JP2910224B2 - 気液分離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、気液分離装置に関するものである。

［従来の技術］ 例えば、気泡が混入した液体が容器に収容された場
合、地上では気泡に浮力が作用するので、気泡は浮力に
よって液面へ上昇し自然に液体から分離されてしまう
が、宇宙空間では気泡に浮力が作用しないので、自然に
はこのような分離現象が起こらず、気泡は液体に混入し
たままの状態に保たれる。

又、容器内に少量の液体を収容した場合、地上では重
力によって液体が容器の底部に溜まり上方には空間がで
きるが、宇宙空間では重力が作用しないので液体が容器
内に浮遊した状態となる。

従って、宇宙空間では、容器から気体と液体を確実に
分離して、その一方或いは両方を自在に取り出すことが
できるようにする必要がある。

［発明が解決しようとする課題］ このように、従来は、宇宙空間で容器から気体と液体
を確実に分離して、その一方或いは両方を自在に取り出
すことのできる気液分離装置がなかったので、例えば液
体と気体が混在している流体を貯溜している容器から液
体のみを取り出そうとする場合、液体がうまく取り出せ
ないとか、取り出した気体に気泡が多量に混入している
とかいう不都合を生じるおそれがあった。

本発明は、上述の実情に鑑み、宇宙空間でも地上で
も、容器から気体と液体を確実に分離して、その一方或
いは両方を自在に取り出すことのできる気液分離装置を
提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、非導電性流体が収容可能な容器に液体出口
を形成すると共に、前記容器の液体出口とは反対側の位
置に気体出口を形成し、前記容器内部にほぼ液体出口側
から気体出口側へ伸びる複数の電極を、液体出口側では
隣接する電極間の間隔が狭く、気体出口側では隣接する
電極間の間隔が広くなるように配設し、前記各電極に隣
接する電極では互に極性が異なるように電源を接続した
ことを特徴とする気液分離装置にかかるものである。

［作用］ 電極に電圧を印加すると、隣接する電極間の間隔は液
体出口側では狭く気体出口側では広くなっているので、
隣接する電極間には液体出口側が強く気体出口側が弱い
不均一電界が生じる。

すると、誘電率の大きい液体は電界が強い液体出口側
へ引寄せられ、誘電率の小さい気体は電界が弱い気体出
口側へ引寄せられる。

従って、液体は液体出口から気体は気体出口から確実
に取り出される。

［実 施 例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図〜第３図は、本発明の第一の実施例である。

内部に水素、酸素、純水、ヘリウム、フロン等の非導
電性流体１を収容可能な例えば球形の容器２を設ける。

該容器２内部に、容器２の直径方向に伸びる直線状の
電極３を配設すると共に、該電極３の回りに、両端が開
口するコーン状をした複数の電極4,5,6,7,8,9を、前記
直線状の電極３の一端側（第１図では下端側）では隣接
する電極３〜９間の間隔が狭く、直線状の電極３の他端
側（第１図では上端側）では隣接する電極３〜９間の間
隔が広くなるよう同心状に配設し、各電極３〜９を絶縁
材製の複数個の固定治具10を用いて容器２内部に支持固
定する。

又、コーン状をした各電極４〜９の少なくとも両端近
傍の位置に円形或いはスリット状等任意の形状をした流
体通過孔11（第２図では円形をしている）を形成する。

前記容器２の、前記直線状をした電極３の一端側の固
定治具10の周囲に複数の液体出口12を形成すると共に、
前記コーン状をした複数の電極４〜９の固定治具10近傍
に同様の液体出口12を複数形成し、前記容器２の外面に
各液体出口12を覆うヘッダ13及び該ヘッダ13に連通する
液体出口管14を接続する。

前記容器２の、前記直線状をした電極３の他端側の固
定治具10の周囲に複数の気体出口15を形成し、前記容器
２の外面に各気体出口15を覆うヘッダ16及び該ヘッダ16
に連通する気体出口管17を接続する。

