JP3833853B2

JP3833853B2 - ドレンセパレータ

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Publication number: JP3833853B2
Application number: JP17543499A
Authority: JP
Inventors: 隆志江草; 真作山田
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 1999-06-22
Filing date: 1999-06-22
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2019-06-22
Also published as: JP2001004503A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばガス分析等におけるサンプリングガス中のドレンを排除するためのドレンセパレートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車の排気ガス中における有害成分の排出量を計測する装置では、自動車からガス分析計に排気ガスを送る経路中に、この排気ガス（以下、サンプリングガス）中のドレンを排除するためのドレンセパレータが介装される。こうした計測装置では、応答性の良さが要求されることから小容積で分離能力の高いドレンセパレータが必要となり、各種の工夫がなされている。このようなドレンセパレータの一例を図４に示している。同図（ａ）において、５１はセパレート室５２を備える容器状の基体であり、この基体５１に、セパレート室５２を上方から塞ぐ蓋体５３が気密に取付けられている。この蓋体５３に、セパレート室５２に通ずるガス導入路５４とガス導出路５５とが設けられている。
【０００３】
基体５１には、セパレート室５２の底壁を貫通させてモータ５６が取付けられており、このモータ５６に円板５７が連結されている。この円板５７には、同図（ｂ）に示すように、合成樹脂から成る複数の棒状部材５８が上面に放射状に貼り付けられている。これら棒状部材５８が、同図（ａ）に示すように、スプリング５９によって蓋体５３の下面に当接するように構成されている。前記ガス導入路５４は、円板５７がモータ５６によって回転駆動されるときに各棒状部材５８が摺接する領域に設けられ、また、ガス導出路５５は、円板５７の中心領域、すなわち上記摺接領域よりも内側の空間領域に開口するように形成されている。
【０００４】
上記構成のドレンセパレータにおいては、セパレート室５２内を減圧した状態とし、また、ガス導出路５５の圧力をセパレータ室５２よりもさらに低圧力状態として、円板５７をモータ５６によって回転させながら、ガス導入路５４を通してセパレート室５２内にサンプリングガスが送り込まれる。このサンプリングガス中にドレンが含まれていると、このドレンは各棒状部材５８によって径方向外方に遠心分離され、これによってドレンが除かれたサンプリングガスが、中央部のガス導出路５５を通して外部に取出される。
【０００５】
ところで、モータ５６によって回転される円板５７を設けてドレンを遠心分離させる上記のドレンセパレータは、構成が複雑で高価なものとなり、また、モータ５６が水分に侵され易いことや、合成樹脂から成る棒状部材５８の磨耗に伴って性能が低下することから、メンテナンスを頻繁に行うことが必要になるという不具合を有している。
【０００６】
そこで、例えば実用新案登録公報第２５３５０９５号に、上記のような可動部材を設けることなくドレンの遠心分離を行うように構成されたドレンセパレータが開示されている。そのドレンセパレータは、図５に示すように、箱形のケース６１内に、下端にドレン排出口６２が接続された漏斗状の仕切り板６３を設けて構成され、仕切り板６３の上方空間がセパレート室６４として形成されている。ケース６１の上壁面には、サンプリングガスの導入管６５と導出管６６とが設けられ、導入管６５は、サンプリングガスを上記仕切り板６３の上面に向けて斜めに噴射するように、先端側を傾斜させた形状に形成されている。
【０００７】
