターシステムは、直線状であってもよく、または環状であってもよい。この点に関して、一部の実施形態では、環状渦クラスターシステムは、それ自体が二相流分離器システムであってもよい。

図１を参照すると、二相流分離器システム４０の一実施形態が図示されている。本明細書で使用される場合、「二相」は、少なくとも１つの気体状構成成分と少なくとも１つの液体構成成分とを有する流体を指すが、流体は２つ以上の気体状または液体構成成分を有してもよい。曲線状の流線４２は、流体ベッセル４８の外周の周りに配置され、その流体ベッセル４８は、実質的に垂直な軸４５に沿って形成される。曲線状の流線４２は、第１の端部７２と、第２の端部７４と、を有する第１のパイプ３１６を有する。第１の端部７２と第２の端部７４との間に、パイプ３１６は、互いに隣接して実質的に垂直な軸４５を中心として配設された複数の曲線状のパイプループ６０ａ、６０ｂ、６０ｃ～６０ｎを形成する。図示された実施形態では、６つのループ６０が示される。しかしながら、より少ない、またはより多い数のループ６０が利用されてもよいが、少なくとも２つのループが好ましい。１つ以上の実施形態では、曲線状のパイプループ６０の少なくとも一部分は、同一の直径であり、またパイプループ６０は、垂直に積み重ねられた配設で互いに隣接し、これにより各曲線状のパイプループ６０は、実質的に水平である。いずれにしても、第１のパイプ３１６は、入口７８内で終結する第１の端部７２において実質的に水平な部分７６を含んでもよい。同様に、第１のパイプ３１６は、液体出口８２内で終結する第２の端部７４において実質的に水平な部分８０を含んでもよい。１つ以上の実施形態では、第１の端部７２は、垂直軸４５に関して第２の端部７４の上方に位置付けられる。そのため、パイプループ６０は下降し、その中で第１の端部７２から第２の端部７４への流体流れは、下向きに流れる。加えて、気体出口ポート８４は、第１のパイプ３１６に沿って、水平部分８０に沿って配置される。気体出口ポート８４は、水平部分８０の上方パイプ面８６に沿って配置されることが好ましい。気体出口ポート８４および液体出口８２は、水平部分８０がパイプ３１６に沿ってＴ接合部８８を形成するように互いに隣接してもよい。

ライザー５０は、気体出口ポート８４から上向きに延在する。１つ以上の実施形態では、ライザー５０は、流体ベッセル４８と流体連通し、これにより流体ベッセル４８は、ライザー５０に沿って上に流れる流体（典型的に湿潤気体）をその中へと収集することができる気体分離器として機能する。この点に関して、ライザー５０は、上方部分９０と流体連通するポート９２を介して、流体ベッセル４８の上方部分９０と流体連通する。より具体的には、ライザー５０は、実質的に垂直であってもよく、また垂直軸４５と実質的に平行であってもよい。ライザー５０は、気体出口ポート８４と流体連通する第１の下方端部９４と、流体ベッセル４８と流体連通する第２の上方端部９６と、を有してもよい。この点に関して、ライザー５０は、流体ベッセル４８の上方部分９０と流体連通してもよい。

液体流線９８は、液体出口８２から延在する。液体流線９８は、ベッセル４８の下方部分１０１と流体連通する第１の出口１００と、第１の出口１００の下流の第２の出口１０３と、を含む。第１の出口１００は、ベッセル４８の底部または最下端部１０４に位置する液体ポート１０２と流体連通してもよい。

１つ以上の実施形態では、液体流線９８に沿って第１の出口１００の上流に、第１のパイプ３１６の出口８２と流線９８の第１の出口１００との間に、背圧装置１０６が位置付けられてもよい。背圧装置１０６は、液体流線９８に沿って流れる流体の圧力を調整または調節するために望む通りに作動することができる任意の機構であってもよく、機械弁または自動化弁などの弁を含むことができるが、これに限定されない。この点に関して、ライザー５０もしくは液体流線９８のいずれかまたはその両方に沿って流れる流体の状態を測定するためにセンサー１０８が提供されてもよく、そのセンサー１０８は、記述したように二相分離を最適化するように背圧装置１０６を調整するために利用されてもよい。当然のことながら、特に、背圧装置１０６は、気体出口ポート８４の下流の第１のパイプ３１６内に液体の波を作り出すために、第１のパイプ３１６の出口８２を通して出る液体の流れを妨げ、または減速し、これは分離された主に気体状構成成分のライザー５０の中への流れを強化する。

上述のように、流体ベッセル４８は、一般的に実質的に垂直な軸４５に沿って形成され、かつベッセル内部１１２を画定するベッセル壁１１０を有する。図示した実施形態では、ベッセル４８は、ベッセル高さＨを有し、またベッセル壁１１０は、ベッセル外径Ｄｏｖおよびベッセル内径Ｄｉｖを画定する。図示した実施形態では、ベッセル４８は、軸４５に沿って細長く、これにより高さＨはベッセル外径Ｄｏｖより大きい。しかしながら、他の実施形態では、ベッセル外径Ｄｏｖは、高さＨより大きくてもよい。いずれにしても、この二相流分離器システム４０の実施形態では、パイプループ６０は、ベッセル４８の外部の周りに壁１１０に隣接して配設される。それ故に、パイプループ６０は、ベッセル外径Ｄｏｖよりわずかに大きいループ内径Ｄｉｌを有してもよい。ベッセル４８の底部または最下端部１０４に位置する液体ポート１０２に加えて、気体ポート１１４が、ベッセル４８の上部または上方端部１１６に配置されてもよい。

１つ以上の実施形態では、パイプループ６０は、垂直軸４５に沿って、流体ベッセル４８の高さＨの一部分に対してのみ延在する。この点に関して、最も低いパイプループ６０ｎは、液体の一部分が液体流線９８を通して流れて、望む通りにベッセル４８の中へと戻るように装填されることが可能になるように、ベッセル４８の底部または最下端部１０４の上方に離隔している。

上述のような流体ベッセル４８と併せて配置されたパイプループ６０の上述の構成に対する１つの利点は、流体ベッセル４８の上方部分９０内に収集された気体が、ハンマリングまたは出口１０３の下流の圧縮流体に対して有する効果である。具体的には、収集された気体は、下流の流体の流れ、特に流体流れ内に生じる場合がある流体の脈動を減衰する。この点に関して、一部の実施形態では、二相流分離器システム４０は、流体ベッセル４８内の選択流体レベルを維持するために、空気逃がし機構１１８をさらに含む場合がある。具体的には、流体ベッセル４８の下方部分１０１と流体連通する第１の端部１２２と、その上方端部に気体出口ポート１２６を有する空気逃がしベッセル７０と流体連通する実質的に垂直な第２の端部１２４と、を有するスタンドパイプ１２０。当然のことながら、スタンドパイプ１２０の実質的に垂直な第２の端部１２４の長さを調整すること、および空気逃がしベッセル７０内の気体の圧力を調整するによって、流体ベッセル４８内の液体レベル（図示せず）、よって流体ベッセル４８内の気体体積を調整することができる。代替的な実施形態では、空気逃がし機構１１８は、流体ベッセル４８内の望ましい流体レベルを維持するために、自動化した制御システムで置き換えられてもよい。いずれの場合でも、流体ベッセル４８内の一定の流体レベルなどの望ましい流体レベルを維持することによって、ベッセル４８の中への流量の変化の下流効果が減衰されることがわかっている。言い換えれば、空気逃がし機構１１８は、分離器システム４０の中へと送られる流量における変動の下流効果を軽減するための流体減衰器として機能する。具体的には、ポンプ、エンジン、およびこれに類するものなどの下流の設備によって経験されるキックをもたらす可能性がある流量の変化は、下流でより一定の流量を達成するための空気逃がし機構１１８によって軽減される。他の実施形態では、空気逃がし機構１１８（気体ブラダー（図示せず）または同様の装置など）は、ベッセル４８内に組み込まれてもよい。

当然のことながら、液体のポンピングまたは操作が関与する様々な動作は、空気または他の気体と液体との意図しない混合をもたらす可能性がある。こうした液体内の気体の存在は、望ましくない影響を有する可能性がある。例えば、燃料バンカリング動作の間、炭化水素などの液体のパイプライン内の移送の間、化学薬品などの液体の貯蔵ベッセル間の移送の間、または内燃エンジンによる燃料の消費量をモニターする間などに、液体の体積を測定することが望ましい場合がある。これらの事例の各々において、液体内に同伴された気体は、液体の不正確な測定をもたらす場合がある。他の動作では、液体内の気体の存在は、液体自体に関する望ましくない結果を有する場合がある。例えば、食品生産物の製造または生産では、液体内の空気は、食品の風味、品質、または貯蔵寿命に影響を与える場合がある。一例として、牛乳の取り扱い（低温殺菌など）において、牛乳に不注意に混合された空気は、牛乳の味覚に影響を与える場合がある。化学薬品の生産または炭化水素の精製における別の例では、液体化学薬品内に同伴された空気は、化学薬品、または製造された化学薬品を利用した最終的な製品の等級もしくは品質に影響を与える場合がある。さらに別の動作では、液体内の空気または他の気体の存在は、液体を取り扱うために利用される設備に影響を与える場合がある。例えば、液体のポンピングにおいて、液体内に同伴された空気は、ポンプのインペラブレードまたはピストンにおいてキャビテーションを引き起こし、ポンプの有効性を低減し、またポンプ部品の腐食によってポンプの運転寿命を減少する可能性がある。

本明細書に記述したように、流体の取り扱いはしばしば、典型的に気泡の形態での流体の液体構成成分の中への気体の導入をもたらすため、気体を除去することが望ましい。それ故に、生じる流体流は、二相流分離器システムの中へと導入される。二相流分離器システムでは、流体流を主に気相から成る第１の流体構成成分および主に液相から成る第２の流体構成成分へと階層化するために、流体流は、複数の下降する曲線状のループを通して下向きに方向付けられる。一旦階層化されると、次に階層化された流体流から、上述のライザーを通して第１の流体構成成分を取り出すことができ、取り出された気体の望ましい割合で、液体として第２の流体構成成分を残す。

本明細書で使用される場合、二相流は、液体構成成分と気体状構成成分との両方を有する流体流を指す。液体構成成分は、その中で運ばれるプロパントなどの固体構成成分の形態、または別の液体の形態の添加物をさらに含んでもよいが、二相流分離器システム４０の焦点は、液体構成成分および混合された液体添加物もしくは液体構成成分によって運ばれる固体添加物から気体状構成成分を分離することである。

より具体的には、二相流体流は、入口７８を介して第１のパイプ３１６の中へと導入される。二相流体流は、複数の曲線状のパイプループ６０によって形成された、曲線状の流線４２の中へと方向付けられる。１つ以上の実施形態では、曲線状のパイプループ６０は、ベッセル４８の上方部分９０に隣接する入口７８から、流体ベッセル４８の実質的に垂直な軸４５に関して下向きに、ベッセル４８の下方部分１０１に隣接する出口７４へと下降する。ループ６０は、各ループ６０の内周に沿って、主に気体から成る第１の流体構成成分の増加した分布を作り出し、一方で、比較的より重く、かつ主に液体（および任意の液体または固体添加物）から成るより高密度の第２の流体構成成分は、曲線状の流路の遠心力に起因して各ループの外周へと送られ、それ故に、ループ６０のベッセル４８に最も近い内周に沿って気体の高い濃度を作り出す。より階層化された流動様式を形成する二相流体流、または少なくとも曲線状の流線４２の内周の近くの気体の分布もしくは体積により、実質的に気体状の流体流れは、気体出口ポート８４において、第１のパイプ３１６の水平部分８０を通過する第２の流体構成成分の実質的に液体の流体から効果的に分離されてもよい。

分離された第１の流体構成成分は、それ故に同伴された低い割合の液体をその中に有する、主に気体から成る。「湿潤気体」の形態にあるこの第１の流体構成成分は、次にベッセル４８などの従来の気液分離器へと方向付けられてもよい。

いずれの場合でも、二相流分離器システム４０によって流体流から気体が除去されると、残りの流体流、すなわち第２の流体構成成分は、処理もしくは利用することができ、または別の方法で望む通りに方向付けることができる。

図２は、図１で記述した二相流分離器システム４０の斜視図である。示すように、流体ベッセル４８の高さＨの一部分は、第１の端部７２から延在する第１のパイプ３１６を形成する複数のパイプループ６０によって巻かれる。第２の出口５０を有する液体流線９８は、液体流線９８がベッセル４８の下方端部１０４と流体連通することができるように、ベッセル４８の下方に延びる。空気逃がし機構１１８は、液体（図示せず）をベッセル４８内で望ましいレベルに維持するために利用されてもよい。ベッセルは、ベッセル４８内に捕捉された気体の放出のために、その上方端部１１６に気体ポート１１４も含む。

図３は、二相流分離器システム４０であるが、図１および図２の空気逃がし機構１１８を有しない、別の実施形態の斜視図である。示すように、流体ベッセル４８の高さＨの一部分は、第１のパイプ３１６を形成する複数のパイプループ６０によって巻かれる。

より具体的には、曲線状の流線４２は、第１の端部７２と、第２の端部７４とを有する第１のパイプ３１６を含む。第１の端部７２と第２の端部７４との間に、第１のパイプ３１６は、互いに隣接して実質的に垂直な軸１５を中心として配設された複数の曲線状のパイプループ６０ａ、２２ｂ、２２ｃ～２２ｎを形成する。いずれにしても、第１のパイプ３１６は、入口７８を含んでもよい。同様に、第１のパイプ３１６は、液体出口８２内で終結する第２の端部７４において実質的に水平な部分８０を含んでもよい。加えて、気体出口ポート８４は、第１のパイプ３１６に沿って、水平部分８０に沿って配置される。気体出口ポート８４は、水平部分８０の上方パイプ面８６に沿って配置されることが好ましい。気体出口ポート８４および液体出口８２は、水平部分８０がパイプ３１６に沿ってＴ接合部８８を形成するように互いに隣接してもよい。

ライザー５０は、気体出口ポート８４から上向きに延在する。１つ以上の実施形態では、ライザー５０は、流体ベッセル４８と流体連通し、これにより流体ベッセル４８は、ライザー５０に沿って上に流れる流体をその中へと収集することができる気体分離器として機能する。この点に関して、ライザー５０は、ポート９２を介して流体ベッセル４８の上方部分９０と流体連通する。

液体流線９８は、液体出口８２から延在する。液体流線９８は、流体ベッセル４８の下を通ってもよい。

１つ以上の実施形態では、背圧装置１０６は、気体ポート８４における湿潤気体の抽出を強化するために、液体流線９８に沿って位置付けられてもよい。

図４を参照すると、二相流分離器システム４０の別の実施形態が示されている。この実施形態では、二相流分離器システム４０は、図１、図２、および図３と同様であるが、ベッセル４８内に配置される渦クラスターシステム１３０をさらに含む。具体的には、ライザー５０は、流体流れをベッセル４８の上方部分９０へと単に送達するのではなく、渦クラスターシステム１３０と流体連通する。いずれにしても、図７に示すのは、流体ベッセル４８の周りに巻かれて、流体ベッセル４８の高さＨ（図１を参照のこと）の少なくとも一部分に沿って、複数のパイプループ６０を形成する第１のパイプ３１６である。第１のパイプ３１６は、第１の端部７２および第２の端部７４を有する。第１のパイプ３１６は、入口７８を含む。第１のパイプ３１６は、液体出口８２内で終結する第２の端部７４において実質的に水平な部分８０を含んでもよい。第２の端部７４から上向きに延在するのは、実質的に垂直なライザー５０である。１つ以上の実施形態では、ライザー５０は、流体ベッセル４８と流体連通し、これにより流体ベッセル４８は、ライザー５０に沿って上に流れる流体をその中へと収集することができる気体分離器として機能する。一部の実施形態では、渦クラスターシステム１３０は、流体ベッセル４８の上方部分９０（図１を参照のこと）内に配置される。