前記各電極３〜９のうち、一つ置きに位置する電極4,
6,8を電源18の陽極に接続し、残りの電極3,5,7,9を電源
18の陰極に接続する。

尚、19は液体、20は気体、21は流体入口管、22はスイ
ッチ、23は液体出口管14の途中に設けられた弁、24は気
体出口管17の途中に設けられた弁である。

次に、作用について説明する。

水素、酸素、純水、ヘリウム、フロン等の非導電性流
体１を流体入口管21から容器２内へ送給し、容器２に流
体１を収容する。

この状態で、スイッチ22をオンにし、各電極３〜９に
電圧を印加する。

すると、第３図に示すように、各電極4,6,8及び3,5,
7,9間に電界が生じ、しかも、各電極３〜９間は一端側
が狭く他端側が広くなっているので、間隔の狭い一端側
の方が電界が強く、間隔の広い他端側の方が電界が弱い
不均一な電界が発生する。

そのため、誘電率の大きい液体19は電界の強い一端側
へ引寄せられ、誘電率の小さい気体20は電界の弱い他端
側へと引寄せられるので、液体19と気体20が分離される
ことになる。

従って、容器２内部で液体19は液体出口12へ向う力を
受け、気体20は気体出口15へ向う力を受けるので、液体
19を取り出したい場合には弁23を開けることにより、液
体19は各電極４〜９に形成した流体通過孔11及び液体出
口12を通ってヘッダ13へ集り、液体出口管14から取り出
され、気体20を取り出したい場合には弁24を開けること
により、気体20は各電極４〜９に形成した流体通過孔11
及び気体出口15を通ってヘッダ16へ集り、気体出口管17
から取り出される。

又、液体19と気体20の両方を取り出したいときには、
弁23,24を両方開けるようにすれば、前記と同様にして
液体19と気体20の両方が取り出される。

このような、気液分離装置は、宇宙施設では流体貯溜
用の気液分離タンクとして用いることができる他、第４
図に示すように、宇宙施設の冷却装置の途中に設けるこ
とができる。

第４図中、25はコールドプレート等の冷却器、26はラ
ジエータ等の放熱器、27は冷却器25と放熱器26との間に
フロン等の冷却液を循環させる流体ループ、28は流体ル
ープ27の冷却器25入側に接続されたポンプであって、本
発明の気液分離装置29はポンプ28の入側に接続されてい
る。

第４図の冷却装置では、ポンプ28によってフロン等の
冷却液に流体ループ27を循環させることにより、冷却液
の冷熱によって冷却器25で冷却を行なわせ、冷却器25か
ら熱を回収した冷却液を放熱器26へ移送させて冷却液の
熱を放熱器26から宇宙空間へ捨てさせ、放熱器26で熱を
放出した冷却液を再び冷却器25へ移送させ上記を繰返す
ようになっており、流体ループ27の途中に気液分離装置
29を設けることによって、冷却液の貯溜と、ポンプ28に
よる気泡吸い込み防止を行なうことができる。

第５図・第６図は、本発明の第二の実施例であり、立
方体状の容器30を用い、平板状の金網電極31〜43を用い
た他は、前記実施例と同様の構成を備えており、同様の
作用・効果を得ることができる。

尚、本発明は上述の実施例にのみ限定されるものでは
なく、地上で使用することも可能なこと、容器の形状は
円柱状等任意の形状とし得ること、電極の形状は短冊型
や櫛の歯状等任意の形状とし得ること、その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得る
ことは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の気液分離装置によれ
ば、宇宙空間でも地上でも、容器から気体と液体を確実
に分離して、その一方或いは両方を自在に取り出すこと
ができるという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例の全体側方断面図、第２
図は第１図の概略斜視図、第３図は本発明の原理図、第
４図は本発明の適用例を示す図、第５図は本発明の第二
の実施例の全体側方断面図、第６図は第５図の概略斜視
図である。 図中は１は流体、2,30は容器、3,4,5,6,7,8,9,31,32,3
3,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43は電極、12は液体出
口、15は気体出口、18は電源を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩冶 震太郎 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 今井 良二 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−88013（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B01D 19/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非導電性流体が収容可能な容器に液体出口
   を形成すると共に、前記容器の液体出口とは反対側の位
   置に気体出口を形成し、前記容器内部にほぼ液体出口側
   から気体出口側へ伸びる複数の電極を、液体出口側では
   隣接する電極間の間隔が狭く、気体出口側では隣接する
   電極間の間隔が広くなるように配設し、前記各電極に隣
   接する電極では互に極性が異なるように電源を接続した
   ことを特徴とする気液分離装置。