JP3223322B2 - 高容量翼板 - Google Patents

高容量翼板

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JP3223322B2 JP24527991A JP24527991A JP3223322B2 JP 3223322 B2 JP3223322 B2 JP 3223322B2 JP 24527991 A JP24527991 A JP 24527991A JP 24527991 A JP24527991 A JP 24527991A JP 3223322 B2 JP3223322 B2 JP 3223322B2
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ピアレス、マニュファクチュアリング、カムパニ
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D45/00Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/04Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia
    • B01D45/08Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia by impingement against baffle separators

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、翼板に関し、とりわけ
液−気の分離、例えば蒸気から凝縮物を、空気から海水
を、処理された気体から吸収性液体を分離するための翼
板に関する。
【0002】
【従来の技術】事実上すベての内燃機関は、機関の耐用
年数を伸ばすために、空気ろ過機構を利用して機関に流
入する吸気をできるかぎり汚染物質を含まない清浄なも
のとすることが必要である。この必要性は、機関が船上
に搭載され、利用しうる空気が塩分及び湿気を含むもの
である場合に特に重要である。そのような環境において
は、このような分離器に主に求められることの一つは、
空気から湿気を分離することである。船舶の機関がガス
タービンであり、湿気が小滴となってタービンのブレー
ドに衝突してひどい損傷を引き起こすおそれがある場
合、これは特に重要である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】容易に理解されるよう
に、そのような分離器のための船上の空間は多くの場合
大いに求められるものであるが、分離器は、機関に対す
る損傷を防ぐためにその機能を十分に発揮しなければな
らない。したがって、このような分離器の効率を高め、
小型化を進めることがますます求められている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様による
と、気流の方向に対して所定の角度をもって前縁から後
縁に延びる第一の部材を有する翼板を含む高容量翼板が
得られる。第二の部材は、第一の部材の後縁から、気流
の方向に対して第二の所定角度をもって延びている。該
第一及び第二の部材はそれぞれ第一及び第二の空洞が中
に形成されている。第一の部材の第一面には第一及び第
二の縦方向の開口が形成され、それぞれが、気流の方向
に対して垂直に延び、第一の部材の空洞の一つに通じて
いる。第二の部材の、第一面から反対側の第二面には第
一及び第二の縦方向の開口が形成され、それぞれが、気
流の方向に対して垂直に延び、第二の部材の各空洞に通
じている。
【0005】
【実施例】各図面を参照すると、同一の符号がいくつか
図面を通じて同様な部品を示している。図1は、翼板1
2のアセンブリから形成された分離器10であって、そ
の中を矢印14の方向に通過する気流から湿気を分離す
るための分離器10を概略して示す。
【0006】理解されるように、翼板12は、従来のも
のに比べて極めて高性能の翼板であり、求められる性能
基準が一定である場合に分離器10をより小型化するこ
とができるものである。
【0007】図2を参照すると、翼板12の構成が示さ
れている。好ましくは、翼板12は、アルミニウム押出
し成形から形成され、気流の方向にほぼ沿いながらもそ
れに対して所定の角度をもって延びる一連の箱状部材1
6及び18を画定している。各部材は中空であり、上流
側の空洞20及び翼板の全高にわたって延びる下流側の
空洞22を画定している。上流側の縦方向の開口又はス
ロット24が部材16の第一面26を介して上流側の空
洞20の中に延びている。同様なスロット28が下流側
の空洞22に通じている。
【0008】部材18の、第一面26から反対側の第二
面30は、空洞20及び22にそれぞれ通じる同様なス
ロット24及び28を有している。
【0009】図2に見られるように、湿気を含む空気が
矢印14の方向に流動すると、その一部は部材16の空
洞20及び22に入り、その中に生じる多方向性の渦巻
き気流が比較的高密度の湿気を分離し、その分離された
湿気を空洞沿いに分離器の底部に抜く。同様に、第一の
部材をよけて通った空気は、隣接する翼板の部材18中
の同様なスロットに衝突し、これがさらに気流を撹拌し
て湿気を分離することになる。
【0010】本発明の翼板は、あらゆる形態の液−気分
離に用いることができると理解されるであろう。空気か
らの湿気の分離は、この用途の単なる一例に過ぎない。
例えば、蒸気からの凝縮物の除去、さらに処理された気
体からの吸収性液体の除去にこの翼板を用いることもで
きる。
【0011】各空洞20及び22は、気流の方向に対し
てほぼ垂直である、横方向の厚さ又は奥行きDを有する
ということが理解される。このDの寸法は、翼板波長W
の1/45未満かつ翼板の尖頭間振幅Aの1/14未
満であり、なおかつ翼板の断面積の50%を越えるに至
る水抜き空間を提供するものであることが好ましい。し
かし、Dの寸法は、分離された流体を空洞沿いに抜く場
合に表面張力のおそれが生じるほどに小さいものであっ
てはならない。
【0012】ここに述べる水抜き空間とは、実際には、