図４に図示したような一部の実施形態では、渦クラスターシステム１３０は、ライザー５０と流体連通する第１の端部１３８と、ベッセル４８の中へと下方に延びる少なくとも１つの垂直に位置付けられた渦管１４２に隣接して終結する第２の端部１４０と、を有するチャネル１３６を形成する流体注入導管１３２を含んでもよい。図示した実施形態では、少なくとも２本の渦管１４２ａ、１４２ｂが図示されている。２つ以上の管１４２を有する１つ以上の実施形態では、管１４２は、チャネル１３６の対向する側に位置付けられてもよい。各渦管１４２は、第１の上方端部および第２の下方端部を有し、管１４２を形成する円筒状の、垂直な側壁１４６の一部分に開口部１４４を含み、これにより開口部１４４は、前縁１４８および後縁１５０を有する入口として機能する（図９を参照のこと）。開口部１４４に隣接する管１４２の第１の上方端部は、気体ポート１５２を含んでもよく、また管１４２の第２の下方端部は、開放していてもよい。１つ以上の実施形態では、前縁１４８は、チャネル１３６と渦管１４２との間の交差点においてチャネル１３６とほぼ平行である。言い換えれば、チャネル１３６は、前縁１４８との交差点において概して渦管１４２と接線方向となるように、前縁１４８において渦管１４２と交差する。圧力下の湿潤気体は、導管１３２に沿って流れ、そして渦管１４２の上方端部にあるその対応する入口１４４を通して各管１４２に入り、渦管１４２に接線方向で、すなわち、渦管１４２の各々の内部円筒状壁１４６に対して接線方向で入る。渦管１４２は、遠心力を利用することによって非混和性液体構成成分を湿潤気体流から分離するように機能する。湿潤気体は、流体注入導管１３２に入り、チャネル１３６に沿って、かつ開口部１４４を通して接線方向で渦管１４２の中へと流れ、これにより流体は渦管１４２内で速い速度で旋回する。旋回する気体は、同伴された液体を排出させ、そして渦管１４２の円筒状内壁１４６に衝突させ、そこで液体は蓄積され、かつ重力により下向きに降下して、最終的に渦管１４２を出てベッセル４８の中へと流れる。流体流の旋回する気体構成成分は、各渦管１４２の軸方向中心へと移動する同伴された液体構成成分より低い密度を有し、そして上方気体ポート１５２を通して流れ出る。渦管１４２は、一般的に真っ直ぐな管として記述されるが、他の実施形態では、渦管１４２は、管１４２の長さに沿って徐々に狭くなるまたは徐々に拡張するようにテーパー状であってもよい。

図５および図６では、二相流分離器システム４０で使用される図４の渦クラスターシステム１３０の別の実施形態が図示され、渦クラスターシステムは、直線状渦クラスターシステム１５４である。直線状渦クラスターシステム１５４は、本明細書に記述した様々な二相流分離器システムのベッセル４８内に位置付けられて図示され、ベッセル４８の外部の周りに位置付けられた複数の曲線状のパイプループ６０を有する。流体注入導管１３２は、実質的に直線状であり、また対向する側面１５６を伴い、ライザー５０と流体連通する第１の端部１３８と、ベッセル４８の中へと下方に延びる少なくとも１つの垂直に位置付けられた渦管１４２に隣接して終結する第２の端部１４０と、を有する直線状チャネル１３６を形成する。図示した実施形態では、複数の渦管１４２は、チャネル１３６と連通するように導管１３２に沿って離隔している。各渦管１４２は、その円筒状の、垂直な側壁１４６の一部分に開口部１４４を有し、これにより開口部１４４は、前縁１４８および後縁１５０を有する入口として機能する。直線状渦クラスターシステム１５４が２本以上の渦管１４２を含む場合、管１４２は、チャネル１３６に沿って離隔してもよい。同様に、直線状渦クラスターシステム１５４が２本以上の渦管１４２を含む場合、管１４２は、チャネル１３６の対向する側１５６に位置付けられてもよい。図８および図９の図示した実施形態は、チャネル１３６に沿って離隔し、チャネル１３６の対向する側に位置付けられた８本の渦管１４２を図示する。１つ以上の実施形態では、チャネル１３６の断面積は、端部１３８と１４０との間で、チャネル１３６の長さの一部分に沿って徐々に減少してもよい。一部の実施形態では、これは徐々に拡張するくさび型もしくはテーパー状の壁１５８、または同様の機構をチャネル１３６に沿って位置付けることによって遂行されてもよく、渦管１４２の管開口部９６の中への湿潤気体の流れを促進する。渦管１４２は、一般的に真っ直ぐな管として記述されるが、他の実施形態では、渦管１４２は、管１４２の長さに沿って徐々に狭くなるまたは徐々に拡張するようにテーパー状であってもよい。

１つ以上の実施形態では、示すように、受容部１６０は、渦管１４２がその中へと延在するように提供されてもよい。受容部１６０は、受容部壁１６２と、渦管１４２の下方開放端部１６６から離隔した受容部基部１６４と、を含む。液体が渦管１４２を出るにつれて、液体は受容部１６０内に収集されることになり、そして最終的には受容部１６０の上部縁１６６を超えてこぼれ、それによって管１４２を出る流体内にある場合がある残りの気体の分離をさらに促進する。

図７に目を向けると、二相流分離器システム４０の別の実施形態が示されている。この実施形態では、二相流分離器システム４０は、図１～図３と同様であるが、環状渦クラスターシステム２００をさらに含む。この実施形態では、環状渦クラスターシステム２００は、流体ベッセル４８の外周の周りに配置された、曲線状の流線４２と併せて機能し、その流体ベッセル４８は、実質的に垂直な軸４５に沿って形成される。曲線状の流線４２は、互いに隣接してベッセル壁１１０の周りに配設され、かつベッセル４８の垂直軸４５の長さの少なくとも一部分に沿って延在する複数の曲線状のパイプループ６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅ、６０ｆを形成する第１のパイプ７０を有する。ベッセル４８は、その中に形成された液体ポート１０２を有する下方端部１０４と、その中に形成された気体ポート１１４を有する上方端部１１６と、を有する。液体流線９８は、ベッセル４８の下方端部１０４の下方に延在し、そこで第１の出口１００は、初期に液体をベッセル４８の下方部分１０１の中へと導入し、その後ベッセル４８の下方部分１０１内の望ましい液体レベルを維持するのを支援するために、ベッセル４８の下方部分１０１と液体ポート１０２を介して流体連通する。液体流線９８は、第１の出口１００の下流の第２の出口１０３をさらに含む。

環状渦クラスターシステム２００は、一般的に環状チャネル２０６がその中に画定されるハウジング２０５を含む。環状チャネルは、軸４５を中心とした螺旋状の形状であってもよい。ハウジング２０５は、上板であってもよい上方部分２０２と、渦本体であってもよい下方部分２０４と、で形成されてもよい。１つ以上の実施形態では、チャネル２０６の断面積は、その長さの少なくとも一部分に沿って徐々に狭くなってよい。１つ以上の実施形態では、ハウジング２０５は、ディスク形状であってもよい。図３に図示した渦管１４２ａ、１４２ｂ、および１４２ｃなどの２本以上の渦管１４２がハウジング２０５から下へと延在する。渦管１４２は、各々上板２０２を通して延在する開口２０８と流体連通する。同様に、排気チャネル２１０は、ベッセル４８の内部の環状渦クラスターシステム２００の下方と、ベッセル４８の上方端部１１６における気体ポート１１４との間で気体が流れるのを可能にするために、本体２０４および上板２０２を通して延在してもよい。１つ以上の実施形態では、環状渦クラスターシステム２００は、ベッセル４８の内部１１２の中に配置される。

１つ以上の実施形態では、環状渦クラスターシステム２００は、ベッセル４８の上方部分９０内に配置される。特に、環状チャネル２０６は、ライザー５０（図１を参照のこと）と流体連通し、そのためこれを通過する主に気体状の流体は、主に気体状の流体流れ内に同伴された液体からの気体の分離をさらに強化するために、環状渦クラスターシステム２００を通って流れるために環状チャネル２０６に入る。

環状渦クラスターシステム２００または二相流分離器システム４０の動作のために必要なわけではないが、一部の実施形態では、測定管２１２がハウジング２０５から下へと延在してもよい。ブレーカープレート２１４が、概して液体ポート１０２に隣接するように、測定管２１２の遠位端部に隣接して位置付けられてもよい。ブレーカープレート２１４は、ベッセル４８の下方部分１０１内に配置された液体内に渦が形成されるのを防止するために提供され、こうした渦は、流体が液体ポート１０２を通って流れるのを阻止する可能性があることが理解される。一部の実施形態では、ブレーカープレート２１４の一部分は、液体ポート１０２の中へと延在する。一部の実施形態では、ブレーカープレート２１４は、２枚以上のプレートを備えてもよい。しかし、当然のことながら、ブレーカープレート２１４は、流体ポート１０２に隣接する液体の渦の形成を防止する能力を有する任意の構造または機構とすることが可能である。

同様に、ダイバータープレート２１６が、各渦管１４２から自然の下向きの渦を除去するために、渦管１４２の遠位端部に隣接して位置付けられてもよい。

図８では、環状渦クラスター組立品２００を分解組立斜視図で示す。環状渦クラスター組立品２００は、一般的に、中心軸２０７を中心として形成された上板などの上方部分２０２と、渦本体などの下方部分２０４と、を含む。上方部分２０２および下方部分２０４は、チャンバー２０９を形成するために一緒に結合される。１つ以上の実施形態では、上方部分２０２および下方部分２０４は、一緒にディスク形状のハウジング２０５を形成する。記述の簡単のために、上方部分２０２を上板と称する場合があり、また下方部分２０４を渦本体と称する場合がある。

２本以上の渦管２２０、渦管２２０ａ、２２０ｂ、および２２０ｃ（第４の渦管２２０ｄは見えない）などが本体２０４から下へと延在する。渦管２２０は、各々上板２０２を通して延在する開口２２２と流体連通する。特に、一部の実施形態では、各渦管２２０ａ～２２０ｄは、上板２０２に形成された、それぞれ分離しているが対応する開口２２２ａ～２２２ｄと連通してもよく、この開口２２ａ～２２ｄは、その対応する渦管２２０ａ～２２０ｄと整列してもよい。

流体入口２２４は、流体がハウジング２０５のチャンバー２０９の中へと流れるのを可能にするように提供される。一部の実施形態では、流体入口２２４は、示すように上板２０２に形成されるが、他の実施形態では、流体入口２２４は、渦本体２０４の側面に配置されてもよい。排気ポート２２６は、上板２０２に形成されるように示され、この排気ポート２２６は、中心軸２０７と同軸であってもよい。締結具２２８は、上板２０２を本体２０４へと固定するように提供されてもよい。図示した実施形態では、締結具２２８はねじ付きであり、そして本体２０４に配置されたねじ付き穴２１９と係合するように配置される。本体２０４と上板４０２との間をシールするために１つ以上のシール２３２が提供されてもよい。

示すように、本体２０４は、円筒状外壁２３４および基部２３６で形成された場合、中心軸２０７を中心として配置される。ハウジング２０５内の内側ハブ２３８は、それらの間に環状チャネル２０６を形成するために円筒状壁２３４から離隔している。一部の実施形態では、ハブ２３８は、渦本体２０４の一部として一体型で形成されてもよい。一部の実施形態では、上板２０２と渦本体２０４とが一緒に結合されるとき、ハブ２３８は、上板２０２の一部として、チャンバー２０９の中へと延在するように、一体型で形成されてもよい。チャネル２０６は、第１の端部２３９から第２の端部２４０へと環状に延在する。１つ以上の実施形態では、チャネル２３９は、第１の端部２３９と第２の端部２４０との間の幅Ｗまたは断面積が徐々に狭くなる。１つ以上の実施形態では、ハブ２３８は、第１の端部２３９と第２の端部２４０との間でより小さい半径Ｒ１からより大きい半径Ｒ２へとその周辺において増加する半径Ｒによって特徴付けられ、それによって結果として狭くなるチャネル２０６の幅Ｗは、チャネル２０６がノズルとして機能し、第１の端部２３９から第２の端部２４０へと流れるにつれて流体の速度を上昇することを可能にする。１つ以上の実施形態では、徐々に狭くなる、環状チャネル２０６は、螺旋状の形状である。

２つ以上の切断穴２４２が、ハブ２３８内で中心軸２０７を中心として形成され、各切断穴２４２は、螺旋状のチャネル２０６と交差するように概してハブ２３８の周辺に隣接して形成され、それ故に各切断穴２４２に対して前縁２３５および後縁２３７を形成する。各切断穴２４２は、基部２３６を通して延在して、基部２３６内に出口（図示せず）を形成する。図示した実施形態では、４つの切断穴２４２ａ、２４２ｂ、２４２ｃ、および２４２ｄが示されている。さらに、切断穴２４２は、チャネル２０６の螺旋状の形状に追従して、概して軸２０７を中心とした、概して螺旋状の配設で、位置付けられる。一部の実施形態では、切断穴２４２ｄなどの切断穴２４２は、チャネル２０６の第２の端部２４０に位置付けられる。同様に、一部の実施形態では、切断穴２４２ａなどの第１の切断穴２４２は、チャネル２０６の第１の端部２３９から離隔される。いずれにしても、図９で最も良好に見られるように、徐々に減少するハブ２３８の半径Ｒの理由で、流体が第１の端部２３９から第２の端部２４０へと螺旋状のチャネル２０６に沿って流れるにつれて、各切断穴２４２の後縁２３７は、流体流れの一部分を切断穴２４２の前縁２３５へと方向付け、次いでこの流体部分は、切断穴２４２の中へと螺旋運動して入り、遠心力を用いて流体流れの液体部分を切断穴壁２４１へと送り、また気体状部分は概して切断穴２４２の軸２４３に沿って収集される。

排気チャネル２５０は、本体２０４を通して延在してもよい。本体２０４は、上板２０２が取り付けられてチャネル２０６を包囲する、開放端部２５２をさらに含む。

動作時、流体流は、流体入口２２４を通して環状渦クラスター組立品２００に入る。流体流は、環状チャネル２０６によって螺旋状の流路に沿って方向付けられ、流れ流内のより重い液体を組立品２００の円筒状外壁２３４へと送る。流体が、環状チャネル２０６によって形成された螺旋状の流路に沿って進むにつれて、内側ハブ２３８に最も近い流体の一部分は、切断穴２４２へと接線方向に方向付けられる。具体的には、切断穴２４２の前縁２３５は、流体流れの一部分を切断穴２４２の中へと転向するように、流路の中へと延在する。流体流れの転向した部分は、切断穴２４２に接線方向で入る。重力は、切断穴２４２内に螺旋運動する流体を生じさせて、切断穴２４２と流体連通する渦管２２０の中へと下向きに螺旋運動させる。転向された部分が、切断穴２４２内のように、渦管２２０に沿って下向きに螺旋運動を継続するにつれて、転向された部分の液体構成成分は、渦管２２０の外壁に沿って収集され、また転向された部分の気体状構成成分は、概して管２２０の中心軸２４３に沿って収集され、気体状構成成分を上向きに管２２０を通して渦管２２０および切断穴２４２の上方のプレート２０２内の開口２２２へ渡すことを可能にする。環状チャネル２０６は、その長さに沿って徐々に狭くなるので、これはノズルとして機能して、チャネル２０６に沿って動く流体流の速度に影響を与える。環状チャネル２０６に沿った各連続する切断穴２４２において、流体流の一部分は上述のように転向される。