このドレンセパレータにおいては、導入管６５を通してセパレート室６４内に流入したサンプリングガスが仕切り板６３の上面に沿って旋回し、このときの遠心力によって、サンプリングガス中のドレン分離が行われる。そして、ドレンが分離された後のサンプリングガスが導出管６６を通して上方に取出される。
【０００８】
しかしながら、上記構成のドレンセパレータにおいては、サンプリングガスが導出管６６を通して流出するまでのセパレート室６４内での滞留時間が長く、また、上方の導出管６６に向かうガスと、導入管６５から流入するガスとが交錯するような流れ状態がセパレート室６４内で生じるために、ドレン分離後のサンプリングガスと後から送られてくるガスとが混合されて、時間分解能（応答性）が悪くなるという不具合を有している。
【０００９】
そこで上記公報には、応答性を向上するために図６に示すようなドレンセパレータがさらに開示されている。このドレンセパレータは、裾広がりの円錐状空間から成るセパレート室７１を内部に有するケース（基体）７２を備え、このケース７２の下部側には、ドレンならびに排ガスの排出路７３が接続されている。一方、ケース７２の上端にガス導入管７４が接続され、このガス導入管７４内に、短冊状の薄い金属板を捩じった形状の螺旋部材７５が設けられている。
【００１０】
サンプリングガスは、ガス導入管７４通過時に螺旋部材７５によって螺旋状に旋回する気流となり、これがセパレート室７１に流入する。したがって、このような旋回流からドレンが遠心分離され、セパレート室２を囲う周面に付着して流下する。これに伴い、旋回しながら下降するサンプリングガスの中心部には、ドレンが極めて少ないガス流が存在することになり、このガスが、ケース７２の底壁を貫通して上方に延びるガス導出管７６を通して、外部に取り出されるようになっている。
【００１１】
したがって、このドレンセパレータにおいては、ガス導入管７４からセパレート室７１内に流入してこのセパレート室７１の周壁に沿って螺旋状に旋回しながら流下するガスの内側で、ガス導出管７６にガスが抽出されるので、これらガスは互いに交錯せず、これによって応答性を向上し得るようになっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示した構成のドレンセパレータでは、セパレータ室７１が据広がりの形状に形成されてその容積が大きいために、サンプルガス流量とセパレータ室７１の容積とが一定の比率以下の場合にはこのセパレータ室７１内でのガスの滞留時間が長くなり、この結果、セパレータ室７１内でのガス成分の拡散に起因して、必ずしも充分に満足し得る応答性を得難いという問題を有することがある。
【００１３】
また、上記構成のドレンセパレータでは、ガス導出管７６がセパレート室７１内で上方に向いて開口しており、このため、サンプルガス中のドレンが大量にあるとき、ドレン分離性能が低下し易いという問題も有することもある。また、例えば圧力変動等に起因して所期のドレン分離性能が安定して得られなくなる。
【００１４】
さらに、上記のドレンセパレータでは、螺旋状に形成した螺旋部材７５をガス導入管７４内に配置した構成で構造的に複雑になり易く、全体的な製作費が高くなるという問題も有している。
【００１５】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、応答性やドレン分離性能に優れ、また、全体的な構成をより簡素なものとし得るドレンセパレータを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項１のドレンセパレータは、上部側にガス導入口を、下部側に排出口を備えるセパレート室を設け、ガス導入口を通してセパレート室に流入したガスがセパレート室を囲う周面に沿って螺旋状に旋回しながら流下するように形成したドレンセパレータであって、上記セパレート室を略円柱状の空間形状に形成すると共に、このセパレート室の中心側で下方に向いて開口するガス導出管を設け、該ガス導出管を上下に移動可能に取付けていることを特徴としている。
【００１７】