各空洞20及び22の容積をその高さHで割ったもので
ある。この容積は、気流の方向にほぼ平行である各空洞
の長さL、奥行きD及び翼板の高さHによって決定され
る(図6参照)。翼板の断面積は、翼板の幅Wに翼板の
厚さDVを掛けたものである。
【0013】これらの関係により、分離された流体を再
び取り込むことなく、翼板を通過する気流の速度を増大
することが可能であり、翼板12の容量をこれまで公知
の構造よりも増大する。例えば、本発明に構造にしたが
って構成された翼板は、分離された流体を実質的に再び
取り込むことがなく、毎秒65フィートの気流が可能で
ある。一方、先行技術の構造は、かなりの再取り込みが
起こる前で、毎秒45フィートの速度しか許容すること
ができない。
【0014】このような構成では、翼板12は、33%
未満の気流収縮率をもって気流を通過させることがで
き、なおかつ、直径10μm程度の小滴を95%の効率
で分離するのに十分な曲折をも維持する。
【0015】図3を参照すると、本発明の第二の実施態
様を形成する翼板40が示されている。この翼板40に
おいては、一連の部材16、18、42及び44を用い
る。部材42及び44の構成は部材16及び18の構成
と同一であり、この翼板40は、湿気を除去する必要性
が非常に高い環境において使用されるであろう。
【0016】図4〜6を参照すると、本発明の第三の実
施態様を形成する翼板100が示されている。図5にも
っとも明確に示すように、翼板100は、第一の部材1
02と第二の部材104とを接合することによってそれ
ぞれが形成されるものである。部材102及び104は
炭素鋼製であることが好ましく、これらはスペーサー1
06の地点を溶接されて一体となり、上流側の空洞20
及び下流側の空洞22を画定している。図6にもっとも
明確に示すように、スロット24は、各部材の一つ置き
ごとのパネル108に形成され、それらの間にあるパネ
ル110が中実となっている。上流側の空洞20に通じ
るスロットは、長さの等しい一対のスロット112から
形成されることが好ましい。下流側の空洞22に通じる
開口は、中間部のスロット114及び、その外方にある
短めで長さの等しいスロット116から形成されること
が好ましい。
【0017】本発明の教示にしたがう翼板100から構
成された分離器においては、部材102及び104は寸
法特性において本質的に同一であり、パネル間の角度θ
は120°であった。各パネルについてXの寸法は1.
46インチであり、Yの寸法は約2.48インチであっ
た。翼板の高さHは約40インチであった。スロット1
12、114及び116はそれぞれ幅(寸法WS)約1
/4インチであった。スロット112は高さ(寸法T
1)約19.38インチであり、スロット114は高さ
(寸法T2)約14.5インチであり、スロット116
は高さ(寸法T3)約12インチであった。外方のスロ
ット112及び116は部材の上縁及び下縁からそれぞ
れ1/2インチ離れ、各スロットはその隣接するスロッ
トから1/4インチ離れていた。
【0018】図7を参照すると、本発明の第四の実施態
様を形成する翼板150が示されている。各翼板150
は、第一の部材152及び第二の部材154から形成さ
れ、これらの部材がスポット溶接されて一体となってい
る。この場合もまた、翼板150は鋼製であることが好
ましい。部材152及び154においては、一つ置きご
とのパネル156は、U字形のリッジ158がその中に
押し込まれており、これがパネル160に当たって上流
側及び下流側の空洞20及び22を画定している。そし
て、図示するように、翼板100と同様な方法でスロッ
ト24がパネル160に形成されている。
【0019】翼板40、100及び150はすべて、翼
板波長の1/45未満かつ翼板の尖頭間振幅の1/14
未満である、水抜きポケットの横方向の厚さDを有する
ことにおいて、なおかつ、翼板の断面積の50%を越え
るに至る水抜き空間を提供することにおいて、翼板とし
て構成されている。
【0020】図8〜11は、本発明に開示された翼板に
ついての、これまで公知の高性能翼板と比べて大幅に高
められた性能特性を示している。これらの数値は、本発
明の利点を明確に表すものである。
【0021】本発明のいくつかの実施態様を添付の図面
に示し、先に述べた詳細な説明に記載してきたが、本発
明は開示された実施態様に限定されるものではなく、本
発明の範囲及び精神から逸脱することなく、部品及び要
素の再構成、変形及び代用が数多く可能であることが理
解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施態様を形成する翼板から組
み立てられた分離器の斜視図である。
【図2】本発明の第一の実施態様を形成する翼板の水平
断面図である。
【図3】本発明の第二の実施態様を形成する翼板の水平
断面図である。
【図4】本発明の第二の実施態様を形成する鋼製翼板の
水平断面図である。
【図5】図4の翼板を形成する構成部品の水平断面図で
ある。
【図6】図4の翼板の構成部品の一つの側面図であり、
スロットの形成を示すものである。
【図7】本発明の第三の実施態様を形成する鋼製翼板の
水平断面図である。
【図8】本発明の翼板とこれまで公知の翼板との間の性
能比較を示すグラフである。
【図9】本発明の翼板とこれまで公知の翼板構造との間
で液容量を比較する図表である。
【図10】本発明の翼板とこれまで公知の翼板との間で
異なる流速について粒径効率を比較する図表である。
【図11】本発明の翼板とこれまで公知の翼板との間で
異なる流速について粒径効率を比較する図表である。
【符号の説明】
10 分離器 12 翼板 16、18 部材 20、22 空洞 24、28 スロット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−67580(JP,A) 特開 昭56−53716(JP,A) 特開 昭45−95270(JP,A) 実開 昭52−151480(JP,U) 実開 昭54−7470(JP,U) 実公 昭53−36555(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 45/08 B01D 53/26

