JP4052827B2 - 遠心式気液分離装置 - Google Patents
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- F01M2013/0427—Separating oil and gas with a centrifuge device the centrifuge device having no rotating part, e.g. cyclone
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、略円筒状の気液分離室および略円錐状の液体排出室を一体に備えて横置きに配置された遠心式気液分離装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
遠心式気液分離装置は、例えば特開平11−264312号公報により公知である。この遠心式気液分離装置はエンジンのブローバイガスからオイルミストを分離するためのもので、軸線を上下方向に向けて配置した上側の気液分離室と下側の液体排出室とを備える。上側に位置する円筒状の気液分離室の内部に接線方向にオイルミストを含むブローバイガスを供給すると旋回流が発生し、遠心力で半径方向外側に分離されたオイルミストが下側に位置する円錐状の液体排出室の下端から排出され、オイルミストを分離されたブローバイガスが気液分離室の中心から上方に排出される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の遠心式気液分離装置は気液分離室および液体排出室の軸線が上下方向に向けて縦置きに配置されているが、取付スペースの制約から遠心式気液分離装置を横置きに配置する必要が生じることがあり、このような場合にも分離した液体を液体排出室からスムーズに排出しなければならない
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、遠心式気液分離装置を横置きに配置した場合に、分離した液体のスムーズな排出を可能にすることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、略円筒状の気液分離室および略円錐状の液体排出室を一体に備えて横置きに配置された遠心式気液分離装置であって、気液分離室に連通する気体供給孔と液体排出室に連通する気体排出孔との間に気液分離プレートを配置し、液体排出室の最大径部と気液分離プレートとの間の最下部に液体排出孔を設けるとともに液体排出孔の上部に逆流防止壁を設け、前記逆流防止壁は液体排出室の下部で旋回流に沿うように形成され、液体排出孔よりも旋回流の上流側で液体排出室の内壁に接続されたことを特徴とする遠心式気液分離装置が提案される。
【0005】
上記構成によれば、気液分離室に連通する気体供給孔と液体排出室に連通する気体排出孔との間に気液分離プレートを配置したので、気体供給孔および気体排出孔の短絡を防止することで気液分離室に強い旋回流を発生させて液体の分離効果を高めるとともに、液体排出口から気液分離室に液体が逆流するのを防止することができ、しかも液体排出室の最大径部と気液分離プレートとの間の最下部に液体排出孔を設けたので、気液分離室および液体排出室の内壁に付着した液体を重力で液体排出孔に導いてスムーズに排出することができる。このように遠心式気液分離装置を横置きに配置しても分離した液体の排出をスムーズに行うことができるので、遠心式気液分離装置のレイアウトの自由度が大幅に向上する。
【0006】
また液体排出孔の上部に逆流防止壁を設けたので、液体排出孔から液体排出室への液体の逆流を効果的に防止することができる。更に、逆流防止壁を液体排出室の下部で旋回流に沿うように形成したので、逆流防止壁が旋回流に与える影響を最小限に抑えることができ、また逆流防止壁を液体排出孔よりも旋回流の上流側で液体排出室の内壁に接続したので、液体排出孔に旋回流が直接作用しないようにして液体排出孔から液体を吸い出す負圧が発生するのを防止することができる。
【0007】
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、液体排出孔よりも旋回流の下流側で液体排出室の内壁と逆流防止壁との間に液体排出通路を設けたことを特徴とする遠心式気液分離装置が提案される。
【0008】
上記構成によれば、液体排出孔よりも旋回流の下流側で液体排出室の内壁と逆流防止壁との間に液体排出通路を設けたので、気液分離室および液体排出室の内壁に付着した液体を支障なく液体排出孔に導くことができる。
【0009】
また請求項3に記載された発明によれば、請求項1または請求項2の構成に加えて、逆流防止壁は液体排出室と一体に形成され、液体排出室側から気液分離室の軸線とほぼ平行に延出することを特徴とする遠心式気液分離装置が提案される。
【0010】