この構成によれば、セパレート室が略円柱状の空間形状に形成されているので、螺旋状に旋回しながら流下する流れ状態を損なうことなく、かつ、このセパレート室の容積を極力小さなものとすることができる。したがって、このセパレート室でのガスの滞留時間が短くなり、これによって、セパレータ室内でのガス成分の拡散も小さくなって応答性が向上する。しかも、ガス導出管が旋回流の中心側で下方に向いて開口しているので、旋回流から遠心分離されて下方に流下するドレンが上記開口を通してガス導出管に流入するおそれは殆ど生じないので、ドレン分離性能も向上する。また、ガス導出管を上下に移動可能に取付けていることから、例えばセパレート室への流入ガス中に見込まれるドレンの含有率が変化する場合でも、それぞれドレンが充分に分離されたガスを取り出し得るようにすることができる。すなわち、セパレート室内における旋回流の中心側ガス中のドレン含有率は下方にいくほど小さくなり、また応答性は低下する。また、流入ガス流量が多い程、分離するのに必要な容積は大きくなる。そこで、流入ガス中に見込まれるドレンの含有率やガス流量に応じてガス導出管を上下に移動させてその開口端の位置を調整することにより、ドレン分離性能を損なうことなく、かつ、より良好な応答性が維持された状態とすることができる。
【００１８】
請求項２のドレンセパレータは、上記ガス導出管をセパレート室の中心に沿って上方からの垂下形状に形成していることを特徴としている。
【００１９】
この構成によれば、ガス導出管は、セパレート室を囲う周面に沿って流下する旋回流と交錯しないので、この流れ状態がセパレート室内の全体にわたって乱されずに、スムーズに下方へと流下する。したがって、これによってもセパレート室内でのガスの滞留時間が短くなるので応答性が向上し、かつ、ドレン分離性能も向上する。
【００２０】
請求項３のドレンセパレータは、上記セパレート室を囲う周面にガス導入口を開口させ、かつ、このガス導入口から上記周面に沿ってガスがセパレート室内に噴射されるように、ガス導入口へのガスの導入路の方向をセパレート室の中心に対してオフセットさせて形成していることを特徴としている。
【００２１】
この構成によれば、セパレート室に流入するガスは、オフセットしたガス導入路を通してセパレート室の周面に沿って噴射される。そして、この周面が断面円形であるので、この周面に沿って旋回する流れとなり、かつ、排出口に向かう下方向の流れ方向が加わって、セパレート室内で螺旋状の旋回流が得られる。したがって、この構成では、セパレート室の周面形状とガス導入路とを上記のように形成するだけで螺旋状に旋回する流れ状態を得ることができ、螺旋状の気流を生じさせるための格別の部材を別途設ける必要がないので、全体の構成をより簡素なものとすることができる。
【００２２】
請求項４のドレンセパレータは、上記ガス導出管の外周面に、螺旋状の気流案内溝を形成していることを特徴としている。
【００２３】
この構成によれば、セパレート室に流入したガスは、ガス導出管の外周面の気流案内溝によって案内されて、螺旋状の旋回流となってセパレート室内を流下する。この場合、上記のような案内溝は、例えばガス導出管の外周面に線状、或いは帯状部材を螺旋状に巻き付ける構造、又はガス導出管の外周面に螺旋状に溝加工を施すことによって容易に形成することができる。したがって、前記した従来例のように単体で螺旋形状に形成する部材を設ける構成に比べ、全体の製作費をより安価なものとすることができる。
【００２４】
請求項５のドレンセパレータは、上記セパレート室を囲う周面に螺旋状の気流案内溝を形成していることを特徴としている。
【００２５】
この構成によっても、セパレート室に流入したガスは、セパレート室を囲う周面の気流案内溝によって案内されて、螺旋状の旋回流となってセパレート室内を流下する。この場合の案内溝も、例えばセパレート室の周面に雌ねじ加工を施すような加工法の採用で形成することができ、したがって、従来例のように単体で螺旋形状に形成する部材を設ける構成に比べ、全体の製作費をより安価なものとすることができる。
【００２６】
【００２７】
【００２８】
請求項６のドレンセパレータは、セパレート室の下端が、テーパ状の周面で囲われる集水部を介して、セパレート室よりも小径の排出口に連なるように形成していることを特徴としている。
【００２９】