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方向に流れる空気から湿気を分離する
    湿気分離器用の高容量翼板において、 気流の方向に対して所定の角度をなして前縁から後縁に
    延びる第一の部材であって、上流側の空洞がその中に形
    成され、下流側の空洞がその中に形成されている第一の
    部材と、 この第一の部材の後縁から、気流の方向に対して第二の
    所定の角度をなして延びる第二の部材であって、上流側
    の空洞がその中に形成され、下流側の空洞がその中に形
    成されている第二の部材と、 前記第一の部材の第一面には第一及び第二の縦方向のス
    ロットが気流の方向に対して垂直に形成され、前記各ス
    ロットがそれぞれ前記空洞の一つに通じており、前記第
    一の部材の第二面は、前記第一面と反対側に位置し、前
    記第二の部材の第一面は、前記第一の部材の第一面に実
    質的に隣接し、前記第二の部材の第二面は、前記第一の
    部材の第二面に実質的に隣接し、前記第二の部材の第二
    面には第一及び第二のスロットが気流の方向に対して垂
    直に形成され、前記各スロットが前記第二の部材の空洞
    に通じていることを特徴とする高容量翼板。
  2. 【請求項2】 気流から湿気を分離するために、気流の
    方向に垂直な方向に沿って複数の翼板が所定の間隔を置
    いて配置されている請求項1記載の高容量翼板。
  3. 【請求項3】 翼板を通過するときに気流が収縮し、翼
    板を通過するために必要な気流収縮率が33%未満であ
    り、なおかつ、直径10μm程度の小滴を95%の効率
    で分離する曲折が維持されている請求項1記載の高容量
    翼板。
  4. 【請求項4】 翼板波長及び尖頭間振幅を有し、前記第
    一及び第二の部材のそれぞれの前記上流側及び下流側の
    空洞がそれぞれ横方向の厚さを有し、この空洞の横方向
    の厚さが翼板波長の1/45未満かつ尖頭間振幅の1/
    14未満である請求項1記載の高容量翼板。
JP24527991A 1990-06-20 1991-06-20 高容量翼板 Expired - Lifetime JP3223322B2 (ja)

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