上記構成によれば、液体排出室と一体に形成した逆流防止壁を液体排出室側から気液分離室の軸線とほぼ平行に延出させたので、部品点数を増加させることなく逆流防止壁を形成することができ、しかも気液分離室や液体排出室を成形する際に同時に逆流防止壁を形成できるので、逆流防止壁の成形が容易である。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【0012】
図1〜図4は本発明の一実施例を示すもので、図1は遠心式気液分離装置の縦断面図、図2は図1の2−2線断面図、図3は図1の3−3線断面図、図4は図3の4−4線断面図である。
【0013】
本実施例の遠心式気液分離装置は気体に含まれる液体粒子をサイクロン装置の原理で分離するためのもので、円筒状ハウジング11と、円筒状ハウジング11の右端に一体に連なる円錐状ハウジング12と、円筒状ハウジング11の左端を閉鎖する端板13とを備えており、円筒状ハウジング11および円錐状ハウジング12は、その軸線Lを水平にして配置される。軸線L上に位置する気体排出管14が端板13を貫通しており、気体排出管14の外周に円板状の気液分離プレート15が固定される。気液分離プレート15は円筒状ハウジング11および円錐状ハウジング12の境界のやや左側に位置しており、気液分離プレート15の左側に気液分離室16が区画され、右側に液体排出室17が区画される。気液分離室16および液体排出室17は、気液分離プレート15の外周に形成された隙間αを介して相互に連通する。
【0014】
気体供給管18が端板13に近い気液分離室16に接続されており、その気体供給孔19が気液分離室16の内壁に対して接線方向に開口する(図2参照)。気体排出管14の内部に形成された気体排出孔20は液体排出室17に開口する。液体排出室17の最大径部、つまり気液分離室16との境界の最下部に、液体排出管21の液体排出孔22が連通する。液体排出孔22の上部が、円錐状ハウジング12の内面から一体に延びる逆流防止壁23で覆われる。液体排出室17の内部に発生する旋回流の上流側において、円筒状ハウジング11および円錐状ハウジング12の内壁と逆流防止壁23の端部とが仕切り壁24で接続されるとともに、前記旋回流の下流側において、円筒状ハウジング11および円錐状ハウジング12の内壁と逆流防止壁23の端部との間に液体排出通路25が形成される(図3参照)。
【0015】
このように逆流防止壁23が液体排出室17と一体に設けられており、しかも液体排出室17側から気液分離室16側に向かって軸線Lと略平行に延びているため、円筒状ハウジング11および円錐状ハウジング12を例えばダイキャストで成形する際に、その金型の構造を複雑化することなく逆流防止壁23を同時に一体成形することができる。これにより、部品点数を増加させることなく逆流防止壁23を容易に成形することが可能となる。
【0016】
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用を説明する。
【0017】
気体供給管18から供給された液体の粒子を含む気体が気体供給孔19を通って遠心式気液分離装置の気液分離室16に流入すると、気体供給孔19が気液分離室16の内壁の接線方向に開口しているため、気液分離室16の内部に気体排出管14の周囲を囲むように旋回流が発生し、気体に含まれる液体の粒子が遠心力で半径方向外側に拡散して気液分離室16の内壁に付着する。このとき、気液分離室16と液体排出室17との間に気液分離プレート15が介在しているため、気体供給孔19および気体排出孔20が短絡することが防止され、また気液分離室16の軸線L上に突出する気体排出管14が旋回流のガイド部材となるため、気液分離室16の内部に強い旋回流を発生させて液体の分離効果を高めることができる。しかも気体排出管14を利用して気液分離プレート15を支持したので、気液分離プレート15を支持するための特別の支持部材が不要になる。
【0018】
気液分離離室16から気液分離プレート15の周囲の隙間αを通過して液体排出室17に流入した気体は更に旋回し、そこで分離した液体の粒子が液体排出室17の内壁に付着する。液体を分離された気体は、液体排出室17に開口する気体排出孔20に排出される。そして気液分離室16の内壁に付着した液体と気体排出管14および気液分離プレート15の表面に付着した液体とは、重力で流下あるいは落下して該気液分離室16の底部に集合し、そこから液体排出室17の最下部に設けた液体排出孔22に排出される。また液体排出室17の内壁に付着した液体は円錐状ハウジング12の傾斜した内壁に沿って重力で流下し、液体排出室17の最下部に設けた液体排出孔22に排出される。
【0019】
遠心式気液分離装置を通過する気体の流量が増加して液体排出室17内の旋回流が強まると、液体排出孔22の開口部に作用する負圧で該液体排出孔22内の液体が液体排出室17に吸い出される傾向が生じるが、液体排出孔22の上方が旋回流の流れ方向に沿う逆流防止壁23で覆われ、かつ旋回流の上流側において逆流防止壁23の端部と円筒状ハウジング11の内壁とが仕切り壁24で接続されているため、逆流防止壁23が旋回流に与える影響を最小限に抑えることができるだけでなく、旋回流が液体排出孔22の開口部に直接作用しなくなり、液体排出孔22から液体を逆流させる負圧の発生が抑制される。また液体排出孔22から液体が逆流しても、その液体は逆流防止壁23に阻止されて液体排出室17への流入が防止される。更に、液体排出室17に多少の液体が逆流しても、その液体は気液分離プレート15に阻止されて気液分離室16への逆流が防止される。尚、旋回流の下流側において逆流防止壁23の端部に液体排出通路25が形成されているため、気液分離室16および液体排出室17の内壁を伝わって集まった液体は支障なく液体排出孔22に流入することができる。