すなわち、セパレート室の下端側にセパレート室よりも小径の排出口を設け、この排出口を通して、遠心分離されたドレンをガスと共にセパレート室内から排出する構成とする場合に、セパレート室と排出口との間を段差状にせずに、上記のようにテーパ状にすることによって、セパレート室から排出口へと至る領域でのガス流れに乱れが生じることが抑えられ、ひいては、セパレート室内においても、螺旋状の旋回流に乱れを生じさせずに、スムーズに下方へと流下させることができる。したがって、これによってもドレンの分離性能が損なわれず、かつ、良好な応答性を維持することが可能となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕次に、本発明の具体的な実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１（ａ）に示すように、本実施形態に係るドレンセパレータ１は、軸心をほぼ垂直にして配置された厚肉円筒状の基体２と、この基体２の内部空間に上方から挿入されたガス導出体３とを備えている。
【００３１】
基体２には、その軸心に沿って上下に貫通する貫通穴が設けられ、この貫通穴の径を上端側から段階的に径小にすることによって、基体２内に、上端側からガス導出体取付空間４・セパレート室５・ドレン排出口６が順次形成されている。これら各空間４・５・６は、互いに径の異なる円柱形状に形成されている。なお、ガス導出体取付空間４を囲う周面には雌ねじ４ａが形成されている。また、このガス導出体取付空間４とセパレート室５との間は段差状に形成される一方、セパレート室５とドレン排出口６との間には、テーパ面７ａで囲われるドレン集水部７が設けられている。
【００３２】
ガス導出体３には、その外周形状を上端側から順次径小にすることによって、取付部１１・嵌挿部１２・ガス取出部１３が設けられている。取付部１１には、その外周面に雄ねじ１１ａが形成され、この雄ねじ１１ａを上記雌ねじ４ａに螺着させて、このガス導出体３が基体２に固定される。
【００３３】
嵌挿部１２は、セパレート室５を囲う周面５ａに内嵌される外形寸法で形成され、この嵌挿部１２が、セパレート室５の上端側に嵌挿される。この嵌挿領域の外周面には、セパレート室５を囲う周面５ａとの間をシールするためのＯリング１４が装着されている。
【００３４】
ガス取出部１３は、嵌挿部１２の下端面から、基体２の軸心上を下方に延びる形状で形成され、その下端面が、セパレート室５における上下方向の略中間高さ付近に位置する長さ寸法で形成されている。そして、このガス取出部１３の下端に開口するガス導出路１５が、このガス導出体３を上下に貫通する形状で形成されている。したがって、本実施形態では、上記ガス取出部１３の部分でガス導出管が形成されて、これがガス導出体３に一体に設けられた構成となっている。
【００３５】
一方、基体２には、ガス取出部１３の下端と、その上方の嵌挿部１２の下端面との間の高さ領域に、この領域の側壁を略水平に貫通するガス導入路１６が形成されている。このガス導入路１６の内方端は、セパレート室５の周面５ａにガス導入口１６ａとして開口している。
【００３６】
上記ガス導入路１６は、同図（ｂ）に示すように、セパレート室５の中心に対してオフセットした形状、すなわち、セパレート室５の中心とガス導入口１６ａとを結ぶ直線Ｌｃに対し、所定の交差角αで交わる直線Ｌαに沿う直線状に形成されている。
【００３７】
上記構成のドレンセパレータ１を、自動車の排ガス中における有害成分の排出量を計測する装置に組込んで使用するときの使用状態について説明する。この場合、ガス導出体３のガス導出路１５の上端開口に図示しないガス導出配管が接続され、また、ドレン排出口６には図示しないドレン配管が接続される。一方、図１（ａ）に示すように、ガス導入路１６には、熱交換器２１が付設されたガス導入配管２２が接続される。自動車の排ガスは、ガス導入配管２２を通過する際に、熱交換器２２によって例えば６０℃から５℃程度の所定の温度に冷却されて、セパレート室５内に送り込まれる。なお、同図において２３はクーラーである。また、このようなガス分析は、セパレート室５内を大気圧よりも低い減圧状態とし、また、ガス導出路１５内はそれ以下に調圧されて行われる。
【００３８】
自動車からの排ガス（以下、サンプリングガスという）は、熱交換器２２による冷却時の温度低下に伴って結露し、気液二相流となってドレンセパレータ１のガス導入路１６を通してセパレート室５内に流入する。このとき、ガス導入口１６ａからは、ガス導入路１６が前記したようなオフセット形状であるため、図１（ｂ）に矢印で示すように、セパレート室５の周面５ａに沿ってこのセパレート室５内に噴射され、これによって、流入したサンプリングガスは、上記の周面５ａに沿って旋回する流れとなる。この結果、同図（ａ）に示すように、セパレート室５内の全体に、上記のガス導入口１６ａから、ドレン排出口６に向かって螺旋状に流下する気流が生じる。