環状渦クラスター組立品２００を通る流体流量は、渦管２２０の数および直径に依存し、これは結果としてハウジング２０５の直径を確立する。環状渦クラスター組立品２００においてより多くの渦管２２０が利用されるほど、流体流に対する流量をより高くすることができる。関連して、より多くの渦管２２０が利用されるほど、ハウジング２０５の直径はより大きくなる。１つ以上の実施形態では、環状チャネル２０６は、軸２０７を中心として２つ以上の回転を有するように、螺旋状であってもよい。こうした事例では、切断穴２４２およびこれらに関連する渦管２２０は、端部２３９と端部２４０との間で徐々に減少する直径を有してもよい。

図１０および図１１に目を向けると、環状渦クラスター組立品２００をより詳細に図示する。環状渦クラスター組立品２００は、一般的に中心軸２０７を中心として形成された、上板などの上方部分２０２と、渦本体などの下方部分２０４とを有する、渦ハウジング２０５を含む。１つ以上の実施形態では、渦ハウジング２０５は、ディスク形状であってもよい。渦管２２０ａ、２２０ｂ、および２２０ｃなどの２本以上の渦管２２０は、ハウジング２０５から、特に、下方部分２０４から下へと延在する。渦管２２０は、各々上板２０２を通して延在する開口２２２と流体連通する。特に、一部の実施形態では、各渦管２２０は、上板２０２内に形成された、分離しているが対応する開口２２２と連通してもよい。各管は、近位端部２６０、隣接本体２０４、および遠位端部２６２を有する。渦管２２０は、概して真っ直ぐな管として示されるが、他の実施形態では、渦管２２０は、端部２６０と端部２６２との間で管２２０の長さに沿って徐々に狭くなるまたは徐々に拡張するようにテーパー状であってもよい。

流体入口２２４は、流体が渦ハウジング２０５の内部へと流れるのを可能にするように提供される。一部の実施形態では、流体入口２２４は、示すように上板２０２に形成されるが、他の実施形態では、流体入口２２４は、渦本体２０４の側面に配置されてもよい（図８を参照のこと）。一部の実施形態では、流体入口２２４は、示すように上板２０２の上面２２５に形成されるが、他の実施形態では、流体入口２２４は、上板２０２の側面（図８を参照のこと）または別の方法として渦本体２０４に配置されてもよい。排気ポート２２６は、上板２０２に形成されるように示され、この排気ポート２２６は、中心軸２０７と同軸であってもよい。

環状渦クラスターシステム２００の動作のために必要なわけではないが、一部の実施形態では、測定管２１２が本体２０４から下へと延在してもよい。これは特に、環状渦クラスターシステム２００が、図７のベッセル４８などのベッセル内で展開される場合、当てはまる。測定管２１２は、管２１２の遠位端部２６６の中へと液体を放出するのを可能にするように、および管２１２の近位端部２６８の中へと気体を放出するのを可能にするように、その長さの少なくとも一部分に沿って１つ以上の開口２６４を含んでもよい。ブレーカープレート２１４は、測定管２１２の遠位端部２６６に位置付けられてもよい。一部の実施形態では、ブレーカープレート２１４は、２枚以上のプレートを備えてもよい。ブレーカープレートの一部分２１４’は、ベッセル４８の下方部分内のポート（図示せず）の中へと延在するように形成されてもよい。

図１２および図１３ａおよび図１３ｂは、図１０および図１１と同様であり、また環状渦クラスター組立品２００の他の実施形態を図示する。環状渦クラスター組立品２００は、一般的に、中心軸２０７を中心として形成される、上板などの上方部分２０２と、渦本体などの下方部分２０４と、を有する渦ハウジング２０５を含む。１つ以上の実施形態では、渦ハウジング２０５は、ディスク形状であってもよい。渦管２２０ａ、２２０ｂ、および２２０ｃなどの２本以上の渦管２２０は、ハウジング２０５から、特に、下方部分２０４から下へと延在する。渦管２２０は、各々上板２０２を通して延在する開口２２２と流体連通する。特に、一部の実施形態では、各渦管２２０は、上板２０２内に形成された、分離しているが対応する開口２２２と連通してもよい。各管は、近位端部２６０、隣接本体２０４、および遠位端部２６２を有する。渦管２２０は、概して真っ直ぐな管として示されるが、他の実施形態では、渦管２２０は、端部２６０と端部２６２との間で管２２０の長さに沿って徐々に狭くなるまたは徐々に拡張するようにテーパー状であってもよい。

流体入口２２４は、流体が渦ハウジング２０５の内部へと流れるのを可能にするように提供される。一部の実施形態では、流体入口２２４は、示すように上板２０２に形成されるが、他の実施形態では、流体入口２２４は、渦本体２０４の側面に配置されてもよい（図８を参照のこと）。一部の実施形態では、流体入口２２４は、示すように上板２０２の上面２２５に形成されるが、他の実施形態では、流体入口２２４は、上板２０２の側面（図８を参照のこと）または別の方法として渦本体２０４に配置されてもよい。排気ポート２２６は、上板２０２に形成されるように示され、この排気ポート２２６は、中心軸２０７と同軸であってもよい。

環状渦クラスターシステム２００の動作のために必要なわけではないが、一部の実施形態では、測定管２１２が本体２０４から下へと延在してもよい。これは特に、環状渦クラスターシステム２００が、図７のベッセル４８などのベッセル内で展開される場合、当てはまる。測定管２１２は、管２１２の遠位端部２６６の中へと液体を放出するのを可能にするように、および管２１２の近位端部２６８の中へと気体を放出するのを可能にするように、その長さの少なくとも一部分に沿って１つ以上の開口２６４を含んでもよい。ブレーカープレート２１４は、測定管２１２の遠位端部２６６に位置付けられてもよい。一部の実施形態では、ブレーカープレート２１４は、２枚以上のプレートを備えてもよい。ブレーカープレートの一部分２１４’は、ベッセル４８の下方部分内のポート（図示せず）の中へと延在するように形成されてもよい。

図１２に示すように、ダイバータープレート２１６が、各渦管２２０から自然の下向きの渦を除去するために、渦管２２０の遠位端部２６２に隣接して、しかし離隔して位置付けられてもよい。

１つ以上の実施形態では、図１３ａおよび図１３ｂに示すように、受容部２６８は渦管２２０がその中へと延在するように提供されてもよい。受容部２６８は、上述のダイバータープレート２１６であってもよい、受容部壁２７０および受容部基部２７２を含む。液体が渦管２２０を出るにつれて、液体は受容部２６８内に収集されることになり、そして最終的には受容部２６８の上部縁２７４を超えてこぼれ、それによって管２２０を出る流体内にある場合がある残りの気体の分離をさらに促進する。

当然のことながら、環状渦クラスター組立品２００は、一般的に曲線状の流線７０を有する二相流分離器システム４０の一部として提示されるが、他の実施形態では、環状渦クラスター組立品２００は、独立型の二相流分離器システムとして機能する場合がある。この点に関して、図１３ｂに示すように、環状渦クラスター組立品２００は、渦管２２０からの液体がその中へと蓄積する場合があるベッセル２６９を含んでもよい。ベッセル２６９は、液体出口ポート２７１を含んでもよい。１つ以上の実施形態では、ベッセル２６９は、渦管２２０の遠位端部２６２に隣接して、またはその周りに位置付けられてもよい。ベッセル２６９は、ハウジング２０５から下へと延在してもよい。他の実施形態では、ベッセル２６９は、上述のベッセル４８などのベッセル（ただし、曲線状のループ６０およびライザー９４のない）であってもよく、その場合、ハウジング２０５および渦管２２０は、ベッセル２６９内に包囲されてもよい。

図１４および図１５に目を向けると、図１に記述した二相流分離器システム４０と同様の二相流分離器システム３００が示されるが、二相流分離器システム３００では、曲線状の流線３１２は、実質的に垂直な軸３１５に沿って形成された流体ベッセル３１７の内部３１４の中に配置される。ベッセル３１７は、ベッセルカバー３３１を含む。曲線状の流線３１２は、第１の端部３２０と、第２の端部３２１と、を有する第１のパイプ３１８を有する。第１の端部３２０と第２の端部３２１との間に、第１のパイプ３１８は、互いに隣接して実質的に垂直な軸３１５を中心として配設された複数の曲線状のパイプループ３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ、３２２ｄ、３２２ｅ、３２２ｆ、および３２２ｇを形成する。図示された実施形態では、７つのループ３２２が示される。しかしながら、より少ない、またはより多い数のループ３２２が利用されてもよいが、少なくとも２つのループが好ましい。１つ以上の実施形態では、曲線状のパイプループ３２２の少なくとも一部分は、同一の直径であり、またパイプループ３２２は、垂直に積み重ねられた配設で互いに隣接し、これにより各曲線状のパイプループ３２２は、軸３１５に沿って実質的に水平である。図示した実施形態では、パイプループ３２２は、ベッセル３１７内に配置される。パイプループ３２２をベッセル３１４の内部に位置付けることによって（図１に示すようにベッセル４８の外部の周りに配置されるのとは対照的に）、パイプループ３２２は、本明細書記述したようにループ内の二相流体の階層化の影響を受ける可能性がある外部温度からより良好に断熱される場合がある。この点に関して、ベッセル壁３２６は、こうした目的のために断熱されてもよい。加えて、二相流分離器システム３００は、ヘッディング（ｈｅａｄｉｎｇ）装置３２４を含んでもよく、これはベッセル３１７の内部３１４の中の流体温度を調節するために位置付けられてもよい。さらに、二相階層化への外部温度の影響を最小化することに加えて、ベッセル３１７は同様に、ループ３２２を物理的損傷から保護するために利用されてもよい。

液体流線３２８は、ベッセル３１７の下方部分３３０に隣接して延在してもよい。液体流線３２８は、ベッセル３１７の下方部分３３０と流体連通する第１の出口３３２と、第１の出口３３２の下流の第２の出口（図示せず）と、を含む。第１の出口３３２は、ベッセル３１７の底部または最下端部３３６に位置する液体ポート３３４と流体連通してもよい。

１つ以上の実施形態では、背圧装置（図示せず）は、上述のように。液体流線３２８に沿って位置付けられてもよい。

いずれにしても、第１のパイプ３１８は、入口３７２で終結する第１の端部３２０において実質的に水平な部分３７０を含んでもよい。同様に、第１のパイプ３１８は、液体出口３７６内で終結する第２の端部３２１において実質的に水平な部分３７４を含んでもよい。１つ以上の実施形態では、第１の端部３７０は、垂直軸３１５に関して第２の端部３２１の上方に位置付けられる。そのため、パイプループ３２２は下降し、その中で第１の端部３７０から第２の端部３２１への流体流れは、下向きに流れる。加えて、気体出口ポート３７８は、第１のパイプ３１８に沿って、水平部分３７４に沿って配置される。気体出口ポート３７８は、水平部分３７４の上方パイプ面３７９に沿って配置されることが好ましい。気体出口ポート３７８および液体出口３７６は、水平部分３７４がパイプ３１８に沿ってＴ接合部３８０を形成するように互いに隣接してもよい。

ライザー３８２は、気体出口ポート３７８から上向きに延在する。１つ以上の実施形態では、ライザー３８２は、流体ベッセル３１７と流体連通し、これにより流体ベッセル３１７は、ライザー３８２に沿って上に流れる流体（典型的に湿潤気体）をその中へと収集することができる気体分離器として機能する。この点に関して、ライザー３８２は、上方部分３８３と流体連通するポート３８４を介して、流体ベッセル３１７の上方部分３８３と流体連通する。より具体的には、ライザー３８２は、実質的に垂直であってもよく、また垂直軸３１５と実質的に平行であってもよい。ライザー３８２は、気体出口ポート３７８と流体連通する第１の下方端部３８６と、流体ベッセル３１７と流体連通する第２の上方端部３８７と、を有してもよい。この点に関して、ライザー３８２は、流体ベッセル３１７の上方部分３８３と流体連通してもよい。

液体流線３２８は、液体出口３７６から延在する。液体流線３２８は、ベッセル３１７の下方部分３３０と流体連通する第１の出口３３２と、第１の出口３３２の下流の第２の出口３８９と、を含む。第１の出口３３２は、ベッセル３１７の底部または最下端部３３６に位置する液体ポート３３４と流体連通してもよい。

１つ以上の実施形態では、液体流線３２８に沿って第１の出口３３４の上流に、第１のパイプ３１８の出口３７６と流線３２８の第１の出口３３４との間に、背圧装置３９０が位置付けられてもよい。背圧装置３９０は、液体流線３２８に沿って流れる流体の圧力を調整または調節するために望む通りに作動することができる任意の機構であってもよく、ゲート弁または業界で周知の他の弁を含むが、これらに限定されない。この点に関して、ライザー３８２もしくは液体流線３２８のいずれかまたはその両方に沿って流れる流体の状態を測定するためにセンサー３９１が提供されてもよく、そのセンサー３９１は、記述したように二相分離を最適化するように背圧装置３９０を調整するために利用されてもよい。当然のことながら、特に、背圧装置３９０は、気体出口ポート３７８の下流の第１のパイプ３１８内に液体の波を作り出すために、第１のパイプ３１８の出口３７６を通して出る液体の流れを妨げ、または減速し、これは分離された主に気体状構成成分のライザー３８２の中への流れを強化する。

図示した実施形態では、ベッセル３１７は、ベッセル内径Ｄｉｖを有する。いずれにしても、この二相流分離器システム３００の実施形態では、パイプループ３２２は、ベッセル３１７の内部３１４の中に配設される。それ故に、パイプループ３２２は、ベッセル内径Ｄｉｖより小さいループ外径Ｄｏｌを有してもよい。そのため、ループ３２２は、ベッセル３１７の外部壁３２６によって保護される。これは、裸孔から産出された気体状炭化水素から液体炭化水素を分離するための油田での二相流分離器システム３００の使用などの過酷な環境では特に望ましい。同様に、ループ３２２をベッセル３１７内に位置付けることは、二相流体が曲線状の流線３１２に沿って進む際に、暑さもしくは寒さなどの環境的要因が、気体構成成分および液体構成成分の分離または階層化に影響を与える可能性を低減する。言い換えれば、ベッセル３１７自体およびその中の流体は、曲線状の流線３１２を断熱する。

いずれにしても、ベッセル３１７の底部または最下端部３３０に位置する液体ポート３３４に加えて、気体ポート３３８が、ベッセル３１７の上部または上方端部３４０に配置されてもよい。

一部の実施形態では、二相流分離器システム３００は、図１に関して上述のように、空気逃がし機構（図示せず）をさらに含んでもよい。

必ずしもではないが、一部の実施形態では、内部に曲線状の流線３１２を有するベッセル３１７は、これもベッセル３１７内に配置して示される環状渦クラスターシステム３５０をさらに含んでもよい。環状渦クラスターシステム３５０は、図７～図１３に関して上述の特徴のうちのいずれかを含んでもよい。

環状渦クラスターシステム３５０は、一般的に、環状チャネル３５８がその中に形成されるハウジング３５６を形成する、上方部分または上板および下方部分または渦本体３５４を含む。環状チャネル３５８は、螺旋状の形状であってもよい。環状チャネル３５８は、チャネル３５８の長さに沿って徐々に狭くなる断面積を有してもよい。１つ以上の実施形態では、ハウジング３５９は、ディスク形状であってもよい。図１４に図示した渦管３５９ａ、３５９ｂなどの２本以上の渦管３５９がハウジング３５６から下へと延在する。渦管３５９は、各々上板３５２を通して延在する開口３５７と流体連通する。同様に、排気チャネル３５５は、気体ポート３３８を介してなど、ベッセル３１７の内部と、ベッセル３１７の外部との間で気体が流れるのを可能にするために、本体３５８および上板３５２を通して延在してもよい。