【0020】
以上のように、従来は縦置きに配置していた遠心式気液分離装置を横置きに配置しても、気体から分離した液体を液体排出室17からスムーズに排出することができるので、遠心式気液分離装置のレイアウトの自由度が大幅に向上する。
【0021】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【0022】
例えば、実施例の遠心式気液分離装置は軸線Lを水平に配置しているが、軸線Lは完全に水平である必要はなく、多少傾斜していても良い。
【0023】
また本発明の遠心式気液分離装置はエンジンのブローバイガスからオイルミストを分離する場合に有効であるが、他の任意の用途に適用可能である。
【0024】
【発明の効果】
以上のように請求項1に記載された発明によれば、気液分離室に連通する気体供給孔と液体排出室に連通する気体排出孔との間に気液分離プレートを配置したので、気体供給孔および気体排出孔の短絡を防止することで気液分離室に強い旋回流を発生させて液体の分離効果を高めるとともに、液体排出口から気液分離室に液体が逆流するのを防止することができ、しかも液体排出室の最大径部と気液分離プレートとの間の最下部に液体排出孔を設けたので、気液分離室および液体排出室の内壁に付着した液体を重力で液体排出孔に導いてスムーズに排出することができる。このように遠心式気液分離装置を横置きに配置しても分離した液体の排出をスムーズに行うことができるので、遠心式気液分離装置のレイアウトの自由度が大幅に向上する。
【0025】
また液体排出孔の上部に逆流防止壁を設けたので、液体排出孔から液体排出室への液体の逆流を効果的に防止することができる。更に、逆流防止壁を液体排出室の下部で旋回流に沿うように形成したので、逆流防止壁が旋回流に与える影響を最小限に抑えることができ、また逆流防止壁を液体排出孔よりも旋回流の上流側で液体排出室の内壁に接続したので、液体排出孔に旋回流が直接作用しないようにして液体排出孔から液体を吸い出す負圧が発生するのを防止することができる。
【0026】
また請求項2に記載された発明によれば、液体排出孔よりも旋回流の下流側で液体排出室の内壁と逆流防止壁との間に液体排出通路を設けたので、気液分離室および液体排出室の内壁に付着した液体を支障なく液体排出孔に導くことができる。
【0027】
また請求項3に記載された発明によれば、液体排出室と一体に形成した逆流防止壁を液体排出室側から気液分離室の軸線とほぼ平行に延出させたので、部品点数を増加させることなく逆流防止壁を形成することができ、しかも気液分離室や液体排出室を成形する際に同時に逆流防止壁を形成できるので、逆流防止壁の成形が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 遠心式気液分離装置の縦断面図
【図2】 図1の2−2線断面図
【図3】 図1の3−3線断面図
【図4】 図3の4−4線断面図
【符号の説明】
15 気液分離プレート
16 気液分離室
17 液体排出室
19 気体供給孔
20 気体排出孔
22 液体排出孔
23 逆流防止壁
25 液体排出通路
L 軸線
Claims (3)
- 略円筒状の気液分離室(16)および略円錐状の液体排出室(17)を一体に備えて横置きに配置された遠心式気液分離装置であって、
気液分離室(16)に連通する気体供給孔(19)と液体排出室(17)に連通する気体排出孔(20)との間に気液分離プレート(15)を配置し、液体排出室(17)の最大径部と気液分離プレート(15)との間の最下部に液体排出孔(22)を設けるとともに液体排出孔(22)の上部に逆流防止壁(23)を設け、
前記逆流防止壁(23)は液体排出室(17)の下部で旋回流に沿うように形成され、液体排出孔(22)よりも旋回流の上流側で液体排出室(17)の内壁に接続されたことを特徴とする遠心式気液分離装置。 - 液体排出孔(22)よりも旋回流の下流側で液体排出室(17)の内壁と逆流防止壁(23)との間に液体排出通路(25)を設けたことを特徴とする、請求項1に記載の遠心式気液分離装置。
- 逆流防止壁(23)は液体排出室(17)と一体に形成され、液体排出室(17)側から気液分離室(16)の軸線(L)とほぼ平行に延出することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の遠心式気液分離装置。
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