【００３９】
ドレンセパレータ１内で上記のような流れ状態となるサンプリングガスは、ガス導入口１６ａから広い空間のセパレート室５内に噴射された際に、ガス導入路１６と比べて圧力の低い減圧下に置かれることで、ガス中の水分の結露がこの時点でも生じる。こうして生じた結露水（ドレン）は、セパレート室５内における螺旋状の流れの中から遠心分離され、セパレート室５の周面５ａに付着する。付着したドレンはこの周面５ａに沿って流下し、ドレン排出口６から前記したドレン配管を通して、一部のサンプリングガスと共に外部に排出される。
【００４０】
一方、セパレート室５内の螺旋状の気流から上記のようにドレンが遠心分離される結果、このセパレート室５内における中心側では、ガス流中のドレンの含有率がガス導入口１６ａから下方に至るほど低下する。そしてこの領域に、ガス導出体３のガス導出路１５が開口していることから、このガス導出路１５を通して、ドレンの含有率が極めて少ないサンプリングガス、或いはドレンを殆ど含まないサンプリングガスが吸い出される。そして、このサンプリングガスが、前記ガス導出配管を通して、これに接続されている図示しないガス分析計に送り込まれてガス分析が行われる。
【００４１】
以上のように、本実施形態においては、セパレート室５が円柱状の空間形状に形成されているので、螺旋状に旋回しながら流下する流れ状態を損なうことなく、かつ、このセパレート室５の容積を極力小さなものとすることができる。したがって、このセパレート室５でのガスの滞留時間が短くなり、これによって、セパレート室５内でのガス成分の拡散も小さくなって応答性が向上する。しかも、ガス導出路１５が旋回流の中心側で下方に向いて開口しているので、旋回流から遠心分離されて下方に流下するドレンが上記開口を通してガス導出路１５に流入するおそれは殆ど生じず、これによってドレン分離性能も向上する。
【００４２】
また、ガス導出路１５が形成されているガス取出部１３は、セパレート室５の中心に沿って上方からの垂下形状に形成されているので、セパレート室５の周面５ａに沿って流下する旋回流とガス取出部１３とは交錯せず、したがって、上記の流れ状態がセパレート室５内の全体にわたって乱されずに、スムーズに下方へと流下する。したがって、これによってもセパレート室内でのガスの滞留時間が短くなるので応答性が向上し、かつ、ドレン分離性能も向上する。
【００４３】
さらに本実施形態では、ガス導入路１６をセパレート室５の中心に対してオフセットさせることによって、セパレート室５内で螺旋状の気流が生じるようになっており、この構成では、螺旋状の気流を生じさせるための格別の部材を別途設ける必要がないので、全体の構成がより簡素なものとなっている。
【００４４】
さらに、ガス導入路１６が形成されているガス導出体３は、図１（ａ）に示されているように、基体２におけるガス導出体取付空間４への取付部１１の締め込み位置を変えることで、このガス導出体３、すなわち、ガス導入路１６の下端開口位置を上下に移動可能になっている。これにより、例えばセパレート室５への流入ガス中に見込まれるドレンの含有率やガス流量の変化に応じてガス導出体３の取付位置を変えることで、それぞれドレンが充分に排除されたガスを取り出すようにすることができる。
【００４５】
つまり、セパレート室５内における旋回流の中心側ガス中のドレン含有率は、下方にいくほど小さくなる。また、流入ガス流量が多い程、分離するのに必要な容積は大きくなる。そこで、流入ガス中に見込まれるドレンの含有率やガス流量が大きい場合には、ガス導入路１６の開口端がより下側に位置するように、ガス導出体３の取付位置を設定することで、ガス導入路１６を通して、ドレンが充分に排除されたガスを取り出すことができる。一方、流入ガス中に見込まれるドレンの含有率が小さい場合やガス流量が少ない場合には、ガス導入路１６の開口端がより上側に位置するようにすることで、このガス導入路１６を通して、上記同様にドレンが充分に排除されたガスを取り出すことができ、しかも、この場合には、応答性も向上する。
【００４６】