１つ以上の実施形態では、環状渦クラスターシステム３５０は、ベッセル３１７の上方部分３８３内に配置される。特に、環状チャネル３５８は、ライザー１３８と流体連通し、そのためこれを通過する主に気体状の流体は、主に気体状の流体流れ内に同伴された液体からの気体の分離をさらに強化するために、環状渦クラスターシステム３５０を通って流れるために徐々に狭くなる螺旋状チャネル３５８に入る。

環状渦クラスターシステム３５０または二相流分離器システム３００の動作のために必要なわけではないが、一部の実施形態では、測定管３６１が本体３５８から液体ポート３３４に向かって下へと延在してもよい。ブレーカープレート３６３が、概して液体ポート３３４に隣接するように、測定管３６１の遠位端部に位置付けられてもよい。ブレーカープレート３６３は、ベッセル３１７の下方部分３３０に配置された液体内に渦を形成するのを防止するために提供される。

図１６は、望む通りに保守点検するために、渦クラスターシステム３５０全体をベッセル（図示せず）から簡単に取り外すことを可能にするように、ベッセルカバー３３１と統合された、渦クラスターシステム３５０の組立図である。渦クラスターシステム３５０は、ベッセルカバー３３１と関連して示される。この特定の組立品渦クラスターシステム３５０は、上板３５２が取り付けられる、本体３５４を有するディスク形状のハウジング３５３を含む。２本以上の渦管３５９（渦管３５９ａ、３５９ｂ、３５９ｃ、および３５９ｄなど）がハウジング３５３から下へと延在する。渦管３５９は、概して真っ直ぐな管として示されるが、他の実施形態では、渦管３５９は、管３５９の長さに沿って徐々に狭くなるまたは徐々に拡張するようにテーパー状であってもよい。

気体状流体供給ライン、すなわちライザー３８２は、ポート３８４を通してベッセルカバー３３１内に延在し、そして上板３５２の上面３２５内に形成された流体入口（図示せず）と流体連通する（図１４を参照のこと）。同様に気体放出ライン３２７は、ベッセルカバー３３１内のポート３３８を通して延在し、かつ上板３５２の上面３２５内の排気ポート（図示せず）へと取り付けられる。測定管３６１は、本体３５４から下へと延在して示される。ブレーカープレート３６３は、測定管３６１の遠位端部に位置付けられてもよい。記述したように、組立品は、ベッセルからベッセルカバー３３１を単純に引き離すことによって、ベッセルから容易に取り外される。

図１７を参照すると、二相流分離器システム４００の別の実施形態が図示されている。本明細書で使用される場合、「二相」は、少なくとも１つの気体状構成成分と少なくとも１つの液体構成成分とを有する流体を指すが、流体は２つ以上の気体状または液体構成成分を有してもよい。この実施形態は、図１に上述の二相流分離器システム４０と同様に背圧装置を利用するが、流体ベッセルを有しない。具体的には、二相流分離器システム４００では、曲線状の流線４０２は、実質的に垂直な軸４０４を中心として配置される。曲線状の流線４０２は、第１の端部４０８と、第２の端部４１０と、を有する第１のパイプ４０６を有する。第１の端部４０８と第２の端部４１０との間に、パイプ４０６は、互いに隣接して実質的に垂直な軸４０４を中心として配設された複数の曲線状のパイプループ４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ～４１２ｎを形成する。図示された実施形態では、５つのループ４１２が示される。しかしながら、より少ない、またはより多い数のループ４１２が利用されてもよいが、少なくとも２つのループが好ましい。１つ以上の実施形態では、曲線状のパイプループ４１２の少なくとも一部分は、同一の直径であり、またパイプループ４１２は、垂直に積み重ねられた配設で互いに隣接し、これにより各曲線状のパイプループ４１２は、実質的に水平である。いずれにしても、第１のパイプ４０６は、入口４１６で終結する第１の端部４０８において実質的に水平な部分４１４を含んでもよい。同様に、第１のパイプ４０６は、液体出口４２０内で終結する第２の端部４１０において実質的に水平な部分４１８を含んでもよい。第１の端部４０８は、垂直軸４０４に関して第２の端部４１０の上方に位置付けられる。そのため、パイプループ４１２は下降し、その中で第１の端部４０８から第２の端部４１０への流体流れは、下向きに流れる。加えて、気体出口ポート４２２は、第１のパイプ４０６に沿って、水平部分４１８に沿って配置される。気体出口ポート４２２は、水平部分４１８の上方パイプ面４２４に沿って配置されることが好ましい。

１つ以上の実施形態では、機械的空気逃がし機構４３０が、気体出口ポート４２２から上向きに延在する。空気逃がし機構は、単純にポート４２２を通過する空気を放出する弁４３２であってもよく、またはポート４２２を上へ通過する気体を捕捉し、かつベッセル４３４内に収集された気体を弁４３２を介して制御可能に放出するための気体収集ベッセル４３４を含んでもよい。

いずれにしても、二相流分離器システム４００は、流線４０２に沿って気体出口ポート４２２と液体出口４２０との間に位置付けられた背圧装置４３６をさらに含む。背圧装置４３６は、流線４０２に沿って流れる流体の圧力を調整または調節するために望む通りに作動することができる任意の機構であってもよく、制限、ゲート弁または業界で公知の他の弁、またはこれに類するものを含むが、これらに限定されない。この点に関して、気体出口ポート４２２を通して、もしくは液体出口４２０を通して、またはその両方で流れる流体の状態を測定するためにセンサー４３８が提供されてもよく、そのセンサー（複数可）４３８は、記述したように二相分離を最適化するように背圧装置４３６を調整するために利用されてもよい。当然のことながら、特に、背圧装置４３６は、気体出口ポート４２２の下流の第１のパイプ４０６内に液体の波を作り出すために、出口４２０を通る液体の流れを妨げ、または減速し、これは分離された主に気体状構成成分の貫通口４２２の中への流れを強化する。具体的には、図１７に図示するように、二相流体４４０は、入口４１６において曲線状の流線４０２に入り、かつ複数の積み重ねられた、水平パイプループ４０２を通過し、これは、流体４４０を実質的に液体部分４４２および実質的に気体状部分４４４へと階層化する。流線４０２の水平部分４１８は、階層化された流れが４４８に図示したようであるとき、気体状部分４４４を第１のパイプ４０６の上面４２４に隣接する上方部分で収集し、かつ液体部分４４２を第１のパイプ４０６の下方部分で収集する、許容を可能にする。一方で、液体部分４４２は、出口４２０から出るように流れ、背圧装置４３６は、これを通る液体部分４４２の流れを減速し、結果として気体ポート４２２の下流の第１のパイプ４０６内に形成される液体の波４５０をもたらす。液体の波４５０は、気体ポート４２２の中への気体状部分４４４の流れを促進し、液体部分４４２から気体状部分４４４を抜き出すことを可能にする。センサー（複数可）４３８は、流体４４０、４４２、４４４のうちの１つ以上の状態を測定するために利用されてもよく、これは次いで背圧装置４３６を調整するために使用することができる。

図１８に目を向けると、１つの用途では、上述の二相流分離器システムは、エンジンの燃料燃焼／消費を測定するために使用されてもよい。内燃エンジンなどのエンジン５０２による燃料の燃焼または消費を測定するためのエンジンシステム５００を、図１８に示す。具体的には、燃料ポンプ５０４は、燃料供給ライン５０８に沿って燃料ベッセル５０６からエンジン５０２へと燃料を送り出す。本明細書に記述したように、第１の二相流分離器システム５１０ａは、液体燃料のエンジン５０２の中への注入の前に液体燃料から空気を除去するために、エンジン５０２の上流の燃料ライン５０８に沿って配置される。第１の分離器システム５１０ａによって燃料を処理すると、センサー５１２は、エンジン５０２に送達される液体燃料の体積などの燃料の特性を測定し、その後、燃料はエンジン５０２の中へと注入される。一部の実施形態では、燃焼流体の流れを第２の二相流分離器システム５１０ｂの中へと吸い込むために、ポンプが第２の二相流分離器システム５１０ｂの下流に提供されてもよく、または別の方法として、流体流れをシステムの中へと吸い込むために、ポンプが第２の二相流分離器システム５１０ｂの中へと組み込まれてもよい。

その後、エンジンからの排気は、第２の二相流分離器システム５１０ｂへと方向付けられ、ここで燃焼気体は、未燃焼液体燃料から分離される。センサー５１４は、未燃焼液体燃料の体積などの燃料の特性を測定する。次いで、センサー５１２によって測定した場合のエンジン５０２の中へと注入された燃料の量、およびセンサー５１４によって測定した場合の未燃焼燃料の量は、エンジン５０２の最適な動作と比較することができる。この点に関して、センサー５１２および５１４からデータを受信してデータを比較するためにコントローラ５１６が提供されてもよい。コントローラ５１６は、エンジン５０２の燃焼チャンバー（図示せず）の中へと注入される液体燃料の量を変化させること、またはエンジン５０２の液体燃料と混合される燃焼空気の量を変化させること、またはポンプ５０４の流量を調整することなどの比較に応答して、エンジン５０２および／またはポンプ５０４に対する調整を行うためにも利用されてもよい。同様に、コントローラ５１６は、概して本明細書に記述したように、分離器システム５１０の中への流量だけでなく、各分離器システム５１０内の液体燃料流に印加される背圧も調整することによって、各々の動作を最適化するために、一方または両方の分離器システム５１０のデータおよび／または制御動作も受信してもよい。

二相流分離器システム５１０ａおよび５１０ｂは、各々一般的に入口５１３および出口５１５を有する曲線状の流線５１１を含む。分離器システム５１０ａの入口５１３は、流れ分離器システム５１０ａへと入口流体として流体を送達するように燃料ベッセル５０６と流体連通し、また分離器システム５１０ａの出口５１５は、燃焼燃料をエンジン５０２へと送達するようにエンジン５０２と流体連通する。同様に、分離器システム５１０ｂの入口５１３は、流れ分離器システム５１０ｂへと入口流体として燃焼流体流れを送達するようにエンジン５０２の排気ポート５０１と流体連通し、また分離器システム５１０ｂの出口５１５は、燃料ベッセル５０６と流体連通する。曲線状の流線５１１は、複数の概して水平な、積み重ねられた曲線状のパイプループを互いに隣接して形成し、これは流れ分離器システム５１０の構成要素を形成するベッセル５１７の周りに配置される。ライザー５１９は、曲線状の流線５１１によって入口流体から取り出された気体状流体を、ベッセル５１７の中へと送達する。流れ分離器システム５１０は、渦クラスターシステム５２１を含んでもよい。流れ分離器システム５１０は、ベッセル５１７内の望ましい液体レベルを維持するため、および流れ分離器システム５１０への入口流体流れの変動の下流の影響を減衰するために、空気逃がし機構５２３をさらに含んでもよい。流体流れを入口５１３の中へと吸い込むために、流線５１１に沿って真空ポンプが提供されてもよい。

より具体的に上述されるように、一方または両方の二相流分離器システム５１０は、曲線状の流線システムの動作を改善するために、流体ベッセルを含んでもよい曲線状の流線システムを含み、二相流体を主に液体構成成分および主に気体状構成成分へと分離する。第１の分離器システム５１０ａは、燃料ベッセル５０６からの燃料流れを、液体燃料および空気へと分離する。第２の分離器システム５１０ｂは、エンジン５０２からの排気流れを、排気気体と未燃焼液体燃料へと分離する。１つ以上の実施形態では、曲線状の流線システムは、流体ベッセルの外周の周りに配置されるが、他の実施形態では、曲線状の流線システムは、ベッセルの内部内に配置されるか、または流体ベッセルを有しないで利用される。１つ以上の実施形態では、渦クラスターシステム２００などの渦クラスターシステムは、第１の分離器システム５１０ａの場合には、主に気体状構成成分、すなわち空気を処理するために、そして第２の分離器システム５１０ｂの場合には、曲線状の流線システムの下流で、燃焼気体を処理するために利用されてもよい。渦クラスターシステムは、タンクの内部に位置付けられてもよいが、他の実施形態では、渦クラスターシステムは、タンクの外部であってもよい。さらに別の実施形態では、曲線状の流線システムは、開示の渦クラスターシステムと、いかなるタンクも有することなく組み合わされてもよい。この点に関して、一部の実施形態では、本明細書に開示される渦クラスターシステムは、それ自体が分離器システム５１０ａまたは５１０ｂなどの二相流分離器システムであってもよい。疑義を避けるために、二相流分離器システム５１０は、本開示で記述した二相流分離器システムのうちのいずれかであってもよい。

それ故に、一部の実施形態では、二相流分離器システム５１０は、第１の端部と、実質的に垂直な軸に沿って互いに隣接して配設された複数の曲線状のパイプループを形成するパイプを有する第２の端部と、を有する第１のパイプを含んでもよい。曲線状のパイプループは、概して水平であり、かつベッセルの周りまたはベッセル内に形成され、ベッセルの上方部分に隣接して配置される第１のパイプの第１の端部と、ベッセルの下方部分に隣接して配置される第１のパイプの第２の端部と、を有する。曲線状のパイプループの少なくとも一部分は、同一の直径であり、かつ垂直に積み重ねられた配設で互いに隣接する。流体出口は、第１のパイプの第２の端部にある。気体出口は、第１のパイプにおいて、第１のパイプの第１の端部と第２の端部との間に形成される。一実施形態では、気体出口は、流体出口に隣接し、かつ流体ベッセルの内部と流体連通するライザーへと導く。一実施形態では、パイプループは、流体ベッセルの外部の周りに配置されるが、一方で他の実施形態では、パイプループは流体ベッセル内に収容される。背圧機構は、流体出口の下流の流体ライン内で、かつ流体ライン内のポートの上流に提供されてもよく、このポートは、流体ベッセルの基部と流体連通する。

１つ以上の実施形態では、ライザーは、環状渦クラスターシステムと流体連通し、これは一般的に固定される上板と、内部チャンバーを形成する渦本体と、を含み、その中に、徐々に狭くなる、内部チャンバー内に位置付けられる渦ハブの周りに螺旋状チャネルが画定される。螺旋状チャネルは、第１の端部および第２の端部を有し、そしてこれは第１の端部と第２の端部との間で幅Ｗが徐々に狭くなる。螺旋状のチャネルと交差する２つ以上の切断穴が、ハブの周囲に概して隣接してハブ内に形成され、それ故に各切断穴に対して前縁および後縁を形成する。各切断穴は、渦本体の基部を通して延在して、渦本体から下へと延在する渦管と流体連通する出口を形成する。各渦管は、上板を通して延在する開口と流体連通する。二相流分離器システム５１０が流体ベッセル利用する範囲内で、環状渦クラスターシステムは、流体ベッセルの上方部分内に配置されてもよい。

図１８のシステムの代替的な実施形態では、二相流分離器システム５１０ａは、除去されてもよく、また未燃焼液体燃料の量は、記述したように、二相流分離器システム５１０を利用して回収されてもよい。一部の実施形態では、回収された未燃焼燃料は、戻りライン５１８を介して単に燃料ベッセル５０６へと戻されてもよく、他の実施形態では、二相流分離器システム５１０ｂによって回収された未燃焼燃料は、センサー５１４を用いるなど、分析されてもよく、そしてエンジン５０２の効率を改善するために、エンジン５０２に対する調整を行うために利用されてもよい。