このように、ガス導出体３が上下に移動可能に設けられていることにより、流入ガス中に見込まれるドレンの含有率の変化に対応して、それぞれドレンが充分に排除されたガスを取り出すようにすることが可能となっている。
【００４７】
一方、上記のドレンセパレータ１においては、セパレート室５の下端は、テーパ面７ａで囲われたドレン集水部７を介して、セパレート室５よりも小径のドレン排出口６に連なるように形成されている。したがって、セパレート室５からドレン排出口６へと至る領域でのガス流れにも極力乱れが生じず、ひいては、セパレート室５内においても、螺旋状の旋回流に乱れが生じることなく、スムーズに下方へと流下するので、これによってもドレンの分離性能が損なわれず、かつ、良好な応答性を維持することができる。
【００４８】
〔第２実施形態〕図２には、本発明の他の実施形態におけるドレンセパレータ１を示している。なお、説明の便宜上、前記図１を参照して説明した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記してその説明を省略する。
【００４９】
本実施形態におけるドレンセパレータ１は、上面において開口するセパレート室５を内部に有する基体２を設けて形成され、上記セパレート室５は、前記同様に円柱状の空間形状で形成されている。このセパレート室５の下端側には、前記同様のドレン集水部７とドレン排出口６とが順次形成されている。
【００５０】
一方、基体２の上面には、セパレート室５の上端開口を覆う蓋体３１が、Ｏリング３２を介して気密に取付けられている。この蓋体３１の下面に、セパレート室５の軸心上を下方に延びるガス取出部１３が一体形成され、このガス取出部１３と蓋体３１とを上下に貫通する形状で、ガス導出路１５が形成されている。そして、ガス取出体１３の外周面に、例えば適当な線径の針金から成る気流案内部材３３が巻き付けられている。この気流案内部材３３は、適度に粗いピッチで螺旋状に巻装され、これによって、隣合う各部材３３・３３間に螺旋状の気流案内溝３３ａが形成されている。
【００５１】
なお本実施形態においては、セパレート室５の上方を覆う蓋体３１に、ガス導入路１６が形成されている。このガス導入路１６は、セパレート室５の周面５ａとガス取出部１３の外周面との間でセパレート室５内に開口する位置に形成されている。
【００５２】
この構成のドレンセパレータ１においては、ガス導入路１６を通してセパレート室５内に流入したサンプリングガスは、セパレート室５の周面５ａとガス取出部１３の外周面との間を流下する際、ガス取出部１３の外周面に形成されている気流案内部材３３（気流案内溝３３ａ）に案内されて、螺旋状に旋回する気流となる。これにより、前記同様に、このサンプリングガス中のドレンが遠心分離され、ガス取出部１３の下端側に達したサンプリングガスの中心側領域では、殆どドレンを含まないものとなる。そして、この領域のガスが、ガス導出路１５を通して外部に取り出される。
【００５３】
このように、本実施形態では、ガス取出部１３の外周面に気流案内部材３３を螺旋状に巻き付けた構成とすることによって、セパレート室５内で螺旋状に旋回しながら流下する気流が形成される。このような構成は、前記図６を参照して前記した従来例のように単体で螺旋形状に形成する部材を設ける構成に比べて容易に作製できるので、全体の製作費をより安価なものとすることができる。また、この構成では、ガス導入路１６をガス導出路１５に隣接させてこれに平行に設けることができるので、これらガス導入路１６とガス導出路１５に外部からそれぞれ接続される配管も一箇所にまとめられて全体がよりコンパクトになり、これによってレイアウトの自由度が向上する。
【００５４】
〔第３実施形態〕図３には、本発明のさらに他の実施形態におけるドレンセパレータ１を示している。このドレンセパレータ１は、セパレート室５が形成された基体２の上面に、前記第２実施形態とほぼ同様に形成された蓋体３１が取付けられ、この蓋体３１には、その下面からセパレート室５内を下方に延びるガス取出部１３の上端側に、このガス取出部１３よりも径大なねじ締結部３４が設けられている。このねじ締結部３４を、セパレート室５の周面５ａに形成されている雌ねじに螺着させて、この蓋体３１が基体２に固定されている。
【００５５】
そして、このドレンセパレータ１では、上記雌ねじが、ねじ締結部３４の締結領域よりも下側の前記ドレン集水部７近傍の位置まで形成され、これによって、セパレート室５の周面５ａに螺旋状の気流案内溝３５が形成されている。なお、ガス導入路１６は、前記第１実施形態と同様に、基体２の側壁を略水平に貫通する形状で、ねじ締結部３４の下端面よりやや下側の高さ位置に形成されているが、このガス導入路１６は、前記したオフセット状ではなく、セパレート室５の中心を通る半径方向の直線に沿って形成されている。
【００５６】
この構成のドレンセパレータ１においては、ガス導入路１６を通してセパレート室５内に流入したサンプリングガスは、セパレート室５の周面５ａとガス取出部１３の外周面との間を流下する際、上記周面５ａに形成されている螺旋状の気流案内溝３５によって、螺旋状に旋回する気流となる。これにより、前記同様に、このサンプリングガス中のドレンが遠心分離され、ガス取出部１３の下端側に達したサンプリングガスの中心側領域では、殆どドレンを含まないものとなって、この領域のガスが、ガス導出路１５を通して外部に取り出される。
【００５７】
このように、本実施形態では、セパレート室５の周面５ａにねじ加工を施すことによってセパレート室５内で螺旋状に旋回しながら流下する気流を生じさせる構成となっている。したがって、この場合には、螺旋流を生じさせるための格別の部材を別途必要とせず、しかも、その製作も容易であるので、全体の製作費をさらに安価なものとすることができる。
【００５８】
以上にこの発明の具体的な実施形態について説明したが、この発明は上記各形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更することが可能である。例えば上記では、図２を参照して、ガス導入路１６を蓋体３１に設けた例を第２実施形態として説明したが、このガス導入路１６を基体２の側壁を貫通する形状で設ける構成とすることも可能である。また、この場合には、ガス導入路１６を第１実施形態と同様にオフセットした形状で設け、これと、ガス取出部１３外周の気流案内部材３３とを協同させて、セパレート室５内に螺旋状の気流を生じさせる構成とすることも可能である。
【００５９】
また、図３を参照して説明した第３実施形態では、ガス導入路１６をセパレート室５の中心を通る半径方向に沿って形成した例を挙げたが、これも、第１実施形態と同様にオフセットした形状として、セパレート室５の周面５ａに形成した気流案内溝と協同させて螺旋状の気流を生じさせる構成とすることや、さらにこれに加えて、ガス取出部１３の外周に第２実施形態と同様の気流案内部材３３を設けた構成等とすることも可能である。
【００６０】
また、上記では自動車の排ガス中の成分分析装置に組み込まれるドレンセパレータを例に挙げたが、その他の任意のドレンセパレータに本発明を適用して構成することが可能である。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１のドレンセパレータにおいては、セパレート室が略円柱状の空間形状に形成されているので、螺旋状に旋回しながら流下する流れ状態を損なうことなく、かつ、このセパレート室の容積を極力小さなものとすることができる。したがって、このセパレート室でのガスの滞留時間が短くなり、これによって、セパレータ室内でのガス成分の拡散も小さくなって応答性が向上する。しかも、ガス導出管が旋回流の中心側で下方に向いて開口しているので、旋回流から遠心分離されて下方に流下するドレンが上記開口を通してガス導出管に流入するおそれは殆ど生じないので、ドレン分離性能も向上する。また、ガス導出管を上下に移動可能に取付けた構成であり、この場合、例えばセパレート室への流入ガス中に見込まれるドレンの含有率やガス流量の変化に応じてガス導出管の取付位置を変えることで、それぞれドレンが充分に排除されたガスを取り出すようにすることができる。
【００６２】
請求項２のドレンセパレータにおいては、ガス導出管をセパレート室の中心に沿って上方からの垂下形状に形成しているので、セパレート室を囲う周面に沿って流下する旋回流とガス導出管とは交錯せず、したがって、上記の流れ状態がセパレート室内の全体にわたって乱されずに、スムーズに下方へと流下する。したがって、これによってもセパレート室内でのガスの滞留時間が短くなるので応答性が向上し、かつ、ドレン分離性能も向上する。
【００６３】