図１９に目を向けると、別の用途では、上述の二相流分離器システムは、内燃エンジンの中へと注入前に液体燃料から空気を除去することによって、エンジン性能を改善するために使用されてもよい。ガソリン、ディーゼル、メタノール、エタノール、または他の液体燃料などの液体燃料を、エンジン６０２の中への注入の前に処理するための、エンジンシステム６００を図１９に示す。具体的には、燃料ポンプ６０４は、燃料供給ライン６０８に沿って、車両燃料タンクなどの燃料ベッセル６０６からエンジン５０２へと、燃焼のために燃料を送り出す。本明細書に記述したように、第１の二相流分離器システム６１０は、液体燃料のエンジン６０２の中への注入の前に液体燃料から空気を除去するために、エンジン６０２の上流の燃料ライン６０８に沿って配置される。

二相流分離器システム６１０は、一般的に、入口流体として流体を流れ分離器システム６１０へと送達するために燃料ベッセル６０６と流体連通する入口６０３と、直接的または間接的にエンジン６０２と流体連通する出口６０５と、を有する曲線状の流線６０１を含む。曲線状の流線６０１は、互いに隣接して配設された、複数の概して水平な、積み重ねられた曲線状のパイプループを形成し、これは流れ分離器システム６１０の構成要素を形成するベッセル６０７の周りに配置される。ライザー６０９は、曲線状の流線６０１によって入口流体から取り出された気体状流体を、ベッセル６０７の中へと送達する。流れ分離器システム６１０は、渦クラスターシステム６１１を含んでもよい。流れ分離器システム６１０は、ベッセル６０７内の望ましい液体レベルを維持するため、および流れ分離器システム６１０への入口流体流れの変動の下流の影響を減衰するために、空気逃がし機構６１３をさらに含んでもよい。

より具体的に上述されるように、二相流分離器システム６１０の１つ以上の実施形態は、曲線状の流線システムの動作を改善するために、流体ベッセルを含んでもよい曲線状の流線システムを含み、二相流体を主に液体構成成分および主に気体状構成成分へと分離する。分離器システム６１０は、燃料ベッセル６０６からの燃料流れを、液体燃料および空気へと分離する。ベッセルが含まれる１つ以上の実施形態では、曲線状の流線システムは、流体ベッセルの外周の周りに配置されるが、他の実施形態では、曲線状の流線システムは、ベッセルの内部内に配置される。１つ以上の実施形態では、渦クラスターシステムは、曲線状の流線システムの下流の主に気体状の構成成分、すなわち空気を処理するために利用されてもよい。渦クラスターシステムは、タンクの内部に位置付けられてもよいが、他の実施形態では、渦クラスターシステムは、タンクの外部であってもよい。さらに別の実施形態では、曲線状の流線システムは、開示の渦クラスターシステムと、いかなるタンクも有することなく組み合わされてもよい。この点に関して、一部の実施形態では、本明細書に開示される渦クラスターシステムは、それ自体が分離器システム６１０などの二相流分離器システムであってもよい。さらに別の実施形態では、二相流分離器システム６１０は、渦クラスターシステム２００のような、いかなる曲線状の流線システムも有しない、環状渦クラスターシステムであってもよい。疑義を避けるために、二相流分離器システム６１０は、本開示で記述した二相流分離器システムのうちのいずれかであってもよい。

それ故に、一部の実施形態では、二相流分離器システム６１０は、第１の端部と、実質的に垂直な軸に沿って互いに隣接して配設された複数の曲線状のパイプループを形成するパイプを有する第２の端部と、を有する第１のパイプを含んでもよい。曲線状のパイプループは、概して水平であり、かつベッセルの周りに形成され、ベッセルの上方部分に隣接して配置される第１のパイプの第１の端部と、ベッセルの下方部分に隣接して配置される第１のパイプの第２の端部と、を有する。曲線状のパイプループの少なくとも一部分は、同一の直径であり、かつ垂直に積み重ねられた配設で互いに隣接する。流体出口は、第１のパイプの第２の端部にある。気体出口は、第１のパイプにおいて、第１のパイプの第１の端部と第２の端部との間に形成される。一実施形態では、気体出口は、流体出口に隣接し、かつ流体ベッセルの内部と流体連通するライザーへと導く。一実施形態では、パイプループは、流体ベッセルの外部の周りに配置されるが、一方で他の実施形態では、パイプループは流体ベッセル内に収容される。背圧機構は、流体出口の下流の流体ライン内で、かつ流体ライン内のポートの上流に提供されてもよく、このポートは、流体ベッセルの基部と流体連通する。

１つ以上の実施形態では、ライザーは、環状渦クラスターシステムと流体連通し、これは一般的に固定される上板と、内部チャンバーを形成する渦本体と、を含み、その中に、徐々に狭くなる、内部チャンバー内に位置付けられる渦ハブの周りに螺旋状チャネルが画定される。螺旋状チャネルは、第１の端部および第２の端部を有し、そしてこれは第１の端部と第２の端部との間で幅Ｗが徐々に狭くなる。螺旋状のチャネルと交差する２つ以上の切断穴が、ハブの周囲に概して隣接してハブ内に形成され、それ故に各切断穴に対して前縁および後縁を形成する。各切断穴は、渦本体の基部を通して延在して、渦本体から下へと延在する渦管と流体連通する出口を形成する。各渦管は、上板を通して延在する開口と流体連通する。二相流分離器システム６１０が流体ベッセル利用する範囲内で、環状渦クラスターシステムは、流体ベッセルの上方部分内に配置されてもよい。

図２０に目を向けると、別の用途では、上述の二相流分離器システムは、燃料油などの燃料を燃料貯蔵タンクから船舶の搭載型燃料タンクへと移送するための燃料バンカリング動作で使用されてもよい。バンカー燃料は、一般的に船上で使用される任意のタイプの燃料を指す。バンカー燃料は、しばしば船上の大きいタンク内にバンカー燃料を保持する、バージなどのバンカー船を介して、または陸上に位置する燃料タンクを有するターミナルから商船へと送達されてもよい。バンカー燃料を送達する行為は、一般的に「バンカリング」と呼ばれる。バンカー燃料は、典型的に、バンカーバージの上にある場合があるような貯蔵タンクから、商船上のタンクへと送られる。いずれにしても、バンカリング動作における燃料のポンピングは、特に燃料を収容している船が空になるにつれて、より大量の空気が吸い込まれ、そして燃料とともに送り出される傾向があり、ポンピングが困難な状態になり、また燃料の不正確な測定がもたらされる。燃料ライン８０２に沿って、第１の燃料貯蔵タンク８１２と、燃料が送り出される燃料タンク、すなわち第２の燃料貯蔵タンク８１４との間に配置された二相流分離器システム８００が図２０に示される。第１の燃料貯蔵タンク８１２は、マリンバージ８１６などの、船舶上で運ばれてもよく、または陸上の埠頭のそばに配備されてもよい。第２の貯蔵燃料タンク８１４は、船８１８の上に位置する。燃料ポンプ８０４は、第１の燃料貯蔵タンク８４１と二相流分離器システム８００との間で、燃料を第２の燃料貯蔵タンク８１４へと送り出すために利用されてもよい。センサーなどの液体測定装置８２０は、燃料ライン８０２に沿って、二相流分離器システム８００と第２の燃料貯蔵タンク８１４との間に位置付けられてもよい。コントローラ８２２は、センサー８２０をモニターするために利用されてもよく、また一部の実施形態では、モニターされた液体に基づいて、ポンプ８０４を制御してもよい。

二相流分離器システム８００は、一般的に、入口流体として燃料を流れ分離器システム８００へと送達するために第１の燃料貯蔵タンク８１２と流体連通する入口８０３と、直接的または間接的に第２の貯蔵燃料タンク８１４と流体連通する出口８０５と、を有する曲線状の流線８０１を含む。曲線状の流線８０１は、互いに隣接して配設された、複数の概して水平な、積み重ねられた曲線状のパイプループを形成し、これは流れ分離器システム８００の構成要素を形成するベッセル８０７の周りに配置される。ライザー８０９は、曲線状の流線８０１によって入口流体から取り出された気体状流体を、ベッセル８０７の中へと送達する。流れ分離器システム８００は、渦クラスターシステム８１１を含んでもよい。流れ分離器システム８００は、ベッセル８０７内の望ましい液体レベルを維持するため、および流れ分離器システム８００への入口流体流れの変動の下流の影響を減衰するために、空気逃がし機構８１３をさらに含んでもよい。

より具体的に上述されるように、１つ以上の実施形態では、二相流分離器システム８００は、流体ベッセルと組み合わされてもよい曲線状の流線システムを含み、二相流体を主に液体構成成分および主に気体状構成成分へと分離する、曲線状の流線システムの動作を改善する。分離器システム８００は、第１の燃料貯蔵タンク８１２からの燃料流れを、液体燃料および空気へと分離する。１つ以上の実施形態では、曲線状の流線システムは、流体ベッセルの外周の周りに配置されるが、他の実施形態では、曲線状の流線システムは、ベッセルの内部内に配置される。１つ以上の実施形態では、渦クラスターシステムは、曲線状の流線システムの下流の主に気体状の構成成分、すなわち空気を処理するために利用されてもよい。渦クラスターシステムは、タンクの内部に位置付けられてもよいが、他の実施形態では、渦クラスターシステムは、タンクの外部であってもよい。さらに別の実施形態では、曲線状の流線システムは、開示の渦クラスターシステムと、いかなるタンクも有することなく組み合わされてもよい。この点に関して、一部の実施形態では、本明細書に開示される渦クラスターシステムは、それ自体が環状渦クラスターシステム２００などの二相流分離器システムであってもよい。疑義を避けるために、二相流分離器システム８００は、本開示で記述した二相流分離器システムのうちのいずれかであってもよい。

それ故に、一部の実施形態では、二相流分離器システム８００は、第１の端部と、実質的に垂直な軸に沿って互いに隣接して配設された複数の曲線状のパイプループを形成するパイプを有する第２の端部と、を有する第１のパイプを含んでもよい。曲線状のパイプループは、概して水平であり、かつベッセルの周りに形成され、ベッセルの上方部分に隣接して配置される第１のパイプの第１の端部と、ベッセルの下方部分に隣接して配置される第１のパイプの第２の端部と、を有する。曲線状のパイプループの少なくとも一部分は、同一の直径であり、かつ垂直に積み重ねられた配設で互いに隣接する。流体出口は、第１のパイプの第２の端部にある。気体出口は、第１のパイプにおいて、第１のパイプの第１の端部と第２の端部との間に形成される。一実施形態では、気体出口は、流体出口に隣接し、かつ流体ベッセルの内部と流体連通するライザーへと導く。一実施形態では、パイプループは、流体ベッセルの外部の周りに配置されるが、一方で他の実施形態では、パイプループは流体ベッセル内に収容される。背圧機構は、流体出口の下流の流体ライン内で、かつ流体ライン内のポートの上流に提供されてもよく、このポートは、流体ベッセルの基部と流体連通する。

１つ以上の実施形態では、ライザーは、環状渦クラスターシステムと流体連通し、これは一般的に固定される上板と、内部チャンバーを形成する渦本体と、を含み、その中に、徐々に狭くなる、内部チャンバー内に位置付けられる渦ハブの周りに螺旋状チャネルが画定される。螺旋状チャネルは、第１の端部および第２の端部を有し、そしてこれは第１の端部と第２の端部との間で幅Ｗが徐々に狭くなる。螺旋状のチャネルと交差する２つ以上の切断穴が、ハブの周囲に概して隣接してハブ内に形成され、それ故に各切断穴に対して前縁および後縁を形成する。各切断穴は、渦本体の基部を通して延在して、渦本体から下へと延在する渦管と流体連通する出口を形成する。各渦管は、上板を通して延在する開口と流体連通する。二相流分離器システム８００が流体ベッセル利用する範囲内で、環状渦クラスターシステムは、流体ベッセルの上方部分内に配置されてもよい。

それ故に、燃料は第１のタンク８１２から取り出され、システム８００を通過し、そして次に第２のタンク８１４へと方向付けられる。第１のパイプの第１の端部に入る燃料は、液体燃料に含まれる空気の大きい比率を有する場合がある。第１のパイプの第２の端部を出る液体燃料は、複数の曲線状のパイプループを通過した後、同伴された空気を実質的に取り除かれる。取り出された空気内に同伴された任意の液体燃料は、環状渦クラスターによって捕捉し、そして第２の燃料貯蔵タンク８１４へと方向付けることができる。

図２１に目を向けると、別の用途では、上述の二相流分離器システムは、移送された液体の体積が確実に正確に測定されるようにするために、貯蔵タンクまたはベッセル（陸上または海上）間の液体移送システムで使用されてもよい。供給ラインまたはパイプライン８５２に沿って、第１の液体貯蔵タンク８５４と第２の液体貯蔵タンク８５６との間に配置される、二相流分離器システム８５０を図２１に示す。本明細書に記述したように、第１の貯蔵タンク８５４および第２の貯蔵タンク８５６のうちの一方または両方は、トラックもしくは鉄道車両、バージまたはこれに類するものなどの車両上で運ばれてもよく、または固定された構造物であってもよい。同様に、貯蔵タンク８５４、８５６は、製造された容器または貯蔵器であってもよく、また化学薬品、炭化水素、燃料、牛乳、または他の消耗品液体が挙げられるが、これらに限定されない、任意の液体の貯蔵のために利用されてもよい。同様に、貯蔵タンク８５４、８５６は、液体の長期間の貯蔵または一時的な貯蔵のために配置されてもよく、あるいはクラッキングタワーなどの大型の製造もしくは加工システムの仮置き用の容器またはベッセルであってもよい。いずれにしても、液体ポンプ８５８は、第１の貯蔵タンク８５４と二相流分離器システム８５０との間で、液体を第２の貯蔵タンク８５６へと送り出すために利用されてもよい。センサーなどの液体測定装置８６０は、パイプライン８５２に沿って、二相流分離器システム８５０と第２の貯蔵タンク８５６との間に位置付けられてもよい。コントローラ８６２は、センサー８６０をモニターするために利用されてもよく、また一部の実施形態では、モニターされた液体に基づいて、ポンプ８５８を制御してもよい。

二相流分離器システム８５０は、一般的に、入口流体として流体を流れ分離器システム８５０へと送達するために第１の貯蔵タンク８５４と流体連通する入口８５３と、直接的または間接的に第２の貯蔵タンク８５６と流体連通する出口８５５と、を有する曲線状の流線８５１を含む。曲線状の流線８５１は、互いに隣接して配設された、複数の概して水平な、積み重ねられた曲線状のパイプループを形成し、これは流れ分離器システム８５０の構成要素を形成するベッセル８５７の周りに配置される。ライザー８０９は、曲線状の流線８５１によって入口流体から取り出された気体状流体を、ベッセル８５７の中へと送達する。流れ分離器システム８５０は、渦クラスターシステム８６１を含んでもよい。流れ分離器システム８５０は、ベッセル８５７内の望ましい液体レベルを維持するため、および流れ分離器システム８５０への入口流体流れの変動の下流の影響を減衰するために、空気逃がし機構８６３をさらに含んでもよい。

より具体的に上述されるように、流体ベッセルと組み合わされてもよい曲線状の流線システムを含み、二相流体を主に液体構成成分および主に気体状構成成分へと分離する、曲線状の流線システムの動作を改善する。分離器システム８５０は、第１の貯蔵タンク８５４からの流体流れを、主に液体流および主に気体状流へと分離する。１つ以上の実施形態では、曲線状の流線システムは、流体ベッセルの外周の周りに配置されるが、他の実施形態では、曲線状の流線システムは、ベッセルの内部内に配置される。１つ以上の実施形態では、渦クラスターシステム８６３は、曲線状の流線システムの下流の主に気体状流、すなわち空気を処理するために利用されてもよい。渦クラスターシステムは、タンクの内部に位置付けられてもよいが、他の実施形態では、渦クラスターシステムは、タンクの外部であってもよい。さらに別の実施形態では、曲線状の流線システムは、開示の渦クラスターシステムと、いかなるタンクも有することなく組み合わされてもよい。この点に関して、一部の実施形態では、本明細書に開示される渦クラスターシステムは、それ自体が環状渦クラスターシステム２００などの二相流分離器システムであってもよい。疑義を避けるために、二相流分離器システム８５０は、本開示で記述した二相流分離器システムのうちのいずれかであってもよい。

それ故に、一部の実施形態では、二相流分離器システム８５０は、第１の端部と、実質的に垂直な軸に沿って互いに隣接して配設された複数の曲線状のパイプループを形成するパイプを有する第２の端部と、を有する第１のパイプを含んでもよい。曲線状のパイプループは、概して水平であり、かつベッセルの周りに形成されてもよく、ベッセルの上方部分に隣接して配置される第１のパイプの第１の端部と、ベッセルの下方部分に隣接して配置される第１のパイプの第２の端部と、を有する。曲線状のパイプループの少なくとも一部分は、同一の直径であり、かつ垂直に積み重ねられた配設で互いに隣接する。流体出口は、第１のパイプの第２の端部にある。気体出口は、第１のパイプにおいて、第１のパイプの第１の端部と第２の端部との間に形成される。一実施形態では、気体出口は、流体出口に隣接し、かつ流体ベッセルの内部と流体連通するライザーへと導く。一実施形態では、パイプループは、流体ベッセルの外部の周りに配置されるが、一方で他の実施形態では、パイプループは流体ベッセル内に収容される。背圧機構は、流体出口の下流の流体ライン内で、かつ流体ライン内のポートの上流に提供されてもよく、このポートは、流体ベッセルの基部と流体連通する。

１つ以上の実施形態では、ライザーは、環状渦クラスターシステムと流体連通し、これは一般的に固定される上板と、内部チャンバーを形成する渦本体と、を含み、その中に、徐々に狭くなる、内部チャンバー内に位置付けられる渦ハブの周りに螺旋状チャネルが画定される。螺旋状チャネルは、第１の端部および第２の端部を有し、そしてこれは第１の端部と第２の端部との間で幅Ｗが徐々に狭くなる。螺旋状のチャネルと交差する２つ以上の切断穴が、ハブの周囲に概して隣接してハブ内に形成され、それ故に各切断穴に対して前縁および後縁を形成する。各切断穴は、渦本体の基部を通して延在して、渦本体から下へと延在する渦管と流体連通する出口を形成する。各渦管は、上板を通して延在する開口と流体連通する。二相流分離器システム８５０が流体ベッセル利用する範囲内で、環状渦クラスターシステムは、流体ベッセルの上方部分内に配置されてもよい。

それ故に、液体は第１のタンク８５４から取り出され、システム８５０を通過し、そして次に第２のタンク８５６へと方向付けられる。第１のパイプの第１の端部に入る液体は、液体に含まれる大きい比率の空気を有している場合があり、この空気は、液体の製造もしくは処理を通して、または単純に液体の取り扱いなど、様々なプロセスを通して液体内に同伴されている場合がある。第１のパイプの第２の端部を出る液体は、複数の曲線状のパイプループを通過した後、同伴された空気を実質的に取り除かれる。取り出された空気内に同伴された任意の液体は、環状渦クラスターによって捕捉し、そして第２の貯蔵タンク８１４へと方向付けることができる。

図２２に目を向けると、別の用途では、上述の二相流分離器システムは、化学薬品の加工、または化学薬品もしくは食品生産物の製造において使用されてもよい。具体的には、二相流分離器システムは、純度または品質を改善するために、任意の液体構成成分から気体を除去するために使用されてもよい。一例として、牛乳の加工では、空気の存在は、牛乳の味覚に悪影響を与える可能性がある。牛乳中の空気の存在は、牛乳が腐敗するまでの寿命も減少する可能性がある。関連して、製造プロセス中に加熱に曝露された、流体内に同伴された気体または空気は、加熱中に膨張する場合があり、製造される最終製品の品質に影響を与える場合がある。これらの理由により、製造流体内に同伴された気体を除去するために、記述した二相流分離器システムを利用することが望ましい。導管８７２に沿ってプロセッサ８７４の下流に配置された、二相流分離器システム８７０を図２２に示す。プロセッサ８７４は、液体貯蔵タンク８７６からの液体と、貯蔵ベッセルなどの添加物供与源８７８からの、添加物とを混合またはブレンドするために配置されてもよい。添加物は、食品構成成分などの固体、または化学薬品などの別の液体であってもよい。液体貯蔵タンク８７６は、液体供給ライン８８７を介してプロセッサ８７４と流体連通する。添加物が固体である場合、コンベヤーまたはオーガなどの固体送達システム８８５が、添加物供与源８７８からプロセッサ８７４へと固体を供給するために利用されてもよい。この点に関して、プロセッサ８７４は、様々な食品製造もしくは調製、または化学薬品製造で使用されるブレンダーであってもよい。液体と固体との混合またはブレンドは、一般的に液体またはスラリーの形態でありうる、ブレンドされた製品内に望ましくない同伴された気体（空気など）を導入する場合がある。いずれにしても、液体を製品送達ライン８８９に沿って二相流分離器システム８７０へと送り出すために、液体ポンプ８７８が、プロセッサ８７４と二相流分離器システム８７０との間で利用される場合がある。

二相流分離器システム８７０は、一般的に、入口流体として流体を流れ分離器システム８７０へと送達するためにプロセッサ８７４と流体連通する入口８７３と、出口８７５と、を有する曲線状の流線８７１を含む。曲線状の流線８７１は、互いに隣接して配設された、複数の概して水平な、積み重ねられた曲線状のパイプループを形成し、これは流れ分離器システム８７０の構成要素を形成するベッセル８７７の周りに配置される。ライザー８７９は、曲線状の流線８７１によって入口流体から取り出された気体状流体を、ベッセル８７７の中へと送達する。流れ分離器システム８７０は、渦クラスターシステム８８１を含んでもよい。流れ分離器システム８７０は、ベッセル８７７内の望ましい液体レベルを維持するため、および流れ分離器システム８７０への入口流体流れの変動の下流の影響を減衰するために、空気逃がし機構８８３をさらに含んでもよい。

より具体的に上述されるように、１つ以上の実施形態では、二相流分離器システム８７０は、流体ベッセルと組み合わされてもよい曲線状の流線システムを含み、二相流体を主に液体構成成分および主に気体状構成成分へと分離する、曲線状の流線システムの動作を改善する。分離器システム８７０は、プロセッサ８７４からの流体流れを、主に液体流および主に気体状流へと分離する。１つ以上の実施形態では、曲線状の流線システムは、流体ベッセルの外周の周りに配置されるが、他の実施形態では、曲線状の流線システムは、ベッセルの内部内に配置される。１つ以上の実施形態では、渦クラスターシステムは、曲線状の流線システムの下流の主に気体状流、すなわち空気を処理するために利用されてもよい。渦クラスターシステムは、タンクの内部に位置付けられてもよいが、他の実施形態では、渦クラスターシステムは、タンクの外部であってもよい。さらに別の実施形態では、曲線状の流線システムは、開示の渦クラスターシステムと、いかなるタンクも有することなく組み合わされてもよい。この点に関して、一部の実施形態では、本明細書に開示される渦クラスターシステムは、それ自体が環状渦クラスターシステム２００などの二相流分離器システムであってもよい。疑義を避けるために、二相流分離器システム８７０は、本開示で記述した二相流分離器システムのうちのいずれかであってもよい。

それ故に、一部の実施形態では、二相流分離器システム８７０は、第１の端部と、実質的に垂直な軸に沿って互いに隣接して配設された複数の曲線状のパイプループを形成するパイプを有する第２の端部と、を有する第１のパイプを含んでもよい。曲線状のパイプループは、概して水平であり、かつベッセルの周りに形成されてもよく、ベッセルの上方部分に隣接して配置される第１のパイプの第１の端部と、ベッセルの下方部分に隣接して配置される第１のパイプの第２の端部と、を有する。曲線状のパイプループの少なくとも一部分は、同一の直径であり、かつ垂直に積み重ねられた配設で互いに隣接する。流体出口は、第１のパイプの第２の端部にある。気体出口は、第１のパイプにおいて、第１のパイプの第１の端部と第２の端部との間に形成される。一実施形態では、気体出口は、流体出口に隣接し、かつ流体ベッセルの内部と流体連通するライザーへと導く。一実施形態では、パイプループは、流体ベッセルの外部の周りに配置されるが、一方で他の実施形態では、パイプループは流体ベッセル内に収容される。背圧機構は、流体出口の下流の流体ライン内で、かつ流体ライン内のポートの上流に提供されてもよく、このポートは、流体ベッセルの基部と流体連通する。

１つ以上の実施形態では、ライザーは、環状渦クラスターシステムと流体連通し、これは一般的に固定される上板と、内部チャンバーを形成する渦本体と、を含み、その中に、徐々に狭くなる、内部チャンバー内に位置付けられる渦ハブの周りに螺旋状チャネルが画定される。螺旋状チャネルは、第１の端部および第２の端部を有し、そしてこれは第１の端部と第２の端部との間で幅Ｗが徐々に狭くなる。螺旋状のチャネルと交差する２つ以上の切断穴が、ハブの周囲に概して隣接してハブ内に形成され、それ故に各切断穴に対して前縁および後縁を形成する。各切断穴は、渦本体の基部を通して延在して、渦本体から下へと延在する渦管と流体連通する出口を形成する。各渦管は、上板を通して延在する開口と流体連通する。二相流分離器システム８７０が流体ベッセル利用する範囲内で、環状渦クラスターシステムは、流体ベッセルの上方部分内に配置されてもよい。

プロセッサ８７４を離れる製品は、空気を除去するために、その後の製品の取り扱いの前に、システム８７０を通過する。第１のパイプの第１の端部に入る液体は、液体に含まれる大きい比率の空気を有している場合があり、この空気は、プロセッサ８７４による混合またはブレンドなどの、様々なプロセスを通して液体内に同伴されている場合がある。第１のパイプの第２の端部を出る液体は、複数の曲線状のパイプループを通過した後、同伴された空気を実質的に取り除かれる。

他の実施形態では、裸孔から回収された多相流体流を処理する方法が提供される。方法は、多相流体流を、主に気相から成る第１の流体構成成分と、主に液相から成る第２の流体構成成分と、に分離する。当然のことながら、第１の構成成分は、天然ガスなどの様々な気体状炭化水素を含んでもよく、また流体構成成分は、液体炭化水素、掘削流体、水、およびこれに類するものだけでなく、削りくずなどの固体も含んでもよい。いずれにしても、多相流体流を第１の流体構成成分および第２の流体構成成分へと階層化するために、裸孔から回収された多相流体流を、複数の下降する曲線状のループを通して下向きに方向付ける。その後、第１の流体構成成分は、階層化された多相流体流から分離され、そして渦管へと方向付けられ、ここで次に、第１の流体構成成分は、主に液相から成る第３の流体構成成分および主に気相から成る第４の流体構成成分へと分離される。次に第２の構成成分および第３の構成成分は、さらなる加工のために組み合わされてもよい。第１の構成成分および第４の構成成分も同様に、さらなる加工のために組み合わされてもよい。例えば、組み合わされた第２の構成成分および第３の構成成分は、本明細書に記述したもののような液体貯蔵タンク中に収集されてもよい。同様に、組み合わされた第１の構成成分および第４の構成成分は、気体貯蔵ベッセル内に収集されてもよい。

それ故に、様々なシステムが記述されてきた。二相流分離器システムは、実質的に垂直な軸に沿った高さＨ、上方部分におけるポートおよび下方部分におけるポートを有する上方ベッセル部分および下方ベッセル部分、を有する流体ベッセルであって、ベッセル外径およびベッセル内径を有するようにベッセル壁から形成され、かつベッセル内部を画定する流体ベッセルと、第１の端部および第２の端部を有する第１のパイプであって、垂直軸に沿って互いに隣接して配設された複数の下降する曲線状のパイプループを形成するようにベッセルの周りに配置され、当該パイプループが垂直に積み重ねられた配設で互いに隣接する、第１のパイプと、第１のパイプの第２の端部と隣接する第１のパイプと流体連通する第１の下方端部を有するライザーであって、流体ベッセルと流体連通する第２の上方端部を有するライザーと、を含んでもよい。他の実施形態では、二相流分離器システムは、実質的に垂直な軸に沿った高さＨ、上方部分におけるポートおよび下方部分におけるポートを有する上方ベッセル部分および下方ベッセル部分、を有する流体ベッセルであって、ベッセル外径およびベッセル内径を有するようにベッセル壁から形成され、かつベッセル内部を画定する流体ベッセルと、第１の端部および第２の端部を有する第１のパイプであって、垂直軸に沿って互いに隣接して配設された複数の下降する曲線状のパイプループを形成するようにベッセルの周りに配置され、当該パイプループが垂直に積み重ねられた配設で互いに隣接する、第１のパイプと、流体ベッセル内に配置される渦クラスターシステムと、第１のパイプの第２の端部と隣接する第１のパイプと流体連通する第１の下方端部を有するライザーであって、渦クラスターシステムと流体連通する第２の上方端部を有するライザーと、を含んでもよい。他の実施形態では、二相流分離器システムは、実質的に垂直な軸に沿った高さＨ、上方部分におけるポートおよび下方部分におけるポートを有する上方ベッセル部分および下方ベッセル部分、を有する流体ベッセルであって、ベッセル外径およびベッセル内径を有するようにベッセル壁から形成され、かつベッセル内部を画定する流体ベッセルと、第１の端部および第２の端部を有する第１のパイプであって、垂直軸に沿って互いに隣接して配設された複数の下降する曲線状のパイプループを形成するようにベッセルの周りに配置され、当該パイプループが垂直に積み重ねられた配設で互いに隣接する、第１のパイプと、第１のパイプの第２の端部と隣接する第１のパイプと流体連通する第１の下方端部を有するライザーであって、流体ベッセルと流体連通する第２の上方端部を有するライザーと、を含んでもよい。他の実施形態では、二相流分離器システムは、第１の流体入口および第２の端部を有する環状チャネルを形成する流体注入導管を備え、チャネルの長さの少なくとも一部分に沿って互いに離隔した複数の垂直に延在する渦管を有し、各管が当該ベッセルの中へと下方に延び、かつ円筒状の、側壁に開口部を有する垂直な側壁を備え、開口部がチャネルに隣接する、環状渦クラスターシステムである。他の実施形態では、二相流分離器システムは、第１の端部および第２の端部を有する第１のパイプがその周りに配置される実質的に垂直な軸であって、第１のパイプが、垂直軸に沿って互いに隣接して配設された複数の下降する曲線状のパイプループを形成し、当該パイプループが、垂直に積み重ねられた配設で互いに隣接し、第１のパイプが、パイプループと液体出口との間に配置される実質的に水平な部分を有する第２の端部において液体出口をさらに有し、実質的に水平な部分が、実質的に水平な部分の上面に沿って配置される気体出口ポートを有する、実質的に垂直な軸と、第１のパイプに沿って液体出口と気体出口ポートとの間に位置付けられる背圧装置と、を含んでもよい。他の実施形態では、二相流分離器システムは、第１の端部および第２の端部を有する第１のパイプがその周りに配置される実質的に垂直な軸であって、第１のパイプが、垂直軸に沿って互いに隣接して配設された複数の下降する曲線状のパイプループを形成し、当該パイプループが、垂直に積み重ねられた配設で互いに隣接し、第１のパイプが、パイプループと液体出口との間に配置される実質的に水平な部分を有する第２の端部において液体出口をさらに有し、実質的に水平な部分が、実質的に水平な部分の上面に沿って配置される気体出口ポートを有する、実質的に垂直な軸と、第１のパイプに沿って液体出口と気体出口ポートとの間に位置付けられる背圧装置と、内部気体出口ポートと流体連通する空気逃がし機構と、を含んでもよい。エンジンシステムは、燃料ベッセルと、燃料供給ラインを介して燃料ベッセルと流体連通する内燃エンジンであって、当該エンジンが排気ポートを有する、内燃エンジンと、燃料供給ラインに沿って流体的に配置される第１の二相流分離器システムおよびエンジン排気ポートと流体連通する第２の二相流分離器システムと、を含んでもよい。他の実施形態では、エンジンシステムは、燃料ベッセルと、燃料供給ラインを介して燃料ベッセルと流体連通する内燃エンジンと、燃料供給ラインに沿ってエンジンと燃料ベッセルとの間に流体的に配置される二相流分離器システムと、を含んでもよい。燃料バンカリングシステムは、第１の燃料貯蔵タンクを第２の燃料貯蔵タンクと流体的に連結する燃料供給ラインと、燃料を第１の貯蔵タンクから第２の貯蔵タンクへと送り出すために燃料供給ラインに沿って配置される燃料ポンプと、燃料供給ラインに沿って第１の燃料貯蔵タンクと第２の燃料貯蔵タンクとの間に流体的に連結された二相流分離器システムと、を含んでもよい。液体を移送するためのシステムは、液体供給ラインによって第２の液体貯蔵タンクと流体連通する第１の液体貯蔵タンクと、液体を第１の貯蔵タンクから第２の貯蔵タンクへと送り出すために配置されるポンプと、液体供給ラインに沿って第１の燃料貯蔵タンクと第２の燃料貯蔵タンクとの間に流体的に連結された二相流分離器システムと、を含んでもよい。製品を製造するためのシステムは、プロセッサと流体連通する液体貯蔵タンクと、固体貯蔵ベッセルと、固体送達システムと、プロセッサと流体連通するポンプと、ポンプと流体連通する二相流分離器システムと、を含んでもよい。他の実施形態では、製品を製造するためのシステムは、プロセッサと流体連通する液体貯蔵タンクと、添加物供与源と、添加物送達システムと、プロセッサと流体連通するポンプと、ポンプと流体連通する二相流分離器システムと、を含んでもよい。