請求項３のドレンセパレータにおいては、セパレート室を囲う周面にガス導入口を開口させて、このガス導入口へのガスの導入路の方向をセパレート室の中心に対してオフセットさせて形成することによって、セパレート室内で螺旋状の気流が生じるように形成しており、この構成では、螺旋状の気流を生じさせるための格別の部材を別途設ける必要がないので、全体の構成をより簡素なものとすることができる。
【００６４】
請求項４のドレンセパレータにおいては、ガス導出管の外周面に形成した螺旋状の気流案内溝によって、セパレート室内で螺旋状の気流を生じさせるように構成されており、上記のような案内溝は、例えばガス導出管の外周面に線状、或いは帯状部材を螺旋状に巻き付ける構造、又はガス導出管の外周面に螺旋状に溝加工を施すことによって簡単に形成することができるので、全体の製作費をより安価なものとすることができる。
【００６５】
請求項５のドレンセパレータにおいては、セパレート室を囲う周面に形成した螺旋状の気流案内溝によって、セパレート室内で螺旋状の気流を生じさせるように構成されており、この場合の気流案内溝も、例えばセパレート室の周面に雌ねじ加工を施すような加工法の採用で簡単に形成することができ、したがって、全体の製作費をより安価なものとすることができる。
【００６６】
【００６７】
請求項６のドレンセパレータにおいては、セパレート室の下端が、テーパ状の周面で囲われる集水部を介して、セパレート室よりも小径の排出口に連なるように形成され、したがって、セパレート室から排出口へと至る領域でのガス流れに乱れが生じなくなり、ひいては、セパレート室内においても、螺旋状の旋回流に乱れが生じることなく、スムーズに下方へと流下するので、これによってもドレンの分離性能が損なわれず、かつ、良好な応答性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるドレンセパレータを示すもので、同図（ａ）は熱交換器が付設された上記ドレンセパレータの縦断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態におけるドレンセパレータの縦断面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施形態におけるドレンセパレータの縦断面図である。
【図４】従来のドレンセパレータを示すものであって、同図（ａ）は縦断面図、同図（ｂ）は上記ドレンセパレータに組み込まれている円板の平面図である。
【図５】従来の他のドレンセパレータを示す縦断面図である。
【図６】従来のさらに他のドレンセパレータを示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ドレンセパレータ
５セパレート室
５ａ周面
６ドレン排出口
７ドレン集水部
７ａテーパ面
１３ガス取出部（ガス導出管）
１５ガス導出路
１６ガス導入路
１６ａガス導入口
３３ａ気流案内溝
３５気流案内溝

Claims

上部側にガス導入口を、下部側に排出口を備えるセパレート室を設け、ガス導入口を通してセパレート室に流入したガスがセパレート室を囲う周面に沿って螺旋状に旋回しながら流下するように形成したドレンセパレータであって、上記セパレート室を略円柱状の空間形状に形成すると共に、このセパレート室の中心側で下方に向いて開口するガス導出管を設け、該ガス導出管を上下に移動可能に取付けていることを特徴とするドレンセパレータ。
上記ガス導出管をセパレート室の中心に沿って上方からの垂下形状に形成していることを特徴とする請求項１のドレンセパレータ。
上記セパレート室を囲う周面にガス導入口を開口させ、かつ、このガス導入口から上記周面に沿ってガスがセパレート室内に噴射されるように、ガス導入口へのガスの導入路の方向をセパレート室の中心に対してオフセットさせて形成していることを特徴とする請求項１または２のドレンセパレータ。
上記ガス導出管の外周面に、螺旋状の気流案内溝を形成していることを特徴とする請求項１から３のいずれかのドレンセパレータ。
上記セパレート室を囲う周面に螺旋状の気流案内溝を形成していることを特徴とする請求項１から４のいずれかのドレンセパレータ。
セパレート室の下端が、テーパ状の周面で囲われる集水部を介して、セパレート室よりも小径の排出口に連なるように形成していることを特徴とする請求項１から５のいずれかのドレンセパレータ。