以下の要素は、組み合わされてもよく、単独でもよく、または前述の実施形態のうちのいずれかに対して任意の他の要素と組み合わせてもよい。
複数の曲線状のパイプループは、垂直に積み重ねられた配設にあり、これにより各曲線状のパイプループは、実質的に水平である。
各々ベッセル外径より大きい内径を有し、また流体ベッセルの周りに垂直に積み重ねられた配設にあり、これにより各曲線状のパイプループは、実質的に水平である、複数の曲線状のパイプループ。
流体ベッセルの高さＨの一部分のみに沿って延在する、複数の曲線状のパイプループ。
複数の垂直に積み重ねられたパイプループは、流体ベッセルの下方部分において、ポートの上方に離隔している。
第１のパイプは、第１のパイプの第２の端部に隣接する実質的に水平な部分を含み、第１のパイプの第２の端部における液体出口および実質的に水平な部分の上面に配置される気体出口ポートを有し、実質的に垂直なライザーの第１の下方端部は、気体出口ポートと流体連通する。
ライザーは、実質的に垂直である。
第１のパイプの第２の端部と流体連通する液体流線、流体ベッセルの下方部分と流体連通する第１の出口を含む液体流線、および第１の出口の下流の第２の出口。
第１のパイプの第２の端部と流体連通する液体流線、出口および液体流線に沿って第１のパイプの第２の端部と液体流線出口との間に位置付けられる背圧装置を含む液体流線。
流体ベッセルの下を通り、これにより第１の出口は流体ベッセルの最下端部に形成される液体ポートを介して流体ベッセルの下方部分と流体連通する液体流線。
液体流線に沿って第１の出口の上流に位置付けられた背圧装置。
流体ベッセルの内部内に配置され、かつライザーの第２の上方端部と流体連通する渦クラスターシステム。
ライザーおよび渦クラスターシステムは、上方ベッセル部分のポートを介して互いに流体連通する。
渦クラスターシステムは、ライザーと流体連通する第１の端部および当該ベッセルの中へと下方に延びる少なくとも１つの垂直に位置付けられる渦管に隣接する第２の端部を有するチャネルを形成する流体注入導管を備え、各渦管は、円筒状の、側壁内に開口部を有し、開口部がチャネルに隣接する垂直な側壁部分を有する。
チャネルは、第１の端部から第２の端部へと延在し、チャネルは第１の端部と第２の端部との間で直線状である。
チャネルは、第１の端部から第２の端部へと延在し、チャネルは第１の端部と第２の端部との間でテーパー状である。
チャネルは、チャネルの各対向する側面に沿って位置付けられる少なくとも１本の渦管を有する対向する側面によって特徴付けられる。
チャネルは、第１の端部から第２の端部へと延在し、チャネルの断面積は第１の端部と第２の端部との間でテーパー状である。
チャネルは、第１の端部から第２の端部へと延在し、かつ対向する側面によって特徴付けられ、チャネルの断面積は、第１の端部と第２の端部との間でテーパー状であり、少なくとも１本の渦管は、チャネルの各対向する側面に沿って位置付けられる。
チャネルの各対向する側面に沿って位置付けられ、側面の長さに沿って互いに離隔した３本の渦管を有する少なくとも６本の渦管。
第１のパイプの第１の端部と流体連通する第１の流体貯蔵タンク、および第１のパイプの第２の端部と流体連通する第２の流体貯蔵タンク。
第１のパイプの第１の端部と流体連通する第１の流体貯蔵タンク、および第１のパイプの第２の端部と流体連通する第２の流体貯蔵タンク。
二相流分離器システムは、実質的に垂直な軸に沿った高さＨ、上方部分におけるポートおよび下方部分におけるポートを有する上方ベッセル部分および下方ベッセル部分、を有する流体ベッセルであって、ベッセル外径およびベッセル内径を有するようにベッセル壁から形成され、かつベッセル内部を画定する流体ベッセルと、第１の端部および第２の端部を有する第１のパイプであって、垂直軸に沿って互いに隣接して配設された複数の下降する曲線状のパイプループを形成するようにベッセルの周りに配置され、当該パイプループが垂直に積み重ねられた配設で互いに隣接する、第１のパイプと、第１のパイプの第２の端部と隣接する第１のパイプと流体連通する第１の下方端部を有するライザーであって、流体ベッセルと流体連通する第２の上方端部を有するライザーと、を備える。
二相流分離器システムは、環状渦クラスターシステムを備える。
燃料ラインに沿って燃料ベッセルと二相流分離器との間に流体的に配置された燃料ポンプ。
第１の二相流分離器システムの第１のパイプの第２の端部と流体連通する第１のセンサー、および第２の二相流分離器システムの第２の端部と流体連通する第２のセンサー、ならびに第１のセンサーによって測定された液体含有量を第２のセンサーによって測定された液体含有量と比較するように配置される制御システム。
燃料ベッセルは、第１の二相流分離器の第１のパイプの第１の端部と流体連通し、また第１の二相流分離器の第１のパイプの第２の端部は、エンジンと流体連通し、そして第２の二相流分離器の第１のパイプの第１の端部は、エンジンの排気ポートと流体連通し、また第２の二相流分離器の第１のパイプの第２の端部は、燃料ベッセルと流体連通する。
燃料供給ラインに沿って二相流分離器システムの第１のパイプの第２の端部と第２の燃料貯蔵タンクとの間に配置されるセンサー。
第１の燃料タンクは、バージ上にあり、また第２の燃料タンクは船の上にある。
第１の燃料タンクは、陸上にあり、また第２の燃料タンクは船舶の上にある。
二相流分離器システムおよび第１の燃料タンクは、バージの上にある。
センサーは、液体供給ラインに沿って二相流分離器と第２の貯蔵タンクとの間に配置される。
流れ分離器システムは、ブレンダーと流体連通する入口を有する曲線状の流れループと、ポンプと流体連通する出口とを備える。
曲線状の流れループは、流体ベッセルの周りに配置される。
曲線状の流れループと流体連通する第１の下方端部と、流体ベッセルと流体連通する第２の上方端部と、を有するライザー。
流体ベッセル内に配置され、かつ実質的に垂直なライザーの上方端部と流体連通する渦クラスターシステム。
流体ベッセルと流体連通する空気逃がしベッセル。
流れ分離器システムとポンプとの間に配置された流体分配マニホールド。
流れ分離器システムと流体連通する複数のブレンダー。
流れ分離器システムと流体連通する複数のポンプ。
１つ以上のブレンダーと流体連通して配置された流体分配マニホールド、および流体分配マニホールドと流体連通する複数の流れ分離器システム。
流体分配マニホールドは、複数の出口を含み、各マニホールド出口は、ポンプと流体連通し、流れ分離器システムは、各マニホールド出口と対応するポンプとの間に流体的に連結される。
曲線状の流れループは、複数の水平の向きにされ、流体ベッセルの周りに配置された、垂直に積み重ねられたループを備える。
実質的に垂直な軸に沿って形成され、かつ上方部分におけるポートおよび下方部分におけるポートを有する上方部分および下方部分を有する流体ベッセルで、ベッセル外径およびベッセル内径を有し、かつベッセル内部を画定するように、ベッセル壁から形成された流体ベッセル。
流体ベッセルの内部内に配置された渦クラスターシステム。
第１のパイプは、第１の端部および第２の端部を有し、第１の端部と第２の端部との間に形成された複数の曲線状のパイプループを伴い、ループは、互いに隣接して実質的に垂直な軸を中心として配設される。
複数の曲線状のパイプループは、垂直に積み重ねられた配設にあり、これにより各曲線状のパイプループは、実質的に水平である。
複数の曲線状のパイプループは、流体ベッセルの周りに配置される。
複数の曲線状のパイプループは、流体ベッセル内に配置される。
複数の曲線状のパイプループは、各々ベッセル外径より大きい内径を有し、また流体ベッセルの周りに垂直に積み重ねられた配設にあり、これにより各曲線状のパイプループは、実質的に水平である。
複数の曲線状のパイプループは、各々ベッセル内径より小さい外径を有し、また流体ベッセル内に垂直に積み重ねられた配設にあり、これにより各曲線状のパイプループは、実質的に水平である。
流体ベッセルの高さの一部分のみに沿って延在する複数の曲線状のパイプループ。
流体ベッセルの下方端部に隣接して配置される、流体入口から離隔した複数の垂直に積み重ねられたパイプループ。
第１のパイプの第２の端部に隣接する第１のパイプに沿って配置された気体出口ポート。
第１のパイプの第２の端部に隣接する第１のパイプの上面内に配置された気体出口ポート。
第１のパイプは、第２の端部に隣接する実質的に水平な部分を含み、第２の端部に液体出口を有する。
第１のパイプは、第２の端部に液体出口を有する第２の端部に隣接する実質的に水平な部分、および第１のパイプの実質的に水平な部分の上面に配置される気体出口ポートを含む。
気体出口ポートと流体連通する第１の下方端部と、流体ベッセルと流体連通する第２の上方端部と、を有するライザー。
ライザーは、実質的に垂直である。
ライザーの第２の上方端部は、流体ベッセルの上方部分と流体連通する。
ライザーの第２の上方端部は、渦クラスターシステムと流体連通する。
第１のパイプの第２の端部と流体連通する液体流線、流体ベッセルの下方部分と流体連通する第１の出口を含む液体流線、および第１の出口の下流の第２の出口。
第１のパイプの第２の端部と流体連通する液体流線、出口および液体流線に沿って第１のパイプの第２の端部と液体流線出口との間に位置付けられる背圧装置を含む液体流線。
液体流線に沿って第１の出口の上流に位置付けられた背圧装置。
流体ベッセル内の液体レベルを調整するために流体ベッセルの内部と流体連通する空気逃がし機構。
当該ライザーと流体連通する第１の端部と、当該ベッセルの中へと下方に延びる少なくとも１つの垂直に位置付けられた渦管に隣接する第２の端部と、を有するチャネルを形成する流体注入導管を備える渦クラスターシステム。
複数の渦管。
少なくとも２本の渦管。
各渦管は、側壁に開口部を有する円筒状の垂直な側壁部分を備え、開口部はチャネルに隣接する。
当該ライザーと流体連通する第１の端部、および当該ベッセルの中へと下方に延びる２本の離隔した垂直に位置付けられた渦管に隣接する第２の端部を有するチャネルを形成する流体注入導管を備える渦クラスターシステムであって、各管が円筒状の垂直な側壁を備え、側壁に開口部を有し、開口部はチャネルに隣接する。
前縁および後縁を備える開口部で、前縁とチャネルとの交差点において、前縁は概してチャネルと平行である。
渦管は、その中に形成された気体ポートを有する上方の第１の端部と、第２の開いた下方端部とを有する。
チャネルは、第１の端部から第２の端部へと延在し、チャネルの断面積は第１の端部から第２の端部へと狭くなる。
チャネルは、第１の端部から第２の端部へと延在し、チャネルは第１の端部と第２の端部との間で直線状である。
チャネルは、第１の端部から第２の端部へと延在し、チャネルは第１の端部と第２の端部との間で曲線がある。
チャネルは、第１の端部から第２の端部へと延在し、チャネルは第１の端部と第２の端部との間で螺旋状である。
チャネルは、第１の端部から第２の端部へと延在し、チャネルは第１の端部と第２の端部との間でテーパー状である。
チャネルは環状である。
当該ライザーと流体連通する第１の端部と、チャネルの長さの少なくとも一部分に沿って互いに離隔した複数の垂直に延在する渦管を有する第２の端部と、を有する直線状チャネルを形成する流体注入導管を備える渦クラスターシステムであって、各管は、当該ベッセルの中へと下方に延び、かつ円筒状の垂直な側壁を備え、側壁は開口部を有し、開口部は、チャネルに隣接する。
チャネルは、チャネルの各対向する側面に沿って位置付けられる少なくとも１本の渦管を有する対向する側面によって特徴付けられる。
チャネルの各対向する側面に沿って位置付けられ、側面の長さに沿って互いに離隔した３本の渦管を有する少なくとも６本の渦管。
直線状渦クラスターシステム。
環状渦クラスターシステム。
第１の端部と、第１の端部と第２の端部との間のチャネルの長さの少なくとも一部分に沿って互いに離隔した複数の垂直に延在する渦管を有する第２の端部と、を有する環状チャネルを形成する流体注入導管と流体連通する流体入口を備える渦クラスターシステムであって、各管は、当該ベッセルの中へと下方に延び、かつ円筒状の垂直な側壁を備え、側壁は開口部を有し、開口部は、チャネルに隣接する。
チャネルは、チャネルの各対向する側面に沿って位置付けられる少なくとも１本の渦管を有する対向する側面によって特徴付けられる。
チャネルは、対向する側面の各々が異なる半径を有する対向する側面によって特徴付けられ、複数の渦管は、より小さい半径を有する側面のみに沿って位置付けられる。
渦管に隣接する流体ベッセル。
流体ベッセルの周りに配置された渦管。
流体ベッセル内に配置される液体出口。
添加物供与源は、化学薬品タンクである。
添加物供与源は、固体貯蔵容器である。

同様に、様々な方法が記述されている。製品の製造方法は、流体をブレンダーへと導入することと、添加物をブレンダーへと導入することと、製品流体を製造するために流体を添加物と混合するためにブレンダーを利用することと、製品流体を主に気相から成る第１の流体構成成分および主に液相から成る第２の流体構成成分へと階層化するために、製品流体を複数の下降する曲線状のループを通して下向きに方向付けることと、第１の流体構成成分を階層化された製品流体から分離することと、を含んでもよい。二相流体流を、主に気相から成る第１の流体構成成分および主に液相から成る第２の流体構成成分へと分離する方法であって、方法は、二相流体流を第１の流体構成成分および第２の流体構成成分へと階層化するために、二相流体流を複数の下降する曲線状のループを通して下向きに方向付ける工程と、第１の流体構成成分を階層化された二相流体流から分離する工程と、取り出された第１の流体構成成分を渦管へと方向付ける工程と、第１の流体構成成分を主に液相から成る第３の流体構成成分と主に気相から成る第４の流体構成成分へと分離する工程と、を含む。二相流体流を、主に気相から成る第１の流体構成成分および主に液相から成る第２の流体構成成分へと分離する方法であって、方法は、二相流体流を、環状流路に沿って第１の流路端部と第２の流路端部との間で方向付ける工程と、二相流体流を第１の流体構成成分および第２の流体構成成分へと階層化するために、二相流体流の一部分を複数の下降する曲線状のループを通して下向きに取り出す工程と、第１の流体構成成分を階層化された二相流体流から分離する工程と、取り出された第１の流体構成成分を渦管へと方向付ける工程と、第１の流体構成成分を主に液相から成る第３の流体構成成分と主に気相から成る第４の流体構成成分へと分離する工程と、を含む。燃料流を、主に気相から成る第１の流体構成成分および主に液相から成る第２の流体構成成分へと階層化するために、燃料を燃料ベッセルから複数の下降する曲線状のループを通して下向きに送り出す工程と、第１の流体構成成分を階層化された二相燃料流から分離する工程と、取り出された第１の流体構成成分を渦管へと方向付ける工程と、第１の流体構成成分を主に液相から成る第３の流体構成成分と主に気相から成る第４の流体構成成分へと分離する工程と、第２の流体構成成分の体積を測定し、そしてその後、第２の流体構成成分をエンジン内で燃焼して排気を生成する工程と、排気流体流を、主に気相から成る第１の流体構成成分および主に液相から成る第２の流体構成成分へと階層化するために、排気を複数の下降する曲線状のループ通して下向きに方向付ける工程と、第１の流体構成成分を階層化された二相排気流から分離する工程と、取り出された第１の流体構成成分を渦管へと方向付け、そして第１の流体構成成分を主に液相から成る第３の流体構成成分と主に気相から成る第４の流体構成成分へと分離する工程と、排気流体流の第２の流体構成成分の体積を測定する工程と、測定された燃料流の第２の流体構成成分と排気流の第２の流体構成成分とを比較する工程と、を含む、エンジンを動作する方法。燃料流を、主に気相から成る第１の流体構成成分および主に液相から成る第２の流体構成成分へと階層化するために、燃料を燃料ベッセルから複数の下降する曲線状のループを通して下向きに送り出す工程と、第１の流体構成成分を階層化された二相燃料流から分離する工程と、取り出された第１の流体構成成分を渦管へと方向付ける工程と、第１の流体構成成分を主に液相から成る第３の流体構成成分と主に気相から成る第４の流体構成成分へと分離する工程と、第２の流体構成成分をエンジン内で燃焼する工程と、を含むエンジンを動作する方法。製品の製造において液体を利用する方法であって、方法は、流体をミキサーの中へと導入する工程と、添加物をミキサーの中へと導入する工程と、製品流体を製造するために流体を添加物と混合するためにミキサーを利用する工程と、製品流体を主に気相から成る第１の流体構成成分および主に液相から成る第２の流体構成成分へと階層化するために、製品流体を複数の下降する曲線状のループを通して下向きに方向付ける工程と、第１の流体構成成分を階層化された製品流体から分離する工程と、第２の流体構成成分をポンプへと方向付ける工程と、を含む。液体を、主に気相から成る第１の流体構成成分および主に液相から成る第２の流体構成成分を有する二相流体流へと階層化するために、液体を第１の液体貯蔵タンクから複数の下降する曲線状のループを通して下向きに送り出す工程と、階層化された二相流体流から第１の流体構成成分を分離する工程と、取り出された第１の流体構成成分を渦管へと方向付け、そして第１の流体構成成分を主に液相から成る第３の流体構成成分と主に気相から成る第４の流体構成成分へと分離する工程と、第２の流体構成成分と第３の流体構成成分とを組み合わせ、そして組み合わされた流れを第２の液体貯蔵ベッセルの中へと方向付ける工程と、を含む液体を移送する方法。二相流体流を、主に気相から成る第１の流体構成成分および主に液相から成る第２の流体構成成分へと分離する方法であって、方法は、二相流体流を第１の流体構成成分および第２の流体構成成分へと階層化するために、二相流体流を複数の下降する曲線状のループを通して下向きに方向付ける工程と、第１の流体構成成分を第２の流体構成成分から分離する工程と、階層化された二相流体流から離れる第１の流体構成成分分離の流れを促進するために、第１の流体構成成分の分離の下流に液体の波を形成するために第２の流体構成成分に背圧を印加する工程と、を含む。裸孔から回収された多相流体流を主に気相から成る第１の流体構成成分および主に液相から成る第２の流体構成成分へと処理する方法であって、方法は、裸孔からの流体流を生成する工程と、多相流体流を第１の流体構成成分および第２の流体構成成分へと階層化するために、裸孔流体流を複数の下降する曲線状のループを通して下向きに方向付ける工程と、第１の流体構成成分を階層化された多相流体流から分離する工程と、取り出された第１の流体構成成分を渦管へと方向付け、そして第１の流体構成成分を主に液相から成る第３の流体構成成分と主に気相から成る第４の流体構成成分へと分離する工程と、を含む。

以下の要素は、組み合わされてもよく、単独でもよく、または前述の方法実施形態のうちのいずれかに対して任意の他の要素と組み合わせてもよい。
取り出された第１の流体構成成分を渦管の中へと方向付けることと、第１の流体構成成分を、主に液相から成る第３の流体構成成分と、主に気相から成る第４の流体構成成分とに分離すること。
製品流体を牛乳を製造するために利用すること。
製品流体を化学薬品を製造するために利用すること。
製品流体をアスファルトを製造するために利用すること。
階層化された二相流体流から離れる第１の流体構成成分の流れを促進するために、第１の流体の構成成分分離の下流に液体の波を形成するように、第２の流体構成成分に背圧を印加すること。
流体流の主に気体状部分を渦クラスターシステムへと方向付けること。
流体流の主に液体部分をポンプへと方向付けること。
二相流体流は牛乳から成る。
二相流体流は化学薬品から成る。
二相流体流はバンカリング燃料から成る。
二相流体流はアスファルトから成る。
二相流体流は液体燃料から成る。
添加物は化学薬品である。
添加物は固体である。
添加物は液体である。
第２の流体構成成分と第３の流体構成成分とを組み合わされること。
第２の流体構成成分および第３の流体構成成分をエンジンへと注入すること。
第２の流体構成成分と第３の流体構成成分とを組み合わせ、かつ組み合わされた流体構成成分の体積を測定すること。

様々な実施形態を詳細に図示してきたが、本開示は、示された実施形態に限定されない。上記の実施形態の修正および適合が当業者に対して生じる場合がある。こうした修正および適合は、本開示の趣旨および範囲内である。

Claims (20)

1. 二相流分離器システムであって、
   実質的に垂直な軸に沿った高さＨを有し、さらに、上方ベッセル部分におけるポートと下方ベッセル部分におけるポートとを有する前記上方ベッセル部分および前記下方ベッセル部分、を有する流体ベッセルであって、前記流体ベッセルはベッセル外径およびベッセル内径を有しかつベッセル内部を画定するように、ベッセル壁で形成されている、前記流体ベッセルと、
   第１の端部および第２の端部を有する第１のパイプであって、前記第１のパイプは前記垂直軸に沿って互いに隣接して配設された複数の下降する曲線状のパイプループを形成するように前記垂直軸を中心として配置され、互いに隣接した前記パイプループが垂直に積み重ねられて配置される、前記第１のパイプと、
   前記第１のパイプの前記第２の端部に隣接して前記第１のパイプと流体連通する第１の端部を有するライザーであって、前記ライザーは前記第１の端部の上方かつ前記第１のパイプの前記第１の端部に隣接した第２の端部を有する、前記ライザーと、
   前記ライザーの前記第２の端部と流体連通する渦クラスターシステムと、を備える二相流分離器システム。
2. 前記垂直軸に沿って互いに隣接して配設され、前記垂直に積み重ねられ、複数の下降する曲線状のパイプループが、前記ベッセル内径より小さい外径を有し、かつ前記ベッセル内部内に配置される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記複数の曲線状のパイプループの各々が前記ベッセル外径より大きい内径を有し、かつ前記曲線状のパイプループの各々が実質的に水平であるように前記流体ベッセルの周りで垂直に積み重ねられた配置とされる、請求項１に記載のシステム。
4. 前記複数の曲線状のパイプループが、前記流体ベッセル前記高さＨの一部分のみに沿って延在し、かつ前記下方ベッセル部分において前記ポートの上方に離隔して配置される、請求項１に記載のシステム。
5. 前記第１のパイプが、前記第１のパイプの前記第２の端部における液体出口および前記実質的に水平な部分の上面に配置される気体出口ポートを有する、前記第１のパイプの前記第２の端部に隣接する実質的に水平な部分を含み、前記ライザーが実質的に垂直であり、かつ実質的に垂直な前記ライザーの前記第１の下方端部は、前記気体出口ポートと流体連通する、請求項１に記載のシステム。
6. 前記第１のパイプの前記第２の端部と流体連通する液体流線をさらに備え、前記液体流線は、前記下方ベッセル部分内の前記ポートと流体連通する第１の出口および第１の出口の下流の第２の出口を含む、請求項１に記載のシステム。
7. 前記第１のパイプの前記第２の端部と前記液体流線の第２の出口との間において前記液体流線に沿って位置付けられた背圧装置をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
8. 前記渦クラスターシステムが、前記ライザーの前記第２の端部と流体連通する流体注入導管を備え、前記流体注入導管が第１の端部および第２の端部を有するチャネルを形成し、前記第１の端部と前記第２の端部との間の前記チャネルの長さの少なくとも一部分に沿って互いに離隔した複数の垂直に延在する渦管を有し、各管が、前記ベッセルの中へと下方に延び、かつ円筒状の垂直な側壁を備え、前記側壁が開口部を有し、前記開口部が、前記チャネルに隣接する、請求項１に記載のシステム。
9. 前記渦クラスターシステムが、前記流体ベッセルの内部内に配置される、請求項１に記載のシステム。
10. 前記チャネルが、第１の端部から第２の端部へと延在し、かつ前記第１の端部と前記第２の端部との間で前記チャネルが直線状である、請求項８に記載のシステム。
11. 前記チャネルが、第１の端部から第２の端部へと延在し、かつ前記第１の端部と前記第２の端部との間で前記チャネルが曲線状である、請求項８に記載のシステム。
12. 前記チャネルが、第１の端部から第２の端部へと延在し、かつ前記第１の端部と前記第２の端部との間で前記チャネルがテーパー状である、請求項８に記載のシステム。
13. 二相流分離器システムであって、
    実質的に垂直な軸に沿った高さＨを有し、さらに、上方ベッセル部分におけるポートと下方ベッセル部分におけるポートとを有する前記上方ベッセル部分および前記下方ベッセル部分、を有する流体ベッセルであって、前記流体ベッセルはベッセル外径およびベッセル内径を有し、かつ流体ベッセル内部を画定するようにベッセル壁で形成された、前記流体ベッセルと、
    第１の端部および第２の端部を有する第１のパイプであって、前記垂直軸に沿って互いに隣接して配設された複数の下降する曲線状のパイプループを形成するように前記ベッセル外径に隣接して前記ベッセルの周りに配置され、前記パイプループが垂直に積み重ねられた配設で互いに隣接する、第１のパイプと、
    前記流体ベッセル内に配置される渦クラスターシステムと、
    前記下方ベッセル部分に隣接する第１の端部を有し、かつ前記第１のパイプの前記第２の端部と隣接する前記第１のパイプと流体連通するライザーであって、前記上方ベッセル部分に隣接し、かつ渦クラスターシステムと流体連通する第２の端部を有するライザー、を備える二相流分離器システム。
14. 前記複数の曲線状のパイプループが、前記流体ベッセルの前記高さＨの一部分のみに沿って延在し、かつ前記下方ベッセル部分において前記ポートの上方に離隔しており、前記第１のパイプが、前記第１のパイプの前記第２の端部における液体出口および前記実質的に水平な部分の上面に配置される気体出口ポートを有する、前記第１のパイプの前記第２の端部に隣接する実質的に水平な部分を含み、前記ライザーが実質的に垂直であり、かつ前記実質的に垂直なライザーの前記第１の下方端部は、前記気体出口ポートと流体連通する、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記第１のパイプの前記第２の端部と流体連通する液体流線であって、前記液体流線は、前記下方ベッセル部分内の前記ポートと流体連通する第１の出口および第１の出口の下流の第２の出口を含む、前記液体流線と、前記液体流線に沿って前記第１のパイプの第２の端部と前記液体流線の第２の出口との間に位置付けられた背圧装置と、をさらに備える、請求項１３に記載のシステム。
16. 前記渦クラスターシステムが、前記ライザーの前記第２の端部と流体連通する流体注入導管を備え、前記流体注入導管が第１の端部と第２の端部との間に延在する直線状チャネルを形成し、前記第１のチャネル端部と前記第２のチャネル端部との間の前記チャネルの長さの少なくとも一部分に沿って互いに離隔した複数の垂直に延在する渦管を有し、各管が、前記ベッセルの中へと下方に延び、かつ円筒状の垂直な側壁を備え、前記側壁が開口部を有し、前記開口部が、前記チャネルに隣接し、前記チャネルの前記第１の端部と前記第２の端部との間で前記チャネルがテーパー状である、請求項１３に記載のシステム。
17. 前記渦クラスターシステムが、前記ライザーの前記第２の端部と流体連通する流体注入導管を備え、前記流体注入導管が、第１の端部と第２の端部との間に延在するテーパー状の螺旋状チャネルを形成し、前記第１のチャネル端部と前記第２のチャネル端部との間の前記チャネルの長さの少なくとも一部分に沿って互いに離隔した複数の垂直に延在する渦管を有し、各管が、前記ベッセルの中へと下方に延び、かつ円筒状の垂直な側壁を備え、前記側壁が開口部を有し、前記開口部が、前記チャネルに隣接する、請求項１３に記載のシステム。
18. 二相流体流を、主に気相から成る第１の流体構成成分と主に液相から成る第２の流体構成成分とに分離する方法であって、
    前記二相流体流を前記第１の流体構成成分と前記第２の流体構成成分とに階層化するために、前記二相流体流を、複数の下降する曲線状のループを通して、下向きに方向付けることと、
    前記第１の流体構成成分を、前記階層化された二相流体流から分離することと、
    前記取り出された第１の流体構成成分を渦管へと方向付けることと、
    前記第１の流体構成成分を、主に液相から成る第３の流体構成成分と、主に気相から成る第４の流体構成成分とに分離することと、を含む方法。
19. 階層化された二相流体流から離れる第１の流体構成成分の流れを促進するために、第１の流体の構成成分分離の下流に液体の波を形成するように、前記第２の流体構成成分に背圧を印加することをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記第３の流体構成成分を、前記背圧の下流の前記第２の流体構成成分と組み合わせることをさらに含む、請求項１９に記載の方法。

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